Композиция для покрытий
Владельцы патента RU 2479609:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)
Изобретение относится к композиции для покрытий, которая может использоваться в условиях высоких поверхностных нагрузок и интенсивного воздействия различных агрессивных сред, в частности при изготовлении модельно-литьевой оснастки и формовании изделий в литьевой промышленности, для защиты печатных плат от воздействия окружающей среды и напольных покрытий. Композиция содержит, мас.%: 19,4-24,30 - сложного полиэфира - полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800, 0,22-1,16 - дициандиамида, 44,76-48,94 - ароматического изоцианата - 4,4'-дифенилметандиизоцианата или полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, 0,99 - красителя и остальное органического растворителя. Технический результат - улучшение технологических и эксплуатационных характеристик композиции, покрытия из которой обладают улучшенной прочностью, химической стойкостью к действию растворов кислот, щелочей и смесей растворителей, повышенной теплостойкостью и гидролитической устойчивостью. 2 табл., 10 пр.
Изобретение относится к области технологии создания одноупаковочных полимерных материалов - циануретанов, получаемых совместным отверждением циансодержащих и гидроксилсодержащих мономеров и олигомеров изоцианатами, используемых в качестве защитного покрытия. Изобретение можно использовать в условиях высоких поверхностных нагрузок, теплового воздействия и интенсивного воздействия различных агрессивных сред, в частности, для защиты печатных плат от воздействия тепла, окружающей среды, различных агрессивных сред; при изготовлении модельно-литьевой оснастки и формовании изделий в литьевой промышленности; для защиты дерева, металла, напольных покрытий и т.д.
Известна полиуретановая композиция для покрытия, состоящая из полиоксипропилентриола с молекулярной массой 4500-5000, полиоксипропилентриола с молекулярной массой 370 или полиоксипропилентриола с молекулярной массой 500, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетата (RU №2192440, C09D 175/08, C09D 175/08, C09D 171:02, 2002.11.10).
Известная композиция является двухупаковочной системой, состоит из форполимерной основы и полиольного отвердителя, что усложняет ее использование.
Известно полиуретановое пленкообразующее для получения покрытий, содержащее полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, N,N-тетрапропанолэтилендиамин и органический растворитель (RU №2236425, C08L 75/08, C08G 18/65, C08G 18/32, C09D 175/08, C09D 175/04, 2004.09.20).
Недостатками указанного состава являются недостаточно высокие прочностные свойства и неустойчивость данного материала к УФ-облучению, что не позволяет применять его в качестве атмосферостойкого наружного покрытия.
Известна композиция для покрытий, включающая простой полиэфирполиол, полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоционата и этилацетат (RU 2073053, С09D 175/08, 1997.02.10).
Недостатками известной композиции являются низкая прочность и недостаточная устойчивость к действию различных агрессивных сред.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является композиция для покрытия содержащая сложный полиэфир-полиэтиленбутиленгликольадипинат с молекулярной массой 2000 и/или полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, ароматический изоцианат - 4,4'-дифенилметандиизоцианат или полиизоцианат, и органический растворитель (RU 2427602, C09D 175/06 29.12.2009).
Недостатками известной композиции являются время отверждения и недостаточная теплостойкость.
Задачей заявляемого изобретения является создание композиции для покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик композиции (снижение времени отверждения, повышение теплостойкости).
Технический результат достигается тем, что композиция для покрытий, содержащая сложный полиэфир - полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, ароматический изоцианат - 4,4'-дифенилметандиизоцианат или полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, и органический растворитель, отличается тем, что она дополнительно содержит дициандиамид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 | 19,4-24,30 |
| дициандиамид | 0,22-1,16 |
| 4,4'-дифенилметандиизоцианат или полиизоцианат | |
| на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата | 44,76-48,94 |
| краситель | 0,99 |
| органический растворитель | остальное |
Отличием заявляемого изобретения от известных является использование дициандиамида в сочетании с сложным полиэфиром и изоцианатом, что позволяет придать композиции высокую теплостойкость, а также увеличивает прочность и химическую стойкость.
Для получения композиции использовали: олигомер марки ПДА-800 - ТУ 38.103287-80; дициандиамид - ГОСТ 6988-73; 4,4'-дифенилметандиизоцианат - ТУ 113-38-176-96; полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - ТУ 113-03-29-22-84; этилацетат и бутилацетат по ГОСТ 22300-76 и толуол по ГОСТ 14710-78; краситель - краситель органический ТИРАЗОЛЬ различных цветов (ТУ 6-36-5763445-40-91, изм. 1-4).
Пример 1
Композицию для покрытия получают по рецептурным компонентам состава 1 табл.1. Для этого в реактор с мешалкой загружают расчетные количества полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и дициандиамида, при перемешивании вводят расчетное количество 4,4'-дифенилметандиизоцианата. Смесь нагревают до 60°С при остаточном давлении 5-15 мм рт.ст. в течение 50-60 минут. По окончании нагревания добавляют растворитель и краситель, перемешивают в течение 3-5 минут до образования однородной массы.
Пример 2. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 2 табл.1.
Пример 3. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 3 табл.1.
Пример 4. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 4 табл.1.
Пример 5. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 5 табл.1.
Пример 6. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 6 табл.1., в качестве изоцианата используют полиизоцианат.
Пример 7. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 6, по рецептурным компонентам состава 7 табл.1.
Пример 8. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 8 табл.1.
Пример 9. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 9 табл.1.
Пример 10. Композицию для покрытия получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 10 табл.1.
Свойства композиций по примерам 1-10 приведены в таблице 2.
В качестве материала образцов для всех видов испытаний использовали стекло марки М5 по ГОСТ 11-2001. Подготовку поверхности образцов для испытаний проводили в соответствии с ГОСТ 8832. Подготовка включала в себя очистку поверхности растворителем (ацетон, уайт-спирит, растворители NN 645, 646, 647, 648). Получаемые покрытия сушили в естественных условиях при относительной влажности воздуха 70-90%. Толщина покрытия во всех случаях составляла 60-80 мкм. Перед испытанием физико-механических свойств образцы выдерживали при комнатной температуре в течение не менее 48 часов, а защитных свойств - не менее 7 суток. Время высыхания до степени 3 определяли по ГОСТ 19007-73. Физико-механические характеристики полимерных пленок при растяжении определяли в соответствии с ГОСТ 263-75 и ГОСТ 11262-80. Стойкость покрытия к воздействию агрессивных жидких сред оценивали по ГОСТ 12020-72. Термостойкость определяли по ГОСТ 6-10-422-78.
| Таблица 2 | |||||||||||
| Свойства реакционных смесей и отвержденных составов | |||||||||||
| Показатели | Составы | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | прототип | |
| Срок хранения, мес | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| Время отверждения, часы | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 | 8 |
| Твердость по Шору А, усл.ед. | 90 | 96 | 94 | 90 | 90 | 93 | 94 | 94 | 90 | 92 | 92 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 59 | 79 | 60 | 56 | 50 | 60 | 79 | 58 | 56 | 54 | 45 |
| Относительное удлинение, % | 45 | 50 | 60 | 60 | 60 | 38 | 50 | 50 | 55 | 58 | 50 |
| Химическая стойкость, % | |||||||||||
| Вода | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 10% NaOH | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | |
| 10% H2SO4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | |
| Этанол | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Смесь растворителей (ацетон 30%, бутилацетат 30%, толуол 40%) | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | - | |
| ДМФА | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | |
| Термостойкость, Тдестр | 240 | 245 | 260 | 260 | 270 | 245 | 245 | 250 | 250 | 260 | 170 |
Из данных таблиц 1-2 следует, что циануретановые составы, полученные с использованием дициандиамида, обладают повышенной теплостойкостью. Введение дициандиамида также увеличивает прочность, гидролитическую устойчивость и стойкость к действию растворов кислот, щелочей и смесей растворителей.
Композиция для покрытий, содержащая сложный полиэфир -полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800, ароматический изоцианат - 4,4'-дифенилметандиизоцианат или полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, и органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дициандиамид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 | 19,4-24,30 |
| дициандиамид | 0,22-1,16 |
| 4,4'-дифенилметандиизоцианат или полиизоцианат | 44,76-48,94 |
| на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата | |
| краситель | 0,99 |
| органический растворитель | остальное |
