Полиуретановая композиция для покрытий Советский патент 1980 года по МПК C09D3/72 C08L75/04 

(54) ПОЛИУРЕТАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ

Л:зобретение относится к составам полиуретановых композиций для получения защитных покрытий, сочетающих химическую устойчивость с высокой атмосферостойкостью и эластичностью Известна полиуретановая композиция для покрытий, включающая простой олигоэфиргликоль, изоцианатный компо нент (ароматический триизоцианат), сшивающий агент (триметилолпропан), поверхностно-активное вещество, неорганический пигмент и инертный раст воритель fllНедостатком покрытия, получающегося на основе такой композиции,явля ется его низкая светостойкость, что ведет к ухудшению защитных свойств, Такие покрытия жестки и не выдерживают действие переменных механических нагрузок. Цель изобретения - повышение атмосферо- и влагостойкости получаемых на основе полиуретановых композиций покрытий, придания им устойчивости к переменным механическим нагрузкам Указанная цель достигается тем, что в качестве изоцианатного компонента композиция содержит смесь али фатического и ароматического триизо дианата, в качестве сшивающего аген та - фенилтрибутиленгликоксисилан, а ,в качестве поверхностно-активного вещества - олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, масс.%: Простой олигоэфиргликоль15-25Алифатический триизоцианат 13-25 Ароматический триизоцианат 15-26 Фенилтрибутиленгликоксисилан3- 6 Олеиновая кислота 0,6-0,8 Неорганический пигмент 15-23 Инертный растворитель Остальное В состав композиции входят: алифатический триизоцианат - полиизоцианат - биурет (ПБ) , 70%-НЕЛй раствор в ксилоле или смеси бутилцеллозольв-ацетата и ксилола 11:1) с г-экв 260-300 и содержанием N СО групп 14-16-% и ароматический, триизоцианат - аддукт ТДИ-ТМП (ПА), например триизоцианат ТТ-75, 75%-ный раствор в этилацетате или метйлэтилкетоне . с г-экв 280-320 и содержанием NCO групп 13-15%, в сочетании с простым олигоэфиргликолем (ОЭ) - сополнмером тетрагидрофурана с окисью проилена, с г-экв 515-680 и содержаием ОН-групп 2,5-3,3%, и кремнийрганическим триолом (КО)-фенилрибутиленгликоксисиланом, с г-экв 21-131 и содержанием ОН-групп 134%. В состав композиции входит пигeHT (двуокись титана), а также поерхностно-активное вещество - оленовая кислота.

На фиг. 1 показано влияние состаа композиций на время высыхания покрытий; на фиг. 2 - совместимость композиций при различном соотношении компонентов.

Композицию для покрытий готовят следующим образом.

Пигмент диспергируют на краскотерочной или бисерной машине в среде ОЭ (или КО.) до степени перетира не более 20 мкм по Клину (ГОСТ 6588-74) При диспергировании на краскотерочной машине соотношение пигментной части и ОЭ в красочной пасте составляет 60г40 масс.%, а при диспергировании на бисерной машине соотношение пигментной части и 30%-ного раствора ОЭ в смеси ксилол-бутилацетат (1:1) - 40:60 масс.%. Эмаль представляет собой двухпаковочную , систему, включающую основу и полиизоцианатный отвердитель. Основу эмали получают путем смешивания красочной пасты, ОЭ, КО, инертных растворителей и олеиновой кислоты. Полиизоцианатный отвердитель получают путем смешивания ПА и ПБ.

В табл. 1 представлен состав композиций эмалей.

Для приготовления эмалей по рецеп турам, указанным в табл. 1, к основе прибавляют полиизоцианатный отвердитель и тщательно перемешивают.

Для испытания покрытий эмаль с вязкостью 20-40 с по ВЗ-4 при 20t 0, наносят пневматическим или безвоздушным краскораспылителем, кистью, наливом на металлическую-поверхность, сушат 6-8 ч при 20-20С и проводят определение физико-механических показателей. Для определения водо- и атмосферной устойчивости эмаль наносят в 2 или 3 слоя с межслойной сушкой 3-5 ч при 20 ± 2°С на предварителЬ но загрунтованную фосфатирующей грунтовкой металлическую поверхность и выдерживают перед испытанием при 20i i2-c на воздухе в течение 7-10 сут.

В табл. 2 представлены физико-механические свойства композиций.

Как видно из табл. 2, покрытия, -полученные на основе предлагаемых составов по сравнению с известными, более эластичны (относительное удлинение у известных 50%, а у покрытий .предлагаемой композиции - 95-150%). Указанные факторы имеют большое значение для получения покрытий с хорошим комплексом защитно-декоративных свойств.

в табл. 3 представлены декоратив 1ые и защитные свойства композиций. : Из табл. 3 видно, что в процессе УФ-облучения (5 ч под лампой ПРК-4) предлагаемые покрытия практически не изменяют цвет и физико-механические показатели, а ускоренные (600 ч в везерометре) и натурные (2 года на крышной .станции) испытания показывают хорошую устойчивость их к погодным воздействиям.

Известное же покрытие при аналогичных испытаниях резко изменяет свои свойства: УФ-облучение вызывает сильное пожелтение покрытий и одновременно ухудшаются физико-механические свойства (.прочность к удару снижается с 50 до 10 , а прочность к изгибу - с 1 до 15 мм).

Кроме того,покрытия на основе предлагаемой композиции сочетают высокую свето- и атмосферостойкость с хорошей устойчивостью к действию воды (табл. 3, примеры 1, 2, 7, 8, 12). ,

Полученный положительный эффект сочетание высоких защитно-декоративных свойств покрытий, устойчивых к одновременному воздействию светового облучения, воды и переменных механических нагрузок, реализуется в определенных пределах соотношений NCO/OH КО/ОЭ, ПА/ПБ, определяемых границей раздела АВСД,.ниже которой происходи выпотевание покрытий (фиг. 2). При уменьшении ПБ и ОЭ совместимость компонентов наступает при низких значениях соотношений NCO/OH (1,1). Увеличение ПБ и ОЭ приводит к сдвигу совместимости компонентов в область высоких значений NCO/OH (выше 2) и композиция, содержащая лишь ОЭ и ПБ, при 20i 2°С практически не совмещается даже при большом избытке ПБ (NCO/OH).

В табл. 4 представлен состав наполненных композиций.

В табл. 5 - малярно-технические свойства композиций и покрытий.

В табл. 6 - защитно-декоративные свойства покрытий.

В табл. 7 - свойства полиуретановой композиции для покрытий.

В качестве контрольных примеров были изменены предложенные соотношения в одну и другую сторону, что привело к снижению полученного эффекта (табл. 4, 5, 6). Данные, приведенгные в этих таблицах, показывают, что использование любых других сочетаний исходных компонентов не позволяет достигнуть поставленной цели, при этом возможно увеличение жесткости (рецептуры 1, 4, 11, 12, табл. 5), ухудшение светостойкости (рецептуры -6, 10, 12, табл. 6), увеличение Ьремени высыхания (рецептуры 1, 3, табл. 5) или выпотевание в процессе эксплуатации покрытия (рецептуры 1-14

Аддукт ТДИ-ТИП (ПА)

Полиизоцианатбиурет (ПБ)

Простой олигоэфйргликоль (ОЭ)

Кремнийорганический триол (КО)

Триметилолпропан (тип)

Двуокись титана пигментная (Т 10,.) Растворитель

Олеиновая кислота (ОК)

Итого: Соотношение NCO/О

Состав изоцианатной,компоненты, мол.%:

Аддукт ТДИ-ТМП

Полиизоцианатбиурет

Состав гидроксилсодержащей. компоненты,мол.%:

Простой олигоэфиргликоль

Кремнеоргани.ческий трирл Триметилолпропан

Количество пигментов, масс,% к содержанию пленкообразующего

17,76

19,45

33,59 29,77 19,45 15,95 20,16

23,16 20,44

12,40

6,94 3,50 50

50

100

100

50

50

100

45

30

100

54

70

47,6 31,0 31,0 37,5 37,8

туры

17,76 13,32 19,45 9,42 18,94 19,45 11,67

15,95 17,40 19,45 37,69 17,01 19,45 27,23

6,16 . 6,1620,16 11,161,4116,4111,9021,4921,6017,7823,0321,6021,60

30,4717,9318,7029,1317,9319,34

0,610,690,670,62-0,69

100,61100,69100,67100,62100,00100,69

1,10 2,00 1,25 1,10 2,002,00

50

40

50

60

50

50

10 10 75

90 90 25 100 100

,35,0 31,0 62,0 31,0 62,0 31,0 31,0

Таблица 4

20,13 20,16

1,41

50

30

50

20

50

70

50

80

50 100 Жизнеспособность при 20tO,5°C,4 12-16 Время сушки покрытия при 20t 20с До степени 1 (по ГОСТ 19007-73)8-10 До степени Ш (по ГОСТ 19007-73)18-20 Внешний вид Ровная однородная глянцев Прочность пленки при ударе, кгссм Прочность пленки при изгибе, мм Твердость пленки по маятниковому прибору при 20±1°С, отн.ед. Прочность пленки при разрыве, кт/см Относительное удлинение, % Адгезия покрытия к AS, кг/см (метод отслаивания)

Атмосферостойкость по ГОСТ 6992-68 в аппарате искусственной поды в течение 600 ч

Декоративные свойства, баллы

а(Щитные свойства, баллы

На крышной стайции ИХВС. АН УССР г.Киев в течение 2-х лет

Таблица. 7 10-12 8-10 87-8 10-12 10 0,25 0, 0,98 0, -5 7-19 14-16 ерхность ,22 0,24 ,48 0,40

Декоратив ныв свойства, баллы

Защитные свойства, баллы

Водостойкость при 20± 0,5°С, пузырей более 50%, сут. Формула изобретений Полиуретановая композиция для покрытий, включающая простой олигоэфир гликоль, изоцианатный компонент, сшивающий агент, поверхностно-активное вещество, неорганический пигмент инертный растворитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения атмосферо- и влагостойкости, получаемых на ее основе покрытий и придания им устойчивости к переменны механическим нагрузкам, в качестве изоцианатного компонента она содержит смесь алифатического и ароматического триизодианата, в качестве сшивающего агента она содержит фенил трибутиленгликоксисилан, а в качестве поверхностно-активного вещества Продолжение табл. 7

I I

20

20

26

22 иновую кислоту при следующем соошении компонентов, масс,%: Простой олигоэфиргликоль15-25Алифатический триизоцианат13-25Ароматический триизоцианат 15-26 Фенилтрибутиленгликоксисилан3- б Олеиновая кислота 0,6-0,8 Неорганический пигмент 15-23 Инертный растворитель Остальное Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 25733, кл. С 09 D 3/72, 03.02.76 ототип).