JPH08277378A - 水稀釈性シリコーン目詰めコーティング - Google Patents
水稀釈性シリコーン目詰めコーティングInfo
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Abstract
よい被膜を与え同時に溶媒ベースのコーティングに付随
する問題を回壁する水稀釈性目詰めコーティングを提供
する。 【構成】 水稀釈性目詰めコーティングはシリコーン乳
濁液基剤、接着促進剤および触媒を減衰性目詰めコーテ
ィングを提供する。
Description
として使用するのに適したコーティング組成物系に関す
る。詳しくは本発明は、水稀釈性(water reducible)
であって、EPDMゴムのような通常の材料に適用した
場合、低摩擦係数、改良された耐摩耗性と凍結剥離性
(freeze - release)のような特性を有するコーティン
グを提供するシリコーン組成物に関する。
H末端ジオルガノシロキサンコーティングは公知であり
容易に入手することができる。これらのコーティングの
大部分は、紙および他の多孔質の基材を処理するのに使
用され、そのコーティングの基材への接着は主として物
理的接着に基づいている。プラスチックおよびゴムの表
面のような非多孔質基材に対して、これらのコーティン
グの接着性は不良である。その上、これらのコーティン
グは、摩耗による剥離に対する耐性がほとんどない。こ
れらの問題点のため、非多孔質の基材のためのコーティ
ング系は、例えばエンドウの米国特許第4233428
号に教示されているように、プライマーの塗布とこれに
続くコーティング材料の塗布を含む2工程を必要とする
ことが多い。
2月24日に発行された米国特許第4252933号に
スミダが教示している。さらにアミン官能性シラン変性
したエポキシ樹脂組成物は、1991年1月24日付け
で出願され、1992年7月25日付けで公衆閲覧のた
めに公開された、本願出願人のカナダ特許願第2834
851号に教示されている。
成物は、良好な凍結剥離性を有する耐摩耗性の被膜を提
供するが、多量の有機溶媒を含有している。代表的なコ
ーティング浴はクロロエテンとトルエンのような溶媒を
90%以上含有している。産業界は、高含量の有機溶媒
を含有するコーティングから離れつつあり、目詰めコー
ティングとして使用する水性もしくは水稀釈性のコーテ
ィングの開発が非常に要望さている。
ンコーティングは公知でかつ入手可能である。例えば水
性艶出剤は、1986年7月15日付けで Traver ら
に付与され、General Electric Company に譲渡され
た米国特許第4600436号に教示されている。艶出
剤のアミン官能性シリコーン乳濁液は、ジオルガノポリ
シロキサン液体、アミノ官能性シラン、重合触媒および
水の反応生成物である。
性シリコーン系の1ステップ塗布についての教示は全く
ない。本発明の水稀釈性目詰めコーティングは、摩擦係
数が低く、良好な耐摩耗性と凍結剥離性を有し、同時に
大量の溶媒の使用に付随する問題を回避することが見出
された。
PDM系ゴムのような非多孔質表面に塗布し硬化させ
て、低摩擦性かつ耐摩耗性で良好な凍結剥離性を有する
被膜を形成する水稀釈性コーティング組成物を提供する
ことである。
れば、 (A) アミン官能性ポリシロキサン乳濁液; (B)(i) メチルメトキシポリシロキサン樹脂溶液、およ
び(ii) オルガノ官能性シラン、を含有する架橋組成
物; (C) 触媒量のオルガノ金属化合物;および (D) 有効量の乳化剤; を含有することを特徴とするEPDM系ゴムに用いる水
稀釈性コーティング組成物を提供する。
び(ii) オルガノ官能性シラン、(iii)乳化剤、および(i
v) 有機溶媒、を含有する架橋組成物;および (C)(v) オルガノ金属化合物、(vi) 乳化剤、および(vi
i)有機溶媒 を含有する触媒溶液を含み、架橋組成物がアミン官能性
ポリシロキサン乳濁液と1:3〜3:1の比率で混合さ
れ、触媒溶液が、前記アミン官能性ポリシロキサン乳濁
液と架橋組成物の合計重量に基づいて約2〜10重量部
/100重量部の範囲の量で加えられているEPDM系
ゴムに用いる水稀釈性コーティング組成物を提供する。
は、この発明のコーティングにおける基礎乳濁液として
作用する。アミン官能性ポリシロキサン乳濁液は、前記
米国特許第4600436号に Traver らが教示して
おり、要約すると、比較的低分子量のジオルガノポリシ
ロキサンとアミノ官能性シランの乳化重合反応による生
成物である。市販されているアミン官能性ポリシロキサ
ン乳濁液としては General Electric 社のSM205
9(登録商標)があり、これは35%のシリコーン乳濁
液である。
対して、架橋性、接着増進性および撥水性を与え、メチ
ルメトキシポリシロキサン樹脂溶液とオルガノ官能性シ
ランを含有している。好ましい例では、組成物(B) はさ
らに乳化剤と有機溶媒を含有している。
ティングのための撥水剤として作用し、下記式: CH3 Si(OCH3 )n O(3-n)/2 (式中、nは1/3〜0.7の範囲内である)で表され
る。好ましくはnは0.4〜0.5の範囲内にある。こ
のメチルメトキシポリシロキサンは有機溶媒中の溶液の
形である。1957年10月22日に Krantz らに付
与された米国特許第2810704号には、メチルメト
キシポリシロキサン樹脂溶液についてより完全に記載さ
れている。市販されているメチルメトキシポリシロキサ
ン樹脂溶液としては、 General Electric 社のSR1
07(登録商標)があるが、これは芳香族150中に6
0%の活性シリコーンを含有している。
i)は、コーティング中で接着促進剤および架橋剤として
作用し、下記式: XSi(OR1 )3 (式中、R1 は1〜4の炭素原子を有する一価の炭化水
素基、Xは例えばビニル、メタクリルオキシ、グリシド
キシアルキル、アミノアルキルまたはイソシアナートの
ようなオルガノ官能性基である)で表わされる。通常採
用されるオルガノ官能性シランの例としては、以下のも
のを含む:
γ−メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン
(MEMO)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン(GLYMO)、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン(AMEO)、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(AEAPT
M)、またはイソシアナート官能性シラン(ICYTE
O)。
i)の量は、活性シリコーンの固形物に対して10〜50
%の範囲内にある。コーティングの浴寿命を延ばすため
には、オルガノ官能性シランの量は、組成物(B) 中の活
性シリコーン固形物に対して15〜25%の範囲内が好
ましい。
物に添加され、コーティングの硬化工程中、縮合反応を
触媒する働きをする。好ましい例では、コーティング組
成物は、オルガノ金属化合物(V) 、乳化剤(vi)および有
機溶媒(vii) を含有する触媒溶液(C)を含有してい
る。ジブチルスズジラウレート、スズオクトエートまた
はジブチルスズオキシドのようなオルガノスズ化合物が
好ましいオルガノ金属化合物である。亜鉛オクトエー
ト、ジルコニウムオクトエート、またはマンガンナフタ
ネートのような他の金属塩は縮合触媒として使用するこ
とができるが、硬化速度については有効でない。オルガ
ノスズ化合物は、縮合反応を触媒するのに有効な量で添
加されるが、その量は、当該技術分野の技術者には分か
るであろう。この発明の好ましい例におけるオルガノス
ズ化合物の量は、触媒溶液(C)の30〜50重量%の
範囲内である。
は、一般式: R2 −(OCH2 CH2 )y OH (式中R2 はノニルフエニル基またはオクチルフエニル
基または13〜15の炭素原子を有するアルキル基であ
り、yは4〜40の範囲内である)で表される乳化剤を
混入することによって、水を添加した場合、自己乳化性
になる。この発明を実施するのに使用できる代表的な乳
化剤には、Triton(登録商標)X405および Triton
N401のような Rohm & Haas 社が市販してい
る Triton系のものまたはICI社が市販している Re
nex (登録商標)36がある。かような乳化剤は組合わ
せて使用することもできる。好ましい例では、乳化剤
は、架橋組成物(B)および触媒溶液(C)の両方に添
加する。当業者であれば理解できるように、乳化剤は、
水を添加した場合に乳濁液の形成をする量で使用する。
好ましい例では、乳化剤(iii) は組成物(B)に基づい
て3〜10重量%の範囲内の量で組成物(B)に添加
し、乳化剤(vi)は触媒溶液(C)の3〜10重量%の範
囲内で添加する。
は、有効量の有機溶媒を添加することによって被膜形成
特性を強化できる。有機溶媒としては1種以上の脂肪族
炭化水素または芳香族炭化水素が使われ、例えば芳香族
150のような芳香族炭化水素、Dowanol (登録商標)
DPMのようなグリコールエーテル類、またはグリコー
ルエーテル/アルコールの混合物がある。この溶媒は、
一部が組成物(B)中のメチルメトキシポリシロキサン
樹脂溶液(i) 由来の溶媒であってもよい。好ましい例で
は、有機溶媒は、架橋組成物(B)と触媒溶液(C)に
直接含有される。架橋組成物(B)には、有機溶媒(iv)
が組成物(B)の35〜60重量%の範囲で存在させる
のが好ましい。有機溶媒(vii) が、触媒溶液(C)の5
0〜70重量%の範囲で存在させる。
る方法で製造する。アミン官能性ポリシロキサン乳濁液
(A)は、1:3〜1:8の重量比率で水と混合する。
使用する水の実際量は塗布装置によって決まる。次に架
橋組成物(B)を添加し、混合して完全に分散させる。
(A)と(B)の混合比率は3:1から1:3まで変動
させることができる。次に触媒溶液(C)を、(A)と
(B)の合計重量に基づいて2〜10重量部/100重
量部の範囲の量で添加し、その混合物を最終的に混合し
て完全に分散させる。
するには、清浄で乾燥した基材に塗布する必要がある。
この発明によるコーティングの硬化は、時間と温度に依
存している。この発明のコーティングは、室温にて約2
4時間で硬化させることができるが、硬化は、代表的に
は100℃〜150℃の温度3〜5分間暴露することに
よって達成される。
施例中の部はすべて重量部である。
を混合することによって調製する。
て調製する。
0、SA11およびSA12は、厚みが3mmの60
Durometer EPDMゴムシートに個々にスプレー塗布
し、150℃で3分間硬化させて、分析試料コーティン
グを得る。コーティングの厚みは2〜5ミクロンの範囲
である。
の A.A.T.C.C. CM−5型クロックメータ
ーを、試料コーティングの摩耗による剥離に対する耐性
を評価する装置として使用する。摩耗媒体は変形され
て、12.5mm丸底のガラス触針である。この触針
を、コートされたEPOM試料上に、900gの圧力を
かけてのせ、長さ10cmの直線を書かせる。この計器
は、60回転/分で作動する電動機と自動作動停止カウ
ンターを備えている。ゴム試料の表面の破壊が初めて出
現したときのサイクル数を記録し、摩耗による剥離に対
する耐性の尺度として使用される。
測定する。インストロン張力計にCoF測定用のアッセ
ンブリーを取付ける。コートしたEPDMゴムの二つの
ストリップ(12×125mm)を、機械の移動方向に
平行な側に近いそり部に縦方向に重ねて取付ける。そり
部材の寸法は63.5×63.5mmで重量は250g
である。CoFは平面に取付けられたガラスの面に対し
て測定する。
も試験する。コートされたEPDMゴムの各シートの上
に、直径が16〜17mmの上下を逆にしたテフロン製
カップ(例えばテフロン製栓、ジョイントネックの大き
さ24/40、全長にわたって中空、Fisher Scientif
ic 社)を−15〜−20℃の冷凍機中で一夜使って、
氷の柱状物を形成させる。そのゴミシートは、ジグアッ
センブリーに予め取付けておき、そのアッセンブリーを
接着性測定のためインストロン張力計に取付ける。
の発明のコーティング組成物が有利な特性をもっている
ことは明らかである。
Claims (10)
- 【請求項1】 (A) アミン官能性ポリシロキサン乳濁
液; (B)(i) メチルメトキシポリシロキサン樹脂溶液、およ
び(ii) オルガノ官能性シラン、を含有する架橋組成
物; (C) 触媒量のオルガノ金属化合物;および (D) 有効量の乳化剤; を含有することを特徴とするEPDM系ゴムに用いる水
稀釈性コーティング組成物。 - 【請求項2】 コーティングの被膜形成特性を増強する
のに有効な量の有機溶媒をさらに含有することを特徴と
する請求項1の水稀釈性コーティング組成物。 - 【請求項3】 メチルメトキシポリシロキサン樹脂が一
般式: CH3 Si(OCH3 )n O(3-n)/2 (式中nは1/3〜0.7の範囲内である)で表され、
有機溶媒に可溶化されていることを特徴とする請求項1
または2の水稀釈性コーティング組成物。 - 【請求項4】 オルガノ官能性シランが、一般式: XSi(OR1 )3 (式中R1 は1〜4の炭素原子を有する一価の炭化水素
基、Xはオルガノ官能性基である)で表わされることを
特徴とする請求項1または2の水稀釈性コーティング組
成物。 - 【請求項5】 組成物(B)中のオルガノ官能性シラン
が、活性シリコーン固形物を基準にして10〜50%の
範囲内にあることを特徴とする請求項4の水稀釈性コー
ティング組成物。 - 【請求項6】 オルガノ官能性シランがγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシ
プロピルトリメトキシシラン、またはイソシアナート官
能性シランであることを特徴とする請求項5の水稀釈性
コーティング組成物。 - 【請求項7】 乳化剤が、一般式: R2 −(OCH2 CH2 )y OH (式中、R2 はノニルフエニル基もしくはオクチルフエ
ニル基または13〜15の炭素原子を有するアルキル基
であり、yは4〜40の範囲内にある)で表わされるこ
とを特徴とする請求項1または2の水稀釈性コーティン
グ組成物。 - 【請求項8】 オルガノ金属化合物がオルガノスズ化合
物であることを特徴とする請求項1または2の水稀釈性
コーティング組成物。 - 【請求項9】 架橋組成物が、アミン官能性ポリシロキ
サン乳濁液と1:3〜3:1の比率で混合されているこ
とを特徴とする請求項1の水稀釈性コーティング組成
物。 - 【請求項10】 (A) アミン官能性ポリシロキサン乳濁
液; (B)(i) メチルメトキシポリシロキサン樹脂溶液、(ii)
オルガノ官能性シラン、(iii)乳化剤、および(iv) 有
機溶媒、を含有する架橋組成物;および (C)(v) オルガノ金属化合物、(vi) 乳化剤、および(vi
i)有機溶媒、を含有する触媒溶液を含有し、架橋組成物
がアミン官能性ポリシロキサン乳濁液と1:3〜3:1
の比率で混合されており、触媒溶液が、上記のアミン官
能性ポリシロキサン乳濁液と架橋組成物の合計重量10
0重量部について約2〜10重量部の範囲の量で添加さ
れていることを特徴とするEPDM系ゴムに用いる水稀
釈性コーティング組成物。
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