UA74825C2 - A composition for the preparation of coatings thermally stable and compatible with the protection of cathodes. - Google Patents

Description

Опис винаходу

Представлений винахід стосується використання поліуретанових реакційноздатних двокомпонентних систем, 2 що не містять розчинників, для одержання покриттів термостабільних при впливі температур до 902С и сумісних з катодним захистом.

Для захисту магістральних нафтопроводів необхідні покриття, що витримують тривалі температурні навантаження до 902С для захисту від корозії при одночасній сумісності з катодним захистом.

Сучасний рівень розвитку техніки представлений в цій області (ЕВЕ)-системами "Ризіоп Вопдейдй Ерохіа" то (розплавлені маси, що містять епоксиди), що використовуються як грунтовки. При цьому епоксидний порошок наноситься на трубу, за рахунок нагрівання труби розплавлюється на металевій поверхні і вступає в реакцію.

Такі (ЕВЕ)-шари витримують катодний захист відповідно до тестів АБТМ о 42-85 (АЗТМ- Атегісап Зосіейу Тог

Тезвііпд Маїегіаїв (Американське Суспільство по Дослідам Матеріалів)) при тривалому температурному навантаженні до 602С. Такі грунтовки або покриваються зверху товстим шаром поліетилену (ПЕ) методом їз спікання, або здійснюють конструювання за допомогою системи поліуретанова піна/клей/поліетилен. Недоліками сучасного рівня техніки є: а) ЕВЕ-системи не відповідають новим вимогам відносно термостабільності для температур вище 6020. б) ЕВЕ-системи можуть наноситися тільки з великими фінансовими витратами (індукційне нагрівання вимагає великої витрати електроенергії) при низькій продуктивності на місцях.

Тому задача, покладена в основу винаходу, полягає в тім, щоб одержати в розпорядження рідкі грунтовки, що не містять розчинників, для захисту труб від корозії, що а) мають термостабільність при впливі температур до 902 при одночасній сумісності з катодним захистом, б) можуть наноситися як на місцях, так і в заводських умовах, с в) отвердівання без підведення енергії, г) отвердівання навіть при мінусових температурах, о д) можуть застосовуватися як для труби, так і для зони стиків труб, і е) забезпечують високу продуктивність.

Предметом винаходу є використання реакційноздатних двокомпонентних поліуретанових систем, що не ю зо Містять розчинників, і складається з

А) полігідроксикомпонента, що не містить розчинника, що складається з с

Ат) 40-100ваг.9о компонента, що має гідроксильні групи і містить етерні групи з функціональністю 23,5 і со молекулярною вагою 280-1000 або суміші декількох таких компонентів, а також

А2) 0-6Оваг.9о поліетерних поліакрилатів, що містять гідроксильні групи, а також в

Аз) 0-6Оваг.7о інших сполук з гідроксильними групами в молекулі, причому сума ваг.7о А7)-АЗ) завжди р. становить 10095, і

Б) поліізоціанатного компонента, що складається з, щонайменше, одного органічного поліїзоціанату, причому еквівалентне співвідношення МСО:ОН становить від 0,8:1 до 1,5:1, для виготовлення термостабільних покриттів, « стійких до впливу температур до 902С і сумісних з катодним захистом. шщ с У випадку компонента АТ), що містить гідроксильні групи, мова йде про поліетерні поліоли, що, наприклад, й можна одержати відомими методами приєднанням циклічних етерів, таких як окис етилену, окис пропілену, окис "» стиролу, окис бутилену або тетрагидрофураун до вихідних сполук, таких як багатоатомні спирти, аміноспирти або аміни, що не містять етерні групи, з молекулярною вагою 280-1000, переважно з молекулярною вагою 350-100 і особливо переважно - 400-500. Середня функціональність молекул вихідних сполук або їх сумішей -І щодо взаємодії з циклічними етерами тут повинна бути »3,5, краще 24. Особливо переважними поліетерами, що їз побудовані з повторюваних ланок структури -СН(ІСНУЗ)СНьЬО- не менш ніж на 5095, краще не менш ніж на 9095 у розрахунку на суму всіх повторюваних ланок. (ее) В якості підходящих вихідних сполук - багатоатомних спиртів варто назвати: гліцерин, триметилолпропан, юю 50 бутантриол-1,2,4, гексантриол-1,2,6, біс(триметилолпропан), пентаеритрит, маніт, метилглікозид і/або їх суміші.

Підходящими аміноспиртами є, наприклад, 2-аміноетанол, діетаноламін, З-аміно-1-пропанол, сл 1-аміно-2-пропанол, діізопропаноламін, 2-аміно-2-гідроксиметил-1,3-пропандіол і/або їх суміші.

Підходящими багатоосновними амінами є, зокрема, аліфатичні або циклоаліфатичні аміни, такі як, наприклад, етилендіамін, 1,2-діамінопропан, 1,3-діамінопропан, 1,4-діамінобутан, 1,3-діаміно-2,2-диметилпропан, 4,4-діамінодициклогексилметан, ізофорондіамін, гексаметилендіамін, 1,12-додекандіамін або ароматичні аміни, такі як, наприклад, ізомери толуолдіаміну і/або їх суміші.

ІФ) Зрозуміло, що всі описані молекули вихідних сполук з функціональністю 23,5, можуть бути лише складовою ко частиною вихідної суміші. Зрозуміло, що в якості сумішей вихідних сполук можуть використовуватися також суміші спиртів, аміноспиртів і/або амінів. 60 Одержання, присутнього у випадку необхідності, полігідроксикомпонента Аг) у суміші зв'язуючих, відповідно до винаходу, може здійснюватися, наприклад, згідно (з ЕР-А 825210).

У випадку спиртового компонента АЗ) мова іде про одну або декілька гідроксисполук з молекулярною вагою 32-1000. Переважно при цьому використовуються низькомолекулярні гідроксисполуки з молекулярною вагою 32-350, такі як, наприклад, метанол, етанол, пропанол, бутанол, гексанол, 2-етилгексанол, циклогексанол, 65 стеариловий спирт, етиленгліколь, діетиленгліколь, триетиленгліколь, пропандіол-1,2 і -1,3, дипропіленгліколь, трипропіленгліколь, бутандіол-1,2, -1,3, -14 і -2,3, пентандіол-1,5,

З-метилпентандіол-1,5, гександіол-1,6, 2-етилгександіол-1, З, 2-метилпропандіол-1,3, 2,2-диметилпропандіол-1, З, 2-бутил-2-етилпропандіол-1, 3, 2,2,4-триметилпентандіол-1,3, октандіол-1,8, високомолекулярні А-алкандіоли з 9-18 атомами вуглецю, циклогександиметанол, циклогександіол, гліцерин, триметилолпропан, бутантриол-1,2,4, гексантриол-1,2,6, біс(триметилолпропан), пентаеритрит, маніт або метилглікозид.

У разі потреби як компонент АЗ) можуть використовуватися відомі з хімії поліуретанів гідроксиполіестери, гідроксиполіестероаміди, гідроксиполіетери з функціональністю «3,5, політіоетерполіоли, гідроксиполікарбонати або гідроксиполіацетати з молекулярною вагою до 1000. 70 У разі потреби до полігідроксикомпонента А) можуть додаватися відомі в технології лаків стабілізатори, такі, як антиоксиданти і/або світлостабілізатори, для того щоб поліпшити світлостабільність і стійкість до впливу погодних умов; переважно суміші зв'язуючих використовують без стабілізаторів.

Підходящими антиоксидантами є, наприклад, стерично утруднені феноли, такі як 4-метил-2,6-дитрет.--бутилфенол (ВНТ) або інші, що пропонуються фірмою Циба Гейгі (Сіра Сеїіду) під найменуванням цього класу продуктів ІгаапохФ), заміщені феноли, тисетери (наприклад Ігдапох РФ), Сіра Сеїіду) або фосфіти (наприклад, ІгаарпозФ), Сіра Сеіду). Підходящими світлостабілізаторами є, наприклад, НАЇ 5-аміни (Світлостабілізуючі утруднені аміни (Ніпдегеа Атіпе ГіднЕ 5(арбіїїгегв)), як, наприклад, Тіпиміп? 6220 або

ТіпиміпФ 765 (Циба гейгі), а також заміщені бензотриазоли, такі як Тіпиміп 234, Тіпиміп 327 або Тіпиміп? 571 (Циба Гейгі).

Полігідроксикомпонент А) містить 40-100ваг.бо А1), 0-бОваг.бо А2) і 0-бОваг.Уо АЗ). Сума А1)кА2)кАЗ) без урахування використовуваного в разі потреби антиоксиданту або світлостабілізатору дорівнює 10Оваг.9о.

У випадку поліїзоціанатного компонента Б), згідно з представленим винаходом, мова йде про органічний поліїзоціанат із середньою МСО-функціональністю не менше 2 і молекулярною вагою не менше 140. Добре підходять насамперед (і) немодифіковані органічні поліізоціанати з молекулярною вагою, що лежить у діапазоні сч ов 140-300, (ії) лакові поліїзоціанати з молекулярною вагою 300-1000, а також, (ії) присутні в групі уретанів

МСО-преполімери з молекулярною вагою більше 1000 або суміші (1)-(іїї). і)

Прикладами поліізоціанатів групи (ї) є 1,4-діїзоціанатобутан, 1,6-діізоціанатогексан (НО), 1,5-діізоціанато-2,2-диметилпентан, 2,2,4- або 2,4,4-триметил-1,6б-діїізоціанатогексан, 1-ізоціанато-3,3,5-триметил-5-ізоціанатометилциклогексан (ІРО), ю

Зо 1-їзоціанато-1-метил-4-(3)-ізоціанатометил-циклогексан, біс-(4-ізоціанатоциклогексил)метан, 1,10-дізоціанатодекан, 1,12-дізоціанатодекан, циклогексан-1,3- і -1,4-діїзоціанат, ізомери с ксилилендіїзоціанату, 2,4-діізоціанатотолуол або його суміші з 2,6-дізоціанатотолуолом із вмістом со 2,6-дізоціанатотолуолу переважно, у розрахунку на суміш, до З5ваг.9о, 2,27. 2А-, 4,41-діізоціанатодифенілметан або технічні суміші поліїзоціанатів дифенілметанового ряду або будь-які суміші З названих ізоціанатів. Переважно при цьому використовуються поліїізоціанати дифенілметанового ряду, особливо /-Їче переважно, як суміш ізомерів.

Поліїзоціанатами групи (її) є відомі самі по собі лакові поліззоціанати, що не містять розчинники. Під поняттям "лакові поліїзоціанати)) в рамках винаходу слід розуміти сполуки або суміші сполук, що одержують « шляхом відомої реакції олігомеризації простих діізоціанатів типу, наприклад, вказаних в (і).

Підходящими реакціями олігомеризації є, наприклад, реакції алофанатизації, біуретизації, - с карбодіїмідизації, циклізації, димеризації, утворення сечовини, тримеризації і/або уретанізації. Часто при а "олігомеризації" протікають одночасно або послідовно одна за одною декілька з названих реакцій. "» У випадку "лакових поліїзоціанатів' переважно мова йде про поліїззоціанати із структурою уретдіону, ізоціанурату, алофанату, біуреату, імінооксадіазиндіону і/або оксадіазинтриону.

Одержання такого роду лакових поліїзоціанатів є відомим і описано, наприклад, (У ОЕ-А 1595273, ОБ-А -і 3700209, ОЕ-А 3900053 або ЕР-А-0330966, ЕР-А-0259233, ЕР-АОЗ377177, ЕР-А-0496208, ЕР-А 0524501 або О5-А їз 43851711.

У випадку описаних вище лакових поліїзоціанатів з уретановими групами мова йде про преполімери, що (ее) мають ізоціанатні групи, що можуть бути отримані шляхом взаємодії низько- і високомолекулярних т 50 полігідроксильних сполук з надлишковими кількостями вищевказаних ди- або поліїзоціанатів або також з великим надлишком названих ди- і поліїзоціанатів і наступним видаленням надлишку поліїзоціанату, наприклад, методом сл тонкошарової перегонки. Одержання преполімерів відбувається в загальному випадку при температурі 40-1402С, у разі потреби при одночасному застосуванні підходящих каталізаторів.

Для одержання такого роду преполімерів придатні низькомолекулярні полігідроксильні сполуки з 2о молекулярною вагою від 62 до 299, такі як, наприклад, етиленгліколь, пропіленгліколь-1,3 і бутандіол-1 4, о гександіол-1,6, неопентилгліколь, 2-етил-гександіол-1,З, гліцерин, триметилолпропан, пентаеритрит, низькомолекулярні естери, що містять гідроксильні групи, таких поліолів з дикарбоновими кислотами названого о нижче типу або низькомолекулярні продукти етоксилування або пропоксилування такого роду простих поліолів або будь-які суміші таких модифікованих або не модифікованих спиртів. 60 Поліїзоціанатами групи (ії) є відомі самі по собі преполімери, що мають ізоціанатні групи, на основі простих діїзоціанатів () приблизно вищезгаданого типу і/або на основі лакових поліїзоціанатів (ії), з одного боку, і органічних полігідроксильних сполук з молекулярною вагою більше 300, з іншого боку.

Поліїзоціанатами групи (ії) є переважно преполімери високомолекулярних полігідроксильних сполук з молекулярною вагою, що знаходиться в діапазоні від 300 до 20000, краще від 1000 до 8000, відомого з хімії б5 поліуретанів типу.

Високомолекулярними полігідроксильними сполуками для одержання преполімерів є, наприклад, естери поліолів, що відповідають зробленим вказівкам, на основі низькомолекулярних простих спиртів уже названого типу і багатоосновних карбонових кислот, таких як, наприклад, адипінова, себацинова, фталева, ізофталева, тетрагідрофталева, гексагідрофталева, малеїнова кислоти, ангідридів цих кислот або будь-яких сумішей таких

КИСЛОТ або ангідридів.

Також придатними для одержання преполімерів або полупреполімерів є полілактони, що відповідають вказівкам і що мають у молекулі гідроксильні групи, зокрема, полі-с-капролактони.

Для одержання преполімерів, що мають ізоціанатні групи, також придатні поліетирополіоли, що відповідають вищенаведеним висловленням, які одержують відомими методами шляхом алкоксилування підходящих вихідних 70 сполук. Підходящими вихідними сполуками є, наприклад, уже названі вище прості поліоли, вода, органічні поліаміни, принаймні, з двома М-Н-зв'язками або будь-які суміші такого роду вихідних сполук. Підходящими для реакції алкоксілювання алкіленоксидами зокрема є окис етилену і/або окис пропілену, котрі можуть використовуватися в будь-якій послідовності або також у суміші при реакції алкоксилування.

Також поліетери політетраметиленгліколю, що відповідають висунутим вище вказівкам, такі що доступні 75 Відомими методами, шляхом катодної полімеризації тетрагідрофурану, придатні для одержання преполімерів.

Крім того, для одержання преполімерів придатні полікарбонати, що мають гідроксильні групи і відповідають вищенаведеним висловлюванням, що можуть бути одержані, наприклад, шляхом взаємодії простих діолів названого вище типу з діарилкарбонатами, такими як, наприклад, дифенілкарбонат, або фосгеном.

Далі, придатними для одержання преполімерів, що мають МСО-групи, є політіоетерполіоли, що можуть бути одержані, наприклад, поліконденсацією тіогліколю із самим собою або з діолами і/або поліолами названого типу.

Крім того, придатні поліацетати, такі як, наприклад, продукти конденсації формальдегіду і діолів або поліолів названого типу, що можуть бути одержані з використанням кислотних каталізаторів, таких як фосфорна кислота або п-толуолсульфонова кислота. Зрозуміло, для одержання преполімерів можуть використовуватися також суміші названих в якості прикладу гідроксильних сполук. с

Для одержання зв'язуючого згідно з даним винаходом компоненти А) і Б) змішуються в таких кількісних співвідношеннях, що відповідають еквівалентному співвідношенню МСО:ОН від 0,81 до 1,571, краще від 0,91 до і) 1,311.

У разі потреби додаються звичайні допоміжні і додаткові речовини відомі з технології нанесення покриттів.

До них відносяться, наприклад, засоби, що сприяють розтіканню, добавки, що контролюють в'язкість, пігменти, ою зо наповнювачи, матувальні засоби, УФ-стабілізатори і антиоксиданти, а також каталізатори для реакції "зшивання". Ці сполуки звичайно додаються до компонента А) перед змішуванням компонентів А) і Б) і с змішуються з ним. За рахунок використання згідно з винаходом термостійкої реакційноздатної двокомпонентної Ге) поліуретанової системи, що не містить розчинника, і допоміжних і додаткових речовин названого типу можуть захищатися будь-які металеві субстрати навіть за умови катодного захисту і тривалих температурних З навантажень температурами від 30 до 9026. ї-

У випадку металевих субстратів переважно мова іде, наприклад, про шпунтові стінки, шлюзи, кораблі, труби і інші металеві об'єкти, що використовуються на морі, а також береговій і прибережній зоні.

Особливо придатні вищеописані зв'язуючи для захисту труб, а також труб з катодним захистом, навіть при « тривалих температурних навантаженнях температурами до 9026.

Приклади - с Розтирання двокомпонентних поліуретанових систем, що не містять розчинника, відбувалося за допомогою а вакуумного змішувача. Системи завжди напилювались з товщиною шару 700-1200мкм на очищений ЗА 2 1/2 "» сталевий лист товщиною Змм за допомогою установки безповітряного розпилення 2К. Через один тиждень витримування при лабораторних умовах системи випробувалися на сумісність з катодним захистом (СО).

Умови тестування: -і - середовище: 595-ний розчин Масі - температура: 802

ЧК» - напруга: Он--1260мВ (ее) - тривалість: потрібно -28 доби 7 50 Критерії оцінки: - зовнішній вигляд шару (деструкція шару) сл - сталість витрати струму - корозія під шаром після виконання подряпини: «10мМмм в 70 «(у (частин) (частин) (частин) (частин) о кит 10000001 ю

ПетортелеуРівов 10000000 (Бара 00201216 во Павла 00111110 вера 10301030024 вв 6Б Таїс ВС-віапаага (Найч 22А 22А

Мінералверке)

ііі ВИ м Я НБН НЯ

Мінералверке)

Мінералверке)

Ваша яква 11000000 вера 033000 леюеяква 00000000 керомаюу 30103000 мо мя вм? 1111101 7 болтів шт 00000000 ЕТ

Тривалість (діб) 29 29 28 28

Фе 0007770

Витрата струму після 20 доби (мА) 22,5 17 18,5 33,5

Витрата струму (кінець) (мА) 22 19 15 37,5

Зовнішній вигляд плівки (руйнування поверхні) немає ) немає | немає ) немає

Корозія під шаром після виконання подряпини при штучному (мм) ушкодженні (АЗТМ с 42-85 0-1 0-1 |в) |в)

Claims (10)

Формула винаходу

1. Композиція для одержання термостабільних і сумісних з катодним захистом Ге покриттів, яка містить реакційноздатну двокомпонентну поліуретанову систему, що не містить розчинник, о яка відрізняється тим, що реакційноздатна система складається з А) полігідроксикомпонента, який не містить розчинника, що включає Ат) компонент, що містить гідроксильні групи і етерні групи, з функціональністю »3,5 і молекулярною масою 280-1000 або суміші декількох таких компонентів, і І в) Б) поліїзоціанатного компонента, що складається з, щонайменше, одного органічного поліїзоціанату, сч причому еквівалентне співвідношення МСО:ОН становить від 0,8:1 до 1,5:1.

2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що компонент (А) додатково містить до 60 мас.9о полієтерних 00 поліакрилатів, що містять гідроксильні групи (компонент (А2)). «

3. Композиція за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що компонент (А) додатково містить до 60 мас.9о інших сполук з гідроксильними групами (компонент (АЗ)). -

4. Композиція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вона містить реакційноздатну двокомпонентну поліуретанову систему, яка має еквівалентне співвідношення МСО:СОН від 0,9:1 до 1,3:1.

5. Композиція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вона містить реакційноздатну двокомпонентну « поліуретанову систему, в якій молекулярна маса компонента (Ат) становить 350-700.

6. Композиція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вона містить реакційноздатну двокомпонентну - с поліуретанову систему, в якій функціональність компонента (А1) 54.

ч 7. Композиція за п. З, яка відрізняється тим, що молекулярна маса компонента (АЗ) знаходиться в інтервалі -» від 32 до 350.

8. Композиція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вона містить реакційноздатну двокомпонентну поліуретанову систему, в якій компонентом Б) є ароматичний органічний поліїзоціанат. -і

9. Композиція за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вона придатна для одержання покриттів на їз металевому субстраті, що має катодний захист.

10. Композиція за одним з пп. 1-3 або п. 9, яка відрізняється тим, що вона придатна для одержання покриттів со на шпунтових стінках, шлюзах, кораблях, трубах і інших металевих об'єктах, що використовуються на морі, а ГФ 50 також в береговій і прибережній зоні. сл Ф) ко бо б5