Фотоотверждаемая композиция для покрытий
Владельцы патента RU 2322466:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Данное изобретение относится к полимерным защитным материалам и может быть использовано для создания антикоррозионных покрытий. Фотоотверждаемая композиция для покрытий включает полисульфидный олигомер (5-10 мас.ч.) и ненасыщенную полиэфирную смолу (100-105 мас.ч.) и фотоинициатор (3-6 мас.ч.). В качестве ненасыщенной полиэфирной смолы используют смолу марки ПН-9119, которая представляет собой раствор в стироле (содержание стирола 35-45%) продуктов поликонденсации пропиленгликоля с диметилтерефталатом и малеиновым ангидридом. Данная композиция обеспечивает высокую скорость отверждения с получением материалов с высокой густотой сшивки и регулярностью строения, которые повышают прочность при изгибе и растяжении, агрессивостойкость и адгезионные свойства покрытия. 2 табл.
Изобретение относится к области получения антикоррозионных покрытий, перерабатываемых методом кистевого нанесения и распыления.
Известна герметизирующая композиция, включающая полисульфидный олигомер, наполнитель, диоксид марганца, пластификатор, стеариновую кислоту, аэросил, дифенилгуанидин и ненасыщенную полиэфирную смолу [патент РФ №2153517, кл. 7 С09К 3/10, опубл. 27.07.2000].
Недостатком данной композиции и материалов на ее основе является многокомпонентный состав, высокая вязкость, ухудшающая перерабатываемость композиции и низкие скорость отверждения, прочность при растяжении, гидростабильность, стойкость к действию растворов кислот и щелочей и адгезионные свойства.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути и достигаемому результату является композиция для гидроизолирующего, антикоррозионного и герметизирующего покрытия, включающая полисульфидный олигомер, ненасыщенную полиэфирную смолу, аэросил, отвердитель, ускоритель и структурирующий агент при следующем соотношении компонентов:
| Полисульфидный олигомер | 100 |
| Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1 | 90-100 |
| Аэросил | 5-20 |
| Органический пероксид | 3-20 |
| 10%-ный раствор нафтената кобальта в стироле | 2-4 |
| 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол | 0.5-1 |
[патент РФ №2291 175, кл. 7 С09К 3/10. опубл, 10.01.2006].
Недостатками данной композиции и материалов на ее основе являются многокомпонентный состав и невысокие скорость отверждении, прочность при изгибе и растяжении, агрессивостойкость и адгезионные свойства.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава композиции с высокой скоростью отверждения и улучшенными технологическими свойствами для материалов, обладающих повышенной прочностью при изгибе и растяжении, агрессивостойкостью и адгезионными свойствами.
Техническим результатом является увеличение скорости отверждения и улучшение технологических свойств композиции, повышение прочности при изгибе и растяжении, агрессивостойкости и адгезионных свойств покрытия.
Поставленный технический результат решается использованием композиции, включающей полисульфидный олигомер и ненасыщенную полиэфирную смолу, причем в качестве ненасыщенной полиэфирной смолы она содержит ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-9119, которая представляет собой раствор в стироле (содержание стирола 35-45%) продуктов поликонденсации пропиленгликоля с диметилтерефталатом и малеиновым ангидридом и дополнительно фотоинициатор, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полисульфидный олигомер 5-10;
ненасыщенная полиэфирная смола 100-105; фотоинициатор 3-6.
Сущность изобретения заключается в использовании состава композиции, обеспечивающего высокую скорость отверждения с получением материалов с высокой густотой сшивки и регулярностью строения материалов. Применение метода фотополимеризации существенно сокращает время отверждения композиций. Трехкомпонентный состав позволяет улучшить технологичность приготовления композиции. Использование ненасыщенной полиэфирной смолы ПН-9119, полученной на основе производных терефталевой кислоты, в отличие от ПН-1, синтезированной на основе производных фталевой кислоты, способствует повышению агрессивостойкости покрытия. Использование в составе композиции указанного количества полисульфидного олигомера приводит к образованию в процессе фотоотверждения большого количества свободных радикалов, активно взаимодействующих по реакционным центрам ненасыщенной полиэфирной смолы ПН-9119, что позволяет получать материалы с высокой густотой сшивки. Эластическая фаза полисульфидного олигомера способствует повышению прочности материалов при изгибе и снижению внутренних напряжений в покрытии. Применение в качестве фотоинициаторов, например, Esacur КВ1 (бензилдиметилкеталь), Esacur KIP 100F и Esacur KTО46 позволяет эффективному протеканию процесса фотополимеризации с контролируемыми кинетическими параметрами, а следовательно, с заданными структурой и свойствами покрытия.
При осуществлении заявленного изобретения композиция характеризуется высокой скоростью отверждения и улучшенными технологическими свойствами, а покрытие при длительном контакте с водой и водными растворами кислот и щелочей в обычных условиях имеет более высокие прочность при изгибе и растяжении и изгибе, агрессивостойкость и адгезионные свойства. Как видно из табл. 1 и 2, при содержании полисульфидного олигомера менее 5 мас.ч. снижается прочность покрытия при изгибе и возрастает хрупкость. Использование большего, чем 10 мас.ч., количества полисульфидного олигомера приводит к снижению скорости отверждения композиции, прочности покрытия при растяжении и адгезионных свойств покрытия.
При использовании ненасыщенной полиэфирной смолы в количестве менее 100 мас.ч. снижаются прочность при растяжении и адгезионные свойства покрытия. Увеличение содержания ненасыщенной полиэфирной смолы свыше 105 мас.ч. приводит к снижению прочности при изгибе и возрастанию хрупкости покрытия.
При содержании фотоинициатора менее 3 мас.ч. снижается скорость отверждения композиции, прочность при изгибе и растяжении покрытия. Увеличение количества фотоинициатора свыше 6 мас.ч. приводит к снижению адгезионных свойств покрытия.
В качестве полисульфидного олигомера используются жидкие тиоколы с содержанием SH-групп 2,6-4,0% (ТУ 38.50309-93). Ненасыщенная полиэфирная смола ПН-9119 (ТУ 05758799-134-2005) представляет собой раствор в стироле (содержание стирола 35-45%) продуктов поликонденсации пропиленгликоля с диметилтерефталатом и малеиновым ангидридом. В качестве фотоинициатора используют, например, соединения производства фирмы Ciba: Esacur KB1 (бензилдиметилкеталь), Esacur KIP 100F и Esacur КТО46.
Esacur KB1 (бензилдиметилкеталь) - порошок белого цвета, молекулярная масса 255 г/моль, основные линии поглощения в УФ-области 254-335 нм, растворим в метилметакрилате и стироле
Esacur KIP 100F - смесь олиго-(2-гидрокси-2-метил-1,4-(1-метилвинил)-пропанона) и 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-1-пропанона - прозрачная жидкость, плотность 1,1 г/мл, основные линии поглощения в УФ-области 263-325 нм, растворим в органических растворителях, метилметакрилате и стироле.
Esacur KTО46 - смесь 2,4,6 триметилбензоилдифенилфосфина, 2,4,6-триметилбензофенона и олиго-(2-гидрокси-2-метил-1-(4-(1-метилвинил)-фенил)-пропанона), прозрачная жидкость, плотность 0,998 г/мл, основные линии поглощения в УФ-области 245, 363-378, 400 нм, растворим в органических растворителях, метилметакрилате и стироле.
В качестве источника фотоизлучения применяется дуговая ртутная трубчатая лампа ДРТ-400, характеризующаяся широким диапазоном волн испускания [Ефимкина В.Ф., Сафронов Н.Н. Светильники с газоразрядными лампами высокого давления. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 104 с.].
Для изготовления композиции используется смесительное оборудование, обеспечивающее получение гомогенной суспензии компонентов смеси. Смесь наносится равномерным слоем на основание и отверждается под действием источника фотооблучения.
Испытания отвержденных образцов проводят по известным методикам: разрушающее напряжение при растяжении и изгибе определяли по ГОСТ 9550-81, набухание в агрессивных средах определяли по ГОСТ 2678-80, прочность сцепления с металлом и бетоном по ГОСТ 209-82 и ГОСТ 265789-85, скорость отверждения по ГОСТ 19007-73. Реологические свойства композиции определялись на ротационном вискозиметре «РПЭ-1 м» при скорости сдвига 1 с-1 с использованием измерительной ячейки «цилиндр-цилиндр» при (23±2°С).
Состав и свойства фотоотверждаемой композиции для покрытий приведены в табл.1 и 2.
Пример 1. В смеситель загружают 100 г ненасыщенной полиэфирной смолы, 5 г полисульфидного олигомера и 3 г фотоинициатора. Проводят смешение полученной массы в течение 15 мин. Затем композицию выгружают из смесителя. Нанесение полученного состава на защищаемую поверхность осуществляют с помощью кисти, методом безвоздушного распыления или методом заливки. Отверждение композиции проводится с помощью источника фотоизлучения ДРТ-400 с расстояния 200 мм.
Аналогичным способом готовятся композиции по примерам 2-9, состав которых указан в табл. 1, а свойства - в табл. 2.
Как видно из таблицы 2, наилучшие показатели имеют композиции состава и материалы на их основе по примерам 1-4.
Пример по прототипу. В смеситель загружают 100 г полисульфидного олигомера, 95 г ненасыщенной полиэфирной смолы ПН-1 и 10 г аэросила и проводят диспергирование в течение 20 мин. К полученном массе добавляют 15 г органическою пероксида и проводят смешение в течение 5 мин. Затем в реакционную массу добавляют 3 г 10%-ного раствора нафтената кобальта в стироле и 0,75 г 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенола и проводят смешение в течение 5 мин. Нанесение полученного состава осуществляют методом безвоздушного распыления или методом заливки.
Таким образом, предлагаемая композиция, обладающая высокой скоростью отверждения, обеспечивает получение покрытия с повышенной прочностью при растяжении и изгибе, адгезией к субстратам, гидроизоляционными свойствами, стойкостью к действию растворов кислот и щелочей, технологичностью нанесения. Композиция может использоваться для создания антикоррозионных покрытий.
Фотоотверждаемая композиция для покрытий, включающая полисульфидный олигомер и ненасыщенную полиэфирную смолу, отличающаяся тем, что в качестве ненасыщенной полиэфирной смолы она содержит ненасыщенную полиэфирную смолу ПН-9119, которая представляет собой раствор в стироле (содержание стирола 35-45%) продуктов поликонденсации пропиленгликоля с диметилтерефталатом и малеиновым ангидридом и дополнительно фотоинициатор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Полисульфидный олигомер | 5-10 |
| Ненасыщенная полиэфирная смола | 100-105 |
| Фотоинициатор | 3-6 |
