ПОЛИМОЧЕВИННЫЕ ПОКРЫТИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ СИЛАН Российский патент 2015 года по МПК C09D175/02 C08G18/10 C08G18/32 C08G18/38 C08G18/71 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям покрытий, которые образуют полимочевинные покрытия, а также к способам их применения и к получаемым таким образом полимочевинным слоям покрытия.

Уровень техники

На разработку композиций покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками (как защитными, так и эстетическими) потрачено немало усилий. Полимочевинные покрытия относятся к покрытиям, применяемым в промышленном масштабе на различных подложках для защиты подложек и для улучшения их свойств. В качестве защитных покрытий, обеспечивающих коррозионную устойчивость, полимочевинные композиции в промышленных областях применения используются при нанесении покрытий на технологическое оборудование или в качестве уплотнителей и герметиков в разнообразных агрессивных средах.

Однако известно, что некоторые полимочевинные покрытия предшествующего уровня техники имеют недостатки, снижающие их эффективность в обеспечении надлежащей защиты подложки или в улучшении характеристик подложки. Например, известные полимочевинные композиции покрытий могут иметь относительно высокую вязкость, которая препятствует растеканию по подложке или по другим расположенным ниже композициям покрытия. Они также могут иметь ограниченный срок годности смеси после смешивания в связи с высоким уровнем реакционной способности между изоцианатным компонентом и аминовым компонентом. Кроме того, некоторые полимочевинные композиции покрытий могут иметь плохие адгезивные свойства по отношению к ранее нанесенному покрытию или к самой подложке и/или демонстрируют низкую прочность при длительном воздействии ультрафиолетового излучения и/или в условиях повышенной влажности.

Соответственно, было бы желательно получить полимочевинные композиции покрытий, которые имели бы повышенную адгезию к нанесенным до этого покрытиям или к подложке и/или имеют относительно низкую вязкость, что улучшило бы текучесть композиции покрытия и позволило бы сохранить ее в течение более длительного промежутка времени.

Раскрытие изобретения

В некоторых аспектах настоящее изобретение направлено на композиции покрытий. Эти композиции включают: (a) амино-функциональный компонент, включающий (i) амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты; и (ii) блокированный первичный амин; и (b) изоцианат-функциональный компонент, включающий: (i) полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300; и (ii) силан.

В других аспектах настоящее изобретение направлено на композитные системы покрытий. Такие системы покрытий включают: (а) первый слой покрытия, полученный из композиции, включающей по меньшей мере 70% по массе цинка по отношению к общей массе твердых, т.е. нелетучих, компонентов композиции; и (b) второй слой покрытия, нанесенный поверх по меньшей мере части первого слоя покрытия, где второй слой покрытия включает отвержденный продукт реакции композиции, включающей: (a) амино-функциональный компонент, включающий (i) амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты; и (ii) блокированный первичный амин; и (b) изоцианат-функциональный компонент, включающий: (i) полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300; и (ii) силан.

Настоящее изобретение также направлено, среди прочего, на подложки, на которые по меньшей мере частично нанесено покрытие, полученное из описанных композиций и/или композитных систем покрытий, способы изготовления таких композиций и способы по меньшей мере частичного покрытия подложек такими композициями.

Осуществление изобретения

Для целей приведенного ниже подробного описания следует понимать, что настоящее изобретение может включать в себя различные альтернативные варианты и последовательности стадий, кроме случаев, когда явным образом указано иное. Кроме того, за исключением всех практических примеров осуществления, или если не указано иное, все числа, описывающие, например, фрагменты в общей химической формуле и количества используемых в описании и в формуле изобретения ингредиентов, следует всегда понимать как предваряемые термином «примерно». Соответственно, если не указано иное, числовые параметры, приведенные в нижеследующем описании и в прилагаемой формуле изобретения, представляют собой приблизительные величины и их можно варьировать в зависимости от желаемых свойств, которые желательно получить с помощью настоящего изобретения. В любом случае, и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр следует толковать по меньшей мере в свете количества приведенных значащих цифр и с использованием обычных методик округления.

Несмотря на то, что численные диапазоны и параметры, очерчивающие объем охраны, испрошенный для настоящего изобретения, представляют собой приближенные значения, численные величины, приведенные в конкретных примерах, указаны насколько возможно точно. Любое числовое значение, однако, по своей природе содержит некоторые погрешности, неизбежно возникающие в результате наличия стандартного отклонения, обнаруживаемого при их экспериментальном измерении.

Кроме того, следует понимать, что любой числовой диапазон, приведенный в настоящем документе, предполагает включение и всех входящих в него поддиапазонов. Например, диапазон «от 1 до 10», как понимается в настоящем изобретении, включает все поддиапазоны между (и включая) приведенным минимальным значением, равным 1, и приведенным максимальным значением, равным 10, то есть подразумеваемый диапазон имеет минимальное значение, равное или больше 1, и максимальное значение, равное или меньше 10.

В данной заявке использование терминов в единственном числе включает в себя и термины в их множественном числе, а термины во множественном числе включают в себя и термины в единственном числе, если специально не указано иное. Кроме того, в данном изобретении использование слова «или» означает «и/или», если специально не указано иное, даже с учетом того, что «и/или» может в некоторых случаях использоваться в явном виде.

Как указано в настоящем документе, некоторые воплощения настоящего изобретения направлены на композиции покрытий. В некоторых воплощениях композиции покрытий по настоящему изобретению имеют вид двухкомпонентной системы, в которой ингредиенты поставляются в двух отдельных контейнерах и затем объединяются и смешиваются перед использованием. Например, в некоторых воплощениях композиции покрытий по настоящему изобретению имеют вид двухкомпонентных систем, в которых первый компонент включает амино-функциональный компонент, а второй компонент включает изоцианат-функциональный компонент.

В композициях покрытий по настоящему изобретению амино-функциональный компонент включает амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты. Желательно, чтобы амино-функциональная смола на основе эфира аспарагиновой кислоты была совместима с изоцианатами; например такой, которая не содержит растворителей, и/или такой, которая имеет молярное отношение функциональных групп амина к эфиру не выше 1:1, так чтобы в результате реакции не оставалось избытка первичного амина. Один из примеров таких эфиров полиаспарагиновой кислоты представляет собой производное диэтилмалеата и 1,5-диамино-2-метилпентана, доступные для приобретения в компании «Bayer Corporation)), (Питтсбург, Пенсильвания) под торговым наименованием DESMOPHEN NH1220. DESMOPHEN® NH1200, NH1420, NH1521, NH1520 или РАС ХР2528 представляют собой примеры других подходящих эфиров полиаспарагиновой кислоты.

Как было указано выше, амино-функциональный компонент композиций покрытий по настоящему изобретению также включает блокированный первичный амин, такой как альдимин или кетимин. Альдимины, которые можно использоваться в настоящем изобретении, включают альдимины, полученные в реакции амина либо с кетоном, либо с альдегидом соответственно, и включают вещества, указанные в опубликованной заявке на патент США №2006/0058451 в абзаце [0055], причем процитированная часть указанного документа включена в настоящее описание посредством ссылки.

Примеры других подходящих альдиминов включают латентные алифатические полиамины. DESMOPHEN® РАС ХР7076 и РАС ХР7068 представляют собой примеры доступных для приобретения альдиминов. В особенности предпочтительны альдимины, представляющие собой изофорондиамин (IPDA-альдимины), такие как доступный для приобретения VESTAMIN® А139.

В некоторых воплощениях амино-функциональная смола на основе эфира аспарагиновой кислоты присутствует в количестве, равном по меньшей мере 50 процентов по массе, например по меньшей мере 70 процентов по массе, по меньшей мере 80 процентов по массе или, в некоторых случаях, по меньшей мере 90 процентов по массе по отношению к суммарной массе амино-функциональной смолы на основе эфира аспарагиновой кислоты и блокированного первичного амина. В некоторых воплощениях блокированный первичный амин присутствует в количестве, равном менее 50 процентов по массе, например менее 30 процентов по массе, менее 20 процентов по массе или, в некоторых случаях, менее 10 процентов по массе по отношению к суммарной массе амино-функциональной смолы на основе эфира аспарагиновой кислоты и блокированного первичного амина.

Как указано выше, композиции покрытий по настоящему изобретению включают изоцианат-функциональный компонент. В композиции покрытия по настоящему изобретению изоцианат-функциональный компонент включает полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, часто 2,5 или более, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300, часто 350 или более. В некоторых примерах указанное соединение включает по меньшей мере одно соединение неароматического изоцианата. Более конкретно, в некоторых воплощениях такой полиизоцианат включает смесь из (i) смолы из алифатического полиизоцианата на основе гексаметилендиизоцианата (HDI), такого как DESMODUR N-3800 от компании «Bayer Materials Science»; и (ii) из алифатического полиизоцианата на основе изофорондиизоцианата (IPDI) и гексаметилендиизоцианата (HDI), такого как DESMODUR ХР 2763 от компании «Bayer». В некоторых воплощениях таких смесей (ii) присутствует в количестве, равном по меньшей мере 50 процентов по массе, например по меньшей мере 70 процентов по массе или по меньшей мере 80 процентов по массе по отношению к суммарной массе (i) и (ii).

В композициях покрытий по настоящему изобретению изоцианат-функциональный компонент также включает силан. В одном из воплощений силан представляет собой изоцианатосилан. Подходящие изоцианатосиланы это соединения, соответствующие формуле (IV)

$$OCN-Y-Si-{\left(X\right)}_3\left(IV\right)$$

в которой X представляет собой одинаковые или различные органические группы, которые являются инертными по отношению к изоцианатным группам при температуре ниже 100°C, при условии, что по меньшей мере две из этих групп представляют собой алкоксильные или ацилоксильные группы, такие как алкильные или алкоксильные группы, имеющие от 1 до 4 атомов углерода, и Y представляет собой линейную или разветвленную алкиленовую группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода, такую как линейную группу, содержащую от 2 до 4 атомов углерода, или разветвленную группу, содержащую от 5 до 6 атомов углерода.

В некоторых воплощениях X представляет собой метоксильную, этоксильную группы или пропоксильную группы, и Y представляет собой линейную группу, содержащую 3 атома углерода. Примеры подходящих изоцианатосиланов включают 3-изоцианатопропил-метилдиметоксисилан, 3-изоцианатопропил-триметоксисилан и 3-изоцианатопропил-триэтоксисилан.

В некоторых воплощениях изоцианатосилан присутствует в количестве, равном по меньшей мере 1 процент по массе, например по меньшей мере 2 процента по массе по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия. В некоторых воплощениях изоцианатосилан присутствует в количестве, равном не более чем 10 процентов по массе, например не более чем 5 процентов по массе по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия.

В другом воплощении силан представляет собой метакрилоксисилан. Метакрилоксисиланы, подходящие для использования в настоящем изобретении, включают (но не ограничиваются только ими) метакрилоксипропилтриметоксисилан, который доступен для приобретения как SILQUEST А-174 от компании «Momentive Performance Materials». Другие метакрилоксипропилтриметоксисиланы включают Dow Corning Z-6030, Wacker Geniosil GF 31 и Shin-Etsu KBM-503. Подходящие метакрилокси-функциональные силаны также включают метакрилоксиметил-метилдиметоксисилан (Wacker Geniosil XL 32), метакрилоксиметил-триметоксисилан (Wacker Geniosil XL 33) и метакрилоксипропил-триацетоксисилан (Wacker Genniosil GF 39).

В некоторых воплощениях метакрилоксисилан присутствует в количестве, равном по меньшей мере 1 процент по массе, например по меньшей мере 2 процента по массе по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия. В некоторых воплощениях метакрилоксисилан присутствует в количестве, равном не более чем 10 процентов по массе, например не более чем 5 процентов по массе, по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия.

В некоторых воплощениях композиции покрытий по настоящему изобретению включают алкокси-функциональный и/или силанол-функциональный силикон. В настоящем изобретении термин «алкокси-функциональный и/или силанол-функциональный силикон» относится к силиконам, включающим алкокси-функциональные группы, -OR и/или гидрокси-функциональные группы, -ОН, где R представляет собой алкильную группу или арильную группу. В настоящем изобретении термин «силикон» относится к силоксановым полимерам на основе структуры, включающей чередующиеся атомы кремния и кислорода. В некоторых воплощениях алкокси-функциональный и/или силанол-функциональный силикон включает соединение общей формулы:

в которой каждый из R₁, которые могут быть одинаковыми или разными, выбирают из группы, состоящей из гидроксильной группы, алкильной группы, имеющей вплоть до шести атомов углерода, арильной группы, имеющей вплоть до шести атомов углерода, и алкоксильной группы, имеющей вплоть до шести атомов углерода; каждый из R₂, которые могут быть одинаковыми или разными, выбирают из группы, состоящей из водорода, алкильной группы, имеющей вплоть до шести атомов углерода, и арильной группы, имеющей вплоть до шести атомов углерода. В некоторых воплощениях R₁ и R₂ включают группы, имеющие менее шести атомов углерода для облегчения быстрого гидролиза, реакции, зависящей от летучести спиртового аналога продукта гидролиза. В некоторых воплощениях «n» выбирают так, чтобы указанный выше силикон имел среднюю молекулярную массу в диапазоне от 400 до 10000, например от 800 до 2500.

Алкокси-функциональные и/или силанол-функциональные силиконы, которые могут использоваться в настоящем изобретении, доступны для приобретения и включают, например, (a) метокси-функциональные полисилоксаны, такие как DC-3074 и DC-3037, доступные для приобретения в компании «Dow Corning»; и GE SR191, SY-550 и SY-231, доступные для приобретения в компании «Wacker Silicones)), расположенной в Адриан, штат Мичиган; и (b) силанол-функциональные полисилоксаны, такие как DC-840, Z6018, Q1-2530 и 6-2230 компании «Dow Corning»;.

В некоторых воплощениях описанные выше алкокси-функциональный и/или силанол-функциональный силикон присутствует в композициях покрытий по настоящему изобретению в количестве от 5 до 80 процентов по массе, например от 10 до 30 процентов по массе или, в некоторых случаях, от 10 до 25 процентов по массе, где проценты по массе выражены по отношению к общей массе композиции покрытия.

Кроме того, другие ингредиенты, полезные при формировании композиции покрытия по настоящему изобретению, включают органические растворители, пластификаторы, разбавители, наполнители, модификаторы углеводородной смолы и добавки различных типов, такие как УФ-стабилизаторы, средства для увлажнения пигментов, добавки, повышающие текучесть, и выравнивающие добавки, тиксотропные средства, противовспенивающие средства и т.п.

Если это необходимо, в композицию могут быть добавлены органические растворители. Подходящие растворители включают сложные эфиры, простые эфиры, кетоны, гликоли и т.п. Другие подходящие растворители включают ароматические растворители, такие как ксилол. В некоторых воплощениях композиции покрытий по настоящему изобретению включают вплоть до примерно 25 процентов по массе органического растворителя по отношению к общей массе композиции покрытия. Однако в другом воплощении композиции покрытий практически свободны от органического растворителя, что в настоящем документе означает, что композиции покрытий содержат 5 процентов или менее, или, в некоторых случаях, 2 процента или менее, или 1 процент или менее органического растворителя по отношению к общей массе композиции покрытия.

Как было указано ранее, композиции покрытий по настоящему изобретению в некоторых воплощениях поставляются в виде двухкомпонентной системы или системы в двух упаковках. Вообще говоря, часть «A», или первая упаковка, или первый компонент, включает изоцианат-функциональный компонент, а часть «B», или вторая упаковка, или второй компонент, включает амино-функциональный компонент. Часть «A» и часть «B» смешивают перед нанесением.

Отношение объемов изоцианат-функционального компонента и амино-функционального компонента в смесительном устройстве может быть любым подходящим объемным отношением, которое приводит к возможности нанесения на подложку, таким как 1:1, или, в некоторых случаях, от 1:1 до 1:3, например 1:2.

Различные устройства для нанесения/смешивания, известные в данной области техники, могут быть использованы для нанесения композиции по настоящему изобретению. Одно из подходящих устройств для нанесения широко известно в данной отрасли как аппликатор в форме «тубы для статического смешивания». В такой тубе для статического смешивания и изоцианатный компонент, и аминный компонент хранятся в отдельном отсеке или контейнере. При приложении давления каждый из компонентов вводится в смесительную тубу. Смешивание компонентов осуществляется по извилистым путям или путем движения по спирали внутри трубки. Выходной конец трубки может быть снабжен распылителем, применяемым при нанесении реакционной смеси распылением.

Отношение эквивалентов изоцианатных групп к аминным группам может быть подобрано так, чтобы обеспечить контроль скорости отверждения композиции покрытия, влияя тем самым на адгезию. В некоторых воплощениях отношение эквивалентов изоцианатных групп к аминным группам (также известное как индекс реакции) больше чем один, например от 1,01 до 1,10:1, или от 1,03 до 1,10, или 1,05 до 1,08.

Как было указано ранее, настоящее изобретение также направлено на композитные системы покрытий. Данные системы покрытий включают первый слой покрытия и второй слой покрытия, нанесенный поверх по меньшей мере части первого слоя покрытия. В данных системах покрытия первый слой покрытия получают из композиции, включающей по меньшей мере 70%, например по меньшей мере 75%, или, в некоторых случаях, по меньшей мере 80% по массе частиц цинка по отношению к общей массе твердых компонентов композиции покрытия. Второй слой покрытия получают из композиции покрытия, относящейся к описанному выше типу.

Размер частиц цинка можно менять. Кроме того, можно менять форму (или морфологию) частиц цинка. Например, обычно могут использоваться сферические морфологии, а также частицы, имеющие кубическую, пластинчатую или игольчатую (удлиненную или волокнистую) форму. В некоторых случаях частицы цинка включают «цинковый порошок», который в настоящем документе обычно относится к сферическим частицам, имеющим средний размер частиц не более 20 микрон, например от 2 до 16 микрон. В некоторых случаях частицы цинка включают «цинковую пыль», которая в настоящем документе относится к цинковому порошку, имеющему средний размер частиц от 2 до 10 микрон. В некоторых случаях частицы цинка включают цинковые хлопья, которые в настоящем документе относятся к частицам, пропорции которых отличаются от пропорций частиц порошка или пыли (т.е., как правило, не имеют сферической структуры) и которые имеют максимальный размер вплоть до 100 микрон. В некоторых случаях используют смеси цинкового порошка, пыли и/или хлопьев.

В некоторых воплощениях систем покрытий по настоящему изобретению первый слой покрытия и второй слой покрытия представляют собой слои на основе одного и того же химического класса связующих веществ, а именно класса полимочевин. В некоторых из данных воплощений первый слой покрытия включает изоцианат-функциональный компонент и амино-функциональный компонент, где амино-функциональный компонент включает амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты. В некоторых воплощениях амино-функциональный компонент включает блокированный первичный амин, такой как любой из упомянутых ранее аминов. Кроме того, в некоторых из данных воплощений изоцианат-функциональный компонент включает полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300, и, необязательно, силан, включая любой из описанных выше силанов. В системах покрытий по настоящему изобретению второй слой покрытия получают из композиции покрытия описанного выше типа.

Покрытия и системы покрытий по настоящему изобретению могут быть нанесены на поверхность желаемой подложки для защиты ее от атмосферных воздействий, механических воздействий и воздействия коррозии и/или химических веществ. Примеры подложек, которые можно обрабатывать с использованием композиций по настоящему изобретению, включают дерево, пластик, бетон, стеклообразные поверхности и металлические поверхности.

Композиции покрытий, описанные в настоящем документе, часто наносятся в виде пленок толщиной от 50 до 250 микрометров или, в некоторых воплощениях, вплоть до 1,2 миллиметров. При необходимости, на защищаемую поверхность может быть нанесено несколько слоев.

Следующие примеры представлены для иллюстрации общих принципов настоящего изобретения. Данное изобретение не следует рассматривать как ограничивающееся конкретными представленными примерами. Если не указано иное, то все части являются процентами по массе по отношению к общей массе иллюстрируемой смеси и процентами по объему.

ПРИМЕРЫ

Пример А

Амино-функциональный компонент получают из следующей смеси ингредиентов, как описано ниже:

Таблица 1

¹ Амино-функциональный эфир аспарагиновой кислоты, доступен для приобретения в компании «Bayer Materials Science».

² Увлажняющая и диспергирующая добавка, доступна для приобретения в компании BYK.

³ Силиконовый полимерный деаэратор, доступен для приобретения в компании BYK.

⁴ Модификатор реологических свойств, доступен для приобретения в компании «Роlу-Resyn, Inc».

⁵ Диспергируемая реологическая добавка, доступна для приобретения в компании «Elementis».

⁶ Жидкая реологическая добавка, доступна для приобретения в компании BYK.

⁷ Кальция калия и натрия алюмосиликат, доступен для приобретения в компании «А.В. Colby, Inc».

⁸ Диоксид титана, доступен для приобретения в компании «Huntsman».

⁹ Стронция цинка фосфосиликат, доступен для приобретения в компании «Halox».

¹⁰ Циклоалифатический диамин, доступен для приобретения в компании «Evonik».

¹¹ Карбаминовая смола на основе бутилуретана и формальдегида, доступна для приобретения в компании «Cytec».

¹² Полиэфирный силоксановый сополимер, доступен для приобретения в компании «Evonik».

¹³ Этил-3-этоксипропионат, доступен для приобретения в компании «Eastman».

¹⁴ Аминовый светостабилизатор, доступен для приобретения в компании «Everlight Chemical».

¹⁵ УФ-поглотитель класса гидроксифенилбензотриазола, доступен для приобретения в компании «Ciba».

Desmophen NH 1420 загружали в чистый сосуд. При медленном перемешивании содержимого сосуда добавляли Disperbyk-163 и Byk-A-530. После перемешивания содержимого сосуда в течение 5-ти минут добавляли Suspeno #201-NBA и перемешивали в течение 10-ти минут. Затем в сосуд добавляли Bentone SD-2 и перемешивали при высокой скорости перемешивания. После снижения скорости перемешивания добавляли Byk-410. Затем добавляли UOP-L-Powder, TiO₂ TR-93 и SZP-391 JM и смешивали в условиях с большими сдвиговыми усилиями для достижения минимального помола 6Н. В этот момент добавляли Vestamin А 139 и Resamin HF 480 и перемешивали в течение 10-ти минут. Наконец, добавляли Tefo Glide 450, Eastman ЕЕР, N-бутилацетат, Eversorb 93 и Tinuvin 1130 при медленном перемешивании и перемешивали в течение 15-ти минут.

Пример В

Изоцианат-функциональный компонент, включающий изоцианатосилан, получали из следующей смеси ингредиентов, как описано ниже:

Таблица 2

¹ Алифатический полиизоцианат на основе изофорондиизоцианата (IPDI) и гексаметилендиизоцианата (HDI), доступен для приобретения в компании «Bayer Material Science».

² Пластифицирующая алифатическая полиизоцианатная смола на основе гексаметилендиизоцианата (HDI), доступна для приобретения в компании «Bayer Material Science».

³ 3-изоцианатопропилтриметоксисилан, доступен для приобретения в компании «Momentive».

Desmodur ХР-2763, Desmodur N-3800, A-Link 35 и N-бутилацетат добавляли к сосуду при продувке азотом и медленном перемешивании. Содержимое перемешивали в течение 15-20 минут до получения гомогенной смеси.

Пример С

Изоцианат-функциональный компонент, включающий метакрилоксисилан, получают из следующей смеси ингредиентов, как описано ниже:

Таблица 3

¹ Алифатический полиизоцианат на основе изофорондиизоцианата (IPDI) и гексаметилендиизоцианата (HDI), доступен для приобретения в компании «Bayer Material Science».

² Пластифицирующая алифатическая полиизоцианатная смола на основе гексаметилендиизоцианата (HDI), доступна для приобретения в компании «Bayer Material Science».

³ Гамма-Метакрилоксипропилтриметоксисилан, доступен для приобретения в компании «Momentive».

Desmodur XP-2763, Desmodur N-3800, Silquest A-174 и N-бутилацетат добавляли к сосуду при продувке азотом и медленном перемешивании. Содержимое перемешивали в течение 15-20 минут до получения гомогенной смеси.

Примеры 1-3

Полимочевинные композиции покрытий получали путем объединения амино-функционального компонента по примеру А с изоцианат-функциональным компонентом по примерам В и С. Пример 1 иллюстрирует композицию покрытия, полученную путем объединения амино-функционального компонента по примеру А с изоцианат-функциональным компонентом, включающим изоцианатосилан по примеру В. Пример 2 иллюстрирует композицию покрытия, полученную путем объединения амино-функционального компонента по примеру А с изоцианат-функциональным компонентом, включающим метакрилоксисилан по примеру С. Сравнительный пример (пример 3) также наносили описанным выше способом. В сравнительном примере изоцианатный компонент, использованный в композиции покрытия, не содержал силансодержащих функциональных групп.

Композицию покрытия получали путем смешивания в объемном соотношении 1:1 амино-функционального компонента с изоцианат-функциональным компонентом. Композиции покрытий наносили распылением на панели из мягкой углеродистой стали 16-го размера (ASTM А-36). Для всех покрытий влажную пленку толщиной 10 мил высушивают (контроль на ощупь) в течение 1,5 часов при 35°F и в течение 0,50 часа при 75°F. В течение 4,5 часов при 35°F и в течение 1,25 часов при 75°F происходило полное отверждение влажной пленки толщиной 10 мил.

Полимочевинные композиции тестировали на коррозионную стойкость в соответствии с ASTM В117 (испытание на стойкость к соляному туману). В соответствии с ASTM В117 покрытые подложки размечали ножом для того, чтобы обнажить подложку. Затем размеченные покрытые подложки помещали в окружение с солевым туманом на 720 часов. Через 720 часов размеченные покрытые подложки анализировали на наличие коррозии вдоль разметки. Средняя ползучесть разметки была равна от 2,4 до 2,9 миллиметров.

Композиции также тестировали на адгезию в соответствии с ASTM D3359. Как показано в таблице 4, полимочевинные композиции покрытий с изоцианат-функциональными компонентами, включающими силансодержащие функциональные группы, продемонстрировали превосходную адгезию к подложке по сравнению с композициями покрытий из сравнительного примера с изоцианат-функциональным компонентом, выполненными без силансодержащих функциональных групп (пример 3).

Таблица 4

Хотя выше были описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения, в настоящее изобретение могут быть внесены очевидные модификации и изменения, не отходящие от сути и объема настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а также ее эквивалентами.

Изобретение относится к полимочевинной композиции покрытия и способу ее нанесения на подложку. Композиция включает a) амино-функциональный компонент, включающий: (i) амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты; и (ii) блокированный первичный амин; и (b) изоцианат-функциональный компонент, включающий: (i) полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300; и (ii) изоцианатосилан или метакрилоксисилан. Покрытия, полученные по изобретению, имеют повышенную адгезию к нанесенным до этого покрытиям или к подложке, и/или имеют относительно низкую вязкость, что может улучшить текучесть композиции покрытия и позволяет сохранить ее в течение более длительного промежутка времени. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Композиция покрытия, включающая:
(a) амино-функциональный компонент, включающий:
(i) амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты; и
(ii) блокированный первичный амин; и
(b) изоцианат-функциональный компонент, включающий:
(i) полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300; и
(ii) изоцианатосилан или метакрилоксисилан.

2. Композиция покрытия по п. 1, в которой блокированный первичный амин включает альдимин.

3. Композиция покрытия по п. 2, в которой альдимин представляет собой блокированный изофорондиамин.

4. Композиция покрытия по п. 1, в которой амино-функциональная смола на основе эфира аспарагиновой кислоты присутствует в количестве, равном по меньшей мере 80 процентов по массе по отношению к суммарной массе амино-функциональной смолы на основе эфира аспарагиновой кислоты и блокированного первичного амина.

5. Композиция покрытия по п. 4, в которой амино-функциональная смола на основе эфира аспарагиновой кислоты присутствует в количестве, равном по меньшей мере 90 процентов по массе по отношению к суммарной массе амино-функциональной смолы на основе эфира аспарагиновой кислоты и блокированного первичного амина.

6. Композиция покрытия по п. 1, в которой полиизоцианат, имеющий функциональность, превышающую 2,0, и изоцианатную эквивалентную массу, превышающую 300, включает смесь, содержащую:
(i) смолу из алифатического полиизоцианата на основе гексаметилендиизоцианата; и
(ii) алифатический полиизоцианат на основе изофорондиизоцианата и гексаметилендиизоцианата,
где компонент (ii) присутствует в количестве, равном по меньшей мере 70 процентов по массе по отношению к суммарной массе (i) и (ii).

7. Композиция покрытия по п. 1, в которой изоцианатосилан соответствует формуле:
OCN-Y-Si-(X)₃
в которой X представляет собой алкильную или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и Y представляет собой линейную или разветвленную алкиленовую группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода.

8. Композиция покрытия по п. 7, в которой X представляет собой метоксильную, этоксильную или пропоксильную группу, a Y представляет собой линейную группу, содержащую 3 атома углерода.

9. Композиция покрытия по п. 1, в которой
a) силан присутствует в количестве, равном по меньшей мере 1 процент по массе по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия и не более чем 10 процентов по массе по отношению к общей массе изоцианат-функциональных компонентов в композиции покрытия, или
b) дополнительно присутствует алкокси-функциональный и/или силанол-функциональный силикон, или
c) отношение эквивалентов изоцианатных групп к аминным группам равно 1,01-1,10:1.

10. Композитная система покрытия, включающая:
(a) первый слой покрытия, полученный из композиции, включающей по меньшей мере 70% по массе цинка по отношению к общей массе твердых компонентов композиции покрытия; и
(b) второй слой покрытия, нанесенный поверх по меньшей мере части первого слоя покрытия, где второй слой покрытия включает отвержденный продукт реакции композиции, включающей:
(i) амино-функциональный компонент, включающий:
(A) амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты; и
(B) блокированный первичный амин; и
(ii) изоцианат-функциональный компонент, включающий:
(A) полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300; и
(B) изоцианатосилан или метакрилоксисилан.

11. Композитная система покрытий по п. 10, в которой первый слой покрытия включает отвержденный продукт реакции композиции, включающей амино-функциональный компонент и изоцианат-функциональный компонент.

12. Композитная система покрытий по п. 11, в которой амино-функциональный компонент первого слоя покрытия включает амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты.

13. Композитная система покрытий по п. 11, в которой изоцианат-функциональный компонент первого слоя покрытия включает полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300.

14. Композитная система покрытий по п. 13, в которой изоцианат-функциональный компонент дополнительно включает изоцианатосилан или метакрилоксисилан.

15. Способ нанесения полимочевинной композиции покрытия на подложку, включающий:
(a) смешивание (i) амино-функционального компонента, включающего амино-функциональную смолу на основе эфира аспарагиновой кислоты и блокированный первичный амин, с (ii) изоцианат-функциональным компонентом, включающим полиизоцианат с функциональностью, превышающей 2,0, и с изоцианатной эквивалентной массой, превышающей 300, и изоцианатосилан или метакрилоксисилан, где при смешивании объемное соотношение изоцианат-функционального компонента и амино-функционального компонента, подходящих для нанесения на подложку, равно от 1:1 до 1:3; и
(b) нанесение смешанной композиции покрытия на подложку.