способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе

Формула изобретения

Способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения сиккатива и стабилизирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве сиккатива используют октоат кобальта - соль кобальта и 2-этилгексановой кислоты, а в качестве стабилизирующей добавки используют добавку на основе оксим циклогексанона "ОксиХим-Стирол" в количестве 0,65-0,7 мас.% при мольном соотношении оксим:сиккатив-(4,2÷8,6):1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам стабилизации в процессе хранения лакокрасочных материалов на алкидной основе и может быть использовано в производстве алкидных эмалей различного назначения.

В процессах воздушной автоокислительной сушки алкидных красок важное значение для правильного регулирования соотношения между процессами высыхания в поверхностном слое и во всем объеме имеют ускорители окислительной полимеризации - сиккативы, которые представляют собой растворимые в маслах соли некоторых тяжелых металлов и одноосновных органических кислот общей формулы (RCOO)xMe, где в качестве хМе традиционно наиболее широко используют свинец с тех пор, как было замечено, что свинцовые пигменты способствуют высыханию. [1. М.Ф.Сорокин, З.А.Кочнова, Л.Г.Шодэ Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия, 1989 г., с.423].

Наряду с регулированием сушки сиккативы могут ускорять образование поверхностной пленки при хранении лакокрасочных материалов. Образование при хранении поверхностной пленки в таре является одним из принципиальных недостатков лакокрасочных материалов на основе алкидов.

Для борьбы с этим явлением в отдельных красках воздушной автоокислительной сушки применяют пихтовое масло, дипентен, фенольные антиоксиданты, оксимы. [2. Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика. Под редакцией Р.Лембурне, СПб.: Химия, 1991 г., с.118].

Некоторые указанные добавки могут вызывать потерю способности краски к высыханию, снижению твердости пленки, поэтому необходимо проверять их влияние как на образование поверхностной пленки, так и на способность к высыханию, а также твердость пленки.

В литературе отсутствуют данные о применении известных добавок для стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе, их эффективности при совместном использовании с различными сиккативами.

Известен способ стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения в них в качестве стабилизирующей добавки 0,8-2,5 % от массы алкидной основы 16-18 мас.% раствора едкого натрия в этилцеллюлозе или 16-18 мас.% раствора в этилцеллюлозе смеси гидроксиламина и едкого натрия при массовом соотношении 0,1:(19-22) [3. АС СССР № 1705325, МПК С 09 D 7/12 - прототип].

Недостатком указанного способа является то, что добавка раствора едкого натрия в этилцеллюлозе стабилизирует эмали и грунтовку от загустевания в процессе хранения за счет снижения кислотного остатка исходного лака, но не стабилизирует от образования поверхностной пленки, добавка 1%-ного раствора гидроксиламина в этилцеллюлозе в недостаточной степени стабилизирует эмаль от образования поверхностной пленки.

В основу изобретения поставлена задача улучшения способа стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе, обеспечивающего длительную стабилизацию эмалей от образования поверхностной пленки при сохранении длительности высыхания пленки и ее твердости путем подбора сочетания стабилизирующей добавки с сиккативом, их концентрации и соотношения.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе стабилизации лакокрасочных материалов на алкидной основе путем введения сиккатива и стабилизирующей добавки, согласно изобретению в качестве сиккатива используют октоат кобальта -соль кобальта и 2-этилгексановой кислоты, а в качестве стабилизирующей добавки используют добавку на основе оксим циклогексанона "ОксиХим-Стирол" в количестве 0,65-0,7 мас.% при мольном соотношении оксим:сиккатив (4,2-8,6):1.

Предлагаемый способ позволяет увеличить период хранения эмали с 3-4 месяцев до 8-12 месяцев без образования поверхностной пленки при сохранении всех свойств в пределах требований нормативно-технической документации.

Как видно из таблиц 1, 2, 3 в предлагаемом способе (примеры 1-3) в сравнении с прототипом (пример 9) стабильность пленкообразования для эмали ПФ-115 увеличивается с 5 до 12 месяцев. Аналогичные результаты получены и на эмалях марок ПФ-133 (пример 4) и ПФ-266 (пример 5), при уменьшении концентрации оксима до 0,5 мас.% (пример 6) балл защиты от пленкообразования уменьшается до 7, твердость пленки и время высыхания не отвечают ГОСТам 6465 и 896. При увеличении концентрации оксима и соотношения выше установленных пределов (пример 7), эмаль не соответствует требованиям по твердости пленки, времени высыхания.

При использовании свинецсодержащего сиккатива (пример 8) эмаль не соответствует требованиям ГОСТ 6465 по твердости пленки и времени высыхания.

Пример 1.

Состав, основанный на рецептуре эмали ПФ-115, мас.%:

Пентафталевый лак ПФ-060	72,30
Двуокись титана марки	Р-02-22,60
Белила цинковые	1,70
Сольвент	0,81
"ОксиХим-Стирол"	0,68
Октоат кобальта	1,90
Добавка АФ-2к	0,01

Кроме известных вышеприведенных ингредиентов состава, в него входит также раствор "ОксиХим-Стирол". Это раствор оксима циклогексанона в ксилоле, разработанный на основе ТУ У24.3-13395997-003-2001.

Добавка АФ-2К - это однородная жидкость от желтого до коричневого цвета - раствор полиметилбутокситриметилсилоксисилоксанов в ксилоле, с массовой долей летучих веществ - 50, 60% и кислотным числом не более 1,6 мг КОН/г. (Каталог "Продукция запорожского производственного объединения "Кремнийполимер"", НИИТЭХИМ, г.Черкассы, 1995).

Состав, основанный на рецептуре эмали ПФ-115, получают следующим образом:

В реактор с мешалкой загружают 60 мас.% от рецептурного количества лака ПФ-060, включают перемешивающее устройство, и загружают рецептурное количество пигментов и наполнителей.

Обороты мешалки увеличивают до 1500 и ведут перемешивание на протяжении 30-40 мин. Далее полученную пасту пропускают через бисерную мельницу, вводят оставшиеся 40 мас.% лака ПФ-060, функциональные добавки, растворитель (при необходимости), сиккатив - октоат кобальта и оксим циклогексанона. Перемешивание ведут при 50-70 об/мин, в течение 1-1,5 часов.

Пример 2. Состав с использованием полуфабриката эмали ПФ-133 и ПФ-266 получают аналогичным способом, используя при этом лак марки ПФ-053.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить стабилизацию лакокрасочных материалов в процессе длительного хранения, обеспечить защиту от образования поверхностной пленки при сохранении основных физико-химических характеристик, например длительности высыхания пленки и ее твердости.

ТАБЛИЦА 1. РЕЦЕПТУРЫ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА АЛКИДНОЙ ОСНОВЕ
№ п/п	Наименование компонентов	Номера примеров
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Полуфабрикат на основе эмали	ПФ-115	ПФ-115	ПФ-115	ПФ-133	ПФ-266	ПФ-115	ПФ-115	ПФ-115	ПФ 115
2	Сиккатив - октоат кобальта, мас.%	0.85	0,85	0,85	1,7	1,7	1,0	0,85	-	-
3	Оксим циклогексанон, мас.%	0,65	0,68	0,7	0,68	0,68	0,5	0.73	0,68	-
4	Мольное соотношение: Оксим/сиккатив	8,0/1	8,36/1	8,6/1	4,8/1	4,2/1	5,24/1	8,98/1	8,4/1	-
5	Сиккатив - НФ-1, мас.%	-	-	-	-	-	-		7	8

ТАБЛИЦА 2. СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
№ п/п	Наименование свойств
		1	2	3	4	5	6	7	8
1	Время высыхания пленки, час. ГОСТ 19007	22	23	24	24	24	27	26	26
2	Балл защиты от пленкообразования *	>10	>10	>10	>10	>10	7	>10	>10
3	Твердость пленки усл.ед. ГОСТ 5233	0.27	0,27	0,26	0,3	0,3	0,21	0,21	0,18
4	Вязкость, СПЗ ГОСТ 8420	80-120	80-120	80-120	60-130	70-90	80-120	80-120	80-120
5	Стабильность к пленкообразованию, н/м, мес.	12	12	12	12	12	7	12	10
* Балл защиты от пленкообразования определяют методом чередования циклов: выдержки композиции в негерметичной таре при 60°С в течение 5 часов, затем при 20+2°С в течение 18 часов. Полный цикл - 1 балл. Стабильность к пленкообразованию определяли по естественному сроку хранения.

ТАБЛИЦА 3.
№ п/п	Оксим, мас.%	СО - 1,4, мас.%	, ч	Н (МЭ-3)	Е, циклы	Примечания
1	0	1.0	16	0.29	2-3	Плохо по пленкообразованию, быстро сохнет
2	0	0.9	18	0.23	2-3	То же + низкая твердость
3	0.2	0.85	20	0.27	2-4	Малая защита
4	0.4	0.85	24	0.25	3-5	То же
5	0.5	0.85	Более 24	0.21	Более 10	Плохая твердость и время высыхания
6	0.5	1.0	22.5	0.24	10	Низкая твердость
7	0.5	1.1	22	0.25	6-7	Малая защита
8	0.68	1.1	22	0.21	Более 10	Низкая твердость
9	0.68	1.0	22	0.22	Более 10	Низкая твердость
10	0.68	0.85	23	0.27	Более 10	Отвечает предъявляемым требованиям
11	0.73	0.85	Более 24	0.22	Более 10	Плохо сохнет, нет твердости
12	0.73	1.0	Более 24	0.22	Более 10	Плохо сохнет, нет твердости