Понижающая трение и разравнивающая добавка
Настоящее изобретение относится к модифицированному полиакрилату, содержащему фторированные оксетановые полимерные звенья, функционализированные ненасыщенной дикарбоновой кислотой, и силоксановые звенья. Описана понижающая трение и разравнивающая добавка, характеризующаяся тем, что она включает сополимер, который может быть получен сополимеризацией А) по меньшей мере одного звена фторированного оксетанового полимера, функционализованного ненасыщенной дикарбоновой кислотой, отвечающего формуле I, в которой R1 обозначает звено, полученное из фторированного оксетанового форполимера, обладающего строением II, в котором R обозначает С1-С6алкил, Rf обозначает линейные или разветвленные перфорированные алкильные или изоалкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов С, n обозначает от 1 до 3, x обозначает от 2 до 20; Z обозначает водородный атом или CF3CH2-, или HO-CO-CR3=CR4-CO-, или R1-O-CO-CR3=CR4-CO-, где R1 имеет приведенные выше значения; R2 обозначает водородный атом или R1; R3 и R4 независимо обозначают водородный атом или С1-С6алкил, или фенил; Б) по меньшей мере одного концевого реакционноспособного полисилоксанового звена; В) по меньшей мере одного алкил(мет)акрилатного звена или циклоалкил(мет)акрилатного звена и/или (мет)акриловой кислоты, и/или других звеньев, получаемых из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы. Также описана дисперсия для понижения трения и разравнивания, материал покрытия, печатная краска или пластическая масса, включающие указанную выше добавку. Технический результат - добавка, обладающая улучшенными поверхностными свойствами, такими как высокая способность предотвращать образование рябизны, низкий коэффициент трения, хорошая адгезия, демонстрирующая хорошее подавление пенообразования. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к новому модифицированному полиакрилату, содержащему фторированные оксетановые (Фокс) полимерные звенья, функционализованному ненасыщенной дикарбоновой кислотой, и силоксановые звенья, и к его применению в качестве понижающей трение и разравнивающей добавки и предотвращающей образование рябизны добавки для различных применений.
В течение десятилетий органически модифицированные полисилоксаны успешно используют в качестве понижающих трение и разравнивающих добавок в промышленности материалов покрытий и полиграфии. Полимеры на силоксановой основе проявляют многие необходимые свойства, включая низкие поверхностные энергии, высокую гибкость, низкую токсичность и биосовместимость. На более позднем этапе были введены полиакрилаты с перфторуглеродными боковыми цепями. Фторсополимеры оказываются выгодными для многих применений благодаря их стойкости против теплового старения, химической стойкости, низкой поверхностной энергии и гидрофобному характеру. Эти свойства делают фторсополимеры особенно хорошо подходящими для применения в покрытиях и красках, и они хорошо воспринимаются на рынке как эффективные поверхностно-активные добавки для понижения поверхностного натяжения жидких сред, что гарантирует смачивание подложки и способность предотвращать образование рябизны. Совмещение в одной молекуле уникальных свойств как фторированных полимеров, так и полисилоксанов позволяет создавать интересные новые материалы.
Сочетание как полисилоксановых, так и перфторалкильных остатков в полиакриловой структуре объединяет их благотворное влияние, обуславливающее низкий коэффициент трения, превосходное скольжение, предотвращение образования рябизны и полное смачивание подложки. Одновременно эти новые добавки не должны демонстрировать проблемы межслойной адгезии, а также не должны обуславливать стабильное пенообразование.
В US 6710127 (фирма Вyk) описана разравнивающая добавка, которая представляет собой разветвленный полимер, включающий полимерную главную цепь молекулы, в которую предварительно внедряют макромономерные звенья, такие как полидиметилсилоксаны или перфторалкилакрилаты.
В заявке WO 03/033603 (фирма Ciba), соответствующей заявке US 2004236007, описано применение в качестве разравнивающей добавки или средства против рябизны полимера, причем упомянутый полимер включает звенья некоторых остатков эфиров ненасыщенных дикарбоновых кислот с некоторыми фторированными звеньями. Предпочтительные сомономеры включают алкил(мет)акрилатные звенья и/или (мет)акриловую кислоту, и/или другие винильные соединения. В WO 03/033603 не упоминается мономерное звено, содержащее концевой реакционноспособный полисилоксан.
Международная публикация WO 2006125731 (фирма Ciba) относится к понижающей трение и разравнивающей добавке, характеризующейся тем, что она включает сополимер, который получают сополимеризацией
А по меньшей мере одного звена моно- или диперфторэфира ненасыщенной
дикарбоновой кислоты;
Б по меньшей мере одного концевого реакционноспособного полисилоксанового звена;
В по меньшей мере одного алкил(мет)акрилатного звена или циклоалкил(мет)акрилатного звена и/или (мет)акриловой кислоты, и/или других звеньев, получаемых из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы.
В WO 01/48051 (фирма Omnova) описаны монофункционализованные полифтороксетаны, у которых функциональные группы включают (мет)акрилатные, аллиловые, меламиновые, аминовые, ацетилацетатные, эпоксидные, силиловые или изоцианатные группы.
Объектом US 5650483 (фирма Aerojet-General Corp.) являются новые фторированные полимеры и форполимеры, дериватизированные из монозамещенных оксетановых мономеров, содержащих фторированные алкоксиметиленовые боковые цепи, и способ получения этих композиций.
Все еще существует потребность в улучшенных понижающих трение и разравнивающих добавках, обладающих улучшенными поверхностными свойствами, такими как высокая способность предотвращать образование рябизны, низкий коэффициент трения, хорошая адгезия между покрытиями, и, кроме того, демонстрирующих хорошее подавление пенообразования.
Было установлено, что модифицированные полиакрилаты, содержащие фторированные оксетановые (Фокс) полимерные звенья, функционализованные ненасыщенной дикарбоновой кислотой и дополнительно включающие звенья моноэтиленовоненасыщенного полидиметилсилоксана, представляют собой весьма приемлемые понижающие трение и разравнивающие добавки. При этом достигают улучшенных понижающих трение свойств, если сравнивать с разравнивающими добавками, содержащими звенья перфторэфира ненасыщенной дикарбоновой кислоты, как это изложено в WO 03/033603.
Соответственно, объектом настоящего изобретения является понижающая трение и разравнивающая добавка, характеризующаяся тем, что она включает сополимер, который может быть получен сополимеризацией
А по меньшей мере одного звена фторированного оксетанового полимера,
функционализованного ненасыщенной дикарбоновой кислотой;
Б по меньшей мере одного концевого реакционноспособного
полисилоксанового звена;
В по меньшей мере одного алкил(мет)акрилатного звена или
циклоалкил(мет)акрилатного звена и/или (мет)акриловой кислоты, и/или других звеньев, получаемых из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы.
Преимущество
Применение понижающей трение и разравнивающей добавки в соответствии с изобретением характеризуется такими достоинствами, как низкий коэффициент трения, превосходное скольжение, полное смачивание обрабатываемого материала. Это помогает предотвратить образование оспин и "булавочных проколов" с достижением гладкого и/или одинаково выравненного красочного слоя, без "апельсиновой корки", что приводит к улучшенному внешнему виду сухого слоя. Кроме того, образование микротрещин по кромке, чувствительность к тяге воздуха, "рыбьи глаза" и/или другие эффекты выпотевания раствора жидкой смолы во время стадии сушки могут быть устранены или по меньшей мере значительно уменьшены.
Более того было установлено, что такая понижающая трение и разравнивающая добавка проявляет низкую способность к пенообразованию. Все это может быть достигнуто без ущерба для перекрывания сухого слоя.
Определения
Фторированные оксетановые полимеры, функционализованные ненасыщенной дикарбоновой кислотой, представляют собой моно- или диэфиры и могут быть проиллюстрированы формулой I,
в которой
R1 обозначает звено, полученное из фторированного оксетанового форполимера, обладающего строением II 
в которой R обозначает C1-С6алкил, Rf обозначает линейные или разветвленные перфторированные алкильные или изоалкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов С, n обозначает от 1 до 3, х обозначает от 2 до 20; Z обозначает водородный атом или CF3CH2-, или HO-CO-CR3=CR4-СО-, или R1 -O-CO-CR3=CR4-CO-, где R1 имеет приведенные выше значения;
R2 обозначает водородный атом или R1;
R3 и R4 независимо обозначают водородный атом или C1-С6алкил, или фенил.
В предпочтительном варианте R3 и R4 обозначают водородный атом, a R обозначает метил или этил.
Фторированные оксетановые форполимеры и их получение представлены в US 5650483 или технически доступны на фирме Omnova Solutions Inc. под торговым наименованием Polyfox.
В предпочтительном варианте Rf обозначает -CF3, -CF2-CF3, -CF2-CF2-CF3, более предпочтительно -CF3, -CF2-CF3.
В предпочтительном варианте n обозначает 1, а х обозначает от 6 до 20.
Очень хороших результатов добиваются, когда используют сополимер, в котором по меньшей мере 50%, предпочтительно от 70 до 100%, фторированных звеньев сополимера отвечают формуле I.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения по меньшей мере 50%, предпочтительно от 90 до 100%, соединений формулы I представляют собой моноэфиры (R2 обозначает Н).
Преимущество применения сополимера с высоким содержанием сложных моноэфиров связано с простотой получения таких сложных эфиров. Другое преимущество такого полимера заключается в том факте, что водорастворимость ему может быть сообщена эффективным образом, посредством нейтрализации оставшихся групп СО2Н.
Приемлемые ненасыщенные дикарбоновые кислоты как мономеры включают, например, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, метилмалеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, метилфумаровую кислоту и их соли щелочных металлов. Предпочтительна малеиновая кислота.
Концевое реакционноспособное полисилоксановое соединение обладает по меньшей мере одной способной полимеризоваться ненасыщенной группой, такой как акрилоксигруппа, метакрилоксигруппа, винильная группа, пропенильная группа, бутадиенильная группа, стирильная группа, этинильная группа, малеатная группа и акриламидная группа.
Принимая во внимание легкодоступность, предпочтительны полидиметилсилоксановые соединения.
Концевой реакционноспособный полисилоксан может быть получен по известному методу или он технически доступен. Примерами технических продуктов, которые могут быть приведены, служат Silaplane FM-0711, FM-0721, FM-0725, FM-0511, FM-0521, FM-0525, ТМ-0701, ТМО701Т (выпускаемые на фирме Chisso Corp.), SLM 446008-15, SLM 446008-50, SLM 446008-65, SLM 446014-15, SLM 446014-65 (выпускаемые на фирме Wacker Chemie GmbH) и т.п.
Для получения реакционноспособных полисилоксанов монофункциональное кремнийорганическое соединение с группой -ОН, например из тех, которые технически доступны под торговыми наименованиями Silaplane FM-0411, FM-0421, FM-0425, FM-D411, FM-D421, FM-D425, FM-DA11, FM-DA21, FM-DA25 (выпускаемые на фирме Chisso Corp.), можно вводить в реакцию с соединением, обладающим способной полимеризоваться ненасыщенной группой, как это указано выше, например, реакцией с (мет)акрилоилхлоридом, аллилхлоридом, или их эстерификацией (мет)акриловой кислотой или малеиновой кислотой.
Примерами монофункциональных групп -ОН являются
3-(2'-гидроксиэтокси)пропил, 3-(2'-этил-2'-гидроксиметил-3-гидрокси)пропил и 3-(2'-гидрокси-3'-изопропиламино)пропил.
Алкил(мет)акрилатные или циклоалкил(мет)акрилатные звенья и/или (мет)акриловая кислота, и/или другие звенья, получаемые из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы, представляют собой, например, стирол, н-пропилметакрилат, 2-метилциклогексилметакрилат, этиленгликольмонометакрилат, трет-бутилакрилат, изобутилметакрилат, изобутилакрилат, о-крезилметакрилат, трет-бутилметакрилат, н-бутилакрилат, н-бутилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, изопропилметакрилат, 3-метил-1-пентилакрилат, октилакрилат, тетрадецилакрилат, втор-бутилакрилат, втор-бутилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, 2-этилгексилметакрилат, 2-метоксиэтилакрилат, фенилакрилат, циклогексилакрилат, циклогексилметакрилат, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 1,3-бутадиен, изопрен, винилпирролидон, акрилонитрил, метакрилонитрил, винилимидазол и винилпиридин, п-метилстирол, 3,4-диметилстирол, м-этилстирол, п-бутилстирол, о-метоксистирол, п-метоксистирол, 2,6-диметоксистирол, изопропилвиниловый эфир, изобутилвиниловый эфир, винил-2-метоксиэтиловый эфир, н-гексилвиниловый эфир, 2-этилбутилвиниловый эфир, н-октадецилвиниловый эфир, альфа-метилвинилэтиловый эфир, циклогексанолвиниловый эфир, виниловый эфир бензилового спирта, винилфениловый эфир, винилацетат, винилметоксиацетат, винилизобутират, винилолеат, винилбензоат, винилоктилфталат. Особенно предпочтительны алкил(мет)акрилаты и циклоалкил(мет)акрилаты, включая н-пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, втор-бутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, этилгексил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат) и (мет)акриловую кислоту.
Понижающая трение и разравнивающая добавка в соответствии с изобретением может, например, представлять собой статистический сополимер, чередующийся сополимер или блок-сополимер. Предпочтительным сополимером является статистический сополимер.
Предпочтительная понижающая трение и разравнивающая добавка характеризуется тем, что она включает сополимер, который может быть получен сополимеризацией
А по меньшей мере одного звена фторированного оксетанового полимера, функционализованного малеиновой кислотой;
Б моно(мет)акрилового функционального полидиметилсилокса на или мономалеинового функционального полидиметилсилоксана и
В алкил(мет)акрилатного звена, циклоалкил(мет)акрилатного звена или стирольного звена, преимущественно алкил(мет)акрилатного звена или циклоалкил(мет)акрилатного звена.
Применение
Понижающая трение и разравнивающая добавка в соответствии с изобретением может быть использована для самых различных целей, например в материалах покрытий, красках и в пластмассах.
Примерами являются водные системы (например, эмульсионные лаки, такие как лаки на основе полиуретана, алкидных смол, акрилатных смол, сложного полиэфира-меламиновых смол), способные к восстановлению водой систем (2К-полиуретановые, алкидные, акриловые, эпоксидные, винильные сополимеры), системы на основе растворителей (органических) (например, на полиуретановой основе, на алкидно/меламиновой или сложного полиэфира/меламиновой основе печной сушки, на основе эпоксидов, алкидных смол воздушной сушки, нитроцеллюлозы, АБЦ (ацетобутирата целлюлозы), ненасыщенных сложных полиэфиров, акрилатных, силиконовых смол, отверждаемых УФ/пучками электронов смол, винильных сополимеров, хлорированного каучука) и пластмассовые композиции (отверждаемые нагревом или в комнатных условиях ненасыщенные сложные полиэфиры, эпоксидные смолы, полиуретаны, поливинилхлорид).
Понижающая трение и разравнивающая добавка в соответствии с изобретением может содержаться в продукте (например, в таком, как указанные выше) в широком диапазоне концентраций, из которых специалист в данной области техники в состоянии определить приемлемую концентрацию для конкретного применения.
Когда понижающую трение и разравнивающую добавку используют в системах на основе воды или органических растворителей, очень хороших результатов достигают с продуктом, включающим
А от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 2,5 мас.%, более
предпочтительно от 0,4 до 1,5 мас.%, фторированного оксетанового
полимера, функционализованного ненасыщенной дикарбоновой кислотой;
Б от 1 до 20 мас.%, предпочтительно от 1 до 10 мас.%, более предпочтительно от 1 до 5 мас.%, концевого реакционноспособного полисилоксанового соединения,
В от 50 до 99 мас.% алкил(мет)акрилатных звеньев и/или (мет)акриловой кислоты, и/или другого звена, получаемого из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы.
Сополимер в соответствии с изобретением или сополимер, используемый в соответствии с изобретением, в предпочтительном варианте обладает среднечисленной молекулярной массой в интервале от 1000 до 50000 г/моль, более предпочтительно в интервале от 2000 до 20000 г/моль, например в интервале от 2500 до 4000 г/моль.
Очень хороших результатов также добиваются с сополимером, обладающим полидисперсностью (Mw/Mn) в интервале от 1 до 4, например от 1,1 до 2.
Понижающая трение и разравнивающая добавка может представлять собой "живой" сополимер, например полученный анионной полимеризацией, по механизму переноса атома, по методам с нитроксидным медиатором или другим методам регулируемой полимеризации. Преимуществом "живого" сополимера является его получаемая с заданными свойствами молекулярная структура в сочетании с более узким молекулярно-массовым распределением, приводящими к уменьшенным диапазонам плавления и более низким вязкостям.
Очень хороших результатов достигают также с сополимером в виде жидкости или твердого вещества (например, порошка), который растворим в органическом растворителе или в воде или которому придают водорастворимость путем нейтрализации кислотных остатков. Такая система особенно приемлема для систем на водной основе. Приемлемые для нейтрализации кислотных остатков нейтрализующие агенты представляют собой, например, диметилэтаноламин, аммиак, другие первичные, вторичные и третичные амины и щелочные гидроксиды. Преимущество применения летучего аминового нейтрализующего агента заключается в том, что во время стадии сушки красочного слоя аминовый нейтрализующий агент испаряется, оставляя после себя более водостойкий сополимер.
В принципе сополимер в соответствии с изобретением может быть получен любым путем, например по методам термической свободнорадикальной, регулируемой свободнорадикальной, анионной и катионной полимеризацией, применение которых специалисту в данной области техники известно.
Используемые мономеры обычно технически доступны и/или могут быть легко получены в соответствии с методами, известными специалистам в данной области техники.
С целью получить разравнивающую добавку по изобретению мономеры В сополимеризуют с мономерами А и Б, например, с использованием термической статистической полимеризации в растворе или с использованием регулируемой полимеризации.
Объектом изобретения являются, кроме того, композиции, включающие понижающую трение и разравнивающую добавку в соответствии с изобретением.
Такая композиция может, в частности, далее включать один или несколько пигментов, например выбранных из группы, включающей фталоцианины, углеродную сажу, диоксид титана, оксиды двухвалентного железа, алюмосиликаты, хинакридоны, антрохиноны, дикетопирролопиррол, бензимидазолоны и изоиндолиноны, один или несколько твердых разбавителей, например карбонат кальция, сульфат бария, диоксид кремния, тригидроксид алюминия, органические волокна, стекло и необязательно один или несколько диспергаторов, например полиуретановых диспергаторов, сложнополиэфирных диспергаторов, полиакрилатных диспергаторов, простых полиэфирных производных, жирнокислотных производных, алкилсульфатов.
Понижающие трение и разравнивающие добавки по изобретению могут быть очень эффективно использованы в дисперсии, включающей от 0 до 85 мас.%, предпочтительно от 3 до 70%, пигмента и/или твердого разбавителя, от 0,1 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 2%, сополимера в соответствии с изобретением, от 10 до 95 мас.%, предпочтительно от 25 до 40%, смолы, от 0 до 90 мас.%, предпочтительно от 20 до 50%, воды и/или неводной жидкости и от 0 до 15 мас.%, предпочтительно 1 до 5%, диспергатора.
Изобретение далее проиллюстрировано некоторыми примерами.
Эксперименты
1. Получение концевого реакционноспособного перфорированного оксетанового звена (промежуточный продукт)
Промежуточный продукт А
В азотной атмосфере малеиновый ангидрид (7 г, 2 экв) Polyfox 636 (Mn~1100 г/моль, 40 г, 1 экв), ксилол (5 г) и Tinstab BL-277 (каталитический) загружали в реактор при комнатной температуре и выдерживали при 120°С в течение 20 мин. Эту смесь нагревали до 110°С. По прошествии трех часов в виде бесцветного масла получали промежуточный продукт А.
Аналогичным образом получали промежуточный продукт Б.
Промежуточный продукт Б
5,52 г малеинового ангидрида, 40,0 г Polyfox 656 (Mn~1400 г/моль), бесцветное масло.
Промежуточный продукт В
В азотной атмосфере малеиновый ангидрид (2,2 г, 1,1 экв), Polyfox AT 1090 (Mn~1950 г/моль, 42 г, 1 экв), метоксипропилацетат (5 г) и Tinstab BL-277 (каталитический) загружали в реактор при комнатной температуре и нагревали до 100°С. По прошествии четырех часов смесь охлаждали и добавляли 40 г метоксипропилацетата. Промежуточный продукт В получали в виде желтоватой жидкости.
Технически доступные материалы Polyfox:
Polyfox 636: фторированный поверхностно-активный диол
со средним Mn примерно 1100 г/моль, получаемый на фирме Omnova
Polyfox 656: фторированный поверхностно-активный диол
со средним Mn примерно 1400 г/моль, получаемый на фирме Omnova
Polyfox AT 1090 фторированный поверхностно-активный одноатомный спирт со средним Mn
примерно 1950 г/моль, получаемый на фирме Omnova
2. Получение понижающей трение и разравнивающей добавки
Сравнительный пример в соответствии с WO 03/033603.
Ксилол (29,5 г) в азотной атмосфере загружали в реактор и нагревали для кипячения с обратным холодильником (140°С). В течение 3 ч дозировали предварительно приготовленную смесь, содержавшую 53,33 г н-бутилакрилата, 14,79 г изобутилметакрилата, 0,54 г продукта Zonyl Ba-L-maleate и 1,37 г дитрет-бутилпероксида. После добавления этой предварительно приготовленной смеси реакцию проводили в течение 3 ч при 140°С. Добавлением ксилола содержание твердого вещества доводили до 70% с получением бесцветной прозрачной жидкости.
Zonyl BA-L представляет собой смесь линейных фторспиртов RfCH2CH2OH с Rf, обозначающим C4F9, <4%, C6F13 50±3%, C8F17 29±2%, C10F21 11±2% и фторированных соединений ≥C12F25 меньше 6%. Средняя MW смеси составляет 443 г/моль; эту смесь выпускают на фирме DuPont.
Примеры в соответствии с изобретением
В азотной атмосфере ксилол (29,0 г) загружали в реактор и нагревали до кипячения с обратным холодильником (140°С). В течение 3 ч дозировали предварительно приготовленную смесь, содержавшую 53,33 г н-бутилакрилата, 14,79 г изобутилметакрилата, 0,56 г промежуточного продукта А, 1,40 г продукта Silaplane FM-0721 и 1,37 г дитрет-бутилпероксида. После добавления этой предварительно приготовленной смеси реакцию проводили в течение 3 ч при 140°С. Добавлением ксилола содержание сухого вещества доводили до 70% с получением бесцветной прозрачной жидкости.
| Композиции экспериментов с 1 по 4 | ||||||
| 1 | 2 | 2а | 3 | 3а | 4 | |
| ксилол | 29,00 | 29,00 | 29,00 | 29,00 | 29,00 | 29,00 |
| н-бутилакрилат | 53,33 | 53,33 | 53,33 | 53,33 | 53,33 | 53,33 |
| изобутилакрилат | 14,79 | 14,79 | 14,79 | 14,79 | 14,70 | 14,79 |
| дитрет-бутилпероксид | 1,37 | 1,37 | 1,37 | 1,37 | 1,37 | 1,37 |
| промежуточный продукт А | 0,56 | 0,56 | 1,68 | |||
| Промежуточный продукт Б | 0,56 | 1,04 | ||||
| Промежуточный продукт В | 1,00 | |||||
| Silaplane FM-0721 | 1,40 | 1,40 | 1,40 | 1,40 | 1,40 |
Silaplane FM-0721 представляет собой монометакриловый функциональный олисилоксан со средним Mn примерно 5000 г/моль, получаемый на фирме CHISSO CORPORATION.
Результаты применения:
Устойчивость к образованию рябизны
А Устойчивость к образованию рябизны в 2-упаковочной ПУ композиции
1) Состав 2-упаковочной ПУ композиции
| Таблица 1 | ||
| 2-упаковочная ПУ система/двухкомпонентный ПУ как материал покрытия | (г) | |
| 1) | Synthalat А 150 (полиуретан, доступный на фирме Synthapol) | 83,5 |
| 2) | Голубое красящее вещество (г) | 1,4 |
| 3) | Бутилацетат (г) | 10,4 |
| 4) | EFKA-2018 (г) (пеногаситель) | 4,7 |
| Всего | 100,0 |
Продукты с 1 по 3 объединяют и подвергают встряхиванию в течение 5 мин в шейкере Skandex.
После встряхивания добавляют компонент 4 и перемешивают шпателем до образования гомогенной смеси.
2) Композиции для испытания модифицированной силиконом акриловой понижающей трение и разравнивающей добавки
| Таблица 2 | ||||||
| Образец | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Добавочный компонент (%) | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | |
| 1 | 2-упаковочная ПУ (г) | 74,00 | 73,63 | 73,26 | 72,89 | 72,52 |
| 2 | Экспериментов с 1 по 4 (г) | 0,00 | 0,50 | 1,00 | 1,50 | 2,00 |
| 3 | Desmodur N 75 (г), полиизоцианатная смола | 26,00 | 25,87 | 25,74 | 25,61 | 25,48 |
| Всего | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 |
Компоненты с 1 по 3 перемешивают шпателем до образования гомогенной смеси.
3) Применение, с использованием образцов с 1 по 5 получали тонкие слои (75 мкм)
4) Результаты
Таблица 3. 1 означает отсутствие рябизны; 8 означает массовую рябизну.
| Таблица 3 | |||||
| образец | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0% | 0,5% | 1,0% | 0,5% | 2,0% | |
| Сравнит. по WO 03033603 | 8 | 6 | 5 | 5 | 8 |
| Эксп.1 (без Silaplane) | 8 | 5 | 4 | 4 | 6 |
| Эксп.2, промежут.А, 0,56 | 8 | 5 | 4 | 2 | 3 |
| Эксп.2а, промежут.А, 1,68 | 8 | 5 | 4 | 3 | 2 |
| Эксп.3, промежут.Б, 0,56 | 8 | 5 | 3 | 2 | 1 |
| Эксп.3а, промежут.Б, 1,04 | 8 | 5 | 4 | 3 | 2 |
| Эксп.4, промежут.Б, 1,00 | 8 | 4 | 2 | 3 | 4 |
Стабилизация против пенообразования и коэффициент трения
А Эксплуатационные свойства в эмали печной сушки
1) Состав эмали печной сушки
| Таблица 1 | ||
| Эмаль печной сушки | (г) | |
| 1 | Vialkyd АС 451 | 70,5 |
| 2 | Maprenal MF 650 | 19,0 |
| 3 | Бутилацетат | 10,5 |
| Всего | 100,0 |
Продукты с 1 по 3 перемешивают до образования гомогенной смеси.
2) Композиции для испытания модифицированной силиконом акриловой понижающей трение и разравнивающей добавки
| Таблица 2 | ||
| 1) | Эмаль печной сушки (г) | 99,70 |
| 2) | Экспериментов с 1 по 4 (г) | 0,30 |
Компоненты 1 и 2 перемешивали 30-минутным встряхиванием в шейкере Skandex.
3) Результаты пенообразования
| Таблица 3 | ||||||||
| Визуальное наблюдение пены; 1 означает отсутствие пены, 8 означает массу пены | ||||||||
| 0,30% | Контрольный | Сравн. | Эксп.1 | Эксп.2 | Эксп.2а | Эксп.3 | Эксп.3а | Эксп.4 |
| 0 мин | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 5 мин | 7 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 10 мин | 5 | 5 | 5 | 7 | 7 | 7 | 7 | 6 |
| 15 мин | 4 | 3 | 3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 20 мин | 2 | 1 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 |
| 25 мин | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 |
| 30 мин | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| 35 мин | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
4) Нанесение тонких слоев
Когда вся пена исчезает, на пластиковую пленку наносят тонкие слои 75 мкм.
Тонкие слои обдувают в течение 10 мин.
Горячую сушку осуществляют в течение 30 мин при 135°С.
5) Результаты определения коэффициента трения (КОТ)
Динамическое трение определяли в двадцати разных точках.
Средние коэффициенты трения (КОТ)
| Динамический КОТ | Сравнительный | Эксп.1 | Эксп.2 | Эксп.3 | Эксп.4 | |
| 1 | 0,3% добавки | 0,59 | 0,41 | 0,25 | 0,27 | 0,32 |
6) Определение поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение определяют по методу с висящей каплей.
| Таблица 5 | |
| Результаты определения поверхностного натяжения | |
| Поверхностное натяжение (мН/м) | |
| Эксп.1 | 28 |
| Эксп.2 | 22 |
| Эксп.2а | 21 |
| Эксп.3 | 20 |
| Эксп.3а | 22 |
| Эксп.4 | 20 |
1. Понижающая трение и разравнивающая добавка, характеризующаяся тем, что она включает сополимер, который может быть получен сополимеризацией
А) по меньшей мере одного звена фторированного оксетанового полимера, функционализованного ненасыщенной дикарбоновой кислотой, отвечающего формуле I
в которой R1 обозначает звено, полученное из фторированного оксетанового форполимера, обладающего строением II
в котором R обозначает С1-С6алкил, Rf обозначает линейные или разветвленные перфорированные алкильные или изоалкильные группы, содержащие от 1 до 20 атомов С, n обозначает от 1 до 3, x обозначает от 2 до 20; Z обозначает водородный атом или CF3CH2-, или HO-CO-CR3=CR4-CO-, или
R1-O-CO-CR3=CR4-CO-, где R2 имеет приведенные выше значения;
R2 обозначает водородный атом или R1;
R3 и R4 независимо обозначают водородный атом, или С1-С6алкил, или фенил;
Б) по меньшей мере одного концевого реакционно-способного полисилоксанового звена;
В) по меньшей мере одного алкил(мет)акрилатного звена или циклоалкил(мет)акрилатного звена и/или (мет)акриловой кислоты, и/или других звеньев, получаемых из винильных соединений, которые могут образовывать радикалы.
2. Понижающая трение и разравнивающая добавка по п.1, у которой Rf обозначает -CF3 или -CF2-CF3, n обозначает 1, x обозначает от 6 до 20, R3 и R4 обозначают водородный атом, a R обозначает метил или этил.
3. Понижающая трение и разравнивающая добавка по п.1, у которой по меньшей мере 50%, предпочтительно от 90 до 100%, фторированных мономерных звеньев А представляют собой моноэфиры (R2 обозначает Н).
4. Понижающая трение и разравнивающая добавка по п.1, которая может быть получена полимеризацией
A) по меньшей мере одного звена фторированного оксетанового полимера, функционализованного малеиновой кислотой;
Б) моно(мет)акрилового функционального полидиметилсилоксана или мономалеинового функционального полидиметилсилоксана и
B) алкил(мет)акрилатного звена, циклоалкил(мет)акрилатного звена или стирольного звена, преимущественно алкил(мет)акрилатного звена или циклоалкил(мет)акрилатного звена.
5. Материал покрытия, печатная краска или пластическая масса, включающая понижающую трение и разравнивающую добавку по п.1, пигмент и необязательно диспергатор.
6. Дисперсия для понижения трения и разравнивания, включающая от 0 до 85 мас.% пигмента и/или твердого разбавителя, от 0,1 до 5 мас.% сополимера по п.1, от 10 до 95 мас.% смолы, от 0 до 90 мас.% воды и/или неводной жидкости и от 0 до 15 мас.% диспергатора.
7. Применение сополимера, который может быть получен по п.1, в качестве понижающей трение и разравнивающей добавки.
8. Применение сополимера, который может быть получен по п.1, в качестве понижающей трение и разравнивающей добавки для материалов покрытий, печатных красок и пластмасс.
