JP7369727B2 - 耐候性および耐久性のあるコーティング組成物 - Google Patents
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Description
RxSiO(4-x)/2、式中、
(a)xが、1.0~2.1の数値であり、
(b)アミノ官能性シリコーン樹脂が、重合形態でSi単位R3SiO1/2、R2SiO2/2、RSiO3/2、およびSiO4/2で構成され、ここで、アミノ官能性シリコーン樹脂のSi単位の総量の少なくとも5モルパーセントが、(i)RSiO3/2基、(ii)SiO4/2基、または(iii)それらの混合物を含み、
(c)各Rが独立して、アルキル基、アリール基、またはアミノ官能性ヒドロカルビル基であるが、但し、アミノ官能性シリコーン樹脂の-NH-当質量が、50~1000、好ましくは50~750、より好ましくは80~900、さらにより好ましくは100~800、最も好ましくは100~700であることを条件とする。
アクリルコポリマー
キシレンを、攪拌シャフト、縮合装置、熱電対ポート、および追加ポートを備えた500mLの4口丸底フラスコに添加した。加熱マントルを使用して、キシレンの温度を還流(140℃)に上げた。グリシジルメタクリレート(GMA)、メチルメタクリレート(MMA)、2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)、および2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)からなるモノマーブレンドを秤量し、500mLのガラス瓶内で混合し、次いで、ルアーロック接続部付きの50mLのプラスチック供給シリンジに均等に分割した。開始剤であるtert-ブチルペルオキシアセテート(TBPA、ミネラルスピリット中50%)を単一の50mLのプラスチックシリンジに添加し、長い供給ニードルアタッチメントを備えたルアーロック接続を介して供給チューブに接続した。二重シリンジポンプを使用して、一定の供給速度でモノマー混合物を添加し、単一の供給シリンジポンプを使用して、開始剤を供給した。溶媒が還流しているときに供給を開始した。供給速度の時間および温度は、溶媒および開始剤の半減期に依存する。供給物が枯渇したら、ラインを少量の溶媒で洗い流した。残留モノマーおよび開始剤を許容レベルまで低減するために、実行をさらに1時間続けた。表1は、作製したアクリルコポリマーを示す。
GPC
2mg/mLの試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、注入前に、溶液を0.2μmのPTFEシリンジフィルターで濾過した。35℃で1.0mL/分の流量で、MIXED-Dカラム(300X7.5mm)を備えたAgilent 1100シリーズで測定されたGPCを使用して、分子量測定を実行した。Agilentの屈折率検出器をAgilentのGPC/SECソフトウェアで使用する。Polymer labsの17の狭いPS標準を使用して較正を実行し、3,742kg/mol~0.580kg/molの範囲で3次多項式曲線に適合させる。
EEWをASTM D1652に従って測定する。エポキシ樹脂を塩化メチレンに溶解し、酢酸中の過剰な臭化テトラエチルアンモニウム(TEAB)の存在下で、氷酢酸中の標準化された0.1N過塩素酸(HClO4)で滴定する。Metrohm905滴定装置およびEEW判定用に構成された関連するTiamo滴定ソフトウェアを使用して測定を実行した。
小さなアルミ鍋の底にラベルを付け、はかりに鍋を配置し、その重量を最も近い0.0000まで記録する。ピペットを使用して、約0.5g~1.5gの試料を鍋に均等に分配する。その重量を初期として記録する(鍋+試料)。試料をオーブンに入れる前に、焼き皿に配置し、バインダークリップでクリップ留めし、ピペットを使用して約2グラムのトルエンで樹脂を覆い、次に予熱したクラスAオーブンに慎重に配置する。2時間後、オーブンから焼き皿および試料を取り出す。天びんをゼロに設定し、試料(および鍋)を天びんに配置し、最終重量を記録し、次の式により固形分を計算する。
固形分%=(最終重量-鍋重量)/(初期重量-鍋重量)*100
Tgを約5~10mgの試料サイズで、ASTM D7426に従って、示差走査熱量測定DSC Q2000 V24.10で測定した。温度プロファイルを次のように実行した:10℃で5分間の等温線。10℃/分で-50Cまで下降させ、5分間の等温線、10°/分で150Cまで上昇させ、5分間の等温線、TgをTAソフトウェアで分析した。
ブルックフィールドDV-IIIウルトラ粘度計をスモール試料アダプター(SSA)と共に使用して、粘度測定を行った。スモール試料アダプターのレオロジー的に正確な円筒形状は、非常に正確な粘度測定および剪断速度判定を提供する。これらの試料に関して、9mLの材料をシリンダーに堆積し、スピンドル#31または#34を使用し、約25のトルクで達成するように速度を変化させた。測定値をセンチポアズ(cP)の単位で報告した。
アミノ官能性シリコーン樹脂SA1は、以下:フェニルトリメトキシシラン(25重量%)、ジフェニルジメトキシシラン(31重量%)、およびヘキサメチルジシロキサン(HMDS、17重量%)のシラン混合物の水(1.2モル/モルSi)との加水分解および縮合の反応生成物であり、トリフルオロメタンスルホン酸(TFMSA、シラン混合物に対して750ppm)により触媒し、続いて
表4のクリアコーティング組成物を以下の方法で調製した:アクリルコポリマーをMAX40SpeedMixer(商標)カップに配置し、アミノ官能性シリコーン樹脂を添加し、FlackTek(商標)DAC150SpeedMixer(商標)で2分間2000rpmで混合した。
ASTM D4147に従って、Q-Panel R-412-I(ホスフェート処理冷間圧延鋼)およびAL412(クロメート処理アルミニウム)パネルにコーティングを適用した。磁気チャックまたはクランプを使用して、パネルをしっかりした水平面に固定した。マルチクリアランススクエアアプリケーターを使用して、パネルにコーティングを適用し、5~6ミルの湿潤厚さを目標として、約2.5ミルの所望の乾燥フィルム厚さを達成した。
着色コーティング組成物SE7を以下のように調製した:30gのアクリルコポリマーA4、0.09gのDow Corning添加剤DC-7、0.29gのBYK118、および29.4gのTS-6200TiO2顔料を測定して、MAX100SpeedMixer(商標)カップに入れ、FlackTek,Inc.Landrum,SC29356のSpeedMixer(商標)モデルDAC150FV2-Kを使用してカップを3000rpmで5分間混合し、Hegman Gaugeを使用して粉砕物の細かさを測定し、>6の値を保証し、9.75gの酢酸N-ブチル、3.0gの芳香族100、1.37gのHALS292、および0.09gのDow Corning添加剤DC-11を添加し、混合物を1500rpmで1分間混合し、一晩静置し、次に、粉砕物を1500rpmで1分間混合し、続いて19.2gのアミノ官能性シリコーン樹脂SA1を添加し、最終混合物を1500rpmで2分間混合し、続いて必要に応じて、噴霧用に粘度を下げるために約7gのキシレンを添加した。アミン官能基対エポキシ官能基のモル比は、1:1である。
噴霧適用:この研究では3種類のパネル(ホスフェート処理冷間圧延鋼(CRS)、ブラスト鋼、およびクロメート処理アルミニウムパネル)を使用し、ホスフェート処理およびブラスト鋼パネルを脱脂剤または工場溶媒のいずれかで洗浄してから、噴霧した。200μmフィルターを備えた使い捨て噴霧容器に塗料を入れ、1.4mmまたは1.8mmのいずれかの霧吹きヘッドを使用した。パネルをワイヤーラックに配置し、3M(商標)Accuspray(商標)システム工業用噴霧器を備えた従来のエアアシストアプリケーションを使用して噴霧した。パネルを72°Fおよび50%の相対湿度の制御された温度および湿度の実験室において硬化させた。
5目に見える影響なし
4わずかな白化
3大きな白化、わずかな気泡、接触の変化
2大きな気泡
1コーティングの失敗
Claims (9)
- 硬化性コーティング組成物であって、
(1)組成式
RxSiO(4-x)/2のアミノ官能性シリコーン樹脂であって、式中、
(a)xが、1.0より大きく及び2.1以下の数値であり、
(b)前記アミノ官能性シリコーン樹脂が、重合形態でSi単位R3SiO1/2、R2SiO2/2、RSiO3/2、およびSiO4/2で構成され、前記アミノ官能性シリコーン樹脂のSi単位の総量の少なくとも5モルパーセントが、(i)RSiO3/2基、(ii)SiO4/2基、または(iii)それらの混合物を含み、
(c)各Rが独立して、アルキル基、アリール基、またはアミノ官能性ヒドロカルビル基であるが、但し、前記アミノ官能性シリコーン樹脂の-NH-当質量が、50~750であることを条件とする、アミノ官能性シリコーン樹脂と、
(2)重合形態でエポキシ官能化基とアルコール(OH)官能基とを有するアクリルコポリマーと、を含み、
前記コーティング組成物が、0.5~1.3の範囲のアミンNH官能基対エポキシ官能基のモル比を有する、硬化性コーティング組成物。 - 0.8~1の範囲のアミンNH官能基対エポキシ官能基のモル比を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アミノ官能性シリコーン樹脂が、30モルパーセント未満のSiに結合したOR’基を保有する繰り返し単位を有し、R’が、水素または炭化水素基である、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アミノ官能性シリコーン樹脂が、(1)RSiO3/2基、(2)SiO4/2基、または(3)それらの混合物を含む前記アミノ官能性シリコーン樹脂のSi単位の総量の少なくとも10モルパーセント有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルコポリマーの前記エポキシ官能化基が、グリシジルメタクリレート(GMA)、グリシジルアクリレート、およびそれらの混合物の群から選択される1つ以上のモノマーに由来し、前記アクリルコポリマーが、200~600の範囲のエポキシ当量(EEW)を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルコポリマーが、前記アクリルコポリマーの総モノマー単位の重量に基づいて、重合形態で30~60重量%のグリシジル(メタ)アクリレートモノマー単位を含む、請求項4に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルコポリマーが、前記アクリルコポリマーの総モノマー単位の重量に基づいて、重合形態で2重量%~20重量%のアルコール(OH)官能基モノマー単位を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アルコール(OH)官能基が、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)に由来する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 請求項1に記載の硬化コーティング組成物の1つ以上の層を含む、コーティング物品。
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