×
02.03.2020
220.018.0836

Полиуретановая композиция для покрытий

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к полимерной промышленности и может быть использовано в качестве защитного покрытия для дерева, бетона, стекла, металла. Полиуретановая композиции содержит компоненты при следующем соотношении, мас.ч: политетраметиленэфиргликоль (770), 4,4'-дифенилметандиизоцианат (200), диаминопропан (29), метилфосфит металла (29–97), диметилформамид (460–625). Молекулярная масса политетраметиленэфиргликоля составляет 1950. Мольное соотношение ОН:NCO-групп в 4,4'-дифенилметандиизоцианате равно 1:2. В качестве модифицирующей добавки композиция содержит 28-32 мас.% дисперсии метилфосфита металла, выбранного из ряда: алюминий, кальций, магний, никель, в диметилформамиде. Обеспечивается повышение твердости покрытия из полиуретановой композиции, ее водо- и маслостойкости при сохранении термо- и огнестойкости. 2 табл., 16 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения эластичных полиуретановых композиций, которые могут быть использованы в качестве защитного покрытия для дерева, бетона, стекла, металла.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3600, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, дифенилолпропан, растворитель (смесь ацетона, толуола и циклогексанона, масс. %: 33:33:34) и 2,4,6-трис-(диметиламинометил)-фенол (патент RU 2604069, МПК С08G18/00, С08G18/32, С08G18/48, С08G18/74, 2016).

Недостатками полиуретановой композиции являются низкие значения твердости и прочности при разрыве. Кроме того, этот способ предусматривает сложный состав растворителя: смесь ацетона, толуола и циклогексанона.

Известна полиуретановая композиция для покрытий, содержащая полиол 2,2-бис-[4-2-окситриэтокси)-фенил]-пропан, полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и растворитель (патент RU 2534773, МПК С09D175/08, C09G18/30, C09G18/32, C09G18/72, C09G18/76, 2014).

Недостатками полиуретановой композиции являются низкие значения начальной температуры разложения и температуры потери 50 % массы полимера, а также недостаточные прочностные свойства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является полиуретановая композиция, содержащая форполимер, полученный на основе 70 масс.ч. политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 200 масс.ч. 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении OH:NCO-групп, равном 1:2, 80–100 масс.ч. диметилформамида, 36 масс.ч. гидроксилсодержащего соединения, 100–120 масс.ч. бората метилфосфита и 15–18 масс.ч. глицидилметакрилата (патент RU 2391362, МПК C08L75/04, C08K3/32, C08K5/053, C08K5/103, C08G18/10, C09D175/04, C09K21/12, 2010).

Недостатком данного способа является сложная технология получения двух полимеров, предусматривающая использование глицидилметакрилата – токсичного реагента и образование структуры взаимопроникающих полимерных сеток, что существенно увеличивает продолжительность процесса получения конечной полиуретановой композиции.

Задачей предлагаемого изобретения является создание термо- и огнестойкой полиуретановой композиции для покрытий, обладающей водо- и маслостойкостью.

Техническим результатом является повышение твердости покрытия из полиуретановой композиции, ее водо- и маслостойкости, при сохранении термо- и огнестойкости.

Представленный технический результат достигается при использовании полиуретановой композиции для покрытий, содержащей форполимер, полученный на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении ОН:NCO-групп, равном 1:2, диметилформамид и модифицирующую добавку, при этом в качестве модифицирующей добавки композиция содержит 28-32 масс.% дисперсию метилфосфита металла, выбранного из ряда алюминий, кальций, магний, никель, в диметилформамиде, при следующем соотношении компонентов композиции, масс.ч.:

Политетраметиленэфиргликоль 770

4,4'-дифенилметандиизоцианат 200

Диаминопропан 29

Метилфосфит металла 29–97

Диметилформамид 460–625

Использование в предлагаемой полиуретановой композиции в качестве модифицирующей добавки дисперсии метилфосфита (МФ) металла, выбранного из ряда алюминий, кальций, магний, никель в диметилформамиде, в количествах, представленных ниже, приводит к увеличению водо- и маслостойкости покрытия, а также позволяет получать полиуретан с высокими значениями твердости и прочности, при этом относительное удлинение соответствует исходному полиуретану.

Равномерное распределение метилфосфита металла в структуре полиуретана и возникновение регулярных центров повышенной плотности обеспечивает высокие значения твердости и прочности при разрыве полиуретанового покрытия, а также повышение термостойкости композиции.

В результате синергетического действия атомов металлов из ряда алюминий, кальций, магний, никель, входящих в состав метилфосфита металла, и атомов фосфора, происходит увеличение огнестойкости покрытия.

Количественное соотношение компонентов в рассматриваемой полиуретановой композиции оптимизировано таким образом, чтобы получить покрытие с заявляемыми свойствами. Уменьшение содержания метилфосфита металла ниже заявленного значения не позволяет увеличить термо- и огнестойкость покрытия, а повышение приводит к ухудшению эластичных свойств полимера ввиду чрезмерного количества центров повышенной плотности в структуре полимера.

Содержание метилфосфита металла в диметилформамиде должно составлять не более 32 масс.%, так как большее его содержание не позволяет получать равновесную тонкую дисперсию метилфосфита металла в растворителе, но и не менее 28 масс.%, так как большее количество диметилформамида в дисперсии приводит к разбавлению полиуретановой композиции и увеличивает время её отверждения.

Характеристика веществ, используемых в композиции:

– Метилфосфит алюминия получен по известной методике (патент RU 2152949, МПК С07F9/142, 2000). Метилфосфиты кальция, магния, никеля получены по аналогичной методике.

– Полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата (ДМИ) торговой марки Суризон или Суризон П 85 по ТУ 113-03-29-84.

– Политетраметиленэфиргликоль (ПТМЭГ) ТУ 6-02-646-81.

– Диаминопропан, регистрационный номер CAS 109-76-2.

– Диметилформамид (ДМФ) ГОСТ 20289-74.

Полиуретановую композицию для покрытий получают следующим образом. В качестве исходного синтезируют форполимер в результате взаимодействия политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении 1:2. Для этого в реактор, прогретый до температуры 60±2°С, загружают политетраметиленэфиргликоль (гидроксильное число 57) и 4,4'- дифенилметандиизоцианат. При перемешивании увеличивают температуру реакционной массы до 70±2°С, процесс продолжают при той же температуре в течение 30 минут. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной массы. Образовавшийся форполимер с молекулярной массой 2500 содержит 3,4 % NCO-групп.

Реактор, содержащий форполимер, охлаждают до 10±2°С и с помощью делительной воронки вносят раствор диаминопропана (ДАП) в диметилформамиде при мольном соотношении форполимер:диаминопропан равном 1:1, таким образом, чтобы весь объем отдозировался в течение 30 минут, при этом температура реакционной массы самопроизвольно повышается до нормальной. Синтез ведут при постоянном перемешивании в инертной среде. Контроль за протеканием реакции осуществляют по нарастанию вязкости реакционной системы и по содержанию NCO-групп.

Метилфосфит металла предварительно диспергируют в среде диметилформамида на шариковой мельнице при нормальных условиях в течение 20 минут при массовом соотношении метилфосфит металла:диметилформамид=1:(2,1-2,6). В реактор, содержащий раствор полиуретана, вводят расчетное количество дисперсии метилфосфита металла в диметилформамиде. Реакционную массу перемешивают с помощью якорной мешалки в течение 20–30 минут.

Готовые полиуретановые композиции наносят на стеклянную поверхность и выдерживают при температуре 20±2 °С в течение 20 ч и при 80±10 °С в течение 2 часов.

В таблице 1 приведен состав полиуретановых композиций.

Таблица 1.

Количество компонентов, масс.ч.
ПТЭМГ ДМИ ДАП МФ металла ДМФ
Al Mg Ca Ni
Пример 1 770 200 29 29 - - - 460
Пример 2 770 200 29 - 29 - - 460
Пример 3 770 200 29 - - 29 - 460
Пример 4 770 200 29 - - - 29 460
Пример 5 770 200 29 49 - - - 510
Пример 6 770 200 29 - 49 - - 510
Пример 7 770 200 29 - - 49 - 510
Пример 8 770 200 29 - - - 49 510
Пример 9 770 200 29 78 - - - 585
Пример 10 770 200 29 - 78 - - 585
Пример 11 770 200 29 - - 78 - 585
Пример 12 770 200 29 - - - 78 585
Пример 13 770 200 29 97 - - - 625
Пример 14 770 200 29 - 97 - - 625
Пример 15 770 200 29 - - 97 - 625
Пример 16 770 200 29 - - - 97 625

Испытания физико-механических показателей полиуретанов проводили после двухнедельной выдержки образцов в нормальных условиях в соответствии с ГОСТ 14236-81. Относительную твердость покрытия на стеклянной пластине определяли по отношению к твердости стекла на маятниковом приборе марки МЭ–3 по ГОСТ 5233–67. Испытания пленки на водо- и маслостойкость определяли по равновесной степени набухания: по массе поглощенной жидкости (воды, или трансформаторного масла), согласно ГОСТ 7516-75. Адгезию определяли методом решетчатых надрезов покрытия на стальной пластинке согласно ГОСТ 15140-78. Термостойкость оценивали по значениям начальной температуры разложения (Тнач.°C), и температуры потери 50% массы (Т50%,°C), определяемых по данным термогравиметрического анализа при скорости нагревания 2°C/мин в соответствии с ГОСТ 29127-91. Исследование огнестойкости образцов проводится в соответствии с методикой, согласно которой горючесть образцов оценивалась по времени горения (тления) и потере массы образцов после воздействия источника открытого пламени по ГОСТ 21207-81.

Результаты исследований представлены в таблице 2.

Из данных таблицы 2 видно, что полученные полиуретановые композиции, характеризуются высокими значениями твердости и прочности при разрыве, которые возрастают с увеличением содержания метилфосфитов металлов в образцах до 54% и 18% соответственно относительно немодифицированного полиуретана. Эластичные свойства полиуретановой композиции при содержание метилфосфита металла не превышающем 78 масс.ч., остаются на высоком уровне соответствующем исходному полимеру. Увеличение степени набухания в воде и в трансформаторном масле с увеличением содержания метилфосфита алюминия и метилфосфита никеля в образцах не превышает 4,2% и 13,3% соответственно и ниже значений немодифицированного образца в два раза. Все изученные образцы характеризуются высокой адгезией покрытия к основе. Кроме того, анализ данных таблицы 2, свидетельствует о повышении термоокислительной устойчивости композиций. Так, температура начала деструктивного течения увеличивается на 36–50°С, а температуры потери массы сдвигаются в область более высоких значений. Содержание в полиуретановой композиции 78 масс.ч. и более метилфосфитов алюминия и никеля позволяет получать самозатухающий полимер с низкой (2 масс.%) потерей массы образца.

Таблица 2

Примеры полиуретановой композиции Физико-механические показатели
Относительная твердость, усл.ед σразр,
МПа
εотн,
%
εост,
%
Равновесная степень набухания, масс.% Адгезия покрытия к основе, балл Тнач,
°С
Температура потери массы,
°С
Время тления, с Потеря массы, %
вода масло 10 % 20 % 50 %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Прототип
(Патент RU 2391362, пример 3)
- 65 840 - - - - - - - 435 3 2,5
Немодифицирован-ный полиуретан 0,44 54 820 8 4,8 20,2 1 190 250 300 330 12 19
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Пример 8
0,56
0,54
0,55
0,58
0,58
0,56
0,58
0,60
54
54
55
55
61
56
56
60
834
830
830
832
840
832
834
846
9
9
9
8
9
9
9
8
2,4
2,5
2,6
2,3
2,4
2,6
2,6
2,3
7,4
7,6
8,2
7,5
7,4
7,8
8,9
7,5
1
1
1
1
1
1
1
1
228
228
226
231
236
230
228
242
274
270
274
280
296
288
292
314
306
308
310
326
324
320
316
332
388
370
364
398
395
376
370
405
6
8
10
6
4
6
7
4
8
9
10
7
3
6
6
3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Пример 9
Пример 10
Пример 11
Пример 12
Пример 13
Пример 14
Пример 15
Пример 16
0,64
0,58
0,60
0,65
0,66
0,60
0,64
0,68
65
58
60
68
60
52
50
62
822
810
815
834
802
804
786
810
9
9
9
8
11
13
15
11
2,4
2,8
3,0
2,4
2,5
3,0
3,6
2,5
7,5
9,2
9,6
7,6
8,3
10,4
11,0
8,5
1
1
1
1
1
1
1
1
244
232
232
248
253
248
246
260
315
308
302
316
328
316
310
328
333
330
325
344
350
342
336
352
428
388
385
435
430
398
388
436
3
5
5
3
2
4
4
2
2
3
4
2
2
3
3
2

Таким образом, покрытия из полиуретановой композиции, содержащей форполимер, полученный на основе политетраметиленэфиргликоля с молекулярной массой 1950 и 4,4'-дифенилметандиизоцианата при мольном соотношении ОН:NCO-групп, равном 1:2, диметилформамид и модифицирующую добавку – 28-32 масс.% дисперсию метилфосфита металла, выбранного из ряда алюминий, кальций, магний, никель, в диметилформамиде, при заявленном соотношении компонентов обладает повышенной твердостью, водо- и маслостойкостью, при сохранении термо- и огнестойкости покрытия.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 362 items.
13.01.2017
№217.015.8863

Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов

Изобретение относится к горному и подземному строительству, в частности к конструкциям туннелей для автодорог, железных дорог и метрополитенов. Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов с защитной обделкой, имеющий поперечное сечение в виде фигуры постоянной ширины. Поперечное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602533
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.9187

Производные 2-(адамант-2-ил)этиламина, обладающие потенциальной противовирусной активностью

Изобретение относится к новым адамантансодержащим аминам нижеуказанной общей формулы, конкретно к 2-(адамант-2-ил)пентан-1-амину и 2-(адамант-2-ил)фенилэтил-1-амину, Новые соединения проявляют антивирусную активность. В общей формуле R=СН, СН. 1 табл., 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605698
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.a63b

Продольная галерея-потерна бетонной плотины

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкциям продольных галерей-потерн бетонных плотин. Продольная галерея-потерна 5 бетонной плотины 1 выполнена в поперечном сечении в виде треугольника Рело. Причем один из углов треугольника Рело направлен в верхнюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608066
Дата охранного документа: 12.01.2017
25.08.2017
№217.015.a9ef

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью. Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью, включает криволинейную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611805
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa09

Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для напорных туннелей гидроэлектростанций с обделкой. Напорный туннель округлой формы для гидроэлектростанций включает выработку 3 с углами и со сводом во вмещающей туннель породе и бетонную обделку 2 с расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611718
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.aa6f

Дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации, а именно к дренажным трубам. Дренажная труба с перфорационными отверстиями 3 в поперечном сечении выполнена в виде треугольника Рело и имеет донную часть 1 и боковые части 2. Один из углов 4 треугольника Рело расположен в верхней сводной части трубы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611803
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aa9d

Кротодренажное устройство

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Устройство включает вертикальный нож, горизонтальный нож с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером с поперечным сечением в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611787
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aaa0

Рабочий орган кротодренажной машины

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Рабочий орган кротодренажной машины включает вертикальный нож 1 с двумя Г-образными крыльями 2 и дренеры 4, прикрепленные к Г-образным крыльям 2 вертикального ножа 1 посредством расположенных сзади него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611800
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.aae8

Осушительная дренажная труба

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для устройства дренажа. Осушительная дренажная труба выполнена с расположенной в ее нижней части лотковой частью и верхней части - водоприемной частью с перфорационными отверстиями. В поперечном сечении осушительная дренажная труба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611717
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab95

Теплозащитный материал

Изобретение относится к теплозащитным материалам на основе этиленпропилендиеновых каучуков, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении. Теплозащитный материал на основе этиленпропилендиенового каучука содержит серу, оксид цинка, стеарин, технический углерод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612304
Дата охранного документа: 06.03.2017
Showing 1-10 of 25 items.
13.01.2017
№217.015.71b4

Способ получения сорбента бихромат-иона

Изобретение относится к области сорбционных технологий. Предложен способ получения сорбента бихромат-иона, состоящего из инертного носителя и активного сорбирующего полимерного слоя из полианилина. Сорбирующий слой получен окислительной полимеризацией анилина на носителе в присутствии соляной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596256
Дата охранного документа: 10.09.2016
26.08.2017
№217.015.e319

Способ получения акрилата хрома (iii)

Изобретение относится к области получения акрилата хрома (III), который используется в качестве пигмента, добавляемого в лаки, краски и термореактивные клеи для придания окраски, для увеличения стойкости покрытий к действию агрессивных сред, и применяется в автомобильной, текстильной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626007
Дата охранного документа: 21.07.2017
10.05.2018
№218.016.3d72

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области биохимии. Предложена композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Композиция по массе включает 46,72 % глауконитсодержащего вещества, 5,00 % содержащего бактериальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648168
Дата охранного документа: 22.03.2018
18.05.2018
№218.016.51e7

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к составам для очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Предложена композиция, включающая глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653135
Дата охранного документа: 07.05.2018
29.05.2018
№218.016.5435

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к составам для очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Предложена композиция, включающая глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654045
Дата охранного документа: 15.05.2018
16.01.2019
№219.016.b03a

Эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука

Изобретение относится к области эластомерных композиций на основе бутадиен-нитрильных каучуков, которые можно использовать в резинотехнических изделиях, обладающих стойкостью к действию нефти и продуктов ее переработки, в отраслях промышленности, где необходима маслобензостойкость и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677211
Дата охранного документа: 15.01.2019
01.03.2019
№219.016.cb76

Способ определения долговечности конструкционных материалов в условиях воздействия агрессивных факторов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к методам испытаний конструкционных материалов. Сущность: образец закрепляют с помощью соединительно-герметизирующего устройства внутри термостатической камеры. Термостатируют образец в термостатической камере, которая разделена соединительно-герметизирующим устройством с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396540
Дата охранного документа: 10.08.2010
20.04.2019
№219.017.3547

Озоностойкая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука

Изобретение относится к эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука, которую можно использовать для изготовления маслобензостойких и озоностойких резинотехнических изделий. Озоностойкая эластомерная композиция на основе бутадиен-нитрильного каучука включает, мас.ч.:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685351
Дата охранного документа: 17.04.2019
24.05.2019
№219.017.5e07

Огнестойкая композиция

Изобретение относится к огнестойким, агрессивостойким, электроизоляционным материалам на основе эпоксидных олигомеров, применяемых в радиоэлектронике и компьютерной технике. Описана композиция на основе эпоксидной диановой смолы, содержащей отвердитель - полиэтиленполиамин и наполнитель, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688622
Дата охранного документа: 21.05.2019
06.07.2019
№219.017.a6dd

Озоностойкая эластомерная композиция на основе бутадиен-стирольного каучука

Изобретение относится к области создания эластомерных композиций на основе бутадиен-стирольного каучука, которые можно использовать для изготовления резинотехнических изделий, обладающих стойкостью к действию износа, в шинной промышленности и других отраслях, где необходима озоностойкость....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693766
Дата охранного документа: 04.07.2019
+ добавить свой РИД