[go: up one dir, main page]

TW201533179A - 用於化學設備之表面之塗覆方法 - Google Patents

用於化學設備之表面之塗覆方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201533179A
TW201533179A TW103142024A TW103142024A TW201533179A TW 201533179 A TW201533179 A TW 201533179A TW 103142024 A TW103142024 A TW 103142024A TW 103142024 A TW103142024 A TW 103142024A TW 201533179 A TW201533179 A TW 201533179A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
epoxy
decane
coating composition
group
coating
Prior art date
Application number
TW103142024A
Other languages
English (en)
Inventor
Anthony Colin Wright
Matthew George Unthank
Colin Cameron
Original Assignee
Akzo Nobel Coatings Int Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel Coatings Int Bv filed Critical Akzo Nobel Coatings Int Bv
Publication of TW201533179A publication Critical patent/TW201533179A/zh

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之方法，其包括以下步驟：-提供塗料組合物，其包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內，-將該塗料組合物施加至化學設備之金屬或混凝土表面，以形成塗層，及-使該塗層在於0至50℃範圍內之溫度下固化。

Description

用於化學設備之表面之塗覆方法
本發明係關於一種用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之方法。本發明亦係關於適合用作化學設備之金屬或混凝土表面之塗層的組合物及具有該塗層之化學設備。
在化學設備中，金屬及混凝土表面與眾多化學化合物接觸。此等表面通常具有起到兩種作用之塗層。首先，該塗層意欲保護該表面免於所述化學品之害。其次，該塗層係為了保護該化學品免於該設備(例如，貯槽)之表面之污染(例如，藉由腐蝕)。為具有廣泛應用性，用於此應用之塗層應能應對與眾多化學化合物之相互作用。此外，該塗層應能應對高溫及高壓條件。
依次地接觸超過一種化學品之表面存在另一問題。(例如)在陸地或海洋用於儲存或運輸液體散裝化學品之儲存或運輸槽就是這樣。將與不同類化學品接觸之塗層之重要特徵係與各種化學品之相互作用，其中目的係避免後續化學品之污染。因此，一方面，在與該表面接觸時，散裝化學品可出現吸附，且應使該吸附最小化。另一方面，若塗層吸附化學品，則該等化學品應容易藉由習知清洗方法移除。可將此描述為具有高耐化學性之塗層，其中術語耐化學性係指該塗層吸附化學品及後續釋出化學品，同時保持膜完整性之傾向。
WO2012/119968描述一種塗料組合物，其包含環氧樹脂混合物、 固化劑、促進劑或促進劑混合物及一或多種填充劑或顏料，其中該環氧樹脂混合物包含60至80重量% RDGE環氧樹脂及20至40重量%環氧酚醛清漆樹脂。該塗料組合物稱為貯槽襯裡組合物。
雖然該參考文獻中所述塗料組合物在用作貯槽襯裡塗層時顯示良好性質，但仍需要適合向化學設備之金屬或混凝土表面上提供塗層，且具有廣闊應用範圍及高耐化學性之替代性塗料組合物。所謂廣闊應用範圍，吾人意指塗料組合物可在橫跨一定溫度範圍(例如，5℃至35℃)內施加及固化，且塗層將遞送良好塗層性質(良好黏附性、良好膜完整性)及耐化學性。
本發明提供此種塗料組合物。本發明亦提供一種用於為化學設備之混凝土或金屬表面提供固化塗層之方法，及具有此層之表面。
在一實施例中，本發明係關於一種用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之方法，其包括以下步驟：- 提供塗料組合物，其包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內，- 將該塗料組合物施加至化學設備之金屬或混凝土表面，以形成塗層，及- 使該塗層在於0至50℃範圍內之溫度下固化。
在一實例中，該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.25至0.75：1.00之範圍內。
在另一實施例中，本發明係關於一種化學設備，其包括具有固化塗料組合物之襯裡之金屬或混凝土表面，其中該固化塗料組合物係 衍生自包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑之塗料組合物，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內。
在一實例中，該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.25至0.75：1.00之範圍內。
在另一實施例中，本發明係關於一種適合用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之塗料組合物，其中該塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內。
在一實例中，該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.25至0.75：1.00之範圍內。
在(例如)US 2013/0224496、WO 2013/110046、WO 2004/033570及US 2013/0237638中已知包含含矽化合物及含環氧官能基之樹脂之組合物。
US 2013/0224496、WO 2004/033570及US 2013/0237638中所揭示之所有組合物具有大於0.75：1.00之有機含矽化合物之矽原子對塗料組合物之環氧基之莫耳比。WO 2013/110046未提供關於有機含矽化合物之矽原子對塗料組合物之環氧基之莫耳比之指導。此等文件中未有暗示有機含矽化合物之矽原子與塗料組合物間之環氧基之莫耳比係如本文所主張(例如0.20至0.75：1.00)之塗料組合物，且此等塗料組合物將具有經改良耐化學性及其他有利性質，例如，更佳再塗性。
下文將更詳細地描述本發明。
在本發明中，塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂、用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑以及選自有機矽烷及有機矽氧烷之群之有機含矽化合物。該有機含矽化合物可係一或多種選自含環氧官能基之矽烷及矽氧烷、含胺基官能基之矽烷及矽氧烷以及無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷之群之化合物。該塗料組合物可包含含矽環氧樹脂(亦即含環氧官能基之矽烷及矽氧烷)及無矽環氧樹脂，以及含矽胺固化劑(亦即含胺基官能基之矽烷及矽氧烷)及無矽胺固化劑。另外，如上所示，該塗料組合物可包含無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。該塗料組合物亦可包含其他組分，如填充劑及顏料。
在下文中，首先將論述該塗料組合物之各種組分。然後將論述該組合物本身。
含環氧官能基之矽烷及矽氧烷
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含至少一種含環氧官能基之矽烷或矽氧烷。在本說明書之範圍內，術語含環氧官能基之矽烷係指單縮水甘油基烷氧基矽烷，且含環氧官能基之矽氧烷係指包含任何包含至少一個-Si-O-Si-鍵結之組合物之組分的單及聚縮水甘油基聚矽氧烷組合物。
適合用於本發明中之含環氧官能基之矽烷及含環氧官能基之矽氧烷包括彼等具有式1者，式1：Q-R1-Si-(OR2)n(R3)2-n-O[-(Q-R1)Si(OR2)n-1(R3)2-n-O-]mR2
其中Q表示縮水甘油氧基()，R1表示具有1至6個碳原子之脂族烷基，R2表示脂族單價C1-C6烷基，R3表示脂族單價C1-C6烷基或單價C6芳族基團，n為1或2，且m係大於或等於零之整數。
R1較佳具有2至4個碳原子，更佳3個。R2較佳係甲基、乙基或丙基，更佳甲基。R3較佳係脂族C1-C6烷基，更特定言之甲基、乙基或丙基，更佳甲基，或者單價C6芳族基團，較佳苯基。
當n=2時，R3不存在。當m=0時，該通式描述含環氧官能基之矽烷。當m>0時，該通式描述含環氧官能基之矽氧烷。就環氧矽氧烷而言，m可在寬範圍內變化。用於本發明中之含環氧官能基之矽烷之m通常較佳具有至多10之數目平均值。此項技術中已知適宜的含環氧官能基之矽烷或矽氧烷化合物。
在一實施例中，使用式1含環氧官能基之矽烷，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH3，R3不存在，n=2且m=0。該化合物具有以下化學式
該材料係縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GOPTMS)，且(例如)自Evonik(以商標名Dynasylan GLYMO)得到。
在另一實施例中，使用具有-(Si-O)-主鏈及側鏈環氧基之含環氧官能基之矽氧烷寡聚物。在一實施例中，使用此類具有上式1之含環氧官能基之矽氧烷寡聚物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH3，R3不存在，n=2且m具有於2至8，特定言之3至5範圍內之數目平均值，例如大約4。此材料係由Momentive Performance Chemicals製造並以商標名Momentive MP200銷售。
有許多其他可使用的適宜化合物，包括縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷(式1化合物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH2CH3，R3不存在，n=2且m=0)、來自Wacker之Silres HP1000(式1化合物，其中m=2，n=1，R2=CH3，R3=苯基)、縮水甘油氧基丙基二甲基乙氧基矽烷(式1化合物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH2CH3，R3=CH3，n=0且 m=0)、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷(式1化合物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH3，R3=CH3，n=1且m=0)、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷(式1化合物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH2CH3，R3=CH3，n=1且m=0)。
在一實施例中，使用以下含環氧官能基之矽烷及含環氧官能基之矽氧烷中之一或多者，其中R4係縮水甘油氧基，e值為0.1至0.5，f值為0.1至0.5，且g值為0.5至0.9：包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)2SiO1/2)e及(C6H5SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)2SiO1/2)e、((CH3)2SiO2/2)f及(C6H5SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：((CH3)3SiO1/2)e、(R4(CH3)SiO2/2)f及(C6H5SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)SiO2/2)f及(C6H5SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)2SiO1/2)e及(CH3SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)2SiO1/2)e、((CH3)2SiO2/2)f及(CH3SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：((CH3)3SiO1/2)e、(R4(CH3)SiO2/2)f及(CH3SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：(R4(CH3)SiO2/2)f及(CH3SiO3/2)g
包含以下單元之含環氧官能基之矽材料：((CH3)2SiO2/2)f及(R4SiO3/2)g。
含胺基官能基之矽烷及矽氧烷
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含至少一種含胺基官能基之矽烷或矽氧烷。該含胺基官能基之矽烷或矽氧烷可係用於該含環氧官能基之樹脂之唯一胺固化劑，或其可與無矽胺固化劑組合使用。此項技術中已知適宜的含胺基官能基之矽烷或矽氧烷。
適合用於本發明中之含胺基官能基之矽烷及含胺基官能基之矽氧烷包括彼等具有式2者，式2：Q’-NH-R’1-Si-(OR’2)n’(R’3)2-n’-O[-(Q-NH-R’1)Si(OR’2)n’-1(R’3)2-n’-O-]m’R’2
其中Q’表示殘基-(CH2CH2NH)z’-H或胺基芳基，R’1表示具有1至6個碳原子之脂族烷基，R’2表示脂族單價C1-C6烷基，R’3表示脂族單價C1-C6烷基或單價C6芳族基團，n’為1或2，且m’係大於或等於零之整數。在式2中，z’值為0、1或2。
R’1較佳具有2至4個碳原子，更佳3個。R’2較佳係甲基、乙基或丙基，更佳甲基。R’3較佳係脂族C1-C6烷基，更特定言之甲基、乙基或丙基，更佳甲基，或者單價C6芳族基團，較佳苯基。
當n’=2時，R’3不存在。當m’=0時，該通式描述含胺基官能基之矽烷。當m’>0時，該通式描述含胺基官能基之矽氧烷。就含胺基官能基之矽氧烷而言，m’可在寬範圍內變化。用於本發明中之含胺基官能基之矽烷之m’通常較佳具有至多10之數目平均值。此項技術中已知適宜的含胺基官能基之矽烷或矽氧烷化合物。
適宜含胺基官能基之矽烷或矽氧烷之實例包括胺基丙基三乙氧基矽烷(在式2中，Q’=-H，R’1=-CH2CH2CH2-，R’2=-CH2CH3，R’3不存在，且m’=0)、胺基丙基三甲氧基矽烷(在式2中，Q’=-H，R’1=-CH2CH2CH2-，R’2=-CH3，R’3不存在且m’=0)、胺基苯基三甲氧基矽烷(在式2中，Q’=-C6H4NH2，R’1不存在，R’2=-CH3，R’3不存在且m’=0)、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷(在式2中，Q’=- NHCH2CH2NH2，R’1=-CH2CH2CH2-，R’2=-CH2CH3，R’3不存在且m’=0)、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(在式2中，Q’=-(CH2CH2NH)-H，亦即z’=1，在式2中，R’1=-CH2CH2CH2-，R’2=-CH3，R’3不存在且m’=0)及(3-三甲氧基矽基丙基)二伸乙基三胺(在式2中，Q’=-(CH2CH2NH)2-H，亦即z’=2，在式2中，R’1=-CH2CH2CH2-，R’2=-CH3，R’3不存在且m’=0)。
有許多其他可使用之適宜化合物，包括來自Wacker之Silres HP2000(式2化合物，其中m’=2，n’=1，R’2=CH3，R’3=苯基)。此係胺基矽氧烷之一實例。與本發明有關具有烷氧基矽烷單元之胺亦包括胺基烷基烷基二烷氧基矽烷、胺基烷基二烷基二烷氧基矽烷及預縮合胺基烷基烷氧基矽烷。
無環氧或胺官能度之有機矽烷及有機矽氧烷
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含至少一種無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。在本說明書中，此等化合物亦可稱為無官能基有機矽烷或有機矽氧烷。措詞無官能基意指該化合物不含可分別與存在於組合物中之胺基或環氧基反應之環氧基或胺基。此項技術中已知適宜的無官能基有機矽烷及有機矽氧烷。
適合用於本發明中之無環氧或胺官能度之有機矽烷及有機矽氧烷包括彼等具有式3者：式3：R”1-Si-(OR”2)n”(R”3)2-n”-O[-(R”1)Si(OR”2)n”-1(R”3)2-n”-O-]m”R”2
其中R”1表示具有1至6個碳原子之飽和或不飽和脂族烷基或單價C6芳族基團，R”2表示脂族單價C1-C6烷基，R”3表示脂族單價C1-C6烷基或單價C6芳族基團，n”為1或2，且m”係大於或等於零之整數。
當R”1係非芳族時，其較佳具有1至4個碳原子，更佳1至3個，較佳係甲基、乙基、乙烯基、丙基或烯丙基。R”2較佳係甲基、乙基或 丙基，更佳甲基。R”3較佳係脂族C1-C6烷基，更特定言之甲基、乙基或丙基，更佳甲基，或者單價C6芳族基團，較佳苯基。
適宜的無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷之實例係苯基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷及甲基三甲氧基矽烷。其他實例包括乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷及烯丙基三乙氧基矽烷。苯基三乙氧基矽烷可視為較佳。
無矽環氧樹脂
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含至少一種無矽環氧樹脂(亦可稱為「無矽含環氧官能基之樹脂」)。
在本說明書之範圍內，指示無矽環氧樹脂係指包含環氧基且不含如上所述矽烷或矽氧烷基團之樹脂或樹脂混合物。此項技術中已知適宜的無矽環氧樹脂。其涵蓋(例如)苯酚酚醛清漆環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂及間苯二酚二縮水甘油醚(RDGE)環氧樹脂。其他適宜的環氧樹脂包括雙酚A之二縮水甘油醚、氫化雙酚A、或雙酚S、以上任何雙酚之縮合或延伸縮水甘油醚、雙酚之氫化縮合縮水甘油醚、多元醇之聚縮水甘油醚(諸如三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚、二季戊四醇聚縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚及山梨糖醇縮水甘油醚)、環氧化油(epoxidised oil)、環氧化合物(如二環氧辛烷及環氧化聚丁二烯)。
在一實施例中，該無矽環氧樹脂包括芳族環氧樹脂，特定言之苯酚酚醛清漆環氧樹脂。適宜的苯酚酚醛清漆環氧樹脂係此項技術中所熟知，且無需進一步闡明。可用於本發明組合物中之苯酚酚醛清漆環氧樹脂之實例包括DEN 425、DEN 431及DEN 438(來自DOW Chemicals)、Epon 154、Epon 160、Epon 161及Epon 162(來自 Momentive Performance Chemicals)及Epalloy 8250(來自Emerald Chemical Co.)。此等環氧化合物之環氧當量係於165至185g/eq之範圍內。環氧當量係得到一莫耳(一當量)環氧官能基所需之環氧樹脂之重量。其他可使用之環氧樹脂包括甲酚酚醛清漆環氧樹脂(諸如Epon 164及Epon 165(來自Momentive Performance Chemicals))或雙酚A環氧酚醛清漆樹脂(諸如Epon SU系列樹脂)。
在一實施例中，該無矽環氧樹脂包括RDGE環氧樹脂。可用於本發明組合物中之RDGE環氧樹脂通常係低黏度環氧化合物，其環氧當量為110至140g/eq，更佳120至135g/eq。
雖然RDGE環氧樹脂對於製造具有極高耐化學性之塗層具有吸引力，但有時較佳使用RDGE進行分配，因為該環氧樹脂具有極苛刻的敏化性質。因此，在一實施例中，基於無矽環氧樹脂之總量計算，該塗料組合物包含少於50重量% RDGE環氧樹脂，較佳少於20重量%，更佳少於10重量% RDGE，特定言之少於5重量% RDGE，例如少於2重量% RDGE。該塗料組合物較佳基本上不含RDGE，意味著無意向該組合物添加任何RDGE。
本發明之特別特徵以及出乎意料的發現在於，可製備如上所述包含相對少量RDGE之組合物，或該等組合物基本上不含RDGE，同時仍顯示極佳耐化學性。
以上任何無矽環氧樹脂之摻合物可彼此組合使用，但當需要極高耐化學性時以苯酚酚醛清漆環氧樹脂較佳。因此，基於該無矽環氧樹脂所提供之環氧基總量計算，苯酚酚醛清漆環氧樹脂較佳構成該無矽環氧樹脂之至少50%。更佳地，基於該無矽環氧樹脂所提供之環氧基總量計算，苯酚酚醛清漆環氧樹脂構成該無矽環氧樹脂之至少70%，更特定言之至少80%。
特定言之，為使包含該無矽環氧樹脂之任何塗料調配物之溶劑 含量最小，苯酚酚醛清漆環氧樹脂(若使用)較佳具有低溶劑含量，例如基於苯酚酚醛清漆環氧樹脂之重量計低於20重量%，較佳低於10重量%。苯酚酚醛清漆環氧樹脂尤佳不含溶劑。
無矽胺固化劑
該塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂(亦簡稱為「環氧樹脂」)及胺固化劑。該胺固化劑可係無矽胺固化劑、含矽胺固化劑或兩者之組合。上文在關於胺官能基矽烷及矽氧烷之部分論述含矽胺固化劑。在本部分中，將論述無矽固化劑。
因為環氧樹脂本質上係親電子，所以其通常與親核試劑反應。用於本發明中之固化劑包含與環氧基反應之親核官能團，在本情形下係胺基。在環氧化物與親核試劑(親核官能團)之開環反應期間，氫原子自該親核試劑轉移至該環氧化物之氧原子。該轉移的氫原子稱為「活性氫」。以下說明該反應：
因此，常常依據活性氫當量來描述親核物質之當量。此簡單地係得到一莫耳(或一「當量」)可轉移至開環的環氧基之氫原子所需之親核物質之重量。因此，在胺固化劑之情形下，胺固化劑之活性氫當量係該胺固化劑為給出一莫耳(或一「當量」)N-H基團之重量。例如，一級胺固化劑將具有兩個活性氫，因為其可與兩個環氧基反應。
用於本發明中之無矽胺固化劑係聚胺，因為其包含至少兩個胺基。胺基可係一級及/或二級胺基。
本發明塗料組合物包含胺固化劑。根據其他組分，該胺固化劑可包含至少一種如上所述之含胺基官能基之矽烷或矽氧烷、至少一種如本部分中所述之無矽胺固化劑或至少一種含胺基官能基之矽烷或矽 氧烷與至少一種無矽胺固化劑之組合。
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含至少一種無矽胺固化劑。在本說明書之範圍內，指示無矽胺固化劑係指不含如上所述矽烷或矽氧烷基團之胺固化劑。此項技術中已知適宜的無矽胺固化劑。
適宜的無矽聚胺固化劑之實例為乙二胺、N-(2-羥乙基)乙二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺以及常藉由使此等聚胺固化劑與脂肪酸及二聚脂肪酸反應，從而得到醯胺基胺及胺官能基聚醯胺固化劑所製得之固化劑。此等固化劑之實例係描述在由Clive H.Hare所著，由美國防護塗料協會(Society for Protective Coatings)出版之「Protective Coatings,Fundamentals of Chemistry and Composition」(ISBN 0-938477-90-0)中，其等係以引用方式併入本文中。其他聚胺固化劑為雙氰胺、異佛爾酮二胺、間二甲苯二胺、間苯二胺、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、N-胺基乙基哌嗪、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基-3,3'-二乙基-二苯基甲烷、二胺基二苯基碸及曼尼希(Mannich)鹼固化劑。可使用此等聚胺中任何商業級品質之固化劑，例如Ancamine 2264(來自Air Products)係商業品質之主要包含雙(4-胺基環己基)甲烷之固化劑。胺固化劑之實例係描述在由Clive H.Hare所著，由美國防護塗料協會出版之「Protective Coatings,Fundamentals of Chemistry and Composition」(ISBN 0-938477-90-0)、由H Lee及K Neville所著，由LLC出版之「Epoxy Resins」(ISBN 978-1258243180)、由D Stoye及W Freitag編輯，由Hanser出版之「Resins for Coatings」(ISBN 978-1569902097)中，其等以引用的方式併入本文中。
亦可使用任何此等胺之加合物。此等加合物可藉由胺與適當反應性化合物(諸如無矽環氧樹脂或含環氧官能基之反應性稀釋劑，例如丁基縮水甘油醚)之反應製得。此將減少固化劑之游離胺含量，從 而使其更適合在低溫及/或高濕度條件下使用。含環氧官能基之反應性稀釋劑之其他實例係描述在由Clive H.Hare所著，由美國防護塗料協會出版之「Protective Coatings,Fundamentals of Chemistry and Composition」(ISBN 0-938477-90-0)中，其等係以引用方式併入本文中。任何此等胺之加合物亦可藉由胺與適當反應性化合物(諸如丙烯酸酯、馬來酸酯、富馬酸酯、甲基丙烯酸酯)或甚至親電子乙烯基化合物(諸如丙烯腈)之反應製得。
已發現，環脂族胺在本發明組合物中賦予良好耐化學性。適宜的環脂族胺固化劑之實例包括如下所示之雙(4-胺基環己基)甲烷及異佛酮二胺。
亦可使用胺固化劑混合物，包括無矽胺固化劑及含胺基官能基之矽烷及矽氧烷之混合物。
其他組分
在一實施例中，該塗料組合物包含加速含環氧官能基之樹脂之環氧基與胺固化劑之胺基間之固化反應之促進劑。雖然該固化劑之胺基(無論係其未反應形式或已反應形式)亦將加速存在於上文所述用於本發明中之有機矽烷或有機矽氧烷上之烷氧基矽基團之水解及縮合反應，但添加亦加速該進程之促進劑亦有利。此等促進劑中某些亦可促進環氧基之陰離子聚合。亦可添加可加速烷氧基矽基團之水解及縮合反應，但對胺基與環氧基間之反應或環氧基之陰離子聚合反應無顯著影響之促進劑。此等促進劑之實例為二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、二乙酸二丁基錫、新癸酸鉍、四丁氧基鈦、四異丙氧基鈦、聚(鈦酸正丁酯)等。
已知可加速環氧樹脂與胺固化劑間之固化反應之促進劑之實例 包括以下物質：醇、酚、羧酸、磺酸、鹽及三級胺：醇：適宜醇之實例包括乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、第三丁醇、苄醇、糠醇、及其他烷醇、丙二醇、丁二醇、甘油及其他多元醇、三乙醇胺、三異丙醇胺、二甲基胺基乙醇及其他β-羥基三級胺。
酚：適宜酚之實例包括苯酚、2-氯苯酚、4-氯苯酚、2,4-二氯苯酚、4-硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚、2,4,6-三硝基苯酚、4-氰基苯酚、鄰甲酚、、間甲酚、對甲酚、4-乙基苯酚、4-異丙基苯酚、2,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚、壬基苯酚、丁香酚、異丁香酚、腰果酚及其他烷基化苯酚、2,2’-二羥基聯苯、2,4’-二羥基聯苯、4,4’-二羥基聯苯酚、雙酚A、雙酚F、兒茶酚、4-第三丁基兒茶酚、間苯二酚、4-己基間苯二酚、地衣酚、氫醌、萘二酚、蒽二酚、聯苯二酚及其他經取代的二元酚、間苯三酚、五羥基聯苯(phloroglucide)、杯芳烴吡啶(calixarene)、聚(4-乙烯基苯酚)及其他多元酚。
羧酸：適宜羧酸之實例包括乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、苯乙酸、及其他烷基羧酸、丙二酸、草酸、馬來酸、富馬酸及其他二元酸或其單酯、苯甲酸、4-第三丁基苯甲酸、水楊酸、3,5-二氯水楊酸、4-硝基苯甲酸及其他芳族酸。
磺酸：適宜磺酸之實例包括甲磺酸及其他烷基磺酸、對甲苯磺酸、4-十二烷基苯磺酸、及其他芳族磺酸、萘二磺酸、二壬基萘二磺酸及其他多元磺酸。
鹽：適宜鹽之實例包括硝酸鈣、環烷酸鈣、硫氰酸銨、硫氰酸鈉、硫氰酸鉀、硫氰酸咪唑啉鎓、四氟硼酸鋰、溴化鋰、三氟乙酸鋰、氯化鈣、三氟甲磺酸鐿、過氯酸鋰、三氟甲磺酸鋅、硝酸鋰。就所有此等鹽而言，陽離子可與鋰、鈉或鉀互換。
在本發明塗料組合物中，環氧基亦可發生陰離子聚合。在一實 施例中，環氧基之陰離子聚合藉由在該組合物中包含促進劑而加速。適宜的陰離子聚合促進劑之實例為三級胺，如1,8-二氮雜-二環[5.4.0]十一-7-烯、三伸乙基二胺(二氮雜雙環辛烷)、苄基二甲胺、二甲基胺基丙基胺、二乙基胺基丙基胺、N-甲基嗎啉、3-嗎啉基丙基胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇、2-二甲基胺基甲基苯酚、4-二甲基胺基甲基苯酚、2,4-雙(二甲基胺基甲基)苯酚、2,6-雙(二甲基胺基甲基)苯酚及2，4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚；咪唑，如1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑及2-十七烷基咪唑。此等促進劑亦可加速環氧樹脂之環氧基與具有活性氫之固化劑之官能團間之固化。
在本申請案之範圍內，較佳的促進劑包括三級胺，如1,8-二氮雜-二環[5.4.0]十一-7-烯、三伸乙基二胺(二氮雜雙環辛烷)、苄基二甲胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇及2,4,6-參-(二甲基胺基甲基)苯酚；咪唑，如1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑及2-十七烷基咪唑，視情況與其他上述觸媒中之一或多者組合。
此等三級胺促進劑亦充當上述用於本發明中之有機矽烷或有機矽氧烷之烷氧基矽基團水解及縮合反應之觸媒。
該(等)促進劑(若存在)適當地以相對於100重量份環氧樹脂混合物之0.1至5.0重量份，較佳相對於100重量份環氧樹脂混合物之0.5至5.0重量份之量使用。
如下文將更詳細論述，本發明塗料組合物係雙包裝組合物。該(等)促進劑(若存在)應存在於含胺固化劑之包裝中。不建議該(等)促進劑存在於含環氧樹脂混合物之包裝中，因為此舉可減少該包裝之存放期。
在一實施例中，本發明塗料組合物包含一或多種顏料及/或填充 劑。該等一或多種顏料可為著色顏料，例如二氧化鈦(白色顏料)、彩色顏料(諸如黃色或紅色氧化鐵)或酞菁顏料。該等一或多種顏料可為強化顏料，諸如雲母氧化鐵及結晶二氧化矽及矽灰石。該等一或多種顏料可為防腐蝕顏料，諸如磷酸鋅、鉬酸鹽或膦酸鹽。該等一或多種顏料可為填充顏料，諸如重晶石、滑石、長石或碳酸鈣。
該組合物可包含一或多種其他成分，例如增稠劑或觸變膠，諸如微粒二氧化矽、膨潤土、氫化蓖麻油或聚醯胺蠟。該組合物亦可包含增塑劑、顏料分散劑、穩定劑、助流劑、潤濕劑、消泡劑、黏著促進劑或稀化溶劑。在一實施例中，用於本發明中之塗料組合物具有至多250g/l，特定言之至多200g/l，更特定言之至多150g/l，還特定言之至多100g/l之溶劑含量。溶劑含量較佳係至多50g/l。在一實施例中，該組合物無外加溶劑。
溶劑含量可如下測定：溶劑含量包含彼等在0至50℃下為液體，不與上文所述用於本發明中之環氧樹脂、胺固化劑以及有機矽烷及有機矽氧烷反應，且25℃下之蒸氣壓大於0.01kPa或在1個大氣壓下之沸點低於250℃之成分。為清楚起見，由含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷或者存在於該塗料組合物中之任何其他烷氧基矽烷水解所產生之揮發性材料(根據上文定義)不包括在溶劑含量中。
塗料-施加及用途
本發明塗料組合物至少可使含環氧官能基之樹脂在於0至50℃範圍內之溫度下部分固化。若未滿足此要求，則該組合物較不適合用於塗佈化學設備之金屬或混凝土表面。本發明方法之一特徵在於，該塗料係在第一步驟中在於0至50℃，例如10至30℃，更特定言之15至25℃範圍內之溫度下固化。在該步驟中，固化至少應進行至隨後可將水噴灑至該塗層上或該塗層可進行物理處理而不致使塗層表面破裂之程度。該步驟將進一步稱為環境固化步驟。該環境固化步驟可(例如)進 行1至24小時，特定言之3至10小時之時間，其中較高溫度將減少所需固化時間，且其中較低溫度將增加所需固化時間。
該環境固化步驟較佳在0至100%之相對濕度範圍內，更佳在20至80%之範圍內，最佳在40至60%之範圍內進行。當待塗佈之表面相對封閉，例如當其係貯槽之一部分時，常見作法係控制塗佈操作期間之相對濕度，以確保膜形成發生，以得到無顯著缺陷之完整塗層。
通常，為得到具有最優耐化學性性能之塗層，有利地使塗料組合物在第二步驟中進一步固化，特定言之，在該第二步驟中，該塗層將接觸極具侵蝕性的化學品。在該第二步驟(亦將稱其為後固化步驟)中，將塗層加熱至高於50℃之溫度，持續某一給定時間，例如，持續(例如)1至24小時，特定言之3至16小時之時間段。一般而言，後固化可在至少50℃，例如50至150℃之溫度下進行。在一實施例中，後固化將在50至100℃，例如50至80℃之溫度下進行。在另一實施例中，後固化將在100至150℃之溫度下進行。
如何實現後固化將取決於待塗佈表面之本質，且將為熟習此項技術者所明暸。例如，固化可藉由以熱空氣或熱水(例如，藉由噴射)加熱表面而實現。當化學設備係貯槽時，加熱亦可藉由以下來實現：例如，使經塗佈表面與熱貨物接觸，利用來自貨物之熱量來實現額外固化，或者用熱水填充該貯槽。在至少50℃之溫度下後固化步驟之性能係本發明之較佳實施例。
該塗料組合物可藉由此項技術中已知之方法施加至待塗佈之表面。適宜方法之實例包括輥塗、噴塗及刷塗。較佳藉由噴塗施加，因為其有效地沉積均質塗層。本發明之一特徵在於，可將塗料組合物調配成具有可噴射黏度而無需依靠大量溶劑。該組合物可(例如)經由單一進料(single feed)無空氣噴塗技術或經由複數組分施加技術施加。
本發明中所施加之各塗層在固化後可具有(例如)50至350微米， 特定言之75至200微米之厚度。該厚度適用於各層，無論其等係在施加後單獨固化或同時固化。
本發明係關於化學設備之金屬或混凝土表面之塗層。在本說明書之範圍內，「化學設備」意指用以生產及/或儲存及/或運輸液體或氣體散裝化學品之建築物、人造結構及/或裝置。化學設備之具體實例包括用於海運或海洋產業、石油及天然氣產業、化學加工產業、電力產業、廢水及水產業、運輸產業及採礦及冶金產業之呈現有及新型化學設備之建築物、人造結構及/或設備。
散裝化學品係指大量(亦即體積為至少10m3)存在之化學品。散裝化學品對鋼鐵、混凝土及/或其他材料從完全無害至極具侵蝕性間變化。液體散裝化學品可大致分為可食用及不可食用商品。可食用液體散裝化學品貨物之實例為果汁、乳及植物油，而不可食用散裝化學品之實例包括化學溶劑、反應性化學中間體(諸如乙酸乙烯酯)、石油、酸、鹼及液化天然氣(LNG)。
金屬或混凝土表面可包括儲存槽、儲存容器、其相連管道或一般意義上的其他管道、煙道及容納(containment)區域之內表面及外表面。除液體或氣體化學品以外，化學設備之此等金屬或混凝土表面可曝露至高溫(不論係靜態或循環)及高壓(不論係靜態或循環)。
在一實施例中，本發明之經塗佈化學設備係煙囪、管道或貯槽，例如貨槽或儲存槽。
已發現，本發明塗料組合物在作為貯槽襯裡組合物時顯示尤佳結果，其兼具針對眾多化學品之低吸收性及良好可清洗性，從而導致該塗料組合物可耐受循環負載各類散裝化學品。另外發現，該塗料組合物在高溫下具有良好熱穩定性，其使其適合用於高溫可成問題之陸地儲存槽中。本發明在貨槽中具有特別用途，但亦可用於其他貯槽(諸如用於各種化學品及原油或烴-水混合物之陸地儲存槽)及此等貯槽 之次級容納區域。
該塗料組合物可直接施加至表面作為底漆(primer)及/或面漆(finish)，亦即該組合物可用作表面上之唯一類型保護塗層。
本發明塗料組合物亦可作為底漆施加，亦即首先將本發明塗料施加於表面上，以形成第一塗層，使該塗層在0至50℃之溫度下固化，向該第一塗層上提供另一塗層，以形成第二塗層，並使該第二塗層固化。亦可施加其他塗層，以提供三層或更多層本發明塗料組合物。通常無需超過三層，確切數量取決於各層之厚度。若要進行後固化步驟，此步驟較佳係在已沉積所有層後進行。
塗料組合物
該塗料組合物係雙包裝塗料組合物，其中第一包裝包含含環氧基之組分，且第二包裝包含可與環氧基反應之組分，諸如含胺基之化合物。使用雙包裝組合物將可在0至50℃之溫度下固化。
該塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂、用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑及選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內，例如於0.25至0.75：1.00之範圍內。如上所述，該有機含矽化合物通常包括含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷、含胺基官能基之矽烷或含胺基官能基之矽氧烷及/或無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。
已發現，若該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比未在0.20至0.75：1.00之規定範圍內，則該塗料組合物之耐化學性將不足。
該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之較佳莫耳比係於0.25至0.75：1.00之規定範圍內。更具體言之，若該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比過小，則 該塗料組合物之耐化學性及耐高溫性受到有害影響。另一方面，若該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比過高，則塗層將因開裂而失效，且可損及對化學品(諸如甲醇或某些濃苛性鹼溶液)之耐化學性。視情況地，該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比可在0.21至0.75：1.00、0.22至0.75：1.00、0.23至0.75：1.00、0.24至0.75：1.00、0.30至0.70：1.00或0.40至0.60：1.00之範圍內。
在本發明之一實施例中，存在於該塗料組合物中之固化劑之量使得該固化劑中之活性氫對含環氧官能基之樹脂之環氧基之當量比在約0.15與1.80：1.00之間。活性氫對環氧基之該比率可有效地使本發明塗料組合物固化。在計算該比率時，術語環氧樹脂涵蓋含矽環氧樹脂(亦即含環氧官能基之矽烷及矽氧烷)及無矽環氧樹脂兩種。術語固化劑中之活性氫涵蓋來自無矽胺固化劑及含矽胺固化劑(亦即含胺基官能基之矽烷及含胺基官能基之矽氧烷)之活性氫。
在本發明之一實施例中，固化劑中之活性氫對環氧樹脂之環氧基之當量比係在約0.70與1.30：1.00之間，更特定言之在0.85與1.10：1.00之間。在該實施例中，為達到最高耐化學性，較佳進行如上所述之環境固化步驟及後固化步驟。
在本發明之另一實施例中，固化劑中之活性氫對環氧樹脂之環氧基之當量比係在約0.15與0.50：1.00之間，更特定言之在0.20與0.40：1.00之間。在該實施例中，為達到最高耐化學性狀態，較佳進行如上所述之環境固化步驟及後固化步驟。在該實施例中，該塗料組合物較佳亦包含如上所述之三級胺促進劑，(例如)用量為相對於100重量份環氧樹脂之0.10至5重量份，更具體言之用量為相對於100重量份環氧樹脂(包括無矽環氧樹脂及含矽環氧樹脂兩種)之2至5重量份。此確保環氧基-胺固化反應伴隨著陰離子環氧均聚作用以及烷氧基矽基 團之及水解自身縮合之必要用量。
在另一實施例中，固化劑中之活性氫對環氧樹脂之環氧基之當量比係在約1.20與1.80：1.00之間，更特定言之在1.50與1.80：1.00之間。在該實施例中，僅需要環境固化步驟。
選擇規定範圍內之環氧基：活性氫之當量/莫耳比確保塗料組合物可在環境條件(例如0℃至50℃)下由於環氧基及胺基之固化以及如上所述用於本發明中之有機矽烷或有機矽氧烷之烷氧基矽基團之水解及自身縮合而固化及硬化至隨後可將水噴灑至該塗層上或該塗層可進行物理處理而不致使塗層表面破裂之程度。
應注意，本文所引述範圍之一些端點值記至小數點後兩位(例如含矽化有機合物之矽原子與塗料組合物中之環氧基間之莫耳比)。此等範圍意欲包括在根據數學慣用捨入規則(rounding-up/down rules)捨入至小數點後兩位時落入如所引述範圍(包括該等範圍之端點值)內之數值。例如，範圍0.25至0.75包括數值0.245及0.754，因為若根據數學規則捨入至小數點後2位時，此等數值將等於0.25及0.75。另一方面，數值0.244將捨入至0.24，且將低於下限0.25，且係在該範圍外。類似地，數值0.755將捨入至0.76，且將高於上限0.75，且將在該範圍外。
相同的數學捨入規則適用於本文所引述之其他數值。
該塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂、用於該環氧樹脂之胺固化劑以及選自有機矽烷及有機矽氧烷之群之有機含矽化合物。如上所述，該有機含矽化合物包括含環氧官能基之矽烷、含環氧官能基之矽氧烷、含胺基官能基之矽烷或含胺基官能基之矽氧烷、無環氧或胺官能度之有機矽烷及無環氧或胺官能度之有機矽氧烷中之一或多者。
在一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、胺固化劑及 含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷。在該實施例中，該胺固化劑較佳係無矽胺固化劑。就各種組分之本質而言，參考上文所述。就塗料組合物之其他組分而言，亦參考上文所述。
在該實施例中，已發現，若該含環氧官能基之矽烷或矽氧烷提供存在於該塗料組合物中之25至60%環氧基，且該無矽環氧樹脂提供存在於該塗料組合物中之40至75%環氧基，則該塗層之性質尤佳。
在一實施例中，該含環氧官能基之矽烷或矽氧烷提供存在於該系統中之30至60%，特定言之40至60%，更特定言之45至55%環氧基。該無矽環氧樹脂亦較佳提供存在於該系統中之40至75%，特定言之40至60%，更特定言之45至55%環氧基。已發現，該實施例提供極寬範圍的耐化學性，特別係在使用額外較高溫度固化階段時，如下文將更詳細論述。
在另一實施例中，該含環氧官能基之矽烷或矽氧烷提供存在於該系統中之25至50%，特定言之25至35%環氧基。無矽環氧樹脂亦可較佳地提供存在於該系統中之50至75%，特定言之65至75%環氧基。已發現，該實施例提供極佳耐乾熱性，且在投入使用之前無需特定的額外高溫固化階段。
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、胺固化劑及含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷，其中該含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷提供存在於該系統中之30至60%，特定言之40至60%，更特定言之45至55%環氧基，而無矽環氧樹脂提供存在於該系統中之40至75%，特定言之40至60%，更特定言之45至55%環氧基，且該固化劑中之活性氫對該環氧樹脂之環氧基之當量比係在約0.70與1.30之間，更特定言之在0.85與1.10之間。在該實施例中，為達到最高耐化學性，較佳進行如上所述之環境固化步驟及後固化步驟。該無 矽環氧樹脂較佳係酚醛清漆樹脂。該固化劑較佳係無矽胺固化劑，特定言之環脂族胺固化劑。該組合物較佳包含少量或不含如上所述RDGE。較佳的含環氧官能基之矽烷係縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GOPTMS)。較佳的含環氧官能基之矽氧烷係具有上文式1之含環氧官能基之矽氧烷寡聚物，其中R1=-CH2CH2CH2-，R2=CH3，R3不存在，n=2且m具有於2至8，特定言之3至5範圍內之數值，例如大約4。此材料係由Momentive Performance Chemicals製造並以商標名Momentive MP200銷售。
在另一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、胺固化劑及含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷，其中該含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷提供存在於該系統中之25至50%，特定言之25至35%環氧基，而無矽環氧樹脂提供存在於該系統中之50至75%，特定言之65至75%環氧基，且該固化劑中之活性氫對該等環氧樹脂之環氧基之當量比係在約1.20與1.80之間，更特定言之在1.50與1.80之間。在該實施例中，可免去後固化步驟。該無矽環氧樹脂較佳係雙酚F環氧樹脂或苯酚酚醛清漆環氧樹脂。該固化劑較佳係無矽胺固化劑，特定言之環脂族胺固化劑。該組合物較佳包含少量或不含如上所述RDGE。較佳的含環氧官能基之矽烷係縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GOPTMS)。
在本發明之一實施例中，該塗料組合物包含環氧樹脂、胺官能基有機矽烷或矽氧烷及視情況之無矽胺固化劑。就各種組分之本質而言，參考上文所述。就塗料組合物之其他組分而言，亦參考上文所述。
如上所述，本發明塗料組合物包含選自有機矽烷及有機矽氧烷之群之有機含矽化合物。該等有機矽烷及有機矽氧烷可包括含環氧官能基之矽烷或矽氧烷、含胺基官能基之矽烷或矽氧烷及/或無環氧或 胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。
在一實施例中，存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之至少一部分矽原子較佳係來自含環氧官能基之矽烷或矽氧烷及/或含胺基官能基之矽烷或矽氧烷而非來自無官能基矽烷或矽氧烷(亦即無環氧或胺官能度之矽烷或矽氧烷)。據信，以此方式，將改良塗層之有機網絡中之矽鍵結及塗料組合物之耐化學性。在一實施例中，在有機矽烷及有機矽氧烷之矽原子中，至多80%係來自無官能基有機矽烷或無官能基有機矽氧烷。較佳地，有機矽烷及有機矽氧烷之至多60%，更特定言之至多40%，還更特定言之至多20%之矽原子可係來自無官能基有機矽烷或無官能基有機矽氧烷。
在一實施例中，存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之至少一部分矽原子較佳係來自含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷。已發現，使用含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷係一種在該塗料組合物中併入相對大量矽之有效方式。在一實施例中，在有機矽烷及有機矽氧烷之矽原子中，至少20%係來自含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷。較佳地，有機矽烷及有機矽氧烷之至少40%，或至少60%，或至少80%之矽原子可係來自含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷。
在一實施例中，該塗料組合物包含無官能基有機矽烷或有機矽氧烷與環氧或含胺基官能基之矽烷或矽氧烷之組合。此容許矽含量獨立於環氧基及胺含量而變化，且可更多地控制矽對環氧基之比率，其係控制塗料組合物之耐化學性之關鍵特徵。因此，在一實施例中，存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之矽原子中之一部分(例如1至50%，特定言之1至20%，更具體言之5至20重量%)係來自無環氧或胺官能度之有機矽烷或矽氧烷，而存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之矽原子中之一部分(例如50至99%，特定言之80至99%，更特定 言之80至95重量%)係來自含環氧官能基之矽烷或矽氧烷及/或含胺基官能基之矽烷或矽氧烷。
在該實施例中，較佳地，環氧或含胺基官能基之有機矽烷及有機矽氧烷之至少40%，或至少60%，或至少80%之矽原子可係來自含環氧官能基之矽烷或含環氧官能基之矽氧烷。
在一實施例中，該塗料組合物包含含胺基官能基之有機矽烷或有機矽氧烷與含環氧官能基之矽烷或矽氧烷之組合。此容許矽含量獨立於環氧基含量而變化，且可更多地控制矽對環氧基之比率，其係控制塗料組合物之耐化學性之關鍵特徵。因此，在一實施例中，存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之矽原子中之一部分(例如1至99%，特定言之10至90%)係來自胺官能基矽烷或矽氧烷，而存在於該塗料組合物中之有機含矽化合物之矽原子中之一部分(例如1至99%，特定言之10至90%)係來自含環氧官能基之矽烷或矽氧烷。
在一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、胺官能基有機矽烷或矽氧烷及視情況之無矽胺固化劑。就各種組分之本質及其比率而言，參考上文所述。就塗料組合物之其他組分而言，亦參考上文所述。
在一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷、含胺基官能基之有機矽烷或矽氧烷及視情況之無矽胺固化劑。就各種組分之本質及其比率而言，參考上文所述。就塗料組合物之其他組分而言，亦參考上文所述。
在一實施例中，該塗料組合物包含無矽環氧樹脂、含環氧官能基之有機矽烷或矽氧烷、無官能基有機矽烷或矽氧烷及無矽胺固化劑。就各種組分之本質及其比率而言，參考上文所述。就塗料組合物之其他組分而言，亦參考上文所述。
該塗料組合物可藉由此項技術中已知之方法製造，此處無需對 其進行進一步闡述。基於上文指南製造塗料組合物係在熟習此項技術者之能力範圍內。
注意，本文所述塗料組合物之實施例可以熟習此項技術者明瞭之方式彼此組合。此適用於所有性質及組合物，包括各種組分及各種組分間之比率之較佳項。針對塗層所述之所有實施例及性質亦適用於為貯槽提供貯槽襯裡之方法及具有固化塗料組合物襯裡之貯槽。
除非另有指示，否則各種組分之規格亦適用於包含此等組分之塗料組合物。
本說明書之標題僅係為了闡述，而不應視為以任何方式限制。
現將參考以下實例闡述本發明。此等實例旨在說明本發明，而不應視為以任何方式限制其範圍。
實例1：本發明實例一含環氧官能基之矽烷與無矽環氧樹脂及胺固化劑
本發明之該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽烷與無矽環氧樹脂混合在一起時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(5.456g，0.0231環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(4.0513g，0.0231環氧當量)中，並在室溫下與2.2202g雙(4-胺基環己基)甲烷(PACM)(0.0423eq.N-H)及參(2,4,6-二甲基胺基甲基)苯酚(0.2448g)之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.50：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.92：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之 風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例2：本發明實例：含環氧官能基之矽氧烷與無矽環氧樹脂及胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽氧烷與無矽環氧樹脂混合在一起時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將Momentive MP200(6.6g，0.0327環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(5.8g，0.03295環氧當量)中，並在室溫下與3.12g雙(4-胺基環己基)甲烷(PACM)(0.05943eq.N-H)、1-甲基咪唑(0.510g)及2-乙基-4-甲基咪唑(0.3136g)之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽氧烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.50：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.91：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小 數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例3：本發明實例：含環氧官能基之矽氧烷與無矽環氧樹脂及胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽氧烷與無矽環氧樹脂混合在一起時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將Momentive MP200(1.622g，0.00803環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(1.419g，0.00809環氧當量)中，並在室溫下與0.3557g三伸乙基四胺(0.0145eq.N-H)及2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚(0.077g)之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽氧烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.50：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例4：本發明實例：含環氧官能基之矽烷與無矽環氧樹脂及胺固化劑
該實例顯示將含環氧官能基之矽烷與無矽環氧樹脂混合於有色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
製造本發明底漆(paint base)，且其包含
在室溫下使5g該底漆(0.01218環氧當量)與0.5924g Ancamine 2264(0.011eq.N-H)及0.0808g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.50：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例5：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、無矽環氧樹脂、含胺基官能基之矽烷及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽烷與含胺基官能基之矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(2.0163g，0.00854環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(5.9807g，0.0342環氧當量)中，並在室溫下與3.4466g胺基丙基三甲氧基矽烷(0.0384eq.N-H)及0.2265g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該等有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.65：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒30天後之平均吸收量。
實例6：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、含胺基官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽烷與含胺基官能基之矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(2.019g，0.00854環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(5.9807g，0.0342環氧當量)中，並在室溫下與0.7659g胺基丙基三甲氧基矽烷(0.00854eq.N-H)、1.5849g雙(4-胺基環己基)甲烷(0.0299eq.N-H)及0.2265g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該等有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.30：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使 用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒23天後之平均吸收量。
實例7：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、含胺基官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽烷與含胺基官能基之矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(2.02g，0.00855環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(6.017g，0.0344環氧當量)中，並在室溫下與4.054g雙(三甲氧基矽基丙基)胺(Dynasylan 1124,0.01187eq.N-H)、1.4204g雙(4-胺基環己基)甲烷(0.0268eq.N-H)及0.2423g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該等有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.752：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24 小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒23天後之平均吸收量。
實例8：本發明實例：含胺基官能基之矽烷、無官能基矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含胺基官能基之矽烷與無官能基矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將苯基三甲氧基矽烷(0.5219g)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(4.037g，0.0228環氧當量)中，並在室溫下與1.512g胺基乙基胺基丙基三甲氧基矽烷(0.0205eq.N-H)及0.1321g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該等有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.40：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例9：本發明實例：含環氧官能基之矽氧烷、含胺基官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽氧烷與含胺基官能基之矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將Momentive MP200(0.874g，0.00433環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(3.059g，0.0174環氧當量)中，並在室溫下與0.3917g胺基丙基三甲氧基矽烷(0.00437eq.N-H)、0.6515g異佛酮 二胺(0.0153eq.N-H)及2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚(0.1448g)之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽烷及該有機矽氧烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.30：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.90：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例10：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、含胺基官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示在未添加任何間苯二酚二縮水甘油醚下將含環氧官能基之矽烷與含胺基官能基之矽烷二者及無矽環氧樹脂合併於未著色 調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
將縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(1.006g，0.00426環氧當量)添加至DEN 431(來自Dow Chemicals)(2.9787g，0.0170環氧當量)中，並在室溫下與0.0906g異佛酮二胺(0.00213eq.N-H)、0.1907g胺基丙基三甲氧基矽烷(0.00213eq.N-H)及0.1692g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該等有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.25：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.20：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例11：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、含胺基官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示將含環氧官能基之矽烷與含胺基官能基之矽烷及無矽環氧樹脂混合合併於有色調配物中時對乙酸乙烯酯及二氯乙烷之質量吸收%之影響。
向實例4之底漆添加0.5348g DEN 431，以得到具有以下組成之經改質底漆：
在室溫下使5g該底漆(0.0138環氧當量)與0.0956g胺基丙基三甲氧基矽烷(0.00107eq N-H)、0.107g Ancamine 2264(0.00198eq.N-H)及0.1212g 2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。
在該組合物中，該有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為0.43：1.00。活性氫對環氧基之當量比為0.20：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使 用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
實例12：本發明實例：含環氧官能基之矽烷、無矽環氧樹脂及無矽胺固化劑
該實例顯示高化學計量組合物之表現。
利用Epikote 862、雙酚F基環氧樹脂製造兩種底漆。在此等底漆之一者中，添加充足縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷，以使得30%之環氧基係由含環氧官能基之矽烷提供。利用基於Ancamine 2264之固化劑調配無任何縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料，胺N-H對環氧基之比率為0.80。亦利用基於Ancamine 2264之固化劑調配含縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料，胺N-H對環氧基之比率為1.70。將塗料施加至噴砂鋼基板，並使其在25℃下固化10天。利用ASTM D5499方法A測試該等塗料之耐乾熱性。該無任何縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料在上至177℃下得到可接受的表現，而該含縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料在上至212℃及甚至上至250℃下得到良好表現，而無任何開裂跡象。利用針對高壓釜性能之NACE TM0185測試(3%氯化鈉溶液，在185℃及11巴壓力下)，該含縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料在高壓釜浸沒4個月後無任何起泡跡 象，而該無任何縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷之塗料在低至80℃之溫度下起泡。
比較實例1：利用基於苯酚酚醛清漆環氧樹脂作為唯一環氧樹脂之塗料的比較實例
在該比較實例中，各種有機液體在使用苯酚酚醛清漆環氧樹脂(DEN 431)作為唯一環氧樹脂製得之塗料中顯示相對高吸收。
在室溫下使DEN 431(來自Dow Chemicals)(5.0g，0.0285環氧當量)與1.496g雙(4-胺基環己基)甲烷(PACM)(0.0285eq.N-H)完全混合。利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。活性氫對環氧基之當量比為1.00：1.00。
然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
比較實例2：利用基於含環氧官能基之矽氧烷作為唯一環氧樹脂之塗料的比較實例
比較實例顯示，利用含環氧官能基之矽氧烷作為唯一環氧樹脂製得之塗料出現開裂。
在室溫下使Momentive MP200(來自Momentive Performance Chemicals)(11.7959g，0.058環氧當量)與2.7635g雙(4-胺基環己基)甲烷(PACM)(0.0526eq.N-H)、0.4548g 1-甲基咪唑及0.2798g 2-乙基-4-甲基-咪唑之混合物完全混合。活性氫對環氧基之當量比為0.91：1.00。在該組合物中，該有機矽烷之矽原子對該組合物中之環氧基之莫耳比為1：1。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，且在此過程中，所有的膜均嚴重開裂並層離。稱量游離膜片(精確至小數點後4位)，並置於個別含乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之玻璃瓶中。藉由定期將該膜移出其瓶，溫和地乾燥該膜之表面，並迅速稱量該膜精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
無法記錄質量吸收%結果，因為浸沒過程導致該等游離膜進一步破裂成無法單獨乾燥及稱量之小片。
比較實例3：利用基於RDGE之塗料的比較實例
在該比較實例中，利用較低活性氫對環氧基當量比及依靠後固 化步驟使過量環氧基進行陰離子聚合，各種有機液體在利用間苯二酚二縮水甘油醚(RDGE)作為唯一環氧樹脂製得之塗料顯示低吸收。該實例係WO2012/119968之教示內容之代表。
在室溫下使間苯二酚二縮水甘油醚(來自CVC)(8.0g，0.06349環氧當量)與1.1581g雙(4-胺基環己基)甲烷(PACM)(0.02186eq.N-H)、0.1906g 1-甲基咪唑及0.1173g 2-乙基-4-甲基-咪唑之混合物完全混合。活性氫對環氧基之當量比為0.34：1.00。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸沒28天後之平均吸收量。
該實例與本發明實例之比較顯示，本發明使獲得表現與RDGE基 塗料一樣好之塗料成為可能，同時可免去使用高致敏性RDGE。
比較實例4：利用基於RDGE及苯酚酚醛清漆環氧樹脂之塗料的比較實例
在該實例中，各種有機液體在利用間苯二酚二縮水甘油醚(RDGE)及苯酚酚醛清漆環氧樹脂(DEN 431)之摻合物製得之塗料中顯示低吸收。
將間苯二酚二縮水甘油醚(來自CVC)(5.0g，0.0397環氧當量)添加至1.529g(0.00871環氧當量)DEN 431(來自Dow chemicals)中，並在室溫下與0.956g Ancamine 2264(來自Air Products)(0.0177eq.N-H)、0.1941g 1-甲基咪唑、0.078g 2-乙基-4-甲基-咪唑及0.122g三(二甲基胺基甲基)苯酚之混合物完全混合。活性氫對環氧基之當量比為0.37。
利用400μm立方體施料器將該混合物施加至預先稱重精確至小數點後4位之6塊顯微鏡載玻片。然後將經塗佈的載玻片置於維持在23℃及50%相對濕度下之環境控制室中，並使其固化24小時。塗層在24小時時間內充分乾燥。然後將該等經塗佈的載玻片置於維持在80℃之風扇輔助烘箱中，放置16小時。在移出該烘箱時，使該等載玻片冷卻至室溫，並稱量該等經塗佈的載玻片，精確至小數點後4位。將各載玻片置於含有乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之個別玻璃瓶中。各溶劑使用三塊經塗佈的載玻片。藉由定期將該等載玻片移出其瓶，乾燥經塗佈載玻片之表面，並迅速稱量載玻片精確至小數點後4位來監測乙酸乙烯酯或1,2-二氯乙烷之質量吸收量。吸收量係以佔原始膜質量之%表示，計算方式如下：
下表中所給出的結果表示各浸沒液體之三塊載玻片在室溫下浸 沒28天後之平均吸收量。
該實例與本發明實例之比較顯示，本發明使獲得表現與RDGE基塗料一樣好之塗料成為可能，同時可免去使用高致敏性RDGE。

Claims (15)

  1. 一種用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之方法，其包括以下步驟：提供塗料組合物，其包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內，將該塗料組合物施加至化學設備之金屬或混凝土表面，以形成塗層，及使該塗層在於0至50℃範圍內之溫度下固化。
  2. 如請求項1之方法，其中該塗層進一步在高於50℃之溫度下接受後固化步驟。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該化學設備係煙囪、管道或貯槽，例如貨槽或儲存槽。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.25至0.75：1.00之範圍內。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該有機含矽化合物包括含環氧官能基之矽烷或矽氧烷、含胺基官能基之矽烷或矽氧烷及/或無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。
  6. 如請求項5之方法，其中該塗料組合物包含含環氧官能基之矽烷或矽氧烷及無矽環氧樹脂。
  7. 如請求項6之方法，其中該含環氧官能基之矽烷或矽氧烷提供存在於該塗料組合物中之25至75%之環氧基，特定言之提供存在於該系統中之25至60%，更特定言之40至60%，還更特定言之45至 55%之環氧基，且該無矽環氧樹脂提供存在於該塗料組合物中之25至75%之環氧基，特定言之提供存在於該塗料組合物中之40至75%，更特定言之40至60%，還更特定言之45至55%之環氧基。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該塗料組合物包含含胺基官能基之矽烷或矽氧烷及視情況之無矽胺固化劑。
  9. 如請求項5之方法，其中該有機含矽化合物包括無環氧或胺官能度之有機矽烷或有機矽氧烷。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該塗料組合物包含少於10重量% RDGE(間苯二酚二縮水甘油醚)，特定言之少於5重量% RDGE，例如少於2重量% RDGE。
  11. 如請求項1或2之方法，其中存在於該塗料組合物中之固化劑之量使得該胺固化劑中之活性氫對含環氧官能基之樹脂之環氧基之當量比在約0.15與1.80之間。
  12. 一種化學設備，其包括具有固化塗料組合物之襯裡之金屬或混凝土表面，其中該固化塗料組合物係衍生自包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑之塗料組合物，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00之範圍內。
  13. 如請求項12之化學設備，其係煙囪、管道或貯槽，例如貨槽或儲存槽。
  14. 一種適合用於為化學設備之金屬或混凝土表面提供塗層之塗料組合物，其中該塗料組合物包含含環氧官能基之樹脂及用於該含環氧官能基之樹脂之胺固化劑，其中該塗料組合物包含選自由有機矽烷及有機矽氧烷組成之群之有機含矽化合物，其中該 有機含矽化合物之矽原子與該塗料組合物中之環氧基間之莫耳比係於0.20至0.75：1.00，較佳0.25至0.75：1.00之範圍內。
  15. 如請求項14之塗料組合物，其係雙包裝塗料組合物。
TW103142024A 2013-12-03 2014-12-03 用於化學設備之表面之塗覆方法 TW201533179A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13019554 2013-12-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201533179A true TW201533179A (zh) 2015-09-01

Family

ID=54694660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103142024A TW201533179A (zh) 2013-12-03 2014-12-03 用於化學設備之表面之塗覆方法

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TW201533179A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014359447B2 (en) Coating method for surfaces in chemical installations
JP6526713B2 (ja) 化学装置における表面のための被覆方法
CN103403110B (zh) 货舱涂料
CN108137983B (zh) 用于化学设备的表面的涂覆方法
TW201533179A (zh) 用於化學設備之表面之塗覆方法
CN120092036A (zh) 低温固化涂料组合物
JP2019510106A (ja) Ｂｐａフリーのスプレー可能なエポキシ樹脂