RU2050390C1

RU2050390C1 - Aqueous-dispersion composition for protective and decorative coatings

Info

Publication number: RU2050390C1
Authority: RU
Inventors: Зигмунд Казимирович Зинович; Флариса Николаевна Волкова; Элина Аркадьевна Алеевская
Original assignee: Брестский политехнический институт
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: paint and varnish production. SUBSTANCE: proposed composition contains (parts): butadiene styrene latex 55.0-69.0, novolac resorcin-formaldehyde resin 4.6-9.0, pigment 0.8-10.0, filler 5.1-11.5, surface active compound 0.1-0.2, sodium salt of carboxymethyl cellulose 1.0-2.0, formalin 2.3-6.0, barium hydroxide or sodium hydroxide or ammonia water 0.8-3.0, 2,6-di-tret-butyl-4-methyl phenol 0.6-0.8, polymer sulfur 1.5-2.0, highly dispersed amorphous silica 2.5-5.0, water 3.8-14.8. Proposed composition is water-resistant, acidproof and cold-resistant. Said composition is applied on support in the usual fashion. EFFECT: improves quality of desired product. 6 tbl

Description

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, предназначенным для нанесения на бетонные, кирпичные, деревянные поверхности, керамическую плитку, а также на старые покрытия, утратившие свои защитные функции. Рекомендуется его применение не только в качестве наружной отделки зданий, но и для внутренней окраски цехов промышленных предприятий с целью антикоррозионной защиты в средах средней степени агрессивности. The invention relates to paints and varnishes intended for application on concrete, brick, wooden surfaces, ceramic tiles, as well as on old coatings that have lost their protective functions. Its use is recommended not only as an exterior decoration of buildings, but also for the internal painting of workshops of industrial enterprises for the purpose of anticorrosive protection in medium-aggressive environments.

Известен состав для покрытия на основе бутадиен-стирольного латекса, модифицированного метакриловой кислотой, содержащей пигменты, наполнители, загуститель, поверхностно-активное вещество, пеногаситель, органический растворитель и воду. A known composition for coating on the basis of styrene-butadiene latex modified with methacrylic acid containing pigments, fillers, thickener, surfactant, antifoam, organic solvent and water.

Недостатком покрытия на основе данного состава является его низкая морозостойкость и защитные свойства [1]
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является водно-дисперсионный состав, применяемый для окраски внутренних и наружных поверхностей здания, включающий бутадиен-стирольный латекс, пигмент, наполнитель, загуститель, неионогенное поверхностно-активное вещество, антисептик, пеногаситель, эмульгатор, олигомерный модификатор и воду [2]
Недостатком данного состава являются невысокая стабильность, адгезионная связь с различного рода поверхностями, кислото- и водостойкость.The disadvantage of the coating based on this composition is its low frost resistance and protective properties [1]
Closest to the invention in technical essence is a water-dispersion composition used for painting the internal and external surfaces of a building, including styrene-butadiene latex, pigment, filler, thickener, nonionic surfactant, antiseptic, antifoam, emulsifier, oligomeric modifier and water [2]
The disadvantage of this composition is the low stability, adhesive bond with various kinds of surfaces, acid and water resistance.

Технической задачей изобретения является повышение адгезии к различного рода поверхностям строительных конструкций и стойкости в кислотных средах. An object of the invention is to increase adhesion to various surfaces of building structures and resistance in acidic environments.

Технический результат достигается тем, что водно-дисперсионная композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая бутадиенстирольный латекс СКС-65 ГП, пигмент, наполнитель, неионогенное поверхностно-активное вещество, Na-карбоксиметилцеллюлозу и воду, дополнительно содержит новолачную резорцинформальдегидную смолу СФ-280, формалин, ВаOH или NaOH или NH₄OH, серу полимерную, белую сажу и алкофен Б при следующем соотношении компонентов, мас.ч.The technical result is achieved in that the water-dispersion composition for a protective and decorative coating, including SCS-65 GP butadiene styrene latex, pigment, filler, nonionic surfactant, Na-carboxymethyl cellulose and water, additionally contains novolac resorcinol formaldehyde resin SF-280, formalin , BaOH or NaOH or NH ₄ OH, polymer sulfur, white soot and alkofen B in the following ratio, wt.h.

Бутадиен-стирольный латекс СКС-65 ГП 55,0-69,0
Новолачная резорцинформаль-
дегидная смола СФ-280 4,6-9,0 Пигмент 0,8-10,0 Наполнитель 5,1-11,5
Неионогенное поверхностно- активное вещество 0,1-0,2 Формалин 2,3-6,0 NOH или Ва(OH) или NH₄OH 0,8-3,0 Алкофен Б (2,6-ди-трет-бутил-4 -метил-фенол) 0,6-0,8 Сера полимерная 1,5-2,0 Белая сажа 2,5-5,0 Na-карбоксиметилцел- люлоза 1,0-2,0 Вода 3,8-14,8.Styrene-butadiene latex SKS-65 GP 55.0-69.0
Novolachnaya resorcin formal
SF-280 dehydrous resin 4.6-9.0 Pigment 0.8-10.0 Filler 5.1-11.5
Nonionic surfactant 0.1-0.2 Formalin 2.3-6.0 NOH or Ba (OH) or NH ₄ OH 0.8-3.0 Alkofen B (2,6-di-tert-butyl- 4-methyl-phenol) 0.6-0.8 Polymer sulfur 1.5-2.0 White carbon black 2.5-5.0 Na-carboxymethylcellulose 1.0-2.0 Water 3.8-14, 8.

Бутадиен-стирольный латекс СКС-65 ГП представляет собой дисперсию каучука с соотношением бутадиена и стирола 35:65, сухой остаток латекса 48% pH 11,5-12,5. Styrene-butadiene latex SKS-65 GP is a rubber dispersion with a ratio of butadiene to styrene of 35:65, a latex dry residue of 48%, pH 11.5-12.5.

Новолачная резорцинформальдегидная смола СФ-280 (60% -ная, водная) представляет собой продукт поликонденсации резорцина и формальдегида, в отличие от фенольных смол она нетоксична, вследствие чего находит применение в такой специфической области, как зубоврачебная техника (изготовление пломб). The novolac resorcinol-formaldehyde resin SF-280 (60%, aqueous) is a polycondensation product of resorcinol and formaldehyde; in contrast to phenolic resins, it is non-toxic, as a result of which it finds application in such a specific field as dental technology (filling seals).

В качестве пигментов могут быть использованы диоксид титана рутильной формы, красный и алый органические пигменты, железооксидные пигменты (красный и желтый), алюминиевая пудра, цинковые белила. Rutile titanium dioxide, red and scarlet organic pigments, iron oxide pigments (red and yellow), aluminum powder, zinc white can be used as pigments.

В качестве наполнителей используются микротальк, каолин, кварцевая мука. As fillers, microtalc, kaolin, quartz flour are used.

В качестве поверхностно-активных веществ применяют неионогенное поверхностно-активное вещество сульфонол, неионогенные ПАВ ОП-7 и ОП-10, представляющие собой бутилфениловые эфиры полиэтиленгликоля. Non-ionic surfactant sulfonol, non-ionic surfactants OP-7 and OP-10, which are polyethylene glycol butylphenyl ethers, are used as surfactants.

Формалин в указанной концентрации используется в составе для проведения поликонденсации и превращения новолачного олигомера по цепочке: "новолак-резол-резитол-резит". Реакция протекает энергично при комнатной температуре, поскольку реакционная способность резорцина, находящегося в свободном состоянии в новолачном олигомере, очень велика. Таким образом, весь вводимый формальдегид оказывается химически связанным с резорцином. В образовавшемся резольном олигомере и при его отверждении (в резите) в свободном состоянии может находиться только небольшое количество несшитого резорцина. Резорцин нетоксичен. Формальдегид может быть заменен на пароформ. Formalin in the indicated concentration is used in the composition for polycondensation and conversion of the novolac oligomer in the chain: "novolak-resol-resitol-resit". The reaction proceeds vigorously at room temperature, since the reactivity of the resorcinol, which is in a free state in the novolac oligomer, is very high. Thus, all formaldehyde introduced is chemically bound to resorcinol. Only a small amount of uncrosslinked resorcinol can be present in the free rezol oligomer formed and when it is cured (in resite) in a free state. Resorcinol is non-toxic. Formaldehyde can be replaced by steam form.

В качестве антиоксиданта используют неокрашивающий антистаритель Алкофен Б (П-23) нефтяной пластификатор, получаемый компаундированием экстрактов фенольной очистки деасфальтизированного гудрона сернистых нефтей, применяется в резинотехнической промышленности. В производственных условиях практически безопасен, нетоксичен (ТУ 6-14-26-77^***).As an antioxidant, the non-staining antioxidant Alkofen B (P-23) is used; an oil plasticizer obtained by compounding the phenolic extracts of deasphalted sulphurous oil tar is used in the rubber industry. In production conditions it is practically safe, non-toxic (TU 6-14-26-77 ^*** ).

В качестве загустителя используют 6%-ный водный раствор натрийкарбоксиметилцеллюлозы. Она выполняет не только функцию загустителя, но и положительно влияет на морозостойкость покрытия, полученного на основе предлагаемой композиции, а также в комплексе с антиоксидантом улучшает светостойкость покрытия. As a thickener, a 6% aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose is used. It performs not only the function of a thickener, but also positively affects the frost resistance of the coating obtained on the basis of the proposed composition, and in combination with an antioxidant improves the lightfastness of the coating.

Полимерная сера используется в качестве вулканизирующего агента. Она же выполняет и функции биоцида. Сера полимерная не мигрирует на поверхность изделий и покрытий, не растворима в воде, нетоксична (ГОСТ 121-76). Polymer sulfur is used as a vulcanizing agent. It also performs the functions of a biocide. Polymer sulfur does not migrate to the surface of products and coatings, insoluble in water, non-toxic (GOST 121-76).

Белая сажа БС-120 применяется для повышения адгезии к подложке после воздействия на покрытие агрессивной среды (3%-ного раствора серной кислоты). BS-120 white carbon black is used to increase adhesion to the substrate after exposure to aggressive coating (3% sulfuric acid solution).

В данном составе композиции используются в качестве пигмента для получения светлого покрытия диоксид титана, обладающий большим забеливающим эффектом (резорцинформальдегидная смола придает композиции темный красно-коричневый цвет). Присутствие его в составе предложенной композиции в количестве 0,8-10,0 мас. позволяет получить цветовую гамму, соответствующую следующим эталонам цветов: N 600, 603 красно-коричневый; N 604 розовато-бежевый; N 611 розово-бежевый; N 613, 614 розово-бежевый; N 632, 633 красно-коричневый. In this composition, the compositions are used as a pigment to obtain a light coating of titanium dioxide, which has a large whitening effect (resorcinol formaldehyde resin gives the composition a dark red-brown color). Its presence in the composition of the proposed composition in an amount of 0.8-10.0 wt. allows you to get a color scheme that meets the following color standards: N 600, 603 red-brown; N 604, pinkish beige; N 611 pink-beige; N 613, 614 pink-beige; N 632, 633 red-brown.

Готовят композицию следующим образом. Prepare the composition as follows.

В смесителе типа СО-11 готовят пасту: к сухой части композиции, содержащей пигменты, наполнители, антиоксидант, серу, белую сажу, добавляют рецептурное количество поверхностно-активного вещества, растворенного в воде. Затем пасту пропускают через краскотерку типа СО-9, СО-1, СО-116 АУЗ или СО-110А. После перетира пасту размешивают в смесителе вместе с требуемым количеством бутадиенстирольного латекса СКС-65ГП в течение 20-30 мин. Добавляют новолачную резорцинформальдегидную смолу СФ-280, щелочной катализатор и половину рассчитанного количества формалина во избежание преждевременного отверждения. Композицию размешивают до полной однородности. Непосредственно перед употреблением вводят остальной формалин. Готовая композиция может наноситься на поверхности вручную: кистью, валиком или механизированным способом, например пневмораспылением. Данная водно-дисперсионная композиция для защитно-декоративного покрытия обладает малой токсичностью, высокой адгезией к бетонной, керамической и деревянной поверхностям, стойкостью в кислотных средах, а также светлой цветовой гаммой, позволяющей использовать ее в качестве защитно-декоративной отделки. A paste is prepared in a CO-11 type mixer: a prescription amount of a surfactant dissolved in water is added to the dry part of the composition containing pigments, fillers, antioxidant, sulfur, white soot. Then the paste is passed through a paint sprayer type СО-9, СО-1, СО-116 АУЗ or СО-110А. After milling, the paste is stirred in the mixer along with the required amount of styrene-butadiene latex SKS-65GP for 20-30 minutes. Add novolac resorcinol formaldehyde resin SF-280, an alkaline catalyst and half the calculated amount of formalin to avoid premature curing. The composition is stirred until completely homogeneous. Immediately before use, the rest of the formalin is administered. The finished composition can be applied to the surface manually: brush, roller or mechanized method, such as pneumatic spraying. This water-dispersion composition for protective and decorative coatings has low toxicity, high adhesion to concrete, ceramic and wood surfaces, resistance to acidic environments, as well as light colors that allow it to be used as a protective and decorative finish.

Представлены табл.1-6, содержащие результаты исследований водо- и кислотостойкости прототипа и предлагаемой водно-дисперсионной композиции для защитно-декоративного покрытия, а также показатели адгезии и морозостойкости. Table 1-6 presents the results of studies of water and acid resistance of the prototype and the proposed water-dispersion composition for protective and decorative coatings, as well as adhesion and frost resistance.

П р и м е р 1. В смеситель типа СО-11 загружают 5 мас.ч. диоксида титана рутильной формы, 10 мас.ч. талька, 5 мас.ч. белой сажи БС-120, 1,5 мас.ч. серы полимерной, 0,6 мас.ч. антиоксиданта Алкофен Б, добавляют раствор 0,1 мас. ч. ОП-10 в 4,8 мас.ч. воды, включают мешалку и размешивают смесь 10-15 мин. Далее пасту пропускают через краскотерку типа СО-116 АУЗ и загружают смесь обратно в смеситель. Добавляют 55 мас.ч. бутадиен-стирольного латекса СКС-65ГП и размешивают в течение 20-30 мин. При непрерывном помешивании вводят в смесь добавку, содержащую 9 мас.ч. новолачной резорцинформальдегидной смолы СФ-280, 3 мас.ч. 50%-ного едкого натра и 3,5 мас.ч. формальдегида. В заключение добавляют 1,5 мас.ч. 6%-ного водного раствора натрийкарбоксиметилцеллюлозы, размешивают до полной однородности. Непосредственно перед употреблением вводят 2,5 мас.ч. формальдегида. Время высыхания одного слоя покрытия при температуре 18-20^оС и относительной влажности до 70% составляет 20-30 мин. До высыхания состав может смываться водой, но после высыхания покрытие становится практически водонепроницаемым (водопоглощение бетонной подложки, защищенной покрытием, через 24 ч составляет 0,7-1,6%).PRI me R 1. In the mixer type CO-11 load 5 wt.h. rutile titanium dioxide, 10 parts by weight talc, 5 parts by weight white carbon black BS-120, 1.5 parts by weight polymer sulfur, 0.6 parts by weight antioxidant Alcofen B, add a solution of 0.1 wt. hours OP-10 in 4.8 wt.h. water, include a stirrer and stir the mixture for 10-15 minutes. Next, the paste is passed through a paint sprayer type СО-116 АУЗ and the mixture is loaded back into the mixer. 55 parts by weight are added. styrene-butadiene latex SKS-65GP and stirred for 20-30 minutes With continuous stirring, an additive containing 9 parts by weight is introduced into the mixture. novolac resorcinol formaldehyde resin SF-280, 3 parts by weight 50% caustic soda and 3.5 parts by weight formaldehyde. In conclusion, add 1.5 wt.h. A 6% aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose is stirred until completely uniform. Immediately before use, 2.5 wt.h. formaldehyde. The drying time of a coating layer at a temperature of 18-20 ^{° C} and relative humidity of 70% is 20-30 min. Before drying, the composition can be washed off with water, but after drying, the coating becomes practically waterproof (water absorption of the concrete substrate protected by the coating after 24 hours is 0.7-1.6%).

Использование данной водно-дисперсионной композиции для защитно-декоративного покрытия обеспечивает по сравнению с существующим водно-дисперсионным составом следующие преимущества;
возможность окрашивать как сухие, так и влажные поверхности;
высокая скорость формирования покрытия без специального нагрева;
покрытие, полученное на основе композиции морозоустойчиво, выдерживает не менее 50 циклов замораживания-оттаивания;
пожаро- и взрывобезопасность, малая токсичность и экологическая полноценность, обусловленная отсутствием органических растворителей;
возможность наносить на различного рода поверхности, обеспечивая при этом хорошую адгезию;
эстетическая приемлемость благодаря светлой цветовой гамме.The use of this water-dispersion composition for a protective and decorative coating provides the following advantages compared to the existing water-dispersion composition;
the ability to paint both dry and wet surfaces;
high speed of coating formation without special heating;
the coating obtained on the basis of the composition is frost-resistant, withstands at least 50 freeze-thaw cycles;
fire and explosion safety, low toxicity and environmental friendliness due to the lack of organic solvents;
the ability to apply on various surfaces, while ensuring good adhesion;
aesthetic acceptability due to light colors.

Claims

WATER-DISPERSION COMPOSITION FOR PROTECTIVE DECORATIVE COATING, including SKS-65GP styrene-butadiene latex, pigment, filler, carboxymethyl cellulose sodium salt, non-ionic surfactant, water, characterized in that it also contains Resol Smoln formol Novol , formalin, barium hydroxide or caustic soda, or ammonia water, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol alkofen B, polymer sulfur and white carbon black in the following ratio, wt.h.

Styrene-butadiene latex grade SKS-65GP 55.0 69.0
Novolac resorcinol formaldehyde resin brand SF-290 4.6 9.0
Pigment 0.8 10.0
Filler 5.1 11.5
Nonionic surfactant 0.1 0.2
Carboxymethyl Cellulose Sodium Salt 1.0 2.0
Formalin 2.3 6.0
Barium hydroxide, or caustic soda, or ammonia water 0.8 3.0
Alkofen B 0.6 0.8
Sulfur polymer 1.5 2.0
White carbon black 2.5 5.0
Water 3.8 14.8