Полиуретановое покрытие

Полиуретановое покрытие

Реферат

Изобретение относится к двухкомпонентной полиуретановой композиции, предназначенной для устройства и ремонта наливных бесшовных износостойких покрытий по бетонному основанию.

Полиуретановые покрытия обладают рядом преимуществ перед другими видами покрытий: эластичность, прекрасный внешний вид и многообразие дизайнерских решений. При нанесении на бетонное основание полимерное покрытие способствует повышению несущей способности и долговечности строительных конструкций. Покрытия из полиуретановых композиций представляют собой бесшовную твердую мембрану толщиной не более 2 мм и сохраняют работоспособность при температуре окружающего воздуха от -60 до +80°С при относительной влажности окружающей среды (95±3) %. При необходимости композиции могут быть окрашены в любой цвет специальными пигментными пастами, не содержащими в составе гидроксилсодержащих соединений и воды.

Наиболее близким аналогом является промышленно изготавливаемая полиуретановая композиция «Соверол 05» (ТУ 5772-001-99477769-2007), состоящая из компонента А и компонента Б. Компонент А - сложные многофункциональные ароматические полиэфиры с наполнителями, пигментами, функциональными добавками, компонент Б - отвердитель изоционат SUPRASEK 5025 (4,4'-дифенилметандиизоцианат). При взаимодействии компонентов А и Б двухкомпонентных систем происходит реакция полимеризации.

Известная полиуретановая композиция обладает хорошими технологическими параметрами (вязкость, жизнеспособность, время отверждения), однако характеризуется недостаточно высокими упругопрочностными показателями.

Технический результат заключается в повышении предела прочности и модуля упругости полиуретановых покрытий при растяжении при одновременном обеспечении достаточно высоких деформативных характеристик, в частности относительного удлинения при растяжении.

Технический результат достигается тем, что полиуретановое покрытие, выполненное из композиции, содержащей масло касторовое рафинированное, сложный полиэфир, пеногасящую добавку BYK-066 на основе фтормодифицированных полисилоксанов, оксид алюминия, оксид титана, аэросил, адсорбент воды, добавку BYK-410 - мочевина в органическом растворителе N-метилпирромедоне, отвердитель изоцианат SUPRASEK 5025, представляющий собой 4,4'-дифенилметандиизоцианат, дополнительно содержит в качестве наполнителя доломит или цеолит или их смесь в соотношенш 3,25:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Масло касторовое рафинированное	25,76-28,23
Сложный полиэфир	12,88-14,12
Пеногасящая добавка BYK-066	0,3-0,31
Оксид алюминия	14-40
Доломит или цеолит или их смесь в соотношении
3,25:1	7-21
Оксид титана	0,7-0,8
Аэросил	0,35-0,4
Адсорбент воды	1,75-2
Добавка BYK-410	0,3-0,31
Отвердитель изоцианат SUPRASEK 5025	17,55-19,25

Масло касторовое рафинированное представляет собой прозрачную маслянистую жидкость светло-желтого цвета, полностью растворяющуюся в равном объеме 96% этилового спирта и обладающую следующими физико-техническими показателями: кислотное число - не более 1,6 КОН/г для первого сорта, не более 3 КОН/г для второго сорта; цветное число - не более 20 мг йода для первого сорта, 30 мг йода для второго сорта; плотность при 20°С - 0,947-0,970 г/см³; массовая доля влаги и летучих веществ - не более 0,15% для первого сорта, 0,25% для второго сорта; условная вязкость при 20°С 200-250; температура застывания - минус 16°С; массовая доля золы - не более 0,008 для первого сорта, не более 0,02 для второго сорта; массовая доля неомыляемых веществ - не более 1%; температура вспышки экстракционного масла в закрытом тигле - не менее 240°С.

Пеногасящая добавка BYK-066 представляет собой фтормодифицированные полисилоксаны с широким диапазоном использования, плотность при 20°С - 81 г/мл, массовая доля нелетучих веществ - 0,7%, температура вспышки - 47°С.

Оксид алюминия Al₂O₃ представляет собой гранулы цилиндрической формы белого цвета; диаметр гранул - 5,0±1,0 мм, длина 18 мм; насыпная плотность - 450-550 г/дм³; удельная поверхность - не менее 200 м²/г; массовая доля потерь при прокаливании - не более 5%; массовая доля железа - не более 0,05%; массовая доля натрия - не более 0,03%; массовая доля пыли и мелочи размером 2 мм - не более 0,5%.

Оксид титана ТiO₂ представляет собой синтетический неорганический пигмент белого цвета, анатазной и рутильной форм, получаемый гидролизом растворов серно-кислого титана с последующим прокаливанием гидратированной двуокиси титана.

Аэросил представляет собой чистую двуокись кремния SiO₂, может представлять собой рыхлый голубовато-белый порошок (в неуплотненном виде) и белую массу в виде рыхлых кусочков (в уплотненном виде).

Доломит - минерал из группы карбонатов, широко распространенный на территории республики Мордовия. По химическому составу представляет собой двойную углекислую соль кальция и магния: CaMg[CO₃]₂, цвет серовато-белый, иногда с желтоватым, буроватым или зеленоватым оттенками. Твердость по минералогической шкале 3,5-4; плотность 2800-2900 кг/м³.

Цеолит - большая группа водосодержащих алюмосиликатов с катионами калия, натрия, кальция и магния.

Сложный полиэфир Совермол 815 представляет собой маслянистую жидкость светло-желтого цвета.

Адсорбент воды FINMA-SORB 430 представляет собой порошок белого цвета, относится к молекулярным ситам на основе алюмосиликатов щелочных металлов (производитель «BayerInternationalS.a.»).

Добавка BYK-410 - мочевина в органическом растворителе N-метилпирромедоне, получаемая из аммиака и двуокиси углерода, представляет собой порошок белого цвета и используется в качестве добавки, предотвращающей оседание.

Отвердитель изоцианат SUPRASEK 5025, представляющий собой 4,4'-дифенилметандиизоцианат, это однородная жидкость от темно-желтого до темно-коричневого цвета, плотность состава - 1,25 кг/м³, условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 или ВЗ-4 с диаметром сопла 4 мм - 110 с, массовая доля изоционатных групп не менее 30,5%, жизнеспособность композиции не менее 60 мин.

Технологический процесс изготовления двухкомпонентной композиции состоит из двух этапов: приготовление компонента А и соединение его с компонентом Б.

Способ изготовления компонента А заключался в следующем. В смеситель с мешалкой загружают касторовое масло рафинированное, сложный полиэфир, пеногасящую добавку BYK-066 и перемешивают в течение 1 минуты. Затем при работающем смесителе к полученной композиции добавляют поочередно целевые добавки: органические наполнители (доломит или цеолит или их смесь в соотношении 3,25:1), предварительно просушенные, измельченные и просеянные через сито с размером ячейки 0.16 мм; оксид алюминия, оксид титана, аэросил, адсорбент воды и диспергируют, перемешивая до однородной массы в течение 20 минут.

В готовый компонент А вводят отвердитель - компонент Б изоцианат SUPRASEK 5025 и перемешивают в течение 3 минут.

Составы полиуретановых композиций и результаты испытаний по определению свойств предлагаемого покрытия приведены в таблицах 1 и 2. Определение свойств полиуретановых покрытий проводили по нормативно-технической документации: условная вязкость готовой композиции определялась по ГОСТ 9070-75*, предел прочности при растяжении по ГОСТ 11262-80*, модуль упругости при растяжении по ГОСТ 9550-81, длина обуглившейся части по ГОСТ 21207-81.

По сравнению с известным решением предлагаемый состав полиуретанового покрытия имеет меньшую стоимость за счет замены дорогого импортного наполнителя оксида алюминия местными для Республики Мордовия материалами и более высокие упругопрочностные показатели. По уровню пожарной безопасности полиуретановая композиция не превышает контрольных значений (25 мм), а для некоторых составов длина обуглившейся части ниже, чем у прототипа.

Таблица 1
Наименование компонентов	Состав
1	2	3	4
1	2	3	4	5
Компонент А
Связующее:
- масло касторовое рафинированное	28,23	28,23	28,23	25,75
- сложный полиэфир	14,12	14,12	14,12	12,88
Пеногасящая добавка BYK-066 на основе фтормодифицированных полисилоксанов	0,3	0,3	0,3	0,31
Наполнители:
- оксид алюминия	14	28	23,1	26,4
- доломит или цеолит или их смесь в соотношении 3,25:1	21	7	11,9	13,6
Пигмент:- оксид титана	0,7	0,7	0,7	0,8
Тиксотропная добавка:- аэросил	0,35	0,35	0,35	0,4
Адсорбент воды	1,75	1,75	1,75	2
Добавка, предотвращающая оседание:- BYK-410 - мочевина в органическом растворителе N-метилпирромедоне	0,3	0,3	0,3	0,31
Компонент Б
Отвердитель изоцианат SUPRASEK 5025 4,4'-дифенилметандиизоционат	19,25	19,25	19,25	17,55

Таблица 2
Свойства предлагаемых полиуретановых покрытий
Характеристики
1	2	3	4
Компонент А
Внешний вид (без пигмента)	Однородная суспензия от белого до желтоватого цвета
Плотность состава, кг/м3, не менее	1150
Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 или ВЗ-4 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20±0,5)°С, с	250 - 400
Содержание сухого вещества, %, не менее	100
Компонент Б
Внешний вид	Однородная жидкость от темно-желтого до темно-коричневого цвета
Плотность состава, кг/м3	1,25
Условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 или ВЗ-4 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20±0,5)°С, с	50-110
Массовая доля изоционатных групп, %, не менее	30,5
Жизнеспособность композиции, мин, не менее	60
Отвержденные пленки
Предел прочности при растяжении, МПа	7,66	5,85	7,47	7,45
Относительное удлинение при растяжении, %	35,25	34,17	36,96	34,13
Модуль упругости при растяжении, МПа	45,40	28,52	46,68	45,42
Длина обуглившейся части, мм, не более 25 мм	14,70	16,10	20,37	14,73
Водопоглощение за 24 часа, %, не более	4
Время отверждения пленки, ч, не более	12

Полиуретановое покрытие, выполненное из композиции, содержащей масло касторовое рафинированное, сложный полиэфир, пеногасящую добавку BYK-066 на основе фтормодифицированных полисилоксанов, оксид алюминия, оксид титана, аэросил, адсорбент воды, добавку BYK-410 - мочевина в органическом растворителе N-метилпирролидоне, отвердитель изоцианат SUPRASEK 5025, представляющий собой 4,4'-дифенилметандиизоцианат, отличающееся тем, что композиция дополнительно содержит в качестве наполнителя доломит, или цеолит, или их смесь в соотношении 3,25:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Масло касторовое рафинированное	25,75-28,23
Сложный полиэфир	12,88-14,12
Пеногасящая добавка BYK-066	0,3-0,31
Оксид алюминия	14-40
Доломит, или цеолит, или их смесь в
соотношении 3,25:1	7-21
Оксид титана	0,7-0,8
Аэросил	0,35-0,4
Адсорбент воды	1,75-2
Добавка BYK-410	0,3-0,31
Изоцианат SUPRASEK 5025	17,55-19,25