[发明专利]防污的涂料组合物

说明书

本发明涉及一种使用含聚有机硅氧烷的涂料组合物物理地防止基板在水生环境中结垢的方法和一种用所述涂料组合物涂覆的基板。

浸在水中的人造结构(例如船体、浮标、钻探平台、干船坞设备、产油钻井和管道)往往由于水生生物(例如绿藻和褐藻、藤壶、贻贝等)而结垢。这些结构通常由金属制成，但还可包含其他结构材料如混凝土。因为该结垢增加在经过水移动过程中的摩擦阻力，所以其对船体不利，结果为减慢速度和增加燃料成本。首先因为厚层结垢对波浪和水流的阻力可在结构中产生不可预测且潜在危险的应力，且其次因为结垢使得难以检查结构的缺陷(例如应力破裂和腐蚀)，所以其对静态结构(例如钻探平台和产油钻井的支脚)不利。因为有效截面面积由于结垢而减小，所以其对管道(例如冷却水入口和出口)不利，结果为流动速率降低。

商业上最成功的抑制结垢的方法已包括使用含有对水生生物为毒性的物质(例如氯化三丁锡或氧化亚铜)的防污涂料。然而，这些涂料因这些毒素在释放至水生环境中时可能具有的损害作用而逐渐放弃。因此需要不释放显著毒性物质的防污涂料。

多年以来已知，例如如在GB 1,307,001和US 3,702,778中所公开的一样，聚硅氧烷橡胶涂料耐受水生生物结垢。据信这些涂料提供生物不能容易地粘附的表面，且其因此可称为结垢离型涂料(fouling-release coating)而非防污涂料。聚硅氧烷橡胶和聚硅氧烷化合物通常具有非常低的毒性。该防污体系在施加于船体时的缺点为虽然海洋生物的积聚减少，但需要相对高的船速度来除去所有结垢物质。因此，在一些情况下，已显示为了从用该聚合物处理的船体有效释放，必需以至少14节的速度航行。为此，聚硅氧烷橡胶取得了有限的商业成功，需要对这些环境友好型涂料的防污和结垢离型性能进行改进。

US 6,906,161公开一种室温可固化的防污涂料组合物，该组合物包含具有至少一个键于各分子内的硅原子的式-R²-Si(R³)₂-O-(R⁴O)_b-R⁵的侧基的有机聚硅氧烷。在该式中，b为1-30的整数，R²和R³为具有1-6个碳原子的烃基，R⁴为具有2-4个碳原子的亚烷基，且R⁵为具有1-8个碳原子的烃基或由-R⁶-SiX³表示的基团，其中R⁶为具有1-6个碳原子的烃基且X为可水解基团。

WO 2004/081121公开一种防污涂料组合物，该组合物包含通过使包含具有两个(甲基)丙烯酰基端基且含有二价金属原子的含Si单体的单体混合物聚合而得的共聚物。

WO 2008/132196公开一种能够物理地防止基板在水生结垢环境中结垢的涂料，该方法包括在暴露于所述环境之前在该基板上形成涂料组合物，该涂料组合物包含(i)具有至少两个位于聚合物链上的反应性基团X的可固化聚有机硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物和(ii)有机硅交联剂和/或催化剂。

现发现物理性防止海洋结垢可通过使用本发明涂料组合物来进一步减少结垢，甚至是在静态条件下。该涂料组合物包含：

a)聚硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物；

b)以下通式的催化剂：

其中

R¹各自独立地为一价烃基，

R²各自独立地选自氢原子、一价有机基团、硅氧烷基团或式-SiR³₃的甲硅烷基，其中R³各自独立地为一价烃基，且

n为具有0或更大的值的整数，和任选地

c)填料和/或颜料。

本发明进一步涉及一种物理地防止基板在水生结垢环境中结垢的方法，该方法包括在暴露于所述环境之前向该基板施加包含以下的涂料组合物：

a)聚硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物；

b)以下通式的催化剂：

其中

R¹各自独立地为一价烃基，

R²各自独立地选自氢原子、一价有机基团、硅氧烷基团或式-SiR³₃的甲硅烷基，其中R³各自独立地为一价烃基，且

n为具有0或更大的值的整数，和任选地

c)填料和/或颜料。