KR100746464B1 - 부가 중합체 및 폴리우레탄을 포함하는 수성 코팅 조성물 - Google Patents

부가 중합체 및 폴리우레탄을 포함하는 수성 코팅 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ) 5 내지 95 중량% 및 적어도 하나의 폴리우레탄(Ⅱ) 95 내지 5 중량%로 이루어진 수성 코팅 조성물, 양호한 기계적 특성, 높은 플롭, 고광택, 실제로 없는 스트라이크-인, 양호한 내수성을 갖는 베이스 코트/클리어 코트 시스템에서 베이스 코트로서 사용될 수 있는 수성 코팅 조성물에 관한 것이며, 높은 고형분 함량으로 인해 건조시간과 코트수가 감소된 본 발명의 수성 코팅 조성물을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

부가 중합체 및 폴리우레탄을 포함하는 수성 코팅 조성물{AQUEOUS COATING COMPOSITION COMPRISING AN ADDITION POLYMER AND A POLYURETHANE}
본 발명은 부가 중합체 및 폴리우레탄을 포함하는 수성 코팅 조성물에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 수성 코팅 조성물은 금속성 안료 (가령 알루미늄), 또는 안료 (가령 금속 산화물-코팅된 마이카)를 추가로 포함하여 금속성 외관을 가지는 코팅재가 얻어질 수 있다. 상기 방법에서, "플롭(flop)"이라고 언급되는 차분 광반사 효과가 얻어진다. 금속성 외관을 갖는 코팅 시스템의 과제는 고광택 뿐만 아니라 고플롭을 얻는 것이다.
고플롭을 얻기 위해서, 코팅 조성물을 도포할 때 금속성 안료가 잘 배향되어 유지되어야 한다. 고광택을 얻기 위해서는, 금속성 안료-함유 코팅이 착색되지 않은 소위 클리어 코트(clear coat)를 구비한다. 상기 시스템은 보통 "베이스 코트/클리어 코트" 시스템이라고 불리운다. 실제로, 상기 베이스 코트는 베이스 코트의 사전 경화없이 클리어 코트와 함께 분무될 것이다["습식(wet-on-wet)"]. 클리어 코트가 보통 유기 용매를 함유하기 때문에, 베이스 코트가 클리어 코트 내의 유기 용매에 의해 연화되는 결과로서 베이스 코트 내에서 금속성 안료의 무배향화를 예방하기 위한 조치가 취해져야 한다["스트라이크-인(strike-in)"].
수성 베이스 코트 조성물이 EP-A-0 287 144에 알려져 있다. 즉, 팽윤시에 쉘(shell)에서 비-가교 코어-셀 분산액은 목적하는 리올로지 특성을 제공한다. 스트라이크-인이 감소되는 것이 관찰된다. 그러나, 상기 코팅 조성물은 피복력 및 건조시간과 같은 여러 코팅특성의 관점에서 개선될 필요가 있다는 것을 확인하였다.
본 발명은 양호한 기계적 특성, 높은 플롭, 고광택, 실제로 없는 스트라이크-인 및 양호한 내수성을 갖는 베이스 코트/클리어 코트 시스템에서, 베이스 코트로서 사용될 수 있는 수성 코팅 조성물을 제공한다. 본 발명의 수성 코팅 조성물에 의해서 보다 높은 고형분 함량이 수득될 수 있다는 사실로 인해, 건조시간 및 코트(coat)수가 감소된다. 상기 특성 중 하나 또는 그 이상에 있어서, 본 발명의 수성 코팅 조성물은 EP-A-0 287 144에 개시된 것보다 개선됨을 나타낸다.
본 발명에 따른 수성 코팅 조성물은 5 중량% 내지 95 중량%의 1개 이상의 알칼리-팽윤성 코어-쉘(alkali-swellable core-shell) 부가 중합체(Ⅰ) 및 95 중량% 내지 5 중량%의 1개 이상의 폴리우레탄(Ⅱ)을 포함하며, 상기 중합체(Ⅰ) 및 (Ⅱ)에서 나타낸 중량%의 합은 항상 100 중량%이다.
바람직하게는, 상기 수성 코팅 조성물은 10 중량% 내지 90 중량%의 1개 이상의 부가 중합체(Ⅰ) 및 90 중량% 내지 10 중량%의 1개 이상의 폴리우레탄(Ⅱ)을 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 수성 코팅 조성물은 25 중량% 내지 75 중량%의 1개 이상의 부가 중합체(Ⅰ) 및 75 중량% 내지 25 중량%의 1개 이상의 폴리우레탄(Ⅱ)을 포함한다.
바람직하게는, 상기 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ)는 유화 중합에 의해 2 이상의 단계로 제조되는 공중합체이며;
ⅰ) a) 60~100 몰%의 (시클로)알킬 (메트)아크릴레이트[(시클로)알킬기는 4~12개의 탄소 원자를 함유함] 및 b) 0~40 몰%의 디(시클로)알킬 말레에이트 및/또는 디(시클로)알킬 푸마레이트[(시클로)알킬기는 4~12개의 탄소 원자를 함유함]의 혼합물[여기서, a)의 몰%와 b)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 65~100 몰% 및 ⅱ) 다른 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체 0~35 몰%를 포함하는 단량체 혼합물 A[여기서, ⅰ)의 몰%와 ⅱ)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 60~95 중량부[상기 부가 중합체(I) 100 중량부를 기준으로 함)의 제1 공중합 단계와 ⅲ) (메트)아크릴산 10~60 몰% 및 ⅳ) 다른 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체 40~90 몰%를 포함하는 단량체 혼합물 B[여기서, ⅲ)의 몰%와 ⅳ)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 5~40 중량부[상기 부가 중합체(I) 100 중량부를 기준으로 함]의 공중합 단계에 의해 수득되는 비가교 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ)이다[여기서, (메트)아크릴산으로부터 유도된 카르복시산기의 일부 또는 전부는 이온화됨].
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상기 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체는 EP-A-0 287 144에 공지되어 있다.
바람직하게는, 상기 부가 중합체는 80~90 중량부의 단량체 혼합물 A와 10~20 중량부의 단량체 혼합물 B의 공중합에 의해 수득된다.
선택적으로, 다른 단량체 혼합물 A 및/또는 B가 연속해서 사용될 수 있다.
유화 중합이라는 용어는 수용성 또는 불수용성 개시제의 존재하에서 유화제를 사용한 수중 에틸렌계 불포화 단량체의 중합을 의미한다.
단량체 혼합물 A에 사용하기에 적당하고 4~12개의 탄소 원자를 갖는 (시클로)알킬기를 갖는 (시클로)알킬 (메트)아크릴레이트의 예로는, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트 및 이들의 혼합물이 있다. 단량체 혼합물 A는 상기 (시클로)알킬 (메트)아크릴레이트 70~95 몰%, 보다 바람직하게는 80~95 몰%를 함유한다. 바람직한 단량체는 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 및 이들의 혼합물이다.
단량체 혼합물 A에 사용하기에 적당하고 4~12개의 탄소 원자를 갖는 (시클로)알킬기를 갖는 디(시클로)알킬 말레에이트 및/또는 푸마레이트의 예로는, 디부틸 말레에이트, 디부틸 푸마레이트, 2-에틸헥실 말레에이트, 2-에틸헥실 푸마레이트, 옥틸 말레에이트, 이소보르닐 말레에이트, 도데실말레에이트, 시클로헥실 말레에이트 및 이들의 혼합물이 있다.
단량체 혼합물 A내에서 최대 35 몰%, 바람직하게는 5~20 몰%가 사용되는 적당한 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체로는, 알킬기 내에 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트, 가령 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트 및 이소프로필 아크릴레이트; 알킬기내에 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 말레에이트 및 푸마레이트, 가령 디메틸 말레에이트, 디에틸 말레에이트, 디에틸 푸마레이트 및 디프로필 말레에이트; 에테르기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 가령 2-메톡시에틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 3-메톡시프로필 아크릴레이트; 히드록시-알킬 (메트)아크릴레이트, 가령 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 6-히드록시헥실 아크릴레이트, p-히드록시시클로헥실 아크릴레이트, p-히드록시시클로헥실 메타크릴레이트, 히드록시폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 히드록시폴리프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트 및 그의 대응하는 알콕시 유도체; 에폭시 (메트)아크릴레이트, 가령 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트; 모노비닐 방향족 탄화수소, 가령 스티렌, 비닐 톨루엔, α-메틸 스티렌 및 비닐 나프탈렌; 또한 아크릴아미드 및 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, N-메틸올 아크릴아미드, 및 N-메틸올 메타크릴아미드; N-알킬 (메트)아크릴아미드, 가령 N-이소프로필 아크릴아미드, N-이소프로필 메타크릴아미드, N-t-부틸 아크릴아미드, N-t-옥틸 아크릴아미드, N,N-디메틸 아미노에틸 메타크릴레이트 및 N,N-디에틸 아미노에틸 메타크릴레이트; 단량체, 가령 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트, 비닐 피롤리돈, 및 비닐 프로피오네이트 및 1개 이상의 우레아 또는 우레탄기를 함유하는 단량체, 가령 이소시아네이토에틸 메타크릴레이트 1몰, 및 부틸아민 1몰, 벤질아민 1몰, 부탄올 1몰, 2-에틸헥산올 1몰, 및 메탄올 1몰의 반응 생성물이 있다. 상기 화합물들의 혼합물도 또한 사용될 수 있다. 알킬 (메트)아크릴레이트, 가령 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 및 그의 혼합물, 및 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 가령 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트 및 그의 혼합물이 바람직하다.
부가 중합체(Ⅰ)는 가교되지 않았으므로, 단량체 혼합물 A 및 B에 있어서 단량체 선택은 불포화 결합 이외에, 존재하는 관능기가 부가 중합체 제조를 위한 반응조건하에 서로 반응할 수 없도록 한다.
(메트)아크릴산에 더해 단량체 혼합물 B에 사용될 수 있는 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체의 예로는, 모노비닐 방향족 탄화수소, 가령 스티렌, 비닐 톨루엔, α-메틸 스티렌 및 비닐 나프탈렌; 니트릴, 가령 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴; 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르, 가령 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트; 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 가령 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 6-히드록시헥실 아크릴레이트, 및 p-히드록실시클로헥실 아크릴레이트; 에테르기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 가령 2-메톡시에틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 및 3-메톡시프로필 아크릴레이트; 히드록시폴리에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 히드록시폴리프로필렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 및 그의 대응하는 알콕시 유도체; 에틸렌계 불포화 모노카르복시산, 가령 크로톤산 및 이타콘산, 및 비닐 클로라이드, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 피롤리돈, 아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 N-알킬 (메트)아크릴아미드, 가령 N-이소프로필 아크릴아미드, N-t-부틸 아크릴아미드 및 N-t-옥틸 아크릴아미드와 같은 화합물이 있다. 상기 화합물들의 혼합물도 또한 사용될 수 있다. 바람직한 단량체는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 및 부틸 메타크릴레이트 및 그의 혼합물이다.
단량체 혼합물 B는 (메트)아크릴산 15~50 몰%, 보다 바람직하게는 20~40 몰%, 및 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체 50~85 몰%, 보다 바람직하게는 60~80 몰%를 함유하는 것이 바람직하다.
단량체 혼합물 B의 공중합은 30~450, 바람직하게는 60~350의 산가, 및 0~450, 바람직하게는 60~300의 히드록실가를 갖는 공중합체를 생성할 것이다. 산가 및 히드록실가는 모두 공중합체 1 g당 KOH의 ㎎으로 표현된다.
부가 중합체(Ⅰ)의 Mn은 50,000 내지 2,000,000, 바람직하게는 100,000 내지 1,000,000이다.
유화 중합체에 사용되는 바람직한 유화제는 음이온성 또는 비(非)이온성 유화제이다. 음이온성 유화제의 예로는 포타슘 라우레이트, 포타슘 스테아레이트, 포타슘 올레에이트, 소듐 데실 설페이트, 소듐 도데실 설페이트, 소듐 도데실 벤젠 설폰산 및 소듐 로시네이트가 있다. 비이온성 유화제의 예로는 직쇄형 및 분지쇄형 알킬 및 알킬아릴 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 에테르 및 티오에테르, 알킬 페녹시폴리(에틸렌옥시)에탄올, 가령 에틸렌 옥시드 3~12몰에 대한 노닐 페놀 1몰의 부가물; 알킬기내에 8~18개의 탄소 원자를 갖는 알킬(에틸렌옥시)에탄올, 가령 에틸렌 옥시드 3~12몰에 대한 도데칸올 1몰의 부가물이 있다. 음이온성 기 및 비이온성 기를 포함하는 유화제의 예로는 알킬 페녹시폴리(에틸렌옥시)에탄올의 설페이트의 암모늄 또는 나트륨염, 가령 에틸렌 옥시드 3~12몰에 대한 노닐 페놀 1몰의 부가물, 및 알킬기내에 8~18개의 탄소 원자를 갖는 알킬(에틸렌옥시)에탄올의 설페이트의 암모늄 또는 나트륨염, 가령 에틸렌 옥시드 3~12몰에 대한 C12-14 알콜 1몰의 부가물이 있다. 에틸렌 옥시드 3~12몰에 대한 C12-14 알콜 1몰의 부가물의 암모늄 또는 나트륨 설페이트염이 바람직하다.
또한, 유화 중합에서, 종래의 라디칼 개시제가 통상의 양으로 사용될 수 있다. 적당한 라디칼 개시제의 예로는 수용성 개시제, 가령 암모늄 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 및 t-부틸 히드로퍼옥시드 및 비(非)수용성 개시제, 가령 비스(2-에틸헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디-n-부틸 퍼옥시-디카르보네이트, t-부틸 퍼피발레이트, 쿠멘 히드로퍼옥시드, 디벤조일 퍼옥시드, 디라우로일 퍼옥시드, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 및 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴이 있다.
히드로퍼옥시드와 배합하여 사용될 수 있는 적당한 환원제로는 아스코르브산, 소듐 설폭시레이트 포름알데히드, 티오설페이트, 비설페이트 히드로설페이트, 수용성 아민, 가령 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 테트라에틸렌 펜타민, N,N'-디메틸 에탄올 아민, 및 N,N-디에틸 에탄올 아민 및 환원염, 가령 코발트, 철, 니켈 및 구리 설페이트가 있다.
선택적으로, 쇄길이 조절제, 가령 n-옥틸 메르캅탄, 도데실 메르캅탄, 및 3-메르캅토프로피온산이 또한 사용될 수 있다.
단량체 혼합물의 공중합은 보통 40~100 ℃, 바람직하게는 60~90 ℃의 온도에서, 질소와 같은 비활성 기체의 대기에서 대기압하에 실시된다. 그러나, 선택적으로 공중합은 높은 압력에서 실시될 수도 있으며, 단량체 혼합물 A 및 B를 위한 반응 조건은 불포화 결합이외에 단량체 혼합물내에 존재하는 관능기가 서로 반응할 수 없도록 선택되어야 한다.
본 발명에 따라, 아크릴산 및/또는 메타크릴산으로부터 유도된 카르복시산기는 중화제 첨가에 의해 40~100 % 중화된다. 카르복시산을 위한 적당한 중화제로는 암모니아 및 아민, 가령 N,N-디메틸 에탄올 아민, N,N-디에틸 에탄올 아민, 2-(디메틸)-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리에틸 아민 및 모르폴린이 있다. 카르복시산기의 중화는 중합후에 실시되는 것이 바람직하다.
알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체의 혼합물이 (Ⅰ)에 사용될 수 있다.
알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체를 포함하는 분산액의 예로는 Akzo Nobel Resins제 Setalux 6801 AQ-24가 있다.
폴리우레탄(Ⅱ)은 당업자에게 알려져 있는 폴리이소시아네이트 및 폴리올로부터 제조될 수 있다. 그의 예로는 Neorez R970(NeoResins제) 및 Daotan VTW 2275(Vianova Resins제)가 있다. 폴리우레탄(Ⅱ)의 정의에는 폴리우레탄의 하이브리드, 가령 폴리우레탄 아크릴레이트 하이브리드가 포함된다. 그의 예로는 Neopac E115(NeoResins제) 및 Daotan VTW 6460(Vianova Resins제)이 있다.
바람직하게는, 폴리우레탄(Ⅱ)은 폴리우레탄 폴리우레아이다. 보다 바람직 하게는, 폴리우레탄 폴리우레아는:
ⅴ) 화학적으로 혼입된 카르보네이트기 -O-CO-O-를 고형분 100 g당 200 밀리당량 이상 포함하고
ⅵ) 화학적으로 혼입된 우레탄기 -NH-CO-O- 및 화학적으로 혼입된 우레아기 -NH-CO-NH-를 고형분 100 g당 총 320 밀리당량 이하 포함한다.
상기 폴리우레탄 폴리우레아 분산액은 DE 39 36 794에 공지되어 있다.
바람직하게, 폴리우레탄 폴리우레아는 화학적으로 혼입된 카르보네이트기 -O-CO-O-를 고형분 함량 100 g당 250 밀리당량 이상, 및 우레탄기 -NH-CO-O- 및 우레아기 -NH-CO-NH-를 고형분 함량 100g당 총 200~300 밀리당량을 포함한다.
폴리우레탄 폴리우레아는
a)친수성기 또는 친수성기로 전환할 수 있는 기를 함유하지 않는 유기 폴리이소시아네이트를
b)친수성기 또는 친수성기로 전환할 수 있는 기를 함유하지 않는 비교적 고-분자량 유기 폴리히드록실 화합물,
c)선택적으로, 2개 이상의 이소시아네이트-반응성 기를 함유하지만, 친수성기 또는 친수성기로 전환할 수 있는 기를 함유하지 않는 저분자량 조성물,
d)선택적으로, 1개 이상의 이소시아네이트기 또는 1개 이상의 이소시아네이트-반응성기를 함유하는 비-이온성 친수성 출발성분, 및
e)선택적으로, 1개 이상의 이온성기 또는 이온성기로 전환할 수 있는 1개 이상의 기 뿐만 아니라 1개 이상의 이소시아네이트-반응성 수소 원자를 함유하는 출발 성분과 반응시킴으로써 공지된 방법으로 제조되며,
성분 d) 및 e)내에 존재하는 비-이온성 기 및 이온성 기의 정량은 수중 폴리우레탄 폴리우레아의 분산성을 확보하기에 충분하다.
이소시아네이트기와 히드록실기 사이의 반응으로 인해 우레탄기가 생성되는 반면, 반응 생성물 내에 존재하는 우레아기는 아민-관능성 출발성분 및/또는 이소시아네이트기와 분산수 사이의 반응으로부터 형성되며, 이는 수성 폴리우레탄 분산액을 제조하는 중에 항상 가능하다.
폴리이소시아네이트 성분 a)는 폴리우레탄 화학으로부터 알려져 있는 폴리이소시아네이트를 포함한다. 상기 폴리이소시아네이트는 보통 112 내지 1,000, 바람직하게는 140 내지 400의 분자량을 가진다. 적당한 폴리이소시아네이트는 일반식 Q(NCO)n에 해당하는 화합물이며, 여기서 Q는 112 내지 1,000, 바람직하게는 140 내지 400의 분자량을 갖는 유기 폴리이소시아네이트로부터 이소시아네이트기를 제거함으로써 수득된 유기기를 나타내며, n은 2 내지 4, 바람직하게는 2 또는 3 및 보다 바람직하게는 2의 숫자를 나타낸다. 상기 일반식에서 Q는 바람직하게 4 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 이가 지방족 탄화수소기, 5 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 이가 지환족 탄화수소기, 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 이가 방향족 탄화수소기 또는 7 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 아릴지방족(araliphatic) 탄화수소기를 나타낸다. 적당한 폴리이소시아네이트의 예로는 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-디이소시아네이토헥산(HDI) 도데카-메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥산 디이소시아네이트, 운데칸 디이소시아네이트-(1,11), 리신 에스테르 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸 시클로헥산(IPDI) 및 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄이 있다. 또한 방향족 디이소시아네이트, 가령 2,4-디이소시아네이토 톨루엔 및/또는 2,6-디이소시아네이토 톨루엔, 4,4"-디이소시아네이토 디페닐 메탄 및 1,4-디이소시아네이토 이소프로필 벤젠이 적당하다. HDI, IPDI 및 상기 디이소시아네이트의 혼합물이 특히 바람직하다.
성분 b)는 300 내지 5,000, 바람직하게 500 내지 3,000의 분자량을 가지고, 폴리히드록시 폴리카르보네이트의 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상을 함유하는 유기 폴리히드록실 화합물을 포함한다. 폴리히드록시 폴리카르보네이트는 디페닐 카르보네이트 또는 포스겐과 같은 카르본산 유도체와 디올과의 반응에 의해 수득된 카르본산의 에스테르이다. 상기 디올의 예로는 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 부탄-1,3-디올, 헥산-1,6-디올, 옥탄-1,8-디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-비스-히드록시메틸 시클로헥산, 2-메틸-프로판-1,3-디올, 2,2,4-트리메틸펜탄-1,3-디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 비스페놀 A 및 테트라브로모 비스페놀 A가 있다. 디올 성분은 말단 OH기에 더해 에테르기 또는 에스테르기를 함유하는 헥산 디올, 바람직하게는 헥산-1,6-디올 및/또는 헥산 디올 유도체 40 중량% 내지 100 중량%, 가령 헥산디올 1몰과 DE 17 70 245에 따른 카프로락톤 1몰 이상, 바람직하게는 1 내지 2몰의 반응에 의해 수득된 생성물 또는 DE 15 70 540에 따른 디헥실렌 또는 트리헥실렌 글리콜을 형성하기 위해 헥산 디올의 자기-에테르화에 의해 수득된 생성물을 함유한다. DE 37 17 060에 기술된 폴리에테르 폴리카르보네이트 디올도 또한 매우 적당하다.
히드록실 폴리카르보네이트는 실질적으로 직쇄형이어야 되지만, 목적한다면 다관능성 성분, 특히 저분자량 폴리올, 가령 글리세롤, 트리메틸올 프로판, 헥산-1,2,6-트리올, 부탄-1,2,4-트리올, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 만니톨 및 소르비톨, 메틸 글리코시드 및 1,4,3,6-디안히드로헥시톨을 혼입함으로써 약하게 분지쇄형이 될 수 있다.
폴리히드록시 폴리카르보네이트에 더해, 출발성분 b)는 상기 분자량을 갖는 다른 공지된 폴리히드록실 화합물, 예를 들어
b1)디카르복시산, 가령 숙신산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 및 디올, 가령 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 디에틸렌 글리콜, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 옥탄-1,8-디올, 네오펜틸 글리콜, 2-메틸 프로판-1,3-디올로부터 수득된 디히드록시 폴리에스테르 및 여러 이성체 비스-히드록시메틸 시클로헥산;
b2)폴리락톤, 가령 상기 2가 알콜에 의해 개시된 ε-카프로락톤의 중합체; 및
b3)폴리에테르, 예를 들어 테트라히드로푸란, 스티렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 에틸렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 또는, 물과 같은 이가 출발분자에 의해 개시된 에피클로로히드린, 2개의 NH 결합을 함유하는 상기 디올 또는 아민의 중합체 또는 공중합체, 특히 프로필렌 옥시드 및 선택적으로 에틸렌 옥시드의 중합체 및 공중합체를 함유한다.
수득된 폴리에테르 디올이 에틸렌 옥시드 단위 10 중량% 이하 함유한다면, 에틸렌 옥시드는 에테르 분자의 전체량중 일부로 사용될 수 있다. 에틸렌 옥시드를 첨가하지 않고도 수득되는 폴리에테르 디올, 특히 프로필렌 옥시드 및 테트라히드로푸란 단독에 기초하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
선택적으로 사용되는 출발성분 c)는 300 이하의 분자량을 가지고, 히드록실기 및/또는 아미노기를 함유하며, 이소시아네이트 부가 반응에서 일부 또는 전부가 이관능성인 공지된 저분자량 화합물이다. 이소시아네이트 부가 반응에서 이관능성인 화합물(쇄연장제), 이소시아네이트 부가반응에서 일부 또는 전부가 삼관능성인 화합물(가교제) 및 상기 화합물들의 혼합물이 출발성분 c)로서 사용될 수 있다. 상기 화합물의 예로는 저분자량 다가 알콜, 가령 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 부탄-1,3-디올, 헥산-1,6-디올, 옥탄-1,8-디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-비스-히드록시메틸 시클로헥산, 2-메틸-프로판-1,3-디올, 2,2,4-트리메틸 펜탄-1,3-디올, 글리세롤, 트리메틸올 프로판, 트리메틸올 에탄, 이성체 헥산 트리올 및 펜타에리트리톨; 저분자량 디아민, 가령 에틸렌 디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,3-디아미노프로판, 1,3-디아미노헥산, 1,4-디아미노헥산, 1,6-디아미노헥산, 1,3-디아미노-2,2-디메틸 프로판, 이소포론 디아민, 4,4'-디아미노-디시클로헥실 메탄, 4,4-디아미노-3,3'-디메틸디시클로헥실 메탄, 1,4-비스-(2-아미노-프로프-2-일)-시클로헥산, 히드라진, 히드라지드 및 상기 디아민과 히드라진의 혼합물; 고급 관능성 폴리아민, 가령 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 디프로필렌 트리아민 및 트리프로필렌 테트라민; 지방족 또는 지환족 디아민으로의 아크릴로니트릴 첨가의 수소화 생성물, 바람직하게는 디아민의 분자로의 아크릴로니트릴기 첨가에 의해 수득된 생성물, 가령 헥사메틸렌 프로필렌 트리아민, 테트라메틸렌 프로필렌 트리아민, 이소포론 프로필렌 트리아민 또는 1,3- 또는 1,3-시클로헥산 프로필렌 트리아민 및 상기 폴리아민의 혼합물이 있다.
친수성 출발성분 d)는 폴리에테르 사슬내에 혼입된 에틸렌 옥시드 단위를 함유하는 조성물, 특히:
d1)이소시아네이트-반응성 수소 원자를 함유하며, 이소시아네이트 다중부가반응에서 이관능성이며, 에틸렌 옥시드 단위를 함유하는 폴리에테르 측쇄도 함유하는 디이소시아네이트 및/또는 조성물, 및
d2)이소시아네이트 다중부가반응에서 단일관능성이며, 이소시아네이트-반응성 수소 원자를 함유하며, 에틸렌 옥시드 단위를 함유하는 말단 폴리에테르 사슬도 함유하는 모노이소시아네이트 및/또는 조성물, 및
d3)d1)과 d2)의 혼합물이다.
친수성 출발 성분의 제조예는 U.S. 3,920,598, 3,905,929, 4,190,566 및 4,237,264에 기술된 방법과 유사한 방법으로 실시된다.
출발성분 e)로서 사용되는 화합물은 1개 이상의 이소시아네이트-반응성기 및 1개 이상의 (잠재적)이온성 기를 갖는다. 이들은 U.S. 3,479,310에 개시되어 있는 알콜-함유 3차 아미노기, 히드록시 카르복시산, 히드록시 설폰산, 아미노 카르복시산 및 아미노 설폰산을 포함한다. 잠재적 이온성기를 함유하는 상기 출발성분대신에, 그의 대응하는 염형태의 유도체, 즉 잠재적 이온성기의 사차화 또는 중화에 의해 형성된 이온성 기가 사용된다. 잠재적 이온성 기를 이온성 기로 전환하기 위한 적당한 사차화제 및 중화제의 예는 U.S. 3,479,310에 개시되어 있다. 잠재적 이온성 출발성분이 사용될때, 잠재적 이온성기가 이온성 기로 일부 또는 전부 전환되는 것은 폴리우레탄 폴리우레아의 제조후 또는 제조중에 사차화 또는 중화에 의해 실시된다.
바람직한 출발성분 e)는 전체 5 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 2,2-비스-(히드록시-메틸)-알칸 모노카르복시산 및/또는 유기 아민 또는 NH3에 의한 부분 또는 완전 중화에 의해 수득된 그의 염을 포함한다. 2,2-디메틸올 프로피온산 (2,2-비스-히드록시메틸 프로피온산) 및/또는 그의 염이 출발성분 e)로서 사용하기에 특히 바람직하다.
출발성분 a) 내지 e)에서 폴리우레탄을 제조하는 예는 출발성분 내에 존재하는 이소시아네이트-반응성 기에 대한 출발성분 내에 존재하는 이소시아네이트기의 당량비가 0.8:1 내지 2:1, 바람직하게는 0.95:1 내지 1.5:1, 보다 바람직하게는 0.95:1 내지 1.2:1이 되도록 하는 비율로 반응물을 사용하여 하나 또는 그 이상의 단계에서 공지방법으로 실시된다.
성분 d)는 말단 또는 측단 폴리에테르 사슬로 혼입된 에틸렌 옥시드 단위 0 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 20 중량%를 폴리우레탄 폴리우레아가 함유하는 양으로 사용된다.
이온성 기를 형성하기 위해 요구되는 성분 e)의 정량 및 중화도는 최종적으로 수득된 폴리우레탄이 고형분 100g당 이온성 기 0 내지 120, 바람직하게는 1 내지 80 밀리당량을 함유하도록 계산된다. 에틸렌 옥시드 단위와 이온성 기의 전체 정량은 수중 폴리우레탄 폴리우레아의 분산성을 확보하기에 충분해야 한다.
출발성분 a) 내지 e)의 반응은 이소시아네이트-비활성, 물-혼화성 용매의 존재하에서 하나 또는 그 이상의 단계로 실시되어서, 반응생성물이 상기 용매 내에서 용액의 형태로 수득된다. 본 명세서에서, "용액"이라는 용어는 예를 들어, 각 출발성분이 수용액의 형태로 사용되는 경우 형성될 수 있는 오일 에멀젼내 물 또는 진용액을 의미한다. 적당한 용매의 예로는 아세톤, 메틸에틸 케톤, N-메틸 피롤리돈, 및 상기 용매의 혼합물이 있다. 상기 용매는 출발 성분 a) 내지 e)의 반응생성물이 10 중량% 내지 70 중량%의 형태로 수득되는 정량으로 사용된다.
폴리우레탄 폴리우레아의 제조예가 단일-단계 반응으로 실시되는 경우에는, 이소시아네이트-반응성기를 함유하는 출발성분이 함께 혼합되는 것이 바람직하며, 이소시아네이트기를 함유하는 출발성분과 반응된다. 상기 반응은 선택적으로 공지된 촉매의 존재하에서 50 내지 150℃의 온도에서 용매의 부재하에 초기에 실시되는 것이 바람직하다.
혼합물의 점도는 반응중에 증가하며, 상기 용매중 하나는 혼합물에 점차적으로 첨가된다. 최종 수득된 유기 용액의 폴리우레탄 함량은 10 중량% 내지 70 중량%, 특히 15 중량% 내지 55 중량%의 농도로 조정된다.
이-단계 공정이 사용되는 경우, 이소시아네이트 예비중합체는 용매와 함께 또는 용매없이 1.1:1 내지 3.5:1, 바람직하게는 1.2:1 내지 2.5:1의 NCO/OH 당량비로 이소시아네이트-함유 출발성분 및 히드록실-함유 출발성분을 과량으로 약 50℃ 내지 150℃에서 첫번째로 무용매(solvent-free) 제조되며, 상기 이소시아네이트 예비중합체는 본 단계 이하에서 용매가 사용되지 않았다면 용매 내에 흡수된다. 수득된 용액은 쇄연장제 또는 가교제 c)와 추가로 반응되고, 이는 수용액의 형태로 선택적으로 사용되며, 일차 및/또는 이차 아미노기를 함유하는 상기 종류의 출발성분이 바람직하다. 제2 단계에서 사용되는 출발성분 c)의 정량은 제1 단계 및 제2 단계에서 사용된 모든 출발성분들의 당량비가 상기 조건에 부합되도록 계산된다.
두 변형예(단일단계 및 이단계)의 최종 생성물은 상기 범위내에서 고형분 함량을 갖는 상기 용매내 반응 생성물의 용액이다.
잠재적 이온성 기가 존재한다면, 사차화 또는 중화에 의해 이온성 기로 일부 또는 전부 전환하는 것은 분산수(dispersing water)를 첨가하기 전에 실시되는 것이 유리하다. 출발 성분 e)가 카르복실기, 바람직하게는 디메틸올 프로피온산을 함유한다면, 사용된 중화제로는 삼차아민, 가령 트리에틸아민, 트리-n-부틸아민, N,N,N-트리메틸 시클로헥실아민, N-메틸 모르폴린, N-메틸 피페라진, N,N-디메틸 에탄올아민, N-메틸 피페리딘 및 트리에탄올아민이 있다. 카르복실기를 중화하기 위해, EP-A-0 269 972에 개시된 조건하에서 암모니아를 사용하는 것이 바람직하다.
용매 또는 분산매질로서 물을 첨가한 후에, 사용된 보조용매의 일부 또는 전부는 증류에 의해 선택적으로 제거된다. 물은 10 중량% 내지 60 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 45 중량%의 고형분 함량을 갖는 생성물을 제공하기에 충분한 정량으로 사용된다.
폴리우레탄 폴리우레아는 또한 U.S. 4,269,748 및 U.S. 4,829,122에 개시된 바와 같이 대응하는 아진 또는 케티민의 형태와 같은 차폐된 형태로 쇄연장제 c)로서 히드라진 또는 디아민을 사용하여 당 분야에 공지된 다른 방법에 의해 제조될 수도 있다.
또한, 소위 예비중합체 혼합 방법이 사용될 수 있다(D. Dieterich, Angew, Makromol. Chem. 9A, 142 (1981) 참조). 상기 방법에서, NCO 예비중합체는 상기에서와 같이 초기에 제조되며, 이온성 기내에 존재하는 잠재적 이온성 기의 일부 또는 전부를 전환한 후에 예비중합체가 물과 혼합되어 에멀젼을 형성한다. 예비중합체의 NCO기는 아민-관능성 쇄연장제 또는 가교제 c)의 첨가에 의해 및/또는 물과의 반응에 의해 수상에서 반응된다.
상기 폴리우레탄 폴리우레아 분산액의 한 예는 Bayer제 Bayhydrol VPLS 2952이다.
폴리우레탄 혼합물이 (Ⅱ)에서 사용될 수 있다.
수성 코팅 조성물인 본 발명의 코팅 조성물은 필수적으로 물을 포함한다. 그러나, 코팅 조성물중 액체함량 약 20 중량%는 유기 용매이다. 적당한 유기 용매로는 상기 에테르기-함유 알콜, 가령 헥실글리콜, 부톡시에탄올, 1-메톡시-프로판올-2, 1-에톡시-프로판올-2, 1-프로폭시-프로판올-2, 1-부톡시-프로판올-2, 및 1-이소부톡시-프로판올-2; 알콜, 가령 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올; 디올, 가령 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜이 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 물리적 건조에 의해 경화된다. 그러나, 선택적으로 상기 코팅 조성물은 히드록실 및/또는 카르복실기와 반응하는 경화제의 존재하에서 경화된다.
적당한 경화제의 예로는 알데히드, 예를 들어 포름알데히드를 아미노 또는 아미도기-함유 화합물, 가령 멜라민 가령 Cytec제 Cymel 328, 우레아, N,N'-에틸렌 우레아, 디시아노디아미드 및 벤조구아나민을 반응시킴으로써 얻어진 N-메틸올 및/또는 N-메틸올 에테르기-함유 아미노플라스트가 있다. 수득된 화합물은 1~6개의 탄소 원자를 갖는 알콜, 가령 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 아밀 알콜, 헥산올 또는 그의 혼합물에 의해 전부 또는 일부 에테르화되는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 결과는 멜라민 분자당 4-6개의 메틸기를 갖는 메틸올 멜라민을 사용할때 수득되며, 3개 이상의 메틸올기는 포름알데히드와 N,N'-에틸렌 디우레아의 부탄올 에테르화 축합생성물 또는 부탄올에 의해 에테르화된다. 다른 적당한 경화제의 예로는 폴리이소시아네이트 또는 물-분산성 차폐형 폴리이소시아네이트, 가령 히드록시카르복시산으로의 폴리이소시아네이트의 메틸에틸 케톡심 차폐된 이소시아네이트기-함유 부가물, 예를 들어 디메틸올 프로피온산 및 지방족 또는 방향족 카르보디이미드가 있다.
알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ) 및 폴리우레탄(Ⅱ)에 더해, 결합제 조성물은 또한 물-희석가능한 물질, 가령 알키드 수지, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 및 그의 혼합물들을 포함한다.
그리고, 코팅 조성물은 종래의 첨가제 및 보조제, 가령 분산제, 염료, 경화반응 가속제 및 리올로지 변형제, 가령 Acrysol RM 2020, Acrysol ASE 60, Coatex Rheo 3000 및 Viscalex HV 30을 함유한다.
도포 가능한 안료는 산성, 중성 또는 염기성을 가진다. 선택적으로, 상기 안료는 성질들을 변형시키기 위해 전처리될 수 있다. 적당한 안료의 예로는 금속성 안료, 가령 알루미늄 및 스테인레스 스틸; 진주광택 안료(nacreous pigment), 가령 산화 철 및/또는 이산화티탄과 같은 금속산화물에 의해 코팅된 마이카; 무기 안료, 가령 이산화티탄, 산화철, 카본 블랙, 실리카, 카올린, 탈크, 황산바륨, 규산납, 크롬산 스트론튬, 및 산화크롬; 및 유기 안료, 가령 프탈로시아닌 안료가 있다.
코팅 조성물의 고형분 함량은 5~60 중량%, 바람직하게는 10~40 중량%이다. 상기 범위는 금속성 안료가 사용되는지 아닌지의 여부에 따라 다르다. 금속성 안료가 존재함으로써 비-금속성 안료가 존재할때에 비해 고형분 함량이 낮다. 그러나, 종래의 수성 베이스 코트 시스템에 비해, 본 발명의 코팅 조성물의 고형분 함량은 두 경우에서보다 높다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 고광택 금속성 외관을 제공하기 위해 소위 베이스 코트/클리어 코트 시스템에서 베이스 코트로서 사용된다. 이때문에, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 소위 "비-리핑(non-leafing)" 알루미늄 페이스트 또는 일부 다른 금속성 안료를 포함한다. 본 발명에 따른 코팅 조성물을 베이스 코트로서 사용하면 베이스 코트가 분무된 후에 클리어 코트에 의해 연화되는 것을 막아주며, 그로써 금속성 효과를 잃지 않을 것이다.
베이스 코트/클리어 코트 시스템에 사용되는 클리어 코트는 종래의 폴리아크릴레이트/멜라민 조성물의 클리어 베이킹 래커이다. 클리어 코트는 또한 이-성분 폴리에스테르 또는 폴리아크릴레이트/폴리이소시아네이트 조성물이다. 폴리이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트의 삼량체이다. 클리어 코트는 또한 친수성 폴리이소시아네이트를 포함하는 수계(water borne)이다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 롤러 코팅, 분무, 브러싱, 스프링클링, 플로우 코팅, 딥핑, 정전기 분무 또는 전기영동, 바람직하게는 분무와 같은 목적하는 방법으로 기재에 도포될 수 있다.
적당한 기재는 프라이머 또는 충전제에 의해 선택적으로 전처리된, 목재, 금속 및 합성물질로 제조되어 있다. 경화는 주위온도에서 또는 경화시간을 단축시키기 위해 선택적으로 높은 온도에서 실시될 수 있다. 선택적으로는, 상기 코팅 조성물은 10 내지 60분동안 베이킹 오븐내에서 60 내지 160℃의 고온범위에서 구워진다. 클리어 코트는 베이스 코트위에서 습식 적용된다. 선택적으로, 상기 베이스 코트는 클리어 코트를 도포되기 전에 일부 경화될 수 있다. 또한, 베이스 코트는 클리어 코트를 도포하기 전에 전체 경화될 수도 있다.
상기 조성물은 코팅된 금속 기재를 제조하는데, 특히 기차, 트럭, 버스 및 항공기와 같은 대형 운송수단을 마감질하고, 자동차 및 운송수단을 수리하기 위한 재도장 산업, 자동차 수리공장에 특히 적당하다. 본 발명의 조성물은 또한 자동차를 일차 마감질하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명될 것이며, 이는 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 간주되지 않아야 한다.
실시예에서 사용된 시험방법은 하기에 기술되어 있다.
분무점도는 DIN 컵 제4호로 측정하였다.
고형분 함량, 결합제 함량 및 VOC는 이론적으로 계산하였다. VOC를 계산하는데 있어서, 물의 존재는 무시하였다. 건조시간은 육안으로 측정하였다. 상기 시간은 기재가 안보일때까지 분무하는 순간에서부터 출발하여 코팅의 외관이 불투명해진 순간에 끝난다.
하기 화합물들을 사용하였다:
PAD = Akzo Nobel Resins제 Setalux 6801 AQ-24
PUR = Bayer제 Bayhydrol VPLS 2952
실시예 1-9
본 발명의 코팅 조성물을 시험하기 위해 여러개의 색상 배합예를 제조하였다. 또한, 결합제, 안료, 용매, 물 및 종래의 첨가제를 함께 혼합하였다. 선택된 색상 배합예는 표 1에 개시되어 있다.
금속 패널은 종래의 프라이머와 함께 제조하였다. 코팅 조성물의 숨는 특성을 평가할 수 있도록 흑색 및 백색 스티커를 프라임된 패널에 도포했다. 표 1에 개시된 색상 배합예의 베이스 코트 조성물을 패널위에 분무하였다. 상기 패널을 주위온도에서 경화하였다.
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 매우 빠르게 건조하여, 신속한 도포 및 테이핑 시간(taping time)을 나타낸다. 그리고, 완전히 숨기기 위해서는 소량의 재료만 필요하다. 마지막으로, 분무를 위해 준비된 점도 대 VOC는 우수하다.
실시예 색상코드 타입 색상 고형분 함량 (중량%) 결합제함량 (중량%) PAD* (중량%) PUR* (중량%) P/B VOC (g/ℓ)
1 KIA 3002 고체 적색 23 17 37 63 0.36 321
2 KIA 9011 펄 적색 22 16 58 42 0.34 305
3 GMA 92:84 펄 핑크 20 16 64 36 0.27 321
4 OP 549:91 펄 적색 20 15 71 29 0.33 310
5 VOL 324 금속성 베이지 17 17 69 31 0.19 376
6 FEU 9352 금속성 은색 20 21 50 50 0.15 377
7 NISER 3 펄/금속성 황색 18 16 73 27 0.27 362
8 FEU 411 고체 백색 32 15 35 65 1.35 253
9 P1607:87 고체 적색 22 15 55 45 0.38 348
*제공된 PAD 및 PUR(중량%)은 고체수지 기준부임.
실시예 분무점도(sec) 층수 건조시간(분) 재료사용량(g)
1 n.d. 2.5 13 182.5
2 n.d. 2+mist 10.5 149.7
3 n.d. 2+mist 11 100
4 36 2.5+mist 11 184
5 28.5 2+mist 8 138
6 24.5 2+mist 9 157
7 26 2.5+mist 14 211
8 25 4 13 204
9 26.5 4 17 231

Mist = 흐린 코트
n.d. = 측정되지 않음.
실시예 10-13 및 비교실시예 A-D
여러 색상 배합예를 실시예 1에 언급된 바와 같이 제조하였다. 비교실시예로서, 결합제 조성물내에서 Setalux 6801 AQ 24 및 Bayhydrol VPLS 2952의 혼합물 대신에 Setalux 6801 AQ 24 100%를 사용한 것외에는 안료 결합제 비율이 동일하게 유지되는 방법으로 같은 색상 배합예를 제조하였다.
각각 같은 분무를 위한 점도를 가지도록 종래의 용매들을 코팅 조성물에 첨가하고, 실시예 1에 설명된 바와 같이 도포했다. 그 결과는 표 3에 보고되어 있다.
실시예 색상코드 고형분 함량 (중량%) P/B 층수 건조시간 (분) 재료사용량 (g) 시간 절약율 재료 절약율
진백색
10 FEU 411 35.1 1.35 4 7 50 26% 28%
A 26.7 1.35 5 9.5 70
진적색
11 P1607:87 22 0.37 4 9.5 90 34% 10%
B 18 0.37 6 14.5 100
금속성 베이지
12 VOL 324 21 0.2 2 4.5 20 25% 23%
C 17 0.2 3 6 26
펄 적색
13 OP 549:91 20 0.3 2 4 35 33% 40%
D 18 0.3 4 6 60
Id. = 상기와 같음(idem)
표 3의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 분무를 위한 점도 대 고형분 함량은 우수하다. 예기치 못하게, 본 발명의 코팅 조성물은 같은 분무를 위한 점도와 함께 높은 고형분 함량을 가진다. 그리고, 본 발명의 코팅 조성물은 매우 신속하게 건조되어 신속한 도포 및 테이핑 시간을 유도한다. 마지막으로, 완전히 숨기는데 소량의 재료만 필요하다.

Claims (9)

  1. 5 중량% 내지 95 중량%의 1개 이상의 알칼리-팽윤성 코어-쉘(alkali-swellable core-shell) 부가 중합체(Ⅰ) 및 95 중량% 내지 5 중량%의 1개 이상의 폴리우레탄(Ⅱ)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 코팅 조성물(여기서, 상기 중합체 (Ⅰ) 및 (Ⅱ)에 대해 표시된 중량%의 합은 항상 총 결합제 함량의 100 중량%임)에 있어서,
    상기 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ)는 유화 중합에 의해 2 이상의 단계로 제조되는 공중합체이며;
    ⅰ) a) 60~100 몰%의 (시클로)알킬 (메트)아크릴레이트[(시클로)알킬기는 4~12개의 탄소 원자를 함유함] 및 b) 0~40 몰%의 디(시클로)알킬 말레에이트 및/또는 디(시클로)알킬 푸마레이트[(시클로)알킬기는 4~12개의 탄소 원자를 함유함]의 혼합물[여기서, a)의 몰%와 b)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 65~100 몰% 및 ⅱ) 다른 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체 0~35 몰%를 포함하는 단량체 혼합물 A[여기서, ⅰ)의 몰%와 ⅱ)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 60~95 중량부[상기 부가 중합체(I) 100 중량부를 기준으로 함)의 제1 공중합 단계와, ⅲ) (메트)아크릴산 10~60 몰% 및 ⅳ) 다른 공중합성 모노알킬렌계 불포화 단량체 40~90 몰%를 포함하는 단량체 혼합물 B[여기서, ⅲ)의 몰%와 ⅳ)의 몰%의 합계는 항상 100 몰%임] 5~40 중량부[상기 부가 중합체(I) 100 중량부를 기준으로 함]의 공중합 단계에 의해 수득되는 비가교 알칼리-팽윤성 코어-쉘 부가 중합체(Ⅰ)이며[여기서, (메트)아크릴산으로부터 유도된 카르복시산기의 일부 또는 전부는 이온화됨],
    상기 폴리우레탄(Ⅱ)은 폴리우레탄 폴리우레아인 것을 특징으로 하는 수성 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄(Ⅱ)은
    (ⅴ) 화학적으로 혼입된 카르보네이트기 -O-CO-O-를 고형분 100 g당 200 밀리당량 이상 포함하고,
    (ⅵ) 화학적으로 혼입된 우레탄기 -NH-CO-O- 및 화학적으로 혼입된 우레아기 -NH-CO-NH-를 고형분 100 g당 총 320 밀리당량 이하 포함하는 폴리우레탄 폴리우레아인 것을 특징으로 하는 수성 코팅 조성물:
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성물은 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 코팅 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 안료는 금속성 안료인 것을 특징으로 하는 수성 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 따른 수성 코팅 조성물로 기재를 코팅하는 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기재상에 다층 코팅을 제조하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수성 코팅 조성물은 베이스 코트(base coat)인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 따른 수성 코팅 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차의 재도장(refinishing) 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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