PL204149B1 - Błonotwórczy polimer, jego zastosowanie i samopolerująca farba przeciwporostowa - Google Patents

Błonotwórczy polimer, jego zastosowanie i samopolerująca farba przeciwporostowa

Info

Publication number
PL204149B1
PL204149B1 PL368858A PL36885802A PL204149B1 PL 204149 B1 PL204149 B1 PL 204149B1 PL 368858 A PL368858 A PL 368858A PL 36885802 A PL36885802 A PL 36885802A PL 204149 B1 PL204149 B1 PL 204149B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
monomers
group
carbon atoms
general formula
monomer
Prior art date
Application number
PL368858A
Other languages
English (en)
Other versions
PL368858A1 (pl
Inventor
Michel Gillard
Marcel Vos
Original Assignee
Sigma Coatings Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sigma Coatings Bv filed Critical Sigma Coatings Bv
Publication of PL368858A1 publication Critical patent/PL368858A1/pl
Publication of PL204149B1 publication Critical patent/PL204149B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy błonotwórczych polimerów i ich zastosowania w kompozycjach powłokowych, zwłaszcza w środkach błonotwórczych do samopolerujących farb przeciwporostowych. Wynalazek ujawnia także sposób regulacji szybkości erozji kopolimerów zawierających mery N-winylolaktamu (B) w połączeniu z hydrolizują cymi w wodzie morskiej grupami funkcyjnymi (A), które powstają w wyniku hydrolizy grupy kwasowej przyłączonej do szkieletu polimeru.
Osiągi statku pogarszają się, gdy organizmy morskie rosną na podwodnych częściach jego kadłuba.
Nanoszenie na kadłub farby nawierzchniowej zawierającej środki przeciwporostowe reguluje stopień porastania organizmami morskimi. Środkami przeciwporostowymi są biocydy, które uwalniane są z powierzchni farby z taką szybkością, że ich stężenie w pobliżu powierzchni jest śmiertelne dla organizmów morskich.
W GB-A-1457590 ujawniono błonotwórczy kopolimer zawierają cy 50-80% wag. monomeru triorganocynowego, który stopniowo rozpuszcza się, tak że (i) świeża powierzchnia farby przeciwporostowej jest ciągle odnawiana, oraz (ii) powierzchnia powłoki jest stale wygładzana.
Technologie na bazie hydrolizy estrowych wiązań z cyną na powierzchni środka błonotwórczego dominują na rynku od około 20 lat. Reakcja zachodzi tylko na powierzchni, gdzie procesy dyfuzji i rozcień czania są na tyle silne, aby reakcja ta mogł a przebiegać . Powstają ce produkty reakcji stanowi trwały, rozpuszczalny w wodzie metakrylowy środek błonotwórczy z bocznymi grupami karboksylowymi i tlenek tributylocyny (lub TBTO, nie jest bardzo trwały; wodorotlenek i chlorek TBT są również wymieniane jako produkty reakcji). Na skutek tego procesu warstwa powierzchniowa powłoki traci wytrzymałość. Na dodatek, stałe wyługowywanie rozpuszczalnych w wodzie pigmentów i biocydów również osłabia warstwę powierzchniową. W związku z tym powierzchnia powłoki stale ulega erozji pod wpływem sił tarcia o wodę, wywoływanych przez ruch statku.
W EP-A-0218573 ujawniono polimer do stosowania w morskich farbach przeciwporostowych. Polimer wytwarza się drogą polimeryzacji:
- 20-45% wag. monomeru A w postaci co najmniej jednej soli triorganocynowej olefinowo nienasyconego kwasu karboksylowego,
- 5-35% wag. co najmniej jednego komonomeru B wybranego z grupy obejmującej VP (winylopirolidon), VPi (winylopiperydon) i VC (winylokaprolaktam), przy czym suma A + B stanowi 40-70% wag. kompozycji polimeru, a resztę polimeru stanowią mery C co najmniej jednego metakrylanu C1-C4 alkilu i/lub styrenu.
W EP-A-131626 (M&T) ujawniono zastosowanie róż nych grup ulegających hydrolizie, zamiast grup triorganocynowych. Wśród nich ujawniono zastosowanie grup triorganosililowych. W wyniku hydrolizy wiązania estrowego (met)akrylanu triorganosililu otrzymuje się środek błonotwórczy rozpuszczalny w wodzie i nietoksyczny siloksan. Od tej pory pojawiło się szereg opisów patentowych dotyczących takiej technologii sililoakrylanowej.
W US-A-5436284 (NOF) zaproponowano zastosowanie kopolimerów monomerów trialkilosililowych i komonomerów eterowych. W EP-A-714957 (NOF) zaproponowano zastosowanie kopolimerów monomerów trialkilosililowych i komonomerów zawierających hemiacetalową grupę estrową.
W EP-A-775733 (Chugoku) zaproponowano mieszankę kopolimerów monomerów trialkilosililowych z chlorowaną parafiną. W EP-A-802243 (NOF) zaproponowano mieszankę kopolimerów monomerów trialkilosililowych z kalafonią.
W WO 91/14743 (Courtaulds) zaproponowano zastosowanie jako stabilizatora monoaminy C4+ lub czwartorzędowego związku amoniowego.
W US-A-5558996 (Fuji Photo Film Co) ujawniono jeden przykład monomerycznej kompozycji zawierającej metakrylan trimetylosililu, winylopirolidon, metakrylan etylu i β-merkaptoetanol, spolimeryzowany w celu otrzymania makromonomeru zawierającego ugrupowania kwasu karboksylowego i pirolidonu jako grupy polarne. W tym przykładzie grupę trimetylosililową zastosowano jako grupę zabezpieczającą do regeneracji grupy kwasu karboksylowego po hydrolizie kwasowej. Nie wydzielano pośredniego polimeru akrylanu sililu.
W EP-A-1127902 ujawniono nie zawierające metalu środki błonotwórcze do samopolerujących farb przeciwporostowych, wytworzone przez polimeryzację:
4-50% molowych monomerów A wybranych z grupy obejmującej estry trialkilosililowe etylenowo nienasyconego kwasu karboksylowego i ich mieszaniny;
PL 204 149 B1
3-45% molowych monomerów B wybranych z grupy obejmującej monomery N-winylolaktamowe o ogólnym wzorze CH2=CH-NR'-CO-R', N-winyloamidy o ogólnym wzorze CH2=CH-N-CO-R, monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-NR'-CO-R', monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-N-CO-R, keton 2-pirolidonowo-1-izoprenylowy oraz ich mieszaniny, gdzie
- R' oznacza n-alkiliden o 2-8 atomach wę gla,
- R jest wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkiloaryl i aryloalkil, zawierające co najwyżej 18 atomów węgla,
- R' oznacza H lub CH3,
- R oznacza n-alkiliden zawierają cy 1-8 atomów w ę gla,
- R' oznacza H lub R, a resztę merów stanowią mery C wybrane z grupy obejmującej estry etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych z C1-C18 alkoholami, styren, α-metylostyren, winylotolueny oraz ich mieszaniny.
W przeciwieństwie do ujawnienia w EP-A-1127902, stwierdzono, że środek błonotwórczy o doskonałych właściwościach użytkowych można otrzymać przy zaskakująco niskiej zawartości ulegającego hydrolizie monomeru A, pod warunkiem, że zawartość hydrofilowego monomeru B mieści się w określonych granicach. Zastosowanie tak małej ilości ulegających hydrolizie monomerów przynosi również oszczędności finansowe.
Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie środków błonotwórczych o małej zawartości monomeru ulegającego hydrolizie, które pomimo to można stosować w samopolerujących farbach.
Innym celem jest dostarczenie ulepszonych kompozycji ulegających erozji farb przeciwporostowych do stosowania jako farby nawierzchniowe na kadłuby statków.
Kolejnym celem jest dostarczenie ulepszonego polimerowego środka błonotwórczego do samopolerujących farb przeciwporostowych, który ulega hydrolizie z ustaloną szybkością w obecności wody.
Jeszcze innym celem jest dostarczenie sposobu regulacji szybkości erozji samopolerujących farb na bazie kopolimerów zawierających mery N-winylolaktamu (B) w połączeniu z ulegającymi hydrolizie monomerem funkcyjnym (A).
Wynalazek dostarcza samopolerujące polimery do farb przeciwporostowych, w przypadku których szybkość polerowania można regulować poprzez proste (1) zmienianie zawartości monomeru tak zwanego typu ulegającego hydrolizie (A) oraz typu hydrofilowego (B).
Kopolimery są rozpuszczalne w wodzie przy pewnym wystarczająco wysokim poziomie monomeru typu B. Poniżej tego poziomu polimery tracą tę właściwość, ale są w dalszym ciągu hydrofilowe.
Wynalazek wykazuje, że hydrofilowe kopolimery można, w wyniku hydrolizy, przeprowadzić w polimery rozpuszczalne w wodzie, poprzez wprowadzenie zastrzeżonych niskich poziomów (< 4%) ulegającego hydrolizie monomeru typu A.
Przedmiotem wynalazku jest błonotwórczy polimer, charakteryzujący się tym, że został wytworzony drogą polimeryzacji:
od powyżej 0 do 4% molowych co najmniej jednego etylenowo nienasyconego monomeru A, wybranego spośród pochodnych kwasu karboksylowego i sulfonowego, który może uwolnić grupę kwasową w wyniku hydrolizy w wodzie;
od 5 do 45% molowych co najmniej jednego monomeru B, wybranego z grupy obejmującej N-winylolaktamowe monomery o ogólnym wzorze CH2=CH-N-CO-R', N-winyloamidy o ogólnym wzorze CH2=CH-NR-CO-R, monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-N-CO-R', monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-NR'-CO-R, keton 2-pirolidonowo-1-izoprenylowy i ich mieszaniny, gdzie
- R oznacza H lub jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkaryl i aryloalkil, zawierający co najwyżej 18 atomów węgla,
- R' oznacza n-alkilidenyl zawierający 2-8 atomów węgla,
- R jest wybrany z grupy obejmującej rodniki alkilowy, cykloalkilowy, arylowy, alkiloarylowy i aryloalkilowy, zawierające co najwyżej 18 atomów węgla,
- R' oznacza H lub CH3,
- R oznacza n-alkilidenyl zawierający 1-8 atomów węgla,
- R' oznacza H lub R, a
PL 204 149 B1 resztę monomerów stanowią monomery C wybrane z grupy obejmującej estry etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych z C1-C18 alkoholami, styren, α-metylostyren, winylotolueny i ich mieszaniny.
Błonotwórczy polimer korzystnie charakteryzuje się tym, że monomer A jest wybrany spośród: organosililowanych karboksylanowych monomerów o ogólnym wzorze (I)
w którym każdy z R1 R2, R3, R4 i R5 oznacza niezależnie atom wodoru, alkil, alkenyl, alkinyl, alkiloksyl, aryl, aralkil lub atom fluorowca, ewentualnie podstawiony jednym lub większą liczbą podstawników niezależnie wybranych z grupy obejmującej alkil, aralkil, aryl, hydroksyl, atom fluorowca, grupę aminową i aminoalkil,
R2, R3, R4
R6 oznacza atom wodoru lub metyl, lub -CH2-COO-(SiR4R5O)n-SiR1R2R3, gdzie R1 i R5 mają wyżej podane znaczenie,
R7 oznacza atom wodoru, alkil lub -COOR9, gdzie R9 oznacza alkil, a n oznacza liczbę ugrupowań diwęglowodorosiloksanowych od 0 do 200;
- estrów cynowych etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych i ich mieszanin;
- estrów etylenowo nienasyconego kwasu karboksylowego z solą cynku lub miedzi wysokowrzącego monokwasu organicznego, i ich mieszanin;
- kompleksowych estrów etylenowo nienasyconego kwasu karboksylowego ze związkiem aminotrifenyloborowym i ich mieszanin.
W błonotwórczym polimerze monomery A są korzystnie wybrane spośród estrów sililowych.
W błonotwórczym polimerze korzystnie etylenowo nienasycony monomer w monomerach A jest wybrany z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy i ich mieszaniny.
W błonotwórczym polimerze korzystnie monomery A są wybrane spośród monoestrów trialkilosililowych, diestrów dialkilosililowych, triestrów monoalkilosililowych, tetraestrów sililowych, korzystniej spośród monoestrów trialkilosililowych.
Korzystnie w błonotwórczym polimerze n=0, a grupy alkilowe w trialkilosililowym monoestrze w monomerze A są niezależnie wybrane z grupy obejmującej C1-C8 alkil, korzystnie C3 i C4, korzystniej izopropyl i n-butyl.
Korzystnie w błonotwórczym polimerze w monomerze B:
- R' oznacza n-alkiliden o 2-4 atomach węgla, korzystnie o 3 atomach węgla, i/lub
- R jest wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkiloaryl i aryloalkil, zawierający 2-12 atomów węgla, korzystnie 2-6 atomów węgla, i/lub
- R' oznacza CH3.
Korzystnie w błonotwórczym polimerze wśród monomerów C estry stanowią estry etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych z C1-C10 alkoholami, korzystnie z C1-C4 alkoholami, korzystniej z C1-C2 alkoholami.
Korzystnie w błonotwórczym polimerze etylenowo nienasycony monomer wśród monomerów C jest wybrany z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy i ich mieszaniny, korzystnie wybrany z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy i ich mieszaniny.
Korzystnie błonotwórczy polimer charakteryzuje się tym, że każdy z R', R, R', R i R' niezależnie oznacza alkil, aryl lub atom wodoru.
Korzystnie błonotwórczy polimer charakteryzuje się tym, że został wytworzony drogą polimeryzacji:
- od powyżej 0 do 4% molowych, monomerów A; i
- 5-45% molowych, korzystnie 7,5 - 40% molowych, monomerów B;
a resztę monomerów stanowi co najmniej 49% molowych monomerów C.
PL 204 149 B1
Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie błonotwórczego polimeru, określonego wyżej, jako środka błonotwórczego w farbie morskiej a także jako środka błonotwórczego w samopolerującej farbie do stosowania w wodzie słodkiej.
Przedmiotem wynalazku jest również samopolerująca farba przeciwporostowa, charakteryzująca się tym, że zawiera jako podstawowe składniki:
- jeden lub wi ększą liczbę błonotwórczych polimerów określonych powyż ej jako ś rodek błonotwórczy; oraz
- jeden lub wię kszą liczbę ś rodków przeciwporostowych.
Monomery A są np. wybrane spośród:
- estrów sililowych etylenowo nienasyconego kwasu karboksylowego i ich mieszanin;
- estrów cynowych etylenowo nienasyconego kwasu karboksylowego i ich mieszanin;
- estrów karboksylanów metali, okreś lonych w EP-A-342276 (Nippon Paint);
- karboksylanów metali, okreś lonych w EP-A-1088837, EP-A-0982324 i EP-A-900809 (Kansai Paint);
- pochodnych tytanowych, określonych w EP-A-0825169 (Elf Atochem) i w EP-A-0-825203 (Elf Atochem);
- pochodnych fosforu, opisanych w EP-A-0723967 (Elf Atochem);
- pochodnych boru, okreś lonych w WO 200105848 (Yoshitomi);
- etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych, zablokowanych czwartorzędowymi aminami;
- kwasów sulfonowych zablokowanych aminami, okreś lonych w EP-A-0232006 (ICI) lub w WO 0077103 (Hempel's);
- etylenowo nienasyconych bezwodników;
- etylenowo nienasyconych chlorków kwasowych.
W korzystnej postaci monomer A stanowi etylenowo nienasycony kwas karboksylowy oraz mieszaniny takich kwasów, przeprowadzone w estry sililowe (przed lub po polimeryzacji), z dowolnym możliwym połączeniem grup alkilowych i karboksylanowych, np.: etylenowe nienasycenie-C(O)-O-SiRn[-O(O)C-Z]3-n, gdzie n =1, 2, 3, a Z oznacza dowolną mieszaninę pochodnych węglowodorowych i/lub karboksylanowych, np. abietynian i naftenian.
W korzystniejszej postaci monomery A stanowią organosililowane monomery karboksylanowe o ogólnym wzorze (I) z r7-ch=c c-o // o
w którym każdy z R1, R2, R3, R4 i R5 oznacza niezależnie atom wodoru, alkil, alkenyl, alkinyl, alkiloksyl, aryl, aralkil lub atom fluorowca, ewentualnie podstawiony jednym lub większą liczba podstawników niezależnie wybranych z grupy obejmującej alkil, aralkil, aryl, hydroksyl, atom fluorowca, grupę aminową i aminoalkil,
R6 oznacza atom wodoru lub alkil, metyl lub -CH2-COO-(SiR4R5O) n-SiR1R2R3, gdzie R1, R2, R3, 45
R4 i R5 mają już podane znaczenie,
R7 oznacza atom wodoru, alkil lub -COOR9, gdzie R9 oznacza alkil, a n oznacza liczbę ugrupowań diwę glowodorosiloksanowych od 0 do 200.
Korzystnie każdy z R1, R2, R3, R4 i R5 oznacza niezależnie alkil, aryl lub atom wodoru.
Zgodnie z jedną z postaci wynalazku każdy z R1, R2, R3, R4, R5, R6 i R9 jest niezależnie wybrany z grupy obejmują cej metyl, etyl, propyl, izopropyl, izobutyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl. Korzystnie R1, R2, R3, R4, R5, R6 i R9 oznaczają metyle.
Grupy alkilowe w trialkilosililowej części monomerów A są korzystnie, niezależnie wybrane z grupy obejmującej C1-C8 alkil, korzystnie C3-C4, korzystniej izopropyl i n-butyl. Te grupy alkilowe mogą być rozgałęzione lub liniowe.
W opisie okreś lenie „polimer dotyczy produktu reakcji polimeryzacji i obejmuje homopolimery, kopolimery, terpolimery itp.
PL 204 149 B1
W opisie okreś lenie „kopolimer dotyczy polimerów utworzonych w reakcji polimeryzacji co najmniej dwóch różnych monomerów.
W opisie określenie „niezależnie wybrany lub „niezależnie oznacza wskazuje, ż e wszystkie z grup R tak określonych, mogą być takie same lub różne. Przykładowo każdy R4 w związku o wzorze (I) może być inny dla danej wartości n.
W opisie okreś lenie „alkil dotyczy nasyconych grup węglowodorowych o prostym, rozgałęzionym lub cyklicznym łańcuchu lub stanowiących ich kombinacje, zawierających 1-20 atomów węgla, korzystnie 1-10 atomów węgla, korzystniej 1-8 atomów węgla, jeszcze korzystniej 1-6 atomów węgla, a wyją tkowo korzystnie 1-4 atomy węgla. Do takich grup przykładowo należy metyl, etyl, n-propyl, izopropyl n-butyl, izobutyl, s-butyl, t-butyl, 2-metylobutyl, pentyl, izoamyl, heksyl, cykloheksyl, 3-metylopentyl, oktyl itp.
W opisie okreś lenie „alkenyl dotyczy grup wę glowodorowych, zawierających jedno lub większą liczbę wiązań podwójnych, o prostym, rozgałęzionym lub cyklicznym łańcuchu lub stanowiących ich kombinacje, zawierających 2-18 atomów węgla, korzystnie 2-10 atomów węgla, korzystniej 2-8 atomów węgla, jeszcze korzystniej 2-6 atomów węgla, wyjątkowo korzystnie 2-4 atomy węgla. Do przykładowych grup alkenylowych należy winyl, allil, izopropenyl, pentenyl, heksenyl, heptenyl, cyklopropenyl, cyklobutenyl, cyklopentenyl, cykloheksenyl, 1-propenyl, 2-butenyl, 2-metylo-2-butenyl, izoprenyl, farnezyl, geranyl, geranylogeranyl itp.
W opisie okreś lenie „alkinyl dotyczy grup wę glowodorowych, zawierają cych jedno lub wię kszą liczbę wiązań potrójnych, o prostym, rozgałęzionym lub cyklicznym łańcuchu lub stanowiących ich kombinacje, zawierających 2-18 atomów węgla, korzystnie 2-10 atomów węgla, korzystniej 2-8 atomów węgla, jeszcze korzystniej 2-6 atomów węgla, wyjątkowo korzystnie 2-4 atomy węgla. Do przykładowych grup alkinylowych należy etynyl, propynyl (propargil), butynyl, pentynyl, heksynyl itp.
W opisie określenie „aryl dotyczy grupy organicznej pochodzącej od węglowodoru aromatycznego przez usunięcie jednego atomu wodoru i obejmuje dowolny monocykliczny lub bicykliczny pierścieniowy układ węglowy zawierający do 7 członów w każdym pierścieniu, przy czym co najmniej jeden pierścień jest aromatyczny. Grupa taka jest ewentualnie podstawiona jednym lub większą liczbą podstawników niezależnie wybranych spośród alkilu, alkoksylu, atomu fluorowca, hydroksylu i grupy aminowej. Do przykładowych aryli należy fenyl, p-tolil, 4-metoksyfenyl, 4-(t-butoksy)fenyl, 3-metylo-4-metoksyfenyl, 4-fluorofenyl, 4-chlorofenyl, 3-nitrofenyl, 3-aminofenyl, 3-acetamidofenyl, 4-acetamidofenyl, 2-metylo-3-acetamidofenyl, 2-metylo-3-aminofenyl, 3-metylo-4-aminofenyl, 2-amino-3-metylofenyl, 2,4-dimetylo-3-aminofenyl, 4-hydroksyfenyl, 3-metylo-4-hydroksyfenyl, 1-naftyl, 2-naftyl, 3-amino-1-naftyl, 2-metylo-3-amino-1-naftyl, 6-amino-2-naftyl, 4,6-dimetoksy-2-naftyl, tetrahydronaftyl, indanyl, bifenyl, fenantryl, antryl lub acenaftyl itp.
W opisie okreś lenie „aralkil dotyczy grupy o wzorze alkiloaryl, w którym alkil i aryl maj ą znaczenie podane wyżej. Do przykładowych aralkili należy benzyl, fenetyl, dibenzylometyl, metylofenylometyl, 3-(2-naftylo)butyl itp.
Do przykładowych etylenowo nienasyconych części o wzorze (I) mogą należeć, ale nie wyłącznie, (met)akrylan, itakonian, fumaran metylu, maleinian metylu, fumaran n-butylu, maleinian n-butylu, fumaran amylu, maleinian amylu itp., oraz ich polimery lub kopolimery, przy czym metakrylan i akrylan są w opisie łącznie określane jako „(met)akrylan.
W korzystnej postaci etylenowo nienasyconą część związku o wzorze (I) stanowi (met)akrylan oraz jego kopolimery lub polimery.
Do przykładowych organosililowanych karboksylanowych monomerów o ogólnym wzorze (I) należą, ale nie wyłącznie, nonametylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaetylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nona-t-butylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonabenzylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaizopropylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nona-n-propylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaizobutylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaamylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nona-n-butylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonadodecylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaheksylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan,
PL 204 149 B1 nonafenylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, nonaoktylo-1-(met)akryloiloksytetrasiloksan, undekametylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaetylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undeka-t-butylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekabenzylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaizopropylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undeka-n-propylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaizobutylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaamylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undeka-n-butylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekadodecylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaheksylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekafenylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, undekaoktylo-1-(met)akryloiloksypentasiloksan, tridekametylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaetylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, trideka-t-butylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekabenzylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaizopropylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, trideka-n-propylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaizobutylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaamylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, trideka-n-butylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekadodecylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaheksylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekafenylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan, tridekaoktylo-1-(met)akryloiloksyheksasiloksan oraz ich polimery.
W monomerach A, etylenowe nienasycenie jest korzystnie wybrane z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy i ich mieszaniny, najkorzystniej wybrane z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy i ich mieszaniny.
Ulegająca hydrolizie grupa funkcyjna może być obecna w monomerze A przed polimeryzacją lub może być wprowadzona w wyniku wtórnej modyfikacji (patrz np. przykłady 5-8), albo może być utworzona w wyniku reakcji z reaktywnym pigmentem, np. z tlenkiem cynku lub tlenkiem miedziawym podczas wytwarzania farby.
Ilość monomerów A stosowanych do wytwarzania błonotwórczego polimeru wynosi korzystnie 0,1-4,0% molowych, korzystniej 0,3-3,7% molowych, najkorzystniej 0,5-3,5% molowych.
Monomerami B mogą być monomery N-winylolaktamowe o ogólnym wzorze CH2=CH-N-CO-R', w którym R' oznacza n-alkiliden zawierający 2-8 atomów węgla, korzystnie 2-4 atomy węgla, korzystniej 3 atomy węgla. Najkorzystniejszym monomerem B jest N-winylopirolidon.
Monomerami B mogą być również N-winyloamidy o ogólnym wzorze CH2=CH-NR-CO-R, w którym R oznacza H lub jest wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkiloaryl i aryloalkil, a R jest również wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkiloaryl i aryloalkil, przy czym w obydwu przypadkach grupy są rozgałęzione lub liniowe i zawierają niezależnie najwyżej 18 atomów węgla, korzystnie 2-12 atomów węgla, korzystniej 2-6 atomów węgla.
Monomerami B mogą być ponadto monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-N-CO-R', w którym R' oznacza H lub CH3, R oznacza R (określony powyżej) lub korzystnie H, R' oznacza n-alkiliden zawierający 2-8 atomów węgla, ale korzystnie taki, że końcowy układ pierścieniowy stanowi
2- pirolidon. Korzystnie, R' oznacza CH3; przykłady takich monomerów opisano w Polymer 39 (17), 4165-9, 1998.
Monomerami B mogą być ponadto monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-NR'-CO-R, w którym R' oznacza H lub CH3, R oznacza n-alkiliden zawierający 1-8 atomów węgla, R jest wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkiloaryl i aryloalkil, zawierający najwyżej 18 atomów węgla, a R' oznacza R (określony powyżej) lub, korzystnie, H.
Ilość monomerów B stosowanych do wytwarzania błonotwórczego polimeru wynosi korzystnie
3- 45% molowych, korzystniej 10-30% molowych, najkorzystniej 15-25% molowych. Korzystnie, zawar8
PL 204 149 B1 tość składnika B dobiera się tak, że otrzymany polimer będzie rozpuszczalny w wodzie dopiero po zajściu hydrolizy monomeru typu A.
Monomery C są korzystnie wybrane z grupy obejmującej estry etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych z C1-C18 alkoholami, styren, α-metylostyren, winylotolueny i ich mieszaniny. Etylenowo nienasycony kwas karboksylowy jest korzystniej wybrany z grupy obejmującej kwasy (C0-8alk)akrylowe, jeszcze korzystniej lub dodatkowo kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy i ich mieszaniny, najkorzystniej wybrany z grupy obejmującej kwas akrylowy, kwas metakrylowy i ich mieszaniny. Alkoholem może być alifatyczny lub cykloalifatyczny alkohol, przy czym może być on liniowy lub rozgałęziony; korzystnie wybrany jest spośród C1-C10 alkoholi, korzystniej spośród C1-C4 alkoholi, a najkorzystniej spośród C1-C2 alkoholi. Typowe przykłady monomerów typu estru stanowi (met)akrylan stearylu, (met)akrylan izobornylu, (met)akrylan laurylu, (met)akrylan n-butylu, (met)akrylan izobutylu, (met) akrylan etylu i (met)akrylan metylu.
Ilość monomerów C stosowanych do wytwarzania błonotwórczego polimeru wynosi korzystnie co najmniej 49% molowych, korzystniej co najmniej 60%, najkorzystniej co najmniej 70%.
Polimer można wytwarzać na drodze polimeryzacji addycyjnej odpowiednich monomerów w odpowiednich proporcjach, w warunkach polimeryzacji, z użyciem wolnorodnikowego katalizatora, takiego jak np. nadtlenek benzoilu, peroksy-2-etyloheksanian t-butylu (TBPEH), peroksybenzoesan t-butylu (TBP) lub azobisizobutyronitryl. Reakcję prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym, takim jak np. ksylen, toluen, amidy, takie jak N-metylopirolidon i N,N-dimetyloformamid, etery, takie jak dioksan, THF i eter dietylowy, octan butylu, n-butanol, 2-etoksyetanol, cykloheksanon, keton metylowoizoamylowy, 2-metoksyetanol, 2-butoksyetanol, octan 2-etoksyetylu i ich mieszaniny. Polimeryzację korzystnie prowadzi się w temperaturze w zakresie 70-140°C, choć może to być wyższa temperatura, pod warunkiem, że dobierze się do niej rozpuszczalnik i katalizator. W takim zakresie w wyższych temperaturach otrzymuje się polimery o niższym ciężarze cząsteczkowym. Polimeryzację można prowadzić przez ogrzewanie wszystkich składników polimeru w rozpuszczalniku, albo, korzystnie, przez stopniowe dodawanie monomerów i katalizatora do ogrzanego rozpuszczalnika. Tym ostatnim sposobem otrzymuje się polimery o niższej masie cząsteczkowej.
Wynalazek dotyczy także zastosowania błonotwórczego polimeru według wynalazku w samopolerującej farbie. Dostarcza on ponadto samopolerujące farby przeciwporostowe, zawierające jako podstawowe składniki:
- jeden lub większą liczbę błonotwórczych polimerów według wynalazku; oraz
- jeden lub większą liczbę środków przeciwporostowych.
Środkiem przeciwporostowym stosowanym jako inny podstawowy składnik w kompozycji powłokowej według wynalazku może być dowolny ze znanych zwykłych środków przeciwporostowych. Znane środki przeciwporostowe dzieli się z grubsza na związki nieorganiczne, związki organiczne zawierające metal i związki organiczne niezawierające metalu.
Do przykładowych związków nieorganicznych należą związki miedzi (np. siarczan miedzi, pył miedziowy, tiocyjanian miedziawy, węglan miedzi, chlorek miedzi i tradycyjny z powodzeniem stosowany tlenek miedziawy), siarczan cynku, tlenek cynku, siarczan niklu oraz stopy miedziowo-niklowe.
Do przykładowych związków organicznych zawierających metal należą związki miedzioorganiczne, związki nikloorganiczne i związki cynkoorganiczne. Przydatny jest także etylenobisditiokarbaminian manganu (maneb), propineb itp. Do przykładowych związków miedzioorganicznych należy nonylofenolosulfonian miedzi, bis(etylenodiamino)bis (dodecylobenzenosulfonian) miedzi, octan miedzi, naftenian miedzi, pirytion miedzi i bis(pentachlorofenolan) miedzi. Do przykładowych związków nikloorganicznych należy octan niklu i dimetyloditiokarbaminian niklu. Do przykładowych związków cynkorganicznych należy octan cynku, karbaminian cynku, bis(dimetylokarbamoilo)etyleno bis(ditiokarbaminian) cynku, dimetyloditiokarbaminian cynku, pirytion cynku i etylenobis(ditiokarbaminian) cynku. Jako przykład mieszanego związku organicznego zawierającego metal można wymienić (polimeryczny) etylenbisditiokarbaminian manganu skompleksowany z solą cynku (mankozeb).
Do przykładowych związków organicznych nie zawierających metalu należą N-trichlorowcometylotioftalimidy, trichlorowcometylotiosulfamidy, kwasy ditiokarbaminowe, N-arylomaleimidy, 3-(podstawione-amino)-1,3-tiazolidyno-2,4-diony, związki ditiocyjanowe, związki triazynowe, oksatiazyny i inne związki.
Do przykładowych N-trifluorowcometylotioftalimidów należy N-trichlorometylotioftalimid i N-fluorodichloro-metylotioftalimid.
PL 204 149 B1
Do przykładowych kwasów ditiokarbaminowych należy disulfid bis(dimetylotiokarbamoilowy), N-metyloditiokarbaminian amonu i etylenobis(ditiokarbaminian) amonu.
Do przykładowych trifluorowcometylotiosulfamidów należy N-(dichlorofluorometylotio)-N',N'-dimetylo-N-fenylosulfamid i N-(dichlorofluorometylotio)-N',N'-dimetylo-N-(4-metylofenylo)sulfamid.
Do przykładowych N-arylomaleimidów należy N-(2,4,6-trichlorofenylo)maleimid, N-4-tolilomaleimid, N-3-chlorofenylomaleimid, N-(4-n-butylofenylo)maleimid, N-(anilinofenylo)maleimid i N-(2,3-ksylilo)maleimid.
Do przykładowych 3-(podstawionych-amino)-1,3-tiazolidyno-2,4-dionów należy 2-(tiocyjanometylotio)-benzotiazol, 3-benzylidenoamino-1,3-tiazolidyno-2,4-dion, 3-(4-metylobenzylidenoamino)1,3-tiazolidyno-2,4-dion, 3-(2-hydroksybenzylidenoamino)-1,3-tiazolidyno-2,4-dion, 3-(4-dimetylo-aminobenzylidoamino)-1,3-tiazolidyno-2,4-dion i 3-(2,4-dichlorobenzylidenoamino)-1,3-tiazolidyno-2,4-dion.
Do przykładowych związków ditiocyjanowych należy ditiocyjanometan, ditiocyjanoetan i 2,ditiocyjanotiofen.
Do przykładowych związków triazynowych należy 2-metylotio-4-butyloamino-6-cyklopropyloaraino-s-triazyna.
Do przykładowych oksatiazyn należą 1,4,2-oksatiazyny oraz ich mono- i di-tlenki, takie jak związki ujawnione w publikacji PCT nr WO 98/05719: mono- i ditlenki 1,4,2-oksatiazyn z podstawnikiem w pozycji 3 w postaci (a) fenylu; fenylu podstawionego 1-3 podstawnikami niezależnie wybranymi spośród hydroksylu, atomu fluorowca, C1-12 alkilu, C5-6 cykloalkilu, trifluorowcometylu, fenylu, C1-C5 alkoksylu, grupy C1-C5 alkilotio, tetrahydropiranyloksylu, fenoksylu, C1-4 alkilokarbonylu, fenylokarbonylu, C1-4 alkilosulfinylu, karboksylu lub jego soli z metalami alkalicznymi, C1-4 alkoksykarbonylu, C1-4 alkiloaminokarbonylu, fenyloaminokarbonylu, toliloaminokarbonylu, morfolinokarbonylu, grupy aminowej, grupy nitrowej, grupy cyjanowej, dioksolanylu i C1-4 alkiloksyiminometylu; naftylu; pirydynylu; tienylu; furanylu; albo tienylu lub furanylu podstawionego 1-3 podstawnikami niezależnie wybranymi spośród C1-C4 alkilu, C1-4alkiloksylu, grupy C1-4 alkiltio, atomu fluorowca, grupy cyjanowej, formylu, acetylu, benzoilu, grupy nitrowej, C1-C4 alkiloksykarbonylu, fenylu, fenyloaminokarbonylu i C1-4 alkiloksyiminometylu; lub (b) podstawnika o ogólnym wzorze
w którym X oznacza atom tlenu lub siarki; Y oznacza atom azotu, CH lub C (C1-4alkoksyl); a pierścień C6 może zawierać jeden podstawnik C1-4alkilowy; przy czym drugi podstawnik wybrany spośród C1-4alkilu i benzylu jest ewentualnie obecny w pozycji 5 lub 6.
Do innych przykładowych związków organicznych nie zawierających metalu należy 2, 4,5,6-tetrachloroizoftalonitryl, N,N-dimetylodichlorofenylomocznik, 4,5-dichloro-2-n-oktylo-4-izotiazolin-3-on, N,N-dimetylo-N'-fenylo-(N-fluorodichlorometylotio)sulfamid, disulfid tetrametylotiuramu, karbaminian 3-jodo-2-propinylobutylu, 2-(metoksykarbonyloamino)benzimidazol, 2,3,5,6-tetrachloro-4-(metylsulfonylo)pirydyna, dijodometylo-p-tolilosulfon, dichlorek fenylo(bispirydyno)bizmutu, 2-(4-tiazolilo)benzimidazol, dihydroabietyloamina, N-metyloloformamid i kompleks pirydyna • trifenylobor.
Zgodnie z korzystną postacią dodatkową zaletę (ujawnioną w EP-A-823462) zastosowania jako środka przeciwporostowego oksatiazyn ujawnionych WO-A-9505739, stanowi zwiększenie właściwości samopolerujących farby.
Stwierdzono, że spośród organizmów porastających największe problemy sprawiają pąkle, z uwagi na to, że są odporne na większość biocydów. W związku z tym kompozycja farby powinna korzystnie zawierać co najmniej skuteczną ilość co najmniej jednego środka pąklobójczego, takiego jak tlenek lub tiocyjanian miedziawy. Korzystny środek pąklobójczy ujawniono w EPA-831134. W EP-A-831134 ujawniono zastosowanie 0,5-9,9% wag., w stosunku do cał kowitej suchej masy kompozycji, co najmniej jednej pochodnej 2-trifluorowcometylo-3-fluorowco-4-cyjanopirolu, podstawionego w pozycji 5 i ewentualnie w pozycji 1, przy czym atomy fluorowca w pozycjach 2 i 3 są niezależ nie wybrane spośród atomów fluoru, chloru i bromu, podstawnik w pozycji 5 jest wybrany z grupy obejmującej C1-8 alkil, C1-8 monofluorowcoalkil, C5-6 cykloalkil, C5-6 monofluorowcocykloalkil, benzyl, fenyl, mono- i difluorowcobenzyl, mono- i difluorowcofenyl, mono- i di-C1-4-alkilobenzyl, mono- i di-C1-4-alkilofenyl, monofluorowcomono-C1-4-alkilobenzyl oraz monofluorowco-mono-C1-4-alkilofenyl, ewentualny atom fluorowca w podstawniku w pozycji 5 jest wybrany spośród atomu chloru i bromu, a ewentualny podstawnik w pozycji 1 jest wybrany spośród C1-4 alkilu i C1-4 alkoksy- C1-4 alkilu.
PL 204 149 B1
Według wynalazku stosuje się jeden lub większą liczbę środków przeciwporostowych wybranych spośród takich środków przeciwporostowych. Środki przeciwporostowe stosuje się w takiej ilości, że ich udział w zawartości części stałych kompozycji powłokowej wynosi zazwyczaj 0,1-90% wag., korzystnie 0,1-80% wag., korzystniej 1-60% wag. Zbyt mała ilość środka przeciwporostowego nie zapewnia działania przeciwporostowego, a zbyt duża ilość środka przeciwporostowego powoduje powstanie błony powłokowej podatnej na rozwój defektów, takich jak pękanie i złuszczanie, tak że jej działanie przeciwporostowe będzie mniej skuteczne.
Farba może ponadto zawierać pigment(y) (lub wypełniacze), rozpuszczalnik(i) i dodatek (dodatki).
Kompozycja farby może zawierać jeden lub większą liczbę pigmentów będących „aktywnymi pigmentami, czyli słabo rozpuszczalnymi w wodzie morskiej. Rozpuszczalność tych pigmentów w wodzie morskiej jest taka, że cząstki pigmentu nie pozostają na powierzchni farby. Pigmenty te działają w ten sposób, że inicjują ogólne wygładzanie wywierane ruchem wody morskiej względem powłoki farby, co ogranicza do minimum lokalną erozję i wybiórczo usuwa narośle powstałe podczas nanoszenia farby. Słabo rozpuszczalne pigmenty są od dawna stosowane w samopolerujących farbach przeciwporostowych. Typowe przykłady stanowi tiocyjanian miedziawy, tlenek miedziawy, tlenek cynku, octano-metaarsenian miedziowy, chromian cynku, dimetyloditiokarbaminian cynku, etylenobis(ditiokarbaminian) cynku i dietyloditiokarbaminian cynku. Do korzystnych słabo rozpuszczalnych pigmentów należy tlenek cynku, tlenek miedziawy i tiocyjanian miedziawy. Można stosować mieszaniny słabo rozpuszczalnych pigmentów, tak że np. tlenek cynku, który jest najskuteczniejszy w wywoływaniu stopniowego rozpuszczania farby, można zmieszać z tlenkiem miedziawym, tiocyjanianem miedziawym, dimetylo- lub dietyloditiokarbaminianem cynku lub etylenobis(ditiokarbaminianem) cynku, które są skuteczniejszymi biocydami w stosunku do organizmów morskich; najkorzystniejsza jest mieszanina tlenku cynku z tlenkiem lub tiocyjanianem miedziawym.
Kompozycja farby może zawierać jeden lub większą liczbę pigmentów wysoce nierozpuszczalnych w wodzie morskiej, takich jak ditlenek tytanu, talk lub tlenek żelazowy. Takie wysoce nierozpuszczalne pigmenty można stosować w ilości do 40% wag. całości pigmentowego składnika farby. Wysoce nierozpuszczalne pigmenty działają w ten sposób, że hamują erozję farby.
Kompozycja farby może zawierać jeden lub większą liczbę pigmentów lub barwników, nadających farbie zabarwienie, np. ditlenek tytanu, tlenek miedziawy lub tlenek żelaza.
Stosunek pigmentu do polimeru korzystnie taki, że udział objętościowy pigmentu wynosi co najmniej 25%, korzystniej co najmniej 35%, w suchej błonie farby. Górną granicę stężenia pigmentu stanowi krytyczne objętościowe stężenie pigmentu. Stwierdzono, że bardzo skuteczne są farby o stężeniu objętościowym pigmentu np. do około 50%.
Do przykładowych organicznych rozpuszczalników należą aromatyczne węglowodory, takie jak ksylen i toluen; alifatyczne węglowodory, takie jak heksan i heptan, estry, takie jak octan etylu i octan butylu; amidy, takie jak N-metylopirolidon i N, N-dimetyloformamid; alkohole, takie jak alkohol izopropylowy i alkohol butylowy; etery, takie jak dioksan, THF i eter dietylowy; oraz ketony, takie jak keton metylowoetylowy, keton metylowoizobutylowy i keton metylowoizoamylowy. Stosować można pojedynczy rozpuszczalnik lub połączenie rozpuszczalników.
Rozpuszczalniki stosuje się w celu osiągnięcia żądanej lepkości w przewidywanej temperaturze pracy przy nanoszeniu na kadłub statku, korzystnie w zakresie 5-50 dPa^s, korzystniej 10-20 dPa^s, najkorzystniej około 15 dPa^s.
Oczywiście charakter rozpuszczalników również dopasowuje się do przewidywanej temperaturze pracy przy nanoszeniu na kadłub statku, przy uwzględnieniu wymaganego czasu schnięcia.
Do otrzymanej w ten sposób kompozycji powłokowej według wynalazku można ewentualnie wprowadzić dodatkowe składniki.
Do przykładowych dodatkowych składników należą środki osuszające i dodatki zwykle stosowane w kompozycjach powłokowych jako środki przeciw firankowaniu, środki zapobiegające wypływaniu pigmentów, środki tiksotropowe i zapobiegające osiadaniu, stabilizatory i środki przeciwpieniące.
Szybkość erozji kopolimerów według wynalazku w alkalicznym roztworze (takim jak woda morska, której pH wynosi zazwyczaj około 8) można regulować w prosty sposób przez zmianę stosunku monomerów A i B. Zastosowanie komonomeru B w prawidłowej ilości nie wpływa ujemnie na właściwości końcowej farby. Zbyt duża zawartość składnika B spowoduje, że żywica będzie rozpuszczalna w wodzie, a zbyt mała zawartość B zmniejszy szybkość hydrolizy grupy funkcyjnej w monomerach typu A do zera. Szybkość erozji zależy również od rodzaju komonomeru A. Okazuje się, że istnieje bezpośrednia zależność pomiędzy szybkością hydrolizy kopolimerów według wynalazku w wodzie
PL 204 149 B1 morskiej i szybkością erozji samopolerujących farb otrzymanych z użyciem kopolimerów według wynalazku w wodzie morskiej. W związku z tym wynalazek umożliwia projektowanie samopolerujących powłok nie zawierających cyny, o szerokim zakresie szybkości polerowania.
Na dodatek nieoczekiwanie stwierdzono, że wynalazek można wykorzystywać nawet w wodzie obojętnej, tak że można opracować powłoki o właściwościach samopolerujących w wodzie słodkiej (takiej jak woda w jeziorach lub w rzekach). Jest to całkowicie nieoczekiwane, gdyż obecnie stosowane powłoki na bazie cyny wykazują właściwości samopolerujące tylko w wodzie alkalicznej (takiej jak woda morska). W związku z tym samopolerujące farby przeciwporostowe według wynalazku można stosować na kadłubach statków i innych strukturach zanurzonych w słodkiej wodzie.
P r z y k ł a d y
Oznaczanie zawartości części stałych
Zawartość części stałych w roztworach środków błonotwórczych oznaczano metodą ważenia próbki przed i po ogrzewaniu przez 1 godzinę w 120°C [znormalizowane metody badań ISO
3233/ASTM 2697/DIN 53219]. (Tabela, właściwości, %)
Oznaczanie lepkości
Lepkość roztworów środków błonotwórczych i farb oznaczano wiskozymetrem Brookfielda w 25°C [metoda badań ASTM D 2196-86]. (Tabela, właściwości, dPa^s)
Oznaczanie rozkładu ciężaru cząsteczkowego polimerów
Rozkład ciężaru cząsteczkowego oznaczano metodą chromatografii żelowej (GPC) z użyciem tetrahydrofuranu (THF) jako rozpuszczalnika i polistyrenu jako wzorca. Wagowo średni ciężar cząsteczkowy (Mw) i polidyspersyjność (d =Mw/Mn) podano w tabeli.
Oznaczanie przyczepności i wrażliwości na wodę środków błonotwórczych
Przyczepność badano w oparciu o ocenę przyczepności powłoki nanoszonej na powlekarce ze szczeliną 150 Lim na szkle lub na podkładzie epoksydowym przez i po zanurzeniu w wodzie (na 24 godziny na szkle, lub przez podany okres czasu na podkładzie epoksydowym). Podano zmiany spowodowane przez zanurzenie w wodzie.
Ocena zdolności do hydrolizy środków błonotwórczych
Zdolność do hydrolizy oceniano przez zanurzenie naniesionych powłok w alkalicznym roztworze (NaOH, pH = 13,4) i ustalenie liczby minut (czasu indukcji) do momentu zaobserwowania hydrolizy.
W celu dokonania dokładniejszej oceny powłoki środka błonotwórczego lub farby na płytkach mocowano na sześciokątnym bębnie i obracano w alkalicznym roztworze (pH = 11,3, 12,3 lub 13,3). Erozję błon oznaczano przez pomiar ich grubości w regularnych odstępach czasu. Erozję podawano jako szybkość mierzoną w L m/godzinę.
Ocena zdolności farb do polerowania
Szybkość erozji stanowi średnie zmniejszenie grubości błony (wyrażane w L m/miesiąc) miesięcznie w całym teście (1 miesiąc = 30 dni). Krążki ze stali nierdzewnej o średnicy 20 cm zabezpieczono zwykłym zestawem antykorozyjnym (grubość suchej błony 300 L m). Naniesiono dwie warstwy badanej samopolerującej farby, tak aby otrzymać całkowitą grubość suchej błony w zakresie 200-300 L m. Próby przeprowadzano w stale odnawianej naturalnej wodzie morskiej, w stałej temperaturze 20°C. Krążki obracano z szybkością 1000 obrotów/minutę, co odpowiada prędkości około 34 km/godzinę (18 węzłów) w odległości 9 cm od środka.
Całkowitą grubość suchej powłoki określano w 7-tygodniowych odstępach czasu, po pozostawieniu farby do wyschnięcia na 1 dzień. Mieszono ją w kilku ustalonych punktach, każdy w odległości 9 cm od środka krążka.
Przykłady 1-4 i przykłady porównawcze A-C
Otrzymywanie środka błonotwórczego opisano bardziej szczegółowo dla konkretnej kompozycji z przykładu 1; wszystkie kompozycje monomerów podano w tabeli 1, wraz z czterema właściwościami środków błonotwórczych. Pozostałe parametry były takie same we wszystkich przykładach, o ile nie zaznaczono tego inaczej. Oceniano zdolność środków błonotwórczych do hydrolizy (tabela 2). Ponadto środki błonotwórcze wprowadzano do dwóch kompozycji samopolerujących farb przeciwporostowych (tabela 3).
Wytwarzanie środka błonotwórczego z przykładu 1
310 g ksylenu i 20 g n-butanolu umieszczono w 2-litrowej 4-szyjnej kolbie i utrzymywano w atmosferze azotu. 4 szyjki kolby zastosowano do zainstalowania mieszadła, chłodnicy zwrotnej, termometru do kontroli temperatury reakcji i urządzenia do dozowania monomerów.
W osobnym naczyniu przygotowano przedmieszkę; zawierała ona:
PL 204 149 B1
- 12,4 g metakrylanu tributylosililu (TBSiMA), [0,9% molowych monomerów]
- 99 g winylopirolidonu (VP), [18,6% molowych monomerów]
- 111 g metakrylanu metylu, [23,2% molowych monomerów]
- 223 g akrylanu metylu [49,3% molowych monomerów]
- 50 g akrylanu butylu [8,0% molowych monomerów]
- 19,8 g (= 2% w stosunku do całkowitej masy monomerów) TBPEH (= peroksy-2-etyloheksanianu t-butylu, sprzedawanego pod nazwą Trigonox™ 21S przez Akzo-Nobel)
Przedmieszkę wkroplono do reaktora (całkowity czas: około 3 godzin), utrzymując temperaturę 90°C. W 30 minut po zakończeniu dodawania przedmieszki dodano 5 dodatkowych porcji 0,2% TBPEH w odstępach 45 minutowych. W około 15 minut po ostatniej dodatkowej porcji temperaturę podwyższono do 120°C w ciągu 1 godziny. Po ochłodzeniu roztwór środka błonotwórczego rozcieńczono 75 g ksylenu do lepkości 12,5 dPa^s.
Receptura farby - PF1
Przygotowano farbę o następującym składzie (wartości w % objętościowych obliczono względem całkowitej zawartości części stałych w suchej farbie):
28,60 części wagowych [56% obj.]
36.20 części wagowych [22% obj.] 13,70 części wagowych [9% obj.] 1,40 części wagowych [1% obj.]
7.20 części wagowych [6% obj.]
- roztwór żywicy
- tlenek miedziawy
- tlenek cynku
- tlenek żelaza
- 4,5-dichloro-2-n-oktylo-4-izotiazolin-3-on (jako 30% wag. roztwór)
- dodatki tiksotropowe
- sita molekularne (dodatek)
- ksylen
Receptura farby PF2
Przygotowano farbę o następującym składzie (wartości w % objętościowych obliczono względem całkowitej zawartości części stałych w suchej farbie):
1,70 części wagowych [4% obj.] 1,00 części wagowych [2% obj.] 10,50 części wagowych
18,90 części wagowych [37% obj.]
5.20 części wagowych [19% obj.]
36.20 części wagowych [22% obj.]
13.70 części wagowych [9% obj.] 1,40 części wagowych [1% obj.]
7.20 części wagowych [6% obj.]
1.70 części wagowych [4% obj.] 1,00 części wagowych [2% obj.] 15,00 części wagowych
- roztwór żywicy
- żywica kalafoniowa
- tlenek miedziawy
- tlenek cynku
- tlenek żelaza
- 4,5-dichloro-2-n-oktylo-4-izotiazolin-3-on (jako 30% wag. roztwór)
- dodatki tiksotropowe
- sita molekularne (dodatek)
- ksylen
Właściwości farby
Otrzymane farby zbadano również pod względem działania przeciwporostowego przez naniesienie ich na płytki z farbą antykorozyjną z żywic winylowych/smoły, zamontowanie płytki na panelu i zanurzenie panelu z tratwy w ujściu rzeki w Południowej Holandii na 12 miesięcy. Na każdym panelu znajdowały się również płytki z nietoksyczną powłoką kontrolną (która silnie porosła wodorostami morskimi pewną ilością żyjątek w ciągu 4 tygodni).
Na płytkach powleczonych farbą według wynalazku nie zaobserwowano znaczącego porastania wodorostami lub żyjątkami, a szlam algowy był praktycznie nieobecny.
T a b e l a 1
Skład (% molowe) Właściwości
Przykład A B C1 C2 C3 % wag. [1] dPa-s MW (kD) d[2]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A1
1 0,9 18,6 23,1 49,3 8 56 13 20 2,6
PL 204 149 B1 cd. tabeli 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A2
2 0,9 18,6 23,2 49,3 8 55 15 20 2,5
A3
3 0,9 18,6 23,2 49,3 8 55 14 19 2,5
4 1,8 21,5 20,3 48,5 8 55 16 18 2,5
Przykład porówn. A 0,0 18,6 23,4 50 8 55 14 19 2,3
A1
Przykład porówn. B 0,9 0,0 31,1 60 8 55 12 22 2,3
Przykład porówn. C 3,5 4,0 25 59,5 8 55 17 21 2,6
1] części stałe w % wagowych 2] Mw/Mn
Monomer A1: metakrylan tri(n-butylo)sililu
Monomer A2: metakrylan tributylocyny
Monomer A3: kwas metakrylowy (obecny jako karboksylan cynku i/lub miedzi)
Monomer B: winylopirolidon
Monomer C1: metakrylan metylu
Monomer C2: akrylan metylu
Monomer C3: akrylan butylu
P r z y k ł a d y 5-8: Modyfikacja polimerów kwasowych po polimeryzacji
P r z y k ł a d 5: polimer otrzymano w reakcji 722 g polimeru z przykładu 4 i 24 g kalafonii z 9,1 g dichlorodimetylosilanu w obecności 14 g trietyloaminy. Wytrąconą białą sól oddzielono od roztworu żywicy po mieszaniu przez 16 godzin. Końcowa żywica, zawierająca 1,8% molowych monomeru ulegającego hydrolizie, miała lepkość 10 dPa^s, zawartość części stałych 53% i Mw (według GPC) 20 kD.
P r z y k ł a d 6: polimer otrzymano w reakcji 742 g polimeru z przykładu 4 i dodatkowej ilości 49 g kalafonii z 10,5 g metylotrichlorosilanu w obecności 21 g trietyloaminy. Wytrąconą białą sól oddzielono od roztworu żywicy po mieszaniu przez 16 godzin. Końcowa żywica, zawierająca 1,8% molowych monomeru ulegającego hydrolizie, miała lepkość 23 dPa^s, zawartość części stałych 54% i Mw (według GPC) 30 kD.
P r z y k ł a d 7: polimer otrzymano w reakcji 900 g polimeru z przykładu 4, po rozcieńczeniu do 50% części stałych, z 3,25 g tlenku cynku. Wodę powstałą w ilości 0,7 g, można usunąć na drodze destylacji. Końcowa żywica, zawierająca 1,8% molowych monomeru ulegającego hydrolizie, miała lepkość 27 dPa^s i zawartość części stałych 52%.
P r z y k ł a d 8: polimer otrzymano w reakcji 900 g polimeru z przykładu 4, po rozcieńczeniu do 50% części stałych, z 78 mmolami octanu miedzi i 78 mmolami kwasu naftenowego, zgodnie z procedurą podaną w EP-A-342276 (Nippon Paint). Końcowa żywica, zawierająca 1,8% molowych monomeru ulegającego hydrolizie, miała lepkość 38 dPa^s i zawartość części stałych 50%.
T a b e l a 2
Ocena zdolności środków błonotwórczych do hydrolizy
Przykład E/R przy pH 12,3#
1 2
1 +
2 +
3 +
4 +
5 +
PL 204 149 B1 cd. tabeli 2
1 2
6 +
7 +
8 +
Przykład porównawczy A -
Przykład porównawczy B -
Przykład porównawczy C -
# + przy > 2 μm/godzinę; - przy < 2 μm/miesiąc.
T a b e l a 3
Właściwości użytkowe farb
Przykład żywicy Receptura farby PF 1 lub 2 Erozja w wodzie morskiej $ Ochrona przed porastaniem po 1 sezonie #
1 PF1 + +
1 PF2 + +
2 PF1 + +
2 PF2 + +
3 PF1 + +
3 PF2 + +
4 PF1 + +
4 PF2 + +
5 PF1 + +
5 PF2 + +
6 PF1 + +
6 PF2 + +
7 PF1 + +
7 PF2 + +
8 PF1 + +
8 PF2 + +
Przykład por. A PF1 - -
Przykład por. A PF2 - -
Przykład por. B PF1 - -
Przykład por. B PF2 - -
Przykład por. C PF1 - -
Przykład por. C PF2 - -
$ +, gdy > 2 μm/miesiąc; -, gdy < 2 μm/miesiąc.
# + gdy powierzchnia płytki do badań jest w ponad 80% powierzchnią (zwłaszcza w obszarze środkowym) wolną od alg i jest całkowicie wolna od twardego osadu. Obecność warstwy lekkiego szlamu jest w dalszym ciągu dopuszczalna;
- gdy powierzchnia płytki do badań jest w ponad 20% pokryta algami (oraz) lub zawiera warstwę ciężkiego szlamu (oraz) lub na powierzchni znajduje się dowolnego typu twardy osad.

Claims (2)

1. Błonotwórczy polimer, znamienny tym, że został wytworzony drogą polimeryzacji:
od powyżej 0 do 4% molowych co najmniej jednego etylenowo nienasyconego monomeru A, wybranego spośród pochodnych kwasu karboksylowego i sulfonowego, który może uwolnić grupę kwasową w wyniku hydrolizy w wodzie;
od 5 do 45% molowych co najmniej jednego monomeru B, wybranego z grupy obejmującej N-winylolaktamowe monomery o ogólnym wzorze CH2=CH-N-CO-R', N-winyloamidy o ogólnym wzorze CH2=CH-NR-CO-R, monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-N-CO-R', monomery o ogólnym wzorze CH2=CR'-COO-R-NR'-CO-R, keton 2-pirolidonowo-1-izoprenylowy i ich mieszaniny, gdzie
- R oznacza H lub jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej alkil, cykloalkil, aryl, alkaryl i aryloalkil, zawierający co najwyżej 18 atomów węgla,
- R' oznacza n-alkilidenyl zawierający 2-8 atomów węgla,
- R jest wybrany z grupy obejmującej rodniki alkilowy, cykloalkilowy, arylowy, alkiloarylowy i aryloalkilowy, zawierające co najwyżej 18 atomów węgla,
- R' oznacza H lub CH3,
- R oznacza n-alkilidenyl zawierający 1-8 atomów węgla,
- R' oznacza H lub R, a resztę monomerów stanowią monomery C wybrane z grupy obejmującej estry etylenowo nienasyconych kwasów karboksylowych z C1-C18 alkoholami, styren, α-metylostyren, winylotolueny i ich mieszaniny.
2. Błonotwórczy polimer według zastrz. 1, znamienny tym, że monomer A jest wybrany spośród: organosililowanych karboksylanowych monomerów o ogólnym wzorze (I)
PL368858A 2001-08-27 2002-08-22 Błonotwórczy polimer, jego zastosowanie i samopolerująca farba przeciwporostowa PL204149B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01203208A EP1288234A1 (en) 2001-08-27 2001-08-27 Binders with low content in hydrolysable monomer suitable for selfpolishing antifouling paints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL368858A1 PL368858A1 (pl) 2005-04-04
PL204149B1 true PL204149B1 (pl) 2009-12-31

Family

ID=8180830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL368858A PL204149B1 (pl) 2001-08-27 2002-08-22 Błonotwórczy polimer, jego zastosowanie i samopolerująca farba przeciwporostowa

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20040236048A1 (pl)
EP (2) EP1288234A1 (pl)
JP (1) JP4399259B2 (pl)
KR (1) KR100908645B1 (pl)
CN (1) CN1549832B (pl)
BR (1) BR0212081A (pl)
CA (1) CA2459418A1 (pl)
EG (1) EG23092A (pl)
HR (1) HRP20040179A2 (pl)
MY (1) MY136798A (pl)
NO (1) NO20040867L (pl)
OA (1) OA12182A (pl)
PL (1) PL204149B1 (pl)
WO (1) WO2003018651A1 (pl)
ZA (1) ZA200401225B (pl)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4361239B2 (ja) 2002-03-06 2009-11-11 中国塗料株式会社 防汚塗料組成物、該組成物からなる塗膜、該塗膜で被覆された基材、および防汚方法
EP1475415A1 (en) * 2003-05-07 2004-11-10 SigmaKalon Services B.V. Silyl esters, their use in binder systems and paint compositions and a process of production thereof
US8163201B2 (en) 2004-12-20 2012-04-24 Performance Indicator, Llc High-intensity, persistent photoluminescent formulations and objects, and methods for creating the same
US7910022B2 (en) 2006-09-15 2011-03-22 Performance Indicator, Llc Phosphorescent compositions for identification
US7547894B2 (en) 2006-09-15 2009-06-16 Performance Indicator, L.L.C. Phosphorescent compositions and methods for identification using the same
US8039193B2 (en) 2007-09-13 2011-10-18 Performance Indicator Llc Tissue markings and methods for reversibly marking tissue employing the same
US7842128B2 (en) 2007-09-13 2010-11-30 Performance Indicatior LLC Tissue marking compositions
EP2161311B1 (en) * 2008-09-04 2011-06-29 Rohm and Haas Company Microbiocidal coatings
KR101522855B1 (ko) * 2014-01-07 2015-05-28 부산대학교 산학협력단 자기마모형 중합체 및 이를 포함하는 방오도료 조성물
CN105837733B (zh) * 2016-04-19 2017-11-17 浙江工业大学 [(12‑丙烯酰‑氧)‑脱氢松香酸‑辣椒素酯]‑丙烯酸共聚物及其制备与应用
KR102613892B1 (ko) * 2017-01-25 2023-12-13 닛토 가세이 가부시끼 가이샤 방오도료 조성물용 공중합체, 방오도료 조성물, 상기 조성물을 이용하여 형성되는 방오도막, 상기 도막을 표면에 가지는 도장물 및 상기 도막을 형성하는 방오처리 방법
GB201718899D0 (en) 2017-11-15 2017-12-27 Jotun As Antifouling coating composition
GB201718891D0 (en) 2017-11-15 2017-12-27 Jotun As Antifouling composition
US12415887B2 (en) * 2020-07-01 2025-09-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of preparing coated substrates and non-aqueous, curable film-forming compositions used therefor

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345203A (en) * 1964-01-30 1967-10-03 Rohm & Haas Finished tannin-containing substrates
GB1457590A (en) * 1974-04-03 1976-12-08 Int Paint Co Marine paint
LU86111A1 (fr) * 1985-10-09 1987-06-02 Labofina Sa Compositions ameliorees de peintures marines anti-salissures
GB8700398D0 (en) * 1986-01-22 1987-02-11 Ici Plc Compositions for surface treatment
JPH0667975B2 (ja) * 1986-11-17 1994-08-31 日本ペイント株式会社 金属含有塗料用樹脂の製造方法
PT87342B (pt) * 1987-04-28 1992-08-31 Labofina Sa Processo para a preparacao de tintas antivegetativas de auto-polimento
KR100342363B1 (ko) * 1993-08-24 2004-12-30 얀센 파마슈티카 엔.브이. 항균 및 오염방지 옥사티아진 및 그의 산화물
JP2790021B2 (ja) * 1993-09-30 1998-08-27 日本油脂株式会社 塗料組成物
US5558996A (en) * 1994-07-01 1996-09-24 Strategic Diagnostics Inc. Fungus extraction method, kit, and extraction solution
US5767171A (en) * 1994-11-21 1998-06-16 Nof Corporation Coating composition
US5637745A (en) * 1995-01-30 1997-06-10 Elf Atochem North America, Inc. Organometallic compounds and polymers made therefrom
MY115462A (en) * 1995-06-01 2003-06-30 Chugoku Marine Paints Antifouling coating composition, coating film formed from said antifouling coating composition, antifouling method using said antifouling coating composition and hull or underwater structure coated with said coating film
JPH09188725A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Toyo Ink Mfg Co Ltd 硬化性液状樹脂およびその組成物
SG60054A1 (en) * 1996-04-17 1999-02-22 Nof Corp Coating composition
EP0823461A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-11 Sigma Coatings B.V. Increasing the self-polishing properties of antifouling paints
US5998646A (en) * 1996-08-22 1999-12-07 Elf Atochem S.A. Unsaturated organometallic compounds derived from titanium and process for their preparation
FR2752581B1 (fr) * 1996-08-22 1998-10-30 Atochem Elf Sa Nouvelles compositions de resines (meth)acryliques pour peintures marines antisalissures, et compositions de peintures correspondantes
EP0831134A1 (en) * 1996-09-19 1998-03-25 Sigma Coatings B.V. Light- and bright-coloured antifouling paints
JPH1180255A (ja) * 1997-09-03 1999-03-26 Kansai Paint Co Ltd 防汚性樹脂の製造方法及び防汚性塗料組成物
JP2000063708A (ja) * 1998-08-25 2000-02-29 Kansai Paint Co Ltd 防汚塗料組成物
JP2001098030A (ja) * 1999-09-28 2001-04-10 Kansai Paint Co Ltd 金属含有樹脂の製造方法及びその組成物
US20030162924A1 (en) * 2000-02-25 2003-08-28 Marcel Vos Metal-free binders for self-polishing antifouling paints

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200401225B (en) 2004-10-27
JP4399259B2 (ja) 2010-01-13
US20040236048A1 (en) 2004-11-25
EP1288234A1 (en) 2003-03-05
MY136798A (en) 2008-11-28
CA2459418A1 (en) 2003-03-06
EP1423443A1 (en) 2004-06-02
KR100908645B1 (ko) 2009-07-21
KR20040036742A (ko) 2004-04-30
CN1549832B (zh) 2012-01-11
PL368858A1 (pl) 2005-04-04
OA12182A (en) 2006-05-09
JP2005501144A (ja) 2005-01-13
WO2003018651A1 (en) 2003-03-06
BR0212081A (pt) 2004-09-28
NO20040867L (no) 2004-03-08
EG23092A (en) 2004-03-31
CN1549832A (zh) 2004-11-24
HRP20040179A2 (en) 2004-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0128163B1 (ko) 도료 조성물
KR20060086501A (ko) 도료 조성물의 제조방법
PL204149B1 (pl) Błonotwórczy polimer, jego zastosowanie i samopolerująca farba przeciwporostowa
AU2004202176A1 (en) Triarylsilyl(meth)acryloyl-containing polymers for marine coating compositions
AU2001240657B2 (en) Metal-free binders for self-polishing antifouling paints
AU2001240657A1 (en) Metal-free binders for self-polishing antifouling paints
EP1263898B1 (en) Improved marine paint compositions
US6992120B2 (en) Coating compositions
AU2001246479A1 (en) Improved paint compositions
US20030162924A1 (en) Metal-free binders for self-polishing antifouling paints
US6710117B2 (en) Marine paint compositions
JPH04264170A (ja) 塗料組成物
JP4722248B2 (ja) シリル(メタ)アクリレート共重合体およびその製造方法
US20060189708A1 (en) Benzylsilyl(meth)acryloyl-containing polymers for marine coating compositions
JPH04264168A (ja) 塗料組成物
AU2002336090A1 (en) Binders with low content in hydrolysable monomer suitable for self-polishing antifouling paints
HK1075260B (en) Triarysilyl(meth) acryloyl-containing terpolymers for marine coating compositions
HK1075260A1 (zh) 船舶塗料用含三芳基甲硅烷基(甲基)丙烯酰基的共聚物
HK1008749B (en) Hydrolyzable self-polishing coating composition

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20130822