RU2119515C1 - Polymerizable composite material - Google Patents

Polymerizable composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2119515C1
RU2119515C1 RU96109011A RU96109011A RU2119515C1 RU 2119515 C1 RU2119515 C1 RU 2119515C1 RU 96109011 A RU96109011 A RU 96109011A RU 96109011 A RU96109011 A RU 96109011A RU 2119515 C1 RU2119515 C1 RU 2119515C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alcohols
amine
modifying additive
composite material
polyisocyanate
Prior art date
Application number
RU96109011A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109011A (en
Inventor
Вера Васильевна Ефанова
Original Assignee
Вера Васильевна Ефанова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вера Васильевна Ефанова filed Critical Вера Васильевна Ефанова
Publication of RU96109011A publication Critical patent/RU96109011A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119515C1 publication Critical patent/RU2119515C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/63Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers
    • C08G18/637Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers characterised by the in situ polymerisation of the compounds having carbon-to-carbon double bonds in a reaction mixture of saturated polymers and isocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/04Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with vinyl compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3878Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus
    • C08G18/3882Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having phosphorus having phosphorus bound to oxygen only
    • C08G18/3885Phosphate compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C09D4/06Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2150/00Compositions for coatings
    • C08G2150/90Compositions for anticorrosive coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2270/00Compositions for creating interpenetrating networks

Abstract

FIELD: protective coatings. SUBSTANCE: claimed material comprises methyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyisocyanate, perchlorovinyl resin, polymerization initiates, polymerization catalyst, amine and modifying additive. In order to prepare homogeneous corrosion-resistant coatings on large size units and engineering structures that operate in tropical climate, said material comprises modifying additive such as aliphatic multihydric alcohols or esters of said alcohols, and orthophosphoric acid or mixture of said alcohols and said phosphates of said alcohols, the ratio of said components being as follows (wt parts): 100 methyl methacrylate; 3-65 polybutyl methacrylate; 1-75 polyisocyanate; 0.1-50 perchlorovinyl resin; 1-15 polymerization initiator; 0.05-5 polymerization catalyst; 0.01-5 amine; and 0.1-15 modifying additive. EFFECT: improved properties of the polymerizable composite material. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к качественному и количественному составу полимеризуемых композиций на основе метилметакрилата, которые предназначены:
для нанесения преимущественно кислото- и щелочестойких и износостойких защитных покрытий на металлические, железобетонные и бетонные изделия типа:
- резервуаров для хранения растворов кислот и щелочей,
- внутренних и наружных поверхностей трубопроводов для транспортировки и
- автомобильных и железнодорожных цистерн и судовых танков для перевозки растворов кислот и щелочей;
в качестве основы антикоррозионных и антиобрастающих покрытий днищ и гребных винтов судов (предпочтительно морских и особенно предпочтительно - типа "река-море");
в качестве основы коррозионностойких электроизоляционных защитных покрытий гальванических ванн и т.п.;
в качестве клея или герметика преимущественно для соединения металлических изделий между собой или с бетоном и для герметизации (в частности, гидроизоляции) стыков металлических, бетонных и железобетонных конструкций.
The invention relates to a qualitative and quantitative composition of polymerizable compositions based on methyl methacrylate, which are intended:
for applying mainly acid- and alkali-resistant and wear-resistant protective coatings on metal, reinforced concrete and concrete products such as:
- tanks for storing solutions of acids and alkalis,
- internal and external surfaces of pipelines for transportation and
- automobile and railway tanks and ship tanks for the transport of solutions of acids and alkalis;
as a basis for anti-corrosion and anti-fouling coatings of the bottoms and propellers of ships (preferably marine and particularly preferably of the "river-sea"type);
as the basis of corrosion-resistant electrical insulating protective coatings of galvanic baths, etc .;
as an adhesive or sealant, mainly for connecting metal products to each other or with concrete and for sealing (in particular, waterproofing) joints of metal, concrete and reinforced concrete structures.

Покрытия из (или на основе) предлагаемого материала могут быть нанесены как на заключительных этапах изготовления или строительства защищаемых изделий или сооружений, так и в ходе их ремонта (в том числе, под водой). Coatings from (or based on) the proposed material can be applied both at the final stages of manufacturing or construction of the protected products or structures, and during their repair (including under water).

При этом предлагаемый материал может быть использован как непосредственно в качестве лака, так и в сочетании с подходящими преимущественно тонкодисперсными наполнителями. Moreover, the proposed material can be used both directly as a varnish, and in combination with suitable predominantly finely divided fillers.

Как видно из описания области применения, потребность в материалах согласно изобретению имеет массовый характер. As can be seen from the description of the scope, the need for materials according to the invention is massive.

Соответственно, эти материалы должны удовлетворять комплексу систематически ужесточающихся трудносовместимых требований. Accordingly, these materials must satisfy a set of systematically tightening difficult-to-compatible requirements.

Действительно, желательно, чтобы эти материалы:
во-первых, обеспечивали как можно больший защитный эффект в конкретных условиях применения;
во-вторых, могли быть изготовлены из коммерчески доступных ингредиентов;
в-третьих, практически не требовали затрат энергии на отверждение нанесенных "сырых" покрытий.
Indeed, it is desirable that these materials:
firstly, they provided the greatest possible protective effect in specific application conditions;
secondly, they could be made from commercially available ingredients;
thirdly, they practically did not require energy consumption for curing the applied “raw” coatings.

Раздельное выполнение указанных требований не представляет существенных затруднений. Separate fulfillment of these requirements does not present significant difficulties.

Действительно, общеизвестна способность олигоэфиров или смесей акриловых моно- и полимеров, широко используемых в качестве основы полимеризуемых композиционных материалов, отверждаться при комнатной, а нередко - и при существенно более низкой температуре (см., например: US, patent 2452669, 1949; Багдасарьян Х. С. Теория радикальной полимеризации. - М.: Изд. АН СССР, 1959). Indeed, the well-known ability of oligoesters or mixtures of acrylic mono- and polymers, widely used as the basis of polymerizable composite materials, to cure at room temperature, and often at a significantly lower temperature (see, for example: US, patent 2452669, 1949; Baghdasaryan X S. Theory of radical polymerization. - M .: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1959).

Хорошо известна и их высокая химическая стойкость к действию большинства неорганических и органических кислот и щелочей (см., например: Поляков К.А. Неметаллические химически стойкие материалы. - М.: Госхимиздат, 1950). Their high chemical resistance to the action of most inorganic and organic acids and alkalis is well known (see, for example: Polyakov KA Non-metallic chemically resistant materials. - M .: Goskhimizdat, 1950).

Однако для повышения атмосферо-, водо- и износостойкости и достижения иных специфических эффектов в полимеризуемые композиции обычно вводят наполнители и/или реакционноспособные добавки, которые трудно назвать иначе, чем экзотическими. However, to increase the weather-, water- and wear-resistance and to achieve other specific effects, fillers and / or reactive additives are usually introduced into the polymerized compositions, which can hardly be called anything other than exotic.

Например, для повышения коррозионной стойкости готовых покрытий в олигоэфирные полимеризуемые композиции вводят от 10 до 100 массовых частей (далее - мас. ч.) стеклянных хлопьев, средняя толщина которых может быть выбрана в пределах 0,5 - 5,0 мкм, а средний диаметр - в пределах 100-400 мкм, либо смесь 10-70 мас.ч. указанных стеклянных хлопьев со 10-150 мас.ч. чешуйчатых же металлических пигментов (см. US, patent 4363889). For example, to increase the corrosion resistance of the finished coatings, from 10 to 100 mass parts (hereinafter, parts by weight) of glass flakes are introduced into the oligoester polymerizable compositions, the average thickness of which can be selected in the range of 0.5 - 5.0 microns, and the average diameter - in the range of 100-400 microns, or a mixture of 10-70 parts by weight these glass flakes with 10-150 wt.h. flake metal pigments (see US, patent 4363889).

Получение таких наполнителей весьма трудоемко. Obtaining such fillers is very laborious.

Несколько более доступны на рынке химически стойкие наполнители типа слюдоподобных железооксидных пигментов (Carter E. Micaceous iron oxide pigment in high performance coating//POLVMER PAINT COLOUR JOURNAL, 1986, v.176, N 4164, p.226, 228, 230, 232, 234). Chemically resistant fillers such as mica-like iron oxide pigments (Carter E. Micaceous iron oxide pigment in high performance coating // POLVMER PAINT COLOR JOURNAL, 1986, v.176, N 4164, p.226, 228, 230, 232, 234).

Однако их применение существенно удорожает защищаемые от коррозии изделия или инженерные сооружения и, следовательно, целесообразно только в тех случаях, когда возможные потери от выхода таких изделий или сооружений из строя превосходят затраты на защиту. However, their use significantly increases the cost of corrosion-protected products or engineering structures and, therefore, is advisable only in cases where the possible losses from the failure of such products or structures exceed the cost of protection.

Поэтому в основном внимание производителей материалов для нанесения антикоррозионных покрытий направлено на разработку таких полимеризуемых материалов, которые как можно более полно удовлетворяли бы вышеуказанному комплексу требований. Therefore, mainly the attention of manufacturers of materials for applying anti-corrosion coatings is directed to the development of such polymerizable materials that would satisfy the above set of requirements as fully as possible.

Как правило, эти композиции, созданные с участием автора предлагаемого ниже нового изобретения, предусматривали использование в качестве наполнителя базальтовой чешуи и сложных полимеризуемых комплексов (см., в частности, патенты СССР 1825510, 1825511, 1825514, 1831870 и 1831871 и патент России 2028347). Typically, these compositions, created with the participation of the author of the new invention proposed below, provided for the use of basalt scales and complex polymerizable complexes as filler (see, in particular, USSR patents 1825510, 1825511, 1825514, 1831870 and 1831871 and Russian patent 2028347).

Из числа полимеризуемых композиционных материалов такого типа к предлагаемому наиболее близка реакционноспособная композиция, состоящая из полимеров, мономеров, инициаторов полимеризации и других активных ингредиентов, известная из описания изобретения "Водо- и трещиностойкая полимерная композиция" (патент СССР 1831870). Of the polymerizable composite materials of this type, the closest to the proposed one is the reactive composition consisting of polymers, monomers, polymerization initiators and other active ingredients, known from the description of the invention "Water and crack resistant polymer composition" (USSR patent 1831870).

Эта полимеризуемая композиция содержит, мас. ч.:
Метилметакрилат - 100
Полибутилметакрилат - 5-100
Полиизоцианат - 10-70
Перхлорвиниловая смола - 0,1 - 50
Инициатор полимеризации - 0,1-10
Катализатор полимеризации - 0,05-2
Дивинилбензол - 0,5-15
Диэтаноламинмалеинат - 0,01-1,5
Амин - 0,1-5
Такая композиция оказывается весьма эффективна при изготовлении материалов для защитных покрытий повышенной теплостойкости с использованием в качестве наполнителя от 5 до 400 мас. ч. активированной базальтовой чешуи. При этом повышение теплостойкости достигалось использованием комплексной модифицирующей добавки, содержащей дивинилбензол как сшивающий агент и диэтаноламинмалеинат как преимущественно поверхностно-активное вещество и, одновременно, как средство частичного блокирования химической активности полиизоцианата.
This polymerizable composition contains, by weight. hours:
Methyl Methacrylate - 100
Polybutyl methacrylate - 5-100
Polyisocyanate - 10-70
Perchlorovinyl resin - 0.1 - 50
Polymerization initiator - 0.1-10
Polymerization catalyst - 0.05-2
Divinylbenzene - 0.5-15
Diethanolamine maleate - 0.01-1.5
Amine - 0.1-5
This composition is very effective in the manufacture of materials for protective coatings of high heat resistance using as filler from 5 to 400 wt. including activated basalt scales. The increase in heat resistance was achieved using a complex modifying additive containing divinylbenzene as a crosslinking agent and diethanolamine maleate as a predominantly surfactant and, at the same time, as a means of partially blocking the chemical activity of the polyisocyanate.

Однако даже будучи взята в виде лака, то есть без наполнителя, известная композиция обладает тем меньшей жизнеспособностью, чем выше температура окружающей среды и чем активнее используемый наполнитель. Так, при температуре порядка 18-25oC ее жизнеспособность не превышает 30 мин.However, even when taken in the form of varnish, that is, without filler, the known composition has the less viability, the higher the ambient temperature and the more actively used filler. So, at a temperature of the order of 18-25 o C its viability does not exceed 30 minutes

Далее, поскольку дивинилбензол способен к интенсивной радикальной полимеризации даже при низких (менее 0oC) температурах, а диэтаноламинмалеинат плохо совместим с основными ингредиентами полимеризуемой композиции и потому не может заметно ослабить химическую активность полиизоцианата, постольку процессы сшивки образующихся цепей полиметилметакрилата дивинилбензолом и образования полиуретана протекают в существенной степени независимо один от другого.Further, since divinylbenzene is capable of intensive radical polymerization even at low temperatures (less than 0 o C), and diethanolamine maleate is poorly compatible with the main ingredients of the polymerizable composition and therefore cannot noticeably weaken the chemical activity of the polyisocyanate, insofar as the processes of crosslinking of the formed polymethylmethacrylate chains with divinylbenzene and the formation of polyurethane substantially independent of one another.

В итоге затрудняется формирование однородных по качеству покрытий на значительных по площади (порядка 10 и более кв. м) изделиях или сооружениях. As a result, it is difficult to form coatings of uniform quality in large-area (about 10 or more sq. M) products or structures.

В связи с изложенным в основу изобретения положена задача путем усовершенствования качественного состава и изменения соотношения ингредиентов создать такой полимеризуемый композиционный материал, который как в чистом виде, так и в присутствии активного наполнителя обеспечивал бы получение более однородных по качеству коррозионностойких покрытий на крупногабаритных изделиях и инженерных сооружениях, преимущественно эксплуатируемых в условиях тропического климата. In connection with the foregoing, the invention is based on the task of improving the quality composition and changing the ratio of ingredients to create such a polymerizable composite material that, both in pure form and in the presence of an active filler, would provide more uniform corrosion-resistant coatings in quality on large-sized products and engineering structures primarily operated in tropical climates.

Поставленная задача решена тем, что полимеризуемый композиционный материал для нанесения преимущественно защитных покрытий, содержащий метилметакрилат, полибутилметакрилат, полиизоцианат, перхлорвиниловую смолу, инициатор полимеризации, катализатор полимеризации, амин и модифицирующую добавку, согласно изобретению содержит модифицирующую добавку в виде алифатических многоатомных спиртов, или сложных эфиров таких спиртов и ортофосфорной кислоты, или смеси указанных спиртов и указанных фосфатов этих спиртов, причем указанные ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас. ч.:
Метилметакрилат (ММА) - 100
Полибутилметакрилат (ПБМА) - 3-65
Полиизоцианат (ПИ) - 1-75
Перхлорвиниловая смола (ПХС) - 0,1-50
Инициатор полимеризации (ИП) - 0,1-15
Катализатор полимеризации (КП) - 0,05-5
Амин - 0,01-5
Модифицирующая добавка (МД) - 0,1-15
(указанные в скобках сокращения употребляются в дальнейшем в одних и тех же ясных из вышеприведенного текста значениях).
The problem is solved in that the polymerizable composite material for applying mainly protective coatings containing methyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyisocyanate, perchlorovinyl resin, a polymerization initiator, a polymerization catalyst, an amine and a modifying additive, according to the invention contains a modifying additive in the form of aliphatic polyhydric alcohols, or such alcohols and phosphoric acid, or a mixture of these alcohols and these phosphates of these alcohols, wherein said ingre Denti taken in the following ratio, wt. hours:
Methyl Methacrylate (MMA) - 100
Polybutylmethacrylate (PBMA) - 3-65
Polyisocyanate (PI) - 1-75
Perchlorovinyl Resin (PCS) - 0.1-50
Polymerization Initiator (IP) - 0.1-15
Polymerization catalyst (KP) - 0.05-5
Amine - 0.01-5
Modifying additive (MD) - 0.1-15
(the abbreviations indicated in parentheses are used hereinafter in the same meanings clear from the above text).

Указанные многоатомные спирты, или их фосфаты, или смеси таких спиртов и их фосфатов хорошо совместимы с остальными ингредиентами предложенного полимеризуемого композиционного материала, а их использование при соблюдении указанного соотношения позволяет не только эффективно ослаблять химическую активность полиизоцианатов и тем самым существенно увеличивать жизнеспособность композиции в целом, но и получить - путем регулирования скорости отверждения - трехмерную структуру из поперечно сшитого полиуретана и линейных макромолекул полиметилметакрилата, которые случайным образом распределены в объеме полиуретана и служат "арматурой". Естественно, что предложенный полимеризуемый композиционный материал пригоден для получения однородных по качеству покрытий на больших по площади изделиях или сооружениях и что такие покрытия могут быть изготовлены как в виде лаковых пленок, так и с использованием произвольных твердых дисперсных наполнителей. These polyhydric alcohols, or their phosphates, or mixtures of such alcohols and their phosphates are well compatible with the other ingredients of the proposed polymerizable composite material, and their use, subject to the specified ratio, allows not only to effectively weaken the chemical activity of polyisocyanates and thereby significantly increase the viability of the composition as a whole, but also to obtain - by adjusting the curing rate - a three-dimensional structure of cross-linked polyurethane and linear macromolecules by Limethyl methacrylate, which are randomly distributed in the volume of polyurethane and serve as "fittings". Naturally, the proposed polymerizable composite material is suitable for obtaining coatings of uniform quality in large products or structures, and that such coatings can be made either in the form of varnish films or using arbitrary solid dispersed fillers.

Первое дополнительное отличие состоит в том, что полимеризуемый композиционный материал согласно изобретению в качестве амина содержит 2,4,6-триамино-1,3,5-триазин (меламин). The first additional difference is that the polymerizable composite material according to the invention contains 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine (melamine) as an amine.

Этот амин оказывается наиболее эффективным средством регулирования скорости отверждения (и, соответственно, жизнеспособности) предложенного полимеризуемого композиционного материала, содержащего модифицирующую добавку согласно изобретению (особенно в том случае, когда в ее составе присутствуют фосфаты многоатомных спиртов). Кроме того, использование этого амина улучшает тепло- и атмосферостойкость защитных покрытий. This amine appears to be the most effective means of controlling the curing rate (and, correspondingly, viability) of the proposed polymerizable composite material containing the modifying additive according to the invention (especially when phosphates of polyhydric alcohols are present in its composition). In addition, the use of this amine improves the heat and weather resistance of the protective coatings.

Второе дополнительное отличие состоит в том, что полимеризуемый композиционный материал согласно изобретению в качестве амина содержит смесь меламина и бис-(4-амино-3-хлорфенил)-метана (диамет-Х). The second additional difference is that the polymerizable composite material according to the invention as an amine contains a mixture of melamine and bis- (4-amino-3-chlorophenyl) methane (diameter-X).

Указанная смесь аминов применительно к предложенному полимеризуемому композиционному материалу оказывается наиболее эффективным сшивателем полиизоцианата, практически полностью блокирующим изоцианатные группы и, тем самым, исключающим появление газовых включений внутри покрытий и взаимодействие готового покрытия с кислородом и влагой воздуха. The specified mixture of amines in relation to the proposed polymerizable composite material is the most effective crosslinker of the polyisocyanate, almost completely blocking the isocyanate groups and, thereby, eliminating the appearance of gas inclusions inside the coatings and the interaction of the finished coating with oxygen and air moisture.

Далее сущность изобретения поясняется:
конкретными примерами состава предложенного полимеризуемого материала (см. табл. 1),
описанием способа его изготовления,
примерами нанесения покрытий и результатами сравнительных испытаний.
Further, the invention is illustrated:
specific examples of the composition of the proposed polymerizable material (see table. 1),
a description of the method of its manufacture,
coating examples and comparative test results.

Как видно из табл. 1, примеры 1 и 8 относятся к композициям, в которых соотношение ингредиентов выходит за пределы заявленного диапазона; примеры 2 и 7 - к композициям, в которых соотношение ингредиентов соответствует границам заявленного диапазона; прочие примеры задают соотношения в границах заявленного диапазона, а пример 9 относится к наилучшему варианту воплощения изобретательского замысла по патенту СССР 1831870 и приведен здесь для сравнения. As can be seen from the table. 1, examples 1 and 8 relate to compositions in which the ratio of ingredients is outside the stated range; examples 2 and 7 - to compositions in which the ratio of ingredients corresponds to the boundaries of the claimed range; other examples specify ratios within the claimed range, and Example 9 relates to the best embodiment of the inventive concept of the USSR patent 1831870 and is given here for comparison.

Очевидно, что указанные в табл. 1 конкретные ингредиенты никоим образом не ограничивают возможности реализации изобретательского замысла. It is obvious that the tab. 1 specific ingredients in no way limit the ability to implement an inventive concept.

Действительно:
в качестве многоатомных алифатических спиртов наряду с указанными могут быть использованы бутандиол, тетриты типа L- или D-эритритов и пентиты типа L- или D-арабитов и их алкилзамещенные производные, гекситы, поливиниловый спирт и т.д.;
в качестве сложных эфиров многоатомных алифатических спиртов и фосфорной кислоты наряду с указанными могут быть использованы фосфаты перечисленных в предыдущем абзаце спиртов;
в качестве инициаторов полимеризации наряду с указанными могут быть использованы и иные органические перекиси и гидроперекиси, диазоамино-, азо- и азотиосоединения, тетразены и т.д.;
в качестве катализаторов полимеризации наряду с указанными могут быть использованы метиланилин, органические соли двухвалентного железа и т.д.;
в качестве аминов наряду с указанными могут быть использованы коммерчески доступные трибензил- и диметилбензиламин.
Really:
as polyhydric aliphatic alcohols, butanediol, tetrites of the L- or D-erythritol type and pentites of the L- or D-arabite type and their alkyl substituted derivatives, hexites, polyvinyl alcohol, etc .;
as esters of polyhydric aliphatic alcohols and phosphoric acid, phosphates of the alcohols listed in the previous paragraph can be used along with the above;
in addition to the indicated ones, other organic peroxides and hydroperoxides, diazoamino, azo and azothio compounds, tetrazenes, etc .;
as polymerization catalysts, along with the indicated can be used methylaniline, organic salts of ferrous iron, etc .;
as amines, commercially available tribenzyl- and dimethylbenzylamine can be used along with those indicated.

Выбор конкретных ингредиентов указанного типа в соответствии с изобретательским замыслом может осуществить специалист, имеющий обычные знания в химии и технологии полимеров и обычный опыт в лакокрасочном производстве. The selection of specific ingredients of the indicated type in accordance with the inventive concept can be carried out by a specialist having ordinary knowledge in chemistry and polymer technology and ordinary experience in paint and varnish production.

Способ изготовления предложенного полимеризуемого композиционного материала в общем случае включает три основных этапа:
на первом этапе приготовляют смесь метилметакрилата, полибутилметакрилата, перхлорвиниловой смолы и выбранных для конкретного случая катализатора полимеризации, амина и модифицирующей добавки, для чего:
- расчетные количества порошкообразных полибутилметакрилата и перхлорвиниловой смолы смешивают,
- полученную смесь растворяют в полном объеме метилметакрилата (обычно при перемешивании и, если необходимо ускорить растворение, при повышенной до 40-45oC температуре) и
- в полученный вязкий раствор полимеров вносят расчетные количества выбранных катализатора полимеризации, амина и модифицирующей добавки;
на втором этапе в полученную ранее смесь вносят расчетное количество полиизоцианата и заготовку реакционной смеси вновь тщательно перемешивают и
на заключительном третьем этапе вносят инициатор полимеризации и вновь тщательно перемешивают полученную реакционную смесь во избежание локального перегрева.
A method of manufacturing the proposed polymerizable composite material in the General case includes three main stages:
at the first stage, a mixture of methyl methacrylate, polybutyl methacrylate, perchlorovinyl resin and a polymerization catalyst, an amine and a modifying additive selected for a particular case are prepared, for which:
- the calculated amounts of powdered polybutyl methacrylate and perchlorovinyl resin are mixed,
- the resulting mixture is dissolved in full methyl methacrylate (usually with stirring and, if necessary, to speed up the dissolution, at a temperature raised to 40-45 o C) and
- in the obtained viscous polymer solution, the calculated amounts of the selected polymerization catalyst, amine and modifying additive are added;
at the second stage, the calculated amount of polyisocyanate is added to the previously obtained mixture, and the reaction mixture is thoroughly mixed again and
at the final third stage, the polymerization initiator is introduced and the resulting reaction mixture is thoroughly mixed again to avoid local overheating.

Полученный полимеризуемый композиционный материал может быть затем известным для специалистов образом использован:
либо как лак для нанесения защитных покрытий,
либо как водо-, кислото- и щелочестойкий клей или герметик (в том числе для ремонтных работ под водой),
либо как связующее для антикоррозионных и/или износостойких красок, содержащих искусственные пигменты преимущественно из кислото- и щелочестойких минералов типа базальта,
либо как связующее для получения армированных, например волокнистыми материалами, пластических масс для изготовления оболочечных конструкций или для ремонта преимущественно тонколистовых металлических изделий (в частности, палубных настилов и переборок морских и речных судов).
The obtained polymerizable composite material can then be used in a manner known to specialists:
or as a varnish for applying protective coatings,
or as water-, acid- and alkali-resistant adhesive or sealant (including for repair work under water),
or as a binder for anti-corrosion and / or wear-resistant paints containing artificial pigments mainly from acid and alkali-resistant minerals such as basalt,
or as a binder for the production of plastics reinforced, for example with fibrous materials, for the manufacture of shell structures or for the repair of predominantly thin-sheet metal products (in particular deck decks and bulkheads of sea and river vessels).

Смесь ингредиентов, полученная на первом этапе, может длительно храниться (не менее полугода в тропическом климате) как часть 1-я преложенного композиционного материала, а полиизоцианат и избранный инициатор полимеризации в требуемых дозах могут храниться отдельно, соответственно как 2-я и 3-я части этого же материала. Такие части могут быть смешаны непосредственно перед использованием. Конкретные составы указанных частей для любого из указанных применений в соответствии с изобретательским замыслом могут быть подобраны химиком, имеющим обычный опыт работы. The mixture of ingredients obtained in the first stage can be stored for a long time (at least six months in a tropical climate) as part of the 1st composite material, and the polyisocyanate and the selected polymerization initiator in the required doses can be stored separately, respectively, as the 2nd and 3rd parts of the same material. Such parts may be mixed immediately prior to use. The specific compositions of these parts for any of these applications in accordance with the inventive concept can be selected by a chemist with ordinary work experience.

Естественно, что в случаях, предусматривающих введение каких-либо дисперсных наполнителей, их расчетные количества могут быть внесены либо на первой стадии приготовления полимеризуемого композиционного материала (как ингредиент его 1-й части), либо ex tempora. Naturally, in cases involving the introduction of any dispersed fillers, their calculated amounts can be introduced either at the first stage of preparation of the polymerizable composite material (as an ingredient of its 1st part) or ex tempora.

В случаях же использования наполнителей типа нитей, жгутов из филаментных волокон или нитей, технических тканей или трикотажа их покрытие (для приклеивания) или пропитку целесообразно проводить непосредственно перед укладкой (или выкладкой) на защищаемую поверхность (или форму), используя полностью подготовленный полимеризуемый композиционный материал. In the case of using fillers such as threads, bundles of filament fibers or threads, technical fabrics or knitwear, it is advisable to coat them (for gluing) or impregnate immediately before laying (or laying) on the protected surface (or form) using a fully prepared polymerizable composite material .

В соответствии с рецептурами 1-8 и рецептурой 9 согласно таблице 1 были изготовлены ненаполненные образцы предложенного полимеризуемого композиционного материала и, соответственно, образцы наполненного базальтовыми чешуйками полимеризуемого композиционного материала-прототипа, а именно:
для испытаний на жизнеспособность - в виде свежеприготовленных в химических стаканах емкостью 150 мл полимеризуемых композиций массой 100 г каждая;
для определения удельной ударной вязкости - в виде отвержденных в течение 10 суток при комнатной температуре брусков размерами 100 х 10 х 5 мм соответственно по длине, ширине и толщине;
для определения адгезии к металлической подложке - в виде клеевых прослоек отвержденной в течение 10 суток полимерной массы толщиной около 80-100 мкм между склеенными по меньшим торцам стальными деталями, которые имели форму ступенчатых цилиндров общей длиной 25 мм, диаметром 35 мм и толщиной 5 мм в части, используемой впоследствии для зажима в разрывной машине, и диаметром 25 мм - в остальной части;
для определения скорости коррозии в 3%-ном водном растворе хлорида натрия - в виде покрытий из испытуемого материала толщиной около 0,8 мм, которые занимали примерно половину площади каждой пластины из низкоуглеродистой стали длиной 100, шириной 60 и толщиной 3 мм;
для определения термостойкости на дериватографе PAULIK-PAULIK-ER- DY (Hungary) - в виде микродоз (с исходной массой до 0,5 г каждая) залитых в стандартные тигли и отвержденных в течение 10 суток проб.
In accordance with formulations 1-8 and recipe 9 according to table 1, unfilled samples of the proposed polymerizable composite material and, accordingly, samples filled with basalt flakes of the polymerizable composite material prototype were made, namely:
for viability tests - in the form of freshly prepared in chemical glasses with a capacity of 150 ml of polymerizable compositions weighing 100 g each;
to determine the specific impact strength - in the form of bars cured for 10 days at room temperature with dimensions of 100 x 10 x 5 mm, respectively, in length, width and thickness;
for determination of adhesion to a metal substrate - in the form of adhesive layers cured for 10 days, a polymer mass with a thickness of about 80-100 μm between steel parts glued at the smaller ends, which had the form of stepped cylinders with a total length of 25 mm, a diameter of 35 mm and a thickness of 5 mm in the part used subsequently for clamping in a tensile testing machine, and with a diameter of 25 mm, in the rest;
to determine the corrosion rate in a 3% aqueous solution of sodium chloride - in the form of coatings from the test material with a thickness of about 0.8 mm, which occupy about half the area of each plate of mild steel with a length of 100, a width of 60 and a thickness of 3 mm;
for determination of heat resistance on a PAULIK-PAULIK-ERDY derivatograph (Hungary), in the form of microdoses (with an initial weight of up to 0.5 g each), samples filled in standard crucibles and cured for 10 days.

Указанные образцы были использованы для испытаний по следующим методикам:
жизнеспособность определяли общеизвестным путем по времени, которое протекало от момента введения в предложенную композицию инициатора полимеризации до момента гелеобразования;
удельную ударную вязкость определяли на стандартном маятниковом копре (в частности по ГОСТ 4647-80 "Пластмассы");
адгезию к металлической подложке определяли на разрывных машинах (в частности по ГОСТ 14760-69 "Метод определения прочности при отрыве");
скорость коррозии в 3%-ном водном растворе хлорида натрия определяли на лабораторной установке, обеспечивающей снятие электрохимических потенциодинамических кривых с последующим расчетом скорости коррозии по широко известной специалистам формуле (см., например, Дамаскин Б.Б., Петри О.А. Электрохимия. - М.: Высшая школа, 1987);
термостойкость на указанном дериватографе определяли путем непрерывного контроля массы образцов по мере плавного повышения температуры со скоростью 6 oС/ч.
These samples were used for testing by the following methods:
viability was determined in a well-known way by the time that elapsed from the moment of introduction of the polymerization initiator into the proposed composition to the moment of gelation;
specific toughness was determined on a standard pendulum headstock (in particular according to GOST 4647-80 "Plastics");
adhesion to a metal substrate was determined on tensile testing machines (in particular, according to GOST 14760-69 "Method for determining the tensile strength");
the corrosion rate in a 3% aqueous solution of sodium chloride was determined in a laboratory setup that ensured the removal of electrochemical potentiodynamic curves with the subsequent calculation of the corrosion rate according to the formula well known to specialists (see, for example, Damaskin BB, Petri O.A. Electrochemistry. - M .: Higher school, 1987);
the heat resistance on the specified derivatograph was determined by continuously monitoring the mass of the samples as the temperature gradually increased at a speed of 6 o C / h.

Результаты сравнительных испытаний предложенного и известного композиционных материалов, представляющие собою среднее арифметическое для стандартных серий образцов, представлены в табл. 2. The results of comparative tests of the proposed and known composite materials, which are the arithmetic mean for standard series of samples, are presented in table. 2.

Промышленная применимость предложенного полимеризуемого композиционного материала преимущественно в условиях тропического климата очевидно следует из данных, приведенных в табл. 2. The industrial applicability of the proposed polymerizable composite material mainly in tropical climates obviously follows from the data given in table. 2.

Как видно из нее, жизнеспособность предложенного полимеризуемого композиционного материала при 40oC в одном из примеров достигает 45 минут, а в худшем из примеров оказывается не менее 25 минут, тогда как известная композиция в тех же условиях превращается в непригодный для нанесения покрытий гель в течение 5 минут. Тем самым создаются предпосылки для получения существенно более однородных по физико-механическим свойствам покрытий.As can be seen from it, the viability of the proposed polymerizable composite material at 40 o C in one example reaches 45 minutes, and in the worst of the examples is not less than 25 minutes, while the known composition under the same conditions turns into a gel unsuitable for coating within 5 minutes. This creates the prerequisites for obtaining coatings substantially more uniform in the physicomechanical properties.

Далее, при незначительном преимуществе в сравнении с известной композицией по адгезионной прочности и термостойкости предложенный композиционный материал оказывается существенно более стойким к удару и стойким в коррозионноактивной среде. Further, with a slight advantage in comparison with the known composition in terms of adhesive strength and heat resistance, the proposed composite material is significantly more resistant to impact and resistant in a corrosive environment.

Claims (2)

1. Полимеризуемый композиционный материал для нанесения преимущественно защитных покрытий, содержащий метилметакрилат, полибутилметакрилат, полиизоцианат, перхлорвиниловую смолу, инициатор полимеризации, катализатор полимеризации, амин и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что он содержит модифицирующую добавку в виде алифатических многоатомных спиртов, или сложных эфиров таких спиртов и ортофосфорной кислоты, или смеси указанных спиртов и указанных фосфатов этих спиртов, причем указанные ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас. ч.:
Метилметакрилат (ММА) - 100
Полибутилметакрилат (ПБМА) - 3 - 65
Полиизоцианат (ПИ) - 1 - 75
Перхлорвиниловая смола (ПХС) - 0,1 - 50
Инициатор полимеризации (ИП) - 0,1 - 15
Катализатор полимеризации (КП) - 0,05 - 5
Амин - 0,01 - 5
Модифицирующая добавка (МД) - 0,1 - 15
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве амина он содержит 2,4,6-триамино-1,3,5-триазин (меламин).
1. A polymerizable composite material for applying mainly protective coatings containing methyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyisocyanate, perchlorovinyl resin, a polymerization initiator, a polymerization catalyst, an amine and a modifying additive, characterized in that it contains a modifying additive in the form of aliphatic polyhydric alcohols or esters alcohols and phosphoric acid, or a mixture of these alcohols and these phosphates of these alcohols, and these ingredients are taken in the following Chenia, wt. hours:
Methyl Methacrylate (MMA) - 100
Polybutylmethacrylate (PBMA) - 3 - 65
Polyisocyanate (PI) - 1 - 75
Perchlorovinyl resin (PCS) - 0.1 - 50
Polymerization Initiator (IP) - 0.1 - 15
Polymerization catalyst (KP) - 0.05 - 5
Amine - 0.01 - 5
Modifying additive (MD) - 0.1 - 15
2. The material according to claim 1, characterized in that it contains 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine (melamine) as an amine.
3. Материал по п.2, отличающийся тем, что в качестве амина он содержит смесь меламина и бис-(4-амино-3-хлорфенил)-метана. 3. The material according to claim 2, characterized in that as the amine it contains a mixture of melamine and bis- (4-amino-3-chlorophenyl) methane.
RU96109011A 1996-01-24 1996-04-29 Polymerizable composite material RU2119515C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA96010288 1996-01-24
UA96010288A UA39207C2 (en) 1996-01-24 1996-01-24 polymerized composition material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96109011A RU96109011A (en) 1998-07-20
RU2119515C1 true RU2119515C1 (en) 1998-09-27

Family

ID=21689105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109011A RU2119515C1 (en) 1996-01-24 1996-04-29 Polymerizable composite material

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU1820097A (en)
ID (1) ID15842A (en)
RU (1) RU2119515C1 (en)
UA (1) UA39207C2 (en)
WO (1) WO1997027246A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700519C1 (en) * 2018-10-16 2019-09-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Screw propeller with protective metal-polymer coating

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU514494A1 (en) * 1972-10-23 1976-12-25 Институт Химии Высокомолекулярных Соединений Ан Украинской Сср Glue
SU1211271A1 (en) * 1984-04-04 1986-02-15 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Adhesive
SU1831872A3 (en) * 1992-03-24 1995-05-20 Роман Александрович Веселовский Chemically stable polymeric composition for coatings

Also Published As

Publication number Publication date
UA39207C2 (en) 2001-06-15
ID15842A (en) 1997-08-14
WO1997027246A1 (en) 1997-07-31
AU1820097A (en) 1997-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5059640A (en) Epoxy corrosion-resistant coating
CN109796851B (en) Slow-release graphene heavy-duty anticorrosive paint and preparation method thereof
EP0000590B1 (en) Aqueous dispersions of vinyl chloride copolymers, process for producing them and their use
FI72336B (en) BESTRYKNINGSKOMPOSITIONER
CN103834266B (en) A kind of environment-friendly polyaniline modified zinc-aluminium flake anticorrosive paint and preparation method thereof
EP0732380A2 (en) Waterborne zinc-rich primer compositions
CN107603423A (en) A kind of underwater curing ocean steel construction durably anticorrosion paint and preparation method thereof
CN107955487A (en) Graphene anticorrosive paint and preparation method thereof
RU2119515C1 (en) Polymerizable composite material
Makhmetova et al. An Overview of Epoxy Resins as coating to protect metals from corrosion
CN102051105A (en) Solvent-free coumarone modified epoxy heavy-duty anticorrosive coating
CN105385252B (en) A kind of bottom surface integration anticorrosive paint
CN101643322B (en) Vinyl ester heavy-duty anticorrosive coating with polyaniline-modified glass flakes, and preparation method thereof
GB2141436A (en) Anti-pollution coating composition
US5100942A (en) Corrosion-resistant acrylic coatings
US2948639A (en) Method of coating a surface with a composition comprising a furfuryl alcohol resin, cellulose, filler, and catalyst
JPH06504025A (en) Surface coating compositions and composites
RU2028347C1 (en) Heat-resistant antifouling polymer composition for coatings
CN111117321A (en) High-corrosion-resistance modified epoxy polyester paint for side board of boat
KR20040059997A (en) Microcapsule containing coating composition with self-healing property for steel surface
JPS599585B2 (en) Corrosion-resistant paint composition
JPS632918B2 (en)
JPS63451B2 (en)
CN103725121B (en) A kind of High corrosion resistant shop primer
CN108585650A (en) Construction material and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090430