[1]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.
[2]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.:
[3]| указанный блок-сополимер оксида этилена и оксида | |
| пропилена с молекулярной массой 2500-6000 | 100 |
| указанный полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоционата | 115-125 |
| указанный γ-аминопропилтриэтоксисилан | 1 |
| толуол | 200 |
| этилацетат | 95 |
| ацетон | 30 |
| хлорид двухвалентного металла | 0,1, |
[4]см. RU Патент 2626358, МПК C09D 175/08 (2006.01), 2017.
[5]Недостатками данной композиции являются высокая степень набухания в среде углеводородов, низкое содержание нелетучих веществ, большое количество растворителя приводит к ухудшению экологии окружающей среды.
[6]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. %:
[7]| полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 | 35,0-60,0 |
| полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата | 14,8-28,5 |
| указанный флотореагент - оксаль | 0,2-1,5 |
| этилацетат | до 10, |
[8]см. RU Патент 2213113, МПК C09D 175/08 (2000.01), 2001.
[9]Недостатком композиции является низкий предел прочности при растяжении.
[10]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. %:
[11]| полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 | 35,0-00,0 |
[12]| полиизоцианат на основе | 4,4'-дифенилметандиизоцианата | 14,9-27,0 |
[13]| N,N-тетрапропанолэтилендиамин | 0,1-3,0 |
| указанный органический растворитель | до 100, |
[14]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.
[15]Недостатками данной композиции являются низкая адгезия покрытия на отрыв, низкий предел прочности при растяжении и модуль упругости пленочного материала.
[16]Технической проблемой является низкая адгезия покрытия на отрыв, низкий передел прочности при растяжении и модуль упругости пленочного материала на основе полиуретановой защитной композиции.
[17]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.:
[18]| полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000 | 100 |
| полиизоцианат на основе 4,4'- дифенилметандиизоцианата | 105-130 |
| триэтаноламин | 2,25 |
| ортофосфорная кислота | 3-6 |
| толуол | 66-172 |
| ацетон | 28-72 |
| этилацетат | 13-35. |
[19]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.
[20]Характеристика веществ, используемых в композиции:
[21]- полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000 производство ОАО «Нижнекамскнефтехим», Россия;
[22]- полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Wannate РМ-200, производство Wanhua-Borsodchem, Китай;
[23]- oрто-фосфорная кислота по ГОСТ 6552-80;
[24]- триэтаноламин, производство ПАО «Казаньоргсинтез», Россия;
[25]- толуол по ГОСТ 5789-78;
[26]- ацетон по ГОСТ 2603-79;
[27]- этилацетат по ГОСТ 8981-78.
[28]Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения:
[29]Пример 1, получение полиуретановой защитной композиции по прототипу.
[30]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.:
[31]
[32]После чего содержимое реактора нагревают до температуры 75-80°С и выдерживают в этом режиме до достижения NCO-групп на уровне 10-12%.
[33]Пример 2 по заявляемому объекту.
[34]На первой стадии готовят полиольную составляющую, содержащую амин, путем смешения исходных компонентов при температуре 85°С в течение 120 минут, в мас. ч.:
[35]| полиоксипропиленгликоль с молекулярной массой 1000 | 100 |
| триэтаноламин | 2,25 |
| opто-фосфорная кислота | 3. |
[36]Затем в полиольную составляющую добавляют смесь растворителей на основе толуола, ацетона и этилацетата, в мас. ч.:
[37]| этилацетат | 105 |
| толуол | 30 |
| ацетон | 152. |
[38]Тщательно перемешивают до образования однородной массы.
[39]Перед нанесением на поверхность к полиольной составляющей
[40]добавляют полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, в мас. ч.:
[41]| полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата | 105 |
[42]Перемешивают до образования однородной массы и наносят на рабочую поверхность.
[43]Примеры 3-7 аналогичны примеру 2.
[44]Состав заявленной композиции и по прототипу и свойства материала по примерам 1-7 приведены в таблице 1 и в таблице 2.
[45]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.
[46]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.
[47]Адгезия покрытия, полученного на основе полиуретановой композиции, определяют методом решетчатых надрезов в соответствии с ГОСТ 15140-78.
[48]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.
[49]Прочность при ударе покрытия определяют на стальной пластине на приборе У-1А согласно ГОСТ 4763-73.
[50]Прочность покрытия при изгибе определяют путем сгибания пластины из жести с нанесенным на нее покрытием вокруг цилиндрического стержня определенного диаметра, согласно ГОСТ 52740-2007.
[51]Условную вязкость полиуретановой защитной композиции определяют по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 8420.
[52]Равновесную степень набухания пленочного материала в воде, бензине, трансформаторном масле рассчитывают по массе жидкости, поглощенной пленкой, согласно ГОСТ 7516.
[53]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.
[54]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.
[55]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.
[56]
[57]
