(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (11) (13) B1 (51) IntCI7 C09D 163/00 (54) Lakier epoksydowy, farba epoksydowa i farba epoksydowa wodorozcieńczalna (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 08/01 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Szczecińska, Szczecin, PL (72) Twórcy wynalazku: Tadeusz Spychaj, Szczecin, PL Stanisława Spychaj, Szczecin, PL Ewa Fabrycy, Szczecin, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/05 (74) Pełnomocnik: Zawadzka Renata, Dział Patentów i Transferu, Technologii Politechniki Szczecińskiej PL B1 (57)1. Lakier epoksydowy zawierający żywicę epoksydową, utwardzacz i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory, znam ienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1: Farba epoksydowa zawierająca żywicę epoksydową, utwardzacz, pigment, wodę i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1:10.

2 Lakier epoksydowy, farba epoksydowa i farba epoksydowa wodorozcieńczalna Zastrzeżenia patentowe 1. Lakier epoksydowy zawierający żywicę epoksydową, utwardzacz i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1: Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera mieszaninę produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych z aminami alifatycznymi i/lub adduktami amin alifatycznych lub aromatycznych z żywicami epoksydowymi i/lub poliamido amidami w stosunku wagowym od 10:1 do 10:5 3. Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietylenotetraaminą. 4. Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) dietylenotriaminą. 5. Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą. 6. Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i dietylenotriaminy. 7. Lakier według zastrz. 1, znamienny tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i p-fenylenodiaminy 8. Farba epoksydowa zawierająca żywicę epoksydową, utwardzacz, pigment, wodę i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1: Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera mieszaninę produktu degradacji poli(terefitalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych z aminami alifatycznymi i/lub adduktami amin alifatycznych lub aromatycznych z żywicami epoksydowymi i/lub poliamido amidami w stosunku wagowym od 10: 1 do 10:5 10. Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietylenotetraaminą. 11. Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) dietylenotriaminą. 12. Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą. 13. Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i dietylenotriaminy. 14. Farba według zastrz. 1, znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i p-fenylenodiaminy. 15.Farba epoksydowa wodorozcieńczalna zawierająca żywicę epoksydową, utwardzacz, pigment, wodę i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory znamienna tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą lub mieszaniną trietanoloaminy z aminami alifatycznymi i/lub mieszaniną

3 trietanoloaminy z aminami aromatycznymi, przy czym stosunek molowy powtarzalnej jednostki poli(terefitalanu etylenu) do trietanoloaminy, mieszaniny trietanoloaminy z aminami alifatycznymi i/lub mieszaniny trietanoloaminy z aminami aromatycznymi wynosi od 1:1 do 1:10. * * * Przedmiotem wynalazku jest lakier epoksydowy, farba epoksydowa oraz farba epoksydowa wodorozcieńczalna. Znane są z polskiego opisu patentowego nr dwuskładnikowe lakiery z żywic epoksydowych, których podstawowym składnikiem jest roztwór żywicy epoksydowej w odpowiednio dobranej mieszaninie rozpuszczalników. Najczęściej stosowane do tych lakierów są twarde żywice dianowe o stosunkowo wysokiej masie cząsteczkowej, wysokiej zawartości grup wodorotlenowych w łańcuchu i małej liczbie epoksydowej. Żywice epoksydowe rozpuszczają się dobrze w ketonach, estrach, estrach glikoli, mieszankach węglowodorów aromatycznych i alkoholi. Drugim składnikiem lakierów jest substancja zwana powszechnie utwardzaczem będąca związkiem chemicznym typu wieloamin alifatycznych takich jak etylenodiamina, dietylenotriaminą, trietylenotetraamina. Utwardzacz lakieru epoksydowego bywa często roztworem aminy w mieszaninie butanolu i toulenu. Zamiast wolnych amin stosować można ich addukty z żywicą epoksydową. Znane są farby epoksydowe, w których substancję błonotwórczą stanowią polimery powłokotwórcze typu epoksydowego sieciowane poliaminami, poliaminoamidami lub ich adduktami z żywicą epoksydową zawierające pigmenty, utwardzacze, rozpuszczalniki, rozcieńczalniki i ewentualnie napełniacze i modyfikatory. Z polskiego opisu patentowego nr znana jest farba epoksydowa, w której jako wypełniacz zastosowano mikropłatki otrzymane w wyniku rozbicia mikrosfer lekkich. Farba zawiera w przeliczeniu na substancje nielotne 53-57% masowych polimeru powłokotwórczego typu epoksydowego sieciowanego poliaminami, poliaminoamidami lub ich adduktami z żywicą epoksydową, względnie związkami polifunkcyjnymi zawierającymi aktywny atom wodoru z grupy NH, NH2, SH, pigmenty, obciążniki, rozpuszczalniki oraz 15-37% masowych mikropłatków, otrzymanych w wyniku rozbicia mikrosfer lekkich. W opisie patentowym podano recepturę wodorozcieńczalnej farby epoksydowej dwuskładnikowej utwardzanej mieszaniną poliaminoamidów i amidów stanowiącej produkt reakcji odpadowych frakcji wolnych kwasów tłuszczowych z rafinacji oleju lnianego lub sojowego z olejem lnianym lub sojowym w stosunku wagowym 2:3 do 3:2 oraz trietylenotetraaminą i/lub dietylenotriaminą. Lakier epoksydowy według wynalazku zawierający żywicę epoksydową, utwardzacz i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory charakteryzuje się tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1:10. W innym wariancie lakier jako utwardzacz zawiera mieszaninę produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych z aminami alifatycznymi i/lub adduktami amin alifatycznych lub aromatycznych z żywicami epoksydowymi i/lub poliamidoamidami w stosunku wagowym od 10:1 do 10:5. Korzystnie lakier zawiera jako utwardzacz produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietylenotetraaminą, dietylenotriaminą lub trietanoloaminą. Korzystnie lakier zawiera jako utwardzacz produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i dietylenotriaminy lub mieszaniną trietylenotetraaminy i p-fenylenodiaminy Farba epoksydowa według wynalazku zawierająca żywicę epoksydową, utwardzacz, pigment, wodę i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory charakteryzuje się tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aroma-

4 tycznych, przy czym stosunek molowy jednostki powtarzalnej poli(tereftalanu etylenu) do aminy alifatycznej, mieszaniny amin alifatycznych i/lub mieszaniny amin alifatycznych i aromatycznych wynosi od 1:1 do 1:10. W innym wariancie farba jako utwardzacz zawiera mieszaninę produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminą alifatyczną, mieszaniną amin alifatycznych i/lub mieszaniną amin alifatycznych i aromatycznych z aminami alifatycznymi i/lub adduktami amin alifatycznych lub aromatycznych z żywicami epoksydowymi i/lub poliamidoamidami w stosunku wagowym od 10:1 do 10:5. Korzystnie farba jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietylenotetraaminą, dietylenotriaminą lub trietanoloaminą. Korzystnie farba jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i dietylenotriaminy. Korzystnie farba jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) mieszaniną trietylenotetraaminy i p-fenylenodiaminy. Farba epoksydowa wodorozcieńczalna według wynalazku zawierająca żywicę epoksydową, utwardzacz, pigment, wodę i ewentualnie napełniacz, środek przeciwkorozyjny oraz modyfikatory charakteryzuje się tym, że jako utwardzacz zawiera produkt degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą lub mieszaniną trietanoloaminy z aminami alifatycznymi i/lub mieszaniną trietanoloaminy z aminami aromatycznymi, przy czym stosunek molowy powtarzalnej jednostki poli(terefitalanu etylenu) do trietanoloaminy, mieszaniny trietanoloaminy z aminami alifatycznymi i/lub mieszaniny trietanoloaminy z aminami aromatycznymi wynosi od 1:1 do 1:10. Lakiery i farby według wynalazku charakteryzują się dużą przyczepnością do podłoża, jednorodnością, połyskiem lub matowym charakterem powierzchni oraz dużą odpornością mechaniczną. Poli(tereftalan etylenu) jest masowo stosowany do produkcji jednostkowych opakowań jednorazowego użytku, które to opakowania stanowią znaczną część odpadów komunalnych. Wykorzystanie produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) aminami do utwardzania powłok z lakierów i farb epoksydowych jest jednym z możliwych sposobów zagospodarowania jego odpadów. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest również bezpośrednie stosowanie produktów degradacji poli(tereftalanu etylenu) do otrzymywania użytkowych materiałów epoksydowych bez potrzeby dodatkowej obróbki. Przykład I W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło, termometr i chłodnicę destylacyjną umieszcza się 149 g trietanoloaminy i 96 g odpadowego poli(terefitalanu etylenu) (PET) w postaci ścinków folii o rozmiarach ok. 4 x 4 mm i ogrzewa do temperatury 215 C w czasie 3 godzin. Następnie zawartość rektora wylewa się do pojemnika i schładza. Uzyskany produkt aminoglikolizy PET jest bardzo lepką cieczą, lepkość około mpa-s w temperaturze 25 C, o ciemnobrunatnej barwie. Lakier epoksydowy otrzymuje się przez zmieszanie 115 g 85% roztworu lakierniczej żywicy epoksydowej o równoważniku epoksydowym R= 175 w przeliczeniu na żywicę epoksydową z 16,2 g utwardzacza, będącego produktem degradacji chemicznej poli(tereftalanu etylenu) trietanolaminą otrzymanego w sposób opisany powyżej. Lakier nanosi się na płytki stalowe i utwardza powłokę lakierniczą przez 24 godziny w temperaturze pokojowej a następnie dotwardza przez 2 godziny w temperaturze 120 Ć. Utwardzona powłoka jest jednorodna, charakteryzuje się dużym połyskiem. Badania przyczepności powłoki do podłoża wykazały, że powłoka charakteryzuje się najwyższym stopniem przyczepności do podłoża - stopniem 1. Po zarysowaniu stwierdzono całkowity brak odprysków powłoki. Przykład II Lakier epoksydowy otrzymuje się przez zmieszanie 115 g 85% roztworu lakierniczej żywicy epoksydowej o równoważniku epoksydowym R= 175 w przeliczeniu na żywicę epoksydową z 16,2 g utwardzacza, będącego produktem degradacji chemicznej poli(tereftalanu etylenu) trietanolaminą otrzymanego w sposób opisany w przykładzie pierwszym. Lakier nanosi się na płytki stalowe i utwardza powlokę lakierniczą przez 24 godziny w temperaturze pokojowej a następnie dotwardza przez 2 godziny w temperaturze 120 C. Utwardzona powłoka jest jednorodna, charakteryzuje się dużym połyskiem. Badania przyczepności powłoki do podłoża wykazały, że powłoka charakteryzuje się najwyższym stopniem przyczepności do podłoża - stopniem 1. Po zarysowaniu stwierdzono całkowity brak odprysków powłoki.

5 Przykład III Farbę epoksydową sporządza się przez zmieszanie 100 g żywicy epoksynowolakowej 0 równoważniku epoksydowym suchej pozostałości R=180 g/równ. i lepkości ok mpa-s w temperaturze 25 C z 20 g rozcieńczalnika aktywnego o nazwie handlowej EDG-2, z 50 g bieli tytanowej oraz 22 g produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą otrzymanego w sposób opisany w przykładzie pierwszym. Farbę nanosi się na podłoże drewniane 1stalowe i utwardza w temperaturze pokojowej. Utwardzona powłoka jest jednorodna, z połyskiem. Stwierdzono dobrą przyczepność do podłoża ( stopień 1, wg PN-80/C-91531), odporność na zarysowanie oraz na cykliczne zmiany temperatury. Przykład IV Dwuskładnikową wodorozcieńczalną farbę epoksydową przygotowuje się w następujący sposób: Składnik A stanowi żywica epoksynowolakowa o równoważniku epoksydowym suchej pozostałości R=180 g/równ. i lepkości ok mpas w temperaturze 25 C. Składnik B otrzymuje się przez zmieszanie 25 g produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietanolo aminą otrzymanego przy stosunku molowym reagentów 1:2 w sposób opisany w przykładzie I, z 41,7 g wody destylowanej i 36,6 g bieli tytanowej. Składniki miesza się w proporcjach: 17 części wagowych składnika A i 83 części wagowe składnika B uzyskując farbę epoksydową wodorozcieńczalną o lepkości 22 s mierzonej kubkiem wypływowym (cf>= 4 mm). Przygotowaną farbą pokrywa się podłoża drewniane i stalowe. Powłoki suszy się w temperaturze 90 C w czasie 4,5 godzin. Uzyskuje się matową powłokę o dobrej odporności na zarysowanie (450 g, wg PN- 65/C-81527), przyczepności (stopień 1, wg PN-80/C-91531) oraz odporności na cykliczne zmiany temperatury (-23 do +60 C, 3 cykle wg PN-88/C-81556). Przykład V Dwuskładnikową wodorozcieńczalną farbę epoksydową przygotowuje się w następujący sposób: Składnik A stanowi mieszanina 100 g żywicy epoksydowej dianowej o równoważniku epoksydowym R=187,5 g/równ. i lepkości mpas w temperaturze 25 C, z 10 g epoksydowego rozcieńczalnika aktywnego o nazwie handlowej EDG-2. Składnik B otrzymuje się przez zmieszanie 23 g produktu degradacji poli(tereftalanu etylenu) trietanoloaminą otrzymanego przy stosunku molowym reagentów 1:2 w sposób opisany w przykładzie pierwszym, z 36,8 g wody destylowanej, 25,0 g bieli tytanowej, 15,0 g fosforanu cynkowoglinowego oraz 0,2 g środka przeciwpiennego o nazwie handlowej Additol VX4946. Składniki miesza się w proporcjach: 20 części wagowych składnika A i 80 części wagowych składnika B uzyskując farbę epoksydową wodorozcieńczalną o lepkości 28 s, mierzonej kubkiem wypływowym (<{>= 4 mm). Przygotowaną farbą pokrywa się podłoża drewniane i stalowe. Powłoki suszy się w temperaturze 90 C w czasie 4,5 godziny. Uzyskuje się matową powłokę o dobrej odporności na zarysowanie (powyżej 300 g, wg PN- 65/C-81527), przyczepności (stopień 1, wg PN-80/C-91531) oraz odporności na cykliczne zmiany temperatury (-23 do +60 C, 3 cykle wg PN-88/C-81556).

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.