Состав краски или основы краски, способ повышения биоцидной эффективности состава краски или основы краски - RU2111993C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к составу краски или основе краски и способу повышения биоцидной эффективности состава краски или основы краски. Состав или основа краски по изобретению находят применение для морских и бытовых красок.

Из уровня техники известны краски, содержащие пиритион. Например, в патенте США 4039 312 описана морская краска, содержащая N-гидроксипиридинтионовое соединение и галоидборат или галоидсиликат, которые, как полагают, обеспечивают синергетическую биоцидную эффективность. Однако краска этого патента не была освоена в промышленности, насколько известно авторам настоящего изобретения, возможно, в связи с относительно низким количеством суммарного биоцида, указанного в этом патенте - от 0,3 до 15%, предпочтительно от 0,8 до 3,6 в расчете на вес композиции краски.

Большинство промышленных морских красок содержит металлы, такие, как олово, в качестве биоцидных добавок. Недавно было принято законодательство, которое жестко ограничивает использование некоторых металлов, например свинца и олова, в красках и так называемых "основах краски" (то-есть компоненты краски до добавления пигмента) из-за соображений токсичности. Было раскрыто использование других тяжелых металлов, таких, как ванадий, в красках и основах краски, что иллюстрируется ванадийсодержащей композицией в примере 27 патента США 4918147, что также создает проблему токсичности. Поскольку эти металлы обычно обеспечивают противомикробную эффективность, для производства красок в промышленности необходима замена противомикробных добавок в красках. Кроме того, были весьма желательны усовершенствованные композиции красок, проявляющие повышенную противомикробную эффективность. Более того, производители и потребители морских красок проводят интенсивный поиск усовершенствованных морских красок, проявляющих повышенную противомикробную эффективность против роста усоногих рачков и других морских организмов.

Ближайшим аналогом изобретения является патент США N 4918147, кл. C 09 D 5/16, 1990, в котором описан состав краски, включающий краску, которая содержит полимерную смолу, канифоль, пигмент, органический растворитель и биоцид.

Предложенный состав по изобретению отличается от известного тем, что он в качестве биоцида содержит смесь пиритионовой соли цинка и оксида меди (I) или тиоцианата меди.

В этом же аналоге описан способ повышения биоцидной эффективности краски или основы краски, заключающийся в том, что в краску или основу краски вводят биоцид.

Отличием предложенного способа является использование в качестве биоцида смеси пиритионовой соли цинка и оксида меди (I) или тиоцианата меди в количестве 10 - 75 мас.% в расчете на общую массу краску или основы краски.

Данное изобретение относится к составам краски или основы краски, которые практически не содержат олова, свинца и ванадия и характеризуются повышенной биоцидной эффективностью, в которой состав краски или основы краски включает пиритионовую соль и оксид меди (I) или тиоцианат меди, причем указанная пиритионовая соль присутствует в количестве примерно между 5 и 50%, указанный оксид меди (I) или тиоцианат меди присутствует в количестве примерно между 5 и 50%, и общее количество пиритионовой соли и оксида меди (I) или тиоцианата меди составляет примерно между 10 и 75% в расчете на общий вес краски или композиции основы краски. Кроме того, настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу повышения биоцидной эффективности состава краски или основы краски, который практически не содержит олова, свинца и ванадия. Это усовершенствование включает добавление в указанную краску или композицию основы краски пиритионовой соли и оксида меди (I) или тиоцианата меди, причем указанная пиритионовая соль добавляется в количестве примерно между 5 и 50%, указанный оксид меди (I) или тиоцианат меди присутствует в количестве примерно между 5 и 50%, и общее количество пиритионовой соли и оксида меди (I) или тиоцианата меди составляет примерно между 10 и 75% (предпочтительно, примерно между 20 и 75%) в расчете на общий вес краски или композиции основы краски.

Повышение биоцидной эффективности, достигаемое согласно изобретению, обеспечивает преимущества большому разнообразию красок, включая коммунально-бытовые краски для помещений и на открытом воздухе. Особенно выгодные результаты получаются, когда способ и композиция настоящего изобретения используются в сочетании с морскими красками, например для использования при покраске корпуса судна. Кроме того, композиция и способ настоящего изобретения обеспечивают получение отличных результатов с красками как латексного, так и алкидного типов вне помещений.

Типичная композиция краски может содержать смолу, пигмент и различные необязательные добавки, такие, как загущающие агенты, увлажняющие агенты и тому подобное, как это хорошо известно из уровня техники. Смола предпочтительно выбирается из группы, состоящей из винильных, алкильных, эпоксидных, акриловых, полиуретановых и полисложноэфирных смол и их сочетаний.

Кроме того, композиция краски настоящего изобретения может содержать необязательные добавки, которые оказывают благотворное влияние на вязкость, увлажняемость и диспергирование, а также на стабильность к вымерзанию и к действию электролитов и на способность к вспениванию. Если производится морская краска, то она предпочтительно содержит набухающий агент для того, чтобы придать краске способность к постепенному "отслаиванию" в морской среде, тем самым возобновляется биоцидная эффективность вновь обнажившегося биоцида (то-есть, пиритионовой соли плюс оксид меди (I) или тиоцианат меди) на поверхности краски в контакте с водной средой на море. Предпочтительными набухающими агентами являются природные или синтетические глины, такие, как каолин, монтмориллонит (бентонит), глинистая слюда (мусковит) и хлорит (гектонит) и тому подобное. Было обнаружено, что в дополнение к глинам другие набухающие агенты, включающие природные или синтетические полимеры, такие, как промышленные доступный полимергель, являются полезными в композициях изобретения для того, чтобы обеспечить желаемый эффект отслаивания. Набухающие агенты могут быть использованы как таковые или в сочетании. Предпочтительным набухающим агентом является бентонит. Суммарное количество необязательных добавок предпочтительно составляет не более чем 20 мас.%, более предпочтительно примерно между 1 и 5 мас.% в расчете на общий вес композиции краски. Типичные загущающие агенты включают производные целлюлозы, например метил, гидроксиэтил, гидроксипропил- и карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиэтиленгликоль, соли полиакриловой кислоты и соли сополимеров акриловой кислоты с акриламидом.

Подходящие увлажняющие и диспергирующие агенты включают полифосфат натрия, соли низкомолекулярной полиакриловой кислоты, соли полиэтансульфоновой кислоты, соли поливинилфосфоновой кислоты, соли полималеиновой кислоты и соли сополимеров малеиновой кислоты с этиленом, альфа-олефинами, имеющими от 3 до 18 атомов углерода, и/или стиролом.

Для того, чтобы увеличить стабильность композиции краски к действию мороза и электролитов к ней могут быть добавлены различные мономерные 1,2-диолы, например гликоли, пропиленгликоль-1,2 и бутиленгликоль-1,2, или их полимеры, или оксиэтилированные соединения, например продукты взаимодействия оксида этилена с длинноцепочечными алканолами, аминами, карбоновыми кислотами, амидами карбоновых кислот, полипропиленгликоль или полибутиленгликоль.

Минимальная температура образования пленки (точка побеления) из композиции краски может быть понижена путем добавления растворителей, таких, как этиленгликоль, бутилгликоль, этилгликольацетат, этилдигликольацетат, бутилдигликольацетат, бензол или алкилированные ароматические углеводороды. В качестве противовспенивающих агентов пригодными являются, например, полипропиленгликоль и полисилоксаны.

Композиция краски изобретения может использоваться в качестве краски для природных или синтетических материалов, например древесины, бумаги, металлов, тканей и пластических масс. Она особенно пригодна в качестве краски вне помещений и является превосходной для использования в качестве морской краски.

Это изобретение дополнительно иллюстрируется следующими примерами. Если не указано иное, "части" и "проценты" являются "массовыми частями" и "массовыми процентами" соответственно.

Пример 1. Определение биоцидной эффективности красок, содержащих соль пиритиона плюс оксид меди (I) или тиоцианат меди.

A. Методика приготовления образцов для испытания. Краски были приготовлены в соответствии со следующей методикой. Для диспергирования 42 г смолы ROSJNWW, природной древесной смолы (продукт фирмы Геркулес Инк.) в 330 г растворителя был использован шаровой смеситель. Растворитель состоял из 1 мас.ч. ксилола, 2 мас.ч. метилизобутилкетона и 1 мас.ч. карбитола. К полученной смеси добавляли пигмент-диоксид титана, тальковый наполнитель (ТЭЛК 57), микотальк-монтана (тальковый продукт фирмы Пфайзер Корп.) и выравнивающий агент (БУК 307, силиконовый продукт фирмы БИК Хеми) вместе с пиритионом цинка (цинк омадин, продукт фирмы Олин Корп.) и оксидом меди (I) или тиоцианатом меди. Количество каждого компонента рецептуры дано в таблице.

Образовавшуюся смесь вымешивали в течение 3 часов до ее полной однородности и затем добавляли 62 г тройного полимера винилхлорид-винилацетатвиниловый спирт (винил UAGH, продукт фирмы Юнион Карбайд Корп.), и полученную смесь размалывают в шаровой мельнице в течение 72 часов, чтобы получить композицию краски.

Композицию краски наносили на фиберглассовые панели с образованием пленки краски, имеющей толщину от 5 до 8 мил (1 мил=0,025 мм). Пленку краски сушили в течение примерно полутора часов.

Эти пленки краски на панелях из стекловолокна были испытаны в морских условиях в соответствии со следующим режимом испытания.

Б. Режим испытания.

Ряд образцов для испытаний, приготовленных по приведенной выше методике, был испытан в океане на морском исследовательском оборудовании вдали от Майами, шт. Флорида. Панели были смонтированы на плоту по стандарту ASTM D 3623 для испытаний погружением для того, чтобы смоделировать корпус корабля на якоре. Было также осуществлено второе испытание для того, чтобы собрать данные о влиянии роста травы и усоногих рачков, вызванного разбрызгиванием воды о корабль на якоре. Ранее было найдено, что при этом испытании ватерлинии образуются большие количества морских организмов, растущих на контрольных панелях. Испытательные и контрольные панели проверялись и фотографировались через каждые 2 недели в течение 5 месяцев для того, чтобы документировать обрастание. Результаты испытания приведены в таблице. В качестве сравнения были приготовлены и испытаны испытательные панели аналогичным образом с использованием промышленных морских красок. Одна имеющаяся в продаже краска содержала биоцидную упаковку полимера метацианата трибутилолова и тиоцианата меди (промышленно доступен как интерлюкс), а другая промышленная краска содержала большую концентрацию оксида меди в качестве биоцида.

Результаты, приведенные в таблице, показывают, что с использованием биоцидной композиции настоящего изобретения обеспечивается повышенная биоцидная эффективность против широкого спектра морских организмов, включая как усоногих рачков, так и микроорганизмы. Более конкретно, эти результаты свидетельствуют, что соль меди сводит к минимуму количество растущих усоногих рачков и микроорганизмов на покрашенной поверхности фиберглассовой панели. Эта биоцидная эффективность являлась особенно значительной, так как она была достигнута без использования традиционных более токсичных биоцидов для усоногих рачков, таких, как оловоорганические соединения. Разумеется, при сравнении с рецептурой интерлюкса, содержащей оловоорганическое соединение, и которая обеспечивает полное обрастание 10% (для синей краски) и 60% (для черной краски) от поверхности панели при испытании погружения до ватерлинии, биоцидная композиция настоящего изобретения обеспечивала в общем повышенную биоцидную активность, как это можно понять из данных, приведенных в таблице.

Реферат

Состав используют для морских и бытовых красок, практически не содержит олова, свинца и ванадия, содержит биоцид, смесь пиритионовой соли цинка и оксида меди (I) или тиоцианата меди. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Формула