ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2213113
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ
Имя изобретателя:
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Форпост-ЛТД"
Адрес для переписки: 105064, Москва, Гороховский пер., 8-62, Патентное бюро "ВОЛИНИК", пат.пов. М.С.Федотовой
Дата начала действия патента: 2001.12.25
Изобретение относится к составам одноупаковочных полиуретановых композиций,
отверждающихся влагой воздуха и применяющихся в качестве самостоятельного покрытия
или в составах наполненных лакокрасочных материалов, предназначенных для
антикоррозионной и гидроизоляционной защиты изделий из дерева, металла, бетона и
железобетона. С целью получения защитных полимерных покрытий, обладающих повышенной
устойчивостью к термоокислительной деструкции в условиях эксплуатации при повышенных
температурах в воздушной среде, композиция содержит полиоксипропилентриол с
молекулярной массой 3000-5000 у.е., полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата,
этилацетат и флотореагент - оксаль.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к рецептурам одноупаковочных полиуретановых композиций,
отверждающихся влагой воздуха, и может быть использовано для получения защитных
покрытий по дереву, бетону, металлу.
Известны наполненные высокодисперсным порошком цинка антикоррозионные
покрытия, в составах которых в качестве пленкообразователя используется
одноупаковочный полиуретановый лак "Лаптекс-2" (ТУ 2226-001-13013487-95), отверждающийся
влагой воздуха и изготавливаемый на основе полиоксипропилентриола марок "Лапрол-4503"
или "Лапрол-4503" и полиизоцианата (1. Патент РФ 2169164 по 99127160/04 от 29.12.99, МПК7 С 09 D
175/04; 5/10. Антикоррозионная лакокрасочная композиция. 2. Патент РФ 2169165 по заявке 99127188/04 от
29.12.99, МПК7 С 09 D 175/04; 5/10. Антикоррозионная лакокрасочная композиция).
Данные композиции обладают высоким защитным эффектом, обусловленным протекторными
свойствами высокодисперсного цинкового порошка. Однако из-за высокой степени
наполнения теряются преимущества свойств полиуретановой матрицы, и такие известные
композиции обладают недостаточной эластичностью при изгибе (2-8 мм), что в некоторых
случаях ограничивает их использование.
Наиболее близкой по составу к предлагаемой является одноупаковочная композиция для
покрытий, синтезируемая из простого полиэфиртриола полиизоцианата в среде
обезвоженного этилацетата (Патент РФ 2073053 по заявке 93034943/04 от 15.07.93, МПК6 С 09 D 175/08.
Композит покрытий. - Прототип). В качестве полиэфиртриола известная композиция
содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 у.е., а в качестве
полиизоцианата - смесь изомеров 4,4'-дифенилметандиизоцианата, при следующем исходном
соотношение между компонентами, мас.ч. (мас.%):
Полиоксипропилентриол - 100 (20-33,3)
Указанный полиизоцианат - 100-200 (33,3-50)
Этилацетат - 100-200 (33,3-50).
Известная полиуретановая композиция для покрытий технологична при изготовлении и при
нанесении на защищаемые поверхности. Сформированные на ее основе полимерные покрытия
обладают хорошей эластичностью и устойчивостью в различных агрессивных средах. Однако
такие покрытия недостаточно устойчивы при эксплуатации в воздушной атмосфере при
повышенных температурах (80-100oС), что проявляется в их охрупчивании, ухудшении
адгезии к подложке и в снижении физико-механических показателей.
Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание
утверждаемой влагой воздуха полиуретановой композиции с длительным сроком хранения
без необратимых изменений физико-механических характеристик, обеспечивающей
получение защитных полимерных покрытий, обладающих повышенной устойчивостью к
термоокислительной деструкции в условиях эксплуатации при повышенных (80-100oС)
температурах в среде воздуха.
Решение указанной выше задачи достигается за счет того, что в отличие от известной
композиции для покрытий, предлагаемая композиция дополнительно содержит
низкомолекулярный гидроксилсодержащий реагент, в качестве которого применяют
флотореагент - оксаль, представляющий собой продукт дополнительной переработки
высококипящих побочных продуктов производства диметилдиоксана, обладающего
следующими физико-химическими свойствами:
Эфирное число, мгКОН/г - 0,5-4,0
Массовая доля гидроксильных групп, % - 24-35
Плотность при 20oС, г/ см3 - 1,00-1,12
Температура застывания,oС, не выше - Минус 30
при следующем соотношении между компонентами композиции, мас.%:
Полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 у.е. - 35,0-60,0
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 14,8-28,5
Флотореагент - оксаль - 0,2-1,5
Этилацетат - Остальное до 100
В качестве полиоксипропилентриола используют олигомеры марок: "Лапрол - 3003", "Лапрол
- 4503" и "Лапрол - 5003" (ТУ 6-05-1513-76; ТУ 6-05-2033-87; ТУ 6-05-62-93).
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата имеет торговую марку "Полиизоцианат-А"
по ТУ 113-03-38-106-90.
Свойства применяемого этилацетата должны соответствовать ГОСТ 22300-76.
Флотореагент - оксаль по своим характеристикам должен соответствовать требованиям ТУ
2452-029-05766801-94 (марки Т-92 и Т-94).
Предлагаемые пределы соотношений между компонентами композиций определены
экспериментальным путем и являются оптимальными, с точки зрения достигаемого
положительного эффекта. Применение этилацетата в количестве более 50% в составах
нецелесообразно по причине того, что такие композиции с низким сухим остатком не
обеспечивают достаточную толщину образующихся защитных покрытий. При содержании
этилацетата менее 10% в смеси исходных компонентов получаемая композиция представляет
собой высоковязкую жидкость, упаковка которой и дальнейшее использование у
потребителей затруднено из-за ее нетехнологичности.
Рекомендуемые соотношения между реагентами - полиизоцианатом и
полиоксипропилентриолом - обеспечивают получение оптимального комплекса физико-механических
и защитных свойств образующихся полимерных покрытий. При большем содержании
полиизоцианата сформированные защитные покрытия достаточно жестки и не обладают
необходимым уровнем эластичности. Меньшее количество полиизоцианата замедляет
скорость (утверждения композиции после ее нанесения на защищаемые поверхности.
Предлагаемый интервал концентраций флотореагента - оксаль, обусловлен его
эффективностью по обеспечению устойчивости защитных покрытий к термоокислительной
деструкции. Содержание данного реагента более 1,5% не приводит к дальнейшему повышению
устойчивости, а менее 0,2% - малоэффективно.
Сравнение предлагаемой композиции с известной композицией - прототипом позволяет
сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна", так как в данном случае
содержится новая совокупность ингредиентов в новом количественном соотношении.
"Изобретательский уровень" предлагаемого технического решения иллюстрируется
вышеизложенным и заключается в том, что дополнительное введение в состав композиции
флотореагента - оксаль привело к неочевидному эффекту - повышению стабильности физико-механических
показателей полимерных защитных покрытий, эксплуатирующихся в режиме
термоокислительного старения. Данный эффект нельзя было предсказать заранее, так как о
термостабилизирующих свойствах флотореагента - оксаль по отношению к полиуретановым
материалам какая-либо научно-техническая информация отсутствует. Известно, что
основные области использования флотореагента - оксаль марок Т-92 и Т-94 - изготовление
пластификаторов для резиновых изделий и пленочных материалов, регулирование
структурно-механических и фильтрационных свойств буровых растворов на водной основе
при бурении нефтяных скважин, флотация руд цветных металлов, угля и некоторого
минерального сырья.
Предлагаемая композиция, как и композиция по прототипу, может быть изготовлена из
промышленно производимых материалов на известном химическом оборудовании, что
позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию
"промышленная применимость".
Образцы для испытания полимерных пленок и покрытий готовили общепринятыми методами.
Толщина покрытий во всех случаях составляла 60-80 мкм. Время высыхания до степени 3
определяли по ГОСТ 19007, условную вязкость композиций определяли на вискозиметре В3-246 с
диаметром сопла 4 мм согласно ГОСТ 8420, адгезию покрытий к металлической подложке
оценивали по ГОСТ 15140 (метод 2), эластичность покрытий при изгибе определяли по ГОСТ 6806,
физико-химические характеристики полимерных пленок при растяжении определяли по ГОСТ
263.
Устойчивость покрытий к термоокислительному воздействию (воздушная атмосфера при
температуре 90±10oС) оценивали в соответствии с
ГОСТ 9.403 (метод А) по изменению адгезии покрытий, их эластичности и по изменению физико-механических
показателей полимерных пленок.
Техническую сущность и преимущества предлагаемой композиции иллюстрируют
нижеприведенные примеры.
Пример 1 (по прототипу)
В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружали "Лапрол-5003", этилацетат и
при перемешивании вводили полиизоцианат. После чего содержимое реактора нагревали до
температуры кипения растворителя 75-80oС и выдерживали в этом режиме до достижения
постоянства содержания МСО-группы в готовой композиции 10-12%. Состав композиции
приведен в табл. 1, а ее характеристики и свойства образованного покрытия в табл. 2.
Примеры 2-6
Предлагаемую композицию получали аналогично композиции-прототипу.
Флотореагент - оксаль вводили в реактор совместно с полиоксипропилентриолом.
Рецептуры композиций приведены в табл. 1, а характеристики и свойства образующихся
защитных покрытий в табл. 2.
Таким образом, как видно из сравнительных примеров, заявляемая полиуретановая
композиция при сопоставимых уровнях вязкости и времени высыхания обеспечивает
большую устойчивость образованных на ее основе защитных покрытий к
термоокислительной деструкции: изменение адгезионной прочности и физико-механических
показателей во времени происходит значительно медленнее, чем у покрытий, полученных из
композиции-прототипа.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Композиция для покрытий, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной
массой 3000-5000 у. е. , полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетат,
отличающаяся тем, что она дополнительно содержит флотореагент - оксаль,
представляющий собой продукт дополнительной переработки высококипящих побочных
продуктов производства диметилдиоксана, при следующем соотношении между
компонентами, мас. %:
Полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 у. е. - 35,0 - 60,0
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 14,8 - 28,5
Флотореагент - оксаль - 0,2 - 1,5
Этилацетат - Остальное до 100
Версия для печати
Дата публикации 18.01.2007гг
вверх
|
