ПОЛИЭФИРНАЯ ЭМАЛЬ

ПОЛИЭФИРНАЯ ЭМАЛЬ


RU (11) 2287547 (13) C1

(51) МПК
C09D 167/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.11.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005112829/04 
(22) Дата подачи заявки: 2005.04.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.04.27 
(45) Опубликовано: 2006.11.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 567326 A1, 05.02.1980. RU 2249025 C1, 27.03.2005. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. /Под ред. М.М.Гольдберга. - М.: ХИМИЯ, 1978, с.122-130. JP 10176135 А, 30.06.1998. US 4686275 А, 11.08.1987. 
(72) Имя изобретателя: Федченко Николай Николаевич (RU); Кустов Василий Геннадьевич (RU); Кондрашов Николай Николаевич (RU); Мокрецов Иван Игнатьевич (RU); Парахин Алексей Николаевич (RU); Афиногенов Олег Федорович (RU); Ободова Тамара Николаевна (RU); Ганьжин Владимир Александрович (RU); Логинов Виктор Васильевич (RU); Шитов Борис Александрович (RU); Минеева Ольга Ивановна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" (RU); Открытое акционерное общество "Акционерная компания Лысьвенский металлургический завод" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 614113, г.Пермь, ул. Д.И. Гальперина, 11, ФГУП "Пермский завод им. С.М. Кирова", ген. директору Г.Э. Кузьмицкому 

(54) ПОЛИЭФИРНАЯ ЭМАЛЬИзобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к получению эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей и различных приборов. Полиэфирная эмаль включает пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент. В качестве пленкообразователя полиэфирная эмаль содержит 40%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH973S1E5-40» с молекулярной массой 20 000, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN865S2-75» с молекулярной массой 4 500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования - 17°С, в качестве катализаторов отверждения - 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино-формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь толуола и Н-бутилового спирта, в качестве пигментов содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, фосфат цинка и оксид алюминия, кроме того, дополнительно содержит матирующие добавки - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 м) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» и растекатель - 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1 «Urad DD27» при определенном соотношении компонентов. Время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С предлагаемой полиэфирной эмали составляет 65-72 с, а стойкость пленки к действию метилэтилкетона - 140-160. 1 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области получения лакокрасочных материалов, а именно к получению эмалей горячей сушки для окраски рулонного металла, а также строительных конструкций, автомобилей и различных приборов.
Известна полиэфирная эмаль по авторскому свидетельству № 567326, МПК С 09 D 3/48, содержащая, вес. %:
Пленкообразователь:
Насыщенная полиэфирная смола 
на основе диметилтерефталата, 
адипиновой кислоты, этиленгликоля, 
диэтиленгликоля, триметилолпропана 
в соотношении, вес.% 33:27:20:10:10 25 
Диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот 0-5 
Катализатор отверждения: 
Пара-толуолсульфокислота 0,07 
Отвердитель: 
Меламино-формальдегидная смола 2,5 

Органический растворитель:
Циклогексанон 31,5-36,5 
Изофорон 6 
Бутиловый спирт 4,93-5,0 

Пигменты:
Двуокись титана 20 

Наполнитель:
Микротальк 5 

Недостатками известной полиэфирной эмали являются длительное время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С (90 с) и низкая стойкость пленки к действию метилэтилкетона (100).
Задачей изобретения является создание полиэфирной эмали с небольшим временем высыхания при пиковой температуре металла и высокой стойкостью пленки к действию метилэтилкетона при сохранении остальных показателей на том же уровне.
Поставленная задача решается за счет того, что полиэфирная эмаль, включающая пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент, в качестве пленкообразователя содержит 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH 973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным числом 5-10 мг/КОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С, в качестве катализаторов отверждения - 40%-ный раствор паратолуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино-формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь сольвента и Н-бутилового спирта в качестве пигмента содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, кроме того, дополнительно содержит матирующую добавку - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 м) и содержанием SiO2(в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне - 38» и 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н- бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27», при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
40%-ный раствор высокомолекулярной 
полиэфирной смолы в смеси сольвента 
и эфира двухосновной кислоты 
«Уралак SH 973S1E5-40» 
с молекулярной массой 20000, 
гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, 
кислотным числом 8-10 мгКОН/гр 
и температурой стеклования 65°С 40-50 
75%-ный раствор насыщенной 
полиэфирной смолы в 
сольвенте «Уралак SN 865S2-75» 
с молекулярной массой 4500, 
гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, 
кислотным числом 3-7 3-7 
мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С 3-7 
40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в 
изопропаноле 0,30-0,50 
30% - ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты 
в ксилоле 1,0-1,5 
Метилированная меламино-формальдегидная смола 3,0-5,0 
Толуол 9,0-27,0 
Н-бутиловый спирт 3,0-9,0 
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» 
с размером частиц (5,3-6,3 м) 
и содержанием SiO2(в сухом веществе) - 99% 0,3-0,5 
Двуокись кремния - аэросил 0,25-0,50 
Органическая модификация монтмориллонита 
на основе магнезиального слоистого силиката 
«Бентоне-38» 0,5-2,1 
Диоксид титана, стабилизированный 
оксидами алюминия и циркония 1,0-2,2 
Фосфат цинка 3,0-7,5 
Оксид алюминия 3,0-7,5 
75%-ный раствор акрилового полимера 
в смеси сольвента и H- бутилового спирта 
в отношении 4:1, «Urad DD27» 0,3-0,5 

В композиции эмали в качестве пленкообразователя используется 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак 973 S1E5-40» с молекулярной массой 200,00, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте - «Уралак SN 865 S2-75» с молекулярной массой 4 500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3-7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С.
В качестве катализаторов отверждения композиция содержит:
- 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле - «Кислотный катализатор K-CURE 1040» и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле - «Блокированный катализатор NACURE 1419».
В качестве отвердителя используется метилированная меламино-формальдегидная смола - «CYMEL+303 смола».
В качестве органического растворителя используется смесь толуола (ГОСТ 5789) и Н-бутилового спирта (ТУ 64-5-65-80).
В качестве матирующей добавки используется аморфный силикагель - «Силоид ЕД - 3» с размером частиц (5,3·6,3 м) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическая модификация монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне - 38»
«Бентоне - 38» представляет собой специальную органическую модификацию монтмориллонита и является чрезвычайно активной реологической присадкой.
Физико-химические характеристики
Состав магнезиального слоистого силиката
Цвет Кремово - белый 
Товарная 
форма Тонкодисперсный порошок 
Влажность Не более 3% 
Плотность 1,7 г/см3 

Активаторами для оптимального перевода в удобную для переработки форму, то есть для полной эффективности «Бентоне - 38» являются метанол/вода (95/5), пропиленкарбонат, пропиленкарбонат/вода (95/5), этанол/вода (95/5), ацетон/вода (95/5).
В качестве пигментов используется диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония - «TRONOX R-KB-6». Представляет собой тонкоизмельченный рутиловый пигмент, обладающий хорошими оптическими свойствами, хорошей дисперсностью, устойчивостью к воздействию света и погодных условий, фосфат цинка по ТУ 2329-002-12588040-95 и оксид алюминия - «Прокаль» по ТУ 1711-040-00196368-98.
В качестве растекателя эмаль содержит «Urad DD 27» - 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1. «Urad DD27» представляет собой акриловый полимер, который предотвращает появление всех типов поверхностных дефектов.
Композиция готовится по следующей технологии.
В диссольвер без обогрева загружают органический растворитель, пленкообразователь, матирующую добавку, пигмент, растекатель, отвердитель и катализатор отверждения и перемешивают 1,5-2 часа.
Полученную композицию диспергируют в бисерной мельнице. В таблице 1 приведены примеры выполнения компонентного состава полиэфирной эмали.
Готовая эмаль наносится на рулонный электролитически оцинкованный металл валковым методом для получения защитно-декоративного покрытия.
Испытания свойств полиэфирной эмали и покрытия из нее проводятся по стандартным методикам.
Стойкость пленки к действию метилэтилкетона по ЕССАТ 11 определяется количеством возвратно-поступательных движений (одно движение вперед-назад) по лакокрасочному покрытию тампоном, смоченным метилэтилкетоном, с усилием в диапазоне 0,04 МПа и со скоростью 1 с на одно двойное движение. Длина одного движения должна быть в 5 раз больше длины контактной области тампона с покрытием.
Время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С, стойкость пленки к действию метилэтилкетона эмали по прототипу определены дополнительно.
Полученные результаты испытаний предлагаемой эмали по примерам и по прототипу приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что время высыхания при пиковой температуре металла до 249°С предлагаемой полиэфирчой эмали составляет 65-72 с, а стойкость пленки к действию метилэтилкетона - 140-160.
Таблица №1 
Прототип По примерам, мас.ч. 
Наименование компонентов Мас.% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
Пленкообразователь 
40%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SN 973 SI E5-40» с молекулярной массой 20 000, гидроксильным числом 5-10 мг/КОН/гр, кислотным числом 8-10 мгКОН/гр и температурой стеклования 65°С - 39 40 43 45 47 50 49 41 42 43 50 52 
75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте - «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/гр, кислотным числом 3 - 7 мгКОН/гр и температурой стеклования -17°С - 8 7 7 6 5 4 3 6 7 7 3 2 
Насыщенная полиэфирная смола на основе диметилтерефталата, адипиновой кислоты, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триметил-олпропана в соотношении, вес.% 33:27:20:10:10 25 
Диглицидный эфир высших дикарбоновых кислот 0-5 
Катализатор отверждения: 
Паратолуолсульфокислота 0,07 
40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле «Кислотный катализатор K-CURE 1040» - 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,5 0,6 
30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислогы в ксилоле «Блокированный катализатор NACURE 1419» - 1,6 1,5 1,4 1,0 1,3 1,2 1,0 1,0 1,4 1,4 1,0 0,9 

продолжение таблицы №1 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
Отвердитель: 
Меламино-формальдегидная смола 2,5 
Метилированная меламино-формальдегидная смола - "CYMEL+303 смола» - 2,8 3,0 3,5 3,1 3,3 4,0 4,5 5,0 5,0 5,0 5,0 5,3 
Органический растворитель: 
Циклогексанон 31,5-36,5 
Изофорон 6 
Бутиловый спирт 4,93-5,0 
Толуол 6,0 9,0 12,0 15,0 21,0 24,0 12,0 18,0 18,0 24,0 27,0 30,0 
Н-бутиловый спирт 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 8,0 3,0 6,0 6,0 8,0 9,0 10,0 
Матирующая добавка: 
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 M) и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99% 0,2 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 0,5 0,4 0,5 0,6 
Двуокись кремния - аэросил 0,20 0,25 0,35 0,30 0,40 0,45 0,45 0,50 0,50 0,40 0,50 0,60 
Органическая модификация монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» 0,4 0,5 2,0 0,6 0,7 1,0 1,2 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 

продолжение таблицы №1 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
Пигмент: 
Диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония «TRONOX R - KB - 6» 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 2,0 1,8 1,9 1,4 2,0 2,2 2,3 
Двуокись титана 20 
Фосфат цинка - 2,0 3,0 4,0 7,0 7,5 4,0 7,0 6,0 4,0 7,0 7,5 7,6 
Оксид алюминия «Прокаль» - 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 4,0 4,0 7,0 4,0 7,5 7,6 
Наполнитель 
Микротальк 5 
Растекатель 
75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27» 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,5 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Полиэфирная эмаль, включающая пленкообразователь, катализатор отверждения, отвердитель, органический растворитель, пигмент, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразователя содержит 40%-ный раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным числом 5-10 мгКОН/г, кислотным числом 8-10 мгКОН/г и температурой стеклования 65°С и 75%-ный раствор насыщенной полиэфирной смолы в сольвенте «Уралак SN865S2-75» с молекулярной массой 4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/г, кислотным числом 3-7 мгКОН/г и температурой стеклования - 17°С, в качестве катализатора отверждения 40%-ный раствор пара-толуиленсульфокислоты в изопропаноле и 30%-ный раствор динонилмононафталенсульфокислоты в ксилоле, в качестве отвердителя - метилированную меламино - формальдегидную смолу, в качестве органического растворителя содержит смесь толуола и Н-бутилового спирта, в качестве пигментов содержит диоксид титана, стабилизированный оксидами алюминия и циркония, фосфат цинка и оксид алюминия, кроме того, дополнительно содержит матирующую добавку - аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц (5,3-6,3 мкм), и содержанием SiO2 (в сухом веществе) - 99%, двуокись кремния - аэросил и органическую модификацию монтмориллонита на основе магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» и растекатель 75%-ный раствор акрилового полимера в смеси сольвента и Н-бутилового спирта в отношении 4:1 «Urad DD27», при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
40%-ный Раствор высокомолекулярной полиэфирной смолы в 
смеси сольвента и эфира двухосновной кислоты «Уралак SH 
973S1E5-40» с молекулярной массой 20000, гидроксильным 
числом 5-10 мгКОН/г, кислотным числом 8-10 мгКОН/г и 
температурой стеклования 65°С 40-50 
75%-ный Раствор насыщенной полиэфирной смолы в 
сольвенте «Уралак SN 865S2-75» с молекулярной массой 
4500, гидроксильным числом 15-30 мгКОН/г, кислотным 
числом 3-7 мгКОН/г и температурой стеклования - 17°С 3-7 
40%-ный Раствор пара-толуиленсульфокислоты 
в изопропаноле 0,30-0,50 
30%-ный Раствор динонилмононафталенсульфокислоты 
в ксилоле 1,0-1,5 
Метилированная меламино-формальдегидная смола 3,0-5,0 
Толуол 9,0-27,0 
Н-бутиловый спирт 3,0-9,0 
Аморфный силикагель «Силоид ЕД-3» с размером частиц 
(5,3-6,3 мкм) и содержанием SiO 2 (в сухом веществе) - 99% 0,3-0,5 
Двуокись кремния-аэросил 0,25-0,50 
Органическая модификация монтмориллонита на основе 
магнезиального слоистого силиката «Бентоне-38» 0,5-2,1 
Диоксид титана, стабилизированный оксидами 
алюминия и циркония 1,0-2,2 
Фосфат цинка 3,0-7,5 
Оксид алюминия 3,0-7,5 
75%-ный Раствор акрилового полимера в смеси сольвента 
и Н-бутилового спирта в отношении 4:1, «Urad DD27» 0,3-0,5