JP2020524248A - 断熱構造物 - Google Patents

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Abstract

海中用基板の断熱構造物、及び当該構造物を提供する方法であり、当該構造物は内層と外層を含み、前記内層は第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が２５０〜１００μｍＰａである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサンと分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンとの混合物を含み；前記外層は第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が２５０〜１００μｍＰａである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンとアルケニル化ＭＱシリコン樹脂とを含み、前記Ｍ基は分子当たりＳｉ−アルケニル結合を少なくとも２個含む。

Description

本開示の例は、断熱構造物、かつ、特に、海中用基板の断熱構造物に関する。
海水の冷却効果に曝露される機器の部分を通過する抽出流体の温度を維持するため、海中（subsea）の油、及びガス機器に断熱材を適用することは、公知である。断熱にが有利に働く海中機器としては、坑口（wellheads）、Ｘｍａｓツリー(Xmas trees)、スプールピース(spool pieces)、マニホールド(manifolds)、ライザー(risers)、パイプフィールドジョイント(pipe field joints)等があげられる。
断熱材は、熱伝導率が低く、柔軟性等の機械的特性を呈する必要がある。例えば、１５０℃を超える高温では、公知の断熱材は脆くなり、柔軟性等の必要な機械的特性の劣化、又は損失につながる恐れがある。
そこで、熱伝導率が低く、例えば１５０℃を超えるような高温でも、柔軟性等の必要な機械的特性を示す断熱材が望まれる。
本明細書中の全ての比率は、質量パーセントで表される。
様々な、しかし必ずしも全てではない、本明細書における開示の例示によれば、海中用基板のための断熱構造物が提供され、前記構造物は：内層、及び外層を含み；前記内層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサン（organohydrogensiloxane）と、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含み；前記外層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンと、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂と、を含み、ここで、前記Ｍ基は、分子当たりＳｉ−アルケニル結合を少なくとも２個含む。
前記内層の、前記第２部分に対する前記第１部分の質量比は、約１０：１〜約１：１であってよく、又は約５：１〜１：１であってよく、又は約１：１であってもよい。
前記外層の、前記第２部分に対する前記第１部分の質量比は、約１５：１〜１：１であってよく、又は約１５：１〜５：１であってよく、又は約１３：１〜８：１であってよく、又は約１０：１であってもよい。
前記内層の前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を最大２個備える有機水素シロキサンと、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含んでよい。有機基は、適当な有機基のいずれかであってもよいが、典型的には、炭素原子が１〜６個であるアルキル基、あるいは、メチル基、又はエチル基、あるいは、メチル基である。
前記内層、及び外層各々の前記第２部分は、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルケニルメチルシロキサン、又はそれらの混合物のいずれかを含んでよい。アルケニル基は、適当なアルケニル基のいずれかであってもよいが、典型的には、炭素原子が２〜６個、あるいは、アルケニル基は、ビニル基、及び／又はヘキセニル基であるが、典型的には、アルケニル基は、全てビニル基である。アルケニル化ＭＱシリコン樹脂のアルケニル基の炭素原子は、２〜６個であってもよい。アルケニル化ＭＱシリコン樹脂は、ビニル化ＭＱ樹脂を含んでよい。
本明細書に記載される、ケイ素結合アルキル基、及び／又は有機基は、エチレン性、又はアセチレン性の不飽和ではない、炭素原子が１〜６個の、置換、及び非置換のアルキル基を含むことができる。本出願の目的によれば、「置換」とは、炭化水素基中の１又はそれ以上の水素原子が、他の置換基で置換されていることをいう。このような置換基の例としては、塩素、フッ素、臭素、及びヨウ素等のハロゲン原子；クロロメチル、ペルフルオロブチル、トリフルオロエチル、及びノナフルオロヘキシル等のハロゲン原子含有基；酸素原子；（メタ）アクリル、及びカルボキシル等の酸素原子含有基；窒素原子；アミノ官能基、アミド官能基、及びシアノ官能基等の窒素原子含有基；硫黄原子；及びメルカプト基等の硫黄原子含有基があげられる。
典型的には、１分子当たりケイ素結合水素原子を２個備える有機水素シロキサンが存在する場合、それらは、１分子当たりケイ素結合水素原子を２個以上備える有機水素シロキサンとの混合物中で、用いられるであろう。
第１プライマーは、内層と基板との間に設けられてもよい。第２プライマーは、内層と外層との間に設けられてもよい。第１プライマー、及び第２プライマーの組成は、異なっていてもよい。
当該内層は、シンタクチック媒体を含んでよい。当該シンタクチック媒体は、マイクロスフェアを含んでよい。当該マイクロスフェアは、セラミックマイクロスフェアを含んでよい。当該内層は、約２〜６質量％のミクロスフェアを含んでよく、約４質量％のミクロスフェアを含んでよい。
当該外層は、シンタクチック媒体を含んでよい。当該シンタクチック媒体は、マイクロスフェアを含んでよい。当該マイクロスフェアは、ガラスマイクロスフェアを含んでよい。当該マイクロスフェアは、ホウケイ酸ガラスマイクロスフェアを含んでよい。当該外層は、約２〜６質量％のミクロスフェアを含んでよく、約４質量％のミクロスフェアを含んでよい。
当該内層は充填剤を含んでよい。当該外層は充填剤を含んでよい。当該充填剤は、補強充填剤、非補強充填剤、又はそれらの混合物であってもよい。当該内層の厚さは、約５〜５０ｍｍであってよく、約２０ｍｍであってもよい。当該外層の厚さは、約１０〜２５０ｍｍであってもよい。
様々な、しかし必ずしも全てではない、本明細書における開示の例示によれば、上記１１のいずれか１つの、断熱構造物を含む海中用基板が提供される。
当該基板は、金属であってもよい。当該基板上に、防食被覆を設けることができる。防食被覆は、エポキシフェノール被覆であってもよい。
様々な、しかし必ずしも全てではない、本明細書における開示の例示によれば、海中用基板に断熱構造物を提供する方法が提供され、当該方法は、内層、及び外層を含み；前記内層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサンと、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含み；前記外層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンと、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂と、を含み、ここで、前記Ｍ基は、分子当たりＳｉ−アルケニル結合を少なくとも２個含む、構造物を提供する工程を含む。
様々な、しかし必ずしも全てではない、本明細書における開示の例示によれば、添付の特許請求の範囲で請求されるような例を提供することができる。
本開示の例は、断熱構造物、特に、海中用基板のための断熱構造物、を提供する。
当該基板は、例えば、海中油及びガス機器であってもよい。当該断熱構造物は、海水の冷却効果に曝露される機器の部分を通過する抽出流体の温度を維持する。断熱による恩恵を被る海中機器としては、坑口、Ｘｍａｓツリー、スプールピース、マニホールド、ライザー、パイプフィールドジョイント等があげられる。
前記断熱構造物は、内層、及び外層を含む。
前記内層は、第１部分と第２部分の反応生成物である。一例では、前記第１部分の前記第２部分に対する比は、約１：１である。しかしながら、他の例では、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比は、約１５：１〜１：１の範囲、約１０：１〜１：１の範囲、又は約５：１〜１：１の範囲であってもよい。前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃での粘度が、２５０〜１０００μｍＰａとなる、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はそれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含む。上記のように、前記アルケニル基は、好ましくは、炭素原子が２〜６個であり、典型的には、ビニル基である。
前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサンと、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含む。上記のように、前記有機基は、メチル基、及びエチル基等のアルキル基、あるいはメチル基である。
前記外層は、第１部分と第２部分の反応生成物である。一例では、前記第１部分の前記第２部分に対する比は、約１０：１である。しかしながら、他の例では、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比は、約１５：１〜１：１の範囲、約１５：１〜５：１の範囲、又は約１３：１〜８：１の範囲であってもよい。
前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端のポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端のポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はそれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含む。上記のように、前記アルケニル基は、好ましくは、炭素原子が２〜６個であり、典型的には、ビニル基である。
前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンと、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂と、を含む。いくつかの例では、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂のアルケニル基の炭素原子は、２〜６個である。アルケニル化ＭＱシリコン樹脂は、ビニル化ＭＱ樹脂を含んでよい。
いくつかの例では、前記内層、及び外層各々の前記第２部分はまた、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、例えば、ビニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルメチルシロキサン、例えば、ビニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はそれらの混合物のいずれかを含む。
本明細書で特定されるＭＱシリコン樹脂について、Ｍユニットは、典型的には、式Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ1／２で表され、ここで、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は各々、アルキル基、又はアルケニル基である。各アルキル基は、一般に、炭素原子が１〜６個であるか、あるいは、メチル基、又はエチル基、あるいは、メチル基である。各アルケニル基は、炭素原子が２〜６個であり、一般に、ビニル基、又はヘキセニル基から選択される。Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、全てアルキル基であるか、又はアルキル基とアルケニル基の混合物である。アルケニル化Ｍ基は、一般に、アルキル基を２個、例えば、メチル基、及びアルケニル基、例えば、ビニル基を１個、含む。Ｑ単位には、典型的には、式ＳiＯ４／２がある。
有利には、本開示の例示は、熱伝導率が低く、例えば、１５０℃を超える高温であっても、柔軟性等の必要な機械的特性を示す。このような高温下では、内層は比較的軟らかく、柔軟性を維持するものの、外層は脆弱になる場合がある。つまり、内層は、基板と外層との間の応力／歪みを吸収する機械的減衰をもたらす一方で、外層はより剛性が高く、海水、及び静水圧等の外的条件から内層を保護する。
いくつかの例では、第１プライマーは、内層と構造物との間に設けられ、第２プライマーは、内層と外層との間に設けられる。第１プライマー、及び第２プライマーの組成は、異なっていてもよい。他の例では、プライマーは、内層と構造物との間のみ、又は内層と外層との間のみ、に設けられてもよい。
いくつかの例では、内層は、シンタクチック媒体を含む。他の例では、内層は、シンタクチック媒体を含まない。シンタクチック媒体は、マイクロスフェアを含んでもよい。その場合、内層は、約２〜６質量％のミクロスフェアを含み、約４質量％のミクロスフェアを含んでよい。ミクロスフェアは、セラミックミクロスフェアであってもよい。
外層もまた、シンタクチック媒体を含む。シンタクチック媒体は、マイクロスフェアを含んでもよい。その場合、内層は、約２〜６質量％のミクロスフェアを含み、約４質量％のミクロスフェアを含んでよい。外層中のミクロスフェアは、ガラスミクロスフェアであってよく、特に、ホウケイ酸ガラスミクロスフェアであってもよい。他の例では、例えば、高圧耐性が必要な、例えば、４０００ｍの深水で用いる基板用の構造物の外層は、シンタクチック媒体を含まなくてもよい。
内層、及び外層は、充填剤を含む場合がある。内層、又は外層のみが充填剤を含む場合があってもよい。充填剤は、補強充填剤、非補強充填剤、又はそれらの混合物であってもよい。充填剤はガラス充填剤であってもよい。
本開示の例では、内層の厚さは、約５〜５０ｍｍであり、約２０ｍｍでもよい。外層の厚さは、約１０〜２５０ｍｍである。
本開示の例ではまた、上記断熱構造物を含む、海中用基板を提供する。いくつかの例では、基板は金属であり、坑口、Ｘｍａｓツリー、スプールピース、マニホールド、ライザー、パイプフィールドジョイント等の、海中油及びガス機器であってもよい。
いくつかの例では、基板上に防食被覆が施され、当該防食被覆は、エポキシフェノール被覆であってもよい。防食被覆の厚さは、約４〜６００ミクロンであってもよい。プライマーを、内層と構造物体との間に設ける場合、プライマーは防食被覆を施される。他の例では、内層に直接、防食被覆を適用してもよい。
また、本開示の例は、海中用基板に断熱構造物を提供する方法を提供し、当該方法では、上記断熱構造物を提供することを含む。いくつかの例では、本方法は、射出成形により、内層と外層を個別に形成するステップ、を含む。内層、及び外層は、射出成形により、基板に適用されてもよい。このような例では、内層、及び外層の第１部分、及び第２部分は各々、成形中に混合される。
内層、及び外層の第１部分、及び第２部分の各混合物は、必要に応じて、周囲温度で硬化されてもよく、又は高温で硬化されてもよい。
他の例では、内層を、非硬化状態下、かつ、特に、基板が複雑なプロファイルを備える場合に、手作業で適用してもよい。
断熱構造物は、内層、及び外層を基板へ連続適用することにより、基板の周囲、又は基板上に、構築されてもよい。いくつかの例では、第１プライマーを、基板、又は基板の防食被覆、に適用してもよい。その後、第１プライマーを硬化させる。次いで、内層を、硬化した第１プライマーに適用する。その後、第２プライマーを、内層に適用する。次いで、第２プライマーを硬化させる。その後、外層を、硬化させた第２プライマーに適用する。
内層の第１部分及び第２部分の組成例
第１部分
１） 当該組成物の５０〜９０質量％の量の、２５℃での粘度が、２５０〜１００００ｍＰａ．ｓである、ビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、又はビニルジメチル末端ポリジメチルメチルシロキサン。他の例では、２５℃での粘度は、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓであってもよい。
２） 適当なヒドロシリル化触媒（C）は、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、及びイリジウムの白金族金属、又は白金族金属の錯体、若しくは化合物を含む。好ましい触媒は、白金の化合物、又は錯体であり、塩化白金酸、白金アセチルアセトネート、白金ハロゲン化物と、エチレン、プロピレン、有機ビニルシロキサン、及びスチレン等の、不飽和化合物との錯体、ヘキサメチルジ白金、ＰｔＣｌ２、ＰｔＣｌ３、及びＰｔ（ＣＮ）３があげられる。好ましい触媒（C）としては、塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの反応により生成される、白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの配位錯体である、カルシュテット（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）触媒があげられる。あるいは、当該触媒は、ロジウム錯体、例えば、ＲｈＣｌ３（Ｂｕ２Ｓ）３であってもよい。当該ヒドロシリル化触媒（Ｃ）は、例えば、有機ポリシロキサン（organopolysiloxane）（Ａ）の総質量に基づいて、白金族金属の１０〜２００質量百万分率（ｐｐｍ）、例えば、白金族金属の３０〜１５０ｐｐｍ、又は５０、又は８０ｐｐｍから、１２０ｐｐｍまで、当該組成物中に存在してよい。
残りは、以下から構成される：
３）１又はそれ以上の微細に分割された、補強充填剤、例えば、表面積の大きいヒュームドシリカ、及び沈殿シリカ、並びに／又はさらなる非補強充填剤、例えば、砕石英、珪藻土、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チタン、及びカーボンブラック、タルク、珪灰石（wollastonite）。単独で、又は上記に加えて、用いることができる他の充填剤としては、アルミナイト、硫酸カルシウム、石膏、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン等の粘土、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム（ブルーサイト）、黒鉛、炭酸銅、例えばマラカイト、炭酸ニッケル、例えばザラカイト、炭酸バリウム、例えば毒重石（witherite）、及び／又は炭酸ストロンチウムがあげられる。シリカ充填剤が好ましい。一般に、当該充填剤は、例えば、脂肪酸、又は脂肪酸エステル、例えば、ステアリン酸塩、又はオルガノシラン、オルガノシロキサン、又はオルガノシラザン、例えば、ヘキサアルキルジシラザン、又は短鎖シロキサンジオール等で処理して、充填剤を疎水化すると、取扱いが容易になり、他のシーラント成分との均一な混合物が得られやすくなる、充填剤の表面処理により、当該充填剤が、シリコンポリマーにより、容易に湿潤する。
４） 場合によっては、２〜６％の範囲のセラミックマイクロスフェア等の、シンタクチック媒体。
第２部分
１） 当該組成物の５０〜７０質量％の量の、２５℃での粘度が、２５０〜１００００ｍＰａ．ｓである、ビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、又はビニルジメチル末端ポリジメチルメチルシロキサン。他の例では、２５℃での粘度は、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓであってもよい。
２） 以下の混合物
（ｉ） 直鎖、分枝鎖、及び／又は環状の、分子当たりケイ素結合水素原子を２個備える有機水素シロキサン、かつ
（ｉｉ） 直鎖、分枝鎖、及び／又は環状の、分子当たりケイ素結合水素原子を３個備える有機水素シロキサン。
有機水素シロキサン（ｉ）、及び（ｉｉ）は、例えば、分子当たりシリコン原子を約４〜１００個含有してよく、２５℃での粘度は、５ｍＰａ．ｓ〜約１０Ｐａ．ｓである。有機水素シロキサン（ｉ）、及び（ｉｉ）は、当該分子中に、末端Ｓｉ−Ｈ基、及び／又はペンダントＳｉ−Ｈ基があってよい。有機水素シロキサン中に存在する、ケイ素結合有機基は、炭素原子が１〜４個である、飽和の、及び不飽和のアルキル基を含んでよく、そうでなければ、エチレン、又はアセチレンの不飽和を含まない。本出願の目的では、「置換」とは、炭化水素基中の１又はそれ以上の水素原子が、他の置換基で置換されることをいう。そのような置換基の例としては、塩素、フッ素、臭素、及びヨウ素等のハロゲン原子；クロロメチル、ペルフルオロブチル、トリフルオロエチル、及びノナフルオロヘキシル等のハロゲン原子含有基；酸素原子；（メタ）アクリル、及びカルボキシル等の酸素原子含有基；窒素原子；アミノ官能基、アミド官能基、及びシアノ官能基等の窒素原子含有基；硫黄原子；及びメルカプト基等の硫黄原子があげられるが、これらに限定されない。当該有機水素シロキサン（ｉ）、及び（ｉｉ）は、全体として、一般に、全組成物の２〜２０質量％、あるいは、２〜１５質量％の量で存在する。
残りは、実質的に以下から構成される：
３）１又はそれ以上の微細に分割された、補強充填剤、例えば、表面積の大きいヒュームドシリカ、及び沈殿シリカ、並びに／又はさらなる非補強充填剤、例えば、砕石英、珪藻土、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チタン、及びカーボンブラック、タルク、珪灰石。単独で、又は上記に加えて、用いることができる他の充填剤としては、アルミナイト、硫酸カルシウム、石膏、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン等の粘土、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム（ブルーサイト）、黒鉛、炭酸銅、例えばマラカイト、炭酸ニッケル、例えばザラカイト、炭酸バリウム、例えば毒重石、及び／又は炭酸ストロンチウム、及び／又はビニル化ＭＱ樹脂等のシリコン樹脂、があげられるが、ここで、Ｑユニットには、典型的には、式ＳｉＯ４／２があり、Ｍユニットには、典型的には、式Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ１／２があり、当該Ｍ基には、少なくとも１個のアルケニル基が含まれることは上記のとおりである。シリカ充填剤が好ましい。一般に、当該充填剤は、例えば、脂肪酸、又は脂肪酸エステル、例えば、ステアリン酸塩、又はオルガノシラン、オルガノシロキサン、又はオルガノシラザン、例えば、ヘキサアルキルジシラザン、又は短鎖シロキサンジオール等で処理して、充填剤を疎水化すると、取扱いが容易になり、他のシーラント成分との均一な混合物が得られやすくなる、充填剤の表面処理により、当該充填剤が、シリコンポリマーにより、容易に湿潤する。
４） 場合によっては、１又はそれ以上の硬化阻害剤を導入することができるが、これは適当なヒドロシリル化阻害剤のいずれかであってよく、例えば、アセチレン化合物、例えば、アセチレンアルコール、エチレン不飽和イソシアネート、アセチレン不飽和シラン、及び不飽和ジカルボン酸ジエステル、又はマレイン酸化合物、例えば、ビスマレイン酸塩、若しくはジアリルマレイン酸塩、又はそれらの混合物から選択されてよい。
５） 場合によっては、２〜６％の範囲のセラミックマイクロスフェア等の、シンタクチック媒体。
一例では、当該第１部分と第２部分を、約１：１の質量比で、使用直前に、混合する。当該第１部分は、硬化パッケージ部分であり、当該第２部分は基部である。
Figure 2020524248
外層の第１部分及び第２部分の組成例
第１部分
１） 当該組成物の５０〜９０質量％の量の、２５℃での粘度が、２５０〜１００００ｍＰａ．ｓである、１又はそれ以上の、ビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、又はビニルジメチル末端ポリジメチルメチルシロキサン。他の例では、２５℃での粘度は、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓであってもよい。
２） 適当なヒドロシリル化触媒（C）は、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、及びイリジウム等の白金族金属、又は白金族金属の錯体、若しくは化合物を含む。好ましい触媒は、白金の化合物、又は錯体であり、塩化白金酸、白金アセチルアセトネート、白金ハロゲン化物と、エチレン、プロピレン、有機ビニルシロキサン、及びスチレン等の、不飽和化合物との錯体、ヘキサメチルジ白金、ＰｔＣｌ２、ＰｔＣｌ３、及びＰｔ（ＣＮ）３があげられる。好ましい触媒（C）としては、塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの反応により生成される、白金とジビニルテトラメチルジシロキサンとの配位錯体である、カルシュテット（Ｋａｒｓｔｅｄｔ）触媒があげられる。あるいは、当該触媒は、ロジウム錯体、例えば、ＲｈＣｌ３（Ｂｕ２Ｓ）３であってもよい。当該ヒドロシリル化触媒（Ｃ）は、例えば、有機ポリシロキサン（Ａ）の総質量に基づいて、白金族金属の１０〜２００質量百万分率（ｐｐｍ）、例えば、白金族金属の３０〜１５０ｐｐｍ、又は５０、又は８０ｐｐｍから１２０ｐｐｍまでで、当該組成物中に存在してよい。
残りは、以下から構成される：
３）１又はそれ以上の微細に分割された、補強充填剤、例えば、表面積の大きいヒュームドシリカ、及び沈殿シリカ、並びに／又はさらなる非補強充填剤、例えば、砕石英、珪藻土、硫酸バリウム、酸化鉄、二酸化チタン、及びカーボンブラック、タルク、珪灰石。単独で、又は上記に加えて、用いることができる他の充填剤としては、アルミナイト、硫酸カルシウム、石膏、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン等の粘土、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム（ブルーサイト）、黒鉛、炭酸銅、例えばマラカイト、炭酸ニッケル、例えばザラカイト、炭酸バリウム、例えば毒重石、及び／又は炭酸ストロンチウム、及び／又はビニル化ＭＱ樹脂等のシリコン樹脂、があげられるが、ここで、Ｑユニットには、典型的には、式ＳｉＯ４／２があり、Ｍユニットには、典型的には、式Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ１／２があり、当該Ｍ基には各々、少なくとも１個のアルケニル基が含まれることは上記のとおりである。シリカ充填剤、及び／又は上記のＭＱ樹脂が、好ましい。一般に、シリカ充填剤は、例えば、脂肪酸、又は脂肪酸エステル、例えば、ステアリン酸塩、又はオルガノシラン、オルガノシロキサン、又はオルガノシラザン、例えば、ヘキサアルキルジシラザン、又は短鎖シロキサンジオール等で処理して、充填剤を疎水化すると、取扱いが容易になり、他のシーラント成分との均一な混合物が得られやすくなる、充填剤の表面処理により、当該充填剤が、シリコンポリマーにより、容易に湿潤する。
４） 場合によっては、２〜６％の範囲のセラミックマイクロスフェア等の、シンタクチック媒体。
第２部分
１） 当該組成物の５０〜９０質量％の量の、２５℃での粘度が、２５０〜１００００ｍＰａ．ｓである、１又はそれ以上の、ビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、又はビニルジメチル末端ポリジメチルメチルシロキサン。他の例では、２５℃での粘度は、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓであってもよい。
２） １又はそれ以上の、直鎖、及び／又は環状のメチル水素シロキサンであって、各々が、分子当たりケイ素結合水素原子を２又はそれ以上、及び／又はＭＱ樹脂を１又はそれ以上備え、ここで、Ｍ、及びＱは上記のとおりであるが、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個含有する。メチル水素シロキサンは、例えば、分子当たりシリコン原子を、約４〜１００個含有することができ、２５℃での粘度は、５ｍＰａ．ｓ〜約１０Ｐａ．ｓである。１又はそれ以上の直鎖、及び／又は環状メチル水素シロキサンは、当該分子中に、末端Ｓｉ−Ｈ基、及び／又はペンダントＳｉ−Ｈ基があってよい。
前記有機水素シロキサンは、一般に、全組成物の２５〜５０質量％、あるいは３０〜５０質量％の量で存在する。
残りは、以下から構成される。
３） １又はそれ以上のビニル化ＭＱ樹脂であって、Ｑユニットには、典型的には、式ＳｉＯ４／２があり、Ｍユニットには、典型的には、式Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ１／２があり、全組成物に対して１０〜３０質量％の量である。
場合によっては、顔料を添加してもよい。
一例では、当該第１部分と第２部分を、約１：１の質量比で、使用直前に、混合する。ＵＶトレーサーを加えてもよい。当該第１部分は、基部であり、当該第２部分は硬化パッケージ部分である。
Figure 2020524248
内層及び構造物の間に設けられる第1プライマーの組成例
ａ） 適当な有機溶媒
ｂ） Ｒ４ ｎＳｉ−（ＯＲ７）４−ｎ、このうち、ｎは、１又は２である。
このうち、Ｒ４は、アルケニル基（例えば、ビニル、及びアリル）、及びアルキニル基である、炭化水素基等の、不飽和ケイ素結合有機基であり
Ｒ７は、炭素原子が１〜６個であるアルコキシ基であり、
ｃ） Ｒ５ ｐＳｉ−（ＯＲ６）４―ｐ（式中、ｐは、０、１、又は２であってよく、好ましくは、ｐは、０、又は２であり、
Ｒ５は、炭化水素基等の非加水分解性ケイ素結合有機基であってもよく、場合によっては、フッ素、及び塩素等のハロゲンで置換されていてもよい。例としては、アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、及びブチル）；シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、及びシクロヘキシル）；アルケニル基（例えば、ビニル、及びアリール）；アリール基（例えば、フェニル、及びトリル）；アラルキル基（例えば、２−フェニルエチル）；及び上記有機基中の水素の全部、又は一部をハロゲンで置換して得られる基があげられる。しかしながら、好ましくは、第４ケイ素結合有機基は、メチルである。
Ｒ６は、炭素原子が１〜６個である、アルコキシ基であり
（ｂ）、及び（ｃ）は異なり、
ｄ）一般式Ｔｉ［ＯＲ８］４のチタン酸塩であって、ここで、各Ｒ８は各々、同一であるか異なるかを問わず、炭素原子が１〜１０個である、直鎖、又は分枝鎖の、一価、一級、二級、三級の脂肪族炭化水素基である。場合によっては、チタン酸塩の一部は、不飽和基を含んでよい。Ｒ８の好ましい例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第三ブチル、及び分枝鎖第二級アルキル基、例えば２，４−ジメチル−３−ペンチルがあげられるが、これらに限定されない。好ましくは、Ｒ８が各々、同じ場合、Ｒ８は、イソプロピル、分枝鎖の第二級アルキル基、又は第三級アルキル基、特に、第三級ブチルである。
内層及び外層の間に設けられる第２プライマーの構成例
ａ） シリコン原子を３〜１５個、あるいは３〜１０個の、直鎖ポリジアルキルシロキサン。各アルキル基は、同一であるか異なるかを問わず、炭素原子を１〜６個含んでもよい。
ｂ） ＲｎＳｉ−（ＯＲ９）４−ｎのうち、ここで、ｎは、０、１、又は２であってよく、好ましくは、ｎは、０、又は１である。
Ｒは、炭化水素基等の非加水分解性ケイ素結合有機基であってもよい。例としては、アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、及びブチル）；シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、及びシクロヘキシル）；アルケニル基（例えば、ビニル、及びアリール）；アリール基（例えば、フェニル、及びトリル）；アラルキル基（例えば、２−フェニルエチル）；及び上記有機基中の水素の全部、又は一部をハロゲンで置換して得られる基があげられる。しかしながら、好ましくは、第４ケイ素結合有機基は、メチルである。
Ｒ９は各々、同一であるか異なるかを問わず、炭素原子が１〜６個であるアルコキシ基であり
ｃ） 一般式Ｔｉ［ＯＲ２］４のチタン酸塩であって、ここで、各Ｒ２は各々、同一であるか異なるかを問わず、炭素原子が１〜１０個である、直鎖、又は分枝鎖の、一価、一級、二級、三級の脂肪族炭化水素基である。場合によっては、チタン酸塩の一部は、不飽和基を含んでよい。Ｒ２の好ましい例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第三ブチル、及び分枝鎖第二級アルキル基、例えば２，４−ジメチル−３−ペンチルがあげられるが、これらに限定されない。好ましくは、Ｒ２が各々、同じ場合、Ｒ２は、イソプロピル、分枝鎖の第二級アルキル基、又は第三級アルキル基、特に、第三級ブチルである。
ｄ） ＲｎＳｉ−（ＯＲ３）４−ｎのうち、ここで、ｎは、０、１、又は２であってよく、好ましくは、ｎは、０、又は１である。
炭化水素基等の非加水分解性ケイ素結合有機基であってもよい。例としては、アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、及びブチル）；シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、及びシクロヘキシル）；アルケニル基（例えば、ビニル、及びアリール）；アリール基（例えば、フェニル、及びトリル）；アラルキル基（例えば、２−フェニルエチル）；及び上記有機基中の水素の全部、又は一部をハロゲンで置換して得られる基があげられる。しかしながら、好ましくは、第４ケイ素結合有機基は、メチルである。
Ｒ３は各々、同一であるか異なるかを問わず、炭素原子が１〜６個であるアルコキシ基であるか、又は、炭素原子が１〜６個であるアルコキシ基、及び炭素原子が１〜６個であるアルキレン鎖がある、アルコキシアルキレン基である。
（ｂ）、及び（ｄ）は異なる。
本出願において、粘度は、必要な粘度に応じて選択された、適当なスピンドルを備えたブルックフィールド（Brookfield）粘度計を用いて、２５℃で測定された。すなわち、上記の多くの利点を備える断熱基板が記載される。
本発明の実施形態は、様々な例を参照して上記で説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、与えられた例に修正を加えることができることは理解されるべきである。例えば、内層、及び／又は外層がシンタクチック媒体を含む例の場合、いかなる材料、及び／又は構造物のミクロスフェアをも用いてよい。
上記で説明した特徴は、明示的に説明した組み合わせ以外の組み合わせでも用いてよい。
特定の特徴を参照して、機能が説明されてきたが、当該機能は、説明の有無にかかわらず、他の特徴によっても実行可能でありうる。
特定の実施形態を参照して特徴を説明したが、当該特徴は、説明の有無にかかわらず、他の実施形態でも存在しうる。用語「含む（comprise）」は、本明細書では、排他的な意味ではなく、包含的な意味で用いられる。すなわち、Ｙを構成するＸへの言及は、ＸがＹを１つだけ含むでもよく、又はＹを複数含んでもよいことを示す。もし、「含む」を排他的な意味で用いることを意図する場合には、「１のみを含む」と記載することで、文脈上明確にされるか、又は「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ）」を用いる。
本明細書では、様々な例について言及している。例に関連する特徴、又は機能の説明は、当該特徴、又は機能が当該例に存在することを示す。本文中の用語「例（example）」、又は「例えば（for example）」、又は「してもよい（may）」等の使用は、例示のクラスの特定の実例（instance）をいう。実例の性質は、当該実例のみの性質、又は当該クラスの性質、又は当該クラスのサブクラスの性質であってよく、当該クラス内の実例の一部（すべてではない）を含む性質であってもよい。したがって、したがって、ある例を参照して説明するが別の例を参照しない特徴は、可能であればその他の例で用いられうるが、必ずしも他の例で用いる必要はないことを暗黙的に開示する。上記明細書では、特に重要と考えられる本発明の特徴に注意を喚起しようとするが、出願人が、上記で参照、及び／又は図面で示され特許性のある特徴、又は組み合わせに関して、特に強調されているか否かにかかわらず、保護を請求することを、理解すべきである。

Claims (32)

  1. 海中用基板のための断熱構造物であって、以下の：
    内層、及び外層；
    前記内層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比は、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサン（organohydrogensiloxane）と、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含み；
    前記外層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比は、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンと、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂と、を含み、ここで、前記Ｍ基は、分子当たりＳｉ−アルケニル結合を少なくとも２個含む、
    を含む、断熱構造物。
  2. 前記内層の、前記第２部分に対する前記第１部分の質量比が、約１：１である、請求項１に記載の、断熱構造物。
  3. 前記外層の、前記第２部分に対する前記第１部分の質量比が、約１０：１である、請求項１又は２に記載の、断熱構造物。
  4. 前記内層の前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を最大２個備える有機水素シロキサンと、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  5. 前記内層、及び外層各々の前記第２部分は、ビニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、ビニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はそれらの混合物のいずれかを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  6. 前記アルケニル化ＭＱシリコン樹脂のアルケニル基が、炭素原子を２〜６個含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  7. 前記アルケニル化ＭＱシリコン樹脂は、ビニル化ＭＱ樹脂を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  8. 前記内層と前記基板との間に第１プライマーが設けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  9. 前記内層と前記外層との間に第２プライマーが設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  10. 前記第１プライマー、及び前記第２プライマーの組成は異なる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  11. 前記内層は、シンタクチック媒体を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  12. 前記シンタクチック媒体は、ミクロスフェアを含む、請求項１１に記載の、断熱構造物。
  13. 前記ミクロスフェアは、セラミックミクロスフェアを含む、請求項１１又は１２に記載の断熱構造物。
  14. 前記内層が、約２〜６質量％のミクロスフェアを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  15. 前記内層が、約４質量％のミクロスフェアを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  16. 前記外層は、シンタクチック媒体を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  17. 前記シンタクチック媒体は、ミクロスフェアを含む、請求項１６に記載の、断熱構造物。
  18. 前記ミクロスフェアは、ガラスミクロスフェアを含む、請求項１７に記載の、断熱構造物。
  19. 前記ミクロスフェアが、ホウケイ酸ガラスミクロスフェアを含む、請求項１６又は１７に記載の、断熱構造物。
  20. 前記外層が、約２〜６質量％のミクロスフェアを含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  21. 前記外層が、約４質量％のミクロスフェアを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  22. 前記内層は、充填剤を含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  23. 前記外層は、充填剤を含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  24. 前記充填剤が、補強充填剤、非補強充填剤、又はそれらの混合物である、請求項２２又は２３に記載の、断熱構造物。
  25. 前記内層の厚さは、約５〜５０ｍｍである、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  26. 前記内層の厚さは、約２０ｍｍである、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  27. 前記外層の厚さは、約１０〜２５０ｍｍである、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の、断熱構造物。
  28. 請求項１〜２６のいずれか一項に記載の断熱構造物を含む、海中用の基板。
  29. 前記基板は金属である、請求項２８に記載の基板。
  30. 前記基板上に防食被覆が施される、請求項２８又は２９に記載の、基板。
  31. 前記防食被覆は、エポキシフェノール被覆である、請求項３０に記載の、基板。
  32. 海中用基板に断熱構造物を提供する方法であって、以下の：
    内層、及び外層；
    前記内層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を２個備える有機水素シロキサンと、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも３個備える有機水素シロキサンと、の混合物を含み；
    前記外層は、第１部分、及び第２部分の反応生成物であり、ここで、前記第１部分の前記第２部分に対する質量比が、約１５：１〜１：１であり、前記第１部分は、個々に、又は合わせて、２５℃の粘度が、２５０〜１０００ｍＰａ．ｓである、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルシロキサン、アルケニルジアルキル末端ポリジアルキルアルケニルメチルシロキサン、又はこれらの混合物のいずれか、及びヒドロシリル化触媒を含み、ここで、前記第２部分は、分子当たりＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個備える有機水素シロキサンと、アルケニル化ＭＱシリコン樹脂と、を含み、ここで、前記Ｍ基は、分子当たりＳｉ−アルケニル結合を少なくとも２個含む、
    を含む、構造物を提供することを含む、方法。
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