RU2778792C2 - Water-based primer - Google Patents
Water-based primer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778792C2 RU2778792C2 RU2020104473A RU2020104473A RU2778792C2 RU 2778792 C2 RU2778792 C2 RU 2778792C2 RU 2020104473 A RU2020104473 A RU 2020104473A RU 2020104473 A RU2020104473 A RU 2020104473A RU 2778792 C2 RU2778792 C2 RU 2778792C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- zinc
- primer
- component
- paragraphs
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 93
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 68
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 49
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 73
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 26
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 25
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 24
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229940091251 Zinc Supplements Drugs 0.000 claims description 23
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 19
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 12
- 229960000306 Zinc Gluconate Drugs 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011670 zinc gluconate Substances 0.000 claims description 10
- 235000011478 zinc gluconate Nutrition 0.000 claims description 10
- KOYYEPZTIWTHDY-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;zinc;dihydrate Chemical compound O.O.[Zn].[Zn].[Zn].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KOYYEPZTIWTHDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940068475 ZINC CITRATE Drugs 0.000 claims description 9
- WHMDKBIGKVEYHS-IYEMJOQQSA-L Zinc gluconate Chemical compound [Zn+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O WHMDKBIGKVEYHS-IYEMJOQQSA-L 0.000 claims description 9
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011746 zinc citrate Substances 0.000 claims description 9
- 235000006076 zinc citrate Nutrition 0.000 claims description 9
- QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J hydrogen phosphate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].OP([O-])([O-])=O.OP([O-])([O-])=O QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 8
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H Zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 7
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N Iron phosphide Chemical compound P.[Fe].[Fe].[Fe] VAKIVKMUBMZANL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N Zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021523 barium zirconate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BJJVDFHQHSBAFC-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)zirconium Chemical compound [Ca+2].[O-][Zr]([O-])=O BJJVDFHQHSBAFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000002633 protecting Effects 0.000 claims description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 5
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L Calcium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims description 4
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 claims description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 142
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 33
- 101700050571 SUOX Proteins 0.000 description 21
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 13
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L Zinc chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 9
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 8
- DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L Zinc acetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O DJWUNCQRNNEAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N Zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 8
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 8
- 235000013904 zinc acetate Nutrition 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 6
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 5
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 5
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960001939 zinc chloride Drugs 0.000 description 4
- 239000004801 Chlorinated PVC Substances 0.000 description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N Potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229920000457 chlorinated polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N Aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003811 Fingers Anatomy 0.000 description 2
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N Lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N Methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 2
- WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M Sodium benzoate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000314 Zinc Acetate Drugs 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- OBFQBDOLCADBTP-UHFFFAOYSA-N aminosilicon Chemical compound [Si]N OBFQBDOLCADBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N oxo-oxoalumanyloxy-[oxo(oxoalumanyloxy)silyl]oxysilane;dihydrate Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036961 partial Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 230000002335 preservative Effects 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 125000005373 siloxane group Chemical group [SiH2](O*)* 0.000 description 2
- 235000010234 sodium benzoate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004299 sodium benzoate Substances 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OC HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XVBMQCYSMOKXNC-JJKGCWMISA-M (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate;zinc Chemical compound [Zn].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O XVBMQCYSMOKXNC-JJKGCWMISA-M 0.000 description 1
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-Aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 2qpq Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JMCMBKXKEBELAE-UHFFFAOYSA-N 3-(3-aminopropyl-ethoxy-methylsilyl)oxybutan-1-amine Chemical class NCCC[Si](C)(OCC)OC(C)CCN JMCMBKXKEBELAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZWXWSVCNSPBLH-UHFFFAOYSA-N 3-(3-aminopropyl-methoxy-methylsilyl)oxypropan-1-amine Chemical class NCCC[Si](C)(OC)OCCCN MZWXWSVCNSPBLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropylurea Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC(N)=O LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940072107 Ascorbate Drugs 0.000 description 1
- 229940050390 Benzoate Drugs 0.000 description 1
- FIRQYUPQXNPTKO-UHFFFAOYSA-N CTK0I2755 Chemical compound N[SiH2]N FIRQYUPQXNPTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940001468 Citrate Drugs 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N L-ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(O)=C(O)C1=O TYQCGQRIZGCHNB-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 229940001447 Lactate Drugs 0.000 description 1
- 101700048052 MUC15 Proteins 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-XIXRPRMCSA-N Mesotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-XIXRPRMCSA-N 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N N'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical class CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFOZMMAXUUCIKU-UHFFFAOYSA-N N-(3-triethoxysilylpropyl)butan-1-amine Chemical compound CCCCNCCC[Si](OCC)(OCC)OCC KFOZMMAXUUCIKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCOASYLMDUQBHW-UHFFFAOYSA-N N-(3-trimethoxysilylpropyl)butan-1-amine Chemical compound CCCCNCCC[Si](OC)(OC)OC XCOASYLMDUQBHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940049964 Oleate Drugs 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N Tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003813 Thumb Anatomy 0.000 description 1
- HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N Trolnitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCN(CCO[N+]([O-])=O)CCO[N+]([O-])=O HWKQNAWCHQMZHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N Vinylsilane Chemical class [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940050168 ZINC LACTATE Drugs 0.000 description 1
- 229940100142 ZINC PIDOLATE Drugs 0.000 description 1
- 229940046282 Zinc Drugs 0.000 description 1
- 229940085658 Zinc Citrate Trihydrate Drugs 0.000 description 1
- CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L Zinc lactate Chemical compound [Zn+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L Zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M benzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday Effects 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 229940044170 formate Drugs 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-M glycerate Chemical compound OCC(O)C([O-])=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M glycolate Chemical compound OCC([O-])=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-M laurate Chemical compound CCCCCCCCCCCC([O-])=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940070765 laurate Drugs 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-M lysinate Chemical compound NCCCCC(N)C([O-])=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940049920 malate Drugs 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-L malate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C(O)CC([O-])=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005341 metaphosphate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002454 metastable transfer emission spectrometry Methods 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M methanoate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M 0.000 description 1
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 1
- GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;dihydrate Chemical compound O.O.OC(=O)C(O)=O GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-M picolinate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=N1 SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical compound OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-M stearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940114926 stearate Drugs 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 description 1
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyldisulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQRACKNXKKOCJY-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(3-trimethoxysilylpropyldisulfanyl)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCSSCCC[Si](OC)(OC)OC NQRACKNXKKOCJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSJRDSLPNMGNFG-UHFFFAOYSA-H trizinc;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O VSJRDSLPNMGNFG-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-M valerate Chemical compound CCCCC([O-])=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940070710 valerate Drugs 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N zinc dication Chemical class [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011576 zinc lactate Substances 0.000 description 1
- 235000000193 zinc lactate Nutrition 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
ГРУНТОВКА НА ВОДНОЙ ОСНОВЕWATER-BASED PRIMER
Настоящее изобретение относится к новой композиции грунтовки для нанесения на такие субстраты, как сталь. В частности, настоящее изобретение относится к композиции грунтовки, содержащей золь полисилоксана, водорастворимую соль цинка и антикоррозионный пигмент. Грунтовка согласно настоящему изобретению является быстро отверждающейся, стойкой к истиранию, имеет низкое содержание летучих органических соединений (ЛОС) и, что наиболее важно, обладает ранней стойкостью к воде. Кроме того, грунтовка предпочтительно обладает хорошими антикоррозионными свойствами, быстрым отверждением, низким содержанием ЛОС и хорошей стойкостью к истиранию. Предпочтительными являются заводские грунтовки. На грунтовку также можно наносить дополнительные слои покрытия без существенной предварительной обработки и без потери адгезии между слоями.The present invention relates to a novel primer composition for application to substrates such as steel. In particular, the present invention relates to a primer composition comprising a polysiloxane sol, a water-soluble zinc salt, and an anti-corrosion pigment. The primer of the present invention is fast curing, abrasion resistant, low in volatile organic compounds (VOC) and, most importantly, has early water resistance. In addition, the primer preferably has good anti-corrosion properties, fast curing, low VOC content, and good abrasion resistance. Factory primers are preferred. The primer can also be coated with additional coats without significant pre-treatment and without loss of adhesion between coats.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Известны системы грунтовочных покрытий на основе растворителей. Тем не менее, в условиях все возрастающего внимания к проблемам окружающей среды существует сильное желание разработать улучшенную технологию, которая обеспечила бы возможность применения систем покрытий на водной основе в качестве грунтовок и позволила избежать решений с использованием органических растворителей. В этом направлении ведущая технология грунтовок на водной основе основана на силикатах щелочных металлов. Solvent-based primer systems are known. However, with increasing attention to environmental issues, there is a strong desire to develop improved technology that would enable the use of water-based coating systems as primers and avoid solutions using organic solvents. In this direction, the leading water-based primer technology is based on alkali metal silicates.
Falberg (US5580371) предложил пример цинксодержащей грунтовки, обеспечивающей долговечное коррозионностойкое покрытие, в сочетании с подходящей свариваемостью. Грунтовка содержит цинк, фосфид железа и водный раствор силиката калия. Falberg (US5580371) provided an example of a zinc-containing primer providing a durable corrosion resistant coating combined with suitable weldability. The primer contains zinc, iron phosphide and an aqueous solution of potassium silicate.
Относительно недавно в US6468336 предложена заводская грунтовка на основе силикатов, содержащая цинк, слюдяной оксид железа и силикат.More recently, US6468336 has proposed a silicate based shop primer containing zinc, mica iron oxide and silicate.
Следовательно, заводские грунтовки на водной основе на основе связующих силикатов щелочных металлов хорошо известны на современном рынке, и обычно обладают многими из признаков, необходимых для грунтовки, особенно для заводской грунтовки, например, низким содержание летучих веществ, коротким временем высыхания, свариваемостью и так далее. Однако заводские грунтовки на водной основе, содержащие силикаты щелочных металлов, страдают от одной важной проблемы. В основе заводских грунтовок на водной основе, содержащей силикаты щелочных металлов, лежат связующие силикаты натрия, калия или лития, которые в водном растворе имеют очень высокий pH, обычно в диапазоне pH 11 - 12. Высокий pH на поверхности субстрата будет являться причиной того, что следующее покрытие, обычно краска эпоксидного типа, будет терять адгезию и образовывать пузыри при воздействии воды на систему. С любой стали, загрунтованной заводской грунтовкой на основе силикатов щелочных металлов, следует или полностью удалять грунтовку, или тщательно и многократно промывать пресной водой перед нанесением верхнего покрытия для того, чтобы избежать указанной проблемы. Therefore, water-based shop primers based on alkali metal silicate binders are well known in today's market, and usually have many of the features required for a primer, especially for shop primer, such as low volatile content, short drying time, weldability, and so on. . However, water-based factory primers containing alkali metal silicates suffer from one major problem. Water-based shop primers containing alkali metal silicates are based on sodium, potassium or lithium silicate binders, which in aqueous solution have a very high pH, typically in the pH range of 11 - 12. A high pH on the surface of the substrate will cause the next coat, usually an epoxy type paint, will lose adhesion and blister when the system is exposed to water. Any steel primed with an alkali metal silicate shop primer should either be completely stripped of the primer or rinsed thoroughly and repeatedly with fresh water prior to topcoating to avoid this problem.
Кроме того, силикаты щелочных металлов требуют специального производственного оборудования и оборудования для нанесения, в которых все части, находящиеся в контакте с влажной краской, должны быть изготовлены из неметаллических материалов. In addition, alkali metal silicates require special manufacturing and application equipment in which all parts in contact with the wet paint must be made from non-metallic materials.
Существует значительная нужда в разработке новых грунтовок на водной основе, не основанных на силикатах щелочных металлов. There is a significant need to develop new water-based primers not based on alkali metal silicates.
Особенно желательно обеспечить грунтовку, удовлетворяющую указанным требованиям, и при этом также быстро высыхающую даже в условиях высокой влажности. В некоторых условиях может быть неизбежно, что изделие с нанесенной грунтовкой подвергается воздействию высокой влажности. It is particularly desirable to provide a primer that meets these requirements while also drying quickly even under high humidity conditions. Under some conditions, it may be unavoidable that the primed article is exposed to high humidity.
Авторы настоящего изобретения предложили грунтовку на водной основе с очень низким содержанием ЛОС, разбавляемую водой и быстро высыхающую с приданием водостойкости. Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является заводская грунтовка, обладающая превосходной свариваемостью с минимумом пор, брызг при сварке и копоти при сварке, обладающая превосходной стойкостью к истиранию, поверх которой можно непосредственно наносить большинство красок. Также грунтовка противостоит воздействию атмосферных условий, воды, химикатов и растворителей, и подходит для нанесения при помощи традиционного оборудования, такого как безвоздушное распыление.The present inventors have provided a very low VOC, water-based primer that is diluted with water and dries quickly to provide water resistance. A further advantage of the present invention is a factory primer having excellent weldability with a minimum of pores, welding spatter and welding soot, excellent abrasion resistance, over which most paints can be applied directly. The primer also resists weathering, water, chemicals and solvents and is suitable for application with conventional equipment such as airless spray.
Грунтовка основана на водном связующем полисилоксане в сочетании с водорастворимой солью цинка, и может также содержать антикоррозионный пигмент. Неожиданно было обнаружено, что определенное сочетание компонентов, указанных в пункте 1 формулы изобретения, может давать композицию, удовлетворяющую всем требованиям к грунтовке, особенно к заводской грунтовке, в частности, касающихся времени высыхания, стойкости к воде и химикатам, стойкости к истиранию и возможности нанесения поверх грунтовки слоев новой краски без необходимости удаления или многократного промывания грунтовки.The primer is based on an aqueous polysiloxane binder combined with a water soluble zinc salt, and may also contain an anti-corrosion pigment. Surprisingly, it has been found that a certain combination of the components specified in claim 1 of the claims can give a composition that satisfies all the requirements for a primer, especially for a shop primer, in particular regarding drying time, water and chemical resistance, abrasion resistance and applicability. over the primer of new paint layers without the need to remove or rinse the primer multiple times.
Полисилоксановое связующее для применения в грунтовке согласно настоящему изобретению не является новым и описано, в числе прочего, в US2011/0268899 и US2014/0106176. Однако в указанных документах в первую очередь рассматривают структуру связующего, а не конкретные композиции грунтовок, обладающие выгодными характеристиками. Авторы настоящего изобретения дополняют идеи указанных документов определением конкретных грунтовок, исключительно полезных в данной области техники, в частности, в качестве заводских грунтовок. The polysiloxane binder for use in a primer according to the present invention is not new and is described inter alia in US2011/0268899 and US2014/0106176. However, these documents are primarily concerned with the structure of the binder and not with specific primer compositions having advantageous characteristics. The authors of the present invention complement the ideas of these documents by defining specific primers that are extremely useful in the art, in particular as shop primers.
Известно, что некоторые соединения, такие как оксид цинка, иногда добавляли в грунтовки в качестве ингибиторов коррозии. Новым является понимание того, что введение некоторых водорастворимых солей цинка приводит, в числе прочего, к быстрому высыханию и выгодам при нанесении верхнего покрытия. Быстрое высыхание может сочетаться с применением микросфер для улучшения твердости и уменьшения образования пор и обратного распространения пламени.It is known that certain compounds, such as zinc oxide, have sometimes been added to primers as corrosion inhibitors. What is new is the understanding that the addition of certain water-soluble zinc salts results, among other things, in fast drying and topcoating benefits. Fast drying can be combined with the use of microspheres to improve hardness and reduce porosity and flame retardation.
Настоящее изобретение, в частности, относится к заводским грунтовкам. Контейнеры для перевозки по морю и другие корабельные металлические объекты обычно собирают посредством сварки ряда отдельных металлических деталей. В корабельных и промышленных сооружениях обычно желательно предварительно покрывать сталь цинксодержащей грунтовкой перед изготовлением деталей, и известны многие такие композиции покрытий, называемые заводскими грунтовками или подготовительными грунтовками. Для предотвращения коррозии во время сварки необходимо подготовить поверхность деталей (например, очистить и придать шероховатость, например, при помощи дробеструйной обработки), а затем нанести композиции заводских грунтовок, обеспечивающие временную защиту от коррозии. Такие композиции обеспечивают возможность сварки загрунтованных деталей через слой заводской грунтовки без необходимости удаления грунтового покрытия вблизи места сварки.The present invention relates in particular to shop primers. Shipping containers and other shipborne metal objects are usually assembled by welding a number of individual metal parts. In shipbuilding and industrial structures, it is generally desirable to pre-coat steel with a zinc-containing primer prior to the manufacture of parts, and many such coating compositions are known, referred to as shop primers or pre-primers. To prevent corrosion during welding, it is necessary to prepare the surface of the parts (for example, clean and roughen, for example, by shot blasting), and then apply shop primer compositions that provide temporary protection against corrosion. Such compositions provide the ability to weld primed parts through a layer of factory primer without the need to remove the primer near the weld.
После сварки поверх грунтового покрытия можно нанести дополнительный слой грунтовки и, факультативно, верхний слой покрытия для обеспечения дополнительной защиты от коррозии и желаемого эстетичного внешнего вида.After welding, an additional primer coat and optionally a top coat can be applied over the primer coat to provide additional corrosion protection and the desired aesthetic appearance.
Заводские грунтовки могут быть органическими или неорганическими и могут быть обеспечены на основе воды или органического растворителя. Некоторые композиции заводских грунтовок содержат цинковый порошок в органической смоле, такой как эпоксидная смола, эпоксидно-сложноэфирная смола, полиуретан, полистирольная смола или кремнийорганическая смола. Покрытия на основе указанных органических связующих не очень подходят для покрытия стали, подлежащей сварке впоследствии, поскольку связующее склонно разлагаться при температуре сварки, что приводит к образованию пор в сварных швах. Грунтовки согласно настоящему изобретению могут быть особенно подходящими в качестве заводских грунтовок.Shop primers may be organic or inorganic and may be provided in a water or organic solvent base. Some shop primer compositions contain zinc powder in an organic resin such as epoxy, epoxy ester, polyurethane, polystyrene resin, or silicone resin. Coatings based on these organic binders are not very suitable for coating steel to be subsequently welded, since the binder tends to decompose at the welding temperature, leading to the formation of pores in the welds. The primers of the present invention may be particularly suitable as shop primers.
В US2012/0204762 описаны водные композиции на основе силанов, содержащие соли металлов, которые обеспечивают защиту от коррозии при нанесении в виде покрытия на металлические субстраты. В качестве примера покрытия приведены композиции на основе силанов, содержащие 0,5 % масс. Cr(III) нитрата, Al(III) нитрата или Ce(III) нитрата, применяемые для покрытия панелей из оцинкованной стали. Панели, покрытые композициями покрытий, содержащими соль металла, показали большую коррозионную стойкость после обработки солевым туманом, чем необработанные панели, или чем панели, обработанные покрытием на основе силанов без соли металла. В US2012/0204762 не приведены примеры силановых композиций, содержащих соли Zn(II) и не описана возможность применения композиций на основе силанов в качестве заводских грунтовок.US2012/0204762 describes aqueous silane-based compositions containing metal salts that provide corrosion protection when coated on metal substrates. As an example of a coating, compositions based on silanes containing 0.5% wt. Cr(III) nitrate, Al(III) nitrate or Ce(III) nitrate used to coat galvanized steel panels. Panels coated with coating compositions containing a metal salt showed greater corrosion resistance after salt spray treatment than untreated panels, or than panels treated with a silane-based coating without metal salt. US2012/0204762 does not provide examples of silane compositions containing Zn(II) salts and does not describe the possibility of using silane-based compositions as shop primers.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена грунтовка на водной основе, содержащая:According to one aspect of the present invention, a water-based primer is provided, comprising:
(A) полисилоксановый золь; и(A) polysiloxane sol; and
(B) от 0,1 до 30 % масс. водорастворимой соли цинка с растворимостью в деионизированной воде по меньшей мере 0,5 г/л при 25°С.(B) 0.1 to 30% wt. water-soluble zinc salt with a solubility in deionized water of at least 0.5 g/l at 25°C.
В некоторых вариантах реализации грунтовка содержит от 0 до 95 % масс. по меньшей мере одного антикоррозионного пигмента (C), предпочтительно от 15 до 45 % масс.In some embodiments, the primer contains from 0 to 95% of the mass. at least one anti-corrosion pigment (C), preferably from 15 to 45% of the mass.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена грунтовка на водной основе, содержащая:In another aspect of the present invention, a water based primer is provided comprising:
(A) полисилоксановый золь;(A) polysiloxane sol;
(B) от 0,1 до 30 % масс. водорастворимой соли цинка с растворимостью в деионизированной воде по меньшей мере 0,5 г/л при 25°С;(B) 0.1 to 30% wt. a water-soluble zinc salt with a solubility in deionized water of at least 0.5 g/l at 25°C;
(C) от 15 до 90 % масс. по меньшей мере одного антикоррозионного пигмента; и(C) 15 to 90% wt. at least one anticorrosive pigment; and
(D) от 0,5 до 20 % масс. ускорителя, выбранного из оксида цинка, фосфата цинка, фосфосиликата кальция-стронция-цинка, гидрофосфата циркония, фосфида железа, цирконата кальция, цирконата бария, нитрида циркония, титаната цинка или титаната железа (II), или смесей указанных соединений.(D) 0.5 to 20% wt. an accelerator selected from zinc oxide, zinc phosphate, calcium-strontium-zinc phosphosilicate, zirconium hydrogen phosphate, iron phosphide, calcium zirconate, barium zirconate, zirconium nitride, zinc titanate or iron(II) titanate, or mixtures of these compounds.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен набор, содержащий по меньшей мере две части; первый Компонент (I), содержащий компонент (A), как описано выше, и второй Компонент (II), содержащий компонент (B) и/или компонент (C), как описано выше. Части набора смешивают незадолго до нанесения на субстрат. Следует учесть, что компоненты (I) и (II), и, при наличии, (III), следует подавать для смешивания раздельно. In another aspect of the present invention, a kit is provided comprising at least two parts; a first Component (I) containing component (A) as described above; and a second Component (II) containing component (B) and/or component (C) as described above. Parts of the kit are mixed shortly before application to the substrate. It should be noted that components (I) and (II) and, if present, (III) must be fed separately for mixing.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ защиты субстрата от коррозии, включающий нанесение на указанный субстрат композиции грунтовки, как описано выше, и обеспечение возможности отверждения указанной грунтовки на указанном субстрате.In another aspect of the present invention, a method is provided for protecting a substrate from corrosion, comprising applying a primer composition to said substrate as described above and allowing said primer to cure on said substrate.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен субстрат, покрытый отвержденной композицией грунтовки, как описано выше. In another aspect of the present invention, there is provided a substrate coated with a cured primer composition as described above.
В другом аспекте настоящего изобретения предложено применение грунтовки, как описано выше, для обеспечения временной защиты субстрата от коррозии. In another aspect of the present invention, the use of a primer, as described above, is provided to temporarily protect the substrate from corrosion.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к композиции грунтовки, подходящей для нанесения на субстрат для обеспечения временной защиты указанного субстрата от коррозии. Грунтовку согласно настоящему изобретению можно наносить путем распыления, она содержит мало ЛОС и может быть разбавлена водой для достижения идеальной для нанесения вязкости. При этом грунтовки быстро высыхают и быстро приобретают способность противостоять механическому истиранию и воздействию химикатов, воды и тому подобное. Грунтовки согласно настоящему изобретению могут представлять собой заводские грунтовки и поддаются сварке с минимальным образованием при сварке пор, брызг, копоти и обратного распространения пламени. Наконец, одновременно с коррозионной стойкостью, грунтовки могут быть покрыты сверху большинством типов красок без дополнительной предварительной обработки грунтового покрытия (помимо очистки для удаления мусора, такого как пыль, соль и/или жир, попавшие на поверхность после нанесения грунтовки и до нанесения следующего покрытия). The present invention relates to a primer composition suitable for application to a substrate to temporarily protect said substrate from corrosion. The primer of the present invention can be applied by spraying, is low in VOCs and can be diluted with water to achieve the ideal application viscosity. At the same time, the primers dry quickly and quickly acquire the ability to withstand mechanical abrasion and the effects of chemicals, water, and the like. The primers of the present invention may be shop primers and are weldable with minimal weld porosity, spatter, soot and flame backpropagation. Finally, along with corrosion resistance, primers can be overcoated with most types of paints without additional pre-treatment of the primer (other than cleaning to remove debris such as dust, salt and/or grease that has been deposited on the surface after priming and before applying the next coat) .
Грунтовка согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один полисилоксановый золь как компонент A.The primer according to the present invention contains at least one polysiloxane sol as component A.
Связующее - Компонент (A)Binder - Component (A)
Композиция грунтовки согласно настоящему изобретению содержит компонент полисилоксанового золя (также называемый связующим компонентом), способный к отверждению после нанесения композиции покрытия на субстрат, обычно стальной субстрат. Компонент полисилоксанового золя представляет собой компонент, полученный путем реакции конденсации по меньшей мере одного силана с образованием сильно разветвленного полисилоксанового золя, содержащего множество свободных силанольных функциональных групп. При соединении этого золя с другими компонентами композиции покрытия и нанесении на субстрат образуется покрытие и свободные силанольные группы, содержащиеся в золе, образуют связи с группами, находящимися на поверхности субстрата. Реакция отверждения протекает самопроизвольно при комнатной температуре с образованием грунтовки.The primer composition of the present invention contains a polysiloxane sol component (also referred to as a binder component) capable of curing after the coating composition is applied to a substrate, typically a steel substrate. The polysiloxane sol component is a component obtained by a condensation reaction of at least one silane to form a highly branched polysiloxane sol containing a plurality of free silanol functional groups. When this sol is combined with other components of the coating composition and applied to a substrate, a coating is formed and the free silanol groups contained in the sol form bonds with groups present on the surface of the substrate. The curing reaction proceeds spontaneously at room temperature to form a primer.
Полисилоксановый золь явным образом представляет собой золь, а не гель. Его можно рассматривать как раствор, коллоидный раствор, эмульсию или суспензию. Следовательно, полисилоксан перед нанесением находится в водной форме. Полисилоксан превращается в гель в ходе отверждения после смешивания с другими компонентами грунтовки.The polysiloxane sol is clearly a sol and not a gel. It can be considered as a solution, colloidal solution, emulsion or suspension. Therefore, the polysiloxane is in aqueous form prior to application. The polysiloxane gels during curing after mixing with the other primer components.
Полисилоксановый золь согласно настоящему изобретению в идеале получают из по меньшей мере одного алкоксисиланового предшественника, который подвергают гидролизу с образованием соответствующего силанола. Следует учесть, что многие алкоксисиланы содержат множество алкоксильных групп (обычно до трех таких групп), и поэтому могут образовывать множество продуктов гидролиза в зависимости от методики гидролиза. Могут образовываться продукты полного гидролиза и частичного гидролиза. Указанная реакция гидролиза приводит к образованию спирта. The polysiloxane sol of the present invention is ideally prepared from at least one alkoxysilane precursor which is hydrolyzed to form the corresponding silanol. It should be noted that many alkoxysilanes contain many alkoxy groups (usually up to three such groups), and therefore can form many hydrolysis products, depending on the hydrolysis technique. Products of complete hydrolysis and partial hydrolysis can be formed. This hydrolysis reaction leads to the formation of alcohol.
Затем гидролизованные силаны/частично гидролизованные силаны могут конденсироваться между собой хорошо известным образом с образованием сложных олигомеров/полимеров. Поскольку после протекания реакции гидролиза присутствуют различные мономеры, образуется сложный полисилоксановый золь, который трудно охарактеризовать общей формулой. Например, в результате частичного гидролиза, две частично гидролизованные молекулы могут соединиться между собой в реакции конденсации с образованием силоксана, и так далее. Указанный процесс конденсации обязательно приводит к образованию спирта и воды в качестве побочных продуктов.The hydrolyzed silanes/partially hydrolysed silanes can then condense together in a well known manner to form complex oligomers/polymers. Since various monomers are present after the hydrolysis reaction, a complex polysiloxane sol is formed, which is difficult to characterize by a general formula. For example, as a result of partial hydrolysis, two partially hydrolyzed molecules can join together in a condensation reaction to form a siloxane, and so on. This condensation process necessarily leads to the formation of alcohol and water as by-products.
Так, конденсация связана с образованием 2- или 3-мерной сетчатой структуры силоксановых [Si-O-Si] связей, сопровождающимся образованием воды и молекул спирта. Thus, condensation is associated with the formation of a 2- or 3-dimensional network structure of siloxane [Si-O-Si] bonds, accompanied by the formation of water and alcohol molecules.
Полисилоксановый золь согласно настоящему изобретению обычно представлен в водной форме в компоненте (A). Кроме того, он предпочтительно не содержит ЛОС (летучих органических соединений). Следовательно, легко удалить образовавшиеся спирты путем выпаривания во время получения золя. Важно, что поскольку в золе содержатся свободные силанольные группы, во время отверждения не высвобождается дополнительного спирта и содержание ЛОС остается низким. The polysiloxane sol according to the present invention is usually present in aqueous form in component (A). In addition, it preferably does not contain VOCs (Volatile Organic Compounds). Therefore, it is easy to remove the generated alcohols by evaporation during the preparation of the sol. Importantly, since the ash contains free silanol groups, no additional alcohol is released during curing and the VOC content remains low.
Золь предпочтительно отверждается при комнатной температуре.The sol preferably cures at room temperature.
Предпочтительно, чтобы полисилоксановый золь согласно настоящему изобретению был получен в результате конденсации по меньшей мере одного алкоксисилана с бис-аминофункциональными группами, который подвергается гидролизу, или алкоксисилана с эпоксидной функциональной группой, который подвергается гидролизу. Неожиданно было обнаружено, что могут быть получены стабильные водные композиции, по существу не содержащие спирта, на основе кремнийорганических соединений, из алкоксисиланов с бис-аминофункциональными группами или алкоксисилана с эпоксидной функциональной группой, факультативно вместе с другими органофункциональными алкоксисиланами. В частности, химия золя-геля основана на алкоксисиланах с бис-аминофункциональными группами или алкоксисиланах с эпоксидной функциональной группой, вместе с алкоксисиланами с алкильными функциональными группами. В идеале, силановые соединения присутствуют по существу в полностью гидролизованной форме, но частично гидролизованные формы также возможны. Указанные композиции подвергаются сшиванию при низких температурах. Preferably, the polysiloxane sol of the present invention is obtained by condensing at least one bis-amino-functional alkoxysilane which undergoes hydrolysis or an epoxy-functional alkoxysilane which undergoes hydrolysis. Surprisingly, it has been found that stable, substantially alcohol-free, organosilicon-based aqueous compositions can be prepared from bis-amino-functional alkoxysilanes or epoxy-functional alkoxysilane, optionally together with other organofunctional alkoxysilanes. In particular, sol-gel chemistry is based on bis-amino-functional alkoxysilanes or epoxy-functional alkoxysilanes, together with alkyl-functional alkoxysilanes. Ideally, the silane compounds are present in substantially fully hydrolysed form, but partially hydrolysed forms are also possible. These compositions are crosslinked at low temperatures.
Так, материалы полисилоксанового золя согласно настоящему изобретению предпочтительно основаны на продуктах конденсации алкоксисиланов с бис-аминофункциональными группами, таких как бис-(триэтоксисилан)-амин или бис-(триметоксисилан)-амин. Указанные мономеры могут подвергаться гидролизу с образованием полностью или частично гидролизованных аналогов бис-аминофункциональных алкоксисиланов, таких как бис-(триэтоксисилан)-амин или бис-(триметоксисилан)-амин. Эпоксифункциональные алкоксисиланы также могут подвергаться гидролизу с образованием полостью или частично гидролизованных аналогов. Указанные силаны включают 3-глицидилоксипропилтриэтоксисилан (GLYEO), 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан (GLYMO).Thus, the polysiloxane sol materials of the present invention are preferably based on condensation products of bis-amino-functional alkoxysilanes such as bis-(triethoxysilane)-amine or bis-(trimethoxysilane)-amine. These monomers can be hydrolysed to form fully or partially hydrolyzed analogues of bis-aminofunctional alkoxysilanes, such as bis-(triethoxysilane)-amine or bis-(trimethoxysilane)-amine. Epoxy-functional alkoxysilanes can also be hydrolyzed to give fully or partially hydrolyzed analogs. These silanes include 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane (GLYEO), 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GLYMO).
Указанные обработанные мономеры можно применять отдельно или в комбинации с другими мономерами для получения золя. Другие предпочтительные мономеры включают бис-(триэтоксисилан)-амин, бис-(триметоксисилан)-амин, н-пропилтриэтоксисилан, н-пропилтриметоксисилан (PTMO), 3-глицидилоксипропилтриэтоксисилан (GLYEO), 3- глицидилоксипропилтриметоксисилан (GLYMO), 3-аминопропилтриэтоксисилан (AMEO), 3-аминопропилтриметоксисилан (AMMO), метакрилоксипропилтриэтоксисилан (MEEO), метакрилоксипропилтриметоксисилан (MEMO), N-(н-бутил)-3-аминопропилтриэтоксисилан, винилтриметоксисилан (VTMO), N-(н-бутил)-3-аминопропилтриметоксисилан (Dynasylan®1189), 3-меркаптопропилтриметоксисилан (MTMO), 3-меркаптопропилтриэтоксисилан (MTEO), N-2-аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисиланы (DAMO), алкоксисиланы с функциональными группами полиэтиленгликоля, тетраэтоксисилан (Dynasylan A), тетраметоксисилан (Dynasylan M), метилтриэтоксисилан (MTES), метилтриметоксисилан (MTMS), бис-(триэтоксисилилпропил)-тетрасульфан (Si 69), бис-(триэтоксисилилпропил)-дисульфан (Si 266), бис-(триметоксисилилпропил)-дисульфан, бис-(триметоксисилилпропил)-тетрасульфан, винилтриэтоксисилан (VTEO), 1-аминометилтриэтоксисилин, 1-аминометилтриметоксисилин, 1-метакрилоксиметилтриметоксисилан, 1-метакрилоксиметилтриэтоксисилан, 1-меркаптометилтриэтоксисилан, 1-меркаптометилтриметоксисилан, изобутилтриметоксисилан, изобутилтриэтоксисилан, октилтриэтоксисилан (Dynasylan®OTEO), октилтриметоксисилан, гексадецилтриэтоксисилан, гексадецилтриметоксисилан, фенилтриметоксисилан, фенилтриэтоксисилан, 2-аминоэтил-3-аминопропилметилдиметоксисиланы, 2-аминоэтил-3-аминопропилметилдиэтоксисиланы, уреидопропилтриметоксисилан, уреидопропилтриэтоксисилан, тридекафтороктилтриэтоксисилан, тридекафтороктилтриметоксисилан, Dynasylan®1151 (не содержащий спирта продукт гидролиза аминосилана), Dynasylan® HS 2627 (не содержащий спирта продукт совместной конденсации аминосилана и алкилсилана), Dynasylan® HS 2776 (водный, не содержащий спирта продукт совместной конденсации диаминосилана и алкилсилана), Dynasylan® HS 2909 (водный, не содержащий спирта продукт совместной конденсации аминосилана и алкилсилана), Dynasylan® HS 2926 (водный, не содержащий спирта продукт на основе эпоксисилана), и Dynasylan® SIVO 110 (водный, не содержащий спирта продукт эпоксисилана). These treated monomers can be used alone or in combination with other monomers to form a sol. Other preferred monomers include bis-(triethoxysilane)-amine, bis-(trimethoxysilane)-amine, n-propyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane (PTMO), 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane (GLYEO), 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GLYMO), 3-aminopropyltriethoxysilane (AMEO ), 3-aminopropyltrimethoxysilane (AMMO), methacryloxypropyltriethoxysilane (MEEO), methacryloxypropyltrimethoxysilane (MEMO), N-(n-butyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane (VTMO), N-(n-butyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (Dynasylan® 1189), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MTMO), 3-mercaptopropyltriethoxysilane (MTEO), N-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilanes (DAMO), polyethylene glycol functional alkoxysilanes, tetraethoxysilane (Dynasylan A), tetramethoxysilane (Dynasylan M), methyltriethoxysilane ( MTES), methyltrimethoxysilane (MTMS), bis-(triethoxysilylpropyl)-tetrasulfan (Si 69), bis-(triethoxysilylpropyl)-disulfan (Si 266), bis-(trimethoxysilylpropyl)-disulfan, bis-(trimethoxysilylprop ил)-тетрасульфан, винилтриэтоксисилан (VTEO), 1-аминометилтриэтоксисилин, 1-аминометилтриметоксисилин, 1-метакрилоксиметилтриметоксисилан, 1-метакрилоксиметилтриэтоксисилан, 1-меркаптометилтриэтоксисилан, 1-меркаптометилтриметоксисилан, изобутилтриметоксисилан, изобутилтриэтоксисилан, октилтриэтоксисилан (Dynasylan®OTEO), октилтриметоксисилан, гексадецилтриэтоксисилан, гексадецилтриметоксисилан , phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 2-aminoethyl-3-aminopropylmethyldimethoxysilanes, 2-aminoethyl-3-aminopropylmethyldiethoxysilanes, ureidopropyltrimethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane, tridecafluorooctyltriethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, Dynasylan®1151 cocondensation of aminosilane and alkylsilane), Dynasylan® HS 2776 (aqueous, alcohol-free cocondensation of diaminosilane and alkylsilane), Dynasylan® HS 2909 (aqueous, alcohol-free cocondensation condensation of aminosilane and alkylsilane), Dynasylan® HS 2926 (aqueous, alcohol-free epoxysilane product), and Dynasylan® SIVO 110 (aqueous, alcohol-free epoxysilane product).
Любой из этих мономеров может подвергаться гидролизу с образованием гидролизованных или частично гидролизованных мономеров для взаимодействия с бис-аминофункциональными алкоксисиланами или эпоксифункциональными алкоксисиланами, которые также могут быть гидролизованными или частично гидролизованными. Предпочтительным является применение гидролизованных бис-аминофункциональных алкоксисиланов или эпоксифункциональных алкоксисиланов совместно с негидролизованным мономером алкилалкоксисилана. Другой предпочтительной возможностью являются эпоксифункциональные алкоксисиланы в сочетании с аминофункциональными алкоксисиланами.Any of these monomers may be hydrolyzed to form hydrolyzed or partially hydrolyzed monomers to react with bis-amino functional alkoxysilanes or epoxy functional alkoxysilanes, which may also be hydrolyzed or partially hydrolyzed. It is preferred to use hydrolysed bis-amino functional alkoxysilanes or epoxy functional alkoxysilanes together with a non-hydrolysed alkylalkoxysilane monomer. Another preferred option is epoxy-functional alkoxysilanes in combination with amino-functional alkoxysilanes.
Эпоксифункциональные алкоксисиланы, применяемые в настоящем изобретении, наиболее предпочтительно представляют собой эпоксиалкилфункциональные алкоксисиланы.The epoxy-functional alkoxysilanes used in the present invention are most preferably epoxyalkyl-functional alkoxysilanes.
Применение эпоксифункциональных алкоксисиланов особенно предпочтительно в качестве исходных материалов для создания золя. Любая алкоксильная группа в полисилоксановом золе согласно настоящему изобретению будет предпочтительно содержать C1-6 атомов углерода, как например, C1-4 атомов углерода, в частности, C1-3 атомов углерода, например, метил, этил, н-пропил, изопропил или н-бутил.The use of epoxy-functional alkoxysilanes is particularly preferred as sol starting materials. Any alkoxy group in the polysiloxane sol according to the present invention will preferably contain C1-6 carbon atoms, such as C1-4 carbon atoms, in particular C1-3 carbon atoms, for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl or n- butyl.
В наиболее предпочтительном варианте реализации золь получают из продукта совместной конденсации на основе ω-глицидилоксиалкоксисилана формулы I In the most preferred embodiment, the sol is derived from the ω-glycidyloxyalkoxysilane cocondensate of formula I
X-Si(R)x(OR1) 3-x (I),X-Si(R) x (OR 1 ) 3-x (I),
где X представляет собой 2-(3,4-эпоксициклогексил)-этильную, 1-глицидилоксиметильную, 2-глицидилоксиэтильную, 3-глицидилоксипропильную или 3-глицидилоксиизобутильную группу, where X represents a 2-(3,4-epoxycyclohexyl)-ethyl, 1-glycidyloxymethyl, 2-glycidyloxyethyl, 3-glycidyloxypropyl or 3-glycidyloxyisobutyl group,
R1 и R независимо представляют собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов C; иR 1 and R independently represent a linear or branched alkyl group containing from 1 to 4 C atoms; and
x равен 0 или 1,x is 0 or 1,
илиor
бис-(алкоксисилилалкил)-амина формулы II bis-(alkoxysilylalkyl)-amine of formula II
(OR1)3Si-A-Si(OR1)3 (II),(OR 1 ) 3 Si-A-Si(OR 1 ) 3 (II),
где каждый R1 независимо представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов C и A представляет собой бис-аминофункциональную группу формулы IIa where each R 1 is independently a linear or branched alkyl group containing from 1 to 4 C atoms and A is a bis-amino functional group of formula IIa
-(CH2)i-[NH(CH2)f] g-NH[(CH2)f*-NH]g*—(CH2)i*- (IIa),-(CH 2 ) i -[NH(CH 2 ) f ] g-NH[(CH 2 ) f *-NH] g *—(CH 2 ) i *- (IIa),
где i и i* независимо представляют собой целые числа 1, 2, 3 или 4, f и f* независимо представляют собой целые числа 1 или 2, и g и g* независимо представляют собой целые числа 0 или 1.where i and i* are independently the integers 1, 2, 3, or 4, f and f* are independently the integers 1 or 2, and g and g* are independently the integers 0 or 1.
Чтобы предотвратить содержание ЛОС в продукте, все спирты, выделяющиеся при образовании золя, отгоняют.To prevent the content of VOCs in the product, all alcohols released during the formation of the sol are distilled off.
Гидролиз исходных алкоксисиланов можно осуществлять при помощи муравьиной кислоты или другого мягкого гидролизующего агента, например, как показано в US2011/0268899. Реакцию конденсации предпочтительно осуществляют при низком pH, например, менее 7, таком как от 3 до 5. Время реакции предпочтительно контролируют для обеспечения получения золя, а не геля. Время реакции может составлять до 3 ч. Слишком долгое время реакции может вызвать начало реакции отверждения. Синтез необходимого золя описан в US2011/0268899 или в US2014/0106176.Hydrolysis of the starting alkoxysilanes can be carried out with formic acid or another mild hydrolysing agent, for example as shown in US2011/0268899. The condensation reaction is preferably carried out at a low pH, such as less than 7, such as 3 to 5. The reaction time is preferably controlled to ensure that a sol is obtained rather than a gel. The reaction time can be up to 3 hours. Too long a reaction time can cause the curing reaction to start. The synthesis of the required sol is described in US2011/0268899 or US2014/0106176.
В другом аспекте полисилоксановый золь, применяемый в настоящем изобретении, получают при помощи способа, включающего:In another aspect, the polysiloxane sol used in the present invention is produced by a process comprising:
(i) гидролиз по меньшей мере одного бис-аминофункционального алкоксисилана или эпоксифункциональных алкоксисиланов;(i) hydrolysis of at least one bis-amino functional alkoxysilane or epoxy functional alkoxysilanes;
(ii) взаимодействие полученного гидролизованного продукта с по меньшей мере одним, факультативно, гидролизованным, алкилалкоксисиланом.(ii) reacting the resulting hydrolyzed product with at least one optionally hydrolyzed alkylalkoxysilane.
Любой выделяющийся спирт можно удалить, так чтобы содержание спирта в золе не превышало 3 % масс.Any liberated alcohol can be removed so that the alcohol content of the ash does not exceed 3% by weight.
Альтернативно, полисилоксановый золь, применяемый в настоящем изобретении, получают при помощи способа, включающего гидролиз бис-аминофункционального алкоксисилана или эпоксифункционального алкоксисилана и обеспечение возможности полученному продукту гидролиза вступить в реакцию самоконденсации с образованием золя. Любой выделяющийся спирт можно удалить, так чтобы содержание спирта в золе не превышало 3 % масс.Alternatively, the polysiloxane sol used in the present invention is prepared by a method comprising hydrolyzing a bis-amino-functional alkoxysilane or an epoxy-functional alkoxysilane and allowing the resulting hydrolysis product to self-condensate to form a sol. Any liberated alcohol can be removed so that the alcohol content of the ash does not exceed 3% by weight.
Следует учесть, что можно получить более сложные золи, добавляя в смесь дополнительные реагенты. Хотя среди них должны быть по меньшей мере один бис-аминофункциональный алкоксисилан или эпоксифункциональный алкоксисилан, как определено выше, другие возможные реагенты включают винилсиланы, алкилсиланы, алкоксисиланы и так далее.It should be noted that more complex sols can be obtained by adding additional reagents to the mixture. While there must be at least one bis-amino functional alkoxysilane or epoxy functional alkoxysilane as defined above, other possible reagents include vinyl silanes, alkyl silanes, alkoxy silanes, and so on.
Отношение бис-аминофункциональных алкоксисиланов или эпоксифункциональных алкоксисиланов к алкилалкоксисиланам может составлять от 10:1 до 1:10, такое как от 5:1 до 1:5, по массе.The ratio of bis-amino-functional alkoxysilanes or epoxy-functional alkoxysilanes to alkylalkoxysilanes may be from 10:1 to 1:10, such as from 5:1 to 1:5, by weight.
Полученный золь должен диспергироваться в воде при комнатной температуре 23°С. Под диспергируемостью в воде понимают, что золь может образовывать эмульсию, суспензию или коллоидный раствор в воде.The resulting Sol should be dispersible in water at room temperature 23°C. By water dispersibility is meant that the sol can form an emulsion, suspension or colloidal solution in water.
Важно, чтобы золь содержал свободные силанольные группы, чтобы при отверждении не выделялось дополнительного спирта и уровень ЛОС оставался низким.It is important that the sol contains free silanol groups so that no additional alcohol is released during curing and VOC levels remain low.
Хотя золи согласно настоящему изобретению обеспечивают в воде, полисилоксаны часто разбавляют водой перед применением для обеспечения идеальной вязкости при нанесении. Отметим, что коммерчески доступные полисилоксаны, применяемые в настоящем изобретении, доступны в виде водных растворов. Although the sols of the present invention are provided in water, polysiloxanes are often diluted with water prior to use to ensure ideal application viscosity. Note that the commercially available polysiloxanes used in the present invention are available as aqueous solutions.
Полисилоксановый золь (т.е. включающий массу любой воды в грунтовке) может составлять от 10 до 80 % масс. грунтовки, предпочтительно, от 25 до 80 % масс., как например, от 25 до 70 % масс., предпочтительно, от 35 до 65 % масс.The polysiloxane sol (i.e., including the weight of any water in the primer) can be from 10 to 80% by weight. primer, preferably from 25 to 80 wt. %, such as from 25 to 70 wt. %, preferably from 35 to 65 wt.
Предпочтительно, количество воды в грунтовке согласно настоящему изобретению составляет от 10 до 65 % масс., как например, от 20 до 65 % масс. воды. Полисилоксановый золь как компонент A обычно содержит от 50 до 98 % масс. воды, как например, от 65 до 95 % масс. воды. Часто содержание сухих веществ в полисилоксановом золе составляет от 2 до 35 % по массе, предпочтительно, от 5 до 30 % по массе. В частности, содержание сухих веществ в золе составляет от 10 до 25 % масс. Золь, который может быть куплен у поставщика, пользователь может, тем не менее, разбавлять по мере необходимости.Preferably, the amount of water in the primer according to the present invention is from 10 to 65% by weight, such as from 20 to 65% by weight. water. Polysiloxane Sol as component A usually contains from 50 to 98 wt.%. water, such as from 65 to 95% of the mass. water. Often the solids content of the polysiloxane ash is from 2 to 35% by weight, preferably from 5 to 30% by weight. In particular, the content of solids in the ash is from 10 to 25 wt%. The sol, which may be purchased from a supplier, may still be diluted by the user as needed.
Вода, применяемая для разбавления, предпочтительно представляет собой деионизированную воду. При расчете массовых процентов всю воду для разбавления в настоящем описании учитывают как часть полисилоксанового золя. Хотя в тексте указаны процентные содержания золя, это относится к общей массе золя и воды в грунтовке. The water used for dilution is preferably deionized water. When calculating weight percent, all water for dilution in the present description is considered as part of the polysiloxane Sol. Although percentages of sol are given in the text, this refers to the total mass of sol and water in the primer.
Продукты конденсации, полученные при реакции, в числе прочего, бис-аминофункциональных алкоксисиланов или эпоксифункциональных алкоксисиланов и алкилалкоксисиланов, могут являться олиго/полимерными. В настоящем описании оба варианта обозначаются как полисилоксан. Они могут иметь размер частиц от 0,5 до 350 нм, предпочтительно, от 0,5 до 130 нм. Среднемассовая молекулярная масса может варьироваться от 1 000 до 150 000 г/моль, предпочтительно, от 4 000 до 30 000 г/моль, более предпочтительно, от 1 000 до 50 000 г/моль, еще более предпочтительно, от 1 000 до 5 000 г/моль. Вязкость полисилоксана (в воде) может составлять от 5 до 20 мПа∙с при 20 °C.The condensation products obtained from the reaction of, inter alia, bis-amino-functional alkoxysilanes or epoxy-functional alkoxysilanes and alkylalkoxysilanes may be oligo/polymeric. In the present description, both options are referred to as polysiloxane. They may have a particle size of 0.5 to 350 nm, preferably 0.5 to 130 nm. The weight average molecular weight may vary from 1,000 to 150,000 g/mol, preferably from 4,000 to 30,000 g/mol, more preferably from 1,000 to 50,000 g/mol, even more preferably from 1,000 to 5,000 g/mol. The viscosity of the polysiloxane (in water) can be between 5 and 20 mPa s at 20 °C.
Полисилоксановый компонент предпочтительно не содержит ЛОС (летучих органических соединений). Это означает, что он содержит менее 3 % масс. летучих органических соединений (согласно ASTM D5201), как например, 2 % масс. или менее, в идеале, 1 % масс. или менее. Альтернативно, он содержит 100 г/л ЛОС или менее, предпочтительно, 40 г/л ЛОС или менее.The polysiloxane component is preferably free of VOCs (Volatile Organic Compounds). This means that it contains less than 3 wt. volatile organic compounds (according to ASTM D5201), such as 2% wt. or less, ideally, 1% of the mass. or less. Alternatively, it contains 100 g/l VOC or less, preferably 40 g/l VOC or less.
Полисилоксановый золь не должен выделять спирт при сшивании. Отверждение золя должно быть возможно при температурах, которым может подвергаться покрытый субстрат, таких как от 0 до 40 °C.The polysiloxane sol must not release alcohol upon crosslinking. The curing of the sol must be possible at temperatures to which the coated substrate may be exposed, such as between 0 and 40 °C.
Полисилоксановый золь предпочтительно имеет pH от 1,0 до 8,0, как например, от 3, до 5,5. Силан может иметь pH в диапазоне 3,2 - 4,0.The polysiloxane sol preferably has a pH of 1.0 to 8.0, such as 3 to 5.5. The silane may have a pH in the range of 3.2-4.0.
Образование золя обеспечивает сшитые структурные элементы, такие как цепочки, циклические или трехмерные структуры, но их сложно определить при помощи общей формулы по причине большого числа возможных образующихся структур.Sol formation provides cross-linked structural elements such as chains, cyclic or three-dimensional structures, but these are difficult to determine using a general formula due to the large number of possible structures formed.
Полисилоксан, применяемый согласно настоящему изобретению, не является новым, и поэтому может быть куплен в коммерческих источниках. В частности, полисилоксан согласно настоящему изобретению доступен под торговым наименованием Dynosylan Sivo 165. Этот материал доступен от Evonik. Он описан как почти не содержащая ЛОС водная органически-неорганическая (гибридная) система золя-геля, отверждающаяся при относительно низкой температуре. The polysiloxane used in the present invention is not new and can therefore be purchased from commercial sources. In particular, the polysiloxane of the present invention is available under the tradename Dynosylan Sivo 165. This material is available from Evonik. It is described as a nearly VOC-free aqueous organic-inorganic (hybrid) sol-gel system that cures at a relatively low temperature.
Волюметрический медианный размер частиц предпочтительно составляет от 2 до 10 нм, такой как 5,4 нм.The volumetric median particle size is preferably 2 to 10 nm, such as 5.4 nm.
Определение содержания полисилоксанового золя в грунтовке согласно настоящему изобретению затруднено, поскольку количества варьируются в зависимости от содержания воды и содержания антикоррозионного материала (который тяжелый, и поэтому составляет непропорциональный процент от массы грунтовки). Твердое связующее (т.е. масса полисилоксанового твердого вещества без учета воды) может составлять от 1 до 35 % масс., как например, от 2 до 30 % масс., в частности, от 2 до 20 % от сухой массы грунтовки. Конкретнее, содержание сухого вещества в грунтовке для полисилоксана составляет от 2 до 12 % масс., конкретнее, от 4 до 10 % масс. Указанные проценты относятся к количеству полисилоксана в расчете на сумму всех компонентов смеси, но без учета массы воды (сухая масса). Determination of the content of polysiloxane sol in the primer according to the present invention is difficult because the amounts vary depending on the water content and the content of anti-corrosion material (which is heavy and therefore a disproportionate percentage of the weight of the primer). The solid binder (i.e. the weight of the polysiloxane solid excluding water) may comprise from 1 to 35 wt %, such as 2 to 30 wt %, in particular 2 to 20 wt % of the dry weight of the primer. More specifically, the dry matter content of the polysiloxane primer is 2 to 12 wt %, more specifically 4 to 10 wt %. The indicated percentages refer to the amount of polysiloxane calculated on the sum of all components of the mixture, but without taking into account the mass of water (dry mass).
Любое процентное содержание «в сухой массе» в тексте/формуле изобретения относится к массовым процентам, определенным без учета вклада содержащейся воды. Если явно не указана «сухая масса», процентные содержания в тексте/формуле изобретения относятся к грунтовке, включая любое содержание воды, если контекстом явно не предписывается иное.Any "dry weight" percentage in the text/claims refers to weight percentages determined without regard to the contribution of water content. Unless "dry weight" is explicitly stated, percentages in the text/claims refer to the primer, including any water content, unless the context clearly dictates otherwise.
Компонент (A) содержится в компоненте (I) набора, предпочтительно, только в компоненте (I) набора.Component (A) is contained in component (I) of the kit, preferably only component (I) of the kit.
Водорастворимая соль цинка - Компонент B Water soluble zinc salt - Component B
Присутствие водорастворимой соли цинка существенно важно для обеспечения композиции грунтовки при необходимости быстрого времени высыхания и водостойкости. Водорастворимая соль цинка представляет собой соль, обладающую растворимостью в деионизированной воде по меньшей мере 0,5 г/л при 25°С, предпочтительно, по меньшей мере 5,0 г/л, такой как по меньшей мере 10 г/л или по меньшей мере 20 г/л. Более предпочтительно, растворимость в воде должна составлять по меньшей мере 50 г/л. Во избежание неопределенности, в настоящем описании растворимость, например, 10 г/л, означает, что растворимость составляет 10 г соли в 1000 г воды при 25 °C.The presence of a water soluble zinc salt is essential to provide a primer composition where fast drying time and water resistance is required. The water-soluble zinc salt is a salt having a solubility in deionized water of at least 0.5 g/l at 25° C., preferably at least 5.0 g/l, such as at least 10 g/l or at least measure 20 g/l. More preferably, the water solubility should be at least 50 g/L. For the avoidance of doubt, in the present description, solubility, for example, 10 g/l, means that the solubility is 10 g of salt in 1000 g of water at 25 °C.
Предпочтительные соли цинка согласно настоящему изобретению включают органические соли цинка. Обычно соль будет иметь относительно низкую молекулярную массу, такую как до 600 г/моль. Подходящие соли включают бутират, ацетат, глюконат, глицерат, гликолят, лактат, пропионат, салицилат, цитрат, олеат, бензоат, лаурат, тартрат, стеарат, валерат, формиат, пиколинат, аскорбат, биглицинат, лизинат, малат, моно-L-метионинсульфат, пидолат цинка и смеси указанных солей.Preferred zinc salts according to the present invention include organic zinc salts. Typically, the salt will have a relatively low molecular weight, such as up to 600 g/mol. Suitable salts include butyrate, acetate, gluconate, glycerate, glycolate, lactate, propionate, salicylate, citrate, oleate, benzoate, laurate, tartrate, stearate, valerate, formate, picolinate, ascorbate, biglycinate, lysinate, malate, mono-L-methionine sulfate , zinc pidolate and mixtures of these salts.
В некоторых вариантах реализации соль цинка может представлять собой гидрат, например, дигидрат глюконата цинка или тригидрат цитрата цинка.In some embodiments, the zinc salt may be a hydrate, such as zinc gluconate dihydrate or zinc citrate trihydrate.
Можно также применять неорганические соли цинка, такие как сульфат цинка или галогениды цинка. Гигроскопичную соль цинка можно применять, но она не должна присутствовать в том же компоненте набора, что и антикоррозионный пигмент (C). Так, при применении гигроскопичной соли цинка ее предпочтительно или вводят в золь в составе компонента (I) (а антикоррозионный пигмент (C) присутствует в виде отдельного компонента), или предпочтительно, каждый из компонентов (A), (B) и (C) присутствуют в виде отдельных компонентов набора (Компоненты (I), (II) и (III)). It is also possible to use inorganic zinc salts such as zinc sulfate or zinc halides. A hygroscopic zinc salt may be used, but should not be present in the same kit component as the anti-corrosion pigment (C). Thus, when using a hygroscopic zinc salt, it is preferably either introduced into the sol as part of component (I) (and the anti-corrosion pigment (C) is present as a separate component), or preferably each of components (A), (B) and (C) are present as separate kit components (Components (I), (II) and (III)).
Если в качестве соли цинка применяют хлорид цинка, то каждый из золя, соли цинка и, при наличии, антикоррозионного пигмента, должен быть обеспечен в виде отдельного компонента набора. Однако предпочтительно, чтобы галогениды Zn отсутствовали в составе грунтовки. If zinc chloride is used as the zinc salt, then each of the sol, the zinc salt and, if present, the anticorrosive pigment should be provided as a separate kit component. However, it is preferred that the Zn halides are not present in the primer composition.
Предпочтительно, если соль цинка является органической. Предпочтительно, если органический анион содержит по меньшей мере две карбоксильные группы или содержит по меньшей мере одну карбоксильную группу и по меньшей мере одну гидроксильную группу. Preferably the zinc salt is organic. Preferably, the organic anion contains at least two carboxyl groups or contains at least one carboxyl group and at least one hydroxyl group.
В наборах согласно настоящему изобретению соль цинка можно включать как часть Компонента (I) набора и/или Компонента (II) набора, предпочтительно, только в один из компонентов. Наиболее предпочтительно, чтобы соль цинка находилась в Компоненте (II) набора, т.е. отдельно от золя (A).In kits according to the present invention, the zinc salt may be included as part of Kit Component (I) and/or Kit Component (II), preferably in only one of the components. Most preferably, the zinc salt is in Component (II) of the kit, ie. separately from the sol (A).
Если применяемая соль цинка представляет собой гидрат или гигроскопична, предпочтительно, чтобы соль цинка не содержалась в том же компоненте набора, что и антикоррозионный пигмент (C). Так, если применяют гидрат или гигроскопичную соль цинка, ее предпочтительно или добавляют в золь как часть компонента (I) (а антикоррозионный пигмент (C) присутствует в виде отдельного компонента), или каждый из компонентов (A), (B) и (C) присутствует в виде отдельного компонента набора (Компоненты (I), (II) и (III)). If the zinc salt used is hydrated or hygroscopic, it is preferred that the zinc salt is not contained in the same kit component as the anti-corrosion pigment (C). Thus, if a zinc hydrate or hygroscopic zinc salt is used, it is preferably either added to the sol as part of component (I) (and anti-corrosion pigment (C) is present as a separate component), or each of components (A), (B) and (C ) is present as a separate kit component (Components (I), (II) and (III)).
Если применяемая соль цинка не является гидратом и не гигроскопична, соль цинка может содержаться как в Компоненте (I) набора, так и/или в Компоненте (II) набора. Наиболее предпочтительно, соль цинка содержится в Компоненте (II) набора, предпочтительно, только в Компоненте (II) набора. Если применяемая соль цинка не является гидратом и не гигроскопична, соль цинка может содержаться в том же компоненте набора, что и антикоррозионный пигмент (C) (т.е. Компоненте (II)). Альтернативно, каждый из компонентов (A), (B) и (C) может присутствовать в виде отдельных компонентов набора (Компоненты (I), (II) и (III)).If the zinc salt used is not hydrated and non-hygroscopic, the zinc salt may be contained in both Kit Component (I) and/or Kit Component (II). Most preferably, the zinc salt is contained in Component (II) of the kit, preferably only in Component (II) of the kit. If the zinc salt used is not hydrated and non-hygroscopic, the zinc salt may be contained in the same kit component as the anti-corrosion pigment (C) (i.e., component (II)). Alternatively, each of components (A), (B) and (C) may be present as separate kit components (Components (I), (II) and (III)).
Особенно предпочтительными солями являются глюконат цинка, лактат цинка и цитрат цинка, и гидраты соответствующих солей. Особенно предпочтительными являются глюконат цинка и цитрат цинка.Particularly preferred salts are zinc gluconate, zinc lactate and zinc citrate, and hydrates of the corresponding salts. Especially preferred are zinc gluconate and zinc citrate.
Также можно применять смеси солей цинка.Mixtures of zinc salts can also be used.
В предпочтительном аспекте компонент (B) не содержит нитрата цинка или ацетата цинка. Это означает, что композиция содержит менее 0,1 % масс. каждого из нитрата цинка или ацетата цинка, предпочтительно, менее 0,05 % масс. каждого из нитрата цинка или ацетата цинка, предпочтительно, не содержит нитрата цинка или ацетата цинка. In a preferred aspect, component (B) does not contain zinc nitrate or zinc acetate. This means that the composition contains less than 0.1% wt. each of zinc nitrate or zinc acetate, preferably less than 0.05% wt. each of zinc nitrate or zinc acetate preferably does not contain zinc nitrate or zinc acetate.
В предпочтительном аспекте компонент (B) состоит по существу из или состоит из глюконата цинка, цитрата цинка, хлорида цинка, ацетата цинка или смесей указанных солей. Предпочтительно, чтобы компонент (B) состоял по существу из или состоял из глюконата цинка, цитрата цинка, хлорида цинка или смесей указанных солей. Еще предпочтительнее, чтобы компонент (B) состоял по существу из или состоял из глюконата цинка, цитрата цинка или смесей указанных солей.In a preferred aspect component (B) consists essentially of or consists of zinc gluconate, zinc citrate, zinc chloride, zinc acetate or mixtures of these salts. Preferably, component (B) consists essentially of or consists of zinc gluconate, zinc citrate, zinc chloride or mixtures of these salts. Even more preferably, component (B) consists essentially of or consists of zinc gluconate, zinc citrate or mixtures of these salts.
Компонент соль цинка (B) составляет от 0,1 до 30 % масс. относительно всей грунтовки, предпочтительно, от 0,1 до 10 % масс., предпочтительно, от 0,1 до 5 % масс., как например, от 0,2 до 4 % масс., в частности, от 0,5 до 2 % масс. концентрации 1 % масс. ± 0,5 % масс. особенно предпочтительны. В случае гидрата эта концентрация не включает воду, ассоциированную с солью. Если в качестве Компонента (B) применяют смесь солей цинка, эти концентрации относятся к объединенным концентрациям солей цинка. The zinc salt component (B) is from 0.1 to 30% by weight. relative to the entire primer, preferably from 0.1 to 10% by weight, preferably from 0.1 to 5% by weight, such as from 0.2 to 4% by weight, in particular from 0.5 to 2 % wt. concentration of 1% wt. ± 0.5% wt. especially preferred. In the case of a hydrate, this concentration does not include the water associated with the salt. If a mixture of zinc salts is used as Component (B), these concentrations refer to the combined concentrations of zinc salts.
Вышеописанные концентрации Компонента (B) равно применимы к количеству соли цинка, присутствующему в наборах согласно настоящему изобретению. В случае наборов количества также рассчитывают по отношению к объединенным количествам компонентов (I), (II) и, при наличии, (III), набора. Например, в случае описанных ниже Примеров, грунтовку получают путем объединения приблизительно 44 % масс. Компонента (I) набора и 56 % масс. Компонента (II) набора (содержащего водорастворимую соль цинка). Соль цинка содержится в количестве 1 % от массы грунтовки (Компонент (I) + Компонент (II)), и 1,8 % от массы Компонента (II) набора. The concentrations of Component (B) described above apply equally to the amount of zinc salt present in the kits according to the present invention. In the case of kits, the amounts are also calculated in relation to the combined amounts of components (I), (II) and, if present, (III) of the kit. For example, in the case of the Examples described below, a primer is obtained by combining approximately 44% of the mass. Component (I) of the set and 56% wt. Component (II) of the kit (containing a water-soluble zinc salt). The zinc salt is contained in an amount of 1% by weight of the primer (Component (I) + Component (II)), and 1.8% by weight of the Component (II) of the kit.
Как описано в следующих разделах, Компоненты (II) или (III) набора могут содержать антикоррозионный пигмент компонент (C), такой как цинк, и могут дополнительно содержать нерастворимую в воде соль цинка, такую как оксид цинка. Чтобы избежать неопределенности, указанные вещества не учитывают при определении концентрации Компонента (B).As described in the following sections, Components (II) or (III) of the kit may contain an anti-corrosion pigment component (C), such as zinc, and may further contain a water-insoluble zinc salt, such as zinc oxide. To avoid uncertainty, these substances are not taken into account when determining the concentration of Component (B).
Антикоррозионный пигмент - Факультативный Компонент C Anticorrosion Pigment - Optional Component C
В зависимости от конечного назначения композиции грунтовки, композиция грунтовки согласно настоящему изобретению может также содержать антикоррозионный пигмент. В случае, если грунтовка представляет собой заводскую грунтовку, включение антикоррозионного пигмента является предпочтительным.Depending on the end use of the primer composition, the primer composition of the present invention may also contain an anti-corrosion pigment. In case the primer is a shop primer, the inclusion of an anti-corrosion pigment is preferred.
При наличии, важно, чтобы антикоррозионный компонент не содержался в компоненте золя. То есть, антикоррозионный пигмент не содержится в Компоненте (I), но может содержаться в Компоненте (II) набора, например, вместе с компонентом (B). Альтернативно, антикоррозионный пигмент может быть включен в виде отдельного компонента набора (Компонент (III)). При наличии, компонент (C) предпочтительно содержится только в одном Компоненте (II) или (III), но не в обоих. If present, it is important that the anti-corrosion component is not contained in the sol component. That is, the anti-corrosion pigment is not contained in Component (I), but may be contained in Component (II) of the kit, for example, together with component (B). Alternatively, the anti-corrosion pigment may be included as a separate kit component (Component (III)). If present, component (C) is preferably contained in only one of Component (II) or (III), but not both.
Предпочтительно, чтобы антикоррозионный пигмент был на основе цинка. Цинк, применяемый в композиции, может представлять собой металлический цинк в форме порошка или хлопьев, полые сферы с включенным в поверхность цинком, минералы с включенным в поверхность цинком, и полимеры с включенным в поверхность цинком. Альтернативно, цинк может представлять собой металлический цинк с обработанной поверхностью, химически инертный к водной среде. Предпочтительно, цинк имеет средний размер частиц в диапазоне 0,5 - 20 микрон, такой как 1 - 15 микрон, предпочтительно, 2 - 5 микрон или 6 - 9 микрон. В частности, цинк находится в форме цинкового порошка, предпочтительно, с указанными размерами частиц. Применение цинковой пыли в качестве антикоррозионного пигмента хорошо известно, и ее применение хорошо знакомо специалистам в данной области техники.Preferably, the anti-corrosion pigment is zinc based. The zinc used in the composition can be metallic zinc in powder or flake form, surface-embedded zinc hollow spheres, surface-embedded minerals, and surface-embedded zinc polymers. Alternatively, the zinc may be surface treated zinc metal that is chemically inert to the aqueous environment. Preferably the zinc has an average particle size in the range of 0.5-20 microns, such as 1-15 microns, preferably 2-5 microns or 6-9 microns. In particular, the zinc is in the form of zinc powder, preferably with the indicated particle sizes. The use of zinc dust as an anti-corrosion pigment is well known and its use is well known to those skilled in the art.
Содержание антикоррозионного пигмента в грунтовке согласно настоящему изобретению составляет от 0 до 90 % масс., как например, от 15 до 45 % масс., как например, от 20 до 40 % масс. С точки зрения сухой массы антикоррозионный пигмент может составлять от 0 до 95 % масс., от 10 до 90 % масс., как например, от 20 до 85 % масс., в частности, от 20 до 80 % от массы грунтовки (в расчете на сухую массу). The content of the anti-corrosion pigment in the primer according to the present invention is from 0 to 90 wt %, such as from 15 to 45 wt %, such as from 20 to 40 wt %. In terms of dry weight, the anti-corrosion pigment may comprise from 0 to 95% by weight, from 10 to 90% by weight, such as from 20 to 85% by weight, in particular from 20 to 80% by weight of the primer (calculated by dry weight).
Ускоритель - Факультативный Компонент D Accelerator - Optional Component D
Водные грунтовки согласно настоящему изобретению могут также содержать минеральный ускоритель. При наличии, ускоритель представляет собой оксид цинка, фосфат цинка, фосфосиликат кальция-стронция-цинка, гидрофосфат циркония, фосфид железа, цирконат кальция, цирконат бария, нитрид циркония, титанат цинка и титанат железа (II).Aqueous primers according to the present invention may also contain a mineral accelerator. When present, the accelerator is zinc oxide, zinc phosphate, calcium-strontium-zinc phosphosilicate, zirconium hydrogen phosphate, iron phosphide, calcium zirconate, barium zirconate, zirconium nitride, zinc titanate, and iron(II) titanate.
Конкретнее всего, ускоритель представляет собой оксид цинка, гидрофосфат циркония или фосфат цинка. More specifically, the accelerator is zinc oxide, zirconium hydrogen phosphate or zinc phosphate.
Также можно применять смеси ускорителей. В комбинации с этими двумя ускорителями можно применять другие минеральные соединения. Mixtures of accelerators can also be used. Other mineral compounds can be used in combination with these two accelerators.
Вышеуказанные ускорители также можно комбинировать с другими материалами, такими как ацетаты металлов, метафосфаты, титанаты металлов, гексафторцирконаты, цирконаты и фосфаты. Катион обычно представляет собой Al, Zr, Ba, Ca или Zn.The above accelerators can also be combined with other materials such as metal acetates, metaphosphates, metal titanates, hexafluorozirconates, zirconates and phosphates. The cation is usually Al, Zr, Ba, Ca or Zn.
При наличии, количество ускорителя в композициях согласно настоящему изобретению может составлять от 0,5 до 20 % масс., такое как от 1 до 15 % масс., в частности, от 2 до 15 % масс. If present, the amount of accelerator in the compositions according to the present invention may be from 0.5 to 20% wt., such as from 1 to 15% wt., in particular, from 2 to 15% wt.
В расчете на сухую массу компонент (D) может составлять от 1,5 до 30 % сухой массы, как например, от 3 до 20 % сухой массы.On a dry weight basis, component (D) may comprise from 1.5 to 30% dry weight, such as 3 to 20% dry weight.
Предпочтительным вариантом является комбинация гидрофосфата циркония и фосфата цинка. Комбинация гидрофосфата цирконии и оксида цинка также предпочтительна в качестве компонент (D). Наиболее предпочтительной возможностью является применение оксида цинка в качестве единственного ускорителя.The preferred option is a combination of zirconium hydrogen phosphate and zinc phosphate. A combination of zirconium hydrogen phosphate and zinc oxide is also preferred as component (D). The most preferred option is to use zinc oxide as the sole accelerator.
Не ограничиваясь никакой теорией, было обнаружено, что эти конкретные ускорители дополнительно улучшают превосходное время высыхания и скорость развития водостойкости, достигаемые благодаря включению компонента водорастворимой соли цинка (B).Without wishing to be bound by theory, it has been found that these specific accelerators further enhance the excellent dry time and water resistance development rate achieved by the inclusion of a water soluble zinc salt component (B).
В другом аспекте настоящего изобретения предложена грунтовка на водной основе, содержащая:In another aspect of the present invention, a water based primer is provided comprising:
(A) полисилоксановый золь;(A) polysiloxane sol;
(B) от 0,1 до 10 % масс. водорастворимой соли цинка с растворимостью в деионизированной воде по меньшей мере 0,5 г/л при 25°С;(B) 0.1 to 10% wt. a water-soluble zinc salt with a solubility in deionized water of at least 0.5 g/l at 25°C;
(C) от 15 до 45 % масс. по меньшей мере одного антикоррозионного пигмента; и(C) 15 to 45% wt. at least one anticorrosive pigment; and
(D) от 0,5 до 20 % масс. ускорителя, выбранного из оксида цинка, фосфата цинка, фосфосиликата кальция-стронция-цинка, гидрофосфата циркония, фосфида железа, цирконата кальция, цирконата бария, нитрида циркония, титаната цинка или титаната железа (II), или смесей указанных соединений.(D) 0.5 to 20% wt. an accelerator selected from zinc oxide, zinc phosphate, calcium-strontium-zinc phosphosilicate, zirconium hydrogen phosphate, iron phosphide, calcium zirconate, barium zirconate, zirconium nitride, zinc titanate or iron(II) titanate, or mixtures of these compounds.
Микросферы Microspheres
Грунтовка может также содержать микросферы для улучшения твердости и свариваемости покрытия. Термин микросфера относится к по существу сферической частице, имеющей размер D50 от 100 нм до 500 микрон. Можно применять все виды микросфер, удовлетворяющие по меньшей мере одному из условий, приведенных в таблице ниже:The primer may also contain microspheres to improve the hardness and weldability of the coating. The term microsphere refers to a substantially spherical particle having a D50 size of 100 nm to 500 microns. All kinds of microspheres can be used, satisfying at least one of the conditions given in the table below:
(90 % выдержавших)Breaking strength
(90% passed)
Размер частиц можно определить, например, при помощи лазерного дифракционного анализа (Malvern).The particle size can be determined, for example, using laser diffraction analysis (Malvern).
Предпочтительно, сферы имеют удельную поверхность ≤ 7000 см2/г, предпочтительно ≤ 6000 см2/г, предпочтительно ≤ 5000 см2/г (по Блейну, способ EN196-6). Preferably, the spheres have a specific surface area of ≤ 7000 cm 2 /g, preferably ≤ 6000 cm 2 /g, preferably ≤ 5000 cm 2 /g (by Blaine, method EN196-6).
Предпочтительные микросферы будут удовлетворять всем требованиям в столбце «возможно», в столбце «более предпочтительно» или в столбце «наиболее предпочтительно». Микросферы являются твердыми. Фактически, микросферы могут быть изготовлены из любого подходящего полимерного материала, керамики или стекла. Предпочтительно, микросферы изготовлены из керамики или стекла. Preferred microspheres will satisfy all requirements in the "possible" column, in the "more preferred" column, or in the "most preferred" column. The microspheres are solid. In fact, the microspheres can be made from any suitable polymeric material, ceramic or glass. Preferably, the microspheres are made of ceramic or glass.
Примеры керамики включают алюминаты, титанаты, цирконаты, силикаты, допированные (например, допированные лантаноидами и актиноидами) варианты указанных керамик, и смеси указанных керамик.Examples of ceramics include aluminates, titanates, zirconates, silicates, doped (eg doped with lanthanides and actinides) variants of these ceramics, and mixtures of these ceramics.
Примеры коммерчески доступных керамических микросфер включают полые керамические микросферы, поставляемые, например, Sphere One, Inc., Chattanooga, TN, под торговым наименованием «EXTENDOSPHERES» (например, сорта SG, CG, TG, SF-IO, SF-12, SF- 14, SLG, SL-90, SL-150, и XOL-200); и сплошные керамические микросферы, поставляемые, например, 3M Company под торговым наименованием «3M CERAMIC MICROSPHERES» (например, сорта G-200, G-400, G-600, W-210 и W-410, Osthoff Omega Group под наименованием Omega-SIL или Zeeospheres (например, серия G (G200, G400, G600) или серия N (N200, N400, N600)).Examples of commercially available ceramic microspheres include hollow ceramic microspheres available from, e.g., Sphere One, Inc., Chattanooga, TN, under the trade name "EXTENDOSPHERES" 14, SLG, SL-90, SL-150, and XOL-200); and solid ceramic microspheres supplied, for example, by 3M Company under the trade name "3M CERAMIC MICROSPHERES" (for example, grades G-200, G-400, G-600, W-210 and W-410, Osthoff Omega Group under the name Omega- SIL or Zeeospheres (e.g. G series (G200, G400, G600) or N series (N200, N400, N600)).
Примеры коммерчески доступных стеклянных сфер включают S38HS, S38XHS, K46, S60, S60HS, iM30K, iM16K от 3M, и полые стеклянные микросферы под торговыми наименованиями Q-Cel и Sphericel от Potters Industries. Размер частиц (D50) микрочастиц составляет предпочтительно 1 - 100 микрон, более предпочтительно, 2 - 50 микрон, в частности, 4 - 30 микрон.Examples of commercially available glass spheres include S38HS, S38XHS, K46, S60, S60HS, iM30K, iM16K from 3M, and hollow glass microspheres under the tradenames Q-Cel and Sphericel from Potters Industries. The particle size (D50) of the microparticles is preferably 1-100 microns, more preferably 2-50 microns, in particular 4-30 microns.
Действие микросфер в основном добавляет композиции покрытия твердости и стойкости к истиранию. Хотя существуют альтернативные улучшители твердости, такие как неорганические наполнители, эти керамические микросферы обладают дополнительной выгодой по сравнению с альтернативными улучшителями твердости, поскольку они оказывают большое действие в относительно малых количествах.The action of the microspheres mainly adds hardness and abrasion resistance to the coating composition. Although there are alternative hardness improvers such as inorganic fillers, these ceramic microspheres offer an additional benefit over alternative hardness improvers because they have a large effect in relatively small amounts.
Предпочтительно, чтобы pH микросфер находился в диапазоне 9 или менее, предпочтительно 8,5 или менее (при измерении в виде 10 % масс. дисперсии микросфер в деионизированной воде). Предпочтительно pH выше 3. Если pH >9, наблюдается сокращение срока хранения краски. Preferably, the pH of the microspheres is in the range of 9 or less, preferably 8.5 or less (measured as a 10 wt % dispersion of the microspheres in deionized water). Preferably the pH is above 3. If the pH is >9, there is a reduction in the shelf life of the ink.
Микросферы могут составлять от 0,5 до 10 % масс. От композиции грунтовки, как например, от 1 до 7 % масс., в частности, от 2 до 7 % масс. в некоторых вариантах реализации содержание микросфер может составлять от 0,5 до 5 % масс. Microspheres can be from 0.5 to 10% of the mass. From the composition of the primer, such as from 1 to 7 wt. -%, in particular, from 2 to 7 wt. in some embodiments, the implementation of the content of microspheres can be from 0.5 to 5% of the mass.
В расчете на сухую массу микросферы могут составлять от 0,5 до 15 % сухой массы, как например, от 2 до 10 % масс.On a dry weight basis, the microspheres may comprise from 0.5 to 15% dry weight, such as 2 to 10% by weight.
В предпочтительном варианте реализации микросферы представляют собой стеклянные микросферы.In a preferred embodiment, the microspheres are glass microspheres.
Другие составляющиеOther components
Композиция слоя грунтовки может также содержать различные другие компоненты, например, для улучшения антикоррозионных свойств, и так далее. The primer layer composition may also contain various other components, for example, to improve anti-corrosion properties, and so on.
В частности, композиция слоя грунтовки может содержать наполнители, такие как оксиды других металлов, карбонаты металлов, полевой шпат и так далее, действующие как антикоррозионные материалы. В частности, композиция слоя грунтовки может содержать наполнители, действующие как улучшители сварки. Подходящие улучшители сварки включают диоксид титана и флюорит. Неожиданно было обнаружено, что эти наполнители улучшают свариваемость покрытия. Грунтовка, содержащая эти наполнители, меньше страдает от образования пор, в меньшей степени подвержена обратному распространению пламени и образует меньше копоти и брызг.In particular, the primer layer composition may contain fillers such as other metal oxides, metal carbonates, feldspar, and so on, acting as anti-corrosion materials. In particular, the primer layer composition may contain fillers that act as weld improvers. Suitable weld improvers include titanium dioxide and fluorite. Surprisingly, these fillers have been found to improve the weldability of the coating. A primer containing these fillers suffers less from porosity, is less prone to flame backpropagation, and generates less soot and spatter.
При наличии, наполнители предпочтительно содержатся в части (II) набора, предпочтительно, только в части (II) набора.If present, fillers are preferably contained in part (II) of the kit, preferably only in part (II) of the kit.
Композиция грунтовки в целом может содержать от 1 до 30 % масс. добавок наполнителей, например, диоксида титана и флюорита, как например, от 4 до 20 % масс. в сухой массе наполнители могут составлять 3 - 50 % сухой массы, предпочтительно, 8 - 30 % сухой массы, наиболее предпочтительно 12 - 25 % сухой массы. Было обнаружено, что применение диоксида титана и флюорита в качестве наполнителей демонстрирует особенную выгоду этих материалов, по сравнению с тальком, и обеспечивает непористое покрытие грунтовки без обратного распространения пламени, копоти и брызг. Заводские грунтовки согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат диоксид титана.The composition of the primer as a whole may contain from 1 to 30% of the mass. filler additives, for example, titanium dioxide and fluorite, such as, for example, from 4 to 20% of the mass. in the dry weight, the fillers may comprise 3-50% dry weight, preferably 8-30% dry weight, most preferably 12-25% dry weight. It has been found that the use of titanium dioxide and fluorite as fillers demonstrates the particular benefit of these materials over talc, and provides a non-porous primer coating without flameback, soot and spatter. The shop primers of the present invention preferably contain titanium dioxide.
Также могут присутствовать цветные пигменты, предпочтительно неорганические пигменты. Примеры цветных пигментов включают титановые белила, оксиды железа, оксиды хрома и углеродную сажу.Color pigments may also be present, preferably inorganic pigments. Examples of color pigments include titanium white, iron oxides, chromium oxides and carbon black.
Как указано ранее, грунтовки согласно настоящему изобретению разработаны, чтобы избежать проблем, связанных с некоторыми силикатным грунтовками на водной основе. Следовательно, предпочтительно, чтобы грунтовки согласно настоящему изобретению не содержали силикатов щелочных металлов, таких как силикат лития, силикат калия или силикат натрия. As stated previously, the primers of the present invention are designed to avoid the problems associated with some water-based silicate primers. Therefore, it is preferable that the primers according to the present invention do not contain alkali metal silicates such as lithium silicate, potassium silicate or sodium silicate.
Также предпочтительно, чтобы грунтовка не содержала органических растворителей.It is also preferred that the primer does not contain organic solvents.
Введение одного или более загустителей/тиксотропных агентов в количестве 0,01 - 10 по массе, как например, 0,01 - 5 % по массе, предпочтительно 0,05 - 2 по массе во (влажную) композицию улучшает свойства при оседании, образование пленки и свойства при распылении грунтовки. Примерами подходящих загустителей являются бентонит, мелкодисперсный/коллоидный диоксид кремния, природные загустители (например, альгинаты), целлюлозные загустители, сахариды и полисахариды. При наличии, загустители предпочтительно содержатся в части (I) набора, предпочтительно, только в части (I) набора.Incorporation of one or more thickeners/thixotropic agents in an amount of 0.01-10% by weight, such as 0.01-5% by weight, preferably 0.05-2% by weight, into the (wet) composition improves settling properties, film formation and primer spray properties. Examples of suitable thickeners are bentonite, silica fume/colloidal, natural thickeners (eg alginates), cellulosic thickeners, saccharides and polysaccharides. If present, thickeners are preferably contained in part (I) of the kit, preferably only in part (I) of the kit.
Грунтовка согласно настоящему изобретению может также содержать другие стандартные добавки, такие как консерванты, такие как бензоат натрия, и модификаторы поверхностного натяжения.The primer of the present invention may also contain other conventional additives such as preservatives such as sodium benzoate and surface tension modifiers.
Содержание воды в грунтовке, готовой для нанесения, может составлять от 5 до 20 % масс.The water content in the primer, ready for application, can be from 5 to 20% of the mass.
Композиция Composition
В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения смесь компонентов (A), (B) и, факультативно, (C) может иметь подходящую стабильность при хранении, и грунтовка может поставляться в заранее смешанной форму. Особенно это верно для случая, когда антикоррозионный пигмент компонент (C) отсутствует. In some embodiments of the present invention, a mixture of components (A), (B), and optionally (C) may have suitable storage stability and the primer may be supplied in a premixed form. This is especially true in the case where the anti-corrosion pigment component (C) is absent.
Однако чаще композицию грунтовки согласно настоящему изобретению получают путем смешивания различных компонентов незадолго до нанесения грунтовки на субстрат, чтобы избежать преждевременного отверждения. Следовательно, грунтовку предпочтительно поставляют в виде набора из двух или более компонентов для смешивания пользователем.More often, however, the primer composition of the present invention is prepared by mixing the various components shortly before applying the primer to the substrate to avoid premature curing. Therefore, the primer is preferably supplied as a set of two or more components for mixing by the user.
Компонент (I) такого набора содержит полисилоксановый золь компонент (A) и, факультативно, множество традиционно применяемых добавок, таких как наполнители, загустители, консерванты, улучшители сварки и микросферы.Component (I) of such a kit contains the polysiloxane sol of component (A) and, optionally, a variety of conventional additives such as fillers, thickeners, preservatives, weld improvers and microspheres.
Компонент (II) содержит водорастворимую соль цинка (компонент (B)) и/или антикоррозионный пигмент компонент (C) грунтовки согласно настоящему изобретению.Component (II) contains a water-soluble zinc salt (component (B)) and/or an anti-corrosion pigment component (C) of the primer according to the present invention.
Предпочтительно, чтобы композиция согласно настоящему изобретению (т.е. смешанная грунтовка) имела содержание ЛОС менее 100 г/л, предпочтительно менее 50 г/л, наиболее предпочтительно менее 30, например, менее 15 г/л. В одном из вариантов реализации грунтовку согласно настоящему изобретению обеспечивают в водной форме. В другом варианте реализации грунтовку обеспечивают с некоторым количеством воды, но предполагают возможность дополнительного разбавления перед применением.Preferably, the composition according to the present invention (ie mixed primer) has a VOC content of less than 100 g/l, preferably less than 50 g/l, most preferably less than 30, eg less than 15 g/l. In one embodiment, the primer of the present invention is provided in aqueous form. In another embodiment, the primer is provided with some water, but is intended to be further diluted prior to use.
Композиция согласно настоящему изобретению при нанесении предпочтительно высыхает в течение 10 минут при 23°С и 50 % отн. вл., предпочтительно, в течение 2 минут, согласно протоколам испытаний, приведенным в разделе испытаний настоящего описания. The composition according to the present invention, when applied, preferably dries within 10 minutes at 23°C and 50% rel. vl., preferably within 2 minutes, according to the test protocols given in the test section of this description.
Согласно приведенным ниже протоколам испытаний, также предпочтительно, чтобы композиция высыхала на всю толщину и обеспечивала стойкую к механическому истиранию поверхность в течение 20 С и 50 % отн. вл., предпочтительно, в течение 5 минут.According to the test protocols below, it is also preferred that the composition dry to the full thickness and provide a surface resistant to mechanical abrasion within 20 ° C and 50% RH. vl., preferably within 5 minutes.
Готовая грунтовка согласно настоящему изобретению обладает стойкостью к воде.The finished primer according to the present invention is water resistant.
При этом предпочтительно, чтобы грунтовка обладала ранней стойкостью к воде, т.е. стойкостью к воде в течение 24 часов, предпочтительно, 12 часов отверждения при 23°С и 50 % отн. вл., предпочтительно в течение 6 часов, согласно протоколам испытаний, приведенным в разделе испытаний настоящей заявке (испытание на истирание в воде).In this case, it is preferable that the primer has an early resistance to water, i.e. water resistance for 24 hours, preferably 12 hours curing at 23°C and 50% r.h. vl., preferably within 6 hours, according to the test reports given in the test section of this application (test for abrasion in water).
Грунтовки согласно настоящему изобретению также обладают хорошей стойкостью к влаге. Грунтовки согласно настоящему изобретению считают «стойкими», если они демонстрируют стойкость к влаге в течение по меньшей мере 24 часов, при испытании согласно испытанию на стойкость к влаге (ISO 6270-2:2005). Грунтовки согласно настоящему изобретению предпочтительно демонстрируют стойкость в течение по меньшей мере 36 часов, в частности, по меньшей мере 48 часов. Primers according to the present invention also have good resistance to moisture. Primers according to the present invention are considered "resistant" if they show moisture resistance for at least 24 hours when tested according to the moisture resistance test (ISO 6270-2:2005). The primers according to the present invention preferably show durability for at least 36 hours, in particular at least 48 hours.
В одном предпочтительном варианте реализации грунтовка согласно настоящему изобретению представляет собой заводскую грунтовку. Важно, что заводская грунтовка должна поддаваться сварке. Основной задачей заводской грунтовки является обеспечение временной защиты от коррозии, пока не будет закончена сварка всех деталей. Заводские грунтовки согласно настоящему изобретению можно сваривать со скоростью по меньшей мере 70 см/мин при помощи сварки MIG (сварка плавящимся электродом в инертном газе) или другой аналогичной методики сварки, с образованием менее 125 мм2 пор на каждый метр сварки. Кроме того, сварка должна давать минимум брызг, копоти и обратного распространения пламени.In one preferred embodiment, the primer of the present invention is a shop primer. It is important that the factory primer must be weldable. The main purpose of a factory primer is to provide temporary corrosion protection until all parts are welded together. Factory primers according to the present invention can be welded at a speed of at least 70 cm/min using MIG welding (Consumable Inert Gas Welding) or other similar welding technique, with the formation of less than 125 mm 2 of pores per meter of welding. In addition, welding should produce a minimum of spatter, soot, and flame backpropagation.
Последней и важной задачей заводской грунтовки может быть обеспечение возможности нанесения верхнего покрытия дополнительной предварительной обработки покрытия заводской грунтовки. Следует учесть, что любую окрашиваемую поверхность необходимо очистить перед нанесением следующего покрытия, например, для удаления пыли, соли и/или жира, попавших на поверхность после нанесения заводской грунтовки и до нанесения следующего слоя. Это не является стадией предварительной обработки. В частности, возможно нанесение эпоксидной грунтовки.A final and important purpose of the shop primer may be to allow the topcoat to be applied with additional pre-treatment of the shop primer coat. It should be noted that any surface to be painted must be cleaned before applying the next coat, for example, to remove dust, salt and/or grease that has adhered to the surface after applying the factory primer and before applying the next coat. This is not a pre-processing step. In particular, it is possible to apply an epoxy primer.
Объемная концентрация пигмента (PVC) является важным параметром заводской грунтовки согласно настоящему изобретению. Также важна критическая объемная концентрация. PVC представляет собой объемную концентрацию пигмента. CPVC представляет собой максимальную объемную концентрацию пигмента при полном покрытии смолой. PVC/CPVC>1 означает, что не весь пигмент покрыт смолой. Краска будет пористой. Отношение представляет собой баланс между барьерной защитой и катодной защитой. Слишком высокое отношение приводит к другим проблемам, таким как растрескивание и утрата когезии. Предпочтительно PVC/CPVC находится в диапазоне 0,8 - 1,2, более предпочтительно, 0,9 - 1,1, наиболее предпочтительно, 0,95 - 1,05. Pigment Volume Concentration (PVC) is an important parameter of the shop primer according to the present invention. The critical volume concentration is also important. PVC is the volume concentration of the pigment. CPVC represents the maximum volume concentration of the pigment at full resin coverage. PVC/CPVC>1 means that not all of the pigment is coated with resin. The paint will be porous. The ratio is a balance between barrier protection and cathodic protection. Too high a ratio leads to other problems such as cracking and loss of cohesion. Preferably PVC/CPVC is in the range 0.8-1.2, more preferably 0.9-1.1, most preferably 0.95-1.05.
НаборыSets
Грунтовки согласно настоящему изобретению предпочтительно поставляют в виде набора из по меньшей мере двух частей. Компонент (I) содержит связующее (A) и компонент (II) содержит водорастворимую соль цинка (B) и/или антикоррозионный пигмент (C). Primers according to the present invention are preferably supplied as a set of at least two parts. Component (I) contains a binder (A) and component (II) contains a water-soluble zinc salt (B) and/or an anti-corrosion pigment (C).
Водорастворимую соль цинка (B) можно обеспечивать в компоненте (I) и/или компоненте (II) связующего, предпочтительно, в компоненте (II), особенно предпочтительно, только в компоненте (II). The water-soluble zinc salt (B) can be provided in component (I) and/or component (II) of the binder, preferably in component (II), particularly preferably only in component (II).
При наличии, антикоррозионный пигмент (C) можно обеспечить в виде третьего компонента (компонент (III)), но предпочтительно включают как часть компонента (II) вместе с водорастворимой солью цинка (B).If present, the anti-corrosion pigment (C) may be provided as a third component (component (III)), but is preferably included as part of component (II) together with the water-soluble zinc salt (B).
В менее предпочтительном варианте реализации грунтовки согласно настоящему изобретению поставляют в виде набора из двух компонентов: первый компонент (I), содержащий связующее (A) и водорастворимую соль цинка (B), и второй компонент (II),содержащий антикоррозионный пигмент (C).In a less preferred embodiment, the primers of the present invention are supplied as a kit of two components: a first component (I) containing a binder (A) and a water-soluble zinc salt (B) and a second component (II) containing an anti-corrosion pigment (C).
В предпочтительном варианте реализации грунтовки согласно настоящему изобретению поставляют в виде набора из двух компонентов: первый компонент (I), содержащий связующее (A), и второй компонент (II), содержащий водорастворимую соль цинка (B) и, при наличии, антикоррозионный пигмент (C).In a preferred embodiment, the primers according to the present invention are supplied as a set of two components: a first component (I) containing a binder (A) and a second component (II) containing a water-soluble zinc salt (B) and, if present, an anti-corrosion pigment ( C).
В другом предпочтительном варианте реализации грунтовки согласно настоящему изобретению поставляют в виде набора из трех компонентов: первый компонент (I), содержащий связующее (A), второй компонент (II), содержащий водорастворимую соль цинка (B), и третий компонент (III), содержащий антикоррозионный пигмент (C).In another preferred embodiment, the primers according to the present invention are supplied as a set of three components: a first component (I) containing a binder (A), a second component (II) containing a water-soluble zinc salt (B), and a third component (III) containing an anti-corrosion pigment (C).
Компоненты (I), (II), и при наличии, (III), смешивают с образованием композиции грунтовки незадолго до нанесения грунтовки на субстрат. В случае трехкомпонентного набора порядок введения не принципиально важен. Например, компонент (III) можно вводить в один из компонентов (I) и (II) до объединения компонентов (I) и (II); или можно вводить одновременно с объединением компонентов (I) и (II); или можно вводить после объединения компонентов (I) и (II).Components (I), (II), and if present, (III) are mixed to form the primer composition shortly before applying the primer to the substrate. In the case of a three-component set, the order of administration is not fundamentally important. For example, component (III) can be introduced into one of the components (I) and (II) before combining components (I) and (II); or you can enter simultaneously with the combination of components (I) and (II); or you can enter after combining components (I) and (II).
Нанесение Application
Композицию согласно настоящему изобретению можно наносить при помощи всех типов оборудования для нанесения, такого как кисть или валик, традиционный распылитель, безвоздушный распылитель и комбинированный распылитель. В идеале краску наносят посредством безвоздушного распыления для обеспечения возможности самопроизвольного отверждения грунтовки после нанесения на субстрат.The composition of the present invention can be applied using all types of application equipment such as brush or roller, conventional sprayer, airless sprayer and combination sprayer. Ideally, the paint is applied by airless spray to allow the primer to spontaneously cure after application to the substrate.
Покрываемый субстрат предпочтительно представляет собой металлический субстрат, в идеале, стальной субстрат. Субстрат может представлять собой один из субстратов, применяемых в корабельном оборудовании. Так, типичные субстраты включают детали корабля, металлические контейнеры, такие как контейнеры для морских перевозок, мосты и так далее The substrate to be coated is preferably a metal substrate, ideally a steel substrate. The substrate may be one of the substrates used in marine equipment. So, typical substrates include ship parts, metal containers such as shipping containers, bridges, and so on.
После финального смешивания грунтовку обычно наносят на стальную поверхность, в идеале, с конечной толщиной 5 - 150 микрон, такой как 50 - 150 микрон (толщина сухой пленки (DFT), измерение описано в разделе способов испытаний). Такое покрытие будет обеспечивать временную защиту стальной поверхности. Если компонент (C) отсутствует, предпочтительной является DFT 50 - 150 микрон. В случае заводской грунтовки конечная толщина предпочтительно составляет 5 - 50 микрон, такая как 15 - 25 микрон.After final mixing, the primer is usually applied to the steel surface, ideally with a final thickness of 5 - 150 microns, such as 50 - 150 microns (dry film thickness (DFT), measurement described in the test methods section). This coating will provide temporary protection to the steel surface. If component (C) is not present, DFT 50-150 microns is preferred. In the case of a factory primer, the final thickness is preferably 5-50 microns, such as 15-25 microns.
Как уже сказано, настоящее изобретение также относится к способу временной защиты стальной поверхности антикоррозионным покрытием, включающему покрытие стальной поверхности композицией грунтовки согласно настоящему изобретению. As already mentioned, the present invention also relates to a method for temporarily protecting a steel surface with an anti-corrosion coating, comprising coating the steel surface with a primer composition according to the present invention.
Покрытые таким образом стальные поверхности будут обычно храниться в течение 2 - 40 недель, как например до 6 месяцев, после чего стальные поверхности могут быть использованы при изготовлении стальных конструкций, в которых стальные поверхности представляют собой поверхности стальных деталей, из которых состоит корпус стальной конструкции. Стальную конструкцию собирают путем сварки и важно, чтобы детали стального корпуса, покрытые композицией согласно настоящему изобретению, можно было легко сваривать для обеспечения высококачественных соединений между деталями стального корпуса стальных конструкций. Steel surfaces coated in this way will typically have a shelf life of 2 to 40 weeks, such as up to 6 months, after which the steel surfaces can be used in the manufacture of steel structures, in which the steel surfaces are the surfaces of the steel parts that make up the body of the steel structure. The steel structure is assembled by welding and it is important that the steel body parts coated with the composition of the present invention can be easily welded to provide high quality connections between the steel body parts of the steel structures.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления стальной конструкции, согласно которому стальная конструкция состоит из множества деталей стального корпуса, причем указанный способ включает следующие стадии:The present invention also relates to a method for manufacturing a steel structure, in which the steel structure is composed of a plurality of steel body parts, said method comprising the following steps:
a) покрытие по меньшей мере одной из деталей стального корпуса композицией грунтовки по п. 1; a) coating at least one of the parts of the steel hull with a primer composition according to claim 1;
b) хранение детали (деталей) стального корпуса с покрытием в течение 2 - 40 недель;b) storage of coated steel hull part(s) for 2 to 40 weeks;
c) сборка по меньшей мере части стальной конструкции путем сварки по меньшей мере двух деталей стального корпуса, причем по меньшей мере на одну из указанных двух деталей стального корпуса было нанесено покрытие на стадии (a). c) assembling at least part of the steel structure by welding at least two parts of the steel body, wherein at least one of said two parts of the steel body has been coated in step (a).
Остальные стадии и детали изготовления стальной конструкции будут очевидны для специалиста в данной области техники.The rest of the steps and details of the fabrication of the steel structure will be apparent to a person skilled in the art.
Поверх грунтовки можно наносить любой вид краски без какой-либо предварительной обработки грунтового покрытия (помимо очистки для удаления пыли, жира и т.п.). Any type of paint can be applied over the primer without any pretreatment of the primer coat (other than cleaning to remove dust, grease, etc.).
Ниже настоящее изобретение будет описано со ссылками на следующие неограничительные примеры.Below, the present invention will be described with reference to the following non-limiting examples.
Методики испытанийTest Methods
Стойкость к влаге Moisture resistance
Панели испытывали при 100 % влажности и 40°С согласно ISO 6270-2:2005. Панели получали нанесением распылением (25 мкм DFT) при помощи традиционного распылителя на обработанные пескоструйным аппаратом стальные панели SA2,5. Панели помещали в климатическую камеру (постоянная атмосфера) и проверяли каждый день в течение двух недель. Панель интенсивно терли пальцем и область трения осматривали визуально. После трения на пальце не должно быть заметно краски, а на пленке краски не должно быть видно повреждений.The panels were tested at 100% humidity and 40°C according to ISO 6270-2:2005. The panels were spray applied (25 µm DFT) with a conventional spray gun onto sandblasted SA2.5 steel panels. The panels were placed in a climate chamber (constant atmosphere) and checked every day for two weeks. The panel was intensively rubbed with a finger and the area of friction was visually inspected. After rubbing, no paint should be visible on the finger, and no damage should be visible on the paint film.
Испытание трением на стойкость к водеFriction test for resistance to water
Грунтовку тщательно перемешивали и наносили на обработанные пескоструйным аппаратом стальные панели (7,5x15x3 мм) чистотой SA2,5 при помощи аппликатора с зазором 30 мкм. Через 24 часа стальные панели помещали в контейнер с водой при 23°С так, чтобы была погружена половина панели. Панели выдерживали в воде 5 минут перед проведением стандартного испытания на водостойкость: чистую хлопковую ткань смачивали водой и терли ей туда-обратно (двойной проход) со средним давлением (ручное надавливание большим пальцем) 80 раз. Покрытие и ткань оценивали и регистрировали значение водостойкости от 0 до 5, где 4 считали водостойким и 5 - полностью водостойким или полностью отвержденным. При оценке 4 область трения имела слегка глянцевый вид, а на ткани наблюдалось небольшое количество цинка.The primer was thoroughly mixed and applied to sandblasted steel panels (7.5 x 15 x 3 mm) of SA2.5 cleanliness using a 30 µm gap applicator. After 24 hours, the steel panels were placed in a container of water at 23°C so that half of the panel was immersed. The panels were soaked in water for 5 minutes before performing a standard water resistance test: a clean cotton cloth was soaked in water and rubbed back and forth (double pass) with medium pressure (manual thumb pressure) 80 times. The coating and fabric were evaluated and a water resistance value was recorded from 0 to 5, with 4 being water resistant and 5 being fully water resistant or fully cured. At score 4, the friction area had a slightly glossy appearance, and a small amount of zinc was observed on the fabric.
Испытание на стабильностьStability test
Компонент A хранили в закрытой банке при 60°С с добавлением % масс. соли цинка к связующему, как в примерах ниже. Содержимое проверяли через определенные интервалы (один раз в неделю). Краску перемешивали вручную деревянной палочкой и оценивали визуально. Краска, прошедшая испытание, не должна содержать сгустков, без значительного изменения цвета и однородности.Component A was stored in a closed jar at 60°C with the addition of % wt. zinc salts to the binder, as in the examples below. The contents were checked at regular intervals (once a week). The paint was mixed by hand with a wooden stick and evaluated visually. The paint that has passed the test shall be free of clots, without significant change in color and uniformity.
Определение толщины сухой пленки (DFT)Dry Film Thickness (DFT) Determination
Толщину сухой пленки измеряли при помощи элкометра на гладком стальном субстрате.The dry film thickness was measured with an electrometer on a smooth steel substrate.
Определение содержания сухих веществ в композициях Determination of dry matter content in compositions
Содержание сухих веществ в композициях рассчитывали согласно ASTM D5201. The solids content of the compositions was calculated according to ASTM D5201.
Расчет содержания летучих органических соединений (ЛОС) в композициях покрытия Calculation of the content of volatile organic compounds (VOC) in coating compositions
Содержание летучих органических соединений (ЛОС) в композициях покрытия рассчитывали согласно ASTM D5201.The content of volatile organic compounds (VOC) in the compositions of the coating was calculated according to ASTM D5201.
Объемное содержание сухих веществ в композицияхVolume content of solids in compositions
Объемное содержание сухих веществ в композициях измеряли согласно монографии OCCA № 4.The volume content of solids in the compositions was measured according to OCCA monograph No. 4.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Компоненты Components
Bentone LT - тиксотропный агент - Elementis SpecialtiesBentone LT - Thixotropic Agent - Elementis Specialties
VPS SIVO 165 - связующее полисилоксановый золь - EvonikVPS SIVO 165 - binder polysiloxane sol - Evonik
Bayferrox черный 318 M - пигмент оксид железаBayferrox black 318 M - iron oxide pigment
Таблица 1. Результаты испытаний. Table 1 . Test results.
% масс. указаны для объединенной композиции. Процентные содержания связующего для VPS SIVO 165 указаны по фактической массе полисилоксанового золя (+любая вода для разбавления).% wt. indicated for the combined composition. The binder percentages for VPS SIVO 165 are based on the actual weight of the polysiloxane sol (+any dilution water).
Данные показали, что глюконат цинка, цитрат цинка, хлорид цинка и ацетат цинка обеспечивают композицию с лучшим балансом стойкости к влаге и стабильности (испытание трением в воде), чем сравнительный пример. Глюконат цинка, цитрат цинка и хлорид цинка обеспечивают особенно хорошую стойкость к влаге. Ацетат цинка обеспечивает лучшие характеристики относительно влаги, чем сравнительный пример без соли цинка.The data showed that zinc gluconate, zinc citrate, zinc chloride and zinc acetate provided a composition with a better balance of moisture resistance and stability (water friction test) than the comparative example. Zinc gluconate, zinc citrate and zinc chloride provide particularly good moisture resistance. The zinc acetate provided better moisture performance than the comparative example without the zinc salt.
Покрытие из Примера 3 было стабильным при введении хлорида цинка как отдельного компонента, т.е. при получении из 3-компонентного набора.The coating from Example 3 was stable when zinc chloride was added as a separate component, i. when obtained from a 3-component kit.
Длительное хранение хлорида цинка в Компоненте A в Компоненте (I) набора привело к гелеобразованию, что означает необходимость включения хлорида цинка в виде отдельного компонента. Кроме того, сочетание ZnCl2 + Zn также приводило к образованию сгустков.Long-term storage of zinc chloride in Component A in Component (I) of the kit resulted in gelation, which meant that zinc chloride had to be included as a separate component. In addition, the combination of ZnCl 2 + Zn also led to the formation of clots.
Сравнительный примерComparative Example
Пример 1 повторяли с использованием нитрата алюминия от Sigma вместо глюконата Zn. Обнаружили, что нитрат алюминии плохо растворяется в Sivo 165, приводя к получению композиции с неприемлемым временем жизнеспособности.Example 1 was repeated using aluminum nitrate from Sigma instead of Zn gluconate. Aluminum nitrate was found to be poorly soluble in Sivo 165 resulting in a formulation with unacceptable pot life.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17183163 | 2017-07-25 | ||
EP17183163.9 | 2017-07-25 | ||
PCT/EP2018/070216 WO2019020709A1 (en) | 2017-07-25 | 2018-07-25 | Aqueous primer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020104473A RU2020104473A (en) | 2021-08-25 |
RU2020104473A3 RU2020104473A3 (en) | 2022-02-15 |
RU2778792C2 true RU2778792C2 (en) | 2022-08-25 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304156C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-08-10 | Виталий Степанович Беляев | Aqueous composition filled with hollow microspheres for preparing anticorrosive and heat-insulating cover and method for preparing cover based on thereof |
RU2008134890A (en) * | 2006-01-27 | 2010-03-10 | Моментив Перформанс Матириалз Инк. (Us) | EPOXYSILANE OLIGOMER WITH A LOW CONTENT OF VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS AND CONTAINING ITS COMPOSITION |
US20100139525A1 (en) * | 2004-11-10 | 2010-06-10 | Thomas Kolberg | Process for coating metallic surfaces with a multicomponent aqueous composition |
US20120204762A1 (en) * | 2009-08-11 | 2012-08-16 | Evonik Degussa Gmbh | Aqueous silane systems for bare corrosion protection and corrosion protection of metals |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100139525A1 (en) * | 2004-11-10 | 2010-06-10 | Thomas Kolberg | Process for coating metallic surfaces with a multicomponent aqueous composition |
RU2304156C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-08-10 | Виталий Степанович Беляев | Aqueous composition filled with hollow microspheres for preparing anticorrosive and heat-insulating cover and method for preparing cover based on thereof |
RU2008134890A (en) * | 2006-01-27 | 2010-03-10 | Моментив Перформанс Матириалз Инк. (Us) | EPOXYSILANE OLIGOMER WITH A LOW CONTENT OF VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS AND CONTAINING ITS COMPOSITION |
US20120204762A1 (en) * | 2009-08-11 | 2012-08-16 | Evonik Degussa Gmbh | Aqueous silane systems for bare corrosion protection and corrosion protection of metals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102659528B1 (en) | shop primer | |
TWI477565B (en) | Coating composition for metal substrates | |
JP4669128B2 (en) | Steel primer coating | |
JP6004607B2 (en) | Aqueous silane based on bis (trialkoxysilylalkyl) amine | |
CN100582302C (en) | Composition for coating metals to protect against corrosion | |
JP5207575B2 (en) | Steel primer coating | |
JP5027374B2 (en) | Steel primer coating | |
JP2004521988A (en) | Non-aqueous coating composition made from silanes and metal alcoholates | |
CN105164221A (en) | Aqueous hydrophilic coating composition capable of forming coating film having excellent self-cleaning ability against stains adhered thereon, and surface-treated material having formed thereon coating film having excellent self-cleaning ability against stains adhered thereon | |
KR102703889B1 (en) | Mercury Primer | |
RU2778792C2 (en) | Water-based primer | |
JP5686480B2 (en) | Water-based paint composition, method for producing the water-based paint composition, and shop primer | |
CN113366065A (en) | Water-based primer | |
JPH06337681A (en) | Sound absorbing material |