KR100275285B1 - 분말 코팅의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에서 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에 관한 것이다.
그 실리콘 엘라스토머 입자는
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)2의 코어폴리머(core polymer) 5∼95wt%와,
b) 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt%로 구성된다.
위 일반식에서, x=5∼99.5mol%, y=0.5∼95mol%, z=0∼30mol%이고, R은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬이다.
Description
분말 코팅은 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴수지 또는 폴리에스테르수지등 열가소성 또는 열경화성 폴리머, 안료 및 또다른 첨가제, 예로서 가교촉매를 기재로 한 고형 바인더로 구성되어 있다.
이들의 조성물은 주로 금속 기재에 분먈형태로 처리한다.
위에서 설명한 열가소성 또는 열경화성 바인더는 일반적으로 경질이나, 위약하다(brittle).
따라서, 필름특성을 향상시키기 위하여 그 폴리머계의 내충격성 부여제(impact modification)가 자주 필요하였다.
우수한 충격강도를 얻음과 동시에, 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 기존의 바람직한 폴리머특성을 갖도록 하기 위하여, 내충격성 부여제(impact modifier)를 최적의 입자크기와 입자형태를 가진 각각의 이산형 미소상(discrete microphases)형태의 열가소성 또는 열경화성 시스템에 결합시킬 필요가 있다.
이 결합은 블렌드(blend)성분으로 일정한 크기분포와 일정크기를 가진 입자 형태의 내충격성 부여제를 사용함으로써 조정하여 재생성할 수 있게 실시할 수 있다.
또, 그 입자상 내충격성 부여제는 폴리머 매트릭스(polymer matrix)와 상용성(compatible)이 높아야 한다.
이 경우, 그 부여제의 주요한 크기는 입자직경에 의해 정확하게 규정된다.
완전한 상분리의 경우에만, 그 폴리머 매트릭스의 가소화(plastification)가 발생하지 아니하여, 그 결과 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 폴리머 매트릭스 특성에 대한 손실 또는 역효과를 초래한다.
실리콘은 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱의 변성제(modifiers)로 공지되어 있으며, 충격강도의 증가만이 아니라 열가소성 및 열경화성 오르가노 폴리머 시스템의 저온에서의 가요성, 내후성, 내온성 변화 및 내약품성을 향상시킬수 있기 때문에 특히 관심이 있다.
그러나, 일반적으로 실리콘은 오르가노 실리콘과 기본적으로 불용성인 결점이 있다.
이와 같은 불용성으로 인하여, 일반적으로 분말 코팅의 바인더 첨가제로서 실리콘 오일 및 실리콘 수지의 사용에는 혼합 및 압출장치에서의 오염등 처리할 때 문제점이 발생한다.
처리할 때, 유동시 결함이 발생할 수 있으며, 실리콘의 이행은 접착 및 과도한 코팅에서 문제점이 발생한다.
특허문헌 USP 5280098 에서는 에폭시 기능 실리콘 수지는 분말 코팅 조성물에서 단독 바인더(sole binder) 또는 바인더성분으로서 유기수지와의 혼합에 대하여 기재되어 있다.
에폭사이드기의 도입으로 유기수지와의 상용성 및 탄성을 향상시키도록 한다.
조성시킨 미소상 분리(controlled microphase separation)는 일정한 입자직경을 가진 입자상 구조를 갖고 있지 않기 때문에 에폭시 기능 실리콘수지로 실현시킬 수 없다.
특허문헌 USP 5227435 에서는 OH기능 실록산과 글리콜을 축합시킨 다음 카르복실산과 에스테르화시키고 무수물과 반응시켜 얻어진 실리콘 변성 폴리에스테르에 의해 폴리에스테르 바인더의 분말 코팅에서 치환에 대하여 제안하고 있다.
특허문헌 EP-A 275051 은 얻을 수 있는 코팅 필름의 특성에 대한 개량 프로필(improved profile)을 가진 분말 코팅의 바인더로서 아크릴레이트 그라프트 실리콘 수지에 대하여 기재되어 있다.
특허문헌 USP 5227435 및 데-A 275051 에 의한 처리공정의 결점은 여기서 설명한 실리콘 코폴리머가 통상의 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱을 대치하기 위한 바인더로서 기재되어 있는 기술구성에 있다.
그결과, 그 실리콘 성분은 착화반응에 의해 각각의 폴리머계에 결합시킬 필요가 있으며, 각각의 소정의 바인더계는 스크래치(scratch)로부터 새로 합성시킬 필요가 있다.
또, 실리콘에 대한 주요한 오염문제는 이와 같은 바인계에 의해 제거할 수 없다.
여기서 또 그 변성제는 입자상 구조를 갖고 있지 않기 때문에 조절한 미소상 분리가 없다.
특허문헌 EP-A 217257 은 오르가노 폴리머로 그라프팅(grafting)시킨가교시키지 않거나 가교시킨 디오르가노실록산 폴리머에 관한 것이다.
이들의 분말은 그 자체 처리하나, 첨가제로 사용되지 않는다.
롤링(rolling), 캘렌더링(calendering) 및 니딩(kneading)에 의해 실시한 처리는 탄성 러버 물질을 제조하나, 열가소성 또는 열경화성 분말을 기재로 하는 분쇄 코팅 조성물이 아니다.
따라서, 본 발명의 목적은 통상의 종래의 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 하며, 충격강도 및 내후성을 향상시킴과 동시에 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 그 바인더의 기존의 바람직한 폴리머 특성을 가진 분말 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
열가소성 도는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅에서 조성물 성분으로서 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에의해 기대이상으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에서 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에 관한 것으로, 그 실리콘 엘라스토머 입자가
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x=5∼99.5mol%, y=0.5∼95mol%, z=0∼30mol%임)의 코어 폴리머 5∼95wt%와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt%로 구성함을 특징으로 한다.
위 일반식에서 R 은 같거나 다른 탄소원자 1∼6개를 가진 1가의 알킬 또는 알케닐래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
또, 본 발명은 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머를 구성하는 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 관한 것으로, 그 실리콘 엘라스토머 입자는
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x=5∼99.5mol%, y=0.5∼95mol%, z=0∼30mol%임)의 코어 폴리머 5∼95wt%와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt%로 구성함을 특징으로 한다.
위 일반식에서 R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
조성물 성분으로 사용되었던 오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자와 그 제조방법은 특허문헌 EP-A 492376(USP 5223586)에 기재되어 있다.
사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 이들의 입자가 단위(RSiO3/2)와 (SiO4/2)에 의해 가교된 것을 말한다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는
a) RM 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 코어 폴리머
(R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x=50∼99mol%, Y=1∼50mol%, z=0∼20mol%임) 20∼80wt%와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 20∼80wt%로 구성하는 것이 바람직하다.
미세한 그라프트 코폴리머는 평균 입자직경 10∼300㎚, 특히 30∼150㎚이 바람직하다.
그 입자크기는 위 범위내에서 변동시킬 수 있다.
1개 모드(monomode) 입자크기 분포가 최대의 다분포도지수(polydispersityindex) σ2=0.2로 존재하는 것이 바람직하다.
래디컬 R 은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 아밀, 헥실 래디컬등 알킬 래디컬; 비닐, 알릴, 부테닐 및 1-헥세닐 래디컬등 알케닐 래디컬; 페닐 래디컬등 아릴 래디컬; 또는 할로겐화 탄화수소 래디컬, 메르캅토알킬래디컬, 시아노알킬 래디컬, 아미노아킬 래디컬, 아실옥시알킬 래디컬, 히드로옥시알킬 래디컬 등 치환 탄화수소 래디컬이 바람직하다.
특히 바람직한 래디컬에는 메틸, 에틸, 프로필, 페틸, 비닐, 알릴, 1-헥세닐, 3-메타아크릴옥시프로필 및 3-메르캅토프로필 래디컬이 있으며, 실록사 폴리머의 래디컬중 30mol%이하에는 비닐, 3-메타이크릴옥시프로필 또는 3-메르캅토프로필 기가 있다.
오르가노 폴리며 성분(b)으로 사용되는 모노머에는 아크릴테이트 또는 메타아크릴레이트, 푸마르산 및 말레인산과 탄소원자 1∼10개를 가진 지방족 알코올 및 디올의 모노 또는 디에스테르, 아크릴아마이드, 메타아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 말레이미드(maleimide), 비닐 클로라이드, 모노 및 디비닐 에스테르, 에틸렌, 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌이 바람직하다.
스티렌, 탄소원자 1∼4개를 가진 지방족 알코올의 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트, 예로서 메틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 및 글리시딜-(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
위에서 설명한 모노머의 호모 폴리머 및 코폴리머는 오르가노 폴리머 성분으로 적합하다.
폴리실록산 그라프트 기재는 R2Si(OR')4-a'(a=0, 1 또는 2 임) 타입의 모노머실란 또는 선택적으로 일반식 (RaSiO)n(n=3∼8임)의 저분량 실록산의 대응되는 혼합물을 교반시킨 유화제/물 혼합물에 혼합시켜 유화중합방법에 의해 제조한다.
여기서 R 은 위에서 설명한 정의와 같다.
R' 은 탄소원자 1∼6개를 가진 알킬 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬이며, 메틸, 에틸 및 프로필 래디컬이 바람직하다.
실란 또는 실란 혼합물 또는 실란/실록산 혼합물을 혼합형태로 첨가한다.
그 에멀젼 중합은 온도 30∼90℃, 바람직하게는 60∼865℃, 대기압하에 실시한다.
중합 혼합물의 pH 는 1∼4, 바람직하게는 2∼3 이다.
적합한 실란의 예에는 일반식 R2Si(OR')2의 실란에 있어서 디메틸디에톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란이 있고, 일반식 (R2SiO)n(n=3∼8%)의 올리고머에 있어서 옥타메틸시클로헤트라실록산 또는 헥사메틸시클로트리실록산이 있으며, 일반식 RSi(OR')3의 실란에 있어서 메틸트리메톡시실란, 페틸트리에톡시실란, 3클로로프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 또는 메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란이 있으며, 일반식 Si(OR')4의 실란에 있어서 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란이 있다.
그 제조방법의 최종 공정에서, 위에서 설명한 에틸렌 불포화 모노머는 폴리 실록산 그라프트 기재상에 그라프팅된다(grafting).
그라프팅은 그 에멀젼 중합방법에 의해 수용성 또는 모노머-가용성 프리 래디컬 개시제의 존재하에 발생한다.
그 그라프트 코폴리머는 공지의 방법에 의해 에멀젼과 분리시킬 수 있다.
예로서, 염첨가 또는 극성용매첨가 또는 스프레이 건조에 의해 라텍스를 응고시켜 그 에멀젼과 불리시킬 수 있다.
실리콘 코어의 가교도는 그 탄성특성을 결정하며, 단위(RSiO4/2)를 얻기 위하여 출발 성분으로 그 대응되는 알콕시실란 및/또는 실록산을 알맞게 선택하여 통상의 기술자에게 공지된 방법으로 측정시킬 수 있다.
올레핀 불포화 2중결합, 예로서 비닐 래디컬 또는 3-메타이크릴옥시프로필래디컬로 구성되는 실란단위 결합으로, 그다음 그라프트 중합에서 공유결합에 의해 실리콘 코어에 오르가노 폴리머 쉘을 화학적으로 결합한더.
그 오르가노 폴리머 쉘(b)의 합성시에 적합한 모노머를 선택함으로써 그 오르가노 폴리머 쉘을 제조할 수 있다.
이와 같이 예로서 메틸메타아크릴레이트(Tg 높음)와 n-부틸 아크릴레이트(Tg 낮음)로 구성되는 코폴리머 쉘을 가교시킨 실리콘 코어상에서 그라프팅시킴으로써 그 폴리머 쉘의 연화온도를 측정시켜 분말 코팅 성분을 처리할 때, 특히 압출할 때 그 필요한 조건을 정확하게 충족시킬 수 있다.
예로서 메틸메타아크릴레이트와 글리시딜메타아크릴레이트로 구성되는 코폴리머 쉘을 가교시킨 실리콘 코어상에 그라프팅시킴으로써, 한편으로는 글리시딜에타아크릴레이트로 도입시킨 오르가노 폴리머 쉘의 에폭사이드기능으로 인하여 분말 코팅 조성물의 바인더수지와 변성제 입자사이에 매트릭스 부착물을 얻을 수 있고, 또 한편으로는 이들의 변성제 입자의 폴리에스테르수지를 기재로 한 바인더에 가교제로 작용할 수 있다.
따라서, 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y(x=80∼99mol%, y=1∼20mol%, R 은 같거나 다르며, 메틸, 3-메타아크릴옥시프로필 래디컬임)으로 구성되는 코어와, 폴리(메틸메타아크릴레이트)의 쉘 또는 메틸메타아크릴레이트 및 부틸아크릴레이트 또는 글리시딜메타아크릴레이트의 코폴리머 쉘을 가진 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자가 가장 바람직하다.
그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 그 코어 폴리머의 중량비는 60∼75wt%가 특히 바람직하며, 따라서 그 오르가노 폴리머 쉘의 중량비는 25∼50wt%가 특히 바람직하다.
이것은 오르가노 폴리머의 그라프팅도(degree of grafting) 33∼100에 대응한다.
오르가노 폴리머 쉘과 그 실리콘 엘라스토머 입자의 부가특성과 배합에 의한 결합용이성으로 인하여 분말 코팅에 있어서 모든 통상의 바인더 시스템과 함께 사용할 수 있다.
분말 코팅의 바인더 시스템의 예로는 에폭시 수지, 에폭시 노보락 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시-폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 히브리드 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리메타아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지(HD-PE, LD-PE, LLD-PE), 폴리프로필렌 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리아마이드 및 셀룰로오스 에스테르가 있다.
오르가노 폴리메 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는 실리콘 엘라스토머성분과 바인더성분의 총중량을 기준으로 하여 각각의 경우 일반적으로 0.5∼20wt%, 바람직하게는 1.0∼10wt%을 첨가한다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는, 온도 5∼160℃, 바람직하게는 60∼110℃에서 압출 또는 혼합처리에 의해 바인더, 안료 및 또다른 첨가제, 예로서 경화제를 사전혼합시킨 후 분말 코팅에 처리할 수 있다.
이것은 분말 코팅 제조의 통상적인 처리공정에 대응한다.
종래의 처리방법에 따라 미분쇄, 분쇄 및 체질(sieving)을 실시할 수 있다.
일반적으로, 그 처리공정은 그 바인더성분을 사전 미분쇄시켜 실리콘 엘라스 토머입자, 안료, 촉매 및 첨가제를 예로서 유체용 믹서(fluid mixers)내에서 충분히 혼합시킨다.
그 조성물은 혼합장치를 통해 압출기로 통과시키며, 그 압출기에서는 그 처리재를 각교촉매(경화제)의 활성화 온도이하와 그 바인더의 연화점이상으로 설정한 온도에서 용융시켜 균질화한다.
그 압출시킨 페이스트형상재를 압출기 다이에서 압출시킨 다음, 롤러에 의해 층두께 2∼3㎜로 압연시키며 냉각, 분쇄 및 미분쇄시킨다.
최종적으로 그 분말의 소정의 입자크기로 체질(sieving)한다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는 분말 코팅 조성물은 분말 코팅에 공지되어 있는 처리방법, 예로서 정진 분무(electrostatic spraying), 정전 코팅(electrostatic coating), 마찰전기(triboelectric) 및 코로나 처리, 유동상 소결(fluidized-bed sintering), 정전유동상 소결(electrostatic fluidized-bed sintering), 벌크 소결(bulk sintering) 및 원심분리 캐스팅(centrifugal casting)에 의해 처리할 수 있다.
모든 소결방법의 공통특징은 그 처리재가 필르명성시에 열에 의해 용융되도록 하는데 있으며, 열경화성 플라스틱의 경우 그다음으로 경화사이클(curing cycle)을 추가시켜 처리한다.
정전 처리방법의 공통특징은 그 분말을 일반적으로 냉각시킨 접지기재에 처리하도록 하는데 있다.
이들의 정전 전하 때문에 분말 입자가 가공편에 부착시킨 다음, 오븐애에서 가열시킴으로써, 그 입자가 용융되고, 경화할 수 있는 폴리머의 경우 경화된다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물은 모든 분말 코팅 용융분야에 적합하다.
예로서, 자동차(클리어코트, 톱코트, 내장마무리, 필러, 스톤-칩 보호(stone-chip protection) 및 하체보호), 철도차량 및 항공기(외장마무리가공)분야의 금속마무리가공, 가정용품(예로서 체스트 프리저(chest freezers), 냉장고, 디쉬 세척기), 건축재부품으로 외장(윈도우 프레임, 외장용 패널, 도어, 게이트(gates)) 및 내장(금속가구, 램프하우징), 자전거, 스노우모빌(snowmobiles), 선박콘테기어, 간판, 알루미늄 휘일림에 적합하다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물에 있어서, 열가소성 및 열경화성 플라스틱의 충격강도를 향상시킴과 동시에 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 기존의 폴리머 특성을 갖도록 하기 위한 미소상 분리(microphase separation)의 필요한 기준을 충족시킨다.
충격강도(저온하에서)의 향상이외에, 분말 코팅 조성물은 또 예로서 향상시킨 광택보존(내후성) 및 스트래치 저항(scratch resistance)을 경도, 치수안정성 및 기계적 강도에 대한 역효과 없이 달성할 수 있다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머입자는 조성물성분으로 분말코팅 조성물에 간단하게, 통상의 처리방법 기술에 따라 문제없이 혼합시킬 수 있다.
오염문제와 유동결함이 발생하지 않는다.
그결과 얻어진 분말 코팅은 오버 코팅 특성(overcoatability)을 제공한다.
다음의 실시예에서의 테스트결과에서는 저온에서도 그 분말 코팅의(충격)인성(toughness)을, 분말 코팅의 경도 및 접착에 대한 어떤 역효과도 없이 오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머입자를 첨가시켜 향상시킴을 나타낸다.
또 내후성 역시 향상되었다.
본 발명은 분말 코팅의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자와, 오르가노 폴리며 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자로 구성되고, 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 관한 것이다.
실시예 1∼2, 대비 실시예 1 (표 1) :
카르복실-함유 폴리에스테르 분말 코팅(상품명 Uralac을 가재로 함, DSM)을, 일반식 (R2SiO2/2)x·(R'SiO3/2)y(x=95mol%, y=5mol%, R=메틸기, R'메틸기, 3-메타아크릴옥시프로필기임)로 구성되는 코어(core)와 폴리메틸 메타아크릴레이트쉘(그라프팅 PMMA도 50 wt%, 초기입자크기 100m)을 가진 실리콘 입자 각각 20wt%(실시예 1), 3wt%(실시예 2) 및 0wt%(대비실시예 1)와 혼합하였다.
얻어진 혼합물 압출시켜 (압출기 : MP 2000PC, APV-Baker), 분쇄, 체질시킨 후 분말 핸드건(handgun)(ESB Integral 2020, Wagner)으로 분무시켜 알루미늄제 패널 또는 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이징 효과(baking operation)은 10분간 200℃에서 실시하였다.
그 분말 코팅의 테스트결과를 다음 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타낸 테스트 기준이외에 다음 테스트방법에 사용하였다:
쾨니그 진자경도는 DIN 53137에 따라 테스트하였다.
역충격(reverse impact)은 에리히센 볼(Erichsen ball) 충격테스트장치(모델 304)로 불충격테스트를 함으로 측정하였다.
크로스-해치(cross-hatch)는 DIN 53151 에 의한 방법을 사용하여 측정하였다.
이들의 측정에서, 인성(역충격) 및 접착(크로스-해치, 습윤기후조건)은 실리콘 엘라스토머 분말을 PMMA 쉘과 함께 첨가시킴으로써 향상되었고, 경도는 악영향이 없음을 나타내었다.
QUV-B 내후성 시험(3중영역 광택미터, Dr. Lange)에서 2000시간후 광택 감소 측정에서는 대비 실시예 1의 분말 코팅에 대하여 실시예 1의 분말 코팅과 대비하야 200% 더 높은 광택감소를나타내었다.
QUV-B 내후성 TLGA에서 그 분말 코팅의 저항성은 동일하게 그 실리콘 엘라스 토머 입자를 오르가노 폴리머 쉘과 함께 첨가시켜 향상시켰다.
실시예 3 :
아크릴레이트 분말 코팅(상품명 Alftalat를 기재로 함, Hoechst)을 실시예 1∼2 에서와 같이 실리콘 입자 각각 2wt%, 5wt% 및 10wt%와 혼합하였다.
그 얻어진 혼합물을 압출시켜(압출기 : MP 2000PC, APV-Baker) 분쇄, 체질(sieving)시킨 후 분말 핸드건(handgun)(ESG Integral 2020, Wagner)으로 분무시켜 알루미늄제 패널 또는 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이킹 조작은 160℃에서 20분간 실시하였다.
측정결과 (-20℃)에서 PMMA 쉘을 가진 실리콘 멜라스토머 입자 증가량 2wt∼10wt%에 따라 역충격치는 50%증가하였다.
실시예 4 :
에폭시 수지 분말 코팅(상품명 Araldite를 기재로 함, Ciba Geigy)을 실시예 1∼2 에서와 같이 각각 실리콘 입자 5wt%, 10wt%와 혼합하였다.
얻어진 혼합물을 압출시켜(압출기 : ZSK 25, Werner & Pfleiderer)분말 핸드건(Mars Ⅱ PL-6, Bolhofer)으로 분무에 의해 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이킹(baking)조작을 180℃에서 10분간 실시하였다.
측정결과, PMMA 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자 각각 5wt%와 10wt%를 첨가하여 역 충격치가 각각 20%와 40%증가되었음을 나타내었다.
동시에, 스톤-칩 저장이 향상되었다.
[표 1]
본 발명에 의해, 종래의 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 하여 충격강도 및 내후성을 향상시킬 수 있고, 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 바인더의 기존의 폴리머 특성을 가진 분말 코팅 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물은 자동차, 철도차량 및 항공기 분야의 금속마무리가공, 가정용품(냉장고, 디쉬세척기등), 건축재부품, 자전거, 스노우 모빌(snow mobiles), 선박콘테이너, 간판, 알루미늄, 휘일럼등에서 분말 코팅시키는데 적합하다.
Claims (7)
- 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자를 조성물 성분으로 구성하는 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 있어서,그 실리콘 엘라스토머 입자가a) rm 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x=5∼99.5mol%, y=0.5∼95mol%, z=0∼30mol%임)의 코어 폴리머 5∼95wt%와,b) rm 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt%로 구성함을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.위 일반식에서 R은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
- 제1항에 있어서,오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스트머 입자는a) 그 코폴리머의 총줄량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x=50∼99mol%, y=1∼50mol%, z=0∼20mol%임)의 코어 폴리머 20∼80wt%와,b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 20∼80wt%로 구성함을 특징으로 하는 조성물.위 일반식에서, R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
- 제 1항에 있어서,사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토 입자는 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y(여기서 x=80∼99MOL%, Y=1∼20MOL%, R은 같거나 다르며, 메틸, 3-메타아크릴옥시프로필임)을 구성하며, 폴리(메틸 메타아크릴레이트)의 셀 또는 메틸 메타아크릴레이트와 부틸 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타아크릴레이트의 코폴리머 쉘을 가진 코어(core)를 구성함을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
- 제1 항에 있어서,오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 평균 입자 직경 10∼300㎚을 가짐을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
- 제 1 항에 있어서,오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 최대다분산성 지수 σ2=0.2를 가진 1개모드 입자크기 분포를 가짐을 특징으로 하는 분말 조성물.
- 제 1항에 있어서,오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 실리콘 엘라스토머 성분과 바인더 성분의 총중량을 기준으로 하여 각각 그 분말 코팅 조성물에 0.5∼20wt%를 구성함을 특ㅈㅇ으로 하는 분말 코팅 조성물.
- 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물의 조성물성분으로 제1항에 의한 오르가노폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘엘라스토머 입자의 사용방법.
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