Полимерная композиция для получения лакокрасочных материалов

(504 С 09 Р 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ сррору ПИСА ИЗОБРЕТ ТЕ:й.,4 Я ЬИЗЛМОТЕМА Тор:КОММ : ЕЛЬСТВ ксан на сополимей формул ксиалк(СН,) 3,(54)(57) ПОПОЛУЧЕНИЯ ЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, пленкообразующее, сополиилоксана и оксиалкилена и е растворители, о т л ис я тем, что, с целью ачиваемости и розлива х материалов, она содертве сополимера органосико н включающаямер органосорганическичающая 8 - 80,ксан 0,04 - 2,8Остальное улучшения см лакокрасочнь жит в качес иленаанические растители(56) Патент США У 3кл, 260-488, опублиПатент Англии Уопублик, 1966,О(Ьн 21 д 15 де К - СН СНф К, - Сн СН,СО, Н, А - двухвалентный рпри у щ 1, 3; и ш - 5-30 х - 1-3, ри следующем соотношении ов, мас.Х: ПленкообразующееСополимер органо8 б 0501 Изобретение относится к области лакокрасочной промьппленности, в частности в получению лаков и эмалей, наносимых на древесину, древесностружечные плиты, синтетический шпон, металлы и образующих ровные, блестящие покрытия без дефектов с хорошими физико-механическими свойствами,Известно, что для улучшения розлч ва лаков и красок применяют оксиалкиленовые блоксополимеры.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является полимерная композиция, вклю чающая пленкообразующее (алкидные смолы, эпоксидные, полиуретаны,ненасыщенные полиэфиры и т,д,), сополи- мер органосилоксана и оксиалкилена с мол,м, более 5000 и органические В 11(СН - М ОЗ1Н 20 ОЬ 1 - (СН 3 растворители.Однако известная композиция не обеспечивает получения высококачественных покрытий; на поверхности по.крытий наблюдаются шагрень, пузыри, 25 кратеры, проколы.Целью изобретения является улучшение смачиваемости и розлива лакокрасочных материалов,Цель достигается тем, что полимер ная композиция, включающая пленкообразующее, сополимер органосилоксана и оксиалкилена и органические растворители, в качестве сополимера органосилоксана и оксиалкилена, содержит сополимер с мол.м, 500-2000 общей формулы В,Жн)фй Б ОЛ где К - СН, СН 1К - СН , СН СО, А - двухвалент Н, СН ,ный радикал (СН) 3; и = 2, 3; при у = 1,т = 5-30;х = 1-3,при следующем соотнтов, мас,%:ПленкообразующееСополимер органосилоксана и окси шении комлонен 50 ьно о и стирол алкилена 0,04 Органические растворители ОсталВ качестве пленкообразующе пользуют ненасыщенные полиэфи 35 40 45 55 киды, лолиуретаны, эпоксидные смолы,нитроцеллюлозу, акриловые сополимеры, сополимеры винилхлорида, хлоркаучук и т,д,В зависимости от типа используемого связующего композиция дополнительно может содержать различные целевыедобавки: отвердители, ускорители,пластификаторы, всплывающие добавки,матирующие добавки, Для полученияпигментированных лакокрасочных материалов композиция дополнительно содержит пигменты, наполнители,Сополимеры органосилоксана и оксиалкилена получают различными известными методами, например присоединением оксиорганосилоксана формулы: полученного гидролизом соответствующих органохлорсиланов с последующейперегруппировкой в присутствии кислого катализатора к Ы,ы -аллилоксиалкилоксиполиоксиалкиленгликолю: СН=Сн -Сн- ОС Н ь - ОР в присутствии платиновых катализа торов,Сополимер представляет собой жидкость с вязкостью 150-250 сСт при20 С и мол,м, 500-2000, имеет линейное строение. При длительном хранении: 2-6 мес, при температуре 20о30 С лакокрасочных материалов с добавкой сополимера не наблюдается расслоения или выпадения осадка,Нанесение лакокрасочных материаловосуществляют наливом, пневматическимили электростатическим распылением;отверждение проводят воздушным, конвекционнья, терморадиационным способами, под воздействием электронногопучка, инфракрасного ультрафиолетового или импульсно-лучевого облучения.П р и м е р 1, Полиэфирмапеинатный парафиносодержащий лак холоднойсушки представляет 53%-ный растворненасыщенной полиэфирной смолы в сп; -роле, бутилацетате и ацетоне (соотношение растворитсл-й в % соответственно - 41:5:2) с целевыми добавками,В качестве всплывающей добавкиприменяют 3%-ный раствор парафина в15 20 25 68,0 13,6 з 86050В качестве ускорителя - 1,57.-ныйраствор Ч 0 в монобутилфосфорнойкислоте,Инициатором служит гидроперекисьизопропилбензола (гипериз).Компоненты смешивают непосредственно перед употреблением, Соотношениекомпонентов в лаковой композиции,мас, : 10Ненасыщенная полиэфирная смола наоснове фталевого ималеинового ангидридов, пропилеи- идиэтиленгликоля 51,037-ный растворпарафина в стироле 1,6Ускоритель - 1,57-ныйраствор Ч О в монобутилфосфорной кислоте 1,0Инициатор - гипериз 1,0Сополимер мол,масса -500 0,1Растворители 45,3Время высыхания (до степени 3) при18-20 С - 24 ч, Покрытие хорошо шлифуется и полируется, Лаковое покрытие после облагораживания - глянцевое, гладкое, без дефектов (кратеры,пузыри, проколы - отсутствуют), невуалирует текстуру древесины, Твердость пленки по маятниковому приборуМ - 3 - 0,56, Водостойкость при 18 -22 С - 24 ч, Стойкость пленки к сухому облучению - 2 ч, Теплостойкостьпленки при температуре 100 С - 30 мин,Морозостойкость пленки при температуре -40 С - 10 ч,40П р и м е р 2, Беспарафиновыйлак горячей. сушки включает растворненасыщенной полиэфирной смолы в стироле и триэтиленгликолевом диэфиреметакриловой кислоты (1 ТГМ) с добавлением раствора коллоксилина ХВВ .ворганических растворителях, растворарезиловой смолы в ксилоле, инициатораи ускорителя,В качестве полуфабриката лака используют, 7.:48 Х-ный раствор ненасыщенный полиэфирнойсмолы в стиролеТГМ 5587 О-ный раствор коллоксилина ХВВ в смесирастворителей (цикло -гексанон:метилизобутилкетон 1;1) 17,0507.-ный раствор резиловой смолы в ксилоле 1,4В качестве инициатора используютгипериз,В качестве ускорителя - 1,57.-ныйраствор нафтената кобальта в стироле - ускоритель В 30,Компоненты смешивают непосредственно перед употреблением,Соотношение компонентов в лаковойкомпозиции, мас. .:Ненасыщенная полиэфирная смола на основеэтиленгликоля, диаллилового эфира триметилолпропана, фталевогои малеинового ангидридов 39,32Коллоксилин ВВ 0,68Резиловая смола 0,80Ускоритель В 30 2,00Инициатор-гипериз 1,00Сополимер мол,мас, 1800 0,04Растворители 56,76Лак наносят в электрополе высокого напряжения, До рабочей вязкости(18-22 с по ВЗпри 20 С) лак доводят растворителем РБ.Продолжительность сушки при температуре 80 С - 40 мин. Покрытиеровное, гладкое, глянцевое, без морщин, кратеров и пузырей, Твердостьпленки по маятниковому прибору М-0,55; водостойкость лаковой пленкипри 18-22 С - 24 ч; морозостойкостьпленки при температуре -40 С - 1 О ч,П р и м е р 3, Полиэфирный лакультрафиолетовой (импульсно-лучевой)сушки представляет собой 657-ныйраствор ненасыщенной полиэфирнойсмолы в стироле с добавкой фотосенсибилизатора,В качестве фотосенсибилизатораприменяют изобутиловый эфир бензоина,Соотношение компонентов в лаковойкомпозиции, мас. :Ненасыщенная полиэфирная смола на основе фталевого, малеинового ангидридов,диэтилен-пропиленгликолей и моноаллилового эфира глицеринаФотосенсибилизаторСополимер мол.мас, 750Растворители5 8605Лак наносят на лаконаливныхмашинах с вязкостью 55-75 с по ВЗприо20 С на древесностружечные плиты,облицованные строганным натуральньмшпоном, предварительно покрытые грунтом импульсно в лучев сушки или нанеоблицованные древесно-стружечныеплиты с нанесенной текстурой древесины (имитационная отделка), Лакнаносят в два слоя с промежуточным Оотверждением и шлифованием первогослоя,Продолжительность отверждения покрытия под лампами НОК- 25-35 с,Покрытие после отверждения без последующего облагораживания (шлифовкии полировки) ровное, гладкое, блестящее, без потеков, шегрени и пузырей,Твердость пленки лака по маятниковому прибору типа "М - 3" - 0,56,блеск пленки по прибору Р- 10строк, теплостойкость пленки при температуре 100 С - 30 мин, водостойкость пленки при температуре -40 С -10 ч, стойкость покрытия к воздействию перепада температур и влажности -80 Х,П р и м е р 4, Полиэфирный лаксодержит 507-ный раствор ненасыщенн-. 37ной полиэфирной смолы в олигоэфиреТГМс добавкой 507-ного раствораалкидной смолы в олигоэфире ТГМ-З,Соотношение компонентов в лаковойкомпозиции, мас,Е: 35Ненасыщенная полиэфирная смола на основе пропиленгликоля, диаллилового эфира триметилолпропана, фталевого ангидрида и фумаровой кислоты Алкидная смола (резиловая)Сополимер мол,мас, 2000Растворители 2,65 45 0,20 49,90Лак наносят на:.аконаливных машинах на древесностружечные плиты и отверждают потоком ускоренных электронов (доза 5-15 мрад), Время отверждения - 3 с,Отвержденное покрытие без последующего облагораживания (шлифовки и полировки) ровное, гладкое, блестящее,без царапин, вмятин, кратеров и пузырей, 01 0,1569,90 Лак наносят валковым методом и от верждают 30 с при 400 СПокрытие ровное,. б .з кратеров, пузырей и других, ефектов, Твердост пленки по маятниковому прибору .ч0,55, прочность при ударе по прибору Пленка лака имеет хорошую твердость(по прибору М- 0,5) обладает высокой морозостойкостью - 10 ч при температуре -40 С.П р и м е р 5, Полиуретановыйлак представляет собой 503-ный раствор олигоэфира - продукта поликонденсации фталевого ангидрида, адипиновой кислоты, синтетических жирныхкислот С -С с триметилолпропаном иотвердителя - полиизоцианатбиурета -507,-ного раствора в циклогексаноне,Соотношение компонентов в лаковойкомпозиции, мас,%:Олигоэфир 35,15Отвердитель 14,75Сополимер мол,мас, -100 0,20Растворители 49,90Лак наносят пневмораспылением ип.безвоздушным распылением (рабочаявязкость при 20 С по ВЗ- 15 с,растворитель - циклогексанон) по анодированной и оксидированной аяоминиевой поверхности и пассивирующемугрунту,Время сушки первого слоя 24 чВремя сушки второго слоя 10 сутТолщина покрытия 70 мкмПоверхность покрытия ровная, гладкая, глянцевая, без шагрени, потеков,кратетов и сорности, Твердость пленки по маятниковому прибору М 0,35, Прочность при ударе по приборуУ- 40 кгс см, изгиб покрытия1 мм,П р и м е р 6. Эпоксидно-фенольный лак используют в виде ЗОЖ-ногораствора высокомолекулярной эпоксид -ной и фенолоформальдегидной смол всоотношении от 1:5 до 5:1, Растворители - этилцеллозольв и циклогексанон1:1, До рабочей вязкости разбавляютэтилцеллозольвом (150 с по ВЗпри20 С),Соотношение компонентов в лаковойкомпозиции, мас.Е:Эпоксифенольный полимер 29, 95Сополимер мол, ма с950РастворителиУ- 50 кгссм, изгиб покрытия1 мм,П р и м е р 7, Акриловая эмальследующего состава, мас.7.:Термореактивный акриловый сополимерРутилКрон свинцовый желтыйЭпоксидная смолаАэросилСополимер мол,мас,1800Растворители 28,50 28,50 0,6011,40 1,15 1,3528,50 Покрытие ровное, блестящее, безпузырей, кратеров и других дефектов,Твердость лаковой пленки по маятниковому прибору М- 0,7, Прочностьпленки при ударе по прибору У 50 кгс, см. Стойкость пленки к кипячению - 4 ч,П р и м е р 8, Эмаль. имеет состав, мас,7:Сополимер винилхлорида с винилацетатом 26,5Трикрезилфосфат 2,9Алкидно-акриловаясмолаПигмент железоокисныйкрасный 5,9Двуокись титана 8,8Белила цинковые 0,2Эпоксидированное сое, вое маслоРастворителиТолуол 26,4Циклогексанон 2,4Ацетон 11,8Бутилацетат 6,5Сополимер мол,мас,2000 1,2 7,0 0,4 Эмаль наносят безвоздушным, пневматическим или электростатическим распылением по предварительно загрунтованной металлической поверхности,Термореактивный акриловый сополимер применяют в виде 507-ного раствора в смеси ксилола и бутанола 1:1,Эмаль наносят безвоздушным распылением по оксидированному алюминию в2 слоя "сырой по сырому" с выдержкойна воздухе между слоями в вертикальном положении в течение 10 мин. Отверждение проводят при 180 С в течение 30 мин, Гремя высыхания пленки при 20 ++ 2 С - 2 ч,Покрытие ровное, полуматовое, безпузырей, кратеров, Твердость пленкипо прибору М- 0,35, Изгиб покрытия по шкале гибкости - 1 мм, прочность при ударе по прибору У 45 кгс см,10 П р и м е р 9. Нитроцеллюлознаяэмаль содержит, мас.7:Коллоксилин ВНВА 30,400Коллоксилин высокомолекулярный ВВ15 Апкидная смолаДибутилфталатКасторовое маслоПигменты 3,800 11,400 4,500 3,800 О, 300 0,002 0,08010,30010,300 5,30010,300 7,600 рутил20 голубой фталоцианиновыйзеленый фталоцианиновый 0,018желтый железоокис 25 ныйРаств ори телибутилацетатэтилацетатбутанол30 толуолэтанолСополимер мол,мас,1100 0,900Эмаль наносят распыпением по предварительно загрунтованной поверхностив 3 слоя и отверждают на воздухе втечение 48 ч и дополнительно 3 ч при60 ОС,Поверхность покрытия ровная, блес 40 тящая, без потеков, кратеров и пузырей.Твердость пленки по прибору М-Э -0,30, прочность пленки при ударе поУ- 25 кгс см, изгию покрытия -45 3 мм,П р и м е р 1 О. Хлоркаучуковаяэмаль для окраски химического оборудования содержит, мас.7.:Хлоркаучук 23,850 Хлорпарафин 11,9Рутил 23,8Сополимер мол,мас,1800 0,7Ксилол 39,8После отверждения на воздухе покрытие полуглянцевое, однородное, безпосторонних включений и дефектов,Твердость пленки по прибору М 0,20, Изгиб покрытия - 3 мм, Стой10 860501 16,7 Таблицанешний вид покрытий Ровное, гладк а) с использованием сополимеро естящее(сн) 500 ол,м овлетвократеры,ьзованием сополимерас, 5000 озлив неу ительный,с исп мол,рень кость пленки к воздействию 25%-ныхрастворов Н ЯО, ИаОН - 48 ч,П р и м е р 11, Алкидно-меламиновая эмаль для окраски автомобилейсодержит, мас,%:Алкидная смола,модифицированная кокосовым маслом 19,7Алкидная смола, модифицированная касторовым маслом 6,0Меламиноформальдегидная смолаПигменты двуокись титана,рутил 16,7сажа ПМ0,5желтый железоокисный пигмент 1,0Сополимер мол,мас,950 1,7Растворители 37,7Эмаль наносят безвоздушным илипневматическим распылением. Продолжительность высыхания покрытия до степени 3 при 130 С - 30 мин, После отверждения пленка глянцевая, без кра -теров, оспин, морщин, Блеск пленкипо прибору фБ65%,Твердость пленки по прибору М 0,55.Прочность пленки при ударе по прибору У- 40 кгсцсм. Изгиб покрытия - 3 ммСтойкость к действию масла при18-22 С - 48 ч, Стойкость покрытияк действию бензина - 8 ч,Использование сополимера такогоже строения с мол,мас, 3000-10000 втех же количествах по известномутехническому решению не улучшает розлив и смачиваемость лакокрасочныхкомпозиций и не устраняет дефектыпокрытий,В табл, 1 приведены сравнительные данные свойств покрытий на осно 15 ве полимерных композиций с ;. пользованием сополимерами мол,мас, - 500 -2000 и сополимера указанного составас мол.мас, 5000 (по прототипу),20 В табл, 2 представлены физико-механические сравнительные свойства известной композиции и состава по примеру 3 изобретения,Таким образом, проведенные испыта 25 ния показывают, что композиции с использованием сополимера органосилоксана и оксиалкилена, с мол,мас, 5002000 образуют ровные, гладкие покрытия без деФектов,Введение в композицию сополимерас мол,мас, 5000 и более приводит кобразованию покрытий, имеющих на поверхности дефекты (пузыри, проколы,кратеры).(си 1 э 10 51 0СН.1,ОС 2 И 1 ОСмол,мас. 750 1(СМз б) с использованием сополимер мол,мас. 5000 атеры, проколы 6, 11 с использованием соп ер снз1,сНйБ 10сн,%блестящее использова л.мас, 500 использова ем сополимер кратеры,блеска пот ем соп ер Ров без блестящеефектов СН 31,СЩэЫО1 СН 2 1311 ОС 2 Н)щ 31(СНэ 1 Э мол. мас. = 180 Частичное сморщиванне, кратеры с исполь мол,мас,ванием сополим13 860501 Таблица 2 Наименование показателей Известный состав Состав по изобретениюПродолжительность сушки, с 20 20 Внешний вид покрытия Покрытие ровное,гладкое 1 О 10 0,52 Соответствует Соответствует 30 30 100 100 Редактор П, Горькова Техред И.Попович Корректор А, Тяско Тираж 633 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Заказ 4451 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Блеск покрытия по рефлектоскопу Р, строка-.не ниже 10 Твердость лаковой пленки по прибору М-З, неменее 0,5 (ГОСТ 5233-67) Способность покрытияшлифоваться (без засаливания шлифовальнойшкурки) Теплостойкость лаковойпленки при 100 С(ГОСТ 4976-63), минне менее 30 Светостойкость лаковойпленки под лампой ПРК(ГОСТ 4976-63) ч неменее Водостойкость лаковойпленки (ГОСТ 4976-63)ч, не менее 24 Стойкость лакового покрытия к воздействиюпеременных температур