KR20160135187A - 공기-수 방벽 실리콘 코팅 - Google Patents

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KR20160135187A
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파이살 후다
파루크 아메드
조셀린 제이. 요한센
발완트라이 미스트리
크리스토퍼 더블유. 맥코너리
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씨에스엘 실리콘즈 인코포레이티드
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Abstract

본 출원은 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 위한 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물; 상기와 같은 조성물을 사용하는 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅의 제조 방법 및 상기와 같은 방법에 의해 제조된 건물 외피를 개시한다.

Description

공기-수 방벽 실리콘 코팅{AIR-WATER BARRIER SILICONE COATINGS}
본 출원은 실리콘-함유 코팅에 관한 것이다. 특히, 본 출원은 공기 및 액체 수의 통과를 억제하는 건물 외피용 탄성중합체성 실리콘-함유 코팅에 관한 것이다.
건물 외피용 공기 방벽 시스템은 양쪽 모두(즉 안과 밖)로부터의 공기의 흐름을 억제하거나 방지함으로써 에너지 소비를 최소화할 수 있다. 여러가지 유형의 공기 방벽 시스템들, 예를 들어 기계적으로 부착된 막(예를 들어 폴리에틸렌 필름 또는 타이벡(Tyvek)(상표)), 자가-부착된 막, 밀폐 셀 및 개방 셀 스프레이-적용된 폴리우레탄 폼 및 고체 필름(예를 들어 중합체-기반 코팅 및 도료)으로 경화되는 유체 적용된 막이 현재 건물 외피에 공기 및 수분 방벽으로서 사용 중에 있다.
실리콘 중합체-기반 코팅은 UV선 및 다른 환경 인자들에 대해 내성을 갖는 것으로 공지되어 있다. 탄성중합체성 실리콘 코팅은 그의 소수성 성질에 의해 액체 수를 반발할 수 있지만 수증기에는 투과성일 수 있다. 상기 수증기의 투과성은 건물 외피 내부에서 수증기의 액체 수로의 응축을 억제하거나 방지할 수 있다.
실리콘-기반 공기 및 수 방벽 조성물은 공지되어 있다. 예를 들어 미국특허 제 8,513,328 호는 실란올-종결된 디오가노폴리실록산 중합체, 금속 킬레이트 축합 경화 촉매 및 폴리알콕시실란 가교결합제를 포함하는 1액형 실온 경화성(one-part room temperature vulcanizable) 실리콘-기반 공기 및 수 방벽 조성물을 개시한다. 미국특허 제 8,513,328 호의 조성물은 또한 처리된 발연 실리카 보강용 충전제, 스테아르산 처리된 분쇄된 칼슘 카보네이트 증량용 충전제 또는 침전된 칼슘 카보네이트 충전제 및 접착 촉진제를 임의로 더 포함할 수 있다.
다른 1액형 실온 경화성 조성물이 또한 코팅 용도에서의 사용에 대해서 개시되었다.
예를 들어 미국특허 제 6,437,039 호는 표면상에 보호 코팅으로서 사용하기 위한 특정 제형의 1액형 실온 경화성(RTV) 유기폴리실록산 고무 조성물을 개시한다. 미국특허 제 6,833,407 호는 고광택 표면 코팅으로서 사용하기 위한 특정 제형의 무용매 1액형 RTV 유기폴리실록산 고무 조성물을 개시한다. 미국특허 제 6,878,410 호는 하나 이상의 난연성 충전제를 포함하는 1액형 RTV 폴리실록산 조성물을 사용하는, 표면을 화재의 영향으로부터 보호하는 방법을 개시한다. 미국특허 제 6,939,582 호 및 제 7,232,609 호는 고전압 전기 절연재상에 코팅으로서 사용하기 위한 특정 제형의 1액형 RTV 오가노폴리실록산 고무 조성물을 개시한다.
발명의 요약
본 출원은 건축 자재에 부착되어 공기-수 방벽 코팅층을 형성하는 실리콘 탄성중합체 코팅의 제조에 사용될 수 있는 조성물을 개시한다. 몇몇 실시태양에서, 본 발명에 개시된 조성물은, 예를 들어 "저 VOC"(휘발성 유기 화합물)로서 분류되는 코팅을 제공함으로써 현재 입수 가능한 공기-수 방벽에 대한 환경 친화적인 대안을 나타낸다.
상응하게, 본 발명은
(a) 약 10 내지 70 중량%의 하기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산):
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
n은 상기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 100 내지 100,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다;
(b) 약 5 내지 40 중량%의 하기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산):
[화학식 II]
Figure pct00002
상기 식에서
R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
q는 상기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 50,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다;
(c) 약 0.5 내지 25 중량%의 무정형 실리카 보강용 충전제;
(d) 약 2 내지 15 중량%의 하기 화학식 III의 적어도 하나의 가교결합제:
[화학식 III]
Figure pct00003
상기 식에서
R6은 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
m은 0, 1 또는 2이고;
X는 하기 화학식 IV의 가수분해성 케톡스이미노-함유기이거나:
[화학식 IV]
Figure pct00004
상기 식에서
R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이다; 또는
X는 하기 화학식 V의 가수분해성기이다:
[화학식 V]
Figure pct00005
상기 식에서
R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H, C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이다;
(e) 약 0.2 내지 5 중량%의 하기 화학식 VI의 접착제:
[화학식 VI]
Figure pct00006
상기 식에서
R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
R11은 하나 이상의 유기작용기로 임의로 치환된 C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 C6-10아릴이고;
p는 0 또는 1이다; 및
(f) 약 0.01 내지 2 중량%의 유기금속 축합 촉매(여기에서 상기 유기금속 축합 촉매의 금속은 주석, 티타늄, 지르코늄, 붕소, 아연 및 비스무스 중에서 선택된다)
를 포함하고, 상기 화학식 I, II, III, IV, V 및 VI의 화합물에서 각각의 알킬, 알케닐 및 아릴기는 임의로 할로-치환되는, 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 위한 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물을 포함한다.
본 출원의 하나의 실시태양에서, 상기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도는 25 ℃에서 약 40,000 내지 90,000 cP이다.
본 출원은 또한
기재를 본 출원의 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물로 코팅하고;
상기 조성물을 실리콘 탄성중합체 공기-수 장벽 코팅을 수득하는 조건하에서 경화시킴
을 포함하는, 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 장벽 코팅의 제조 방법을 포함한다.
본 출원은 또한 본 출원의 방법에 따라 수득된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피 및 본 출원의 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물로부터 제조된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피를 포함한다.
본 출원의 다른 특징 및 이점들은 하기의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 구체적인 실시예들은 본 출원의 실시태양들을 가리키면서, 단지 예시로 제공되며 청구범위의 범위는 이들 실시태양들에 의해 제한되어서는 안 되고 전체로서 상기 설명과 일관되는 가장 폭넓은 해석으로 제공되어야 한다.
I. 정의
달리 나타내지 않는 한, 본 섹션 및 다른 섹션에 개시된 정의 및 실시태양들은 당해 분야의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이 적합한 것으로 본 발명에 개시된 본 출원의 모든 실시태양 및 태양들에 적용 가능한 것으로 해석된다.
본 출원의 범위를 이해함에 있어서, 본 발명에 사용되는 바와 같은 "포함하는"이란 용어 및 그의 파생어는 서술된 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 존재를 명시하는 개방형 용어인 것으로 해석되며, 다른 서술되지 않은 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 제외하는 것은 아니다. 상기를 또한 "내포하는", "갖는"과 같은 용어 및 이들의 파생어와 같이 유사한 의미를 갖는 단어들에도 적용한다. 본 발명에 사용되는 바와 같은 "이루어지는"이란 용어 및 그의 파생어는 서술된 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 존재를 명시하는 폐쇄형 용어인 것으로 해석되며, 다른 서술되지 않은 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재는 제외한다. 본 발명에 사용되는 바와 같은 "로 필수적으로 이루어지는"이란 용어는 서술된 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 존재뿐만 아니라 특징, 요소, 성분, 그룹, 정수, 및/또는 단계의 기본적인 및 신규의 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들의 존재를 명시하는 것으로 해석된다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "적합한"이란 용어는 특정 화합물 또는 조건의 선택이 수행되는 구체적인 합성 조작 및 변형되는 분자(들)의 정체에 따라 변할 것이나, 상기 선택은 충분히 당해 분야의 숙련가의 기술 내에 있을 것임을 의미한다. 본 발명에 개시된 모든 공정/방법 단계들은 나타낸 생성물을 제공하기에 충분한 조건하에서 수행되어야 한다. 당해 분야의 숙련가는 예를 들어 반응 용매, 반응 시간, 반응 온도, 반응 압력, 반응물 비 및 반응이 무수 또는 불활성 분위기하에서 수행되어야 하는지의 여부를 포함한 모든 반응 조건들을 목적하는 생성물의 수율을 최적화하기 위해 변화시킬 수 있고 이는 숙련가의 기술 내에서 그렇게 됨을 이해할 것이다.
본 발명에 개시된 반응 또는 방법 단계들과 관련하여 본 발명에 사용되는 바와 같은 "충분한 정도로 진행함"이란 표현은 반응 또는 방법 단계들이 출발 물질 또는 기질의 생성물로의 전환이 최대화되는 정도로 진행함을 의미한다. 전환은 출발 물질 또는 기질의 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100% 초과가 생성물로 전환될 때 최대화될 수 있다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "실질적으로", "약" 및 "대략적으로"와 같은 정도의 용어들은 최종 결과를 현저하게 변화시키지 않도록 하는 상기 한정된 용어의 합당한 편차량을 의미한다. 이러한 정도의 용어들은 편차가 한정하는 단어의 의미를 부인하지 않는다면 상기 한정된 용어의 적어도 ±5%의 편차를 포함하는 것으로서 해석되어야 한다.
본 출원에 사용되는 바와 같이, 단수형 "하나의" 및 "상기"는 내용상 달리 명백히 나타내지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. 예를 들어, "폴리(디오가노실록산)"을 포함하는 실시태양은 하나의 폴리(디오가노실록산) 또는 2개 이상의 추가적인 폴리(디오가노실록산)에 대한 몇몇 태양들을 진술하는 것으로 이해해야 한다.
"추가적인" 또는 "제2" 성분, 예를 들어 추가적인 또는 제2 폴리(디오가노실록산)을 포함하는 실시태양에서, 본 발명에 사용되는 바와 같은 제2 성분은 다른 성분 또는 제1 성분과 화학적으로 상이하다. "제3" 성분은 다른, 제1 및 제2 성분과 상이하며, 추가로 열거된 또는 "추가적인" 성분들이 유사하게 상이하다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "알킬"이란 용어는 상기가 단독으로 사용되든지 또는 또 다른 기의 부분으로서 사용되든지 간에, 직쇄 또는 분지쇄, 포화된 알킬기를 의미한다. 참조된 알킬기에 가능한 탄소 원자의 수는 숫자 접두사 "Cn1 -n2"에 의해 표시된다. 예를 들어 C1- 8알킬이란 용어는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 의미한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "알케닐"이란 용어는 상기가 단독으로 사용되든지 또는 또 다른 기의 부분으로서 사용되든지 간에, 직쇄 또는 분지쇄, 불포화된 알케닐기를 의미한다. 참조된 알케닐기에 가능한 탄소 원자의 수는 숫자 접두사 "Cn1-n2"에 의해 표시된다. 예를 들어 C2- 8알케닐이란 용어는 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자 및 적어도 하나의 이중 결합, 예를 들어 1 내지 3, 1 내지 2 또는 1개의 이중 결합을 갖는 알케닐기를 의미한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "아릴"이란 용어는 적어도 하나의 방향족 고리를 함유하는 환상기를 지칭한다. 본 출원의 하나의 실시태양에서, 상기 아릴기는 6, 9 또는 10개의 원자, 예를 들어 페닐, 나프틸 또는 인다닐을 함유한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 아릴기는 페닐기이다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "알킬렌"이란 용어는 상기가 단독으로 사용되든지 또는 또 다른 기의 부분으로서 사용되든지 간에, 직쇄 또는 분지쇄, 포화된 알킬렌기; 즉 단부 중 2개 상에 치환체를 함유하는 포화된 탄소쇄를 의미한다. 참조된 알킬렌기에 가능한 탄소 원자의 수는 숫자 접두사 "Cn1 -n2"에 의해 표시된다. 예를 들어 C1- 8알킬렌이란 용어는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기를 의미한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "유기 작용기"란 용어는 유기-중합체에 통상적으로 사용되는 작용기를 지칭하며, 상기 기는 탄소 원자, 수소 원자 및/또는 N, O 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로원자를 포함한다. 하나의 실시태양에서 상기 유기작용기는 아미노(-NR'R"), 아미도(-C(O)NR'R"), 에폭시(
Figure pct00007
), 머캅토(-SR'), 케토(-C(O)R'), 시아네이토(-CN) 및 이소시아네이토(-NCO) 중에서 선택되며, 여기에서 R' 및 R"는 H, C1- 6알킬 및 C6- 10아릴 중에서 독립적으로 선택된다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "할로"란 용어는 "할로겐"을 의미하며 불소, 브롬, 염소 및 요오드를 포함한다. 하나의 실시태양에서 상기 할로는 불소이다. 상기 할로겐이 치환기인 경우, 상기를 "할라이드", 예를 들어 "플루오라이드"로서 지칭한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "할로-치환된"이란 용어는 기상의 이용 가능한 수소 원자 중, 전부를 포함하여, 하나 이상이 할로로 치환됨을 의미한다. 할로-치환된 알킬기의 예는 CCl3, CF3, CF2CF3, CH2CF3 등이다. 할로-치환된 아릴기의 예는 C6H5Cl, C6F5, C6H4F 등이다.
"이용 가능한 수소 원자"에서와 같이, "이용 가능한"이란 용어는 당해 분야에 공지된 방법을 사용하여, 예를 들어 불소 원자에 의해 치환시킬 수 있는 당해 분야의 숙련가에게 공지된 원자를 지칭한다.
본 발명에 사용되는 바와 같은 "유기실란"이란 용어는 적어도 하나의 탄소-규소 결합을 함유하는 실란의 유기 유도체를 지칭한다.
본 발명에서 나타내는 점도 단위는 ASTM D4287에 따라 브룩필드 점도계를 사용하여 측정되는 바와 같은 25 ℃에서의 물질의 점도를 지칭한다.
II. 조성물
본 출원은 건축 자재에 부착하여 공기-수 방벽 코팅을 형성하는 실리콘 탄성중합체 코팅의 제조에 사용될 수 있는 조성물을 개시한다. 상기와 같은 코팅은 또한 UV선으로부터의 보호를 제공할 수 있다. 본 출원의 1액형 실온 경화성(RTV) 조성물로부터 제조된 실리콘 탄성중합체 코팅은 또한 크랙 브리징(crack bridging) 능력을 갖는 것으로 나타났으며, 이는 예를 들어 건물 외피에 균열, 파열 및/또는 구멍을 발생시키지 않으면서 상기 코팅이 코팅된 건축 자재의 움직임 및 응력을 수용할 수 있다.
공기-수 방벽 코팅의 크랙 브리징 능력은 주변 환경의 온도에 따라 변한다. 0 ℃ 이하의 온도는 코팅의 신장 능력을 감소시키며 따라서 그의 크랙 브리징 능력을 감소시킨다. 건물 외피용 코팅에 대한 표준 검사를 일반적으로는, 상기 코팅의 크랙 브리징 능력을 -26 ℃에서 시험함으로써 수행한다. 본 출원의 조성물을 -40 ℃에서의 크랙 브리징 능력을 보기 위해서 시험하였다. 대단히 낮은 주변 온도에서의 상기 코팅의 크랙 브리징 능력은 대단히 추운 날씨 상황에서 공기 방벽 코팅으로서 상기 코팅의 성능을 증대시킨다.
본 출원의 RTV 조성물을 기재에 적용시켜 연속적인 건조 필름으로 경화시켰다. 상기 코팅 필름을 시험 및 평가를 위해 실내 조건(예를 들어 25 ℃ 및 50% 상대 습도)에서 30 밀(762 마이크론)의 건조 필름 두께로 경화시켰다. 보다 큰 필름 두께(예를 들어 약 20 내지 60 밀)의 적용은 기재 표면의 완벽한 적용범위를 보장하는 반면 보다 낮은 필름 두께(예를 들어 약 5 내지 15 밀)는 코팅 결함, 예를 들어 공극 및 핀홀의 위험을 발생시킬 수 있다. 필름을 본 발명에서 ASTM E2178에 따라 공기 투과에 대해, ASTM E96에 따라 수증기 투과에 대해, AATCC 127에 따라 방수성에 대해, 및 ASTM D1970 표준에 따라 네일 밀봉성에 대해 평가하였다.
30 밀로 경화된 필름은 약 2.2 내지 약 2.9 US perm(투과율)의 수증기 투과성 및 약 5.4x10-4 내지 약 7x10-4 L/s·㎡의 공기 투과를 갖는다. 상기 필름의 공기 투과는 ASHRAE 90.1-2010에 의해 명시된 0.02 L/s·㎡의 요구를 초과한다.
상응하게, 본 출원은
(a) 약 10 내지 70 중량%의 하기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산):
화학식 I
Figure pct00008
상기 식에서
R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
n은 상기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 100 내지 100,000 Cp이도록 하는 평균값을 갖는다;
(b) 약 5 내지 40 중량%의 하기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산):
화학식 II
Figure pct00009
상기 식에서
R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
q는 상기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 50,000 Cp이도록 하는 평균값을 갖는다;
(c) 약 0.5 내지 25 중량%의 무정형 실리카 보강용 충전제;
(d) 약 2 내지 15 중량%의 하기 화학식 III의 적어도 하나의 가교결합제:
화학식 III
Figure pct00010
상기 식에서
R6은 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
m은 0, 1 또는 2이고;
X는 하기 화학식 IV의 가수분해성 케톡스이미노-함유기이거나:
화학식 IV
Figure pct00011
상기 식에서
R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이다; 또는
X는 하기 화학식 V의 가수분해성기이다:
화학식 V
Figure pct00012
상기 식에서
R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H, C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이다;
(e) 약 0.2 내지 5 중량%의 하기 화학식 VI의 접착제:
화학식 VI
Figure pct00013
상기 식에서
R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
R11은 하나 이상의 유기작용기로 임의로 치환된 C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 C6-10아릴이고;
p는 0 또는 1이다; 및
(f) 약 0.01 내지 2 중량%의 유기금속 축합 촉매(여기에서 상기 유기금속 축합 촉매의 금속은 주석, 티타늄, 지르코늄, 붕소, 아연 및 비스무스 중에서 선택된다)
를 포함하고, 상기 화학식 I, II, III, IV, V 및 VI의 화합물에서 각각의 알킬, 알케닐 및 아릴기는 임의로 할로-치환되는, 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 위한 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물을 포함한다.
하나의 실시태양에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 또 다른 실시태양에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1- 6알킬이다. 추가의 실시태양에서, R1 및 R2는 각각 메틸이다.
하나의 실시태양에서, n은 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 50,000 내지 100,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다. 본 출원의 하나의 실시태양에서, n은 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 40,000 내지 90,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다. 또 다른 실시태양에서, n은 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 70,000 내지 90,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다.
본 출원의 또 다른 실시태양에서, R1 및 R2는 각각 메틸이고 n은 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 40,000 내지 90,000 cP 또는 25 ℃에서 약 70,000 내지 90,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다.
하나의 실시태양에서, 상기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)은 약 15 내지 50 중량% 또는 약 20 내지 40 중량%의 양으로 존재한다.
하나의 실시태양에서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 또 다른 실시태양에서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1- 6알킬이다. 추가의 실시태양에서, R3 및 R4는 각각 메틸이다.
하나의 실시태양에서, R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 또 다른 실시태양에서, R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 독립적으로 C1- 6알킬이다. 추가의 실시태양에서, R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 메틸이다.
하나의 실시태양에서, q는 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 10,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는다. 또 다른 실시태양에서, q는 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 1,500 cP이도록 하는 평균값을 갖는다.
또 다른 실시태양에서, R3, R4, R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 메틸이고 q는 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 1,500 cP이도록 하는 평균값을 갖는다.
하나의 실시태양에서, 상기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)은 약 5 내지 30 중량% 또는 약 5 내지 15 중량%의 양으로 존재한다.
하나의 실시태양에서, 상기 무정형 실리카 보강용 충전제는 약 50 내지 400 g/㎡의 표면적 및 약 0.01 내지 0.03 마이크론의 입자 크기 범위를 갖는다.
하나의 실시태양에서, 상기 무정형 실리카 보강용 충전제는 유기실란, 헥사메틸디실라잔 또는 폴리디메틸실록산으로 표면 처리된다. 또 다른 실시태양에서, 상기 무정형 실리카 보강용 충전제는 폴리디메틸실록산-처리된 발연 실리카이다. 적합한 유기실란의 예는 예를 들어 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-메트아크릴옥시프로필메톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, (트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로옥틸)트리에톡시실란, 및 3-(헵타플루오로이소프로폭시)프로필트리메톡시실란, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 상기 무정형 실리카 보강용 충전제는 약 0.5 내지 10 중량% 또는 약 1 내지 5 중량%의 양으로 존재한다.
하나의 실시태양에서, 상기 화학식 III의 가교결합제는 하기 화학식 IIIa의 가교결합제이다:
[화학식 IIIa]
Figure pct00014
상기 식에서
R6은 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이다.
또 다른 실시태양에서, R6은 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 또 다른 실시태양에서, R6은 C1-6알킬이다. 하나의 실시태양에서, R6은 메틸이다.
또 다른 실시태양에서, R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 추가의 실시태양에서, R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1- 6알킬이다. 하나의 실시태양에서, R7a는 메틸이고 R7b는 에틸이다.
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 III의 가교결합제는 R6 및 R7a가 메틸이고 R7b가 에틸인 화학식 IIIa의 가교결합제이다.
하나의 실시태양에서, 상기 화학식 III의 가교결합제는 하기 화학식 IIIb의 가교결합제이다:
[화학식 IIIb]
Figure pct00015
상기 식에서
R6'은 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H, C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이다.
또 다른 실시태양에서, R6'은 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 추가의 실시태양에서, R6'은 C2-6알케닐이다. 하나의 실시태양에서, R6'은 비닐이다.
또 다른 실시태양에서, R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H, C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 추가의 실시태양에서, R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H 및 C1-6알킬이다. 하나의 실시태양에서, R8a는 메틸이고 R8b 및 R8c는 둘 모두 H이다.
하나의 실시태양에서, 상기 화학식 III의 가교결합제는 약 2 내지 10 중량% 또는 약 2 내지 6 중량%의 양으로 존재한다.
본 출원의 또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 VI의 접착제는 하기 화학식 VIa의 접착제이다:
[화학식 VIa]
Figure pct00016
상기 식에서
R9는 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6- 10아릴이고;
R11은 -NR'R", -C(O)NR'R"),
Figure pct00017
, -SR', -C(O)R', -CN 및 -NCO 중에서 선택된 하나 이상의 기로 임의로 치환된 C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 C6- 10아릴이고, 여기에서 R' 및 R"는 H, C1- 6알킬 및 C6- 10아릴 중에서 독립적으로 선택된다.
하나의 실시태양에서, R9는 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 페닐이다. 추가의 실시태양에서, R9는 C1-6알킬이다. 하나의 실시태양에서, R9는 에틸이다.
또 다른 실시태양에서, R11은 -NR'R"로 임의로 치환된 C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 C6- 10아릴이고, 여기에서 R' 및 R"는 H, C1- 4알킬 및 페닐 중에서 독립적으로 선택된다. 추가의 실시태양에서, R11은 -NR'R"로 치환된 C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 페닐이고, 여기에서 R' 및 R"는 H, C1- 4알킬 및 페닐 중에서 독립적으로 선택된다. 하나의 실시태양에서, R11은 -NR'R"로 치환된 C1- 8알킬이고, 여기에서 R' 및 R"는 H, C1-4알킬 및 페닐 중에서 독립적으로 선택된다. 또 다른 실시태양에서, R11은 C1- 8알킬렌-NH2이다. 추가의 실시태양에서, R11은 -(CH2)3NH2이다.
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 VI의 접착제는 R9가 에틸이고 R11이 -(CH2)3NH2인 화학식 VIa의 접착제이다.
하나의 실시태양에서, 상기 접착제는 약 0.5 내지 4 중량% 또는 약 0.5 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 유기금속 축합 촉매는 유기주석 축합 촉매이다. 또 다른 실시태양에서, 상기 유기금속 축합 촉매는 디부틸주석 디라우레이트, 디옥틸주석 디-(2-에틸헥사노에이트), 디옥틸주석 디라우레이트, 라우릴 스타녹산, 디부틸주석 디케토노에이트, 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 비스-(이소옥틸 말리에이트), 디옥틸주석 디네오데카노에이트 및 디메틸주석 디네오데카노에이트, 및 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
하나의 실시태양에서, 상기 유기금속 축합 촉매는 약 0.05 내지 1 중량% 또는 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 조성물은 증량용 충전제를 추가로 포함한다. 하나의 실시태양에서, 상기 조성물은 약 5 내지 60 중량%의, 칼슘 카보네이트, 칼슘 실리케이트, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 디옥사이드, 크로뮴 디옥사이드, 안티몬 옥사이드, 박리된 그라파이트, 바륨 설페이트, 석영 실리카, 규조토, 알루미늄 하이드록사이드, 세라믹 미소구, 규회석, 멜라민, 아연 보레이트, 아연 옥사이드, 철 옥사이드, 중공 유리 미소구, 중공 세라믹 미소구, 비산회, 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 증량용 충전제를 포함한다. 하나의 실시태양에서, 상기 증량용 충전제는 예를 들어 유기실란, 헥사메틸디실라잔 또는 폴리디메틸실록산으로 표면 처리된다. 적합한 유기실란의 예는 예를 들어 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-메트아크릴옥시프로필메톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, (트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로옥틸)트리에톡시실란, 및 3-(헵타플루오로이소프로폭시)프로필트리메톡시실란, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 증량용 충전제는 칼슘 카보네이트이다. 추가의 실시태양에서, 상기 증량용 충전제는 스테아르산-처리된 칼슘 카보네이트이다. 당해 분야의 숙련가는 증량용 충전제가 예를 들어 상기 조성물로부터 제조된 코팅의 환경 영향에 대한 내성을 증가시킬 수 있음을 알 것이다. 추가의 실시태양에서, 또한 난연성인 증량용 충전제가 선택된다. 상기와 같은 충전제의 예는 예를 들어 멜라민, 지르코늄 디옥사이드, 크로뮴 디옥사이드, 아연 보레이트, 안티몬 옥사이드 및 박리된 그라파이트를 포함한다. 적합한 증량용 충전제의 선택은 예를 들어 상기 코팅이 사용되는 환경에 따라 변할 것이며 적합한 증량용 충전제의 선택은 당해 분야의 숙련가에 의해 수행될 수 있다.
하나의 실시태양에서, 상기 증량용 충전제는 약 10 내지 45 중량% 또는 약 20 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 조성물은 용매를 추가로 포함한다. 하나의 실시태양에서, 상기 용매는 휘발성 유기 화합물(VOC) 제거된 용매, 예를 들어 헥사메틸디실록산, p-클로로벤질트리플루오라이드(PCBTF), t-부틸 아세테이트 및/또는 옥타메틸트리실록산이다. 하나의 실시태양에서, 상기 조성물은 약 1 내지 40 중량%의, 유기 용매 및 메틸화된 실리콘 용매 중에서 선택된 용매를 추가로 포함한다. 하나의 실시태양에서, 상기 유기 용매는 석유 나프타를 포함하거나, 상기로 필수적으로 이루어지거나 또는 이루어진다. 또 다른 실시태양에서, 상기 메틸화된 실리콘 용매는 VOC 제거된 메틸화된 실리콘 용매, 예를 들어 헥사메틸디실록산 및 옥타메틸트리실록산이다. 하나의 실시태양에서, 상기 용매는 약 10 내지 25 중량%의 양으로 존재한다.
하나의 실시태양에서, 상기 조성물은 안료를 추가로 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 안료는 약 0.1 내지 10 중량%의 양으로 존재한다.
하나의 실시태양에서, 상기 조성물은 살생물제를 추가로 포함한다. 추가의 실시태양에서, 상기 살생물제는 이소티아졸리논 또는 이소티아졸리논 유사체, 예를 들어 메틸이소티아졸리논, 디요오도메틸-p-톨릴설폰, 나노 등급 은, 4급 암모늄 작용화된 유기실란 및 벤즈이소티아졸리논이다.
II. 방법
본 출원은 또한
기재를 본 출원의 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물로 코팅하고;
상기 조성물을 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 수득하는 조건하에서 경화시킴
을 포함하는, 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅의 제조 방법을 포함한다.
하나의 실시태양에서, 상기 기재는 밀폐제가 임의로 코팅된 콘크리트, 드라이월, 배향성 스트랜드 보드(OSB), 석고(내장 및 외장) 섬유판, 칩보드, 닫힌 셀 압출된 폴리스티렌 폼, 목재, 스테인레스 강, 탄소강, 아연도금강, 유리, 금속 클래딩, 알루미늄 또는 조립질 외단열마감시스템(EIFS), 또는 건물을 지을 수 있는 임의의 다른 적합한 자재를 포함한다.
하나의 실시태양에서, 상기 코팅 단계 전에, 상기 조성물의 성분들을 혼합함으로써 상기 조성물을 제조한다. 당해 분야의 숙련가는 상기 촉매, 가교결합제 및 접착제가 수분 민감성이며, 따라서 전형적으로는 경화가 요구될 때까지 상기 조성물을 실질적으로 수분 없이 유지시킴을 알 것이다.
하나의 실시태양에서, 상기 코팅 제형의 모든 성분들을, 균일한 점조도가 성취될 때까지 불활성 질소 분위기하에 유성형 및 고전단 믹서의 조합의 도움으로 하나의 용기에서 혼합함으로써 상기 조성물을 제조한다. 하나의 실시태양에서, 상기 코팅 제형의 점도 및 처짐 내성을, 혼합 중 샘플을 주기적으로 회수함으로써 모니터한다. 하나의 실시태양에서, 상기 제조된 조성물을 용기들에 분배하고 사용 전에 밀봉하고 임의로 보관할 수 있다.
당해 분야의 숙련가는 기재를 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물로 코팅하기 위한 임의의 적합한 수단에 의해 상기 기재를 코팅할 수 있고 특정 기재 및/또는 용도에 적합한 수단의 선택은 당해 분야의 숙련가에 의해 수행될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 상기 조성물을 분무, 브러싱, 롤링, 흙손질, 캘린더링, 고무 롤러 및/또는 에어 나이프를 통해 기재상에 코팅시킨다. 하나의 실시태양에서, 상기 조성물을 분무를 통해 기재상에 코팅시킨다.
하나의 실시태양에서, 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 수득하는 조건은 상기 조성물에, 상기 조성물의 경화가 충분한 정도로 진행될 때까지의 시간 및 온도에서, 예를 들어 약 -20 ℃ 내지 약 75 ℃ 또는 약 -13 ℃ 내지 약 32 ℃의 온도에서 약 40분 내지 약 7일 또는 약 0.5시간 내지 약 2시간의 시간 동안 주변 분위기를 가함을 포함한다. 하나의 실시 태양에서, 상대 습도는 약 45 % 내지 약 70% 또는 약 40% 내지 60 %이다.
III. 건물 외피
본 출원은 본 출원의 방법에 따라 수득된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피 및 본 출원의 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물로부터 제조된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피를 추가로 포함한다.
하나의 실시태양에서, 본 출원의 조성물을 전체 건물 열수 모델을 사용하여 건물 외피 성분 내에 코팅으로서의 사용에 대해 시험한다. 상기 전체 건물 열수 모델의 부분으로서, 상기 외피의 자재 성질, 예를 들어 밀도, 수착, 증기 투과성, 액체 확산성, 열 전도도, 열용량 및 공기 투과성을, 예를 들어 문헌[T. Fitsum, "Whole Building Heat and Moisture Analysis", Housing Studies Achievement Award, 2009, CMHC]에 개시된 바와 같은 건물 외피 모델에서 조사한다.
하기의 비제한적인 실시예들은 본 출원의 예시이다:
실시예 1: 예시적인 공기 방벽 조성물의 제조
공기 방벽 조성물 A를, 25 중량부의 스테아르산-처리된 칼슘 카보네이트를 32.7 중량부의 실라놀-종결된 폴리(디메틸실록산)(25 ℃에서 80,000 cP) 및 11.8 중량부의 트리메틸-실릴-종결된 폴리(디메틸실록산)(25 ℃에서 1,000 cP)의 블렌드에 혼입시킴으로써 유성형 및 고전단 분산기 블레이드가 구비된 믹서에서 제조하였다. 이어서, 20 중량부의 석유 나프타 용매를 가하였다. 이어서 3.5 중량부의 메틸 트리스(메틸에틸케톡심)실란을 가하고 질소 분위기하에서 혼합한 다음, 1 중량부의 3-아미노프로필트리에톡시실란을 가하고 이를 또한 질소 분위기하에서 혼합하였다. 이어서 3.7 중량부의 안료를 가하고 충분히 분산될 때까지 혼합하였다. 이어서 2.2 중량부의 폴리(디메틸실록산)-처리된 발연 실리카를 가하고 철저히 혼합하였다. 마지막으로, 0.1 중량부의 디부틸주석 디라우레이트 촉매를 균일한 점조도가 성취될 때까지 상기 코팅 내에 혼합하였다.
실시예 2: 예시적인 공기 방벽 조성물의 제조
공기 방벽 조성물 B를, 25 중량부의 스테아르산-처리된 칼슘 카보네이트를 32.7 중량부의 실라놀-종결된 폴리(디메틸실록산)(25 ℃에서 80,000 cP) 및 11.8 중량부의 트리메틸-실릴-종결된 폴리(디메틸실록산)(25 ℃에서 1,000 cP)의 블렌드에 혼입시킴으로써 유성형 및 고전단 분산기 블레이드가 구비된 믹서에서 제조하였다. 이어서, 20 중량부의 헥사메틸디실록산을 가하였다. 이어서 3.5 중량부의 메틸 트리스(메틸에틸케톡심)실란을 가하고 질소 분위기하에서 혼합한 다음, 1 중량부의 3-아미노프로필트리에톡시실란을 가하고 이를 또한 질소 분위기하에서 혼합하였다. 이어서 3.7 중량부의 안료를 가하고 충분히 분산될 때까지 혼합하였다. 이어서 2.2 중량부의 폴리(디메틸실록산)-처리된 발연 실리카를 가하고 철저히 혼합하였다. 마지막으로, 0.1 중량부의 디부틸주석 디라우레이트 촉매를 균일한 점조도가 성취될 때까지 상기 코팅 내에 혼합하였다.
실시예 3: 본 출원의 조성물의 시험
표 1은 실시예 1 및 2에 따라 제조된 조성물들의 코팅 및 공기 방벽 성질에 대한 요약을 제공하며, 미국 공기 방벽 협회에 의해 명시된 것들과 같은 업계 인정된 표준에 대한 적합성 시험의 결과를 포함한다.
실시예 4: 크랙 브리징 시험
공기 방벽막은 바람직하게는 건물이 그의 수명 중에 접할 수 있는 응력, 예를 들어 온도 극단 또는 다른 형태의 건물 이동의 결과로서 형성될 수 있는 상기 공기 방벽에 적용되는 기재 중의 균열하에서 방수성 및 공기 방벽 성질을 유지한다. 실시예 1 및 2에 따라 제조된 조성물들의 경화된 막의 크랙 브리징 능력을 ASTM C1305에 따라 측정하였다. 상기 표준은 현재 상기 막의 필름 두께가 60밀이어야 함을 명시한다. 실리콘의 통상적으로 인정되는 유연하고 고무같은 성질에도 불구하고, 상기 표준에 의해 측정되는 바와 같이 -26 ℃에서 1/8"의 균열을 메우기 위해서 공기 방벽 코팅 제형에 상당한 탄성중합체성 성질이 요구된다. 종래 기술의 코팅들 간의 크랙 브리징 능력의 비교를 표 2에 제공한다.
상기 공기 방벽막에 추가로 응력을 가하기 위해서, -40 ℃에서 변형된 방법을 사용하여 보다 얇은 건조 필름 두께에서 상기 크랙 브리징 시험을 완료하였다. 상기 공기 방벽 조성물 A 및 B는 엄격한 조건하에서 통과된 반면, 모멘티브 실쉴드(Momentive SilShield)(상표) AWB(미국특허 제 8,513,328 호에 상세히 개시된 상업적인 제품인 것으로 여겨진다)는 제조사의 권장된 필름 두께(표 3)에서 실패하였다. 상기 막들을, 상기 물질이 현실 조건하에서 어떻게 수행되는지를 이해하기 위해서 당해분야에서 적용되는 필름 두께로 평가하는 것이 바람직하다. 보다 높은 필름 두께의 적용은 기재 표면의 완벽한 적용범위를 보장하는 반면 낮은 필름 두께는 공극 및 핀홀과 같은 코팅 결함의 위험을 수반한다.
실시예 5: 수증기 투과
공기 방벽막을 또한 그의 수증기 투과에 대해 평가한다. 모든 공기 방벽은 바람직하게는 상기 물질을 통한 공기의 이동을 금하지만, 수증기는 다양한 정도로 저지시킬 수 있으며 따라서 상기 물질을 그의 수증기 투과를 기준으로 분류한다. 상이한 수증기 투과값들이 상기 공기 방벽막이 설치되는 기후대에 따라 바람직할 수 있다.
물질의 수증기 투과율에 대한 표준 시험 방법(ASTM E96)은 명시된 온도 및 습도 조건하에서 2개의 특정한 표면간의 단위 증기압 차이에 의해 유도된 편평한 막의 단위 면적을 통한 수증기 투과율을 측정함으로써 상기 물질의 수증기 투과 성능을 측정한다. 증기 저지막은 상기 투과가 <0.1 perm인 경우 불투과성으로서(부류 I); 상기 투과가 0.1 내지 1 perm인 경우 반-불투과성(부류 II)으로서; 상기 투과가 1 내지 10 perm인 경우 반-투과성(부류 III)으로서; 및 상기 투과가 >10 perm인 경우 증기 투과성으로서 분류될 수 있다. 상기 표준은 2개의 방법, 건조제 방법 또는 수 방법을 나열한다. 공기 방벽들을 습윤 컵(wet cup) 방법을 사용하여 측정된 그들의 증기 투과에 의해 분류함은 업계에서 통상적이나; 상기 건조제 방법이, 확산을 보장하기 위해 서 있는 물컵 상에서가 아니라 공기로부터 상기 물질을 통한 증기의 침투를 측정하기 때문에 현장 조건을 보다 더 묘사하는 것으로 주장되었다. 상기 수 방법은 실제로 증기가 직접 접촉을 통해 상기 막을 통과하게 하는 상기 막 표면상의 물방울의 형성을 허용한다. 상기 건물 외피 내에 상기 공기 방벽막을 배치함으로써 상기 공기 방벽막상에서 액체 수의 접촉 발생률이 낮아진다. 따라서, 현실 조건하에서의 상기 물질 성능 특성의 충분한 이해를 얻기 위해 상기 수증기 저지제 분류를 상기 건조제 방법을 사용하여 측정된 수증기 투과값과 함께 신중히 고려하는 것이 바람직할 수 있다.
실시예 1 및 2에 개시된 공기 방벽 조성물 A 및 B는 시중의 다수의 종래 기술 반-투과성 액체 적용된 공기 방벽 제품들(표 4)과 달리, 상기 수 및 건조제 방법 모두하에서 평가시 그들의 반-투과성 분류를 유지한다. 표 4에 보고된 종래기술 값들은 유체-적용된 막 공기 방벽이란 표제하의 미국 공기 방벽 협회 통합 문서 - 072726(발행일: 11/17/2014 D-115-009 Rev 14-1 ABAA 072726 Fluid-Applied Membrane Specification)로부터 얻었다. 이들 경쟁상대 제품들에 대해 건조 컵 방법을 사용할 때의 증기 투과성 손실에 대한 기여 인자는 이들이 수성 코팅이라는 사실에 기인한다. 이들 코팅은 그들의 증가된 수 상용성으로 인해 상기 습윤 컵 방법에서 더 큰 증기 투과성 성향을 갖는다. 따라서 현실 조건하에서 시중에 반-투과성 성질을 수득할 수 있는 코팅들이 거의 없다는 것은 실시예 1 및 2에 개시된 공기 방벽 조성물을 차별화하며 이들을 일정한 정도의 증기 투과도를 요하는 기후대에 이상적인 것으로서 강조한다.
본 출원을 실시예들을 참조하여 개시하였지만, 청구범위의 범위는 상기 실시예들에 제시된 실시태양들에 의해 제한되어서는 안 되고 전체로서 상기 설명과 일관되는 가장 폭넓은 해석으로 제공되어야 함은 물론이다.
모든 간행물, 특허 및 특허 출원들은 각각의 개별적인 간행물, 특허 또는 특허 출원이 구체적이고 개별적으로 내용 전체가 참고로 인용됨을 가리키는 바와 동일한 정도로 내용 전체가 본 발명에 참고로 인용된다. 본 출원의 용어가 본 발명에 참고로 인용된 문서에서 상이하게 정의된 것을 발견한 경우, 본 발명에 제공된 정의가 상기 용어에 대한 정의로서 제공되어야 한다.
공기 방벽막 성질의 요약
성질(단위) 조성물 A 조성물 B 조건/방법
스킨 오버 (분) 40 23 25 ℃ 및 50% 상대습도 (RH)에서
고착 건조 (분) 65 55 ASTM C679
점도 (cP) 6,000 6,000 브룩필드, 스핀들 #3, 100rpm, ASTM D4287
고체 함량 (중량%) 77 78 ASTM D2369
고체 함량 (부피%) 67 68 ASTM D2697
처짐 (밀) 50-60 50-60 ASTM 4400
VOC (g/L) 255 28 ASTM D2369 (A); ASTM D6886 (B)
인장 강도 (psi) 160 161 ASTM D 412 Die D
신율 (%) 430 548 ASTM D 412 Die D
30 밀 DFT에서 당김 접착 (psi) 콘크리트 >65
합판 >99
석고 >30		 콘크리트 >65
합판 >100
석고 >30		 ASTM D4541
박리 접착 (ppi) 콘크리트 >13
합판 >9
석고 >3		 콘크리트 >13
합판 >9
석고 >3		 ASTM C794
크랙 브리징 능력 통과 통과 ASTM C 1305
30 밀 DFT에서 수증기 투과 (US perm) 2.9 2.5 ASTM E96 (건조제 방법 A)
30 밀 DFT에서 수증기 투과 (US perm) 2.7 2.2
 ASTM E96 (수 방법 B)
30 밀 DFT에서 공기 투과 (L/s·㎡) 0.0007 0.0005 ASTM E 2178
30 밀 DFT에서 방수성 통과 통과 AATCC 127
30 밀 DFT에서 네일 밀봉성 통과 통과 ASTM D1970, 섹션 7.9
ASTM C1305에 따른 크랙 브리징 능력 결과
코팅 신율 크랙 브리징 능력
종래 기술 코팅 1 a 180% 실패
종래 기술 코팅 2 a 100% 실패
공기 방벽 조성물 A 430% 통과
공기 방벽 조성물 B 548% 통과
a미국특허 제 6,437,039 호를 참조하시오
-40 ℃에서 변형된 ASTM C1305에 따른 박막의 크랙 브리징 능력
코팅 건조 필름 두께 크랙 브리징 능력
공기 방벽 조성물 A 30 밀 통과
공기 방벽 조성물 B 30 밀 통과
모멘티브 실쉴드(상표) AWB a 17 밀 실패
a미국특허 제 8,513,328 호를 참조하시오
반-투과성 공기 방벽 코팅에 대한 ASTM E96에 따른 수증기 투과 결과
코팅 필름 두께 WVP a (건조제 방법) WVP (수 방법)
공기 방벽 조성물 A 30 밀 (건조) 2.94 permb 2.73 perm
공기 방벽 조성물 B 30 밀 (건조) 2.46 perm 2.20 perm
파렉스 USA 웨더실(Parex USA WeatherSeal) c 30 밀 (습윤) 0.83 perm -
18 밀 (습윤) - 9.2 perm
프로소코 R-가드 스프레이 랩(Prosoco R-Guard Spray Wrap) c 12 밀 (습윤) 1.87 perm 8.40 perm
스토스토 골드 코트(Sto Sto Gold Coat)(등록상표) c 12 밀 (습윤) 0.12 perm 3.54 perm
모멘티브 실쉴드(상표) AWB c 17 밀 (건조) 4.27 perm 5.49 perm
WR 메도우스 에어실드(Meadows Air-Shield)(상표) LMP c 30 밀 (건조) 0.24 permo 7.00 perm
aWVP = 수증기 투과
bperm = US perm
c유체-적용된 막 공기 방벽이란 표제하의 미국 공기 방벽 협회 통합 문서 - 072726(발행일: 11/17/2014 D-115-009 Rev 14-1 ABAA 072726 Fluid-Applied Membrane Specification)로부터 취한 값들

Claims (28)

  1. (a) 약 10 내지 70 중량%의 하기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산):
    화학식 I
    Figure pct00018

    상기 식에서
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    n은 상기 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 40,000 내지 90,000 Cp이도록 하는 평균값을 갖는다;
    (b) 약 5 내지 40 중량%의 하기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산):
    화학식 II
    Figure pct00019

    상기 식에서
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f는 각각 독립적으로 C1- 8알킬, C2- 8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    q는 상기 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 50,000 Cp이도록 하는 평균값을 갖는다;
    (c) 약 0.5 내지 25 중량%의 무정형 실리카 보강용 충전제;
    (d) 약 2 내지 15 중량%의 하기 화학식 III의 적어도 하나의 가교결합제:
    화학식 III
    Figure pct00020

    상기 식에서
    R6은 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    m은 0, 1 또는 2이고;
    X는 하기 화학식 IV의 가수분해성 케톡스이미노-함유기이거나:
    화학식 IV
    Figure pct00021

    상기 식에서
    R7a 및 R7b는 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이다; 또는
    X는 하기 화학식 V의 가수분해성기이다:
    화학식 V
    Figure pct00022

    상기 식에서
    R8a, R8b 및 R8c는 각각 독립적으로 H, C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이다;
    (e) 약 0.2 내지 5 중량%의 하기 화학식 VI의 접착제:
    화학식 VI
    Figure pct00023

    상기 식에서
    R9 및 R10은 각각 독립적으로 C1-8알킬, C2-8알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    R11은 하나 이상의 유기작용기로 임의로 치환된, C1- 10알킬, C2- 10알케닐 또는 C6-10아릴이고;
    p는 0 또는 1이다; 및
    (f) 약 0.01 내지 2 중량%의 유기금속 축합 촉매(여기에서 상기 유기금속 축합 촉매의 금속은 주석, 티타늄, 지르코늄, 붕소, 아연 및 비스무스 중에서 선택된다)
    를 포함하고, 상기 화학식 I, II, III, IV, V 및 VI의 화합물에서 각각의 알킬, 알케닐 및 아릴기가 임의로 할로-치환되는, 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 위한 1액형 실온 경화성(RTV) 폴리(디오가노실록산) 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2가 각각 메틸이고 n이 화학식 I의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 70,000 내지 90,000 cP이도록 하는 평균값을 갖는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    화학식 I의 폴리(디오가노실록산)이 약 20 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    R3, R4, R5a, R5b, R5c, R5d, R5e 및 R5f가 각각 메틸이고 q가 화학식 II의 폴리(디오가노실록산)의 점도가 25 ℃에서 약 500 내지 1,500 cP이도록 하는 평균값을 갖는 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 II의 폴리(디오가노실록산)이 약 5 내지 15 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    무정형 실리카 보강용 충전제가 약 50 내지 400 g/㎡의 표면적 및 약 0.01 내지 0.03 마이크론의 입자 크기 범위를 갖는 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    무정형 실리카 보강용 충전제가 유기실란, 헥사메틸디실라잔 또는 폴리디메틸실록산으로 표면 처리되는 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    무정형 실리카 보강용 충전제가 폴리디메틸실록산-처리된 발연 실리카인 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    무정형 실리카 보강용 충전제가 약 1 내지 5 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    가교결합제가 하기 화학식 IIIa의 가교결합제인 조성물:
    화학식 IIIa
    Figure pct00024

    상기 식에서
    R6, R7a 및 R7b는 제1항에서 정의된 바와 같다.
  11. 제10항에 있어서,
    R6 및 R7a가 메틸이고 R7b가 에틸인 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 III의 가교결합제가 약 2 내지 6 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제가 하기 화학식 VIa의 접착제인 조성물:
    화학식 VIa
    Figure pct00025

    상기 식에서
    R9 및 R11은 제1항에서 정의된 바와 같다.
  14. 제13항에 있어서,
    R9가 에틸이고 R11이 -(CH2)3NH2인 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제가 약 0.5 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기금속 축합 촉매가 디부틸주석 디라우레이트, 디옥틸주석 디-(2-에틸헥사노에이트), 디옥틸주석 디라우레이트, 라우릴 스타녹산, 디부틸주석 디케토노에이트, 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 비스-(이소옥틸 말리에이트), 디옥틸주석 디네오데카노에이트 또는 디메틸주석 디네오데카노에이트, 또는 이들의 혼합물인 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기금속 축합 촉매가 약 0.05 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    약 5 내지 60 중량%의, 칼슘 카보네이트, 칼슘 실리케이트, 바륨 설페이트, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 디옥사이드, 크로뮴 디옥사이드, 안티몬 옥사이드, 박리된 그라파이트, 석영 실리카, 규조토, 알루미늄 하이드록사이드, 세라믹 미소구, 중공 유리 미소구, 중공 세라믹 미소구, 비산회, 규회석, 멜라민, 아연 보레이트, 아연 옥사이드, 철 옥사이드, 티타늄 디옥사이드 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 증량용 충전제를 더 포함하고, 이들이 각각 유기실란, 헥사메틸디실라잔 또는 폴리디메틸실록산으로 임의로 표면 처리되는 조성물.
  19. 제18항에 있어서,
    증량용 충전제가 스테아르산-처리된 칼슘 카보네이트인 조성물.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    증량용 충전제가 약 20 내지 30 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    약 1 내지 40 중량%의, 유기 용매 및 메틸화된 실리콘 용매 중에서 선택된 용매를 더 포함하는 조성물.
  22. 제21항에 있어서,
    용매가 헥사메틸디실록산인 조성물.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    용매가 약 10 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    약 0.1 내지 10 중량%의 안료를 더 포함하는 조성물.
  25. 건물 외피용 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅의 제조 방법으로,
    기재를 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 코팅하고;
    상기 조성물을 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 수득하는 조건하에서 경화시킴
    을 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    기재가, 밀폐제로 임의로 코팅된 콘크리트, 드라이월, 배향성 스트랜드 보드(OSB), 석고, 섬유판, 칩보드, 닫힌 셀 압출된 폴리스티렌 폼, 목재, 스테인레스 강, 탄소강, 아연도금강, 유리, 금속 클래딩, 알루미늄, 및 조립질 외단열마감시스템(EIFS)을 포함하는 방법.
  27. 제25항 또는 제26항의 방법에 따라 수득된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피.
  28. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물로부터 제조된 실리콘 탄성중합체 공기-수 방벽 코팅을 포함하는 건물 외피.
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