Водно-дисперсионная краска

Водно-дисперсионная краска

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к водно-дисперсионным краскам, предназначенным для наружной и внутренней окраски зданий и сооружений по деревянным, оштукатуренным, бетонным, кирпичным и другим пористым поверхностям.

Известно, что на основе акриловых сополимеров могут быть приготовлены практически универсальные водно-дисперсионные краски, которые подходят как для внутренней, так и для наружной окраски любых цементсодержащих (бетон, железобетон, кирпич, штукатурка) и деревянных поверхностей. Акриловые пленкообразующие совместимы с любыми неорганическими и органическими пигментами и обеспечивают получение покрытий в широкой цветовой гамме. К фасадным краскам предъявляются повышенные требования в отношении атмосферостойкости и светостойкости.

Наиболее близким аналогом является промышленно изготавливаемая водно-дисперсионная краска ВД-АК-111 (ГОСТ 28196-89. Краски водно-дисперсионные. Технические условия), содержащая акриловый латекс (водная эмульсия акрилового сополимера метилакрилата, бутилакрилата, метакриловой кислоты МБМ-5С 50%-ная), загуститель (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы), диспергирующую добавку (полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия), антифриз (диэтиленгликоль), пеногасящую добавку (скипидар), консервирующую добавку (пентахлорфенолят натрия), антикоррозионную добавку (нитрит натрия), пигменты (диоксид титана рутильной и анатазной формы, ультрамарин), наполнители (тальк тонкомолотый и каолин), гипан (16%-ный гидролизованный полиакрилонитрил), силиконовую присадку АФ-2 и воду.

Хотя краска и обладает хорошими технико-эксплуатационными свойствами (укрывистость, растекание - «розлив», время высыхания), но покрытие имеет недостаточную атмосферостойкость (ГОСТ 28196-89; М.Л.Лившиц, Б.И.Пшиялковский. Лакокрасочные материалы. Справочное пособие. - М.: Химия, 1982).

Технический результат заключается в повышении эксплуатационных показателей водно-дисперсионной краски, в частности атмосферостойкости и светостойкости.

Технический результат достигается тем, что водно-дисперсионная краска, содержащая пленкообразующее, загуститель, пигмент - диоксид титана рутильной формы, наполнитель, диспергирующую добавку - полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия, пеногасящую добавку, антифриз - диэтиленгликоль и воду, она содержит в качестве загустителя водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401», в качестве наполнителя мел, или доломит, или их смесь в соотношении 1:1, в качестве пеногасящей добавки противовспениватель «Нопко NXZ» и дополнительно биоцидную добавку «Гидол», в качестве коалесцирующей добавки уайт-спирит, в качестве пленкообразующего водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101» и в качестве структурирующей добавки оксид цинка, или аэросил, или смесь оксида цинка и каолина в соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Водная эмульсия сополимера стирола и акриловых мономеров

«Акрэмос-101»	13,7-15,0
Водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401»	2,06 - 2,25
Диоксид титана рутильной формы	13,7-15,0
Мел, или доломит, или их смесь в соотношении 1:1	14,2-29,9
Полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия	2,75-2,99
Биоцидная добавка «Гидол»	0,69 - 0,75
Уайт-спирит	1,37-1,50
Диэтиленгликоль	5,5-5,99
Противовспениватель «Нопко NXZ»	0,69-0,75
Оксид цинка, или аэросил, или смесь оксида цинка и каолина в
соотношении 1:1	0,45-1,49
Вода	Остальное

Компоненты краски производятся отечественной промышленностью и соответствуют следующей документации: акриловая дисперсия «Акрэмос-101» (ТУ 2241-134-05757593-2000), акриловая дисперсия «Акрэмос-401» (ТУ 2241-016-55856863-2002), биоцид «Гидол» (ТУ 2499-259-05757593-00), полифосфат натрия (ГОСТ 20291-80, ТУ 48-0328-21-9), уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), диэтиленгликоль (ГОСТ 10138-93), диоксид титана рутильной формы (ГОСТ 9808-84, ТУ 6-34-5762326-10-91), каолин (ГОСТ 19607-74, ГОСТ 19608-84), аэросил марки А-300 (ГОСТ 14922-77), оксид цинка любых отечественных марок, мел природный обогащенный (ГОСТ 12085) и доломит Атемарского месторождения Республики Мордовия.

Акриловая дисперсия «Акрэмос - 101» (ТУ 2241-134-05757593-2000) - производство ОАО «Дзержинское Оргстекло» представляет собой сополимер стирола и акриловых мономеров, полученный эмульсионным методом.

Основные свойства «Акрэмос-101»
Наименование показателей	Норма
Внешний вид	Молочно-белая жидкость
Массовая доля сухого вещества, %	50±1
рН дисперсии	8±0,5
Система эмульгирования	Анионная
Устойчивость к хлористому кальцию	Выдерживает испытания
Стабильность к механическому перемешиванию (2500 об/мин)	Выдерживает испытания
Способность к введению пигментной пасты	Выдерживает испытания
Средний размер частиц, мкм	ок. 0,1
Массовая доля остаточного мономера, %, не более	0,1
Минимальная температура пленкообразования,°С	+10

«Акрэмос-101» не содержит органических растворителей, продукт относится к 4 классу опасности. Содержащиеся в продукте полимерные частицы легко осаждаются обычными осадителями.

Акриловая дисперсия «Акрэмос - 401» - водная акриловая дисперсия, содержащая 6% основного вещества. По внешнему виду это белая густая жидкость, рН которой равен 8. «Акрэмос - 401» используется в качестве загустителя в водно-дисперсионных красках. Данная дисперсия является неустойчивой при хранении, поэтому ее готовят непосредственно перед применением из дистиллированной воды, «Акрэмос-402» (производство ОАО «Дзержинское Оргстекло»), представляющего собой высококарбоксилированный акриловый сополимер, и раствора аммиака. При этом берут 3,5 части «Акрэмос - 402», 5,7 части дистиллированной воды, тщательно перемешивают и добавляют раствор аммиака до рН 8-8,5.

Биоцид "Гидол" (ТУ 2499-259-05757593-00) - это водная композиция, содержащая 45-55% основного вещества и добавочные компоненты.

Основное вещество - 1,3-диметилол-5,5-диметилгидантоин «ДМДМГ» (класс диазолонов).

Основное вещество представляет собой формилированное производное 5,5-диметилгидантоина. По внешнему виду представляет собой жидкость белого или слегка желтого цвета без механических примесей, рН водного раствора 6,5-8,0. Хорошо растворим в воде, спиртах, ацетоне, сложных эфирах; не растворим в маслах и жирах. По степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности.

Нопко NXZ - пеногаситель фирмы "Henkel-Nopco" - противовспениватель для эмульсионных красок, представляет собой смесь алифатических углеводородов и эмульгаторов на основе стирол-бутадиена, акрилатов, поливинил хлорида и его сополимеров, этилен винилацетата, винилиден хлоридов и водорастворимых алкидов. По внешнему виду это мутная жидкость янтарного цвета, имеющая запах минерального масла, в воде эмульгирующаяся.

Технические характеристики пеногасителя Нопко NXZ

Плотность при 25°С (DIN 51757)	0,86-0,91 г/мл
Вязкость при 25°С (Брукфильд)	50-1000 мПа
Содержание воды (метод К.Фишера)	0-0,5%
рН (при 20 г/см3, 20°С)	5,5-7,5
Температура воспламенения	>140°С

Технологический процесс изготовления красок состоит из двух этапов: получение пигментной пасты и совмещение ее с пленкообразующей дисперсией.

Приготовление пигментной пасты производят в смесителе с якорной мешалкой. Сначала в смеситель загружают рецептурное количество воды, затем поочередно целевые добавки: диспергирующую добавку (полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия), пеногасящую добавку (противовспениватель «Нопко NXZ»), антифриз (диэтиленгликоль), коалесцирующую добавку (уайт-спирит), биоцидную добавку «Гидол» при непрерывном перемешивании. Затем при работающем смесителе добавляют пигмент (диоксид титана рутильной формы), наполнители (мел, или доломит, или их смесь в соотношении 1:1) и структурирующие добавки (оксид цинка, или аэросил, или смесь оксида цинка и каолина в соотношении 1:1) и диспергируют, перемешивая до однородной массы в течение 20-30 минут.

В полученную пигментную пасту загружают пленкообразующее (водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101»), перемешивают, затем добавляют загуститель (водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401») и продолжают размешивание еще 20-30 минут до однородного состояния, после чего краска проверяется на соответствие нормативным требованиям. В случае несоответствия по показателю рН среды (рН должно быть на уровне 8÷9) производится корректировка раствором аммиака.

Составы красок и результаты испытаний по определению свойств водно-дисперсионных красок приведены в таблице. Определение свойств красок и покрытий проводили по нормативно-технической документации для ЛКМ: условная вязкость по ГОСТ 21903, степень перетира по ГОСТ 6589, время высыхания до степени 3 при 20°С по ГОСТ 19007, массовая доля нелетучих веществ по ГОСТ 17537, укрывистость по ГОСТ 8784, белизна по ГОСТ 16873, декоративные и защитные характеристики по ГОСТ 9.407-84 после проведения 90 циклов климатических испытаний по методу 2 ГОСТ 9.401, светостойкость по ГОСТ 21903.

По сравнению с известным решением предлагаемый состав водно-дисперсионной краски имеет более высокое значение атмосферостойкости и светостойкости. По уровню прочих характеристик водно-дисперсионная краска не уступает, а по ряду основных показателей превосходит известные решения.

Водно-дисперсионная краска, содержащая пленкообразующее, загуститель, пигмент - диоксид титана рутильной формы, наполнитель, диспергирующую добавку - полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия, пеногасящую добавку, антифриз - диэтиленгликоль и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве загустителя водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401», в качестве наполнителя мел, или доломит, или их смесь в соотношении 1:1, в качестве пеногасящей добавки противовспениватель «Нопко NXZ» и дополнительно биоцидную добавку «Гидол», в качестве коалесцирующей добавки - уайт-спирит, в качестве пленкообразующего - водную эмульсию сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101» и в качестве структурирующей добавки оксид цинка, или аэросил, или смесь оксида цинка и каолина в соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Водная эмульсия сополимера стирола и акриловых мономеров «Акрэмос-101»	13,7-15,0
Водный раствор акрилового сополимера «Акрэмос-401»	2,06-2,25
Диоксид титана рутильной формы	13,7-15,0
Мел, или доломит, или их смесь в соотношении 1:1	14,2-29,9
Полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия	2,75-2,99
Биоцидная добавка «Гидол»	0,69-0,75
Уайт-спирит	1,37-1,50
Диэтиленгликоль	5,5-5,99
Противовспениватель «Нопко NXZ»	0,69-0,75
Оксид цинка, или аэросил, или смесь оксида цинка
и каолина в соотношении 1:1	0,45-1,49
Вода	остальное