композиция для покрытия на основе модифицированной эпоксидной смолы

Формула изобретения

Композиция для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, лапролат-803 - трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола, разбавитель, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис (диметиламинометил) фенола в виде аддукта с лапролатом-803, в качестве разбавителя - смесь диоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров-ЭДОС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола	55,0-63,0
Трициклокарбонатпропиловый эфир
полиоксипропилентриола	6,5-10,5
Изофорондиамин	13,0-20,3
Метаксилилендиамин	7,0-9,0
или Диэтилентриамин	5,0-6,0
или Триэтилентетрамин	5,5-6,5
Трис (диметиламинометил) фенол	2,0-2,7
Разбавитель	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных материалов, созданию новых структур для повышения свойств покрытий для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов.

В силу экологической опасности полиуретановые материалы (использование изоцианатов), а также их невысокой химстойкости, водостойкости, высокой пористости, а также высокой стоимости они становятся менее популярными на рынке строительных материалов.

Разработан целый ряд новых соединений олигоциклокарбонатов, реакционно-активный класс соединений олигомеров под торговыми марками Лапролат 803, Лапролат 301, Лапроксид 503М и другие.

Лапролаты представляют собой продукты карбонизации эпоксидных производных полиоксипропиленов (лапролов) и имеют концевые циклокарбонатные группы. Лапролаты отверждаются по реакции уретанообразования циклокарбонат-амин с первичными алифатическими или циклоалифатическими аминами, образуя гидроксиуретановую структуру.

Лапролаты широко используются для модификации существующих полимеров.

Известно использование эпоксидных смол с лапролатами в композиции, отверждаемой аминами (SU 1754748, 1992).

Известны эпоксициклокарбонатные смолы - продукты частичной карбонизации эпоксидной смолы с переходом части эпоксидных групп в циклокарбонатные (SU 1353792, 1987).

Но главной заслугой циклокарбонатов является использование их в качестве основного компонента пленкообразующего для получения безизоцианатных полиуретанов, сочетающих хорошие прочностные свойства с высокой эластичностью.

Известна полимерная композиция для отделки материалов на водной основе, включающая эпоксидную смолу - 5-42%, отвердитель - продукт взаимодействия олигоэфиров с концевыми эпоксидными или циклокарбонатными группами с диаминами, с М.М.500-1000, содержащий 1-3% аминогрупп 5-50%, эмульгатора - 0,1-3,0%, вода - остальное.

В примере №4 описан пример для приготовления композиции для использования в качестве наливных полов. Композиция имеет следующие физико-механические показатели: прочность на сжатие 40 МПа, прочность на растяжение - 20 МПа, удельная ударная вязкость 30 кгс·см/см², относительное удлинение при разрыве 45%. (Ru 2054440, 1992 г.)

Наиболее близким техническим решением является органно-растворимая эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид 503 М), трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола (лапролат 803), аминофенольный отвердитель, ацетон, олигомер трифторхлорэтилена и минеральный наполнитель (Su 1754748, 92).

В патенте приведены высокие показатели покрытий по удельной ударной вязкости, химстойкости покрытия, жизнеспособность состава 30-50 мин, истираемость 2,9 мм³ /м.

Целью заявляемого изобретения является повышение твердости и износостойкости покрытия.

Техническая задача решается тем, что в композиции для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающей эпоксидную диановую смолу, трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола - лапролат 803, разбавитель, в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис(диметиламинометил)фенола в виде аддукта с лапролатом 803, в качестве разбавителя - смесь дпоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров - ЭДОС при следующем содержании компонентов, мас.%:

Эпоксидная смола диановая	55,0-63,0
Трициклокарбонатпропиловый
эфир полиоксипропилентриола	- 6,5-10,5
Изофорондиамин	- 13,0-20,3
Метаксилилендиамин	- 7,0-9,0

или

Диэтилентриамин

- 5,0-6,0

или

Триэтилентетрамин	- 5,5- 6,5
Трис (диметиламинометил) фенол	- 2,0-2,7
Разбавитель	- остальное

Аминный отвердитель композиции - аддукт лапролата с аминами - получают путем нагревания всех компонентов при температуре 60-65°С в течение 2-3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп.

Аддукт характеризуется:

Вязкость при 25°С, сП - 1200-1350;

Цвет - светло-желтый;

М.М-900-1200.

Приводим пример получения аддукта: в реактор с обогревом мешалкой загружают 8,4 кг лапролата-803, 15,0 кг изофорондиамина, 7,01 кг метаксилилендиамина и 2,6 кг ускорителя К-54, смесь нагревают до 60-65°С в течение 3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп. Конверсию циклокарбонатных групп определяют методом ИК-спектроскопии по исчезновению линии, характеризующей циклокарбонатную группу, т.е. С=O.

Характеристику аддукта, содержание в нем аминных групп определяет Н-эквивалентный вес, который для него составляет 115-120.

В качестве эпоксидных смол используют: ЭД-20, ЭД-22 ГОСТ 10587, DER-330, DER-331, DER-324 фирмы «Dow Chemical Company»;

Лапролат 803 - ТУ 6-05-221-995-88, характеризуется:

Массовая доля циклокарбонатных групп, % - 21,0-31,0;

Массовая доля эпоксидных групп, % - 2,5;

Вязкость динамическая при 25°С, МПа·с - 3500-7500;

Метаксилилендиамин - МХДА

Вязкость 20°C - 6,8 сП, MM-13 6,1, фирма «Mitsubishi Gas Chemical Company».

Трис(диметиламинометил)фенол К-54 используется в качестве ускорителя реакции, фирма «Air Products»;

Плотность кг/л - 0,971;

Аминное число - 600мг НС1 /г;

Вязкость, 25°С, сП - 180-380.

В качестве изофорондиамина используют Epicure 205, фирма «Resolution Performance Products».

Ancamine 1618 фирмы «Air Products».

Диэтилентриамин, триэтилентетрамин.

ЭДОС - разбавитель - пластификатор ТУ 2493-003/3004749-93 - смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с добавкой стабилизатора, например ионола. Характеристика: цвет - прозрачный, темно-коричневый; плотность 20°С - 1,08-0,03; число омыления 15 мг КОН/г; кислотное число - 0,3 мг КОН/г. Предлагаемая композиция состоит из 2-х компонентов: А - эпоксидная смола с разбавителем, Б - аддукт лапролата с аминами.

В табл.1 приведены рецептуры эпоксидных композиций, в табл.2 - свойства покрытий на их основе.

Благодаря присутствию в полимере эпоксидно-аминных и гидроксиуретановых фрагментов получаемые пленки сочетают достоинства обоих классов полимеров.

Рецептуры композиций, мас.%.

Таблица 1
Наименование компонентов	№1		№2	№3	№4	№5	№6	Прототип
Эпоксидная смола
ЭД-20 (диановая)	63		63			55	55
ЭД-22 (диановая)				60	60			23
Разбавитель ЭДОС	7,5		7,5	7,0	7,0	6,0	6,0
Аддукт на основе лапролата и аминов
Лапролат 803		6,5	6,5	8,4	8,4	10,5	10,5	11,45
Изофорондиамин		16,0	15,0	15,0	13,0	20,3	19,3
МХДА		-	-	7,0	9,0	-	-
Диэтилентриамин		5,0	6,0		-	-	-
Триэтилентетрамин		-			-	5,5	6,5
К-54 (ускоритель)		2,0	2,0	2,6	2,6	2,7	2,7
Компоненты прототипа
Лапроксид 503 М								11,45
Аминофенольный отвердитель								17,3
Минеральный наполнитель								34,5
Ацетон								1,29
Олигомер-трифторхлорэтилен								0,92

Свойства композиций и покрытий на их основе.

Таблица 2
Наименование показателей	№1	№2	№3	№4	№5	№6	Прототип
Время желатинизации смеси, мин	52	52	57	57	60	60	40
Вязкость смеси, МПа·с (20°С)	1700	1700	1850	1850	2100	2100	1950
Прочность при разрыве, Н/нм2	48	48	45	45	40	40	31
Относительное удлинение при разрыве, %	7,8	7,8	7,3	7,3	9,0	10,0	9,6
Твердость по Шору, Д, усл.ед.	70	70	78	78	75	75	50
Водопоглощение через 24 часа (привес),%	0,7	0,95	1,0	1,0	0,9	0,9	0,5
Кислотостойкость к Н2SO4 20% (привес), через 96 час, %, 25°С	1,79	1,7	1,8	1,8	1,7	1,7	1,8
Стойкость к истиранию, 1000 циклов, колесо CS-17	0,03	0,06	0,06	0,06	0,05	0,05	0,4
Удельная ударная вязкость, кДж/м 2	37	35	40	31	41	36	55
Прочность при растяжении, МПа	40	35	33,5	30	40	37	30