ОДНОУПАКОВОЧНЫЙ ЛАКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ

ОДНОУПАКОВОЧНЫЙ ЛАКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ


RU (11) 2253662 (13) C1

(51) 7 C09D175/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.06.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004100951/04 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.16 
(45) Опубликовано: 2005.06.10 
(56) Аналоги изобретения: Справочное пособие под ред. М.М.Гольдберга. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов, Москва, Химия, 1978, с.167, с.164-165. SU 1650682 A1, 23.05.1991. SU 1235887 A1, 07.06.1986. SU 97812 A1, 01.01.1954. US 3989662 A, 02.11.1976. 
(72) Имя изобретателя: Викулов О.В. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Виколат" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 115114, Москва, Шлюзовая наб., 6, стр.4-5, ООО "Патент-Гарант", Н.О. Гершановой 

(54) ОДНОУПАКОВОЧНЫЙ ЛАКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯИзобретение относится к химической промышленности, в частности к лакокрасочной промышленности, и касается получения полиуретановых покрытий, предназначенных для нанесения на различные поверхности (металл, дерево и т.д.). Состав содержит раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, в качестве гидроксилсодержащего компонента олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина, с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г, при соотношении олигоэфира и полиизоцианата 1:1. Технической задачей изобретения является получение двухкомпонентного лака с повышенной светостойкостью, водостойкостью, твердостью, а также возможность использования его для антикоррозионных покрытий металлоизделий. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к химической промышленности, в частности к лакокрасочной промышленности, и касается получения полиуретановых покрытий, предназначенных для нанесения на различные поверхности (металл, дерево и т.д.).
Известна полиуретановая композиция для получения защитных покрытий, содержащая полиуретановое связующее, полученное из гидроксилсодержащих компонентов и диизоцианата, при этом в качестве гидроксилсодержащего компонента в ней используют моноэтаноламин и/или диэтаноламин (аминоспирты); в качестве изоцианатного компонента используют толуилендиизоцианат (SU 97812, 04.10.51). 
Лаковую композицию готовят последовательным получением эфира путем этерификации смеси аминоспирта, например диэтаноламина и глицерина адипиновой кислотой при 180-200°С и совместным растворением полученного эфира, выполняющего роль гидроксилсодержащего компонента, и толуилендиизоцианата в циклогексаноне при соотношении эфира и диизоцианата 2:1 соответственно. Полученный лак образует равномерные покрытия с высоким глянцем. Данный лак, однако, имеет невысокую жизнеспособность, т.к. входящий в его состав диизоцианат имеет большую реакционную способность по отношению к гидроксилсодержащему соединению (эфиру). При нагреве таких систем, например до 160-180°С происходит деблокирование изоцианатных групп, которые, вступая во взаимодействие с гидроксилсодержащим полиэфиром, образуют полиуретан сетчатой структуры.
Традиционно в качестве гидроксилсодержащего компонента при получении таких лаков широко используют простые полиэфиры (продукты взаимодействия многоатомных спиртов с окисями олефинов), сложные полиэфиры, например продукты взаимодействия фталевого ангидрида и дикарбоновой кислоты с гликолями и многоатомными спиртами. А для повышения скорости отверждения к однокомпонентным лакам (полиуретанам), отверждаемым влагой воздуха, добавляют катализатор, такие системы относятся к двухкомпонентным системам. Отверждаемые влагой воздуха полиуретаны получают, например, взаимодействием простых гидроксилсодержащих полиэфиров в избытке полиизоцианата и они представляют собой форполимеры со свободными изоцианатными группами.
Известна композиция для покрытия полов, включающая форполимер уретановый на основе 2,4-толуилендиизоцианата и переэтерифицированного триэтаноламином касторового масла, органический растворитель, минеральный пигмент и талюм (технические алюминаты кальция) (SU 1235887, 07.06.86). Известная композиция образует покрытия с повышенной износостойкостью, но предназначена только для покрытия полов.
Для получения полиуретановых лакокрасочных материалов, а также полиуретанов вообще как основы получения многочисленных материалов различного назначения широко используют в качестве гироксилсодержащего компонента различные алкиды, получая таким образом уралкидные смолы. В качестве алкидов используют продукты переэтерификации масел многоатомным спиртом в среде уайт-спирита или ксилола с дополнительной обработкой продукта алкоголиза дикарбоновой кислотой или ее ангидридом. Далее такой гиросилсодержащий алкид обрабатывают толуилендиизоцианатом, а для обеспечения стабильности уралкида вводят 1-3 мас.% обрывателя цепи (спирты, амины). (См. справочное пособие под ред. М.М.Гольдберга “Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов” - М., Химия, 1978, с.164-165).
В качестве растительных масел при получении таких уралкидов используют обычно высыхающие, полувысыхающие масла и их смеси, например льняное масло, касторовое дегидратированное.
Так, известен в качестве гидросилсодержащего компонента продукт взаимодействия таллового масла и триэтаноламина при 150-170°С в присутствии гидроокиси калия (SU 1650682, 23.05.91). Полученный целевой продукт с гидроксильным числом 100-950 мг КОН/г. Использование в качестве гидроксилсодержащего компонента данного продукта позволяет придать ему одновременно свойства катализатора уретанообразования и тримеризации. 
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является известный двухкомпонентный лак, представляющий собой раствор в толуоле продуктов взаимодействия переэтерифицированного триэтаноламином касторового масла с избытком толуилендиизоцианата (см. также Справочное пособие под ред. М.М.Гольдберга, с.167). 
Полученный лак отверждается на воздухе при 18-22°С и относительной влажности 5-85% без добавления катализатора и образует покрытия с хорошими физико-механическими и защитными свойствами, но при его получении толуилендиизоцианат берут в избытке, что делает продукт более токсичным и неоднородным. Кроме того, покрытия не обладают необходимой твердостью и светостойкостью и предназначены для получения покрытий в основном древесины и бетонных покрытий.
Технической задачей настоящего изобретения является получение двухкомпонентного лака с повышенной светостойкостью, водостойкостью, твердостью, а также возможность использования его для антикоррозионных покрытий металлоизделий.
Поставленная техническая задача достигается тем, что двухкомпонентный лаковый состав для покрытий, включающий раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, содержит в качестве гидроксилсодержащего компонента олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина, с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г, при соотношении олигоэфира и полиизоцианата 1:1.
При получении олигоэфира используют, например, талловое масло 70-80 мас.% и 20-30 мас.% триэтаноламина.
Полученный олигоэфир может дополнительно содержать 0,02-0,03 мас.% полидиметилсилоксана, например марки ПМС-200, в расчете на олигоэфир.
Двухкомпонентный лаковый состав по изобретению получают следующим образом.
Сначала получают гироксилсодержащий компонент - олигоэфир путем взаимодействия расплава таллового масла и триэтаноламина при соотношении их 70-80 мас.% и 20-30 мас.% соответственно. Процесс проводят при 170-200°С, процесс контролируют до получения продукта (олигоэфира) с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г. Далее полученный олигоэфир растворяют в толуоле.
При приготовлении раствора олигоэфира или в процессе его получения (олигоэфира) в него при необходимости добавляют модификатор полидиметилсилоксан, например марки ПМС-200, что способствует улучшению конечных свойств олигоэфира. 
Далее в полученный раствор олигоэфира вводят раствор в толуоле полиизоцианата (полизоцианатного компонента). Полученный лак отврждается на воздухе при 18-22°С и относительной влажности 65-85% без добавления катализатора, т.к. олигоэфир одновременно выполняет функцию катализатора уретанообразования. Полученный лак при нанесении его на защищаемую (обрабатываемую) поверхность (дерево, бетон, металл) имеет продолжительность высыхания при 18-22°С не более 30 мин (от пыли) и не более 24 часов (полное высыхание).
В качестве полиизоцианатного компонента лак по изобретению содержит различные полиизоцианаты, такие как 2,4,-2,6-толуилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, полиизоцианатбиурет. 
При приготовлении лака по изобретению готовят раствор олигоэфира в толуоле, например 50% концентрации, раствор полиизоцианата в толуоле, например 50% концентрации.
Концентрация растворов олигоэфира в толуоле и раствора полиизоцианата в толуоле определяется в основном методом нанесения лака, видом подложки.
В нижеследующей таблице представлены примеры лака по изобретению и его основные свойства.
Таблица 
Наименование компонентов, свойства Соотношения компонентов по примерам, 1, 2, 3 
1 2 3 
1. Раствор олигоэфира в толуоле (50% концентрации) 
- олигоэфир с кислотным числом 5 мг КОН/г, гидроксильным числом 130 мг КОН/г, вязкостью 8000 мПа·с (на основе 80 маc.% таллового масла и 20 маc.% триэтаноламина): 4,5 - - 
- олигоэфир с кислотным числом 3 мг КОН/г, гироксильным числом 138 мг КОН/г и вязкостью 10000 мПа·с (продукт взаимодействия 70 маc.% таллового масла и 30 мас.% триэтаноламина); - 5,0 - 
- олигоэфир с кислотным числом 5 мг КОН/г, гидроксильным числом 125 мг КОН/г, вязкостью 6000 мПа·с, с добавкой полидиметилсилоксана ПМС-200 в количестве 0,25 маc.% в расчете на олигоэфир - - 10,0 
2. Раствор толуилендиизоцианата в толуоле (50% концентрации) 4,5 5,0 10,0 
Свойства лака: 
Время высыхания, 
- от пыли (мин) 20 25 30 
- полное высыхание (до степени 3, при 18-22°С и влажности воздуха 80%), ч 24 24 24 
Твердость 0,7 0,8 0,8 
Водопоглощение через 24 час, кг/м2 0,018 0,01 0,008 
(водостойкость) 
эластичность, мм (по ШГ-1) 1 1 1 
адгезия, баллы (металл, дерево) 1 1 1 
светостойкость, 24 ч светостоек светостоек светостоек 
стойкость к NaCl, ч 36 30 52 
атмосферостойкость, ч 120 100 130 
износостойкость (истираемость),мм 2 /см2 0,6 0,5 0,4 

Таким образом, как видно из представленной таблицы, полученный по изобретению лак обеспечивает получение лаковых покрытий на различных поверхностях с повышенной светостойкостью, твердостью, водостойкостью и коррозионной стойкостью, а также получатся по несложной технологии, не требующей специального сложного оборудования. 



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия, включающий раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего компонента он содержит олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом не более 125-138 мг КОН/г, при этом соотношение олигоэфира и полиизоцианата составляет 1:1.
2. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия по п.1, отличающийся тем, что олигоэфир содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: талловое масло 70-80, триэтаноламин 20-30.
3. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия по пп.1 и 2, отличающийся тем, что олигоэфир дополнительно содержит полидиметилсилоксан (ПМС-200) в количестве 0,02-0,03 мас.% в расчете на олигоэфир, введенный в готовый олигоэфир или на стадии его получения.