DE602004005308T2

DE602004005308T2 - Rtv-beschichtungszusammensetzung

Info

Publication number: DE602004005308T2
Application number: DE602004005308T
Authority: DE
Inventors: Steve Alister Whitley Bay NIXON
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: KR101045923B1; AU2004207050A1; DK1587889T3; EP1587889B1; BRPI0407044B1; NO20054009L; BRPI0407044A; CA2514628A1; PL209663B1; WO2004067576A2; US7452945B2; MA27623A1; IL169956A; NO331597B1; KR20050105990A; EP1587889A2; WO2004067576A3; AU2004207050B2; PT1587889E; ATE356856T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bei Raumtemperatur härtbare Beschichtungszusammensetzung, die ein Polysiloxan und ein Acrylpolymer umfasst. Die Vorteile des Hinzufügens eines Acrylpolymers zu einer Beschichtungszusammensetzung auf Polysiloxanbasis sind zum Beispiel ein schnelleres Trocknen der Zusammensetzung und eine erhöhte Härte der gehärteten Beschichtung. Außerdem hat das Ersetzen eines Teils des Polysiloxans durch Acrylpolymer Vorteile bezüglich Kosteneinsparung.
Bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzungen, die ein Polysiloxan und ein Acrylpolymer umfassen, sind bekannt. Zum Beispiel offenbart US 4,138,387 Zusammensetzungen, die feste Teilchen aus Acrylpolymer umfassen, welche in einer Organopolysiloxan-Flüssigkeit dispergiert sind. Die beschriebenen Zusammensetzungen sind Dispersionen, die zu Kautschuken mit einer Reißdehnung von etwa 120 bis etwa 190% gehärtet werden können. Diese Zusammensetzungen sind im Allgemeinen zu weich und zu flexibel, um sie als Schlussbeschichtungen oder Grundierungsbeschichtungen zu verwenden, da sie leicht beschädigt werden.
WO 99/31179 offenbart eine Dichtungszusammensetzung, die feste Teilchen umfasst, welche ein Polymer mit niedriger Tg und ein Polymer mit hoher Tg, die in einem Polysiloxan dispergiert sind, umfasst. Die festen Teilchen können Acrylcopolymere sein. Die Reißdehnung des gehärteten Dichtungsmittels beträgt im Allgemeinen etwa 250 bis etwa 1600%. Diese Zusammensetzungen sind im Allgemeinen zu weich und zu flexibel, um sie als Schlussbeschichtungen oder Grundierungsbeschichtungen zu verwenden, da sie leicht beschädigt werden.
US 5,530,063 offenbart eine Zusammensetzung, die ein lineares Organopolysiloxan, ein Polymer mit einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung, die ein Acrylpolymer sein kann, eine Epoxyverbindung, ein Härtungsmittel für die Epoxyverbindung und einen Härtungskatalysator für das lineare Organopolysiloxan umfasst. Die Beschichtung ist zum Beispiel nützlich als Dichtungsmittel, als Kleber oder als Beschichtungszusammensetzung. Die in diesem Dokument angegebene Reißdehnung der erhaltenen Beschichtungen liegt über 300%. Diese Zusammensetzungen sind im Allgemeinen zu weich und zu flexibel, um sie als Schlussbeschichtungen oder Grundierungsbeschichtungen zu verwenden, da sie leicht beschädigt werden.
WO 01/51575 offenbart eine bei Umgebungstemperatur härtende Beschichtungszusammensetzung, die ein Polysiloxan, ein glycidylfunktionelles Acrylpolymer und einen Härter umfasst. Ein Nachteil dieser Beschichtungszusammensetzung besteht darin, dass sie in einem sogenannten zweikomponentigen System verpackt werden muss; der Härter wird getrennt vom Polysiloxan verpackt. Dies ist nachteilig, da die Komponente, die den Härter umfasst, und die Komponente, die das Polysiloxan und das glycidylfunktionelle Polymer umfasst, vor dem Auftragen der Zusammensetzung gründlich miteinander gemischt werden müssen. Und nach dem Mischen ist die Topfzeit kurz, d.h. etwa eine halbe Stunde bis höchstens vier Stunden. Der Grund dafür ist, dass die Reaktion der Komponenten in dem Gefäß beginnt, nachdem die Komponenten miteinander gemischt wurden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Verhältnis des Härters zu den anderen Komponenten wichtig ist, und daher sollte darauf geachtet werden, dass der gesamte Inhalt einer Komponente mit dem gesamten Inhalt der anderen Komponente gemischt wird.
EP 1 063 270 offenbart Zusammensetzungen, die ein Polyorganosiloxanharz, ein Acrylharz, ein Organotitanat, ein Silan oder ein partielles Hydrolysat davon und eine organische Flüssigkeit umfassen. Das Silan kann ein Tetraalkoxysilan sein. Die organischen Gruppen des Polysiloxans können acyclische Kohlenwasserstoffreste, einwertige alicyclische Kohlenwasserstoffreste und einwertige aromatische Kohlenwasserstoffreste sein. Funktionelle Gruppen, wie Alkoxy, werden für die organischen Gruppen am Polysiloxan nicht erwähnt oder vorgeschlagen. Die beschriebenen Zusammensetzungen können als Grundierungszusammensetzungen verwendet werden, um bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silikonelastomere mit verschiedenen Substraten zu verkleben.
GB 1,504,363 offenbart einen wasserabstoßenden fassadenschützenden Lack, der ein Acrylpolymer, ein Polysiloxan und einen Katalysator umfasst. Das Polysiloxan hat ein relativ niedriges Molekulargewicht, aber es gibt keinen weiteren Hinweis in Bezug auf das Molekulargewicht des Polysiloxans in der Zusammensetzung. Es heißt, die Lacke hätten einen hohen Bindemittelgehalt und einen niedrigen Lösungsmittelgehalt, aber die Zusammensetzungen der Beispiele umfassen etwa 50 Gew.-% Lösungsmittel. Da es in den letzten Jahren zunehmende Bedenken wegen der Freisetzung von flüchtigen Lösungsmitteln in die Atmosphäre gab, gab es ein daraus folgendes Bedürfnis, den Gehalt von Beschichtungszusammensetzungen an flüchtigen organischen Lösungsmitteln auf unter 50 Gew.-% zu reduzieren.
US 4,965,312 offenbart eine Trägerzusammensetzung für Beschichtungsmaterialien, die wärmebeständige Überzüge bilden können. Die Trägerzusammensetzung ist eine nichtwässrige Dispersion eines Vinylpolymers in einer organischen Flüssigkeit mit einem Alkoxysiloxanpolymer als Dispersionsstabilisator. Der Lösungsmittelgehalt in der endgültigen Zusammensetzung ist nicht angegeben. Bei der Herstellung des Vinylpolymers kann zwar ein radikalischer Polymerisationsinitiator verwendet werden, doch wird nicht erwähnt oder vorgeschlagen, dass die endgültige Trägerzusammensetzung einen Katalysator umfasst.
WO 01/98419 offenbart eine bei Umgebungstemperatur härtende Beschichtungszusammensetzung, die ein Polysiloxan und ein alkoxysilylfunktionelles Acrylpolymer umfasst. Die Zusammensetzung kann zusammen als sogenannte einkomponentige Zusammensetzung verpackt werden. Ein Nachteil dieser Beschichtungszusammensetzung besteht jedoch darin, dass sie eine relativ geringe Lagerbeständigkeit hat.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Lösung für die Nachteile, die mit dem oben genannten Stand der Technik verbunden sind. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen, mit der gehärtete Beschichtungsfilme mit guten Volumeneigenschaften hergestellt werden können, um Filme mit guter Haltbarkeit zu erhalten.
Die bei Umgebungstemperatur härtbare Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:

– ein verzweigtes alkoxyfunktionelles Polysiloxan, mit anderen Worten ein nichtlineares alkoxyfunktionelles Polysiloxan, mit der Formel:
wobei jedes R1 unabhängig aus der aus Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und OSi(OR3)₃-Gruppen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei jedes R3 unabhängig dieselbe Bedeutung wie R1 hat, jedes R2 aus der aus Wasserstoff und Alkyl- und Arylgruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt ist und wobei n so ausgewählt ist, dass die Molmasse der Polysiloxane im Bereich von 200 bis etwa 5000, vorzugsweise 500 bis 2000, liegt,
– einen Katalysator, und
– ein Acrylpolymer.

Das Acrylpolymer ist im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können. Die Beschichtungszusammensetzung umfasst vorzugsweise mehr als 60 Gew.-% Feststoffe.
Es hat sich gezeigt, dass die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den in WO 01/98419 beschriebenen Zusammensetzungen eine erhöhte Lagerbeständigkeit hat. Diese Zusammensetzung ist geeignet, um gehärtete Filme mit guten Volumeneigenschaften und guter Haltbarkeit herzustellen. Sie ist auch geeignet, um Beschichtungen mit hohem Glanz herzustellen, die anscheinend bei Bewitterung und UV-Einwirkung bemerkenswert gut erhalten bleiben. Beschichtungszusammensetzungen, die besonders gut geeignet sind, um gute Hochglanzbeschichtungen herzustellen, umfassen vorzugsweise mehr als 30 Gew.-% Polysiloxan, berechnet auf der Basis des Gesamtgewichts des Bindemittels.
Die Reißdehnung von Beschichtungen, die mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, ist kleiner als 100%, vorzugsweise kleiner als 20%, besonders bevorzugt kleiner als 5%. Die Glasübergangstemperatur Tg von gehärteten Filmen, die mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, ist größer als 0°C, vorzugsweise größer als 10°C, besonders bevorzugt größer als 25°C. Das Molekulargewicht zwischen Vernetzungen von Beschichtungen, die mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, ist kleiner als 2000 Dalton, vorzugsweise kleiner als 1000 Dalton, besonders bevorzugt kleiner als 500 Dalton und idealerweise kleiner als 250 Dalton.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) eines gehärteten Beschichtungsfilms kann zum Beispiel gemäß dem ASTM-Verfahren E1356-98 gemessen werden, bei dem es sich um ein Standardtestverfahren für die Zuordnung der Glasübergangstemperatur durch Differentialscanningkalorimetrie für die Differentialthermalanalyse handelt. Eine Eichung der Testapparatur kann zum Beispiel gemäß dem ASTM-Verfahren E1363-97e1 durchgeführt werden, bei dem es sich um ein Standardtestverfahren für die Temperatureichung von thermomechanischen Analysatoren handelt.
Das Molekulargewicht zwischen Vernetzungen (M_c) der Beschichtung kann durch Messen des Speichermoduls der Beschichtung im gummielastischen Bereich unter Verwendung von dynamischen mechanischen Thermalanalysetechniken (DMTA oder DMA) mit Hilfe der folgenden Beziehung bestimmt werden:
wobei:

– ρ die Dichte des Polymers (g·ml^-1) ist;
– R die Gaskonstante (J·K^-1·mol^-1) ist;
– T die Temperatur (K) ist;
– E' der Speichermodul im gummielastischen Bereich (Pa) ist.

Messungen durch DMTA (DMA) können zum Beispiel so durchgeführt werden, wie es von Patrick K. Gallagher in Thermal Characterization of Polymeric Materials, Band 1, Edith A. Turi (Hrsg.), Verlag Academic Press, ISBN 0-12-703783-7, Seite 133 bis 149, beschrieben wird.
Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise einen Gehalt an flüchtigen organischen Substanzen (VOC) von weniger als 430 Gramm pro Liter des organischen Lösungsmittels. Besonders bevorzugt umfasst die Beschichtungszusammensetzung einen VOC von weniger als 340 Gramm pro Liter, ganz besonders bevorzugt einen VOC von weniger als 250 Gramm pro Liter.
Der Feststoffgehalt einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise höher als 60 Gew.-%, besonders bevorzugt höher als 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 80 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Beschichtungszusammensetzung.
Die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise im Wesentlichen epoxidfrei, da die Anwesenheit einer Epoxykomponente und des Härtungsmittels für die Epoxyverbindung die Haltbarkeit der Beschichtung beeinflussen kann. Zum Beispiel können die Glanz- und Farbretentionseigenschaften beeinflusst werden. Insbesondere nach Lichteinwirkung kann das Erscheinungsbild eines beschichteten Substrats beeinflusst sein. Der Ausdruck "im Wesentlichen epoxidfrei" bedeutet, dass die Beschichtungszusammensetzung weniger als 0,5 Gew.-% Epoxyverbindungen, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Epoxygruppen, umfasst, bezogen auf die gesamte Beschichtungszusammensetzung. Am meisten bevorzugt ist die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vollständig epoxidfrei.
Das verzweigte Polysiloxan, das in der Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung vorhanden ist, kann cyclische Siloxanringe umfassen. Von diesen cyclischen Siloxanringen können Gruppen abzweigen. Das Polysiloxan hat eine mittlere Funktionalität von mehr als zwei. Das heißt, im Durchschnitt umfasst das Polysiloxan mehr als zwei funktionelle Gruppen pro Molekül. Vorzugsweise hat das Polysiloxan eine mittlere Funktionalität von mehr als drei. Diese funktionellen Gruppen können miteinander reagieren und können mit dem Katalysator reagieren, wenn der Katalysator eine geeignete Funktionalität hat.
Wie oben angegeben, ist jedes R1 des Polysiloxans unabhängig aus der aus Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und OSi(OR3)₃-Gruppen bestehenden Gruppe ausgewählt, wobei jedes R3 unabhängig dieselbe Bedeutung wie R1 hat, jedes R2 aus der aus Wasserstoff und Alkyl- und Arylgruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt ist. R1- und R2-Gruppen mit mehr als sechs Kohlenstoffatomen beeinträchtigen leicht die Hydrolyse des Polysiloxans aufgrund der relativ geringen Flüchtigkeit des jeweiligen Alkoholanalogons. Präferenz wird der Verwendung von alkoxysilylfunktionellem Polysiloxan gegeben.
Methoxy-, ethoxy- und silanolfunktionelle Polysiloxane mit Molekulargewichten im Bereich von etwa 400 bis etwa 2000 sind für die Zubereitung von Beschichtungszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Methoxy-, ethoxy- und silanolfunktionelle Polysiloxane mit Molekulargewichten von weniger als 400 würden eine Beschichtungszusammensetzung ergeben, die spröde ist und eine schlechte Schlagfestigkeit hat. Dennoch können kleine Mengen von flüssigen methoxy-, ethoxy- oder silanolfunktionellen Polysiloxanen mit einem Molekulargewicht von unter 400 toleriert werden. Jedes flüssige methoxy-, ethoxy- und silanolfunktionelle Polysiloxan mit einem Molekulargewicht von über 400 kann verwendet werden, obwohl es bevorzugt ist, Polysiloxane mit einem Molekulargewicht von weniger als 2000 zu verwenden, da sie die Herstellung von Zusammensetzungen ermöglichen, die wenn überhaupt nur wenig zusätzliche Lösungsmittel erfordern, um Auftragungsviskosität zu erreichen, d.h. die verwendet werden können, ohne Lösungsmittel über die derzeitigen Anforderungen an den Gehalt an flüchtigen organischen Substanzen (VOC) hinaus hinzuzufügen. Im Allgemeinen kann ein Polysiloxan mit hohem Molekulargewicht verwendet werden, ohne VOC-Anforderungen zu verletzen, indem man es mit einem reaktiven oder unreaktiven Verdünnungsmittel mischt. Normalerweise beeinflusst dies jedoch die Filmeigenschaften.
Zu den geeigneten Polysiloxanen, die in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören DC 3037 und DC 3074 (beide von Dow Corning) oder SY231, SY 550 und MSE 100 (alle von Wacker).
Das Acrylpolymer, das im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen ist, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, kann durch (Co)polymerisieren von einem oder mehreren olefinisch ungesättigten Monomeren hergestellt werden. Dies geschieht gewöhnlich durch Verwendung eines Polymerisationsinitiators. Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere, die (co)polymerisiert werden können, sind Acrylester, wie Butyl(meth)acrylat, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, n-Hexyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat oder -acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2,2,5-Trimethylcyclohexyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Trimethoxysilylpropyl(meth)acrylat, und Vinylverbindun gen, wie Styrol, Vinylacetat oder Vinylchlorid, wobei der Ausdruck "(Meth)acrylat" Acrylat oder Methacrylat bedeutet.
Um eine Beschichtungszusammensetzung mit einem niedrigen VOC herzustellen, kann das Acrylpolymer zum Beispiel durch radikalische Polymerisation oder irgendeine andere Reaktion in Gegenwart eines reaktiven Verdünnungsmittels, das eine organische Verbindung mit einer Viskosität von weniger als 2 Pa·s (20 Poise) bei 25°C ist, hergestellt werden. Bevorzugt wird die Verwendung eines reaktiven Verdünnungsmittels, das wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweist, die gegenüber den olefinisch ungesättigten Monomeren nicht reaktiv ist, und das zu einer weiteren Reaktion unter Bildung eines Polymernetzwerks befähigt ist. Es hat sich gezeigt, dass Polysiloxane mit niedriger Viskosität bei der Herstellung des Acrylpolymers verwendet werden können.
Zu den reaktiven Verdünnungsmitteln, die bei der Herstellung des Acrylpolymers verwendet werden können, gehören alkoxysilylfunktionelle Polysiloxane, wie DC 3037 und DC 3074 (beide von Dow Corning) oder SY 231, SY 550 und MSE 100 (alle von Wacker); monomere Alkoxysilane, wie Trimethoxypropylsilan, Dimethoxydiphenylsilan und Tetraethylorthosilicat; sowie organofunktionelle monomere Alkoxysilane, wie Acetoacetoxypropyltrimethoxysilan und Acetoacetoxypropyltriethoxysilan.
Das Acrylatpolymer wird vorzugsweise aus einer Zubereitung hergestellt, die (Methyl)methacrylat und Butylacrylat in einem reaktiven Verdünnungsmittel umfasst. Gegebenenfalls umfasst die Zubereitung weiterhin noch andere olefinisch ungesättigte Monomere. In einer hochgradig bevorzugten Ausführungsform ist das reaktive Verdünnungsmittel ein Polysiloxan, und dieses Polysiloxan ist dasselbe wie das Polysiloxan, das in der Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden ist.
Die Wahl der Monomerart(en) und der Mengen der Monomere, aus denen das Acrylpolymer hergestellt wird, bestimmen die Glasübergangstemperatur des resultierenden Acrylpolymers. Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Acrylpoly mers kann zwischen -50°C und +100°C liegen. Vorzugsweise liegt die Tg des Acrylpolymers zwischen 0°C und 100°C, besonders bevorzugt zwischen 20°C und 80°C und am meisten bevorzugt zwischen 30°C und 70°C.
Vorzugsweise umfasst die Zubereitung für die Herstellung des Acrylpolymers 20-80 Gew.-% Polysiloxan und 80-20 Gew.-% Acrylmonomere, besonders bevorzugt 30-80 Gew.-% Polysiloxan und 20-70 Gew.-% Acrylmonomere, ganz besonders bevorzugt 40-70 Gew.-% Polysiloxan und 30-60 Gew.-% Acrylmonomere, wobei der Gewichtsprozentanteil auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Zubereitung, die die olefinisch ungesättigten Monomere und das Polysiloxan umfasst, vor Beginn der Polymerisationsreaktion der Acrylatmonomere berechnet wird.
Vorzugsweise umfasst die Zubereitung für die Herstellung des Acrylpolymers 1-60 Gew.-% Methylmethacrylat und 0-70 Gew.-% Butylacrylat, besonders bevorzugt 5-50 Gew.-% Methylmethacrylat und 0-60 Gew.-% Butylacrylat, ganz besonders bevorzugt 5-40 Gew.-% Methylmethacrylat und 0-50 Gew.-% Butylacrylat, wobei der Gewichtsprozentanteil auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Zubereitung, die die olefinisch ungesättigten Monomere und das Polysiloxan umfasst, vor Beginn der Polymerisationsreaktion der Acrylatmonomere berechnet wird.
Wie oben angegeben wird ein Verfahren zur Herstellung des Acrylpolymers aus ethylenisch ungesättigten Monomeren durch Additionspolymerisation, während sie in Lösung in einem reaktiven Verdünnungsmittel vorliegen, bevorzugt. Die Polymerisation wird vorzugsweise im Wesentlichen in Abwesenheit eines nichtfunktionellen flüchtigen Lösungsmittels durchgeführt, d.h. eines flüchtigen Lösungsmittels, das sich nicht an den Polymerisationsreaktionen der ethylenisch ungesättigten Monomere beteiligt oder mit dem Polymerisationsinitiator reagiert und das auch nicht zu einer weiteren Reaktion unter Bildung eines Polymernetzwerks befähigt ist. Alternativ dazu kann auch ein kleiner Anteil, zum Beispiel bis zu 10 bis 20 Gew.-% des Polymerisationsreaktionsgemischs, eines nichtfunktionellen flüchtigen Lösungsmittels, das mit dem reaktiven Verdünnungsmittel mischbar ist, vorhanden sein. Einige oder alle Monomere können in dem reaktiven Verdünnungsmittel vorgelöst werden, aber vorzugsweise werden die Monomere zusammen mit einem oder mehreren Radikalstartern und einem gegebenenfalls verwendeten Kettenübertragungsmittel allmählich zu dem Verdünnungsmittel gegeben. Zum Beispiel kann das reaktive Verdünnungsmittel auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 200°C erhitzt werden, und die Monomere, der Starter und das Kettenübertragungsmittel werden über einen Zeitraum von bis zu 12 Stunden, vorzugsweise in weniger als 4 Stunden, hinzugefügt, während die Temperatur der Lösung während der Zugabe und weitere 0,5 bis 4 Stunden nach der Zugabe aufrechterhalten wird. Während dieser weiteren Zeit kann eine weitere Charge des Starters hinzugefügt werden, um den Anteil des nicht umgesetzten Monomers zu reduzieren. Es ist jedoch auch möglich, diesen Anteil zu reduzieren, indem man das nicht umgesetzte Monomer aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert.
Der Radikalstarter kann zum Beispiel ein Peroxid oder Peroxyester sein, wie Benzoylperoxid, Di-tert-butylperoxid, tert-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoylperoxy)-2,5-dimethylhexan, oder ein tertiäres Butylperoctoat oder eine Azoverbindung, wie Azobisisobutyronitril oder Azobis(2-methylbutyronitril), sein.
Ein Kettenübertragungsmittel, zum Beispiel Dodecanthiol, Butanthiol, Pentaerythrittetra(mercaptopropionat), Mercaptopropyltrimethoxysilan oder Dibutylphosphit, kann während der Polymerisation vorhanden sein. Die Menge des Starters und des Kettenübertragungsmittels, falls eines vorhanden ist, werden vorzugsweise so gesteuert, dass das Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) des erzeugten Polymers nicht größer als 10 000 ist und vorzugsweise im Bereich von 600 bis 5000, am meisten bevorzugt 1000 bis 3000, liegt, um eine verarbeitbare Viskosität aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel beträgt die verwendete Menge des Radikalstarters (Gew.-%, bezogen auf die Monomere) im Allgemeinen wenigstens 1%, vorzugsweise 2 bis 10%, wenn kein Kettenübertragungsmittel verwendet wird, oder es kann eine Menge von 1 bis 5% Initiator in Verbindung mit 1 bis 10% Kettenübertragungsmittel verwendet werden.
Die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch einen Katalysator. Der in der härtbaren Polymerzusammensetzung vorhandene Katalysator kann im Allgemeinen ein beliebiger Katalysator sein, der eine Vernetzung der im Polysiloxan vorhandenen funktionellen Gruppen unter den beabsichtigten Härtungsbedingungen bewirkt. Der Katalysator kann zum Beispiel eine organische oder anorganische Lewis-Säure oder -Base, vorzugsweise eine Lewis-Base, sein.
Gegebenenfalls ist der Katalysator eine Alkoxytitanverbindung, zum Beispiel eine Titanchelatverbindung, wie ein Titanbis(acetylacetonat)dialkoxid, z.B. Titanbis(acetylacetonat)diisopropoxid, oder ein Alkanolamintitanat, z.B. Titanbis(triethanolamin)diisopropoxid, oder eine Alkoxytitanverbindung, die kein Chelat ist, wie Tetra(isopropyl)titanat oder Tetrabutyltitanat. Solche Titanverbindungen, die an das Titan gebundene Alkoxygruppen enthalten, können allein nicht als Katalysatoren wirken, da die Titanalkoxidgruppe hydrolysierbar ist und der Katalysator über Si-O-Ti-Bindungen an das gehärtete Silan oder Siloxan gebunden werden kann. Die Anwesenheit solcher Titanstruktureinheiten in dem gehärteten Produkt kann vorteilhaft sein, indem sie ihm eine noch höhere Wärmestabilität verleiht. Die Titanverbindung kann zum Beispiel in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% des Bindemittels verwendet werden. Entsprechende Alkoxidverbindungen von Zirconium oder Aluminium sind ebenfalls als Katalysatoren geeignet.
Ein alternativer Katalysator ist ein Nitrat eines mehrwertigen Metallions, wie Calciumnitrat, Magnesiumnitrat, Aluminiumnitrat, Zinknitrat oder Strontiumnitrat. Calciumnitrat wurde als Katalysator für die Aminhärtung von Epoxyharzen vorgeschlagen, es wurde aber niemals für die Härtung von Silan- oder Siloxan-Materialien vorgeschlagen. Überraschenderweise haben wir herausgefunden, dass Calciumnitrat ein effektiver Katalysator für die Härtung durch Si-O-Si-Kondensation eines Silans oder Siloxans ist, das wenigstens zwei Alkoxygruppen enthält, die durch Si-O-C-Bindungen an Silicium gebunden sind, wenn die Zusammensetzung auch ein organisches Amin einschließt. Calciumnitrat wird vorzugsweise in seiner Tetrahydrat-Form verwendet, doch können auch andere hydratisierte Formen verwendet werden. Der erforderliche Gehalt an Calciumnitrat-Katalysator beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 3 Gew.-% des Bindemittels, zum Beispiel 0,05 bis 3 Gew.-%. Beschichtungen, die unter Verwendung des Calciumnitrat-Katalysators gehärtet werden, sind gegenüber einer Vergilbung bei der Einwirkung von Sonnenlicht besonders widerstandsfähig.
Ein weiteres Beispiel für einen geeigneten Katalysator ist eine Organozinn-Verbindung, zum Beispiel ein Dialkylzinndicarboxylat, wie Dibutylzinndilaurat oder Dibutylzinndiacetat. Ein solcher Organozinn-Katalysator kann zum Beispiel in einer Menge von 0,05 bis 3 Gew.-% des Bindemittels der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden.
Andere Verbindungen, die als Katalysatoren in den Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung wirksam sind, sind organische Salze, wie Carboxylate, des Bismuts, zum Beispiel Bismuttris(neodecanoat). Organische Salze und/oder Chelate anderer Metalle, wie Zink, Aluminium, Zirconium, Zinn, Calcium, Cobalt oder Strontium, zum Beispiel Zirconiumacetylacetonat, Zinkacetat, Zinkacetylacetonat, Zinkoctoat, Zinn(II)octoat, Zinn(II)oxalat, Calciumacetylacetonat, Calciumacetat, Calcium-2-ethylhexanoat, Cobaltnaphthenat, Calciumdodecylbenzolsulfonat oder Aluminiumacetat, können auch als Katalysatoren wirksam sein.
Vorzugsweise ist der Katalysator ein Amin, das aus den allgemeinen Klassen der aliphatischen Amine, aliphatischen Amin-Addukte, Polyamidoamine, cycloaliphatischen Amine und cycloaliphatischen Amin-Addukte, aromatischen Amine, Mannich-Basen und Ketiminen ausgewählt ist, wobei jedes ganz oder teilweise mit einem Aminosilan substituiert sein kann.
Das Aminosilan enthält wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Alkoxygruppen, die über Si-O-C-Bindungen an Silicium gebunden sind, und enthält auch wenigstens eine primäre oder sekundäre Amingruppe.
Vorzugsweise hat das Aminosilan die allgemeine Formel Y-Si-(O-X)₃, in der Y H(HNR)_a ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, jedes R ein difunktioneller organischer Rest ist, der unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aryl-, Alkyl-, Dialkylaryl-, Alkoxyalkyl- und Cycloalkyl-Resten besteht, und R in jedem Y-Molekül variieren kann. X können jeweils gleich oder verschieden sein und sind auf Alkyl-, Hydroxylalkyl-, Alkoxyalkyl- und Hydroxyalkoxyalkyl-Gruppen beschränkt, die weniger als etwa 6 Kohlenstoffatome enthalten.
Bevorzugte Aminosilane sind zum Beispiel Aminoethyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, n-Phenylaminopropyltrimethoxysilan, Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin, 3-(3-Aminophenoxy)propyltrimethoxysilan, Aminoethylaminomethylphenyltrimethoxysilan, 2-Aminoethyl-3-aminopropyltris(2-ethylhexoxy)silan und n-Aminohexylaminopropyltrimethoxysilan oder Gemische davon.
Gegebenenfalls umfasst die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ein niedermolekulares Alkoxysilan mit der allgemeinen Formel
wobei R3 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyl- und Cycloalkylgruppen, die bis zu 6 Kohlenstoffatome enthalten, und Arylgruppen, die bis zu 10 Kohlenstoffatome enthalten, besteht. R4 ist unabhängig aus der Gruppe ausgewählt, die aus Alkyl-, Alkoxy-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- und Hydroxylalkoxyalkyl-Gruppen, die bis zu 6 Kohlenstoffatome enthalten, besteht. Ein Beispiel für ein niedermolekulares Alkoxysilan gemäß der obigen Formel, das in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann, ist Dimethoxydiphenylsilan.
Die Menge eines solchen niedermolekularen Alkoxysilans in der Beschichtungszusammensetzung liegt vorzugsweise zwischen 5 und 20 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Beschichtungszusammensetzung.
Gegebenenfalls umfasst die Beschichtungszusammensetzung ein Acrylpolymer mit funktionellen Gruppen, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können. Ein Beispiel für ein solches Acrylpolymer ist ein alkoxysilylfunktionelles Acrylpolymer, das zum Beispiel in WO 01/98419 beschrieben ist. Ein weiteres Beispiel ist ein epoxyfunktionelles Acrylpolymer, wie ein glycidylfunktionelles Acrylpolymer, das zum Beispiel in WO 01/51575 beschrieben ist. Solche Acrylpolymere können durch eine Polymerisationsreaktion in einem reaktiven Verdünnungsmittel erhalten werden. Vorzugsweise ist dieses reaktive Verdünnungsmittel das Polysiloxan, und dieses Polysiloxan ist mit dem Polysiloxan identisch, das in der Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vorliegt. Ein solches Acrylpolymer mit funktionellen Gruppen, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, wird vorzugsweise getrennt von dem Acrylpolymer, das im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen ist, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, hergestellt. Damit soll vermieden werden, dass man am Ende eine Zusammensetzung erhält, die ausschließlich Siloxancopolymere mit funktionellen Gruppen, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator reagieren können, umfasst.
Die Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung können einen oder mehrere weitere Bestandteile enthalten. So können sie Folgendes enthalten: ein oder mehrere Pigmente, zum Beispiel Titandioxid (weißes Pigment), farbige Pigmente, wie gelbes oder rotes Eisenoxid, oder ein Phthalocyanin-Pigment, und/oder ein oder mehrere Verstärkungspigmente, wie Eisenglimmer oder kristallines Siliciumdioxid, und/oder ein oder mehrere antikorrosive Pigmente, wie metallisches Zink, Zinkphosphat, Wollastonit oder ein Chromat, Molybdat oder Phosphonat und/oder ein Füllstoff-Pigment wie Baryte, Talkum oder Calciumcarbonat. Die Zusammensetzung kann ein Verdickungsmittel enthalten, wie feinzerteiltes Siliciumdioxid, Bentonit-Ton, hydriertes Rizinusöl oder ein Polyamid-Wachs. Die Zusammensetzung kann auch einen Weichmacher, ein Pigment-Dispergiermittel, einen Stabilisator, ein Fließhilfsmittel oder ein verdünnendes Lösungsmittel enthalten.
Die Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung härten im Allgemeinen bei Umgebungstemperaturen, zum Beispiel bei Temperaturen im Bereich von 5 bis 30°C, und sind somit zum Auftragen auf große Strukturen geeignet, bei denen eine Wärmehärtung nicht durchführbar ist. Die Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung können alternativ bei erhöhten Temperaturen gehärtet werden, zum Beispiel bei Temperaturen im Bereich von 30 bis 50°C bis zu 100 oder 130°C, um die Härtung zu beschleunigen. Die Hydrolyse der an Silicium gebundenen Alkoxygruppen hängt von dem Vorliegen von Feuchtigkeit ab; in fast allen Klimaten ist atmosphärische Feuchtigkeit ausreichend, es kann aber notwendig sein, eine gesteuerte Menge an Feuchtigkeit zur Zusammensetzung zu geben, wenn bei erhöhter Temperatur gehärtet wird oder wenn an Orten mit sehr geringer Feuchtigkeit (Wüste) gehärtet wird. Das Wasser wird vorzugsweise separat von jeder Verbindung oder jedem Polymer aufbewahrt, die (das) an Silicium gebundene Alkoxygruppen enthält.
Die Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung können im Allgemeinen als Schlussbeschichtungen und/oder Grundierungsbeschichtungen verwendet werden. Beschichtungszusammensetzungen, die einen relativ hohen Anteil an Polysiloxan enthalten, haben einen hohen Glanz, der bei der Bewitterung oder UV-Einwirkung bemerkenswert gut beibehalten wird. Sie sind besonders für Beschichtungssubstrate geeignet, die der Witterung, z.B. Sonnenlicht, während langer Zeitspannen vor dem erneuten Beschichten ausgesetzt sind. Die höchsten Glanzgrade können erreicht werden, wenn die Beschichtungszusammensetzung ein organisches Lösungsmittel (Verdünnungsmittel) wie Xylol einschließt, obwohl die Verwendung eines Lösungsmittels im Allgemeinen in den Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung nicht notwendig ist, die lösungsmittelfreie Beschichtungen sein können, welche einen sehr niedrigen gemessenen Gehalt an flüchtigen organischen Substanzen haben. Die Beschichtungszusammensetzung kann einen Alkohol enthalten, z.B. Ethanol oder Butanol, um die Gebrauchsdauer zu verlängern und die anfängliche Härtungsgeschwindigkeit zu steuern.
Eine Schlussbeschichtung gemäß der Erfindung kann über verschiedene Grundierungsschichten aufgetragen werden, zum Beispiel anorganisches Zinksilicat oder organische zinkreiche Silicat-Grundierungsmittel und organische Grundierungsmittel, z. B. Epoxyharz-Grundierungsmittel, die Zinkmetall, korrosionshemmende Metallflocken- oder Sperrschicht-Pigmente enthalten. Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung hat eine besonders gute Haftung an anorganischen Zinksilicatbeschichtungen, ohne dass eine dazwischenliegende Bindemittelschicht oder "Nebel"-Schicht (mist coat) benötigt wird. Eine Schlussbeschichtungszusammensetzung der Erfindung kann auch direkt auf Aluminium- oder Zink-"Metallsprüh"-Schichten oder auf verzinkte Stahl-, Edelstahl-, Aluminium- oder Kunststoff-Oberflächen, wie Glasfaser-verstärkten Polyester oder eine Polyester-Gelschicht, aufgetragen werden. Die Beschichtungszusammensetzung kann zum Beispiel als Schlussbeschichtung auf Gebäuden, Stahlstrukturen, Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und anderen Fahrzeugen und allgemein industriellen Maschinenanlagen und Einrichtungsgegenständen verwendet werden. Die Schlussbeschichtung kann pigmentiert sein, oder er kann eine klare (nicht pigmentierte) Beschichtung sein, insbesondere auf Autos oder Yachten. Die Beschichtungszusammensetzung kann direkt als Grundierung/Schlussbeschichtung auf vorbereiteten Kohlenstoffstahl aufgetragen werden.
Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann alternativ dazu als Grundierungs-Schutzschicht, insbesondere auf Stahloberflächen, zum Beispiel Brücken, Rohrleitungen, industriellen Anlagen oder Gebäuden, Öl- und Gasinstallationen oder Schiffen, verwendet werden. Für diese Anwendung wird sie im Allgemeinen mit antikorrosiven Pigmenten pigmentiert. Sie kann zum Beispiel mit Zinkstaub pigmentiert werden; Beschichtungen gemäß der Erfindung haben eine ähnliche antikorrosive Leistungsfähigkeit wie bekannte Zinksilicat-Beschichtungen, sie sind aber weniger anfällig gegenüber einer Rissbildung durch Schlamm und können leicht überschichtet werden, insbesondere mit einem Polysiloxan-Finish, zum Beispiel einer Schlussbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Grundierungs-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können als Instandhaltungs- und Reparaturbeschichtungen auf nicht ganz perfekten Oberflächen verwendet werden, wie gealtertem abgestrahltem Stahl oder "Ginger" (Stahl, der abgestrahlt wurde und begonnen hat, in kleinen Flecken zu rosten), mit der Hand hergestelltem bewitterten Stahl und gealterten Beschichtungen.
Vorzugsweise werden die Komponenten einer Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung als sogenannte einkomponentige Zusammensetzung miteinander verpackt. Es ist ratsam, dass in dieser Zusammensetzung nur eine kleine Menge Feuchtigkeit vorhanden ist.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erklärt. Diese sollen die Erfindung erläutern, sie sollen aber deren Umfang in keiner Weise einschränken.
In den Beispielen bedeutet "pbw" Gewichtsteile.
Beispiele
Beispiel 1 (Acrylatpolymer-Herstellung)
Acrylpolymere wurden in einem Polysiloxan-Lösungsmittelgemisch hergestellt. Das verwendete Polysiloxan, DC 3074 von Dow Corning, war in Bezug auf die olefinisch ungesättigten Ausgangsmonomere für die Acrylpolymere im Wesentlichen unreaktiv.
Das alkoxysilylfunktionelle Silikonharz DC3074 und das Lösungsmittel Trimethylbenzol (TMB) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der mit einem Rührer, einem Kühler, einem Stickstoffeinleitungsrohr, einem Thermoelement und einem Zuführungsanschluss ausgestattet war. Die Temperatur wurde unter einer Stickstoffatmosphäre auf 140°C gesteigert.
Die Monomere Methylmethacrylat (MMA) und Butylacrylat (BA) und der Initiator tertiär-Butylperoxid (TBPO) wurden über zwei Stunden zugeführt, während die Reaktionstemperatur bei 140°C konstant gehalten wurde. Nach Beendigung der Zufuhr wurde das Reaktionsgemisch eine Stunde lang auf 140°C gehalten, und danach erfolgte eine weitere Zugabe von Initiator (ca. 10% der Anfangscharge an TBPO). Die Temperatur wurde weitere zwei Stunden lang auf 140°C gehalten. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und ausgeleert.
Fünf Acrylatpolymere wurden auf diese Weise hergestellt. Bei der Herstellung von dreien dieser Polymere wurde das Kettenübertragungsmittel tertiär-Dodecanthiol (TDT) zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Tabelle 1

¹) DC 3074 von Dow Corning
²) Trimethylbenzol
³) Methylmethacrylat
⁴) Butylacrylat
⁵) tertiär-Butylperoxid
⁶) tertiär-Dodecanthiol

Beispiel 2 (Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung)
Unter Verwendung der in Beispiel 1 hergestellten Gemische aus Acrylpolymer und Polysiloxan wurden Beschichtungszusammensetzungen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden mit verschiedenen Mengen von Aminopropyltriethoxysilan (APTES), Trimethylbenzol (TMB) und Tetraethylorthosilicat (TEOS) zubereitet. Die Zubereitung der Beschichtungszusammensetzungen ist in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

¹) In Beispiel 1 hergestellte Polymergemische, die Acrylpolymer in Polysiloxan umfassen.
²) Kronos 2063 von Kronos
³) Isopropylalkohol
⁴) Byk 80 von Byk-Chemie
⁵) Disparlon 6650 von Kusumoto Chemicals
⁶) Aminopropyltriethoxysilan
7) Trimethylbenzol
⁸) Tetraethylorthosilicat

Die Beschichtungszusammensetzungen, die gemäß der in Tabelle 2 angegebenen Zubereitung hergestellt wurden, sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

¹) In Beispiel 1 hergestelltes Polymergemisch, das Acrylpolymer in Polysiloxan umfasst.
²) Aminopropyltriethoxysilan
³) Trimethylbenzol
⁴) Tetraethylorthosilicat

Beispiel 3 (Test der Beschichtungszusammensetzung)
Die Viskosität der ungehärteten Beschichtungszusammensetzungen von Beispiel 2 wurde gemessen. Dann wurden die Beschichtungszusammensetzungen aufgetragen und gehärtet. Die Zeit, die die Beschichtungen benötigten, um handtrocken zu werden, und die Zeit, die verstrich, bevor die Beschichtungen harttrocken wurden, wurden in Umgebungen mit unterschiedlicher Temperatur und Feuchtigkeit bestimmt. Nach der Härtung wurden die Härte und der Glanz der erhaltenen Beschichtungen getestet.
Die Ergebnisse aller Tests sind in den Tabellen 4a und 4b angegeben. Tabelle 4a

¹) Bei 25°C bestimmte Viskosität in Poise.
²) Handtrockenzeit in Minuten bei 10°C und 80% relativer Feuchtigkeit.
³) Handtrockenzeit in Minuten bei 25°C und 50% relativer Feuchtigkeit.
⁴) Harttrockenzeit in Minuten bei 25°C und 50% relativer Feuchtigkeit.

¹) König-Härte nach 7 Tagen bei 10°C und 80% relativer Feuchtigkeit.
²) König-Härte nach 7 Tagen bei 25°C und 50% relativer Feuchtigkeit.
³) König-Härte nach 7 Tagen bei 40°C und 25% relativer Feuchtigkeit.
⁴) Glanz bestimmt gemäß ASTM D523.

Beispiel 4 (Acrylatpolymerherstellung)
Acrylpolymere wurden in einem Polysiloxan-Lösungsmittel-Gemisch hergestellt. Das verwendete Polysiloxan, DC 3074 von Dow Corning, war in Bezug auf die olefinisch ungesättigten Ausgangsmonomere für die Acrylpolymere im Wesentlichen unreaktiv.
Das alkoxysilylfunktionelle Silikonharz DC 3074 und das Lösungsmittel Trimethylbenzol (TMB) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der mit einem Rührer, einem Kühler, einem Stickstoffeinleitungsrohr, einem Thermoelement und einem Zuführungsanschluss ausgestattet war. Die Temperatur wurde unter einer Stickstoffatmosphäre auf 140°C gesteigert.
Die Monomere Methylmethacrylat (MMA), Butylacrylat (BA) und (gegebenenfalls) Trimethoxysilylpropylmethacrylat (TMSPMA) sowie der Initiator tertiär-Butylperoxid (TBPO) wurden über zwei Stunden zugeführt, während die Reaktionstemperatur bei 140°C konstant gehalten wurde. Nach Beendigung der Zufuhr wurde das Reaktionsgemisch eine Stunde lang auf 140°C gehalten, und danach erfolgte eine weitere Zugabe von Initiator (ca. 10% der Anfangscharge an TBPO). Die Temperatur wurde weitere zwei Stunden lang auf 140°C gehalten. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und ausgeleert.
Zwei Polymere wurden auf diese Weise hergestellt. Bei der Herstellung von Acrylatpolymer Nr. 7 wurde Trimethoxysilylpropylmethacrylat (TMSPMA) zu dem Reaktionsgemisch gegeben, was zu einem alkoxysilylfunktionellen Acrylpolymer führte. Tabelle 5

¹) DC 3074 von Dow Corning
²) Trimethylbenzol
³) Methylmethacrylat
⁴) Butylacrylat
⁵) tertiär-Butylperoxid
⁶) Trimethoxysilylpropylmethacrylat

Beispiel 5 (Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung)
Unter Verwendung der in Beispiel 4 hergestellten Gemische aus Acrylpolymer und Polysiloxan wurden Beschichtungszusammensetzungen hergestellt. Die Zubereitung der Beschichtungszusammensetzungen ist in Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6

¹) In Beispiel 4 hergestellte Polymergemische, die Acrylpolymer in Polysiloxan umfassen.
²) Kronos 2063 von Kronos
³) Disparlon 6650 von Kusumoto Chemicals
⁴) Aminopropyltriethoxysilan
⁵) Tetraethylorthosilicat

Die Beschichtungszusammensetzung 4A (die Polymer Nr. 6 umfasste) und die Beschichtungszusammensetzung 4B (die Polymer Nr. 7 umfasste), wurden gemäß der in Tabelle 6 angegebenen Zubereitung hergestellt und bei 40°C aufbewahrt.
Beispiel 6 (Test der Beschichtungszusammensetzung)
Der Viskositätsanstieg als Funktion der Lagerungszeit wurde für eine Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen, d.h. für Beschichtungszusammensetzung 4A, die ein Polysiloxan, einen Katalysator und ein Acrylpolymer, das im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen ist, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, umfasste. Diese Daten wurden mit dem Viskositätsanstieg als Funktion der Lagerungszeit für Beschichtungszusammensetzung 4B verglichen, die ein Polysiloxan, einen Katalysator, ein alkoxysilylfunktionelles Acrylpolymer und kein Acrylpolymer, das im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen ist, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, umfasste.
Der Viskositätsanstieg als Funktion der Zeit ist im Folgenden tabellarisch aufgeführt.
Die Beschichtungszusammensetzung 4A zeigt einen langsameren Viskositätsanstieg als die Beschichtungszusammensetzung 4B. Dies ist in 1 graphisch gezeigt.

Claims

Bei Umgebungstemperatur härtbare Beschichtungszusammensetzung, umfassend – ein verzweigtes alkoxyfunktionelles Polysiloxan mit der Formel
wobei jedes R1 aus der aus Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und OSi(OR3)₃-Gruppen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei jedes R3 unabhängig dieselbe Bedeutung wie R1 hat, jedes R2 aus der aus Wasserstoff und Alkyl- und Arylgruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bestehenden Gruppe ausgewählt ist und wobei n so ausgewählt ist, dass die Molmasse der Polysiloxane im Bereich von 200 bis etwa 5000 liegt, – einen Katalysator, – ein Acrylpolymer, das im Wesentlichen frei von funktionellen Gruppen ist, die mit dem Polysiloxan oder mit dem Katalysator in der Beschichtungszusammensetzung reagieren können, wobei die Beschichtungszusammensetzung mehr als 60 Gew.-% Feststoffe umfasst.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Acrylpolymer durch eine Polymerisation im Polysiloxan erhalten wird.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysiloxan ein alkoxysilylfunktionelles Polysiloxan ist.
Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator aminofunktionell ist.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ein Aminosilan ist.
Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Acrylpolymer eine Glasübergangstemperatur zwischen 0°C und 100°C hat.
Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszusammensetzung erhalten worden ist, indem 20–80 Gew.-% Acrylmonomere in 80–20 Gew.-% Polysiloxan polymerisiert worden sind, wobei die Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der olefinisch ungesättigten Monomere plus des Polysiloxans vor dem Beginn der Polymerisationsreaktion der Acrylatmonomere berechnet sind, gefolgt von der Zugabe des Katalysators.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszusammensetzung erhalten worden ist, indem 1–60 Gew.-% Methylmethacrylat und 0–70 Gew.-% Butylmethacrylat in 20–80 Gew.-% Polysiloxan polymerisiert worden sind, wobei die Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der olefinisch ungesättigten Mo nomere plus des Polysiloxans vor dem Beginn der Polymerisationsreaktion der Acrylatmonomere berechnet sind, gefolgt von der Zugabe des Katalysators.
Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Schutzbeschichtung.
Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–9 zur Beschichtung bei Umgebungstemperatur von großen Konstruktionen wie Schiffen, Brücken, Gebäuden, Industrieanlagen oder Ölplattformen.