RU2645509C1 - Oligourethane acrylate-based lacquer composition - Google Patents
Oligourethane acrylate-based lacquer composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645509C1 RU2645509C1 RU2017108523A RU2017108523A RU2645509C1 RU 2645509 C1 RU2645509 C1 RU 2645509C1 RU 2017108523 A RU2017108523 A RU 2017108523A RU 2017108523 A RU2017108523 A RU 2017108523A RU 2645509 C1 RU2645509 C1 RU 2645509C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bis
- varnish
- furfural
- dimethacrylate
- oligourethane
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/83—Chemically modified polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING 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
- C09D4/00—Coating 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
Abstract
Description
Изобретение относится к лаковым композициям на основе олигоуретанакрилатов, модифицированных соединениями фурфурола и фурилового спирта, которые могут быть использованы для создания декоративно-защитного покрытия при защите деревянных поверхностей и конструкций от атмосферных воздействий, агрессивных сред и грибковых поражений древесины.The invention relates to varnish compositions based on oligourethane acrylates modified with furfural and furyl alcohol compounds, which can be used to create a decorative protective coating to protect wooden surfaces and structures from atmospheric influences, aggressive environments and fungal lesions of wood.
Для защиты древесины от влаги и атмосферных воздействий древесину покрывают лакокрасочными материалами, среди них широкое распространение получили акрилуретановые лаки [А.А. Еськов, Т.А. Лебедева, Белова М.В. Лакокрасочные материалы с пониженным содержанием летучих веществ / М.В. Белова // Труды ВИАМ. – 2015. - №6. - С. 8]. В отличие от масляных и нитролаков лаков они не содержат растворители, устойчивы к УФ-излучению, характеризуются высокой атмосферостойкостью и стойкостью к различным агрессивным средам [Соломон Д.Г. Химия органических пленкообразователей. М.: Химия. 1971. 320 с.]. Для придания лакам дополнительной прочности, износостойкости, влагонепроницаемости и термостойкости к акрилуретановым лакам добавляют силоксановые олигомеры [US 4369300 А, 18.01.1983]. Помимо того что эти добавки приводят к удорожанию лаков, они уменьшают паропроницаемость лаковых пленок и адгезию к древесине, что негативно сказывается при защите деревянных конструкций, работающих во влажных условиях [US 5061524 А, 29.10.1991].To protect the wood from moisture and weathering, the wood is coated with paints and varnishes, among them acrylurethane varnishes are widely used [A.A. Yeskov, T.A. Lebedeva, Belova M.V. Paints and varnishes with a low content of volatile substances / M.V. Belova // Transactions of VIAM. - 2015. - No. 6. - S. 8]. Unlike oil and nitro-varnishes, varnishes do not contain solvents, are resistant to UV radiation, are characterized by high weather resistance and resistance to various aggressive environments [Solomon DG Chemistry of organic film formers. M .: Chemistry. 1971.320 p.]. To give varnishes additional strength, wear resistance, moisture resistance and heat resistance, siloxane oligomers are added to acrylurethane varnishes [US 4369300 A, 01/18/1983]. In addition to the fact that these additives increase the cost of varnishes, they reduce the vapor permeability of varnish films and adhesion to wood, which negatively affects the protection of wooden structures operating in wet conditions [US 5061524 A, 10.29.1991].
Известны акрилуретановые лаки для защиты древесины [Акриловые олигомеры и материалы на их основе / Берлин А.А., Королев Г.В., Кефели Т.Я., Севергин Ю.М. М.: Химия, 1983., 232 с.], которые устойчивы к воздействию УФ-излучения, имеют высокую устойчивость к воздействию агрессивных сред. Акриуретановые лаки содержат полиуретанакрилат, полученный взаимодействием полиизоцианатов с полиоксалкиленполиолами, подвергнутых этерификации (мет)акриловой кислотой, инициатор полимеризации, а также воду или растворитель. Недостатками таких лаков является отсутствие антисептических препаратов для защиты древесины, поэтому их можно наносить только на уже специально обработанную древесину, что увеличивает и усложняет процесс обработки древесины.Known acrylurethane varnishes for wood protection [Acrylic oligomers and materials based on them / Berlin A.A., Korolev GV, Kefeli T.Ya., Severgin Yu.M. M .: Chemistry, 1983., 232 S.], which are resistant to UV radiation, have high resistance to aggressive environments. Acryurethane varnishes contain polyurethane acrylate obtained by reacting polyisocyanates with polyoxyalkylene polyols esterified with (meth) acrylic acid, a polymerization initiator, and also water or a solvent. The disadvantages of such varnishes are the lack of antiseptic preparations for protecting wood, so they can only be applied to specially treated wood, which increases and complicates the process of wood processing.
Известны акрилуретановые лаки на основе композиций, содержащих уретановый олигомер с изоцианатными группами, полученный взаимодействием полиоксипропиленгликоля молекулярной массы 1000 с изофорондиизоцианатом, удлинитель цепи 4,4'-метилен(бис-циклогексиламин), 1,4-бутандиол, триэтаноламин, третбутиламиэтилметакрилат, разбавитель этиленгликольдиметакрилат или метилметакрилат, катализатор дибутилдилауринат олова, фотоинициатор 2,2-диэтоксиацетофенон в количестве 0,1% от массы [Sachin Velankar, Jose Pazos, and Stuart L. Cooper, High-performance UV-curable urethane acrylates via deblocking chemistry. Journal of applied polymer science. 1996. - V. 62 - P. 1361-1376.] Недостатком таких композиций являются невысокие прочностные свойства и относительное удлинение образующихся полимерных покрытий.Acrylurethane varnishes are known based on compositions containing a urethane oligomer with isocyanate groups, obtained by reacting 1000 molecular weight polyoxypropylene glycol with isophorondiisocyanate, a 4,4'-methylene (bis-cyclohexylamine) chain extender, 1,4-butanediol, triethanolamine, tert-butyl ethyl ethylmethylmethyl methyl methacrylate, tin dibutyldylaurinate catalyst, photoinitiator 2,2-diethoxyacetophenone in an amount of 0.1% by weight [Sachin Velankar, Jose Pazos, and Stuart L. Cooper, High-performance UV-curable urethane acrylates via deblocking che mistry. Journal of applied polymer science. 1996. - V. 62 - P. 1361-1376.] The disadvantage of such compositions is the low strength properties and relative elongation of the resulting polymer coatings.
Известны акрилуретановые композиции на основе олигомерных уретанакрилаов, полученных, например, на основе 4,4'-метилен-бис-(циклогексилизоцианата) в присутствии катализаторов дибутилоловодилаурата и фенотиазина, к которому затем добавляли этоксиэтилакрилат, полиоксибутиленгликоль молекулярной массы 1000 г/моль в смеси с полиоксипропилентриолом 440 г/моль на основе триметилолпропана. Полученные полиуретанакрилаты смешивают с этоксиэтилакрилатом, триметилолпропантриакрилатом, N-винилпирролидоном и фотоинициатором гидроксицикло-гексилфенилкетоном (Irgacure 184). Полученные полимерные покрытия характеризуются низкой истираемостью по Таберу 12,4 мг, прочностью при разрыве 19,3 МПа и невысоким относительным удлинением всего 22%, что указывает на их жесткость и хрупкость [US 4131602 А, 26.12.1978].Acrylurethane compositions based on oligomeric urethane acrylates are known, obtained, for example, on the basis of 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate) in the presence of dibutyltin dilaurate and phenothiazine catalysts, to which ethoxyethyl acrylate, a polyoxybutylene glycol of molecular weight 1000 g / mol, are added to a mixture 440 g / mol based on trimethylolpropane. The resulting polyurethane acrylates are mixed with ethoxyethyl acrylate, trimethylol propane triacrylate, N-vinyl pyrrolidone and a photoinitiator hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure 184). The obtained polymer coatings are characterized by low Taber abrasion of 12.4 mg, tensile strength of 19.3 MPa and low elongation of only 22%, which indicates their rigidity and fragility [US 4131602 A, 12/26/1978].
Известен фурановый мономер для модификации древесины, полученный термокаталитическим отверждением фурфурола при 120°С в течение 6 ч в присутствии катализатора - толуолсульфокислоты, взятой в количестве 4% от массы фурфурола [патент BY 16076, опубл. 30.06.2012]. Недостатком такого состава является возможность его отверждения только при высокой температуре в течение длительного времени в автоклаве, что возможно только на производстве и не применимо в полевых условиях.Known furan monomer for wood modification, obtained by thermocatalytic curing of furfural at 120 ° C for 6 hours in the presence of a catalyst - toluenesulfonic acid, taken in an amount of 4% by weight of furfural [patent BY 16076, publ. 06/30/2012]. The disadvantage of this composition is the possibility of curing it only at high temperature for a long time in an autoclave, which is possible only at the factory and is not applicable in the field.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является лаковая композиция по дереву, включающая олигоуретанакрилат изоциануратной структуры, алкилметакрилат, диметакриловый эфир триэтиленгликоля и инициатор радикальной полимеризации [SU 933667, МПК C08G 18/83, C09D 3/72].The closest analogue in technical essence is a wood lacquer composition, including isocyanurate oligourethane acrylate, alkyl methacrylate, triethylene glycol dimethacrylic ester and radical polymerization initiator [SU 933667, IPC C08G 18/83, C09D 3/72].
Недостатком такого состава является возможность отверждения только при нагреве до 50°С, невысокие значения прочности при ударе лаковых покрытий, а также отсутствие антисептических добавок в составе уретанакрилового лака, что приводит к необходимости проводить дополнительные работы по антисептированию древесины до обработки лаком.The disadvantage of this composition is the possibility of curing only when heated to 50 ° C, low values of strength upon impact of varnish coatings, as well as the absence of antiseptic additives in the composition of urethane acrylic varnish, which leads to the need to carry out additional work on antiseptic wood before varnishing.
Задачей заявляемого изобретения является создание лаковой композиции для защиты деревянных поверхностей от атмосферных воздействий на основе олигоуретанакрилата, модифицированного фурфуролом и фурфуриловым спиртом, расширяющих арсенал средств данного назначения.The objective of the invention is the creation of a varnish composition for protecting wooden surfaces from weathering based on oligourethane acrylate modified with furfural and furfuryl alcohol, expanding the arsenal of funds for this purpose.
Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик лака и лакового покрытия.The technical result consists in improving the technological and operational characteristics of the varnish and varnish coating.
Технический результат достигается тем, что лаковая композиция на основе олигоуретанакрилата для защиты деревянных поверхностей, содержащая олигоуретанакрилат, метакрилаты, согласно изобретению дополнительно содержит фурфурол и/или фурфуриловый спирт, инициатор фотоотверждения бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид, а в качестве метакрилатов содержит 2-гидроксиметилметакрилат, этилметакрилат, диметакрилат триэтилегликоля или диметакрилат-бис-(триэтиленгликоль)-фталат при следующих соотношения компонентов в вес. %The technical result is achieved in that the varnish composition based on oligourethane acrylate for protecting wooden surfaces, containing oligourethane acrylate, methacrylates, according to the invention additionally contains furfural and / or furfuryl alcohol, a photocuring initiator of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, and as methacrylates contains 2-hydroxymethylmethacrylate, ethyl methacrylate, triethyl glycol dimethacrylate or dimethacrylate bis (triethylene glycol) phthalate in the following weight ratios. %
Благодаря оптимальному содержанию олигомерной и мономерной составляющей уменьшается вязкость лака. Повышается паропроницаемость лаковых покрытий, что необходимо для предотвращения растрескивания древесины (например, сруба или бруса), а также их твердость и износостойкость, а наличие в композиции фурфурола придает покрытию необходимую био- и влагостойкость.Due to the optimal content of the oligomeric and monomer component, the viscosity of the varnish decreases. The vapor permeability of varnish coatings increases, which is necessary to prevent cracking of wood (for example, log or beam), as well as their hardness and wear resistance, and the presence of furfural in the composition gives the coating the necessary bio and moisture resistance.
Лаковую композицию получали следующим образом: вначале получали олигоуретанакрилат двухстадийным методом [Берлин А.А., Королев Г.В., Кефели Т.Я., Сивергин Ю.М. Акриловые олигомеры и материалы на их основе. - М.: Химия, 1983. - 232 с.]. Для этого на первой стадии взаимодействием простых полиэфиров с двукратным избытком 2,4-толуилендиизоцианата марки 102Т при температуре 60°С в течение 8 ч перемешивания получали олигоуретандиизоцианаты. На второй стадии к полученным олигоуретандиизоцианатам добавляли двукратный избыток 2-гидроксиэтилметакрилата. Реакцию проводили при температуре 60°С при перемешивании в течение 3 ч.The lacquer composition was prepared as follows: first, oligourethane acrylate was obtained by the two-stage method [Berlin A.A., Korolev GV, Kefeli T.Ya., Sivergin Yu.M. Acrylic oligomers and materials based on them. - M .: Chemistry, 1983. - 232 p.]. For this, in the first stage, by the interaction of polyethers with a twofold excess of grade 102T 2,4-toluene diisocyanate at a temperature of 60 ° С, oligourethanediisocyanates were obtained for 8 hours of stirring. In the second stage, a twofold excess of 2-hydroxyethyl methacrylate was added to the obtained oligourethanediisocyanates. The reaction was carried out at a temperature of 60 ° C with stirring for 3 hours
Пример 1. В реактор добавляли 1 моль (1100 г) полиэфира марки Лапрол 1052 с двумя молями (340 г) 2,4-толуилендиизоцианата, смесь интенсивно перемешивали и нагревали при температуре 60°С в течение 8 часов. На второй к стадии к полученному олигоуретандиизоцианату добавляли 2 моля (256 г) 2-гидроксиметалметакрилата. Реакцию проводили в течение 3 ч при температуре 60°С. Полученный олигоуретандиметакрилат характеризуется среднечисловой молекулярной массой 1600 г/моль, плотностью 1,13 г/см3, показателем преломления nD 20=1,49, йодным числом (ИЧ) 33 г I/100 г, динамической вязкостью 8,6 Па⋅с.Example 1. 1 mol (1100 g) of Laprol 1052 polyester with two moles (340 g) of 2,4-toluene diisocyanate was added to the reactor, the mixture was intensively stirred and heated at a temperature of 60 ° C for 8 hours. In the second step, 2 moles (256 g) of 2-hydroxymetal methacrylate were added to the obtained oligourethanediisocyanate. The reaction was carried out for 3 hours at a temperature of 60 ° C. The obtained oligourethanedimethacrylate is characterized by a number average molecular weight of 1600 g / mol, a density of 1.13 g / cm 3 , a refractive index of n D 20 = 1.49, an iodine number (IC) of 33 g I / 100 g, and a dynamic viscosity of 8.6 Pa⋅s .
Пример 2. В реактор добавляли 1 моль (2200 г) полиэфира марки Лапрол 2102 с двумя молями (340 г) 2,4-толуилендиизоцианата, смесь интенсивно перемешивали и нагревали при температуре 60°С в течение 8 часов. На второй стадии к полученному олигоуретандиизоцианату добавляли 2 моля (256 г) 2-гидроксиметалметакрилата. Реакцию проводили в течение 3 ч при температуре 60°С. Полученный олигоуретандиметакрилат характеризуется среднечисловой молекулярной массой 2600 г/моль, плотностью 1,05 г/см3, показателем преломления nD 20=1,47, йодным числом (ИЧ) 19 г I/100 г, динамическая вязкость 6,5 Па⋅с.Example 2. To the reactor was added 1 mol (2200 g) of Laprol 2102 polyester with two moles (340 g) of 2,4-toluene diisocyanate, the mixture was intensively stirred and heated at a temperature of 60 ° C for 8 hours. In the second step, 2 moles (256 g) of 2-hydroxymetal methacrylate were added to the obtained oligourethanediisocyanate. The reaction was carried out for 3 hours at a temperature of 60 ° C. The obtained oligourethanedimethacrylate is characterized by a number average molecular weight of 2600 g / mol, a density of 1.05 g / cm 3 , a refractive index of n D 20 = 1.47, an iodine number (IC) of 19 g I / 100 g, a dynamic viscosity of 6.5 Pa⋅s .
Пример 3. В реактор добавляли 1 моль (1000 г) полиэфира марки «политетрагидрофуран 1000» с двумя молями (340 г) 2,4-толуилендиизоцианата, смесь интенсивно перемешивали и нагревали при температуре 60°С в течение 8 часов. На второй стадии к полученному олигоуретандиизоцианату добавляли 2 моля (256 г) 2-гидроксиметалметакрилата. Реакцию проводили в течение 3 ч при температуре 60°С. Полученный олигоуретандиметакрилат характеризуется среднечисловой молекулярной массой 1600 г/моль, плотностью 1,19 г/см3, показателем преломления nD 20=1,45, йодным числом (ИЧ) 32 г I/100 г, динамической вязкостью 19,6 Па⋅с.Example 3. 1 mol (1000 g) of polytetrahydrofuran 1000 polyester with two moles (340 g) of 2,4-toluene diisocyanate was added to the reactor, the mixture was intensively stirred and heated at 60 ° C for 8 hours. In the second step, 2 moles (256 g) of 2-hydroxymetal methacrylate were added to the obtained oligourethanediisocyanate. The reaction was carried out for 3 hours at a temperature of 60 ° C. The obtained oligourethanedimethacrylate is characterized by a number average molecular weight of 1600 g / mol, density 1.19 g / cm 3 , refractive index n D 20 = 1.45, iodine number (IC) 32 g I / 100 g, dynamic viscosity 19.6 Pa ,s .
Порядок приготовления лаковых полимерных композиции следующий. В емкость с мешалкой загружали олигоуретандиметакрилат одного состава, приготовленного по примеру 1, 2 или 3, и растворяли его в смеси акрилатов: этилметакрилате, диметаркилате триэтилегликоля и 2-гидроксиметалметакрилате, или в смеси этилметакрилата с диметакрилат-бис-(триэтиленгликоль)-фталатом) и 2-гидроксиметалметакрилатом, а затем в полученную смесь добавляли фурфурол и фурфуриловый спирт. Содержимое перемешивают до получения однородной смеси. В полученный раствор добавляют инициатор фотоотверждения бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (Irgacure® 819). Полученную композицию наносили на деревянную предварительно очищенную поверхность и облучали ртутной лампой ДРТ400 в течение 8-40 секунд.The order of preparation of the varnish polymer composition is as follows. An oligourethanedimethacrylate of the same composition prepared as in Example 1, 2 or 3 was loaded into a container with a stirrer and dissolved in a mixture of acrylates: ethyl methacrylate, triethyl glycol dimethyl carbonate and 2-hydroxymethyl methacrylate, or a mixture of ethyl methacrylate with dimethacrylate-bis (tri-ethylene glycol) 2-hydroxymethylmethacrylate, and then furfural and furfuryl alcohol were added to the resulting mixture. The contents are mixed until a homogeneous mixture. Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (Irgacure® 819) initiator is added to the resulting solution. The resulting composition was applied onto a wooden pre-cleaned surface and irradiated with a DRT400 mercury lamp for 8-40 seconds.
В таблицах 1-5 приведены рецептуры лаковых составов (составы 1-18).Tables 1-5 show the formulation of the varnish compositions (compositions 1-18).
Свойства лаковых покрытий приведены в табл. 5-8.The properties of the varnish coatings are given in table. 5-8.
Для определения времени формирования пленки композиции наносили на стандартные стекла аппликатором толщиной 30 мкм и проводили отверждение на установке ОРК-21 M1 с ртутной лампой ДРТ400 в течение 15-75 с. Степень высыхания определяли по ГОСТ 19007-73. Интенсивность ультрафиолетового излучения областей UV-A, UV-B, UV-C, UV-V регистрировали с помощью прибора УФ-фотомера UV Power Puck II. Они составили: НА=135 мВт/см2, НВ=150 мВт/см2, НС=24 мВт/см2, HV=90 мВт/см2.To determine the film formation time, the compositions were applied to standard glasses with an applicator 30 μm thick and cured on an ORK-21 M1 installation with a DRT400 mercury lamp for 15-75 s. The degree of drying was determined according to GOST 19007-73. The intensity of ultraviolet radiation from the UV-A, UV-B, UV-C, and UV-V regions was recorded using a UV Power Puck II UV photometer. They amounted to: HA = 135 mW / cm 2 , HB = 150 mW / cm 2 , HC = 24 mW / cm 2 , HV = 90 mW / cm 2 .
Исследование свойств лаковых композиций и пленок проводили по следующим методам: цвет и внешний вид жидкости по шкале Гарднера согласно ГОСТ 19266-79, динамическую вязкость на приборе Brookfield DV-E по ГОСТ 1929-87, условную вязкость лака при 20°С на вискозиметре ВЗ-246 по ГОСТ8420-74, продолжительность высыхания пленки до степени 3 по ГОСТ19007-73, гель-фракцию определяли методом равновесного набухания в аппарате Сокслета, укрывистость по ГОСТ 8784-75, плотность по ГОСТ 28513-90, твердость по маятниковому прибору ТМЛ-2124 маятник Б, ГОСТ5233-89, прочность при ударе массой груза 1 кг по ГОСТ4765-73, адгезию методом решетчатых надрезов по ГОСТ 31149-2014, определение воздействия низкой температуры -60°С в течение 2 ч по ГОСТ 18299-72, предел прочности пленки лака при разрыве при +20°С по ГОСТ 18299-72, относительное удлинение пленки лака при +20°С по ГОСТ 18299-72. Паропроницаемость пленок определяли прямым методом по методике рег. №1(2006 год) «ИНМА», заключающейся в определении количества паров воды, прошедших сквозь пленку [г/м2×сут]. Водостойкость лаковых покрытий определяли по ГОСТ 9.403-80 метод А, адгезионной прочности ГОСТ 15140-78 метод параллельных надрезов, прочности пленки при ударе на приборе У-1 ГОСТ 4765-73, стойкость к воздействию плесневелых грибов определяли по ГОСТ 9.048-89. Истираемость по Таберу (ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)) определяли на абразиметре (Модель 5750). Для этого образец закрепляется на вращающемся с частотой 60 об/мин диске под абразивными кругами, затем устанавливается требуемая нагрузка (250, 500 или 1000 г). Абразивные круги фактически представляют собой точильные камни в форме круга. Используются различные типы этих кругов. Силы, создаваемые грузами, прижимают абразивные круги к образцу. Абразивные круги за счет движения диска вращаются и истирают поверхность образца. После заданного числа циклов испытания прекращают. Массу потерь на истирание определяют как массу частиц, которые были удалены с образца: эту массу выражают в мг/1000 циклов.The properties of varnish compositions and films were studied according to the following methods: the color and appearance of the liquid according to the Gardner scale according to GOST 19266-79, the dynamic viscosity on a Brookfield DV-E device according to GOST 1929-87, the conditional viscosity of the varnish at 20 ° C on a VZ- viscometer 246 according to GOST 8420-74, the drying time of the film to degree 3 according to GOST 19007-73, the gel fraction was determined by equilibrium swelling in the Soxhlet apparatus, hiding power according to GOST 8784-75, density according to GOST 28513-90, hardness according to the pendulum device TML-2124 pendulum B, GOST 5233-89, impact strength with a mass of g bond of 1 kg according to GOST4765-73, adhesion by the method of grating notches according to GOST 31149-2014, determination of the effect of low temperature -60 ° C for 2 hours according to GOST 18299-72, tensile strength of the varnish film at break at + 20 ° C according to GOST 18299 -72, elongation of the varnish film at + 20 ° С according to GOST 18299-72. The vapor permeability of the films was determined by the direct method according to the reg. No. 1 (2006) "INMA", which consists in determining the amount of water vapor passing through the film [g / m 2 × day]. The water resistance of the varnish coatings was determined according to GOST 9.403-80 method A, the adhesive strength GOST 15140-78 the method of parallel cuts, the film strength upon impact on the device U-1 GOST 4765-73, the resistance to mold fungi was determined according to GOST 9.048-89. Taber abrasion (ISO 3537 (DIN 52347, ASTM D1044)) was determined on an abrasimeter (Model 5750). For this, the sample is fixed on a disk rotating at a frequency of 60 rpm under abrasive wheels, then the required load is set (250, 500 or 1000 g). Abrasive wheels are actually grinding stones in the shape of a circle. Various types of circles are used. The forces created by the weights press the abrasive wheels to the sample. Abrasive wheels rotate and abrade the surface of the sample due to the movement of the disk. After a given number of cycles, the tests are stopped. The mass of attrition losses is defined as the mass of particles that have been removed from the sample: this mass is expressed in mg / 1000 cycles.
Как видно из табл. 5, введение фурфурола и фурфурилового спирта уменьшает вязкость системы, способствует уменьшению плотности лака и уменьшению значений потребления лака на покрытие 1 м2 поверхности (укрывистости), способствует увеличению твердости и биостойкости лака. Добавка фурфурилового спирта и 2-гидрокисэтилметакрилата способствует повышению паропроницаемости лаковых пленок. Добавка сшивающего агента диметилметакрилат триэтиленгликоля усиливает прочностные свойства и твердость полимерной лаковой пленки, увеличивает величину гель фракции. Таким образом, оптимальным из первых пяти составов является состав 5.As can be seen from the table. 5, the introduction of furfural and furfuryl alcohol reduces the viscosity of the system, contributes to a decrease in the density of the varnish and a decrease in the values of varnish consumption per 1 m 2 of the surface (hiding power), and helps to increase the hardness and biostability of the varnish. The addition of furfuryl alcohol and 2-hydroxyethyl methacrylate enhances the vapor permeability of the varnish films. The addition of a cross-linking agent triethylene glycol dimethyl methacrylate enhances the strength properties and hardness of the polymer varnish film, increases the size of the gel fraction. Thus, the optimal of the first five compositions is composition 5.
Для лаковых пленок на основе олигоуретанакрилата по примеру 2 характерны более низкие физико-механические показатели свойств в связи с меньшей реакционной способностью олигомера к реакции гомо- и сополимеризации из-за невысокого содержания непредельных групп в макромолекуле, поэтому для придания полимерной пленке оптимальных физико-механических свойств необходимо меньшее содержание олигоуретанакрилата по примеру 2. Как видно из табл. 6, лаковые полимерные покрытия характеризуются меньшими значениями прочности при разрыве, адгезии и твердости.The oligourethane acrylate-based varnish films of Example 2 are characterized by lower physicomechanical properties due to the lower reactivity of the oligomer to the homo- and copolymerization reactions due to the low content of unsaturated groups in the macromolecule, therefore, to give the polymer film optimal physicomechanical properties lower oligourethane acrylate content is required as in example 2. As can be seen from the table. 6, varnish polymer coatings are characterized by lower values of tensile strength, adhesion and hardness.
Лаковые покрытия на основе олигоуретанакрилата по примеру 3 характеризуются большей вязкостью и плотностью, более высокой прочностью, твердостью, адгезией. Они лучше проявляют себя при климатических испытаниях. Адгезия лаковых пленок после испытаний на морозостойкость и смене погодных условий на основе олигоуретанакрилата по примеру 3 показала наиболее лучшие результаты.Varnish coatings based on oligourethane acrylate according to example 3 are characterized by higher viscosity and density, higher strength, hardness, and adhesion. They perform better in climate tests. The adhesion of the varnish films after testing for frost resistance and changing weather conditions based on oligourethane acrylate according to example 3 showed the best results.
При исследовании влияния сшивающего агента диметакрилата триэтиленгликоля и диметакрилат-бис-(триэтиленгликоль)-фталата) на прочностные свойства лаковых пленок выявлено, что диметакрилат-бис-(триэтиленгликоль)-фталата) повышает прочностные свойства и адгезию лаковых пленок, но полимерные пленки с добавкой диметакрилата триэтиленгликоля более эластины и более светлых оттенков.When studying the effect of the cross-linking agent of triethylene glycol dimethacrylate and dimethacrylate bis (triethylene glycol) phthalate) on the strength properties of varnish films, it was revealed that dimethacrylate bis (triethylene glycol) phthalate) increases the strength properties and adhesion of varnish films, but polymer films with triethylene glycol more elastin and lighter shades.
Исследование истираемости покрытий показало, что введение сшивающего агента в лаковые композиции уменьшает их истираемость. Наиболее износостойкие покрытия были получены на основе олигоуретанакрилата, полученного по примеру 3, поэтому в табл. 8 приведены составы лаковых композиций на основе этого олигоуретанакрилата с добавкой ароматического акрилата - диметакрилат-бис-(триэтиленгликоль)-фталата.The study of the abrasion of coatings showed that the introduction of a crosslinking agent in varnish compositions reduces their abrasion. The most wear-resistant coatings were obtained on the basis of oligourethane acrylate obtained in example 3, therefore, in table. Figure 8 shows the compositions of varnish compositions based on this oligourethane acrylate with the addition of aromatic acrylate - dimethacrylate bis- (triethylene glycol) phthalate.
Как видно из табл. 5-8, модифицированные фурфуролом и фуриловым спиртом акрилуретановые лаки характеризуются высокими прочностными свойствами наряду с высокими показателями паропроницаемости и износостойкости. Наиболее оптимальными свойствами по прочности, истираемости и паропроницаемости обладают лаковые покрытия состава 15 и 18. Помимо этого, акрилуретановые покрытия, модифицированные фурфуролом и фуриловым спиртом, стойки к воздействию плесневелых грибов. Полученные акрилуретановые покрытия характеризуются низкими значениями водопоглощения. Ниже в табл. 9 показаны степени набухания лаковых покрытий в других средах.As can be seen from the table. 5-8, acrylurethane varnishes modified with furfural and furyl alcohol are characterized by high strength properties along with high vapor permeability and wear resistance. Lacquer coatings of compositions 15 and 18 possess the most optimal properties in terms of strength, abrasion, and vapor permeability. In addition, acrylurethane coatings modified with furfural and furyl alcohol are resistant to mold fungi. The resulting acrylurethane coatings are characterized by low values of water absorption. Below in the table. 9 shows the degree of swelling of varnish coatings in other environments.
По своим свойствам предлагаемые акрилуретановые лаки наиболее пригодны для покрытия деревянных конструкций, находящихся под действием атмосферных воздействий, особенно это касается венцов деревянных бревенчатых домов, бань, половых покрытий.According to their properties, the proposed acrylurethane varnishes are most suitable for coating wooden structures exposed to atmospheric influences, especially with regard to the crowns of wooden log houses, bathhouses, floor coverings.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108523A RU2645509C1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Oligourethane acrylate-based lacquer composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108523A RU2645509C1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Oligourethane acrylate-based lacquer composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645509C1 true RU2645509C1 (en) | 2018-02-21 |
Family
ID=61258890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108523A RU2645509C1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Oligourethane acrylate-based lacquer composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645509C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131602A (en) * | 1977-09-29 | 1978-12-26 | Union Carbide Corporation | Radiation curable acrylated polyurethane |
| SU899595A1 (en) * | 1979-07-30 | 1982-01-23 | Предприятие П/Я М-5927 | Polymeric composition |
| SU933667A1 (en) * | 1980-06-05 | 1982-06-07 | Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Oligourethane acrylate of isocyanurate structure as binder for laquer composition and laquer composition for wood |
| RU2275298C2 (en) * | 2000-10-12 | 2006-04-27 | Вуд Полимер Текнолоджиз Аса | Timber-based material permeated with the furan polymeric compound, the method of its production and application of such a timber-based material |
| RU2304157C1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Lacquered composition and method for preparing protective lacquered cover on aluminum alloy-base devices |
| US8815969B2 (en) * | 2011-02-04 | 2014-08-26 | Ndsu Research Foundation | Plant oil-based UV-curable coating |
-
2017
- 2017-03-14 RU RU2017108523A patent/RU2645509C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131602A (en) * | 1977-09-29 | 1978-12-26 | Union Carbide Corporation | Radiation curable acrylated polyurethane |
| SU899595A1 (en) * | 1979-07-30 | 1982-01-23 | Предприятие П/Я М-5927 | Polymeric composition |
| SU933667A1 (en) * | 1980-06-05 | 1982-06-07 | Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Oligourethane acrylate of isocyanurate structure as binder for laquer composition and laquer composition for wood |
| RU2275298C2 (en) * | 2000-10-12 | 2006-04-27 | Вуд Полимер Текнолоджиз Аса | Timber-based material permeated with the furan polymeric compound, the method of its production and application of such a timber-based material |
| RU2304157C1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Lacquered composition and method for preparing protective lacquered cover on aluminum alloy-base devices |
| US8815969B2 (en) * | 2011-02-04 | 2014-08-26 | Ndsu Research Foundation | Plant oil-based UV-curable coating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2724315C (en) | Aqueous radiation curable polyurethane compositions | |
| Decker et al. | Dual‐curing of waterborne urethane‐acrylate coatings by UV and thermal processing | |
| US6403760B1 (en) | Monohydric polyfluorooxetane polymer and radiation curable coatings containing a monofunctional polyfluorooxetane polymer | |
| US6673889B1 (en) | Radiation curable coating containing polyfuorooxetane | |
| EP3638417B1 (en) | Coating system | |
| CA1145889A (en) | Process for the preparation of polymers containing urethane groups | |
| JP5763746B2 (en) | Radiation curable amino (meth) acrylate | |
| KR101052223B1 (en) | Dual Curing Two-Component Clear Coat Composition for Automotive | |
| KR20070121553A (en) | Pendant acrylate and/or methacrylate-containing polyether monols and polyols | |
| CN1316445A (en) | Polyurethane disperse system | |
| US20070066704A1 (en) | Radiation-hardenable coating agent containing aliphatic urethane (meth) acrylate | |
| KR101549468B1 (en) | Curing hwangchil composition, preparing method for the same, and manufacturing method of hwangchil coating film | |
| US6232360B1 (en) | UV-curable coating compositions and their use for coating polycarbonate molded articles | |
| MXPA05011709A (en) | Low-viscosity, radiation-curable urethane binder dispersions with high solids contents. | |
| US20080207793A1 (en) | Coatings Reparable by Introduction of Energy | |
| US20170266102A1 (en) | Gel polish composition | |
| CN105051012B (en) | Olefinic unsaturated oligomers containing polymer stabilizer group | |
| RU2645509C1 (en) | Oligourethane acrylate-based lacquer composition | |
| EP3519493B1 (en) | Radiation curable compositions with anti-stain properties | |
| KR102116533B1 (en) | Manufacturing method of waterborne polyurethane-arcylate silane adhesive having shorter adhesive process and waterborne polyurethane-arcylate silane adhesive using the same | |
| JP3332263B2 (en) | Photocurable resin composition | |
| KR20100121244A (en) | Waterborne urethane resin and waterborne urethane-acylate resin having core /shell form | |
| JPWO2019208554A1 (en) | Curable composition, cured product, laminate | |
| KR100459016B1 (en) | UV-curable type urethane acrylate oligomer and paint composition containing it | |
| RU2179991C2 (en) | Polymeric composition for coatings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200315 |