СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ФОРПОЛИМЕРА ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ФОРПОЛИМЕРА ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2233303 (13) C1

(51) 7 C09D175/08, C08G18/48 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.09.2007 - действует 

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

(14) Дата публикации: 2004.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003104047/04 
(22) Дата подачи заявки: 2003.02.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.02.11 
(45) Опубликовано: 2004.07.27 
(56) Аналоги изобретения: Однокомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы, отверждаемые влагой воздуха (обзор литературы., Лакокрасочные материалы, 176, №2, с.19-21. RU 2073053 С1, 10.02.1997. RU 2162478 C1, 27.01.2001. RU 2188838 C1, 10.09.2002. RU 2192440 C1, 10.11.2002. 
(72) Имя изобретателя: Маметьева Т.А. (RU); Ксенофонтов А.Н. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Научно- производственная фирма "Интекс-Центр" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 420110, Татарстан респ., г.Казань, а/я 2, пат.пов. Н.С.Гайнутдиновой 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ФОРПОЛИМЕРА ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ 

Изобретение относится к способам получения полиуретановых форполимеров, которые предназначены для получения покрытий для защиты металлических, бетонных, деревянных, стеклянных поверхностей от воздействия различных атмосферных и агрессивных сред, коррозии, статического электричества, абразивного износа и могут быть использованы в качестве защитного внутреннего и наружного покрытия трубопроводов, емкостей и цистерн, инженерных и гидротехнических сооружений, энергетических установок, портовых сооружений, кровельного железа и черепицы, а также в качестве декоративного покрытия. Способ осуществляют, смешивая гидроксилсодержащий компонент с гидроксильным числом 32-37 мг КОН/г Лапрол 5003 или Лапрол 4503 с уайт-спиритом, затем с бутилацетатом либо со смесью бутилацетата с уайт-спиритом и в полученную смесь добавляют полиизоцианат на основе 4,4’-дифенилметандиизоцианата с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г и синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%. Технический результат изобретения - получение форполимера со стабильными характеристиками (не менее года). 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам получения защитных полиуретановых покрытий на основе форполимеров, которые предназначены для защиты металлических, бетонных, деревянных, стеклянных поверхностей от воздействия различных атмосферных и агрессивных сред, коррозии, статического электричества, абразивного износа и могут быть использованы в качестве защитного внутреннего и наружного покрытия трубопроводов, емкостей и цисцерн, инженерных и гидротехнических сооружений, энергетических установок, портовых сооружений, кровельного железа и черепицы, а также в качестве декоративного покрытия.

Известны способы получения однокомпонентных полиуретановых лакокрасочных покрытий, отверждаемых влагой воздуха, (О.В. Орлова, Т.Н. Фомичева. Технология лаков и красок. Москва: Химия, 1990 г., стр.139 [1]) путем смешения исходных компонентов. Конечным пленкообразующим веществом-покрытием является изоцианатсодержащий преполимер (форполимер), полученный при взаимодействии гидроксилсодержащего соединения - полиола с избытком изоцианата. Форполимеры содержат не менее трех свободных изоцианатных групп, обеспечивающих сшивание в процессе пленкообразования. Отверждение и сшивка указанных полимеров происходят непосредственно на подложке за счет взаимодействия изоцианатных групп с влагой воздуха и образования аминогрупп - поперечных мочевинных связей. Реакция взаимодействия изоцианатных групп форполимера с влагой воздуха с образованием аминогрупп описана в [1], стр.140. При взаимодействии аминогрупп с изоцианатными группами форполимера образуется полимер сетчатой структуры, т.е. происходит отверждение покрытия. Известны покрытия (А.М. Тартаковская, А.А. Благонравова, Однокомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы, отверждаемые влагой воздуха (обзор литературы). Лакокрасочные материалы, 1976, №2, стр.19-21 [2], И.Н. Бакирова, В.И. Мулюкова, И.Г. Демченко, Л.А. Зенитова, Н.А. Розенталь. Лаки на основе отходов полиуретановых производств. Материалы и полупродукты, стр.3-4 [3]), в способах получения которых путем смешения исходных компонентов полиизоцианатсодержащего компонента и гидроксилсодержащего компонента в качестве полиизоцианатсодержащего компонента использованы смеси ароматических изоцианатов: изомеров 2,4-ТДИ, 2,6-ТДИ=65:36 и 80:20, а также дифенилметандиизоцианата (ПИЦ на МДИ), ксилилендиизоцианата [2], продукт реакции тримеризации концевых изоцианатных групп 2,4-толуилендиизоцианата (ТДИ) в присутствии каталитических количеств фенольных оснований Манниха в среде растворителя [3]; известно использование предварительно деструктированных полиуретановых отходов из промышленных литьевых полиуретанов на основе полиэфира СКУ-ОМ, СКУ-6, СКУ-7 и др. [3]. В качестве гидроксилсодержащего компонента использовались простые полиэфиры и полиэтиленгликоли, сложные полиэфиры и др. [2].

Существенной проблемой в ряде вышеуказанных полиуретановых систем, отверждаемых влагой воздуха, является отсутствие стабильности при хранении, длительное время высыхания, которое может быть уменьшено лишь использованием дополнительных катализаторов. Нестабильность при хранении объясняется тем, что в процессе хранения происходит образование мочевинных и аллофанатных групп, снижается содержание изоцианатных групп и повышается вязкость преполимера. Сроки хранения такого покрытия в плотно закрытой таре не превышают одного месяца. Недостатками указанных способов является также конструктивная сложность используемого оборудования для приготовления форполимера, например, реактора, требующего наличия водяной рубашки, патрубков для соединения с вакуумным оборудованием, с термометрами для контроля температуры; требуется также вакуумное оборудование, подогреватель, что усложняет как само оборудование, так и повышает энергозатраты производства форполимера.

Наиболее близким аналогом является способ получения защитного покрытия, включающий смешение исходных компонентов: простого полиэфира с третичным атомом азота в молекуле, содержащего три и более гидроксильных групп, имеющих молекулярную массу ~500-5000, и полиизоцианата на МДИ в присутствии инертного растворителя, например уайт-спирита, в соотношении между исходньми полиизоцианатом и полиэфиром, при котором конечный продукт еще содержит свободные изоцианатные группы, обеспечивающие отверждение атмосферной влагой [2, стр.20]. Лаки на основе таких продуктов отверждаются значительно быстрее, не требуют ускорителей отверждения; они отличаются удовлетворительной стабильностью при хранении, их показатели не меняются в течение нескольких месяцев - до шести месяцев.

Недостатком указанного способа получения покрытия является все же ограниченная стабильность покрытия: в процессе хранения происходит образование мочевинных и аллофанатных групп, снижается содержание изоцианатных групп и повышается вязкость форполимера.

Задачей изобретения является повышение стабильности покрытия, увеличение времени его хранения, расширение арсенала относительно дешевых защитных покрытий.

Задача решается использованием способа получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия, представляющего собой форполимер - однокомпонентную систему, отверждаемую влагой воздуха, включающего смешение исходных продуктов: полиизоцианатного компонента в виде полиизоцианата на основе МДИ (дифенилметандиизоцианата) (ПИЦ на МДИ) и гидроксилсодержащего компонента в виде простого полиэфира, содержащего три гидроксильные группы, имеющие молекулярную массу ~500-5000, в присутствии инертного растворителя, например уайт-спирита, в соотношении между исходньми полиизоцианатом и полиэфиром, при котором конечный продукт еще содержит свободные изоцианатные группы, обеспечивающие отверждение атмосферной влагой, в котором используют полиизоцианатный компонент на МДИ 4,4’-дифенилметандиизоцианат с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г, в качестве простого полиэфира используют лапролы с гидроксильньм числом 32-37 мг КОН/г, например, лапрол 5003 или лапрол 4503, дополнительно добавляют бутилацетат при следующем содержании исходных компонентов, мас.ч.:

Полиизоцианат 26-32,5

Лапрол 5003 или Лапрол 4503 30-32,5

Бутилацетат 8,79-10,36

Уайт-спирит 22,9-26

при этом сначала смешивают гидроксилсодержащий компонент с растворителем уайт-спиритом, добавляют бутилацетат либо гидроксилсодержащий компонент смешивают со смесью из бутилацетата с уайт-спиритом, а затем в полученную смесь добавляют полиизоцианат, синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%.

Используемые исходные продукты

Лапрол 5003 ТУ 6-05-1513-87

Лапрол 4503 ТУ 6-05-2033-87

Бутилацетат ГОСТ 8981-78

Уайт-спирит ГОСТ 3134-78

Полиизоцианат на МДИ 4,4’-дифенилметандиизоцианат марок (А, Б) ТУ 113-03-375-75. В качестве полиизоцианата может быть использован продукт В 227 производства BASF, Германия, который также представляет собой ПИЦ на МДИ, с содержанием NCO-групп 31,2 г/100 г. Продукт В 227 выпускается указанной фирмой в соответствии с ИСО 9001 под названием Diphenylmethan-4,4’-diisocyanat.

Форполимер ЛАПТЕКС получают следующим образом. В реактор по расчету загружают лапрол 5003 или 4503; предварительно при необходимости лапрол может быть осушен до содержания в нем массовой доли воды не более 0,1%. В лапрол добавляют последовательно или в виде смеси расчетное количество бутилацетата с уайт-спиритом, перемешивают в течение примерно 30 минут, затем порциями в 2-3 приема с интервалом в 20 минут в реактор со смесью подают полиизоцианат. После загрузки всего сырья массу в закрытом реакторе перемешивают в течение 3,0-6,0 часов при температуре окружающей среды, например, не более 30°С. В результате перемешивания происходит синтез форполимера, который проводят до содержания массовой доли полиизоцианатных групп до 7,5-11,5%. Синтез форполимера со свободными изоцианатными группами производится по схеме, известной, например, из [2]:



Контроль за содержанием изоцианатных групп производят в соответствии с методикой определения NCO-групп, приведенной, например, в ТУ 38-103137-78 на форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100.

Способ получения покрытия заключается в нанесении полученного форполимера ЛАПТЕКС любым из перечисленных способов: кистью, валиком, пневматическим или безвоздушным распылителем, способом окунания на предварительно очищенную и обезжиренную защищаемую поверхность при температуре от минус 10 до плюс 70°С и с относительной влажностью воздуха 30-98%; после нанесения форполимера последний начинает вулканизироваться в присутствии влаги воздуха с образованием полимерного покрытия. Отверждение и сшивка преполимера происходит непосредственно на подложке по схеме, описанной, например, в [2]. При необходимости форполимер можно наносить в несколько слоев, образуя защитную поверхность с высокой механической прочностью.

В таблице приведены примеры количественного состава покрытия и их потребительские характеристики в сравнении с характеристиками прототипа.

Использование описанного способа получения позволяет получить преполимер со стабильными характеристиками, не изменяющимися в течение длительного времени хранения (не менее года). В результате дополнительного использования бутилацетата, действующего как разбавитель растворителя, была повышена активность растворителя, более равномерно растворилась общая масса компонентов форполимера, уменьшилась возможность его загустения и выпадения в осадок. В результате использования изобретения расширился арсенал относительно дешевых полиуретановых однокомпонентных покрытий.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия, включающий смешение исходных продуктов: полиизоцианатного компонента в виде полиизоцианата на основе дифенилметандиизоцианата и гидроксилсодержащего компонента в виде простого полиэфира, содержащего три гидроксильные группы, в присутствии инертного растворителя – уайт-спирита, отличающийся тем, что используют в качестве полиизоцианатного компонента полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г, в качестве простого полиэфира используют лапролы с гидроксильным числом 32-37 мг КОН/г - Лапрол 5003 или Лапрол 4503, дополнительно используют бутилацетат, при следующем содержании исходных компонентов, мас.ч.:

Полиизоцианат 26-32,5

Лапрол 5003 или Лапрол 4503 30-32,5

Бутилацетат 8,79-10,36

Уайт-спирит 22,9-26

при этом сначала смешивают гидроксилсодержащий компонент с растворителем - уайт-спиритом, добавляют бутилацетат либо гидроксилсодержащий компонент смешивают со смесью из бутилацетата с уайт-спиритом, а затем в полученную смесь добавляют полиизоцианат, синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%.




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