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. Композиция содержит полиоксипропилентриод молекулярной массы 4500-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетата, дополнительно перхлорвиниловую ПСХ-ЛС и инденкумароновую смолы. Технический результат: покрытия: прочность покрытия при ударе выше в 1,1 и более раз, адгезия к Ст. 3 до 1 балла, химстойкость покрытия в бензине, слабых растворах кислот и щелочей в 1,5 и более раз. 1 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. 789549 СССР, 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. 525733 СССР, 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. 994526 СССР, МПК С 09 D 3/72, заявл. 8.06.81, опубл. 1983, БИ 5).

Однако полученные на этой 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. 1818332 СССР, МПК С 09 D 175/08, заявл. 11.11.90, опубл. 1993, БИ 20).

Недостатком композиции являются недостаточно высокие атмосферо- и водостойкости.

Известна полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой (ММ) 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, высокое время высыхания этой композиция до степени 3, недостаточную стойкость к агрессивным средам.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является принятая за прототип одноупаковочная пленкообразующая полиуретановая композиция для покрытий, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, бутилацетат, трибутиламин, октоат олова и/или дибутилдилауриат олова (Табачков А. А. , Назипов М. М. , Лиакумович А.Г. Патент РФ 2162478, МПК С 09 D 175/08, заявл. 14.09.1999, опубл. 27.01. 2001).

Покрытие из композиции имеет высокую прочность при растяжении, низкое время отверждения, высокую водо- и атмосферостойкость, но недостаточные адгезию к металлу, прочность при ударе, химическую стойкость к водным растворам кислот, щелочей, бензину.

Технической задачей данного изобретения является повышение адгезионной прочности покрытия из композиции к металлу, прочности при ударе, химстойкости композиции к действию агрессивных сред.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что композиция для покрытия, состоящая из полиоксипропилентриола молекулярной массы (ММ) 4500-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетата, содержит дополнительно перхлорвиниловую ПСХ-ЛС и инденкумароновую смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Полиоксипропилентриол с мол. массой 4500-5000 - 100 Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 100-140 Этилацетат - 100-250 Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - 10-36 Инденкумароновая смола - 10-36 Композиция наносится на поверхность кистью или распылением пленкой толщиной 30-50 микрометров и отверждается влагой воздуха при температуре окружающей среды. Для обеспечения надежной химзащиты наносится 3-5 слоев композиции суммарной толщиной 150-250 микрометров.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности покрытия при ударе в 1,1 и более раз, адгезии к стали 3 до степени 1 балл, химстойкости (снижение набухания в испытанных агрессивных средах в 1,5 и более раз).

Композиция может дополнительно содержать наполнители, как, 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: Полиоксипропилентриол Лапрол 4503 - ТУ 2226-016-1048857-94 Полиоксипропилентриол Лапрол 5003 - ТУ 2226-023-10488057-94 Полиизоцианат - ТУ 113-03-38-106-90
Этилацетат марка А - ГОСТ 22300-76
Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - ОСТ 6-01-37-88
Инденкумароновая смола - ТУ 14-6-72-80
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 часа 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 полиоксипропиленгликоль, этилацетат, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, инденкумароновую смолу, поднимают температуру до (70±5)^oС и выдерживают реакционную смесь при перемешивании 3-4 часа. Затем снижают температуру до (40±5)^oС, добавляют перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, перемешивают в течение часа до полного растворения смолы, снижают температуру до (20±5)^oС, композицию сливают и упаковывают.

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

Для проведения испытаний готовили лаковую пленку по ГОСТ 8232-76 толщиной 200-230 мкм для определение физико-механических показателей по ГОСТ 18299-72 и толщиной 400 500 мкм для определения химстойкости. Стойкость лакового покрытия к действию агрессивных сред определяли по изменению веса свободной пленки при контакте с исследуемой средой при (20±2)^oС в течение 11 суток.

Прочность покрытия при ударе определяли по ГОСТ 4765-73 на приборе У-2М.

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

Состав и свойства композиций по примерам 1-11 представлены в табл. 1.

Положительный эффект достигается только при введении компонентов в указанных соотношениях. Отклонение от предлагаемого состава приводит к снижению прочности при ударе (примеры 2, 6, 11), адгезии к металлу (пример 2, 6, 11), либо не приводит к существенному улучшению химстойкости (примеры 7, 11).

Таким образом, заявляемая композиция, в сравнении с прототипом, обладает более высокими эксплуатационными свойствами покрытия: прочность при ударе выше в 1,1 и более раз, адгезия покрытия к Ст.3 увеличена до 1 балла, повысилась бензостойкость и 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 ПСХ-ЛС и инденкумароновую смолы при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Полиоксипропилентриол молекулярной массы 4500-5000 - 100
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 100-140
Этилацетат - 100-250
Смола перхлорвиниловая ПСХ-ЛС - 10-36
Смола инденкумароновая - 10-36

РИСУНКИ

Рисунок 1