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 пленко — образователей 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:

М — Г. У — >/1 _ Мисх. р. ПО • Сисх. р. по.

Мд. р. ПО“Л4иСХ. р.ПО + Мр.

Где: М — масса; р — плотность; V — объем; Мго — масса пленкообразователя, г; М,„.р.„0 — мас<;а исходного раствора пленкообразователя, г; Мл. р.по—масса раствора пленкообразователя, используемого для диспергирования, г; Мр — мас­са растворителя, г; Сие*, р. по— сухой остаток исходного раствора пленкообразо­вателя, %; Сд. р.по — сухой остаток раствора пленкообразователя, используемого для диспергирования, %.

Практический пример 1

ТЮ2; Крон ЯЫ45. Этот пигмент необходимо диспергировать в растворе жирного алкида с сухим остатком 15%. Соответ­ствующее значение ОКП—43,5%. Сухой остаток исходного раствора алкида равен 40 %

Пигмент

15%-ный раствор алкида

Объемные		Плотность,	Массовые
Единицы		Г/см3	Единицы
43,5	X	4,1 =	178,35
56,5	X	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:

6’678-100= 16,695 г.

40

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

Следовательно, пигментная паста содержит:

TOC o "1-5" h z 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 ТЮ2 и наполнителя ВаБСи, 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 ТЮг ОКП = 43,5% при Сл р. по= 15%;

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

Этап 2. Переведем указанные величины в объемные и весо­вые единицы: V Р М Тю2 43,5 4,1 178,35 15%-ный раствор алки- 56,5 0,788 44,52 Да 100,0 ВаБО] 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 "1-5" h z М р V

ТЮ2 ВаБ04

20 4,1 4,88

80 4.1 19,51

100 24,39

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

ТЮ2 : 178,35 : 44,52 : Мд. р.„„; мд р м = 44’52’20 =4,99 г;

Р’ 178,35

4 ОД

Уд. р.00=-^—= 6,34 см3. 0,788

Этап 5. Определим объемную концентрацию смеси пигментов ОКПем,- %:

Объем пигментов 24,39 см3;

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

94 Ч<5

ОКПс„ =————————— 100 = 39,28 %.

24,39 + 37,71

Этап 6. Рассчитаем сухой остаток смеси пленкообразовате-

ЛеИ Сем. по» /о ■

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 5,0! +0,75 0/

100 ‘ ’ Сс" по_ 25,03 + 4,99 _ ‘ /о’

Этап 7. Рассчитаем массу исходного раствора пленкообра — зователя (МИСх. р.по) и массу растворителя (Мр), требуемые для конечной рецептуры:

0 75

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

40

5 01

Для 20%-ного раствора алкида Л4„сх р п0 =—^————————— 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 ^^"=1’61-

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

	V	Р	М
ТЮ2	7,86	4,10	32,2
ВаБО.!	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 „о и ОКП, чтобы устано­вить необходимые количества стабилизатора для пигмента в объемных единицах пигментной пасты.

ОКП. % С ‘ Р. но. ( У0 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

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

Красный железо-

Окисный 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:

TOC o "1-5" h z лл 83,72.2,85 …. |7 18,64 _Пло _

Монолит желтый: /Ид. р_По——— =————- =18,64 г; уа. р.по =-^-^—=20,48 см.

ТЮг: Л^д. р.по=—- *———————————— —5,64 г; Уд. р.по— —6,34 см3.

168 и, оУ

58,88*46,72 17 17,77 |Поп ч

Титан желтый: Мд. 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 3

“ =———————————— 12,47 г; Удрп0 =——- =13,86 см

Н 150,5

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

* 94 70

Этап 5. ОКПс„ = * ’ 1 • 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:

1Я — оп

Для 20%-иого раствора Мпо=—1—————- —=3,728 г;

Меламиновой смолы 1: Ю0

100

Для 15%-ного раствора Мпо= =0,846 г;

Акриловои смолы:

17 77-25

100

Для 25%-ного раствора М„0 = —:———- =4,442 г;

Меламиновой смолы 2:

12 47-20

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

Алкидной смолы:

Суммарная масса пленкообразователей = 11,510 г.

Ссм. по= У-’-5’° -100 = 21,11 %.

54,22

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

3 728

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

67

Мр= 18,64 — 5,56= 13,08 г.

Для акриловой смолы: М„С11.р. по=-5^1.100= 1,29 г;

65,5

Мр = 5,64— 1,29=4,35 г;

Мр= 17,77 — 7,40= 10,37 г;

2,494

Для алкидной смолы: МцСх. р.ло= ~ 100 = 4,99 г,

Мр= 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:

(ОКП = 29,82% сухой оста­ток 12,15%)	V	Р	М
Монолит желтый	2,10	1,6	3,37
ТЮ2	5,41	4,1	21,68
Титан желтый	12,84	4,3	55,68
ИегОз	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