DE69738238T2

DE69738238T2 - Epoxy-polysiloxan polymerzusammensetzung

Info

Publication number: DE69738238T2
Application number: DE69738238T
Authority: DE
Inventors: Norman R. La Habra MOWRER; Raymond E. Yorba Linda FOSCANTE; J. Luis Anaheim Hills ROJAS
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: CZ9902635A3; DE69739738D1; DK1849831T3; EP1849831A3; CZ300637B6; IL131019A0; EP0954547A4; HUP0000660A3; EP0954547A1; HUP0000660A2; KR20000070531A; CA2279516A1; JP4194662B2; CN1247547A; ES2338377T3; PL191008B1; WO1998032792A1; NO311225B1; PT1849831E; TW469287B

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen auf Epoxidharzbasis, die für Schutzüberzüge und dergleichen nützlich sind, insbesondere auf eine Epoxypolysiloxanpolymerzusammensetzung mit verbesserten Eigenschaften (Flexibilität, Witterungsbeständigkeit, Druckfestigkeit und chemische Beständigkeit).
Hintergrund
Epoxidüberzugsmaterialien sind gut bekannt und inzwischen als Schutz- und Dekorüberzüge für Stahl, Aluminium, Verzinkungen, Holz und Beton für den Wartungs-, Marine-, Bau-, Architektur, Luftfahrt- und Produktbearbeitungsmarkt im Handel verbreitet. Die Basisrohmaterialien für die Herstellung dieser Überzüge umfassen im Allgemeinen als wesentliche Komponenten (a) ein Epoxidharz, (b) einen Härter und (c) eine Pigment- oder Aggregatkomponente.
Bekannte Überzugsmaterialien auf Epoxidbasis enthalten häufig zusätzlich zu dem Epoxidharz, dem Härter und dem Pigment/Aggregat mehrere Komponenten wie nicht-reaktive und reaktive Verdünnungsmittel, z. B. Mono- und Diepoxide, Weichmacher, Bitumen- und Asphaltstreckmittel, Haftvermittler, Suspensions-mittel, Thixotropierungsmittel, Tenside, Korrosionsinhibitoren, UV-Licht-Stabilisatoren, Katalysatoren und Viskositätsveränderer. Das Harz und der Härter können außerdem flüchtige organische Lösungsmittel zur Senkung der Viskosität der Zusammensetzung und damit Bereitstellung einer Konsistenz, die sich für die Sprühapplikation mit einer herkömmlichen Sprühvorrichtung (mit Luft, luftlos, elektrostatisch) eignet, enthalten.
Die WO 96/1 61 09 beschreibt eine Epoxypolysiloxanüberzugszusammensetzung, die durch die Kombination von Wasser, einem Polysiloxan, einem Organooxysiloxan, einer difunktionellen Aminosilanhärterkomponente, einem nicht-aromatischen Epoxidharz und einer Pigment- oder Aggregatkomponente hergestellt wird.
Schutzüberzüge auf Epoxidbasis besitzen viele Eigenschaften, die sie als Überzugsmaterialien wünschenswert machen. Sie sind leicht verfügbar und mittels einer Vielzahl von Verfahren wie Sprühen, Walzen oder Bürsten einfach aufzutragen. Sie haften gut an Stahl, Beton und anderen Substraten, besitzen eine geringe Wasserdampfdurchlässigkeit und dienen als Sperre gegen das Eindringen von Wasser, Chlorid- und Sulfationen, bieten einen hervorragenden Korrosionsschutz unter einer Vielzahl atmosphärischer Bedingungen und sind gegenüber vielen Chemikalien und Lösungsmitteln beständig.
Überzugsmaterialien auf Epoxidbasis sind im Allgemeinen bei Sonnenlicht nicht sehr witterungsbeständig. Zwar behalten solche Überzüge ihre chemische und Korrosionsbeständigkeit bei, doch die Einwirkung der UV-Licht-Komponente des Sonnenlichts führt zu einem als Abkreiden bekannten Oberflächenzerstörungsphänomen, das den Glanz und die Farbe des ursprünglichen Überzugs verändert. Ist die Beibehaltung von Farbe und Glanz gewünscht oder erforderlich, sind Schutzüberzüge auf Epoxidbasis typischerweise mit einer witterungsbeständigeren Deckschicht überzogen, z. B. einem Überzug aus Alkyd, Vinyl oder aliphatischem Polyurethan. Das Endergebnis ist ein korrosionsfestes und witterungsbeständiges, aber auch arbeitsintensives und teuer aufzubringendes System aus zwei oder zuweilen drei Überzügen.
Daher sind Überzugsmaterialien auf Epoxidbasis zwar inzwischen im Handel weit verbreitet, dennoch besteht weiterhin Bedarf an Materialien auf Epoxidbasis mit verbesserter Farb- und Glanzerhaltung, besserer chemischer und Korrosionsbeständigkeit und verbesserter Beständigkeit gegenüber mechanischer Abnutzung. Zur Einhaltung neuer gesetzlicher Bestimmungen bezüglich Umwelt- und Gesundheitsgefahren sind neue Epoxidüberzugsmaterialen notwendig. Epoxidüberzugsmaterialien mit verbesserter Farb- und Glanzerhaltung sind bei Einwirkung von Sonnenlicht notwendig. Wünschenswert ist ein Epoxidüberzug, der nicht abkreidet und keine witterungsbeständige Deckschicht benötigt.
Für primäre und sekundäre chemische Einschlussstrukturen, zum Schutz von Stahl und Beton vor Chemikalien, bei der Stromerzeugung, in Eisenbahnwaggons, bei der Abwasserbehandlung sowie in der papier- und zellstoffverarbeitenden Industrie sind Überzugsmaterialien mit verbesserter chemischer, Korrosions-, Stoß- und Abriebbeständigkeit notwendig.
Daher wurden durch Modifikation mit Acrylharz oder durch Härten von Natur aus witterungsbeständiger Epoxidharze wie z. B. Sorbitolglycidylethern, hydrierter Reaktionsprodukte von Eisphenol A und Epichlorhydrin sowie in jüngster Zeit epoxyfunktioneller co-veretherter Melaminharze von Monsanto (Polyamid-, cycloaliphatischer Amin- oder carboxylfunktioneller Acryl- oder Polyesterharze), Epoxidüberzüge mit verbesserter Witterungsbeständigkeit gewonnen. Ein weiterer Ansatz war die Verwendung epoxidierter Polyesterharze in Kombination mit bestimmten carboxylfunktionellen Bindemitteln. Zwar weisen diese Überzüge eine verbesserte Witterungsbeständigkeit auf, doch ihre chemische und Korrosionsbeständigkeit ist der der zuvor beschriebenen Überzüge auf Epoxidharzbasis im Allgemeinen unterlegen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überzugszusammensetzung auf Epoxidbasis mit verbesserter chemischer, Korrosions- und Witterungsbeständigkeit bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird durch Kombination folgender Bestandteile eine Epoxypolysiloxanzusammensetzung hergestellt:

(a) einer Harzkomponente auf der Basis einer Mischung aus einem nicht-aromatischen Epoxidharz mit mindestens zwei 1,2-Epoxidgruppen und einem Polysiloxan;
(b) einer difunktionellen Aminhärterkomponente, die ganz oder teilweise mit einem Aminosilan substituiert sein kann;
(c) eines wahlweise einsetzbaren Katalysators;
(d) einer Pigment- oder Aggregatkomponente und
(e) Wasser.

Die Epoxypolysiloxanzusammensetzung wird durch Verwendung von 10–60 Gew.-% des nicht-aromatischen Epoxidharzbestandteils, 15–60 Gew.-% Polysiloxan, 5–40 Gew.-% Aminhärter und bis zu 5 Gew.-% Katalysator hergestellt.
Die zuvor genannten Bestandteile reagieren zu einer einander nicht durchdringenden Netzzusammensetzung, die ein Epoxypolysiloxancopoloymer mit kontinuierlicher Phase umfasst. Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzu-sammensetzungen weisen eine verbesserte Beständigkeit gegenüber UV-Licht und Verwitterung bei Sonnenlicht sowie eine verbesserte chemische und Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Überzügen auf Epoxidharzbasis auf. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen eine Farb- und Glanzerhaltung auf, die in etwa der von aliphatischen Polyurethanen entspricht, und können je nach Anwendungszweck die Notwendigkeit einer Deckschicht überflüssig machen.
Detaillierte Beschreibung
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird durch Kombination folgender Bestandteile in Gegenwart von Wasser eine Epoxypolysiloxanzusammensetzung hergestellt:

(a) einer Harzkomponente aus einem nicht-aromatischen Epoxidharz und Polysiloxan;
(b) einer Härterkomponente;
(c) eines wahlweise einsetzbaren Organozinnkatalysator und
(d) einer wahlweise einsetzbaren Pigment- oder Aggregatkomponente.

Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen können zur Erzielung der vom Nutzer gewünschten Eigenschaften auch andere Komponenten wie z. B. Viskositätsveränderer, Weichmacher, Thixotropierungsmittel, Antischaummittel, Lösungsmittel und dergleichen enthalten.
Die Harzzusammensetzung umfasst ein Gemisch aus einem Epoxidharz und Polysiloxan. Für die Bildung der Epoxypolysiloxanzusammensetzung nützliche Epoxidharze sind nicht-aromatische hydrierte Epoxidharze, die mehr als eine 1,2-Epoxidgruppe pro Moleküle enthalten. Ein bevorzugtes nicht-aromatisches Epoxidharz umfasst zwei 1,2-Epoxidgruppen pro Molekül. Das Epoxidharz liegt vorzugsweise in flüssiger, nicht in fester Form vor, besitzt ein Epoxidäquivalentgewicht im Bereich von 100 bis 5.000 und eine Reaktivität von 2.
Bevorzugte Epoxidharze sind z. B. nicht-aromatische hydrierte Epoxidharze wie Cyclohexandimethanol und Diglycidylether hydrierter Bisphenol A-Epoxidharze, z. B. Epon DPL-862, Eponex 1510, Heloxy 107 und Eponex 1513 (hydriertes Bisphenol A-Epichlorhydrin-Epoxidharz) von Shell Chemical, Houston, Texas, Santolink LSE-120 von Monsanto, Springfield, Massachusetts, Epodil 757 (Cyclohexandimethanoldiglycidylether) von Pacific Anchor, Allentown, Pennsylvania, Araldite XUGY358 und PY327 von Ciba Geigy, Hawthorne, New York, Epirez 505 von Rhone-Poulenc, Louisville, Kentucky, Aroflint 393 und 607 von Reichold Chemicals, Pensacola, Florida und ERL4221 von Union Carbide, Tarrytown, New York. Andere geeignete nicht-aromatische Epoxidharze sind z. B. DER 732 und DER 736, Heloxy 67, 68, 107, 48, 84, 505 und 71 von Shell Chemical, PolyBD-605 von Arco Chemical, Newtown Square, Pennsylvania, Erisys GE-60 von CVC Specialty Chemicals, Cherry Hill, New Jersey und Fineclad A241 von Reichold Chemical.
Solche nicht-aromatischen hydrierten Epoxidharze sind wegen ihrer begrenzten Reaktivität von 2, die die Bildung eines linearen Epoxidpolymers fördert und die Bildung eines vernetzten Epoxidpolymers verhindert, erwünscht. Man glaubt, dass das durch Zugabe des Härters zu dem Epoxidharz entstandene lineare Epoxidpolymer für die verbesserte Witterungsbeständigkeit dieser Zusammensetzung verantwortlich ist. Die Verwendung solcher nicht-aromatischen Epoxidharze zur Bildung eines witterungsbeständigen Schutzüberzugs wurde aufgrund der begrenzten Reaktivität des Epoxidharzes und der damit vermutetermaßen verbundenen Unfähigkeit des Harzes, zu einem Schutzüberzug auszuhärten, bislang noch nie untersucht.
Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung umfasst 10–60 Gew.-% Epoxidharz. Umfasst die Zusammensetzung weniger als 10 Gew.-% Epoxidharz, ist die chemische Beständigkeit des Überzugs gefährdet. Umfasst die Zusammensetzung mehr als 60 Gew.-% Epoxidharz, ist die Witterungsbeständigkeit des Überzugs gefährdet. Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung umfasst etwa 25 Gew.-% nicht-aromatisches Epoxidharz.
Bezüglich des zur Herstellung der Harzkomponente verwendeten Polysiloxans sind bevorzugte Polsiloxane z. B. diejenigen der folgenden Formel:
worin R₁ jeweils ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus der Hyxdroxygruppe und Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und R₂ jeweils ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und Alkyl- und Arylgruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen. Zur Vereinfachung einer raschen Hydrolyse des Polysiloxans, die durch die Flüchtigkeit des Alkoholanalogprodukts der Hydrolyse angetrieben wird, umfassen R₁ und R₂ vorzugsweise jeweils Gruppen mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen. R₁- und R₂-Gruppen mit mehr als 6 Kohlenstoffatomen behindern die Hydrolyse des Polysiloxans häufig aufgrund der relativ geringen Flüchtigkeit der einzelnen Alkoholanaloge.
„n" ist so ausgewählt, dass der Polysiloxanbestandteil ein Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 10.000 aufweist. Ein Polysiloxanbestandteil mit einem Molekulargewicht von weniger als 400 kann zu einer spröden Zusammensetzung führen. Ein Polysiloxanbestandteil mit einem Molekulargewicht von mehr als 10.000 kann zu einer Zusammensetzung führen, deren Viskosität außerhalb eines gewünschten Bereiches von 3.000 bis 15.000 Centipoise (cP) bei 20°C liegt, wodurch die Zusammensetzung für die Aufbringung ohne Zugabe eines Lösungsmittels in einer Menge, die die aktuellen Vorgaben für flüchtige organische Substanzen (VOC) überschreitet, zu viskos wird.
Bevorzugte Polysiloxanbestandteile sind alkoxy- und silanolfunktionelle Polysiloxane. Besonders bevorzugte alkoxyfunktionelle Polysiloxane sind z. B., aber nicht ausschließlich DC-3074 und DC-3037 von Dow Corning, GE SR191, SY-550 und SY-231 von Wacker, Adrian, Michigan. Bevorzugte silanolfunktionelle Polysiloxane sind z. B., aber nicht ausschließlich die Zwischenprodukte DC840, 26018, Q1-2530 und 6-2230 von Dow Corning.
Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung umfasst 15–60 Gew.-% Polysiloxan. Die Verwendung einer Menge des Polysiloxanbestandteils außerhalb dieses Bereiches kann zu einer Zusammensetzung mit unterlegener Witterungs- und chemischer Beständigkeit führen. Eine besonders bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammsensetzung umfasst etwa 30 Gew.-% Polysiloxan.
Die Härterkomponente umfasst ein aus den allgemeinen Klassen der aliphatischen Amine, aliphatischen Aminaddukte, Polyamidoamine, cycloaliphatischen Amine und cycloaliphatischen Aminaddukte, aromatischen Amine, Mannich-Basen und Ketimine ausgewähltes Amin. Die Härterkomponente umfasst ein difunktionelles Amin, d. h. ein Amin mit zwei aktiven Wasserstoffen, das ganz oder teilweise mit einem Aminosilan der allgemeinen Formel Y-Si-(O-X)₃ substituiert sein kann, worin Y H(HNR)_a ist, „a" gleich 1 ist, R jeweils ein difunktionelles organisches Radikal ist, das unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aryl-, Alkyl-, Dialkylaryl-, Alkoxyalkyl- und Cycloalkylradikalen und R innerhalb des Y-Moleküls variieren kann. X kann jeweils gleich oder verschieden sein und ist auf Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- und Hydroxyalkoxyalkylgruppen mit weniger als etwa 6 Kohlenstoffatomen beschränkt. In der Härterkomponente können mindestens 0,7 Aminäquivalente oder 0,2 Mol Aminosilan pro Epoxidäquivalent vorliegen.
Bevorzugte Aminosilane sind z. B., jedoch nicht ausschließlich Aminoethylaminoproyltriethoxysilan, n-Phenylaminopropyltrimethoxysilan, Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin, 3-(3-Aminophenoxy)propyltrimethoxysilan, Aminoethylaminomethylphenyltrimethoxysilan, 2-Aminoethyl-3-aminopropyl, Tris-2-ethyl-hexoxysilan, n-Aminohexylaminopropyltrimethoxysilan und Trisaminopropyltrismethoxyethoxysilan.

Die Herstellung und Handelsbezeichnungen einiger für die vorliegende Erfindung nützlicher Aminosilane sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1. Aminosilane

Hersteller	Produktbezeichnung
Dow Corning	Z6020, XI-6100, XI6150
Union Carbide	A1100, A1101, A1102, A1108, A1110, A1120, A1126, A1130, A1387, Y9632
Wacker	ED117
Hüls	A0696, A0698, A0699, A0700, A0710, A0720, A0733, A0733, A0742, A0750, A0800
PCR	12328-1

Bevorzugte Aminosilane sind difunktionelle Silane wie z. B. Aminopropyltrimethoxysilan und Aminopropyltriethoxysilan. Ein besonders bevorzugtes Aminosilan ist A1100 von Union Carbide. Ein difunktionelles Aminosilan ist erwünscht, da sich herausgestellt hat, dass ein Aminosilan mit einer Reaktivität von 2, d. h. nur zwei Aminwasserstoffen, mit dem nicht-aromatischen Epoxid einer Reaktivität von ebenfalls 2 zu einem linearen, nicht-vernetzten Epoxidpolymer mit verbesserter Witterungsbeständigkeit reagiert.
Solche bevorzugten Amine und Aminosilane erzeugen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen, die bei Aufbringung als Substratüberzug eine überlegene Witterungsbeständigkeit bezüglich Farb- und Glanzerhaltung aufweisen. Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung umfasst 5–40 Gew.-% Amin und/oder Aminosilan. Die Verwendung einer Menge des Amin- und/oder Aminosilanbestandteils außerhalb dieses Bereiches kann zu einer Zusammensetzung mit unterlegener Witterungs- und chemischer Beständigkeit führen. Eine besonders bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung umfasst etwa 15 Gew.-% Amin und/oder Aminosilan. Dementsprechend kann eine bevorzugte Überzugszusammensetzung erfindungsgemäß ein Gewichtsverhältnis von Polysiloxan zu Amin und/oder Aminosilan von etwa 2:1 aufweisen.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen kann das Verhältnis von Härterkomponente zu Harzkomponente ungeachtet dessen, ob der Härter aus den allgemeinen Klassen der Amine, einem Aminosilan der obigen allgemeinen Formel oder einer Kombination davon ausgewählt ist, über einen großen Bereich hinweg variieren. Im Allgemeinen wird die Epoxidharzkomponente mit ausreichend Härter gehärtet, dass mindestens 0,7 bis 1,2 Aminäquivalentgewicht pro 1 Epoxidäquivalentgewicht entstehen, oder mit mindestens 0,2 Mol Aminosilan pro Epoxidäquivalentgewicht. Beträgt die Menge des zugesetzten Härters weniger als 0,7 Aminäquivalentgewicht pro Epoxidäquivalentgewicht, weist die entstandene Überzugs- und Bodenbelagszusammensetzung eine langsame Hartzeit und eine unterlegene Witterungs- und chemische Beständigkeit auf. Beträgt die Menge des zugesetzten Härters mehr als 1,2 Aminäquivalentgewicht pro Epoxidäquivalentgewicht, weist die entstandene Überzugs- und Bodenbelagszusammensetzung eine Oberflächentrübung oder -fettigkeit auf.
Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen werden zur Aufbringung mittels herkömmlicher Sprühvorrichtungen (mit Luft, luftlos, luftlos mit Luftunterstützung und elektrostatisch), Bürsten oder Walzen formuliert. Die Zusammensetzungen sind zur Verwendung als Schutzüberzüge für Stahl, Verzinkungen, Aluminium, Beton und andere Substrate in einer Trockenfilmdicke im Bereich von 25 Mikrometer bis etwa 2 Millimeter konzipiert. Dementsprechend sind die für die Bildung der Zusammensetzung nützlichen Pigment- oder Aggregatbestandteile aus einem Material einer feinen Partikelgröße ausgewählt, wobei vorzugsweise mehr als 90 Prozent größer sind als 325 Mesh (US-Siebgröße).
Geeignete Pigmente können aus organischen und anorganischen Farbpigmenten wie z. B. Titandioxid, Ruß, Lampenschwarz, Zinkoxid, natürlichen und synthetischen roten, gelben, braunen und schwarzen Eisenoxiden, Toluidin- und Benzidingelb, Phthalocyaninblau und -grün sowie Carbazolviolett und Verschnittpigmenten wie gemahlenem und kristallinem Siliciumdioxid, Bariumsulfat, Magnesiumsilicat, Calciumsilicat, Glimmer, Eisenglimmer, Calciumcarbonat, Zinkpulver, Aluminium- und Aluminiumsilicat, Gips, Feldspat und dergleichen ausgewählt sein. Die Menge des zur Bildung der Zusammensetzung verwendeten Pigmentes kann je nach Anwendungszweck der Zusammensetzung variieren und Null betragen, wenn eine klare Zusammensetzung gewünscht wird. Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung kann bis zu 50 Gew.-% Pigment und/oder Aggregat einer feinen Partikelgröße umfassen. Die Verwendung von mehr als 50 Gew.-% des Pigment- und/oder Aggregatbestandteils einer feinen Partikelgröße kann zu einer Zusammensetzung führen, die für die Aufbringung zu viskos ist. Je nach Verwendungszweck kann eine bevorzugte Überzugszusammensetzung etwa 20 Gew.-% Aggregat und/oder Pigment einer feinen Partikelgröße umfassen.
Der Pigment- und/oder Aggregatbestandteil wird typischerweise dem Epoxidharzanteil der Harzkomponente zugesetzt und mittels eines Cowles-Mischers auf eine Hegman-Mahlfeinheit von mindestens 3 dispergiert oder alternativ vor der Zugabe des Polysiloxanbestandteils mittels einer Kugel- oder Sandmühle auf dieselbe Mahlfeinheit gemahlen. Die Wahl eines Pigments oder Aggregats einer feinen Partikelgröße und die Dispersion bzw. das Mahlen auf eine Mahlfeinheit von etwa 3 Hegman erlaubt die Zerstäubung des gemischten Harzes und die Härtung der Komponenten mittels herkömmlicher Sprühvorrichtungen (mit Luft, luftlos mit Luftunterstützung, luftlos und elektrostatisch) und erzeugt nach dem Auftragen eine glatte, gleichmäßige Oberfläche.
Wasser ist ein wichtiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung und sollte in einer Menge vorliegen, die ausreicht, die Hydrolyse des Polysiloxans und die anschließende Kondensation der Silanole auszulösen. Die Wasserquellen sind hauptsächlich Luftfeuchtigkeit und adsorbierte Feuchtigkeit auf dem Pigment- oder Aggregatmaterial. Zur Beschleunigung des Härtens kann je nach den Umgebungsbedingungen wie der Verwendung der Überzugs- und Bodenbelagszusammensetzung in wüstenklimatischen Umgebungen zusätzliches Wasser zugesetzt werden. Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung umfasst bis zu einer stöchiometrischen Menge Wasser, um die Hydrolyse zu vereinfachen. Zusammensetzungen, die ohne zugesetztes Wasser hergestellt werden, enthalten unter Umständen nicht die für die Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen notwendige Feuchtigkeitsmenge und können daher zu einem Zusammensetzungsprodukt mit einem unzureichenden Grad an UV-, Korrosions- und chemischer Beständigkeit führen. Zusammensetzungen, die mit mehr als 2 Gew.-% Wasser hergestellt werden, hydrolysieren und polymerisieren vor dem Aufbringen leicht zu einem unerwünschten Gel. Eine besonders bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung wird mit etwa 1 Gew.-% Wasser hergestellt.
Falls gewünscht, kann das Wasser sowohl dem Epoxidharz als auch dem Polyaminhärter zugesetzt werden. Andere Wasserquellen können z. B. Spurenmengen im Epoxidharz, im Polyaminhärter, im verdünnenden Lösungsmittel oder in anderen Bestandteilen sein. Wasser kann auch durch Einsatz von Ketiminen oder Alkohol-Lösungsmittel-Wasser-Gemischen, wie sie in dem US-Patent Nr. 4,250,074 beschrieben sind, eingebracht werden. Ungeachtet der Quelle sollte die gesamte verwendete Wassermenge die für die Vereinfachung der Hydrolysereaktion notwendige stöchiometrische Menge sein. Die stöchiometrische Menge überschreitendes Wasser ist unerwünscht, da überschüssiges Wasser den Oberflächenglanz des endgültig gehärteten Zusammensetzungsproduktes reduziert.
Bis zu 5 Gew.-% Katalysator können mit der Harzkomponente oder als gänzlich separate Komponente zugesetzt werden, um die Trocknung und Härtung der erfindungsgemäßen Überzugs- und Bodenbelagsmaterialien aus modifiziertem Epoxid zu beschleunigen. Nützliche Katalysatoren sind z. B. in der Farbindustrie bekannte Metalltrocknungsmittel, z. B. Zink, Mangan, Zirconium, Titan, Kobalt, Eisen, Blei und Zinn in Form von Octoaten, Neodecanaten und Naphthanaten. Geeignete Katalysatoren sind z. B. Organozinnkatalysatoren der allgemeinen Formel
worin R₅ und R₆ jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu 11 Kohlenstoffatomen und R₇ und R₈ jeweils ausgewählt sind aus denselben Gruppen wie R₅ und R₆ oder aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Atomen wie Halogenen, Schwefel oder Sauerstoff. Zur Beschleunigung der hydrolytischen Polykondensation von Polysiloxan und Silan können Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Organotitanate, Natriumacetat und aliphatische sekundäre oder tertiäre Polyamine wie Propylamin, Ethylaminoethanol, Triethanolamin, Triethylamin und Methyldiethanolamin allein oder in Kombination eingesetzt werden. Ein bevorzugter Katalysator ist Dibutylzinndilaurat.
Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen besitzen im Allgemeinen eine geringe Viskosität und können ohne Zugabe eines Lösungsmittels aufgesprüht werden. Zur Verbesserung der Zerstäubung und Aufbringung mittels einer elektrostatischen Sprühvorrichtung oder zur Verbesserung des Verlaufs, der Nivellierung und des Aussehens beim Auftragen mittels einer Bürste, einer Walze oder einer Standardsprühvorrichtung (mit Luft, luftlos) können jedoch organische Lösungsmittel zugesetzt werden. Für diesen Zweck nützliche Lösungsmittel sind z. B. Ester, Ether, Alkohole, Ketone, Glykole und dergleichen. Die maximale Menge des den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zugesetzten Lösungsmittels ist durch die gesetzlichen Bestimmungen des Luftreinhaltungsgesetzes (Clean Air Act) auf etwa 420 Gramm Lösungsmittel pro Liter der Zusammensetzung beschränkt.
Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen können auch Viskositätsveränderer, Weichmacher, Antischaummittel, Thixotropierungsmittel, Pigmentbenetzungsmittel, Bitumen- und Alphaltstreckmittel, Absetzverhinderungsmittel, Verdünnungsmittel, UV-Licht-Stabilisatoren, Entlüftungsmittel und Dispersionshilfen enthalten. Eine bevorzugte Epoxypolysiloxanzusammensetzung kann bis zu 10 Gew.-% solcher Modifikationsmittel und Substanzen umfassen.
Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen werden als Zweigebindesystem in feuchtigkeitsundurchlässigen Behältern geliefert. Ein Gebinde enthält das Epoxidharz, das Polysiloxan, die Pigment- und/oder Aggregatbestandteile, die Zusatzstoffe und ggf. das Lösungsmittel. Das zweite Gebinde enthält das Polyamin und/oder Aminosilan und wahlweise Katalysatoren und Beschleunigungsmittel.
Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen können unter Umgebungstemperaturbedingungen im Bereich von –6 bis 50°C aufgetragen und vollständig gehärtet werden. Bei Temperaturen unter –18°C wird das Aushärten stark verzögert. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können aber auch unter Härttemperaturen von bis zu 150 bis 200°C aufgetragen werden.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, glaubt man, dass die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen wie folgt gehärtet werden: (1) durch die Reaktion des Epoxidharzes mit dem Amin- und/oder Aminosilanhärter zu Epoxidpolymerketten, (2) durch die hydrolytische Polykondensation des Polysiloxanbestandteils zu Alkohol und dem Polysiloxanpolymer und (3) durch die Copolymerisation der Epoxidpolymerketten mit dem Polysiloxanpolymer zu einer vollständig gehärteten Epoxypolysiloxanpolymerzusammensetzung. Bei Verwendung eines Aminosilans für die Herstellung der Härterkomponente wird die Amineinheit des Aminosilans einer Epoxyaminadditionsreaktion unterzogen und die Silaneinheit des Aminosilans einer hydrolytischen Polykondensation mit dem Polysiloxan. In der gehärteten Form liegt die Epoxypolysiloxanzusammensetzung als gleichmäßig dispergierte Anordnung linearer Epoxidkettenfragmente vor, die mit einer durchgehenden Polysiloxanpolymerkette vernetzt sind, so dass die chemische Struktur eines einander nicht durchdringenden Polymernetzes (IPN) entsteht, die gegenüber herkömmlichen Epoxidsystemen erhebliche Vorteile hat.
Man glaubt, dass die Silaneinheit des Aminosilanbestandteils bei Kombination der Bestandteile mit dem Polysiloxanbestandteil kondensiert und das Epoxidharz durch Reaktion mit den an dem Polysiloxan hängenden Aminogruppen einer Kettenverlängerung unterzogen wird, so dass eine vollständig gehärtete Epoxypolysiloxanpolymerzusammensetzung entsteht. Man glaubt, dass das Epoxidharz bei solchen Reaktionen als Vernetzungsverstärker fungiert, der zu der Vernetzungsdichte der Zusammensetzung beiträgt, ohne die vorteilhaften Merkmale des Polysiloxans zu verringern.
Isoliert reagiert das Epoxidharz mit dem Aminosilan zu Epoxidpolymerkettenfragmenten und das Polysiloxan und das Aminosilan werden einer hydrolytischen Polykondensation zu einem Polysiloxanpolymer unterzogen. Die Reaktionskinetik der einzelnen Polymerisationen unterscheidet sich erheblich, was eine IPN-Bildung verhindert. Die Polymerisation des Epoxidharzes dauert beispielsweise sechs Mal so lang wie die Polymerisation des Polysiloxanpolymers. Man glaubt, dass die für die Polymerisation des nicht-aromatischen Epoxidharzes notwendige längere Dauer Folge dessen ist, dass die nicht-aromatischen Epoxidharze im Vergleich zu den hochreaktiven aromatischen oder ungesättigten Epoxidharzen von Natur aus nicht-reaktiv sind.
Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzung werden schließlich durch die umsichtige Wahl des Epoxidharzes, des Polysiloxans, des Amin- und/oder Aminosilanhärters und der Pigment- oder Aggregatkomponenten beeinflusst. Eine Epoxypolysiloxanzusammensetzung, die durch Kombination eines difunktionellen Aminosilans mit einem nicht-aromatischen Epoxidharz hergestellt wird, weist eine verbesserte Ätzbeständigkeit auf, ist witterungsbeständig, erlaubt eine unbegrenzte Neubeschichtung, besitzt eine bessere Abriebbeständigkeit als ein Polyurethan, was vollkommen unvorhersehbar ist, da Siloxanpolymere und Epoxidpolymere bekanntermaßen eine sehr schlechte Abriebbeständigkeit besitzen. Die erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen weisen eine unerwartete und überraschende Verbesserung der chemischen Korrosions- und Witterungsbeständigkeit sowie eine hohe Zug- und Druckfestigkeit und eine hervorragende Stoß- und Abriebfestigkeit auf.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei Durchsicht der nachfolgenden Beispiele noch deutlicher. Tabelle 2 ist eine Beschreibung der in den Beispielen 1 bis 4 verwendeten Bestandteile. In den Beispielen werden die verwendeten Bestandteile jeweils in den beschriebenen Anteilen (Gewicht in Gramm) kombiniert. Tabelle 2

Bestandteil	Beschreibung
Eponex 1513	Epoxidharz, Shell, Äquivalentgewicht = 230
Epodil 757	Cyclohexandimethanoldiglycidylether, Pacific Anchor
Aroflint 607	Epoxidharz, Reichold
DC-3074	Funktionelles Polysiloxan, Dow Corning
A-1100	Aminopropyltrimethoxysilan, Union Carbide
Y-9632	Aminosilan, Union Carbide, patentrechtlich geschützt
Z6020	Aminoethylaminopropyltrimethoxysilan, Dow Corning
ED-117	Aminosilan, Wacker, patentrechtlich geschützt
Euredur 3265	Polyamin, Schering Berlin, Äquivalentgewicht = 400
Ancamine 1942	Polyamin, Pacific Anchor, Äquivalentgewicht = 70
DCH-99%	Diaminocyclohexan, Dupont
Araldite R972	Methylenbisdianilin, Ciba Geigy, Äquivalentgewicht = 48
Nuosperse 657	Pigmentbenetzungsmittel
Tioxide RTC 60	Titandioxid
F-75	Quarzsand, 40 Mesh
Crystal Silica #70	Quarzsand, 70 Mesh
Silcosil 325	US-Quarzmehl
Dislon 6500	Thixotropierungsmittel, King Industries
BYK 080	Entschäumer, BYK-Chemie

Beispiele:
Die Beispiele 1 bis 4 beschreiben die Herstellung der Harzkomponente der Zusammensetzung und die Kombination des erfindungsgemäßen Pigment- oder Aggregatmaterials zu Überzugszwecken. In den Beispielen sind die Arten und Anteile der Bestandteile für die Herstellung des Harz/Pigment-Gemisches jeweils etwas unterschiedlich.
Ein Teil der einzelnen in den Beispielen hergestellten Harz/Pigment-Gemische wird dann mit verschiedenen Härterkomponenten und Lösungsmitteln in unterschiedlichen Anteilen wie in Tabelle 3 dargestellt kombiniert. Die entstehenden Epoxypolysiloxanzusammensetzungen wurden bezüglich Hartzeit, Witterungs-, Korrosions- und chemischer Beständigkeit wie in Tabelle 3 dargestellt getestet.
BEISPIEL 1
Durch Kombination von 385 Gramm Eponex 1513 (Epoxidharz), 5 Gramm Nuosperse 657 (Pigmentbenetzungsmittel), 5 Gramm BYK 080 (Antischaummittel), 10 Gramm Dislon 6500 (Thixotropierungsmittel) und 338 Gramm Tioxide RTC60 (Titandioxid) wurde ein Harz/Pigment-Gemisch hergestellt. Die Bestandteile wurden in einen Behälter (1 Quart) gegeben und mittels eines luftmotorbetriebenen Cowles-Dissolvers 20 Minuten lang auf eine Mahlfeinheit von 5 Hegman dispergiert. Danach wurden 432 Gramm DC-3074 (Polysiloxan) zugesetzt und das kombinierte Gemisch bis zur Gleichmäßigkeit gerührt. Das Harzgemisch besaß eine Brookfield-Viskosität von etwa 10.000 cP bei 70°F (20°C) und ein berechnetes Äquivalentgewicht von 315 Gramm pro Äquivalent.
BEISPIEL 2
Durch Kombination von 390 Gramm Epodil 757 (Epoxidharz), 5 Gramm Nuosperse 657 (Pigmentbenetzungsmittel), 5 Gramm BYK 080 (Antischaummittel), 10 Gramm Dislon 6500 (Thixotropierungsmittel) und 338 Gramm Tioxide RTC60 (Titandioxid) wurde ein Harz/Pigment-Gemisch hergestellt. Die Bestandteile wurden in einen Behälter (1 Quart) gegeben und mittels eines luftmotorbetriebenen Cowles-Dissolvers 20 Minuten lang auf eine Mahlfeinheit von 5 Hegman dispergiert. Danach wurden 432 Gramm DC-3074 (Polysiloxan) zugesetzt und das kombinierte Gemisch bis zur Gleichmäßigkeit gerührt. Das Harzgemisch besaß eine Brookfield-Viskosität von etwa 3.800 cP bei 70°F (20°C) und ein berechnetes Äquivalentgewicht von 265 Gramm pro Äquivalent.
BEISPIEL 3
Zur Herstellung des Harz/Pigment-Gemisches von Beispiel 1 wurden dieselben Bestandteile und dasselbe Verfahren eingesetzt, mit der Ausnahme, dass 356 Gramm Aroflint 607 (Epoxidharz) anstelle von 385 Gramm Eponex 1513 (Epoxidharz) verwendet wurden. Das Harzgemisch besaß eine Brookfield-Viskosität von etwa 6.800 cP bei 70°F (20°C) und ein berechnetes Äquivalentgewicht von 338 Gramm pro Äquivalent.
VERGLEICHSBEISPIEL 4
Durch Kombination von 711 Gramm Epon 828 (Epoxidharz), 5 Gramm Nuosperse 657 (Pigmentbenetzungsmittel), 5 Gramm BYK 080 (Antischaummittel), 10 Gramm Dislon 6500 (Thixotropierungsmittel) und 338 Gramm Tioxide RTC60 (Titandioxid) wurde ein Epoxidharz/Pigment-Gemisch hergestellt. Dieses Vergleichsbeispiel enthielt keinen Polysiloxanbestandteil. Die Bestandteile wurden in einen Behälter (1 Quart) gegeben und mittels eines luftmotorbetriebenen Cowles-Dissolvers auf eine Mahlfeinheit von 5 Hegman dispergiert. Das Gemisch wurde mit 100 Gramm Xylol verdünnt, um die Viskosität zu reduzieren, und danach bis zur Gleichmäßigkeit gerührt. Das Harzgemisch besaß eine Brookfield-Viskosität von etwa 12.000 cP bei 70°F (20°C) und ein berechnetes Äquivalentgewicht von 313 Gramm pro Äquivalent.
300 Gramm des Harzgemisches von Beispiel 1 wurden mit 48 Gramm A-1100 (Aminopropyltrimethoxysilan) von Union Carbide und 20 Gramm Butylacetat (organisches Lösungsmittel) gemischt. Dann wurde das Gemisch mittels einer Luftzerstäubersprühpistole von DeVilbiss auf sandgestrahlte Testplatten aus Stahl aufgesprüht. Der Überzug war innerhalb von weniger als einer Stunde handtrocken und innerhalb von etwa 8 Stunden durchgetrocknet. Die Überzugszusammensetzung wies einen anfänglichen Glanz bei 60° von 90 auf.
Die Harzgemische der Beispiele 1, 2 und 3 sowie des Vergleichsbeispiels 4 wurden mit den in Tabelle 3 dargestellten Härter und Lösungsmitteln gemischt und in ähnlicher Weise auf Testplatten aufgebracht.
Die gemäß Tabelle 3 hergestellten Zusammensetzungen wurden bezüglich Hartzeit, Witterungs-, Korrosions- und chemischer Beständigkeit nach den folgenden ASTM- und Industrieprüfverfahren getestet:

1. Bei ASTM G53, zuweilen als QUV (beschleunigte Verwitterung) bezeichnet, handelt es sich um einen beschleunigten Test, der die Zerstörung von Überzügen infolge von Sonnenlicht und Wasser (z. B. Regen oder Tau) simulieren soll. Testplatten werden abwechselnd UV-Licht- und Kondensationsfeuchtigkeitszyklen ausgesetzt. Die Zerstörung wird als Glanzverlust oder Rosten und Blasenbildung des Überzugs gemessen.
2. ASTM 8117 misst die Korrosionsbeständigkeit beschichteter Platten, die unter vorgeschriebenen Bedingungen einem Salzsprühnebel ausgesetzt werden. Die Platten werden in regelmäßigen Abständen überprüft und Blasenbildung und Rosten gemäß ASTM D1654 bewertet. Bei dem Bewertungsverfahren kommt eine Skala von 1 bis 10 zum Einsatz, wobei 10 keine Veränderung bedeutet.
3. Das Verfahren C117 von Union Carbide zur Bestimmung der chemischen Beständigkeit misst die Beständigkeit von Überzügen gegenüber 10 verschiedenen Reagenzien. 1 Milliliter der einzelnen Reagenzien wird auf den Testüberzug gegeben und mit einem Uhrglas bedeckt. Nach 24 Stunden werden die Reagenzien entfernt und die Veränderung auf einer Skala von 1 bis 10 bewertet, wobei 10 keine Veränderung, 8 eine gewisse Veränderung, 6 eine größere Veränderung, 4 ein teilweises Versagen und 2 ein vollständiges Versagen bedeutet.

Epoxypolysiloxanzusammensetzung (Überzug)
Gewicht (Gramm)
Beispiel 1	300	300	300	300	–	–	–
Beispiel 2	–	–	–	–	300	–	–
Beispiel 3	–	–	–	–	–	300	–
Vergleichsbeispiel 4	–	–	–	–	–	–	300
Butylacetat	20	20	20	20	15	20	25
A1100	48,3	–	–	–	57,9	–	–
ED-117	–	54,9	–	–	–	–	–
Y-9632	–	–	48,0	–	–	45,0	–
DCH-99%	–	–	–	15,0	–	–	–
Versamid 125	–	–	–	–	–	–	86,3
Testergebnisse
Trockenfilmdicke (mm)	6	6	6	6	6	6	6
Handtrocken (Stunden)	1	1	1,2	1,5	1,5	1	1,5
Durchgetrocknet (Stunden)	8	6	10	16	16	12	20
QUV, beschleunigte Verwitterung
Anfänglicher Glanz bei 60°	90	91	90	86	75	22	65
–1 Tag	–	91	91	65	–	–	3
–7 Tage	52	90	66	48	58	13	1
–21 Tage	–	75	36	–	–	–	–
Salznebel (1000 Stunden)
Blasenbildung	10	10	–	–	–	–	10
Rosten	10	10	–	–	–	–	8
Chemische Beständigkeit
NaOH (50%)	10	10	–	–	–	–	10
HCl (Konz.)	10	10	–	–	–	–	8
H₂SO₄ (Konz.)	10	10	–	–	–	–	4
Phenol	8	8	–	–	–	–	4
H₃PO₄ (Konz.)	10	10	–	–	–	–	6
NH₄OH	10	10	–	–	–	–	10
Ethanol	10	10	–	–	–	–	10
Essigsäure (Konz.)	8	8	–	–	–	–	4
Cumol	10	10	–	–	–	–	10
Aceton	10	10	–	–	–	–	10

Die Glanzerhaltung im QUV-Test (beschleunigte Verwitterung), Salznebeltest und chemischen Fleckentest zeigt deutlich, dass Überzüge aus den erfindungsgemäßen Epoxypolysiloxanzusammensetzungen eine verbesserte chemische, Korrosions- und Verwitterungsbeständigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Überzugszusammensetzungen auf Epoxidbasis aufweisen.

Claims

Zusammensetzung aus einem vernetzten Epoxypolysiloxanpolymer, die ein Reaktionsprodukt aus im Wesentlichen folgenden Bestandteilen ist: Wasser, einem Polysiloxan der Formel
worin R₁ jeweils ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus der Hydroxygruppe sowie Alkyl-, Aryl- und Alkoxygruppen mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen, R₂ jeweils ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff sowie Alkyl- und Arylgruppen mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen und n so ausgewählt ist, dass das Molekulargewicht des Polysiloxans im Bereich von 400 bis 10.000 liegt, einem nicht-aromatischen Epoxidharz mit mehr als einer 1,2-Epoxidgruppe pro Molekül, einem Aminosilanhärter mit zwei Aminwasserstoffen, wobei das Aminosilan mit den Epoxidgruppen in dem Epoxidharz zu Epoxykettenpolymeren und mit dem Polysiloxan zu Polysiloxanpolymeren reagiert und die Epoxykettenpolymere mit den Polysiloxanpolymeren zu einer Zusammensetzung aus einem gehärteten, vernetzten Epoxypolysiloxanpolymer copolymerisieren, bis zu 50 Gew.-% Pigment oder Materialaggregat einer feinen Partikelgröße, bis zu 5 Gew.-% Metallkatalysator und bis zu 10 Gew.-% Modifikationsmitteln und Substanzen, die aus der Gruppe bestehend aus rheologischen Modifikationsmitteln, Weichmachern, Entschäumern, Thixotropierungsmitteln, Pigmentbenetzungsmitteln, Bitumen- und Asphaltverschnittmitteln, Absetzverhinderungsmitteln, Verdünnungsmitteln, UV-Licht-Stabilisatoren, Entlüftungsmitteln, Dispergierhilfen und Mischungen davon ausgewählt sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das nicht-aromatische Epoxidharz ein Epoxidäquivalentgewicht im Bereich von 100 bis 5.000 besitzt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das nicht-aromatische Epoxidharz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Epoxidharzen aus hydriertem Cyclohexandimethanol und Diglycidylethern hydrierter Eisphenol A-Epoxidharze.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Aminosilan die allgemeine Formel Y-Si-(O-X)₃ besitzt, worin Y H(HNR)_a ist, wobei a 1 ist, R ein difunktionelles organisches Radikal ist, das unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aryl-, Alkyl-, Dialkylaryl-, Alkoxyalkyl- und Cycloalkylradikalen, und X auf weniger als sechs Kohlenstoffatome enthaltende Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- oder Hydroxyalkoxyalkylgruppen beschränkt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der Metallkatalysator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zink, Mangan, Zirconium, Titan, Kobalt, Eisen, Blei und Zinn in Form von Octonaten, Neodecanaten oder Naphthanaten.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Pigment oder Materialaggregat einer feinen Partikelgröße ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen und anorganischen Farbpigmenten, wobei mindestens 90 Gew.-% des Pigmentes größer sind als 325 Mesh (US-Siebgröße).
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 10 bis 60 Gew.-% Epoxidharz, 15 bis 60 Gew.-% Polysiloxan und 5 bis 40 Gew.-% Aminosilanhärter umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Polysiloxan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus alkoxy- und silanolfunktionellen Polysiloxanen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die ein Aminäquivalentgewicht von 0,7 bis 1,2 pro Epoxidäquivalentgewicht umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die eine Menge des Aminosilanhärters umfasst, die ausreicht, um mit dem Epoxidharz und dem Polysiloxan zu reagieren.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die gehärtete Zusammensetzung als einheitlich dispergierte Anordnung linearer Epoxykettenfragmente vorliegt, die mit einer kontinuierlichen Polysiloxanpolymerkette zu einem einander nicht durchdringenden Polymernetz vernetzt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung aus einem vollständig gehärteten, duroplastischen Epoxypolysiloxanpolymer, das folgende Schritte umfasst: Bildung einer Harzkomponente durch Kombination im Wesentlichen folgender Bestandteile: einem nicht-aromatischen Epoxidharz, einem Polysiloxan, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkoxy- und silanolfunktionellen Polysiloxanen mit einem Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 10.000, bis zu 50 Gew.-% Pigment oder Materialaggregat einer feinen Partikelgröße, bis zu 10 Gew.-% Modifikationsmitteln und Substanzen, die aus der Gruppe bestehend aus rheologischen Modifikationsmitteln, Weichmachern, Entschäumern, Thixotropierungsmitteln, Pigmentbenetzungsmitteln, Bitumen- und Asphaltverschnittmitteln, Absetzverhinderungsmitteln, Verdünnungsmitteln, UV-Licht-Stabilisatoren, Entlüftungsmitteln, Dispergierhilfen und Mischungen davon ausgewählt sind, und Wasser; und Härten der Harzkomponente durch Zugabe im Wesentlichen folgender Bestandteile: einem Aminosilan mit zwei Aminwasserstoffen, wobei das Aminosilan mit dem Epoxidharz zu Epoxykettenpolymeren und mit dem Polysiloxan zu Polysiloxanpolymeren reagiert und die Epoxykettenpolymere mit den Polysiloxanpolymeren zu einem vollständig gehärteten, duroplastischen, vernetzten Epoxypolysiloxanpolymer reagieren, und bis zu 5 Gew.-% Organozinnkatalysator.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das nicht-aromatische Epoxidharz ein Epoxidäquivalentgewicht im Bereich von 100 bis 5.000 besitzt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das nicht-aromatische Epoxidharz mehr als eine Epoxidgruppe pro Molekül besitzt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das nicht-aromatische Epoxidharz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus cycloaliphatischen Epoxidharzen aus hydriertem Cyclohexandimethanol und Diglycidylethern hydrierter Eisphenol A-Epoxidharze.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Aminosilan die allgemeine Formel Y-Si-(O-X)₃ besitzt, worin Y H(HNR)_a ist, wobei a 1 ist, R ein difunktionelles organisches Radikal ist, das unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aryl-, Alkyl-, Dialkylaryl-, Alkoxyalkyl- und Cycloalkylradikalen, und X auf weniger als sechs Kohlenstoffatome enthaltende Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- oder Hydroxyalkoxyalkylgruppen beschränkt ist.
Verfahren nach Anspruch 12, das ein Aminäquivalentgewicht von 0,7 bis 1,2 pro Epoxidäquivalentgewicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, das eine Menge des Aminosilanhärters umfasst, die ausreicht, um mit dem Epoxidharz und dem Polysiloxan zu reagieren.
Verfahren nach Anspruch 12, das, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 10 bis 60 Gew.-% Epoxidharz, 15 bis 60 Gew.-% Polysiloxan und 5 bis 40 Gew.-% Aminosilanhärter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Härtungsschritt bei Umgebungstemperatur erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das vollständig gehärtete, duroplastische, vernetzte Epoxypolysiloxanpolymer während des Härtungsschrittes als einheitlich dispergierte Anordnung linearer Epoxykettenfragmente vorliegt, die mit einer kontinuierlichen Polysiloxanpolymerkette zu einem einander nicht durchdringenden Polymernetz vernetzt sind.