Пастообразующая смола для универсальной пигментной пасты - RU2484113C2

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к пастообразующей смоле для универсальной пигментной пасты для колерования цветных красок.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В лакокрасочной промышленности контроль сырья и материально-техническое снабжение осуществляют за счет использования систем смешения цветов. В таких системах цвет краски, выбранный потребителем, получают путем выбора базовой краски из ряда доступных базовых красок и добавления к выбранной базовой краске одной или нескольких пигментных паст, которые представляют собой гомогенные смеси одного или нескольких пигментов с пастообразующими смолами, причем последние обладают хорошими диспергирующими свойствами. Такие системы широко используют в области декоративных покрытий, как раскрыто, например, в публикации ЕР 0311209 А1.

Примеры пигментных паст для систем колеровки красок раскрыты в публикациях WO 91/06607 A1 (полиэфиры на водной основе), WO 99/49963 A1 (полиэфиры на масляной основе) и ЕР 0458479 А2 (модифицированные акрилом полиэфиры для красок на масляной основе). Помимо, по меньше мере, одного пигмента пигментные пасты обычно включают специальные смолы, растворители и также, как правило, добавки. Пигменты для различных цветов в значительной степени варьируются по своей химической природе от простых неорганических элементов, таких как углерод в форме канальной газовой сажи или ламповой сажи, до неорганических оксидов (таких, как оксид железа, пигменты на основе меди, кобальта, хрома и свинца) и органические пигменты (такие, как азопигменты, фталоцианиновые пигменты и полициклические ароматические пигменты такие, как периленовые, антрахинононовые и хинакридоновые пигменты). Для каждого пигмента необходимо использовать совместимую смолу. Эта смола, в свою очередь, должна быть совместима со связующей системой базовых красок, а также со смолами, используемыми в других пигментных пастах, поскольку для большинства цветов требуется добавление более одной пигментной пасты. Смола также должна быть способна диспергировать достаточное количество пигмента. До настоящего времени не было невозможно использовать системы колерования, совместимые как с красками на масляной основе, так и с красками на водной основе, и которые также совместимы с обычным ассортиментом связующих смол.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании пигментной пасты, содержащей смолу («пастообразующую смолу»), которая совместима с большинством типов пигментов, а также с большинством связующих смол, будь они на масляной основе или на водной основе. Пастообразующая смола должна обладать достаточной диспергирующей и смачивающей способностью, чтобы диспергировать разнообразные пигменты на основе различных сырьевых материалов, например материалов, упоминавшихся выше.

Цель изобретения достигнута за счет разработки пастообразующей смолы, которая представляет собой смесь разбавляемой водой алкидной смолы В и базовой акриловой сополимерной смолы A, где базовая акриловая сополимерная смола A представляет собой сополимер, по меньшей мере, трех классов виниловых мономеров, каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну способную к сополимеризации олефиновую ненасыщенность, причем виниловые мономеры содержат, по меньшей мере, один мономер винилового типа А1, содержащий аминогруппу, по меньшей мере, один мономер А2, выбранный из группы, включающей линейные или разветвленные алкил(мет)акрилаты, содержащие от 1 до 13 атомов углерода в алкильной группе, и, по меньшей мере, один гидрофильный виниловый мономер А3, содержащий остаток, полученный из полиэфиргликоля, который представляет собой полиэтиленгликоль или смешанный эфир этилен- и пропиленгликоля, имеющий массовую долю, по меньшей мере, 60% оксиэтиленовых групп в общей массе оксиалкиленовых групп, где одна из гидроксильных групп полиэфиргликоля преобразована в простую эфирную группу, а другая гидроксильная группа убрана этерификацией с олефинненасыщенной монокарбоновой кислотой или этерификацией с олефинненасыщенным спиртом, или путем образования уретана по реакции с аддуктом гидроксиалкил(мет)акрилата и диизоцианата.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Разбавляемая водой алкидная смола В предпочтительно имеет кислотное число от 0,2 до 5 мг/г, особенно предпочтительно от 0,5 до 3 мг/г, и предпочтительно динамическую вязкость, измеренную при 50% концентрации дисперсии в воде при температуре 23ºС и сдвиговом напряжении 25 сек^-1 в соответствии со стандартом DIN EN ISO 3219, от 5 до 25 мПа·сек.

Алкидная смола В основана на продукте конденсации алкидной смолы Ва и аддукта Bb C₁-C₄-моноалкилового эфира Bb1 полиоксиэтиленгликоля или C₁-C₄-моноалкилового эфира Bb2 смешанного простого эфира этилен- и пропиленгликоля, или их смеси, и ангидрида Bb3 циклоалифатической карбоновой кислоты, причем соотношение суммы количеств веществ Bb1 и Bb2 к количеству вещества B3 предпочтительно составляет от 0,95:1,05 мол. до 1,05: 0,95 мол.

Разбавляемую водой алкидную смолу В предпочтительно получают реакцией Ва и Bb в условиях реакции этерификации, т.е. с удалением воды предпочтительно в присутствии улавливающего агента такого, как ксилол, посредством азеотропной отгонки и рециркуляции улавливающего агента. Также возможно использование обычных катализаторов этерификации. Этерификацию при температуре предпочтительно от 170 до 260ºС проводят до тех пор, пока отобранный образец не будет иметь кислотное число 3 мг/г или ниже.

В патенте США 3878140 раскрыта покрывающая композиция, содержащая смесь (А) смеси акрилового сополимера (А1), полученного из метилметакрилата и алкилакрилата или алкилметакрилата, каждый из которых содержит от 2 до 12 атомов углерода в алкильной группе, второго акрилового сополимера (А2), полученного из метилметакрилата и мономера, стимулирующего адгезию, такого как 3-(2-метакрилоксиэтил)-2,2-спиро-циклогексилоксазолидин, и пластификатор (А3), который представляет собой либо эфир фталевой кислоты, либо алкидную смолу, и пигментированной акриловой композиции (В), содержащей сополимер (В1), который представляет собой полиметилметакрилат или сополимер метилметакрилата или смесь этих полимеров, и ацетобутират целлюлозы (В2) и органический пластификатор (В3). Пластификатор алкидной смолы, раскрытый в данном описании, представляет собой продукт реакции невысыхающей жирной кислоты, многоатомного спирта и дикарбоновой кислоты или ее ангидрида.

Предохраняющий от биологического обрастания агент, известный из опубликованной патентной заявки США 2005/00964075 А1, представляет собой комбинацию биоцидного активного вещества и неводной дисперсии полимерного связующего вещества, содержащего в качестве диспергирующей среды для полимеризации акриловой смолы, по меньшей мере, одну алкидную смолу, имеющую массовую долю нелетучего материала, по меньшей мере, 90%, z-среднюю молекулярную массу от 10 и 250 кг/моль, с массовым отношением алкидной части к акриловой части от 50:50 до 30:70. Используемая алкидная смола может представлять собой жирный алкид или алкид средней жирности на основе жирной кислоты соевого или льняного масла, что также подтверждено примером 1А (соевое масло, тримеллитовый ангидрид и триметилолэтан) и 1В (жирная кислота соевого масла, пентаэритрит, кротоновая и изофталевая кислоты).

Кислотное число определяют, как принято в соответствии со стандартом DIN EN ISO 3682, в виде отношения массы m (КОН) гидроксида калия, которая необходима для нейтрализации образца, имеющего массу m (образец), к указанной массе m (образец); в случае раствора или дисперсии в качестве образца m (образец) заменяют массой твердого вещества m (твердые вещества) в указанном растворе или дисперсии, причем принятой единицей измерения является «мг/г».

Алкидную смолу Ва обычно получают соконденсацией одного или нескольких полиолов Ва1, имеющих в молекуле две или несколько гидроксильных групп, одной или нескольких многоосновных кислот (которые имеют в молекуле две или несколько кислотных групп) Ba2 и одной или несколько жирных кислот Ва3, которые могут быть заменены или смешаны с одним или несколькими триглицеридными маслами Ва4. Необязательно смесь реакции конденсации может также содержать одну или несколько одноосновных кислот Ва5. Предпочтительно, по меньшей мере, одна из жирных кислот Ва3 содержит в молекуле, по меньшей мере, одну олефиновую ненасыщенность. Предпочтительно, по меньшей мере, одно из триглицеридных масел Ва4 содержит, по меньшей мере, один остаток, образованный из жирной кислоты, имеющей в молекуле, по меньшей мере, одну олефиновую ненасыщенность.

Полиолы Ва1 представляют собой алифатические линейные или разветвленные гидроксильные соединения, содержащие в молекуле от двух до шести гидроксильных групп, предпочтительно до четырех гидроксильных групп в молекуле, такие как этиленгликоль, 1,2- и 1,3-пропиленгликоль, 1,2- и 1,4-бутандиол, глицерин, триметилолпропан, триметилолэтан, эритрит, треитол, пентаэритрит, дитриметилолпропан, дитриметилолэтан, сорбит и манит.

Многоосновные кислоты Ba2 могут быть алифатическими линейными, разветвленными или циклическими, или ароматическими, содержащими от двух до четырех кислотных групп и предпочтительно от 3 до 20 атомов углерода, и предпочтительно могут быть выбраны из группы, включающей фталевую кислоту, тримеллитовую кислоту, тетрагидрофталевую кислоту, адипиновую кислоту, малоновую кислоту, циклогександикарбоновые кислоты, изофталевую и терефталевую кислоты, а также бензофенонтетракарбоновую кислоту.

Жирные кислоты Ва3 предпочтительно представляют собой, по меньшей мере, моноолефинненасыщенные алифатические монокарбоновые кислоты, содержащие предпочтительно от 4 до 24 атомов углерода. Предпочтительными кислотами являются лауриновая, миристолеиновая, пальмитолеиновая, олеиновая, гадолиновая, эруковая, рицинолеиновая, линолевая и линоленовая кислоты, а также их смеси, особенно существующие в природе смеси, такие как жирная кислота соевого масла, жирная кислота льняного масла, жирная кислота подсолнечного масла, жирная кислота сафлорового масла, жирная кислота масла семян каучуконосов и талловая жирная кислота.

Триглицеридные масла Ва4 представляют собой масла, предпочтительно имеющие йодное число от 120 до 200 сг/г (сантиграмм/грамм), особенно предпочтительно соевое масло, льняное масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло, масло семян каучуконосов и талловое масло.

Одноосновные кислоты Ва5 предпочтительно представляют собой ароматические одноосновные кислоты, такие как бензойная кислота или алкилзамещенные бензойные кислоты, циклоалифатические одноосновные кислоты, в особенности так называемые смоляные кислоты, алифатические разветвленные карбоновые кислоты, такие как изононановая кислота, 2-этилгексановая кислота или кислота «Версатик»^®, смесь альфа-разветвленных декановых кислот.

Предпочтительно алкидные смолы Ва имеют кислотное число меньше 5 мг/г, особенно предпочтительно от 0,1 до 4 мг/г и наиболее предпочтительно от 0,2 до 3,5 мг/г. Их гидроксильное число составляет предпочтительно от 30 до 100 мг/г, особенно предпочтительно от 40 до 90 мг/г и наиболее предпочтительно от 60 до 85 мг/г.

Аддукт Bb является продуктом реакции содержащего гидроксильную группу моноалкилового эфира Bb1, выбранного из группы, включающей С₁-С₄-моноалкиловые эфиры Bb11 полиоксиэтиленгликоля, С₁-С₄-моноалкилый эфир Bb12 смешанного эфира этилен- и пропиленгликоля и их смесей, и ангидрида Bb2 циклоалифатической дикарбоновой кислоты, причем отношение суммы количеств вещества Bb11 и Bb12 к количеству вещества Bb2 предпочтительно составляет от 0,95:1,05 мол. до 1,05:0,95 мол. Аддукт Bb предпочтительно имеет кислотное число от 5 до 60 мг/г, особенно предпочтительно от 10 до 45 мг/г и наиболее предпочтительно от 15 до 40 мг/г.

Гидроксифункциональные простые эфиры Bb11 предпочтительно представляют собой метиловые, этиловые, н-пропиловые и н-бутиловые моноэфиры полиэтиленгликоля, где полиэтиленгликоль имеет средневесовую молекулярную массу от 500 до 4000 г/моль, особенно предпочтительно от 750 до 3000 г/моль. Среднее число гидроксильных групп в молекуле предпочтительно составляет от 0,8 до 1,2, особенно предпочтительно от 0,9 до 1,1. Наиболее предпочтительны полиэтиленгликоли, частично этерифицированные этанолом и имеющие молекулярную массу от 1000 до 2000 г/моль.

Гидроксифункциональные простые эфиры Bb12 предпочтительно представляют собой метиловые, этиловые, н-пропиловые и н-бутиловые моноэфиры смешанного эфира этилен- и 1,2-пропиленгликолей, где массовая доля оксиэтиленовых групп составляет от 10 до 85%, а массовая доля оксипропиленовых групп составляет от 90 до 15%, рассчитанная как отношение массы оксиалкиленовых групп, имеющих два или три атома углерода, соответственно, и суммы масс всех оксиалкиленовых групп в смешанном эфире Bb12, и имеют средневесовую молекулярную массу предпочтительно от 500 до 10000 г/моль, особенно предпочтительно от 1000 до 8000 г/моль. Среднее число гидроксильных групп в молекуле предпочтительно составляет от 0,8 до 1,2, особенно предпочтительно от 0,9 до 1,1.

Ангидрид Bb2 циклоалифатической дикарбоновой кислоты предпочтительно содержит от 8 до 12 атомов углерода и предпочтительно выбран из группы, включающей тетрагидрофталевый ангидрид, гексагидрофталевый ангидрид и их гомологи, такие как метилтетрагидрофталевый ангидрид или бутилтетрагидрофталевый ангидрид. Неожиданно установлено, что циклические ангидриды нециклических дикарбоновых кислот, такие как малеиновый или янтарный ангидрид, не могут быть применены в контексте настоящего изобретения, поскольку они ухудшают совместимость пигмента.

Базовая акриловая сополимерная смола А представляет собой сополимер, по меньшей мере, трех классов виниловых мономеров, каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну способную к сополимеризации олефиновую ненасыщенность. Она содержит, по меньшей мере, один содержащий аминогруппу мономер А1 винилового типа, который предпочтительно содержит, по меньшей мере, одну аминогруппу, которая особенно предпочтительно является третичной аминогруппой. Особенно полезными аминофункциональными виниловыми мономерами являются эфиры третичных аминоспиртов с акриловой или метакриловой кислотой, такие как диметиламиноэтил(мет)акрилат, диметиламинопропил(мет)акрилат, а также амиды диаминов с одной третичной и одной первичной группами, такие как диметиламиноэтил(мет)акриламид, 3-N,N-диметиламинопропил(мет)акриламид, и соответствующие диэтиламиновые соединения.

Другие мономеры А2 представляют собой линейные или разветвленные алкил(мет)акрилаты, содержащие от 1 до 13 атомов углерода в алкильной группе, такие как метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат и 2-этилгексил(мет)акрилат. Дополнительные мономеры, присутствующие в реакции полимеризации, приводящей к соединению А, представляют собой гидрофильные виниловые мономеры А3, имеющие остаток, полученный из полиэтиленгликоля или смешанного эфира этилен- и пропиленгликоля, имеющий массовую долю, по меньшей мере, 60% оксиэтиленовых групп в общей массе оксиалкиленовых групп, полиэфирный фрагмент, имеющий молекулярную массу предпочтительно от 200 до 5000 г/моль, особенно предпочтительно от 500 до 1500 г/моль, где одна из гидроксильных групп полиэфиргликоля превращена в простую эфирную группу, предпочтительно метильную, этильную или бутильную эфирную группу, а другая гидроксильная группа убрана этерификацией с (мет)акриловой кислотой или другими олефинненасыщенными монокарбоновыми кислотами, или этерификацией с олефинненасыщенным спиртом, таким как аллиловый или метилаллиловый спирт, или за счет образования уретана по реакции с аддуктом гидроксиалкил(мет)акрилата и диизоцианата. Особенно предпочтительно использование мономеров А3, которые являются аддуктами гидроксиэтил(мет)акрилата, ароматического изоцианата, такого как толуилендиизоцианат или бис(4-изоцианатофенил)метан, и полиэтиленгликоля с молекулярной массой от 200 до 5000 г/моль, эфирами указанного полиэтиленгликоля с (мет)акриловой кислотой и эфирами указанного полиэтиленгликоля с (мет)аллиловым спиртом. Смеси двух или нескольких мономеров А3 также могут быть использованы. Массовая доля мономеров А1, А2 и А3 составляет предпочтительно от 15 до 40%, от 15 до 45% и от 30 до 60% соответственно, особенно предпочтительна от 20 до 35%, от 20 до 40% и от 35 до 55% соответственно, и наиболее предпочтительно от 25 до 30%, от 25 до 35% и от 40 до 50% соответственно. Полимеризацию проводят, как обычно, в растворе с использованием спиртов, таких как изопропанол, или сложных эфиров, таких как бутилацетат в качестве растворителей, и азо- или пероксидных катализаторов, таких как азобисизобутиронитрил, трет-амилпероктоат или трет-амилпероксид.

Также возможна сополимеризация с мономерами А1-А3 любых других мономеров А4, которые также являются мономерами винилового типа, то есть они также содержат в своих молекулах, по меньшей мере, одну способную к сополимеризации олефинненасыщенную группу. Эти мономеры А4 могут также быть использованы в смесях двух или нескольких таких мономеров А4. Такими мономерами предпочтительно являются стирол, любые изомеры алкилстиролов, в особенности метилстиролов («винил-толуол»), винилнафталин, алкиловые эфиры олефинненасыщенных карбоновых кислот, диалкиловые эфиры олефинненасыщенных дикарбоновых кислот, гидроксиалкиловые эфиры тех же кислот, ненасыщенные амиды и нитрилы, полученные из таких кислот, алкилвиниловые эфиры и алкилвинилкетоны. Кислые мономеры винилового типа, такие как акриловая или метакриловая кислоты, конечно, менее предпочтительны.

Компоненты А и В смешивают в массовом отношении от 45 до 75% компонента А и от 55 до 25% компонента В, предпочтительно от 50 до 70% компонента А и от 50 до 30% компонента В, особенно предпочтительно от 55 до 65% А и от 45 до 35% В.

Пигменты представляют собой неорганические, а также органические пигменты. Примеры неорганических пигментов включают диоксид титана, оксид цинка, углеродную сажу, оксиды железа, ванадаты висмута, натуральную и жженую сиену или умбру, оксид хрома зеленый, кадмиевые пигменты, хромовые пигменты и т.д. Примеры органических пигментов включают фталоцианины, хинакридоны, хинофталоны, антрахиноны, изоиндолины, пирантроны, индантроны, производные диоксазина, дикетопирролопирролы, азо-соединения и т.д. Необязательно могут быть добавлены пигменты-наполнители, такие как глина, диоксид кремния, тальк, слюда, волластонит, древесная мука и подобные им.

Пигментная паста может быть получена из пастообразующей смолы АВ и, по меньшей мере, одного пигмента, выбранного из группы, включающей неорганические пигменты и органические пигменты. Предпочтительно пасту получают путем смешения пастообразующей смолы АВ, по меньшей мере, с одним пигментом, гомогенизирования смеси со сдвигом с получением пигментной пасты и смешивания указанной пигментной пасты с непигментированной или белой пигментированной краской, содержащей органическое связующее вещество краски. Органическое связующее вещество краски предпочтительно выбирают из группы, включающей алкидные смолы, акриловую смолу, модифицированные акрилом алкидные смолы, уретановые алкиды и модифицированных уретаном акриловые смолы.

Однако также могут быть использованы другие органические связующие вещества краски, такие как полиуретановые смолы, по отдельности или в смеси с одним или несколькими из упомянутых выше связующих веществ. Полученная таким образом пигментная паста может быть использована в комбинации с краской на водной основе или краской на масляной основе и предлагает все комбинации цветных или колеровочных красок с высоким блеском и хорошей красящей способностью.

В пигментных пастах в соответствии с настоящим изобретением может быть получено высокое содержание пигмента без использования больших количеств растворителя. Если используют органические пигменты, содержание пигмента соответственно находится в интервале массовых долей от 5 до 45%, предпочтительно 25 до 40%. Если используют неорганические пигменты, содержание пигмента в массовых долях предпочтительно должно быть больше чем 10% мас. или более предпочтительно даже больше чем 60%. Если используют полупрозрачные пигменты, например полупрозрачные оксиды железа, содержание пигмента в массовых долях должно быть свыше 5%, предпочтительно выше 20% или даже 30% или более.

Если желательно, то пигментные пасты в соответствии с настоящим изобретением также могут включать пеногасители, матирующие агенты, препятствующие оседанию пигмента вещества, агенты, препятствующие образованию поверхностной пленки, такие как метилэтилкетоксим и/или другие подходящие добавки.

Изобретение также относится к способу колерования краски путем выбора базовой краски из набора базовых красок и последующего смешения базовой краски с одной или несколькими из описанных выше пигментных паст. Хотя теоретически возможно смешать все цвета, используя одну бесцветную базовую краску, обычно в системах колерования также используют базовые краски белого цвета, чтобы получить цвета с достаточной кроющей способностью.

Могут быть использованы различные сорта пигментированных базовых красок белого цвета, если это желательно.

Обычно также используют ограниченное число предварительно колерованных базовых красок, чтобы увеличить объем смешиваемых цветов с достаточной кроющей способностью. Также, если желательно, могут быть использованы отдельные базовые краски для высокоглянцевых или сатинированных красок.

Пигментные пасты в соответствии с настоящим изобретением особенно полезны, так как они могут быть использованы с широким рядом связующих смол для красок, таких как высыхающие на воздухе алкидные смолы, акриловые смолы и полиуретановые смолы на водной основе, а также алкидные смолы или акриловые смолы на масляной основе. Это дает краски с хорошим блеском и превосходной дисперсией пигмента, а также с хорошей цветостойкостью.

Следующие примеры предназначены для дополнительной иллюстрации изобретения, не ограничивая объема притязаний признаками, которые раскрыты в примерах.

В примерах все значения содержания компонентов в «%» представляют собой массовые доли, если не указано иное.

Вязкость измерена при 23ºС при скорости сдвига 100 сек^-1, в соответствии со стандартом ISO 3219. Массовая доля твердых веществ («нелетучее содержимое») рассчитана в соответствии с ISO 3251. Содержание масла представляет собой массовую долю масла (масел) в массе алкидной смолы в обычных единицах «%».

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Получение алкидной смолы В

Аддукт получают при взаимодействии 929 г монометоксиполиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу 2000 г/моль, с 71 г тетрагидрофталевого ангидрида в присутствии 1 г триэтиламина в качестве катализатора при 150ºС до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное кислотное число 26,5 мг/г.

После охлаждения 644 г этого аддукта смешивают с 409 г алкидной смолы, имеющей гидроксильное число 70 мг/г и кислотное число меньше чем 3 мг/г, приготовленной из 160 г подсолнечного масла, 72 г бензойной кислоты в качестве агента обрыва цепи, 100 г фталевого ангидрида и 100 г пентаэритрита. К смеси добавляют ксилол в количестве 10% от массы смолы в смеси, полученную смесь нагревают до 220ºС, и полностью отделяют воду, после чего отгоняют ксилол. Оставшийся продукт имеет кислотное число менее чем 2,5 мг/г. Динамическая вязкость смолы составляет 9,5 Па·сек при измерении на 50%-ном водном растворе. Вязкость не меняется при хранении в течение двух недель при температуре 40ºС.

Пример 2. Получение акрилового сополимера А

Смесь 270 г диметиламиноэтилметакрилата, 50 г бутилакрилата и 230 г 2-этилгексилакрилата и 450 г аддукта, полученного взаимодействием по 1 молю гидроксиэтилметакрилата, толуилендиизоцианата и высушенного монометилового эфира полиэтиленгликоля с молекулярной массой 750 г/моль, добавляют одновременно с 20 г трет-амилпероктоата, растворенного в 200 г изопропанола, в течение 5 часов к 330 г изопропанола при кипении с обратным холодильником и при перемешивании в атмосфере азота. По окончании добавления смесь перемешивают 1 час, а затем добавляют еще 20 г раствора катализатора. Когда реакция останавливается и остаточная концентрации мономера составляет 0,3%, растворитель отгоняют приблизительно при 110ºС при пониженном давлении. Реакционный сосуд затем промывают азотом, и реакционной массе дают остыть до температуры окружающей среды.

Пример 3. Получение пастообразующей смолы

Алкидную смолу примера 1 (600 г) и акриловую смолу примера 2 (400 г) смешивают после загрузки обеих смол в реактор для получения смолы и перемешивания при 80ºС в течение 1 часа до получения гомогенной смеси. Нагревание отключают, тогда как перемешивание продолжают, а затем добавляют 1222 г воды в течение 30 минут, после этого реактору дают остыть до температуры окружающей среды. Получают полувязкий, бесцветный раствор измельченной смолы, имеющей массовую долю твердых веществ приблизительно 45%.

Пример 4. Рецептура базовых красок белого цвета

4.1. Белая алкидная краска на масляной основе

Смешивают 303 г алкидной смолы на масляной основе (Vialkyd^® AS 6172/55 SD60, Cytec Surface Specialties Austria GmbH, алкидная смола на основе соевого масла, имеющая содержание масла 57%, растворенная в Shellsol^® D60, смесь С₁₀-С₁₂-парафинов и нафтенов, имеющая низкую массовую долю - менее чем 0,1% -ароматических соединений), еще 67 г Shellsol^® D60 и 268 г белого пигмента диоксида титана (Kronos® 2190, Kronos Titan GmbH) и измельчают на шаровой мельнице при комнатной температуре 30 минут, а затем разбавляют смесью еще 303 г Vialkyd^® AS 6172/55 SD60, 6,7 г агента, предупреждающего осаждение пигмента (Additol^® XL 297/100 на основе оксима, Cytec Surface Specialties Austria GmbH), сиккативной смесью по 16,8 г каждого Octa-Soligen Cobalt^® 1, Octa-Soligen Calcium^® 2 и Octa-Soligen Zirconium^® 6 (сиккативы на основе октоата металла, Borchers GmbH, число показывает массовую долю в % октоата металла в растворе при использовании в качестве растворителя Shellsol^® D60) и 1,9 г повышающей текучесть и выравнивающей добавки (Additol^® VXL 4930 на основе модифицированного полиэфиром силикона, Cytec Surface Specialties Austria GmbH). Полученная белая краска (приблизительно 1000 г) имела вязкость, измеренную, как описано выше, 542 мПа·сек.

4.2. Белая алкидная краска на водной основе

Смешивают 395 г алкидной смолы на водной основе (Resydrol^® AY 586w/38WA, модифицированная акрилом алкидная смола, Cytec Surface Specialties Austria GmbH) и 254 г белого пигмента диоксида титана (Kronos® 2059, обработанного гидрофильно, Kronos Titan GmbH), 21,5 г комбинированного сиккатива (Additol^® VXW 4940, эмульсия сиккативов на основе соединений Со, Ва и Zr, разбавленная до концентрации 50% деионизированной водой, Cytec Surface Specialties Austria GmbH), 1,45 г пеногасителя (на основе жидких углеводородов, Additol^® VXW 6211, Cytec Surface Specialties Austria GmbH) и 5,35 г повышающей текучесть и выравнивающей добавки (Additol^® XW 329 на основе модифицированного полиэфиром силикона, Cytec Surface Specialties Austria GmbH) и измельчают на шаровой мельнице при комнатной температуре 30 минут, а затем разбавляют смесью еще 268 г Resydrol® AY 586w/38WA, 5,35 г Additol^® XL 297, 24,4 г деионизированной воды и 7,3 г 25%-ного водного раствора аммиака. Полученная белая краска (приблизительно 1000 г) имеет вязкость, измеренную, как описано выше, 949 мПа·сек и рН от 8,5 до 9,0, измеренную на 10%-ной дисперсии в воде.

Пример 5. Получение пигментных паст

Окрашенные пигментные пасты получают из пастообразующей смолы в соответствии с изобретением примера 3 следующим образом (массы компонентов в г):

Пример 6. Результаты применения колерованных красок

Коммерческие пигментные пасты на водной основе (Colanyl^®, Clariant International Ltd.) и пигментные пасты на масляной основе (Hostaint^®, тот же производитель) различных цветов, в которых используют пигменты Hostaperm^® желтый H3G (желтый пигмент 154), Hostaperm^® красный E3B (фиолетовый пигмент 19), Hostaperm^® фиолетовый RL специальный (фиолетовый пигмент 23) и Hostaperm^®зеленый GC01, сравнивают с пигментными пастами примера 5, изготовленными из тех же самых пигментов в качестве коммерческих сортов, но с пастообразующей смолой примера 3, путем приготовления колерованных красок из алкидной краски на масляной основе белого цвета примера 4.1 и алкидной краски на водной основе белого цвета примера 4.2.

Пигментные пасты 5.1-5.4 и для сравнения коммерческие пигментные пасты на водной основе и на масляной основе используют в качестве колерующих паст для получения цветных красок на основе белых красок примеров 4.1 и 4.2 в соответствии со следующими рецептурами:

Краски 6.1, 6.4, 6.6 и 6.9 получены с помощью колерующих паст 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 соответственно. Краски 6.2С, 6.5С, 6.7С и 6.10С получены с помощью пигментных паст на водной основе Colanyl^® желтый H3G100, Colanyl^® красный 3В130, Colanyl^® фиолетовый RL131 и Colanyl^® зеленый GG131 соответственно, а краски 6.3Н, 6.8Н и 6.11Н получены с помощью пигментных паст на масляной основе Hostaint^® желтый AH3G100, Hostaint^® фиолетовый ARL 100 и Hostaint^® зеленый GC30 соответственно. Индексы «1» или «2» добавляют к маркировкам краски в зависимости от того, была ли краска приготовлена с использованием 152 г белой краски 4.1 на масляной основе (мо) или 162 г белой краски 4.2 на водной основе (во).

Блеск и насыщенность цвета измеряют на пленках краски, полученных из этих красок с помощью рамки аппликатора (BYK-Gardner PA-2056) при прочности пленки во влажном состоянии 150 мкм на стеклянной панели (10х15 см), и сушат 24 часа при комнатной температуре (21ºС). Результаты сведены в таблицу 3. Блеск измеряют при комнатной температуре (21ºС) и относительной влажности 50% с помощью блескомера BYK-micro-TRI-glossmeter, а насыщенность цвета оценивают с помощью показателя «1», означающего самую высокую колерующую способность, и «5», означающего самую низкую колерующую способность.

Из данной таблицы видно, что пигментные пасты, изготовленные с помощью пастообразующей смолы в соответствии с настоящим изобретением, дают положительные результаты в комбинации с белой краской на водной основе, сравнимые с результатами, полученными с коммерческой пигментной пастой на водной основе; тогда как коммерческая пигментная паста на масляной основе в комбинации с той же краской на водной основе имеет меньший блеск и интенсивность цвета.

С другой стороны, пигментные пасты, изготовленные с помощью пастообразующей смолы в соответствии с настоящим изобретением, также дают положительные результаты в комбинации с белой краской на масляной основе, сравнимые с результатами, полученными с коммерческой пигментной пастой на масляной основе; тогда как коммерческая пигментная паста на водной основе в комбинации с той же краской на масляной основе имеет меньший блеск и интенсивность цвета.

Таким образом, пастообразующая смола в соответствии с настоящим изобретением имеет исключительно хорошую совместимость с красками как на масляной, так и на водной основе, причем в обоих случаях показывает эффективность наравне с тем же классом коммерчески доступных пигментных паст современного уровня техники без компромисса для универсальной совместимости. Аналогичные результаты получены, когда пигментированные краски готовят на основе акриловых связующих веществ красок на водной основе и на масляной основе. Таким образом, для составления краски достаточно приготовить только одну колерующую пасту на основе пастообразующей смолы в соответствии с настоящим изобретением для использования с алкидными красками на водной или на масляной основе, а также для использования с акриловыми красками на водной или на масляной основе, что исключает необходимость создавать запасы различных пигментных паст для каждого из названных связующих веществ краски.

Также установлено, что пигментные пасты, приготовленные с пастообразующими смолами в соответствии с настоящим изобретением, могут быть использованы в случае гибридных смол на основе акрилированных алкидных смол, а также в случае уретаналкидных и уретанакриловых смол в качестве связующих веществ краски, и также в комбинации с неорганическими и органическими пигментными материалами, упомянутыми ранее.

Важное влияние мономеров класса А3 в базовой акриловой сополимерной смоле наиболее хорошо можно увидеть при сравнении, когда этот класс мономеров А3 отсутствует.

Пример 7. Пигментная паста из сравнительной акриловой сополимерной смолы

7.1. Сравнительная акриловая смола

Смесь из 250 г диметиаминоэтилметакрилата, 650 г н-бутилакрилата и 100 г гидроксиэтилакрилата добавляют одновременно с раствором 20 г азобисизовалеронитрила в 70 г метоксипропанола, в течение 8 часов в стеклянный сосуд, содержащий 160 г метоксипропанола, находящегося при 85ºС, и содержимое сосуда перемешивают в атмосфере азота. По окончании добавления реакционную смесь перемешивают еще два часа, затем добавляют 1 г того же радикального инициатора полимеризации, растворенного в 10 г метоксипропанола, и реакционную смесь перемешивают еще два часа. Добавляют еще 20 г метоксипропанола, и смеси дают остыть до комнатной температуры.

7.2. Смесь алкидных и акриловых смол

В стеклянный реактор переносят 129 г раствора акриловых смол примера 7.1, растворитель метоксипропанол удаляют отгонкой при 140ºС при пониженном давлении. Затем реактор промывают азотом и после охлаждения до температуры ниже 100ºС добавляют 133 г алкидной смолы примера 1 и тщательно перемешивают с акриловой смолой при 80ºС в течение одного часа. Смесь охлаждают при перемешивании, отключив нагревание и добавив 313 г полностью деионизированной воды, в течение 30 минут. Реактору и его содержимому дают охладиться до температуры окружающей среды. Получают негомогенную смесь смолы и воды, имеющую массовую долю твердых веществ приблизительно 45%.

7.3. Получение пигментной пасты

Образец (30,1 г) смеси примера 7.2 отбирают сразу после гомогенизации и до разделения фаз, смешивают с 27,7 г деионизированной воды, 0,2 г консерванта на основе изотиазолинона (Additol® VXW 6372, Cytec Surface Specialties Austria GmbH), 2 г пеногасителя на основе жидких углеводородов (Additol® VXW 6211, Cytec Surface Specialties Austria GmbH) и 40 г пигмента хинакридонового красного (Pigment Violet 19, Hostaperm® Red E3B, Clariant Deutschland GmbH). Смесь гомогенизируют на шаровой мельнице при комнатной температуре (21ºС) в течение тридцати минут.

7.4. Приготовление колерованной краски

Колерованную краску готовят путем добавления 5 г пигментной пасты примера 7.3 к 152 г белой алкидной краски на масляной основе примера 4.1. Блеск и насыщенность цвета измеряют на пленках краски, полученных из этих красок с помощью рамки аппликатора (BYK-Gardner PA-2056) при прочности пленки во влажном состоянии 150 мкм на стеклянной панели (10х15 см) и сушат в течение двадцати четырех часов при комнатной температуре (21ºС). Результаты сведены в таблицу 4. Блеск измеряют при комнатной температуре (21ºС) и относительной влажности 50% с помощью блескомера BYK-micro-TRI-glossmeter, а насыщенность цвета оценивают с помощью показателя «1», означающего самую высокую колерующую способность, и «5», означающего самую низкую колерующую способность.

Аналогичные результаты получены при использовании алкидной краски на водной основе (белая краска примера 4.2) в комбинации с пигментной пастой примера 7.3.

Данное сравнение показывает, что блеск и интенсивность цвета заметно улучшаются в колерованных красках, если в качестве одного компонента пастообразующей смолы используют гидрофильно модифицированную основную акриловую смолу вместе с алкидными смолами в соответствии с настоящим изобретением. Такой положительный эффект наблюдают как в красках на масляной основе, так и в красках на водной основе.

Реферат

Изобретение имеет отношение к пастообразующей смоле, пигментной пасте, содержащей такую смолу, и способу применения пастообразующей смолы. Пастообразующая смола АВ представляет собой смесь водоразбавляемой алкидной смолы В и базовой акриловой сополимерной смолы А. Базовая акриловая сополимерная смола А представляет собой сополимер, по меньшей мере, трех классов виниловых мономеров, каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну способную к сополимеризации олефиновую ненасыщенность, причем виниловые мономеры включают, по меньшей мере, один мономер винилового типа А1, содержащий аминогруппу, по меньшей мере, один мономер А2, выбранный из группы, включающей линейные или разветвленные алкил(мет)акрилаты, содержащие от 1 до 13 атомов углерода в алкильной группе, и, по меньшей мере, один гидрофильный виниловый мономер A3, содержащий остаток, полученный из полиэфиргликоля, который представляет собой полиэтиленгликоль или смешанный эфир этилен- и пропиленгликоля, имеющий массовую долю, по меньшей мере, 60% оксиэтиленовых групп в общей массе оксиалкиленовых групп, где одна из гидроксильных групп полиэфиргликоля преобразована в простую эфирную группу, а другая гидроксильная группа убрана этерификацией с олефинненасыщенной монокарбоновой кислотой или этерификацией с олефинненасыщенным спиртом, или путем образования уретана по реакции с аддуктом гидроксиалкил(мет)акрилата и диизоцианата. Пигментная паста содержит пастообразующую смолу АВ и, по меньшей мере, один пигмент, выбранный из группы, включающей неорганические пигменты и органические пигменты. Способ применения пастообразующей смолы включает смешение ука

Формула