FI91534C - Ainekokoomus, jolla on kasvustoa vastustavia ominaisuuksia ja sen käyttö - Google Patents

Description

91534

AINEKOKOOMUS, JOLLA ON KASVUSTOA VASTUSTAVIA OMINAI-SUUKSIA JA SEN KÅYTTO - KOMPOSITION MED BEVÅXNINGSMOT-VERKANDE EGENSKAPER OCH DESS ANVÅNDNING

5 Esilld olevan keksinnon kohteena on ainekokoo- mus, jolla on kasvustoa vastustavia ominaisuuksia ja joka on sopiva kåytettavaksi laivan pohjamaalina tai sen tapaisena.

Keksinnolle tunnusomaisten seikkojen osalta 10 viitataan patenttivaatimuksiin.

Keksinnon mukainen ainekokoomus sisåltåå hiuk-kasmaista polytetrafluorieteeniM ja kasvustoa vastusta-van aineen tai antifoulingaineen yhdistelmHn. Antifou-lingaineella tarkoitetaan aineita, jotka yhdistettåessa 15 pinnoitteeseen estavåt tai vastustavat vedesså elavien organismien tarttumisen pinnoitteeseen tai kasvua pin-noitteen påållS, kuten bakteeri- tai piilietetta, le-via, nåkinkenkia, simpukoita, putkimatoja, laivamatoja, sanunalta, teredos'a, elioyhteisoja, martesiaa, sphaero-20 miaa, ostereita, bryozoans'a jne. Keksinnon mukaan tMt& ainetta yhdistetåan pinnoitteeseen siina maarin, etta se on riittava estamaan organismin tarttumisen tai kas-vun vesipitoisessa ymparistossa, kuten jarvisså, vesis-toissa ja merivedesså seka myos esim. putkijohdoissa ja 25 teollisuuden laitteistoissa, esim. lammonvaihtimissa, : jaahdytystorneissa ja sen tapaisissa.

Polytetrafluorieteeni voi esiintyå hiukkasmai-sessa muodossa, jolloin partikkelikoko on alle esim. 20 pm ja usein alle 10 pm tai 15 pm. Usein paaosalla tai 30 osalla partikkeleista on raekoko yli 0,1 pm tai 1 pm.

Tavallinen reakoko on keskimaarin noin 5 pm. i Polytetrafluorieteenin tiheys on edullisesti 2,14 - 2,20, erityisesti noin 2,16. Sulamispiste (ki-teinen) on sopivasti noin 280 - 330 °C, erityisesti 35 noin 300 °C. Keskimolekyylipaino voi vaihdella laajois-sa rajoissa, esim. valillå 1000 - 20000 tai 2000 -

5000, edullisesti noin 3700. Pehmenemispiste (ASTM

2 91534 E-28-58-T) voi vaihdella esim. vålillå 240 - 280 °C, esim. noin 265 °C.

Polytetrafluorieteeniå on kaupan dispersioina sopivassa dispergointiaineessa, esin. klooratut tal 5 fluoratut hiilivedyt, kuten fluoratut hiilivedyt, joita on kaupan kauppanimellå freon. Eråånå esimerkkinå on triklooritrifluorietaani.

Eråisså tapauksissa on myos edullista, jos liuotin- tai dispergointiaineella on tietty liuottava 10 vaikutus tetrafluorieteeniin, se voi liuottaa siitå esim. 25 %, tai 1 - 15 %, edullisesti noin 10 %. Myos alhaisemmat liuotusasteet, esin. 0,1 - 1 % voivat antaa tietyn edullisen efektin. Tåmå liuottava efekti voi olla osittainen niin, ettå polymeeri vain turpoaa tai 15 muodostaa eraånlaisen kolloidin.

Keksinnon mukaisten ainekokoomuksien yhtenå kasvustoa vastustavana komponenttina on kuparimetalli jauhemuodossa tai kuparioksidi, esim. Cu20. Yhdesså nåiden kanssa voidaan kåyttåå sellaisia aineita, kuten 20 kolloidinen piidioksidigeeli, esim. sellainen, jota valmistetaan liekkihydrolyysilla piiyhdisteistå.

Taten keksinnon mukainen ainekokoomus sisaltaa dispergointi- ja liuotinaineita sekå mahdollisesti muita aineosia, kuten sideaineita, tåyteaineita ja 25 pigmenttejå sekå polytetrafluorieteeniå ja kasvuostoa :* vastustavia aineita; kasvustoa vastustavana komponent tina on aina kuparimetalli jauhemuodossa tai kuparioksidi .

Kasvustoa vastustavien aineiden måårå voi 30 vaihdella laajoissa rajoissa. Laskettuna valmiin pin-noitten painosta voi ainekokoomus sisåltåå 90 - 95 p-% ·; saakka kasvustoa vastustavaa ainetta, edullisesti 50 p-% saakka sekå erityisesti 25 p-% saakka. Myos alhaisemmat pitoisuudet, esim. 5 tai 10 p-% saakka, ovat 35 soveliaita tietyisså tyypeisså. Alhaisin vaikuttava raja vaihtelee myos riippuen aineen tyypistå ja voi olla esim. vålillå 5-10 p-%. Myos alhaisemmat pitoi- 3 91534 suudet, esim. 1 p-% tai 0,1 p-% saakka, ovat soveliai-ta.

Polytetrafluorieteenin måårå valhtelee laa-jolssa rajoissa riippuen kasvustoa vastustavan alneen 5 måårasta ja muista aineoslsta, eslm. sldeaineesta. Las-kettuna valmiin pinnoitteen painosta voi polytetrafluorieteenin måårå kohota 90 - 95 p-% saakka, edullisesti 50 p-% saakka ja monissa tapauksissa 25 p-% saakka.

Myos pitoisuudet 5-10 p-% saakka ovat kfiyttokelpoi-10 sia. Pitoisuuden alaraja vaihtelee samoin riippuen muista aineosista ja asetetuista vaatimuksista. Alaraja vålillå 10 - 25 % on usein toivottava, mutta myos al-haisemmat pitoisuudet ovat kåyttdkelpoisia, esim. pitoisuudet 5 p-% saakka ja jopa 1 p-% saakka.

15 Paitsi polytetrafluorieteeniå ja kasvustoa vastustavia aineita voi påållysteainekokoomus myos sisåltåå esim. lisaksi sideaineita ja pigmenttiå seka muita sen tapaisia lisaaineita. Sopivia sideaineita ovat esim. epoksihartsit ja muut termoplastista muovia 20 sisåltåvåt tai kovettuvat sideaineet, jotka ovat kåyt-tokelpoisia yhdessa polytetrafluorieteein kanssa. Monia sellaisia aineita kuvataan kirjallisuudessa, esim. SE 219 806. Esimerkkeinå voidaan mainita sellaiset kovettuvat ja ei-kovettuvat muovit, kuten fenolihatrsit, 25 karbamidiformaldehydimuovit, alkydimuovit, epoksimuo-: vit, polyuretaanimuovit, alkyylipiimuovit ja silikonit.

Keksinnon mukaisilla ainekokoomuksilla on mah-dollista myos pinnoittaa pinta, joka on ensin varustet-tu jossakin muodossa olevalla pohjakåsittelyaineella 30 tai sinansa tunnetun tyyppisellS pohjusteella, esim. fosfaattipåållysteellå, kromaattipaållysteellå, oksa-laattipaallysteella tai vastaavan tyyppisillS pintaka-sittelyaineilla kuten myds maalityyppisillS pohjapin-noitteilla, jotka sisåltåvåt sideainekomponentteja. En-35 nestaån tunnetaan runsaasti tållaisia pohjusteaineita tai primeeriainekokoomuksia.

Paitsi mainittuja aineosia keksinnon mukaiset 4 91534 ainekokoomukset sisaltavåt edullisesti myos liuotinai-neita, jotka poistuvat ainekokoomuksen levityksen jal-keen pinnalle hoyrystymållå tai liukenemalla. Esimerk-kinå liuotinaineista ovat halogenoidut hiilivedyt, 5 kuten alkaani- ja alkeenihiilivedyt, esim. klooratut ja/tai fluoratut hiilivedyt, esim. metyleenikloridi-, trikloorieteeni- ja freon-tyyppiset, esim. hiilivedyt, joissa on 1, 2, 3 tai 4 hiiliatomia ketjussa, jolloin olennainen osa hiiliatomeista on substituoitu fluorilla 10 ja mahdollisesti kloorilla, edullisesti våhintåån puo-let tai kaikki hiiliatomit substituoituna fluorilla ja mahdollisesti kloorilla, erityisesti trifluoritrikloo-rieteeni. Myos aromaattisia liuotinainetyyppisiå hiili-vetyja voidaan kåyttåå. Edelleen voidaan kåyttåå liuo-15 tinaineseoksia, jotka sisaltavåt main!tun tyyppisiå liuotinaineita, kuten triklooritrifluorieteeniå (esim.

50 %) yhdesså yhden tai useamman tolueenin, n-heptaanin ja edullisesti trikloorietaanin kanssa.

Liuotin- ja/tai dispergointiaineen måårå las-20 kettuna kokonaispainosta voi kohota 95 p-% saakka, edullisesti 75 p-% tai 50 p-% saakka, tietyisså tapauk-sissa 25 p-% saakka, mutta on edullisesti våhintåån 10 p-%, erityisesti våhintåån 20 p-% ja varsinkin våhintåån 40 p-%. Maaliainekokoomuksien liuotin- tai disper-25 gointiaineena voidaan kåyttåå myds muita polaarisia tai ei-polaarisia nesteitå, esim. hiilivetyjå, alkoholeja, ketoneja, joissa on 2 - 8 hiiliatomia, sekå myds vettå, jolloin ainekokoomuksen aineosat voidaan dispergoida veteen erillåån tai sekoittaa dispersioksi tai liuok-30 seksi veteen liukenevaan tai ei-liukenevaan nesteeseen, joka dispergoidaan veteen.

·: Muodostettavan pinnoitteen paksuus voi vaih- della. Tavallaisesti kåytetåån pinnoitepaksuutta alle 50 μπι, edullisesti alle 25 μπι, esim. alle 10 tai alle 5 35 μπι. Tavallinen alara ja kerrospaksuudelle on 1 - 5 μπι ja edullinen kerroksen paksuusvåli 5-15 μm. Kasvustoa vastustavan aineen måårå, esim. kuparijauhe tai kupa- li 5 91534 rioksidi, voi talloin nousta esim. 50 g/m2 saakka, edul-lisesti 25 g/m2 saakka, esim. 10 tai 15 g/m2 saakka. So-piva alaraja on usein vålillå 1-5 g/m2, mutta my os alhaisemmat pitoisuudet, esim. 0,1 g/m2 ovat kåyttokel-5 poisia. Pitoisuus noin 25 - 75 p-%, edullisesti noin 50 p-% sideaineen painosta on usein sopiva, esim. kupari-jauheelle ja vastaavalle.

Esimerkkina sopivasta pigmentistå, jolla on erityisia ominaisuuksia, voidaan mainita kerroskide-10 struktuurin muodostavat pigmentit, esim. molybdeenidi-sulfidi, MoS2 tai grafiitti. Tåmån aineen sopiva pitoisuus on vålillå 0,1-5 tai 10 p-%. MoS2 antaa polytet-rafluorieteenin kanssa erityisen efektin ja mydtavai-kuttaa myos kitkan alenemiseen sekå vauhdin lisaantymi-15 seen. Grafiittia voidaan kåyttåå my os korvaamaan MoS2 tai yhdesså tåmån kanssa.

Keksinnon mukaisia ainekokoomuksia voidaan kåyttåå eri tavoin, esim. yksikomponettisina ainekokoo-muksina, mutta myos useampikomponenttisina ainekokoo-20 muksina. Erås sopiva tyyppi on kaksikomponettinen aine-kokoomus, johon kuuluu juokseva komponentti sisåltåen polytetrafluorieteeniå dispergoituna liuotinaineeseen ja mahdollisesti sideainetta sekå pigmenttikomonentti sisåltåen kasvustoa vastustavaa ainetta sekå mahdolli-25 sesti muita lisåaineita ja mahdollisesti dispergointi-: ainetta. Pigmenttiosa on edullisesti kiinteå ja jauhe- mainen, ja se sekoitetaan nestepitoisen komponentin kanssa ennen kåyttoå. Esim. juokseva komponentti on edullinen sisåltåen pååaineosina polytetrafluorieteeniå 30 esim. noin 20 -80 p-% ja loppu juoksevia dispergointi-aineita, esim. freon-tyyppisiå, sekå noin 80 p-% muita “ liuotinaineita, esim. trikloorieteeniå tai vastaavaa (esim. CHLOROTHENE NUR, jota Dow Chemical myy). Juokseva komponentti voi sisåltåå sitåpaitsi myos muun tyyp-35 pisiå sideaineita, esim. niitå, jotka on mainittu edel-lå. Pigmenttiosa voi sisåltåå kuparijauhetta esim. 50 -90 p-% ja molybdeenidisulfidia måår in 10 - 50 p-%, 6 91534 esim. noin 70 p-% kuparijauhetta ja 25 p-% molybdeeni-disulfidia. Painomåarien suhde juoksevan komponentin ja pigmenttikomponentin vålillå voi olla noin 25 - 200 g pigmentia 800 -975 g juoksevaa komponenttia kohden, 5 jolloin kokonaispaino on 1000 g. Sopiva rnaara on noin 875 g juoksevaa komponenttia ja noin 125 g pigmenttia yhdesså edella mainitun kokoomuksen kanssa juoksevaa polytetrafluorieteenipitoista komponenttia ja pigment-tikomonenttia.

10 Kuparijauheen tavallinen koko on noin 30 - 300 mesh, esim. 50 p-% "fine" ja 50 p-% "superfine". Edul-lisesti kåytetåan hiutalemaisia partikkeleita, joiden suhde paksuus/halkaisija on 1/10 - 1/100, edullisesti 1/20 - 1/50, jolloin edullisesti vahintaån 50 p-% ja 15 erityisesti vahintåan 80 p-% partikkeleilla on sellai-nen koko, ettå halkaisija on alle 10 μιη.

Pinnoitteet voidaan muodostaa eri tavoin, esim. pensselillM, valsseilla, ruiskuttamalla, kasta-malla, valamalla.

20 Pinnoitteet voidaan myos sulattaa pohjan påål- le kuumentamalla polytetrafluorieteeniå, esim. yli 280 °C, kuten 300 - 315 °C, 1-20 min ajan, esim. 5-10 min ajan, tai liekkiruiskuttamalla, esim. plasmaruis-kuttamalla.

25 Keksinnon mukaisia ainekokoomuksia voidaan . ‘ kayttaa erilaisten pintojen paallystamiseen, esim. te- raksen, sinkin, alumiinin, ruostumattoman teraksen, muovin, betonin, kiven, (silikaatti-) lasin, posliinin, keinokiven, tiilen, puun, pohjusteiden kanssa tai il-30 man, jotka muodostuvat maaleista, lakasta, vernissasta, fosfaattikerroksesta, kromaattikerroksesta, jne.

: Ainekokoomukset voivat sisMltSa myos syovyttM- via aineosia, kuten fosforihappoa ja muita happamia aineosia, jotka tarttuvat alustaan ja parantavat tart-35 tumista. Nåmå aineosat voivat olla wash-primer-tyyppi-siå ja ne voivat myds sisåltåå esim. sinkkikromaattia tai muita kromaatteja ja polyvinyylibutyraalia ja wash-

II

7 91534 -primer'sta tunnettuja aineosia. Muita kåyttokelpoisia aineosia, esim. vetta dispergointi- tai emulgointiai-neena sisaltåvisså ainekokoomukaissa, ovat termoplasti-set aineosat, polyakrylaatit sisaltåen akryylimonomee-5 rien yhteispolymeraatteja mulden tyydyttamattdmien monomeerien kanssa, polyvinyyliasetaatti, polystyreeni, vinyylikloridi-vinyylideenikloridikopolymeraatti, muut vinyylipolymeerit, styreenibutadieenikopolymeraatit, kloorikautsu, colfonium-hartsi, lineaariset polyeste-10 rit, kuten polyetyleenitereftalaatti, polybutyleeni-tereftalaatti ja vastaavat.

Lisåesimerkkeinå pigmenteistå ja tayteainelsta voidaan mainita ruostumista eståvåt lisåaineet, kuten lyijymonja, sinkkikromaatti, sinkkimetallijauhe, alu-15 miniummetallijauhe, aluminiumpronssijauhe ja vastaavat.

Keksinnon mukaisesti kåyttokelpoiset silikonit (piiorgaanisia yhdisteitå) voivat olla 61jy- tai hart-sityyppisia tai kovettuvia tai ei-kovettuvia, suoria tai haarautuneita. Silikoneja kuvataan tarkasti esim.

20 teoksessa W. Noll: "Chemie und Technologie der Silicone", 2. painos, Verlag Chemie, Weinhein, BRD, 1968, seka teoksessa "Chemie und Technologie der Kunststoffe", Band II, Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig K-G, Leipzig, 1963, s. 789 - 858. Myos sopivia 25 silaaneja, edullisesti sellaisia, jotka voivat muodos-; taa silikonipolymeereja tai siloksaaneja (polysilok- saaneja), voi kuulua keksinnon mukaisiin ainekokoomuk-siin.

Kaytettyjen piiorgaanisten yhdisteiden mole-30 kyylipaino voi vaihdella laajoissa rajoissa, esim. vH-lilla 20 - 100000, esim. 100 - 10000.

Ί Piiorgaanisen yhdisteen måara (sisaltåen poly- meerejå) voi vaihdella, laskettuna kiinteån aineen painosta vålillå 0-5 p-%, edullisesti 0,01 p-% låh-35 tien, erityisesti 0,1 p-% låhtien ja varsinkin 0,3 p-% låhtien 3 p-% saakka, erityisesti 1 p-% saakka.

Piiorgaaniset yhdisteet voivat myds osittain 91534 8 korvata polytetrafluorieteenin keksinnon mukaisissa ainekokoomuksissa. Tåta tarkoitusta vårten kåytetyt piiorgaaniset yhdisteet voivat koostua yllå mainituista silaaneista, silikoneista, siloksaaneista ja vast. nåi-5 den lineaarisista tal haarautuneista polymeereistå.

Kasvustoa vastustavat aineet ovat edullisesti liukenemattomia veteen.

Pinnoiteainekokoomukseen tal pinnoitteeseen voidaan lisåtå tåyteaineita, esim. partikkeleita, jotka 10 parantavat pinnoitteen kulumiskeståvyyttå tai pysyvyyt-tå. Orgaanista tai epaorgaanista ainetta voidaan kåyt-tåå, esim. sulatettuja tai sintrattuja vedesså pysyviå aineita, kuten lasia, keraamisia aineita, metalleja, jne. Partikkeleilla voi olla såånndllinen muoto, esim.

15 kuulamainen muoto, kuten lasikuulat, tai såånnoton muoto, esim. hiutalemuoto, kuitumuoto, murskaamalla saatu muoto, jne. Tåyteaine voi myos sisaltaa kasvustoa vastustavaa ainetta ja/tai hiili-fluori-polymeerifi lisåttyna tai liitettynS tSyteaineen partikkeleiden 20 pinnalle. Tåyteaineella voi olla myos pigmenttivaikutus tai se voi muodostua pigmentista.

Kåytettåesså lasikuulia tai keinohartsia, esim. vinyylityyppistå, akryylityyppista tai tyypiltSan elastista, kuten kumia, on halkaisija noin 1 - 100 μια, 25 edullisesti 5 - 50 pm tai edullisesti 5-30 pm. Kuulia voidaan lisåtå ainekokoomukseen parantamaan påållysteen kitkaominaisuuksia vedesså.

Esimerkki 1 30 Valmistettiin pinnoite, jolla oli seuraava kokoomus: 100 g polytetrafluorieteeniå keskimolekyyli-'· paino noin 5000, 100 g kuparijauhetta 30 - 300 mesh, 30 g molybdeenisulfidia, jolloin polytetrafluorieteeni dispergoitiin 779 g seokseen, jossa oli 200 g trifluo-35 ritrikloorieteeniå ja 570 g trikloorietaania, jonka jålkeen muut aineosat dispergoitiin tåhån dispersi-oon. Tåmå ainekokoomus levitettiin, filminpaksuus noin

II

9 91534 5 - 10 μια laivojen pohjiin, jotka oli valmistettu muo-vista, alumiinista ja teråksesta maalikerroksen påålle ja ilman alia olevaa maalikerrosta, jolloin saatiin hyvå pitkaaikainen valkutus kasvustoa vastaan merive-5 desså.

Pinnoltteen kiinnittymistå alustaan voidaan myos parantaa sinånså tunnetuilla tavoilla, eslm. pri-meeripåållysteellå, esim. epoksityyppisellå, jolloin antifoullng-påållyste levitetåån silloin, kun primeeri-10 påållyste muodostaa vielå kiinnittymisvaikutuksen anti-fouling-påållysteelle. Kokeessa yllå mainittu antifou-ling-aine levitettiin amidikovetetusta epoksihatsista koostuvan primeeripåållysteen påålle, joka oli saatu sekoittamalla yhteen EPON 1001 (Shell) ja VERSAMID 15 (General Mills), joka levitettiin alustan påålle, joka oli rautaa, alumiinia, sinkkiå ja muovia (polyesteriå), jolloin saavutettiin hyvå teho. Edelleen voidaan tart-tumista parantaa lisåten sideaineita, kuten edellå on selostettu. Yllå mainittuun ainekokoomukseen voidaan 20 lisåtå, laskettuna mainituissa mååråosissa, 30 sekå 60 osaa EPON 1001:n ja VERSAMIDin seosta. Myos tåtå aine-kokoomusta kokeiltiin alustan påålle, joka muodostui raudasta, alumiinista, sinkistå ja muovlsta (polyeste-ri) hyvållå tuloksella.

25 Lisåkokeissa påållystettå kuumennettiin tamån sintraamiseksi alustoilla, jotka olivat rautaa, alumiinia ja sinkkiå.

Yllå esitetyn mukaiset kokeet toistettiin kåyttåen lisåksi 10 p-% lasihelmiå, joiden keskihalkai-30 sija oli 5 μια vast. 30 pm, laskettuna ainekokoomuksen kiintoaineesta.

Esimerkin mukaiset kokeet toistettiin, jolloin puolet ja vast, koko kuparimetallin måårå korvattiin Cu02:lla, jolloin saatiin tyydyttåviå tuloksia.

35

Claims (5)

91534

1. Ainekokoomus, jolla on kasvustoa vastusta-via ominaisuuksia, kaytettåvåksi laivanpohjamaalina tai 5 sen tapaisena, joka ainekokoomus sisåltåå dispergointi-ja liuotinaineita sekå mahdollisesti muita aineosia, kuten sideaineita, tåyteaineita, pigmentteja ja pig-menttiå, jolla on kerroskiderakenne, tunnettu siitå, ettå ainekokoomus sisåltåå ainakin 1 p-% hiuk- 10 kasmaista polytetrafluorieteeniå ja ainakin 5, edullisesti ainakin 10 p-% kuparimetallipulveria, edullisesti hiutalemuotoista, tai kuparioksidia, edullisesti Cu20.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ainekokoomus, tunnettu siitå, ettå ainekokoomus sisål- 15 tåå våhintåån 1 ja mahdollisesti våhintåån 5 tai 10 p-% polytetrafluorieteeniå, jonka partikkelikoko on edullisesti alle 20 μπι.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ainekokoomus, tunnettu siitå, ettå dispergointi- 20 ja/tai liuotinaine sisåltåå halogeenihiilivetyjå, eri-tyisesti fluori- ja/tai kloorihiilivetyjå, joissa on 1, 2, 3 tai 4 hiiliatomia ketjussa, edullisesti ainakin puolet tai kaikki hiiliatomeista substituoitu fluorilla ja mahdollisesti kloorilla, esim. freonihiilivedyt, 25 kuten trifluoritrikloorietaani, trikloorietaani ja : trikloorieteeni, edullisesti våhintåån 10 p-%. * ·

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukai-sen ainekokoomuksen kåytto kasvustoa vastustavana pin-noitteena pinnalla, joka on tarkoitettu olemaan koske- 30 tuksessa veden kanssa, erityisesti veneen pinnalla.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kåyttd, tunnettu siitå, ettå pinnoite levitetåån siten, ettå sen paksuus kuivana on alle 50 μπι ja edullisesti alle 25 μπι. 91534