專利名稱：表面涂料組合物及復合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于具有提高抗腐蝕及抗紫外線降解的表面涂料組合物及復合材料。
本發(fā)明提供了一種保護基底的方法，該方法包括在不加水的條件下，在基底涂上不含水的表面涂料組合物，該涂料組合物最少要含有37.5(重量)%的水泥(按組合物總重量計算)作為活性填料、成膜劑或粘結(jié)劑和無水溶劑或稀釋劑，水泥的顆粒大小不超過200微米，在組合物中水泥重量比大于其它無機固體的總重量比。
本發(fā)明同時也提供了一種用于此項方法的表面涂料組合物。
本發(fā)明進一步提供了一種復合材料，其含有纖維強化的塑料及至少37.5(重量)%的水泥(不考慮強化纖維重量)作為活性填料，水泥的粒徑不大于200微米。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，用本發(fā)明表面涂料組合物形成的表面涂料具有提高抗腐蝕和抗紫外線降解的能力(用紫外線加速老化測試設(shè)備證實)，尤其是涂料對由空氣中的氧和水/水汽及由水/水汽和離子滲透引起的腐蝕具有阻礙作用，例如在海洋環(huán)境中被海水腐蝕。提高耐腐蝕性是由于減少了涂料的氧、水/水汽和離子的滲透性。雖然提高本發(fā)明涂料保護性的原因尚未完全弄清，但相信是由于在涂在基底上的表面層內(nèi)的水泥填料水化的結(jié)果。此外，如果防護涂料的表面被磨損或撞壞，與水或水汽的接觸導致新暴露出的水泥填料的水化，使此防護涂料能自我修補。
另外一個重要的因素相信是水泥經(jīng)水化后膨脹，使得涂層上由于揮發(fā)所形成的氣孔能被封住。還有清漆吸水后一般來說會發(fā)脹，增加材料的孔積率。用本發(fā)明制備的涂料組合物暴露在水或水汽所形成的膨脹水泥水化物相信能封閉一部分由于清漆水合作用所產(chǎn)生的氣孔。
本發(fā)明的涂料一般來說能夠提供有效的防腐蝕性能，而無需使用保護性陽極，例如鋅，而且本發(fā)明的涂料組合物最好不含有這類添加物。
本發(fā)明的復合材料具備以下優(yōu)良性能ⅰ)降低水、空氣和離子的滲透性，相信是由于產(chǎn)生相對難滲透的水化層的結(jié)果。另外，如果材料的表面被磨損或撞壞，涂層與水或水汽再接觸導致新暴露的水泥填料的水化，使新的保護層再形成，因此此材料具有有效自我修補的功能。
ⅱ)減低紫外線的降解作用，相信是由于塑料被紫外線照射，表面首先變質(zhì)，之后與水或水汽接觸會導致塑料材料至少一部分被形成的水泥水化物覆蓋。
當暴露在水介質(zhì)中時，水泥填料會發(fā)脹并形成一種不溶的、且相對不易滲透的水化物(具有比無水填料低的密度)，因而建立了一層保護層或基質(zhì)，致使在玻璃纖維強化的環(huán)氧樹脂中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的滲透通道和氣孔被封閉住。
塑料材料可以是熱塑材料或熱固材料。
可以應用的熱塑材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酯、熱塑性橡膠、共聚物和聚合物的混合物。
可以應用的熱固材料包括環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯，此專利的一項特別重要的應用在于提高玻璃纖維強化的環(huán)氧樹脂組合物的防腐蝕性，此材料迄今受到水滲透的影響。這種滲透是由于多種的、深入的且復雜的漏水通道的存在或發(fā)展所產(chǎn)生。
根據(jù)預定的使用目的，復合材料通常包括一種或多種除了活性填料材料以外的常規(guī)添加劑，例如顏料、操作助劑(如潤滑劑)和加強材料。
可用常規(guī)的在塑料中添加填料的技術(shù)加入水泥，為了避免活性材料不必要的先水化及水泥被水化物覆蓋，一旦混入水泥后，材料必須保持干燥。然而，不完全排除熱混合后用水冷卻，因為再加熱至200℃或以上(例如注模法)會導致80%左右水化物的反向轉(zhuǎn)化。
理論上，在某些情況下水泥可以在塑料材料聚合前或聚合中混入，但是為了避免過早的水化作用，必需避免使用本身會產(chǎn)生相當數(shù)量水的聚合反應的方法。
本發(fā)明的塑料復合材料可以采用標準的技術(shù)(擠壓法、注模法、吹模法、或壓模法)制成各種形狀的構(gòu)件(例如管道、瓦面、覆蓋層、其它各種建筑部件等等)。將本發(fā)明的復合材料制成板狀時，這種板材可以是多層結(jié)構(gòu)的一部分、或單層的，需要提一下的是在一般應用時，復合材料可以是非板狀的其他形狀。
在某些情況下，本發(fā)明的復合材料的重要組成成份包括那些除了聚乙烯、聚烯烴、天然或人造橡膠以外的塑料材料。
增強纖維最好包括玻璃纖維，在此應用，纖維可以是一種線狀的結(jié)構(gòu)，其長度至少十倍于它的直徑，可以是它的100倍或更大。
一般說來，每根纖維的長度至少是5厘米，通常至少是7.5厘米，尤以至少10厘米為佳。根據(jù)本發(fā)明強化纖維復合材料的用途，每根纖維的長度也可達到或超過12.5厘米，例如至少15厘米、20厘米、25厘米或30厘米。
本發(fā)明的涂料組合物或復合材料中的水泥填料可以是任何一種水硬性水泥、高氧化鋁水泥、白或黑的波特蘭水泥或一種凝硬水泥，它們可以單獨使用或與其他具有水泥特性的一種或多種材料混在一起使用，例如煤灰、火山灰、高爐礦渣、氧化鎂或γ-氧化鋁，也可以使用混種的水泥。采用鈣鋁水泥可以取得更佳效果(可向Lafarge公司購買)，這些效果相信是與這類水泥具有相對高的水化速度有關(guān)。
一般來說，水泥的最大粒徑顯著小于200微米，最好小于150微米，更好小于100微米，小于50微米則特別好，小于25微米將更好。
在表面涂料組合物或復合材料中，其他任何無機固體的最大粒徑也是重要的，一般不超過200微米，最好不超過150微米，更好不超過100微米，小于50微米則特別好，小于25微米將更好。
水泥的最大粒徑或其粒徑分布可以與其他可能存在的無機固體不同。
水泥的表面積(0.2-0.4m2/g范圍)標志著其平均粒徑約5-10微米。
根據(jù)上述給予的粒徑標準，將能意識到，本發(fā)明的表面涂料組合物及復合材料基本上不含礦物聚集體的。
本發(fā)明的作為表面涂料組合物時，水泥的重量比必須超過其它任何無機固體的總重量比，另外在作為本發(fā)明的復合材料時，水泥與其它無機固體的重量比最好也超過1∶1。一般來說，水泥作為主要無機組分是很重要的，水泥與其它無機固體的重量比最好至少2∶1，更好是至少3∶1，至少4∶1特別好。
本發(fā)明的復合材料，其無機固體的重量是根據(jù)不包括強化纖維重量來計算的。
忽略不計任何強化纖維時，不包括水泥在內(nèi)的無機固體的重量比在表面涂料組合物或復合材料中應該不超過20%，最好不超過15%，不超過10%更好。
忽略不計任何強化纖維時，水泥填料不超過70(重量)%較為有利，最好是不超過60(重量)%，不超過55(重量)%將更好。水泥成份重量在40-50(重量)%之間在很多情況下都是有用的。
忽略不計任何強化纖維時，水泥填料和其它任何無機固體的總量不超過70(重量)%是有利的，不超過60(重量)%更好，不超過50(重量)%最好。
若用干固體計算，本發(fā)明的表面涂料組合物中，水泥填料的量比總組合物(包括易揮發(fā)物質(zhì))中相應量一般高5-7.5(重量)%。同樣地，本發(fā)明的涂料組合物以干固體計算，一般水泥填料的含量應不低于42.5(重量)%，不低于45(重量)%更有利，最好不低于50(重量)%。
在本發(fā)明的復合材料中，揮發(fā)物質(zhì)含量一般比在涂料組合物中含量顯著低(例如2(重量)%左右)。
本發(fā)明的表面涂料組合物或復合材料可以包含一種或多種顏料或其他著色劑，顏料的含量一般不應超過20(重量)%(忽略不計任何強化纖維)，最好不超過10(重量)%，含量低于5(重量)%也可令人滿意。
顏料或著色劑可以是有機或無機物質(zhì)，也可以是任何適用于塑料材料或油漆技術(shù)的顏料或著色劑，比較適用的顏料包括鈦白。鈦白可以單獨使用(在3-10(重量)%之間，最好不超過5(重量)%)或可以和其他一種或多種顏料混合使用，在這種混合物中，鈦白的含量不超過10(重量)%(以組合作或復合材料總重計算)，其他顏料或著色劑的總量同樣地也不超過10(重量)%。上述每一種顏料及著色劑的含量最好不超過5(重量)%。
其他可用的顏料包括氧化鐵、炭黑、有機顏料例如酞青、喹吖啶、偶氮化合物和二噁嗪。
本發(fā)明的表面涂料組合物可以含有一種或多種常用于油漆技術(shù)中的添加劑，可以選用如下添加劑增稠劑、助流劑、消光劑、濕潤劑、催化劑(催干劑或加速劑)，抗沉降劑和防結(jié)皮劑或其它抑制劑。
“催干劑”是指一種可以催化干燥油或被促干燥油處理過的醇酸樹脂的氧化熟化材料，把這些油加入清漆或油漆中，可以加速干燥或熟化過程。較適合的催干劑包括環(huán)烷酸鹽或C8-C30脂族酸鹽，較適合的干燥鹽包括鈷和錳，如環(huán)烷酸鈷或辛酸鈷，也可使用鈣或鉛的化合物。
本發(fā)明的表面涂料組合物中的成膜劑或粘合劑和溶劑或稀釋劑通?？梢允侨魏我环N常用于無水油漆或清漆中的物質(zhì)(本文所述“清漆”是指不含任何顏料的油漆)。
應當指出的是，根據(jù)所用材料，成膜劑或粘合劑也可以當作一種溶劑或稀釋劑，這樣就無需再加其他的溶劑或稀釋劑。
理論上，此表面涂料組合物可以用任何一種油漆工藝常用方法進行干燥，例如所謂的“揮發(fā)性干燥法”(溶劑或稀釋劑的蒸發(fā)干燥，基本上不涉及化學反應);氧化干燥(例如干燥油或其他不飽和材料-不飽和聚酯);或者用組合物中各成分之間的化學反應來干燥(所謂“兩包法”)。
油漆系列內(nèi)值得提到的包括那些由醇酸樹脂組成的油漆(含促干油或不含促干油，長油、中油或短油)，熟油、機油、油性樹脂清漆和天然漆。
其他油漆值得一提的是以環(huán)氧醇酸清漆為主的涂料(例如環(huán)氧酯樹脂、環(huán)氧醇酸、環(huán)氧苯酚)，以聚亞胺酯為主的涂料，脲甲醛樹脂、蜜胺甲醛樹脂和丙烯酸樹脂。
雖然原則上，在本發(fā)明的表面涂料組合物中可以容許含有少量的水(例如低于1-2(重量)%)，但可以認為組合物使用之前必需基本上不含水，這樣就可避免不好的預先水化作用，引起水泥填料鈍化。為了避免影響本發(fā)明所得到的強化保護性能，涂料涂于基底之前，水泥填料應沒有明顯的水化，此點是十分重要的。
原則上，成膜系統(tǒng)可以用在干燥過程中，這涉及產(chǎn)生水作為副產(chǎn)品的反應，如涂料產(chǎn)生的水不太多，則這樣的系統(tǒng)是可應用的。
本發(fā)明的表面涂料組合物的制備可以用油漆工藝中的標準技術(shù)，在干燥的條件下和任何適當?shù)牟襟E中，將不同的成份與待摻入的活性水泥填料進行混合。具體地說，原材料將是任何商業(yè)上可得到的無水清漆、水泥和其他必需的添加物(顏料、催干劑、防結(jié)皮劑等等)，通常與加入的不含水的溶液或稀釋劑均勻混合，以產(chǎn)生具有足夠流動性能的組合物，再者，也可在加水泥前，所用的清漆已含有一些所必需的添加劑。
另外一種方法是原材料可以是不含水的油漆組合物，加入適量的水泥。為了達到足夠的流動性，還可加入溶劑或稀釋劑。
本發(fā)明的表面涂料組合物具有保護性能，可適用于一系列基底材料上，這些被涂料覆蓋的材料可用于各種環(huán)境。因此，基底材料可以是金屬、木材、塑料或建筑材料等。表面涂料組合物可應用于例如作為民用或工業(yè)建筑的外墻油漆，罐頭的涂層，尤其是飲料罐;作為一系列海洋用結(jié)構(gòu)，如鉆油井架、船、碼頭和海港設(shè)置，浮標和下水管道的保護涂層;作為埋在腐蝕性土壤中的管道的保護涂層，混凝鋼筋的防護層，另一項可能的應用包括保護電子線路板及其他部件。
根據(jù)本發(fā)明，涂于基底上的保護涂層可以是在基底上唯一的涂層，也可是在已有一層或多層其他涂層之下或之上應用本發(fā)明的涂料，例如，這種涂層可作為一種底漆直接涂在基底上，和/或在外面再涂上一層裝飾漆。在后一種情形下，外面的裝飾涂層不具備本發(fā)明所指涂料的特性，即保護性能，而裝飾涂層下的涂層則具有此性能。如果需要，可在底漆及本發(fā)明涂料之間涂一層漆。
下列實施例說明本發(fā)明的表面涂料組合物的性能例一重量百分比(%)Plastokyd SC-60 50.00水泥 40.00二氧化鈦 4.70皂土34號(防沉積添加劑) 0.30
干燥劑8%環(huán)烷酸鈷 0.3033%Lead Siccatol 0.50甲基乙酮肟(防結(jié)皮劑) 0.10白節(jié)油 4.10100.00成份注解ⅰ)Plastokyd SC-60(Croda Resins公司)是一種被硅膠處理過的鄰苯二甲酸醇酸樹脂，它本身再和豆油一起處理，最后和季戊四醇一起酯化。
ⅱ)皂土-34是一種防沉積添加劑，可以從Steetley Co.Ltd.購得。
ⅲ)Lead Siccatol可以從Akzo Chemie UK Ltd.購得。
例二重量百分比(%)Plastokyd 750W/65＊ 45.00水泥 41.30黑色顏料 4.70干燥劑8%環(huán)烷酸鈷 0.2533%Lead Siccatol 0.255%Calcium Siccatol 0.70甲基乙酮肟 0.20白節(jié)油 7.60100.00
＊Plastokyd 750W/65(Croda Resins Ltd.)是一種用低甘油三亞油酸酯處理過的長油醇酸樹脂，然后與季戊四醇酯化。
在例一和例二中所用的水泥可以是黑或白的波特蘭水泥或高氧化鋁水泥。
例三各種涂料吸水量的測定A)將本發(fā)明一系列各種涂料涂在60目鎳網(wǎng)基底的兩面(25×2厘米2)，涂層厚度為200微米，在20℃，100%相對濕度下，每種涂料樣品在六個星期中的吸水量靠定時稱重來測定。在清漆中本發(fā)明的每一種涂料組合物均含有50(重量)%的水泥，詳細的配制如下所示重量百分比(%)Plastokyd 750W/65＊ 35.018%環(huán)烷酸鈷 0.2133%Lead Siccatol 0.225%Calcium Siccatol 1.46甲基乙酮肟 0.15白節(jié)油 12.95水泥 50.00100.00為了提供對比基礎(chǔ)，對60目鎳網(wǎng)基底(25×2厘米2)涂以200微米厚不同組合物但不含有本發(fā)明的水泥涂料的樣品進行了相同的試驗。
試驗結(jié)果總結(jié)見下表
表一吸水率(%) 吸水量(克)3.1 清漆+黑水泥 1.9 0.0393.2 清漆+白水泥 1.6 0.0313.3 清漆+拉法吉水泥 1.3 0.0243.4 純清漆 9.3 0.1163.5 清漆+30%二氧化鈦 7.1 0.1203.6 白漆 7.6 0.130需要指出的是，對比涂料(3.4-3.6)的吸水率(%)和吸水量(克)在六星期中明顯地不斷增長，本發(fā)明的涂料(3.1-3.3)相對應的數(shù)字不僅明顯地低于它們，而且在20-30天后出現(xiàn)了顯著的穩(wěn)定?？梢哉J為這種穩(wěn)定歸因于水泥填料和初時所吸進水的反應，從而形成不透水的水泥水合物。
B)還進行了一系列相同的有如A所述的實驗，使用相同的涂料組合物，但涂層樣品卻是涂在聚乙烯圓盤上(每個58.09厘米2)，而不是涂在鎳網(wǎng)篩基底。將涂層聚乙烯圓盤樣品浸入20℃水中，而不是暴露在100%相對濕度的水汽中。
六星期后的實驗結(jié)果包括吸水率(%)和吸水量(克)總結(jié)如下表表二吸水率(%) 吸水量(克)3.7 清漆+黑水泥 3.5 0.0813.8 清漆+白水泥 2.6 0.0583.9 清漆+拉法吉水泥 2.2 0.0473.10純清漆 15.8 0.2283.11清漆+30%二氧化鈦 15.9 0.3083.12白漆 14.7 0.290
根據(jù)本發(fā)明所用的涂料(3.7-3.9)，在浸入水中20-30天后，所測得的吸水率(%)和吸水量(克)與暴露在100%相對濕度下水汽中的樣品同樣穩(wěn)定，可以認為兩者的保護機理是相同的(不透水的水泥水合物的形成)，從而引起所觀察到的趨向。
例四測定各種涂層薄膜上氧的擴散率由使用與例三中相同的組合物，制備200微米厚的樣品薄膜(直徑13mm)，薄膜是通過將組合物澆鑄在平板玻璃上，然后很小心地將鑄成的薄膜從玻璃表面移走，將每種樣品暴露在20℃，相對濕度為100%的條件下，暴露時間不同，但不超過40天，每個樣品暴露結(jié)束時，測量在空氣中的氧氣擴散通過試件薄膜至充滿氮氣的小室的時間。在每一實驗中，以在充氮小室達到10ppm氧氣的時間作為標準。
實驗結(jié)果列在下表中，表中數(shù)據(jù)顯示了每個樣品薄膜暴露在20℃、相對濕度為100%下，40天后達到10ppm含氧量的擴散時間，表中還包括了每個干燥樣品暴露在水汽前達到10ppm氧所需的標準擴散時間。
表三擴散時間(分鐘)未暴露前 40天4.1 清漆+黑水泥 37 554.2 清漆+白水泥 38 574.3 清漆+拉法吉水泥 39 58.54.4 純清漆 16.5 6.54.5 清漆+30%二氧化鈦 32 164.6 白漆 27.5 12根據(jù)本發(fā)明所用的涂料(4.1-4.3)，在40天水汽暴露后的標準擴散時間，比對比涂料(4.4-4.6)長得多。再者，應該注意到，對比涂料暴露在水汽后氧通透性增大，(由于清漆基底的逐漸膨脹導致孔隙率的增加)，而本發(fā)明的涂料在40天期間卻顯示了明顯的下降?？梢哉J為，這是因為涂料吸進水份后產(chǎn)生的水泥水合物堵住了透氧孔隙的結(jié)果。
例四(一)氧擴散率與涂料組合物中水泥含量的關(guān)系重復例四中的方法，使用基本上與例四中相同配制的涂料組合物，但水泥的含量不同。如例四中，當每種樣品暴露在20℃和100%相對濕度的水汽中40天后，測量標準擴散時間(在充氮小室中達到10ppm氧)。
實驗結(jié)果見

圖1，從圖1中清楚地可以得出如下結(jié)論當水泥含量超過35-37.5(重量)%時，氧的標準擴散時間提高得相當快，而當水泥含量達到大約50(重量)%時，又開始下降。
例五將本發(fā)明的組合物(50%水泥+50%清漆)涂于鋼片(每個1cm×1.2cm，0.3mm厚)上，每平方厘米涂料45毫克。每塊鋼片在涂料前預先用砂紙磨光，并用蒸餾水擦洗干凈、弄干，鋼片的反面用很厚的噴漆保護。
將涂過的樣品分別浸入室溫3%的鹽水中，持續(xù)不同的時間。
為了取得腐蝕程度的數(shù)據(jù)，隔天測量以涂料過的鋼片為陰極，鋅為陽極之間的短路電流(所謂“腐蝕”電流)，兩極之間只有在測量短路電流時才聯(lián)接起來。
為了提供一個對比基礎(chǔ)，重復例五的方法，但使用的涂料由白色光澤油漆、單青漆和由清漆和高表面積二氧化硅組合物組成。
實驗結(jié)果見下表(表四)。這里的黑水泥是Blue Circle波特蘭水泥，白水泥是拉法吉高鋁水泥“Secar 71”。所用清漆是由International Paint提供的抗紫外線的游艇用清漆。短路電流數(shù)據(jù)是四組樣品取值的平均值。
從表四中可以看出，用本發(fā)明含有水泥的組合物作保護鋼片樣品時，只有很少或沒有觀察到腐蝕電流。還需注意的是用光澤油漆、單清漆和清漆、二氧化硅混合物作涂層，樣品上的腐蝕電流最終都下降)這是由于大部分的鋼已被腐蝕。
表四短路電流(微安)光澤 清漆 清漆+ 清漆+ 清漆+(天) 油漆 涂料 二氧化硅 黑水泥 白水泥0 0 0 0 0 010 380 140 40 0 020 1000 190 50 0 030 1450 200 60 0 040 1620 450 70 0 050 1600 900 80 0 060 1450 1050 85 0 070 1250 1000 90 0 080 1050 800 140 0 090 850 620 400 0 0100 750 480 650 0 0110 640 350 500 0 0120 500 250 320 0 0130 400 170 210 0 0140 310 130 190 0 0150 270 110 170 0 0160 220 100 140 3 0170 210 80 120 3 0180 190 70 100 3 0
表四(續(xù))短路電流(微安)光澤 清漆 清漆+ 清漆+ 清漆+(天) 油漆 涂料 二氧化硅 黑水泥 白水泥190 170 50 80 3 0200 150 40 70 3 0210 130 30 60 5 0220 110 30 50 5 0230 90 30 40 5 0240 70 30 40 5 0例六在鋼片上使用不同的涂料，重復例五中的方法，但是為了提供一個更嚴格的實驗，鋼片樣品在整個試驗過程中一直和陽極鋅連接著，而不是象例五那樣只有在測量短路電流時才連接起來。實驗所用鋼片為圓形，面積約為4cm2，涂層重量為50mg/cm2。
為了達到這次實驗目的，對比實驗使用了未涂層的鋼片和用白光澤油漆、單清漆、以及清漆/二氧化硅(重量占30%)和清漆/砂組合物涂在鋼片上。
實驗結(jié)果見下表(表五)，給出的每項短路電流數(shù)據(jù)取自四組樣品的平均值，顯然本發(fā)明含有水泥的組合物顯著提高了防腐蝕性能。
例七對一系列有涂層保護的鋼樣品進行如例六那樣的實驗，所不同的只是這次使用石墨作陽極，而不是鋅(消除氫氧化鋅的形成)，另外用6伏電池持續(xù)連接在兩極間，以加快腐蝕速度。
涂料組合物由清漆和不同量的白波特蘭水泥組成。實驗結(jié)果見表六，表中列舉了在94小時實驗期間所測得的電極間的短路電流。
從表中可明顯觀察到，水泥重量占37.5%或以上，則其防腐蝕性大大增強，如水泥重量達60%或以上，它的防腐蝕性能反而逐漸下降。每一讀數(shù)都取自三組樣品的平均值。
表六時間 短路電流(微安)(小時) 0 20 38 94水泥%0 0 6 500 50020 0 6.3 210 50030 0 8.4 352 50035 0 13.4 500 50037.5 0 0 0.91 45.640 0 0 0.67 120.2745 0 0 0.78 6.7350 0 0 0 055 0 0 0 0.1360 0 0 7.88 24.4465 0 0 500 500
例八將本發(fā)明的涂料組合物(50%黑波特蘭水泥+50%清漆)涂于一系列鋼片基底的正反兩面，每塊鋼片面積約為2厘米2，被涂料覆蓋的基底涂料重100mg/cm2，然后將鋼片暴露在加速老化測試器中的紫外線照射下。此實驗是根據(jù)ASTM的標準來做的(循環(huán)周期為在50℃、100%濕度下保溫4小時，然后在同樣溫度下用紫外線照射6小時)，在暴露不同時間后，樣品須經(jīng)過加速短路測試，測試是以樣品作陽極，石墨作陰極，將它們接在9伏電池上(勒克蘭森電池)，浸入3(重量)%的鹽水中進行測試，測試中以短路電流達到1毫安所需的時間作為對比基礎(chǔ)。
實驗結(jié)果見下表(表七)，表中還給出涂上單清漆和清漆/30%二氧化硅的鋼基底取得的結(jié)果。
表七紫外線 達到1毫安所需時間(小時)(小時) 清漆 清漆+二氧化硅(7∶3) 清漆+水泥(1∶1)0 5.2 7.5 3625 2.6 4.1 1750 0.65 1.9 10.5100 0.26 0.5 7.9250 0.08 0.28 5.5400 0.01 0.15 1.5500 0 0.02 1.2清漆/二氧化硅，清漆/水泥和單清漆相對應結(jié)果的改進率列在下表(表八)。
表八紫外線 改進率(小時) 清漆+二氧化硅(7∶3)/清漆 清漆+水泥(1∶1)/清漆0 1.44 6.9225 1.58 6.5450 2.92 16.15100 1.92 30.38250 3.5 68.75400 15 150.00例九表九總結(jié)了對低碳鋼基底(4.2cm2)作加速腐蝕實驗的結(jié)果，低碳鋼基片上涂有含不同量的白波特蘭水泥和環(huán)氧樹脂復合涂料，每試樣涂料負載均為50毫克/厘米2，所用樹脂是Isopon Fast Glass Resin。所做的加速腐蝕實驗的方法與例七相同。
表九時間 短路電流(微安)(小時) 11 20 47水泥%0 7.9 10 8230 7.5 108.9 45035 2.1 50.1 180.840 0 9 7345 0 0.1 0.850 0 0 055 0.4 0.7 7.460 0 0.1 2.8表九中所顯示的趨向是清楚的。
權(quán)利要求
1.一種保護基底的方法，該方法包括在不加水的條件下，將無水的表面涂料組合物涂在所述基底上，該組合物至少由含37.5(重量)%(以組合物的總重量計)的水泥作為活性填料、成膜劑或粘合劑及無水溶劑或稀釋劑，水泥的顆粒大小不超過200微米，水泥在組合物中的重量比大于其它無機固體的總重量比。
2.一種復合材料，該材料含有纖維加強塑料和至少為37.5(重量)%(強化纖維材料重量不算在內(nèi))的水泥作為活性填料，水泥顆粒大小不超過200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的復合材料，其中塑料材料包括熱固塑料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的復合材料，其中熱固塑料包括環(huán)氧樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的復合材料，其中熱固塑料含有不飽和聚酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的復合材料，其中塑料材料不含聚乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的復合材料，其中塑料材料不含聚烯烴。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的復合材料，其中塑料材料不含天然或合成橡膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中的任何一項權(quán)利要求的復合材料，其中的強化纖維是玻璃纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中的任何一項權(quán)利要求的復合材料，其中水泥含量大于任何其它無機固體的總量(不包括強化纖維)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中水泥粒徑小于150微米，優(yōu)擇小于100微米，最好是小于50微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中(不包括任何強化纖維)除了水泥外的任何無機固體的粒徑小于150微米，優(yōu)擇小于100微米，最好是小于50微米。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中(不包括任何強化纖維)水泥含量和任何其它無機固體的比例至少是2∶1，優(yōu)擇3∶1，最好是4∶1。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中(不包括任何強化纖維)除水泥外的無機固體的重量不超過20%，優(yōu)擇不超過15%，最好是不超過10%。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中(不包括任何強化纖維)水泥填料的含量不超過70(重量)%，優(yōu)擇不超過60(重量)%，最好是不超過55(重量)%。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中以干重固體計的水泥填料含量是在42.5-75(重量)%，優(yōu)擇在45-65(重量)%，最好是不超過55(重量)%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任何一項權(quán)利要求或定義的組合物或復合材料，其中(不包括任何強化纖維)包含一種或多種顏料或其他著色劑，其總含量不超過20(重量)%，最好是不超過10(重量)%。
18.涂有權(quán)利要求1或權(quán)利要求11至17中任何一項權(quán)利要求所述或定義的表面涂料組合物的基底。
全文摘要
表面涂料組合物是一種無水的含有至少37.5(重量)％水泥作為活性填料、成膜劑或粘結(jié)劑和無水溶劑或稀釋劑。水泥的粒徑不大于200微米，水泥的重量比大于其他無機固體在組合物中的總重量比。將該組合物涂在基底(例如金屬、木材、塑料或建筑材料)上，無需加水。本申請還提供了高抗腐蝕和抗紫外線降解的涂料。本申請還提供高抗腐蝕和抗紫外線降解的復合材料，含有纖維增強塑料和至少37.5(重量)％水泥作為活性填料。水泥的粒徑不大于200微米。
文檔編號C09D7/00GK1059546SQ9110863
公開日1992年3月18日 申請日期1991年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月31日
發(fā)明者蔣振宗, 蔣三平, 沈浩, 沈培康 申請人:埃塞克斯大學, 3I有限公司