JP5116678B2 - コーティングに関連した多成分の水媒介性コーティング組成物、および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、第1成分および第2成分を含む多成分の(multi−component)水媒介性(waterborne)コーティング組成物に関連し、その第1成分およびその第2成分は、その組成物の基材への適用の前に一緒に混合される。上記第1成分は、(i)ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーと(ii)5,000以下の数平均分子量を有するアクリルポリオールとの水性分散物を含む。上記第2成分は、上記アクリルポリオールの官能基および/または上記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの官能基と反応性である官能基を有する材料を含む。本発明はまた、このような組成物から形成されるコーティング、およびこのような組成物によって少なくとも部分的にコーティングされた基材に関する。
コーティング組成物の環境影響(例えば、それらの適用の間における空気中への揮発性有機物の放出に関連する影響)を減少させることは、進行中の研究および近年における開発の領域となっている。したがって、関心は、低レベルの揮発性有機化合物を含むコーティング組成物(「低VOCコーティング組成物」)において増加している。
特定の観点において、本発明は、多成分の水媒介性コーティング組成物に関する。これらのコーティング組成物は、(a)(i)ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーと、(ii)5,000以下の数平均分子量を有するアクリルポリオールとを含む水性分散物を含む第1成分;ならびに(b)上記アクリルポリオールの官能基および/または上記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの官能基と反応性である官能基を有する材料を含む第2成分を含む。
以下の詳細な説明のために、本発明は、明示的にそうでないことが特定されていない限り、種々の代替となるバリエーションおよび手順を想定する場合があることが、理解されるべきである。さらに、いずれかの作業例における場合、またはそうでないことが記載されている場合を除き、本明細書および特許請求の範囲で使用される、例えば、成分の量を示す全ての数値は、全ての場合において用語「約」により修飾されるものと理解されるべきである。従って、特にそうでないことが特定されていない限り、本明細書(特許請求の範囲を含む)に記載される数値パラメータは、本発明によって得られる所望の特性に依存して変動し得る概数である。最低限、かつ特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするわけではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数に鑑みて、そして通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
還流冷却器と、ステンレス鋼撹拌器と、N2導入口とを備えた12Lのガラス製反応容器中に、360gのAromatic 100および180gのDowanol PMを導入し、そして加熱して還流した。第2の容器において、1416gのメチルメタクリレートと、661gのスチレンと、73gのα−メチルスチレンダイマーと、165gのブチルメタクリレートと、518gのブチルアクリレートと、840gのヒドロキシエチルメタクリレートとの一次モノマー混合物を、調製した。第3の容器において、90gのDowanol PnB中の251gのLupersol 270の開始剤溶液を、調製した。その開始剤溶液を、上記反応容器中に、一定速度にて3時間35分にわたってポンプで注入した。開始剤溶液の添加を開始した5分後、上記一次モノマー混合物を、上記反応器中に、一定速度にて2時間にわたってポンプで注入した。第4の容器において、242gのメチルメタクリレートと、189gのスチレンと、340gのヒドロキシエチルメタクリレートと、113gのアクリル酸との二次モノマー混合物を、調製した。上記一次モノマー溶液の添加が完了した場合に、上記二次モノマー混合物を、上記反応容器中に、1時間にわたって一定速度にてポンプで注入した。上記二次モノマー供給物および上記開始剤溶液の添加を完了した後、その反応物を、還流にて30分間保持した。この保持期間の後、その反応物を、100℃まで冷却した。100℃において、136gのジメチルエタノールアミンと、68gのトリエタノールアミンと、614gの純水とのアミン溶液を、20分間にわたって滴下漏斗(addition funnel)から上記反応容器に滴下した。上記アミン溶液の添加を完了し、そして15分間にわたって混合した後、4905gの純水を、激しい撹拌(high agitation)の下で添加した。その反応物を、40℃まで冷却し、そしてこの温度条件にて一晩混合し続けた。その樹脂分散物を、25ミクロンフィルターを通して濾過した。得られたアクリル分散物は、8.5のpH、42.4%の固体含有量、1650オングストロームの平均粒子径、および100センチポイズの粘度を有した。
サンプル1およびサンプル2を、表1に示した成分および量(グラム)を使用して調製した。上記サンプルを、以下の通りに調製した。上記第1成分の材料を、一緒に秤量し、そして約5分間にわたって約500rpmにて処理した。上記第2成分の材料を、一緒に秤量し、そして約5分間にわたって約500rpmにて処理した。その2つのプレミックスを、適用の直前に、撹拌しながら2分間にわたって一緒に混合した。
2BYK Chemieによって供給されたポリエーテル改変ポリシロキサン消泡剤。
3Dow Chemical Companyによって供給されたn−ブトキシプロパノール。
4Dow Chemical Companyによって供給されたジエチレングリコールブチルエーテルアセテート。
実施例2から得たサンプル1およびサンプル2ならびに溶媒媒介性コーティングを、種々のプラスチック基材に適用した。上記溶媒媒介性コーティングは、PPG Industries,Inc.から市販されているSPECTRACRON(登録商標)XPM 60360Sであった。それらのコーティングを、ITW Industrial Finishingから市販されている従来のBinksモデル61スプレーガンを使用して適用した。それらのコーティングを、約20ミクロンのフィルム厚さまで適用し、そしてその着色したパネルを、周囲温度にて10分間にわたって放置して脱水した。上記パネルを、次いで、60℃にて30分間にわたって焼いた。次いで、上記パネルを、周囲条件下で7日間にわたって放置した。次いで、上記パネルを、試験した。その結果を、表2に示す。
2MEK抵抗性を、ASTM D4752に従って測定した。
3付着を、ASTM D3359に従ってを測定した。
4GE Advanced Materialsから市販されているLEXAN EXL
1414ポリカーボネート樹脂。
5Dow Chemical Companyから市販されているDow Magnum
344アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂。
6GE Advanced Materialsから市販されているCYCOLOY IP 1000ポリカーボネート/アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンアロイ。
7PolyOne Corporationから市販されているMP101 Platinum DK2234ポリ塩化ビニル。
8湿潤後の付着を、付着試験前に4日間にわたって98%の湿度および60℃にて条件付けたパネルにおいて、ASTM D3359に従って測定した。
Claims (18)
- プラスチック基材をコーティングするための多成分の水媒介性コーティング組成物であって、該コーティング組成物が、
(a)(i)ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーと、(ii)5,000以下の数平均分子量を有するアクリルポリオールとを含む水性分散物を含む第1成分;ならびに
(b)該アクリルポリオールの官能基および/または該ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの官能基と反応性である官能基を有する材料を含む第2成分;
を含み、該プラスチック基材が、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリルブタジエンスチレンとポリカーボネートとの組み合わせから選択される材料を含む、コーティング組成物。 - 前記組成物は、1ガロンの該組成物あたり3ポンド以下(3.79リットルあたり1.36キログラム以下)の揮発性有機化合物を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーは、脂肪族ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーを含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーは、ヒドロキシ官能性カーボネート含有材料とポリイソシアネートとの反応から調製され、該ヒドロキシ官能性カーボネート含有材料は、炭酸またはその誘導体と、ジオールとの反応生成物を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記ジオールは、ヘキサン−1,6−ジオールを含む、請求項4に記載のコーティング組成物。
- 前記第1成分は、脂肪族ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの水性分散物を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルポリオールは、
(a)2重量%〜50重量%の重合可能なヒドロキシ含有エチレン性不飽和材料;
(b)40重量%〜98重量%の重合可能なエチレン性不飽和材料であって、ヒドロキシル基とカルボン酸基は、仮に存在するとしても、偶発的な不純物として存在する、重合可能なエチレン性不飽和材料;ならびに
(c)0.5重量%〜10重量%の、カルボン酸基を含む重合可能なエチレン性不飽和材料;
を含む重合可能な不飽和材料の組み合わせから調製される、請求項1に記載のコーティング組成物。 - 前記アクリルポリオールは、1グラムのポリマーあたり2mg KOH〜50mg KOHのヒドロキシル数を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルポリオールは、1,000〜3,000の数平均分子量を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルポリオールは、1〜5の多分散度を有する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記第1成分は、5重量%〜30重量%の前記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーおよび30重量%〜90重量%の前記アクリルポリオールを含み、該重量%は、該第1成分中の樹脂固形物の重量に基づく、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルポリオールの官能基および/または前記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの官能基と反応性である官能基を有する前記材料は、水溶性ポリイソシアネートまたは水分散性ポリイソシアネートを含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記アクリルポリオールの官能基および/または前記ポリカーボネート−ポリウレタンポリマーの官能基と反応性である官能基を有する前記材料は、前記コーティング組成物中に、該組成物中の樹脂固形物の総重量に基づいて15重量%〜40重量%の量で存在する、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記水性分散物は、有機溶媒をさらに含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記有機溶媒は、ブチルカルビトールアセテートを含む、請求項14に記載のコーティング組成物。
- 請求項1に記載のコーティング組成物によって少なくとも部分的にコーティングされた、プラスチック基材であって、該プラスチック基材が、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリルブタジエンスチレンとポリカーボネートとの組み合わせから選択される材料を含む、プラスチック基材。
- 前記プラスチック基材は、アクリロニトリルブタジエンスチレンおよび/またはポリカーボネートから選択される材料を含む、請求項16に記載の基材。
- 請求項1に記載のコーティング組成物から堆積された少なくとも1つのコーティング層を含む多成分複合コーティングによって少なくとも部分的にコーティングされた、プラスチック基材であって、該プラスチック基材が、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、またはアクリロニトリルブタジエンスチレンとポリカーボネートとの組み合わせから選択される材料を含む、プラスチック基材。
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