[发明专利]抗腐蚀和磨损的涂料

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于各种基材的表面改性剂和涂料的领域，特别是将基材上腐蚀和磨损劣化效果最小化或消除的处理和涂料，由此大为提高基材的使用寿命。

将表面改性剂或涂料施涂、粘附或结合到各种基材和表面例如金属、塑料、陶瓷、混凝土、木材、层合体等是众所周知的。术语表面改性剂通常适用于小于0.5微米的涂料，并且出于此处本公开的目的，术语“涂料”将用于覆盖任何通常可接受厚度的表面改性剂和涂料。基本例子是将油漆施涂至暴露于太阳、雨、风等的表面。其中对表面经常使用涂料的情况的另一个例子是来自与液体或气体流中夹带的移动物体或颗粒连续或频繁接触的冲击(encounter)劣化。

涂料的有效性和使用寿命的一个关键因素是表面改性剂或涂料与基材或表面之间粘附的程度。通过使涂料组成对基材组成的合适匹配，和/或通过对基材的预先表面处理，和/或通过在基材与涂层之间施加中间层，来实现粘附程度的提高。涂料的有效性和使用寿命的另一个关键因素是涂料本身的硬度、抗腐蚀性和抗磨损性。提供这些所需品质是合适地选择涂料组成以增强这些特性的结果。例如，众所周知通过以少量、通常远低于2重量％混合偶联剂或交联剂例如烷氧基硅氧烷来提高聚氨酯涂料或油漆涂料的硬度、抗腐蚀性和抗擦伤性。不使用较大量的这些添加剂，因为它们将导致使涂料不可用的过度交联。

与目前涂料技术状态的关于涂料应用中烷氧基硅氧烷作为交联添加剂使用的广泛接受的限制的知识相反，而是使用大百分数的烷氧基硅氧烷配制了关于抗腐蚀性和抗磨损性具有高度有益性能的涂料。本发明的目的是提供具有显著大的百分数的烷氧基硅氧烷、优选在组成中具有至少两种烷氧基硅氧烷的涂料，其产生可施涂到各种类型基材和表面的坚硬、耐久、抗腐蚀和抗磨损的涂料。该目的和未明确述及的另外目的通过研究本文公开的内容将是明显的。

发明内容

一般而言，本发明为用于各种基材或表面的坚硬、耐久、抗腐蚀和抗磨损的涂料组合物，以及将涂料施涂至基材以使该有益效果最大化的方法。

在一个实施方案中，涂料组合物基本上由以下构成：

至少两种烷氧基硅氧烷，其中所述组合物中所述烷氧基硅氧烷的所述总量大于约70重量％，并且其中所述烷氧基硅氧烷选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正苯基氨丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、聚二乙氧基硅烷(polydiethoxysilane)和氟代丙基三乙氧基硅烷组成的烷氧基硅氧烷组；

可水解催化剂，其中所述催化剂选自由钛醇化物、钛烷醇、四异丙氧基钛、四丁氧基钛、钛酸铝、锆酸铝、铝酸镁、钛酸镁、锆酸镁、钛酸四丁酯(tetrabutoxy titanate)和异丙氧基钛组成的催化剂组。

粘附促进剂，其中所述粘附促进剂选自由γ-缩水甘油氧基(glycidolxyl)丙基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷组成的粘附促进剂组；和

流动/流平剂，其中所述流动/流平剂为二甲基硅氧烷。

优选地，所述组合物中所述催化剂的总量小于约5.0重量％；并且其中所述组合物中所述粘附促进剂的总量小于约2.5重量％；并且其中所述组合物中所述流动-流平剂的总量小于约1重量％。

在另一个实施方案中，该涂料组合物基本上由以下构成：

至少两种烷氧基硅氧烷，其中所述组合物中所述烷氧基硅氧烷的所述总量大于约70重量％，并且其中所述烷氧基硅氧烷选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正苯基氨丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、聚二乙氧基硅烷和氟代丙基三乙氧基硅烷组成的烷氧基硅氧烷组；

选自由异丙基醇和乙醇组成的醇组的醇；

可水解催化剂，其中所述催化剂选自由去离子水、酸和金属氧化物的组合组成的催化剂组，所述酸选自由磷酸、硼酸和冰乙酸组成的酸组，所述金属氧化物选自由氧化锌、氧化镁和氧化钙组成的金属氧化物组；

粘附促进剂，其中所述粘附促进剂选自由γ-缩水甘油氧基丙基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷组成的粘附促进剂组；和

流动/流平剂，其中所述流动/流平剂为二甲基硅氧烷。

还公开了涂覆方法，该方法包括以下步骤：