-
-
Verschmutzungsverhindernde Überzugszusammensetzung
-
Die Erfindung betrifft verschutzungsverhindernde Überzugszusammensetzungen,
die man auf Schiffsrümpfe, Hafenanlagen und Seewasseranlagen aufbringt, um die dem
Seewasser ausgesetzten Rümpfe und dergleichen gegen das Anhaften von Meeresorganismen
zu schützen.
-
Die Anhaftung von Meeresorganismen an Schiffsrümpfe, Hafenanlagen
und Seewasseranlagen und dergleichen verursacht erheblichen wirtschaftlichen Schaden.
Um diesem nachteiligen Phänomen beizukommen, hat man schon die Oberfläche von dem
Seewasser ausgesetzten Schiffsrümpfen und dergleichen mit verschmutzungssicheren
Anstrichen versehen und die toxische Wirkung, die von einer verschmutzungssicheren
Komponente allmählich aus dem Farbüberzug in das Seewasser abgegeben wird verhindert
eine Verschmutzung des Rumpfes und dergleichen durch.Anhaften von Meeresorganismen.
-
(Diese Verschmutzung durch das- Anhaften von Meeresorganismen wird
nachfolgend einfach als "Verschmutzung" bezeichnet.) Bei einem verschmutzungsverhindernden
Anstrich hat man im allgemeinen verschiedene anorganische Kupferverbindungen oder
organische Zinnverbindungen als verschmutzungsverhindernde Komponente verwendet.
Um aber eine saubere ozeanische Umgebung in Zukunft zu gewährleisten, besteht ein
Bedürfnis nach nicht toxischen verschmutzungssicheren Anstrichen.
-
Verfahren zur Verhinderung der Verschmutzung, bei denen man die Oberfläche
von Bauten und dergleichen, die im Meer befindlich sind, mit Silikonkautschuktypen
die bei Raumtemperatur hAren beschichtet, sind aus der US-PS 3,702,778 und aus den
japanischen Patentveröffentlichungen 53-35974, 56-26272 und der JP-OS 56-92971 bekannt.
-
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diesen Stand der Technik
nachgearbeitet und sind dabei zu dem Ergebnis gekommen, daß Silikonkautschuk die
verschmutzungsverhindernde Wirkung nur während eines kurzen Zeitraums (etwa 3 Monate)
aufweist, schlechte filmbildende Eigenschaften hat, hohe Kosten verursacht und außerdem
schlecht an den Oberflächen von zahlreichen üblichen Korrosionsschutzüberzügen haftet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine verschmutzungsverhindernde
Überzugszusammensetzung aufzuzeigen, die verbesserte verschmuZzungsverhindernde
Wirkung sowie eine verbesserte Anhaftung zeigt und die weniger kostet.
-
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine verschmutzungsverhindernde
Überzugszusammensetzung gelöst, die sich aus einem Silikonkautschukzwischenprodukt-Kondensat,
welches bei Raumtemperatur härtbar ist und einer flüssigen Paraffin-Petrolatmischung,
welche den gleichen Grad der kritischen Oberflächenspannung wie der Silikonkautschuk
aufweist, zusammensetzt und wobei die Komponenten in einem bestimmten Verhältnis
vorliegen und- wobei das Zwischenkondensat und die Mischung in einem Verhältnis
vorliegen, welches innerhalb einem spezifischen Mischbarkeitsbereiches fällt.
-
Das für die vorliegende Erfindung verwendete Silikonkautschukzwischenkondensat
erhält man, indem man Silikonkautschukzwischenkondensat, das am Ende der Molekulareinheit
eine reaktive Gruppe wie eine Alkoxygruppe (-OR), eine Acyloxygruppe
eine Oximgruppe (-ON=C) oder eine Cyanatgruppe (-NCO) enthält in einem Lösungsmittel
wie beispielsweise Toluol, Xylol oder Lösungsbenzin löst und zwar in einer Konzentration
im Bereich von 40 bis 60 Gew.-%. Der Silikonkautschuk dieser Art hat eine der nachfolgenden
allgemeinen Formeln:
worin R1, R2 und R' jeweils eine Alkylgruppe, eine Allylgruppe
oder eine Vinylgruppe bedeuten Beispiele für andere mögliche reaktive Gruppen am
Ende der Molekulareinheit des Zwischenkondensats sind -N=C,
und -O-TiOC -(worin R und R' jeweils eine Alkylgruppe oder eine Allylgruppe bedeuten).
-
Zum Zwecke der Erfindung benötigt man flüssiges Pa-Paraffin mit einer
kinematischen Viskosität bei 400C im Bereich von 50 bis 110 centistokes. Das Petrolatum
für die vorliegende Erfindung soll ein halbfestes Wachs sein mit einem Schmelzpunkt
im Bereich von .45 bis 85"C und einer Viskosität (viscidity) bei 25"C im Bereich
von 80 bis 210. Das flüssige Paraffin und das Petrolatum sollen in einem Verhältnis
vereint werden, daß die erhaltene Mischung eine kinematische Viskosität bei 25"C
im Bereich von 5.000 bis 10.000 centistokes und eine kritische Oberflächenspannung
von nicht mehr als 2,3 dyn/cm aufweist. Liegt die Viskosität oberhalb der oberen
Grenze oder unterhalb der unteren Grenze in dem vorerwähnten Bereich und beträgt
die kritische Oberflächenspannung mehr als 2,3 dyn/cm, dann ist die verschmutzungsverhindernde
Kapazität der Zusammensetzung nicht ausreichend. Das tlisch-Gewichtsverhältnis des
flüssigen Paraffins und des Petrolatums soll in den Bereich von 1 bis 3 : 1, vorzugsweise
2 bis 3 : 1 fallen. Weicht das Mischverhältnis von diesem Bereich ab, dann weist
der aufgebrachte Film aus der Überzugszusammensetzung eine merklich schlechtere
verschmutzungsverhindernde Eigenschaft auf als man erfindungsgemäß erwartet.
-
Die flüssige Paraffin-Petrolatummischung wird dem bei Raumtemperatur
härtendem Silikonkautschukzwischenkondensat in einem Verhältnis zugegeben, das im
Bereich von 35 bis 95 Gew.% (auf das Gewicht bezogen, wie auch alle späteren Angaben),
bezogen auf das Zwischenkondensat, liegt. Für praktische Zwecke liegt das Verhältnis
vorzugsweise im Bereich von 50 bis 75 %. Beträgt der Anteil weniger als die Untergrenze
des vorerwähnten Bereiches, weist die Zusammensetzung nicht die verschmutzungs-verhindernde
Wirkung auf.
-
Liegt sie oberhalb der oberen Grenze, dann ist die flüssige Paraffin-Petrolatummischung
nicht mehr mit dem Silikonkautschukzwischenkondensat mischbar, und infolgedessen
fehlt der hergestellten Zusammensetzung die Filmbildungseigenschaft und die Klebefähigkeit.
-
Deshalb ist jede Abweichung von den vorerwähnten Bereichen unerwünscht.
-
Nachfolgend wird das Auftragen der Überzugszusammensetzung gemäß der
Erfindung beschrieben. Diese Überzugszusammensetzung wird auf die Oberfläche eines
korrosionssicheren Films aufgebracht, der wiederum auf die Außenhülle eines dem
Seewasser ausgesetzen Materials aufgebracht ist. Der korrosionssichere Überzug kann
ein Anstrich sein aus beispielsweise Chlorkautschuk, Vinylchloridharz, Epoxyharz,
Teer-Epoxyharz und Urethanharz, wie sie bereits in großem Masse angewendet werden.
Wird die Überzugszusammensetzung direkt auf die Oberfläche des korrosionssicheren
Films aufgetragen, dann haftet er nur schlecht an dem Film und blättert ab. Um eine
gute Haftung der Zusammentzung an dem Film zu gewährleisten wendet man
ein
Verfahren an, bei dem man zunächst den korrosionssicheren Überzug aufbringt, auf
diesem Überszug aus einem korrosionssicheren Anstrich dann ein Zusammensetzung aufbringt,
die hergestellt wurde durch Kombinieren des gleichen korrosionssicheren Anstrichmaterials
mit 3 bis 10 %, bezogen auf das Anstrichmaterial mit 40 bis 60 % Toluol (und/oder
Xylol)-Lösung des vorerwähnten Silikonkautschukzwischenkondensats, worauf man dann
die aufgebrachte Schicht der Lösung trocknet und auf die getrocknete Schicht dann
die erfindungsgemäße Überzugszusammensetzung aufbringt. Bei diesem Verfahren wird
-die Haftung zwischen dem Film aus korrosionsbeständigem Überzug auf den dem Meerwasser
ausgesetzten Gebäude und dergleichen und der Film aus der erfindungsgemäBen Zusammensetzung
verbessert, weil sich zwischen diesen beiden Filmen eine Schicht befindet aus einer
Mischung der vorerwähnten korrosionssicheren Anstrichmasse mit dem Silikonkautschukzwischenkondensat.
Das Silikonkautschukzwischenkondensat, das in den korrosionssicheren Überzug inkorporiert
ist, wandert selbst in die zweite Schicht aus dem korrosionssicheren Überzug und
mischt sich längs der Oberfläche der zweiten Schicht mit -dem Film aus der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung und härtet dann schließlich. Auf diese Weise ergibt das Zwischenkondensat
eine Verankerungswirkung und sichert eine feste Haftung zwischen den beiden Filmen.
Durch das Auftragen der Vermittlungsschicht in der vorerwähnten Weise wird die erfindungsgemäße
Überzugszusammensetzung universell anwendbar.
-
Die erfindungsgemäße Überzugszusammensetzung wird durch Kombination
eines Silikonkautschukzwischenkondensats, das bei Raumtemperatur härtet, mit einem
flüssigen Paraffin-Petrolatumgemisch, wie man es bei der Reinigung eines Petroleumdestilats
erhält, und einem organischen Lösungsmittel erhalten. Es kann auf die Oberfläche
eines'gegebenen Substrates mit Hilfe eines üblichen Auftragungsmittels, wie einer
Bürste oder alls Spray aufgebracht werden. Der aufgetragene Film in der Überzugszusammensetzung
wird dann durch die Wirkung von Feuchtigkeit (Wasser), die sich in der Luft befindet,
durch chemische Reaktion gehärtet.
-
Beim Härten bildet der aufgetragene Film einen Film aus, der aus einer
Kombination des Silikonkautschuks mit der flüssigen Paraffin-Petrolatummischung
besteht. Dieser Film zeigt eine niedrige kritische Oberflächenspannung von etwa
20 dyn/cm.
-
Die verschmutzungsverhindernde Fähigkeit kommt zum Ausdruck druch
die niedrige kritische Oberflächenspannung aus der Kombination des Silikonkautschuks
mit dem flüssigen Paraffin-Petrolatungemisch. Es wurde experimentell bewiesen, daß
das Mischungsverhältnis zwischen dem flüssigen Paraffin und dem Petrolatum und das
Mischungsverhältnis zwischen dem flüssigen Paraffin-Petrolatumgemisch und dem Silikonkautschuk
eine erhebliche Wirkung auf die verschmutzungsverhindernde Fähigkeit der Überzugszusammensetzung
hat. Dies beruht darauf, daß beim Aussetzen des gehärteten Films aus der Überzugszusammensetzung
gegen Seewasser die Molekularfreiheit der wasserabstossenden Gruppe (hauptsächlich
CH3- im Falle eines Sili-
konkautschuks), die an der Oberfläche
des die Matrix des Filmes bildenden Silikonkautschuks orientiert ist vergrößert
wird, wenn das Mischungsverhältnis richtig gewählt wurde.
-
Beispiel Die Erfindung wird anhand typischer Formulierungen der Überzugszusammensetzung
und an einigen typischen Beispielen (die nachfolgend kollektiv als Beispiele bezeichnet
werden) gezeit. -Typische Formulierungen der als Komponenten verwtendeten Materialien
sind dabei nur beschreibend ;und nicht begrenzend aufzufassen. Bei den nachfolgenden
typischen Formulierungen werden die Anteile der Komponenten in allen Fällen in Gew.%
ausgedrückt.
-
Tabelle 1 zeigt das Mischungsve-rhältnis zwischen flüssigen Paraffin
und Petrolatum und Tabelle 2 zeigt typische Fprmulierungen unter Verwendung der
Mischungen von Tabelle 1 und.einem bei Raumtemperatur härtenden Silikonkautschukzwischenkondensat
(ausgedrückt als Feststoffanteile) und einem organischen Lösungsmittel.-
Tabelle
1
| Formulierung Nr. 1 2 3 4 |
| Komponente |
| Flüssigparaffin JIS K-2231 Äquivalent 1,5 2 2,5 3 |
| Petrolatum JIS K-2235 Äquivalent 1 1 1 1 |
* JIS = japanischer Industriestandard
Tabelle 2
| 1 Nr. 5 6 7 8 9 10 11 12 |
| Koniponent e |
| Bei Raumtemperatur härtendes 36 34 32 36 38 36 34 36 |
| Si N. Sj a( o c |
| kondensat |
| O \0 O ige In |
| mischung |
| ur 1 20 30 25 |
| ur 2 25 20 - 20 |
| Formulierung 3 15 |
| . . 4 20 |
| . to |
| W o u o v |
| ao X « « H ur |
| b X O N N 8 t |
| ~l 1t |
| \ e « 8 N |
| 9 o 8 vD |
| - X es $ H ur |
| w I |
| 21 @ @ 16 |
| X I X & W |
| 21 m e W W |
| / h ß H«nn ffi |
| l 3 i W W k S |
| / & eq 12 t ~ |
| 1 S X X B ,@ { M @ |
| / | :3 | W i |
| I E 'X 't 8 a w |
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Überzugszusammensetzungen
werden flüssiges Paraffin und Petrolatum in den- in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen
abgewogen. In einem Gefäß aus Kunststoff oder Eisen werden sie zu einer Mischung
verknetet. Dann wird eine bestimmte Menge dieser Mischung zu einer zuvor hergestellten
Lösung gegeben, wobei die Lösung hergestellt wurde, indem man ein bei Raumtemperatur
härtendes Silikonkautschukzwischenkondensat in einem organischen Lösungsmittel löste
und anschließend bis zur Homogenität mit einem Rührer rührte. Auf diese Weise erhielt
man eine Überzugs zusammensetzung gemäß der Erfindung.
-
Eine Überzugs zusammensetzung der oben angegebenen typischen Formulierung
wurde auf beide Seiten einer Stahlplatte (100 x 300 x 3 mm) in einer Trockenfilmdicke
von 100 um aufgetragen, nachdem man die Seiten der Stahlplatte zunächst mit einem
orrosionsüberzug vom Epoxytyp oder vom Teer-Epoxytyp überzogen hatte und weiterhin
einen Überzug darauf aufgebracht hatte, der erhalten wurde durch Zugabe von Komponente
A (45-tige Toluollösung) gemäß Tabelle 2 in einer Feststoffkonzentration von 3 bis
10 % auf den vorerwähnten korrosionssicheren Überzug. Die überzogenen Stahlplatten
wurden in Seewasser eingetaucht und nach 12 Monaten bzw. 24 Monaten wurde die Verschmutzungssicherheit
geprüft. Zum Vergleich wurden Stahlplatten mit Zusammensetzungen überzogen, die
erhalten worden waren aus einer Mischung eines Silikonkautschukzwischenkondensats
mit 70 %, bezogen auf das Zwischenkondensat, von verschiedenen flüssigen Paraffinen
und
Petrolatunien auf Stahlplatten, wobei die Überzüge gemäß der
Erfindung durchgeführt worden mit der Ausnahme, daß die Bildung der Zwischenschicht
weggelassen wurde. Es wurde der gleiche Prüftest angewendet. Die Ergebnisse des
Eintauchtests werden in Tabelle 3 gezeigt.
-
Tabelle.3
| Primer Zwischen- Beispiel 3-monatiges 12-monatiges 24-monatiges |
| schicht Eintauchen Eintauchen Eintauchen |
| Formulierung 5 keine Verunreinigung keine Verunreinigung leichte
Anhaftung eines Schleims |
| 10 % Formulierung 6 " " " |
| Formulierung 7 " " " |
| Epoxy- Formulierung 8 " " " |
| überzug |
| Formulierung 9 " " leichte Anhaftung von grünen |
| Algen und Muscheln |
| Formulierung 10 " " " |
| 3 % Formulierung 11 " " leichte Anhaftung eines Schleims |
| Formulierung 12 " " " |
| Formulierung 6 " " " |
| 10 % Formulierung 8 " " " |
| Formulierung 9 " " leichte Anhaftung von grünen |
| Teer- Algen und Muscheln |
| Epoxy- |
| überzug Formulierung 10 " " " |
| 5 % Formulierung 11 " " leichte Anhaftung eines Schleims |
| Formulierung 12 " " " |
| keine Zwi- Formulierung 6 " aufgebrachter Überzug |
| schen löste sich ab |
| schicht Formulierung 8 " " |
| Vergleich 1 |
| (enthaltend starke Anhaftung |
| 70% flüssiges von grünen Algen |
| Paraffin) |
| Epoxy- 5 % |
| überzug Vergleich 2 (ent- " |
| haltend 70 % Pe- |
| trolat) |
Anmerkung: * Die Prozentzahlen geben das Mischverhältnis der Silikonkautschukzwischenkondensatlösung
mit dem gleichen Überzug wie dem Primer an.
-
Aus der Tabelle wird ersichtlich, daß die Überzugszusammensetzung
gemäß der Erfindung während einer langen Zeit eine hervorragende ver-schmutzungsverhindernde
Wirkung aufweisen.