патент
№ RU 2690116
МПК C09D175/08

Полиуретановая защитная композиция

Авторы:
Сазонов Олег Олегович Давлетбаева Ильсия Муллаяновна Каюмов Мударрис Нафисович
Все (18)
Номер заявки
2018143750
Дата подачи заявки
10.12.2018
Опубликовано
30.05.2019
Страна
RU
Дата приоритета
25.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Реферат

Изобретение относится к составу полиуретановых защитных композиций для получения покрытий и может быть использовано для защиты металлических, бетонных, железобетонных, деревянных поверхностей строительных конструкций от коррозии и воздействия агрессивных сред. Полиуретановая защитная композиция содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, триэтаноламин, ортофосфорную кислоту, толуол, ацетон. Изобретение позволяет увеличить в 2,0-2,4 раза адгезию покрытия на отрыв, в 2,4-3,0 раза передел прочности пленочного материала при растяжении, до 3,5-4,5 раза модуль упругости пленочного материала на основе полиуретановой защитной композиции. 2 табл.

Формула изобретения

Полиуретановая защитная композиция, содержащая полиол, полиизоцианат на основе 4,4-дифенилметандиизоцианата, амин и растворитель, отличающаяся тем, что в качестве полиола она содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, в качестве амина - триэтаноламин, дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, а в качестве растворителя содержит смесь толуола с ацетоном и этилацетатом при следующем соотношении компонентов в мас.ч.:
полиоксипропиленгликоль с
молекулярной массой 1000 100
полиизоцианат на основе
4,4'-дифенилметандиизоцианата105-130
триэтаноламин 2,25
ортофосфорная кислота 3-6
толуол 66-172
ацетон 28-72
этилацетат 13-35

Описание

Изобретение относится к составу полиуретановых защитных композиций для получения покрытий и может быть использовано для защиты металлических, бетонных, железобетонных, деревянных поверхностей строительных конструкций от коррозии и воздействия агрессивных сред.

Известна полиуретановая защитная композиция для покрытий, содержащая полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Космонат 200, полиольную составляющую, амин, растворитель, в качестве полиольной составляющей она содержит блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена с молекулярной массой 2000-6000, 1-10% гидроксильных групп которого замещена на калий-алкоголятные, в качестве амина содержит γ-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9), в качестве растворителя - смесь толуола, ацетона и этилацетата, композиция дополнительно содержит хлорид двухвалентного металла СuСl2 или СоСl2, или MgCl2, или NiСl2, или СаСl2, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

указанный блок-сополимер оксида этилена и оксида
пропилена с молекулярной массой 2500-6000100
указанный полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоционата115-125
указанный γ-аминопропилтриэтоксисилан 1
толуол200
этилацетат95
ацетон30
хлорид двухвалентного металла0,1,

см. RU Патент 2626358, МПК C09D 175/08 (2006.01), 2017.

Недостатками данной композиции являются высокая степень набухания в среде углеводородов, низкое содержание нелетучих веществ, большое количество растворителя приводит к ухудшению экологии окружающей среды.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, полиол, растворитель, в качестве полиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, в качестве растворителя - этилацетат, дополнительно содержит флотореагент - оксаль, представляющий собой продукт дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов производства диметилдиоксана, при следующем соотношении между компонентами, мас. %:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-500035,0-60,0
полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата 14,8-28,5
указанный флотореагент - оксаль0,2-1,5
этилацетатдо 10,

см. RU Патент 2213113, МПК C09D 175/08 (2000.01), 2001.

Недостатком композиции является низкий предел прочности при растяжении.

Наиболее близкой по технической сущности является полиуретановая защитная композиция для получения покрытий, содержащая полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, полиол, амин и органический растворитель, в качестве полиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 у.е., в качестве амина содержит N,N-тетрапропанолэтилендиамин, а в качестве растворителя - этилацетат и/или бутилацетат, этилацетат и/или толуол, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-500035,0-00,0

полиизоцианат на основе4,4'-дифенилметандиизоцианата 14,9-27,0

N,N-тетрапропанолэтилендиамин0,1-3,0
указанный органический растворительдо 100,

см. RU Патент 2236425, C08L 75/08 (2000.01), C08G 18/65 (2000.01), C08G 18/32 (2000.01), C09D 175/08 (2000.01), C09D 175/04 (2000.01), 2001.

Недостатками данной композиции являются низкая адгезия покрытия на отрыв, низкий предел прочности при растяжении и модуль упругости пленочного материала.

Технической проблемой является низкая адгезия покрытия на отрыв, низкий передел прочности при растяжении и модуль упругости пленочного материала на основе полиуретановой защитной композиции.

Техническая проблема решается тем, что полиуретановая защитная композиция, содержащая полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, полиол, амин и растворитель, согласно изобретению в качестве полиола она содержит полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000, в качестве амина содержит триэтаноламин, дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, а в качестве растворителя - смесь толуола с ацетоном и этилацетатом, при следующем содержании компонентов, мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000100
полиизоцианат на основе 4,4'- дифенилметандиизоцианата105-130
триэтаноламин2,25
ортофосфорная кислота 3-6
толуол66-172
ацетон28-72
этилацетат13-35.

Решение технической задачи позволяет повысить адгезию покрытия на отрыв в 2,0-2,4 раза, а предел прочности пленочного материала при растяжении в 2,4-3,0 раза и модуль упругости до 3,5-4,5 раз.

Характеристика веществ, используемых в композиции:

- полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000 производство ОАО «Нижнекамскнефтехим», Россия;

- полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Wannate РМ-200, производство Wanhua-Borsodchem, Китай;

- oрто-фосфорная кислота по ГОСТ 6552-80;

- триэтаноламин, производство ПАО «Казаньоргсинтез», Россия;

- толуол по ГОСТ 5789-78;

- ацетон по ГОСТ 2603-79;

- этилацетат по ГОСТ 8981-78.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения:

Пример 1, получение полиуретановой защитной композиции по прототипу.

В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружают Лапрол-5003 с молекулярной массой 5000, вводят N,N-тетрапропанолэтилендиамин совместно с этилацетатом при перемешивании, затем вводят полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

После чего содержимое реактора нагревают до температуры 75-80°С и выдерживают в этом режиме до достижения NCO-групп на уровне 10-12%.

Пример 2 по заявляемому объекту.

На первой стадии готовят полиольную составляющую, содержащую амин, путем смешения исходных компонентов при температуре 85°С в течение 120 минут, в мас. ч.:

полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000100
триэтаноламин2,25
opто-фосфорная кислота 3.

Затем в полиольную составляющую добавляют смесь растворителей на основе толуола, ацетона и этилацетата, в мас. ч.:

этилацетат105
толуол30
ацетон152.

Тщательно перемешивают до образования однородной массы.

Перед нанесением на поверхность к полиольной составляющей

добавляют полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, в мас. ч.:

полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата105

Перемешивают до образования однородной массы и наносят на рабочую поверхность.

Примеры 3-7 аналогичны примеру 2.

Состав заявленной композиции и по прототипу и свойства материала по примерам 1-7 приведены в таблице 1 и в таблице 2.

На основе заявленной полиуретановой защитной композиции получают пленочный материал путем заливки раствора полиуретановой композиции в чашку Петри, после улетучивания растворителя и отверждения пленочный материал отделяют от стеклянной поверхности и проводят испытания.

Физико-механические показатели пленочного материала: предел прочности при растяжении и модуль упругости определяют в соответствии с ГОСТ 11262-80 на образцах типа 1 на разрывной машине Inspekt mini, при температуре испытания 20±2°С.

Адгезия покрытия, полученного на основе полиуретановой композиции, определяют методом решетчатых надрезов в соответствии с ГОСТ 15140-78.

Значение адгезии на отрыв покрытия измеряют с использованием прибора ПСО-10МГ4С, предназначенного для контроля прочности сцепления керамической плитки, фактурных покрытий, штукатурки, защитных и лакокрасочных покрытий с основанием, методом нормального отрыва стальных дисков (пластин) по ГОСТ 28089, 28574, 31356.

Прочность при ударе покрытия определяют на стальной пластине на приборе У-1А согласно ГОСТ 4763-73.

Прочность покрытия при изгибе определяют путем сгибания пластины из жести с нанесенным на нее покрытием вокруг цилиндрического стержня определенного диаметра, согласно ГОСТ 52740-2007.

Условную вязкость полиуретановой защитной композиции определяют по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 8420.

Равновесную степень набухания пленочного материала в воде, бензине, трансформаторном масле рассчитывают по массе жидкости, поглощенной пленкой, согласно ГОСТ 7516.

Стойкость покрытия к статическому воздействию агрессивных жидких сред, в частности 25%-го раствора серной кислоты, оценивают по ГОСТ 9.403, метод А, по визуальному состоянию внешнего вида и изменению адгезии покрытия.

Как видно из примеров конкретного выполнения, предел прочности при растяжении пленочного материала, полученного на основе заявляемой полиуретановой защитной композиции, составляет 50-65 МПа против 20-24,8 МПа по прототипу, адгезия покрытия на отрыв составляет 4,8 МПа против 2МПа, а модуль упругости пленочного материала составляет 1200 МПа против 261 МПа, а прочность покрытия при изгибе и при ударе, стойкость покрытия к статическому воздействию 25%-ой серной кислоты, а также равновесная степень набухания в различных средах остаются на уровне прототипа.

Таким образом, заявленная полиуретановая защитная композиция позволяет повысить адгезию покрытия на отрыв в 2,0-2,4 раза, предел прочности пленочного материала при растяжении в 2,4-3,0 раза, модуль упругости до 3,5-4,5 раза.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты