Полиуретановая композиция для покрытий

Авторы патента:

Давлетбаева Ильсия Муллаяновна (RU)

Давлетбаев Руслан Сагитович (RU)

Сазонов Олег Олегович (RU)

Закиров Ильяс Наилевич (RU)

C09D175/08 - из простых полиэфиров

C08K3/105 - Использование неорганических компонентов

Владельцы патента RU 2773027:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение может быть использовано для получения защитного покрытия для дерева, бетона, стекла или металла. Полиуретановая композиция для защитных покрытий содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, ортофосфорную кислоту, смесь растворителей и хлорид меди (II). Технический результат изобретения заключается в снижении времени отверждения покрытия, а также улучшении его адгезии и прочности. 2 табл., 10 пр.

Изобретение относится к составам пленкообразующих полиуретановых композиций и может быть использовано для получения защитного покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.

Известна полиуретановая композиция для защитных покрытий, включающая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, амин и растворитель, в качестве полиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, в качестве амина - трибутиламин, в качестве растворителя - этилацетат и бутилацетат, дополнительно содержит октоат олова и/или дибутилдилаурат олова, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	100-200
трибутиламин	0,1-0,3
этилацетат	30-70
бутилацетат	30-70
октоат олова и/или	0,2-0,6
дибутилдилаурат олова	0,2-0,4,

см. RU Патент 2162478, МПК C09D 175/08 (2006.01), 2001.

Недостатком данной композиции является длительное время отверждения покрытия, низкий предел прочности пленочного материала при растяжении, наличие в составе композиции дорогостоящего дибутилдилаурата олова.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, бутилацетат, толуол, концентрированную соляную кислоту и дополнительно содержит этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000	80-95
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	100-200
этилацетат	35-40
бутилацетат	30-40
толуол	20-35
концентрированная соляная кислота	0,05-0,1
этиленгликоль	5-20,

см. RU Патент 2304158, C09D 175/08 (2006.01), C08G 18/65 (2006.01), C08L 75/08 (2006.01), 2007.

Недостатком данной композиции является длительное время отверждения покрытия.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, растворитель, в качестве полиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, в качестве растворителя - ацетон, дополнительно содержит дибутилдилаурат олова и дифенилолпропан, при следующем соотношении компонентов мас. ч.:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000	30-70
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	65-70
дибутилдилаурат олова	0,1-0,2
дифенилолпропан	70-30
ацетон	125,

см. RU Патент 2393189, C09D 175/08 (2006.01), C08G 18/65 (2006.01), C08G 18/32 (2006.01), C08G 18/24 (2006.01), 2010.

Недостатком данной композиции является низкая твердость покрытия, низкий предел прочности при растяжении, наличие в составе композиции дорогостоящего дибутилдилаурата олова.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, орто-фосфорную кислоту, растворитель - смесь толуола с ацетоном и этилацетатом, композиция дополнительно содержит фталевый ангидрид или пиромеллитовый диангидрид, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	90-140
триэтаноламин	1,2-5
орто-фосфорная кислота	5-15
толуол	79-123
ацетон	33-52
этилацетат	15-24
фталевый ангидрид	2,5-15
или
пиромеллитовый диангидрид	3,6-11,

см. RU Патент №2737743, C08G 18/48 (2006.01), C08G 18/18 (2006.01), C08G 18/28 (2006.01), C08G 18/76 (2006.01), C08L 75/04 (2006.01), C08L 75/08 (2006.01), C09D 175/04 (2006.01), C09D 175/08 (2006.01), 2020.

Недостатком указанной композиции является длительное время отверждения покрытия и низкий предел прочности пленочного материала при растяжении.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, в качестве полиольной составляющей композиция содержит блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой 2000-6000, 1-10% гидроксильных групп которого замещена на калий-алкоголятные, в качестве растворителя содержит этилацетат, композиция дополнительно содержит γ-аминопропилтриэтоксисилан, хлорид двухвалентного металла CuCl₂, CoCl₂, MgCl₂, NiCl₂, CaCl₂, в качестве дополнительных растворителей содержит толуол и ацетон, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

указанный блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена
с молекулярной массой 2500-6000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоционата	115-125
γ-аминопропилтриэтоксисилан	1
этилацетат	95
толуол	200
ацетон	30
хлорид двухвалентного металла	0,1,

см. RU Патент 2626358, МПК C09D 175/08 (2006.01), 2017.

Недостатками данной композиции являются длительное время отверждения покрытия, низкая твердость покрытия, наличие в составе композиции повышенного количества растворителя, что приводит к ухудшению экологии окружающей среды.

Наиболее близкой по технической сущности является полиуретановая композиция для защитных покрытий, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, амин и органический растворитель, в качестве полиола она содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, в качестве амина содержит триэтаноламин, дополнительно содержит орто-фосфорную кислоту, а в качестве растворителя содержит смесь толуола, ацетона и этилацетата, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	105-130
триэтаноламин	2,25
орто-фосфорная кислота	3-6
толуол	66-172
ацетон	28-72
этилацетат	13-35,

см. RU Патент №2690116, C09D 175/08 (2006.01), C08L 75/08 (2006.01), C08K 3/32 (2006.01), 2019.

Недостатками полиуретановой композиции являются длительное время отверждения защитного покрытия на ее основе, низкие предел прочности при растяжении и адгезия покрытия на отрыв.

Технической проблемой является длительное время отверждения защитного покрытия на основе полиуретановой композиции, а также недостаточные предел прочности при растяжении и адгезия покрытия на отрыв.

Техническая проблема уменьшение времени отверждения защитного покрытия на основе полиуретановой композиции, увеличение предела прочности при растяжении и адгезии покрытия на отрыв решается тем, что полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, орто-фосфорную кислоту, растворитель - смесь толуола, ацетона и этилацетата, согласно изобретению композиция дополнительно содержит хлорид меди (II), при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	105-145
триэтаноламин	1,2-5
орто-фосфорная кислота	5-10
толуол	90-125
ацетон	35-50
этилацетат	15-25
хлорид меди (II)	0,05-0,25.

Решение технической задачи позволяет снизить время отверждения защитного покрытия на основе заявляемой полиуретановой композиции до 1 часа, увеличить предел прочности при растяжении на 40% и адгезию покрытия на отрыв на 28%.

Характеристика веществ, используемых в композиции:

- полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000 производство ОАО «Нижнекамскнефтехим», Россия;

- полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Wannate РМ-200, производство Wanhua-Borsodchem, Китай;

- орто-фосфорная кислота по ГОСТ 6552-80;

- триэтаноламин, производство ПАО «Казаньоргсинтез», Россия;

- толуол по ГОСТ 5789-78;

- ацетон по ГОСТ 2603-79;

- этилацетат по ГОСТ 8981-78;

- хлорид меди (II) - CuCl₂⋅2H₂O, ГОСТ 4167-74;

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения:

Пример 1 по прототипу.

Получение полиуретановой композиции для защитных покрытий.

На первой стадии готовят полиольную составляющую, содержащую амин, путем смешения указанных исходных компонентов при температуре 85°С в течение 120 минут, мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
триэтаноламин	2,25
орто-фосфорная кислота	6.

Затем в полиольную составляющую добавляют смесь растворителей - толуола, ацетона и этилацетата, мас. ч.:

этилацетат	30
толуол	158
ацетон	66

тщательно перемешивают до образования однородной массы.

Перед нанесением на поверхность к полиольной составляющей добавляют полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата в мас. ч.:

полиизоцианат на основе 4,4'- дифенилметандиизоцианата

108.

Перемешивают до образования однородной массы и наносят на рабочую поверхность.

Пример 2 по заявляемому объекту.

Получение полиуретановой композиции для защитных покрытий.

На первой стадии готовят полиольную составляющую, путем смешения указанных исходных компонентов при температуре 90°С в течение 180 минут, в мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
триэтаноламин	2,5
орто-фосфорная кислота	10
хлорид меди (II)	0,05.

Затем в полиольную составляющую добавляют смесь растворителей - толуола, ацетона и этилацетата, в мас. ч.:

толуол	95
ацетон	35
этилацетат	15.

Тщательно перемешивают до образования однородной массы.

Перед нанесением на поверхность к полиольной составляющей добавляют полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, мас. ч.:

полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата

105.

Компоненты полиуретановой композиции перемешивают до образования однородной массы и наносят на рабочую поверхность.

Примеры 3-10 аналогичны примеру 2.

На основе заявленной полиуретановой композиции для защитных покрытий получают пленку путем заливки раствора полиуретановой композиции в чашку Петри, после улетучивания растворителя и отверждения пленочный материал отделяют от стеклянной поверхности и проводят испытания.

Состав заявленной полиуретановой композиции и по прототипу и свойства защитного покрытия по примерам 1-9 приведены в таблице 1 и в таблице 2.

Физико-механические показатели защитного покрытия: предел прочности пленки при растяжении и модуль упругости определяют в соответствии с ГОСТ 11262-80 на образцах типа 1 на разрывной машине Inspekt mini, при температуре испытания 20±2°С.

Значение адгезии на отрыв покрытия измеряют с использованием прибора ПСО-10МГ4С, предназначенного для контроля прочности сцепления керамической плитки, фактурных покрытий, штукатурки, защитных и лакокрасочных покрытий с основанием, методом нормального отрыва стальных дисков (пластин) по ГОСТ 28089, 28574, 31356.

Адгезия защитного покрытия, полученного на основе полиуретановой композиции, определяют методом решетчатых надрезов в соответствии с ГОСТ 15140-78.

Время высыхания композиции определяют по отсутствию прилипания листа бумаги к пленке, образовавшейся после нанесения композиции на стальную пластинку, ГОСТ 19003-73.

Прочность при ударе защитного покрытия определяют на стальной пластине на приборе У-1А согласно ГОСТ 4763-73.

Прочность защитного покрытия при изгибе определяют путем сгибания пластины из жести с нанесенным на нее покрытием вокруг цилиндрического стержня определенного диаметра, согласно ГОСТ 52740-2007.

Относительную твердость покрытия (в уд. ед.) определяют по маятниковому прибору марки МЭ-3 по ГОСТ 5233-89.

Равновесную степень набухания пленки определяют по массе жидкости (воды, бензина, нефти или трансформаторного масла), поглощенной пленкой, согласно ГОСТ 7516.

Как видно из примеров конкретного выполнения, защитное покрытие на основе заявляемой полиуретановой композиции имеют время отверждения покрытия до 1 часа против 9 часов по прототипу, предел прочности пленочного материала при растяжении 72-77 МПа против 55 МПа по прототипу, адгезия покрытия на отрыв 5,8-6,3 МПа против 4,8 по прототипу, при этом прочность покрытия при изгибе и при ударе, модуль упругости пленки, также равновесная степень набухания в различных средах имеют показатели на уровне прототипа.

Таким образом, заявленная полиуретановая композиция позволяет повысить предел прочности пленки при растяжении до 40%, адгезия покрытия на отрыв повысить до 28% и снизить время отверждения покрытия до 1 часа.

Полиуретановая композиция для защитных покрытий, содержащая полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, ортофосфорную кислоту, растворитель - смесь толуола, ацетона и этилацетата, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит хлорид меди (II) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000	100
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата	131-145
триэтаноламин	2,5-5
ортофосфорная кислота	6,5-10
толуол	90-115
ацетон	35-50
этилацетат	15-25
хлорид меди (II)	0,12-0,25

Настоящее изобретение относится к способу получения полиуретановой композиции для изготовления паропроницаемой мембраны. Способ осуществляют путем взаимодействия полиоксиэтиленгликоля с молекулярной массой 400, орто-фосфорной кислоты и триэтаноламина при перемешивании при температуре 80±2°С и остаточном давлении 0,7 кПа в течение 2-х часов, далее осуществляют введение хлорида меди (II) и растворение его в реакционной массе при температуре в пределах 85-90°С, после растворения хлорида меди (II) ведут взаимодействие реакционной массы с ароматическим полиизоцианатом на основе 4,4–дифенилметандиизоцианата.

Износостойкие декоративные покрытия // 2744957

Настоящее изобретение относится к декоративным облицовочным покрытиям, в частности напольным или настенным покрытиям, содержащим один или более слоев и отвержденный верхний слой, сочетающим превосходные противоскользящие свойства и стойкость к истиранию. Декоративное облицовочное покрытие, содержащее подложку и верхний слой, покрывающий верхнюю поверхность указанной подложки, где указанный верхний слой содержит: от 40 до 80 мас.% отвержденного связующего вещества (i), содержащего полимер, выбранный из группы, состоящей из эпоксидной смолы, сложноэфирной эпоксидной смолы, сложноэфирной виниловой смолы, сложного полиэфира, алкидной смолы, полиамида, сложного полиэфирамида, полиуретана, простого полиэфира, (мет)акрилатного (со)полимера, винилового (со)полимера, аминопластовой смолы и их смесей; от 0,5 до 25 мас.% одного или более типов микромасштабных частиц (ii) с объемным медианным диаметром частиц (D50) от 1 до 50 мкм, как определено с помощью измерений рассеяния лазерного излучения в соответствии с ISO 13320; от 0,1 до 20 мас.% одного или более соединений (iii), выбранных из группы, состоящей из кремнийорганических материалов, фторуглеродов, фторированных кремнийорганичеких материалов, олефиновых (со)полимеров, природных восков и синтетических восков.

Жидкая композиция для водонепроницаемой мембраны // 2743538

Изобретение относится к двухкомпонентной жидкой композиции, которая после сшивки позволяет получить водонепроницаемую мембрану на поверхностях, предназначенных для движения пешеходов и/или транспортных средств, например, для террас, балконов, крыш или автостоянок. Двухкомпонентная жидкая композиция содержит силилированный полимер, имеющий алкоксилановые группы, эпоксидную смолу, аминовый катализатор для эпоксидной смолы и катализатор для конденсации силанолов, а также промотор адгезии или связующий агент.

Покрывающие композиции с низким отслаиванием при катодной поляризации // 2741595

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для получения покрытий на металлических подложках. Композиция содержит полиольную композицию, содержащую полиольную композицию на основе бутиленоксида, и композицию полиизоцианата, содержащую полиизоцианат и преполимер.

Полиуретановая композиция для защитных покрытий // 2737743

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для получения защитных покрытий и может быть использовано для защиты металлических, бетонных, железобетонных, деревянных поверхностей строительных конструкций от коррозии и интенсивного воздействия различных агрессивных сред. Полиуретановая композиция для защитных покрытий содержит 100 мас.ч.

Композиция для покрытия для получения легкоотслаивающихся и химически стойких покрытий // 2721117

Настоящее изобретение относится к композиции для легкоотслаивающихся и химически стойких покрытий для металлических и пластмассовых основ, а также к способу получения легкоотслаивающегося лакового слоя, способу химического фрезерования металлических основ и основе. Указанная композиция содержит по меньшей мере один связующий компонент А и по меньшей мере один отверждающий компонент В.

Гидрофобные полиолы // 2719440

Настоящее изобретение относится к отверждаемой композиции для изготовления материалов на полиуретановой основе, а также к адгезиву и покрытию на полиуретановой основе. Указанная композиция включает продукт реакции изоцианатного компонента, который включает один или несколько изоцианатов, причем изоцианатный индекс составляет от 90 до 150, и способный реагировать с изоцианатом компонента, который включает смесь, содержащую от 5 до 95 мас.% первого полиола на основе бутиленоксида и от 5 до 95 мас.% второго полиола на основе бутиленоксида.

Гибкая нехроматная антикоррозийная грунтовка // 2692788

Настоящее изобретение относится к грунтовочной композиции, отвержденному грунтовочному покрытию, подложке, многослойному покрытию, способу нанесения покрытия и грунтовочной системе. Указанная грунтовочная композиция содержит форполимерный уретансодержащий простой полиэфир, содержащий тиольные концевые группы, полиэпоксид, от 5 до 9 мас.% карбоната кальция и от 3 до 7 мас.% оксида магния.

Силилированные полиуретаны, их получение и применение // 2690688

Изобретение относится к силилированным полиуретанам. Предложен силилированный полиуретан, получаемый способом, включающим стадии (a) взаимодействия по меньшей мере одного полиола с по меньшей мере одним триизоцианатом с образованием полиуретанового форполимера с концевыми гидроксильными группами и (b) взаимодействия упомянутого полиуретанового форполимера с по меньшей мере одним изоцианатосиланом формулы (1): OCN-R-Si-(X)m(R1)3-m, где m равно 0, 1 или 2, каждый R1 представляет собой независимо друг от друга гидроксильную группу, алкоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, ацилоксигруппу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода или -OCH(R2)COOR3, где R2 представляет собой водород или алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атома углерода и R3 представляет собой неразветвленную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода, каждый X представляет собой независимо друг от друга при необходимости замещенную углеводородную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, которая может быть прервана по меньшей мере одним гетероатомом и R представляет собой дифункциональную органическую группу, с концевыми гидроксильными группами на упомянутом форполимере с упомянутым изоцианатосиланом.

Полиуретановая защитная композиция // 2690116

Изобретение относится к составу полиуретановых защитных композиций для получения покрытий и может быть использовано для защиты металлических, бетонных, железобетонных, деревянных поверхностей строительных конструкций от коррозии и воздействия агрессивных сред. Полиуретановая защитная композиция содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, ортофосфорную кислоту, толуол, ацетон.

Способ получения диоксида кремния // 2772830

Изобретение относится к способу получения диоксида кремния из целлюлозосодержащего материала, включающему предварительную обработку исходного материала путем кислотного гидролиза и последующее выделение диоксида кремния, характеризующемуся тем, что кислотный гидролиз ведут при рН<5, температуре 140-240°C и повышенном давлении в присутствии, по меньшей мере, одного протектора моносахаридов, защищающего их от воздействия высоких температур и давления, с последующим отделением от продуктов реакции лигнина осаждением на фильтре и моносахаридов дистилляцией протектора, остаток после удаления жидкой фазы сжигают при температуре 350-750°C в зональной печи с получением диоксида кремния.