特許 6873996 ポリエーテルポリオールを含むアクリルポリウレタンコーティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6873996

(24)【登録日】2021年4月23日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】ポリエーテルポリオールを含むアクリルポリウレタンコーティング

(51)【国際特許分類】

   C09D 175/04 20060101AFI20210510BHJP

   C09D 175/08 20060101ALI20210510BHJP

   C08G 18/78 20060101ALI20210510BHJP

   C08G 18/79 20060101ALI20210510BHJP

   C08G 18/62 20060101ALI20210510BHJP

   C08G 18/48 20060101ALI20210510BHJP

   C08G 18/40 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   C09D175/04

   C09D175/08

   C08G18/78 031

   C08G18/79 020

   C08G18/62 016

   C08G18/48

   C08G18/40 063

   C08G18/48 054

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-527100(P2018-527100)

(86)(22)【出願日】2016年11月30日

(65)【公表番号】特表2019-504136(P2019-504136A)

(43)【公表日】2019年2月14日

(86)【国際出願番号】US2016064111

(87)【国際公開番号】WO2017105835

(87)【国際公開日】20170622

【審査請求日】2019年11月20日

(31)【優先権主張番号】62/268,602

(32)【優先日】2015年12月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095360

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100187964

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100104282

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康仁

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・エス・レトコ

(72)【発明者】

【氏名】アンバー・マリー・スティブンソン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・エヌ・アルギュロポウロス

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・クリール

【審査官】 上條 のぶよ

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６９４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９６９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１５３９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８６８８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｄ

Ｃ０８Ｇ

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクリルポリウレタンコーティング組成物であって、
少なくとも１つの脂肪族ポリイソシアネートトリマーまたはビウレットを含むイソシアネート成分と、
イソシアネート反応混合物と
を含み、
前記イソシアネート反応混合物が、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物の総重量に基づいて、２５重量％〜８０重量％のアクリルポリオール、及び１重量％〜３０重量％のポリエーテルポリオールを含み、前記アクリルポリオールが、前記アクリルポリオールの総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の固形分を有し、前記ポリエーテルポリオールが、２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、２５℃で３００〜３６０ｍＰａ＊ｓ未満の粘度、及び３００超かつ７００未満の数平均分子量を有するトリオールである、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項2】

前記イソシアネート反応混合物が、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物の総重量に基づいて、４０重量％〜６０重量％の前記アクリルポリオール、及び３重量％〜１０重量％の前記ポリエーテルポリオールを含む、請求項１に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項3】

前記アクリルポリオールが、固体ベースで、３５０〜５５０ｇ／モル当量のヒドロキシル当量を有する、請求項１または２に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項4】

前記イソシアネート反応混合物の総重量に基づいて、２２重量％未満の量で有機溶媒をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項5】

前記ポリエーテルポリオールが、ポリオキシブチレンポリオールである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項6】

前記ポリエーテルポリオールが、ポリオキシプロピレンポリオールである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項7】

前記イソシアネート反応混合物が、カルボン酸源をさらに含み、２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜８．０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価値を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項8】

前記アクリルポリオールの前記ポリエーテルポリオールに対する比率が、５〜１５である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項9】

前記イソシアネート成分が、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物に基づいて１５重量％〜４０重量％の量で存在し、前記イソシアネート反応混合物が、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物に基づいて２５重量％〜６０重量％の量で存在し、
前記アクリルポリウレタンコーティング組成物が、５０％超の固形分を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物からアクリルポリウレタンコーティングを形成する方法であって、
前記イソシアネート成分及び前記イソシアネート反応混合物を混合するステップを含む前記方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／２６８，６０２号の優先権を主張し、その全体が参照により組み込まれている。

【0002】

本開示の実施形態は、概して、反応性希釈剤を含むアクリルポリウレタンコーティング及びそのようなコーティングの作製方法に関し、具体的には、高い固形分を有し、ポリエーテルポリオールを反応性希釈剤として含む二成分ポリウレタンコーティングに関する。

【背景技術】

【0003】

二成分ポリウレタンコーティングは、様々な用途に使用される。これらの用途のうちのいつかでは、コーティングは、スプレーガンによって基材に塗布される。スプレー塗布は、典型的には、コーティング組成物の粘度をスプレーガンに対応する範囲に低減するための溶媒添加剤の使用を必要とする。残念ながら、高レベルの溶媒添加剤は、結果として得られるポリウレタンコーティング中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）レベルを増加させる場合があり、コーティングの毒性に関する懸念が増加し得る。特に、ＶＯＣは、通常の室温（または低い沸点）で高い蒸気圧を有する有機化学物質であり、多数の分子がコーティングから蒸発または昇華され、周囲の空気に入る場合がある。ＶＯＣは、典型的には、法によって規制されている。

【0004】

したがって、このような溶媒添加剤の使用を低減し、所望のコーティング特性（例えば、硬度及びＵＶ耐候性）を提供しながら、結果として得られるコーティング中のＶＯＣレベルの増加を提供するポリウレタンコーティング組成物が必要とされる。

【発明の概要】

【0005】

一実施形態によると、ポリウレタンコーティング組成物は、少なくとも１つのポリイソシアネートトリマーまたはビウレットを含むイソシアネート成分と、イソシアネート反応混合物とを含む、アクリルポリウレタンコーティング組成物を含み、該イソシアネート反応混合物は、アクリルポリウレタンコーティング組成物の総重量に基づいて、２５重量％〜８０重量％のアクリルポリオール、及び１重量％〜３０重量％のポリエーテルポリオールを含み、該アクリルポリオールは、アクリルポリオールの総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の固形分を有し、該ポリエーテルポリオールは、２５℃で５００ｍＰａ＊ｓ未満の粘度、及び３００超かつ７００未満の数平均分子量を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と組み合わせて読み取った場合に最適に理解され得る。

【0007】

【図1】アクリルポリオールと混合した異なる濃度のポリオール希釈剤、及びアクリルポリオールと混合したカプロラクトン希釈剤を含む比較例の濃度（ｘ軸）の関数として粘度（ｙ軸）を図示する。

【図2】別のアクリルポリオールと混合した異なる濃度のポリオール希釈剤、及びアクリルポリオールと混合したカプロラクトン希釈剤を含む比較例の濃度（ｘ軸）の関数として粘度（ｙ軸）を図示する。

【図3】ポリオール希釈剤を使用して調製された４つのアクリルポリウレタンコーティング組成物の例、及び添加された希釈剤を一切使用せずに調製された１つの比較例について、時間（ｘ軸）の関数として光沢保持率（ｙ軸）を図示する。

【図4】ポリオール希釈剤を使用して調製された４つのアクリルポリウレタンコーティング組成物の例、及び添加された希釈剤を一切使用せずに調製された１つの比較例について、時間（ｘ軸）の関数として光沢保持率（ｙ軸）を図示する。

【図5】様々な濃度の触媒を有する一連のアクリルポリウレタンコーティング組成物の例（ｘ軸）について、乾燥時間（ｙ軸）を図示する。

【図6】様々な濃度の触媒を有するアクリルポリウレタンコーティング組成物の例について、時間（ｘ軸）の関数として粘度（ｙ軸）を図示する。

【図7】１０重量％のポリオール希釈剤の含量を有するアクリルポリウレタンコーティング組成物、及びポリオール希釈剤を含まない比較例について、時間（ｘ軸）の関数として粘度（ｙ軸）を図示する。

【図8】２０重量％のポリオール希釈剤の含量を有するアクリルポリウレタンコーティング組成物、及びポリオール希釈剤を含まない比較例について、時間（ｘ軸）の関数として粘度（ｙ軸）を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0008】

実施形態は、イソシアネートと、１つ以上の高固形分のアクリルポリオール及び１つ以上の低分子量／低粘度ポリエーテルポリオールを反応性希釈剤（ポリオール希釈剤とも呼ばれる）として含むイソシアネート反応混合物との反応から生成されるアクリルポリウレタンコーティングに関する。反応性希釈剤とは、ポリエーテルポリオールがアクリルポリウレタンコーティングのマトリックス中に組み込まれてもよいことを意味する。そのため、反応性希釈剤は、非反応性の希釈剤で典型的であり得るように、コーティングからの蒸発の影響を受けやすくなることを本質的に避ける場合がある。反応性希釈剤を使用して作製された結果的なアクリルポリウレタンコーティングは、コーティング中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）含量の増加を提供する典型的な溶媒添加物の使用を低減し、かつ所望のコーティング特性（例えば、硬度及びＵＶ耐候性）を依然として得ながら、アクリルポリウレタンコーティング（及び結果的なコーティング）の形成のための組成物中の高固形分（約５０重量％超）を依然として提供し得る。

【0009】

様々な実施形態では、高固体の二成分アクリルポリウレタンコーティングを生成するための配合物が提供される。一般的に、配合物は、イソシアネート成分と、イソシアネート成分と反応するポリオールを含むイソシアネート反応混合物とを含む。イソシアネート成分は、様々な実施形態では、脂肪族ポリイソシアネートトリマーまたはビウレットであり得る。様々な実施形態によると、イソシアネート反応混合物は、少なくともアクリルポリオール及びポリエーテルポリオールを含む。ポリエーテルポリオールは、２５℃で５００ｍＰａ＊ｓ未満の粘度を有し、３００ｇ／モル超、かつ７００ｇ／モル未満の数平均分子量を有する。いくつかの実施形態では、得られたポリウレタンコーティングは、５０％超の固形分を有する。

【0010】

様々な実施形態では、ポリウレタンコーティング組成物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約２５重量％〜約８５重量％、約３０重量％〜約８０重量％、またはさらには約４０重量％〜約７８重量％のイソシアネート反応混合物を含み得る。さらなる実施形態では、ポリウレタンコーティング組成物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約２５重量％〜約７０重量％のイソシアネート反応混合物を含む。

【0011】

さらなる実施形態では、イソシアネート反応混合物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約１重量％〜約２０重量％のポリエーテルポリオール、または約２重量％〜約１５重量％のポリエーテルポリオール、または約３重量％〜約１０重量％のポリエーテルポリオールを含み得る。イソシアネート反応混合物は、イソシアネート反応混合物の重量に基づいて、約５重量％〜約２０重量％のポリエーテルポリオール、または約６重量％〜約１５重量％のポリエーテルポリオール、またはさらには約６．５重量％〜約１４重量％のポリエーテルポリオールを含み得る。

【0012】

ポリエーテルポリオールについて、様々な分子量が企図される。当業者によって理解されるように、ポリエーテルポリオールは、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、及び／またはブチレンオキシドなどの１つ以上のアルキレンオキシドから得ることができる。例えば、ポリエーテルポリオールは、重合触媒の存在下で、１つ以上のアルキレンオキシドを、２〜１０個の活性水素を有する１つ以上の開始剤と反応させることによって調製され得る。ポリエーテルポリオールは、約４００ｇ／モル〜約７００ｇ／モルの数平均分子量を有し得る。いくつかの実施形態では、分子量は、約４００ｇ／モル 超または約４５０ｇ／モル超である。他の実施形態では、分子量は、約７００ｇ／モル未満、約６５０ｇ／モル未満、または約６００ｇ／モル未満であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、ポリエーテルポリオールは、約４２５ｇ／モル〜約６５０ｇ／モル、または約４５０ｇ／モル〜約６００ｇ／モルの分子量を有する。好適なポリエーテルポリオールの例としては、ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）の商標の下で市販されているもの、例えば、ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１（２７５ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、及び２５℃で約３００〜約３６０ｍＰａ＊ｓの粘度を有する）、ならびにＶＯＲＡＮＯＬ（商標）の商標の下で市販されているもの、例えば、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０（３７０〜３９０ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、及び２５℃で約３００〜約３６０ｍＰａ＊ｓの粘度、及び３の平均官能価を有する）が挙げられるがこれらに限定されず、これらはどちらもＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0013】

例えば、ポリエーテルポリオールは、重合触媒の存在下で、エポキシドによる三官能性開始剤のアルコキシル化によって生成されたポリエーテルトリオールであり得る。例えば、１つ以上のアルキレンオキシド（例えば、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、及び／またはブチレンオキシド）と開始剤としてのグリセリンとの反応混合物は、グリセリン開始ポリエーテルトリオールを形成し得る。開始剤の例としては、数ある中で、グリセリン、トリメチルオートロプロパン、トリエタノールアミン、１，２，６−ヘキサントリオール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノエチルピペラジンが挙げられる。重合触媒の例としては、二重金属シアン化物錯体（ＤＭＣ）触媒及び水酸化アルカリ触媒（例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム）が挙げられる。

【0014】

さらなる例示的な実施形態では、イソシアネート反応混合物は、１重量％〜約２０重量％のポリオキシブチレンポリオール（例えば、約２重量％〜約１５重量％、約３重量％〜約１０重量％など）を含む。ポリオキシブチレンポリオールは、アルキレンオキシドの総重量に基づいて、１００重量％のブチレンオキシドから得ることができる。他の例示的な実施形態では、イソシアネート反応混合物は、１重量％〜約２０重量％のポリオキシプロピレンポリオール（例えば、約２重量％〜約１５重量％、約３重量％〜約１０重量％など）を含む。ポリオキシプロピレンポリオールは、アルキレンオキシドの総重量に基づいて、１００重量％のプロピレンオキシドから得ることができる。

【0015】

本明細書で使用される場合、ヒドロキシル価は、１グラムのポリオールまたは他のヒドロキシル化合物中のヒドロキシル含有量に相当する水酸化カリウムのミリグラムである。いくつかの実施形態では、得られたポリエーテルポリオールは、約２２５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜約４７５ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。なお他の実施形態では、得られたポリエーテルポリオールは、約２７５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜約４００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。例示的な実施形態では、ポリエーテルポリオールはトリオールであり、２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する。ポリエーテルポリオールは、約３以上（例えば、３〜６、３〜５、３〜４、または３）の公称ヒドロキシル官能価を有し得る。ポリエーテルポリオールは、約２．５〜約４．５（例えば、２．５〜３．５）の平均全体ヒドロキシル官能価を有し得る。本明細書で使用される場合、ヒドロキシル官能価（公称及び平均全体）は、分子上のイソシアン反応性部位の数であり、ポリオールの総モル数で除したＯＨの総モル数として計算され得る。

【0016】

得られたポリエーテルポリオールの粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ４８７８によって測定した場合、概して、２５℃で５００ｍＰａ＊ｓ未満である。いくつかの実施形態では、粘度は２５℃で、１００ｍＰａ＊ｓ〜５００ｍＰａ＊ｓ、２００ｍＰａ＊ｓ〜４００ｍＰａ＊ｓ、または３００ｍＰａ＊ｓ〜３６０ｍＰａ＊ｓである。

【0017】

様々な実施形態では、イソシアネート反応混合物は、少なくとも１つのアクリルポリオールをさらに含む。アクリルポリオールは、アクリルポリオールの総重量に基づいて少なくとも５０重量％、例えば、６０重量％〜８０重量％、６９重量％〜７９重量％などの固形分を有する。アクリルポリオールは、約４００〜約１０００ｇ／モル当量のヒドロキシル当量を有し得る。例えば、アクリルポリオールは、固体ベースで、３５０〜５５０ｇ／モル当量のヒドロキシル当量を有し得る。アクリルポリオールは、固体ベースで、５，０００ｇ／モル〜１５，０００ｇ／モル、例えば、６，０００ｇ／モル〜１１，０００ｇ／モル、６，９００ｇ／モル〜１０，９００ｇ／モルなどの数平均分子量を有し得る。

【0018】

いくつかの実施形態では、アクリルポリオールは、ＡＳＴＭ Ｄ４８７８によって測定した場合、２５℃で約４，０００ｍＰａ＊ｓを超える粘度（供給された）、４，５００ｍＰａ＊ｓを超える粘度、またはさらには５，０００ｍＰａ＊ｓを超える粘度を有する。様々な実施形態では、アクリルポリオールの粘度は、２０，０００ｍＰａ＊ｓ未満である。したがって、アクリルポリオールは、４，０００ｍＰａ＊ｓ〜２０，０００ｍＰａ＊ｓ、または４，５００ｍＰａ＊ｓ〜１５，０００ｍＰａ＊ｓの粘度を有し得る。アクリルポリオールは、固体ベースで２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜３．５ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し得る。

【0019】

様々な実施形態では、イソシアネート反応混合物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、または少なくとも約４０重量％のアクリルポリオールを含み得る。イソシアネート反応混合物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、８４重量％未満、８０重量％未満、７０重量％未満のアクリルポリオールを含み得る。さらに、イソシアネート反応混合物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約２０重量％〜約８０重量％のアクリルポリオール、または約３０重量％〜約７０重量％のアクリルポリオール、または約４０重量％〜約６０重量％のアクリルポリオールを含み得る。ポリエーテルポリオールのポリエーテルポリオールに対する重量比は、５〜１５、例えば、６〜１４、７〜１４などであってもよい。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応混合物は、カルボン酸源を含み、２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜８ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価をもたらす。カルボン酸源は、添加剤として、またはカルボン酸官能基を有するアクリルポリオールの手段のいずれかによってイソシアネート反応混合物に含まれてもよい。

【0020】

様々な組成物がイソシアネート成分に好適であると考えられる。イソシアネート成分は、１つ以上のポリイソシアネート（ポリイソシアヌレートと呼ばれる交換可能）を含み、１つ以上のポリイソシアネート由来の１つ以上のイソシアン末端プリポリマーを任意に含み得る。様々な実施形態では、イソシアネート成分は、少なくとも１つの脂肪族ポリイソシアネートトリマーまたはビウレットを含む。イソシアネート成分の量は、用途によって異なる場合がある。いくつかの実施形態では、ポリウレタンコーティング組成物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約１５重量％〜約４０重量％、約２０重量％〜約３５重量％、またはさらには約２２重量％〜約３０重量％のイソシアネートを含み得る。様々な実施形態では、イソシアネート成分は、約１００〜約２５０の範囲の総当量を有する。

【0021】

例示的なポリイソシアネートには、芳香族、脂環式、及び脂肪族ポリイソシアネートが含まれる。様々な実施形態では、イソシアネート成分は、約２超、及び／または約１．５〜約５．５（例えば、２．５〜５．５、２．８〜５．５、２．９〜４．５、２．９〜４．０、２．９〜３．７など）の計算された合計イソシアネート官能価を有する。当業者によって理解されるように、計算されたイソシアネート官能価とは、イソシアネート官能価が、イソシアネート成分中のイソシアネート含有成分の各々のイソシアネート官能価に基づいて、かつイソシアネート成分中のかかる成分の重量に基づいて計算されていることを意味する。

【0022】

例示的な実施形態では、イソシアネート成分は、本明細書においてポリイソシアネートトリマー及び／またはポリイソシアヌレートトリマーとも称され得る、予備成形されたイソシアヌレートトリイソシアネートを含む。例えば、イソシアネート成分は、１つ以上の予備成形された脂肪族イソシアネート系ポリイソシアネートトリマー、１つ以上の予備成形された脂環式イソシアネート系ポリイソシアネートトリマー、またはそれらの組み合わせを含み得る。予備成形とは、イソシアネート成分の調製の前、及び／またはポリイソシアネートトリマーをその内部に組み込むコーティングを作製する前に、ポリイソシアネートトリマーが調製されることを意味する。したがって、イソシアヌレートトリイソシアネートは、コーティングの形成中にインサイチュ三量化を介して調製されない。

【0023】

特に、ポリイソシアネートトリマーを調製する１つの方法は、ポリウレタンポリマーの形成プロセス中に、好適な三量化触媒の存在下で、イソシアネート基のインサイチュ三量化を達成することである。例えば、インサイチュ三量化は、概略図（ａ）に関連していかに示されるように行われ、ウレタン触媒及び三量化（すなわち、イソシアネート官能基由来のイソシアヌレート部分の形成を促進する）触媒の両方の存在下で、ジイソシアネートをジオール（例としてのみ）と反応させる。結果として得られたポリマーは、以下の概略図（ａ）に示すように、ポリウレタンポリマー及びポリイソシアヌレートポリマーの両方を含む。

【0024】

【化1】

【0025】

対照的に、上記の概略図（ｂ）を参照すると、実施形態では、予備成形されたポリイソシアネートトリマーは、別個の予備成形されたポリイソシアヌレートポリイソシアネート成分として提供され、すなわち、これは、ポリウレタンポリマーの形成プロセス中にインサイチュで主に形成されない。予備成形されたポリイソシアネートトリマーは、モノマーの形態でコーティングを形成するための混合物に提供され、コーティングの形成中にポリイソシアネートモノマーから由来する形態では提供されない。例示的な実施形態では、イソシアネート成分は、イソシアネート成分の総量に基づいて、８０重量％〜１００重量％（例えば、９０重量％〜１００重量％、９９重量％〜１００重量％など）のポリイソシアネートトリマーを含む。

【0026】

例えば、いくつかの実施形態では、イソシアネート成分は、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）（その修飾、誘導体、及びブレンド）、メチレンジクロロヘキシルジイソシアネート（その修飾、誘導体、及びブレンド）、ならびに／またはイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）（その修飾、誘導体、及びブレンド）から得られたポリイソシアネートトリマーを含み得る。例えば、ビウレット、尿素、カルボジイミド、アロフォネート（ａｌｌｏｐｈｏｎａｔｅ）、及び／またはイソシアヌレート基を含有する、前述のポリイソシアネート基のいずれかの修飾及び誘導体を使用してもよい。使用され得る（が、実施形態の範囲に関して限定的ではない）多くの他の脂肪族及び脂環式ポリイソシアネートは、米国特許第４，９３７，３６６号に記載される。これらのポリイソシアネートトリマーのいずれにおいても、脂肪族及び脂環式イソシアネートの両方を使用して、予備成形されたハイブリッドイソシアヌレートトリイソシアネートを形成することができ、「脂肪族イソシアネート系イソシアヌレートトリイソシアネート」という用語が使用される場合には、そのようなハイブリッドも含まれることを理解されたい。例えば、イソシアネート成分は、ヘキサメチレンジイソシアネート及び／またはイソホロンジイソシアネート由来の予備成形されたポリイソシアネートトリマーを含み得る。

【0027】

脂肪族ポリイソシアネートビウレットも、イソシアネート成分として使用され得る。例えば、これらのビウレットは、当業者に既知であるように、ヘキサメチレンジイソシアネートを水で処理することによって作製され得る。特に、ビウレット含有オリゴマーは、水、ある特定のアミン化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキル尿素化合物などの一置換尿素、ギ酸、及び第三級アルコールとの反応を介して、ポリイソシアネート出発物質中に導入される。水は、その低コストのため、かつそれが大量の不要な副産物を形成せずにきれいに反応する傾向にあるため、好ましいビウレット試薬である。水は、２つのポリイソシアネート基と反応して尿素構造を生成し、第３のポリイソシアネート分子とのこの尿素構造のさらなる反応は、ビウレット基を生成する。

【0028】

イソシアネート成分は、その他のポリイソシアネート、またはそのような他のポリイソシアネートに由来するイソシアネート末端プレポリマーを含み得る。そのようなポリイソシアネートの例としては、メタンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、その修飾、及びブレンド（例えば、ポリマーまたはモノマーＭＤＩブレンド）の４，４´、２，４´、及び２，２´異性体、ならびにトルエン−ジイソシアネート（ＴＤＩ）（例えば、その修飾及びブレンド）の２，４及び２，６異性体が挙げられる。例えば、ビウレット、尿素、カルボジイミド、アロフォネート（ａｌｌｏｐｈｏｎａｔｅ）、及び／またはイソシアヌレート基を含有する、前述のポリイソシアネート基のいずれかの修飾及び誘導体を使用してもよい。

【0029】

本配合物は、添加剤または他の修飾剤をさらに含んでもよい。例えば、有機溶媒及び触媒が用いられ得る。触媒としては、アミン触媒、スズ触媒などが例として挙げられるが、これらに限定されない。触媒の量は、当業者に理解されるように、イソシアネートの性質によって、かつ／またはその触媒が担体中に提供されるかどうかによって、ポリウレタンコーティング組成物の約０．００５重量％〜５重量％であり得る。いくつかの実施形態では、ポリウレタンコーティング組成物は、ポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて約１重量％〜約２重量％の触媒を含む。スズ触媒は、カルボン酸の第一スズ塩などのスズ塩を含み得る。１つの特定の実施形態では、触媒は、ジブチルスズジラウレートである。アミン触媒としては、第三級アミン触媒が例として挙げられるが、これに限定されない。第三級アミン触媒には、少なくとも１つの第三級窒素原子を含有し、イソシアネート成分とイソシアネート反応混合物との間のヒドロキシル／イソシアネート反応を触媒することができる有機化合物が含まれる。

【0030】

ポリウレタンコーティング組成物の粘度をさらに調節するために、有機溶媒をポリウレタンコーティング組成物に添加してもよい。例示的な実施形態では、そのような有機溶媒の使用は、ポリオール希釈剤の使用に基づいて最小化され得る。有機溶媒としては、エステルと反応しない有機溶媒などが含まれ得る。いくつかのある特定の実施形態では、有機溶媒には、メチルイソブチルケトン、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸プロピル、及びそれらの組み合わせが含まれ得る。いくつかの実施形態は、好適な有機溶媒としてプロトン性または環状エーテルをはっきりと除外する。様々な実施形態では、２５℃で、約１ｍＰａ＊ｓ〜約７０ｍＰａ＊ｓ、約２０ｍＰａ＊ｓ〜約６５ｍＰａ＊ｓ、またはさらには約５０ｍＰａ＊ｓ〜約６０ｍＰａ＊ｓの粘度を有するポリウレタンコーティング組成物を達成するのに十分な有機溶媒の量が用いられる。有機溶媒は、ある特定の実施形態のポリウレタンコーティング組成物の重量に基づいて、約１重量％〜約４０重量％、約５重量％〜約３０重量％、または約５重量％〜約２０重量％の量で含まれ得る。

【0031】

配合物はまた、ポリウレタンコーティング中の使用について当業者に既知である添加剤などの他の添加剤を含んでもよい。添加剤の例としては、充填剤、鎖延長剤、除湿剤、離型剤、消泡剤、接着促進剤、硬化剤、ｐＨ中和剤、ＵＶ安定剤、抗酸化剤、可塑剤、相溶化剤、難燃剤、火炎抑制剤、煙抑制剤、抗菌剤、脱泡剤、及び／または色素／染料が挙げられる。例えば、二酸化チタン及び／またはカーボンブラックなどの色素は、ポリウレタンコーティング組成物に色特性を付与するために使用され得る。色素は固体の形態であるか、または固体は、ポリウレタンコーティング組成物に追加される前に樹脂担体内に予め分散されてもよい。

【0032】

様々な実施形態では、ポリウレタンコーティング組成物は、室温（例えば、または室温よりわずかに高い温度、例えば、約２０℃〜約２７℃）で、イソシアネート反応混合物、有機溶媒、触媒、及びイソシアネート成分を含む反応成分を混合することによって調製される。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応混合物及び有機溶媒は、イソシアネート成分の添加前または添加時に混合され得る。触媒などの他の添加剤は、イソシアネート成分の添加前に、イソシアネート反応混合物に添加され得る。混合は、スプレー装置、混合ヘッド、または容器内で行われ得る。混合後、混合物を基材上に噴霧するか、または別の様式で堆積してもよい。いくつかの実施形態では、コーティング組成物は、基材に塗布される直前に混合される。基材としては、アルミニウムまたは鋼鉄などの金属基材、ポリマー基材、木材、または別の好適な種類の基材を例としての挙げることができるが、これらに限定されない。

【0033】

反応後、混合物は、基材に付着してポリウレタンポリマーを生成し、次いで、部分的または完全に硬化し得る。ポリウレタンコーティング組成物の硬化を促進するための好適な条件は、約１５℃〜約１５０℃の温度を含む。いくつかの実施形態では、アクリルポリウレタンコーティング組成物は、室温に近い温度、例えば、約１５℃〜約３０℃で硬化可能であり得る。いくつかの実施形態では、硬化は、約２０℃〜約７５℃の温度で実施される。他の実施形態では、硬化は、約２０℃〜約６０℃の温度で実施される。様々な実施形態では、硬度のために選択される温度は、その温度でポリウレタンコーティング組成物がゲル化及び／または硬化するために必要とする時間に少なくともある程度基づいて選択され得る。硬化時間はまた、例えば、特定の成分（例えば、触媒及びその数量）ならびにコーティングの厚さを含む他の要因に依存することになる。実施形態によっては、コーティングは、約０．２ミリ〜約１０ミリ、または約０．７５ミリ〜約７．５ミリの厚さを有してもよい。１つの特定の実施形態では、コーティングは、約０．２ミリ〜約５ミリの厚さを有する。

【0034】

ポリウレタンコーティングに関するさらなる洞察は、以下の特性によって提供され得る。本実施形態のポリウレタンコーティング組成物は、５０％超の固形分を含む。いくつかの実施形態は、ＡＳＴＭ Ｄ４７５２に従って測定した場合、５０超、さらには２００超のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）ダブルラブを呈する。光学的には、以下の実施例にさらに記載されるように、ポリウレタンコーティング組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ５２３に従って測定した場合、３８℃で１００％の湿度に９６時間曝露した後、周囲条件で１時間及び２４時間の両方で回復した後、２０℃で測定された約９０％超の光沢保持率を有する。ポリウレタンコーティング組成物は、ＡＳＴＭ ４５８７に従って測定した場合、５，０００時間のＱＵＶ−Ａサイクリング期間にわたって約８０％超の光沢保持率をさらに呈し得る。

【実施例】

【0035】

以下の実施例は、様々な実施形態を示すために提供されるものであり、特許請求の範囲の限定することを意図するものではない。特に指示がない限り、全ての割合及びパーセントは重量に基づく。様々な実施例、比較例、ならびに実施例及び比較例に使用される材料に関して、大体の特性、特質、パラメータなどが以下に提供される。さらに、実施例に使用される原料の説明は以下の通りである。

【0036】

ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−８３０は、メチルｎ−アミルケトン（ＭＡＫ）溶媒中に分散した７７重量％の固体、固体ベースで５００ｇ／モル当量のヒドロキシル当量、固体ベースで３ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価、固体ベースで７，０００ｇ／モルの数平均分子量、及び２５℃で１５，０００ｍＰａ＊ｓの供給された状態の粘度を有するアクリルポリオールであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0037】

ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３は、酢酸ｎ−ブチル溶媒中に分散した７０重量％の固体、固体ベースで４６０ｇ／モル当量のヒドロキシル当量、固体ベースで２ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の酸価、固体ベースで１０，０００ｇ／モルの数平均分子量、及び２５℃で４５００ｍＰａ＊ｓの供給された状態の粘度を有するアクリルポリオールであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0038】

ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１は、３の公称ヒドロキシル官能価、２７５ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、６００ｇ／モルの数平均分子量、及び２５℃で３２２ｍＰａ＊ｓの粘度を有するポリエーテルポリオールであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0039】

ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０は、３の公称ヒドロキシル官能価、３７０〜３９６ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、４５０ｇ／モルの数平均分子量、及び２５℃で３００〜３６０ｍＰａ＊ｓの粘度を有するポリエーテルポリオールであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0040】

ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２０７０は、３の公称ヒドロキシル官能価、２３８ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価、７００ｇ／モルの数平均分子量、及び２５℃で２３８ｍＰａ＊ｓの粘度を有するポリエーテルポリオールであり、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能である。

【0041】

ＣＡＰＡ（商標）３０５０は、５４０ｇ／モルの分子量を有するポリエステルポリオール（ポリカプロラクトン）であり、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ Ｐｏｌｙｏｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。

【0042】

Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ３３９０は、酢酸ブチル（９０％固体）中に供給されるヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）由来の予備成形されたポリイソシアネートトリマーであり、Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。

【0043】

ＤＢＴＤＬは、酢酸ブチル中１重量％の固体として入手可能なジブチルスズジラウレートである。

【0044】

以下の表１は、ポリエステルポリオールに対してポリエーテルポリオールの使用による全体粘度への効果を示すために、反応性希釈剤としてポリエーテルポリオールを含む本配合物の４つの実施形態の例である実施例１〜４、ならびにポリエーテルポリオールの代わりにポリエステルポリオールを含む比較例１及び２を列挙する。

【0045】

表１の組成物は、アクリルポリオール（ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−８３０またはＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３）を、ポリオール希釈剤（ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０、またはＣＡＰＡ（商標）３０５０）と合わせ、１７００ｒｐｍで１分間混合することによって調製した。

【0046】

【表1】

【0047】

図１及び２は、反応性希釈剤ポリオールのそれぞれの濃度（ｘ軸）の関数としての粘度（ｙ軸）を示す。特に、図１は、ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−８３０に添加された反応性希釈剤ポリオールの粘度対濃度のプロットであり、図２は、ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３に添加された反応性希釈剤ポリオールの粘度対濃度のプロットである。図１及び２に示すように、実施例１〜４は、比較例１または２と比較してコーティング組成物の粘度が低下する。したがって、コーティング組成物へのポリエーテルポリオールの添加は、カプロラクトンポリエステルポリオール（ＣＡＰＡ（商標）３０５０）の添加と比較して、コーティング組成物の粘度を大きく低下させる。

【0048】

次に、表２及び３の組成物は、アクリルポリオール（ＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−８３０またはＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３）を、ポリオール希釈剤（ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０、またはＣＡＰＡ（商標）３０５０）と合わせ、１７００ｒｐｍで１分間混合することによって調製した。次いで、溶媒ブレンド（メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、プロピオン酸ブチル、及びプロピオン酸プロピル［１：１：１］−重量比）を溶液に添加し、次いで、これを再度１５００ｒｐｍで１分間撹拌した。次に、酢酸ブチル中、ジブチルスズジラウレートの１重量％溶液をポリオール溶液に添加し、１５００ｒｐｍで１分間混合した。次いで、予備成形されたポリイソシアネートトリマー（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）Ｎ３３９０）を溶液に添加し、１５００ｒｐｍで１分間混合した。ドローダウンスクエア（ｄｒａｗ ｄｏｗｎ ｓｑｕａｒｅ）を使用して、得られた組成物をＡＬ−４１２（アルミニウム）及びＱＤ−４１２（鋼鉄）Ｑパネル上にすぐにコーティングして、３．０〜４．５ミリの乾燥した厚さを得た。フィルムをヒュームフード中で１日硬化させ、その後、測定に進む前に、周囲条件下でさらに６日間、カウンタートップ上で硬化させた。

【0049】

実施例５〜８、及び比較例３〜７は、以下の配合に従って調製した。特に、実施例５〜８は、数平均分子量が３００超かつ７００未満である実施形態によるポリエーテルポリオールを含む。比較例３は、任意の希釈剤ポリオールを除外する。比較例４及び５は、ポリエーテルポリオールの代わりにポリエステルポリオールを含む。比較例６及び７は、７００の数平均分子量を有するポリエーテルポリオールを含む。

【0050】

【表2】

【0051】

実施例９〜１２及び比較例８〜１２は、以下の配合に従って調製した。特に、実施例９〜１２は、数平均分子量が３００超かつ７００未満である実施形態によるポリエーテルポリオールを含む。比較例８は、任意の希釈剤ポリオールを除外する。比較例９及び１０は、ポリエーテルポリオールの代わりにポリエステルポリオールを含む。比較例６及び７は、７００の数平均分子量を有するポリエーテルポリオールを含む。

【0052】

【表3】

【0053】

得られたコーティングの特性の比較を、以下の表４及び５に示す。

【0054】

表４及び５の特性を参照すると、クロスハッチ接着は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ３３５９に従って測定された。ＭＥＫダブルラブは、ＡＳＴＭ試験法Ｄ５４０２に従って測定した。ケーニッヒ硬度は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ４３６６に従って測定された。鉛筆硬度（破れ（ｇｏｕｇｅ）及びひっかきの両方）は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ３３６３に従って測定された。光沢は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ５２３に従って、２０°、６０°、及び８５°で測定された。直接衝撃及び間接衝撃は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ２７９４に従って測定された。

【0055】

【表4】

【0056】

表４を参照すると、アクリルポリオールＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３を用いる実施形態に従うポリエーテルポリオールの使用が、反応性希釈剤を含まない比較例３より改善していないものの、それと類似したコーティング特性を提供することが示される。さらに、実施例５〜８におけるポリエーテルポリオールの使用は、より高い分子量のポリエーテルポリオールの使用と比較して、改善した硬度を提供する。

【0057】

【表5】

【0058】

上記と同様に、表５も、高粘度アクリルポリオールＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−８３０を用いる実施形態に従うポリエーテルポリオールの使用が、反応性希釈剤を含まない比較例８より改善していないものの、それと類似したコーティング特性を提供することを示す。さらに、実施例９〜１２におけるポリエーテルポリオールの使用は、より高い分子量のポリエーテルポリオールの使用と比較して、改善した硬度を提供する。

【0059】

したがって、表４及び５の結果は、ポリエーテルポリオールが、硬度、耐溶剤性を含むコーティング特性に悪影響を及ぼすことなく（ＭＥＫダブルラブ及び光沢によって示されるように）、アクリルポリウレタンコーティング組成物中に組み込まれ得ることを示す。

【0060】

耐湿性に関して、湿度試験は、疎水性ポリオールであるＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１を使用して調製した試料について、ＡＳＴＭ試験法Ｄ４５８５に従って測定された。特に、光沢保持率は、３８℃で１００％の湿度に９６時間曝露された後、２０°で測定された。測定は、周囲条件で、１時間の回復後、及び２４時間の回復後に行った。結果を、表６に報告する。

【0061】

【表6】

【0062】

表６に示すように、ポリエーテルポリオールを含む組成物は、１時間の回復後及び２４時間の回復後の両方に、ポリオール希釈剤（比較例３及び８）またはポリエステルポリオール希釈剤（比較例４、５、９、及び１０）を含まない組成物の光沢保持特性と類似した光沢保持特性を呈した。驚くべきことに、光沢保持試験は、水に対する引力を示さず、したがって当該技術分野で予測された耐湿性の減少を示さなかった。

【0063】

さらに、光沢保持率に関連して、（反応性希釈剤を含まない）実施例５〜１２、ならびに比較例３及び８について、組成物のＵＶ耐候性を試験した。特に、光沢保持率は、組成物のそれぞれについて、ＡＳＴＭ試験法Ｄ４５８７を使用して、８時間のＵＶ曝露及び４時間の湿度曝露の５，０００時間のＱＵＶ−Ａサイクリング期間にわたって測定された。特に、試料を、ＱＵＶチャンバ内に設置し、そこで６０℃で８時間、ＱＵＶ−Ａバルブによる発光に曝露する。８時間後、光を遮断し、試料を、５０℃で４時間、湿度１００％に曝露する。これらのサイクルを、５００時間の試験にわたって繰り返す。各試料の光沢測定は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ５２３を使用して、約２５０時間の間隔で取得される。光沢測定は、約２５０時間の間隔で取得される。結果を図３及び４に示す。

【0064】

図３及び４に示すように、ポリエーテル成分の含有による光沢の顕著な低下を予測したにもかかわらず、ポリエーテルポリオールを含む全ての組成物（実施例５〜１２）について、光沢保持率は８０％より高いままであった。

【0065】

理論によって拘束されることなく、より高い濃度のポリオール及びイソシアネートが反応速度を促進させるため、典型的には、より高い固体はポットライフに悪影響を及ぼすことになる。本明細書で使用される場合、「ポットライフ」とは、室温で初期混合粘度が２倍になるまでにかかる時間を指す。当業者であれば、少なくとも３０分のポットライフが望ましいが、少なくとも１時間のポットライフ値がより好ましく、２時間超のポットライフ値が最も好ましいことを理解するであろう。

【0066】

したがって、以下の実施例について、２５℃で５０〜６０ｍＰａ＊ｓの範囲内の初期粘度を達成するように、固体含量を調節した。溶媒ブレンド（ＭＩＢＫ、プロピオン酸ブチル、及びプロピオン酸プロピル［１：１：１］（重量比））の部分を、所望の粘度が達成されるまで、配合物中に滴定した。特に、比較例３の固体含量を５３％に調節することで、２５℃で約５２ｍＰａ＊ｓの粘度がもたらされたことに留意されたい。

【0067】

図５を参照すると、５３％の固体を有し、かつ様々なレベルのＤＢＴＤＬ触媒を含有する様々なコーティング組成物を調製し、乾燥時間測定によって分析した。乾燥時間は、ＢＹＫ乾燥時間レコーダー（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒから入手可能）を使用して測定した。乾燥時間は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ５８９５に従って測定され、指触乾燥時間及びタックフリー時間の両方を図５に示す。

【0068】

特に、図５において、様々な組成物のＢＹＫ−２（タックフリー時間）及びＢＹＫ−３（硬化乾燥時間）を示す。０．０２５％ＤＢＴＤＬを含む組成物のＢＹＫ−３乾燥時間は、その配合物が６時間の実験ウィンドウ内で硬化乾燥しなかったため、図５に示していない。０．０２５％の触媒レベルは、約３時間のＢＹＫ−２時間を示し、これは、１．４時間のターゲット値の約２倍であった。図５に示すように、ＤＢＴＤＬの濃度を０．０５％に倍増することにより、１．５時間のＢＹＫ−２及び３．６時間のＢＹＫ−３がもたらされ、これらはそれぞれ、１．４時間及び３．０時間のターゲット値に近い。触媒レベルの増加は、ターゲット値よりはるかに速い乾燥時間を示し続けた。

【0069】

図６を参照すると、上記から０．０５％ＤＢＴＤＬ及び０．０２５％ＤＢＴＤＬを（５３％の固体分で）含む両方の組成物を、ポットライフについてさらに分析した。特に、図６は、０．０５％ＤＢＴＤＬ及び０．０２５％ＤＢＴＤＬを５３％の固形分で含む療法の組成物のポットライフ測定を示すグラフである。図６に示すように、触媒濃度を倍増すると、ポットライフが５０％減少した。具体的には、０．０５％ＤＢＴＤＬを含む組成物のポットライフは、１時間１０分であった。

【0070】

表７を参照すると、表２の組成物について粘度上昇を測定した。粘度上昇を測定する前に、溶媒ブレンド（ＭＩＢＫ、プロピオン酸ブチル、及びプロピオン酸プロピル［１：１：１］（重量比））を添加することによって、表２の組成物のそれぞれの固形分を調節して、５０ｍＰａ＊ｓ〜６０ｍＰａ＊ｓの初期粘度を得た。粘度測定は、２０ｒｐｍに設定したＳ６１スピンドルセットを有するブルックフィールド粘度計を使用して行った。全ての成分を混合することで測定された初期粘度は、表７に報告される。

【0071】

【表7】

【0072】

表７から見られるように、ポリエーテルポリオール希釈剤の低粘度は、固形分を、対照（比較例３）の５３％の固形分に対して最大５％増加させる。

【0073】

表７の組成物について、ポットライフ値を測定した。結果を図７及び８に示す。図７及び８に示されるように、固形分の増加によって、より高い濃度のポリオール希釈剤及びイソシアネート成分のポットライフが短くなる。理論によって拘束されることなく、類似した固形分で測定したポットライフ時間について観察された差異は、ポリオール希釈剤が、親配合物の反応性を調整する場合があることを示す。例えば、１０重量％のアルキレンオキシドポリオール（図７に示される）の含量で、ポットライフ値は、４８〜５１分間の範囲で測定された。希釈剤ポリオールの含量を２０重量％に増加させる（図８に示される）と、４７〜４８分間のポットライフが得られ、これは、より高い濃度のポリオール及びイソシアネート成分によってポットライフがわずかに短くなることを示す。

【0074】

表８を参照すると、０．０５％ＤＢＴＤＬを触媒として、及びＰＡＲＡＬＯＩＤ（商標）ＡＵ−１４５３をアクリルポリオールとして含むポリオール希釈剤配合物の粘度調節された組成物のそれぞれについて、ＡＳＴＭ試験標準Ｄ５８９５に従って乾燥時間を測定した。ＢＹＫ乾燥時間レコーダーを使用して測定した乾燥時間、ならびに組成物のそれぞれのポリオール希釈剤及び固形分は、表８に報告される。

【0075】

【表8】

【0076】

ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０、ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１、及びＣＡＰＡ（商標）３０５０をポリオール希釈剤として用いる組成物間のポットライフ値は類似することが見出されたが、乾燥時間は、よりポリオール性質に依存するようであった。表８に示すように、ポリエーテルポリオール（ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０及びＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１）を含む組成物に関連する乾燥時間は、対照組成物及びポリエステルポリオール（ＣＡＰＡ（商標）３０５０）を含む組成物の乾燥時間に匹敵した。とりわけ、ポリエーテルポリオールを用いた組成物は、カプロラクトンポリエステルポリオール（ＣＡＰＡ（商標）３０５０）を用いた組成物より低い可能性があるＢＹＫ−１乾燥時間（指触乾燥）を示した。ＶＯＲＡＰＥＬ（商標）Ｔ５００１を含む組成物が、最も遅いＢＹＫ−１時間を示すことが見出された。理論によって拘束されることなく、より遅いＢＹＫ−１時間は、ポリオール中のいくらか立体障害のある第二級アルコールのより遅い反応速度に起因し得る。驚くべきことに、２０重量％のＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０を含有する試料は、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０中の第二級ヒドロキシルの含有にもかかわらず、対照とほとんど同一の挙動を示した。

【0077】

さらに、ポリエーテルポリオールを含む組成物は、比較組成物と等しいか、またはそれより多い量の固体を含み、これは、希釈剤としてのポリエーテルポリオールの使用が、乾燥時間を変えることなく配合物の固形分を上昇させるために有効であることを示す。

【0078】

より高い固体の配合物について測定したより短いポットライフ値を、乾燥時間を著しく変えることなく延長させることが望ましい。より高い固形の配合物のポットライフ値の延長に向けた１つのルートは、酸源の添加を伴う。酸源は、例えば、カルボン酸を含んでもよい。酸源は、添加剤として配合物中に組み込まれるか、またはアクリルポリオールのコモノマーとして存在してもよい。

【0079】

より高い固体の配合物のポットライフ延長は、安息香酸（配合物の総質量に対して０．４重量％及び０．８重量％含量）を、表８に示される２０％のＶＯＲＡＮＯＬ（商標）ＣＰ４５０配合物（５７％固体）に添加することによって評価した。配合物について、ポットライフ値を測定した。粘度測定は、３０ｒｐｍに設定したＳ６１スピンドルセットを有するブルックフィールド粘度計を使用して行った。ポットライフ値は、安息香酸を含まない場合の４８分間から、０．４重量％の安息香酸の存在下で１１２分間に、及び０．８重量％の安息香酸の存在下で１５５分間に延長することが見出された。

【0080】

表９を参照すると、安息香酸を含有する試料のそれぞれについて、乾燥時間を測定した。驚くべきことに、ポットライフ値が少なくとも２倍に延長されたにもかかわらず、乾燥時間値は大幅に延長されなかった。理論によって拘束されることなく、これらの結果は、ポリオール希釈剤を使用して固形分を上昇させることによって生じたより短いポットライフ値をオフセットするために、様々な酸が使用され得ることを示す。

【0081】

【表9】

【0082】

従来、製造業者は、他の望ましい特性を犠牲にすることなくポリウレタンコーティング組成物の粘度を調節するための反応性希釈剤としてポリエステル及びカプロラクトンポリオールの使用に限定されてきた。具体的には、ポリエーテルポリオールの使用が、耐湿性、ＵＶ耐候性、または耐溶剤性などの１つ以上の望ましい特性を犠牲にすることが必要であると従来は考えられてきた。しかしながら、本明細書に示すように、ポリエステルポリオールを含む組成物から形成されたアクリルポリウレタンコーティングは、高い固形分も維持しながら、望ましいコーティング特性、及び様々な用途に望ましい乾燥時間値を示す。

【0083】

さらに、「好ましくは」、「一般的に」、「通常」、及び「典型的に」などの用語は、本明細書において、特許請求される発明の範囲を限定するか、または特許請求される発明ｎの構造または機能についてある特定の特徴が必須、本質的、もしくはさらには重要であることを示唆するために用いられるものではないことに留意されたい。むしろ、これらの用語は、本開示の特定の実施形態で利用される可能性のある代替または追加の特徴を強調することを単に意図したものである。

【0084】

添付の特許請求の範囲に定義された本開示の範囲から逸脱することなく、変更及び修正が可能であることが明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様が、好ましいかまたは特に有利であるものとして本明細書において特定されているものの、本開示が必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。
なお、本発明には、以下の態様が含まれることを付記する。
〔態様１〕
アクリルポリウレタンコーティング組成物であって、
少なくとも１つの脂肪族ポリイソシアネートトリマーまたはビウレットを含むイソシアネート成分と、
イソシアネート反応混合物であって、前記イソシアネート反応混合物が、前記アクリルポリウレタンコーティング組成物の総重量に基づいて、２５重量％〜８０重量％のアクリルポリオール、及び１重量％〜３０重量％のポリエーテルポリオールを含み、前記アクリルポリオールが、前記アクリルポリオールの総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の固形分を有し、前記ポリエーテルポリオールが、２５℃で５００ｍＰａ＊ｓ未満の粘度、及び３００超かつ７００未満の数平均分子量を有する、イソシアネート反応混合物と、を含む、アクリルポリウレタン組成物。
〔態様２〕
前記ポリエーテルポリオールが、トリオールであり、２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価を有する、態様１に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様３〕
前記アクリルポリオールが、固体ベースで、３５０〜５５０ｇ／モル当量のヒドロキシル当量を有する、態様１または態様２に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様４〕
前記イソシアネート反応混合物の総重量に基づいて、２２重量％未満の量で有機溶媒をさらに含む、態様１〜３のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様５〕
前記ポリエーテルポリオールが、ポリオキシブチレンポリオールである、態様１〜４のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様６〕
前記ポリエーテルポリオールが、ポリオキシプロピレンポリオールである、態様１〜４のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様７〕
前記イソシアネート反応混合物が、カルボン酸源をさらに含み、２．５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜８．０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価値を有する、態様１〜６のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様８〕
前記アクリルポリオールの前記ポリエーテルポリオールに対する比率が、５〜１５である、態様１〜７のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様９〕
前記イソシアネート成分が、前記ポリウレタンコーティング組成物に基づいて１５重量％〜４０重量％の量で存在し、前記イソシアネート反応混合物が、前記ポリウレタンコーティング組成物に基づいて２５重量％〜６０重量％の量で存在し、
前記ポリウレタンコーティング組成物が、５０％超の固形分を有する、態様１〜８のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物。
〔態様１０〕
態様１〜９のいずれか一項に記載のアクリルポリウレタンコーティング組成物の前記イソシアネート成分及び前記イソシアネート反応混合物を可能にすることを含む、アクリルポリウレタンコーティングの形成方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】