KR100546947B1 - 작용화 실리카, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 피복재 - Google Patents
작용화 실리카, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 피복재 Download PDFInfo
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Abstract
표면에 3-메타크릴옥시프로필실릴 그룹 및/또는 글리시딜옥시프로필실릴 그룹을 갖는 작용화 실리카는 실리카를 실란과 혼합하고 생성된 혼합물을 열처리함으로써 제조한다.
실리카는, 예를 들면, 용매 함유 피복재에 사용된다.
작용화 실리카, 3-메타크릴옥시프로필실릴 그룹, 글리시딜옥시프로필실릴 그룹, 3-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란, 글리시딜옥시프로필트리알콕시실란, 표면 개질제, 용매 함유 피복재.
Description
본 발명은 작용화 실리카, 이의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
화염 가수분해에 의해 수득되며 표면적이 40 내지 200㎡/g인 이산화규소를 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란과 반응시키는 공정은 공지되어 있다. 이어서, 생성된 이산화규소를 (메트)아크릴레이트 중합체로 이루어진 추가의 쉘로 피복시켜 치과용 조성물에 사용한다(유럽 공개특허공보 제0 142 784호 참조).
본 발명은 본 발명에 따라 작용화 실리카를 2성분 폴리우레탄 피복재와 같은 용매 함유 피복재에 사용하여 도막 표면의 내스크래치성(scratch resistance)을 향상시키고자 한다.
본 발명은 3-메타크릴옥시프로필실릴 및/또는 글리시딜옥시프로필실릴 작용성 그룹이 표면에 고정되어 있음을 특징으로 하는 작용화 실리카를 제공한다.
또한, 본 발명은 물 또는 묽은 산을 실리카에 임의로 먼저 분무하고, 적당한 혼합 용기 속에서 강력하게 혼합하면서 표면 개질제 또는 몇가지 표면 개질제들의 혼합물을 분무한 다음, 이러한 성분들을 15 내지 30분 동안 임의로 재혼합하고, 100 내지 400℃에서 1 내지 6시간에 걸쳐서 열처리함을 특징으로 하는, 작용화 실리카의 제조방법을 제공한다.
실리카로서, SiCl4의 화염 가수분해 경로에 의해 열분해법으로 제조한 실리카를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 열분해법 실리카가 문헌[참조; Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie [Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry], 4th edition, volume 21, page 464(1982))]에 공지되어 있다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 표면적이 약 200㎡/g인 열분해법 실리카를 사용할 수 있다[에어로실(Aerosil) 200].
3-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란 및/또는 글리시딜옥시프로필트리알콕시실란과 같은 단량체 성분(여기서, 알콕시는 메톡시, 에톡시 및/또는 프로폭시일 수 있다)을 표면 개질제로서 사용할 수 있다.
실란의 양은 실리카의 양에 비해 전혀 과량이 아니거나 단지 약간만 과량이 되도록 하는 양으로 계량부가할 수 있다. 과량의 실란은 열처리 동안 임의로 제거할 수 있다.
본 발명에 따르는 실리카는 용매 함유 피복재, 예를 들면, 2성분 폴리우레탄 피복재에 사용할 수 있다.
본 발명에 따르는 작용화 실리카는, 2성분 폴리우레탄 피복재와 같은 용매 함유 피복재에 사용되는 경우, 도막 표면의 내스크래치성을 향상시키는 잇점이 있다.
본 발명에 따라, 표 1에 따르는 열분해법으로 제조한 실리카를 실란화용 실리카로서 사용할 수 있다.
1) DIN 66131에 따라 측정
2) DIN ISO 787/XI, JIS K 5101/18에 따라 측정(체질하지 않음)
3) DIN ISO 787/II, ASTM D 280, JIS K 5101/21에 따라 측정
4) DIN 55921, ASTM D 1208, JIS K 5101/23에 따라 측정
5) DIN ISO 787/IX, ASTM D 1208, JIS K 5101/24에 따라 측정
6) DIN ISO 787/XVIII, JIS K 5101/20에 따라 측정
7) 105℃에서 2시간 동안 건조된 물질 기준
8) 1000℃에서 2시간 동안 연소된 물질 기준
9) 습기를 방지하기 위해 특별히 포장해서 보호함
10) HCl 함량은 강열 감량의 구성 요소임
11) V 제품은 20kg의 자루로 공급됨
12) VV 제품은 통상적으로 라인펠덴(Rheinfelden) 가공물로부터만 공급됨
실시예 1
에어로실 200을 물 4부 및 3-메타크릴옥시프로필-트리메톡시실란(예를 들면, DYNASILAN MEMO) 18부와 혼합하고, 이들 혼합물을 불활성 가스하에 140℃에서 열처리한다.
수득한 실리카의 특성은 다음과 같다:
| BET[㎡/g] 138 탬프트 밀도[g/ℓ] 52 pH 4.6 C 함량 5.7 건조 감량[%] 0.8 강열 감량[%] 9.7 DBP 수[%] 228 |
실시예 2
에어로실 200을 물 3부 및 3-글리시딜옥시프로필-트리메톡시실란(예를 들면, DYNASILAN GLYMO) 16부와 혼합하고, 이들 혼합물을 불활성 가스하에 140℃에서 열처리한다.
수득한 실리카의 특성은 다음과 같다:
| BET[㎡/g] 165 탬프트 밀도[g/ℓ] 53 pH 4.9 C 함량 5.5 건조 감량[%] 1.5 강열 감량[%] 8.7 DBP 수[%] 242 |
실험 1
종래의 2성분 폴리우레탄 피복재를 사용하여 내스크래치성의 향상도를 조사한다. 피복재의 조성, 이의 제조방법 및 도포방법은 다음에 요약되어 있다:
조성:
| 중량부 | ||
| 밀베이스 (millbase) | 세탈룩스(Setalux) C 1152 XX - 51.50%(제조원; Akzo Nobel) 부틸 아세테이트 98% 크실렌 에어로실(실시예 1에 따르는 실리카) | 53.3 6.7 6.7 5.0 |
| 합량 | 71.7 | |
| 락커 구성분 | 세탈룩스 C 1152 XX - 51.50%(제조원; Akzo Nobel) 크실렌 에톡시프로필 아세테이트 부틸글리콜 아세테이트 | 1.1 12.2 1.5 1.5 |
| 경화제 | 데스모듀어(Desmodur) N 75(제조원; Bayer) | 17.0 |
| 합량 | 105.0 |
결합제 농도 : 40%
밀베이스를 기준으로 하여 계산한 에어로실(SC) : 18.8%
피복재를 기준으로 하여 계산한 에어로실(총량) : 5%
피복재를 기준으로 하여 계산한 에어로실(SC) : 12.5%
피복재의 제조방법 및 도포방법
세탈룩스를 용매와 혼합한다. 이어서, 예비분산을 위해, 생성된 혼합물에 에어로실을 용해기(디스크 Φ 45mm)를 사용하여 혼입시켜 2000rpm에서 5분 동안 예비분산시킨다. 혼합물을 유리 비드(Φ 약 1mm)를 사용하여 2500rpm, 펌프 출력 60%에서 30분 동안 실험실용 비드 밀에서 분산시킨다. 분산 품질을 DIN ISO 1524에 따라 입도계(grindometer, 25㎛)로 확인한다. 이는 10㎛보다 작다.
지시된 조성에 따라 락커 구성분을 밀베이스에 가하여 이들 성분을 블레이드 교반기를 사용하여 2000rpm에서 혼합한다. 동일한 방법으로, 경화제를 이들 혼합물 속으로 교반하여 혼합한다.
피복재를 DIN 53411에 따르는 분무 점도로 되도록 조정한 후, 피복재를 분무 도포에 의해 블랙 락커로 처리된 금속 시트, 예를 들면, DT 36(Q-패널)에 도포한다(층 두께 약 40 내지 50㎛). 분무 후, 금속 시트를 실온에서 24시간 동안 건조시킨 다음 70℃ 건조 오븐에서 2시간 동안 건조시킨다.
스크래칭 시험 :
금속 시트를 연마 및 세척 내성 시험기(제조원; Erichsen, 돼지털로 된 브러시)를 사용하여 석영/물 슬러리[100g 물 + 1g 마를론(Marlon) A 350, 0.25% + 5g 밀리캅(Millicarb) BG]로 연마한다. 연마 전 및 연마하고 10분 후의 광택을 반사계(20°입사각)로 측정한다.
본 발명에 따르는 실리카는 용매 함유 피복재, 예를 들면, 2성분 폴리우레탄 피복재에 사용할 수 있으며, 2성분 폴리우레탄 피복재와 같은 용매 함유 피복재에 사용되는 경우, 도막 표면의 내스크래치성을 향상시키는 잇점이 있다.
Claims (3)
- 작용성 그룹인 3-메타크릴옥시프로필실릴 그룹, 글리시딜옥시프로필실릴 그룹 또는 3-메타크릴옥시프로필실릴 그룹과 글리시딜옥시프로필실릴 그룹 모두가 표면에 고정되어 있음을 특징으로 하는 작용화 실리카.
- 물 또는 묽은 산을 실리카에 먼저 분무하고, 적당한 혼합 용기 속에서 강력하게 혼합하면서 3-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란, 글리시딜옥시프로필트리알콕시실란 및 이들의 혼합물로부터 선택된 표면 개질제를 분무한 다음, 이러한 성분들을 15 내지 30분 동안 재혼합하고, 100 내지 400℃에서 1 내지 6시간에 걸쳐서 열처리함을 특징으로 하는, 제1항에 따르는 작용화 실리카의 제조방법.
- 제1항에 따르는 작용화 실리카를 포함하는 피복재.
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