Композиция для защитно-декоративного покрытия
Владельцы патента RU 2315792:
Токарев Алексей Васильевич (RU)
Волков Николай Васильевич (RU)
Дринберг Сергей Анатольевич (RU)
Изобретение может быть использовано для защитно-декоративных и антиадгезивных покрытий по металлу, пластмассам, бетону и другим поверхностям. Описана ккомпозиция для защитно-декоративного покрытия, содержащая сополимер трифторхлорэтилена с алкивиниловыми эфирами с реакционными группами, органический растворитель, отвердитель и катализатор, при этом в нее введено перфторированное органическое соединение в количестве 0,1-1% от массы сополимера, в качестве перфторированного органического соединения использована перфторпералгоновая кислота, перфторэнантовая кислота, спирт-теломер и дополнительно пигмент. Технический результат - покрытие на основе описанной композиции обладает повешенной биостойкостью, гидрофобностью и радиопрозрачностью. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к химии и может быть использовано для защитно-декоративных и антиадгезивных покрытий по металлу, пластмассам, бетону и другим поверхностям, например, в автодорожном строительстве, приборостроении и радиотехнике.
Известна композиция для защитно-декоративного покрытия, содержащая сополимер трифторхлорэтилена с алкилвиниловым эфиром и ангидридом дикарбоновой кислоты, а также пигменты и растворители (заявка Японии №58-136605). Указанная композиция обладает недостаточными гидрофобностью, биостойкостью и радиопрозрачностью.
Защитно-декоративная композиция по другой заявке Японии №64-66273 состоит из сополимера трифторхлорэтилена с циклогексилвиниловым и оксивиниловым эфирами, пигментов и растворителей, а также различных добавок. Однако и такая композиция характеризуется указанными выше недостатками.
Наиболее близкой по составу к предлагаемой композиции можно считать композизию Lumiflon LF-200, состав которой опубликован в 2002 г. в проспекте фирмы NeoResins (прилагается). Композизия Lumiflon LF-200 содержит сополимер трифторхлорэтилена с алкилвиниловым и виниловым эфиром бутиленгликоля в ксилоле (Lumiflon LF-200), двуокись титана (Kronos 2190), диспергатор (Antiterra U), ксилол, метилизобутилкетон, 1% раствор дибутилоловодилаурата в ксилоле (Tinstab BL 277), отвердитель Desmodur №3300.
Как показали проведенные авторами испытания указанной композиции, она имеет более высокие показатели в сравнении с вышеперечисленными композициями, однако параметры по гидрофобности, биостойкости и радиопрозрачности все-таки недостаточно высокие.
Задача предлагаемого решения - повышение гидрофобности, биостойкости и радиопрозрачности защитно-декоративной композиции.
Для решения поставленной задачи в композицию, содержащую сополимер трифторхлорэтилена с алкилвиниловыми эфирами с реакционноспособными группами и органический растворитель, дополнительно введено перфторированное органическое соединение в количестве 0,1-1% от массы пигмента.
В качестве сополимеров трифторхлорэтилена с алкилвиниловыми эфирами с реакционными группами могут быть использованы:
- сополимер трифторхлорэтилена с винилбутиловым эфиром и моновиниловым эфиром этиленгликоля (ТУ 301-05-195-03),
- сополимер трифторхлорэтилена с этилвиниловым и гидроксибутиловым эфирами (заявка Японии №63-19921),
- сополимер трифторхлорэтилена с циклогексилвиниловым, изобутиловым и оксивиниловым эфирами (заявка Японии №64-66273),
- сополимер трифторхлорэтилена с алкилвиниловым эфиром и ангидридом дикарбоновой кислоты (заявка Японии №58-136605),
и другие.
В качестве органических растворителей могут быть использованы:
- ксилол (ГОСТ 9410-78),
- толуол (ГОСТ 9880-76),
- бутилацетат (ГОСТ 8981-78),
- метоксипропилацетат (фирмы BASF)
и другие.
В качестве перфорированных органических соединений могут быть использованы:
- перфторпералгоновая кислота (ТУ 301-14-35-90),
- перфторэнантовая кислота (ТУ 301-14-36-90),
- спирт-теломер и другие.
В состав композиции могут входить также различные катализаторы.
Для получения желаемого цвета в композицию вводится необходимый пигмент.
В качестве пигментов могут быть использованы:
- диоксид титана (ГОСТ 9808-84),
- оксид хрома,
- пигмент фталоцианиновый голубой (ГОСТ 6220-76),
- крон свинцовый оранжевый (ГОСТ 4780-80) и другие.
Перед нанесением композиции на изделие в нее добавляют отвердитель.
В таблице 1 приведены примеры реализации заявляемой композиции.
| Таблица 1 | |
| № состав | граммы |
| 1.сополимер трифторхлорэтилена с винилбутиловым эфиром и моновиниловым эфиром этиленгликоля | 100 |
| ксилол | 150 |
| спирт-теломер (n=5) | 0,2 |
| дибутилдилаурат олова (катализатор) | 1,3·10-3 |
| меламиноформальдегидная смола (отвердитель) без пигмента | 5 |
| 2. сополимер трифторхлорэтилена с винилбутиловым эфиром и моновиниловым эфиром этиленгликоля | 100 |
| ксилол | 155 |
| перфторпералгоновая кислота | 0,1 |
| диоксид титана (пигмент) | 100 |
| дибутилдилаурат олова (катализатор) | 1,2·10-3 |
| Tolonate NDT (отвердитель) | 25 |
| 3. сополимер трифторхлорэтилена с этилвиниловым и гидроксибутиловым эфирами | 100 |
| ксилол | 285 |
| перфторэнантовая кислота | 1,55 |
| оксид хрома (пигмент) | 155 |
| октоат цинка (катализатор) | 9,3·10-2 |
| полиизоцианат биурет (отвердитель) | 45 |
| 4. сополимер трифторхлорэтилена с циклогексилвиниловым, изобутиловым и оксивиниловым эфирами | 100 |
| толуол | 140 |
| бутилацетат | 48 |
| спирт-теломер (n=5) | 0,2 |
| диоксид титана (пигмент) | 8 |
| пигмент фталоцианиновый голубой | 12 |
| дибутилдилаурат олова (катализатор) | 1,4·10-3 |
| Desmodur №75 (отвердитель) | 32,3 |
| 5. сополимер трифторхлорэтилена с алкилвиниловым эфиром и ангидридом дикарбоновой кислоты | 100 |
| ксилол | 30 |
| спирт-теломер (n=2) | 0,1 |
| крон свинцовый оранжевый | 100 |
| диазобисциклооктана (катализатор) | 2,4·10-3 |
| олиготример гексаметилендиизоцианат (отвердитель) | 32,3 |
| 6. сополимер трифторхлорэтилена с изобутилвиниловым | 100 |
| и оксивиниловым эфиром в метоксипропилацетате | 30 |
| ксилол | 110 |
| перфторпеларгоновая кислота | 0,1 |
| диоксид титана (пигмент) | 40 |
| технический углерод (пигмент) | 0,5 |
| октоат цинка (катализатор) | 9,3·10-2 |
| блокированный изоцианат (отвердитель) | 17,3 |
указанные выше композиции приготавливают следующим образом. Раствор сополимера с органическим растворителем делят на две части. В одну часть (половину или меньшую) добавляют отвердитель и перфторкислоту. Раствор диспергируют в бисерной мельнице до достижения перетира 30 мкм. После этого добавляют оставшуюся часть раствора и катализатор. Получившийся раствор перемешивают в течение 0,5-1 часа.
Композицию наносят на защищаемую поверхность методами воздушного и безвоздушного распыления, кистью, валиком при температуре от +30 до -5°.
Предлагаемая защитная композиция при равноценных показателях основных параметром показывает улучшенные параметры по гидрофобности, биостойкости и радиопрозрачности покрытия.
В таблице 2 приведены сравнительные результаты испытаний композиции, указанной в качестве прототипа, и предлагаемой композиций, варианты состава которой приведены в примерах 1-6.
| Таблица 2 | |||||||
| Наименование показателя | Прототип | Заявляемая композиция (№№ примеров) | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| 1. Биостойкость | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ГОСТ 9.048-75 КСЗКС | |||||||
| 2. Гидрофобность, град. | 62 | 80 | 77 | 80 | 75 | 76 | 77 |
| 3. Радиопрозрачность, % | 3 | 0 | 0,5 | 0 | 0,5 | 0 | 0 |
| 4. Время высыхания пленки до степени 3 при 20°С, час ГОСТ 19007-73 | |||||||
| 8 | 8 | 5 | 8 | 8 | 7 | 7 | |
| 5. Массовая доля нелетучих веществ, % ГОСТ 17537-72 | |||||||
| 57,8 | 44,9 | 59,2 | 47,2 | 39,2 | 59,2 | 47,0 | |
| 6. Прочность пленки при ударе на приборе У-1, см ГОСТ 4765-73 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 7. Прочность пленки при изгибе по ШГ-1, мм ГОСТ 6806-80 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 8. Твердость покрытия по маятниковому прибору ТМЛ, усл.ед. ГОСТ 5233-89 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 |
| 9. Адгезия методом решетчатых надрезов, балл ГОСТ 15140-78 | |||||||
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 10. Влагостойкость, час (t=55°C, влажность 100%) ГОСТ 9.401-91 | |||||||
| 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | 700 | |
| 11. Стойкость пленки к статическому воздействию при 20±2°С, час | |||||||
| - дистиллированной воды | 2000 | 2000 | 2200 | 2200 | 2500 | 2500 | 2500 |
| - 3% раствора NaCl | 2500 | 2500 | 2800 | 2800 | 3000 | 3000 | 2500 |
| - 25% серной кислоты | 700 | 700 | 720 | 720 | 750 | 750 | 750 |
| - щелочи | 700 | 700 | 750 | 759 | 800 | 800 | 750 |
| - бензина | 1200 | 1200 | 1200 | 1200 | 1200 | 1200 | 1200 |
| - масла минерального | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
| 12. Атмоссреростойкость по циклу «тропики» без изменения защитных свойств, циклы ГОСТ 9.401-91 | 40 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
| 13. Светостойкость (устойчивость к излучению ксеноновой лампы), час | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 |
| 14. Укрывистость в пересчете на сухую пленку, г/м2 ГОСТ 8784-75 | |||||||
| не более 90 г/м2 для всех составов |
В процессе испытаний оценка биостойкости покрытия образца осуществлялась путем заражения покрытия суспензией клеток тест-культур плесневых грибов и инкубирования его при 28°С в течение 1 месяца. При оценке грибоустойчивости покрытия по росту грибов на образцах применяли шестибальную систему. При отсутствии роста плесневых грибов дается оценка «0» баллов.
Оценка гидрофобности покрытий проводилась путем измерения краевого угла смачивания окрашенной композицией поверхности.
Радиопрозрачность покрытия (степень затухания электромагнитных волн, выносимых покрытием) определяется по снижению коэффициента прохождения электромагнитной волной диэлектрического образца, покрытого испытуемой композицией, по сравнению с коэффициентом прохождения электромагнитной волной диэлектрического образца, не покрытого испытуемой композицией. Измерения проводились в сантиметровом и дециметровом диапазоне волн.
Как следует из приведенных в таблице результатов, покрытие на основе композиции, полученной в соответствии с предлагаемым составов, показатели биостойкости, гидрофобности и радиопрозрачности существенно выше, чем у защитной композиции, указанной в качестве прототипа.
Остальные параметры либо такие же, либо имеют незначительное улучшение, например, стойкость пленки к статическому воздействию, атмосферостойкость, время высыхания и твердость покрытия.
Улучшение показателей биостойкости особенно важно для работы в условиях влажного тропического климата, а высокая радиопрозрачность имеет существенное значение для отраслей спутниковых антенн, радиолокаторов и радиотелескопов.
Таким образом, введение в состав защитного покрытия перфторированного органического соединения позволяет существенно улучшить эксплуатационные показатели покрытий и при этом не усложняет технологию производства таких покрытий.
1. Композиция для защитно-декоративного покрытия, содержащая сополимер трифторхлорэтилена с алкивиниловыми эфирами с реакционными группами, органический растворитель, отвердитель и катализатор, отличающаяся тем, что в нее введено перфторированное органическое соединение в количестве 0,1-1,55% от массы сополимера.
2. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве перфторированного органического соединения использована перфторпералгоновая кислота.
3. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве перфторированного органического соединения использована перфторэнантовая кислота.
4. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве перфторированного органического соединения использован спирт-теломер.
5. Композиция для защитно-декоративного покрытия по п.1, отличающаяся тем, что в нее введен пигмент.
