PL153530B2 - Polyurethane coating and varnishing composition - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA

OPIS PATENTOWY 153 530

URZĄD PATENTOWY RP

Patent dodatkowy do patentu nr -----Zgłoszono: 88 02 23 /p. 270855/

Pierwszeństwo _______

Zgłoszenie ogłoszono: 88 12 08

Opis patentowy opublikowano: 1991 09 30

Int. Cl.⁵ C08G 18/06

C09D 3/72

Twórcy wynalazku: Grzegorz Walendzik, Dariusz Ozimina

Uprawniony z patentu: Politechnika świętokrzyska, Kielce /Polska/

POLIURETANOWA KOMPOZYCJA POWŁOKOWO-LAKIERNICZA

Przedmiotem wynalazku jest poliuretanowa dwuskładnikowa kompozycja powłokowo-lakiernicza stosowana do pokrywania podłoży betonowych, metalowych, drewnianych, z tworzyw sztucznych i papy o wysokiej elastyczności, wytrzymałości mechanicznej i odporności chemicznej. Dwuskładnikowe poliuretanowe kompozycje powłokowo-lakiernicze składają się ze składnika poliolowego, zawierającego wolne grupy hydroksylowe, izocyjanianowego zawierającego wolne grupy izocyjanianowe. Jako składniki poliolowe stosuje się niskocząsteczkowe polietery i poliestry z wolnymi grupami hydroksylowymi.

Z opisu patentowego nr 133232 znany Jest sposób wytwarzania elastomerów uretanowych, w których jako składnik poliolowy stosuje się poliestrodiol z dodatkiem małocząsteczkowego przedłużacza łańcucha, a jako składnik izocyjanianowy prepolimer otrzymany w reakcji dwuizocyjanianu z polieterodiolem. Otrzymany elastomer ze względu na budowę liniową ma niezadowalającą odporność termiczną i chemiczną. Ponadto otrzymywany jest z drogich i deficytowych składników.

W opisie patentowym nr 133196 omówione sposób wytwarzania rozgałęzionych poliestroli o liczbie hydroksylowej 200-600 mg KOH/g, a w opisie patentowym nr 135S5O sposób wytwarzania poliestroli rozgałęzionych o liczbie hydroksylowej 40-600 mg KOH/g mogących znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu sztywnych pianek poliuretanowych. Poliestrole te wytwarzane są w reakcji poliko.ndensac.ii kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwu-etylowego z alkoholami wielowodorotlenowymi.

Z opisu patentowego nr 139011 znana jest poliuretanowa kompozycja lakiernicza, w której składnik poliolowy stanowi roztwór sześciometylenoczteroaminy, katalizatora tiocyno

153 530

153 530 organicznego i/lub organicznych soli innych metali, polieteru liniowego o liczbie hydroksylowej 190-230 mg KOH/g i pH 5+ 7, będącego produktem oksyalkiłacji 4,4’ - dwuhydroksy 2,2’ -dwufenylopropanu lub jego mieszaniny z polidianami, a składnik izocyjanianowy stanowi prepolimer, produkt poliaddycji rozgałęzionego polieteru o liczbie hydroksylowej 30 ♦ 150 mg ΚΟβ/g z produktem ubocznym powstającym w trakcie otrzymywania aromatycznych dwuizocyjanianów. Głównym mankamentem sposobu otrzymywania składnika izocyjanianowego Jest Jego złożoność. Proces ten Jest długotrwały, odbywa się w wysokiej temperaturze oraz wymaga stosowania podciśnienia. Ponadto składnik poliolowy stanowi skomplikowaną mieszaninę z deficytowych składników i ze szkodliwym katalizatorem metaloorganicznym.

Poliuretanowa kompozycja powłokowo-lakiernicza składająca się z dwu oddzielnych składników: poliolowego i izocyjanianowego według wynalazku zawiera składnik będący mieszaniną dwóch poliestroli rozgałęzionych. Poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g, liczbie hydroksylowej 50 -60 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego i kwasu adypinowego z glikolem dwuetylenowym, gdzie około 30% składnika kwasowego stanowi mieszanina kwasów ftalowych z co najmniej 10% kwasu trójmelitowego a około 70% składnika kwasowego stanowi kwas adypinowy i poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g i liczbie hydroksylowej 320 - 360 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego z glikolem trójetylenowym i dwuetylenowym, gdzie składnik kwasowy dla polikondensacji stanowi mieszaninę kwasów ftalowych i skondensowanych pierścieniowych kwasów wielokarboksylowych. Stosunek wagowy poliestroli wynosi od 1 : 5 do 5 : 1, korzystnie 100 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 50 - 60 mg KOH/g i 50 - 70 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 320 - 360 mg KOH/g.

Składnik izocyjanianowy stanowi produkt przemysłowy - toluilenodwuizocyjanian będący mieszaniną o składzie 80% 2,4 - tcluilenodwuizocyjanianu i 20% 2,6 - toluilenodwuizocyjanianu lub 655» 2,4 - toluilenodwuizocyjar.ianu i 35% 2,6 - toluilenodwuizocyjanianu. Kompozycja może zawierać pigmenty, wypełniacze, środki pomocnicze, antypireny, absorbeny ultrafioletu, środki grzybobójcze i/lub inhibitory korozji. Składnikiem izocyjanianowym może być produkt uboczny powstający przy otrzymywaniu dwuizocyjaniar.ów aromatycznych o zawartości grup izocyjanianowych nie mniej niż 34% w postaci mieszaniny skondensowanych organicznych związków wielopierścieniowych, zawierający 50 - 70, korzystnie 55 - 65% wagowych toluilenodwuizocyjanianów oraz 50 - 30, korzystnie 45 - 35% wagowych związków polimerycznych o wysoko skondensowanych pierścieniach aromatycznych.

Wynalazek pozwala na wyeliminowanie deficytowych poliestrów i pcliestrów niskocząsteczkowych otrzymywanych z chemicznie czystych produktów. Zastosowanie nieprzetworzonych przemysłowych izocyjanianów pozwala nie tylko uprościć sposób przygotowania kompozycji poprzez eliminację procesu przygotowania prepolimeru ale również pozwala na wyłączenie z procesu drogich i kosztownych katalizatorów.

Przed naniesieniem powłoki miesza się ze sobą składniki w obecności lub bez rozpuszczalnika organicznego w takiej proporcji, że stosunek wolnych grup izocyjanianowych ze składnika izocyjanianowego do ilości wolnych grup wodorotlenowych w składniku poliolowym wynosi od 0,5 : 1,0 do 5,0 : 1,0, korzystnie od 1,0 : 1,0 do 1,3 : 1,0. Po utwardzeniu powłoka charakteryzuje się dobrą twardością, elastycznością, szczelnością,, bardzo dobrą odpornością na wodę, chemikalia i czynniki atmosferyczne. Zmieniając ilość dodawanego rozpuszczalnika można otrzymywać powłoki o różnej grubości. Powłoki barwne uzyskuje się poprzez wprowadzenie do składnika poliolowego pigmentów lub wypełniaczy. Wprowadzenie dodatkowych środków/ pomocniczych w postaci absorberów nadfioletu, antypirenów, śrcdków/ grzybobójczych, inhibitorów/ korozji itp. dodatkowo zwiększa odporność powłok. Przygotowanie poliuretanowych kompozycji szczegółowo przedstawiają przykłady.

Przykład I. Otrzymywanie składnika poliolowego.

153 530

Do mieszalnika ładuje się 50 części wagowych poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g, liczbie hydroksylowej 320 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego z glikolem trójetylenowym i dwuetylenowym, 100 części wagowych poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g, liczbie hydroksylowej 50 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego i kwasu adypinowego z glikolem dwuetylenowym oraz 100 części wgowych octanu etylu. Po dokładnym wymieszaniu otrzymuje się gotowy składnik poliolowy. Jako składnik izocyjanianowy używa się przemysłowy izocyjanian będący mieszaniną o składzie 80% 2,4-toluilenodwuizocyjanianu i 20% 2,6-toluilenodwuizocyjanianu.

Otrzymywanie powłoki z kompozycji poliuretanowej.

Przygotowuje się kompozycję poprzez wymieszanie 30 części wagowych składnika poliolowego z 10 częściami wagowymi składnika izocyjanianowego. Kompozycję nanosi się na podłoże betonowe lub metalowe i pozostawia do utwardzenia. Po 24 godzinach uzyskuje się elastyczną powłokę odporną na ścieranie i działanie czynników atmosferycznych.

Przykład II. Otrzymywanie składnika poliolowego. Podobnie Jak w przykładzie I miesza się ze sobą te same poliestrole: 100 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 50 mg KOH/g, 70 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 320 mg KOH/g i 100 części wagowych octanu etylu. Jako składnik izocyjanianowy używa się produkt uboczny o zawartości 35% grup izocyjanianowych w postaci mieszaniny skondensowanych organicznych związków wielopierścieniowych zawierający 60% wagowych toluilenodwuizocyjanianów oraz 40% wagowych związków polimerycziych o wysoko skondensowanych pierścieniach aromatycznych.Kompozycję otrzymuje się przez wymieszanie 30 części wagowych składnika poliolowego z 10 częściami wagowyir.i składnika izocyjanianowego i dalej postępuje podobnie jak w przykładzie I.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Poliuretanowa kompozycja powłokowo-lakiernie za zawierająca oddzielnie składnik po- liolowy i izocyjanianowy, znamienna tym, że składnik poliolowy stanowi mieszanina poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g; liczbie hydroksylowej 50 + 60 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego i kwasu adypinowego z glikolem dwuetylenowym, gdzie około 30% składnika kwasowego stanowi mieszanina kwasów ftalowych z co najmniej 10014 kwasu trójmelitowego, a około 70% składnika kwasowegc stanowi kwas adypinowy i poliestrolu rozgałęzionego o liczbie kwasowej poniżej 4 mg KOH/g, liczbie hydroksylowej 320 360 mg KOH/g otrzymanego w rezultacie polikondensacji kubowej pozostałości po destylacji surowego tereftalanu dwumetylowego z glikolem trójetylenowym i dwuetylenowym, gdzie składnik kwasowy dla polikondensacji stanowi mieszaninę kwasów ftalowych i skondensowanych pierścieniowych kwasów wielokarboksylowych w stosunku wagowym od 1 : 5 do 5 : 1, korzystnie 100 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 50 60 mg KOH/g i 50 do 70 części wagowych poliestrolu o liczbie hydroksylowej 320 - 360 mg KOH/g, a składnik izocyjanianowy stanowi produkt przemysłowy - tcluilenodwuizocyjanian, będący mieszaniną o składzie 80% 2,4-toluilenodwuizooyjanianu i 2C% 2,ó-toluilenod’rfuizocyjanianu lub 65% 2,4-toluilenodwuizocyjanianu i 35% 2,6-toluiler.odwuizocyjanianu, przy czym kcmpozycja może zawierać pigmenty, i/lub wypełniacze i/lub środki pomocnicze, i/lub antypireny, i/lub absorbery ultrafioletu, i/lub środki grzybobójcze, i/lub inhibitory kerozji.
2. 2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym., że składnik izocy janianowy stanowi produkt uboczny powstający przy otrzymywaniu dwuizocyjanianów aromatycznych o zawartości grup izocyjanianowych nie mniej niż 34%, w postaci mieszaniny skondensowanych organicznych związków wielopierścieniowych zawierający 50 + 70% wagowych, korzystnie 55 + 65 % toluilenodwuizocyjanianów oraz 50 -t- 30, korzystnie 45 -» 35 % wagowych zwia.zków polimerycznych o wysoko skondensowanych pierścieniach aromatycznych.