JP6880041B2 - ダートピックアップ耐性シリコーンコーティング組成物 - Google Patents

ダートピックアップ耐性シリコーンコーティング組成物 Download PDF

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Description

本出願は、2016年1月27日に出願された米国仮特許出願第62/287,647号に対する優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本明細書において、シリコーンコーティング組成物、より具体的には、従来のシリコーンコーティングよりも低いダートピックアップを示すシリコーンコーティング組成物が提供される。
関連技術の簡単な説明
コーティングは多くの分野で広く使用されている。シリコーンエラストマーコーティングの使用において、撥水性、耐久性、可撓性、ならびにUVおよび熱亀裂耐性などの特性は、それらが使用される様々な用途において重要である。シリコーンの低いガラス転移温度(Tg)により、シリコーンを有するエラストマーコーティングは、粘着性および増大したダートピックアップにつながる軟質の外面を有する。
ダートピックアップ耐性を改善する伝統的な方法は、コーティングのTgを上昇させることであり、本質的に、伸びを代償にしてより硬い外表面を作り出すことである。したがって、建築コーティング用途において両方重要な、伸び値を損なうことなく最適レベルの硬度を得ることが課題の1つであった。
ダートピックアップ耐性を改善する他の方法には、高度に架橋されたポリマーを使用することが含まれ、その結果、汚れの浸透を妨げる低タック表面が生じる。この方法は自動車コーティング用途および建築用有機コーティングに一般的に使用されているが、シリコーンエラストマーコーティングは、最低限の伸びを保持する必要性を含む、独特の課題をもたらす。
したがって、ダートピック耐性を改善するだけでなく、同時に従来のシリコーンベースのエラストマーコーティング組成物がまだ満足に解決しなければならない他の問題に対処するシリコーン系エラストマーコーティング組成物の必要性が依然として存在する。
本発明によれば、一態様では、
a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマー;
b)ポリアルキレンオキシド含有シランであってポリアルキレンオキシド含有シラン中のケイ素原子とポリアルキレンオキシド部分との間に脂肪族炭化水素部分を含むもの、ヘテロ原子含有シラン、官能化オルガノシロキサン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される表面湿潤剤;
c)少なくとも1つの充填剤;
d)縮合触媒;ならびに
e)任意にて、1以上の架橋剤を含むエラストマーコーティング組成物が提供される。
さらに、成分(a)〜(d)および任意にて(e)を組み合わせることを含むエラストマーコーティング組成物の製造方法がここに提供される。
発明の詳細な説明
本発明の一実施形態では、エラストマーコーティング組成物は、充填剤、例えば層状構造充填剤、例えばマイカと組み合わせてポリエーテルシランを含有する。コーティング組成物中のポリエーテルシランおよび充填剤の両方の存在は、ポリエーテルシラン単独または充填剤単独と比較して、改善されたダートピックアップ耐性を提供する。
一実施形態では、本発明のコーティング組成物は、エラストマーコーティング組成物として配合することができる。本発明によるエラストマーという用語は、組成物が基材に塗布されたときに、基材からのコーティングの目に見える孔食、亀裂および剥離をもたらしうる経時的なコーティングの過度の硬化なしに、効果的なUV、天候および水の保護を提供することができることを意味する。コーティングのこのようなエラストマー特性は、コーティングの目視検査によって当業者に認識され得る。一実施形態では、コーティングが弾性率および伸長の必要レベルならびに本明細書に記載の安定性およびUV耐性の必要レベルを提供する場合、コーティング組成物のエラストマー利点を提供することができる。
実施例または他に示されていない限り、明細書および特許請求の範囲に記載されている材料の量、反応条件、時間、材料の定量化された特性などを表すすべての数字は、すべての場合において、「約」という用語が表現に使用されていてもいなくても、「約」という用語によって修飾されていると理解されるべきである。
本明細書中に記載されたすべての数値範囲は、その範囲内のすべての部分範囲、およびその範囲または部分範囲の様々な端点の任意の組み合わせを含み、実施例または明細書中の他の箇所に記載されるものと理解されるものである。
本明細書中の本発明の成分のすべてが、本明細書の実施例の部分に詳述された任意の特定の属または種によって記載されているように、その成分に関して明細書の別の箇所に記載されている範囲の任意の端点の別のそれぞれの定義を定義するように一実施形態において使用することができ、したがって非限定的な一実施態様では、明細書の他のいずれかに記載されているそのような範囲の端点と置き換えるのに使用され得ることも理解されよう。
構造的に、組成的におよび/または機能的に関連する化合物、物質または材料の群に属するものとして、明細書および/または請求項に明示的または黙示的に開示されている任意の化合物、物質または材料は、その群の個々の代表およびそれらの全ての組み合わせが含まれることがさらに理解されよう。
本開示に従って、1以上の物質、成分、または原料と最初の接触、in situ形成、配合、または混合される直前の時に存在する、物質、成分、または原料が参照される。混合等によって生じる反応生成物として認定される、物質、成分、または材料は、当業者(例えば、化学者)の常識および通常の技術を用いて、本開示に従って実施された場合、接触、in situ形成、配合、または混合の操作の過程の間に、化学反応または変換を通じて同一性、特性、または特徴を得ることがあり得る。化学反応物または出発材料の化学生成物または最終材料への変換は、それが生じる速度に関係なく、連続的に進展するプロセスである。したがって、そのような変換プロセスが進行中であるとき、出発物質および最終物質、ならびに、それらの動的寿命により、当業者に知られている現在の分析技術を用いて検出するのが容易または困難な中間体種の混合物が存在し得る。
明細書または特許請求の範囲において化学名または化学式で表される反応物および成分は、単数でも複数でも、化学名または化学種で表される他の物質(例えば、他の反応物または溶媒)と接触することになる前に存在するものとして、同定され得る。生じる混合物、溶液または反応媒体において起こる予備的および/または過渡的な化学変化、変換または反応は、存在する場合、中間体種、マスターバッチなどとして同定することがあり得、そして反応生成物または最終物質の有用性とは異なる有用性を有することがあり得る。他のその後の変化、変換、または反応は、本開示に従って要求された条件下で、特定の反応物および/または成分を一緒にすることによってもたらされ得る。これらの他のその後の変化、変換、または反応では、一緒にされる反応物、材料または成分は、反応生成物または最終材料を同定または示すことができる。
当初の物質の反応生成物としての本発明の生成物の記載において、記載された最初の種が参照され、そして追加の物質が合成前駆物質の最初の混合物に添加され得ることに留意されたい。これらの追加の材料は、反応性であっても非反応性であってもよい。本発明の明確な特徴は、反応生成物が少なくとも開示された成分の反応から得られることである。非反応性成分は、希釈剤として、または反応生成物として調製された組成物の特性とは無関係の追加の特性を付与するために、反応混合物に添加されてもよい。したがって、例えば顔料などの粒子状固体は、反応前、反応中または反応後に反応混合物中に分散されて、非反応性成分、例えば顔料をさらに含む反応生成組成物を生成することができる。追加の反応成分を添加することもでき、そのような成分は最初の反応物と反応してもよく、または反応生成物と反応してもよく、語句「反応生成物」は、これらの可能性を含み、ならびに非反応成分の添加を含むことが意図される。
本明細書での使用において、表現「含む(comprising)」または「含む(comprises)」はまた、より制限的な移行表現「から本質的になる(consisting essentially of)」および「からなる(consisting of)」を含むものと理解されるものであり、これは本明細書に記載の成分(a)〜(b)および任意の(e)ならびに本明細書に記載の任意の添加剤、またはより具体的な実施形態では、成分(a)〜(b)および任意の(e)のみを含むことになる。
本明細書で炭化水素ラジカルに関して使用される場合、「一価」という用語は、ラジカルがラジカル当たり1個の共有結合を形成することができることを意味し、「二価」という用語は、ラジカルがラジカル当たり2個の共有結合を形成することができることを意味し、そして「三価」という用語は、ラジカルがラジカル当たり3個の共有結合を形成することができることを意味する。一般に、一価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から1個の水素原子を概念的に除去することにより飽和炭化水素化合物から誘導されたものとして表すことができ、二価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から2個の水素原子を概念的に除去することにより飽和炭化水素化合物から誘導されたものとして表すことができ、そして三価のラジカルは、飽和炭化水素化合物から3個の水素原子を概念的に除去することにより飽和炭化水素化合物から誘導されたものとして表すことができる。例えば、エチルラジカル、すなわち、−CHCHラジカルは、一価のラジカルであり、ジメチレンラジカル、すなわち、−(CH−ラジカルは、二価のラジカルであり、エタントリイルラジカル、すなわち、
Figure 0006880041

ラジカルは、三価のラジカルであり、それぞれは、飽和炭化水素エタンから1以上の水素原子を概念的に除去することにより誘導されたものとして表すことができる。
本明細書で使用される場合、用語「炭化水素ラジカル」、「炭化水素基」または「炭化水素部分」は、それぞれ、好ましくはラジカルあたり1〜6個の炭素原子を含む、直鎖または分岐炭化水素ラジカルを等しく意味し、これは飽和でも不飽和でもありえ、そして任意にて、一以上の原子または官能基、例えば、カルボキシル、シアノ、ヒドロキシ、ハロおよびオキシで置換または中断されることがあり得る。適切な一価の炭化水素ラジカルとしては、例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヒドロキシアルキル、シアノアルキル、カルボキシアルキル、アルキルオキシ、オキサアルキル、アルキルカルボニルオキサアルキレン、カルボキサミドおよびハロアルキル、例えば、メチル、エチル、sec−ブチル、tert−ブチル、エテニル、プロペニル、ブチニル、ヒドロキシプロピル、シアノエチル、ブトキシ、カルボキシメチル、クロロメチルおよび3,3,3−フルオロプロピルが挙げられる。
適切な二価の炭化水素ラジカルとしては、例えば直鎖または分岐のアルキレンラジカル、例えば、メチレン、ジメチレン、トリメチレン、エチルエチレン、2−メチルトリメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、および直鎖または分岐のオキシアルキレンラジカル、例えばメチレンオキシプロピレンが挙げられる。
適切な三価の非環式炭化水素ラジカルとしては、例えば、アルカントリイルラジカル、例えば、1,1,2−エタントリイル、1,2,4−ブタントリイル、1,2,8−オクタントリイル、1,2,4−シクロヘキサントリイル、およびオキサアルカントリイルラジカル、例えば、1,2,6−トリイル−4−オキサヘキサンが挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「アルキル」は、飽和の直鎖または分岐の一価炭化水素ラジカルを意味する。好ましい実施形態では、一価のアルキル基は、1基当たり1〜6個の炭素原子を含む直鎖状または分岐状のアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチルおよびヘキシルから選択される。
本明細書で使用される場合、用語「アルケニル」は、好ましくはラジカル当たり2〜6個の炭素原子を有する、直鎖または分岐の一価の末端不飽和炭化水素ラジカル、例えば、ビニル、エテニル、アリル、2−プロペニル、3−ブテニルおよび5−ヘキセニルを意味する。
本明細書の1つの非限定的な実施形態では、本明細書で用いることができる炭化水素ラジカルのいくつかの特定の非限定的な例は、メチル、エチル、ビニル、アリル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、iso−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、ネオペンチルおよびtert−ペンチル;ヘキシル、例えば、n−ヘキシル基;および2,2,4−トリメチルペンチル基である。
本発明の一実施形態では、成分(a)は、2個以上のケイ素原子を有する縮合重合に有効なポリマーである。本明細書で使用される場合、表現「縮合重合に有効な」とは、縮合反応によって縮合され得るポリマーを意味すると理解される。縮合反応および反応条件、例えば、反応時間、温度および圧力などは、当業者に周知である。
一実施形態では、(a)2個以上のケイ素原子を有する縮合重合に有効なポリマーは、好ましくは、シランおよび/またはシリコーン化合物であり、別の実施態様では、より好ましくはシリコーン化合物、さらに別の実施態様では、さらに好ましくは直鎖状シリコーン化合物、またさらに別の実施形態では、最も好ましくは完全ヒドロキシル末端および/またはアルコキシ末端シリコーン化合物である。(a)2個以上のケイ素原子を有する縮合重合に有効なポリマーは、より好ましくは少なくとも3個のケイ素原子、より好ましくは約2〜約30,000個のケイ素原子、さらにより好ましくは約2〜約20,000個のケイ素原子、またさらにより好ましくは約2〜約10,000個のケイ素原子を含むことができ、またはここで前記範囲のいずれも、5,000、3,000、1,000、500、100または50個のケイ素原子のいずれかの上端点を有する。一実施形態では、前記シリコン原子の範囲のいずれも、シリコーン単位の範囲を含むことができる。
一実施形態では、(a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーは、一般式(I)のものであり、
(I)
ここで
=RSiO1/2
=RSiO1/2
=RSiO1/2
=R101112SiO1/2
=R1314SiO2/2
=R1516SiO2/2
=R1718SiO2/2
=R1920SiO2/2
そして、
およびR13は、それぞれ独立に、1〜60個の炭素原子、より好ましくは1〜20個の炭素原子、さらに好ましくは1〜8個の炭素原子、最も好ましくは1〜4個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基、OHまたは−HまたはOR25であり、ここでR25は1〜60個の炭素原子、より好ましくは1〜20個の炭素原子、さらにより好ましくは1〜約8個の炭素原子、最も好ましくは1〜約4個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基であり、
、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R14、R16、R18、R19およびR20は、それぞれ独立に、1〜60個の炭素原子、より好ましくは1〜20個の炭素原子、さらにより好ましくは1〜約8個の炭素原子、最も好ましくは1〜約4個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基であり、
およびR15は、それぞれ独立して、式:
−(C2n)−O−(CO)−(CO)−(CO)−R26のものであり、
ここでR26は、水素または、1〜60個の炭素原子、より好ましくは1〜20個の炭素原子、さらにより好ましくは1〜約8個の炭素原子、最も好ましくは1〜約4個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基であり、
nは0〜6、好ましくは2、3または4のいずれか1つであり、oは、0〜100、好ましくは1〜約50、より好ましくは約1〜約30、最も好ましくは約1〜約18であり、pは0〜100、好ましくは0〜約50、より好ましくは約0〜約30、最も好ましくは約0〜約18であり、そしてqは0〜50、好ましくは0〜約18、より好ましくは約0〜約8、最も好ましくは約0〜約1であり、但しo+p+q≧0、より具体的には、o+p+q≧40、さらに好ましくはo+p+q≧18、最も好ましくはo+p+q≧8という条件であり、
およびR17は、それぞれ独立して、4〜36個の炭素原子、より好ましくは1〜16個、最も好ましくは1個の炭素原子を有する分枝状、直鎖状または環状の飽和または不飽和のアルキル基であり、そして
下付き文字a、b、c、d、e、f、g、hはそれぞれ独立して0または正の整数であり、但しa+b+c+d+e+f+g+h≧2、より好ましくは2〜30,000、さらにより好ましくは2〜10,000、そして最も好ましくはa+b+c+d+e+f+g+h=2から、5,000、3,000、1,000、500、100または50のいずれか1つの端点であり、そして
a+b+c+d=2、
およびa+e≧2という条件であり、
式(I)のポリマーは、−OH、−OR25、およびこれらの組合せから選択される少なくとも2つの基を含む。
一実施形態では、(a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーは、シラノール末端ポリジオルガノシロキサンであり、ここで有機部分は、それぞれ独立して、1〜約6個の炭素原子のアルキル基である。
別の実施形態では、(a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーは、2以上のシラノール末端ポリジオルガノシロキサンの混合物であり、ここで少なくとも1つのポリジオルガノシロキサンは、約100cps〜約150,000cps、好ましくは約1,000〜約5,000cps、さらにより好ましくは約1,500〜約4,000の粘度を有し、そして別の少なくとも1つのポリジオルガノシロキサンは、約10,000cps〜約80,000cps、好ましくは約15,000〜約50,000、より好ましくは約15,000〜約40,000の粘度を有する。本明細書における粘度の記載は、他に記載がない限り、25℃で測定されると理解される。
さらに別の実施形態では、(a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーは、ヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン、アルコキシ末端ポリジメチルシロキサン、またはそのヒドロキシル末端とアルコキシ末端の組み合わせを有するポリジメチルシロキサンである。
一実施形態では、本発明の(b)表面湿潤剤は、ポリアルキレンオキシド含有シランであってポリアルキレンオキシド含有シラン中のケイ素原子とポリアルキレンオキシド部分との間に脂肪族炭化水素部分を含むもの、ヘテロ原子含有シラン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。ポリアルキレンオキシド含有シラン中のポリアルキレンオキシド部分は、シランを含有するポリエチレンオキシドおよび/またはポリプロピレンオキシド、好ましくはシランを含有するポリエチレンオキシドである。
一実施形態では、(b)表面湿潤剤は、一般式(II)および/または(III)から選択されるポリアルキレンオキシド含有シランであり、
ここで式(II)は、
Figure 0006880041

ここでR27は、独立して、1〜約12個の炭素原子、好ましくは1〜約8個の炭素原子、最も好ましくは1〜約6個の炭素原子を有するアルキル基から選択され;
28は、以下から選択される部分であり:
Figure 0006880041

または
Figure 0006880041

ここで
Figure 0006880041

は、式(II)の構造のケイ素原子への結合を表し、
29は、水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくはメチル、または−COR33から独立して選択され;ここでR33は、水素、または1〜約16個の炭素原子、好ましくは1〜約12個の炭素原子、より好ましくは1〜約8個の炭素原子、最も好ましくは1〜約6個の炭素原子を有するアルキル基から独立して選択され;
30は、独立して、水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、より好ましくは水素またはメチル、さらにより好ましくは水素から選択され;
31は、独立して、1〜4個の炭素原子を有する二価のアルキレン基、より好ましくはメチレンまたはエチレンから選択され;
32は、二価のウレタン、アクリルアミド、アミドまたはウレア基から独立して選択され;そして、
rは1〜約100、好ましくは1〜約50、さらにより好ましくは1〜約25であり、そしてxは0または1、好ましくは0であり;
式(III):
Figure 0006880041

ここでR27は先に定義した通りであり;
Zは、二価のウレタン、アクリルアミド、アミド、またはウレア基から独立して選択され;
sおよびtは独立して0〜2の整数であり、好ましくは1であり;
Lは、独立して、2〜約15個の炭素原子、好ましくは3〜4個の炭素原子を有する二価の脂肪族直鎖炭化水素基から選択され、そして任意にて一方または両方の原子価に酸素原子または窒素原子を有していてもよく;
34は、一般式(IV)によって定義され;
Figure 0006880041

ここでR35は、水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくは水素またはメチル、さらにより好ましくは水素から独立して選択され;xは先に定義した通りであり;そして
uは1〜約100、より好ましくは1〜約50、さらにより好ましくは1〜約25の整数である。一実施形態では、(b)表面湿潤剤は、Momentive Performance Materials Inc.から入手可能なSILQUEST A-1230シランである。
一実施形態では、(b)湿潤剤は、ポリエーテルシランであってポリエーテルシランがポリウレタン部分が存在しないものであり得る。別の実施形態では、(b)湿潤剤は、ハロゲン部分および/またはヘテロ原子、例えばO、NおよびS、および/またはエポキシ基が存在しないポリエーテルシランである。
一実施形態では、(b)表面湿潤剤は、一般式(V)の官能化オルガノシロキサン:
Figure 0006880041

ここでR39、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R49およびR50は、水素、1〜10個の炭素原子を含むアルキル基、または1〜10個の炭素原子を含むアルコキシ基から独立して選択され;
40は、水素、1〜10個の炭素原子を含むアルキル基または1〜10個の炭素原子を含むアルコキシ基、1〜10個の炭素原子を含むヘテロ原子含有化合物から選択され、ここでm、nおよびoは、それぞれ独立して0〜約1000の整数であり;または一般式(VII)の化合物:
Figure 0006880041

ここでR41は、水素、または1〜10個の炭素原子を含むアルキル基、または1〜10個の炭素原子を有するヘテロ原子含有化合物から独立して選択され;
Zはヘテロ原子であり、
48およびR51は、独立して、水素または1〜10個の炭素原子を有するアルキル若しくはアルコキシ基、または6〜20個の炭素原子を含む置換若しくは非置換の芳香族化合物であり;ここで
j、kおよびlはそれぞれ独立して1〜10の整数である;
からなる群から選択される。
本発明における使用に適した官能化シロキサンのいくつかの非限定的な例には、以下の構造が含まれる:
Figure 0006880041

ここでMeはメチルであると理解され;Zは1〜4個の炭素原子を含むアルキル基であり、mおよびnはそれぞれ0〜10であり;
Figure 0006880041

ここでZは1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、mおよびnはそれぞれ0〜10であり、x’+y’は1〜20であり;
Figure 0006880041

ここでyは1〜60であり;
Figure 0006880041

ここでy#は10〜1000であり;
Figure 0006880041

ここでn#は1〜20であり;
Figure 0006880041

メチル停止PDMS、ここでn’’は10〜300である。
一実施形態では、(b)表面湿潤剤は、
エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド含有シラン;
トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレートまたは3−イソシアナトプロピルトリメトキシシランから選択されるイソシアナトシラン;および
ポリエーテル官能化ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル官能化トリシロキサン、20,100〜10,000cpsの粘度を有する低分子量末端ポリジメチルシロキサン、30,000〜40,000cpsの粘度を有する高分子量末端ポリジメチルシロキサン、オイゲノール末端ポリジメチルシロキサン、ジメトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、メチル末端ポリジメチルシロキサン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される官能化シラン;
からなる群から選択される1以上である。
本発明の少なくとも1つの(c)充填剤は、組成物の硬度を増加させる任意の充填剤であり得るが、より好ましくは層状構造充填剤であり、より好ましくは湿式加工構造充填剤であるが、また乾式加工構造充填剤も考えられる。このような充填剤の適切な例は、米国特許第3,327,951号に記載された方法によって製造されたような湿式加工充填剤、および/または、Industrial Minerals and Rocks、第7版、Kozel et al.編、Society for Mining, Metallurgy, and Exploration Inc.、2006年、647-650頁に記載の方法によって製造された乾式または湿式加工充填剤であり得、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれる。
別の非限定的な実施形態において、(c)充填剤は、クレイ、ナノクレイ、有機クレイ、粉砕炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、コロイド状炭酸カルシウム、ステアレート部分またはステアリン酸を含有する化合物で処理した炭酸カルシウム、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、破砕石英、粉砕石英、アルミナ、水酸化アルミニウム、セラミックおよびガラス球、水酸化チタン、カオリン、ベントナイトモンモリロナイト、珪藻土、酸化鉄、PTFE粉末、カーボンブラックおよびグラファイト、タルク、マイカ、軽石、珪灰石、ドロマイト、長石およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。一実施形態では、(c)充填剤はマイカであってもよい。
さらなる実施形態では、(b)表面湿潤剤は、(ポリ)エチレンオキシドもしくは(ポリ)プロピレンオキシド含有シラン、またはその2つの組合せであり、充填剤はマイカである。
本発明に有用な(d)縮合触媒は、金属縮合触媒を含むことができ、ここで該金属はスズ、チタン、ジルコニウム、鉛、鉄コバルト、アンチモン、マンガン、ビスマスおよび亜鉛化合物からなる群から選択される。
本発明の一実施形態では、スズ化合物を縮合触媒として使用することができる。適切なスズ化合物としては、限定されないが、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジメトキシド、スズオクトエート、イソブチルスズトリセロエート、ジブチルスズオキサイド、可溶化ジブチルスズオキシド、ジブチルスズビス−ジイソオクチルフタレート、ビス−トリプロポキシシリルジオクチルスズ、ジブチルスズビス−アセチルアセトン、シリル化ジブチルスズジオキシド、カルボメトキシフェニルスズトリスベレート、イソブチルスズトリセロエート、ジメチルスズジブチレート、ジメチルスズジ−ネオデカノエート、トリエチルスズタータレート、ジブチルスズジベンゾエート、スズオレエート、スズナフテネート、ブチルスズトリ−2−エチルヘキシルヘキサエート、スズブチレート、これらの組合せなどが挙げられる。
さらに別の実施形態では、適切なチタン化合物はまた、キレート化チタン化合物、例えば、1,3−プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート);ジ−イソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート);およびテトラアルキルチタネート、例えば、テトラn−ブチルチタネートおよびテトライソプロピルチタネートが挙げられる。一実施形態では、(d)縮合触媒はジ−イソプロピルチタンビスアセチルアセトネートである。
本発明の(e)架橋剤は、アルコキシシラン、好ましくはポリアルコキシシランの非限定的な例などのエラストマーコーティングに一般的に使用される任意の架橋剤であり得る。
一実施形態では、任意の(e)架橋剤は、一般式(VIII)を有し;
(Rx’’ y’’Si (VIII)
ここでRおよびRは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、tert−ブチル、sec−ブチルなどの一価のC〜C60の炭化水素ラジカル、または1〜60個の炭素原子を有するアルコキシ基から独立して選択され、そしてここでx’’は2〜4であり、y’’は0〜2であり、但しx’’+y’’=4という条件である。
任意の(e)架橋剤は、アルコキシシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、アクリレートシラン、メタクリルオキシシラン、ビニルシラン、イソシアナトシラン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
(e)ポリアルコキシシラン架橋剤の例は、メチルトリメトキシシランである。
一実施形態では、成分(a)は、エラストマーコーティング組成物の総重量を基準にして、約5重量%〜約95重量%、好ましくは約10重量%〜約50重量%、より好ましくは約15重量%〜約40重量%の量でエラストマーコーティング組成物中に存在する。
一実施形態では、成分(b)は、約0.01重量%〜約15重量%、好ましくは約0.05重量%〜約10重量%、より好ましくは約0.1重量%〜7重量%の量でエラストマーコーティング組成物中に存在し、そして成分(c)は、成分(b)と成分(c)との合計重量に基づいて、約2重量%〜約20重量%、好ましくは約3重量%〜約10重量%、より好ましくは5重量%〜約15重量%の量で存在する。
別の非限定的な実施形態において、成分(b)および(c)の重量比は、約1:300〜約1:250、好ましくは約1:200〜約1:80、さらにより好ましくは約1:30〜約1:20の範囲内であり得る。
一実施形態では、成分(d)は、エラストマーコーティング組成物の総重量を基準にして、約0.01重量%〜約5重量%、好ましくは約0.1重量%〜約2.5重量%、さらにより好ましくは0.5重量%〜約2重量%の量でエラストマーコーティング組成物中に存在する。
一実施形態では、任意成分(e)は、存在する場合、エラストマーコーティング組成物の総重量を基準にして、約0.01重量%〜約20重量%、好ましくは約0.5重量%〜約15重量%、さらにより好ましくは約1重量%〜約10重量%の量でエラストマーコーティング組成物中に存在する。
本発明のエラストマーコーティング組成物は、コーティング組成物中にポリエーテルシランとフィラーとの組み合わせを使用することによって、シリコーンコーティングの他の特性に悪影響を及ぼすことなく、ダートピックアップ耐性において驚異的で予想外の相乗効果を示している。
より具体的には、本発明のエラストマーコーティング組成物によって示されている相乗効果は、(b)表面湿潤剤および(c)充填剤の両方を使用した場合のエラストマーコーティング組成物のダートピックアップ耐性の増大レベルであり、この増大したダートピックアップ耐性は、(b)表面湿潤剤のみまたは(c)充填剤のみを、エラストマーコーティング組成物の他の成分(a)、成分(d)および任意成分(e)と一緒に使用したときに生じるダートピックアップ耐性の総増加量の合計を超え、すなわち、組成物中の(b)と(c)の組み合わせは、単なる(b)の単独使用、および(c)の単独使用の合計よりも大きいレベルのダートピックアップ耐性を生じる。
本発明のエラストマーコーティング組成物は、溶媒、接着促進剤、顔料、抗垂れ防止剤、難燃剤、殺生物剤などのようなさらなる添加剤を含むこともできる。
別の実施形態では、接着促進剤は、イソシアナトシラン、例えば、一般式(VI)を有するイソシアナトシランであり;
Figure 0006880041

ここでR37は1〜10個の炭素原子、好ましくは1〜3個の炭素原子を有する二価のアルキレン基であり、R38は、1〜10個の炭素原子、好ましくは1〜3個の炭素原子を有する一価の炭化水素残基であり、各Yは、独立して、ハロゲン原子、1〜10個の炭素原子、好ましくは1〜3個の炭素原子を有するアルコキシ基、1〜10個の炭素原子、好ましくは1〜3個の炭素原子を有するアシルオキシ基からなる群から独立して選択されるものであり、そしてvは1〜3の数である。一実施形態では、vは3であり、Yはアルコキシ基、好ましくはメトキシまたはエトキシ基である。一実施形態では、R37は二価のプロピル基である。
そのようなイソシアナトシランのいくつかの非限定的な例としては、限定されるものではないが、α−イソシアナトメチルトリメトキシシラン、β−イソシアナトエチルトリメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、α−イソシアナトメチルトリエトキシシラン、β−イソシアナトエチルトリエトキシシラン、トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、μ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、およびこれらの組合せが挙げられる。
そのようなイソシアナトシランの非限定的な例は、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシランである。
一実施形態では、接着促進剤の非限定的な例としては、限定されるものではないが、N−(ベータ−アミノエチル)−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−ガンマアミノイソブチルトリメトキシシラン、ビス−[ガンマ−(トリメトキシシリル)プロピル]アミン、ビス−[ガンマ−(トリエトキシシリル)プロピル]アミン、1,3,5−トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノ官能化トリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、ベータ−シアノエチルトリメトキシシラン、ガンマ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、n−エチル−3−トリメトキシシリル−2−メチルプロパンアミン、トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、およびこれらの組合せが挙げられる。
本発明のエラストマーコーティング組成物は、エラストマーコーティング組成物の総重量を基準にして0.5〜40重量%の顔料を含有することができる。エラストマーコーティング組成物に使用するのに適した顔料は、当該技術分野において一般的に知られており、また、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、The Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 17, JohnWiley & Sons, Pages 1049-1069, (1996), ISBN 0-471-52686-Xに記載されたものを挙げることができる。無機または有機の着色顔料を使用することができ、しかしながら無機顔料は、有機顔料と比較して、それらの相対的な低コスト、より良好な不透明化能力およびそれらの外部耐久性の特性により、好ましいことがあり得る。白、黒および他の色の顔料、例えば二酸化チタンを使用することができる。炭酸カルシウム、タルク、クレイおよび二酸化ケイ素などの体質顔料もまた適している。
本発明の組成物は、液体溶液、液体中の固体の分散液、液体中の液体の分散液として、エマルション、固体混合物または固溶体を別々にまたは組み合わせとして、様々な形態で利用することができる。
本明細書のエラストマーコーティング組成物は、様々な成分を一緒に混合することによって調製することができる。好ましくは、エラストマーコーティング組成物は、他の成分を添加する前に、成分(a)および任意の樹脂および/または担体を予備混合することによって調製される。
典型的には、コーティング配合物は、乳化、成分の相溶化、レベリング、流れおよび表面欠陥の低減のために、湿潤剤または界面活性剤を必要とすることになる。このような成分は必要ではないが、このようなさらなる任意の添加剤は、改善された耐磨耗性、耐ブロッキング性、親水性および疎水性の特性のような硬化または乾燥フィルムの改良を提供することができる。本発明のコーティング組成物は、溶媒性コーティング、水性コーティングおよび/または粉末コーティングとして存在し得る。
本発明のコーティングは、建築用コーティング、自動車用コーティングおよびコイルコーティングなどのOEM製品コーティング、および工業用メンテナンスコーティングおよび海洋防汚損コーティングなどの特殊用途コーティングとしての使用に適切であり得る。
一態様では、本発明は、本明細書に記載のエラストマーコーティング組成物を含む建築用コーティングに関する。別の態様では、本発明は、本明細書に記載のエラストマーコーティング組成物を含む単一被覆の防汚れ(ダート)、および/または防ステイン、および/または防汚損(ファウリング)コーティングに関する。
一実施形態では、エラストマーコーティング組成物は、建築および/または建設分野における空隙、亀裂、接合部または他のアブセス(abscess)を処理するためのシーラントまたは接着剤以外のコーティングとして使用することができる。したがって本発明は、建築要素または建物ファサードなどの基材表面の少量(すなわち、50%未満)または基材表面の大部分(すなわち、50%超)のコーティングを対象とし、当業者にとって公知の上述または類似の任意のアブセスの充填および接続に使用されるシーラントではなく、基材のペイント様コーティングを提供することができる。
本明細書において、「建築要素」という表現は、建築工事で使用される予め製造または製造されたユニット、例えば、窓、特に絶縁ガラスユニット(「IGU」)、ガラスパネルのドア、1つ以上の窓を含むドア、予め製造された窓、1つ以上の窓を備えたスライドドア、1つ以上の窓を備えた折り畳み式ドア、カーテンウォール、ショップグレージング、構造グレージング、天窓、照明器具などを意味し、それらのうち、接着剤、敷石用釉薬、シーラント、かしめまたは接着剤組成物は、「建築要素」を含む構造要素にガラスを結合させるのに使用される。
一実施形態では、基材は、防水および/または天候保護されることが求められている建物または構造物の表面上にあり得る任意の材料、例えば、コンクリート、レンガ、木材、金属、ガラス、プラスチック、石、モルタル、塗装された基材などを含むことができる。
別の実施形態では、基材に適用されるエラストマーコーティングの量は、基材の種類、温度、湿度、所望の防水度、およびエラストマーコーティング組成物の特定の部分などのいくつかの要因によって決まり得る。一実施形態では、コーティングの量は、約10〜約0.1ミリメートル、好ましくは約5〜約0.5ミリメートル、さらにより好ましくは約2〜約0.2ミリメートルである。
エラストマーコーティング組成物は、当業者によって一般的に知られかつ使用される任意の手段、例えばブラッシング、ローリングまたはスプレーによって適用することができる。
エラストマーコーティング組成物でコーティングされた表面(例えば、基材)を硬化させるプロセスは、エラストマーコーティング組成物を基材上の硬化コーティングに硬化させるのに十分な湿度にエラストマーコーティング組成物を暴露することを含むことができる。このような湿度は、当業者に知られている方法によって適用することができ、またはエラストマーでコーティングされた表面を大気中の湿度に単に暴露することを含むことができる。
1つの他の実施形態において、基材上のエラストマーコーティングは、ASTM C−661によるショアAデュロメータ値を約10〜約60とすることができる。
一実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、約1.0〜約2.0、好ましくは約1.10〜約1.60、より好ましくは約1.12〜約1.45の引張強さ(本明細書に記載のように測定される)を有することができる。
別の実施形態において、基材上のエラストマーコーティングは、約100%〜約400%、好ましくは約140%〜約360%、より好ましくは約150%〜約350%の伸び(本明細書に記載のように測定される)を有する。
さらに別の実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、約70°〜約105°、好ましくは約75°〜約103°の接触角を有することができる。
さらに別の実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、耐久性または耐UV性の1つ以上を有することができ、それは、(b)表面湿潤剤または(c)充填剤のいずれか一方のみがコーティング組成物中に存在することを除いて同一のコーティング組成物でコーティングされている同一の基板上のコーティングのものよりも大きい。一実施形態では、基材上のコーティングは、少なくとも約6ヶ月、好ましくは少なくとも約9ヶ月、より好ましくは少なくとも約1年、さらにより好ましくは少なくとも約5年間のUV耐性を有する。UV耐性とは、コーティングされた基材が、塗布されたコーティングの目に見える亀裂、孔食、または剥離を被らないことであると理解される。
さらに別の実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、(b)表面湿潤剤、(c)充填剤の両方ではなく、いずれか一方のみがコーティング組成物中に存在する同一のコーティング組成物がコーティングされた同一の基材のコーティングよりも長い期間、防水保護を提供することができる。防水保護は耐透水性を含むことができる。一実施形態では、その期間は、UV耐性に関して記載されたようなものであり得る。
さらに別の実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、基材の当初の外観を、(b)表面湿潤剤、(c)充填剤の両方ではなく、いずれか一方のみがコーティング組成物中に存在する同一のコーティング組成物がコーティングされた同一の基材のものよりも長い期間維持することができる。
一実施形態では、本発明のエラストマーコーティング組成物は、極端な温度に対する保護を基材に提供することができる。本明細書に記載されるような極端な温度は、4.4℃(40F°)未満、より具体的には−6.7℃(20F°)未満であり得る。本明細書の別の実施形態では、本明細書に記載されるような極端な温度は、27℃(80°F)以上、具体的には32℃(90°F)以上であり得る。本明細書のエラストマーコーティング組成物は、UV耐性に関して本明細書に記載されるような期間にて極端な温度保護を提供することができる。
一実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、本明細書に記載の炭素スラリー法によって測定されるダートピックアップ耐性(DPUR)で、約30%〜約95%のリカバリー、好ましくは約33%〜約93%のリカバリー、さらにより好ましくは約85%〜約93%のリカバリーを有することができる。
別の実施形態では、基材上のエラストマーコーティングは、約40%〜約95%のリカバリー、好ましくは約45%〜約93%のリカバリー、より好ましくは約80%〜約93%のリカバリー、さらにより好ましくは約85%〜約93%のリカバリーの、本明細書に記載の炭素スラリー法によって測定されるDPURを有することができる。
本発明のエラストマーコーティング組成物は、建物ファサードの当初の外観を保護および維持するために、コーティングされた材料の防水および/または天候保護が用いられ得る建物ファサードなどの建物のためのコーティング材料として使用され得る。
さらなる実施形態では、エラストマーコーティング組成物を含むエマルションが提供される。さらなる実施形態では、このエマルションは非水性シリコーンエマルションである。
別の態様では、本発明は、建物ファサードの外面部分にエラストマーコーティング組成物を適用すること、およびコーティング組成物を硬化させて建物ファサード上に硬化コーティングを提供することを含む、建造物ファサードを処理する方法に関する。
硬化したコーティングを含む建物ファサードも提供される。
以下の非限定的な実施例は、本発明をさらに説明し、開示する。
実施例1
25℃で3,000センチポアズ(cps)の粘度を有するヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンポリマー15.44重量部、25℃で30,000センチポアズ(cps)の粘度を有するヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンポリマー16.87重量部、メチルトリメトキシシラン2.18重量部を、プラネタリミキサー中、無水条件下で75℃で1時間混合した。処理した粉砕炭酸カルシウム38.06重量部、二酸化チタン2.02重量部、ヘキサメチルジシラザン処理ヒュームドシリカ3.68重量部を、良好な分散が達成されるまで上記混合物に添加した。脱気真空を15分間適用した。CONOSOL C-200(脂肪族炭化水素溶媒、Calumet Penreco LLCから入手可能)20.17重量部、チタンエチルアセトアセテート1.15重量部、1,3,5−トリス(3−メトキシシリルプロピル)イソシアヌレート0.43重量部を、上記分散液に加え、窒素下で混合した。
機械的特性を評価するために、混合物をテフロン(登録商標)被覆ガラス板上に厚さ600ミクロンで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ50mmの長方形のストリップに切断した。機械的特性はInstron 3365、機械試験機(Instron(登録商標)で入手可能)引張試験機を用いて試験した。硬度測定のために厚さ10mmのフィルムを調製した。
引張強度:1.14MPa
伸び:340%
硬度(ショアA):27
接触角:98.5
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして下記の試験方法に従って試験した。
DPUR試験方法:所望の厚さのフィルムをガラス板上に延伸し、室温で7日間乾燥させた。フィルムのL値は、Gretag Macbeth Color Eye 7000A(X-Rite(登録商標)Inc.から入手可能)を用いて測定した。乾燥カーボンブラック粉末および水中のカーボンブラックスラリー(15重量%/重量)を汚れ媒体として使用し、別々にブラシを用いてフィルムに塗布した。フィルムを熱風オーブンを用いて50℃で1時間乾燥させた後、水道水および寒冷紗で3分間フィルムを洗浄した。露出したフィルムの最終L値を測定する。式[100−((L−L*100/L)]を用いてコーティングの白色度(L)のリカバリーパーセンテージ(DPUR)を計算する。
実施例2
実施例1からの材料81.81重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)9.09重量部、およびMPRL D60(脂肪族炭化水素溶媒、Metha Petro Refinary Ltdから入手可能)9.09重量部を添加し、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて10分間混合した。
機械的特性を評価するために、混合物をテフロン(登録商標)被覆ガラス板上に厚さ600ミクロンで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ50mmの長方形のストリップに切断した。機械的特性はInstron 3365、機械試験機(Instron(登録商標)で入手可能)を用いて試験した。硬度測定のために厚さ10mmのフィルムを調製した。
引張強度:1.40MPa
伸び:154%
硬度(ショアA):55
接触角:101.5
DPUR特性を評価するため、混合物をガラスパネル上に厚さ300ミクロンで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の試験方法にて試験した。
実施例3
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)8.95重量部、1.52重量部のSILQUEST A-1230シラン(Momentive Performance Materials Inc.から入手可能)、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて10分間混合した。
機械的特性を評価するために、混合物をテフロン(登録商標)コートガラス板上に600ミクロンの厚さで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ50mmの長方形のストリップに切断した。Instron 3365を用いて機械的性質を試験した。硬度測定のために厚さ10mmのフィルムを調製した。
引張強度:1.41MPa
伸び:160%
硬度(ショアA):54
接触角:79.3
DPUR特性を評価するため、混合物をガラスパネル上に厚さ300ミクロンで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例4
実施例1の材料98.48重量部を混合容器に入れ、そしてSILQUEST A-1230シラン1.52重量部を添加し、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて10分間混合した。
機械的特性を評価するために、混合物をテフロン(登録商標)被覆ガラス板上に厚さ600ミクロンで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ50mmの長方形のストリップに切断した。Instron 3365引張試験機を用いて機械的特性を試験した。硬度測定のために厚さ10mmのフィルムを調製した。
引張強度:1.14MPa
伸び:350%
硬度(ショアA):27
接触角:85.5
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に厚さ300ミクロンのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例5
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)8.95重量部、SILQUEST A-1230シラン0.626重量部、SILQUEST A-LINK 35シラン(Momentive Performance Materials Inc.から入手可能)0.895重量部、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
機械的特性を評価するために、混合物をテフロン(登録商標)被覆ガラス板上に厚さ600ミクロンで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ50mmの長方形のストリップに切断した。Instron 3365を用いて機械的性質を試験した。硬度測定のために厚さ10mmのフィルムを調製した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:1.44Mpa
伸び:156%
硬度(ショアA):57
接触角:82
実施例6
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)8.95重量部、ジヒドロキシ末端エチレンオキシドポリマー(分子量400ダルトン)1.52重量部、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):52
接触角:約78−85
NM=測定されず
実施例7
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)8.95重量部、ジヒドロキシ末端エチレンオキシドポリマー(分子量400ダルトン)0.626重量部、SILQUEST A-LINK 35シラン0.895重量部、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):55
接触角:約79−85
実施例8
実施例1の材料81.88重量部を混合容器に入れ、の9.09重量部の3M(商標)セラミック微小球である、W−210(3M India Limited製の建築用塗料に使用される、白色度(L値)が95以上で、粒度が3ミクロンの固体、白色の、微細球状粒子)、および9.09重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):55
接触角:約98−102
実施例9
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、8.95重量部の3M(商標)セラミック微小球、3M company製のW−210(建築用塗料に使用される、白色度(L値)が95以上で、粒度が3ミクロンの固体、白色の、微細球状粒子)、1.52重量部の非イオン性高分子フルオロケミカル界面活性剤、3M company製のFC 4430、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):55
接触角:約98−102
実施例10
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、8.95重量部の3M(商標)セラミック微小球、3M company製のW-210(建築用塗料に使用される、白色度(L値)が95以上で、粒度が3ミクロンの固体、白色の、微細球状粒子)、1.52重量部の非イオン性高分子フルオロケミカル界面活性剤、3M company製のFC 4434、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):55
接触角:約98−102
実施例11
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(湿式処理)8.95重量部、SILQUEST A-LINK 35シラン1.52重量部、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):57
接触角:約95−101
実施例12
実施例1の材料80.57重量部を混合容器に入れ、マイカ(乾式処理)8.95重量部、SILQUEST A-1230シラン1.52重量部、および8.95重量部のMPRL D60を添加し、高速プラネタリー混合を用いて窒素雰囲気中で10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
引張強度:NM
伸び:NM
硬度(ショアA):52
接触角:約80−90
実施例13
8.8重量部のマイカ(湿式処理)と0.8重量部のポリエーテル官能化PDMSの混合物をスピードミキサーで2350RPMで10分間混合し、そしてこの混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて実施例1の材料90.4重量部と10分間混合された。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例14
8.8重量部のマイカ(湿式処理)と1.2重量部のポリエーテル官能化PDMSの混合物をミキサーで2350RPMで10分間混合し、そしてこの混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を使用して実施例1の材料90重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例15
8.8重量部のマイカ(湿式処理)と1.2重量部のポリエーテル官能化トリシロキサンとの混合物を、ミキサーで2350RPMで10分間混合し、そしてこの混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を使用して実施例1の材料90重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例16
8重量部のマイカ(湿式処理)と4重量部の低分子量ヒドロキシ停止PDMSとの混合物を、ミキサーで2350RPMで10分間混合し、そして混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて実施例1の材料88重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例17
8重量部のマイカ(湿式処理)と8重量部の低分子量ヒドロキシ停止PDMSとの混合物を、2350RPMで10分間ミキサー中で混合し、そして混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて実施例1の材料84重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例18
8重量部のマイカ(湿式処理)と10重量部の高分子量ヒドロキシ停止PDMS(粘度30,000cps)との混合物を、ミキサーで2350RPMで10分間混合し、そしてこの混合物を、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を使用して実施例1の材料82重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例19
8重量部のマイカ(湿式処理)と8重量部のオイゲノール停止PDMSの混合物を、ミキサーで2350RPMで10分間混合し、そして混合物を窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて実施例1の材料84重量部と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そして上記の方法にて試験した。
実施例20−24
実施例21−25についてそれぞれ、8重量部のマイカ(湿式処理)と、2/4/8/10重量部のジメトキシメチル停止PDMSとの混合物を、ミキサーで2350RPMで10分間混合し、そして実施例20−24についてそれぞれ、窒素雰囲気中で高速プラネタリー混合を用いて90/88/84/82重量部の実施例1の材料と10分間混合した。
DPUR特性を評価するため、混合物をガラス上に300ミクロンの厚さのフィルムで湿式延伸し、23℃、相対湿度50%で7日間保管し、そしてスラリー法で寒冷紗ラビングを行わなかったのを除き、上記の方法にて試験した。
DPUR結果
Figure 0006880041
UV暴露でのDPUR試験
実施例1で説明したように、フィルムをDPUR試験用に調製し、そして7日間硬化させた後、0.89W/(m2−nm)の放射照度を有するUVAランプを4時間用いた、Atlas製のUVTest Fluorescent/UV装置を用いてUV環境に暴露させた。その白色度のリカバリーを下記表に示す。
Figure 0006880041
ステイン耐性結果
この混合物を、Lenetaシート(Leneta Company Inc.から入手可能)上に厚さ300ミクロンのフィルムで湿式延伸し、23℃で7日間乾燥させた。異なるステインを基材に適用し、25℃で24時間乾燥させた。柔らかいスクラブパッドを用いてステインを水道水で洗浄した。評価は、ステインに対する表面の清浄度に基づいて行った。
Figure 0006880041
酸/塩基耐性結果
酸/塩基水およびペーストを基材上に塗布し、室温で24時間乾燥させた。ステインを軽く擦って水で洗った。結果を以下に示す。
Figure 0006880041
粘度および拡散率:
本発明の配合物ではより良好な拡散率が観察された。
Figure 0006880041
エラストマーコーティングの疲労試験結果:
時間経過により温度が変化する間、コンクリート構造は膨張および収縮による亀裂を生じる。この試験は、繰り返される応力および緩和のサイクル間におけるエラストマーコーティングの回復力を理解するために行った。この試験は、コンクリート基材の膨張および収縮の間のコーティングの耐久性を表す。この試験は、Instron 3365を使用して、繰り返される元の長さの50%伸長および弛緩サイクルで行った。より多くのサイクルをパスすることは、コーティングのより良い性能を表す。
実施例3および市販のエラストマー塗料の配合物を、テフロン(登録商標)コートガラス板上に厚さ600ミクロンで湿式延伸し、7日間乾燥させた。フィルムを剥がして、幅10mm、長さ20mmの長方形のストリップに切断した。20サイクル後に試験を停止した。
Figure 0006880041
特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、その要素に対して等価物が代用され得ることが理解されるであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの改変を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むことが意図される。

Claims (19)

  1. a)式(I)の2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマー;
    (I)
    ここで
    =RSiO1/2
    =RSiO1/2
    =RSiO1/2
    =R101112SiO1/2
    =R1314SiO2/2
    =R1516SiO2/2
    =R1718SiO2/2
    =R1920SiO2/2
    ここで、RおよびR13は、それぞれ独立して、1〜60個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基、OHまたは−HまたはOR25であり、ここでR25は1〜60個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基であり;
    、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R14、R16、R18、R19およびR20は、それぞれ独立して、1〜60個の炭素原子を有する脂肪族基または芳香族基であり;
    およびR15は、それぞれ独立して式
    −(C2n)−O−(CO)−(CO)−(CO)−R26であり、ここでR26は水素または1〜60個の炭素原子を有する脂肪族または芳香族基であり、nは0〜6であり、oは0〜100であり、pは0〜100であり、qは0〜50であり、但しo+p+q≧0という条件であり;
    およびR17は、それぞれ独立して、4〜36個の炭素原子を有する分岐状、直鎖状または環状の飽和または不飽和アルキル基であり、そして
    下付き文字a、b、c、d、e、f、g、hはそれぞれ独立して0または正の整数であり、
    但しa+b+c+d+e+f+g+h≧2であり、a+b+c+d=2であり、a+e≧2であるという条件であり、そして
    但し式(I)のポリマーは、−OH、−OR25およびそれらの組み合わせから選択される少なくとも2つの基を含むという条件であり、
    b)エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド含有シランである表面湿潤剤、
    c)マイカである充填剤、ならびに
    d)縮合触媒
    を含む、エラストマーコーティング組成物。
  2. (a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーが、ヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン、アルコキシ末端ポリジメチルシロキサンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  3. (a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマーが、有機部分がそれぞれ独立して1〜約6個の炭素原子のアルキル基であるシラノール末端ポリジオルガノシロキサンである、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  4. (b)表面湿潤剤が、一般式(II)および/または(III)から選択されるエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド含有シランであって、ここで式(II)は
    Figure 0006880041

    ここでR27は、独立して、1〜約12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
    28は下記から選択される部分であり、
    Figure 0006880041

    または
    Figure 0006880041

    ここで
    Figure 0006880041

    は式(II)の構造のケイ素原子への結合を表し、
    29は、独立して、水素または1〜約4個の炭素原子を有するアルキル基、または−COR33から選択され、
    33は、水素または1〜約16個の炭素原子を有するアルキル基から独立して選択され、
    30は、水素または1〜約4個の炭素原子を有するアルキル基から独立して選択され、
    31は、1〜約4個の炭素原子を有する二価アルキレン基から独立して選択され、
    32は、二価のウレタン、アクリルアミド、アミドまたはウレア基から独立して選択され、そして
    rは1〜約100であり、xは0または1である、
    ここで式(III)は
    Figure 0006880041

    ここでR27は前記定義通りであり、
    Zは、二価のウレタン、アクリルアミド、アミドまたはウレア基から独立して選択され、
    sおよびtは独立して0〜2の整数であり;
    Lは、2〜約15個の炭素原子を有する二価の脂肪族直鎖炭化水素基から独立して選択され、任意にて一方または両方の原子価に酸素原子または窒素原子を有していてもよく;
    34は、一般式(IV)によって定義され、
    Figure 0006880041

    ここでR35は、水素または1〜4個の炭素原子を有するアルキル基から独立して選択され、xは前記定義通りであり、そして
    uは1〜約100の整数である、
    請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  5. (b)一般式(V)の官能化オルガノシロキサン、
    Figure 0006880041

    39、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R49およびR50は、水素、1〜約10個の炭素原子を含むアルキル基、または1〜約10個の炭素原子を含むアルコキシ基から独立して選択され、
    40は、水素、1〜約10個の炭素原子を含むアルキル基、1〜約10個の炭素原子を含むアルコキシ基、1〜約10個の炭素原子を含むヘテロ原子含有化合物から選択され、ここでm、nおよびoはそれぞれ独立して0〜約1000の整数である、ならびに
    一般式(VII)の化合物
    Figure 0006880041

    ここでR41は、水素または1〜約10個の炭素原子を有するアルキル基または1〜約10個の炭素原子を有するヘテロ原子含有化合物から独立して選択され、
    Zはヘテロ原子であり、j、kおよびlはそれぞれ独立して0〜約10の整数であり、そして
    48およびR51は、水素またはヒドロキシル基、または1〜約10個の炭素原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、または6〜約20個の炭素原子を含む置換もしくは非置換芳香族化合物から独立して選択される、
    からなる群から選択される、表面湿潤剤をさらに含む請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  6. (b)ポリエーテル官能化ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル官能化トリシロキサン、2,000〜10,000cpsの粘度を有する低分子量末端ポリジメチルシロキサン、30,000〜40,000cpsの粘度を有する高分子量末端ポリジメチルシロキサン、オイゲノール末端ポリジメチルシロキサン、ジメトキシメチル末端ポリジメチルシロキサン、メチル末端ポリジメチルシロキサン、およびこれらの組合せからなる群から選択される官能化シロキサンからなる群から1以上選択される、表面湿潤剤をさらに含む請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  7. (c)クレイ、ナノクレイ、有機クレイ、粉砕炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、コロイド状炭酸カルシウム、ステアレート部分またはステアリン酸を含む化合物で処理された炭酸カルシウム、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、破砕石英、粉砕石英、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、カオリン、ベントナイト、モンモリロナイト、珪藻土、酸化鉄、カーボンブラックおよびグラファイト、タルク、軽石、珪灰石、セラミック、ガラスビーズ、PTFE、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される層状構造充填剤である充填剤をさらに含む、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  8. (c)湿式処理充填剤である充填剤をさらに含む、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  9. (c)充填剤が湿式処理マイカまたは乾式処理マイカである、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  10. (d)縮合触媒がチタン触媒である、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  11. (d)縮合触媒が、ジイソプロピルチタンビスアセチルアセトネートである、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  12. (e)架橋剤をさらに含む、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  13. (e)架橋剤が、アルコキシシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、アクリレートシラン、メタクリルオキシシラン、ビニルシラン、イソシアナトシラン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項12に記載のエラストマーコーティング組成物。
  14. (e)架橋剤がメチルトリメトキシシランである、請求項12に記載のエラストマーコーティング組成物。
  15. トリス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]イソシアヌレート、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、α−イソシアナトメチルトリメトキシシラン、β−イソシアナトエチルトリメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、α−イソシアナトメチルトリエトキシシラン、β−イソシアナトエチルトリエトキシシラン、およびμ−イソシアナトプロピルトリエトキシシランから選ばれるイソシアナトシラン、1,3,5−トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、N−(ベータ−アミノエチル)−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−ガンマアミノイソブチルトリメトキシシラン、ビス−[ガンマ−(トリメトキシシリル)プロピル]アミン、ビス−[ガンマ−(トリエトキシシリル)プロピル]アミン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノ官能化トリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、ベータ−シアノエチルトリメトキシシラン、ガンマ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、n−エチル−3−トリメトキシシリル−2−メチルプロパンアミン、またはこれらの組合せから選択される接着促進剤をさらに含む、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  16. 接着促進剤が、一般式(VI)を有するヘテロ原子含有シランであり、
    Figure 0006880041

    ここでR37は1〜10個の炭素の二価のアルキレン基であり、R38は1〜約10個の炭素原子を有する一価の炭化水素残基であり、各Yは、ハロゲン原子、1〜約10個の炭素原子を有するアルコキシ基および1〜約10個の炭素原子を有するアシルオキシ基からなる群から独立して選択され、そしてvは1〜3である、請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物。
  17. 請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物を含む建築用コーティング。
  18. 請求項1に記載のエラストマーコーティング組成物を含む、単一被覆の防汚および/または防ステインおよび/または防汚損のコーティング。
  19. エラストマーコーティング組成物を調製する方法であって、
    a)2個以上のケイ素原子を有する少なくとも1つの縮合重合に有効なポリマー;
    b)エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド含有シランである表面湿潤剤;
    c)マイカである充填剤;ならびに
    d)縮合触媒を組み合わせることを含む、方法。
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