RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) POLSKA (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) POLSKA (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl.7: C09D 5/28 Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (54) Emalia piecowa (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 00/00 (73) Uprawniony z patentu: NOBILES Kujawska Fabryka Farb i Lakierów Spółka z o.o., Włocławek, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 09/02 (72) Twórcy wynalazku: Grażyna Kapuścińska, Włocławek, PL Anna Wójcik, Włocławek, PL Janina Raczkowska, Włocławek, PL Kazimierz Jabłoński, Włocławek, PL PL B1 (57) 1. Emalia piecowa na bazie żywic alkidowych i melaminowej, zawierająca pigmenty, rozpuszczalniki oraz środki pomocnicze takie, jak poprawiające dyspersję, rozlewność i odporność na sedymentację, znamienna tym, że zawiera w częściach masowych 17,85 do 23,15 części żywicy akrylowej z grupą hydroksylową i ewentualnie karboksylową, najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie octanu butylu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 11,59 do 15,60 części żywicy alkidowej chudej na oleju rycynenowym, najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie butanolu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 17,85 do 23,62 części żywicy alkidowej na bazie syntetycznych kwasów tłuszczowych, najlepiej w formie 65% roztworu w ksylenie i butyloglikolu, 16,26 do 19,70 części średnioreaktywnej żywicy melaminoformaldehydowej, najlepiej w formie 50% roztworu w alkoholu butylowym, 2,00 do 22,00 części pigmentów, do 4,00 części środków pomocniczych, a resztę do 100,00 części stanowią rozpuszczalniki.

2 Emalia piecowa Zastrzeżenia patentowe 1. Emalia piecowa na bazie żywic alkidowych i melaminowej, zawierająca pigmenty, rozpuszczalniki oraz środki pomocnicze takie, jak poprawiające dyspersję, rozlewność i odporność na sedymentację, znamienna tym, że zawiera w częściach masowych 17,85 do 23,15 części żywicy akrylowej z grupą hydroksylową i ewentualnie karboksylową, najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie octanu butylu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 11,59 do 15,60 części żywicy alkidowej chudej na oleju rycynenowym, najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie butanolu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 17,85 do 23,62 części żywicy alkidowej na bazie syntetycznych kwasów tłuszczowych, najlepiej w formie 65% roztworu w ksylenie i butyloglikolu, 16,26 do 19,70 części średnioreaktywnej żywicy melaminoformaldehydowej, najlepiej w formie 50% roztworu w alkoholu butylowym, 2,00 do 22,00 części pigmentów, do 4,00 części środków pomocniczych, a resztę do 100,00 części stanowią rozpuszczalniki. 2. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek sumy mas żywic alkidowych i akrylowej do masy żywicy melaminoformaldehydowej, w przeliczeniu na suche żywice, wynosi od 3,6:1 do 4,0:1. 3. Emalia według, zastrzeżenia 1, znamienna tym, że jako żywicę akrylową z reaktywną grupą hydroksylową i ewentualnie karboksylową stosuje się żywicę otrzymaną w procesie polimeryzacji rozpuszczalnikowej mieszaniny monomerów składającej się z części masowych styrenu lub metakrylanu metylu, części masowych metakrylanu hydroksypropylu lub metakrylanu 2-hydroksyetylu, części masowych akrylanu butylu i 0-10 części masowych kwasu akrylowego. 4. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako żywicę alkidową chudą na oleju rycynenowym stosuje się żywicę zawierającą od 30 do 45% masowych mieszaniny oleju rycynenowego i kwasu oleinowego, a najlepiej zawierającą 25% masowych oleju rycynenowego i 10% masowych kwasu oleinowego. 5. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako żywicę alkidową na syntetycznych kwasach tłuszczowych stosuje się żywicę zawierającą 30 do 55% masowych, a najlepiej 47% masowych glicydylowego estru mieszaniny wysoko rozgałęzionych izomerowych syntetycznych nasyconych monokarboksylowych kwasów C Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako żywicę melaminoformaldehydową średnioreaktywną stosuje się żywicę eteryfikowaną butanolem. 7. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako pigmenty nieorganiczne stosuje się biel tytanową rutyl, czerwień żelazową żółcień żelazową, błękit manganowy, żółcień chromową, czerwień molibdenową, błękit paryski i sadzę. 8. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się mieszaninę węglowodorów aromatycznych o temperaturze wrzenia od 130 do 180 C. 9. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się mieszaninę węglowodorów aromatycznych o temperaturze wrzenia od 178 do 209 C. 10. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się mieszaninę węglowodorów aromatycznych o temperaturze wrzenia od 220 do 290 C. 11. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako monoalkohole stosuje się alkohole alifatyczne o do sześciu atomach węgla w cząsteczce, a najlepiej butanol. 12. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako eteroalkohole stosuje się eter metylowy glikolu, eter etylowy glikolu, propyloglikol i butyloglikol. 13. Emalia według zastrz. 1, znamienna tym, że jako estry stosuje się monoctan glikolu, octan metoksypropylenu, octan eteru butylowego glikolu.

3 Przedmiotem wynalazku jest emalia piecowa przeznaczona do dekoracyjnego malowania samochodów. Emalie nawierzchniowe utwardzane w temperaturach powyżej 80 C, o wysokim efekcie dekoracyjnym oraz o wysokiej odporności na działanie warunków klimatycznych, są wyrobami stosowanymi w przemyśle samochodowym, jak również innych przemysłach gdzie występują wysokie wymagania w stosunku do wyglądu i odporności powłoki. Znane są różne rodzaje emalii nawierzchniowych, wśród których w dalszym ciągu do popularnych należą emalie aikidowo-melaminowe bazujące na kompozycji chudych i średniotłustych żywic alkidowych. Ich popularność wynika z faktu, że są to wyroby łatwe w stosowaniu, dobrze zwilżające podłoże, posiadające dobre właściwości mechaniczne oraz odporne na wahania temperatury w tunelu suszamiczym lakierni przemysłowej. Emalie te jednak często nie spełniają oczekiwań klientów w zakresie odporności na czynniki atmosferyczne, zżółknięcie, jak również niewystarczającą twardość powłoki. Stąd coraz większa popularność emalii akrylowych bazujących na kompozycji żywic akrylowych termoutwardzalnych zawierających wolne grupy karboksylowe z średnioreaktywną żywicę melaminową. Emalie te charakteryzują się wysoką odpornością na działanie warunków klimatycznych i zżółknięcie. Powłoki są twarde, mają wysoki i trwały połysk. Osiągnięcie tych parametrów wymaga jednak wypalania powłok w temperaturze powyżej 130 C. Dla wielu zakładów posiadających starsze instalacje lakiernicze wymagałoby to dużych nakładów inwestycyjnych związanych z przebudową lakierni. Z polskiego opisu patentowego nr znany jest środek do pokrywania powierzchni metalowych, tworzący powłokę o efekcie dekoracyjnym, zawierający jako spoiwo dla pigmentów i wypełniaczy żywicę alkidową lub mieszaninę żywic alkidowych modyfikowanych i modyfikowane żywice aminowe charakteryzujący się tym, że zawiera żywice aikido we modyfikowane olejem rycynowym i żywice aminowe modyfikowane butanolem zmieszane ze sobą w stosunku masowym od 3,1:1 do 3,9:1. Otrzymane powłoki nie posiadają jednak dla większości odbiorców wystarczającej twardości i odporności na zżółknięcie pod wpływem działania naturalnych warunków klimatycznych. Wady dotychczasowego stanu techniki wyeliminowano przez opracowanie emalii zgodnej z obecnym wynalazkiem. Emalia piecowa na bazie żywic alkidowych i aminowej, zawierająca pigmenty, rozpuszczalniki oraz środki pomocnicze takie, jak poprawiające rozlewność, dyspersję i odporność na sedymentację charakteryzuje się tym, że zawiera (w częściach masowych) 17,85 do 23,15 części żywicy akrylowej z grupą hydroksylową i ewentualnie karboksylową, najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie octanu butylu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 11,59 do 15,60 części żywicy alkidowej chudej na oleju rycynenowym najlepiej w formie 60% roztworu w mieszaninie butanolu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów, 17,85 do 23,62 części żywicy alkidowej na bazie syntetycznych kwasów tłuszczowych, najlepiej w formie 65% roztworu w ksylenie i butyloglikolu, 16,26 do 19,70 części średnioreaktywnej żywicy melaminoformaldehydowej, najlepiej w formie 50% roztworu w alkoholu butylowym, 2,00 do 22,00 części pigmentów, do 4,00 części środków pomocniczych, a resztę do 100,00 części stanowią rozpuszczalniki. Najlepsze wyniki osiąga się, gdy stosunek sumy mas żywic alkidowych i akrylowej do masy żywicy melaminoformaldehydowej, w przeliczeniu na suche żywice, wynosi od 3,6 : 1 do 4,0 : 1. Jako żywicę akrylową z reaktywną grupą hydroksylową i ewentualnie karboksylową stosuje się żywicę otrzymaną w procesie polimeryzacji rozpuszczalnikowej mieszaniny monomerów składającej się z części masowych styrenu lub metakrylanu metylu, części masowych metakrylanu hydroksypropylu lub metakrylanu 2-hydroksyetylu, części masowych akrylanu butylu i 0-10 części masowych kwasu akrylowego. Wprowadzona do emalii żywica akrylowa nadaje powłoce wysoką twardość, połysk i odporność na zżółknięcie. Powłoka uzyskuje trwały efekt dekoracyjny.

4 Jako żywicę alkilową chudą na oleju rycynenowym stosuje się żywicę zawierającą od 30 do 45% mieszaniny oleju rycynenowego i kwasu oleinowego, najlepiej 25% masowych oleju rycynenowego o 10% kwasu oleinowego, najlepiej w formie 60% roztworu w butanolu z mieszaniną trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów. Jako żywicę alkidową na syntetycznych kwasach tłuszczowych stosuje się żywicę zawierającą 30 do 55% masowych, a najlepiej 47% masowych glicydylowego estru mieszaniny wysoko rozgałęzionych izomerowych syntetycznych nasyconych monokarboksylowych kwasów C10, najlepiej w formie 65% roztworu w ksylenie i butyloglikolu. Zastosowana żywica odporna jest na zżółknięcie, nadaje ona emalii zdolność dobrego zwilżania pigmentów i malowanego podłoża. Zastosowana żywica melaminoformaldehydowa jest średnioreaktywną żywicą melaminową eteryfikowaną butanolem, najlepiej nadaje się ona do stosowania jako 50%, masowo, roztwór w butanolu. Służy ona do przereagowania z grupami funkcyjnymi obecnych żywic alkidowych i żywicy akrylowej. Dla nadania cech dekoracyjnych i odpornościowych powłoce wymalowania wprowadza się do emalii pigmenty nieorganiczne i organiczne. Jako pigmenty nieorganiczne stosuje się najlepiej biel tytanową typu rutyl, czerwień żelazową, żółcień żelazową, błękit manganowy, żółcień chromową, czerwień molibdenową, błękit paryski i sadzę. Jako pigmenty organiczne stosuje się trwałe pigmenty indantrenowe, ftalocyjaniny zielone, ftalocyjaniny niebieskie, guinahridonowe, perylenowe, występujące na rynku pod różnymi nazwami handlowymi. Stosować można również wszystkie inne pigmenty zarówno nieorganiczne jak i organiczne, które są znośne w środowisku emalii i posiadają wystarczającą trwałość. Dla nadania emalii odpowiednich właściwości aplikacyjnych takich, jak lepkość, rozlewność, szybkość i przebieg schnięcia wprowadza się do niej rozpuszczalniki. Jako rozpuszczalniki stosuje się węglowodory aromatyczne, alkohole, etery, eteroalkohole i estry alkoholi. Jako węglowodory aromatyczne stosuje się mieszaniny węglowodorów aromatycznych o zakresach temperatury wrzenia od 130 do 180 C, od 178 do 209 C i od 220 do 290 C. Jako monoalkohole stosuje się alkohole alifatyczne o do sześciu atomach węgla w cząsteczce, a najlepiej butanol. Jako eteroalkohole stosuje się eter metylowy glikolu, eter etylowy glikolu, propyloglikol i butyloglikol. Jako estry stosuje się monooctan glikolu, octan metoksypropylenu, octan eteru butylowego glikolu. Jako środki pomocnicze stosuje się środki ułatwiające dyspergowanie pigmentów, poprawiające rozlewność, anty sedymentacyjne i tym podobne. Emalia zgodna z wynalazkiem utwardza się w piecu w temperaturze 120 C w ciągu 30 minut. Można ją więc nanosić w starszych lakierniach bez konieczności ich modernizacji. Emalia po wypaleniu daje powłoki twarde, błyszczące, odporne na zżółknięcie. Emalia jest odporna na przedłużone działanie warunków klimatycznych, zachowując przy tym efekt dekoracyjny wywierający dobre wrażenie na oko ludzkie. Emalia zgodna z wynalazkiem nadaje się nie tylko do dekoracyjnego malowania samochodów ale również wszędzie tam, gdzie stawia się wysokie wymagania dekoracyjne i odpornościowe wymalowaniom. Podane przykłady bliżej wyjaśniają wynalazek. Przykład porównawczy I Sporządzono emalię zgodną z przykładem I polskiego opisu patentowego nr Przykład porównawczy II Sporządzono emalię zgodną z przykładem II polskiego opisu patentowego nr

5 Przykład porównawczy III Sporządzono emalię identyczną jak w przykładzie I polskiego opisu patentowego nr z tym, że zamiast żółcieni żelazowej, żółcieni chromowej i czerwieni żelazowej wprowadzono równoważne ilości bieli tytanowej rutyl. Przykłady IV-VI Sporządzono emalie o składach, jak podano w poniższej tabeli. Składnik niebieska IV Przykład emalii niebieska V Biel tytanowa rutyl 1,98 3,60 - Pigment organiczny zielony 1, Pigment organiczny niebieski 1,54 1,08 - Sadza 0,11 0,03 - wiśniowa VI Żółcień żelazowa - 0,10 2,10 Butyloglikol 5,20 4,90 4,46 Octan metoksypropylenu 4,15 1,78 2,00 Mieszanina węglowodorów aromatycznych o temperaturze wrzenia od C Mieszanina węglowodorów aromatycznych o temperaturze wrzenia od C 2,00 2,00 2,00 1,00 1,00 1,60 Butylodiglikol 1,407 1,50 1,60 Butanol 1,00 1,20 1,00 Środek ułatwiający dyspergowanie 1,793 0,75 1,10 Żywica melaminoformaldehydowa średnioreaktywna eteryfikowana butanolem, 50% roztwór w butanolu 60% roztwór w mieszaninie butanolu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów żywicy alkidowej zawierającej 25% oleju rycynenowego i 10% kwasu oleinowego 18,80 19,71 19,80 14,60 15,60 15,00 65% roztwór w ksylenie i butyloglikolu żywicy zawierającej 47% masowych glicydylowego estru mieszaniny wysoko rozgałęzionych izomerowych syntetycznych nasyconych monokarboksywych kwasów C10 23,63 23,09 23,00 60% roztwór w mieszaninie octanu butylu, trójmetylobenzenów, etyloluenów i ksylenów żywicy akrylowej z grupą hydroksylową 20,64 23,09 23,16 Środek antysedymentacyjny 0,30 0,30 0,40 Środek ułatwiający rozlewność 0,20 0,20 0,20 Razem 100,00 100,00 100,00 Stosunek mas żywic alkidowych i akrylowej do masy żywicy melaminoformaldehydowej, w przeliczeniu na żywice suche 3,687 3,878 3,823

6 Przykłady VII-IX Składnik Przykład emalii biała VII biała VIII żółta IX Biel tytanowa rutyl 21,644 21,040 2,50 Sadza 0,002 0,026 - Pigment organiczny żółty 0,004 0,060 20,80 Pigment organiczny czerwony 0, Butanol 1,300 1,000 1,00 Butyloglikol 5,000 5,300 - Mieszanina węglowodorów aromatycznych o zakresie temperatury wrzenia C 1,873 1,900 1,50 Mieszanina węglowodorów aromatycznych o zakresie temperatury wrzenia C 1,000 1,000 0,94 Butylodiglikol 2,700 2,500 2,00 Octan metoksypropylenu 1,760 2,000 1,50 50% roztwór w butanolu średnioreaktywnej żywicy melaminoformaldehydowej eteryfikowanej butanolem 15,460 15,322 15,26 60% roztwór w mieszaninie butanolu, trójmetylobenzenów, etylotoluenów i ksylenów żywicy alkidowej zawierającej 25% oleju rycynenowego i 10% kwasu oleinowego 11,600 12,400 12,00 65% roztwór w ksylenie i butyloglikolu żywicy alkidowej zawierającej 45% masowych glicydylowego estru mieszaniny wysokorozgałęzionych izomerowych syntetycznych nasyconych monokarboksylowych kwasów C10 18,080 18,000 17,85 60% roztwór w octanie butylu, trójmetylobenzenach, etylotoluenach i ksylenie żywicy akrylowej z grupą hydroksylową i karboksylową 18,080 18,000 17,85 Środek ułatwiający dyspergowanie 1,000 0,65 1,30 Środek ułatwiający rozlewność 0,200 0,250 0,25 Środek antysedymentacyjny 0,300 0,300 0,30 Razem 100, ,000 10,00 Stosunek sumy mas żywic alkidowych i akrylowej do masy żywicy melaminoformaldehydowej, w przeliczeniu na żywice suche 3,824 3,908 3,87 Wyniki badań Badane emalie starannie wymieszano i rozcieńczono rozcieńczalnikiem według PN-91/C do lepkości roboczej sekund zmierzonej kubkiem Forda nr 4 według PN-81/C-81508, a następnie przefiltrowano przez sito o boku oczka kwadratowego 0,063 mm. Płytki szklane do badań twardości przygotowano zgodnie z PN-74/C i pokryto badaną emalią przez natrysk zgodnie z PN-79/C Po 15 minutowym podsuszeniu w temperaturze 20±2 C i wilgotności względnej powietrza 65±5% płytki wypala się w 120 C w ciągu 30 minut. Grubość wysuszonych powłok wyniosła μm. Twardości względne powłok zmierzone wahadłem Königa zgodnie z PN-79/C wyniosły dla powłok emalii porównawczych z przykładów I-III odpowiednio: 0,3; 0,31; 0,31 a dla emalii zgodnych z wynalazkiem z przykładów IV-IX odpowiednio: 0,5; 0,51; 0,54; 0,53; 0,55; 0,52. Połysk 20 powłok zmierzony zgodnie z PN-81/C dla emalii z przykładów porównawczych I-III wyniósł odpowiednio: 80; 81; 80 a dla emalii zgodnych z wynalazkiem z przykładów IV-IX wyniósł odpowiednio: 85; 85; 84; 86; 84; 85; 85.

7 Powłoki wymalowań wystawiono na okres jednego roku na działanie czynników atmosferycznych i dokonano oceny. Powłoki z przykładów porównawczych I-III obniżyły połysk o 12 jednostek, kolor stał się minimalnie zaciemniony i wyniósł 4 stopnie w szarej skali według pomiaru dokonanego zgodnie z PN 86/P Powłoki z przykładów zgodnych z wynalazkiem IV-IX pozostały bez zmian, połysk uległ obniżeniu jedynie o 4-6 jednostek, a kolor według szarej skali wyniósł 5 stopni. Podane wyniki jednoznacznie wskazują, że powłoki emalii zgodnej z wynalazkiem przewyższają jakościowo powłoki dotychczasowych emalii, są twardsze, posiadają wyższy połysk, a po przedłużonym okresie eksploatacji nie ulegają zaciemnieniu.

8 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.