Органодисперсный состав для покрытия
Патент 558034
Авторы
Органодисперсный состав для покрытия
Иллюстрации
Реферат
(и) 558034
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.07.75 (21) 2179738/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.05.77. Бюллетень М 18
Дата опубликования описания 13.06.77 (51) М. Кл 2 С 09D 3/76//
//С 081 27/06
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и аткрытий (53) УДК 667.633.263.3 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. С. Охрименко, А. Ф. Николаев, М. С. Тризно, А. М. Бочарова, О. А. Новожилова, 3. Г. Бойко, H. Г. Есина и В. Б. Коротков
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (71) Заявитель (54) ОРГАНОДИСПЕРСНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ
Изобретение относится к области получения лакокрасочных составов органодисперсного типа на основе высокомолекулярных пленкообразователей для применения их в качестве химстойкпх и аптпкоррозионностойких покрытий.
Применяемые в настоящее время покрытия из растворов низкомолекулярных и олигомерных пленкообразователей не обладают универсальными защитными свойствами, поэтому для конкретных условий эксплуатации требуется строгий, выбор лакокрасочного материала соответствующего типа.
Например, перхлорвиниловые покрытия эластичны и устойчивы в агрессивных средах, но имеют низкую адгезионную прочность к защищаемым поверхностям, которая непрерывно ухудшается в процессе эксплуатации в агрессивных средах, и поэтому срок службы таких покрытий обычно невелик. Лакокрасочные материалы па основе перхлорвинила, кроме того, при рабочей вязкости имеют низкий сухой остаток (от 15 до 20о/о), в связи с чем для жестких условий эксплуатации необходимо наносить многослойные покрытия (например, покрытие толщиной 150 — 180 мкм можно получить только при 8 — 12-слойном нанесении (1).
Замена перхлорвинила на поливпнилхлорид (ПВХ) позволяет получать покрытия с более универсальными свойствами и значительно более длительным сроком службы, а использование метода диспергированпя полимера в среде его не растворяющей обеспечивает значительное увеличение содержания пленкооб5 разователя в лакокрасочном составе. Введением различных добавок в такие днсперсионные полимерные составы (органодисперсии) регулируют реологические свойства самих составов и покрытий на пх основе.
10 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для покрытия, включающий пол ивпнилхлоридную смолу, модификаторы (полиэфирная и эпоксидная смола), пигменты, пластификаторы и
15 разбавители (2). Полученные из этого состава покрытия имеют недостаточную твердость (0,15 — 0,2 по маятниковому прибору М-3) и ограниченную химстойкость, особенно к действию растворов щелочей, из-за наличия в нем
20 большого количества полиэфира марки № 154., легко подвергаемого гидролизу. Кроме того, этот состав не обладает способностью к электрофоретическому образованию покрытия на электроде и не способен распыляться в элек25 трическом поле высокого напряжения.
С целью получения состава дисперсного типа на основе поливинилхлоридной смолы, обладающего улучшенными физико-механическими свойствами (твердостью, прочностью на
30 разрыв, адгезией к грунту), повышенной ще558034 лочестойкостью, водостойкостью, а также cIIOсобного наноситься методами электрофоретпческого осаждения и электростатического распыления в электрическом поле высокого напряжения предлагаемый состав для покрытия на основе поливпнилхлорпдHîé смолы, модификатора, пластификаторов, пигментов и разбавптелей в качестве модификатора содержит смесь эпоксидноноволачного блоксополимера и модифицированного элементоорганическим и соединениями эпоксидноноволачного блоксополимера в соотношении 50:50 — 90:10 прп следующем соотношении компонентов, вес. ч.:
Поливинилхлоридная смола 100
Смесь эпокспдпоноволачного блоксополимера и модифицированного элемептоорганическими соединениями эпоксидноноволачного блоксополимера в соотношении 50: 50 — 90: 10 10 — 50
Пластификатор 25 — 45
Пигменты 15 — 30
Разбавителп 80 — 160
Зпоксидноноволачный блоксополимер (ЭНБС) представляет собой продукт совместной сополимерпзации эпоксидной, диановой и фенолоформальдегидной новолачной смол, взятых в соотношении 2: 3 — 3: 2 (преимущественно 3: 2) и сополпмерпзованных при 120 С в течение 0,5 — 4 ч, предпочтительно в течение
2 ч. Эпокспдноноволачный блоксополимер, модифицированный элементоорганическпми соединениями (ЭНБСЗОС) получен при совместной сополнмеризацпп эпоксидных и новолачпых смол с элемептоорганическими соединениями, например тетраэтоксисиланом и дибутплдплауратом олова, или тетрабутоксититаном, пли кремнийорганической смолой с тетрабутоксититаном.
Использование смеси ЭНБС и ЭНБСЭОС в соотношении 50:50 — 90:10, предпочтительно
60: 40, в качестве модификатора дисперсионного лакокрасочного состава на основе ПВХ позволяет получить составы с требуемыми технологическими свойствами, а именно: низкой вязкостью (не более 200 CI:ç) при высоком сухом остатке (50 — 75 вес. ) и высоком содержании полимера в составе, длительной жизнеспособностью (более 6 месяцев). Кроме того, полученные составы приобретают способность наноситься методом электрофореза и методом распыления в электростатическом поле высокого напряжения. В качестве полимерного пленкообразователя в данном составе используется поливинплхлорид эмульсионной полимеризации с константой Фикентчера 58 — 72 (преимущественно 62 — 64). В качестве пластификатора используются сложные эфиры одноатомных спиртов и двухосновных кислот (фталаты, адипинаты, малеинаты, себацинаты), эфиры фосфорной кислоты и другие соединения в смеси с диоктилфталатом. B качестве пигментов используются минеральные или органические соединения или их смеси, применяемые в лакокрасочной промышленности для
33
5J
6О
65 получения цветных красок, по они должны быть химически инертными по отношению к компо сн1ам предлагаемого состава, IIBIII)IIмер окись хрома, двуокись IIII апа в смеси с хроматическими пигментамп плп краситслями.
В качестве разбавптелей, составляющих дисперспонную среду совместно с пластпфикаторами, в которой диспергируются перечисленные выше компоненты, применяются смеси ароматических и алпфатпческпх углеводородов, одноатом Iblх алифатических спиртов и спиртоэфиров.
Пример ы. В аппарат для дпспергирования сначала загружают жидкие компоненты, затем полимер и пигменты. С целью снижения тиксотропностп лакокрасочного состава и для более равномерного распределения в нем модификаторов последние вводятся в состав в виде 50О/о-ных растворов в углеводородах, составляющих дисперсную среду состава. Диспергпрованпе компонентов производится до получения однородной коллоидной системы, которая контролируется по методу «Клина» (25 — 40 ед.), по относительной вязкости (25—
80 с) по вискозиметру В3-4 и по содержанию сухого остатка. В табл. 1 приведены соотношения компонентов различных составов для покрытия по предлагаемому изобретению.
Покрытия наносят на обезжиренную отпескоструенную и загрунтованную поверхность методами пневматического распыления пли в электрическом поле высокого напряжения, валковым методом или методом электрофореза. Сушка покрытий при 160 — 200 С в геченпе
10 — 45 мин. Полученные покрытия из этих составов имеют повышенную прочность, твердость, эластичность, они водостойкп и устойчивы к действию кислот, щелочей и других агрессивных сред в течение более б месяцев при температуре до +70 С. Покрытия, полученные методом электрофореза, отличаются большей относительной твердостью: 0,5 — 0,7 вместо 0,35 — 0,5 и прочностью на разрыв
300 — 350 кгс/см вместо 180 — 200 кгс/см, по сравнению с покрытиями, нанесенными другими методами. Кроме того, этот метод позволяет получать покрытия толщиной от 50 до
200 мк в один технологический прием за
1 — 5 мпн прп напряжении U=150 — 250 в и плотности тока 1,25 — 2 м/см . Покрытия на основе составов по изобретению после испытаний в течение 6 месяцев в 25О/о-ном растворе
IqSO4, 25 /о-ном растворе НСI, 20 /о-ном растворе NaOH и гидростате при +50 С и относительной влажности 98+-2О/о остались без видимых изменений. Коррозии на подложке не обнаружено. Покрытия из известного состава потеряли защитные свойства в 20 /о-ном растворе NaOH и воде через 60 суток, в гидростате через 4 месяца. В остальных средах остались без изменений.
В табл. 2 представлены физико-механические свойства известного состава н составов по настоящему изобретению, нанесенных различными способами.
558034
Таблица 1
Количественные соотношения компонентов по примерам, взс. ч.
Компоненты
100
100
100
100
100
100
10() 100
)2
10,0
22,8
5,0
15,2
8,0
12,0 0
20
20
36,0
15,0
4,0 0 0
Пи гменты.
)2
Двуокись титана
Сажа
15
19,0
1,0
26,0
Окись хрома
Фталоцианиновый зеленый
Фталоцианиновый синий
Кадмий красный
Пигмент желтый светопрочный
Разбавители.
32,0
Ксилол
37,0
28,0
Бутанол
Этилцеллозольв
14,0
16,0
18,5
48,0
54,5
42,0
33,3
70
60 0 3
Таким образом, покрытия, полученные на основе составов по настоящему изобретению удовлетворяют в целом жестким требованиям и превышают свойства покрытия иа основе известного состава по твердости в 2 — 3 раза, по адгезии к грунту в 2 — -2,5 раза, по прочности иа разрыв в 0,2 — 2 раза, по щелочестойкости более, чем в 8 раз.
Поливинилхлорпд эмульсионный (К-58 — 74)
Моди фи каторы.
Эпоксидноноволачный блоксополимер ЭНБС
Эпоксидноноволачный блоксополимер ЭНБСЭОС модифицированный: а) тетраэтоксисиланом и дибутиллауратом олова б) тетраэтоксисиланом и тетрабутоксититаном в) кремнийорганической смолой и тетрабутоксититаном
Пластификаторы.
Диоктилфталат
Трикрези лфосфат
Хлорпарафин
Хлорированиый дпфенил
Бутилоензилфталат
Диоктиладипинат
Дибутилсебацинат
Уайт — спирит
Монометиловый эфир этиленгликоля
Монобутиловый эфир этиленгликоля
Пропанол
Кроме того, в отли и е от известного состава, органодисперсный состав по настоящему изобретению способен наноситься методом электрофореза (электрофоретическое осаждеиие) и методом распыления в электрическом поле высокого напряжения, что значительно расширяет область применения данного состава.
5580, 14
Таблица 2
Прочность
Прочность иа удар, иря мои и обрат131п), кг см
Адгези я методам решетчатогоо надреза
Адге ия методом отслаивания, г см
Прочность на разpt t13, (»1.С, С 4
И сны ту -.мые
CC3CT BBbl
01НОСИтельная твердость на изгио, М31 методы нанесения
Известны и состав
Пневматическое р1спыление
160
0,2
50 "3:) 630
0,38. 0/5Г)
50/50
50/50
50/50
154)
1400 †17
184
195
0,40
0,47
0,42 — 0,45
197
180 — 200
Распыление в электрическом поле высокога напряжения
1450 †1G
0,37
0,46
0,44
0,4
188
50/50
59/50
5;)/50
50 50
191
190
180 †2
4-- 8
1500 — 1800
0,54
Электрофорез
320 †3
50/50
50/50
50/50
0,60
О,G8 и 45 — 0,61
5 .)/50
П р tt u е ч а H ti е; составы 1 — 8 приведены в табл. 1.
Формула изобретения
100
10 — 50
25 — 45
15 — ЗО
80 — 1áÎ
Источники информации, принятые 130 внимание при экспертизе
1. А. И. Рейбман. «Зашптные лакокрасочные
15 покрытия в химически. . производствах», Л., 1968, с. 45.
2. Авторское свидетельство СССР № 154343, кл. С 09D 3/48, 1961.
Составитель Т. Бровкииа
Редактор Л. Новожилова Текред A. Katttbtmttttxoea Корректор О. Тюрина
Заказ )!71/10 11зл.," в 446 Тиран< 847 Г!алие!с33ае
Ц1тИИПИ Госу31арствеш1ага ком33тета Со33ета Министров СССР ио делам взооретеиий и аткрыти31
113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5
Типогра<рия, пр. Сапунова. 2
Органодисперс ый состав для покрытия, включающий поливиш)лхлорндну)о смолу, модификатор, пластпфикатор, пигменты и разбаьителн, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости, прочности 11а разрыв, адгезни к грунту, щелочестойкости II 130jTocToHKQc7è покрытия, а также придания cocT2I3v способности наноситься метода,1п электрофоретнческого осахкдсния и электростатического распыления в поле высокого напряжения, в качестве модификатора ои содержит смесь эпоксидноноволачного блоксополимера и модифицированного элементоорганпческимп соединениями эпокспдноноволачного блоксополпмера в соотношении 50: 50 — 90: 10 при следующем соотношении компонентов, вес. чл
Полпвипилхлоридная смола
C3Iåñü эпоксидноиоволачного блоксопол;1мера и модифицированного элемептоорганическими соелппеипямп эпоксидпоноволачного блоксополпмера в соотношении 50: 50 — 90: 10
Пластификатор
I I1 1-XI e I I7 I I
Разоав117 ели