JP2021514420A - コーティング組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年2月23日出願の米国仮出願第62/634,482号の優先権を主張するものであり、内容を参照することにより組み込まれる。
以下の実施例は、本明細書に記載されるコーティング組成物の特定の例示の実施形態を示す。実施例は、単に例示のためであり、本開示の精神や範囲から逸脱することなく、その多くの変形が可能であるので、本開示を限定するとは解釈されないものとする。
本明細書に記載のコーティング組成物の例示の実施形態を調製した。1キログラムの混合物を、ステンレス鋼容器中で以下の成分を一緒に混合することによって調製した。a)Lantic、Inc.(カナダ、ケベック州モントリオール)製の食品グレードのグラニュー糖(すなわち、スクロース)、b)水、c)実験室グレードのリン酸75重量%(すなわち、75重量%のH3PO4と25重量%の水との混合物)、d)Spectrum Chemical Manufacturing Corp.(米国ニュージャージー州、ニューブランズウィック)製のCa(H2PO4)・H2Oを含む一塩基性リン酸カルシウム、及びe)ACP Chemicals、Inc.(カナダ、ケベック州、サンレオナール製の実験室グレードのAlNH4(SO4)2・12H2Oを含む硫酸アンモニウムアルミニウム。
実施例1で得られたコーティング組成物から形成された固体コーティングを有する物品を作製した。この物品は、アルミノケイ酸塩繊維を含む耐火性繊維ボード製の基材を含む。基材の表面を圧縮空気で清浄にし、遊離物質や塵を除去した。その後、実施例1で得られたコーティング組成物の層を、当業者に周知の技術に従ってスプレーガンで基材に塗布した。コーティング組成物の層を、オーブンにて、約110℃で約1時間乾燥した。その後、コーティング組成物の乾燥層を有する基材を、約600℃で約1時間焼成工程にかけて、固体コーティングを有する物品を製造した。
本明細書に記載のコーティング組成物の例示の実施形態を行った。本実施例のコーティング組成物は、実施例1に記載したのと同じ成分及び同じ方法を用いて調製したが、異なる量のバインダー系を使用して、コーティング組成物を調製した。本実施例では、40グラムのhBNを0.4キログラムのバインダー系に添加した。hBN及びバインダー系を、高剪断ミキサーを用いて一緒に混合して、コーティング組成物を形成した。混合は均一なコーティング組成物を得るのに十分な時間(この場合、約2分間)、室温(例えば、20℃〜25℃)で行った。重量割合(コーティング組成の合計重量に基づく)で、コーティング組成の成分は、30.11重量%のコロイドシリカ、33.493重量%のスクロース、0.698重量%のリン酸、0.432重量%の硫酸アルミアンモニウム、0.904重量%のリン酸カルシウムモノマー、25.273重量%の水、及び9.09重量%の窒化ホウ素を含む。
実施例3で得られたコーティング組成物から形成された固体コーティングを有する物品を作製した。物品は、アルミノケイ酸塩繊維を含む耐火材料製の基材を含む。基材の表面を圧縮空気で清浄にし、遊離物質や塵を除去した。その後、実施例3で得られたコーティング組成物の層を、当業者に周知の技術に従ってスプレーガンで基材に塗布した。コーティング組成物の層を、オーブンにて約110℃で約1時間乾燥した。その後、コーティング組成物の乾燥層を有する基材を、約600℃で約1時間焼成工程にかけて、固体コーティングを有する物品を製造した。
市販のコーティング組成物から形成された固体コーティングを有する物品を作製した。市販のコーティング組成物は、バインダーとして窒化ホウ素及びアモルファスシリカを含んでいた。市販のコーティング組成物を、塗布前に1.5:1(コーティング対水)の比で水で希釈した。物品は、アルミノケイ酸塩繊維を含む耐火材料から作製された基材を含む。基材の表面を圧縮空気で清浄にし、遊離物質や塵を除去した。その後、希釈された市販のコーティング組成物の層を、当業者に周知の技術に従ってスプレーガンで基材に塗布した。市販のコーティング組成物の層を、オーブンにて、約110℃で約1時間乾燥した。その後、市販のコーティング組成物の乾燥層を有する基材を約600℃で約1時間焼成工程にかけ、希釈された市販のコーティング組成物から形成された固体コーティングを有する物品を製造した。
この実施例では、本明細書に開示されるコーティング組成物から形成される固体コーティングの様々な特性を評価し、比較例1の市販のコーティング組成物(すなわち、窒化ホウ素及びアモルファスシリカを用いた市販のコーティング)、二酸化チタン及びか焼粘土を含むPyrotek、Inc.(米国、ワシントン州、スポケーン)製の市販のコーティング組成物(すなわち、Pyrotek Coating 3321耐摩耗性コーティング)、ならびに窒化ホウ素及びコロイドアルミナバインダーを用いた市販のコーティング組成物(すなわち、窒化ホウ素及びコロイドアルミナを用いた市販のコーティング)から形成される固体コーティングの特性と比較した。
Claims (33)
- a)i)カラメル化炭水化物成分と、ii)アジュバントと、iii)無機コロイドバインダーとの混合物を含むバインダー系と、
b)保護剤と
を含む、コーティング組成物。 - 前記カラメル化炭水化物成分は、単糖、二糖、三糖、又はオリゴ糖のうち少なくとも1つに由来する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記カラメル化炭水化物生物は、スクロース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マルトース、又はラクトースのうち少なくとも1つに由来する、請求項2に記載のコーティング組成物。
- 前記無機コロイドバインダーは、コロイドシリカ、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、コロイドイットリア、有機変性コロイドシリカ、有機変性コロイドアルミナ、有機変性コロイドジルコニア、又は有機変性コロイドイットリアのうち少なくとも1つを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記保護剤は、ケイ酸塩、金属酸化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、硫化物、フッ化物、アルミナイド、合成ガラス、ガラス繊維、セラミック繊維、黒鉛、骨灰、チタン酸アルミニウム、又はアルミン酸カルシウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記保護剤は、前記バインダー系に分散されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記アジュバントは、酸、無機湿潤剤、酸性リン酸塩接着剤、又はベントナイトのうち少なくとも1つを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記アジュバントが酸を含むとき、前記酸は、リン酸、硫酸、クエン酸、酢酸、ホウ酸、又はシュウ酸のうち少なくとも1つを含み、
前記アジュバントが無機湿潤剤を含むとき、前記無機湿潤剤は、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、又は硫酸カルシウムのうち少なくとも1つを含み、及び
前記アジュバントが酸性リン酸塩接着剤を含むとき、前記酸性リン酸塩接着剤は、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、又はリン酸アルミニウムのうち少なくとも1つを含む、請求項7に記載のコーティング組成物。 - 前記カラメル化炭水化物成分は、前記バインダー系の5重量%〜70重量%を含み、前記アジュバントは、前記バインダー系の0.25重量%〜10重量%を含み、前記無機コロイドバインダーは、前記バインダー系の25重量%〜90重量%を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記バインダー系は、前記コーティング組成物の40重量%〜95重量%を含み、前記保護剤は、前記コーティング組成物の5重量%〜60重量%を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記カラメル化炭水化物成分は、スクロースに由来し、前記無機コロイドバインダーは、コロイドシリカを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- a)基材と、
b)前記基材の少なくとも一部に付着した固体コーティングと、
を含み、
前記固体コーティングは、
i)A)カラメル化炭水化物成分と、B)アジュバントと、C)無機コロイドバインダーとの混合物を含むバインダー系と、
ii)保護剤と
を含む、コーティング組成物から形成される、
物品。 - 前記カラメル化炭水化物成分は、単糖、二糖、三糖、又はオリゴ糖のうちの少なくとも1つに由来する、請求項12に記載の物品。
- 前記カラメル化炭水化物成分は、スクロース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マルトース、又はラクトースの少なくとも1つに由来する、請求項12又は請求項13に記載の物品。
- 前記無機コロイドバインダーは、コロイドシリカ、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、コロイドイットリア、有機変性コロイドシリカ、有機変性コロイドアルミナ、有機変性コロイドジルコニア、又は有機変性コロイドイットリアのうち少なくとも1つを含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の物品。
- 前記保護剤は、ケイ酸塩、金属酸化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、硫化物、フッ化物、アルミナイド、合成ガラス、ガラス繊維、セラミック繊維、黒鉛、骨灰、チタン酸アルミニウム、又はアルミン酸カルシウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項12〜15のいずれか一項に記載の物品。
- 前記保護剤は、窒化ホウ素、マイカ、ジルコン、タルク、ウォラストナイト、マイクロライト、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フルオロケイ酸マグネシウム、グラファイト、骨灰、二酸化チタン、炭化ケイ素、及びフッ化アルミニウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項12〜16のいずれか一項に記載の物品。
- 前記カラメル化炭水化物成分は、前記バインダー系の5重量%〜70重量%を含み、前記アジュバントは、前記バインダー系の0.25重量%〜10重量%を含み、前記無機コロイドバインダーは、前記バインダー系の25重量%〜90重量%を含む、請求項12〜17のいずれか一項に記載の物品。
- 前記バインダー系は、前記コーティング組成物の40重量%〜95重量%を含み、前記保護剤は、前記コーティング組成物の5重量%〜60重量%を含む、請求項12〜18のいずれか一項に記載の物品。
- 前記基材は、耐火材料、金属材料、セラミック材料、耐火セラミック繊維、非耐火セラミック繊維、ガラス材料、又はケイ酸カルシウム材料のうちの少なくとも1つを含む、請求項12〜19のいずれか一項に記載の物品。
- a)水及び炭水化物を含む混合物を調製し、
b)前記混合物を、前記炭水化物をカラメル化し、カラメル化炭水化物成分を形成するのに有効な時間、カラメル化温度まで加熱して、
c)前記カラメル化炭水化物成分を、無機コロイドバインダー及びアジュバントと混合して、バインダー系を形成し、
d)前記バインダー系を、保護剤と混合して、コーティング組成物を形成することを含む、コーティング組成物を製造する方法。 - 前記カラメル化温度は、20℃〜125℃であり、前記炭水化物をカラメル化する時間は、5分〜30分である、請求項21に記載の方法。
請求項21に記載の方法。 - 前記アジュバントは、酸、無機湿潤剤、酸性リン酸塩接着剤、又はベントナイトのうち少なくとも1つを含む、請求項21又は請求項22に記載の方法。
- 前記アジュバントが酸を含むとき、前記酸は、リン酸、硫酸、クエン酸、酢酸、ホウ酸、又はシュウ酸のうち少なくとも1つを含み、
前記アジュバントが無機湿潤剤を含むとき、前記無機湿潤剤は、硫酸アンモニウムアルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、又は硫酸カルシウムのうち少なくとも1つを含み、及び
前記アジュバントが酸性リン酸塩接着剤を含むとき、前記酸性リン酸塩接着剤は、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、又はリン酸アルミニウムのうち少なくとも1つを含む、請求項23に記載の方法。 - 前記炭水化物は、単糖、二糖、三糖、又はオリゴ糖のうちの少なくとも1つを含む、請求項21〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭水化物は、スクロース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マルトース、又はラクトースの少なくとも1つを含む、請求項21〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記無機コロイドバインダーは、コロイドシリカ、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、コロイドイットリア、有機変性コロイドシリカ、有機変性コロイドアルミナ、有機変性コロイドジルコニア、又は有機変性コロイドイットリアのうち少なくとも1つを含む、請求項21〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記保護剤は、ケイ酸塩、金属酸化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、硫化物、フッ化物、アルミナイド、合成ガラス、ガラス繊維、セラミック繊維、黒鉛、骨灰、チタン酸アルミニウム、又はアルミン酸カルシウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項21〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 保護剤を含むコーティング組成物であって、
前記コーティング組成物は、基材上で固化すると、溶融金属によって引き起こされる腐食及び浸食のうち1つ以上を防ぎ、ショアDスケールでASTM?D2240に従って測定される、少なくとも45の表面硬度を有する、コーティング組成物。 - 保護剤を含むコーティング組成物であって、
前記コーティング組成物は、基材上で固化すると、溶融金属によって引き起こされる腐食及び浸食のうち1つ以上を防ぎ、少なくとも30のテーバー剛性を有する、コーティング組成物。 - 前記基材は、耐火材料、金属材料、セラミック材料、耐火セラミック繊維、非耐火セラミック繊維、ガラス材料、又はケイ酸カルシウム材料のうちの少なくとも1つを含む、請求項29又は請求項30に記載のコーティング組成物。
- 基材の表面に付着した固体コーティングを提供するための、請求項1〜11のいずれか一項に記載のコーティング組成物の使用。
- 前記基材は、耐火材料、金属材料、セラミック材料、耐火セラミック繊維、非耐火セラミック繊維、ガラス材料、又はケイ酸カルシウム材料のうちの少なくとも1つを含む、請求項32に記載の使用。
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