JPS6397642A - ポリウレタンへのシリコーンエラストマー塗装の接着改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタン発泡体に適用されるシリコーンエ
ラストマー塗装に関する。

以下余白 〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕基材に
塗布して天候の影響から基材を保護するためにシリコー
ンゴムが用いられる。シリコーンがふと基材の良好な結
着を達成するためにいろいろな方法が開発された。米国
特許第３，６１９，２５６号（１９７１年１１月９日発
行）は基材をオメガ−アミノ−オルガノシランを含む下
塗剤溶液で処理した後、下塗した基材にシラン分子にオ
キシラン環と加水分解基の両方を有するシラン化合物を
含む室温硬化性オルガノ？リシロキサン組成物を塗布す
る方法を教示している１、とのシラン化合物は下塗剤組
成物と反応するとともにオルガノ？リシロキサン組成物
の硬化剤としても働く。

米国特許第４．４８６，５６５号（１９８４年１２月４
日発行）に、プラスチック基材への耐摩耗性／　リシロ
キサン塗装の付着を改良する下塗剤組成物が開示されて
いる。この下塗剤組成物は熱可塑性アクリル樹脂、アミ
ノ官能性オルガノケイ素化合物、及び任意に紫外ａ遮断
剤を含む。

米国特許第４，５９５，６１０号（１９８６年６月１７
日発行）はポリウレタン発泡体を保護する室温硬化性シ
リコーンを開示する。このシリコーン塗膜は特別のオル
ガノケイ素樹脂、水酸基末端シリコーンポリマー、フィ
ラー、及び有機錫触媒からなる。その後、この系はかな
少時間が経過するまでポリウレタン発泡体とシリコーン
塗装の間の〔問題点を解決する丸めの手段及び作用効果
〕ポリウレタン発泡体に対するシリコーンエラストマー
塗装の付着性はポリウレタン発泡体の表面を塗料を適用
する前にアミン官能性シランで下塗シすることによって
改良される。

本発明は、？リウレタン基材表面に式ＺＳｉ（ＯＲ）３
〔式中、２はアミン官能性基、Ｒは炭素数１〜６の１価
炭化水素基である。〕で表わされるシランを０．０５〜
ｏ、　２　ｆｉ／ｌ　ｔ　　適用し１次いで、Ａ）　　
ｌ）実質的にＲ’、ＳｉＯ．／２単位と５ＩＯ４，単位
（式中、Ｒ′は１価の炭化水素価を表わし。

Ｒ″ＳＩＯ単位対５１０４／２単位の比は０．６　／　
１〜ｓ　　　１／２ ０．９　／　１である。）からなるオルガノケイ素樹脂
ト、　ｉｉ）　　ホリオルガノヒドロｒンシロキサン、
恕反応生成物１．０〜４００重量部。

Ｂ）一般式ＨＯ（Ｒ′２ＳｉＯ）ｘＨ（式中、Ｒ′は１
偏重価水素基を表わし、ｘ　Ｆｉｌ　０〜１０００の値
である。〕を有するポリジオルガノシロキサン１００重
量部、 Ｃ）フィラー１〜１５０重量部、及び Ｄ）有機錫触媒０．１θ〜１３．３重量部を混合して得
られる生成物からなるシリコーンエラストマー組成物の
塗装を適用する工程より本質的になる、ポリウレタン基
材へのシリコーンエラストマー塗装の接着の改良方法に
係る。

現在、屋根塗装を格上げする方法の１つはポリウレタン
発泡体の層をスプレー吹付けで適用することである。こ
の発泡体吹付層は新しい屋根基材に適用することができ
るし、あるいはもはや防水機能を有さないまでに使用さ
れたアスファルト屋根板のように中古の屋根表面にも適
用することができる。吹付けられたポリウレタン発泡体
は屋根表面のすべての亀裂や開口部を充填し被覆すると
ともに非常に有効な断熱層を提供する。ポリウレタンは
日光に耐性がないので保護層を形成しなければならない
。最も容認される保護層はシリコーンエラストマー塗装
に基づくものである。この保護層は非常に耐候性があシ
、日光に対して長期間の保護を提供する。しかしながら
、Ｉリウレタン層とシリコーン層の間の接着はゆりくシ
発現するという問題がある。例えば嵐のときの風や雨の
ようにポリウレタンから保ｉ！ｉｉ／ｉ１を引き剥がそ
うとする力が働くことがあるのでシリコーン塗装はプリ
ウレタンに強固に接着される必要がある。接着が不十分
だと、強風によりてシリコーン層がポリウレタンから剥
がされて、ポリウレタンを露出させ、日光によって劣化
させる。シリコーン層は火事のときに／リウレタンを燃
焼しないように保護する必要もあることから、もう１つ
の問題があることが見い出された。火事試験の際、ポリ
ウレタンとシリコーン層の間に十分な接着がないと、火
炎の力によってシリコーン層がポリウレタン層から剥が
され、次いでポリウレタンが燃焼する。シリコーン層が
ポリウレタンに強固に付着していると、火炎はポリウレ
タンに達することができずに屋根の保饅層は燃えない。

シリコーンエラストマー塗装した場合、ポリウレタン発
泡体が異なると接着状態も異なることが見い出された。

殆んどの場合完全に硬化するのに十分な時間が存在する
と接着が発現するが、必要な時間が数週間とか数か月に
及ぶ場合がある。この間、もし例えば強い風や雨にあう
と、塗装はゆるく剥がれようとする。強固な接着の急速
な発現の必要性は明らかである。本発明はこの必要性に
答えるために開発されたものである。

シリコーンエラストマー組成物のポリウレタン発泡体に
対する改良された接着性は式ＺＳｌ（ＯＲ）３〔式中、
２はアミン官能性基、Ｒは炭素数１〜６の１価炭化水素
基である。〕のシランの使用によるものである。２は式
Ｈ２Ｎ　（ＣＨ２ＣＨ２ＮＮ（）ｙ　（ＣＨ２）　ｚＣ
式中、ｙはＯ又は１、ｚは１〜６、好ましくは３又は４
の整数である。〕を有するものが好ましい。Ｒはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基
が好ましく、メチル基とエチル基が最も好ましい。

上記のようなアミノシランの例はアミノメチルトリエト
キシシラン、ガンマ−７ミノデロビルトリエトキシシラ
ン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
ベータ（アミノエチル）がンマーアミノデロビルトリメ
トキシシランなどである。好ましいのはガンマ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン及びガンマ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランである。このようなシランの脚注
は公知である。又、このようなシランの多くは商業的に
入手可能である。

ポリウレタン発泡体の保護用硬化性シリコーン組成物は
Ｆ＠ｙ及びＬ＠ｆｌｅｒｌｌｌの米国特許第４．５９５
，６１０号明細書（１９８６年６月１７日発行）に記載
されている。この特許は本発明で用いるシリコーンエラ
ストマー組成物及びその製法を記載している。シリコー
ン塗料は特別のオルガノケイ素樹脂、水酸基末端シリコ
ーンポリマー。

フィラー及び有機錫触媒からなる。

シリコーンエラストマー組成物の成分囚はＢｌｉｚｚｍ
ｙｄ及び５ｗ１ｈａｎｔ　Ｋ付与され本件出願人に譲渡
された米国特許第４，３１０，６７８号明細書に記載さ
れている。この特許明細書はシリコーンエラストマー組
成物の成分囚及びその製法を記載している。

シリコーンエラストマー組成物の成分（Ｂ）は一般式Ｈ
Ｏ（Ｒ’２　Ｓ　１０　）ｘＩｌ　（式中、Ｒ′は１価
の炭化水素基。

Ｘは１０〜１０００の値である。〕を有するポリジオル
ガノシロキチンである。好ましいＲ′はフェニル基及び
、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基のよう
な低級アルキル基からなる群から選ばれる。より好まし
くは殆んど又は全部のＲ′がメチル基である。Ｘが１０
の値を有するとき、成分（Ｂ）の粘度は２５℃で約０．
０４Ｐａ秒である。Ｘが１０００の値を有するとき、粘
度は２５℃で約８０．０００Ｐａ秒である。

上記のようなＩリジオルガノシロキサンのより基本的な
出発物質からの合成は非常によく知られておシ、多くの
このような物質が商業的に入手可能である。

成分（Ｑは硬化性シリコーン組成物用の公知のフィラー
から選ばれるフィラーである。フィラーを業界公知の慣
用的なオルガノケイ素処理剤で処理することが可能であ
る。有用なフィラーの例には、とシわけ、粉状の石英、
酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコ
ニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、メルク、珪藻土
、酸化鉄、炭酸カルシウム、粘土、チタニア、ジルコニ
ア。

雲母、ガラス、砂、カーボンブラック、グラファイト、
硫酸バリウム、硫酸亜鉛、木粉、コークス。

及びフルオロカーゲンＩリマー粒がある。特に好ましい
のはカーボンブラックとチタニアの混合物である。

有機錫触媒すなわち成分（ハ）は業界公知の縮合触媒の
１員である。有機錫触媒は、例えば、カルボン酸の錫塩
１例えば乳酸第一錫、リノール酸第−錫、マレイン酸第
−錫、オクタン酸第−錫、オレイン酸第−錫、又はステ
アリン酸第−錫：カルポン酸のアルキル錫塩、例えばジ
プチル錫ジラウレート、ジプチル錫ジアセテート、ジプ
ロピル錫ジラウレートであることができ、あるいは有機
錫触媒はオルガノチオ錫錯体、アミノ置換オルガノ錫カ
ルゲキシレートなどのようなより複雑な化学種であるこ
とができる。ジプチル賜ジラウレートとジプチル錫ジア
セテートが好ましい有機錫触媒である。

アミン官能性シランの希薄溶液はプリウレタン発泡体表
面に０．０５〜０．２．９／ｆｔ　の下塗剤が残るのに
十分な量で適用する。この量より少ないと、特にシリコ
ーンエラストマー塗装を適用する前に２〜３日間下塗剤
をエージングする場合に、必要な強力な接着力が得られ
ない。上記の量より多いと、下塗剤が表面に皮を形成し
て下塗剤層の接着不良が起きる。下塗剤溶液の濃度と適
用する下塗剤溶液の量の関係から、より希薄な溶液をよ
り多量に適用することによっても基材表面に所望量の下
塗剤層を得ることができる。より濃厚な溶液は勿論より
少なく適用しなければならない。実際には、下塗剤対溶
剤の１ｉ量比が約１：３０〜１：３０の濃度が好ましい
ことが見い出されている。好ましい塗装は約０．１７？
／ｆ　ｔ　２の下塗剤である。

シラン溶液は乾燥させ、通常約１時間で十分であるが、
勿論必要な時間は天候に依存する。次いでシリコーンエ
ラストマー塗料を適用し、硬化させる。シリコーンエラ
ストマー塗装は１層を吹付けて適用し乾燥させた後もう
１層を吹付けて適用することが好ましい。吹付けは相互
に９００の角度で行なうことによってより均一でピンホ
ールのない塗装を得るようにする。本発明の方法に従う
と、ポリウレタン発泡体に対してシリコーンエラストマ
ー塗装の凝集性の接着が２４時間以内に発現する。

〔実施例〕

本発明を以下の例によってさらに説明する。以下の部及
びノｆ−セントは特にことわらない限シ重量基準である
。

以下余白 製」 表１に示した物質１ｇと表１に示した量のトルエンを混
合して１連の下塗剤を用意した。次いで各下塗剤でポリ
ウレタン発泡体の表面を軽くぬぐった。１０分間乾燥後
、各表面にシリコーンエラストマー塗料を塗装した。３
時間硬化後、塗装の下塗表面への接着を評価するために
塗装を表面から手で剥がした。第１図に結果を示すが、
本発明の実施例である下塗剤Ａは凝着性の破損（ｅｏｈ
ｅｓｌｖｓ　ｆａｌｌｕｒｅ　）が見られたが１本発明
の実施例でない他の下塗剤Ｂは単に接着が取れた（　ａ
ｄｈｅｓｔｖ＋ｓ　ｆａｉｌｕｒｅ　）だけであった。

シリコーンエラストマー材料は、ポリメチルヒトｒンシ
ロキサン３１部と実質的にＭｅ、ＳＩｏ、７２単位とＳ
　ｉ　Ｏ４層２単位〔式中、Ｍ・はメチル基である。〕
からなり各５ＩＯ４７２単位当り約０．７のＭ＠５　Ｓ
　ｉ　０１７□単位であるベンゼン可溶性固形樹脂コポ
リマー６９部との反応生成物からなるパート人３５部と
；２５℃で約４５Ｐ＆・秒の粘度を有する水酸基末端ポ
リジメチルシロキサン３０部、２５℃で約１４Ｐ＆秒の
粘度を有する水酸基末端ポリジメチルシロキサン３０部
、酸化チタン顔料９部、水素添加ヒマシ油シックナー０
．８部及びナツタ３０部からなるノ４−）Ｂ６３部と；
ジプチル錫ジアセテートからなるパートＣ２部とを混合
して調製した。

表１ Ａ　　　　　　１０　　　　　　凝着性Ａ　　　　　　
５　　　　　凝着性 Ｂ“　　　　　１０　　　　　接着性 Ｂ”　　　　　　５　　　　　　接着性傘比較例 Ａ＝ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシランＢ＝等
しい部数のノルマルプロピルオルソシリケート、メチル
セロソルブオルソシリケート及びテトラブチルチタネー
トのナフサ中１５％固形物溶液 例２ 固形物の比率を変えた下塗剤混合物を用意して接着に対
する影響を調べた。

表２に示した物質１０ｇを表２に示した量のトルエンと
混合してからポリウレタン発泡体上に軽く吹付けて発泡
体に塗装を行なった。乾燥後、各パネルの半分に水を吹
付けて露をシミュレートした。これを７０℃で３０分間
乾燥した後、各パネルに例１のようにしてシリコーン塗
装を行なった。

２４時間後、接着状態を評価した結果を表２に示す。

表２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリウレタン基材表面に式ＺＳｉ（ＯＲ）＿３〔式
   中、Ｚはアミン官能性基、Ｒは炭素数１〜６の１価炭化
   水素基である。〕で表わされるシランを０．０５〜０．
   ２ｇ／ｆｔ＾２適用し、次いで、 Ａ）ｉ）実質的にＲ″＿３ＳｉＯ＿１＿／＿２単位とＳ
   ｉＯ＿４＿／＿２単位（式中、Ｒ″は１価の炭化水素価
   を表わし、Ｒ″＿３ＳｉＯ＿１＿／＿２単位対ＳｉＯ＿
   ４＿／＿２単位の比は０．６／１〜０．９／１である。 ）からなるオルガノケイ素樹脂と、 ｉｉ）ポリオルガノヒドロタンシロキサン、との反応生
   成物１．０〜４００重量部、 Ｂ）一般式ＨＯ（Ｒ′＿２ＳｉＯ）＿ｘＨ〔式中、Ｒ′
   は１価単価水素基を表わし、ｘは１０〜１０００の値で
   ある。〕を有するポリジオルガノシロキサン１００重量
   部、 Ｃ）フィラー１〜１５０重量部、及び Ｄ）有機錫触媒０．１０〜１３．３重量部 を混合して得られる生成物からなるシリコーンエラスト
   マー組成物の塗装を適用する工程より本質的になる、ポ
   リウレタン基材へのシリコーンエラストマー塗装の接着
   の改良方法。 ２、前記シランが式Ｈ＿２Ｎ（ＣＨ＿２ＣＨ＿２ＮＨ）
   ＿ｙ（ＣＨ＿２）＿ｚ〔式中、ｙは０又は１、ｚは１〜
   ６の整数である。〕のシランである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３、前記シランがガンマ−アミノプロピルトリエトキシ
   シランである特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記シランがガンマ−アミノプロピルトリメトキシ
   シランである特許請求の範囲第２項記載の方法。