RU2179540C2 - Paint for protective-decorative coating of building structures - Google Patents

Abstract

FIELD: technology of building materials intended for use as protective-decorative coating on metal and wood, asbestos cement. SUBSTANCE: paint comprises phosphate binder, envelope pigment, latex and water. Phosphate binder is product of reaction of phosphoric acid, nepheline concentrate and polyacrylamide at weight ratio of 0.5:1:0.15. Said product is prepared by gradual addition to phosphoric acid solution having concentration of 11% of P₂O₅ while stirring nepheline concentrate to adjust pH at 3.5-4.0 followed by addition of polyacrylamide, maintenance of mix for 0.5 h, separation of unopened nepheline particles followed by addition of polyacrylamide and stirring for 0.5 hour. Envelope pigment and filler include envelope structure composition in which carrier acts as one of above- enumerated products: finely dispersed mica powder, aluminium phosphate in admixture with silicon oxide, calcium sulfide ash from heat power stations, finely dispersed flotation slimes comprising alumo-iron-calcium silicates, and carrier envelope includes titanium or iron oxides, and content of components in paint is as follows, wt %: said phosphate binder, 10-25; envelope structure composition, 15-40; and water, the balance. EFFECT: simplified paint composition and improved quality of paint. 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологии строительных материалов, предназначенных для использования в качестве защитно-декоративного покрытия по металлу, бетону, древесине, древесным плитам, асбоцементу. The invention relates to the technology of building materials intended for use as a protective and decorative coating for metal, concrete, wood, wood boards, asbestos cement.

Известна композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая мас. %: фосфатное связующее - фосфорная кислота (в пересчете на 100% Н₃РО₄) 2,5-10, цинкосодержащее соединение - 0,7-2,8, наполнитель и пигмент - 18,0-39,5, поверхностно-активное вещество - 0,5-2,0, латекс - 35-58; один из группы компонентов: оксид кальция, кальцийсодержащая соль - 0,1-0,7 по СаО, один компонент из группы: борная кислота, соль борной кислоты - 0,05-3,2 по Н₃РО₄ 2,2-10, цинкосодержащее соединение - 0,7-2,8, наполнитель и пигмент - 18,0-39,5, поверхностно-активное вещество - 0,5-2,0, латекс - 35-58; один из группы компонентов: оксид кальция, кальцийсодержащая соль - 0,1-0,7 по СаО, один компонент из группы: борная кислота, соль борной кислоты - 0,05-3,2 по Н₃ВО₃; вода - остальное (SU 1715765, кл. С 04 В 28/34, 29.02.1992).A known composition for protective and decorative coatings, including wt. %: phosphate binder - phosphoric acid (in terms of 100% H ₃ PO ₄ ) 2.5-10, zinc-containing compound - 0.7-2.8, filler and pigment - 18.0-39.5, surface-active substance - 0.5-2.0, latex - 35-58; one of the group of components: calcium oxide, calcium salt - 0.1-0.7 in CaO, one component from the group: boric acid, salt of boric acid - 0.05-3.2 in N ₃ PO ₄ 2.2-10 Zinc-containing compound 0.7-2.8, filler and pigment 18.0-39.5, surfactant 0.5-2.0, latex 35-58; one of the group of components: calcium oxide, calcium-containing salt - 0.1-0.7 in CaO, one component from the group: boric acid, boric acid salt - 0.05-3.2 in H ₃ BO ₃ ; water - the rest (SU 1715765, class C 04 B 28/34, 02.29.1992).

Однако описанная композиция имеет недостатки. В частности, композиция (краска) недостаточно устойчива при хранении - менее 1 месяца и обладает невысокой водоустойчивостью, что ограничивает ее использование для внешних покрытий. Кроме того, для получения такой композиции требуются дорогие компоненты. However, the described composition has disadvantages. In particular, the composition (paint) is not sufficiently stable during storage - less than 1 month and has a low water resistance, which limits its use for external coatings. In addition, to obtain such a composition requires expensive components.

Наиболее близким аналогом является композиция для защитно-декоративного покрытия, включающая, мас.%: фосфатное связующее - 7-17; пигмент - по крайней мере один из компонентов группы: диоксид титана, оксид железа, оксид хрома, шпинель, смесь оксидов из группы: оксид хрома, оксид кобальта, хромат бария, цинка, фталоцианиновый пигмент и смесь указанных компонентов, осажденный на наполнителе - 3-12; наполнитель - по крайней мере один компонент из группы: оксид кремния, диатомитовый кремнезем, андезитовая пыль, шунгит, кислый шлак, шлам флотации фосфоритных или апатитовых руд, кислая зола-унос, сульфат бария, фосфогипс и смесь указанных компонентов - 4-30; поверхностно-активное вещество 0,4-2,0; латекс - 25-55; а также по крайней мере один из компонентов из группы: аэросил, белая сажа, глина, гидрализованный акрилат - 0,15-3,0, пеногаситель - 0,2-2,0; вода - остальное. Также могут быть введены и/или антисептик в количестве 2-7% (RU 2 097 356, кл. С 04 В 28/34, 27.11.1997). The closest analogue is a composition for a protective and decorative coating, including, wt.%: Phosphate binder - 7-17; pigment - at least one of the components of the group: titanium dioxide, iron oxide, chromium oxide, spinel, a mixture of oxides from the group: chromium oxide, cobalt oxide, barium, zinc chromate, phthalocyanine pigment and a mixture of these components deposited on the filler - 3- 12; filler - at least one component from the group: silicon oxide, diatomite silica, andesitic dust, schungite, acidic slag, flotation sludge of phosphate or apatite ores, acid fly ash, barium sulfate, phosphogypsum and a mixture of these components - 4-30; surfactant 0.4-2.0; latex - 25-55; and also at least one of the components from the group: aerosil, white soot, clay, hydrated acrylate - 0.15-3.0, antifoam - 0.2-2.0; water is the rest. Can also be introduced and / or an antiseptic in an amount of 2-7% (RU 2 097 356, class C 04 B 28/34, 11/27/1997).

Известная композиция обладает рядом недостатков. Во-первых, в качестве фосфатного связующего используют дорогой реагент фосфаткальцийцинкнитратборат. Во-вторых, помимо пигмента, в качестве которого используются дорогие и зачастую токсичные компоненты, в состав рецептуры вводится дополнительно наполнитель и диспергатор (аэросил, белая сажа и т.д.). Все это увеличивает количество компонентов в составе краски, и, соответственно, ее цена повышается. The known composition has several disadvantages. Firstly, an expensive phosphate-calcium-zinc nitrate borate reagent is used as a phosphate binder. Secondly, in addition to the pigment, which uses expensive and often toxic components, an additional filler and dispersant (aerosil, white soot, etc.) are introduced into the formulation. All this increases the number of components in the paint, and, accordingly, its price rises.

В основу настоящего изобретения была положена задача приготовить краску для защитно-декоративного покрытия строительных материалов, которая бы содержала дешевые и нетоксичные ингредиенты, имела бы упрощенный состав при повышении ее качества (повышение устойчивости при хранении). The basis of the present invention was the task of preparing a paint for a protective and decorative coating of building materials, which would contain cheap and non-toxic ingredients, would have a simplified composition while improving its quality (increasing storage stability).

Поставленная задача решается тем, что в краске для защитно-декоративного покрытия, включающей фосфатное связующее, оболочковый пигмент, наполнитель, латекс и воду, в качестве фосфатного связующего используют продукт взаимодействия фосфорной кислоты, нефелинового концентрата и полиакриламида при их весовом соотношении 0,5: 1: 0,15, полученный постепенным добавлением к раствору фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ при перемешивании нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4,0, выдерживанием смеси 0,5 ч, отделением невскрытых частиц нефелина и последующим добавлением полиакриламида и перемешиванием в течение 1 ч, а в качестве оболочкового пигмента и наполнителя используют композицию оболочкового строения (далее оболочковый пигмент), в которой роль носителя выполняет один из перечисленных продуктов: тонкодисперсный порошок слюды, фосфат алюминия в смеси с оксидом кремния, сульфат кальция, зола-унос тепловых станций, тонкодисперсные шламы флотации, содержащие природные алюмо-железо-кальцийсиликаты, а оболочкой носителя служат оксиды железа или титана при следующем соотношении компонентов в краске, мас.%:
Указанное фосфатное связующее - 10 - 25
Композиция оболочкового строения - 15 - 40
Латекс - 25 - 40
Вода - Остальное
Фосфатное связующее имеет в своем составе кремнегель, который выполняет роль диспергатора и загустителя, сокращающего продолжительность диспергирования и повышающего агрегативную устойчивость краски более эффективно, чем известные компоненты (поверхностно-активные вещества, белая сажа, аэросил, глина, гидролизованный акрилат).The problem is solved in that in the paint for a protective and decorative coating, including a phosphate binder, shell pigment, filler, latex and water, the product of the interaction of phosphoric acid, nepheline concentrate and polyacrylamide is used as a phosphate binder at a weight ratio of 0.5: 1 : 0.15 obtained by gradually adding to the solution of phosphoric acid with a concentration of 11% P ₂ O ₅ while stirring the nepheline concentrate until a pH of 3.5-4.0 is reached, maintaining the mixture for 0.5 h, separating unopened particles does not felin and the subsequent addition of polyacrylamide and stirring for 1 h, and as a shell pigment and filler, a shell structure composition (hereinafter referred to as shell pigment) is used, in which one of the following products plays the role of a carrier: fine mica powder, aluminum phosphate mixed with silicon oxide , calcium sulfate, fly ash of thermal stations, finely dispersed flotation slurries containing natural aluminum-iron-calcium silicates, and iron or titanium oxides are used as the carrier shell in the following the ratio of components in the paint, wt.%:
Specified phosphate binder - 10 - 25
The composition of the shell structure - 15 - 40
Latex - 25 - 40
Water - Else
The phosphate binder contains silica gel, which acts as a dispersant and thickener, which reduces the duration of dispersion and increases the aggregate stability of the paint more efficiently than the known components (surfactants, white carbon black, aerosil, clay, hydrolyzed acrylate).

Уменьшение количества фосфатного связующего <10% увеличивает продолжительность диспергирования и снижает устойчивость краски при хранении, а повышение расхода более 25% приводит к загустеванию краски, снижению ее реологических свойств, и, как следствие, повышается укрывистость. A decrease in the amount of phosphate binder <10% increases the duration of dispersion and reduces the stability of the paint during storage, and an increase in consumption of more than 25% leads to thickening of the paint, a decrease in its rheological properties, and, as a result, the hiding power increases.

Уменьшение в составе краски оболочкового пигмента <15% уменьшает атмосферостойкость (устойчивость к статическому воздействию воды) покрытия, а более 40% способствует загустеванию, повышению показателя укрывистости, что приводит к мелению покрытия. A decrease in the coating pigment <15% in the paint composition reduces the weather resistance (resistance to the static effect of water) of the coating, and more than 40% contributes to thickening, an increase in the spreading rate, which leads to chalking of the coating.

Уменьшение расхода латекса <25% снижает устойчивость краски к хранению, а также ухудшается стойкость покрытия к воде. При расходе латекса >55% краска загустевает, укрывистость повышается. Reducing latex consumption <25% reduces the paint's resistance to storage, as well as the water resistance of the coating. When latex consumption> 55%, the paint thickens, hiding power increases.

Оболочковый пигмент белого цвета получают при нанесении диоксида титана на поверхность одного из перечисленных выше носителей. Содержание в оболочковом пигменте TiO₂ 15-35%.Shell white pigment is obtained by applying titanium dioxide to the surface of one of the above media. The content in the shell pigment TiO ₂ 15-35%.

Оболочковый пигмент желтого, красного и коричневого цвета получают при нанесении окиси (закиси) железа на поверхность одного из перечисленных носителей. Содержание железа в оболочковом пигменте в пересчете на Fe₂O₃ 20-80%.Shell pigment of yellow, red and brown color is obtained by applying iron oxide (oxide) to the surface of one of the listed media. The iron content in the shell pigment in terms of Fe ₂ O ₃ 20-80%.

Ниже сущность настоящего изобретения более подробно поясняется примерами его осуществления. Below the essence of the present invention is explained in more detail by examples of its implementation.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. В раствор фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ постепенно при перемешивании добавляют нефелиновый концентрат (состав концентрата, мас.%: Аl₂О₃ - 28,6, SiO₂ - 43,3, Na₂О - 12,6, К₂О - 7,5) до достижения рН 3,5-4,0, смесь выдерживают 0,5 ч, отделяют от невскрытых частиц нефелинового концентрата (нефелина), а затем в нее добавляют полиакриламид и перемешивают в течение 1 ч. Весовое отношение названных компонентов равно 0,5: 1: 0,15. В полученное таким образом фосфатное связующее добавляют воду, а затем при перемешивании - оболочковый пигмент и латекс до содержания компонентов в краске, мас.%:
Указанное фосфатное связующее - 10 - 25
Оболочковый пигмент - 15 - 40
Латекс СКС-65ГП - 25 - 55
Вода - Остальное
Смесь вначале диспергируют в диссольвере, а затем в бисерной мельнице до крупности зерна менее 40 мкм. Полученная таким образом краска хранится без образования плотного донного осадка в течение не менее 6 месяцев. При эксплуатации вне помещений не трескается и сохраняет гладкую поверхность без меления. Стойкость краски к статическому воздействию воды 30-45 ч.The inventive method is as follows. In a solution of phosphoric acid with a concentration of 11% P ₂ O ₅ , nepheline concentrate is gradually added with stirring (concentrate composition, wt.%: Al ₂ O ₃ - 28.6, SiO ₂ - 43.3, Na ₂ O - 12.6, To ₂ O - 7.5) until a pH of 3.5-4.0 is reached, the mixture is kept for 0.5 h, separated from unopened particles of nepheline concentrate (nepheline), and then polyacrylamide is added to it and stirred for 1 hour. the ratio of these components is 0.5: 1: 0.15. Water is added to the phosphate binder thus obtained, and then, with stirring, the shell pigment and latex are added to the content of the components in the paint, wt.%:
Specified phosphate binder - 10 - 25
Shell pigment - 15 - 40
Latex SKS-65GP - 25 - 55
Water - Else
The mixture is first dispersed in a dissolver, and then in a bead mill to a grain size of less than 40 microns. Thus obtained paint is stored without the formation of a dense bottom sediment for at least 6 months. When used outdoors it does not crack and maintains a smooth surface without chalking. Resistance to static water 30-45 hours.

Конкретный пример осуществления изобретения. A specific embodiment of the invention.

Пример. Example.

Берут 15,4 кг раствора фосфорной кислоты, содержащей 1,7 кг Р₂О₅, добавляют в нее постепенно, при перемешивании 4 кг нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4 и выдерживают смесь 0,5 ч. После чего отделяют частицы невскрытого нефелинового концентрата, а затем добавляют 0,6 кг полиакриламида, а через 1 ч перемешиванием вводят 15 л воды, затем белый оболочковый пигмент в количестве 25 кг и 40 кг латекса СКС-65ГП до получения краски, отвечающей следующему составу, мас.%: фосфатное связующее - 20, пигмент - 25, латекс - 40, вода - остальное. Смесь диспергируют вначале в диссольвере, а затем в биссерной мельнице до крупности зерна менее 40 мкм. Устойчивость краски к хранению более 6 месяцев без образования плотного данного осадка. Устойчивость к статическому воздействию воды 45 ч. Укрывистость - 115 г/м².Take 15.4 kg of a solution of phosphoric acid containing 1.7 kg of P ₂ O ₅ , add it gradually, with stirring, 4 kg of nepheline concentrate until a pH of 3.5-4 is reached and the mixture is kept for 0.5 hours. After which the particles are separated unopened nepheline concentrate, and then add 0.6 kg of polyacrylamide, and after 1 h, 15 l of water are added with stirring, then white shell pigment in an amount of 25 kg and 40 kg of SKS-65GP latex to obtain a paint corresponding to the following composition, wt.%: phosphate binder - 20, pigment - 25, latex - 40, water - the rest. The mixture is dispersed first in a dissolver and then in a bissner mill to a grain size of less than 40 microns. The stability of the paint to storage for more than 6 months without the formation of a dense given precipitate. Resistance to static effects of water 45 hours. Spreading rate - 115 g / m ² .

Примеры, обосновывающие заявляемые в предлагаемом изобретении параметры (1-4 и 13-17) и их запредельные значения (5-12), приведены в табл. 1. Цвет краски регулируют подбором определенного соотношения белой и цветной композиции оболочкового строения. Examples justifying the claimed in the invention parameters (1-4 and 13-17) and their transcendental values (5-12) are given in table. 1. The color of the paint is regulated by the selection of a certain ratio of the white and color composition of the shell structure.

В табл. 2 приведен сравнительный анализ предлагаемого и известного способов, а также приведены данные ГОСТа 28106-89 (ВД-КЧ-183) на краску водно-дисперсионную, используемую для защитно-декоративного покрытия внутри и вне помещений. In the table. 2 shows a comparative analysis of the proposed and known methods, as well as the data of GOST 28106-89 (VD-KCh-183) for water-dispersive paint used for protective and decorative coatings indoors and outdoors.

Как следует из данных, приведенных в табл.1 и 2, краска, полученная по заявляемому изобретению, обладает более высокой устойчивостью к хранению и статическому воздействию воды и может без ограничений использоваться для защитно-декоративного покрытия строительных конструкций как внутри, так и вне помещения. As follows from the data given in tables 1 and 2, the paint obtained according to the claimed invention has a higher resistance to storage and static exposure to water and can be used without restrictions for the protective and decorative coating of building structures both indoors and outdoors.

Предлагаемый способ освоен на ОПУ "Пигмент" ОАО "Апатит". Выпускаемые краски используются для защитно-декоративных покрытий строительных конструкций внутри и вне помещений. Эксплуатация покрытий показала эффективность применения разработанной краски в условиях Крайнего Севера. Сырьем для производства служат концентраты комплексного обогащения хибинских апатито-нефелиновых руд (апатит, нефелин, эгирин, титаномагнетит, сфен). The proposed method is mastered at the OPU "Pigment" JSC "Apatite". The produced paints are used for protective and decorative coatings of building structures indoors and outdoors. The operation of the coatings showed the effectiveness of the developed paint in the Far North. The raw materials for production are concentrates of the complex beneficiation of Khibiny apatite-nepheline ores (apatite, nepheline, aegirine, titanomagnetite, sphene).

Claims (1)

Краска для защитно-декоративного покрытия строительных конструкций, включающая фосфатное связующее, оболочковый пигмент, наполнитель, латекс 25-55 мас. % и воду, отличающаяся тем, что в качестве фосфатного связующего она содержит продукт взаимодействия фосфорной кислоты, нефелинового концентрата и полиакриламида при их весовом соотношении 0,5 : 1 : 0,15, полученный постепенным прибавлением к раствору фосфорной кислоты с концентрацией 11% Р₂О₅ при перемешивании нефелинового концентрата до достижения рН 3,5-4,0, выдерживанием смеси 0,5 ч, отделением невскрытых частиц нефелина и последующим добавлением полиакриламида и перемешиванием в течение 1 ч, а в качестве оболочкового пигмента и наполнителя - композицию оболочкового строения, в которой роль носителя выполняет один из перечисленных продуктов: тонкодисперсный порошок слюды, фосфат алюминия в смеси с оксидом кремния, сульфат кальция, зола-унос тепловых станций, тонкодисперсные шламы флотации, содержащие природные алюмо-железо-кальцийсиликаты, а оболочкой носителя служат оксиды титана или железа при следующем соотношении компонентов в краске, мас. %:
Указанное фосфатное связующее - 10 - 25
Композиция оболочкового строения - 15 - 40
Латекс - 25 - 55
Вода - ОстальноеPaint for protective and decorative coatings of building structures, including phosphate binder, shell pigment, filler, latex 25-55 wt. % and water, characterized in that as a phosphate binder it contains the product of the interaction of phosphoric acid, nepheline concentrate and polyacrylamide with their weight ratio of 0.5: 1: 0.15, obtained by gradually adding phosphoric acid to the solution with a concentration of 11% P ₂ O ₅ with stirring nepheline concentrate until a pH of 3.5-4.0 is reached, keeping the mixture for 0.5 h, separating unopened nepheline particles and then adding polyacrylamide and stirring for 1 h, and as a shell pigment and filler - composition of the shell structure, in which the role of the carrier is played by one of the following products: fine mica powder, aluminum phosphate mixed with silicon oxide, calcium sulfate, fly ash of thermal stations, finely dispersed flotation slurries containing natural aluminum-calcium-silicates, and the carrier shell are the oxides of titanium or iron in the following ratio of components in the paint, wt. %:
Specified phosphate binder - 10 - 25
The composition of the shell structure - 15 - 40
Latex - 25 - 55
Water - Else

Images