[發(fā)明專利]使用多環(huán)多胺作為環(huán)氧硬化劑的環(huán)氧涂料體系

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280070814.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN104136482A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·張
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08G59/50
• 分類號(hào): C08G59/50;C08L63/00
• 代理公司: 北京市嘉元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11484
• 代理人: 張永新

優(yōu)先權(quán)

本申請(qǐng)要求2011年12月29日提交的題為“FORMATION?OF?HIGHER?MOLECULAR?WEIGHT?CYCLIC?POLYAMINE?COMPOUNDS?FROM?CYCLIC?POLYAMINE?COMPOUNDS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/581,323和2012年10月24日提交的題為“EPOXY?COATING?SYSTEM?USING?POLYCYCLIC?POLYAMINES?AS?EPOXY?HARDENERS”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/717,990的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)全部通過參考并入本申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含環(huán)氧官能的成分和胺官能的成分作為環(huán)氧硬化劑的可固化的環(huán)氧組合物，其中至少一部分按官能的成分包括多環(huán)多胺。特別地，本發(fā)明涉及使用這樣的組合物在金屬基底例如油和氣管道上形成至少一部分保護(hù)性涂料體系。

背景技術(shù)

熱固性環(huán)氧官能的組合物用于形成韌性、回彈性、耐水性的結(jié)構(gòu)，例如模塑制品、保護(hù)性涂層、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、粘合劑、五金器具、設(shè)備外殼和組件、建筑組件、車輛組件、家具組件等。典型的組合物包含一種或多種單體、低聚物、和/或聚合物，這些物質(zhì)相對(duì)于環(huán)氧官能為多官能的。通過與一種或多種適宜的硬化劑的化學(xué)反應(yīng)使組合物固化(例如，聚合和/或交聯(lián))，所述硬化劑關(guān)于可與環(huán)氧官能共反應(yīng)的官能是多官能的。示例性的硬化劑包括下述材料，該材料關(guān)于至少伯胺和/或仲胺和/或OH官能是多官能的。也可以存在叔胺官能，但是這種趨向主要用作固化反應(yīng)的催化劑。

根據(jù)用途的一種示例性模式，環(huán)氧官能的組合物用于涂料體系以保護(hù)多種制品免受濕氣入侵、腐蝕、物理損傷、生物損害等。例如，這些涂料體系用于保護(hù)油和氣管道。這些管道包括很多組件、特別是管、聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)、緊固件等，它們是金屬的，通常是鋼的。示例性的管道涂層滿足由加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(Canadian?Standard?Association)(CSA)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)按照全球標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)管道行業(yè)。

熔合的環(huán)氧樹脂(FBE)涂層作為油和氣管道的腐蝕性保護(hù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)超過40年。在220-240℃將FBE粉末靜電噴灑在加熱的鋼組件例如管子上。粉末熔融，流動(dòng)涂布到基底上，然后固化以粘著至管子表面。FBE涂層通過限制氧滲透提供對(duì)管道腐蝕的主要防護(hù)。FBE涂層通常與陰極防蝕(CP)組合使用，該陰極防蝕(CP)也通過在被影響的區(qū)域提供電子防止鋼的氧化。FBE涂層通常作為獨(dú)立的涂層或作為多層體系的組分施涂，以改善耐氣候性以及抵抗在維修、運(yùn)輸和安裝過程中的外部損害的能力。在多層涂料體系中，F(xiàn)BE涂層用作基礎(chǔ)涂層或頂涂層的底漆。常見的多層頂涂料體系是三層聚烯烴(3LPO)體系，該體系利用粘合劑連接層和外部HDPE頂涂層這兩個(gè)層以覆蓋FBE底漆。

3LPO體系提供優(yōu)越的涂層性能，但是仍具有缺點(diǎn)。作為一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)，典型的3LPO涂層使用擠出施涂。相比于其它涂布技術(shù)例如噴霧，擠出是非常昂貴的。因此，3LPO涂層涉及顯著的資金總額并且是非常昂貴的。期望的是提供3LPO體系的替代涂層，其可以使用較不昂貴的涂布技術(shù)施涂但仍可滿足CSA標(biāo)準(zhǔn)。

環(huán)氧涂料制劑作為3LPO涂料體系的替代物處于研究之中。研究者面對(duì)很多技術(shù)挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)涉及提供環(huán)氧制劑，其可以快速固化以滿足生產(chǎn)力目標(biāo)同時(shí)仍保持機(jī)械性能，如通過拉伸性質(zhì)、模量、抗劃傷性、和1英寸試條彎曲(bar?bending)特性證實(shí)。盡管未覆蓋環(huán)氧硬化劑以提供快速固化，單身通常發(fā)現(xiàn)快速固化由于機(jī)械性質(zhì)下降而以過高的成本獲得。

環(huán)氧涂料制劑通常以兩部分提供，由此環(huán)氧官能的材料和硬化劑材料保持分離直到使用時(shí)才混合。這防止涂料制劑過快固化。分離部分混合的體積比非常重要，以確保有效的混合以及與廉價(jià)涂布技術(shù)例如高壓液壓噴霧的通用性。如果環(huán)氧部分與硬化劑部分的比率(反之亦然)顯著偏離統(tǒng)一性，則混合更為困難。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提供適當(dāng)混合比的硬化劑可能往往與環(huán)氧官能的材料反應(yīng)過慢。包括粉末和/或液體環(huán)氧制劑的管子涂層描述于美國(guó)專利7670683，7790288，6224710，和5300336。

發(fā)明內(nèi)容