RU2233303C1 - Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия - Google Patents
Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233303C1 RU2233303C1 RU2003104047/04A RU2003104047A RU2233303C1 RU 2233303 C1 RU2233303 C1 RU 2233303C1 RU 2003104047/04 A RU2003104047/04 A RU 2003104047/04A RU 2003104047 A RU2003104047 A RU 2003104047A RU 2233303 C1 RU2233303 C1 RU 2233303C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- prepolymer
- laprol
- polyisocyanate
- hydroxyl
- groups
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения полиуретановых форполимеров, которые предназначены для получения покрытий для защиты металлических, бетонных, деревянных, стеклянных поверхностей от воздействия различных атмосферных и агрессивных сред, коррозии, статического электричества, абразивного износа и могут быть использованы в качестве защитного внутреннего и наружного покрытия трубопроводов, емкостей и цистерн, инженерных и гидротехнических сооружений, энергетических установок, портовых сооружений, кровельного железа и черепицы, а также в качестве декоративного покрытия. Способ осуществляют, смешивая гидроксилсодержащий компонент с гидроксильным числом 32-37 мг КОН/г Лапрол 5003 или Лапрол 4503 с уайт-спиритом, затем с бутилацетатом либо со смесью бутилацетата с уайт-спиритом и в полученную смесь добавляют полиизоцианат на основе 4,4’-дифенилметандиизоцианата с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г и синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%. Технический результат изобретения - получение форполимера со стабильными характеристиками (не менее года). 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения защитных полиуретановых покрытий на основе форполимеров, которые предназначены для защиты металлических, бетонных, деревянных, стеклянных поверхностей от воздействия различных атмосферных и агрессивных сред, коррозии, статического электричества, абразивного износа и могут быть использованы в качестве защитного внутреннего и наружного покрытия трубопроводов, емкостей и цисцерн, инженерных и гидротехнических сооружений, энергетических установок, портовых сооружений, кровельного железа и черепицы, а также в качестве декоративного покрытия.
Известны способы получения однокомпонентных полиуретановых лакокрасочных покрытий, отверждаемых влагой воздуха, (О.В. Орлова, Т.Н. Фомичева. Технология лаков и красок. Москва: Химия, 1990 г., стр.139 [1]) путем смешения исходных компонентов. Конечным пленкообразующим веществом-покрытием является изоцианатсодержащий преполимер (форполимер), полученный при взаимодействии гидроксилсодержащего соединения - полиола с избытком изоцианата. Форполимеры содержат не менее трех свободных изоцианатных групп, обеспечивающих сшивание в процессе пленкообразования. Отверждение и сшивка указанных полимеров происходят непосредственно на подложке за счет взаимодействия изоцианатных групп с влагой воздуха и образования аминогрупп - поперечных мочевинных связей. Реакция взаимодействия изоцианатных групп форполимера с влагой воздуха с образованием аминогрупп описана в [1], стр.140. При взаимодействии аминогрупп с изоцианатными группами форполимера образуется полимер сетчатой структуры, т.е. происходит отверждение покрытия. Известны покрытия (А.М. Тартаковская, А.А. Благонравова, Однокомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы, отверждаемые влагой воздуха (обзор литературы). Лакокрасочные материалы, 1976, №2, стр.19-21 [2], И.Н. Бакирова, В.И. Мулюкова, И.Г. Демченко, Л.А. Зенитова, Н.А. Розенталь. Лаки на основе отходов полиуретановых производств. Материалы и полупродукты, стр.3-4 [3]), в способах получения которых путем смешения исходных компонентов полиизоцианатсодержащего компонента и гидроксилсодержащего компонента в качестве полиизоцианатсодержащего компонента использованы смеси ароматических изоцианатов: изомеров 2,4-ТДИ, 2,6-ТДИ=65:36 и 80:20, а также дифенилметандиизоцианата (ПИЦ на МДИ), ксилилендиизоцианата [2], продукт реакции тримеризации концевых изоцианатных групп 2,4-толуилендиизоцианата (ТДИ) в присутствии каталитических количеств фенольных оснований Манниха в среде растворителя [3]; известно использование предварительно деструктированных полиуретановых отходов из промышленных литьевых полиуретанов на основе полиэфира СКУ-ОМ, СКУ-6, СКУ-7 и др. [3]. В качестве гидроксилсодержащего компонента использовались простые полиэфиры и полиэтиленгликоли, сложные полиэфиры и др. [2].
Существенной проблемой в ряде вышеуказанных полиуретановых систем, отверждаемых влагой воздуха, является отсутствие стабильности при хранении, длительное время высыхания, которое может быть уменьшено лишь использованием дополнительных катализаторов. Нестабильность при хранении объясняется тем, что в процессе хранения происходит образование мочевинных и аллофанатных групп, снижается содержание изоцианатных групп и повышается вязкость преполимера. Сроки хранения такого покрытия в плотно закрытой таре не превышают одного месяца. Недостатками указанных способов является также конструктивная сложность используемого оборудования для приготовления форполимера, например, реактора, требующего наличия водяной рубашки, патрубков для соединения с вакуумным оборудованием, с термометрами для контроля температуры; требуется также вакуумное оборудование, подогреватель, что усложняет как само оборудование, так и повышает энергозатраты производства форполимера.
Наиболее близким аналогом является способ получения защитного покрытия, включающий смешение исходных компонентов: простого полиэфира с третичным атомом азота в молекуле, содержащего три и более гидроксильных групп, имеющих молекулярную массу ~500-5000, и полиизоцианата на МДИ в присутствии инертного растворителя, например уайт-спирита, в соотношении между исходньми полиизоцианатом и полиэфиром, при котором конечный продукт еще содержит свободные изоцианатные группы, обеспечивающие отверждение атмосферной влагой [2, стр.20]. Лаки на основе таких продуктов отверждаются значительно быстрее, не требуют ускорителей отверждения; они отличаются удовлетворительной стабильностью при хранении, их показатели не меняются в течение нескольких месяцев - до шести месяцев.
Недостатком указанного способа получения покрытия является все же ограниченная стабильность покрытия: в процессе хранения происходит образование мочевинных и аллофанатных групп, снижается содержание изоцианатных групп и повышается вязкость форполимера.
Задачей изобретения является повышение стабильности покрытия, увеличение времени его хранения, расширение арсенала относительно дешевых защитных покрытий.
Задача решается использованием способа получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия, представляющего собой форполимер - однокомпонентную систему, отверждаемую влагой воздуха, включающего смешение исходных продуктов: полиизоцианатного компонента в виде полиизоцианата на основе МДИ (дифенилметандиизоцианата) (ПИЦ на МДИ) и гидроксилсодержащего компонента в виде простого полиэфира, содержащего три гидроксильные группы, имеющие молекулярную массу ~500-5000, в присутствии инертного растворителя, например уайт-спирита, в соотношении между исходньми полиизоцианатом и полиэфиром, при котором конечный продукт еще содержит свободные изоцианатные группы, обеспечивающие отверждение атмосферной влагой, в котором используют полиизоцианатный компонент на МДИ 4,4’-дифенилметандиизоцианат с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г, в качестве простого полиэфира используют лапролы с гидроксильньм числом 32-37 мг КОН/г, например, лапрол 5003 или лапрол 4503, дополнительно добавляют бутилацетат при следующем содержании исходных компонентов, мас.ч.:
Полиизоцианат 26-32,5
Лапрол 5003 или Лапрол 4503 30-32,5
Бутилацетат 8,79-10,36
Уайт-спирит 22,9-26
при этом сначала смешивают гидроксилсодержащий компонент с растворителем уайт-спиритом, добавляют бутилацетат либо гидроксилсодержащий компонент смешивают со смесью из бутилацетата с уайт-спиритом, а затем в полученную смесь добавляют полиизоцианат, синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%.
Используемые исходные продукты
Лапрол 5003 ТУ 6-05-1513-87
Лапрол 4503 ТУ 6-05-2033-87
Бутилацетат ГОСТ 8981-78
Уайт-спирит ГОСТ 3134-78
Полиизоцианат на МДИ 4,4’-дифенилметандиизоцианат марок (А, Б) ТУ 113-03-375-75. В качестве полиизоцианата может быть использован продукт В 227 производства BASF, Германия, который также представляет собой ПИЦ на МДИ, с содержанием NCO-групп 31,2 г/100 г. Продукт В 227 выпускается указанной фирмой в соответствии с ИСО 9001 под названием Diphenylmethan-4,4’-diisocyanat.
Форполимер ЛАПТЕКС получают следующим образом. В реактор по расчету загружают лапрол 5003 или 4503; предварительно при необходимости лапрол может быть осушен до содержания в нем массовой доли воды не более 0,1%. В лапрол добавляют последовательно или в виде смеси расчетное количество бутилацетата с уайт-спиритом, перемешивают в течение примерно 30 минут, затем порциями в 2-3 приема с интервалом в 20 минут в реактор со смесью подают полиизоцианат. После загрузки всего сырья массу в закрытом реакторе перемешивают в течение 3,0-6,0 часов при температуре окружающей среды, например, не более 30°С. В результате перемешивания происходит синтез форполимера, который проводят до содержания массовой доли полиизоцианатных групп до 7,5-11,5%. Синтез форполимера со свободными изоцианатными группами производится по схеме, известной, например, из [2]:
Контроль за содержанием изоцианатных групп производят в соответствии с методикой определения NCO-групп, приведенной, например, в ТУ 38-103137-78 на форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100.
Способ получения покрытия заключается в нанесении полученного форполимера ЛАПТЕКС любым из перечисленных способов: кистью, валиком, пневматическим или безвоздушным распылителем, способом окунания на предварительно очищенную и обезжиренную защищаемую поверхность при температуре от минус 10 до плюс 70°С и с относительной влажностью воздуха 30-98%; после нанесения форполимера последний начинает вулканизироваться в присутствии влаги воздуха с образованием полимерного покрытия. Отверждение и сшивка преполимера происходит непосредственно на подложке по схеме, описанной, например, в [2]. При необходимости форполимер можно наносить в несколько слоев, образуя защитную поверхность с высокой механической прочностью.
В таблице приведены примеры количественного состава покрытия и их потребительские характеристики в сравнении с характеристиками прототипа.
Использование описанного способа получения позволяет получить преполимер со стабильными характеристиками, не изменяющимися в течение длительного времени хранения (не менее года). В результате дополнительного использования бутилацетата, действующего как разбавитель растворителя, была повышена активность растворителя, более равномерно растворилась общая масса компонентов форполимера, уменьшилась возможность его загустения и выпадения в осадок. В результате использования изобретения расширился арсенал относительно дешевых полиуретановых однокомпонентных покрытий.
Claims (1)
- Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия, включающий смешение исходных продуктов: полиизоцианатного компонента в виде полиизоцианата на основе дифенилметандиизоцианата и гидроксилсодержащего компонента в виде простого полиэфира, содержащего три гидроксильные группы, в присутствии инертного растворителя – уайт-спирита, отличающийся тем, что используют в качестве полиизоцианатного компонента полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата с содержанием NCO-групп не менее 29,5 г/100 г, в качестве простого полиэфира используют лапролы с гидроксильным числом 32-37 мг КОН/г - Лапрол 5003 или Лапрол 4503, дополнительно используют бутилацетат, при следующем содержании исходных компонентов, мас.ч.:Полиизоцианат 26-32,5Лапрол 5003 или Лапрол 4503 30-32,5Бутилацетат 8,79-10,36Уайт-спирит 22,9-26при этом сначала смешивают гидроксилсодержащий компонент с растворителем - уайт-спиритом, добавляют бутилацетат либо гидроксилсодержащий компонент смешивают со смесью из бутилацетата с уайт-спиритом, а затем в полученную смесь добавляют полиизоцианат, синтез проводят при перемешивании до содержания массовой доли изоцианатных NCO-групп в форполимере 7,5-11,5%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104047/04A RU2233303C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104047/04A RU2233303C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2233303C1 true RU2233303C1 (ru) | 2004-07-27 |
RU2003104047A RU2003104047A (ru) | 2004-08-10 |
Family
ID=33413952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003104047/04A RU2233303C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233303C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447112C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-04-10 | Геннадий Михайлович Храмов | Полиэфируретановая композиция |
RU2574624C2 (ru) * | 2014-06-10 | 2016-02-10 | Геннадий Михайлович Храмов | Полиуретановый форполимерный лак, способ и установка для его получения |
-
2003
- 2003-02-11 RU RU2003104047/04A patent/RU2233303C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Однокомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы, отверждаемые влагой воздуха (обзор литературы., Лакокрасочные материалы, 176, №2, с.19-21. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447112C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-04-10 | Геннадий Михайлович Храмов | Полиэфируретановая композиция |
RU2574624C2 (ru) * | 2014-06-10 | 2016-02-10 | Геннадий Михайлович Храмов | Полиуретановый форполимерный лак, способ и установка для его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4695618A (en) | Solventless polyurethane spray compositions and method for applying them | |
US7339020B2 (en) | High-functionality polyisocyanates | |
US6416686B2 (en) | Polyisocyanates | |
KR100220788B1 (ko) | 휘발성 유기물 함량이 매우 낮은 폴리우레탄 피복물 | |
WO1999011690A1 (en) | Low viscosity polyuretidione polyurethanes and their use as curatives for solvent and water borne coatings | |
CN1880393A (zh) | 由聚天冬氨酸酯和磺酸酯改性的聚异氰酸酯组成的粘合剂混合物 | |
WO2001098393A1 (en) | Coating compositions having improved adhesion to aluminum substrates | |
CN101321793B (zh) | 用于生产聚脲涂料的组合物 | |
US4663201A (en) | Polyurea coatings for objects of metal glass wood or plastic | |
US4383070A (en) | Storage stable polyurethane compositions | |
KR20010022474A (ko) | 옥사졸리딘과 이소시아네이트로 구성된 분무가능한코팅조성물 | |
JP2020079418A (ja) | ビスマスベースの触媒 | |
CA2502406C (en) | Moisture-curing prepolymers | |
CN100467511C (zh) | 作为封端剂用的环酮 | |
DE102008052765A1 (de) | Feuchtigkeitshärtende Polyisocyanatmischungen | |
US5081203A (en) | Moisture-hardening coating composition and method for its production | |
CA1129584A (en) | Moisture curing polyurethane topcoat paint with improved gloss stability | |
RU2233303C1 (ru) | Способ получения полиуретанового форполимера для защитного покрытия | |
MXPA05011281A (es) | Isocianatos biuretizados e isocianatos biuretizados bloqueados. | |
EP3693403B1 (en) | Squarate compositions | |
EP0921140A1 (en) | Epoxy-urethane imine primer | |
KR920001487B1 (ko) | 피복용 폴리우레아 | |
JPH02163160A (ja) | ポリウレタン成形品 | |
CN101906204B (zh) | 作为聚氨酯涂料固化剂的基于二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚体及其制备方法 | |
JPH0455477A (ja) | 湿気硬化型プライマー |