композиция для спортивных покрытий
Классы МПК: | C09D175/14 полиуретаны, содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи C09D109/00 Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями |
Автор(ы): | Нистратов Андриан Викторович (RU), Кудашев Сергей Владимирович (RU), Рахимова Надежда Александровна (RU), Гугина Светлана Юрьевна (RU), Титова Екатерина Николаевна (RU), Медведев Василий Прокофьевич (RU), Пыльнов Денис Валерьевич (RU), Рахимов Александр Имануилович (RU), Новаков Иван Александрович (RU), Лукасик Владислав Антонович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-06-21 публикация патента:
27.11.2011 |
Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий беговых дорожек и спортивных площадок. Композиция для спортивных покрытий включает олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиметилен-полифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-третбутилфенол, полифторированный спирт, диацетат-ди- -капролактамат меди. Технический результат - повышение динамических, физико-механических показателей и светостойкости покрытий. 2 табл.
Формула изобретения
Композиция для спортивных покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный спирт, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-третбутилфенол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полифторированный спирт и диацетат-ди- -капролактамат меди при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Олигобутадиендиол | 100 |
Пластификатор | 5-30 |
Минеральный наполнитель | 80-100 |
Трехфункциональный низкомолекулярный спирт | 1-5 |
Указанный полиизоцианат | 14-24 |
Оловоорганический катализатор | 0,01-1,10 |
2,4,6-три-третбутилфенол | 0,5-1,5 |
Полифторированный спирт | 0,5-1,5 |
Диацетат-ди- -капролактамат меди | 0,1-0,5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к композициям для спортивных покрытий на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий беговых дорожек и спортивных площадок.
Известна композиция для изготовления эластичных покрытий, включающая низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук, оксид кальция, мел, глицерин, катализатор уретанообразования, полиизоцианат и триэтилбензиламмонийхлорид [патент РФ 2211850 C1, кл.6 C09D 109/00. Опубл. 1999].
Широкое распределение по типу функциональности бутадиенпипериленового олигомера обуславливает дефектность трехмерной сетки, образующейся при отверждении полиизоцианатом, что является следствием низкого уровня динамических и физико-механических показателей покрытия.
Известна композиция для покрытий спортивных площадок и гидроизоляционных покрытий, включающая гидроксилсодержащий олигодиендиол - сополимер изопрена и бутадиена, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, отвердитель полиизоцианат и дополнительно этилсиликат [патент РФ 2186812, C09D 109/00. Опубл. 10.08.2002].
Недостатком этих композиций является низкий уровень динамических и физико-механических свойств отвержденных эластомерных покрытий.
Известна композиция для покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, оловоорганический катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, полиизоцианат и этилсиликат [патент РФ 2190002, кл.7 C09D 109/00. Опубл. 2002].
Недостатком этих композиций является невысокий уровень динамических и физико-механических свойств.
Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению (прототип) является композиция, описанная в способе получения композиции для покрытия [патент РФ 2325418, C09D 175/08. Опубл. 27.05.2008, Бюл. № 15], включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, оловоорганический катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0% и полисульфидный олигомер при соотношении компонентов, мас.ч.:
Олигобутадиендиол | 100 |
Пластификатор | 5-30 |
Минеральный наполнитель | 90-150 |
Трехфункциональный низкомолекулярный спирт | 1-5 |
Указанный полиизоцианат | 14-24 |
Оловоорганический катализатор | 0,01-1,10 |
2,4,6-три-третбутилфенол | 0,5-1,5 |
Полисульфидный олигомер | 5-15 |
Покрытия из данной композиции характеризуются недостаточным уровнем динамических и физико-механических свойств.
Техническим результатом является повышение уровня динамических и физико-механических свойств, стойкости к термоокислительному и световому старению.
Поставленный технический результат достигается тем, что композиция для спортивных покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный спирт, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-третбутилфенол, дополнительно содержит полифторированный спирт и диацетат-ди- -капролактамат меди, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Олигобутадиендиол | 100 |
Пластификатор | 5-30 |
Минеральный наполнитель | 80-100 |
Трехфункциональный низкомолекулярный спирт | 1-5 |
Указанный полиизоцианат | 14-24 |
Оловоорганический катализатор | 0,01-1,10 |
2,4,6-три-третбутилфенол | 0,5-1,5 |
Полифторированный спирт | 0,5-1,5 |
Диацетат-ди- -капролактамат меди | 0,1-0,5 |
Выполняя функцию поверхностно-активного вещества и адгезионной добавки, полифторированный спирт способствует улучшению перерабатываемости композиций и увеличению адгезионной прочности сцепления с субстратами. Введение диацетат-ди- -капролактамата меди приводит к повышению: уровня адгезионного взаимодействия с субстратами, термоокислительной и световой стабильности полиуретанов.
В качестве олигобутадиендиола в композиции используется сополимер бутадиена и изопрена ПДИ-1К (ТУ 38.103342-88) с соотношением мономеров 70:30; молекулярной массой 4000-5000; содержанием гидроксильных групп, мас.% 0,75-0,89 и олигодиендиолы с молекулярной массой 2000-5000; индексом полидисперсности 1,20-1,35; вязкостью по Брукфилду, Па·с (25°C) 8,5-22; содержанием концевых гидроксильных групп, % 0,7-1,7; микроструктурой, % 1,4-цис 10-15, 1,4-транс 20-25, 1,2-(винил) 60-70; распределением по OH-группам (РТФ), %: бесфункциональные 2, монофункциональные 6, бифункциональные 92; плотностью, кг/м3: 900-910 (олигодиендиолы Krasol LBH производства фирмы Sartomer).
В качестве пластификатора композиция содержит соединения, используемые в производстве эластомерных материалов на основе диеновых каучуков: алкил(арил)овые эфиры фталевой или фосфорной кислоты, хлорпарафины.
Наполнителями для каучуковой основы служат минеральные порошки средней дисперсности, такие как мел, известь-отсев, каолин, тальк.
2,4,6-три-третметилфенол представляет собой кристаллический порошок с зелено-желтым оттенком, хорошо растворимый в углеводородах, и имеет следующие характеристики: температура плавления 129-131°C, массовая доля золы - не более 0,05%. Получают путем алкилирования фенола изобутиленом в присутствии катализатора. Торговое название - антиоксидант П-23 (ТУ 6-14-26-77).
В качестве трехфункционального низкомолекулярного спирта в композиции используется глицерин, триэтаноламин или триметилолпропан.
В качестве полиизоцианата в композиции используется полиметиленполифениленполиизоционаты, получаемые фосгенированием продукта конденсации анилина с формальдегидом (ТУ 2224-152-04691277-96). Содержание изоцианатных групп 29,5-31%.
В качестве оловоорганического катализатора применяют октоат олова, дибутилдилауринат олова (ТУ 6-02-818-78), могут использоваться и другие оловоорганические соединения, применяемые для синтеза полиуретанов.
В качестве полифторированного спирта использовались следующие соединения: 1,1,5-тригидроперфторпентанол-1 H(CF2CF2)2CH2OH, 1,1,7-тригидроперфторгептанол-1 H(CF2CF2 )3CH2OH, 1,1,9-тригидроперфтор-нонанол-1 H(CF2CF2)4CH2OH, 1,1,11-тригидроперфторундеканол-1 H(CF2CF2 )5CH2OH.
Диацетат-ди- -капролактамат меди получают при взаимодействии 1 моль диацетата меди и 2 моль -капролактама в хлороформе [Ефанова Е.Ю. Катализ реакции -капролактама с предельными незамещенными и полифторированными одноатомными спиртами в синтезе олигомеров. Автореферат дис. канд. хим. наук. Волгоград, 2002. - С.11].
В качестве компонента, обеспечивающего снижение расхода композиции на изготовление единицы площади, используется резиновая крошка. Для улучшения внешнего вида в композицию могут быть введены пигменты.
Для изготовления композиции для спортивных покрытий используют смесительное оборудование, обеспечивающее гомогенизацию со степенью перетира твердых частиц не более 100 мкм. Полиизоцианат и катализатор уретанообразования поставляют в комплекте с композицией и добавляют в нее на месте укладки покрытия. Резиновую крошку вмешивают в композицию перед введением отвердителя.
Изобретение иллюстрируется следующим примером 1 (состав 1, табл.1).
Пример 1. В смеситель с якорной мешалкой объемом 0,5 л загружают 100 г олигобутадиендиола ПДИ-1К, 70 г мела, 10 г извести - отсева, 5 г дибутилфенилфосфата, 5 г триметилолпропана, 0,1 г октоата олова, 0,5 г 2,4,6-три-третбутилфенола, 0,5 г полифторированного спирта и 0,1 г диацетат-ди- -капролактамата меди. Смешение компонентов проводят в течение 30 мин. В полученную смесь добавляют 10 г резиновой крошки, 24 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 мин. Полученную смесь заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 18-25°C.
Аналогичным образом готовятся композиции состава 2-10 по примеру 1.
Состав всех исследуемых композиций приведен в таблице 1. Свойства образцов покрытий из композиций приведены в таблице 2.
Образцы покрытия испытывали по ГОСТ 263-75, ГОСТ-275-75, ГОСТ-6950-73, ГОСТ-2678-88 и методами (Кувшинский Е.В и др. // Журнал теор. физики, 1957, т. 26, с.878-886. Сидорович Е.А. и др. // Физика твердого тела. 1961, т.3.11, с.3487-3494) и (Медведев В.П. Разработка эластомерных покрытий для спортивных сооружений на основе анализа взаимодействия элементов в системе «опорно-двигательный аппарат спортсмена - покрытие» дисс. канд. техн. наук. Волгоград, 1989 г.). Показатели, характеризующие светостойкость пенополиуретанов, регистрировались для образцов, подвергнутых фотооблучению лампой ДРТ-400.
При содержании полифторированного спирта менее 0,5 мас.ч. ухудшается перерабатываемость композиций и снижается прочность соединения покрытия с субстратами. Увеличение содержания полифторированного спирта свыше 1,5 мас.ч. приводит к снижению скорости отверждения композиций.
Использование в композиции диацетат-ди- -капролактамата меди в количестве менее 0,1 мас.ч. приводит к снижению светостойкости покрытий. При содержании диацетат-ди- -капролактамата меди свыше 0,5 мас.ч. снижается жизнеспособность композиций.
Таким образом, заявленная композиция обеспечивает получение покрытий с более высоким комплексом динамических, физико-механических, адгезионных характеристик и повышенной стойкостью к термоокислительному и световому старению. Повышение комплекса свойств покрытий достигается благодаря использованию полифторированного спирта в сочетании с диацетат-ди- -капролактаматом меди.
Класс C09D175/14 полиуретаны, содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи
композиция для покрытий - патент 2526073 (20.08.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2520442 (27.06.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2518625 (10.06.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2516643 (20.05.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2503698 (10.01.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2494132 (27.09.2013) | |
композиция для покрытий - патент 2494130 (27.09.2013) | |
композиция для покрытий - патент 2493187 (20.09.2013) | |
полиуретановая композиция для покрытий пониженной горючести - патент 2476470 (27.02.2013) | |
композиция для покрытий - патент 2470972 (27.12.2012) |
Класс C09D109/00 Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями
антикоррозионная композиция и способ получения покрытий на ее основе - патент 2529545 (27.09.2014) | |
порошковая покрывающая композиция - патент 2528264 (10.09.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2526073 (20.08.2014) | |
состав для теплоизоляции строительных конструкций - патент 2525536 (20.08.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2520442 (27.06.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2518625 (10.06.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2517752 (27.05.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2516643 (20.05.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2503698 (10.01.2014) | |
композиция для покрытий - патент 2494132 (27.09.2013) |