JP5199098B2 - 水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド、及び基材の処理方法 - Google Patents

水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド、及び基材の処理方法 Download PDF

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Description

(関連出願)本特許出願は2005年9月16日に出願の米国仮特許出願第第60/717721号の優先権を主張し、その内容を本願明細書に援用する。
本発明は、例えばオリゴシラン、アミノ官能性オリゴシロキサン、又はシリコーンポリマーを含むモノマー性シラン組成物の提供に関する。これらの組成物は、例えば、多くの困難な基材(特にドライ及びウエットコンクリート)へのシーラント又は接着剤又はコーティングの接着を改善する水分硬化性シリル化樹脂に用いる付着促進剤として有用である。
ビルディング建設の際の要件(例えばISO標準、及び相当するDIN−EN標準又はASTM標準)を満たすために、特別なプライマー(主にエポキシベース)で前処理されたコンクリート基材にシーラント、接着剤又はコーティングを塗布する必要がある。現在の技術では、コンクリートの前処理を行わない場合には、水浸入の後で、有機官能性シランの接着促進剤を用いて、コンクリートに対する水分硬化性シリル化シーラント又は接着剤の接着力を強化することは非常に困難である。
コンクリートはセメント、砂、アグリゲート及び水から構成される。コンクリートの表面は高いアルカリ性(pH12)であり、吸収される水は全て、コンクリートの表面上へのシーラント又は接着剤の粘着力に対して好ましくない影響を及ぼす。コンクリート基材はISO13640標準に準拠して製造されが、鋳造されたサンプルの最終的な調製は異なることがありえ(ISO13640の方法1及び方法2)、比較的平滑、平坦な表面から凸凹の表面にわたる様々な表層テクスチャに結果としてなることがありえる。凸凹を有するコンクリート表面上では、シーラントの良好な湿潤性又は粘着力を得るのが困難となる。
本発明は、シーラント、接着剤又はコーティングの基材上への接着を促進する組成物の提供に関する。
当該組成物は、
a)少なくとも1つの、式1で表される化合物:
R−Si(R (1)
(式中、各Rがアルコキシル基又はC−Cアルキル基(例えばメチル基、エチル基又はプロピル基)から独立に選択され、但しR基のうちの少なくとも2つがアルコキシル基であり、Rが1〜約20個の炭素原子を有するアルキル基であるか、又はアミン基、エポキシ基、ビニル基、硫黄、メタクリル基、アセトキシ基、ウレイド基、イソシアヌレート基又はポリエチレンオキシド官能基を含む有機基である)、及び
b)オリゴマーシラン又はシリコーンのうちの少なくとも1つを含んでなる。
かかる接着促進組成物は、改良された処理性を有する高品質のシーラント、接着剤又はコーティングの調製に有用である。本発明により、シーラント/接着剤/コーティングの製造業者及び建設に従事するエンドユーザは、特殊な前処理を行う必要なく、実質的にいかなる条件下(湿潤条件又は乾燥条件下)においてもコンクリートに水分硬化性シリル化ポリマー組成物を塗布することができる。それにより、これらのシーラント/接着剤/コーティングのより幅広い使用が可能になり、塗布工程の作業が軽減され、気象状況による塗布の遅れが回避される。
下記の記載においては、全ての組成物のパーセンテージ又は部分は、特に明記しない限り重量ベースである
一実施形態では、本発明はオリゴシラン又はシリコーンポリマーとモノマーシランを含む組成物の提供に関する。当該組成物は、水分硬化性シリル化ポリマーの多くの困難な基材(特にドライ若しくはウエットコンクリート)に対するシーラント、接着剤又はコーティングの接着性を向上させるための接着促進剤として有用である。
本発明の一実施形態では、当該シラン組成物は、少なくとも1つのモノマーシラン又はシランの混合物(例えばアミノ若しくは窒素含有シラン)を40〜95重量%、及び1つ以上のオリゴマーシラン及び/又は1つ以上のシリコーンポリマーを5〜60重量%で含有する。
より詳細には、本発明の一実施形態では、シーラント又は接着剤又はコーティング組成物ブレンドの提供に関し、当該ブレンドは、
a)水分硬化性シリル化ポリマー樹脂と、
b)1つ以上の式1で表される化合物を含んでなる接着促進剤
R−Si(R (1)
(式中、各Rは独立に、アルコキシル基(好ましくはメトキシ基又はエトキシ基)、又はC−Cアルキル基(例えばメチル基、エチル基又はプロピル基)から選択され、但しR基のうちの少なくとも2つがアルコキシル基である)とを含んでなる。
Rは、1〜約20の炭素原子数のアルキル基であるか、又はアミン基、エポキシ基、ビニル基、硫黄、メタクリル基、アセトキシ基、イソシアヌレート基又はポリエチレンオキシド官能基を有する有機基である。
Rにとり好適な有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、ウレイドプロピル基、アミノジメチルブチル基、アミノイソブチル基、エポキシシクロヘキシル基、グリシドキシプロピル基、ビニル基、メルカプトプロピル基、オクタノイルチオプロピル基、メタクリルオキシ基、メタクリルアミノプロピル基又はヘキサデシル基が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の一実施形態では、当該接着促進剤は、Rがエポキシ基、ビニル基、硫黄、メタクリル基、アセトキシ基、イソシアヌレート基又はポリエチレンオキシド官能性を有するアミノシランと、1つ以上の式1の化合物とを含んでなる。
本発明の他の実施形態は、シーラント/接着剤/コーティング組成物ブレンドの提供に関し、当該ブレンドは、
a)水分硬化性シリル化ポリマー樹脂と、
b)接着促進剤としての、任意にテトラエチルオルトシリケート(TEOS)を伴って式1の化合物から調製されたオリゴマー(任意に1つ以上の式1の化合物を含んでもよい)とを含んでなる。
本発明の他の実施形態は、シーラント/接着剤/コーティング組成物ブレンドの提供に関し、当該ブレンドは、
a)水分硬化性がシリル化ポリマーと、
b)接着促進剤としての、シリコーン及び窒素含有モノマーシランの混合物(任意に1つ以上の式1の化合物を含んでもよい)とを含んでなる。
本発明の一実施形態では、当該接着促進剤は、以下の好ましい組成パーセンテージに従い、シーラント組成物に混合することができる。必要に応じて、以下の範囲外の組成物パーセンテージを採用してもよい。
成分の好適な範囲:
水分硬化性シリル化ポリマー:任意に20%〜50%の範囲内。
可塑剤:10%〜30%の範囲で任意。
充填材:30%〜60%の範囲で任意。
UV安定化剤:0.2%〜1.0%の範囲で任意。
チキソトロピー剤:0.1%〜2.0%の範囲で任意。
漂白剤又は着色剤:0.5%〜4.0%の範囲で任意。
水分捕捉剤:0.2%〜3.0%の範囲で任意。
触媒:0.01%〜2.0%の範囲で任意。
接着促進剤:0.2%〜2.0%の間で任意。
シーラント、接着剤又はコーティング材料として使用するポリマーは、任意の有機若しくは無機の骨格をベースにしてもよいが、但し当該ポリマーは、その上に少なくとも2つのペンダント又は末端基としての、アルコキシシリル基、アリールオキシシリル基又はアルキルオキシイミノシリル基を有する。かかるシステムは公知である。有機骨格を有するポリマーシステムとしては、シリル化アクリル、シリル化ポリウレタン、シリル化ポリエーテル、シリル化ポリエステル、シリル化ポリオレフィンなどが挙げられる。無機骨格を有するシステムとしては、例えばポリオルガノシロキサン(たとえばRTVシリコン)が例示される。本発明の一実施形態では、シーラント、接着剤又はコーティング材料は、有機骨格を有するポリマー(例えばポリウレタン又はポリエーテル)から調製される。
一実施形態では、本発明ではシリル化ポリウレタン樹脂(SPUR)を使用する。他の実施形態では、修飾シリコーンポリマーを、シーラント/接着剤/コーティングの材料として使用できる。修飾シリコーンポリマーとしては、末端のアルコキシシラン基によって官能化されるポリエーテル(例えば以下に示すMSポリマーなどのメチルジメトキシシラン)が挙げられる。あるいは、当該修飾シリコーンポリマーは、ビニル末端ポリエーテル上へのシラン末端基のヒドロシリル化によっても得ることができる。以下の成分が、シーラント/接着剤/コーティング材料に添加するための接着促進剤の調製の際に使用できる。
アミン化合物:
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メトキシシラン、ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、アミノアルキルオリゴマーシラン(部分的に共加水分解されたプロピルトリメトキシシランからなる)。
エポキシド化合物:
β(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン。
ビニル化合物:
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、登録商標(Proprietary)のビニルオルガノ官能性シラン。
含硫化合物:
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、オリゴマー状のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス−(3−[トリエトキシシリル]プロピル)ジスルフィド、ビス−(3−[トリエトキシシリル]プロピル)ポリスルフィド、登録商標のポリスルフィドシラン。
メタクリル化合物:
γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルアミドプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン。
アルキル化合物:
オクチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン。
オリゴマー構造体:
オリゴマーアミノアルキルアルコキシシラン、オリゴマーアミノアルコキシシラン、エポキシシランオリゴマー(2005年4月7日に出願の米国特許出願公開第11/100840号(参照によって本願明細書に援用する)に開示)、NXT(商標)Ultra−Low V シラン(ジェネラル・エレクトリック社製)、NXT(商標)Low V シラン(ジェネラル・エレクトリック社製)。
シリコーン化合物:
アミノ官能性オリゴシロキサン、メタクリルで末端キャッピングしたシリコーン、トリシロキサンの混合物、エポキシシリコーン直鎖状アミノシリコーンポリエーテル共重合体、アミノエチルアミノプロピル環状オリゴシロキサン、フェニルエチル修飾シロキサン、オクチル官能性トリシロキサン、アルキレンオキシドポリマー(ポリエーテル共重合体)修飾シリコーンポリマー、アミノシリコーン(アミノエチル、アミノプロピル、メチル官能性)。
その他:
4−アセトキシ−3−メトキシフェニルプロピルトリメトキシシラン、トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート、ポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリル)エタン。
以下の組成物は、本発明への使用に適するブレンドの非限定的な例である。
組成物:
1.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(60%〜95%)、+アミノシロキサン(5%〜40%)。
2.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(30%〜50%)、+オクチルトリエトキシシラン(5%〜30%)。
3.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(10%〜30%)+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(50%〜70%)、+オクチルトリエトキシシラン(5%〜30%)。
4.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート(30%〜50%)、+アミノシロキサン(10%〜30%)。
5.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(50%〜70%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(10%〜30%)、+オクチルトリエトキシシラン(5%〜30%)。
6.γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン(40%〜60%)、+トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート(40%〜60%)。
7.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(30%〜50%)、+トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート(5%〜20%)、+アルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマー(5%〜20%)。
8.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+トリス[3(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート(5%〜50%)、+アミノシリコーン(アミノエチル−アミノプロピル、メチル官能性)(5%〜30%)。
9.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(30%〜50%)、+ポリ(エチレンオキシ)トリメトキシシラン(5%〜20%)、アルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマー(5%〜20%)。
10.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(10%〜30%)+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(50%〜70%)+ポリ(エチレンオキシ)トリメトキシシラン(5%〜20%)、+アルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマー(5%〜20%)。
11.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(10%〜30%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(30%〜70%)+ポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン(10%〜30%)。
12.γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(30%〜50%)、+ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)(30%〜50%)、+ポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン(5%〜30%)、直鎖状アミノシリコーンポリエーテル共重合体(5%〜20%)。
13.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(70%〜90%)、+アミノシロキサン(5%〜30%)。
本発明では、通常使用される可塑剤を使用することにより性能を改変し、より高い充填材濃度における使用を可能にしてもよい。典型的な可塑剤としては、限定されないが、フタレート、ジプロピレン及びジエチレングリコールジベンゾエート、それらの混合物、エポキシ化大豆油などが挙げられる。ジオクチル及びジイソデシルフタレートの有用な供給源としては、Exxon Chemical社製の商品名「Jayflex DOP」及び「Jayflex DIDP」が挙げられる。ジベンゾエートは、Velsicol Chemical社製の「Benzoflex 9−88」「Benzoflex 50」及び「Benzoflex 400」を用いてもよい。通常可塑剤はシリル化ポリマーの100重量部に対して最高100重量部で添加し、好ましくは100重量部に対して40〜80重量部で添加する。
一般的なシーラントの調製に適する充填材としては、補強用充填剤(例えばフュームドシリカ、沈殿シリカ及び炭酸カルシウム)が挙げられるが、これらに限定されない。更に調製物の物理的強度を高めるために、カーボンブラックを主な充填材として使用してブラックシステムを構成し、補強を行ってもよい。本発明にとり有用な、幾つかの商業的グレードのカーボンブラックとして、「Corax」シリーズ(Degussa社製)などが利用できる。半透明の調製物を得るためには、カーボンブラックではなく、フュームドシリカ又は沈殿シリカを高い濃度で主な充填材として使用する必要がある。
0.07μ〜4μの粒径を有する処理済の炭酸カルシウムもまた好ましい充填材であり、例えば以下のような幾つかの商品が使用可能である:Specialty Minerals社製の「Ultra Pflex」及び「Hi Pflex」、Zenaca Resins社製の「Winnofil SPM」及び「Winnofil SPT」、Huber社製の「Hubercarb 1Qt」、「Hubercarb 3Qt」及び「Hubercarb W」、並びにECC社製の「Kotomite」。これらの充填材は単独で用いてもよく、又は組み合わせで用いてもよい。当該充填材は一般に、シリル化ポリマー100重量部に対して最高300重量部で添加するが、好ましくは80〜150重量部のロード量である。
UV安定化剤及び/又は酸化防止剤は、シリル化ポリマー100重量部に対して0〜5重量部の量で本発明のシーラント組成物に添加することができ、特に0.5〜2重量部で添加することが好ましい。これらの材料は、例えばGreat Lakes社、及びCiba Specialty Chemicals社から市販品を入手することができ、限定されないが、例えば商品名「Anox 20」及び「Uvasil 299 HM/LM」(Chemtura社製)、及び「Irganox 1010」、「Irganox 1076」「Tinuvin 770」「Tinuvin 327」「Tinuvin 213」及び「Tinuvin 622 LD」(Ciba社製)として市販されている添加材を使用することができる。当該シーラント組成物には、様々なチキソトロピー剤又は垂れ防止剤を含有させてもよい。かかる種類の添加材としては、様々なキャスタワックス、フュームドシリカ、処理済クレー及びポリアミドが代表的である。これらの添加物は通常、シリル化ポリマー成分100重量部に対して1〜10重量部、好ましくは1〜6重量部で含有される。有用なチキソトロピー剤としては、限定されないが、Degussa社製の「Aerosil」、Cabot社製の「Cab−O−Sil」、CasChem社製の「Castorwax」、Rheox社製の「Thixatrol」及び「Thixcin」、並びにKing Industries社製の「Disparlon」が挙げられる。
好適な触媒としては、ビスマスカルボキシレート、ジルコニウム、アルミニウム又はチタンのキレート、ジアルキルスズジカルボキシレートの塩又はオキシド(ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズアセテート及びジ−n−ブチルスズオキシド)、オクタン酸スズ及び酢酸スズなどのカルボン酸スズ塩などが挙げられるが、これらに限定されない。
シーラント/接着剤/コーティング組成物は、あらゆる適切な基材(例えば金属、木、アスファルト、レンガ、石、コンクリートなど)に塗布することができる。当該組成物は特にコンクリート表面への塗布に適している。コンクリートは高いアルカリ性(pH>7、>−10及び通常約12)を有してもよい。更に、その表面はウエットの状態であってもよく、例えば降雨の後、表面が乾燥するまでの間の状態であってもよい。
以下の実施例において本発明の特徴を例示する。
実施例において使用するコンクリート基材の試料は、75×12×25mmのコンクリートブロックからなり、75×12mmの試験面を有した。ISO標準13640に準拠しそれらを製造した。ISO標準に示される2つのコンクリートの調製方法の両方を用い、評価した。コンクリート自体は、両方の方法における同じレシピに従って製造した。但し、鋳造されたサンプルの最終的な調製は、異なる表層テクスチャのサンプルを調製するために異なるものとした。
ISO13640の方法1に従い、コンクリートのサンプルの試験面をウエットカットし、平滑及び平坦な試験面を作製した。
ISO13640の方法2に従い、試験面に金属的ブラシをかけ、砂粒に曝露させ、表層を粗く加工した。
シーラントを調製した後、それぞれの基材上へ塗布した。下記の3つのコンディショニング方法を用いた。
「ドライ」コンクリート:サンプルを23℃、50%の相対湿度(RH)での2週間の標準的な硬化サイクルの後、乾燥状態で試験した。
「プレ(前)リンス」コンクリート:基材を水中に保存し、使用法の直前にティッシュで拭いた。水から取り出した3分後に、まだ湿気がある間、シーラントをコンクリート表面に塗布した。この試験は、例えば雨落下の後、基材が完全に乾燥する前に、シーラントを基材に塗布できるか否かを試験するのに有用である。
「ウエット」コンクリート:シーラントを乾燥コンクリートに塗布し、アセンブリを1〜4日間水に浸漬し、室温で1日静置し、更に2週間の標準的な硬化サイクルで乾燥させ、試験に供した。
それぞれのコンクリートのpHを測定した結果、約12であることがわかった。
以下の試験を行い、性能評価を行った。
ハンドピール試験(サンプルごとにシーラントを手で剥がす試験)を行った。シーラントの粘着力を測定した。その際、粘着力は、試験の後に依然としてシーラントで覆われているコンクリートサンプル表面の面積を、最初に被覆した表面領域の面積で除算して算出したパーセンテージとして表した。
水に1週間浸漬した後に試験した結果、全てのサンプルが0%の粘着力であったため、浸漬時間を1日又は4日に減少させ、更に試験前に、室温で1日サンプルを静置した。両方の試験結果(90℃及び180℃におけるハンドピール)を比較した。コンクリート上に残留するシーラントのパーセンテージを、Zwick装置によるピールの後のコンクリートの視覚試験により評価した。
ハンドピール試験で最も高い値を示したブレンドを、ピール強度試験で更に評価した。
コンクリートサンプル上に、最初にシリル化ポリウレタン樹脂(「SPUR」)又は修飾シリコーンポリマー(「MSP」)シーラントを塗布し、続いてSilquest(登録商標)Primer AP134(市販の反応性シリコーン)で処理したワイヤーネットを塗布し、次にSPUR又はMSPシーラントを塗布した。ワイヤーネットはコンクリートサンプルよりわずかに小さかった(両側が約1mm)。上記システムの厚の合計は5〜8mmであった。好ましくは、SPUR又はMSP層は全ての金網を覆わなければならない。
サンプルを23℃及び50%の相対湿度で2週間エージングさせた後、サンプルをZwick装置に配置し、1分につき10mmで最高50mmで、可塑性接着シーラントのAdhesion−in−Peelに関するピール試験(ASTM D 98(ASTM C794:標準試験方法))を行った。剥離の力を記録し、平均値を算出した。
更に、両方の試験(90℃及び180℃のハンドピール)を比較した。コンクリート上に残留するシーラントのパーセンテージを、Zwick装置によるピールの後のコンクリートの視覚試験により評価した。
SPURシーラントの調製
SPURベースのシーラント調製物中に、ベースのイソシアネート末端プレポリマーとして、同じタイプのWitton樹脂の異なるバッチとして、Witton WSP 725−80(ジェネラル・エレクトリック社製、SPUR(登録商標)1010LM)を添加した。
SPUR 1として本願明細書に示すシリル化ポリウレタンを、Witton WSP 725−80ベースのプレポリマーの第1バッチとして調製した。SPUR 4、5及び6を、Witton WSP 725−80ベースのプレポリマーの第2バッチとして調製した5。SPUR 7、8、9及び10調製物を、Witton WSP 725−80ベースのプレポリマーの第3のバッチとして調製した。SPUR 13の調製物を、Witton WSP 725−80ベースのプレポリマーの第4バッチとして調製した。SPUR 14から26の調製物を、Witton WSP 725−80塩基プレポリマーの第5のバッチとして調製した。SPUR 27の調製物を、Witton WSP 725−80プレポリマーの第6のバッチとして調製した。
以下の成分を用い、水分硬化性ポリマー組成物を調製した。
(重量部表示)
シリル化ポリウレタン(SPUR) 125
可塑剤(DIDP) 55
細粒化CaCO(Winnofil SPT) 192
粗CaCO(Omya BLR3) 48
UV安定化剤(Tinuvin 213&622LD) 2
SiO(Cabosil TS−720) 1
TiO(Ti−Pure R−902) 5
Silquest(登録商標)A−171(水分捕捉剤) 1.5
接着促進剤 2.5
触媒(DBTDL) 0.15
修飾シリコーンプレポリマー(MSP)シーラント組成物
MSPシーラント組成物(Kanekaベルギー社製)は、前調製物に以下の成分を添加して調製した:3%以下のSilquest(登録商標)A−171(水分捕捉剤)、3%以下の接着促進剤、3%以下のスズ触媒。
シーラント調製
清浄な、乾燥した、使い捨ての金属製の缶を使用して、シリコン含有ポリマー(SPUR/MSP)及び可塑剤(例えばフタル酸(DIDP)ジイソデシル)手でタングブレート又はスパチュラで混合した。チキソトロピー剤(SiO)、漂白剤(TiO)及びUV安定化剤を添加し、手で混合し、更に充填材(例えばCaCO)を添加した。混合物を次に遅い速度(<0.5のダイヤル設定)に設定したミキサーで5分間撹拌した。次にミキサーを開け、スクレーパー及び撹拌器に付着している全ての材料をかき取った。次に、真空下、80℃で1時間、適度な速度(ダイヤル設定=2.0〜3.0)で、シーラントが平滑及び均一になるまで混合物を混合した。次にシーラント混合物を50℃以下に冷却し、混合しながら脱水剤(Silquest(登録商標)A−171)を5分間にわたり添加した。窒素雰囲気で真空置換し、シーラントを1ボックス当たり約85gで試験ボックスへ移した。
2つの異なる方法を用い、SPUR調製物に接着促進剤を添加した。SPUR 4,5,6,7調製物では、接着促進剤及び触媒を一緒に添加し、1分30秒間、ハウシルト・ミキサーを用いてSPURと混合した。他の全ての調製物では、最初に接着促進剤をSPURに添加し、1分間ハウシルト・ミキサーで混合した。少なくとも5分間混合物を冷却し、次に触媒を添加し、調製物を1分間、再度ハウシルト・ミキサーで混合した。
<比較実施例1>
SPUR 1は、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(A−1110として本願明細書に示す)と混合して調製した。
<比較実施例2>
SPUR 1、23及び27は、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(A:1110)と混合して調製した。
<比較実施例3>
SPUR 27は、市販の溶媒ベースのシランプライマーであるγアミノプロピルトリ−メトキシシラン(A−1110)及びAP−134と混合して調製した。
参考実施例4>
SPUR 14、19及び20はそれぞれ、40%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、40%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)及び20%のオクチルトリエトキシシランを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例5>
SPUR 14、19及び22はそれぞれ、20%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、60%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)及び20%のオクチルトリエトキシシランを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例6>
SPUR 14、15及び23はそれぞれ、40%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、40%トリス[3−トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート及び20%のアミノシロキサンを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例7>
SPUR 14及び15はそれぞれ、60%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、20%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、20%のオクチルトリエトキシシランを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例8>
SPUR 16、25及び26はそれぞれ、50%のγ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、50%トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレートを含む接着促進剤と混合して調製した。
<実施例9>
SPUR 27は、40%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、40%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、10%のトリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート、10%のアルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマーを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例10>
SPUR 27は、40%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、40%のトリス[3(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート、20%のアミノシリコーン(アミノエチル−アミノプロピル、メチル官能性)を含む接着促進剤と混合して調製した。
<実施例11>
SPUR 26及び27はそれぞれ、40%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、40%ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、10%のポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン、10%のシリコーンポリマー(アルキレンオキシドポリマーで修飾)を含む接着促進剤を混合して調製した。
<実施例12>
SPUR 27は、20%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、60%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン、10%のポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン、10%のシリコーンポリマー(アルキレンオキシドポリマーで修飾)を含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例13>
SPUR 18、26及び27はそれぞれ、20%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、60%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、20%のポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシランを含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例14>
SPUR 27は、20%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、60%のビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、15%のポリ(エチレンオキシド)5%、直鎖状のトリメトキシシランアミノシリコーンポリエーテル共重合体を含む接着促進剤と混合して調製した。
参考実施例15>
SPUR 13は、80%のγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、20%アミノシロキサン含む接着促進剤と混合して調製した。
以下の表は、以下の実施例に係るブレンドの試験結果を例示する。
比較実施例1、2及び3は比較目的でのみ示すものであり、本発明を例証しない。参考実施例4から8、10及び13から15は参考目的でのみ示すものであり、本発明を例証しない。実施例9、11及び12は本発明を例証する。
本実施例では多くのSPUR調整物を試験した。各SPUR調製物は個々に混合し、接着促進剤による効果を試験した。表に示す試験結果は、個々の調製物における結果の平均値である。
比較実施例1及び2で使用したブレンドは、表1に示すようにSilquest A−1110及びSPUR製剤により調製されるブレンドである。比較実施例1のハンドピール試験の結果は、ドライコンクリート試料上にわずか5%しかSPURが残留しておらず、弱い接着を示した。ISO13640の方法1(平滑なコンクリート表面)に従い、プレリンスコンクリートで試験した場合、残留SPURのパーセンテージは80%であった。しかしながら、ISO13640の方法2(凸凹のコンクリート表面)に従うプレリンスコンクリートで試験した場合、表面上の残留SPURのパーセンテージは5%に低下した。これらのISO13640方法は、単に「方法1」又は「方法2」として以下に記す。ウエットコンクリート試験(室温で、1日〜4日水にしたコンクリートへのシーラント)では、平滑及び凸凹のコンクリート表面では0%の粘着力を示した。
比較実施例2では、SPUR製剤1、23及び27には、Silquest(登録商標)A−1110接着促進剤を使用し。結果の平均値を表1に示す。実施例Bの混合物は実施例Aより良い試験結果を示した。
比較実施例3では、Silquest A−1110と、Silquest(登録商標)Primer AP 134を有するSPUR 27とのブレンドを使用し、その結果、優れた結果を示した。
SPUR製剤14、19及び20及び接着促進剤により調製した参考実施例4のブレンドは、ドライ及び浸漬されたコンクリートに対する良好なパフォーマンスを示した。
SPUR製剤14、19及び22及び接着促進剤により調製した参考実施例5のブレンドは、浸漬コンクリートと同様に、ドライコンクリート及びプレリンスコンクリートで良好な結果を示した。
SPUR製剤14、15及び23及び接着促進剤により調製した参考実施例6のブレンドは、コンクリート(凸凹表面)及びプレリンスコンクリート(平滑表面)に関して、非常に良好な結果を示した。
SPUR製剤14及び15及び接着促進剤により調製した参考実施例7のブレンドは、ドライ及びプレリンスコンクリートにおいて、非常に良好な結果を示したが、浸漬試験では弱い粘着力を示した。
SPUR製剤16、25及び26及び接着促進剤により調製した参考実施例8のブレンドは、非常に良好な結果を示した。
SPUR製剤27及び接着促進剤を有する実施例9のブレンドは、全体的に良好な結果を示した。
SPUR製剤27及び接着促進剤を有する参考実施例10のブレンドは、平滑表層コンクリート(方法1)を使用したプレリンスコンクリート試験においてのみ良好な結果を示した。
SPUR 26及び27及び接着促進剤を含む実施例11のブレンドでは、平滑表層のドライコンクリート試験(方法1)で若干の脆弱さを示したが、全体的に良好なパフォーマンスを示した。
SPUR製剤27及び接着促進剤を含む実施例12のブレンドは、プレリンスされた平滑表層コンクリート(方法1)において優れた粘着力、及び浸漬された粗表層コンクリートにおける良好な結果を除いて、弱い結果を示した。
SPUR製剤18、26及び27及び接着促進剤を含む参考実施例13のブレンドは、全体的に良い平均的結果を示した。
SPUR製剤27及び接着促進剤を含む参考実施例14のブレンドは、ドライコンクリート及びプレリンスされた平滑表層コンクリートにおいて良好な結果を示した。
SPUR製剤13及び接着促進剤を含む参考実施例15のブレンドは、ドライコンクリート及びプレリンスされた平滑な表層コンクリートにおいて優れた結果を示した。
表1:選択された接着促進組成物を用いた場合の、90℃でコンクリート上に残留するSPURの%)(ハンドピール試験)
Figure 0005199098
90°及び180°におけるコンクリート上のSPURの残留%、並びに180°のピール試験の後の粘着力を、幾つかのSPUR+接着促進剤ブレンドに関して測定した。結果を表2に示す。2つのブレンド、すなわち「比較実施例」は比較目的においてのみ示し、本発明を例示するものではない。4つのブレンド、すなわち「参考実施例」は参考目的においてのみ示し、本発明を例示するものではない。
実施例16から19は、平滑(方法1)若しくは凸凹(方法2)表面を有するドライコンクリートに対する粘着力試験に関する。示すように、採用したピーリング角度は90°及び180°である。
実施例20から23は、プレリンスコンクリートで実施した粘着力試験であり、実施例24から27は水浸漬コンクリート試料で実施した試験である。
実施例28から33は、平滑表面(方法1)又は粗表層コンクリート(方法2)において、シーラント組成物のドライ、プレリンス及び水浸漬コンクリートの試料それぞれに対する粘着力を測定する試験である。
表2:90°及び180°における、コンクリート上へのSPURの残留%、及び180°のピーリングによる粘着力試験
Figure 0005199098
粘着力試験は、MS Polymer(登録商標)(MSP)樹脂を使用して実施した。上記したように、MS Polymer(登録商標)は、メチルジメトキシシランでエンドキャッピングした官能化ポリエーテルである。結果を表3に示す。比較実施例34、35及び36は、比較目的のためにのみ示し、本発明を例証しない。比較実施例34では、接着促進剤のないMSP樹脂を使用した。比較実施例35では、従来の接着促進剤Silquest(登録商標)A−1110を含むMSPブレンドを使用した。比較実施例36ではSilquest A−1110を含むMSPのブレンドを使用したが、コンクリートはプライマーAP−134で前処理した。参考実施例37、38、40及び41は、参考目的のためにのみ示し、本発明を例証しない。
参考実施例37、38、40及び41はそれぞれ、参考実施例10、8、14及び13の接着促進剤を含むMSPのブレンドを使用した。実施例39は、実施例11の接着促進剤を含むMSPのブレンドを使用した。結果から、接着促進剤を全く含まないMSP(比較実施例34)では非常に弱い結果を示した。AP−134プライマーで前処理したコンクリートを用いた比較実施例36は優れた結果を示した。比較実施例35(Silquest A−1110を有するMSP)では、平滑コンクリート(方法1)に対する弱い接着性、及び粗コンクリート(方法2)に対するより良好な接着性を示した。
参考実施例37及び38では、凸凹表面を有するウエットコンクリートを除いて全体的に良好な結果を示した。
実施例39及び参考実施例40では、粗コンクリート(方法2)以外、全体的に良好なパフォーマンスを示した。
参考実施例41では、平滑コンクリート(方法1)に対する優れた接着性、及び粗表層コンクリート(方法2)における良好なパフォーマンスを示した。
表3:選択されたシラン組成物用いた、コンクリート上への残留MSP%(パンドピール試験)
Figure 0005199098
上記の結果は、例えば水分硬化性シリコン含有ポリマー(例えばシリル化ポリウレタン樹脂及びシリコーンポリマー)との組み合わせで本発明の接着促進剤を使用したときの効果を示すものである。
上記の説明において多くの詳細な実施態様を示したが、それらは単にその好ましい実施態様を例示するものに過ぎず、本発明がこれらの態様に限定されるものと解釈すべきでない。当業者であれば、本発明の技術的範囲及び技術思想の範囲内で多くの他の実施態様を想起するであろう。

Claims (7)

  1. 水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンドであって、
    a)水分硬化性シリル化ポリウレタン及び末端アルコキシシラン基で官能化された水分硬化性ポリエーテルからなる群から選択される水分硬化性シリル化ポリマー樹脂と、
    b)接着を促進するのに十分量の、少なくとも1つの接着促進剤であって、
    i)40〜95質量%の、少なくとも1つの式1で表される化合物:
    R−Si(R (1)
    (式中、各Rは独立に、アルコキシル基又はC−Cアルキル基から選択され、但しR基のうちの少なくとも2つがアルコキシル基であり、Rは、1〜20の炭素原子数のアルキル基であるか、又はアミン基、エポキシ基、ビニル基、硫黄、メタクリル基、アセトキシ基、イソシアヌレート基又はポリエチレンオキシド官能基を有する有機基である)と、
    ii)5〜60質量%の、少なくとも1つのアルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマーと、からなる前記接着促進剤を含んでなり、
    前記式1の化合物が、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メトキシシラン、ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシトリメトキシシラン、γ−メタクリルアミドプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、4−アセトキシ−3−メトキシフェニルプロピルトリメトキシシラン、トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート、ポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン及びヘキサデシルトリメトキシシランからなる群から選択される、水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド
  2. 前記水分硬化性シリル化ポリマー樹脂(a)が水分硬化性シリル化ポリウレタンである、請求項記載の水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド
  3. 前記式1の化合物が、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メトキシシラン、ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン及びN−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシランからなる群から選択される、請求項記載の水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド
  4. 更に可塑剤、充填材、UV安定化剤、チキソトロピー剤、着色剤、水分捕捉剤及び触媒からなる群から選択される1つ以上の成分を含有する、請求項記載の水分硬化性シーラント、接着剤又はコーティング組成物ブレンド
  5. 基材の処理方法であって、
    a)水分硬化性シリル化ポリウレタン及び末端アルコキシシラン基で官能化された水分硬化性ポリエーテルからなる群から選択される水分硬化性シリル化ポリマー樹脂と、接着促進剤を含有する組成物を準備する工程であって、前記接着促進剤が、
    i)40〜95質量%の、少なくとも1つの式1で表される化合物:
    R−Si(R (1)
    (式中、各Rは独立に、アルコキシル基又はC−Cアルキル基から選択され、但しR基のうちの少なくとも2つがアルコキシル基であり、Rは、1〜20の炭素原子数のアルキル基であるか、又はアミン基、エポキシ基、ビニル基、硫黄、メタクリル基、アセトキシ基、イソシアヌレート基又はポリエチレンオキシド官能基を有する有機基である)と、
    ii)5〜60質量%の、少なくとも1つのアルキレンオキシドポリマー修飾シリコーンポリマーと、からなる工程と、
    b)前記組成物を基材の表面に塗布する工程を含んでなり、
    前記式1の化合物が、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メトキシシラン、ビス(γ−トリメトキシシリルプロピルアミン)、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシトリメトキシシラン、γ−メタクリルアミドプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、4−アセトキシ−3−メトキシフェニルプロピルトリメトキシシラン、トリス[3−(トリメトキシシリルプロピル)]イソシアヌレート、ポリ(エチレンオキシド)トリメトキシシラン及びヘキサデシルトリメトキシシランからなる群から選択される、基材の処理方法。
  6. 前記基材が10を超えるpHを有する、請求項記載の方法。
  7. 前記基材がコンクリートである、請求項記載の方法。
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