粉体コーティングのための固体のシリコーン化ポリエステル樹脂
本発明は、十分に高いＴｇを有するシリコーン化ポリエステルであって、室温で固体であるシリコーン化ポリエステルに関する。前記シリコーンポリエステルは有利には３０℃以上のＴｇを有する。前記シリコーンポリエステルは粒状として生成されてよく、かつ室温で安定のままである。前記粒状シリコーンポリエステルは、粉体コーティング組成物を含むコーティング組成物における使用に適している。このコーティングは、透明であるか又は着色されていてよく、従って場合により顔料を含んでよい。前記コーティング組成物は架橋剤をも含む。前記コーティング組成物は粉体へと粉砕されてよい。前記粉体は室温で安定である。前記粉体は次いで適した基材上にコーティングされることが可能であり、かつ次いで焼き付けしてコーティングされた金属物品を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体のシリコーン化ポリエステル樹脂、前記樹脂を含有するコーティング組成物、前記コーティング組成物から製造されたコーティング、前記コーティングにより被覆された製品、及びこの製造方法に関する。
【０００２】
ポリエステル樹脂は産業界において何年も、工業用コーティング、建築用コーティング、及び保全用コーティングのための従来の焼き付けエナメル及び熱硬化性粉体コーティングの製造のためのバインダーとして使用されてきた。ヒドロキシ官能基を有するポリエステル樹脂は、架橋剤、例えばメラミン又はイソシアナートと組み合わせて使用されることに適している。
【０００３】
シリコーンをこのポリエステルポリマーの骨格に組み込むと、前記ポリマーの耐熱性及び耐ＵＶ性が増加し、これによりこの従来のポリエステルは低耐久性から高耐久性へ移行する。シリコーンのこのポリエステル骨格への組み込みは、この生じるポリマーの耐熱性を増加させ、これによりこの生じるポリマーは、マフラー、調理用品及び加熱用品の製品、自動車製品、建築用製品のためのコーティングにおける使用により良好に適する。このアプローチを現在利用するコーティングは液状シリコーン変性ポリエステルであり、一般的に５０〜７０％の固体を含有する溶液中に存在する。
【０００４】
現在の傾向は、低ＶＯＣコーティングへと移行することであり、従ってシリコーン変性ポリエステル（ＳＭＰ）の固体の変形は、粉体コーティング適用のために理想的である。この従来の技術は液状又はフレーク状のシリコーン中間体を使用し、これは低ガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、安定なＳＭＰフレークを形成しない。この低Ｔｇ中間体の使用はＳＭＰを形成し、これは時が経つと再凝集し、大きな塊を形成し、これによりこの生じるＳＭＰは粉体コーティングにおける使用に不適となる。
【０００５】
従って、適した固体のシリコーン変性ポリエステル及び従来技術における少なくとも１つの問題を克服するコーティングを提供することが望ましい。
【０００６】
本発明は十分に高いＴｇを有するシリコーン化ポリエステル樹脂に関し、これによりこのシリコーン化ポリエステルは室温で安定な固体のままである。前記シリコーンポリエステルは有利には３０℃以上のＴｇを有する。前記シリコーンポリエステルは、粒、例えばフレーク又は粉体として生成されてよく、かつ室温で安定のままである。前記の固体の粒状シリコーンポリエステルは、粉体コーティング組成物を含むコーティング組成物における使用に適している。このコーティングは、透明であるか又は着色されていてよく、従って場合により様々な種類の顔料及び充填剤を含んでよい。前記コーティング組成物は有利には架橋剤をも含む。任意の適した架橋剤が使用されてよいが、この架橋剤は有利にはイソシアナートである。
【０００７】
このコーティング組成物は有利には、前記コーティング組成物成分、即ち前記の粒状シリコーンポリエステル、前記架橋剤、及び場合により顔料又は場合により他の成分のブレンド、加熱、有利には溶融押出により準備されてよく、この固体の成分に流動性の、比較的粘性のある混合物を形成させる。この熱溶融性の粘性の混合物を冷却させ（いくつかの実施態様では冷却ロール中を通すことにより）、破砕し、粉体へと粉砕する。前記粉体は室温で安定である。前記粉体は次いで適した基材上にコーティングされることが可能であり、かつ次いで焼き付けしてコーティングされた物品を形成する。前記コーティングのための適用は、調理用品、例えばクッキーシート、鍋及び釜、自動車部材、例えばマフラー、エンジン部材、及びエンジン、芝用取り付け器具（ｌａｗｎ ｆｉｘｔｕｒｅ）、建築用部材、例えば建材、屋外標識、金属コイル及びその他の金属基材を含む。
【０００８】
実施例以外は、又はその他に明白に記載されている箇所以外は、本明細書において材料の量又は反応及び／又は使用の条件を示す全ての数値は、本発明の最も広い範囲を説明する際に”約”との用語で修正されて理解されるべきである。記載した数的な限定内での実施は一般的に好ましい。また、明白に相反することが挙げられていない限り：パーセント、”部”及び比の値は重量によるもので、用語”ポリマー”は”オリゴマー”、”コポリマー”、”ターポリマー”及び類似物を含む；本発明の関連において所定の目的のために適するか又は有利である材料のグループ又は分類の説明は、このグループ又は分類の任意の２つ以上の種類の混合物が均等に適するか又は有利であることを示唆する；化学用語での構成要素の説明は、本明細書において明記された任意の組み合わせに対する添加の際の構成要素を指し、必ずしもひとたび混合された混合物の前記構成要素間での化学的相互作用を排除するものでない；かつ頭字語又はその他の略語の最初の定義は、同様の略語の本発明における全ての引き続く使用に適用し、必要な変更を加えて、この本来定義された略語の通常の文法上の変形にも適用する。
【０００９】
本発明は、ＤＳＣにより測定して３０℃より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する固体のシリコーンポリエステルに関する。以下の適したＤＳＣ法を、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ−７ｕｎｉｔ：ＳＭＰ試料サイズ＝８．０〜１２．０ｍｇに対して使用した。１）１５℃で０．１分間維持。２）１分間に１０．０℃の加熱率で１５℃から１２０℃に加熱。３）１分間に２００℃の冷却率で１２０℃から−２０℃に冷却。４）３分間−２０℃で維持。５）１分間に１０℃の加熱率で−２０℃から１２０℃に加熱。その他の実施態様において、前記シリコーンポリエステルは３０℃〜１７５℃、より有利には３５〜１３０℃、更に有利には３５〜１００℃、より一層有利には３５〜７５℃のＴｇを有し、最も有利には３５〜５０℃のＴｇを有する。
【００１０】
前記シリコーンポリエステルは有利にはヒドロキシル官能性を有する脂肪族である。前記シリコーンポリエステルは有利には、数平均分子量、５００〜５０００００、より有利には１００００〜２０００００、最も有利には５０００〜８００００を有する。前記シリコーンポリエステルは酸価、１ｇのシリコーンポリエステルにつき０〜１０００ｍｇの、より有利には２０ｍｇより少ない、最も有利には０．１〜１５ｍｇの、最も有利には０．２〜１０ｍｇのＫＯＨを有する。このシリコーンポリエステルは１〜１０００、より有利には１０〜８００、更に有利には２５〜４００、最も有利には２００〜３００のヒドロキシル数を有する。
【００１１】
前記シリコーンポリエステルは有利には、シリコーン１〜８０質量％、より有利には２０〜５０質量％、最も有利には２８〜３３質量％を有する。
【００１２】
前記シリコーンポリエステルのこの残りはポリエステルである。従って、前記シリコーンポリエステルは有利には、ポリエステル２０〜９９質量％、より有利には５０〜８０質量％、最も有利には６７〜７２質量％を有する。
【００１３】
前記シリコーンポリエステルは有利には、５６〜５６１０ｇ／モルＯＨ、より有利には７０〜５６１０ｇ／モルＯＨ、更により有利には１４０〜２２４４ｇ／モルＯＨ、最も有利には１８７〜２８０ｇ／モルＯＨのヒドロキシ当量を有する。
【００１４】
前記シリコーンポリエステルは有利には、ＣＡＰ ２０００ Ｈ Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒにより測定して、１〜１５０ポアズ、より有利には２〜１２５ポアズ、更に有利には３〜１００ポアズ、最も有利には４〜６０ポアズの溶融粘度を有する。適した測定は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ’ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＡＰ ２０００ Ｈ．Ｓｐｉｎｄｌｅ ＃６を使用して、操作温度１５０〜２００℃で実施できる。ＡＳＴＭ Ｄ４２８７；ＩＳＯ ２８８４；ＢＳ ３９００を参照してよい。
【００１５】
前記シリコーンポリエステルは室温で安定な固体であり、室温で安定な粒、例えばフレーク又は粉体へと成形できる。前記シリコーンポリエステルは、少なくとも１つの架橋剤をも含むコーティング組成物の成分としての使用に適する。
【００１６】
前記シリコーンポリエステルは、３０℃より高いＴｇを有するポリエステル又はポリエステル中間体と、３０℃より高いＴｇを有するシリコーンとを反応させることで製造されてよい。３０℃より高いＴｇを有する任意の適したシリコーンを使用してよい。その他の実施態様では、前記シリコーン及びポリエステルはそれぞれ独立して、３０〜１７５℃、有利には３０〜１５０℃、より有利には３５〜１２５℃、更により有利には３５〜１００℃、一層より有利には３５〜７５℃、更に一層より有利には３５〜５０℃、最も有利には３５〜４５℃のＴｇを有してよい。３０℃より高いＴｇを有する任意の適したポリエステルを使用してよい。前記シリコーンポリエステル反応は縮合反応である。かかる反応は当業者に十分に公知であり、本明細書ではこれ以上更に詳細には議論しない。更に、３０℃より高いＴｇを有する適したポリエステル及び３０℃より高いＴｇを有する適したシリコーンの製造は十分に知られていて、本明細書中ではこれ以上詳細に議論しない。
【００１７】
上述のとおり、適したシリコーンは３０℃より高いＴｇを有する。かかるシリコーン及びこの製造は通常の当業者に十分に公知である。ある有利なシリコーン樹脂は、シラノール官能性オルガノポリシロキサン樹脂を有し、前記樹脂は、以下の式：
【００１８】
【化１】
を有する少なくとも１つ以上の繰り返し単位を有し、
その際、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜２０炭化水素であり、場合によりこれは制限されないが以下の異種原子の連結基、例えば
【００１９】
【化２】
［ａは０、１、２又は３の整数、有利には０、１又は２；
ｂは０、１、２又は３の整数、有利には０、１又は２；かつ
Ｍ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝３、
Ｄ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝２、及び
Ｔ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝１］が点在していてよい。
【００２０】
有利にはＲ１及びＲ２は個々にＣ１〜１８アルキル、Ｃ６〜２０アリール、Ｃ７〜１８アルキルアリール、Ｃ７〜１８アリールアルキル、Ｃ５〜１２シクロアルキル、Ｃ２〜１８アルケニル、グリコール、エポキシ（この酸素原子が直接的にＳｉ原子に結合していない場合）、Ｃ１〜１８アルコキシ、Ｃ２〜２０不飽和炭化水素、例えばビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル及び末端のＣ４〜１８アルケニル、アルキニル、ビニルエーテル、及びアリルエーテルの基である。
【００２１】
より有利には前記Ｒ１及びＲ２は個々にメチル、エチル、ビニル、アリル、メトキシ、エトキシ及びフェニルの基である。
【００２２】
この分子は、Ｔ単位からの、シルセスキオキサン、及びポリフェニルシルセスキオキサン及び／又はポリメチルシルセスキオキサンを含有するか又は形成してよい。
【００２３】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は、従来の末端基、例えばトリアルキルシリル、ジアルキルシラノイル、ジアルキルアルコキシシリル、アルキルジアルコキシシリル、ジアルキルビニルシリル、トリアリールシリル、ジアリールシラノイル、ジアリールアルコキシシリル、アリールジアルコキシシリル、ジアリールビニルシリル及びその類似物で停止していてよい。
【００２４】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は有利には、このオルガノポリシロキサン樹脂のモル総数に対して、Ｑ単位を０〜１５モル％、Ｔ単位を３０〜１００モル％、Ｍ単位を０〜２０モル％、Ｄ単位を０〜２０モル％有する。より有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、このオルガノポリシロキサン樹脂のモル総数に対して、Ｑ単位を０〜５モル％、Ｔ単位を７５〜１００モル％、Ｍ単位を０〜１０モル％、及びＤ単位を０〜１０モル％有する。更により有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、オルガノポリシロキサン樹脂のこのモル総数に対してＴ単位を９５モル％及びＤ単位を５モル％有する。最も有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、Ｔ−フェニル単位を５７モル％、Ｔ−メチル単位を３９モル％、及びＤ−メチル単位を４モル％有する。
【００２５】
少なくとも１つの実施態様において、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、ＤＩＮ５３１８０”Softening Point of Resins”で測定して、３０〜１０９℃、より有利には３０〜７０℃、最も有利には４５〜６０℃の範囲で軟化する。有利な樹脂はＳＩＬＲＥＳ ５３０又はＲＥＮ １６８であり、Wacker Chemical, Adrian, Michiganから入手可能であって、フェニル基対メチル基１．１：１の比を有するメチルフェニルオルガノポリシロキサン樹脂であり、５０〜７０℃の範囲で軟化点を有する。少なくとも１つの実施態様において、有利な樹脂はフェニル含量１００〜０％、より有利には８０〜２０％、最も有利には６０〜５０％：メチルの組成０〜１００％、より有利には２０〜８０％、最も有利には４０〜５０％：アルキル含量０〜１００％；前記樹脂のフェニル対メチル（又はアルキル）比は５：１、より有利には３：１、更に有利には６：１、最も有利には１．１：１を有する。
【００２６】
有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、このオルガノポリシロキサン樹脂の質量に対して２０質量％より少ない、より有利には１０質量％より少ない、最も有利には６質量％以下のシラノール／アルコキシ含量を有する。
【００２７】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は有利には、室温で固体であり、重量平均分子量５００〜１０００００、より有利には７５０〜５００００、最も有利には１２００〜１４０００を有する。
【００２８】
前記ポリエステルは有利には、ヒドロキシル官能性を有する飽和ポリエステルである。前記ポリエステルは、少なくとも３０℃のＴｇを有する中間体（即ち、完全には反応していない）であってもよい。
【００２９】
適したポリエステルは従来の様式で、酸官能性２以上を有するカルボン酸（又はその無水物）と２以上のヒドロキシル官能性を有するポリオールとから形成される。適した多官能性カルボン酸の例は、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、フタル酸、テトラヒドラフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドビシクロ−２，２，1−５−ヘプチンー２、３−ジカルボン酸、テトラクロロフタル酸、シクロヘキサン二酸、コハク酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、トリメシン酸、３，６−ジクロロフタル酸、テトラクロロフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、及び類似のカルボン酸を含む。適した多官能性アルコールの例は、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリスヒドロキシエチルイソシアナート、ペンタエリトリトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール及び１，４−ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、２，２’−ビス（４−シクロヘキサノール）プロパン、ネオペンチルグリコール、２，２，３−トリメチルペンタン−１，３−ジオール、１，４−ジメチロールシクロヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン−ジオールその他を含む。
【００３０】
前記ポリエステルが実質的に、−ＣＯＯＨ残基を有するカルボン酸官能性であるか又は−ＯＨ基を有するヒドロキシ官能性であるかは、このモノマーミックスの−ＣＯＯＨ／−ＯＨのモル比に依存する。本発明において使用できる大抵のヒドロキシル官能性ポリエステルは、７０〜５６１０のヒドロキシ当量を有する。本発明において使用できる大抵のカルボン酸官能性ポリエステルは２５〜１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの酸価を有する。本発明において使用できる大抵のポリエステルは、ヒドロキシル又はカルボン酸の官能性２つ以上を有する実質的な直鎖であるか、又は２．５より多いヒドロキシル又はカルボン酸の官能性を有する分枝鎖であってよい。同様に、様々な官能性を有するポリエステルの混合物を使用してよい。
【００３１】
特定の実施態様では、前記ポリエステルをイソフタル酸とトリメチロールプロパンとを反応させて製造する。又は、その他の酸、例えばイソフタル酸、ＴＰＡ、トリメリト酸無水物、及びテトラヒドロフタル酸と、その他のアルコール、例えばＴＭＥ、ＭＰＧ、ＴＭＰ、及びＮＰＧを使用してよい。縮合反応を用いて製造される。前記ポリエステルを次いで、Ｗａｃｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ（Ａｄｒｉａｎ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能なＳＩＬＲＥＳ（Ｒ） ＲＥＮ １６８と反応させる。前記シリコーンを、このポリエステル反応が完全に終了する前にポリエステルに添加してよい。ある特定の実施態様において、前記シリコーンは３〜６％のシラノール官能性を有するメチルフェニルシリコーン樹脂である。この生じる生成物はヒドロキシル官能性を有するシリコーンポリエステルである。前記シリコーンポリエステルは、安定な粒、例えばフレーク又は粉体へと、従来の成形技術、例えば粉砕を用いて形成することが適する。
【００３２】
前記粒状シリコーンポリエステルは、コーティング組成物を形成するために使用でき、これは透明又は着色されていてよい。本発明のシリコーンポリエステル樹脂を使用する粉体化したコーティング組成物は、当業者により製造されてよい。このコーティング組成物は固体の架橋剤及び場合により顔料及び／又は体質顔料を含む。任意の適した固体の顔料又は体質顔料を使用してよい。適した固体の架橋剤は、メラミン及びイソシアナートを含むがこれらに限定されず、イソシアナートを有するものが好ましい。この粒状の粉体化したコーティング組成物に依存して、前記組成物は一実施態様においてシリコーンポリエステル２０〜９０質量％、架橋剤１０〜８０質量％、及び０．２５〜７０質量％の顔料／染料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤を有する。少なくとも１つの実施態様において、前記組成物はシリコーンポリエステル３０〜８０質量％、架橋剤２０〜７０質量％、及び顔料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤０．５〜６０質量％を有する。更なる少なくとも１つの実施態様において、前記組成物はシリコーンポリエステル４０〜７０質量％、架橋剤３０〜６０質量％、及び顔料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤１〜５０質量％を有する。顔料が存在しない場合には、前記組成物は少なくとも１つの実施態様においてシリコーンポリエステル１０〜９０質量％及び架橋剤１０〜９０質量％を有し、少なくとも１つのその他の実施態様においてシリコーンポリエステル１５〜８５質量％及び架橋剤１５〜８５質量％を有し、そして少なくとも１つのまた別の実施態様においてシリコーンポリエステル２０〜８０質量％及び架橋剤２０〜８０質量％を有する。充填剤及び／又は体質顔料は上記組成物において場合により、７０質量％までの量で存在してよい。
【００３３】
同様の種類のコーティングにおいて典型的に見出される適した成分を使用してよく、例えば染料、流動助剤、及び改質ポリマーを使用してよいがこれらに限定されない。前記改質ポリマーは前記組成物中で、前記シリコーンポリエステルのいくつかと置き換わってよい。前記改質ポリマーは非シリコーン化ポリエステル、シリコーン又はこれらの混合物であってよい。存在する場合には、前記改質ポリマーは前記シリコーンポリマーの９０質量％まで存在してよい。言い換えると、前記シリコーンポリエステル成分の量の９０質量％は改質ポリマーを有し、この残りの１０％は本発明のシリコーンポリエステルを有する。
【００３４】
前記コーティング組成物は前記の固体のシリコーンポリエステルと前記架橋剤（及び存在するその他の選択的な任意の成分）を組み合わせることにより、当業者に公知である任意の適した技術により製造される。前記組成物の成分はドライブレンドされ、そして加熱され、例えば溶融押出により加熱され、粘性のある液状混合物を形成する。前記シリコーンポリエステル樹脂及び適した架橋剤は、この残りの組成物成分と、この分野で公知のように溶融ブレンド、溶液ブレンド又は低温ブレンドされてよい。”溶融ブレンド”は従来の意味合いでは、例えば前記シリコーンポリエステル樹脂、前記架橋剤及び任意のその他の成分が溶融して混合されていることを意味する。有利には、前記組成物は、この分野で公知のように押出機中で溶融混合されている。有利には、前記組成物の成分は、押出機中で溶融ブレンドされている。この溶融した混合物はタフィ又はペーストのコンシステンシーを有する。
【００３５】
この加熱した組成物を次いで冷却させるか又は冷やし、少なくとも部分的に少なくとも１つの実施態様において、前記組成物を冷却ロールに通し、コーティング組成物の成分の均一な混合物を有する固体の組成物を形成させる。前記コーティング組成物を次いで、破砕しかつコーティング適用のために適した粉体サイズに粉砕した。前記コーティング粉体のこの適した粒子サイズは、２〜２５０ミクロン、より有利には５〜１５０ミクロン、更により有利には１０〜６０ミクロン、最も有利には２０〜４０ミクロンである。前記の粉体化したコーティング組成物は一般的に、通例の付加的な成分、例えば染料、顔料、充填剤、その他の添加剤、例えば流動促進剤及び／又は付着促進剤、ＵＶ改質剤、その他の改質ポリマー、及びこの類似物を含むがこれらに限定されない。
【００３６】
このようにして形成されたコーティング組成物は、様々な基材、例えば調理用品、例えばクッキーシート、ポット及び平鍋、自動車部材、例えばマフラー、エンジン部材、芝用取り付け器具、屋外標識、外面建材、金属コイル及びその他の金属物品をコーティングするために使用されてよい。前記コーティングを堆積させる方法は決定的ではないが、静電スプレー及びディップコーティング、例えば流動床コーティングが特に適することが見出されている。
【００３７】
物品に堆積した前記粉体を、次いでこれを均一に架橋したフィルムへと変換するために熱硬化させる。通常はこの架橋条件は、５〜５０分間の間１５０〜５００℃にわたる温度にある。
【００３８】
このフィルムは、前記組成物から本発明において適切に製造される場合には、多数の優れた特性、例えば良好な耐候性、良好な耐熱性、良好な付着性、良好な耐腐食性、良好な耐引掻性、そして特に、レベリングの欠点を有さず、かつ特筆すべき耐表面損傷性を有する。
【００３９】
本発明を一般的に説明したので、更なる理解をある特定の実施例を参照することで得ることが可能であり、この実施例は本明細書において説明の目的のためだけに提供されるものであり明記されていなければ制限する意図はないものとする。
【００４０】
実施例１
トリメチロールプロパン、イソフタル酸及びアジピン酸を三口丸底フラスコ中で、工程Ａで表１に示した量で一緒に、１９０℃の温度で、水４２ｇが回収されるまで反応させ、この生じる生成物は１０ｍｇのＫＯＨ／ｇの酸価を有した。この混合物は３０℃より高いＴｇを有するポリエステルを形成し、これを次いで１３０℃に冷却した。工程Ｂのシリコーンは３０℃未満のＴｇを有し、これを次いで前記ポリエステルに添加した。工程Ｂの前記シリコーンは液体であり、低メチルフェニル比のポリマーであり分子量１２００を有する。この反応器を次いで１７０℃に加熱し、この際この反応を２１ｇのアルコールが回収されるまで行った。適切であれば、この生じる生成物をこの溶融状態から、アルミニウムトレーに注ぎ、室温に冷却し、固体のシート状のシリコーンポリエステルを成形させる。この固体のシート状のシリコーンポリエステルを可能であればフレーク状へと破砕する。
【００４１】
実施例１の樹脂に関して、このＴｇは室温より低く、このシリコーン含量は３１．３１％であり、この当量は３２２．９ｇグラム／１モルのＯＨであり、この酸価は１０ｍｇのＫＯＨ／ｇである。
【００４２】
実施例１のシリコーンポリエステルは見た目がゴム状であり、フレーク又は粉体へと成形されることが可能ではなかった。表１
【００４３】
【表１】
【００４４】
実施例２
トリメチロールプロパン、イソフタル酸及びアジピン酸を三口丸底フラスコ中で、工程Ａで表２に示した量で一緒に、約１９０℃の温度で、水約４０ｇが回収されるまで反応させ、この生じる生成物は約１５の酸価を有した。この混合物は３０℃より高いＴｇを有するポリエステルを形成し、これを次いで約１３０℃に冷却した。工程Ｂのシリコーンは約５２℃のＴｇを有し、これを次いで前記ポリエステルに添加した。この反応器を次いで１７０℃に加熱し、この際この反応を水４．５ｇが回収されるまで行った。適切であれば、この生じる生成物をこの溶融状態から、アルミニウムトレーに注ぎ、室温に冷却し、固体のシート状のシリコーンポリエステルを成形させる。
【００４５】
実施例２の樹脂に関して、このＴｇは室温より低く、このシリコーン含量は３１．３１％であり、この当量は２４２．３３ｇグラム／１モルのＯＨであり、この酸価は１５．３７ｍｇのＫＯＨ／ｇである。
【００４６】
実施例２のシリコーンポリエステルは見た目がゴム状であり、フレーク又は粉体へと成形されることが可能ではなかった。
表２
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
実施例３：
工程Ａでアジピン酸を使用しないこと及び工程Ａでより多くのイソフタル酸を使用したことを除き実施例２と同様である。これら成分の量を表３に示した。工程Ａの材料を１７０〜２００℃に加熱した。
【００５０】
実施例３のシリコーンポリエステルは、３０℃より高いＴｇ、シリコーン含量３１％、１モルのＯＨにつき２３８．３９ｇグラムの当量、及び１グラムにつき５．４９ｍｇのＫＯＨの酸価を有する。
【００５１】
実施例３の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークに変換可能であった。
表３
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
実施例４
表４に示したように成分の量が異なる以外は実施例３と同様。工程Ａの材料を２０５℃から２３０℃に加熱した。
【００５５】
実施例４の生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２３．２３ｇの当量、及び４．７７の酸価を有した。
【００５６】
実施例４の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表４
【００５７】
【表６】
【００５８】
【表７】
【００５９】
実施例５：
実施例５は表５に示したように使用した成分の異なる量を除いて実施例４と同様である。また工程Ａでこの材料を１８５℃から２３４℃に加熱した。
【００６０】
工程Ｂ及び実施例４で回収された水の量は１８４ｇであった。実施例５から生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２７．６ｇの当量、及び１ｇにつき９．５４ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００６１】
実施例５の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表５
【００６２】
【表８】
【００６３】
実施例６
表６に示した成分の量を変更した以外は実施例５と同様。工程Ａで、この材料を１９４℃から２１７℃に加熱した。工程Ａで回収した水の量は３７．７０ｇであった。
工程Ｂで回収した水の量は４４．４０ｇであった。
【００６４】
実施例６で生じるシリコーンポリエステルは４０℃のＴｇ、３０％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２４７．８１ｇの当量、及び１ｇにつき１６．８３ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００６５】
実施例６の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表６
【００６６】
【表９】
【００６７】
実施例７
実施例７は、この成分の量が表７に示したように異なることを除いて実施例６と同様である。実施例６の工程Ａで回収した水の量は２４３．９ｇであった。実施例７の工程Ａで、この材料を１９５℃から２００℃に加熱した。
【００６８】
実施例７の工程Ｂで回収された水の量は１６．９ｇであった。
【００６９】
実施例７のこの生じるシリコーンポリエステルのシリコーン含量は３１％、この当量は１モルのＯＨにつき２３５．０８ｇであり、この酸価は１ｇにつき２０．３４ｍｇのＫＯＨであった。このシリコーンポリエステルのＴｇは３０℃より高かった。
【００７０】
実施例７の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表７
【００７１】
【表１０】
【００７２】
【表１１】
【００７３】
実施例８
実施例８は、この成分の量が表８に示したように異なる以外は実施例７と同様である。
【００７４】
実施例８で回収した水の量は２９．９ｇであった。実施例８の工程Ａで、この材料を２２１℃から２３０℃に加熱した。
【００７５】
実施例８の工程Ｂで回収された水の量は０．９ｇであった。
【００７６】
この生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２９．３ｇの当量、及び１ｇにつき８．１３ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００７７】
実施例８の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表８
【００７８】
【表１２】
【００７９】
実施例９
実施例９は、この成分の量が表９に示したように異なる以外は実施例８と同様である。実施例９の工程Ａで回収した水の量は２４０．７ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は１９６℃であった。
【００８０】
実施例９の工程Ｂで回収した水の量は１０．９ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１２５〜１５２℃であった。
【００８１】
実施例９のこの生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２３０．３８ｇの当量、及び１ｇにつき２０ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００８２】
実施例９の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表９
【００８３】
【表１３】
【００８４】
【表１４】
【００８５】
実施例１０
実施例１０は、この成分の量が表１０に示したように異なる以外は実施例９と同様である。実施例１０の工程Ａで回収した水の量は７８．３８ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は２００〜２２０℃であった。
【００８６】
実施例１０の工程Ｂで回収した水の量は４．１８ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１３０〜１８０℃であった。
【００８７】
実施例１０の生じるシリコーンポリエステルは４３．６℃のＴｇ、３０．９５％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき３１９．５８ｇの当量、及び１ｇにつき１５．２ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００８８】
実施例１０の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表１０
【００８９】
【表１５】
【００９０】
【表１６】
【００９１】
実施例１１
実施例１１は、この成分の量が表１１に示したように異なる以外は実施例１０と同様である。実施例１１の工程Ａで回収した水の量は２５０．９ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は２００〜２２０℃であった。
【００９２】
実施例１１の工程Ｂで回収した水の量は２７．５４ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１３０〜１８０℃であった。
【００９３】
実施例１１の生じるシリコーンポリエステルは４６．１１℃のＴｇ、３０．９５％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき３４５．５８ｇの当量、及び１ｇにつき１２．６８ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００９４】
実施例１１の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
【００９５】
【表１７】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体のシリコーン化ポリエステル樹脂、前記樹脂を含有するコーティング組成物、前記コーティング組成物から製造されたコーティング、前記コーティングにより被覆された製品、及びこの製造方法に関する。
【０００２】
ポリエステル樹脂は産業界において何年も、工業用コーティング、建築用コーティング、及び保全用コーティングのための従来の焼き付けエナメル及び熱硬化性粉体コーティングの製造のためのバインダーとして使用されてきた。ヒドロキシ官能基を有するポリエステル樹脂は、架橋剤、例えばメラミン又はイソシアナートと組み合わせて使用されることに適している。
【０００３】
シリコーンをこのポリエステルポリマーの骨格に組み込むと、前記ポリマーの耐熱性及び耐ＵＶ性が増加し、これによりこの従来のポリエステルは低耐久性から高耐久性へ移行する。シリコーンのこのポリエステル骨格への組み込みは、この生じるポリマーの耐熱性を増加させ、これによりこの生じるポリマーは、マフラー、調理用品及び加熱用品の製品、自動車製品、建築用製品のためのコーティングにおける使用により良好に適する。このアプローチを現在利用するコーティングは液状シリコーン変性ポリエステルであり、一般的に５０〜７０％の固体を含有する溶液中に存在する。
【０００４】
現在の傾向は、低ＶＯＣコーティングへと移行することであり、従ってシリコーン変性ポリエステル（ＳＭＰ）の固体の変形は、粉体コーティング適用のために理想的である。この従来の技術は液状又はフレーク状のシリコーン中間体を使用し、これは低ガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、安定なＳＭＰフレークを形成しない。この低Ｔｇ中間体の使用はＳＭＰを形成し、これは時が経つと再凝集し、大きな塊を形成し、これによりこの生じるＳＭＰは粉体コーティングにおける使用に不適となる。
【０００５】
従って、適した固体のシリコーン変性ポリエステル及び従来技術における少なくとも１つの問題を克服するコーティングを提供することが望ましい。
【０００６】
本発明は十分に高いＴｇを有するシリコーン化ポリエステル樹脂に関し、これによりこのシリコーン化ポリエステルは室温で安定な固体のままである。前記シリコーンポリエステルは有利には３０℃以上のＴｇを有する。前記シリコーンポリエステルは、粒、例えばフレーク又は粉体として生成されてよく、かつ室温で安定のままである。前記の固体の粒状シリコーンポリエステルは、粉体コーティング組成物を含むコーティング組成物における使用に適している。このコーティングは、透明であるか又は着色されていてよく、従って場合により様々な種類の顔料及び充填剤を含んでよい。前記コーティング組成物は有利には架橋剤をも含む。任意の適した架橋剤が使用されてよいが、この架橋剤は有利にはイソシアナートである。
【０００７】
このコーティング組成物は有利には、前記コーティング組成物成分、即ち前記の粒状シリコーンポリエステル、前記架橋剤、及び場合により顔料又は場合により他の成分のブレンド、加熱、有利には溶融押出により準備されてよく、この固体の成分に流動性の、比較的粘性のある混合物を形成させる。この熱溶融性の粘性の混合物を冷却させ（いくつかの実施態様では冷却ロール中を通すことにより）、破砕し、粉体へと粉砕する。前記粉体は室温で安定である。前記粉体は次いで適した基材上にコーティングされることが可能であり、かつ次いで焼き付けしてコーティングされた物品を形成する。前記コーティングのための適用は、調理用品、例えばクッキーシート、鍋及び釜、自動車部材、例えばマフラー、エンジン部材、及びエンジン、芝用取り付け器具（ｌａｗｎ ｆｉｘｔｕｒｅ）、建築用部材、例えば建材、屋外標識、金属コイル及びその他の金属基材を含む。
【０００８】
実施例以外は、又はその他に明白に記載されている箇所以外は、本明細書において材料の量又は反応及び／又は使用の条件を示す全ての数値は、本発明の最も広い範囲を説明する際に”約”との用語で修正されて理解されるべきである。記載した数的な限定内での実施は一般的に好ましい。また、明白に相反することが挙げられていない限り：パーセント、”部”及び比の値は重量によるもので、用語”ポリマー”は”オリゴマー”、”コポリマー”、”ターポリマー”及び類似物を含む；本発明の関連において所定の目的のために適するか又は有利である材料のグループ又は分類の説明は、このグループ又は分類の任意の２つ以上の種類の混合物が均等に適するか又は有利であることを示唆する；化学用語での構成要素の説明は、本明細書において明記された任意の組み合わせに対する添加の際の構成要素を指し、必ずしもひとたび混合された混合物の前記構成要素間での化学的相互作用を排除するものでない；かつ頭字語又はその他の略語の最初の定義は、同様の略語の本発明における全ての引き続く使用に適用し、必要な変更を加えて、この本来定義された略語の通常の文法上の変形にも適用する。
【０００９】
本発明は、ＤＳＣにより測定して３０℃より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する固体のシリコーンポリエステルに関する。以下の適したＤＳＣ法を、Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ−７ｕｎｉｔ：ＳＭＰ試料サイズ＝８．０〜１２．０ｍｇに対して使用した。１）１５℃で０．１分間維持。２）１分間に１０．０℃の加熱率で１５℃から１２０℃に加熱。３）１分間に２００℃の冷却率で１２０℃から−２０℃に冷却。４）３分間−２０℃で維持。５）１分間に１０℃の加熱率で−２０℃から１２０℃に加熱。その他の実施態様において、前記シリコーンポリエステルは３０℃〜１７５℃、より有利には３５〜１３０℃、更に有利には３５〜１００℃、より一層有利には３５〜７５℃のＴｇを有し、最も有利には３５〜５０℃のＴｇを有する。
【００１０】
前記シリコーンポリエステルは有利にはヒドロキシル官能性を有する脂肪族である。前記シリコーンポリエステルは有利には、数平均分子量、５００〜５０００００、より有利には１００００〜２０００００、最も有利には５０００〜８００００を有する。前記シリコーンポリエステルは酸価、１ｇのシリコーンポリエステルにつき０〜１０００ｍｇの、より有利には２０ｍｇより少ない、最も有利には０．１〜１５ｍｇの、最も有利には０．２〜１０ｍｇのＫＯＨを有する。このシリコーンポリエステルは１〜１０００、より有利には１０〜８００、更に有利には２５〜４００、最も有利には２００〜３００のヒドロキシル数を有する。
【００１１】
前記シリコーンポリエステルは有利には、シリコーン１〜８０質量％、より有利には２０〜５０質量％、最も有利には２８〜３３質量％を有する。
【００１２】
前記シリコーンポリエステルのこの残りはポリエステルである。従って、前記シリコーンポリエステルは有利には、ポリエステル２０〜９９質量％、より有利には５０〜８０質量％、最も有利には６７〜７２質量％を有する。
【００１３】
前記シリコーンポリエステルは有利には、５６〜５６１０ｇ／モルＯＨ、より有利には７０〜５６１０ｇ／モルＯＨ、更により有利には１４０〜２２４４ｇ／モルＯＨ、最も有利には１８７〜２８０ｇ／モルＯＨのヒドロキシ当量を有する。
【００１４】
前記シリコーンポリエステルは有利には、ＣＡＰ ２０００ Ｈ Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒにより測定して、１〜１５０ポアズ、より有利には２〜１２５ポアズ、更に有利には３〜１００ポアズ、最も有利には４〜６０ポアズの溶融粘度を有する。適した測定は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ’ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ＣＡＰ ２０００ Ｈ．Ｓｐｉｎｄｌｅ ＃６を使用して、操作温度１５０〜２００℃で実施できる。ＡＳＴＭ Ｄ４２８７；ＩＳＯ ２８８４；ＢＳ ３９００を参照してよい。
【００１５】
前記シリコーンポリエステルは室温で安定な固体であり、室温で安定な粒、例えばフレーク又は粉体へと成形できる。前記シリコーンポリエステルは、少なくとも１つの架橋剤をも含むコーティング組成物の成分としての使用に適する。
【００１６】
前記シリコーンポリエステルは、３０℃より高いＴｇを有するポリエステル又はポリエステル中間体と、３０℃より高いＴｇを有するシリコーンとを反応させることで製造されてよい。３０℃より高いＴｇを有する任意の適したシリコーンを使用してよい。その他の実施態様では、前記シリコーン及びポリエステルはそれぞれ独立して、３０〜１７５℃、有利には３０〜１５０℃、より有利には３５〜１２５℃、更により有利には３５〜１００℃、一層より有利には３５〜７５℃、更に一層より有利には３５〜５０℃、最も有利には３５〜４５℃のＴｇを有してよい。３０℃より高いＴｇを有する任意の適したポリエステルを使用してよい。前記シリコーンポリエステル反応は縮合反応である。かかる反応は当業者に十分に公知であり、本明細書ではこれ以上更に詳細には議論しない。更に、３０℃より高いＴｇを有する適したポリエステル及び３０℃より高いＴｇを有する適したシリコーンの製造は十分に知られていて、本明細書中ではこれ以上詳細に議論しない。
【００１７】
上述のとおり、適したシリコーンは３０℃より高いＴｇを有する。かかるシリコーン及びこの製造は通常の当業者に十分に公知である。ある有利なシリコーン樹脂は、シラノール官能性オルガノポリシロキサン樹脂を有し、前記樹脂は、以下の式：
【００１８】
【化１】
を有する少なくとも１つ以上の繰り返し単位を有し、
その際、Ｒ１及びＲ２は独立してＣ１〜２０炭化水素であり、場合によりこれは制限されないが以下の異種原子の連結基、例えば
【００１９】
【化２】
［ａは０、１、２又は３の整数、有利には０、１又は２；
ｂは０、１、２又は３の整数、有利には０、１又は２；かつ
Ｍ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝３、
Ｄ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝２、及び
Ｔ単位ではａ＋ｂ＋ｃ＝１］が点在していてよい。
【００２０】
有利にはＲ１及びＲ２は個々にＣ１〜１８アルキル、Ｃ６〜２０アリール、Ｃ７〜１８アルキルアリール、Ｃ７〜１８アリールアルキル、Ｃ５〜１２シクロアルキル、Ｃ２〜１８アルケニル、グリコール、エポキシ（この酸素原子が直接的にＳｉ原子に結合していない場合）、Ｃ１〜１８アルコキシ、Ｃ２〜２０不飽和炭化水素、例えばビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル及び末端のＣ４〜１８アルケニル、アルキニル、ビニルエーテル、及びアリルエーテルの基である。
【００２１】
より有利には前記Ｒ１及びＲ２は個々にメチル、エチル、ビニル、アリル、メトキシ、エトキシ及びフェニルの基である。
【００２２】
この分子は、Ｔ単位からの、シルセスキオキサン、及びポリフェニルシルセスキオキサン及び／又はポリメチルシルセスキオキサンを含有するか又は形成してよい。
【００２３】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は、従来の末端基、例えばトリアルキルシリル、ジアルキルシラノイル、ジアルキルアルコキシシリル、アルキルジアルコキシシリル、ジアルキルビニルシリル、トリアリールシリル、ジアリールシラノイル、ジアリールアルコキシシリル、アリールジアルコキシシリル、ジアリールビニルシリル及びその類似物で停止していてよい。
【００２４】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は有利には、このオルガノポリシロキサン樹脂のモル総数に対して、Ｑ単位を０〜１５モル％、Ｔ単位を３０〜１００モル％、Ｍ単位を０〜２０モル％、Ｄ単位を０〜２０モル％有する。より有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、このオルガノポリシロキサン樹脂のモル総数に対して、Ｑ単位を０〜５モル％、Ｔ単位を７５〜１００モル％、Ｍ単位を０〜１０モル％、及びＤ単位を０〜１０モル％有する。更により有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、オルガノポリシロキサン樹脂のこのモル総数に対してＴ単位を９５モル％及びＤ単位を５モル％有する。最も有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、Ｔ−フェニル単位を５７モル％、Ｔ−メチル単位を３９モル％、及びＤ−メチル単位を４モル％有する。
【００２５】
少なくとも１つの実施態様において、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、ＤＩＮ５３１８０”Softening Point of Resins”で測定して、３０〜１０９℃、より有利には３０〜７０℃、最も有利には４５〜６０℃の範囲で軟化する。有利な樹脂はＳＩＬＲＥＳ ５３０又はＲＥＮ １６８であり、Wacker Chemical, Adrian, Michiganから入手可能であって、フェニル基対メチル基１．１：１の比を有するメチルフェニルオルガノポリシロキサン樹脂であり、５０〜７０℃の範囲で軟化点を有する。少なくとも１つの実施態様において、有利な樹脂はフェニル含量１００〜０％、より有利には８０〜２０％、最も有利には６０〜５０％：メチルの組成０〜１００％、より有利には２０〜８０％、最も有利には４０〜５０％：アルキル含量０〜１００％；前記樹脂のフェニル対メチル（又はアルキル）比は５：１、より有利には３：１、更に有利には６：１、最も有利には１．１：１を有する。
【００２６】
有利には、前記オルガノポリシロキサン樹脂は、このオルガノポリシロキサン樹脂の質量に対して２０質量％より少ない、より有利には１０質量％より少ない、最も有利には６質量％以下のシラノール／アルコキシ含量を有する。
【００２７】
前記オルガノポリシロキサン樹脂は有利には、室温で固体であり、重量平均分子量５００〜１０００００、より有利には７５０〜５００００、最も有利には１２００〜１４０００を有する。
【００２８】
前記ポリエステルは有利には、ヒドロキシル官能性を有する飽和ポリエステルである。前記ポリエステルは、少なくとも３０℃のＴｇを有する中間体（即ち、完全には反応していない）であってもよい。
【００２９】
適したポリエステルは従来の様式で、酸官能性２以上を有するカルボン酸（又はその無水物）と２以上のヒドロキシル官能性を有するポリオールとから形成される。適した多官能性カルボン酸の例は、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、フタル酸、テトラヒドラフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、エンドビシクロ−２，２，1−５−ヘプチンー２、３−ジカルボン酸、テトラクロロフタル酸、シクロヘキサン二酸、コハク酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、トリメシン酸、３，６−ジクロロフタル酸、テトラクロロフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、及び類似のカルボン酸を含む。適した多官能性アルコールの例は、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリスヒドロキシエチルイソシアナート、ペンタエリトリトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール及び１，４−ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、２，２’−ビス（４−シクロヘキサノール）プロパン、ネオペンチルグリコール、２，２，３−トリメチルペンタン−１，３−ジオール、１，４−ジメチロールシクロヘキサン、２，２，４−トリメチルペンタン−ジオールその他を含む。
【００３０】
前記ポリエステルが実質的に、−ＣＯＯＨ残基を有するカルボン酸官能性であるか又は−ＯＨ基を有するヒドロキシ官能性であるかは、このモノマーミックスの−ＣＯＯＨ／−ＯＨのモル比に依存する。本発明において使用できる大抵のヒドロキシル官能性ポリエステルは、７０〜５６１０のヒドロキシ当量を有する。本発明において使用できる大抵のカルボン酸官能性ポリエステルは２５〜１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇの酸価を有する。本発明において使用できる大抵のポリエステルは、ヒドロキシル又はカルボン酸の官能性２つ以上を有する実質的な直鎖であるか、又は２．５より多いヒドロキシル又はカルボン酸の官能性を有する分枝鎖であってよい。同様に、様々な官能性を有するポリエステルの混合物を使用してよい。
【００３１】
特定の実施態様では、前記ポリエステルをイソフタル酸とトリメチロールプロパンとを反応させて製造する。又は、その他の酸、例えばイソフタル酸、ＴＰＡ、トリメリト酸無水物、及びテトラヒドロフタル酸と、その他のアルコール、例えばＴＭＥ、ＭＰＧ、ＴＭＰ、及びＮＰＧを使用してよい。縮合反応を用いて製造される。前記ポリエステルを次いで、Ｗａｃｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ（Ａｄｒｉａｎ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から入手可能なＳＩＬＲＥＳ（Ｒ） ＲＥＮ １６８と反応させる。前記シリコーンを、このポリエステル反応が完全に終了する前にポリエステルに添加してよい。ある特定の実施態様において、前記シリコーンは３〜６％のシラノール官能性を有するメチルフェニルシリコーン樹脂である。この生じる生成物はヒドロキシル官能性を有するシリコーンポリエステルである。前記シリコーンポリエステルは、安定な粒、例えばフレーク又は粉体へと、従来の成形技術、例えば粉砕を用いて形成することが適する。
【００３２】
前記粒状シリコーンポリエステルは、コーティング組成物を形成するために使用でき、これは透明又は着色されていてよい。本発明のシリコーンポリエステル樹脂を使用する粉体化したコーティング組成物は、当業者により製造されてよい。このコーティング組成物は固体の架橋剤及び場合により顔料及び／又は体質顔料を含む。任意の適した固体の顔料又は体質顔料を使用してよい。適した固体の架橋剤は、メラミン及びイソシアナートを含むがこれらに限定されず、イソシアナートを有するものが好ましい。この粒状の粉体化したコーティング組成物に依存して、前記組成物は一実施態様においてシリコーンポリエステル２０〜９０質量％、架橋剤１０〜８０質量％、及び０．２５〜７０質量％の顔料／染料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤を有する。少なくとも１つの実施態様において、前記組成物はシリコーンポリエステル３０〜８０質量％、架橋剤２０〜７０質量％、及び顔料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤０．５〜６０質量％を有する。更なる少なくとも１つの実施態様において、前記組成物はシリコーンポリエステル４０〜７０質量％、架橋剤３０〜６０質量％、及び顔料及び／又は体質顔料及び／又は充填剤１〜５０質量％を有する。顔料が存在しない場合には、前記組成物は少なくとも１つの実施態様においてシリコーンポリエステル１０〜９０質量％及び架橋剤１０〜９０質量％を有し、少なくとも１つのその他の実施態様においてシリコーンポリエステル１５〜８５質量％及び架橋剤１５〜８５質量％を有し、そして少なくとも１つのまた別の実施態様においてシリコーンポリエステル２０〜８０質量％及び架橋剤２０〜８０質量％を有する。充填剤及び／又は体質顔料は上記組成物において場合により、７０質量％までの量で存在してよい。
【００３３】
同様の種類のコーティングにおいて典型的に見出される適した成分を使用してよく、例えば染料、流動助剤、及び改質ポリマーを使用してよいがこれらに限定されない。前記改質ポリマーは前記組成物中で、前記シリコーンポリエステルのいくつかと置き換わってよい。前記改質ポリマーは非シリコーン化ポリエステル、シリコーン又はこれらの混合物であってよい。存在する場合には、前記改質ポリマーは前記シリコーンポリマーの９０質量％まで存在してよい。言い換えると、前記シリコーンポリエステル成分の量の９０質量％は改質ポリマーを有し、この残りの１０％は本発明のシリコーンポリエステルを有する。
【００３４】
前記コーティング組成物は前記の固体のシリコーンポリエステルと前記架橋剤（及び存在するその他の選択的な任意の成分）を組み合わせることにより、当業者に公知である任意の適した技術により製造される。前記組成物の成分はドライブレンドされ、そして加熱され、例えば溶融押出により加熱され、粘性のある液状混合物を形成する。前記シリコーンポリエステル樹脂及び適した架橋剤は、この残りの組成物成分と、この分野で公知のように溶融ブレンド、溶液ブレンド又は低温ブレンドされてよい。”溶融ブレンド”は従来の意味合いでは、例えば前記シリコーンポリエステル樹脂、前記架橋剤及び任意のその他の成分が溶融して混合されていることを意味する。有利には、前記組成物は、この分野で公知のように押出機中で溶融混合されている。有利には、前記組成物の成分は、押出機中で溶融ブレンドされている。この溶融した混合物はタフィ又はペーストのコンシステンシーを有する。
【００３５】
この加熱した組成物を次いで冷却させるか又は冷やし、少なくとも部分的に少なくとも１つの実施態様において、前記組成物を冷却ロールに通し、コーティング組成物の成分の均一な混合物を有する固体の組成物を形成させる。前記コーティング組成物を次いで、破砕しかつコーティング適用のために適した粉体サイズに粉砕した。前記コーティング粉体のこの適した粒子サイズは、２〜２５０ミクロン、より有利には５〜１５０ミクロン、更により有利には１０〜６０ミクロン、最も有利には２０〜４０ミクロンである。前記の粉体化したコーティング組成物は一般的に、通例の付加的な成分、例えば染料、顔料、充填剤、その他の添加剤、例えば流動促進剤及び／又は付着促進剤、ＵＶ改質剤、その他の改質ポリマー、及びこの類似物を含むがこれらに限定されない。
【００３６】
このようにして形成されたコーティング組成物は、様々な基材、例えば調理用品、例えばクッキーシート、ポット及び平鍋、自動車部材、例えばマフラー、エンジン部材、芝用取り付け器具、屋外標識、外面建材、金属コイル及びその他の金属物品をコーティングするために使用されてよい。前記コーティングを堆積させる方法は決定的ではないが、静電スプレー及びディップコーティング、例えば流動床コーティングが特に適することが見出されている。
【００３７】
物品に堆積した前記粉体を、次いでこれを均一に架橋したフィルムへと変換するために熱硬化させる。通常はこの架橋条件は、５〜５０分間の間１５０〜５００℃にわたる温度にある。
【００３８】
このフィルムは、前記組成物から本発明において適切に製造される場合には、多数の優れた特性、例えば良好な耐候性、良好な耐熱性、良好な付着性、良好な耐腐食性、良好な耐引掻性、そして特に、レベリングの欠点を有さず、かつ特筆すべき耐表面損傷性を有する。
【００３９】
本発明を一般的に説明したので、更なる理解をある特定の実施例を参照することで得ることが可能であり、この実施例は本明細書において説明の目的のためだけに提供されるものであり明記されていなければ制限する意図はないものとする。
【００４０】
実施例１
トリメチロールプロパン、イソフタル酸及びアジピン酸を三口丸底フラスコ中で、工程Ａで表１に示した量で一緒に、１９０℃の温度で、水４２ｇが回収されるまで反応させ、この生じる生成物は１０ｍｇのＫＯＨ／ｇの酸価を有した。この混合物は３０℃より高いＴｇを有するポリエステルを形成し、これを次いで１３０℃に冷却した。工程Ｂのシリコーンは３０℃未満のＴｇを有し、これを次いで前記ポリエステルに添加した。工程Ｂの前記シリコーンは液体であり、低メチルフェニル比のポリマーであり分子量１２００を有する。この反応器を次いで１７０℃に加熱し、この際この反応を２１ｇのアルコールが回収されるまで行った。適切であれば、この生じる生成物をこの溶融状態から、アルミニウムトレーに注ぎ、室温に冷却し、固体のシート状のシリコーンポリエステルを成形させる。この固体のシート状のシリコーンポリエステルを可能であればフレーク状へと破砕する。
【００４１】
実施例１の樹脂に関して、このＴｇは室温より低く、このシリコーン含量は３１．３１％であり、この当量は３２２．９ｇグラム／１モルのＯＨであり、この酸価は１０ｍｇのＫＯＨ／ｇである。
【００４２】
実施例１のシリコーンポリエステルは見た目がゴム状であり、フレーク又は粉体へと成形されることが可能ではなかった。表１
【００４３】
【表１】
【００４４】
実施例２
トリメチロールプロパン、イソフタル酸及びアジピン酸を三口丸底フラスコ中で、工程Ａで表２に示した量で一緒に、約１９０℃の温度で、水約４０ｇが回収されるまで反応させ、この生じる生成物は約１５の酸価を有した。この混合物は３０℃より高いＴｇを有するポリエステルを形成し、これを次いで約１３０℃に冷却した。工程Ｂのシリコーンは約５２℃のＴｇを有し、これを次いで前記ポリエステルに添加した。この反応器を次いで１７０℃に加熱し、この際この反応を水４．５ｇが回収されるまで行った。適切であれば、この生じる生成物をこの溶融状態から、アルミニウムトレーに注ぎ、室温に冷却し、固体のシート状のシリコーンポリエステルを成形させる。
【００４５】
実施例２の樹脂に関して、このＴｇは室温より低く、このシリコーン含量は３１．３１％であり、この当量は２４２．３３ｇグラム／１モルのＯＨであり、この酸価は１５．３７ｍｇのＫＯＨ／ｇである。
【００４６】
実施例２のシリコーンポリエステルは見た目がゴム状であり、フレーク又は粉体へと成形されることが可能ではなかった。
表２
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
実施例３：
工程Ａでアジピン酸を使用しないこと及び工程Ａでより多くのイソフタル酸を使用したことを除き実施例２と同様である。これら成分の量を表３に示した。工程Ａの材料を１７０〜２００℃に加熱した。
【００５０】
実施例３のシリコーンポリエステルは、３０℃より高いＴｇ、シリコーン含量３１％、１モルのＯＨにつき２３８．３９ｇグラムの当量、及び１グラムにつき５．４９ｍｇのＫＯＨの酸価を有する。
【００５１】
実施例３の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークに変換可能であった。
表３
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
実施例４
表４に示したように成分の量が異なる以外は実施例３と同様。工程Ａの材料を２０５℃から２３０℃に加熱した。
【００５５】
実施例４の生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２３．２３ｇの当量、及び４．７７の酸価を有した。
【００５６】
実施例４の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表４
【００５７】
【表６】
【００５８】
【表７】
【００５９】
実施例５：
実施例５は表５に示したように使用した成分の異なる量を除いて実施例４と同様である。また工程Ａでこの材料を１８５℃から２３４℃に加熱した。
【００６０】
工程Ｂ及び実施例４で回収された水の量は１８４ｇであった。実施例５から生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２７．６ｇの当量、及び１ｇにつき９．５４ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００６１】
実施例５の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表５
【００６２】
【表８】
【００６３】
実施例６
表６に示した成分の量を変更した以外は実施例５と同様。工程Ａで、この材料を１９４℃から２１７℃に加熱した。工程Ａで回収した水の量は３７．７０ｇであった。
工程Ｂで回収した水の量は４４．４０ｇであった。
【００６４】
実施例６で生じるシリコーンポリエステルは４０℃のＴｇ、３０％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２４７．８１ｇの当量、及び１ｇにつき１６．８３ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００６５】
実施例６の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表６
【００６６】
【表９】
【００６７】
実施例７
実施例７は、この成分の量が表７に示したように異なることを除いて実施例６と同様である。実施例６の工程Ａで回収した水の量は２４３．９ｇであった。実施例７の工程Ａで、この材料を１９５℃から２００℃に加熱した。
【００６８】
実施例７の工程Ｂで回収された水の量は１６．９ｇであった。
【００６９】
実施例７のこの生じるシリコーンポリエステルのシリコーン含量は３１％、この当量は１モルのＯＨにつき２３５．０８ｇであり、この酸価は１ｇにつき２０．３４ｍｇのＫＯＨであった。このシリコーンポリエステルのＴｇは３０℃より高かった。
【００７０】
実施例７の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表７
【００７１】
【表１０】
【００７２】
【表１１】
【００７３】
実施例８
実施例８は、この成分の量が表８に示したように異なる以外は実施例７と同様である。
【００７４】
実施例８で回収した水の量は２９．９ｇであった。実施例８の工程Ａで、この材料を２２１℃から２３０℃に加熱した。
【００７５】
実施例８の工程Ｂで回収された水の量は０．９ｇであった。
【００７６】
この生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２２９．３ｇの当量、及び１ｇにつき８．１３ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００７７】
実施例８の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表８
【００７８】
【表１２】
【００７９】
実施例９
実施例９は、この成分の量が表９に示したように異なる以外は実施例８と同様である。実施例９の工程Ａで回収した水の量は２４０．７ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は１９６℃であった。
【００８０】
実施例９の工程Ｂで回収した水の量は１０．９ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１２５〜１５２℃であった。
【００８１】
実施例９のこの生じるシリコーンポリエステルは３０℃より高いＴｇ、３１％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき２３０．３８ｇの当量、及び１ｇにつき２０ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００８２】
実施例９の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表９
【００８３】
【表１３】
【００８４】
【表１４】
【００８５】
実施例１０
実施例１０は、この成分の量が表１０に示したように異なる以外は実施例９と同様である。実施例１０の工程Ａで回収した水の量は７８．３８ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は２００〜２２０℃であった。
【００８６】
実施例１０の工程Ｂで回収した水の量は４．１８ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１３０〜１８０℃であった。
【００８７】
実施例１０の生じるシリコーンポリエステルは４３．６℃のＴｇ、３０．９５％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき３１９．５８ｇの当量、及び１ｇにつき１５．２ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００８８】
実施例１０の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
表１０
【００８９】
【表１５】
【００９０】
【表１６】
【００９１】
実施例１１
実施例１１は、この成分の量が表１１に示したように異なる以外は実施例１０と同様である。実施例１１の工程Ａで回収した水の量は２５０．９ｇであり、工程Ａのこの反応の温度は２００〜２２０℃であった。
【００９２】
実施例１１の工程Ｂで回収した水の量は２７．５４ｇであり、工程Ｂのこの反応の温度は１３０〜１８０℃であった。
【００９３】
実施例１１の生じるシリコーンポリエステルは４６．１１℃のＴｇ、３０．９５％のシリコーン含量、１モルのＯＨにつき３４５．５８ｇの当量、及び１ｇにつき１２．６８ｍｇのＫＯＨの酸価を有した。
【００９４】
実施例１１の生成物は安定な固体の塊を形成し、これはフレークへと変換することが可能であった。
【００９５】
【表１７】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンとポリエステルとを反応させることで製造され、この生じるシリコーンポリエステルが３０℃より高いＴｇを有する、粉体コーティングに適した固体のシリコーンポリエステル。
【請求項２】
前記の生じるシリコーンポリエステルが３０〜１７５℃のＴｇを有する、請求項１記載のシリコーンポリエステル。
【請求項３】
前記シリコーンポリエステルが３５〜５０℃のＴｇを有する、請求項１又は２記載のシリコーンポリエステル。
【請求項４】
前記シリコーンポリエステルがヒドロキシル官能性を有する脂肪族である、請求項１から３までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項５】
前記シリコーンポリエステルが２０００〜１００００の分子量を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項６】
前記シリコーンポリエステルが、シリコーン２８〜３３質量％及びポリエステル６７〜７２質量％を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項７】
それぞれ３０℃より高いＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１から６までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項８】
それぞれ３５〜１１５℃のＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１から７までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項９】
前記ポリエステルを、芳香族カルボン酸と三官能性アルコールとを反応させることで形成させる、請求項１から８までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項１０】
３０℃より高いＴｇを有する固体のシリコーンポリエステルと固体の架橋剤とを有する、コーティング組成物。
【請求項１１】
前記の生じるシリコーンポリエステルが３０〜１７５℃のＴｇを有する、請求項１０記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
前記シリコーンポリエステルがヒドロキシル官能性を有する脂肪族である、請求項１０又は１１記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
それぞれ３０℃より高いＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のコーティング組成物。
【請求項１４】
それぞれ３５〜１１５℃のＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１０から１３までのいずれか１項記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
請求項１０から１４までのいずれか１項記載の、架橋したコーティング組成物を有するコーティング。
【請求項１６】
請求項１５記載のコーティングを有する金属基材を有する、コーティングされた製品。
【請求項１７】
３０℃より高いＴｇを有するポリエステルと、３０℃より高いＴｇを有するシリコーンとを反応させることを含む、請求項１から９までのいずれか１項記載の固体のシリコーンポリエステルの製造方法。
【請求項１】
シリコーンとポリエステルとを反応させることで製造され、この生じるシリコーンポリエステルが３０℃より高いＴｇを有する、粉体コーティングに適した固体のシリコーンポリエステル。
【請求項２】
前記の生じるシリコーンポリエステルが３０〜１７５℃のＴｇを有する、請求項１記載のシリコーンポリエステル。
【請求項３】
前記シリコーンポリエステルが３５〜５０℃のＴｇを有する、請求項１又は２記載のシリコーンポリエステル。
【請求項４】
前記シリコーンポリエステルがヒドロキシル官能性を有する脂肪族である、請求項１から３までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項５】
前記シリコーンポリエステルが２０００〜１００００の分子量を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項６】
前記シリコーンポリエステルが、シリコーン２８〜３３質量％及びポリエステル６７〜７２質量％を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項７】
それぞれ３０℃より高いＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１から６までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項８】
それぞれ３５〜１１５℃のＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１から７までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項９】
前記ポリエステルを、芳香族カルボン酸と三官能性アルコールとを反応させることで形成させる、請求項１から８までのいずれか１項記載のシリコーンポリエステル。
【請求項１０】
３０℃より高いＴｇを有する固体のシリコーンポリエステルと固体の架橋剤とを有する、コーティング組成物。
【請求項１１】
前記の生じるシリコーンポリエステルが３０〜１７５℃のＴｇを有する、請求項１０記載のコーティング組成物。
【請求項１２】
前記シリコーンポリエステルがヒドロキシル官能性を有する脂肪族である、請求項１０又は１１記載のコーティング組成物。
【請求項１３】
それぞれ３０℃より高いＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のコーティング組成物。
【請求項１４】
それぞれ３５〜１１５℃のＴｇを有するポリエステル及びシリコーンを、シリコーンポリエステルを形成すべく反応させる、請求項１０から１３までのいずれか１項記載のコーティング組成物。
【請求項１５】
請求項１０から１４までのいずれか１項記載の、架橋したコーティング組成物を有するコーティング。
【請求項１６】
請求項１５記載のコーティングを有する金属基材を有する、コーティングされた製品。
【請求項１７】
３０℃より高いＴｇを有するポリエステルと、３０℃より高いＴｇを有するシリコーンとを反応させることを含む、請求項１から９までのいずれか１項記載の固体のシリコーンポリエステルの製造方法。
【公表番号】特表２００７−５２０５９３（Ｐ２００７−５２０５９３Ａ）
【公表日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４６０８４（Ｐ２００６−５４６０８４）
【出願日】平成１６年１２月２３日（２００４．１２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１４６９９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６３８５７
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（３９０００８９６９）ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｎｓ−Ｓｅｉｄｅｌ−Ｐｌａｔｚ ４， Ｄ−８１７３７ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２３日（２００４．１２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１４６９９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０６３８５７
【国際公開日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（３９０００８９６９）ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｎｓ−Ｓｅｉｄｅｌ−Ｐｌａｔｚ ４， Ｄ−８１７３７ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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