JP2016516841A - エポキシシロキサンコーティング組成物 - Google Patents

Abstract

硬化後に改善された可撓性、ならびに優れた耐候性および耐食性を示すエポキシ−ポリシロキサン系コーティング組成物およびフローリング用組成物を記載する。このエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物は、ポリシロキサンと、エポキシド樹脂材料と、ジアルコキシ官能性アミノシラン、トリアルコキシ官能性アミノシランおよびアミノ官能性ポリシロキサン樹脂から選択される化合物のブレンド（ここで、ブレンドは２．０〜２．８の平均アルコキシ官能基数を有する）を含む硬化系とを合わせることにより調製され得る。

Description

関連出願に対する相互参照
本出願は、その開示が本文献によりその全体において援用される、２０１２年３月９日に出願された、米国第１３／４１５，９２５号の一部継続出願である。

発明の分野
本開示は、保護コーティングなどに有用なエポキシ樹脂系組成物に関し、より詳しくは、可撓性、耐候性および低収縮の改善された特性とともに、慣用的なエポキシポリシロキサンコーティング配合物と少なくとも同等の耐食性、圧縮強度および耐薬品性を有するエポキシ−ポリシロキサンポリマー組成物に関する。

背景
エポキシコーティング材料は、スチール、アルミニウム、めっき、木材およびコンクリートの保護用および装飾用コーティングとして、メンテナンス、海洋、建設、建築、航空機、自動車、フローリングおよび製品仕上げの市場においてよく知られており、商業的に認知されている。このようなコーティングを調製するために使用される基本的な原材料は、一般的に、必須成分として（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、および（ｃ）顔料、骨材または他の成分を含む。

エポキシド樹脂は、１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシ基を有しており、飽和または不飽和の脂肪族、脂環式または複素環式のものであり得る。エポキシ樹脂は、一般的に、グリシジルエステル基またはグリシジルエーテル基を含み、エポキシドあたり１００〜５，０００の重量を有する。硬化剤は、典型的には一般的な類型の脂肪族アミンまたは脂肪族アミン付加物、ポリアミド、ポリアミドアミン、脂環式アミン、芳香族アミン、マンニッヒ塩基、ケチミン、およびカルボン酸誘導体から選択される。顔料および骨材としては、例えば、二酸化チタンならびに他の無機および有機着色顔料、シリカ、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ヒュームドシリカ、ガーネット、長石、カーボンブラックなどが挙げられる。

エポキシ系保護コーティングは最も広く使用されている腐食防除法の１つである。このコーティングは、大気曝露から強い腐食性液中への完全な浸漬までに及ぶ広範な腐食条件下でのスチール、コンクリート、アルミニウムおよび他の構造物の長期保護をもたらすために使用され得る。２０年以上もの間、このコーティングは、脂肪族ポリアミンを用いて硬化させた固形もしくは液状のエポキシ樹脂、またはポリアミド樹脂、例えば、Ｓｈｅｌｌ Ｅｐｏｎ １００１、またはジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）もしくはＶｅｒｓａｍｉｄ １００シリーズのポリアミドを用いて硬化させたＥｐｏｎ ８２８エポキシ樹脂のいずれかを配合したものである。典型的な２液コーティング系では、エポキシ樹脂成分は、通常、顔料の摩砕ならびに他の骨材および種々の添加剤の分散のためのビヒクルである。

エポキシ系保護コーティングは、コーティング材料として望ましいものにする多くの特性を有する。コーティングは容易に入手可能であり、さまざまな方法、例えば吹き付け、ロール塗りおよび刷毛塗りによって容易に塗布される。コーティングは、スチール、コンクリートおよび他の基材に良好に付着し、水蒸気透過速度が低く、水、塩化物および硫酸イオンの進入に対するバリアとしての機能を果たし、さまざまな大気曝露条件下で優れた腐食保護をもたらし、多くの化学薬品および溶媒に対して良好な抵抗性を有する。

また、エポキシ系材料は、主にコンクリート上に塗布される下地塗またはフローリング材料としても配合され得る。例えば、商業的に成功した一例のエポキシ系フローリング材料には、液状ビスフェノールＡエポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンが等級別珪砂骨材と合わせて使用されている。

一部の特定のエポキシ系コーティング材料およびフローリング材料は日光の耐候条件に良好な抵抗性を示さない場合があり得る。かかるコーティングの耐薬品性および耐食性は維持され得るが、日光の紫外（ＵＶ）光成分に曝露されると、白亜化（これは、元のコーティングの色と光沢の両方の保持を変化させる）として知られる表面劣化現象がもたらされることがあり得る。色と光沢の保持が所望または必要とされる場合、典型的には、エポキシ保護コーティングに、より耐候性のコーティング、例えば、アルキド、ビニルまたは脂肪族ポリウレタンコーティングがトップコーティングされる。最終結果として、所望の耐食性および耐候性をもたらす２つ、または場合によっては３つのコート系が存在することになるが、同時に、塗布には労力と費用がかかる。

また、エポキシ系コーティング材料およびフローリング材料には機械的乱用に対する抵抗性が必要とされる。例えば、被覆された物質は、エポキシコーティングに亀裂発生または他の欠陥をもたらし得る衝撃または屈曲に供されることがあり得る。その後、耐候条件または化学薬品に曝露されると、化学薬品および下層の表面材質との接触がもたされ得、内面から、および／または表面からのエポキシコーティングの剥離による下層材質の酸化、エポキシコーティングの劣化がもたらされる可能性がある。

エポキシ系コーティング材料およびフローリング材料は商業的に広く認知されているが、それでもなお、改善された耐薬品性および耐食性、機械的乱用（屈曲または衝撃など）に対する抵抗性、ならびに改善された色または光沢の保持を有するエポキシ系材料の必要性が依然として存在する。日光に曝され得る場合はいつでも、改善された色と光沢の保持を有するエポキシコーティング材料およびフローリング材料が必要とされる。白亜化せず、耐候性トップコートを必要としないエポキシコーティングが望ましい。改善された化学薬品、腐食、衝撃、屈曲および摩耗に対する抵抗性を有するコーティング材料およびフローリング材料は、一次および二次化学薬品格納構造物のどちらにも、スチールおよびコンクリートの保護のために、化学、発電、鉄道車両、汚水および廃水の処理、自動車、ならびに紙およびパルプの加工処理の業界において必要である。改善されたエポキシ系フローリング材料は、船積みおよび受入れドックなどの重量衝撃負荷が予測され得る産業環境において、蒸気および激しい化学薬品で繰り返し掃除しなければならず（例えば、食品加工、食肉包装および飲料の業界においてみられるもの）、苛性、酸および反応性の高い化学薬品をこぼすことが回避できない床にとって、必要である。

したがって、本開示により、改善された耐薬品性、耐候性、耐食性、機械的乱用に対する抵抗性、可撓性、高い伸長性および圧縮強度ならびに優れた耐衝撃性および耐摩耗性のうちの１つまたは複数を示す新しいエポキシ系コーティング組成物およびフローリング用組成物を提供する。

発明の要約
本開示により、新しいエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物を提供する。第１の実施形態によれば、本開示により、水、式：

を有するポリシロキサン；１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００である非芳香族エポキシド樹脂；および少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含むブレンドを含む硬化系（ここで、ブレンドは１０重量％〜２５重量％のアルコキシ含有量を有する）を含むエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物を提供する。このポリシロキサン配合物によれば、各Ｒ_１はヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は独立して、水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される。

別の実施形態では、本開示により、水、式：

を有する２０％〜８０重量％のポリシロキサン；１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００である２０％〜８０重量％の非芳香族エポキシド樹脂；オクタン酸塩、ドデカン酸塩またはナフタン酸塩（ｎａｐｈｔｈａｎａｔｅ）の形態のスズ触媒を含む１５重量％までの硬化促進剤；ヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００のエポキシド換算重量を有する１５重量％までの軟質エポキシ樹脂；および少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンドを含む５％〜４０重量％の硬化系（ここで、ブレンドは２．２〜２．８の平均アルコキシ官能基数（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｖａｌｕｅ）を有し、コーティング組成物においてアミン当量対エポキシド当量が０．７：１．０〜１．３：１．０となるのに十分な量で添加される）を含むエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物を提供する。このポリシロキサン配合物によれば、各Ｒ_１はヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される。アミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、一般式

を有し；トリアルコキシ官能性アミノシランは、一般式

を有し；
式中、Ｒ_５は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_６は独立して、６個未満の炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルコキシアルキル基であり、各Ｒ_８は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から独立して選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_９は独立して、アリール、フェニル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシまたは−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２基であり、ｍは、ブレンドが１１２〜２５０ｇ／ＮＨのアミン換算重量を有するように選択される。

別の実施形態では、本開示により、本明細書に記載のエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物で被覆された少なくとも１つの表面を備えた被覆基材を提供する。

別の実施形態では、本開示により、基材の表面を化学薬品、腐食および耐候条件のうちの１つまたは複数の望ましくない結果から、樹脂組成物を調製する工程、樹脂成分に硬化系を添加し、十分に硬化したエポキシ変性ポリシロキサンコーティング組成物を形成する工程（ここで、ブレンドは２．２〜２．８の平均アルコキシ官能基数を有する）、およびコーティング組成物が十分に硬化した状態になる前に、組成物を保護対象の基材の表面に塗布する工程を含む方法によって調製されるコーティング組成物で表面をコーティングすることにより保護する方法を提供する。樹脂組成物は、水、式：

を有するポリシロキサン；１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００である非芳香族エポキシド樹脂を含む。このポリシロキサン配合物によれば、各Ｒ_１はヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される。硬化系は、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンド；および任意選択で、少なくとも１つの金属触媒を含む硬化促進剤を含む。

詳細な説明
本開示により、慣用的なエポキシポリシロキサン材料と比べて改善された特性を示すエポキシ変性ポリシロキサンコーティング組成物を提供する。コーティング材料として配合すると、本開示の種々の実施形態による組成物は、コーティング組成物で被覆された表面では、慣用的なエポキシ変性ポリシロキサンコーティング組成物で被覆された表面と比べて改善された特性、例えば限定されないが、化学薬品に対する抵抗性、腐食もしくは酸化に対する抵抗性および／または改善された耐候性を示す。

また、本明細書に記載の数値範囲はいずれも、その範囲に含まれるあらゆる下位範囲を包含することが意図されていると理解されたい。例えば、「１〜１０」という範囲は、記載の最小値１から記載の最大値１０の間（両端を含む）、すなわち、１に等しいか１より大きい最小値から１０に等しいか１０より小さい最大値を有するあらゆる下位範囲を包含することが意図されている。

本出願において、特に記載のない限り、単数形の使用は複数形を包含しており、複数形には単数形が包含されている。また、本出願書類において、「または（もしくは）」の使用は、特に記載のない限り、一部の場合で「および／または」が明示的に使用されていようとも「および／または」を意味する。〜を含むは、「限定されないが、〜を含む」を意味する。

本明細書で用いる場合、特に明白に指定していない限り、値、範囲、量またはパーセンテージを示すものなどの数字はすべて、文言「約」が前置されているかのように読まれ得る（用語が明示的に示されていない場合であっても）。したがって、そうでないとの記載がない限り、以下の明細書および特許請求の範囲に示された数値および範囲は、本発明の実施によって得ようとする所望の特性に応じて種々であり得る。控えめに言っても、均等論の適用を特許請求の範囲の範囲に限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、報告した有効桁数に鑑みて通常の丸め手法を適用することにより解釈されたい。

本開示の種々の実施形態の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータが近似値であるとはいえ、具体的な実施例に示した数値は可能な限り厳密に報告している。しかしながら、数値はいずれも、それぞれの試験測定値にみられる標準偏差に必然的に生じる一定の誤差を内在的に含んでいる。

種々の実施形態によれば、本開示により、表面のコーティング、ならびに改善された化学薬品、腐食および／または耐候条件に対する抵抗性の付与に適したエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物を提供する。このエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティングは水と、ポリシロキサンおよび非芳香族エポキシド樹脂を含む樹脂成分と、硬化系とを含み得、ここで、合わせた組成物を反応させると架橋エポキシ−ポリシロキサンポリマー構造が形成される。一部の特定の実施形態では、コーティング組成物は、さらに、ヒマシ油のグリシジルエーテルを主体とする軟質エポキシ樹脂（ｒｅｉｎ）を含み得る。他の実施形態では、コーティング組成物は任意選択で、少なくとも１つの金属触媒を含む硬化促進剤を含み得る。

樹脂成分に関して、樹脂には、ポリシロキサン、エポキシド樹脂および任意選択でオルガノオキシシランのブレンドが包含され得る。樹脂成分を構成するために使用されるポリシロキサンに関して、ポリシロキサンの種々の実施形態としては、限定されないが、式Ｉ：

を有するものが挙げられ、式中、各Ｒ_１は、ヒドロキシ基ならびに６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールおよびアルコキシ基からなる群より選択され得る。各Ｒ_２は、水素ならびに６個までの炭素原子を有するアルキルおよびアリール基からなる群より選択され得る。式Ｉにおいて、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００ダルトンの範囲になるように選択される整数であり得る。特定の実施形態では、Ｒ_１およびＲ_２には、例えば、ポリシロキサンの急速な加水分解（この反応は加水分解のアルコール類似体生成物の揮発性によって駆動され得る）を助長するために６個未満の炭素原子を有する基が包含され得る。一部の特定の実施形態では、６個より多い炭素原子を有するＲ_１およびＲ_２基では、各アルコール類似体の比較的低い揮発性のため、ポリシロキサンの加水分解が障害されることがあり得る。特定の実施形態では、分子量が４００〜２０００になるように選択されたｎを有するメトキシ官能性、エトキシ官能性およびシラノール官能性のポリシロキサンが本開示のコーティング組成物の配合に使用され得る。

種々の実施形態によれば、好適なメトキシ官能性ポリシロキサンとしては：ＤＣ−３０７４およびＤＣ−３０３７（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐ．（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）；ＧＥ ＳＲ１９１およびＳＹ−５５０（Ｗａｃｋｅｒ（所在地はＡｄｒｉａｎ，ＭＩ）から市販）が挙げられ得る。シラノール官能性ポリシロキサンとしては、限定されないが、Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇのＤＣ８４０、Ｚ６０１８、Ｑ１−２５３０および６−２２３０中間体が挙げられる。種々の実施形態によれば、コーティング組成物は２０％〜８０重量％のポリシロキサンを含み得る。他の実施形態では、コーティング組成物は１５％〜６５重量％のポリシロキサンを含み得る。一実施形態では、コーティング組成物はおよそ３１重量％のポリシロキサンを含み得る。

本開示の実施形態のコーティングの形成に有用な好適なエポキシ樹脂としては、１分子あたり１つより多くの、一部の特定の実施形態では２つの１，２−エポキシ基を含む非芳香族エポキシ樹脂が挙げられ得る。本明細書で用いる場合、用語「エポキシド樹脂」および「エポキシ樹脂」は、互換的に用いている。特別な実施形態では、エポキシド樹脂は固形ではなく液状であり得、１００〜５，０００、他の実施形態では１００〜２，０００の範囲、さらに他の実施形態では１００〜５００のエポキシド換算重量を有し得、約２の反応性を有する。

一部の特定の実施形態では、エポキシド樹脂は、非芳香族水素化シクロヘキサンジメタノールおよび水素化ビスフェノールＡ型エポキシド樹脂のジグリシジルエーテル、例えば、Ｅｐｏｎｅｘ １５１０、およびＥｐｏｎｅｘ １５１３（水素化ビスフェノールＡ−エピクロロヒドリンエポキシ樹脂）（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から市販）；Ｓａｎｔｏｌｉｎｋ ＬＳＥ−１２０（Ｍｏｎｓａｎｔｏ（Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＭＡ）から市販）；Ｅｐｏｄｉｌ ７５７（シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル）（Ｐａｃｉｆｉｃ Ａｎｃｈｏｒ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）；Ａｒａｌｄｉｔｅ ＸＵＧＹ３５８およびＰＹ３２７（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ（Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，ＮＹ）から市販）；Ｅｐｉｒｅｚ ５０５（Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ（Ｌｏｕｓｉｖｉｌｌｅ，ＫＹ）から市販）；Ａｒｏｆｌｉｎｔ ３９３および６０７（Ｒｅｉｃｈｏｌｄ（Ｐｅｎｓａｃｏｌａ，ＦＬ）から市販）；ならびにＥＲＬ４２２１（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）から市販）であり得る。他の好適な非芳香族エポキシ樹脂としては、ＥＰ−４０８０Ｅ（脂環式エポキシ樹脂）（Ａｄｅｋａ（日本）から市販）；ＤＥＲ ７３２およびＤＥＲ ７３６が挙げられ得る。特定の実施形態では、エポキシ樹脂はＥＰ−４０８０Ｅであり得る。かかる非芳香族水素化エポキシド樹脂は、その約２という限定的な反応性のため所望され得、線状エポキシポリマーの形成を促進させ、架橋エポキシポリマーの形成を抑制する。特定の解釈に限定されることを意図しないが、硬化剤をエポキシド樹脂に添加することにより形成されて生成する線状エポキシポリマーが、少なくとも一部において、この組成物の耐候性の向上を担い得ると考えられる。

種々の実施形態によれば、コーティング組成物は２０％〜８０重量％のエポキシド樹脂、他の実施形態では１５％〜４５重量％のエポキシド樹脂を含み得る。一実施形態によれば、コーティング組成物は約２６重量％の非芳香族エポキシド樹脂を含み得る。

種々の実施形態のコーティング組成物には硬化系が含まれている。一部の特定の実施形態によれば、硬化系は、１つまたは複数のアルコキシ官能性アミノシランのブレンドを含み得る。他の実施形態では、硬化系は、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンドを含み得、ここで、ブレンドは１０重量％〜２５重量％のアルコキシ含有量を有する。一部の特定の実施形態では、アルコキシ官能性アミノシランを含むブレンドまたは少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含むブレンドは、２．０〜２．８の範囲の平均アルコキシ官能基数を有し得る。他の実施形態では、アルコキシ官能性アミノシランのブレンドまたは少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含むブレンドは、２．２〜２．８の範囲の平均アルコキシ官能基数を有し得る。特定の実施形態では、硬化系によりコーティング組成物の５％〜４０重量％、他の実施形態ではコーティング組成物の１０％〜３０重量％が構成され得る。一実施形態によれば、硬化系によりコーティング組成物の約１４重量％が構成され得る。一部の特定の実施形態では、硬化系は、コーティング組成物においてアミン当量対エポキシド当量の比が０．７：１．０〜１．３：１．０となり、他の実施形態では、その比が０．９５：１．００〜１．０５：１．００となるのに十分な量で添加される。

一実施形態では、アルコキシ官能性アミノシランのブレンドは少なくとも１つのジアルコキシ官能性アミノシランを含み得、ブレンドが約２．０の平均アルコキシ官能基数を有する。このような実施形態によれば、少なくとも１つのジアルコキシ官能性アミノシランは構造：

を有し得る。このジアルコキシ官能性アミノシランの構造によれば、Ｒ_５は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルおよびシクロアルキル原子団からなる群より独立して選択される二官能性の有機原子団であり得、アルキル、アリール、シクロアルキルおよびアルコキシ基の各々は６個までの炭素原子を含み、各Ｒ_６およびＲ_７は独立して、アルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルコキシアルキル基から選択され得、ここで、Ｒ_６およびＲ_７基のアルキル、アリール、シクロアルキルおよびアルコキシ基の各々は６個までの炭素原子を含む。特定の実施形態によれば、各Ｒ_６およびＲ_７基は独立して（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基から選択され得、各Ｒ_５は独立して、（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基および（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキルアミノ（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基から選択される。例えば、好適なジアルコキシ官能性アミノシランとしては、アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノプロピルエチルジメトキシシラン、アミノプロピルエチルジエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノイソブチル−メチルジメトキシシラン、およびアミノネオヘキシルメチルジメトキシシランが挙げられ得る。好適な市販のジアルコキシ官能性アミノシランの例としては、ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ（登録商標）１５０５（８１．５７のアミン換算重量を有するアミノプロピルメチルジメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．（ＵＳＡ）から市販））およびＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−２６３９（１０２．７のアミン換算重量を有するアミノネオヘキシルメチルジメトキシシラン（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販））、およびＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−２１２０（Ｎ−ベータ−（アミノエチル）−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン）が挙げられる。

他の実施形態によれば、硬化系は、少なくとも１つのジアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランのブレンドを含み得る。このような実施形態によれば、硬化系ブレンドは、２．２〜２．８、一部の特定の実施形態では２．２８〜２．７３の範囲の平均アルコキシ官能基数を有し得る。本明細書に記載の種々の実施形態における使用のための好適なジアルコキシ官能性アミノシランは構造：

を有し得、本明細書に記載の種々の実施形態における使用のための好適なトリアルコキシ官能性アミノシランは構造：

を有し得る。このジアルコキシ官能性アミノシランおよびトリアルコキシ官能性アミノシランの構造によれば、Ｒ_５は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルおよびシクロアルキル原子団からなる群より独立して選択される二官能性の有機原子団であり得、アルキル、アリール、シクロアルキルおよびアルコキシ基の各々は６個までの炭素原子を含み、各Ｒ_６およびＲ_７は独立して、アルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルコキシアルキル基から選択され得、ここで、Ｒ_６およびＲ_７基のアルキル、アリール、シクロアルキルおよびアルコキシ基の各々は６個までの炭素原子を含む。特定の実施形態によれば、各Ｒ_６およびＲ_７基は独立して（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基から選択され得、各Ｒ_５は独立して、（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基および（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキルアミノ（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基から選択される。好適なジアルコキシ官能性アミノシランは本明細書に記載する。好適なトリアルコキシ官能性アミノシランとしては、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エトキシシラン、アミノプロピルトリプロポキシシラン、アミノネオヘキシルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピル（ｐｒｏｐｙ）トリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン、３−（３−アミノフェノキシ）プロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノメチルフェニルトリメトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピル−トリス−２−エチルヘキソキシシラン、Ｎ−アミノヘキシルアミノプロピルトリメトキシシラン、およびトリスアミノプロピルトリスメトキシエトキシシランが挙げられ得る。好適な市販のジアルコキシ官能性アミノシランの例としては、ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１１００（８９．７のアミン換算重量を有するアミノプロピルトリメトキシシラン）、ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１１１０（１１１のアミン換算重量を有するアミノプロピルトリエトキシシラン）、ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１１２０（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）、およびＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１６３７（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）が挙げられる。他の好適なトリアルコキシ官能性アミノシランとしては、米国特許第７，４５９，５１５号の第１０欄、３８〜６５行目（引用により本明細書に組み込まれる）に示されたものが挙げられる。

硬化系が少なくとも１つのジアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランのブレンドを含む実施形態によれば、アミノシランを、所望の平均アルコキシ官能基数が得られる比率で一緒に混合する。少なくとも１つのジアルコキシ官能性アミノシランは２．０の平均アルコキシ官能基数を有し、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランは３．０の平均アルコキシ官能基数を有し、アルコキシアミノシランのブレンドは、２．２〜２．８の範囲の平均アルコキシ官能基数を有する。例えば、ブレンドは、ブレンドのアミノシランの総重量に対して２０％〜８０重量％のジアルコキシ官能性アミノシランおよび８０％〜２０重量％のトリアルコキシ官能性アミノシランを含み得る。他の実施形態では、ブレンドは、ブレンドのアミノシランの総重量に対して２７％〜７３重量％のジアルコキシ官能性アミノシランおよび７２％〜２８重量％のトリアルコキシ官能性アミノシランを含み得る。

他の実施形態では、硬化系は、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含み得る。このような実施形態の硬化系によれば、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランは本明細書に示したような構造を有し得る。アミノ官能性ポリシロキサン樹脂は一般構造

を有し得る。このアミノ官能性ポリシロキサン樹脂の構造によれば、各Ｒ_８は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルおよびシクロアルキル原子団からなる群より独立して選択される二官能性の有機原子団であり得、各Ｒ_９は独立して、アリール、フェニル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ、および−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２からなる群より選択され得る。ポリシロキサンは、ブレンドが１１２〜２５０の範囲のアミン換算重量を有するようにｍが選択された構造を有し得る。種々の実施形態において、硬化系は、１０％から２５重量％のアルコキシ含有量（アルコキシｗｔ％）を有することになる。一部の特定の実施形態では、硬化系ブレンドは２．２〜２．８、一部の特定の実施形態では２．２６〜２．７８の範囲の平均アルコキシ官能部を有し得る。特定の実施形態では、Ｒ_９は、フェニル、メチル、メトキシ、−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２基およびその任意の混合物から選択され得る。特定の実施形態では、アミノ官能性ポリシロキサン樹脂はＲ_９にメチル、フェニルおよび−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２基の置換を含み得る。例えば、一実施形態によれば、アミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、２３０〜２５５グラム／ＮＨのアミン換算重量を有するアミノ官能性メチルフェニルシリコーン樹脂であるＳＩＬＲＥＳ（登録商標）ＨＰ２０００（Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｄｒｉａｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販）であり得る。特定の実施形態では、アミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、２５０〜２７０グラム／ＮＨのアミン当量を有する軟質アミノ官能性フェニルメチルシリコーン樹脂（ＣＡＳ Ｎｏ．１２４２６１９−２３−３）であるＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）３０５５樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐ．（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販）であり得る。また、Ｒ_９にメチル置換およびフェニル置換を有する他の市販または専売のアミノ官能性ポリシロキサン樹脂も硬化系の種々の実施形態に適し得る。一部の特定の実施形態では、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランとアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含む硬化系は、１５％〜８５重量％のトリアルコキシ官能性アミノシランおよび８５％〜１５％のアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含み得る。特定の実施形態では、硬化系は、７０％〜８５％のトリアルコキシ官能性アミノシランおよび１５％〜３０％のアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含み得る。

一部の特定の実施形態では、少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、式中の各Ｒ_９には独立して、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル基、フェニル基、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ基および−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２が包含され得る構造を有し得る。特定の実施形態では、少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、式中のＲ_９が７０％より多くのフェニル基の置換、３０％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル基の置換および２．０％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ基の置換ならびに、特定の実施形態では０．５％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ基の置換を含む構造を有し得る。特別な実施形態では、少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂はアミノ官能性フェニルメチルポリシロキサン樹脂、例えば限定されないが、ＳＩＬＲＥＳ（登録商標）ＨＰ２０００またはＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）３０５５であり得る。特定の実施形態では、後者の少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂は２３０〜２８０ｇ／ＮＨ、他の実施形態では２４０〜２８０ｇ／ＮＨ、さらには２５０〜２７０ｇ／ＮＨのアミン換算重量を有し得る。

特定の実施形態の硬化系には、さらに硬化促進剤が含まれ得る。硬化促進剤は、１つまたは複数の金属を含む有機金属触媒の形態の金属触媒であり得る。少なくとも１つの有機金属触媒を含む硬化促進剤は、広い温度範囲においてコーティング組成物を保護膜コーティングにする硬化速度をさらに加速させる目的のために有用であり得る。コーティング組成物の周囲温度での硬化が必要とされる一部の特定の使用では、有機金属触媒の硬化促進剤により周囲温度での硬化速度の加速がもたらされ得る。好適な硬化促進剤としては、亜鉛、マンガン、ジルコニウム、チタン、コバルト、鉄、鉛、ビスマスまたはスズから選択される金属を含み、式

を有する少なくとも１つの金属触媒が挙げられ得る。式中、「Ｍｅ」は金属であり、Ｒ_１０およびＲ_１１は独立して、アシル基、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基から選択され得、アシル、アルキル、アリールおよびアルコキシ基は各々、１２個までの炭素原子を有し得る。Ｒ_１２およびＲ_１３は、Ｒ_１０およびＲ_１１について示した基から、または無機原子、例えば、ハロゲン、イオウもしくは酸素から選択され得る。特定の実施形態では、Ｒ_１０、Ｒ_１１、Ｒ_１２およびＲ_１３基は、ブチル、酢酸基、ラウリン酸基、オクタン酸基、ネオデカン酸基またはナフタン酸基から選択され得る。特定の実施形態では、硬化促進剤は、有機金属スズ触媒またはチタン触媒、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジアセチルジアセトネート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、またはオルガノチタネートなどであり得る。一部の特定の実施形態では、硬化系は、硬化系の総重量に対して１０重量％までの硬化促進剤、他の実施形態では０．０２％〜７重量％の硬化促進剤を含み得る。

本開示のエポキシポリシロキサンコーティング組成物において、樹脂成分に対する硬化系の割合は広い範囲にわたって種々であり得る。コーティング組成物は、本明細書に記載の一実施形態によれば、２０％〜８０重量％のポリシロキサン、２０％〜８０重量％の非芳香族エポキシ樹脂および５％〜４０重量％の硬化系を含み得る。

特定の実施形態では、本開示のコーティング組成物には、さらに軟質エポキシ樹脂、例えば、ヒマシ油のグリシジルエーテルを主体とする軟質樹脂ＣＡＳ Ｎｏ．７４３９８−７１−３が含まれ得る。例えば、一部の特定の実施形態では、軟質エポキシ樹脂は、２００〜１，０００のエポキシド当量を有するヒマシ油のグリシジルエーテルであり得る。好適なヒマシ油のグリシジルエーテルの例としては、限定されないが、２００〜５００のエポキシド当量を有するヒマシ油ポリグリシジルエーテルであるＨｅｌｏｘｙ（商標）５０５（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から市販）ならびにＣＡＳ Ｎｏ．７４３９８−７１−３の他の市販のヒマシ油ポリグリシジルエーテルが挙げられる。他の好適な軟質エポキシ樹脂としては、Ｅｒｉｓｙｓ ＧＥ−２２ シクロヘキサンジメタノールのジグリシジルエーテル、Ｅｒｉｓｙｓ ＧＥ−３６ ポリオキシプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、Ｅｒｉｓｙｓ ＧＥ−６０ ソルビトールグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓラインのジグリシジルエーテルはＣＶＣ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｍｏｏｒｅｓｔｏｗｎ，ＮＪ）から市販されている）およびＣｏａｔＯＳｉｌ^＊ ２８１０ ジ−エポキシ官能性ポリジメチルシロキサン（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から市販）が挙げられ得る。軟質エポキシ樹脂はコーティング組成物に含められ得、その場合、コーティング組成物には１５重量％までの軟質エポキシ樹脂が含められる。他の実施形態では、コーティング組成物は２％〜１５重量％の軟質エポキシ樹脂、またはさらには５％〜１５重量％の軟質エポキシ樹脂を含み得る。

一部の特定の実施形態によれば、コーティング組成物には任意選択で、１つまたはスク数のオルガノオキシシランが含められ得る。一部の特定の実施形態で使用される任意選択のオルガノオキシシランに関して、オルガノオキシシランは、一般式：

を有し得る。式中、Ｒ_１０は、６個までの炭素原子を含むアルキルもしくはシクロアルキル基または１０個までの炭素原子を含むアリール基から選択され得る。Ｒ_１１は独立して、６個までの炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルキル（ａｌｋｙ）オキシアルキル基 から選択される。一実施形態では、Ｒ_１１には、例えば、オルガノオキシシランの急速な加水分解（この反応は加水分解のアルコール類似体生成物の気化によって駆動され得る）を助長するために６個までの炭素原子を有する基が包含され得る。限定されることを意図しないが、６個より多くの炭素原子を有するＲ_１１基では、各アルコール類似体の比較的低い揮発性のため、オルガノオキシシランの加水分解が障害されることがあり得ると考えられる。オルガノオキシシランを含む特定の実施形態では、シランはトリアルコキシシラン、例えば、Ｕｎｉｏｎ ＣａｒｂｉｄｅのＡ−１６３（メチルトリメトキシシラン）、Ａ−１６２およびＡ−１３７ならびにＤｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇのＺ６０７０およびＺ６１２４であり得る。オルガノオキシシランを含み得る実施形態によれば、コーティング組成物は１％〜１０重量％のオルガノオキシシランを含み得る。一実施形態では、コーティング組成物は任意選択で、０．１％〜１０重量％のオルガノオキシシランまたはさらには０．７％〜５重量％のオルガノオキシシランを含み得る。

種々の実施形態によれば、コーティング組成物に１つまたは複数の他の成分、例えば限定されないが、モノ−およびジ−エポキシド、腐食防止剤、水分捕捉剤、顔料、骨材、レオロジー調整剤、可塑剤、消泡剤、接着促進剤、懸濁剤、チキソトロープ剤、触媒、顔料湿潤剤、ビチューメン系およびアスファルト系体質顔料、沈降防止剤、希釈剤、ＵＶ光安定剤、脱気剤、分散助剤、溶媒、界面活性剤、またはその任意の混合物などを含めてもよい。樹脂コーティング組成物の技術分野の当業者であれば、本明細書に記載の開示内容の種々の実施形態の範囲内で、他の一般的な成分がコーティング組成物に組み込まれ得ることが理解され得よう。特定の実施形態では、エポキシポリシロキサンコーティング組成物には１０重量％までのかかる成分が含まれ得る。

一部の特定の実施形態では、コーティング組成物には、さらに１つまたは複数の腐食防止剤が含められ得る。好適な腐食防止剤の例としては、限定されないが、リン酸亜鉛系腐食防止剤、例えば、微粉化ＨＡＬＯＸ（登録商標）ＳＺＰ−３９１、ＨＡＬＯＸ（登録商標）４３０ リン酸カルシウム、ＨＡＬＯＸ（登録商標）ＺＰ リン酸亜鉛、ＨＡＬＯＸ（登録商標）ＳＷ−１１１ リンケイ酸ストロンチウム、ＨＡＬＯＸ（登録商標）７２０ 混合型金属ホスホル−カーボネート、ならびにＨＡＬＯＸ（登録商標）５５０および６５０ 専売有機系腐食防止剤（Ｈａｌｏｘ（Ｈａｍｍｏｎｄ，ＩＮ）から市販）が挙げられる。他の好適な腐食防止剤としては、ＨＥＵＣＯＰＨＯＳ（登録商標）ＺＰＡ 亜鉛アルミニウムリン酸塩およびＨＥＵＣＯＰＨＯＳ（登録商標）ＺＭＰ 亜鉛モリブデンリン酸塩（Ｈｅｕｃｏｔｅｃｈ Ｌｔｄ（Ｆａｉｒｌｅｓｓ Ｈｉｌｌｓ，ＰＡ）から市販）が挙げられ得る。腐食防止剤はコーティング組成物中に１％〜７重量％の量で含められ得る。種々の実施形態のコーティング組成物には、さらに１つまたは複数の光安定剤、例えば、液状ヒンダードアミン系光安定剤（「ＨＡＬＳ」）またはＵＶ光安定剤が含められ得る。好適なＨＡＬＳの例としては、例えば、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）ＨＡＬＳ化合物、例えば、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）２９２、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１２３、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）６２２、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）７８３、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）７７０（ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販）が挙げられる。好適なＵＶ光安定剤の例としては、例えば、ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）光安定剤、例えば、ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）ＵＶ−１１６４Ｌ（２，４−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−６−（２−ヒドロキシ−４−イソオクチルオキシフェニル）−１，３，５−トリアジン）、（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販）ならびにＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１１３０およびＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）３２８（ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販）が挙げられる。１つまたは複数の光安定剤はコーティング組成物中に０．２５％〜４．０重量％の量で含められ得る。

一部の特定の実施形態のコーティング組成物のための好適な顔料は、有機または無機の着色顔料から選択され得、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、ランプブラック、酸化亜鉛、天然および合成の弁柄、鉄黄、酸化鉄粉および鉄黒、トルイジンおよびベンジジンイエロー、フタロシアニンブルーおよびグリーン、ならびにカルバゾールバイオレット、ならびに体質顔料、例えば、摩砕および結晶性シリカ、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、雲母、雲母状酸化鉄、炭酸カルシウム、亜鉛粉末、アルミニウムおよびケイ酸アルミニウム、石膏、長石などが挙げられ得る。組成物を形成するために使用され得る顔料の量は具体的な組成物の用途に応じて種々であることは理解されようし、透明な組成物が所望される場合はゼロである場合もあり得る。種々の実施形態において、エポキシポリシロキサン組成物は、５０重量パーセントまでの微細粒径の顔料および／または骨材を含み得る。一部の実施形態では、５０重量パーセントより多くの微細粒径の顔料および／または骨材成分の使用により、塗布するにはあまりにも粘性であり得る組成物が作製され得る。最終組成物中に５０％より多くの顔料または骨材を有することが望ましい一部の特定の組成物、例えば、８０％までの顔料／骨材を含み得る乾燥膜またはフローリング用組成物中に９０％までの亜鉛を含む亜鉛高含有プライマーでは、顔料または骨材は第３成分として別個にパッケージングされ得る。具体的な最終用途にもよるが、一部の特定の実施形態のコーティング組成物は２０％〜３５重量％の微細粒径の骨材および／または顔料を含み得る。

顔料および／または骨材成分は、典型的には樹脂成分のエポキシ樹脂部分に、例えば、Ｃｏｗｌｅｓミキサーを用いて少なくとも３のＨｅｇｍａｎ摩砕度まで分散させることにより添加され得るか、あるいはまた、ボールミル処理またはサンドミル処理で同じ摩砕度にした後、ポリシロキサン成分を添加してもよい。一部の特定の実施形態では、微細粒径の顔料または骨材および分散または３ Ｈｅｇｍａｎ摩砕度までのミリングの選択により、混合樹脂および硬化成分の慣用的なエア、エアアシストエアレス、エアレス静電塗装機器での微粒化が可能になり、塗布後、平滑で均一な表面外観がもたらされ得る。

本開示の種々の実施形態のエポキシ−ポリシロキサン組成物は、慣用的なエア、エアレス、エアアシストエアレス静電塗装機器、刷毛またはローラーでの塗布のために配合され得る。一部の特定の実施形態の組成物は、スチール、めっき、アルミニウム、コンクリートおよび他の基材の保護コーティングとして、２５マイクロメートル〜２ミリメートルの範囲の乾燥膜厚で使用され得る。したがって、本開示の組成物の形成に有用な顔料または骨材成分は、例えば限定されないが、少なくとも９０重量％が３２５メッシュＵ．Ｓ．シーブサイズより大きいものである微細粒径の材料から選択され得る。

種々の実施形態において、本発明のコーティング組成物に水を含めてもよく、水は、ポリシロキサンの加水分解とその後のシラノールの縮合の両方がもたらされるのに十分な量で存在させ得る。水の非限定的な供給源としては、大気中の湿気および顔料または骨材材料に吸着された水分が挙げられ得る。例えば、周囲条件（乾燥環境でのコーティング組成物およびフローリング用組成物の使用など）に応じて硬化を加速させるために、さらなる水を添加してもよい。一部の特定の実施形態のエポキシ−ポリシロキサン組成物には、加水分解を助長させるために化学量論量までの水が含まれ得る。水の添加なしで調製される組成物には、加水分解反応および縮合反応に必要とされる量の水分が含まれていない場合があり得、したがって、紫外、腐食および化学薬品に対する抵抗性の度合いが不十分な組成物生成物がもたらされ得る。約２重量パーセントより多くの水を用いて調製される組成物は加水分解され、重合して、塗布前に望ましくないゲルが形成される傾向になる。特定の実施形態では、エポキシ−ポリシロキサン組成物はおよそ１重量％の水を用いて調製され得る。

所望により、水をエポキシ−ポリシロキサン樹脂に添加してもよい。水の他の供給源としては、エポキシド樹脂、硬化系、希釈溶媒または他の成分中に存在する微量のものが挙げられ得る。その供給源に関係なく、使用される水の総量は、加水分解反応を助長させるのに必要とされる化学量論量であるのがよい。化学量論量を超える水は、過剰の水が作用して最終の硬化組成物生成物の表面光沢が低下する場合があり得るため望ましくない場合があり得る。

特定の実施形態によれば、本開示により、水、一般式Ｉ

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２およびｎは本明細書に記載したとおりである）を有する２０％〜８０重量％のポリシロキサン、１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００である２０％〜８０重量％の非芳香族エポキシド樹脂、オクタン酸塩、ドデカン酸塩またはナフタン酸塩の形態のスズ有機金属触媒を含む１５重量％までの硬化促進剤、ヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００のエポキシド換算重量を有する１５重量％までの軟質エポキシ樹脂、および少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンドを含む５％〜４０重量％の硬化系を含むエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物であって、ブレンドは２．０〜２．８の範囲の平均アルコキシ官能基数を有し、コーティング組成物においてアミン当量対エポキシド当量の比が０．７：１．０〜１．３：１．０となるのに十分な量で添加され、合わせたコーティング組成物を反応させると架橋エポキシポリシロキサンポリマー構造が形成される、エポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物を提供する。このような実施形態によれば、トリアルコキシ官能性アミノシランは、構造

を有し得、式中、各Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は独立して本明細書に記載のとおりであり、アミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、構造

を有し得、式中、各Ｒ_８は本明細書に記載の構造から選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_９は独立して、アリール、フェニル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシおよび−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２から選択され、ｍは、ブレンドが１１２〜２５０ｇ／ＮＨのアミン換算重量を有するものとなるように選択される。特定の実施形態では、少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂は、本明細書に記載のようなアミノ官能性フェニルメチルポリシロキサン樹脂であり得る。

本開示の種々の実施形態によるエポキシ−ポリシロキサン組成物は、一般的に粘度が低く、溶媒の添加なしでスプレー塗布することができる。しかしながら、一部の特定の実施形態では、微粒化および静電塗装機器での塗布を改善するため、あるいは刷毛、ローラーまたは標準的なエアおよびエアレススプレー機器で塗布したときの流動、レベリングおよび／または外観を改善するために有機溶媒が添加され得る。この目的のために有用な例示的な溶媒としては、限定されないが、エステル、エーテル、アルコール、ケトン、グリコールなどが挙げられる。一部の特定の実施形態では、本開示の組成物に添加される溶媒の量は、米国大気浄化法の下での政府規制により、組成物１リットルあたりおよそ４２０グラムの溶媒に制限され得る。

本開示の一部の特定の実施形態のエポキシ−ポリシロキサン組成物は２液系として、例えば耐湿性容器内に供給され得る。第１のパッケージにはエポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、所望により顔料および／または骨材成分、添加剤および／または溶媒（あれば）が内包され得る。第２のパッケージにはジアルコキシアミノシラン、トリアルコキシアミノシラン、アミノ官能性ポリシロキサンのうちの１つまたは複数を含む硬化系、および／または任意選択で、触媒または促進剤が内包され得る。本開示の一部の特定の実施形態のコーティング組成物を３液系として供給してもよく、この場合、例えば、フローリング／コンクリート保護配合物または亜鉛高含有プライマーコーティングのための顔料および／または骨材が別個のパッケージに供給される。

本開示によるエポキシ−ポリシロキサン組成物は、塗布すると−６℃〜５０℃の範囲の周囲温度条件で十分に硬化し得る。−１８℃より下の温度では硬化が低速化し得る。しかしながら、本開示の種々の実施形態のコーティング組成物は、４０℃〜１２０℃までの焼成温度または硬化温度下で塗布されてもよい。

なんら特定の理論に拘束されることを望まないが、本明細書に記載の実施形態のエポキシ−ポリシロキサンコーティング組成物は：（１）エポキシ樹脂と硬化系の反応によりエポキシポリマー鎖が形成されること；（２）ポリシロキサン成分の加水分解性縮重合によりアルコールとポリシロキサンポリマーが生成すること；および（３）エポキシポリマー鎖とポリシロキサンポリマーの共重合により、十分に硬化したエポキシ−ポリシロキサンポリマー組成物が形成されることによって硬化されると考えられる。アミノシランまたはアミノ官能性ポリシロキサンを用いて硬化系を構成する場合、アミノシランまたはアミノ官能性ポリシロキサンのアミン部分がエポキシ−アミン付加反応を受け、アミノシランまたはアミノ官能性ポリシロキサンのシラン部分がポリシロキサンとの加水分解性縮重合を受ける。硬化した形態では、エポキシ−ポリシロキサンコーティング組成物は、連続ポリシロキサンポリマー鎖により架橋され、それにより非相互貫入ポリマー網目（ＩＰＮ）の化学構造（これは、慣用的なエポキシ系と比べてかなりの利点を有する）が形成された、均一に分散した線状エポキシ鎖断片の配列として存在し得る。

本開示の種々の実施形態のエポキシポリシロキサンコーティング組成物の調製において、樹脂成分に対する硬化性組成物の割合は広い範囲にわたって種々であり得る。一般に、エポキシ樹脂は十分な硬化系を用いて硬化させ得、この場合、アミン水素はエポキシ樹脂のエポキシド基と反応してエポキシ鎖ポリマーが形成され、ポリシロキサンと反応してポリシロキサンポリマーが形成され、エポキシ鎖ポリマーとポリシロキサンポリマーが共重合して硬化した架橋エポキシポリシロキサンポリマー組成物が形成され得る。一部の特定の実施形態では、エポキシ樹脂成分は、１．０のエポキシド換算重量に対して０．７〜１．３のアミン換算重量が得られるような十分な硬化系を用いて硬化させ得る。他の実施形態では、エポキシ樹脂成分は、１．０のエポキシド換算重量に対して０．９５〜１．０５アミン換算重量が得られるような十分な硬化系を用いて硬化させ得る。

２成分系または３成分系の成分を合わせる場合、硬化系のシラン部分がポリシロキサン成分と縮合し、エポキシ樹脂が、ポリシロキサンから懸垂しているアミノ基との反応による鎖延長を受け、十分に硬化したエポキシ−ポリシロキサンポリマー組成物が形成されると考えられる。かかる反応では、エポキシ樹脂が、ポリシロキサンの有益な特長を減弱させることなく組成物の架橋密度を上げる架橋向上剤としての機能を果たすと考えられる。

最後に、本開示のエポキシ−ポリシロキサン組成物の化学的および物理的特性は、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、硬化系および他の任意選択の成分、例えば顔料または骨材成分の賢明な選択によって影響され得る。本明細書に記載の成分を合わせることにより調製され得る種々の実施形態のエポキシ−ポリシロキサンコーティング組成物は、苛性に対する改善された抵抗性を示し、耐候性、耐食性、可撓性であり、無限の重塗り適合性が可能であり、慣用的なエポキシ−ポリシロキサンコーティング組成物よりも良好な耐摩耗性をもたらす。本開示のエポキシ−ポリシロキサンコーティング組成物は、化学薬品による腐食および耐候性において予期しない驚くべき改善、ならびに高い伸長性および圧縮強度、可撓性ならびに優れた耐衝撃性および耐摩耗性を示し得る。

また、本開示の一部の特定の実施形態には、本明細書に記載の一実施形態によるコーティング組成物で被覆された少なくとも１つの表面を有する基材を備えた被覆基材が包含され得る。本開示のコーティング組成物は所望の基材の表面に、表面を耐候条件、衝撃、ならびに腐食および／または化学薬品（１つもしくは複数種）への曝露から保護するために塗布され得る。本明細書に記載のコーティング組成物を用いて処理され得る実例の基材としては、限定されないが、木材、プラスチック、コンクリート、ガラス質表面、および金属表面が挙げられる。本明細書に記載の実施形態によるコーティング組成物は、所望の目的を達成するために、基材の表面自体の上面に直接配設されるか、または１つまたは複数の事前コーティングもしくは他の下塗りコーティング（例えば、基材の表面上に配設される無機もしくは有機プライマーコーティング）上に配設されるかのいずれかのトップコーティングとしても有用であり得る。

本開示の諸実施形態により、基材の表面を化学薬品（１つまたは複数種）、腐食および耐候条件のうちの１つまたは複数の望ましくない結果から、基材（例えば、本明細書に記載の基材）の少なくとも１つの表面を、樹脂成分を形成する工程、樹脂成分に硬化系を添加し、十分に硬化したエポキシ変性ポリシロキサンコーティング組成物を形成する工程、およびコーティング組成物が十分に硬化した状態になる前に、コーティング組成物を保護対象の基材の少なくとも１つの表面に塗布する工程を含む方法によって調製されるコーティング組成物でコーティングする工程により保護する方法を提供する。樹脂成分は、水、式Ｉを有するポリシロキサン、および１分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００の範囲である非芳香族エポキシド樹脂を合わせることにより形成され得る。硬化系は本明細書に記載のとおりであり得、一実施形態では、少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンドおよび任意選択で少なくとも１つの金属触媒を含む硬化促進剤を含み得、ここで、ブレンドは２．２〜２．８の範囲の平均アルコキシ官能基数を有する。種々の実施形態において、硬化系のブレンドは１１２〜２５０ｇ／ＮＨの範囲のアミン換算重量を有し得る。一部の特定の実施形態では、樹脂成分には、さらに、ヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００の範囲のエポキシド換算重量を有する軟質エポキシ樹脂が含まれ得る。

本明細書に記載の種々の実施形態のコーティング組成物は、処理対象の表面に慣用的な手法、例えば吹き付けまたは刷毛塗りなどによって塗布され得、通常、塗布されると５０〜２５０マイクロメートルの厚さ、一部の実施形態では１．５ミリメートルまでの厚さの膜になる。必要であれば、コーティング組成物の多数の層を保護対象の表面に塗布してもよい。例えば、木製基材での使用のためには（例えば、家具業界）、コーティングは、下層の表面に対して所望の度合いの保護をもたらすために７５〜１２５マイクロメートルの乾燥膜厚で塗布され得る。他の表面構造には、所望のレベルの保護がもたらされるように適切な厚さのコーティングが塗布され得る。コーティング組成物は、基材の少なくとも１つの表面に塗布したら、十分に硬化するまで周囲温度で硬化させてもよく、あるいはまた、高温（周囲温度から１５０℃〜２００℃まで）で、例えば、被覆基材を乾燥炉または硬化炉内に入れることにより硬化させてもよい。基材は炉から、コーティング組成物の完全硬化後に取り出してもよく、コーティング組成物の部分硬化後に取り出し、その後、完全な硬化が得られるまでコーティング組成物の基材上での硬化を周囲温度で継続してもよい。

本開示の種々の実施形態のこれらおよび他の特長は、以下の実施例を検討すると、より明らかとなろう。以下の実施例に記載する本開示の種々の実施形態は、その詳細事項に本発明を限定するものであると解釈されるべきでない。実施例中、ならびに本明細書全体を通して、特に記載のない限り、部およびパーセンテージはすべて重量基準である。

以下の実施例に、コーティング目的に使用されるコーティング組成物の種々の実施形態の調製を記載する。

この実施例では、本開示による例示的なエポキシシロキサンコーティング系を配合し、耐候性、耐久性、耐食性および耐薬品性について試験し、比較コーティング系と比較する。
実施例１−樹脂成分配合物Ａの調製

配合物の樹脂成分を以下のようにして調製した。脂環式エポキシ樹脂（Ａｄｅｋａ ＥＰ−４０８０Ｅ，２５６．３ｇ，株式会社アデカ（東京，日本）から市販）を１リットル容ステンレス鋼混合槽内に量り入れ、Ｃｏｗｌｅｓブレードを取り付けたＨｏｃｋｍｅｙｅｒミキサー下に置いた。界面活性剤（ＲＨＯＤＡＦＡＣ（登録商標）ＲＥ ６１０，４．２ｇ，Ｓｏｌｖａｙ，Ｒｈｏｄｉａ Ｇｒｏｕｐ（Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，ＮＪ）から市販）と消泡剤（Ｆｏａｍｔｒｏｌ，４．４ｇ，Ｍｕｎｚｉｎｇ ＮＡ（Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ）から市販）を混合槽に低速混合下で添加した後、チキソトロープ剤（ＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣ（登録商標）ｅｘｔｒａ，１６．３ｇ，Ｐａｌｍｅｒ Ｈｏｌｌａｎｄ Ｉｎｃ．（Ｎｏｒｔｈ Ｏｌｍｓｔｅｄ，ＯＨ）から市販）を添加した。次いでこのバッチを、混合物の温度を７１℃（１６０°Ｆ）までにしながら高速で分散させた。この条件を３０分間保持した。次いで、このバッチを低速撹拌下で４９℃（１２０°Ｆ）まで冷却した。凝集が回避されるのに十分な割合の二酸化チタン（ＴＩＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴＲ６０，４０１．８ｇ，Ｈｕｎｔｓｍａｎ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）から市販）。ＴｉＯ_２の添加後、バッチを高速で２０分間、Ｈｅｇｍａｎ摩砕度６が得られるまで混合した。残りの成分、例えば、腐食防止剤（ＨＡＬＯＸ（登録商標）ＳＺＰ−３９１ ＪＭ，５５．５ｇ，Ｈａｌｏｘ（Ｈａｍｍｏｎｄ，ＩＮ）から市販）；シリコーン樹脂（ＤＣ−３０７４，３８４．８ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）；軟質エポキシ樹脂（ＨＥＬＯＸＹ（商標）５０５，７１．６ｇ，Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から市販）；ＨＡＬＳ光安定剤（ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）２９２，４０．０ｇ，ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販）；ならびにシリコーン添加剤ＢＹＫ−３０７（３．９ｇ）およびＢＹＫ−３６１Ｎ（６．０ｇ）（ＢＹＫ（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）から市販）を次いで混合物に添加し、バッチを均一になるまで混合し、次いで、保存用の１クォート缶に樹脂成分Ａとして注入した。成分および重量を表１に示す。
実施例２−樹脂成分配合物Ｂの調製

配合物の樹脂成分を以下のようにして調製した。脂環式エポキシ樹脂（Ａｄｅｋａ ＥＰ−４０８０Ｅ，５７０．３ｇ，株式会社アデカ（東京，日本）から市販）を１リットル容ステンレス鋼混合槽内に量り入れ、Ｃｏｗｌｅｓブレードを取り付けたＨｏｃｋｍｅｙｅｒミキサー下に置いた。界面活性剤（ＲＨＯＤＡＦＡＣ（登録商標）ＲＥ ６１０，４．２ｇ，Ｓｏｌｖａｙ，Ｒｈｏｄｉａ Ｇｒｏｕｐ（Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，ＮＪ）から市販）と消泡剤（Ｆｏａｍｔｒｏｌ，４．４ｇ，Ｍｕｎｚｉｎｇ ＮＡ（Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ）から市販）を混合槽に低速混合下で添加した後、チキソトロープ剤（ＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣ（登録商標）ｅｘｔｒａ，１６．３ｇ，Ｐａｌｍｅｒ Ｈｏｌｌａｎｄ Ｉｎｃ．（Ｎｏｒｔｈ Ｏｌｍｓｔｅｄ，ＯＨ）から市販）を添加した。次いでこのバッチを、混合物の温度を７１℃（１６０°Ｆ）までにしながら高速で分散させた。この条件を３０分間保持した。次いで、このバッチを低速撹拌下で４９℃（１２０°Ｆ）まで冷却した。凝集が回避されるのに十分な割合の二酸化チタン（ＴＩＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴＲ６０，４０１．８ｇ，Ｈｕｎｔｓｍａｎ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）から市販）。ＴｉＯ_２の添加後、バッチを高速で２０分間、Ｈｅｇｍａｎ摩砕度６が得られるまで混合した。残りの成分、例えば、腐食防止剤（ＨＡＬＯＸ（登録商標）ＳＺＰ−３９１ ＪＭ，５５．５ｇ，Ｈａｌｏｘ（Ｈａｍｍｏｎｄ，ＩＮ）から市販；シリコーン樹脂（ＤＣ−３０７４，１１３．０ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）；軟質エポキシ樹脂（ＨＥＬＯＸＹ（商標） ５０５，７０．０ｇ，Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から市販）；ＨＡＬＳ光安定剤（ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）２９２，４０．０ｇ，ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販）；ならびにシリコーン添加剤ＤＣ−５７（４．１ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）およびＢＹＫ−３６１Ｎ（１１．０ｇ，ＢＹＫ（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）から市販）を次いで混合物に添加し、バッチを均一になるまで混合し、次いで、保存用の１クォート缶に樹脂成分Ｂとして注入した。成分および重量を表１に示す。
実施例３−比較樹脂成分配合物Ｃの調製

配合物の樹脂成分を以下のようにして調製した。脂環式エポキシ樹脂（Ａｄｅｋａ ＥＰ−４０８０Ｅ，３５５．４ｇ，株式会社アデカ（東京，日本）から市販）を１リットル容ステンレス鋼混合槽内に量り入れ、Ｃｏｗｌｅｓブレードを取り付けたＨｏｃｋｍｅｙｅｒミキサー下に置いた。界面活性剤（ＲＨＯＤＡＦＡＣ（登録商標）ＲＥ６１０，５．０ｇ，Ｓｏｌｖａｙ，Ｒｈｏｄｉａ Ｇｒｏｕｐ（Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，ＮＪ）から市販）と消泡剤（Ｆｏａｍｔｒｏｌ，５．３ｇ，Ｍｕｎｚｉｎｇ ＮＡ（Ｂｌｏｏｍｆｉｅｌｄ，ＮＪ）から市販）を混合槽に低速混合下で添加した後、チキソトロープ剤（ＤＩＳＰＡＲＬＯＮ（登録商標）６５００、７．７ｇ，Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｎｏｒｗａｌｋ，ＣＴ）から市販）を添加した。次いでこのバッチを、混合物の温度を７１℃（１６０°Ｆ）までにしながら高速で分散させた。この条件を３０分間保持した。次いで、このバッチを低速撹拌下で４９℃（１２０°Ｆ）まで冷却した。凝集が回避されるのに十分な割合の二酸化チタン（ＴＩＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴＲ６０，４０１．４ｇ，Ｈｕｎｔｓｍａｎ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ，ＴＸ）から市販）。ＴｉＯ_２の添加後、バッチを高速で２０分間、Ｈｅｇｍａｎ摩砕度６が得られるまで混合した。残りの成分、例えば、シリコーン樹脂（ＤＣ−３０７４，４０２．６ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）；ＨＡＬＳ光安定剤（ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）２９２，２２．９ｇ，ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販）；ならびにシリコーン添加剤ＤＣ−５７（４．１ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）およびＢＹＫ−３６１Ｎ（１１．０ｇ，ＢＹＫ（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）から市販）を次いで混合物に添加し、バッチを均一になるまで混合し、次いで、保存用の１クォート缶に比較樹脂成分Ｃとして注入した。成分および重量を表１に示す。

実施例４−硬化系の調製

この実施例では、本開示の実施形態による硬化系１、２、３ ４、５および６を比較硬化系７および８とともに調製した。各硬化系の成分および量を表２に示す。成分を１パイント容器内に量り入れ、密閉し、シェーカー上に５分間置いた。硬化系１、２、３、４、５および６ならびに比較硬化系７および８を得た。

硬化系１は、ジアルコキシ官能性アミノシラン（ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ（登録商標）１５０５，９３．２ｇ，Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ（ＵＳＡ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．０の平均アルコキシ官能部、３４．７％の平均アルコキシ重量％および８７．６ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

硬化系２は、ジアルコキシ官能性アミノシラン（ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ（登録商標）１５０５，２５．０ｇ，Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ（ＵＳＡ）から市販）およびトリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１１０，６８．２ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．７３の平均アルコキシ官能部、４４．６％の平均アルコキシ重量％および９４．３ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

硬化系３は、ジアルコキシ官能性アミノシラン（ＤＹＮＡＳＹＬＡＮ（登録商標）１５０５，６７．３ｇ，Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ Ｃｏｒｐ（ＵＳＡ）から市販）およびトリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１１０，２５．９ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．２８の平均アルコキシ官能部、４１．６％の平均アルコキシ重量％および９０．０ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

硬化系４は、トリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１１０，２３．２ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）およびアミノ官能性ポリシロキサン樹脂（ＳＩＬＲＥＳ（登録商標）ＨＰ−２０００、７０．０ｇ，Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｄｒｉａｎ，ＭＩ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．８の平均アルコキシ官能部、１６．９％の平均アルコキシ重量％および１８３．８ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

硬化系５は、トリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１１０，７３．２ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）およびアミノ官能性ポリシロキサン樹脂（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）３０５５ Ｒｅｓｉｎ，２０．０ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．７８の平均アルコキシ官能部、３７．８％の平均アルコキシ重量％および１１２．２ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

硬化系６は、トリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１１０，２４．０ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）およびアミノ官能性ポリシロキサン樹脂（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）３０５５ Ｒｅｓｉｎ，６９．２ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、２．２６の平均アルコキシ官能部、１２．３％の平均アルコキシ重量％および１６９．８ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

比較硬化系７は、アミノ官能性ポリシロキサン樹脂（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）３０５５ Ｒｅｓｉｎ，９６．０ｇ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，４．０ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、０．１未満の平均アルコキシ官能部、０．１％未満の平均アルコキシ重量％および２５５．８ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。

比較硬化系８は、トリアルコキシ官能性アミノシラン（ＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ１１００，９３．２ｇ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から市販）を金属触媒硬化促進剤（Ｔ−１，ジブチルスズジアセテート，６．８ｇ，Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から市販）と合わせることにより調製した。得られた硬化系は、３．０の平均アルコキシ官能部、５０．１％の平均アルコキシ重量％および１０９．８ｇ／ＮＨの平均アミン換算重量を有した。
実施例５−コーティング配合物

本発明の一部の特定の実施形態によるコーティング配合物を、樹脂成分（実施例１および２ならびに実施例３の比較樹脂）と硬化系（実施例４）を用いて調製した。４種類の例示的なコーティング配合物と比較コーティング配合物を以下のようにして調製した。コーティング配合物１では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系１（８．８ｇ）と合わせた。コーティング配合物２では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系２（９．４ｇ）と合わせた。コーティング配合物３では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系３（８．９ｇ）と合わせた。コーティング配合物４では、樹脂Ｂ（１００ｇ）を硬化系４（３９．３ｇ）と合わせた。比較コーティング配合物５では、樹脂Ｃ（１００ｇ）を硬化系８（１８．１ｇ）と合わせた。コーティング配合物６では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系５（１１．７ｇ）と合わせた。コーティング配合物７では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系６（１７．７ｇ）と合わせた。比較コーティング配合物８では、樹脂Ａ（１００ｇ）を硬化系７（２６．６ｇ）と合わせた。コーティング配合物は、アミン当量対エポキシ当量が以下のとおり：コーティング配合物１、２、３、４、５、６、７および８についてそれぞれ、０．９６：１．００、０．９６：１．００、０．９６：１．００、１．００：１．００、１．０３：１．００、１．００：１．００、１．００：１．００および１．００：１．００の化学量論比で混合する。樹脂成分と硬化系を容器内に量り入れ、十分混合されるまで金属スパチュラで撹拌し、コーティング組成物を得た。

得られたコーティング組成物をスチールパネル上に、ＤＥＶＩＬＢＩＳＳ（登録商標）スプレーガンを用いて噴霧し、コーティングを硬化させて硬質にした（ＡＳＴＭ Ｄ１６４０）。コーティング配合物の組成物で被覆されたパネルを伸長割合について試験した（円錐マンドレル，ＡＳＴＭ Ｄ５２２）。エポキシシロキサン配合物（６ミル）を３ミルの亜鉛高含有エポキシプライマー上に塗布し、塩水噴霧（ｓｐｒａｙ／ｆｏｇ）に対する抵抗性（ＡＳＴＭ Ｂ１１７）について５０００時間にわたって試験した。５０００時間後、パネルを表面ブリスター（ＡＳＴＭ Ｄ７１４）、表面さび発生（ＡＳＴＭ Ｄ１６５４）およびスクライブクリーページ（ｓｃｒｉｂｅ ｃｒｅｅｐａｇｅ）（ＡＳＴＭ Ｄ１６５４）について解析した。別個の試験で、エポキシシロキサン配合物（６ミル）を３ミルの亜鉛高含有エポキシプライマー上に塗布し、サイクルプロヒージョン（Ｐｒｏｈｅｓｉｏｎ）（ＡＳＴＭ Ｄ５８９４）に対する抵抗性について５０００時間にわたって試験した。５０００時間後、パネルを表面ブリスター（ＡＳＴＭ Ｄ７１４）、表面さび発生（ＡＳＴＭ Ｄ１６５４）およびスクライブクリーページ（ＡＳＴＭ Ｄ１６５４）について解析した。コーティング組成物を有するパネルを、ＵＶ ３１３Ｂ電球を用いて４時間 ＵＶ曝露／４時間湿気交互サイクル（ＡＳＴＭ Ｇ５３）でＱＵＶ促進耐候条件に曝露し、６０度の光沢の変化を５週間後、１０週間後、および１５週間後に測定した。試験の結果を表３に示す。

データは、本開示に従って作製したエポキシシロキサンコーティング組成物が円錐マンドレル伸長による測定時、特に熟成後、先行技術の比較組成物よりも改善された可撓性を示すことを示す。耐候性および耐食性の試験では、エポキシシロキサンコーティングが先行技術の比較組成物と比べて改善された特性を示すことが示された。

本発明の特定の実施形態を例示の目的で上記に記載したが、当業者には、本明細書に記載の種々の実施形態に対して本発明の広い発明概念から逸脱することなく変更が行われ得ることが認識されよう。したがって、本記載は、開示した特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲に含まれる変形も包含されることが意図されることが理解されよう。

Claims (23)

1. 水；
   式
   

   

   （式中、各Ｒ_１は独立して、ヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は独立して、水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される）
   を有するポリシロキサン；
   １分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基を有し、エポキシド換算重量が１００〜５，０００である非芳香族エポキシド樹脂；および
   少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含むブレンドを含む硬化系（該ブレンドは１０重量％〜２５重量％のアルコキシ含有量を有する）
   を含む、エポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物。
2. 前記トリアルコキシ官能性アミノシランが一般式
   

   

   を有し；そして
   前記アミノ官能性ポリシロキサン樹脂が一般式
   

   

   を有し；
   式中、Ｒ_５は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_６は独立して、６個未満の炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルコキシアルキル基であり、各Ｒ_８は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から独立して選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_９は独立して、アリール、フェニル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシまたは−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２基であり、ｍは、前記ブレンドが１１２〜２５０ｇ／ＮＨの範囲のアミン換算重量を有するように選択される、
   請求項１に記載のコーティング組成物。
3. Ｒ_５が、（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキルまたは（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキルアミノ（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基から選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_６が独立して（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基である、請求項２に記載の組成物。
4. 前記少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランが、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エトキシシラン、アミノプロピルトリプロポキシシラン、アミノネオヘキシルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン、３−（３−アミノフェノキシ）プロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノメチルフェニルトリメトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピル−トリス−２−エチルヘキソキシシラン、Ｎ−アミノヘキシルアミノプロピルトリメトキシシランおよび／またはトリスアミノプロピルトリスメトキシエトキシシランを含む、請求項１に記載の組成物。
5. 前記少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂が、式中のＲ_９が７０％より多くのフェニル基、３０％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル基および２．０％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ基を含む構造を有する、請求項１に記載の組成物。
6. Ｒ_９が０．５％未満の（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシ基を含む、請求項５に記載の組成物。
7. 前記少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂がアミノ官能性フェニルメチルポリシロキサン樹脂を含む、請求項１に記載の組成物。
8. 前記少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂が２４０〜２８０ｇ／ＮＨのアミン換算重量を有する、請求項７に記載の組成物。
9. 前記硬化系が１５％〜８５重量％の前記少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと８５％〜１５％の前記少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂を含む、請求項１に記載の組成物。
10. 前記硬化系が、２．２〜２．８の平均アルコキシ官能基数を有するブレンドを含む、請求項１に記載の組成物。
11. 前記コーティング組成物が、２０％〜８０重量％の前記ポリシロキサン、２０％〜８０重量％の前記非芳香族エポキシ樹脂および５％〜４０重量％の前記硬化系を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
12. 前記コーティング組成物が、０．７：１．０〜１．３：１．０の範囲であるアミン当量対エポキシド当量の比を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
13. 前記非芳香族エポキシド樹脂が、水素化シクロヘキサンジメタノールまたは水素化ビスフェノールＡエポキシド樹脂のジグリシジルエーテルを含む脂環式エポキシド樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
14. さらに、ヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００のエポキシド換算重量を有する軟質エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
15. 前記コーティング組成物が、１５重量％までの前記軟質エポキシ樹脂を含む、請求項１４に記載のコーティング組成物。
16. さらに、各々がオクタン酸塩、ネオデカン酸塩またはナフタン酸塩の形態の亜鉛、マンガン、ジルコニウム、チタン、コバルト、鉄、鉛および／またはスズ触媒を含む１５％までの硬化促進剤を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
17. さらに、亜鉛もしくはホスフェート系腐食防止剤または有機系腐食防止剤を含む１つまたは複数の腐食防止剤を含む、請求項１に記載のコーティング組成物。
18. 水；
    式
    

    

    （式中、各Ｒ_１は、独立して、ヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は独立して、水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される）
    を有する２０％〜８０重量％のポリシロキサン；
    １分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基および１００〜５，０００のエポキシド換算重量を含む２０％〜８０重量％の非芳香族エポキシド樹脂；
    オクタン酸塩、ドデカン酸塩またはナフタン酸塩の形態のスズ触媒を含む１５重量％までの硬化促進剤；
    １５重量％までのヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００のエポキシド換算重量を有する軟質エポキシ樹脂；および
    少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンドを含む５％〜４０重量％の硬化系
    を含むエポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物であって、
    該トリアルコキシ官能性アミノシランが一般式
    

    

    を有し；
    該アミノ官能性ポリシロキサン樹脂が一般式
    

    

    を有し；
    式中、Ｒ_５は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_６は独立して、６個未満の炭素原子を含むアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルまたはヒドロキシアルコキシアルキル基であり、各Ｒ_８は、アリール、アルキル、ジアルキルアリール、アルコキシアルキル、アルキルアミノアルキルまたはシクロアルキル原子団から独立して選択される二官能性の有機原子団であり、各Ｒ_９は独立して、アリール、フェニル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルキル、（Ｃ_１〜Ｃ_４）アルコキシまたは−ＯＳｉ（Ｒ_９）_２Ｒ_８ＮＨ_２基であり、ｍは、該ブレンドが１１２〜２５０ｇ／ＮＨのアミン換算重量を有するものとなるように選択され、該ブレンドは２．２〜２．８の平均アルコキシ官能基数を有し、該コーティング組成物においてアミン当量対エポキシド当量が０．７：１．０〜１．３：１．０となるのに十分な量で添加される、
    エポキシ−ポリシロキサンポリマーコーティング組成物。
19. 各Ｒ_６が独立して（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基であり、Ｒ_５が（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基または（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキルアミノ（Ｃ_１〜Ｃ_６）アルキル基であり、各Ｒ_９がメチルまたはフェニルである、請求項１８に記載のコーティング組成物。
20. 前記少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランが、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エトキシシラン、アミノプロピルトリプロポキシシラン、アミノネオヘキシルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン、３−（３−アミノフェノキシ）プロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノメチルフェニルトリメトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピル−トリス−２−エチルヘキソキシシラン、Ｎ−アミノヘキシルアミノプロピルトリメトキシシランおよび／またはトリスアミノプロピルトリスメトキシエトキシシランを含み；
    前記少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂がアミノ官能性フェニルメチルポリシロキサン樹脂である、
    請求項１８に記載のコーティング組成物。
21. 請求項１に記載のコーティング組成物で被覆された少なくとも１つの表面を含む被覆基材。
22. 基材の表面を化学薬品、腐食および耐候条件のうちの１つまたは複数の望ましくない結果から：
    水；
    式
    

    

    （式中、各Ｒ_１はヒドロキシ基、または６個までの炭素原子を有するアルキル、アリールもしくはアルコキシ基であり、各Ｒ_２は水素、または６個までの炭素原子を有するアルキルもしくはアリール基であり、ｎは、ポリシロキサンの分子量が４００〜１０，０００となるように選択される）
    を有するポリシロキサン；
    １分子あたり１つより多くの１，２−エポキシド基および１００〜５，０００の範囲のエポキシド換算重量を含む非芳香族エポキシド樹脂
    を含む樹脂成分を調製する工程；
    該樹脂成分に硬化系を添加し、十分に硬化したエポキシ変性ポリシロキサンコーティング組成物を形成する工程であって、該硬化系は：
    少なくとも１つのトリアルコキシ官能性アミノシランと少なくとも１つのアミノ官能性ポリシロキサン樹脂のブレンド
    ；および
    任意選択で、少なくとも１つの金属触媒を含む硬化促進剤
    を含み、
    該ブレンドは２．２〜２．８の平均アルコキシ官能基数を有する工程；ならびに
    該コーティング組成物が十分に硬化した状態になる前に、該コーティング組成物を保護対象の基材の表面に塗布する工程
    を含む方法によって調製されるコーティング組成物で該表面をコーティングすることにより保護する方法。
23. 前記樹脂成分がさらに、ヒマシ油のグリシジルエーテルに基づき、２００〜１，０００のエポキシド換算重量を有する軟質エポキシ樹脂を含む、請求項２２に記載のコーティング組成物。