JP2018511666A - 金属に適用するエラストマー組成物を形成するための系 - Google Patents

Abstract

基材に適用するエラストマー組成物を形成するための系が、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分を含む。イソシアネート成分は、重合体であるポリイソシアネートおよび任意にイソシアネート末端プレポリマーを含む。イソシアネート反応性成分は、イソシアネート成分と反応性であり、かつポリオール成分およびポリエーテルアミンを含む。ポリオール成分は、（ａ）疎水性ポリオールと、（ｂ）疎水性ポリオールとは異なり、かつ５００ｇ／ｍｏｌを超える重量平均分子量を有するポリエーテルポリオールと、（ｃ）ポリアミノポリオールとの混合物である。エラストマー組成物は、イソシアネート成分とイソシアネート反応生成物との反応生成物として形成され、かつエラストマーコーティング層として、基材、例えば鋼管に適用されることができる。適用されたエラストマーコーティング層を有する鋼管は、ＡＷＷＡ Ｃ２２２（米国水道協会規格Ｃ２２２）に記載される水供給産業における使用基準を満たす。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年２月１６日に出願された米国仮出願第６２／１１６６８７号明細書（U.S. Provisional Application No. 62/116,687）の優先権を主張するものであり、その内容が参照により本明細書中に組み込まれる。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、一般的に、金属に適用するエラストマー組成物を形成するための系（システム；system）に関する。

２．関連技術の説明
金属配管（パイプライン）は、各都市のインフラの根幹である。これは、屋内と屋外両方の使用を含む、あらゆる状況で使用される。金属配管は、家庭や事業所に飲料水を輸送するための使用を含む、あらゆる用途に使用されることができる。

これらの管（パイプ）を腐食から保護するために、腐食防止コーティング組成物が、典型的には、管の露出した外面および内面に、製造の間にわたって適用される。それゆえ、これらのコーティング組成物は、設置前および設置後に金属管を腐食から保護することができなければならない。さらに、飲用水の輸送に使用される金属管に使用される場合、これらのコーティング組成物は、水供給産業における使用の安全に関する地区水準を満たしていなければならない。鋼製給水管および継手の内側および外側用のポリウレタンコーティング組成物に関する米国で使用されている１つの規格が、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗａｔｅｒ Ｗｏｒｋｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃ２２２（米国水道協会規格Ｃ２２２）（ＡＮＳＩ／ＡＷＷＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃ２２２、鋼製給水管および継手の内側および外側用のポリウレタンコーティングに関する規格、改訂発行日：２００８年１２月１日(Standard for Polyurethane Coatings for the Interior and Exterior of Steel Water Pipe, and Fittings, Revision Effective Date: December 1, 2008)）であり、これ以降、ＡＷＷＡ Ｃ２２２と呼ぶ。ＡＷＷＡ Ｃ２２２は、コーティング材料、表面調製、試験、取扱いおよび梱包要件を含む、鋼製給水管の内側および外側用のポリウレタンライニングおよびコーティング系の最小要件に関する指針を提供する。

本発明の概要および利点
本出願は、基材に適用するエラストマー組成物を形成するための、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分を含む系（システム）を提供する。

イソシアネート成分は、重合体であるポリイソシアネートおよび任意にイソシアネート末端プレポリマーを含む。イソシアネート反応性成分は、ポリオール成分およびポリエーテルアミンを含む。ポリオール成分は、（ａ）疎水性ポリオールと、（ｂ）疎水性ポリオールとは異なり、かつ５００ｇ／ｍｏｌを超える重量平均分子量を有するポリエーテルポリオールと、（ｃ）ポリアミノポリオールとの混合物である。

本発明はまた、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との反応生成物として形成されたエラストマー組成物を開示する。

本発明はまた、エラストマー組成物の層を基材上に適用することを含む、基材をコーティングする方法を開示する。

さらに、本発明はまた、接着された上記のエラストマーコーティング層を有する基材を含む物品を開示する。これらの特定の実施形態では、基材は、外面および内面を有する金属管であり、かつエラストマー組成物は、外面および内面の少なくとも一方に層として適用される。

本発明の系から形成されたエラストマーコーティング層は、理想的には、腐食および摩耗に対する金属管の保護に適している。特に、本発明の系から形成されたエラストマーコーティング層は、理想的には、鋼管用のエラストマーコーティング層が、米国水道協会規格Ｃ２２２に記載されるエラストマーコーティング層の要件を満たすという点で、水供給産業において使用される金属製給水管の保護に適している。

本発明の他の利点は、添付の図面と一緒に考慮した場合、以下の詳細な説明を参照することによって理解がより深まるように、容易に理解されよう。

内面および外面に形成されたエラストマーコーティング層を有する金属管の断面図を示す。

本発明の詳細な説明
この系は、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分を含む。「イソシアネート反応性成分」という用語は、本発明の説明において、以下の「樹脂成分」と同義で用いることもできる。

特定の実施形態では、イソシアネート成分は、ポリマーイソシアネート（重合体であるポリイソシアネート）および任意にイソシアネート末端プレポリマーを含む。イソシアネート反応性成分は、ポリオール成分およびポリエーテルアミンを含む。典型的には、この系は、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分のような２つ以上の別個の成分、すなわち、以下でさらに記載される２成分（または２Ｋ）系として提供される。したがって、本明細書中で使用される「系」という用語は、「２成分系」および「２Ｋ系」と同義で用いることができる。

本明細書中で使用されるイソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分への言及は、単に系の個々の成分の割当て(placement)の基準点を設けるためと、重量基準による部（重量部）を設けるためのものであることを理解されたい。このように、本発明を２Ｋ系のみに限定するものと解釈されるべきではない。例えば、系の個々の成分は、すべて互いに別個のままであり続けることができる。

この系はまた、追加の成分を含むことができ、これらは、以下にさらに記載されるように、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分の一方もしくは両方に含まれるか、または第３の成分のように完全に別個に含まれていてもよい。

この系は、エラストマー組成物を形成するために使用される。特定の実施形態では、エラストマー組成物は、この系のイソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との反応生成物である。

本出願はまた、これらのエラストマー組成物をエラストマーコーティング層として、基材、特に金属基材にその後に適用することを開示する。これに関連して、本出願は、これらのエラストマー組成物をコーティング層として、金属管などの物品に適用することを開示し、ここで、これらの物品上のコーティング層は、腐食および外側の機械的ストレスからの所望の保護をこれらの物品にもたらす。特に、エラストマー組成物は、腐食および摩耗に対する金属基材および金属物品の保護のために理想的である、硬質、強靭かつ弾力のあるエラストマーコーティング層を形成する。エラストマーコーティング層は、そのような鋼管に適用される場合、水供給産業における使用のための米国水道協会規格Ｃ２２２（ＡＷＷＡ Ｃ２２２）の要件を満たすように設計される。

用いられる場合、イソシアネート末端プレポリマーは、一般的に、イソシアネートとポリオールおよび／またはポリアミンとの反応生成物、典型的には、イソシアネートとポリオールとの反応生成物である。イソシアネート末端プレポリマーは、当業者によって理解される様々な方法によって形成され得るか、または製造元、供給元などから商業的に入手され得る。

イソシアネート末端プレポリマーを形成するために使用されるイソシアネートに関して、イソシアネートは、１つ以上のイソシアネート（ＮＣＯ）官能基、典型的には、少なくとも２つのＮＣＯ官能基を含む。本発明の目的に適したイソシアネートは、慣用の脂肪族、脂環式、アリールおよび芳香族イソシアネートを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態では、イソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネートの重合体（ＰＭＤＩ；polymeric diphenylmetane diisocyanate）およびそれらの組合せ物の群から選択される。ジフェニルメタンジイソシアネートの重合体はまた、当該技術分野ではポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートとも呼ばれる。本発明の目的に適した他のイソシアネートの例は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）およびそれらの組合せ物を含むが、これらに限定されない。典型的には、イソシアネート末端プレポリマーを形成するために使用されるイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を含む。

イソシアネート末端プレポリマーを形成するために用いられる場合、ポリオールは、１つ以上のヒドロキシル（ＯＨ）官能基、典型的には、少なくとも２つのＯＨ官能基を含む。ポリオールは、当該技術分野で公知の任意のタイプのポリオールであってよい。ポリオールは、典型的には、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、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリトリトール、ソルビトールおよびそれらの組合せ物の群から選択される。本発明の目的に適した他のポリオールは、追加の任意の成分である補助的なポリオールの説明とともに以下に記載する。

ポリオールは、イソシアネート末端プレポリマーが形成後に後続反応のためのＮＣＯ官能基を含むように、ＯＨ官能基に対して過剰のＮＣＯ官能基が反応前に存在する限り、イソシアネートに対して様々な量で使用することができる。イソシアネート末端プレポリマーは、典型的には、約１８〜約２８重量％、より典型的には、約２０〜約２５重量％、さらにより典型的には、約２２．９重量％のＮＣＯ含分を有する。ＮＣＯ含分は、１当量のｎ−ジブチルアミンと組み合わせたイソシアネートの量として測定されることができ、これは重量パーセントで測定される。

イソシアネート末端プレポリマーを形成するために用いられる場合、ポリアミンは、１つ以上のアミン官能基、典型的には、少なくとも２つのアミン官能基を含む。ポリアミンは、当該技術分野で公知の任意のタイプのポリアミンであってよい。ポリアミンは、典型的には、エチレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタンおよびポリメチレンポリフェニレンポリアミン、アミノアルコールおよびそれらの組合せ物の群から選択される。適切なアミノアルコールの例は、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびそれらの組合せ物を含む。

ポリアミンは、イソシアネート末端プレポリマーが形成後に後続反応のためのＮＣＯ官能基を含むように、アミン官能基に対して過剰のＮＣＯ官能基が反応前に存在する限り、イソシアネートに対して様々な量で使用することができる。イソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ含分は、上記に記載および例示している。

イソシアネート末端プレポリマーは、前述のポリオールの２種以上および／または前述のポリアミンの２種以上の組合せ物から形成され得ることを理解されたい。典型的には、イソシアネート末端プレポリマーは、このイソシアネート末端プレポリマーが形成後にウレタン結合およびＮＣＯ官能基を含んでなる、イソシアネートと少なくとも１種のポリオールとの反応生成物である。本発明の特定の実施形態では、イソシアネート末端プレポリマーは、ポリマーメチルジフェニルジイソシアネートと、４，４’−メチルジフェニルジイソシアネートの擬プレポリマーとのブレンドを含む。本発明の目的に適したイソシアネート末端プレポリマーの具体例は、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）ＭＰ１０２などのＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）という商品名でＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（フローラム・パーク、ニュージャージー州）から市販されている。この系は、前述のイソシアネート末端プレポリマーの２種以上の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

ポリマーイソシアネート（重合体であるポリイソシアネート）に関して、ポリマーイソシアネートは、２つ以上のＮＣＯ官能基を含む。ポリマーイソシアネートは、典型的には、約１．５〜約３．０、より典型的には、約２．０〜約２．８、さらにより典型的には、約２．７の平均官能価を有する。ポリマーイソシアネートは、典型的には、約３０〜約３３重量％、より典型的には、約３０．５〜約３２．５重量％、さらにより典型的には、約３１．５重量％のＮＣＯ含分を有する。

本発明の目的に適したポリマーイソシアネートは、イソシアネート末端プレポリマーの説明のために上記に記載および例示したイソシアネートを含むが、これらに限定されない。典型的には、ポリマーイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネートの重合体（ＰＭＤＩ）を含む。

本発明の目的に適したポリマーイソシアネートの具体例は、ＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）Ｍ２０イソシアネートなどのＬＵＰＲＡＮＡＴＥ（登録商標）という商品名でＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されており、そしてＥＬＡＳＴＯＦＬＥＸ（登録商標）Ｒ２３０００（２．７の公称または平均官能価を有する）などのＥＬＡＳＴＯＦＬＥＸ（登録商標）という商品名で販売されている。この系は、前述のポリマーイソシアネートの２種以上の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

イソシアネート末端プレポリマーは、典型的には、そのつどイソシアネート成分１００重量部を基準として、イソシアネート成分中に、約２５〜約７５重量部、より典型的には、約５０〜約７５重量部、さらにより典型的には、約５５〜約６５重量部、さらにより典型的には６０重量部の量で存在する。特定の実施形態では、イソシアネート末端プレポリマーは、典型的には、そのつど系におけるポリマーイソシアネート１００重量部当たり、約５０〜約２５０重量部、より典型的には、約１００〜約２００重量部、さらにより典型的には、約１２５〜約１７５重量部、さらにより典型的には１５０重量部の量で系に存在する。言い換えると、イソシアネート末端プレポリマーとポリマーイソシアネートとは、典型的には、約１：２〜約２．５：１、より典型的には、約１：１〜約２：１、さらにより典型的には、約１．２５：１〜１．７５：１、さらにより典型的には、約１．５：１の重量比で系に、例えばイソシアネート成分中に存在する。

任意の特定の理論に拘束または限定されることなく、直前に記載および例示した、イソシアネート末端プレポリマーとポリマーイソシアネートとの組合せおよび比は、エラストマー組成物に、従来のエラストマー組成物と比較して、増大した引張強度、伸び率、硬度およびガラス転移温度、ならびに改善された引裂強度を付与すると考えられる。

ポリマーイソシアネートおよび任意にイソシアネート末端プレポリマーを含むイソシアネート成分は、典型的には、系１００部を基準として、３５．５〜４０部の量で存在する。言い換えると、イソシアネート成分は、系の全重量の３５．５〜４０重量％を構成する。

この系はまた、上記のように、イソシアネート成分と反応してエラストマー組成物を形成するイソシアネート反応性成分を含む。特定の実施形態では、イソシアネート反応性成分は、ポリオール成分およびポリエーテルアミンを含む。

特定の実施形態では、ポリオール成分は、未反応ヒドロキシル基を含み、そして（ａ）疎水性ポリオールと、（ｂ）疎水性ポリオール（ａ）とは異なり、かつ５００を超える重量平均分子量を有するポリエーテルポリオールと、（ｃ）ポリアミノポリオールとの混合物を含む。

疎水性ポリオール（ａ）に関して、疎水性ポリオールは、１つ以上のＯＨ官能基、典型的には、少なくとも２つのＯＨ官能基を含む。疎水性ポリオールの疎水性は、様々な方法によって、例えば、疎水性ポリオールとイソシアネートとの反応生成物を目視検査することによって調べることができ、反応生成物は、２つの成分を混合した直後に脱気し、次いで水中に導入し、ここで、反応生成物を硬化させる。反応生成物と水との間の界面（または表面）に損傷または縮緬皺の形跡がないか、または気泡もしくは発泡形成の形跡がない場合、疎水性ポリオールの疎水性は非常に優れていると考えられる。

疎水性ポリオールは、典型的には、天然油ポリオール（ＮＯＰ）を含む。換言すると、疎水性ポリオールは、典型的には、石油系ポリオール、すなわち、石油製品および／または石油副産物から誘導されたポリオールではない。一般に、未反応ＯＨ官能基を含む天然起源の植物油はほんのわずかしか存在しておらず、ヒマシ油は、典型的には、ウレタン化学におけるポリオールとして直接使用するのに適したヒマシ油を作り出すのに十分なＯＨ官能基含分を有する植物源から直接的に生成されたれた唯一の市販のＮＯＰである。すべてではないにしても、ほとんどの場合、他のＮＯＰは、植物から直接得られる油の化学修飾を必要とする。ＮＯＰは、典型的には、当該技術分野で公知の任意の天然油から誘導されており、典型的には、植物油または堅果油から誘導されている。本発明の目的に適した天然油の例は、ヒマシ油、および大豆油、菜種油、ヤシ油、落花生油、カノーラ油などから誘導されたＮＯＰを含む。天然油を用いることは、環境フットプリントを低減するために有用であり得る。

典型的には、上記に示唆しているように、疎水性ポリオールはヒマシ油を含み、特定の実施形態では、精製して残留水分が除去された精製ヒマシ油を含む。後述のとおり、「ヒマシ油」という用語は、精製されていないヒマシ油と精製されたヒマシ油の両方を指す。ヒマシ油は本質的にＯＨ官能基を含むが、他のＮＯＰはＯＨ官能基を得るために１つ以上の追加の加工ステップを必要とし得ることを当業者は理解している。一般に、ヒマシ油も、ＯＨ官能基を含むように加工されたＮＯＰも、エーテル基を含まない。このような加工ステップは、必要に応じて、当業者によって理解される。本発明の目的に適したグレードのヒマシ油は、様々な供給元から市販されている。例えば、Ｅａｇｌｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（ＥＳＰ）Ｉｎｃ．（セントルイス、ミズーリ州）のからのＴ３１（登録商標）Ｃａｓｔｏｒ Ｏｉｌが、疎水性ポリオールとして用いられることができる。本発明の目的に適した他の疎水性ポリオールの具体例が、ＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）７５０、ＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）８０５、ＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）１００５、ＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）１０８０およびＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）１１０２などのＳＯＶＥＲＭＯＬ（登録商標）という商品名でＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。

特定の実施形態では、精製されたヒマシ油などの疎水性ポリオールは、系の全重量を基準として、約２７〜約３５重量％、例えば２９〜３０重量％の量で系に存在する。

ポリオール成分はまた、疎水性ポリオール（ａ）とは異なる少なくとも１種のポリエーテルポリオール（ｂ）を含む。ポリエーテルポリオール（ｂ）は、少なくとも５００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。本発明のポリエーテルポリオール（ｂ）は、イソシアネート反応性成分とイソシアネート成分および他の追加の成分または添加剤との均質性を系において増大させると考えられる。

本発明の目的に適したポリエーテルポリオールは、環式オキシド、例えばエチレンオキシド（ＥＯ）、プロピレンオキシド（ＰＯ）、ブチレンオキシド（ＢＯ）またはテトラヒドロフランを多官能性開始剤の存在下で重合させることによって得られた生成物を含むが、これらに限定されない。適切な開始剤化合物は、複数の活性水素原子を含み、かつ水、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール（ＰＧ）、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、フェニルジアミン、ジフェニルメタンジアミン、エチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、シクロヘキサンジメタノール、レゾルシノール、ビスフェノールＡ、グリセロール、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールおよびそれらの組合せ物を含む。

他の適切なポリエーテルポリオールは、ポリエーテルジオールおよびトリオール、例えば、ポリオキシプロピレンジオールおよびトリオール、ならびにエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドを二官能性または三官能性開始剤に同時添加または逐次添加することによって得られたポリ（オキシエチレン−オキシプロピレン）ジオールおよびトリオールを含む。ポリオール成分の重量を基準として、約５〜約９０重量％のオキシエチレン含分を有するコポリマーであって、そのうちポリオールがブロックコポリマー、ランダム／ブロックコポリマーまたはランダムコポリマーであってもよいコポリマーも使用することができる。さらに他の適切なポリエーテルポリオールは、テトラヒドロフランの重合によって得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む。

特定の実施形態では、ポリエーテルポリオール（ｂ）は、エチレンオキシドの非存在下で、または実質的に非存在下で形成された生成物であり、それというのも、エチレンオキシドは、それが中で用いられるエラストマー組成物の親水性を増大させると考えられるからである。特定の実施形態では、ポリエーテルポリオール（ｂ）は、プロピレンオキシドの重合によって形成された生成物である。

さらに、特定の実施形態では、本発明のポリエーテルポリオール（ｂ）は、５００〜６５０ｇ／ｍｏｌ、例えば５６９ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。

加えて、特定の実施形態では、本発明のポリエーテルポリオール（ｂ）は、３．５〜４の、例えば３．９６の平均官能価を有する。

さらに、特定の実施形態では、ポリエーテルポリオール（ｂ）は、エチレンオキシドの非存在下でのプロピレンオキシドの重合によって得られた生成物であり、５００〜６５０ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、かつ３．５〜４．０の平均官能価を有する。

プロピレンオキシドの重合によって得られた、５６９ｇ／ｍｏｌの分子量および３．９６の平均官能価を有する１つの適切なポリエーテルポリオール（ｂ）は、ＢＡＳＦ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＰＬＵＲＡＣＯＬ（登録商標）Ｐ−７３６として市販されている。

特定の実施形態では、プロピレンオキシドの重合によって得られたポリエーテルポリオール（ｂ）は、系の全重量を基準として、１．８〜５重量％、例えば２〜３重量％、例えば２．５重量％の量で存在する。

特定の他の実施形態では、イソシアネート反応性成分はまた、テトラヒドロフランの重合によって得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールまたはポリエテロールも含む。

特定の実施形態では、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、６５０〜２０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量、例えば１０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、かつその比較的高い相対分子量に基づき、得られるエラストマー組成物の増大した耐衝撃性を提供すると考えられる。

１つの適切なポリテトラメチレンエーテルグリコールは、ＢＡＳＦ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ Ｄｉｏｌ １０００として市販されている。

さらに、特定の実施形態では、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、系の全重量を基準として、４〜１０重量％、例えば５〜８重量％、例えば７．５重量％の量で系に存在する。

本発明で使用されるポリアミノポリオール（ｃ）は、ヒドロキシル官能基とアミン官能基の両方を含む化合物であり、かつその比較的低い相対分子量に基づき、増大した硬度を提供するために系に添加される。

特定の実施形態では、ポリアミノポリオールはジアミンである。更なる実施形態では、ポリアミノポリオールは、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドをベースとするポリエーテルポリオールテトロールである。

特定の実施形態では、ポリアミノポリオールは、２８０〜３１０ｇ／ｍｏｌ、例えば２９０〜３００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。

更なる別の実施形態では、ポリアミノポリオールは、系の全重量を基準として、４〜１０重量％、例えば５〜８重量％、例えば７．５重量％の量で系に存在する。

本出願に適した１つのポリアミノポリオール（ｃ）は、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒから市販されており、そしてＣａｒｐｏｌ ＥＤＡＰ−７７０（代わりにＱｕａｄｒｏｌまたはＰＯＬＹ ＥＤＡ ７７０とも呼ばれる）という商品名で販売されている、約２９０〜２９５の重量平均分子量を有する、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドをベースとするポリエーテルポリオールテトロールである。

イソシアネート反応性成分はまた、ポリエーテルアミンを含み、これは、少なくとも部分的にその比較的高い相対分子量に基づき、形成されたエラストマー組成物に増大した耐衝撃性をもたらすために系に添加される。

特定の実施形態では、ポリエーテルアミン（ｄ）は、ポリエーテルジアミンである。

さらに、特定の実施形態では、ポリエーテルアミン（ｄ）は、１０００〜３０００ｇ／ｍｏｌ、例えば１５００〜２５００ｇ／ｍｏｌ、例えば２０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。

更なる実施形態では、ポリエーテルジアミン（ｄ）は、系の全重量を基準として、４〜１０重量％、例えば５〜８重量％、例えば７．５重量％の量で系に存在する。

本出願に適した１つのポリエーテルアミンは、５３．３〜５８．９ｍｇ ＫＯＨ／ｇのアミン価を有し、そしてＰｏｌｙｅｔｈｅｒａｍｉｎｅ Ｄ ２０００という商品名でＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に販売されているα−（２−アミノメチルエチル）−ω−（２−アミノメチルエトキシ）−ポリ（オキシ（メチル−１，２−エタンジイル））である。

この系は、１種以上の追加の成分、例えば添加剤成分を含むことができる。添加剤成分は、当該技術分野で公知の任意の従来の添加剤を含むことができる。本発明の目的に適した添加剤は、鎖延長剤、架橋剤、連鎖停止剤、加工添加剤、接着促進剤、難燃剤、酸化防止剤、脱泡剤、消泡剤、捕水剤、モレキュラーシーブ、ヒュームドシリカ、紫外線安定剤、フィラー、チキソトロープ剤、シリコーン、界面活性剤、触媒、着色剤、不活性希釈剤およびそれらの組合せ物を含むが、これらに限定されない。用いられる場合、添加剤成分は、系のイソシアネート反応性成分１００重量部を基準として、任意の量、例えば、約０．０５〜１０重量部で系に含まれていてよい。

特定の実施形態では、添加剤成分は消泡剤を含む。１つの実施形態では、消泡剤は、分散した粉末状シリカを中に含むシリコーン流体を含む。シリコーン流体は、エラストマー組成物の発泡を低減および／または除去するために用いられることができる。シリコーン流体は溶媒中で前もって処理されていてもよいことを理解されたい。消泡剤の例は、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（ミッドランド、ミシガン州）から市販されているＡｎｔｉｆｏａｍ ＭＳＡおよびＡｎｔｉｆｏａｍ Ａを含む。

用いられる場合、消泡剤は、典型的には、そのつど系のイソシアネート反応性成分１００重量部を基準として、約０．０１〜約０．１０重量部、より典型的には、約０．０２５〜約０．０７５重量部、さらにより典型的には、約０．０５重量部の量で系に存在する。この系は、前述の消泡剤の２種以上の任意の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

特定の実施形態では、添加剤成分はモレキュラーシーブを含む。モレキュラーシーブは、乾燥、すなわち乾燥状態を維持または増大させるために用いられることができる吸湿剤である。モレキュラーシーブは、典型的には、多数の小さな細孔を有する分子を含む。小さな細孔は、この細孔よりも小さなサイズを有する分子、例えば水分子を吸着することができる一方で、より大きな分子、例えばイソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分中に存在する分子は吸着することができない。典型的には、モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの重量の２０％以上の水を吸着することができる。それゆえ、モレキュラーシーブは、疎水性ポリオールと相乗的にかつ協奏的に作用して、水が系のイソシアネート成分と反応し得る前に水を吸着することによってエラストマー組成物への水の影響を最小限に抑えることができる。

用いられる場合、小さな分子、例えば水が通って拡散し得る、当技術分野で公知の任意のモレキュラーシーブ、アルミノケイ酸塩鉱物、粘土、多孔質ガラス、微孔質炭、ゼオライト、活性炭、または開放構造を有する合成化合物が使用され得ることを理解されたい。適切なモレキュラーシーブの例は、Ｂａｙｌｉｔｈ ＰａｓｔｅおよびＭｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅ ３Ａを含み、これらは、Ｚｅｏｃｈｅｍ（ルイビル、ケンタッキー州）などの様々な供給元から入手可能である。

用いられる場合、モレキュラーシーブは、典型的には、系の全重量の約０．０１〜約５．０重量％、より典型的には、約０．１０〜約２．５重量％、さらにより典型的には、約１．２５重量％の量で系に存在する。この系は、前述のモレキュラーシーブの２種以上の任意の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

特定の実施形態では、添加剤成分は、様々な供給元から市販されているヒュームドシリカを含む。適切なヒュームドシリカの例は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（エッセン、ドイツ）から市販されているＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）Ｒ−９７２である。ヒュームドシリカは、一般的には、レオロジー制御剤として作用し、かつヒュームドシリカが疎水性である場合、エラストマー組成物に更なる疎水性を付与する。

用いられる場合、ヒュームドシリカは、典型的には、系の全重量％の約０．１０〜約１０．０重量％、より典型的には、約０．５〜約２．５重量％、さらにより典型的には、約１．２５重量％の量で系に存在する。この系は、２種以上のヒュームドシリカの任意の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

モレキュラーシーブとヒュームドシリカの両方を含む特定の実施形態では、これらの成分は、疎水性ポリオールと組み合わせられてペーストを形成し、これは、疎水性ポリオールがイソシアネート反応性成分の残りの部分と混合される前に一緒に混合される。

特定の実施形態では、添加剤成分は着色剤を含む。着色剤は、顔料、染料およびそれらの組合せ物の群から選択されることができる。着色剤は、液体または粉末のいずれかの形態であってよい。用いられる場合、着色剤は、典型的には、顔料または２種以上の顔料の顔料ブレンドである。 顔料または顔料ブレンドは、エラストマー組成物に所望の色を付与するために使用され、かつ顔料が無機系である場合、顔料はまた、エラストマー組成物にＵＶ保護を付与することができる。

本発明の目的のために、異なるタイプの顔料を使用することができる。例えば、二酸化チタンは、白色を付与するために使用することができ、カーボンブラックは、エラストマー組成物に黒色を付与するためにそれぞれ使用することができるが、二酸化チタンとカーボンブラックとの様々なブレンドを、エラストマー組成物に灰色の様々な色合いを付与するために使用することもできる。

本発明の目的に適したグレードのカーボンブラックおよび二酸化チタンの例は、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（マリエッタ、ジョージア州）、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ウィルミントン、デラウェア州）およびＲｅｐｉ Ｓ．ｐ．Ａからそれぞれ市販されている。赤色、緑色、青色、黄色、緑色および褐色を含むが、これらに限定されない他の顔料ならびにそれらの顔料ブレンドを用いて、カーボンブラックおよび／または二酸化チタンに加えてまたはその代わりにエラストマー組成物に色を付与することもできる。

１種以上の着色剤に基づく、より具体的な色の例は、サファイアブルー、ジェードグリーン、セドナレッド、アンバーブラウンおよびトパーズブラウンを含む。本発明の目的に適したグレードの顔料の例は、ＢＡＳＦ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびＰｅｎｎ Ｃｏｌｏｒ，Ｉｎｃ．（ハットフィールド、ペンシルバニア州）などの様々な企業から市販されている。前述の着色剤、例えば顔料の様々なブレンドが、様々な色、強度および色合いをエラストマー組成物に付与するために使用され得ることを理解されたい。

用いられる場合、着色剤は、典型的には、系の全重量の約０．１０〜約５．０重量％、より典型的には、約０．５〜２．０重量％、さらにより典型的には、約０．６重量％の量で系に存在する。この系は、前述の着色剤の２種以上の任意の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

特定の実施形態では、添加剤成分は触媒成分を含む。１つの実施形態では、触媒成分は錫触媒を含む。本発明の目的に適した錫触媒は、有機カルボン酸の錫（ＩＩ）塩、例えば、酢酸錫（ＩＩ）、オクタン酸錫（ＩＩ）、エチルヘキサン酸錫（ＩＩ）およびラウリン酸錫（ＩＩ）を含む。１つの実施形態では、有機金属触媒は、有機カルボン酸のジアルキル錫（ＩＶ）塩であるジブチル錫ジラウレートを含む。本発明の目的に適した有機金属触媒、例えばジブチル錫ジラウレートの具体例は、ＤＡＢＣＯ（登録商標）という商品名でＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（アレンタウン、ペンシルベニア州）から市販されている。有機金属触媒はまた、有機カルボン酸の他のジアルキル錫（ＩＶ）塩、例えばジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレエートおよびジオクチル錫ジアセテートを含むことができる。

本発明の目的に適した他の触媒の例は、アミン系触媒、ビスマス系触媒、ニッケル系触媒、ジルコニウム系触媒、亜鉛系触媒、アルミニウム系触媒、リチウム系触媒、塩化鉄（ＩＩ）、塩化亜鉛、オクタン酸鉛；トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジンを含むトリス（ジアルキルアミノアルキル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン；テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含むテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド；水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムを含むアルカリ金属水酸化物；ナトリウムメトキシドおよびカリウムイソプロポキシドを含むアルカリ金属アルコキシド；ならびに１０〜２０個の炭素原子および／または側鎖ＯＨ基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩を含む。

本発明の目的に適した他の触媒、具体的には三量化触媒の更なる例は、Ｎ，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、カリウム、酢酸カリウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルイソプロピルアミン／ホルメートおよびそれらの組合せ物を含む。適切な三量化触媒の具体例は、ＰＯＬＹＣＡＴ（登録商標）の商品名でＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。

本発明の目的に適した他の触媒、具体的には第三級アミン触媒の更なる例は、１−メチルイミダゾール、ＤＡＢＣＯ ３３−ＬＶ、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、トリス（ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、テトラメチルイミノ−ビス（プロピルアミン）、ジメチルベンジルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、ビス（２−ジメチルアミノ−エチル）エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＣＨＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、１，２−ジメチルイミダゾール、３−（ジメチルアミノ）プロピルイミダゾールおよびそれらの組合せ物を含む。適切な第三級アミン触媒の具体例は、ＰＯＬＹＣＡＴ（登録商標）、例えばＰＯＬＹＣＡＴ（登録商標）４１という商品名でＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｉｎｃ．から市販されている。

用いられる場合、触媒成分は、様々な量で用いられることができる。典型的には、触媒成分は、十分な開放／作業時間を確保する量で使用される。触媒成分は、前述の触媒の任意の組合せ物を含み得ることを理解されたい。

上記のように、特定の実施形態では、エラストマー組成物は、イソシアネート末端プレポリマー、ポリマーイソシアネート（重合体であるポリイソシアネート）およびイソシアネート反応性成分の反応生成物を含む。

さらに、本発明は、エラストマー組成物を形成する方法を提供する。この方法は、イソシアネート末端プレポリマー、ポリマーイソシアネートおよびイソシアネート反応性成分を提供するステップと、それらの反応生成物としてエラストマーコーティングを形成するステップとを含む。

本発明の得られるエラストマー組成物のイソシアネート指数（ＮＣＯ指数）の範囲は、約９８〜１１５、例えば１００〜約１１０、より典型的には、約１００〜約１０７、例えば１０３である。言い換えれば、イソシアネート成分中の未反応ＮＣＯ基のモル量は、イソシアネート反応性成分中に存在するヒドロキシル基およびアミン基によってもたらされる活性水素原子のモル量に対して、典型的には、ポリオール成分中の未反応ヒドロキシル基に対するイソシアネート成分中の未反応ＮＣＯ基の化学量論的に僅かな過剰量（すなわち、系のＮＣＯ：ＯＨモル比の範囲は、０．９８：１〜１．１５：１、例えば１：１〜１．１０：１、例えば１：１〜１．０７：１、例えば１．０３：１である）が存在するように系において設定される。典型的な実施形態では、この僅かなＮＣＯ過剰量により、形成されたエラストマー組成物中の残留する未反応ＮＣＯ基が水分と反応して、エラストマーコーティング層としてその所望の金属基材への適用時または適用後にエラストマー組成物の更なる硬化を促進することができる。その中の１．１５：１の上限は、エラストマーコーティングが脆くなりすぎないようにする。

エラストマー組成物は、当該技術分野では２Ｋエラストマーポリウレタン組成物と呼ばれ得る。イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分は混合されて、エラストマー組成物の反応生成物を形成する。本明細書中で使用される「反応生成物」という用語は、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分との間の相互作用および／または反応のすべての段階を含むことを意図している。一般的には、反応生成物は、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分とが互いに接触すると形成し始める。

エラストマー組成物が噴霧されると、イソシアネート成分とイソシアネート反応性成分とが、噴霧器のノズルを出る前または出た後に混合され得ることを理解されたい。１つの実施形態では、樹脂とイソシアネート成分とは、噴霧器のノズルを出るときは別個の流れであり、基材をコーティングする前に混ざる。他の実施形態では、樹脂とイソシアネート成分とは、噴霧器のノズルを出る前に予備混合される。

本発明のエラストマー組成物は、金属管を腐食および摩耗から保護するのに理想的である。特に、本発明のエラストマー組成物は、本発明の実施形態に従って形成された、かつ鋼製給水管の内側および外側に適用されたエラストマーコーティング組成物が、水供給産業のための鋼管および継手に使用されるエラストマーコーティングの要件ＡＷＷＡ Ｃ２２２を満たすという点で、水供給産業における使用のために鋼製給水管を保護するのに理想的である。

したがって、例えば、図１に示すように、本発明のエラストマー組成物は、金属管２０の内面２４および／または外面２６にエラストマーコーティング層２２として適用されることができる。典型的には、コーティング層２２のエラストマー組成物は、内面２４および／または外面への適用後に実質的にまたは完全に硬化して、実質的に粘着性のない表面を形成する。上述のとおり、エラストマーコーティング組成物中に残留するＮＣＯ含分はいずれも、金属管２０の周囲における残留水分と反応して、さらに各エラストマー層２２を硬化させることができる。

特に、本発明のエラストマーコーティング組成物は、ＡＷＷＡ Ｃ２２２の４．３および４．４の項に従って、鋼管の調製された表面に適用されると、陰極剥離（ＡＳＴＭ Ｇ９５に従って測定した１２ｍｍの最大剥離半径）、柔軟性（ＡＳＴＭ Ｄ５２２に従って７７ｍｍのマンドレル上で柔軟性について調べるために１８０°折り曲げた際に亀裂または剥離が起こらない）、耐衝撃性（ＡＳＴＭ Ｇ１４に従って最小８．５Ｎ・ｍ（ニュートンメートル）、耐摩耗性（ＡＳＴＭ Ｄ４０６０に従ってＣＳ１７ホイールを用いた１０００回転当たりの最大１００ｍｇのコーティング損失）、耐薬品性（ＡＳＴＭ Ｄ５４３ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ａ、手順１に従って各試薬中に３０日間浸漬した後の長さまたは幅の全質量の５％以下の損失）、絶縁耐力（ＡＳＴＭ Ｄ１４９に従って（２０ｍｉｌで）最小２５０Ｖ／ｍｉｌ）、吸水率（ＡＳＴＭ Ｄ５７０により測定した２．０％の最大吸水率）、プルオフ接着力（ＡＳＴＭ Ｄ４５４１に従って１５００ｐｓｉ（１０，３４２キロパスカル）を超える）および硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従ったショアＤスケールでの最小デュロメータ硬度６５）に関する４．２の項に記載されるＡＷＷＡ Ｃ２２２規格を満たすエラストマーコーティング層を鋼管上に形成する。

以下の実施例は、本発明を説明することを意図しており、本発明の範囲を限定するものとして何らみなされるべきではない。

系のイソシアネート反応性成分およびイソシアネート成分の一例を、下記の第１表に、すべての値でもって、系１００重量部を基準とした重量部（ｐｂｗ）で、かつ系の全重量％を基準とした重量％で表す。

^１Ｐｌｕｒａｃｏｌ Ｐ−７３６；^２Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒａｍｉｎｅ Ｄ−２０００；^３ＰｏｌｙＴＨＦ（登録商標）Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ Ｄｉｏｌ １０００；^４Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）Ｒ−９７２（Ｅｖｏｎｉｋ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）；^５Ｑｕａｄｒｏｌ；^６Ｌｕｐｒａｇｅｎ Ｎ２０１（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）；^７Ｄａｂｃｏ Ｔ−１２ Ｃａｔａｌｙｓｔ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）；^８Ｂｒｉｇｈｔ Ｗｈｉｔｅ １８３６１（Ｒｅｐｉ，Ｓ．ｐ．Ａから入手可能）；^９Ｅｔｈａｃｕｒｅ １００（Ａｌｂｅｍａｒｌｅから入手可能）；^１０Ｅｌａｓｔｏｆｌｅｘ Ｒ２３０００Ｔ（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）

第１表の成分を混合し、以下にまとめているように、様々な基材上にエラストマー組成物として３８．９ｆｔ^２／ｇａｌ（３．６１ｍ^２／３．７９リットル、または０．９５ｍ^２／リットル）の理論被覆率で３５ｍｉｌの厚さにて、下記の表面調製、材料調製、適用装置およびガイドラインに従って適用した（ＡＣＴ（ヒルズデール、ミシガン州）から入手可能な１／１６インチ（０．１６ｃｍ）亜鉛めっき鋼基材パネル；Ｌａｋｅ Ｓｈｏｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ，Ｉｎｃ．（ワイアンドット、ミシガン州）から入手可能な１／４インチ（０．６４ｃｍ）炭素鋼板；ＫＴＡ−Ｔａｔｏｒ（ピッツバーグ、ペンシルベニア州）から入手可能な内径２インチ（５．０８ｃｍ）および外径２ ３／８’’（６．０３ｃｍ）を有する長さ１２インチ（３０．４８ｃｍ）の寸法のスケジュール４０管セクション；およびＧｒａｉｎｇｅｒ（ロムルス、ミシガン州）から入手可能な３／８インチ（０．９５ｃｍ）厚さの高密度ポリエチレンシートを含む）。パネルを評価前に周囲条件下で７日間風乾した。
表面調製：
・ ブラスト洗浄前にすべての部材を目視検査した。
・ 粗い溶接部または鋭い突起部をいずれも滑らかに研磨した。
・ 溶剤洗浄を使用することにより、オイル、グリースまたはその他の有機汚染物質の堆積物をいずれも除去した。
・ 被コーティング表面のすべては、ＳＳＰＣ−ＳＰ１に従って、完全に乾燥しており、水分、ダスト、グリット、オイル、グリースまたは任意の他の汚染物質を含んでいなかった。
・ 基材の温度は、露点温度よりも少なくとも５°Ｆ（３℃）高かった。
・ ニアホワイトブラスト、ＳＳＰＣ−ＳＰ１０／ＮＡＣＥ Ｎｏ．２および３〜４ｍｉｌのプロファイルを用いた。ブラスト媒体は、きれいで、ダストフリーで、硬く、鋭くそして角張っていた。
・ 洗浄された表面を、エアブラスト、ブラッシングまたは真空にして、コーティング前にすべてのダストおよびデブリを除去し、任意の錆色のブルーミングが発生する前にコーティングした。錆汚れを示す洗浄した鋼材はいずれも、コーティング前に再びブラストした。
材料調製：
・ 使用前に、各樹脂材料を、使用前３０分以上にわたって、その元の容器中で、定評のあるミキサーにより撹拌した。
・ 樹脂およびイソシアネートの開封されたドラムを、水分汚染から保護した。
適用装置およびガイドライン：
・ エラストマーコーティング組成物を、２：１体積比の複数成分の高圧計量機器により適用した。この機器は、スプレーガンにおいて少なくとも１５０°Ｆ（６６°Ｃ）の成分温度のほかに、３０００ｐｓｉまでの作動圧力を維持した。スプレーパターンの最適化を可能にする、変更可能なスプレーチップを備えたインピンジメント混合エアレススプレーガンを用いてエラストマー組成物を適用した。
・ 機器：ＧｌａｓＣｒａｆｔ ＭＨＲ−ＶＲ
・ スプレーガン：ＧｌａｓＣｒａｆｔ Ｐｒｏｂｌｅｒ ２
・ 混合チャンバー：０１
・ 空気キャップ(Fan Tip)：３６／４０
・ 混合比−体積部：樹脂２００／イソシアネート１００
・ 成分温度：樹脂／イソシアネート１５０°Ｆ（６６°Ｃ）
・ 成分圧力：樹脂２，０００ｐｓｉ（１３７９０キロパスカル）／イソシアネート２，１００ｐｓｉ（１４４７９キロパスカル）

適切な基材上に調製されたエラストマー組成物を、一般にＡＷＷＡ Ｃ２２２に説明されている試験手順に従って、陰極剥離、プルオフ接着力、柔軟性、耐衝撃性、耐摩耗性、吸水率、硬度、耐薬品性、絶縁耐力および引張強度について評価し、各試験をさらに以下でまとめ、それらの試験の結果を後続の第２表にまとめた。

陰極剥離
コーティングされたパネルの陰極剥離試験を、「配管コーティングの陰極剥離試験のための標準試験法（付着セル法）(Standard Test Method for Cathodic Disbondment Test of Pipeline Coatings (Attached Cell Method))」と題するＡＳＴＭ Ｇ−９５−０７（１３）の改訂版に従って、上記に規定される亜鉛めっき鋼基材パネル上で周囲試験条件（約２３℃）にて実施した。改訂は、印加電圧および試験期間の継続時間を含んでいた。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｃｔｏｒ（登録商標）６０００非破壊電子コーティング厚さゲージを用いて、サンプルのコーティング厚さ測定値を得た。

サンプルを試験するための手順は、陰極接合試験のために指定された被覆鋼パネルの中心の金属表面へのコーティングを通して１／８インチ（０．３１７３ｃｍ）の直径のホリデイ（塗り残し又は塗膜が形成されていない部分）を穿孔することを含んでいた。ホリデイ箇所が管の内径内にあるように、シリコーン接着剤で各パネルに直径４インチ（１０．１６ｃｍ）の管セクションを接着させた。ホリデイ箇所が電解質溶液に浸漬されるように、電解質溶液（脱イオン水中で３質量％の塩化ナトリウム）を管の内側（すなわちセル）に充填した。電流印加陽極として白金線を使用し、かつ−１．５Ｖの電位をサンプルに２８日間印加した。

２８日後、コーティング接着力を、先に浸漬されたホリデイ箇所と、コーティングされたパネル上の１つの浸漬されていない箇所とで、基材へのコーティングを介して「Ｘ」の形状の４５°の半径方向のカットを入れ、実用的なブレードナイフを使って手作業によりコーティングを引き剥がして接着損失の程度を調べることにより評価した。コーティング剥離の量は、元のホリデイ箇所から、露出した基材の最も遠い地点までを測定した。

コーティングを除去したら、先に浸漬されたホリデイ箇所に対応する鋼パネルの表面で汚れを目視により観察した。汚れは、先に浸漬されたホリデイ箇所付近のはっきりと識別される円形範囲から視覚的に明らかであった。この円形範囲を測定し、陰極剥離試験による陰極剥離の量と相関させた。汚れの量は、元のホリデイ箇所から、汚れの更なる半径方向地点まで測定した。この試験を多数のサンプルについて繰り返し、平均的な半径方向の汚れを下記の第２表にまとめる。

プルオフ接着力
プルオフ接着力を、「可搬型アドヒージョンテスターを用いたコーティングの引き剥がし強さ、試験法Ｅ、セルフアライメントアドヒージョンテスターＴｙｐｅ Ｖ(Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers, Test Method E, Self Aligning Adhesion Tester Type V)」と題するＡＳＴＭ Ｄ４５４１に従って評価した。

プルオフ接着力を、上記に記載した表面調製に従って調製されているコーティングされた４インチ×８インチ×０．２５インチ（１０．１６ｃｍ×２０．３２ｃｍ×０．６３５ｃｍ）の鋼板で実施した。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｃｔｏｒ（登録商標）６０００非破壊電子コーティング厚さゲージを用いて、各パネルの５つの箇所でコーティング厚さを測定した。試験表面を６０グリットのサンドペーパーで研磨し、きれいに拭いた。シアノアクリレートまたは２成分エポキシグルーを用いて直径２０ｍｍのドリー（この表面は８０グリットのサンドペーパーで研磨した）を、研磨したサンプル表面に付着させ、これを周囲実験室条件で先に２４時間乾燥させて、その後に引っ張った。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｓｔ ＡＴ−Ａ全自動アドヒージョンテスターを用いて引っ張る前に、金属表面のプルスタブの周りでサンプル表面に刻み目を入れた。

柔軟性
柔軟性試験を、ＡＳＴＭ Ｄ５２２／Ｄ５２２Ｍ−１３「付着有機コーティングのマンドレル曲げ試験のための標準試験法(Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings)」の方法Ｂに従って実施した。試験パネルは、冷間圧延鋼１／３２インチ×４インチ×１２インチ（０．０８１ｃｍ×１０．１６ｃｍ×３０．５ｃｍ）−ＡＣＴ ＣＲＳ ０４ｘ１２ｘ０２６ Ｂ１０００ Ｐ９９Ｘ ＤＩＷ；ＵＮＰ）であり、そしてコーティングを上記の方法により適用した。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｃｔｏｒ（登録商標）６０００非破壊電子コーティング厚さゲージを用いて、サンプルのコーティング厚さ測定値を得た。

この試験では、各サンプルを３インチ（７．６２ｃｍ）のマンドレル上で１８０°曲げた後、亀裂について８倍のコンパレーターレンズで検査した。多数のサンプルについて試験を繰り返し、結果を下記の第２表にまとめる。

耐衝撃性
コーティングされた基材上のコーティングの耐衝撃性を、「配管コーティングの耐衝撃性に関する標準試験法（落錘衝撃試験）(Standard Test Method for Impact Resistance of Pipeline Coatings (Falling Weight Test))」と題するＡＳＴＭ Ｇ１４−０４（１０）ｅ１に従って測定した。この試験では、長さ１２インチ（３０．４８ｃｍ）の寸法の５つの管セクションを上記のとおりコーティングした。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｃｔｏｒ（登録商標）６０００非破壊電子コーティング厚さゲージを用いて、各パネル上の５つの箇所でコーティング厚さを測定した。この方法で概説される装置に管を固定し、２４インチから４８インチ（６０．９６〜１２１．９２ｃｍ）の範囲の様々な高さから３．２ポンド（１．４５ｋｇ）のタップ重量（落錘）を、この方法で概説されるように落下させた。２０箇所の衝撃位置を、各管セクションで観察し、衝撃強度を、高さ、重量、およびコーティング破損データの頻度を用いて計算した。結果を下記の第２表にまとめる。

耐摩耗性
テーバー耐摩耗性を、「テーバー摩耗試験機による有機コーティングの耐摩耗性に関する標準試験法(Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser)」と題するＡＳＴＭ Ｄ４０６０−１４に従って測定した。１／３２インチ×４インチ×４インチの二重コーティングされた冷間圧延鋼パネル（０．０８１ｃｍ×１０．１６ｃｍ×１０．１６ｃｍ）（ＡＣＴ ＣＲＳ ０４ｘ１２ｘ０２６ Ｂ１０００ Ｐ９９Ｘ ＤＩＷ；ＵＮＰパネル）を秤量し、次いで１０００ｇ荷重およびＣｓ−１７摩耗ホイールを用いて１０００サイクルに供した。ＤｅＦｅｌｓｋｏ ＰｏｓｉＴｅｃｔｏｒ（登録商標）６０００非破壊電子コーティング厚さゲージを用いて、各パネル上の５つの箇所でコーティング厚さを測定した。摩耗後の重量を１００サイクル試験後に得て、重量損失をミリグラム単位で記録した。多数のサンプルについて試験を繰り返し、結果を下記の第２表にまとめる。

吸水率
独立フィルムサンプルの吸水率を、「プラスチックの吸水率に関する標準試験法(Standard Test Method for Water Absorption of Plastics)」と題するＡＳＴＭ Ｄ５７０−９８（１０）ｅ１に従って、手順７．４「長期浸漬(Long Term Immersion)」により測定した。この試験では、上記の表面調製、材料調製、適用装置および適用ガイドラインに従って、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）シート（少なくとも３／８インチ（少なくとも０．９５ｃｍ）厚さ）にコーティングを適用した（鋼基材をＨＤＰＥパネルで置き換える）。３インチ×１インチ（７．７２ｃｍ×２．５４ｃｍ）の寸法の３つ棒材を、ＨＤＰＥシートから取り出した独立フィルムから切断し、各棒材の厚さをＭｉｔｕｔｏｙｏ Ｄｉｇｉｍａｔｉｃ Ｃａｌｉｐｅｒｓを用いて測定した。サンプルを５０℃に維持したオーブン中で２４時間コンディショニングした。コンディショニング後、サンプルをデシケーターで冷却し、直ちに秤量した。次いで、サンプルを相対湿度５０％で約７０°Ｆ（約２１℃）の実験室条件で維持された脱イオン水中に浸漬した。その２４時間後、１週間後および２週間後にサンプルを水から取り出し、再度秤量した。次いで、重量の増大率を、次式に従って計算した［重量増大率（％）＝（湿潤重量−コンディショニング重量）／コンディショニング重量）×１００％］。

ショアＤ硬度
コーティングの硬度は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０−０５（１０）、「ゴム特性−デュロメータ硬度に関する標準試験法」に従って評価した。（校正された硬度ブロックを用いて検証される）ショアＤデュロメータを用いて、５つの示度を、厚さ３／８インチ（０．９５ｃｍ）の高密度ポリエチレンシート（上記の吸水試験に記載された方法に従って調製したもの）から取り出した独立フィルムサンプルから得た。平均結果を下記の第２表にまとめる。

耐薬品性
耐薬品性を、ＡＳＴＭ Ｄ５４３−１４、「化学試薬に対するプラスチックの耐性を評価するための標準プラクティス(Standard Practices for Evaluating the Resistance of Plastics to Chemical Reagents)」を参照するＡＷＷＡ Ｃ２２２−０８、「鋼製給水管および管継手の内側および外側用のポリウレタンコーティング(Polyurethane Coatings for the Interior and Exterior of Steel Water and Pipe Fittings)」に従って評価した。この試験に使用した化学溶液は、塩化ナトリウム１０％、塩化ナトリウム３０％、水酸化ナトリウム３０％、Ｎｏ．２ディーゼル燃料および脱イオン水を含んでいた。周囲温度（約２３℃）で３０日間浸漬した後、３つの複製コーティングパネルの質量および寸法の平均変化を計算した。コーティング寸法の測定値は、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ Ｄｉｇｉｍａｔｉｃ Ｃａｌｉｐｅｒｓを用いて、それぞれのサンプルの５つの箇所で得た。多数のサンプルについて試験を繰り返し、結果を下記の第２表にまとめる。

絶縁耐力
絶縁耐力試験を、ＡＳＴＭ Ｄ１９９−０９（１３）、「商用電源周波数における固体電気絶縁材料の絶縁破壊電圧および絶縁耐力に関する標準試験法(Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at Commercial Power Frequencies)」の方法Ａに従って実施した。多数のサンプルパネルの試験の平均結果を、下記の第２表にまとめる。

引張強度
コーティングの引張強度を、「プラスチックの引張特性に関する標準試験法(Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics)」と題するＡＳＴＭ Ｄ６３８ ｔｙｐｅ ＩＶに従って評価した。この試験では、厚さ３／８インチ（０．９５ｃｍ）の高密度ポリエチレンシート（コーティングされたシートは、上記の吸水率の項目に記載の方法に従って調製した）から取り出した独立フィルムサンプルからサンプルを得た。ＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｔｙｐｅ ＩＶの試験片を油圧裁断プレスで乾燥し、厚さを機械的すきまゲージで測定した。２３℃および５０％ＲＨ（相対湿度）の標準周囲条件で、サンプルを最低２４時間プレコンディショニングした。すべての試験を、Ｔｅｓｔｗｏｒｋｓ ４ Ｓｏｆｔｗａｒｅを用いて、ＭＴＳ汎用試験機で同じ標準周囲条件で行った。

結果
上述の方法に従って実施した陰極剥離、プルオフ接着力、柔軟性、耐衝撃性、耐摩耗性、吸水率、硬度、耐薬品性、絶縁耐力および引張強度に関する試験の結果を、下記の第２表に示す。

添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記載された明確なかつ個別の化合物、表面処理材料または方法に制限されず、これらは、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる個別の実施形態の間で変化し得ることを理解されたい。本明細書中で様々な実施形態の個別の特徴または態様を記載するための根拠となる任意のマーカッシュグループに関連して、種々の、特殊なおよび／または予期しない結果が、すべての他のマーカッシュメンバーとは独立したそれぞれのマーカッシュグループの各メンバーから得ることができることを理解されたい。マーカッシュグループの各メンバーは、個々におよび／または組合せで根拠となり得るものであって、添付の特許請求の範囲の範囲内で特定の実施形態のための十分なサポートを提供する。

さらに、本発明の様々な実施形態の説明において根拠となる任意の範囲および部分範囲は、添付の特許請求の範囲の範囲内に独立しておよび集合的に含まれており、整数値および／または小数値を中に含む全ての範囲を、そのような値が本明細書中に明記されていなくても記載および意図しているものと理解される。当業者であれば、列挙された範囲および部分範囲が、本発明の様々な実施形態を十分に記載しかつ可能にすること、そしてそのような範囲および部分範囲が、さらに、関連する二分の一、三分の一、四分の一、五分の一などの範囲に定められ得ることを容易に認識する。ほんの一例として、「０．１から０．９までの」範囲は、さらに、下三分の一、すなわち０．１から０．３まで、中央の三分の一、すなわち０．４から０．６まで、上三分の一、すなわち０．７から０．９までの範囲に定められることができ、これらは個々におよび集合的に添付の特許請求の範囲の範囲内にあり、個々におよび／または集合的に根拠となり得るものであり、かつ添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態のための十分なサポートを提供する。さらに、範囲を定義するまたは修飾する文言、例えば、「少なくとも」、「〜超」、「〜未満」、「〜以下」などに関しては、そのような文言は、部分範囲および／または上限もしくは下限を含むと理解されたい。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、本来的に、少なくとも１０から３５までの部分範囲、少なくとも１０から２５までの部分範囲、２５から３５までの部分範囲などを含み、各部分範囲は、個々におよび／または集合的に根拠となり得、かつ添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態のための十分なサポートを提供する。最後に、開示された範囲内の個々の数は、根拠となり得、添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態のための十分なサポートを提供する。例えば、「１から９までの」範囲は、様々な個々の整数、例えば３のほかに小数点（または分数）を含む個々の数、例えば４．１を含み、これらは根拠となり得るものであり、かつ添付の特許請求の範囲の範囲内の特定の実施形態のための十分なサポートを提供する。

本発明は、説明を目的として記載されたものであって、使用された用語は、制限するものではなく説明の用語の性質を帯びたものを意図していることを理解されたい。上記の教示に照らして、本発明の多くの変更および変化が可能であることは明らかである。本発明は、具体的に記載されたものとは別の方法で行われることもできる。

２０ 金属管、 ２２ エラストマーコーティング層、 ２４ 内面、 ２６外面

Claims (23)

1. 基材に適用するエラストマー組成物を形成するための系であって、当該系が、
   重合体であるポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と、
   ポリオール成分およびポリエーテルアミンを含むイソシアネート反応性成分と
   を含み、ここで、前記ポリオール成分が、
   （ａ）疎水性ポリオールと、
   （ｂ）前記疎水性ポリオールとは異なるポリエーテルポリオールであって、５００ｇ／ｍｏｌを超える重量平均分子量を有する、前記ポリエーテルポリオールと、
   （ｃ）ポリアミノポリオールと
   の混合物を含む、前記系。
2. 前記重合体であるポリイソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシアネートの重合体を含む、請求項１に記載の系。
3. 前記イソシアネート成分が、さらに、前記イソシアネート成分中に存在するイソシアネート末端プレポリマーを、前記イソシアネート成分１００重量部を基準として、約２５〜約７５重量部の量で含む、請求項１または２に記載の系。
4. 前記イソシアネート成分が、前記系の全重量の３５．５〜４０重量％を構成する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の系。
5. 前記疎水性ポリオールが天然油ポリオールを含む、請求項１から４までのいずれか１項に記載の系。
6. 前記天然油ポリオールがヒマシ油を含む、請求項５に記載の系。
7. 前記ポリエーテルポリオールが、５００〜６５０ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の系。
8. 前記ポリエーテルポリオールが、エチレンオキシドの非存在下でのプロピレンオキシドの触媒による付加反応から誘導されている、請求項７に記載の系。
9. 前記ポリエーテルポリオールが、３．５〜４．０の平均官能価を有する、請求項７または８に記載の系。
10. 前記ポリエーテルポリオールが、前記系の全重量の１．８〜５重量％を構成する、請求項７から９までのいずれか１項に記載の系。
11. 前記イソシアネート反応性成分が、さらに、テトラヒドロフランの重合によって得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の系。
12. 前記イソシアネート反応性成分が、さらに、テトラヒドロフランの重合によって得られた、６５０〜２０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有するポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の系。
13. 前記ポリテトラメチレンエーテルグリコールが、前記系の全重量の４〜１０重量％を構成する、請求項１１または１２に記載の系。
14. 前記ポリアミノポリオールが、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドをベースとするポリエーテルポリオールテトロールを含む、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の系。
15. 前記ポリアミノポリオールが、前記系の全重量の４〜１０重量％を構成する、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の系。
16. 前記ポリエーテルアミンが、前記系の全重量の４〜１０重量％を構成する、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の系。
17. 前記系１００重量部を基準として、
    前記イソシアネート成分３５．５〜４０重量部と、
    前記天然油ポリオールとしてヒマシ油２５〜３７重量部と、
    プロピレンオキシドの触媒による付加反応から誘導されたポリエーテルポリオールであって、５００〜６５０の重量平均分子量および３．５〜４．０の平均官能価を有する、前記ポリエーテルポリオール１．８〜５重量部と、
    テトラヒドロフランの重合によって得られた、６５０〜２０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有するポリテトラメチレンエーテルグリコール４〜１０重量部と、
    前記ポリアミノポリオール４〜１０重量部と、
    前記ポリエーテルアミン４〜１０重量部と
    を含む、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の系。
18. 前記イソシアネート成分中のＮＣＯ基対前記イソシアネート反応性成分中の活性水素のモル比が、１：１〜１．１０：１である、請求項１から１７までのいずれか１項に記載の系。
19. 請求項１から１８までのいずれか１項に記載の前記系の前記イソシアネート成分と前記イソシアネート反応性成分とを反応させることによって得られたエラストマー組成物。
20. 基材と、当該基材に接着したエラストマーコーティング層とを含む物品であって、前記エラストマーコーティング層が、請求項１９に記載にエラストマー組成物を含む、前記物品。
21. 前記基材が、外面および内面を有する金属管を備え、前記エラストマーコーティング組成物が、前記外面および前記内面の少なくとも一方に適用されて、それらに接着したエラストマーコーティング層を形成し、かつ前記適用されたエラストマーコーティング層を有する前記鋼管が、ＡＷＷＡ Ｃ２２２（米国水道協会規格Ｃ２２２）に記載される水供給産業における使用基準を満たす、請求項２０に記載の物品。
22. 請求項１９に記載の前記エラストマー組成物の層を、基材の表面上に適用してエラストマーコーティング層を形成することを含む、基材をコーティングする方法。
23. エラストマー組成物を形成する方法であって、
    請求項１から１８までのいずれか１項に記載の前記系の前記イソシアネート成分と前記イソシアネート反応性成分とを一緒に混合すること、および
    前記イソシアネート成分と前記イソシアネート反応性成分とを反応させてエラストマー組成物を形成すること
    を含む、前記方法。

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