Полиэфирная композиция для покрытий Советский патент 1984 года по МПК C09D3/68 C08L67/06 G03C1/68 

Изобретение относится к лакокрасочным композициям на основе ненасыщенных полиэфирных смол и может быть использовано для получения покрытий, отверждаемых с помощью ионизирующих излучений. Известна композиция| отверждаемая под действием ускоренных электронов , включающая в свой состав ненасыщенный полиэфир, ненасыщенные мономеры, хлорированные парафины ij . Недостатком данной композиции является то, что в применяемых в со таве композиции хлорированных парафинах под действием радиации проходят реакции дегидрохлорирования, окисления, деструкции, что ведет к возникновению дефектов в отверщенных продуктах. Покрытия не обладают достаточно хорошей адгезией, физико механическими свойствами. Кроме тог недостатком данного способа является то, что отверждение композиции осуществляют в атмосфере азота, при этом усложняется технологический процесс. Известна также композиция, отверждаемая под действием ускоренных электронов, включающая циклоалифати ческий эпоксидньй олигомер, акриловую кислоту, метиловьй эфир акриловой кислоты, полиэфир ПЭ-220. В отвержденном состоянии данная композиция является полиэфиром, который содержит в своем составе циклоалифа тический, алифатический компоненты, акриловые группировки 2j . Недостатком данной композиции является то, что для отверлдения по рытий на ее основе необходимы сравнительно высокие дозы излучения (150-200 кДж/кг) и дополнительная термообработка при достаточно высоких температурах (1207l50°C) в тече ние 1,4-2 ч, что усложняет технологический процесс и ограничивает . возможности применения этой, компози ции. Известна также композиция радиационного отверждения, включающая ненасыщенную полиэфирную смолу (20-55 вес.%) и олигоэфир, представ ляющий собой диалкилат алкилдиола с 2-6 углеродными атомами и/или ди-или тpиaкpШIat триола или тетраола с S/6 углеродными атомами (4580 вес Л) з. 3 Покрьггия, отверждаемые под действием ускоренных электронов, обладают хорошими физико-механическими свойствами (твердость, эластичность, адгезия). Однако используемая в композиции полиэфирная смола является высоковязким веществом, что обуславливает необходимость применения значительного, количества органического растворителя, а также последующей сушки лака теплым воздухом при . Для обеспечения адгезионной прочности проводится дополнительная подготовка поверхности, наносится пористый грунтовочный слой. Присутствие в композиции ненасьшченного полиэфира, содержащего малеинатные двойные связи, приводит к образованию полимера с напряженной структурой, со значительной усадкой, что ухудшает физико-механические свойства и адгезионнзгю прочность. Известна композиция, включающая полиэфир ПЭ-232 (50 масс.%) и диметакрш1ов1 1й эфир триэтиленгликоля (50 масс.%)-. Основная составная часть полиэфира ПЭ-232 - полиэфирмалеинатная смола, модифицированная диаллиловым эфиром триметилолпропана. Отверждение композиции производят noTOKfoM ускоренных электронов, дозами излучения 150200 кДж/кг, в среде азота Г4 . Недостатком композиции является то, что покрытия, полученные на ее основе, имеют. невысокие физикомеханические свойства. Так прочность покрытия при ударе составляет 3,0 кДж, прочность покрытия при изгибе - 30 мм, адгезия по методу решетчатых надрезов - 3 балла. В свя:зИС этим композиция используется для получения покрытий только по дереву и не может применяться для зашиты металлов и других листовых материалов. Кроме того, для отверждения покрытий необходимы сравнительно высокие дозы излучения (150-200 кДж/кг). Процесс структурирования проходит в среде азота, так как в кислородсо держащей среде получают покрытия с неудовлетворительными свойствами в связи с ингибирующим влиянием кислорода воздуха, что в целом усложняет технологический процесс и ограничивает возможности применения данной композиции. Наиболее близкой по технической сущности и достии аемому результату к изобретению является композиция, содержащая в своем составе смесь олигоэфиракрилатов: глицидилметакрилата и олигоэфиракрилата МГФ-9, Композиция отверждается под действием .ускоренных электронов, доза которых достигает 10 Мрад. Однако при облз 1ении на воздухе значительно сказьшается ингибирующее действие кислорода воздуха, и после облучения на поверхности покрытия име ется значительный липкий слой, для устранения которого требуете терйообработка при 120 С в течение 1,5-2 ч. Отвержденные в таких условиях покрытия имеют невысокие физико-механические свойства (прочность при ударе кДж, прочность при изгибе 10-26 мм). . Цель изобретения - снижение дозы излучения и повышение физико-механических свойств покрытий.

{СНг-СНО)2-СНг-СН-СН2-0-С-С СНг

СНзОНО СНз

(Ш2-СНО)2-СНг-СН-СН -0-С- С СНг

СН20- () 2- CHj-CH- СН2-0-С-

СНзоно

Под действием ионизирз щего излучения происходит глубокая конверсия двойных связей тригидроксиакрилата полиоксипропиленгликоля (А-633) , образование густой трехмерной сетки, которая обуславливает повышение физико-механических свойств. Содержание в А-633 гидроксильных групп приводит к получению материала с высокой адгезионной и когезионной прочностью.

Используемый Тригидроксиакрилат полиоксипропиленгликоля хорошо совмещается с диметакрилат-(бис-диэтиленгликоль)-фталатом (МДФ-2), под действием потока ускоренных электронов образуются гетерогённьте структуры, имеющие длинные алифатические цепочки, что приводит к образованию эластичных, прочных, бездефектных покрытий.

I

ОН

о СНз

СНз

Композицию готовят путем смешивания при комнатной температуре тригидроксиакрилата полиоксипропи.ленгликоля и олигоэфиракрилата

МДФ-2. Полученную композицию наносят на поверхность (металл, стекло, дерево, полимер), отверждают;

под действием ускоренных электронов в кислородсодержащей среде озой излучения 25-50 кЩх/кг с последующей термообработкой покрытия в течение 5-10 мин при 80-100 С.

Полученные покрытия имеют высокую степень отверждения (содержание гель-тфракции 98%) и хорошие физикоеханические свойства.

Пример. 97,05 мас.% тригидроксиакрилата полиоксипроииленгликоля (А-633) совмещают при комнатной температуре с 2,95-мас.% олигоэфиракрилата ЩФ-2. Смесь тща3Поставленная цель достигается тем, что полиэфирная композиция для покрытий, включающая олигоэфиракрплаты, содержит в качестве олигоэфиракрилата смесь тригидроксиакрилата полиоксипропипенгликоля и диметакрш1ат-(бис-дйэтш1енгликоль) -фталата при следующем соотношении компонентов, мас.%: Тригидроксиакрилат полио ксипропилен95 24-99,01 гликоля Диметакрш1ат-(бис-диэтиленгликоль)0,99-4,76 -фталат Тригидроксиакрилат полиоксипропиленгликоля - промышленная марка Акрол-633 (А-633) - представляет собой продукт реакции взаимодействия окиси пропилена, глицерина и метакриловой кислоты, имеет следую щую формулу: 51 теяьно пэ ремешивают до полного совмещения компонентов. Полученную ком позицию наносят на поверхность поДложки (полимер) и отверждают под действием ускоренных электронов, и кислородсодержащей среде дозой излучения 25 кДж/кг, с последующей термообработкой 10 мин при 100°С. Толщина получаемого покрытия 70 мк. Отверждение композиций при варьи ровании Состава компонентов и изменении параметров технологического процесса и свойства полученных покрытий приведены в табл. 1 и 2. Приготовление и отверждение указанных в таблицах композиций проводят аналогично указанному примеру. Составы композиций, мас.%, по примерам 1-5 представлены ниже: 1 2 3 4 (А-633) 99,5 99,01 97,05 95,24 МДФ-2 0,5 0,99 2,95 4,76 5 Акрол (А-633) 90,91 ., МДФ-2 9,09 Акрол под действием ионизирующего излучения структурируется по кон цевым метакрилатным группам с образованием трехмерной сетки и получением высокоэластичного покрытия, которое однако характеризуется невысокой твердостью. Таким образом, как видно-из данных табл. 1 и 2, оптимальной компо зицией является композиция с составом компонентов по примеру 3. Умень шение содержания Акрола ниже 90,91 мас.% приводит к ухудшению адгезионных свойств композиции, так 3 как уменьшается содержание гидроксильных групп. Увеличение количества Акрола до запредельных значений приводит к снижению физико-механических свойств. Оптимальными параметрами технологического процесса являются: .доза излучения 2550 кДж/кг, термообработка при 80-: .100 С в течение 5-10 мин. При болеенизких дозах происходит неполное сшивание композиции, что проявляется в ухудшении физико-механических свойств. Увеличение дозы излучения до 200-300 кДж/кг нецелесообразно, так как при этих дозах происходит деструкция покрытия, что проявляется в ухудшении физико-механических .свойств. Даже при таких высоких дозах излучения на поверхности имеет место липкий слой, который удаляется термообработкой. Увеличение дозы излучения вьше 50 кДж/кг не имеет смысла, так как процессы структурирования прошли полностью (содержание гель-фракции 96-9,8%) и не происходит дальнейшее увеличение физико-механических свойств. Таким образом, предлагаемая композиция обеспечивает получение покрытий с ВЫСОКИМИ физико-механическими свойствами при более низких дозах излучения. Снижение дозы излучения приводит к более мягкому процессу структурирования и з меньшению величины остаточных напряжений, за счет чего увеличивается адгезионная прочность и другие физико-механические свойства. Снижение дозы излучения сокращает знергетическиезатраты, необходимые для получения покрытия с повьшенными свойствами. ;9 Физико-1(еханические свойства и условия радиационного етверлодения композиций 112658310 , Т а б л и ц а 2 Примечание: ЩФ 2 - ot -метакрилоил-G)-метакрилоил-диэтиленгликольоксиголиго (диэтилёнгликольфталат Акрол - тригидроксиакрилат полиоксипропилентриола; ГМА - глицидилметакрилатi ТГМ-3 - трйэтиленгликольдиметакрилат; М1ЦФ-.1 и ЩФг-9 - олигоэфир-из диэтиленгликоля, фталевого ангидрида и метакриловой кислоты; МГФ-2 - димета:крилат-(бисг-диэтиленгликоль)-фталат.

ПОЛИЭФИРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ, включающая олигоэфиракрилаты, отличающаяся тем, что, с целью снижения дозы излучения и повьшения физико-механических свойств покрытий, она содержит в качестве олигоэфиракрилата смесь тригидроксиакрилата полиоксипропиленгликоля и диметилакрилат-(бис-диэтиленгликоль)-фталата при следующем соотношении компонентов, мас.%: Тригидроксиакрилат полиоксипропиленгликоля95,24-99,01 Диметакрилат-(биc(Л -диэтшleнгликoль)-фтaлaт0,99-4,76 ю Од сд 00 со