Эпоксиуретановая композиция для порошковых покрытий Российский патент 2024 года по МПК C09D5/03 C09D163/02 C09D7/61 

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и предназначено для защиты металлических поверхностей от разрушения при воздействии агрессивных сред (растворы солей, кислот, щелочей, нефти, нефтепродуктов) и абразивного износа.

Известна (SU, авторское свидетельство 899599, опубл. 23/01/1982) полимерная композиция для покрытия, включающая полипропиленуретан-эпоксид, эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель.

Недостатком известной композиции является то, что покрытие на ее основе обладает недостаточно высокими водостойкостью и стойкостью к агрессивным средам (растворам кислот и оснований).

Известна (RU, патент 2219211, опубл. 20.12.2003) композиция для покрытия, содержащая эпоксидную диановую смолу, эпоксиуретановый олигомер, растворитель, полиэтилсиоксановую жидкость и аминный отвердитель - продукт взаимодействия γ-аминопропилтриэтоксисилана и дифенилсиландиола.

Недостатком композиции является сравнительно низкие показатели водостойкости, стойкости в среде нефтепродуктов и более концентрированных растворах кислот и щелочей.

Наиболее близким аналогом разработанной композиции можно признать (RU, патент 2360938, опубл. 10/07/2009) эпоксидную композицию для покрытия, содержащую следующие компоненты при их соотношении в мас. %: 47,4-54,4 эпоксидной диановой смолы ЭД-20, 2,8-4,3 модификатора, 19,6-27,0 растворителя, 21,7-22,8 аминного отвердителя. В качестве модификатора композиция содержит полиизоцианат на основе 4,4'- дифенилметандиизоцианата. В качестве растворителя композиция содержит растворитель Р-4. В качестве отвердителя композиция содержит ароматический полиамин «Арамин».

Недостатком известной композиции является то, что покрытие на ее основе обладает невысокими показателями твердости и стойкости к абразивному износу.

Техническая проблема, решаемая с использованием разработанной композиции, состоит в расширении ассортимента эпоксиуретановых композиций, обеспечивающей более высокие механические показатели и более длительный ресурс работы защищаемых конструкций при воздействии абразивных материалов.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в улучшении физико-механические характеристик покрытия (механическая прочность, относительная твердость, стойкость к абразивному износу) при сохранении высокой адгезии и стойкости в агрессивных средах.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать эпоксиуретановую композицию для порошковых покрытий, содержащую эпоксидную диановую смолу ЭД-10, дициандиамид и наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нановолокна оксида алюминия диаметром от 3 до 50 нм в количестве от 0,001 до 5 мас. %, и эпоксиуретановый каучук ПЭФ-ЗА, в количестве от 0,1 до 33 мас. %, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

эпоксидная диановая смола ЭД-10 40,000-60,000 дициандиамид 1,800-2,700 эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А 0,100-33,000 наполнитель 34,500,-44,500 нановолокна оксида алюминия 0,001-5,000

В качестве наполнителя могут быть использованы материалы из ряда - сульфит бария, рутил, глинозем, кремнезем, сажа или их смесь.

В некоторых вариантах реализации наполнитель может дополнительно содержать пигментные материалы.

В некоторых вариантах реализации вместо дициандиамида может быть взято вещество из ряда - фталевый ангидрид, малеиновый ангидрид, метилтетрагидрофталевый ангидрид, 4,4-диаминодифенилметан 4, 4'-диаминодифенилсульфон.

Введение в композицию в качестве добавки нановолокон оксида алюминия с диаметром 10 нм и длиной 0,2-5 мкм заявляемого состава и равномерно распределенной в эпоксиуретановом каучуке ПЭФ-3А, в соответствующем количестве, обеспечивает получение более плотной структуры пленочного покрытия на ее основе, благодаря чему достигается повышение механической прочности, относительной твердостии стойкости к абразивному износу.

Предложенная эпоксиуретановая композиция может быть использована в качестве защитного антикоррозионного покрытия для металла, при этом улучшаются физико-механические характеристики (механическая прочность, относительная твердость, стойкость к абразивному износу) при сохранении высокой адгезии и стойкости в агрессивных средах.

Для получения предлагаемой эпоксиуретаной композиции для покрытия были использованы следующие вещества:

- эпоксидная диановая смола ЭД-10 по ГОСТ 10587-84;

- дициандиамид,производства Тiаnjin Icason Technology Co., Ltd;

- эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А по ТУ 38.103466-80;

- сульфат бария по ГОСТ 11380-74;

- нановолокна оксида алюминия производства ООО «Наносинтез».

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Первоначально приготовление эпоксиуретановой композиции производили в реакторе с обогревом, куда последовательно при температуре 50°С загружали эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А 300 г и нановолокна оксида алюминия 1,8 г, затем устанавливали в реактор штоковый ультразвуковой гомогенизатор и обрабатывали смесь в течение 45 мин, затем в реактор загружали смолу ЭД-10 в количестве 700 г и разогревали реактор до 120°С помешивая смесь верхнеприводной мешалкой, после получения однородной жидкой смолы она изливалась на фторопластовую ленту, где остужалась и кололась на гранулы.

Затем полученную смесь помещали в барабанный смеситель, куда добавлялиcь 40 г дициандиамида и 360 г сульфата бария. После перемешивания смеси в течение часа ее погружали в приемный бункер двухшнекового экструдера, который при температуре 120°С промешивал смесь, которую затем изливали на холодные вальцы, а образующуюся ленту остужали и измельчали дробилкой с последующим помолом в порошок.

Покрытия наносили методом порошковой покраски на стальную пластину из стали 08 кп 125×75×0,5 мм. Остальные составы готовили по примеру 1, для сравнения использовали стандартное покрытие на основе ЭД-10.

Приготовленные составы прошли лабораторные испытания. Испытания выполнены по:

• ГОСТ 15140-78 «Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии»;

• ГОСТ 4765-73 «Материалы лакокрасочные. Метод определения прочности при ударе»;

• ГОСТ Р 54586-2011 (ИСО 15184:1998) «Материалы лакокрасочные. Метод определения твердости покрытия по карандашу».

Полученные свойства изготовленных композиций сравнивались с ближайшим аналогом. Данные о свойствах композиции приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, использование эпоксиуретанового каучука и нановолокон оксида алюминия позволяет увеличить прочность и твердость покрытия.

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности и предназначено для защиты металлических поверхностей от разрушения при воздействии агрессивных сред и абразивного износа. Эпоксиуретановая композиция для порошковых покрытий включает эпоксидную диановую смолу ЭД-10, дициандиамид и наполнитель и дополнительно содержит нановолокна оксида алюминия диаметром от 3 до 50 нм и эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: эпоксидная диановая смола ЭД-10 40,000-60,000, дициандиамид 1,800-2,700, эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А 0,100-23,699, наполнитель 34,500-44,500 и нановолокна оксида алюминия 0,001-5,000. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в улучшении физико-механических характеристик покрытия (механическая прочность, относительная твердость, стойкость к абразивному износу) при сохранении высокой адгезии и стойкости в агрессивных средах. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

1. Эпоксиуретановая композиция для порошковых покрытий, включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-10, дициандиамид и наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нановолокна оксида алюминия диаметром от 3 до 50 нм в количестве от 0,001 до 5 мас. % и эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А в количестве от 0,1 до 23,699 мас. %, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

эпоксидная диановая смола ЭД-10 40,000-60,000 дициандиамид 1,800-2,700 эпоксиуретановый каучук ПЭФ-3А 0,100-23,699 наполнитель 34,500-44,500 нановолокна оксида алюминия 0,001-5,000

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя использованы материалы из ряда - сульфат бария, рутил, глинозем, кремнезем, сажа или их смесь.

3. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит пигментные материалы.