композиция для изготовления водно-растворимых дисперсий и способ ее получения

Формула изобретения

1. Композиция для изготовления водно-растворимых дисперсий, содержащая, мас.%:

бутиловый эфир акриловой кислоты	22,00-24,00
стирол	23,00-24,50
метакриловая кислота	1,80-2,50
44-46%-ный водный раствор натриевой соли
полиакриловой кислоты	1,00-1,10
40%-ный водный раствор
этоксилированного изотридеканола
(>5-20 этиленоксидных групп)	0,35-0,50
24-26%-ный водный раствор натриевой соли
сульфатированной этоксилированной
(7 этиленоксидных групп) смеси синтетических
линейных жирных спиртов C12-C15	3,70-4,00
натрия пероксидисульфат	0,15-0,25
70%-ный водный раствор третбутилгидропероксида	0,05-0,15
натрия формальдегидсульфоксилат	0,05-0,10
калия гидроокись	0,05-0,15
25%-ный водный раствор аммиака	0,70-0,95
биоцид	0,15-0,25
деминерализованная вода	44,0-45,0

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она в качестве биоцида содержит водный раствор 2,35-2,65% 2-метил-изотиазол-3(2Н)-он и 2,35-2,65% 1,2-бензизотиазол-3-(2Н)-он.

3. Способ получения композиции по п.1, заключающийся в том, что в реактор подают воду, азот, затем поднимают температуру в реакторе до 35°С, включают мешалку, подают смесь 44-46%-ного водного раствора натриевой соли полиакриловой кислоты, 24-26%-ного водного раствора натриевой соли сульфатированной этоксилированной, имеющего 7 этиленоксидных групп смеси синтетических линейных жирных спиртов C₁₂-C₁₅, и 40%-ный водный раствор этоксилированного изотридеканола, имеющий больше 5-20 этиленоксидных групп, поднимают температуру в реакторе до 70°С, подают 2,9% смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты, поднимают температуру в реакторе до 75°С и добавляют 70% от общего количества раствора катализатора - натрия пероксидисульфата, после чего в реактор начинают дозировать оставшуюся часть смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты, при этом температуру в реакторе поддерживают на уровне 79-81°С, дозируют оставшуюся часть катализатора, температуру в реакторе снижают до 74°С и начинают дозирование смеси стирола и метакриловой кислоты, температуру в реакторе повышают до 82°С, в реактор добавляют 70%-ный водный раствор трет-бутилгидропероксида и натрия формальдегидсульфоксилата, полученную в реакторе смесь охлаждают до 35°С, в нее добавляют водный раствор гидроксида калия, полученную эмульсию сливают, охлаждают, в нее вводят аммиачную воду, а затем при температуре 30°С - раствор биоцида и фильтруют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении композиций для изготовления водно-дисперсных красок, грунтовок и пропиток; шпатлевок, декоративной штукатурки; волокнисто-цементных покрытий и т.п.

В условиях высокой обсемененности воздуха закрытых помещений и местах большого скопления людей (больницы, общественные учреждения и организации, школы, детские сады, военные казармы и др.) возрастает роль неспецифической профилактики инфекционных заболеваний - использование биоцидных материалов для окраски стен и других поверхностей.

Кроме здравоохранения лакокрасочные покрытия биоцидного действия могут быть востребованы учреждениями образования и культуры (библиотеки, музеи), оборонной, пищевой промышленностью - для избежания плесени во влажных помещениях (холодильные камеры, хранилища муки, зерна, круп), в коммунальном хозяйстве (бассейны, бани, подвалы).

Известна вододисперсная лакокрасочная композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку и воду (пат. RU 2059673, 1996, БИ № 13).

Известен водоразбавляемый состав для бактерицидных покрытий на основе водоэмульсионной краски с добавлением производных ПГМГ в виде 0,3-30% водного эмульсионного раствора в количестве 0,5-9 мас.ч. на 100 мас.ч. композиции (пат. RU 2189999, 2002 г., БИ № 27).

Недостатком данных композиций является незначительная стойкость покрытия к воздействию воды и к смываемости пленки, что исключает частую влажную уборку помещений, на стены которых нанесено покрытие, включающее данную композицию.

Известна композиция, включающая водоразбавляемое пленкообразующее, пигменты, загуститель, поверхностно-активное вещество, биоцидную добавку, алкидную эмульсию с эмульгатором неионного и/или анионного типа и воду (пат. RU 2154078, 2000 г.).

Однако данная водно-дисперсная лакокрасочная композиция обладает недостаточной стойкостью к воздействию воды и стабильностью при хранении.

Технической задачей изобретения является:

- получение композиции на доступном сырье,

- увеличение стойкости покрытия к воздействию воды при наличии влажности в помещениях.

Поставленная задача достигается композицией для изготовления водно-растворимых дисперсий, содержащей, мас.%:

бутиловый эфир акриловой кислоты	22,00-24,00
стирол	23,00-24,50
метакриловая кислота	1,80-2,50
44-46% водный раствор натриевой соли	1,00-1,10
полиакриловой кислоты
40% водный раствор	0,35-0,50
этоксилированного изотридеканола
(>5-20 этиленоксидных групп)
24-26% водный раствор натриевой соли	3,70-4,00
сульфатированной этоксилированной
(7 этиленоксидных групп) смеси синтетических
линейных жирных спиртов C12-C15
натрия пероксидисульфат	0,15-0,25
70% водный раствор третбутилгидропероксида	0,05-0,15
натрия формальдегидсульфоксилат	0,05-0,10
калия гидроокись	0,05-0,15
25% водный раствор аммиака	0,70-0,95
биоцид	0,15-0,25
деминерализованная вода	44,0-45,0

Композицию получают способом, заключающимся в том, что в реактор подают воду, азот, поднимают температуру в реакторе до 35°C, включают мешалку, подают смесь 44-46% водного раствора натриевой соли полиакриловой кислоты, 24-26% водного раствора натриевой соли сульфатированной этоксилированной, имеющий 7 этиленоксидных групп смеси синтетических линейных жирных спиртов C₁₂-C₁₅, и 40% водный раствор этоксилированного изотридеканола, имеющий >5-20 этиленоксидных групп, затем в реакторе поднимают температуру до 70°C и подают 2,9% смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты, поднимают в реакторе температуру до 75°C и добавляют 70% от общего количества раствора катализатора - натрия пероксидисульфата, после чего в реактор при температуре 75-77°C начинают дозировать оставшуюся часть смеси мономеров бутилового эфира акриловой кислоты, стирола и метакриловой кислоты. При этом время дозирования составляет 2 часа. Температуру в реакторе поддерживают на уровне 79-81°C. Спустя 40 минут после начала дозирования оставшейся части смеси мономеров в течение 80 минут дозируют оставшуюся часть катализатора, при этом поддерживают температуру в реакторе на уровне 79-81°C. Затем температуру в реакторе снижают до 74°C и начинают дозирование смеси стирола и метакриловой кислоты при температуре 74°C. Температуру в реакторе повышают до 82°C и поддерживают ее в течение времени дозирования - 60 минут. Затем в реактор добавляют 70% водный раствор третбутилгидропероксида и натрия формальдегидсульфоксилата и в реакторе поддерживают температуру на уровне 82°C. После чего температуру смеси в реакторе охлаждают до 35°C и добавляют в реактор водный раствор гидроксида калия, полученную эмульсию сливают, охлаждают. В полученную эмульсию вводят 25% аммиачную воду, а затем при температуре 30°C - раствор биоцида. Полученную эмульсию фильтруют.

В качестве биоцида композиция содержит водный раствор 2,35-2, 65% 2-метил-изотиазол-3(2Н)-он и 2,35-2,65% 1,2-бензизотиазол-3-(2Н)-он.

Пример

В первую емкость вводят и смешивают эмульгаторы:

1. 44-46% водный раствор натриевой соли полиакриловой кислоты.

2. 24-26% водный раствор натриевой соли сульфатированной этоксилированной (7 этиленоксидных групп) смеси синтетических линейных жирных спиртов C₁₂ -C₁₅.

3. 40% водный раствор этоксилированного изотридеканола (>5-20 этиленоксидных групп).

Во второй емкости смешивают мономеры: бутиловый эфир акриловой кислоты, стирол и метакриловую кислоту (первая смесь).

В третьей емкости готовят раствор катализатора путем смешения воды и пероксидисульфата натрия.

В четвертой емкости смешивают мономеры: стирол и метакриловую кислоту (вторая смесь).

В реактор подают воду, азот, затем поднимают температуру в реакторе до 35°C, включают мешалку, подают смесь эмульгаторов, затем в реакторе поднимают температуру до 70°C, подают 2,9% первой смеси мономеров и поднимают температуру в реакторе до 75°C. Добавляют 70% от общего количества раствора катализатора - натрия пероксидисульфата, после чего в реактор при температуре 75-77°C начинают дозировать оставшуюся часть первой смеси мономеров, при этом время дозирования составляет 2 часа, при этом температуру в реакторе поддерживают на уровне 79-81°C. Спустя 40 минут после начала дозирования оставшейся части первой смеси мономеров в течение 80 минут дозируют оставшуюся часть катализатора, при этом поддерживают температуру в реакторе на уровне 79-81°C. Затем температуру в реакторе снижают до 74°C и начинают дозирование второй смеси мономеров при температуре 74°C. Температуру в реакторе повышают до 82°C и поддерживают ее в течение времени дозирования - 60 минут. После чего в реактор добавляют 70% водный раствор третбутилгидропероксида и натрия формальдегидсульфоксилата в течение 90 минут при температуре 82°C. Затем температуру смеси в реакторе охлаждают до 35°C и добавляют в реактор водный раствор гидроксида калия, полученную эмульсию сливают, охлаждают и в нее вводят 25% аммиачную воду, а затем при температуре 30°C - раствор биоцида. Полученную эмульсию фильтруют.

Состав полученной композиции указан в таблице.

	Компонент	Количество, кг	%
1	бутиловый эфир акриловой кислоты	230,591	23,06
2	стирол	235,209	23,52
3	метакриловая кислота	19,845	1,98
4	44-46% водный раствор натриевой соли полиакриловой кислоты	10,618	1,06
5	40% водный раствор этоксилированного изотридеканола (>5-20 этиленоксидных групп)	4,427	0,44
6	24-26% водный раствор натриевой соли сульфатированной этоксилированной (7 этиленоксидных групп) смеси синтетических линейных жирных спиртов C12-C15	38,764	3,88
7	натрия пероксидисульфат	2,036	0,20
8	70% водный раствор третбутилгидропероксида	0,764	0,08
9	натрия формальдегидсульфоксилат	0,655	0,07
10	калия гидроокись	1,109	0,11
11	25% водный раствор аммиака	8,218	0,82
12	водный раствор, содержащий 2,35-2,65% 2-метил-изотиазол-3(2Н)-он 2,35-2,65% 1,2-бензизотиазол-3-(2Н)-он	2,073	0,21
13	деминерализованная вода	445,691	44,57
	Итого	1000	100

Спецификация композиции

Содержание твердого	50±1
вещества
(ISO 1625, DIN 53189),%
Вязкость при 23°C (ISO 3219, 200 - 1000
DIN 53019), шп. № 2, скорость
сдвига 60 об/мин, мПа*с
pH (ISO 1148, DIN 53785)	7,5-9,0
Прочие свойства композиции
Плотность (ISO 8962, DIN	1,04
53217), г/см 3
Средний размер частиц, (µm)	0,1
Минимальная температура	13-19
пленкообразования (ISO 2115,
DIN 53787), °C
Температура стеклования, °C	20
Тип дисперсии	анионная

Применение композиции

Водно-дисперсионные краски для внутренних и наружных работ;

Грунтовки и пропитки;

Шпатлевки, декоративные штукатурки;

Волокнисто-цементные покрытия.

МТП композиции

Минимальная температура пленкообразования композиции может быть снижена за счет применения коалесцентов. С этой целью могут быть использованы: Chemsol ME P, Chemsol IBE Р, бутил(ди)гликольацетат, Тексанол.

Безопасность

Следует выполнять меры предосторожности, обычные при обращении с химикатами. Сюда относятся защита кожи и ношение защитных очков, а также хорошая приточная и вытяжная вентиляция на рабочем месте при переработке больших количеств.

Хранение

Полученная композиция может храниться при 5-40°C в плотно закрытых емкостях около 6 месяцев, чувствительна к железу, меди, цинку, алюминию. Поэтому следует избегать контакта ее с этими металлами или их сплавами. Это относится не только к хранилищам-резервуарам, но и к трубопроводам, мешалкам, производственным емкостям.