KR101011880B1 - 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지, 및 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민을 포함하는 경화제를 함유하는 코팅 조성물을 제공한다. 코팅 조성물은 콘크리트 및 강철상에 프라이머 코팅층으로서의 용도에 특히 적합하다.
코팅 조성물, 에폭시 수지, 경화제, 삼량체 지방 트리아민, 올리고머 아민

Description

코팅 조성물{COATING COMPOSITION}
본 발명은 에폭시 수지 코팅 조성물, 특히 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민을 포함하는 경화제를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
에폭시 수지 기재의 코팅물은 중요한 산업용 제품이다. 이들 제품은 반드시 주변 조건하에 코팅물의 도포를 수행해야 하는, 다리, 선박 및 산업용 탱크 등의 거대한 금속 또는 콘크리트 구조물의 보호 및 장식에 가장 많이 사용되고 있다. 에폭시 수지 코팅물은 내식성, 방수성, 내마모성 및 내용매성을 조합하여 제공한다.
주변 조건하의 도포용으로 고안된 대부분의 에폭시 수지는 경화제로서 다관능성 아민을 단독으로, 또는 일부 경우 다른 경화제와 조합하여 사용한다. 메타크실렌 디아민, 이소포론 디아민, 폴리에테르 디아민, 및 폴리아미드 (통상 이량체 지방산 (프리폴 (PRIPOL; 등록상표) 1017 및 프리폴 (등록상표) 1048 (유니케마사 (Uniqema) 제조) 등) 및 폴리아민의 반응 생성물) 등의 저분자량의 디아민을 포함하여, 아민 경화제의 몇몇 부류가 상업적으로 이용된다. 이들은 문헌 [W.R. Ashcroft, Curing Agents for Epoxy Resins, in B. Ellis (ed.), Chemistry and Technology of Epoxy Resins, Blackie Academic and Professional, London, 1993, 37 내지 71쪽]에 기재되어 있다.
그러나, 현존하는 에폭시 수지 경화제에 관련된 다수의 문제점들이 있다. 예를 들면, 저분자량의 디아민은 대체로 휘발성이고 때로는 독성이 있으며, 탄력성이 불충분한 에폭시 수지를 야기할 수 있다.
반면, 폴리아미드는 특히 영점에 가까운 온도에서 비교적 낮은 반응성을 가질 수 있으며, 통상 점도가 높아 반드시 유기 용매와 사용해야 한다. 환경 및 안정성의 이유로, 에폭시 코팅물을 포함하는 코팅물 중 용매 수준의 감소는 일반적인 요구 조건이다. 따라서, 에폭시 수지를 위한 향상된 저점도의 경화제가 필요하다.
용매의 사용에 대한 제한은 사용되는 경화제의 점도와 상관없이 바람직한, 고분자량의 에폭시 수지를 대신하여 저분자량의 에폭시 수지를 사용할 것을 요구할 수 있다. 저분자량의 에폭시 수지를 사용하는 경우 코팅물의 건조 시간이 늘어난다. 따라서, 에폭시 코팅물, 특히 액상 에폭시 수지에 기재한 에폭시 코팅물의 건조 시간을 감소시키는 경화제가 필요하다.
콘크리트 및 금속 등의 기재의 양호한 보호를 위해, 코팅물은 특히 습윤 상태에서 기재에 대한 접착성을 양호하게 유지해야 한다. 에폭시 코팅물은 통상 접착성이 양호하지만, 특히 냉간압연강 (CRS) 등의 기재상에서 향상된 접착성은 여전히 필요하다.
최종적으로, 사용 중 수명이 연장된 코팅물을 제공하면서, 내식성이 보다 큰 에폭시 코팅 조성물을 제공할 수 있는 경화제가 필요하다.
발명의 요약
놀랍게도, 본 발명자들은 상기 문제점들을 하나 이상 감소시키거나 실질적으로 극복하는 에폭시 수지 코팅 조성물을 이제야 발견하였다.
따라서, 본 발명은 에폭시 수지, 및 1종 이상의 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민으로 경화된 에폭시 수지를 제공한다.
본 발명은 에폭시 수지를 경화시키기 위한 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민의 용도를 더 제공한다.
본 발명은 (i) 에폭시 수지, 및 1종 이상의 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 프라이머층과 상이하며, 임의로 충전제를 포함하는 부가 에폭시 수지 코팅층으로 코팅된 콘크리트 기재를 더 제공한다.
본 발명은 (i) 에폭시 수지, 및 1종 이상의 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 고급 올리고머 아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 부가 알키드 수지 또는 폴리우레탄 수지 코팅층으로 코팅된 강철 기재를 더 제공한다.
또한, 본 발명은 (i) 가압하에 지방산을 중합시켜 모노 지방산 및(또는) 이량체 지방산 및(또는) 삼량체 지방산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하는 단계, (ⅱ) (i)에서 제조된 반응 혼합물 중 1종 이상의 산을 아민으로 전환시키는 단계, 및 (ⅲ) (ⅱ)에서 제조된 1종 이상의 아민과 에폭시 수지를 혼합하는 단계 (단, 1 종 이상의 아민은 삼량체 지방 트리아민 또는 고급 올리고머 아민임)를 포함하는, 코팅 조성물의 제조 방법을 더 제공한다.
에폭시 수지는 분자당 1개 이상의 1,2-에폭시기를 함유하는 폴리에폭시 화합물이다. 이러한 에폭시드는 에폭시 코팅 업계에 널리 공지되어 있으며 문헌 [Y. Tanaka, "Synthesis and Characteristics of Epoxides", in C.A. May, ed., Epoxy Resins Chemistry and Technology (Marcel Dekker, 1988)]에 기재되어 있다. 예에는 미국 특허 제5,599,855호의 5단 6행 내지 6단 20행에 개시되어 있는 에폭시드가 포함된다. 바람직한 폴리에폭시 화합물은 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르, 비스페놀-A의 고급 디글리시딜 에테르, 비스페놀-F의 디글리시딜 에테르 및 에폭시 노볼락 수지이다.
에폭시 수지는 다양한 점도로 입수가능하다. 가장 통상적으로 사용되는 에폭시 수지는 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르 (DGEBA)에 기재한 에폭시 수지, 및 DGEBA를 추가 비스페놀-A로 고급화시켜 제조된 고분자량의 올리고머이다. 에폭시 수지는 통상 이관능성이거나 이관능성에 약간 못 미치며, 그의 에폭시 당량 (EEW)을 특징으로 할 수 있다. 따라서, EEW가 180 g인, 비스페놀-A에서 유도된 에폭시 수지의 점도는 약 8500 mPa.s이다. EEW가 약간 증가하여 190 g이 되면, 점도는 약 12000 mPa.s가 된다. EEW가 약 300 g인 경우, 에폭시 수지는 상당히 빠른 속도로 부분 결정화되어 반고상물이 되고, EEW가 약 400 g을 초과하는 경우 에폭시 수지는 고상물이므로, 그의 점도를 실온에서 측정할 수 없다.
코팅물 제제에서, 흔히 EEW가 450 g 내지 500 g인 에폭시 수지 (산업계에서 '유형 1' 수지로 공지됨) 등의 고분자량의 에폭시 수지를 사용하는 것이 유리하다. 고분자량의 수지는 코팅물의 건조 시간을 현저하게 감소시킨다. 또한, 고분자량의 에폭시 수지는 저분자량의 에폭시 수지보다 더 탄력성이고 내충격성이 높은 코팅물을 제공한다. 불행하게도, 고분자량의 에폭시 수지의 고점도는 적합한 도포 점도를 달성하기 위해 용매를 높은 수준으로 사용할 것을 요구한다.
소정의 조성물의 점도를 감소시키기 위해, 에폭시 수지를 일부의 단관능성 에폭시드로 개질시킬 수 있다. 예를 들면, 이러한 점도의 감소는 도포를 용이하게 하면서 제제 중 안료의 농도를 증가시키거나, 고분자량의 에폭시 수지를 사용하도록 할 수 있다. 유용한 모노에폭시드의 예에는 산화스티렌, 산화시클로헥센, 산화에틸렌, 산화프로필렌, 산화부틸렌, 및 페놀, 크레졸, tert-부틸페놀 및 다른 알킬 페놀류, 부탄올, 2-에틸헥산올 및 C8 내지 C14 알코올의 글리시딜 에테르가 포함된다.
본 발명에 사용되는 에폭시 수지의 EEW는 바람직하게는 160 g 내지 4000 g, 더욱 바람직하게는 170 g 내지 900 g, 특히 180 g 내지 700 g, 각별히 184 g 내지 500 g의 범위내이다.
강철로의 코팅의 경우, 에폭시 수지의 EEW는 바람직하게는 450 g 내지 550 g, 더욱 바람직하게는 470 g 내지 530 g, 특히 490 g 내지 510 g의 범위내이고, 각별히 약 500 g이다. 콘크리트로의 코팅의 경우, 에폭시 수지의 EEW는 바람직하게는 180 g 내지 250 g, 더욱 바람직하게는 184 g 내지 200 g, 특히 188 g 내지 195 g의 범위내이고, 각별히 약 190 g이다.
본 발명에 사용되는 삼량체 지방 트리아민 경화제는 상응하는 삼량체 지방산으로부터 형성되는 것이 바람직하다.
삼량체 지방산 및 이량체 지방산이라는 용어는 당 업계에 널리 공지되어 있으며, 모노- 또는 폴리 불포화 지방산의 삼량체화/이량체화 생성물 및(또는) 이들의 에스테르를 지칭한다. 이들은 문헌 [T.E. Breuer, 'Dimer Acids', in J.I. Kroschwitz (ed.), Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Wiley, New York, 1993, Vol. 8, 223 내지 237쪽]에 기재되어 있다. 이들은 가압하에 지방산을 중합시킨 후, 미반응한 지방산 출발 물질의 대부분을 증류로 제거하여 제조된다. 최종 생성물은 통상 일부의 모노 지방산, 주로 이량체 지방산 및 삼량체 지방산 및 일부의 고급 또는 올리고머 지방산을 함유한다. 얻어진 생성물은 여러 가지 농도의 상이한 지방산으로 제조될 수 있다. 이량체 지방산 대 삼량체 지방산의 비율은 가공 조건 및(또는) 불포화 산 공급 원료를 변경함에 의해 변할 수 있다. 삼량체 지방산은 당 업계에 공지된 정제 기술을 사용하여 생성물 혼합물로부터 실질적으로 순수한 형태로 단리시키거나, 별법으로 삼량체 지방산 및 이량체 지방산의 혼합물을 사용하여 상응하는 아민을 제조할 수 있다. 삼량체 지방 트리아민 및 임의의 이량체 지방 디아민은 상응하는 삼량체 지방산 및 임의의 이량체 지방산으로부터 당 업계에 공지된 표준 화학적 방법, 예를 들면 EP-530696-A에 기재된 바와 같이 암모니아와 반응시키고 이어서 수소화하여 제조될 수 있다.
본 발명에 사용되는 경화제의 삼량체 지방 트리아민 (또는 삼량체) 함량은 바람직하게는 5 중량％ 초과, 더욱 바람직하게는 10 내지 90 중량％, 특히 30 내지 70 중량％, 각별히 40 내지 50 중량％의 범위내이다. 또한, 특히 바람직한 경화제의 이량체 지방 디아민 (또는 이량체) 함량은 바람직하게는 95 중량％ 미만, 더욱 바람직하게는 10 내지 90 중량％, 특히 30 내지 70 중량％, 각별히 50 내지 60 중량％의 범위내이다. 또한, 경화제는 모노 지방 모노아민 (또는 단량체)을 바람직하게는 10 중량％ 미만, 더욱 바람직하게는 1 내지 6 중량％, 특히 2 내지 4 중량％, 각별히 2.5 내지 3.5 중량％의 범위내로 포함한다. 상기 모든 중량％의 값은 경화제 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량에 기준한다.
바람직한 삼량체 지방 트리아민은 C10 내지 C30, 더욱 바람직하게는 C12 내지 C24, 특히 C14 내지 C22, 각별히 C18 알킬 사슬의 삼량체이다. 따라서, 바람직한 삼량체 지방 트리아민의 탄소수는 30 내지 90, 더욱 바람직하게는 36 내지 72, 특히 42 내지 66의 범위내이고, 각별히 54이다. 삼량체 지방 트리아민의 분자량 (중량 평균)은 바람직하게는 750 내지 950, 더욱 바람직하게는 790 내지 910, 특히 810 내지 890, 각별히 830 내지 870의 범위내이다.
적합한 삼량체 지방 트리아민은 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 팔미트올레산 및 엘라이드산, 특히 올레산의 삼량체화 생성물로부터 유도되는 것 (즉, 이들의 아민 등가물임)이 바람직하다. 삼량체 지방 트리아민도 또한 천연 지방 및 오일류, 예를 들면 해바라기유, 대두유, 올리브유, 채종유, 면실유 및 톨 (tall)유를 가수분해하여 얻어진 불포화 지방산 혼합물의 삼량체화 생성물로부터 유도될 수 있다. 예를 들면, 니켈 촉매를 사용하여 수소화된 삼량체 지방산도 상응하는 삼량체 지방 트리아민을 제조하는 데 사용될 수 있다.
유사하게, 임의의 이량체 지방 디아민은 상기 단락에 언급된 물질의 이량체화 생성물로부터 유도되는 것이 바람직하며, 바람직하게는 C10 내지 C30, 더욱 바람직하게는 C12 내지 C24, 특히 C14 내지 C22, 각별히 C18 알킬 사슬의 이량체이다. 따라서, 이량체 지방 디아민의 탄소수는 바람직하게는 20 내지 60, 더욱 바람직하게는 24 내지 48, 특히 28 내지 44의 범위내이고, 각별히 36이다. 이량체 지방 디아민의 분자량 (중량 평균)은 바람직하게는 450 내지 690, 더욱 바람직하게는 500 내지 640, 특히 530 내지 610, 각별히 550 내지 590의 범위내이다.
본 발명의 일 실시양태에서, 사량체 지방 테트라아민 및 고급 올리고머 (양자는 이하 올리고머 아민이라고 지칭됨)는 삼량체 지방산 및(또는) 이량체 지방산 및(또는) 모노 지방산으로부터 아민을 제조하는 동안 형성된다. 또한, 이러한 올리고머 아민은 (아민 반응 생성물의 혼합물로부터 단리시켜) 단독으로 또는 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 이량체 지방 디아민 및(또는) 모노 지방 모노아민과 조합하여 본 발명에 따른 에폭시 수지용 경화제로 사용될 수 있다. 올리고머 아민은 C10 내지 C30, 더욱 바람직하게는 C12 내지 C24, 특히 C14 내지 C22, 각별히 C18 알킬 사슬 단위체를 4개 이상 함유하는 올리고머인 것이 바람직하다. 올리고머 아민의 분자량 (중량 평균)은 적합하게는 1000 초과, 바람직하게는 1200 내지 1800, 더욱 바람직하게는 1300 내지 1700, 특히 1400 내지 1600, 각별히 1400 내지 1550의 범위 내이다.
경화제는 올리고머 아민을 100 중량％ 이하, 바람직하게는 1 내지 50 중량％, 더욱 바람직하게는 5 내지 35 중량％, 특히 10 내지 25 중량％, 각별히 14 내지 20 중량％의 범위내로 포함하는 것이 적합하다. 올리고머 아민이 삼량체 지방 트리아민 및(또는) 이량체 지방 디아민과 함께 존재하는 경우, (i) 삼량체 지방 트리아민의 양은 바람직하게는 5 내지 70 중량％, 더욱 바람직하게는 15 내지 55 중량％, 특히 20 내지 45 중량％, 각별히 25 내지 35 중량％의 범위내이고(범위내이거나), (ⅱ) 이량체 지방 디아민의 양은 바람직하게는 10 내지 90 중량％, 더욱 바람직하게는 25 내지 80 중량％, 특히 40 내지 70 중량％, 각별히 50 내지 60 중량％의 범위내이다. 상기 모든 중량％의 값은 경화제 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량에 기준한다.
본 발명에 사용되는 경화제는 통상 아민 수소 대 에폭시기의 화학양론적 비율로, 적합하게는 0.25 내지 4:1, 바람직하게는 0.5 내지 2:1, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.2:1, 특히 0.9 내지 1.1:1의 범위, 각별히 약 1:1의 몰비로 에폭시 수지로 제제화된다.
모든 반응물을 혼합하기 전에 일부의 경화제와 단관능성 에폭시 수지 또는 이관능성 에폭시 수지 (과량의 아민 수소를 가짐)를 반응시킴으로써 에폭시 수지 코팅 조성물의 상용성이 향상될 수 있다. 이는 당 업계의 숙련자들에게 널리 공지된 관례이고, 통상 산화로 지칭된다. 산화에 특히 유용한 에폭시 수지에는 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르, 비스페놀-A의 고급 디글리시딜 에테르, 비스페놀-F의 디글리시딜 에테르, 산화스티렌, 산화시클로헥센, 및 페놀 및 다른 알킬 페놀류의 글리시딜 에테르가 포함된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물의 이점은 비교적 낮은 점도를 비교적 높은 고형분 함량 (에폭시 수지 및 경화제를 합한 양), 즉 낮은 용매 함량으로 달성할 수 있다는 것이다. 따라서, 고형분 함량이 조성물의 전체 중량을 기준으로 35 중량％ 초과, 더욱 바람직하게는 40 내지 70 중량％, 특히 45 내지 60 중량％, 각별히 50 내지 55 중량％의 범위내이고, 23 ℃에서 40 mPa.s의 점도를 갖는 코팅 조성물을 얻을 수 있다. 유사하게, 용매 함량이 조성물의 전체 중량을 기준으로 65 중량％ 미만, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 중량％, 특히 40 내지 55 중량％, 각별히 45 내지 50 중량％의 범위내이고, 23 ℃에서 40 mPa.s의 점도를 갖는 코팅 조성물을 얻을 수 있다. 코팅 조성물의 고형분 함량은 23 ℃에서 mPa.s 단위의 코팅 조성물의 점도 값 초과, 바람직하게는 4 초과, 더욱 바람직하게는 8 내지 30, 특히 10 내지 20, 각별히 12 내지 16단위의 범위내인, 조성물의 전체 중량에 기준한 중량％ 단위의 값을 갖는다.
사용시, 본 발명에 따른 바람직한 코팅 조성물의 점도는 23 ℃에서 40 내지 50 mPa.s의 범위내이고, 고형분 함량은 조성물의 전체 중량을 기준으로 바람직하게는 35 내지 70 중량％, 더욱 바람직하게는 45 내지 65 중량％, 특히 50 내지 60 중량％의 범위내이다.
특별한 이점은 상기 바람직한 범위내의 고형분 함량 및 용매 함량을 450 g 내지 500 g의 EEW를 갖는 에폭시 수지에 대해 달성할 수 있다는 것이다.
상기 바람직한 고형분 및 용매의 범위는 충전제 또는 안료 물질을 거의 또는 전혀 함유하지 않으며, 통상 무기물인 코팅 조성물과 관련된다. 적합한 충전제에는 백악 및 점토가 포함되며, 적합한 안료에는 카본 블랙, 이산화티탄 및 산화철이 포함된다. 코팅 조성물이 상당한 양의 충전제 및(또는) 안료, 예를 들면 코팅 조성물의 전체 중량을 기준으로 25 내지 30 중량％로 함유하는 경우, 목적하는 점도를 달성하기 위해서는 통상 추가 용매를 첨가해야할 것이다.
일부 조건에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물에 소위 촉진제를 혼입시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 촉진제는 문헌 [H. Lee 및 K. Neville, Handbook of Epoxy Resins, McGraw-Hill, New York, 1967]에 기재되어 있다. 적합한 촉진제에는 여러 가지 유기산, 알코올, 페놀, 4차 아민 및 히드록실아민 등이 포함된다. 특히 유용한 촉진제에는 벤질 알코올, 페놀, 노닐페놀, 옥틸페놀, t-부틸페놀 및 크레졸 등의 알킬 치환된 페놀류, 비스페놀-A, 살리실산, 디메틸아미노메틸페놀, 비스(디메틸아미노메틸)페놀 및 트리스(디메틸아미노메틸)페놀이 포함된다. 통상, 이러한 촉진제는 에폭시 수지의 전체 중량을 기준으로 10 ％ 이하, 보다 통상적으로 5 ％ 미만의 농도로 사용된다.
가소제도 본 발명의 코팅 조성물에 혼입시킬 수 있다. 이는 이러한 가소제가 존재하지 않는 상태에서, 내용매성, 내약품성 및 인장 강도 등의 특정 요구 조건을 충족시키기 위한 반응도를 달성하기 전에 조성물의 유리 전이 온도 Tg가 상온을 상당히 초과하는 경우에 특히 유용하다. 이러한 가소제는 당 업계의 숙련자들에게 널리 공지되어 있으며, 문헌 [D.F. Cadogan 및 C.J. Howick, 'Plasticizers', in J.I. Kroschwitz, ed., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., Wiley, New York, 1996, Vol. 19, 258 내지 290쪽]에 기재되어 있다. 특히 유용한 가소제에는 벤질 알코올, 노닐페놀, 및 프탈산의 여러 가지 에스테르가 포함된다. 에스테르 가소제는 통상 경화제와의 반응을 최소화하기 위해 에폭시 수지와 동일한 용기에 혼입될 것이다.
본 발명에 따르는 조성물로부터 제조된 보호용 코팅물 또는 장식용 코팅물은 용매, 충전제, 안료, 안료 분산제, 레올로지 개질제, 틱소트로프, 유동조제, 레벨링 조제 및 소포제 등을 포함하는, 코팅 제제 업계의 숙련자들에게 널리 공지된, 광범위한 구성 요소들로 제제화될 수 있다. 용매의 혼합물은 흔히 결합제 성분의 용해도를 유지하면서 시스템의 최상의 증발 속도 프로필을 얻을 수 있도록 선택될 것이다. 적합한 용매에는 방향족, 지방족, 에스테르, 케톤, 에테르, 알코올, 글리콜 및 글리콜 에테르 등이 포함된다. 건조 속도를 거의 또는 전혀 저해하지 않으면서 가사 시간을 향상시키는 데 사용될 수 있는, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 메틸 프로필 케톤, 메틸 아밀 케톤 및 디아세톤 알코올 등의 케톤류가 제제에 특히 유용하다. 에스테르 용매가 제제에 포함되는 경우, 경화제와의 반응을 최소화하기 위해서, 에폭시 수지를 함유하는 용기내에서 이들을 제제화시킬 필요가 있다.
본 발명의 코팅 조성물을 스프레이, 브러시, 롤러 및 페인트 장갑 등을 포함하는 임의 개수의 처리 방식으로 도포할 수 있다. 적절한 표면을 제조할 수 있는, 본 발명의 코팅물의 도포에 적합한 다수의 기재가 있으며, 이는 당 업계에도 널리 공지된 것이다. 이러한 기재에는 여러 가지 종류의 금속, 특히 강철 및 알루미늄뿐만 아니라 콘크리트가 포함되지만 이들로 한정되지는 않는다.
코팅 조성물은 콘크리트 및 강철 등의 기재상에 프라이머 코팅물로서 사용하기에 특히 적합하다. (i) 콘크리트상에 코팅된 본 발명에 따른 프라이머 코팅층의 상부에 사용되는 바람직한 코팅 또는 상도층은 프라이머층과 상이하며, 바람직하게는 석재 칩 등의 충전제를 포함하는 에폭시 코팅층이고; (ⅱ) 강철상에 코팅된 본 발명에 따르는 프라이머 코팅층의 상부에 사용되는 바람직한 코팅 또는 상도층은 알키드 수지 및(또는) 폴리우레탄 수지 코팅층이다.
본 발명의 코팅물은 약 0 ℃ 내지 약 50 ℃ 범위의 상온, 바람직하게는 10 ℃ 내지 40 ℃의 온도에서 도포 및 경화될 수 있다. 원하는 경우, 이들 코팅물은 100 ℃ 이하 또는 이를 초과하는 온도에서도 강제로 경화시킬 수 있다.
하기의 비제한적인 실시예로 본 발명을 설명하기로 한다.
구입가능한 폴리아미드 경화제 (비교예 A 및 비교예 B)의 화학양론적 양, 및 삼량체 지방 트리아민 29 중량％, 이량체 지방 디아민 54 중량％ 및 올리고머 아민 17 중량％ (분자량 (중량 평균) 1,500 (60 ℃의 오븐 온도 (1분 동안 유지)에서, 속도 1: 150 ℃까지 30 ℃/분, 속도 2: 380 ℃까지 12 ℃/분 (10분 동안 유지)로 애질런트 (Agilent) 6890, 울티메탈 심디스트 (Ultimetal Simdist) 컬럼 (길이 5 m, 내경 0.53 ㎜, Df = 0.17 ㎛)을 사용하여 고온 가스 크로마토그래피로 측정됨))를 포함하는 경화제 조성물 (올레산 공급 원료로부터 얻어지는 60/40 중량％의 이 량체/삼량체 지방산 혼합물로부터 유도됨) (실시예 C), 및 480 g의 EEW (ASTM D 1652-67에 따라 측정됨)를 갖는 에피코트 (EPIKOTE) 1001 (비스페놀-A형 에폭시 수지 (레졸루션사 (Resolution) 제조))을 서로 혼합하였다. 에피코트 1001을 경화제와 혼합하기 전에 용매 (성분 1)로 희석하였다. 50/50 (v/v) n-부탄올/크실렌 혼합물의 용매 블렌드의 요구량을 첨가함으로써, 브룩필드 (Brookfield) 점도계로 23 ℃에서 측정한 혼합물의 점도가 40 내지 50 mPa.s로 감소하였다.
성분 1
중량부
에피코트 (등록상표) 1001 (크실렌 중 에폭시 75 ％) 100
크실렌 51
메틸 이소부틸 케톤 (MIBK) 37.5
실시예 경화제 중량부 용매 (중량부) 제제화된 투명 래커
점도 (23 ℃, mPa.s) 고형분 (％) 가사 시간 (일)
A (비교예) 베르스아미드 (Versamide) 115형 폴리아미드 (크실렌 중 70 ％) 44 50 45 37 3
B (비교예) 베르스아미드 125형 폴리아미드 54 37.5 50 46 3
C 삼량체 지방 트리아민/올리고머 아민 42 - 42 53 > 3

마이어 (Meyer) 바아를 사용하여 필름을 유리 및 금속상에 코팅하고, 23 ℃, 50 ％의 상대 습도에서 하룻밤 동안 건조시킨 후, 다음 시험을 수행하였다.
(i) 경도 (ASTM D 4366에 따름),
(ⅱ) 광택 (ASTM D 523에 따름),
(ⅲ) 간접 충격 (ASTM D 2794), 및
(ⅳ) 건조 시간 (빅-가드너사 (Byk-Gardner) 제조의 건조 기록계를 사용함)
실시예 유리상 150 ㎛ 습윤
 금속상 150 ㎛ 습윤
쾨니히 (Koenig) 경도 (s) 광택 20°/60° (광택 단위) 쾨니히 경도 (s) 충격 (간접) (㎏.㎝)
A (비교예) 베르스아미드 115형 폴리아미드 (크실렌 중 70 ％) 89 123/124 96 > 200
B (비교예) 베르스아미드 125형 폴리아미드 74 78/100 145 > 200
C 삼량체 지방 트리아민/올리고머 아민 99 168/145 160 > 200

실시예 76 ㎛ 습윤 건조 기록계 (시간)
단계 0 단계 1 단계 2 단계 3 단계 4
A (비교예) 베르스아미드 115 형 폴리아미드 (크실렌 중 70 ％) ½ 3½ 내지 4 5 내지 6 7 내지 8 > 12
B (비교예) 베르스아미드 125형 폴리아미드 ¾ 내지 1 4 6 내지 7 8½ 내지 9 > 12
C 삼량체 지방 트리아민/올리고머 아민 ½ 1 내지 2 2½ 내지 3 5 10 내지 11
단계 0: 레벨링, 단계 1: 기초 트레이스, 단계 2: 필름 구축, 단계 3: 표면 트레이스, 단계 4: 건조
상기 실시예는 본 발명에 따른 코팅 조성물의 향상된 특성을 예시한다.

Claims (16)

  1. 에폭시 수지 및 경화제를 포함하며, 여기서 경화제는 그 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 30 내지 70 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 30 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민, 및 0 중량％ 초과 내지 10 중량％ 미만의 모노 지방 모노아민을 포함하는 것인 코팅 조성물.
  2. 에폭시 수지 및 경화제를 포함하며, 여기서 경화제는 그 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 5 내지 35 중량％의 올리고머 아민, 15 내지 55 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 25 내지 80 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함하는 것인 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에폭시 수지의 에폭시 당량이 160 g 내지 4000 g 범위 내인 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 삼량체 지방 트리아민이 C10 내지 C30 알킬 사슬의 삼량체인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 올리고머 아민이 C10 내지 C30 알킬 사슬 단위체를 4개 이상 포함하는 올리고머인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 경화제가 그 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 1 내지 6 중량％의 모노 지방 모노아민을 포함하는 것인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 경화제가 그 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 40 내지 50 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 50 내지 60 중량％의 이량체 지방 디아민 및 1 내지 6 중량％의 모노 지방 모노아민을 포함하는 것인 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 경화제가 그 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 10 내지 25 중량％의 올리고머 아민, 20 내지 45 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 40 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함하는 것인 조성물.
  9. 경화제 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 30 내지 70 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 30 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민, 및 0 중량％ 초과 내지 10 중량％ 미만의 모노 지방 모노아민을 포함하는 경화제로 경화된, 분자당 1개 초과의 1,2-에폭시기를 함유하는 폴리에폭시 화합물.
  10. 경화제 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 5 내지 35 중량％의 올리고머 아민, 15 내지 55 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 25 내지 80 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함하는 경화제로 경화된, 분자당 1개 초과의 1,2-에폭시기를 함유하는 폴리에폭시 화합물.
  11. (i) 에폭시 수지, 및 경화제 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 30 내지 70 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 30 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민, 및 0 중량％ 초과 내지 10 중량％ 미만의 모노 지방 모노아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 프라이머층과 상이하며, 임의로 충전제를 포함하는 부가 에폭시 수지 코팅층으로 코팅된 콘크리트 기재.
  12. (i) 에폭시 수지, 및 경화제 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 5 내지 35 중량％의 올리고머 아민, 15 내지 55 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 25 내지 80 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 프라이머층과 상이하며, 임의로 충전제를 포함하는 부가 에폭시 수지 코팅층으로 코팅된 콘크리트 기재.
  13. (i) 에폭시 수지, 및 경화제 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 30 내지 70 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 30 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민, 및 0 중량％ 초과 내지 10 중량％ 미만의 모노 지방 모노아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 부가 알키드 수지 또는 폴리우레탄 수지 코팅층으로 코팅된 강철 기재.
  14. (i) 에폭시 수지, 및 경화제 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 5 내지 35 중량％의 올리고머 아민, 15 내지 55 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 25 내지 80 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함하는 경화제를 포함하는 코팅 조성물로 형성된 프라이머층, 및 (ⅱ) 부가 알키드 수지 또는 폴리우레탄 수지 코팅층으로 코팅된 강철 기재.
  15. (i) 가압하에 지방산을 중합시켜 모노 지방산 및(또는) 이량체 지방산 및(또는) 삼량체 지방산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하는 단계, (ⅱ) (i)에서 제조된 반응 혼합물 중 1종 이상의 산을 아민으로 전환시키는 단계, 및 (ⅲ) (ⅱ)에서 제조된 1종 이상의 아민과 에폭시 수지를 혼합하는 단계 (단, 1종 이상의 아민은 그 중에 존재하는 삼량체, 이량체 및 단량체 아민의 전체 중량을 기준으로 30 내지 70 중량％의 삼량체 지방 트리아민, 30 내지 70 중량％의 이량체 지방 디아민, 및 0 중량％ 초과 내지 10 중량％ 미만의 모노 지방 모노아민을 포함함)를 포함하는, 코팅 조성물의 제조 방법.
  16. (i) 가압하에 지방산을 중합시켜 모노 지방산 및(또는) 이량체 지방산 및(또는) 삼량체 지방산을 포함하는 반응 혼합물을 제조하는 단계, (ⅱ) (i)에서 제조된 반응 혼합물 중 1종 이상의 산을 아민으로 전환시키는 단계, 및 (ⅲ) (ⅱ)에서 제조된 1종 이상의 아민과 에폭시 수지를 혼합하는 단계 (단, 1종 이상의 아민은 그 중에 존재하는 올리고머, 삼량체 및 이량체 아민의 전체 중량을 기준으로 5 내지 35 중량％의 올리고머 아민, 15 내지 55 중량％의 삼량체 지방 트리아민 및 25 내지 80 중량％의 이량체 지방 디아민을 포함함)를 포함하는, 코팅 조성물의 제조 방법.
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