PL125482B2 - Method of manufacture of anticorrosive and vibration-damping polyurethane plastic for protection of car chassis - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tworzywa poliuretanowego antykorozyj¬ nego i tlumiacego drgania, nanoszonego na metal, zwlaszcza dla zabezpieczania podwozi samocho¬ dowych przed chemicznym i mechanicznym ich niszczeniem.Stosowane w technice zabezpieczenie blachy przed korozja polegaja na bonderyzowaniu, elektroforezie, powlekaniu metalami szlachetniejszymi wzglednie lakierowaniu, asfaltowaniu i powlekaniu róznego typu tworzywami.Lakierowanie przeprowadza sie najczesciej w kilku warstwach, z których kazda spelnia okreslone zadanie. I tak, do warstwy podkladowej dodaje sie najczesciej minie, która tworzy stala warstwe ochraniajaca antykorozyjnie, nastepna warstwa zabezpiecza metal przed dostepem wil¬ goci, chemikaliów wzglednie jest przeciwscierna. Ostatnia warstwa najczesciej stanowi warstwe ozdobna wzglednie zabezpieczajaca poprzednie warstwy. Najczesciej uzywanymi tworzywami sa epoksydy, akrylany i polichlorek winylowy. Polichlorek winylowy mimo, ze jest latwo dostepny posiada wiele mankamentów, a miedzy innymi podczas suszenia ulega destrukcji z wydzielaniem silnie korodujacego chlorowodoru, mimo stosowania stabilizatorów tego tworzywa. Z tego wzgle¬ du jego stosowanie wymaga dodatkowych zabezpieczen antykorozyjnych w formie warstw podkla¬ dowych. Wszystkie te metody cechuje duza pracochlonnosc, róznorodnosc operacji i aparatury oraz skomplikowany proces technologiczny. Znane sa równiez rozwiazania techniczne stosowania zabezpieczen antykorozyjnych z poliuretanów (Olczyk „Poliuretany" WNT W-wa, 1968 r.) na bazie poliestrów, oleju rycynowego, lnianego itp. lecz dla uzyskania dobrze przylegajacej powloki wymagaja przygotowania podloza i stosowania warstw posrednich podkladowych lakieru.Znany jest sposób otrzymywania elastomeru poliuretanowego metoda dwustopniowa, w której w pierwszym stadium otrzymuje sie prepolimer — czesciowo przereagowany poliol z dwuizocyjanianem, a wiec produkt zawierajacy koncowe grupy izocyjanianowe, który w drugim stadium poddaje sie reakcji z reszta poliolu. Sposób ten posiada wade, a mianowicie prepolimer nalezy przygotowywac krótko przed uzyciem poniewaz jest produktem nietrwalym.2 125482 Celem wynalazku jest wyeliminowanie wskazanych wad, uproszczenie technologii naklada¬ nia, podwyzszenie odpornosci antykorozyjnej przy zastosowaniu tylko jednej warstwy ochronnej oraz spelnienie dodatkowych funkcji takich jak wygluszanie drgan.Sposobem wedlug wynalazku elastomer poliuretanowy otrzymuje sie przez zmieszanie sklad¬ nika poliolowego ze skladnikiem izocyjanianowym w takich stosunkach by na jedna grupe hydro¬ ksylowa skladnika poliolowego wypadlo 0,95 do 1,05 grup izocyjanianowych. Skladnik poliolowy stanowiacy polieter otrzymany poprzez poliaddycje dianu A z tlenkiem etylenu lub tlenkiem propylenu wzglednie mieszanina tych tlenków oraz polieter otrzymany z dianu A zmieszanego z polidianem wzglednie z izomerami dianu A przez poliaddycje jak wyzej, z tym ze polietery otrzymane z dianu i jego izomerów posiadaja liczbe hydroksylowa 150 do 300 mg KOH/g i do ich skladu moze byc dodany polieter z glikolu lub gliceryny uzyskany z tlenków etylenu i/lub propylenu o liczbie hydroksylowej 240 do 400 mg KOH/g a dodatek tego polieteru nie powinien przekraczac 20% uzytych polieterów. Sklacjnik poliolowy zawiera aktywatory reakcjijak szescioe- tylenoczteroamine \y ilosci 0,1 do 2% wagowych w stosunku do uzytych polieterów i/lub zywice dwuepoksydowa w ilosci 2 do 5% wagowych w stosunku do uzytych polieterów, wypelniaczy . takich jak pyl azbestowy, talk, baryt w ilosci 2 do 10% wagowych. Substancje te nadaja elastome¬ rowi wlasnosci wygluszajace. Ponadto skladnik zawiera substancje tiksotropowe takie jak zel krzemionkowy lub tlenek glinu w ilosci do 5% wagowych w stosunku do uzytego skladnika, rozpuszczalniki takie jak octan etylowy, zwiazki aromatyczne typu toluen, ksylen, benzen lub mieszanine octanu etylu z benzyna lakowa w ilosci do 15% w stosunku do uzytego skladnika poliolowego. Ponadto zawiera typowe katalizatory metaloorganiczne, jak olowio-cyno-organiczne lub najlepiej tiocynoorganiczne w ilosci 0,01 do 0,5% wagowego stosunku do uzytych polieterów, typowe pigmenty w ilosci 0,5 do 5% wagowych oraz substancje podwyzszajace hydrofobowosc elastomeru, a wiec substancje takie jak chloroparafine, parafine, olej rycynowy, estry kwasów tluszczowych lub lepiej same kwasy tluszczowe zwlaszcza nienasycone w ilosciach 15% w stosunku do ilosci uzytego skladnika. Skladnik izocyjanianowy uzywany jest w formie prepolimeru zawiera¬ jacego nadmiar grup izocyjanianowych w ilosciach 15 do 70% w przeliczeniu na wolny toluilenod- wuizocyjanian a uzyskany przez wprowadzenie do dwuizocyjanianu zakwaszonego do pH 5 do 6,8 polieteru liniowego i/lub rozgalezionego o liczbie hydroksylowej 45 mg KOH/g do 150 mg KOH/g.Po 2 do 3 minutowym mieszaniu obu skladników otrzymana mase nanosi sie przez malowanie pedzlem, zanurzanie lub najlepiej przez natrysk typowymi urzadzeniami lakierniczymi, lub lepiej aparatu dwukomponentowego przystosowanego do podawania lepkich cieczy, a naniesiona war¬ stewka polimeryzuje w temperaturze otoczenia w granicach od 3 do 15 minut, w zaleznosci od ilosci katalizatora metaloorganicznego. W celu uzyskania powloki antykorozyjnej na podwozie samo¬ chodowe, odpornej na scieranie, hydrolize i chemikalia nalezy zastosowac w miejsce malo odpor¬ nych poliestrów jako podstawe skladnika poliolowego polieter uzyskany z dianu A przez poliaddycje do niego tlenku etylenu i/lub tlenku propylenu wzglednie przez dzialanie na dian A mieszanina tych tlenków do uzyskania liczby hydroksylowej 150 do 300 mg KOH/g i/lub polieter uzyskany z mieszaniny dianu A, polidianów, izomerów tego zwiazku, przez ich poliaddycje z tlenkiem etylenu i/lub tlenkiem propylenu lub mieszanina tych zwiazków. Do produkcji skladnika poliolowego moze byc uzyty trzeci skladnik np. polieter uzyskany z glikolu i/lub gliceryny przez poliaddycje tych zwiazków do tlenku propylenowego o liczbie hydroksylowej 240 do 400. Dodatek 5 do 20% tego ostatniego polieteru sluzy zmniejszeniu lepkosci ukladu. Najlepsze efekty uzyskuje sie stosujac jedynie polieter oparty na dianie A wzglednie jego izomerach. Stosuje sie równiez aktywator, którego zadanie polega na wiazaniu kwasu stabilizujacego skladnik izocyjanianowy.Tym aktywatorem jest szesciometylenoczteroamina dodana do polieteru w ilosci 0,1 do 2% w stosunku wagowym do uzytego polieteru lub zywica dwuepoksydowa zawierajaca grupy epoksy¬ dowe, w ilosci 2 do 5% wagowych w stosunku do zastosowanego polieteru. Oba te skladniki powoduja zwiazanie wolnego kwasu i natychmiastowa, prawidlowa reakcje grup izocyjaniano¬ wych z hydroksylowymi pod wplywem katalizatorów metaloorganicznych. Wypelniacze stoso¬ wane sa przede wszystkim jako substancje tiksotropowe, zwlaszcza takie wypelniacze jak zel krzemionkowy wzglednie koloidalny tlenek glinu zas pyl azbestowy, talk, baryt daja dobre efekty wygluszajace. Stosowane rozpuszczalniki obnizaja lepkosc ukladu i tym samym pozwalaja na125 482 3 stosowanie typowych pistoletów lakierniczych. Rozpuszczalniki uzywa sie w ilosci do 15% w stosunku do skladnika poliolowego, a najkorzystniejszymi rozpuszczalnikami sa: octan etylowy, toluen, ksyleny wzglednie mieszanina octanu etylenu z benzyna lakowa.W sklad skladnika poliolowego wchodza typowe katalizatory metaloorganiczne, jak olowio- organiczne, cynoorganiczne lub najlepsze tiocynoorganiczne w ilosciach od 0,01 do 0,5% wago¬ wych w stosunku do uzytego skladnika poliolowego. Pigment najczesciej czarny stosuje sie w ilosciach 1 do 3% wagowych. Musi on byc tak roztarty aby jego ziarna nie przekraczaly 50 mikronów a wiec by mogly przechodzic przez dysze pistoletów lakierniczych. Dla zwiekszenia hydrofobowosci ukladu, do skladnika poliolowego dodaje sie do 15% takich substancji jak chloroparafiny, cieklej parafiny, oleju rycynowego, eterów kwasów tluszczowych lub lepiej samych kwasów tluszczowych zwlaszcza nienasyconych. W tym optymalna iloscia jest 2 do 5% wagowych kwasów tluszczowych nienasyconych w stosunku do ilosci skladnika poliolowego. Stwierdzono, ze skladnik izocyjanianowy stabilny w magazynowaniu otrzymuje sie przez wprowadzenie do dwuizocyjanianu-toluilenu wzglednie mieszaniny tolilenu-dwuizocyjanianu z 4,4' dwufenylometa- nu-dwuizocyjanianu technicznego, polieteru zakwaszonego do pH 5 do 6,8 a najlepiej do pH 5,2 do 5,8 polieteru liniowego i/lub rozgalezionego o liczbie hydroksylowej 45 mg KOH/g do 150 mg KOH/g, lub lepiej o liczbie hydroksylowej 50 do 100 mg KOH/g, otrzymanych przez poliaddycje tlenku propylenowego do glikolu i/lub gliceryny. Oba skladniki miesza sie na zimno uzyskujac prepolimer o zawartosci wolnych grup izocyjanianowych w ilosci od 15 do 70% w przeliczeniu na wolny toluilenodwuizocyjanian, najlepiej 25 do 45% grup izocyjanianowych w przeliczeniu na wolny toluileno-dwuizocyjanian.Tak uzyskany prepolimer jest trwaly w przechowywaniu i jego okres trwalosci wynosi okolo pól roku bez zmian zawartosci wolnych grup izocyjanianowych. Po zmieszaniu z aktywowanym poliolem, stabilizator w formie wolnego kwasu zostaje zwiazany przez grupy dwuepoksydowe lub szesciometylenoczteroamine i w takim wypadku poliaddycja zachodzi szybkoi prawidlowo. Iloscia katalizatora metaloorganicznego reguluje sie „czas zycia" ukladu, wiec równoczesnie czas jego wiazania i dojrzewania.Uzyskany elastomer posiada dobra przyczepnosc do metalu, wytrzymalosc na rozerwanie wynosi powyzej 50 -0,980665 • 105Pa, wytrzymalosc na rozdzieranie powyzej 30-0,980665 • 105Pa, wydluzenie wzgledne przy rozrywaniu wynosi powyzej 150%. Wydluzenie trwale przy rozrywaniu ponizej 10%. Jest odporny na sól, oleje, benzyne, chemikalia i typowe rozpuszczalniki. Odporny jest na scieranie ultrafiolet i starzenie.Sposób wedlug wynalazku wyjasniaja ponizsze przyklady: Przyklad I. Do naczynia o pojemnosci 21 wprowadza sie 500 g liniowego polieteru, uzyska¬ nego przez poliaddycje tlenku etylenu do dianu A o ciezarze czasteczkowym 400, 50 g destylowa¬ nego kwasu rzepakowego o liczbie kwasowej 190 mg KOH/g, lOOg polieteru o liczbie hydroksylowej 65 mg KOH/g a otrzymanego z gliceryny i tlenku propylenowego, 0,5 katalizatora tioakilocynowego, 2,5 g szesciometylonoczteroaminy, 100 g bezwodnego octanu etylu i 30 g czar¬ nego pigmentu utartego w oleju parafinowym i octanie etylu.Calosc miesza sie mechanicznie przez 2 do 3 minut. Do uzyskanej mieszaniny wprowadza sie 780 g prepolimeru zawierajacego nadmiar grup izocyjanianowych w ilosci 30% w przeliczeniu na wolny toluilenodwuizocyjanian, a uzyskany przez reakcje mieszaniny toluilenodwuizocyjanianu z 4,4' dwufenylometanodwuizocyjanianu uzytych w stosunku wagowym jak 4:1 z polieterem o liczbie hydroksylowej 56 mg KOH/g na bazie gliceryny i tlenku propylenowego. Oba skladniki poliolowy i izocyjanianowy miesza sie przez 2 do 3 minut przy pomocy mechanicznego mieszadlai nanosi na suche i oczyszczone podwozie przy pomocy pistoletu natryskowego lub inna metoda.Uzyskana warstewka o grubosci 0,3 do 1 mm dojrzewa przez 0,5 do 1 godziny w temperaturze otoczenia lub 5 do 10 minut w temperaturze 393 do 403 K. Powloka dobrze przywiera do metalu i posiada wytrzymalosc powyzej 50-0,980665 • 105Pa, wydluzenie wzgledne powyzej 150% i trwa¬ losc 70 do 80° Shorra w skali A.Przyklad II. Do naczynia jak w przykladzie I wprowadza sie 500g polieteru o liczbie hydroksylowej 270 mg KOH/g a uzyskanego przez poliaddycje tlenku etylenowego do mieszaniny dianu A, polidianu to znaczy polimerów powstalych podczas syntezy dianu zawierajace 2 lub 3 czastki dianu polaczonych eterowo i jego izomerów posiadajacych grupy hydroksylowe w innym4 125 482 polozeniu jak 4,4' lepkosci lOOOOm -Pa -o w 298K, lOGg octanu, 50g oleju parafinowego, 50g pigmentu czarnego utartego z bezwodnym polieterem polioksypropylenoglicerynowym o liczbie hydroksylowej 65 mg KOH/g 0,5 g katalizatora tiocynoorganicznego o nazwie handlowej „Ergo- term BTGO", 3 g szesciometylenoczteroaminy. Po dokladnym wymieszaniu wprowadza sie 30% prepolimer jak w przykladzie I w ilosci 700 g i po 2 do 3 minutowym mieszaniu natryskuje sie przy pomocy pistoletu lakierniczego lub nanosi inna metoda na przygotowane suche podwozie samo¬ chodu. Uzyskana powloka o zadanej grubosci 0,3 do 2 mm dojrzewa w ciagu 2 godzin w temperatu¬ rze 289 do 293 K lub w ciagu 5 do 10 minut w temperaturze 373 do 423 K. Wlasnosci otrzymanej powloki: odpornosc na chemikalia, roztwory soli i kwasów mineralnych, paliwo, oleje, smary dobrze przywiera do metalu; wytrzymalosc na rozrywanie powyzej 50 -0,980665 • 105Pa twardosc 60 do 75° w skali Shorra A.Przyklad III. Do naczynia jak w przykladzie I wprowadza sie skladnik izocyjanianowy i skladnik poliolowy uzyskany jak w przykladzie I, w ilosciach po 780 g, miesza sie mechanicznie przez 1 minute a nastepnie podczas mieszania dodaje sie 50 g krzemionki koloidalnej i 100g pylu azbestowego i miesza sie jeszcze 2 do 3 minut a nastepnie nanosi sie mieszanine na sucha powierzchnie podwozia samochodowego w dowolny sposób. Uzyskana warstwa tworzywa o grubosci 2 do 4 mm posiada wlasnosci antykorozyjne,wygluszajace a twardoscjej wynosi 60 do 80° w skali Shorra A.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tworzywa poliuretanowego antykorozyjnego i tlumiacego drgania dla zabezpieczenia podwozi samochodowych, przez zmieszanie skladnika poliolowego ze skladnikiem izocyjanianowym i naniesienie otrzymanej masy znanymi metodami na metal, znamienny tym, ze na powierzchnie odtluszczonego i oczyszczonego metalu wstepnie przygotowana przez bonderyzo- wanie lub elektroforeze nanosi sie mase poliuretanowa otrzymana ze skladnika poliolowego stanowiacego polieter otrzymany przez poliaddycje dianu A z tlenkiem etylenu lub tlenkiem propylenu wzglednie z mieszanina tych tlenków oraz polieter otrzymany z dianu A zmieszanego z polidianem wzglednie z izomerami dianu A, przez poliaddycje jak wyzej z tym, ze polietery otrzymane z dianu i jego izomerów posiadaja liczbe hydroksylowa 150 do 300 mg KOH/g i do ich skladu moze byc dodany polieter z glikolu lub gliceryny uzyskanych z tlenków etylenu i/lub propylenu o liczbie hydroksylowej 240 do 400 mg KOH/g a dodatek tego polieteru nie powinien przekraczac 20% uzytych polieterów, oraz zawierajacego aktywatory reakcji jak szesciometyle- noczteroamine w ilosci 0,1 do 2% wagowych w stosunku do uzytych polieterów i/lub zywice dwuepoksydowa w ilosci 2 do 5% wagowych w stosunku do uzytych polieterów, wypelniaczy takich jak pyl azbestowy, talk, baryt, w ilosci 2 do 10% wagowych w stosunku do uzytego skladnika poliolowego, substancji tiksotropowych takich jak zel krzemionkowy, zel z tlenku glinu w ilosci do 5% wagowych w stosunku do uzytego skladnika, rozpuszczalniki jak octan etylowy, zwiazki aromatyczne typu toluen, ksylen, benzen lub mieszanine octanu etylu z benzyna lakowa w ilosci do 15% w stosunku do uzytego skladnika poliolowego, typowe katalizatory metaloorganiczne jak olowioorganiczne, cynoorganiczne, tiocynoorganiczne w ilosci 0,01 do 0,5% wagowych w sto¬ sunku do uzytych polieterów, typowe pigmenty w ilosci 0,5 do 5% wagowych, oraz substancji podwyzszajacych hydrofobowosc elastomeru, takich jak chloroparafine, parafine, olej rycynowy, estry kwasów tluszczowych lub lepiej kwasy tluszczowe zwlaszcza nienasycone w ilosci do 15% wagowych, a nastepnie zmieszanego ze skladnikiem izocyjanianowym uzytym w formie prepoli- meru zawierajacego nadmiar grup izocyjanianowych w ilosci 15 do 70% w przeliczeniu na wolny toluilenodwuizocyjanian a uzyskany przez wprowadzenie do dwuizocyjanianu zakwaszonego do pH 5 do 6,8 polieteru liniowego i/lub rozgalezionego o liczbie hydroksylowej 45 mg KOH/g do 150 mg KOH/g, uzywajac do otrzymania elastomeru poliuretanowego takich ilosci skladnika poliolowego i skladnika izocyjanianowego aby na jedna grupe hydroksylowa przypadalo od 0,95 do 1,05 grup izocyjanianowych.Pncownii Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tworzywa poliuretanowego antykorozyjnego i tlumiacego drgania dla zabezpieczenia podwozi samochodowych, przez zmieszanie skladnika poliolowego ze skladnikiem izocyjanianowym i naniesienie otrzymanej masy znanymi metodami na metal, znamienny tym, ze na powierzchnie odtluszczonego i oczyszczonego metalu wstepnie przygotowana przez bonderyzo- wanie lub elektroforeze nanosi sie mase poliuretanowa otrzymana ze skladnika poliolowego stanowiacego polieter otrzymany przez poliaddycje dianu A z tlenkiem etylenu lub tlenkiem propylenu wzglednie z mieszanina tych tlenków oraz polieter otrzymany z dianu A zmieszanego z polidianem wzglednie z izomerami dianu A, przez poliaddycje jak wyzej z tym, ze polietery otrzymane z dianu i jego izomerów posiadaja liczbe hydroksylowa 150 do 300 mg KOH/g i do ich skladu moze byc dodany polieter z glikolu lub gliceryny uzyskanych z tlenków etylenu i/lub propylenu o liczbie hydroksylowej 240 do 400 mg KOH/g a dodatek tego polieteru nie powinien przekraczac 20% uzytych polieterów, oraz zawierajacego aktywatory reakcji jak szesciometyle- noczteroamine w ilosci 0,1 do 2% wagowych w stosunku do uzytych polieterów i/lub zywice dwuepoksydowa w ilosci 2 do 5% wagowych w stosunku do uzytych polieterów, wypelniaczy takich jak pyl azbestowy, talk, baryt, w ilosci 2 do 10% wagowych w stosunku do uzytego skladnika poliolowego, substancji tiksotropowych takich jak zel krzemionkowy, zel z tlenku glinu w ilosci do 5% wagowych w stosunku do uzytego skladnika, rozpuszczalniki jak octan etylowy, zwiazki aromatyczne typu toluen, ksylen, benzen lub mieszanine octanu etylu z benzyna lakowa w ilosci do 15% w stosunku do uzytego skladnika poliolowego, typowe katalizatory metaloorganiczne jak olowioorganiczne, cynoorganiczne, tiocynoorganiczne w ilosci 0,01 do 0,5% wagowych w sto¬ sunku do uzytych polieterów, typowe pigmenty w ilosci 0,5 do 5% wagowych, oraz substancji podwyzszajacych hydrofobowosc elastomeru, takich jak chloroparafine, parafine, olej rycynowy, estry kwasów tluszczowych lub lepiej kwasy tluszczowe zwlaszcza nienasycone w ilosci do 15% wagowych, a nastepnie zmieszanego ze skladnikiem izocyjanianowym uzytym w formie prepoli- meru zawierajacego nadmiar grup izocyjanianowych w ilosci 15 do 70% w przeliczeniu na wolny toluilenodwuizocyjanian a uzyskany przez wprowadzenie do dwuizocyjanianu zakwaszonego do pH 5 do 6,8 polieteru liniowego i/lub rozgalezionego o liczbie hydroksylowej 45 mg KOH/g do 150 mg KOH/g, uzywajac do otrzymania elastomeru poliuretanowego takich ilosci skladnika poliolowego i skladnika izocyjanianowego aby na jedna grupe hydroksylowa przypadalo od 0,95 do 1,05 grup izocyjanianowych. Pncownii Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz. Cena 100 zl PL