Патент на изобретение №2325418

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ

(57) Реферат:

Способ предназначен для получения композиций для изготовления покрытий беговых дорожек, спортивных залов, кровельных и гидроизоляционных покрытий. В смесь олигодиендиола, минерального наполнителя, пластификатора, катализатора уретанообразования -оловоорганического катализатора и 2,4,6-три-третбутилфенола вводят предварительно полученную смесь трехфункционального низкомолекулярного спирта и полисульфидного олигомера с последующим введением после перемешивания полиметиленполифениленполиизоцианата с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%. Технический результат – повышение динамических и физико-механических показателей покрытия. 2 табл.

Изобретение относится к способам получения композиций, предназначенных для изготовления покрытий легкоатлетических беговых дорожек, спортивных залов, игровых площадок, а также кровельных и гидроизоляционных покрытий.

Известен способ получения композиции для изготовления эластичных покрытий путем смешения низкомолекулярного бутадиенпипериленового каучука с оксидом кальция, мелом, глицерином, катализатором уретанообразования, полиизоцианатом и триэтилбензиламмонийхлоридом [Патент РФ 2211850 С1, Кл. 6 С09D 109/00, опубл. 1999].

Широкое распределение по типу функциональности бутадиенпипериленового олигомера обусловливает дефектность трехмерной сетки, образующейся при его отверждении полиизоцианатом, что является следствием низкого уровня динамических и физико-механических показателей покрытия.

Известен способ получения композиций для покрытий спортивных площадок и гидроизоляционных покрытий путем смешения гидроксилсодержащего сополимера полибутадиена и изопрена с пластификатором, минеральным наполнителем, трехфункциональным низкомолекулярным спиртом, полиизоцианатом, катализатором уретанообразования и 2,4,6-три-третбутилфенолом [Патент РФ 2186812 С2, Кл. 7 С09D 109/00, опубл. 2002].

Недостатком способа является низкий уровень динамических и физико-механических показателей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения композиции путем смешения олигобутадиендиола с пластификатором, минеральным наполнителем, трехфункциоиальным низкомолекулярным спиртом, полиизоцианатом, оловоорганическим катализатором, 2,4,6-три-третбутилфенолом и этилсиликатом при следующем соотношении компонентов:

[Патент РФ 2190002, Кл. 7 С09D 109/00, опубл. 2002].

Недостатком покрытия, сформированного по указанному способу получения композиции, является невысокий уровень динамических и физико-механических свойств. Это обусловлено тем, что трехфункциональный низкомолекулярный спирт, являясь сильнополярным соединением, ограниченно совместим с олигодиеновым связующим. При смешении компонентов композиции триол распределяется в виде микрокапель, образуя коллоидную систему. Поэтому плотность поперечного сшивания эластомерного материала (триол выполняет функцию агента разветвления цепи) низка, что не позволяет обеспечить необходимый уровень спортивно-технических и физико-механических свойств упругих покрытий.

Техническим результатом, реализуемым с помощью предлагаемого способа, является получение композиции для покрытия с высокими динамическими и физико-механическими свойствами.

Поставленный технический результат решается путем смешения олигобутадиендиола с миниральным наполнительным, пластификатором, катализатором уретанообразования – оловоорганическим катализатором, 2,4,6-три-третбутилфенолом, трехфункциональным низкомолекулярным спиртом и полиметиленполифениленполиизоцианатом с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, способ отличается тем, что в смесь олигобутадиендиола, минерального наполнителя, пластификатора, катализатора уретанообразования – оловоорганического катализатора и 2,4,6-три-третбутилфенола вводят предварительно полученную смесь трехфункционального низкомолекулярного спирта и полисульфидного олигомера, с последующим введением после перемешивания указанного полиизоцианата при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Олигобутадиендиол – 100

Пластификатор – 5-30

Минеральный наполнитель – 90-150

Трехфункциональный низкомолекулярный спирт – 1-5

Указанный полиизоцианат – 14-24

Оловоорганический катализатор – 0,01-1,10

2,4,6-три-третбутилфенол – 0,5-1,5

Полисульфидный олигомер – 5 -15

Сущность предлагаемого способа получения композиции заключается в следующем.

По параметру растворимости полисульфидные олигомеры занимают промежуточное положение между олигодиендиолами и триолами, например глицерином, триметилолпропаном, триэтаноламином. Предварительное смешение полисульфидного олигомера с трехфункциональным низкомолекулярным спиртом позволяет получать гомогенную смесь, хорошо совместимую с олигодиендиоловым связующим. При отверждении композиции образуется регулярная сетчатая структура с узким молекулярно-массовым распределением межузловых цепей. Кроме того, сульфгидрильные группы полисульфидного олигомера взаимодействуют с изоцианатным отвердителем, что приводит к дополнительному сшиванию эластомерной матрицы.

В качестве олигобутадиендиола в композиции используются сополимер бутадиена и изопрена ПДИ-1К (ТУ 38.103342-88) с соотношением мономеров 70:30; молекулярной массой 4000-5000; содержанием гидроксильных групп, мас.% 0,75-0,89 и олигодиендиолы с молекулярной массой 2000-5000; индексом полидисперсности 1,20-1,35; вязкостью по Брукфилду, Па·с (25°С) 8,5-22; содержанием концевых гидроксильных групп, % 0,7-1,7; микроструктурой, % 1,4-цис 10-15, 1,4-транс 20-25, 1,2-(винил) 60-70; распределением по ОН-группам (РТФ), % бесфункциональные 2, монофункциональные 6, бифункциональные 92; плотностью, кг/м³ 900-910 (олигодиендиолы Krasol LBH производства фирмы Sartomer).

В качестве пластификатора композиция содержит соединения, используемые в производстве эластомерных материалов на основе диеновых каучуков: алкил(арил)овые эфиры фталевой или фосфорной кислоты, хлорпарафины.

Наполнителями композиции служат минеральные порошки средней дисперсности, например, мел, известь-отсев, каолин, тальк.

2,4,6-Три-третбутилфенол представляет собой кристаллический порошок с зелено-желтым оттенком, хорошо растворим в углеводородах и имеет следующие характеристики: температура плавления 129-131°С, массовая доля золы – не более 0.05%. Получают путем алкилирования фенола изобутиленом в присутствии катализатора. Торговое название – антиоксидант П-23 (ТУ 6-14-26-77).

В качестве полисульфидного олигомера используются жидкие тиоколы марок I, II и НВБ-2 характеризуемые среднечисленной молекулярной массой 1700-5500; среднечисленной функциональностью 2,22-2,68; содержанием SH-групп 1,6-4,3; вязкостью, Па·с (25°С) 7,5-50 (ГОСТ 12812-80, ТУ 38.50309-93).

В качестве низкомолекулярного трехфункционального спирта в композиции используется глицерин, триэтаноламин или триметилолпропан.

В качестве полиизоцианата в композиции используется полиметиленполифениленполиизоцианаты, получаемые фосгенированием продукта конденсации анилина с формальдегидом (ТУ 2224-152-04691277-96). Содержание изоцианатных групп 29,5-31%.

В качестве оловоорганического катализатора применяют октоат олова, дибутилдилауринат олова (ТУ 6-02-818-78), могут использоваться и другие оловоорганические соединения, применяемые для синтеза полиуретанов.

В состав композиции могут быть введены добавки, придающие материалу покрытия другие преимущества. В качестве компонента, обеспечивающего снижение расхода композиции на изготовление единицы площади покрытия, используется резиновая крошка. Для улучшения внешнего вида в композицию могут быть введены пигменты.

Для изготовления композиции используется смесительное оборудование, обеспечивающее получение гомогенной суспензии наполнителя в объеме композиции со степенью перетира твердых частиц не более 100 мкм. Полиизоцианат и катализатор уретаноообразования поставляют в комплекте с композицией и добавляют в нее на месте укладки покрытия. Резиновую крошку вмешивают в композицию перед введением отвердителя.

Изобретение иллюстрируется примерами 1-8 (состав 1, табл.1).

Пример 1. В смеситель с якорной мешалкой объемом 0,05 л загружают 15 г полисульфидного олигомера, 5 г трехфункционального низкомолекулярного спирта и перемешивают в течение 10 мин. Полученную смесь выгружают в стакан и выдерживают в течение 30 мин. Одновременно в смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 100 г олигобутадиендиола Krasol с молекулярной массой 3000 и содержанием гидроксильных групп 1,7%, 80 г мела, 10 г извести-отсева, 5 г дибутилфенилфосфата, 0,1 г октоата олова, 2,4,6-три-третбутилфенола. Смешение компонентов проводят в течение 30 мин, а затем добавляют выдержанную смесь полисульфидного олигомера и трехфункционального низкомолекулярного спирта и перемешивают еще в течение 10 мин. В полученную смесь добавляют 10 г резиновой крошки, 24 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 мин. Полученную массу заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 18-25°С.

Аналогичным образом готовятся композиции по примерам 1-8.

Пример 9. В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 100 г олигобутадиендиола ПДИ-1, 100 г каолина, 15 г диоктилфталата, 4 г трехфункционального низкомолекулярного спирта, 0,01 г дибутилдилаурината олова, 1,0 г 2.4,6-три-третбутилфенола, 5 г пигмента красного С и 15 г полисульфидного олигомера. В полученную смесь добавляют 20 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 мин. Полученную массу заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 18-25°С.

Пример 10. В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 100 г олигобутадиендиола Krasol с молекулярной массой 4000 и содержанием гидроксильных групп 0,85%, 120 г мела, 20 г извести-отсева, 4 г трехфункционального низкомолекулярного спирта, 1,0 г 2,4,6-три-третбутилфенола, 5 г пигмента красного С, 0,06 г дибутилдилаурината олова и 10 г полисульфидного олигомера. В полученную смесь добавляют 20 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 мин. Полученную массу заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 18-25°С.

Пример по прототипу. В смеситель с якорной мешалкой объемом 1 л загружают 50 г олигобутадиендиола с молекулярной массой 3000 и содержанием гидроксильных групп 1,3, 120 г талька, 3 г триэтаноламина, 0,03 г дибутилдилаурината олова и 1,5 г 2,4,6-три-третбутилфенола. Смешение компонентов проводят в течение 20 минут, после чего в суспензию добавляют еще 50 г олигобутадиендиола, 20 г хлорпарафина ХП-470 и продолжают смешивать компоненты в течение 10 мин. Затем в смесь добавляют 16 г полиизоцианата и вновь перемешивают в течение 8 мин. Полученную массу заливают в формы и выдерживают 20-25 суток при температуре 18-25°С.

Состав композиции и свойства покрытия, полученного по предлагаемому способу, приведены в табл.1 и 2.

Как видно из таблиц 1 и 2, при содержании полисульфидного олигомера менее 5 мас.ч. не достигается эффект повышения динамических и физико-механических свойств. При концентрации полисульфидного олигомера свыше 15 мас.ч. покрытие имеет пониженный уровень комплекса свойств из-за конкурирующей реакции сульфгидрильных групп полисульфидного олигомера и гидроксильных групп олигодиендиола с полиизоцианатом. При содержании полиизоцианата менее 14 мас.ч. снижаются прочностные свойства покрытия. Превышение содержания полииизоцианата свыше 24 мас.ч. приводит к вспениванию композиции.

Таким образом, применение предлагаемого способа получения композиции позволяет получать эластичные покрытия с улучшенными динамическими и физико-механическими характеристиками, по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ получения композиции для покрытия путем смешения олигобутадиендиола с минеральным наполнителем, пластификатором, катализатором уретанообразования – оловоорганическим катализатором, 2,4,6-три-третбутилфенолом, трехфункциональным низкомолекулярным спиртом и полидиметиленполифениленполиизоцианатом с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, отличающийся тем, что в смесь олигобутадиендиола, минерального наполнителя, пластификатора, катализатора уретанообразования – оловоорганического катализатора и 2,4,6-три-третбутилфенола вводят предварительно полученную смесь трехфункционального низкомолекулярного спирта и полисульфидного олигомера, с последующим введением после перемешивания указанного полиизоцианата при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.09.2008

Извещение опубликовано: 27.07.2010 БИ: 21/2010