композиция для спортивных покрытий
Классы МПК: | C09D175/08 из простых полиэфиров |
Автор(ы): | Новаков Иван Александрович (RU), Попов Юрий Васильевич (RU), Нистратов Андриан Викторович (RU), Шишкин Евгений Вениаминович (RU), Латышова Снежана Евгеньевна (RU), Пыльнов Дмитрий Валерьевич (RU), Лукасик Владислав Антонович (RU), Титова Екатерина Николаевна (RU), Гугина Светлана Юрьевна (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 включает олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиметилен-полифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-трет-бутилфенол и модифицирующую добавку, представляющую собой кубовый остаток с температурой кипения не менее 200°С, полученный после отгонки из кубового отхода производства N-метиланилина фракции с температурой кипения до 200°С. Технический результат - повышение динамических, физико-механических и адгезионных показателей покрытий. 2 табл.
Формула изобретения
Композиция для спортивных покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-трет-бутилфенол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит модифицирующую добавку, представляющую собой кубовый остаток с температурой кипения не менее 200°С, полученный после отгонки из кубового отхода производства N-метиланилина фракции с температурой кипения до 200°С, 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-трет-бутилфенол | 0,5-1,5 |
Модифицирующая добавка | 2-5 |
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 С1, 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-трет-бутилфенол, 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-трет-бутилфенол, 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-трет-бутилфенол, 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-трет-бутилфенол | 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 старению.
Поставленный технический результат достигается тем, что композиция для спортивных покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-трет-бутилфенол, дополнительно содержит модифицирующую добавку, представляющую собой кубовый остаток с температурой кипения не менее 200°C, полученный после отгонки из кубового отхода производства N-метиланилина фракции с температурой кипения до 200°C, 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-трет-бутилфенол | 0,5-1,5 |
Модифицирующая добавка | 2-5 |
Введение модифицирующей добавки, вследствие специфики строения входящих в ее состав соединений, имеющих реакционноспособные аминные группы, приводит к повышению уровня адгезионного взаимодействия с субстратами, термоокислительной 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 0,75-0,89 мас.%, 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-трет-метилфенол 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.
Модифицирующая добавка представляет собой кубовый остаток, полученный после отгонки из кубового отхода производства N -метиланилина (стадия получения товарного N - метиланилина) фракции с температурой кипения до 200°C. Модифицирующая добавка представляет собой смесь, состоящую из более чем 100 веществ, в том числе, мас.%:
N - Метиланилин | 3-5 |
N - Циклогексиламин | 15-20 |
м - Толуидин | 1-3 |
N - (3-Толил)бензамид | 10-13 |
Смесь веществ с Ткип до 240°C/4 мм рт.ст. | 51-29 |
Высокомолекулярные смолистые вещества | 20-30 |
Доля аминогрупп в модифицирующей добавке составляет 4-6 мас.ч. Модифицирующая добавка представляет собой подвижную жидкость от темно-коричневого до черного цвета с характерным запахом.
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-трет-бутилфенола и 5 г модифицирующей добавки. 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 основые анализа взаимодействия элементов в системе «опорно-двигательный аппарат спортсмена - покрытие». Дисс. канд. техн. наук, Волгоград, 1989 г.).
При содержании модифицирующей добавки менее 2 мас.ч. снижается стойкость материалов к термоокислительному старению и прочность соединения покрытия с субстратами. Увеличение содержания модифицирующей добавки до свыше 5 мас.ч. приводит к снижению упруго-прочностных свойств полиуретанов.
Таким образом, заявленная композиция обеспечивает получение покрытий с более высоким комплексом динамических, физико-механических, адгезионных характеристик и повышенной стойкостью к термоокислительному старению. Повышение комплекса свойств покрытий достигается благодаря использованию модифицирующей добавки.
Класс C09D175/08 из простых полиэфиров
состав для получения покрытий - патент 2521582 (27.06.2014) | |
уретановая мастика - патент 2451703 (27.05.2012) | |
композиция для рабочего покрытия транспортной ленты - патент 2451049 (20.05.2012) | |
композиция для спортивных покрытий - патент 2451048 (20.05.2012) | |
композиция для покрытий - патент 2451046 (20.05.2012) | |
полиэфируретановая композиция - патент 2447112 (10.04.2012) | |
полимерная композиция для получения защитно-декоративных покрытий - патент 2435813 (10.12.2011) | |
композиция для спортивных покрытий - патент 2434913 (27.11.2011) | |
композиция для спортивных покрытий - патент 2428445 (10.09.2011) | |
композиция для спортивных покрытий - патент 2425856 (10.08.2011) |