Лако-красочные материалы — производство

В идеальном случае необходимо хранить данные, полученные при оптимизации пигментных паст, и использовать их для состав­ления рецептур из различных комбинаций пигментов и пленко­образователей без дальнейших испытаний.

Установленные значения ОКП и сухого остатка раствора пленкообразователя, используемого для диспергирования, опре­деляют состав пигментной пасты, который используется для последующих расчетов количества пигментной пасты, загру­жаемой" в различное диспергирующее оборудование.

Основные уравнения для расчетов:

ЛЛ — nl/- »< — М"".р."°-С"сх-р. по.

Мд. р. ПО — Мисх. р. ПО с. исх. р. ПО

Где: М — масса; р — плотность; V — объем; Мп„ — масса пленкообразователя, г; М, их. р.по — мас<;а исходного раствора пленкообразователя, г; Мл. р.по—масса раствора пленкообразователя, используемого для диспергирования, г; Мр — мас­са растворителя, г; С, ч».р.„„— сухой остаток исходного раствора пленкообразо­вателя, %; Сд. р.по — сухой остаток раствора пленкообразователя, используемого для диспергирования, %.

Практический пример 1

ТЮ2; Крон RN45. Этот пигмент необходимо диспергировать в растворе жирного алкида с сухим остатком 15%. Соответ­ствующее значение ОКП—43,5%. Сухой остаток исходного раствора алкида равен 40 %

Объемные Плотность, Массовые единицы г/см3 единицы

Пигмент 43,5 X 4,1 = 178,35

15%-ный раствор алкида 56’5 х 0 788 _ 44’52

100,0 222,87

Далее рассчитаем массу алкида в 44,52 г 15%-ного раствора:

44,52-15 сс_0

М„с=——————————————————————— =6,678 г.

100

Рассчитаем массу раствора смолы с сухим остатком 40%, требуемую для получения 44,52 г 15%-ного раствора алкида:

6’678- юо= 16,695 г.

40

Необходимое количество растворителя составит: 44,520 г—16,695 г=27,825 г.

Следовательно, пигментная паста содержит:

Пигмент 178,35 г

Алкид с сухим остатком 40 % 16,695 г

Растворитель 27,825 г

Практический пример 2

Требуется рассчитать состав смесевой пигментной пасты исходя из данных для пигмента ТІО2 и наполнителя BaS04, взя­тых в весовом соотношении 20/80. В качестве диспергатора используется раствор алкидной смолы в уайт-спирите (сухой остаток 40%).

Этап 1. Напишем оптимальные значения ОКП и сухого остатка, используемого для диспергирования пленкообразователя для каждого из компонентов пигментной пасты. Приведенные значения были получены с помощью пластографа Брабендера:

Для ТЮ-2 ОКП = 43,5% при Сл. р. „„ = 15%;

М ТЮ2 20 BaS04 — 100

Для BaSO, ОКП = 38,35% при Сл. р.„о = 20%.

Этап 2. Переведем указанные величины в объемные и весо­вые единицы: V Р М Ті0г 43,5 4,1 178,35 15%-ный раствор алки­ 56,5 0,788 44,52 Да 100,0 BaSOj 38 35 4,1 157 24 20%-ный раствор алки­ 61.65 0,798 49,20 Да 100,0

Этап 3. Запишем соотношения пигментов в пигментной пасте и определим объем пигментной смеси:

TOC o "1-3" h z р v

4,1 4,88

4.1 19,51

24,39

Этап 4. Найдем пропорциональные количества диспергирую­щего раствора и его объемы для каждого пигмента:

ТЮ2 : 178 35 ■ 44,52 : М,.р„„; Мд 44,52-20

178,35

Уд. „. «,=-^-=6,34 см3. 0,788

BaSO.,: 157,24 : 49,20=80 : Мд. р.„„;

49,20-80 „ 25,05 „„ 3

= 157,24 ‘ Г; Кл P "°= 0J98"=3 -3 CM

Этап 5. Определим объемную концентрацию смеси пигментов ОКП см% ‘■

Объем пигментов 24,39 см3;

Объем диспергирующих растворов 31,37 + 6,34 = 37,79 см2,

94 4Q

ОКПс„=———————————————————————- 100 = 39,28 %.

24,39 + 37,71

Этап 6. Рассчитаем сухой остаток смеси пленкообразовате­лей ССМ. по»

Для 15%-ного раствора алкида Мр.„0 = 4,99 г;

.„ 4,99-15

Мпо=————————————————————— —=0,75 г.

100

Для 20%-ного раствора алкида Мр.,ю =?= 25,03 г;

25,03-20 5,01+0,75

100 -5’01 Г’ Сс" п°" 25,03 + 4,99 ~19Л5 /о"

Этап 7. Рассчитаем массу исходного раствора пленкообра­зователя (7Инсх. р.„о) и массу растворителя (Мр), требуемые для конечной рецептуры:

0 75

Для 15%-ного раствора алкида M„cx Р по=——————————— 100=1,86 г;

40

5 01

Для 20%-ного раствора алкида М»сх р „о=—!—————————— 100=12,52 г;

40

Мр = 25,03—12.52=12,51 г. Общая масса растворителя = 15,64 г.

Для пересчета на 100 единиц объема пигментной пасты полу­ченные значения умножим на коэффициент

Этап 8. Запишем окончательный состав пигментной пасты: ОКП = 39,28%; Сухой остаток = 19,15%.

	V	F>	М
ТЮ2	7,86	4,10	32,2
BaSO.,	31,42	4,10	128,8
Раствор алкида (40%-ный)	28,44	0,84	23,83
Уайт-спирит	32,28	0,78	25,18
	100,00

Практический пример 3

Требуется найти сухой остаток смеси пленкообразователей Сем по и ОКПсм, исходя из значений Сд р по и ОКП, чтобы устано­вить необходимые количества стабилизатора для пигмента в объемных единицах пигментной пасты.

Этап 1. Запишем индивидуальные оптимальные значения ОКП и Сд р. по для пигментов, взятых для образования пигментной пасты для автомобильного верхнего покрытия:

Пигмент

Монолит желтый

ТЮ2

Титан желтый

ОКП. %	Са р. МО, %	Пленкообразователь
8	20	Меламиповая смола 1
		В ксилоле
42	15	Акриловая смола в кси­
		Лоле
36	25	Меламиновая смола 2 в
		Ксилоле
35	20	Алкидная смола в ксилоле

Красный железо­окисный пигмент

Этап 2. Переведем указанные значения в объемные и весовые единицы:

	V	Р	М
Монолит желтый	8	1,6	12,8
20%-ный раствор меламиновой смо­	92	0,91	83,72
Лы 1	100
Тю2	42	4,1	168
15%-ный раствор акриловой смолы	58	0,89	51,62
	100
Титан желтый	36	4,3	154,8
25%-ный раствор меламиновой смо­	64	0,92	58,88
Лы 2	100
Красный железоокисный пигмент	35	4,3	150,5
Алкидная смола	65	0,9	58,5
	100

Этап 3. Определим массовые отношения для четырех пигмен­тов в пигментной пасте для получения требуемого цвета покры­тия и найдем общий объем пигментной смеси. Предположим, что требуются следующие массовые отношения:

	М	Р	V
Монолит желтый	2,85	1,6	1,78
Тю2	18,36	4,1	4,58
Титан желтый	46,72	4,3	10,87
Красный железоокисный пигмент	32,07	4,3	7,46
	100,00		24,70

Этап 4. Определим соответствующие массы и объемы раство­ров для диспергирования для каждого пигмента:

М 83,72-2,85 10 С/, .. 18,64 опло,

Монолит желтый: Мд. Р_По =———————————- =18,64 г; уд. р.по =20,48 см3.

ТЮ2: Мд. р.„о=—— ‘ lf, o ‘——— =5,64 г; Уд. рпо=—1—=6,34 см3.

168 и, оУ

58,88-46,72 17,77 3

Титан желтый: /Ид. р.по =—————————————— =17,77 г; Уд. Р.по= =19,32 см.

154,8 0,92

Красный железоокисный пигмент:

58,5-32,07 ,ол_ .. 12,47 з " —=12,47 г; Уд рп0=———————— =13,86 см

150,5

Суммарная масса = 54,22 г; Суммарный объем = 60,00 см3.

94 70

Этап 5. ОКПс„ = _ • 100=29,16 %.

24,70 + 60,00

Коэффициент для пересчета на 100 единиц объема

100

,181.

24,70+60,00

Этап 6. Вычислим сухой остаток смеси пленкообразователей, используемых для диспергирования:

18 64 — 20

Для 20%-його раствора М„„=—1—————————————————— —=3,728 г;

Меламиновой смолы 1: ’00

100

Для 15%-ного раствора Мпо= ^ =0,846 г;

Акриловои смолы:

17 77-25

100

Для 25%-ного раствора М„„ = ———————————————————— =4,442 г;

Меламиновой смолы 2:

12 47-20

Для 20%-ного раствора Мпо = ———————————————————— =2,494 г.

Алкидной смолы:

Суммарная масса пленкообразователей = 11,510 г.

Сем. no = ‘J’5’0 -100 = 21,11 %. 54,22

Этап 7. Рассчитаем массу исходных растворов пленкообразо­вателей и массу растворителей:

3 728

Для меламиновой смолы 1: МИСх. р.По=—1———————— 100=5,56 г;

67

Мр= 18,64 — 5,56= 13,08 г.

Для акриловой смолы: М„сх. р.По=-^^-100= 1,29 г;

65,5

Мр = 5,64— 1,29=4,35 г;

Для меламиновой смолы 2 М„сх р „„=—^—100 = 7,40 г;

М„= 17,77-7,40=10,37 г; 2,494

Для алкидной смолы: М„сх. р.„0=——100 = 4,99 г;

50

М,,= 12,47 — 4,99 = 7,48 г.

Суммарная масса растворителя =35,28 г.

Для пересчета на 100 объемных единиц пигментной пасты умножим полученные значения на коэффициент 1,181.

Этап 8. Запишем окончательную рецептуру пигментной пасты:

	V	Р	М
(ОКП = 29,82% сухой оста­
Ток 12,15%)
Монолит желтый	2,10	1,6	3,37
ТЮ2	5,41	4,1	21,68
Титан желтый	12,84	4,3	55,68
Fe203	8,81	4,3	37,87
Меламиновая смола 1	6,32	1,04	6,57
Акриловая смола	1,52	1,00	1,52
Алкидная смола	6,20	0,95	5,89
Меламиновая смола 2	8,74	1,00	8,74
Ксилол	48,06	0,868	41,67
	100,00