PL191006B1

PL191006B1 - Zestaw wyrobów lakierowych poliuretanowych

Info

Publication number: PL191006B1
Application number: PL330388A
Authority: PL
Inventors: Ewa Sobczyńska; Lidia Radlak; Urszula Siwoń; Andrzej Kwiatkowski; Joanna Drobionka; Bogusława Rutkiewicz; Halina Aniołowska; Adam Krzyżanowski
Original assignee: Inst Przetworstwa Tworzyw Sztu; Polifarb Cieszyn Wroclaw Sa
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2006-03-31
Also published as: PL330388A1

Abstract

Zestaw wyrobów lakierowych poliuretanowych składający się z wyrobu nawierzchniowego w postaci emalii akrylowoizocyjanianowej i międzywarstwy akrylowo-izocyjanianowej, zawierający zdyspergowane w spoiwach pigmenty, wypełniacze oraz rozpuszczalniki i środki pomocnicze typowe dla wyrobów lakierowych poliuretanowych, znamienny tym, że zarówno emalia jak i międzywarstwa składają się z dwóch składników przy czym w skład pierwszego składnika emalii wchodzi 25 - 45 części wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, 10 *2 0 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 20 - 30 części wagowych akrylanu etylu, 0,5 - 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 * 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów zawartych w kopolimerze akrylowym, ponadto 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 * 1 0 części wagowych pigmentów organicznych, 0 * 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 - 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu emalii, 0,02 - 0,5 części wagowych absorbera UV, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych, natomiast w skład pierwszego składnika międzywarstwy wchodzi 25 - 45 części wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, 10 * 20 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 30 * 50 części wagowych akrylanu etylu, 0,5 * 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 * 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu, w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów akrylowych zawartych w kopolimerze akrylowym oraz 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 - 10 części wagowych pigmentów organicznych, 0 - 10 części wagowych wypełniaczy, 0 - 10 części wagowych pigmentów antykorozyjnych, 0 - 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 - 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu międzywarstwy, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych, zaś drugi składnik międzywarstwy i emalii zawiera 16 - 20 części wagowych alifatycznej żywicy izocyjanianowej typu HDI (diizocyjanian heksametylenu) i 6 - 8 części wagowych octanu butylu, przy czym ilość stosowanego składnika drugiego w międzywarstwie wynosi 5,5 części wagowych, a w emalii 25 części wagowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zestaw wyrobów lakierowych poliuretanowych składający się z międzywarstwy i emalii akrylowo-izocyjanianowej.

Dwuskładnikowe poliuretanowe kompozycje lakiernicze są znane zarówno z wielu opisów patentowych jak i pozycji literaturowych, oraz szeroko stosowane jako powłoki samodzielne lub w kompozycji z powłokami otrzymanymi z innych typów wyrobów lakierowych, do pokrywania podłoży betonowych, metalowych, drewnianych i z tworzyw sztucznych.

Poliuretany - polimery zawierające w swej strukturze grupę uretanową - NHCOO-, powstają w wyniku reakcji addycji izocyjanianu, składnika zawierającego wolne grupy izocyjanianowe oraz komponentu poliolowego z wolnymi grupami hydroksylowymi. Właściwości dwuskładnikowego wyrobu poliuretanowego zależą od wielu czynników. Oprócz specyficznych właściwości związanych z budową chemiczną reagentów (na przykład alifatyczny lub aromatyczny izocyjanian) wpływ ma także stopień rozgałęzienia komponentów, zawartość grup funkcyjnych i ich umiejscowienie w cząsteczce.

Olbrzymie znaczenie poliuretanów bierze się stąd, że żadna inna grupa substancji błonotwórczych nie posiada tak szerokiej możliwości kombinacji pozwalających uzyskać wyroby o ściśle założonych właściwościach. I tak występują „twarde, „miękkie i niskolepkie odmiany polioli.

Składnik poliolowy to specjalne żywice zastosowane pod kątem reakcji z izocyjanianami. Należy do nich szeroka gama żywic, jak poliestrowe (historycznie pierwsze), żywice polieterowe, żywice akrylowe, żywice epoksydowe. Żywice mogą mieć strukturę liniową oraz słabo lub mocno rozgałęzioną. Zawartość grup hydroksylowych może być bardzo zróżnicowana od 8% do poniżej 1%.

Szeroko obecnie stosowane żywice akrylowe wykazują, w stosunku do żywic poliestrowych, lepszą rozlewność, są bardziej reaktywne w kombinacji z poliizocyjanianami alifatycznymi i często nie wymagają użycia stechiometrycznych ilości izocyjanianu.

Z opisów patentowych francuskich nr 1 406 184 i nr 1 563 045 oraz z opisu patentowego RFN nr 1 201 555 znany jest sposób otrzymywania kopolimerów akrylowych zawierających wolne grupy hydroksylowe.

Znane z opisów patentowych RFN nr 3 322 037, polskich nr 164 597; nr 168 147 kopolimery akrylowe zawierają wolne grupy hydroksylowe i karboksylowe pochodzące z monomerów akrylowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 107 706 znany jest sposób otrzymywania kopolimerów akrylowych posiadających wolne grupy hydroksylowe i aminowe.

Znane z wymienionych wyżej opisów patentowych kopolimery hydroksyakrylowe posiadają stosunkowo wysoką zawartość (ca 4,2%) grup hydroksylowych. Otrzymane z nich układy lakierowe wymagają odpowiednio wysokiego (co najmniej stechiometrycznego) udziału izocyjanianu. Taki układ odznacza się bardzo dobrą odpornością na wpływy atmosferyczne, ale jest drogi. Niektóre zastosowania emalii poliuretanowych nie wymagają tak dobrej odporności na wpływy atmosferyczne, oczekiwane są natomiast bardzo dobre odporności na agresywne media chemiczne, przy równoczesnym znacznym obniżeniu ich ceny. Wyroby poliuretanowe międzywarstwowe powinny być przydatne w aplikacji, szybko wysychać, wykazywać dobrą szlifowalność i być tanie.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że wprowadzenie do kopolimeru akrylowego grup funkcyjnych amidowych, obok grup funkcyjnych hydroksylowych i karboksylowych, pozwoliło na znaczne obniżenie zawartości grup hydroksylowych i tym samym znaczne zmniejszenie zużycia drogich poliizocyjanianów, przy równoczesnej poprawie odporności na agresywne czynniki chemiczne.

Zestaw według wynalazku składa się z międzywarstwy i emalii akrylowo-izocyjanianowej.

Emalia według wynalazku składa się z dwóch składników. W skład składnika pierwszego wchodzi 25 - 45 części wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, W - 20 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 20 - 30 części wagowych akrylanu etylu, 0,5 - 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 - 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów zawartych w kopolimerze akrylowym, ponadto 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 - 10 części wagowych pigmentów organicznych, 0 - 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 - 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu emalii, 0,02 - 0,5 części wagowych absorbera UV, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych. W skład drugiego składnika, stosowanego w ilości 25 części waPL 191 006 B1 gowych wchodzi 16 - 20 części wagowych alifatycznej żywicy izocyjanianowej typu HDI (diizocyjanian heksametylenu) i 6 - 8 części wagowych octanu butylu.

Międzywarstwa według wynalazku składa się również z dwóch składników. W skład składnika pierwszego wchodzi 25 - 45 części wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, 10 - 20 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 30 - 50 części wagowych akrylami etylu, 0,5 - 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 - 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów akrylowych zawartych w kopolimerze akrylowym, ponadto 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 - 10 części wagowych pigmentów organicznych, 0 - 10 części wagowych wypełniaczy, 0 - 10 części wagowych pigmentów antykorozyjnych, 0 - 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 - 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu międzywarstwy, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych. W skład drugiego składnika, stosowanego w ilości 5,5 części wagowych wchodzi 16 - 20 części wagowych alifatycznej żywicy izocyjanianowej typu HDI (diizocyjanian heksametylenu) i 6 - 8 części wagowych octanu butylu.

W zestawie według wynalazku stosuje się pigmenty przydatne do wyrobów poliuretanowych. Jako wypełniacze stosuje się takie, jak talk, siarczan baru. Stosowane w zestawie środki pomocnicze poprawiają właściwości dekoracyjne i aplikacyjne.

Proces otrzymywania składnika pierwszego międzywarstwy i emalii według wynalazku jest typowy i polega na dyspergowaniu pigmentów w roztworze kopolimeru akrylowego, środków pomocniczych i rozpuszczalników do uzyskania roztarcia pigmentów < 10 pm.

Przed malowaniem składnik pierwszy miesza się z składnikiem drugim, stanowiącym roztwór żywicy poliizocyjanianowej w stosunku 3 : 1, w przypadku emalii a międzywarstwy 10 : 1. Czas życia emalii wynosi 12 godzin, a międzywarstwy 4 godziny. Emalię i międzywarstwę nanosić można metodą natrysku pneumatycznego, bezpowietrznego po rozcieńczeniu do lepkości wymaganej przez wybraną technikę aplikacji na podłoże stalowe zagruntowane gruntem antykorozyjnym, podłoże aluminiowe malować można bez uprzedniego gruntowania. Powłoki wysychają w temperaturze otoczenia.

Otrzymane pokrycia emalii odznaczają się bardzo dobrym wyglądem, są wysoko-połyskliwe, o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych, odporne na działanie mediów agresywnych, odznaczają się dobrą odpornością na wpływy atmosferyczne. Powłoki międzywarstwy szybko wysychają, dobrze się szlifują, są przyczepne do podłoża.

Przedmiot wynalazku jest bliżej przedstawiony w przykładach, w których podano receptury emalii i międzywarstwy oraz kopolimeru akrylowego.

P r z y k ł a d I Emalia poliuretanowa

A Kopolimer akrylowy

- styren

- metakrylan 2-hydroksyetylu

- akrylan etylu

- kwas akrylowy

- akryloamid

B Emalia akrylowo-izocyjanianowa, biała Składnik 1

- kopolimer akrylowy w postaci 55% roztworu w rozpuszczalniku organicznym według przykładu IA

- biel tytanowa gatunek Rutil - Kronos 2310

- kopolimer dimetylopolisiloksanu - Byk 331 (środek poprawiający wygląd powłoki)

- 50 części wagowych

- 20 części wagowych

- 26 części wagowych

- 2 części wagowe

- 2 części wagowe części wagowych 19 części wagowych

0,2 części wagowe

PL 191 006 B1

- mieszanina polisiloksanów i polimerów - Byk 141 (środek odpieniający)

- bentonit (środek przeciw osadzaniu i ściekaniu)

- laurynian dwubutylocyny (katalizator)

- benzotriazol (absorber UV)

Składnik 2

- alifatyczna żywica poliizocyjanianowa typu HDI (21 ± 0,3%) grup NCO)

- diizocyjanian heksametylenu (roztwór w octanie butylu w stosunku 3:1)

0,3 części wagowe

0,3 części wagowe 0,02 części wagowe 0,18 części wagowych części wagowych

P r z y k ł a d II Emalia akrylowo-izocyjanianowa, czerwona Składnik 1

- kopolimer akrylowy w postaci 55% roztworu w rozpuszczalniku organicznym według przykładu la

- wysokomolekularny środek dyspergujący

- Disperbyk 160

- czerwony pigment typu Naftol AS Novoperm rot F 3 RK 70

- czerwień żelazowa

- dimetylopolisiloksan (środek poprawiający wygląd powłoki)

- mieszanina polisiloksanów i polimerów

- Byk 141 (środek odpieniający)

- bentonit (środek przeciw osadzaniu i ściekaniu)

- benzotriazol (absorber UV)

- laurynian dwubutylocyny (katalizator schnięcia)

- ksylen

- octan butylu

- octan metoksypropylu

Składnik 2

- alifatyczna żywica poliizocyjanianowa typu HDI (21 ± 0,5% grup NCO)

- diizocyjanian heksametylenu (roztwór w octanie butylu w stosunku 3:1)

P r z y k ł a d III Międzywarstwa poliuretanowa A Kopolimer akrylowy

- styren

- metakrylan 2-hydroksyetylu

- akrylan etylu

- kwas akrylowy

- akryloamid

B Międzywarstwa akrylowo-izocyjanianowa Składnik l

- kopolimer akrylowy w postaci 55% roztworu w rozpuszczalniku organicznym według przykładu IIIA

- biel tytanowa gatunek Rutil - Tytanpol R 002

- wypełniacz mineralny Naitsch SE Micro

- Mikrotalk M 15

- pigment antykorozyjny Heucophos ZPA

- bentonit (środek przeciw osadzaniu i ściekaniu) części wagowych

1.5 części wagowych

2.6 części wagowych 0,5 części wagowych

0,2 części wagowe

0,3 części wagowe 0,2 części wagowe 0,2 części wagowe 0,02 części wagowe 3 części wagowe 3,48 części wagowych 3 części wagowe części wagowych części wagowych 10 części wagowych 43 części wagowe część wagowa 1 część wagowa części wagowe 16 części wagowych 10 części wagowych 2 części wagowe 10 części wagowych

0,2 części wagowe

PL 191 006 B1

- wysokomolekularny środek dyspergujący

- Disperbyk 160 - 1,5częćci wggowej

- ksylen - 6,8częćciwggowcch

- octan butylu - 8 częćci wggowcch

- octan metoksypropylu - 7 częcci wggowcch

Składnik 2

- alifatyczna żywica poliicocyjanianowa typu HDI 75% (roctwór w octanie butylu w stosunku 30:1) - 5,5 częcci wggowcch

W niżej camiesccconej tabeli podano porównawcce wyniki badań trcech grup kopolimerów akrylowych i emalii na bacie tych kopolimerów, a mianowicie:

A i B kopolimery akrylowezawierająceakrylan etylu , styren , iwas akrylowy i akrylany c grupą funkcyjną hydroksylową orac emalie na ich bacie;

C Oopolime r arrylowy według wynalazku - emalia na eego bazie.

Tabela

Parametr	Kopolimer akrylowy i emalia na jego bacie
A	B	C
I Kopolimer akrylowy
- cawartość ćczśći stałych (%)	55	55	55
- lepkość według Brookfielda (mPa-s)	8200	3500	3200
- cawartość grup hydroksylowych (%) (sucha masa)	4,2	2,8	2,8
II Emalia w cestawie c mizdcywarstwą
- odporność powłoki na dciałanie 5%
kwasu octowego (godcin)	52	30	60
- odporność powłoki na udercenie (cm)	50	50	50
- odporność powłoki na starcenie QUV-B
połysk (20°)
próbka wyjściowa	80	80	80
po 430 godcinach	72	70	75
600 godcinach	70	30	35
900 godcinach	70	kredowanie	kredowanie
1080 godcinach	52
1250 godcinach	5
1400 godcinach	kredowanie

Zastrzeżenie patentowe

Claims

Zestaw wyrobów lakierowych poliuretanowych składający siz c wyrobu nawiercchniowego w postaci emalii akrylowo-icocyjanianowej i mizdcywarstwy akrylowo-icocyjanianowej, cawierający cdyspergowane w spoiwach pigmenty, wypełniacce orac rocpuscccalniki i środki pomocnicce typowe dla wyrobów lakierowych poliuretanowych, znamienny tym, że carówno emalia jak i mizdcywarstwa składają siz c dwóch składników prcy ccym w skład pierwscego składnika emalii wchodci 25 - 45 ccz6

PL 191 006 B1 ści wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, 10 -20 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 20 - 30 części wagowych akrylanu etylu, 0,5 - 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 - 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów zawartych w kopolimerze akrylowym, ponadto 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 - 10 części wagowych pigmentów organicznych, 0 - 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 - 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu emalii, 0,02 - 0,5 części wagowych absorbera UV, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych, natomiast w skład pierwszego składnika międzywarstwy wchodzi 25 - 45 części wagowych 55% roztworu w rozpuszczalnikach organicznych kopolimeru akrylowego zawierającego 40 - 50 części wagowych styrenu, 10 - 20 części wagowych metakrylanu 2-hydroksyetylu, 30 - 50 części wagowych akrylanu etylu, 0,5 - 5 części wagowych kwasu akrylowego i 1 - 5 części wagowych akryloamidu lub metakryloamidu, w przeliczeniu na 100 części wagowych monomerów akrylowych zawartych w kopolimerze akrylowym oraz 2 - 30 części wagowych pigmentów nieorganicznych, 0 - 10 części wagowych pigmentów organicznych, 0 - 10 części wagowych wypełniaczy, 0 - 10 części wagowych pigmentów antykorozyjnych, 0 - 0,5 części wagowych środków poprawiających wygląd powłoki, 0,01 0,5 części wagowych środków odpieniających, 0 - 0,5 części wagowych środków przeciwko osadzaniu pigmentów i ściekaniu międzywarstwy, 0 - 2,5 części wagowych środków ułatwiających zwilżanie i dyspergowanie pigmentów, 0 - 0,2 części wagowych katalizatora schnięcia, 8 - 16 części wagowych rozpuszczalników przydatnych do wyrobów poliuretanowych, zaś drugi składnik międzywarstwy i emalii zawiera 16 - 20 części wagowych alifatycznej żywicy izocyjanianowej typu HDI (diizocyjanian heksametylenu) i 6 - 8 części wagowych octanu butylu, przy czym ilość stosowanego składnika drugiego w międzywarstwie wynosi 5,5 części wagowych, a w emalii 25 części wagowych.