[发明专利]防污剂,其制法及应用以及由其制备的防污涂层

说明书

发明背景

本发明涉及防污剂，其制法及用法以及用其制备的防污涂层。防污涂层用于保护物体免遭结污，特别是要接触到海水或半咸水的船体、屏蔽物、网子、建筑物、运河设施及信号设施。

出现污垢是个严重的问题，特别对船舶来说，因为，摩擦阻力会因此而增加，而由于能耗增加和频繁的干船坞维护，又使运行成本大大提高。由于这样的原因，防污涂料很早就用于防止海藻、藤壶、隐居亚纲、贻贝或其他生物所造成的污垢。

防污涂料原则上可划分为包含生物杀伤剂的防污涂料与不含生物杀伤剂的防污涂料。

包含生物杀伤剂的防污涂料代表了当前的最新技术。造成污垢的生物由其中的生物杀伤剂予以杀灭。一般的防污生物杀伤剂是有机锡化合物或铜、锑及铋的化合物。这类生物杀伤剂的缺点是，因其环境兼容性而受到限制。重金属生物杀伤剂的问题尤其突出，因为，它们会造成海水和海底的污染，特别在海港地区。

不含生物杀伤剂的防污涂层具有防粘附的特性，旨在靠物理原理防止海洋生物的附着。例如，这方面的先有技术包括以液态有机硅氧烷、液体石蜡或氟化油为基础并配以有机聚硅氧烷聚合物，特别是硅氧烷弹性体的防污涂料(参见，美国专利5,298,060及DE-A2,601,928)。但是，象这样的防污涂层，其效力是有限的。另一个缺点是其机械荷载能力差，与之伴随的常常是与防腐涂层的粘附不令人满意，正因为如此，可能不得不再施涂一道附加的底漆。

有机聚合物与硅氧烷聚合物的共聚物在先有技术中也是已知的。US-A 4 910 252和WO 93 13179描述了一种不含生物杀伤剂的防污涂料，它包含具有三烷氧基硅烷基团的聚合物，优选丙烯酸酯和线型硅氧烷聚合物。EP-329 375公开了一种硅氧烷聚合物与聚氨酯和/或聚脲的涂料组合物。WO 98 38251描述了由至少1种有机聚合物、无机(纳米)颗粒和多官能有机硅烷生产的有机/无机杂化材料。

上述防污涂层的作用模式基于含硅氧烷涂料的表面张力低，和/或为防止海洋生物附着所添加的滑爽添加剂能或多或少地控制剥离特性。

因此，在本发明根本的目的是提供改良的防污剂，它不具有已知防污剂的上述缺点，且它所具有的防污性即使没有生物杀伤剂也能达到。

已令人吃惊地发现，这一系列要求可通过一种防污剂得到满足，该防污剂包含至少1种多官能碳硅烷(carbosilane)和/或碳硅氧烷(carbosiloxane)(A)，且它还可任选地包含至少1种附加的烷氧基硅烷(B)、溶剂(C)、催化剂(D)和/或无机纳米颗粒(nanoparticles)(E)，以及任选的其他添加剂(F)。

按照本发明的防污剂可在室温下固化，且特征在于，对防腐涂层有良好的粘附力和高机械荷载能力。因此，不再需要附加的底漆。按照本发明的防污剂表现出污垢抑制作用，能有效地保护物体免遭结污，特别是要接触到海水或半咸水的船体、屏蔽物、网子、建筑物、运河设施以及信号设施。

发明概述

因此，本发明涉及一种防污剂，它包含

(A)至少1种通式(I)的多官能碳硅烷和/或碳硅氧烷

Q[(CH₂)_mSiR¹_nX_(3-n)]_p            (I)

和/或其部分缩合产物，

其中

R¹是C₁～C₁₈烷基和/或C₆～C₂₀芳基，其中R¹可代表该分子中的相同或不同的基团，

X是OH、C₁～C₄烷氧基、C₆～C₂₀芳氧基，或C₁～C₆酸基(优选OH、甲氧基或乙氧基)，

n是0～2，

m是2～6，

p是等于或大于2的整数，以及

Q，或者是(i)线型或环状硅烷或硅氧烷，或者是(ii)未取代的烃类或其中至少1个碳原子被O、N、S及P中至少1种取代的烃类，

(B)任选地，1种或多种烷氧基硅烷，

(C)任选地，有机溶剂和/或水，

(D)任选地，催化剂，

(E)任选地，无机纳米颗粒，以及

(F)任选地，其他添加剂。

发明详述

就本发明的意义而言的多官能碳硅烷(A)是通式(II)的硅烷