PL109644B1 - Method of obtaining bituminous-polyurethane paints - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia farb bitumiczno poliuretanowych.Znane sposoby otrzymywania lakierowych wy¬ robów bitumicznych modyfikowanych rozmaitymi substancjami polimerowymi polegaja na mieszaniu odpowiednich substancji bitumicznych' lub ich roz¬ tworów z polimerowymi substancjami blonotwór- czymi lub ich roztworami. Takie mieszaniny moga byc uzywane jako lakiery lub spoiwa do otrzy¬ mywania farb o róznym przeznaczeniu, najczesciej wyrobów przeciwkorozyjnych lub izolujacych chro¬ nione podloze przed dzialaniem wilgoci.Do najbardziej atrakcyjnych substancji polime¬ rowych uzywanych do modyfikacji bitumów na¬ leza polimery uretanowe, w szczególnosci utwar¬ dzane „in situ" mieszaniny polihydroksyzwiazków i poliizocyjanianów. Sa one podstawa otrzymywa¬ nia dwuskladnikowych wyrobów bitumiczno-poliu- retanowych w których skladnik podstawowy, beda¬ cy sporzadzona .uprzednio kompozycja wybranej substancji bitumicznej i polihydroksyestrów lub polihydroksyeterów miesza sie przed uzyciem z po- liizocyjanianem.Szczególne znaczenie modyfikacji bitumicznych substancji poliuretanami polega na tym, ze w za¬ leznosci od doboru uzytych polihydroksyzwiazków i poliizocyjanianów mozna formulowac wyroby bi¬ tumiczno poliuretanowe o dowolnych niemal wlas¬ nosciach mechanicznych, tj. twardosci, elastycznosci, odpornosci na scieranie itp. Wiaze sie to ze zna- 10 15 ao 29 30 nymi cechami polimerów uretanowych, których wlasnosci mozna regulowac w szerokich granicach dobierajac odpowiednie polihydroksyzwiazki i po- liizocyjaniany uzyte do ich otrzymywania.Otrzymywanie wyrobów bitumiczno poliuretano¬ wych opisane jest m. in. w ksiazce K. Weigla „Po¬ lyurethanlacke,,, Hol£ Verlag GMBH, Mering, 1966 (226—230) oraz w opisach patentowych RFN nr 1044323 i 1065962, nastrecza jednak w praktyce bardzo duzo trudnosci natury technologicznej. Mia¬ nowicie substancje 'bitumiczne, a w szczególnosci smoly i paki pochodzenia poweglowego zawieraja w swoim skladzie rozmaite zwiazki o charakterze zasadowym heterocykliczne i aminowe. Moga one wchodzic w reakcje z poliizocyjanianami uzywany¬ mi jako jeden ze skladników wyrobów bitumiczbo poliuretanowych oraz katalizuja reakcje izocyja¬ nianów ze zwiazkami zawierajacymi wolne grupy hydroksylowe. Obecnosc tych zwiazków w substan¬ cjach bitumicznych prowadzi w efekcie do uzyska¬ nia wyrobu o bardzo krótkim czasie zycia i w praktyce przy niewielkiej nawet zawartosci wody, która najczesciej jest obecna w substancjach bitu¬ micznych, pigmentach czy uzytych rozpuszczalni¬ kach, wydzielajacy sie w wyniku reakcji z grupa¬ mi izocyjanianowymi dwutlenek wegla powoduje spienianie szybko utwardzajacej sie kompozycji.Powloki z takich kompozycji posiadaja charakter gabczasty, porowaty, sa bardzo slabo przyczepne do podloza i malo odporne na czynniki mechaniczne. 109 644s 109 644 4 Nie posiadaja wiec cech, które moglyby stanowic o ich przydatnosci jako wartosciowych materialów J- powlokowych.Stad dla otrzymywania wyrobów poliuretanowo bitumicznych poleca sie uzywanie specjalnie pre¬ parowanych substancji bitumicznych pozbawio¬ nych w wyniku obróbki chemicznej i termicznej zwiazków o charakterze zasadowym oraz wody.Koniecznosc takiego uzdatniania bitumów uniemoz¬ liwia w praktyce bezposrednie wykorzystanie tych tanich produktów przemyslu kokso i petrochemicz¬ nego do otrzymywania Wyrobów bitumiczno poliu¬ retanowych.Preparowanie bitumów w opisany sposób jest procesem klopotliwym i kosztownym. Z tego powodu, pomimo atrakcyjnych wlasnosci, wyroby bitumicz¬ no poliuretanowe sa znacznie mniej popularne od wyrobów bitumiczno-epoksydowych.Celem wynalazku jest otrzymywanie farb bitu¬ miczno poliuretanowych opartych na bitumach ta¬ kich jak asfalty, smola i paki oraz polimerach ure- tanowych otrzymywanych z polihydroksyzwiazków i poliizocyjanianów.Sposób wedlug wynalazku polega na poddaniu substancji bitumicznej lub jej roztworu wstepnej reakcji w temperaturze pokojowej lub podwyzszo¬ nej, z poliizocyjanianem uzytym w takiej ilosci by udzial wolnych grup izocyjanianowych wynosil od 0,5 do 2,5 procent wagowych w stosunku do sub¬ stancji bitumicznej. Przez zmieszanie tak przygo¬ towanego bitumu lub jego roztworu z zadana ilos¬ cia polihydroksyzwiazku otrzymuje sie skladnik podstawowy wyrobu, który utwardza sie nastepnie stechiometryczna iloscia poliizocyjanianu. Mozna równiez przygotowana w opisany sposób substancje bitumiczna mieszac z poliizocyjanianem przezna¬ czonym do utwardzania kompozycji, zachowujac polihydroksyzwiazek lub jego roztwór jako sklad¬ nik drugi, który przed uzyciem miesza sie ze sklad¬ nikiem podstawowym. Otrzymane tym sposobem kompozycje poliuretanowo bitumiczne mozna sto¬ sowac jako wyroby niepigmentowane (lakiery) lub uzywac jako spoiw do farb zawierajacych typowe stosowane powszechnie w przemysle farb pigmen¬ ty, obciazniki i srodki pomocnicze, które dysper¬ guje sie w skladniku zawierajacym polihydroksy- zwiazki.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku umoz¬ liwia otrzymywanie wyrobów malarskich bitumicz¬ no poliuretanowych opartych na smolach asfaltach lub pakach dajacych powloki bez opisanych wyzej wad, to jest nie wykazujacych niepozadanych efek¬ tów spieniania. Poddanie bitumów wstepnej reakcji z poliizocyjanianami powoduje bowiem zwiazanie obecnych w substancjach bitumicznych zwiazków zaburzajacych prawidlowe utwardzanie kompozycji.Przyklad I. 100 czesci wagowych smoly hut¬ niczej rozpuszczonej uprzednio w 27 czesciach wa¬ gowych solwent nafty poddaje sie dzialaniu z 7 czesciami wagowymi 75 procentowego roztworu adduktu trójmetylolopropanu z trzema molami to¬ luilenodwuizocyjanianu w octanie etylu, zawiera¬ jacego 13,5 procent wagowych wolnych grup izo¬ cyjanianowych. Reakcje wspomnianych skladni¬ ków prowadzi sie w temperaturze pokojowej, przy stalym mieszaniu przez okolo 2 godziny az do zu¬ pelnego zaniku tworzacej sie w pierwszej fazie reakcji piany. Do tak przygotowanego roztworu bi¬ tumu dodaje sie nastepnie 88 czesci wagowych 80 procentowego roztworu w ksylenie poliestru otrzymanego przez kondensacje kwasu adypinowe- go i glikolu dwuetylenowego zawierajacego 4,3 pro¬ cent wagowych wolnych grup hydroksylowych.Uzyskany w ten sposób skladnik pierwszy lakieru bitumiczno poliuretanowego miesza sie przed uzy¬ ciem z 67 czesciami wagowymi roztworu w octanie etylu o stezeniu 75 procent wagowych adduktu trójmetylolopropanu z trzema molami toluileno¬ dwuizocyjanianu zawierajacego 13,5 procent wago¬ wych wolnych grup izocyjanianowych. Tak otrzy¬ many lakier bitumiczno poliuretanowy posiada czas przydatnosci do stosowania po zmieszaniu sklad¬ ników okolo 5 godzin. Powloka nalozona na pod¬ loze stalowe w warstwie o grubosci okolo 50 mi¬ krometrów wysycha do stanu „bez odlepu" w ciagu 4 godzin i utwardza sie calkowicie po okolo 48 go¬ dzinach. Powloka lakieru posiada bardzo dobra przyczepnosc do podloza, jest elastyczna i odporna na uderzenie oraz odporna na dzialanie wody.Przyklad II. 100 czesci wagowych smoly roz¬ puszczonej w 30 czesciach wagowych ortodwuchlo- robenzenu poddaje sie dzialaniu z 10 czesciami wa¬ gowymi roztworu w octanie etylu o stezeniu 75 pro¬ cent wagowych adduktu trójmetylolopropanu z trzema molami toluilenodwuizocyjanianu, zawiera¬ jacego okolo 14 procent wagowych wolnych grup izocyjanianowych. Reakcja zachodzi w tempera¬ turze pokojowej w czasie okolo 2 godzin. Do tak przygotowanego roztworu dodaje sie 75 czesci wa¬ gowych roztworu w octanie etyloglikolu o stezeniu 80 procent wagowych polihydroksyeteru, otrzyma¬ nego przez polimeryzacje tlenku propylenu z gliko¬ lem etylenowym, o zawartosci wolnych grup hydro¬ ksylowych 3,5 procent wagowych. Do uzyskanego w ten sposób spoiwa dodaje sie 37 czesci wagowych czerwonego tlenku zelaza, 54 czesci wagowych tal¬ ku, 221 czesci wagowych siarczanu baru i 8 czesci wagowych bentonu. Po zdyspergowaniu na maszy¬ nie trójwalcowej otrzymuje sie skladnik pierwszej farby bitumiczno poliuretanowej, którego 100 czesci wagowych miesza sie przed uzyciem z 50 czesciami wagowymi roztworu w octanie etylu o stezeniu 75 procent wagowych adduktu trójmetylolopropanu z trzema molami toluilenodwuizocyjanianu o za¬ wartosci 1.3,5 procent wagowych wolnych grup izo¬ cyjanianowych. Otrzymana kompozycja bitumiczno- poliuretanowa posiada okres przydatnosci do sto¬ sowania okolo 5 godzin w temperaturze +20°C.Po nalozeniu na podloze w grubosci okolo 100 mi¬ krometrów wysycha do stanu „bez odlepu" w prze¬ ciagu 3 godzin. Po 48 godzinach utwardzania pow¬ loka posiada bardzo dobre wlasnosci fizyko-mecha- niczne i ochronne.Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania farb bitumiczno poliureta¬ nowych opartych na bitumach i poliuretanach, zna¬ mienny tym, ze substancje bitumiczna — smole, asfalt lub pak wzglednie ich roztwory poddaje sie przed zmieszaniem z pozostalymi skladnikami — 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 01109 644 5 6 polihydroksyzwiazkami i poliizocyjanianami wstep- stosunku do uzytej smoly, asfaltu, paku lub innej nej reakcji z polizocyjanianami uzytymi w takiej substancji bitumicznej wynosil od 0,5 do 2,5 pro- ilosci by udzial wolnych grup izocyjanianowych w cent wagowych. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania farb bitumiczno poliureta¬ nowych opartych na bitumach i poliuretanach, zna¬ mienny tym, ze substancje bitumiczna — smole, asfalt lub pak wzglednie ich roztwory poddaje sie przed zmieszaniem z pozostalymi skladnikami — 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 01109 644 5 6 polihydroksyzwiazkami i poliizocyjanianami wstep- stosunku do uzytej smoly, asfaltu, paku lub innej nej reakcji z polizocyjanianami uzytymi w takiej substancji bitumicznej wynosil od 0,5 do 2,5 pro- ilosci by udzial wolnych grup izocyjanianowych w cent wagowych. PL