лакокрасочное покрытие и способ его получения

Формула изобретения

1. Лакокрасочное покрытие на основе состава, включающего полистирол, пигменты, растворитель и пластификатор, отличающееся тем, что состав в качестве полистирола содержит окрашенный полистирол, наполненный 20 - 40% пигментов и красителей, в качестве растворителя - циклогексанон или о-ксилол, пластификатора - циклический димер альфа-метилстирола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окрашенный полистирол, наполненный 20-40% пигментов и красителей - 20 - 25

Растворитель-циклогексанон или о-ксилол - 70 - 73

Пластификатор - циклический димер альфа-метилстирола - 5 -

2. Способ получения лакокрасочного покрытия на основе состава по п.1, заключающийся в растворении окрашенного полистирола, которое ведут двумя порциями растворителя: сначала 55 - 60% до получения пастообразной однородной массы, затем добавляют оставшиеся 10 - 18% растворителя и 5 - 7% пластификатора, перемешивают до вязкости 80 - 120 с, перед нанесением состава на поверхность механическими средствами его разбавляют растворителем до вязкости 20 - 40 с, причем разбавление ведут одним из растворителей независимо от примененного ранее.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения лакокрасочных покрытий (ЛКП), в частности красок на основе полистирольного пленкообразующего, используемых для защиты наружных поверхностей от воздействия агрессивных сред в различных отраслях промышленности.

Известны лакокрасочные покрытия на основе полистирола [1. Рейбман А.И. Защитные лакокрасочные покрытия.-М.: Химия, 1982, с. 78-79. 2. Патент RU N 2017781, 3. Патент UA N 5003]. Сущность способов получения полистирольных покрытий заключается в приготовлении 14-15% растворов полистирола в толуоле, сольвенте и других растворителях (полистирольного лака). Приготовленный лак смешивают с пластификатором, пигментами, красителями, наполнителями, различными модифицирующими добавками и применяют как готовый продукт для защитного покрытия. От тщательности смешения (степени перетира) пигментной части в лаке зависит качество лакокрасочного покрытия. Поэтому для этой цели применяют специальное оборудование: краскотерки, бисерные/шаровые мельницы, процесс перетира растягивается во времени, что влечет дополнительные затраты.

Наиболее близкой является "антикорозiйна полiстирольна композицiя" [4. Патент UA N 3394, C 09 D 5/08, Бюл. N 6-1, 1994 - прототип], включающая в мас. ч. отходы полистирола 15-16, каменноугольную смолу 3,5-4,9, ингибитор коррозии 0,016-0,02, цинковый порошок 15-16, оксид алюминия 7-8, толуол 54,5-60,0. Согласно способу в смеситель, снабженный мешалкой, загружают пылевидные отходы или бисер полистирола и соответствующее количество толуола. Содержимое тщательно перемешивают до получения однородной массы. Затем в смеситель вводят пигменты, пластификатор, ингибирующую добавку и перемешивают до получения однородной массы с вязкостью 25-30 с.

Недостатками полистирольной композиции, полученной указанным способом, являются: образование нитей между застывающей на лету композицией и защищаемой поверхностью и перерасход композиции при нанесении ее механически (например, краскораспылителем); увеличенный расход пигментов и красителей для получения заданной укрывистости из-за недостаточного перетира пигментов в лаке; отсутствие красителей в составе; плохой внешний вид и слабый блеск покрытия ввиду попадания и налипания нитей на оборудование, что ограничивает область применения покрытия. Покрытие рекомендовано для защиты только металлического оборудования при сниженных требования к внешнему виду и блеску. Необходимость тщательного перетира пигментной части в лаке усложняет процесс получения высококачественного покрытия, требует дополнительных энергозатрат и затрат времени, специального оборудования.

В основу изобретения и способа его получения поставлена задача устранения нитеобразования, снижения расхода при нанесении на окрашиваемую поверхность путем изменения процесса приготовления подобранного состава, что позволяет улучшить внешний вид покрытия, сократить расход пигментов, красителей.

Поставленная задача решается за счет того, что: 1. Лакокрасочное покрытие на основе состава, включающего полистирол, пластификатор, пигменты, растворитель, по изобретению, содержит окрашенный полистирол, наполненный 20-40% пигментов и красителей, в качестве пластификатора - циклический димер альфа-метилстирола, в качестве растворителя - циклогексанон или о-ксилол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окрашенный полистирол, наполненный 20-40% пигментов и красителей - 20 - 25

Пластификатор - циклический димер альфа-метилстирола - 5 -

Растворитель - циклогексанон или о-ксилол - 70 - 73

2. Способ получения лакокрасочного покрытия на основе состава по п. 1, заключающийся в растворении окрашенного полистирола, которое ведут в две стадии: сначала 55-60% растворителя до получения однородной пастообразной массы, затем добавляют 5-7% пластификатора и 10-18% растворителя, перемешивают до вязкости 80-120 с, перед нанесением на поверхность механическими средствами состав разбавляют растворителем до вязкости 20-40 с, причем растворяют в одном из указанных по п. 1 растворителей независимо от примененного ранее.

Предложенные лакокрасочное покрытие и способ его получения позволяют устранить образование нитей между застывающей на лету композицией и защищаемой поверхностью и снизить перерасход компонентов при нанесении механическими средствами (безвоздушными или пневмораспылением), обеспечить достаточную степень перетира, укрывистость, внешний вид и блеск покрытию. Указанный эффект достигается за счет того, что в отличие от известных состава и способа в предлагаемом подобраны растворители, их количества и последовательность введения. Применение двух стадий ввода растворителя обеспечивает возможность получения более концентрированного состава на первых стадиях, за счет чего увеличивается производительность оборудования. Поскольку стадия разбавления менее трудоемка, ее можно выполнять на другом оборудовании (например, у потребителя) непосредственно перед нанесением покрытия ручным или механическим способами, что обеспечивает получение заданной вязкости, изменяющейся в процессе хранения продукта (испаряется любой растворитель). Предлагаемый пластификатор улучшает эксплуатационные характеристики и не влияет на окраску покрытия в отличие от каменноугольной смолы. При использовании окрашенного полистирола наполненность и однородность покрытия достигается легче и меньшим количеством пигментов и красителей, чем при перетире в полистирольном лаке, где они хуже распределены.

Для приближения к гомогенности предлагаемого покрытия время приготовления по прототипу увеличивается, требуется дополнительное оборудование, другие количества для состава / параметры для способа.

Предлагаемое лакокрасочное покрытие получают таким способом. В емкость с мешалкой (реактор) загружают окрашенный полистирол и 55-60% растворителя - циклогексанона или о-ксилола, содержимое перемешивают до получения однородной массы в течение 1-1,5 час. Затем добавляют оставшиеся 10-18% растворителя - циклогексанона или о-ксилола и 5-7% пластификатора - циклического димера альфа-метилстирола и перемешивают около 30 минут до вязкости 120-80 с. Полученный состав можно использовать для нанесения ручными средствами, например кистью или валиком.

Окрашенный полистирол (в виде стренг размером D=3-5 мм, L = 4-7 мм) содержит пигменты и красители в указанных пределах в зависимости от цвета: например, для белого цвета покрытия берут 20% окрашенного полистирола, наполненного 40% диоксил титана - TiO₂; для бежевого цвета покрытия - 21% окрашенного полистирола (наполненного 31,2% TiO₂, 2,9% сурика железного, 4,9% крона желтого); для черного цвета покрытия 25% окрашенного полистирола (наполненного 13,4% окиси хрома, 6,6% сажи).

Для нанесения механическими средствами (безвоздушными или пневмораспылителями) добавляют один из указанных растворителей - циклогексанон или о-ксилол, независимо от применяемого ранее на стадии получения, до вязкости 20-40 с. Полученное покрытие наносят на поверхность образцов для испытаний, сушат при температуре 18-23^oC, испытывают и определяют:

- нитеобразование визуально при нанесении покрытия механическими средствами (безвоздушным или пневмораспылением);

- условную вязкость по вискозиметру B3-4 по ГОСТ 8420;

- укрывистость методом стеклянной пластинки по ГОСТ 8784;

- блеск покрытия по ГОСТ 896;

- адгезию методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140;

- прочность пленки при ударе на приборе У-1А по ГОСТ 4765;

- твердость пленки с помощью маятникового прибора МИ-3 по ГОСТ 6883;

- изгиб пленки по ГОСТ 6806.

В таблице 1 приведены рецептуры лакокрасочных покрытий: по изобретению (примеры 1-3), запредельные количества (примеры 4-7), на других растворителях (примеры 8-10), прототип (пример 11). В таблице 2 - свойства этих покрытий.

Приведенные данные показывают, что в предлагаемом ЛКП и способе его получения (примеры 1-3 таблицы 1-2), по сравнению с прототипом (пример 11) и на других растворителях (примеры 8-10), отсутствует нитеобразование при нанесении покрытия на поверхность (например, краскораспылителем), снижен расход покрытия. В предложенных составе и способе, по сравнению с прототипом, лучшая укрывистость, что указывает на возможность снижения расхода пигментов и красителей, улучшен внешний вид и блеск покрытия с 32 до 71%, нет необходимости тщательного перетира пигментов в лаке, сокращается время на приготовление покрытия, появляется возможность увеличить съем продукта на 25-45%. За пределами заявленных ингредиентов, достигнутый эффект утрачивается. Так, при снижении количества окрашенного полистирола до 15% (пример 4) - возрастает укрывистость, снижается блеск, т.к. покрытие мало наполнено, ухудшаются прочностные характеристики; при увеличении количества окрашенного полистирола до 30% (пример 5 даже при минимальной наполненности) - увеличение вязкости затрудняет работу реактора, растворителя недостаточно, перерасход окрашенного полистирола. Снижение наполненности окрашенного полистирола пигментами и красителями до 15% (пример 6) ухудшает укрывистость покрытия; при увеличении наполненности - до 50% (пример 7) - результаты остаются такими же при дополнительном расходе пигментов и красителей. При 4% пластификатора - покрытие становится хрупким, при 8% - ухудшаются прочностные характеристики. Если вводить растворитель иначе: (18% + 55%) после первой порции растворителя вязкость сильно возрастает, необходимо вводить вторую порцию, чтобы не затруднять работу реактора; (65% + 8%) избыток растворителя в первой порции создает высокие скорости, удлиняется срок получения пастообразной однородной массы.