Полиуретановая композиция для покрытий

Авторы патента:

Бакирова Индира Наилевна (RU)

Митрофанова Светлана Евгеньевна (RU)

Галкина Наталья Викторовна (RU)

Розенталь Наталия Александровна (RU)

Пасерб Мария Александровна (RU)

Самуилов Яков Дмитриевич (RU)

C09D175/08 - из простых полиэфиров

C08G18/76 - ароматические

C08G18/72 - полиизоцианаты или полиизотиоцианаты

C08G18/32 - полиоксисоединения; полиамины; оксиамины

C08G18/30 - низкомолекулярные соединения

Владельцы патента RU 2534773:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (RU)

Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла. Полиуретановая композиция для покрытий содержит полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и растворитель. В качестве полиола она содержит 2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан. Техническим результатом изобретения является уменьшение времени отверждения композиции, улучшение ее экологичности за счет снижения количества вводимого полиизоцианата, повышение твердости покрытия, его водостойкости, бензостойкости, нефтестойкости, маслостойкости, а также термостойкости покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 8-10°C или 4%, температура потери 50% массы на 25-27°C или 8%. 1 табл., 8 пр.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дибутилдилаурат олова, дифенилолпропан и растворитель, в качестве растворителя она содержит ацетон при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000	30-70
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	65-70
дибутилдилаурат олова	0,1-0,2
дифенилолпропан	70-30
ацетон	125

см. RU Патент №2393189, МПК C09D 175/08(2006. 01), C08G 18/65(2006. 01), C08G 18/32(2006. 01), C08G 18/24(2006. 01), 2010.

Недостатком данной композиции является многокомпонентность, пониженная термостойкость покрытия.

Наиболее близкой по технической сущности является полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетат, в качестве полиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	100-200
этилацетат	100-200

см. RU Патент №2073053, МПК 6 C09D 175/08, 1997.

Недостатком данной композиции является длительное время отверждения, высокое содержание в композиции токсичного полиизоцианата, низкая твердость, водо-, бензо-, нефте-, маслостойкость покрытия и недостаточная его термостойкость.

Задачей изобретения является получение композиции для покрытий с меньшим временем отверждения композиции, меньшим содержанием в композиции полиизоцианата, повышенной твердостью, водо-, бензо-, нефте-, маслостойкостью и термостойкостью покрытия.

Техническая задача решается тем, что полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и растворитель, в качестве полиола она содержит 2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан

100

полиизоцианат на основе

4,4'-дифенилметандиизоцианата	57-79
растворитель	106-120

Решение технической задачи позволяет уменьшить время отверждения композиции в 12 раз, улучшить экологичность композиции за счет снижения до 3,5 раз количества вводимого полиизоцианата, повысить твердость покрытия до 2 раз, водостойкость в 5-7 раз, бензостойкость до 200 раз, нефтестойкость до 190 раз, маслостойкость до 75 раз, повысить термостойкость покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 8-10°C или 4%, температура потери 50% массы на 25-27°C или 8%.

Характеристика веществ, используемых в композиции:

-2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан, бесцветная вязкая жидкость, гидроксильное число 220-235 мг КОН/г, Sigma-Aldrich, США, см. http://www.sigmaaldrich.com, Bisphenol A ethoxylate, MSDS;

- полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата торговой марки Суризон или Суризон П 85 по ТУ 113-03-29-22-84.

Растворитель:

- этилацетат по ГОСТ 8981-78;

- бутилацетат по ГОСТ 8981-78;

- циклогексанон по ТУ 2633-011-44493179-98;

- сольвент нефтяной по ГОСТ 10214-78.

Пример 1 (по прототипу), мас.ч.:

Полиоксипропилентриол молекулярной массы 3600 (выпускается под торговой маркой «Лапрол 3600-2-12», см. ТУ 2226-015-10488057-94) в количестве 100 загружают в емкость с мешалкой, добавляют этилацетат 100, перемешивают и вводят полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон в количестве 100, перемешивают в течение 3-х часов до содержания NCO-групп не менее 10%. Композицию наносят на стекло, металл, дерево, бетон.

Пример 2 (по заявляемому объекту)

Композицию для покрытий получают путем смешения компонентов при следующем соотношении, мас.ч.:

2,2-Бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан 100 загружают в емкость с мешалкой, добавляют растворитель, в качестве которого используют этилацетат 120, перемешивают и вводят полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон в количестве 79, перемешивают в течение 20 минут до содержания NCO-групп не менее 10%. Композицию наносят на стекло, металл, дерево, бетон.

Соотношения компонентов по примерам конкретного выполнения приведены в таблице.

Пример 3

Композицию получают аналогично примеру 2, но используют другой растворитель.

Пример 4

Композицию получают аналогично примеру 2, но используют смесь растворителей циклогексанона и сольвента нефтяного в количестве 120 мас.ч.

Пример 5

Композицию получают аналогично примеру 2, но используют другое количество растворителя и полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата.

Примеры 6,7

Композицию получают аналогично примеру 4, но используют другое количество смеси растворителей и полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата.

Пример 8

Покрытия на основе полиуретановой композиции по заявляемому объекту и прототипу получают на стальной, стеклянной, жестяной пластинах. Пленку на основе полиуретановой композиции получают путем нанесения композиции на пластину из фторопласта, после отверждения пленки ее отделяют от пластины и проводят испытания.

Физико-механические испытания образцов покрытия на пластинах и в виде пленки на основе полиуретановой композиции:

Время отверждения композиции определяют по отсутствию прилипания листа бумаги к покрытию на стальной пластине согласно ГОСТ 19003-73.

Относительную твердость покрытия на стеклянной пластине определяют по отношению к твердости стекла на маятниковом приборе марки МЭ-3 по ГОСТ 5233-67.

Адгезию определяют методом решетчатых надрезов покрытия на стальной пластине согласно ГОСТ 15140-78.

Прочность при ударе покрытия на стальной пластине определяют на приборе У-1А согласно ГОСТ 4763-73.

Прочность пленки при изгибе определяют путем сгибания пластины из жести с нанесенным на нее покрытием вокруг цилиндрического стержня определенного диаметра согласно ГОСТ 52740-2007.

Испытания пленки на водо-, бензо-, нефте-, маслостойкость определяют по равновесной степени набухания (см. таблицу).

Равновесную степень набухания пленки определяют по массе жидкости (воды, бензина, нефти или трансформаторного масла), поглощенной пленкой, согласно ГОСТ 7516.

Термостойкость пленки оценивают по значениям начальной температуры разложения (Т_нач.,°C), и температуры потери 50% массы (Т_50%,°C), определяемых по данным термогравиметрического анализа при скорости нагревания 2°C/мин в соответствии с ГОСТ 29127-91.

Свойства покрытия по примерам 1-8 приведены в таблице.

Согласно приведенным в таблице данным физико-механических испытаний покрытия, заявленная полиуретановая композиция может быть использована в качестве защитного покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявленная полиуретановая композиция позволяет уменьшить время отверждения композиции в 12 раз, улучшить экологичность композиции за счет снижения до 3,5 раз количества вводимого полиизоцианата, повысить твердость покрытия до 2 раз, водостойкость в 5-7 раз, бензостойкость до 200 раз, нефтестойкость до 190 раз, маслостойкость до 75 раз, повысить термостойкость покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 8-10°C или 4%, температура потери 50% массы на 25-27°C или 8%.

Состав композиции, маc. ч., и свойства покрытия	1 (прототип)	Примеры по заявляемому объекту
2	3	4	5	6	7	8
Полиоксипропилентриол (Лапрол 3600-2-12)	100	-	-	-	-	-	-	-
2,2-Бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан	-	100	100	100	100	100	100	100
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	100	79	79	79	74	74	69	57
Этилацетат	100	120	-	-	116	-	-	-
Бутилацетат	-	-	120	-	-	-	-	-
Циклогексанон	-	-	-	60	-	58	56	106
Сольвент нефтяной	-	-	-	60	-	58	56	-
Время отверждения, сут.	12	1	1	1	1	1	1	1
Твердость, усл. ед.	0,43	0,8	0,8	0,8	0,75	0,75	0,6	0,45
Адгезия, балл	1	1	1	1	1	1	1	1
Прочность при ударе, Н·м	5	5	5	5	5	5	5	5
Прочность при изгибе, мм	1	1	1	1	1	1	1	1
Равновесная степень набухания в различных средах, % мас.:
- вода	2,6	0,35	0,35	0,35	0,40	0,40	0,42	0,50
- бензин	20,2	0,10	0,10	0,10	0,40	0,40	0,70	1,00
- нефть	11,4	0,06	0,06	0,06	0,10,	0,10	0,23	0,31
- трансформатное масло	11,3	0,15	0,15	0,15	0,20	0,20	0,27	0,35
Температуры потери массы покрытий:
Т_нач., °C	246	256	256	256	256	256	255	254
T_50%, °C	323	350	350	350	350	350	349	348

Полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве полиола она содержит 2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил]-пропан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

2,2-бис-[4-(2-окситриэтокси)-фенил] -пропан	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	57-79
растворитель	106-120

Изобретение относится к строительным материалам и может применяться для огне- и антикоррозионной защиты бетонных, металлических и деревянных поверхностей, используемых в химически агрессивных средах, а также для улучшения физико-механических и эксплуатационных показателей обрабатываемой поверхности.

Уретановая мастика // 2451703

Изобретение относится к области химии, в частности к быстроотверждающимся полиуретановым композициям, и может быть использовано в строительстве для герметизации стыков между наружными ограждающими конструкциями зданий и деформационных швов бетонных полов, щелей и трещин.

Композиция для рабочего покрытия транспортной ленты // 2451049

Изобретение относится к наполненным композициям на основе уретановых форполимеров и может быть использовано для создания рабочего (транспортирующего) покрытия транспортерной ленты, использующейся для перемещения пищевых продуктов.

Композиция для спортивных покрытий // 2451048

Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий беговых дорожек и спортивных площадок.

Композиция для покрытий // 2451046

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных и гидроизоляционных покрытий.

Полиэфируретановая композиция // 2447112

Изобретение относится к области химии, в частности к составам полиуретановых композиций, и может быть использовано для декоративного покрытия и защиты металлических, бетонных, железобетонных, деревянных и стеклянных поверхностей строительных конструкций и морских сооружений от коррозии и воздействия различных атмосферных и агрессивных сред, а также в качестве защитного внутреннего и наружного покрытия трубопроводов и емкостей при добыче и транспортировке нефти и газа, инженерных и гидротехнических сооружений, эксплуатирующихся в различных агрессивно-климатических условиях.

Полимерная композиция для получения защитно-декоративных покрытий // 2435813

Изобретение относится к составам влагоотверждаемых 1К-полиуретановых композиций, предназначенных для получения защитно-декоративных (антикоррозионных или гидроизоляционных) покрытий на изделиях, конструкциях и сооружениях из металла, бетона, железобетона, эксплуатирующихся в водных средах, воздушных средах с высокой концентрацией агрессивных паров, а также в среде нефтесодержащих эмульсий и растворов.

Композиция для спортивных покрытий // 2434913

Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков, а именно покрытий беговых дорожек и спортивных площадок. .

Композиция для спортивных покрытий // 2434912

Композиция для спортивных покрытий // 2428445

Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий беговых дорожек, кровельных, гидроизоляционных покрытий бассейнов, покрытий полов и спортивных площадок.

Полиуретановая пена с низким содержанием мономеров // 2524938

Изобретение относится к однокомпонентной полиуретановой пене с низким содержанием мономеров, пригодной для герметизации, изолирования и/или монтирования швов, поверхностей кровли, окон и дверей или для заполнения полостей.

Способ получения полиуретанового термоэластопласта // 2523797

Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретанового термоэластопласта, включающему взаимодействие гидроксилсодержащего олигоэфира с избытком дифенилметандиизоцианата с последующим взаимодействием полученного псевдофорполимера со смесью полиолов, содержащей 1,4-бутандиол и диол с большей молекулярной массой, при этом в качестве гидроксилсодержащего олигоэфира используют полиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 2000, в качестве смеси полиолов используют смесь 1,4-бутандиола и полидиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 800, причем на первой стадии синтеза псевдофорполимер получают при мольном соотношении полиэтиленадипинатдиола с молекулярной массой 2000 и МДИ 1:2,5÷1:3 соответственно, а состав смеси полиолов, используемой на второй стадии синтеза, соответствует мольному соотношению бутандиол : полидиэтиленадипинатдиол с молекулярной массой 800 от 0,2:0,8 до 0,6:0,4 при общем мольном соотношении на данной стадии изоцианатных групп к гидроксильным, равном 0,98-0,99.

Полиуретановая композиция для изготовления голографических сред, ее применение, способ записи голограмм и ненасыщенные уретаны // 2515977

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для изготовления голографических сред, включающей компонент записывающего мономера a), содержащий в качестве записывающих мономеров, в пересчете на всю композицию, по меньшей мере, 10% масс.

Не содержащий растворитель двухкомпонентный полиуретановый клей с низким содержанием свободного мономера мди // 2510411

Изобретение раскрывает способ приготовления не содержащего растворителя двухкомпонентного полиуретанового клея с низким содержанием свободного мономера МДИ (дифенилметандиизоцианата).

Способ получения термоэластопластичных полиуретанов // 2488602

Новая композиция из полиизоцианата и полиэфирного моноамина // 2484101

Эластомерные материлы с высоким содержанием жестких блоков и способ их получения // 2483084

Композиция для покрытий // 2479609

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.

Способ получения фторсодержащего форполимера с изоцианатными группами // 2479599

Изобретение относится к области химии полимеров и может быть использовано в качестве модификатора карбо- и гетероцепных полимеров, для получения материалов, обладающих повышенной гидролитической и термической устойчивостью.

Способ совместного получения фторсодержащих форполимеров // 2479598

Состав для укрепления грунтов // 2531825

Изобретение относится к составам, используемым в качестве связующих для грунтов, и может быть использовано в строительстве и горном деле. Двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием в качестве изоцианатного компонента содержит полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, а в качестве гидроксильного компонента - однородную смесь алкоксилированного алкантриола с молекулярной массой 370-500, этиленгликоля, катализатора уретанообразования, выбранного из группы, включающей диметилэтаноламин и метилдиэтаноламин, ацетата калия и разбавителя, выбранного из группы, включающей хлорпарафин ХП-470 и его смесь с дибутилфталатом, при содержании изоцианатного и гидроксильного компонентов в равных объемах.