ОДНОУПАКОВОЧНЫЙ ЛАКОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 2005 года по МПК C09D175/04 

Настоящее изобретение относится к химической промышленности, в частности к лакокрасочной промышленности, и касается получения полиуретановых покрытий, предназначенных для нанесения на различные поверхности (металл, дерево и т.д.).

Известна полиуретановая композиция для получения защитных покрытий, содержащая полиуретановое связующее, полученное из гидроксилсодержащих компонентов и диизоцианата, при этом в качестве гидроксилсодержащего компонента в ней используют моноэтаноламин и/или диэтаноламин (аминоспирты); в качестве изоцианатного компонента используют толуилендиизоцианат (SU 97812, 04.10.51).

Лаковую композицию готовят последовательным получением эфира путем этерификации смеси аминоспирта, например диэтаноламина и глицерина адипиновой кислотой при 180-200°С и совместным растворением полученного эфира, выполняющего роль гидроксилсодержащего компонента, и толуилендиизоцианата в циклогексаноне при соотношении эфира и диизоцианата 2:1 соответственно. Полученный лак образует равномерные покрытия с высоким глянцем. Данный лак, однако, имеет невысокую жизнеспособность, т.к. входящий в его состав диизоцианат имеет большую реакционную способность по отношению к гидроксилсодержащему соединению (эфиру). При нагреве таких систем, например до 160-180°С происходит деблокирование изоцианатных групп, которые, вступая во взаимодействие с гидроксилсодержащим полиэфиром, образуют полиуретан сетчатой структуры.

Традиционно в качестве гидроксилсодержащего компонента при получении таких лаков широко используют простые полиэфиры (продукты взаимодействия многоатомных спиртов с окисями олефинов), сложные полиэфиры, например продукты взаимодействия фталевого ангидрида и дикарбоновой кислоты с гликолями и многоатомными спиртами. А для повышения скорости отверждения к однокомпонентным лакам (полиуретанам), отверждаемым влагой воздуха, добавляют катализатор, такие системы относятся к двухкомпонентным системам. Отверждаемые влагой воздуха полиуретаны получают, например, взаимодействием простых гидроксилсодержащих полиэфиров в избытке полиизоцианата и они представляют собой форполимеры со свободными изоцианатными группами.

Известна композиция для покрытия полов, включающая форполимер уретановый на основе 2,4-толуилендиизоцианата и переэтерифицированного триэтаноламином касторового масла, органический растворитель, минеральный пигмент и талюм (технические алюминаты кальция) (SU 1235887, 07.06.86). Известная композиция образует покрытия с повышенной износостойкостью, но предназначена только для покрытия полов.

Для получения полиуретановых лакокрасочных материалов, а также полиуретанов вообще как основы получения многочисленных материалов различного назначения широко используют в качестве гироксилсодержащего компонента различные алкиды, получая таким образом уралкидные смолы. В качестве алкидов используют продукты переэтерификации масел многоатомным спиртом в среде уайт-спирита или ксилола с дополнительной обработкой продукта алкоголиза дикарбоновой кислотой или ее ангидридом. Далее такой гиросилсодержащий алкид обрабатывают толуилендиизоцианатом, а для обеспечения стабильности уралкида вводят 1-3 мас.% обрывателя цепи (спирты, амины). (См. справочное пособие под ред. М.М.Гольдберга “Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов” - М., Химия, 1978, с.164-165).

В качестве растительных масел при получении таких уралкидов используют обычно высыхающие, полувысыхающие масла и их смеси, например льняное масло, касторовое дегидратированное.

Так, известен в качестве гидросилсодержащего компонента продукт взаимодействия таллового масла и триэтаноламина при 150-170°С в присутствии гидроокиси калия (SU 1650682, 23.05.91). Полученный целевой продукт с гидроксильным числом 100-950 мг КОН/г. Использование в качестве гидроксилсодержащего компонента данного продукта позволяет придать ему одновременно свойства катализатора уретанообразования и тримеризации.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является известный двухкомпонентный лак, представляющий собой раствор в толуоле продуктов взаимодействия переэтерифицированного триэтаноламином касторового масла с избытком толуилендиизоцианата (см. также Справочное пособие под ред. М.М.Гольдберга, с.167).

Полученный лак отверждается на воздухе при 18-22°С и относительной влажности 5-85% без добавления катализатора и образует покрытия с хорошими физико-механическими и защитными свойствами, но при его получении толуилендиизоцианат берут в избытке, что делает продукт более токсичным и неоднородным. Кроме того, покрытия не обладают необходимой твердостью и светостойкостью и предназначены для получения покрытий в основном древесины и бетонных покрытий.

Технической задачей настоящего изобретения является получение двухкомпонентного лака с повышенной светостойкостью, водостойкостью, твердостью, а также возможность использования его для антикоррозионных покрытий металлоизделий.

Поставленная техническая задача достигается тем, что двухкомпонентный лаковый состав для покрытий, включающий раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, содержит в качестве гидроксилсодержащего компонента олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина, с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г, при соотношении олигоэфира и полиизоцианата 1:1.

При получении олигоэфира используют, например, талловое масло 70-80 мас.% и 20-30 мас.% триэтаноламина.

Полученный олигоэфир может дополнительно содержать 0,02-0,03 мас.% полидиметилсилоксана, например марки ПМС-200, в расчете на олигоэфир.

Двухкомпонентный лаковый состав по изобретению получают следующим образом.

Сначала получают гироксилсодержащий компонент - олигоэфир путем взаимодействия расплава таллового масла и триэтаноламина при соотношении их 70-80 мас.% и 20-30 мас.% соответственно. Процесс проводят при 170-200°С, процесс контролируют до получения продукта (олигоэфира) с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г. Далее полученный олигоэфир растворяют в толуоле.

При приготовлении раствора олигоэфира или в процессе его получения (олигоэфира) в него при необходимости добавляют модификатор полидиметилсилоксан, например марки ПМС-200, что способствует улучшению конечных свойств олигоэфира.

Далее в полученный раствор олигоэфира вводят раствор в толуоле полиизоцианата (полизоцианатного компонента). Полученный лак отврждается на воздухе при 18-22°С и относительной влажности 65-85% без добавления катализатора, т.к. олигоэфир одновременно выполняет функцию катализатора уретанообразования. Полученный лак при нанесении его на защищаемую (обрабатываемую) поверхность (дерево, бетон, металл) имеет продолжительность высыхания при 18-22°С не более 30 мин (от пыли) и не более 24 часов (полное высыхание).

В качестве полиизоцианатного компонента лак по изобретению содержит различные полиизоцианаты, такие как 2,4,-2,6-толуилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, полиизоцианатбиурет.

При приготовлении лака по изобретению готовят раствор олигоэфира в толуоле, например 50% концентрации, раствор полиизоцианата в толуоле, например 50% концентрации.

Концентрация растворов олигоэфира в толуоле и раствора полиизоцианата в толуоле определяется в основном методом нанесения лака, видом подложки.

В нижеследующей таблице представлены примеры лака по изобретению и его основные свойства.

ТаблицаНаименование компонентов, свойстваСоотношения компонентов по примерам, 1, 2, 31231. Раствор олигоэфира в толуоле (50% концентрации)   - олигоэфир с кислотным числом 5 мг КОН/г, гидроксильным числом 130 мг КОН/г, вязкостью 8000 мПа·с (на основе 80 маc.% таллового масла и 20 маc.% триэтаноламина):4,5--- олигоэфир с кислотным числом 3 мг КОН/г, гироксильным числом 138 мг КОН/г и вязкостью 10000 мПа·с (продукт взаимодействия 70 маc.% таллового масла и 30 мас.% триэтаноламина);-5,0-- олигоэфир с кислотным числом 5 мг КОН/г, гидроксильным числом 125 мг КОН/г, вязкостью 6000 мПа·с, с добавкой полидиметилсилоксана ПМС-200 в количестве 0,25 маc.% в расчете на олигоэфир--10,02. Раствор толуилендиизоцианата в толуоле (50% концентрации)4,55,010,0Свойства лака:   Время высыхания,   - от пыли (мин)202530- полное высыхание (до степени 3, при 18-22°С и влажности воздуха 80%), ч242424Твердость0,70,80,8Водопоглощение через 24 час, кг/м²0,0180,010,008(водостойкость)   эластичность, мм (по ШГ-1)111адгезия, баллы (металл, дерево)111светостойкость, 24 чсветостоексветостоексветостоекстойкость к NaCl, ч363052атмосферостойкость, ч120100130износостойкость (истираемость),мм² /см²0,60,50,4

Таким образом, как видно из представленной таблицы, полученный по изобретению лак обеспечивает получение лаковых покрытий на различных поверхностях с повышенной светостойкостью, твердостью, водостойкостью и коррозионной стойкостью, а также получатся по несложной технологии, не требующей специального сложного оборудования.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к лакокрасочной промышленности, и касается получения полиуретановых покрытий, предназначенных для нанесения на различные поверхности (металл, дерево и т.д.). Состав содержит раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, в качестве гидроксилсодержащего компонента олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина, с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом 125-138 мг КОН/г, при соотношении олигоэфира и полиизоцианата 1:1. Технической задачей изобретения является получение двухкомпонентного лака с повышенной светостойкостью, водостойкостью, твердостью, а также возможность использования его для антикоррозионных покрытий металлоизделий. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия, включающий раствор в толуоле гидроксилсодержащего компонента и раствор в толуоле полиизоцианата, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего компонента он содержит олигоэфир - продукт взаимодействия в расплаве при 170-200°С таллового масла и триэтаноламина с вязкостью не более 10000 мПа·с, кислотным числом не более 5,0 мг КОН/г и гидроксильным числом не более 125-138 мг КОН/г, при этом соотношение олигоэфира и полиизоцианата составляет 1:1.2. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия по п.1, отличающийся тем, что олигоэфир содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: талловое масло 70-80, триэтаноламин 20-30.3. Одноупаковочный лаковый состав для покрытия по пп.1 и 2, отличающийся тем, что олигоэфир дополнительно содержит полидиметилсилоксан (ПМС-200) в количестве 0,02-0,03 мас.% в расчете на олигоэфир, введенный в готовый олигоэфир или на стадии его получения.