JP5898695B2 - 湿気硬化性コーティングのための低湿度硬化 - Google Patents
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Description
ケートコーティング)を達成できるようにするための手段として、或る緩慢蒸発型揮発性
湿潤剤(または吸湿性材料)をコーティング系に含めるという方法が発見されてきた。本
湿潤剤は、低湿度条件の下でコーティングの硬化速度を上昇させることができ且つコーテ
ィングを硬化させるうえで許容可能な機械的および化粧特性が得られる十分な量で存在
する。一実施形態において、緩慢蒸発型揮発性湿潤剤はジメチルスルホキシド(DMSO
)、ジエチレングリコールのモノエーテル、プロピレンカーボネート、およびそれらの混
合物から選択される。好適な実施形態において、緩慢蒸発型揮発性湿潤剤はDMSOであ
る。
とも1種の有機溶媒と、緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を含む湿潤剤成分と、を有する湿気硬化
性コーティング組成物に関する。本湿潤剤は、相対湿度50%以下でコーティングの硬化
速度を上昇させることができ且つ許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーテ
ィングを提供するのに十分な量で存在する。本発明の実施形態において、本湿潤剤は、相
対湿度40%以下、または30%以下、または20%以下、または10%以下にてコーテ
ィングの硬化速度を上昇させることができ且つ許容可能な機械的および化粧特性を有す
る硬化コーティングが得られる十分な量で存在する。
せるためのプロセスに関する。一実施形態において、このプロセスは、十分高い相対湿度
の下で硬化され得るが相対湿度50wt%以下では許容可能な機械的および化粧特性を
有する硬化コーティングを形成しない、高湿度湿気硬化性コーティング組成物を提供する
工程と、相対湿度50%以下でコーティングの硬化速度を上昇させることができ且つその
ような条件の下で硬化したときに許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーテ
ィングが得られる、十分な量の緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を高湿度湿気硬化性コーティング
に添加する工程と、結果として得られた湿潤剤含有の組成物を混合して、低湿度硬化コー
ティング組成物を提供する工程と、低湿度硬化コーティング組成物を基質上にコーティン
グする工程と、基質上のコーティングを相対湿度50%以下の条件の下で硬化する工程と
、を含む。湿気硬化性コーティング組成物は、上述した湿気硬化性コーティング組成物の
種類から選択される種類であり得る。
以下、または30%以下、または20%以下、または10%以下で硬化されたときに、許
容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを生成できないのに対して、
基質上の低湿度硬化コーティングは、それぞれの相対湿度条件の下で硬化されたときに、
許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを生ずる。
コーティングの硬化速度を上昇させることができ且つ低湿度条件の下でコーティングを硬
化させるための許容可能な機械的および化粧特性が得られる、十分な量の緩慢蒸発型揮
発性湿潤剤を含む。「緩慢蒸発型揮発性湿潤剤」とは、湿潤剤蒸発速度がほどよく高湿度
の(即ち、湿潤剤なしで結合剤によって硬化が為される相対湿度にて)湿気硬化性結合剤
の硬化速度と同等かまたはそれを下回ることと、指定された相対湿度未満で湿潤剤によっ
て湿気硬化性コーティングが硬化され、そのような条件の下で硬化されたときに、許容可
能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを生ずることを意味する。「許容
可能な機械的および化粧特性」とは、標準乾燥試験ASTM D1640およびD58
95に従って試験を行ったときに、コーティングが意図された特定用途に対応した乾燥の
最小限度の産業標準を満たすかそれを上回り、ASTM D4541に従い試験を行った
ときのランドの引離し強さが少なくとも4MPa(580psi)であり、亜鉛シリケー
トコーティングに関しては、ASTM D4752に従い、周囲温度(即ち、約20〜2
5℃)で溶媒摩擦試験を行うと、硬化後24時間以内に値が少なくとも4に達し、他の湿
気硬化コーティングに関しては、ASTM D5402に従い、意図された特定用途に対
応した最小限度の化粧業界標準(例えば、或るトップコート用途に対応した最小限度の
光沢レベル)を満たして、周囲温度(即ち、約20〜25℃)で溶媒摩擦試験を行うと、
硬化後24時間以内に値が少なくとも4に達することを意味する。
不在下で形成される。「実質的に不在(substantial absence)」とは、湿潤剤が存在す
るにしてもコーティングの硬化が不可能なほど不十分な量であり、且つ相対湿度(RH)
の低い所定の条件の下で、例えば、50%RH、または40%RH、またはそれ以下で許
容可能な機械的および化粧特性を有することを意味する。一実施形態においては、湿潤
剤の不在下で中間加水分解物が形成される。
25℃且つ20%RHにおいてDMSOおよび水の添加がコーティング系の硬化(上記)に与える影響を、ASTM D4752(MEK摩擦)に準じて評価した。また、掲示の試験時間にチャンバドアが開いているときに、湿度が33〜35%RHに上昇したことも注意される。下掲の図1に、DMSOおよび水の量ごと(パートAのwt%基準)に結果を示す。
Interfine1080(International Paint LLC社製)シングルパック湿気硬化アクリルポリシロキサン仕上げコートをそのまま2〜3milsの乾燥膜厚(dft)で塗布した。更なる仕上げコートを添加されたDMSOと共に、次のように塗布した。4%および10%のDMSOのそれぞれと共にコーティングをInterfine1080に加えた。20℃且つ30%RHで、すべてのパネルをベンチ天板上に並べて硬化させた。下掲の図4に、DMSOの量ごと(Interfine1080のwt%基準)に結果を示す。
0.1%のジブチル錫ジラウレート触媒を用い、HDI系ポリイソシアネートTolonate HDT−LV2の高固形分クリアコートを2〜3milsの乾燥膜厚(dft)で塗布した。同様なコーティングを4%および10%のDMSOでそれぞれTolonate HDT−LV2上に塗布した。20℃且つ30%RHで、すべてのパネルをベンチ天板上に並べて硬化させた。下掲の図5に、DMSOの量ごと(Tolonate HDT−LV2のwt%基準)に結果を示す。
[1]a)i)湿気硬化性結合剤材料と、ii)少なくとも1種の有機溶媒と、を含む湿気硬化結合剤成分と、
b)緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を含む湿潤剤成分と、
を含んでなる低湿度硬化湿気硬化性コーティング組成物であって、
相対湿度50%以下でコーティングの硬化速度を上昇させることができ且つ相対湿度50%以下で硬化したときに許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングが得られる十分な量の前記湿潤剤が存在する、低湿度硬化湿気硬化性コーティング組成物。
[2]湿気硬化性結合剤材料がアルキルシリケート系材料、ハイブリッド有機アルコキシシラン系材料、湿気硬化によりポリ尿素を生ずるポリイソシアネート系材料、エポキシまたはイソシアネートとの反応のため湿気硬化によって遊離アミンを生ずるポリケタミン系材料、およびイソシアネートとポリオールとのポリウレタン組成物から選択され、
前記コーティングを正しく硬化するうえでポリ尿素を産生するイソシアネートの湿気硬化を必要とする前記ポリオールに比べ前記イソシアネートが十分過剰である、[1]に記載のコーティング組成物。
[3]前記湿気硬化性コーティング組成物が、前記湿気硬化性結合剤および湿潤剤成分に加えて亜鉛成分も更に含む2パートの亜鉛シリケートコーティング組成物であり、
前記湿気硬化性結合剤材料がアルキルシリケートの加水分解物の中間体であり、
前記加水分解物の中間体が、前記アルキルシリケートと少なくとも1種の水混和性のアルコール官能性溶媒との反応生成物であり、
前記有機溶媒がグリコールエーテルまたはアルコール溶媒であり、
前記グリコールエーテルまたはアルコール溶媒が或る種のものであり、前記中間体の硬化速度を上昇させる量で存在し、且つ
前記亜鉛成分が亜鉛粉末、亜鉛オキシド、またはこれらの混合物から選択される、[1]または[2]に記載のコーティング組成物。
[4]前記湿潤剤がジメチルスルホキシド(DMSO)である、[1]から[3]のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
[5]相対湿度30%以下で前記コーティングの硬化速度を上昇させることができ且つ許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングが得られる十分な量の前記湿潤剤が存在する、[1]から[4]のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
[6]前記コーティング組成物の水含有量が前記コーティング組成物を基準として0〜約4wt%である、[1]から[5]のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
[7]前記湿潤剤の存在量が前記結合剤成分と湿潤剤成分との前記混合物を基準として約1〜約8wt%である、[1]から[6]のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
[8]湿度条件の下で湿気硬化性コーティング組成物を硬化するための方法であって、
a)十分高い相対湿度の下で硬化され得るが相対湿度50wt%以下では許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを形成しない、高湿度湿気硬化性コーティング組成物を提供する工程と、
b)相対湿度50%以下で前記コーティングの硬化速度を上昇させることができ且つそのような条件の下で硬化したときに許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングが得られる、十分な量の緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を前記高湿度湿気硬化性コーティングに添加する工程と、
c)結果として得られた前記湿潤剤含有の組成物を混合して、低湿度硬化コーティング組成物を提供する工程と、
d)前記低湿度硬化コーティング組成物を基質上にコーティングする工程と、
e)前記基質上の前記コーティングを前記相対湿度50%以下の条件の下で硬化する工程と、
を含む前記方法。
[9]前記高湿度湿気硬化性コーティング組成物が、十分高い相対湿度の下で硬化され得るが相対湿度30wt%以下では許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを形成しない、[8]に記載の方法。
[10]前記湿潤剤がDMSOである、[8]または[9]に記載の方法。
[11]前記湿気硬化性コーティング組成物が、結合剤成分パートAと亜鉛成分パートBとを含む2パートの亜鉛シリケートコーティングであり、
前記結合剤成分パートAが前記高湿度コーティング組成物であり、且つ
前記方法が、亜鉛成分パートBを工程c)の前記低湿度硬化コーティングに添加する工程を更に含む、[8]から[10]のいずれか一項に記載の方法。
[12]前記湿潤剤の存在量が工程c)の前記低湿度硬化コーティング組成物を基準として約1〜約8wt%である、[11]に記載の方法。
Claims (8)
- a)アルキルシリケート系材料及び少なくとも1種の有機溶媒を含む湿気硬化結合剤成分と、
b)ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジエチレングリコールのモノエーテル、プロピレンカーボネートおよびそれらの混合物から選択される緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を湿気硬化結合剤成分及び湿潤剤成分の混合物を基準として1〜8wt%の範囲の量で含む湿潤剤成分と、
c)亜鉛成分と
を含んでなる低湿度硬化湿気硬化性コーティング組成物。 - 前記湿気硬化性コーティング組成物が、前記湿気硬化結合剤成分および湿潤剤成分に加えて亜鉛成分も更に含む2パートの亜鉛シリケートコーティング組成物であり、
前記アルキルシリケート系材料がアルキルシリケートの加水分解物の中間体であり、
前記加水分解物の中間体が、前記アルキルシリケートと少なくとも1種の水混和性のアルコール官能性溶媒との反応生成物であり、
前記有機溶媒がグリコールエーテルまたはアルコール溶媒であり、
前記グリコールエーテルまたはアルコール溶媒が或る種のものであり、前記中間体の硬化速度を上昇させる量で存在し、且つ
前記亜鉛成分が亜鉛粉末、亜鉛オキシド、またはこれらの混合物から選択される、請求項1に記載のコーティング組成物。 - 前記緩慢蒸発型揮発性湿潤剤がジメチルスルホキシド(DMSO)を含む、請求項1または2に記載のコーティング組成物。
- 相対湿度50%以下で前記コーティングの硬化速度を上昇させることができ且つ許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングが得られる十分な量の前記緩慢蒸発型揮発性湿潤剤が存在する、請求項1から3のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 前記コーティング組成物の水含有量が前記コーティング組成物を基準として0〜4wt%である、請求項1から4のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 低湿度条件の下でアルキルシリケート結合剤成分であるパートAと亜鉛成分であるパートBとを含む湿気硬化性2パート亜鉛シリケートコーティング組成物を硬化するための方法であって、
a)アルキルシリケート結合剤成分であるパートAを提供する工程と、
b)パートA及び湿潤剤成分の混合物を基準として1〜8wt%の範囲の量のジメチルスルホキシド(DMSO)、ジエチレングリコールのモノエーテル、プロピレンカーボネートおよびそれらの混合物から選択される緩慢蒸発型揮発性湿潤剤を含む湿潤剤成分をパートAと混合することによって、低湿度硬化コーティングを提供する工程と、
c)前記低湿度硬化コーティングをパートBと混合する工程と、
d)前記低湿度硬化コーティングを前記相対湿度50%以下の条件の下で硬化する工程と、
を含む前記方法。 - 前記アルキルシリケート結合剤成分であるパートAが、十分高い相対湿度の下で硬化され得るが相対湿度50wt%以下では許容可能な機械的および化粧特性を有する硬化コーティングを形成しない、請求項6に記載の方法。
- 前記緩慢蒸発型揮発性湿潤剤がDMSOを含む、請求項6または7に記載の方法。
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