用于浸入水中的基材的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种涂料组合物，其包含：a)共价键联至聚合物主链的海水可水解基团，海水可水解基团在暴露于海水时能够进行水解或离子交换，使得聚合物部分可溶或可分散于海水中，及b)共价键联至聚合物主链的两性离子基团，其中海水可水解基团及两性离子基团所连接的聚合物主链充当该涂料组合物中的成膜基料，及其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为0.1或高于0.1。本发明专利技术还涉及一种提供具有抗积垢效能的基材的方法及一种经涂布基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于浸入水中的基材的涂料组合物本专利技术涉及适用于浸入水中的基材的涂料组合物、提供在含水环境中具有抗积垢效能的基材的方法及经涂布基材。浸入水中的如船壳、浮标、水产养殖笼、钻井平台、产油设备及管道的人造结构易于经如绿藻及褐藻、藤壶、贻贝及其类似物的水生生物积垢。该类结构通常由金属制成，但也可包含其他结构材料，如混凝土或塑料。此积垢对船壳有害，因为该积垢增大穿过水移动期间的摩擦阻力，后果为速度降低及燃料成本增加。该积垢对静态结构(如钻井平台及产油设备的支柱)有害，第一，因为积垢的厚层对波浪及水流的阻力可在结构中造成不可预测及潜在危险应力，且第二，因为积垢使得难以检测结构的疵点，如应力开裂及腐蚀。该积垢对管道(如冷却水入口及出口)有害，因为有效截面面积由于积垢而减小，结果为流动速率降低。已知使用抗积垢油漆例如作为船壳上的表涂层，以一般通过释放针对海洋生物的杀生物剂来抑制如藤壶及海藻的海洋生物的沉积及生长。前些年多种成功抗积垢油漆已为基于聚合基料的“自抛光共聚物”油漆，杀生物三有机锡部分化学键结于该聚合基料且杀生物部分通过海水自其中逐渐水解。在该类基料系统中，直链聚合物单元的侧基在通过与海水反应的第一步骤中分裂，保留的聚合物框架因此变得水可溶或水可分散的。在第二步骤中，船上的油漆层表面的水可溶或水可分散框架被洗掉或腐蚀。该类油漆系统描述于例如GB1457590A中。由于三有机锡的使用已受法规限制且已变得在世界范围禁止，已提议可用于抗积垢组合物中的各种替代抗积垢涂料。用于抗积垢最终用途、包含有包含海水可水解基团(其侧接至聚合物主链)的聚合物的自抛光油漆在先前技术中已知，包括非金属盐基团、金属盐基团及硅烷基酯基。GB2273934A描述包含键结至聚合主链的季铵基团的可水解聚合基料。该聚合基料通过卤素封端的季铵单体的共聚制备，该类单体中R基团中的一个具有(甲基)丙烯酰胺官能基。这些聚合基料归因于卤素封端的季铵基团而部分可溶于海水。WO2004/018533描述抗积垢涂料组合物，该组合物包含具有杀海洋生物特性的成分及包含键结至聚合物主链的季铵基团和/或季基团的聚合物，该类季铵基团和/或季基团经抗衡离子中和，其中抗衡离子由具有包含6个或大于6个碳原子的脂族、芳族或烷芳基烃基的酸的阴离子残余物组成。WO2005/075581涉及包括键结(侧接)至聚合物主链的胺官能基盐和/或膦官能基盐的聚合物在抗积垢组合物中的用途，该类盐包括作为抗衡离子的酸的阴离子残余物，该酸具有包含至少5个碳原子的脂族、芳族或烷芳基烃基。WO2010/018144描述在抗积垢涂层应用中具有改进的化学稳定性的成膜聚合物，该聚合物具有侧接至其主链的(i)共轭酸的第一pKa至少为4.0的碱基与(ii)第一pKa为2.0或低于2.0的单官能有机酸的盐；该碱基共价键结至聚合物主链。用于抗积垢最终用途、包含有包含海水可水解金属盐基团(其侧接至聚合物主链)的聚合物的自抛光油漆描述于例如EP-A-204456、EP-A-779304、EP-A-1138725及EP-A-1006156中。用于抗积垢最终用途、包含有包含海水可水解硅烷基酯基(其侧接至聚合物主链)的聚合物的自抛光油漆描述于例如EP-A-646630、EP-A-802243及WO2015/012148中。需要具有低毒性、减少的环境影响及改进的抗积垢效能的其他抗积垢油漆。本专利技术提供涂料组合物，其包含a)共价键联至聚合物主链的海水可水解基团，该类海水可水解基团在暴露于海水时能够进行水解或离子交换，使得聚合物部分可溶或可分散于海水中，及b)共价键联至聚合物主链的两性离子基团，其中海水可水解基团及两性离子基团所连接的聚合物主链充当涂料组合物中的成膜基料，且其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为0.1或高于0.1。已发现本专利技术的涂料组合物提供涂布有该组合物且随后浸入水中的基材的改进的抗积垢效能。可替代地，可实现所需水平的抗积垢效能及较低量的具有杀海洋生物特性的成分。涂料组合物包含共价键联至聚合物主链的海水可水解基团。海水可水解基团为在暴露于海水时能够进行如水解或离子交换反应的反应的基团。该反应使得聚合物部分可溶或可分散于海水中且赋予包含该聚合物的油漆层所谓自抛光特性。通常，海水可水解基团选自非金属盐基团、金属盐基团、硅烷基酯基及其混合物。优选地，海水可水解基团选自非金属盐基团、金属盐基团及其混合物。适合的非金属盐基团的实例为共价键联至聚合主链的季或季铵基团，其中抗衡离子为卤离子或羧酸根离子。可替代地，酸基，如羧酸基，可共价键联至具有季或季铵基团作为抗衡离子的聚合物主链。共价键联至聚合物主链的非金属盐基团更详细地描述于GB2273934A、WO2002/02698、WO2004/018533、WO2005/075581及WO2010/018144中。金属盐基团通常系指共价键联至聚合主链的羧酸盐基团，其中羧酸盐基团与金属离子错合或离子配对。通常，金属为铜或锌。共价键联至聚合物主链的金属盐基团更详细地描述于EP-A-204456、EP-A-779304、EP-A-1138725及EP-A-1006156中。硅烷基酯基也可用作海水可水解基团。共价键联至聚合物主链的硅烷基酯基更详细地描述于EP-A-646630、EP-A-802243、WO2005/005516及WO2015/012148中。涂料组合物进一步包含共价键联至聚合物主链的两性离子基团。如本文所使用，“两性离子基团”意谓含有呈相同比例的共价键联阳离子及阴离子(荷电)取代基的部分，使得该部分为总体上净中性。最近关注点已指向含有包含两性离子基团的非聚合分子的涂层。该物质可有效预防非特异性蛋白质粘着及全部生物体积垢，但作为这些作用的反面，两性离子基团为高度亲水性的，且因此这些分子从而具有在水中溶解过快的倾向。先前技术已涉及将两性离子部分固定于抗积垢及耐积垢涂层内，及将该类部分并入至共聚物中。US2008/181861A描述具有低积垢表面的基材，如船壳，该表面包含磺基甜菜碱或羧基甜菜碱材料的单层。在一实施方案中，磺基甜菜碱材料为包含聚(磺基甜菜碱)及聚(环氧丙烷)的定义明确的二嵌段共聚物。如上所述，海水可水解基团及两性离子基团共价键联至根据本专利技术的聚合物主链。聚合物主链的适合类型为常用作涂料组合物中的成膜基料的那些，例如聚酯、聚氨基甲酸酯及聚丙烯酸酯。聚合物主链可为直链或分支链。聚丙烯酸酯聚合物主链优选。如本文所使用的表述“聚丙烯酸酯”意欲涵盖基于烯系不饱和可聚合单体(如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、不饱和酰胺、芳乙烯及乙烯基酯)的聚合物及共聚物。在涂料组合物中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为至关重要的。对于10个两性离子基团存在平均至少1个海水可水解基团。因此，海水可水解基团a)与两性离子基团b)的比率为至少0.1。在一优选实施方案中，比率为至少0.5。一般而言，比率不超过50.0，优选地比率为20.0或低于20.0。通常，海水可水解基团a)与两性离子基团b)的比率在0.2至30.0、优选1.0至20.0的范围内。在一个实施方案中，海水可水解基团及两性离子基团共价键联至同一聚合物主链。可替代地，其可键联至不同聚合物主链。一般而言，键联至聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂料组合物，其包含a)共价键联至聚合物主链的海水可水解基团，海水可水解基团在暴露于海水时能够进行水解或离子交换，使得聚合物部分可溶或可分散于海水中，及b)共价键联至聚合物主链的两性离子基团，其中海水可水解基团及两性离子基团所连接的聚合物主链充当涂料组合物中的成膜基料，及其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为0.1或高于0.1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.20 EP 16152085.31.一种涂料组合物，其包含a)共价键联至聚合物主链的海水可水解基团，海水可水解基团在暴露于海水时能够进行水解或离子交换，使得聚合物部分可溶或可分散于海水中，及b)共价键联至聚合物主链的两性离子基团，其中海水可水解基团及两性离子基团所连接的聚合物主链充当涂料组合物中的成膜基料，及其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为0.1或高于0.1。2.根据权利要求1的涂料组合物，其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为0.5或高于0.5。3.根据权利要求1或2的涂料组合物，其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)的摩尔比为50.0或低于50.0。4.根据前述权利要求中任一项的涂料组合物，其中海水可水解基团a)与两性离子基团b)共价键联至同一聚合物主链。5.根据前述权利要求1-3中任一项的涂料组合物，其中海水可水解基团a...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·普赖斯，L·泰森，A·多诺休，A·A·芬尼，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL