RU2201427C2

RU2201427C2 - Water-dispersed paintwork composition

Info

Publication number: RU2201427C2
Application number: RU98104543A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Беденко; А.Н. Бузычкин; Т.Н. Епифанова; Л.М. Малиновская; К.К. Мороз; Б.Е. Чистяков; А.А. Шляев
Original assignee: ООО "Дельтахим"
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: varnish-and-paint industry. SUBSTANCE: paintwork composition fit for applying on metallic surfaces contains film former (acrylate or styrene-acrylate latexes or their mixtures with butadiene-styrene latexes), fillers, pigments, orthophosphoric acid, liquid paraffin, silica powder, water- soluble polymer (hydroxyethylcellulose), nonionic surfactant, ethylene glycol, and water. Combination of latexes allows manufacturing coatings with elevated hardness and use of water-soluble hydroxyethylcellulose derivatives allows preparing composition, which, upon long storage, forms no hard-stirred precipitate. Liquid paraffin and silica powder suppress foaming during coating operations. EFFECT: improved ornamental and protective properties of coatings. 4 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к водно-дисперсионным лакокрасочным материалам, используемым для получения защитных покрытий на металлических поверхностях строительных конструкций, а также деталей автомобилей, сельхозтехники, сантехнических изделий. Композиция может использоваться для защиты от коррозии деталей в процессе их межоперационного хранения при сборке и ремонте. The invention relates to water-dispersion paints and varnishes used to obtain protective coatings on the metal surfaces of building structures, as well as automobile parts, agricultural machinery, sanitary products. The composition can be used to protect parts from corrosion during their interoperational storage during assembly and repair.

Известно, что лакокрасочные композиции вышеуказанного назначения содержат следующие компоненты [1,2]:
1. М.Л. Федорова, В.В. Верхоланцев Водно-дисперсионные грунтовки для металла. Лакокрасочные материалы, 1989 г., 5, с.21-25.It is known that the paint composition of the above purpose contain the following components [1,2]:
1. M.L. Fedorova, V.V. Verkholantsev Water-dispersion primers for metal. Paints and varnishes, 1989, 5, p.21-25.

2. И. А. Толмачев Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы для коррозионно-защитных покрытий. Лакокрасочные материалы, 1997 г., 11, с.27. 2. I. A. Tolmachev Water-dispersion paints and varnishes for corrosion-protective coatings. Paints and varnishes, 1997, 11, p. 27.

- пленкообразователи - синтетические латексы, например бутадиен-стирольные, стирол-акрилатные или акрилатные;
- наполнители - тальк, каолин, слюда и др.;
- пигменты - двуокись титана, красный железоокисный, сажа и др.- film formers - synthetic latexes, for example, styrene-butadiene, styrene-acrylate or acrylate;
- fillers - talc, kaolin, mica, etc .;
- pigments - titanium dioxide, red iron oxide, soot, etc.

- ингибиторы коррозии - органические, например фосфоновые кислоты, или неорганические - нитриты, хроматы и др.;
- вспомогательные добавки - загустители, диспергаторы, поверхностно-активные вещества и др.- corrosion inhibitors - organic, for example phosphonic acids, or inorganic - nitrites, chromates, etc .;
- auxiliary additives - thickeners, dispersants, surfactants, etc.

Известна водно-дисперсионная лакокрасочная композиция - модификатор ржавчины ВД-КЧ-0184 (ТУ 6-10-1915-83), представляющая собой суспензию пигментов и наполнителей в бутадиен-стирольном латексе БС-65 с добавкой оксифосфоновых кислот. На основе данного материала формируется достаточно коррозионно-стойкое грунтовочное покрытие на чистой металлической поверхности или поверхности с очагами окалины и плотнодержащейся ржавчины. Грунтовка исключает использование фосфатных или пассивирующих концентратов, не растравливает чистый металл, достаточно хорошо преобразует окислы железа, покрытие на ее основе хорошо совмещается с эмалями на различных связующих. Known water-dispersion paint composition - rust modifier VD-KCh-0184 (TU 6-10-1915-83), which is a suspension of pigments and fillers in styrene-butadiene latex BS-65 with the addition of oxyphosphonic acids. Based on this material, a sufficiently corrosion-resistant primer coating is formed on a clean metal surface or a surface with foci of scale and dense rust. The primer eliminates the use of phosphate or passivating concentrates, does not corrode the pure metal, converts iron oxides well enough, the coating based on it combines well with enamels on various binders.

Недостатком данной композиции является невозможность ее использования для формирования самостоятельного покрытия из-за отсутствия необходимого комплекса декоративных и защитных свойств. The disadvantage of this composition is the impossibility of using it to form an independent coating due to the lack of the necessary complex of decorative and protective properties.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является композиция для получения защитного покрытия (Тихонова Г.С., Смирнов А.С., Гладкова Г.А., Жулин С.Л., Романова Т.А., Седова А.А., Альбертинский Г.А., Лавров А. П. Композиция для получения защитного покрытия. Патент Российской Федерации 2070906, опубл. 27.12.96, бюл. 36). The closest in technical essence to the claimed is a composition for protective coating (Tikhonova G.S., Smirnov A.S., Gladkova G.A., Zhulin S.L., Romanova T.A., Sedova A.A., Albertinsky G.A., Lavrov A.P. Composition for obtaining a protective coating Patent of the Russian Federation 2070906, publ. 12/27/96, bull. 36).

Состав композиции,%:
Бутадиеновый латекс (например, бутадиен-стирольный латекс БС-65 (ТУ 38-103550-84) - 43-50
Оксиэтилированный алкилфенол - 0,6-0,8
Тальк - 8-12,2
Каолин - 2,5-3,2
Пигмент - 2,0-18,0
Оксид цинка - 0,7-0,75
Гидроксид кальция - 0,13-0,16
Ортофосфорная кислота - 3,5-4,0
Азотная кислота - 2,1-2,25
Борная кислота - 0,1-0,13
Аммоний молибденовокислый и/или оксиэтилцеллюлоза - 0,04-0,2
Вода - Остальное до 100
Недостатком данной композиции является низкая вязкость и седиментационная неустойчивость, приводящая к образованию плотных трудноперемешивающихся осадков при хранении краски в таре, а также нарушение декоративных и защитных свойств покрытия из-за образования "проколов" в пленке краски при нанесении. Одной из причин образования "проколов" является вспенивание композиции в процессе ее изготовления и нанесения на окрашиваемую поверхность.The composition,%:
Butadiene latex (for example, styrene butadiene latex BS-65 (TU 38-103550-84) - 43-50
Oxyethylated alkyl phenol - 0.6-0.8
Talc - 8-12.2
Kaolin - 2.5-3.2
Pigment - 2.0-18.0
Zinc oxide - 0.7-0.75
Calcium hydroxide - 0.13-0.16
Phosphoric acid - 3.5-4.0
Nitric acid - 2.1-2.25
Boric acid - 0.1-0.13
Ammonium molybdenum acid and / or hydroxyethyl cellulose - 0.04-0.2
Water - The rest is up to 100
The disadvantage of this composition is the low viscosity and sedimentation instability, leading to the formation of dense difficult-to-mix sediments during storage of paint in containers, as well as a violation of the decorative and protective properties of the coating due to the formation of “punctures” in the paint film when applied. One of the reasons for the formation of "punctures" is the foaming of the composition during its manufacture and application to the surface to be painted.

Сущность изобретения состоит в том, что водно-дисперсионная лакокрасочная композиция включает синтетический латекс, пигменты, наполнитель, неионогенное ПАВ, оксифосфоновую кислоту, этиленгликоль и воду, при этом в качестве пленкообразователя используется бутадиен-стирольный и/или акрилатный, и/или стирол-акрилатный латексы, или их смеси (в пересчете на 50%-ную дисперсию), в качестве загустителя - водорастворимые полимеры на основе гидроксиэтилцеллюлозы и в качестве антивспенивающих добавок - жидкий парафин и аэросил. The essence of the invention lies in the fact that the water-dispersion paint composition includes synthetic latex, pigments, filler, nonionic surfactant, oxyphosphonic acid, ethylene glycol and water, while styrene-butadiene and / or acrylate and / or styrene-acrylate are used as a film former latexes, or their mixtures (in terms of a 50% dispersion), as a thickener - water-soluble polymers based on hydroxyethyl cellulose and as anti-foaming additives - liquid paraffin and aerosil.

Использование самостоятельно акрилатных или стирол-акрилатных латексов, например стирол-акрилатного латекса, лакрила 21 (ТУ 2241-002-39251899-96) или аналогичных ему по составу латексов DL-434 фирмы "DOW" или А-10 фирмы "Forsit", а также этих латексов совместное бутадиен-стирольным латексом БС-65 позволяет существенно увеличить твердость покрытия после его отверждения на окрашиваемой поверхности. The use of acrylate or styrene-acrylate latexes alone, for example styrene-acrylate latex, lacryl 21 (TU 2241-002-39251899-96) or similar in composition latexes DL-434 from DOW or A-10 from Forsit, and also these latexes joint with styrene-butadiene latex BS-65 can significantly increase the hardness of the coating after it has cured on the surface to be painted.

В качестве эффективного загустителя, предотвращающего оседание, используются препараты фирмы "Agulon" под техническим названием "Натросол", которые представляют собой по химической структуре водорастворимый полимер - гидроксиэтилцеллюлозу, а также их аналоги-препараты "Тилоза" фирмы "Clariant". Agulon preparations under the technical name Natrosol are used as an effective thickener to prevent settling. They are a chemical structure of a water-soluble polymer - hydroxyethyl cellulose, as well as their analogues, Clariant tylose preparations.

В качестве добавок, предотвращающих пенение композиции при ее изготовлении и нанесении, что приводит к получению покрытий без точечных проколов, используются добавки жидкого парафина, например парафин жидкий ТУ 38 101874-81, фракционный состав - температура начала кипения, ^oС, не ниже 270; до 360^oС выкипает не более 95 об.%), и аэросила, например МAС-200Ц (ТУ39-888-84).As additives that prevent foaming of the composition during its manufacture and application, which leads to coatings without puncture punctures, liquid paraffin additives are used, for example liquid paraffin TU 38 101874-81, fractional composition — boiling point, ^o С, not lower than 270; up to 360 ^o С no more than 95 vol.% boils), and aerosil, for example МАС-200Ц (TU39-888-84).

Заявляемая композиция имеет следующий состав:
Латекс бутадиен-стирольный и/или акрилатный, и/или стирол-акрилатный, или их смеси (все в пересчете на 50%-ную дисперсию) - 30,0-45,0
Пигмент - 0,8-11,3
Наполнитель - 10-28
Неионогенное ПАВ - 0,3-0,4
Оксифосфоновая кислота - 1,84-1,9
Водорастворимый полимер - гидроксиэтилцеллюлоза - 0,01-0,5
Жидкий парафин - 0,10-0,15
Аэросил - 0,003-0,015
Этиленгликоль - 8,6-11
Вода - Остальное до 100
Способ получения заявляемой композиции состоит в следующем. В смеситель с быстроходной мешалкой (диссольвер) последовательно загружаются следующие компоненты (дан пример для краски коричневого цвета) в килограммах на одну тонну продукта: вода - 123,5 (12,35 мас.%), этиленгликоль - 88 (8,8%), неионогенное ПАВ, например, неонол АФ₉ - 10-12 (0,3%), аэросил - 0,1 (0,01%), жидкий парафин - 1 (0,1%), оксифосфоновая кислота - 18,4 (1,84%).The inventive composition has the following composition:
Styrene butadiene and / or acrylate latex and / or styrene acrylate latex, or mixtures thereof (all in terms of a 50% dispersion) - 30.0-45.0
Pigment - 0.8-11.3
Filler - 10-28
Nonionic surfactant - 0.3-0.4
Oxyphosphonic acid - 1.84-1.9
Water-soluble polymer - hydroxyethyl cellulose - 0.01-0.5
Liquid paraffin - 0.10-0.15
Aerosil - 0.003-0.015
Ethylene Glycol - 8.6-11
Water - The rest is up to 100
A method of obtaining the inventive composition is as follows. The following components are sequentially loaded into a mixer with a high-speed mixer (dissolver) (an example is given for brown paint) in kilograms per ton of product: water - 123.5 (12.35 wt.%), Ethylene glycol - 88 (8.8%) non-ionic surfactants, for example, neonol AF ₉ - 10-12 (0.3%), aerosil - 0.1 (0.01%), liquid paraffin - 1 (0.1%), oxyphosphonic acid - 18.4 ( 1.84%).

Основу перемешивают в течение 30-40 мин, добавляют расчетное количество наполнителей (230 кг) и пигментов (например, красного железоокисного) (113 кг), смесь перемешивают в течение 25-30 мин на быстроходном смесителе. При получении грунтовки черного цвета используют сажу, для цветных грунтовок - пигменты органические или неорганические требуемого цвета. The base is mixed for 30-40 minutes, the calculated amount of fillers (230 kg) and pigments (for example, red iron oxide) (113 kg) are added, the mixture is stirred for 25-30 minutes on a high-speed mixer. When receiving a primer of black color use soot, for colored primers - pigments organic or inorganic of the required color.

Полученную смесь перетирают на бисерной или шаровой мельнице до дисперсности 25 мкм по прибору "Клин". Перетертую пасту перекачивают в смеситель с тихоходной мешалкой. В этот же смеситель закачивают латекс бутадиен-стирольный и/или акрилатный, и/или стирол-акрилатный (370 кг на 1 т) и 2%-ный раствор водорастворимого полимера на основе гидроксиэтилцеллюлозы, например натросола (1 кг на сухое вещество), перемешивают 30 мин при пониженной скорости и оценивают качество продукта в соответствии с утвержденной научно-технической документацией. Изобретение иллюстрируется примерами составов, получаемых вышеописанным способом и отличающихся количеством и типом компонентов состава (табл.1). Свойства лакокрасочной композиции и покрытий, получаемых при ее нанесении на поверхность, приводятся в табл. 2,3,4. The resulting mixture is ground in a bead or ball mill to a dispersion of 25 microns on the device "Wedge". The grinded paste is pumped into the mixer with a low-speed mixer. Styrene-butadiene-styrene and / or acrylate latex and / or styrene-acrylate latex (370 kg per 1 ton) and a 2% solution of a water-soluble hydroxyethyl cellulose-based polymer, such as natrosol (1 kg per dry substance) are pumped into the mixer. 30 minutes at a reduced speed and evaluate the quality of the product in accordance with the approved scientific and technical documentation. The invention is illustrated by examples of compositions obtained by the above method and differing in the number and type of components of the composition (table 1). The properties of the paint composition and coatings obtained by applying it to the surface are given in table. 2,3,4.

Одним из существенных показателей лакокрасочных композиций является их стабильность при хранении. Наличие трудноперемешиваемых осадков затрудняет использование материалов у потребителя. Композиции, получаемые вышеописанным способом, помещались в один из видов стандартной тары, например полиэтиленовые емкости объемом 3 дм³. Наличие осадка оценивалось визуально, а также с помощью металлического щупа. Данные приведены в табл. 2. При хранении в течение месяца в предлагаемой композиции осадки отсутствуют.One of the essential indicators of paint compositions is their storage stability. The presence of hardly mixed precipitation complicates the use of materials by the consumer. Compositions obtained by the above method were placed in one of the types of standard containers, for example, 3 dm ³ polyethylene containers. The presence of sediment was assessed visually, as well as using a metal probe. The data are given in table. 2. When stored for a month in the proposed composition precipitation is absent.

Качество покрытий оценивали после нанесения на окрашиваемые поверхности и оценки качества покрытия в соответствии с ГОСТом 9.403 метод А (водостойкость), ГОСТом 5233 (твердость высушенного покрытия) и визуально - наличие дефектов. The quality of the coatings was evaluated after applying to the painted surfaces and assessing the quality of the coating in accordance with GOST 9.403 method A (water resistance), GOST 5233 (hardness of the dried coating) and visually the presence of defects.

Данные по твердости покрытий приведены в табл.3. Использование стирол-акрилатных (примеры 5,7) или акрилатных (примеры 1,2,3) латексов или их смеси с бутадиенстирольным латексом (пример 4) позволяет получать покрытие с удовлетворительной твердостью, существенно превышающей аналогичный показатель по прототипу. Data on the hardness of the coatings are given in table.3. The use of styrene-acrylate (examples 5.7) or acrylate (examples 1,2,3) latexes or their mixture with styrene-butadiene latex (example 4) allows to obtain a coating with a satisfactory hardness significantly exceeding that of the prototype.

Данные по декоративным свойствам покрытий приведены в табл.4. В отличие от прототипа в предлагаемой композиции "проколы" отсутствуют. Внешний вид пленки ровный, однородный. Водостойкость на 14-20% выше прототипа. Data on the decorative properties of the coatings are given in table 4. In contrast to the prototype in the proposed composition, "punctures" are absent. The appearance of the film is smooth, uniform. Water resistance is 14-20% higher than the prototype.

Композиция по заявляемому способу наработана в опытно-промышленном масштабе и испытана у различных потребителей. Претензий по качеству композиций и полученных покрытий не поступало. The composition according to the claimed method has been developed on a pilot scale and tested by various consumers. Complaints about the quality of the compositions and the resulting coatings have been reported.

Таким образом, приведенные примеры и опыт работы полностью обосновывают формулу изобретения. Thus, the above examples and experience fully substantiate the claims.

Claims

Water-dispersion paint composition for protective coatings, including synthetic latex, pigment, filler, nonionic surfactant, hydroxyphosphonic acid, ethylene glycol and water, characterized in that it contains styrene butadiene and / or acrylate and / or styrene as a film former -acrylate latexes or their mixtures in terms of a 50% dispersion, as well as liquid paraffin, aerosil and a water-soluble polymer - hydroxyethyl cellulose in the following components, wt. %:
Styrene butadiene latex, and / or acrylate and / or styrene acrylate latex, or mixtures thereof (all in terms of a 50% dispersion) - 30.0-45.0
Pigment - 0.8-11.3
Filler - 10-28
Nonionic surfactant - 0.3-0.4
Oxyphosphonic acid - 1.84-1.9
Water-soluble polymer - hydroxyethyl cellulose - 0.01-0.5
Liquid paraffin - 0.1-0.15
Aerosil - 0.003-0.015
Ethylene Glycol - 8.6-11
Water - The rest is up to 100