RU2522427C1 - Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings - Google Patents
Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522427C1 RU2522427C1 RU2013119307/04A RU2013119307A RU2522427C1 RU 2522427 C1 RU2522427 C1 RU 2522427C1 RU 2013119307/04 A RU2013119307/04 A RU 2013119307/04A RU 2013119307 A RU2013119307 A RU 2013119307A RU 2522427 C1 RU2522427 C1 RU 2522427C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardener
- liquid
- molecular weight
- coatings
- diaminodiphenylmethane
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к рецептурам жидких "гибридных" гидроксиламинных отвердителей, включающим кристаллический ароматический диамин, растворенный в смеси нелетучих растворителей - олигоэфирполиолов с концевым гидроксильными группами, и предназначенным, в частности, для отверждения изоцианатных форполимеров при получении полимочевинуретановых толстослойных защитных покрытий для наружной изоляции труб и трубодеталей нефтегазопроводов, получаемых методом "горячего" безвоздушного напыления с использованием 2-К установок распыления высокого давления с раздельной подачей жидкой полимерной изоцианатной основы (форполимер) и жидкого отвердителя, нагретых до температуры 40-70°С, с их смешением непосредственно в распылительном устройстве.The invention relates to the formulations of liquid "hybrid" hydroxylamine hardeners, including crystalline aromatic diamine, dissolved in a mixture of non-volatile solvents - hydroxyl-terminated oligoester polyols, and intended, in particular, for the curing of isocyanate prepolymers in the preparation of polyurea thick-walled pipe insulation and protective coatings for oil and gas pipelines obtained by the method of "hot" airless spraying using 2-K spraying plants high pressure with a separate supply of a liquid polymer isocyanate base (prepolymer) and a liquid hardener, heated to a temperature of 40-70 ° C, with their mixing directly in the spray device.
Одним из требований к технологическому процессу получения напыляемых полимерных покрытий методом безвоздушного нанесения является консистенция применяемых компонентов - они должны быть жидкими и для лучшего смешивания иметь близкие показатели вязкости при температуре нанесения. Второе требование для метода безвоздушного напыления покрытий заключается в том, что после смешения компонентов полученная смесь должна быть тиксотропной, а ее жизнеспособность оптимальной (50-150 с) для обеспечения необходимой толщины (1-4 мм) не стекающего с наклонных и вертикальных поверхностей защитного слоя.One of the requirements for the technological process for producing sprayable polymer coatings by the method of airless deposition is the consistency of the components used - they must be liquid and have better viscosity characteristics at the application temperature for better mixing. The second requirement for the method of airless spraying of coatings is that after mixing the components, the resulting mixture should be thixotropic, and its viability optimal (50-150 s) to ensure the required thickness (1-4 mm) of the protective layer that does not flow from inclined and vertical surfaces .
При взаимодействии NCO-групп изоцианатной основы с гидроксильными (ОН)-группами отвердителя образуются полиуретановые покрытия (I), при реакции NCO-групп с аминными (NH2)-группами отвердителя образуются полимочевины (II), а при взаимодействии NCO-основы с "гибридной" смесью гидроксил- и аминосодержащих соединений образуются полимочевинуретановые покрытия (III):In the interaction of NCO groups of the isocyanate base with hydroxyl (OH) groups of the hardener, polyurethane coatings (I) are formed, in the reaction of NCO groups with amine (NH 2 ) groups of the hardener, polyureas (II) are formed, and in the interaction of the NCO base with " a hybrid "mixture of hydroxyl and amino compounds form polyureaurethane coatings (III):
Полимочевинные покрытия имеют более высокие адгезионные и физико-механические характеристики за счет большей полярности макромолекул, а скорость взаимодействия NCO-групп с NH2-группами на несколько порядков выше скорости реакции NCO-групп с ОН-группами. Поэтому, варьируя мольное соотношение между ОН- и NH2-группами в составе отвердителя добиваются необходимой жизнеспособности реакционной смеси и требуемых адгезионных и физико-механических показателей покрытия.Polyurea coatings have higher adhesion and physicomechanical characteristics due to the greater polarity of macromolecules, and the rate of interaction of NCO groups with NH 2 groups is several orders of magnitude higher than the rate of reaction of NCO groups with OH groups. Therefore, by varying the molar ratio between OH and NH 2 groups in the hardener, the necessary viability of the reaction mixture and the required adhesive and physico-mechanical properties of the coating are achieved.
В качестве аминосодержащего компонента отвердителя в большинстве случаев используют ароматические диамины типа диаминодифенилметана, метафенилен-диамина или 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана (фирменное название последнего - "Куамин-К", "Диамет-Х" или "МОСА"), являющиеся кристаллическими веществами при обычной температуре (их температура плавления >100°С).In most cases, aromatic diamines such as diaminodiphenylmethane, metaphenylene diamine or 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (the latter's trade name is Kuamine-K, Diametr-X, or MOSA) are used as the amine-containing component of the hardener. "), which are crystalline substances at ordinary temperature (their melting point> 100 ° C).
Для получения жидких отвердителей для полиуретановых напыляемых систем такие порошкообразные диамины, как правило, растворяют в органических растворителях, не содержащих в молекуле активных атомов водорода, таких как бутилацетат, метилэтилкетон, циклогексанон и др. [1]. Однако такие жидкие отвердители летучи, токсичны и пожароопасны. Их применение приводит к существенным внутренним напряжениям по причине усадки образующихся полимерных покрытий вплоть до растрескивания.To obtain liquid hardeners for polyurethane sprayed systems, such powdered diamines are usually dissolved in organic solvents that do not contain active hydrogen atoms in the molecule, such as butyl acetate, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc. [1]. However, such liquid hardeners are volatile, toxic and fire hazard. Their use leads to significant internal stresses due to shrinkage of the resulting polymer coatings up to cracking.
Известен состав жидкого отвердителя для получения полиуретановых изделий на основе 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана, растворенного в нелетучих пластификаторах - смеси ди-(2-этилгексил)-фталата с трибутилфосфатом, при массовом соотношении между ними 0,5-0,7:0,5-0,3 [2].A known composition of a liquid hardener for producing polyurethane products based on 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane dissolved in non-volatile plasticizers is a mixture of di- (2-ethylhexyl) -phthalate with tributyl phosphate, with a mass ratio between them of 0.5 -0.7: 0.5-0.3 [2].
Использование известного отвердителя в составах напыляемых мастик затруднено по причине большой жизнеспособности реакционной смеси, препятствующей получению толстослойных нестекающих покрытий. Кроме того, такие пластификаторы, не содержащие в молекуле реакционноспособных групп, способны в дальнейшем к миграции и эксудации из готовых покрытий, что может привести к охрупчиванию последних.The use of the known hardener in the compositions of sprayed mastics is difficult due to the great viability of the reaction mixture, which prevents the formation of thick non-draining coatings. In addition, such plasticizers that do not contain reactive groups in the molecule are capable of further migration and exudation from the finished coatings, which can lead to embrittlement of the latter.
Полимочевинуретановые покрытия образуются, когда в качестве отвердителя используют раствор диамина в олиэфирполиолах с концевыми гидроксильными группами и молекулярной массой 400-5000 у.е. Так, известен состав жидкого отвердителя на основе 3,3'- дихлор-4,4'-диаминодифенилметана, растворенного в простом олигоэфирполиоле - полиокситетраметиленгликоле (полифурите) с молекулярной массой 1000 у.е. при мольном соотношении между ними 0,67:0,33 и предназначенный в совокупности со смесью изоцианатных форполимеров для изготовления крупногабаритных эластичных изделий [3].Polyurea-urethane coatings are formed when a solution of diamine in polyether polyols with terminal hydroxyl groups and a molecular weight of 400-5000 cu is used as a hardener. Thus, the composition of a liquid hardener based on 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane dissolved in a simple oligoester polyol - polyoxytetramethylene glycol (polyfurite) with a molecular weight of 1000 cu is known. with a molar ratio between them of 0.67: 0.33 and intended in combination with a mixture of isocyanate prepolymers for the manufacture of large-sized elastic products [3].
Наряду с высокой эластичностью и прочностью получаемых полимочевинуретановых изделий, их высокой устойчивостью к циклическому нагружению известный отвердитель значительно повышает жизнеспособность реакционной смеси, что позволяет изготавливать крупногабаритные изделия массой до нескольких сотен килограмм (мембраны, диафрагмы, штампы и др.), но не обеспечивает тиксостропности и быстрой скорости отверждения в случае нанесения покрытий на субстрат, что приводит к их стеканию с наклонных и вертикальных поверхностей.Along with the high elasticity and strength of the obtained polyureaurethane products, their high resistance to cyclic loading, the known hardener significantly increases the viability of the reaction mixture, which makes it possible to produce large-sized products weighing up to several hundred kilograms (membranes, diaphragms, dies, etc.), but do not provide thixostropy and fast curing speed in the case of coating on the substrate, which leads to their runoff from inclined and vertical surfaces.
Известен также жидкий отвердитель, применяющийся для изготовления полиуретановых изделий, эксплуатирующихся в режиме циклического нагружения, в состав которого наряду с 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметаном входит смесь простого олигоэфирполиола - полиокситетраметиленгликоля с молекулярной массой 1000 у.е. и сложного олигоэфирполиола - полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 у.е. при их мольном соотношении 1:1 и следующем соотношении между компонентами жидкого отвердителя (мас.%): [4]Also known is a liquid hardener used for the manufacture of polyurethane products operating under cyclic loading conditions, which along with 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane includes a mixture of simple oligoester polyol - polyoxytetramethylene glycol with a molecular weight of 1000 cu and a complex oligoester polyol - polyethylene glycol adipate with a molecular weight of 800 cu when their molar ratio of 1: 1 and the following ratio between the components of the liquid hardener (wt.%): [4]
Однако такой отвердитель имеет те же недостатки, что и предыдущий. При его использовании в полиуретановых системах, предназначенных для получения напыляемых толстослойных полимочевинуретановых покрытий, он имеет большую жизнеспособность и не позволяет получать тиксотропную мастику после смешения с изоцианатным форполимером, не стекающую с вертикальных и наклонных поверхностей.However, such a hardener has the same disadvantages as the previous one. When used in polyurethane systems designed to produce sprayed thick-layer polyureaurethane coatings, it has great viability and does not allow to obtain a thixotropic mastic after mixing with an isocyanate prepolymer that does not flow down from vertical and inclined surfaces.
Для сокращения жизнеспособности реакционной массы после смешения с изоцианатным форполимером предложен состав жидкого отвердителя, включающего наряду с 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметаном простой олигоэфирполиол - полиокситетераметиленгликоль с молекулярной массой 1000 у.е. или сложный олиэфирполиол - полиэтиленбутиленгликольадипинат с молекулярной массой 2000 у.е. и оксипропилированный этилендиамин-N,N'-тетраоксипропиленэтилендиамин с молекулярной массой 290 у.е. ("Лапрол-294"), при следующем соотношении между компонентами жидкого отвердителя (мас.ч.): [5]To reduce the viability of the reaction mass after mixing with an isocyanate prepolymer, a liquid hardener composition is proposed that includes, along with 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, a simple oligoester polyol - polyoxytetramethylene glycol with a molecular weight of 1000 cu or complex oligopoliol - polyethylene butylene glycol adipate with a molecular weight of 2000 cu and hydroxypropylated ethylene diamine-N, N'-tetraoxypropylene ethylenediamine with a molecular weight of 290 cu ("Laprol-294"), in the following ratio between the components of the liquid hardener (parts by weight): [5]
N,N'-Тетраоксипропиленэтилендиамин не только обеспечивает формирование бездефектной полимочевинуретановой сетки, но и ускоряет процесс ее образования за счет содержания в молекуле двух третичных атомов азота, катализирующих реакции уретанообразования.N, N'-Tetraoxypropylene-ethylenediamine not only ensures the formation of a defect-free polyureaurethane network, but also accelerates the process of its formation due to the content of two tertiary nitrogen atoms in the molecule that catalyze the urethane formation reaction.
Однако отвердитель указанного выше состава обеспечивает получение эластомеров с пониженным уровнем твердости - 50-65 усл.ед. по шкале Шор-А, что неприемлемо для наружных антикоррозионных покрытий труб и трубодеталей нефтегазопроводов: требуемый уровень твердости в этом случае, как минимум, должен быть не менее 95 усл.ед. по Шору-А.However, the hardener of the above composition provides elastomers with a reduced level of hardness of 50-65 conventional units on the Shore-A scale, which is unacceptable for external anti-corrosion coatings of pipes and pipe parts of oil and gas pipelines: the required level of hardness in this case, at least, should be at least 95 conventional units on Shore-A.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и рецептуре является жидкий отвердитель для изоцианатных форполимеров на основе 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана, входящий в состав комплексного антикоррозионного полимочевинуретанового покрытия "Форпол-Ойл", который обеспечивает оптимальную жизнеспособность мастики (60-120 с при температуре 50-70°С) и необходимый уровень адгезионных и физико-механических характеристик получаемых защитных толстослойных покрытий, регламентируемых соответствующими техническими отраслевыми требованиями ОАО "Газпром", ОАО "АК "Транснефть" и ГОСТ Р51164-98 [6 - прототип].The closest to the claimed technical essence and formulation is a liquid hardener for isocyanate prepolymers based on 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, which is part of the Forpol-Oil complex anticorrosive polyurea coating, which ensures optimal mastic life ( 60-120 s at a temperature of 50-70 ° C) and the necessary level of adhesive and physico-mechanical characteristics of the obtained protective thick-layer coatings, regulated by the relevant technical industry requirements the knowledge of OAO Gazprom, OAO AK Transneft and GOST R51164-98 [6 - prototype].
Известный отвердитель с активными атомами водорода (сумма NH2+OH групп) с гидроксильным (ОН)-числом 95-105 мгКОН/г и массовой долей общего титруемого азота (NH2) 4,2-4,5 мас.% наряду с указанным выше диамином содержит в качестве активного нелетучего растворителя смесь простого или сложного олигоэфирполиола с молекулярной массой 800-1000 у.е. и оксипролированного этилендиамина с гидроксильным числом 640-800 мгКОН/г, и дополнительно органо(жиро)растворимый пигмент, при следующем соотношении между ингредиентами отвердителя (мас.%):Known hardener with active hydrogen atoms (the sum of NH 2 + OH groups) with a hydroxyl (OH) number of 95-105 mgKOH / g and a mass fraction of total titratable nitrogen (NH 2 ) of 4.2-4.5 wt.% Along with the specified above diamine contains, as an active non-volatile solvent, a mixture of simple or complex oligoester polyol with a molecular weight of 800-1000 cu and oxyproline ethylenediamine with a hydroxyl number of 640-800 mgKOH / g, and additionally an organo (fat) soluble pigment, in the following ratio between hardener ingredients (wt.%):
Жидкий отвердитель указанного выше состава позволяет получать соответствующие техническим требованиям ОАО "Газпром", ОАО "АК "Транснефть" и ГОСТ Р51164-98 толстослойное антикоррозионное покрытие изолирующего типа, предназначенное, в частности, для защиты от коррозии металлических труб, фасонных соединительных трубодеталей (фитингов), запорной арматуры и монтажных узлов магистральных и промысловых нефтегазопроводов подземной и подводной прокладки, трубопроводов и арматуры компрессорных и насосных станций, резервуаров подземного хранения сжиженного газа и нефтехранилищ с диапазоном температур эксплуатации от минус 30°С до плюс 60°С в условиях заводского и трассового (полевого) нанесения при их строительстве, реконструкции и капитальном ремонте.The liquid hardener of the above composition allows to obtain a thick-layer anticorrosive coating of an insulating type that meets the technical requirements of OAO Gazprom, OAO Transneft and GOST R51164-98, in particular, to protect metal pipes, shaped pipe fittings (fittings) from corrosion , shutoff valves and assembly units of the main and field oil and gas pipelines of underground and underwater laying, pipelines and valves of compressor and pump stations, underground storage tanks liquefied gas storage tanks with operating temperatures range from minus 30 ° C to plus 60 ° C in a factory and trass (field) applying during their construction, reconstruction and repair.
Однако такое покрытие отвечает предъявленным требованиям только в случае его использования совместно с грунтовочным подслоем, получаемым на основе 1-К влагоотверждаемой изоцианатной грунтовки с массовой долей изоцианатных (NCO)-групп 6-8%. Без применения грунтовки значения двух основных показателей качества, определяющих долговременные защитные свойства покрытий, эксплуатирующихся в коррозионно-активных средах при воздействии электрического защитного потенциала и блуждающих токов, не соответствуют регламентируемым величинам. А именно:However, such a coating meets the requirements only if it is used together with a primer sublayer obtained on the basis of 1-K moisture-curing isocyanate primer with a mass fraction of isocyanate (NCO) groups of 6-8%. Without the use of a primer, the values of two basic quality indicators that determine the long-term protective properties of coatings operating in corrosive environments when exposed to electric protective potential and stray currents do not correspond to regulated values. Namely:
- величина исходной адгезии покрытия к металлу (А) меньше требуемой нормы в 7,0 МПа, а снижение ее уровня (ΔА) после выдержки металлических образцов с покрытием в воде при температуре (60±3)°С в течение 1000 ч больше допустимой нормы (40%);- the value of the initial adhesion of the coating to the metal (A) is less than the required norm of 7.0 MPa, and the decrease in its level (ΔA) after holding the metal samples coated in water at a temperature of (60 ± 3) ° C for 1000 h is more than the permissible norm (40%);
- устойчивость покрытия к катодному отслаиванию, определяемая по величине площади отслоившегося участка после выдержки образцов в 3%-ном водном растворе NaCl при потенциале поляризации 1,5 В, при температуре (20±3)°С в течение 30 суток, значительно хуже - площадь отслаивающегося покрытия более регламентируемых 5 см2.- the resistance of the coating to cathodic exfoliation, determined by the size of the area of the exfoliated area after exposure of the samples in a 3% aqueous NaCl solution at a polarization potential of 1.5 V, at a temperature of (20 ± 3) ° C for 30 days, the area is much worse exfoliating coatings more regulated 5 cm 2 .
Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является разработка жидкого отвердителя на основе кристаллического ароматического диамина - 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана и смеси жидких сложного и простого олигоэфирполиолов с оксипропилированным этилендиамином, при напылении которого совместно с изоцианатными форполимерами образуется полимочевинуретановое толстослойное безгрунтовочное покрытие, обладающее увеличенной адгезией к металлу (исходной и после старения в воде) и устойчивостью к катодному отслаиванию при долговременном сохранении основных физико-механических характеристик и других регламентируемых защитных свойств.The technical problem to be solved within the framework of the present invention is the development of a liquid hardener based on crystalline aromatic diamine - 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane and a mixture of liquid complex and simple oligoester polyols with hydroxypropylated ethylene diamine, the spraying of which together with isocyanate prepolymers a polyurea-urethane thick-layer primerless coating is formed, which has increased adhesion to the metal (initial and after aging in water) and resistance to cathodic peeling with the long-term preservation of the basic physical and mechanical characteristics and other regulated protective properties.
Решение указанной выше цели достигается за счет того, что в отличие от известной смесевой композиции с активными атомами водорода по прототипу предлагаемый состав жидкого отвердителя имеет гидрокисильное число 85-95 мгКОН/г, массовую долю общего титруемого азота 3,5-4,0% и наряду с 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметаном содержит смесь простого олигоэфирполиола - полиоксипропилентриола с молекулярной массой 5000 у.е. и сложного олигоэфирполиола - полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 у.е. совместно с N,N'-тетраоксипропиленэтилендиамином, имеющим гидроксильное число 640-800 мгКОН/г, и жирорастворимым пигментом - красителем черным 9315 "Нигрозин", при следующем соотношении между компонентами отвердителя (мас.%):The solution to the above goal is achieved due to the fact that, in contrast to the known mixed composition with active hydrogen atoms of the prototype, the proposed composition of the liquid hardener has a hydroxyl number of 85-95 mgKOH / g, a mass fraction of the total titrated nitrogen of 3.5-4.0% and along with 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane contains a mixture of a simple oligoester polyol - polyoxypropylene triol with a molecular weight of 5000 cu and a complex oligoester polyol - polyethylene glycol adipate with a molecular weight of 800 cu together with N, N'-tetraoxypropylene ethylenediamine having a hydroxyl number of 640-800 mgKOH / g, and a fat-soluble pigment - dye black 9315 "Nigrosine", in the following ratio between hardener components (wt.%):
За счет содержания вторичных аминных групп в составе красителя "Нигрозин" он выполняет роль не только пигмента, но и сокатализатора реакций уретанообразования совместно с третичными атомами азота оксипропилированного этилендиамина.Due to the content of secondary amine groups in the Nigrosin dye, it acts not only as a pigment, but also as a cocatalyst of urethane formation reactions together with tertiary nitrogen atoms of hydroxypropylated ethylenediamine.
Предлагаемый жидкий отвердитель, смешиваясь с изоцианатными форполимерами, содержащими 13-17% NCO-групп, непосредственно в распылительном устройстве, наносится методом "горячего" (температура компонентов 40-70°С) безвоздушного напыления с использованием 2-К аппаратов высокого давления (до 25 МПа) фирм "WIWA" (Германия) или "GRACO" (США).The proposed liquid hardener, mixing with isocyanate prepolymers containing 13-17% NCO groups directly in the spray device, is applied by the method of "hot" (temperature of components 40-70 ° C) airless spraying using 2-K high-pressure apparatuses (up to 25 MPa) firms "WIWA" (Germany) or "GRACO" (USA).
Рекомендуемое мольное соотношение между компонентами напыляемой полимочевинуретановой мастики (изоцианатный форполимер: гидроксиламинный отвердитель) 0,9-1,0/1 (NCO/OH+NH2) в зависимости от требуемых физико-механических характеристик покрытия, что определяет соотношения между компонентами мастики как 1,3-1,4/1 (по объему) или 1,2-1,3/1 (по массе).The recommended molar ratio between the components of the sprayed polyureaurethane mastic (isocyanate prepolymer: hydroxylamine hardener) 0.9-1.0 / 1 (NCO / OH + NH 2 ) depending on the required physical and mechanical characteristics of the coating, which determines the ratio between the components of the mastic as 1 , 3-1.4 / 1 (by volume) or 1.2-1.3 / 1 (by weight).
Указанные выше пределы соотношений между компонентами с активными атомами водорода в составе заявляемого жидкого отвердителя определены экспериментальным путем и являются оптимальными с точки зрения достижения декларируемого положительного эффекта. Снижение доли реакционноспособных групп (сумма NH2+ОН) в составе предлагаемого "гибридного" гидроксиламинного отвердителя по сравнению с составом-прототипом привело не только к корректировке времени живучести реакционной массы после смешения компонентов полимочевинуретановой мастики при сохранении ее тиксотропных свойств, но и исключило использование грунтовок для получения необходимого уровня адгезионных характеристик получаемых толстослойных покрытий за счет лучшего смачивания металлической поверхности и растекания мастики.The above limits of the ratios between components with active hydrogen atoms in the composition of the inventive liquid hardener are determined experimentally and are optimal in terms of achieving the declared positive effect. The reduction in the proportion of reactive groups (the sum of NH 2 + OH) in the composition of the proposed “hybrid” hydroxylamine hardener compared to the prototype composition not only led to a correction of the survivability of the reaction mass after mixing the components of polyureaurethane mastic while maintaining its thixotropic properties, but also eliminated the use of primers to obtain the required level of adhesion characteristics of the obtained thick-layer coatings due to better wetting of the metal surface and spreading of the mastic.
В качестве полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 у.е. используют марку "ПДА-800" по ТУ 38.103287-80 или его импортный аналог. В качестве полиоксипропилентриола с молекулярной массой 5000 у.е. используют "Лапрол-5003-2-15" ("Владпол-5") по ТУ 2226-006-10488057-94; ТУ 2226-023-10488057-95 или их импортные аналоги "Воранол СР4711"; "СР4702". Черный жирорастворимый краситель 9315 "Нигрозин" импортный.As a polydiethylene glycol adipate with a molecular weight of 800 cu use the brand "PDA-800" according to TU 38.103287-80 or its imported equivalent. As a polyoxypropylene triol with a molecular weight of 5,000 cu use Laprol-5003-2-15 (Vladpol-5) according to TU 2226-006-10488057-94; TU 2226-023-10488057-95 or their imported analogues "Voranol SR4711"; "CP4702". Black fat-soluble dye 9315 "Nigrosin" import.
В качестве 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана применяют диамин отечественного производства "Диамет-Х" (ТУ 6-14-980-84) или его импортные аналоги - "Куамин-К" или "МОСА".As the 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, a domestic-produced diamine Diametr-X (TU 6-14-980-84) or its imported analogues, Kuamine-K or MOSA, are used.
В качестве оксипропилированного этилендиамина с гидроксильным числом 640-800 мгКОН/г применяют аминотетроли марок "Воранол RA-640", "Воранол RA-800" или отечественный аналог "Лапромол-294" по ТУ 6-05-1681-80.As hydroxypropylated ethylenediamine with a hydroxyl number of 640-800 mgKOH / g, aminotetrols of the brands "Voranol RA-640", "Voranol RA-800" or the domestic analogue "Lapromol-294" according to TU 6-05-1681-80 are used.
Предлагаемый жидкий отвердитель изготавливается на стандартном химическом оборудовании путем растворения кристаллического диамина в смеси олигоэфирполиолов с оксипропилированным этилендиамином при температуре 90-110°С до получения гомогенного раствора.The proposed liquid hardener is manufactured on standard chemical equipment by dissolving crystalline diamine in a mixture of oligoester polyols with hydroxypropylated ethylene diamine at a temperature of 90-110 ° C until a homogeneous solution is obtained.
Данный отвердитель может быть использован в комплекте с промышленно производимыми изоцинатными форполимерами на основе дифенилметадиизоцианата с массовой долей NCO-групп 13-17% и динамической вязкостью 3-15 Па·с при температуре (20±3)°С, например для отверждения форполимера "Форпол-NCO" марок А и Б по ТУ 2458-104-20504464-2006 или форполимера "Сурэл-МЛ" ТУ 51-31323949-80-2004.This hardener can be used in conjunction with industrially produced isocinate prepolymers based on diphenylmethadiisocyanate with a mass fraction of NCO groups of 13-17% and a dynamic viscosity of 3-15 Pa · s at a temperature of (20 ± 3) ° C, for example, for curing the Forpol prepolymer -NCO "grades A and B according to TU 2458-104-20504464-2006 or the Surel-ML prepolymer TU 51-31323949-80-2004.
Разработанная рецептура отвердителя ориентирована на использование ингредиентов как отечественного, так и импортного производства, выпускаемых в промышленном масштабе, с применением для его получения стандартного химического оборудования. Полимочевинуретановая мастика с его содержанием может наноситься на защищаемые поверхности существующими методами машинного напыления. Все это позволяет сделать обоснованный вывод о соответствии заявляемого технического решения изобретательному критерию "Промышленная применимость".The developed hardener formulation is focused on the use of ingredients of both domestic and foreign production, manufactured on an industrial scale, using standard chemical equipment for its production. Polyureaurethane mastic with its content can be applied to the protected surfaces by existing machine spraying methods. All this allows us to make a reasonable conclusion about the conformity of the claimed technical solution to the inventive criterion of "Industrial applicability".
Сравнение рецептуры предложенного жидкого отвердителя с известными составами аналогичного назначения позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Новизна", так как в данном случае скомпонована новая совокупность ингредиентов отвердителя, где впервые в качестве нелетучего растворителя ароматического диамина одновременно используются сложный и простой олигоэфирполиолы совместно с жидким алканоламином - оксипропилированным этилендиамином в заявляемых количествах.Comparison of the formulation of the proposed liquid hardener with known compositions of a similar purpose allows us to conclude that it meets the criterion of "Novelty", since in this case a new set of hardener ingredients is compiled, where for the first time as a non-volatile solvent of aromatic diamine, both complex and simple oligoester polyols are used together with liquid alkanolamine - hydroxypropylated ethylenediamine in the claimed amounts.
Указанное нововведение привело к неочевидному эффекту, которого нельзя было ожидать, - получение безгрунтовочного толстослойного полимочевинуретанового покрытия, обладающего высоким уровнем исходной адгезии к металлу и допустимым значением величины падения адгезии после длительного старения покрытия в горячей воде, и сохранение при этом технологических, диэлетрических и других регламентируемых физико-механических и эксплуатационных характеристик. Помимо этого высокий уровень адгезионный свойств полученного покрытия обеспечивает его устойчивость к катодному отслаиванию в соответствии с существующими техническими требованиями. Вышеуказанное свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию "Изобретательский уровень".This innovation led to a non-obvious effect that could not be expected - obtaining an uncoated thick-layer polyurea-urethane coating with a high level of initial adhesion to the metal and an acceptable value of the drop in adhesion after prolonged aging of the coating in hot water, while maintaining technological, dielectric and other regulated physical, mechanical and operational characteristics. In addition, a high level of adhesive properties of the resulting coating ensures its resistance to cathodic peeling in accordance with existing technical requirements. The above indicates that the proposed technical solution meets the criterion of "Inventive step".
Образцы покрытий для испытаний на металлических пластинах из стали марки Ст.3 размером 150×150×5-6 мм готовили следующим образом. Пластины предварительно подвергали абразивоструйной очистке с использованием в качестве абразива купрошлака с размером зерен 1,5-3,0 мм до получения шероховатости поверхности (Rz) 50-120 мкм, после чего обработанные пластины обеспыливали и обезжиривали сольвентом. Затем при помощи аппарата высокого давления "DIOMIX-230" ("WIWA") на подготовленные пластины толщиной 2,5-3,0 мм наносили полимочевинуретановую мастику, состоящую из предлагаемого отвердителя и изоцианатного форполимера "Форпол-NCO" марок А и Б. Температура отвердителя при этом составляла 40-50°С, а форполимер нагревали до 65-75°С. При таких температурных режимах вязкости обоих компонентов мастики близки, что улучшает однородность их смешивания.Samples of coatings for testing on metal plates of steel grade St.3 measuring 150 × 150 × 5-6 mm were prepared as follows. The plates were preliminarily subjected to abrasive blasting using cuproslag with a grain size of 1.5-3.0 mm as an abrasive to obtain a surface roughness (R z ) of 50-120 μm, after which the treated plates were dedusted and degreased with solvent. Then, using a DIOMIX-230 high-pressure apparatus (WIWA), polyurea-urethane mastic consisting of the proposed hardener and the Forpol-NCO isocyanate prepolymer of grades A and B was applied onto prepared plates 2.5-3.0 mm thick. Temperature the hardener was 40-50 ° C, and the prepolymer was heated to 65-75 ° C. At such temperature conditions, the viscosities of both components of the mastic are close, which improves the uniformity of their mixing.
Свободную пленку полимочевинуретанового покрытия для определения физико-механических и других характеристик получали путем напыления мастики на фторопластовые листы.A free film of polyureaurethane coating for determining the physicomechanical and other characteristics was obtained by spraying mastic on fluoroplastic sheets.
Все испытания проводили через 5 суток после нанесения покрытия в соответствии с методиками, изложенными в приложениях к ГОСТ Р51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования по защите от коррозии".All tests were carried out 5 days after coating in accordance with the methods set out in the appendices to GOST R51164-98 "Steel main pipelines. General requirements for corrosion protection".
Техническую сущность и преимущества предлагаемого жидкого отвердителя в составе полимочевинуретановой мастики иллюстрируют нижеприведенные экспериментальные данные.The technical essence and advantages of the proposed liquid hardener in the composition of polyureaurethane mastic are illustrated by the following experimental data.
ПРИМЕРЫ 1-7EXAMPLES 1-7
В табл.1 приведены рецептуры и характеристики отвердителя по прототипу и предлагаемого жидкого состава с активными атомами водорода, а также характеристики изоцианатных форполимеров, используемых для получения полимочевинуретановых покрытий, а в табл.2 приведены результаты их испытаний. При этом массовое соотношение между изоцианатным форполимером и отвердителем в составе мастики во всех примерах было равно 1,25:1,0.Table 1 shows the formulations and characteristics of the hardener of the prototype and the proposed liquid composition with active hydrogen atoms, as well as the characteristics of isocyanate prepolymers used to obtain polyurea coatings, and table 2 shows the results of their tests. The mass ratio between the isocyanate prepolymer and hardener in the composition of the mastic in all examples was 1.25: 1.0.
Таким образом, как видно из приведенных данных, предлагаемый жидкий отвердитель благодаря сочетанию свойств жидких сложного и простого олигоэфирполиолов и N,N'-тераоксипропиленэтилендиамина со свойствами растворенного в них 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана позволил при отверждении изоцианатных форполимеров на основе дифенилметандиизоцианата получить без использования грунтовки толстослойное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие, имеющего те же адгезионные характеристики и устойчивость к катодному отслаиванию при сохранении физико-механических и других показателей качества, что и известные покрытия аналогичного назначения, но применяемые совместно с грунтовочным подслоем. Это сокращает ассортимент неиспользуемых материалов, упрощает и ускоряет технологический процесс нанесения защитного полимерного покрытия на нефтегазопроводы и соответствующие им комплектующие узлы и изделия. Кроме того, отсутствие грунтовок на основе летучих органических растворителей повышает экологичность и снижает пожароопасность проводимых изоляционных работ, что является особенно актуальным при их проведении в замкнутых производственных помещениях.Thus, as can be seen from the above data, the proposed liquid hardener due to the combination of the properties of the liquid complex and simple oligoetherpolyols and N, N'-teraoxypropylene ethylene diamine with the properties of 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane dissolved in them allowed the isocyanate prepolymers to be cured based on diphenylmethanediisocyanate to obtain, without using a primer, a thick-layer anticorrosive polyurea-urethane coating having the same adhesive characteristics and resistance to cathodic peeling when stored injury to physico-mechanical and other quality indicators, as well as known coatings of a similar purpose, but used in conjunction with a primer sublayer. This reduces the range of unused materials, simplifies and speeds up the process of applying a protective polymer coating to oil and gas pipelines and their corresponding component parts and products. In addition, the absence of primers based on volatile organic solvents increases the environmental friendliness and reduces the fire hazard of the insulation works, which is especially relevant when they are carried out in closed production rooms.
Источники информацииInformation sources
1. Лабутин А.Л., Шитов B.C. Защитные покрытия на основе уретановых эластомеров. Серия: "Промышленность синтетического каучука". - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977, С.12-13.1. Labutin A.L., Shitov B.C. Protective coatings based on urethane elastomers. Series: "Synthetic Rubber Industry". - M .: TsNIITEneftekhim, 1977, S.12-13.
2. Патент №2292358 (РФ). МПК6 C08G 18/32; C08L 75/04. Жидкий отвердитель для полиуретановых систем. Заявл. 01.08.2005. Опубл. 27.08.2007.2. Patent No. 2292358 (RF). IPC 6 C08G 18/32; C08L 75/04. Liquid hardener for polyurethane systems. Claim 08/01/2005. Publ. 08/27/2007.
3. Патент №2155781 (РФ). МПК6 C08L 75/04. Полиуретановая композиция. Заявл. 07.10.1998. Опубл. 10.09.2000.3. Patent No. 2155781 (RF). IPC 6 C08L 75/04. Polyurethane composition. Claim 10/07/1998. Publ. 09/10/2000.
4. Патент №2043369 (РФ). МПК6 C08G 18/32. Жидкий отвердитель для полиуретановых систем. Заявл. 02.12.1992. Опубл. 10.09.1995.4. Patent No. 2043369 (RF). IPC 6 C08G 18/32. Liquid hardener for polyurethane systems. Claim 12/02/1992. Publ. 09/10/1995.
5. Патент №2299216 (РФ). МПК6 C08G 18/32; C08L 75/04. Жидкий отвердитель форполимеров с концевыми изоцианатными группами. Заявл. 16.06.2005. Опубл. 20.05.2007.5. Patent No. 2299216 (RF). IPC 6 C08G 18/32; C08L 75/04. Liquid hardener of prepolymers with terminal isocyanate groups. Claim 06/16/2005. Publ. 05/20/2007.
6. Патент №2428443 (РФ). МПК7 C09D 5/08; C09D 175/02; C09D 175/04. Комплексное антикоррозионное полимочевинуретановое покрытие. Заявл. 16.03.2010. Опубл. 10.09.2011 - прототип.6. Patent No. 2428443 (RF). IPC 7 C09D 5/08; C09D 175/02; C09D 175/04. Integrated anti-corrosion polyurea coating. Claim 03/16/2010. Publ. 09/10/2011 - a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119307/04A RU2522427C1 (en) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119307/04A RU2522427C1 (en) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2522427C1 true RU2522427C1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51217359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119307/04A RU2522427C1 (en) | 2013-04-25 | 2013-04-25 | Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522427C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573511C1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Polyurethane composition |
RU2662164C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-07-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗФЛЕКСИЗОЛ" | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2299216C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эластопласт-старт" | Liquid hardener for prepolymers with terminal isocyanate groups |
RU2428443C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-10 | Открытое акционерное общество "Кронос СПб" | Complex anti-corrosion polyurea-urethane coating |
-
2013
- 2013-04-25 RU RU2013119307/04A patent/RU2522427C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2299216C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эластопласт-старт" | Liquid hardener for prepolymers with terminal isocyanate groups |
RU2428443C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-10 | Открытое акционерное общество "Кронос СПб" | Complex anti-corrosion polyurea-urethane coating |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573511C1 (en) * | 2014-07-15 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Polyurethane composition |
RU2662164C1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-07-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗФЛЕКСИЗОЛ" | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104619741B (en) | Liquid epoxies coating composition, method and product | |
JP6595585B2 (en) | Sprayable polyurethane coating | |
CN106118363A (en) | Aqueous epoxide resin paint compositions, corrosion-proof coating method and coated-body | |
CN104341580B (en) | Strong mechanical performance sprays elastomer | |
CN109439158A (en) | A kind of weather-proof anticorrosive paint of solvent-free polyureas and preparation method | |
CN107532037A (en) | For forming the system for the elastic composition being applied on metal | |
JP4562345B2 (en) | Anti-corrosion paint for aerosol spray can and daily simple repair method using it | |
RU2522427C1 (en) | Liquid hydroxylamine curing agent for isocyanate prepolymers for producing sprayed polyurea-urethane coatings | |
CN105722928B (en) | Curable polyurethane coating composition and preparation method thereof | |
RU2662164C1 (en) | Polyurea composition for anti-corrosion protective coating of steel surfaces | |
DE102005046641A1 (en) | Anti-corrosion protection for external metal surfaces, involves using a curable mixture of glycidyl compounds, amine hardeners, coupling agent and inert plasticizer | |
JP5052454B2 (en) | Anti-corrosion paint for aerosol spray can and daily simple repair method using it | |
RU2428443C1 (en) | Complex anti-corrosion polyurea-urethane coating | |
CN106715513A (en) | Modified epoxy resin for coating material, and single component lacquer type coating material | |
CN109385175A (en) | Anticorrosive paint paint suit | |
JP5767670B2 (en) | Primer composition and coated steel | |
RU2531191C1 (en) | Polyurea urethane sprayed mastic for obtaining thick-layered anticorrosion coating | |
US20150132562A1 (en) | Composite coating composition and method of application | |
JPS6313826B2 (en) | ||
JPS595631B2 (en) | Resin composition for water-soluble coatings | |
JPH0135023B2 (en) | ||
WO2004069945A1 (en) | Nonaromatic solvent type coating resin composition | |
RU2808977C1 (en) | Polycarbamide protective coating for underground structures | |
RU2581398C2 (en) | Composition for external protective coating of steel surfaces | |
IE20170181A1 (en) | Coating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200426 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220201 |