Акрилуретановая композиция для окраски пластмасс Советский патент 1992 года по МПК C09D133/08 C09D175/06 

Изобретение относится к области получения составов для окраски изделий из пластмасс.

Известна лакокрасочная композиция на основе нитроцеллюллош для поверхностного окрашивания пластмассы из АБС пластиков.

Покрытие имеет хорошую адгезию к АБС пластику, твердость. Однако эта композиция не обеспечивает хорошей адгезии к пластмассам из поликарбоната, полифени- леноксида и их сополимеров.

Известен акрилуретановый лак АК-181 (ТУ 6-10-11-536-21-85) на основе акрилового сополимера 5БГ. (ТУ 6-01-8-90-86) и полизо- циаиат-биурета для покрытий по металлу.

Однако использование сополимера 5БГ в акрилуретановой композиции для окраски пластмасс не приводит к повышению адгезии и твердости покрытий.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лакокрасочная композиция для о-краски пластмасс из полифениленоксида, поликарбоната, АБС.

Ю Ю 00

со

полистирола. Композиция содержит (мас.%): 10-80 акрилового сополимера, 0- 40 полиэфира, 1-60 промотора адгезии по- лиэфируретана, 10-58,5 аминосмолы, Акриловый сополимер получен на основе следующих мономеров: стирол, метилсти- рол, винилтолуол, акриловая кислота, мета- криловая кислота, акриламиды, аллилметакрилат, метилакрилаты и др. Молекулярная масса акрилового сополимера 500-2500, с гидроксильным числом 50-200. Прлиэфир, вводимый в количестве 0-40%, имеет молекулярную массу 250-2000, получают с использованием ароматических дикарбоновых и линейно ненасыщенных кислот, таких, как фталевая, изофталевая, адипиновая, себациновая, глутаровая и др. и линейных алифатических гликолей - 1,4 бути лен-гликоль, пропиленгликоль, неопен- тилгликоль. Полиэфир имеет гидроксильное число 115-285, кислотное число - 15 мг КОН/г.

Полиэфируретан, промотор адгезии, получают поликонденсацией полиолов, преимущественно диолов, дикарбоновых кислот и изоцианата. Молекулярная масса полимера 700-10000. В качестве полиолов используются пентаэритрит, триэтиленгли- коль, триметилолпропан, глицерин и др., преимущественно неопентилгликоль. В качестве дикарбоновых кислот используют: терефталевую, ортофталевую, изофтале- вую, адипиновую, себациновую, малеино- вую, фумаровую, итаконовую и др. В качестве изоцианатов используют: Десмо- дюр М, 2,4-толуилендиизоцианат, 2,6-толуи- лендиизоцианат и др. В результате получают полиэфируретан, в котором на один эквивалент гидроксильного компонента приходится 0,5-0,8 карбоновой кислоты и 0,01-0,4 эквивалента изоцианатного компонента. В качестве аминосмолы (отверди- теля) используют аминопласты, метоксилированные маламино- и (или) моче- вино-формальдегидные смолы.

Покрытия на основе указанной композиции обладают низкой адгезией к полистиролу, полифениленоксиду и недостаточной твердостью.

Целью изобретения является повышение адгезии покр.ытия к полифениленоксиду и к полистиролу, а также твердости покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что акрилуретановая композиция для окраски пластмасс, включающая акриловый сополимер, изоцианатсодержащий модификатор - отвердитель, катализатор отверждения и органический растворитель, содержит в качестве акрилового сополимера продукт взаимодействия бутилметакрилата, стирола, бутилакрилата, метакрилового эфира этиленгликоля и смеси алкилметакрила- .тов Ст-С-|2 или Св-Сю при их массовом соот- ношении 30-40:25-35:10-20:10-20:3-7 с молекулярной массой 5000-8200, содержанием гидроксильных групп 1,8- 2,2, а в качестве изоцианатсодержащего модификатора - отвердителя продукт взаи- 0 модействия полиоксипропиленгликоля молекулярной массы 180-220, глицерина и толуилендиизоцианата при их массовом соотношении 6,6-11,7:10,6-14,27:77,3-81,0, при следующем соотношении компонентов, 5 мас.%:

Акриловый сополимер 14-40,0

Изоцианат

содержащий

модификатор- 0 отвердитель5,3-11,9

Катализатор

отверждения 0,1-0,25

Органический

растворительОстальное

5 В данном изобретении используют акриловый сополимер Акропласт.

Процесс получения Акропласта (в соответствии с примером Б табл.1).

В колбу, снабженную механической ме- 0 шалкой, обратным холодильником и термометром загружают в г: ксилола -27, кумилгидропероксида - 3 (инициатор полимеризации). Смесь нагревают до 130°С. По достижении температуры 130°С в колбу 5 вводят в течение 2-3 часов мономерную смесь состава масс.% бутилметакрилат-35, бутилакрилат - 15, стирол - 30, монометак- риловый эфир этиленгликоля - 15, алкилме- такрилат - 5. Через три часа от начала 0 сополимеризации вводят кумилпероксид - г - 2,9; через 4 часа - через 5 часов - 1,5 и 25 масс. % ксилола. После б часов синтеза реакционную массу разбавляют ксилолом до концентрации 50%. - 5 Полученный сополимер

характеризуется:

Молекулярная

масса ММ5100

Содержание 0 гидроксильных групп, %2,0

Вязкость 40%-ного

раствора, с160

В табл.1 приведены примеры рецептур при получении Акропласта и контрольные 5 примеры.

Используемый по изобретению изоциа- натсодержащий модификатор - отвердитель получают следующим образом: процесс заключается во взаимодействии толуилендиизоцианата.(ТДИ) и смеси глицерина с Лапролом Л-202 (полиоксипропилен- гликоль(ТУ 6-05-221-826-86) мол.массы 180- 200) в среде органического растворителя, в присутствии металорганических катализаторов или без них. Глицерин и лапрол берут в мольном соотношении (2-4): 1. Количество ТДИ берется таким, чтобы соотношение изоциан&тных и гидроксильных групп было в пределах(1,67-2):1.

Получаемый по этому способу 60-75% раствор имеет следующие характеристики:

Массовая доля

изоциэнатных групп, % 10,9-14,2

Массовая доля

нелетучих веществ, % 60-75

Динамическая

вязкость при

25°С, мПа с3800-6000

Пример получения изоцианатсодержа- щего модификатора-отвердителя (табл.2).

В термостатированный реактор при 40°С, снабженный механической мешалкой, загружают 46,85 г ТДИ 65/35 и 23 г этила- цетата. В капельную воронку-дозатор загружают 6,85 г лапрола Л-202 (ТУ 6-05-221-826-86), 6,3 г глицерина и 17 г эти- лацетата. Смесь из дозатора приливают в реактор с такой скоростью, чтобы температура б реакторе не превышала 40-45°С. После полного смешения реагентов температуру в реакторе повышают до 75°С и выдерживают при этой температуре 6 часов. Получают 60% раствор продукта с вязкостью при 25°С 2460 мПа с, содержанием изоцианатных групп. % - 11,3.

В качестве ТДИ используют как его 2,4- изомер (продукт 102Т, ТУ 113-03-331-79), так и смесь, 2,4- и 2,6-изомеров в соотношении 65/35 (ТДИ 65/35.ТУ 113-03-340-84) и 80/20 (Продукт Т-80. ТУ 113-03-17-17-85).

В табл.2 представлены рецептуры и свойства изоцианатсодержащего модификатора-отвердителя по изобретению и контрольные примеры,

В качестве растворителей в акрилурета- новой композиции для окраски пластмасс используют ксилол, бутилацетат, цмклогек- санон,этилацетат и др.

Для получения пигментированных композиций используют пигменты: двуокись ти- тана, железоокисные пигменты, органические пигменты, перламутровые пигменты, алюминиевые чешуйчатые пигменты и др., а также наполнители - микротальк, микробарит, аэросил и др.

Для улучшения розлива и эластичности применяют добавки, например БИК-344 фирма Бик-Хеми ФРГ и тон-полиол 0200 фирмы Юнион Карбайд Швейцария.

Для улучшения светостойкости применяют УФ-абсорберы, например, Тинувин- 328 фирма ЦибаТейги Швейцария.

В качестве катализаторов используют октоат цинка фирмы Хехст ФРГ и дибутил- лаурат олова.

В качестве ПАВ используют мочевино- формальдегидные смолы, например К-411- 02 (ОСТ 6-10-410-78) или другие добавки.

В качестве матирующей добавки используют аэросилы, например ЕД-40 фирмы Грейс ФРГ.

Технология получения акрилуретановой лакокрасочной композиции.

В смеситель загружают акриловый сополимер в виде раствора в ксилоле, растворители, катализатор и, при необходимости, функциональные добавки. Смесь перемешивают в течение 30-40 минут.

Перед нанесением на поверхность изделия в смесь добавляют изоцианатсодер- жащий модификатор - отвердитель.

В случае получения пигментированных композиций - сначала на бисерной или шаровой мельнице готовят пигментную пасту. Затем в смеситель загружают акриловый сополимер в виде раствора в ксилоле и растворитель, после чего добавляют пигментированную пасту и функциональные добавки. Смесь перемешивают в течение 30-40 минут.

При необходимости получения матового покрытия в смесь добавляют матирующую добавку при быстроходном перемешивании в дисольвере в течение 40 минут.

Перед нанесением на поверхность изделия в пигментированную смесь добавляют изоцианатсодержащий модифика- тор-отвердитель и перемешивают в течение 15-20 минут.

Полученную ахрилуретановую композицию разбавляют до рабочей вязкости 17-24 с по воронке типа ВЗ-4 и наносят при помощи краскораспылителя на изделия из пластмассы, предварительно обезжиренные моющим составом. Покрытия сушат при температуре 60°С - 1 час или 80°С - 30 мин.

В табл.3 представлены рецептуры композиций по изобретению, контрольные и известный состав.

В табл,4 даны свойства композиций по изобретению, контрольных и известной.

Формула изобретения

Акрилуретановая композиция для окраски пластмасс, включающая акриловый сополимер, - изоциаиатсодержащий модификатор-отвердитель, катализатор отверждения и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью

повышения адгезии к полифениленоксиду, полистиролу, а также твердости покрытия, композиция в качестве акрилового сополимера содержит продукт взаимодействия бу- тилметакрилата, стирола, бутилакрилата, метакрилового эфира зтиленгликоля и смеси алкилметакрилатов или Св-Сю при их массовом соотношении 30-40:25-35:10- 20:10-20:3-7 с мол.м. 5000-8200. содержанием гмдроксильных групп 1,8-2,2%, а в качества изоцианатсодержащего модифи- катора-отвердителя продукт взаимодействия полиоксипропиленгликолр мол.м.

180-220, глицерина и толуилендиизоциана- та при их массовом соотношении 6,6- 11,7:10,6-14,27:77.3-81.0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акриловый сополимер 14-40

Изоцианатсо держащий

модификаторотвердитель

0 Катализатор отверждения Органический р- астворитель

5.3-11,9

0,10-0,25

Остальное

Сущность изобретения: композиция содержит акриловый сополимер - продукт взаимодействия бутилметакрилата, стирола, бутилакрилата, метакрилового эфира этиле)(гликоля и смеси алкилметакрилатов или Са-Сю при их массовом соотношении 30-40:25-35:10-20:10-20:3-7 с мол. массой 5000-8200, содержащем гидро- ксильных групп 1,8-2,2% 14-40%, изоциа- нзтный модификатор-отвердитель-продукт взаимодействия полиоксипропиле,нгликоля мол. массы 180-220: глицерина и толуилен- диизоцианата яри их массовом соотношении 6,6-11,7:10,6-14,27.77.3-81,0 5.3-11,0%, катализатор отверждения 0,10- 0,25%, органический растворитель - остальное сополимер растворяют в растворителе, добавляют катализатор и при необходимости функциональные добавки. Смесь перемешивают 30-40 мин. Перед нанесением добавляютотвердитель покрытие сушат при 60°С - 1 час, при 80°С - 30 мин. Характеристика покрытия адгезии к полифениленок- сиду - 1 балл, к полистиролу - 1 балл, твердость - 0,65 час.ед. 4 табл. (Л С

Рецептура акриловых сополимеров

10(20)7,5(15)

1,5(3)2,5(5)

50

100

50

100

Таблица 1

5(10)

2,5(5) 50

100

7,5(15)7,5(15)

2,5(5)2,5(5)

3550

15 t

Таблица Рецептуры и свойства изоцианатсодержащего модификатора-отвердителя

отверлителя Рецептуры композиций

14

25

40

25

25 25 23

г Я

е

криловьй сопоимер известный

зоцианатный от- вердитель модиикатор по табл.2 А Б В Г

д

Е

Я 3

Суриэон АТГД

Полиэфируретан пат.США 4766177, пример С

Двуокись титана Алюминиевый пиг

25

5,3

6,«.

11,3

8,2

5,7

0,5

б, 5,9

2,5 40

Добавка для раз- лияа БИК-3 i i

УФ-абсорбер

Полиэфир с высоким сухим остатком пат.СИА W6177

.Т а 6 л

и ц а 3

25 25

25 25 25 25

25

25

25

10,8

б, 5,9 6,4 6,4 6,5 9,8

6,9

6,3

7,5

Ю,3

2,5 40

Э,3

J t.S

7,5

Примечание. Примеры с использование акриловых сополимеров а-е дани из расчета 100$ сополимер, примеры с использованием мзоциаиатсодермацего отвеодитепя-нодификйторэ А-3 даны из расиста на lOOt отвердителъ

Свойства композиций

Продолжение табл. 3

Таблицей