КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ


RU (11) 2263126 (13) C2

(51) 7 C08L63/02, C09D163/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 03.05.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003127012/04 
(22) Дата подачи заявки: 2003.09.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.09.05 
(43) Дата публикации заявки: 2005.03.27 
(45) Опубликовано: 2005.10.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2054440 C1, 20.02.1996. SU 1754748 А, 15.08.1992. WO 03028644 А, 10.04.2003. 
(72) Имя изобретателя: Кудрявцев Б.Б. (RU); Еселев А.Д. (RU); Кульков А.А. (RU); Гурова Н.Б. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: АОЗТ "Лакма-Имэкс" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 105118, Москва, ул. Вольная, 25, стр.4, АОЗТ "Лакма-Имэкс" 

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ
Изобретение относится к способу получения композиции для покрытия на основе модифицированной эпоксидной смолы для защиты строительных конструкций, например, в составах для наливных полов. Композиция содержит следующее соотношение компонентов в мас.%: 55,0-63,0 эпоксидной диановой смолы, аминный отвердитель - смесь 13,0-20,3 изофорондиамина и одного из аминов, выбранных из 7,0-9,0 метаксилилендиамина, или 5,0-6,0 диэтилентриамина, или 5,5-6,5 триэтилентетрамина и 2,0-2,7 трис(диметиламинометил)фенола в виде аддукта с 6,5-10,5 лапролата-803, остальное - разбавитель - смесь диоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров - ЭДОС. Лапролата-803 представляет собой трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола. Изобретение позволяет повысить твердость и износостойкость покрытия. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных материалов, созданию новых структур для повышения свойств покрытий для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов.

В силу экологической опасности полиуретановые материалы (использование изоцианатов), а также их невысокой химстойкости, водостойкости, высокой пористости, а также высокой стоимости они становятся менее популярными на рынке строительных материалов. 

Разработан целый ряд новых соединений олигоциклокарбонатов, реакционно-активный класс соединений олигомеров под торговыми марками Лапролат 803, Лапролат 301, Лапроксид 503М и другие.

Лапролаты представляют собой продукты карбонизации эпоксидных производных полиоксипропиленов (лапролов) и имеют концевые циклокарбонатные группы. Лапролаты отверждаются по реакции уретанообразования циклокарбонат-амин с первичными алифатическими или циклоалифатическими аминами, образуя гидроксиуретановую структуру.

Лапролаты широко используются для модификации существующих полимеров.

Известно использование эпоксидных смол с лапролатами в композиции, отверждаемой аминами (SU 1754748, 1992).

Известны эпоксициклокарбонатные смолы - продукты частичной карбонизации эпоксидной смолы с переходом части эпоксидных групп в циклокарбонатные (SU 1353792, 1987). 

Но главной заслугой циклокарбонатов является использование их в качестве основного компонента пленкообразующего для получения безизоцианатных полиуретанов, сочетающих хорошие прочностные свойства с высокой эластичностью.

Известна полимерная композиция для отделки материалов на водной основе, включающая эпоксидную смолу - 5-42%, отвердитель - продукт взаимодействия олигоэфиров с концевыми эпоксидными или циклокарбонатными группами с диаминами, с М.М.500-1000, содержащий 1-3% аминогрупп 5-50%, эмульгатора - 0,1-3,0%, вода - остальное.

В примере №4 описан пример для приготовления композиции для использования в качестве наливных полов. Композиция имеет следующие физико-механические показатели: прочность на сжатие 40 МПа, прочность на растяжение - 20 МПа, удельная ударная вязкость 30 кгс·см/см2, относительное удлинение при разрыве 45%. (Ru 2054440, 1992 г.)

Наиболее близким техническим решением является органно-растворимая эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид 503 М), трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола (лапролат 803), аминофенольный отвердитель, ацетон, олигомер трифторхлорэтилена и минеральный наполнитель (Su 1754748, 92).

В патенте приведены высокие показатели покрытий по удельной ударной вязкости, химстойкости покрытия, жизнеспособность состава 30-50 мин, истираемость 2,9 мм3 /м.

Целью заявляемого изобретения является повышение твердости и износостойкости покрытия.

Техническая задача решается тем, что в композиции для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающей эпоксидную диановую смолу, трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола - лапролат 803, разбавитель, в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис(диметиламинометил)фенола в виде аддукта с лапролатом 803, в качестве разбавителя - смесь дпоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров - ЭДОС при следующем содержании компонентов, мас.%:

Эпоксидная смола диановая 55,0-63,0 
Трициклокарбонатпропиловый 
эфир полиоксипропилентриола - 6,5-10,5 
Изофорондиамин - 13,0-20,3 
Метаксилилендиамин - 7,0-9,0 


или

Диэтилентриамин - 5,0-6,0 


или

Триэтилентетрамин - 5,5- 6,5 
Трис (диметиламинометил) фенол - 2,0-2,7 
Разбавитель - остальное 


Аминный отвердитель композиции - аддукт лапролата с аминами - получают путем нагревания всех компонентов при температуре 60-65°С в течение 2-3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп.

Аддукт характеризуется:

Вязкость при 25°С, сП - 1200-1350;

Цвет - светло-желтый;

М.М-900-1200. 

Приводим пример получения аддукта: в реактор с обогревом мешалкой загружают 8,4 кг лапролата-803, 15,0 кг изофорондиамина, 7,01 кг метаксилилендиамина и 2,6 кг ускорителя К-54, смесь нагревают до 60-65°С в течение 3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп. Конверсию циклокарбонатных групп определяют методом ИК-спектроскопии по исчезновению линии, характеризующей циклокарбонатную группу, т.е. С=O.

Характеристику аддукта, содержание в нем аминных групп определяет Н-эквивалентный вес, который для него составляет 115-120.

В качестве эпоксидных смол используют: ЭД-20, ЭД-22 ГОСТ 10587, DER-330, DER-331, DER-324 фирмы «Dow Chemical Company»;

Лапролат 803 - ТУ 6-05-221-995-88, характеризуется: 

Массовая доля циклокарбонатных групп, % - 21,0-31,0;

Массовая доля эпоксидных групп, % - 2,5;

Вязкость динамическая при 25°С, МПа·с - 3500-7500;

Метаксилилендиамин - МХДА



Вязкость 20°C - 6,8 сП, MM-13 6,1, фирма «Mitsubishi Gas Chemical Company».

Трис(диметиламинометил)фенол К-54 используется в качестве ускорителя реакции, фирма «Air Products»; 

Плотность кг/л - 0,971;

Аминное число - 600мг НС1 /г;

Вязкость, 25°С, сП - 180-380.

В качестве изофорондиамина используют Epicure 205, фирма «Resolution Performance Products».

Ancamine 1618 фирмы «Air Products».

Диэтилентриамин, триэтилентетрамин.

ЭДОС - разбавитель - пластификатор ТУ 2493-003/3004749-93 - смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с добавкой стабилизатора, например ионола. Характеристика: цвет - прозрачный, темно-коричневый; плотность 20°С - 1,08-0,03; число омыления 15 мг КОН/г; кислотное число - 0,3 мг КОН/г. Предлагаемая композиция состоит из 2-х компонентов: А - эпоксидная смола с разбавителем, Б - аддукт лапролата с аминами.

В табл.1 приведены рецептуры эпоксидных композиций, в табл.2 - свойства покрытий на их основе.

Благодаря присутствию в полимере эпоксидно-аминных и гидроксиуретановых фрагментов получаемые пленки сочетают достоинства обоих классов полимеров.

Рецептуры композиций, мас.%.

Таблица 1 
Наименование компонентов №1 №2 №3 №4 №5 №6 Прототип 

Эпоксидная смола 
ЭД-20 (диановая) 63 63 55 55 
ЭД-22 (диановая) 60 60 23 
Разбавитель ЭДОС 7,5 7,5 7,0 7,0 6,0 6,0 
Аддукт на основе лапролата и аминов 
Лапролат 803 6,5 6,5 8,4 8,4 10,5 10,5 11,45 
Изофорондиамин 16,0 15,0 15,0 13,0 20,3 19,3 
МХДА - - 7,0 9,0 - - 
Диэтилентриамин 5,0 6,0 - - - 
Триэтилентетрамин - - 5,5 6,5 
К-54 (ускоритель) 2,0 2,0 2,6 2,6 2,7 2,7 
Компоненты прототипа 
Лапроксид 503 М 11,45 
Аминофенольный отвердитель 17,3 
Минеральный наполнитель 34,5 
Ацетон 1,29 
Олигомер-трифторхлорэтилен 0,92 


Свойства композиций и покрытий на их основе.

Таблица 2 
Наименование показателей №1 №2 №3 №4 №5 №6 Прототип 
Время желатинизации смеси, мин 52 52 57 57 60 60 40 
Вязкость смеси, МПа·с (20°С) 1700 1700 1850 1850 2100 2100 1950 
Прочность при разрыве, Н/нм2 48 48 45 45 40 40 31 
Относительное удлинение при разрыве, % 7,8 7,8 7,3 7,3 9,0 10,0 9,6 
Твердость по Шору, Д, усл.ед. 70 70 78 78 75 75 50 
Водопоглощение через 24 часа (привес),% 0,7 0,95 1,0 1,0 0,9 0,9 0,5 
Кислотостойкость к Н2SO4 20% (привес), через 96 час, %, 25°С 1,79 1,7 1,8 1,8 1,7 1,7 1,8 
Стойкость к истиранию, 1000 циклов, колесо CS-17 0,03 0,06 0,06 0,06 0,05 0,05 0,4 
Удельная ударная вязкость, кДж/м 2 37 35 40 31 41 36 55 
Прочность при растяжении, МПа 40 35 33,5 30 40 37 30 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Композиция для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, лапролат-803 - трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола, разбавитель, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис (диметиламинометил) фенола в виде аддукта с лапролатом-803, в качестве разбавителя - смесь диоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров-ЭДОС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола 55,0-63,0 
Трициклокарбонатпропиловый эфир 
полиоксипропилентриола 6,5-10,5 
Изофорондиамин 13,0-20,3 
Метаксилилендиамин 7,0-9,0 
или Диэтилентриамин 5,0-6,0 
или Триэтилентетрамин 5,5-6,5 
Трис (диметиламинометил) фенол 2,0-2,7 
Разбавитель Остальное