Патент на изобретение №2283333

(54) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к получению эпоксидной композиции, используемой для защитных и декоративных покрытий металлических конструкций и стеновых панелей с повышенной устойчивостью к воздействию солнечного излучения, а также для изготовления наливных полов, заливочных компаундов и др. целей. Композиция включает следующее соотношение компонентов в мас.ч.: 100 смоляной части, 30-70 отвердителя, 1-8 пеногасителя – силоксановой смолы, 1-10 модифицированной мочевино-формальдегидной смолы, 1-30 красителя (пигмента), 3-20 модификатора, 10-200 наполнителя. Смоляная часть представляет собой смесь эпоксидных – диановой и алифатической смол, которые берут в соотношении от 60:40 до 95:5. В качестве отвердителя используют производное аминов – продукт взаимодействия аминов общей формулы: H₂N-(C_aH_2a-NH-)_n (А), где а от 2 до 10, n от 1 до 6, с эфирами акриловой или алкилакриловой кислоты общей формулы: CH₂=CR₁-COR₂=O (Б), где R₁ – водород или алкильный радикал, R₂ – алкильный радикал, в присутствии катализатора, при температуре от 30 до 80°С в течение от 10 до 60 минут. Катализатор представляет собой ароматическое, алифатическое или гетероциклическое соединение, содержащее третичный или одновременно третичный и вторичный атомы азота (В) в виде раствора от 10% до 90% концентрации в органическом растворителе. Соотношении компонентов А:Б:В составляет от 80:19,7:0,3 до 30:65:5. Полученный аминоэфир (Г) выдерживают в течение от 6 до 15 суток при температуре от +10 до +30°С. Затем добавляют акриловую или метакриловую кислоту (Д) в соотношении Г:Д от 99:1 до 92:8 и перемешивают в течение от 5 до 65 мин при температуре от 30 до 70°С. В качестве модификатора используют соединение общей формулы R₃-(СН₂)_m-ОН, где R – алкил или арил, m от 1 до 9, или этилцеллозольв, или фенилцеллозольв. Изобретение позволяет повысить устойчивость композиции к ультрафиолету и климатическим воздействиям в условиях значительных колебаний годовых температур и атмосферных осадков. 4 табл.

Изобретение относится к эпоксидным композициям холодного отверждения и может быть использовано для защитных и декоративных покрытий металлических конструкций и стеновых панелей с повышенной устойчивостью к воздействию солнечного излучения, а также для изготовления наливных полов, заливочных компаундов и др. целей.

Известна эпоксидная композиция, содержащая в качестве отвердителя продукт взаимодействия аминов с акрилатами (см. патент США № 3247163 от 19.04.1966 г.). Недостатком такой композиции является резкий неприятный запах, плохая устойчивость к климатическим воздействиям, особенно в условиях Крайнего Севера, а также наличие дефектов (пор, кратеров и т.д.) в готовых покрытиях.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является композиция (патент Российской Федерации № 2186801 от 05.01.2001 г.) на основе смеси эпоксидных смол и отвердителей, содержащая пеногаситель, мочевиноформальдегидную смолу, краситель и наполнитель.

Несмотря на многие достоинства, обеспечившие широкое применение на сотнях предприятий, указанная композиция имеет недостаточную устойчивость к климатическим воздействиям, особенно в условиях колебания годовых температур от -60°С до +35°С и изменяет оттенок под воздействием солнечных лучей.

Целью настоящего изобретения является композиция, обеспечивающая получение материалов с повышенной устойчивостью к ультрафиолету и климатическим воздействям в условиях значительных колебаний годовых температур и атмосферных осадков.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, состоящая из смеси эпоксидных диановой и алифатической смол, отвердителя, пеногасителя – силоксановой смолы, модифицированной мочевиноформальдегидной смолы, красителя (пигмента) и наполнителя, в качестве отвердителя содержит продукт взаимодействия аминов общей формулы:

где а от 2 до 10, а n от 1 до 6, с эфирами акриловой или алкилакриловой кислоты общей формулы:

где R₁ – водород или алкильный радикал, a R₂ – алкильный радикал

в присутствии катализатора, представляющего собой ароматическое, алифатическое или гетероциклическое соединение, содержащее третичный или одновременно третичный и вторичный атомы азота (В) в виде раствора от 10% до 90% концентрации в органическом растворителе при соотношении компонентов А:Б:В от 80:19,7:0,3 до 30:65:5 при температуре от 30 до 80°С в течение от 10 до 60 мин с последующей выдержкой аминоэфира (Г) в течение от 6 до 15 суток при температуре от +10 до +30°С с последующим добавлением акриловой или метакриловой кислоты (Д) в соотношении Г:Д от 99:1 до 92:8 с перемешиванием в течение от 5 до 65 мин, при температуре от 30 до 70°С и, дополнительно, модификатор общей формулы R₃-(СН₂)_m-ОН, где R₃ – алкил или арил, a m от 1 до 9, или этилцеллозольв, или фенилцеллозольв, при этом композиция содержит в мас.ч.:

Получение композиции иллюстрируется примерами.

Получение отвердителя

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 2,5 мас.ч. этилацетата и 2,5 мас.ч. катализатора – метилимидазола (В), затем перемешивают при 20°С до получения раствора (50% концентрации). После этого последовательно приливают 57,5 мас.ч. диэтилентриамина (А) и 40 мас.ч. бутилметакрилата (Б). Соотношение А:Б:В берут 57,5:40:2,5. Смесь перемешивают в течение 35 мин при 55°С. Полученный таким образом аминоэфир (Г) выдерживают 10 суток при 20°С в стеклянной емкости. После выдержки 95 мас.ч. аминоэфира сливают снова в реактор и добавляют к нему метакриловую кислоту (Д) в количестве 5 мас.ч., т.е. Г:Д=95:5, и перемешивают в течение 35 мин при 50°С. Готовый отвердитель затаривают в металлические бочки.

Пример 2÷6 осуществляют аналогичным образом, но применяют компоненты и параметры в соответствии с таблицей 1. Свойства отвердителей по примерам 1÷6 в сравнении с прототипом приведен в таблице 2. Данные таблицы свидетельствуют о существенных преимуществах отвердителей, получаемых по заявляемому способу.

Получение композиции.

В реактор заливают 100 массовых частей смеси эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 и алифатической смолы ДЭГ-1 в соотношении 77:33, после чего вводят 4,5 мас.ч. пеногасителя – силоксановой смолы марки ДВК-1100 (полиметилсилоксановую смолу), 5,5 мас.частей бутанолизированной мочевиноформальдегидной смолы, 12,5 мас.частей модификатора-изопропилового спирта, 5,5 мас. частей смеси красителя фталоцианинового зеленого с двуокисью титана в соотношении 1:4 и 105 массовых частей наполнителя – маршалита. Смесь всех компонентов перемешивают в течение 10 минут, при 60°С, после чего разливают в емкости в количестве 220,5 мас.ч..

В другую емкость заливают 50 мас.ч отвердителя и в таком соотношении отправляют потребителю. Смешение смоляной части, содержащей указанные выше добавки, с отвердителем осуществляют непосредственно перед применением. Комплект смоляной части и отвердителя может храниться в складских помещениях не менее года.

Примеры 2÷9 осуществляют аналогично примеру 1. Условия приготовления отвердителя приведены в таблице 1. Соотношение компонентов заявляемой по примерам 2÷9 композиции приведено в табл.3. Свойства композиции приведены в табл.4.

Как видно из табл.4, заявляемая композиция практически не теряет своих свойств после воздействия экстремальных климатических условий (г.Уренгой, Западная Сибирь) в то время, как свойства композиции прототипа ухудшаются практически на 30-40%.

Формула изобретения

Эпоксидная композиция для покрытия, включающая в качестве смоляной части смесь эпоксидных – диановой и алифатической смол в соотношении от 60:40 до 95:5, отвердитель – производное аминов, пеногаситель – силоксановую смолу, модифицированную мочевино-формальдегидную смолу, краситель (пигмент) и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит продукт взаимодействия аминов общей формулы

где а от 2 до 10, а n от 1 до 6,

с эфирами акриловой или алкилакриловой кислоты общей формулы

где R₁ – водород или алкильный радикал, a R₂ – алкильный радикал в присутствии катализатора, представляющего собой ароматическое, алифатическое или гетероциклическое соединение, содержащее третичный или одновременно третичный и вторичный атомы азота (В) в виде раствора от 10 до 90% концентрации в органическом растворителе при соотношении компонентов А:Б:В от 80:19,7:0,3 до 30:65:5, при температуре от 30 до 80°С в течение от 10 до 60 мин, с последующей выдержкой полученного аминоэфира (Г) в течение от 6 до 15 суток при температуре от 10 до 30°С и последующим добавлением акриловой или метакриловой кислоты (Д) в соотношении Г:Д от 99:1 до 92:8, а также дополнительно модификатор общей формулы R₃-(СН₂)_m-ОН, где R₃ – алкил или арил, а m от 1 до 9, или этилцеллозольв, или фенилцеллозольв, при этом композиция содержит, мас.ч.