JP2016526073A - 撥塵表面コーティングのための超分岐状ポリアルコキシシロキサン添加剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)下記式:
DB=(2Q4+Q3)/(2Q4+4/3Q3+2/3Q2)
(式中、n=0〜4に関するQnは、29Si NMRにより決定され、n=0〜4に関するQnはいずれの場合も、(4−n)倍のアルコキシ化Si原子の29Si NMRシグナル下の面積を表し、n=0〜4を用いた場合のQnの合計は、100%に正規化される)
に従って算出される0.4以上の分岐度DBを有し、および
(b)非加水分解重縮合プロセスを用いて生産される
フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンの使用であって、コーティング剤組成物が、フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンとは異なる物理乾燥性(physically drying)、自己架橋反応性または共架橋反応性合成ポリマーからなる群から選択される少なくとも1つの合成ポリマー、および少なくとも1つの合成ポリマーが共架橋反応性合成ポリマーである場合には、フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンと、また共架橋合成ポリマーとは異なる架橋剤を含有する使用である。
(式中、R1、R2、R3、R4およびR5は互いに独立して、1個〜4個の炭素原子、好ましくは1個または2個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状アルキル基であり、pは、0〜15、好ましくは0〜8、特に好ましくは0〜5の整数を表す)
により記載され得る。単量体アルコキシシラン単独の使用の場合には、p=0である。Pが0でない場合、即ちpが1以上である場合には、これらは、オリゴマーポリシロキサンである。本発明の好ましい実施形態では、p=0である。さらに好ましい実施形態では、pは、1〜15、好ましくは1〜8、特に好ましくは1〜5を表す。しかしながら、式(I)の各種化合物の混合物もまた、使用され得る。かかる混合物では、p=1を有する化合物、および1以上のpを有する化合物が存在し得る。
[実施例1]
撹拌器、温度計、ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した1000mlの4つ口フラスコに、テトラエトキシシラン416.68g(2.0mol)、無水酢酸224.61g(2.2mol)およびテトラキス(トリメチルシロキシ)チタン1.72g(4.25mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw2990g/mol、Mn893g/mol、Pd3.34
29Si NMR:Q0:2%、Q1:18%、Q2:41%、Q3:30%、Q4:9%
DB=0.56
が得られた。
メトキシポリエチレングリコール修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した1000mlの4つ口フラスコに、テトラエトキシシラン416.68g(2.0mol)、無水酢酸224.61g(2.2mol)、およびテトラキス(トリメチルシロキシ)チタン1.72g(4.25mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。分子量が350g/mol(MPEG350)のメトキシポリエチレングリコール70.0g(0.2mol)を加え、133℃で蒸留液がもはや通過しなくなるまで、蒸留を実施した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3136g/mol、Mn822g/mol、Pd3.81
29Si NMR:Q0:2%、Q1:18%、Q2:41%、Q3:30%、Q4:9%
DB=0.56
が得られた。
メトキシエトキシ修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例1で生産した物質78.0gおよびメチルグリコール22.0g(0.289mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3136g/mol、Mn896g/mol、Pd3.5
29Si NMR:Q0:2%、Q1:18%、Q2:41%、Q3:30%、Q4:9%
DB=0.56
が得られた。
フェノキシエトキシ修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例1で生産した物質78.0gおよびモノフェニルグリコール22.0g(0.159mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3820g/mol、Mn1051g/mol、Pd3.63
29Si NMR:Q0:2%、Q1:18%、Q2:41%、Q3:30%、Q4:9%
DB=0.56
が得られた。
超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasylan(登録商標)40 345.3g、無水酢酸28.6g(0.28mol)およびチタン−4イソプロポキシド0.94g(3.2mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw1540g/mol、Mn774g/mol、Pd1.98
29Si NMR:Q0:1%、Q1:20%、Q2:44%、Q3:28%、Q4:7%
DB=0.52
が得られた。
メトキシポリエチレングリコール修飾した超分岐状ポリエトキシシラン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例5で生産した物質78.0gおよびMPEG350 22.0g(0.063mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw2170g/mol、Mn811g/mol、Pd2.67
29Si NMR:Q0:1%、Q1:20%、Q2:44%、Q3:28%、Q4:7%
DB=0.52
が得られた。
メトキシエトキシ修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例5で生産した物質78.0gおよびメチルグリコール22.0g(0.289mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw1684g/mol、Mn718g/mol、Pd2.34
29Si NMR:Q0:1%、Q1:20%、Q2:44%、Q3:28%、Q4:7%
DB=0.52
イソノナノール修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例5で生産した物質80.0gおよびイソノナノール20.0g(0.138mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw2140g/mol、Mn880g/mol、Pd2.43
29Si NMR:Q0:1%、Q1:20%、Q2:44%、Q3:28%、Q4:7%
DB=0.52
が得られた。
アリルグリコール修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例5で生産した物質80.0gおよびアリルグリコール20.0g(0.196mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw2040g/mol、Mn788g/mol、Pd2.59
29Si NMR:Q0:1%、Q1:20%、Q2:44%、Q3:28%、Q4:7%
DB=0.50
が得られた。
ポリジメチルシロキサン/イソノナノール修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasil(登録商標)40 171.0g(0.347mol)、無水酢酸44.2g(0.43mol)および分子量が約2000g/molのα−n−ブチル−ω−トリメトキシシリル−エチル−ポリジメチルシロキサン(DE102008031901A1の実施例1aを参照されたい)99.5g(0.138mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw6600g/mol、Mn1785g/mol、Pd3.7
29Si NMR:Q0:1%、Q1:13%、Q2:40%、Q3:38%、Q4:8%
DB=0.58
が得られた。
メトキシポリエチレンオキシド修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasylan(登録商標)40 162.0g(0.329mol)、Silquest A−1230 44.4g(0.082mol)、無水酢酸28g(0.274mol)およびチタン−4イソプロポキシド0.94g(2.1mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw1974g/mol、Mn736g/mol、Pd2.68
29Si NMR:Q0:2%、Q1:21%、Q2:45%、Q3:28%、Q4:4%
DB=0.48
が得られた。
テトラエトキシシラン(=TEOS=Dynasylan(登録商標)A)
Dynasylan(登録商標)Aは、Degussa−Evonikという会社の市販製品であり、DBが0の架橋度を有する。
Dynasylan(登録商標)40
Dynasylan(登録商標)40は、Evonik−Degussaから市販されているTEOSオリゴマーである。
GPC:Mw624g/mol、Mn376g/mol、Pd1.66
Si29 NMR:Q0:9%、Q1:35%、Q2:37%、Q3:19%、Q4:0%
DB=0.38
が得られた。
撹拌器、温度計、(70mm)ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasylan(登録商標)40 78.0g、MPEG350 22.0g(0.063mol)およびチタン−4イソプロポキシド0.25g(0.879mmol)を秤量して入れ、N2雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw907g/mol、Mn482g/mol、Pd1.88
が得られた。
撹拌器、温度計、(70mm)ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、Dynasylan(登録商標)40 78.0g、メチルグリコール22.0g(0.289mol)およびチタン−4イソプロポキシド0.25g(0.879mmol)を秤量して入れ、N2雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw762g/mol、Mn451g/mol、Pd1.68
が得られた。
実施例2に由来する生成物の、ポリスチレンとの凍結乾燥物
窒素導入口および撹拌器を備えた容器中で、ポリスチレン(Mw=190000g/mol、Aldrich)20gをジオキサン(dioxan)300mlに溶解する。このポリスチレンを完全に溶解させた後、実施例2からの生成物80gを加える。この混合物をさらに10分間、撹拌する。次いで、この容器を液体窒素中でショック凍結(shock frozen)し、ジオキサンを完全に除去するため、凍結乾燥装置(Scanvac Coolsafe)に18時間、取り付ける。ポリスチレンと混合した実施例2からの添加剤を80wt%含有する、ほとんど白色の粉末が得られる。
実施例1からの生成物の、PEMAとの油中油型マイクカプセル封入
カプセル封入ポリマーPEMA(ポリ(エチルメタクリレート)、Mw=50000、Polysciences Inc.)3.36g、および実施例1からの生成物6.53gをアセトニトリル(10ml)と塩化メチレン(40ml)との溶媒混合物中に溶解した。この溶液を、モノオレイン酸ソルビタン(Span80、Merck AG)0.1mLを乳化剤として含有するパラフィン油(J.T.Baker製)10mlの連続相に、撹拌(500rpm)しながら滴下して加える。全部の溶液を添加した後、撹拌を500rpmの速度で16時間、継続する。連続パラフィン油相からのマイクロカプセルを分離するために、マイクロカプセルが沈殿することができるよう撹拌を停止する。油をデカンテーションし、マイクロカプセルをペンタンにより数回、洗浄する。次に、このマイクロカプセルをろ別し、空気中で乾燥する。1H NMRにより分析すると、実施例1からの生成物を約50±2wt.%含む、マイクロカプセルの含有物が得られた。
実施例1からの生成物の、PEMAとの水中油型マイクカプセル封入
カプセル封入ポリマーPEMA(ポリ(エチルメタクリレート)、Mw=50000、Polysciences Inc.)12.96gを酢酸エチル100mlに溶解した。完全に溶解した後、実施例1からの生成物11.90gを加えた。分散相として、0.5wt.%の水性ポリ酢酸ビニル溶液1000mlを調製する(ポリ酢酸ビニル:Mw=9000〜10000g/mol、80%加水分解物、Aldrich)。このポリ酢酸ビニル含有分散相に、撹拌(500rpm)しながら、PEMAの溶液および実施例1からの生成物を滴下して加える。全部の溶液を添加した後、撹拌を500rpmの速度で一晩、継続する。連続水相からのマイクロカプセルを分離するために、マイクロカプセルが沈殿することができるよう、撹拌を停止する。この水層をデカンテーションし、マイクロカプセルを水により洗浄する。次に、このマイクロカプセルを水に懸濁し、凍結乾燥する。1H NMRにより分析すると、実施例1からの生成物を約45wt.%含む、マイクロカプセルの含有物が得られた。
ポリジメチルシロキサン修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した1000mlの4つ口フラスコに、Dynasilan(登録商標)40 442.0g、無水酢酸76.3g(0.75mol)、および分子量が約3000g/molのα−n−ブチル−ω−トリエトキシシリル−エチル−ポリジメチルシロキサン(DE102008031901A1に記載されているものと同じ方法で合成)81.6g(0.027mol)、およびチタン−4イソプロポキシド1.5g(5.1mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3587g/mol、Mn964g/mol、Pd3.7
29Si NMR:Q0:2%、Q1:19%、Q2:42%、Q3:32%、Q4:5%
DB=0.54
が得られた。
ポリジメチルシロキサン修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、(100mm)デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasil(登録商標)40 218.0g、無水酢酸44.2g(0.43mol)、および分子量が約1200g/mlのα−n−ブチル−ω−トリエトキシシリル−エチル−ポリジメチルシロキサン(DE102008031901A1に記載されているものと同じ方法で合成)44.3g(0.037mol)、およびチタン−4イソプロポキシド0.76g(2.6mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3635g/mol、Mn1175g/mol、Pd3.1
29Si NMR:Q0:1%、Q1:16%、Q2:42%、Q3:34%、Q4:7%
DB=0.57
が得られた。
ポリエチレングリコールブロックポリジメチルシロキサン修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
ポリエチレングリコールブロックポリジメチルシロキサンの合成:
モノアリルポリエチレングリコール(147g、Mn=480g/mol)およびKarstedt触媒(4g、キシレン中の0.2%溶液)を、撹拌器、温度計、滴下漏斗、還流コンデンサおよび窒素導入管を装備した4つ口フラスコに予め入れ、60℃まで加熱する。温度が70℃を超えないよう、モノSiH官能化ポリジメチルシロキサン(500g、Mn約2000g/mol)の計量添加を行う。モノSiH官能化ポリジメチルシロキサンの転化に続いて、ガス容量決定を行う。生成物の測定されたヒドロキシ数は、28.1mgKOH/gである。
撹拌器、温度計、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した250mlの4つ口フラスコに、実施例5に従って生産した物質160.0gおよびポリエチレングリコールブロックポリジメチルシロキサン40.0g(0.016mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw3806g/mol、Mn956g/mol、Pd3.98
29Si NMR:Q0:2%、Q1:19%、Q2:40%、Q3:32%、Q4:7%
DB=0.55
が得られた。
例H1(比較例)−ポリメトキシシロキサン−加水分解法
撹拌器、温度計および還流コンデンサを装備した500mlの4つ口フラスコに、テトラメトキシシラン228g(1.5mol)およびメタノール72g(2.25mol)を秤量し、窒素雰囲気下、5分間撹拌した。次に、水29.7g(1.65mol)と20%HCl 0.055gとの混合物を加え、加熱して還流した。安定した65℃の還流温度で4時間、反応させる。室温まで冷却して、還流コンデンサを、収集フラスコを有する蒸留ヘッドに交換した後、65℃〜150℃の温度での蒸留により、存在しているメタノールを除去した。窒素(純度>99.999%)に通すことにより、生成物中に残留している揮発性物質を、150℃の温度で2時間以内に除去した。
GPC:Mw1730g/mol、Mn780g/mol、Pd2.2
29Si NMR:Q0:0.5%、Q1:13.5%、Q2:55%、Q3:28%、Q4:3%
DB=0.55
撹拌器、温度計、ビグリューカラム、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、テトラエトキシシラン250.0g(1.2mol)、無水酢酸134.8g(1.32mol)、およびチタン−4イソプロポキシド0.96g(3.4mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
GPC:Mw2104g/mol、Mn731g/mol、Pd2.9
29Si NMR:Q0:3%、Q1:20%、Q2:42%、Q3:30%、Q4:5%
DB=0.54
撹拌器、温度計および還流コンデンサを装備した500mlの4つ口フラスコに、テトラエトキシシラン270.8g(1.3mol)およびエタノール89.7g(1.95mol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下、5分間撹拌した。次に、水25.7g(1.43mol)と20%HCl 0.047gとの混合物を加え、加熱して還流する。安定した78℃の還流温度で4時間、反応させる。室温まで冷却し、還流コンデンサを、収集フラスコを有する蒸留ヘッドに交換した後、78℃〜150℃の温度で蒸留することにより、存在しているエタノールを除去した。窒素(純度>99.999%)に通すことにより、生成物中に残留している揮発性物質を、150℃の温度で2時間以内に除去した。
GPC:Mw1207g/mol、Mn549g/mol、Pd2.2
29Si NMR:Q0:0%、Q1:14%、Q2:55%、Q3:27%、Q4:4%
DB=0.55
熱硬化ポリエステル/メラミン樹脂系をベースとするコーティング剤
以下の表1に従って、溶媒をベースとする高光沢ポリエステル/メラミン焼付けエナメル(配合物1)および溶媒をベースとする無光沢ポリエステル/メラミン焼付けエナメル(配合物2)を生産した。
aポリエステル結合剤、Solvesso150ND中65%
b湿潤剤および分散化剤、Byk 社製
c溶媒、ExxonMobil社製
d焼成ケイ酸、Degussa社製
e二酸化チタン、DuPont社製
fヘキサメトキシメチルメラミン、Cytec社製、100%
gブロック化スルホン酸誘導体、Evonik社製
h消泡剤、Byk 社製
iレベリング剤、Byk 社製
1.水接触角の測定による、焼き付けした配合物の親水性の決定
接触角の測定は、室温で24時間の保管後、および水中、24時間、7日間または21日間の保管後に行った(測定機器:Kruss G2)。
(a)カーボンブラック試験(「CB試験」)
カーボンブラック試験は、室温で保管した21日後、および水中での保管の21日後に行った。
カーボンブラックスラリー試験は、室温で保管した21日後、および水中での保管の21日後に行った。
光沢およびヘイズの測定は、BYK−Gardner製のMicro−Haze−Gloss機器を用いて行った。20°の角度で光沢を測定した。
欠陥および外観に関して、表面を目視評価した(1=欠陥なし、5=欠陥、C=へこみ)。
レベリングは、BYK−Gardner製のWave−Scan−Dual機器を用いて、コーティングした板の上で測定した。長波(LW)および短波(SW)を決定した。
表2は、上記の配合物1(エナメル1)から生産したコーティングに関する測定結果を一覧表示している。
jCytec製ポリエステル樹脂
kEMS-Chemie製のヒドロキシアルキルアミド架橋剤
lKronos製二酸化チタン
mBYK-Chemie GmbH製レベリング剤
nCrylcoat2617-3は、高速ミキサーを用いて、ほぼマスターバッチの粒子サイズにまでミル粉砕した。
oCrylcoat2617-3および添加剤の混合物を溶融することにより、Crylcoat2617-3中に、添加剤を5wt.%マスターバッチとして配合した。これは、樹脂の秤量の際に考慮にいれた。冷却後、このマスターバッチ混合物をミル粉砕する。
BYK−Gardner Spectro−guide Sphere Gloss色調および光沢計を使用して、明度L*を測定した。
粉末エナメル配合物によりエナメル加工した板の明度の値L*は、保管の1週間後または3週間後に試験した。これらの結果を表5に示す。
#他の実施例と同様に、同じ量の活性物質を施用するため、実施例12からの添加剤とポリスチレンだけが、実施例2からの添加剤を80%含有しているので、より多い重量含有物である実施例12からの添加剤を使用した。
カーボンブラックスラリーは、Carbon Special Black#4という顔料20gと脱イオン水65gとを混合することにより生産する。このスラリーをティースプーンにおよそ1杯分をコーティングした各板に散布した。この試験板を70℃のオーブン中で2時間、保管した。次に、流動している冷却脱イオン水中で、毛ブラシを用いて引っ掻くことなく優しくぬぐうことにより、この板をきれいにすすいだ。次に、この板を室温で乾燥し、明度の値L*を上記の通り決定した。
#他の実施例と同様に、同じ量の活性物質を施用するため、実施例12からの添加剤とポリスチレンだけが、実施例2からの添加剤を80%含有しているので、より多い重量含有物である実施例12からの添加剤を使用した。
以下の表7に従い、2種の異なるコーティング剤配合物である、配合物F1および配合物F2を生産した。
p旭ガラス製の3F型フルオロカーボンをベースとする結合剤
qダイキン工業株式会社製の4F型フルオロカーボンをベースとする結合剤
rDuPont製二酸化チタン
sBYK-Chemie GmbH製の架橋剤および分散化剤
tSachtleben Chemie GmbH製硫酸バリウム
uBYK-Chemie GmbH製のシリコーンをベースとする表面添加剤
uBYK-Chemie GmbH製のシリコーンをベースとする消泡剤
wBayer AG製ヘキサメチレンジイソシアネート三量体(90%)
1.水接触角の測定による、フッ素含有配合物の親水性の決定
水に対する接触角の測定は、上記の室温での3日間の保管後、およびその後の水中、7日間の保管後に行った(測定機器::Kruss G2、Easy Drop)。
(a)カーボンブラック鉱物油試験(「CB油試験」)
鉱物油(Kuwait Petroleum International Lubricants製のQ8 Puccini 32P)中のカーボンブラック粉末(Evonik Degussa製のタイプFW200)の1重量%スラリーを調製する。これを指によりコーティングした板に塗る。汚した板を室温で一晩、保管し、次いで、清浄性を試験するため、ドライペーパー(Svenska Cellulosa AB製のTork紙製ハンカチ)、または5%Pril(登録商標)溶液をしみ込ませたウエットペーパーにより清浄する。
ハンドクリーム(Herbacin Cosmetic GmbH製のWuta Kamilleハンドクリーム)中のカーボンブラック粉末(Evonik Degussa製のタイプFW200)の1重量%調製物を生産する。これを指によりコーティングした板に塗る。汚した板を室温で一晩、保管し、次いで、清浄性を試験するため、ドライペーパー(Svenska Cellulosa AB製のTork紙製ハンカチ)、または5%Pril(登録商標)溶液をしみ込ませたウエットペーパー(石鹸)により清浄する。
Special Black6(Evonik)2.0g、水100g、および液体石鹸(Pril(登録商標))5滴を混合することによりカーボンブラックスラリーを調製する。このカーボンブラックスラリーをコーティングした板に小さなブラシを用いて塗布する。次に、この板を50℃で1時間、乾燥する。次いで、この板を流水中、および軟毛ブラシを使用して洗浄する。コーティング剤ができるだけ上手に除かれるまで、石鹸を使用したりより強くこすることをしないで、洗浄を継続する。
光沢およびヘイズの測定は、BYK−Gardner製のMicro−Haze−Gloss機器を用いて行った。60°の角度で光沢を測定した。
コーティング剤の調製に関しては、以下の手順を使用する。まず、成分Aは、表12の順位1から3までに列挙されている物質を、歯付きディスクを有する溶解器により均一となるまで1分間あたり2000回転数で混合することにより調製する。関連量は、表3中の重量部で明記されている。次に、表12中の順位4の物質を加え、完全なゲルが形成するまで、1分間あたり3000回転数で混合する。この後に、表12の順位5から7までの物質を1分間あたり3000回転数で加え、さらに15分間、撹拌を継続する。この後に、表12の順位8から11までの物質を1分間あたり2000回転数で加え、さらに5分間、撹拌を継続する。15分間、表12の順位12から14までの物質を1分間あたり2000回転数で撹拌することにより、成分Bを調製する。
1Dowanol PMは、Dow Chemical Company製のプロピレングリコールメチルエーテルである。
2Epikote1001X75は、Momentive製の、エポキシ樹脂の75wt.%キシレン溶液である。
3Bentone SD-2は、Elementis Specialties製の有機物修飾されているベントナイトクレイをベースとするレオロジー添加剤である。
4Disperbyk-142は、Byk-Chemie GmbH製の架橋剤および分散化剤である。
5Ti-Pure R902は、DuPont Titanium Technologies製の二酸化チタン顔料である。
6Blanc Fixe Nは、Solvay Chemicals製の合成硫酸バリウムである。
7Solvesso100は、ExxonMobili製の芳香族性溶媒である。
8Ancamide220-X-70は、Air Products製の硬化剤である。
9Ancamine K-54は、Air Products製のエポキシ促進剤である。
汚れ性(soilability)試験
上のフルオロポリマーをベースとする配合物の見出しの下に明記した通り、カーボンブラックハンドクリーム試験(「CBクリーム試験」)およびカーボンブラックスラリー試験(「CBスラリー試験」)を実施した。しかし、決定を2回、行わなかった。評価の範囲は、1〜5に及び、ここで値1は「残留物なし」を意味し、一方、値5は「多量の残留物」を意味する。
「Magic Ink Red」タイプ(Magic Ink Company(日本)から入手することができる)の油性マーカーでエナメル表面に書き込みを行い、この表面に書き込みを行うことができるかについて目視で評価する。インクが表面に広がるか、または一緒に線が引けるかどうかを評価する。インクを乾燥した後、乾燥した布により、またはイソプロパノールをしみ込ませた紙により、インクを拭き取る試みを行う。評価範囲は1〜5に及び、この場合、値1は、「インクは一緒に線を描き、かつ紙製の布により残留物なく除去することができる」ことを意味し、値5は、「インクは基材上に非常によく広がり、実質的に除去することができない」ことを意味する。
接触角の測定は、室温(23℃)で24時間の保管後に行った(測定機器:Kruss G2)。
以下の表14および表15は、生産法に起因する、加水分解および非加水分解により得られた添加剤の間の差異を確認する試験結果を示している。
分子量分布の決定および分子質量の決定は、表14における、値Mw、MnおよびMpおよび多分散性(Mw/Mn)を意味し、表15は、GPCにより行った。これは、溶離液としてトルエンを用い、PDMS標準を使用してゲル浸透クロマトグラフィーにより行った。カラム材料は、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマーからなる。
表14および表15中の粘度は、20℃でHaake製のプレート−コーン型粘度計(Roto Visco 1、コーンC35/1°Tiギャップ0.050mm)を用いて、mPa.秒で決定し、この間に、粘度の依存性を、0と600秒−1との間の領域におけるせん断速で検討した。
ゲル浸透クロマトグラフィーは、非加水分解経路により生産された、本発明による実施例NH2の生成物は、本発明による生成物が、例H2の直接比較生成物よりも高い分子量を有する場合でさえも、この比較生成物よりもすべての場合において、低い粘度を示すことを示している。このことは、本発明による分岐度のパラメータと同様に、生産方法もはやり、生成物特性に決定的な影響を及ぼし、こうして、本発明による生成物はやはり、加水分解法により得られる生成物とは構造的に異なることを裏付ける。
熱的に硬化したポリエステル/メラミン樹脂系をベースとするコーティング剤
以下の表16に従い、溶媒をベースとするポリエステル/メラミン焼付けエナメルを出発配合物として生産した。
aポリエステル結合剤、Evonik社製、Solvesso150ND中65%
b湿潤剤および分散化剤、Byk社製
c溶媒、ExxonMobil社製
d二酸化チタン、Kronos社製
fヘキサメトキシメチルメラミン、Cytec社製、100%
gブロック化スルホン酸誘導体、Evonik社製
h消泡剤、Byk社製
iレベリング剤、Byk社製
硬化した配合物に関する汚れ試験
コーティング剤は、上記の通り生産した。コーティング剤の一部を室温で一晩、さらなる一部を50℃で7日間、さらなる一部を50℃で14日間、保管した。次に、これらのコーティング剤を塗布し、上記の通り硬化させた。下記の汚れ試験(「カーボンブラック試験」および「カーボンブラックスラリー試験」)は、施用および硬化および冷却(「中間測定」)の直後、または50℃での保管の2週間後だけ行った。
このコーティングした板をSpecial Black4という顔料に5回、浸漬した。次いで、45°の角度で水により湿らせ、100℃で1時間、保管した。次に、この顔料を水および柔軟な布により洗い流し、そうしてしっかり付着していない顔料を除去することができる。残存残留物を評価する(1=残留物なし、10=多量の残留物)。
ブラシを用いてスラリーをエナメル表面に塗布し、この板を100℃で1時間、保管した。次に、この顔料を水および柔軟な布により洗い流し、そうしてしっかり付着していない顔料を除去することができる。残存残留物を評価する(1=残留物なし、10=多量の残留物)。カーボンブラックFW200スラリーは、以下の組成を有した:水57.6g、DISPERBYK(登録商標)−190(40%)(Byk−Chemie GmbH製)26.3g、BYK−024(Byk−Chemie GmbH製)1.0g、Acticide MBS(Thor Chemie製の殺生物剤)0.1g、および着色用カーボンブラックFW200(Evonik Industriesから入手可能)15.0g。上記の成分をDispermat CV(テフロン製ブレード、60分間、10000rpm(18m/秒間)、40℃)によりミル粉砕した。ミルベースとガラス製ビーズ(Φ1mm)との重量比は、1:1であった。
以下の表21から表24は、加水分解で生産した添加剤とは反対に、非加水分解で生産した添加剤の使用により、顕著に優れた汚れ耐性を示すコーティングとなることを示している。
メトキシポリエチレンオキシド修飾した超分岐状ポリエトキシシロキサン
撹拌器、温度計、デフレグメーター、および収集フラスコを有する蒸留ヘッドを装備した500mlの4つ口フラスコに、Dynasylan(登録商標)40 162.0g(0.329mol)、Silquest A−1230 44.4g(0.082mol)、無水酢酸28.0g(0.274mol)およびチタン−4イソプロポキシド0.94g(3.2mmol)を秤量して入れ、窒素雰囲気下で均一にし、蒸留液が通過するまで加熱した。蒸留液がもはや通過しなくなるまで、133℃の温度で蒸留を継続した。次に、回転式蒸発器上、120℃(5mbar)で1.5時間、蒸留を行った。
Claims (18)
- コーティング剤組成物中で、コーティング剤組成物の総重量に対して0.1重量%〜10重量%の量での添加剤としての
(a)下記式:
DB=(2Q4+Q3)/(2Q4+4/3Q3+2/3Q2)
(式中、n=0〜4に関するQnは、29Si NMRにより決定され、n=0〜4に関するQnはいずれの場合も、(4−n)倍のアルコキシ化Si原子の29Si NMRシグナル下の面積を表し、n=0〜4を用いた場合のQnの合計は、100%に正規化される)
に従って算出される0.4以上の分岐度DBを有し、および
(b)非加水分解重縮合プロセスを用いて生産される
フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンの使用であって、コーティング剤組成物が、フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンとは異なる物理乾燥性(physically drying)、自己架橋反応性または共架橋反応性合成ポリマーからなる群から選択される少なくとも1つの合成ポリマー、および
少なくとも1つの合成ポリマーが共架橋反応性合成ポリマーである場合には、フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンと、また共架橋合成ポリマーとは異なる架橋剤を含有する、使用。 - フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンが、重量平均分子量1000g/mol〜7000g/molを有することを特徴とする、請求項1に記載の使用。
- 非加水分解重縮合方法が、一般式(I):
(式中、
R1、R2、R3、R4およびR5は互いに独立して、1個〜4個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状アルキル基であり、
pは、0〜15の整数を表し、
Lは、酸素または二価連結基を表し、
R6は独立して、1個〜5個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状アルキル基、ポリアルキレンオキシ基、またはポリシロキサン基、またはポリアルキレンオキシ−ポリシロキサン基、またはイソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、ビニル基、アリル基もしくは(メタ)アクリル基を表す)
の単量体アルコキシシランおよび/またはオリゴマーアルコキシシロキサンを使用して行われることを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。 - フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンが、非加水分解重縮合反応の実施後に、モノヒドロキシ官能性アルコール、モノヒドロキシ官能性ポリエーテル、モノヒドロキシ官能性ポリシロキサンまたはモノヒドロキシポリエーテル修飾ポリシロキサンの群から選択される1つまたは複数の化合物とのアルコキシ交換(transalkoxylation)により反応されるものであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の使用。
- (A)コーティング剤組成物に対して0.1重量%〜10重量%の請求項1から4のいずれか一項または複数に記載のフッ素を含まないポリアルコキシシロキサン、
(B)(A)とは異なる物理乾燥性、自己架橋反応性または共架橋反応性合成ポリマーからなる群から選択される少なくとも1つの合成ポリマー、および
(C)(B)が共架橋反応性合成ポリマーである場合には、(A)および(B)とは異なる架橋剤
を含むことを特徴とするコーティング剤組成物。 - (B)合成ポリマーが共架橋であり、ポリヒドロキシ官能性ポリエステル、ポリヒドロキシ官能性ポリウレタン樹脂、ポリヒドロキシ官能性アクリル樹脂、ポリヒドロキシ官能性フッ素化樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂および放射線硬化性樹脂の群から選択されることを特徴とする、請求項5に記載のコーティング剤組成物。
- 架橋剤(C)として、遊離またはブロックポリイソシアネート、アミノプラスト樹脂、好ましくはメラミン樹脂、ヒドロキシアルキルアミド、放射線硬化性反応性希釈剤またはこれらの架橋剤の混合物を含有することを特徴とする、請求項6に記載のコーティング剤組成物。
- 粉末エナメルまたはコイルコーティングエナメルであることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のコーティング剤組成物。
- (i)請求項1から4の一項または複数項に記載の少なくとも1つのフッ素を含まないポリアルコキシシロキサン、および
(ii)フッ素を含まないポリアルコキシシロキサンのカプセル封入(encapsulation)に役立つ少なくとも1つのポリマー
を含む固体のカプセル封入添加剤。 - 無極性溶媒への(i)および(ii)の溶解、
乳化剤を含有する極性溶媒への(i)および(ii)の溶液の添加、
無極性溶媒の除去、および
固体のカプセル封入添加剤の分離
により得ることができる、請求項9に記載の固体のカプセル封入添加剤。 - 添加剤の総重量に対して少なくとも50重量%の(i)が含有されることを特徴とする、請求項9または10に記載の固体のカプセル封入添加剤。
- (i)請求項1から4の一項または複数に記載の少なくとも1つのフッ素を含まないポリアルコキシシロキサン、および
(ii)少なくとも1つのポリマー
を含み、
(iii)適切な溶媒中での(i)および(ii)の溶液の生産、および
(iv)凍結乾燥による溶媒の除去
により生産可能である固体の凍結乾燥添加剤。 - 添加剤の総重量に対して少なくとも50重量%の(i)が含有されることを特徴とする、請求項12に記載の固体の凍結乾燥添加剤。
- (i)請求項1から4の一項または複数項に記載の少なくとも1つのフッ素を含まないポリアルコキシシロキサン、および
(ii)少なくとも1つのワックスまたはワックス状物質
を含むことを特徴とし、
(iii)ワックスまたはワックス状物質を融解させること、
(iv)(i)の添加、および次いで
(v)冷却すること、および
(vi)任意選択で、ペレット化することまたは造粒
により生産可能である固体のワックス含有またはワックス状物質含有添加剤。 - 添加剤の総重量に対して少なくとも50重量%の(i)が含有されることを特徴とする、請求項14に記載の固体のワックス含有またはワックス状物質含有添加剤。
- 金属、ガラス、セラミックおよびプラスチックの材料から選択される基板をコーティングする方法であって、請求項5から8のいずれか一項に記載のコーティング剤組成物が、基板上に塗布されて、物理乾燥により、反応性自己架橋または反応性共架橋により架橋され、および/または架橋が、100℃を超える温度で熱的に起きることを特徴とする、方法。
- 請求項16に記載の方法により得ることができることを特徴とする硬化コーティング。
- 請求項16に記載の方法の実施後に、超分岐状ポリアルコキシシロキサンの少なくとも部分的な加水分解的架橋が、ケイ酸ネットワークの形成により行われたことを特徴とする、請求項17に記載の硬化コーティング。
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