JP2022510077A - 水性コーティング組成物 - Google Patents
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Abstract
式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２（式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ１２分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５の平均値を有する）で表される合体剤を含む水性コーティング組成物。【選択図】なし
Description
本開示の実施形態は、水性コーティング組成物を対象とし、より具体的には、実施形態は、式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２によって表される合体剤を含む水性コーティング組成物を対象とし、式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ１２分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５の平均値を有する。
コーティングは、特に、建築用コーティング用途、工業用コーティング用途、自動車用コーティング用途、および屋外家具用コーティング用途などの異なるコーティング用途を含むいくつかの用途に利用され得る。低ＶＯＣ（揮発性有機化合物）および／または低臭気特徴を備えた高性能コーティングの継続的な追求は、新しいコーティング配合物の開発を推進し続けている。
本開示は、式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２によって表される合体剤を含む水性コーティング組成物を提供し、式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ１２分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５の平均値を有する。
本開示は、本明細書に開示される水性コーティング組成物を用いて形成されたコーティングを提供する。
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示のすべての実施を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願全体にわたるいくつかの場所では、例のリストを通じて指針が提供され、これらの例は、様々な組み合わせで使用することができる。どの場合も、列挙されたリストは、代表的なグループとしてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
水性コーティング組成物が、本明細書に開示される。本開示の実施形態は、式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２によって表される合体剤を含む水性コーティング組成物を提供し、式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ１２分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５を有する。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、様々な用途に望ましい１つ以上の特性を有し得る。例えば、本明細書に開示される水性コーティング組成物は、他の組成物と比較して、改善された、すなわち、低下した、最低フィルム形成温度を有し得る。最低フィルム形成温度（ＭＦＦＴ）は、薄膜として基板上に配置されたときに組成物が均一に合体する最低温度である。いくつかの用途では、組成物が低減された最低フィルム形成温度を有することが望ましい。最低フィルム形成温度が低減された組成物は、相対的により高い最低フィルム形成温度を有する組成物と比較して、特定の条件下、例えば、より低い温度で有利に硬化し得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、他の組成物と比較して、改善された蓄熱安定性を有し得る。蓄熱安定性は、２０℃を超える温度などの昇温で一定時間組成物を貯蔵した後の粘度の変化によって証明され得る。換言すれば、本明細書に開示される水性コーティング組成物は、他の組成物と比較して、改善された、すなわち、粘度の変化が比較的少ない、蓄熱安定性を有し得る。蓄熱安定性の改善は、いくつかの用途にとって望ましいことである。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、他の組成物と比較して、改善された凍結融解安定性を有し得る。凍結融解安定性は、数回の凍結融解サイクル後の粘度の変化が比較的少ないこととして証明され得る。換言すれば、本明細書に開示される水性コーティング組成物は、他の組成物と比較して、改善された、すなわち、粘度の変化が比較的少ない、凍結融解安定性を有し得る。凍結融解安定性の改善は、いくつかの用途にとって望ましいことである。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、結合剤を含む。結合剤は、水性コーティング組成物の１つ以上の成分を一緒に結合する、および／または水性コーティング組成物の１つ以上の成分を基材に結合するのを助け得る。結合剤は、１つ以上のアクリルコポリマー、ポリウレタン、酢酸ビニルコポリマー、ポリ尿素、ワックス、カゼイン、卵テンペラ、アラビアゴム、亜麻仁油、セラック、デンプン接着剤、ゼラチン、デキストリン、ポリエステルまたはそれらの組み合わせを含み得る。本明細書で使用される「アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）」とは、（メタ）アクリル酸、（メタ）アルキルアクリレート、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、および（メタ）ヒドロキシアルキルアクリレートなどのそれらの改質形態を含む。
結合剤は、１つ以上のエチレン性不飽和モノマーに由来するモノマー構造単位を含み得る。エチレン性不飽和モノマーの例は、これらに限定されないが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、およびヒドロキシプロピルメタクリレートなどの（メタ）アクリルエステルモノマー；（メタ）アクリロニトリル；スチレンおよび置換スチレン；ブタジエン；エチレン、プロピレン、１－デセン；酢酸ビニル、酪酸ビニル、ビニルバーサテートおよびその他のビニルエステル；塩化ビニルおよび塩化ビニリデンなどのビニルモノマー；ならびにそれらの組み合わせを含む。
エチレン性不飽和モノマーは、官能基を含み得る。官能基の例は、これらに限定されないが、カルボニル、アセト酢酸、アルコキシシラン、カルボキシル、ウレイド、アミド、イミド、アミノ基、およびそれらの組み合わせを含む。様々な官能基および様々な濃度の官能基は、異なる用途に利用され得る。
結合剤は、連鎖移動剤を含み得る。連鎖移動剤の例は、これらに限定されないが、３－メルカプトプロピオン酸、ドデシルメルカプタン、３－メルカプトプロピオン酸メチル、ベンゼンチオール、アゼライン酸アルキルメルカプタン、およびそれらの組み合わせを含む。様々な連鎖移動剤および様々な濃度の連鎖移動剤は、異なる用途に利用され得る。
１つ以上の実施形態は、結合剤が分散液またはエマルションの形態であり得ることを提供し、これらは本明細書では「結合剤エマルション」と呼ばれる。結合剤エマルションは、結合剤エマルションの総重量に基づいて、３０～７５重量パーセントの固形分、例えば結合剤を有し得る。３０～７５重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、結合剤エマルションは、エマルションの総重量に基づいて、下限３０、３４、または４０重量パーセント～上限７５、６５、または６０重量パーセントの固形分を有し得る。
結合剤、例えば結合剤エマルションは、既知の装置、反応成分、および反応条件を使用して形成され得る。例えば、結合剤は乳化重合によって形成され得る。
結合剤、例えば結合剤エマルションは、商業的に入手され得る。市販の結合剤の例は、これらに限定されないが、市販の結合剤のなかでもとりわけ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＰＲＩＭＡＬ（商標）ＡＣ－２６８およびＰＲＩＭＡＬ（商標）ＡＣ－２６１などの商品名ＰＲＩＭＡＬ（商標）の下のもの；Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）３３１１およびＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）ＥＰ－６０６０などの商品名ＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）の下のもの；Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＭＡＩＮＣＯＴＥ（商標）１１００Ａなどの商品名ＭＡＩＮＣＯＴＥ（商標）の下のもの；Ｂａｙｅｒから入手可能なＢＡＹＨＹＤＲＯＬ ＸＰ－２５５７、ＢＡＹＨＹＤＲＯＬ ＸＰ－２６０６、およびＢＡＹＨＹＤＲＯＬ ＸＰ－２４２７などの商品名ＢＡＹＨＹＤＲＯＬの下のもの、およびそれらの組み合わせを含む。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、５～６５重量パーセントの結合剤固形分を含み得る。５重量パーセント～６５重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限５、１０、または１５重量パーセント～上限６５、６０、または５０重量パーセントの結合剤固形分を含み得る。
前述のように、本明細書に開示される水性コーティング組成物は、式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２によって表される合体剤を含み、式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ４分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５の平均値を有する。
前述のように、式Ｉで表される合体剤の「Ａ」は、アルキレンオキシドである。実施形態は、「Ａ」が、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、またはそれらの組み合わせに由来するモノマー構造単位であることを提供する。本明細書で使用される「モノマー構造単位」は、ポリマーを形成するための反応から生じる、ポリマー構造の一部、例えば「Ａ」を示す。
１つ以上の実施形態は、式Ｉによって表される合体剤の「Ａ」がホモポリマーであることを提供する。例えば、「Ａ」は、プロピレンオキシドまたはブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位であり得る。１つ以上の実施形態は、プロピレンオキシドが「Ａ」を形成するために利用されないことを提供する。１つ以上の実施形態は、ブチレンオキシドが「Ａ」を形成するために利用されないことを提供する。
１つ以上の実施形態は、式Ｉによって表される合体剤の「Ａ」がコポリマーであることを提供する。例えば、「Ａ」は、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位であり得る。プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位は、ブロック分布、ランダム分布、またはそれらの組み合わせであり得る。換言すれば、コポリマーは、ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーであり得る。
「Ａ」がプロピレンオキシドおよびブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位であるとき、１０：１～０．１：１のプロピレンオキシド対ブチレンオキシドの重量比を利用して「Ａ」を形成することができる。１０：１～０．１：１のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、プロピレンオキシド対ブチレンオキシドの下限０．１：１、０．５：１、０．７５：１、または１：１～上限１０：１、７：１、または５：１の重量比は、「Ａ」を形成するために利用され得る。
前述のように、式Ｉによって表される合体剤の「ｎ」は３～２５である。３～２５のすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、ｎは、下限３、５、または７～上限２５、２３、または２１の整数であり得る。
式Ｉによって表される合体剤は、３００～１８００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。３００～１８００ｇ／モルのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、式Ｉで表される合体剤は、下限３００、３５０、４００、４５０、または５００ｇ／モル～上限１８００、１６００、１４００、または１２００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。
水性コーティング組成物は、合体剤および結合剤固形分の総重量に基づいて、０．５～１５重量パーセントの式Ｉによって表される合体剤を含み得る。０．５～１５重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、合体剤の総重量に基づいて、下限０．５、１．０、または３．０重量パーセント～上限１５、１０、または８重量パーセントの式Ｉによって表される合体剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、水を含む。水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、３０～９０重量パーセントの水を含み得る。３０～９０重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限３０、４０、または５０重量パーセント～上限９０、８０、または７０重量パーセントの水を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、界面活性剤および／または分散剤とも呼ばれる湿潤剤を含み得る。本明細書の「湿潤剤」は、表面張力を低下させ、および／または本明細書に開示される水性コーティング組成物の粒子の分離を改善することができる化学添加剤を指す。湿潤剤の例は、これらに限定されないが、アルコールエトキシレート湿潤剤、ポリカルボキシレート湿潤剤、アニオン性湿潤剤、双性イオン性湿潤剤、非イオン性湿潤剤、およびそれらの組み合わせを含む。なかでも、湿潤剤の具体例は、ビス（トリデシル）スルホコハク酸ナトリウム、ジ（２－エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジシクロヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、イソデシルスルホコハク酸二ナトリウム、エトキシル化アルコール二ナトリウムスルホコハク酸半エステル、アルキルアミドポリエトキシスルホコハク酸二ナトリウム、四ナトリウムＮ－（１，２－ジカルボキシエチル）－Ｎ－オクタデシルスルホスクシナメート、Ｎ－オクタスルホコハク酸二ナトリウム、硫酸化エトキシル化ノニルフェノール、および２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールを含む。なかでも、市販の湿潤剤の例は、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＥＣＯＳＵＲＦ（商標）ＥＨ－９、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＯＲＯＴＡＮ（商標）ＣＡ－２５００、Ｅｖｏｎｉｋから入手可能なＳＵＲＦＹＮＯＬ １０４、両方ともＢＹＫから入手可能なＢＹＫ－３４６およびＢＹＫ－３４９のポリエーテル修飾シロキサン、およびＧｏｌｄｅｎ Ｇａｔｅ Ｃａｐｉｔａｌから入手可能なＡＭＰ－９５を含む。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．０１～１０重量パーセントの湿潤剤を含み得る。０．０１～１０重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．０１、０．１、０．２、１．０または２．０重量パーセント～上限１０、８、７、５、４、または３重量パーセントの湿潤剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、凍結融解安定剤を含み得る。凍結融解安定剤の例は、特に、アルコール、グリコール、およびそれらの組み合わせを含む。凍結融解安定剤の具体例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール（１，２，３－トリヒドロキシプロパン）、エタノール、メタノール、１－メトキシ－２－プロパノール、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、トリスチリルフェノールエトキシレート、およびそれらの組み合わせを含む。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．１～１５重量パーセントの凍結融解安定剤を含み得る。０．１～１５重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．１、０．５、または１．０重量パーセント～上限１５、１０、または８重量パーセントの凍結融解安定剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、顔料とも呼ばれ得る着色剤を含み得る。様々な着色剤は、利用され得る。着色剤は、天然着色剤、合成着色剤、有機着色剤、無機着色剤、またはそれらの組み合わせであり得る。なかでも、着色剤の具体例は、二酸化チタンおよびＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＲＯＰＡＱＵＥ（商標）Ｕｌｔｒａ Ｅなどの高分子顔料を含む。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．５～４５重量パーセントの着色剤を含み得る。０．５～４５重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．５、１．０、または５．０重量パーセント～上限４５、３０、または２５重量パーセントの着色剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、充填剤および／またはレオロジー調整剤とも呼ばれ得る増粘剤を含み得る。増粘剤の例は、これらに限定されないが、炭酸カルシウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カオリンなどの粘土材料、酸誘導体、酸コポリマー、ウレタン会合増粘剤（ＵＡＴ）、ポリエーテル尿素ポリウレタン（ＰＥＵＰＵ）、ポリエーテルポリウレタン（ＰＥＰＵ）、およびそれらの組み合わせを含み、ナトリウムまたはアンモニウムで中和されたアクリル酸ポリマーなどのアルカリ膨潤性エマルション（ＡＳＥ）；疎水性修飾アクリル酸コポリマーなどの疎水性修飾アルカリ膨潤性エマルション（ＨＡＳＥ）；疎水性修飾エトキシル化ウレタン（ＨＥＵＲ）などの会合性増粘剤；ならびにメチルセルロースエーテル、ヒドロキシメチルセルロース（ＨＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、疎水性修飾ヒドロキシエチルセルロース（ＨＭＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＳＣＭＣ）、カルボキシメチル２－ヒドロキシエチルセルロースナトリウム、２－ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２－ヒドロキシエチルメチルセルロース、２－ヒドロキシブチルメチルセルロース、２－ヒドロキシエチルエチルセルロース、および２－ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース増粘剤、およびそれらの組み合わせがなどの増粘剤が利用され得る。商業的な例は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＴＴ－９３５、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ－７７０、およびＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－２０２０ ＮＰＲなどのＡＣＲＹＳＯＬ（商標）の商品名の下で入手可能なもの；およびＡｓｈｌａｎｄから入手可能なＮａｔｒｏｓｏｌ ２５０ＨＢＲを含む。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．１～４重量パーセントの増粘剤を含み得る。０．１～４重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．１、０．２、または０．３重量パーセント～上限４、３、または２重量パーセントの増粘剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、艶消し剤を含み得る。艶消し剤は、当技術分野で知られているように、様々な無機粒子、有機粒子、およびそれらの組み合わせを含み得る。艶消し剤は、粉末であってもよい。艶消し剤の例は、これらに限定されないが、シリカ艶消し剤、ジアトメート、ポリ尿素艶消し剤、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエテン、およびそれらの組み合わせを含む。市販の艶消し剤の例は、市販の艶消し剤であり、例えば、Ｗｏｒｌｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｃｏ．Ｌｔｄから入手可能なＣＩＬＩＴＥ ４９９、両方ともＥｖｏｎｉｋから入手可能なＡＣＥＭＡＴＴ ＴＳ－１００およびＡＣＥＭＡＴＴ ＯＫ５２０シリカ艶消し剤、Ｄｅｕｔｅｒｏｎから入手可能なＤＥＵＴＥＲＯＮ ＭＫポリ尿素艶消し剤、および両方ともＢＹＫから入手可能な微粉化ワックス添加剤ＣＥＲＡＦＬＯＵＲ ９２９およびＣＥＲＡＦＬＯＵＲ ９２０、Ｇｒａｃｅ Ｄａｖｉｓｏｎから入手可能なＳＹＬＯＩＤ Ｓｉｌｉｃａ ７０００艶消し剤を含み得る。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．１～１０重量パーセントの艶消し剤を含み得る。０．１～１０重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．１、０．３、または０．５重量パーセント～上限１０、８、または５重量パーセントの艶消し剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、当技術分野で知られているように、追加のコーティング添加剤を含み得る。追加のコーティング添加剤の例は、これらに限定されないが、特に、レベリング剤；シリコーン、フルオロカーボン、セルロースなどのフロー制御剤；エクステンダー；平坦化剤；紫外線（ＵＶ）吸収剤；ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）；亜リン酸塩；消泡剤および消泡止め剤；沈降防止剤、たるみ防止剤およびボディ剤；皮張り防止剤；浸水防止剤および浮遊防止剤；殺生物剤、殺菌剤および防カビ剤；腐食防止剤、およびそれらの組み合わせを含む。様々な量の添加剤は、異なる用途に利用され得る。
水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、０．１～１０重量パーセントの追加のコーティング添加剤を含み得る。０．１～１０重量パーセントのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の総重量に基づいて、下限０．１、０．１５、または０．２重量パーセント～上限１０、９、または８重量パーセントの追加のコーティング添加剤を含み得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、既知のプロセスによって形成され得る；水性コーティング組成物は、既知の装置および反応条件を使用して作製され得る。
例えば、水性コーティング組成物の形成は、粉砕段階を含むことができる。粉砕段階では、顔料などの水性コーティング組成物のいくつかの成分、ならびに低剪断混合下で均質化されない可能性がある、および／または粒子サイズの縮小のために選択される他の材料を粉砕および／または分散させるために、例えば高剪断条件下のミルを介して水と組み合わせることができる。とりわけ、消泡剤および／または湿潤剤などの他の成分は、粉砕段階で利用され得る。
粉砕段階は、得られた粒子が０．１μｍ～１００μｍの平均粒径を有することを提供することができる。０．１μｍ～１００μｍのすべての個々の値および部分範囲が含まれ、例えば、得られる粒子は、下限０．１、０．５、または１．０μｍ～上限１００、７５、または５０μｍの平均粒径を有し得る。
粉砕段階に続いて、レットダウン段階が実行され得る。粉砕段階から得られる生産品は、例えば、いくつかの粉砕および／または分散された水性コーティング組成物成分は、水性コーティング組成物を形成するために利用される残りの成分と組み合わせられ得る。レットダウン段階は、例えば、低剪断混合を利用し得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、コーティングを形成するために利用され得る。これらのコーティングは、特に、工業用コーティング用途、建築用コーティング用途、自動車用コーティング用途、屋外家具用コーティング用途などのいくつかの異なるコーティング用途に使用され得る。
本明細書に開示される水性コーティング組成物は、任意の方法により、基材、例えば、物品または構造体の１つ以上の表面に塗布され得る。そのような方法は、これらに限定されないが、噴霧、浸漬、ロール塗布、および当技術分野で一般に知られている任意の他の従来技術を含む。コーティング組成物でコーティングされるそのような構造体の表面は、特に、コンクリート、木材、金属、プラスチック、ガラス、乾式壁を含み得る。既知の装置、成分、および条件は、水性コーティング組成物を塗布するときに用いられ得る。
基材への塗布に続いて、水性コーティング組成物を硬化、例えば乾燥して、コーティングを形成することができる。コーティングは、異なる用途のために、様々な厚さを有する１つ以上の層を形成し得る。
有利には、本明細書に開示されるコーティングは、様々な用途にとって望ましい１つ以上の特性を有し得る。例えば、本明細書に開示されるコーティングは、例えば、コーティングが特定の温度範囲内で乾燥されるとき、他の組成物から形成されるコーティングと比較して、改善された耐スクラブ性を有し得る。例えば、本明細書に開示されるコーティングは、１５℃以下の温度、例えば、－２５～１５℃、または－２０～１０℃で乾燥されたときに、改善された耐スクラブ性を有し得る。本明細書で使用される場合、「耐スクラブ性」という用語は、基材からコーティングを侵食するのに必要ないくつかのスクラブサイクルを指す。耐スクラブ性は、ＧＢ／Ｔ９２６６－２００９に従って決定され得る。
さらに、本明細書に開示されるコーティングは、他の組成物から形成されたコーティングと比較して、改善された、すなわち、より長い長期硬度発現を有し得る。例えば、本明細書に開示されるコーティングは、例えば、コーティングの適用から９６時間、１６８時間、および２４０時間でコーティングの硬度が決定されるとき、９６時間で改善された硬度発現を有し得る。改善された長期硬度発現を提供することは、いくつかの用途にとって有利である。
実施例では、例えば、以下を含む、材料の様々な用語および名称が使用される。
ＥＣＯＳＵＲＦ（商標）ＥＨ－９（アルコールアルコキシレート湿潤剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；プロピレングリコール（凍結融解安定剤、ＳｉｎｏＰｈａｒｍａ Ｃｏ．Ｌｔｄから入手）；ＢＹＫ－０２４（消泡剤、ＢＹＫから入手）；ＡＭＰ－９５（ｐＨ調整剤／分散剤、Ｇｏｌｄｅｎ Ｇａｔｅ Ｃａｐｉｔａｌから入手）；ＯＲＯＴＡＮ（商標）ＣＡ－２５００（分散剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＲＯＣＩＭＡ（商標）ＣＦ－１１００（殺生物剤、Ｔｈｅ ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；Ｎａｔｒｏｓｏｌ ２５０ＨＢＲ（増粘剤、Ａｓｈｌａｎｄから入手）；二酸化チタン（着色剤）；艶消し剤（Ａｃｅｍａｔｔ ＴＳ－１００、Ｅｖｏｎｉｋから入手）；か焼カオリンＤＢ－８０（充填剤）；炭酸カルシウムＣＣ－７００（充填剤）；ＰＲＩＭＡＬ（商標）ＡＣ－２６８（結合剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＲＯＰＡＱＵＥ（商標）Ｕｌｔｒａ Ｅ（ポリマー顔料、不透明ポリマー、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＴＴ－９３５（増粘剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ－７７０（増粘剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＫＡＴＨＯＮ（商標）ＬＸＥ（殺生物剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－２０２０ ＮＰＲ（レオロジー調整剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；ＵＣＡＲ（商標）ＦＩＬＭＥＲ ＩＢＴ（商用合体剤、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）；Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ＯＥ－４００（商用合体剤、Ｅａｓｔｍａｎから入手）。
ブチレンオキシドおよびプロピレンオキシドをアルコキシル化して、式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２で表される合体剤を提供し、
式中Ｒ１はＣ４直鎖脂肪族であり、Ｒ２は水素基であり、Ａはプロピレンオキシドおよびブチレンオキシド由来のモノマー構造単位であり、ｎは、９の平均値を有した。合体剤は、水酸基価測定によって決定されるように、６６５ｇ／モルの数平均分子量を有した。この合体剤は、市販の製品ＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＴＰｎＢ（Ｃ４－（ＰＯ）３、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）に基づいて調製され、続いて、ＫＯＨを触媒として利用する既知のアルコキシル化条件下でのブトキシル化の追加工程が続く。Ｃ４－（ＰＯ）３をＫＯＨ（６０００ｐｐｍでの活性重量、５０重量％の濃度の水溶液）と共に反応器に加えた；反応器を閉じ、内容物を２５０ｒｐｍで撹拌し、８０℃に加熱した。反応器の内容物を８０℃に維持しながら真空を適用し、反応器から残留水を除去した。次に、反応器の内容物を１２０℃に加熱し、反応器内の圧力を４．５バール未満に維持しながら、ブチレンオキシドを反応器にゆっくりと加えた。ブチレンオキシドの添加後、反応器の内容物を砕解のために１２０℃に維持した；反応器の圧力は、圧力が初期圧力に近くなり（ＢＯ添加前）、２時間安定するまで監視された。次に、反応器を窒素および真空で３回パージして、残留するブチレンオキシドをすべて除去した。その後、反応器の内容物を６０℃に冷却し、酢酸で中和して、式Ｉで表される合体剤を提供した。
最低フィルム形成温度（ＭＦＦＴ）は以下のように決定された。式Ｉで表される合体剤をそれぞれ含む試料１および試料２、比較試料Ａ、および比較試料Ｂは、以下のように調製された。式ＩおよびＰＲＩＭＡＬ（商標）ＤＣ－４２０で表される様々な量の合体剤を組み合わせて、それぞれ試料１～２を提供し、ＵＣＡＲ（商標）ＦＩＬＭＥＲ ＩＢＴおよびＰＲＩＭＡＬ（商標）ＤＣ－４２０を比較試料Ａに組み合わせ、Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ＯＥ－４００およびＰＲＩＭＡＬ（商標）ＤＣ－４２０を比較試料Ｂに組み合わせた。
試料１～２および比較試料Ａ～Ｂのそれぞれは、約２０℃で２４時間保管され、次に、それぞれを７５μｍのウェットフィルムを備えたＲＨＯＰＯＩＮＴ ＭＦＦＴ－９０機器のプラスチックフィルムに適用した。２時間後、フィルムの外観が観察され、フィルムがひび割れた温度が決定された。クリーンなＰＲＩＭＡＬ（商標）ＤＣ－４２０の試料を使用して、３３℃のベースラインＭＦＦＴを決定した。結果は、表１および２において報告される。
表１のデータは、３重量パーセントの負荷で、試料１が、比較例ＡおよびＢのそれぞれと比較して、改善された、すなわち低下した最低フィルム形成温度を有することを示す。試料１によって提供された低下した最低フィルム形成温度は、結合剤および式Ｉによって表される合体剤を含む水性コーティング組成物が、他の組成物と比較して、同様に改善された、すなわち低下した最低フィルム形成温度を有することを示す。
表２のデータは、５重量パーセントの負荷で、試料２が、比較試料Ａと比較して、改善された、すなわち、より低い最低フィルム形成温度を有することを示す。試料２によって提供される低下した最低フィルム形成温度は、結合剤および式Ｉによって表される合体剤を含む水性コーティング組成物が、他の組成物と比較して、同様に改善された、すなわち低下した最低フィルム形成温度を有することを示す。
実施例１、水性コーティング組成物は、以下のように形成された。脱イオン水（１６５グラム）、プロピレングリコール（１２グラム）、ＯＲＯＴＡＮ（商標）ＣＡ－２５００（７．５グラム）、ＥＣＯＳＵＲＦ（商標）ＥＨ－９（１．５グラム）、およびＢＹＫ－０２４（１．０グラム）を容器に加え、分散プレートで約４００ｒｐｍで２分間混合した。Ｎａｔｒｏｓｏｌ ２５０ＨＢＲ（１．５グラム）を容器の内容物に加え、約４００ｒｐｍで２分間混合した。容器の内容物にＡＭＰ－９５（１．５グラム）を加え、約４００ｒｐｍで１０分間混合した。容器の内容物に二酸化チタン（２００グラム）、か焼カオリンＤＢ－８０（３５グラム）、炭酸カルシウムＣＣ－７００（５０グラム）、および艶消し剤（３５グラム）を加え、約２０００ｒｐｍで３０分間混合して、容器の内容物の粒子が５０μｍ以下のサイズを有するようにした；粘度の上昇が観察された。次に、ＰＲＩＭＡＬ（商標）ＡＣ－２６８（２８０グラム）、ＢＹＫ－０２４（１グラム）、およびＫＡＴＨＯＮ（商標）ＬＸＥ（２グラム）を容器の内容物に加え、約１８００ｒｐｍで１０分間混合した。次に、ＡＭＰ－９５（０．５グラム）、ＲＯＰＡＱＵＥ（商標）Ｕｌｔｒａ Ｅ（７０グラム）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＴＴ－９３５（３．５グラム）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＤＲ－７７０（５グラム）、ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－２０２０ ＮＰＲ（１０グラム）、および容器の内容物に脱イオン水（１００．５グラム）を加え、約３００ｒｐｍで１０分間混合した。容器の内容物は３つの等しい部分に分けられた；式Ｉによって表される合体剤（合体剤および結合剤固形分の総重量に基づいて４重量パーセントの式Ｉによって表される合体剤）を最初の部分に加えて、実施例１を提供した。
比較例Ａは実施例１として形成されたが、式Ｉで表される合体剤ではなく、ＵＣＡＲ（商標）ＦＩＬＭＥＲ ＩＢＴが使用された；ＵＣＡＲ（商標）ＦＩＬＭＥＲ ＩＢＴ固形分および水の総重量に基づく、ＵＣＡＲ（商標）ＦＩＬＭＥＲ ＩＢＴ固形分の重量パーセントは以下に示される。
比較例Ｂは実施例１として形成されたが、式Ｉで表される合体剤ではなく、Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ＯＥ－４００固形分が使用された；Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ＯＥ－４００および水の総重量に基づく、Ｏｐｔｉｆｉｌｍ Ｅｎｈａｎｃｅｒ ＯＥ－４００固形分の重量パーセントは以下に示される。
蓄熱安定性はＧＢ／Ｔ２０６２３－２００６に従って決定された。実施例２（２００グラム）、比較例Ａ（２００グラム）、および比較例Ｂ（２００グラム）をそれぞれの容器に密封し、オーブン（５０＋２℃）に１４日間入れた；次に、それぞれの容器を２３＋２℃で３時間維持した；次に、ストーマー粘度計を使用してそれぞれの粘度を測定した。結果は、表３において報告される。
表３のデータは、比較例Ａおよび比較例Ｂの両方と比較して、粘度の変化が比較的少ないことによって証明されるように、実施例１が改善された蓄熱安定性を有することを示し、これは、粘度決定に対して過度に粘性になった。
凍結融解安定性は、ＧＢ／Ｔ２０６２３－２００６に従って決定された。実施例１（２００グラム）、比較例Ａ（２００グラム）、および比較例Ｂ（２００グラム）をそれぞれの容器に密封し、冷蔵庫（－５＋２℃）に１８時間置いた；次に、それぞれの容器を室温で６時間維持した；このサイクルを３回繰り返した。次に、ストーマー粘度計を使用してそれぞれの粘度を測定した。次に、説明したように、さらに２つのサイクルを実行し、それぞれの粘度を再度測定した。結果は、表４において報告される。
表４のデータは、－６℃での凍結および融解の３サイクル後の比較例Ａおよび比較例Ｂの両方と比較して、粘度の変化が比較的少ないことによって証明されるように、実施例１が改善された凍結融解安定性を有することを示す。表４のデータは、－６℃での凍結および融解の５サイクル後の比較例Ａおよび比較例Ｂの両方と比較して、粘度の変化が比較的少ないことによって証明されるように、実施例１が改善された凍結融解安定性を有することを示す。
耐スクラブ性はＧＢ／Ｔ９２６６－２００９に従って決定された。実施例１は、１００μｍの厚さの２セットの非アスベスト繊維セメントプレート上に塗装された；次に、プレートの第１のセットを５℃で７日間乾燥させ、プレートの第２のセットを２０℃で７日間乾燥させて、実施例２のコーティングを提供した。比較例Ｃ～Ｄは実施例２として形成されたが、実施例１ではなく比較例Ａ～Ｂがそれぞれ使用された。ブラッシャーはＧＢ／Ｔ９２６６－２００９に従って前処理された。スクラビング試験は、所定のスクラビング時間後にコーティング層を目視チェックするか、コーティング層が消失するまで停止して実行された。スクラビング試験の一部では、室温で７日間乾燥させたコーティングプレートに、試験を加速するために特定のスクラブ媒体を追加した（４００スクラブあたり１０ｇ）。結果は、表５において報告される。
表５のデータは、実施例１から形成されたコーティングである実施例２が、５℃で乾燥されたコーティングについて、比較例Ｃおよび比較例Ｄのコーティングと比較して、比較的多数のスクラブによって証明されるように、改善された耐スクラブ性を有することを示す。
表５のデータはまた、実施例１から形成されたコーティングである実施例２が、室温で乾燥されたコーティングについて、コーティング比較例Ｄおよびコーティング比較例Ｃに対する比較耐スクラブ性と比較して、比較的多数のスクラブによって証明されるように、改善された耐スクラブ性を有することを示す。
硬度発現は以下のように決定された。実施例１を利用して、コーティングである実施例３を形成した；比較例Ｂを利用して、コーティングである比較例Ｅを形成した。様々な硬化時間でのケーニッヒ硬度値は、ＡＳＴＭ Ｄ２１３４－９５に従って決定された。結果は、表６において報告される。
表６のデータは、実施例１から形成されたコーティングの実施例３が、９６時間以上の硬化時間について、コーティング比較例Ｅと比較して、改善された、すなわち、より大きな硬度発現を有することを示す。これを長期間、例えば９６時間以上改善することは、いくつかの用途にとって有利である。
表６のデータはまた、実施例１から形成されたコーティングの実施例３が、７２時間以下の硬化時間について、コーティング比較例Ｅと比較して同等の硬度発現を有することを示す。
Claims (8)
- 水性コーティング組成物であって、
結合剤と、
式Ｉ：Ｒ１－Ｏ－（Ａ）ｎ－Ｒ２（式中、Ｒ１は水素、Ｃ１～Ｃ１２直鎖脂肪族、またはＣ１～Ｃ１２分岐脂肪族であり、Ａはアルキレンオキシドであり、Ｒ２は水素基、Ｃ１～Ｃ４直鎖脂肪族もしくは分岐脂肪族基、Ｃ１～Ｃ４直鎖もしくは分岐カルボニル基、またはベンジル基であり、ｎは３～２５の平均値を有する）で表される合体剤と、
水と、を含む、水性コーティング組成物。 - Ａが、プロピレンオキシドまたはブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位を含むホモポリマーである、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
- Ａが、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドに由来するモノマー構造単位を含むコモポリマーである、請求項１に記載の水性コーティング組成物。
- 前記合体剤が、３００～１８００ｇ／モルの数平均分子量を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の水性コーティング組成物。
- 前記水性コーティング組成物が、前記水性コーティング組成物の総重量に基づいて５～６５重量パーセントの結合剤固形分を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の水性コーティング組成物。
- 前記水性コーティング組成物が、前記合体剤および前記結合剤固形分の総重量に基づいて０．５～１５重量パーセントの前記式Ｉによって表される合体剤を含む、請求項５に記載の水性コーティング組成物。
- 凍結融解安定剤を含み、前記凍結融解安定剤が、前記水性コーティング組成物の総重量に基づいて前記水性コーティング組成物の０．１～１５重量パーセントである、請求項１～６のいずれか一項に記載の水性コーティング組成物。
- 請求項１～７のいずれか一項に記載の水性コーティング組成物を用いて形成された、コーティング。
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