JP2008530264A - 水性シリコーン分散体、これを含有する処方物、特に塗料処方物及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・環境に優しい性質(安全性、非毒性);
・高い結合力及び強力な付着性(高いWSR);
・耐久性と同義の硬度及び清浄で且つ非粘着性の外観;
・水蒸気透過性;
・撥水性、液体水の吸収性が低いこと;及び
・ビーディング効果
である。
(a)少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基を有する少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A);
(b)少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B);
(c)一般式(I)の単量体形態及び/又は縮合オリゴマー型の形態で存在する少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C):
・R1は、1〜6個の炭素原子を有するアミノアルキル基又は一般式:H2N−(CH2)xR2−(CH2)z−(ここで、R2は、O、S、−NH−又はNH−CH2−CH2−NH−を表し、x≧2、z≧2である。)の基である。);
(d)少なくとも1種の界面活性剤(S);
(e)随意に少なくとも1種の殺生物剤(D);
(f)水;及び
(g)随意に有効量の重縮合触媒;
から構成され、
ここで、該水性シリコーン分散体は、アルコキシ−OR型(ここで、Rは、C1〜C20脂肪族炭化水素基である。)の加水分解性官能基を有するシランを含まない。
(a)少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基を有する少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A);
(b)少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B);
(c)一般式(I)の単量体形態及び/又は縮合オリゴマー型の形態で存在する少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C):
・R1は、1〜6個の炭素原子を有するアミノアルキル基又は一般式:H2N−(CH2)xR2−(CH2)z−(ここで、R2はO、S、−NH−又はNH−CH2−CH2−NH−を表し、x≧2、z≧2である。)の基である。);
(d)少なくとも1種の界面活性剤(S);
(e)随意に少なくとも1種の殺生物剤(D);及び
(f)水;
から構成されるが、ここで、該水性シリコーン分散体は、アルコキシ−OR型(ここで、Rは、C1〜C20脂肪族炭化水素基である。)の加水分解性官能基を有するシランを含まない。
・少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基;及び
・D、T並びに随意にM及び/又はQのシロキシル単位
を含み、ここで、Tシロキシル単位は、50〜85%、好ましくは55〜80%のモル%で存在するものとする。
−記号R1は同一であり又は異なり、次のもの:
・1〜8個の炭素原子を含有する直鎖又は分岐アルキル基、ここで、該アルキル基は、好ましくは、メチル、エチル、プロピル及びオクチルであり;
・5〜8個の環形成炭素原子を含有する、置換されていてよいシクロアルキル基;
・6〜12個の炭素原子を含有する、置換されていてよいアリール基、好ましくは、フェニル又はジクロルフェニル基;
・5〜14個の炭素原子を含有するアルキル部分と6〜12個の炭素原子を含有するアリール部分とを有するアリールアルキル部分であって、該アリール部分上でハロゲン、1〜3個の炭素原子を含有するアルキル基及び/又はアルコキシ基によって置換されていてよいもの;
を表し、
−記号Y’は、同一であり又は異なり、そして次のもの:
・基R1;及び/又は
・2〜20個の炭素原子を含有し且つ少なくとも1個のヘテロ原子、好ましくは酸素を含有することができる2価基を介してポリオルガノシロキサンの珪素に結合したエポキシ官能基;及び
・エポキシ官能基を示す記号Y’のうちの少なくとも一つ
を表す。)。
(a)次のものの製造工程:
・上で定義した少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A)を含む予備混合物Iと、上で定義した少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)を含む予備混合物II;又は
・上で定義した少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A)及び上で定義した少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)を含む予備混合物III;
(b)少なくとも1種の界面活性剤(S)の存在下での、水と、工程(a)で得られたそれぞれの予備混合物I及びII又は予備混合物IIIとの乳化工程;及び
(c)該工程(b)で得られた、該予備混合物I及びIIから生じたエマルジョンと、上で定義した少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C)との混合工程;又は該工程(b)で得られた、該予備混合物IIIから生じたエマルジョンと、上で定義した少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C)との混合工程;及び
(d)該樹脂のエマルジョンにおける縮合による架橋を該分散シリコーン相の液滴内で生じさせて最終的に分散体を得るような、該工程(C)から生じた分散体の随意の硬化工程
を含むことを特徴とする、前記製造方法に関する。
・有機分散体(結合剤)の1種又は数種の総重量に対して150重量%まで、さらに好ましくは40〜100重量%で存在する、上で定義した又は上で定義した製造方法によって得られた水性シリコーン分散体;
・次の物質:沈降シリカ又は非沈降シリカ、コロイドシリカ又は粉末シリカ、カーボネート、タルク、TiO2及びそれらの混合物から選択されるシリカ質又は非シリカ質充填剤;並びに
以下に列挙した化合物のうち少なくとも1種:
・好ましくはスチレン及び/又は(メタ)アクリル酸の(共)重合体よりなるものから選択される1種以上の有機分散体(結合剤);
・好ましくはアクリルセルロース増粘剤、ポリウレタン、天然ガム及びそれらの混合物から選択される1種以上の増粘剤;
・好ましくは有機溶媒、より好ましくはグリコール及び/又は脂肪族石油留分から選択される1種以上の合体剤;
・好ましくはホスフェート及び/又はポリアクリルから選択される1種以上の湿潤剤又は分散剤;
・1種以上の張力剤;
・1種以上の中和剤;
・1種以上の殺生物剤;
・1種以上の希釈剤;
・好ましくは非反応性シリコーンオイルから選択される1種以上の可塑剤;
・1種以上の消泡剤;及び
・1種以上の顔料又は染料(これらは有機又は無機である)
を含む水性処方物に関するものである。
・本発明に従う水性シリコーン分散体;
・本発明に従う方法を実施することによって得られた水性シリコーン分散体;又は
・本発明に従う水性処方物
を含むことを特徴とする塗料に関する。
・ポリオルガノシロキサン樹脂(A):0.7重量%のヒドロキシルレベルを有するヒドロキシル化メチルシリコーン樹脂MDTOH;
・エポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(POS)(B):
・水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C):20%の活性物質を有するλ−アミノプロピルトリエトキシシランの水性水酸化物で、それからそのアルコールがストリッピングによって除去されたもの(VS142型OSI社製品);
・アルコキシ基を有するシラン:OTES=オクチルトリエトキシシラン;
・商品名ROX(商標)の下にロディアシミ社により販売される界面活性剤(S):エトキシル化(8個のエトキシ単位)脂肪アルコール(13個の炭素の鎖);
・触媒エマルジョン(Cat):ポリビニルアルコール型界面活性剤(この場合には商品名RHODOVIOL(商標)の下で販売されているもの)で製造された、35%の活性錫物質を有するジオクチル錫ジラウレートのエマルジョン;及び
・OTES=オクチルトリエトキシシラン。
分散体を製造するためのいくつかのプロトコールが想起できる。これを限定するものではないが、この例で使用したプロトコールは、
・1.水と界面活性剤(S)とを混合させ;
・2.ポリオルガノシロキサン樹脂(A)及びエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)をこの水混合物に導入し、ここで、この導入を、油中水型エマルジョンを得るように撹拌しながら実施し;
・3.工程2で得られた油中水型(W/O)エマルジョンの逆転をブレンド(MORITZブレンダー)によって実施して最終的に水中油型(O/W)エマルジョンを得;及び
・4.シランを混合させることによってその後の添加を行うこと
からなる。
内部又は外部に塗布された塗料は、分解することなく容易に清浄化できなければならない。このタイプの製品については、重合体の結合力、即ち、該集合体の凝集力を保証することができる能力が決め手となる。
この特性を定量する手段は、塗料の濡れ−擦り抵抗性を評価することからなる。
基準法ISO11998=所定の擦りサイクル後の塗料被膜の厚さの減少に従い、標準的な装置を使用して実施した。
規定の厚さの塗料被膜が、ブラシ又は水性媒体中での研磨パッドの前後運動によって加えられた摩耗作用に抵抗することができるかについての評価である。
基準法ISO 11998について
・それぞれの試験片について、次式:Δm×106/(39×387×ds)
(ここで、
Δmは、試験前後の試験片の重量差であり;及び
dsは、塗料の乾燥密度である。)
を適用する。
・それぞれの塗料について、平均偏差及び標準偏差を算出する;
・結果をμmで表す。ここで、これは、塗料被膜の厚さの減少に相当する。厚さの減少及び擦りサイクル数の関数として塗料を分類する:
クラス1:結合剤の割合が高い塗料については、200サイクル後に<5μm。
クラス2:200サイクル後に≧5μm及び<20μm、該塗料は清浄化可能。
クラス3:200サイクル後に≧20μm及び<70μm、該塗料は洗浄可能。
クラス4:40サイクル後に<70μm。
クラス5:40サイクル後に≧70μm。
この手順(基準法NFEN1062−3,1999年2月)は、屋外の石造建造物及びコンクリートに塗布された塗料製品及び同様の製品の液体水透過性を決定するための方法を特定する。この方法は、例えば、レンガ、コンクリート及び下塗りのような多孔性支持材用の塗料製品及び塗装系に適用できる。
屋外の石造建造物及びコンクリート用の被膜は、流去水が多孔性無機支持材に浸透するのを防ぐ際に重要な役割を果たす。この基準は、面のうち一方が塗料又は塗装系で被覆された高多孔性無機ブロックの手段によって評価される。この試験片を、設定条件下で水に浸漬させ、そしてこれらの試験片を一定の時間間隔で秤量する。この液体水の透過性を、質量変化が該時間間隔の平方根に正比例するときの質量変化によって決定する。
該時間の平方根の関数としての水重量増加を決定する。この曲線の直線部分の傾きは、液体水透過係数W(kg/m2.時間t1/2)である。該係数Wを得るためには、重量増加を表面積(m2)で割るか、又は傾きを表面積で割ることが必要である。表面積は、パラフィンで覆われていない表面積である。
通常、Wは、24時間にわたって算出される。曲線のこの部分が24時間前に得られる場合には、時間数は、Wの指数として示さなければならない(例えばW6)。
PVC=顔料容積容量。
手順
吸水率は、揮発性で水に可溶の化合物に影響を受ける。実際には、これらの化合物は、外部へのその暴露中に被膜から蒸発し得るか、又は雨によって洗い流され得るため、該被膜は、その液体水の吸収を決定する前に「加速」老化を受けなければならない(従来の手順において予期される3回の洗浄の代わりに2回の洗浄)。
・塗料の300μmの薄膜(一つの同一の塗料について2種の試験片)を砂岩タイルに適用する。
・空調管理室内で日中乾燥させた状態にしておく。
・該試験片を、夕方に、30℃のオーブン内に置き、そして一晩放置する。明朝に、該オーブンを40℃にセットし、そして該試験片を48時間にわたって放置する(2日)。
・該試験片を朝から空調管理室内に置く。
・午後に、被膜上におかれたLenetaチャートを使用して該試験片をパラフィン包埋する。
・最低1日にわたって空調管理室内で状態調整する。
・スポンジをタンク内に置く。これらのスポンジを脱イオン水中に該スポンジの高さよりも下の0.5cmまで浸漬させる。試験片を、水を染みこませたフィルター上に置く。この状態でこの系を24時間放置する。
・該試験片を吸収紙で乾燥させ、次いで50℃オーブン内に24時間にわたり置く。
・該試験片を、フィルター/スポンジの手段によって再度24時間接触させる。
・該試験片を吸収紙で乾燥させ、次いで50℃のオーブン内に24時間にわたって置く。
・該試験片を空調管理室内で2〜3日間保管する。
・空調管理室内で状態調整した後に、被覆され且つ老化した試験片を秤量した。これを、フィルターを用いて湿らせたスポンジ上に置く。
・1時間、2時間、3時間、6時間及び24時間後に、試験片を秤量するが、まず、その表面を吸収紙で乾燥させる(該試験片をそれぞれの秤量の間にスポンジ上に再度置く。)。
水の重量の増加は、時間の平方根の関数である(Δ重量=f√t))。
その曲線の直線部分の傾きは、W、即ち、kg/(m2.t1/2)で表される液体水透過係数である。該係数Wを得るためには、重量増加を被膜の表面積(m2)で割るか、又は傾きを表面積で割ることが必要である。
通常、Wは、24時間にわたって算出される。この曲線の直線部分が24時間前に得られる場合には、時間数は、Wの指数として示さなければならない(例えばW6)。kg/m2で表される水吸収曲線を√時間の関数としてプロットする。直線が得られる。その傾きは、透過係数Wに等しい。検討したそれぞれの被膜について、W24の平均偏差及び標準偏差を算出し、そして提示する。
Claims (13)
- 塗料の処方に特に使用できる水性シリコーン分散体であって、主として、
(a)少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基を有する少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A);
(b)少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B);
(c)一般式(I)の単量体形態及び/又は縮合オリゴマー型の形態で存在する少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C):
・R1は、1〜6個の炭素原子を有するアミノアルキル基又は一般式:H2N−(CH2)xR2−(CH2)z−(ここで、R2は、O、S、−NH−又はNH−CH2−CH2−NH−を表し、x≧2、z≧2である。)の基である。);
(d)少なくとも1種の界面活性剤(S);
(e)随意に少なくとも1種の殺生物剤(D);
(f)水;及び
(g)随意に有効量の重縮合触媒;
から構成され、
ここで、該水性シリコーン分散体は、アルコキシ−OR型(ここで、Rは、C1〜C20脂肪族炭化水素基である。)の加水分解性官能基を有するシランを含まない、前記水性シリコーン分散体。 - 主として、
(a)少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基を有する少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A);
(b)少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B);
(c)一般式(I)の単量体形態及び/又は縮合オリゴマー型の形態で存在する少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C):
・R1は、1〜6個の炭素原子を有するアミノアルキル基又は一般式:H2N−(CH2)xR2−(CH2)z−(ここで、R2はO、S、−NH−又はNH−CH2−CH2−NH−を表し、x≧2、z≧2である。)の基である。);
(d)少なくとも1種の界面活性剤(S);
(e)随意に少なくとも1種の殺生物剤(D);及び
(f)水;
から構成される、塗料の処方に特に使用できる水性シリコーン分散体であって、該水性シリコーン分散体が、アルコキシ−OR型(ここで、Rは、C1〜C20脂肪族炭化水素基である。)の加水分解性官能基を有するシランを含まない、請求項1に記載の水性シリコーン分散体。 - 水性分散体が水中油型エマルジョンの形態にある、請求項1又は2に記載の水性シリコーン分散体。
- 前記水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C)が、前記分散体の総重量に対して、15重量%まで、好ましくは10%、さらに好ましくは0.5〜7重量%で存在する、請求項1〜3のいずれかに記載の水性シリコーン分散体。
- 前記エポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)が、以下に示す式(V)の単位から構成され且つ式(VI)の単位で終結した、及び/又は式(V)の単位から構成された、請求項1〜5のいずれかに記載の水性シリコーン分散体:
−記号R1は同一であり又は異なり、次のもの:
・1〜8個の炭素原子を含有する直鎖又は分岐アルキル基、ここで、該アルキル基は、好ましくは、メチル、エチル、プロピル及びオクチルであり;
・5〜8個の環形成炭素原子を含有する、置換されていてよいシクロアルキル基;
・6〜12個の炭素原子を含有する、置換されていてよいアリール基、好ましくは、フェニル又はジクロルフェニル基;
・5〜14個の炭素原子を含有するアルキル部分と6〜12個の炭素原子を含有するアリール部分とを有するアリールアルキル部分であって、該アリール部分上でハロゲン、1〜3個の炭素原子を含有するアルキル基及び/又はアルコキシ基によって置換されていてよいもの;
を表し、
−記号Y’は、同一のもの又は異なるものであり、そして次のもの:
・基R1;及び/又は
・2〜20個の炭素原子を含有し且つ少なくとも1個のヘテロ原子、好ましくは酸素を含有することができる2価基を介してポリオルガノシロキサンの珪素に結合したエポキシ官能基;及び
・エポキシ官能基を示す記号Y’のうちの少なくとも一つ
を表す。)。 - 前記ポリオルガノシロキサン樹脂(A)が、乳化前に、
・少なくとも0.05重量%の量で存在する縮合性ヒドロキシル置換基;及び
・D、T並びに随意にM及び/又はQのシロキシル単位
を含み、ここで、該Tシロキシル単位は、50〜85%、好ましくは55〜80%のモル%で存在するものとする、
請求項1〜7のいずれかに記載の水性シリコーン分散体。 - 前記ポリオルガノシロキサン樹脂(A)が、T(OH)、DT(OH)、DQ(OH)、DT(OH)、MQ(OH)、MDT(OH)、MDQ(OH)型又はそれらの混合物、好ましくは、MDT(OH)、DT(OH)又はそれらの混合物の液体ポリオルガノシロキサン樹脂である、請求項8に記載の水性シリコーン分散体。
- 塗料の処方に特に使用できる水性シリコーン分散体(Disp)の製造方法であって、次の必須の連続又は非連続工程:
(a)次のものの製造工程:
・請求項1、2若しくは8のいずれかに記載の少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A)を含む予備混合物Iと、請求項1、2、5、6若しくは7のいずれかに記載の少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)を含む予備混合物II;又は
・請求項1、2、8若しくは9のいずれかに記載の少なくとも1種のポリオルガノシロキサン樹脂(A)及び請求項1、2、5、6若しくは7のいずれかに記載の少なくとも1種のエポキシ官能化ポリオルガノシロキサン(B)を含む予備混合物III;
(b)少なくとも1種の界面活性剤(S)の存在下での、水と、工程(a)で得られたそれぞれの予備混合物I及びII又は予備混合物IIIとの乳化工程;及び
(c)該工程(b)で得られた、該予備混合物I及びIIから生じたエマルジョンと、請求項1、2若しくは4のいずれかに記載の少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C)との混合工程;又は該工程(b)で得られた、該予備混合物IIIから生じたエマルジョンと、請求項1、2若しくは4のいずれかに記載の少なくとも1種の水溶性ヒドロキシル化アルキルアミノシラン(C)との混合工程;及び
(d)該樹脂のエマルジョンにおける縮合による架橋を該分散シリコーン相の液滴内で生じさせて最終的に分散体を得るような、該工程(C)の分散体の随意の硬化工程
を含むことを特徴とする、前記製造方法。 - 塗料の処方に特に使用できる水性処方物であって、
・有機分散体(結合剤)の1種又は数種の総重量に対して150重量%まで、さらに好ましくは40〜100重量%で存在する、請求項1〜9のいずれかに記載のシリコーン分散体又は請求項10に記載の製造方法によって得られた水性シリコーン分散体;
・次の物質:沈降シリカ又は非沈降シリカ、コロイドシリカ又は粉末シリカ、カーボネート、タルク、TiO2及びそれらの混合物から選択されるシリカ質又は非シリカ質充填剤;並びに
以下に列挙した化合物のうち少なくとも1種:
・好ましくはスチレン及び/又は(メタ)アクリル酸の(共)重合体よりなるものから選択される1種以上の有機分散体(結合剤);
・好ましくはアクリルセルロース増粘剤、ポリウレタン、天然ガム及びそれらの混合物から選択される1種以上の増粘剤;
・好ましくは有機溶媒、より好ましくはグリコール及び/又は脂肪族石油留分から選択される1種以上の合体剤;
・好ましくはホスフェート及び/又はポリアクリルから選択される1種以上の湿潤剤又は分散剤;
・1種以上の張力剤;
・1種以上の中和剤;
・1種以上の殺生物剤;
・1種以上の希釈剤;
・好ましくは非反応性シリコーンオイルから選択される1種以上の可塑剤;
・1種以上の消泡剤;及び
・1種以上の顔料又は染料(これらは有機又は無機である)
を含む、前記水性処方物。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の水性シリコーン分散体、請求項10に記載の方法を実施することによって得られた分散体又は請求項11に記載の水性処方物を含むことを特徴とする塗料。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の水性シリコーン分散体又は請求項11に記載の水性処方物の、塗料の分野における使用。
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