RU2139311C1

RU2139311C1 - Alkyd enamel

Info

Publication number: RU2139311C1
Application number: RU99104272A
Authority: RU
Inventors: С.С. Жечев; В.Б. Манеров; М.В. Сапрыкин; А.Ю. Шуранов; В.П. Лобанов; В.С. Каверинский; Ю.А. Савинова; Т.А. Левина; Е.Э. Аблякимова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Лакокраска"
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: alkyd enamel, comprises wt, %: alkyd resin solution in organic solvent, 15-35; pigments, 10-60; white spirit siccative 0.5-4.5 and alkyd resin with acid number of 6- 20 mg KOH/g modified with 0.02-0.2 weight part of polyamino amide resin and molecular weight of 900-5000 con. units and amine number of 1-15 per 1 weight part of alkyd resin. Enamel also comprises 0.1-0.5 wt % of antifilm additive. Enamel comprises white spirit as organic solvent included into alkyl resin solution. EFFECT: improved water resistance, higher sedimentation stability and improved tixotropic properties of the alkyl enamel. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к составам для лакокрасочных покрытий в частности на основе алкидных смол, обладающих стабильными тиксотропными свойствами, предназначенных для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям. The invention relates to compositions for paints and coatings, in particular based on alkyd resins with stable thixotropic properties, intended for painting metal, wood and other surfaces exposed to atmospheric influences.

Алкидные лакокрасочные материалы (эмали, грунтовки) - это жидкие пигментированные лакокрасочные материалы, представляющие собой высококонцентрированные микрогетерогенные системы. Важнейшим свойством их является стабильность, т.е. седиментационная и агрегативная устойчивость. Седиментационная устойчивость проявляется в способности дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы (пигменты, наполнители) по всему объему дисперсной среды (связующее), т.е. предотвращать образование осадка. Alkyd paints and varnishes (enamels, primers) are liquid pigmented paints and varnishes, which are highly concentrated microheterogeneous systems. Their most important property is stability, i.e. sedimentation and aggregative stability. Sedimentation stability is manifested in the ability of a dispersed system to maintain a uniform distribution of particles of a dispersed phase (pigments, fillers) throughout the volume of a dispersed medium (binder), i.e. prevent the formation of sediment.

Седиментационная устойчивость может быть достигнута в результате пространственного структурирования жидкой дисперсионной среды, т.е. пространственных надмолекулярных структур пленкообразователя или путем введения высокодисперсных наполнителей (аэросил, бентонит), придающих лакокрасочным материалам структурную вязкость (тиксотропность), необходимую для получения высококачественных покрытий на крупногабаритных изделиях, особенно на вертикальных поверхностях (О.В. Орлова, Т.Н. Фомичева Технология лаков и красок. М.: Химия, 1990, с. 359). Sedimentation stability can be achieved as a result of spatial structuring of a liquid dispersion medium, i.e. spatial supramolecular structures of the film former or by introducing finely dispersed fillers (aerosil, bentonite), which impart structural paints (thixotropy) to paints and varnishes necessary to obtain high-quality coatings on large-sized products, especially on vertical surfaces (OV Orlova, TN Fomicheva Technology varnishes and paints.M .: Chemistry, 1990, p. 359).

Известно использование полиамидов, получаемых на основе диаминов и димеризованных жирных кислот в качестве тиксотропных добавок (патент Швеции N 328079, C 09 D 5/04, 1970) в алкидные лакокрасочные материалы путем простого смешения полиамидной и алкидной смол. It is known to use polyamides based on diamines and dimerized fatty acids as thixotropic additives (Swedish patent N 328079, C 09 D 5/04, 1970) in alkyd paints and varnishes by simply mixing polyamide and alkyd resins.

Однако из-за плохой растворимости в органических растворителях, низкой водостойкости, полиамидные смолы находят ограниченное применение в качестве самостоятельных тиксотропных добавок. However, due to poor solubility in organic solvents, low water resistance, polyamide resins are of limited use as independent thixotropic additives.

Оптимальная тиксотропия системы при модификации алкидных смол полиамидами достигается в первую очередь за счет полной гомогенизации реакционной смеси. The optimal thixotropy of the system during the modification of alkyd resins with polyamides is achieved primarily due to the complete homogenization of the reaction mixture.

Для придания связующему лакокрасочных материалов в частности на основе алкидных смол, тиксотропных свойств известны добавки, которые получают следующим образом: сначала получают полиамид путем конденсации полиамина с полимерными жирными кислотами в частности многоосновными карбоновыми кислотами, с последующей этерификацией продукта конденсации одноатомным спиртом. Способ характеризуются тем, что связующее, в процессе введения этих добавок не подвергается нагреванию и следовательно не изменяет своих первоначальных свойств. To give the binder paints and varnishes, in particular based on alkyd resins, thixotropic properties, additives are known which are prepared as follows: polyamide is first prepared by condensation of a polyamine with polymeric fatty acids, in particular polybasic carboxylic acids, followed by esterification of the condensation product with monohydric alcohol. The method is characterized in that the binder, in the process of introducing these additives is not exposed to heat and therefore does not change its original properties.

В качестве жирных кислот используют двух и трех основные кислоты (например азелаиновая кислота, себециновая) или димеризованные жирные кислоты, в качестве полиаминов, преимущественно этилендиамин, в качестве одноатомных спиртов - метанол, этанол, пропанол и др. Эти добавки имеют кислотное число ≤10, аминное число ~ 3, вводят их в количестве 5-20 мас.% (патент DЕ N 1192768, 1968). As fatty acids, two and three basic acids are used (for example, azelaic acid, samucinic) or dimerized fatty acids, as polyamines, mainly ethylenediamine, as monohydric alcohols - methanol, ethanol, propanol, etc. These additives have an acid number of ≤10, amine number ~ 3, they are introduced in an amount of 5-20 wt.% (patent DE N 1192768, 1968).

Однако введение их также не обеспечивает полной гомогенизации лакокрасочной системы. However, their introduction also does not ensure complete homogenization of the paint system.

Известен способ получения тиксотропных алкидных смол путем добавления при 180-220^oC 2-10 мас.ч. твердого полиамида с молекулярной массой 1100-2000 и аминным числом <9 к алкидной смоле на основе многоатомных спиртов, ароматических многоосновных кислот и растительных масел. Реакцию осуществляют в токе инертного газа при 180-220^oC 1-3 ч, с последующим охлаждением смеси за 20-90 мин до 100-130^oC, довершением этой реакции при этой температуре, разбавлением продукта при 50-130^oC уайт-спиритом до 40-70%-ной концентрации. Раствор этой модифицированной алкидной смолы пригоден для использования в качестве пленкообразующего тиксотропных красок, совместим с жирными алкидными смолами (авт. свид. ЧССР N 185527, опубл 1980).A known method of producing thixotropic alkyd resins by adding at 180-220 ^o C 2-10 wt.h. solid polyamide with a molecular weight of 1100-2000 and an amine number <9 to an alkyd resin based on polyhydric alcohols, aromatic polybasic acids and vegetable oils. The reaction is carried out in an inert gas stream at 180-220 ^o C 1-3 hours, followed by cooling the mixture for 20-90 minutes to 100-130 ^o C, completing this reaction at this temperature, diluting the product at 50-130 ^o C white Spirit to a 40-70% concentration. The solution of this modified alkyd resin is suitable for use as a film-forming thixotropic paint, is compatible with fatty alkyd resins (ed. Certificate. Czechoslovakia N 185527, publ. 1980).

Недостатком этой известной модифицированной алкидной смолы является ее темный цвет, невысокая энергия разрушения тиксотропии (т. н. мягкий гель), т.е. недостаточные тиксотропные свойства. The disadvantage of this known modified alkyd resin is its dark color, low energy of destruction of thixotropy (the so-called soft gel), i.e. insufficient thixotropic properties.

По технической сущности наиболее близким к настоящему изобретению является состав алкидной (пентафталевой) эмали, включающей суспензию пигментов и наполнителей (двуокись титана, пигмент железоокисный и др) в алкидной смоле (пентафталевом лаке ПФ-064, ПФ-060, ПФл-3 и др) с добавлением сиккатива и растворителей (М. Л. Лившиц и др. Лакокрасочные материалы. М.: Химия, 1982, с. 44-46). В составе эмали входят алкидные (пентафталевые) смолы, модифицированные высыхающими и/или полувысыхающими растительными маслами с жирностью не менее 52-64% в виде раствора в органическом растворителе, например смеси ксилола с уайт-спиритом. Эмаль предназначена для окраски металлических, деревянных и других поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям. By technical nature, the composition closest to the present invention is the composition of alkyd (pentaphthalic) enamel, including a suspension of pigments and fillers (titanium dioxide, iron oxide pigment, etc.) in alkyd resin (pentaphthalic varnish PF-064, PF-060, PFl-3, etc.) with the addition of desiccant and solvents (M. L. Livshits et al. Paintwork materials. M: Chemistry, 1982, pp. 44-46). The enamel contains alkyd (pentaphthalic) resins modified with drying and / or semi-drying vegetable oils with a fat content of at least 52-64% in the form of a solution in an organic solvent, for example, a mixture of xylene with white spirit. Enamel is intended for painting metal, wood and other surfaces exposed to atmospheric influences.

Недостатком известной эмали является недостаточно высокая седиментационная устойчивость, значительные потеки, маленькая толщина покрытия, недостаточная водостойкость. A disadvantage of the known enamel is not enough high sedimentation stability, significant leaks, small thickness of the coating, insufficient water resistance.

Технической задачей настоящего изобретения является получение алкидной эмали, с хорошей водостойкостью и тиксотропными свойствами, повышенной седиментационной устойчивостью. The technical task of the present invention is to obtain alkyd enamel, with good water resistance and thixotropic properties, increased sedimentation stability.

Поставленная задача достигается тем, что алкидная эмаль, включающая раствор алкидной смолы в органическом растворителе, пигменты, сиккатив, уайт-спирит, дополнительно содержит алкидную смолу с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, модифицированную 0,02 - 0,2 массовых частей полиаминоамидной смолы с молекулярной массой 900 - 5000 у.е. и аминным числом 1 - 15 на 1 массовую часть алкидной смолы, при следующем соотношении компонентов в мас.%:
раствор алкидной смолы в органическом растворителе (в пересчете на 100% смолу) - 15-35
пигменты - 10-60
сиккатив - 0,5-4,5
модифицированная полиаминоамидной смолой алкидная смола (в пересчете на 100% смолу) - 4-35
уайт-спирит - остальное
Эмаль дополнительно может содержать противопленочную добавку в количестве 0,1 - 0,5 мас.%. Эмаль в качестве органического растворителя, входящего в раствор алкидной смолы, предпочтительно содержит только уайт-спирит.The problem is achieved in that the alkyd enamel, including a solution of alkyd resin in an organic solvent, pigments, desiccant, white spirit, additionally contains an alkyd resin with an acid number of 6-20 mg KOH / g, modified 0.02 - 0.2 mass parts polyaminoamide resin with a molecular weight of 900 - 5000 cu and an amine number of 1 to 15 per 1 mass part of alkyd resin, with the following ratio of components in wt.%:
a solution of alkyd resin in an organic solvent (in terms of 100% resin) - 15-35
pigments - 10-60
desiccant - 0.5-4.5
alkyd resin modified with polyaminoamide resin (in terms of 100% resin) - 4-35
white spirit - the rest
Enamel may additionally contain an anti-film additive in an amount of 0.1 - 0.5 wt.%. Enamel as an organic solvent included in the alkyd resin solution preferably contains only white spirit.

Эмаль готовят следующим образом. Предварительно готовят замес в дисольвере с быстроходной мешалкой (1000-1500 об./мин), перемешивая пигменты с раствором алкидной смолы в органическом растворителе до получения однородной массы, а затем замес подают в бисерную мельницу для диспергирования пигментной пасты до нужной степени дисперсности. Полученную пигментную пасту собирают в смесителе, подогревают ее при перемешивании до 30-50^oC, после чего в смеситель дозируют подогретый до 60 - 80^oC 40-55% раствор модифицированной полиаминоамидной смолой алкидной смолы в уайт-спирите, уайт-спирит, сиккатив и, при необходимости, противопленочную добавку. Содержимое смесителя перемешивают в течение 1 часа при температуре 35 - 45^oC.Enamel is prepared as follows. Kneading is preliminarily prepared in a disolver with a high-speed mixer (1000-1500 rpm), mixing the pigments with a solution of alkyd resin in an organic solvent until a homogeneous mass is obtained, and then the batch is fed into a bead mill to disperse the pigment paste to the desired degree of dispersion. The resulting pigment paste is collected in a mixer, heated to 30-50 ^° C with stirring, after which a 40-55% solution of modified alumina resin modified with polyaminoamide resin in white spirit, white spirit, desiccant is heated to 60 - 80 ^o C and, if necessary, an anti-film additive. The contents of the mixer are stirred for 1 hour at a temperature of 35 - 45 ^o C.

В качестве алкидной смолы эмаль содержит, в частности, пентафталевые смолы, модифицированные высыхающими растительными маслами с жирностью не менее 64%, и/или модифицированные полувысыхающими маслами с жирностью не менее 50% в виде полуфабрикатных лаков таких как ПФ-060, ПФ-064, ПФ-069, ПФ-053. Эти лаки можно также готовить в виде растворов в уайт-спирите с небольшим добавлением ксилола или сольвента. Концентрация смолы в растворителе составляет 50-56%. As an alkyd resin, enamel contains, in particular, pentaphthalic resins modified with drying vegetable oils with a fat content of at least 64% and / or modified with semi-drying oils with a fat content of at least 50% in the form of semi-finished varnishes such as PF-060, PF-064, PF-069, PF-053. These varnishes can also be prepared as solutions in white spirit with a small addition of xylene or solvent. The concentration of resin in the solvent is 50-56%.

В качестве пигментов эмаль содержит двуокись титана, пигменты железоокисные, цинковые белила пигменты голубой и зеленый фталоцианиновые, крона свинцовые, пигмент желтый светопрочный, окись хрома, пигменты органические алый и красный, охра, мел, микрокальцит, микробарит, омиакарб, цеолекс, бланфикс, микротальк, бентонит, углерод технический. As pigments, enamel contains titanium dioxide, iron oxide pigments, zinc white pigments blue and green phthalocyanine pigments, lead crown, yellow lightfast pigment, chromium oxide, organic scarlet and red pigments, ocher, chalk, microcalcite, microbarite, omiakarb, blackfix, zeolex , bentonite, technical carbon.

В качестве сиккатива эмаль содержит сиккатив свинцово-марганцевый нафтенатный марки НФ-1, жирнокислотный марок ЖК-1, ЖК-12, масляный плавленый марок 64п, 64б, кобальто-циркониевый марки Д-15 фирмы Dyno (Норвегия). As a desiccant, enamel contains lead desiccant-manganese naphthenic desiccant NF-1, fatty acid grades ZhK-1, ZhK-12, fused oil grades 64p, 64b, cobalt-zirconium grade D-15 from Dyno (Norway).

В качестве уайт-спирита эмаль содержит уайт-спирит, например марки нефрас С4 - 150/200 или нефрас C4 - 155/200. As a white spirit, enamel contains white spirit, for example, Nefras C4 - 150/200 or Nefras C4 - 155/200.

В качестве противопленочной добавки эмаль содержит например добавку на основе метилэтилкетоксима марки Metoxim 100 фирмы "АСIМА" или добавку на основе кетоксима и соли сложного фосфорного эфира марки Efka-N фирмы "EFKA" или добавку на основе ацетоксима марки Exkin 518 фирмы "SERVO". As an anti-film additive, enamel contains, for example, an additive based on methyl ethyl ketoxime of the Metoxim 100 brand of the ASIMA company or an additive based on the ketoxime and phosphoric ester salts of the Efka-N brand of the EFKA company of the SERVO brand.

Используемую в качестве целевой добавки модифицированную полиаминоамидной смолой алкидную смолу получают, например, следующим образом. В реактор загружают алкидную смолу (пентафталевую и/или глифталевую и/или этриолфталевую) с кислотным числом 6-20 мг КОН/г, нагревают в токе азота до 170-180^oC, после чего в течение 15-30 мин постепенно добавляют при работающей мешалке полиаминоамидную смолу с молекулярной массой 900-5000 у.е. и аминным числом 1-15. Температуру реакционной массы поднимают до 190-250^oC. Реакционную массу выдерживают при этой температуре несколько часов до достижения максимальной степени ее прозрачности или максимальной вязкости раствора смолы. В качестве модифицированной полиаминоамидной смолой алкидной смолы применяют готовые смолы например алкидную смолу, модифицированную полиаминоамидной смолой марки GT-64Hm фирмы Dyno (Норвегия) (содержание нелетучих 54-56% кислотное число 6-9 мг КОН/г, жирность смолы 64% тип масла талловое) или марок АТ415 V-55 фирмы DSM Resins (содержание нелетучих 55%, кислотное число не более 10 мг КОН/г, жирность смолы 61% тип масла жирные кислоты соевого масла), АТ409 V2-50, фирмы DSM Resins (Дания) (содержание нелетучих 55%, кислотное число 6-10 мг КОН/г, жирность смолы 50%).Used as a target additive modified with a polyaminoamide resin alkyd resin is obtained, for example, as follows. An alkyd resin (pentaphthalic and / or glyphthalic and / or etriolphthalic) with an acid number of 6-20 mg KOH / g is loaded into the reactor, heated to 170-180 ^° C in a stream of nitrogen, and then gradually added over 15-30 minutes while working a polyaminoamide resin with a molecular weight of 900-5000 cu and an amine number of 1-15. The temperature of the reaction mass is raised to 190-250 ^o C. the Reaction mass is maintained at this temperature for several hours until the maximum degree of transparency or maximum viscosity of the resin solution. Ready-made resins, for example, alkyd resins modified with GT-64Hm polyamino resin from Dyno (Norway) (non-volatile content 54-56% acid number 6-9 mg KOH / g, resin fat content 64% tall oil type, are used as alkyd modified polyamide resin). ) or grades AT415 V-55 from DSM Resins (non-volatile content 55%, acid number not more than 10 mg KOH / g, resin fat 61% type of oil soybean oil fatty acids), AT409 V2-50, DSM Resins (Denmark) ( non-volatile content 55%, acid number 6-10 mg KOH / g, resin fat content 50%).

Эмаль наносят краскораспылителем, валиком, кистью. Enamel is applied with a spray gun, roller, brush.

Claims

1. Alkyd enamel, including a solution of alkyd resin in an organic solvent, pigments, desiccant, white spirit, characterized in that it additionally contains an alkyd resin with an acid number of 6 - 20 mgKOH / g, modified 0.02 - 0.2 wt.h . polyaminoamide resin with a molecular weight of 900 - 5000 cu and an amine number of 1 to 15 per 1 wt.h. alkyd resin, in the following ratio, wt.%:
A solution of alkyd resin in an organic solvent (in terms of 100% resin) - 15 - 35
Pigments - 10 - 60
Desiccant - 0.5 - 4.5
Alkyd resin modified with polyaminoamide resin (in terms of 100% resin) - 4 - 35
White Spirit - Else
2. The enamel according to claim 1, characterized in that it further comprises an anti-film additive in an amount of 0.1 - 0.5 wt.%.

3. Enamel on PP. 1 and 2, characterized in that as the organic solvent included in the alkyd resin solution, it preferably contains only white spirit.