Лакокрасочная композиция для покрытия резиновых изделий

 

Союз Советски к

Социалистнческмк

Респ1гбпмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»(952929 (6l ) Дополнительное к авт. симл-ву (51) М. Кл. з (22) Заявлено 28.01.81 (21) 3238425/23 — 05 с присоединением заявки № (28) П рмормтет

С 09 0 3/36

1ооударстеенный комитет ао делам изобретений н открытий

ОпУбликовано 23.08.82. Б(оллетемь № 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (53) УДК 678.7. .046 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Левин, В. А. Берестнев, Б. К. Голубев и В. Н. Герасимов ( с (71) Заявитель

Научно — исследовательский институт резиновых и лагексных изделий (54) ЛАКОКРАСОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЪГГИЯ

РЕЗИНОВЪ|Х ИЗДЕЛИЙ l

Изобретение относится к производству лакокрасочных материалов, рекомендуемых для покрытия резиновых изделий с последующей их влуканизацией и может быть использовано в резинЬобувной промышленности для лакирования резиновой обуви темных тонов при вулканизации ее в паровоздушной или воздушной среде.

Известно, что лакирование резиновой обуви производится лакокрасочными композициями на основе окисленных растительных масел, а гакже термодеструктированных растворов натрийбутадиенового каучука. В зависимости от свойств лакокрасочной композиции и природы пленкообразующего эти составы отличаются по способу нанесения на резиновую обувь (1).

Однако эти композиции обладают низкой укрываемостью.

Наиболее близкой к предлагаемой по .технической сущности и получаемому эффекту является лакокрасочная композиция для покрытия изделий, включающая, пленкообразующее— окисленный натрийбутадиеновый каучук, лентафталевую смолу, расгворители — уайт — спирит и

2 этилцеллозольв (гидроксилсодержаший растворитель), сиккатив и краситель (2).

Недостатком известной композиции является то, что при окислительной деструкции каучука происходит накопление в выделяющихся газообразных продуктах деструкции низкомолекулярных альдегидов и спиртов с резким неприятным запахом, . создающих низкие санитарногигиенические условия труда, особенно в процессе распыления. Плохо контролируемая реакция термической деструкции при его окислении в растворе неполярного растворителя (уайтспирита) часто приводит к выпадению аморфного осадка особенно на заключительной стадии процесса. Отсутствие антиоксиданта в покрытии также влечет интенсивное его старение в процессе эксплуатации.

Известная композиция отличается . сравнительно низкой диспергируемостью в поле высокого напряжения. 3TQ обстоятельство оказывает влияние на весь технологический процесс распыления в поле высокого напряжения. Вследствие этого увеличивается мертвая зона — область куда композиция не попадает. Возникают боль

952929

45

55 шие потери лака. Наблюдается явление различной укрывистости вследствие неравномерного распределения композиции на поверхности изделия. При лакировании резиновой обуви с повышенной диэлектрической проницаемостью возникает необходимость увеличения высоковольтного напряжения до 150 кВ, что повышает пожаро — взрывоопасную ситуацию при лакиров анин.

Цель изобретения — улучшение диспергируемости, электро-физических и физико-механических свойств покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что лакокрасочная композиция для покрытия резиновых изделий, включающая пленкообразующее, пентафталевую смолу, краситель, сиккатив, уайт — спирит и гидроксилсодержащий растворитель, содержит в качестве пленкообразующего окисленный бутадиенстирольный каучук или его смесь с полибутадиеновым каучуком в соотношении 1:0,25 — 1:0,35, а также дополнительно содержит оксидат синтетических жирных кислот с кислотным числом 73 — 78 мг КОН/г и т. пл. 50 — 54 С и оксиэтилированные алкилфенолы Са — С.и со степенью оксиэтилирования

2 — 5 при следующем сотношении компонентов, мас. ч.:

Пленкообразующее 6 — 20

Оксидат синтетических жирных кислот с кислотным числом 73 — 78 мг КОН/г и т. пл. 50-54 С 0,5-1,5

Уайт-спирит 65,0 — 75,0

Пентафталевая смола 10 — 20

Гидр оксилсодержащий растворитель 2,0-4,0

Оксиэтилированные алкилфенолы С8-Сгг со степенью оксиэтилирования 2 — 5 0,1 — 2,0

Сик катив 0,5-2,0

Краситель 2,5 — 8,0

Применение в качестве основного пленкообразующего компонента окисленного раствора бутадиенстирольного или бутадиен-а -метилстирольного каучуков эмульсионной полимеризации, а также их смесей с окисленными полибутадиеновыми каучуками СКД вЂ” ЛПР или

СКД вЂ” 1,2 позволяет в присутствии оксидата производства синтетических жирных кислот химически модифицировать структуру исходных эластомеров и направленно регулировать кинетику окисления. Окисление каучуков в растворе в присутствии антиоксиданта, выполняющего функцию ингибитора,значительно отличается от неингибированного процесса. Поэтому введение в окисляющуюся массу раствора каучука, оксидата синтетических жирных кислот позволяет сократить общее время окисления с 22 — 25 для СКБ—

35 рщ до 14 — 16 ч и получить окисленный

40 раствор пленкообразующего с общим количеством кислородсодержащих функциональных групп до 3,5 — 5,0 мас.% при сохранении 0,1—

0,3 мас.% антиоксиданта и рабочей вязкости по B3 — 4 12 — 14 с.

Технологический процесс окисления бута- диенстирольных и полибутадиеновых каучуков общего назначения позволяет получить принципиально новый тип пленкообразующего компонента применяемого в производстве лакокрасочных композиций для различных материалов, главным образом, резинотехнического и обувного производства, Существенным является также применение оксиэтилированных алкилфенолов, проявляющих поверхностно — активные свойства и улучшающих процесс диспергирования композиции в электростатическом поле высокого напряжения, увеличивающих рабочую зону лакирования, совместимость компонентов и другие важные физико-химические и технологические параметры процесса. В связи с повышением гомогенности расширяется возможность приМенения номенклатуры гидроксилсодержащих монофункциональных растворителей, выполняющих функцию стабилизирующей вязкость присадки. и регулятора электрических параметров композиции.

Характеристика компонентов, вводимых в лакокрасочную композицию.

Окисленный раствор сложного пленкообразующего компонента является продуктом термической деструкции раствора бутадиенстирольного СКС вЂ” 40АРКПН и а -метилстирольного каучука (СКМС вЂ” ЗОАРКПН), полученных змульсионной полимеризацией или их смесей с полибутадиеновым каучуками растворной полимеризации СКД вЂ” ЛПР или СКД вЂ” 1,2.

Бутадиенстирольные каучуки являются продуктами сополимеризации 1,3 — бутадиена и стирола. Синтез их осуществляется в эмульсии в присутствии инициаторов полимеризации.

Общая формула (СНг — СН=СН вЂ” СНг) — (СНг — СН) „„

П

С6Н, Они относятся к числу некристаллизующихся каучуков имеющих нерегулярное строенис

Звенья стирола в полимерной цепи распределены неравномерно. 30% из них изолированы и около 40% расположены попарно. Около 80% бутадиеновых звеньев находится в положении

1,4 главным образом в транс-форме. Около

20 o В положении 1,2.

Разновидностью бутадиенстирольных каучуков являются бутадиенметилстирольные каучуки, характеризуемые теми же структурами и свойствами.

Выпускаются данные каучуки в промышленности по ТУ 38 — 10341-70.

952929

Свойства каучуков:

Вязкость ло Муни

Предел прочности, кгс/см

Относительное удлинение, %

Эластичность ло отскоку, %

Содержание органических кислот, %

Содержание мыл органических кислот

Содержание антиоксиданта

48-52

230-270

550 — 700

37-42

5,0-7,5

0,0-0,3

0,1-0,5

10 ной полит

9,0 — 85 5

7,3 — 74 0

40

Полибутадиеновые каучуки раствор меризации СКД вЂ” ЛПР и СКД вЂ” 1,2 имею следующие характеристики:

Микроструктура, % содержание 1,2 звеньев содержание 1,4 звеньев

Характеристическая вязкость при 25 С, дл/г 0,94 — 3,05

Молекулярная масса 100000-350000

Температура стекло47 (95)

Окисленный раствор имеет вязкость 11 — 14 с по ВЗ вЂ” 4, сухой остаток 6,0 — 20,0 мас.%, кислотное число 1,4 — 2,5, число омыления 5,6 — 22,7, эфирное число 4,27 — 22,5, гидроксильное чисЛо

5,4 — 37,5, карбонильное число 0,67 — 1,7 и йодное число 11,6 — 18,5: Полибутадиеновые каучуки выпускаются по ТУ 38 — 103332-76.

Оксидат — промежуточный продукт производства синтетических жирных кислот. В его составе содержится смесь карбоновых кислот, эфиров, оксикислот, дикарбоновых кислот, ке. тосоединений, лактонов, лактидов и другие кислородсодержащие соединения.

По данным химйческого анализа оксидат имеет следующие характеристики:

Кислотное число, мг КОН/г 73 — 78

Число омыления 130 — 140

Эфирное число, мг K0H/г 60 — 70

Карбонильное число 7 — 10

Т. пл., С 50-54

Температура вспышки, С +142

Температур а самовоспламенения, С +342

Удельный вес 0,82 45

Уайт — спирит — раств оритель, выпускаемый в промышленности по ГОСТ 3134 — 78.

Пентафталевая смола — синтезируется методом поликонденсации фталевого ангидрида и пентаэритрита. Применяется также модифицированная пентафталевая смола, в составе которой содержатся различные масла, например. талловое, хлопковое и другие технические продуктыы.

Выпускается она по ТУ 6 — 10612 — 76 и

55 имеет следующие характеристики: вязкость по ВЗ вЂ” 4 при t = 20 С 76 с, содержание нелетучих веществ 50 — 55 мас.% и кислотное число 162 мг КОН.

0,5

65,0

Гидроксилсодержащие растворители выпускаются по ТУ или ГОСТам ГОСТ 8313 — 76 соответственно: этилцеллозольв, бутилцеллозольв

ТУ 601222 — 68, бутиловый спирт по ГОСТ

5208 — 76.

Оксиэтилированные алкилфенолы представляют собой неионогеннъre поверхностно — активные всщества, выпускаемые под названием неонолы

АФ. По своему составу они являются смесью полиэтиленгликолевых . эфиров алкилфенолов с общей формулой

В CgH4 О (C -H40)h Н где R — алкильный радикал с числом атомов углерода 8 — 12; и — количество молей присоединенной окиси этилена.

Для обеспечения расгворимости в органических растворителях и совместимости. компонентов лакокрасочной композиции неонолы АФ применяются с низкой степенью оксиэтплирования 2 — 5 моль окиси этилена.

В качестве исходного продукта для синтеза неонолов АФ применяются алкилфенолы, получаемые путем алкилирования фенола нормальными (прямоцепочными) или разветвленными олефинами. В качестве нормальных олефинов используются фракции Ся — С о, получаемые оли- гомеризацией этилена, а также термокрекингом и дегидрированием парафина. К разветвленным. относятся тримеры (Сд) и тетрамеры (C>z) пропилена.

Оптимальным для предлагаемой композиции являются оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримеров пропилена, а также нормальных олефинов с содержанием окиси этилена 3 моль на 1 моль алкилфенола.

Сиккативы выполняют функцию катализатора процесеа пленкообразования при формировании покрытия на резине. Они изготавливаются по ТУ 2902 — 228 — 68 и по ТУ 2902 — 276 — 69.

В "композиции используют известные для этой цели краски или окрашивающие концентраты. Для окрашивания лакокрасочной компо- зиции также применяют сплав канифоли с индулином, используемый в промышленности резиновой обуви.

Изготовление лакокрасочной композиции осуществляют путем взаимного растворения компонентов при интенсивном механическом перемешивании в условиях нормальной температуры. Перед употреблением композицию подвергают фильтрации и анализу.

Пример 1. Лакокрасочная композиция, содержащая, мас,%:

Окисленный бутадиенстирольный каучук СКС вЂ” ЗОАРКПН 6,0

Оксидат синтетических жирных . кислот

Уайт-спирит

952929

10,0

2,0

1,0

0,5

20,0

1,5

75,0

20,0

5,0

2,5 композиция, 12,0

1,0

70,0

15,0

3,5

0,8

1,2

6,0 композиция, Пример

Параметры L J

13-14

15,7 18,0

Более двух лет

14,0

Мертвая зона (среднее значение) 150-190

103

95.

Рабочая эона (среднее значение) 70-120

160

160

154

Диэлектрическая проницаемость, Е

1,84 — 2,0

2,1. 10

1,48

1,6

1,52

Озоностойкость покрытия при концентрации озона

° 1P-4 моль!л, мин

320 350

Появление трещин

75-100

360

Появление трещин

150

150 160

80 83

10 12

167

Эластичность покрытия, %

Блеск покрытия, %

Атмосферостойкость, сут

Пентафталевая смола

Бутилцеллозольв

Оксиэтилированные алкилфенолы (неонол АФ)

Сиккатив 7640

Краска на основе сплава эфира канифоли с индулином

Пример 2. Лакокрасочная содержащая, мас.%:

Окисленный бутадиенстирольный каучук СКС вЂ” 30 АРКПН) (или СКМС вЂ” ЗОАРКПН) в смеси с СКД вЂ” 1,2 в соотношении 1:0,25

Оксидат синтетических жирных кислот

Уайт-спирит

Пентафталевая смола

Бутиловый спирт

Оксиэтилированные алкилфенолы (неонол АФ)

Сиккатив — смесь 7640. и 64 б в соотношении 1:1

Краситель

Пример 3. Лакокрасочная содержащая, мас.%:

Вязкость по ВЗ вЂ” 4 при 20 С

Жизнеспособность, сут

Соотношение зон при распылении композиции в электрополе, мм

Удельное объемное сопротивление

0кисленный буталиенстирольный каучук СКС вЂ” ЗОАРКПН в смеси. с СКД вЂ” ЛПР в соотношении

1:0,35

Оксидат синтетических жирных кислот

Уайт-спирит

Пентафталевая смола

Э тилцеллозольв

Оксиэтилированные алкил-. фенолы (неонол АФ) 2,0

Сиккатив 64 б 2,0

Краситель 8,0

Оптимальным из приведенных примеров

15 является состав 2, который характеризуется высокой стабильностью факела при распылении, минимальными потерями лака, наименьшим значением соотношения рабочей и мертвой зон лакирования, обеспечивает высокую укрывистость

20 формирующегося покрытия в поле высокого напряжения, обеспечивает хорошие технологические параметры производства.

Сравнительная характеристика физико-хи25 мических свойств предлагаемой композиции и покрытия на ее основе приведены в таблице.

5,4 10 5,8 10 5,6 10

952929

0,1-2,0

Составитель В. Балгин

Техред К.Мыцьо . Корректор Г. Решетник

Редактор Н, Рогулич

Подписное

Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6207/41

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3а счет улучшения электрофизических характеристик, диспергируемости лака создаются хорошие технологические условия электростатического распыления композиции в поле высокого напряжения, улучшается качество покрытия и его внешний вид.

Электрические свойства предлагаемой композиции позволяет наносить ее на резиновую обувь в электростатическом поле высокого напряжения в наиболее жестких режимах лакирования, когда между металлическим проводником и диэлектриком (шерсть, ткань, резина, клеевая прослойка) увеличивается абсолк гное ,значение диэлектрической постоянной. Уменьшается P > . Это дает возможность наносить лаковое покрытие на спецобувь, например с шерсТяной подкладкой, а также модели резиновой обуви.

Таким образом, улучшается гомогенность лакокрасочной композиции, повышается ее жизнеспособность, что является важным условием при хранении и транспортировке композиции, а также при лакировании для получения хорошего внешнего вида обуви, значительно снижается расход в 2,0 — 2,5 раза монофункционального гидроксилсодержащего продукта при сохранении высоких физико-химических пара-. метров композиции, улучшается атмосферостойкость покрытия, стабилизируется технологический режим лакирования в электростатическом поле высокого напряжения, сокращаются потери лака при распылении, значительно улучшается соотношение между рабочей и мертвой зоной распыления, факел при распылении более стабилен и улучшается диспергируемость лака.

Кроме того, решается вопрос исключения дефицитных растительных и животных видов сырья, расширяется сырьевая база, создается реальная возможность обеспечения .производства необходимыми компонентами, значительно улучшаются санитарно — гигиенические условия труда и исключается высокая загазованность в процессе распыления.

Формула изобретения

Лакокрасочная композиция для покрытия резиновых изделий, включающая пленкообразующее, пентафталевую смолу, краситель, сиккатив, уайт — спирит и гидроксилсодержащий раствори-! 0 тель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения диспергируемости, электрофизических и физико-механических свойств покрытия, она содержит в качестве пленкообразующего окисленный бутадиенстирольный каучук или его

1s смесь с полибутадиеновым каучуком в соотношении 1:0,25 — 1:0,35, а также дополнительно содержит оксидат синтетических жирных кислот с кислотным числом 73 — 78 мг КОН/г и т. пл. 50— о

54 С и оксиэтилированные алкилфенолы

Са — С со степенью оксиэтилирования 2 — 5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Пленкообразующее 6 — 20

Пентафталевая смола 10-20

Краситель 2,5-8,0

Сик катив 0,5-2,0

Уайт †спир 65,0 — 75;0

Гидроксилсодержащий растворитель 2,0 — 5,0

Оксидат синтетических

3 жирных кислот с кислотным числом 73 — 78 мг КОН/г и т. пл. 50-54 С 0,5-1,5

Оксиэтилированные алкилфенолы

Са — С со степенью оксиэтилирования 2-5

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 141620, кл. С 09 O 3/36, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР N 516726, кл. С 09 О 3/36,.1975 (прототип).