Грунтовочная композиция

Грунтовочная композиция

Реферат

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и других отраслях промышленности.

Известны грунтовочные композиции марки Aviox CF Primer 37124 на основе эпоксидной смолы (Рекламный проспект фирмы Akzo Nobel Aerospace Coating, 2009 года) и на основе акриловой смолы (патент США №7445848), содержащие отвердитель и легколетучие соединения.

Известные композиции обладают пониженным содержанием легколетучих соединений, однако недостатками известных композиций являются низкая жизнеспособность (0,5-1 час), невозможность применения их для окраски металлических изделий, длительность холодного отверждения (не менее 4 часов).

Известна грунтовочная композиция для покрытия, включающая, мас.%: поливинилхлорид или сополимер винилхлорида с винилацетатом, обработанный углеводородформальдегидной смолой 12,6-30,6 в соотношении 15:4 до 15:8, эпоксидную диановую смолу 2-15, пластификатор 3-9, отвердитель аминного типа 0,07-2,20, пигмент 0,9-8,0, органический растворитель - остальное (а.с. СССР №1776683).

Недостатками известной грунтовочной композиции являются невысокие адгезионные свойства, пониженная водостойкость.

Известен состав для покрытий, включающий, мас.ч.: хлорированную поливинилхлоридную смолу 100, пластификатор 4-22, пигменты 73-210, поверхностно-активное вещество 1,4-8, наполнитель 450-890, органический растворитель 640-1170, хлорированный углеводород с длиной цепи С₁₀-С₂₀ и содержанием хлора 45-52% 11-51 (а.с. СССР №1636435).

Недостатком известного состава для покрытия является пониженное содержание нелетучих веществ (до 52%), что приводит к увеличению токсичности лакокрасочной композиции.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является грунтовочная композиция, включающая, мас.ч.: поливинилхлоридная смола - 100, пластификатор - 25-50, пигменты - 10-30, термостабилизатор - 3-5, разбавитель - 50-120 (а.с. СССР №525734).

В качестве пластификатора состав может содержать диоктилфталат, диоктилсебацинат, диоктиладипинат, хлорированный парафин, хлорированный дифенил, бутилбензилфталат или их смесь.

В качестве пигментов состав содержит оксид хрома, диоксид титана, сажу.

В качестве термостабилизатора состав содержит эпоксидированное соевое масло или глицериновый эфир аминокротоновой кислоты.

В качестве разбавителя грунтовочная композиция содержит смесь, включающую моноэтиловый или монобутиловый эфир этиленгликоля, ксилол, и/или бутанол, изопропанол в соотношении 1,5:1,0:0,5.

Недостатками известной композиции являются высокая температура отверждения покрытия (160-175°C в течение 45-60 минут), а также повышенное водопоглощение.

Технической задачей изобретения является создание грунтовочной композиции холодного отверждения с пониженным содержанием летучих веществ, обладающей пониженным водопоглощением при сохранении адгезионных и физико-механических характеристик на уровне прототипа.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложена грунтовочная композиция, включающая хлорированный сополимер, пигменты и органический растворитель, которая в качестве хлорированного сополимера содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, дополнительно содержит модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель и отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Хлорированный сополимер	8-15
Модификатор	4-14
Пигменты	16,5-22,7
Минеральный наполнитель	25-33
Отвердитель	1-5
Органический растворитель	25-29

В качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля.

В качестве пигментов композиция содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома.

В качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском.

В качестве органического растворителя могут быть использованы ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4.

Установлено, что за счет введения модификатора в предлагаемую композицию происходит наиболее равномерное распределение компонентов в хлорированном сополимере, позволяющее сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей), что приводит к повышению водостойкости, адгезионных, физико-механических свойств.

Холодное отверждение грунтовочной композиции достигается за счет введения в нее указанного отвердителя, содержащего катализатор отверждения - третичный амин, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол, приводящий к повышению общей нуклеофильности отвердителя. В результате снижается температура до (20±2)°C реакции полимеризации отвердителя с функциональными группами хлорированного сополимера с образованием трехмерной пространственной структуры.

Пониженное содержание летучих веществ достигается за счет введения в грунтовочную композицию минеральных наполнителей и пигментов, увеличивающих содержание сухого остатка.

В качестве продукта эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида используют ВХВД-40 (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. М., Химия, 1978, стр.185), ОСТ 6-01-19.

В качестве пигментов использованы диоксид титана ГОСТ 9808, пигменты железоокисные ТУ 6-10-602-86, оксид хрома ГОСТ 2912, цинковые белила ГОСТ 202, технический углерод ГОСТ 7885.

В качестве модификатора использованы триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола марки Лапроксид 703, триглицидиловый эфир триметилолпропана марки ТМП или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля марки Лапроксид 702 по ТУ 2226-029-1048057.

В качестве наполнителя использованы тальк ГОСТ 879, микротальк ГОСТ 19284, микропесок кварцевый пылевидный ГОСТ 9077.

В качестве отвердителя использована смесь гексаметилендиамина ТУ 6-10-1263 и катализатора - третичного амина, в качестве которого могут быть использованы диметилбензиламид, диэтилентриамин, диметиламинмезитол ТУ 6-09-4136 в массовом соотношении, см. табл.1.

Примеры осуществления

Пример 1

Раствор в ацетоне ВХВД-40, лапроксид 703, пигменты - диоксид титана и углерод технический, тальк, микропесок в количествах, указанных в таблице, загрузили в шаровую мельницу. Перемешивали до получения однородной грунтовочной композиции. Добавили отвердитель и нанесли композицию на окрашиваемую поверхность.

Примеры 2-5 проводили аналогично примеру 1.

Пример 6 (прототип)

Поливинилхлоридную смолу, пластификатор, пигменты, термостабилизатор, разбавитель загрузили в шаровую мельницу и провели диспергирование компонентов до степени дисперсности 25-40 ед. по методу «Клина». Полученный состав нанесли на покрытие и выдержали при (20±2)°C 10 суток.

Составы предлагаемой грунтовочной композиции и прототипа приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.

Определение характеристик композиции проводили по действующей на лакокрасочные материалы нормативно-технической документации.

Адгезионные и физико-механические свойства предлагаемой композиции находятся на уровне прототипа. Адгезионные свойства (ГОСТ 15140), балл - 1, эластичность пленки при изгибе (ГОСТ Р 52740), мм - 1, прочность пленки на удар (ГОСТ 4765), Дж - 5.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2 предлагаемая грунтовочная композиция является композицией холодного отверждения, отверждается при (20±2)°C не более 90 мин, а прототип при (20±2)°С более 7 суток. По сравнению с прототипом предлагаемая композиция имеет повышенную на 9-11% массовую долю нелетучих веществ и пониженное более чем в 2 раза водопоглощение и при этом не уступает прототипу по адгезионным и физико-механическим показателям. Предлагаемая грунтовочная композиция позволяет сформировать наиболее качественное лакокрасочное покрытие (однородное, без шагрени, подтеков и шероховатостей).

Применение грунтовочной композиции позволит снизить энергозатраты и повысить экологическую безопасность при ее производстве и использовании.

Таблица 1
Наименование компонентов	Состав, мас.%	Прототип
1	2	3	4	5
ВХВД-40	8,0	10,9	15,0	10,6	10,7	-
Лапроксид 703	14,0	6,7	-	-	-	-
Лапроксид 702	-	-	12,6	4,0	-	-
Лапроксид ТМП	-	-	-	-	8,3	-
Пигменты:
диоксид титана	16,0	18,0	15,0	18,0	17,0	10,0
оксид хрома	-	4,7	-	-	-	-
красный железоокисный	-	-	2,2	-	-	-
цинковые белила	-	-	-	4,6	-	-
углерод технический	0,5	-	-	-	-	-
Минеральный наполнитель:
микротальк	-	25,9	23,5	-	29,0	-
тальк	25,0	-	-	22,8	-	-
микропесок	6,5	4,8	5,0	8,0	4,0	-
Отвердитель:	1,0	4,0	1,2	3,2	5,0	-
гексаметилендиамин	87	81	86	89	91	-
диметилбензиламид	13	-	14	-	-	-
диэтилентриамин	-	-	-	11	-	-
диметиламинмезитол	-	19	-	-	9	-
Органический растворитель:
ацетон	29,0	-	-	-	-	-
бутилацетат	-	25,0	-	-	-	-
ксилол	-	-	25,5	-	-	-
или их смесь в соотношении 3:3:4	-	-	-	28,8	26,0	-
Поливинилхлоридная смола	-	-	-	-	-	33,3
Пластификатор	-	-	-	-	-	16,6
Термостабилизатор	-	-	-	-	-	1,7
Органический разбавитель: смесь моноэтилового эфира этиленгликоля, ксилола, бутанола в соотношении 1,5:1,0:0,5	-	-	-	-	-	38,4

Таблица 2
Свойства	Примеры заявляемой композиции	Прототип
	1	2	3	4	5
Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), %	77,0	78,4	78,6	76,8	77,7	70,6
Время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)°C, в мин	90	30	60	45	15	>7 суток
Водопоглощение за 30 суток, %	2,6	2,3	2,5	2,4	2,2	4,8

1. Грунтовочная композиция, включающая хлорированный сополимер, пигменты и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве хлорированного сополимера она содержит продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида, дополнительно содержит модификатор - глицидиловый эфир, минеральный наполнитель и отвердитель - смесь гексаметилендиамина и третичного амина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорированный сополимер	8-15
Модификатор	4-14
Пигменты	16,5-22,7
Минеральный наполнитель	25-33
Отвердитель	1-5
Органический растворитель	25-29

2. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола или триметилолпропана или диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля.

3. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пигментов она содержит смесь диоксида титана с цинковыми белилами, или с углеродом техническим, или с пигментом красным железоокисным, или с оксидом хрома.

4. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит тальк или микротальк в смеси с микропеском.

5. Грунтовочная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя она содержит ацетон, бутилацетат, ксилол или их смесь в соотношении 3:3:4.