專利名稱：用于防止陰極應(yīng)力的硅樹脂涂層組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—般涂層用來(lái)保護(hù)金屬表面免遭腐蝕，尤其是由陰極應(yīng)力造成的 腐蝕。腐蝕是一種由氧化過(guò)程導(dǎo)致金屬腐蝕的電化學(xué)過(guò)程。環(huán)境因素， 諸如水、氧氣、鹽和酸雨引起氧化化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)緩慢地將金屬轉(zhuǎn)化 為金屬氧化物并從其表面將金屬耗損。涂層在金屬和引起腐蝕的環(huán)境因 素間提供屏障。涂層的性能及其使用壽命取決于其防止水分和其它化學(xué) 品侵透的阻隔性質(zhì)以及其對(duì)于由環(huán)境因素(諸如鹽、酸雨和紫外(UV) 輻射)引起的降解的抵抗力。涂層的完整性也可受到機(jī)械性損害的影響， 該機(jī)械性損害將金屬暴露于環(huán)境并引發(fā)金屬的電化氧化以及隨后涂層 的分層(delamination )。在涂層中的犧牲金屬(sacrificial metal),諸 如鋅、鎳和鋁減緩由水分、鹽和氧氣接觸暴露的金屬所引起的陰極應(yīng)力。 本發(fā)明也提供涂覆金屬表面的方法以防止腐蝕及陰極應(yīng)力。該方 法包括將含有從約10至約80重量百分比的犧牲金屬填料的有機(jī)聚珪氧 烷層涂布(apply)于所述表面并允許所述單組分有機(jī)聚硅氧烷橡膠組 合物的涂層在室溫下固化為硅樹脂彈性體。
具體實(shí)施例方式其中W為烷基或鏈烯基，W是鏈烯基。這樣的鉑催化劑的實(shí)例 是
二乙烯四甲基二硅氧烷鉑絡(luò)合物
(CH2=CH-Si(CH3)2-0-Si(CH3)2-CH=CH2)4Pt
[24通過(guò)加成交聯(lián)是極快的反應(yīng)。該反應(yīng)速度能夠通過(guò)降低催化劑的 量或通過(guò)使用降低所述鉑催化劑的活性的反應(yīng)抑制劑(諸如，端乙烯基 二甲基硅氧烷)來(lái)控制。
25粘著促進(jìn)劑也可以用于兩組分加成固化體系以便改進(jìn)彈性體對(duì)表 面的粘著。所述粘著促進(jìn)劑通常是具有以下通式的硅烷
R8Si(R90)26其中RS是鏈烯基游離基，優(yōu)選為乙烯基游離基，W是具有1至6 個(gè)碳原子的烷基游離基。
27j 加成固化體系通常以兩組分來(lái)提供，在單組分中有所M聚合物、 交聯(lián)劑、粘著促進(jìn)劑和抑制劑，在另一組分中有堿聚合物和催化劑。向 任何單組分中添加填料和色素以實(shí)現(xiàn)用于均勻混合的兩組分的等價(jià)粘 度。
[28以鏈烯基游離基(諸如，乙烯基游離基)(也描述用于加成固化體 系)結(jié)束的聚有機(jī)硅氧烷的交聯(lián)也能夠在以下有機(jī)過(guò)氧化物作為催化劑 存在下通過(guò)加熱來(lái)加速諸如，過(guò)氧化二氯苯曱酰、過(guò)氧化三氯苯甲酰 或過(guò)氧化二異丙苯。通過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物的交聯(lián)不要求氫化物功能性交聯(lián) 劑(如加成固化體系中所述)。
[291 潮濕固化體系通常是室溫可硫化的(RTV),盡管更高的溫度可 以雇用來(lái)加速所述固化反應(yīng)。所述潮濕固化組合物可以提供作為相似于 所述加成固化組合物的兩組分體系或可以是含有單 一容器中所述組合物的全部組分的單組分組合物。優(yōu)選地為了方便操作和應(yīng)用，所述RTV 組合物在單組分中。
[301潮濕固化體系通常利用端羥基聚有M氧烷作為堿聚合物。優(yōu)選 地，所M聚合物是一個(gè)或多個(gè)以下通式的聚有機(jī)珪氧烷
R11 [(R")2Si01n(R,2SiR11
[31其中所述R"是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基， 或苯基游離基，R11 (其的每一個(gè)可以是相同或不同的)是OH或具有1 至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基，n具有平均值 使得所述粘度在25匸時(shí)為約10至約100,000里泊，優(yōu)選地在25匸時(shí)為 約500至約20,000里泊。至少一個(gè)R"具有諸如OH或鏈烯基的活性基 團(tuán)，優(yōu)選地為OH，更優(yōu)選地兩個(gè)R"均為OH。
[32所述潮濕固化體系利用具有以下通式的交聯(lián)劑
[33其中R"2是烷基、鏈烯基或苯基游離基(優(yōu)選地為甲基或乙基)， X是帶有直接連接至硅樹脂原子的功能團(tuán)的烷基游離基，m是0至2中 的整數(shù)。所述功能團(tuán)可以是羧基、酮肟基、羰基或氨基。
341 通常雇用的用于潮濕固化RTV單組分或二組分體系的交聯(lián)劑包 含
乙酰氧狄烷(CH3C(0)0)3-Si-R12 釋放乙酸作為固化
副產(chǎn)品。
肝^iJ^烷 (C2H5(CH3)C=NO)3-Si-R12 釋放甲乙基酮肟作
為固化副產(chǎn)品。
烷氧基 (R130)rSi-R12其中R"是1至6個(gè)碳原子的烷
基游離基。其釋放醇類作為固化副產(chǎn)品。
烯氧基(Enoxy)硅烷 (CH3C(0)CH2)3-Si-R12 釋放
丙酮作為固化副產(chǎn)品。
氨基珪烷 ((CH3)2N)3-Si-R12 釋放胺作為固化副
產(chǎn)品。其是不要求催化劑的最快的反應(yīng)交聯(lián)劑。
35為了改進(jìn)所述交聯(lián)反應(yīng)，通常雇用催化劑。對(duì)于潮濕固化體系， 通常用的催化劑是有機(jī)錫鹽，諸如二月硅酸二丁基錫，除了別的以外(among others )。
[36為了改進(jìn)所述彈性體對(duì)其所涂覆的表面的粘著，可以雇用粘著促 進(jìn)劑。所述粘著促進(jìn)劑通常是具有下式的化合物
16
R b
(R 0)3國(guó)bSiR
371 其中，R"和R"獨(dú)立地選自具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈 烯基游離基，或可以被具有1至8個(gè)碳>|子的烷基游離基任意取代的苯 基游離基，b是0和3之間的整數(shù)，R"是可以任意含有功能基團(tuán)的具 有1至10個(gè)碳原子的飽和、不飽和或芳香烴。
38用作保護(hù)性涂層的本發(fā)明的單組分有機(jī)聚硅氧烷橡膠組合物含有 約5至約80重量百分?jǐn)?shù)的一個(gè)或多個(gè)下式的聚二有機(jī)睡氧烷流體
HO[(R17)2SiOn(R17)2SiOH
39其中R"是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或可 以含有3至9個(gè)卣素原子的苯基游離基，n具有平均值使得所述粘度在 25'C時(shí)為約10至約100，000里泊。優(yōu)選地n具有平均值使得所述粘度在 25匸時(shí)在約500至約20,000里泊之間，更優(yōu)選地在25匸時(shí)在約1000至 約20,000里泊之間。
[40聚二甲基硅氧烷是最優(yōu)選的硅樹脂聚合物流體。所述聚二曱M 氧烷可以含有少量的由其它少量的游離基取代的單甲基硅氧烷單位和 甲基游離基作為雜質(zhì)，諸如在市售產(chǎn)品中所發(fā)現(xiàn)的，但是優(yōu)選的流體僅 含有聚二甲基硅氧烷。當(dāng)使用低粘度流體(通常l，OOO里泊或更低)時(shí)， 添加以下通式的雙功能鏈增長(zhǎng)劑可能是有利的
41其中Xi是帶有直接連接至硅原子的功能基團(tuán)的烷基游離基,優(yōu)選 地為烷氧基、酮肟基、羰基或氨基，更優(yōu)選地為烷氧基或酮肟基，R18 是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基。如果 利用鏈增長(zhǎng)劑，那么它們通常以達(dá)約8重量百分?jǐn)?shù)的量存在，優(yōu)選地在 約2重量百分?jǐn)?shù)和約8重量百分?jǐn)?shù)之間存在。42本優(yōu)選實(shí)施方式的組合物可以再含有低分子重量的線性二甲基聚
#面。所述低分子重量的線性二甲基聚硅氧烷是上式的封端;氐聚化合 物，其中端-OH被封閉基團(tuán)取代，所述封閉基團(tuán)(其可以是相同或不同 的)獨(dú)立地選自具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基 游離基。n平均值的范圍在4和24之間，優(yōu)選地在4和20之間。
[43如果所述組合物含有以上所陳述的兩種不同的聚硅氧烷，那么總 的聚硅氧烷通常是約40至約60的重量百分?jǐn)?shù)，所述兩種聚硅氧烷基于 最終涂層的預(yù)期特征來(lái)選擇?；谒鼍酃柩跬榱黧w的總重量，通常每 一個(gè)聚硅氧烷將以約30重量百分?jǐn)?shù)對(duì)約70重量百分?jǐn)?shù)的比率存在。
441除所述低分子重量的線性二甲基聚硅氧烷之外，或代替所述低分 子重量的線性二甲基聚硅氧烷，所述組合物可以含有達(dá)約40重量百分 數(shù)(更優(yōu)選地為20至30重量百分?jǐn)?shù))的具有下式的環(huán)有機(jī)硅氧烷
(R19)2SiOn
[45其中R"是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或可 以被具有1至8個(gè)碳原子的烷基游離基任意取代的苯基游離基，n具有 平均值3至10。優(yōu)選的環(huán)有機(jī)硅氧烷是環(huán)二曱基硅氧烷，其以相似的方 式用于所述低分子重量的線性二甲基聚硅氧烷作為稀釋劑，以便降低通 過(guò)噴涂、刷涂或浸涂便于應(yīng)用的組合物的粘度。
[46所述組合物也含有10至80重量百分?jǐn)?shù)、優(yōu)選地為30至60重量 百分?jǐn)?shù)、更優(yōu)選地為40至50重量百分?jǐn)?shù)的犧牲金屬填料以增加所述涂 層對(duì)來(lái)自環(huán)境影響的陰極應(yīng)力的阻抗性。所述犧牲金屬填料優(yōu)選地選自 鋅粉、鋅片、鋁粉、鋁片、鎳粉、鎳片、鎂粉和鎂片。
47j 除犧牲填料之外，所述組合物也可以含有0至15重量百分?jǐn)?shù)的傳 導(dǎo)填料，所述傳導(dǎo)填料選自傳導(dǎo)金屬粉、涂覆玻璃纖維或粉末的金屬和 云母。
481 所述組合物也可以含有約0至20重量百分?jǐn)?shù)的表面積在約50和 約250 mVg之間及粒度范圍在約0.01和0.03微米之間的無(wú)定形Si02增 強(qiáng)填料。優(yōu)選地所ii^面積在約50至約150 m2/g之間，更優(yōu)選地在約 75和約150mVg之間。所述填杯的比重優(yōu)選為約2.2。所述無(wú)定形二氧 化硅也可以用有機(jī)分子(諸如，六甲基二硅氮烷或聚二曱基珪氧烷或硅 烷)來(lái)處理。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用經(jīng)表面處理的二氧化硅有助于降低所述組合物的粘度.類似地，使用低表面積填料在降低所述組合物的粘度方面也 有幫助。
[49! 所述組合物也含有約0.1至約35重量百分?jǐn)?shù)、優(yōu)選地約3至約15 重量百分?jǐn)?shù)、更優(yōu)選地約3至約10重量百分?jǐn)?shù)的具有以下通式的有機(jī) 功能性交聯(lián)劑
(X)4*nrSi-R12m
50其中R"是烷基、鏈烯基或苯基游離基(優(yōu)選地為甲基或乙基)， X是帶有選自下述功能基團(tuán)的烷基游離基直接連接至所述硅樹脂原子 的氛基、酮肟基、烷氧基或氨基，m是0至2的整數(shù)。優(yōu)選地，所述交 聯(lián)劑是式R^Si(ON-CR"2)3的肟基硅烷交聯(lián)劑，其中R"和R"各自表 示具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基，優(yōu)選 地，烷基游離基諸如曱基、乙基、丙基、丁基，或鏈烯基游離基諸如乙 烯基、丙稀基，或苯基游離基。優(yōu)選的112°和1121是烷基或乙烯基游離 基，最優(yōu)選地為甲基和乙基游離基。
[51所述組合物也含有約0.2至約3重量百分?jǐn)?shù)的有機(jī)功能性硅烷作 為粘著促進(jìn)劑。優(yōu)選地，所述有機(jī)功能性珪烷具有以下式
22
R b
23 24
(R 0)3隱bSiR
[52其中R"和R"獨(dú)立地選自1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游
離基或+以被具有1至8個(gè)碳原子的烷基游離基任意取代并含有3至9 個(gè)卣素原子的苯基游離基，b是0至3的整數(shù)(優(yōu)選為0)， R"是l至 IO個(gè)碳原子的飽和、不飽和或芳香烴游離基，其可以通過(guò)選自由以下組 成的組的成員進(jìn)一步功能化氨基、醚(ether)、環(huán)氧基、異氰酸酯、 氰基、丙烯酰氧基(acryloxy)和酰氧基(acyloxy)及其組合。R22和 R"優(yōu)選地為烷基游離基諸如，例如，甲基、乙基、丙基、丁基或鏈烯 基游離基諸如乙烯基和丙烯基。更優(yōu)選地R"和R"是烷基游離基，更 優(yōu)選地為曱基、乙基或丙基游離基。優(yōu)選地，R"是烷基，更優(yōu)選地通 過(guò)一個(gè)或多個(gè)氨基進(jìn)一步功能化。最優(yōu)選的有機(jī)功能化硅烷是N-(2-氨 基乙基-3-狄丙基)三甲氧基硅烷。[531 所述組合物另外含有約0至約5重量百分?jǐn)?shù)的有機(jī)金屬^物作 為加速所述組合物形成的縮合催化劑。所述縮合催化劑具有下式
(R25)2M(R26)2
[54其中R"是具有1至10個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯 基游離基，R"是具有1至10個(gè)碳原子的烷基或鏈烯基游離基或具有有 機(jī)功能基的苯基游離基，M是金屬。優(yōu)選地，所述有機(jī)金屬絡(luò)合物是選 自由以下組成的組的羧酸的有機(jī)錫i^物二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫、 辛酸二丁基錫和二月硅酸二丁基錫.優(yōu)選地，所述縮合催化劑存在約 0.02至約3重量百分?jǐn)?shù)。最優(yōu)選地，所述有機(jī)錫鹽是具有下式的二月珪 酸二丁基錫
(C4H9)2Sn(OCOC10H20CH3)2.
[55J在以上所有化合物中，所述烷基包含直鏈、支鏈或環(huán)狀游離基。 其中所述烷基是Cw。直鏈或支鏈烷基諸如，例如，甲基、乙基、丙基、
異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、己基等，所述環(huán)烷 基是<^3_8環(huán)烷基諸如，例如，環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基等，所述鏈烯基
是C^8鏈烯基諸如，例如，乙烯基和烯丙基。以上基團(tuán)以及所述苯基游
離基可以進(jìn)一步通過(guò)包含在所述鏈或環(huán)結(jié)構(gòu)而功能化，這樣的情形可以
是選自由以下組成的類氨基、醚、環(huán)氧基、異氰酸酯、氛基、丙烯酰 氧基和酰氧基及組合，只要所述功能化沒有相反地影響所述化合物的預(yù) 期性質(zhì)。
[56考慮到所述涂層的更方便應(yīng)用，所述組合物可以含有0至80重量 百分?jǐn)?shù)的溶劑或稀釋劑。選擇所述溶劑的量以允許將所迷組合物便利地 和快速地應(yīng)用于要涂覆的表面。
[57在所述成分的添加不導(dǎo)致由所述組合物制備的固化涂層的預(yù)期性 質(zhì)降低的條件下，所述組合物可以含有少量其它可選擇的成分(諸如， 色素)和其它填料。
58本發(fā)明的有機(jī)聚珪氧烷組合物通過(guò)在不存在潮濕的情況將所述成 分混合在一起而制備。所述硅烷是濕敏感的，且在潮濕的情況下將進(jìn)行 交聯(lián)，從而當(dāng)添加所述硅烷時(shí)，所述混合物必須基本上沒有自由濕氣 (free moisture)并維持在沒有濕氣狀態(tài)下直至實(shí)現(xiàn)固化。
59混合的優(yōu)選方法包括將所述聚硅氧烷流體與所述填料和色素混合，隨后，添加所述將基硅烷和有機(jī)功能性硅烷并在氮?dú)鈿夥障禄旌稀?將所述有機(jī)錫鹽連同所有溶劑或稀釋劑 一起加入所述混合物中，然后在 使用之前將所述混合物分裝在密封容器中來(lái)j^藏。
[60通過(guò)傳統(tǒng)的方法(諸如，浸涂、刷涂或噴涂)用所述組合物來(lái)涂 覆要保護(hù)的表面。優(yōu)選地，通過(guò)噴涂一種或多種本發(fā)明的所述組合物的 應(yīng)用來(lái)涂覆要保護(hù)的表面。可以通過(guò)加熱或添加合適的溶劑來(lái)調(diào)節(jié)所述 組合物的稠度至適合用在這些方法(尤其是，對(duì)于噴涂應(yīng)用)中。所述 涂層的厚度將依賴應(yīng)用和預(yù)期保護(hù)水平的具體要求。優(yōu)選地，所述涂層 的平均厚度為50至1000微米，更優(yōu)選地平均厚度為100至750微米， 最優(yōu)選地為250至500微米。涂層在所W面形成以后，將所述表面暴 露于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用于涂層的交聯(lián)和固化。
61本發(fā)明的改進(jìn)的涂層能夠保護(hù)表面免遭環(huán)境影響，特別是由以下 潮濕存在的情況下的腐蝕導(dǎo)致的金屬表面的陰極應(yīng)力諸如，與污染大 氣相結(jié)合的雨或霧、鹽噴霧或霧或直接暴露于鹽水。
62本發(fā)明的改進(jìn)的涂層特別是能夠用于保護(hù)直接暴露于鹽水的金屬 表面。這樣的表面包含船舶和其它船只的船體(the hulls of ships and other vessels )、石油鉆塔、海港和碼頭建筑物等。當(dāng)所述涂層使用在船 體時(shí)，除了實(shí)現(xiàn)腐蝕保護(hù)外，還有利于諸如抗污垢(fouling resistance )。 所述涂層不允許海洋動(dòng)物(諸如，藤壺)容易地附著在所述表面。任何 試圖附著在所述表面的這樣的動(dòng)物通常通過(guò)高壓沖洗裝置從所述表面 除去。另外，所^面的清潔通常通過(guò)高壓沖洗和/或機(jī)械擦拭來(lái)完成， 且不要求通常在船舶或其它海洋裝置的船體清潔期間所用刮擦操作。因 為以本發(fā)明的組合物涂覆的表面易于實(shí)現(xiàn)清潔，因此所述組合物也能夠 用作表面的抗涂鴉涂料。
63以下實(shí)施例將說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式并舉例說(shuō)明所述涂層的 使用，所述實(shí)施例并非意圖限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例64通過(guò)下述方法來(lái)制備涂層組合物將24重量份粘度為5,000里泊 的聚二曱基硅氧烷流體與2重量份經(jīng)無(wú)定形二氧化硅(已經(jīng)用六曱基二 硅氮烷表面處理)表面處理的以及表面積為約125 m2/g的10重量份的 涂覆玻璃纖維的金屬相混合。然后添加3重量份的甲基三-(甲乙酮肟基) 硅烷和1重量份N-P-氨基乙基-3-氨基丙基)三甲^&硅烷，并在氮?dú)鈿?氛下混合。接i再加入50重量份的鋅粉并混合。以10重量份的石腦油
19稀釋所述涂層組合物以達(dá)到粘度在3,000和4,000 cP之間。固化的彈性 涂層對(duì)化學(xué)品、電腐蝕、陰極應(yīng)力和陰極剝離提供極好的阻抗性。
實(shí)施例65通過(guò)下述方法來(lái)制備涂層組合物將24重量份粘度為5,000里泊 的聚二甲基硅氧烷流體與2重量份經(jīng)無(wú)定形二氧化硅(已經(jīng)用六甲基二 硅氮烷表面處理)表面處理的以M面積為約125 m2/g的10重量份的 鋁片相混合。然后添加3重量份的甲基三-(甲乙酮肝基)硅烷和1重量份 N-(2-氨基乙基-3-氨基丙基)三甲lL^硅烷，并在氮?dú)鈿夥障禄旌?接著 再加入50重量份的鋅粉并混合。以IO重量份的石腦油稀釋所述涂層組 合物以達(dá)到粘度在3，000和4,000 cP之間。固化的彈性涂層對(duì)化學(xué)品、 電腐蝕、陰極應(yīng)力和陰極剝離提供極好的阻抗性。
陰極剝離試驗(yàn)(ASTM G8)
[66通過(guò)在21 mm夕卜4圣、12 mm內(nèi)徑和230 mm長(zhǎng)的鋼管上施用涂層 配方來(lái)制備試驗(yàn)樣板(test panel)。用硅樹脂密封劑將所述管的一端密 封，并從密封端將所述管涂覆至長(zhǎng)160mm，涂層厚度500微米。在未 涂覆端使用鱘魚夾進(jìn)行電接觸。
[67使用固煒實(shí)驗(yàn)室DC電源模型(Instek Laboratory DC power supply Model) PS-3030來(lái)為敷料電極(coated electrode)提供恒定電 勢(shì)。
[68將試驗(yàn)樣板的涂覆端懸掛入容積為35升的玻璃池中。通過(guò)水清潔 200泵(Aqua Clear 200 pump)將7諸環(huán)入所述玻璃池中。
[69按照ASTMG8方法B中的電路圖準(zhǔn)備電路用于一個(gè)以上試件。
[70從省際侵蝕控制有限公司(Interprovincial Corrosion Control Company Limited )(加拿大、安大略省)獲得鎂陽(yáng)極。在試驗(yàn)期間定期 清潔陽(yáng)^面以去除鹽沉積。
[711 從康寧(Corning)獲得標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極(單室)，并用于測(cè)定每個(gè) 敷料電極上的電極電勢(shì)。
[72用于制備電解質(zhì)溶液的化學(xué)品從阿爾法化學(xué)公司(Alphachem ) 獲得。通過(guò)將l質(zhì)量百分比的氯化鈉、l質(zhì)量百分比的硫酸鈉和l質(zhì)量百分比的碳酸鈉混合來(lái)制備電解質(zhì)溶液。
[731 在底端以上30 mm沿120°角周圍處，通過(guò)鉆穿所述涂層至金屬 在涂覆的試驗(yàn)樣板上制作三個(gè)涂層中斷(coating break)或"間休期 (Holiday)",通過(guò)將所述鉆頭磨平來(lái)改進(jìn)所述鉆子(2mm直徑)以防 止將鉆穿所述金屬。
7引在所述敷料電極的上端制作三個(gè)以上涂層中斷或"間休期"，其未 浸入電解質(zhì)中。未浸入間休期的目的是比較由陰極應(yīng)力引起的粘著損 失。
75將含有電極孔的高密度聚乙烯片安裝在所迷池頂端。將所述敷料 電極穿過(guò)所述孔并對(duì)稱地懸掛入所述電解質(zhì)溶液，這樣僅所述涂覆端部 分被浸入所述溶液中.也將兩個(gè)鎂電極插入穿過(guò)所述孔并在所述池的兩 端懸掛入所述溶液中以維持所有敷料電極距離相等。應(yīng)用來(lái)自所述DC 電源的1.5伏特的電勢(shì)并用電流表測(cè)定電流。也用標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極測(cè)定并 記錄每個(gè)敷料電極的電勢(shì)。連續(xù)執(zhí)行所述試驗(yàn)30天。
[76來(lái)自間休期的試驗(yàn)樣板上的涂層的陰極分層僅為從0至2 mm。 這i明涂層在30天對(duì)所應(yīng)用陰極應(yīng)力的顯著的阻抗性。
[771 本發(fā)明的所述組合物用于很多表面需要阻抗環(huán)境影響的實(shí)例。這 些組合物包含上述實(shí)施例的組合物以及其它組合物，其配方在本領(lǐng)域一 般技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。依賴最終涂層所需的性質(zhì)，各種組成的選擇 及其比例將是顯而易見的。
[78雖然本發(fā)明已經(jīng)基于特定的實(shí)施方式進(jìn)行了敘述，但是本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)該理解在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的情況下，能夠進(jìn)4亍 各種變化且可以替代等同物。所有這種修改意在以下所附權(quán)利要求的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用作表面上的抗腐蝕的陰極保護(hù)涂層的有機(jī)聚硅氧烷橡膠組合物，所述組合物基本上由通過(guò)混合以下而獲得的產(chǎn)物組成a)從約5至約80重量百分比的一種或多種具有下式的聚有機(jī)硅氧烷流體R1[(R)2SiO]n(R)2SiR1其中，R是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基，其各個(gè)可以相同或不同的R1是OH、或具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基，以及n具有平均值以便使粘度在25℃時(shí)為從約10至約100,000厘泊，在至少一種所述聚有機(jī)硅氧烷流體中，R1是選自O(shè)H或鏈烯基的反應(yīng)性基團(tuán)；b)從約10至約80重量百分比的犧牲金屬填料；c)從約0至約15重量百分比的傳導(dǎo)性填料；d)用于(a)的所述聚有機(jī)硅氧烷的反應(yīng)性基團(tuán)的適合的催化劑；以及e)用于(a)的所述聚有機(jī)硅氧烷的反應(yīng)性基團(tuán)的適合的交聯(lián)劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合物，其基本上由以下組成a) 從約5至約80重量百分比的一種或多種具有下式的聚二有機(jī) 硅氧烷流體HO[(R17)2SiOn(R17)2SiOH其中，R"是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或可 以含有3至9個(gè)卣素原子的苯基游離基，以及n具有平均值以便 使粘度在25。C時(shí)為從約10至約100,000厘泊；b) 從約0至約8重量百分比的具有以下通式的雙功能鏈增長(zhǎng)劑Si-X 2其中《是烷氧基或酮肟基，以及R"是具有1至8個(gè)碳原子的單 價(jià)烷基或鏈烯基游離基或苯基游離基；c) 從約10至約80重量百分比的一種或多種提供陰極保護(hù)的犧牲金屬填料；d) 從約o至約15重量百分比的一種或多種類型的傳導(dǎo)性填料；e) 從約0至約20重量百分比的任意表面處理的無(wú)定形Si02加強(qiáng) 填料，其表面積在約50至250 mVg之間以及顆粒大小范圍在約 0.01與0.03微米之間；f) 從約0.1至約35重量百分比的一種或多種具有以下通式的交 聯(lián)劑m其中R"是烷基、鏈烯基或苯基游離基，X是具有選自以下功能 基團(tuán)的烷基游離基直接連接至所述硅樹脂原子的g、酮肟基、 烷氧基、羰基或胺，以及m是從0至2的整數(shù)；g) 從約0.2至約3重量百分比的具有下式的粘著促進(jìn)劑(R"0)3-b SiR"其中R"和R"獨(dú)立地選自具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈 烯基游離基或者可任意由具有1至8個(gè)碳原子的烷基游離基所取 代并也可含有3至9個(gè)鹵素原子的苯基游離基，b是在0至3之 間的整數(shù)，以及R"是具有1至10個(gè)碳原子、可任選地含有有機(jī) 功能基團(tuán)的飽和的、不飽和的或芳香烴游離基；h) 從約0至約5重量百分比的具有下式的作為濃縮催化劑的有 機(jī)金屬#物(R25)2M(R26)2其中，R"是具有1至10個(gè)碳原子的單價(jià)烷基、鏈烯基游離基或 苯基游離基，R"是具有l(wèi)至10個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基游離基 或具有有機(jī)功能基團(tuán)的苯基游離基且M是金屬；以及i) 從0至80重量百分比的適合的溶劑或稀釋劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中選擇n以便使粘度在25°C時(shí)為從約l，OOO至約20,000厘泊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中R"是烷基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中R"是曱基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述交聯(lián)劑是具有下式的 肟M烷交聯(lián)劑R20Si(ON=CR212)3 其中R"和R"獨(dú)立地選自具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈 烯基游離基或者可以任意由具有1至8個(gè)碳原子的烷基游離基所取代的 苯基游離基。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中所迷粘著促進(jìn)劑是具有下 式的化合物NHCH2CH2NH2CH2CH2Si(OMe)3 其中Me是甲基游離基。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中濃縮催化劑是羧酸的有機(jī) 錫鹽，所述羧酸選自由二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫和二辛酸二丁錫組 成的組。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中所述羧酸的有機(jī)錫鹽是具 有下式的化合物(C4H9)2Sn(OCOC10H20CH3)2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述犧牲金屬填料是一種 或多種選自以下的材料鋅粉、鋅片、鎳粉、鎳片、鎂粉、鎂片、鋁粉 和鋁片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合物，其中所述傳導(dǎo)性金屬填料是 一種或多種選自以下的材料金屬粉末、玻璃纖維涂覆的金屬、金屬片、 碳或石墨粉以及云母。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的組合物，其中所述無(wú)定形Si02加強(qiáng)填 料的表面已經(jīng)由六甲基二硅氮烷或聚二甲基硅氧烷或硅烷所處理。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述犧牲金屬填料是鋅 粉或鋅片，以及所述傳導(dǎo)性填料是玻璃纖維涂覆的金屬.
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其基本上由以下組成a) 約24重量百分比的在25X:時(shí)具有約5,000厘泊粘度的端羥基二甲基聚硅氧烷流體；b) 約2重量百分比的具有比重為2.2及表面積高至約130m2/g 的無(wú)定形和晶體狀Si()2填料的混合物；c) 約3重量百分比的曱基三-(甲基乙基酮肟)硅烷；d) 約l重量百分比的N-(2氨乙基-3氨丙基)三曱氧基硅烷；e) 約0.1重量百分比的二丁基二月桂酸錫；f) 約50重量百分比的一種或多種選自以下的犧牲金屬填料鋅 粉、鋅片、鋁粉、鋁片和玻璃纖維涂覆的金屬；和g) 約io重量百分比的玻璃纖維涂覆的金屬為傳導(dǎo)性填料；以及h) 約IO重量百分比的溶劑。
15. —種保護(hù)表面免遭腐蝕和陰極應(yīng)力的方法，包括(1 )將基本上由通過(guò)混合以下得到的產(chǎn)物組成的單組分有機(jī)聚硅 氧烷橡膠組合物的薄層應(yīng)用于表面a)從約5至約80重量百分比的一種或多種具有下式的聚二有機(jī) 娃氧烷流體HO(R17)2SiOn(R17)2SiOH其中，R"是具有1至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或者 可以含有3至9個(gè)卣素原子的苯基游離基，以及n具有平均值以 便使粘度在25。C時(shí)為從約10至約100,000厘泊；b) 從約0至約8重量百分比的具有以下通式的雙功能鏈增長(zhǎng)劑R"2-Si國(guó)X12其中f是烷氧基或酮將基，以及R"是具有1至8個(gè)碳原子的單 價(jià)烷基或鏈烯基游離基或者苯基游離基；c) 從約10至約80重量百分比的一種或多種提供陰極保護(hù)的犧牲 金屬填料；d) 從約0至約15重量百分比的一種或多種傳導(dǎo)性填料；e) 從約0至約20重量百分比的任意表面處理的無(wú)定形SiCh加強(qiáng) 填料，其表面積在約50至250 mVg之間以及顆粒大小范圍在約 0.01與0.03微米之間；f) 從約0.1至約35重量百分比的一種或多種具有以下通式的交 聯(lián)劑(X)4-ra-Si-R12m其中R"是烷基、鏈烯基或苯基游離基，X是具有選自以下功能 基團(tuán)的烷基游離基直接連接至所述硅樹脂原子的羧基、酮肟基、 烷氧基、羰基或胺，以及m是從0至2的整數(shù)；g) 從約0.2至約3重量百分比的具有下式的粘著促進(jìn)劑R22b(R230)3-b SiR24其中ie和r^獨(dú)立地逸自具有i至8個(gè)碳原子的單價(jià)烷基或鏈烯基游離基或者任意由具有1至8個(gè)碳原子的烷基游離基所取代 并也可含有3至9個(gè)囟素原子的苯基游離基，b是在0至3之間 的整數(shù)，以及R"是具有1至10個(gè)碳原子、可任意含有有機(jī)功能 基團(tuán)的飽和的、不飽和的或芳香烴游離基；h)從約0至約5重量百分比的具有下式的作為濃縮催化劑的有 機(jī)金屬^物(R25)2M(R26)2其中，R"是具有l(wèi)至10個(gè)碳原子的單價(jià)烷基、鏈烯基游離基或 苯基游離基，IP是具有1至10個(gè)碳原子的烷基、鏈烯基游離基或具有有機(jī)功能基團(tuán)的苯基游離基；以及i)從0至80重量百分比的適合的溶劑或稀釋劑。(2)允許所述單組分有機(jī)聚硅氧烷橡膠組合物層在室溫下固化 為硅樹脂彈性體。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中選擇n以便使粘度在25'C 時(shí)為從約l，OOO至約20,000厘泊。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中R"是烷基。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述犧牲金屬填料是一種 或多種選自以下的材料鋅粉、鋅片、鎳粉、鎳片、鎂粉、鎂片、鋁粉 和鋁片。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述犧牲金屬填料是一種 或多種選自鋅粉及鋅片的材料，以及所述傳導(dǎo)性填料是玻璃纖維涂覆的 金屬。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所迷組合物基本上由以下組成a) 約24重量百分比的在25C時(shí)具有約5,000厘泊粘度的端羥 基二甲基聚硅氧烷流體；b) 約2重量百分比的具有比重為2.2及表面積高至約130mVg 的無(wú)定形和晶體狀Si02填料的混合物；c) 約3重量百分比的甲基三-(甲基乙基酮肟)硅烷；d) 約l重量百分比的N-(2氨乙基-3氨丙基)三曱氧基硅烷；e) 約0.1重量百分比的二丁基二月桂酸錫；f) 約50重量百分比的一種或多種選自以下的犧牲金屬填料鋅 粉、鋅片、鋁粉、鋁片和玻璃纖維涂覆的金屬；和g) 約10重量百分比的玻璃纖維涂覆的金屬為傳導(dǎo)性填料；以及
全文摘要
本發(fā)明涉及腐蝕保護(hù)硅樹脂涂層系統(tǒng)，其通過(guò)常規(guī)方法，諸如浸涂、刷涂或噴涂，提供容易且方便的應(yīng)用。該涂層提供防止環(huán)境效應(yīng)引起陰極應(yīng)力的防護(hù)裝置以及以加強(qiáng)和增長(zhǎng)填料適當(dāng)混合而實(shí)現(xiàn)的高物理強(qiáng)度和粘著性。該涂層為有機(jī)聚硅氧烷橡膠涂層組合物，其含有在約10和80重量百分比之間的防止環(huán)境效應(yīng)引起陰極應(yīng)力的犧牲金屬填料。優(yōu)選地，該涂層為單組分室溫硫化有機(jī)聚硅氧烷橡膠涂層組合物以防止陰極應(yīng)力。本發(fā)明也提供涂層金屬表面以保護(hù)金屬表面免遭腐蝕和陰極應(yīng)力的方法。該方法包括將以上單組分有機(jī)聚硅氧烷橡膠組合物的薄層施用到所述表面以及允許單組分有機(jī)聚硅氧烷橡膠組合物的層在室溫下固化為硅樹脂彈性體。
文檔編號(hào)C23F13/00GK101426958SQ200680054284
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者法魯克·艾哈邁德, 約翰·巴爾, 薩拉杰·郁·胡達(dá), 費(fèi)薩爾·胡達(dá) 申請(qǐng)人:Csl硅樹脂公司