Эпоксисилоксановые композиции для покрытий

Эпоксисилоксановые композиции для покрытий

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка является частичным продолжением заявки на патент США, регистрационный №13/415925, поданной 9 марта 2012, включенной в данное описание в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к композициям на основе эпоксидной смолы, применимым для защитных покрытий и подобного, конкретнее, к эпоксиполисилоксановым полимерным композициям, имеющим улучшенные свойства эластичности, атмосферостойкости и уменьшенной усадки наряду с коррозионной стойкостью, прочностью при сжатии и химической устойчивостью, по меньшей мере, сравнимыми с композициями обычных эпоксиполисилоксановых покрытий.

Уровень техники

Эпоксидные материалы для покрытий хорошо известны и достигли коммерческого признания как защитные и декоративные покрытия для стали, алюминия, оцинкованных поверхностей, дерева и бетона в эксплуатации, судов, конструкций, архитектурных сооружений, самолетов, автомобилей, настила полов и магазинов готовой продукции. Основные исходные материалы, используемые для получения таких покрытий, обычно включают, как необходимые компоненты, (a) эпоксидную смолу, (b) отвердитель и (c) пигмент, наполнитель или другие компоненты.

Эпоксидные смолы представляют собой смолы, содержащие более одной 1,2-эпоксигруппы на молекулу, и могут быть насыщенными или ненасыщенными, алифатическими, циклоалифатическими или гетероциклическими. Эпоксидные смолы обычно содержат сложные глицидилэфирные или простые глицидилэфирные группы и имеют массу на эпоксисоединение 100-5000. Отвердитель типично выбирают из общих классов алифатических аминов или аддуктов алифатических аминов, полиамидов, полиамидоаминов, циклоалифатических аминов, ароматических аминов, оснований Манниха, кстиминов и производных карболовых кислот. Пигменты и наполнители включают, например, диоксид титана и другие органические и неорганические красящие пигменты, диоксид кремния, сульфат бария, силикат магния, силикат кальция, коллоидальный диоксид кремния, гранат, полевой шпат, углеродную сажу и подобные материалы.

Защитные покрытия на основе эпоксидных смол представляют собой один из наиболее широко используемых методов борьбы с коррозией. Их можно использовать для обеспечения длительной защиты стали, бетона, алюминия и других структур от широкого интервала агрессивных условий, начиная от воздействия атмосферы и заканчивая полным погружением в сильно коррозионные растворы. В течение 20 лет такие покрытия получали или из твердой или из жидкой эпоксидной смолы, отверждаемой алифатическим полиамином или полиамидной смолой, например, эпоксидных смол Shell Epon 1001 или Epon 828, отверждаемых диэтилентриамином (DETA) или полиамидами серии Versamid 100. В типичных системах покрытий в двойной упаковке компонент эпоксидная смола обычно является средой для измельченного пигмента и дисперсии других наполнителей и различных добавок.

Защитные покрытия на основе эпоксидных смол обладают многими свойствами, которые делают их желательными в качестве защитных материалов. Они легко доступны и легко наносятся различными методами, включая распыление, прикатывание и нанесение кистью. Они хорошо прилипают к стали, бетону и другим субстратам, имеют низкий коэффициент пропускания влажного пара, действуют как барьеры для воды, проникновения хлорид- и сульфат-ионов, обеспечивают превосходную защиту против коррозии в различных условиях атмосферного воздействия и имеют хорошую устойчивость ко многим химическим веществам и растворителям.

Материалы на основе эпоксидных смол также могут быть получены в виде шпатлевок или материалов для настила пола, главным образом, для применения на бетоне. Например, в одном коммерчески успешном материале для настила пола на основе эпоксидной смолы используется жидкая эпоксидная смола на основе бисфенола A и модифицированный алифатический полиамин в комбинации с наполнителем фракционированным кремнистым песком.

Некоторые покрытия на основе эпоксидных смол не могут показывать хорошую атмосферостойкость на солнечном свету. Хотя такие покрытия могут сохранять свою хорошую устойчивость к химическим веществам и коррозионную стойкость, воздействие ультрафиолетового (УФ) компонента солнечного света может привести к явлению разрушения поверхности, известному как выцветание, которое изменяет как цвет, так и устойчивость блеска исходного покрытия. Когда цвет и устойчивость блеска желательны или требуются, эпоксидные защитные покрытия типично покрываются сверху более атмосферостойким покрытием, таким как алкидные, виниловые или алифатические полиуретановые покрытия. Конечным результатом является система из двух или иногда трех покрытий, которая обеспечивает желательную коррозионную стойкость и атмосферостойкость, но которая также является трудоемкой и дорогостоящей для применения.

Кроме того, покрытие на основе эпоксидной смолы и материалы для настила пола требуют устойчивости к механическому неправильному обращению. Например, материалы нанесенного покрытия могут подвергаться удару или сгибанию, которые могут привести к растрескиванию или другим дефектам в эпоксидном покрытии. Последующее воздействие атмосферы или химических веществ может привести к контакту с химическими веществами и материалов нижележащей поверхности, потенциально приводящему к окислению нижележащего материала, разрушению эпоксидного покрытия снизу и/или отделению эпоксидного покрытия от поверхности.

Хотя покрытие на основе эпоксидной смолы и достигло коммерческого признания, тем не менее, остается потребность в материалах на основе эпоксидных смол с улучшенной химической и коррозионной стойкостью, устойчивостью к механическому неправильному обращению (такому как сгибание или удар) и улучшенными цветостойкостью и сохранением блеска. Эпоксидные покрытия и материалы для настила пола с улучшенными цветостойкостью и сохранением блеска необходимы, когда они могут подвергаться воздействию солнечного света. Желательны эпоксидные покрытия, которые не выцветают и не требуют нанесения на них атмосферостойкого покрытия. Материалы для покрытий и для настила пола с улучшенной химической, коррозионной стойкостью, ударопрочностью, стойкостью при деформациях и прочностью на истирание необходимы как для первичных, так и вторичных защитных структур, для защиты стали и бетона при химической обработке, выработке электроэнергии, очистке вагонов, нечистот и сточных вод, в автомобильной и бумаго- и целлюлозоперерабатывающей промышленности. Улучшенные материалы для настила пола на основе эпоксидных смол необходимы в промышленных средах, таких как доставочные и принимающие погрузочно-разгрузочные площадки, где можно ожидать тяжелой ударной нагрузки, для полов, которые должны многократно очищаться паром и агрессивными химическими веществами, таких как полы в местах переработки продуктов, упаковки мяса и производстве напитков, и где нельзя избежать разлития щелочи, кислоты и высоко реактивных химикатов.

Поэтому настоящее раскрытие относится к новым композициям для покрытий и материалов для настила пола на основе эпоксидной смолы, показывающим одно или несколько улучшенных свойств из химической стойкости, стойкости к воздействию атмосферы, коррозионной стойкости, стойкости к механическому неправильному обращению, эластичности, высокого сопротивления разрыву и прочности на сжатие, и превосходные ударопрочность и сопротивление истиранию.

Сущность изобретения

Настоящее раскрытие относится к новым эпоксиполисилоксановым полимерным композициям для покрытий. Согласно первому воплощению настоящее раскрытие относится к эпоксиполисилоксановой полимерной композиции для покрытия, включающей воду, полисилоксан формулы

;

неароматическую эпоксидную смолу, имеющую более одной 1,2-эпоксидной группы на молекулу с эпоксидной эквивалентной массой 100-5000; и отверждающую систему, включающую смесь, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одной аминофункциональной полисилоксановой смолы, где смесь имеет содержание алкоксигрупп 10 мас. % - 25 мас. %. Согласно формуле полисилоксана каждый R₁ представляет собой гидроксигруппу или алкильную, арильную или алкоксидную группу, имеющую до шести атомов углерода, каждый R₂ представляет собой независимо водород или алкильную или арильную группу, имеющую до шести атомов углерода, и где n выбирают таким, что молекулярная масса полисилоксана составляет 400-10000.

В другом воплощении настоящее раскрытие относится к эпоксиполисилоксановой полимерной композиции для покрытия, содержащей воду от 20 мас. % до 80 мас. % полисилоксана формулы

;

от 20 мас. % до 80 мас. % неароматической эпоксидной смолы, имеющей более одной 1,2-эпоксидной группы на молекулу с эпоксидной эквивалентной массой 100-5000; до 15 мас. % ускорителя отверждения, включающего оловянный катализатор в форме октаноата, додеканоата или нафтаната; до 15 мас. % эластичной эпоксидной смолы на основе простого глицидилового эфира касторового масла, имеющей эпоксидную эквивалентную массу 200-1000; и от 5 мас. % до 40 мас. % отверждающей системы, включающей смесь, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одной аминофункциональной полисилоксановой смолы, где смесь имеет среднее число функциональных алкоксигрупп 2,2-2,8 и добавлена в количестве, достаточном для обеспечения в композиции для покрытия отношения аминного числа к эпоксидному числу 0,7:1,0 - 1,3:1,0. Согласно формуле полисилоксана каждый R₁ представляет собой гидроксигруппу или алкильную, арильную или алкоксидную группу, имеющую до шести атомов углерода, каждый R₂ представляет собой водород или алкильную или арильную группу, имеющую до шести атомов углерода, и где n выбирают таким, что молекулярная масса полисилоксана составляет 400-10000. Аминофункциональная полисилоксановая смола имеет общую формулу

;

и триалкоксифункциональный аминосилан имеет общую формулу

;

где R₅ представляет собой бифункциональный органический радикал, выбранный из арильного, алкильного, диалкиларильного, алкоксиалкильного, алкиламиноалкильного или циклоалкильного радикала, каждый R₆ представляет собой независимо алкильную, гидроксиалкильную, алкоксиалкильную или гидроксиалкоксиалкильную группу, содержащую меньше шести атомов углерода, каждый R₈ представляет собой бифункциональный органический радикал, выбранный независимо из арильного, алкильного, диалкиларильного, алкоксиалкильного, алкиламиноалкильного или циклоалкильного радикала, каждый R₉ представляет собой независимо арильную, фенильную, (С₁-С₄)алкильную группу, (C₁-С₄)алкоксигруппу или группу-OSi(R₉)₂R₈NH₂, и m выбирают таким, что смесь имеет аминную эквивалентную массу 112-250 г/NH.

В другом воплощении настоящее раскрытие относится к субстрату с покрытием, при этом субстрат включает, по меньшей мере, одну поверхность с нанесенной на нее эпоксиполисилоксановой полимерной композицией для покрытия, описанной в данном описании.

В другом воплощении настоящее раскрытие относится к способу защиты поверхности субстрата от нежелательных воздействий одного или нескольких факторов из числа химических веществ, коррозии и атмосферного воздействия путем нанесения на субстрат покрытия из композиции, полученной методом, включающим получение композиции смолы, добавления отверждающей системы к компоненту смолы с образованием полностью отверждаемой эпоксимодифицированной полисилоксановой композиции для покрытия, где смесь имеет среднее число функциональных алкоксигрупп 2,2-2,8, и нанесения композиции для покрытия на поверхность субстрата, который защищают, до того, как композиция становится полностью отвержденной. Композиция смолы содержит воду, полисилоксан, имеющий формулу

;

неароматическую эпоксидную смолу, имеющую более одной 1,2-эпоксидной группы на молекулу с эпоксидной эквивалентной массой 100-5000. Согласно формуле полисилоксана каждый R₁ представляет собой гидроксигруппу или алкильную, арильную или алкоксидную группу, имеющую до шести атомов углерода, каждый R₂ представляет собой водород или алкильную или арильную группу, имеющую до шести атомов углерода, и где n выбирают таким, что молекулярная масса полисилоксана составляет 400-10000. Отверждающая система включает смесь, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одной аминофункциональной полисилоксановой смолы; и, необязательно, ускоритель отверждения, включающий, по меньшей мере, один металлический катализатор.

Подробное описание

Настоящее раскрытие относится к эпоксимодифицированным полисилоксановым композициям для покрытий, показывающим улучшенные свойства по сравнению с обычными эпоксиполисилоксановыми материалами. Когда композиции получают как материал для покрытия, то, согласно различным воплощениям настоящего раскрытия, они показывают улучшенные свойства, такие как, но без ограничения, химическую стойкость, коррозионную стойкость или стойкость к окислению и/или улучшенная атмосферостойкость, для поверхности, на которую нанесена композиция для покрытия, по сравнению с поверхностями, на которые нанесены обычные эпоксимодифицированные полисилоксановые композиции для покрытий.

Также следует иметь в виду, что предполагается, что любой числовой диапазон, приведенный в данном описании, включает все входящие в него поддиапазоны. Например, предполагается, что диапазон «1-10» включает все поддиапазоны между (и включая) обозначенной минимальной величиной 1 и обозначенной максимальной величиной 10, т.е., имеется минимальная величина, равная или больше 1, и максимальная величина, равная или меньше 10.

В данной заявке применение единственного числа включает множественное и множественное охватывает единственное, если конкретно не указано иное. Кроме того, в данной заявке использование «или» означает «и/или», если конкретно не указано иное, даже хотя в некоторых случаях «и/или» может использоваться недвусмысленно. «Включая» означает «включая, но не ограничиваясь указанным».

В данном описании, если ясно не указано иное, все используемые числа, такие как обозначающие величины, интервалы, количества и проценты, можно читать так, как если бы им предшествовало слово «примерно», даже если термин явно не представляется. Соответственно, если не указано противоположное, числовые значения и интервалы, указанные в последующем описании и формуле изобретения, могут изменяться в зависимости от желательных свойств, которые пытаются получить при практическом осуществлении изобретения. Не пытаясь ни в малейшей степени ограничить применение доктрины эквивалентов в объеме формулы изобретения, каждый числовой параметр следует, по меньшей мере, истолковывать в свете ряда сообщенных значимых цифр и путем применения обычных методов округления.

Несмотря на то, что числовые диапазоны и параметры, устанавливающие широкий объем различных воплощений раскрытия, являются аппроксимациями, числовые величины, установленные в конкретных примерах, приводятся как точные насколько это возможно. Однако любая числовая величина по своему существу содержит некоторые ошибки, необходимо вытекающие из стандартной вариации, обнаруживаемой в измерениях при соответствующей проверке.

Согласно различным воплощениям нестоящее раскрытие относится к эпоксиполисилоксановой полимерной композиции для покрытия, подходящей для нанесения на поверхности и обеспечивающей улучшенную химическую, коррозионную стойкость и/или атмосферостойкость. Эпоксиполисилоксановое полимерное покрытие может включать воду, полимерный компонент, включающий полисилоксан и неароматическую эпоксидную смолу, и отверждающую систему, при этом в объединенной композиции происходит реакция с образованием сетчатой структуры эпоксиполисилоксанового полимера. В некоторых воплощениях композиция для покрытия также может включать эластичную эпоксидную смолу на основе простого глицидилового эфира касторового масла. В других воплощениях композиция для покрытия может включать, необязательно, ускоритель отверждения, включающий, по меньшей мере, один металлический катализатор.

Что касается компонента смолы (полимерного компонента), то смола может включать смесь полисилоксана, эпоксидной смолы и, необязательно, органооксисилана. Что касается полисилоксана, используемого для получения компонента смолы, то различные воплощения полисилоксанов включают, но не ограничиваются указанным, полисилоксаны формулы I

,

где R₁ можно выбрать из группы, состоящей из гидроксигруппы и алкильной, арильной и алкоксидной групп, имеющих до шести атомов углерода. Каждый R₂ можно выбрать из группы, состоящей из водорода и алкильных и арильных групп, имеющих до шести атомов углерода. В формуле I n может представлять собой целое число, выбранное таким, что молекулярная масса полисилоксана находится в интервале 400-10000 дальтон. В конкретных воплощениях R₁ и R₂ могут включать группы, имеющие менее шести атомов углерода, например, для облегчения быстрого гидролиза полисилоксана, который может управляться летучестью продукта гидролиза спиртового аналога. В конкретных воплощениях группы R₁ и R₂, имеющие больше шести атомов углерода, могут ухудшать гидролиз полисилоксана из-за относительно низкой летучести каждого спиртового аналога. Полисилоксаны с метокси-, этокси- и силанольными функциональными группами, имеющие n, выбранный таким, что молекулярная масса составляет 400-2000, могут использоваться в конкретных воплощениях для получения композиций для покрытий по настоящему раскрытию.

Согласно различным воплощениям, подходящие полисилоксаны с функциональными метоксигруппами могут включать DC-3074 и DC-3037, коммерчески доступные от Dow Corning Corp., Midland, VI; GE SR191 и SY-550, коммерчески доступные от Waker, расположенной в Adrian, MI. Полисилоксаны с силанольными функциональными группами включают, но на ограничиваются указанным, DC840, Z6018 и промежуточные QI-2530 и 6-2230 от Dow Corning. Согласно различным воплощениям композиция для покрытия может включать от 20 мас. % до 80 мас. % полисилоксана. В других воплощениях композиция для покрытия может включать 15 мас. % - 65 мас. % полисилоксана. В одном воплощении композиция для покрытия может включать приблизительно 31 мас. % полисилоксана.

Подходящие эпоксидные смолы, применимые в воплощениях формирования покрытий по данному раскрытию, могут включать неароматические эпоксидные смолы, которые содержат более одной, и в некоторых воплощениях, двух 1,2-эпоксигрупп на молекулу. При использовании в данном описании терминов «эпоксидная смола» и «эпоксисмола» они используются как взаимозаменяемые. В отдельных воплощениях эпоксидная смола может быть жидкой, а не твердой, и может иметь эпоксидную эквивалентную массу 100-5000, колеблющуюся в других воплощениях от 100 до 2000, и в еще других воплощениях 100-500, и иметь реактивность примерно два.

В некоторых воплощениях эпоксидные смолы могут быть типа неароматической эпоксидной смолы из полученного гидрированием циклогександиметанола и простых дигилицидиловых эфиров гидрированного бисфенола A, такие как Эпонекс 1510 и Эпонекс 1513 (эпоксидная смола на основе гидрированного бисфенола А и эпихлоргидрина), коммерчески доступные от Shell Chemical, Houston, ТХ; Сантолинк LSE-120, коммерчески доступная от Monsanto, Springfield, MA; Эподил 757 (простой диглециловый эфир циклогександиметанола), коммерчески доступная от Pacific Anchor, Allentown, PA; аральдит XUGY358 и PY327, коммерчески доступные от Ciba Geigy, Hawthorne, NY; Эпирез 505, коммерчески доступная от Rhone-Poulenc, Lousiville, RY; Арофлинт 393 и 607, коммерчески доступные от Reichold, Pensacola, FL; и ERL4221, коммерчески доступная от Union Carbide, Tarrytown, NY. Другие подходящие неароматические эпоксисмолы могут включать ЕР-4080Е (циклоалифатическая эпоксисмола), коммерчески доступную от Adeka, Япония, DER 732 и DER 736. В конкретных воплощениях эпоксидной смолой может быть ЕР-4080Е. Такие неароматические гидрированные эпоксидные смолы могут потребоваться из-за их ограниченной реактивности в примерно два, что стимулирует образование линейного эпоксиполимера и препятствует образованию сетчатого эпоксиполимера. Без намерения ограничиваться конкретной интерпретацией, полагают, что полученный линейный эпоксиполимер, образованный путем добавления отвердителя к эпоксидной смоле, может быть, по меньшей мере, частично ответственен за усиленную атмосферостойкость такой композиции.

Согласно различным воплощениям композиция для покрытия может включать от 20 мас. % до 80 мас. % эпоксидной смолы, и в других воплощениях от 15 мас. % до 45 мас.% эпоксидной смолы. Согласно одному воплощению композиция для покрытия может включать примерно 26 мас. % неароматической эпоксидной смолы.

Различные воплощения композиций для покрытий включают отверждающую систему. Согласно некоторым воплощениям отверждающая система может включать смесь одного или нескольких алкоксифункциональных аминосиланов. В других воплощениях отверждающая система может включать смесь, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одной аминофункциональной полисилоксановой смолы, где смесь имеет содержание алкоксигрупп 10 мас. % - 25 мас. %. В некоторых воплощениях смесь, включающая алкоксифункциональные аминосиланы, или смесь, включающая, по меньшей мере, одни триалкоксифункциональный аминосилан и, по меньшей мере, одну аминофункциональную полисилоксановую смолу, может иметь среднее число функциональных алкоксигрупп, колеблющееся от 2,0 до 2,8. В других воплощениях смесь алкоксифункциональных аминосиланов или смесь, включающая, по меньшей мере, одни триалкоксифункциональный аминосилан и, по меньшей мере, одну аминофункциональную полисилоксановую смолу, может иметь среднее число функциональных алкоксигрупп, колеблющееся от 2,2 до 2,8. В конкретных воплощениях отверждающая система может составлять от 5 мас. % до 40 мас. % композиции для покрытия и в других воплощениях от 10 мас. % до 30 мас. % композиции для покрытия. Согласно одному воплощению отверждающая система может составлять примерно 14 мас. % композиции для покрытия. В некоторых воплощениях отверждающую систему добавляют в количестве, достаточном для обеспечения в композиции для покрытия отношения аминного эквивалента к эпоксидному эквиваленту 0,7:1,0 - 1,3:1 и в других воплощениях отношения 0,95:1,00 - 1,05:1,00.

В одном воплощении смесь алкоксифункциональных аминосиланов может включать, по меньшей мере, один диалкоксифункциональный аминосилан, при этом смесь имеет среднее число функциональных алкоксигрупп примерно 2,0. Согласно таким воплощениям, по меньшей мере, один диалкоксифункциональный аминосилан может иметь структуру

.

Согласно структуре диалкоксифункциональных аминосиланов R₅ может представлять собой бифункциональный органический радикал, выбранный независимо из группы, состоящей из арильных, алкильных, диалкиларильных, алкоксиалкильных, алкиламиноалкильных и циклоалкильных радикалов, причем каждая алкильная, арильная, циклоалкильная и алкоксигруппа содержит до 6 атомов углерода, и каждый R₆ и R₇ может быть выбран независимо из алкильных, гидроксиалкильных, алкоксиалкильных или гидроксиалкоксиалкильных групп, при этом каждая алкильная, арильная, циклоалкильная и алкоксигруппа в группах R₆ и R₇ содержит до 6 атомов углерода. Согласно конкретным воплощениям каждая группа R₆ и R₇ может быть независимо выбрана из (С₁-С₆)алкильных групп, и каждый R₅ независимо выбран из (С₁-С₆)алкильных групп и (C₁-С₆)алкиламино(С₁-С₆)алкильных групп. Например, подходящие диалкоксифункциональные аминосиланы могут включать аминопропилметилдиметоксисилан, аминопропилэтилдиметоксисилан, аминопропилэтилдиэтоксисилан, N-β-аминоэтил-γ-аминопропилметилдиметоксисилан, N-2-аминоэтил-3-аминоизобутилметилдиметоксисилан и аминонеогексилметилдиметоксисилан. Примеры подходящих коммерчески доступных диалкоксифункциональных аминосиланов включают динасилан® 1505 (аминопропилметилдиметоксисилан, имеющий аминную эквивалентную массу 81,57, коммерчески доступный от Evonik Degussa Corp., США), силквест® А-2639 (аминонеогексилметилдиметоксисилан, имеющий аминную эквивалентную массу 102,7, коммерчески доступный от Crompton OSi Specialties, South Charleston, WV) и силквест® A-2120 (N-бета-(аминоэтил)-гамма-аминопропилметилдиметоксисилан).

Согласно другим воплощениям отверждающая система может включать смесь, по меньшей мере, одного диалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана. Согласно таким воплощениям отверждающая система может иметь среднее число функциональных алкоксигрупп, колеблющееся от 2,2 до 2,8 и в некоторых воплощениях от 2,28 до 2,73. Подходящие диалкоксифункциональные аминосиланы для применения в различных воплощениях, описанных в данном описании, могут иметь структуру

,

и подходящие триалкоксифункциональные аминосиланы для применения в различных воплощениях, описанных в данном описании, могут иметь структуру

.

Согласно структуре диалкоксифункциональных аминосиланов и триалкоксифункциональных аминосиланов R₅ может представлять собой бифункциональный органический радикал, выбранный независимо из группы, состоящей из арильных, алкильных, диалкиларильных, алкоксиалкильных, алкиламиноалкильных и циклоалкильных радикалов, причем каждая алкильная, арильная, циклоалкильная и алкоксигруппа содержит до 6 атомов углерода, и каждый R₆ и R₇ может быть выбран независимо из алкильных, гидроксиалкильных, алкоксиалкильных или гидроксиалкоксиалкильных групп, при этом каждая алкильная, арильная, циклоалкильная и алкоксигруппа в группах R₆ и R₇ содержит до 6 атомов углерода. Согласно конкретным воплощениям каждая группа R₆ и R₇ может быть независимо выбрана из (C₁-C₆)алкильных групп, и каждый R₅ независимо выбран из (C₁-С₆)алкильных групп и (C₁-С₆)алкиламино(С₁-С₆)алкильных групп. Подходящие диалкоксифункциональные аминосиланы описаны в данном описании. Подходящие триалкоксифункциональные аминосиланы могут включать аминопропилтриметоксисилан, аминопропилтриэтоксисилан, аминопропилтрипропоксисилан, аминонеогексилтриметоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриэтоксисилан, N-фениламинопропилтриметоксисилан, триметоксисилилпропилдиэтилентриамин, 3-(3-аминофенокси)пропилтриметоксисилан, аминоэтиламинометилфенилтриметоксисилан, 2-аминоэтил-3-аминопропил-трис-2-этилгексоксисилан, N-аминогексиламинопрпоилтриметоксисилан и трисаминопропилтрисметоксиэтоксисилан. Примеры подходящих коммерчески доступных диалкоксифункциональных аминосиланов включают силквест® А-1100 (аминопропилтриметоксисилан, имеющий аминную эквивалентную массу 89,7), силквест® А-1110 (аминопропилтриэтоксисилан, имеющий аминную эквивалентную массу 111), силквест® А-1120 (N-бета-(аминоэтил)-гамма-аминопропилметилтриметоксисилан) и силквест® А-1637, коммерчески доступные от Crompton OSi Specialties, South Charleston, WV. Другие подходящие триалкоксифункциональные аминосиланы включают аминосиланы, указанные в патенте США №7459515 в колонке 10, строки 38-65, включенном в данное описание в качестве ссылки.

Согласно тем воплощениям, где отверждающая система включает смесь, по меньшей мере, одного диалкоксифункционального аминосилана и, по меньшей мере, одного триалкоксифункционального аминосилана, аминосиланы смешивают вместе в соотношении, обеспечивающем желательное среднее число функциональных алкоксигрупп. По меньшей мере, один диалкоксифункциональный аминосилан будет иметь среднее число функциональных алкоксигрупп 2,0, и, по меньшей мере, один триалкоксифункциональный аминосилан будет иметь среднее число функциональных алкоксигрупп 3,0, и смесь алкоксиаминосиланов будет иметь среднее число функциональных алкоксигрупп, колеблющееся от 2,2 до 2,8. Например, смесь может включать от 20 мас. % до 80 мас. % диалкоксифункционального аминосилана и от 80 мас. % до 20 мас. % триалкоксифункционального аминосилана относительно общей массы аминосиланов в смеси. В других воплощениях смесь может включать от 27 мас. % до 73 мас. % диалкоксифункционального аминосилана и от 72 мас. % до 28 мас. % триалкоксифункционального аминосилана относительно общей массы аминосиланов в смеси.

В других воплощениях отверждающая система может включать, по меньшей мере, один триалкоксифункциональный аминосилан и, по меньшей мере, одну аминофункциональную полисилоксановую смолу. Согласно таким воплощениям отверждающей системы, по меньшей мере, один триалкоксифункциональный аминосилан может иметь структуру, установленную в данном описании. Аминофункциональная полисилоксановая смола может иметь общую структуру

.

Согласно структуре аминофункциональной полисилоксановой смолы каждый R₈ может представлять собой бифункциональный органический радикал, выбранный независимо из группы, состоящей из арильных, алкильных, диалкиларильных, алкоксиалкильных, алкиламиноалкильных и циклоалкильных радикалов, каждый R₉ может быть выбран независимо из группы, состоящей из арила, фенила, (C₁-С₄)алкила, (С₁-С₄)алкокси и -OSi(R₉)₂R₈NH₂. Полисилоксан может иметь структуру, где m выбирают таким, что смесь имеет аминную эквивалентную массу, колеблющуюся от 112 до 250. В различных воплощениях отверждающая система будет иметь содержание алкоксигрупп (масс. % алкоксигрупп) 10 мас. % - 25 мас. %. В некоторых воплощениях смешанная отверждающая система может иметь среднее число функциональных алкоксигрупп, колеблющееся от 2,2 до 2,8 и в некоторых воплощениях от 2,26 до 2,78. В конкретных воплощениях R₉ может быть выбран из фенила, метила, метокси, группы -OSi(R₉)₂R₈NH₂ и смесей любых из них. В конкретных воплощениях аминофункциональная нолисилоксановая смола может включать как замещение R₉ метил, фенил, метокси и группу -OSi(R₉)₂R₈NH₂. Например, согласно одному воплощению аминофункциональная полисилоксановая смола может представлять собой аминофункциональную полисилоксановую смолу Силрес® НР2000, имеющую аминную эквивалентную массу 230-255 г/NH, коммерчески доступную от Wacker Chemical Corporation, Adrian, Мичиган. В конкретных воплощениях аминофункциональная полисилоксановая смола может представлять собой смолу Dow Corning® 3055, эластичную аминофункциональную фенилметилсилконовую смолу (CAS №1242619-23-3), имеющую аминный эквивалент 250-270 г/NH, коммерчески доступную от Dow Corning Corp., Midland, Мичиган. Другие коммерчески доступные или патентованные аминофункциональные полисилоксановые смолы также могут быть подходящими для различных воплощений отверждающей системы. В некоторых воплощениях отверждающая система, включающая, по меньшей мере, один триалкоксифункциональный аминосилан и аминофункциональную полисилоксановую смолу, может включать от 15 мас. % до 85 мас. % триалкоксифункционального аминосилана и от 85 мас. % до 15 мас. % аминофункциональной полисилоксановой смолы. В конкретных воплощениях отверждающая система может включать от 70 мас. % до 85 мас. % триалкоксифункционального аминосилана и от 15 мас. % до 30 мас. % аминофункциональной полисилоксановой смолы.

В некоторых воплощениях, по меньшей мере, одна аминофункциональная полисилоксановая смола может иметь структуру, где каждый R₉ может независимо включать (С₁-С₄)алкильные группы, фенильные группы, (С₁-С₄)алкоксигруппы и -OSi(R₉)₂R₈NH₂. В конкретных воплощениях, по меньшей мере, одна аминофункциональная полисилоксановая смола может иметь структуру, где R9 включает более 70% заместителей фенильных групп, менее 30% заместителей (С₁-С₄)алкильных групп и менее 2,0% заместителей (С₁-С₄)алкоксигрупп, и в конкретных воплощениях менее 0,5% заместителей (С₁-С₄)алкоксигрупп. В определенных воплощениях, по меньшей мере, одна аминофункциональная полисилоксановая смола может представлять собой аминофункциональную фенилметилполисилоксановую смолу, такую как, но без ограничения, Силрес® НР2000 или Dow Corning® 3055. В конкретных воплощениях, по меньшей мере, одна аминофункциональная полисилоксановая смола может иметь аминную эквивалентную массу 230-280 г/NH, и в других воплощениях от 240 до 280 г/NH и на уровне 250-270 г/NH.

Конкретные воплощения отверждающей системы также могут включать ускоритель отверждения. Ускоритель отверждения может представлять собой металлический катализатор в форме металлорганического катализатора, включающего один или несколько металлов. Ускорители отверждения, включающие, по меньшей мере, один металлорганический катализатор, могут применяться с целью дополнительного повышения скорости отверждения композиции для покрытия в защитном пленочном покрытии в широком температурном интервале. В некоторых применениях, требующих отверждения композиции для покрытия при температуре окружающей среды, ускоритель отверждения металлорганический катализатор может обеспечить повышенные скорости отверждения при температуре окружающей среды. Подходящий ускоритель отверждения может включать, по меньшей мере, один металлический катализатор, включающий металл, выбранный из цинка, марганца, циркония, титана, кобальта, железа, свинца, висмута или олова, и имеющий формулу

, где «Me» представляет собой металл, R₁₀ и R₁₁ могут быть выбраны независимо из ацильных групп, алкильных групп, арильных групп или алкоксигрупп, при этом ацильные, алкильные, арильные и алкоксигруппы могут иметь, каждая, до двенадцати атомов углерода. R₁₂ и R₁₃ могут быть выбраны из групп, установленных для R₁₀ и R₁₁, или из неорганических атомов, таких как атомы галогенов, серы или кислорода. В конкретных воплощениях группы R₁₀, R₁₁, R₁₂ и R₁₃ могут быть выбраны из бутильных, ацетатных, лауратных, октаноатных, неодеканоатных или нафтанатных групп. В конкретных воплощениях ускоритель отверждения может представлять собой оловоорганический катализатор или титанорганический катализатор, такой как, например, дилаурат дибутилолова, диацетат дибутилолова, диацетилдиацетонат дибутилолова, дилаурат диоктилолова, диацетат диоктилова или органотитанаты. В некоторых воплощениях отверждающая система может включать до 10 мас. % ускорителя отверждения и в других воплощениях от 0,02 мас. % до 7 мас. % ускорителя отверждения относительно общей массы отверждающей системы.

В эпоксиполисилоксановых композициях для покрытий по настоящему раскрытию количественное соотношение отверждающей системы и полимерного компонента может изменяться в весьма широком интервале. Композиции для покрытий согласно одному воплощению, описанному в данном описании, могут включать от 20 мас. % до 80 мас. % полисилоксана, от 20 мас. % до 80 мас. % неароматической эпоксисмолы и от 5 мас. % до 40 мас. % отверждающей системы.

В конкретных воплощениях композиции для покрытий по настоящему раскрытию также могут включать эластичную эпоксидную смолу, такую как эластичная смола на основе простого глицидилового эфира касторового масла, CAS №74398-71-3. Например, в некоторых воплощениях эластичная эпоксисмола может представлять собой простой глицидиловый эфир касторового масла, имеющий эпоксидный эквивалент 200-1000. Примеры подходящих простых глицидиловых эфиров касторового масла включают, но не ограничиваются указанным, Heloxy 505 - простой полиглици