两部分聚氨酯抗腐蚀涂料制造技术

本公开涉及具有优异耐腐蚀性并且包含具有氟化链段的化合物的两部分聚氨酯涂料。另外，这些两部分聚氨酯涂料可以在高相对湿度条件下固化。本公开还涉及涂覆有那些两部分聚氨酯涂料的制品以及减少制品中的腐蚀的方法以及其它实施方案。

Two part polyurethane anticorrosive coatings

The present disclosure relates to a two part polyurethane coating with excellent corrosion resistance and contains compounds with fluorinated chain segments. In addition, these two parts of the polyurethane coatings can be cured at high relative humidity. The present disclosure also relates to coating products with two parts of polyurethane coatings and methods for reducing corrosion in products and other implementation schemes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两部分聚氨酯抗腐蚀涂料本公开涉及具有优异抗腐蚀性并且包含具有氟化链段的化合物的氟化两部分聚氨酯涂料。另外，这些两部分聚氨酯涂料可以在高相对湿度条件下固化。本公开还涉及涂覆有那些两部分聚氨酯涂料的制品以及减少制品中的腐蚀的方法以及其它实施方案。
技术介绍
转子叶片，诸如直升机中的那些转子叶片、风力涡轮机叶片等，会受到由诸如雨水、砂、粉尘和其它碎片的空气传播物质的冲击所形成的腐蚀。转子叶片的前缘特别容易受到腐蚀的损害。在户外受到腐蚀的其它制品的示例包括火车底板、机身的特定部分或航空器的翼部。该行业已经寻求通过例如保护带材或膜来防止此类腐蚀的方法。然而，带材或膜在例如转子叶片上的施加不能容易地自动化并且通常手动完成。该方法可能是耗时的，特别是当将膜施用于大尺寸的叶片时，如可能是风力涡轮机中的那些的情况，其叶片的长度可以大于30m，或甚至大于60m。预计下一代风力转子叶片具有超过100米的长度。本专利技术人提出，可以使用包含异氰酸酯组合物(A部分)和羟基组合物(B部分)的两部分聚氨酯涂料作为腐蚀保护材料。通常，两部分聚氨酯涂料在固化过程中对高相对湿度非常敏感，因为异氰酸酯组合物与水反应，这导致性能损失。这种较低的性能通常导致可以使用那些聚氨酯涂料的领域的局限性。因此，两部分聚氨酯涂料通常仅用于控制湿度和温度的环境中，或在应用中考虑和计算性能下降的环境中。在某些行业，如风力行业，在涂覆聚氨酯涂料期间不可能控制湿度和温度，并且不能允许性能下降。在那些情况下，制造商可能需要等到环境湿度在可接受的范围内，然后再用两部分聚氨酯材料涂覆叶片。在操作和维护情况下，必须在现场维修涡轮叶片时，维修可能需要等待，直到天气条件合适或维修可能需要在应用窗口之外进行，这将导致不良的材料性能。因此，本领域需要可以在高湿度条件下施加的两部分聚氨酯涂料，而不显示不可接受的性能损失。在本申请的一些实施方案中公开了此类两部分聚氨酯涂料。
技术实现思路
本专利技术人已经发现，在两部分聚氨酯组合物中使用某些氟化羟基化合物降低了那些组合物在固化期间对高湿度的敏感性。所得的两部分聚氨酯涂料可以在迄今为止不可能不遭到不可接受的性能损失的环境条件下施用。本公开的固化的两部分聚氨酯涂料具有突出的抗腐蚀性能，以及优异的耐候性、耐久性和对不同基材的合适粘附性等优点。经受会产生腐蚀的环境条件的许多制品可受益于本公开的涂层，例如直升机转子叶片、风力涡轮机叶片、火车底板以及机身的特定部分或航空器的翼部等。为了便于描述，下面的公开内容将在举例说明本文所公开的两部分聚氨酯涂料以及它们的用途、制备、性能等等时参考风力涡轮机或风力工业。然而，应当理解，本公开同样适用于可用作两部分聚氨酯涂料基材的易受环境腐蚀影响的其它项目。本公开的聚氨酯涂料称为双组分(2K)组合物，因为它们通过将异氰酸酯组合物与羟基组合物组合而形成。两种组合物的初始混合形成前体组合物(未固化的混合涂料前体组合物)，其中在固化期间，异氰酸酯组合物中的异氰酸酯官能组分与羟基组合物中的羟基官能组分反应以提供固化的涂料组合物。这意味着异氰酸酯组合物和羟基组合物保持彼此分离，并且仅在将它们施加到待涂布的基材上之前组合以形成涂料前体组合物。除了其它羟基官能组分之外，羟基组合物还包含氟化醇，其可以是氟化单醇(即每分子具有单个羟基部分)或可以是氟化二醇(即每分子具有两个羟基部分)。因此，本文提供的涂料组合物包含或是异氰酸酯组合物与羟基组合物的反应产物，所述羟基组合物包含氟化醇。合适的异氰酸酯官能组合物和合适的羟基官能组合物将在下文更详细地描述。本专利技术人发现，使用某些氟化醇可以使涂料前体组合物在高湿度值下固化，而不会不利地影响涂层的腐蚀保护性能。本专利技术人发现，与初始预期相反，本公开的聚氨酯涂料表现出良好的雨水腐蚀性能，尽管它们基本上不含交联(例如，由于该两部分组合物中存在官能度大于2的异氰酸酯和/或羟基分子而导致交联)。除非另外指明，否则本文中使用的所有科学和技术术语具有在本领域中所普遍使用的含义。本文给出的定义旨在有利于理解本申请中频繁使用的某些术语，并不意在排除那些术语在本公开上下文中的合理解释。除非另外指明，否则说明书和权利要求书中的所有表达说明书和权利要求书中所使用的特征尺寸、量和物理特性的数值在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员使用本文所公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。在最低程度上，并且不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的范围内的条件下，至少应该根据所记录的数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。尽管陈述本专利技术的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中所述的数值尽可能准确地记录。然而，任何数值都固有地包含一定的误差，在它们均的试验测定中所见的标准偏差必然引起这种误差。用端值来表述的数值范围包括该范围内所包含的全部数字(如1至5的范围包括例如1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)和该范围内的任何范围。如本说明书以及所附权利要求中所用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖具有多个指代物的实施方案，除非该内容另外明确指出。除非上下文另外清楚指定，否则如本说明和所附权利要求中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。本文所用的术语“有机连接基团”是指与至少两个其它部分或有机基团形成共价键的任何有机部分。有机连接基团的示例包括：-CH2-、-CH2CH2-、-SO2-N(Me)CH2CH2-、-C(O)-N(H)CH2CH2-、-CH<、-CH2CH<、-SO2-N(Me)CH2CH<和-C(O)-N(H)CH2CH<。如本文所用的术语“断裂点伸长率”是指根据ASTMD882-10测量时，以百分比报告的游离膜的断裂点拉伸伸长率的值。在本专利技术人的经验中，当膜为300μm至500μm厚时，游离膜的厚度并不显著影响断裂点伸长率的值。如本文所用的术语“抗雨水腐蚀性”是指涂覆在安装于转子叶片上的基材的前缘上的约300微米厚度的给定样品在根据ASTMG73-10的模拟雨水条件下不显示腐蚀的小时数。如本文所用，“不腐蚀”是指在聚氨酯涂层中不存在破列，即使涂层的一部分可能已被部分腐蚀。也就是说，只要施加聚氨酯涂层的基材的表面上的任何部分未暴露，则该样品显示在该试验中未腐蚀。当在经受模拟雨水条件的表面的给定区域上没有留下聚氨酯涂层时，基材表面的一部分被暴露。如本文所用的术语“断裂拉伸强度”是指根据ASTMD882-10测量的断裂拉伸强度值。如本文所用的术语“(C1–C20)烷基”是指长度为1至最多20个碳原子的烷基链。烷基链可为直链的、环状的或支链的。(C1–C20)烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十一烷基、环己基和十八烷基。如本文所用的术语“(C1–C6)烷基”是指长度为1至最多6个碳原子的烷基链。烷基链可为直链的、环状的或支链的。(C1–C6)烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基和环己基。如本文所用的术语“全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氟化醇的两部分聚氨酯组合物，其包含：·含有多异氰酸酯分子的异氰酸酯组合物，每个分子具有两个或更多个异氰酸酯部分；其中95％至100％的所述多异氰酸酯分子各具有两个异氰酸酯部分，并且0％至5％的所述多异氰酸酯分子各具有三个或更多个异氰酸酯部分；和·羟基组合物，其包含：·多元醇分子，每个分子具有两个或更多个羟基部分；其中95％至100％的所述多元醇分子各具有两个羟基部分，并且0％至5％的所述多元醇分子各具有三个或更多个羟基部分；和·下式的氟代烷基磺酰胺二醇：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 US 62/152,2951.一种含氟化醇的两部分聚氨酯组合物，其包含：·含有多异氰酸酯分子的异氰酸酯组合物，每个分子具有两个或更多个异氰酸酯部分；其中95％至100％的所述多异氰酸酯分子各具有两个异氰酸酯部分，并且0％至5％的所述多异氰酸酯分子各具有三个或更多个异氰酸酯部分；和·羟基组合物，其包含：·多元醇分子，每个分子具有两个或更多个羟基部分；其中95％至100％的所述多元醇分子各具有两个羟基部分，并且0％至5％的所述多元醇分子各具有三个或更多个羟基部分；和·下式的氟代烷基磺酰胺二醇：其中：n为1至16的整数；u为1至20的整数；v为1至20的整数，并且其中所述两部分组合物在混合、涂覆在基材上并固化时，具有根据方法ASTMG73-10使用300μm的涂层测量的长于9小时的抗雨水腐蚀性。2.根据权利要求1所述的含氟化醇的两部分组合物，其中所述两部分组合物在混合、固化并制成游离膜时，形成具有根据方法ASTMD88210的并且在具有300μm至500μm的厚度的膜上测量的高于300％的断裂点伸长率的聚氨酯膜。3.根据权利要求1所述的含氟化醇的两部分组合物，其中所述氟代烷基磺酰胺二醇为C4F9-SO2-N(CH2CH2-OH)2、C3F7-C(O)-N(CH2CH2-OH)2、C5F11-C(O)-N(CH2CH2-OH)2、HOCH2CH2-C4F8-CH2CH2-OH以及它们的组合。4.根据权利要求1所述的含氟化醇的两部分组合物，其中所述多异氰酸酯分子选自1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,2-亚乙基二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩·韦伯，弗兰斯·A·奥登内特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US