Способ получения лакокрасочных материалов из водных суспензий пигментов

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ) )СТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1028 11 С 09 П 7/14 л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ В ЕТЕЛЬСТВУ щий ния т маляр красо ничес нове ного ляемы О С-О-С - В О Н С-О-С - 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(72) А.Д. Яковлев, И.А. Козлов, В.С. Раммо и Е.М. Артамонов (71). Ленинградский ордена Октябрьской Революции н ордена Трудового Красного Знамени технологический. институт им. Ленсовета. (56).1, Авторское свидетельство СССР Р 142364, кл. С 09 О 17/00, 1961.2. Авторское свидетельство СССР Р 82175, кл. С 09 0 17/00, 1940,2; Патент Франции Р 2415649, кл, С 093 , опублик. 1972.4. Авторское свидетельство СССР .Р 819140, кл,. С 09 )Э 7/14 1978 (прототнп) .(54)(57 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКОЙРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ВОДНЫХ СУСПЕНЗИИ ПИГМЕНТОВ путем обработки водной суспензии пигментов поверхностно- активным веществом, последующего добавления органического растворителя, удаления воды и совмещения с пленкообразующнм, о т л и ч а юс я тем, что, с целью упроще ехнологии способа, улучшения но-технических свойств лакочных материалов и физико-мехаких свойств покрытий на их осв качестве поверхностно-актив вещества используют водоразбав й алккдный олигомер общей форЧ р еи где К- остаток кислот льняного С масла или синтетических . жирных кислот С -С й - 1,2,3,и после добавления органического растворителя прибавляют кислоту, выбранную из группы, включающей уксусную, муравьиную, соляную кислоты.. Изобретение относится к получению лакокрасочных составов. путем перевода пигмента из водной Фазы в органическую среду пленкообразующего, минуя стации Фильтрации, сушки и диспергирования пигмента.Для этой цели используют различные методы: непосредственное смешение малоконцентрированной водной суспензии пигмента со связующим с получением масляных гранул 1, исполь" 10 зование пигментов с гидрофобной по" верхностью 2)Недостатком данных методов являет .ся применение ограниченного числа пигментов и индйвидуального в каждом случае подбора пленкообразующего,Известен способ, включающий в себя гидрофобизацию порошков, окислов, пигментов обработкой органосилаксанами в присутствии щелочного катали затора с последующим нагреванием 1 рабочей смеси в течение 15 мин 13.(,.Этот способ сравнительно прост, позволяет снизить затраты времени на приготовление лакокрасочных ком позиций, но он не устраняет таких трудоемких операций, как Фильтрация и сушка пигмента (необходима предварительная влажность порошка 1,5-2) и диспергирование пигмента в лакокрасочном пленкообраэователе. Данный метод приводит к дополнительным затратам энергии на нагревание. Органосилоксан плохо совмещается пленкообраэователями, что влияет на качество получаемых йокрытий . 35Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения красок (лакокрасочных матери алов) из водных пигментных суспензий путем обработки при 20-50 С 10-20 мин 40 поверхностно-активным веществом (стеарилхромилхлорид, стеарилалюминийнитрат и т.д.), последующего добавле" ния органическог, растворителя (хло.роформ, четыреххлористый углерод 45 и т.д,) при перемешнвании, удаления воды и дальнейшего совмещения с пленкообразующим (алкидные смолы, моче- вино-,меламино- и фенолформальдегидные смолы, зпоксидные смолы и др.).Я 50В известном способе процессы обработки пигмента и отделения воды, диспергирования пигмента в раствори" теле и смешения с пленкообразующими проводятся на различном оборудо ванин (в смесителях со скоростью мешалки 20-80, 2000-3000, 50- 150 об/мин), ПАВ, предлагаемые в известном способе, являются дорогими и дефицитными продуктами (ограниченно 60 применяются для гидрофобизации тканей). Кроме того, известный способ не позволяет достичь значительного улучшения малярно-технических свойств красок и покрытий на их основе. 65 Цель изобретения - упрощение тех нологии способа, улучшение малярнотехнических свойств лакокрасочных материалов и Физико-механических свойств покрытий на их о .нове.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу .получения лакокрасочных материалов из водных суспензчй пигментов путем обработки водной суспензии пигментов поверхностно-активным веществом, последую. щего добавления органического растворителя, удаления воды и совмещения с пленкообразующим, в качестве поверхностно-активного вещества используют водоразбавляемый алкидный олигомер общей Формулы О0 Ю НС-О-С Ъ 3 3 ) и -О- -0-СН- С- Сн - МlНС-О-С-аф СТО Ь-ънцн 1 где К " остаток кислот льняного масла или синтетических жирных кислот С -С И 1,2,3, и после добавления органического растворителя добавляют кислоту, выбранную из группы, включающей уксусную, муравьиную, соляную кислоты.В качестве пигментов используют :как осадочные пигменты, например :цинковые и свинцовые крона, желтый ,желеэоокисный пигмент, так и пигмен-, ты, прошедшие в процессе получения водную обработку: титановые белила, литопон и др. Пигменты могут использоваться в смеси с наполнителями.В качестве растворителей используют хлорированные углеводороды (четыреххлористый углерод хлороформ и.др 3, их смеси с алифатическими и ароматическими углеводородами при условии, что плотность полученной смеси не менее 1,1 г/см .В качестве пленхообразукицих используют глифталевые, пентафталевые, меламино-,мочевино",Фенолформальдегидные олигомеры и лаки, эпоксидные и т.д,Способ реализуется в несколько этапов.Первая стадия заключается в обра, ботке поверхности пигмента дифильны-, ми молекулами водоразбавляемого алкидного олигомера. Полиэфир вводят ,в пигментную суспензию при 20-25 С в виде раствора с таким условием, что бы его концентрация составйла 0,5- 1,5к весу пигмента при рН 8,2-9. Процесс проводят при интенсивном перемешивании в течение 3 мин.Следующей стадией является добавление несмешива ющегося с водой органического раство(6 ф 2яС=ОН С-О-а-(Сн ) -СНг еа зОаН Сги),0И0 О и С-О-С-(СН 2) -СН= СИ-СИ -СИ: СИ-(Си ) - СИИ 0 Я( 27 г 24 3,и -О-С-С И -С-О "СН -С-СИ -О- ОНб 8 2 2иС=ОНгС -0-С-(СиСи-Си" Си -СН= Си-Сиз-СН Сн-СН 2. ЙЬ:ОНН(С Н ) 60 65 рителя с последующей нейтрализацией раствора до рН 6,5 путем добавления кислоты, Затем осуществляют отделение органической Фазы от водной и совмещение пигментной суспензии в органическом растворителе с пленкообразующим, Этот процесс проводят на скоростном смесителе, Общая продолжительность процесса и всех технологических операций не превышает15 мин. 0П р и м е р 1. В водную суспензив цинкового грунтовочного крона при нормальных условиях добасляют раствор водоразбавляемого алкидного олигомера до получения койцентрации 0,5(5к массе пигмента и интенсивно переме шивают 3-6 мин. Затем добавляют смееь ксилола счетыреххлористым углеводородом в соотношении 3:2 (=1,2 г/см )и одновременно добавляют уксусную 20кислоту до получения рН 6,5. Затемв течение 47 мин смесь отстаиваетсяи расслаивается, воду удаляют, образовавшуюся органическую суспензиюсовмещают с пленкообраэующим (глифталевым лаком) на скоростном смесителе.В приведенных примерах,(табл. 1)используют пигменты в виде водныхпаст (70-85 Н 20), взятых на стадии фильтрации (перед сушкой). в технологическом процессе нх производства.Пигменты индивидуально обрабатываютводораэбавляемьм пентатримеллитовыммодифицированным олигомером (израсчета получения концентрации 1,5) 35переводят в смесь растворителей,отделяют воду и пасты пигментов врастворителе совмещают с пленкробразователем в скоростном смесителе9-1500 об/мин) в течение 15 мин. 40Условия проведения обработки пигментов и наполнителей аналогичны примеру 1. В качестве нейтрализатораводной суспенэии пигментов могутбыть испОльэованы кроме УксуснОй .45кислоты муравьиная кислота или соляная кислота.Ниже приведены примеры 5 и б,иллюстрирующие получение алкидного В примере 1 пигмент обрабатывают олигомером, полученным по примеру 51 в примере 3 - модиФикатором, полу,ченным по примеру бу в примере 2 - модификатором, полученным по примеру 51 в примерах 3 и 4 - по примеру б. олигомера, используемого в данном способе в качестве поверхностно"активного вещества.П р и и е р 5 (получение Олиго-мера). В трехгорлую колбу с мешалкой обратным холодильником, термометром загружают 95 г диэфира пентаэритрита и жирных кислот масел (выпускаемого промышленностью по ТУ 6-10-871-75), 40 г тримеллитого ангидрида и нагревают 1,5 ч до 180 фС, отсоединяют обратный холодильник, подсоединяют ловушку воды и ведут процесс поли- конденсации до кислотного числа 80- ,95 мг КОН/г (3-4 ч). Затем массу охлаждают до 70-60 С и добавляют 19 г триэтиламина при перемешивании. Ео лучеиный алигомер имеет коричневый цзет и растворим в воде. При добавлении 140 г воды получают 45-ный раствор с вязкостью 70 Пг РН 8,5-9формула получаемого олигомера 1 П р и м е р 6. В трехгорлув колбу загружают 87 г рафинированного льняного масла, 15 г пентаэритрита, 0,2 г карбоната натрия и нагревают до 245 при перемешивании. Реакцию переэтерификации проводят до получения продукта, растворимого в этиловом спирте-ректификате, затем температуру понижают до 180 фС, добавляют 40 г тримеллитового ангидрида, подсоединяют ловушку воды и ведут процесс полиэтерификации до кислотного числа 80-95 мг КОН/г (3-4 ч). Массу охлаждают до 60-70 ф, добавляют 19 г триэтиламина. Полученный олигомер имеет коричневый цвет, растворяется в воде, при добавлении 140 г воды получается 45-ный раст- вор с вязкостью 80 П, РН 8,5"9.формула полученного олигомераг В качестве пленкообразующих при получении лакокрасоЧных материалов согласно предлагаемому способу используют лак глифталевый. Используют лак ГФ, выпускаемый промыаленностью по ТУ 6-10-612-76, представляющий собой 50-ный раствор вЫ1028700 сыхающей глифталевой смолы в кснлоле с вязкостью 55 с при 20 ф по В 3-4.Лак пентафталевый ПФн, выпускаемый промышленностью по ТУ,6-10612-76, представляющий собой 52-ныйРаствор высыхающей пентафталевой смолы в смеси уайт-спирита и ксилола1: 1 с вязкостью 75 с при 20 е по ВЗ1 Лак меламиноформальдегидный, выпус-,каемый по ТУ 6-10-760-74, представляющий собой 49%-ный раствор мела" 1 Оминоформальдегидной, фенолформальдегидной и алкидной смол в смесиксилола, бутилацетата,.зтилцеллозольва 50 г 20:30 с вязкостью 90 с при20 по ВЗ"4; лак мочевинный МЧ"52, 15выпускаемый промышленностью по Ту6-10-767-74, представляющий собой Таблица 1 Содержание, Ъ,по примерам1 2 1 2 Компоненты 10 14 Лак пентафталевый ПФн ГОСТ 66 66 69Двуокись титана РО ГОСТ 9808-65 Крон свинцовый желтый Ю 1-2ГОСТ 478-75 КРОН свинцовый лимонныйКЛГОСТ 478-75 Белила цинковые сухиеБЦО-М ГОСТ 5-161-69 Пигмент желтый железоокисныйЖГОСТ 16172-72 Микробарит ТУ 6-10-943-76 Четыреххлористый углеродГОСТ 4-75,ХлороФорм ГОСТ 2001574 Уайт-спирит ГОСТ 3134-78Ксиющл ГОСТ 9949-76 Лак мочевинный МЧ:ТУ 610-767-74 Лак фенолформальдегидний .ФЛТ 2-6-10-1236-77 Лак меламинный МЛ-,591ТУ" 6-10-760-74 В примере 2-4 для нейтрализациииспользуют муравьиную (25%-ную),соляную 3 ную)кислоты. Выбор йей 50-ный раствор пластифицированноймочевиноформальдегидной смолы в бутаноле, сольвенте, зтиловом спиртеи уайт-спирите с вязкостью 100 спри 20 ф по ВЗлак фенолформальдегидный ФЛ, выпускаемый поТУ 6-10-1236-76, представляющий собой 38%-ый раствор фенолформальде.гидной смолы и плавленного янтаряс тунговым маслом в смеси уайт-спирита, этанола, бутанола и этилцеллозольва с вязкостью 35 с при 20 фпо ВЗ. В табл, 1.указаны компоненты композиций используемые при получении лакокрасочных материалов предлагаемым способом. трализатора,практически не влияет .иа свойства композиций и покрытий.1028700 8ванием в качестве поверхностно-ак" тинного вещества хромолана и предлагаемым способом. В табл. 2 приведены свойства .лакокрасочных материалов, полученных известным способом с использоТ а б л и ц а 2 ПримерСвойства Известный 1 2 Вязкость по вискозиметруВЗпри 20 С, с . . 40-45 35-40 35-40 30-35 Степень перетира пометоду клина 10 12 Глянцевый Внешний вид пленки Глянцевый. Прочность пленки на.разрыв, Мпаф 4,8-4, 5 5,8 5,2 6,5 6,0 Прочность пленки приударе,.кгс.см 50 50 50 50 Изгиб покрытия, ммпо ГОСТ 6806-73 Модуль растяжения, кн/м 116 96 62 0,2 0,25, 0,25 0,3 0,4 100 80 Режим высыхания,С 20 60 Продолжительность высыхания до степени 3, ч 24 0,5 Паропроницаемость, мг/см 1,02 120 0,94 1,24 Адгеэия по ГОСТ 15140-69,балл 1 1 1 Предлагаемый способ улучшает прочностные характеристики, паропроницаемость и дисперсность пигмен. та по фклину 11. Улучшение степени45 перетира дает воэможность заменять дигменты дешевыми наполнителями. 1 Составитель Т. Бровкина Редактор НВоловик Техред М.Тепер Хорректор А. ференцЗаказ 4892/23 Тираж 639 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий 113035, Москва,3-35, Раушская наб., д. 4/5