Состав для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели и способ его получения

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОЙ ОТДЕЛКИ ПАРКЕТНЫХ ПОЛОВ И МЕБЕЛИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(71) Заявитель Производственное унитарное предприятие МАВ(72) Авторы Минько Александр ВойтеховичБабкин Олег Эдуардович(73) Патентообладатель Производственное унитарное предприятие МАВ(57) 1. Состав для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели, содержащий пленкообразователь, загуститель, коалесцирующую добавку и воду, отличающийся тем,что он в качестве пленкообразователя содержит смесь двух акриловых эмульсий, взятых в массовом соотношении 1(4-5), а в качестве коалесцирующей добавки-эмульсию ксилола в водном растворе неонола при следующем соотношении компонентов, мас.ч. смесь двух акриловых эмульсий 100 загуститель 1,0-3,0 ксилол 12,0-48,0 неонол 0,5-1,5 вода 150,0-170,0,при этом минимальная температура пленкообразования для первой эмульсии 15-25 С,для второй 50-70 С, а отношение размеров частиц первой и второй эмульсий 0,5-1,0. 2. Способ получения состава для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели, заключающийся в том, что смешивают пленкообразователь, загуститель, коалесцирующую добавку и воду, отличающийся тем, что используют коалесцирующую добавку, предварительно приготовленную в скоростном смесителе при скорости вращения не менее 300 об/мин путем приливания ксилола в водный раствор неонола при подаче ксилола 3-8 л/мин, загуститель используют в виде водного раствора, при этом смешивание осуществляют в течение 1,5-2 ч.(56)1397465 1, 1988.1375634 1, 1988.2073047 1, 1997.0356920 3, 1991.0029144 1, 1981. Изобретение относится к области составов для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели и предназначено для использования в строительстве и различных отраслях промышленности, в которых необходима повышенное качество отделки деревянных конструкций. 5388 1 Для отделки поверхностей из дерева в настоящее время широко используют различные водные лаки, которые вытесняют лаки на основе органических растворителей в связи с тем, что водные лаки обеспечивают более высокую экологичность, например универсальные водоразбавляемые акриловые лаки немецких фирмимарки- и его аналоги 1 стр. 6-7, которые нетоксичны и устойчивы в широком диапазоне температур. Однако покрытия из этих композиций обладают недостаточно высокой твердостью,водостойкостью, стойкостью к истиранию, что приводит к снижению потребительских свойств покрытия. Известны приемы улучшения растекания водоразбавляемого лакокрасочного материала и обеспечения равномерности получаемого слоя при покрытии древесины путем подбора составляющих материал ингредиентов 2. В этом техническом решении достигается повышенная растекаемость материала и получение матового цвета покрытия без применения пигментов, скрывающих декоративный эффект древесины, путем использования в рецептуре дополнительно эпоксидной смолы. Однако это техническое решение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в его рецептуре используется органический растворитель, что ухудшает экологичность, требует дополнительных мер по обеспечению безопасности выполнения работ. Известны также различные технические решения, обеспечивающие высокую прочность покрытия, наносимого на обрабатываемую поверхность путем использования смеси различных латексов, образующих пленку после отвердения. Например, в 3 предложено использовать смесь латекса карбоксилатного бутадиеннитрильного каучука и латекса бутандиеннитрильного каучука, которую отвержают добавкой вулканизирующего агента. Однако известная композиция имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что получаемое покрытие не обладает достаточными декоративными свойствами и необходимой адгезией для использования при отделке древесины, а предназначено для временной защиты обрабатываемой поверхности при хранении и транспортировке. Известен также 4 состав водного лакокрасочного материала, высыхающего при комнатной температуре. Известный состав содержит жидкую водную эпоксимодифицированную акриловую смолу и 0,57(в пересчете на твердый компонент указанной смолы) водорастворимого силанового связующего типа -(-аминоэтил) аминопропилметил диметоксисилана или -глицидоксипропил триметоксисилана. Однако и этот известный состав не обеспечивает достаточную твердость покрытия и достаточные показатели, характеризующие его истираемость. Из известных технических решений наиболее близким объектом к заявляемому по совокупности существенных признаков является лакокрасочный состав 139765 А 1 5,принятый авторами за прототип. Принятый за прототип объект представляет собой лакокрасочный состав для внутренних работ при окраске, в частности, деревянных поверхностей, включающий полимерное пленкообразующее, пигмент, наполнитель, эмульгатор, загуститель, фунгицид и воду. Дополнительно состав может содержать коалесцирующую добавку. В данном источнике описан также способ получения вышеуказанного лакокрасочного состава путем совмещения пленкообразующего с другими компонентами. Однако покрытие, выполненное лаком, принятым за прототип, не обеспечивает высокого качества, из-за снижения физико-механических и защитных свойств покрытия при его эксплуатации. Выполненное этим лаком покрытие имеет недостаточную прочность на истирание, недостаточно высокую водостойкость. Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей использования водорастворимого лака путем обеспечения высокого качества выполненного заявляемым составом покрытия, а также улучшение физико-механических и 2 5388 1 защитных свойств покрытия в сравнении с известными, создание таким образом более конкурентоспособной продукции. В результате решения этой задачи достигнут новый технический результат, заключающийся в разработке нового состава с улучшенными физико-механическими и защитными свойствами при отсутствии ограничений по технологии его использования, что позволило выпустить на рынок продукцию, пользующуюся повышенным спросом. Данный технический результат достигнут тем, что состав для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели, содержащий пленкообразователь, загуститель, воду и коалесцирующую добавку, согласно изобретению, в качестве пленкообразователя содержит смесь двух акриловых эмульсий с минимальными температурами пленкообразования 1525 С для первой эмульсии и 5070 С для второй, причем массовое отношение количества первой эмульсии ко второй составляет 145 и отношение размеров частиц первой эмульсии к размерам частиц второй находится в пределах от 0,5 до 1,0, а в качестве коалесцента состав содержит водную эмульсию ксилола, при этом соотношение компонентов составляет мас. ч. смесь акриловых эмульсий 100 ксилол 1248 загуститель 13 неонол 0,51,5 вода 150170. При этом в качестве первой эмульсии могут использоваться акриловые эмульсии А 10 (фирма )290 (фирма )424 (фирма ), а в качестве второй акриловой эмульсии -4300 (фирма ). Отличительной особенностью заявляемого состава является то, что в качестве пленкообразователя он содержит смесь двух акриловых эмульсий с минимальными температурами пленкообразования 1525 С для первой эмульсии и 5070 С для второй, причем массовое отношение количества первой эмульсии ко второй составляет 145 и отношение размеров частиц первой эмульсии к размерам частиц второй находится в пределах от 0,5 до 1,0. Если минимальная температура пленкообразования первой акриловой эмульсии выходит за пределы 1525 С, состав не образует декоративного покрытия, оно трещит. Это же происходит, если минимальная температура пленкообразования второй акриловой эмульсии выходит за пределы 5070 С. Экспериментально установлено, что при соотношении первой и второй акриловых эмульсий больше, чем 14 покрытие не обладает твердостью, необходимой для паркетных лаков (твердость по маятниковому прибору М-3 (ГОСТ 5233-89) меньше 0,3), недостаточно водостойко, легко истирается. При соотношении первой и второй акриловых эмульсий меньше, чем 15 получаемая пленка неоднородна, покрытие имеет неудовлетворительный внешний вид. При отношении размеров частиц первой эмульсии к размерам частиц второй больше 1,0 покрытие обладает низкой твердостью и недостаточными показателями истираемости, а при отношении размеров частиц первой эмульсии к размерам частиц второй меньше 0,5 покрытие не обладает водостойкостью. Еще одной отличительной особенностью заявляемого состава является то, что в качестве коалесцента состав содержит водную эмульсию ксилола, что, как это установлено экспериментально, позволяет повысить эффективность получаемого коалесцента, повысить гомогенность смеси компонентов лака и тем самым улучшить качество покрытия. Отличительной особенностью заявляемого способа получения состава является то, что коалесцирующую добавку предварительно приготавливают в скоростном смесителе при скорости вращения перемешивающего органа не менее 300 об/мин путем приливания ксилола в водный раствор неонола при подаче ксилола 38 л/мин. 3 5388 1 При скорости вращения мешалки менее 300 об/мин получаемая эмульсия коалесцента не стабильна и расслаивается со временем, что не позволяет получить однородного состава лака. При подаче ксилола в смеситель с расходом более 8 л/мин получаемая эмульсия также нестабильна из-за недостаточной гомогенизации, а при подаче ксилола в смеситель с расходом менее 3 л/мин процесс вести экономически не выгодно, так как он растягивается во времени, не влияя на свойства получаемой эмульсии коалесцента. Пример 1. Способ приготовления паркетного лака. 1. Приготовление эмульсии коалесцента. В 100 г. воды растворяют 10 г. неонола. Берут 30 г. раствора (10 раствор неонола в воде) заливают в емкость со скоростной мешалкой, число оборотов которой составляет не менее 300 об/мин, и приливают при включенной мешалке 90 г. ксилола при подаче 3 л/мин. 2. Приготовление раствора загустителя. В емкость с 90 г. воды насыпают 10 г. порошка загустителя (сульфоцелл) и перемешивают 35 ч до полного его набухания. 3. В смеситель с включенной рамной мешалкой (скорость вращения 20 об/мин) заливают 96 г. латекса 4300 (фирма ), его минимальная температура пленкообразования составляет 54 С, средний размер частиц - 0,2 мкм, и 24 г. латекса А-10 (фирма) с минимальной температурой пленкообразования 18 С и средним размером частиц 0,1 мкм, затем приливают 36 г. эмульсии коалесцента, 6 г. раствора загустителя (10 раствор сульфоцелла) и 6 г. воды. Состав перемешивают в течение 90 мин. В табл. 1 приведены примеры составов заявляемого лака для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели с различными вариантами инградиентов, которые получены по способу, описанному в примере 1 (Примеры 15). Пример 6. Состав приготавливали по рецептуре примера 1 и таким же способом, но при получении эмульсии коалесцента подавали ксилол в водный раствор неонола с расходом 8 л/мин. Пример 7. Состав приготавливали по рецептуре примера 1 и таким же способом, но при получении эмульсии коалесцента подавали ксилол в водный раствор неонола с расходом 6 л/мин. Таблица 1 примеров Компоненты Смесь акриловых эмульсий - первой с миним. температурой пленкообразования 18 С и второй с миним. температурой пленкообразования 54 С при соотношении размеров их частиц 1/2 и при соотношении масс (в пересчете на сухой остаток) 14 15 14,5 Смесь акриловых эмульсий при соотношении размеров их частиц 1/1 и при соотношении масс 1/4 (в пересчете на сухой остаток) с минимальной температурой пленкообразования 5388 1 Продолжение табл. 1 примеров Компоненты первой 15 С и второй 70 С первой 25 С и второй 50 С Загуститель сульфоцелл карбоксиметилцеллюлоза Ксилол Неонол Вода В табл. 2 приведены экспериментально полученные показатели свойств покрытий,выполненных лаком АКРОЛАК-8, принятым за прототип, и заявляемым составом. Таблица 2 Показатели свойств покрытия(метод и единица измерения) Внешний вид после высыхания Массовая доля нелетучих (ГОСТ 8832-84) Время высыхания до степени 3 при 202 С - мин (ГОСТ 19007-78) Твердость по маятниковому прибору М-3 (ГОСТ 5233-89) Стойкость к статическому воздействию жидкостей при 202 С - ч(ГОСТ 9.403-80) воды 40 раствора этилового спирта 9 раствора уксусной кислоты Износостойкость лакокрасочных покрытий относительно фотостекла прототип Заявляемый состав по примерам АКРОЛАК- 1 2 3 4 5 6 7 8 Однородная прозрачная пленка 29,0 33,0 33,5 36,5 35,0 33,5 33,0 33,0 60 Для паркетного лака очень важной характеристикой получаемого покрытия является износостойкость. Износостойкость определяли на приборе АПГи, предназначенном для испытания на истирание резины, который рекомендован 6, 7 и для определения износостойкости лакокрасочных покрытий. Об износостойкости судят по изменению веса или объема покрытий при истирании их шлифовальной шкуркой. Образец с покрытием закрепляют на столике таким образом, чтобы можно было произвести истирание на двух участках. Барабан со шкуркой устанавливают на покрытие,включают прибор и производят истирание в течение 2 мин. Затем образец снимают, обдувают воздухом и взвешивают с точностью до 0,01 г. Расчет величины износа проводят по формуле 5388 1 где- износ, мг/см 2 м- вес истертого материала, мг А - площадь касания, см 2- путь трения, м. Поскольку на результаты испытаний оказывает влияние абразивная способность шкурок, рекомендуют 6 о степени износостойкости лакокрасочных покрытий судить, сравнивая ее с износостойкостью фотостекла (ГОСТ 683-52). Истирание фотостекла проводят по тому же режиму, что и исследуемого покрытия. Результаты испытаний выражают весовым коэффициентом износа этэт , где- износ испытуемого покрытия, мг эт - износ покрытия, принятого за эталон, мг. Из табл. 2 следует, что благодаря предложенной рецептуре водного состава для защитно-декоративной отделки паркетных полов и мебели и разработанного способа его приготовления получают более качественное покрытие в сравнении с прототипом как по внешнему виду, так и по физико-механическим и защитным свойствам, в 1,5 раза улучшается показатель износостойкости, в два раза увеличивается водостойкость. Таким образом, приведенные отличительные особенности заявляемого изобретения в сравнении с прототипом повышают его конкурентоспособность, т.к. они обеспечивают улучшение физико-механических и защитных свойств состава, а также повышает стойкость покрытия. Источники информации 1. Вселенная лаков и красок. Обзор. Строй - . -3(86), 27 января - 2 февраля 1988. 2. А.с. СССР 1728132, МПК С 09101/18, 1990. 3. А.с. СССР 1799885, МПК С 09113/02, 1989. 4. Патентная заявка Японии 1-19829, 1989. 5. А.с. СССР 1397465 А 1, 1988 (прототип). 6. Якубович Д.С., Шмайн Р.Е. Лакокрасочные материалы и их применение, 1967.4. - С. 66-68. 7. Рубинштейн Б.Л. и др. Лакокрасочные материалы и их применение, 1964. -2. С. 50. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6