КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ Российский патент 2005 года по МПК C08L63/02 C09D163/02 

Изобретение относится к технологии получения лакокрасочных материалов, созданию новых структур для повышения свойств покрытий для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов.

В силу экологической опасности полиуретановые материалы (использование изоцианатов), а также их невысокой химстойкости, водостойкости, высокой пористости, а также высокой стоимости они становятся менее популярными на рынке строительных материалов.

Разработан целый ряд новых соединений олигоциклокарбонатов, реакционно-активный класс соединений олигомеров под торговыми марками Лапролат 803, Лапролат 301, Лапроксид 503М и другие.

Лапролаты представляют собой продукты карбонизации эпоксидных производных полиоксипропиленов (лапролов) и имеют концевые циклокарбонатные группы. Лапролаты отверждаются по реакции уретанообразования циклокарбонат-амин с первичными алифатическими или циклоалифатическими аминами, образуя гидроксиуретановую структуру.

Лапролаты широко используются для модификации существующих полимеров.

Известно использование эпоксидных смол с лапролатами в композиции, отверждаемой аминами (SU 1754748, 1992).

Известны эпоксициклокарбонатные смолы - продукты частичной карбонизации эпоксидной смолы с переходом части эпоксидных групп в циклокарбонатные (SU 1353792, 1987).

Но главной заслугой циклокарбонатов является использование их в качестве основного компонента пленкообразующего для получения безизоцианатных полиуретанов, сочетающих хорошие прочностные свойства с высокой эластичностью.

Известна полимерная композиция для отделки материалов на водной основе, включающая эпоксидную смолу - 5-42%, отвердитель - продукт взаимодействия олигоэфиров с концевыми эпоксидными или циклокарбонатными группами с диаминами, с М.М.500-1000, содержащий 1-3% аминогрупп 5-50%, эмульгатора - 0,1-3,0%, вода - остальное.

В примере №4 описан пример для приготовления композиции для использования в качестве наливных полов. Композиция имеет следующие физико-механические показатели: прочность на сжатие 40 МПа, прочность на растяжение - 20 МПа, удельная ударная вязкость 30 кгс·см/см², относительное удлинение при разрыве 45%. (Ru 2054440, 1992 г.)

Наиболее близким техническим решением является органно-растворимая эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид 503 М), трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола (лапролат 803), аминофенольный отвердитель, ацетон, олигомер трифторхлорэтилена и минеральный наполнитель (Su 1754748, 92).

В патенте приведены высокие показатели покрытий по удельной ударной вязкости, химстойкости покрытия, жизнеспособность состава 30-50 мин, истираемость 2,9 мм³/м.

Целью заявляемого изобретения является повышение твердости и износостойкости покрытия.

Техническая задача решается тем, что в композиции для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающей эпоксидную диановую смолу, трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола - лапролат 803, разбавитель, в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис(диметиламинометил)фенола в виде аддукта с лапролатом 803, в качестве разбавителя - смесь дпоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров - ЭДОС при следующем содержании компонентов, мас.%:

Эпоксидная смола диановая55,0-63,0Трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола- 6,5-10,5Изофорондиамин- 13,0-20,3Метаксилилендиамин- 7,0-9,0

или

Диэтилентриамин- 5,0-6,0

или

Триэтилентетрамин- 5,5- 6,5Трис (диметиламинометил) фенол- 2,0-2,7Разбавитель- остальное

Аминный отвердитель композиции - аддукт лапролата с аминами - получают путем нагревания всех компонентов при температуре 60-65°С в течение 2-3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп.

Аддукт характеризуется:

Вязкость при 25°С, сП - 1200-1350;

Цвет - светло-желтый;

М.М-900-1200.

Приводим пример получения аддукта: в реактор с обогревом мешалкой загружают 8,4 кг лапролата-803, 15,0 кг изофорондиамина, 7,01 кг метаксилилендиамина и 2,6 кг ускорителя К-54, смесь нагревают до 60-65°С в течение 3 ч до полной конверсии циклокарбонатных групп. Конверсию циклокарбонатных групп определяют методом ИК-спектроскопии по исчезновению линии, характеризующей циклокарбонатную группу, т.е. С=O.

Характеристику аддукта, содержание в нем аминных групп определяет Н-эквивалентный вес, который для него составляет 115-120.

В качестве эпоксидных смол используют: ЭД-20, ЭД-22 ГОСТ 10587, DER-330, DER-331, DER-324 фирмы «Dow Chemical Company»;

Лапролат 803 - ТУ 6-05-221-995-88, характеризуется:

Массовая доля циклокарбонатных групп, % - 21,0-31,0;

Массовая доля эпоксидных групп, % - 2,5;

Вязкость динамическая при 25°С, МПа·с - 3500-7500;

Метаксилилендиамин - МХДА

Вязкость 20°C - 6,8 сП, MM-13 6,1, фирма «Mitsubishi Gas Chemical Company».

Трис(диметиламинометил)фенол К-54 используется в качестве ускорителя реакции, фирма «Air Products»;

Плотность кг/л - 0,971;

Аминное число - 600мг НС1 /г;

Вязкость, 25°С, сП - 180-380.

В качестве изофорондиамина используют Epicure 205, фирма «Resolution Performance Products».

Ancamine 1618 фирмы «Air Products».

Диэтилентриамин, триэтилентетрамин.

ЭДОС - разбавитель - пластификатор ТУ 2493-003/3004749-93 - смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров с добавкой стабилизатора, например ионола. Характеристика: цвет - прозрачный, темно-коричневый; плотность 20°С - 1,08-0,03; число омыления 15 мг КОН/г; кислотное число - 0,3 мг КОН/г. Предлагаемая композиция состоит из 2-х компонентов: А - эпоксидная смола с разбавителем, Б - аддукт лапролата с аминами.

В табл.1 приведены рецептуры эпоксидных композиций, в табл.2 - свойства покрытий на их основе.

Благодаря присутствию в полимере эпоксидно-аминных и гидроксиуретановых фрагментов получаемые пленки сочетают достоинства обоих классов полимеров.

Рецептуры композиций, мас.%.

Таблица 1Наименование компонентов№1№2№3№4№5№6Прототип        Эпоксидная смола       ЭД-20 (диановая)6363  5555 ЭД-22 (диановая)  6060  23Разбавитель ЭДОС7,57,57,07,06,06,0 Аддукт на основе лапролата и аминовЛапролат 8036,56,58,48,410,510,511,45Изофорондиамин 16,015,015,013,020,319,3 МХДА--7,09,0-- Диэтилентриамин5,06,0 --- Триэтилентетрамин-  -5,56,5 К-54 (ускоритель)2,02,02,62,62,72,7 Компоненты прототипаЛапроксид 503 М      11,45Аминофенольный отвердитель      17,3Минеральный наполнитель      34,5Ацетон      1,29Олигомер-трифторхлорэтилен      0,92

Свойства композиций и покрытий на их основе.

Таблица 2Наименование показателей№1№2№3№4№5№6ПрототипВремя желатинизации смеси, мин52525757606040Вязкость смеси, МПа·с (20°С)1700170018501850210021001950Прочность при разрыве, Н/нм²48484545404031Относительное удлинение при разрыве, %7,87,87,37,39,010,09,6Твердость по Шору, Д, усл.ед.70707878757550Водопоглощение через 24 часа (привес),%0,70,951,01,00,90,90,5Кислотостойкость к Н₂SO₄ 20% (привес), через 96 час, %, 25°С1,791,71,81,81,71,71,8Стойкость к истиранию, 1000 циклов, колесо CS-170,030,060,060,060,050,050,4Удельная ударная вязкость, кДж/м²37354031413655Прочность при растяжении, МПа403533,530403730

Изобретение относится к способу получения композиции для покрытия на основе модифицированной эпоксидной смолы для защиты строительных конструкций, например, в составах для наливных полов. Композиция содержит следующее соотношение компонентов в мас.%: 55,0-63,0 эпоксидной диановой смолы, аминный отвердитель - смесь 13,0-20,3 изофорондиамина и одного из аминов, выбранных из 7,0-9,0 метаксилилендиамина, или 5,0-6,0 диэтилентриамина, или 5,5-6,5 триэтилентетрамина и 2,0-2,7 трис(диметиламинометил)фенола в виде аддукта с 6,5-10,5 лапролата-803, остальное - разбавитель - смесь диоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров - ЭДОС. Лапролата-803 представляет собой трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола. Изобретение позволяет повысить твердость и износостойкость покрытия. 2 табл.

Композиция для покрытия на основе модифицированной эпоксидной диановой смолы, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, лапролат-803 - трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола, разбавитель, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя используют смесь изофорондиамина и одного амина, выбранного из метаксилилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина и ускорителя трис (диметиламинометил) фенола в виде аддукта с лапролатом-803, в качестве разбавителя - смесь диоксановых спиртов и их высокомолекулярных эфиров-ЭДОС, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола55,0-63,0Трициклокарбонатпропиловый эфир полиоксипропилентриола6,5-10,5Изофорондиамин13,0-20,3Метаксилилендиамин7,0-9,0или Диэтилентриамин5,0-6,0или Триэтилентетрамин5,5-6,5Трис (диметиламинометил) фенол2,0-2,7РазбавительОстальное