Одноупаковочная силикатная краска

Одноупаковочная силикатная краска

Реферат

Область техники

Изобретение относится к области композиционных силикатных красок, которые применяются в строительстве и быту для защиты и декоративной отделки фасадов, а также используются для внутренних работ в зданиях и помещениях.

Уровень техники

Известна силикатная краска, включающая 10,0 мас.% калиевого жидкого стекла (в пересчете на сухой силикат), 25,0 мас.% мела, 8,5 мас.% талька, 8,5 мас.% цинковых белил, 8,0 мас.% атмосферостойких пигментов и 40,0 мас.% воды в качестве разбавителя [Климанова Е.А., Барщевский Ю.А., Жилкин И.Я. Силикатные краски. М.: Стройиздат, 1968. С.34]. С целью ее удешевления взамен пигментов в композицию вводят промышленные отходы - крокус, красный кирпич, пиритные огарки, что также позволяет утилизировать эти отходы при производстве силикатной краски. Однако использование в составе такой силикатной краски недорогого натриевого жидкого стекла лимитируется низкой водоустойчивостью получаемых покрытий. Кроме того, недостатком краски является малая жизнеспособность (<1 сут) и нестабильность при хранении, поэтому ее изготовляют двухупаковочной.

Известна силикатная краска, включающая натриевое жидкое стекло (с модулем 2,8 и содержанием нелетучих 41,0%), на 100 мас.ч. которого приходится 13,5 мас.ч. цинковых белил, 13,0 мас.ч. талька, 1,0 мас.ч. аэросила, 6,2 мас.ч. фосфата цинка, 13,5 мас.ч. железоокисного пигмента, 0-12,0 мас.ч. латекса AL-10 (с содержанием стирола 10,8% и бутадиена 89,2%) и 12,0 мас.ч. воды в качестве разбавителя [Лендова Н.А., Коробовцева Т.А, Погребицкая Г.В. и др. Краски на основе жидкого стекла. // ЛКМ и их применение. 1989, №3. С.101-103]. Такая краска, при удовлетворительных показателях получаемых из нее покрытий, недостаточно жизнеспособна (от 180 мин), нестабильна при хранении и изготовляется двухупаковочной.

Известна стабильная при хранении композиция, получаемая смешением 30,0-80,0 мас.% 28-45%-ного водного раствора силиката натрия (с модулем 2,6-3,9), 25,0-50,0 мас.% мела, 2,0-10,0 мас.% кварцевой муки, 0-24,0 мас.% 50%-ной водной дисперсии полимера (на основе сополимера стирола с бутадиеном) и 0-2,0 мас.% LiOH [Заявка 3020864 ФРГ, МКИ С 09 D 1/02, С 09 J 1/02. // Friedemann W., Laut В. Заявл. 02.06.80; опубл. 10.12.81, РЖХим 1982, 17 Т 610 П]. Однако покрытия из данной композиции в процессе эксплуатации на фасадах более подвержены мелению, чем таковые из одноупаковочных красок на основе калиевого жидкого стекла.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков, т.е. прототипом, является одноупаковочная силикатная краска [Пат. РФ №2034810, МКИ⁶ С 04 В 28/26, С 09 D 1/02, С 04 В 26/04.// Игнатов В.А., Разговоров П.Б., Алексеев С.М. и др. Заявл. 16.06.92; опубл. 10.05.95, БИ №13], содержащая, мас.%:

Жидкое стекло	21,4-25,2
Мел	27,0-39,5
Тальк	7,5-10,0
Пигмент	0,5-15,0
Мочевина	1,1-3,3
Бутадиен-стирольный латекс	12,0-18,0
Вода	Остальное

Недостатком прототипа является ограниченная кроющая способность, составляющая, при введении в композицию укрывистого пигмента железного сурика, 120 г/м². Следует также отметить, что твердость покрытий, получаемых на основе данной одноупаковочной силикатной краски, не превышает 0,30-0,32 у.ед. (по маятниковому прибору).

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка на основе натриевого жидкого стекла одноупаковочной силикатной краски с повышенными кроющей способностью и твердостью получаемых покрытий.

Поставленная задача решена путем создания одноупаковочной силикатной краски, включающей натриевое жидкое стекло, мочевину, бутадиен-стирольный латекс, мел, тальк, железный сурик и разбавитель, при этом она дополнительно содержит тонкомолотые отходы стекольного производства в массовом отношении к железному сурику 1:2-1:6, при этом в качестве разбавителя она включает промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, а натриевое жидкое стекло представляет собой раствор силиката натрия с плотностью 1,33-1,35 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевое жидкое стекло	23,0-25,0
Мочевина	2,3-2,5
Бутадиен-стирольный латекс	18,0-20,0
Мел	20,0-28,0
Тальк	6,0-6,5
Железный сурик	4,0-12,0
Тонкомолотые отходы стекольного производства	2,0-2,5
Промышленные сточные воды,
содержащие формальдегид,	Остальное

Натриевое жидкое стекло - густая прозрачная жидкость серо-желтого цвета без включений и примесей, представляющая собой раствор силиката натрия с модульным отношением SiO₂/Na₂O=(2,6-3,3)/1 (ГОСТ 13078-81), разбавленный перед испытанием до плотности 1,33-1,35 г/см³.

Мочевина (ГОСТ 6691-77) - бесцветное кристаллическое вещество без запаха и вкуса; молекулярная масса 60,05; температура плавления 132,7°С, температура кипения - разлагается.

Бутадиен-стирольный латекс (ГОСТ 10564-75) - белая жидкость с содержанием нелетучих веществ не менее 48,0%; рН - не менее 11,0-12,0; поверхностное натяжение - не более 48,0 мН/м; массовая доля незаполимеризованнного стирола - не более 0,07%, массовая доля коагулюма - не более 0,08%.

Мел (ТУ 21-РСФСР-763-79) - порошок белого цвета с содержанием карбоната кальция 95,5-99,0 мас.%; молекулярная масса 100,09; средний размер частиц 2,5-20,0 мкм.

Тальк (ГОСТ 19284-79) - белый кристаллический порошок гидратированного силиката магния; молекулярная масса 379,29.

Железный сурик (ГОСТ 8135-74) - порошок вишнево-красного цвета, содержащий до 95 мас.% оксида железа с молекулярной массой 159,69, с примесью глины и кварца.

Тонкомолотые отходы стекольного производства - бесцветная крошка стеклобоя марки БС (ГОСТ Р 52233-2004), образующегося при производстве и использовании стеклянных изделий и листового стекла и измельченного перед испытанием в вибромельнице до тонкости, характеризуемой удельной поверхностью 3000-3500 см²/г.

Промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, - стоки предприятий химической, нефтехимической и лесохимической промышленности с концентрацией формальдегида 0,5-10,0 г/л.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1. 23,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,35 г/см³ и 2,3 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 28,0 мас.% мела, 6,0 мас.% талька, 4,0 мас.% железного сурика, 2,0 мас.% тонкомолотых отходов стекольного производства (массовое отношение к железному сурику составляет 1:2), 20,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 14,7 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 0,5 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Пример 2. 25,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,33 г/см³ и 2,5 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 20,0 мас.% мела, 6,5 мас.% талька, 12,0 мас.% железного сурика, 2,0 мас.% тонкомолотых отходов стекольного производства (массовое отношение к железному сурику составляет 1:6), 18,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 14,0 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 10,0 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Пример 3. 24,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,34 г/см³ и 2,4 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 24,0 мас.% мела, 6,0 мас.% талька, 8,0 мас.% железного сурика, 2,5 мас.% тонкомолотых отходов стекольного производства (массовое отношение к железному сурику составляет 1:3,2), 20,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 13,1 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 5,0 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Свойства одноупаковочной силикатной краски, полученной по примерам 1-3, и физико-механические показатели покрытий из нее в соответствии с известными методиками [Карякина М.И. Лабораторный практикум по испытанию лакокрасочных материалов и покрытий. М.: Химия, 1977. 238 с.] представлены в таблице.

Таблица
Пример	Физико-механические показатели
кроющая способность в пересчете на сухую пленку, г/м2, не более	твердость покрытия по маятниковому прибору, у.ед.	стойкость покрытия к статическому воздействию воды при 20 (±) 2°С через 24 ч	жизнеспособность краски, сут, не менее
1	2	3	4	5
Прототип	120	0,32	Без изменений	120
1	80	0,39	-	120
2	70	0,49	-	120
3	75	0,41	-	120

Таким образом, из представленных в таблице данных следует, что заявленная одноупаковочная силикатная краска по своей жизнеспособности и водоустойчивости получаемых покрытий не уступает прототипу, а ее использование обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: кроющая способность краски повышается в 1,5-1,7 раз; твердость покрытий на ее основе возрастает на 22-53%. Изобретение дополнительно позволяет вводить в состав одноупаковочной силикатной краски отходы, образующиеся при производстве и использовании стеклянных изделий и листового стекла, и утилизировать сточные воды химических предприятий, содержащие формальдегид в концентрации 0,5-10,0 г/л.

Одноупаковочная силикатная краска хорошо наносится на влажную и щелочную поверхность, образует однородную пленку.

Одноупаковочная силикатная краска, включающая натриевое жидкое стекло, мочевину, бутадиен-стирольный латекс, мел, тальк, железный сурик и разбавитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тонкомолотые отходы стекольного производства в массовом отношении к железному сурику 1:2-1:6, при этом в качестве разбавителя она включает промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, а натриевое жидкое стекло имеет плотность 1,33-1,35 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевое жидкое стекло	23,0-25,0
Мочевина	2,3-2,5
Бутадиен-стирольный латекс	18,0-20,0
Мел	20,0-28,0
Тальк	6,0-6,5
Железный сурик	4,0-12,0
Тонкомолотые отходы стекольного
производства	2,0-2,5
Промышленные сточные воды,
содержащие формальдегид	Остальное