包含环状仲胺的组合物以及涂布饮用水管道的方法
【专利摘要】本发明描述了包含脂族环状仲胺的双组分涂料组合物以及涂布（如，饮用水）管道的表面的方法。
【专利说明】包含环状仲胺的组合物以及涂布饮用水管道的方法
【背景技术】
[0001]用于饮用水管道的结构改造的非开挖方法包括管中管法、爆管法和聚乙烯薄壁内衬法。如美国专利N0.7，189，429中所述，这些方法的缺点在于其不能处理管道中的多发性弯曲以及不得不断开至用户处所的侧面连接管并随后在实行改造过程后重新安置的事实。
[0002]美国专利N0.7，189，429描述了在饮用水管道的内表面形成涂层的方法，该方法包括以下步骤:a)提供液态的双组分(two-part)涂料体系；b)将第一部分和第二部分混合在一起以形成混合物，以及c)将混合物作为涂层施加至所述表面，以便以高固化速率形成表现具有高强度和柔韧性的一体化内衬。优选通过受热无气喷雾设备施加所述体系的两个部分。这类设备例如可以包括离心式纺丝头或自混合喷雾枪组件。
[0003]美国专利N0.6，730，353描述了一种饮用水管道用涂料。双组分涂料体系包含含有任选与一种或多种胺反应性树脂和/或非反应性树脂共混的一种或多种脂族聚异氰酸酯的第一部分，和含有任选与一种或多种低聚聚胺共混的一种或多种芳族聚胺的第二部分，使得该两个部分在混在一起并施加至管道的内表面时形成适用于与饮用水接触的快速凝固的不透性涂层。
[0004]W02010/120617描述了用双组分涂料组合物在(例如饮用水)管道的(例如内)表面上形成涂层的方法，所述双组分涂料组合物包含含有至少一种聚异氰酸酯的第一部分和含有至少一种天冬氨酸酯的第二部分。还描述了反应性双组分涂料组合物，该组合物包含含有至少一种聚异氰酸酯的第一部分；以及含有至少一种天冬氨酸酯和至少一种在25°C下为固体的芳族胺的第二部分。
【发明内容】
[0005]本发明描述了双组分涂料组合物以及涂布(例如饮用水)管道表面的方法，所述双组分涂料组合物包含脂族环状 仲胺。
[0006]在一个实施例中，该方法包括以下步骤:a)提供涂料组合物，该涂料组合物包含含有至少一种聚异氰酸酯的第一部分和含有至少20重量％的脂族环状仲胺的第二部分，所述脂族环状仲胺包含不含酯基的仲胺取代基山)合并所述第一部分和所述第二部分以形成液体混合物；c)以至少5_的厚度将该液体混合物一次性施加至管道的内表面；以及d)使该混合物凝固，从而形成固化的连续内衬。通常以在约I至15mm范围内的厚度施加所述液体混合物。
[0007]在另一个实施例中，该方法包括以下步骤:a)提供涂料组合物；b)合并所述第一部分和所述第二部分以形成液体混合物；c)以至少5_的厚度将该液体混合物一次性施加至管道的内表面；以及d)使混合物凝固，从而形成固化的连续内衬。
[0008]在一些有利的实施例中，脂族环状仲二胺包含通过桥联基团连接的两个己基环。在其他实施例中，脂族环状仲二胺包含单个己基环。
[0009]在另一个实施例中，描述了反应性双组分涂料组合物，该组合物包含:含有至少一种脂族聚异氰酸酯的第一部分，所述脂族聚异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯的衍生物并且基本上不含异氰酸酯单体；和含有至少一种具有以下通式的脂族环状仲二胺的第二部分，[0010]
【权利要求】
1.一种在管道的表面上形成涂层的方法，所述方法包括以下步骤: a)提供涂料组合物，所述涂料组合物包含 含有至少一种聚异氰酸酯的第一部分，和 含有至少20重量％的脂族环状仲二胺的第二部分，所述脂族环状仲二胺包含不具有酯基的仲胺取代基； b)合并所述第一部分和所述第二部分以形成液体混合物； c)将所述液体混合物施加至所述管道的内表面；以及 d)使所述混合物凝固而形成固化涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体混合物以约I至15mm范围内的厚度施加。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述液体混合物以至少5mm的厚度一次性施加。
4.一种在管道的表面上形成涂层的方法，所述方法包括以下步骤: a)提供涂料组合物，所述涂料组合物包含 含有至少一种聚异氰酸酯的第一部分，和 含有脂族环状仲二胺的第二部分； b)合并所述第一部分和所述第二部分以形成液体混合物； c)以至少5_的厚度将所述液体混合物一次性施加至所述管道的内表面；以及 d)使所述混合物凝固，从而形成固化的连续内衬。
5.根据权利要求1-4所述的方法，其中所述第二部分含有具有两个己基环的脂族环状仲二胺，所述两个己基环通过桥联基团连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述脂族环状仲二胺具有通式:
7.根据前述权利要求6所述的方法，其中R1和R2独立地为包含至少2个碳原子的烷基。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中R3和R4为甲基或氢。
9.根据权利要求6-8所述的方法，其中R5和R6为氢。
10.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二部分含有具有单个己基环的脂族环状仲二胺。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述脂族环状仲二胺具有通式:
12.根据前述权利要求11所述的方法，其中R7和R8独立地为包含至少3个碳原子的烧基。
13.根据权利要求11-12所述的方法，其中R9、R1(i和R11独立地为氢或包含I至5个碳原子的烧基。
14.根据权利要求13所述的方法，其中R9、R10和R11独立地为氢、甲基或异丙基。
15.根据前述权利要求所述的方法，其中所述管道为饮用水管道，并且所述固化涂层与所述饮用水接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述固化涂层符合NSF/ANSI标准61。
17.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二部分以所述第二部分的25重量％至100重量％范围内的量含有所述脂族环状仲二胺中的一种或多种。
18.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二部分还含有脂族非环状仲二胺。
19.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第一和第二部分不含芳族化合物。
20.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二部分不含羟基官能化组分。
21.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二部分含有约20重量％至约75重量％的无机粒状填料。
22.根据前述权利要求所述的方法，其中所述总组合物包含约15体积％至约45体积％的无机粒状填料。
23.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第一部分含有基本上不含异氰酸酯单体的脂族聚异氰酸酯。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述脂族异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯的衍生物。
25.根据权利要求23-24所述的方法，其中所述脂族异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯的衍生物。
26.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第一部分与所述第二部分以异氰酸酯相对于胺为1.25至1.35当量的比例混合。
27.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第一部分与所述第二部分以约1:1的体积比混合。
28.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的拉伸强度在25至45MPa的范围内。
29.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的玻璃化转变温度在50°C至110°c的范围内。
30.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的拉伸伸长率在1%至30%的范围内。
31.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的弯曲模量在2000至4500MPa的范围内。
32.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的弯曲强度在35至60MPa的范围内。
33.根据前述权利要求所述的方法，其中所述固化涂层的肖氏D硬度为75至90。
34.根据前述权利要求所述的方法，其中用喷雾设备加热并施加所述液体混合物。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一和第二部分各自具有在5，000厘泊至60，000厘泊范围内的粘度，所述粘度是在施加所述液体混合物的温度下采用20rpm的转子速度测得的。
36.根据权利要求35所述的方法，其中施加所述液体混合物的温度在15°C至50°C的范围内。
37.根据前述权利要求所述的方法，其中在提供所述涂料组合物时所述管道被埋在地下。
38.一种反应性双组分涂料组合物，其包含: 含有至少一种脂族聚异氰酸酯的第一部分，所述脂族聚异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯的衍生物并且基本上不含 异氰酸酯单体；以及 含有至少一种具有以下通式的脂族环状仲二胺的第二部分，
39.根据权利要求1所述的反应性涂料组合物，其中所述涂料组合物还通过权利要求7-9、17-33和35的特征中的任一项或它们的组合来表征。
【文档编号】C08G18/10GK103443221SQ201280015151
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年2月21日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】瑞安·B·普林斯, 克林顿·L·琼斯, 斯图尔特·E·福雷斯, 亚历山大·J·库格尔, 科里·S·阿佩尔, 马里奥·A·佩雷斯, 达纳·R·里德 申请人:3M创新有限公司