Епоксидна полісилоксанова композиція для покриттів (варіанти), спосіб її одержання (варіанти)

1 Композиция эпоксиполисилоксанового полимерного покрытия, включающая в себя воду, полисилоксан, имеющий формулу im I R2-O-I Si-O- I R2 | Rl In где каждый R1 выбирают из группы, состоящей из гидроксильной и алкил-, арил- и алкоксильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, каждый R2 выбирают из группы, состоящей из водорода и алкил- и арильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, где п выбирается так, чтобы молекулярный вес полисилоксана находился в диапазоне от 400 до 2000, и органооксисилан, имеющий формулу OR4 R3-SI-OR4 OR4 где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо выбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, бифункциональный аминосилановый отвердительный компонент, который конденсируется через свои сила новые группы с полисилоксаном, неароматическии эпоксидный полимер, имеющий более чем одну 1,2 эпоксигруппы на молекулу с весом эпоксидного эквивалента в диапазоне от 100 до 2000, который претерпевает удлинение цепи при реакции с аминогруппами полисилоксана, образуя полностью отвердевшую не взаимопроникающую полимерную сетку эпоксиполисилоксанового полимера, и пигмент или компонент наполнителя 2 Композиция покрытия по п 1 , отличающаяся тем, что неароматический эпоксидный полимер выбирают из группы, состоящей из гидрированного циклогександиметанола и д игл ицид ильных эфиров гидрированного эпоксидного полимера Bisphenol A 3 Композиция покрытия по п 1 , отличающаяся тем, что функциональный амин имеет общую формулу Y-Si-(O-X)3, где Y является H(HNR)a, где а равно 1, R является бифункциональным органическим радикалом, независимо выбираемым из группы, состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкоксиалкил- и циклоалкильных радикалов, где X ограничивается алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильными группами, содержащими менее 6 атомов углерода 4 Композиция покрытия по п 1 , отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя, по крайней мере, один металлический катализатор, облегчающий отвердевание при температуре окружающей среды, выбираемый из группы, состоящей из цинка, марганца, кобальта, железа, свинца и олова, каждый в форме октонатов, неодеканатов и нафтанатов 5 Композиция покрытия по п 1 , отличающаяся тем, что она включает в себя, по крайней мере, еще один дополнительный ингредиент, выбираемый из группы, состоящей из реологических модификаторов, пластификаторов, пеногасителей, тиксотропных агентов, агентов, смачивающих пигменты, битуминаторов и асфальтовых наполнителей, прортивоосадочных агентов, разбавителей, веществ улучшающих устойчивость к ультрафиолету, дегазирующих агентов и веществ, улучшающих дисперсию О 1 00 ^00 ю 58487 6 Композиция покрытия по п 1 , отличающаяся тем, что пигмент или наполнитель содержит частицы материала определенного размера, выбираемого из группы, состоящей из органических и неорганических цветных пигментов, по крайней мере, 90% по весу частиц пигмента имеют величину больше чем 325 mesh U S 7 Композиция покрытия по п 6, отличающаяся тем, что она содержит до 50% по весу наполнительного материала от общего веса композиции 8 Композиция покрытия по п 6, отличающаяся тем, что весовое отношение полисилоксана к органооксисилану равно приблизительно шесть к одному, весовое отношение полисилоксана к отвердителю равно приблизительно два к одному, а весовое отношение отвердителя к органооксисилану равно приблизительно три к одному 9 Композиция эпоксиполисилоксанового полимерного покрытия, включающая в себя полисилоксан, выбираемый из группы, состоящей из метокси-, этоксии силанол-функциональных полисилоксанов, имеющих молекулярный вес в диапазоне от 400 до 2000, органооксисилан, имеющий формулу OR4 R3-SI-OR4 OR4 где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо выбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, бифункциональный компонент аминосиланового отвердителя, который конденсируется через свои силановые группы с полисилоксаном и имеет общую формулу Y-Si-(O-X)3, где Y является H(HNR)a, где а равно 1, R является бифункциональным органическим радикалом, независимо выбираемым из группы, состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкоксиалкил- и циклоалкильных радикалов, где X ограничивается алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильными группами, содержащими менее 6 атомов углерода, неароматический эпоксидный полимер, который претерпевает удлинение цепи при реакции с аминогруппами полисилоксана, образуя полностью отвердевший эпоксиполисилоксановый полимер, органотиновый катализатор, и достаточное количество воды для того, чтобы облегчить гидролиз и поликонденсацию с образованием полностью отвердевшего при температуре окружающей среды покрытия 10 Композиция покрытия по п 9, отличающаяся тем, что неароматический эпоксидный полимер содержит более чем одну 1,2-эпоксигруппу на молекулу с весом епоксидного эквивалента в диапазоне от 100 до 2000 11 Композиция покрытия по п 9, отличающаяся тем, что полисилоксан имеет формулу I R1 I R2-O-! Si-O- I R2 I R1 |п где каждый R1 выбирают из группы, состоящей из гидроксильной и алкил-, арил- и алкоксильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, каждый R2 выбирают из группы, состоящей из водорода и алкил- и арильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, где п выбирается так, чтобы молекулярный вес полисилоксана находился в диапазоне от 400 до 2000, и где полисилоксан берется в диапазоне от 15 до 45% по весу от общего веса композиции 12 Композиция покрытия по п 9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит до 10% по весу добавок от общего веса композиции, выбираемых из группы, состоящей из цветных модификаторов, реологических модификаторов, пластификаторов, пеногасителей.тиксотрофных агентов, агентов, смачивающих пигменты, битуминаторов и асфальтовых наполнителей, противоосадочных агентов, разбавителей, стабилизаторов устойчивости к ультрафиолету, дегазирующих агентов и веществ, улучшающих дисперсию 13 Композиция покрытия по п 9, отличающаяся тем, что она содержит пигмент или наполнительный материал с частицами тонкого помола, выбираемый из группы, состоящей из органических и неорганических цветных пигментов, где наполнительный материал содержит частиц, имеющих величину больше чем 325 mesh U S , по крайней мере, 90% по весу от общего веса пигмента 14 Композиция покрытия по п 9, отличающаяся тем, что она также содержит неароматический эпоксидый полимер в диапазоне от 15 до 45% по весу, полисилоксана в диапазоне от 15 до 45% по весу, органооксисилана в диапазоне от 1 до 10% по весу, отвердителя в диапазоне от 10 до 20% по весу и наполнителя до 50% от общего веса композиции 15 Композиция покрытия по п 14, отличающаяся тем, что она содержит приблизительно 25% по весу неароматического эпоксидного полимера, 30% по весу полисилоксана, 5% по весу органооксисилана, 15% по весу отвердителя, 20% по весу наполнителя, а остальное по весу растворитель и добавки 16 Способ приготовления полностью отверждаемой при термообработке композиции эпоксиполисилоксанового полимерного покрытия, состоящий из следующих стадий формирование полимерного компонента, содержащего неароматический эпоксидный полимер, полисилоксан, выбираемый из группы, состоящей из метокси-, этокси- и силанол-функциональных полисилоксанов, имеющих молекулярный вес в диапазоне от 400 до 2000, органооксисилан, имеющий формулу 58487 0R4 O4 R R3-SI-OR4 0R4 где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо выбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, воды, и отверждающего полимерный компонент при температуре окружающей среды вещества, добавляемого к полимерному компоненту, аминосилан с двумя активными водородами, который конденсируется через свои силановые группы с полисилоксаном, при этом неароматический эпоксидный полимер претерпевает удлинение цепи при реакции с аминогруппами в полисилоксане, образуя полностью отвержденный эпоксиполисилоксановый полимер, и органотиновый катализатор 17 Способ по п 16, отличающийся тем, что неароматический эпоксидный полимер содержится в диапазоне от 15 до 45% по весу от общего веса композиции 18 Способ по п 17, отличающийся тем, что полисилоксан является метоксифункциональным и содержится в диапазоне от 15 до 45% по весу от общего веса композиции 19 Способ по п 18, отличающийся тем, что аминосилан содержится в диапазоне от 10 до 20% по весу от общего веса композиции 20 Способ по п 19, отличающийся тем, что композиция покрытия содержит до 50% по весу тонкопомолотого наполнителя, имеющего частиц с размером больше чем 325 mesh U S , по крайней мере, 90% по весу от общего веса пигмента 21 Способ по п 16, отличающийся тем, что композиция покрытия содержит неароматического эпоксидного полимера приблизительно 25% по весу, полисилоксана 30% по весу, органооксисилана 1% по весу, отвердителя 15% по весу, и 3% по весу органотинового катализатора 22 Способ приготовления полностью отверждаемой при термообработке композиции эпоксимодифицированного полисилоксанового покрытия, состоящий из следующих стадий формирование полимерного компонента, содержащего полисилоксан, имеющий формулу OR4 где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо выбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, неароматический эпоксидный полимер, имеющий более чем одну 1,2-эпоксигруппу на молекулу с весом эпоксидного эквивалента в диапазоне от 100 до 2000, воду, и отверждающего при температуре окружающей среды полимерного компонента органотиновый катализатор, и аминосилан с двумя активными водородами, который конденсируются через свои силановые группы с полисилоксаном, посредством чего неароматический эпоксидный полимер удлиняет цепь при реакции с аминогруппами в полисилоксане, образуя полностью отвержденный эпоксиполисилоксановый полимер 23 Способ по п 22, отличающийся тем, что неароматический эпоксидный полимер выбирается из группы, состоящей из гидрированного циклогексан-диметанола и диглицид иловых эфиров гидрированного епоксидного полимера Bisphenol А 24 Способ по п 22, отличающийся тем, что во время стадии, формирующей полимерный компонент, добавляют один или более ингредиентов, которые выбираются из группы, состоящей из пигментов, наполнителей, цветных модификаторов, реологических модификаторов, пластификаторов, пеногасителей, тиксотропных агентов, агентов, смачивающих пигменты, битуминаторов и асфальтовых наполнителей, противоосадочных агентов, разбавителей, стабилизаторов устойчивости к ультрафиолету, дегазирующих агентов и веществ, улучшающих дисперсию 25 Композиция эпоксиполисилоксанового полимерного покрытия с невзаимопроникающей полимерной сеткой, включающая в себя воду, полисилоксан, имеющий формулу I R1 I R2-O-I St-O- I R2 R2-O-I Si-O- I R 2 где каждый R1 выбирают из группы, состоящей из гидроксильной и алкил-, арил- и алкоксильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, каждый R2 выбирают из группы, состоящей из водорода и алкил- и арильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, где п выбирается так, чтобы молекулярный вес полисилоксана находился в диапазоне от 400 до 2000, органооксисилан, имеющий формулу | R1 |п где каждый R1 выбирают из группы, состоящей из гидроксильной и алкил-, арил-и алкоксильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, каждый R2 выбирают из группы, состоящей из водорода и алкил- и арильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, где п выбирается так, чтобы молекулярный вес полисилоксана находился в диапазоне от 400 до 2000, бифункциональный компонент аминосиланового отвердителя, который конденсируется через свои силановые группы с полисилоксаном и имеет общую формулу 58487 Y-Si-(O-X)3, где Y является H(HNR)a, где а равно 1, R является бифункциональным органическим радикалом, независимо выбираемым из группы, состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкоксиалкил- и циклоалкильных радикалов, где X ограничивается алкил- , гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильными группами, содержащими менее 6 атомов углерода, органооксисилан, имеющий формулу OR4 R3-SI-OR4 8 где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо выбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, содержащих до 6 атомов углерода, неароматический эпоксидный полимер, содержащий более чем одну 1,2-эпоксигруппу на молекулу с весом эпоксидного эквивалента в диапазоне от 100 до 2000, который претерпевает удлинение цепи при реакции с аминогруппами в полисилоксане, с образованием полностью отвержденной невзаимопроникающей полимерной сетки эпоксиполисилоксанового полимера OR4 Это изобретение имеет отношение к материалам покрытий и настилов, основанных на эпоксиполимерах, с улучшенными характеристиками по эластичности, устойчивости к атмосферным воздействиям, пределу сжатия и химической устойчивости Эпокси-материалы покрытий и настилов хорошо известны и имеют коммерческую привлекательность, как защитные и декоративные покрытия для стали, алюминия, изделий горячего цинкования, дерева и бетона, морских конструкций, строительной техники, авиации и продуктов окончательной отделки Основные материалы, используемые для приготовления этих покрытий, обычно включают следующие компоненты а) эпокси-полимер, б) отвердитель и в) пигмент или наполнитель Известные эпокси-материалы покрытий и настилов часто содержат несколько компонентов в дополнение к эпокси-полимеру, отвердителю и пигменту/наполнителю Они содержат такие добавки, как нереактивные и реактивные разбавители (включая моно- и диэпоксиды), пластификаторы, битумизаторы и асфальтовые наполнители, адгезионные промоторы, суспендирующие агенты и тиксотрофы, поверхностноактивные добавки, ингибиторы коррозии, стабилизаторы, повышающие устойчивость к ультрафиолетовому свету, катализаторы и реологические модификаторы Как полимерный, так и отвердительный компоненты могут также содержать летучие органические растворители, чьей первичной функцией является понижение вязкости для получения консистенции, подходящей для распрыскивания конвенционно-воздушным, безвоздушным и електростатическим распылителями Эпоксидные защитные покрытия обладают многими свойствами, которые делают их незаменимыми для покрытий Они легко доступны и легки в применении различными методами, включая распыление, прокатывание и окраску Они хорошо прикрепляются к стали, бетону и другим субстратам, имеют низкие скорости пропускания испаряемой влаги и действуют как барьеры для воды, хлорид- и сульфат-ионов, обеспечивают отличную защиту от коррозии при содержании в различных атмосферных условиях и имеют хорошую устойчивость ко многим химикатам и растворителям Эпокси-материалы применяют также как замазки или штукатурку для изделий из бетона В одном из коммерчески используемых материалов, основанных на эпокси-наслоениях, используется жидкий эпоксиполимер бис-фенол А и модифицированный алифатический полиамин с гранулированным наполнителем (силикатный песок), как третьим компонентом Он может быть распылен, имеет отличные коэффициенты растяжения и изгиба, хорошую ударостойкость и слабую истираемость и устойчив к широкому кругу химикатов и растворителей Эпокси-материалы покрытий и настилов обычно не обладают хорошей устойчивостью к погодным условиям и солнечному свету Несмотря на то, что покрытия поддерживают химическую и коррозионную стойкость, выдержка на ультрафиолетовом свете приводит к явлению деградации поверхности (помутнение), которое изменяет, как блеск, так и цвет исходного покрытия Где желательно или необходимо сохранить цвет и блеск, эпокси-покрытия обычно защищаются сверху более устойчивыми к погодным воздействиям покрытиями такими, как алкид-, винил- или алифатическими полиуретановыми покрытиями В конечном итоге образуется двух- или иногда трехслойная система, которая обладает устойчивостью к коррозии и атмосферным воздействиям, но является трудоемкой и дорогой при применении Таким образом, в то время как покрытия и настилы, имеющие эпоксидную основу, стали широко доступны, тем не менее, осталась необходимость в эпокси-материалах с улучшенными цветои блескостойкостью, лучшей химической и коррозионной стойкостью, и улучшенной устойчивостью к механическим воздействиям Новые эпокси- материалы покрытий и настилов необходимо приводить в соответствие с новыми правительственными нормами по защите окружающей среды и здоровья Эпоксидные покрытия и настилы с улучшенной стойкостью цвета и блеска необходимы всякий раз, когда они могут быть оставлены на солнце Существует потребность в эпоксипокрытиях, которые не выцветают и не требуют 58487 дополнительных покрытии для защиты от природных воздействий Материалы покрытий и настилов с улучшенными химической, коррозионной, ударной и абразивной устойчивостью необходимы, как для первичных, так и для вторичных химическисодержащих структур, для защиты стали и бетона в химических и силовых генераторах, поездах, для канализационного оборудования, бумаго- и целлюлозоперерабатывающей промышленности Улучшенные эпокси-материалы настилов необходимы в индустриальном окружении, таком как корабельные и приемные доки, где имеют место тяжелые удары при погрузках, для поверхностей, которые чистятся паром и агрессивными химикатами, которые используются при приготовлении пищи, упаковке мяса и изготовлении напитков, а также там, где нельзя избежать разлива щелочи, кислоты и высоко агрессивных химикатов До настоящего времени эпокси-покрытия с улучшенной устойчивостью к атмосферным воздействиям получали при модификации с акрильными полимерами или при непосредственном покрытии стойкими к окружающим воздействиям полимерами, такими как сорбитолглицидиловые эфиры, гидрированные продукты реакции бисфенола А и эпихлоргидрина, а совсем недавно, эпокси-функционально-коэтерифицированные меламиновые полимеры от Monsanto с полиамидом, циклоалифатическим амином или карбоксилфункциональным акрилом или полиэфирными полимерами Другой используемый подход - эпоксидирование полиэфирных полимеров в комбинации с определенными карбоксилфункциональными связующими В то время, как такие покрытия показывают улучшенную устойчивость к атмосферным воздействиям, их химическая и коррозионная стойкость ниже, чем для покрытий из эпоксиполимеров, описанных выше Материалы настилов, имеющие эпоксидную основу с улучшенной химической стойкостью, были получены из эпокси-новалаковых полимеров и модифицированных циклоалифатических и ароматических аминовых отвердителей Эпоксиновалаковые материалы настилов обычно не могут распыляться на 100% твердых тел из-за их высокой вязкости Отвердители на ароматических аминах, таких как метилендианилин и диэтилтолуендиамин, являются или канцерогенными, или условно канцерогенными Эти материалы обычно имеют отличную химическую стойкость, тем не менее, их устойчивость к атмосферным воздействиям очень плохая Выцветание может происходить даже в помещениях Поэтому, объектом данного изобретения является получение модифицированных покрытий, имеющих эпоксидную основу с улучшенной химической и коррозионной стойкостью и стойкостью к воздействию атмосферных условий Другим объектом этого изобретения является получение нерастворимых модифицированных эпоксидных материалов настилов с улучшенной устойчивостью к атмосферным воздействиям, растворителям, кислотам и основаниям, показывающих высокий предел прочности на растяжение и сжатие, отличную устойчивость к удару и истиранию Сущность изобретения 10 Композиция защитного покрытия готовится комбинацией следующих ингредиентов а) полимерный компонент, основанный на смеси (1) неароматического эпокси-полимера, имеющего, по крайней мере, две 1, 2эпоксигруппы с (2) полисилоксаном и (3) органооксисиланом, б) бифункционалный компонент аминового отвердителя, который можно заменить полностью или частично аминосиланом, в) катализатор (необязательно), г) пигмент и/или компонент наполнителя, д) вода Композиция защитного настила готовится комбинацией следующих ингредиентов а) полимерный компонент, основанный на смеси (1) ароматического эпоксиполимера, имеющего, по крайней мере, две 1, 2-эпоксигруппы с (2) полисилоксаном и (3) органооксисиланом (необязательно), б) аминовый отвердитель, который можно заменить полностью или частично аминосиланом, в) катализатор необязательно, г) пигмент и/или компонент наполнителя, д) вода Композиция покрытия включает неароматический эпокси-полимерный ингредиент в диапазоне 15-45% по весу, полисилоксана 15-45% по весу, органо-оксисилана 1-10% по весу, аминового отвердителя 10-20% по весу и катализатора до 4% по весу Композиция настила включает эпоксиполимерный ингредиент в диапазоне 5-20% по весу, 1-10% по весу полисилоксана, до 2% по весу органооксисилана, 2-5% по весу аминового отвердителя и до 4% катализатора Эпоксидные полимеры, полезные при образовании покрытий в этом изобретении, - это неароматические гидрированные полимеры, которые содержат более чем одну 1, 2-эпоксигруппы на молекулу и, более предпочтительно, две 1, 2эпоксигруппы на молекулу Вес на эпоксид таких полимеров лежит внутри диапазона от 100 до 2000 Предпочтительно, эпоксиполимеры, содержащие глицидилэфирные и сложноэфирные группы, являются скорее жидкими, чем твердыми веществами и имеют вес на эпоксид в диапазоне от 100 до 500 Эпоксидные полимеры, полезные при образовании настила этого изобретения, включают ароматические эпоксиполимеры Полисилоксаны, полезные в покрытиях и настилах данного изобретения, имеют формулу I R1 І R2-0-J Si-О- |R2 Іm |n где каждая R1 выбирается из группы, состоящей из гидроксигруппы и алкил-, арил- и алкоксигрупп, имеющих до 6 атомов углерода Каждая R2 выбирается из группы, состоящей из водорода и алкил- и арильных групп, имеющих до 6 атомов углерода, и где п выбирают так, чтобы молекуляр 12 11 58487 ный вес предпочтительных полисилоксанов мог самых групп, что R5 и R6, или из группы, вклюбыть в диапазоне от 500 до 2000 чающей такие атомы, как галогены, сера или кислород Органооксисиланы, полезные в покрытиях и настилах данного изобретения, имеют формулу Согласно данному изобретению, композиция покрытия включает мелкие частицы пигмента или OR4 материала наполнителя, более чем 90% по весу которых имеет размер 325 mesh U S Sieve Композиция настила, согласно данному изобретению, R3-Si-OR4 включает грубые или смесь грубых и мелких частиц пигмента или материала наполнителя, средний размер материала которых (предпочтительно 85% по весу) будет лежать между 10 и 200 mesh OR4 U S Sieve где R3 выбирают из группы, состоящей из арил-, алкил- и циклоалкильных групп, содержаВода также должна присутствовать в количещих до 6 атомов углерода, и где R4 независимо стве достаточном для осуществления гидролитивыбирают из группы, состоящей из алкил-, гидроческой поликонденсации полисилоксана и силана ксиалкил-, алкококсиалкил- и гидроксиалкоксиалКомпозиция покрытия и настилов данного изобрекильных групп, содержащих до 6 атомов углерода тения может дополнительно содержать опредеЭпоксиполимер, полисилоксан и органооксисилан ленные катализаторы для улучшения отвердеваобъединяют для образования полимерного комния, растворители для улучшения атомизации при понента распрыскивании и реологические модификаторы для улучшения деформационных характеристик Отвердитель включает амин, выбираемый из общих классов алифатических аминов, аддуктов Отверждение состава покрытий и настилов алифатических аминов, полиамидоаминов, циквключает одновременную реакцию эпоксиполимелоалифатических аминов и аддуктов циклоалифара с полиамином, при которой образуется твертических аминов, ароматических аминов, основадый линейный эпоксиполимер, гидролиз полисиний Manmch и кетиминов, которые могут быть локсана и/или органооксисилана с образованием замещены полностью или частично на аминосисиланола, и поликонденсацию силанола с образолан, имеющий общую формулу ванием эпоксимодифицированного полисилоксаY-Si-(O-X)3 нового полимера Композиты, образованные при комбинировании ранее перечисленных ингредигде Y является H(HNR)a, где а- целое число от ентов, могут быть отверждены in situ на внешней 2 до 6, каждый R-бифункциональный органичестороне субстрата ский радикал, независимо выбираемый из группы, состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкокДанное изобретение позволяет получить сиалкил- и циклоалкильных радикалов, и R может эпоксимодифицированные полисилоксановые меняться внутри каждой молекулы Y Каждый X покрытия и настилы с улучшенными свойствами может быть одинаковым или изменяться, и ограКомпозиции покрытий данного изобретения имеют ничивается алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкилповышенную устойчивость к ультрафиолетовому и гидроксиалкоксиалкильными группами, содеризлучению и природному солнечному свету, а жащими менее 6 атомов углерода В отвердителе также повышенную химическую и коррозионную преимущественно присутствует, по крайней мере, устойчивость по сравнению с обычными эпокси0 7 эквивалентов амина или 0 2 моля аминосилаполимерными покрытиями на на эпоксиэквивапент Отвердители, полезные Покрытия, изготовленные при использовании при образовании покрытий в этом изобретении, данного изобретения, имеют устойчивость к выявляются бифункциональными и могут включать, цветанию, приближающуюся к той, которую покачастично или полностью, аминосилан, где "а" в зывают алифатические полиуретаны и могут, в формуле, описанной выше равна одному Отверзависимости от применения, избавлять пользовадители, полезные при образовании настилов в теля от необходимости отделочного покрытия этом изобретении, являются полифункциональХимическая устойчивость так же улучшается по ными и могут включать, частично или полностью, сравнению с предшественниками Улучшенная аминосилан, где "а" в формуле, описанной выше, устойчивость к атмосферным воздействиям, как изменяется от 2 до 6 полагают, достигается за счет образования линейной эпоксиполимерной структуры, скорее чем Предпочтительным катализатором являиз-за образования поперечных сшивок эпоксистется органический катализатор, имеющий общую руктуры, что будет обсуждено более детально формулу ниже" R5 Композиции настилов данного изобретения сильно улучшают химическую устойчивость и прочность на сжатие, показывают более высокую 5- Sn- R7 прочность на разрыв и ударопрочность в сравнении с прежними эпоксиматериалами настилов и шпаклевок Композиция эпоксиполисилоксанового покрыR8 тия готовится комбинацией следующих ингредигде R5 и R6 выбирают из группы состоящей из ентов в присутствии воды алкил-, арил- и алкокси-групп, имеющих до 11 а) полимерный компонент, содержащий неатомов углерода, и R7 и R8 выбираются из тех же 14 13 58487 ароматический эпоксиполимер, полисилоксан и Предпочтительный состав покрытия включает органооксисилан, от 15 до 45% по весуэпоксидного полимера Если состав покрытия включает менее чем 15% по весу б) отвердитель, эпоксидного полимера, химическая устойчивость в) органотиновый катализатор (необязательэпоксидного покрытия будет сомнительной Если но), состав покрытия включает более чем 45% по весу г) пигмент и/или компонент наполнителя, эпоксидного полимера, то погодостойкость покрыКомпозиция эпоксиднго настила готовится тия будет сомнительной Наиболее предпочтикомбинацией следующих ингредиентов в присуттельный состав должен содержать приблизительствии воды но 25% по весу неароматического эпоксидного а) полимерный компонент содержащий арополимера матический эпоксиполимер, полисилоксан и органооксисилан (необязательно), Предпочтительные эпоксидные полимеры для материалов настилов и шпаклевок получают при б) отвердитель, смешивании Shell Epon 828 (эпоксиполимер в) органотиновый катализатор (необязательBisphenol А-эпихлорогидрина) с бифункционально), ными эпоксидными реактивными разбавителями, г) пигмент и/или компонент наполнителя, такими как неопентилгликоль-д игл ицид иловый Композиция покрытия и настила может так же эфир, ресорбитол-диглицидиловый эфир и циклосодержать другие компоненты, такие как реологигександиметанол-д игл ицид иловый эфир, эпоксические модификаторы, пластификаторы, тиксополимеры типа бисфенола F(Shell Epon DPL 862) трофные агенты, пеногасители и растворители и и эпоксифенолновалаковые полимеры, такие как т д , для получения желаемых пользователю Epalloy 8250 из CVC, расположенного в Cherry Hill, свойств New Jersey, Araldite EPN 1139 из Ciba Geigy, и Полимерный компонент содержит смесь эпокDEN432 и DEN438 из Dow Chemical Эти эпоксидсидного полимера, полисилоксана и органооксиные полимеры имеют хорошую химическую устойсилана Полезными эпоксиполимерами, при обрачивость Особенно предпочтительным эпоксипозовании покрытий данного изобретения, являются лимером для настилов и шпаклевок является неароматические гидрированные эпоксиполимеEpalloy 8250 ры, которые содержат более одной и предпочтительно две 1,2-эпоксигруппы на молекулу Преимущественно, эпоксидные полимеры являются скорее жидкими, чем твердыми веществами Они имеют вес эпоксидного эквивалента от 100 до 500 и реактивность около 2 Предпочтительные эпоксидные полимеры являются неароматическими гидрированными циклогександиметаноловыми и глицидиловыми эфирами гидрированного эпоксидного полимера типа Bisphenol A Epon DPL-862, Еропех 1510, Неюху 107 и Еропех 1513 (эпоксиполимер гидрированного Bisphenol А-эпихлорогидрина) от Shell Chemical in Houston, Texas, Santolmk LSE-120 от Monsanto, находящейся в Springfield, Massachusetts, Epodil 757 (циклогексан-диметанол-д игл ицед иловый эфир) из Pacific Anchor in Allentown, Pennsylvania, Araldite XUGY358 и PY327 от Ciba Geigy, расположенного в Hawthorne, New York, Epirez 505 из Rhone-Poulenc, расположенного в Lousiville, Kentucky, Aroflmt 393 и 607 из Reichold, расположенного в Pensacola, Florida, ERL4221 из Union Carbide, расположенного в Tarrytown, New York Другие подходящие неароматические эпоксиполимеры - это DER732 и DER736 Такие неароматические эпоксиполимеры желательны из-за их ограниченной реактивности (около двух), которая способствует образованию линейного эпоксиполимера и препятствует образованию поперечных сшивок Полагают, что результирующий линейный эпоксиполимер, образуемый при добавлении отвердителя, ответственен за усиление погодостойкости этого состава Использование таких неароматических эпоксидных полимеров для образования погодостойких защитных покрытий никогда ранее не рассматривалось из-за ограниченной реактивности эпоксидного полимера и, следовательно, неспособности полимера отвердевать, образуя защитное покрытие Предпочтительный состав настилов включает от 5 до 20% по весу эпоксидного полимера Если состав настила включает менее чем 5% по весу эпоксидного полимера, устойчивость к щелочным химикатам будет сомнительной Кроме того, стоимость производства состава имеющего компенсирующее количество полисилоксана и органооксисилана будет высока Если состав настила включает эпоксидного полимера более чем 20% по весу его устойчивость к органическим кислотам и растворителям будет меньше желаемой Особенно предпочтительный состав настила включает эпоксидного полимера приблизительно 15% по весу В отношении полисилоксана, используемого при доводке полимерного компонента, предпочтительно включают полисилоксаны имеющие следующую формулу (но не ограничиваются ей) [R1 I R2-O-! Si-O- I R2 | Rl In где каждый R1 выбирают из группы состоящей из гидроксильной и алкил-, арил-и алкоксильных групп имеющих до 6 атомов углерода Каждый R2 выбирают из группы состоящей из водорода и алкил- и арильных групп имеющих до 6 атомов углерода Предпочтительно, если R1 и R2 состоят из групп, имеющих менее чем 6 атомов углерода для облегчения быстрого гидролиза полисилоксана Эта реакция проходит при испарении спиртоподобных продуктов гидролиза R1 и R2 группы, имеющие более чем 6 атомов углерода, ухудшают 15 58487 16 качество гидролиза полисилоксана из-за относиланами являются триалкоксисиланы такие как тельно низкой летучести каждого аналога спирта Union Carbide's A163 (метилтриметоксисилан), АМетокси-, этокси- и силанол-функциональные по162 и А-137, и Dow Coming's Z6070 и Z6124 Предлисилоксаны имеющие п, выбираемую так чтобы почтительный состав покрытий имеет органооксиих молекулярные веса были от 400 до 2000 являсилана в диапазоне от 1 до 10% по весу Предпочются предпочтительным для формирования матетительный состав настилов содержит риалов покрытий и настилов данного изобретения органооксисилана до 2% на вес Если состав поМетокси-, этокси- и силанол-функциональные покрытий и настилов находится за пределами вылисилоксаны имеющие молекулярные веса менее шеназванных диапазонов, то покрытия и настилы чем 400 производят композиции покрытий и набудут обладать пониженной ударостойкостью и стилов которые хрупки и обладают плохой ударохимической устойчивостью Особенно предпочтистойкостью Метокси-, этокси- и силанолтельный состав покрытий содержит органооксисифункциональные полисилоксаны имеющие молелана около 5% по весу Особенно предпочтителькулярные веса больше чем 2000 производят комный состав настилов содержит органооксисилана позиции покрытий и настилов, которые имеют вязприблизительно 0,7% на вес кость выше желаемого диапазона (от 3000 до Соответственно, предпочтительный состав 15000 сантипуаз (сР) при 20°С), и такую высокую покрытий, согласно данному изобретению, может тягучесть, что необходимо применять в избытке содержать по весовому соотношению полисилокрастворитель сана к органооксисилану приблизительно 6 к 1 Предпочтительный состав настилов, согласно Особенно предпочтительными метоксифункданному изобретению, может содержать по весоциональными полисилоксанами являются DCвому соотношению полисилоксана к органоокси3074 и DC-3037 из Dow Corning, GE SR191 и SYсилану приблизительно 4 к 1 550 из Wacker расположенного в Adrian, Michigan Силанол-функциональные полисилоксаны вклюОтвердитель включает амин, выбираемый из чают, но не ограничиваются, следующими интеробщих классов алифатических аминов, аддуктов медиантами Dow Coming's DC840, Z6018, Q1алифатических аминов, полиамидоаминов, цик2530 и 6-2230 Предпочтительный состав покрылоалифатических аминов и аддуктов циклоалифатий включает полисилоксана в диапазоне 15-45% тических аминов, ароматических аминов, основапо весу Предпочтительный состав настилов ний Manmch и кетиминов, которые могут быть включает полисилоксана 1-10% по весу Если созамещены полностью или частично на аминосистав покрытий и настилов находится за этими лан, имеющий общую формулу пределами то покрытия и настилы будут иметь Y-Si-(O-X)3 пониженную погодную и химическую устойчивость где Y является H(HNR)a, где а- целое число от Особенно предпочтительный состав для покрытий 2 до 6, каждый R-бифункциональный органичеимеет полисилоксана приблизительно 30% по ский радикал, независимо выбираемый из группы, весу Предпочтительный состав для настилов состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкокимеет полисилоксана приблизительно 3% по весу сиалкил- и циклоалкильных радикалов, a R может В отношении к органооксисилану, испольменяться внутри каждой молекулы Y Каждый X зуемому для улучшения полимерного компонента, может быть одинаковым или изменяться и огранипредпочтительные органооксисиланы имеют обчивается алкил-, гидроксиалкил-, алкоксиалкил- и щую формулу гидроксиалкоксиалкильными группами, содержащими менее 6 атомов углерода В отвердителе OR4 преимущественно присутствуют, по крайней мере, 0 7 эквивалентов амина или 0 2 моля аминосилана на эпоксиэквивалент R3-SI-OR4 Предпочтительные аминосиланы включают, но не ограничиваются аминоэтил-аминопропилтриэтоксисилан, п-фениламинопропилOR4 триметоксисилан, триметоксисилилпропилгде R3 выбирают из группы, состоящей из алдиэтилен-триамин, 3-(3-аминофенокси)пропилкил- и циклоалкильных групп содержащих до 6 триметоксисилан, аминоэтил-аминометил-фенилатомов углерода и арильных групп содержащих до триметоксисилан, 2-аминоэтил10 атомов углерода R4 независимо выбирают из триамининопропил, трис 2 этилгексоксисилан, пгруппы, состоящей из алкил-, гидроксиалкил-, аламиногексиламинопропил-трметоксисилан и трикококси алкил- и гидроксиалкоксиалкильных групп, саминопропил трисметокси этоксисилан содержащих до 6 атомов углерода ПредпочтиПромышленные и торговые названия некототельно, чтобы R4 состоял из групп, имеющих до 6 рых аминосиланов используемых в данном изоатомов углерода для облегчения быстрого гидробретении перечислены втабл 1 лиза органооксисилана Эта реакция осуществляется при испарении спиртоподобных продуктов гидролиза Если R4 имеют больше, чем 6 атомов углерода, то наблюдается склонность к ухудшению качества гидролиза органооксисилана из-за относительно низкой летучести каждого аналога спирта Особенно предпочтительными органооксиси Таблица 1 Аминосиланы Производитель Dow Corning Union Carbide Название продукта Z6020, XI-6100, XI-6150 A1100, A1101, A1102, A1108, 17 Wacker Huls PCR A1110, A1120, A1126, A1130, A1387, Y9632 ED117 A0696, A0698, A0699, A0700, A0710, A0720, A0733, A0742, A0750, A-800 12328-1 Отвердитель для предпочтительного состава покрытий включает бифункциональный амин, т е амин имеющий два активных водорода, замещаемые частично или полностью аминосиланом, имеющим общую формулу Y-Si-(O-X)3 где Y является H(HNR)a, где а- равна одному, R-бифункциональный органический радикал, независимо выбираемый из группы, состоящей из арил-, алкил-, диалкиларил-, алкоксиалкил- и циклоалкильных радикалов, где X ограничивается алкил-, гидроксиапкил-, алкоксиалкил-и гидроксиалкоксиалкильными группами содержащими менее 6 атомов углерода В отвердителе могут присутствовать, по крайней мере, 0 7 эквивалентов амина или 0 2 моля аминосилана на эпоксиэквивапент Предпочтительными аминосиланами являются бифункциональные силаны включающие аминопропилтриметоксисилан и аминопропилтриэтоксисилан Особенно предпочтительным аминосиланом для покрытий данного изобретения является Union Carbide A1100 Желательно использовать бифункциональный аминосилан, т к аминосилан имеет реактивность два, т е имеет только два водорода амина, которые взаимодействуют с неароматическим эпокси, так же имеющим реактивность два, при этом образуется линейный без поперечных сшивок эпоксиполимер улучшающий устойчивость к атмосферным воздействиям Эти амины и аминосиланы препочтительны, потому что они делают покрытия устойчивыми к самым неблагоприятным атмосферным воздействиям, как в отношении цвета, так и блеска Предпочтительный состав покрытия содержит амина и/или аминосилана в пределах от 10 до 20% по весу Если состав покрытия содержит амина или аминосилана в количестве выходящем за эту область, устойчивость покрытия к атмосферным воздействиям и химикатам уменьшается Особенно предпочтительный состав покрытия содержит амина/или оксиамина приблизительно 15% по весу Предпочтительный отвердитель для настила и шпаклевки включает полиамины, замещенные частично или полностью на аминосилан, который включает алифатические амины метиленбисдианилин, диэтилтолуолдиамин, метиленбисдиэтиланилин, метиленбисдиизопропиланилин, Versamme 170 и 671 СЕ от Henkel расположенного в Ambler Pennsylvania, Ciba Geigy's XUHY350, XUHY310 и XUHY315, Pacific Anchor's Ancamme 2264, 2280, 2168, NC541 от Cardohte расположенного в Newark, New Jersey, Euredur 3265 и 3266 от Schenng Berlin расположенного в Dublin, Ohio, Huls A0698 и 12328-1 от PCR расположенного в Gamsville, Florida Эти по 58487 18 лиамины и аминосиланы предпочтительны, потому что они делают настилы более химически устойчивыми Для химической устойчивости настила особенно предпочтителен аминосилан Dow Coming's Z6020 (аминоэтиламинопропилтриметоксисилан) Предпочтительный состав настила содержит полиамина или аминосилана в области от 2 до 5% по весу Если состав настила содержит полиамина и аминосилана в количестве выходящем за эту область, то настил будет менее стойким к атмосферным воздействиям и химикатам Особенно предпочтительный состав настила содержит амина и/или аминосилана приблизительно 4% по весу Соответственно, предпочтительный состав покрытия из опыта данного изобретения может содержать весовое отношение полисилоксана к амину и/или аминосилану приблизительно 2 к 1 Предпочтительный состав настила может содержать весовое отношение амина и полисилоксана к полиамину и/или аминосилану приблизительно 3 к 4 Кроме того, предпочтительное покрытие может содержать весовое отношение амина и/или аминосилана к органооксисилану приблизительно 3 к 1 Предпочтительный состав настила может содержать весовое отношение полиамина и/или аминосилана к органооксисилану приблизительно 6к1 В модифицированных составах эпоксидных покрытий и настилов данного изобретения пропорция отвердителя к полимеру может изменяться в широком диапазоне, кроме того отвердитель выбирается или из общего класса аминов, или аминосиланов по общей формуле указанной выше, или излюбой их комбинации В основном, эпоксиполимер отверждается с достаточным количеством отвердителя, чтобы обеспечить, по крайней мере, от 0 7 до 1 2 веса аминных эквивалентов на 1 вес эпоксидного эквивалента или по крайней мере 0 2 моля аминосилана на вес эпоксидного эквивалента Если количество добавленного отвердителя составляет меньше чем 0 7 веса аминового эквивалента на вес эпоксидного эквивалента, то устойчивость покрытий и настилов к химикатам и атмосферным воздействиям ухудшается и время отвердевания увеличивается Если количество добавленного отвердителя составляет больше чем 1 2 веса аминового эквивалента на вес эпоксидного эквивалента, то внешняя поверхность покрытий и настилов будет мутнеть и замасливаться По отношению к пигменту или наполнителю данное изобретение имеет два принципиальных решения, выбор которых зависит от того используется ли композиция как покрытие, или как настил В первом случае, модифицированные эпоксиды данного изобретения рассчитаны для применения с конвенционно-воздушным, безвоздушным и электростатическим распылительным оборудованием, щетками и валиками и предназначены для использования как защитные покрытия для стали, гальваники, аллюминия, бетона и других субстратов при толщине сухой пленки в диапазоне от 25мкм до 2мм В соответствии с этим пигмент или наполнитель является материалом с части 19 58487 цами малого размера, предпочтительно с размером частиц выше чем 325 mesh U S Sieve у 90% частиц по весу, и выбирается из органических и неорганических цветных пигментов, которые могут включать диоксид титана, углерод, ламповую сажу, оксид цинка, природные и синтетический красный, желтый, коричневый и черный оксиды железа, толуедин и бензидин желтый, фталоцианин голубой и зеленый, карбозол-фиолетовый и распространенные пигменты, включающие кремнеземы, сульфат бария, силикат магния, силикат кальция, слюду, слюдянные окислы железа, карбонат кальция, цинковую пудру, алюминий и силикат алюминия, гипс, полевой шпат и т д Предпочтительный состав покрытий включает мелких частиц наполнителя 50% по весу Если нужна прозрачная поверхность, то состав может быть приготовлен без пигмента или наполнителя Составы прозрачных покрытий могут использоваться как декоративные окончательные покрытия, или как герметизирующее покрытие в составах настилов Если состав покрытия содержит частиц наполнителя малого размера меньше 10% от веса, себестоимость материала обычно высока и получаемое покрытие плохо прилипает, т е может не покрывать поверхность сразу Если состав покрытия содержит частиц наполнителя малого размера больше 50% от веса, состав покрытия становится очень вязким для применения Особенно предпочтительным составом покрытия является состав имеющий частиц наполнителя малого размера 20% по весу Пигменты и наполнители обычно добавляются к эпоксиполимерной части полимерного компонента и диспергируются в миксере Cowles до величины помола равной 3 Hegman, или шаровой мельницой, или перемалывают с песком до той же самой величины помола, до добавления полисилоксана и органооксисилана Выбор пигмента или наполнителя с размером частиц около 3 Hegman позволяет применять смесь полимерного и отвердительного компонентов на ковенционновоздушном, безвоздушном и электростатическом распыляющем оборудовании и позволяет получать гладкие однородные поверхности после применения В другом случае модифицированные эпоксиды рассчитываются для применения как настилы или шпаклевки Пигмент или наполнитель для них содержит смесь частиц грубого и тонкого помола По крайней мере, от 85% до 95% пигмента или наполнителя имеют величину помола с размером частиц 10-200 mesh 118 (грубый помол) и от 5 до 15% имеют величину помола больше чем 325 mesh U S (тонкий помол) Смесь частиц с разными размерами используют для улучшения эффективности паковки и оптимизации количества дешевого наполнителя, используемого для получения нужного состава композита Частицы мелкого помола могут включаться в пространственные пустоты между крупными частицами наполнителя Объединение частиц наполнителя грубого и мелкого помола улучшает прочность настила на сжатие Предпочтительными наполнителями грубого помола является оксид алюминия, гранат, пемза и 20 силикатный песок Предпочтительными наполнителями тонкого помола являются те же вещества, которые описаны в первом случае Предпочтительный состав настила содержит наполнитель в диапазоне от 50 до 90% по весу Если состав настила содержит наполнителя меньше 50% по весу, то стоимость материала будет слишком высока и прочность на сжатие настила ухудшается Если состав настила содержит наполнителя больше 90% по весу, то материал будет слишком вязким при применении Наилучший состав настила содержит наполнителя приблизительно 70% по весу Частицы пигмента или наполнителя грубого помола могут смешиваться с полимерным компонентом образуя двух- компонентную систему или упаковываться отдельно Модифицированные эпокси-материалы настилов, рассматриваемые в данном изобретении, обычно наслаиваются до толщины от 0 06 до 0 5 дюйма (1 5-1 Змм) с использованием соответствующих инструментов Вода является важным ингредиентом и должна присутствовать в количествах достаточных для того, чтобы происходил как гидролиз органооксисилана и/или полисилоксана, так и последующая конденсация силанола Источником воды является главным образом атмосферная влага и адсорбированная пигментами или наполнителями вода Дополнительно добавленная вода может ускорить процесс затвердевания, зависящий от условий окружающей среды Предпочтительный состав настилов и покрытий содержит стехиометрические количества воды облегчая гидролиз Составы покрытий и настилов, приготовленные без добавления воды могут не содержать количества влаги необходимого для гидролиза и конденсации и могут следовательно образовывать покрытия и настилы, не имеющие достаточную степень устойчивости к ультрафиолету, коррозии и химикатам Составы покрытий и настилов содержащие более 2% по весу воды склонны к гидролизу и полимеризации, образуя нежелательные гели до применения Предпочтительные составы покрытий и настилов содержат воды приблизительно 1% по весу При желании воду можно добавить либо в эпоксидный полимер, либо в полиаминовый отвердитель Другие источники воды - это следовые количества воды в эпоксидном полимере, полиаминовом отвердителе, растворителе и других ингредиентах, а также вода из кетиминов или смесей спирт- растворитель - вода, как описано в U S Pat №4,250,074 Вне зависимости от источника, общее количество воды, содержащееся в предпочтительных составах покрытий и настилов должно быть в стехиометрическом количестве необходимым для облегчения гидролиза Содержание воды, превышающее стехиометрическое количество нежелательно, т к избыток воды уменьшает блеск покрытий и настилов Катализатор добавляют к полимерному компоненту, как отдельный компонент, ускоряющий высыхание и отвердевание модифицированных эпоксиматериалов покрытий и настилов в данном изобретении до 4% по весу Катализаторы представляют собой секативы металлов, хорошо известные в индустрии красок цинк, марганец, ко 21 бальт, железо, свинец и олово, каждый в форме октонатов, неодеканатов и нафтанатов Подходящими катализаторами являются органические катализаторы, имеющие общую формулу R5 R6- Sn- R7 R8 где R5 и R6 выбирают из группы, состоящей из алкил-, арил- и алкоксигрупп, имеющих до 11 атомов углерода, и R7 и R8 выбираются из тех же самых групп, что R5 и R6, или из группы, включающей атомы, такие как галогены, сера или кислород Дибутилдилаурат олова, дибутилдиацетат олова, органотитанаты, ацетат натрия и алифатические вторичные и третичные полиамины включающие пропиламин, этиламиноэтанол, триэтаноламин, триэтиламин и метилдиэтаноламин могут использоваться одни или в комбинации для ускорения гидролитической поликонденсации полисилоксана и силана Предпочтительным катализатором является дибутил-дилаурат олова Модифицированные эпокси-покрытия данного изобретения обычно имеют низкую вязкость и могут распыляться без добавления растворителей Тем не менее, для улучшения атомизации и использования с электростатическим распыляющим оборудованием могут быть добавлены органические растворители и для улучшения вида поверхности при применении кисти, катка или стандартного воздушного и безвоздушного оборудования Применяемые растворители включают простые и сложные эфиры, спирты, кетоны, гликоли и т д Максимальное количество растворителя, добавляемое к составам покрытий и настилов ограничивается правительственным регулированием CAA(Clean Air Act), приблизительно 420г растворителя на литр состава Эпоксиполнеплановые составы покрытий и настилов данного изобретения могут также содержать реологические модификаторы, пластификаторы, пеногасители, тиксотрофные агенты, агенты смачивающие пигменты, битуминаторы и асфальтовые наполнители, противоосадочные агенты, разбавители, стабилизаторы устойчивости к ультрафиолету, дегазирующие агенты и вещества, улучшающие дисперсию Предпочтительные составы покрытий и настилов могут включать таких модификаторов и агентов до 10% по весу Эпоксиполисилоксановый состав покрытий данного изобретения поставляется как двухкомпонентная система во влагозащищенных контейнерах Один пакет содержит эпоксидный полимер, полисилоксан, органооксисилан и пигмент или наполнитель, добавки и растворитель если необходимо Второй пакет содержит полиамин и/или аминосилан и катализаторы Эпоксиполисилоксановый состав настила и шпаклевки данного изобретения поставляется как трехкомпонентная система во влагозащищенных контейнерах Один пакет содержит эпоксидный 58487 22 полимер, полисилоксан, органооксисилан, цветные пигменты и добавки Второй пакет содержит полиамин и/или аминосилановые отвердители и катализаторы (если необходимо) Оставшийся пакет содержит частицы грубого помола или смесь частиц грубого и тонкого помола пигмента или наполнителя Эпоксиполисилоксановый состав настилов и покрытий данного изобретения может применятся при температуре окружающей среды от -6 до +50°С При температурах ниже -18°С отверждение замедляется Тем не менее, составы настилов и покрытий данного изобретения могут прогреваться для отвердевания вплоть до 150-200°С Полагают, что отвердевание модифицированных материалов настилов и покрытий данного изобретения включает одновременно реакцию эпоксиполимера с амином и/или аминосилановым отвердителем, с образованием твердого эпоксиполимера и гидролитической поликонденсации полисилоксана и органооксисилана с выделением спирта и полисилоксанового полимера Когда используют аминосилан для улучшения отвердительного компанента, аминовая часть аминосилана претерпевает гидролитическую поликонденсацию После отвердевания, модифицированные составы настилов и покрытий данного изобретения существуют как линейные эпоксимодифицированные полисилоксаны, которые имеют существенные преимущества над другими эпоксисистемами В предпочтительном составе покрытий, ароматический эпоксиполимер реагирует с бифункциональным аминосиланом, образуя линейный эпоксиполимер, который объединяется с полисилоксаном, образуя эпоксимодифицированную полисилоксановую поверхность через образование in situ линейного циклоалифатического/алифатического полимера с боковыми цепями алкоксисилановых групп Отдельная реакция эпоксидного полимера и полиамина с образованием твердого эпоксида, как полагают, следующая R1-CH2-CH-CH2+H(HNR)aNH2 — R1-CH2~CH-CH2NH{RNH)aH О ОН Вторичные аминоводороды могут реагировать как R2-CH2-CH-CH2+R1 -CH2-CH-CH2NH{RNH)aH = і І О І ОН = R2-CH2 CM-CH2-N-(RNH)aH ОН СН2 -CH-CH2-R1 ОН Реакции гидролитической поликонденсации органооксисиланов и полисилоксанов данного изобретения, как полагают, проходят ступенчато Первая реакция - гидролиз органооксисилана, т е 23 58487 триал коксисилан или метоксифункционалыный полисилоксан, в присутствии воды и катализатора, образует соответствующие силанолы с освобождением спирта, как показано в реакции 1 Реакция 1 Гидролиз органооксисилана, т е Триалкоксисилана ЗН2О 24 R R Й I I I FlO-Sl-OR - RO-SI-OH RO-Si-QH OP OH R-SI-(OX)3=RSI(OH)3+3XOH и/или Гидролиз апкокси-функционапьного полисилоксана R R R 3H2O R R R CH3-S1-O- Si ~O~Si -CH3 GH3-Si-O- S -O-Si -CH3 + 3XOH s ox ox ox ox ox ox Вторая реакция включает конденсацию силанолов, образуемых при гидролизе органооксисилана и полисилоксана, т е триалкоксисилана и апкокси-функционального полисилоксана, образуя полисилоксан и воду Реакция 2 Конденсация силанола R R R FTO-Si-OSi# -НО-Ы-OSi ОН ОН БЮ-Э-OSl* он HO-Si-OSI# 3 RSt ( ОН) 3 = ОН- Si- О- St- О- &• ОН + 2Н 2 О OSl# он он он Скорости обеих реакций сильно зависит от рН, но при оптимальных условиях, гидролиз и конденсация начинают происходить в течении нескольких минут Те же самые факторы, которые ускоряют гидролиз алкоксисиланов и конденсацию силанолов, также ускоряют конденсацию силанола и ал коксисилана и метоксифункциональных полисилоксановых предшественников Полный путь гидролиза и конденсации органооксисилана и полсилоксана сложен Представленный фиг 1 является моделью гидролиза и конденсации триалкоксисилана воспроизволится из Huls Corporation Silicon Compounds Register and Review .1 Силанолы, полученные при гидролизе алкоксисилана могут также конденсировать с гидроксильными группами доступными на внешней стороне кремний содержащих пигментов или наполнителей, таких как матовое стекло, кварц и кремнезем Те же самые силанолы могут также конденсировать с гидроксильными группами образованными при реакции эпоксидного полимера и полиамина Окончательно, на химические и физические свойства эпоксиполисилоксановых материалов покрытий и настилов в представленном изобретении влияет подходящий выбор эпоксиполимера, органооксисилана, полисилоксана, полиаминоили аминосиланового отвердителя и пигмента или компонентов наполнителя, также как относительные скорости реакций эпоксиполимера с отвердителем и гидролитической поликонденсации органооксисилана и полисилоксана Композиция покрытия, приготовленная при объединении бифункционального аминосилана с неароматическим эпоксиполимером показывает улучшенную устойчивость к щелочи, является устойчивой к влиянию атмосферных воздействий, позволяет проводить многократное покрытие, обеспечивает абразивную устойчивость, лучшую чем у полиуретана (что является совершенной 25 Таблица 2 Ингредиент Ероп 828 Epon DPL862 Еропех 1513 Epalloy 8250 26 ПРИМЕРЫ СОСТАВОВ С 1 ПО 4 Составы с 1 по 4 описывают приготовление полимерных компонентов и комбинацию пигмента или наполнителя данного изобретения и используются для изготовления покрытий В каждом составе типы и пропорции используемых ингредиентов для приготовления полимерной и пигментной смеси, несколько изменяются Части каждой полимерной и пигментной смеси приготовленной в каждом составе затем комбинируются с различными отвердительными компонентами и растворителями в различных пропорциях, как показано в табл 3 Каждая конечная композиция покрытия тестировалась на время отверждения, устойчивость к атмосферным воздействиям, коррозионную и химическую устойчивость, как показано в табл 3 58487 неожиданностью, поскольку полимеры силоксана и эпоксиполимеры имеют плохую абразивную устойчивость) Композиции настилов и покрытий данного изобретения способны достигать полного затвердевания при температуре окружающей среды от 6 до +50°С Тем не менее, при некоторых применениях, композиции настилов и покрытий данного изобретения могут достигать полного затвердевания во время процесса обжига при температурах до 50-200°С Композиции настилов и покрытий данного изобретения показывают неожиданное и удивительное улучшение устойчивости к химической коррозии и условиям окружающей среды, также как высокие пределы прочности на разрыв и сжатие и отличные ударные и абразивные устойчивости Эти и другие особенности данного изобретения станут более очевидными при рассмотрении следующих примеров составов композиций Обращайтесь ктабл 2 при рассмотрении составов 19, где описаны используемые ингредиенты В каждом примере состава ингредиенты используют объединяя их в пропорции рассчитанные на вес в граммах Описание Shell, эпоксиполимер, М в =190 Shell, эпоксиполимер, М в =165 Shell, эпоксиполимер, М в =230 CVC, эпоксиполимер, М в =170 Pacific Anchor, циклогександи метаEplodil 757 нол -диглицидиловый эфир Arofhnt 607 Reichold эпоксидный полимер А-163 Carbide метил-триметокси-силан Dow Corning метоксиDC-3074 функциональный полисилоксан Carbide аминопропилА-1100 триметоксисилан Carbide потентированный аминосиY-9632 лан Dow Corning аминоэтилZ6020 аминопропил-триметоксисилам Wacker потентированный аминосиED-117 лан Euredur3265 Schermg Berlin полиамин, М в =400 Ancamme Pacific Anchor полиамин, М в =70 1942 DSH-99% Dupont диаминоциклогексан Ciba Geigy метилен-бис-дианилин, Araldite R972 М в =48 Nuosperse агент смачивающий пигмент 657 Tioxide RTC диоксид тинана 60 F-75 силикатный песок 40 mesh Crystal Silica силикатный песок 70 mesh #70 Silcosil 325 фторид кремния Dislon 6500 King Industries тиксотроф BYK 080 BYK-Chemie пеногаситель СОСТАВ 1 Полимерная и пигментная смесь была приготовлена при комбинации 385 грамм Еропех 1513(эпоксидный полимер), 5 грамм Nuospense 657 (агент смачивающий пигмент), 5 грамм BYK080 (пеногаситель), 10 грамм Dislon 6500 (тиксотропный агент) и 338 грамм Tioxide RTC 60 (диоксид титана) Ингредиенты добавлялись в емкость с объемом в одну кварту и диспергировались до величины помола 5 Hegman при использовании дробителя Cowles Это требует 20мин , после чего добавили 25 грамм А-163 (триметоксисилан) и 432 грамма DC-3074 (полисилоксан) и эту смесь затем перемешивали до гомогенности Полимерная смесь имела вязкость по Brookfield приблизительно 10000 сР при 70°F (20°С) и вес расчетного эквивалента 315 грамм на эквивалент СОСТАВ 2 Полимерная и пигментная смесь была приготовлена при комбинации 390 грамм Epodil 757 (эпоксидный полимер), 5 грамм Nuospense 657 (агент смачивающий пигмент), 5 грамм BYK080 (пеногаситель), 10 грамм Dislon 6500 (тиксотропный агент) и 338 грамм Tioxide RTC 60 (диоксид титана) Ингредиенты добавлялись в емкость с объемом в одну кварту и диспергировались до величины помола 5 Hegman при использовании дробителя Cowles Это требует 20мин , после чего добавили 10 грамм А-163 (триметоксисилан) и 432 грамма DC-3074 (полисилоксан) и эту смесь затем перемешивали до гомогенности Полимерная смесь имела вязкость по Brookfield приблизительно 3800 сР при 70°F (20°C) и вес расчетного эквивалента 265 грамм на эквивалент СОСТАВ 3 Используются те же ингредиенты и процедуры для приготовления полимерной и пигментной смеси, которые использовались в составе 1, кроме того, что использовали 356 грамм Arofhnt 607 (эпоксидный полимер) вместо 385 грамм Еропех 1513(эпоксидный полимер) Полимерная смесь имела вязкость по Brookfield приблизительно 6800 сР при 70°F (20°C) и вес расчетного эквивалента 338 грамм на эквивалент СРАВНИТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ 4 Полимерная и пигментная смесь была приготовлена при комбинации 711 грамм Ероп 828(эпоксидный полимер), 5 грамм Nuospense 657 27 58487 28 QUV ускоренное воздействие окружающей среды, является ускоренным тестом, предназначенным для имитирования повреждения покрытий под влиянием солнечных лучей и воды, такой как дождь и роса Тестовые панели подвергали воздействию ультрафиолетового света и циклам конденсации влаги Деградация измеряется по потере блеска или ржавлению и пузырению покрытия 2 ASTM B117 измеряет коррозионную устойчивость покрытых панелей, выдерживаемых в солевых брызгах (туман) под предписанными условиями Панели периодически проверяются и оцениваются на пузырение и ржавление соответственно ASTM D1654 В методе оценивающего теста используют шкалу от 1 до 10, где 10 показывает на отсутствие изменений 3 Химическая устойчивость, Union Carbide Method С117, измеряет устойчивость покрытий к 10 различным реагентам Один миллилитр каждого реагента помещается на тестируемое покрытие и накрывается часовым стеклом После 24 часов реагенты удаляются и любые изменения оцениваются по шкале от 1 до 10, где 10 показывает на отсутствие изменений, 8 показывает некоторые изменения, 6 показывает большие изменения, 4 показывает частичное разрушение и 2 показывает полное разрушение (агент смачивающий пигмент), 5 грамм BYK080 (пеногаситель), 10 грамм Dislon 6500 (тиксотропный агент) и 338 грамм Tioxide RTC 60 (диоксид титана) Ингредиенты добавлялись в емкость с объемом в одну кварту и диспергировались до величины помола менее 5 Hegman при использовании дробителя Cowles Смесь разбавляли 100 граммами ксилена, уменьшающего вязкость, и затем смешивали до гомогенности Полимерная смесь имела вязкость по Brookfield приблизительно 12000 сР при 70°F (20°C) и вес расчетного эквивалента 313 грамм на эквивалент Триста грамм полимерной смеси состава 1 смешивали с 48 граммами Union Carbide A-1100 (аминопропилтриметоксисилан) и 20 грамм бутилацетата ( органический растворитель) Смесь затем напылялась на обработанные пескоструйкой стальные тестовые панели, при использовании воздушнораспылительного пуливеризаторного ружья DeVilbiss Эпоксиполисилоксановое покрытие подсыхало менее чем за час и полностью высыхало за восемь часов Композиционное покрытие показывает изначально 60° блеска из 90 Полимерные смеси составов 1, 2 и 3 и сравнительный состав 4 смешивались с отвердителями и растворителями, показанными в табл 3, и испытывались на тестовых панелях в одинаковых условиях Композиция эпоксиполисилоксанового покрытия, приготовленная в соответствии с табл 3 тестировалась на время отверждения, устойчивость к атмосферным воздействиям, коррозионную и химическую устойчивость, в соответствии со следующим ASTM и промышленными методами тестирования 1 ASTM GM53 , некоторое время называемая Сохранение блеска в методе QUV ускоренном воздействии окружающей среды, тестирующем солевом тумане и тестах химических пятен ясно показывает, что композиции эпоксиполисилоксановых покрытий данного изобретения имеют лучшую химическую, коррозионную устойчивость и устойчивость к воздействию окружающей среды по сравнению с обычными композициями эпоксидных покрытий ТАБЛИЦА 3 Композиция покрытий пример 1 пример 2 пример 3 сравнительный пример 4 бутилацетат А1100 ED-117 Y-9632 DCH-99% Versamid 125 Результаты тестов Толщина высохшей пленки (мм) Высыхание поверхности (часы) Полное высыхание (часы) Начало ржавл по QUV тесту 60° блеска 1 день 7 день 21 день Солевая коррозия (1000 часов) Пузырение Ржавление Химическая устойчивость NaOH (50%) НСІ (конц) вес (в граммах) 300 300 20 15 57 9 300 20 48 3 300 20 54 9 300 20 48 15 300 20 45 300 25 86,3 6 1 8 6 1 6 6 12 10 6 15 16 6 15 16 6 1 12 6 15 20 90 52 91 91 90 75 90 91 66 36 86 65 48 75 58 22 13 65 3 1 10 10 10 10 10 8 10 10 10 10 10 8 29 58487 ЗО ПРОДОЛЖЕНИЕ ТАБЛИЦЫ 3 Композиция покрытий Н25О4 (КОНЦ ) фенол Н3РО4 (конц) NH4OH этанол уксусная кислота кумен ацетон 10 8 10 10 10 8 10 10 10 8 10 10 10 8 10 10 ПРИМЕРЫ СОСТАВОВ С 5 ПО 9 Составы с 5 по 9 описывают приготовление эпоксиполисилоксановых композитов данного изобретения, которые используются для изготовления настилов и шпаклевки Композиции настилов готовятся в граммах, используя ингредиенты и их пропорции, показанные в Табл 4 Каждая композиция настила приготавливалась при добавлении ингредиентов в емкость с объемом в одну кварту и смешивалась на смесителе Jiffy до гомогенности Каждая композиция настила (толщиной в 1/8 дюйма) наносилась шпателем на обработанную пескоструйкой стальную панель размерами 4x12x1/8 дюйма для теста химических пятен и теста на удар Пределы прочности на растяжение, изгиб и сжатие образцов оценивались соответствующими тестами ASTM Тестирование проводили после семидневного отвердевания при 70°F (20°C) вес (в граммах) 4 4 6 10 10 4 10 10 и 50% относительной влажности Химическая устойчивость проверялась при использовании метода Union Carbide Method C117 Прочность при прямом ударе, прочность на сжатие, растяжение и изгиб измерялись при помощи следующих методов ASTM тестирования 1 ASTM G14 определяет энергию необходимую для разрыва систем шпаклевки и настила и измеряет способность выдерживать механические повреждения 2 ASTM С-307 Tensile Strength, ASTM C-579 Compressive Strength, ASTM C-580 Flexural Strength ипользовались для измерения степени твердости, способности выдерживать нагрузку и максимальное давление на момент разрыва или разрушения, для химически устойчивых строительных растворов, твердых и жидких шпаклевок Таблица 4 Композиция настилов Состав Eppalloy 8250 Ероп 828 EponDPL862 DC3074 А-163 Z6020 Euredur3265 Ancamme 1942 Araldite R972 BYK 080 F-75 Sand Crystal Silica #70 Silcosil 323 результаты механических тестов Прямой удар 200 в lbs предел прочн на сжатие (psi) Растяжение (psi) Изгиб (psi) Химическая устойчивость NaOH (50%) НСІ (конц) H2SO4 (конц) фенол Н3РО4 (конц) NH4OH этанол уксусная кислота кумен 15 4 23 Вес (грамы) 6А 7 81 81 15 15 4 4 23 8 100 9 100 2 336 84 30 2 336 84 30 2 336 84 30 24 2 336 84 30 25 8 2 336 84 30 21 3 2 336 84 30 прошел прошел 18 54 34 55 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 8 10 10 10 8 10 10 6 6 4 4 10 10 4 10 5 81 6 81 15 4 27 не прошел не прошел 11 2 29 53 7 23 34 10 10 10 8 10 10 10 10 10 10 6 8 4 8 8 10 6 10 10 8 8 8 10 10 10 10 10 58487 32 31 Состав 6А такой же как состав 6, за исключеСоставы 5 и 6 сохраняли более чем 92% их иснием того, что эпоксидный полимер был высушен ходного предела прочности на сжатие после всех на 4А молекулярном сите в течении 24 часов , а трех тестирующих жидкостей Сравнительный пигментная/ наполнительная смесь нагревалась в состав 8 сохранял более чем 90% от исходного течении 48 часов при 110°С и далее охлаждалась предела прочности на сжатие в 50% гидроксиде в десикаторе при 20°С и влажности 0% Сухой натрия, тем не менее, образцы полностью деграэпоксиполимер, полисилоксан, органооксисилан, дировали после выдержки в 98% серной кислоте аминосилан, пеногаситель и сухой пигили этил метил кетоне Сравнительный состав 9 мент/наполнитель смешивались в течении 2 минут имел процентное соотношение к исходному прена смесителе Juffy и наносились шпателем на делу прочности на сжатие 90% и 80 % в 50% расстальную панель Эта панель затем помещалась в творе гидроксида натрия и этилметилкетоне, содесикатор при 20°С и относительной влажности ответственно, и полностью деградировал после 0% и оставлялась для отверждения После 36 98% серной кислоты часов состав 6А сравнивали с составом 6, котоАнализ свойств составов с 5 по 9 ясно покарый был совершенно сухим После 7 дней при зывает, что композиции шпаклевок и настилов 20°С и относительной влажности 0%, химическая данного изобретения имеют улучшенную химичестойкость образца 6А была хуже чем химическая скую стойкость, увеличенный предел прочности на стойкость образца 6 Это указывает на важность сжатие и более высокое сопротивление удару по воды в эпоксиполисилоксанах данного изобретесравнению с обычными эпокси- полимерными мания териалами Испытываемые на предел прочности на сжатие образцы составов 5 и 6 и сравнительных составов 8 и 9 погружались на 7 дней в 50% раствор гидроксида натрия, 98% серную кислоту и этилметилкетон Образцы удалялись из тестирующей жидкости, промывались водой и высушивались 48 часов до измерения предела прочности на сжатие Комп'ютерна верстка О Воробей Хотя данное изобретение описывает в деталях определенные предпочтительные варианты, возможны и другие варианты составов Следовательно, количество добавочных пунктов не должно ограничивайся предпочтительными пунктами описанными здесь Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна