RU1835420C

RU1835420C - Полиуретанова эмаль

Info

Publication number: RU1835420C
Application number: SU904806965A
Authority: RU
Inventors: Тамара Ильинична Кадурина; Лидия Ивановна Лаевская; Раиса Николаевна Скрынченко; Светлана Ивановна Омельченко; София Ивановна Лобок
Original assignee: Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1993-08-23

Abstract

Использование: защита металлических и бетонных конструкций в морской воде, в ледовых услови х, кислых и щелочных средах. Сущность изобретени : в композиции состава, мас„%: поли дерный продукт полимеризации ди- фенилметандииэоциана.та 22,5-28,1, полиоксипропилентриол с мол.м. 450- 550 16,5-18,3, эпоксидна дианова , смола 17,2-19,4, наполнитель - пиг- .мент 16,0-22,4 и растворитель остальное , включен наполнитель - пигмент состава, масД: черный или красный железоокисленный пигмент 18,0-20,0, барит 41,0-52,0, микротальк 10,0- 15,0, графит 6,0-7,0, углеродна сажа 13,0-16,5, алюминиева пудра 0,5-1,0, 3 табл., 1 ил. ч ё

Description

Изобретение относитс к полимерным лакокрасочным материалам, а имен-; но полиуретановым эмал м, предназначенным дл защиты металлических, конструкционных , полимерных бетонных и др. поверхностей, эксплуатирующихс в услови х повышенной влажности, в морской воде, в ледовых услови х, а также в кислых и щелочных средах при нормальных и низких температурах

Известны полиуретановые композиции на основе сложного полиэфира и полиизоцианата дл получени покрытий (1), однако покрыти на основе данной композиции имеют низкую водостойкость , неустойчивы в других агрессивных средах.

Известна композици дл получени полиуретановой антикоррозионной эмали холодного отверждени (2). покрыти на основе данного состава имеют хорошие физико-механические свойства и водостойкость, но не устойчивы к низким температурам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс состав дл поли- уретановых покрытий, включающий сложный полиэфир, олигоэпоксид, полиизо- цианат и органический растворитель (3). Покрыти на основе данного состава имеют хорошие физико-механические свойства, стойки к морской воде и другим агрессивным средам.

00

со

ел

-N

N5 О

Недостатком известного состава вл етс то, что он не обладает морозостойкостью и имеет более низкие адгезию и влагостойкость. Кроме того - улучшенные свойства покрытий данного состава реализуютс только при повышенных температурах сушки. Композици имеет до 50% органических растворителей , что делает ее экологичес- Q ки несовершенной.

Цель изобретени - придание поли- . уретановой морозостойкой эмали повы- шенной адгезии к металлу И влагостойкости .

Поставленна цель достигаетс тем, что полиуретанова эмаль, включающа полиэфир, олигоэпоксид, полиизоцианат и органический растворитель, в качестве полиэфира содержит простой трех-20 функциональный полиэфир полиоксипро- пилентриол (мол„м. 450-550), в качестве олигоэпоксида - эпоксидную диа- новую смолу (содержание эпоксидных групп 22,0%), в качестве полиизоциа- 25 ната - поли дерный продукт полимеризации дифенилметандиизоцианата (содержание МСО-групп 29-30%), в качестве растворител - этилацетат, бутилацетат , циклогексанон, ксилол, 30 метилэтилкетон или их смеси: этилацетат , бутилацетат, ксилол и циклогексанон в соотношении 1:1:2:0,5, этил- ацетат, бутилацетат и ксилол в соотношении 1:1:2, и дополнительно - на- gg полнитель-пигмент следующего состаВЗ у МЭС в .

Черный или красный железоокисный . пигмент18,0-20,0 4Q

Барит41,0-52,0

Микротальк 10,0-15,0 Графит6,0-7,0

/ Углеродна сажа 13,0-16,5

Алюминиева пудра 0,5-1,0 5 при следующем соотношении компонен- . тов, мас.%:

Поли дерный продукт полимеризации дифенилметандиизоцианата 22,.5-28,1 Полиоксипропилен- триол с мол.м.

450-55016,5-18,3

Указанна эпоксидна дианова смола . 17,.2-19,4 Наполнитель-пигмент 16,0-22,4 Указанный органический растворительОстальное

50

55

Q

5

0 5 0 g

Q

5

0

5

Полиуретанова эмаль представл ет собой двухупаковочную систему,включающую основу и полиизоцианатный от- вердителЬс

Эмаль готов т следующим образом,,

Наполнитель-пигмент диспергируют в бисерной мельнице в 20%-ном растворе полиоксипропилентриола до степени перетира не менее 30 мкм по клину (ГОСТ 6589-74), соотношение пигмента к раствору полиоксипропилентриола 50:50, получают пигментный полуфабрикат . Основу получают путем смешени пигментного полуфабриката, полиоксипропилентриола, эпоксидной диановой смолы и органического растворител . Дл приготовлени эмали по рецептурам, указанным в табл. 1 (состав наполнител -пигмента приведен в таблс 2), к основе прибавл ют отвердитель и тщательно перемеши- ваюТо

Щл исследовани свойств покрытий эмаль с в зкостью 17-20 с (по ВЗ- О нанос т безвоздушным распылением, наливом , кистью, валиком на предвари- ,тельно очищенные стальные поверхности и отверждают при температуре 15 30°С в течение 3-4 ч. Свойства предлагаемых покрытий, контрольных и прототипа приведены в табл„ 3.

Испытани физико-механических свойств покрытий проводились по ГОСТи- рованным методикам0

Устойчивость к низким температурам провер ли, исследу изменени некоторых физико-механических свойств покрытий при действии температур (минус 30±2)°С и (минус 60±2)°С, помеща образцы на (5,0±0,2) ч в криостаТс Действие более низких температур вплоть до температуры жидкого азота на свойства пленок изучали при ациклическом изменении температуры. Образцы выдерживали (I5il) мин, при (минус 180±5)°С, а затем (15±1) мин при ()°С. Продолжительность испытаний равн лась 10 циклам

Эффективность защитных свойств по- лиуретановых эмалей, используемых в качестве покрытий при совместном воздействии влаги и низких температур проводили по методике (4)„ Кинематические кривые сорбции влаги незащищенных полимерных образцов и защищенных полиуретановой эмалью демонстрируют вно выраженные защитные свойства полиуретанового покрыти (рисунок).

Как видно из табл. 3, использо- вание в эмали простого трехфункцио- нального полиэфира - полиоксипропи- лентриола, эпоксидной диановой смолы , полиизоцианата - поли лерного продукта полимеризации дифенилметан- диизоцианата в сочетании с комплексным пигментом-наполнителем позвол ет получить морозостойкое ( антикоррозионное покрытие с повышенной адгезией , значительно снизить содержание растворител в эмали (до 20).

Высокое содержание нелетучей части полиуретановой эмали обеспечивает пониженную взрыво- и пожароопасность при ее использовании, снижает загр знение окружающей среды, экономит расход растворителей.

Положительный эффект может быть достигнут при использовании компонентов в указанных пределах Отклонени от предлагаемого состава приводит либо к снижению морозостойкости покрти - адгези , например, после испы- тани на холоде падает в 1,5-3 раза (пример 7 и 8), либо к падению исходной адгезии в 3 раза (пример 10) и защитных свойств в 1,5 раза, а также ухудшает физико-механические свой ства покрытий

Повышение или понижение содержани любого из компонентов пигмента- наполнител снижает морозостойкость (примеры 13 и И) и водостойкость в 1,5 раза (пример 1/0, либо ухудшает внешний вид покрыти и снижает физико-механические свойства покрытий .

Claims

Формула изобретени

Полиуретанова эмаль, включающа полиэфир, олигоэпоксид, полиизоциа- нат и органический растворитель, о т личающа с тем, что, с

15

20

тава , мае. 25 30

354206

целью придани морозостойкости, повышени адгезии к металлу и влагостойкости , она в качестве полиэфира 5 содержит полиоксипропилентриол с мол„м. 450-550, в качестве олиго- эпоксида эпоксидную диановую смолу с содержанием эпоксидных групп 22,0%, в качестве полиизоцианата - поли дер- JQ ный продукт полимеризации дифенил- метандиизоцианата с содержанием изо- цианатных групп 29-30%, в качестве растворител - этилацетат, бутилаце- тат, циклогексанон, ксилол и метил- этилкетон или смесь этилацетата бу- тилацетата ксилола и циклогексанона в массовом соотношении 1:1:2:0,5,со- ответственно или смесь этилацетата, бутилацетата и ксилола в массовом соотношении 1:1:2 и соответственно дополнительно содержит пигмент сос«V

-Q.

краскисный

сажа .-

18,0-20,0 41,0-52,0 10,0-15,0, 6,0-7,0 13,0-16,5

0,5-1,0

соотношении компонен

5

5

0

Полиоксипропилентриол с мол.м. 450-550

Указанна эпоксид- .на дианова смола Указанный поли дерный продукт полимеризации дифенилме- тандиизоцианата Пигмент

Указанный органический растворитель

16,5-18,3 17,2-19,4

22,5-28,1 16,0-22,4

Остальное.

Состав полиуретановых эмалей

Содержание компонентов, нас.1 Предлагаемый по примерам IКонтрольный

ГПТ

IIIIIQITilT

| 8 J 9 | 11

22,5 25,2 28,1 24,9 25,2 25,2 21,8 28.Ь 27,9 22,6 25,2 25.2 25,2 25,2

Лолиизоцианат - пслиг . дерный продукт полимеризации дифенилметанЈи- изоцнаната (ТУ 113-03- Ј03-86)

ПолиокСипропилемтриол

(ТУ 6-05-1679-83) 17,9 18,0 13,3 15,5. 18,0 18.0 18,D 18,3 19,4 15.J 18,2 18,2 18,2 18,2

Эпоксидна дианова смола (гост 10587-84)17,2 17,5 17,6 19,4 17,6 17,6 21.0 |4,1 17,5 18,3 17.4 17,4 17,4 17,4

Пигмент-наполнитель22,4 19,2 16,0 19,2 19,2 19,2 19,2 19,2 15.2 23,6 19,2 19Ч2 19,2 19,2

Таблица 1

| 8 J 9 | 11 | 12 I 13 14

Компонент

Совершим компоненте, нас.

Предлагаемый по примерам

Т | Т т 1

Z0,0 - - 20,0 - 20,0 20 ,0 20 ,0

смесь: этилацетат,.

бути ацетат и ксилол

а соотношении 1:1:2 20,0 (;- .. 20,0 --.-...

Таблица 2

-..- Состав пигментв-мапо мтм . . . . . .

КомпонентСодержание «отсчетов, нае.%

Предлагаемый по примерам.IКонтрольный,

„..„...... Ј.. .r

Чёрный желеэоокисный

или красный железо-,

окисный пигмент

(ТУ 6-10-944-75) 19,4 19,4 13,4 19,4 18,0 20,0 16.0 18,5 21.4 18,0 18,0 20,0 19,8 19,0

Барит.

(ТУ S-IO-gA i-yS) «,7 W,7 W.7 W.,7 52,0 41.0 J,1 9,8 (5,7 «3,2 52,6 39.7 «,5 «,3

Микротальк .

(ГОСТ 1928li-7() 10,4 . to. 10, l 10,( - 10,0 - 15,0 15.6 9,5 10,0 15,4 10,0 15,0 10.8 10,5

Графит..

(ГОСТ 5 20-74) 6,5 $,5 6,5 6,5 6,0 7,0 6,1 6,9 6,0 6,6 6,0 7,0 5,5 7,5

Сажа

(ГОСТ 7885-86) 16,3 16.3 15,3 16,3 13,0 16,5 14,5 16,3 16,2 11.8 17,3 16.2 16,4

Алюминиева пулра

(ГОСТ 5494-71)0,7 Р,7 0,7 0,7 1,0 0,5 ,8 0,8 0,6 0,6 0,6 1,0 1,2 0,3

I

ТаблицаЗ Свойства покрытий

Свойства Прото-Состав

тип

Предлагаемый по примерам. Контрольный

1 J 2 Г 3 4 J 5 e I I 12 13 Т

Относительна твердость по

(ГОСТ 5Z33-67) 0,75 0,71 0,85 0,75 0,72 .0,82 0,84...,«4. О.вО 0,70 0,80 0,75 0,70 0,80 0,75

Прочность пленки при ударе на

У1-А.«1а

(ГОСТ 4765-73)

начальна 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0. 5,0 5,в 3,5 5.0 4,0 5,0 5,0 5.0 4,0

после цикли- .

ческих испытаний в азоте 3,0

после промо- ражиеани при

минус 4,0

минус 60°С 3,0

АлгеЯи к стали метолом отрые , МРа ( 15140-78)

5,0 5.0 5,0 5,0 5,0 5,Л 5,0 3.0 3.0 3.5 3,0 4,0 5,0 3,5

5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 3,0 4,0 3,5 4,0 4,5 5,0 3,5 5,0 5,0 5,0 5,0 5.0 5,0 ,0 3,0 3,0 3,0 3,5 4,5 4,5 3,5

начальна 7,0

после циклических испытаний ва оте 3,3

20,2 ,0 21,9 20,8 21,3 22,1 17,1 14,3 10,8 7,3 16,9 17,3 20,0 13,8 18,0 22,9 19,3 18,9- 19,0 19,4 8,2 5,2 5,3 4,1 11,1 14,1 19.2 6,7

8

Продолжение табл. 1

Контрольный

20,0

20,0 20 ,0 20 ,0 20,0 20 ,0

20,0

I1Продолжен - табл. 3

СаоАстмПрага-Состао

ТИП...-...............-..---.....-«-..-.«-.---.- .-«--.--------....-..-.«.-............

Преплагаемий по примерам1Контрольный

---J - -J--- Ј-J -J 5 J 6 J 7 J 9 J ю

после промораживани при

минус 30t 4,719,8 21,2 20,9 19,7 20,6 21,2 7,3 10,1 13,0 5,7 11,8 15,0 18,5 5,1

мимусбЛ 4,119,3 22,1 20, 19,1 20,1 20,6 6,1 8,3 10,5 4,9 11,8 k, 8 18,0 4,9

- .....

Продолжение . 3 СвойстваПрота-Состав

Предлагаемый,по примерамIКонтрольный

JJj| , iT . I L

Эластичность no

Эриксеиу, мн

(ГОСТ 6вОв-73)

н«ча ьнвд6,0 8,5 6,0 . 8,1 7,. 6,2 6,5 9.2 ,1 7,Т 6,5 7,2 7,0 6,5 8,0

после циклических мели-..i танийаа те 3.S 7,5 «,0 7,0 6,2 6,1 6,4 7,0 3,0 «.,0 ,5 ,5 5,3 6,0 6,2 I

после промо- м мшнт при

иииусЗА 5,0 8,5 9,0 7.0 6,6 8,0 8,2 7,0 3,5 .5 ,5 ,7 5,5 6,3 6,8

мииусбЛ ,1 8,0 6,0 6,5 6,3 6,1 6,3 6,2 3,5 ,1 3.9 4,6 5, 6,1 6,5

Влагопоглоедо- .

f мость пленок,t:.

(ГОСТ 21513-76)

одопоглацаемость

начальна 3.5 1,6 1,0 1,3 1.5 1,2 1.Г 3,0 1,8 1.9 2,5 1,8 3,5 1,8 2,0

после проноратааии при-.

мииусЗЛ 5. 1.8 1.1 1., 1,6 1.3 1,2 4,5 3,2 3. 4,6. 3.1 3,8 2,3 3,2

солепогломе- мость

начальна 3,0 1,5 0,3 1,0 1,4 0,9 1,0 2,3 1.6 1,8 2,1 1,7 2,6 1,4 1,8

Стойкость, к статическому аозд«#- стеив «и/-коствй, сут. (ГОСТ 9,403-80) .

морской юды 260 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1000 1000 900 1000 1000 1000 1000 1000

истиллиро-

анной аолн 70 . 900 900 900 900 900 900 700 700 600 700 800 700 800 800

10

zo

ъо