композиция для покрытий

Классы МПК:C09D109/00 Составы для нанесения покрытий на основе гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями
C09D175/14 полиуретаны, содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи
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 может быть использовано для изготовления покрытий спортивных площадок, полов, кровельных и гидроизоляционных покрытий. Композиция для покрытий включает пластификатор, мел, глицерин, полиизоцианат, дибутилдилауринат олова и продукт сополимеризации 20-50 масс.ч. стирола с 100 масс.ч. гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука марки NISSO РВ G3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора. Изобретение позволяет повысить уровень прочности твердости и относительного удлинения покрытий. 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 № 2503698
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 марки NISSO PB G3000, 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 марки NISSO PB G3000 предварительно полученный в среде пластификатора в присутствие перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего композиция для покрытий, патент № 2503698
бутадиенового низкомолекулярного композиция для покрытий, патент № 2503698
каучука марки NISSO PB G3000 со стиролом190-270
мел150-250
глицерин2-4
полиизоцианат17-26
дибутилдилауринат олова0,01-0,1

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве основы композиции сополимера гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука марки NISSO PB G3000, молекулярная масса 2600-3200, содержание гидроксильных групп 0,88-0,94% масс., содержание 1,2-звеньев mm 90% (http://www.Nisso PB.com) со стиролом.

Для получения продукта сополимеризации гидроксилсодержащего каучука со стиролом проводили реакцию с различными соотношениями стирола и гидроксилсодержащего бутадиенового низкомолекулярного каучука марки NISSO PB G3000 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 4,4'-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°C в течение 3-5 суток.

Аналогичным образом готовятся композиции других составов и по прототипу. Образцы покрытия испытывали по ГОСТ 263-93, ГОСТ-270-75.

Состав и свойства композиций
Наименование компонентов и показателейСостав, масс.ч и свойстваПрототип, патент РФ № 2434916
1 234 567 8910 № 2434916
Каучук Nisso РВ G3000 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 100
Продукт сополимеризации каучука со стиролом, состава: 200190230 270230 230230210 150310 композиция для покрытий, патент № 2503698
1) Nisso РВ G3000 100100100 100100 100100100 100100 композиция для покрытий, патент № 2503698
2)стирол 203050 505050 503010 80композиция для покрытий, патент № 2503698
3) масло нетоксол 8060композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 80композиция для покрытий, патент № 2503698 8040 композиция для покрытий, патент № 2503698 110
4) хлорпарафин марки ХП-470композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 12080 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 130композиция для покрытий, патент № 2503698
5) дибутилфталат композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 80композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 80композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698 композиция для покрытий, патент № 2503698
Мел 200210250 250150 120200200 100300 190
Глицерин 323 342 331 52
Полиизоцианат 2117 212126 172121 123317 J
Дибутилдилауринат олова 0,010,010,01 0,010,01 0,10,010,01 0,20,005 0,01
Сопротивление разрыву, кгс/см 21723 2016 222026 19811 12
Относительное удлинение, % 110120 105120110 100110 11010080 100
Твердость по Шору А, усл.ед.66 646558 646262 654042 42
Примечание:
В качестве инициатора в примерах 1, 2, 8 - дилаурилпероксид, в остальных примерах - дитретбутилпероксид

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 марки NISSO РВ G3000, предварительно полученный в среде пластификатора в присутствии перекисного инициатора при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

указанный продукт сополимеризации гидроксилсодержащего композиция для покрытий, патент № 2503698
бутадиенового низкомолекулярного композиция для покрытий, патент № 2503698
каучука марки NISSO РВ G3000 со стиролом190-270
мел150-250
глицерин2-4
полиизоцианат17-26
дибутилдилауринат олова0,01-0,1


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2503698

patent-2503698.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

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

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



Наверх