NO330116B1

NO330116B1 - Beleggssammensetning herdende ved omgivelsestemperatur og anvendelse derav

Info

Publication number: NO330116B1
Application number: NO20023349A
Authority: NO
Inventors: Keith Yeats; Steve Alister Nixon
Original assignee: Akzo Nobel Coatings Int Bv
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2011-02-21
Also published as: CN1618907A; CA2396985A1; WO2001051575A1; EP1257607B1; ES2238416T3; US6743854B2; CA2396985C; CN1280367C; JP4380960B2; AU778512B2; KR100588187B1; US20040082735A1; ATE293664T1; KR20020065904A; EP1257607A1; PT1257607E; NO20023349L; US7026400B2; CN1195032C; CN1395601A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en beleggsammensetning herdende hurtig ved omgivelsestemperatur (berøringstørr i løpet av mindre enn 2 timer ved 25 °C) med et høyt innhold av faststoffer (> 70 vekt-%) og en lav VOC (> 250 gram oppløsningsmidler per liter av sammensetningen, g/l) som kan bli anvendt i varige beskyttelsesbelegg. Det vises til krav 1 og 2 som angir beleggsammensetning herdende ved omgivelsestemperatur ifølge oppfinnelsen, samt krav 11 og 12 som vedrører angivelse av anvendelser derav.

Det har de senere årene vært øket bekymring angående frigjøring av flyktige oppløsnings-midler inn i atmosfæren, og det har vært et behov for å redusere innholdet av flyktige organiske oppløsningsmidler i belegg, tetningsmidler og tilsetningsmidler. Dette har ikke vært lett for beleggsammensetninger, som krever en relativ lav viskositet på under 2 Pa-s (20 pois) for applikasjon ved vanlige metoder omfattende spray, rulle eller børste, og spesielt ikke for beleggsammensetninger som må bli påført og som herder hurtig ved omgivelsestemperatur, f.eks. belegg for store strukturer så som skip, broer, bygninger, industrielle fabrikker og oljerigger.

Beleggsammensetninger må generelt inneholde en polymer for å gi filmdannende egenskaper, men en hvilken som helst polymer som blir anvendt må ha tilstrekkelig molekylvekt for å tilveiebringe den påkrevde lave viskositeten, spesielt etter pigmentering, som en maling. Slike polymerer med lav viskositet krever ofte lengre herdetider for å utvikle tilfredsstillende mekaniske egenskaper, spesielt når de blir herdet ved lav temperatur.

I WO 98/04594 er det beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av en herdbar polymer-sammensetning ved pulverisasjon av en funksjonell olefinisk, umettet monomer i nærvær av et reaktivt fortynningsmiddel som er en flytende, organisk forbindelse med viskositet som er mindre enn 2 Pa-s (20 pois) og som har minst én funksjonell gruppe som er vesentlig ikke-reaktiv med den funksjonelt olefinisk umettede monomeren og som har evne til å reagere med et herdemiddel for å danne et polymernettverk. Den viktigste ulempen ved denne teknologien er at dette lav-viskøse beleggsmaterialet resulterer i en lav endelig film Tg og moderat holdbarhet.

I WO 96/16109 og WO 98/32792 er det beskrevet en epoksypolysiloksan-beleggsammensetning som blir fremstilt ved kombinering av vann, et polysiloksan, et difunksjonelt aminosilanherdemiddel, eventuelt et organooksysilan og en ikke-aromatisk epoksyharpiks. Mak-simal mengde oppløsningsmiddel tilsatt til disse sammensetningene er omtrent 420 g/l. Sammensetningene skal bli anvendt som beskyttende belegg for behandlet eller galvanisert stål, aluminium, betong og andre substrater i en tykkelse på tørrfilmen i området på 25 |xm til omtrent 2 mm. Idet disse sammensetningene blir anvendt som holdbare toppbelegg, er deres ferniss og fargereten-sjonsegenskaper når eksponert for naturlige, eller akselererte testbetingelser (UV-A, UV-B) ikke ventet for polysiloksanbaserte sammensetninger. Dette påvirker i stor grad utseendet til et belagt substrat.

US 4 446 259 beskriver en beleggsammensetning som har en flytende bærer og et binde-middel som er en blanding av en olefinisk umettet polymer inneholdende glycidylgrupper og et kryssbindbart polysiloksan, hvor det til silikonatomene av skjelettet er koblet alkyl-, fenyl- og hy-droksylgrupper. Disse sammensetningene blir anvendt som beskyttende belegg herdende ved omgivelsestemperatur. Den største ulempen ved disse sammensetningene er tilstedeværelse av en relativ stor mengde organisk oppløsningsmiddel i sammensetningen.

EP 0 822 240 beskriver en beleggsharpikssammensetning omfattende en silikadispergert oligomerløsning av et organosilan, en akrylisk harpiks og en herdende katalysator. Beleggshar-pikssammensetningen har i gjennomsnitt et faststoffinnhold i området 40 - 50 vekt-%. Følgelig har disse beleggsammensetningene en VOC som er over 250 g/l.

WO 97/22728 beskriver en varmeresistent pulverbeleggsammensetning omfattende minst én glycidyl-funksjonell polyakrylisk polymer og minst ett hydroksy-funksjonelt polysiloksan. Denne sammensetningen blir herdet ved temperaturer som er høyere enn omtrent 250 °C. Denne høye herdetemperaturen gjør at sammensetningen er uegnet for anvendelse ved belegning av store strukturer så som skip, broer osv. Denne beleggsammensetningen er videre ikke herdbar hvis ikke den belagte overflaten blir oppvarmet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en løsning på ulempene assosiert med ovennevnte tidligere kjent teknikk. Beleggsammensetning herdende ved omgivelsestemperatur ifølge foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at den omfatter:

- en polysiloksan med formel

hvor hver R1 er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl-, aryl- og alkoksygrupper som har opptil seks karbonatomer, reaktive glycidoksygrupper og OSi(OR3)3-grupper, hvor hver R3 har uavhengig den samme betydningen som R1, hver R2 er valgt fra gruppen bestående av hydrogen- og alkyl- og arylgrupper med opptil seks karbonatomer, og hvor n er valgt slik at molekylvekten av polysiloksaner er i området på fra 500 til 2000,

- en glycidylfunksjonell akrylisk polymer oppnådd ved polymerisering i nærvær av et reaktivt fortynningsmiddel, og

et herdemiddel.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer ytterligere en løsning på ulempene assosiert med ovennevnte tidligere kjent teknikk. Beleggsammensetning herdende ved omgivelsestemperatur ifølge foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at den omfatter:

en polysiloksan med formel

hvor hver R<1>er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl-, aryl- og alkoksygrupper som har opptil seks karbonatomer, reaktive glycidoksygrupper og OSi(OR3)3-grupper, hvor hver R3 har uavhengig den samme betydningen som R1, hver R2 er valgt fra grup-

pen bestående av hydrogen- og alkyl- og arylgrupper med opptil seks karbonatomer, og hvor n er valgt slik at molekylvekten av polysiloksaner er i området på fra 500 til 2000,

en glycidyl-funksjonell akrylisk polymer,

og et herdemiddel,

idet nevnte beleggsammensetning har et faststoff innhold på mer enn 70 vekt-%.

Det er foretrukket av R1 og R2 omfatter grupper som har færre enn seks karbonatomer for å lette hurtig hydrolyse av polysiloksanet, idet reaksjonen er drevet av flyktigheten av alkoholana-logt produkt til hydrolysen. R1- og R2-gruppene med mer enn seks karbonatomer har en tendens til å redusere hydrolysen av polysiloksanet grunnet den relativt lave flyktigheten til hver alkohol-analog. Det er foretrukket å anvende alkosysilylfunksjonell polysiloksan. Metoksy-, etoksy- og silanolfunksjonelle polysiloksaner med molekylvekter i området på omtrent 500 til omtrent 2000, er foretrukket for formulering av beleggsammensetninger ifølge foreliggende oppfinnelse. Metoksy-, etoksy- og silanolfunksjonelle polysiloksaner med molekylvekter som er mindre enn 500 vil danne en beleggsammensetning som vil være skjør og tilveiebringe dårlig trykkmotstand. Et hvilket som helst flytende metoksy-, etoksy- og silanolfunksjonelt polysiloksan med en molekylvekt i området på omtrent 500 til omtrent 2000 kan bli anvendt, idet disse muliggjør produksjon av sammensetninger som krever få, om noen, ytterligere oppløsningsmidler for å oppnå viskositet for anvendelse, dvs. som kan bli anvendt uten tilsetning av oppløsningsmiddel i overskudd av gjeldende krav for flyktig organisk innhold (VOC). Generelt kan et polysiloksan med høy molekylvekt bli anvendt uten å berøre VOC-kravene ved blanding av det med et reaktivt eller ikke-reaktivt fortynningsmiddel. Normalt vil dette derimot påvirke egenskapene til filmen.

Egnede polysiloksaner som kan bli anvendt i sammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter: DC 3037 og DC 3074 (begge fra Dow Coming), eller SY 231, SY 550 og MSE 100 (alle fra Wacker).

Glycidylfunksjonell akrylisk polymer kan bli fremstilt ved kopolymerisering av én eller flere olefinisk umettede monomerer med en glycidyl-funksjonell olefinisk umettet monomer.

Eksempler på etylenisk umettede monomerer som kan bli kopolymerisert med en slik glycidylfunksjonell olefinisk umettet monomer, er akryliske estere så som butyl(met)akrylat, me-tyl(met)akrylat, etyl(met)akrylat, propyl(met)akrylat, n-heksyl(met)akrylat, isopropyl(met)akrylat, butyl(met)akrylat, 2-etylheksylmetakrylat eller akrylat, cykloheksyl(met)akrylat, 2,2,5-trimetylcykloheksyl(met)akrylat, isobornyl(met)akrylat, akrylnitril, metakrylnitril, trimetoksysilylpro-pyl(met)akrylat og vinylforbindelser så som styren, vinylacetat eller vinylklorid, hvor anmerkningen "(met)akrylat" betyr "akrylat" eller "metakrylat".

Glycidylfunksjonell olefinisk umettet monomer kan generelt være hvilke som helst av ovennevnte olefinisk umettede monomerer funksjonalisert med én eller flere epoksidgrupper. Glycidylmetakrylat er en av de foretrukne monomerer for fremstilling av glycidylfunksjonell akrylisk polymer.

For å fremstille en beleggsammensetning med en lav VOC, kan glycidylfunksjonell akrylisk polymer bli fremstilt f.eks. ved fri radikalpolymerisasjon, eller en hvilken som helst annen reaksjon i nærvær av et reaktivt fortynningsmiddel som er en organisk forbindelse med viskositet som er

mindre enn 2 Pa-s (20 pois) ved 25 °C. Det er foretrukket å anvende et reaktivt fortynningsmiddel

som har minst én funksjonell gruppe som er vesentlig ikke-reaktiv med olefinisk umettede monomerer og som har evne til å reagere med et herdemiddel for å danne et polymernettverk. Det ble oppdaget at polysiloksaner med lav viskositet kan bli anvendt for fremstilling av glycidylfunksjonell akrylisk polymer som er til stede i beleggsammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse.

I en meget foretrukket utførelsesform er det reaktive fortynningsmidlet en polysiloksan, og denne polysiloksanet er den samme som polysiloksan som er til stede i beleggsammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse.

Reaktive fortynningsmidler som kan bli anvendt for fremstilling av glycidyl-funksjonell akrylisk polymer innbefatter alkoksysilyl-funksjonelle polysiloksaner, så som DC 3037 og DC 3074 (begge fra Dow Corning), eller SY 231, SY 550 og MSE 100 (alle fra Wacker), monomere alkoksysilaner, så som trimetoksypropylsilan og dimetoksydifenylsilan, og organofunksjonelle monomere alkoksysilaner så som glycidoksypropyl, trimetoksysilan, glycidoksypropyltrietoksysilan, aceto-acetoksypropyltrimetoksysilan og acetoacetoksytrietoksysilan.

Meget gode resultater blir oppnådd når den glycidylfunksjonelle akryliske polymer blir oppnådd ved polymerisering av en blanding omfattende glycidylmetakrylat og butylakrylat i polysiloksan, som også er til stede i beleggsammensetningen. Eventuelt omfatter blandingen videre metylmetakrylat og/eller andre akryliske monomerer. Generelt kan det angis at gode resultater blir oppnådd når blandingen omfatter 5-60 vekt-% glycidylmetakrylat, 0-60 vekt-% metylmetakrylat og 10 - 80 vekt-% butylakrylat, og bedre resultater blir oppnådd når blandingen omfatter 18-55 vekt-% glycidylmetakrylat, 0-45 vekt-% metylmetakrylat og 25 - 70 vekt-% butylakrylat, og optimale resultater blir oppnådd når blandingen omfatter 40 - 50 vekt-% glycidylmetakrylat, 0-15 vekt-% metylmetakrylat og 50 - 60 vekt-% butylakrylat, hvor vekt-% blir beregnet basert på den totale mengden av olefinisk umettete monomerer til stede i blandingen før begynnelsen av polymerisa-sjonsreaksjonen.

I en foretrukket utførelsesform omfatter blandingen 15-75 vekt% glycidylmetakrylat, 0-60 vekt% metylmetakrylat og 30-85 vekt% butylakrylat.

Som angitt ovenfor er en fremgangsmåte for fremstilling av glycidylfunksjonell akrylisk polymer fra etylenisk umettet monomer ved addisjonspolymerisasjon mens den er i løsningen, foretrukket. Polymerisasjonen blir fortrinnsvis utført i vesentlig fravær av ikke-funksjonelle, flyktige oppløsningsmidler, dvs. et oppløsningsmiddel som ikke vil reagere med herdemidlet for polymeren.

Alternativt kan en liten andel, f.eks. opptil 10-20 vekt-% av polymerisasjons-reaksjonsblandingen, av et ikke-funksjonelt, flyktig oppløsningsmiddel som er blandbar med det reaktive fortynningsmidlet, være til stede. Noen, eller alle monomerer, kan bli på forhånd oppløst i det reaktive fortynningsmidlet, men det er foretrukket at monomerene, sammen med (a) friradikal-initiator(er) og et hvilket som helst kjedeoverføringsmiddel anvendt, blir gradvis tilsatt til fortynningsmidlet. For eksempel kan det reaktive fortynningsmidlet bli oppvarmet til en temperatur i området på 50 - 200 °C, og monomerene, initiator og kjedeoverføringsmidlet blir tilsatt over en periode på opptil 12 timer, fortrinnsvis i 4 timer, mens temperaturen til løsningen blir opprettholdt i løpet av tilsetningen, og i ytterligere en periode på 0,5 - 4 timer etter tilsetningen. En ytterligere mengde initiator kan bli tilsatt i løpet av denne ytterligere perioden for å redusere nivået av ureagert mono mer. Det er derimot også mulig å redusere dette nivået ved avdestillering av ureagert monomer fra reaksjonsblandingen.

Fri radikalinitiator kan f.eks. være en peroksid- eller peroksyester så som benzoylperoksid, di-tert-butylperoksid, tert-butylperoksy,3,5,5-trimetylheksanoat, 2,5-bis(2-etylheksanoyl-peroksy)-2,5-dimetylheksan eller tertiær butylperoktoat eller en azo-forbindelse, så som azobiisobutyronitril eller azo-bis(2-metylbutyronitril).

Et kjedeoverføringsmiddel, f.eks. dodekantiol, butandiol, pentaerytritoltetra-merkaptopropionat), merkaptopropyltrimetoksysilan eller dibutylfosfitt kan være til stede i løpet av polymerisasjonen. Nivået av initiator og av kjedeoverføringsmiddel kan, hvis til stede, blir fortrinnsvis kontrollert slik at nummergjennomsnittlig molekylvekt Mn til polymeren som blir produsert ikke er mer enn 10 000 og er fortrinnsvis i området 600 til 5000, mest foretrukket 1000 til 3000, for å opprettholde en bearbeidbar viskositet. Det er derimot mulig å oppnå en bearbeidbar sammenset-ning ved anvendelse av en polymer med en molekylvekt over 1000, til tross for at relativt høye nivåer av monomeriske forbindelser og/eller oppløsningsmidler må bli tilsatt for å oppnå viskositet for anvendelse. For eksempel er mengden av fri radikalinitiator som blir anvendt (i vekt basert på monomerer) generelt minst 1 %, fortrinnsvis 2 til 10 %, når det ikke blir anvendt kjedeoverførings-middel, eller et nivå på fra 1 til 5 % initiator blir anvendt sammen med 1 til 10 % kjedeoverførings-middel.

Beleggsammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter også et hardgjørings-middel eller et herdemiddel. Herdemidlet som er til stede i den herdbare polymersammensetning-en kan generelt være et hvilket som helst herdemiddel som er aktivt når det gjelder kryssbinding av funksjonelle grupper til stede i olefinisk umettet polymer og/eller i reaktivt fortynningsmiddel under de bestemte betingelsene for herding. Herdemidlet kan f.eks. være tiofunksjonelt eller amino-funksjonelt. Det er foretrukket at herdemidlet er et amin valgt fra de generelle klassene av alifatiske aminer, alifatiske aminaddukter, polyamidoaminer, cykloalifatiske aminer og cykloalifatiske aminaddukter, aromatiske aminer, Mannich-baser og ketiminer som hver kan bli substituert fullstendig eller delvis med et aminosilan som har den generelle formelen Y-Si-(OX)3, hvor Y er H(HNR)aog a er et tall fra 1 til 6, hver R er en difunksjonell, organisk rest uavhengig valgt fra gruppen bestående av aryl-, alkyl-, dialkylaryl-, alkoksyalkyl- og cykloalkylrester, og R kan variere innenfor hvert Y-molekyl. Hver X kan være like eller forskjellige, og er begrenset til alkyl-, hydroksyalkyl-, alkoksyalkyl- og hydroksyalkylgrupper inneholdende færre enn omtrent seks karbonatomer.

Foretrukne aminosilaner er f.eks. 3-aminoetyltrietoksysilan, 3-aminopropyltrietoksysilan, n-fenylaminopropyltrimetoksysilan, trimetoksysilylpropyldietylentriamin, 3-(3-aminofenoksy) pro-pyltrimetoksysilan, aminoetylaminometylfenyltrimetoksysilan, 2-aminoetyl, 3-aminopropyl, tris-2-etylheksoksysilan, n-aminoheksylaminopropyltrimetoksysilan og trisaminopropyltrimetoksyetoksysi-lan, eller blandinger derav.

Herdemidlet kan derimot også inneholde et merkaptosilan, et polyamin eller et polytiol.

I en foretrukket utførelsesform omfatter beleggsammensetningen fra 45 til 75 vekt-% polysiloksan, fra 20 til 45 vekt-% glycidylfunksjonell akrylisk polymer og fra 4 til 11 vekt-% herdemiddel. Optimale resultater oppnås for en beleggsammensetning omfattende fra 60 til 70 vekt-% polysilok san, fra 20 til 30 vekt-% glycidylfunksjonell akrylisk polymer og fra 7 til 11 vekt-% herdemiddel. Vekt-% blir beregnet på grunnlag av vekten av beleggsammensetningen.

Eventuelt omfatter beleggsammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse et alkoksysilan med lav molekylvekt med generell formel

hvor R3 er valgt fra gruppen bestående av alkyl- og cykloalkylgrupper inneholdende opptil seks karbonatomer og arylgrupper inneholdende opptil ti karbonatomer. R4 er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl, hydroksyalkyl-, alkoksyalkyl- og hydroksyalkoksyalkylgrupper inneholdende opptil seks karbonatomer. R5 er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl-, alkoksy-, hydroksyalkyl-, alkoksyalkyl- og hydroksyalkoksyalkylgrupper inneholdende opptil seks karbonatomer. Et eksempel på et alkoksysilan med lav molekylvekt ifølge ovennevnte formel som kan bli anvendt i beleggsammensetningen er dimetoksydifenylsilan.

Beleggsammensetninger ifølge oppfinnelsen kan inneholde en forbindelse som virker som en katalysator for Si-O-Si-kondensasjonen. Generelt har beleggene evne til å herde under omgivelsestemperatur og fuktbetingelser til et klebefritt belegg i løpet av 2 til 20 timer selv uten en slik katalysator, men en katalysator kan være foretrukket for å oppnå hurtigere herding.

Et eksempel på en katalysator for Si-O-Si-kondensasjon er en alkoksytitanforbindelse, f.eks. en titanchelatforbindelse, så som et titanbis(acetylacetonat)dialkoksyd, f.eks. titan-bis(etylacetoacetat)diisopropoksyd, et titanbis(acetoacetat)dialkosyd, f.eks. titabis(etylacetoacetat) diisopropoksyd eller et alkanolamintitanat, f.eks. titanbis(trietanolamin)diisopropoksyd eller en alkoksytitanforbindelse som ikke er et chelat så som tetra(isopropyl)titanat eller tetrabutyltitanat. Slike titanforbindelser inneholdende alkoksygrupper bundet til titan trenger ikke å virke som katalysatorer alene, siden titanalkoksydgruppen er hydrolyserbar og katalysatoren kan bli bundet til herdet silan eller siloksan ved Si-O-Ti-bindinger. Tilstedeværelse av slike titangrupper i det herdede produktet kan være fordelaktige for å gi til og med høyere varmestabilitet. Titanforbindelsen kan f.eks. bli anvendt ved 0,1 til 5 vekt-% av bindemidlet. Tilsvarende alkoksidforbindelser av zirkonium eller aluminium er også nyttige som katalysatorer.

En alternativ katalysator er et nitrat av et polyvalent metallion så som kalsiumnitrat, alumi-niumnitrat, sinknitrat eller strontiumnitrat. Kalsiumnitrat har blitt foreslått som en katalysator for

aminherding av epoksyharpikser, men er aldri blitt foreslått for herding av silan- eller siloksanmate-rialer. Vi har overraskende oppdaget at kalsiumnitrat er en effektiv katalysator for herding av Si-O-Si-kondensasjonen av et silan eller siloksan inneholdende minst to alkoksygrupper bundet til silisi-um med Si-O-C-bindinger, når sammensetningen også innbefatter et organisk amin. Kalsiumnitrat blir fortrinnsvis anvendt i dets tetrahydratform, men andre hydrerte former kan bli anvendt. Nivået av kalsiumnitratkatalysator som er nødvendig er generelt ikke mer enn 3 vekt-% av bindemidlet, f.eks. 0,05 til 3 vekt-%. Belegg herdet ved anvendelse av kalsiumnitratkatalysator er spesielt mot-standsdyktig for gulning ved eksponering for sollys.

Et annet eksempel på en egnet katalysator er en organotinnforbindelse, f.eks. en dialkyl-tinndikarboksylat, så som dibutyltinndilaurat eller dibutyltinndiacetat. En slik organotinnkatalysator kan f.eks. bli anvendt ved 0,05 til 3 vekt-% av bindemidlet av beleggsammensetningen.

Andre forbindelser effektive som katalysatorer i beleggsammensetninger ifølge oppfinnelsen er organiske salter, så som karboksylater av vismut, f.eks. vismuttris(neodekanoat). Organiske salter og/eller chelater av andre metaller så som sink, aluminium, zirkonium, tinn, kalsium, kobolt eller strontium, f.eks. zirkoniumacetylacetonat, sinkacetat, sinkacetylacetonat, sinkoktonat, stanno-oktoat, stannooksalat, kalsiumacetylacetonat, kalsiumacetat, kalsium-2-etylheksanoat, koboltnafte-nat, kalsiumdodekylbenzensulfonat eller aluminiumacetat, kan også være effektive som katalysatorer.

Beleggsammensetninger ifølge oppfinnelsen kan inneholde én eller flere ingredienser. De kan f.eks. inneholde én eller flere pigmenter, f.eks. titandioksyd (hvitt pigment), farvede pigmenter, så som gult eller rødt jernoksyd eller et ftalocyaninpigment og/eller én eller flere styrkningspigmen-ter, så som glimmer jernoksyd eller krystallinsk silka og/eller én eller flere antikorrosive pigmenter så som metallisk sink, sinkfosfat, wollastonitt eller et kromat, molybdat eller fosfat og/eller et fyll-stoff p igment så som baritter, talk eller kalsiumkarbonat. Sammensetningen kan inneholde et for-tykningsmiddel, så som finpartikkelsilika, bentonittleire, hydrogenert lakserolje eller en polyamid-voks. Sammensetningen kan også inneholde et plastifiseirngsmiddel, pigmentdispergeringsmiddel, stabiliseringsmiddel, strømningshjelpemiddel eller fortynningsoppløsningsmiddel.

Beleggsammensetningene ifølge oppfinnelsen blir generelt herdet ved omgivelsestemperatur, f.eks. 5 til 30 °C, og er derfor egnet for anvendelse på store strukturer hvor varmeherdig er upraktisk. Beleggsammensetningene ifølge oppfinnelsen kan alternativt bli herdet ved forhøyede temperaturer, f.eks. fra 30 til 50 °C opptil 100 til 130 °C, for å påskynde herdingen. Hydrolyse av silisiumbundne alkoksygrupper avhenger av tilstedeværelse av fuktighet og i nesten alle klimaer er atmosfærisk fuktighet tilstrekkelig, men en kontrollert mengde fuktighet må kanskje bli tilsatt til be-legget når det herdes ved forhøyet temperatur, eller når herdingen er ved beliggenheter med meget lav fuktighet (ørken). Vann blir fortrinnsvis pakket separat fra en hvilken som helst forbindelse eller polymer inneholdende silisiumbundne alkoksygrupper.

Beleggsammensetningene ifølge oppfinnelsen kan generelt bli anvendt som siste belegg og/eller primerbelegg. Beleggsammensetningene inneholdende en relativt høy andel polysiloksan har en meget blank overflate som blir opprettholdt meget bra ved eksponering for vær og UV. De er spesielt egnet for beleggsubstrater som blir eksponert for vær, f.eks. sollys, i lange perioder før påføring av nytt belegg. De høyeste nivåer av blankhet kan bli oppnådd dersom beleggsammensetningen innbefatter et organisk oppløsningsmiddel (tynner), så som xylen, til tross for at anvendelse av oppløsningsmidlet ikke generelt er nødvendig i beleggsammensetninger ifølge oppfinnelsen, som kan utgjøre 100 % faststoffbelegg som har et meget lavt målt innhold av flyktige organiske stoffer. Beleggsammensetningen kan inneholde en alkohol, f.eks. etanol eller butanol, fortrinnsvis pakket med alkoksysilylfunksjonell komponent, for å forlenge oppbevaringstiden og kontrollere innledende hastighet på herdingen. Et siste ("finish") belegg ifølge oppfinnelsen kan bli påført over forskjellige primerbelegg, f.eks. uorganisk sinksilikat eller organiske sinkrike silikatpri- mere og organiske, f.eks. epoksyharpiks, primere inneholdende sinkmetall, korrosjonsinhiberende, metallflak eller barrierepigmenter. Beleggsammensetningen ifølge oppfinnelsen har spesielt god adhesjon til uorganiske sinksilikatbelegg uten å måtte behøve et intermediært feste ("tie") -belegg, eller slør ("mist") -belegg. En "finish"-beleggsammensetning ifølge oppfinnelsen kan også bli påført direkte over aluminium eller sink "metallspray" -belegg, i hvilket tilfelle det virker som et forseglings-middel og også som et toppbelegg, eller over galvanisert stål, rustfritt stål, aluminium eller plast-overflater, så som glassfiberforsterket polyester eller et polyestergelbelegg. Beleggsammensetningen kan for eksempel bli anvendt som et "finish"-belegg på bygninger, stålstrukturer, biler, fly og andre fremkomstmidler, og generell industriell maskineri og tilbehør. "Finish"-belegningen kan bli pigmentert eller kan være et klart (ikke-pigmentert) belegg, spesielt på biler og yachter. Beleggsammensetningen kan bli påført direkte til preparert karbonstål som en primer/finish.

Beleggsammensetningen ifølge oppfinnelsen kan alternativt bli anvendt som et beskyttende primerbelegg, spesielt på ståloverflater, for eksempel broer, rørledninger, industrielle fabrikker eller bygninger, olje- og gassinstallasjoner, eller skip. For denne anvendelsen blir den generelt pigmentert med antikorrosive pigmenter. Den kan for eksempel bli pigmentert med sinkstøv, og beleggene ifølge oppfinnelsen har en lignende antikorrosiv yteevne i forhold til kjente sinksilikatbelegg, men er mindre motstandsdyktige mot slamsprekking, og kan lett bli overbelagt, spesielt med en polysiloksanfinish, for eksempel et finishbelegg ifølge foreliggende oppfinnelse. Primerbe-leggsammensetninger ifølge oppfinnelsen kan bli anvendt som opprettholdelses- og repareringsbe-legg på ikke-perfekte overflater, så som aldret, sandblåst ("blasted") stål eller "ginger" (stål som er blitt blåst og som har begynt å ruste i små flekker), håndpreparert, forvitret stål og eldet belegg.

I tillegg til fremragende motstand mot UV-forvitring, har beleggene produsert fra sammensetningene ifølge oppfinnelsen god fleksibilitet og adhesjon overfor de fleste overflatene og har høyere varmeresistens (opptil 150 °C og vanligvis opptil 200 °C) enn de fleste organiske beleggene.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet med referanse til følgende eksempler, som er ment å illustre-re oppfinnelsen.

I eksemplene har "pbw" betydningen "vektdeler".

Eksempler

Eksempel 1 (preparering av polymer)

En akrylisk polymer ble fremstilt i en reaksjonsbeholder utstyrt med en mekanisk rører, et nitrogeninnførselsrør, en temperaturkontrollinnretning, en reflukskondensator og innførselsrør for tilsetning av reagenser i løpet av reaksjonen. Et polysiloksan (Dow Corning DC 3074) ble tilført beholderen og oppvarmet til 140 °C med omrøring under nitrogen. En blanding av butylakrylat, glycidylmetakrylat, metylmetakrylat og en initiator (di-tert-butylperoksyd = Trigonox B) ble tilsatt over en periode på 4 timer. Når tilsetningen var fullført, ble temperaturen opprettholdt ved 140 °C i 2 timer. Deretter ble produktet avkjølt før det ble fjernet fra reaksjonsbeholderen. Viskositeten til det oppnådde produktet ble målt ved 25 °C ved anvendelse av et Brookfield 1000 CAP- viskosimeter utstyrt med en nr. 6-kjegle. Detaljer angående formuleringen og dens egenskaper er angitt i tabell 1.

Eksempel 2 (preparering av polymer)

En akrylisk polymer ble fremstilt ved anvendelse av metoden i eksempel 1 og reaksjonen ble utført ved omtrent 150 °C. Detaljer angående formuleringen og dens egenskaper er gitt i tabell 1.

Eksempler 3- 18 (preparering av polymer)

Forskjellige akryliske polymerer ble preparert ved anvendelse av metoden i eksempel 1. Detaljer angående formuleringen og dens egenskaper er gitt i tabell 1.

Eksempel 19 (preparering av polymer)

En akrylisk polymer ble fremstilt ved anvendelse av metoden i eksempel 1, idet reaksjonen ble utført ved omtrent 114 °C. Trigonox 42S i 5 vektdeler av xylen ble anvendt som initiator. Detaljer angående formuleringen og dens egenskaper er gitt i tabell 1.

Eksempel 20 (preparering av polymer)

En akrylisk polymer ble fremstilt ved anvendelse av metoden i eksempel 1, idet reaksjonen ble utført ved 85 °C. Trigonox 141 i 5 vektdeler av xylen ble anvendt som initiator. Detaljer angående formuleringen og dens egenskaper er gitt i tabell 1.

Eksempel 22 (beleggsammensetning)

En beleggsammensetning ble fremstilt ved anvendelse av polymer 1 blanding av polymer 1 og pigment (titandioksid) ved anvendelse av en dispenser med høy hastighet. Xylen ble tilsatt for å redusere viskositeten av blandingen under 10 poise. Et herdemiddel (3-aminopropyltrietoksysilan) og en katalysator (dibutyltinndiacetat) ble tilsatt og blandingen ble omrørt for hånd før den ble på-ført til testpaneler. Detaljer angående formulering av beleggsammensetningen og dens viskosi-tetsegenskaper er angitt i tabell 2.

Eksempel 22 (beleggsammensetning)

En beleggsammensetning ble fremstilt ved anvendelse av polymer 2 ved blanding av polymer 2 og titandioksid ved anvendelse av en dispenser med høy hastighet. Xylen ble tilsatt for å redusere viskositeten av blandingen under 10 pois. Et herdemiddel (3-aminopropyltrietoksysilan) og en katalysator (vismutneodekanoat) ble tilsatt og blandingen ble omrørt for hånd før den ble påført til testpaneler. Detaljer angående formulering av beleggsammensetningen og dens viskosi-tetsegenskaper er angitt i tabell 2.

Eksempler 23 - 38 (beleggsammensetning)

Beleggsammensetninger ble fremstilt ifølge prosedyren i eksempel 21 ved anvendelse av polymerene 3-18. Detaljer angående formulering av beleggsammensetningene og deres viskosi-tetsegenskaper er gitt i tabell 2.

Noen av testpanelene ble bestrålt med UV-A- eller UV-B-bestråling under akselererte testbetingelser. De viste en glans ("gloss") -retensjon på omtrent 90 % etter 200 dager med UV-A-bestråling. Dette er en vesentlig forbedring sammenlignet med beskyttende belegg kjent innenfor fagområdet basert på polysiloksanformuleringer. Panelene viste en glansretensjon på omtrent 40 % etter 200 dager med UV-B-bestråling. Dette er også en vesentlig forbedring sammenlignet med beskyttende belegg kjent innenfor fagområdet basert på polysiloksanformuleringer, som viseren glansretensjon betraktelig under 10 % ved UV-B-bestråling i en slik tidsperiode.

Claims

1. Beleggsammensetning herdende ved omgivelsestemperatur,karakterisert vedat den omfatter en polysiloksan med formel

hvor hver R1 er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl-, aryl- og alkoksygrupper som har opptil seks karbonatomer, reaktive glycidoksygrupper og OSi(OR3)3-grupper, hvor hver R3 har uavhengig den samme betydningen som R1, hver R2 er valgt fra gruppen bestående av hydrogen- og alkyl- og arylgrupper med opptil seks karbonatomer, og hvor n er valgt slik at molekylvekten av polysiloksaner er i området på fra 500 til 2000, en glycidyl-funksjonell akrylisk polymer oppnådd ved polymerisering i nærvær av et re aktivt fortynningsmiddel, og et herdemiddel.

2. Beleggsammensetning herdende ved omgivelsestemperatur, karakterisert vedat den omfatter en polysiloksan med formel

hvor hver R<1>er uavhengig valgt fra gruppen bestående av alkyl-, aryl- og alkoksygrupper som har opptil seks karbonatomer, reaktive glycidoksygrupper og OSi(OR3)3-grupper, hvor hver R3 har uavhengig den samme betydningen som R1, hver R2 er valgt fra gruppen bestående av hydrogen- og alkyl- og arylgrupper med opptil seks karbonatomer, og hvor n er valgt slik at molekylvekten av polysiloksaner er i området på fra 500 til 2000, en glycidyl-funksjonell akrylisk polymer, - og et herdemiddel, idet nevnte beleggsammensetning har et faststoff innhold på mer enn 70 vekt-%.

3. Beleggsammensetning ifølge krav 2, karakterisert vedat den glycidyl-funksjonelle akryliske polymeren blir oppnådd ved en polymerisasjon i nærvær av et reaktivt fortynningsmiddel.

4. Beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1til 3,karakterisert vedat den glycidyl-funksjonelle akryliske polymeren blir oppnådd ved polymerisasjon i polysiloksan.

5. Beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1til 4, karakterisert vedat polysiloksan er et alkoksysilyl-funksjonelt polysiloksan.

6. Beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene,karakterisert vedat den glycidyl-funksjonelle akryliske polymeren blir oppnådd ved polymerisering av en blanding omfattende glycidylmetakrylat og butylakrylat.

7. Beleggsammensetning ifølge krav 6, karakterisert vedat blandingen videre omfatter metylmetakrylat.

8. Beleggsammensetning ifølge krav 6, karakterisert vedat blandingen omfatter 15 til 75 vekt-% glycidylmetakrylat, 0 til 60 vekt-% metylmetakrylat og 30 til 85 vekt-% butylakrylat.

9. Beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene,karakterisert vedat sammensetningen omfatter fra 45 til 75 vekt-% polysiloksan fra 20 til 45 vekt-% glycidyl-funksjonell akrylisk polymer, og fra 4 til 11 vekt-% av herdemiddelet, idet vekt-% blir beregnet på grunnlag av vekten til beleggsammensetningen.

10. Beleggsammensetning ifølge krav 9, karakterisert vedat sammensetningen omfatter fra 60 til 70 vekt-% polysiloksan, fra 20 til 30 vekt-% glycidyl-funksjonell akrylisk polymer, og fra 7 til 11 vekt-% av herdemiddelet, idet vekt-% blir beregnet på grunnlag av vekten til beleggsammensetningen.

11. Anvendelse av en beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene som et beskyttende belegg.

12. Anvendelse av en beleggsammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10 for belegging ved omgivelsestemperatur av større strukturer så som skip, broer, bygninger, industrielle anlegg eller oljerigger.