Акриловая лакокрасочная композиция
Владельцы патента RU 2357991:
Федеральное казенное предприятие (ФКП) "Пермский пороховой завод" (RU)
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей. Акриловая лакокрасочная композиция в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пластификатора дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», при этом композиция дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя - тальк, сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость при заявленном соотношении компонентов. Предложенная акриловая лакокрасочная композиция обладает высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию. 2 табл.
Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Акриловая лакокрасочная композиция» по патенту РФ №2314327, МПК C09D 133/04, содержащая, мас.ч.:
Пленкообразующее:
| 48-52%-ный раствор в толуоле | |
| сополимера бутилакрилата, стирола | |
| и метакриловой кислоты в отношении | |
| (37,8-38,8):(58,5-59,5):2,7 | 35-60 |
Пигменты:
| Лазурь железная, сурик железный, | |
| диоксид титана, окись хрома, | |
| крон свинцовый, пигмент голубой | |
| фталоцианиновый, пигмент зеленый | |
| фталоцианиновый, углерод технический, | |
| пигмент желтый железоокисный, | |
| пигмент красный железоокисный | 2-20 |
Кальцитовый наполнитель:
| Карбонат кальция кристаллический | 10-30 |
Органический растворитель:
| Толуол | 5-15 |
| Бутилацетат | 5-15 |
Загуститель:
| Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» | 1-4 |
Диспергатор:
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» | |
| растительный или «Соя лецитин Nalec 10-F» | 0,2-0,6 |
Пластификатор:
| Дибутилфталат | 1-6 |
Недостатком этой акриловой лакокрасочной композиции являются низкая укрывистость высушенной пленки (200 г/см2) и низкая стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды (60 часов) и 3%-ных растворов NaCl и HCl (50 часов).
Задачей изобретения является создание акриловой лакокрасочной композиции, обладающей высокой укрывистостью высушенной пленки и высокой стойкостью покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП - 470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Пленкообразующее:
| Сополимер метилметакрилата и Н - бутилметакрилата смола | |
| «Дегалан LP64/12» | 20-30 |
| Лак алкидно-уретановый | 2-5 |
| Пигменты | 2-20 |
| Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь | |
| гидратированных фосфатов алюминия и кальция или | |
| «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция | 2-6 |
Наполнитель:
| Кальцитовый наполнитель | 10-30 |
| Тальк | 2-8 |
Органический растворитель:
| Толуол | 30-45 |
| Бутилацетат | 5-15 |
Загуститель:
| Органическое производное монтмориллонита | |
| «Бентоне SD-2» | 0,5-3,0 |
Диспергатор:
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» | 0,2-0,6 |
Пластификатор:
| Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 | 1-6 |
| Сиккатив | 0,05-0,50 |
Поверхностно-активное вещество:
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,01-0,50 |
В акриловой лакокрасочной композиции в качестве пленкообразующего используется сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола «Дегалан LP64/12» (приложение: лист спецификации фирмы Degussa, Германия)
Физико-механические характеристики:
| Внешний вид | Гранулы белого цвета |
| Молекулярный вес | 60000 г/мол |
| Кислотное число | 8 мгКОН/г |
| Динамическая вязкость (40%-ного раствора в | |
| метилэтилкетоне) | 180 МПаС |
| Плотность | 1,08 г/см3 |
| Насыпная плотность | 650 г/л |
Лак алкидно-уретановый представляет собой продукт жирного алкида, синтезированного на основе высыхающих жирных кислот и диизоцианата по ТУ 2311-273-05800142-2006.
Физико-механические характеристики:
| Цвет лака по йодометрической шкале, мгI2/100 см3 | 60 |
| Условная вязкость по вискозиметру | |
| ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм | |
| при температуре (20±0,5)°С | 70-300 |
| Массовая доля нелетучих веществ, % | 43-50 |
| Время высыхания до степени 3 при (20±2)°С, ч | 4 |
| Твердость по прибору ТМЛ, усл. единицы | 0,20 |
В качестве пигментов используются:
| Лазурь железная | ГОСТ 21121-75 |
| Сурик железный | ГОСТ 8135-74 |
| Окись хрома | ГОСТ 2912-79 |
| Крон свинцовый | ГОСТ 478-84 |
| Пигмент голубой фталоцианиновый | ТУ 6-36-05011400-17-92 |
| Пигмент зеленый фталоцианиновый | ТУ 6-36-05011400-20-92 |
| Углерод технический | ГОСТ 7885-86 |
| Пигмент желтый железоокисный | ГОСТ 18172-80 |
| Пигмент красный железоокисный | ТУ 6-34-5762326-12-91 |
Диоксид титана CR-02 по ТУ 6-10-01650-92; Диоксид титана «Кронос 2190» и «Кронос 2310» (приложение: лист спецификации).
| Физико-механические характеристики | Кронос 2190 | Кронос 2310 |
| Яркость белого лака, % | 97,3 | 98,2 |
| Дисперсность по гриндометру, мкм | 6,8 | 6,8 |
| Показатель рН среды | 7,8 | 7,9 |
| Содержание рутильной формы, % | 98,9 | 99,9 |
Диоксид титана, обработанный смесью диоксида циркония и оксида алюминия «Тронокс С828» (приложение: лист спецификации).
Физико-механические характеристики
| Содержание TiO2 | 95% |
| Плотность | 4.1 г/см3 |
| Маслоемкость | 18 г/100 г |
| Показатель рН среды | 7,5 |
| Средний размер частиц | 0,19 мкм |
В акриловой лакокрасочной композиции используется пигмент противокоррозионный «Фосмет» и «Полифосмет» по ТУ 2322-003-50898710-2002.
«Фосмет» представляет собой смесь гидратированных фосфатов алюминия, кальция. «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция.
Физико-механические характеристики:
| «Фосмет» | «Полифосмет» | |
| Внешний вид и цвет | Мелкокристаллический порошок белого цвета, некомкующийся и легко сыпучий, без запаха, нерастворимый в воде | |
| Потери массы при прокаливании, % | 18-20 | 18-20 |
| Массовая доля соединений фосфора в пересчете на PO4, % | 55-63 | 53-63 |
| Массовая доля соединений Са в пересчете на Са, % | 9-15 | 9-15 |
| Массовая доля соединений алюминия в пересчете на Al, % | 7-11 | 7-15 |
| рН водной суспензии пигмента с массовой долей 10%, ед. | 5-7 | 5.2-7,0 |
| Остаток на сите с сеткой 0063 мкм, %, не более | 2,0 | 2,0 |
| Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более | 0,5 | 0,5 |
В лакокрасочной композиции в качестве наполнителя используется тальк по ГОСТ 13145-67 со следующими физико-механическими характеристиками:
| Содержание прокаленного нерастворимого в | |
| соляной кислоте остатка, % | 90 |
| Содержание водорастворимых веществ, % | 0,2 |
| Потери массы при прокаливании, % | 6,0 |
| Содержание влаги, % | 0,5 |
| Остаток на сите №0045, % | 3 |
В качестве кальцитового наполнителя используются:
Тонко измельченный белый мрамор высокой чистоты «Омикарб» марок «Омикарб 2-GU, 5-GU, 5-UR, 15-GU» (приложение: лист спецификации) со следующими физико-механическими характеристиками:
| Химический состав СаСо3, | >98% |
| Fe2О3, | <0,15% |
| Остаток, нерастворимый в HCl | <2,0% |
| Плотность | 2,7 г/см |
| Показатель преломления | 1,59 |
| Твердость по Моосу | 3 |
| Средний размер частиц | 2,5-27 мкм |
| Белизна | 94,5-96,5% |
| Показатель рН среды | 9 |
| Маслоемкость | 13-19 г/100 г |
Микронизированный кальцитовый наполнитель МК-10 и МК-40:
| Физико-механические характеристики | МК-10 | МК-40: | |
| Химический состав, % | СаСо3, не менее | 97 | 97 |
| MgO, не более | 0,15 | 0,15 | |
| SiO2, не более | 0,15 | 0,15 | |
| Fe2O3+Al2O3, не более | 0,12 | 0,12 | |
| Массовая доля летучих вещества, % не более | 0,2 | 0,2 | |
| Показатель рН среды | 8-9 | 8-9 |
Карбонат кальция кристаллический по ТУ2321-006-12588040-99 и мел по ГОСТ 82580-80.
В качестве органического растворителя используется толуол по ГОСТ 5789-78 и бутилацетат по ГОСТ8981-75.
В качестве загустителя используется органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», представляющее собой реологическую присадку на основе органических модификаций слоистых силикатов (приложение: лист спецификации фирмы «Леокс ИНК», Германия).
Физико-механические характеристики:
| Состав | Органическое производное |
| монтмориллонита | |
| Цвет | Слабая кремовая окраска |
| Внешний вид | Тонкодисперсный порошок |
| Размер частиц в диспергированном виде | ≥1 мкм |
| Плотность | 1,62 г/см3 |
В качестве диспергатора композиция содержит смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин»
| Лецитин растительный | ТУ6-02-829-83 |
Физико-механические характеристики:
| Состав | Смесь натуральных фосфолипидов |
| с массовой долей фосфатидов 77-90% | |
| Внешний вид | Пастообразная масса от светло-желтого до |
| темно-коричневого цвета | |
| Кислотное число | 40 мгКОН/г |
Соя лецитин «Nalec 10-F» (приложение: лист спецификации BYK CHEMJE Германия)
Физико-механические характеристики:
| Состав | Смесь натуральных фосфолипидов |
| Содержание масла | 38% |
| Вязкость | 125 с |
| Кислотное число | 30 мгКОН/г |
Соя лецитин «АДЛЕК» (приложение: информационный листок) Физико-механические характеристики:
| Состав | Смесь натуральных фосфолипидов |
| Вязкость при 25°С | 10 Пас |
| Кислотное число | 28 мгКОН/г |
| Пероксидное число | 1 |
| Общее число микроорганизмов | 5000 гр |
В качестве пластификатора используется хлорпарафин ХП-470 по ТУ6-01-16-90 и дибутилфталат по ГОСТ 8728-88.
Для ускорения высыхания в лакокрасочной композиции используется сиккатив, представляющий собой раствор в уайт-спирите соли тяжелого металла (свинца, марганца, кобальта, цинка, железа, кальция), дистиллированной нафтеновой кислоты по ГОСТ 1003-73.
Физико-механические характеристики:
| Цвет по йодометрической шкале, мгI2/100 см3 | 500 |
| Массовая доля нелетучих веществ, % | 32-75 |
| Массовая доля металла, % | 0,9-25 |
| Температура вспышки, °С | 33 |
В качестве поверхностно-активного вещества в акриловой лакокрасочной композиции используется полиметилсилоксановая жидкость, представляющая собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры по ГОСТ 13032-77.
Физико-механические характеристики:
| Кинематическая вязкость при 20°С | 192-208 cCm |
| Динамическая вязкость при минус 50°С | 2000 сП |
| Показатель рН среды | 6,2-7,0 |
| Массовая доля кремния, % | 37,0-38,5 |
Предлагаемая акриловая лакокрасочная композиция готовится следующим образом.
В смесителе без обогрева смешивают пленкообразующие пигменты, наполнитель, органический растворитель, загуститель, диспергатор, пластификатор, сиккатив и поверхностно-активное вещество, а затем смесь в бисерной мельнице перетирают до дисперсности не более 50 мкм.
В таблице 1 приведены примеры конкретного выполнения компонентного состава акриловой лакокрасочной композиции.
Укрывистость высушенной пленки, стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды и 3%-ных растворов NaCl и HCl по прототипу определены дополнительно.
В таблице 2 приведены свойства предлагаемой акриловой лакокрасочной композиции в сравнении с составом по прототипу.
Из таблицы 2 видно, что акриловая лакокрасочная композиция по изобретению имеет значения укрывистости высушенной пленки 140-160 г/см2 и стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С воды 70-72 часа, 3%-ного раствора NaCl 70-74 часа и 3%-ного раствора HCl 70-73 часа при сохранении значений остальных показателей на том же уровне.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Наименование компонентов | По прототипу, мас.ч. | По примерам, мас.ч. | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
| Пленкообразующее: | ||||||||||||
| 48-52%-ный раствор в толуоле сополимера бутилакрилата стирола и метакриловой кислоты в отношении (37,8-38,8)(58,5-59,5):2,7 | 35-60 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата смола «Дегалан LP 64/12» | - | 20 | 21 | 22 | 24 | 26 | 28 | 26 | 28 | 29 | 30 | 30 |
| Лак алкидно-уретановый | - | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 5 | 4 | 5 | 5 |
| Пигменты | 2-20 | 2 | 5 | 10 | 15 | 18 | 20 | 19 | 17 | 8 | 10 | 20 |
| Противокоррозионный пигмент «Фосмет»-смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция | - | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | 6 | 6 |
| Наполнитель: | ||||||||||||
| Кальцитовый наполнитель | 10-30 | 10 | 12 | 15 | 20 | 22 | 23 | 25 | 27 | 28 | 29 | 30 |
| Тальк | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | |
| Органический растворитель: | - | |||||||||||
| Толуол | 5-15 | 30 | 33 | 35 | 37 | 40 | 43 | 43 | 40 | 45 | 45 | 45 |
| Бутилацетат | 5-15 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 14 | 14 | 13 | 13 | 15 | 15 |
| Загуститель: | ||||||||||||
| Органическое производное монтмориллонита «Бентоне-SD2» | 1-4 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | 1,3 | 1.3 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 2,8 | 3,0 |
| Диспергатор: | ||||||||||||
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» | 0,2-0,6 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| Пластификатор: | ||||||||||||
| Дибутилфталат или | 1-6 | 1 | 2 | 3 | - | 4 | - | 3 | 4 | 5 | - | 6 |
| Хлорпарафин ХП - 470 | - | - | - | - | 1 | - | 3 | - | - | - | 6 | - |
| Сиккатив | - | 0,05 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,50 |
| Поверхностно-активное вещество: | ||||||||||||
| Полиметилсилоксановая жидкость | - | 0,01 | 0,02 | 0,05 | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,30 | 0,35 | 0,45 | 0,45 | 0,50 |
| Таблица 2 | ||||||||||||
| Наименование показателей | По прототипу | По примерам | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||
| Время высыхания до степени 3 по ГОСТ 19007-73 при температуре 20°С, мин | 55-60 | 55 | 56 | 58 | 58 | 59 | 55 | 56 | 56 | 59 | 59 | 59 |
| При температуре +60°С, мин | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Адгезия покрытия, балл, по ГОСТ 15140-78 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Прочность при ударе, см, по ГОСТ4765-73 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| Твердость пленки, условные единицы, по ГОСТ 5233-89 | 0,45-0,50 | 0,45 | 0,48 | 0,50 | 0,50 | 0,47 | 0,47 | 0,48 | 0,50 | 0,50 | 0,50 | 0,50 |
| Блеск покрытия, %, по ГОСТ 896-69 | 67-72 | 70 | 72 | 71 | 72 | 70 | 70 | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 |
| Стойкость покрытия к истиранию, мг/мкм, по ГОСТ 20811-75 | 0,20-0,25 | 0,24 | 0,24 | 0,23 | 0,22 | 0,21 | 0,22 | 0,24 | 0,24 | 0,23 | 0,24 | 0,23 |
| Укрывистость высушенной пленки, г/см2, по ГОСТ 8784, метод 1 | 200 | 140 | 150 | 155 | 160 | 155 | 150 | 145 | 155 | 160 | 160 | 160 |
| Стойкость покрытия к статическому воздействию при (20±2)°С, ч, по ГОСТ 9.403 метод А - воды |
60 | 70 | 71 | 72 | 71 | 72 | 70 | 70 | 72 | 72 | 72 | 72 |
| - 3%-ного раствора NaCl | 50 | 72 | 72 | 70 | 74 | 71 | 74 | 72 | 72 | 72 | 72 | 74 |
| - 3%-ного раствора HCl | 50 | 71 | 73 | 73 | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | 73 | 70 | 73 |
Акриловая лакокрасочная композиция, включающая акриловый пленкообразователь, пигменты, кальцитовый наполнитель, органический растворитель - толуол и бутилацетат, загуститель - органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2», диспергатор - смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин», пластификатор, отличающаяся тем, что в качестве акрилового пленкообразователя содержит сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смолу «Дегалан LP64/12», а также лак алкидно-уретановый, в качестве пигмента дополнительно содержит противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь гидратированных фосфатов алюминия и кальция или «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция, в качестве наполнителя дополнительно содержит тальк, в качестве пластификатора содержит дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470, кроме того, композиция дополнительно содержит сиккатив и поверхностно-активное вещество - полиметилсилоксановую жидкость, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Сополимер метилметакрилата и Н-бутилметакрилата - смола | |
| «Дегалан LP64/12» | 20-30 |
| Лак алкидно-уретановый | 2-5 |
| Пигменты | 2-20 |
| Противокоррозионный пигмент «Фосмет» - смесь | |
| гидратированных фосфатов алюминия и кальция или | |
| «Полифосмет» - соединения полифосфатов алюминия и кальция | 2-6 |
| Кальцитовый наполнитель | 10-30 |
| Тальк | 2-8 |
| Толуол | 30-45 |
| Бутилацетат | 5-15 |
| Органическое производное монтмориллонита «Бентоне SD-2» | 0,5-3,0 |
| Смесь натуральных фосфолипидов «Соя лецитин» | 0,2-0,6 |
| Дибутилфталат или хлорпарафин ХП-470 | 1-6 |
| Сиккатив | 0,05-0,50 |
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,01-0,50 |







