JPS6362556B2 - - Google Patents
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- JPS6362556B2 JPS6362556B2 JP57136570A JP13657082A JPS6362556B2 JP S6362556 B2 JPS6362556 B2 JP S6362556B2 JP 57136570 A JP57136570 A JP 57136570A JP 13657082 A JP13657082 A JP 13657082A JP S6362556 B2 JPS6362556 B2 JP S6362556B2
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は着氷防止材料用組成物に関するもの
で、さらに詳しくはオルガノポリシロキサン樹脂
をベースとして、そのマトリツクス中にアルカリ
金属化合物を均一に溶解または分散した材料で物
体表面を被覆することにより、シリコーン樹脂と
アルカリ金属化合物のそれぞれの有する氷結防止
作用の相乗効果により水の結氷時の物体表面への
強い付着を防止することの可能な着氷防止材料用
組成物に関する。
水の氷結現象は低温における水分子の水素結合
の形成によるもので非常に大きな凝集力を示す。
理論的凝集破壊強度は10000Kg/cm2であるといわ
れているが実際には16〜80Kg/cm2が測定されてい
る。着氷現象はこの水素結合が水と物体表面との
間で形成されるもので、極めて大きな接着力を示
す。この着氷や凍結による被害は寒冷地または冬
期には至る所で発生している。例えば船舶や航空
機への着氷による危険性、道路や鉄道の凍結によ
る車輌の運行不能や事故の危険性、また積雪によ
る送電線の切断や家屋の倒壊、送受信機の機能障
害など多数にのぼる。中でも船舶への着氷は最も
危険性が大きく、船体への着氷により重心が高く
なり、転覆の事故に至る。このため毎年多数の人
命が失われている。また道路の凍結防止のために
凍結防止剤が散布されるが、米国に例をとればそ
れが年間1000万トンにのぼり、それによる車輌の
サビと地下水の汚染による損害は1億ドル以上に
なるといわれている。また石油資源の枯渇から近
年とみに活発化してきた北海油田の開発のための
着氷防止材料の必要性と相俟つて、これら材料の
研究開発が盛んになつてきている。
従来、着氷防止対策の一つとして物体表面に各
種の被覆物を塗布し、これによつて着氷力の軽減
が試みられてきた。被覆材料としては、アクリル
樹脂系、ゴム系、フツ素樹脂系およびシリコーン
樹脂系等の被覆材料が知られている。この中でも
シリコーン系である各種のオルガノポリシロキサ
ン樹脂が特に多く利用されている。例えばソ連特
許739080号では二層からなるシリコーン系着氷防
止塗料を開示している。また米国特許4271215号
はカルボキシル官能基を有した特定のシリコーン
樹脂にテトラアルコキシチタン化合物を接着触媒
として用いる着氷防止塗料を開示している。
これらの塗料組成物による物体表面の被覆によ
つて、着氷性を多かれ少なかれ軽減させることは
可能であるが、氷の水素結合による強い接着を完
全に防止するには至らず、さらに改良が望まれて
いる。
本発明者は着氷のメカニズムを基礎的に研究
し、界面科学的、物理的および熱力学的の三つの
要因に分類して検討した結果シリコーン系ポリマ
ーは他のどのポリマーよりも着氷性は低いが、こ
のポリマーだけによつては、種類の如何にかゝわ
らず氷の接着力がかなりあることを確認し、さら
に鋭意研究の結果、水素結合開離作用を有するア
ルカリ金属化合物とシリコーン樹脂との組合わせ
による相乗作用によつてはじめて着氷が完全に防
止できることを見い出し本発明を完成するに至つ
た。
かくして、本発明に従えば、
(A) 下記単位式
(式中、Rは炭素―ケイ素結合によりケイ素に
結合する一価有機基または水素を表わす、
R′は水素、C1〜C20のアルキル基、アシル基、
アリール基又はオキシム残基を示す。上式中の
n及びmはそれぞれ4以下の値で、かつn+m
は4未満である)
で表わされるオルガノポリシロキサン樹脂70〜
99.8重量%及び
(B) 下記式
Ma
X
(式中MはLi、Na及びKから選ばれるアルカ
リ金属、Xは無機酸根、水酸基又は有機酸根を
示す。またaは1〜4の整数である)
で表わされるアルカリ金属化合物0.2〜30重量
%
からなる着氷防止材料用組成物が提供される。
本発明による組成物が着氷防止に及ぼす作用効
果は該組成物の一つの構成成分であるオルガノポ
リシロキサン樹脂(A)の表面特性および物理的特性
によるものと他の構成成分であるアルカリ金属化
合物(B)による熱力学的な作用によるものとの複合
効果として現われ、完全に着氷の防止が達成でき
る。
すなわち、オルガノポリシロキサン樹脂はその
表面に炭化水素の鎖が配列するので、その表面エ
ネルギーは低く、また水素結合を生じやすい極性
成分も極めて少ないため撥水性表面を形成する材
料として各種の用途に応用されていることは周知
の通りである。オルガノポリシロキサン樹脂の着
氷低減性能はこの低表面エネルギーの他に、その
物理的特性、特に低温物性によるところも大であ
る。すなわち、該オルガノポリシロキサン樹脂の
剛性は小さく、しかもそのガラス転移温度が低い
ために極低温、例えばマイナス30℃の条件下でも
その分子運動が凍結されず、極めて低い剛性を示
すため氷結の際に水素結合の標的になりにくい。
このように塗膜の表面性質のみならず、バルク
としての低温領域での粘弾性によつても着氷性が
左右されるので、該被覆物の膜厚によつても着氷
力が変化する。例えば50〜200μmの膜厚でマイナ
ス25℃では接着力は1.2〜0.3Kg/cm2であるが5〜
10μmの薄膜では1.0〜2.4Kg/cm2と増大する。そこ
で該オルガノポリシロキサン樹脂にアルカリ金属
化合物を例えば3PHR添加した場合、5〜10μm
の薄膜でも氷接着力は0となる。
このメカニズムをアルカリ金属化合物の中のリ
チウム化合物を例にとつて説明すると、Li
のイ
オン半径は小さく(0.6Å)、そのために水和エネ
ルギーは125Kgcal g/Ionと大きい(因みにNa
は94.6Kgcal g/Ionである)。そしてLi
イオ
ンのまわりには5分子の水が吸着し、さらにその
外側に10分子の水が吸着しているが、これらの水
分子はリチウムイオンとの距離が近すぎるため水
素結合より大きなエネルギーで吸着しているので
水素結合は形成されない。すなわち、オルガノポ
リシロキサン樹脂のマトリツクス中にトラツプさ
れたリチウム化合物は、被覆材料表面において吸
着した水分子を氷結させないため、氷は接着しな
いのである。Na
イオン及びK
イオンにおい
てもこのような作用は見られるが、Li
イオンの
方がはるかに効果が大きく好適である。
本発明におけるオルガノポリシロキサン樹脂(A)
は、前記した単位式
で表わされ、且つ水及び有機溶剤に分散及び/又
は溶解して液状を呈することのできるものであ
る。上記式中のRは炭素―ケイ素結合によりケイ
素に結合する1価の有機基または水素である。
該有機基としては、例えばメチル、エチル、プ
ロピル、ヘキシルなどのアルキル基;シクロヘキ
シル、シクロブチル、シクロペンチルなどのシク
ロアルキル基;フエニル、トリル、キシリル、ナ
フチルなどのアリール基;ベンジル、フエニルエ
チル、メチルベンジル、ナフチルベンジルなどの
アラルキル基;ビニル、アリル、オレイルなどの
アルケニル基;シクロペンタジエニル、2―シク
ロブテニルなどのシクロアルケニル基;ビニルフ
エニル基の如きアルケニルアリール基などを挙げ
ることができる。中でも炭素数1〜6の低級アル
キル基が着氷防止の面で効果的である。
また、式中R′は水素の他に、例えばメチル、
エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、
オクチルなどのC1〜C20のアルキル基;アリール
基;アセチル、プロピオニル、ブチリルなどC1
〜C8のアシル基;オキシム残基;などを挙げる
ことができる。
本発明で使用される上記したオルガノポリシロ
キサン樹脂は、前記した如く水及び有機溶剤に分
散及び/又は溶解するものであれば分子量に制限
されることなく使用可能であるが、通常使用され
るものは数平均分子量で約300〜約1000000好適に
は約1000〜約500000の範囲である。また、該オル
ガノポリシロキサン樹脂は、分子中に水酸基、ア
ルコキシ基のような反応性基を有するものが好ま
しく使用される。このようなオルガノポリシロキ
サン樹脂としては、例えば、Z―6018、Z―
6188、Sylkyd50、DC―3037(Dow Corning社製
品)、KR―216、KR―218、KSP―1(信越シリ
コーン(株)製品)、TSR―160、TSR―165(東京芝
浦電気(株)製品)、SE1821、SE1980、SE9140、
SRX211、PRX305、SH237、SH9551RTV(東レ
シリコーン(株)製品)等が挙げられる。
オルガノポリシロキサン樹脂の代表的な硬化機
構は、()に示される縮重合型および()に
示される付加反応型である。
付加重合型
または
上記反応式中R及びR′は前記したものと同じ
である。
該組成物中のオルガノポリシロキサン樹脂の量
が99.8%を越えるか、または70%(重量部)未満
になると着氷性が著るしく増大してくる。
他方、該組成物中における一般式MaXで表わ
されるアルカリ金属化合物(B)におけるMはLi、
Na及びKから選ばれるアルカリ金属であり、中
でもLiが好適である。またXは無機酸根、水酸基
又は有機酸根であり、無機酸根とは無機酸の分子
から金属と置換し得る水素原子を1個又はそれ以
上除いた残りの部分を意味し、F
、Cl
、Br
及びI
のような単原子及びNO3
、CO3 2
、
PO4 3
、HPO4 2
、SO4 2
、HSO4
、MnO4
、Cr2O7 2
、SiO4 4
、SiO3 2
、BO2
、
VO4 3
、WO4 2
などのような原子団を包含する
ことができる。
また、有機酸根とは飽和又は不飽和のモノカル
ボン酸もしくはポリカルボン酸の分子から金属と
置換し得る水素原子を1個又はそれ以上除いた残
りの部分を意味し、例えばHCOO
及び一般式
CH3(CH2)nCOO
(n:0〜20の整数)で表
わされる飽和モノカルボン酸根;一般式
The present invention relates to a composition for anti-icing materials, and more specifically, the present invention relates to a composition for anti-icing materials, and more specifically, by coating the surface of an object with a material based on an organopolysiloxane resin and having an alkali metal compound uniformly dissolved or dispersed in the matrix, silicone The present invention relates to a composition for an anti-icing material that can prevent water from strongly adhering to the surface of an object when it freezes due to the synergistic effect of the anti-icing effects of a resin and an alkali metal compound. The freezing phenomenon of water is due to the formation of hydrogen bonds between water molecules at low temperatures and exhibits a very large cohesive force.
The theoretical cohesive failure strength is said to be 10,000 Kg/cm 2 , but in reality it has been measured to be 16 to 80 Kg/cm 2 . The icing phenomenon occurs when hydrogen bonds are formed between water and the surface of an object, and exhibit extremely strong adhesion. Damage caused by icing and freezing occurs everywhere in cold regions and during the winter. For example, there are many dangers such as the danger of ice accretion on ships and aircraft, the danger of vehicles being unable to operate and accidents due to frozen roads and railways, the power lines being cut due to snow accumulation, houses collapsing, and transmitter/receiver malfunctions. Ice buildup on ships is the most dangerous, as ice buildup on the ship's hull raises the center of gravity, leading to capsizing accidents. Many lives are lost every year because of this. In addition, antifreeze agents are sprayed to prevent roads from freezing, but in the United States, for example, the amount of antifreeze used reaches 10 million tons per year, and the resulting damage from vehicle rust and groundwater contamination is estimated to be over $100 million. It is said. In addition, research and development of these materials has become active in conjunction with the need for anti-icing materials for the development of oil fields in the North Sea, which has become more active in recent years due to the depletion of oil resources. Conventionally, as one measure to prevent icing, attempts have been made to reduce the icing force by applying various coatings to the surface of objects. As the coating material, acrylic resin-based, rubber-based, fluororesin-based and silicone resin-based coating materials are known. Among these, various silicone-based organopolysiloxane resins are particularly widely used. For example, Soviet Patent No. 739080 discloses a two-layer silicone anti-icing paint. Further, US Pat. No. 4,271,215 discloses an anti-icing coating using a tetraalkoxytitanium compound as an adhesion catalyst to a specific silicone resin having a carboxyl functional group. Although it is possible to more or less reduce icing by coating the surface of objects with these paint compositions, it is not possible to completely prevent strong adhesion caused by hydrogen bonds in ice, and further improvements are desired. It is rare. The inventor conducted basic research on the mechanism of icing and classified it into three factors: interface science, physical, and thermodynamic. As a result, silicone polymers have a higher icing property than any other polymer. Although it is low, it was confirmed that this polymer alone has a considerable adhesion force to ice regardless of its type, and as a result of further intensive research, it was discovered that an alkali metal compound and a silicone resin that have a hydrogen bond dissociation effect were used. They discovered that icing can be completely prevented only by a synergistic effect in combination with the above, and have completed the present invention. Thus, according to the present invention, (A) the following unit formula (wherein R represents a monovalent organic group or hydrogen bonded to silicon through a carbon-silicon bond,
R′ is hydrogen, C 1 to C 20 alkyl group, acyl group,
Indicates an aryl group or an oxime residue. n and m in the above formula each have a value of 4 or less, and n+m
is less than 4) Organopolysiloxane resin 70~
99.8% by weight and (B) the following formula Ma There is provided a composition for an anti-icing material comprising 0.2 to 30% by weight of an alkali metal compound represented by: The effect of the composition according to the present invention on preventing icing is due to the surface properties and physical properties of the organopolysiloxane resin (A), which is one of the constituent components of the composition, and the alkali metal compound, which is the other constituent component. This appears as a combined effect with the thermodynamic effect of (B), and can completely prevent icing. In other words, organopolysiloxane resin has hydrocarbon chains arranged on its surface, so its surface energy is low, and it also has very few polar components that tend to form hydrogen bonds, so it can be used for various purposes as a material for forming water-repellent surfaces. It is well known that this is the case. In addition to this low surface energy, the ability of organopolysiloxane resins to reduce icing is largely due to their physical properties, especially their low-temperature properties. In other words, the rigidity of the organopolysiloxane resin is small, and its glass transition temperature is low, so its molecular motion is not frozen even under extremely low temperatures, for example -30°C. Less likely to be a target for hydrogen bonding. In this way, the icing ability is influenced not only by the surface properties of the coating film but also by the viscoelasticity of the bulk at low temperatures, so the icing ability also changes depending on the film thickness of the coating. . For example, with a film thickness of 50 to 200μm, the adhesive strength at -25℃ is 1.2 to 0.3Kg/ cm2 , but 5 to
For a 10 μm thin film, it increases to 1.0 to 2.4 Kg/cm 2 . Therefore, when an alkali metal compound, for example 3PHR, is added to the organopolysiloxane resin, the
Even with a thin film of , the ice adhesion force is 0. To explain this mechanism using a lithium compound among alkali metal compounds as an example, the ionic radius of Li is small (0.6 Å), and therefore the hydration energy is large at 125 Kgcal g/Ion (by the way, Na
is 94.6Kgcal g/Ion). Five molecules of water are adsorbed around the Li ion, and another 10 molecules of water are adsorbed on the outside, but because these water molecules are too close to the lithium ion, they have more energy than hydrogen bonds. Since it is adsorbed, no hydrogen bonds are formed. That is, the lithium compound trapped in the organopolysiloxane resin matrix does not freeze water molecules adsorbed on the surface of the coating material, so ice does not adhere to it. Although this effect is also seen with Na ions and K 2 ions, Li ions have a much greater effect and are more suitable. Organopolysiloxane resin (A) in the present invention
is the above unit formula It is represented by the following formula, and can be dispersed and/or dissolved in water and organic solvents to form a liquid state. R in the above formula is a monovalent organic group bonded to silicon via a carbon-silicon bond or hydrogen. Examples of the organic group include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and hexyl; cycloalkyl groups such as cyclohexyl, cyclobutyl, and cyclopentyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl; benzyl, phenylethyl, methylbenzyl, and naphthyl; Examples include aralkyl groups such as benzyl; alkenyl groups such as vinyl, allyl, and oleyl; cycloalkenyl groups such as cyclopentadienyl and 2-cyclobutenyl; and alkenylaryl groups such as vinylphenyl. Among them, lower alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms are effective in preventing icing. In addition, in the formula, R' is not only hydrogen, but also, for example, methyl,
ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl,
C1 - C20 alkyl groups such as octyl; aryl groups; C1 such as acetyl, propionyl, butyryl
~ C8 acyl group; oxime residue; and the like. The above-mentioned organopolysiloxane resin used in the present invention can be used without any restriction on molecular weight as long as it can be dispersed and/or dissolved in water and organic solvents as described above, but commonly used organopolysiloxane resins can be used. The number average molecular weight ranges from about 300 to about 1,000,000, preferably from about 1,000 to about 500,000. Preferably, the organopolysiloxane resin has a reactive group such as a hydroxyl group or an alkoxy group in its molecule. Examples of such organopolysiloxane resins include Z-6018 and Z-
6188, Sylkyd50, DC-3037 (Dow Corning product), KR-216, KR-218, KSP-1 (Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. product), TSR-160, TSR-165 (Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. product) , SE1821, SE1980, SE9140,
Examples include SRX211, PRX305, SH237, SH9551RTV (Toray Silicone Co., Ltd. product). Typical curing mechanisms of organopolysiloxane resins are the condensation type shown in () and the addition reaction type shown in (). Addition polymerization type or In the above reaction formula, R and R' are the same as described above. When the amount of organopolysiloxane resin in the composition exceeds 99.8% or is less than 70% (parts by weight), the icing property increases significantly. On the other hand, M in the alkali metal compound (B) represented by the general formula MaX in the composition is Li,
It is an alkali metal selected from Na and K, with Li being preferred among them. In addition, X is an inorganic acid group, a hydroxyl group, or an organic acid group, and an inorganic acid group refers to the remaining part after removing one or more hydrogen atoms that can be substituted with a metal from an inorganic acid molecule, and includes F , Cl , Br ,
and monatomic atoms such as I and NO 3 , CO 3 2 ,
PO43 , HPO42 , SO42 , HSO4 , MnO4
, Cr2O72 , SiO44 , SiO32 , BO2 ,
Groups such as VO 4 3 , WO 4 2 and the like can be included. In addition, the organic acid radical refers to the remaining portion of a saturated or unsaturated monocarboxylic acid or polycarboxylic acid molecule after removing one or more hydrogen atoms that can be substituted with a metal, such as HCOO and the general formula
Saturated monocarboxylic acid group represented by CH 3 (CH 2 ) nCOO (n: an integer from 0 to 20); general formula
【式】
(n:0〜10)で表わされる飽和ジカルボン酸
根;
マレイン酸、オレイン酸、リノール酸などの不
飽和酸根;その他酒石酸根
OOC−(CHOH)2
−COO
クエン酸根[Formula] Saturated dicarboxylic acid group represented by (n: 0-10); Unsaturated acid group such as maleic acid, oleic acid, linoleic acid; other tartaric acid group OOC-(CHOH) 2
−COO citric acid root
【式】
トリメリツト酸根
ピロメリツト酸根
などの多価カルボン酸根;
などが挙げられる。
また、aは無機酸根または有機酸根の種類によ
つて決まり、通常1〜4の整数である。
しかして、前記式で示されるアルカリ金属化合
物の代表例としては次のものを例示することがで
きる。
LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaF、NaCl、NaBr、
NaI、KF、KCl、KBr、KI、LiNO3、NaNO3、
KNO3、Li2CO3、Na2CO3、K2NO3、Li3PO4、
Na3PO4、KPO4、Li2SO4、Na2SO4、K2SO4;
LiMnO4、NaMnO4、KMnO4、Li2Cr2O7、
Na2Cr2O7、K2Cr2O7、Li4SiO4、Li2SiO3、
Na4SiO4、Na2SiO3、K4SiO4、K2SiO3、LiBO2、
NaBO2、KBO2、Li3VO4、Na3VO4、K3VO4、
Li2WO4、Na2WO4、K2WO4;HCOOLi、
HCOONa,HCOOK,Li2C2O4、Na2C2O4、
K2C2O4、CH3COOLi、CH3COONa、
CH3COOK、C2H5COOLi、LiOOC−CH2−
COOLi、クエン酸リチウム、クエン酸ナトリウ
ム、クエン酸カリウム、酒石酸リチウム、トリメ
リツト酸リチウム、ピロメリツト酸リチウムな
ど。
これらアルカリ金属化合物の中でも着氷防止作
用の最も大きなものは塩化物である。しかし、こ
のような強酸の塩を使用した場合には金属素材に
発錆を生じさせる性質があるので使用に際しては
注意を要する。次いで、着氷防止作用効果の大き
なものは炭酸塩、珪酸塩および酢酸塩であり、こ
れらは着氷防止作用の持続性もあり、且つ錆を発
生させることも少ないので好適である。さらにこ
れらのアルカリ金属化合物の中でもリチウム化合
物が他のナトリウム化合物やカリウム化合物に比
較して着氷防止効果が大きく好適である。
これらアルカリ金属化合物は、それぞれ単独で
又は2種もしくはそれ以上組合せて使用すること
ができ、その配合量は0.2〜30重量%、好ましく
は0.5〜10重量%である。該アルカリ金属化合物
の配合量が0.2重量%未満では着氷防止効果が著
しく低下し、逆に30重量%を越えると塗膜の物性
が低下し、長期間の使用に耐えなくなる欠点があ
る。
本発明の組成物の製造に際し、オルガノポリシ
ロキサン樹脂とアルカリ金属化合物の混合は、一
般の分散方法であるスチールボールミル、ペプル
ミルや、アトライターなどを利用して行なわれ
る。組成物を塗料用に調整する場合には溶剤が適
宜用いられる。溶剤は基体樹脂であるオルガノポ
リシロキサン樹脂を溶解できる溶剤であればよ
く、例えば鎖状または環状の炭化水素やケトン
系、エステル系、アルコール系など通常塗料に用
いられる溶剤を用いることができる。塗料が水分
散系の場合には当然水が使用される。
該組成物は上塗り塗料として下塗り塗膜の上に
塗装される他に、金属やプラスチツク、ガラス、
木質材料等に直接塗布することが可能である。ま
た該組成物は成型品として物体表面にラミネート
して使用することもでき、必要に応じて該組成物
に顔料、体質顔料、または染料が成分(A)と成分(B)
の合計量100重量部に対して120重量部以下の範囲
で添加することができる。その他界面活性剤や添
加剤なども適宜加えることができる。
なお、着氷性の試験は第1図に示す銅板1を内
張りした発泡スチロール容器2中に、本発明の組
成物を塗装した100×100×10mmの大きさのステン
レス製塗板3を置き、その塗膜4上にステンレス
製の平面底部を有する接着端子5を被接着面積
31.17cm2になるようにのせ、該接着端子と塗膜の
間に水の5〜10μmの薄層6をはさみ、その状態
で−20〜−30℃の冷凍庫内で5〜72時間放置す
る。次いで冷凍庫内で英国エルコメーター社製接
着試験機7で前記接着端子を上方に引張ることに
より氷―塗膜界面での界面破壊力を計測筒9で測
定して評価した(単位:Kg/cm2)。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明する。部および%は特に断らないかぎり重量
部及び重量%を示す。
実施例 1
付加重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンSE―1821、不揮発分40%)
100部および酢酸リチウム2部を直径5mmの硅酸
アルミナビーズとともにRed Devil型塗料コンデ
イシヨナーに加え、30分間分散させた。ついで、
これに硬化剤としてSE―1821Cat(東レシリコー
ン社製、白金系触媒)10部を加えて得られた組成
物を着氷試験用特殊銅板上にアプリケーターにて
塗装し、100℃5分間焼付をした。このときの乾
燥塗膜厚は12μmであつた。前述の試験方法によ
り−29℃に16時間凍結させたときの着氷強度を測
定した。
なお、比較例として酢酸リチウムを使用しない
以外は実施例1と同様の方法で調製した組成物を
用いたもの(比較例1―1)、酢酸リチウムの代
わりに硫酸バリウムを同量使用した以外は実施例
1と同様の方法で調製した組成物を用いたもの
(比較例1―2)およびテフロン樹脂(ポリテト
ラフルオロエチレン)を2mmの厚さに圧着したも
の(比較例1―3)についても同様の条件で着氷
強度を測定した。これらの試験結果を下記に示
す。[Formula] trimellitic acid radical pyromellitic acid root Examples include polyvalent carboxylic acid groups such as; Further, a is determined depending on the type of inorganic acid radical or organic acid radical, and is usually an integer of 1 to 4. Therefore, the following can be exemplified as representative examples of the alkali metal compounds represented by the above formula. LiF, LiCl, LiBr, LiI, NaF, NaCl, NaBr,
NaI, KF, KCl, KBr, KI, LiNO3 , NaNO3 ,
KNO3 , Li2CO3 , Na2CO3 , K2NO3 , Li3PO4 ,
Na 3 PO 4 , KPO 4 , Li 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 ;
LiMnO4 , NaMnO4 , KMnO4 , Li2Cr2O7 ,
Na 2 Cr 2 O 7 , K 2 Cr 2 O 7 , Li 4 SiO 4 , Li 2 SiO 3 ,
Na 4 SiO 4 , Na 2 SiO 3 , K 4 SiO 4 , K 2 SiO 3 , LiBO 2 ,
NaBO 2 , KBO 2 , Li 3 VO 4 , Na 3 VO 4 , K 3 VO 4 ,
Li 2 WO 4 , Na 2 WO 4 , K 2 WO 4 ;HCOOLi,
HCOONa, HCOOK, Li 2 C 2 O 4 , Na 2 C 2 O 4 ,
K 2 C 2 O 4 , CH 3 COOLi, CH 3 COONa,
CH 3 COOK, C 2 H 5 COOLi, LiOOC−CH 2 −
COOLi, lithium citrate, sodium citrate, potassium citrate, lithium tartrate, lithium trimellitate, lithium pyromellitate, etc. Among these alkali metal compounds, chloride has the greatest anti-icing effect. However, when such strong acid salts are used, they have the property of causing rust on metal materials, so care must be taken when using them. Next, carbonates, silicates, and acetates have the greatest anti-icing effect, and these are preferable because they have a long-lasting anti-icing effect and are less likely to cause rust. Furthermore, among these alkali metal compounds, lithium compounds are preferred because they have a greater anti-icing effect than other sodium compounds and potassium compounds. These alkali metal compounds can be used alone or in combination of two or more, and the blending amount is 0.2 to 30% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight. If the amount of the alkali metal compound is less than 0.2% by weight, the anti-icing effect will be significantly reduced, and if it exceeds 30% by weight, the physical properties of the coating will deteriorate and it will not be able to withstand long-term use. In producing the composition of the present invention, the organopolysiloxane resin and the alkali metal compound are mixed using a steel ball mill, a peplum mill, an attritor, etc., which are common dispersion methods. When preparing the composition for use as a paint, a solvent is appropriately used. The solvent may be any solvent as long as it can dissolve the organopolysiloxane resin as the base resin, and for example, solvents commonly used in paints such as chain or cyclic hydrocarbons, ketones, esters, and alcohols can be used. Water is naturally used when the paint is a water dispersion system. In addition to being applied as a top coat on top of a base coat, the composition can also be applied to metals, plastics, glass,
It is possible to apply directly to wood materials, etc. The composition can also be used by laminating it on the surface of an object as a molded product, and if necessary, pigments, extender pigments, or dyes can be added to the composition as components (A) and (B).
It can be added in an amount of 120 parts by weight or less per 100 parts by weight of the total amount. Other surfactants and additives can also be added as appropriate. The icing property test was conducted by placing a 100 x 100 x 10 mm stainless steel coated plate 3 coated with the composition of the present invention in a Styrofoam container 2 lined with a copper plate 1 as shown in Figure 1. An adhesive terminal 5 having a flat bottom made of stainless steel is placed on the membrane 4 on the area to be adhered.
A thin layer 6 of 5 to 10 μm of water is sandwiched between the adhesive terminal and the coating film, and the film is left in a freezer at -20 to -30°C for 5 to 72 hours. Next, the adhesive terminal was pulled upward in a freezer using an adhesive tester 7 manufactured by Elcometer (UK), and the interfacial breaking force at the ice-paint interface was measured using a measuring tube 9 (unit: Kg/cm 2 ) . ). Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Example 1 Addition polymerization type organopolysiloxane resin (trade name: Toray Silicone SE-1821, non-volatile content 40%)
100 parts and 2 parts of lithium acetate were added to a Red Devil type paint conditioner along with 5 mm diameter alumina silicate beads and allowed to disperse for 30 minutes. Then,
To this, 10 parts of SE-1821Cat (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd., platinum-based catalyst) was added as a hardening agent, and the resulting composition was applied with an applicator onto a special copper plate for icing tests, and baked at 100°C for 5 minutes. . The dry coating thickness at this time was 12 μm. The icing strength was measured when frozen at -29°C for 16 hours using the test method described above. As a comparative example, a composition prepared in the same manner as in Example 1 was used except that lithium acetate was not used (Comparative Example 1-1), and a composition was used except that the same amount of barium sulfate was used instead of lithium acetate. Also for those using a composition prepared in the same manner as in Example 1 (Comparative Example 1-2) and those using Teflon resin (polytetrafluoroethylene) crimped to a thickness of 2 mm (Comparative Example 1-3). Icing strength was measured under similar conditions. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 2
付加重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンSRX―211、不揮発分40%、
数平均分子量約30万以上)100部と塩化リチウム
0.5部を実施例1と同様の方法で分散させた。つ
いで、このものに白金系触媒SRX―212Cat(東レ
シリコーン社製)を0.6部添加して得た組成物を
実施例1と同様に塗装し、150℃3分間加熱して、
20μmの乾燥塗膜を得た。前述の試験方法によつ
て−25℃に44時間凍結させたときの着氷強度を測
定した。
なお、比較例として塩化リチウムを使用しない
以外は実施例2と同様の方法で調製した組成物を
用いたもの(比較例2―1)、塩化リチウムの代
わりに塩化カルシウムを同量使用した以外は実施
例1と同様の方法で調製した組成物を用いたもの
(比較例2―2)およびテフロン樹脂を2mmの厚
さに圧着したもの(比較例2―3)についても同
様の条件で着氷強度を測定した。これらの試験結
果を下記に示す。[Table] Example 2 Addition polymerization type organopolysiloxane resin (product name: Toray Silicone SRX-211, non-volatile content 40%,
(number average molecular weight approximately 300,000 or more) 100 parts and lithium chloride
0.5 parts were dispersed in the same manner as in Example 1. Next, a composition obtained by adding 0.6 parts of platinum catalyst SRX-212Cat (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.) to this material was applied in the same manner as in Example 1, and heated at 150°C for 3 minutes.
A dry coating film of 20 μm was obtained. The icing strength was measured when frozen at -25°C for 44 hours using the test method described above. As a comparative example, a composition prepared in the same manner as in Example 2 was used except that lithium chloride was not used (Comparative Example 2-1), and a composition was used except that the same amount of calcium chloride was used instead of lithium chloride. Icing was also achieved under the same conditions for a product using a composition prepared in the same manner as in Example 1 (Comparative Example 2-2) and a product using a Teflon resin crimped to a thickness of 2 mm (Comparative Example 2-3). The strength was measured. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 3
縮重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンSE―9140、不揮発分40%)
100部と炭酸カリウム4部を実施例1と同様の方
法で分散および塗装し、室温で48時間乾燥させ
た。このときの乾燥塗膜は7μmであつた。−20℃
に5時間凍結させたときの着氷強度を測定した。
なお、比較例として炭酸カリウムを使用しない
以外は実施例3と同様の方法で調製した組成物を
用いたもの(比較例3―1)およびテフロン樹脂
を2mmの厚さに圧着したもの(比較例3―2)に
ついても同様の条件で着氷強度を測定した。これ
らの試験結果を下記に示す。[Table] Example 3 Polycondensation type organopolysiloxane resin (Product name: Toray Silicone SE-9140, non-volatile content 40%)
100 parts of potassium carbonate and 4 parts of potassium carbonate were dispersed and coated in the same manner as in Example 1, and dried at room temperature for 48 hours. The dry coating film at this time was 7 μm. -20℃
The icing strength was measured after freezing for 5 hours. Comparative examples include one using a composition prepared in the same manner as in Example 3 except that potassium carbonate was not used (Comparative Example 3-1), and one using a composition prepared by pressing Teflon resin to a thickness of 2 mm (Comparative Example 3-1). Regarding 3-2), the icing strength was also measured under the same conditions. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 4
縮重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンPRX―305、不揮発分40%、
数平均分子量約30万)100部とクエン酸リチウム
1.0部を実施例1と同様の方法で分散、塗装し、
室温に24時間放置して30μmの乾燥塗膜を得た。
このものを−21℃で5時間凍結させたときの着氷
強度を測定した。
なお、比較例としてクエン酸リチウムを使用し
ない以外は実施例1と同様の方法で調製した組成
物を用いたもの(比較例4―1)およびテフロン
樹脂を2mmの厚さに圧着したもの(比較例4―
2)についても同様の条件で着氷強度を測定し
た。これらの試験結果を下記に示す。[Table] Example 4 Polycondensation type organopolysiloxane resin (product name: Toray Silicone PRX-305, non-volatile content 40%,
100 parts (number average molecular weight approximately 300,000) and lithium citrate
1.0 part was dispersed and painted in the same manner as in Example 1,
It was left at room temperature for 24 hours to obtain a dry coating film of 30 μm.
This product was frozen at -21°C for 5 hours and the icing strength was measured. Comparative examples include one using a composition prepared in the same manner as in Example 1 except that lithium citrate was not used (Comparative Example 4-1), and one using a composition prepared by pressing Teflon resin to a thickness of 2 mm (Comparative Example 4-1). Example 4-
Regarding 2), the icing strength was also measured under the same conditions. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 5
縮重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンSH―237、不揮発分40%、数
平均分子量約17000)100部、シユウ酸リチウム
2.5部及び二酸化チタン40部を実施例1と同様の
方法で分散、塗装し、50℃で5時間乾燥させ、
15μmの塗膜を得た。このものを−26℃で22時間
凍結させたときの着氷強度を測定した。
なお、比較例としてシユウ酸リチウムを使用し
ない以外は実施例1と同様の方法で調製した組成
物を用いたもの(比較例5―1)およびテフロン
樹脂を2mmの厚さに圧着したもの(比較例5―
2)についても同様の条件で着氷強度を測定し
た。これらの試験結果を下記に示す。[Table] Example 5 100 parts of polycondensation organopolysiloxane resin (trade name: Toray Silicone SH-237, non-volatile content 40%, number average molecular weight approximately 17000), lithium oxalate
2.5 parts and 40 parts of titanium dioxide were dispersed and coated in the same manner as in Example 1, dried at 50°C for 5 hours,
A coating film of 15 μm was obtained. This product was frozen at -26°C for 22 hours and the icing strength was measured. Comparative examples include one using a composition prepared in the same manner as in Example 1 except that lithium oxalate was not used (Comparative Example 5-1), and one using a composition prepared by pressing Teflon resin to a thickness of 2 mm (Comparative Example 5-1). Example 5-
Regarding 2), the icing strength was also measured under the same conditions. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 6
縮重合型オルガノポリシロキサン水性コーテイ
ング材(商品名:東レシリコーン、SE―1980不
揮発分45%)100部と塩化ナトリウム1.2部を実施
例1と同様の方法で分散、塗装し、室温で48時間
放置した後、50℃で3時間乾燥させて30μmの塗
膜を得た。このものを−20℃で5時間凍結させた
ときの着氷力を測定した。
なお、比較例として塩化ナトリウムを使用しな
い以外は実施例1と同様の方法で調製した組成物
を用いたもの(比較例6―1)およびテフロン樹
脂を2mmの厚さに圧着したもの(比較例6―2)
についても同様の条件で着氷強度を測定した。こ
れらの試験結果を下記に示す。[Table] Example 6 100 parts of condensation type organopolysiloxane aqueous coating material (trade name: Toray Silicone, SE-1980 non-volatile content 45%) and 1.2 parts of sodium chloride were dispersed and coated in the same manner as in Example 1. After leaving it at room temperature for 48 hours, it was dried at 50°C for 3 hours to obtain a coating film of 30 μm. This product was frozen at -20°C for 5 hours and the icing power was measured. Comparative examples include one using a composition prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium chloride was not used (Comparative Example 6-1), and one using a composition prepared by pressing Teflon resin to a thickness of 2 mm (Comparative Example 6-1). 6-2)
The icing strength was also measured under the same conditions. The results of these tests are shown below.
【表】
実施例 7
付加重合型オルガノポリシロキサン樹脂(商品
名:東レシリコーンSH9551RTV、不揮発分100
%)100部と炭酸リチウム10部を実施例1と同様
の方法で分散させたものに白金系触媒(実施例1
と同じもの)10部を添加撹拌して得られた組成物
を接着試験用基板上で2mm厚で均一平面になるよ
うに成型した。このものを常温で48時間乾燥した
後−29℃で18時間凍結させたときの着氷力を測定
した。
なお、比較例として炭酸リチウムを使用しない
以外は実施例1と同様の方法で調製した組成物を
用いて成型したもの(比較例7―1)およびテフ
ロン樹脂を2mmの厚さに圧着したもの(比較例7
―2)についても同様の条件で着氷強度を測定し
た。これらの試験結果を下記に示す。[Table] Example 7 Addition polymerization type organopolysiloxane resin (Product name: Toray Silicone SH9551RTV, non-volatile content 100
%) and 10 parts of lithium carbonate were dispersed in the same manner as in Example 1, and a platinum-based catalyst (Example 1
The composition obtained by adding and stirring 10 parts of the same material as above was molded onto a substrate for adhesion testing to form a uniform flat surface with a thickness of 2 mm. This product was dried at room temperature for 48 hours and then frozen at -29°C for 18 hours, and the icing power was measured. In addition, as comparative examples, one was molded using a composition prepared in the same manner as in Example 1 except that lithium carbonate was not used (Comparative Example 7-1), and one was molded using Teflon resin to a thickness of 2 mm (Comparative Example 7-1). Comparative example 7
-2) The icing strength was also measured under the same conditions. The results of these tests are shown below.
第1図は本発明の着氷防止材料用組成物の着氷
性を試験する装置の一部断面図である。
1…銅板、2…発泡スチロール容器、3…ステ
ンレス製塗板、4…塗膜、5…接着端子、6…水
の薄膜、7…接着試験機、8…支持台、9…計測
筒、10…コイルスプリング、11…ゴムパツキ
ン。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an apparatus for testing the icing properties of the composition for anti-icing materials of the present invention. 1... Copper plate, 2... Styrofoam container, 3... Stainless steel coated plate, 4... Paint film, 5... Adhesive terminal, 6... Thin film of water, 7... Adhesion tester, 8... Support stand, 9... Measuring tube, 10... Coil Spring, 11...Rubber gasket.
Claims (1)
合する一価有機基、または水素を表わし、
R′は水素、C1〜C20のアルキル基、アシル基、
アリール基又はオキシム残基を示す。上式中の
n及びmはそれぞれ4未満の値で、かつn+m
は4未満である) で表わされるオルガノポリシロキサン樹脂70〜
99.8重量%及び (B) 下記式 Ma X (式中MはLi,Na及びKから選ばれるアルカ
リ金属、Xは無機酸根、水酸基又は有機酸根を
示す。また、aは1〜4の整数である) で表わされるアルカリ金属化合物0.2〜30重量
% からなる着氷防止材料用組成物。 2 該アルカリ金属化合物がリチウム化合物であ
る特許請求の範囲第1項記載の着氷防止材料用組
成物。[Claims] 1 (A) The following unit formula (In the formula, R represents a monovalent organic group bonded to silicon through a carbon-silicon bond, or hydrogen,
R′ is hydrogen, C 1 to C 20 alkyl group, acyl group,
Indicates an aryl group or an oxime residue. n and m in the above formula each have a value less than 4, and n+m
is less than 4) Organopolysiloxane resin 70~
99.8% by weight and (B) the following formula Ma ) A composition for anti-icing material comprising 0.2 to 30% by weight of an alkali metal compound represented by: 2. The composition for anti-icing material according to claim 1, wherein the alkali metal compound is a lithium compound.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPS5925868A JPS5925868A (en) | 1984-02-09 |
| JPS6362556B2 true JPS6362556B2 (en) | 1988-12-02 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| SU739080A1 (en) * | 1976-06-21 | 1980-06-05 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Two-layer anti-icing coating |
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1982
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Also Published As
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