Результат интеллектуальной деятельности: Фотополимеризующаяся композиция для ускоренного формирования покрытий защитного назначения

Изобретение относится к промышленности полимеризационных пластмасс, в частности к разработке реакционно-способных фотополимеризующихся композиций, содержащих предварительно растворенный полимер, и может быть использовано для ускоренного формирования из них покрытий с пониженной горючестью.

Известна композиция, включающая эпоксидную смолу на основе тетрабромдифенилолпропана, содержащая большое количество нереакционно-способных растворителей (спирто-ацетоновая смесь). Отверждение осуществляют при нагревании до 120°С, его длительность более 25 минут (патент RU 2335515, МПК C08L 63/00, C08J 5/24, В32В 27/38, опубл. 10.10.2008).

Недостатком композиции является большое количество нереакционно-способных растворителей в составе, длительное отверждение и необходимость использования при отверждении дополнительного нагревания.

Известна композиция, включающая смеси хлор- и бромсодержащих эпоксидных смол различной функциональности с целью получения самозатухающих и негорючих связующих для стеклопластиков. Отверждение осуществляют при нагревании до 160°С, оно продолжается более 55 минут (патент RU 2614701, МПК C08L 63/00, С08К 5/09, С08К 5/5415, опубл. 28.03.2017).

Недостатком композиции является длительное отверждение и необходимость использования при отверждении нагревания.

Наиболее близкой является фотополимеризующаяся композиция, включающая полисульфон, глицидиловый эфир в качестве полимеризационно-способного растворителя, эпоксидную диановую смолу на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина в качестве полимеризационно-способного соединения и гексафторфосфат дифенилйодония в качестве фотоинициатора (патент RU 2592597, МПК C08L 81/06, C08F 291/18, C08F 2/48, опубл. 27.07.2016).

Недостатком композиции является горючесть полученных из нее покрытий, обусловленная горючестью продуктов полимеризации глицидилового эфира крезола и эпоксидной диановой смолы на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина.

Задачей изобретения является разработка фотополимеризующейся композиции для получения защитных покрытий с пониженной горючестью.

Техническим результатом изобретения является получение негорючих покрытий.

Технический результат достигается при использовании фотополимеризующейся композиции для ускоренного формирования покрытий защитного назначения, включающей полимер, реакционно-способный растворитель - производное глицидилового эфира, эпоксидную смолу и гексафторфосфат дифенилйодония в качестве фотоинициатора, при этом композиция содержит в качестве полимера - каучук марки Hydrin С2000, в качестве производного глицидилового эфира - диглицидиловый эфир гомоолигомера эпихлоргидрина Э-181, а в качестве эпоксидной смолы - эпоксидную смолу марки УП-631, при следующем соотношении компонентов, масс. ч.:

Сущность изобретения заключается в использовании растворной композиции, которую можно наносить, используя традиционные методы лакокрасочных технологий, и состав которой обеспечивает ускоренное получение покрытий с пониженной горючестью.

Применение каучука Hydrin С2000 обусловлено его способностью к эластификации получаемого материала, растворимостью в диглицидиловом эфире гомоолигомера эпихлоргидрина и совместимостью получаемых растворов с эпоксидной смолой УП-631.

Применение диглицидилового эфира гомоолигомера эпихлоргидрина Э-181 обусловлено возможностью получения на его основе совместного раствора с каучуком Hydrin С2000, совместимого с эпоксидной смолой УП-631.

Диглицидиловый эфир гомоолигомера эпихлоргидрина Э-181 способен к образованию высокомолекулярных продуктов полимеризации, за счет имеющихся двух глицидиловых групп.

Эпоксидная смола УП-631, используемая в заявляемой композиции, способствует ускорению процесса фотополимеризации.

Заявляемая композиция представляет собой одноупаковочный, стабильный при условии хранения в темноте состав, способный при УФ-облучении к формированию адгезионно связанного с субстратом полимерного покрытия за 15 минут.

Заявляемая композиция не содержит летучих компонентов, покрытие на ее основе превосходит аналоги по скорости формирования, а по сравнению с прототипом является более негорючим.

Указанное содержание каучука Hydrin С2000 обусловлено тем, что при содержании каучука менее 10% получаемые материалы характеризуются повышенной хрупкостью. При содержании каучука более 10% композиция наносится методами лакокрасочных технологий с трудом. Таким образом, заграничные концентрации снижают технологичность композиции и препятствуют ее практическому применению.

Содержание эпоксидной смолы УП-631 менее 100% не позволяет достичь требуемого уровня сопротивления воздействию пламени (кислородного индекса), а превышение 200% приводит к росту вязкости, приводящему к утере композицией технологичности.

Количественное содержание фотоинициатора обеспечивает получение бездефектного покрытия за время, не превышающее 15 минут. При снижении концентрации инициатора относительно указанного процесс полимеризации медленен, а получаемый материал характеризуется поверхностной липкостью. Превышение рекомендуемых концентраций приводит к получению материалов с поверхностными дефектами, вследствие слишком быстрой полимеризации в поверхностных слоях и неравномерно развивающихся усадочных процессах.

Рецептуры предлагаемых композиций, а также композиция по прототипу приведены в таблице 1.

Свойства исходных композиций и продуктов фотополимеризации приведены в таблице 2.

Из данных, приведенных в таблице 2, видно, что при условии применения композиций в соответствии с предлагаемыми рецептурами, обеспечивается получение покрытий, превосходящих прототип по характеристике сопротивления горению (кислородному индексу).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

К 10 г каучука Hydrin С2000 и добавляют 90 г диглицидилового гомоолигомера эпихлоргидрина эфира Э-181. При нагревании до 60°С и периодическом перемешивании получают однородный раствор, в который добавляют 100 г эпоксидной смолы УП-631 и 3 г фотоинициатора гексафторфосфата дифенилйодония. Композицию дополнительно перемешивают.

Смесь свободнолитьевым методом наносят в толщине 0,4-0,6 мм на взвешенную силиконовую или фторопластовую подложку и подвергают облучению под действием полного спектра источника УФ-света типа ДРТ-400 с расстояния 25 см (энергетическая освещенность поверхности составляет 40 Вт/м²) в течение 15 минут. Затем подложку вместе с составом вновь взвешивают на аналитических весах и по разности масс определяют количество (долю) улетучившейся компоненты.

Далее, с целью наращивания толщины до 1-1,2 мм, наносят еще один слой (для получения и тестирования образцов в соответствии с ГОСТ 28157-89 (Пластмассы. Методы определения стойкости к горению)).

Аналогичным образом получают образцы с толщиной 3 мм для определения кислородного индекса по ГОСТ 21793-76 (Пластмассы. Метод определения кислородного индекса).

Композиции по примерам 2 и 3 готовят аналогично, используя соотношения из таблицы 1.

Таким образом, фотополимеризующаяся композиция для ускоренного формирования покрытий защитного назначения, включающая полимер - каучук марки Hydrin С2000, реакционно-способный растворитель - диглицидиловый эфир гомоолигомера эпихлоргидрина Э-181, эпоксидную смолу марки УП-631 и гексафторфосфат дифенилйодония в качестве фотоинициатора, при заявленном соотношении компонентов, обеспечивает получение негорючих покрытий.