КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2011 года по МПК C09D109/00 C09D175/14 

Описание патента на изобретение RU2434909C1

Изобретение относится к полимерным композициям и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, игровых площадок, спортивных залов, эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий.

Известна композиция для покрытия, включающая олигобутадиендиол, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, оловоорганический катализатор и 2,4,6-три-третбутилфенол, этилсиликат, диатомит, поверхностно-активное вещество и пластификатор [патент РФ 2332435 С1, С09В 175/08 опубл. 2008].

Недостатком композиции является невысокий уровень динамических и физико-механических свойств.

Известна композиция для покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-третбутилфенол и этилсиликат [патент РФ 2190002 С2, кл. 7 C 09 D 109/100, опубл. 2002].

Недостатком композиции является невысокий уровень динамических и физико-механических свойств.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности к достигаемому результату является композиция для покрытий, включающая олигодиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и 2,4,6-трибутилфенол, при этом она в качестве олигодиендиола содержит сополимер бутадиена и изопрена с соотношением мономеров 70:30 мол.м. 4000-5000, содержанием гидроксильных групп 0,75-0,89 мас.% (ПДИ-1К) и дополнительно содержит этилсиликат, при следующем соотношении компонентов:

пластификатор 5-30 минеральный наполнитель 90-150 трехфункциональный низкомолекулярный спирт 1-5 полиизоцианат 12-24 катализатор уретанообразования 0,01-1,00 2,4,6-три-третбутилфенол 0,5-1,5 этилсиликат 0,8-1,6

[патент РФ 2186812 С2, кл. 7 C 09 D 109/00 опубл. 2002].

Покрытие из данной композиции имеет недостаточный комплекс физико-механических свойств, несмотря на дополнительное введение в состав композиции этилсиликата.

Задачей предлагаемого изобретения является получение покрытия с повышенными динамическими и физико-механическими свойствами.

Технический результат - повышение динамических и физико-механических свойств - достигается путем использования композиции, включающей олигобутадиендиол - сополимер бутадиена и изопрена с соотношением мономеров 70:30 мол.м. 4000-5000, содержанием гидроксильных групп 0,7-0,89 мас.%, пластификатор, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол и минеральный наполнитель, который дополнительно содержит многофункциональный наполнитель, представляющий собой смесь химически соосажденных карбоната кальция и гидроксида магния, содержащий:

- массовая доля карбоната кальция, %, не менее 65,0 - массовая доля гидроксида магния, %, не менее 15,0 - массовая доля железа в пересчете на триоксид железа (Fe2O3), %, не более 0,020 - массовая доля хлорида натрия, %, не более 0,150 - массовая доля летучих веществ при 105°С, %, не более 0,3

при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

олигобутадиендиол 100 пластификатор 5-30 трехфункциональный низкомолекулярный спирт 1-5 полиизоцианат 14-24 катализатор уретанообразования 0,01-1,00 2,4,6-три-третбутилфенол 0,5-1,5 минеральный наполнитель 60-90 многофункциональный наполнитель 100-200

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Введение в композицию МФН позволяет получать дополнительное сшивание эластомерной матрицы за счет образования солевых связей, увеличение хемоадсорбционного взаимодействия между олигомером и частицами МФН.

В качестве олигобутадиендиола в композиции используют сополимер бутадиена и изопрена ПДИ-1К (ТУ 38.103342-88) с соотношением мономеров 70:30, молекулярной массой 4000-5000; содержанием гидроксильных групп, мас.% 0,75-0,89.

Минеральными наполнителями служат порошки средней дисперсности, например мел, известь-отсев, каолин, тальк.

В качестве низкомолекулярного трехфункционального спирта в композиции используется глицерин, триэтаноламин или триметилолпропан.

2,4,6-три-третбутилфенол представляет собой кристаллический порошок, хорошо растворимый в углеводородах и имеющий температуру плавления 129-131°С, массовую долю золы не более 0,05%. Этот продукт производится с помощью реакции алкилирования фенола изобутиленом в присутствии катализатора под торговым названием антиоксидант П-23 (ТУ 6-14-26-77).

В качестве полиизоцианата в композиции используются полиметиленполифениленполиизоцианаты, 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.

В качестве пластификатора композиция содержит соединения, используемые в производстве эластомерных материалов на основе диеновых каучуков алкил-(арил)овые эфиры фталевой или фосфорной кислоты, хлорпарафины.

В состав композиции дополнительно включен многофункциональный наполнитель (СТО 00203275-225-2008) следующего состава:

- массовая доля карбоната кальция, %, не менее 65,0 - массовая доля гидроксида магния, %, не менее 15,0 - массовая доля железа в пересчете на триоксид железа (Fe2O3), %, не более 0,020 - массовая доля хлорида натрия, %, не более 0,150 - массовая доля летучих веществ при 105°С, %, не более 0,3 - насыпная плотность, г/см3 0,4-0,9 - маслоемкость, г/100 г продукта, не более 40,

способный сообщить композиту повышение динамических и физико-механических свойств из-за образования дополнительных солевых связей.

В состав композиции могут быть введены добавки, придающие материалу покрытий другие преимущества. В качестве компонента, обеспечивающего снижение расхода композиции на изготовление единицы площади покрытия, используется резиновая крошка.

Для улучшения внешнего вида в композицию могут быть введены пигменты.

Для изготовления композиции используется смесительное оборудование, обеспечивающее получение гомогенной суспензии наполнителей в объеме композиции со степенью перетира твердых частиц не более 100 мкм. Полиизоцианат, оловоорганический катализатор поставляют в комплекте с композицией и добавляют в нее на месте укладки покрытия. Резиновую крошку вмешивают в композицию перед введением отвердителя.

Состав и свойства композиции приведены в таблицах 1 и 2.

Пример 1

В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 50 г ПДИ-1К, 50 г мела, 10 г извести-отсева, 1 г глицерина, 0,1 г катализатора, 0,5 г 2,4,6-три-третбутилфенола и 100 г МФН.

Смешение компонентов проводят в течение 20 минут, после чего в суспензию добавляют еще 50 г сополимера, 5 г пластификатора и продолжают смешивать в течение 10 минут. Затем в смесь добавляют 10 г резиновой крошки, 24 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 минут. Полученную массу заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 20-25°С.

Пример по прототипу готовится аналогичным образом.

Образцы покрытия испытывают по ГОСТ 263-75, ГОСТ 270-75, ГОСТ 6950-73, ГОСТ 2678-88. Динамический модуль упругости и тангенс угла механических потерь определяют методом однократного ударного сжатия на маятниковом эластометре (см. Кувшинский Е.В., Сидорович Е.А., Маятниковый эластометр КС. // Журнал теоретической физики, 1957, т.26, 4, с.878-886. Сидорович Е.А., Кувшинский Е.В. Изучение ударного сжатия резин. // Физика твердого тела, 1961, т.3, 11, с.3487-3494). Испытания на отскок мяча выполняют по DIN 18035, часть 6, путем определения отношения высоты отскока мяча от покрытия по сравнению с бетонным полом.

Аналогичным образом готовятся композиции по примерам 1-10.

Состав и свойства композиций для покрытий приведены в таблицах 1 и 2.

На основании данных таблиц 1 и 2 можно сделать следующие выводы: при введении пластификатора менее 5 мас.ч. ухудшаются технологические свойства композиции, т.е. ее перерабатываемость, снижаются динамические и физико-механические свойства покрытия. Использование большего, чем 30 мас.ч., количества пластификатора приводит к снижению прочностных свойств покрытия.

Содержание трехфункционального низкомолекулярного спирта ниже 1 мас.ч. приводит к снижению динамических свойств покрытия, а при концентрации спирта свыше 5 мас.ч. наблюдается утрата прочностных качеств материала, снижается твердость и утрачивается способность к отверждению.

Использование полиизоцианата в количестве, меньшем, чем 14 мас.ч., приводит к потере прочности композита из-за образования слабосшитой структуры и образованию гелеобразного продукта, а превышение его содержания свыше 24 мас.ч. влечет за собой вспенивание материала при отверждении.

Ввод в композицию катализатора уретанообразования меньше, чем 0,01 мас.ч. приводит к снижению скорости отверждения материала. В свою очередь превышение дозировки катализатора свыше 1,0 мас.ч. влечет сокращение жизнеспособности.

Применение менее 0,5 мас.ч. 2,4,6-три-третбутилфенола снижает стойкость покрытия к атмосферному воздействию, концентрация данного вида фенола свыше 1,5 мас.ч. также интенсифицирует процессы старения.

Таблица 1 Наименование ингредиентов Состав, мас.ч. Прототип пат. 2186812 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Олигобутадиендиол ПДИ-1К 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Минеральный наполнитель - мел 50 - - 75 80 100 - - - 75 - - известь-отсев 10 - - 15 - - - - - 15 - - каолин - 90 - - - - 100 - 90 - 100 - тальк - - 90 - - - - 50 - - - - МФН 100 125 150 175 200 225 80 150 150 150 - Пластификатор 5 10 15 20 30 40 2,5 10 10 15 15 Трехфункциональный низкомолекулярный спирт 1 5 3 4 3 4 0,05 5 6 5 4 Дибутилдилауринат олова - 0,01 0,1 1,0 - 0,005 - - 0,5 1,2 0,01 Октоат олова 0,1 - - - 0,05 - 0,10 0,15 - - - 2,4,6-три-третбутилфенол 0,5 1,0 1,5 1,0 0,5 1,0 0,25 2,0 1,0 1,0 1,0 Полиизоцианат 24 20 16 16 14 16 10 28 20 16 20 Этилсиликат - - - - - - - - - - 1,0 Резиновая крошка 10 - - - 10 - - - - - - Пигмент красный С - 5 - 5 - - - - 5 5 5

Оптимальная концентрация минерального наполнителя лежит в пределах 60-90 мас.ч. Как увеличение, так и снижение дозировок в сравнении с оптимальными приводит к падению эксплуатационных характеристик композиции.

Увеличение количества МФН свыше 200 мас.ч. создает трудности при формировании монолитной однородной структуры образца из-за высокой вязкости.

Выход дозировок МФН в композиции за пределы оптимальных (100-200 мас.ч.) в ту или другую стороны снижает эксплуатационные качества покрытия.

Таким образом, предлагаемая композиция позволяет получать эластичные покрытия с улучшенными динамическими и физико-механическими характеристиками по сравнению с прототипом.

Похожие патенты RU2434909C1

название год авторы номер документа
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Кудашев Сергей Владимирович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Титова Екатерина Николаевна
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Пыльнов Денис Валерьевич
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
RU2434920C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Кудашев Сергей Владимирович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Титова Екатерина Николаевна
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Пыльнов Денис Валерьевич
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
RU2434919C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Кудашев Сергей Владимирович
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Новаков Иван Александрович
RU2451050C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Кудашев Сергей Владимирович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Титова Екатерина Николаевна
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Пыльнов Денис Валерьевич
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
RU2434913C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2007
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Резникова Ольга Александровна
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Посух Юлия Валерьевна
  • Фролова Виктория Ивановна
  • Лымарева Полина Николаевна
RU2332435C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Кудашев Сергей Владимирович
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Новаков Иван Александрович
RU2451048C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2007
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Резникова Ольга Александровна
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Посух Юлия Валерьевна
  • Фролова Виктория Ивановна
  • Лымарева Полина Николаевна
RU2332434C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2006
  • Спирин Виталий Геннадьевич
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Лукьяничев Вадим Вадимович
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Ваниев Марат Абдурахманович
RU2325418C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2009
  • Новаков Иван Александрович
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Пыльнов Денис Валерьевич
  • Украинская Светлана Ивановна
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Лесничук Алексей Владимирович
RU2425855C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СПОРТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 2009
  • Новаков Иван Александрович
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Пыльнов Денис Валерьевич
  • Украинская Светлана Ивановна
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Лесничук Алексей Владимирович
RU2428445C1

Реферат патента 2011 года КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к полимерным композициям и может быть использовано для изготовления покрытий беговых дорожек, игровых площадок, спортивных залов, эластомерных герметизирующих и гидроизоляционных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий. Композиция для покрытий включает олигобутадиендиол, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и 2,4,6-три-третбутилфенол. Минеральный наполнитель дополнительно содержит многофункциональный наполнитель, представляющий собой смесь химически соосажденных карбоната кальция и гидроксида магния. Технический результат - получить покрытия с повышенными динамическими и физико-механическими свойствами. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 434 909 C1

Композиция для покрытий, включающая олигобутадиендиол - сополимер бутадиена и изопрена с соотношением мономеров 70:30 молекулярной массой 4000-5000, содержанием гидроксильных групп 0,7-0,89 мас.%, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и 2,4,6-три-третбутилфенол, отличающаяся тем, что минеральный наполнитель дополнительно содержит многофункциональный наполнитель, представляющий собой смесь химически соосажденных карбоната кальция и гидроксида магния, содержащий:
массовая доля карбоната кальция, % не менее 65,0 массовая доля гидроксида магния, % не менее 15,0 массовая доля железа в пересчете на триоксид железа (Fe2O3), % не более 0,020 массовая доля хлорида натрия, % не более 0,150 массовая доля летучих веществ при 105°С, % не более 0,3


при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
олигобутадиендиол 100 пластификатор 5-30 трехфункциональный низкомолекулярный спирт 1-5 полиизоцианат 14-24 катализатор уретанообразования 0,01-1,00 2,4,6-три-третбутилфенол 0,5-1,5 минеральный наполнитель 60-90 многофункциональный наполнитель 100-200

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2434909C1

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2000
  • Медведев В.П.
  • Огрель А.М.
  • Лукьяничев В.В.
  • Хамидулин М.Г.
RU2186812C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2000
  • Медведев В.П.
  • Огрель А.М.
  • Лукьяничев В.В.
  • Хамидулин М.Г.
RU2190002C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2007
  • Нистратов Андриан Викторович
  • Резникова Ольга Александровна
  • Новаков Иван Александрович
  • Лукасик Владислав Антонович
  • Посух Юлия Валерьевна
  • Фролова Виктория Ивановна
  • Лымарева Полина Николаевна
RU2332435C1

RU 2 434 909 C1

Авторы

Давыдова Вера Николаевна

Ваниев Марат Абдурахманович

Лукасик Владислав Антонович

Сычев Николай Владимирович

Гордон Елена Петровна

Медведев Виктор Прокофьевич

Соловьева Юлия Валерьевна

Словиковская Светлана Сергеевна

Калинина Екатерина Дмитриевна

Даты

2011-11-27Публикация

2010-06-21Подача