ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2298573 (13) C2

(51) МПК
C09D 175/06 (2006.01)
C09D 167/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.05.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005119691/04 
(22) Дата подачи заявки: 2005.06.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.06.27 
(45) Опубликовано: 2007.05.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2017779 C1, 15.08.1994. SU 537099 A1, 30.11.1976. RU 2017780 C1, 15.08.1994. RU 2066683 С1, 20.09.1996. JP 8253550 А, 01.10.1996. 
(72) Имя изобретателя: Оносова Людмила Александровна (RU); Куис Ольга Васильевна (BY); Цейтлин Генрих Маркович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (RU) 
(98) Адрес для переписки: 125047, Москва, Миусская пл., 9, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, патентный отдел 

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ
Изобретение относится к области получения полиуретановых композиций на основе алкидных олигомеров и диизоцианатов для защитных покрытий по металлу, древесине и бетону. Полимерная композиция для покрытий включает модифицированную уралкидную смолу, сиккатив, антиоксидант и органический растворитель. В качестве модифицированной уралкидной смолы используют уралкидную смолу модифицированную вторичным алифатическим амином, первичным спиртом и водой, с молекулярной массой 6900-12100, содержащую уретановых групп 11,2-12,2%, карбамидных групп 0,40-0,81% и биуретовых групп 0,37-0,79%, в качестве органического растворителя используют ксилол, или уайт-спирит, или их смесь, взятые в массовом соотношении 1:1. Технический результат состоит в том, что получают полимерные покрытия с хорошими цветовыми характеристиками, высокой объемной микротвердостью, износостойкостью и прочностными свойствами, способные отверждаться с высокими скоростями при температуре 20±2°С. 3 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области получения полиуретановых композиций на основе алкидных олигомеров и диизоцианатов для защитных покрытий по металлу, древесине и бетону.

Известны [Патент РФ №2017780 С1, 5 С09D 175/06; патент РФ №2017779, С1 5 С09D 175/06] полиуретановые композиции для покрытий, вклющающие уралкидную смолу, модифицированную N, N-замещенным алифатическим амином. Они обладают высоким блеском, хорошими оптическими свойствами и стойкостью к воздействию воды и 1%-раствора уксусной кислоты.

Однако покрытия на их основе имеют невысокие цветовые характеристики и не обеспечивают достаточной скорости отверждения, объемной микротвердости и прочностных свойств покрытий.

Наиболее близким к заявляемой композиции по технической сущности является состав для покрытий [Патент РФ №2017779 С1, 5 С09D 175/06], включающий уралкидную смолу, модифицированную N, N - замещенным алифатическим амином, с молекулярной массой 2500-3000, содержащей уретановых групп 8,5-10,5%, мочевинных групп 0,5-1,5%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уралкидная смола, модифицированная 
N, N-замещенным алифатическим амином 45-55 
Сиккатив 1,2-2,5 
Оксим циклогексанона 0,4-0,6 
Органический растворитель Остальное 


Указанный состав образует относительно твердые покрытия при температуре 20±2°С с хорошим блеском. Однако состав не обеспечивает высоких скоростей отверждения и не дает возможности получить покрытия с хорошим цветом, высокой адгезией, износостойкостью, объемной микротвердостью и прочностью при разрыве.

Техническая задача данного изобретения - создание полимерных покрытий с хорошими цветовыми характеристиками и высокой объемной микротвердостью, износостойкостью и прочностными свойствами, способных отверждаться с высокими скоростями при температуре 20±2°С.

Это достигается составом композиции, включающей модифицированную уралкидную смолу, сиккатив, антиоксидант и органический растворитель, отличающейся тем, что в качестве модифицированной уралкидной смолы используют уралкидную смолу, модифицированную вторичным алифатическим амином, первичным спиртом и водой, с молекулярной массой 6900-12100, содержащей уретановых групп 11,2-12,2%, карбамидных групп 0,40-0,81%, биуретовых групп 0,37-0,79%, причем в качестве органического растворителя используют ксилол, или уайт-спирит, или их смесь, взятые в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уралкидная смола, модифицированная 
вторичным алифатическим амином, 
первичным спиртом и водой, с молекулярной 
массой 6900-12100, содержащая уретановых 
групп 11,2-12,2%, 
карбамидных групп 0,40-0,81% и 
биуретовых групп 0,37-0,79% 45-53 
Сиккатив 1-2,7 
Антиоксидант 0,35-0,65 
Указанный органический 
растворитель Остальное 


Уралкидную смолу получают путем взаимодействия растительных масел, многоатомных спиртов, фталевого ангидрида, диизоцианатов, вторичных аминов, первичных спиртов и воды. В качестве растительных масел используют соевое, хлопковое, льняное, жирные кислоты таллового масла, дегидратированное касторовое масло. Из многоатомных спиртов применяют пентаэритрит, триметилолпропан.

В качестве диизоцианатов используют 2,4-толуилендиизоцианат, 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианат в соотношении мас.%: 80:20 и 65:35, 4,4'-дифенилметандиизоцианат.

Из вторичных алифатических аминов используют диэтиламин, дибутиламин, дипропиламин, диизопропиламин.

В качестве первичных спиртов используют этанол, пропанол, н-бутанол, гексанол.

Из растворителей применяют ксилол, или уайт-спирит, или их смесь, взятые в массовом соотношении 1:1.

Уралкидную смолу получают следующим образом.

На первой стадии получают олигоэфирполиол. В реакторе нагревают

растительное масло с водным раствором едкого натра в токе углекислого газа до 255-265°С. При этой температуре загружают многоатомный спирт и выдерживают реакционную массу до полной растворимости продукта переэтерификации в этиловом спирте 1:5. Затем реакционную массу охлаждают до 160°С и при этой температуре вводят фталевый ангидрид и выдерживают в течение 1 часа. После чего реакционную массу охлаждают до 130°С, подают растворитель на циркуляцию, нагревают до 200°С и выдерживают реакционную массу до кислотного числа 5-10 мг КОН/г.

Полученный продукт (олигоэфирполиол) растворяют в органическом растворителе, нагревают реакционную массу до 70°С и под током азота добавляют диизоцианат в течение 2 часов и ведут процесс до содержания изоцианатных групп 1,5-4,2%, после чего температуру снижают до 40°С, вводят вторичный алифатический амин, выдерживают при перемешивании 20 минут, затем вводят первичный спирт, выдерживают 30 минут и далее загружают воду с последующей выдержкой в течение 30 минут. При этом происходит полное превращение изоцианатных групп в карбамидные, уретановые и биуретовые.

Характеристики олигомеров представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, олигомер представляет собой продукт с молекулярной массой 6900-12100, содержанием уретановых групп 11,2-12,2%, содержанием карбамидных групп 0,40-0,81% и содержанием биуретовых групп 0,37-0,79%.

Строение олигомера подтверждено с помощью гельпроникающей хромотографии (ГПХ), ИК-спектроскопии и химического анализа.

Композиции готовят смешением компонентов при комнатной температуре (составы приведены в табл.2). Олигомерная основа смешивается с сиккативом и антиоксидантом и наносится на подложку.

В качестве сиккатива используют нафтенат свинцово-марганцево-кобальтовый LB-2 (ТУ LBTN-000324547-03-98), нафтенат свинцово-марганцевый НФ-1 (ГОСТ 1003-73),

В качестве антиоксидантов используют оксим циклогексанона (ТУ 6-09-592-74), метилэтилкетоксим (ТУ У 24.3-13395997.003-2001).

Толщина однослойного покрытия 30±5 мкм.

Свойства покрытий приведены в таблице 3.

Данные свидетельствуют о том, что по сравнению с прототипом получаются более светлые лаки: цвет 12-27 гI2 /100 г по йодометрической шкале (прототип 40-50 гI 2/100 г), увеличивается скорость отверждения покрытия: время высыхания, при 20±2°С, до степени 3:2-3,5 часа (прототип 6 часов), повышается прочность при ударе - 60-65 кгс?см (по сравнению с 50 кгс?см), относительная твердость 0,63-0,70 усл. ед. (прототип 0,24 усл. ед.), объемная микротвердость 147-184 МПа (прототип 80 МПа), износостойкость 0,50-0,65 кг/мкм (прототип 0,35-0,40 кг/мкм), адгезия 1 балл и 0,49-0,69 МПа (прототип 1 балл и 0,30-0,35 МПа).

Таблица 1 
Характеристика уралкидных смол 
№ пп Состав уралкидной смолы, мас.% Молек. масса уралкидной смолы Мас. доля, % 
Олигоэфирполиол Диизоцианат Вторичный алифатический амин Первичный спирт Вода уретановых групп карбамидных групп биуретовых групп 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
1 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 79,1 2,4-Толуилен-диизоцианат 16,7 Диэтиламин 1,4 Этанол 1,4 1,4 7100 11,9 0,81 0,79 
2 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 81,5 2,4-Толуилен-диизоцианат 15,5 Дибутиламин 1 Пропанол 1 1 8400 12,0 0,62 0,58 
3 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 80,8 2,4-Толуилен-диизоцианат 17,7 Дипропиламин 0,5 Н-бутанол 0,5 0,5 8750 11,3 0,40 0,37 
4 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 78,8 2,4- и 2,6-Толуилен-диизоцианат (80:20) 17,6 Диизопропиламин 1,2 Гексанол 1,2 1,2 11600 11,7 0,71 0,67 
5 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 81,9 2,4- и 2,6-Толуилен-диизоцианат (65:35) 15,7 Диизопропиламин 0,8 Этанол 0,8 0,8 12100 12,1 0,51 0,46 
6 Хлопковое масло, глицерин, фталевый ангидрит 79,3 2,4-Толуилендиизоцианат 18,0 Дипропиламин 0,9 Пропанол 

0,9 0,9 6900 11,4 0,57 0,51 
7 Соевое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 69,0 4,4'-Дифенилметандиизо-цианат 27,7 Дибутиламин 1,1 Н-бутанол 1,1 1,1 11200 11,5 0,68 0,63 
8 Льняное масло, пентаэритрит, фталевый ангидрид 79,9 2,4-Толуилендиизоцианат 16,2 Диэтиламин 1,3 Гексанол 1,3 1,3 7400 11,2 0,76 0,71 
9 Жирные кислоты талового масла, пентаэритрит, фталевый ангидрит 81,3 2,4-Толуилендиизоцианат 16,6 Диэтиламин 0,7 Пропанол 0,7 0,7 8500 11,6 0,48 0,42 
10 Дегитратированное касторовое масло, пентаэритрит, фталевый ангидрит 81,9 2,4-Толуилендиизоцианат 15,1 Дибутиламин 1 Гексанол 1 1 8200 12,2 0,62 0,57 
11 Дегитратированное касторовое и соевое масло (1:1), пентаэритрит, фталевый ангидрит 79,6 2,4-Толуилен-диизоцианат Дипропиламин Этанол 
18,6 0,6 0,6 0,6 7900 11,3 0,43 0,39 
12 Соевое масло, триметилол-пропан, фталевый ангидрит 2,4-Толуилен-диизоцианат Диизопропиламин Н-бута-нол 
82,1 15,2 0,9 0,9 0,9 8100 11,8 0,57 0,52 


Таблица 2 
Составы композиций 
№ композиций Уралкидная смола № по табл.1 Составы композиций, мас.% 
Уралкидная смола Сиккатив Антиоксидант Растворитель Итого 
Компонент Количество Компонент Количество Компонент Количество 
1 1 53 LB-2 1,0 Оксим циклогексанона 0,35 Ксилол 45,65 100 
2 1 49 LB-2 1,8 Оксим циклогексанона 0,50 Уайт-спирит 48,70 100 
3 1 46 LB-2 2,7 Оксим циклогексанона 0,65 Смесь ксилол: уайт-спирит (1:1 мас.%) 50,65 100 
4 2 51 НФ-1 1,2 Метилэтилкетоксим 0,60 Уайт-спирит 47,20 WO 
5 3 48 НФ-1 2,5 Метилэтилкетоксим 0,40 Уайт-спирит 49,10 100 
6 4 49 LB-2 2,1 Метилэтилкетоксим 0,35 Ксилол 48,55 100 
7 5 52 НФ-1 1,7 Метилэтилкетоксим 0,55 Уайт-спирит 45,75 100 
8 6 47 LB-2 1,5 Оксим циклогексанона 0,45 Смесь ксилол: уайт-спирит (1:1 мас.%) 51,05 100 
9 7 50 НФ-1 2,0 Метилэтилкетоксим 0,40 Ксилол 47,60 100 
10 8 45 LB-2 2,2 Оксим циклогексанона 0,35 Уайт-спирит 52,45 100 
11 9 49 НФ-1 1,6 Метилэтилкетоксим 0,50 Уайт-спирит 48,90 100 
12 10 53 LB-2 1,31 Оксим циклогексанона 0,60 Смесь ксилол: уайт-спирит(1:1 мас.%) 45,10 100 


Таблица 3 
Свойства покрытий 
№ композиции по табл.2 Цвет по йодометрической шкале, гI2/100 г Время высыхания до степени 3, при 20±2°C, часы Относительная твердость по ТМЛ, усл.ед.* Блеск покрытий по прибору ФБ-2 Адгезия Прочность при ударе, кгс?см ** Износостойкость, кг/мкм Объемная микротвердость, МПа Прочность при разрыве, МПа 
баллы МПа 
Прототип 40-50 6 0,24 85-93 1 0,30-0,35 50 0,35-0,40 80 7,5 
1 12 3,5, 0,70 94 1 0,69 60 0,50 165 8,9 
2 25 2,5 0,65 94 1 0,50 65 0,65 160 8,8 
3 27 2 0,64 95 1 0,65 65 0,60 147 9,6 
4 20 3 0,63 94 1 0,49 65 0,55 166 8,7 
5 27 2 0,70 94 1 0,67 60 0,50 154 10,1 
6 25 3,5 0,69 95 1 0,54 60 0,65 161 8,2 
7 15 3,5 0,64 95 1 0,68 60 0,60 159 9,9 
8 20 2 0,65 95 1 0,67 65 0,55 160 10,3 
9 25 3 0,67 94 1 0,69 65 0,50 184 8,5 
10 27 2 0,64 95 1 0,55 60 0,60 162 8,9 
11 18 2 0,65 94 1 0,50 65 0,65 147 9,8 
12 25 3 0,65 94 1 0,69 60 0,55 157 9,5 
* Твердость по прибору ТМЛ после сушки при 20±5°С, через 24 часа

** Прочность при ударе по прибору У-1А после сушки 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Полимерная композиция для покрытий, включающая модифицированную уралкидную смолу, сиккатив, антиоксидант и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве модифицированной уралкидной смолы используют уралкидную смолу, модифицированную вторичным алифатическим амином, первичным спиртом и водой, с молекулярной массой 6900-12100, содержащей уретановых групп 11,2-12,2%, карбамидных групп 0,40-0,81% и биуретовых групп 0,37-0,79%, причем в качестве органического растворителя используют ксилол, или уайт-спирит, или их смесь, взятых в массовом соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Уралкидная смола, модифицированная 
вторичным алифатическим амином, 
первичным спиртом и водой, 
с молекулярной массой 6900-12100, 
содержащая уретановых групп 11,2-12,2%, 
карбамидных групп 0,40-0,81% и биуретовых групп 0,37-0,79% 45-53 
Сиккатив 1-2,7 
Антиоксидант 0,35-0,65 
Указанный органический растворитель Остальное





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru