污垢控制涂料組合物的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種污垢控制的固化的涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑基體和一種或更多種抗微生物劑，所述粘結(jié)劑基體包括親水低聚物/聚合物部分作為它的一部分，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中≥50%的粘結(jié)劑體系由聚硅氧烷部分為代表。本申請進(jìn)一步公開了一種海洋結(jié)構(gòu)體，在其外表面的至少一部分上包含固化的油漆涂層的最外層涂層。而且，本申請公開了用親水低聚物/聚合物部分改性的一種或更多種聚硅氧烷組分和一種或更多種抗微生物劑的結(jié)合物用于改進(jìn)聚硅氧烷基涂料組合物的防垢性能的用途，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20。
【專利說明】污垢控制涂料組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新型污垢控制涂料組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，有機(jī)硅制劑依靠物理的手段，這是彈性模量以及表面張力產(chǎn)生較低生物-粘污的表面的主要因素。常規(guī)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂料表現(xiàn)出難以長時間防止生物-粘污，由此而使流阻降低(drag reduction)的優(yōu)點(diǎn)減少。
[0003]因此，需要兼有常規(guī)的聚硅氧烷基脫除粘污的涂料組合物的優(yōu)點(diǎn)與抗微生物劑基防垢涂料組合物的優(yōu)點(diǎn)的粘污控制聚硅氧烷基涂料組合物。[0004]W02007/053163公開了防垢材料，其可以包括許多合適的共聚物(例如嵌段共聚物、接枝共聚物等)中的一種或多種，該涂料提供抗微生物和/或脫除污垢的特征。該共聚物可以包括具有一種或多種聚合物接枝于其上的聚硅氧烷主鏈。這種接枝聚合物可以攜帶抗微生物基團(tuán)。
[0005]W02008/132195公開了防垢涂料組合物，其包含可固化聚合物(例如含有機(jī)基硅氧烷的聚合物)以及有機(jī)基硅氧烷聚合物。
[0006]W02008/132196公開了物理地(physically)延遲海洋污垢的方法，該方法包括在基材上形成涂料組合物，所述涂料組合物包括可固化的聚有機(jī)基硅氧烷、聚氧化烯嵌段共聚物、有機(jī)基硅交聯(lián)劑和/或催化劑。該聚氧化烯通過加成反應(yīng)(乙烯基/氫化物)與該有機(jī)硅粘結(jié)劑起反應(yīng)以形成聚氧化烯以及聚硅氧烷嵌段共聚物。隨后該共聚物可以用乙烯基三甲氧基硅烷封端以形成可濕固化的粘結(jié)劑。
[0007]US2004/006190公開一種室溫可固化的有機(jī)基聚硅氧烷組合物,其包括(A)末端用羥基，可水解基團(tuán)，或者這兩種類的基團(tuán)封閉的有機(jī)基聚硅氧烷，以及(B)含可水解基團(tuán)的有機(jī)基硅化合物，其部分水解-縮合產(chǎn)物，或者這兩者的混合物，以及(C)具有至少一個氧化烯基經(jīng)由例如C-C-Si鍵合連接至硅原子上的聚硅氧烷。
[0008]W02002/088043公開了用含硅的層涂布含硅基材的方法，其中在第一步驟中施加包含抗微生物劑的層。
[0009]US2002/0197490A1公開可固化的防垢聚硅氧烷基組合物，其包含可能與親水性二氧化硅相結(jié)合的疏水性二氧化硅。在一些實(shí)施方案中，該組合物進(jìn)一步包含硅油，例如包含聚乙二醇或者聚丙二醇部分的油。進(jìn)一步地設(shè)想可以使用防垢劑，尤其銅以及無機(jī)銅化合物。
[0010]EP2103655A1公開了可固化的防垢聚硅氧烷基組合物，其包含可反應(yīng)固化的有機(jī)硅橡膠以及特別設(shè)計的有機(jī)基聚硅氧烷混合物。在一些實(shí)施方案中，該組合物進(jìn)一步包含硅油，例如聚醚-改性硅油。進(jìn)一步設(shè)想可以使用防垢劑，尤其銅以及無機(jī)銅化合物。
[0011]US6, 313, 193B1 1.a.公開了組合物，其包含硅烷醇-封端的聚二甲基硅氧烷，二甲基乙氧基封端的聚二甲基硅氧烷，聚二乙氧基硅氧烷，以及苯扎氯銨。該聚二乙氧基硅氧烷與該聚二甲基硅氧烷反應(yīng)以致該聚二乙氧基硅氧烷成為粘結(jié)劑網(wǎng)絡(luò)的整體部分。[0012]JP2006052283A公開了涂料組合物，其包含具有聚氧化烯側(cè)鏈的聚醚-改性硅油，基于聚硅氧烷大分子聚合物的丙烯酸型粘結(jié)劑體系以及防垢劑。
[0013]JP2006299132A公開了防垢涂料組合物，它基于包含聚硅氧烷側(cè)鏈的乙烯基共聚物粘結(jié)劑體系，且用某些反應(yīng)性硅烷改性，和進(jìn)一步包含例如，聚(氧化烯)改性聚硅氧烷。該組合物也可包括防垢劑。
[0014]JP05-263022公開了典型地基于酸酐乙烯基粘合劑的可水解的涂料組合物以供防止水生生物的附著。
[0015]EP1261318A1公開了用胺化合物穩(wěn)定的含三苯基硼化合物的防垢涂料組合物。該組合物包括用氧化烯基改性的非反應(yīng)性聚硅氧烷(油)。
[0016]US2009/0018276A1公開了具有抗微生物劑部分共價鍵合到粘結(jié)劑基體上的聚硅
氧烷基涂料組合物。
[0017]有機(jī)硅基污垢脫除涂料顯示優(yōu)于常規(guī)防垢涂料之處在于表現(xiàn)出顯著降低的流阻阻力，從而減少海洋船舶的燃料消耗。當(dāng)該有機(jī)硅涂層上沒有包括粘質(zhì)污垢在內(nèi)的海洋污垢時該差異尤其明顯。許多常規(guī)的有機(jī)硅涂層現(xiàn)在為止僅能短期維持無粘污物表面。
[0018]一些含抗微生物劑的防垢涂料在例如靜態(tài)條件下顯示比有機(jī)硅基污垢脫除涂料更高的耐海洋粘污性。然而這樣的涂層的表面特征導(dǎo)致即使當(dāng)該表面無污垢時，其流阻阻力也比有機(jī)硅涂層有所增大。
[0019]本發(fā)明基本原理仍是通過將來自防垢涂料的抗微生物組分與有機(jī)硅基污垢脫除涂料相結(jié)合來延長有機(jī)硅基涂層無粘污物周期。與常規(guī)的有機(jī)硅基污垢脫除涂層相比較，本發(fā)明提供會保持更長時間無污垢的具有低流阻阻力的涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]考慮到以上所述需求，本發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出用于制備新的粘污控制涂層(即固化油漆涂層)的油漆組合物，其包含(i)具有親水低聚物/聚合物部分作為其一部分的聚硅氧烷-基粘結(jié)劑基體，和(ii) 一種或更多種抗微生物劑，所述基體促進(jìn)并控制抗微生物劑的浸出。按 照這一方式，有機(jī)硅污垢脫除的優(yōu)點(diǎn)與常規(guī)防垢涂層的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)具有使用相對小量抗微生物劑的無污垢的低摩擦表面。
[0021]發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了利用具有親水低聚物/聚合物部分，尤其聚(氧化烯)部分作為其一部分的聚硅氧烷-基粘結(jié)劑體系(進(jìn)一步參見下面)，使得可獲得用于水以及抗微生物劑遷移穿過固化的聚硅氧烷基體膜的介質(zhì)成為可能。尤其通過親水低聚物/聚合物部分的用量和親水性，可控制抗微生物劑的浸出速率。
[0022]因此，在第一方面中，本發(fā)明涉及固化的油漆涂層，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑基體和一種或更多種抗微生物劑，所述粘結(jié)劑基體包括親水低聚物/聚合物部分作為它的一部分，其中親水低聚物/聚合物部分和一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑基體由聚硅氧烷部分代表。
[0023]本發(fā)明第二方面涉及海洋結(jié)構(gòu)體，其包含在其至少一部分外表面上的本文定義的油漆涂層。
[0024]在第三方面中，本發(fā)明涉及污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括一種或更多種用親水低聚物/聚合物部分改性的聚硅氧烷組分和一種或更多種抗微生物劑，其中親水低聚物/聚合物部分和一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1: 0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑體系由聚硅氧烷部分為代表。
[0025]在第四方面中，本發(fā)明涉及污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括在一個或兩個端部攜帶-Si (r*)3基的一個或更多個親水低聚物/聚合物部分，其中每一 R*獨(dú)立地選自Cm烷基和Cu烷氧基，或者R*是另一可縮合固化的端基，且至少一個為CV4烷氧基，或者至少一個是另一可縮合固化的端基，和一種或更多種抗微生物劑，其中親水低聚物/聚合物部分和一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑體系由聚硅氧烷部分為代表。
[0026]本發(fā)明的第五方面涉及污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括式(2a)的交聯(lián)劑:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種固化的油漆涂層，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑基體和一種或更多種抗微生物劑，所述粘結(jié)劑基體包括親水低聚物/聚合物部分作為它的一部分，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑基體由聚硅氧烷部分為代表。
2.權(quán)利要求1的油漆涂層，其中親水的低聚物/聚合物部分選自聚(乙烯吡咯烷酮)，聚[N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺]，聚(丙烯酸)，聚(甘油)，聚HEMA，多糖，聚(乙烯醇)，聚酮，聚(醒古羅糖醒酸酯)(poly (aldehyde guluronate))，聚乙烯胺，聚己內(nèi)酯，聚(乙酸乙烯酯)，聚氧化烯，例如聚(乙二醇)，聚(丙二醇)，聚(2-甲基-2-噁唑啉)，其中包括前述物質(zhì)，尤其聚(氧化烯)的共聚物。
3.權(quán)利要求2的油漆涂層，其中聚(氧化烯)選自聚氧化乙烯，聚氧化丙烯，和聚(氧化乙烯-共-氧化丙烯)。
4.前述任何一項權(quán)利要求的油漆涂層，其中至少一種抗微生物劑是有機(jī)抗微生物劑。
5.前述任何一項權(quán)利要求的油漆涂層，其中一種或更多種抗微生物劑占油漆涂層干重的 0.1-10%。
6.前述任何一項權(quán)利要求的油漆涂層，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1: 0.05-1:5。
7.一種海洋結(jié)構(gòu)體，在其外表面的至少一部分上包含由前述任一項權(quán)利要求所定義的油漆涂層。
8.權(quán)利要求7的結(jié)構(gòu)體，其中帶有該最外面涂層的外表面的至少部分是所述結(jié)構(gòu)體浸在水中的部分。
9.一種污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷-基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括用親水的低聚物/聚合物部分改性`的一種或更多種聚硅氧烷組分，和一種或更多種抗微生物劑，其中親水低聚物/聚合物部`分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑體系由聚硅氧烷部分為代表。
10.一種污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括在一個或兩個端部攜帶-Si 0?*)3基的一種或更多種親水低聚物/聚合物部分，其中每一 R*獨(dú)立地選自CV4烷基和Cy烷氧基，且至少一個為Cy烷氧基，和一種或更多種抗微生物劑，其中親水低聚物/聚合物部分和一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20，和其中大于50wt%的粘結(jié)劑體系由聚硅氧烷部分為代表。
11.一種污垢控制涂料組合物，它包括聚硅氧烷基粘結(jié)劑體系，所述粘結(jié)劑體系包括式(2a)的交聯(lián)劑:
12.權(quán)利要求9和10任何一項的涂料組合物，其中親水低聚物/聚合物部分選自聚(乙烯吡咯烷酮)，聚[N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺]，聚(丙烯酸)，聚(甘油)，聚HEMA，多糖，聚(乙烯醇)，聚酮，聚(醛古羅糖醛酸酯)，聚乙烯胺，聚己內(nèi)酯，聚(乙酸乙烯酯)，聚氧化烯，例如聚(乙二醇)，聚(丙二醇)，聚(2-甲基-2-噁唑啉)，其中包括前述物質(zhì)，尤其聚(氧化烯)的共聚物。
13.權(quán)利要求11任何一項的涂料組合物，其中聚(氧化烯)選自聚氧化乙烯，聚氧化丙烯，和聚(氧化乙烯-共-氧化丙烯)。
14.權(quán)利要求9-13任何一項的涂料組合物，其中至少一種抗微生物劑是有機(jī)抗微生物劑。
15.權(quán)利要求9-14任何一項的涂料組合物，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.05-1:5。
16.用親水低聚物/聚合物部分改性的一種或更多種聚硅氧烷組分和一種或更多種抗微生物劑的結(jié)合物用于改進(jìn)聚硅氧烷基涂料組合物的防垢性能的用途，其中親水低聚物/聚合物部分與一種或更多種抗微生物劑之間的重量比范圍為1:0.02-1:20。
【文檔編號】C09D183/10GK103732698SQ201280031779
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】P·C·W·托雷克森, A·勃拉姆, D·M·葉勃拉 申請人:漢伯公司