PL193083B1 - Kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej oraz sposób wytwarzania kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej - Google Patents

Abstract

1. Utwardzalna przez sieciowanie kompozycja chlorowcowanej zywicy polisiloksanowej, znamienna tym, ze zawiera co najmniej jeden pólprodukt silikonowy; zywice wybrana sposród grupy obejmujacej zywice z hydroksylowymi i epoksydowymi gru- pami funkcyjnymi; skladnik organiczny zawierajacy chlorowiec posiadajacy co najmniej jedna grupe funkcyjna wybrana z grupy obejmujacej grupe hydroksylowa, aminowa i karboksylowa; oraz utwardzacz ami- nowy. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Zakres wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku są kompozycje chlorowcowanych żywic i sposoby wytwarzania pewnych z nich, a dokładniej kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarzane bez stosowania chlorowcokwasów posiadające ulepszone właściwości odporności na światło ultrafioletowe, warunki atmosferyczne, poprawioną odporność chemiczną, na korozję i na ścieranie, ogniotrwałość, hydrofobowość i adhezję do materiału (substratową).

Podstawa wynalazku

Kompozycje chlorowcowanych żywic przydatne są w wytwarzaniu rozmaitych produktów takich jak powłoki ochronne, przedmioty mechaniczne i tym podobne z uwagi na ich znakomite właściwości fizyczne odporności na czynniki chemiczne, korozję, warunki atmosferyczne i światło ultrafioletowe. Kompozycje oparte na chlorowcowanych żywicach otrzymywane z polimerów zawierających krzem nadają wytworzonym z nich produktom dodatkowo polepszone właściwości fizyczne jak podwyższoną elastyczność i odporność na uderzenia, szczególnie pożądane w przypadku produktów poddawanych w pewnym stopniu przemieszczeniom lub zginaniu, lub narażonych w pewnym stopniu na uderzenia.

Kompozycje chlorowcowanych żywic otrzymuje się typowo poddając określony polimer, taki jak polimer zawierający krzem, reakcji z chlorowcokwasem. Do wybranych chlorowcokwasów należą np. kwas fluorowodorowy, chlorowodorowy lub bromowodorowy zależnie od tego, które z wyżej wymienionych własności chce się poprawić. Chlorowcokwas reaguje z wyznaczonym polimerem powodując wprowadzenie w jego cząsteczkę jednej lub większej liczby grup chlorowca co prowadzi do uzyskania chlorowcowanej kompozycji o poprawionej lub poprawionych właściwościach.

Chlorowcokwasy znane są ze swoich właściwości zarówno korozyjnych jak i toksycznych i dlatego użycie tych kwasów do wytwarzania chlorowcowanych kompozycji stwarza, w przypadku nie zastosowania odpowiednich środków ostrożności, poważne zagrożenie dla zdrowia i dla środowiska. Oprócz możliwego zagrożenia dla zdrowia i środowiska niezbędne jest stosowanie dodatkowego kroku i dodatkowego wyposażenia zapewniającego bezpieczeństwo operowania takimi chemikaliami podczas procesu produkcyjnego co podnosi koszty procesu i końcowego produktu oraz wydłuża czas jego wytwarzania.

Typowe kompozycje chlorowcowanych żywic przydatne są, na przykład, jako powłoki ochronne na takie przedmioty jak metal, szkło i tym podobnych gdyż zwiększają odporność na chemikalia i na warunki atmosferyczne. Materiały pokrywa się takimi konwencjonalnymi kompozycjami chlorowcowanych żywic typowo metodą sprajowania (rozpylania), i wstępnie aby to ułatwić, kompozycje rozcieńcza się rozpuszczalnikiem organicznym. Zastosowanie rozpuszczalników organicznych do rozcieńczania lub rozrzedzania kompozycji chemicznych podlega stanowym i/lub federalnym regulacjom prawnym z uwagi na obecność w tych zawierających rozpuszczalnik kompozycjach lotnych związków organicznych (volatile organie compounds -VOC) i towarzyszące zastosowaniu uwalnianie lotnych składników do środowiska. W związku z tym, istnieje potrzeba dysponowania kompozycjami chlorowcowanych żywic wytwarzanymi zgodnie z prawem stanowym i/lub federalnym dotyczącym VOC.

Dlatego też, pożądane jest aby kompozycje chlorowcowanych żywic wytwarzać sposobem bez konieczności stosowania potencjalnie niebezpiecznych chlorowcokwasów. Pożądane jest aby tak otrzymane kompozycje chlorowcowanych żywic wykazywały taką samą lub lepszą odporność chemiczną, na korozję, na warunki pogodowe, na wysoką temperaturę i ogień, i światło ultrafioletowe w porównaniu do kompozycje chlorowcowanych żywic otrzymanych z użyciem chlorowcokwasów. Pożądane jest aby takie kompozycje chlorowcowanych żywic nadawały się do zastosowania jako powłoki ochronne i tym podobne i spełniały istniejące stanowe i federalne normy odnośnie VOC. Pożądane jest również aby takie kompozycje chlorowcowanych żywic wytwarzać z handlowo dostępnych składników.

Streszczenie wynalazku

Niniejszy wynalazek dostarcza kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych, i sposobów wytwarzania pewnych z nich bez konieczności stosowania chlorowcokwasów i posiadających znakomite właściwości odporności na uderzenie, zginanie, odporności chemicznej, na korozję, na warunki atmosferyczne, na temperaturę i ogień, na ścieranie, na światło ultrafioletowe, hydrofobowość i adhezję do materiału.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarza się, zgodnie z podstawami niniejszego wynalazku, łącząc: przynajmniej jeden silikonowy półprodukt wybrany z grupy obejmującej

PL 193 083 B1 żywice silikonowe z funkcjami hydroksylowymi i alkoksylowymi z wybranym silanem z grupy obejmującej aryloalkoksy silany, alkiloalkoksy silany, chlorowcowane silany i ich mieszaniny; i składnik organiczny zawierający chlorowiec posiadający grupy funkcyjne wybrane spośród grup hydroksylowej, aminowej i karboksylowej; i żywicę wybraną z grupy żywic z funkcją hydroksylową i epoksydową. Jeśli jest to pożądane do mieszaniny dodaje się utwardzacz aminowy i/lub katalizator wybrany z grupy obejmującej związki metaloorganiczne, kwasy, zasady i ich mieszaniny celem ułatwienia przebiegu reakcji i utwardzenia powstającej kompozycji w temperaturze otoczenia. W przypadku gdy składnikiem jest żywica akrylowa lub poliestrowa silikonowym półproduktem może być alkiloalkoksy siloksan.

Zmieszane we właściwych proporcjach, przy właściwym mieszaniu i temperaturze silikonowy półprodukt, wybrany silan i zawierające chlorowiec składniki ulegają reakcjom hydrolizy i kondensacji wytwarzając chlorowcowany organooksysilan, który dalej ulega sam kondensacji ze sobą i z innymi zhydrolizowanymi związkami dając poprzecznie sieciowaną chlorowcowaną organooksysilanową kompozycję. Składnik żywicy kondensuje z kondensującym chlorowcowanym organooksysilanem wstawiając się w szkielet poprzecznie usieciowanego chlorowocowanego polisiloksanowego polimeru tworząc w ten sposób kompozycję chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej. Kompozycję wytwarza się bez stosowania potencjalnie niebezpiecznych nieorganicznych chlorowcokwasów, i jest ona w pełni utwardzona w temperaturze otoczenia w rezultacie działania wilgoci atmosferycznej, lub można ją utwardzać w podwyższonej temperaturze.

Krótki opis rysunków

Te i inne cechy szczególne oraz zalety zostaną docenione i staną się bardziej zrozumiałe w oparciu o opis, zastrzeżenia i rysunki, wśród których załączony rysunek przestawia jednowymiarowy rzut aksonometryczny włókna ciągłego (filamentu) rury wytworzonej ze zwojów włókien ciągłych połączonych ze sobą za pomocą kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej wytworzonej według niniejszego wynalazku.

Opis szczegółowy

Niniejszy wynalazek dotyczy kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarzanych przez łączenie związku zawierającego chlorowiec z przynajmniej jednym silikonowym półproduktem. Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych otrzymuje się nie używając chlorowocokwasów i mogą być one stosowane do wytwarzania powłok, klejów (spoiw), kompozytów i tym podobnych materiałów, lub można je dalej łączyć z polimerami organicznymi takimi jak żywice epoksydowe, akrylowe, poliestrowe, fenolowe i tym podobnymi uzyskując kompozycje chlorowcowanych polisiloksanowych żywic. Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytworzone według niniejszego wynalazku posiadają taką samą lub lepszą odporność chemiczną, odporność na korozję, na warunki atmosferyczne, na wysoką temperaturę i ogień, i na światło ultrafioletowe w porównaniu do kompozycji chlorowcowanych żywic otrzymanych z użyciem chlorowcokwasów.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarza się bez konieczności użycia chlorowcokwasów łącząc:

(a) jeden lub większą ilość wybranych silanów; z (b) przynajmniej jednym zawierającym funkcję hydroksylową lub alkoksylową silikonowym półproduktem (c) żywicą zawierającą funkcję hydroksylową lub epoksydową; i (d) składnikiem organicznym zawierający chlorowiec; z następującymi ewentualnymi składnikami:

(i) utwardzaczem aminowym; i (ii) przynajmniej jednym katalizatorem.

Do kompozycji można dodać rozpuszczalniki, typowe wypełniacze i barwniki, plastyfikatory, dodatki wpływające na płynność, czynniki zwilżające i tym podobne składniki w celu uzyskania korzystnych właściwości do określonego zastosowania. Mówią ogólnie, składniki łączy się i ulegają one reakcjom hydrolizy i polikondensacji wytwarzając chlorowocowany organooksysilanowy polimer, który reaguje z żywicą tworząc kompozycje chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej.

Odnośnie odpowiedniego składnika silanowego, do przydatnych silanów należą silany wybrane z grupy obejmującej alkiloalkoksy silany, aryloalkoksy silany, chlorowcowane silany i ich mieszaniny. W przykładowym rozwiązaniu chlorowcowane akrylowe lub poliestrowe polisiloksanowe kompozycje żywic wytwarza się stosując aryloalkoksy silan. Do odpowiednich aryloalkoksy silanów należą silany o wzorze ogólnym

PL 193 083 B1

w którym R1 oznacza grupę arylową, w której każdy R2, R3 iR4 oznacza grupę alkoksylową zawierającą mniej niż cztery atomy węgla, gdzie każda grupa R2,

R3 iR4 może być taka sama lub inna, i posiadające średnią masę cząsteczkową z przedziału od około 150 do 300. Korzystnym aryloalkoksy silanem jest taki, w którym każdy R2,R3 i R4 oznacza grupę metoksylową co ułatwia reakcję hydrolizy i kondensacji. Szczególnie korzystnym aryloalkoksy silanem jest fenylotrimetoksy silan dostępny z firmy Dow Corning, of Midland, Michigan pod nazwą produktu Z-6124; i mieszanina fenylotrimetoksy silanu i fenylometylodimetoksy silanu dostępna, np. z firmy Wacker Silicones Corporation of Adrian, Michigan pod nazwą produktu SY-201.

Składnik aryloalkoksy silanowy stosuje się aby poprawić dopasowanie się żywicy akrylowej lub poliestrowej i innych chemicznych składników organicznych i aby poprawić termiczną odporność końcowej kompozycji. Korzystną chlorowcowaną akrylową lub poliestrową polisiloksanową kompozycję żywicy wytwarza się stosując do około 15 procent wagowych aryloalkoksy silanu licząc na całkowitą masę kompozycji. Użycie większej niż 15 procentowej wagowo ilości aryloalkoksy silanu może dawać końcową utwardzoną kompozycję zbyt miękką do pewnych zastosowań takich jak powłoki ochronne, które posiadałyby uszkodzenia na powierzchni i przebicia.

Chociaż zrozumiałe jest zastosowanie takich aryloalkoksy silanów w przypadku otrzymywania kompozycji chlorowcowanych akrylowych lub poliestrowych żywic polisiloksanowych mogą być one również stosowane w przypadku wytwarzania kompozycji chlorowcowanych epoksydowych lub fenolowych żywic polisiloksanowych w ilości do około ośmiu procent wagowych licząc na całkowitą masę kompozycji.

Kompozycje chlorowcowanych polisiloksanowych żywic według niniejszego wynalazku wytwarza się również z alkiloalkoksy silanu. Należy rozumieć, że do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych akrylowych lub poliestrowych żywic polisiloksanowych można użyć albo sam alkiloalkoksy silan albo w kombinacji z aryloalkoksy silanem. Odpowiednimi alkiloalkoksy silanami są te, które posiadają wzór ogólny

w którym R5 oznacza grupę alkilową zawierającą poniżej czterech atomów węgla, gdzie każdy z R6, R7 i R8 oznacza grupę alkoksylową zawierającą poniżej czterech atomów węgla, i mają średnią masę cząsteczkową z zakresu od 100 do 300.

Korzystnym alkiloalkoksy silanem jest taki, w którym każda grupa R6, R7 i R8 jest grupą metoksylową co ułatwia reakcję hydrolizy i kondensacji. Korzystnym alkiloalkoksy silanem jest jest metylotrimetoksy silan dostępny np. z firmy OSI Specialties of Tarrytown, New York pod nazwą Silquest A-163; w firmie Dow Corning, pod nazwą produktu Z-6070 i z firmy Huls America of Pitscataway, New Yersey pod nazwą produktu Dynasylan MTMS.

Alkiloalkoksy silan stosowany jest w wytwarzaniu kompozycji chlorowcowanej żywicy aby zwiększyć odporność chemiczną i hydrofobowość końcowej kompozycji, i aby osłabić efekt dodanego również aryloalkoksy silanu. Korzystną kompozycję chlorowcowanej żywicy wytwarza się stosując do około 15 procent wagowych alkiloalkoksy silanu licząc na całkowitą masę kompozycji, bardziej korzystnie do dziesięciu procent wagowych alkiloalkoksy silanu. Użycie większej niż 15 procentowej wagowo ilości alkiloalkoksy silanu może dawać utwardzoną powłokę, która jest zbyt krucha do pewnych zastosowań takich jak np. jako powłoka ochronna.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku wytwarza się również stosując chlorowcowany silan. Należy rozumieć, że do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych chlorowcowany silan można stosować w kombinacji z obyPL 193 083 B1 dwoma lub jedynie z jednym alkiloalkoksy silanem lub aryloalkoksy silanem. Odpowiednimi chlorowcowanymi silanami są fluorowane lub chlorowane silany zawierające mniej niż około 15 atomów węgla. Tego rodzaju silany są potrzebne gdyż zwiększają one odporność na ścieranie, odporność chemiczną, hydrofobowość, odporność na warunki atmosferyczne i hamowanie palenia się końcowej kompozycji.

Korzystnym chlorowcowanym silanem jest 1,1,1-trifluoropropylotrimetoksy silan dostępny np. z firmy Dow Corning pod nazwą produktu Q3-9030. Chlorowcowanym silan stosuje się do wytwarzania chlorowcowanej kompozycji żywicy aby zwiększyć odporność na ścieranie i warunki atmosferyczne końcowej kompozycji. Do wytworzenia kompozycji chlorowocowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku stosuje się do 15 procent wagowych chlorowcowanego silanu licząc na całkowitą masę kompozycji, a bardziej korzystnie stosuje się do dziesięciu procent wagowo chlorowcowanego silanu. Stosowanie większych niż około 15 procent wagowych ilości chlorowcowanego silanu jest niepożądane gdyż może prowadzić to do otrzymania zbyt kruchej końcowej utwardzonej kompozycji.

Odnośnie silikonowego półproduktu to odpowiednimi są te materiały, które wybrane są z grupy obejmującej półprodukty silikonowe zawierające hydroksylowe i alkoksylowe grupy funkcyjne. Należy rozumieć, że aby otrzymać kompozycję chlorowocowanej polisiloksanowej żywicy według niniejszego wynalazku można zastosować jeden lub większą liczbę różnych silikonowych półproduktów, i że rodzaj lub rodzaje zastosowanego materiału zależy od rodzaju hydroksy- lub epoksy-żywicy. Odpowiednimi półproduktami silikonowymi z grupami funkcyjnymi hydroksylowymi i alkoksylowymi są te, które posiadają wzór ogólny

w którym każdy z R10 i R11 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej takie grupy jak hydroksy, alkil, aryl i alkoksyl mające do około sześciu atomów węgla, gdzie każdy z R9 iR12 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej atom wodoru, i alkil i aryl zawierający do około 12 atomów węgla, i gdzie „n” jest tak dobrane, że średnia masa cząsteczkowa silikonowego półproduktu zawiera się w przedziale od około 100 do 10000.

Wymagane jest aby co najmniej jedna z grup R10 iR11 była grupą alkoksylową lub hydroksylową gdyż ułatwia to reakcje hydrolizy i kondensacji. W przypadku gdy grupy R10 i R11 są grupami alkoksylowymi pożądane jest aby każda z nich nie zawierała więcej niż około sześć atomów węgla co ułatwia szybkie odparowanie tworzącego się podczas hydrolizy analogicznego co do długości alkoholu i sprzyja zachodzenie hydrolizy i polikondensacji do końca. Gdy potrzebne jest uzyskanie odporności na ciepło i wysoką temperaturę pewne z grup R10 i R11 oznaczają fenyl.

Korzystnymi zawierającymi funkcje hydroksy- i alkoksylowe półproduktami silikonowymi są produkty dostępne np. z firmy Dow Corning pod nazwami DC-804, DC-840, DC-Z6018, DCI-2530, DC6-2230, DC-3037, DC-3074, QI-2530 (zawierający funkcję hydroksylową fenylometylowy półprodukt silikonowy), i QI-2230 (zawierający funkcję metoksylową metylo fenylometylowy półprodukt silikonowy); i z firmy Wacker Silicones produkty o nazwach SY-231 (fenylometylowy półprodukt silikonowy), SY-550 i SY-430.

Zawierające funkcje hydroksy- i alkoksylowe silikonowe półprodukty stosuje się do otrzymywania kompozycji chlorowcowanych żywic gdyż nadają one pożądane charakterystyki nieorganicznych związków chemicznych takie jak zwiększoną odporność na ciepło, odporność chemiczna i na pogodę i zwiększoną hydrofobowość. Korzystną kompozycję chlorowcowanej polisiloksanowej żywicy wytwarza się stosując zawierający funkcje hydroksy- i alkoksylowe silikonowy półprodukt w ilości z przedziału od 10 to 70 procent wagowych licząc na całkowitą masę kompozycji, i bardziej korzystnie w zakresie od około 15 do 45 procent wagowych zawierającego funkcje hydroksy- i alkoksylowe silikonowego półproduktu.

Użycie mniej niż około dziesięciu procent wagowych zawierającego funkcje hydroksy- i alkoksylowe silikonowego półproduktu może dawać kompozycję chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej

PL 193 083 B1 pozbawioną pożądanej w odpowiednim stopniu odporności chemicznej, cieplnej i na warunki atmosferyczne. Użycie większej niż około 70 procentowej wagowo ilości zawierającego funkcje hydroksyi alkoksylowe silikonowego półproduktu może dawać kompozycję chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej zbyt kruchą lub zbyt twardą do praktycznego zastosowania jako powłoki ochronnej.

W przypadku gdy hydroksylowana lub epoksydowana żywica jest żywicą akrylową lub poliestrową to pożądanym zawierającym funkcję alkoksylową silikonowym półproduktem jest związek o wzorze ogólnym

w którym R13 wybrany jest spośród grup takich jak alkil, aryl i alkoksyl, gdzie każdy R14 i R15 wybrany jest spośród grup takich jak alkil, aryl i alkoksyl, gdzie R16 wybrany jest spośród grup alkilowych, i gdzie „n1” jest tak dobrane, że żywica siloksanowa ma średnią masę cząsteczkową od około 500 do 5000. Pożądane jest aby każda z grup R13, R14, R15 i R16 zawierała poniżej około sześciu atomów węgla co, jeśli chodzi R13 i R16, minimalizuje efekt zawady przestrzennej i ułatwia reakcje hydrolizy i kondensacji, w których, dotyczy to R14 i R15 powstają względnie lotne alkohole.

Korzystnymi zawierającymi funkcję alkoksylową półproduktami silikonowymi do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych zawierających funkcję hydroksylową lub epoksydową żywic polisiloksanowych są alkiloalkoksy siloksany. Szczególnie korzystnym alkiloalkoksy siloksanem jest związek, w którym R13 oznacza grupę metoksylową, każdy zR14, R15 i R16 oznacza grupy metylową. Szczególnie korzystnym metylometoksy siloksanem jest dostępny np. z firmy Wacker Silicones produkt o nazwie Silres MSE-100 (zawierający funkcję metoksylową ester metylowy siloksanu).

Alkiloalkoksy siloksan przydatny jest do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych akrylowych i poliestrowych żywic polisiloksanowych gdyż zwiększa on twardość końcowej utwardzonej kompozycji. Alkiloalkoksy siloksan można ewentualnie zastosować do wytwarzania kompozycji chlorowcowanch żywic polisiloksanowych, w których zawierającą funkcję hydroksylową lub alkoksylową żywicą jest żywica epoksydowa lub fenolowa co jeszcze bardziej poprawia odporność chemiczną i na warunki atmosferyczne oraz hydrofobowość końcowej kompozycji. Należy rozumieć, że alkiloalkoksylowy składnik siloksanowy można stosować samodzielnie lub w kombinacji z jednym lub większą liczbą zawierających funkcyjną grupę hydroksylową silikonowych związków pośrednich i innych opisanych powyżej zawierających funkcję alkoksylową silikonowych związków pośrednich. W korzystnym rozwiązaniu do otrzymania kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej według niniejszego wynalazku stosuje się do około 25 procent wagowych alkiloalkoksylowego składnika siloksanowego licząc na całkowitą masę kompozycji, i bardziej korzystnie do około 20 procent wagowych alkiloalkoksylowego składnika siloksanowego.

Następnie należy rozumieć, że całkowita ilość silikonowych półproduktów stosowanych do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku zawiera się w zakresie od około 10 do 70 procent wagowych licząc na całkowitą masę kompozycji, i bardziej korzystnie w zakresie od około 10 do 50 procent wagowych.

Odnośnie żywicy zawierającej funkcję hydroksylową lub epoksydową to odpowiednimi składnikami z funkcją hydroksylową są karbinole wybrane spośród grupy obejmującej żywice akrylowe, żywice poliesterowe, żywic fenolowe, żywice fenolo silanowe i ich mieszaniny.

Odpowiedni karbinolami są częściowo zestryfikowane lub inaczej zmodyfikowane karbinole zawierające co najmniej dwie wolne grupy hydroksylowe na cząsteczkę co ułatwia wytrącanie podczas w reakcjach polimeryzacji z zawierającym krzem składnikiem (składnikami) według wynalazku. Obecne mogą być również inne materiały zawierające grupę hydroksylową, które mogą choć nie muszą reagować z wybranymi składnikami krzemowymi lub silikonowym półproduktem. Tak więc karbinolosilanowa mieszanina reakcyjna może zawierać reagent monohydroksylowy taki jak alkanol lub podobny, i taki monohydroksyllowy materiał można zmieszać z karbinolem, silanem lub silikonowym półproduktem w czasie gdy ten tworzy się lub później.

PL 193 083 B1

Materiały poliole lub związki monohydroksylowe posiadają średnią masę cząsteczkową dochodzącą do około 10000 lub wyższą, szczególnie jeśli są to polioksalkilo karbinole takie jak polioksalkilo glikole lub zawierające alkil polialkoksysilanowe poliole. Najniższą możliwą masą cząsteczkową dla poliolu jest masa około 62 tj. masa cząsteczkowa glikolu etylenowego. Poliole o wyższej masie cząsteczkowej stanowią zazwyczaj mniejszą molowo ilość w całości stosowanego karbinolu gdyż główną ilość stanowi karbinol o niższej masie cząsteczkowej.

Odpowiednimi karbinolami są glikol etylenowy, glikol propylenowy, glikol dietylenowy, glikol trimetylenowy, glikol trietylenowy, glikol dipropylenowy, glikol tripropylenowy, glikol polietylenowe, trimetylo propanol, 1,6- lub 2,6-heksanodiol, glikol neopentylowy, glikol 1,3-butylenowy, pentaerytritol, glikol heksylenowy, częściowo zestryfikowane poliole, cyklopentanodiol, eter politrimetylenowy glikoli (o średniej masie cząsteczkowej „WAMW” 650-2900), eter polipropylenowy glikoli (WAMW 400-4000), olej rycynowy i pochodna oleju rycynowego (WAMW 300-1000), glikole polikaprolatonu (WAMW 3002000), zakończone grupą hydroksylową polibutadieny (WAMW 500-2000), bisfenol A-poliole z funkcją hydroksylową i glikole poliwęglanowe (WAMW 500-2500), eter polibutylenowy glikoli (WAMW 400-4000), polioksyetyleno-propylenowy kopolimer eteru glikoli (WAMW 400-4000), itp. Reakcji można również poddać mieszaniny tych polioli zwłaszcza gdy jako główny składnik zawierają glikol etylenowy, glikol propylenowy lub glicerynę.

Korzystne karbinole zawierają żywice z funkcyjną grupą hydroksylową akrylowe, alkilowe lub poliestrowe lub zawierające karboksylową grupę funkcyjną żywice akrylowe, epoksydowe lub poliestrowe. Szczególnie korzystnymi karbinolami są żywice akrylowe i poliestrowe o równoważnikach wagowych z przedziału od około 200 to 1000, ze średnimi masami cząsteczkowymi dochodzącymi do około 10000. Przykładami dostępnych w handlu z różnych źródeł karbinoli są akryloidowe żywice akrylowe firmy Rohm and Haas of Philadelphia, PA.; „Joncrylowe serie żywic akrylowych CDX-500, 586, 581, 587, 611, 678, etc. Z firmy S.C. Johnson & Sons, Inc. Racine, WI; żywice poliestrowe z firmy Miles, Inc., of Pittsburgh, PA., sprzedawane pod nazwą produktową Desmophen 651, 800, 1100, 1300, 1700, itd. Żywice poliestrowe są również handlowo dostępne z firmy Cargill, Witco pod nazwami produktów 5789, 5776 i 5782, i z firmy Rueo Polimer Corparation pod nazwami produktów S-105, F-2300 i F-2310.

Karbinole te są tak wyselekcjonowane aby uzyskać pożądane własności w utwardzonej na koniec kompozycji i z uwagi na niższe koszty zawierających je kompozycji w porównaniu do kompozycji złożonych jedynie z silanów i i silikonowych związków pośrednich. Korzystną cechą karbinoli jest to, że zwiększają przyleganie wypełniacza lub powłoki do pewnych substratów lub zmieniają właściwości mechaniczne utwardzonej na koniec kompozycji. Ogólnie, karbinol o wysokiej masie cząsteczkowej posiada dobrą wytrzymałość na uderzenie i giętkość. Karbinole z wysoką zawartością funkcji hydroksylowych są mniej ruchliwe lecz wykazują znakomitą odporność chemiczną. Karbinole akrylowe lub poliestrowe wykazują lepszą odporność na światło ultrafioletowe i warunki atmosferyczne niż bisfenol A lub karbinole poliwęglanowe.

Do odpowiednich żywic fenolowych przydatnych w wytwarzaniu kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku należą żywice wybrane z grupy obejmującej modyfikowane i niemodyfikowane rezole i nowolaki. Fenolo żywica może być już w formie polimerycznej takiej jak żywice fenolo rezolowe i nowolaki lub może powstawać in situ gdy łączy się wszystkie składniki mieszając fenol lub podstawiony fenol z aldehydem w obecności mocnego kwasu przy tworzeniu fenolo nowolaku lub w obecności mocnej zasady przy tworzeniu fenolo rezolu. Stosowanie żywicy fenolowej jest pożądane aby uzyskać kompozycję chlorowcowanej żywicy o podwyższonej odporności na temperaturę i płomień dla powłok, kompozytów, spoiw lub w innych tego typu zastosowaniach.

Stwierdzono, że najbardziej przydatnymi fenolonowolakami do wytwarzania kompozycji chlorowocowanych żywic są te, które posiadają średnią masę cząsteczkową z przedziału od około 400 to 5000. Przydatnymi fenolo rezolami są te o średniej masie cząsteczkowej z przedziału od około 300 to 3000. Takie żywice fenolowe są dostępne w handlu np. z B.P. Chemical Division of British Petroleum of Barry, U.K.; the Packaging i Industrial Products Division of Borden, Inc., of Columbus, Ohio, the Durez Division of Occidental Petroleum of Dallas, Texas; Georgia-Pacific Corporation of Atlanta, Georgia; i Neste Resins Corporation of Eugene, Oregon. Do korzystnych żywic fenolowych należą J2018L i 32027L z B. P. Chemical Cellabond; fenolo rezole SL-898 z Bordon; i GP5018 fenolo resole z Georgia-Pacific.

PL 193 083 B1

Przykładami żywic z funkcyjną grupą epoksydową przydatnych do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych żywic według niniejszego wynalazku są epoksy żywice zawierające więcej niż jedną i korzystnie dwie grupy 1,2-epoksydowe na cząsteczkę. Żywice epoksydowe zawierające więcej niż dwie grupy 1,2-epoksydowe na cząsteczkę są przydatne w przypadku gdy pożądane jest uzyskanie korzystniejszej odporności chemicznej i na korozję. Korzystnie, żywice epoksydowe są raczej cieczami niż ciałami stałymi i posiadają epoksydowy równoważnik wagowy od około 100 do około 500, i wykazują reaktywność około dwa. Żywice epoksydowe niezawierające grup aromatycznych są przydatne w takich zastosowaniach gdy chce się osiągnąć dobrą odporność na światło ultrafioletowe i rozmaite warunki atmosferyczne.

Korzystnymi żywicami epoksydowymi są niearomatyczny uwodorowany cykloheksano dimetanol i etery diglicydowe żywicy epoksydowej z uwodornionym Bisfenolem A, takie jak Eponex 1510, Heloksy 107 i Eponex 1513 (uwodorniona żywica epoksydowa typu bisfenol A-epichlorohydryna) z Shell Chemical w Houston, Texas: Santolink LSE-120 z firmy Monsanto ze Springfield, Massachusetts; Epodil 757 (eter diglicydylowy cykloheksano dimetanolu) z Air Products and Chemicals, Inc., z Allentown, Pennsylvania; Aralditc XUGY358 i PY327 z Ciba Specialty Chemicals z Hawthorne, New York; Epirez 505 z Shell Chemical Company z Louisville, Kentucky; Aroflint 393 i 607 z Reichllold z Pensacola, Florida; i ERL4221 z Union Carbide z Tarrytown, New York. Do innych odpowiednich niearomatycznych żywic epoksydowych należą DER 732 i DER 736 dostępne z firmy Dow Chemical Company.

W korzystnym rozwiązaniu, do wytworzenia kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku stosuje się od 10 to 70 procent wagowych (licząc na całkowitą masę kompozycji) zawierającego funkcję hydroksylową lub alkoksylową składnika żywicy. Bardziej korzystnie, stosuje się od około 10 to 25 procent wagowych zawierającego funkcję hydroksylową lub alkoksylową składnika żywicy. Jeśli bierze się zawierający funkcję hydroksylową lub alkoksylową składnik żywicy w ilości spoza tego przedziału to powstała kompozycja chlorowcowanej polisiloksanowej żywicy może nie wykazywać oczekiwanych fizycznych i chemicznych właściwości wymaganych w konkretnych zastosowaniach. Np. jeśli zastosuje się mniej niż około dziesięciu procent wagowych żywicy zawierającej funkcję hydroksylową to uzyskana kompozycja chlorowocowanej żywicy będzie wykazywać obniżoną odporność na światło ultrafioletowe i warunki atmosferyczne. Jeśli zastosuje się mniej niż około dziesięciu procent wagowych żywicy zawierającej funkcję epoksydową to uzyskana kompozycja chlorowcowanej żywicy będzie wykazywać zmniejszoną giętkość i odporność na uderzenie. Jeśli zastosuje się mniej niż około dziesięciu procent wagowych żywicy fenolowej to uzyskana kompozycja chlorowcowanej żywicy będzie wykazywać zmniejszoną odporność na temperaturę i płomień. Stosując więcej niż około 70 procent wagowych żywicy zawierającej funkcję hydroksylową lub epoksydową koniecznie trzeba zmniejszyć ilość innych składników zawierających krzem otrzymując kompozycję chlorowcowanych polisiloksanowych żywic, która może wykazywać zmniejszoną odporność chemiczną i na korozję, zmniejszoną przylepność, odporność na ścieranie, uderzenie i elastyczność.

Jeśli chodzi o składniki organiczne zawierające chlorowiec to odpowiednimi związkami są związki fluorowane, chlorowane i bromowane zawierające reaktywne grupy hydroksylową, aminową lub karboksylową tj. posiadające funkcję hydroksylową, aminową lub karboksylową. Ważne jest aby odnotować, że użyty do opisania zawierającego chlorowiec składnika termin „organiczne”, wyklucza z grupy składników zawierających chlorowiec i stosowanych do wytwarzania kompozycji chlorowocowanych żywic według niniejszego wynalazku, nieorganiczne chlorowcokwasy. Celowo unika się użycia chlorowcowanych kwasów nieorganicznych; nie są one stosowane do wytwarzania kompozycji polisiloksanowych żywic według wynalazku. Korzystne są chlorowcowane związki organiczne z funkcją hydroksylową gdyż tworzące się podczas polimeryzacji wiązanie Si-O-C jest trwalsze niż wiązanie C-N-Si wytwarzane gdy występuje funkcja aminowa.

Korzystnymi chlorowcowanymi związkami organicznymi zawierającymi hydroksylową grupę funkcyjną są fluoroalkohole, chloroalkohole i bromoalkohole. Szczególnie korzystne są fluaroalkohole gdyż zapewniają one zwiększoną odporność na światło ultrafioletowe i zwiększoną hydrofobowość końcowej kompozycji. Korzystne fluoroalkohole zawierają od około jednego to dziesięciu atomów węgla co ułatwia polikondensację i pozwala na wstawianie się w szkielet silikonowy.

Do odpowiednich fluoroalkoholi należą trifluoroetanol, difluoroetanol, heksafluoropropanol, heptafluorobutanol, heptafluoropentanol, heksafluoroizopropanol, metylotrifluorobutanol, oktafluoropentanol, perfluorodekanol, 2,2-difluoroetanol, 1H,1H,7H-dodekafluoro-1-heptanol, 3,3,4,4,5,5,5-hepPL 193 083 B1 tafluoro-2-pentanol, 2,2,3,4,4,4-heksafluorobutan-1-ol, heksafluoroizopropanol, heksafluoro-2-metyloizopropanol, 2-metylo-4,4,4-trifluorobutanol, 1H,1H,5H-oktafluoro-1-pentanol, 1H,1H-pentafluoropropanol-1,1,1,1,3,3,3-heksafluoropropanol, perfluoro-tert-butanol, 1H,1H,2H-per-fluorodekanol, 1H,1H-perfluoro-1-heptanol, 1H,1H-heptafluoro-1-butanol, 2,2,3,3-tetrafluoro-1-pro-panol, 2,2,2- trifluroetanol, 1,1,1-trifluoro-2-oktanol, 1,1,1-trifluoropropanol-2, 3,3,3-trifluoropropanol-1. Korzystne fluoroalkohole dostępne są w handlu np. w firmie 3M Chemical Co., St. Paul, Minn., pod nazwą produktów L-9704 i FC-10; i z Dupont Chemical of Wilmington, Del., pod nazwą produktu Zonyl BA-L.

Szczególnie korzystnym fluoroalkoholem jest 2,2,2-trifluoroetanol z uwagi na niską cenę i dostępność, i także wydajność we wstawianiu grup fluorowych.

Odpowiednimi chloroalkoholami są związki wybrane z grupy obejmującej, choć nie stanowi to ograniczenia, 1,1,1-trichloroetanol, 2,2,2-trichloroetanol, kwas 2,2-dihydroksy-3,3,3-trichloropropionowy, i 1,1,1-trichloro-2-metyl 2-propanol.

Użycie chloroalkoholi jest pożądane w tych zastosowaniach gdy istotne jest uzyskanie poprawionej hydrofobowości, odporności chemicznej i na płomień.

Odpowiednimi bromoalkoholami są związki wybrane z grupy, choć nie stanowi to ograniczenia, obejmującej kwas 2,3-dibromopropionowy, 2,3-dibromopropanol, 1,4-dibromo 2,3-butanodiol, i 2,3-dibromo 1,4-butanodiol. Użycie bromoalkoholi jest właściwe w tych zastosowaniach gdy chce się uzyskać zwiększoną odporność na płomień.

Składnik organiczny zawierający chlorowiec stosuje się do wprowadzenia jednego lub większej liczby atomów chlorowca w polisiloksanowy polimer tworzący się podczas hydrolizy i/lub polikondensacji silikonowego półprodukty (półproduktów) oraz silanu. Korzystną kompozycję chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej wytwarza się stosując chlorowcowany organiczny składnik w ilości z przedziału od 5 do 25 procent wagowych licząc na całkowitą masę kompozycji. Użycie mniejszej niż około pięciu procent wagowych chlorowcowanego składnika może prowadzić do kompozycji chlorowocowanej żywicy o gorszych właściwościach odporności chemicznej, odporności na ścieranie, płomień i warunki atmosferyczne, i hydrofobowość. Stosując powyżej około 25 procent wagowych składnika chlorowcowanego można otrzymać kompozycję chlorowocowanej żywicy albo zbyt twardą albo zbyt miękką do praktycznego użycia w pewnych zastosowaniach, i do kompozycji żywicy, która niedobrze utwardza się i wykazuje słabą adhezję.

Odnośnie utwardzacza aminowego to do odpowiednich związków przydatnych do ułatwienia przebiegu reakcji hydrolizy i/lub polikondensacji silikonowego związku pośredniego i/lub hydroksylowanej i epoksydowanej żywicy należą aminy wybrane spośród głównych klas amin alifatycznych, adduktów amin alifatycznych, poliamidoamin, amin cykloalifatycznych i adduktów amin cykloalifatycznych, amin aromatycznych, zasad Mannicha i ketimin, które mogą być podstawione w całości lub częściowo w aminosilan. Korzystnymi utwardzaczami aminowymi są aminosilany o wzorze ogólnym

Y-Si-(O-X)3 gdzie Y oznacza H(HNR17)a i „a oznacza liczbę całkowitą od dwa do siedem, gdzie każdy z R17 oznacza dwufunkcyjny rodnik organiczny niezależnie wybrany z grupy obejmującej aryl, alkil, dialkiloaryl, alkoksyalkil i cykloalkil, i R17 może zmieniać się dla każdej Y cząsteczki, i gdzie każdy X może być taki sam lub różny, i ograniczony jest do grupy alkilowej, hydroksyalkilowej, alkoksyalkilowej i hydroksyalkoksyalkilowej zawierającej poniżej około sześciu atomów węgla. Do wytwarzania kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku, jeśli trzeba, można zastosować więcej niż jeden aminosilan.

Korzystnymi aminosilanami, lecz nie stanowi to ograniczenia, są: aminoetyloaminopropylotrietoksysilan, aminoetyloaminopropylotrimetoksysilan, n-fenyloaminopropylotrimetoksysilan, trimetoksysililopropylo dietyleno triamina, 3-(3-aminofenoksy)propylo trimetoksy silan, aminoetyloaminometylofenylotrimetoksysilan, 2-aminoetylo-3-aminopropylosilan, tris 2-etyloheksyloksy silan, n-aminoheksylo aminopropylo trimetoksy silan i tris aminopropylo trismetoksy etoksy silan.

W tabeli 1 podano producentów i nazwy towarowe pewnych aminosilanów przydatnych w niniejszym wynalazku

PL 193 083 B1

T a b e l a 1 - Aminosilany

Producent	Oznaczenie producenta
Dow Corning	Z6020, XI-6100, XI6150
Union Carbide	A1100, A1101, A1102, A1108, A1110, A1120, A1126, A1130, A1387, Y9632
Wacker	ED117
H^s	A0696, A0698, A0699, A0700, A0710, A0720, A0733, A0733, A0742, A0750, A0800
PCR	12328-1

Kompozycję chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej wytwarza się stosując do około 20 procent wagowych utwardzacza aminowego licząc na całkowitą masę kompozycji, i bardziej korzystnie do około 12 procent wagowych utwardzacza aminowego. Kompozycja chlorowocowanej żywicy wytworzona przy użyciu powyżej około 20 procent wagowych utwardzacza aminowego może dawać kompozycje żywic wysokosieciowaną i przez to wykazującą słabą odporność na uderzenia, słabą elastyczność, podatność na warunki atmosferyczne i krótki czas przechowywania.

Inna klasą związków przydatnych jako katalizatory ułatwiające przebieg reakcji hydrolizy i polikondensacji, i dzięki temu skracające czas reakcji i stosowanie podwyższonych temperatur, są związki wybrane z grupy obejmującej związki metaloorganiczne, kwasy, zasady, i ich mieszaniny. W miarę potrzeby można stosować więcej niż jeden rodzaj katalizatora metaloorganicznego. Przydatnymi związkami metaloorganicznymi są dobrze znane w przemyśle farbiarskim osuszacze metaliczne takie jak cynk, mangan, kobalt, żelazo, kaprylany, neodekaniany i nafteniany ołowiu i cyny, itp. Dla niniejszego wynalazku przydatne są także organotytaniany takie jak tytanian butylu itp.

Do związków metaloorganicznych przydatnych jako katalizatory wytwarzania kompozycji chlorowcowanych żywic należą związki o wzorze ogólnym ^Rl\ ^R19 /S\ ^R20 ^R21 w którymR18, R19, R20 i R21 są grupami wybranymi spośród takich grup jak alkil, aryl, aryloksy i alkoksyl zawierające do 11 atomów węgla i gdzie dowolne dwie grupy spośród grup R18, R19, R20 i R21 są ponadto wybrane spośród grupy nieorganicznych atomów takich jak atom chlorowca, siarki i tlenu.

Przykładami związków cynoorganicznych są tetrametylocynacyna, tetrabutylocyna, tetraoktylocyna, chlorek tributylocyny, metakrylan tributylcyny, dichorek dibutylocyny, tlenek dibutylcyny, siarczek dibutylocyny, octan dibutylocyny, dilaurynian dibutylocyn, polimer maleinianu dibutylocyny, dilaurylomerkaptyd dibutylocyny, kaprylan cyny, bis (izooktylotioglikolan) dibutylocyny, trichlorek butylocyny, kwas butylcynowy, dichlorek dioktylocyny, tlenek dioktylocyny, dilaurynian dioktylocyny, polimer maleinianu dioktylocyny, bis(izooktylotioglikolan) dioktylocyny, siarczek dioktylocyny, diacetylacetonian dibutylocyny, i 3-merkaptopropionian dibutylocyny. Korzystne związki metaloorganiczne dostępne są w handlu z, np. Nitto Kasei Co. Ltd pod nazwą produktu U-220; z QSI Specialties pod nazwą produktu NIAX Katalizator U-220 (acetonian dibutylodiacetylocyny); i z Air Products i Chemicals. Inc. Pod nazwą produktu METACURE T-1.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarza się stosując do około dziesięciu procent wagowych katalizatora metaloorganicznego licząc na całkowitą masę kompozycji, i korzystniej do około czterech procent wagowych katalizatora metaloorganicznego. Kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej wytworzona przy użyciu większej ilości niż około dziesięć procent wagowych katalizatora metaloorganicznego może prowadzić do kompozycji o większej elastyczności niż w tym przypadku oczekiwano. Chociaż należy rozumieć, że użycie utwardzacza aminowego i katalizatora metaloorganicznego jest korzystne, to w preferowanych rozwiązaniach wytwarzania chlorowPL 193 083 B1 cowanych polisiloksanowych kompozycji żywic stosuje się oba składniki aminosilan i katalizator metaloorganiczny w ilościach dla każdego z nich poprzednio opisanych.

Jeśli zachodzi taka potrzeba to do rozpuszczenia innych składników organicznych stosuje się jeden lub więcej rozpuszczalników organicznych co ułatwia przebieg reakcji hydrolizy i polikondensacji i to ułatwia kontrole grubości filmu i pokrywanie kompozycją. Do korzystnych rozpuszczalników należą lotne rozpuszczalniki ze względnie niską zawartością VOC co umożliwia szybkie suszenie chlorowocowania kompozycji żywic przy pokrywaniu w charakterze powłok. Przykład rozpuszczalników, które można stosować są rozpuszczalniki zawierające tlen takie jak estry, etery, alkohole, ketony, glikole i takie rozpuszczalniki aromatyczne jak toluen, ksylen, itp.

Konkretnymi rozpuszczalnikami są np. MIBIC, MEK, aceton, keton n-propylowy, metylo izoamylo keton, metylo propylo keton, izopropanol, alkohol izobutylowy, alkohol n-butylowy, eter monobutylowy glikolu etylenowego, eter monobutylowy glikolu propylenowego, trietyloamina, octan n-butylu, 3-etoksypropionian etylu, pentanon, itp.

Kompozycja chlorowocowanej żywicy może zawierać do około dziesięciu procent wagowych rozpuszczalnika.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku mogą także zawierać typowe wypełniacze takie jak proszek krzemowy, talk (krzemian magnezu), glinki takie jak glinka biała (krzemiany glinu), wolastonit (krzemian wapnia), węglan wapnia, baryty (siarczan baru, metaboran baru), trihydrat glinu, tlenek glinu, grafit, cynk, glin, miedź, mika, blaszkowaty tlenku żelazowy, glin w płatkach, kalcynowany tlenek glinu, płatki szklane, i płatki ze stali nierdzewnej.

Można także zastosować takie pigmenty jak tlenek żelaza, tlenek glinu, ditlenek titanm, aud żółcień chromowa. Należy unikać pigmentów zawierających ołów gdyż oddziaływuje on z utwardzaczem. Do barwienia produktu stosuje się pigmenty organiczne takie jak żółcień hansa, zieleń ftalową i błękit ftalowy. Jako utwardzacz filmu można zastosować tlenek cynku. W przypadku gdy chce się uzyskać odporność na kwasy korzystnym wypełniaczem jest metaboran baru; stwierdzono bowiem, że kompozycje do powłok zawierające metaboran baru wykazują wzmożoną odporność na kwasy.

Gdy chce się uzyskać kompozycję wykazującą odporność na wysokie temperatury należy zastosować dokładnie rozdrobnione cząstki pigmentu lub wypełniacza. Przykładami takich wypełniaczy, które wykazują odporność na wysokie temperatury są baryty (siarczan baru), mika, blaszkowaty tlenku żelazowy, płatki glinowe, tlenek glinu, kalcynowany tlenek glinu, płatki szklane, płatki ze stali nierdzewnej itp. Poprzez właściwy dobór wypełniacza i środka wiążącego uzyskuje się trwałe na ciepło powłoki odporne na temperatury przewyższające 1000°F.

Innymi powszechnie stosowanymi materiałami i dodatkami są plastyfikatory, substancje poprawiające przyleganie (adhezję), dodatki wpływające na płynność, czynniki zwilżające dla dyspergowania pigmentu i czynniki tiksotropowe takie jak pianka krzemowa. Np., aby poprawić przyleganie kompozycji do powlekanego materiału dodaje się katalityczną ilość, do około jednego procenta wagowego na całą masę kompozycji, substancji poprawiającej adhezję. Jeśli zachodzi taka potrzeba można dodawać do około 50 procent wagowych, licząc na całkowitą masę kompozycji, takich wypełniaczy, pigmentów, materiałów i dodatków.

Przykładowe kompozycje chlorowcowanych akrylowych i poliestrowych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku wytwarza się łącząc ze sobą półprodukt silikonowy, ewentualny aryloalkoksy silan, ewentualny katalizator metaloorganiczny, i ewentualny utwardzacz aminowy z wytworzeniem pierwszej mieszaniny i ogrzewanie mieszaniny przez pewien czas. Do pierwszej mieszaniny dodaje się ewentualny alkiloalkoksy silan, ewentualny drugi aryloalkoksy silan, i drugi półprodukt silikonowy wytwarzając drugą mieszaninę, którą się ogrzewa. Aby uzyskać końcowy produkt do drugiej mieszaniny dodaje się trzeci i czwarty półprodukt silikonowy, rozpuszczalnik organiczny, alkohol zawierający chlorowiec, żywicę akrylową lub poliestrową i ewentualny drugi katalizator metaloorganiczny.

Przykładowe kompozycje chlorowcowanych polisiloksanowych żywic epoksydowych i fenolowych według niniejszego wynalazku wytwarza się łącząc ze sobą składnik organiczny zawierający chlorowiec, półprodukt silikonowy, ewentualny katalizator metaloorganiczny z wytworzeniem pierwszej mieszaniny i ogrzewając ją przez pewien czas. Do pierwszej mieszaniny dodaje się ewentualny aryloalkoksy silan, drugi silikonowy półprodukt i żywicę epoksydową lub fenolową wytwarzając drugą mieszaninę, którą oziębia się do żądanej temperatury. Do drugiej mieszaniny dodaje się ewentualny drugi katalizator metaloorganiczny i ewentualny aminosilan i całość miesza się aż do uzyskania jednorodnego produktu końcowego.

PL 193 083 B1

W przykładowych rozwiązaniach, otrzymane kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych przechowuje się w pojedynczych pojemnikach i sprzedaje się jako pojedynczy produkt. Przed użyciem, pojemnik otwiera się i wówczas kompozycja ulega końcowemu utwardzeniu pod wpływem wilgoci atmosferycznej. Wilgoć w obecności katalizatora doprowadza reakcje hydrolizy i polikondensacji do końca. Alternatywnie, kompozycje chlorowcowanych żywic według niniejszego wynalazku przygotowuje się jako układ dwuskładnikowy dostarczając pewną ilość lub część utwardzaczy i katalizatorów w drugim pojemniku, którego zawartość miesza się przed użyciem z zawartością pierwszego pojemnika.

Nie wdając się w żadną określoną teorię lub mechanizm, uważa się, że kompozycje chlorowcowanych zawierających hydroksylową grupę funkcyjną polisiloksanowych żywic według niniejszego wynalazku tworzą się w sposób następujący. Po połączeniu składników, półprodukty silikonowe ulegają kontrolowanej stopniowej hydrolizie, i ewentualny silan, zhydrolizowane półprodukty silikonowe i zawierający funkcyjną grupę hydroksylową chlorowcowany składnik ulegają reakcjom polikondensacji tworząc chlorowcowany organooksysilan zawierający resztkowe grupy silanolowe. Podczas reakcji polikondensacji ewentualny silan i zhydrolizowane półprodukty silikonowe również kondensują ze sobą z wytworzeniem poprzecznie sieciowanego układu polisiloksanowego. Podczas reakcji polikondensacji zawierająca hydroksylową grupę funkcyjną żywica kondensuje ze sobą z wytworzeniem polimerycznej żywicy, i kondensuje z grupami silanolowymi chlorowcowanego organooksysilanu, wprowadzając w ten sposób żywicę w chlorowcowaną polisiloksanową sieć z wytworzeniem kompozycji chlorowcowanej polisiloksanowej żywicy.

Uważa się również, że kompozycje chlorowcowanych polisiloksanowych żywic z funkcją epoksydową według niniejszego wynalazku powstaje w sposób następujący. Podobnie jak w przypadku kompozycji polisiloksanowych żywic zawierających hydroksylową grupę funkcyjną opisanych powyżej, po połączeniu składników, silikonowe półprodukty ulegają w sposób kontrolowany stopniowej hydrolizie, i ewentualny silan, zhydrolizowane silikonowe półprodukty, i zawierające hydroksylową grupę funkcyjną chlorowcowane składniki ulegają reakcjom polikondensacji z wytworzeniem chlorowcowanego organooksysilanu zawierającego resztkowe grupy silanolowe. Podczas reakcji polikondensacji ewentualny silan i zhydrolizowane silikonowe półprodukty również kondensują ze sobą z wytworzeniem poprzecznie sieciowanego układu polisiloksanowego.

Podczas reakcji polikondensacji epoksy składnik reaguje z ewentualnym aminosilanowym utwardzaczem z wytworzeniem utwardzonej polimerycznej żywicy epoksydowej z zaczepioną grupą (funkcją) alkoksylową. Funkcja alkoksylów żywicy epoksydowej ulega hydrolizie pod wpływem wody i kondensacji z grupami silanolowymi chlorowcowanego organooksysilanu wprowadzając w ten sposób żywicę w chlorowcowaną polisiloksanową sieć i wytwarzając kompozycję chlorowcowanej polisiloksanowej żywicy.

Istotą niniejszego wynalazku jest to, że umożliwia on chlorowcowanie żywicy bez konieczności stosowania nieorganicznych kwasów zawierających chlorowiec takich jak kwas flurowodorowy i tym podobne, w reakcji żywicy z produktem kondensacji związku organicznego zawierającego chlorowiec i grupy funkcyjne hydroksylową, aminową lub karboksylową oraz organooksysilanem.

Następujące przykłady przedstawiono celem zilustrowania różnych rozwiązań kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytwarzanych według niniejszego wynalazku.

Przykład nr 1 - Kompozycja fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc w przybliżeniu 100 g alkiloalkoksy siloksanu (Silres MSE 100), 20 g pierwszego aryloalkoksy silanu (Z-6124), 4 g katalizatora metaloorganicznego (NIAX U-220) i 15 g aminosilanu (Z6020) z wytworzeniem pierwszej mieszaniny.

Pierwszą mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 150°F i miesza się w czasie około 30 minut. Do pierwszej mieszaniny dodaje się każdy ze składników: około 50 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070), 80 g drugiego aryloalkoksy silanu (SY-201), 150 g pierwszego zawierającego funkcję alkoksylową silikonowego półproduktu (DC3074 i SY-231) i całość ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez około jedną godzinę w temperaturze około 180°F.

Do wrzącej mieszaniny dodaje się powoli około 25 g drugiego zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (DC6-223D), 25 g pierwszego organicznego rozpuszczalnika (PM Octan) i 15 g drugiego organicznego rozpuszczalnika (octanu butylu). Do mieszaniny dodaje się około 160 g żywicy akrylowej (CDK-588), 35 g zawierającego hydroksylową grupę funkcyjną półproduktu silikonowego (QI-2530), 80 g 2,2,2-trifluoroetanolu i 2 g katalizatora metaloorganicznego i mieszaninę ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną w czasie około dwóch godzin w temperaPL 193 083 B1 turze około 180°F. Do ogrzewanej do wrzenia mieszaniny dodaje się około 435 g białego pigmentu i 30 g pierwszego organicznego rozpuszczalnika celem uzyskania białej kompozycji fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 1A - Kompozycja fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się w sposób opisany powyżej w przykładzie nr 1z tą różnicą, że zamiast około 50 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070) stosuje się 60 g fluorowanego silanu (Q3-9030) wcelu uzyskania dalszej poprawy odporności na ścieranie i warunki atmosferyczne.

Przykład nr 2 - Kompozycja fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc w przybliżeniu 120 g alkiloalkoksy siloksanu (Silres MSE 100), 25 g pierwszego aryloalkoksy silanu (Z-6124), 5 g katalizatora metaloorganicznego (NIAX U-220) i 20 g aminosilanu (Z6020) z wytworzeniem pierwszej mieszaniny. Pierwszą mieszaninę ogrzewa się w temperaturze około 150°F i miesza się w ciągu około 30 minut. Do pierwszej mieszaniny dodaje się około 60 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070), 95 g drugiego aryloalkoksy silanu (SY-201) i 180 g zawierający funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (DC3074 i SY-231) i całość ogrzewa się do wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez około jedną godzinę w temperaturze około 180°F.

Do ogrzewanej w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną mieszaniny dodaje się powoli wstępnie zmieszane ze sobą składniki: około 30 g drugiego zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (DC6-2230), 30 g pierwszego rozpuszczalnika organicznego (PM Octan) i 20 g drugiego rozpuszczalnika organicznego (octan butylu). Do mieszaniny dodaje się około 190 g żywicy akrylowej (CDX-588), 40 g zawierający hydroksylową grupę funkcyjną półproduktu silikonowego (QI-2530), 100 g 2,2,2-trifluoroetanolu i 2 g katalizatora metaloorganicznego i mieszaninę ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną w ciągu około dwóch godzin w temperaturze 180°F z wytworzeniem klarownej kompozycji fluorowanej polisiloksanowej żywicy akrylowej.

Przykład nr 2A - Kompozycja fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej akrylowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się w sposób opisany powyżej w przykładzie nr 2 z tą różnicą, że zamiast około 60 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070) stosuje się 70 g fluorowanego silanu (Q3-9030) w celu uzyskania dalszej poprawy odporności na ścieranie i warunki atmosferyczne.

Przykład nr 3 - Kompozycja fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc razem około 145 g 2,2,2- trifluoroetanolu, 300 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-231), 10 g pierwszego katalizatora metaloorganicznego (NIAKU-220), i mieszaninę ogrzewa się do temperatury około 180°F przez jedną godzinę. Mieszaninę oziębia się do temperatury około 120°F i dodaje się do niej około 20 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i G6070), 140 g alkiloalkoksy siloksanu (Silres MSE 100) i 200 g żywicy epoksydowej (Eponex 1510). Mieszaninę miesza się aż do uzyskania jednorodności i ponownie oziębia się do temperatury około 120°F. Do mieszaniny dodaje się około 15 g drugiego katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 100 g utwardzacza aminosilanowego (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności i wytworzenia kompozycji fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 4 - Kompozycja fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc około 200 g 2,2,2-trifluoroetanolu, 350 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-321), 25 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z607D), 200 g żywicy epoksydowej (Eponex 1510); składniki miesza się aż do uzyskania jednorodności i mieszaninę oziębia się do około 120°F. Do mieszaniny dodaje się około 10 g katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 80 g aminosilanu (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności i wytworzenia kompozycji fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 5 - Kompozycja fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc około 200 g heksafluoropropanolu, 350 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-231), 25 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070), 200 g żywicy epoksydowej (Eponex 1510), i składniki miesza się aż do uzyskania jednorodności, po czym mieszaninę oziębia się do około 120°F do mieszaniny dodaje się około 10 g katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 80 g aminosilanu

PL 193 083 B1 (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności i wytworzenia kompozycji fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 6 - Kompozycja chlorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję chlorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc około 145 g trichloroetanolu, 400 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-231), 20 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i 26070), 200 g żywicy epoksydowej (Eponex 1510); składniki miesza się aż do uzyskania jednorodności i mieszaninę oziębia się do około 120°F. Do mieszaniny dodaje się około 10 g katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 80 g aminosilanu (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności i wytworzenia kompozycji chlorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 7 - Kompozycja fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc około 190 g fluoroalkoholu (Zonyl BA-L), 350 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-231), 20 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070), 200 żywicy epoksydowej (Eponex 1510); składniki miesza się aż do uzyskania jednorodności i mieszaninę oziębia się do około 120°F. Do mieszaniny dodaje się około 10 g katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 80 g aminosilanu (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności i wytworzenia kompozycji fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej.

Przykład nr 8 - Kompozycja fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej

Kompozycję fluorowanej epoksydowej żywicy polisiloksanowej wytwarza się łącząc około 200 g heptafluoropropanolu, 350 g zawierającego funkcję alkoksylową półproduktu silikonowego (SY-231), 20 g alkiloalkoksy silanu (A-163 i Z6070), 200 g żywicy epoksydowej (Eponex 1510), i składniki miesza się aż do uzyskania jednorodności, po czym mieszaninę oziębia się do około 120°F. Do mieszaniny dodaje się około 10 g katalizatora metaloorganicznego (METACURE T-1) i 80 g aminosilanu (A1100) i całość miesza się aż do uzyskania jednorodności.

Z surowych kompozycji z przykładów 3-8 przygotowuje się na płytach ze stali nierdzewnej Bonderite 1000 wilgotne warstwy o grubości około ośmiu milimetrów i pozostawia się je do utwardzenia w przybliżeniu przez siedem dni w temperaturze 77°F i przy względnej wilgotności 50 procent przed rozpoczęciem testowania. Kompozycje z każdego przykładu okazywały się suche w dotyku w czasie krótszym niż około 10 godzin, a połowa z nich w czasie krótszym niż około 7 godzin. Kompozycje z przykładów testuje się pod kątem odporności chemicznej wystawiając je na działanie różnych kwasów i zasad. Kompozycje z przykładów 3-6 i 8 wykazywały znakomitą odporność chemiczną. Kompozycje z przykładów testuje się również na odporność na warunki atmosferyczne mierząc 63 procentowe zachowanie połysku po wystawieniu kompozycji (odciągniętych) na działanie światła ultrafioletowego na okres do 24 tygodni. Kompozycje z przykładów 3-6 i 8 wykazywały znakomite zachowanie połysku przy przyspieszonej przez naświetlanie QUV ekspozycji w czasie do około 8 tygodni.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytworzone według niniejszego wynalazku wykazywały znakomite właściwości odporności chemicznej, na korozję, warunki atmosferyczne i światło ultrafioletowe w porównaniu z kompozycjami chlorowcowanych żywic wytworzonych metodami konwencjonalnymi opartymi na użyciu chlorowcokwasów. Np. gdy mierzono połysk zwierciadlany (specular gloss) zgodnie z normą ASTM D 523 stosując 60° miernik połysku to utwardzone kompozycje fluorowanych polisiloksanowych żywic akrylowych wytworzone według przykładu nr 1 niniejszego wynalazku wykazywały znacznie lepszy wyjściowy połysk zwierciadlany i połysk zwierciadlany w ciągu 85 dni w porównaniu do fluorku poliwinylidenu „PVDF”.

Konkretnie, kompozycja z przykładu nr 1 niniejszego wynalazku posiada wartość wyjściowego połysku zwierciadlanego około 80 (wysoki połysk) w porównaniu do wartości około 38 (średni połysk) dla PVDF. Zgodnie z tym, kompozycja z przykładu nr 1 wykazuje dwukrotnie korzystniejszy połysk zwierciadlany niż produkt PVDF. Po około 20 dniach kompozycja z przykładu nr 1 posiada wartość połysku zwierciadlanego około 72 i procentowe zachowanie połysku 92 procent, podczas gdy produkt PVDF miał wartość połysku zwierciadlanego około 32 i procentowe zachowanie połysku około 94 procent.

Po około 48 dniach kompozycja z przykładu nr 1 posiada wartość połysku zwierciadlanego około 70 i procentowe zachowanie połysku 90 procent, podczas gdy produkt PVDF miał wartość połysku zwierciadlanego około 28 i procentowe zachowanie połysku około 90 procent. Po około 85 dniach kompozycja z przykładu nr 1 posiada wartość połysku zwierciadlanego około 68 i procentowe zachowanie połysku 88 procent, podczas gdy produkt PVDF miał wartość połysku zwierciadlanego około 28

PL 193 083 B1 i procentowe zachowanie połysku około 90 procent. Tak więc, po 85 dniach kompozycja z przykładu nr 1 wykazywała wartość połysku zwierciadlanego prawie dwu i półkrotnie większą niż produkt PVDF.

Test połysku zwierciadlanego ilustruje, że kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku wykazują korzystniejsze właściwości połyskowe w porównaniu z konwencjonalnymi chlorowcowanymi kompozycjami i zachowują te korzystniejsze właściwości po długim czasie znacznie lepiej niż konwencjonalne kompozycje. Lepsze zachowywanie połysku wynika ze zwiększonej odporności na warunki atmosferyczne i światło ultrafioletowe kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych niniejszego wynalazku.

W tablicy 2 przedstawiono dane zebrane z testów porównawczych przeprowadzonych według standardów AAMA 605.2 przeprowadzone na kompozycjach z przykładów nr 1 i 1A i na produkcie PVDF. Testy te ilustrują, że powłoki wytworzone z kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych wytworzonych zgodnie z zasadami niniejszego wynalazku (przykłady nr 1 i 1A) wykazują korzystniejsze właściwości: połysku zwierciadlanego, korzystniejszą odporność na ścieranie, korzystniejszą odporność na wilgoć i korzystniejsze zachowanie połysku w porównaniu do powłok wytworzonych z produktu PVDF.

T a b e l a 2 - Wyniki różnych testów

Test	AAMA 605.2	Wyniki przykładów 1 i 1A	Wyniki dla produktu PVDF
1	2	3	4
Jednorodność barwy	7.1	Jednorodność barwy w przedziale	Jednorodność barwy w przedziale
Połysk zwierciadlany	7.2	60 stopni, połysk = 76	60 stopni, połysk = 32
Twardość suchego filmu	7.3	Brak pęknięć filmu przy stopniu F	Brak pęknięć filmu przy stopniu F
Adhezja filmu	7.4.1.1	Sucha adhezja Nieusuwanie filmu	Sucha adhezja Nieusuwanie filmu
Adhezja filmu	7.4.1.2	Morka adhezja Nieusuwanie filmu	Mokra adhezja Nieusuwanie filmu
Adhezja filmu	7.4.1.3	Adhezja we wrzącej wodzie Nieusuwanie filmu	Adhezja we wrzącej wodzie Nieusuwanie filmu
Odporność na uderzenie	7.5	Nieusuwanie filmu przy minimalnej deformacji 0,1 +/- 0,01	Nieusuwanie filmu przy minimalnej deformacji 0,1 +/- 0,01
Odporność na ścieranie	7.6	Współczynnik ścierania >40, rzeczywisty	Współczynnik ścierania >40, rzeczywisty = 70-80
Odporność chemiczna	7.7.1	Odporność na kwas solny. 15 minutowy test plamowy. Brak pęcherzy lub zmian wizualnych	Odporność na kwas solny. 15 minutowy test plamowy. Brak pęcherzy lub zmian wizualnych
Odporność chemiczna	7.7.2	Odporność w moździerzu (test 24 godzinny)	Odporność w moździerzu (test 24 godzinny)
Odporność na kwaśne polutanty	7.7.3	Zmiana barwy powinna być mniejsza niż 5E jednostek (aktualne wyniki = = 0,5)	Zmiana barwy powinna być mniejsza niż 5E jednostek (aktualne wyniki = = 0,4)
Odporność na detergenty	7.7.4	Brak utraty adhezji; brak pęcherzykowania	Brak utraty adhezji; brak pęcherzykowania
Odporność na korozję	7.8.1	Odporność na wilgoć. Nie więcej niż kilka 8F pęcherzyków na 3000 godzinach w komorze wilgotnościowej	Odporność na wilgoć. 8D i 6-5F pęcherzyki po 3000 godz w komorze wilgotnościowej Cleveland (ASTMD2247)

PL 193 083 B1 cd. tabeli 2

1	2	3	4
Odporność na korozję	7.8.2	Odporność na spryskiwanie solami. 3000 godz w półkowej komorze spryskowej (ASTM B117). Spełnia minimalne wartości zarysowań 7 i minimalne wartości pęcherzy 8	Odporność na spryskiwanie solami. 3000 godz w półkowej komorze spryskowej (ASTM B117). Spełnia minimalne wartości zarysowań 7 i minimalne wartości pęcherzy 8
Odporność ma warunki pogodowe	7.9.1	test EMMAQUA-NTM przeprowadzono w laboratoriach DSET. Pho- enix, Arizona zgodnie z normą ASTM U4141-93, procedura C: Początek ekspozycji - 9/9/95; koniec 10/10/96; Całkowita ekspozycja promieniowa (MJ/m2)- 5551735; Całkowita ekspozycja promieniowa (lys)-13268997; ekspozycja promieniowa UV (MJ/m2)- 1400; Dzienna ekspozycja - 368; Delta E-0,82	test EMMAQUA-NTM przeprowadzono w laboratoriach DSET. Pho- enix, Arizona zgodnie z normą ASTM U4141-93, procedura C: Początek ekspozycji -9/9/95; koniec 10/10/96; Całkowita ekspozycja promieniowa (MJ/m2)-5551735; Całkowita ekspozycja promieniowa (lys)13268997; ekspozycja promieniowa UV (MJ/m2)-1400; Dzienna ekspozycja - 368; Delta E-0,82

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku można stosować do wielu materiałów (substratów) takich jak materiały ze stali, murarskie, z plastiku itp., poddawać utwardzeniu w temperaturze otoczenia bez potrzeby zapewniania specjalnych warunków czy też sprzętu. Kompozycje utwardzają się szybko, całkowicie w temperaturze otoczenia i przy wilgotności ponad pięćdziesięcio procentowej w czasie krótszym niż około 10 godzin, i mogą być nakładane za pomocą tkanin, sprajowania, pędzla lub rolki bez potrzeby rozcieńczania lub stosowania specjalnych technik i wyposażenia.

Kompozycje chlorowcowanych żywic polisiloksanowych niniejszego wynalazku można stosować, oprócz sporządzania powłok ochronnych, do konstrukcji takich kompozytów jak wzmacniane włóknem plastiki w formie szablonów, profili itp. stosowanych w samochodach, transporcie towarów, budynkach i konstrukcjach, w przestrzeni powietrznej i obronności oraz w przemyśle górniczym i drążeniu tuneli zapewniając zwiększoną elastyczność, odporność na uderzenie i twardość. Konkretnymi przykładami takich kompozytów są rury (10) posiadające wzmacniające włókna lub włókna ciągłe jak przedstawiono na załączonym rysunku. Rury takie wytwarza się ze zwojów włókien ciągłych wykonanych ze szkła, aromatycznego poliamidu Kevlar, węgla, grafitu i tym podobnych materiałów lub ich kombinacji, połączonych ze sobą za pomocą kompozycji chlorowcowanych żywic polisiloksanowych według niniejszego wynalazku.

Chociaż podano tutaj jedynie ograniczoną liczbę rozwiązań dotyczących kompozycji chlorowcowanych polisiloksanowych żywic, dla znawców dziedziny wiele modyfikacji i wariantów będzie oczywiste. Zgodnie z tym, należy rozumieć że, w zakresie załączonych zastrzeżeń, kompozycje chlorowcowanych polisiloksanowych żywic według niniejszego wynalazku można wytworzyć inaczej niż to szczegółowo tutaj opisano.

Claims (19)

1. Utwardzalna przez sieciowanie kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden półprodukt silikonowy;

PL 193 083 B1 żywicę wybraną spośród grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi;

składnik organiczny zawierający chlorowiec posiadający co najmniej jedną grupę funkcyjną wybraną z grupy obejmującej grupę hydroksylową, aminową i karboksylową; oraz utwardzacz aminowy.

2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera półprodukt silikonowy wybrany spośród grupy obejmującej półprodukty silikonowe z hydroksylowymi i alkoksylowymi grupami funkcyjnymi, o wzorze

-Rl2 η

w którym każdy R10 i R11 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej grupę hydroksylową, grupy alkilową, arylową i alkoksylową, zawierające do sześciu atomów węgla, każda z grup R9 i R12 jest niezależnie wybrana z grupy obejmującej atom wodoru, grupę alkilową i arylową, zawierające do 12 atomów węgla, zaś n jest dobrane tak, że średnia ważona masa cząsteczkowa półproduktu silikonowego mieści się w zakresie od około 100do 10000.

3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera półprodukt silikonowy o wzorze w którym R13 jest wybrany z grupy obejmującej grupę alkilową, arylową i alkoksylową, w którym R14 i R15 są wybrane z grupy obejmującej grupę alkilową, arylową i alkoksylową, R16 stanowi grupę alkilową, zaś n1 jest tak dobrany, że średnia ważona masa cząsteczkowa żywicy siloksanowej mieści sięw zakresie od około 500 do 5000.

4. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera katalizator wybrany z grupy obejmującej związki metaloorganiczne, kwasy, zasady i ich mieszaniny.

5. Utwardzalna przez sieciowanie kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden półprodukt silikonowy wybrany spośród grupy obejmującej półprodukty silikonowe z hydroksylowymi i alkoksylowymi grupami funkcyjnymi;

żywicę wybraną spośród grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi;

składnik organiczny zawierający chlorowiec posiadający co najmniej jedną grupę funkcyjną wybraną z grupy obejmującej grupę hydroksylową, aminową i karboksylową;

co najmniej jeden silan wybrany z grupy obejmującej silany aryloalkoksylowe, silany alkiloalkoksylowe, chlorowcowane silany i ich mieszaniny.

6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera półprodukt silikonowy o wzorze

-Ri2 η

w którym każdy z R10 i R11 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej grupę hydroksylową, grupy alkilową, arylową i alkoksylową, zawierające do sześciu atomów węgla, każdy z R9 i R12 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej atom wodoru, grupę alkilową i arylową, zawierające do

PL 193 083 B1

12 atomów węgla, zaś n jest dobrane tak, że średnia masa cząsteczkowa półproduktu silikonowego mieści się w zakresie od około 100 do 10000.

7. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera półprodukt silikonowy o wzorze w którym R13 jest wybrany z grupy obejmującej grupę alkilową, arylową i alkoksylową, R14 i R15 są wybrane z grupy obejmującej grupę alkilową, arylową i alkoksylową, R16 stanowi grupę alkilową, zaś n1 jest tak dobrany, że średnia ważona masa cząsteczkowa żywicy siloksanowej mieści się w zakresie od około 500 do 5000.

8. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera silan aryloalkoksylowy o wzorze w którym R1 oznacza grupę arylową, zaś każda z grup R2, R3 i R4 oznacza grupę alkoksylową zawierającą mniej niż cztery atomy węgla, o średniej masie cząsteczkowej w zakresie od 150 do 300.

9. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera silan alkoksyalkilowy o wzorze w którym R5 oznacza grupę alkilową zawierającą poniżej czterech atomów węgla, zaś każdy z R6, R7 i R8 oznacza grupę alkoksylową zawierającą poniżej czterech atomów węgla, o średniej masie cząsteczkowej mieszczącej się w zakresie od 100 do 300.

10. Utwardzalna przez sieciowanie kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden półprodukt silikonowy wybrany spośród grupy obejmującej półprodukty silikonowe z hydroksylowymi i alkoksylowymi grupami funkcyjnymi, o wzorze

-Rl2 η

w którym każdy z R10 i R11 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej grupę hydroksylową, grupy alkilową, arylową i alkoksylową, zawierające do sześciu atomów węgla, każdy z R9 i R12 jest niezależnie wybrany z grupy obejmującej atom wodoru, grupę alkilową i arylową zawierające do 12 atomów węgla, zaś n jest dobrane tak, że średnia ważona masa cząsteczkowa półproduktu silikonowego wynosi od około 100 do 10000;

żywicę wybraną z grupy obejmującej żywice akrylowe, żywice poliestrowe, żywice epoksydowe, żywice fenolowe i żywice fenolowo sianowe;

składnik organiczny zawierający chlorowiec posiadający co najmniej jedną grupę funkcyjną wybraną z grupy obejmującej grupę hydroksylową, aminową i karboksylową;

PL 193 083 B1 jeden lub więcej utwardzaczy aminowych oraz katalizatorów, przy czym katalizator jest wybrany spośród grupy obejmującej związki metaloorganiczne, kwasy, zasady i ich mieszaniny;

co najmniej jeden silan wybrany z grupy obejmującej silany aryloalkoksylowe, silany alkiloalkoksylowe, chlorowcowane silany i ich mieszaniny.

11. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, że zawiera dodatkowy półprodukt silikonowy o wzorze w którym R13 jest wybrany z grupy obejmującej grupę alkilową, arylową, i alkoksylową, R14 i R15 są wybrane z grupy obejmującej grupą alkilową, arylową i alkoksylową, w którym R16 stanowi grupę alkilową, zaś n1 jest tak dobrany, że średnia ważona masa cząsteczkowa żywicy siloksanowej mieści się w zakresie od około 500 do 5000.

12. Kompozycja według zastrz. 10, znamienna tym, że zawiera aminowy utwardzacz, który jest aminosilanem o wzorze

Y-Si-(O-X)3 w którym Y oznacza H(HNR17)a i „a oznacza liczbę całkowitą od dwa do siedem, każdy z R17 oznacza dwufunkcyjny rodnik organiczny niezależnie wybrany z grupy obejmującej rodniki arylowy, alkilowy, dialkiloarylowy, alkoksyalkilowy i cykloalkilowy, R17 może zmieniać się dla każdej cząsteczki Y, zaś każdy X może być taki sam lub różny i wybrany jest z grupy obejmującej grupę alkilową, hydroksyalkilową, alkoksyalkilową i hydroksyalkoksyalkilową, zawierające mniej niż około sześciu atomów węgla.

13. Kompozycja chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienna tym, że zawiera zasadniczo co najmniej jeden półprodukt silikonowy wybrany spośród grupy obejmującej półprodukty silikonowe z hydroksylowymi i alkoksylowymi grupami funkcyjnymi;

żywicę wybraną spośród grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi;

składnik organiczny zawierający chlorowiec posiadający co najmniej jedną grupę funkcyjną wybraną z grupy obejmującej grupę hydroksylową, aminową i karboksylową;

co najmniej jeden silan wybrany z grupy obejmującej silany aryloalkoksylowe, silany alkiloalkoksylowe, chlorowcowane silany i ich mieszaniny.

14. Sposób wytwarzania kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienny tym, że łączy się co najmniej jeden półprodukt silikonowy; z żywicą wybraną z grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi tworząc mieszaninę;

składnikiem organicznym zawierającym chlorowiec i posiadającym grupę funkcyjną wybraną z grupy aminowej, hydroksylowej i karboksylowej ;

aminowym utwardzaczem, a następnie przeprowadza się reakcję składników mieszaniny sieciując chlorowcowaną kompozycję żywicy polisiloksanowej.

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że reakcję przeprowadza się w temperaturze otoczenia w obecności wody.

16. Sposób wytwarzania kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienny tym, że łączy się co najmniej jeden półprodukt silikonowy wybrany spośród grupy obejmującej półprodukty silikonowe z hydroksylowymi i alkoksylowymi grupami funkcyjnymi; z żywicą wybraną z grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi tworząc mieszaninę;

PL 193 083 B1 składnikiem organicznym zawierającym chlorowiec i posiadającym grupę funkcyjną wybraną z grupy aminowej, hydroksylowej i karboksylowej;

co najmniej jednym silanem wybranym z grupy obejmującej silany aryloalkoksylowe, silany alkiloalkoksylowe i chlorowcowane silany; oraz jednym lub więcej utwardzaczy aminowych oraz katalizatorów, przy czym katalizator jest wybrany spośród grupy obejmującej związki metaloorganiczne, kwasy, zasady i ich mieszaniny; tworząc mieszaninę;

a następnie przeprowadza się reakcję składników mieszaniny sieciując chlorowcowaną kompozycję żywicy polisiloksanowej.

17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że reakcję przeprowadza się w temperaturze otoczenia.

18. Sposób wytwarzania kompozycji chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej, znamienny tym, że tworzy się chlorowcowany organooksysilan przeprowadzając reakcję jednego lub większej liczby półproduktów silikonowych wybranych z grupy obejmującej półprodukty silikonowe zawierające hydroksylowe i alkoksylowe grupy funkcyjne, z silanem i składnikiem organicznym zawierającym chlorowiec i hydroksylowe grupy funkcyjne oraz ze składnikiem wybranym z grupy obejmującej trzeciorzędowe aminy, aminosilany, związki metaloorganiczne, kwasy, zasady i ich mieszaniny, po czym przeprowadzając polikondensację połączonych składników z wytworzeniem usieciowanego chlorowcowanego organooksysilanu;

następnie przeprowadza się kondensację chlorowcowanego organooksysilanu z żywicą wybraną z grupy obejmującej żywice z hydroksylowymi i epoksydowymi grupami funkcyjnymi z wytworzeniem usieciowanej chlorowcowanej żywicy polisiloksanowej.

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że kondensację przeprowadza się w temperaturze otoczenia.