Акрилуретановая композиция для окраски пластмасс
Сущность изобретения: композиция содержит акриловый сополимер - продукт взаимодействия бутилметакрилата, стирола , бутилакрилата, метакрилового эфира этиле)(гликоля и смеси алкилметакрилатов или Са-Сю при их массовом соотношении 30-40:25-35:10-20:10-20:3-7 с мол. массой 5000-8200, содержащем гидроксильных групп 1,8-2,2% 14-40%, изоцианзтный модификатор-отвердитель-продукт взаимодействия полиоксипропиле,нгликоля мол. массы 180-220: глицерина и толуилендиизоцианата яри их массовом соотношении 6,6-11,7:10,6-14,27.77.3-81,0 5.3-11,0%, катализатор отверждения 0,10- 0,25%, органический растворитель - остальное сополимер растворяют в растворителе, добавляют катализатор и при необходимости функциональные добавки. Смесь перемешивают 30-40 мин. Перед нанесением добавляютотвердитель покрытие сушат при 60°С - 1 час, при 80°С - 30 мин. Характеристика покрытия адгезии к полифениленоксиду - 1 балл, к полистиролу - 1 балл, твердость - 0,65 час.ед. 4 табл. (Л С
(l9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я) С 09 0 1 (3/08, 175/06
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНП-(ОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ IT CCCP ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4869962/05 (22) 28.09.90 (46) 23 12.92. Seri. М 47 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промышленности Научнопроизводственного обьединения "Спектр" (72) И.Д.Кулешова, С,ФДейкин, Г.А.Пророкова, E.Ã."(eðeäíèêîâà, Н.M.Hoñêoí, Е.А.Ан.типов, (О.И.Дергунов, Е./I,.Òêåìàëàäçå, В.А.Попов, Г.Н.Шварева и А.К.Кумакшива (56) Авторское свидетельство СССР
М 1392080, кл. С 09 О 3/72.
Акрилуретановый лак АК-181 ТУ 6-10-11536-21-85.
Пат ент США hh 4766177 кл. С 08 L 75/06, опублик. 1988. (54) АКРИЛУРЕТАНОВАЛ КОМПОЗИЦИЙ
ДЛЯ ОКРАСКИ ПЛАСТМАСС (57) Сущность изобретения: композиция содержит акриловый сополимер — продукт взаимодействия бутилметакрилата, стиро- Изобретение относится к области получения составов для окраски изделий из пластмасс.
Известна лакокрасочная композиция на основе нитроцеллюллоэы для поверхностного скрашивания пластмассы иэ АБС пластиков..
Покрытие имеет хорошую адгезию к
АБС пластику, твердость. Однако зта композиция не обеспечивает хорошей адгеэии к пластмассам из поликарбоната, полифениленоксида и их сополимеров.
2 ла, бутилакрилата, метакрилового эфира этиленгликоля и смеси алкилметакрилатов
С7-С12 или Сэ-С)0 при их массовом соотношении 30-40:25-35:10-20:10-20:3-7 с мол, массой 5000-8200, содержащем гидроксильных групп 1,8-2,2% 14-40%, изоцианатный модификатор-отвердитель-продукт взаимодействия полиоксипропиленгликоля мол, массы 180 220: глицерина и толуилендиизоцианата ри их массовом соотношении 6,6-11,7:10,6-14,27:77,3-81,0
5,3-11,0%, катализатор отверждения 0,100,25%, органический растворитель — остальное сополимер растворяют в растворителе, добавляют катализатор и при необходимости функциональные добавки. Смесь перемешивают 30-40 мин. Перед нанесением добавляют отвердитель- покрытие сушат при
60 С вЂ” 1 «ас, при 80 С вЂ” 30 мин. Характеристика покрытия адгезии к полифениленоксиду — 1 балл, к полистиролу — 1 балл, . твердость — 0,65 час.ед. 4 табл. Я, О
Известен акрилуретановый лак АК-181. (О (TY 6-10-11-536-21-85) на основе акрилового сополимера 5БГ. (ТУ 6-01-8-90-86) и полизоцианат-биурета для покрытий по металлу.
Однако использование сополимера 5БГ в акрилуретановой композиции для окраски пластмасс не приводит к повышению адгезии и твердости покрытий.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лакокрасочная композиция для окраски пластмасс из полифениленоксида, поликарбоната, АБС, полистирола. Композиция содержит (мас. ): 10-80 акрилового сополимера, 040 полиэфира, 1-60 промотора адгезии полиэфируретана, t0-58,5 аминосмолы, Акриловый сополимер получен на основе следующих мономеров; стирол, метилстирол, винилтолуол, акриловая кислота, метакриловая кислота, акриламиды, аллилметакрилат, метилакрилаты и др, Молекулярная масса акрилового сополимера
500-2500, с гидроксильным числом 50-200.
Прлиэфир, вводимый в количестве 0-40%, имеет молекулярную массу 250 — 2000, получают с использованиеМ ароматических дикарбоновых и линейно ненасыщенных кислот, таких, как фталевая, изофталевая, адипиновая, себациновая, глутаровая и др. и линейных алифатических гликолей †. 1,4 бутилен-гликоль, пропиленгликоль, неопентилгликоль, Полиэфир имеет гидроксильное число 115 — 285, кислотное число — 15 мг
КО Н/r.
Полиэфируретан, промотор адгезии, получают поликонденсацией полиолов, преимущественно диолов, дикарбоновых кислот и изоцианата. Молекулярная масса полимера 700-10000. В качестве полиолов используются пентаэритрит, триэтиленгликоль, триметилолпропан, глицерин и др., преимущественно неопентилгликоль. В качестве дикарбоновых кислот используют: терефталевую, ортофталевую, изофталевую, адипиновую, себациновую, малеиновую, фумаровую, итаконовую и др. В качестве изоцианатов используют: Десмодюр К, 2,4-толуилендиизоцианат, 2,6-толуилендиизоцианат и др. В результате получают полиэфируретан, в котором на один эквивалент гидроксильного компонента приходится 0,5 — 0,8 карбоновой кислоты и 0,01 — 0,4 эквивалента изоцианатного компонента. В качестве аминосмолы (отвердителя) используют аминопласты, метоксилированные маламино- и (или) мочевино-формальдегидные смолы.
Покрытия на основе указанной композиции обладают низкой адгеэией к полистиропу, полифениленоксиду и недостаточной твердостью.
Целью изобретения является повышение адгезии покрытия к полифениленоксиду и к полистиролу, а также твердости покрытия.
Поставленная цель достигается тем, что акрилуретановая композиция для окраски пластмасс, включающая акриловый сополимер, изоцианатсодержащий модификатор— отвердитель, катализатор отверждения и органический растворитель, содержит в качестве акрилового сополимера продукт вэа0,1 — 0,25
2,0 имодействия бутилметакрилата, стирала, бутилакрилата, метакрилового эфира этиленгликоля и смеси алкилметакрилатов C>C Акриловый сополимер 14-40,0 Изоцианат содер>ка щий модификатор20 отвердитель 5,3 — 11,9 Катализатор отверждения Органический растворитель Остальное 25 В данном изобретении используют акриловый сополимер "Акропласт". Процесс получения Акропласта (в соответствии с примером Б табл.1). В колбу, снабженную механической ме30 шалкой, обратным холодильником и термометром загружают в г: ксилола -27, кумилгидропероксида — 3 (инициатор пол-. имеризации). Смесь нагревают до 130 С, По достижении температуры 130 С в колбу 35 вводят в те,ение 2-3 часов мономерную смесь состава масс.,4 бутилметакрилат-35, бутилакрилат — 15, стирол — 30, монометакриловый эфир этиленгликоля — 15, алкилметакрилат Ст-C1z — 5. Через три часа от начала 40 сополимериэации вводят кумилпероксид- r — 2,9; через 4 часа — 2,9; через 5 часов — 1,5 и 25 масс. % ксилола. После 6 часов синтеза реакционную массу разбавляют ксилолом до концентрации 50%. 45 Полученный сополимер характеризуется: Молекулярная масса MM 5100 Содер>кание 50 гидроксильных групп, % Вязкость 40%-ного раствора, с 160 В табл.1 приведены примеры рецептур при получении "Акропласта" и контрольные 55 примеры, Используемый по изобретению иэоцианатсодержащий модификатор — отвердитель получают следующим образом: процесс заключается во взаимодействии толуилендииэоцианата:(ТДИ) и смеси глице1782983 рина с Лапролом Л-202 (полиоксипропиленгликоль(ТУ 6-05-221-826-86) мол.массы 180200) в среде органического растворителя, в присутствии металорганических катализаторов или без них. Глицерин и лапрол берут в.мольном соотношении (2-4):1. Количество 5 ТДИ берется таким, чтобы соотношение изоцианатных и гидроксильных групп было в пределах (1,67 — 2);1. Получаемый по этому способу 60-75$ раствор имеет следующие характеристики: Массовая доля изоцианатных групп, 10 9-14,2 Л4ассовая доля нелетучих веществ, Р 60-75 Динамическая вязкость при 25 С,мПа с 3800-6000 Пример получения изоцианатсодержащего модификатора-отвердителя (табл.2). В термостатированный реактор при 40 С, снабженный механической мешалкой, загружают 46,85 r ТДИ 65/35 и 23 r этикацетата, В капельную воронку-дозатор загружают 6 85 r лапрола Л 202 (ТУ 6-05-221-826-86}, 6,3 r глицерина и 17 r этилацетата. Смесь из доэатора приливают в реактор с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не превышала 40-45ОС. После полного смешения реагентов температуру в реакторе повышают до 75ОС и выдерживают при этой температуре 6 часов. Получают 60% раствор продукта с вязкостью при 25 C 2460 мПа с, содержанием изоцианатных групп. 7, — 11,3. В качестве ТДИ используют как его 2,4иэомер(продукт 1.02Т, ТУ 113-03-331-79), так и смесь, 2,4- и 2,6-иэомеров s соотношении 65/35 (ТДИ 65/35. ТУ 113-03-340-84) и 80/20 (Продукт Т-80, ТУ 113-03-17-17-85). В табл.2 представлены рецептуры и свойства изоцианатсодержащего модификатора-отвердителя по изобретению и контрольные прймеры. B качестве растворителей в акрилуретановой композиции для окраски пластмасс используют ксилол, бутилацетат, циклогексанон, этилацетат и др. Для получения пигментированных композиций используют пигменты: двуокись ти-. тана, железоокисные пигменты, органические пигменты, перламутровые пигменты, алюминиевые чешуйчатые пигменты и др., а также наполнители — микротальк, микробарит, азросил и др. Для улучшения розлива и эластичности применяют добавки, например БИК-344 фйрмз "Бик-Хеми" ФРГ и тон-полиол 0200 фирмы "10нион Карбайд" Швейцария; Для улучшения светостойкости применяют УФ-абсорберы, например, Тинувин328 фирма "Циба-Гейги" Швейцария, В качестве катализаторов используют октоат цинка фирмы "Хехст" ФРГ и дибутиллаурат олова. В качестве ПАВ используют мочевиноформальдегидные смолы, например К-41102 (ОСТ 6-10-410-78) или другие добавки. В качестве матирующей добавки используют аэросилы, например ЕД-40 фирмы "Грейс" ФРГ. Технология получения акрилуретановой лакокрасочной композиции. В смеситель загружают акриловый сополимер в виде раствора в ксилоле, растворители, катализатор и, при необходимости, функциональные добавки. Смесь перемешивают в течение 30-40 минут. :Перед нанесением на поверхность иэ-. делия в смесь добавляют изоцианатсодержа ций модификатор — отвердитель. В случае получения пигментированных композиций — сначала на бисерной или шаровой мельнице готовят пигментную пасту. Затем в смеситель загружают акриловый сополимер в виде раствора в ксилоле и растворитель, после чего добавляют пигментированную пасту и функциональные добавки. Смесь перемешивают в течение 30-40 минут. При необходимости получения матового покрытия в смесь добавляют матирующую добавку при быстроходном перемешивании в дисольвере в течение 40 минут. Перед нанесением на поверхность изделия в пигментированную смесь добавляют изоцианатсодержащий модификатор-отвердитель и перемешивают в течение 15 — 20 минут. Полученную акрилуретановую композицию разбавляют до рабочей вязкости 17-24 с по воронке типа ВЗ-4 и наносят при помощи краскораспылителя на изделия из пластмассы, предварительно обезжиренные моющим составом. Покрытия сушат при температуре 60 С-1 час или 80 С вЂ” 30 мин. В табл.3 представлены рецептуры композиций по изобретению, контрольные и известный состав. В табл,4 даны свойства композиций по изобретению, контрольных и известной. Формула изобретения Акрилуретановая композиция для окраски пластмасс, включающая акриловый сополимер, - иэоцианатсодержащий модификатор-отвердитель, катализатор отверждения и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью с 1782983 0,10-0,25 Остальное Таблица 1 Рецептура акриловых сополимеров Контрольные Примеры по изобретению Компонент 1 р е соболи» мер 5БГ в г » ° « 16(32) 17,5(35) 15(30) 20(40) 17,5(35) 17,5(35) 12,5 (25) . 15(30) 15 5 (31 ). 17 5 (35) 15(30) 15 (30) 10(20) 7,5(15) 8(16) 5(10) 7,5(15) 7 5(30) Бутилметакрилат Стирол Бутилакрилат г1онометакриловый эфир этиленгликоля 10(20) 7,5(15) 8(16) 5(10) 7,5(15) 7,5(15) Смесь алкилметакрилатов С -С@ Ч Смесь алкилмета« крилатов С -С, Ксилол 2 5(5) 2,5(5) 1,5(3) 2,5(5) ;,5(7) 2,5(5) 50 50 50 : 35 50 Ф 15 1: 100 100 100 100 . 100 50 Бутанол Итого: 100 Содержание не" летучих веществ, 3 50. 50 8500 5100 8200 3200 Иолекулярная мас" са 5300 5100 Содержание гидро" ксильных групп,Ф 2,2 2,0 2,4 1,8 2,0 Вязкость 40 ; .раствора, с гга 10 0 200 90 160 120 П р и и е ч а н и е. В скобках даны данные на 100 > сополимер без растворителя. повышения адгезии к полифениленоксиду, полистиролу, а также твердости покрытия, композиция в качестве акрилового сополимера содержит продукт взаимодействия бутилметакрилата. стирола, бутилакрилата, метакрилового эфира этиленгликоля и смеси алкилметакрилатов С7-С12 или Са-С10 при их массовом соотношении 30-4О:25-35:1020:10-20:3-7 с мол.м. 5000--8200. содержанием гидроксильных групп 1,8-2,2%, а в качестве изоцианатсодержащего модификатора-отвердителя продукт взаимодействия полиоксипропиленгликоля мол.м. 180-220, глицерина и толуилендиизоцианата при их массовом соотношении 6,611,7:10,6-14,27:77,3-81,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: 5 Акриловый сополимер 14-40 ИзоцианатСодержащий модификатор. отвердитель 5,3-11,9 10 Катализатор отверждения Органический растворитель 1782983 10.Таблицв2 Рецептуры и свойства иэоцианвтсодержащего модификатора-отверрителя <омпоненты Толуилендиизоцианат (ТДИ) 2,4 - ТДИ 58 ° О, (77,3) . 55,7 61,6 (74,25) (82,14) 56,9 (75,86) ТДИ 80/20 ТДИ 65/35 60>7 (&1,0) 46,85 5& 5 (78,0) (78,0) 5,о 6,85 5.8 13,2 (6,6) (1(,4) (7,53) (!7,6) Лапрол Л-202 8,8 (!1,7) 4,1 (5,46) Лапрол Л-402 8,2 9,3 (Il,o) (12,4) 25,0 25,0 100 100 Глицерин 6,3 (10,6) 40,0 100 6,1 (8,15) 25,0 100 10,7 (l4,27) 25>0 ! 9,3 (12,4) 25>0 100 Этилацетат Итого: и: > 75 75 60 Лассовая доля нелетучих,2 75 75 75 Динамическая вяз" кость при 25 С, мПа с 4280 2460 2 2 3840 3125 3010 6200 1860 5050 Соотношение ИСО:ОН 1>67 1,67 1,67 2 Полярное соотношение глицерин:лапрол 4 2 4 1 . 5 Иассовая долл ИСО-гр.,4 13,4 14,4 11,4 12,0 14,2 11,3 11,6 10>Э П р и м е ч а н и е. В скобках даны отвердителя соотношения компонентов для 1002-ного модификатп-(Таблица3 Рецептуры коипозиций.Наименование компонентов Известная. композиция 16 17 14 . 40 25 25 23 25 25 25 25 25 25 25 Акрилов>а! сополииер известный 10,8 6,9 6 ° 3 8,1 7,5 Суриэон АТГД Полиэфируретан лат.CO!A 4766177, пример С .! 0,3 9,3 34,6 2,5 40 Двуокись титана Алюминиевый пиг» мент 7,5 Добавка для разлива БИК-344 1,0 1,0 УФ-абсорбер Полиэфир с высоким сухим остаткои пат.С114 4766177 8,l Акриловый сополимер по табл.! а б в г д е Иэоцианатный отl вердитель модиФикатор по таблЛ А Б Г ll Е Л Характеристика модификатора-отвердителя 53 1I>9 6,4 5 ° 7 8,2 6,4 5,9 6,4 6,4 6,5 9,8 9,5 59,0 (78,66) 4,8 (6,4) 9,5 (12,67) 11,2 8,0 (14,94)(l1,47) 25,0 25>0 100 100 1782983 Продолжение табл. 3 Иакменозание компонентов Примеры по изобретению 1 2 3 4 5 6 7 8 з Известная, композиция t Иетилолироеа»- мый маланин t4 О 0,05 1,4 0,16 О, lá 0,16 0,16 0,16 0 ° 16 0,16 0,16 0,16 025 016 016 Ое! 0,1 0,1 0,1 0,1 30 40 30, 30 40 l5 17,44 20 20 20 15,94 6,5 10,34 15,04 8 2,5 40 41 ° 4 40 40 40 30 20 3 20 20 10,6 7,1 4;85 6,64 6,8 2,4 40 40 40 40 20 15 20 20 6 ° п,74 7,34 4 ° 54 2,44 12,85 бутилацетвт, Втилзцетат Пиклогексанон Иетилзтилкетон Иетвнол Итого! 8,6 4 ° 3 100 100 t00 100 100 100 100 100 100 100 100 100. 100 100 l00 1ОО 100 100 Примеча « » «ЙМ «Й«» « н и е. Прииеры с ислользоаа»иен акрипоеых сополииерое à-е даны нз расчета !002 сополииер, примеры с использованием изоцианатсодермащего отвеодители-ноднеикэтора А-3 даны из расчета на 1002 отаердитель Т а б л и ц в 4 Свойства композиций \ » «иь» Примеры по изобретение Иа именование показателей, ед .мзмерени» Время еыснкання до степени 3 мнн пр« теюпературе 60 С п)Ст 8784-75) Адгезик,балл ОСТ 6-t0456-88 . АЕС. Известная ко«позиция примеры ! 11 1 Контрольные Т) "("*"1 1 Т..1-Г1Т(1 14 15 16 17 11 !2 13 1 1 I . 1 I 1 1 1 1 1 1 .1 О I 1 2 1 2 1 3 3 3 3 1 t 1 2 2 3 Поликарбонат Поп»Оемилем» оксид Полист крол Таердость аленки по прибору И-3, усл. „, Гост 5233-67 Спиртобензостойкрсть (протирка тампоном) число касаний 1 1 1 1 1 1 1 2 "3 1 1 4 4 4 4 1 2 2. 2 l 1 1 1 1 1 1 1 гг 0,65 0,65 0,65 0>65 0,65 0,65 0,65 0,3 0,6 0,4 0,65 Оь65 0,65 о,4 0,4 0,4 0,4 0,5 fleets ил к» при ударе на приборе ткпэ У" 1,сн ГОСТ 4765-73 50 50 50.Прочность пленки пр» рзстякенин иа чрнборе "Зи,»« ОСТ Б-10-41t-77 Редактор С, Кулакова Заказ 4490 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Побаека для раз» лиаз !It=485 Кнслотньз! катализатор Октоат цинка дибутиллвурат олова ТОИ пол»оп 0200 Азоосип Е8-40 Раствор»тели " кснлол 2 ° О 2 ° 5 30 30 2 3 20 17,4 2,94 13,04 13,6 3. .2 ° 3 2,5 60 60 60 60 60 60 60 60 60 -60 60 60 60 60 60 60 60 60 15 15 15 15 15 15 5 12 8 В 8 8 В 10 У 50 50 50 50 50 50 50 40 30 40 50 50 50 30 50 В 9 8 8 8 8 8 8 8 В. б.. S 5 7 .7 8 6. 8 Составитель С. Дейкин. Техред M.Mîpãåíòà7I Корректор M. Шарощи
