Композиція для покриттів (варіанти)

1 Композиція ДЛЯ покриттів, яка містить пдроксилвмісний поліефір, полизоціанатний отверджувач та інертний розчинник, яка відрізняється тим, що вона містить як пдроксилвмісний поліефір - низькомолекулярну епоксидну діанову смолу, як полизоціанатний отверджувач - преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, як розчинник ароматичні вуглеводні та додатково містить каталізатор ствердження - марганцевий сикатив або третинний амін у таких співвідношеннях компонентів, мас % Низькомолекулярна епоксидна діанова смола 11,1-16,0 Преполімер на основі толуїлендмзоціанатута складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями 37,0-48,5 Ароматичні вуглеводні 35,0-45,0 Каталізатор ствердження 0,1-2,0 2 Композиція ДЛЯ покриттів за п 1, яка відрізня Винахід відноситься до полімерних лакофарбових матеріалів, а саме до матеріалів, призначених для покриття внутрішніх та ЗОВНІШНІХ поверхонь консервних банок та іншої тари для харчових продуктів, питної води та ш з метою їх захисту від агресивних середовищ Відомий лакофарбовий склад для одержання ХІМСТІЙКОГО покриття, призначеного для захисту поверхонь, що експлуатуються в агресивних харчових середовищах, наприклад, в цукровому дифузійному сиропі, який містить 18-42% епоксидної смоли, 12-32% полмзоціанатного отверджувача та 27-67% розчинника, (див, наприклад, ється тим, що як висихаючі олії вона містить льняну чи конопляну олії в суміші з тунговою олією або депдратовану рицинову олію 3 Композиція ДЛЯ покриттів за п 1, яка відрізняється тим, що складний олігоефір, модифікований висихаючими оліями, крім олігоефіру фталевої кислоти додатково містить олігоефір малеїнової кислоти 4 Композиція ДЛЯ покриттів, яка містить пдроксилвмісний поліефір, полизоціанатний отверджувач, інертний розчинник та пігмент, яка відрізняється тим, що вона містить як пдроксилвмісний поліефір - низькомолекулярну епоксидну діанову смолу, як полизоціанатний отверджувач - преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, як розчинник - ароматичні вуглеводні, як пігмент - алюмінієву пудру та додатково містить каталізатор ствердження - марганцевий сикатив або третинний амін у таких співвідношеннях компонентів, мас % Низькомолекулярна епоксидна діанова смола 8,81-12,0 Преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями 34,0-40,0 Ароматичні вуглеводні 45,0-55,0 Каталізатор ствердження 0,1-2,0 Алюмінієва пудра 1,0-10,0 а с № 410071, М кл С 09 D 3/58, С 09 D 3/72, С 08 D 45/12, заявл 07 06 71, опубл 05 0174, бюл №1) Загальними ознаками відомої композиції та той, що заявляється, є наявність епоксидної смоли, полмзоціанатного отверджувача та розчинника Недоліками відомого лакофарбового складу є наявність токсичного розчинника - циклогексанону, низька еластичність при згинанні, до вигину та МІЦНІСТЬ при ударі (3, 5, 10мм та 5-10см ВІДПОВІД НО), та відсутність відомостей про режим отвердження та СТІЙКІСТЬ покриттів до дії 3% розчину харчової солі, оцтової кислоти, 2% розчину винної ю (О 46459 кислоти, що використовуються для оцінки СТІЙКОСТІ покриттів консервної тари до дії різних середовищ, що застосовуються при виготовленні консервів Найбільш близькою по технічній суті до запропонованої є композиція для покриттів, яка містить основу та полизоціанатний отверджувач (див , наприклад, а с №1558946 А1, Мкл С 09 D 175/04, заявл 16 1187, опубл 23 04 90, бюл №15) До складу основи входить складний олігоефір - суміш олігодіетиленадипшату 10,6-21,9%, олігодіетиленпропіленмалешатфталату - 5,7-18,6%, пігменти 18,0-21,0%, як полизоціанат - адукт толуїлендмзоціанату з триметилолпропаном - 24,6-37,2%, решта - інертний розчинник (суміш етилацетату з ацетоном або метилетилкетоном = 11) Для розведення композиції до робочої в'язкості використовують бутилацетат Вказана композиція має високу адгезію, МІЦНІСТЬ ПЛІВКИ при ударі, СТІЙКІСТЬ до кип'ятіння 70 годин Загальними ознаками відомої та композиції для покриттів, що заявляється по першому варіанту, є наявність у їх складі пдроксилвмісної основи - поліефіру, полмзоціанатного отверджувача та інертного розчинника Загальними ознаками відомої та заявляємо!' композиції для покриттів по другому варіанту є наявність у їх складі пдроксилвміщуючої основи поліефіру, полизоціанатного отверджувача, інертного розчинника та пігменту Недоліком відомої композиції по прототипу слід відзначити наявність у и складі високолетких та більш дорогих розчинників (етилацетату та ацетону) та тривалий час гелеутворення (від 10 до 48 хвилин), що перевищує час висихання одного шару при 70±2°С на 2-14 хвилин (див табл 2, 3 та 4 пункти), (на наш погляд в таблиці 2 час сушіння вказано помилково - 2-3 хвилини при 70°С, композиція не може отвердіти, тим паче, що час гелеутворення складає 18 хвилин у прикладах 2, 3, 6 та інших) В таблиці також відсутні дані по СТІЙКОСТІ покриття до розчину солі, кислот та ш В основу даного винаходу для двох варіантів покладена задача поліпшення композиції для покриттів, в якій за рахунок якісного та КІЛЬКІСНОГО вмісту компонентів, забезпечується підвищення СТІЙКОСТІ покриття до агресивних харчових середовищ і його фізико-механічних та захисних властивостей, прискорення часу ствердження, і досягнення розчинності частин системи композиції в ароматичних вуглеводневих розчинниках, що в цілому підвищує захисні властивості покриття до агресивних харчових середовищ та зниження пожежо-та вибухонебезпечності композиції Поставлена мета досягається тим, що в композиції для покриттів, яка містить пдроксилвмісний поліефір, полизоціанатний отверджувач та інертний розчинник, згідно з винаходом, вона містить як пдроксилвмісний поліефір - низькомолекулярну епоксидну діанову смолу, як полизоціанатний отверджувач - преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, як розчинник - ароматичні вуглеводні та додатково містить каталізатор отвердження - марганцевий сикатив або третинний амін у таких співвідношеннях компонентів, мас % Низькомолекулярна епоксидна діанова смола 11,1-16,0 Преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями 37,0-48,5 Ароматичні вуглеводні 35,0-45,0 Каталізатор ствердження 0,1-2,0 Крім того, - як висихаючі олії вона містить льняну чи конопляну олії в суміші з тунговою олією або депдратовану рицинову олію - складний олігоефір, модифікований висихаючими оліями, крім олігоефіру фталевої кислоти додатково містить олігоефір малеїнової кислоти Поставлена мета досягається також тим, що в композиції для покриттів, яка містить пдроксилвмісний поліефір, полмзоціанатний отверджувач, інертний розчинник та пігмент, згідно з винаходом, вона містить як пдроксилвмісний поліефір - низькомолекулярну епоксидну діанову смолу, як поліізоціанатний отверджувач - преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, як розчинник ароматичні вуглеводні, як пігмент - алюмінієву пудру та додатково містить каталізатор отвердження - марганцевий сикатив або третинний амін у таких співвідношеннях компонентів, мас % Низькомолекулярна епоксидна діанова смола 8,81-12,0 Преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованного висихаючими оліями 34,0-40,0 Ароматичні вуглеводні 45,0-55,0 Каталізатор ствердження 0,1-1,5 Алюмінієва пудра 1,0-10,0 Внаслідок використання винаходу, що заявляється, для двох варіантів забезпечується одержання технічного результату, який полягає у підвищенні СТІЙКОСТІ покриття до агресивних харчових середовищ і його фізико-механічних та захисних властивостей, прискорення часу ствердження і досягнення розчинності частин системи композиції в ароматичних вуглеводневих розчинниках Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-слідчий зв'язок Використання для модифікації композиції низькомолекулярної епоксидної смоли діанового типу підвищує адгезію, твердість та захисні властивості плівки Преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, дозволяє з одного боку стверджувати епоксидну смолу, з другого боку такий олігомер сам здатний стверджуватися за рахунок декількох реакцій, які відбуваються в умовах гарячої сушки (утворення біуретних, алофанатнихта інших зв'язків, реагування з вологого повітря та за рахунок участі подвійних зв'язків жирнокислотних складових частин висихаючих олій з киснем повітря) Використання як каталізатора марганцевого сикативу або третинного аміну, прискорює протікання вищезгаданих реакцій плівкоутворення Використання як розчинника вуглеводнів ароматичного типу, які відрізняються висо 46459 кацм при температурі 220±10°С з азеотропною відгонкою реакційної води за допомогою толуолу або ксилолу до одержання кислотного числа основи не більше 2мг КОН/г Основу поліефіру розчиняють в ароматичному вуглеводневому розчиннику, з одержанням розчину 50-55% концентрації, та фільтрують В разі відсутності тунгової або депдратованої касторової олії готують олігоефір на одній льняній олії з наступним додатком на стадії поліетерифікацм замість частини (наприклад, половини) фталевого ангідриду малеїнового ангідриду з метою підвищення загальної ненасиченості олігоефірута його більшій здатності до реакції оксиполімерізацм при формуванні покриттів Для цього на стадії алкоголіза, наприклад, 70% льняної олії взаємодіє з 17,5-18,5% пентаеритриту при 250±5°С до досягнення необмеженої розчинності проби продукту алкоголіза в етиловому спирті дектифікаті, після чого температуру знижують до 180-190°С, додають спочатку 5,85% Композиція ДЛЯ покриттів по другому варіанту фталевого ангідриду і слідом при температурі 170додатково, крім компонентів по першому варіанту, 180°С - 5,85% малеїнового ангідриду, та провомістить як пігмент - алюмінієву пудру в КІЛЬКОСТІ 1дять реакцію поліетерифікацм при температурі 10% від маси композиції, що додає додаткові за180±5°С з озеотропною відгонкою реакційної води хисні властивості ствердженій ПЛІВЦІ за допомогою толуолу, ксилолу або сольвенту до КОМПОЗИЦІЯ ДЛЯ покриттів для двох варіантів, досягнення кислотного числа основи поліефіру не що заявляються, є трьохкомпонентною системою більше 4мг КОН/г Основу поліефіру розчиняють в гарячої сушки, яка складається з низькомолекуляароматичному вуглеводневому розчиннику з одерної епоксидної діанової смоли та розчину поліржанням розчину 50±5°% концентрації уретанового преполімеру, яка додатково, для прискорення ствердження, містить каталізатор Із Преполімер на основі толуїлендизоціанату та низькомолекулярних епоксидних діанових смол складного олігоефіру, модифікованного висихаювикористовують епоксидні смоли типу "ЕД-20", чими оліями (поліуретановий преполімер) готують "ЕД-16" та ІНШІ Як каталізатор ствердження викозмішуванням, наприклад, 80% розчину олігоефіру ристовують марганцевий сикатив типу нафтенату, з 25% толуїлендизоціанату, видержуванням суміші октоату або олеату марганцю Як розчинники випри температурі 30-40°С протягом 4-5 годин до користовують ароматичні вуглеводні, наприклад, завершення екзотермічної реакції приєднання ізотолуол, ксилол або сольвент, які відрізняються ціанатних груп до гідроксильних груп з подальшим високою температурою самозаймання (500нагріванням розчину преполімеру до 100°С, з ва600°С) Зовнішний вигляд композиції однорідна куумвідгонкою частини розчинника та вільного прозора рідина від темно-жовтого до яснотолуїлендмзоціанату, наступного охолодження коричневого кольору Після висихання композиція одержаного преполімеру до температури 20-40°С, утворює рівну глянцеву плівку золотистого кольорозведенням у розчиннику та його фільтруванням ру без сторонніх включень Композиція ДЛЯ покриттів готується безпосередньо перед її застосуванням розчиненням у У другому варіанті для підвищення захисних преполімері низькомолекулярної епоксидної діавластивостей покриттів композиція додатково міснової смоли типу "ЕД-20", "ЕД-16" та інших, напритить алюмінієву пудру та має жовтосріблястий клад, у співвідношенні 10-20% смоли на 90-80% колір розчину поліуретанового преполімеру з додатком Композицію ДЛЯ покриттів для двох варіантів, до суміші 0,1-2,0% каталізатора ствердження що заявляються, одержують таким відомим спосомарганцевого сикативу типу нафтената, октоату бом або олеату марганцю Преполімер на основі толуїлендмзоціанату та складного олігоефіру, модифікованого висихаюУ другому варіанті композицію для покриттів, чими оліями, одержують згідно з патентом України що заявляється, одержують таким же чином, що й № 20437А від 15 07 97 р на винахід "Поліуретаноу першому варіанті, та додатково до готової комва композиція для покриттів та спосіб її одержанпозиції додають алюмінієву пудру в КІЛЬКОСТІ 1ня" 10% від маси композиції Приклад Основу олігоефіру готують у дві стаНанесення композиції на консервну тару або дії На першій стадії проводять алкоголіз, наприкришки проводять їх зануренням, обливанням або клад, 27,5% льняної (конопляної) та 27,5% тунгопневматичним розпиленням ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО вої олії або 55% депдратованої рицинової олії, готову композицію додатково розводять аромати18,0% гліцерину при 240±5°С до досягнення необчним розчинником до в'язкості, яка забезпечує меженої розчинності проби продуктів алкоголізу в одержання покриття, вага сухої плівки якого стаетиловому спирті ректифікаті, після чого темперановить 3-5г на їм поверхні, товщина плівки при туру знижують до 180-190°С, додають фталевий цьому повинна бути від 2,7 до 4,5мкм Ствердженангідрид 27,0% та проводять реакцію поліетерифіня композиції проводять при 200±10°С протягом 2кою температурою самозаймання (500-600°С), особливо в умовах гарячої сушки консервної тари на конвейєрі, запобігає самозайманню парів розчинника в суміші з повітрям Крім того, використання у композиції як висихаючи олії льняної, конопляної олії в суміші з тунговою олією або депдратованої рицинової олії забезпечує утворення зшитої структурно-полімерної сітки, що здійснюється як за рахунок оксіполімеризацм, так і за рахунок полімеризації з участю супряжених ДІЄНІВ, які містяться у тунговій або депдратованій рициновій оліях, внаслідок чого зростають захісні властивості покриття до агресивних харчових середовищ Якщо до складу складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями, крім олігоефіру фталевої кислоти додатково додається олігоефір малеїнової кислоти, то підвищується як загальна ненасиченість олігоефіру, так І його здатність до утворення тривімірної плівки, що також підвищує захисні властивості покриття 8 46459 2,5 хвилин На банках та кришках з білої жесті гапреполімеру для повного ствердження епоксидної рячого та електролітичного лудіння, висушена плісмоли (приклад № 4 та №5) Вміст алюмінієвої вка композиції складу по першому варіанту має пудри в композиціях (приклади №№ 10-12) від 1 до золотистий вигляд, тверда та блискуча, а по дру10% поліпшує СТІЙКІСТЬ плівок у порівнянні з плівгому - жовтосріблястого кольору ками, які не містять пудру, внаслідок підвищення В таблиці 1 наведені приклади конкретного бар'єрного ефекту Вміст пудри вище 10% не рескладу композиції, що пропонується, по двух варікомендується по літературним даним із-за погірантах, а в таблиці 2 - дані по властивостях пошення властивостей покриттів криттів на основі складу табл 1 Композиція ДЛЯ покриттів, що пропонується, Як видно з таблиці 2, перевага запропоновадозволяє одержати покриття для консервної тари, ного складу композиції для покриття консервної яке швидко стверджується (за 2-3 хвилини, що тари реалізується тільки при заявлених співвіднодуже важливо в умовах конвейерного виробництшеннях компонентів В протилежному випадку ва) та має підвищену хімічну СТІЙКІСТЬ, яке видерпогіршуються технічні властивості композиції та жує випробування на СТІЙКІСТЬ ПЛІВКИ ДО стерилізапокриття на її основі Так, наприклад, зменшення ції (при 120°С) у дистильованній воді, 3%-ному КІЛЬКОСТІ епоксидної смоли по відношенню до полірозчині оцтової кислоти, 3%-ному розчині хлорисуретанового преполімеру нижче 20% (приклад того натрію, 2%-них розчинах цитринової та винної №13 16,7% смоли типу "ЕД-20"), погіршує СТІЙкислоти, у білковій рідині під м'ясні консерви, тобто КІСТЬ покриття до стерилізації при 120°С в рідинах, має високі фізико-механічні та захісні властивості що є модельними середовищами для різних типів покриття, що дозволяє використовувати и для законсервів Підвищення вмісту епоксидної смоли по хисту консервних банок та кришок від дії різного відношенню до поліуретанового преполімеру татипу консервів (м'ясних, рибних, овочевих, фруккож погіршує властивості покриттів внаслідок того, тових та маринадів) що не вистачає ізоціанатних груп поліуретанового Таблиця З СКЛАД КОМПОЗИЦІЇ ДЛЯ ПОКРИТТІВ Приклади складу композиції, мас.% Компоненти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Низькомолекулярна епоксидна діанова смола Преполімер на основі толуіяеняіізоціашту та складного олігоефіру, модифікованого висихаючими оліями Розчинник (ароматичні вуглеводні) Каталізатор ствердження (марганцевий сикатив) Пігмент (алюмінієва пудра) 16,0 15,5 11,1 16,2 16,2 12,3 12,3 12,3 13,33 S,8 30,11 11,04 12,06 8,96 48,5 43,8 47,5 37,0 37,0 41,0 41,0 41,0 44,0 44,0 34,0 37,0 40,0 30,04 35,0 35,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 45,0 40,0 45,0 45,0 45,0 45,0 55,0 0,5 2,0 0,1 1,0 1,0 1,5 1,5 1.5 2,0 2,0 1,0 1,5 1,5 1,0 — _ — _ 10,0 5,5 1,0 5,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100.0 100,0 100,0 100,0 100,0 Всього: 100,0 100,0 Примітка: приклади 1-10 приведені для варіанту за п Л формули винаходу, а приклади 11-14 - для варіанту за п.4. 10 46459 Таблиця 2 ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЇ ДЛЯ ПОКРИТТІВ Властивості композиції по прикладам з таблиці 1 Показники 1 Сіійкість плівки при кіп'ятінні у 3% розчині хлористого натрію, годин Стійкість плівки до стерилізації ори температурі (120°±2°С), хвилин, у дистильованій воді у 3% розчині хлористого натрію у 2% розчині винної кислоти у 3% розчину оцтової кислоти у 2% розчині цитринової кислоти у білковій рідині 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 8,0 10,0 6,0 7,0 6,0 8,0 10,0 9,0 30,0 9,0 10,0 12,0 5,0 14,0 90 100 ПО 70 80 ПО 120 130 135 90 100 ПО 60 60 60 60 60 80 90 85 65 70 ПО 60 60 60 60 60 105 90 100 110 75 85 ПО 120 135 140 95 105 ПО 100 ПО 115 80 85 ПО 120 125 120 85 90 ПО 100 125 120 85 90 ПО 120 135 130 105 100 ПО 140 150 155 ПО 120 ПО 50 60 60 50 60 90 140 150 150 100 130 ПО по Примітка: 1) Всі композиції стверджувалися при температурі 200°і5°С на протязі 2,5 хвилини. 2) Плівки ВСІХ КОМПОЗИЦІЙ мали міцність при ударі на приладі типу У-1 - 50 см. еластичність плівки при згинанні -1 мм, адгезію плівки за методом ґратчастих надрізів -1 бал. 3) При стерилізації у білковій рідині (желатин - 3 масласт; поварена сіль - 1 мас.част., натрій сірчастий - 0,1 мас.част.; кислота молочна- 0,5 масласт.; вода дистильована - до 100 мас.част.) покриття ПОВИННІ витримувати на протязі 105 хвилин, у інших середовищах - не менше 60 хвилин. 4) При кип'ятінні у 3% розчині хлористого натрію покриття повинні витримувати не менше 6 годин. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71