RU2216566C1

RU2216566C1 - Polyurethane composition for coating

Info

Publication number: RU2216566C1
Application number: RU2002112536A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Зрайченко; О.Н. Бережная; В.М. Зиновьев; Г.В. Куценко; Л.М. Горшкова
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-20

Abstract

FIELD: polymers. SUBSTANCE: invention relates to compositions of polyurethane film-forming coatings for cold drying. Composition contains polyoxypropylenetriol with molecular mass 4500-5000 Da, polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate and ethylcyanate and, additionally, perchlorovinyl ПСХ-ЛС and indene coumarone resins. Coating shows the following indices: impact strength is 1,1-fold and above; adhesion to Ст.3 is up to 1 point; chemical stability in benzine, acid and alkali dilute solutions is by 1.5-fold and above. Invention can be used as protective coating made of wood, concrete and metallic constructions. EFFECT: improved and valuable properties of composition. 1 tbl

Description

Изобретение относится к получению пленкообразующих полиуретановых покрытий холодной сушки и может быть использовано в качестве защитного покрытия для изделий из дерева, бетона, металлических конструкций. The invention relates to the production of film-forming polyurethane coatings of cold drying and can be used as a protective coating for wood products, concrete, metal structures.

Известна полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиизоцианатный компонент, простой олигоэфиргликоль, кремнийорганический полиол, неорганический пигмент и инертный растворитель, кислотный катализатор (Головко Л. И., Румянцев Л.Ю., Харченко В.И. А.с. 789549 СССР, МПК С 09 D 3/72, заявл. 28.11.1978, опубл. 1980, БИ 47). Known polyurethane composition for cold-drying coatings, comprising a polyisocyanate component, a simple oligoester glycol, an organosilicon polyol, an inorganic pigment and an inert solvent, an acid catalyst (Golovko L.I., Rumyantsev L.Yu., Harchenko V.I.A. S. 789549 USSR , IPC C 09 D 3/72, decl. 11/28/1978, publ. 1980, BI 47).

Композиция характеризуется повышенной эластичностью, многокомпонентна и требует обезвоживания исходных компонентов в процессе изготовления покрытия. The composition is characterized by increased elasticity, multicomponent and requires dehydration of the starting components during the coating process.

Известны также полиуретановые композиции аналогичного назначения на базе полиизоцианатного аддукта на основе толуилендиизоцианата, простого олигоэфиргликоля, триметилолпропана, пигмента и инертного растворителя (Головко Л. И. , Омельченко С. И., Сметанина Н.П. А.с. 525733 СССР, МПК С 09 D 175/08, заявл. 22.02.74, опубл. 1975, БИ 31) и воды (Головко Л.И., Румянцев Л.Ю., Зайцева Л.Г. А.с. 994526 СССР, МПК С 09 D 3/72, заявл. 8.06.81, опубл. 1983, БИ 5). Polyurethane compositions of a similar purpose based on a polyisocyanate adduct based on toluene diisocyanate, simple oligoester glycol, trimethylolpropane, pigment and an inert solvent are also known (L. Golovko, S. I. Omelchenko, N. P. Smetanina, A. S. 525733 USSR, IPC С 09 D 175/08, claimed 22.02.74, publ. 1975, BI 31) and water (Golovko L.I., Rumyantsev L.Yu., Zaitseva L.G. A.S. 994526 USSR, IPC C 09 D 3/72, application 8.06.81, publ. 1983, BI 5).

Однако полученные на этой основе покрытия имеют недостаточные эластичность и кислотостойкость. However, the coatings obtained on this basis have insufficient elasticity and acid resistance.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая бифункциональный олигооксипропиленгликоль, триметилолпропан, неорганические пигменты, инертные растворители и полиизоцианатный аддукт в виде 70%-ного раствора в этилацетате форполимера на основе толуилендиизоцианата 65/35, глицерина и диэтиленгликоля (Головко Л. И. , Румянцев Л.Ю., Кроленко А.В. А.с. 1818332 СССР, МПК С 09 D 175/08, заявл. 11.11.90, опубл. 1993, БИ 20). A known polyurethane coating composition, including bifunctional oligooxypropylene glycol, trimethylolpropane, inorganic pigments, inert solvents and a polyisocyanate adduct in the form of a 70% solution in ethyl acetate of a prepolymer based on toluene diisocyanate 65/35, glycerol and L. gum glycerol Yu., Krolenko A.V. A.S. 1818332 USSR, IPC С 09 D 175/08, decl. 11.11.90, publ. 1993, BI 20).

Недостатком композиции являются недостаточно высокие атмосферо- и водостойкости. The disadvantage of the composition are insufficiently high weather and water resistance.

Известна полиуретановая композиция для покрытий холодной сушки, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой (ММ) 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, отверждаемая атмосферной влагой воздуха (Елчуева А.Д., Табачков А.А, Лаврова В.Г., Еганов В. Ф. , Губайдуллин Л. Ю. Патент РФ 2073053, МПК С 09 D 175/08, заявл. 15.07.93, опубл. 10.02.1997, БИ 4). Known polyurethane composition for cold drying coatings, including polyoxypropylene triol with a molecular weight (MM) of 3000-5000, a polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, ethyl acetate, cured by atmospheric moisture (Elchueva A.D., Tabachkov A.A., Lavrova B. .G., Eganov V.F., Gubaidullin L. Yu. Patent of the Russian Federation 2073053, IPC С 09 D 175/08, filed July 15, 1993, publ. February 10, 1997, BI 4).

Однако эта композиция имеет недостаточно высокие прочностные и адгезионные свойства, высокое время высыхания этой композиция до степени 3, недостаточную стойкость к агрессивным средам. However, this composition has insufficiently high strength and adhesive properties, high drying time of this composition to degree 3, insufficient resistance to aggressive environments.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является принятая за прототип одноупаковочная пленкообразующая полиуретановая композиция для покрытий, включающая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетат, бутилацетат, трибутиламин, октоат олова и/или дибутилдилауриат олова (Табачков А. А. , Назипов М. М. , Лиакумович А.Г. Патент РФ 2162478, МПК С 09 D 175/08, заявл. 14.09.1999, опубл. 27.01. 2001). Closest to the invention in technical essence is the single-pack film-forming polyurethane coating composition adopted for the prototype, including polyoxypropylene triol with a molecular weight of 3000-5000, a polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, ethyl acetate, butyl acetate, tributylamine, tin octaate and / or dibutyl (Tabachkov A.A., Nazipov M.M., Liakumovich A.G. Patent of the Russian Federation 2162478, IPC С 09 D 175/08, filed September 14, 1999, publ. January 27, 2001).

Покрытие из композиции имеет высокую прочность при растяжении, низкое время отверждения, высокую водо- и атмосферостойкость, но недостаточные адгезию к металлу, прочность при ударе, химическую стойкость к водным растворам кислот, щелочей, бензину. The coating of the composition has high tensile strength, low curing time, high water and weather resistance, but insufficient adhesion to metal, impact strength, chemical resistance to aqueous solutions of acids, alkalis, gasoline.

Технической задачей данного изобретения является повышение адгезионной прочности покрытия из композиции к металлу, прочности при ударе, химстойкости композиции к действию агрессивных сред. The technical task of this invention is to increase the adhesive strength of the coating from the composition to the metal, the impact strength, chemical resistance of the composition to aggressive media.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет того, что композиция для покрытия, состоящая из полиоксипропилентриола молекулярной массы (ММ) 4500-5000, полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, этилацетата, содержит дополнительно перхлорвиниловую ПСХ-ЛС и инденкумароновую смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Полиоксипропилентриол с мол. массой 4500-5000 - 100
Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата - 100-140
Этилацетат - 100-250
Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - 10-36
Инденкумароновая смола - 10-36
Композиция наносится на поверхность кистью или распылением пленкой толщиной 30-50 микрометров и отверждается влагой воздуха при температуре окружающей среды. Для обеспечения надежной химзащиты наносится 3-5 слоев композиции суммарной толщиной 150-250 микрометров.The solution of the technical problem is achieved due to the fact that the coating composition, consisting of polyoxypropylene triol of molecular weight (MM) 4500-5000, a polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, ethyl acetate, additionally contains perchlorovinyl PSX-LS and indencumarone resin in the following ratio components, parts by weight:
Polyoxypropylene triol with mol. weighing 4500-5000 - 100
Polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate - 100-140
Ethyl Acetate - 100-250
Perchlorvinyl resin PSX-LS - 10-36
Indencumarone Resin - 10-36
The composition is applied to the surface with a brush or spray film of a thickness of 30-50 micrometers and is cured by air moisture at ambient temperature. To ensure reliable chemical protection, 3-5 layers of the composition with a total thickness of 150-250 micrometers are applied.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности покрытия при ударе в 1,1 и более раз, адгезии к стали 3 до степени 1 балл, химстойкости (снижение набухания в испытанных агрессивных средах в 1,5 и более раз). The technical result of the invention is to increase the strength of the coating upon impact by 1.1 or more times, adhesion to steel 3 to a degree of 1 point, chemical resistance (reduction of swelling in tested aggressive media by 1.5 times or more).

Композиция может дополнительно содержать наполнители, как, например, алюминиевый или цинковой порошки, каолин и использоваться для защиты от коррозии металлических конструкций из стали 3. The composition may further contain fillers, such as, for example, aluminum or zinc powders, kaolin and be used to protect metal structures made of steel 3 from corrosion.

Вещества, используемые в композиции, отражены в следующей документации:
Полиоксипропилентриол Лапрол 4503 - ТУ 2226-016-1048857-94
Полиоксипропилентриол Лапрол 5003 - ТУ 2226-023-10488057-94
Полиизоцианат - ТУ 113-03-38-106-90
Этилацетат марка А - ГОСТ 22300-76
Перхлорвиниловая смола ПСХ-ЛС - ОСТ 6-01-37-88
Инденкумароновая смола - ТУ 14-6-72-80
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The substances used in the composition are reflected in the following documentation:
Polyoxypropylene triol Laprol 4503 - TU 2226-016-1048857-94
Polyoxypropylene triol Laprol 5003 - TU 2226-023-10488057-94
Polyisocyanate - TU 113-03-38-106-90
Ethyl acetate grade A - GOST 22300-76
PSH-LS perchlorvinyl resin - OST 6-01-37-88
Indenkumaronova resin - TU 14-6-72-80
The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1 (по прототипу). Полиоксипропилентриол, этилацетат загружают в реактор с мешалкой, вводят при перемешивании полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки Суризон, перемешивают 3-4 часа до массовой доли NCO групп не менее 10%. Композицию наносят на рабочую поверхность. Example 1 (prototype). Polyoxypropylene triol, ethyl acetate are charged into a stirred reactor, polyisocyanate based on Surison brand 4,4'-diphenylmethanediisocyanate is introduced with stirring, stirred for 3-4 hours to a mass fraction of NCO groups of at least 10%. The composition is applied to a work surface.

Пример 2 (по изобретению). В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружают полиоксипропиленгликоль, этилацетат, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, инденкумароновую смолу, поднимают температуру до (70±5)^oС и выдерживают реакционную смесь при перемешивании 3-4 часа. Затем снижают температуру до (40±5)^oС, добавляют перхлорвиниловую смолу ПСХ-ЛС, перемешивают в течение часа до полного растворения смолы, снижают температуру до (20±5)^oС, композицию сливают и упаковывают.Example 2 (according to the invention). Polyoxypropylene glycol, ethyl acetate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate-based polyisocyanate, indencumarone resin are charged into a stirred reactor and reflux reactor, the temperature is raised to (70 ± 5) ^° С and the reaction mixture is kept under stirring for 3-4 hours. Then the temperature is reduced to (40 ± 5) ^o С, PXC-LS perchlorovinyl resin is added, stirred for one hour until the resin is completely dissolved, the temperature is reduced to (20 ± 5) ^o С, the composition is drained and packaged.

Примеры 3-10 аналогичны примеру 2, но при других соотношениях компонентов. Examples 3-10 are similar to example 2, but with different ratios of components.

Для проведения испытаний готовили лаковую пленку по ГОСТ 8232-76 толщиной 200-230 мкм для определение физико-механических показателей по ГОСТ 18299-72 и толщиной 400 500 мкм для определения химстойкости. Стойкость лакового покрытия к действию агрессивных сред определяли по изменению веса свободной пленки при контакте с исследуемой средой при (20±2)^oС в течение 11 суток.For testing, a varnish film was prepared according to GOST 8232-76 with a thickness of 200-230 microns for determining physical and mechanical properties according to GOST 18299-72 and a thickness of 400 500 microns for determining chemical resistance. The resistance of the varnish coating to aggressive media was determined by the change in the weight of the free film upon contact with the test medium at (20 ± 2) ^o C for 11 days.

Прочность покрытия при ударе определяли по ГОСТ 4765-73 на приборе У-2М. The strength of the coating upon impact was determined according to GOST 4765-73 on the device U-2M.

Адгезию определяли по ГОСТ 15140-78 "Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии". Adhesion was determined according to GOST 15140-78 "Materials for paint and varnish. Methods for determining adhesion".

Состав и свойства композиций по примерам 1-11 представлены в табл. 1. The composition and properties of the compositions of examples 1-11 are presented in table. 1.

Положительный эффект достигается только при введении компонентов в указанных соотношениях. Отклонение от предлагаемого состава приводит к снижению прочности при ударе (примеры 2, 6, 11), адгезии к металлу (пример 2, 6, 11), либо не приводит к существенному улучшению химстойкости (примеры 7, 11). A positive effect is achieved only with the introduction of components in the indicated proportions. Deviation from the proposed composition leads to a decrease in impact strength (examples 2, 6, 11), adhesion to metal (example 2, 6, 11), or does not lead to a significant improvement in chemical resistance (examples 7, 11).

Таким образом, заявляемая композиция, в сравнении с прототипом, обладает более высокими эксплуатационными свойствами покрытия: прочность при ударе выше в 1,1 и более раз, адгезия покрытия к Ст.3 увеличена до 1 балла, повысилась бензостойкость и химстойкость в среде разбавленных кислот и щелочей. Thus, the claimed composition, in comparison with the prototype, has higher operational properties of the coating: impact strength is 1.1 and more times higher, the adhesion of the coating to St. 3 is increased to 1 point, the gas resistance and chemical resistance in the medium of diluted acids are increased and alkalis.

Claims

Polyurethane composition for cold drying coatings, including polyoxypropylene triol of molecular weight 4500-5000, polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, ethyl acetate, characterized in that it additionally contains perchlorovinyl PSX-LS and indencumarone resin in the following ratio of components, wt. hours:
Polyoxypropylene triol of molecular weight 4500-5000 - 100
Polyisocyanate based on 4,4'-diphenylmethanediisocyanate - 100-140
Ethyl Acetate - 100-250
Perchlorovinyl resin PSX-LS - 10-36
Indencumaronic Resin - 10-36