Полиуретановая композиция для покрытий

 

Изобретение относится к композициям полиуретановых пленкообразующих покрытий холодной сушки и может быть использовано в качестве защитного покрытия изделий из дерева, бетона, металлических конструкций. Задачей изобретения является повышение прочностных, адгезионных характеристик и химстойкости композиции. Техническая задача решается тем, что композиция для покрытий, состоящая из полиоксипропилентриола ММ 4503-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетата, содержит дополнительно перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, что позволяет повысить прочность композиции при разрыве в 1,1-1,3 раза, относительную деформацию при разрыве при минус 50^oС в 2 раза, адгезию к Ст3 до степени 1 и повысить химстойкость композиции в слабых растворах кислот и оснований. 2 табл.

Изобретение относится к получению пленкообразующих полиуретановых покрытий холодной сушки и может быть использовано в качестве защитного покрытия для изделий из дерева, бетона, металлических конструкций.

Известна полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиизоцианатный компонент, простой олигоэфиргликоль, кремнийорганический полиол, неорганический пигмент и инертный растворитель, кислотный катализатор (Головко Л.И., Румянцев Л.Ю., Харченко В.И. А.с. СССР 789549, МПК С 09 D 3/72, заявл. 28.11.1978, опубл. 1980, БИ 47).

Композиция характеризуется повышенной эластичностью, многокомпонентна и требует обезвоживания исходных компонентов в процессе изготовления покрытия.

Известны также полиуретановые композиции аналогичного назначения на базе полиизоцианатного аддукта на основе толуилендиизоцианата, простого олигоэфиргликоля, триметилолпропана, пигмента и инертного растворителя (Головко Л. И. , Омельченко С. И., Сметанина Н.П. А.с. СССР 525733, МПК С 09 D 175/08, заявл. 22.02.74, опубл. 1975, БИ 31) и воды (Головко Л.И., Румянцев Л.Ю., Зайцева Л.Г. А.с. СССР 994526, МПК С 09 D 3/72, заявл. 8.06.81, опубл. 1983, БИ 5).

Однако полученные на основе покрытия имеют недостаточные эластичность и кислотостойкость.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая бифункциональный олигооксипропиленгликоль, триметилолпропан, неорганические пигменты, инертные растворители и полиизоцианатный аддукт в виде 70%-ного раствора в этилацетате форполимера на основе толуилендиизоцианата 65/35, глицерина и диэтиленгликоля (Головко Л. И. , Румянцев Л. Ю., Кроленко А.В. А.с. СССР 1818332 , МПК С 09 D 175/08, заявл. 11.11.90, опубл. 1993, БИ 20).

Недостатком композиции являются недостаточно высокие атмосферо- и водостойкость.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является принятая за прототип полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, отверждаемая атмосферной влагой воздуха (Елчуева А.Д., Табачков А.А, Лаврова В.Г., Еганов В.Ф., Губайдуллин Л. Ю. Патент РФ 2073053, МПК С 09 D 175/08, заявл. 15.07.93, опубл. 10.02.1997, БИ 4).

Однако эта композиция имеет недостаточно высокие прочностные и адгезионные свойства, низкую эластичность при отрицательных температурах.

Технической задачей данного изобретения является повышение физико-механических, адгезионных характеристик и химстойкости композиции.

Поставленная техническая задача решается тем, что композиция для покрытия, состоящая из полиоксипропилентриола молекулярной массы (ММ) 4500-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетата, содержит дополнительно перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Полиоксипропилентриол ММ 4500-5000 - 100 Полиизоцианат - 80 - 90 Этилацетат - 115 - 145 Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - 18 - 22 Композиция наносится на поверхность кистью или распылением пленкой толщиной 30-50 микрометров и отверждается влагой воздуха в течение 12-24 ч при температуре окружающей среды. Для обеспечения надежной химзащиты наносится 3-5 слоев композиции суммарной толщиной 150-250 микрометров.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности композиции при разрыве в 1,1-1,3 раза, относительной деформации при разрыве при минус 50^oС в 2 раза, адгезии к стали 3 до степени 1, повышение химстойкости (снижение набухания в агрессивных средах на 20-60%).

Композиция может дополнительно содержать наполнители, например, алюминиевый или цинковой порошки, каолин и использоваться для защиты от коррозии металлических конструкций из стали 3.

Вещества, используемые в композиции, отражены в следующей документации: Лапрол 4503 - ТУ 2226-016-1048857-94 Лапрол 5003 - ТУ 2226-023-10488057-94 Полиизоцианат - ТУ 113-03-38-106-90 Этилацетат марки А - ГОСТ 22300-76
Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - ОСТ 6-01-37-88
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по прототипу). Полиоксипропилентриол, этилацетат загружают в реактор с мешалкой, вводят при перемешивании полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон, перемешивают 3-4 ч до массовой доли NCO групп не менее 10%. Композицию наносят на рабочую поверхность.

Пример 2 (по изобретению). В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружают в соответствии с рецептурным составом табл. 1 полиизоцианат на основе 4,4'-дифeнилмeтaндиизoциaнaтa и этилацетат перемешивают до получения однородного раствора, загружают полиоксипропилентриол, поднимают температуру до (70±5)^oС и выдерживают реакционную смесь не менее трех часов до массовой доли NCO-групп в смеси 9-11%. Затем снижают температуру до (40±5)^oС, добавляют перхлорвиниловую смолу и разбавляют этилацетатом до содержания сухого остатка 55-58%.

Примеры 3-10 аналогичны примеру 2, но при других соотношениях компонентов.

Для испытаний композиции с вязкостью 40-60 с по вискозиметру ВЗ-246 наносят кистью или пневматическим распылением на подложку, изготавливают пленку по ГОСТ 8232-76, сушат 24 ч при (20±2)^oС и проводят определение физико-механических показателей по ГОСТ 18299-72.

Для определения химстойкости композицию наносят двумя слоями на предварительно очищенные и обезжиренные стальные поверхности и выдерживают их перед испытанием при (20±2)^oС 10-12 суток. Пластины взвешивают и помещают в агрессивную среду, где выдерживают в течение 300 ч при температуре (20±2)^oС. После выдержки пластины высушивают и взвешивают, а химстойкость оценивают по величине набухания (прирост или убыль в весе, %).

Адгезию определяли по ГОСТ 15140-78 "Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии".

Состав и свойства композиций представлены в табл.1, 2.

Положительный эффект достигается только при введении компонентов в указанных соотношениях. Отклонение от предлагаемого состава приводит к ухудшению физико-механических свойств (примеры 6, 7, 10), адгезии к металлу (пример 7) либо не приводит к улучшению свойств (примеры 2, 5).

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить прочность покрытий на основе заявляемой композиции по сравнению с прототипом в 1,1-1,3 раза, относительной деформации при разрыве при минус 50^oС в 2 раза, увеличить адгезию покрытия к Ст.3 до степени 1, повысить химстойкость в среде разбавленных кислот и щелочей.

Формула изобретения

Полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол молекулярной массы 4500-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Полиоксипропилентриол молекулярной массы 4500-5000 - 100
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 80-90
Этилацетат - 115-145
Смола перхлорвиниловая ПСХ-ЛС - 18-28

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2