LV13304B - Method for manufacturing polyurethane coatings on the basis of tall oil - Google Patents

Abstract

A method for manufacturing polyurethane coatings from tall oil ester and isocyanate is offered comprising: esterifying tall oil with triethanolamine at temperature 170 - 180 oC and pressure 600 - 3 mm Hg and having acid number less 5 mg KOH/g and OH number 110 - 180 mg KOH/g; adding an aromatic or aliphatic isocyanate having functionality 2 or more in the amount necessary to have NCO/OH ratio 2.4 - 3.1; diluting the resulting moisture to a suitable consistency for the manufacture of films; spreading the resultant mixture on a suitable substrate and polymerizing the resultant mixture to form hard wear resistant coating. Tall oil used can be distilled tall oil, tall oil pitch or crude tall oil. Said isocyanate can be aliphatic, aromatic, mix of them or prepolymers made using isocyanates and other polyols and having functionality 2 or more. Furthermore, surfactant in the amount of 0.01 - 0.1 % can be added, and coating can be polymerized at ambient temperature or at elevated temperature.

Description

Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention

Izgudrojums attiecas uz poliuretāna klājumu iegūšanas metodi, lietojot taleļļas trietanolamīna esterus. Ja taleļļa un trietanolamīna esteri tiek iegūti pēc šī izgudrojuma apraksta un sajaukti ar daudzfunkcionāliem izocianātiem tādās proporcijās, lai izocianata un hidroksilgrupu attiecība (NCO/OH) būtu robežās no 2,4 līdz 3,1, un iegūtais maisījums tiek uznests uz piemērotas pamatnes, kompozīcija pēc norietēšanas veido ļoti cietu un nodilumizturīgu klājumu.The present invention relates to a process for preparing polyurethane coatings using triethanolamine esters of tall oil. If the tallow oil and triethanolamine esters are obtained as described in the present invention and mixed with the multifunctional isocyanates in such proportions that the isocyanate to hydroxyl group ratio (NCO / OH) is in the range of 2.4 to 3.1, the resulting mixture is applied to a suitable support. forms a very hard and wear-resistant coating after curing.

Zināmais tehnikas līmenisKnown state of the art

Cieti un nodilumizturīgi poliuretāna klājumi parasti tiek iegūti, lietojot divkomponentu sistēmas. Divkomponentu poliuretāna sistēmas dod iespēju izmainīt klājumu īpašības, mainot pielietoto poliolu un izocianātu tipu un molekulmasu. Pielietoto poliolu un izocianātu variācijas ir ļoti plašas. Divkomponentu klājumus parasti iegūst tā, lai izocianata un hidroksilgrupu attiecība (NCO/OH) būtu 1,0, jo vislabākās fizikāli-mehāniskās īpašības, tai skaitā augstu cietību un nodilumizturību, iegūst pie NCO/OH grupu attiecības 1:1. Cēlonis tam ir augstmolekulāras poliuretāna molekulas veidošanās ekvifunkcionālu attiecību gadījumā. Jebkura novirzīšanās no NCO/OH attiecības 1 : 1 parasti noved pie molekulmasas samazināšanās un attiecīgi klājuma fizikālo īpašību pasliktināšanās, jo sevišķi cietības un nodilumizturības pavājināšanās. No patērētāja viedokļa divkomponentu sistēmu trūkums ir tas, ka ļoti precīzi jāievēro (jāiesver) poliola izocianata attiecība un šo sistēmu izstrādes laiks ir īss.Hard and wear-resistant polyurethane coatings are usually obtained using two-component systems. Two-component polyurethane systems enable the properties of the coatings to be changed by changing the type and molecular weight of the polyols and isocyanates used. The variations of the polyols and isocyanates used are very wide. Bicomponent coatings are usually obtained such that the ratio of isocyanate to hydroxyl groups (NCO / OH) is 1.0, since the best physico-mechanical properties, including high hardness and wear resistance, are obtained at a NCO / OH ratio of 1: 1. The reason for this is the formation of a high molecular weight polyurethane molecule at equivalence ratios. Any deviation from the NCO / OH ratio of 1: 1 usually leads to a decrease in the molecular weight and consequently to a deterioration of the physical properties of the coating, in particular to the hardness and wear resistance. From the consumer's point of view, the disadvantage of two-component systems is that the polyol isocyanate ratio must be (very carefully) followed and the development time of these systems is short.

Otra poliuretāna klājumu klase ir klājumi, kas cietē gaisa mitruma ietekmē. Cietēšana notiek, priekšpolimēra brīvajām NCO grupām reaģējot ar gaisa mitrumu. Pielietošanas stadijā poliolkomponentes izmantotas netiek, cietēšana notiek tikai gaisa mitruma ietekmē. Faktiski šī klājuma tipam reakcija starp poliolu un izocianātu ir jau notikusi klājuma komponentes izgatavošanas stadijā un rietēšanas stadijā notiek tikai priekšpolimēra reakcija ar gaisa mitrumu.The second class of polyurethane coatings are coatings that cure under the influence of air humidity. Curing occurs by reacting the free NCO groups of the prepolymer with humidity. Polyol components are not used during the application stage, curing only under the influence of air humidity. In fact, for this type of coating, the reaction between the polyol and the isocyanate has already taken place at the manufacturing stage of the coating component, and only the pre-polymer reaction with air humidity occurs at the curing stage.

Šīs vienkomponentu sistēmas būtībā ir priekšpolimēri, kas cietē gaisa mitrumā. Tā kā priekšpolimēri tiek iegūti, lietojot augstmolekulāras poliolus, un cietēšanas stadijā rodas ļoti ierobežots cieto segmentu - urinvielas grupu skaits, tad klājumi, kas cietē gaisa mitruma ietekmē, ir salīdzinoši mīksti, ar lielu elastību un tie neveido cietus un nodilumizturīgus materiālus.These one-component systems are essentially prepolymers that harden in the air. Because the prepolymers are obtained using high molecular weight polyols and the curing stage produces a very limited number of solid segments, urea groups, the coatings which are exposed to air humidity are relatively soft, with high elasticity and do not form solid and wear-resistant materials.

Ir veikti vairāki mēģinājumi attiecībā uz taleļļas pielietošanu poliuretāna produktu iegūšanai. ASV patentā Nr. 4225453 (1980.g.) Harry V. DePaul un citi apraksta paaugstinātu uzglabāšanas stabilitāti citādi nestabilām samaisītām kompozīcijām, kuras bez citām komponentēm kompozīcijā satur taleļļas taukskābes.There have been several attempts to use tall oil to produce polyurethane products. U.S. Pat. 4225453 (1980) Harry V. DePaul et al. Describe increased storage stability for otherwise unstable blended compositions containing, among other components, tall oil fatty acids.

PSRS autorapliecībā Nr. 1650682 (1984.g.) P. Tukums, I. Gruziņš u.c. apraksta katalītiski aktīva taleļļas estera iegūšanas metodi no taleļļas un trietanolamīna kālija hidroksīda klātbūtnē. Šos katalītiski aktīvos esterus izmanto izocianurātu putuplastu iegūšanai.USSR Author Certificate No. 1650682 (1984) P. Tukums, I. Gruzins et al. describes a process for the preparation of a catalytically active tall oil ester from tall oil and triethanolamine in the presence of potassium hydroxide. These catalytically active esters are used to produce isocyanurate foams.

ASV patentā Nr. 4758602 (1988.g.) John M. Irovvell u.c. apraksta poliesterpoliolus, kurus iegūst, esterificējot taleļļu poliesterpoliolu pārākumā. Poliolus, kurus iegūst šai procesā, izmanto poliuretānu un uretānmodificētu poliizocianurāta putuplastu iegūšanai.U.S. Pat. 4758602 (1988) John M. Irovvell u.c. describes polyester polyols obtained by the esterification of tall oil polyester polyols. The polyols obtained by this process are used to produce polyurethane and urethane-modified polyisocyanurate foams.

PSRS autorapliecībā Nr. 1740378 (1988.g.) P. Tukums, I. Gruziņš u.c. apraksta uretānmodificētu poliizocianurāta putuplastu iegūšanas metodi, izmantojot taleļļas esterus, kuras iegūst no taleļļas un trietanolamīna kālija hidroksīda klātbūtnē.USSR Author Certificate No. 1740378 (1988) P. Tukums, I. Gruzins et al. describes a process for the preparation of urethane modified polyisocyanurate foams using tall oil esters derived from tall oil and triethanolamine in the presence of potassium hydroxide.

PSRS autorapliecībā Nr. 1807702 (1988.g.) P. Tukums, I. Gruziņš u.c. apraksta paaugstinātas termoizturibas izocianurāturetāna putuplastu iegūšanas metodi, lietojot taleļļas esterus, kuras iegūst no tri- un/vai dietanolamīna maisījuma kālija hidroksīda klātbūtnē.USSR Author Certificate No. 1807702 (1988) P. Tukums, I. Gruzins et al. describes a process for the production of high-temperature isocyanurateurethane foams using tall oil esters obtained from a mixture of tri- and / or diethanolamine in the presence of potassium hydroxide.

ASV patentā Nr. 5075417 (1991.g.) John M. Irowell un citi apraksta poliesterpoliolus, kuras iegūst no maleinskābes anhidrīda taleļļas adukta, esterificējot/pāresterificējot to ar aromātiskiem poliesterpolioliem. Iegūtos poliolus var izmantot poliuretāna putuplastu vai uretānmodificēto izocianurāta putuplastu iegūšanai.U.S. Pat. 5075417 (1991) John M. Irowell et al. Describe polyester polyols prepared from maleic anhydride tall oil adduct by esterification / transesterification with aromatic polyester polyols. The resulting polyols can be used to produce polyurethane foam or urethane-modified isocyanurate foam.

ASV patentā Nr. 4112152 (1978.g.), kas piešķirts Matti Dolk un citiem, poliuretāna plēvītes tiek iegūtas no taleļļas darvas (rodas kā atlikums, destilējot jēltalleļļu) reakcijas rezultātā ar daudzvērtīgajiem spirtiem skābes katalizatora klātbūtnē. Kā daudzvērtīgie spirti tiek izmantoti glicerīns, pentaeritrols. Esterifikācijas rezultātā iegūtais produkts tika apstrādāts ar alifatisku triizocianātu, kas izšķīdināts inertā organiskajā šķīdinātājā. NCO/OH visos gadījumos bija 1,0. Dati par pārklājuma cietību netiek sniegti.U.S. Pat. 4112152 (1978) to Matti Dolk et al., Polyurethane films are obtained from tall oil tar (resulting from the distillation of crude oil) by reaction with polyhydric alcohols in the presence of an acid catalyst. Glycerol, pentaerythrol is used as polyhydric alcohols. The product obtained by esterification was treated with aliphatic triisocyanate dissolved in an inert organic solvent. The NCO / OH was 1.0 in all cases. Hardness data for the coating are not provided.

Pārklājuma iegūšanas metodei atbilstoši ASV patentam Nr. 4112152 ir nopietni trūkumi. Tikai taleļļas darva un tikai alifatisks poliizocianāts var tikt izmantoti šajā metodē. Pārklājuma cietība netiek uzrādīta. Pārklājuma cietība ir ļoti svarīga tādām pielietošanas sfērām, kā betona un koka grīdu pārklājumi.The coating process according to U.S. Pat. 4112152 has serious shortcomings. Only tall oil pitch and only aliphatic polyisocyanate may be used in this process. The hardness of the coating is not indicated. The hardness of the coating is very important for applications such as concrete and wood floor coatings.

Izgudrojuma būtībaSummary of the Invention

Piedāvātā poliuretāna klājuma no taleļļas estera un izocianāta iegūšanas metode ietver sekojošus etapus:The proposed process for preparing a polyurethane coating from tall oil ester and isocyanate comprises the following steps:

a) taleļļas esterifikāciju ar trietanolamīnu pie 170 - 180 °C un spiediena robežās no 600 līdz 3 mm Hg staba, lai iegūtu taleļļas esteri ar skābes skaitli, mazāku par 5 mg KOH/g, un hidroksilskaitli robežās no 110 līdz 180 mg KOH/g;(a) Esterification of tall oil with triethanolamine at a temperature of 170 to 180 ° C and a pressure of 600 to 3 mm Hg to obtain a tallow oil ester with an acid number of less than 5 mg KOH / g and a hydroxyl number of 110 to 180 mg KOH / g ;

b) aromātiskā vai alifatiskā izocianāta ar funkcionalitāti, vienādu ar vai lielāku par 2, pievienošanu nepieciešamajā daudzumā etapā a) iegūtajam taleļļas esterim, lai iegūtu maisījumu ar NCO/OH attiecību robežās no 2,4 līdz 3,1;b) adding an aromatic or aliphatic isocyanate having a functionality equal to or greater than 2 to the required tall oil ester obtained in step a) to obtain a mixture with an NCO / OH ratio of 2.4 to 3.1;

c) etapā b) iegūtā maisījuma atšķaidīšanu (līdz 50%) organiskajā šķīdinātājā līdz pielietošanai nepieciešamai konsistencei;c) diluting (up to 50%) the mixture obtained in step b) in an organic solvent to the consistency required for use;

d) etapā c) iegūtā rezultējošā maisījuma uzklāšanu uz koka, betona u.tml. piemērotas pamatnes un tā polimerizāciju, lai iegūtu cietu klājumu ar augstu nodilumizturību.d) applying the resulting mixture obtained in step c) to wood, concrete, etc. suitable substrates and polymerization thereof to obtain a hard coating with high wear resistance.

Piedāvāti vairāki izgudrojuma realizācijas varianti, kas izklāstīti no 2. līdz 5. izgudrojuma formulas punktam.Several embodiments of the invention are provided as set forth in claims 2 to 5 of the formula.

Detalizēts izgudrojuma aprakstsDetailed Description of the Invention

Šai izgudrojumā aprakstīto taleļļas esteri iegūst taleļļas un trietanolamīna reakcijas rezultātā. Tiek uzskatīts, ka taleļļas taukskābes un sveķskābes reaģē ar trietanolamīna hidroksilgrupām un veido trietanolamīna mono-, di- vai triesterus, tomēr šis izgudrojums neaprobežojas ar šādu teoriju.The tall oil esters of the present invention are prepared by the reaction of tall oil with triethanolamine. Tall oil fatty acids and resin acids are believed to react with triethanolamine hydroxyl groups to form triethanolamine mono-, di-, or triesters, but this invention is not limited to such a theory.

Termins „taleļļa” attiecas uz taukskābju un sveķskābju maisījumiem, ko iegūst kā blakusproduktu celulozes ieguves procesā. Šis termins aptver produktus, kurus iegūst destilējot vai rektificējot jēltalleļļu.The term 'tall oil' refers to mixtures of fatty acids and resin acids obtained as a by-product of the pulp production process. This term covers products obtained by the distillation or rectification of crude oil.

Turpmāk detalizēti aprakstīti vairāki izgudrojuma realizācijas piemēri, kas ilustrē piedāvātās metodes īstenošanu secīgi pa etapiem no a) līdz d), bet tie nekādā gadījumā neierobežo šī izgudrojuma pielietošanas iespējas.Several examples of embodiments of the invention are illustrated in detail below, which illustrate the implementation of the proposed method in steps a) to d), but in no way limit the scope of application of the invention.

Izgudrojuma raksturošanai taleļļas estera iegūšanas etapā a) tika uzsintezēti taleļļas trietanolamīna esteri:In order to characterize the invention, the tallow triethanolamine esters were synthesized in step a) for the preparation of a tall oil ester:

produkts Nr.l: ņem 250 g trietanolamīna ar hidroksilskaitli 1125 mg KOH/g un 750 g destilētu taleļļu ar skābes skaitli 182 mg KOH/g un, nepārtraukti tos maisot, silda līdz temperatūrai 170 °C, vienlaicīgi vakuumējot, līdz reakcijas maisījuma skābes skaitlis kļūst mazāks par 5 mg KOH/g, un iegūst tumši brūnu, viskozu produktu ar hidroksilskaitli 155 mg KOH/g un ūdens saturu 1,0%;Product No. 1: Take 250 g of triethanolamine with hydroxyl number of 1125 mg KOH / g and 750 g of distilled tall oil with acid number of 182 mg KOH / g and heat to 170 ° C while stirring continuously until the acid number of the reaction mixture less than 5 mg KOH / g to give a dark brown viscous product with a hydroxyl number of 155 mg KOH / g and a water content of 1.0%;

produkts Nr.2: ņem 246 g trietanolamīna ar hidroksilskaitli 1150 mg KOH/g un 74 g jēltalleļļu ar skābes skaitli 142 mg KOH/g un, nepārtraukti tos maisot, silda līdz temperatūrai 180 °C, vienlaicīgi vakuumējot līdz skābes skaitlim 2 mg KOH/g, un iegūst tumši brūnu, viskozu produktu ar hidroksilskaitli 180 mg KOH/g un ūdens saturu 0,08 %;Product No.2: Take 246 g of triethanolamine with hydroxyl number of 1150 mg KOH / g and 74 g of crude oil with acid number 142 mg KOH / g and heat continuously to 180 ° C while stirring to 2 mg KOH / acid. g to give a dark brown viscous product having a hydroxyl number of 180 mg KOH / g and a water content of 0.08%;

produkts Nr.3: ņem 326 g oksipropilēta trietanolamīna ar hidroksilskaitli 668 mg KOH/g un destilētu taleļļu ar skābes skaitli 182 mg KOH/g un iegūst brūnu, viskozu produktu ar hidroksilskaitli 110 mg KOH/g un ūdens saturu 0,08 %;Product No.3: Take 326 g of oxypropylated triethanolamine with a hydroxyl number of 668 mg KOH / g and distilled tallow oil with an acid number of 182 mg KOH / g and obtain a brown viscous product with a hydroxyl number of 110 mg KOH / g and a water content of 0.08%.

produkts Nr.4: ņem 784 g taleļļas ar skābes skaitli 182 mg KOH/g, 173 g trietanolamīna un 43 g dietanolamīna un iegūst brūnu, viskozu produktu ar hidroksilskaitli 123 mg KOH/g un ūdens saturu 0,1 %.Product 4: Take 784 g of tall oil with an acid number of 182 mg KOH / g, 173 g of triethanolamine and 43 g of diethanolamine to obtain a brown, viscous product with a hydroxyl number of 123 mg KOH / g and a water content of 0.1%.

Taleļļas estera un aromātiskā vai alifatiskā izocionāta maisījuma iegūšana ar vajadzīgo funkcionalitāti etapā b) ietver taleļļas estera reakciju ar izocianātu, kura funkcionalitāte ir vienāda vai augstāka par 2. Izocianāti var būt aromātiski, alifatiski vai to maisījums. Lietotie izocianāti var būt arī izocianātu priekšpolimēri ar funkcionalitāti vienādu vai augstāku par 2., kurus iegūst aromātisko vai alifatisko izocianātu reakcijā ar polioliem. Izocianāta komponentes daudzums tiek noteikts tā, lai NCO/OH attiecība būtu 2,4 - 3,1. Polioli, izocianāti vai to maisījums var tikt atšķaidīti tādos šķīdinātājos kā toluols, ksilols vai citos. Lai uzlabotu gaisa burbulīšu izdalīšanos, var tikt pievienots atbilstošs virsmas aktīvais savienojums 0,01 - 0,1 % apjomā.Preparation of a mixture of tallow oil ester and an aromatic or aliphatic isocyanate with the required functionality in step b) involves reacting the tallow oil ester with an isocyanate having a functionality equal to or greater than 2. The isocyanates may be aromatic, aliphatic or a mixture thereof. The isocyanates used may also be prepolymers of isocyanates having a functionality equal to or higher than 2 obtained by reaction of aromatic or aliphatic isocyanates with polyols. The content of the isocyanate component is determined so that the NCO / OH ratio is between 2.4 and 3.1. The polyols, isocyanates or mixtures thereof may be diluted in solvents such as toluene, xylene or the like. An appropriate surfactant in the range of 0.01 to 0.1% may be added to improve the release of air bubbles.

Atbilstoši izgudrojuma metodei cietu un nodilumizturīgu pārklājumu iegūst pie NCO/OH attiecības 2,4 - 3,1. Tas ir pārsteidzoši, jo pārklājumiem, kurus iegūst no divkomponentu sistēmām pie NCO/OH attiecībām 2,4 - 3,1, vajadzētu būt mīkstiem ar zemu nodilumizturību. Vēl šī izgudrojuma priekšrocība ir tā, ka NCO/OH attiecība robežās no 2,4 - 3,1 ir lietotājam daudz izdevīgāka. Tā kā šī izgudrojuma gala produkts tiek izmantots koka un betona pārklājumiem, NCO/OH attiecības diapazons no 2,4 līdz 3,1 pieļauj atkāpes. Poliola un izocianāta attiecības nepieciešamo diapazonu iegūt (izmērīt) uz vietas objektā ir vieglāk salīdzinājumā ar kādu konkrētu vērtību. Nozīmīgs ir ari fakts, ka palielināta izocianāta attiecība pret hidroksilgrupām paildzina materiāla izstrādāšanas laiku salīdzinājumā ar citām divkomponentu klājumu sistēmām, kurām ir precīzi noteikta komponenšu attiecība.According to the method of the invention, a hard and abrasion resistant coating is obtained at an NCO / OH ratio of 2.4 to 3.1. This is surprising because coatings obtained from two-component systems at NCO / OH ratios of 2.4 to 3.1 should be soft with low abrasion resistance. Another advantage of the present invention is that the NCO / OH ratio in the range of 2.4 to 3.1 is much more advantageous to the user. As the final product of this invention is used for wood and concrete coatings, the NCO / OH ratio range from 2.4 to 3.1 allows for deviations. The ratio of the polyol to isocyanate ratio is easier to obtain (measure) at the site as compared to a specific value. It is also significant that the increased isocyanate to hydroxyl groups prolong the material development time compared to other two-component coating systems which have a well-defined component ratio.

Izgudrojuma raksturošanai poliuretāna pārklājuma iegūšanas etapos c) un d) no taleļļas estera un izocianāta maisījuma tika pārbaudīti sekojoši pārklājumu iegūšanas varianti:In order to characterize the invention, the following coatings were tested in steps c) and d) from a mixture of tallow oil ester and isocyanate:

piemērs Nr.l: ņem 100 g produkta Nr.l, 98 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5% un 107 g toluola, tos sajauc, līdz iegūst viendabīgu šķīdumu, un klāj plānā kārtā uz stikla plāksnītes;Example 1: Take 100 g of product No. 1, 98 g of polyisocyanate containing 31.5% of NCO groups and 107 g of toluene, mix until homogeneous and apply in a thin layer on a glass plate;

piemērs Nr.2: ņem 100 g produkta Nr.l, 92 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 96 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz ēvelētas koka virsmas;Example 2: Take 100 g of product No. 1, 92 g of polyisocyanate with 31.5% NCO groups and 96 g of toluene, mix until homogenous and apply to planed wood;

piemērs Nr.3: ņem 100 g produkta Nr.2, 128 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 200 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz ēvelētas koka virsmas;Example 3: Take 100 g of product 2, 128 g of polyisocyanate with 31.5% NCO groups and 200 g of toluene, mix until homogeneous and apply to planed wood;

piemērs Nr.4: ņem 100 g produkta Nr.2, 103 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 150 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz metāla plāksnītes virsmas;Example 4: Take 100 g of product 2, 103 g of polyisocyanate with 31.5% NCO groups and 150 g of toluene, mix until homogeneous and apply on a metal plate.

piemērs Nr.5: ņem 100 g produkta Nr.3, 71 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 150 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz stikla plāksnītes virsmas;Example 5: Take 100 g of product 3, 71 g of polyisocyanate containing 31.5% NCO groups and 150 g of toluene, mix until homogeneous and apply on a glass plate;

piemērs Nr.6: ņem 100 g produkta Nr.3, 81 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 150 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz metāla plāksnītes virsmas;Example 6: Take 100 g of product 3, 81 g of polyisocyanate containing 31.5% NCO groups and 150 g of toluene, mix until homogeneous and apply on a metal plate.

piemērs Nr.7: ņem 100 g produkta Nr.4, 71 g poliizocianāta ar NCO grupu saturu 31,5 % un 150 g toluola, tos sajauc līdz homogēnam stāvoklim un klāj uz stikla plāksnītes virsmas.Example 7: Take 100 g of product 4, 71 g of polyisocyanate containing 31.5% NCO groups and 150 g of toluene, mix until homogeneous and apply on a glass plate.

No prakses datiem ir zināms, ka betona un koka grīdu nodilumizturība ir visaugstākā, ja pārklājumu cietība, kas mērīta ar svārsta metodi, ir 0,4 - 0,7 vienības. Svārsta metode ir vienkārša metode, pēc kuras pārklājuma cietību nosaka salīdzinājumā ar stikla cietību. Vispirms nosaka svārsta svārstību ilgumu virs stikla plāksnītes. Attiecinot svārsta svārstību ilgumu virs konkrētā pārklājuma pret svārstību ilguma virs stikla plāksnītes, iegūst pārklājuma cietību relatīvās vienībās, kur 1 atbilst stikla cietībai.It is known from practical data that the wear resistance of concrete and wood floors is highest when the hardness of coatings measured by the pendulum method is 0.4-0.7 units. The pendulum method is a simple method by which the hardness of a coating is determined relative to that of glass. First, determine the duration of oscillation of the pendulum above the glass plate. By multiplying the pendulum duration over a given coating over the glass plate, the coating hardness is obtained in relative units, where 1 corresponds to the glass hardness.

Izmantojot produktus Nr.l un Nr.2, kas aprakstīti taleļļas estera iegūšanas etapā a), tika pagatavoti poliuretāna pārklājumi ar NCO/OH grupu attiecībām 2,4 - 3,1 un šo pārklājumu īpašības ir apkopotas tabulā. Kā redzams no tabulas rezultātiem maksimālā cietība tiek sasniegta pie NCO/OH attiecības 2,6 - 2,65. Pārklājumi iegūti pie NCO/OH 2,4 - 3,1 bija ar ļoti labām īpašībām, jo šo pārklājumu cietība bija robežās 0,4 - 0,7, kas bija optimālā, kā tika noteikts pēc praktiskiem rezultātiem uz betona un koka grīdām. Pārklājumu cietība paraugiem ar NCO/OH grupu attiecību zem 2,4 strauji samazinās, savukārt virs 3,1 nepaaugstinās. Pie attiecības virs 3,1 palielinās pārklājumu žūšanas (cietēšanas) laiks, kā arī pieaug pārklājumu trauslums.Using the products Nos. 1 and 2 described in the step a) of the preparation of tall oil ester, polyurethane coatings with NCO / OH group ratios of 2.4 to 3.1 were prepared and the properties of these coatings are summarized in the table. As can be seen from the results of the table, the maximum hardness is achieved at the NCO / OH ratio of 2.6 - 2.65. Coatings obtained with NCO / OH 2.4 - 3.1 had very good properties, as the hardness of these coatings was in the range 0.4 - 0.7, which was optimal as determined by practical results on concrete and wooden floors. The hardness of the coatings for samples with NCO / OH group decreases rapidly below 2.4, but does not increase above 3.1. At a ratio above 3.1, the drying (curing) time of coatings increases, as well as the brittleness of coatings.

Produkts Product NCO/OH attiecība NCO / OH ratio Cietība relatīvās vienībās, kur 1 atbilst stiklam Hardness in relative units where 1 corresponds to the glass Produkts Nr. 1 Product no. 1 2,35 2.35 0,32 0.32 2,50 2.50 0,44 0.44 2,65 2.65 0,55 0.55 2,80 2.80 0,47 0.47 2,95 2.95 0,48 0.48 3,10 3.10 0,50 0.50 Produkts Nr.2 Product No.2 2,20 2.20 0,30 0.30 2,40 2.40 0,55 0.55 2,50 2.50 0,56 0.56 2,60 2.60 0,65 0.65 2,80 2.80 0,62 0.62 3,00 3.00 0,64 0.64 3,40 3.40 0,63 0.63

Tātad saskaņā ar piedāvāto metodi tiek iegūts pārklājums ar augstām fizikālām īpašībām. Klājums raksturojas ar augstu cietību un nodiluma izturību. Šī klājuma iegūšanas metode, kas bez šaubām ir realizējama ari rūpnieciski, satur sekojošus etapus galvenos etapus: taleļļas estera iegūšana, kas rodas taleļļas un trietanolamīna reakcijas rezultātā pie paaugstinātas temperatūras 170 - 180 °C un pazemināta spiediena 600 līdz 3 mm dzīvsudraba staba, līdz skābes skaitlis ir mazāks par 5 mg KOH/g; iegūtā taleļļas estera reakcijas ar izocianātkomponenti pie tādām proporcijām, lai izocianāta un hidroksilgrupu attiecība (NCO/OH) būtu no 2,4 līdz 3,1; vajadzīgās konsistences taleļļas estera un aromātiskā vai alifatiskā izocianāta maisījuma iegūšana, tam pievienojot organisko šķīdinātāju vai arī šķīdinātāju tradicionālā veidā pievienojot pie taleļļas estera un/vai izocianāta pirms sajaukšanas. Iegūtais maisījums tiek uznests uz piemērotas pamatnes, piem., koksnes materiālu virsmas, kur istabas vai paaugstinātā temperatūrā tiek polimerizēts.Thus, according to the proposed method, a coating with high physical properties is obtained. The coating is characterized by high hardness and abrasion resistance. This coating method, which is undoubtedly industrially feasible, comprises the following main steps: the production of an ester of tallow oil by reaction of tallow oil and triethanolamine at elevated temperatures of 170-180 ° C and reduced pressure of 600 to 3 mm of mercury to acid a number less than 5 mg KOH / g; the reaction of the obtained tall oil ester with the isocyanate component at proportions such that the isocyanate: hydroxyl group ratio (NCO / OH) is from 2.4 to 3.1; obtaining a mixture of the desired consistency of tall oil ester and an aromatic or aliphatic isocyanate by addition of an organic solvent or by conventional addition of a solvent to the tall oil ester and / or isocyanate prior to mixing. The resulting mixture is applied to a suitable substrate, such as wood, where it is polymerized at room or elevated temperature.

AbstractAbstract

A method for manufacturing polyurethane coatings from tall oil ester and isocyanate is offered comprising: esterifying tall oil vvith triethanolamine at temperature 170 - 180 oC and pressure 600 3 mm Hg and having acid number less 5 mg KOH/g and OH number 110 -180 mg KOH/g; adding an aromatic or aliphatic isocyanate having functionality 2 or more in the amount necessary to have NCO/OH ratio 2.4 - 3.1; diluting the resulting mixture to a suitable consistency for the manufacture of films; spreading the resultant mixture on a suitable substrate and polymerizing the resultant mixture to form hard wear resistant coating. Tall oil used can be distilied tall oil, tall oil pitch or crude tall oil. Said isocyanate can be aliphatic, aromatic, mix of them or prepolymers made using isocyanates and other polyols and having functionality 2 or more. Furthermore, surfactant in the amount of 0.01 - 0.1 % can be added, and coating can be polymerized at ambient temperature or at elevated temperature.A method for manufacturing polyurethane coatings from tall oil ester and isocyanate is offered consisting of: esterifying tall oil vvith triethanolamine at temperature 170 - 180 oC and pressure 600 3 mm Hg and having acid number less than 5 mg KOH / g and OH number 110-180 mg KOH / g; adding an aromatic or aliphatic isocyanate having functionality 2 or more in the amount necessary to have NCO / OH ratio 2.4 - 3.1; diluting the resulting mixture to a suitable consistency for the manufacture of films; spreading the resulting mixture on a suitable substrate and polymerizing the resulting mixture to form a hard wear resistant coating. Tall oil used can be distilled tall oil, tall oil pitch or crude tall oil. Said isocyanate can be aliphatic, aromatic, mix of them or prepolymers made using isocyanates and other polyols and having functionality 2 or more. Furthermore, the surfactant in the amount of 0.01 to 0.1% can be added and the coating can be polymerized at ambient temperature or at elevated temperature.

Claims (5)

Izgudrojuma pretenzijasClaims of the Invention 1. Poliuretāna klājuma no taleļļas estera un izocianāta iegūšanas metode, kas ietver sekojošus etapus:A process for the preparation of a polyurethane coating from a tall oil ester and an isocyanate comprising the following steps: a) taleļļas esterifikāciju ar trietanolamīnu pie temperatūras robežas no 170 - 180 °C un pie spiediena robežās no 600 līdz 3 mm Hg staba, lai iegūtu taleļļas esteri ar skābes skaitli, mazāku par 5 mg KOH/g, un hidroksilskaitli robežās no 110 līdz 180 mg KOH/g;(a) Esterification of tall oil with triethanolamine at a temperature in the range 170 to 180 ° C and at a pressure in the range 600 to 3 mm Hg to give a tallow oil ester with an acid number of less than 5 mg KOH / g and a hydroxyl number of 110 to 180 mg KOH / g; b) aromātiskā vai alifatiskā izocianāta ar funkcionalitāti, vienādu ar vai lielāku par 2, pievienošanu nepieciešamajā daudzumā etapā a) iegūtajam taleļļas esterim, lai iegūtu maisījumu ar NCO/OH attiecību robežās no 2,4 līdz 3,1;b) adding an aromatic or aliphatic isocyanate having a functionality equal to or greater than 2 to the required tall oil ester obtained in step a) to obtain a mixture with an NCO / OH ratio of 2.4 to 3.1; c) etapā b) iegūtā maisījuma atšķaidīšanu (līdz 50%) organiskajā šķīdinātājā līdz pielietošanai nepieciešamai konsistencei;c) diluting (up to 50%) the mixture obtained in step b) in an organic solvent to the consistency required for use; d) etapā c) iegūtā rezultējošā maisījuma uzklāšanu uz koka, betona, u.tml. pamatnes un tā polimerizāciju, lai iegūtu cietu klājumu ar augstu nodilumizturību.d) applying the resultant mixture obtained in step c) to wood, concrete, etc. and polymerization of the substrate to obtain a hard coating with high wear resistance. 2. Metode saskaņā ar 1. punktu, kuras īstenošanai tiek izmantota destilēta taleļļa vai taleļļas darva, vai jēltaleļļa.2. The method according to claim 1, which uses distilled tall oil or tall oil tar or crude oil. 3. Metode saskaņā ar 1. vai 2. punktu, kuras īstenošanai tiek izmantots minētā alifatiskā izocianāta un aromātiskā izocianāta maisījums vai ari to priekšpolimēri, kuri visi iegūti no izocianātiem un citiem polioliem un kuriem visiem funkcionalitāte ir vienāda ar vai lielāka par 2.3. A process according to claim 1 or 2, wherein the mixture of said aliphatic isocyanate and aromatic isocyanate, or prepolymers thereof, all of which are derived from isocyanates and other polyols and which all have a functionality equal to or greater than 2 is used. 4. Metode saskaņā ar jebkuru iepriekšējo punktu, kuras īstenošanai etapā b) iegūtajam maisījumam tiek pievienota virsmaktīvā viela daudzumā no 0,01 - 0,1 %.The process according to any one of the preceding claims, wherein the surfactant is added to the mixture obtained in step b) in an amount of 0.01 to 0.1%. 5. Metode saskaņā ar jebkuru iepriekšējo punktu, kuras īstenošanai minētā polimerizācija tiek īstenota istabas temperatūrā vai pie paaugstinātas temperatūras.The process according to any one of the preceding claims, wherein said polymerization is carried out at room temperature or at elevated temperature.