Полиуретановая композиция для покрытий

 

Изобретение относится к композиции полиуретановых пленкообразующих покрытий холодной сушки и может быть использовано в качестве защитного покрытия изделий из дерева, бетона, металлических конструкций. Задачей изобретения является повышение прочностных, адгезионных характеристик и химстойкости композиции. Техническая задача решается тем, что композиция для покрытий, состоящая из полиоксипропилентриола молекулярной массы (ММ) 4500-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и этилацетата, содержит дополнительно полиоксипропилентриолы ММ 370 или 500, что позволяет повысить прочность покрытия при разрыве в 1,2-1,6 раза, адгезию к Ст. 3, расширить возможность ее использования до температуры минус 15^oС. 2 табл.

Изобретение относится к получению пленкообразующих полиуретановых покрытий холодной сушки и может быть использовано в качестве защитного покрытия для изделий из дерева, бетона, металлических конструкций.

Известна полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиизоцианатный компонент, простой олигоэфиргликоль, кремнийорганический полиол, неорганический пигмент и инертный растворитель, кислотный катализатор (Головко Л. И. , Румянцев Л.Ю., Харченко В.И., авт.св. 789549 СССР, МПК С 09 D 3/72, заявл. 28.11.1978, опубл. 1980, БИ 47).

Композиция характеризуется повышенной эластичностью, многокомпонентна и требует обезвоживания исходных компонентов в процессе изготовления покрытия.

Известны также полиуретановые композиции аналогичного назначения на базе полиизоцианатного аддукта на основе толуилендиизоцианата, простого олигоэфиргликоля, триметилолпропана, пигмента и инертного растворителя (Головко Л. И., Омельченко С.И., Сметанина Н.П., авт.св. 525733 СССР, МПК С 09 D 175/08, заявл. 22.02.74, опубл. 1975, БИ 31) и воды (Головко Л.И., Румянцев Л.Ю., Зайцева Л. Г., авт.св. 994526 СССР, МПК С 09 D 3/72, заявл. 8.06.81, опубл. 1983, БИ 5).

Однако полученные на основе покрытия имеют недостаточные эластичность и кислотостойкость.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая бифункциональный олигооксипропиленгликоль, триметилолпропан, неорганические пигменты, инертные растворители и полиизоцианатный аддукт в виде 70%-ного раствора в этилацетате форполимера на основе толуилендиизоцианата 65/35, глицерина и диэтиленгликоля (Головко Л.И., Румянцев Л.Ю., Кроленко А.В., авт.св. 1818332 СССР, МПК С 09 D 175/08, заявл. 11.11.90, опубл. 1993, БИ 20).

Недостатком композиции являются недостаточно высокие атмосферо- и водостойкости.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является принятая за прототип полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол молекулярной массы (ММ) 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, отверждаемая атмосферной влагой воздуха (Елчуева А.Д., Табачков А.А, Лаврова В.Г., Еганов В.Ф., Губайдуллин Л.Ю., патент РФ 2073053, МПК С 09 D 175/08, заявл. 15.07.93, опубл. 10.02.1997, БИ 4).

Однако эта композиция имеет недостаточно высокие прочностные и адгезионные свойства и может наноситься при температуре не ниже -5^oС.

Технической задачей данного изобретения является повышение прочностных и адгезионных характеристик композиции, расширение температурного диапазона эксплуатации.

Поставленная техническая задача решается тем, что композиция для покрытия, состоящая из полиоксипропилентриола ММ 4500-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетата, содержит дополнительно полиоксипропилентриолы ММ 370-500 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Полиоксипропилентриол ММ 4500-5000 - 100 Полиизоцианат - 85 Этилацетат - 45 - 120 Полиоксипропилентриол MM 370 или - 42 - 53 Полиоксипропилентриол MM 500 - 74 - 92 Техническим результатом изобретения является повышение прочности композиции при разрыве в 1,2-1,6 раза, адгезии к стали 3 до степени 1, расширение температурного диапазона ее нанесения на защищаемую поверхность до -15^oС.

Композиция может дополнительно содержать наполнители, как, например, алюминиевый порошок в количестве 12 мас.ч., тальк в количестве 25 мас.ч., каолин в количестве 75 мас.ч. и использована для защиты от коррозии металлических конструкций из стали 3.

Вещества, используемые в композиции, отражены в следующей документации: полиоксипропилентриолы: Лапрол 4503 ТУ 2226-016-1048857-94; Лапрол 503 ТУ 6-05-1679-83; Лапрол 373 ТУ 2226-017-10488057-94; Лапрол 5003 ТУ 2226-023-10488057-95; полиизоцианат ТУ 113-03-38-106-90; этилацетат ГОСТ 22300-76.

Композиция является двухупаковочной системой и состоит из форполимерной основы и полиольного отвердителя.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по прототипу). Полиоксипропилентриол ММ 5000, этилацетат загружают в реактор с мешалкой, вводят при перемешивании полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон, перемешивают 3-4 ч до массовой доли NCO групп не менее 10%. Композицию наносят на рабочую поверхность.

Пример 2 (по изобретению). В реактор с мешалкой загружают полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, поднимают температуру в реакторе до (40±2)^oС и смесь перемешивают 2 ч для связывания влаги растворителя.

Затем в реактор загружают при перемешивании полиоксипропилентриол ММ 4500, поднимают температуру до (70±5)^oС и выдерживают реакционную смесь не менее трех часов до массовой доли NCO групп в смеси 9-11%. Готовый продукт охлаждают до (20±5)^oС.

К полученной основе для отверждения прибавляют полиоксипропилентриол ММ 370 в соответствии с рецептурным составом, перемешивают и полученную композицию наносят на рабочую поверхность.

Примеры 3-4. Композиции получают аналогично примеру 2, но при других соотношениях компонентов.

Примеры 5-7. Композиции получают аналогично примерам 2-4, но используют при отверждении полиоксипропилентриол ММ 500.

Пример 8. Композицию получают аналогично примеру 2, но используют вместо полиоксипропилентриола ММ 4500 полиоксипропилентриол ММ 5000.

Пример 9. Композицию получают аналогично примеру 2, но используют полиоксипропилентриолы с ММ 5000 и 500.

Пример 10. Композицию получают аналогично примеру 2, но дополнительно добавляют наполнитель каолин.

Пример 11. Композицию получают аналогично примеру 2, но дополнительно добавляют наполнитель тальк.

Пример 12. Композицию получают аналогично примеру 2, но дополнительно добавляют наполнитель алюминиевый порошок.

Для испытаний композиции с вязкостью 40-60 с по вискозиметру ВЗ-246 наносят кистью или пневматическим распылением на подложку, изготавливают пленку по ГОСТ 8232-76, сушат 24 ч при (20±2)^oС и проводят определение физико-механических показателей по ГОСТ 18299-72.

Для определения химстойкости композицию наносят двумя слоями на предварительно очищенные и обезжиренные стальные поверхности и выдерживают их перед испытанием при (20±2)^oС 10-12 суток.

Адгезию определяли по ГОСТ 15140-78 "Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии".

Состав и свойства композиций представлены в табл. 1,2.

Предлагаемая композиция в результате изменения порядка ввода компонентов позволяет осушать растворитель этилацетат полиизоцианатом при приготовлении композиции и не подвергать растворитель предварительной сушке.

Положительный эффект достигается только при введении компонентов в указанных соотношениях. Отклонение от предлагаемого состава приводит к ухудшению физико-механических свойств, адгезии к металлу.

Использование в качестве второго компонента отвердителя полиоксипропилентриолов ММ 370 или 500 позволяет снизить вязкость композиции и наносить ее на защищаемую поверхность при температуре не ниже минус 15^oС.

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить прочность покрытий на основе заявляемой композиции по сравнению с прототипом в 1,2-1,6 раза, увеличить адгезию покрытия к Ст.3 до степени 1 и расширить возможность ее использования до температуры минус 15^oС.

Формула изобретения

Полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол молекулярной массы 4500÷5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиоксипропилентриолы молекулярной массы 370 или 500 при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : Полиоксипропилентриол молекулярной массы 4500÷5000 - 100 Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметан- диизоцианата - 85
Этилацетат - 45-120
Полиоксипропилентриол молекулярной массы 370 или - 42-53
Полиоксипропилентриол молекулярной массы 500 - 74-92

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2