[发明专利]环氧一聚硅氧烷聚合物组合物

说明书

发明领域

本发明涉及适用于保护涂料等的环氧树脂基组合物，更具体地涉及有改善的柔韧性、耐气候性、抗压强度和化学耐性的环氧-聚硅氧烷聚合物组合物。

发明背景

环氧涂料是公知的，在维修、船舶、建造、建筑、航空和产品精加工领域作为钢材、铝材、镀锌板、木材和混凝土的保护和装饰涂料已得到认可。用于制备这些涂料的基本原材料一般包括(a)环氧树脂、(b)硬化剂和(c)颜料或颜料聚集体组分作为基本组分。

已知的环氧基涂料除环氧树脂、硬化剂和颜料/颜料聚集体之外通常还含有几种组分，如非反应性和反应性稀释剂包括单-和双-环氧化合物、增塑剂、沥青和沥青充替剂、粘结促进剂、悬浮剂和触变剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂、紫外线稳定性、催化剂和流变改性剂。树脂和硬化剂组分也可含有挥发性有机溶剂，用于降低组合物粘性，使稠度适于用常规的空气喷涂、无空气喷涂和静电喷涂设备喷涂。

环氧基保护涂料有许多性能使之成为理想的涂料。它们易得且容易通过各种方法(包括喷涂、辊涂和刷涂)施涂。它们很好地粘于钢材、混凝土和其它基质，有很低的湿气透过率，对水、氯离子和硫酸根离子的进入起阻挡作用，在各种暴露气氛条件下提供极好的防腐性，且对许多化学物质和溶剂有很好的耐性。

环氧基涂料一般对阳光中的老化没有很好的耐性。虽然这种涂料保持其化学和腐蚀耐性，但暴露于阳光紫外线组分中出现表面降解现象称为起霜，其改变原涂料的光泽和颜色。在要求或需要保持颜色和光泽处，典型地用更耐气候的涂料例如醇酸树脂、乙烯基或脂肪族聚氨酯涂料面涂环氧基保护涂料。最终结果是两种(或有时三种)涂层体系提供耐腐蚀性和耐气候性，但施涂该涂层体系也是劳动强度大且昴贵的。

因此，虽然环氧基涂料已得到广泛的认可，但仍需要颜色和光泽保持性改善、化学和腐蚀耐性更好、且耐机械磨损性改善的环氧基材料。新的环氧涂料需要符合新的政府环境和健康危害规定。需要有改善的颜色和光泽保持性的环氧涂料，无论何时均可暴露于阳光中。不起霜且不需耐气候面漆的环氧涂料是理想的。一次和二次化学密封结构均需要有改善的耐化学性、耐腐蚀性、耐冲击性和耐磨性的涂料，在化学、发电、机动有轨车、污水和废水处理、及纸和纸浆处理业用于保护钢和混凝土。

迄今，通过用丙烯酸树脂改性或通过固化固有耐候性环氧树脂已得到有改善耐候性的环氧涂料，例如山梨醇缩水甘油醚、双酚A和表氯醇、和更近的来自Monsanto的环氧官能的共醚化三聚氰胺树脂与聚酰胺、环脂族胺或羧基官能的丙烯酸或聚酯树脂的氢化反应产物。另一途径是用环氧化聚酯树脂与某些羧基官能的媒介物组合。虽然这些涂料表现出改善的耐气候性，但它们的耐化学性和耐腐蚀性一般比上述环氧树脂基涂料差。

因此，本发明的目的是提供一种有改善的耐化学性、耐腐蚀性和耐气候性的环氧基涂料组合物。

发明概述

根据本发明，通过混合以下成分制备环氧-聚硅氧烷组合物：

(a)基于有至少两个1，2-环氧基的非芳族环氧树脂与聚硅氧烷的共混物的树脂组分；

(b)二官能胺硬化剂组分，可全部或部分被氨基硅烷取代；

(c)非必需的催化剂；

(d)颜料或颜料聚集体组分；和

(e)水。

用约10-60％(重)的所述非芳族环氧树脂成分、15-60％(重)的聚硅氧烷、5-40％(重)的胺硬化剂、和最多约5％(重)的催化剂制备所述环氧-聚硅氧烷组合物。

上述成分反应生成包括连续相环氧-聚硅氧烷共聚物的非互穿网络组合物。与传统的环氧树脂基涂料相比，本发明的环氧-聚硅氧烷组合物显示出改善的耐紫外线和在阳光中的耐气候性以及改善的耐化学性和耐腐蚀性。此外，本发明环氧-聚硅氧烷组合物显示出颜色和光泽保持性接近脂族聚氨酯的水平，根据应用，可不需面漆。

发明详述

根据本发明，在水存在下混合以下成分制备环氧-聚硅氧烷组合物：

(a)包括非芳族环氧树脂和聚硅氧烷的树脂组分；

(b)硬化剂组分；

(c)非必需的有机锡催化剂；和

(d)非必需的颜料和/或颜料聚集体组分。

本发明环氧-聚硅氧烷组合物可还含有其它组分，如流变改性剂、增塑剂、触变剂、防沫剂和溶剂等，以实现用户追求的理想性能。