ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2294946

СТРОИТЕЛЬНАЯ СИЛИКАТНАЯ КРАСКА

СТРОИТЕЛЬНАЯ СИЛИКАТНАЯ КРАСКА

Имя изобретателя: Разговоров Павел Борисович (RU); Прокофьев Валерий Юрьевич (RU); Ильин Александр Павлович (RU); Малбиев Сергей Артемович 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ)
Адрес для переписки: 153000, г.Иваново, пр. Ф.Энгельса, 7, ИГХТУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.12.26 

Изобретение относится к способу получения силикатной краски, применяемой в строительстве для защиты цоколей зданий, а также предназначенной для внутренней отделки помещений. Краска включает следующее соотношение компонентов, мас.%: 23,0-25,0 натриевого жидкого стекла с плотностью 1,33-1,35 г/см3 , 2,3-2,5 мочевины, 18,0-22,0 бутадиен-стирольного латекса, 14,0-20,0 мела, 5,0-6,0 талька, 14,0-20,0 отходов ТЭС в качестве пигмента, остальное - промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, в качестве разбавителя. Отход ТЭС представляет собой золу-унос в виде фракции, улавливаемой на установке, с диаметром частиц до 50 мкм. Изобретение позволяет повысить кроющую способность и твердость получаемых покрытий.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области композиционных силикатных красок, применяемых в строительстве для защиты цоколей зданий, а также предназначенных для внутренней отделки помещений.

Предлагаемую силикатную краску целесообразно использовать в крупных промышленных центрах с развитым производством, в тех случаях, когда воздух содержит много пылевидных частиц и окрашенные поверхности быстро загрязняются, преимущественно для покрытий на строительных элементах, расположенных на незначительном расстоянии от земли.

Известна строительная силикатная краска, включающая 10,0 мас.% калиевого жидкого стекла (в пересчете на сухой силикат), 25,0 мас.% мела, 8,5 мас.% талька, 8,5 мас.% цинковых белил, 8,0 мас.% пигментов и 40,0 мас.% воды в качестве разбавителя [Климанова Е.А., Барщевский Ю.А., Жилкин И.Я. Силикатные краски. М.: Стройиздат, 1968. С.34]. С целью ее удешевления в состав взамен пигментов вводят промышленные отходы - пиритные огарки, горелую породу, пыль бокситовой руды, что позволяет также использовать краску в городах с высокой степенью загрязнения воздушной среды. Однако данную силикатную краску характеризует малая жизнеспособность (<1 сут) и нестабильность при хранении, поэтому ее изготовляют двухупаковочной. Это требует дополнительных трудо- и энергозатрат, связанных с необходимостью дозирования и смешения компонентов на строительной площадке. Кроме того, использование в составе такой краски недорогого натриевого жидкого стекла лимитируется низкой водоустойчивостью получаемых покрытий.

Известна кислотостойкая силикатная композиция, включающая 26,0-31,0 мас.% калиевого жидкого стекла, 4,0-4,5 мас.% кремнефтористого натрия, 0,5-0,7 мас.% фурилового спирта, 0,5-1,3 мас.% отходов производства кремнеполимеров, а также 28,5-37,0 мас.% золы теплоэлектростанций (ТЭС) и диабазовый наполнитель - остальное [А.с. 1281547 СССР, МКИ С 04 В 28/24. // Дибров Г.Д., Карпухина А.К., Дрозд А.П. и др. Заявл. 29.05.84; Опубл. в Б.И., 1987, №1]. Однако эта силикатная композиция недостаточно жизнеспособна и нестабильна при хранении, а также исключает использование дешевого натриевого жидкого стекла.

Известна стабильная при хранении композиция, получаемая смешением 30,0-80,0 мас.% 28-45%-ного водного раствора силиката натрия (с модулем 2,6-3,9), 25,0-50,0 мас.% мела, 2,0-10,0 мас.% кварцевой муки, 0-24,0 мас.% 50%-ной водной дисперсии полимера (на основе сополимера стирола с бутадиеном) и 0-2,0 мас.% LiOH [Заявка 3020864 ФРГ, МКИ С 09 D 1/02, С 09 J 1/02. // Friedemann W., Laut В. Заявл. 02.06.80; Опубл. 10.12.81, РЖ Химия, 1982, 17 Т 610 П]. Однако покрытия на асбестоцементе и штукатурке, полученные из данной композиции, более подвержены мелению, чем таковые из жизнеспособных и стабильных при хранении красок на основе калиевого жидкого стекла.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков, т.е. прототипом является строительная силикатная краска [Пат.2034810 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26, С 09 D 1/02, С 04 В 26/04. // Игнатов В.А., Разговоров П.Б., Алексеев С.М. и др. Заявл. 16.06.92; Опубл. 10.05.95, Б.И. №13], содержащая, мас.%:

Жидкое стекло 21,4-25,2
Мел 27,0-39,5
Тальк 7,5-10,0
Пигмент 0,5-15,0
Мочевина 1,1-3,3
Бутадиен-стирольный латекс 12,0-18,0
Вода Остальное

Недостатком прототипа является ограниченная кроющая способность, составляющая в зависимости от вида пигмента 120-250 г/м2. Следует также отметить, что твердость покрытий, получаемых на основе данной строительной силикатной краски, не превышает 0,30-0,32 у.ед. (по маятниковому прибору).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является разработка на основе натриевого жидкого стекла жизнеспособной строительной силикатной краски с повышенными кроющей способностью и твердостью получаемых покрытий.

Поставленная задача решена путем создания строительной силикатной краски, включающей натриевое жидкое стекло, мочевину, бутадиен-стирольный латекс, мел, тальк, пигмент и разбавитель, при этом в качестве пигмента она включает отход ТЭС - золу-унос в виде фракции, улавливаемой на установке с диаметром частиц до 50 мкм, при этом в качестве разбавителя она включает промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, а натриевое жидкое стекло представляет собой раствор силиката натрия с плотностью 1,33-1,35 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Натриевое жидкое стекло 23,0-25,0
Мочевина 2,3-2,5
Бутадиен-стирольный латекс 18,0-22,0
Мел 14,0-20,0
Тальк 5,0-6,0
Отход ТЭС 14,0-20,0
Промышленные сточные воды,  
содержащие формальдегид Остальное

Отход ТЭС - зола-унос имеет химический состав, мас.%: SiO2 52-61; Al2 O3 22-27; Fe2O 3 8-12; CaO 2-3; К2O 2-3; п.п.п. - остальное.

Натриевое жидкое стекло - густая прозрачная жидкость серо-желтого цвета без включений и примесей, представляющая собой раствор силиката натрия с модульным отношением SiO 2/Na2O=(2,6-3,3)/1 (ГОСТ 13078-81), разбавленный перед испытанием до плотности 1,33-1,35 г/см 3.

Мочевина (ГОСТ 6691-77) - бесцветное кристаллическое вещество без запаха и вкуса; молекулярная масса 60,05; температура плавления 132,7°С, температура кипения - разлагается.

Бутадиен-стирольный латекс (ГОСТ 10564-75) - жидкость белого цвета с содержанием нелетучих веществ не менее 48,0%; рН - не менее 11,0-12,0; поверхностное натяжение - не более 48,0 мН/м; массовая доля незаполимеризованнного стирола - не более 0,07%, массовая доля коагулюма - не более 0,08%.

Мел (ТУ 21-РСФСР-763-79) - порошок белого цвета с содержанием карбоната кальция 95,5-99,0 мас.%; молекулярная масса 100,09; средний размер частиц 2,5-20,0 мкм.

Тальк (ГОСТ 19284-79) - белый кристаллический порошок гидратированного силиката магния; молекулярная масса 379,29.

Промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, - стоки предприятий химической, нефтехимической и лесохимической промышленности с концентрацией формальдегида 0,5-10,0 г/л.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1. 23,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,35 г/см 3 и 2,3 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 14,0 мас.% мела, 6,0 мас.% талька, 20,0 мас.% отхода ТЭС, 22,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 12,7 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 0,5 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Пример 2. 25,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,33 г/см3 и 2,5 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 20,0 мас.% мела, 6,0 мас.% талька, 14,0 мас.% отхода ТЭС, 18,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 14,5 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 10,0 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Пример 3. 24,0 мас.% жидкого натриевого стекла с плотностью 1,34 г/см3 и 2,4 мас.% мочевины смешивают при 80°С, выдерживают смесь при данной температуре до достижения вязкости 25-30 с по вискозиметру В3-4, к модифицированному стеклу добавляют пасту, полученную смешением и перетиром 18,0 мас.% мела, 5,0 мас.% талька, 17,0 мас.% отхода ТЭС, 20,0 мас.% латекса СКС-65-ГП, 13,6 мас.% промышленных сточных вод, содержащих формальдегид в концентрации 5,0 г/л, и производят интенсивное перемешивание в течение 1 ч до получения однородной массы. Краску разбавляют сточными водами, содержащими формальдегид в указанной концентрации, до вязкости 16-18 с (по вискозиметру В3-4) и наносят на окрашиваемую поверхность.

Свойства строительной силикатной краски, полученной по примерам 1-3, и физико-механические показатели покрытий из нее, определенные по известным методикам [Карякина М.И. Лабораторный практикум по испытанию лакокрасочных материалов и покрытий. М.: Химия, 1977. 238 с.], приведены в таблице.

Таблица
Пример Физико-механические показатели
  кроющая способность в пересчете на сухую пленку, г/м2 твердость пленки по маятниковому прибору, у.ед. стойкость покрытия к статическому воздействию воды при 20 (±) 2°С через 24 ч время жизнеспособности краски, сут
1 2 3 4 5
Прототип 120 0,32 Без изменений 120
1 80 0,41 -''- 120
2 105 0,47 -''- 120
3 90 0,43 -''- 120

Таким образом, из представленных в таблице данных следует, что заявленная строительная силикатная краска по своей жизнеспособности и водоустойчивости получаемых покрытий не уступает прототипу, а ее использование обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: кроющая способность краски повышается на 13-25%; твердость покрытий на ее основе возрастает в 1,3-1,5 раз; снижается стоимость краски. Изобретение дополнительно позволяет утилизировать отход ТЭС, а также сточные воды химических предприятий, содержащие формальдегид в концентрации 0,5-10,0 г/л.

Строительная силикатная краска относится к классу малоопасных веществ, хорошо наносится на влажную и щелочную поверхность, образует однородную пленку.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Строительная силикатная краска, включающая натриевое жидкое стекло, мочевину, бутадиен-стирольный латекс, мел, тальк, пигмент и разбавитель, отличающаяся тем, что в качестве пигмента она включает отход ТЭС - золу-унос в виде фракции, улавливаемой на установке с диаметром частиц до 50 мкм, при этом в качестве разбавителя она включает промышленные сточные воды, содержащие формальдегид, а натриевое жидкое стекло имеет плотность 1,33-1,35 г/см 3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: 

Натриевое жидкое стекло 23,0-25,0
Мочевина 2,3-2,5
Бутадиен-стирольный латекс 18,0-22,0
Мел 14,0-20,0
Тальк 5,0-6,0
Отход ТЭС 14,0-20,0
Промышленные сточные воды,  
содержащие формальдегид Остальное

Версия для печати
Дата публикации 20.05.2007гг


вверх