Полиуретановая композиция для покрытий


 


Владельцы патента RU 2534774:

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 полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дибутилдилаурат олова, диол и растворитель. В качестве диола композиция содержит 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан. Техническим результатом изобретения является уменьшение количества дибутилдилаурата олова, повышение водостойкости покрытия, а также термостойкости покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 53-63°C или 24-29%, температура потери 50% массы на 40-50°C или 10-13%. 1 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетат, 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, МПК6 C09D 175/08, 1997.

Недостатком данной композиции является длительное время отверждения и высокое содержание в композиции токсичного полиизоцианата.

Наиболее близкой по технической сущности является полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дибутилдилаурат олова, диол и растворитель, в качестве диола композиция содержит 4,4'-диокси-2,2-дифенилпропан, в качестве растворителя - ацетон, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 30-70
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандинзоцианата 65-70
дибутилдилаурат олова 0,1-0,2
4,4'-диокси-2,2-дифенилпропан 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 повышенное содержание дорогостоящего дибутилдилаурата олова, недостаточная водостойкость и пониженная термостойкость получаемого покрытия.

Задачей изобретения является получение полиуретановой композиции с меньшим содержанием дибутилдилаурата олова, повышенной водостойкостью и термостойкостью покрытия.

Техническая задача решается тем, что полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дибутилдилаурат олова, диол и растворитель, в качестве диола композиция содержит 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 30-70
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата 35-66
дибутилдилаурат олова 0,005-0,01
2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан 70-30
растворитель 134-166

Решение технической задачи позволяет уменьшить количество дибутилдилаурата олова в 20-40 раз, повысить водостойкость покрытия до 7 раз, повысить термостойкость покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 53-63°C или 24-29%, температура потери 50% массы на 40-50°C или 10-13%.

Характеристика веществ, используемых в композиции:

- полиоксипропилентриол торговой марки «Лапрол 3003», молекулярная масса 3000, по ТУ 2226-015-10488057-95;

- полиоксипропилентриол торговой марки «Лапрол 3600-2-12», молекулярная масса 3600, по ТУ 2226-015-10488057-94;

- полиоксипропилентриол торговой марки «Лапрол 5003-2-Б10», молекулярная масса 5000, по ТУ 2226-023-10488057-95;

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

- 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан, белый порошок, гидроксильное число 330-360 мг KOH/г (см. US Патент №4261922, МПК C07C 41/16, 1981);

- дибутилдилаурат олова, см. Дж.Х. Саундерс, К.К. Фриш "Химия полиуретанов", М., "Химия", 1968 г., с.211;

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

- сольвент нефтяной по ГОСТ 10214-78.

Пример 1 (по прототипу), мас.ч.:

Полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3600 в количестве 30 загружают в емкость с мешалкой, добавляют 4,4'-диокси-2,2-дифенилпропан (дифенилолпропан) 70, дибутилдилаурат олова 0,2, ацетон 125, перемешивают и вводят полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон в количестве 68, перемешивают 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.:

Полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3600 48 загружают в емкость с мешалкой, добавляют 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан 52, дибутилдилаурат олова 0,005, циклогексанон 152, перемешивают и вводят полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон 52, перемешивают 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 смесь растворителей циклогексанона и сольвента нефтяного в количестве 152 мас.ч.

Примеры 4, 5.

Композицию получают аналогично примеру 2, но при другом соотношении полиоксипропилентриола и 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропана, при другом количестве полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и растворителя.

Пример 6.

Композицию получают аналогично примеру 3, но используют полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000 и другое количество полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата.

Пример 7.

Композицию получают аналогично примеру 3, но используют полиоксипропилентриол с молекулярной массой 5000 и другое количество полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата.

Примеры 8, 9.

Композицию получают аналогично примеру 2, но при другом количестве дибутилдилаурата олова.

Пример 10.

Композицию получают аналогично примеру 9, но используют другой растворитель.

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 (Tнач, °C) и температуры потери 50% массы (T50%, °C), определяемых по данным термогравиметрического анализа при скорости нагревания 2°C/мин в соответствии с ГОСТ 29127-91.

Свойства покрытия по примерам 1-10 приведены в таблице.

Таблица
Состав композиции, мас.ч., и свойства покрытия 1 (прототип) Примеры по заявляемому объекту
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Полиоксипропилентриол (Лапрол 3600-2-12) 30 48 48 30 70 - - 48 48 48
Полиоксипропилентриол (Лапрол 3000) - - - - - 30 - - - -
Полиоксипропилентриол (Лапрол 5003-2-Б10) - - - - - - 30 - - -
4,4'-диокси-2,2-дифенилпропан 70 - - - - - - - - -
2,2-Бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан - 52 52 70 30 70 70 52 52 52
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметан-диизоцианата 68 52 52 66 35 66 63 52 52 52
Дибутилдилаурат олова 0,2 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,008 0,01 0,01
Ацетон 125 - - - - - - - - 152
Циклогексанон - 152 76 166 134 83 81 152 152 -
Сольвент нефтяной - - 76 - - 83 81 - - -
Время отверждения, сут 1 1 1 1 1 1 1 0,9 0,5 1
Твердость, усл.ед. 0,87 0,88 0,88 0,9 0,8 0,9 0,85 0,88 0,88 0,88
Адгезия, балл 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Прочность при ударе, H·м 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Прочность при изгибе, мм 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Равновесная степень набухания в различных средах, % масс.:
- вода 1,25 0,25 0,25 0,20 0,30 0,18 0,23 0,25 0,25 0,25
- бензин 0,15 0,09 0,09 0,07 0,15 0,06 0,11 0,09 0,09 0,09
- нефть 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06
- трансформаторное масло 0,05 0,12 0,12 0,05 0,11 0,04 0,09 0,12 0,12 0,12
Температуры потери массы покрытий:
Tнач., °C 217 275 275 280 270 280 275 275 275 275
T50%, °C 380 425 425 430 420 430 425 425 425 425

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 количество дибутилдилаурата олова в 20-40 раз, повысить водостойкость покрытия до 7 раз, повысить термостойкость покрытия: начальная температура разложения покрытия повышается на 53-63°C или 24-29%, температура потери 50% массы на 40-50°C или 10-13%.

Полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дибутилдилаурат олова, диол и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве диола композиция содержит 2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 30-70
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата 35-66
дибутилдилаурат олова 0,005-0,01
2,2-бис-[4-(2-оксиэтокси)-фенил]-пропан 70-30
растворитель 134-166



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.
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.

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.

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.

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

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

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

Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий беговых дорожек и спортивных площадок.
Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.
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.
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.

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

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.

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.
Изобретение относится к составам пленкообразующих композиций и может быть использовано в качестве защитного полиуретанового покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.
Наверх