Водно-дисперсионная краска

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Кошевар Василий Дмитриевич Бычко Галина Владимировна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Водно-дисперсионная краска, включающая акриловый латекс, поверхностно-активное вещество, пигмент, коалесцент, наполнитель, ингибитор коррозии, антисептик и воду, отличающаяся тем, что в качестве акрилового латекса содержит латекс стиролакрилатного сополимера, в качестве поверхностно-активного вещества - триэтаноламин, в качестве пигмента - феррит-пигмент, в качестве коалесцента - бутиловый эфир этиленгликоля, в качестве наполнителя - слюду и пигментную смесь МОПОМ, в качестве ингибитора коррозии - таннин, а в качестве антисептика - бензоат натрия и дополнительно включает водную эмульсию полиметилсилоксановой смолы в качестве гидрофобизатора и натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в качестве буферного компонента при следующем соотношении компонентов, мас.латекс стиролакрилатного сополимера 35,8-45,0 триэтаноламин 0,3-0,4 феррит-пигмент 10,0-16,7 бутиловый эфир этиленгликоля 0,44-0,50 слюда 6,0-6,5 пигментная смесь МОПОМ 12,5-17,2 таннин 0,3-0,5 бензоат натрия 0,44-0,50 водная эмульсия полиметилсилоксановой смолы 4,0-4,8 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,4-0,5 вода остальное. Изобретение относится к лакокрасочным материалам и может найти применение в производстве водно-дисперсионных красок на основе акриловых латексов. Известен состав водно-дисперсионной краски на основе акриловых латексов 1. Недостатком данного материала является невозможность использования для защитной окраски незагрунтованного металла. 10395 1 2008.02.28 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является состав водно-дисперсионной краски 2 - прототип, включающий акриловый латекс, поверхностно-активное вещество, пеногаситель, диспергатор, пигменты, коалесцент, наполнители, ингибитор коррозии, антисептик, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.45-50 -ный латекс сополимера бутилакрилата, стирола,метакриловой кислоты в массовом соотношении мономеров 57-6430-356-8 50,0-55,0 Оксиэтилированный алкилфенол ОП-7 или ОП-10 0,1-0,5 Трибутилфосфат 0,4-1,0 Гексаметафосфат натрия или полифосфат натрия 0,1-0,5 Двуокись титана рутил 12,0-19,0 Пигмент желтый железоокисный, или пигмент голубой фталоцианиновый, или пигмент зеленый нитрозонафтоловый,или пигмент алый концентрированный, или их смеси 0,01-6,0 Диэтиленгликоль или моноэтиловый эфир этиленгликоля 1,0-3,0 Карбонат кальция 5,0-8,0 Нитрит натрия 0,1-1,0 Диэтиловый эфир полиоксиметиленгликоля Сополимер акриловой кислоты, акриламида,-метилолакриламида в массовом соотношении мономеров 5-2545-8510-30 0,2-0,4 Вода остальное. Недостатком данного состава краски является низкая устойчивость к статическому воздействию коррозионных сред лакокрасочных покрытий, сформированных на основе данного материала. Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эксплуатационных свойств стальных конструкций путем формирования защитного покрытия с хорошей свето-, водо-, соле-, маслостойкостью. Поставленная задача достигается тем, что водно-дисперсионная краска, включающая акриловый латекс, поверхностно-активное вещество, пигмент, коалесцент, наполнитель,ингибитор коррозии, антисептик и воду, отличается тем, что в качестве акрилового латекса содержит латекс стиролакрилатного сополимера (50 водная дисперсия Липатон 260, производства Германии), в качестве поверхностно-активного вещества - триэтаноламин (ТУ 6-09-2448-86), в качестве пигмента - феррит пигмент (пигмент оксидный железосодержащий, желто-коричневый, ТУ РБ 100205847.013-2001), в качестве коалесцента бутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв, ГОСТ 83313-86), в качестве наполнителя - слюду (ГОСТ 855-74) и пигментную смесь МОПОМ (ТУ РБ 100029049.021-2002),в качестве ингибитора коррозии - таннин (производства Германии), в качестве антисептика - бензоат натрия (ТУ 6-09-2785-78), и дополнительно содержит в качестве гидрофобизатора водную эмульсию полиметилсилоксановой смолы Родорсил-878, в качестве буферного компонента - натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б, ГОСТ 10652-73) при следующем соотношении компонентов, мас.Латекс стиролакрилатного сополимера 35,8-45,0 Триэтаноламин 0,3-0,4 Феррит-пигмент 10,0-16,7 Бутиловый эфир этиленгликоля 0,44-0,5 Слюда 6,0- 6,5 Пигментная смесь МОПОМ 12,5-17,2 Таннин 0,3-0,5 2 10395 1 2008.02.28 Бензоат натрия Водная эмульсия полиметилсилоксановой смолы Натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты Вода Противокоррозионная защита предлагаемой водно-дисперсионной краской достигается как за счет введения антикоррозионного феррит-пигмента, наполнителя МОПОМ,ингибитора коррозии - таннина, так и за счет использования пленкообразователя на основе акрилового латекса, содержащего реакционно-активные функциональные группы сшивающего и гидрофобизирующего агентов, обеспечивающих высокую степень отверждения,водоотталкивания и адгезионную связь с металлической подложкой. Высокая защитная способность краски в течение длительного времени сохраняется только при совместном использовании пигментной смеси МОПОМ, феррит-пигмента и слюды, обеспечивающих пассивирующий эффект и антикоррозионную барьерную защиту, усиливая противодействие внешним влияниям и продлевая срок службы стальных конструкций. Феррит-пигмент представляет собой оксидный железосодержащий пигмент, который получают путем переработки отходов в виде железосодержащих шламов, образующихся при очистке гальванических стоков. Он имеет следующий состав, мас.феррит кальция(24) - 45 феррит формулы (Мее)3 О 4 - 30 фосфат хрома, железа - 25. Пигментная смесь МОПОМ представляет собой смесь, состоящую из минерального наполнителя, полимерного связующего, органического пигмента, и применяется в качестве декоративно-отделочного материала. Ее состав, мас.аэросил (ТУ РБ 00203714.006.-94,химзавод, г. Гомель) - 91,08 латекс стиролакрилатного сополимера (Липатон-260) - 4,46 краситель триарилметиловый алый марки 2 С ТП (ТУ 6-14-946-82) - 4,46. Технологический процесс изготовления краски состоит из трех этапов (3) 1. Приготовление пигментной пасты. 2. Приготовление пленкообразователя. 3. Смешение пасты и пленкообразователя. Пример 1. Приготовление пигментной пасты. 1.1. Смешивание феррит-пигмента (12,5 ), слюды (6,2 ), наполнителя МОПОМ(16,7 ), триэтаноламина (0,4 ) в воде с добавлением дисперсии Липатон-260 (7,5 ) и дисперсии Родорсил-878 (0,2 ). 1.2. Диспергирование смеси на шаровой мельнице до степени перетира 40-50 мкм (по гриндометру). 2. Приготовление пленкообразователя. 2.1. Смешивание оставшегося количества дисперсий Липатон-260 и Родорсил-878,таннина (0,42 ), бутилцеллозольва (0,44 ) и бензоата натрия (0,44 ) в смесителе при интенсивном перемешивании до получения стабильной эмульсии. 3. Смешение пасты и пленкообразователя. 3.1. Добавление эмульсии приготовленного пленкообразователя в пигментную пасту и перемешивание до получения однородной массы. Остальные примеры выполнены аналогично примеру. Составы предлагаемой краски приведены в таблице. Перед испытаниями краску разбавляют дистиллированной водой до вязкости 2030 сек, фильтруют через сетку 1 по ГОСТ 6613 и наносят кистью, валиком или другими способами на подготовленные по ГОСТ 8832 (раздел 3) металлические пластинки. Свойства предлагаемой краски определены по нормативно-технической документации(ГОСТ 28196-89) для лакокрасочных материалов и сведены в таблицу. 3 10395 1 2008.02.28 Таблица Состав и характеристики водно-дисперсионной краски Наименование компонентов и характеристик 1 Компоненты Акриловый латекс Латекс (эмульсия) сополимера бутилакрилата, стирола, метакриловой кислоты Латекс (дисперсия) стиролакрилатного сополимера Коалесцирующая добавка Моноэтиловый эфир этиленгликоля Бутиловый эфир этиленгликоля Пигменты Диоксид титана Пигмент голубой фталоцианиновый Феррит-пигмент Наполнители Карбонат кальция Слюда Пигментная смесь МОПОМ Поверхностно-активное вещество Оксиэтилированный алкилфенол ОП-10 Триэтаноламин Трибутилфосфат Полифосфат натрия Антисептик-консервант Диэтиловый эфир полиоксиметиленгликоля Бензоат натрия Ингибитор коррозии Нитрит натрия Таннин Сополимер акриловой кислоты,акриламида,-метилолакриламида Эмульсия полиметилсилоксановой смолы Трилон Б Вода Состав краски и значение характеристик Варианты предлагаемой краски Прототип 1 2 3 4 2 3 4 5 6 10395 1 2008.02.28 Продолжение табл. 1 Характеристики ВДК Степень перетира, мкм,ГОСТ 6589, способ А Массовая доля нелетучих веществ, , ГОСТ 17537 Адгезия методом решетчатых надрезов, балл, ГОСТ 15140-78 Укрывистость, г/м 2, ГОСТ 8784 Условная светостойкость, ч,ГОСТ 21903 Стойкость покрытия к статическому воздействию жидкости при температуре 20 С,ГОСТ 9.403 (метод А), часов Диапазон изменения концентраций компонентов в составе водно-дисперсионной краски обусловлен следующими факторами. Увеличение содержания латекса Липатон-260 выше 45 , а дисперсии Родорсил 878 выше 4,8 экономически нецелесообразно, т.к. при этом не отмечено улучшение физико-технических характеристик покрытия. Снижение концентрации Липатона-260 до 35 приводит к значительному ухудшению адгезии к металлической подложке (по методу решетчатых надрезов адгезия такого покрытия ухудшается до 2-3 баллов). При концентрации феррит-пигмента выше 17 , пигментной смеси МОПОМ выше 17,5 и слюды выше 7,0 увеличивается вязкость краски, затрудняется работа с краской, появляется неравномерность и шероховатость покрытия. При концентрации указанных пигментов и слюды ниже запредельной нормы не обеспечивается повышение эксплуатационных свойств (светостойкости, водо-, соле- и маслоустойчивости). Добавки буферного компонента, антисептика, коалесцента, а также эмульгирующего поверхностно-активного вещества вводятся в небольших количествах, значительного влияния на изменение характеристик краски и покрытий на их основе не оказывают, поэтому их максимальное запредельное содержание не оправдано, а содержание ниже запредельного не рекомендовано, т.к. существуют обоснованные нормы их введения в рецептуры красок 3. Таннин в данной рецептуре играет двоякую роль - загустителя и ингибитора коррозии. Введение его выше 0,5 вызывает сильное загущение краски, а при содержании таннина менее 0,3 не обеспечивается защитный пассивирующий эффект покрытия на основе данной краски. Из приведенных результатов видно, что предлагаемая композиция по сравнению с прототипом обеспечивает значительное повышение устойчивости к статическому воздействию воды и 3 -го раствора . По другим показателям предлагаемая композиция не отличается от прототипа. 5 10395 1 2008.02.28 Таким образом, предлагаемая водно-дисперсионная краска позволяет повысить эксплуатационные свойства стальных конструкций, обеспечивая их надежную коррозионную защиту, а за счет применения в рецептуре краски пигментов, полученных на основе дешевого местного сырья, значительно снижена себестоимость краски. Предлагаемая водно-дисперсионная краска может быть получена по стандартной технологии изготовления водно-дисперсионной краски с применением типового оборудования. Таким образом, заявляемое техническое решение обладает промышленной применимостью. Источники информации 1.116284 А, 23.06.1985 // Бюл.23. 2. Патент 2177489, С 2. 27.12.2001 // Бюл.36. 3. Толмачев И.А., Верхоланцев В.В. Новые водно-дисперсионные краски. - Л. Химия,1979. - С. 7. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6