Композиции покрытий, покрытия и способы обеспечения звуко- и виброизоляции и водостойкости
Изобретение относится к композициям покрытий. Описана композиция покрытия, содержащая: смесь, содержащая: (а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу; где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая способна вступать в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материал наполнителя, где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95%, в соответствии с методом испытания ASTM D2369. Также описаны покрытия. Технический результат: предложено покрытие с водо- и виброизоляционными свойствами. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 табл., 8 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Данная заявка, в целом, относится к композициям покрытий и к покрытиям. Говоря более конкретно, данная заявка относится к композициям покрытий и соответствующим покрытиям, полученным из них, которые обеспечивают звуко- и виброизоляцию.
Предпосылки создания изобретения
Покрытия, содержащие летучий компонент, такой как вода и/или органический растворитель, уменьшаются в объеме по мере испарения летучего компонента с поверхности покрытия. По мере покидания покрытия летучим компонентом силы стягивания втягивают покрытие внутрь во всех направлениях. Не связывая себя какой-либо конкретной теорией, полагают, что в случае, когда покрытие характеризуется достаточной когезионной прочностью, оно будет стягиваться только в одном направлении так что толщина покрытия будет уменьшаться, в то время как покрытие будет противодействовать стягиванию в любом направлении, параллельном поверхности подложки. Напротив, в случае, когда у покрытия когезионная прочность не достаточна для противодействия стягиванию в направлении, параллельном поверхности подложки, силы стягивания будут приводить к разрушению покрытия на небольшие плоские сегменты, разделенные зазорами или непрерывными линейными полостями. Данный дефект поверхности обычно обозначается термином «усадочное растрескивание».
Для облицовки днищ кузовов, крышек багажников и дверей автомобилей могут быть использованы предварительно нарезанные накладки на асфальтовой или каучуковой основе в целях подавления или уменьшения шума и вибраций, обусловленных воздействием дороги или работой двигателя, предотвращения проникновения шума и вибраций в пассажирский салон автотранспортного средства. Для экономии труда и затрат и достижения гибкости в технических характеристиках при проектировании для обеспечения желательных свойств звуко- и виброизоляции желательно использовать распыляемые покрытия, которые могут наноситься с использованием робототехнического оборудования.
Воздействие воды на покрытия может привести к повреждению покрытия, а поглощение воды может увеличить массу покрытия, размягчить покрытие и/или уменьшить демпфирование.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением композиция покрытия содержит: смесь, содержащую: (а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторая часть дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшей во время получения полимера; и (b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая может вступать в реакцию с реакционноспособной функциональной группой полимера при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материал наполнителя, где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
В соответствии с настоящим изобретением композиция покрытия, соответствующая представленному выше описанию, при нанесении на подложку и отверждении характеризуется толщиной сухой пленки, составляющей по меньшей мере 1 мм.
В соответствии с настоящим изобретением способ обеспечения звуко- и виброизолирующих свойств подложки включает: нанесение на подложку композиции покрытия; и по меньшей мере частичное отверждение композиции покрытия.
Подробное описание изобретения
В соответствии с использованием в настоящем документе, если не будет указано иное, термин во множественном числе может охватывать и его аналог в единственном числе и наоборот, если не будет указано обратное. Например, несмотря на описание со ссылкой на (мет)акриловый мономер, аллильный мономер, реакционноспособный разбавитель, полимер, мономер и материал наполнителя, комбинации (то есть, несколько) этих компонентов также могут быть использованы.
В соответствии с использованием в настоящем документе термины «включающий», «имеющий» и тому подобные термины в контексте данной заявки следует понимать как синонимичные термину «содержащий» являющиеся неограничивающими и не исключающими присутствия дополнительных не описанных или не перечисленных элементов, материалов, ингредиентов или стадий способа. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «состоящий из» в контексте данной заявки понимается как исключающий присутствие каких бы то ни было не приведенных элементов, ингредиентов или стадий способа. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу состоящий из» в контексте данной заявки понимается как включающий приведенные элементы, материалы, ингредиенты или стадии способа, «а также такие, которые не оказывают существенного воздействия на базовые и новые характеристики (характеристику)» описываемого.
В случае описывания в настоящем документе ограничивающего или неограничивающего численного диапазона, все числа, значения, количества, процентные уровни, поддиапазоны и доли, находящиеся в пределах данного численного диапазона или охватываемые им, должны рассматриваться как явно включенные в первоначальное раскрытие изобретения данной заявки и принадлежащие ему, как если бы данные числа, значения, количества, процентные уровни, поддиапазоны и доли были бы в явном виде раскрыты во всей своей полноте.
В соответствии с использованием в настоящем документе, если только не будет недвусмысленно указано иное, все числа, такие как числа, выражающие значения, количества, процентные уровни, поддиапазоны и доли, могут восприниматься, как если бы они предварялись словом «приблизительно», даже в случае отсутствия данного термина в явно виде.
В соответствии с использованием в настоящем документе термины «на», «нанесенный на», «полученный на», «осажденный на» означают полученный, наложенный, осажденный или сформированный на поверхности, но необязательно в контакте с ней. Например, слой покрытия, «полученный поверх» подложки, не исключает присутствия одного или нескольких других промежуточных слоев покрытия с тем же или другим составом, расположенных между полученным слоем покрытия и подложкой.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «реакционноспособный разбавитель» означает органическое соединение, которое может участвовать в химической реакции (например, с образованием ковалентной связи) с полимером, таким как полимер, описанный в настоящем документе, другим типом реакционноспособного разбавителя и/или тем же типом реакционноспособного разбавителя, к которому он сам относится, при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя. В соответствии с использованием в настоящем документе в отношении реакционноспособного разбавителя термин «другой тип» обозначает органическое соединение, которое обладает химической структурой, отличной от структуры реакционноспособного разбавителя, но которая может участвовать в химической реакции с реакционноспособным разбавителем и/или полимером. В соответствии с использованием в настоящем документе в отношении реакционноспособного разбавителя термин «тот же тип, к которому он относится» означает другое органическое соединение, которое обладает химической структурой, идентичной структуре реакционноспособного разбавителя.
В соответствии с использованием в настоящем документе ссылка на любой мономер (мономеры) в общем случае относится к мономеру, который может быть заполимеризован с другим полимеризуемым компонентом, таким как другой мономер, полимер или реакционноспособный разбавитель. Если не будет указанное обратное, следует понимать, что сразу после вступления мономерных компонентов в реакцию с другим компонентом с образованием соединения соединение будет содержать остатки таких компонентов.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «полимер» обозначает форполимеры, олигомеры, гомополимеры, сополимеры и смеси или составы из них.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «(мет)акрилат» включает как акрилатные, так и метакрилатные мономеры.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «(мет)акриловый» включает акриловые соединения, метакриловые соединения и производные любых из них.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «функциональный мономер (мономеры)» относится к мономеру (мономерам), использующемуся для получения полимера и содержащему этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «дополнительная реакционноспособная функциональная группа» при использовании в отношении функционального мономера (мономеров) или полимера, полученного из него, означает реакционноспособную функциональную группу, отличную от этиленненасыщенной двойной связи функционального мономера, использующегося для получения полимера. В порядке разъяснения необходимо отметить, что дополнительная реакционноспособная функциональная группа может представлять собой вторую этиленненасыщенную двойную связь.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «кислотофункциональные группы» включает любую кислотную функциональную группу, в том числе, например, карбокислотные функциональные группы, а также их соли.
В соответствии с использованием в настоящем документе, если только не будет указано иное, термин «по существу свободный от» означает, что данный материал не добавляют в композицию целенаправленно, и он присутствует только в качестве примеси в следовых количествах, меньших чем 1% мас. в расчете на совокупную массу композиции. В соответствии с использованием в настоящем документе, если не будет указано иное, термин «полностью свободный от» означает, что композиция не содержит данный материал, то есть композиция содержит 0% мас. такого материала.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «растворитель» включает воду, органический растворитель и их комбинации, где органический растворитель не содержит реакционноспособных функциональных групп, способных вступать в реакцию с реакционноспособной функциональной группой полимера или реакционноспособной функциональной группой реакционноспособного разбавителя в типичных условиях отверждения, при которых композиция покрытия является по меньшей мере частично отвержденной в соответствии с приведенным ниже более подробным описанием.
В соответствии с вышеизложенным настоящее раскрытие направлено на композицию покрытия, содержащую: смесь, содержащую: (а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая может вступать в реакцию с реакционноспособной функциональной группой полимера при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материал наполнителя, где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
В соответствии с настоящим изобретением в дополнение к этиленненасыщенной функциональной группе функциональные мономеры содержат по меньшей мере одну дополнительную реакционноспособную функциональную группу. В соответствии с представленным выше обсуждением дополнительная реакционноспособная функциональная группа остается непрореагировавшей во время получения полимера. Полимер, полученный из функциональных мономеров, как таковой, содержит дополнительную реакционноспособную функциональную группу функциональных мономеров. Поэтому необходимо понимать, что полимеризация функциональных мономеров протекает главным образом с участием ненасыщенности, хотя возможно также и вступление в реакцию во время полимеризации некоторого количества дополнительных реакционноспособных функциональных групп. Полимер может представлять собой гомополимер, полученный из функционального мономера, содержащего реакционноспособную функциональную группу. В альтернативном варианте полимер по настоящему изобретению может представлять собой сополимер, полученный из различных функциональных мономеров, содержащих реакционноспособную функциональную группу. В случае использования двух и более различных функциональных мономеров реакционноспособная функциональная группа на каждом из них может быть той же, что и другие, или отличаться от них.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособная функциональная группа функционального мономера может включать, например, эпоксигруппу, гидроксильную группу, ангидридную группу, аминогруппу, кислотофункциональную группу, такую как карбокислотная группа или сульфокислотная группа или их комбинации.
В соответствии с настоящим изобретением полимер может представлять собой эпоксисодержащий (мет)акрилатный или аллильный сополимер, полученный из этиленненасыщенной композиции, содержащей: (i) один или несколько этиленненасыщенных мономеров, содержащих по меньшей мере одну эпоксигруппу, и (ii) один или несколько этиленненасыщенных мономеров, свободных от эпоксигрупп, при условии, что по меньшей мере один из этиленненасыщенных мономеров (i) и/или (ii) представляет собой (мет)акриловый или аллильный мономер, содержащий реакционноспособную функциональную группу.
Неограничивающими примерами этиленненасыщенных мономеров, содержащих по меньшей мере одну эпоксигруппу, являются соединения, содержащие 1,2-эпоксигруппы, включая глицидил(мет)акрилат, аллилглицидиловый простой эфир или их комбинации.
Неограничивающими примерами этиленненасыщенных мономеров, не содержащих эпоксигруппу, являются алкиловые эфиры (мет)акриловой кислоты, содержащие от 1 до 20 атомов в алкильной группе. Подходящие для использования алкиловые эфиры (мет)акриловой кислоты включают, например, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат и 2-этилгексил(мет)акрилат. Подходящие для использования другие сополимеризуемые этиленненасыщенные мономеры, не содержащие эпоксигруппу, включают, например, винилароматические соединения, такие как стирол и винилтолуол; нитрилы, такие как акрилонитрил и метакрилонитрил; винил- и винилиденгалогениды, такие как винилхлорид и винилиденфторид; и виниловые сложные эфиры, такие как винилацетат.
В соответствии с настоящим изобретением содержащий эпоксигруппу этиленненасыщенный мономер может быть использован в количестве по меньшей мере 5 массовых процентов в расчете на совокупную массу этиленненасыщенной композиции, использующейся для получения эпоксисодержащего акрилового полимера, например, по меньшей мере 20 массовых процентов, например, по меньшей мере 40 массовых процентов, например, по меньшей мере 50 массовых процентов. В соответствии с настоящим изобретением содержащий эпоксигруппу этиленненасыщенный мономер может быть использован в количестве не более 95 массовых процентов в расчете на совокупную массу этиленненасыщенной композиции, использующейся для получения эпоксисодержащего (мет)акрилатного полимера, например, не более 80 массовых процентов, например, не более 40 массовых процентов, например, не более 50 массовых процентов.
В соответствии с настоящим изобретением содержащий эпоксигруппу этиленненасыщенный мономер может быть использован в количестве в диапазоне от 5 до 50 массовых процентов, например, от 20 до 40 массовых процентов, в расчете на совокупную массу этиленненасыщенной композиции, использующейся для получения эпоксисодержащего (мет)акрилового полимера. В настоящем изобретении от 40 до 95 массовых процентов, например, от 50 до 80 массовых процентов, от совокупной массы этиленненасыщенной композиции могут быть образованы из одного или нескольких алкиловых эфиров (мет)акриловой кислоты.
В соответствии с настоящим изобретением функциональный мономер может иметь температуру кипения по меньшей мере 100°С, например, по меньшей мере 115°С, например, по меньшей мере 150°С, например, по меньшей мере 250°С.
При получении эпоксисодержащего (мет)акрилатного сополимера (i) один или несколько этиленненасыщенных мономеров, содержащих по меньшей мере одну эпоксигруппу, и (ii) один или несколько этиленненасыщенных мономеров, которые свободны от эпоксигрупп, при условии, что по меньшей мере один из этиленненасыщенных мономеров (i) и/или (ii) представляет собой (мет)акрилатный мономер, содержащий реакционноспособную функциональную группу, могут быть смешаны и введены в реакцию в ходе обычной инициируемой свободными радикалами полимеризации в органическом растворе в присутствии подходящих катализаторов, таких как органические пероксиды или азо-соединения, например бензоилпероксид или N,N’-азобис(изобутиронитрил).
Полимеризация может быть проведена в органическом растворе, в котором растворимы мономеры. Подходящими для использования растворителями являются ароматические растворители, такие как ксилол и толуол, и кетоны, такие как метиламилкетон. В дополнение к этому, могут быть использованы методики непрерывной полимеризации, такие как соответствующие методики, описанные более подробно ниже в отношении кислотофункционального акрилового полимера. Термин «растворимые мономеры» в контексте данной заявки понимается как обозначение гомогенной смеси мономеров, которые не претерпевают фазового разделения.
Полимер по настоящему изобретению может быть по существу свободен или в некоторых случаях полностью свободен от кислотофункциональных групп, таких как, например, (мет)акриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, неполный эфир малеиновой кислоты, неполный эфир фумаровой кислоты, неполный эфир итаконовой кислоты и их комбинации.
Полимер по настоящему изобретению может быть эпоксифункциональным акриловым соединением, полученным с использованием непрерывного способа при высокой температуре (то есть более 200°С, например, в диапазоне от 210 до 250°С или от 230 до 240°С) и высоком давлении (то есть более 300 фунт/дюйм2 (изб.), например, в диапазоне от 400 до 600 фунт/дюйм2 (изб.)), использующего относительно небольшое количество инициатора (то есть менее 10% мас. в расчете на совокупную массу мономера). Например, температура может находиться в диапазоне от 150 до 280°С, например, от 160 до 230°С или от 170 до 210°С. Полимеризация может быть проведена по существу в отсутствие кислот Льюиса и/или переходных металлов.
Для получения эпоксифункционального акрилового полимера может быть применен любой подходящий для использования инициатор свободно-радикальной полимеризации, такой как термические свободно-радикальные инициаторы. Подходящие для использования термические свободно-радикальные инициаторы включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: пероксидные соединения, азо-соединения и персульфатные соединения. Количество использующегося инициатора может находиться в диапазоне от 0,01 до 0,5 моль инициатора в расчете на один моль этиленненасыщенной композиции.
Непрерывные способы полимеризации также описываются в патенте США № 7,323,529, во фрагменте от колонки 4, строки 56 до колонки 12, строки 65, процитированная часть которого включается в настоящий документ посредством ссылки. Эпоксифункциональный акриловый полимер может быть получен c использованием непрерывной полимеризации, использующей по меньшей мере два корпусных реактора с перемешиванием, таких как соответствующие реакторы, описывающиеся в патенте США № 7,323,529, в колонке 9, в строках 22-33. Кроме того, содержимое первого реактора может выдерживаться при значительно более высокой температуре, чем та, что используется для содержимого второго реактора (например при температуре выдерживания содержимого первого реактора более 200°С, например в диапазоне от 210 до 250°С или от 230 до 240°С, и при температуре выдерживания содержимого второго реактора не более 200°С, например в диапазоне от 150 до 200°С или от 160 до 180°С). В соответствии с настоящим изобретением в первом реакторе используются более 50 массовых процентов, например, по меньшей мере 70 массовых процентов или в некоторых случаях по меньшей мере 80 массовых процентов, совокупного количества инициатора, использующегося для реакции. В дополнение к этому, время пребывания содержимого в первом реакторе может составлять не более 20 минут, например, в диапазоне от 1 до 20 минут или от 1 до 10 минут. В соответствии с настоящим изобретением время пребывания содержимого во втором реакторе может составлять более 20 минут, например, больше, чем величина в диапазоне от 20 минут до 1 часа или от 30 минут до 1 часа. Термин «время пребывания» определяется в патенте США № 7,323,529, в колонке 8, в строках 54-57.
Полимеризация по настоящему изобретению может быть проведена в таких условиях, чтобы продукт реакции содержал количество остаточного свободного мономера, составляющее менее 1 массового процента, например, менее 0,5 или в некоторых случаях менее 0,25, массового процента в расчете на совокупную массу мономеров, использующихся для получения полимера.
В соответствии с настоящим изобретением полимер может включать по меньшей мере 1% мас. функционального мономера, содержащего этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, в расчете на совокупную массу мономера, например, по меньшей мере 5% мас. или по меньшей мере 30% мас. В соответствии с настоящим изобретением полимер может включать 100% мас. функционального мономера в расчете на совокупную массу мономера или может включать не более 90% мас. функционального мономера в расчете на совокупную массу мономера, например, не более 70% мас. или не более 50% мас.
В соответствии с настоящим изобретением температура стеклования (Tg) (°С) полимера может находиться, например, в диапазоне от -55°С до 150°С, например, от 0°С до 60°С, согласно определению с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), например, в случае дифференциального сканирующего калориметра Perkin Elmer Series 7 при скорости сканирования 20°С в минуту.
В соответствии с настоящим изобретением среднемассовая молекулярная масса (Mw) полимера может составлять по меньшей мере 1000 г/моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии, использующей полистирольный стандарт в тетрагидрофуране (ТГФ), например, по меньшей мере 3000 г/моль, например, по меньшей мере 5000 г/моль, например, по меньшей мере 9000 г/моль, например, по меньшей мере 150000 г/моль.
В соответствии с настоящим изобретением среднемассовая молекулярная масса (Mw) полимера может составлять не более 1000000 г/моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии, использующей полистирольный стандарт в тетрагидрофуране (ТГФ), например, не более 100000 г/моль, например, не более 30000 г/моль, например, не более 9000 г/моль, например, не более 5000 г/моль, например, не более 3000 г/моль.
Среднемассовая молекулярная масса (Mw) полимера по настоящему изобретению может находиться в диапазоне от 1000 граммов в расчете на один моль до 1000000 граммов в расчете на один моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии, использующей полистирольный стандарт в тетрагидрофуране (ТГФ). Полимер по настоящему изобретению может иметь среднемассовую молекулярную массу (Mw) в диапазоне от 1000 г/моль до 100000 г/моль, в том числе, например, в диапазоне от 1000 г/моль до 3000 г/моль, от 3000 г/моль до 5000 г/моль, от 5000 г/моль до 9000 г/моль и от 9000 г/моль до 30000 г/моль. Полимер может иметь среднемассовую молекулярную массу (Mw), составляющую по меньшей мере 150000 г/моль.
В соответствии с настоящим изобретением полимер может, кроме того, включать мономер, который не является (мет)акриловым мономером или аллильным мономером, содержащими этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, в том числе, например, стирол, (мет)акрилатный мономер, который может отличаться от обсуждаемого выше функционального мономера, акрилонитрильный мономер, акриламидный мономер, терпеновый мономер и их комбинации. Терпен в соответствии с использованием в настоящем документе включает α-пинен, β-пинен, терпинолен, лимонен (дипентен), β-терпинен, γ-терпинен, α-туйен, сабинен, δ-3-карен, камфен, β-кадинен, β-кариофиллен, цедрен, α-бисалбон, β-бисалбон, γ-бисалбон, цингиберен, гумулен (α-кариофил-1-ен), α-цитронеллол, линалоол, гераниол, нерол, ипсенол, α-терпинеол, D-терпинеол-(4), дигидрокарвеол, неролидол, фарнезол, α-эйдесмол, β-эйдесмол, цитраль, D-цитронеллаль, карвон, D-пулегон, пиперитон, карвенон, бисаболен, β-селинен, α-сантален, витамин А, абиетиновую кислоту и смеси данных соединений.
Как это упоминалось выше, смесь также образована из реакционноспособного разбавителя, имеющего температуру кипения, равную, например, более 100°С, например более 150°С, например более 200°С. Реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению может иметь температуру кипения, составляющую, например, менее 350°С, например менее 300°С, например менее 250°С. Реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению может содержать реакционноспособную функциональную группу, которая может вступать в реакцию с дополнительной реакционноспособной функциональной группой, остающейся в описанном выше полимере, в другом типе реакционноспособного разбавителя и/или том же типе реакционноспособного разбавителя, к которому относится он сам, при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может быть монофункциональным, бифункциональным или мультифункциональным. В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособная функциональная группа реакционноспособного разбавителя может быть, например, эпоксифункциональной группой, функциональной группой ненасыщенной этиленовой двойной связи, терпеновой функциональной группой или их комбинациями.
Реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению может содержать глицидиловый сложный эфир, такой как, например, глицидиловый эфир разветвленной С9-С11 карбоновой кислоты, его изомеры и его комбинации. Глицидиловый сложный эфир может быть глицидиловым сложным эфиром, например, 2,2,3,5-тетраметилгексановой кислоты, 2,4-диметил-2-изопропилпентановой кислоты, 2,5-диметил-2-этилгексановой кислоты, 2,2-диметилоктановой кислоты, 2,2-диэтилгексановой кислоты и их комбинаций. Реакционноспособный разбавитель может содержать глицидиловый эфир неодекановой кислоты.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может характеризоваться эпоксидной эквивалентной массой, составляющей по меньшей мере 50 г/моль в соответствии с документом ASTM 1652, например, по меньшей мере 200 г/моль. В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может характеризоваться эпоксидной эквивалентной массой, составляющей не более 500 г/моль в соответствии с документом ASTM 1652, например, не более 300 г/моль, например, не более 200 г/моль.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может характеризоваться эпоксидной эквивалентной массой в диапазоне от 50 г/моль до 500 г/моль в соответствии с документом ASTM D1652, в том числе, например, в диапазоне от 50 г/моль до 200 г/моль и от 200 г/моль до 300 г/моль.
Реакционноспособный разбавитель может уменьшать вязкость смеси. Реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению может иметь вязкость в диапазоне от 1 мПа⋅сек до 4000 мПа⋅сек при 25°С в соответствии с документом ASTM D789, например, от 1 мПа⋅сек до 3000 мПа⋅сек, от 1 мПа⋅сек до 2000 мПа⋅сек, от 1 мПа⋅сек до 1000 мПа⋅сек, от 1 мПа⋅сек до 100 мПа⋅сек или от 2 мПа⋅сек до 30 мПа⋅сек.
Реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению может представлять собой мономер или полимер.
В соответствии предшествующим обсуждением композиция покрытия содержит смесь, содержащую полимер и описанный выше реакционноспособный разбавитель. Полимер и реакционноспособный разбавитель по настоящему изобретению могут присутствовать в виде одной фазы с образованием смеси. В альтернативном варианте смесь может представлять собой дисперсию, такую как неводная дисперсия, в которой полимер диспергирован в реакционноспособном разбавителе. Полимер может присутствовать в дисперсии в виде полимерных частиц, таких как полимерные микрочастицы, более подробно описанные ниже.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «неводный» в отношении неводной дисперсии означает, что реакционноспособный разбавитель по существу свободен или в некоторых случаях полностью свободен от воды. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «дисперсия» в отношении неводной дисперсии означает двухфазную прозрачную, полупрозрачную или непрозрачную систему, в которой полимер находится в дисперсной фазе, а реакционноспособный разбавитель находится в непрерывной фазе. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «устойчивая неводная дисперсия» понимается как обозначение того, что полимерные частицы, которые по меньшей мере частично, существенно и/или полностью нерастворимы в неводной среде (например, органическом растворителе и/или реакционноспособном разбавителе), способны распределяться в виде тонкоизмельченных, дискретных и отличных друг от друга частиц в неводной среде и по существу не оседают, не коагулируют и/или не флоккулируют во время изготовления или при стоянии.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу свободный» в случае использования по отношению к неводной дисперсии означает, что воду в неводную дисперсию не добавляют целенаправленно, и она присутствует только в качестве примеси в следовых количествах, меньших чем 5% мас. в расчете на совокупную массу неводной дисперсии. В соответствии с использованием в настоящем документе, если не будет указано иное, термин «полностью свободный» означает, что неводная дисперсия не содержит конкретный материал, то есть неводная дисперсия содержит 0% мас. такого материала (например, воды).
Полимер по настоящему изобретению может иметь форму дисперсии частиц, неводной дисперсии или микрогеля в соответствии с описанием в публикации США № 20120149820, в абзацах от [0004] до [0023], в публикации США № 20140128508, в абзацах от [0006] до [0027] и в публикации США № 20120282475, в абзацах от [0006] до [0021], каждая из которых включается в настоящий документ посредством ссылки. Полимер, который представляет собой объединенную композицию из ядра и оболочки, и реакционноспособный разбавитель могут присутствовать в виде смеси.
В соответствии с настоящим изобретением полимер и реакционноспособный разбавитель могут присутствовать в смеси в объединенном количестве, составляющем по меньшей мере 20% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, по меньшей мере 30%, например, по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 50%. В соответствии с настоящим изобретением полимер и реакционноспособный разбавитель могут присутствовать в смеси в объединенном количестве, составляющем не более 100% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, не более 80% мас., например, не более чем 70% мас., например, не более 40% мас.
В соответствии с настоящим изобретением полимер и реакционноспособный разбавитель могут присутствовать в смеси в объединенном количестве в диапазоне 20-100% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, в диапазоне 30-80% мас., 40-70% мас. или 50-60% мас.
В соответствии с настоящим изобретением полимер может присутствовать в смеси в количестве, составляющем по меньшей мере 30% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, по меньшей мере 40% мас., например, по меньшей мере 50% мас., например, по меньшей мере 70% мас. В соответствии с настоящим изобретением полимер может присутствовать в смеси в количестве, составляющем не более 95% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, не более 80% мас., например, не более 60% мас.
В соответствии с настоящим изобретением полимер может присутствовать в смеси в количестве в диапазоне 30-95% мас. в расчете на совокупную массу смеси из полимера и реакционноспособного разбавителя, например, в диапазоне 40-80% мас., например, в диапазоне 50-60% мас., например, в диапазоне 70-80% мас.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может присутствовать в смеси в количестве, составляющем по меньшей мере 5% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, по меньшей мере 10% мас., например, по меньшей мере 30% мас. В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может присутствовать в смеси в количестве, составляющем не более 70% мас. в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер и реакционноспособный разбавитель, например, не более 50% мас., например, не более 40% мас., например, не более 20% мас.
В соответствии с настоящим изобретением реакционноспособный разбавитель может присутствовать в смеси в количестве в диапазоне 5-70% мас. в расчете на совокупную массу смеси из полимера и реакционноспособного разбавителя, например, в диапазоне 10-50% мас., например, 30-40% мас., например, 10-20% мас.
В соответствии с настоящим изобретением смесь, содержащая полимер и реакционноспособный разбавитель в отсутствие наполнителя или любого другого компонента, может иметь вязкость по Брукфильду в диапазоне от 1000 сантипуазов до 25000 сантипуазов согласно измерению при 100 об./мин с использованием шпинделя #6 при температуре окружающей среды/комнатной температуре (25°С), в том числе, например, вязкость по Брукфильду в диапазоне от 1000 сантипуазов до 20000 сантипуазов, от 2000 сантипуазов до 8000 сантипуазов, от 3000 сантипуазов до 6000 сантипуазов, от 4000 сантипуазов до 5000 сантипуазов.
В соответствии с настоящим изобретением смесь, содержащая полимер и реакционноспособный разбавитель, может, кроме того, содержать второй полимер, полученный из мономера, содержащего эпоксифункциональный акрилатный материал. Второй полимер может быть диспергируемым в реакционноспособном разбавителе в качестве части неводной дисперсии.
В соответствии с настоящим изобретением смесь и/или композиция покрытия могут, кроме того, содержать один или несколько полимерных пленкообразующих материалов, химически отличных от обсуждаемых выше полимерных частиц. Неограничивающие примеры подходящих для использования полимерных пленкообразующих материалов включают полиэпоксиды, полиуретаны, полиамиды, сложные полиэфиры, полиакрилаты, поливинилхлориды и их смеси и сополимеры.
В дополнение к описанному выше полимеру, полученному из мономера, содержащего эпоксифункциональный акрилатный материал, смесь и/или композиция покрытия по настоящему изобретению, кроме того, могут содержать полиэпоксид, содержащий по меньшей мере две эпоксидные или оксирановые группы в расчете на одну молекулу, и включать эпоксифункциональные олигомер, полимер и/или сополимер. В общем случае эпоксидная эквивалентная масса такого эпоксифункционального полимера может находиться в диапазоне от 70 до 4000 согласно измерению путем титрования с перхлорной кислотой и бромидом четвертичного аммония, используя метиловый фиолетовый в качестве индикатора. Подходящие для использования эпоксифункциональные полимеры могут быть насыщенными или ненасыщенными, циклическими или ациклическими, алифатическими, алициклическими, ароматическими или гетероциклическими. Эпоксифункциональные полимеры при желании могут содержать боковые или концевые гидроксильные группы. Эпоксифункциональные полимеры могут содержать одно или несколько из функциональных групп и/или заместителей, неограничивающие примеры которых включают атом галогена, гидроксильную группу и группу простого эфира. Один подходящий для использования класс данных материалов включает полиэпоксиды, включающие эпоксидные простые полиэфиры, полученные в результате проведения реакции между эпигалогенгидрином (таким как эпихлоргидрин или эпибромгидрин) и двух- или многоатомным спиртом в присутствии щелочи, такие как диглицидиловые простые эфиры бисфенола А, например, эпоксидная смола EPON® 828, которая на коммерческих условиях доступна в компании Momentive.
Неограничивающие примеры подходящих для использования термопластических полимерных пленкообразующих материалов включают поливинилацетат; ароматические винильные полимеры; винильные сополимеры, включающие винильные ароматические углеводороды в качестве мономерных компонентов, такие как полистирол, стирол-бутадиеновые сополимеры, стирол-дивинилбензольные сополимеры и стирол-акрилонитрильные сополимеры; насыщенные сложные полиэфиры, в том числе насыщенные алифатические сложные полиэфиры, такие как полинеопентиладипинат, полипропиленадипинат и поли-эпсилон-капролактон; полиакрилаты, такие как полиалкил(мет)акрилаты, содержащие алкильные группы, содержащие 1-8 атомов углерода, полиметакрилаты или полиалкил(мет)акрилаты, полученные в результате проведения полимеризации метилметакрилата, изобутилметакрилата и 2-этилгексилакрилата; насыщенные полиэфируретаны на основе сложных эфиров; полибутадиены; поливинилхлориды и поливинилхлорид/ацетаты. Подходящие для использования по существу насыщенные сложные полиэфиры могут быть получены из полифункциональных кислот и многоатомных спиртов с использованием различных способов, в том числе способов, раскрытых в патенте США № 4,739,019, во фрагменте от колонки 3, строки 22 до колонки 5, строки 15.
При наличии пленкообразующего материала он может быть включен в смесь, содержащую полимер и реакционноспособный разбавитель, и/или композицию покрытия в количестве в диапазоне от 1% до 40% мас. в расчете на совокупное твердое вещество смолы смеси и/или композиции покрытия в зависимости от конкретного случая, в том числе, например, в диапазоне от 5% до 30% мас.
Как это упоминалось выше, композиция покрытия по настоящему изобретению также содержит материал наполнителя. Материал наполнителя может быть выбран из материалов органических наполнителей, материалов неорганических наполнителей или их комбинаций. Материал наполнителя может обладать способностью улучшать свойства звуко- и виброизоляции покрытия, полученного в результате по меньшей мере частичного, существенного и/или полного отверждения композиции покрытия.
Материалы органических наполнителей могут включать различные формы (например, порошки, частицы, зерна, гранулы, чешуйки, волокна, вспениваемые сферы, пенообразователи и тому подобное) природных и/или синтетических материалов. Неограничивающие примеры таких материалов органических наполнителей включают различные формы материалов растительного происхождения (например, целлюлозу, лигнан, крахмал, вискозу и тому подобное), материалы животного происхождения (например, хитин, хитозан и тому подобное) и/или синтетические материалы (например, воск, полипропилен, высокомолекулярный полиэтилен и тому подобное).
Неограничивающие примеры материалов неорганических наполнителей включают слюду, сланцевую муку, монтмориллонитовые чешуйки, стеклянные чешуйки, металлические чешуйки, тальк, оксиды металлов, оксид кальция, оксид железа, глинистые минералы, минеральные волокна, стеклянные волокна, стеклянные бисерины, полые стеклянные шарики или полые сферы, феррит, силикат кальция, карбонат кальция, барит, диоксид кремния, гидроксид алюминия, оксид алюминия и их смеси.
Материал наполнителя по настоящему изобретению может присутствовать в композиции покрытия в количестве, составляющем по меньшей мере 20% мас. в расчете на совокупную массу композиции покрытия, например, по меньшей мере 30% мас., например, по меньшей мере 40% мас. Материал наполнителя по настоящему изобретению может присутствовать в композиции покрытия в количестве, составляющем не более 80% мас. в расчете на совокупную массу композиции покрытия, например, не более 70% мас., например, не более 60% мас.
В соответствии с настоящим изобретением материал наполнителя может присутствовать в композиции покрытия в количестве в диапазоне от 20 до 80% мас. в расчете на совокупную массу композиции покрытия, например, от 30 до 70% мас. или от 40 до 60% мас.
Композиция покрытия по настоящему изобретению может характеризоваться измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95% в расчете на совокупную массу композиции, в том числе, например, по меньшей мере 96%, по меньшей мере 97%, по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99%, по меньшей мере 99,5%, по меньшей мере 99,6% или по меньшей мере 99,7% в расчете на совокупную массу композиции согласно измерению в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
Композиция по настоящему изобретению может быть по существу свободна от растворителя. В альтернативном варианте композиция может быть полностью свободна от растворителя. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу свободный», в случае использования в отношении отсутствия растворителя в композиции, означает, что любой растворитель присутствует в композиции в следовых количествах, меньших чем 5% в расчете на совокупную массу композиции. Термин «полностью свободный», в случае использования в отношении отсутствия растворителя в композиции, означает, что какой-либо растворитель в композиции отсутствует вовсе.
Композиция покрытия по настоящему изобретению может, кроме того, содержать один или несколько необязательных ингредиентов, добавок и/или вспомогательных веществ, которые могут быть выбраны, исходя из конкретной области применения композиции покрытия. Неограничивающие примеры таких необязательных ингредиентов, добавок и/или вспомогательных веществ включают воска, пластификаторы, поверхностно-активные вещества (например, мигрирующие поверхностно-активные вещества), моющие средства, тиксотропы, катализаторы, инициаторы, ускорители, полимерные волокна, полимерные бисерины, полимерные полые шарики или полые сферы, муку из натурального или синтетического каучука, красители, пигменты, материалы органических наполнителей, технический углерод, графит, графен, армирующие добавки, целлюлозные волокна, углеродные волокна, карбонат кальция, карбонат кальция-магния, стабилизаторы, ингибиторы коррозии, пенообразователи, антиоксиданты и нереакционноспособные разбавители. Композиция покрытия может, кроме того, содержать удлинитель полимерной цепи. В альтернативном варианте композиция покрытия может быть по существу свободна или в некоторых случаях полностью свободна от удлинителей полимерных цепей.
Подходящие для использования тиксотропы включают пирогенный диоксид кремния, бентонит, карбонат кальция, имеющий покрытие из стеариновой кислоты, производные жирных кислот и ассоциативные уретановые загустители, такие как продукт ACRYSOL RM-8, который доступен на коммерческих условиях в компании Rohm and Haas. Тиксотропы в общем случае могут присутствовать в количестве до 20% мас. в расчете на совокупную массу композиции покрытия.
Неограничивающие примеры таких катализаторов включают дициандиамид, серу и их комбинации. Катализатор по настоящему изобретению может обладать способностью катализировать прохождение реакции между полимером и реакционноспособным разбавителем, реакции между реакционноспособной функциональной группой полимера и реакционноспособной функциональной группой реакционноспособного разбавителя при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя, или их комбинации.
Композиция покрытия по настоящему изобретению может, кроме того, содержать пластификатор. Пластификатор может быть диспергируемым в реакционноспособном разбавителе совместно с полимером. Неограничивающие примеры подходящих для использования пластификаторов включают адипинаты, бензоаты, глутараты, изофталаты, фосфаты, сложные полиэфиры, себацинаты, сульфонамиды, терефталаты и их комбинации.
Один или несколько из необязательных ингредиентов, добавок и/или вспомогательных веществ, в общем случае могут присутствовать в композиции покрытия в количестве 0,1-50% мас. в расчете на совокупную массу композиции покрытия, например, в диапазоне от 0,5 до 40, например, от 1 до 30, например, от 1 до 10.
Сразу после завершения полимеризации получающийся в результате продукт по настоящему изобретению может представлять собой устойчивую неводную дисперсию полимерных частиц, которые являются нерастворимыми в неводной среде (например, органическом растворителе и/или реакционноспособном разбавителе). Соответственно, неводная среда по существу свободна от растворимого полимера. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «по существу свободный» означает, что неводная среда содержит не более 30% мас. растворенного полимера, в том числе, например, не более 25% мас., не более 20% мас., не более 15% мас., не более 10% мас. или не более 5% мас. растворенного полимера.
В случае, если реакционноспособный разбавитель еще отсутствует, он может быть добавлен к устойчивой неводной дисперсии полимерных частиц, которые являются по меньшей мере частично, существенно и/или полностью нерастворимыми в неводной среде (например, растворителе) до, во время и/или после удаления неводной среды (например, упаривания в вакууме) и замены ее на реакционноспособный разбавитель для получения устойчивой неводной дисперсии, содержащей полимерные частицы, которые распределены в виде тонкоизмельченных, дискретных и отделенных друг от друга частиц в реакционноспособном разбавителе и по существу не оседают, не коагулируют и/или не флоккулируют во время получения или при стоянии.
Вязкость композиции покрытия определяется конкретной областью применения на основании, например, типа использующегося оборудования, требуемой/желательной толщины пленки и требуемой/желательной стойкости к провисанию. Например, вязкость по Брукфильду композиции покрытия может составлять более 10000 сантипуазов согласно измерению в диапазоне от 4 об./мин до 100 об./мин с использованием шпинделя #7 при температуре окружающей среды (25°С), в том числе, например, величину в диапазоне от 10000 сантипуазов до 1000000 сантипуазов, от 50000 сантипуазов до 800000 сантипуазов, от 100000 сантипуазов до 700000 сантипуазов или от 200000 сантипуазов до 500000 сантипуазов.
В соответствии с настоящим изобретением в некоторых случаях композиция покрытия может содержать: смесь, состоящую из: (а) полимера, полученного из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособного разбавителя, имеющего температуру кипения более 100°С и содержащего реакционноспособную функциональную группу, которая вступает в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материала наполнителя; где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
В соответствии с настоящим изобретением в некоторых случаях композиция покрытия может содержать: смесь, по существу состоящую из: (а) полимера, полученного из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособного разбавителя, имеющего температуру кипения более 100°С и содержащего реакционноспособную функциональную группу, которая вступает в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материала наполнителя; где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
Настоящее изобретение также может представлять собой способ обеспечения звуко- и виброизолирующих свойств подложки, включающий: нанесение на подложку композиции покрытия, содержащей: смесь, содержащую или в некоторых случаях состоящую из или в некоторых случаях по существу состоящую из следующего: (а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая вступает в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материал наполнителя; где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
Настоящее изобретение также может представлять собой подложку, имеющую отвержденное покрытие, при этом отвержденное покрытие характеризуется толщиной сухой пленки по меньшей мере 1 мм. Отвержденное покрытие может быть получено из композиции покрытия, содержащей: смесь, содержащую или в некоторых случаях состоящую из или в некоторых случаях по существу состоящую из следующего: (а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и (b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С, и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая вступает в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и материал наполнителя; где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95% в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
Описанная выше композиция покрытия может быть нанесена сама по себе или в качестве части системы покрытий, которая может быть нанесена с использованием нескольких различных способов на несколько различных подложек. Система покрытий может включать несколько идентичных или различных слоев покрытия. Слой покрытия обычно получают при по меньшей мере частичном отверждении композиции покрытия, которую осаждают на подложку, с использованием способов, известных специалистам в соответствующей области техники (например, в результате термонагрева). Необходимо отметить, что описанная выше композиция покрытия может быть использована в одном или нескольких слоях покрытия, описанных в следующих далее абзацах.
Композиция покрытия может быть нанесена на поверхность подложки с использованием любого из различных способов, неограничивающие примеры которых включают нанесение покрытия путем распыления, нанесение покрытия путем окунания или погружения, нанесение покрытия путем экструдирования, нанесение покрытия путем обливания, нанесение покрытия с использованием кисти, нанесение покрытия с использованием валика и/или нанесение покрытия с использованием шабера/ракли.
Подходящие для использования подложки включают подложки, образованные из металлических подложек, полимерных подложек (например, полученные из термореактивных материалов и/или термопластических материалов) и их комбинаций. Подходящие для использования металлические подложки, на которые может быть нанесено покрытие, включают черные металлы, такие как железо, сталь и их сплавы, цветные металлы, такие как алюминий, цинк, магний и их сплавы, и их комбинации. Подложка может быть получена из холоднокатаной стали, электрогальванизированной стали, такой как сталь, электрогальванизированная с использованием погружения в расплав, или электрогальванизированная железо-цинковая сталь, алюминия или магния. Подвергаемая обработке металлическая подложка может быть зачищенной, может быть подвергнута предварительной обработке или предварительному окрашиванию (например, путем электростатического окрашивания) перед нанесением композиции покрытия.
Неограничивающие примеры подходящих для использования термореактивных материалов включают термореактивные материалы на основе сложного полиэфира, эпоксидного, фенольного, фенол-формальдегидного, мочевино-формальдегидного, меламинового материалов, полиимида, полицианурата, полиуретана и/или вулканизованного каучука (например, отверждаемого в форме литьевого уретанового материала) и их комбинации.
Неограничивающие примеры подходящих для использования термопластических материалов включают термопластические материалы на основе сложного полиэфира, акрилового полимера, полиолефина (например, полиэтилена и полипропилена), полиамида (например, нейлона), полибензимидазола, винильного полимера (например, поливинилхлорида), полистирола, фторполимера (например, политетрафторэтилена), поликарбоната, акрилонитрил-бутадиен-стирольного (АБС) сополимера, каучука ЭПДМ и/или полиуретана и их комбинации.
В настоящем изобретении композиция покрытия может быть нанесена на подложку при толщине влажной пленки в диапазоне от 1 мм до 7 мм в зависимости от желательных характеристик требуемой звуко- и виброизоляции или свойств отвержденного покрытия. Более толстая пленка в общем случае в результате будет приводить к получению более высоких показателей звуко- и виброизоляции.
После нанесения на подложку композиция покрытия может быть подвергнута горячей сушке и/или отверждению, например, при температуре в диапазоне от 110°С до 220°С, от 140°C до 210°С, от 150°С до 200°С, от 175°С до 190°С, и в течение любого желательного периода времени (например, в диапазоне от 5 минут до 1 часа), достаточного для по меньшей мере частичного высушивания и/или отверждения композиции покрытия на подложке. Необязательно, в соответствии с изобретением горячая сушка и/или отверждение могут быть проведены при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя.
Для приспосабливания к конкретным конфигурациям систем краски могут осуществляться одна или несколько дополнительных стадий горячей сушки и/или отверждения.
Толщина сухой пленки слоя покрытия может увеличиваться от 0% до 100% от толщины нанесенной влажной пленки в зависимости от различных факторов, включающих нижеследующее, но не ограничиваясь только этим: скорость сушки и тепло, подводимое к композиции покрытия.
После нанесения композиции покрытия на подложку индивидуально или в комбинации с одним или несколькими дополнительными слоями покрытия и по меньшей мере частичного отверждения композиция может продемонстрировать коэффициент потерь при демпфировании для композита (КПДК) в диапазоне от 0,05 до 0,25 согласно измерению при температуре в диапазоне от 10°С до 30°С и при частоте в диапазоне от 198 Гц до 202 Гц в соответствии с документом Oberst ASTM E756-05.
После нанесения композиции покрытия на подложку и/или другой слой покрытия и по меньшей мере частичного отверждения покрытие может продемонстрировать поглощение воды, составляющее менее 15%, например менее 10%, менее 5%, менее 4%, менее 3%, менее 2% или менее 1% в соответствии с методом испытания, в котором измеряют изменение (например, увеличение) массы покрытия на основании процентного уровня поглощения воды, рассчитываемого делением разности между массой покрытия до воздействия воды и массой покрытия после воздействия воды на массу покрытия до воздействия воды, с последующим умножением на 100 в соответствии с более подробным описанием изобретения в примерах, приведенных ниже в настоящем документе.
Аспекты изобретения
1. Композиция покрытия, содержащая:
смесь, содержащую:
(а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, где каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу, где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и
(b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая вступает в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и
материал наполнителя,
где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95%, в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
2. Композиция покрытия по аспекту 1, где функциональный мономер (мономеры) выбирают из (мет)акрилатных мономеров, аллильных мономеров и их комбинаций.
3. Композиция покрытия по аспекту 2, где функциональный мономер (мономеры) выбирают из (мет)акрилатных мономеров, аллилглицидилового простого эфира и их комбинаций.
4. Композиция покрытия по аспекту 2, где функциональный мономер (мономеры) выбирают из (мет)акрилатных мономеров.
5. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-4, где реакционноспособная функциональная группа (группы) функционального мономера (мономеров) включает (включают) эпоксигруппу, гидроксильную группу, ангидридную группу, аминогруппу, кислотофункциональную группу, такую как карбокислотная группа или сульфокислотная группа, или их комбинации.
6. Композиция покрытия по аспекту 5, где реакционноспособная функциональная группа функционального мономера (мономеров) включает эпоксигруппу.
7. Композиция покрытия по аспекту 6, где функциональный мономер включает глицидил(мет)акрилат.
8. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-7, где полимер (а) представляет собой сополимер.
9. Композиция покрытия по аспекту 8, где полимер представляет собой сополимер, полученный из по меньшей мере одного функционального мономера и по меньшей мере мономера, содержащего этиленовую ненасыщенность, но не дополнительную реакционноспособную функциональную группу.
10. Композиция покрытия по аспекту 8 или 9, где полимер (а) представляет собой сополимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров и одного или нескольких этиленненасыщенных мономеров, которые свободны от эпоксигрупп, предпочтительно свободны от гидроксильных групп, ангидридных групп, аминогрупп и кислотофункциональных групп, таких как карбокислотные группы или сульфокислотные группы.
11. Композиция покрытия по любому из аспектов 8-10, где полимер (а) включает от 1 до 90 массовых процентов, например, от 5 до 70 массовых процентов или от 30 до 50 массовых процентов или от 20 до 40 массовых процентов функционального мономера (мономеров) в расчете на совокупную массу полимера.
12. Композиция покрытия по аспекту 10 или 11, когда тот зависит от аспекта 10, где этиленненасыщенный мономер (мономеры), свободный от эпоксигрупп, выбирают из винилароматического мономера, такого как стирол и винилтолуол; (мет)акрилата, такого как алкиловый эфир (мет)акриловой кислоты, предпочтительно содержащий от 1 до 20 атомов в алкильной группе; (мет)акрилонитрила; акриламида; винилгалогенида, такого как винилхлорид; винилиденгалогенида, такого как винилиденфторид; винилового сложного эфира, такого как винилацетат; терпена; и их комбинаций.
13. Композиция покрытия по аспекту 12, где этиленненасыщенный мономер (мономеры), свободный от эпоксигрупп, выбирают из винилароматического мономера, такого как стирол и винилтолуол; алкилового эфира (мет)акриловой кислоты, предпочтительно содержащего от 1 до 20 атомов в алкильной группе, и их комбинаций.
14. Композиция покрытия по аспекту 13, где полимер (а) включает от 40 до 95 массовых процентов, например, от 50 до 80 массовых процентов, одного или нескольких алкиловых эфиров (мет)акриловой кислоты в расчете на совокупную массу полимера (а).
15. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-14, где полимер (а) имеет среднемассовую молекулярную массу в диапазоне от 1000 г/моль до 100000 г/моль, например, от 1000 г/моль до 3000 г/моль или от 3000 г/моль до 5000 г/моль или от 5000 г/моль до 9000 г/моль или от 9000 г/моль до 30000 г/моль, согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в тетрагидрофуране (ТГФ).
16. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-14, где полимер (а) имеет среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 150000 г/моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в тетрагидрофуране (ТГФ).
17. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-16, где полимер (а) по существу свободен от кислотофункциональных групп.
18. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-17, где реакционноспособный разбавитель (b) выбирают из полимерного соединения, неполимерного соединения и их комбинаций.
19. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-18, где реакционноспособная функциональная группа реакционноспособного разбавителя (b) включает эпоксигруппу.
20. Композиция покрытия по аспекту 19, где реакционноспособный разбавитель (b) характеризуется эпоксидной эквивалентной массой в диапазоне от 50 г/моль до 500 г/моль, например, от 50 г/моль до 200 г/моль или от 200 г/моль до 300 г/моль в соответствии с документом ASTM D1652.
21. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-20, где реакционноспособный разбавитель (b) является монофункциональным реакционноспособным разбавителем.
22. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-21, где реакционноспособный разбавитель (b) представляет собой глицидиловый сложный эфир, такой как, например, глицидиловый эфир разветвленной С9-С11 карбоновой кислоты, предпочтительно глицидиловый эфир неодекановой кислоты.
23. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-22, где реакционноспособный разбавитель (а) присутствует в количестве в диапазоне от 5 до 70 массовых процентов, например, от 10 до 60 массовых процентов или от 20 до 50 массовых процентов или от 40 до 50 массовых процентов или от 30 до 40 массовых процентов или от 20 до 30 массовых процентов или от 10 до 20 массовых процентов в расчете на совокупную массу смеси из полимера (а) и реакционноспособного разбавителя (b).
24. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-23, где полимер (а) присутствует в количестве в диапазоне от 30 до 95 массовых процентов, например, от 40 до 90 массовых процентов или от 50 до 80 массовых процентов или от 50 до 60 массовых процентов или от 60 до 70 массовых процентов или от 70 до 80 массовых процентов или от 80 до 90 массовых процентов в расчете на совокупную массу смеси из полимера (а) и реакционноспособного разбавителя (b).
25. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-24, где полимер (а) и реакционноспособный разбавитель (b) присутствуют в виде одной фазы.
26. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-24, где полимер (а) диспергирован в реакционноспособном разбавителе (b).
27. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-26, где смесь, кроме того, содержит второй полимер, который диспергирован в реакционноспособном разбавителе.
28. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-27, где в отсутствие наполнителя смесь из полимера (а) и реакционноспособного разбавителя (b) имеет вязкость по Брукфильду в диапазоне от 1000 сантипуазов до 25000 сантипуазов согласно измерению при 100 об./мин с использованием шпинделя #6 при температуре 25°С.
29. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-28, дополнительно содержащая катализатор, способный катализировать прохождение реакции между полимером (а) и реакционноспособным разбавителем (b).
30. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-29, дополнительно содержащая антиоксидант, пластификатор или их комбинации.
31. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-30, где композиция свободна от растворителя или содержит растворитель в количестве менее 5 массовых процентов в расчете на совокупную массу композиции.
32. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-31, где материал наполнителя представляет собой материал органического наполнителя, материал неорганического наполнителя или их комбинацию.
33. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-32, где материал наполнителя присутствует в композиции покрытия в количестве от 20 до 80 массовых процентов, например, от 30 до 70 массовых процентов или от 40 до 60 массовых процентов в расчете на совокупную массу композиции покрытия.
34. Композиция покрытия по любому из аспектов 1-33, где полимер (а) и реакционноспособный разбавитель (b) присутствуют в смеси в общем количестве от 20 до 100 массовых процентов, например, от 30 до 75 массовых процентов или от 40 до 70 массовых процентов или от 50 до 60 массовых процентов в расчете на совокупную массу смеси, содержащей полимер (а) и реакционноспособный разбавитель (b).
35. Покрытие, нанесенное на подложку и содержащее продукт реакции, полученный из композиции покрытия по любому из аспектов 1-34, которое после отверждения характеризуется толщиной сухой пленки по меньшей мере 1 мм.
36. Покрытие, нанесенное на подложку и соответствующее аспекту 35, которое после отверждения демонстрирует коэффициент потерь при демпфировании для композита в диапазоне от 0,05 до 0,25 согласно измерению при температуре в диапазоне от 10°С до 30°С и при частоте в диапазоне от 198 Гц до 202 Гц в соответствии с документом Oberst ASTM E756-05.
37. Покрытие, нанесенное на подложку и соответствующее аспекту 35 или 36, которое после отверждения демонстрирует поглощение воды менее 15%.
38. Способ обеспечения звуко- и виброизолирующих свойств подложки, включающий:
нанесение на подложку композиции покрытия по любому из аспектов 1-34; и,
по меньшей мере частичное отверждение композиции покрытия.
Следующие далее конкретные примеры представлены только в целях иллюстрации и не должны трактоваться как ограничение, если не будет указано обратное.
Примеры
Ниже описано получение примеров композиции покрытия. Каждый из материалов, перечисленных ниже, дан в граммах (г) или в массовых частях, если не будет указано иное.
Пример 1
Промежуточное соединение на основе сложного полиэфира 1 для стабилизатора стадии затравки получали следующим далее образом:
Таблица 1
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| 12-гидроксистеариновая кислота | 2304 |
| Толуол | 411 |
| Загрузка № 2 | |
| Метансульфоновая кислота | 4,6 |
| Загрузка № 3 | |
| Глицидилметакрилат | 279 |
| трет-бутилкатехин | 2,3 |
| N,N-диметилдодециламин | 9,2 |
| Толуол | 104 |
В 5-литровую 4-горлую колбу, снабженную стальной перемешивающей лопастью с приводом от двигателя, термопарой, впускным отверстием для азота и конденсатором с водяным охлаждением, добавляли загрузку № 1. Реакционную смесь нагревали для кипячения (начальная температура кипения составляла приблизительно 130°С, и она увеличивалась до приблизительно 155°С к концу процесса). После расплавления реакционной смеси в реакционную колбу добавляли загрузку № 2. После отбора из реакционной смеси 90% воды (приблизительно 100 граммов) отбирали один образец для измерения кислотного числа путем титрования. Реакционную смесь охлаждали до 130°С, когда кислотное число оказывалось в диапазоне от 29 до 30. После этого осуществляли воздушное барботирование реакционной смеси и в реакционную колбу добавляли загрузку № 3. Реакционную смесь выдерживали при 130°С до снижения кислотного числа ниже 0,4. Промежуточный раствор, полученный таким образом, характеризовался кислотным числом 0,4 мг КОН в расчете на один грамм смолы (согласно титрованию); среднемассовой молекулярной массой (Mw) 5973 г/моль и среднечисленной молекулярной массой (Mn) 3595 г/моль (согласно измерению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольных стандартов); и уровнем содержания свободного мономерного глицидилметакрилата 2,63% мас. (согласно измерению с использованием газовой хроматографии).
Пример 2
Стабилизатор 1 получали следующим далее образом:
Таблица 2
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| Бутилацетат | 545 |
| Загрузка № 2 | |
| Промежуточное соединение на основе сложного полиэфира 1 из примера 1 | 775 |
| Метилметакрилат | 588 |
| Глицидилметакрилат | 56 |
| Ксилол | 474 |
| Загрузка № 3 | |
| Бутилацетат | 418 |
| VAZO 64 1 | 25,8 |
| Загрузка № 4 | |
| Бутилацетат | 75 |
| Загрузка № 5 | |
| Метакриловая кислота | 11,4 |
| трет-бутилкатехин | 0,16 |
| N,N-диметилдодециламин | 1,5 |
1 VAZO 64 представляет собой 2,2’-азобис(2-метилпропионитрил), доступный в компании DuPont.
В 5-литровую 4-горлую колбу добавляли загрузку № 1, которую нагревали до 99°С в атмосфере азота. При 99°С в реакционную колбу в течение 3 часов добавляли загрузки № 2 и № 3. Загрузку № 4 использовали для промывания загрузок № 2 и № 3 после их завершения. После этого реакционную смесь выдерживали при 99°С в течение 4 часов. При завершении выдерживания добавляли загрузку № 5, а после этого реакционную смесь нагревали до 135°С. Реакционную смесь выдерживали при 135°С в течение 4 часов. Полученный таким образом стабилизатор стадии затравки характеризовался кислотным числом 0,14 мг КОН в расчете на один грамм смолы (согласно титрованию); среднемассовой молекулярной массой (Mw) 18434 г/моль и среднечисленной молекулярной массой (Mn) 2616 г/моль (согласно измерению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольных стандартов); и уровнем содержания свободного мономера метилметакрилата 1,47% мас. и глицидилметакрилата 0,13% мас. (согласно измерению с использованием газовой хроматографии).
Пример 3
Неводную дисперсию 1 получали следующим далее образом:
Таблица 3
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| Гептан | 260 |
| Толуол | 28 |
| Загрузка № 2 | |
| Метилметакрилат | 4,67 |
| Гидроксиэтилакрилат | 10,0 |
| Стабилизатор из примера 2 | 7,30 |
| Загрузка № 3 | |
| Vazo 67 1 | 1,23 |
| Гептан | 16,0 |
| Толуол | 11,0 |
| Загрузка № 4 | |
| Метилметакрилат | 40,0 |
| Глицидилметакрилат | 124,0 |
| Гидроксиэтилакрилат | 247,0 |
| Стабилизатор из примера 2 | 93,98 |
| н-октилмеркаптан | 4,11 |
| Загрузка № 5 | |
| Vazo 67 | 1,67 |
| Гептан | 63,0 |
| Толуол | 63,0 |
| Загрузка № 5 | |
| Vazo 67 | 0,82 |
| Толуол | 10,0 |
1 VAZO 67 представляет собой 1,1’-азобис(циклогексанкарбонитрил), доступный в компании DuPont.
В 2-литровую 4-горлую колбу, снабженную стальной перемешивающей лопастью с приводом от двигателя, термопарой, впускным отверстием для азота и конденсатором с водяным охлаждением, добавляли загрузку № 1. Реакционную смесь нагревали до 90°С с использованием колбонагревателя, регулируемого с использованием термопары через устройство регулирования температуры с контуром обратной связи. С использованием капельной воронки в течение 10 минут добавляли загрузки № 2 и № 3, а после этого реакционную смесь выдерживали при 90°С в течение 30 минут. После выдерживания в течение 3 часов добавляли загрузки № 4 и № 5 и после этого реакционную смесь выдерживали при 90°С в течение 1 часа. После выдерживания в течение 10 минут добавляли загрузку № 6 и после этого реакционную смесь выдерживали при 90°С в течение 1 часа. Полученная таким образом неводная дисперсия характеризовалась среднеобъемным размером частиц 218 нм (согласно измерению с использованием устройства Zetasizer).
Пример 4
Неводную дисперсию 2 получали следующим далее образом:
Таблица 4
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| Неводная дисперсия 1 из примера 3 | 500 |
| CARDURA E10 1 | 240 |
1 CARDURA E10 представляет собой глицидиловый сложный эфир продукта VERSATICTM Acid 10, представляющего собой синтетическую насыщенную монокарбоновую кислоту высокоразветвленных С10 изомеров, доступный в компании Momentive Speciality Chemicals, Inc.
В 1-литровую 4-горлую колбу, снабженную стальной перемешивающей лопастью с приводом от двигателя, термопарой, впускным отверстием для азота и конденсатором с водяным охлаждением, добавляли загрузку № 1. Реакционную смесь нагревали до 50°С, а после этого отгоняли под вакуумом растворители в неводной дисперсии 1 (пример 3) при давлении в 28 дюймов ртутного столба. Вязкость по Брукфильду получающейся в результате неводной дисперсии 2 составляла 376 сантипуазов согласно измерению при 50 об./мин с использованием шпинделя #2 при температуре окружающей среды/комнатной температуре (25°С).
Пример 5
Неводную дисперсию 3 получали следующим далее образом:
Таблица 5
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| Неводная дисперсия 1 из примера 3 | 400 |
| CARDURA E10 | 130 |
В 1-литровую 4-горлую колбу, снабженную стальной перемешивающей лопастью с приводом от двигателя, термопарой, впускным отверстием для азота и конденсатором с водяным охлаждением, добавляли загрузку № 1. Реакционную смесь нагревали до 50°С, а после этого отгоняли под вакуумом растворители в неводной дисперсии 1 (пример 3) при давлении в 28 дюймов ртутного столба (94,8 кПа). Вязкость по Брукфильду получающейся в результате неводной дисперсии 3 составляла 2527 сантипуазов согласно измерению при 100 об./мин с использованием шпинделя #2 при температуре окружающей среды/комнатной температуре (25°С).
Пример 6
Акриловый сополимер непрерывного способа 1 получали следующим далее образом:
Таблица 6
| Ингредиенты | Массовые части |
| Загрузка № 1 | |
| Этилгексилакрилат | 1404 |
| Глицидилметакрилат | 1080 |
| Стирол | 720 |
| Метилметакрилат | 396 |
| Ди-трет-амилпероксид | 108 |
| Загрузка № 2 | |
| Ди-трет-амилпероксид | 36 |
Реакторная установка непрерывного действия включала один реактор на 300 мл и блок испарительного резервуара на 4 л. Реактор на 300 мл первоначально заполняли бутилцеллозольвом и нагревали до 210°С. При 210°С начинали закачивать загрузку № 1 при времени пребывания в реакторе 5 минут, и давление в реакторе выдерживали в диапазоне 400-600 фунт/дюйм2 (изб.). Испарительный резервуар нагревали до 170°С и при 1,12 мл/минуту в испарительный резервуар подавали загрузку № 2. Получающийся в результате сополимер характеризовался среднемассовой молекулярной массой (Mw) 3494 г/моль (согласно измерению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольных стандартов); и уровнем содержания свободного мономера этилгексилакрилата 0,32% мас., стирола 0,04% мас. и метилметакрилата 0,22% мас. (согласно измерению с использованием газовой хроматографии) и глицидилметакрилата 0,40% мас. (согласно измерению с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии).
Пример 7
Смолу А получали следующим далее образом:
70 частей акрилового сополимера непрерывного способа 1 из примера 6 и 30 частей продукта CARDURA E10 загружали в химический стакан и размещали в печи при 110°С на 2 часа, а после этого хорошо смешивали при механическом перемешивании.
Вязкость по Брукфильду смолы А составляла 1610 сантипуазов согласно измерению при 100 об./мин с использованием шпинделя #6 при температуре 27°С.
Пример 8
Смолу В получали следующим далее образом:
60 массовых частей неводной дисперсии 3 из примера 5, 100 массовых частей акрилового сополимера непрерывного способа 1 из примера 6 и 26 массовых частей продукта CARDURA E10 загружали в химический стакан и размещали в печи при 110°С на 2 часа, а после этого хорошо смешивали при механическом перемешивании.
Вязкость по Брукфильду смолы В составляла 2400 сантипуазов согласно измерению при 100 об./мин с использованием шпинделя #6 при температуре окружающей среды/комнатной температуре (25°С).
Композиции покрытий
Получение
Ингредиенты, перечисленные в приведенной ниже таблице 7, смешивали при низкой интенсивности перемешивания в контейнере с использованием двигателя с пневматическим приводом. Ингредиенты добавляли в контейнер в порядке, продемонстрированном в таблице 7, и скорость смешивания увеличивали для сохранения вихревой воронки на протяжении всего добавления.
Таблица 7
| Компонент | Пример 9 | Пример 10 | Пример 11 |
| Смола А 1 | 36 | - | - |
| Неводная дисперсия 3 2 | - | 36 | - |
| Смола В 3 | - | - | 36 |
| Уретандиол 4 | 3 | 3 | 3 |
| Raven 410 5 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Оксид кальция 6 | 1 | 1 | 1 |
| Dyhard 100SF 7 | 1,55 | 1,55 | 1,55 |
| Diuron 8 | 0,14 | 0,14 | 0,14 |
| Ajicure MY-25 9 | 0,23 | 0,23 | 0,23 |
| Ajicure PN-40 10 | 0,68 | 0,68 | 0,68 |
| Dolocron 4512 11 | 115 | 115 | 115 |
1 Смола А из примера 7
2 Неводная дисперсия 3 из примера 5
3 Смола В из примера 8
6 Продукт реакции между пропиленкарбонатом и продуктом JEFFAMINE 400, полученный в соответствии с примером А из US 7,288,595
5 Порошкообразный технический углерод, доступный в компании Columbian Chemicals
6 Оксид кальция, доступный в компании Mississippi Lime Company
7 Цианогуанидин, доступный в компании Alz Chem
8 Диметил-1,1,3-(3,4-дихлорфенил), доступный в компании Alz Chem
9 Эпоксидный ускоритель, доступный в компании Ajinomoto Fine Techno Company
10 Эпоксидный ускоритель, доступный в компании Ajinomoto Fine Techno Company
11 Карбонат кальция-магния, доступный в компании Specialty Minerals
Покрытия
Коэффициент потерь при демпфировании для композита
Измерение в отношении виброизоляции для каждого покрытия проводили с использованием метода Oberst ASTM Test Method E756-05 («Standard Test Method for Measuring Vibration-Damping Properties of Materials»), Разделы 3 и 10. Основная мера звукоизоляции в данном испытании представляет собой коэффициент потерь - соотношение между модулем потерь и модулем накопления материала. Значения в испытании Оберста обычно находятся в диапазоне от 0,001 для стали, не имеющей покрытия, (толщиной 1 миллиметр) (при ударе по стальной панели будет слышен «звон») до 0,01 («лязг»), до 0,1 («шлепок»), до 0,5 («глухой стук») для все более эффективных покрытий.
Испытание Оберста используют для измерения коэффициента потерь для звука у композита покрытие-подложка. Каждый образец для испытания наносили на пластинку Оберста, которой является металлическая пластинка, полученная из специального закаливаемого в масле шлифованного плоского полосового проката AISI/SAE GRD 0-1 толщиной в 1 мм, шириной в 10 мм и длиной в 240 мм от компании McMaster-Carr, и проводили отверждение в соответствии с представленным выше описанием. Масса каждого отвержденного покрытия на длине покрытия в 210 мм составляла 6,72±0,05 грамма. Значения коэффициента потерь Оберста для сравнения приводили к 6,72 грамма (3,2 кг/м2). Коэффициенты потерь при демпфировании для композита измеряли в температурном диапазоне от -10 до 40°С и при частоте 200 Гц.
Таблица 8
| Коэффициент потерь при демпфировании для композита при 200 Гц | |||
| Температура | Пример 9 | Пример 10 | Пример 11 |
| -10°С | - | 0,095 | 0,070 |
| 0°С | 0,087 | 0,103 | 0,114 |
| 10°С | 0,109 | 0,086 | 0,139 |
| 20°С | 0,110 | 0,083 | 0,150 |
| 30°С | 0,108 | 0,066 | 0,111 |
| 40°С | 0,075 | 0,050 | 0,072 |
Водостойкость
Нанесение мазка вышеупомянутого покрытия проводили на панели из стали с гальванопокрытием с размерами 4 дюйма × 5 дюймов. Панель взвешивали, а результат регистрировали и использовали шаблон с размерами 3 дюйма в ширину на 3 мм в толщину для нанесения мазка вышеупомянутого покрытия с длиной в 4 дюйма в центре панели. Панель, имеющую покрытие, подвергали горячей сушке в печи с использованием следующего далее режима: 23 минуты при 155°С, затем 18 минут при 150°С, а после этого 30 минут при 140°С. Панель выдерживали при температуре окружающей среды в течение 10 минут между горячими сушками. Подвергнутую горячей сушке панель хранили при комнатной температуре в течение 24 часов перед испытанием.
Перед началом испытания подвергнутую горячей сушке панель взвешивали, и результат взвешивания регистрировали. Вычисляли разность между массой панели в отсутствие покрытия и массой панели с покрытием, подвергнутым горячей сушке, и эту разность регистрировали в качестве массы покрытия, подвергнутого горячей сушке. После этого панель для испытания располагали в камере со 100%-ной конденсирующейся влажностью, которую выдерживали при 40°С. Панель извлекали из камеры по истечении 7 дней. После извлечения панели поверхностную воду высушивали с использованием бумажного полотенца, и панель сразу же взвешивали.
Процентный уровень поглощения воды рассчитывали делением разности между массой панели с подвергнутым горячей сушке покрытием до воздействия воды и массой панели с подвергнутым горячей сушке покрытием после воздействия воды на массу панели с подвергнутым горячей сушке покрытием до воздействия воды, с последующим умножением на 100.
Таблица 9
| Пример 9 | Пример 10 | Пример 11 | |
| % поглощения воды 1 | 2,32 | 4,87 | 3,45 |
1 7 дней при 40°С в камере со 100%-ной конденсирующейся влажностью
Специалистам в соответствующей области техники будет понятно, что в свете представленного выше раскрытия возможны многочисленные модификации и вариации изобретения, не отклоняющиеся от широких принципов изобретения, описанных и проиллюстрированных на примерах в настоящем документе. Соответственно, по этой причине следует понимать, что вышеизложенное раскрытие представляет собой просто иллюстрацию различных типичных аспектов изобретения, и что специалисты в соответствующей области техники легко могут осуществить многочисленные модификации и вариации, соответствующие объему и сущности данного изобретения и прилагаемой формуле изобретения.
1. Композиция покрытия, содержащая:
смесь, содержащую:
(а) полимер, полученный из одного или нескольких функциональных мономеров, включающих (мет)акриловый мономер, аллильный мономер или их комбинации, при этом каждый из них содержит этиленненасыщенную двойную связь и дополнительную реакционноспособную функциональную группу; где по меньшей мере некоторое количество дополнительных реакционноспособных функциональных групп функционального мономера остается непрореагировавшим во время получения полимера; и
(b) реакционноспособный разбавитель, имеющий температуру кипения более 100°С и содержащий реакционноспособную функциональную группу, которая способна вступать в реакцию с реакционноспособной функциональной группой на полимере при температуре, меньшей, чем температура кипения реакционноспособного разбавителя; и
материал наполнителя,
где композиция покрытия характеризуется измеренным уровнем содержания твердых веществ, составляющим по меньшей мере 95%, в соответствии с методом испытания ASTM D2369.
2. Композиция покрытия по п. 1, в которой функциональные мономеры включают глицидил(мет)акрилат.
3. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер включает 1-70 мас.% функционального мономера (мономеров) в расчете на совокупную массу полимера.
4. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер получен из одного или более функциональных мономеров и одного или более мономеров, содержащих этиленово ненасыщенную двойную связь без дополнительных реакционноспособных функциональных групп.
5. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер имеет среднемассовую молекулярную массу в диапазоне от 1000 до 100000 г/моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в тетрагидрофуране.
6. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер имеет среднемассовую молекулярную массу по меньшей мере 150000 г/моль согласно определению с использованием гельпроникающей хроматографии с использованием полистирольного стандарта в тетрагидрофуране.
7. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер по существу свободен от кислотофункциональных групп.
8. Композиция покрытия по п. 1, в которой реакционноспособная функциональная группа реакционноспособного разбавителя включает эпоксифункциональную группу.
9. Композиция покрытия по п. 1, в которой реакционноспособный разбавитель является монофункциональным реакционноспособным разбавителем.
10. Композиция покрытия по п. 1, в которой реакционноспособный разбавитель является полифункциональным реакционноспособным разбавителем.
11. Композиция покрытия по п. 1, в которой реакционноспособный разбавитель присутствует в количестве от 5 до 70 мас.% в расчете на совокупную массу смеси полимера и реакционноспособного разбавителя.
12. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер и реакционноспособный разбавитель присутствуют в виде одной фазы.
13. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер диспергирован в реакционноспособном разбавителе.
14. Композиция покрытия по п. 13, в которой смесь дополнительно содержит второй полимер, диспергированный в реакционноспособном разбавителе.
15. Композиция покрытия по п. 1, в которой полимер и реакционноспособный разбавитель имеют вязкость по Брукфильду в диапазоне от 1000 до 25000 Сп согласно измерению при 100 об/мин с использованием шпинделя #6 при температуре окружающей среды.
16. Композиция покрытия по п. 1, дополнительно содержащая катализатор, способный катализировать прохождение реакции между полимером и реакционноспособным разбавителем.
17. Композиция покрытия по п. 1, дополнительно содержащая антиоксидант, пластификатор или их комбинации.
18. Композиция покрытия по п. 1, по существу свободная от растворителя.
19. Покрытие, нанесенное на подложку и содержащее продукт реакции, полученный из композиции покрытия по п. 1, которое после отверждения характеризуется толщиной сухой пленки по меньшей мере 1 мм.
20. Покрытие, нанесенное на подложку, по п. 19, демонстрирующее коэффициент потерь при демпфировании для композита в диапазоне от 0,05 до 0,25 согласно измерению при температуре в диапазоне от 10 до 30°С и при частоте в диапазоне от 198 до 202 Гц в соответствии с документом Oberst ASTM E756-05.
21. Покрытие, нанесенное на подложку, по п. 19, которое после отверждения демонстрирует поглощение воды менее 15%.
22. Способ обеспечения звуко- и виброизолирующих свойств подложки, включающий:
нанесение на подложку композиции покрытия по п. 1; и,
по меньшей мере частичное отверждение композиции покрытия.
