ПОРОШКОВАЯ КРАСКА ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

ПОРОШКОВАЯ КРАСКА ДЛЯ ПОКРЫТИЙ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2178436 (13) C2

(51) 7 C09D5/03, C09D167/00, C09D163/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2002.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 98122167/04 
(22) Дата подачи заявки: 1998.12.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.12.08 
(43) Дата публикации заявки: 2000.12.27 
(45) Опубликовано: 2002.01.20 
(56) Аналоги изобретения: ЯКОВЛЕВ А.Д. Порошковые краски. - Л.: Химия, 1987, с.103. SU 966103 А, 15.10.1982. 
(71) Имя заявителя: Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" 
(72) Имя изобретателя: Павлович Л.Б.; Алексеева Н.М.; Яковлев А.Д.; Мусихин В.Л.; Салтанов А.В. 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" 

(54) ПОРОШКОВАЯ КРАСКА ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 

Изобретение относится к получению эпоксидно-полиэфирных порошковых красок, которые могут быть использованы для защитно-декоративных покрытий металла, силикатных строительных материалов, в машино-, радио- и приборостроении и др. отраслях промышленности. Порошковая краска включает твердую эпоксидиановую смолу, в качестве твердой полиэфирной смолы - продукт взаимодействия смолистых волокнистых отходов производства лавсана с многоатомными спиртами и отходами дистилляции фталевого ангидрида, а также катализатор отверждения, пигменты, наполнители и регулятор розлива. Сочетание компонентов в определенном соотношении позволяет получить краску для покрытий, отверждающуюся при 180-220oС в течение 20-30 мин с низкой себестоимостью за счет утилизации отходов производства фталевого ангидрида. 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к получению эпоксидно-полиэфирных порошковых красок на основе смеси твердых полиэфирных и эпоксидных смол, которые могут быть использованы для защитно-декоративных покрытий металла и металлоизделий, силикатных строительных материалов, стекла в машиностроении, радио- и приборостроении, электротехнической и других отраслях промышленности.

Известно, что для получения полиэфирно-эпоксидных красок используют полиэфиры, являющиеся продуктами взаимодействия многоатомных спиртов с многоосновными кислотами. Получены смолы на основе карбоксилсодержащего полиэфира для порошковых композиций и покрытий. В этом случае сырьем для изготовления полиэфиров служат мономерные низкомолекулярные вещества.

Известна порошковая композиция для покрытий, включающая следующие компоненты при соотношении, мас. ч. :

Эпоксидиановая смола - 51-59

Карбоксилсодержащий полиэфир - 15-23

Пигменты - 14-30

Регулятор розлива - 1-2

Ускоритель отверждения (гидроокись Zn или карбонат Zn) - 1-5

[А. с. СССР N 966103, БИ N 38,1982] .

Известны также эпоксидно-полиэфирные композиции, где используют твердые насыщенные полиэфиры, полученные алкоголизом отходов производства лавсана многоатомными спиртами с последующей этерификацией гидроксилсодержащих полиэфиров в карбоксилсодержащие ангидридами (фталевый, тримелитовый, пиромелитовый) [Махау И. С. и др. Получение твердых карбоксилсодержащих полиэфиров на основе отходов лавсана. - В кн. Химия и технология реакционноспособных олигомеров: Межвуз. сб. - Л. : ЛТИ им. Ленсовета, 1984, с. 87]

Наиболее близкой по составу, технической сущности и достигаемому результату является эпоксидно-полиэфирная краска следующего состава, мас. ч. :

Эпоксидный олигомер Э-23 - 59-68

Карбоксилсодержащий полиэфир - 15-22

Пигменты и наполнители - 15-30

Агенты растекания - 1-2

Ускоритель отверждения - 1-5

[Яковлев А. Д. Порошковые краски. - Л. : Химия, 1987, c. 103] .

Данная композиция позволяет получать покрытия с хорошими прочностными и защитными свойствами, но имеет существенный недостаток - использование дорогого дефицитного сырья, а следовательно высокую стоимость покрытий. Задачей изобретения является получение эпоксидно-полиэфирной порошковой краски для покрытий, отверждающейся при температуре 180-220oC в течение 20-30 мин, с низкой себестоимостью за счет утилизации отходов производства фталевого ангидрида (ОФА).

Поставленная задача достигается тем, что порошковая краска для покрытий, включающая твердую полиэфирную смолу, катализатор отверждения, пигменты, наполнители и регулятор розлива, согласно изобретению в качестве твердой полиэфирной смолы содержит продукт взаимодействия смолистых волокнистых отходов производства лавсана с многоатомными спиртами и отходами дистилляции фталевого ангидрида с содержанием фталевого ангидрида 37-85 мас. % при следующем соотношении компонентов, (мас. ч. ):

Твердая полиэфирная смола - 100

Твердая эпоксидиановая смола - 50-150

Пигменты - 10-30

Наполнители - 10-30

Регулятор розлива - 0,5-1,5

Катализатор отверждения - 5-15

Сущность изобретения заключается в том, что один из компонентов предлагаемой краски - твердая полиэфирная смола - представляет продукт взаимодействия смолистых волокнистых отходов производства лавсана с многоатомными спиртами и отходами дистилляции фталевого ангидрида. Отходы производства лавсана образуются при производстве лавсана и представляют собой первые и последние фракции полимера, выгружаемого из реактора в виде крошки, гранул, пыли, стружки, непрорезы полиэтилентерефталата и при производстве волокна из лавсана в виде волокон, нитей, концов жгута, (путанка). По внешнему виду матированные неокрашенные и окрашенные - обесцвеченные, белые, бежевые, зеленые, черные. Отходы содержат, мас. % летучего вещества - при 105oC - 0,28-0,41, при 200oC - 0,25-0,55; двуокись титана - 0,4-0,5; полиэтилентерефтолат - 88,1-93,1; влагу - 5-10; замасливатель - 1,3-1,5; имеют температуру плавления 200-215oC.

Получение твердой полиэфирной смолы включает две последовательные стадии: алкоголиз вторичного лавсана многоатомными спиртами и поликонденсацию смолы с фталевым ангидридом отходов.

При производстве фталевого ангидрида методом каталитического окисления нафталина последней стадией технологического процесса является очистка фталевого ангидрида от других продуктов, образующихся при окислении нафталина (фталевой и бензойной кислот, малеинового ангидрида, 1,4-нафтохинона и смолистых веществ). Получение чистого фталевого ангидрида производится путем термической обработки с последующей дистилляцией в дистилляционных колонках под вакуумом - 10 мм рт. ст.

Дистилляционная колонка представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с наружным обогревом и насадкой из колец Рашига. Дистилляционная система для перегонки фталевого ангидрида состоит из следующих аппаратов: дистиллятора, дистилляционной колонны, холодильника, обратного холодильника, фазоразделителя, гидрозатвора, сборника фталевого ангидрида, сублимационной ловушки. Обработанный фталевый ангидрид с помощью вакуума передается в дистиллятор. За 1,5-2,0 ч до приемки фталевого ангидрида дистиллятор нагревается пароводяной эмульсией до 160-170oC, паром нагревается холодильник до 132-138oC. Разрежение в дистилляторе 630-720 мм рт. ст. (0,8-0,85 атм. ). По окончании герметизации системы и набора вакуума пересасывают массу фталевого ангидрида в дистиллятор. Одновременно с пересасыванием начинают дистилляцию фталевого ангидрида при вакууме 0,8 атм. и 220-230oC. При этих параметрах ведется отбор "головной" фракции, которая непрерывно подается в куб дистиллятора в количестве 0,5-1,0 м3/ч. При получении данных анализа "головной" фракции до показателю "цветность расплавленного продукта", ГОСТ 7119-77, отбор "головной" фракции прекращают, отбирают основную фракцию фталевого ангидрида. В конце операции дистилляции давление пароводяной эмульсии повышают до 90 атм. , что соответствует температуре 280oC, после чего прекращают подогрев. По окончании дистилляции остаток смолы в дистилляторе и является отходом дистилляции фталевого ангидрида (ОФА), который непригоден для переработки и дальнейшего использования и по мере накопления вывозится в отвал.

Характеристика отходов дистилляции фталевого ангидрида представлена в табл. 1.

Существенный признак, характеризующий изобретение, - использование ОФА с содержанием фталевого ангидрида не менее 37 мас. %, обеспечивающее получение твердого насыщенного полиэфира, который по совокупности свойств (температура размягчения, кислотное число) обеспечивает получение порошковых эпоксидно-полиэфирных красок и покрытий, удовлетворяющих всем требованиям, предъявляемым к эпоксидно-полиэфирным покрытиям. Возможно использование всех ОФА, которые в условиях реального производства содержат от 37 до 85 мас. % фталевого ангидрида.

Использование ОФА дает возможность квалифицированно утилизировать отход производства, ликвидировать отвал, снизить себестоимость производства порошковой краски, расширить ассортимент дефицитных порошковых красок, организовать производство атмосферостойких эпоксидно-полиэфирных красок, производство которых в Российской Федерации отсутствует.

Новый технический результат заключается в двойном экологическом эффекте: утилизация отходов и экологически чистая безотходная технология получения конечного продукта - полимерного покрытия.

Эпоксидно-полиэфирную порошковую краску получали следующим образом. Синтез твердой полиэфирной смолы проводили в обогреваемом реакторе с мешалкой в среде инертного газа (азот) в две стадии. Отходы лавсана в виде гранул, путанки загружали в реактор, расплавляли и вводили деструктирующий агент (глицерин и диэтиленгликоль или этиленгликоль или их смесь). Процесс алкоголиза осуществляли при 250-260oC, процесс этерификации отходами дистилляции фталевого ангидрида при 155-160oC.

Порошковую краску изготовляли известным способом. Предварительно компоненты смешивали в шаровой мельнице. Полученную смесь подвергали оплавлению и гомогенизации в экструдере при 120oC и после охлаждения измельчали до размера частиц 100 мкм.

В табл. 2 приведены конкретные примеры соотношения компонентов при синтезе полиэфиров, в табл. 3 - примеры состава красок и свойства, полученных из них покрытий. Именно при этих соотношениях компонентов при синтезе полиэфиров и при приготовлении красок наблюдаются максимальные значения физико-механических показателей покрытий. В качестве остальных ингредиентов красок - пигментов, наполнителей, регуляторов розлива, катализаторов отверждения - использовали обычно применяемые для этой цели вещества.

В примерах составов красок в качестве пигментов использовали диоксид титана и оксид хрома, в качестве наполнителей - барит и мел, применение других пигментов и наполнителей не влияло существенно на состав красок и покрытий и поэтому не учитывалось. В качестве регулятора розлива использован винилин (поливинилбутиловый эфир), катализатора отверждения - основной карбонат цинка, который надежно отверждал эпоксидно-полиэфирные краски за 20-25 мин при 200oC.

Свойства полиэфиров, красок и покрытий определяли по следующим методикам: кислотное число - титрованием раствора смолы в хлороформе 0,1 N спиртовым раствором КОН в присутствии фенолфталеина по ТУ-14-107-173-94; температуру размягчения - методом "кольца и шара" по ГОСТ 9950-83; массовую долю летучих веществ - гравиметрическим методом при температуре 105oC; прочность пленок при изгибе - по шкале ШГ-1 по ГОСТ 6806-73; прочность покрытий при ударе - на приборе У-1А по ГОСТ4765-73; адгезию покрытий - методом отслаивания алюминиевой фольги по ГОСТ 15140-78, разд. 1.

Для получения покрытий краски наносили методом пневмоэлектростатического распыления на стальные пластины либо на алюминиевую фольгу и отверждали при 200oC в течение 20 мин.

Наилучшие показатели имели эпоксидно-полиэфирные краски, изготовленные с применением полиэфиров со следующими параметрами: температура размягчения - 90-96oC, кислотное число 40-87 мг КОН/г. Из данных табл. 2 видно, что соотношением компонентов при синтезе полиэфира можно варьировать в достаточно широких пределах с сохранением требуемых свойств. Оптимальное количество ОФА может изменяться от 28 до 34 мас. ч. на 100 мас. ч. вторичного лавсана в зависимости от состава ОФА, в частности от содержания в нем фталевого ангидрида от 37 до 85 мас. %.

При использовании образцов фталевого ангидрида (N 1, N 2 на табл. 1) с содержанием фталевого ангидрида 35-37% значительно возрастала вязкость реакционной массы полиэфирной смолы (особенно при увеличении расхода ОФА), что создавало трудности при выгрузке готового продукта из реактора. Кроме того, при использовании отходов вторичного лавсана и ОФА получалась полиэфирная смола черного цвета, и ее качество усугублялось снижением доли фталевого ангидрида в ОФА, что не позволяло использовать полученную полиэфирную смолу для красок светлых тонов.

Изменение соотношения компонентов более, чем указано в табл. 2, нежелательно, т. к. при этом получаются полиэфиры, при использовании которых ухудшаются свойства красок и покрытий. Введение отходов с содержанием фталевого ангидрида меньше 37 мас. % приводило не только к увеличению вязкости полиэфира, но и к снижению эластичности покрытий (табл. 3, примеры 15, 16). Наилучшие свойства красок и покрытий обеспечивает применение полиэфира состава примеров 1, 4, 5 (табл. 2), который и был применен нами при определении области оптимальных соотношений компонентов в красках (табл. 3). Получить краски белых цветов не представлялось возможным.

Именно при характеристиках полиэфиров, приведенных в табл. 2 (примеры 1, 4, 5), и соотношении компонентов в красках, приведенных в табл. 3 (примеры 6-14), наблюдается получение покрытий с максимально высокими для данной композиции показателями. Применение этих же компонентов, но в других соотношениях дает менее высокий эффект. В табл. 3 все примеры композиций приведены с соотношением компонентов, соответствующим заявляемой формуле изобретения.

Использование ОФА позволяет снизить себестоимость производства порошковой краски на 30%, расширить ассортимент порошковых красок, квалифицированно утилизировать отходы производства фталевого ангидрида.

Предлагаемая эпоксидно-полиэфирная порошковая краска для защитно-декоративных покрытий промышленно применима, что подтверждается актом испытаний. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Порошковая краска для покрытий, включающая твердую полиэфирную смолу, твердую эпоксидиановую смолу, катализатор отверждения, пигменты, наполнители и регулятор розлива, отличающаяся тем, что в качестве твердой полиэфирной смолы она содержит продукт взаимодействия смолистых волокнистых отходов производства лавсана с многоатомными спиртами и отходами дистилляции фталевого ангидрида с содержанием фталевого ангидрида 37-85 мас. % при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :

Твердая полиэфирная смола - 100

Твердая эпоксидиановая смола - 50 - 150

Пигменты - 10 - 30

Наполнители - 10 - 30

Регулятор розлива - 0,5 - 1,5

Катализатор отверждения - 5 - 15 


РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru