RU2494132C1 - Composition for coats - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: composition for coats, on the basis of hydroxyl-containing butadiene low-molecular rubber includes a plasticiser, chalk, glycerine, polyisocyanate, stannum dibutyl dilaurate, at the same time the rubber is a product of copolymerisation of 20-50 wt parts of sterol with 100 wt parts of the hydroxyl-containing butadiene low-molecular rubber Krasol LBH-3000, previously produced in the plasticiser medium in presence of peroxide initiator.

EFFECT: increased level of strength properties, first of all, coating strength.

1 tbl

Description

Изобретение относится к композициям на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий спортивных площадок, полов, кровельных и гидроизоляционных покрытий.The invention relates to compositions based on liquid hydrocarbon rubbers for the manufacture of sports field coatings, floors, roofing and waterproofing coatings.

Известна композиция для покрытий, включающая олигодиендиол-сополимер изопрена и бутадиена, пластификатор, наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, отвердитель полиизоцианат и дополнительно этилсиликат (см. патент РФ 2186812, C09D 109/00. Опубл. 10.08.2002).A known coating composition comprising an oligodienediol copolymer of isoprene and butadiene, a plasticizer, a filler, a trifunctional low molecular weight alcohol, a urethane formation catalyst, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, a hardener polyisocyanate and additionally ethyl silicate (see patent RF 2186812, C09D 109/09/0909/ Publish. 08/10/2002).

Известна композиция для покрытий, включающая низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук - сополимер изопрена и бутадиена, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, влагопоглотитель, наполнитель, пластификатор, низкомолекулярный спирт, пигмент, алкилфенольный противостаритель и реологическую добавку (см. патент РФ 2268279, C09D 175/14. Опубл. 27.11.2006, бюл. №2).Known composition for coatings, including low molecular weight hydroxyl-containing rubber - a copolymer of isoprene and butadiene, polyisocyanate, a urethane formation catalyst, desiccant, filler, plasticizer, low molecular weight alcohol, pigment, alkyl phenol antioxidant and rheological additive (see Patent No. 09/09/196, RF Patent No. 22/178, No. 229, patent no. November 27, 2006, bull. No. 2).

Недостатком этих композиций является низкая прочность отвержденных эластомерных покрытий.The disadvantage of these compositions is the low strength of the cured elastomeric coatings.

Известна композиция для покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, полиизоцианат и этилсиликат (см. патент РФ 2190002, C09D 175/08. Опубл. 27.09.2002).A known coating composition comprising oligobutadiene diol, a plasticizer, a mineral filler, a trifunctional low molecular weight alcohol, a urethane formation catalyst, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, polyisocyanate and ethyl silicate (see RF patent 2190002, C09D 175/08. Publish. 09.27.2002. )

Недостатком данной композиции является низкая прочность эластомерного материала для покрытий.The disadvantage of this composition is the low strength of the elastomeric material for coatings.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению (прототип) является композиция (см. патент РФ 2434916, C09D 175/14, C09D 109/00. опубл. 27.11.2011), включающая изоцианатный отвердитель полиизоцианат, катализатор уретанообразования, пластификатор, противостаритель и основу, гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук микроструктуры, %: 1,4-транс 10-15, 1,2-звеньев 85-90, молекулярной массой 1250-3200 и содержанием гидроксильных групп 0,82-2,36%, при соотношении компонентов, масс. ч.:The closest solution to the proposed invention (prototype) is a composition (see RF patent 2434916, C09D 175/14, C09D 109/00. Publ. 11/27/2011), including isocyanate hardener polyisocyanate, urethane formation catalyst, plasticizer, antioxidant and base, hydroxyl-containing polybutadiene rubber microstructure,%: 1,4-trans 10-15, 1,2-units 85-90, molecular weight 1250-3200 and the content of hydroxyl groups of 0.82-2.36%, with a ratio of components, mass. hours:

Указанный гидроксилсодержащий The specified hydroxyl-containing   полибутадиеновый каучукpolybutadiene rubber 100one hundred Изоцианатный отвердитель-полиизоцианатIsocyanate Hardener-Polyisocyanate 10-3610-36 Катализатор уретанообразованияUrethane Catalyst 0,001-3,00.001-3.0

Дополнительно композиция может содержать: трехфункциональный низкомолекулярный спирт (1-16), пластификатор (дибутилфталат, хлорпарафин ХП-470, масла нефтяного происхождения нетоксол или масло ПМ), наполнитель (мел, известь-отсев, оксид кальция, доломитовую муку, гранулированную резину), противостаритель (2,6-дитретбутил-4-метилфенол (агидо-1), 2,4,6-тритретбутилфенол, 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-третбутилфенол).Additionally, the composition may contain: trifunctional low molecular weight alcohol (1-16), a plasticizer (dibutyl phthalate, chlorine paraffin HP-470, petroleum oils of netoxol or PM oil), a filler (chalk, lime-screenings, calcium oxide, dolomite flour, granular rubber), antioxidant (2,6-ditretbutyl-4-methylphenol (agido-1), 2,4,6-tritretbutylphenol, 2,2-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol).

Покрытия из данной композиции характеризуются недостаточным уровнем прочностных свойств.Coatings from this composition are characterized by an insufficient level of strength properties.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение уровня прочностных свойств, прежде всего прочности покрытия.The technical result of the present invention is to increase the level of strength properties, especially the strength of the coating.

Поставленный технический результат достигается тем, что композиция для покрытий, на основе гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука, включающая пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова, отличающаяся тем, что в качестве каучука содержит продукт сополимеризации 20-50 масс.ч. стирола с 100 масс. ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:The technical result is achieved in that the coating composition based on hydroxyl-containing butadiene low molecular weight rubber, including a plasticizer, chalk, glycerin, polyisocyanate, tin dibutyl dilauurinate, characterized in that the rubber contains a copolymerization product of 20-50 wt.h. styrene with 100 mass. including hydroxyl-containing butadiene low molecular weight rubber Krasol LBH-3000, previously obtained in the medium of a plasticizer in the presence of peroxide initiator in the following ratio of components, mass. hours:

указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего the specified hydroxyl-containing copolymerization product   бутадиенового низкомолекулярного каучукаbutadiene low molecular weight rubber   Krasol LBH-3000 со стироломKrasol LBH-3000 with styrene 190-280190-280 мелa piece of chalk 130-250130-250 глицеринglycerol 2-42-4 полиизоцианатpolyisocyanate 17-2617-26 дибутилдилауринат оловаtin dibutyldylaurinate 0,01-0,10.01-0.1

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве основы композиции сополимера гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000 (молекулярная масса 3000, содержание 60-70% двойных связей в 1,2-положении и с содержанием гидроксильных групп 0,6-1,9 мас.%, (http://www.sartomer.com)) со стиролом.The essence of the invention lies in the use of the composition of the copolymer of hydroxyl-containing butadiene low molecular weight rubber Krasol LBH-3000 (molecular weight 3000, the content of 60-70% of double bonds in the 1,2-position and with a hydroxyl content of 0.6-1.9 wt. %, (http://www.sartomer.com)) with styrene.

Для получения продукта сополимеризации гидроксилсодержащего каучука со стиролом проводили реакцию с различными соотношениями стирола и гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000 в пластификаторе в диапазоне температур 110-130°C в течение 1,5-2 часов. Соотношения реагентов приведены в таблице. Сополимеризацию стирола с гидроксилсодержащим каучуком инициировали перекисными инициаторами (дилаурилпероксидом, дитретбутилпероксидом) концентрацией 0,2-0,4% масс. от массы смеси. Достоинством сополимеризации в среде пластификатора, который является необходимым компонентом полимерной композиции на стадии ее промышленного использования, является возможность избежать процессов сушки полимеров и отгонки растворителя при проведении полимеризации в нем.To obtain the copolymerization product of hydroxyl-containing rubber with styrene, a reaction was carried out with different ratios of styrene and low-molecular weight hydroxyl-containing butadiene rubber Krasol LBH-3000 in a plasticizer in the temperature range 110-130 ° C for 1.5-2 hours. The ratios of the reagents are given in the table. The copolymerization of styrene with hydroxyl-containing rubber was initiated by peroxide initiators (dilauryl peroxide, ditretbutyl peroxide) with a concentration of 0.2-0.4% by weight. by weight of the mixture. The advantage of copolymerization in a plasticizer environment, which is a necessary component of a polymer composition at the stage of its industrial use, is the ability to avoid polymer drying and solvent stripping during polymerization in it.

Применение продукта сополимеризации каучука с более 50 масс.ч стирола в композиции приводит к резкому снижению физико-механических свойств, менее 20 масс.ч. не оказывает влияния на свойства композиции.The use of a rubber copolymerization product with more than 50 parts by mass of styrene in the composition leads to a sharp decrease in physicomechanical properties, less than 20 parts by mass. does not affect the properties of the composition.

Введение низкомолекулярного трехфункционального спирта служит дальнейшему повышению прочности за счет дополнительных гидроксильных групп, разветвляющих вулканизационные структуры и повышающих плотность сшивания. В качестве низкомолекулярного трехфункционального спирта могут быть использованы полиолы не менее чем с двумя гидроксильными группами, такие как глицерин (ГОСТ 6824-96).The introduction of a low molecular weight trifunctional alcohol serves to further increase the strength due to additional hydroxyl groups, branching vulcanization structures and increasing the density of crosslinking. Polyols with at least two hydroxyl groups, such as glycerin (GOST 6824-96), can be used as a low molecular weight trifunctional alcohol.

В качестве пластификатора были использованы:As a plasticizer were used:

- масло нетаксол - масло-мягчитель нефтяного происхождения (ТУ 38.101999-84);- netaxol oil - softener oil of petroleum origin (TU 38.101999-84);

- хлорпарафин марки ХП-470 (ТУ 6-09-563) - жидкий продукт хлорирования углеводородов с содержанием хлора 45-47%. Маслянистая жидкость без запаха, темного цвета;- chlorine paraffin brand ХП-470 (TU 6-09-563) - a liquid product of the chlorination of hydrocarbons with a chlorine content of 45-47%. Flavourless oily liquid, dark color;

- дибутилфталат (ГОСТ 8728-88) представляет собой низковязкую однородную прозрачную жидкость слабого желтоватого оттенка.- dibutyl phthalate (GOST 8728-88) is a low-viscosity homogeneous transparent liquid of a weak yellowish tint.

В качестве изоцианатного отвердителя используются полиизоцианаты, в частности полиметиленфенилизоцианаты на основе 4,4′ дифенилметандиизоцианата (ТУ-6-03-375-75, 113-03-38-106-90, 113-03-603-86, 2224-152-04691277-96) или их импортные аналоги: десмодур, супрасек 5005, милионат MR200 и другие с содержанием изоцианатных групп 29-32%.Polyisocyanates, in particular polymethylene phenyl isocyanates based on 4,4 ′ diphenylmethanediisocyanate (TU-6-03-375-75, 113-03-38-106-90, 113-03-603-86, 2224-152-, are used as isocyanate hardener 04691277-96) or their imported analogues: desmodur, suprasek 5005, MR200 million and others with the content of isocyanate groups 29-32%.

В качестве катализатора уретанообразования применяют дибутилдилауринат олова (ТУ-6-02-818-73).As a catalyst for urethane formation, tin dibutyldylaurinate (TU-6-02-818-73) is used.

Для изготовления композиции для покрытий используют смесительное оборудование, обеспечивающее равномерное распределение полиизоцианата и катализатора уретанообразования в каучуке и получение гомогенной смеси.For the manufacture of the coating composition, mixing equipment is used to ensure uniform distribution of the polyisocyanate and urethane formation catalyst in the rubber and to obtain a homogeneous mixture.

Изобретение иллюстрируется следующим примером (состав 1, таблица). В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 200 г продукта сополимеризации каучука со стиролом, 200 г мела, 3 г глицерина и 0,01 г катализатора уретанообразования - дибутилдилаурината олова. Перемешивают 5 мин до однородного состояния, затем добавляют навеску 21 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 5 минут.The invention is illustrated by the following example (composition 1, table). In a mixer with an anchor mixer of 1 liter volume, 200 g of a copolymerization product of rubber with styrene, 200 g of chalk, 3 g of glycerol and 0.01 g of a urethane-forming catalyst, tin dibutyl dilaurate, are loaded. Stirred for 5 minutes until smooth, then add a weighed portion of 21 g of polyisocyanate and mix again for 5 minutes.

Полученную смесь наносят на плоские формы и выдерживают при температуре не ниже 20°С в течение 3-5 суток.The resulting mixture is applied to flat forms and kept at a temperature of at least 20 ° C for 3-5 days.

ТаблицаTable Состав и свойства композицийThe composition and properties of the compositions Наименование компонентов и показателейName of components and indicators Состав, масс. ч и свойстваComposition, mass. h and properties Прототип, патент РФ №2434916Prototype, RF patent No. 2434916 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 Каучук Nisso РВ G3000Rubber Nisso RV G3000                     100one hundred Продукт сополимеризации каучука со стиролом, состава:The copolymerization product of rubber with styrene, composition: 200200 190190 230230 280280 230230 230230 210210 210210 150150 290290   1) Krasol LBH-30001) Krasol LBH-3000 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred   2) стирол2) styrene 20twenty 30thirty 50fifty 6060 50fifty 50fifty 50fifty 30thirty 1010 7070   3) масло нетоксол3) netoxol oil 8080 6060       8080 6060   4040 120120 110110 4) хлорпарафин марки ХП-4704) chloroparaffin brand HP-470     8080 120120               5) дибутилфталат5) dibutyl phthalate         8080     8080       Мелa piece of chalk 200200 200200 200200 250250 200200 130130 150150 190190 100one hundred 300300 190190 ГлицеринGlycerol 33 33 33 22 33 4four 33 33 1one 55 22 ПолиизоцианатPolyisocyanate 2121 2121 2121 1717 2121 2626 2121 2121 1212 3333 1717 Дибутилдилауринат оловаTin Dibutyl Dilaurate 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,010.01 0,10.1 0,010.01 0,20.2 0,0050.005 0,010.01 Сопротивление разрыву, кгс/см² Tear Resistance, kgf / cm ² 14fourteen 1919 2525 20twenty 2323 20twenty 2121 18eighteen 99 11eleven 1212 Относительное удлинение, %Relative extension, % 120120 100one hundred 110110 120120 120120 110110 110110 120120 100one hundred 8080 100one hundred Твердость по Шору А, усл. ед.Shore A hardness, conv. units 5959 6565 6565 6161 6363 6262 6363 6060 3838 4242 4242 Примечание:В качестве инициатора в примерах 1, 2, 8 - дилаурилпероксид, в остальных примерах - дитретбутилпероксидNote: As an initiator in examples 1, 2, 8 - dilauryl peroxide, in the remaining examples - ditretbutyl peroxide

Аналогичным образом готовятся композиции других составов и по прототипу. Состав и свойства всех исследуемых композиций приведены в таблице. Образцы покрытия испытывали по ГОСТ 263-93, ГОСТ-270-75.Similarly prepare compositions of other compositions and the prototype. The composition and properties of all studied compositions are shown in the table. Coating samples were tested according to GOST 263-93, GOST-270-75.

Из данных таблицы видно, что заявленная композиция позволяет повысить прочность покрытий.From the data of the table it can be seen that the claimed composition improves the strength of the coatings.

Композиции для покрытий составов 9-10 обладают меньшей прочностью, что связано с отклонением содержания компонентов от оптимальных количеств.Compositions for coatings of compositions 9-10 have lower strength, which is associated with a deviation of the content of the components from the optimal amounts.

Содержании полиизоцианата менее 17 масс. ч. приводит к снижению уровня комплекса прочностных свойств из-за значительного отклонения соотношения NCO:OH от стехиометрического и снижения плотности сшивания. При больших количествах полиизоцианата более 26 масс. ч. прочностные свойства также снижаются вследствие избытка изоцианатных групп, склонности к вспениванию и повышению жесткости отвержденного продукта.The polyisocyanate content of less than 17 mass. including leads to a decrease in the level of the complex of strength properties due to a significant deviation of the ratio of NCO: OH from stoichiometric and a decrease in the density of crosslinking. With large quantities of polyisocyanate more than 26 mass. including strength properties are also reduced due to the excess of isocyanate groups, the tendency to foaming and increase the rigidity of the cured product.

Количество катализатора уретанообразования практически не оказывает влияния на физико-механические характеристики и регулирует лишь скорость отверждения композиций.The amount of urethane formation catalyst has practically no effect on the physicomechanical characteristics and only controls the cure rate of the compositions.

Увеличение степени наполнения создает трудности при смешении и формировании монолитной структуры покрытия из-за большой доли сухих компонентов. Смешение затрудняется так же при малых количествах пластификаторов, а верхний предел пластификаторов ограничивается совместимостью с полимерами.An increase in the degree of filling creates difficulties in mixing and forming a monolithic structure of the coating due to the large proportion of dry components. Mixing is also hindered with small amounts of plasticizers, and the upper limit of plasticizers is limited by compatibility with polymers.

Таким образом, преимуществом покрытий из предлагаемой композиции является более высокая прочность, твердость и относительное удлинение, что служит повышению срока службы.Thus, the advantage of coatings from the proposed composition is higher strength, hardness and elongation, which serves to increase the service life.

Claims (1)

Композиция для покрытий на основе гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука, включающая пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова, отличающаяся тем, что в качестве каучука содержит продукт сополимеризации 20-50 мас.ч. стирола с 100 мас.ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего   бутадиенового низкомолекулярного каучука   Krasol LBH-3000 со стиролом 190-280 мел 130-250 глицерин 2-4 полиизоцианат 17-26 дибутилдилауринат олова 0,01-0,1 Composition for coatings based on hydroxyl-containing butadiene low molecular weight rubber, including plasticizer, chalk, glycerin, polyisocyanate, tin dibutyl dilauurinate, characterized in that the rubber contains a copolymerization product of 20-50 wt.h. styrene with 100 parts by weight Krasol LBH-3000 hydroxyl-containing butadiene low molecular weight rubber, previously obtained in a plasticizer medium in the presence of a peroxide initiator in the following ratio, wt.h .:
the specified hydroxyl-containing copolymerization product butadiene low molecular weight rubber Krasol LBH-3000 with styrene 190-280 a piece of chalk 130-250 glycerol 2-4 polyisocyanate 17-26 tin dibutyldylaurinate 0.01-0.1