ДЕТАЛИ С НАНЕСЕННЫМ ПОКРЫТИЕМ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
COMPONENTS WITH APPLIED COATING AND THEREOF APPLICATION

Настоящее изобретение относится к покрытым полиуретанами деталям и их применению, предпочтительно, в морской области.
При изолировании/изоляции деталей/элементов, как трубы, элементы связи, транспортеры, в особенности, в случае глубоководных труб, используют полиуретаны. При этом покрытие можно наносить либо непосредственно на покрываемый элемент (например, поливом), как это осуществляют в случае «монтажных соединений». Альтернативно, нанесение покрытия также можно осуществлять непрямо, тем что получают отдельно покрытие, которое затем наносят на изолируемый элемент, например, путем винтовых соединений. Этот вариант осуществляют, например, в случае «ограничителей изогнутой части трубы». Эти элементы служат, например, для транспортировки нефти и газа, причем полиуретан представляет собой изолирующее покрытие. Эти полиуретаны являются обычно массивными или синтактическими. Понятие синтактические пластмассы включает, в общем, пластмассы, содержащие полые наполнители. При этом имеются как полые стеклянные наполнители, так и также полые пластмассовые наполнители. В большинстве случаев речь идет о полых стеклянных шариках. На основании своего благоприятного предела прочности при сжатии и своей благоприятной термостойкости синтактические пластмассы обычно находят применение в качестве термоизоляционных покрытий, предпочтительно, в морской области. Дальнейшими применениями в морской области являются уплотнители изгибов, ограничители изогнутой части трубы, буи, системы скоб, кабели, проточные системы и балластные емкости, а также фонтанные арматуры. С разведочным бурением все более глубоких нефтяных промыслов возрастают требования к покрытиям. В настоящее время стремятся найти материалы, которые, с одной стороны, являются эластичными, чтобы, например, легко обжимать элементы, с другой стороны, стремятся найти высокотермостабильные покрытия, которые сопротивляются гидролизу за счет воды. В настоящее время, наряду с другими пластмассами, как, например, полипропилен, находят применение исключительно массивные или синтактические, не подвергнутые вспениванию полиуретановые эластомеры, которые частично усилены эпоксидными смолами. Эти системы являются как достаточно эластичными, так и также термостабильными. Правда, современные полиуретановые эластомеры обладают очень плохой устойчивостью к гидролизу при температурах выше 50°C. Так как современные покрытия используют вплоть до 20 лет и требуется термостойкость при температуре > 80°C, отчасти даже > 100°C, используемые в настоящее время полиуретаны являются неудовлетворительными.
Поэтому часто используют полипропиленовые материалы, которые, однако, обладают тем недостатком, что их нельзя наносить до места установки, то есть, например, на судне. Осуществляемый литьевой процесс к тому же часто является слишком дорогостоящим. Недостатком, далее, является то, что эти пластмассы при очень низких температурах становятся хрупкими и разрушаются как стекло. Дальнейший недостаток заключается в том, что в случае многих применений нужно наносить покрытие поливом на комплексные геометрические объекты, где техника распыления/термопластичная обработка неприменимы.
Вследствие этого задачей являлось нахождение системы:
а) которую можно наносить простым методом полива,
б) которую, по возможности, в виде двухкомпонентной реакционной смеси, можно использовать до места установки,
в) которая, по возможности, не содержит и не выделяет никаких токсичных веществ,
г) которую можно использовать при комнатной температуре,
д) которая, по возможности, имеет время переработки <5 минут, причем эластомер спустя 10 минут после извлечения из формы имеет твердость по Шору А более 50, соответственно, по Шору С более 20 и является эластичным,
е) которую можно просто и быстро получать,
ж) которая показывает хорошее старение при высоких температурах в воде,
з) которая имеет максимальное разрывное удлинение >30%,
и) которая имеет твердость по Шору А >85 и по Шору D <85%.
Неожиданно эта задача может быть решена путем комбинации определенных высокофункциональных длинноцепочечных полиолов с определенными модифицированными полиизоцианатами на основе дифенилметандиизоцианата (MDI).
Предметом настоящего изобретения поэтому являются детали с нанесенным полиуретановым покрытием, причем полиуретаны получают в присутствии, по меньшей мере, одного металлического катализатора из группы, состоящей из катализаторов на основе ртути, кобальта, гафния, алюминия, кадмия, свинца, железа, олова, цинка, висмута, циркония и титана и их смесей, из:
а) по меньшей мере, одного полиизоцианата, базирующегося на дифенилметандиизоцианате (MDI) с содержанием NCO-групп от 18 масс.% до 34 масс.%, долей самое большее 20 масс.%, в пересчете на используемый полиизоцианат а), 2,4'-MDI-изомера и долей самое меньшее 5 масс.%, в пересчете на используемый полиизоцианат а), модифицированного с помощью карбодиимидных групп и уретониминогрупп дифенилметандиизоцианата, который при температуре выше 30°С является жидким,
б) по меньшей мере, одного, базирующегося на этиленоксиде и/или пропиленоксиде простого полиэфирополиола с функциональностью 5-8, предпочтительно, 6-7, ОН-числом от 5 мг до 45 мг КОН/г вещества и содержанием этиленоксидных единиц от 0 масс.% до 50 масс.%,
в) по меньшей мере, одного удлинителя цепи с молекулярной массой от 62 г/моль до 500 г/моль и функциональностью от 2 до 3,
г) 2-15 масс.%, в пересчете на компоненты б) - д), по меньшей мере, одной эпоксидной смолы со среднечисловой молекулярной массой менее или равной 10000 г/моль,
д) 0-50 масс.%, в пересчете на компоненты б) - д), полиолов из группы, состоящей из базирующихся на этиленоксиде и/или пропиленоксиде простых полиэфиров с ОН-числом от 50 мг до 400 мг КОН/г вещества, функциональностью от 5 до 7 и содержанием этиленоксидных единиц 0-50 масс.%, базирующихся на этиленоксиде и/иди пропиленоксиде простых полиэфиров с ОН-числом от 20 мг до 200 мг КОН/г вещества, функциональностью от ≥2 до <5 и содержанием этиленоксидных единиц от 0 масс.% до 50 масс.%, полиолов с функциональностью 2 на основе политетраметиленгликолей с молекулярной массой от 600 г/моль до 3000 г/моль, с концевыми ОН-группами полибутадиенов, поликарбонатдиолов и их смесей,
е) необязательно УФ-стабилизаторов и стабилизаторов окисления,
ж) необязательно вспомогательных веществ и/или добавок и
з) необязательно повышающих адгезию средств,
причем соотношение NCO-групп к реагирующим с NCO-группами группам компонентов б), в) и д) составляет от 0,70 до 1,30, предпочтительно, от 0,85:1 до 1,2:1, особенно предпочтительно, от 0,95 до 1,1:1.
Под дифенилметандиизоцианатом (MDI) согласно настоящей заявке нужно понимать изомеры, в особенности, 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, 2,2'-MDI и их смеси («мономерный MDI» [«mMDI»]), и полимерные компоненты («полимерный MDI» [«pMDI]), а также смеси mMDI с pMDI (вообще также обозначают как технический MDI). Особенно предпочтительно, однако, используют MDI без полимерных компонентов (mMDI).
Содержание 2,4'-MDI в компоненте а) составляет, предпочтительно, менее 10 масс.%, особенно предпочтительно, менее 5 масс.%, в пересчете на полиизоцианат.
Содержание модифицированного с помощью карбодиимидных групп и уретониминогрупп дифенилметандиизоцианата составляет, предпочтительно, самое меньшее 20 масс.% и самое большее 100 масс.%, в пересчете на используемый полиизоцианат а).
Модификация MDI, в принципе, представляет собой реакцию NCO-группы MDI. Образование форполимера является частным случаем модификации и относится к реакции соединения, обладающего реакционноспособными по отношению к NCO-группам группами, с NCO-группами MDI.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, используемый полиизоцианат а) получают путем введения во взаимодействие дифенилметандиизоцианата (MDI) с простым полиэфирополиолом на основе этиленоксида и/или пропиленоксида или политетраметиленгликолем.
Содержание NCO-групп полиизоцианатного компонента а) предпочтительно составляет от 23 масс.% до 30 масс.%.
Преимуществом является то, что изоцианатный компонент имеет высокое содержание NCO-групп (следовательно, например, незначительная модификация), обладает низкой вязкостью и одновременно также остается жидким при низких температурах и не кристаллизуется.
Предпочтительны жидкие при комнатной температуре продукты с вязкостью ≤2000 мПа·с при температуре 25°С. Это соответствует чаще всего содержанию NCO-групп >20%.
Для избежания кристаллизации необязательно еще имеющегося свободного MDI в MDI-форполимерах можно добавлять к форполимеру полициклический MDI (также известный под понятием «полимерный MDI»). Однако, предпочтительно не используют никакого полимерного MDI.
Компонент б) используют в количестве, предпочтительно, самое меньшее 30 масс.% и самое большее 85 масс.%, особенно предпочтительно, от 40 масс.% до 85 масс.%, в высшей степени предпочтительно, от 55 масс.% до 80 масс.%, в пересчете на компоненты б) - д). Содержание этиленоксида предпочтительно составляет от 5 масс.% до 35 масс.%.
Компонент д) используют в количестве, предпочтительно, самое меньшее 0,5 масс.% и самое большее 40 масс.%, особенно предпочтительно, от 0,5 масс.% до 20 масс.%, предпочтительно, от 1 масс.% до 12 масс.% и, в высшей степени предпочтительно, от 3 масс.% до 12 масс.%, в пересчете на компоненты б) - д).
Простые полиэфирополиолы, которые можно использовать в качестве компонента б) или д), получают, либо посредством щелочного катализа или посредством катализа на основе двойных металлоцианидных комплексов, либо, необязательно, путем ступенчатого проведении реакции при использовании щелочного катализа и катализа на основе двойных металлоцианидных комплексов, из исходной молекулы и эпоксидов, предпочтительно, этиленоксида (ЕО) и/или пропиленоксида (РО), и они имеют концевые гидроксильные группы и/или аминогруппы. В качестве исходных молекул при этом принимают во внимание известные специалисту в данной области соединения с гидроксильными группами и/или аминогруппами, а также воду. Функциональность исходных молекул при этом составляет самое меньшее 2 и самое большее 8. Само собой разумеется, можно использовать также смеси из нескольких исходных молекул. Далее, в качестве простых полиэфирополиолов используемыми являются также смеси из нескольких простых полиэфирополиолов. В качестве полиольного компонента используют, предпочтительно, простые полиэфирополиолы, особенно предпочтительно, полиоксипропиленполиолы и/или полиоксиэтиленполиолы. Для получения полиизоцианата в качестве полиолов также можно использовать дополнительно низкомолекулярные олигомеры на основе этиленоксида и/или пропиленоксида, как, например, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль или другие.
Технология осуществления предпочтительно такая, что объемный поток изоцианатного компонента а) и объемный поток содержащих реакционноспособные по отношению к NCO-группам группы компонентов б), в) и д) являются подобными по величине.
В качестве удлинителя цепи (также называемого сшивающим агентом) используют соединения с функциональностью от 2 до 3 и молекулярной массой от 62 г/моль до 500 г/моль. Удлинитель цепи используют в количестве, предпочтительно, самое меньшее 5 масс.% и самое большее 35 масс.%, особенно предпочтительно, от 12 масс.% до 25 масс.%, в пересчете на компоненты б) - д). Можно использовать ароматические, содержащие аминогруппы, удлинители цепи, как, например, диэтилтолуолдиамин (DETDA), 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан (МВОСА), 3,5-диамино-4-хлоризобутилбензоат, 4-метил-2,6-бис(метилтио)-1,3-диаминобензол (этакур 300), триметиленгликольди-п-аминобензоат (полакур 740М), 4,4'-диаминодифенилметан (MDA), а также его комплексы с солями, как, например, хлорид натрия и/или хлорид лития, и 4,4'-диамино-2,2'-дихлор-5,5'диэтилдифенилметан (MCDEA).
Предпочтительными являются МВОСА и 3,5-диамино-4-хлоризобутилбензоат. Также можно использовать или совместно применять алифатические содержащие аминогруппы удлинители цепи. Они нередко проявляют тиксотропный эффект на основании их высокой реакционной способности. В качестве не содержащих аминогрупп удлинителей цепи используют, например, 2,2'-тиодиэтанол, пропандиол-1,2, пропандиол-1,3, глицерин, бутандиол-2,3, бутандиол-1,3, бутандиол-1,4, 2-метилпропандиол-1,3, пентандиол-1,2, пентандиол-1,3, пентандиол-1,4, пентандиол-1,5, 2,2-диметилпропандиол-1,3, 2-метилбутандиол-1,4, 2-метилбутандиол-1,3, 1,1,1-триметилолэтан, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,1,1-триметилолпропан, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 2-этил-1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,4-циклогександиол, 1,3-циклогександиол и воду. В высшей степени предпочтительно используют не содержащие аминогрупп сшивающие агенты. В высшей степени предпочтительно используют ОН-функциональные сшивающие агенты с функциональностью 2. Предпочтительным сшивающим агентом является 1,4-бутандиол.
В качестве эпоксидной смолы можно использовать, например, продукты взаимодействия эпихлоргидрина с бисфенолом-А или бисфенолом-F. Среднечисловая молекулярная масса продукта взаимодействия составляет, предпочтительно, менее 10000 г/моль, особенно предпочтительно, менее 1000 г/моль.
Сумма из компонентов б) - д) составляет 100 масс.%.
В случае катализаторов речь идет о металлических катализаторах, как, например, кислоты Льюиса, например, на основе олова, свинца, гафния, кобальта, цинка, титана, циркония, однако, также кадмия, висмута (например, неодеканоат висмута) и железа. Обзор в отношении уровня техники приводится в Международной заявке WO 2005/058996. В этой заявке описывается, как работают с титановыми и циркониевыми катализаторами. Там также упоминаются многочисленные возможности комбинаций различных катализаторов. Каталитические системы, которые, по меньшей мере, менее токсичны, чем катализаторы на основе ртути, например, на основе олова, цинка, висмута, титана или циркония, также являются коммерчески доступными и их предпочтительно используют. Самым распространенным в настоящее время катализатором является фенилнеодеканоат ртути, торкат 535 (фирма Thor Especialidades S.A.). В высшей степени предпочтительно используют, однако, катализаторы на основе олова, например, диоктилоловоди(2-этилгексаноат), диоктилоловодимеркаптид, диоктилоловодилаурат (DOTL), дибутилоловодилаурат (DBTL), дибутилоловодикарбоксилат, бутилоловотрис(2-этилгексаноат), дибутилоловодинеодеканоат, диоктилоловодикетаноат, дибутилоловодикетаноат, диоктилоловодиацетат, дибутилоловодиацетат (DBTA), дибутилоловомалеат, дибутилоловодихлорид, дибутилоловосульфид, дибутилоловооксид (DBTO), дибутилолово(бисоктилмалеинат), дибутилбис(додецилтио)станнат, диоктилоловодикарбоксилат, причем в высшей степени предпочтительно используют DBTL и/или диоктилоловодимеркаптид. Само собой разумеется, катализаторы можно использовать также в комбинации друг с другом.
Распространенные катализаторы выпускаются, например, фирмами Tosoh Chemicals, AirProducts, TIB Chemicals AG, Goldsschmidt и Johnson Matthey.
В случае вспомогательных веществ и/или добавок речь идет, например, о красителях, наполнителях (как, например, известь), силиконовых добавках, цеолитных пастах, улучшающих текучесть средствах и защитных средствах от гидролиза.
Согласно особому варианту осуществления изобретения, в качестве добавок можно использовать полые микрошарики, когда нужно получать синтактические полиуретаны.
3
3
Под понятием полый микрошарик в рамках настоящего изобретения нужно понимать органические и минеральные полые шарики. В качестве органических полых шариков можно использовать, например, полые шарики из пластмассы, например, из полиэтилена, полипропилена, полиуретана, полистирола или их смеси. Минеральные полые шарики можно получать, например, из глины, силиката алюминия, стекла или их смесей. Полые шарики могут иметь внутри вакуум или частичный вакуум или могут быть заполнены воздухом, инертными газами, например, азотом, гелием или аргоном, или реакционноспособными газами, например, кислородом. Органические или минеральные полые шарики предпочтительно имеют диаметр от 1 мм до 1000 мм, предпочтительно, от 5 мм до 200 мм. Органические или минеральные полые шарики предпочтительно имеют кажущуюся плотность от 0,1 г/см до 0,4 г/см. Они обладают, в общем, теплопроводностью от 0,03 Вт/мК до 0,12 Вт/мК. В качестве полых микрошариков предпочтительно используют стеклянные полые микрошарики. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, стеклянные полые микрошарики имеют гидростатическую прочность при сжатии, по меньшей мере, 20 бар. Например, в качестве полых стеклянных микрошариков можно использовать стеклянные полые шарики Scotchlite. В качестве базирующихся на пластмассе полых микрошариков можно использовать, например, продукты Expancel фирмы Akzo Nobel.
Поликарбонатдиолы, соответственно уровню техники, получают из производных угольной кислоты, например, диметил- или дифенилкарбоната или фосгена, и полиолов посредством реакции поликонденсации.
Предпочтительно, чтобы изоцианатный компонент и соединение, которое имеет реакционноспособные по отношению к NCO-группам группы, не содержали никакого физического порофора. Далее, предпочтительно, чтобы к этим компонентам не добавляли никакой воды. Таким образом, компоненты, особенно предпочтительно, не содержат никакого порофора, за исключением минимальных количеств остаточной воды, которая содержится в технически получаемых полиолах. Предпочтительно, чтобы содержание остаточной воды снижалось за счет добавления улавливающих воду реагентов. В качестве улавливающих воду реагентов пригодны, например, цеолиты. Улавливающие воду реагенты используют, например, в количестве от 0,1 масс.% до 10 масс.%, в пересчете на соединение, имеющее реакционноспособные по отношению к NCO-группам группы. Смешение NCO- и ОН-реакционноспособных компонентов можно осуществлять при использовании обычных машин для переработки полиуретана. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, смешение осуществляют при использовании машин низкого давления или машин высокого давления, особенно предпочтительно, машин низкого давления.
В случае получения предлагаемых согласно изобретению деталей, предпочтительно используют машины низкого давления с динамическими и статическими смесителями, причем особенно предпочтительно используют машины с выгрузкой>10 кг/мин, и, предпочтительно, со статическими смесителями.
Полиуретан можно наносить либо непосредственно на покрываемую деталь и/или покрываемый элемент (например, поливом), как это предпочтительно осуществляют в случае «монтажных соединений». Альтернативно, нанесение покрытия также можно осуществлять непрямо, тем что получают отдельно покрытие, которое затем наносят на изолируемый элемент, например, путем винтовых соединений. Этот вариант предпочтительно осуществляют, например, в случае «ограничителей изогнутой части трубы» и «изоляционных покрытий» (как, например, в случае фонтанных арматур, а также изоляции трубопровода).
Примерами других деталей и механизмов в морской области являются генераторы, насосы и буи. Под используемой в морских условиях трубой понимают трубу, которая служит для транспортировки нефти и газа.
При этом нефть/газ транспортируют с морского дна на морские платформы, на судна/танкеры или также прямо на сушу. Под муфтами нужно понимать соединения между двумя трубами или частями трубы. Детали и механизмы, соответственно, элементы в морской области находятся в почти постоянном контакте с морской водой. Наряду с использованием для изоляции объектов, служащих для транспортировки нефти и газа, также имеют в виду дальнейшие применения в морских условиях, как, например, изоляция объектов для фиксации и защиты морских ветросиловых установок и кабельных систем. Деталь с нанесенным покрытием предпочтительно используют в морской воде.
Часто полиуретан плохо сцепляется с деталями/элементами. Полиуретан предпочтительно непосредственно наносят поливом на поверхность будущей детали/будущего элемента. Типичные поверхности состоят, например, из пластмасс, как эпоксидная смола, полипропилен, и/или металлов, как, например, алюминий, медь, сталь или железо. Для лучшего обеспечения сцепления дополнительно можно использовать внешние повышающие адгезию средства (клеи, как, например, Cilbond фирмы СП или Тhixon фирмы Rohm & Haas), физические повышающие адгезию средства (как, например, нанесение покрытия потоком ускоренных электронов, химическое вакуумное осаждение паром, сжигание силанами, как представлено фирмой Silicoat) или внутренние, повышающие адгезию средства, как, например, эпоксисиланы.
Настоящее изобретение должно быть пояснено подробнее, руководствуясь нижеследующими примерами.
Примеры
Исходные соединения:
С4-простой эфир 1000 (например, Terathane 1000 фирмы Invista);
С4-простой эфир 2000 (например, Terathane 2000 фирмы Invista);
Araldite GY 250 фирмы Huntsman (эпоксидный эквивалент по ИСО 3001=187 г/экв. эпоксида, молекулярная масса <700 г/моль);
Irganox 1135 фирмы Ciba;
Thorcat 535: фенилнеодеканоат ртути фирмы Thor Especialidades S.A.;
диоктилоловодимеркаптид (TIB КАТ 214), дибутилоловодилаурат (TIB КАТ 218, DBTL), бутилоловотрис(2-этилгексаноат) (TIB КАТ 220) фирмы TIB Chemicals AG;
UOP-L-паста (улавливающий воду реагент на основе цеолита фирмы UOP).
Следующие продукты представляют собой простые полиэфирополиолы на основе этиленоксида/пропиленоксида фирмы Bayer MaterialScience AG:
Acclaim 11220 (функциональность: 2, ОН-число: 10 мг КОН/г вещества, 0% этиленоксида);
Desmophen 3218 (функциональность: 6, ОН-число: 29 мг КОН/г вещества, 18% этиленоксида);
Desmophen 20IK08 (функциональность: 2, ОН-число: 515 мг КОН/г вещества, 0% этиленоксида);
Desmophen 50RE40 (функциональность: 6, ОН-число: 175 мг КОН/г вещества, 20% этиленоксида);
Arcol 1074 (функциональность: 3, ОН-число: 27 мг КОН/г вещества, 15% этиленоксида).
Следующие продукты представляют собой полиизоцианаты:
Desmodur CD-S: содержащий карбодиимид/уретонимин 4,4'-MDI (примерно 25 масс.% модифицированного карбодиимидом/уретонимидом 4,4'-MDI и 75 масс.% 4/4'-MDI; содержание NCO-групп: 29,5 масс.%) фирмы Bayer MaterialScience AG;
Полиизоцианат 1:50 масс.% модифицированного 4,4'-MDI на основе трипропиленгликоля, который имеет 23 масс.% NCO-групп, и 50 масс.% Desmodur CD-S, так что содержание NCO-групп смеси составляет 26 масс.%. Температура кристаллизации составляет 15°С (после выдержки в течение 30 суток);
Полиизоцианат 2: продукт взаимодействия из 92,5 масс. частей Desmodur CD-S и 7,5 масс. частей Desmophen 20IK08, так что содержание NCO-групп составляет 24,2 масс.%. Температура кристаллизации составляет -5°С (после выдержки в течение 30 суток);
Полиизоцианат 3: модифицированный изоцианат с содержанием NCO-групп 26 масс.%, представляющий собой продукт взаимодействия из 56,1 масс.% Desmodur CD-S и 21 масс.% 2.4'-MDI и 15,3 масс.% 4,4'-MDI с 7,6 масс.% Desmophen 20IK08. Продукт не кристаллизуется;
Полиизоцианат 4: продукт взаимодействия из 10 масс. частей Terathane 1000 и 90 масс. частей Desmodur CD-S с содержанием NCO-групп 24,5 масс.%.
Пример 1а (согласно изобретению)
3
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 129,9 масс. частями полиольной композиции (86,2 масс. частей Desmophen 3218, 6,1 масс. частей Desmophen 50RE40, 6,1 масс. частей Arcol 1074, 23,1 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,8 масс. частей Araldite GY 250, 0,8 масс. частей Irganox 1135, 1,3 масс. частей UOP-L-пасты, 0,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 55. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим. Отливают блок размером 10×10×4 см и выдерживают в воде в течение 2 месяцев при температуре 95°С. При этих предельных условиях также спустя 2 месяца блок показывает только немного маленьких трещин.
Пример 1б (согласно изобретению)
3
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 119,4 масс. частями полиольной композиции (76,9 масс. частей Desmophen 3218, 5,6 масс. частей Desmophen 50RE40, 5,6 масс. частей Arcol 1074, 23,4 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,5 масс. частей Araldite GY 250, 0,7 масс. частей Irganox 1135, 1,2 масс. частей UOP-L-пасты, 0,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 65. Она представляет собой типичную твердость для специальных изоляционных покрытий (как, например, уже упомянуто в примере 1) с высоким модулем упругости при растяжении. Старение в воде является очень хорошим. Отливают блок размером 10×10×4 см и выдерживают в воде в течение 2 месяцев при температуре 95°С. При этих предельных условиях также спустя 2 месяца блок показывает только немного маленьких трещин.
Пример 2 (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 129,4 масс. частями полиольной композиции (86,2 масс. частей Desmophen 3218, 6,1 масс. частей Desmophen 50RE40, 6,1 масс. частей Arcol 1074, 23,1 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,8 масс. частей Araldite GY 250, 0,8 масс. частей Irganox 1135, 1,3 масс. частей UOP-L-пасты, 0,0054 масс. частей TIB КАТ 214) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 56. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Пример 3 (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 129,4 масс. частями полиольной композиции (86,2 масс. частей Desmophen 3218, 6,1 масс. частей Desmophen 50RE40, 6,1 масс. частей Arcol 1074, 23,1 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,8 масс. частей Araldite GY 250, 0,8 масс. частей Irganox 1135, 1,3 масс. частей UOP-L-пасты, 0,0025 масс. частей DBTL) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 55. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Пример 4 (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 129,4 масс. частями полиольной композиции (86,2 масс. частей Desmophen 3218, 6,1 масс. частей Desmophen 50RE40, 6,1 масс. частей Arcol 1074, 23,1 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,8 масс. частей Araldite GY 250, 0,8 масс. частей Irganox 1135, 1,3 масс. частей UOP-L-пасты, 0,016 масс. частей TIB КАТ 220) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 55. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Пример 5 (согласно изобретению)
3
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 120,7 масс. частями полиольной композиции (79,3 масс. частей Desmophen 3218, 10,2 масс. частей Terathane 2000, 23,8 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,1 масс. частей Araldite GY 250, 0,7 масс. частей Irganox 1135, 1,1 масс. частей UOP-L-пасты, 0,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 57. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода). Старение в воде является очень хорошим. Отливают блок размером 10×10×4 см и выдерживают в воде в течение 2 месяцев при температуре 95°С. При этих предельных условиях также спустя 2 месяца блок показывает только немного маленьких трещин.
Пример 6а (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 2 вводят во взаимодействие с 122 масс. частями полиольной композиции (81,3 масс. частей Desmophen 3218, 5,7 масс. частей Desmophen 50RE40, 5,7 масс. частей Arcol 1074, 21,8 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,2 масс. частей Araldite GY 250, 0,7 масс. частей Irganox 1135, 1,1 масс. частей UOP-L-пасты, 0,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 55. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Пример 6б (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 2 вводят во взаимодействие с 121,5 масс. частями полиольной композиции (81,3 масс. частей Desmophen 3218, 5,7 масс. частей Desmophen 50RE40, 5,7 масс. частей Arcol 1074, 21,8 масс. частей 1,4-бутандиола, 5,2 масс. частей Araldite GY 250, 0,7 масс. частей Irganox 1135, 1,1 масс. частей UOP-L-пасты, 0,003 масс. частей DBTL) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 55. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Пример 7 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 109,1 масс. частями полиольной композиции (80 масс. частей Terathane 2000, 22,86 масс. частей 1,4-бутандиола, 6 масс. частей Araldite GY 250 и 0,25 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 57. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода). Правда, при получении продукта происходит слишком сильное тепловыделение, так что продукт технически непригоден. Старение в воде является недостаточным.
Пример 8 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 103,1 масс. частями полиольной композиции (80 масс. частей Terathane 2000, 22,86 масс. частей 1,4-бутандиола, 6 масс. частей Araldite GY 250 и 0,25 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 57. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода). Правда, при получении продукта происходит слишком сильное тепловыделение, так что продукт технически непригоден. Далее, старение в воде является недостаточным.
Пример 9 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 95,2 масс. частями полиольной композиции (67,5 масс. частей Desmophen 50RE40, 4,4 масс. частей Arcol 1074, 16,9 масс. частей 1,4-бутандиола, 4,3 масс. частей Araldite GY 250, 0,6 масс. частей Irganox 1135, 1,0 масс. частей UOP-L-пасты, 0,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. При получении продукта наблюдают сильную экзотермию. Его можно извлекать из формы лишь в холодном состоянии, так как при высоких температурах он является слишком мягким. Таким образом, продукт непригоден для применения. Дальнейшее исследование является невозможным и образец для испытаний нужно отбросить.
Пример 10 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 117,9 масс. частями полиольной композиции (90 масс. частей Arcol 1074, 24,5 масс. частей 1,4-бутандиола и 3,43 масс. частей Araldite GY 250 и 0,005 масс. частей DBTL) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 57. Старение в воде является недостаточным.
Пример 11 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 134,42 масс. частями полиольной композиции (40 масс. частей Acclaim 11220, 60 масс. частей Arcol 1074, 24,9 масс. частей 1,4-бутандиола, 6,87 масс. частей Araldite GY 250, 1,15 масс. частей Irganox 1135 и 1,5 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 60. Старение в воде является недостаточным.
Пример 12 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 3 вводят во взаимодействие с 114,5 масс. частями полиольной композиции (90 масс. частей Arcol 1074, 24,5 масс. частей 1,4-бутандиола и 0,038 масс. частей DBTL) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы.
Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 62. Старение в воде является недостаточным.
Пример 13 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 114,5 масс. частями полиольной композиции (90 масс. частей Arcol 1074, 24,5 масс. частей 1,4-бутандиола и 0,038 масс.частей DBTL) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 57. Старение в воде отчетливо хуже, чем согласно примеру 12.
Пример 14 (не по изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 1 вводят во взаимодействие с 550,7 масс. частями полиольной композиции (366,3 масс. частей Desmophen 3218, 125,5 масс. частей Desmophen 50RE40, 25,8 масс. частей Arcol 1074, 24,5 масс. частей Araldite GY 250, 4,0 масс. частей Irganox 1135, 5,6 масс. частей UOP-L-пасты, 1,0 масс. частей Thorcat 535) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Продукт имеет твердость по Шору А лишь 50 и при извлечении из формы растрескивается. Эластомер является хрупким и не обладает никакой структурной прочностью. Дальнейшее исследование является невозможным и образец для испытаний нужно отбросить.
Пример 15 (согласно изобретению)
При температуре примерно 35°С, 100 масс. частей полиизоцианата 4 вводят во взаимодействие с 123 масс. частями полиольной композиции (81,2 масс. частей Desmophen 3218, 5,7 масс. частей Desmophen 50RE40, 5,7 масс. частей Arcol 1074, 21,7 масс.частей 1,4-бутандиола, 5,5 масс. частей Araldite GY 250, 0,8 масс. частей Irganox 1135, 1,3 масс. частей UOP-L-пасты, 0,001 масс. частей TIB КАТ 214) и выливают в нагретую до температуры 80°С форму. Спустя 5 минут продукт извлекают из формы. Продукт является эластичным. Получают покрытие с твердостью по Шору D, которая составляет 53. Она представляет собой типичную твердость для монтажных соединений и изоляционных покрытий (фонтанные арматуры, изоляция трубопровода или тому подобное). Старение в воде является очень хорошим.
Таблица
Пример 1а (изобретение)
Пример 1б (изобретение)
Пример 2 (изобретение)
Пример 5 (изобретение)
Пример 7 (не по изобретению)
Жизнеспособность
[мин]
1
1
1
1
1
Время извлечения из формы
[мин]
5
5
5
5
5
Твердость при 23°C
ДИН 53505
по Шору
55D
64D
56D
57D
57D
Твердость при 23°C после выдержки 2 недели в воде 95° C;∗
ДИН 53505
по Шору
45D
50D
48D
48D
50D
10% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
10,4
15,4
11,9
11,0
12,9
10% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
6,6
9,2
6,8
7,8
12
100% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
20
22,5
21,3
20,2
19,7
100% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
11,8
13,2
16,3
12,4
-
Относительный модуль при 100%
ДИН 53504
[МПа]
0,59
0,59
0,77
0,61
разрушено
Разрывное напряжение
ДИН 53504
[МПа]
25
26
26
25
24
Разрывное напряжение после 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
14
14
23
14
12
Относительное разрывное напряжение
0,56
0,54
0,88
0,56
0,5
Удлинение при разрыве
ДИН 53504
[%]
170
142
150
190
210
Удлинение при разрыве после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[%]
230
165
173
250
106
Относительное удлинение при разрыве
1,35
1,16
1,15
1,32
0,5
Поглощение воды после выдержки 2 недели в нагретой до 95°C воде;∗ и ∗∗
согласно ИСО 62
[масс.%]
2,4
2,4
2,4
2,0
1,1
∗ Образцы перед испытанием выдерживали в течение 24 часов при температуре 23°C (влажность воздуха 60%). Использовали водопроводную воду
∗∗ Образцы извлекали из воды, с помощью тряпки удаляли приставшую воду и немедленно подвергали изменению.
Испытали образцы в форме брусков толщиной 3 мм для испытаний согласно ДИН 53504
Таблица (продолжение)
Пример 3 (изобретение)
Пример 8 (не по изобретению)
Пример 10 (не по изобретению)
Пример 11 (не по изобретению)
Пример 12 (не по изобретению)
Жизнеспособность
[мин]
1
1
1
1
1
Время извлечения из формы
[мин]
5
5
5
5
5
Твердость при 23°C
ДИН 53505
по Шору
55D
57D
57D
60D
62D
Твердость при 23°C после выдержки 2 недели в воде 95° C;∗
ДИН 53505
по Шору
45D
45D
45D
разрушено
41D
10% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
11,6
13,2
10,9
14,8
15,5
10% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
6,3
7,8
7,2
разрушено
7
100% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
20,7
20,9
19,1
16,8
17,4
100% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
16,6
-
10,4
разрушено
8,6
Относительный модуль при 100%
ДИН 53504
[МПа]
0,80
разрушено
0,54
разрушено
0,49
Разрывное напряжение
ДИН 53504
[МПа]
25
31
22
21
24
Разрывное напряжение после 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
23
11
11
разрушено
9
Относительное разрывное напряжение
0,92
0,35
0,50
разрушено
0,38
Удлинение при разрыве
ДИН 53504
[%]
173
335
220
238
265
Удлинение при разрыве после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[%]
173
82
106
разрушено
220
Относительное удлинение при разрыве
1,0
0,24
0,48
разрушено
0,83
Поглощение воды после выдержки 2 недели в нагретой до 95°C воде;∗ и ∗∗
согласно ИСО 62
[масс.%]
2,4
1,3
2,7
разрушено
2,7
∗ Образцы перед испытанием выдерживали в течение 24 часов при температуре 23°C (влажность воздуха 60%). Использовали водопроводную воду
∗∗ Образцы извлекали из воды, с помощью тряпки удаляли приставшую воду и немедленно подвергали изменению.
Испытали образцы в форме брусков толщиной 3 мм для испытаний согласно ДИН 53504
Таблица (продолжение 2)
Пример 4 (изобретение)
Пример 13 (не по изобретению)
Пример 6a (изобретение)
Пример 6b (изобретение)
Пример 15 (изобретение)
Жизнеспособность
[мин]
1
1
1
1
1
Время извлечения из формы
[мин]
5
5
5
5
5
Твердость при 23°C
ДИН 53505
по Шору
55D
57D
58D
55D
53D
Твердость при 23°C после выдержки 2 недели в воде 95° C;∗
ДИН 53505
по Шору
48D
40D
41D
45D
43D
10% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
9,2
13,5
13,7
9,4
8,2
10% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
7
5,3
4,7
5,7
5
100% Модуль
ДИН 53504
[МПа]
18,8
17,6
21,5
22
18,8
100% Модуль после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
15,4
7,9
15,6
13,1
13,3
Относительный модуль при 100%
ДИН 53504
[МПа]
0,82
0,45
0,73
0,6
0,71
Разрывное напряжение
ДИН 53504
[МПа]
24
22
24
24
19
Разрывное напряжение после 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[МПа]
21
9,9
20
16
15
Относительное разрывное напряжение
0,88
0,45
0,83
0,67
0,79
Удлинение при разрыве
ДИН 53504
[%]
166
235
137
125
104
Удлинение при разрыве после выдержки 2 недели в воде при 95°C;∗
ДИН 53504
[%]
175
220
169
180
128
Относительное удлинение при разрыве
1,05
0,94
1,23
1,44
1,23
Поглощение воды после выдержки 2 недели в нагретой до 95°C воде;∗ и ∗∗
согласно ИСО 62
[масс.%]
2,3
2,8
2,3
2,3
2,3
∗ Образцы перед испытанием выдерживали в течение 24 часов при температуре 23°C (влажность воздуха 60%). Использовали водопроводную воду
∗∗ Образцы извлекали из воды, с помощью тряпки удаляли приставшую воду и немедленно подвергали изменению.
Испытали образцы в форме брусков толщиной 3 мм для испытаний согласно ДИН 53504
Наряду с термостарением, также старение в воде оказывает влияние на свойства продуктов. При испытании в отношении старения в воде эластомер, во-первых, может подвергаться деструкции/разрушению за счет гидролиза и, во-вторых, может набухать. Особенно показательными, ввиду возможно наступающего гидролиза, являются модули при 100%, удлинение при разрыве и разрывное напряжение, вследствие чего эти свойства прежде всего определяют в случае полученных эластомеров.
Из таблиц ясно следует, что предлагаемые согласно изобретению эластомеры имеют лучшие, следовательно, более высокие относительные модули при 100%, более высокие относительные удлинения при разрыве и лучшие относительные разрывные напряжения. Относительные величины получают на основе расчета, причем соответствующую величину после выдерживания в воде делят на соответствующую величину до выдерживания в воде. Благодаря относительным величинам возможно лучшее сравнение различных эластомеров.