Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре



Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре
Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре
Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре
Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре

 


Владельцы патента RU 2540619:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Предприятие по обращению с радиоактивными отходами "РосРАО" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева (RU)

Изобретение относится к получению защитных агрессивостойких покрытий с улучшенной дезактивирующей способностью и которые предназначены для использования в химической, нефтеперерабатывающей промышленности. Композиция содержит полифторированный сополимер винилиденфторида, гексафторпропилена и аллилфторсульфата, эпоксидную диановую смолу, растворитель, наполнитель и отвердитель. В качестве наполнителя композиция содержит вещества, выбранные из группы, включающей сажу, фторопласт, аэросил или их смеси. Данная полимерная композиция отверждается при комнатной температуре, обладает высокой агрессивостойкостью и улучшенной дезактивирующей способностью, а также высокими адгезионными и физико-механическими свойствами. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к области полимерных составов на основе фторсодержащих полимеров, используемых для получения радиационно-термо-агрессивостойких покрытий с улучшенной способностью к дезактивации, применяемых для защиты объектов на АЭС, ACT, АТЭЦ.

Известна композиция, основа которой состоит из смеси сополимеров винилиденфторида с гексафторпропиленом (СКФ-26) и «тройного» сополимера винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена (СКФ-264) с вязкостью по Муни при 120°C 50-79 единиц [Пат. РФ 2350634, опубл. 27.03.2009, C08L 27/16, C08L 27/18, C08L 27/20, C08K 3/04], включающая в себя триэтилбензиламмоний хлористый (ТЭБАХ), резорцин, оксид магния, сульфат бария, фторид кальция, технический углерод N 660. Однако, несмотря на высокие физико-механические свойства вулканизатов (условная прочность при растяжении составляет 12,3-13,6 МПа), данная композиция не способна отверждаться при комнатных температурах и вулканизуется выше 160°C.

Известна композиция, отверждаемая при комнатной температуре, основой которой являются низкомолекулярные сополимеры винилиденфторида, гексафторпропилена и мономера, содержащего фторсульфатную группу, включающую в качестве вулкагента ксилилендиамин (смесь мета:пара изомеров 75:25) [Пат. РФ 2432366, опубл. 27.10.2011, C08F 214/00, C08F 214/22, C08F 214/28, C09D 127/16, C09K 3/10]. Однако данная композиция, несмотря на высокую агрессивостойкость, по данным авторов настоящей заявки, имеет недостаточно высокий коэффициент дезактивации по цезию-137, который составляет 700-900. Кроме того, данная композиция имеет посредственные физико-механические свойства (условная прочность при растяжении составляет 3-4,5 МПа, а адгезия 45 кг/см2).

Наиболее близким аналогом по технической сущности является композиция, включающая фторполимер, эпоксидную диановую смолу, растворитель, отвердитель и наполнитель, отверждаемая при температурах 18-35°C [Пат. РФ 2378307, опубл. 10.01.2010, C09D 127/12]. В качестве фторполимера используются сополимеры на основе трифторхлорэтилена с бутоксиэтеном и 2-(винилокси)этанолом. В качестве эпоксидной диановой смолы используются смолы с молекулярной массой 900-1800 марок Э-40 и Э-41. В качестве органических растворителей используют смесь ксилола и этилцеллозольва с растворителем, выбранным из группы: бутилацетат, этилгликольацетат, метоксипропилацетат или их смеси. В качестве отвердителя используется полиизоцианатбиурет и γ-аминопропилтриэтоксисилан. Однако, несмотря на высокую адгезию (110 кг/см2), а также стойкость к маслам и топливам, данная композиция-прототип имеет ряд серьезных недостатков: по данным авторов настоящей заявки, вулканизаты имеют недостаточно высокий коэффициент дезактивации по цезию-137 (400-600), использование низкофторированных сополимеров в качестве основы композиции. К тому же в композиции используется большое количество органических растворителей, что приводит к технологическим затруднениям при нанесении и сушке покрытия и снижает экологичность производства.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание композиции, отверждаемой при комнатной температуре, с повышенной способностью к дезактивации и улучшенной агрессивостойкостью.

Поставленная задача достигается тем, что в композиции на основе полифторированного сополимера, включающей эноксидную диановую смолу, растворитель, наполнитель и отвердитель, в качестве полифторированного сополимера используют сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом и аллилфторсульфатом при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полифторированный сополимер 100
эпоксидная диановая смола 10-18
отвердитель 7-15
органический растворитель 50-90
наполнитель 25-46

Сущность предложенного технического решения заключается в смешении в реакторе с использованием верхнеприводной турбинной мешалки требуемого количества полифторированного сополимера с расчетным количеством растворителя. Далее при перемешивании вводят эпоксидную диановую смолу и расчетное количество инертных наполнителей. Композицию перемешивают в течение 2-3 часов. После чего вводят расчетное количество отвердителя γ-аминопропилтриэтоксисилана в смеси с органическим растворителем. Время жизни готовой композици составляет 1-12 часов.

В качестве полифторированного сополимера используют сополимер общей формулы:

где Rf= -CF2OSO2F, 1=28-67; m=8-20; n=2,2-4;

со среднечисленной молекулярной массой 12000-20000.

В качестве эпоксидной диановой смолы могут быть использованы эпоксидные смолы марок ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, Э-40, но наиболее предпочтительно использовать смолу марки ЭД-20 ГОСТ 10587-84 (вязкость 19-25 Па*с), введение которой позволяет повысить адгезионные свойства композиции.

В качестве отвердителя могут быть использованы алифатические ди- и полиамины (ксилилендиамин, полиэтилеиполиамин), а также кремиийорганические амины, в частности 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисилан (АГМ-3) и γ-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), но наиболее предпочтительно использовать ЛГМ-9 (выпуск в промышленности по ТУ 6-02-724-77), который позволяет увеличить время жизни отверждаемой композиции.

В качестве органического растворителя могут быть использованы растворители следующего ряда: ацетон, бутанон-2, этилацетат, бутилацетат, однако наиболее предпочтительно использовать смесь ацетон:бутанон-2 в соотношении 2:1.

В качестве наполнителя могут быть использованы сажа (марка Т900), аэросил (марка 972), фторопласт (марка Ф-2, выпускаемый по ТУ 6-05-1781-84) или их смеси.

Наиболее предпочтительно содержание сажи - 20-40 мас.ч., аэросила - 4-6 мас.ч., фторопласта- 10-15 мас.ч.

Композиция может также дополнительно содержать пигмент, в качестве которого используют, например, оксид цинка, сульфат магния, ярко-красный свинцовый сурик.

Вулканизацию проводят после смешения всех ингредиентов композиции при температуре (23±2)°С в течение двух суток.

Из композиции наносилось покрытие на металлические пластины или отливались пленки толщиной от 0.2 до 0,8 мм и проводились физико-механические испытания.

Нанесение композиции на подготовленную поверхность осуществляется (кистью, краскопультом и др.) в 3-5 слоев с промежуточной сушкой не менее 30 минут. Основная сушка производится в течение 12 часов при комнатной температуре до степени высыхания 3. Полный набор свойств покрытия происходит в течение 48 часов.

Используемые эпоксидные диановые смолы, растворители, а также наполнители являются доступными коммерческими продуктами.

Испытания вулканизатов проводят по следующим ГОСТам:

- упруго-прочностные характеристики, ГОСТ 18299;

- предел прочности при отрыве (адгезия), ГОСТ 27890;

- коэффициент дезактивации Cs-137, ГОСТ 27708.

Стойкость к действию серной кислоты оценивают по коэффициенту набухания по объему (%) после выдерживания в 40 % растворе H2SO4 при 115°С в течение 24 часов.

Стойкость к действию соляной кислоты оценивают по коэффициенту набухания по объему (%) после выдерживания в 37 % растворе HCl при 85°С в течение 24 часов.

Стойкость к действию гидроксида калия оценивают по коэффициенту набухания по объему (%) после выдерживания в 20 % растворе KOH при 70°С в течение 24 часов.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют данное изобретение.

Пример 1.

В реакторе, снабженном верхнеприводной турбинной мешалкой (400 об/мин), в течение 2-3 часов при комнатной температуре проводят смешение компонентов композиции в следующей последовательности: сначала подается полифторированный сополимер с органическим растворителем, затем добавляют эпоксидную диановую смолу, далее наполнитель и вулканизующий агент. После добавления вулкагента композиция перемешивается около 10-20 минут. Вулканизацию проводят при температуре (23±2)°С в течение двух суток (до полного набора свойств).

Состав композиции: полифторированный сополимер (I, где l=40; m=12; n=2,8) - 100 м.ч., бутанон-2 - 70 м.ч., ЭД-20 - 12 м.ч., сажа - 25 м.ч., аэросил - 4 м.ч., АГМ-9 - 10 м.ч.

Пример 2.

В условиях примера 1 проводят смешение следующих компонентов: полифторированный сополимер (I, где l=67; m=20; n=4) - 100 м.ч., ацетон:бутанон-2 (2:1) - 90 м.ч., ЭД-20 - 18 м.ч., сажа - 40 м.ч., аэросил - 6 м.ч., АГМ-9 - 15 м.ч.

Пример 3.

В условиях примера 1 проводят смешение следующих компонентов: полифторированный сополимер (I, где l=52; m=16; n=3,4) - 100 м.ч., ацетон - 50 м.ч., ЭД-16-14 м.ч., сажа-20 м.ч., аэросил - 5 м.ч., ксилилендиамин - 12 м.ч.

Пример 4.

В условиях примера 1 проводят смешение следующих компонентов: полифторированный сополимер (I, где l=28; m=8; n=2,2) - 100 м.ч., этилацетат - 80 м.ч., Э-40 - 10 м.ч., сажа - 20 м.ч., фторопласт Ф-2 - 15 м.ч., АГМ-3 - 7 м.ч.

Пример 5.

В условиях примера 1 проводят смешение следующих компонентов: полифторированный сополимер (I, где l=37; m=10; n=3,1) - 100 м.ч., бутанон-2 - 80 м.ч., ЭД-20 - 15 м.ч., сажа- 35 м.ч., АГМ-9 - 11 м.ч.

Свойства вулканизатов (примеры 1-5) приведены в таблицах 1, 2, 3. Таким образом, как видно из приведенных примеров, разработана композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре, вулканизаты которой обладают высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и улучшенной дезактивирующей способностью в сочетании с хорошими адгезионными и физико-механическими свойствами. Получение такой композиции не требует сложного аппаратурного оформления, включает использование доступных, промышленных компонентов, обладает повышенной экологичностью производства за счет пониженного содержания растворителя в композиции.

1. Композиция на основе полифторированного сополимера, отверждаемая при комнатной температуре, включающая полифторированный сополимер, эпоксидную диановую смолу, органический растворитель, наполнитель и отвердитель, заключающаяся в том, что в качестве полифторированного сополимера она содержит сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом и аллилфторсульфатом, а в качестве наполнителя - соединения, выбранные из группы, включающей сажу, фторопласт, аэросил или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полифторированный сополимер 100
эпоксидная диановая смола 10-18
отвердитель 7-15
органический растворитель 50-90
наполнитель 25-46

2. Композиция на основе полифторированного сополимера по п.1, отличающаяся тем, что она содержит сажу в количестве 20-40 мас.ч.

3. Композиция на основе полифторированного сополимера по п.1, отличающаяся тем, что она содержит фторопласт в количестве 10-15 мас.ч.

4. Композиция на основе полифторированного сополимера по п.1, отличающаяся тем, что она содержит аэросил в количестве 4-6 мас.ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу нанесения конформного покрытия на электронное устройство, содержащему: (A) нагревание соединения конформного покрытия, содержащего париленовое соединение конформного покрытия для покрытия электронных схем или компонентов, которые чувствительны к влаге, для образования газообразных мономеров соединения конформного покрытия, (B) объединение нитрида бора с газообразными мономерами, и (C) контактирование поверхности электронного устройства с газообразными мономерами и нитридом бора при условиях, при которых на по меньшей мере части поверхности формируется конформное покрытие, содержащее соединение конформного покрытия и нитрид бора и придающее по меньшей мере этой части поверхности водостойкость.
Изобретение относится к составу эмали для антикоррозийной и гидроизоляционной защиты деревянных строительных конструкций, в частности складов минеральных удобрений.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения теплоизоляционных покрытий с антикоррозионными и звукопоглощающими свойствами на различных поверхностях.

Изобретение относится к пигменту для светоотражающих покрытий. Пигмент содержит смесь частиц диоксида титана микронных размеров с наночастицами диоксида циркония.

Изобретение относится к полотну под покраску на основе стекловолокна, предназначенному для нанесения на внутреннюю поверхность здания, содержащему агент, способный улавливать формальдегид, а также к способу получения указанного полотна под покраску.

Изобретение относится к остеклению транспортных средств. Предложено авиационное остекление, включающее в себя два разнесенных полимерных слоя и комплексное покрытие, обладающее солнцезащитными свойствами.
Изобретение относится к области производства лакокрасочных материалов. Красочный состав готовят смешиванием олифы и наполнителя.В качестве наполнителя используют измельченную и пропущенную через сетку №0056 металло-масляную окалину следующего состава,масс%: Feo -48,5, Fe2O3 -32,3, CaO - 6,4, MgO -1,9,SiO2 -1,5, Al2O3-1,6, масляные вещества с примесью поверхностно-активных веществ-остальное.
Изобретение относится к способу получения покрытий. Защитное лакокрасочное покрытие способно формировать бездефектную твердую пленку и может быть использовано для окраски электрорадиоизделий, в том числе резисторов цилиндрической формы с аксиальными выводами.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к лаковым композициям на базе катионного олигостирола (КОС), используемым в приготовлении быстросохнущих дорожно-разметочных красок.
Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в бортовых микрополосковых СВЧ-устройствах. Лаковая композиция содержит отвердитель АФ-2, фторопластовый лак ЛФЭ-32 ЛНХ, углеродные нанотрубки и базальт чешуйчатый.
Изобретение относится к области полимерной химии, в частности к составам лакокрасочных материалов, предназначенных для защиты и декоративной отделки железобетонных конструкций и конструкций из черных и цветных металлов, подвергающихся воздействию открытой и промышленной атмосферы, а также химически агрессивных сред.

Изобретение раскрывает композицию маточной смеси, способ получения композиции маточной смеси, способ получения порошковой покрывающей композиции, порошковую покрывающую композицию, получаемую указанным способом, а также применение композиции маточной смеси для порошковой покрывающей композиции или для повышения непрозрачности отвержденного порошкового покрытия.
Изобретение относится к области получения покрытий, обладающих высокими прочностными, термо-, огне- и атмосферостойкими характеристиками для защиты трубопроводов систем теплоснабжения и воздуховодов систем воздушного отопления и вентиляции.
Изобретение относится к гибридным органонеорганическим нанокомпозиционным покрытиям. Композиция для получения матрицы с фотокаталитической активностью включает золь на основе элементорганического соединения и эпоксидной составляющей, в которой в качестве элементоорганического соединения в составе композиции использован алкоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкоксид титана 30-70, эпоксидная составляющая золя 30-70, при этом в качестве эпоксидных соединений композиция содержит диглицидиловый эфир дициклогексилпропана, а в качестве алкоксида титана - тетрабутоксититан.

Изобретение относится к машиностроительной промышленности, а именно к вибропоглощающим составам. Композиция содержит, мас.%: эпоксидную диановую смолу - 17,0-30,0; моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва - 10,0-17,0; тальк - 22,0-40,0; графит - 2,0-6,0; порошок ферритовый стронциевый - 7,0-20,0; микрослюду - 5,0-12,0; инженерную глину на основе обогащенных бентонитов и сепиолитов - 2,5-9,5; отвердитель аминофенольный - 7,0-11,0.

Изобретение относится к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) наполненных эпоксидно-каучуковых композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций.
Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства, а именно к конструкциям полов, и может быть использовано для защиты без предварительной пропитки и порозаполнения полов производственных, административных торговых, бытовых и других помещений, в том числе, полов гаражей.
Изобретение относится к химической промышленности и промышленности строительных материалов, а именно к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) полимерных композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций.
Изобретение относится к композиции с высокой рассеивающей способностью, она предназначена для получения на катоде покрытий методом электроосаждения. .
Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, а именно к составам для защитных покрытий композиционных материалов и рекомендуется для защиты внутренней поверхности топливных кессон-баков летательных аппаратов, изготовленных из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности из углепластиков.
Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в бортовых микрополосковых СВЧ-устройствах. Лаковая композиция содержит отвердитель АФ-2, фторопластовый лак ЛФЭ-32 ЛНХ, углеродные нанотрубки и базальт чешуйчатый.
Наверх