NO830824L - Belagt konstruksjon for bruk i ferskvann - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en struktur for bruk i ferskvann, som har overflaten i det minste delvis dekket med ett eller flere lag, og en fremgangsmåte for å tilveiebringe en slik belagt konstruksjon for bruk i ferskvann.

Med den neddykkede overflate av en konstruksjon for bruk i ferskvann skal ifølge denne beskrivelse og krav forstås den overflate eller overflater som er i kontakt med ferskvann.

Med ferskvann skal ifølge denne beskrivelse og krav forstås enhver type vann, vandige løsninger, vandige emul-sjoner eller vandige suspensjoner som ikke er sjøvann eller basert på sjøvann. Som eksempler kan nevnes vann i sjøer, elver, kanaler, sluser, akvedukter, avløpsrenner, vannledninger, fisketanker, fiskedammer, hagedammer, svømme-basseng, avløpsrør, rørr emuls jonstanker og kjøletårn.

Som ferskvannstrukturer skal ifølge denne beskrivelse og krav betraktes alle kunstige installasjoner som kan komme i eller virkelig er i kontinuerlig kontakt med ferskvann. Som eksempler kan nevnes bekledningsmurer langs bredder, påler, dammer, vannledninger, fisketanker, fiskedammer, fiskegarn, hagedammer, svømmebasseng, skip, rør-ledninger, rør, avløpsrør, akvedukter, avløpsrenner, kjøle-tårn og undervannsmerker.

Strukturoverflater som er utsatt for ferskvann, blir lett forurenset, noe som kan forårsakes av avsetning av klebrige materialer som er tilstede i ferskvannet og/eller organismer som gror, dvs. ugress, gress, alger og skjell.

På grunn av avsetninger og organismer som kleber seg til overflaten, er rensingen av denne ofte vanskelig og kan bare oppnås med stor møye, slik som ved skrubbing og lign-ende. En annen ting er at forurensingen ofte opptrer på plasser som bare er vanskelig tilgjengelige.

Det er nå funnet en belegning som forebygger foru-rensning i stor grad, og fra hvilken avsetninger og organismer lett kan fjernes, f.eks. ved å vaske med vann.

Følgelig angår oppfinnelsen en konstruksjon for bruk

i ferskvann med en overflate som i det minste delvis er dekket med ett eller flere lag, idet det ytterste lag

består av en vulkanisert silikongummi og en flytende forbindelse.

Det vil forstås at det ytterste lag er det lag som

er i kontakt med ferskvannet når strukturen er i bruk. Selv om ikke hele overflaten behøver å være dekket med laget ifølge oppfinnelsen, foretrekkes det at overflaten av konstruksjonen for bruk i ferksvann er dekket for største delens vedkommende og helst fullstendig med et ytterlag som består av vulkanisert silikongummi og en flytende forbindelse.

Vulkaniserte silikongummier kan fremstilles av organo-polysiloxaner (også kalt silikongummier) som består av alternerende atomer av silisium og oxygen som en polymerisk ryggrad med organiske grupper bundet til silisiumatomene på den polymeriske ryggrad. Vulkanisert silikongummi fremstilles ved varmebehandling med forskjellige katalysatorer (som peroxyder), eller ved strålebehandling av silikongummi.

Vulkaniserte silikongummier kan også fremstilles ved å vulkanisere ved passende temperaturer silikongummier som inneholder silanol-endegrupper (de såkalte RTV-gummier) . Bruken av RTV-gummi er foretrukket for å fremstille vulkaniserte silikongummier ifølge oppfinnelsen. For å fremstille en vulkanisert silikongummi fra en RTV-gummi finnes det to fremgangsmåter.

I det såkalte to-pakke-system blandes RTV-gummien

med et tverrbindende middel, vanligvis ethylsilicat, og hvis ønsket, med fyllmiddel, pigmenter, osv. Like før bruk blandes en egnet katalysator (vanligvis et organisk tinn-salt) som dibutyltinndilaurat eller tinnoctoat), og tverrbindingen starter øyeblikkelig. Det er også mulig å tilsette det tverrbindende middel og/eller de øvrige ønskede materialer helt eller delvis i blanding med katalysatoren til RTV-gummien som skal vulkaniseres. Oppløsningsmidler kan også være tilstede i den ene av eller begge komponentene (RTV-gummi og katalysator) som skal blandes.

I et én-pakke-system reagerer en RTV-gummi med en forbindelse med generell formel RSiX^, hvor R står for hydrocarbyl (generelt methyl), og X for en hydroxylgruppe eller en gruppe som inneholder en hydrolyserbar oxygen-binding (f.eks. acetoxy) eller for en aminogruppe eller en gruppe som inneholder en hydrolyserbar nitrogenbinding (f.eks. acylamido eller ketoxim), eller for en annen re-aktiv gruppe. Løsningsmidler, katalysatorer og/eller fyll-materialer, pigmenter osv. kan også være tilstede i én-pakke-systemet, som må beskyttes mot fuktighet. Tverrbinding skjer når pakkesysternet kommer i kontakt med vann, f.eks. kommer i kontakt med fuktig atmosfære.

Samtlige,eller den overveiende del, av de organiske grupper som er bundet til silikonatomene i den polymeriske ryggrad av silikongummier som blir benyttet for å fremstille silikongummi ifølge oppfinnelsen, kan hensiktsmessig være hydrocarbylgrupper (spesielt methylgrupper). De øvrige kan f.eks. være ethyl-, fenyl- eller substituert-hydrocarbylgrupper som f.eks. klorfenyl-, fluorpropyl- eller cyano-ethylgrupper.

Foretrukne er de nevnte organiske grupper, som er bundet til silikonatomene av den polymere ryggrad av silikon-gummiene som benyttes ved fremstilling av silikongummi ifølge oppfinnelsen, er silikonfrie segmenter som består av periodisk tilbakevendende enheter.

De nevnte silikonfrie segmenter som består av periodiske enheter (heretter omtalt som segmenter) kan bestå av flere forskjellige typer periodiske enheter. Fortrinnsvis er molekylvekten av hver periodisk enhet minst 30, spesielt minst 50. (Med molekylvekt menes vektforholdet mellom en enhet og et hydrogenatom). Segmentene kan f.eks. bestå av polymerisasjonsprodukter av 1,2-epoxyder, som alkylenoxyder, eller bestå av kondensasjonsprodukter av 1,2-epoxyder og dihydroxyforbindelser, som bisfenoler, f.eks. kondensasjonsprodukter av epiklorhydrin og 2,2- (4-hydroxy f enyl) propan. Segmenter som helt eller delvis stammer fra epoxyder, er egnede å binde til silisiumatomer som er tilstede i silikongummien, ved hjelp av en oxyfenylen- eller en aminofenylengruppe, hvor fenylengruppen er bundet til et silisiumatom bg oxygenatomet, respektive nitrogenatomet, er bundet til segmentet som stammer fra et epoxyd.

Andre eksempler på segmenter er de som er avledet

fra urethanbaserte enheter. De kan meget enkelt fremstilles ved polyaddisjon av di-isocyanater som toluen-di-isocyanat og/eller hexanmethylen-di-isocyanat og dihydroxyforbindelser, som dihydroxypolyestere eller dihydroxypoly-ethere. Polyurethansegmenter bindes lett til silisiumatomer i silikongummien ved hjelp av en oxyfenylengruppe eller en aminofenylengruppe, i hvilke grupper fenylengruppen er bundet til et silisiumatom og oxygenatomet, respektive nitrogenatomet er bundet til polyurethansegmentet.

Det er fordelaktig at segmentene er polymeriske segmenter og består av periodiske enheter dannet ved polymerisasjon av forbindelser som inneholder ethylenisk umettethet. Egnede segmenter av denne type er bundet til silisiumatomer i silikongummien via alkylen- eller alkylidengrupper, spesielt methylengrupper.

Segmentene lar seg hensiktsmessig fremstille ved å pode dem på den vulkaniserte silikongummi, eller de kan være tilstede i organopolysiloxanet fra hvilket silikongummien er blitt fremstilt ved vulkanisering. Det er også mulig å utføre vulkaniseringen av det organiske polysiloxan og podingen samtidig.

Det foretrekkes at det ytterste lag er fremstilt ved å vulkanisere et organopolysiloxan som inneholder segmenter bestående av periodiske enheter, og hvor enhetene er avledet fra monomerene som inneholder ethylenisk umettethet.

Segmenter som er bundet via alkylen- eller alkylidengrupper til et silisiumatom i det organiske polysiloxan, tilveiebringes fortrinnsvis ved å pode organopolysiloxan-skjeletter som inneholder alkylgrupper bundet til et silisiumatom, med podningskomponenter som inneholder ethylenisk umettethet. De nevnte alkylgrupper er best egnet når de ikke inneholder mer enn 4 carbonatomer, idet methylgruppen foretrekkes. Organopolysiloxa.nskjelettene, hvor segmentene skal podes på, kan selvsagt ved siden av alkylgrupper inneholde andre grupper, som f.eks. fenylgrupper, substituerte fenylgrupper, vinylgrupper, halogen (f.eks. klor og/eller fluor), halogeninneholdende grupper (f.eks. halogenalkyl- grupper), osv. Organopolysiloxanskjelettet består hensiktsmessig av polydimethylsiloxan.

Fordi organopolysiloxanene som inneholder segmenter skal vulkaniseres, må de ha visse grupper som gjør dem egnet for vulkanisering. Det er gunstig at nevnte grupper allerede er tilstede i organopolysiloxanene til hvilke segmentene skal podes.

Poding av forbindelser med ethylenisk umettethet til organopolysiloxanskjelettene kan utføres etter en hvilken som helst metode. Fortrinnsvis utføres podingen ved polymerisasjon, ved hjelp av en -fri-radikal- initiator, av forbindelser med ethylenisk umettethet som er egnet for denne type polymerisasjon (kalles også monomerer). Monomerene velges fortrinnsvis fra umettede alifatiske hydrocarboner, umettede halogenerte hydrocarboner, vinylaromatiske forbindelser, umettede syrer eller estere, umettede amider, umettede nitriler eller enhver blanding av to eller flere av disse. Eksempler er hydrocarboner med lav molekylvekt som f.eks. ethylen, propylen, butylen, isobutylen, vinyl-halogenider som vinylklorid og vinylfluorid, vinylestere av organiske syrer som vinylacetat, styren, ringsubstituerte styrener og andre vinylaromater som vinylpyridin og vinyl-haftalen, acrylsyre og methacrylsyre og derivater av disse inklusive saltene, esterene, amidene, methacrylonitril og acrylonitril, acrolein og methacrolein, N-vinyl-forbindelser som :N-viny3carbazol, N-vinylpyrrolidon og N-vinylcaprolactam.

Di-substituerte ethylenderivater, som også er meget velegnede, er vinylidenklorid, vinylidenfluorid, vinyliden-cyanid, maleinsyreanhydrid, estere av fumar- eller malein-syre og stilben. Monomerene kan benyttes enkeltvis eller to eller flere sammen.

Fortrinnsvis består i det minste en del av monomerene som har ethylenisk umnttethet, av umettede syrer eller derivater, spesielt estere. Det er meget fordelaktig at i det minste en del av monomerene består av estere av acrylsyre og/eller methacrylsyrer og monovalente alkoholer. Eksempler på disse estere er methylmethacrylat, . ethyMeth-acrylat, propylmethacrylat, butylmethacrylat, meth<y>lacrvlat

ethylacrylat, propylacrylat og spesielt butylacrylat.

Det er ofte en fordel at i det minste en del av monomerene består av styren.

Det foretrekkes av de polymeriske segmenter er utledet

•;fra både buty lacrylat og styren.

Av fri - radikal - initiatorer, som er velegnet for å pode monomerene på organopolysiloxanene,er hydroperoxyder,

som t-butylhydroperoxyd, cumenhydroperoxyd, dialkylperoxyder, som di-t -butylperoxyd, perestere, slik som t -butylperbenzoat. Benzoylperoxyd og azo-isobutyronitril kan også benyttes som fri radikal initiatorer.

Segmentenes lengde og antall vil avhenge av podebe-tingelsene, som temperatur, konsentrasjon av monomerer, for-hold mellom momomerer og organopolysiloxanene, mengden av fri-radikal-initiatorer. Disse betingelser kan variere innen vide grenser.

Vektprosenten av segmentene er fortrinnsvis fra 20 til 80, spesielt fra 30 til 60 (kalkulert ut fra den endelige vulkaniserte silikongummien).

Vulkaniseringen av organopolysiloxanene som inneholder segmenter, utføres hensiktsmessig etter at nevnte organopoly-siloxaner er blitt påført overflaten av konstruksjonen for bruk i ferskvann.

En flytende organisk forbindelse ifølge oppfinnelsen

er en gassformig eller væskeformig forbindelse. Den flytende forbindelse blandes med den vulkaniserte silikongummi i det ytterste lag ifølge oppfinnelsen, og kan sive ut av dette når den utsettes for ferskvannsomgivelser.

Det foretrekkes at den flytende forbindelse er ikke-giftig. Dette betyr at den flytende forbindelse hverken oppviser giftighet mot organismer som kan være tilstede i ferskvann (f.eks. fisk), eller mot orqanismer som kan ut-vikle seq på overflaten av konstruksjonen for bruk i ferskvann, f.eks. alqer oq qress. Det foretrekkes at den flytende forbindelse er en metallfri orqanisk forbindelse, som fortrinnsvis ioå den ene side er i væsketilstand ved tempera-turene som råder i ferskvannet som konstruksjonen kommer i kontakt med, men på den annen side ikke er flvktiq ved vanliqe omgivelsestem<p>eraturer. Ifølqe dette er det for-delaktiq at nevnte væske har et kokepunkt ved atmosfærisk trykk på minst 250°C. Fortrinnsvis påføres den flytende forbindelse konstruksjonen for bruk i ferskvann i blanding med silikongummien som skal vulkaniseres, og følgelig

er det fordelaktig at den er forlikelig med denne, slik at en homogen blanding kan fremstilles av silikongummien som skal vulkaniseres og den flytende forbindelse som skal innblandes. Ingen signifikant korttids faseseparasjon må inntre før vulkaniseringen, selv om langsom frigjøring av den flytende forbindelse fra den vulkaniserte silikongummien, spesielt utsondring, kan skje og ansees å være fordelaktig.

For å fremme dispergeringen av den flytende forbindelse i silikongummien som , skal vulkaniseres, er det fordelaktig at et dispergeringsmiddel er tilstede i blandingen.

Foretrukne flytende forbindelser som skal være tilstede i det ytterste lag av konstruksjonen for. bruk i ferskvann, er silikonvæsker som er definert som polydihydrocarbyl-siloxaner (hvor hydrocarbylgruppene kan være substituert med heteroatomer). Hydrocarbylgruppene kan være alkylgrupper (spesielt methylgrupper), eller alle eller en del av disse kan være arylgrupper (spesielt fenylgrupper). Silikonvæsker hvor hydrocarbylgruppene består delvis"av methylgrupper og delvis fenylgrupper, er meget egnede.

Av andre flytende forbindelser som er velegnede i

det ytterste lag på konstruksjonen for bruk i ferskvann,

er hydrocarboner. Som eksempler kan nevnes mineraloljer og fraksjoner av disse, spesielt smøreoljer slike som tekniske hvite oljer.

Av andre typer hydrocarboner som hensiktsmessig kan benyttes som flytende forbindelser,er lawolekylære polydiener, som polybutadien og polyisopren og spesielt polyolefiner med lav molekylvekt (f.eks. med en molekylvekt opp til ca. 5 000) slike som ethylen/propylen-copolymerer og spesielt polyisobuten, fortrinnsvis med en molekylvekt fra 300 til 500.-

Den flytende forbindelse kan også bestå av forbindelser som er angitt som myknere. Som eksempel på myknere kan nevnes estere av carboxylsyrer, f.eks. fettsyrer som laurylsyre og stearinsyre, estere av di-carboxylsyrer som adipinsyre, axelainsyre, sebacinsyre, fthalsyre (f.eks. dinonylfthalat) og estere av polyhydroalkoholér som ery-tiixitol. Esterene kan også inneholde heteroatomer og/eller heterogrupper i sine hydrocarbonkjeder, som kan inneholde f.eks. hydroxylgrupper og/eller halogenatomer som klor eller fluor, eller bestå av perfluorerte carbonkjeder.

Andre typer myknere som kan benyttes, er fosforinne-holdende forbindelser som estere av fosforsyrer, spesielt fosfor(V)-syrer (f.eks. tricresylfosfat).

Myknere som består av halogenerte hydrocarboner, som klorerte eller fluorerte hydrocarboner er også egnede.

Andre typer egnede forbindelser er lavmolekylære poly-isocyanater, polyurethaner og polyepoxyder, f.eks. poly-ethylenoxyd, polypropylenoxyd og copolymerer av ethylen-oxyd og propylenoxyd og andre oxyraner.

Det vil forståes at de flytende forbindelser som kan benyttes ifølge oppfinnelsen, ikke er begrenset til de typer forbindelser som er beskrevet ovenfor. Enhver flytende forbindelse som til en viss grad er forenlig med silikongummien kan benyttes.

I tilfelle den flytende forbindelse er forenlig med silikongummien bare i mengder som ikke er tilstrekkelige til å sikre en lang periode med antitilsmussingsaktivitet, kan den flytende forbindelse hensiktsmessig innlemmes i silikongummien i en innkapslet form. Materialet som brukes til innkapslingen skal være langsomt gjennomtrengelig for den innkapslede flytende forbindelse, slik at en lav konsentrasjon av denne forbindelse i silikongummien opprett-holdes og muliggjør en utsondring av den flytende forbindelse fra silikongummien. Det innkapslede materiale består hensiktsmessig helt eller delvis av en polymer og kan f.eks. være en silikongummi eller andre typer av gummiaktig materiale eller kan være basert på polyester, polyurethan, cellulosederivater eller ethvert annet egnet polymert materiale som tillater en langsom frigjøring av den innkapslede væske fra silikongummien.

Mengden av den flytende forbindelse som er tilstede, kan variere innen vide grenser. Mengder fra 0,1 til 100 vektdeler på 100 vektdeler vulkanisert silikongummi er meget egnet.

Fortynningsmidler for de flytende komponenter kan selvsagt være tilstede i lagene ifølge oppfinnelsen.

Hvis ønsket kan også materialer som øker styrken av silikongummi innlemmes. Som eksempler kan nevnes fibrøse materialer (f.eks. glassfibre, glåssflak.eller nylonfibre) og pulveriserte polymerer som polytetrafluorethylen. Pigmenter kan også innlemmes.

Hvis ønsket kan fluoreserende forbindelser også bli inkorporert for å avmerke deler av eller steder på konstruksjonen for bruk i ferksvann.

Den flytende forbindelse påføres hensiktsmessig overflaten av konstruksjonen for bruk i ferskvann i sammen-blanding med silikongummien som skal vulkaniseres, og den sistnevnte vulkaniseres in situ. Av den grunn bør den flytende forbindelse som skal benyttes, være av en slik struktur at den ikke eller bare i ubetydelig grad tar del i reak-sjonene som fører til fornetning av silikongummien for å danne en vulkanisert silikongummi.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for tilvirk-ning av en belagt konstruksjon for bruk i ferskvann, ved hvilken man belegger minst en del av den ytre overflate av konstruksjonen for bruk i ferskvann ved å påføre en blanding som består av en silikongummi og en flytende forbindelse, og så vulkanisere silikongummien.

Ifølge oppfinnelsen kan det ytterste lag påføres overflaten av konstruksjonen for bruk i ferskvann med hvilken som helst egnet metode, som påføring med kost, spraying o.l.

Overflaten som skal belegges ifølge oppfinnelsen, kan være forbehandlet for å øke adhesjonen av belegget ifølge oppfinnelsen, f.eks. ved sandblåsing og/eller grunnmaling og/eller påføring av et klebende lag. Andre belegg kan også være blitt påført, f.eks. et anti-korrosivt belegg og/eller anti-smuss belegg av tidligere type.

Det er likeledes mulig å påføre et belegg ifølge oppfinnelsen på den ytre overflate av konstruksjonen for bruk i ferskvann, ved å påføre nevnte ytre overflate et ark som kan være fleksibelt, og som har et ytre lag bestående av en vulkanisert silikongummi og en flytende forbindelse. Fleksible ark består hensiktsmessig av et vevet stoff av f.eks. glass-, nylon-, polypropylen- eller polyestergarn, eller en sterk plastfilm av f.eks. orientert polyester eller polypropylenfilm. Arket kan med fordel festes til konstruksjonen for bruk i ferskvann, f.eks. ved hjelp av klemmer, slangeklemmer eller rammer.

Eksempel

Den tørre betongoverflate av en ferskvannsørrettank ble grunnmalt med en kommersiell grunning og deretter dekket med en nypreparert blanding av 100 vektdeler av et kommer-sielt organopolysiloxan med silanolendegrupper som inne-holdt podede polymeriske segmenter basert på styren (omkring 20 - 25 volum%) og butylacrylat (omkring 30-40 volum%), 20 vektdeler av en silikonolje (dimethylpolysil-oxan^ 4 vektdeler av en katalysator som besto av en blanding av et tinnsalt og ethylsilikat, et grønt pigment og 2 0 vektdeler lavtkokende hydrocarboner som et fortynnings-middel. Belegget ifølge oppfinnelsen ble dannet in situ ved vulkanisering av organopolysiloxanene; de lavtkokende hydrocarboner fordampet. Tanken ble fylt med vann, og benyttet til oppdrett av ørret. Etter 4 måneder var overflaten av tanken ren.

Til sammenligning kan bemerkes at når epoxymalinger av tidligere type ble benyttet som belegg på tankens overflate, var det etter 4 måneders bruk utviklet sjøplanter og gress på overflaten av ørrettanken.

Claims (11)

1.' Belagt konstruksjon for bruk i ferskvann, karakterisert ved at overflaten av denne er i det minste delvis dekket med ett eller flere lag, hvor det ytterste lag består av en vulkanisert silikongummi og en flytende forbindelse.

2. Belagt konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den vulkaniserte silikongummi inneholder silikonfrie segmenter som består av periodiske enheter.

3. Belagt konstruksjon ifølge krav 2, karakterisert ved at det ytterste lag er blitt dannet ved vulkanisering av en organopolysiloxan som inneholder silikonfrie segmenter bestående av periodisk tilbakevendende enheter.

4. Belagt konstruksjon ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at de silikonfrie segmenter er polymere segmenter.

5. Belagt konstruksjon ifølge krav 4, karakterisert ved at de polymere segmenter er avledet fra estere av acrylsyre og/eller methacrylsyre og monovalente alkoholer og/eller styren.

6. Belagt konstruksjon ifølge krav 5, karakterisert ved at de polymere segmenter er avledet fra både butylacrylat og styren.

7. Belagt konstruksjon ifølge krav 1-6, karakterisert ved at den flytende forbindelse er en ikke-giftig metallfri organisk forbindelse.

8. Belagt konstruksjon ifølge krav 1-7, karakterisert ved at den flytende forbindelse er en væske ved de temperaturer som råder i ferskvannet, og har et kokepunkt ved atmosfærisk trykk på minst 250°C.

9. Belagt konstruksjon ifølge krav 8, karakterisert ved at den flytende forbindelse er en silikonvæske.

10. Belagt konstruksjon ifølge krav 8, karakterisert , ved at de flytende forbindelser består av én eller flere hydrocarboner.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av en belagt konstruksjon ifølge krav 1-10, karakterisert ved at den omfatter påføring av en blanding som består av silikongummi og en flytende forbindelse, på overflaten av en konstruksjon for bruk i verskvann og vulkanisering av silikongummien.