特許 7511571 耐水性コーティング組成物

(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】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】耐水性コーティング組成物

(51)【国際特許分類】

   C09D 175/04 20060101AFI20240628BHJP

   C08G 18/76 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/48 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/69 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/32 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/08 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/24 20060101ALI20240628BHJP

   C08G 18/65 20060101ALI20240628BHJP

   C09D 7/61 20180101ALI20240628BHJP

   C09D 7/60 20180101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

C09D175/04

C08G18/76

C08G18/48

C08G18/69

C08G18/32 006

C08G18/08 038

C08G18/24

C08G18/65 011

C09D7/61

C09D7/60

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021556339

(86)(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-26

(86)【国際出願番号】 US2020023063

(87)【国際公開番号】W WO2020190899

(87)【国際公開日】2020-09-24

【審査請求日】2023-03-03

(31)【優先権主張番号】16/360,474

(32)【優先日】2019-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519415100

【氏名又は名称】ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(72)【発明者】

【氏名】ファン、ジェシカ （イ）

(72)【発明者】

【氏名】クルセスィアック、アダム

(72)【発明者】

【氏名】ヘニング、ジョディ

(72)【発明者】

【氏名】ウィレス、ヘザー

【審査官】川嶋 宏毅

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／１０５５９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５０４８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４４６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２２７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２２４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １／００－１０／００，

１０１／００－２０１／１０

Ｃ０８Ｇ １８／００－１８／８７，

７１／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２１～２５重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
２８～３２重量パーセントのポリオールと、
４～８重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
３８～４２重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーであって、前記フィラーは、炭酸カルシウム、ナノクレイ、または黒鉛である、フィラーと、
０．０１～０．０３重量パーセントの触媒と
を含む耐候性コーティング組成物であって、
少なくとも１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
建物の壁又は屋根構造の構成要素である、耐候性コーティング組成物。

【請求項2】

前記芳香族イソシアネートは、メチレンジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート又はポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートである、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

前記ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、プロピレンオキシドでエンドキャップされたポリオール又はエチレンオキシドでエンドキャップされたポリオールである、請求項１に記載の組成物。

【請求項4】

前記ジオールは、ブタンジオールである、請求項１に記載の組成物。

【請求項5】

前記フィラーは、７４～４００マイクロメートルの粒径を有する炭酸カルシウムである、請求項１に記載の組成物。

【請求項6】

前記触媒は、ジブチルスズジラウレートである、請求項１に記載の組成物。

【請求項7】

２２～２４重量パーセントの芳香族イソシアネートを含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項8】

２９～３１重量パーセントのポリオールを含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項9】

５～７重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールを含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項10】

３９～４１重量パーセントのフィラーを含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項11】

０．０１５～０．０２５重量パーセントの触媒を含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項12】

前記炭酸カルシウムは、８０～４００マイクロメートルの粒径を有する、請求項５に記載の組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建築産業における耐水性膜としての使用に適した耐水性組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

耐水性エラストマーコーティングは、建築物の配向性ストランドボード（ＯＳＢ）、合板、コンクリート、セメント又は石膏ボードの表面に塗布される。これらのコーティングは、ローラー、ブラシ若しくはスプレーによって現場で塗布することができるか、又はＯＳＢ若しくは合板を製造する際に塗布することができる。

【0003】

Ｐｒａｊａｐａｔｉの国際公開第２０１３／０１２６９９Ａ２号パンフレットは、基剤及び活性剤を含むポリウレタン系コーティング組成物を開示しており、基剤成分は、ポリオール、フィラー、消泡剤、触媒及びモレキュラーシーブを含む。活性剤は、ポリイソシアネートを含む。好ましくは、ポリオールは、ヒマシ油ポリオール、２－メチル１，３ジプロパンジオール又は１，４ブタンジオールを含み、フィラーは、マイカを含む。

【0004】

Ｊｅｎｎｙの米国特許出願公開第２０１４／０２７５４１６号明細書は、イソシアネート成分及びイソシアネート反応性成分から構成される噴霧可能なポリウレタン形成系から製造される、４０重量％を超える固形分を有するポリウレタンエラストマーを教示している。イソシアネート成分は、イソシアネート成分の総重量を基準として４０～８０重量％の固形分を有し、２４～３３％のＮＣＯ含有率及び２～３の官能基価を有する少なくとも１種の芳香族ポリイソシアネートと、少なくとも１種の固体フィラーとから構成される。イソシアネート反応性成分は、イソシアネート反応性成分の総重量を基準として４０～８０重量％の固形分を有し、２５～４０％ヒドロキシル価及び２～４の官能基価を有する少なくとも１種のポリエーテルポリオールと、少なくとも１種の固体フィラーとから構成される。

【0005】

Ｂｏｄｋｈｅらの米国特許出願公開第２０１５／０２６７０７６号明細書は、（ａ）ポリエーテル由来の骨格と少なくとも１つの芳香族末端基とを有する芳香族ポリウレタンプレポリマーを含む一液湿気硬化型ポリウレタンを含むコーティング組成物であって、コーティング組成物の総重量を基準として約８重量％～９０重量％のポリウレタンプレポリマーと、（ｂ）コーティング組成物の総重量を基準として２～６０重量％の無機フィラーと、（ｃ）コーティング組成物の総重量を基準として２～６０重量％の溶媒とを含み、硬化されると水蒸気半透性の空気及び水に対するバリア膜になるコーティング組成物を提供している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

二液型システムとして利用可能である、建設業界に適した低温で速硬性の耐水性組成物を提供することが依然として求められている。そのような組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ３２８５による１０以下の液体耐水性Ｃｏｂｂ値と、１５グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ以上の水蒸気透過度とを有することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
２１～２５重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
２８～３２重量パーセントのポリオールと、
４～８重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
３８～４２重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーと、
０．０１～０．０３重量パーセントの触媒と
を含む耐候性コーティング組成物であって、
少なくとも１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
建物の壁又は屋根構造の構成要素である、コーティング組成物に関する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、建物の外壁アセンブリの一実施形態の分解図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

コーティング組成物
一実施形態では、耐候性コーティング組成物は、
２１～２５重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
２８～３２重量パーセントのポリオールと、
４～８重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
３８～４２重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーと、
０．０１～０．０３重量パーセントの触媒と
を含み、
コーティング組成物は、１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
コーティング組成物は、建物の壁又は屋根構造の構成要素である。

【0010】

別の実施形態では、耐候性コーティング組成物は、
２２～２４重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
２９～３１重量パーセントのポリオールと、
５～７重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
３９～４１重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーと、
０．０１５～０．０２８重量パーセントの触媒と
を含み、
コーティング組成物は、少なくとも１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
コーティング組成物は、建物の壁又は屋根構造の構成要素である。

【0011】

また別の実施形態では、耐候性コーティング組成物は、
２３重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
３０．１重量パーセントのポリオールと、
６．８重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
４０重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーと、
０．０２重量パーセントの触媒と
を含み、
コーティング組成物は、少なくとも１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
コーティング組成物は、建物の壁又は屋根構造の構成要素である。

【0012】

好ましくは、フィラーは、４００マイクロメートル以下の粒径を有する。いくつかの実施形態では、フィラーは、７４～４００マイクロメートルの粒径を有し、別のいくつかの実施形態では、フィラーは、８０～４００マイクロメートル又は更に８５～４００マイクロメートルの粒径を有する。好ましくは、フィラーは、炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムマグネシウムである。フィラー含有量が高すぎる場合、ＡＳＴＭ Ｄ７３４９／Ｄ７３４９Ｍプロトコル１で試験したときのコーティングの釘のシール性が損なわれる可能性がある。フィラーの含有量が少なすぎると、望ましい水蒸気透過性能が損なわれる可能性がある。

【0013】

芳香族イソシアネートは、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）又はポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート（ＰＭＤＩ）、好ましくはポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートであり得る。

【0014】

ジオールは、８０～２００の範囲の分子量を有し、この１つの適切な例は、ブタンジオールである。

【0015】

ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、プロピレンオキシドでエンドキャップされたポリオール又はエチレンオキシドでエンドキャップされたポリオールであり得る。

【0016】

好ましい触媒は、ジブチルスズジラウレートである。他の適切な触媒は、２，２ジモルホリノジエチルエーテル、Ｎ－メチルモルホリン、Ｎ－エチルモルホリン、Ｎ－ブチルモルホリン、２－（２－（ジメチルアミノ）エトキシ）エタン－１－オール、Ｎ－（２－（ジメチルアミノ）エチル）－ｎ－メチルエタノールアミン、ビス（２－ジメチルアミノエチルエーテル）、Ｎ^１－（２－（ジメチルアミノ）エチル）－Ｎ^２，Ｎ^２－ジメチルイエタン－１，２－ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、１，３－ビス（ジメチルアミノ）プロパン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ１－（３－（ジメチルアミノ）プロピル）－Ｎ^１，Ｎ^３，Ｎ^３－トリメチルプロパン－１，３－ジアミン、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエタノールアミン又はエタノールアミンである。

【0017】

コーティングを現場で建物に塗布する場合、コーティングは、混合して現場で使用するのに適した２液型キットとして供給されることが好ましい。そのような状況では、キットのＡ液は、芳香族イソシアネートを含み、キットのＢ液は、ポリエーテルポリオール、ブタンジオール、フィラー及び触媒を含む。製造時にコーティングがＯＳＢ又は合板に塗布される場合、コーティングは、２液型キットの代わりに１液型の系として使用することができる。

【0018】

好ましくは、組成物は、周囲温度で硬化した場合に２４時間未満の硬化時間を有する。

【0019】

コーティング組成物の使用
コーティング組成物は、建物の壁又は屋根構造における耐候性コーティングとして特に効果的である。

【0020】

図１は、建物の外壁アセンブリの一実施形態の分解図を概略的に１０で示している。アセンブリの構成要素には、外装材１１、配向性ストランドボード又は合板ボード１２及び断熱材１３が含まれる。スタッドフレーム及び石膏板などの他の構成要素は、断熱材１３の最も内側に配置される。本明細書に記載の耐水性コーティング１４は、ボード１２の外側を向いた面に塗布される。

【0021】

コーティング組成物１４は、少なくとも１６グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ水銀（２３グレイン／ｆｔ^２／時間／インチ水銀）の水蒸気透過度と、１０以下の液体耐水性Ｃｏｂｂ値とを有する。

【0022】

試験方法
フィラーの粒径測定
各フィラーの粒径は、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ １３ ３２０レーザー回折粒度分析計を使用して測定した。粒度分布（ＰＳＤ）の方法は、２０１１年１０月に発行されたＢｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ １３ ３２０操作マニュアル品番Ｂ０５５７７ＡＢの記載に従う。

【0023】

水蒸気透過度（ＷＶＰ）測定
組成物のコーティング膜をドローダウン法によって剥離ライナー（Ｔｅｃｈｎｉｃｏｔｅ：５３＃ ＳＣＫ ＬＩＮＥＲ Ｌ－３）上に作製した。公称厚さが０．３ｍｍ（１２ｍｉｌ）のコーティングを０．５ｍｍ（２０ｍｉｌ）のギャップのドローダウンバーを使用して得た。膜は、周囲環境で一晩硬化させた。

【0024】

自立膜のＷＶＰは、ＡＳＴＭ Ｄ６７０１－０１に従い、ＭＯＣＯＮ １００．４Ｋ試験機を使用して３８℃及び１００％ＲＨで試験した。各サンプルについて、２つの標本を膜から切り取り、平均ＷＶＰ値を得るために使用した。

【0025】

吸水率測定（Ｃｏｂｂ試験）
ＡＳＴＭ ５７９５－１６に準拠したＣｏｂｂ試験は、基材としてＦＬＡＭＥＢＬＯＣＫ（登録商標）（Ｌｏｕｉｓｉａｎａ Ｐａｃｉｆｉｃ）を使用して行った。コーティング配合物は、上述したドローダウン法を使用してＦＬＡＭＥＢＬＯＣＫ（登録商標）上にコーティングした。コーティング前に基材を６０℃で一晩コンディショニングした。

【実施例】

【0026】

本発明に従って調製された実施例を数値により示す。対照又は比較例は、文字で示されている。

【0027】

材料
少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから商品名ＰＡＰＩ２７として入手可能なポリメリックＭＤＩであった。

【0028】

ポリオールは、同様にＤｏｗからの商品名Ｖｏｒａｎｏｌ４２４０のポリエーテルポリオールであった。

【0029】

ブタンジオールは、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｓｉｇｍａからのものであった。

【0030】

炭酸カルシウムのフィラーグレードは、Ｉｍｅｒｙｓ Ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ，Ｃｏｃｋｅｙｓｖｉｌｌｅ，ＭＤからのものであった。

【0031】

ＭＭＴナノクレイフィラーは、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｓｉｇｍａ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯのモンモリロナイトで処理されたナノクレイ表面改質フィラー（ロットＭＫＢＬ３４９６Ｖ）であった。

【0032】

黒鉛（＜２０ミクロン、合成）フィラーもＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｓｉｇｍａからのものであった。

【0033】

セピオライト粘土は、Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｇｏｎｚａｌｅｓ，ＴＸから入手した。

【0034】

ベントナイト粘土及びＴｉｘｏｇｅｌ ＶＺ及びＶＰチキソトロープは、ＢＹＫ ＵＳＡ Ｉｎｃ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴから入手した。

【0035】

チキソトロピックシリカ、タルク及び１／１６のガラスミルドファイバーは、ＦｉｂｒｅＧｌａｓｔ，Ｂｒｏｏｋｖｉｌｌｅ，ＯＨから供給された。

【0036】

触媒は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｓｉｇｍａのジブチルスズジラウレートであった。

【0037】

調製
Ｖｏｒａｎｏｌ４２４０ポリオール、ジブチルスズジラウレート触媒及びブタンジオールを２軸スピードミキサー（Ｆｌａｃｋｔｅｋ ＤＡＣ－１５０）により混合した。その後、スピードミキサーを使用してフィラーも添加した。これがＢ液を構成した。ＷＲＢコーティングとして塗布する前に、Ｂ液の構成要素をスピードミキサーで２０００ｒｐｍにおいて３０秒間、Ａ液（ＰＡＰＩ（商標）２７）と混合した。その配合を以下の表１に示す。

【0038】

表１の全ての配合物は、５０％のハードセグメントを有していた。パーセントハードセグメントは、ポリウレタン骨格内の低分子量種（ここでは５００ｇ／ｍｏｌ以下）の質量分率である。この場合、ハードセグメントには、イソシアネートの質量分率とブタンジオール鎖延長剤の質量分率とが含まれた。逆に、ソフトセグメントは、高Ｍｗ種の質量分率であり、通常、ポリオールのみである。

【0039】

【表1】

【0040】

表２は、実施例で使用したフィラーの粒径に関するいくつかの詳細な情報を示す。

【0041】

【表2】

【0042】

その後、水蒸気透過度及び吸水試験のために組成物をライナー上にコーティングした。コーティングの視覚的品質にも注目した。視覚的品質が低いか、又はＡＳＴＭ Ｄ３２８５に準拠した液体耐水性Ｃｏｂｂ値が１０を超えるか、又は水蒸気透過性が２３グレイン／ｆｔ^２／時間／インチＨｇ（１５グレイン／ｍ^２／時間／３．４ｋＰａ）未満であるコーティングは、受け入れられないとみなし、比較例として参照した。試験結果を表３に示す。

【0043】

【表3】

（態様）
（態様１）
２１～２５重量パーセントの、少なくとも２．０の官能基価を有する芳香族イソシアネートと、
２８～３２重量パーセントのポリオールと、
４～８重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールと、
３８～４２重量パーセントの、４００マイクロメートル以下の粒径を有するフィラーと、
０．０１～０．０３重量パーセントの触媒と
を含む耐候性コーティング組成物であって、
少なくとも１６グレイン／ｍ２／時間／３．４ｋＰａ水銀の水蒸気透過度を有し、及び
建物の壁又は屋根構造の構成要素である、耐候性コーティング組成物。
（態様２）
前記芳香族イソシアネートは、メチレンジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート又はポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートである、態様１に記載の組成物。
（態様３）
前記ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、プロピレンオキシドでエンドキャップされたポリオール又はエチレンオキシドでエンドキャップされたポリオールである、態様１に記載の組成物。
（態様４）
前記ジオールは、ブタンジオールである、態様１に記載の組成物。
（態様５）
前記フィラーは、両方とも７４～４００マイクロメートルの粒径を有する炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムマグネシウムである、態様１に記載の組成物。
（態様６）
前記触媒は、ジブチルスズジラウレートである、態様１に記載の組成物。
（態様７）
２２～２４重量パーセントの芳香族イソシアネートを含む、態様１に記載の組成物。
（態様８）
２９～３１重量パーセントのポリオールを含む、態様１に記載の組成物。
（態様９）
５～７重量パーセントの、８０～２００の範囲の分子量を有するジオールを含む、態様１に記載の組成物。
（態様１０）
３９～４１重量パーセントのフィラーを含む、態様１に記載の組成物。
（態様１１）
０．０１５～０．０２５重量パーセントの触媒を含む、態様１に記載の組成物。
（態様１２）
前記炭酸カルシウム又は炭酸カルシウムマグネシウムは、８０～４００マイクロメートルの粒径を有する、態様５に記載の組成物。

【図1】