Полиуретановая эмаль

420 А 1 9) 00 5) ОБРЕТЕН А ЕЛЬСТВ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) А ВТОРСКОМ,/ СВ(46) 23,08,93, Бюл, йф 31 ,(71) Институт химии оысокомолекуляр ных соединений АН УССР .(56) Омельченко С.И. Сложные олигомеры и полимеры на их основе. Киев. "Наукова думка", 1976, с, 67-68Авторское свидетельство СССР й 525733, кл. С 09 И 3/72, 1976,Авторское свидетельство СССР И 1161528, кл. С 09 Т) 3/72, 1985.Авторское свидетельство СССР мф 1190246, кл, с О 1 и 25/56, 1971. Изобретение относится к полимерным лакокрасочным материалам, а именно полиуретановым эмалям, предназначенным для защиты металлических, кон струкционных, полимерных бетонных и др. поверхностей, эксплуатярующихся в условиях повышенной влажности, в морской воде, в ледовых условиях, а также в кислых и щелочных средах при нормальных и низких температурах.Известны полиуретановые композиции на основе сложного полиэфира и полиизоцианата для получения покрытий (1), однако покрытил на основе данной композиции имеют низкую водо- стойкость, неустойчивы в других агрессивных средах. 75/08//С 09 и 5/08(54) ПОЛИУРЕТАНОВАЯ ЭИАЛ (57) Использование: защи ческих и бетонных констр ской воде, в ледовых усл и щелочных средах. Сущно тения: в композиции сост полиядерный продукт поли фенилметандииэоцианата 2 полиоксипропилентриол с 550 16,5-18,3, эпоксидна смола 17,2-19,4, наполни мент 16,0-22,4 и раствор ное, включен наполнитель состава, мас,: черный и железоокисленный пигмент барит 41,0-52,0, микрота 15,0, графит 6,0-7,0, у жа 13,0-16,5, алюминиева 0,5-1,0, 3 табл., 1 ил,Ьта металлиукций в моровиях, кислыхсть изобреава, мас.Ф;меризации ди 2,5-28,1,мол.м, 450 я диановаятель - пигитель осталь- пигментли красный18,0-20,0,льк 10,0 глеродная сая пудра Известна композиция для полуцения полиуретановой антикоррозионной эмали холодного отверждения (2). Мокрытия на основе данного состава имеют хорошие Физико-механические свойства и водостойкость, но не устойчивы к низким температурам.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для полиуретановых покрытий, включающий сложный полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель (3). Покрытия на основе данного состава имеют хорошие физико-механические свойства, стойки к морской воде и другим агрессивным средам.Поставленная цель достигается тем,:что полиуретановая эмаль, включающая полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель, в качестве полиэфира содержит простой трех" 20 функциональный полиэфир полиоксипропилентриол (мол.м. 450-550), в качестве олигоэпоксида - эпоксидную диа" новую смолу (содержание эпоксидных групп 22,04), в качестве полиизоциа" 25 ната - полиядерный продукт полимери"эации дифенилметандиизоцианата (со"держание ИСО-групп 29-303), в качестве растворителя - этилацетат, бутилацетат, циклогексанон, ксилол, 30метилэтилкетон или их смеси: этилаце" тат, бутилацетат, ксилол и циклогексанон в соотношении 1:1:2:0,5, атил" ацетат, бутилацетат и ксипол в соотношении 1; 1:2, и дополнительно " наполнитель-пигмент следующего состава, мас, Ф:Черный или красный железоокисный .пигмент 18,0-20,0 Барит 4,0-52,0 Микротальк 10,0-15,0 Графит 6,0-7,0 Углеродная сажа 13,0-16,5 35 40 Алюминиевая пудра 0,5-1,0 при следующем соотношении компонентов, мас 3Полиядерный продуктполимеризации дифенилметандиизоцианата 22,5-28,1Полиоксипропилентриол с мол.м,450-550 16,5-18)3Укаэанная эпоксиднаядиановая смола . 17,2-19,4Наполнитель;пигмент 16,0-22,4Указанный органи.- ческий раствори-.тель 45 50 Остальное Недостатком известного состава является то, что он не обладает морозостойкостью и имеет более низкие адгеэию и влагостйкость. Кроме того улучшенные свойства покрытий данного состава реализуются только при повы. шенных температурах сушки. Композиция имеет до 504 органических раст" ворителей, что делает ее экологичес ки несовершенной.4 ель изобретения - придание полиуретановой морозостойкой эмали повышенной алгезии к металлу и влагостойкости. 15 Полиуретановая эмаль представляетсобой рвухупаковочную систему,включающую основу и полиизоцианатный отверритель,Эмаль готовят следующим образом.Наполнитель-пигмент диспергируютв бисерной мельнице в 204-ном растворе полиоксипропилентриола ро степени перетира не менее 30 мкм по "клину" (ГОСТ 6589"74), соотношение пиг"мента к раствору полиоксипропилентриола 50:50, получают пигментный по"луфабрикат, Основу получают путемсмешения пигментного полуфабриката,полиоксипропилентриола, эпоксиднойдиановой смолы и органического растворителя, Яля приготовления эмалипо рецептурам, указанным в табл.(состав наполнителя-пигмента приведен в табл. 2), к основе прибавляютотвердитель и тщательно перемеши"Вдют,Для исследования свойств покрытийэмаль с вязкостью 17-20 с (по В 3-4)наносят беэвозрушным распылением, наливом, кистью, валиком на предварительно очищенные стальные поверхности и отверждают при температуре 1530 С в течение 3-4 ч. Свойства пред"лагаемых покрытий, контрольных и про"тотипа приведены в табл. 3.Испытания Физико-механическихсвойств покрытий проводились по ГОСТИрованным методикам.Устойчивость к низким температурампроверяли, исследуя изменения некоторых Физико-механических свойств покрытий при действии температур (минус 30+2) С и (минус 60+2) С, помещая образцы на (5,0+0,2) ч в криостат.Действие более низких температурвплоть до температуры жидкого азотана свойства пленок изучали при: циклическом изменении температуры. Об"разцы выдерживали (15+1) мин, при(минус 180+5) С, а затеи (15 Ы ) минпри (25+2) С, Продолжительность испытаний равнялась 10 циклам.Эффективность защитных свойств полиуретановых эмалей, используемых вкачестве покрытий при совместном воздействии влаги и низких температурпроворили по методике (4), Кинематические кривые сорбции влаги незащищенных полимерных образцов и защищенных полиуретановой эмалью демонстрируют явно выраженные защитные свойст"ва полиуретанового покрытия (рисунок),5 18Как видно из табл. 3, использование в эмали простого трехфункционального полиэ 10 ира - полиоксипропилентриола, эпоксидной Риановой смолы, полиизоцианата - полиядерного продукта полимеризации дифенилметандиизоцианата в сочетании с комплексным пигментом-наполнителем позволяет получить морозостойкоеантикоррозионное покрытие с повышенной адгезией, значительно снизить содержание растворителя в эмали (до 206).Высокое содержание нелетучей части полиуретановой эмали обеспечивает пониженную взрыво" и пожароопасность при ее использовании, снижает загрязнение окружающей среды, экономит расход растворителей,Положительный эффект может быть достигнут при использовании компонентов в указанных пределах. Отклонения от предлагаемого состава. приводит либо к снижению морозостойкости покрытия - адгезия, например, после испытания на холоде падает в 1,5-3 раза 4 пример 7 и 8), либо к падению исходной адгезии в 3 раза пример 10) и защитных свойств в 1,5 раза, а также ухудшает физико-механические свойства покрытий.Повышение или понижение содержания любого из компонентов пигментанаполнителя снижает морозостойкость (примеры 13 и 14) и водостойкость в 1,5 раза (пример 14), либо ухудшает внешний вид покрытия и снижает физико-механические свойства покрытий. 16,5-18,3 22,5-28,1 16,0-22,4 Полиуретановая эмаль, включающая полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с Таолнца 1 Состав пскмуретаноея зиалей Содервание компонентое, мас,Ф Компонент Т ГТД"Ь Преллагаемый по примеран(1 3 )1 6 13 14 Полииапцианат - полн-.ярерный пролукт полинеризацнн Ллфенилметанриизоцнаната (ТУ 113-03603"86) 22,5 25,2 28,1 24,9 25,2 25,2 21 8 28 4 27,9 22,6 25,2 25,2 25,2 25,2 Полиокеипропилентриол(ТУ 6-05-1679-83) 17,9 1 8, О 18, 3 16,5 18,0 18,0 18, 0 18,3 19 4 1 5, 5 18, 2 18,2 8,2 18,2 Эпоксилная дианоеая смоле (ГпСТ 10587-84) 17 вб 17 юб 19 в 4 1736 19,2 1 бво 19 ф 2 19 е 2 17,6 19,2 17,5 18,3 17,4 17,4Лс 2 23 6 17,4 17,4 19 в 2 19 ю 2 17,2 22,4 21 О 19,2 Пигмент-наполнитела 35420 6целью придания морозостойкости, повышения адгезии к металлу и влагостойкости, она в качестве полиэфирасодержит полиоксипропилентриол смол.м. 450-550, в качестве олигоэпоксида - эпоксидную диановую смолус содержанием эпоксидных групп 22,0,в качестве полиизоцианата - полилдерный продукт полимеризации дифенилметандиизоцианата с содержанием изоцианатных групп 29-303, в качестверастворителя - этилацетат, бутилацетат, циклогексанон, ксилол и метил 15 этилкетон или смесь этилацетата бутилацетата ксилола и циклогексанонав массовом соотношении 1:1:2.0,5;соответственно или смесь этилацетата,бутилацетата и ксилола в массовом со 2 О отношении 1:1:2 и соответственнодополнительно содержит. пигмент состава, мас. 4.Черный или крас 25 ный железоокисныйпигмент 18,0-20,0Барит 41 ,0-52,0Иикротальк 10,0-15,0,Графит 6,0-7,0ЗО Углеродная сажа 13,0-16,5Алюминиевая .- пудра 0,5-1,0при следующем соотношении компонентов, мас. Ф.Полиоксипропилентриол с мол.м.450 550Указанная эпоксид.ная диановая смола 17,2-19,4400 Указанный полиядерформула и з о б р е т е н и я ный продукт полиме ризации дифенилметандиизоцианатаПигментУказанный органический растворитель Остальное,1835420 Продолжение табл, 1 Солертвиеа компонентов, мас. О Компонент Преллбгаемый по примерки Контрольный1 З Т"Т Гее г 112 113 14 е Органнческмй раствоРитель ф 2 О,О гО,О этнлвцетатбутнлацетат 2 О,О 20,о 20,0 20,0 ко млелциклпгексвнонне ты лзтилкетон гого гово гоюо смесь Этнлацвтатбутилацетат и кснлоле соотнсвении 1:1;2 20,0 20,0 Таблица 2 Состав пигмента-иаполнитеея ее е Соериаммв коеьснентов, иас, Ф Конпомент П ролла гееныйГ 1 оокисныйваловогноит,О 0,7 . 0,7а е е 0Ф 1 2 О,Э 1,0 а б л и ц а Свойстве покрыт Проттнп тав войстаа 11121314 е оный по при 1)" 6 7 881 0,64. Оэоо Ог 75 0,71 0,8 0,82 0,8,9 20,8 16 ю 9 17 эЗ 20,0 начапьна после цнюмческих испытаний в аяоте Ь 6,7 14 Вэг 5 гг,3 19,Э 1 9,0 19 18,0 22 111 14,спесь атилацетатбутилацетат, ксилол и цнклогексанонсоотиаеении1120,5 Черный мелеили красныйпкисный пи(гост 52 ЭЗ) Прочность пленки при ударе на У 1-йИйа(ГОСТ 4765-73) посм проня раяиеания прининус Зобо 4, нинус 6 ГС 3,е 20 0 а а а 20 0 1 20 0 В1,0 1,4 0,9 1,0 2,3 1,6 1,8 2, . 1,7 2,6 1,а 1,1,5 0,8 3,0 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1000 1000 900 1000 1000 1000 1000 1000 порснем води 260 рнстнллиро анод води 600 7 ОО ВОО 700 8 ОО 8 ОО 900 900 900 900 900 900 700 700 70 посла пронораю евнин прининус 30 С ",7 ЮНУС 60 фс ае 1 Эластичность поЭРиксеиув нн(Гост 6806-73)начальнал . 6,0 реанваиил у ввнеус 3 юнус бов Олагопоглоаае 1 ность пленокегГОСТ 21513-76)ВОДОПОГЛОВа Еность посла прснораююанин прнюнус ЗЮ: 5,4 Стодкость к стетнческоиу юовдюр Стано анЛКОСтаре . ГОСТ 9 403-80) 19 е 8 23 е 2 20 е 9 193 22,1 20,4 1 Продолненме табл, 31835420 О,б 0,2 О 2 10 оставитель Т.Кадуринаехред М.Моргентал Коррект Редакто вцов Тира Гагарина, 1 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Заказ 2976 ВНИИПИ Госу ственного11303 омитета по изобре Москва, Ж, Рау Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССС кая наб., д, 4/5