环氧硅氧烷涂料组合物制造技术

描述了基于环氧-聚硅氧烷的涂料和铺地材料组合物，其在固化后表现出改进的挠性和优异的耐候性和耐腐蚀性。该环氧-聚硅氧烷聚合物涂料组合物可以通过将聚硅氧烷、环氧树脂材料和固化体系相组合来制备，该固化体系包括选自下面的化合物的共混物：二烷氧基官能氨基硅烷、三烷氧基官能氨基硅烷、和氨基官能聚硅氧烷树脂，其中该共混物的平均烷氧基官能度值是2.0-2.8。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】环氧硅氧烷涂料组合物 交叉参考的相关申请 本申请是2012年3月9日提交的美国申请系列No. 13/415925的部分继续，其公 开内容在此以其全部引入作为参考。 专利
本公开内容涉及可用于保护性涂层等的基于环氧树脂的组合物，和更具体地，涉 及这样的环氧-聚硅氧烷聚合物组合物，其具有改进的挠性、耐候性性能和降低的收缩性， 以及具有至少与常规的环氧聚硅氧烷涂料配方相当的耐腐蚀性、压缩强度和耐化学品性。 专利技术背景 环氧涂料是公知的，并且已经获得了商业接受度，如作为维修、海运、结构、建 筑、飞机、汽车、地板材料和产品整饰市场中的保护性和装饰性涂料，用于钢、铝、镀锌件 (galvanizing)、木材和混凝土。用于制备这些涂料的基本的原材料通常包含作为基本组分 的（a)环氧树脂，（b)硬化剂，和（c)颜料，集料或者其他组分。 环氧化物树脂是具有大于一个1，2-环氧基团/分子，并且可以是饱和的或者不饱 和、脂肪族、脂环族或者杂环的那些。该环氧树脂通常包含缩水甘油基酯或者缩水甘油基醚 基团，并且环氧当量是100-5000。该硬化剂典型地选自通用种类的脂肪族胺或者脂肪族胺 加合物、聚酰胺、聚酰胺胺、脂环族胺、芳族胺、曼尼希碱、酮亚胺和羧酸类衍生物。颜料和集 料包括例如二氧化钛和其他无机和有机着色颜料、二氧化硅、硫酸钡、硅酸镁、硅酸钙、煅制 二氧化硅、石榴石、长石、炭黑等等。 基于环氧的保护性涂料代表了最广泛使用的腐蚀控制方法之一。它们可以用于提 供钢、混凝土、铝和其他结构在宽范围的腐蚀性条件下（从大气暴露延伸到强腐蚀性溶液 中的完全浸没）的长期保护。在20多年里，这些涂料是由用脂肪族多胺或者聚酰胺树脂来 固化的固体或液体环氧树脂来配制的，例如用二亚乙基三胺（DETA)或者Versamid100系 列聚酰胺固化的ShellEpon1001，或者Epon828环氧树脂。在典型的双组分涂料体系中， 环氧树脂组分通常是用于颜料研磨和其他集料和不同的添加剂的分散的载体。 基于环氧的保护性涂料具有许多性能，这使得它们作为涂料材料是令人期望的。 它们容易获得，并且容易通过多种方法施涂，包括喷涂、辊涂和刷涂。它们良好地粘附到钢、 混凝土和其他基底上，具有低的湿蒸气透过率，充当了水、氯化物和硫酸根离子进入的阻挡 层，在多种大气曝露条件下提供优异的腐蚀保护，并且具有对于许多化学品和溶剂的良好 耐受性。 基于环氧的材料也可以配制为二道底漆或者铺地材料，其主要用于施涂到混凝土 上。例如一种商业上成功的基于环氧的铺地材料使用了液体双酚A环氧树脂和改性的脂肪 族多胺以及相组合的级配娃砂（gradedsilicasand)集料。 某些基于环氧的涂料和铺地材料不能表现出在日光中良好的耐候性。虽然这样的 涂料可以保持它们的耐化学品和耐腐蚀性，但是暴露于日光的紫外（UV)光部分会导致被 称作粉化的表面降解现象，其改变了初始涂层的颜色和光泽度保持性二者。在期望或要求 颜色和光泽度保持性的情况下，环氧保护性涂层典型地在其顶上涂覆有更大耐候性的涂料 例如醇酸树脂、乙烯基或者脂肪族聚氨酯涂料。最终的结果是两或者有时候三涂层体系，其 提供了期望的耐腐蚀性和耐候性，但是其在施涂时也是劳动密集型的和昂贵的。 另外，基于环氧的涂料和铺地材料需要耐机械损伤性。例如经涂覆的材料会经历 冲击或者挠曲，这会导致环氧涂层中的裂缝或者其他缺陷。随后暴露于气候或化学品会导 致与化学品和下伏表面材料接触，潜在地导致下伏材料的氧化，环氧涂层从底面降解，和/ 或环氧涂层与表面脱离。 虽然基于环氧的涂料和铺地材料已经获得了宽的商业接受度，但是仍然存在对于 这样的基于环氧的材料的需要，其具有改进的耐化学品和耐腐蚀性，耐机械损伤（例如挠 曲或冲击），和改进的颜色或光泽度保持性。在任何它们会暴露于日光的情况下，需要具有 改进的颜色和光泽度保持性的环氧涂料和铺地材料。不粉化和不需要耐候性顶涂层的环氧 涂料是令人期望的。具有改进的耐化学品、耐腐蚀、耐冲击、耐挠曲性和耐磨性的涂料和铺 地材料是初级和次级化学品容器结构二者所需的，其用于在化学、发电、轨道车、污水和废 水处理、汽车和造纸和制浆加工工业中保护钢和混凝土。改进的基于环氧的铺地材料是工 业环境例如船运和收货码头所需的，在其中预期会存在重型冲击负荷，用于必须反复用蒸 汽和腐蚀性化学品清洁的地板例如存在于食品加工、肉包装和饮料工业中的那些，和在其 中不能避免苛性的、酸性和高反应性化学品溅散。因此，本公开内容提供了新的基于环氧的涂料和铺地材料组合物，其表现出改进 的耐化学品性，耐候性，耐腐蚀性，耐机械损伤性，挠性，高的拉伸和压缩强度，和优异的耐 冲击性和耐磨性中的一种或多种。
技术实现思路
本公开内容提供了一种新的环氧-聚硅氧烷聚合物涂料组合物。根据第一实施方 案，本公开内容提供了一种环氧-聚硅氧烷聚合物涂料组合物，其包含水，具有下式的聚硅 氧烧： 非芳族环氧化物树脂，其具有大于一个1，2-环氧基/分子和环氧当量是 100-5000 ;和固化体系，其包含含有至少一种三烷氧基官能氨基硅烷和至少一种氨基官能 聚硅氧烷树脂的共混物，其中该共混物的烷氧基含量是10重量％ -25重量％。根据该聚硅 氧烷式，每个&是羟基或者具有至多6个碳原子的烷基，芳基，或者烷氧基，每个R2独立地 是氢或者具有至多6个碳原子的烷基或芳基，和其中选择n，以使得该聚硅氧烷的分子量是 400-10000。 在另一实施方案中，本公开内容提供了一种环氧-聚硅氧烷聚合物涂料组合物， 其包含水，20-80重量％的具有下式的聚硅氧烷：20-80重量％的非芳族环氧化物树脂，其具有大于一个的1，2-环氧基/分子和环 氧当量是100-5000 ;至多15重量％的包含处于辛酸盐，十二烷酸盐或环烷酸盐的形式的 锡催化剂的固化加速剂；至多15重量％的挠性环氧树脂，其基于蓖麻油的缩水甘油基醚， 其环氧当量是200-1000 ;和5-40重量％的固化体系，其包含至少一种三烷氧基官能氨基 硅烷和至少一种氨基官能聚硅氧烷树脂的共混物，其中该共混物的平均烷氧基官能度值是 2. 2-2. 8,并且其加入量足以在该涂料组合物中提供0. 7 :1. 0到1. 3 :1. 0的胺当量与环氧 当量之比。根据聚硅氧烷式，每个&是羟基或具有至多6个碳原子的烷基，芳基，或者烷氧 基，每个R2是氢或者具有至多6个碳原子的烷基或者芳基，和其中选择n，以使得该聚硅氧 烷的分子量是400-10000。该氨基官能聚硅氧烷树脂具有通式： 和该三烷氧基官能氨基硅烷具有通式 其中R5是选自下面的^官能有机基团：芳基、烷基、^烷基芳基、烷氧基烷基、烷基 氣基烷基或者环烷基，每个R6独立地是含有小于6个碳原子的烷基、羟基烷基、烷氧基烷基 或者羟基烷氧基烷基，每个Rs是独立选自下面的二官能有机基团：芳基、烷基、二烷基芳基、 烷氧基烷基、烷基氨基烷基或者环烷基，每个R9独立地是芳基、苯基、（Ci-Q)烷基、（(；-(；) 烷氧基或者-OSi(R9)2RSNH2基团，和选择m，以使得所述共混物的胺当量是112-250g/NH。 在另一实施方案中，本公开内容提供了经涂覆的基底，其中该基底包含至少一个 涂覆有此处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧‑聚硅氧烷聚合物涂料组合物，其包含：水；具有下式的聚硅氧烷：其中每个R1独立地是羟基或者具有至多6个碳原子的烷基、芳基、或者烷氧基，每个R2独立地是氢或者具有至多6个碳原子的烷基或者芳基，并且选择n以使得该聚硅氧烷的分子量是400‑10000；非芳族环氧化物树脂，其具有大于一个1,2‑环氧基/分子，并且环氧当量是100‑5000；和固化体系，其包含含有至少一种三烷氧基官能氨基硅烷和至少一种氨基官能聚硅氧烷树脂的共混物，其中该共混物的烷氧基含量是10重量％‑25重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·R·莫雷尔，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US