环氧聚硅氧烷涂料和地板组合物制造技术

一种可喷雾的、可用瓦刀涂抹的、固化后显示出在阳光下极好的耐候性和优异的耐化学、腐蚀和冲击性的环氧聚硅氧烷基涂料和地板组合物是由下面物质组成的：（ａ）树脂组分，它包括每摩尔具有至少２个１，２－环氧基团的非芳香环氧树脂；聚硅氧烷和有机含氧硅烷；（ｂ）由氨基硅烷部分或全部取代的胺硬化剂组分；（ｃ）有机锡催化剂；和（ｄ）聚集体或颜料组分。也可以加入有机溶剂和流动改进剂以便有利于喷雾使用。在足够量的水存在下将该树脂组分，硬化剂组分，聚集体组分和所需要的催化剂混合从而促进聚硅氧烷和／或有机含氧硅烷的水解和通过上述水解产生的硅烷醇的缩聚。该硬化剂和环氧化物树脂反应形成固化的直链环氧聚合物。聚硅氧烷和／或有机含氧硅烷进行水解反应，该水解反应形成硅烷醇。该硅烷醇进行缩聚形成直链环氧改性的聚硅氧烷聚合物。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改进的柔韧性、耐候性、抗压强度和耐化学性的环氧树脂基涂料和地板材料。环氧涂料和地板材料是已知的并且作为用于钢铁，铝，电镀物，木材和混凝土的保护和装饰涂料在维修，船舶，施工，建筑，飞机和产品精加工市场中已经得到商业上的承认。用于制备这些涂料的基本原料通常包括作为基本组分的(a)环氧树脂，(b)硬化剂和(c)颜料或聚集体组分。已知的环氧树脂基的地板和涂料材料除了环氧树脂，硬化剂和颜料/聚集体之外还常常含有几种组分。这些组分包括这样的添加剂，如非反应性或反应性的稀释剂包括单和二环氧化物，增塑剂，沥青和柏油补充剂，粘合促进剂，悬浮剂和触变剂，表面活性剂，腐蚀抑制剂，紫外光稳定剂，催化剂和流变学调节剂。该树脂和硬化剂两者也可以含有挥发性有机溶剂，其基本官能是降低粘度以便提供适用于用常规空气，无空气和静电喷雾装置喷雾使用的稠度。环氧基的保护涂料具有很多使其作为涂料材料是令人满意的性质。它们可容易地得到并且通过各种方法，包括喷雾，滚涂和刷涂，容易地涂覆。它们与钢铁，混凝土和其它基质很好地粘合，具有低的水分蒸发速度并且起水，卤化物和硫酸盐离子进入阻挡层的作用，在各种大气暴露条件下提供极好的腐蚀保护和具有良好的耐很多化学品和溶剂的性质。环氧基的材料也配制为基本上用于混凝土上使用的表面剂或地板材料。一种商业上成功的环氧树脂基的地板材料使用了液体双酚A环氧树脂和改性的脂族聚胺以及作为第3组分的分级硅石沙聚集体。它可以喷雾使用并且具有极好的抗压，抗拉和抗弯强度，良好的耐冲击和摩擦性和耐各种化学品和溶剂性。环氧基的涂料和地板材料在阳光中通常不具有良好的耐候性。尽管这样的涂料维持其耐化学和腐蚀性，但暴露于阳光的紫外光会导致称之为粉化的表面降解现象，它使得原先涂料的光泽和颜色均发生变化。在需要或要求保持颜色和光泽的地方，一般用更可耐候性的涂料，即醇酸，乙烯基或脂肪族聚氨酯涂料，外涂环氧保护涂层。最终结果是2层或有时是3层涂料体系，它提供了耐腐蚀性和耐候性，但它也是劳动强度大和使用昂贵的。因此，尽管环氧基的涂料和地板材料已经得到广泛的商业承认，但还需要具有改进的颜色和光泽保持性，更好的耐化学和腐蚀性，和改进的耐机械摩擦的环氧基树脂。需要新的环氧涂料和地板材料遵守新的政府环境和健康危害规定。在任何其暴露于阳光的地方需要具有改进颜色和光泽保持性的环氧涂料和地板材料。不粉化和不要求可耐候性面漆的环氧涂料是需要的。对于初级和二级化学容器结构，对于保护在化学品，发电，机动有轨电车，污水和废水处理，和纸张和纸浆加工工业中的钢铁和混凝土需要具有改进的耐化学性，耐腐蚀性，耐冲击和摩擦性的涂料和地板材料。在下面的工业环境中需要改进的环氧基的地板材料，例如，在可以预计有重的冲击负载地方的运输和接收装料场，对于必须重复地用水蒸汽和侵蚀性化学品清洗的地板，例如在食品加工，肉类包装和饮料工业中遇到的那些和在腐蚀剂，酸和高度反应性的化学品的泄漏不可能避免的地方。到现在为止，通过用丙烯酸树脂改性或通过将本来可耐候性的环氧树脂，即山梨醇缩水甘油基醚，双酚A和表氯醇的加氢反应产物，和最近从Monsanto公司得到的具有聚酰胺，环脂胺或羧基官能团的丙烯酸或聚酯树脂的环氧官能共醚化的蜜胺树脂固化已经得到了具有改进耐候性的环氧树脂。另一个方法是与特定的羧基官能的载体一起使用环氧化物化的聚酯树脂。尽管这些涂料显示出改进的耐候性，但其耐化学性和耐腐蚀性一般低于上面所述的环氧基的涂料。已经从环氧酚醛清漆树脂和改性的环脂族和芳香族胺硬化剂开发了具有改进耐化学性的环氧基的地板材料。因为其高粘度，在100％的固体下环氧酚醛清漆基的地板材料一般不能喷雾。芳香胺硬化剂，即亚甲基二苯胺和二乙基甲苯二胺或者是致癌的或者是可疑的致癌物。这些材料一般具有极好的耐化学性，然而，其耐候性是很差的。在室内常常出现变色。因此，本专利技术的目的是提供具有改进耐化学性、耐腐蚀性和耐候性的改性环氧基的涂料。本专利技术的另一个目的是提供具有改进的耐候性和改进的耐溶剂、酸和碱性并显示出高的抗拉强度和抗压强度和极好耐冲击和摩擦性的无溶剂改性环氧基的地板材料。该组合物的保护涂料实施方案是通过将下面组分混合制备的(a)基于下面混合物的树脂组分(1)具有至少2个1，2-环氧基团的非芳香环氧树脂和(2)聚硅氧烷和(3)有机含氧硅烷；(b)双官能的胺硬化剂组分，它可以用氨基硅烷部分或全部地取代；(c)任选的催化剂；(d)颜料和/或聚集体组分；和(e)水。该组合物的保护地板材料实施方案是通过将下面组分混合制备的(a)基于下面混合物的树脂组分(1)具有至少2个1，2-环氧基团的非芳香环氧树脂和(2)聚硅氧烷和(3)任选的有机含氧硅烷；(b)胺硬化剂组分，它可以用氨基硅烷部分或全部地取代；(c)任选的催化剂；(d)颜料和/或聚集体组分；和(e)水。该组合物的涂料实施方案包括范围为约15-45％(重量)的非芳香环氧树脂组分，15-45％(重量)的聚硅氧烷，1-10％(重量)的有机含氧硅烷，10-20％(重量)的胺硬化剂，和最高约4％(重量)的催化剂。该组合物的地板实施方案包括范围为约5-20％(重量)的环氧树脂组分，1-10％(重量)的聚硅氧烷，最高2％(重量)的有机含氧硅烷，2-5％(重量)的胺硬化剂，和最高约4％(重量)的催化剂。在形成本专利技术的涂料实施方案中有用的该环氧化物树脂是非芳香的加氢树脂，它每摩尔含有多于1个1，2-环氧基团和优选每摩尔有2个1，2-环氧基团。每个这样树脂的环氧化物的重量在100-约2000范围内。优选地，该环氧化物含有缩水甘油醚或酯基团，是液体而不是固体，并且每环氧化物的重量在约100-约500的范围。在形成本专利技术的地板实施方案中有用的环氧化物树脂是芳香环氧树脂。在形成本专利技术的涂料和地板实施方案中有用的聚硅氧烷具有下式 其中各R1选自羟基和具有最多达6个碳原子的烷基，芳基和烷氧基。每个R2选自氢和具有最多达6个碳原子的烷基和芳基和其中n是这样选择的，它使得该优选的聚硅氧烷的分子量在500-约2000的范围。在形成本专利技术的涂料和地板实施方案中有用的有机含氧硅烷具有下式 其中R3选自含有最多达6个碳原子的芳基，烷基，和环烷基，和其中R4各自独立地选自含有最多达6个碳原子的烷基，羟基烷基，烷氧基烷基和羟基烷氧基烷基。将该环氧树脂，聚硅氧烷和有机含氧硅烷混合从而形成该树脂组分。硬化剂组分包括选自通常类型的脂族胺，脂族胺加成物，聚酰氨基胺，环脂族胺和环脂族胺加合物，芳香胺，曼尼期碱和酮亚胺，它可以用具有下面通式的氨基硅烷全部或部分取代的Y-Si-(O-X)3其中Y是H(HNR)a和其中a是2-约6的整数，每个R是各自独立地选自芳基，烷基，二烷基芳基，烷氧基烷基，和环烷基的双官能的有机基团，和R可以在每个Y分子内变化。每个X可以相同或不同，和被限于含有少于约6个碳原子的烷基，羟基烷基，烷氧基烷基和羟基烷氧基烷基。优选地，每当量环氧至少0.7当量的胺或0.2摩尔的氨基硅烷存在于该硬化剂组分中。在形成本专利技术的涂料实施方案中有用的的硬化剂是双官能的，并且可以包括部分或全部氨基硅烷，其中在上面所示用于氨基硅烷的式中的“a”是1。在形成本专利技术的地板实施方案中有用的的硬化剂是多官能的，并且可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过将下面组分混合制备的全固化非互穿网络环氧改性的聚硅氧烷涂料组合物： 水； 树脂组分，包括： 具有每分子多于１个１，２－环氧基团的、环氧化物当量在１００－约５００范围的非芳香环氧树脂； 具有下式的聚硅氧烷： ＊＊＊ 其中每个Ｒ１选自羟基和具有最多达６个碳原子的烷基，芳基和烷氧基，每个Ｒ２选自羟基和具有最多达６个碳原子的烷基和芳基和，其中ｎ是这样选择的，它使得用于该聚硅氧烷的分子量在４００－２０００的范围；和 具有下式的有机含氧硅烷： ＊＊＊ 其中Ｒ３选自含有最多达６个碳原子的芳基，烷基，和环烷基和其中Ｒ４各自独立地选自含有最多达６个碳原子的烷基，羟基烷基，烷氧基烷基和羟基烷氧基烷基； 选自双官能的胺／部分被氨基硅烷取代的双官能的胺，和完全被氨基硅烷取代的双官能胺的硬化剂；和 颜料或聚集体组分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NR墨沃尔，JL洛加斯，
申请(专利权)人：阿迈隆国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]