композиция для 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):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-06-09
публикация патента:

Изобретение относится к композициям на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий спортивных площадок, полов, кровельных и гидроизоляционных покрытий. Композиция для покрытий, на основе гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука включает пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова, при этом в качестве каучука содержит продукт сополимеризации 20-50 масс.ч. стирола с 100 масс.ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора. Техническим результатом изобретения является повышение уровня прочностных свойств, прежде всего прочности покрытия. 1 табл.

Изобретение относится к композициям на основе жидких углеводородных каучуков для изготовления покрытий спортивных площадок, полов, кровельных и гидроизоляционных покрытий.

Известна композиция для покрытий, включающая олигодиендиол-сополимер изопрена и бутадиена, пластификатор, наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, отвердитель полиизоцианат и дополнительно этилсиликат (см. патент РФ 2186812, C09D 109/00. Опубл. 10.08.2002).

Известна композиция для покрытий, включающая низкомолекулярный гидроксилсодержащий каучук - сополимер изопрена и бутадиена, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, влагопоглотитель, наполнитель, пластификатор, низкомолекулярный спирт, пигмент, алкилфенольный противостаритель и реологическую добавку (см. патент РФ 2268279, C09D 175/14. Опубл. 27.11.2006, бюл. № 2).

Недостатком этих композиций является низкая прочность отвержденных эластомерных покрытий.

Известна композиция для покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол, полиизоцианат и этилсиликат (см. патент РФ 2190002, C09D 175/08. Опубл. 27.09.2002).

Недостатком данной композиции является низкая прочность эластомерного материала для покрытий.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению (прототип) является композиция (см. патент РФ 2434916, C09D 175/14, C09D 109/00. опубл. 27.11.2011), включающая изоцианатный отвердитель полиизоцианат, катализатор уретанообразования, пластификатор, противостаритель и основу, гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук микроструктуры, %: 1,4-транс 10-15, 1,2-звеньев 85-90, молекулярной массой 1250-3200 и содержанием гидроксильных групп 0,82-2,36%, при соотношении компонентов, масс. ч.:

Указанный гидроксилсодержащий композиция для покрытий, патент № 2494132
полибутадиеновый каучук 100
Изоцианатный отвердитель-полиизоцианат10-36
Катализатор уретанообразования 0,001-3,0

Дополнительно композиция может содержать: трехфункциональный низкомолекулярный спирт (1-16), пластификатор (дибутилфталат, хлорпарафин ХП-470, масла нефтяного происхождения нетоксол или масло ПМ), наполнитель (мел, известь-отсев, оксид кальция, доломитовую муку, гранулированную резину), противостаритель (2,6-дитретбутил-4-метилфенол (агидо-1), 2,4,6-тритретбутилфенол, 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-третбутилфенол).

Покрытия из данной композиции характеризуются недостаточным уровнем прочностных свойств.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение уровня прочностных свойств, прежде всего прочности покрытия.

Поставленный технический результат достигается тем, что композиция для покрытий, на основе гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука, включающая пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова, отличающаяся тем, что в качестве каучука содержит продукт сополимеризации 20-50 масс.ч. стирола с 100 масс. ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:

указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего композиция для покрытий, патент № 2494132
бутадиенового низкомолекулярного каучукакомпозиция для покрытий, патент № 2494132
Krasol LBH-3000 со стиролом 190-280
мел 130-250
глицерин 2-4
полиизоцианат 17-26
дибутилдилауринат олова0,01-0,1

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве основы композиции сополимера гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000 (молекулярная масса 3000, содержание 60-70% двойных связей в 1,2-положении и с содержанием гидроксильных групп 0,6-1,9 мас.%, (http://www.sartomer.com)) со стиролом.

Для получения продукта сополимеризации гидроксилсодержащего каучука со стиролом проводили реакцию с различными соотношениями стирола и гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000 в пластификаторе в диапазоне температур 110-130°C в течение 1,5-2 часов. Соотношения реагентов приведены в таблице. Сополимеризацию стирола с гидроксилсодержащим каучуком инициировали перекисными инициаторами (дилаурилпероксидом, дитретбутилпероксидом) концентрацией 0,2-0,4% масс. от массы смеси. Достоинством сополимеризации в среде пластификатора, который является необходимым компонентом полимерной композиции на стадии ее промышленного использования, является возможность избежать процессов сушки полимеров и отгонки растворителя при проведении полимеризации в нем.

Применение продукта сополимеризации каучука с более 50 масс.ч стирола в композиции приводит к резкому снижению физико-механических свойств, менее 20 масс.ч. не оказывает влияния на свойства композиции.

Введение низкомолекулярного трехфункционального спирта служит дальнейшему повышению прочности за счет дополнительных гидроксильных групп, разветвляющих вулканизационные структуры и повышающих плотность сшивания. В качестве низкомолекулярного трехфункционального спирта могут быть использованы полиолы не менее чем с двумя гидроксильными группами, такие как глицерин (ГОСТ 6824-96).

В качестве пластификатора были использованы:

- масло нетаксол - масло-мягчитель нефтяного происхождения (ТУ 38.101999-84);

- хлорпарафин марки ХП-470 (ТУ 6-09-563) - жидкий продукт хлорирования углеводородов с содержанием хлора 45-47%. Маслянистая жидкость без запаха, темного цвета;

- дибутилфталат (ГОСТ 8728-88) представляет собой низковязкую однородную прозрачную жидкость слабого желтоватого оттенка.

В качестве изоцианатного отвердителя используются полиизоцианаты, в частности полиметиленфенилизоцианаты на основе 4,4композиция для покрытий, патент № 2494132 дифенилметандиизоцианата (ТУ-6-03-375-75, 113-03-38-106-90, 113-03-603-86, 2224-152-04691277-96) или их импортные аналоги: десмодур, супрасек 5005, милионат MR200 и другие с содержанием изоцианатных групп 29-32%.

В качестве катализатора уретанообразования применяют дибутилдилауринат олова (ТУ-6-02-818-73).

Для изготовления композиции для покрытий используют смесительное оборудование, обеспечивающее равномерное распределение полиизоцианата и катализатора уретанообразования в каучуке и получение гомогенной смеси.

Изобретение иллюстрируется следующим примером (состав 1, таблица). В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 200 г продукта сополимеризации каучука со стиролом, 200 г мела, 3 г глицерина и 0,01 г катализатора уретанообразования - дибутилдилаурината олова. Перемешивают 5 мин до однородного состояния, затем добавляют навеску 21 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 5 минут.

Полученную смесь наносят на плоские формы и выдерживают при температуре не ниже 20°С в течение 3-5 суток.

Таблица
Состав и свойства композиций
Наименование компонентов и показателей Состав, масс. ч и свойства Прототип, патент РФ № 2434916
1 234 567 8910
Каучук Nisso РВ G3000 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 100
Продукт сополимеризации каучука со стиролом, состава: 200190230 280230 230210210 150290 композиция для покрытий, патент № 2494132
1) Krasol LBH-3000 100100 100100100 100100 100100100 композиция для покрытий, патент № 2494132
2) стирол 203050 605050 503010 70композиция для покрытий, патент № 2494132
3) масло нетоксол 8060 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 8060 композиция для покрытий, патент № 2494132 40120 110
4) хлорпарафин марки ХП-470композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 80120 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132
5) дибутилфталат композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 80композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 80композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132 композиция для покрытий, патент № 2494132
Мел 200200200 250200 130150190 100300 190
Глицерин 333 234 331 52
Полиизоцианат 2121 211721 262121 123317
Дибутилдилауринат олова 0,010,010,01 0,010,01 0,010,10,01 0,20,005 0,01
Сопротивление разрыву, кгс/см214 192520 232021 18911 12
Относительное удлинение, %120100 110120120 110110 12010080 100
Твердость по Шору А, усл. ед.59 656561 636263 603842 42
Примечание:В качестве инициатора в примерах 1, 2, 8 - дилаурилпероксид, в остальных примерах - дитретбутилпероксид

Аналогичным образом готовятся композиции других составов и по прототипу. Состав и свойства всех исследуемых композиций приведены в таблице. Образцы покрытия испытывали по ГОСТ 263-93, ГОСТ-270-75.

Из данных таблицы видно, что заявленная композиция позволяет повысить прочность покрытий.

Композиции для покрытий составов 9-10 обладают меньшей прочностью, что связано с отклонением содержания компонентов от оптимальных количеств.

Содержании полиизоцианата менее 17 масс. ч. приводит к снижению уровня комплекса прочностных свойств из-за значительного отклонения соотношения NCO:OH от стехиометрического и снижения плотности сшивания. При больших количествах полиизоцианата более 26 масс. ч. прочностные свойства также снижаются вследствие избытка изоцианатных групп, склонности к вспениванию и повышению жесткости отвержденного продукта.

Количество катализатора уретанообразования практически не оказывает влияния на физико-механические характеристики и регулирует лишь скорость отверждения композиций.

Увеличение степени наполнения создает трудности при смешении и формировании монолитной структуры покрытия из-за большой доли сухих компонентов. Смешение затрудняется так же при малых количествах пластификаторов, а верхний предел пластификаторов ограничивается совместимостью с полимерами.

Таким образом, преимуществом покрытий из предлагаемой композиции является более высокая прочность, твердость и относительное удлинение, что служит повышению срока службы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция для покрытий на основе гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука, включающая пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова, отличающаяся тем, что в качестве каучука содержит продукт сополимеризации 20-50 мас.ч. стирола с 100 мас.ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука Krasol LBH-3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего композиция для покрытий, патент № 2494132
бутадиенового низкомолекулярного каучукакомпозиция для покрытий, патент № 2494132
Krasol LBH-3000 со стиролом 190-280
мел 130-250
глицерин 2-4
полиизоцианат 17-26
дибутилдилауринат олова0,01-0,1


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2494132

patent-2494132.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09D175/14 полиуретаны, содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи

Класс C09D109/00 Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями



Наверх