Кремнійорганічна композиція

Реферат: Кремнійорганічна композиція включає суміш кремнійорганічних сполук і розчинника. При цьому як кремнійорганічну сполуку вона містить суміш кремнійорганічних олігомерів олігометилфенілсилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними гідроксильними групами (K-403) і олігометилфенілметоксисилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними метоксильними групами (K-406) при масовому співвідношенні (10-20):(4-6), як розчинник зневоднену суміш аліфатичних вуглеводнів, вибраних з групи гексан, нефрас С80-120, ізооктан та целозольвів, вибраних з групи фенілцелозольв, бутилцелозольв, етилцелозольв (вміст води не більш 0,01 % мас.), взятих у співвідношенні (18-25): (46-60) мас. ч. і додатково містить амфотерну поверхнево-активну речовину - кокопропілендіамін трипропіонат натрію в кількості 0,1÷0,15 мас. ч. UA 114225 U (54) КРЕМНІЙОРГАНІЧНА КОМПОЗИЦІЯ UA 114225 U UA 114225 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до композицій на основі високомолекулярних сполук, які містять кремній в основному ланцюзі, а саме до кремнійорганічних композицій, і може бути використана для одержання захисно-декоративних покриттів та просочення будівельних оздоблювальних матеріалів (граніту, мармуру, цегли та ін.). Для захисту оздоблювальних матеріалів (граніту, мармуру, цегли та ін.) їхній поверхневий шар обробляють спеціальними захисно-декоративними, гідрофобізуючими речовинами, як такі найчастіше використовуються кремнійвмісні мономерні, олігомерні і полімерні сполуки, такі як силікати лужних металів, алкілалкоксі - або алкілароксисилани, поліалкілгідросилани, поліалкіл(арил)силоксан з кінцевими гідроксильними групами або їхні суміші. Їх наносять на поверхню каменя у вигляді водних розчинів, емульсій або розчинів в органічних розчинниках. Відома композиція для отримання декоративного покриття природних матеріалів, яка містить прозоре плівкоутворювальне і добавки фарбувальних пігментів різної кольорової гами [1]. Проте ця композиція має наступні недоліки: незадовільний результат з естетичної точки зору внаслідок малої подібності до природного матеріалу; має багатоступеневий і тривалий технологічний цикл отримання декоративного покриття за рахунок багатошаровості покриття. Відома композиція [2] для ущільнення поруватості в природних каменях на основі суміші силанів, водовмісного ініціатора - водного розчину кислоти або основи, дисперсії часток оксиду Ті, або Si, або Zr, або Аl, або Sn в спирті. Відома композиція готується із застосуванням Sol-Gelтехнології. Проте ця композиція має недостатню стабільність при зберіганні через каталітичні процеси, які проходять при гідролізі і конденсації, що негативно позначається на її гідрофобізуючі здатності. Отриману композицію вводять у доступні на поверхні пори каменя і проводять отверднення при кімнатній або підвищеній температурі, переважно від 75 до 220 °C. Тривалість нагрівання залежить від вибраної температури отверднення і складає від 5 хвилин до 10 годин, що є енергетично і технологічно невигідно. Відома кремнійорганічна гідрофобізуюча композиція [3], вибрана як найближчий аналог, яка складається з суміші двох кремнійорганічних сполук - олігоорганоалкоксититансилоксану і органотриалкоксисилану для просочення нейтральних субстратів. Композицію використовують у вигляді 10 %-ного розчину в ізопропіловому спирті. Дана кремнійорганічна гідрофобізуюча композиція стабільна при зберіганні і характеризується коротким часом отвердіння на поверхні нейтральних субстратів, проте вона не забезпечує стійкість до перепадів температур і декоративних властивостей оброблюваних поверхонь. Задача корисної моделі полягає у створенні вдосконаленої однопакувальної кремнійорганічної композиції на основі кремнійорганічних олігомерів з тривалим терміном зберігання, яка застосовується для обробки виробів з природного каменя і штучних матеріалів, що експлуатуються у відкритій атмосфері, та забезпечує підвищення водостійкості, стійкості до знакозмінного перепаду температур, поліпшення захисно-декоративних властивостей виробів та отримання покриття необхідного кольору. Поставлена задача вирішується тим, що композиція на основі суміші кремнійорганічних сполук і розчинника, згідно з корисною моделлю, як кремнійорганічну сполуку містить суміш кремнійорганічних олігомерів олігометилфенілсилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними гідроксильними групами (K-403) і олігометилфенілметоксисилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними метоксильними групами (K-406) при масовому співвідношенні (10-20): (4-6), як розчинник - зневоднену суміш аліфатичних вуглеводнів, вибрану з групи гексан, нефрас С80-120, ізооктан, і целозольвів, вибраних з групи фенілцелозольв, бутилцелозольв, етилцелозольв (вміст води не більше 0,01 % мас), взятих у співвідношенні (18-25): (46-60) мас.ч. і додатково містить амфотерну поверхнево-активну речовину - кокопропілендіамін трипропіонат натрію в кількості 0,1÷0,15 мас. ч. Кремнійорганічна композиція для забезпечення декоративності додатково містить до 4,0 мас. ч. органорозчинних барвників, вибраних з групи нігрозин, дисперсний червоно-коричневий. Кремнійорганічну композицію отримують змішуванням компонентів у заданих співвідношеннях. Готову композицію фільтрують за допомогою друк-фільтра через паперовий фільтр і виливають у чисту суху тару. Нанесення кремнійорганічної композиції на поверхню матеріалів здійснюють розпиленням, нанесенням пензлем і методом наливу. В таблиці 1 наведені склади пропонованої кремнійорганічної композиції. Випробування на атмосферо-, водостійкість і стійкість до знакозмінних перепадів температур отверднених покриттів, виготовлених з одержаних кремнійорганічних сполук, проводили на зразках чорного шліфованого граніту, червоного шліфованого граніту, мармуру полірованого, обпаленої цегли марки "150". Зразки матеріалів виготовляли у вигляді пластин розміром 120×60×10 мм. Торці захищали силіконовим герметиком. 1 UA 114225 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Зовнішній вигляд поверхні оцінювали візуально при природному освітленні. Поверхню матеріалів перед нанесенням кремнійорганічної композиції ретельно очищали від бруду і знежирювали уайт-спіритом. Зразки висушували при (50±5)°С протягом (60±5) хвилин. Наносили кремнійорганічну композицію, ретельно розподіляючи її суконною ганчіркою. Зразки витримували при температурі навколишнього середовища протягом (120±10) хв. Надлишки отвердненої композиції видаляли з поверхні. Випробування проводили через 24 години. Кожен вид випробувань проводили на п'яти паралельних зразках. Результат визначали як середнє арифметичне спостережень. Для визначення атмосферостійкості отриману кремнійорганічну композицію наносять на поверхні зразків і досліджують по ГОСТ 6992 (ст. СЭВ 1767-79) Покрытия лакокрасочные. Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях. Декоративные характеристики после испытания образцов в атмосферных условиях определяют по ГОСТ 9.407-84 (ст. СЭВ 5731-86) Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида. За даними табл. 2 кремнійорганічна композиція (приклади 1-6) у порівнянні з найближчим аналогом (приклад 7) забезпечує поліпшення атмосферостійкості по декоративних показниках з 2 до 1 бала. Для визначення водостійкості покриття [4] зразки занурювали у воду на 2/3 їхньої довжини. Огляд зразків проводили через перші 24, 72, 120, 240 год. Перед оглядом покриття просушували фільтрувальним папером і витримували при кімнатній температурі 1-2 години. Потім візуально оцінювали стан поверхні зразка (зміна кольору, блиску, розтріскування тощо). Для визначення стійкості до знакозмінного перепаду температур [4] зразки поміщали у сушильну шафу і витримували при 60 °C протягом 30 хв., потім поміщали в морозильну камеру і витримували при температурі 40 °C протягом 1 год., а потім при кімнатній температурі 15 хв. Повторювали такі цикли до появи перших ознак руйнування покриття. Число циклів до появи перших ознак руйнування покриття визначалася як стійкість до знакозмінних перепадів температур. Результати випробувань отвердненої кремнійорганічної композиції наведені в таблиці 2. Як видно з таблиці 2, приклади 1-11 показують можливості застосування композиції з наведеними співвідношеннями компонентів для обробки зразків, що мають різну природу, колір і пористість. З наведених даних видно, що запропонована кремнійорганічна композиція характеризується простотою виготовлення і нанесення на конструкції різних габаритів і конфігурацій, можливістю отримання покриттів необхідного кольору, хорошою покривною здатністю, високою атмосферо-, водо- і стійкістю до знакозмінного перепаду температур (на рівні 680 циклів), а також поліпшенням і можливістю відновлення зовнішнього виду оброблюваних поверхонь, що забезпечує надійність, довговічність і покращення захисно-декоративних властивостей необроблених виробів і які раніше були в експлуатації. Джерела інформації: 1. Сафронов И.Н. Пат. RU № 2090270, B05D 1/38, B05D 5/06. Заявл. 07.02.1996, опубл. 20.09.1997. 2. Пат. RU № 2359946, кл. С04В 41/49. Нун Э., Хенниге Ф., Паульманн Уве, Армонайт X.И др. Заявл. 01.06.2005, опубл. 27.06.2009. 3. Копылов В.М., Маркузе И.Ю., Иванов В.В., Кирилин А.Д. Патент РФ № 2378302, МПК C08L 83/06, C08L 83/08, С04В 41/49. Заявл. 06.10.2008, опубл. 10.01.2010 - найближчий аналог. 4. Карякина М.И. Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю производств лакокрасочных материалов и покрытий. - М. Химия, 1989. - С. 182-183. Таблиця 1 Вміст компонентів, мас. ч Компоненти Кремнійорганічний олігомер K-403 Кремнійорганічний олігомер K-406 Гексан Нефрас С80-120 Ізооктан Фенілцелозольв Бутилцелозольв Етилцелозольв Приклад 7 Приклад 5 Приклад 6 Найближчий Контрольний Контрольний аналог Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 16,0 20,0 20,0 10,0 7,0 28,0 5,0 4,0 6,0 4,0 7,0 10,0 20,0 55,0 18 56,0 24,0 46,0 25,0 17,0 65,0 29,0 29,0 2 60,0 UA 114225 U Таблиця 1 Вміст компонентів, мас. ч Компоненти Нігрозин спирторозчинний Дисперсний червонокоричневий Амфотерна ПАР Октилтриетоксисилан Олігометилметоксіоктилетокси(бутоксититан)силоксан Ізопропанол Приклад 7 Приклад 5 Приклад 6 Найближчий Контрольний Контрольний аналог Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 4,0 0,5 2,0 3,7 4,0 4,0 0,1 0,15 0,12 0,12 0,1 0,1 50 10 540 Примітка: матеріал за прикладом 1 - чорний граніт; матеріал за прикладом 2 - червоний граніт; матеріал за прикладом 3 - цегла; матеріал за прикладом 4 - мармур; матеріал за прикладами 5, 6 - червоний граніт Таблиця 2 № прикладу Зовнішній вигляд зразків після обробки Гладка блискуча поверхня без дефектів Гладка блискуча поверхня 2 без дефектів Матова поверхня з 3 незначною шорсткістю Гладка блискуча поверхня 4 без дефектів 5 (контроль- Матова гладка поверхня ний) без дефектів 6 (контроль- Гладка блискуча поверхня з ний) розводами 7 найбл. Гладка блискуча поверхня аналог без дефектів Гладка блискуча поверхня 1 8 без дефектів Гладка блискуча поверхня 2 9 без дефектів Гладка блискуча поверхня 3 10 без дефектів Гладка блискуча поверхня 4 11 без дефектів 1 Колір Чорний АтмосфероСтійкість Стійкість до стійкість, покриття до перепаду декоративні дії води при температури показники, (20±2)°С, діб , цикли бал 1 288 680 1 216 552 1 180 360 1 216 504 2 72 102 2 168 54 2 168 216 Чорний 1 240 650 Чорний 1 288 680 Темночервоний 1 216 552 Чорний 1 293 664 Темночервоний Темночервоний Безбарвне покриття Темночервоний Темночервоний Безбарвне покриття 1 Примітка. 8 Композиція за прикладом 1 застосована для необроблених зразків з чорного граніту. Приклад показує захисно-декоративні властивості кремнійорганічної композиції, яка заявляється. 2 9 . Композиція за прикладом 1 застосована для обробки поверхні чорного граніту, який був до цього в експлуатації 3 роки. Приклад показує можливість відновлення властивостей виробів, які були в експлуатації. 3 10 . Композиція за прикладом 2 застосована для обробки поверхні червоного граніту, який був до цього в експлуатації 3 роки. Приклад показує можливість відновлення властивостей виробів, які були в експлуатації. 4 11 . Композиція за прикладом 1, яка зберігалася в герметично закупореній тарі протягом 12 місяців, і застосована для обробки поверхні чорного граніту. Приклад показує можливість тривалого зберігання композицій. 3 UA 114225 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Кремнійорганічна композиція на основі суміші кремнійорганічних сполук і розчинника, яка відрізняється тим, що як кремнійорганічну сполуку містить суміш кремнійорганічних олігомерів олігометилфенілсилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними гідроксильними групами (K-403) і олігометилфенілметоксисилсесквіоксан лінійної будови з реакційноздатними метоксильними групами (K-406) при масовому співвідношенні (10-20): (4-6), як розчинник зневоднену суміш аліфатичних вуглеводнів, вибраних з групи гексан, нефрас С80-120, ізооктан та целозольвів, вибраних з групи фенілцелозольв, бутилцелозольв, етилцелозольв (вміст води не більше 0,01 % мас.), взятих у співвідношенні (18-25):(46-60) мас. ч. і додатково містить амфотерну поверхнево-активну речовину – кокопропілендіамін трипропіонат натрію в кількості 0,1÷0,15 мас. ч. 2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить до 4,0 мас. ч. органорозчинних барвників, вибраних з групи нігрозин, дисперсний червоно-коричневий. 15 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4