Патент на изобретение №2227148

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАКА И ЛАК

(57) Реферат:

В изобретении описывается лак, не содержащий растворителя, и способ его изготовления, причем лак, не содержащий растворителя, состоит из воды, смачивающего вещества, сгустителя, пеногасителя, пигмента, консервирующего средства и связующего в виде чистого акрилата с температурой образования пленки 5С. 2 с. и 10 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к разбавляемому водой лаку, не содержащему растворитель, а также способу его изготовления.

В рамках предложенного изобретения под лаком понимают обычное белое или цветное окрашивающее средство для окраски поверхностей, например, дерева, металла, пластмассы и т.п. В рамках предложенного изобретения лазурные краски также рассматриваются как лак.

Разбавляемые водой лаки обычно изготавливают с применением воды и пигментов. Кроме того, при необходимости добавляют сгуститель, пеногаситель, консервирующее средство, смачивающее вещество или другие присадки. В качестве большой и необходимой составляющей, как правило, применяют связующее средство. Связующее средство применяют обычно растворенным в растворителе. Такого типа известные лаки, содержащие растворитель, представляют собой, например, лаки, содержащие растворитель или разбавляемые растворителем, причем в качестве растворителя обычно применяют углеводороды с содержанием приблизительно 60%. Кроме того, известны разбавляемые водой лаки, содержащие растворитель, а именно, акриловые лаки и лаки на основе алкидной смолы. Если содержание растворителя составляет максимум 10%, то продукт уже может быть отмечен знаком окружающей среды согласно RAL UZ12a (голубой ангел). Растворители служат для получения вязкости/текучести, времени высыхания и образования пленки.

Как известно, растворители значительно загрязняют окружающую среду. Они испаряются или усложняют переработку лаков в качестве отходов. Помимо этого они представляют собой угрозу здоровью при нанесении, во время которого человек, работающий с ними, вдыхает пары растворителя. Наконец, растворители могут воспламеняться, что делает проблематичным хранение, транспортировку и т.п. лаков. Также многие лаки содержат органические соединения тяжелых металлов, необходимые для ускорения сушки (катализаторы).

Попытки создать лаки, не содержащие растворитель, дали очень плохие результаты. В частности, лаки такого типа можно применять только для внутренних работ, они являются не атмосферостойкими и очень трудно наносятся.

Плохая способность к нанесению, кроме прочего, заключается в том, что эти лаки имеют склонность к очень быстрому высыханию, таким образом, нельзя полностью и равномерно покрывать большие поверхности. Кроме того, эти лаки склонны к приклеиванию, то есть соприкасающиеся друг с другом лакированные поверхности могут приклеиваться друг к другу.

Исходя из этого уровня техники, в основе данного изобретения лежит задача создания лака, не содержащего растворитель, а также способа его изготовления, который наряду с хорошей способностью нанесения может применяться внутри и снаружи помещений и является атмосферостойким.

Для технического решения этой задачи изобретением предложен способ изготовления лака, не содержащего растворитель, путем смешивания, по меньшей мере, воды, пигмента и связующего, причем в качестве связующего добавляют чистый акрилат с температурой образования пленки 14С, предпочтительно 5С.

Кроме того, в них могут содержаться смачивающее вещество, сгуститель, пеногаситель, а также консервирующее вещество.

Способ согласно изобретению позволяет отказаться от любого органического растворителя при изготовлении лака. Получается атмосферостойкий лак, применяемый для внутренних и наружных работ. В лаке полностью отсутствует растворитель, его легко использовать в отношении готовности к применению, он не содержит органических соединений тяжелых металлов и может разбавляться водой.

В рамках данного изобретения отсутствие растворителя означает техническое отсутствие органических растворителей. Так как в данном случае речь идет о технических продуктах, применяемых для изготовления лака, следы растворителей могут быть обнаружены физически или химически. Однако в рамках изобретения растворитель не добавляют. Это получается само собой за счет того, что чистый акрилат, применяемый также в качестве связующего, не содержит составляющих растворителя.

Известная минимальная температура образования пленки (MFT) является температурой, при которой лак непосредственно схватывается, образуя единую пленку. Обычно эти температуры образования пленки очень высоки.

Преимущественно предлагается применять в качестве связующего тиксотропируемый чистый акрилат. Способность к тиксотропии связующего приводит к затвердеванию лака, который до того находился в желеобразном состоянии, и облегчает его нанесение. Кисточка легко смачивается лаком, и он легко распределяется. Путем затвердевания предотвращается капание при нанесении. Для получения способности к тиксотропии добавляют, предпочтительно, хелатообразующее соединение титана.

Согласно другому предпочтительному выполнению предложенного изобретения в качестве бимодальной дисперсии акрилата применяют чистый акрилат. Эта дисперсия имеет частицы акрилата различного размера, которые при образовании пленки лучше сцепляются друг с другом. Благодаря этому в первую очередь получают лучшую возможность нанесения и прежде всего лучшее образование пленки лака.

Согласно другому предпочтительному выполнению предложенного изобретения в качестве сгустителя применяют полиуретан (PU)-сгуститель в водном растворе. Задача сгустителя в первую очередь заключается в улучшении способности к нанесению (равномерное нанесение) лака. Полиуретановый сгуститель усиливает это свойство и позволяет, в частности, быстро перейти от системы веществ к чистому акрилату.

Согласно способу изобретение представляет собой простой и экономичный способ изготовления лака, не содержащего растворитель, или глазурей. При этом в качестве лаков имеется в виду водные лаки.

В изобретении раскрывается лак, не содержащий растворитель, изготовленный согласно вышеописанному способу, состоящий из воды, смачивающего вещества, сгустителя, пеногасителя, пигмента и консервирующих веществ, а также связующего в виде чистого акрилата с температурой образования пленки 14С, предпочтительно 5С.

Лак предпочтительным образом является тиксотропируемым, что согласно прелагаемому изобретению достигается путем добавления хелатообразующего соединения титана. Кроме того, предусмотрено связующее с механизмом самосмачиваемости. Этот механизм самосмачиваемости способствует высокой прочности соединения, результатом чего является отсутствие приклеиваемости после нанесения. После полного высыхания лакированные поверхности, даже наложенные друг на друга, сами по себе снова легко отделяются друг от друга без склеивания. Это является важным техническим свойством при лакировке, например, окон.

Чистый акрилат содержится в лаке в виде бимодальной дисперсии акрилата, что обуславливает хорошее нанесение и хорошее схватывание лака. В качестве сгустителя, предпочтительным образом, содержится полиуретановый сгуститель.

Согласно предложенному изобретению лак имеет время высыхания более 10 минут. По стандарту водные лаки во всех случаях имеют время высыхания 7 мин, что означает, что они сохнут очень быстро. Поэтому невозможна равномерная лакировка больших поверхностей, например, дверей. При указанном времени высыхания более 10 минут, предпочтительно 13 минут, этот недостаток исключается. Это время высыхания достигается путем применения чистого акрилата в бимодальной дисперсии акрилата с вышеназванными свойствами.

Согласно предложенному изобретению в качестве пигмента применяют двуокись титана для получения белого лака.

В лаке согласно изобретению полностью отсутствует растворитель, его можно применять для внутренних и наружных работ, он является атмосферостойким и легко, но чрезвычайно эластично наносится.

Например, были достигнуты очень хорошие результаты в отношении рецептуры лака, состоящего из 5,3% воды, 1,3% смачивающего вещества, 1,4% сгустителя, 0,4% пеногасителя и 20,2% пигмента, в этом случае TiO₂ обычным образом добавляют к пастообразной глинистой суспензии. Затем примешивают 60,4% связующего в виде чистого акрилата, например, SCX-8285 фирмы Johnson Polymer с температурой образования пленки 5С. Предпочтительно осуществляют дополнительное смешивание дополнительных 5,3% сгустителя и 0,1% консервирующего средства. Наконец, для получения тиксотропных свойств добавляют 0,6% хелатообразующего соединения титана и затем более 5% воды. Данные указаны в весовых процентах.

Описанный лак является атмосферостойким, и его можно применять и наносить с образованием равномерных, покрытых поверхностей внутри и снаружи помещений.

1. В смеситель из высококачественной стали загружают при медленном помешивании 16,7 кг воды, 4,5 кг 17,5%-ного водного раствора полиуретанового загустителя, 1,5 кг 25%-ного водного раствора соли натрия поликарбоновой кислоты, 0,2 кг 19%-ного водного раствора полисилоксанового пеногасителя и 18 кг желтого пигмента оксида железа. Эту смесь перемешивают в диссольвере в течение 20 минут до достижения тонкости по Хегманну менее 10 m. Затем при медленном помешивании добавляют 58 кг бимодальной дисперсии чистого акрилата с долей твердых тел 44,5%, 0,8 кг аморфной кремневой кислоты в качестве матирующего средства и 0,3 кг одного из летучих органических соединений свободного консервирующего средства на основе метилизотиазолинона и бензизотиазолинона. Значение рН смеси может быть доведено при необходимости с помощью аммиака до значения рН 8,5-9.

2. В смеситель из высококачественной стали загружают при медленном помешивании 6,9 кг воды, 4,2 кг 17,5%-ного водного раствора полиуретанового загустителя, 1,5 кг 25%-ного водного раствора соли натрия поликарбоновой кислоты, 0,1 кг 19%-ного водного раствора полисилоксанового пеногасителя и 25,5 кг диоксида титана. Полученный таким образом раствор перемешивают 20 минут в диссольвере, пока не будет достигнута тонкость по Хегманну менее 10 m. Затем при медленном помешивании добавляют 61,4 кг бимодальной дисперсии чистого акрилата с долей твердых тел 44,5% и 0,4 кг одного из летучих органических соединений свободного консервирующего средства на основе метилизотиазолинона/бензизотиазолинона. При необходимости значение рН смеси может быть доведено с помощью аммиака до 8,5-9.

3. В смеситель из высококачественной стали загружают при медленном помешивании 17,4 кг воды, 34 кг бимодальной дисперсии чистого акрилата с долей твердых тел 44,5%, 13,8 кг оксида титана, 8,9 кг талька, 23,6 кг сульфата бария, 1,1 кг 17,5%-ного водного раствора полиуретанового загустителя и 0,8 кг 25%-ного водного раствора соли натрия поликарбоновой кислоты. Полученный таким образом раствор перемешивают 20 минут в диссольвере. Затем при медленном помешивании добавляют 0,4 кг одного из летучих органических соединений свободного консервирующего средства на основе метилизотиазолинона/бензизотиазолинона.

Формула изобретения

1. Способ изготовления не содержащего растворитель лака путем смешивания, в основном, воды, пигментов и связующего, отличающийся тем, что в качестве связующего используют бимодальную акрилатную дисперсию с минимальной температурой пленкообразования 14С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве бимодальной акрилатной дисперсии используют чистый акрилат с минимальной температурой пленкообразования 5С.

3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используют тиксотропируемый чистый акрилат.

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно используют полиуретановый загуститель в водном растворе.

5. Лак, не содержащий растворитель, по одному из предыдущих пп.1-4, состоящий, в основном, из воды, пигментов и связующего, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит бимодальную акрилатную дисперсию, состоящую из чистого акрилата с минимальной температурой пленкообразования 14С.

6. Лак по п.5, отличающийся тем, что он содержит тиксотропируемый чистый акрилат.

7. Лак по п.5 или 6, отличающийся тем, что в качестве пигмента он содержит хелатное соединение титана.

8. Лак по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что он содержит чистый акрилат с механизмом самосмачивания.

9. Лак по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиуретановый загуститель.

10. Лак по одному из пп.5-9, отличающийся тем, что он имеет время высыхания свыше 10 минут.

11. Лак по одному из пп.5-10, отличающийся тем, что он содержит чистый акрилат с минимальной температурой пленкообразования 5С.

12. Лак по одному из пп.5-11, отличающийся тем, что он дополнительно содержит смачиватель, загуститель, пеногаситель и/или консервирующее средство.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.06.2006

Извещение опубликовано: 20.12.2007 БИ: 35/2007