КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2012 года по МПК C09D109/00 C09D175/14 

Описание патента на изобретение RU2470970C1

Изобретение относится к каучуковым покрытиям на основе жидких углеводородных каучуков, предназначенным для устройства покрытий преимущественно для спортивных площадок, полов, кровельных и изоляционных покрытий в строительстве.

Известна композиция для покрытий, включающая сополимеры бутадиена и пиперилена с молекулярной массой 1200-3200 и 500-1200, глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования и резиновую крошку (патент РФ 1229214, МКИ С09D 3/72, 1984). Недостатком покрытия из данной композиции являются низкие динамические и упругогистерезисные свойства.

Известна композиция для покрытий, включающая низкомолекулярный бутадиенпипериленовый каучук молекулярной массой 1200-3200, глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, гидроксилированную резиновую крошку и оксид кальция (патент РФ 2024564, МПК С09D 109/00, 1994).

Недостатком такой композиции являются низкие динамические и упругогистерезисные свойства из-за широкого молекулярно-массового распределения и низкой функциональности бутадиенпипериленового каучука.

Известна композиция для покрытий, включающая бутадиенпипериленовый каучук, глицерин, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, оксид кальция, мел, противостаритель - продукт полимеризации отхода производства изопрена - стадии разложения 4,4 диметилдиоксана-1,3 (патент РФ 1775447, МПК С09D 109/00, 1990).

Недостатком данной композиции являются низкие динамические и упругогистерезисные свойства.

Известна композиция для покрытий, включающая сополимер бутадиена с изопреном с соотношением мономеров 70:30, молекулярной массой 4000-5000, содержанием гидроксильных групп 0,75-0,89 мас.%, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный низкомолекулярный спирт, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, 2,4,6-три-третбутилфенол и этилсиликат (патент РФ 2186812, МПК С09D 109/00, 2000).

Покрытие из данной композиции имеет низкие динамические и упругогистерезисные свойства.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности является композиция для покрытия (патент РФ 2266935, МПК С09D 109/00, С09D 175/14, 27.12.2005), включающая низкомолекулярный каучук, полиизоцианат, катализатор уретанообразования в качестве низкомолекулярного каучука содержит гидроксилсодержащий сополимер изопрена с бутадиеном с соотношением мономеров 20:80, средней молекулярной массой 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.% (ПДИ-1К), и композиция дополнительно содержит отходы производства поликапроамида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сополимер изопрена и бутадиена (ПДИ-1К) 100 Полиизоцианат 10-36 Отходы производства поликапроамида 0,5-40 Катализатор уретанообразования 0,001-3,0

Композиция дополнительно содержит компоненты влагопоглощения, наполнитель, пластификатор, растворитель, низкомолекулярный спирт, противостаритель, пигмент, поверхностно-активное вещество.

Покрытие из данной композиции имеет недостаточную прочность и деформацию вследствие низкого уровня динамических и упругогистерезисных свойств. Это вызвано дефектностью трехмерной структуры сетки, образующейся при отверждении. Поэтому сформированная при отверждении каучука полимерная сетка имеет значительное количество дефектов в виде свободных концов, не воспринимающих нагрузку при ударных воздействиях. Кроме того, слабое адгезионное взаимодействие на границе раздела полимер-минеральный наполнитель не позволяет получать покрытия с требуемой прочностью.

Технический результат - повышение динамических и физико-механических свойств покрытия.

Технический результат достигается тем, что композиция для покрытий, на основе низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука, включающая полиизоцианат, катализатор уретанообразования - дибутилдилаурат олова, глицерин, отличается тем, что в качестве каучука используют продукт сополимеризации низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука ПДИ-1К с жидкими продуктами пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания от 130-190°С при их массовом соотношении 1:(0,3:1) полученные в растворе толуоле, в присутствии инициатора - α,α'-диоксибензилпероксида, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Указанный модифицированный каучук 100 Полиизоцианат 12-24 Дибутилдилаурат олова 0,001-0,1 Глицерин 1-5

Способ получения модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука осуществляют следующим способом: гидроксилсодержащий низкомолекулярный бутадиеновый каучук ПДИ-1К (сополимер изопрена с бутадиеном с соотношением мономеров 20:80, молекулярная масса 3000-3500, содержанием гидроксильных групп 0,7-1,1 мас.%) растворяют в ароматическом углеводороде - толуоле в соотношении каучук:толуол 1:1 и смешивают с жидкими продуктами пиролиза (ЖПП) в соотношении: 1:(0,33:1) соответственно. После смесь ЖПП и раствора гидроксилсодержащего низкомолекулярного бутадиенового каучука в толуоле нагревают на глицериновой бане до 110-130°С в течение 1,5-2 часов. Для выделения модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука непрореагировавшие углеводороды отгоняют под вакуумом 25-30 мм рт. ст. при температуре 130°С. Состав ЖПП прямогонных бензинов с пределами выкипания 130-190°С представлен в табл.1 (Бондалетов О.В. Сополимеризация жидких продуктов пиролиза и акриловых мономеров. /Бондалетов О.В., Л.И.Бондалетова, И.В.Тюменцева, В.Г.Бондалетов, В.М.Сутягин./ Ползуновский вестник 2009, №3, с.24-28].

В качестве полиизоционата в композиции используется полиметилен - полифенилизоционаты на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата (ТУ-6-03-375-75, 113-03-38-106-90, 113-03-603-86, 2224-152-04691277-96).

В качестве катализатора уретанообразования применяется дибутилдилаурат олова (ТУ 6-02-818-73).

Таблица 1 Состав ЖПП прямогонных бензинов с пределами выкипания 130-190°С Компоненты Состав ЖПП, % Циклопентадиен 4,3 Бензол 3,0 Толуол 8,8 Этилбензол 5,7 Ксилол 23,7 Стирол 16,6 Метил-этил-бензол 6,8 α-Метил-стирол 3,0 Дициклопентадиен 20,1 Инден 3,2 Производные индена 2,3 Димер метил-циклопентадиена 1,7 Неидентифицированные углеводороды 0,8 В т.ч. непредельные углеводороды 51.2

Пример получения модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука.

В реактор загружают 20 г гидроксилсодержащего низкомолекулярного бутадиен-изопренового каучука и растворяют его в 20 г толуола, получают однородную смесь, в которую дозируют 20 г ЖПП и 0,4 г α,α'-диоксибензилпероксида (0,67% мас.). Нагревают в глицериновой бане до 110-130°С в течение 2 часов. Проводят отгонку непрореагировавших углеводородов и растворителя толуола под вакуумом 25-30 мм рт. ст. Выход модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука около 100%.

Для изготовления композиции используют смесительное оборудование, обеспечивающее гомогенизацию полиизоцианата и катализатора в каучуке. Степень перетира твердых частиц не должна превышать 100 мкм. При промышленном использовании композиции полиизоцианат поставляют в комплекте с композицией и вводят в нее непосредственно перед нанесением покрытия.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 300 г модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука, 72 г полиизоцианата (4,4'-дифенилметандиизоцианат), 0,3 г катализатора уретанообразования (дибутилдилаурата олова), 15 г глицерина, смесь перемешивают 10 минут. Полученную массу наливают на формы и выдерживают при температуре не ниже 20°С в течение 3-5 суток. Состав композиции соответствует примеру 1 в таблице 2.

Аналогичным образом готовятся другие композиции по прототипу, составы которых приведены в таблице 2.

Испытания материала покрытия проводят по ГОСТ 263-93, ГОСТ 270-75.

Свойства полученных образцов покрытий приведены в таблице 3.

Из данных таблицы 3 видно, что применение модифицированного низкомолекулярного гидроксилсодержашего бутадиен-изопренового каучука в комплексе с полиизоцианатом, глицерином и катализатором уретанообразования (дибутилдилауратом олова) обеспечивает получение покрытия с более высокой прочностью и деформацией, чем у прототипа. Покрытия из составов 6-7 имеют худшие показатели свойств, что связано с отклонением содержания компонентов композиции от оптимальных.

Таблица 2 Наименование компонентов Состав, мас.ч. Прототип пат. РФ 2266935 1 2 3 4 5 6 7 1. Низкомолекулярный гидроксилсодержащий бутадиен-изопреновый каучук: ПДИ-1К 100 2. Модифицированный низкомолекулярный гидроксилсодержащий бутадиен-изопреновый каучук ПДИ-1К (с масс. соотношением каучук - жидкие продукты пиролиза) 100 (1:0.1) 100 (1:0.3) 100 (1:0,6) 100 (1:0.6) 100 (1:1) 100 (1:1.5) 100 (1:2) - 3. Низкомолекулярный спирт: глицерин 5 4 3 1 4 0,8 7 1 4. Полиизоцианат: 4.4'-дифенилметандиизоцианат 24 22 19 12 20 8 25 20 5. Катализатор уретанообразования: дибутилдилаурат олова 0.1 0.01 0.1 0.01 0.01 0,2 0.0001 0.5 6. Отход производства поликапроамида 35

Применение низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука с масс. соотношением каучук - жидкие продукты пиролиза более 1:1 в композиции приводит к резкому снижению физико-механических свойств, менее 1:0,3 - не оказывает влияния на свойства композиции.

Введение катализатора уретанообразования менее 0,001 мас.ч. нецелесообразно ввиду продолжительного времени отверждения композиции для покрытий. Увеличение более 0,1 мас.ч. снижает время жизнеспособности композиции.

Уменьшение количества полиизоцианата менее 12 мас.ч. приводит к образованию слабосшитой структуры и образованию гелеобразного продукта. Увеличение свыше 24 мас.ч. нецелесообразно из-за склонности к вспениванию при отверждении.

Таблица 3 Наименование показателей Свойства Прототип пат. РФ 2266935 1 2 3 4 5 6 7 1. Твердость по Шору А, у.е. 58 70 72 70 72 56 53 56 2. Условная прочность, кг/см2 13 20 25 27 20 14 10 12 3. Относительное удлинение при разрыве, % 75 150 168 180 182 55 70 60 4. Эластичность по отскоку, % 40 42 55 53 45 42 33 42

Таким образом, заявленная композиция для покрытий обладает повышенными динамическими и физико-механическими свойствами.

Похожие патенты RU2470970C1

название год авторы номер документа
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2011
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Марышева Мария Александровна
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Ганицев Максим Петрович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Желтобрюхов Владимир Федорович
  • Марышев Антон Юрьевич
RU2470972C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2014
  • Новаков Иван Александрович
  • Потапов Евгений Эдуардович
  • Бобров Анатолий Павлович
  • Смаль Виктор Александрович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Гугина Светлана Юрьевна
  • Гущина Екатерина Андреевна
RU2558890C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2010
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Марышева Мария Александровна
  • Желтобрюхов Владимир Федорович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Марышев Антон Юрьевич
RU2444551C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НЕФТЕПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ 2011
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Ганицев Максим Петрович
  • Рахимова Надежда Александровна
  • Марышева Мария Александровна
  • Желтобрюхов Владимир Федорович
RU2454434C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2012
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Ганицев Максим Петрович
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Тихомиров Валерий Павлович
RU2493187C1
ГИДРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КРОВЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Медведев Василий Прокофьевич
RU2278133C2
КАУЧУКОВОЕ ПОКРЫТИЕ 2003
  • Медведев Василий Прокофьевич
RU2268279C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2000
  • Медведев В.П.
  • Огрель А.М.
  • Лукьяничев В.В.
  • Хамидулин М.Г.
RU2186812C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2013
  • Рахимов Александр Имануилович
  • Ганицев Максим Петрович
  • Медведев Василий Прокофьевич
RU2526073C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2004
  • Медведев В.П.
  • Фисечко Р.В.
  • Рахимов А.И.
  • Сторожакова Н.А.
  • Налесная А.В.
RU2266935C1

Реферат патента 2012 года КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к каучуковым покрытиям на основе жидких углеводородных каучуков, предназначенным для устройства покрытий преимущественно для спортивных площадок, полов, кровельных и изоляционных покрытий в строительстве. Композиция для покрытий содержит низкомолекулярный гидроксилсодержащий бутадиен-изопреновый каучук - продукт сополимеризации низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука ПДИ-1К с жидкими продуктами пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания от 130-190°С при их массовом соотношении 1:(0,3:1), полученные в растворе толуола в присутствии инициатора - α,α'-диоксибензилпероксида полиизоцианат, катализатор уретанообразования - дибутилдилаурат олова, глицерин. Технический результат - повышение динамических и физических свойств покрытия. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 470 970 C1

Композиция для покрытий на основе низкомолекулярного гидроксилсодержащего каучука, включающая полиизоцианат, катализатор уретанообразования - дибутилдилаурат олова, глицерин, отличающаяся тем, что в качестве каучука используют продукт сополимеризации низкомолекулярного гидроксилсодержащего бутадиен-изопренового каучука ПДИ-1К с жидкими продуктами пиролиза прямогонных бензинов с пределами выкипания от 130-190°С при их массовом соотношении 1:(0,3:1), полученный в растворе толуола в присутствии инициатора - α,α'-диоксибензилпероксида, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Указанный модифицированный каучук 100 Полиизоцианат 12-24 Дибутилдилаурат олова 0,001-0,1 Глицерин 1-5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2470970C1

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ 2004
  • Медведев В.П.
  • Фисечко Р.В.
  • Рахимов А.И.
  • Сторожакова Н.А.
  • Налесная А.В.
RU2266935C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2000
  • Медведев В.П.
  • Огрель А.М.
  • Лукьяничев В.В.
  • Хамидулин М.Г.
RU2186812C2
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2009
  • Медведев Василий Прокофьевич
  • Чапуркин Виктор Васильевич
  • Украинская Светлана Ивановна
  • Боброва Инна Игоревна
RU2421494C2
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
RU2425854C1

RU 2 470 970 C1

Авторы

Рахимова Надежда Александровна

Марышева Мария Александровна

Рахимов Александр Имануилович

Ганицев Максим Петрович

Медведев Василий Прокофьевич

Желтобрюхов Владимир Федорович

Марышев Антон Юрьевич

Даты

2012-12-27Публикация

2011-07-12Подача