Патент на изобретение №2378307
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области полимерных составов на основе фторсодержащих полимеров для получения атмосферостойких покрытий, применяемых для защиты конструкций из алюминиевых, магниевых сплавов и сталей, полимерных композиционных материалов (ПКМ). Состав для защитного покрытия включает, мас.ч.: фторполимер 0,9-0,95, эпоксидную диановую смолу с мол. массой 900-1800 или фторэпоксидную смолу 0,05-0,01, отвердитель-полиизоцианатбиурет 0,07-0,19,
Предлагаемое изобретение относится к области полимерных составов на основе фторсодержащих полимеров, используемых для получения атмосферостойких покрытий, применяемых для защиты конструкций из алюминиевых, магниевых сплавов и сталей, а также систем покрытий для защиты от атмосферных воздействий полимерных композиционных материалов (ПКМ). Известна композиция, включающая простой полиэфирполиол, полиизоцианат и этилацетат, в качестве простого полиэфирполиола она содержит полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 и рекомендуется в качестве защитного покрытия для дерева, бетона, стекла (патент РФ Однако известная композиция обладает невысокой адгезией к алюминиевым, магниевым сплавам, сталям. Известен лакокрасочный состав с высоким сухим остатком для покрытий, содержащий смесь эпоксидного олигомера и гидроксилсодержащего олигомера, полиизоцианат, катализатор, органический растворитель и смесь диэтиленгликоля и триметилолпропана с карбоновой кислотой с содержанием гидроксильных групп 5,0-7,8%, дополнительно состав содержит пигменты (а.с. СССР Недостатками известного состава являются низкая адгезия к подложке и высокая вязкость, что делает ее неудобной в применении. Известны полиуретановые покрытия на основе гидроксилсодержащего компонента и полиизоцианата (а.с. СССР Однако известные покрытия обладают невысокой атмосферостойкостью. Известна полиэфируретановая композиция для защиты оборудования от коррозии, которая содержит полиэфируретановую смолу марки Витур, полиизоцианат, кварц молотый и ксилол (патент РФ Недостатками известной композиции являются длительность сушки при комнатной температуре и невысокая атмосферостойкость. Известна композиция, включающая полиуретановый термоэластопласт, эпоксидную диановую смолу, растворитель, полиэтилсилоксановую жидкость, аминный отвердитель (патент РФ Недостатками известной композиции являются невысокая твердость и длительная сушка покрытия до проведения испытаний (168 ч). Известно высокоглянцевое, коррозионно-стойкое покрытие, которое содержит полимерное полиуретановое связующее, изоцианатный отвердитель и пигменты, включающие молибдат цинка, соль цинка и бензойной кислоты, фосфат цинка в определенных соотношениях (патент США Известное покрытие не может быть использовано для защиты изделий из ПКМ, так как имеет недостаточно высокие физико-механические свойства. Известна эластичная композиция для покрытия, которая имеет высокую адгезию к металлическим подложкам и пластикам, высокую атмосферостойкость. Композиция включает полиэфиры, модифицированные гидроксилсодержащим полиуретаном, при этом модифицированный полиэфир получают реакцией из диолов с полиолом и кислотами, полиизоцианат в качестве сшивающего агента. Дополнительно композиция может содержать пигменты (патент США Известное покрытие обладает хорошей адгезией, но сушка покрытия производится при температуре выше 80°С. Известны окрасочные системы с содержанием фторированного органосиланового полимера, которые содержат в составе пленкообразующего компонента фторированный органосилановый полимер и сшивающий агент (полиизоцианаты, меламин и его производные) (заявка WO 2005030892). Известные покрытия обладают улучшенными грязезащитными свойствами, но имеют низкую адгезию к алюминиевым, магниевым сплавам и стали. Наиболее близким из аналогов, принятым за прототип, является композиция для защиты металлических поверхностей следующего состава, мас.%:
В качестве фторполимера используют фторопластовый лак, а в качестве эпоксидной смолы используют эпоксиперхлорвиниловую смолу (патент РФ Недостатками композиции-прототипа являются невысокая прочность при ударе, невысокая стойкостью к УФ (потеря блеска не менее 20%), высокое водопоглощение, низкая водостойкость, покрытие отверждается не менее 24 часов с последующей выдержкой до начала эксплуатации не менее 120 ч, а также не рекомендуется для защиты ПКМ, так как не обладает адгезией к ПКМ. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание быстроотверждаемого полимерного покрытия для защиты алюминиевых, магниевых сплавов, сталей и полимерных композиционных материалов (ПКМ), обладающего повышенной прочностью при ударе, пониженным водопоглощением, повышенной стойкостью к УФ, водостойкостью. Для решения поставленной задачи предлагается состав для защитного покрытия, включающий фторполимер, эпоксидную смолу и отвердитель, который в качестве фторполимера содержит фторполимер с содержанием гидроксильных групп 1,3-2,5%, в качестве эпоксидной смолы – эпоксидную диановую смолу с мол. массой 900-1800 или фторэпоксидную смолу, в качестве отвердителя – полиизоцианатбиурет и дополнительно содержит
В качестве органического растворителя состав содержит смесь ксилола и этилцеллозольва с растворителем, выбранным из группы, включающей бутилацетат, этилгликольацетат, метоксипропилацетат или их смеси. Для дополнительного повышения стойкости к УФ состав может содержать светостабилизатор – производное бензотриазола в количестве 0,1-0,3 мас.ч. Для повышения коррозионной стойкости в агрессивных средах для деталей из алюминиевых, магниевых сплавов, сталей, а также для придания декоративных свойств поверхностям изделий состав дополнительно может содержать пигменты в количестве 0,5-1,5 мас.ч. Поставленная цель достигается совместным применением фторполимера, обладающего низким водопоглощением, высокой стойкостью к агрессивным средам, стойкостью к УФ и эпоксидной или фторэпоксидной смолы, обеспечивающей адгезию к подложке. Формирование лакокрасочного покрытия осуществляется таким образом, что при нанесении на подложку покрытие расслаивается, при этом эпоксидная составляющая обеспечивает адгезию покрытия к подложке и межслойную адгезию с фторполимерным внешним слоем покрытия. Фторполимер, отверждаемый полиизоцианатным отвердителем, в сочетании с Экспериментально удалось определить, что только предложенный количественный и качественный состав для защитного покрытия позволяет достигнуть в лакокрасочном покрытии сочетания высоких адгезионных, физико-механических, защитных свойств с высокой атмосферостойкостью (стойкостью к УФ) и низким водопоглощением, а также обеспечить стойкость к воздействию агрессивных жидкостей, ГСМ. При изменении соотношения компонентов композиции изменяются ее теплофизические и химические характеристики, что не позволяет достичь заявляемого результата. Для достижения технического результата в предлагаемом изобретении в качестве фторполимера использованы гидроксилсодержащие фторсодержащие полимеры, в основной цепи которых в привитой части находятся атомы фтора, например гидроксилсодержащие гомополимеры фторпроизводных этилена и его сополимеров с содержанием гидроксильных групп 1,3-2,5%. Основными представителями таких полимеров являются, например, ФПР-1, ФПР-2 по ТУ 2313-052-00203521-99 с массовой долей нелетучих веществ 30-40% или фторсодержащий лак по ТУ 2313-001-71450114-2005 с массовой долей нелетучих веществ 40%. В качестве эпоксидной смолы могут быть использованы эпоксидные смолы предпочтительно с мол. массой 900-1800, например Э-40 по ГОСТ 51408, Э-41 по ТУ 6-10-607-78 или фторэпоксидные смолы, например ФЛК- ПА, ФЛК по ТУ 2412-002-54226479-2002, которые представляют собой продукты взаимодействия эпоксидных диановых смол с аддуктами 2,4-толуилендиизоцианата и перфторированных спиртов с содержанием эпоксидных групп не более 12%. В качестве отвердителя используется полиизоцианатбиурет (ТУ 6-10-1475-75). Композиция также содержит В качестве светостабилизаторов наиболее предпочтительно использовать производные бензотриазола – Тинувин 1130, Беназол-П, а также Тинувин 292 – смесь бензотриазола и стабилизатора на основе стерически несвободного амина (справочник «Химические добавки к полимерам», М.: Химия, 1981 г., стр.12). В качестве пигментов могут быть использованы диоксид титана, стронций хромовокислый, тальк, аэросил, титанат магния или их смеси. В качестве органического растворителя могут быть использованы различные растворители, но наилучший технический результат достигается при использовании смеси ксилола (ГОСТ 9410) и этилцеллозольва (ГОСТ 8313) с растворителем, выбранным из группы, включающей бутилацетат, этилгликольацетат, метоксипропилацетат (все по ГОСТ 8981) или их смеси. Примеры осуществления Пример 1 В специальной емкости взвешивали требуемое количество фторсодержащего лака по ТУ 2313-001-71450114-2005 с содержанием гидроксильных групп 2,2%. Затем в эпоксидную диановую смолу Э-41 вводили Составы в соответствии с примерами 2, 3, 4, 5 готовили аналогичным образом. В примере 4 в состав дополнительно вводили светостабилизатор-Тинувин. В примере 5 в состав дополнительно вводили пигменты. Композицию после перемешивания компонентов помещали в бисерную мельницу и проводили перетир в течение 0,5-2 ч до достижения степени перетира по прибору Клин не более 10-15 мкм, после чего добавляли отвердители. В таблице 1 приведены составы по изобретению и прототипу, в таблице 2 – свойства. Из составов, приведенных в таблице 1, были получены покрытия на подложках (ПКМ, алюминиевый сплав Д16АТ, сталь Ст10) методом пневматического распыления с толщиной 10-50 мкм. Покрытия подвергались сушке при температуре 18-35°С в течение 4-6 часов. Затем определяли следующие свойства: адгезия к подложке, эластичность при изгибе, прочность при ударе, водопоглощение, водостойкость, стойкость к воздействию топлива и масел при 20°С, стойкость к УФ. Свойства полученных покрытий приведены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, определенное соотношение компонентов заявляемого состава обеспечивает высокие адгезионные свойства как к металлам, так и к ПКМ – балл 1, высокие физико-механические свойства (прочность пленки при ударе по прибору У-1 не менее 5 Дж, эластичность при изгибе не более 2 мм), повышение атмосферостойкости ЛКП не менее чем в 2 раза, потеря блеска покрытия при воздействии УФ в течение 1000 ч – в 2,5-4 раза. Сокращение времени холодной сушки состава для покрытия на основе фторполиуретановой композиции при температуре (18-20)°С в 1,5-2 раза позволит ускорить технологический процесс окраски изделия. Стойкость к воздействию топлива и масел при 20°С 80 возросла до 500 ч, при этом сохранение твердости при царапании составляет не менее 80%, нагрузка после испытаний не менее 1200 г (исходная не менее 1500 г), водопоглощение снизилось в 3-8 раз, водостойкость увеличилась в 1,5 раза.
Предлагаемый состав для покрытия позволяет значительно улучшить защиту от влаги, УФ, топлив и масел, следовательно, повышается эксплуатационная, коррозионная стойкость, надежность работы деталей и агрегатов авиационной техники из ПКМ, сталей, алюминиевых и магниевых сплавов.
Формула изобретения
1. Состав для защитного покрытия, включающий фторполимер, эпоксидную смолу и отвердитель, отличающийся тем, что в качестве фторполимера он содержит фторполимер с содержанием гидроксильных групп 1,3-2,5%, в качестве эпоксидной смолы – эпоксидную диановую смолу с мол. массой 900-1800 или фторэпоксидную смолу, в качестве отвердителя – полиизоцианатбиурет и дополнительно содержит
2. Состав для защитного покрытия по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя он содержит смесь ксилола и этилцеллозольва с растворителем, выбранным из группы, включающей бутилацетат, этилгликольацетат, метоксипропилацетат или их смеси. 3. Состав для защитного покрытия по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит светостабилизатор – производное бензотриазола, в количестве 0,1-0,3 мас.ч. 4. Состав для защитного покрытия по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пигменты в количестве 0,5-1,5 мас.ч.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-аминопропилтриэтоксисилан 0,01-0,04 и органический растворитель – смесь ксилола и этилцеллозольва с растворителем, выбранным из группы, включающей бутилацетат, этилгликольацетат, метоксипропилацетат или их смеси 0,5-1,0. Для дополнительного повышения стойкости к УФ состав может содержать светостабилизатор в количестве 0,1-0,3 мас.ч., а для повышения коррозионной стойкости в агрессивных средах, а также для придания декоративных свойств поверхностям изделий – пигменты в количестве 0,5-1,5 мас.ч. Полимерное покрытие обладает быстрой отверждаемостью, повышенной прочностью при ударе, пониженным водопоглощением, повышенной стойкостью к УФ, водостойкостью. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
2073053).
