CN108026404A - 包含聚异丁烯的防腐蚀组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐蚀组合物，其包含至少一种第一聚异丁烯，所述第一聚异丁烯具有约15cm3/g至约98cm3/g的斯托丁杰指数J0和约32,000g/mol至约280,000g/mol的平均相对摩尔质量(式A)，和至少一种第二聚异丁烯，所述第二聚异丁烯具有约105cm3/g至约238cm3/g的斯托丁杰指数J0和约35,000g/mol至约900,000g/mol的平均相对摩尔质量(式A)，式A为

Description

包含聚异丁烯的防腐蚀组合物
技术领域
本发明涉及一种包含聚异丁烯的防腐蚀组合物、这种组合物用于保护管道和包含管道的系统以及其他设备(plants)和装置的用途，实现防腐蚀保护的方法，以及包含本发明的组合物的、至少单层的缠绕带(wrapping tape)。
背景技术
现有技术中广泛已知用于例如管道设备如管线、而且也用于其他技术设备的防腐蚀组合物和防腐系统。例如EP0421607A1公开了一种用于保护管状物品的带缠绕系统，其包括覆盖待保护物品的表面的内缠绕物(inner wrap)和置于所述内缠绕物上的外缠绕物，所述内缠绕物包括在其内表面承载粘合剂层的耐冲击层和在其外表面上的层，并且所述外缠绕物包括在其至少一个表面上具有层的承载层，所述内缠绕物和外缠绕物包括可热熔材料，并且所述带缠绕系统以这样的方式施加到管状物品上，使得所述外缠绕物在加热时与所述内缠绕物一起热熔合，随后冷却，从而形成完全封闭的保护涂层。上面公开的带缠绕系统的目的是提供一种连续的、无缝的保护性的带缠绕系统，以提高对破坏性外力的抗性。其中一种粘合剂层可以例如由丁基橡胶制成。作为可热熔材料，例如使用乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯和低密度聚乙烯。在EP0421607A1中公开的带缠绕系统的问题是，在经缠绕的管道系统和各种技术设备的情况下，尤其是在较高温度下，例如管线管的外表面和粘合剂层(例如丁基橡胶)之间的接触，可能会从管线管的外表面松动。
如果防腐蚀组合物不是以带条(tape)形式使用，而是例如作为油漆(spattling)化合物使用，也会出现相应的问题。在此，特别是在高温下，也没有给予油漆化合物和例如钢表面之间的足够的粘附。材料的粘附性(尤其是以剥离强度表征的)，也被称为抗剥离性，可以根据1999-03版的DIN-112068确定。然而，不仅在高温下，而且经常在室温下(20℃或23℃)，上述粘附性也是可改进的。因此，在现有技术中，通常通过使用包含溶剂的底漆(primer)/粘合剂来实现改进的粘附性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种防腐蚀组合物，其在各种表面上提供改进的粘附性，例如管道或包含管道的系统以及其他装置，并且优选还提供改进的机械强度。
该目的通过包含至少一种第一聚异丁烯和至少一种第二聚异丁烯的防腐蚀组合物来实现，所述第一聚异丁烯具有约15cm3/g至约98cm3/g的斯托丁杰指数(Staudingerindex)J0和从约14,000g/mol(优选从约32,000g/mol)至约280,000g/mol(优选至约250,000g/mol)的平均相对摩尔质量 所述第二聚异丁烯具有约105cm3/g至约238cm3/g的斯托丁杰指数J0和从约270,000g/mol(优选从约350,000g/mol)至约970,000g/mol(优选至约900,000g/mol)的平均相对摩尔质量以前，斯托丁杰指数J0也被称为特性粘度。它是根据以下公式(Schulz-Blaschke方程)，用在20℃下通过乌别洛特粘度计的毛细管的流动时间计算得到的：
J0＝ηsp/c(1+0,31×ηsp)cm3/g
其中
(增比粘度)，
其中t表示用Hagenbach-Couette校正的溶液的流动时间，t0和c表示以g/cm3为单位的溶液的浓度。平均相对摩尔质量(viscosity agent)由以下公式计算：
本发明的聚异丁烯优选在约-100℃至约0℃的温度下通过异丁烯(2-甲基丙烯)的阳离子聚合合成。温度影响以这种方式生产的聚异丁烯的摩尔质量，使得温度越低，其摩尔质量越高。通常，将三氟化硼或三氯化铝以水性溶液或醇溶液的形式用作引发剂。
所述至少一种第一聚异丁烯优选具有约22cm3/g至约65cm3/g的斯托丁杰指数J0，更进一步优选具有约25cm3/g至约45cm3/g的斯托丁杰指数J0。优选地，所述至少一种第一聚异丁烯具有从约24,000g/mol(优选从约35,000g/mol)至约130,000g/mol(优选至约95,000g/mol)的平均相对摩尔质量 进一步优选地从约30,000g/mol(优选从约37,000g/mol)至约75,000g/mol(优选至约70,000g/mol)的平均相对摩尔质量优选地，所述至少一种第一聚异丁烯的量为各自基于组合物总量的约28重量％至约60重量％，进一步优选为约33重量％至约50重量％。
所述至少一种第二聚异丁烯优选具有约106cm3/g至约160cm3/g的斯托丁杰指数J0。所述至少一种第二聚异丁烯优选具有从约280,000g/mol(优选从约300,000g/mol)至约600,000g/mol(优选至约525,000g/mol)的平均相对摩尔质量优选地，所述至少一种第二聚异丁烯的量为各自基于组合物总量的约10重量％至约35重量％，进一步优选为约13重量％至约28重量％。
所述至少一种第一聚异丁烯(即所述使用的第一聚异丁烯的总量，即使其为混合物)与所述至少一种第二聚异丁烯(即所述第二聚异丁烯的总量，即使其为混合物)之间的比例优选为约2.5:1至约1:2.5，进一步优选为约2.2:1至约1.2:1。
本发明的组合物优选提供良好的抗剥离能力，并由此提供本发明的防腐蚀组合物对例如管道的钢表面等的良好粘附，同时提供所需的粘性分离图像(cohesive separationimage)。与粘性分离相比，在防腐蚀组合物和覆盖其的材料(例如在钢管上)之间可能接收的粘合分离或粘合分离图像将是不利的。在粘性分离或粘性分离图像的情况下，当从被保护的产品上分离防腐蚀组合物时，其至少部分地残留在被覆盖的产品上，例如在钢管上。此外，至少一种第一聚异丁烯和至少一种第二聚异丁烯的混合物优选提供一种防腐蚀组合物，其不仅具有足以用作油漆化合物的流动性，而且还可作为例如带条或衬垫(pad)，例如缠绕带。
除了所述至少一种第一聚异丁烯和所述至少一种第二聚异丁烯之外，本发明的防腐蚀组合物优选不提供任何增塑剂，特别是不具有加工油形式的增塑剂。由于所述至少一种第一聚异丁烯因其相对较低的分子量而以液态且不太粘稠的形式提供，这使得不需要使用增塑剂，所以可以避免这种增塑剂的使用。然而，根据本发明，可以使用增塑剂，特别是加工油形式的增塑剂。就所提供的而言，本发明的防腐蚀组合物可包含至少一种作为增塑剂的加工油，所述加工油的量优选为各自基于本发明组合物总量的约0.5重量％至约10重量％，进一步优选为约2重量％至约8重量％。
该防腐蚀组合物具有这样的优点，即它在例如23℃的室温下显示出根据1999-03版的DIN 10268的良好的剥离强度/抗剥离能力的值，尤其是高于约5N/cm、更进一步优选高于约10N/cm的值，同时优选的是根据1999-03版的DIN 10268的剥离强度/抗剥离能力的值为约6N/cm至约40N/cm，更进一步优选为约8N/cm至约35N/cm。上述值为基于根据1999-03版的DIN EN 10268的机械剥离检测，并且完全基于将防腐蚀组合物施加到诸如气体管线或管线管道的工厂涂层上以及基于将防腐蚀组合物施加到未被涂覆的外管表面例如钢管。
由于剥离强度和抗剥离能力各自的值优良，本发明的防腐蚀组合物具有高的机械强度。这也适用于温度较高的情况。本发明的防腐蚀组合物优选对各种基材具有良好的粘附性，尤其是对管道例如管线或包含管道的系统，不管它们是否已经具有工厂涂层(在最后一种情况下即不具有工厂涂层的情况下是指具有金属表面，尤其是用于施加所述防腐蚀组合物的钢表面)，都同等地具有良好的粘附性。特别有利的是，可以在不预先施加底漆/粘合剂的情况下施加防腐蚀组合物，这意味着可以省去用这些产品进行预处理所消耗的工作和时间。然而，根据本发明，不应排除使用底漆或粘合剂。合适的产品例如由与烃树脂混合的丁基橡胶和作为溶剂的汽油制成，其可以例如在德国勒沃库森的DENSO GmbH公司以商品名DENSOLEN Primer获得。
特别优选的是，本发明的防腐蚀组合物进一步包含至少一种第三聚异丁烯，该第三聚异丁烯具有约240cm3/g至约900cm3/g的斯托丁杰指数J0和从约950,000g/mol(优选从约980,000g/mol)至约7,500,000g/mol(优选至约5,500,000g/mol)的平均相对摩尔质量优选地，该至少一种第三聚异丁烯具有约400cm3/g至约800cm3/g的斯托丁杰指数J0，并且进一步优选具有约500cm3/g至约700cm3/g的斯托丁杰指数J0。优选地，该至少一种第三聚异丁烯具有从约1,500,000g/mol(优选从约2,000,000g/mol)至约6,000,000g/mol(优选至约5,000,000g/mol)的平均相对摩尔质量进一步优选具有从约3,000,000g/mol至约5,100,000g/mol，优选至约4,800,000g/mol的平均相对摩尔质量该至少一种第三聚异丁烯以各自基于组合物总量的约1重量％至约20重量％的量、进一步优选为约2重量％至约10重量％的量、更进一步优选为约3重量％至约8重量％的量包含在组合物中。
特别优选的是，如上所述，本发明的防腐蚀组合物包含恰好一种第一聚异丁烯、恰好一种第二聚异丁烯和恰好一种第三聚异丁烯。所述至少一种第一聚异丁烯(即所述使用的第一聚异丁烯的总量，即使作为混合物)与所述至少一种第三聚异丁烯(即所述第三聚异丁烯的总量，即使作为混合物)的比例优选为约20:1至约4:1，进一步优选为约12:1至约6:1。所述至少一种第二聚异丁烯(即所述使用的第二聚异丁烯的总量，即使其作为混合物提供)与所述至少一种第三聚异丁烯(即所述第三聚异丁烯的总量，即使作为混合物)的比例优选为约8:1至约1:1，进一步优选为约6:1至约2:1。本发明使用的聚异丁烯(即所述第一聚异丁烯、所述第二聚异丁烯以及所述第三聚异丁烯)优选具有低于-50℃、进一步优选低于-58℃的玻璃化转变温度Tg(通过DSC量热法测得)。特别优选的是，所述至少一种第一聚异丁烯、所述至少一种第二聚异丁烯和所述至少一种第三聚异丁烯的玻璃化转变温度为约-55℃至约-68℃，进一步优选为约-58℃至约-66℃。高分子量的至少一种第三聚异丁烯因此仍然可以被认为是高度粘稠的液体并且显示出一定的蠕变倾向。
特别优选的是，防腐蚀组合物包含约30重量％至约48重量％的量的恰好一种第一聚异丁烯、约15重量％至约25重量％的量的恰好一种第二聚异丁烯和约3重量％至约7重量％的量的恰好一种第三聚异丁烯，其中各个量是基于本发明组合物的总量计的。
在进一步优选的实施方案中，彼此独立地
-所述至少一种第一聚异丁烯的斯托丁杰指数J0为约15cm3/g至约98cm3/g，平均相对摩尔质量 为约13,800g/mol至约247,000g/mol，和
-所述至少一种第二聚异丁烯的斯托丁杰指数J0为约105cm3/g至约238cm3/g，平均相对摩尔质量 为约275,000g/mol至约968,000g/mol，和
-所述至少一种第三聚异丁烯的斯托丁杰指数J0为约240cm3/g至约900cm3/g，平均相对摩尔质量 为约980,000g/mol至约7,500,000g/mol。
在进一步优选的实施方案中，本发明的防腐蚀组合物包含一种第一聚异丁烯、一种第二聚异丁烯和一种第三聚异丁烯，每种聚异丁烯具有上述的斯托丁杰指数J0和平均相对摩尔质量 的值，尤其是恰好一种第一聚异丁烯、恰好一种第二聚异丁烯和恰好一种第三聚异丁烯，它们各自具有上述值的斯托丁杰指数J0和平均相对摩尔质量
优选地，除了所述的聚乙烯类以外，本发明的组合物还包含至少一种填充材料、至少一种抗氧化剂、至少一种交联剂、至少一种弹性体和/或至少一种稳定剂。上述的其他的组分可以单独或以混合物的形式加入本发明的组合物中。特别优选的是，除了所述至少一种第一聚异丁烯和至少一种第二聚异丁烯以外，本发明的防腐蚀组合物还包含至少一种填料材料。所述至少一种填充材料优选以各自基于组合物总量的约20重量％至约70重量％的量、进一步优选约30重量％至约65重量％的量、更进一步优选约33重量％至约50重量％的量包含在组合物中。特别优选的是，所述至少一种填充材料为粉末状或纤维状。在本发明的意义上，术语纤维状还包括具有针状结构的填充材料。特别优选的是，本发明的组合物包含至少一种第一粉末状填充材料和至少一种第二纤维状填充材料。特别优选的是，在添加至少一种粉末状填充材料和至少一种纤维状填充材料的混合物的情况下，所述纤维状填充材料的加入量最多为粉末状填充材料的量的最大值。粉末状填充材料以及纤维状填充材料可以以各自基于所述组合物总量的约10重量％至约40重量％的量、优选约12重量％至约25重量％的量包含在所述组合物中。
优选地，所述至少一种填充材料选自粉末状矿物填充材料或矿物纤维状填充材料和/或有机纤维状填充材料。填充材料可以为例如金属、氧化锌、纤维素纤维或针状硅灰石。填充材料也可以选自有机纤维，例如长度为约1.5mm至约20mm的、进一步优选长度为约4mm至约15mm的、且细度为约0.5dtex至约100dtex的、进一步优选细度为约1dtex至约20dtex的丙烯腈纤维，长度和细度各自根据1973版的ISO 1144测得。就使用的粉末状填充材料、尤其是矿物粉末状填充材料而言，在根据1987-04版的DIN 66165的筛分分析下，在H-100(100μm)下，其优选具有的以％计的残余物为约1％至约5％，在H-60(60μm)下为约1％至约5％，在H-30(30μm)下为约1％至约5％。优选地，防腐蚀组合物包含至少一种填充材料。如果填充材料为粉末状，则优选选自矿物填充材料，且优选为滑石。
就提供至少一种抗氧化剂而言，抗氧化剂可以优选以各种抗氧化剂的混合物形式以各自基于组合物总量的约0.1重量％至约1重量％的量、进一步优选约0.15重量％至约0.5重量％的量包含在本发明的防腐蚀组合物中。就本发明防腐蚀组合物中所含的至少一种稳定剂(也可称为分散剂)而言，其优选选自包含C10-碳酸-C24-碳酸的组，并且优选为硬脂酸。所述至少一种稳定剂优选以基于所述组合物总量的约0.05重量％至约0.5重量％的量包含在本发明的防腐蚀组合物中。作为稳定剂，优选还可以使用上述碳酸类的金属盐例如硬脂酸锌、或游离羧酸类例如具有12-24个碳原子的游离脂肪酸尤其是硬脂酸或油酸的金属盐。
此外，本发明的组合物可包含根据操作目的通常可能需要的其他添加剂。特别地，防腐蚀组合物可进一步包含至少一种阻燃剂、至少一种交联剂和/或至少一种弹性体。就提供的阻燃剂而言，其优选以基于所述组合物总量的约0.02重量％至约2重量％的量包含在本发明的防腐蚀组合物中。
就本发明的防腐蚀组合物包含至少一种交联剂而言，所述至少一种交联剂优选以各自基于所述组合物总量的约0.1重量％至约10重量％的量、进一步优选0.2重量％至约8重量％的量包含在本发明的防腐蚀组合物中。特别地，如果防腐蚀组合物为单层或多层带条(尤其为用于各种管道特别是管线的缠绕带)的组成部分，则包含交联剂。然而，在防腐蚀组合物作为涂层或油漆填料化合物提供的情况下，也可以包含交联剂。所述至少一种交联剂优选选自包含至少一种酚醛树脂的组。酚醛树脂通过交联反应再硬化成为热固性塑料，即所谓的酚醛塑料。这种交联反应可发生在本发明的防腐蚀组合物中，尤其是如果它包含至少一种丁基橡胶，如下面进一步描述的那样。酚醛树脂是酚与醛(优选与甲醛)的缩合产物。在本发明的意义上，本发明的防腐蚀组合物包含至少一种含羟甲基的酚醛树脂。这些羟甲基构成反应性官能团，其引发与官能团(即用作弹性体的至少一种丁基橡胶的碳碳双键或至少一种部分不饱和的聚异丁烯的碳碳双键)的交联反应，该交联反应也可被称为自硬化反应。在本发明意义上特别优选的是，由至少一种酚或其衍生物和至少一种选自甲醛、乙醛、苯甲醛和/或丙烯醛(其中甲醛是特别优选的)的醛制得的至少一种酚醛树脂。作为苯酚衍生物，尤其可以使用四丁基苯酚、壬基苯酚或辛基苯酚，但是也可以使用芳基衍生物，尤其可以使用苯基苯酚、以及二价酚类(divalent phenols)，例如间苯二酚或双酚A或萘酚。特别优选的是辛基苯酚-甲醛树脂。作为交联剂的酚醛树脂尤其是这些所谓的水溶性酚醛树脂类(resoles)，即其通过所述起始产物的碱催化反应来制备。
在缠绕具有至少两层的带条且所述带条具有至少一层本发明的防腐蚀组合物作为外层的情况下，在重叠区域中，所述至少一层本发明的防腐蚀组合物与其他层接触。在这种情况下，该其他层，即结合层，可以有利地包含催化转化剂，该催化转化剂尤其是在低温下例如在23℃的室温下加快交联反应。合适的催化转化剂选自包括至少一种氯化锌、溴化锌、氯化铁、氯化锑、溴化锑、溴化锡、氯化锗、溴化钴、氯化镍和/或锡或锌的有机盐(例如硬脂酸锌或油酸锌)的组，其中特别优选的是，可以使用锡或锌的卤化物，进一步优选可以单独使用或作为混合物使用氯化锡和氯化锌。所述催化转化剂优选以各自基于所述其他层总量的约0.1重量％至约5重量％的量、进一步优选约0.15重量％至约4.5重量％的量、更进一步优选约0.2重量％至约4重量％的量包含在该带条的其他层中，该其他层优选不含防腐蚀组合物。
如果提供催化转化剂，则包含它的材料可以优选含有至少一种选自富马酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯和三烯丙基-三氯苯(triallyl-trichlorbenzol)的共试剂(co-reagent)，其中特别优选选择三烯丙基-三氯苯。特别地，共试剂用于使所使用的催化转化剂可用于含有催化转化剂的材料。优选地，共试剂以基于所述含有催化转化剂的材料总量的约0.5重量％至约5重量％的量、进一步优选约2重量％至约4.5重量％的量包含在含有催化剂转化剂的材料中。
除了至少一种以下进一步描述的丁基橡胶外，所述至少一种弹性体优选选自至少包含乙烯-丙烯-二烯橡胶的组。此处的意思尤其是指具有碳-碳双键作为官能团的这样的共聚物或嵌段共聚物以及三元共聚物。在此也可以使用混合物。特别优选的是在与乙烯、丙烯和一种二烯的聚合反应形成的三元共聚物。它们也被称为EPDM三元共聚物，并将一种饱和的聚合物骨架与侧基中其余的不饱和基团结合。在本发明的意义上，在这种情况下，特别优选的是以多达约15重量％的量，优选约0.3重量％至约12重量％的量，使用作为二烯的5-亚乙基-2-降冰片烯(5-ethylidene-2-norbornens)、二环戊二烯和/或5-亚乙烯基-2-降冰片烯(5-vinylidene-2-norbornes)。在使用5-亚乙基-2-降冰片烯的情况下，优选以约4重量％至约11重量％的量使用，在使用二环戊二烯的情况下，以约1.0重量％至约6.0重量％的量使用。上述重量百分数是基于聚合中用于EPDM和乙烯-丙烯橡胶的单体的总量计的。
优选地，所述至少一种弹性体选自包含至少一种丁基橡胶的组。在本发明的意义上，特别地，术语丁基橡胶是指基于丁基橡胶的总量具有约0.5重量％至约5重量％的异戊二烯的异丁烯共聚物或嵌段共聚物，特别地，丁基橡胶通过阳离子聚合生产。通过使用的异戊二烯和其中包含的碳-碳双键(作为官能团)，可以引发交联反应。在本发明的意义上，术语丁基橡胶特别是指卤化的丁基橡胶，尤其是氯化的和溴化的丁基橡胶(氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶)。也可以使用各种丁基橡胶的混合物，这意味着多于至少一种的丁基橡胶。至少一种丁基橡胶可以以基于组合物总量的约1重量％至约20重量％的量、优选约2重量％至约10重量％的量、进一步优选约3重量％至约8重量％的量包含在组合物中。特别优选的是，所述至少一种丁基橡胶为预交联的(部分交联的)，因此具有比通常的丁基橡胶更小比例的不饱和化合物。根据2005版的ISO289或根据ASTM1604-04，所述至少一种部分交联的丁基橡胶优选在127℃下的门尼粘度(Mooney viscosity)ML(1+3)为约30MU至约100MU(门尼单元)，优选为约50MU至约95MU，进一步优选为约65MU至约93MU，更进一步优选为约78MU至约91MU。根据2003版的ASTM D1875，所述至少一种丁基橡胶在25℃的温度下的比重优选为约0.5至约1.1，优选为约0.9至约0.98。特别优选的是，所述至少一种丁基橡胶可以至少部分地替换所述至少一种第三聚异丁烯。也可以提供所述至少一种第三聚异丁烯和所述至少一种丁基橡胶的混合物，优选以如上关于所述丁基橡胶所指出的重量百分比和如上关于所述至少一种第三聚异丁烯所指出的重量百分比的量存在。优选地，在上述和以下混合物中，使用具有上述门尼粘度的预交联丁基橡胶。如上所述，作为所述至少一种第三聚异丁烯时，所使用的所述至少一种丁基橡胶与所述至少一种第一聚异丁烯和所述至少一种第二聚异丁烯的比例可与如上所述的所述至少一种第三聚异丁烯与至少一种第一聚异丁烯和所述至少一种第二聚异丁烯的比例相同。就所述至少一种丁基橡胶(特别是预交联丁基橡胶的形式)替换所述至少一种第三聚异丁烯而言，所述至少一种丁基橡胶可以与所述至少一种第一聚异丁烯和所述至少一种第二聚异丁烯包含在混合物中，在适当情况下，甚至与以上已经定义的填充材料一起包含在混合物中。本发明的优选的防腐蚀组合物包含约25重量％至约60重量％的所述至少一种第一聚异丁烯，约10重量％至约40重量％的所述至少一种第二聚异丁烯，约1重量％至约20重量％的所述至少一种丁基橡胶(尤其是预交联丁基橡胶)，以及约15重量％至约50重量％的至少一种填充材料。在进一步优选的实施方案中，组合物包含约25重量％至约60重量％的量的所述至少一种第一聚异丁烯，约10重量％至约40重量％的量的所述至少一种第二聚异丁烯，约1重量％至约15重量％的量的所述至少一种第三聚异丁烯，约1重量％至约15重量％的量的所述至少一种丁基橡胶(尤其是预交联的丁基橡胶)，以及约20重量％至约50重量％的量的至少一种填充材料，其中的量是各自基于本发明的防腐蚀组合物的总量计的。
在一个特别优选的实施方案中，防腐蚀组合物包含约35重量％至约45重量％的恰好一种第一聚异丁烯，约15重量％至约25重量％恰好一种第二聚异丁烯，约3重量％至约7％重量的恰好一种第三聚异丁烯和约30％重量至约40％重量的两种填充材料，其中一种填充材料为矿物粉末状填充材料，另一种填充材料为矿物针状填充材料。在进一步优选的实施方案中，本发明的防腐蚀组合物包含约35重量％至约45重量％的恰好一种第一聚异丁烯，约15重量％至约25重量％的恰好一种第二聚异丁烯，约3重量％至约7重量％的至少一种如上所定义的预交联丁基橡胶和约30重量％至约40重量％的两种填充材料，其中一种填充材料为矿物粉末状填充材料，另一种填充材料为矿物针状填充材料。
如果需要，上述优选的和尤其优选的组合物可进一步包含约0.1重量％至约0.5重量％的至少一种稳定剂和/或约0.15重量％至约0.6重量％的至少一种抗氧化剂，各自基于本发明组合物的总量计。
就本发明而言，术语“约”用于数值、数值范围或包含数值的术语，这些值是指本领域技术人员在上下文中认为是专业常用的值。特别地，由术语“约”包含的是与所提到的数值、数值范围或包含数值的术语偏离+-10％、优选+-5％、进一步优选+-2％的值。
防腐蚀组合物可进一步包含各自基于本发明防腐蚀组合物总量的约5重量％至约25重量％的量、进一步优选约8重量％至约20重量％的量的至少一种增粘剂，尤其是烃树脂。
特别优选的是，防腐蚀组合物以带条形式或衬垫形式提供。特别优选的是带条形式。
特别优选的是，所述带条形成具有至少单层，更优选形成具有至少两层，但也可以形成具有三层、四层、五层或多层。它可以例如以这样的方式形成，即带条具有包含本发明的防腐蚀组合物的两个外层，两个外层包围由载体箔形成的内层，特别地，该载体箔由至少一种聚乙烯和/或聚丙烯(优选聚乙烯)制得。在这种情况下，根据其厚度，可具有抗折叠阻碍(anti-jackknife brake)效果的载体箔可以在其面向本发明的防腐蚀组合物的层的一侧或两侧上具有结合层。
还可以提供的是，所述带条仅具有由本发明的防腐蚀组合物制成的单个层，防腐蚀组合物与载体箔结合，特别是如上所定义的这种载体箔，其中载体箔可以在一侧或两侧上具有结合层。在这种结构的情况下，主要用于稳定由本发明的防腐蚀组合物制成的层的载体箔具有一定的厚度，优选为约0.2mm至约1.2mm，进一步优选为约0.3mm至约0.7mm。进一步优选的是，载体箔在其两个外表面上具有组成相同或不同的结合层。载体箔优选在其面向由本发明的防腐蚀组合物形成的层的一侧上具有结合层，该结合层可由与载体箔相同的材料形成、由所述至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯和/或如上文进一步所述的至少一种丁基橡胶形成、优选由所述至少一种第一聚异丁烯和/或第二聚异丁烯形成以及由所述至少一种丁基橡胶形成，更进一步优选由所述至少一种丁基橡胶形成，并且更进一步优选仅由本发明的防腐蚀组合物的层的上述材料形成。然而，特别地，如果为了机械保护而提供至少一层的第二带条(可用其缠绕在各种产品上包含本发明的防腐蚀组合物的带条)，施加至载体箔未面向由防腐蚀组合物制成的层的一侧的其他结合层，除了本发明的组合物的至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯和/或如上文进一步所述的至少一种丁基橡胶之外，优选由至少一种丁基橡胶与至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯的混合物制成、由载体箔的材料(尤其是聚乙烯和/或聚丙烯)制成，并且还可包含增粘剂(尤其是以烃树脂形式)以及抗氧化剂(尤其是它们的催化转化剂和/或共试剂)。在这种情况下，尤其在较高的温度下，特别是例如从约50℃(优选从约55℃)至约220℃、进一步优选从约60℃至约140℃的温度下，催化转化剂和/或共试剂可在所述至少一种合适的丁基橡胶(尤其是预交联的丁基橡胶)中开始交联反应，并且如果合适，还在如上所述的其他可用弹性体中开始交联反应。催化转化剂单独地或以混合物的形式优选以各自基于外部结合层总量的约0.1重量％至约10重量％的量、优选约0.15重量％至约4重量％的量包含在外部结合层中。在将具有由本发明的防腐蚀组合物制成的至少一层的带条缠绕或施加到具有重叠的管状制品或其他制品上时，可以在重叠区域中开始交联，优选在升高的温度下，如果在外部结合层中提供至少一种催化转化剂，则可以在重叠区域中实现更强的粘合，尤其是不会形成折皱。
特别地，包含本发明的防腐蚀组合物的所述带条可以以对称形式构造，但也可以以不对称形式构造。如上所述，对称形成的带条具有在其两个外表面上包含例如至少一种聚乙烯和/或聚丙烯的载体箔，每个外表面各自被由防腐蚀组合物形成的一个层包围。两个外层优选具有大致相同的厚度。在这种情况下，如上所述，可以在载体箔与包含防腐蚀组合物的层之间设置至少一个结合层。如果结合层施加在载体箔的两侧，则其还具有大致相同的厚度。在这种情况下，该条带被称为对称构造的3层带条、5层带条和5片式带条，在最后提及的情况中包括结合层。
也可以提供不对称构造的带条。这可以例如以如下方式构造：将由本发明的防腐蚀组合物制成的、面向待覆盖产品的一个层与如上所定义的载体箔粘合。在这种情况下，可以在包含本发明的防腐蚀组合物的层和所述载体箔之间施加至少一个结合层。在所述载体箔未面向由本发明的防腐蚀组合物制成的层的一侧上，例如可以提供由本发明的防腐蚀组合物制成的另一个层，其具有比面向待缠绕的物品的层更小的厚度。所述载体箔未面向由本发明的所述防腐蚀组合物制成的层的一侧上还可具有其他结合层，该其他结合层优选还包含至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯和/或至少一种如上所定义的丁基橡胶，优选包含至少一种丁基橡胶(即使在与至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯的混合物中)以及所述载体箔的材料，进一步优选另外还包含如上所述的增粘剂如烃树脂、催化转化剂、共试剂和其他添加剂。
在本发明的意义上，还可以提供具有由本发明的防腐蚀组合物制成的层的所述带条，其包括至少一个抗折叠阻碍的层。在这种情况下，例如，所述带条可以以包括由本发明的防腐蚀组合物制成的一个单层的方式形成，其中大致在中心处施加非常薄的中间层，优选厚度为约15μm至约100μm，进一步优选为约20μm至约75μm。所述中间层用作抗折叠阻碍物，防止带条过度拉伸，尤其是用带条螺旋缠绕待缠绕物品(例如管线)的情况下。特别优选的是，所述抗折叠阻碍物和所述中间层分别由至少一种聚乙烯和/或聚丙烯形成，特别优选为聚乙烯箔，特别是由LDPE或LLDPE制成。设置有这种抗折叠阻碍物的由防腐蚀组合物制成的层也可以被称为是两层或者三层的。在这种情况下，所述抗折叠阻碍物可以大致在中心处对称地布置在带条中，但是也可以不对称地偏移到其顶部或底部。然而，优选为大致在中心处，即在带条厚度强度的一半处，对称布置，只要它包括由本发明的防腐蚀组合物制成的仅有的另一个层。如上所述，然而也可以规定，在带条不面向待缠绕产品的一侧上的所述抗折叠阻碍物的顶部上施加其他层例如粘合剂层，该其他层包括例如催化转化剂。在这种情况下，提供了一种真正三层的带条。
上述结合层优选包含至少一种如上定义的丁基橡胶，并且如果合适，还包含本发明的防腐蚀组合物的至少一种第二聚异丁烯和/或至少一种第三聚异丁烯，以及至少一种聚乙烯和/或聚丙烯。特别优选的是，只要所述结合层含有聚异丁烯，它们便包含至少一种第二聚异丁烯或至少一种第三聚异丁烯，优选包含至少一种第二聚异丁烯，更进一步优选包含恰好一种第二聚异丁烯或第二聚异丁烯和第三聚异丁烯的混合物。各自基于结合层的总量，所用的至少一种丁基橡胶和所述至少一种第二聚异丁烯和/或第三聚异丁烯的量可分别为约35重量％至约65重量％，进一步优选为约40重量％至约60重量％。所述至少一种聚乙烯和/或聚丙烯，优选至少一种聚乙烯，尤其是一种LPDE或LLDPE，更优选恰好一种聚乙烯，以各自基于结合层总量的约25重量％至约65重量％的量、进一步优选约30重量％至约60重量％的量包含在所述结合层中。在这种情况下，结合层的组分仅包含至少一种丁基橡胶，以及如果合适，至少一种第二聚异丁烯和/或至少一种第三聚异丁烯，以及至少一种聚乙烯和/或聚丙烯，优选恰好包括一种第二聚异丁烯和/或一种丁基橡胶以及恰好一种聚乙烯，但没有其他添加剂。
除了所述至少一种丁基橡胶以及所述至少一种第二聚异丁烯和/或至少一种第三聚异丁烯和所述至少一种聚乙烯和/或聚丙烯以外，结合层的其他组分还包括另外的添加剂，也就是优选增粘剂、抗氧化剂、催化转化剂、共试剂(尤其是如上所述的)以及有色颜料。在这种情况下，例如增粘剂可以以约5重量％至约15重量％的量提供，进一步优选以约7重量％至约13重量％的量提供，优选选自烃树脂。此外，至少一种抗氧化剂可以优选以约0.05重量％至约0.5重量％的量提供，进一步优选以约0.1重量％至约0.5重量％的量提供。在这种情况下，所述抗氧化剂可以特别选自空间位阻酚，例如季戊四醇-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯)。此外，所述结合层也可以包含至少一种颜料，尤其是具有色母粒形式的颜料。所述至少一种颜料以约0.5重量％至约3重量％的量、进一步优选以约0.9重量％至约2重量％的量提供在结合层组合物中。所述增粘剂、所述抗氧化剂和所述颜料的上述以重量百分数表示的量是各自基于结合层的总量计的。所述颜料可以例如为黑色颜料，以使带条有均匀的外观。然而，也可以使用例如红色的其他颜料以突出显示并标记结合层的存在。结合层优选具有约10μm至约150μm的厚度，进一步优选约20μm至约100μm的厚度，更进一步优选约25μm至约80μm的厚度。
所述载体箔，只要不作为抗折叠阻碍物形成，优选具有约0.2mm至约1.2mm的厚度，进一步优选具有约0.3mm至约0.8mm的厚度。所述载体箔优选由聚乙烯或聚丙烯制成，并且优选由聚乙烯制成。特别优选的是，所述载体箔由可电子束交联的聚乙烯类形成。如果所述载体箔与结合层一起使用，则结合层还包含可电子束交联的聚乙烯，优选地，与所述载体箔中所包含的聚乙烯相同。进一步优选地，所述载体箔已被轻微拉伸，使其有利地在被加热时具有收缩趋势，并因此可过度补偿在加热时可能的长度扩张。此外，通过缠绕管状物品来施用时，管状物品方向上的接触压力也增加。
如果所述载体箔在一侧或两侧上具有结合层，则优选稍微拉伸完整的复合材料。以这种方式生产的复合箔将随后被本发明的防腐蚀组合物涂覆在至少一侧上。该层优选具有约0.25mm至约2.0mm的厚度，进一步优选约0.35mm至约1.3mm的厚度。如果所述载体箔在两侧均涂覆有结合层，并且如果所述载体箔仅在一侧上涂覆有防腐蚀组合物，则外部结合层优选地包括催化转化剂，如果合适，还包括用于它们的如上所述的共试剂。因此，在本发明的意义上尤其优选的是，施加在所述载体箔的两侧上的结合层的组分可不同。上述带条结构的优点在于，一方面交联反应也在缠绕或施加这种带条后通过所提供的催化转化剂在重叠区域中开始，尤其是包含至少一种丁基橡胶，并且无论是否施加重叠，所述带条可以例如用相同的其他带条缠绕，其中包含在所述外部结合层中的所述至少一种催化转化剂引发面向所述带条的包含本发明防腐蚀组合物的所述其他带条的部分交联。所述载体箔可以包含其他添加剂，例如颜料、抗氧化剂或稳定剂/分散剂。在本发明的进一步的实施方案中，本发明的防腐蚀组合物也可以施加在收缩套管或收缩带的一侧上。除了通过作为本发明防腐蚀组合物的具体组成结果的交联提供良好的附着力之外，由于收缩所述收缩套管或收缩带所需的加热，可提供本发明的防腐蚀组合物的进一步热活化，使得交联反应得到支持，这导致该系统特别是与管状物品的更强的粘合。
除了包含本发明的防腐蚀组合物的上述至少单层的带条之外，可以提供第二带条以提供机械保护。所述第二带条被构造成至少单层的，并且优选以单层、双层或三层的形式构造。然而，它也可以以四层或甚至多层的形式构造。第二带条即为机械保护带条。所述第二带条优选包括由至少一种聚乙烯和/或聚丙烯(优选至少一种聚乙烯，优选具有足够强度的电子束交联的聚乙烯)制成的层。就使用聚乙烯而言，其优选包括>300％的、进一步优选>400％的、更进一步优选>500％的、优选约300％至约800％的根据2012-06版的EN ISO 527测定的极限延伸率。进一步优选的是，其具有约8MPa至约25MPa的、进一步优选约12MPa至约20MPa的根据2012-06版的EN ISO 527测定的拉伸强度。例如，第二带条也可用于用包含本发明的防腐蚀组合物的两个相同带条缠绕管状物品。前述具有防腐蚀组合物的带条的一致性有利地在于相同的结构和/或相同的化学组成。
第二带条的至少一个由聚乙烯和/或聚丙烯制成的层，优选恰好一层，可在一侧上设置有粘合剂层。然而也可以规定，其在一侧上形成有本发明的防腐蚀组合物的至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯的粘合剂层。除了至少一种第一聚异丁烯和/或至少一种第二聚异丁烯之外，该层甚至还可以包含添加剂，例如抗氧化剂、作为增粘剂的烃树脂、作为增塑剂的加工油、颜料等。如上所述，就与所述具有至少一种聚乙烯和/或聚丙烯的层粘合的一个粘合剂层而言，对于第二带条，在这种情况下优选规定，在这两个层之间提供用于实现足以结合的层，其中该层可以具有与包含本发明的防腐蚀组合物的带条相关的如上文进一步描述的组分。
此外，可以进一步提供管道保护垫，该管道保护垫被所述至少一种带条缠绕，该带条具有至少一个由本发明的防腐蚀组合物制成的层，如果合适，甚至与第二带条组合，该第二带条作为覆盖和保护带条，特别是对用布置在管道保护垫下方的所述至少一种带条进行的缠绕提供有利的负载分配效果。
如果本发明的防腐蚀组合物作为带条或衬垫(箔)应用，或者如果通过灌浆或涂抹物质以形成涂层来应用，则可能受到腐蚀的每种产品都可以用本发明的防腐蚀组合物来保护，尤其是通过覆盖。特别优选的是，防腐蚀组合物用于管道和包括管道的系统。特别地，防腐蚀组合物用于缠绕各种管道，也用于缠绕气体管道等。其也可以用于其他技术设备和/或可能受到腐蚀的区域，这不仅是作为包装材料，也例如作为支撑物/覆盖物，前述的在提供该组合物作为至少单层的带条或至少单层的衬垫的情况下，其还可以作为由本发明的防腐蚀组合物的混合物制成的涂层，可以灌浆或涂抹该混合物。
本发明还涉及如上进一步描述的本发明的防腐蚀组合物用于保护管道和包括管道的系统以及其他设备和装置免受腐蚀的用途。此外，本发明还涉及通过应用本发明的防腐蚀组合物实现对管道和包括管道的系统以及其他设备和装置防腐蚀作用的方法。根据本发明特别优选的是，包含本发明的防腐蚀组合物的至少单层的带条缠绕管道和包括管道的系统。最后，本发明涉及包含如上所述的本发明的防腐蚀组合物的至少一种单层的缠绕带。
本发明还涉及各自包含本文所述的防腐蚀组合物的带条和衬垫，以及涉及如本文所述的作为带条或垫或者为带条或垫的形式的防腐蚀组合物的用途，在这方面，如上所述，所述带条或垫各自可以制成单层、双层或多层形式。特别地，所述带条可以称为缠绕带。所述缠绕带可以用于缠绕管道和包括管道的系统。
基于以下实施例更详细地解释本发明。在此，应该预先指出的是，实施例中指出的特征可以与一般描述中描述的所有特征中的每一个或彼此相组合。具体而言，带条形式的本发明防腐蚀组合物的组成仅仅是一个实例。
总共制备五种对比组合物1-5和两种本发明的防腐蚀组合物6-7，其中它们的确切组成可以从下表中获知，该表还显示根据1999-03版的DIN EN12068定义的剥离强度/抗剥离能力。
除非另有说明，下表中的所有数值均以重量百分比(重量％)表示，各个值均基于各自的组合物1-7的总量。
组合物编号 1 2 3 4 5 6 7
第一聚异丁烯 30 39.1 32.5 33 30 40 40
第二聚异丁烯 20 20
标准丁基橡胶 10 17.4 9.5 10 10
第三聚异丁烯 5
预交联丁基橡胶 5
粉末状矿物填充材料 60 34.8 57 57 60 18.7 18.7
增粘剂 8.7
纤维状矿物填充材料 16 16
抗氧化剂 0.2 0.2
稳定剂 0.1 0.1
剥离强度/抗剥离能力[N/cm] 3.4 3.1 2.1 2.6 3.5 8.9 13.1
组合物1-7中使用的所述第一聚异丁烯始终是相同的，并对应于如上进一步所定义的所述特别优选的第一聚异丁烯。组合物6和7中使用的所述第二聚异丁烯对应于如上进一步所定义的所述特别优选的第二聚异丁烯。仅对比组合物1-5中使用的标准丁基橡胶的平均分子量Mw为250,000-550,000。组合物6中使用的所述第三聚异丁烯对应于如上进一步所定义的特别优选的第三聚异丁烯。组合物7中使用的所述预交联丁基橡胶对应于上文中进一步定义为特别优选的丁基橡胶。使用滑石粉作为粉末状矿物填充材料，其呈现为水合硅酸镁和水合硅酸镁铝的具有独特片状结构的天然混合物。使用具有独特针状结构的硅灰石作为纤维状矿物填充材料。使用硬脂酸作为稳定剂，所使用的抗氧化剂对应于通常市售的抗氧化剂。
组合物1-7中使用的所述第一聚异丁烯具有25cm3/g至54cm3/g的斯托丁杰指数J0和30,000g/mol至99,000g/mol的平均相对摩尔质量 组合物6和7中使用的所述第二聚异丁烯具有74cm3/g至238cm3/g的斯托丁杰指数J0和160,000g/mol至970,000g/mol的平均相对摩尔质量 组合物6中使用的所述第三聚异丁烯具有240cm3/g至665cm3/g的斯托丁杰指数J0和980,000g/mol至4,700,000g/mol的平均相对摩尔质量
上表中的防腐蚀组合物1-7以三层带条的形式制备，其中在聚乙烯载体箔上有一个由所述组合物制成的层，在其面向所述组合物的一侧具有结合层。采用这种三层带条，钢管在23℃的室温下缠绕且不重叠。在这些条件下确定剥离强度/抗剥离能力后，出现如上表中所示的值。这表明本发明的组合物6和7的剥离强度/抗剥离能力的值显著高于组合物1-5(组合物1-5不对应于本发明)。组合物6和7甚至实现了非常好的粘性分离图像和钢的非常好的润湿。
进行的测试表明，本发明的防腐蚀组合物可以实现根据1999-03版的DIN 12068所定义的有利的剥离强度/抗剥离能力值，并且甚至可以产生非常好的粘性分离图像。而且，实现了基材尤其是钢管的良好润湿。没有使用预涂层或底漆或粘合剂。为了满足1999-03版的DIN EN 12068标准，这些并不一定是必需的。
根据本发明可省略底漆或粘合剂，具有的优点为：施加防腐蚀组合物所需要的工作力度较少。进一步有利的是省略底漆或粘合剂的使用，尤其是省略包含作为溶剂的汽油的那些的使用，改善了环境保护。此外，本发明的防腐蚀组合物的运输变得更容易，因为含有汽油作为溶剂的底漆或粘合剂出于安全原因不一定允许在飞机上运输。
因此，优选使用本发明的防腐蚀组合物来保护管道、包括管道的系统以及其他设备和/或装置免受腐蚀，而不施用底漆或粘合剂，尤其是不施用包含汽油作为溶剂的那些。
还优选的是通过应用本发明的防腐蚀组合物来获得对管道、包括管道的系统以及其他设备和/或装置的防腐蚀保护的方法，其不包括使用底漆或粘合剂，尤其是不使用包含汽油作为溶剂的那些。
本发明提供了一种防腐蚀组合物，该组合物可以通过灌浆或通过涂抹来施用以及可以以带条或收缩套管的形式或者以任何其他实施方案的方式施用，并且具有非常好的粘附性，因此为产品、系统、装置、管道、管线等提供耐久的防腐蚀保护。有利的是，无论以哪种形式，都可以在没有底漆/粘合剂的情况下使用。

Claims (17)

1.防腐蚀组合物，其包含至少一种第一聚异丁烯，所述第一聚异丁烯具有约15cm3/g至约98cm3/g的斯托丁杰指数J0和约32,000g/mol至约280,000g/mol的平均相对摩尔质量和至少一种第二聚异丁烯，所述第二聚异丁烯具有约105cm3/g至约238cm3/g的斯托丁杰指数J0和约350,000g/mol至约900,000g/mol的平均相对摩尔质量
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述至少一种第一聚异丁烯以基于所述组合物总量的约25重量％至约60重量％的量包含在所述组合物中。
3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，所述至少一种第二聚异丁烯以基于所述组合物总量的约10重量％至约40重量％的量包含在所述组合物中。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，其进一步包含至少一种第三聚异丁烯，所述第三聚异丁烯具有约240cm3/g至约900cm3/g的斯托丁杰指数J0和约950,000g/mol至约5,500,000g/mol的平均相对摩尔质量
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，其进一步包含至少一种填充材料、至少一种抗氧化剂、至少一种交联剂、至少一种弹性体和/或至少一种稳定剂。
6.根据权利要求5所述的防腐蚀组合物，其特征在于，其进一步包含基于所述组合物总量的约20重量％至约70重量％的量的至少一种填充材料。
7.根据权利要求5或6中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，所述至少一种填充材料为粉末状或纤维状。
8.根据权利要求5-7中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含一种第一粉末状填充材料和一种第二纤维状填充材料。
9.根据前述权利要求5-8中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，所述至少一种弹性体选自包含至少一种丁基橡胶的组。
10.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述至少一种丁基橡胶为预交联的。
11.根据权利要求9或10中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，所述至少一种丁基橡胶以基于所述组合物总量的约1重量％至约20重量％的量包含在所述组合物中。
12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的组合物，其特征在于，其以带条形式或衬垫形式提供。
13.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，所述带条具有两层或多层结构，其中至少一层包含所述组合物。
14.权利要求1-13中的一项或多项所述的防腐蚀组合物用于保护管道和包含管道的系统以及其他设备和装置免受腐蚀的用途。
15.通过应用权利要求1-13中的一项或多项所述的组合物对管道和包含管道的系统以及其他设备和装置实现防腐蚀保护的方法。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，用包含所述组合物的至少单层的带条缠绕管道或包含管道的系统。
17.至少单层的缠绕带，其包含权利要求1-13中的一项或多项所述的组合物。
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