Композиция для защитных покрытий

Авторы патента:

Селиванова Нина Васильевна (RU)

Чухланов Владимир Юрьевич (RU)

Ионова Мария Анатольевна (RU)

Трифонова Татьяна Анатольевна (RU)

Селиванов Олег Григорьевич (RU)

Чухланова Наталья Владимировна (RU)

Ширкин Леонид Алексеевич (RU)

C09D175/06 - из сложных полиэфиров

C09D175/04 - полиуретаны

Владельцы патента RU 2502770:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к композиции для защитных покрытий и может применяться для антикоррозионной, термической и антисептической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и уменьшения ее истираемости. Композиция для защитных покрытий включает полиуретановый предполимер, тонкоизмельченный гальванический шлам, тетраэтоксисилан и пигмент. Техническим результатом при использовании композиции является получение монолитного покрытия с глубоким проникновением во внутренние слои защищаемой поверхности, полученное без возникновения брака. 2 табл., 5 пр.

Заявляемая композиция относится к строительным материалам и может применяться для антикоррозионной, термической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей, и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и уменьшения ее истираемости.

Наиболее распространенные среди составов подобного назначения - композиции на основе полиуретанового предполимера (ПУ). Благодаря хорошим физико-механическим свойствам и адгезии они способны надежно защищать любой тип поверхности от воздействия негативных факторов окружающей среды. Кроме того, проникая внутрь, они защищают поверхность не только снаружи, но и изнутри.

В патенте RU 2215013 описан состав однокомпонентной полиуретановой композиции, отверждаемой влагой воздуха и используемой для пенополиуретановой изоляции. Данная композиция обладает хорошей адгезией к металлу, к пластикам (за исключением, тефлона и полиэтилентерефталата).

Одним из главных недостатков данной композиции для защитного покрытия является значительное водопоглощение. Главным технологическим недостатком является частое возникновение брака при его нанесении на защищаемую поверхность, что, по сути, является следствием гидрофильности полиуретана. Брак образуется вследствие содержания влаги в подложке (происходит подвспенивание покрытия изнутри).

Техническими задачами, на решение которых направлено предполагаемое изобретение, являются уменьшение гидрофильности и, как следствие, водопоглощения покрытия и, соответственно, уменьшение количества возникаемого брака при его нанесении. Кроме того, к техническим задачам можно отнести утилизацию гальваношлама.

Поставленная задача решается за счет композиции, состоящей из полиуретанового предполимера, тетраэтоксисилана, гальваношлама и пигмента в следующих соотношениях, масс.ч.: полиуретановый предполимер 100, тетраэтоксисилан 1-20, гальваношлам 20-50, пигмент 0,01-5.

Для получения покрытия используется полиуретановый предполимер (ПУ) с содержанием NCO - групп 13-23%. Предполимер может быть получен на основе полиизоцианата (ПИЦ), гексаметилендиизоцианата (ГМДИ), метилендиизоцианата (МДИ), толуилендиизоцианата (ТДИ) и всех их изомеров, а также на основе сложного полиэфира - Лапрола с молекулярной массой 1500-6000 и его модификаций, полученных путем присоединения этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина, касторового масла, с различным количеством функциональных гидроксильных групп.

При отсутствии или меньшем содержании тетраэтоксисилана в начальной композиции покрытие имеет значительное водопоглощение - 3-5% масс.ч. При проникновении влаги в толщину покрытия наблюдается образование неполиуретановых типов химических связей, а также проникновение влаги к защищаемой поверхности, что приводит к ухудшению физико-механических свойств и началу процесса разрушения поверхности. При содержании тетраэтоксисилана более, чем 20% масс.ч. не наблюдается уменьшения водопоглощения и влагопроницаемости покрытия, возникают дополнительные внутренние напряжения в покрытии, снижается экономический эффект применения покрытия.

При содержании гальваношлама в композиции более 50% масс.ч. наблюдается ухудшение гидроизоляционных свойств покрытия, кроме того, резко увеличивается вязкость композиции и уменьшается адгезия покрытия к подложке. При введении менее 20% масс.ч. также снижается адгезия к подложке, увеличивается возможность возникновения технологического брака, утилизируется меньшее количество шлама.

Введение в композицию более 5% масс.ч. пигмента не приводит к получению насыщенной окраски покрытия, при этом, возможны нежелательные химические реакции. Однако, количество вводимого пигмента является частным случаем, так как зависит только от желания потребителя.

Оценки и доказательства преимуществ заявляемого изобретения основаны на измерении эксплуатационных и технологических показателей составов с одинаковым содержанием полиуретанового предполимера и разным содержанием тетраэтоксисилана и гальваношлама (на 100 масс.ч. полиуретанового предполимера использовалось от 1 до 20 масс.ч. тетраэтоксисилана и от 20 до 50 масс.ч. гальваношлама).

Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим образом: в полиуретановый предполимер добавляют тетраэтоксисилан, тщательно перемешивают. В зависимости от области применения, заданного декоративного эффекта и интенсивности окраски поверхности в композицию добавляют пигмент. Затем добавляют постепенно добавляют гальваношлам при постоянном перемешивании состава. Время гелеобразования состава 1,5 часа.

Перед нанесением покрытия обрабатываемую поверхности тщательно очищают механическим и химическим путем - с помощью пескоструйной обработки, зашкуривания, обезжиривания. Приготовленный состав наносят напылением с помощью пистолета с большим диаметром сопла, кистью, шпателем, валиком или методом налива. Рекомендуется проводить работы либо в помещении, либо в сухую погоду. Состав отверждается при температуре не ниже +5…+7°С, но не выше +33…+35°С.

В качестве пигмента в композиции использоваласт двуокись титана по ГОСТ 9808-84, марки Р-1. В качестве гальвоношлама используется гальваношлам, образующийся после реагентной очистки сточных вод завода Автоприбор г.Владимир. Гальваношлам подвергался тщательно просушке при температуре 180°С в сушильном шкафу в течение 4-х часов и последующему тонкому сухому механическому измельчению в лабораторной шаровой мельнице до степени перетира не более 25-30 мкм (по ГОСТ 6589-74).

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

1. В 100 масс.ч. полиуретанового предполимера вводят 1 масс.ч. тетраэтоксисилана и 1 масс.ч. пигмента. При постоянном перемешивании вводят 20 масс.ч. гальваношлама. В частном случае, содержание пигмента может содержать 0,01-5 масс.ч.

2. В 100 масс.ч. полиуретанового предполимера вводят 4 масс.ч. тетраэтоксисилана и 1 масс.ч. пигмента. При постоянном перемешивании вводят 50 масс.ч. гальваношлама. В частном случае, содержание пигмента может содержать 0,01-5 масс.ч.

3. В 100 масс.ч. полиуретанового предполимера вводят 10 масс.ч. тетраэтоксисилана и 2 масс.ч. пигмента. При постоянном перемешивании вводят 40 масс.ч. гальваношлама. В частном случае, содержание пигмента может содержать 0,01-5 масс.ч.

4. В 100 масс.ч. полиуретанового предполимера вводят 15 масс.ч. тетраэтоксисилана и 2 масс.ч. пигмента. При постоянном перемешивании вводят 25 масс.ч. гальваношлама. В частном случае, содержание пигмента может содержать 0,01-5 масс.ч.

5. В 100 масс.ч. полиуретанового предполимера вводят 20 масс.ч. тетраэтоксисилана и 3 масс.ч. пигмента. При постоянном перемешивании вводят 35 масс.ч. гальваношлама. В частном случае, содержание пигмента может содержать 0,01-5 масс.ч.

Свойства материалов, полученных с использованием известной и предлагаемой композиции, приведены в таблице 1.

Таблица 1
Свойство	Композиция
Свойство	Известная	Предлагаемая по примеру
1	2	3	4	5
1. Прочность при сжатии через месяц после отверждения, МПа	2,5	2,71	2,76	3,52	3,40	3,08
2. Водопоглощение через месяц после отверждения за 24 ч, %	4,00	3,10	2,25	0,98	0,73	0,41

Из вышеприведенных данных видим, что изменение содержания тетраэтоксисилана и гальваношлама приводит к изменению свойств получаемого покрытия. Уменьшение водопоглощения достигается за счет введения в композицию тетраэтоксисилана, который, вследствие пространственного расположения молекул в отвержденном покрытии, образует защитную от влаги пленку на поверхности покрытия. Гальваношлам, введенный в состав, впитывает излишки влаги из защищаемой поверхности, а полиуретановый полимер, в котором он равномерно диспергирован, за счет этого проникает в более глубокие слои поверхности, увеличивая адгезию с ней.

Глубина пропитки композицией определялась на цементно-песчанных образцах при соотношении кварцевый песок 3 масс.ч., цемент М-500 1 масс.ч. Образцы композиции наносились на предварительно очищенную поверхность слоем 1,8 мм и отверждались в течение 72 часов. После отверждения образцы подвергались поперечному распилу, срез облучался ультрафиолетовой лампой ПРК-4. Глубина пропитки измерялась штангенциркулем по зоне свечения. Данные по пропитке представлены в таблице 2.

Таблица 2
Свойства	Композиция
Свойства	Известная	Предлагаемая по примеру
1	2	3	4	5
Глубина пропитки, мм	2,0	2,1	2,3	3,0	3,0	2,8

Частным случаем использования данного покрытия является утилизация шламовых отходов, образующихся в результате работы гальванических производств. Несмотря на то, что данные отходы проходят несколько ступеней обеззараживания путем выщелачивания, добавление их в однокомпонентную полиуретановую композицию носит, прежде всего, экологический характер, так как, попадая в сложную структуру полиуретана, ионы металлов «связываются», не имея возможности дальнейшего высвобождения в окружающую среду и оказывая исключительно положительное воздействие на физико-механические параметры готового покрытия.

Композиция для защитных покрытий, включающая полиуретановый предполимер, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тонкоизмельченный гальванический шлам, тетраэтоксисилан и пигмент при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

Полиуретановый предполимер	100
Тетраэтоксисилан	1-20
Гальваношлам	20-50
Пигмент	0,01-5

Изобретение относится к области полимерных композиций для получения многослойных материалов, предназначенных для изготовления надувных средств спасения, в том числе надувных оболочек пассажирских трапов летательных судов.

Полиуретановые покрытия, характеризующиеся улучшенной межслоевой адгезией // 2489451

Композиция для покрытий // 2479609

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.

Подкисленные полиэфирполиуретановые дисперсии // 2473570

Защитно-адгезионный лак для бронирования заряда твердого ракетного топлива // 2467044

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке защитно-адгезионного лака, применяемого в качестве подслоя для скрепления бронепокрытия с поверхностью заряда при бронировании заряда твердого ракетного топлива.

Ткань для покрытия воздушных летательных аппаратов гражданской авиации // 2436880

Изобретение относится к ткани для покрытия воздушных летательных аппаратов, к способу ее изготовления и нанесения на указанные аппараты. .

Композиция для покрытий // 2427602

Изобретение относится к составам одноупаковочных полиуретановых пленкообразующих, отверждающихся влагой воздуха, используемых в качестве лаков или пленкообразующих в составе полимерных композиций.

Полиуретановая композиция // 2427599

Изобретение относится к области получения быстроотверждающихся полиуретановых композиций, используемых в качестве различных защитных покрытий, клеев, герметиков, напольных покрытий и т.д.

Полиуретановая композиция для получения шумозащитных покрытий по литьевой технологии // 2423403

Изобретение относится к полимерным композициям на основе литьевых полиуретановых эластомеров и может быть использовано для получения шумозащитных покрытий для использования как в судостроительной промышленности, так и в различных областях техники.

Полимерная антикоррозионная композиция для защиты от коррозии металлических конструкций // 2407756

Изобретение относится к полимерной антикоррозионной композиции. .

Покровное средство с высокой стойкостью к царапанью и устойчивостью к атмосферным воздействиям // 2502769

Настоящее изобретение относится к покровному средству, содержащему a) по меньшей мере одно связующее вещество (A) с реакционно-способными гидроксильными группами, b) по меньшей мере один сшивающий агент (B) со свободными и/или блокированными изоцианатными группами, который при сшивании может вступать в реакцию с реакционно-способными группами связующего вещества (A), и по меньшей мере один катализатор (C) для сшивания силановых групп, представляющий собой соединение фосфорной кислоты, в частности фосфорную кислоту или соединение фосфоновой кислоты, блокированное бициклическим амином со значением pКb≥3 и точкой кипения >100°C, причем один или несколько компонентов (A) и/или (B) и/или по меньшей мере один другой компонент покровного средства содержат гидролизуемые силановые группы.

Форполимер из диизоцианатов и терминированных формамидом олигомеров, способ его получения и его применение // 2496800

Изобретение относится к новым форполимерам, которые получают из диизоцианатов и олигомеров, терминированных формамидом, а также к применению этих форполимеров. Форполимеры обладают следующей общей формулой I X − [ − N ( C H O ) − C O − N H − R 1 − N C O ] n ( I ) в которой R1 означает остаток арилалкила, имеющий от 6 до 13 атомов углерода, или остаток алкилена, имеющий от 4 до 13 атомов углерода, n равно целому числу от 2 до 4, Х означает n-валентный органический остаток, предпочтительно остаток формулы II Y − [ − ( C H 2 − C H R 3 − ( C H 2 ) p − O ) m − C H 2 − C H R 4 − ( C H 2 ) o − ] n − ( I I ) в которой Y означает n-функциональный, насыщенный остаток, имеющий от 2 до 6 атомов углерода, n имеет указанное выше значение, R3 означает водород или метил, R4 означает водород или метил, m равно целому числу от 2 до 30, о равно 0 или 1, р равно 0, 1 или 2.

Водоразбавляемая полимерная композиция для покрытий // 2495160

Изобретение относится к области получения водоразбавляемых композиций на основе эпоксиаминных и уретановых олигомеров для покрытий по металлу, получаемых методом катодного электроосаждения.

Фотолатентные катализаторы на основе металлорганических соединений // 2489450

Изобретение относится к металлорганическим латентным каталитическим соединениям, которые являются подходящими в качестве катализаторов в реакциях полиприсоединения или поликонденсации, которые катализируются катализатором типа кислоты Льюиса, в частности, для сшивки блокированного или не блокированного изоцианата или изотиоцианатного компонента с полиолом или политиолом с формированием полиуретана (ПУ).

Альдимины и альдиминсодержащие композиции // 2489421

Изобретение относится к новому альдимину, применяемому в качестве латентного отвердителя для содержащих изоцианатные группы систем. .

Полиуретановая композиция, содержащая асимметричный диальдимин // 2485143

Многослойный комбинированный материал // 2482967

Изобретение относится к многослойным комбинированным материалам. .

Полиуретановые покрытия на водной основе // 2482135

Изобретение относится к полиуретановым композициям для покрытия на водной основе. .

Наружное полиуретановое двухкомпонентное защитное покрытие (варианты) // 2481367

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется в трассовых или базовых условиях при прокладке подземных магистральных трубопроводов для их защиты от коррозии, механических повреждений, а также при строительстве транспортирующих газ или жидкость промысловых и технологических трубопроводов в условиях распространения вечномерзлых грунтов, при прокладке трубопроводов на болотах, на обводненных участках, в частности, для восстановления антикоррозионных покрытий нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов при их ремонте в трассовых условиях, в том числе без остановки транспорта продукта, а также при защите от коррозии обвязки компрессорных станций при температурах трубопроводов 70-90°C, на участке трубопровода, транспортирующем газ с положительной температурой после компрессорной станции, например на участке выкидного шлейфа, транспортирующего компримированный газ с температурой плюс 40°C.

Гидроизоляционное морозостойкое покрытие асфальта автомобильной дороги // 2473581

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для строительства автомобильных дорог. .

Покрывная композиция, включающая полиизоцианат и полиол // 2510973

Настоящее изобретение относится к вариантам неводной покрывной композиции, по существу состоящей из: (a) полиизоцианата, (b) полиола, имеющего среднюю функциональность более чем 3 гидроксильные группы на молекулу, (c) катализатора отверждения на основе металла для реакции присоединения изоцианатных групп и гидроксильных групп, (d) меркаптокарбоновой кислоты и (e) летучего органического растворителя, причем покрывная композиция не содержит карбоновую кислоту, в которой карбонильная группа карбоновой кислоты находится в сопряжении с п-электронной системой. Также описаны набор компонентов для приготовления вышеуказанной покрывной композиции, ее применение и способ нанесения покрытия на субстрат с использованием такой композиции. Технический результат - создание покрывной композиции, имеющей низкое содержание летучего органического растворителя, высокую скорость отверждения и длительное время хранения, приводящие к получению покрытия с хорошими внешними свойствами, в частности низкой предрасположенностью к появлению кратеров, высокой прочностью, гибкостью, стойкостью к царапанию, блеском, устойчивостью к внешним факторам и стойкостью к действию химических веществ и ультрафиолетового излучения. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 19 табл., 6 пр.