污垢释放涂层制造技术

一种污垢释放涂层组合物，包含：a)包含至少50wt％的聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；b)防垢剂；和c)10％

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】污垢释放涂层


[0001]本专利技术涉及一种污垢释放涂层组合物、一种制备这种污垢释放涂层(fouling release coating，污垢离型涂层)的方法，以及一种涂有这种污垢释放涂层的海洋结构。

技术介绍

[0002]淹没于海水中的表面会受到海洋生物的结垢(fouling)，如绿藻和褐藻、粘液、藤壶、贻贝和管虫。在诸如船舶(例如，轮船、油轮)、石油平台和浮标之类的海洋结构上，这种结垢是有害的而具有经济后果。结垢可能导致表面生物降解、负载增加和腐蚀加速。在船舶上，结垢会增加摩擦阻力，这会导致速度降低和/或燃料消耗增加。它还可能会导致机动性(maneuverability)降低。
[0003]为了防止海洋生物的沉降和生长，使用了防垢涂料。传统上，使用两种类型的防垢涂料，自抛光防垢涂料和污垢释放防垢涂料(fouling release antifouling paint，污垢离型防垢涂料)。
[0004]自抛光防垢涂料包含防垢剂和粘合剂，该粘合剂在海水中逐渐溶解和/或水解，这使海水能够侵蚀涂层表面，从而露出新表面。最成功的自抛光防垢涂料是基于可水解粘合剂，如具有可水解甲硅烷基酯的(甲基)丙烯酸酯粘合剂。海水中的逐渐水解会提供防垢剂从涂层中的受控释放。
[0005]污垢释放防垢涂料会提供具有低表面张力和低弹性模量的涂层，并通过提供一个海洋生物不粘于其上的污垢释放表面而发挥作用，或如果它们粘附于上面，则很容易通过水与表面的摩擦力或通过清洁而冲洗掉。这种涂层通常基于基于聚硅氧烷的粘合剂。由聚硅氧烷粘合剂产生的污垢释放表面可有效防止大污垢永久粘附于所述表面上。然而，随着时间的推移，聚硅氧烷表面对软结垢(如粘液和藻类)没有表现出良好的抵抗力。
[0006]传统上，基于聚硅氧烷的污垢释放涂层(FRC)在不使用杀生物剂的情况下使用。然而，如上所述，FRC面临的挑战是粘液和藻类等软结垢的附着。已知在FRC中使用聚醚改性硅油可以减少粘液和藻类的附着。此外，近年来，在FRC中添加对粘液和藻类有效的杀生物剂，会进一步改善结垢防护。一种据发现效果很好的杀生物剂是吡啶硫酮(pyrithione)盐如吡啶硫酮铜。然而，具有杀生物剂的FRC，特别是在结垢防护、长期性能和附着力方面，仍有改进空间。
[0007]据证明，添加杀生物剂会提供许多技术受益，包括防垢、喷雾粉尘减少、储存稳定性提高和防垢涂层增强。具体而言，含有聚醚改性聚硅氧烷油的FRC已通过添加防垢剂(例如，吡啶硫酮盐，如吡啶硫酮锌(ZnPt)和吡啶硫酮铜(CuPt))而补充。防垢剂(例如，CuPt)通常以约5wt％
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7wt％干重的量存在而聚醚改性硅油通常以约1wt％
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5wt％干重的量存在。然而，添加固体防垢剂会对涂料的粘度(它会使其提高)产生负面影响。增加的粘度通常可以通过增加溶剂水平(稀释，稀化，thinning)进行补偿以保持良好的涂施性能，但这会导致VOC增加以及相关的涂施者健康负面影响和环境负面影响增加。本专利技术公开了一种在不增加涂层配方的溶剂含量(VOC)的情况下补偿所述增加的粘度的方法，并且在某些情况下甚
至降低原始组合物的VOC。
[0008]本专利技术人惊奇地发现，通过以相对较高的用量掺入具有特定参数(分子量和HLB)的非离子亲水改性硅油，有可能获得具有低VOC、良好涂施性能(粘度)、良好薄膜均匀性和改进的防垢性能的含防垢剂的污垢释放制剂。
[0009]传统上据信，聚醚改性硅油不能高用量用于基于聚硅氧烷的污垢释放涂层中，因为它会导致高极性，从而导致膜吸水率过高、膜均匀性差和附着力差。WO2011/076856教导了具有4wt％
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7wt％的聚醚改性硅油作为与吡啶硫酮铜杀生物剂组合的最佳水平的涂层。WO2014/077205教导了包含0.13wt％的聚醚改性硅油与吡啶硫酮铜杀生物剂组合的涂层。在WO2014/077205中还争论的是，大量聚醚改性硅油(高于10wt％)会导致附着力较差。WO2017/009297公开了具有4wt％聚醚改性硅油的涂层组合物。
[0010]EP2514776公开了更高用量的硅油，但涉及基于金属交联的有机聚硅氧烷
‑
硫代嵌段乙烯基共聚物的不同粘合剂体系。EP2103655公开了防垢组合物，并具有使用聚醚改性硅油但具有高HLB值(14.5)并以较大的量存在(>30wt％干重)的比较实施例。我们在我们的实施例中证实，如此高用量和高HLB值会导致污垢释放涂层出现不良结果。

技术实现思路

[0011]从一个方面来看，本专利技术提供了一种污垢释放涂层组合物，其包含：
[0012]a)包含至少50wt％聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；
[0013]b)防垢剂；和
[0014]c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，其具有
[0015]i)1
‑
12的亲水
‑
亲脂平衡(HLB)，和
[0016]ii)500
‑
18,000g/mol的Mn。
[0017]从另一个方面来看，本专利技术提供了一种污垢释放涂层组合物，其包含：
[0018]a)包含至少50wt％聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；
[0019]b)防垢剂；和
[0020]c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，其具有
[0021]i)1
‑
12的亲水
‑
亲脂平衡(HLB)，和
[0022]ii)1,000
‑
50,000g/mol的Mw。
[0023]从另一个方面来看，本专利技术提供了一种污垢释放涂层组合物，其包含：
[0024]a)包含至少50wt％聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；
[0025]b)防垢剂；和
[0026]c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，其具有
[0027]i)5wt％
‑
60wt％范围内的相对重量的亲水部分，和
[0028]ii)500
‑
18,000g/mol的Mn。
[0029]从另一个方面来看，本专利技术提供了一种污垢释放涂层组合物，其包含：
[0030]a)包含至少50wt％聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；
[0031]b)防垢剂；和
[0032]c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，其具有
[0033]i)5wt％
‑
60wt％范围内的相对重量的亲水部分，和
[0034]ii)1,000
‑
50,000g/mol的Mw。
[0035]从另一方面来看，本专利技术提供了一种海洋结构，在其外表面的至少一部分上包含如本文所定义的污垢释放涂层。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种污垢释放涂层组合物，包含：a)包含至少50wt％的聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；b)防垢剂；和c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，具有i)1
‑
12的亲水
‑
亲脂平衡(HLB)，和ii)500
‑
18,000g/mol的Mn。2.一种污垢释放涂层组合物，包含：a)包含至少50wt％的聚硅氧烷部分的可固化基于聚硅氧烷的粘合剂；b)防垢剂；和c)10％
‑
30％干重的非离子亲水改性聚硅氧烷，具有i)1
‑
12的亲水
‑
亲脂平衡(HLB)，和ii)1,000
‑
50,000g/mol的Mw。3.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中基于所述组合物的总干重，所述组合物包含30wt％
‑
95wt％的基于聚硅氧烷的粘合剂，更优选40wt％
‑
90wt％的基于聚硅氧烷的粘合剂，并且还更优选50wt％
‑
90wt％的基于聚硅氧烷的粘合剂。4.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中基于所述组合物的总干重以干重计，所述防垢剂以1wt％
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15wt％、优选2wt％
‑
15wt％、更优选3wt％
‑
12wt％的量存在。5.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中基于所述组合物的总干重，所述非离子亲水改性聚硅氧烷以11wt％
‑
29wt％干重，优选12wt％
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28wt％干重，优选13wt％
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27wt％干重，优选14wt％
‑
26wt％干重，例如，15wt％
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25wt％干重的量存在。6.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述防垢剂是吡啶硫酮锌或吡啶硫酮铜，优选吡啶硫酮铜。7.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述非离子亲水改性聚硅氧烷具有500
‑
18,000g/mol范围内，如1000
‑
16,000g/mol范围内，特别是2000
‑
15,050g/mol或4000
‑
15,050g/mol范围内的数均分子量(Mn)。8.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述非离子亲水改性聚硅氧烷具有20
‑
4,000mPa
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s范围内，优选30
‑
3,000mPa
‑
s范围内，特别是50
‑
2,500mPa
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s范围的粘度。9.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述非离子亲水改性聚硅氧烷具有2,000
‑
45,000g/mol、优选3,000
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42,000g/mol、4,000
‑
40,000g/mol，或5,000
‑
40,000g/mol的重均分子量(Mw)。10.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述非离子亲水改性聚硅氧烷具有1.0
‑
10、更优选1.0
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8.0、最优选2.0
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7.0范围内的HLB(亲水
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亲脂平衡)。11.根据前述权利要求中任一项所述的污垢释放涂层组合物，其中所述基于聚硅氧烷的粘合剂由式D1表示：
其中每个R1独立地选自羟基、C1‑6‑
烷氧基、C1‑6‑
羟基、含C1‑6‑
环氧基的基团、C1‑6胺基或O
‑
Si(R5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨里克，
申请(专利权)人：佐敦有限公司，
类型：发明
国别省市：