KR101233715B1 - 실릴 에스테르, 바인더 시스템 및 페인트 조성물에서의 그의 용도, 및 그의 제조 방법 - Google Patents

실릴 에스테르, 바인더 시스템 및 페인트 조성물에서의 그의 용도, 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

페인트 배합물의 바인더 시스템에서 알칼리 가수분해 또는 부식 촉진제로서 오르가노실릴 에스테르의 용도가 개시되어 있다. 상기 촉진제는 사용되는 페인트의 하나 이상의 성분의 가수분해를 요구하는 페인트 배합물에 사용된다. 본 발명의 오르가노실릴에스테르는 또한 독립적으로 필름 형성능을 가질 수 있다. 상기 오르가노실릴 에스테르는 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 에스테르일 수 있다. 본 발명의 바인더 시스템은 자기마모 방오 페인트와 같은 페인트 조성물에 사용될 수 있다.

Description

실릴 에스테르, 바인더 시스템 및 페인트 조성물에서의 그의 용도, 및 그의 제조 방법{Silyl esters, their use in binder systems and paint compositions and a process of production thereof}
본 발명은 바인더 시스템, 예를 들면 페인트 조성물에서의 오르가노실릴 에스테르의 용도에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 자기마모 (self-polishing) 페인트, 예를 들면 방오 페인트 (antifouling paints)의 바인더 시스템과 같은 바인더 시스템에서 가수분해 촉진제 (hydrolysis booster)로서 오르가노실릴 에스테르의 용도에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 고 비점 일가산 (higher boiling monoacid)과 오르가노실릴 에스테르의 반응을 통한 고 비점 산의 오르가노실릴 에스테르의 합성에 관한 것으로서, 상기 에스테르의 산은 상기 고 비점 일가산 보다 비점이 낮고, 비점이 더 높고 낮은 것에 관해서는 따라서 이해되어야 한다.
가수분해성 수지 바인더는 활성제의 서방(slow release)이 상기 수지 바인더의 매트릭스 내에서부터 요구되는 많은 상업적 용도에서 중요하다. 채용되는 가수분해에 의해 상기 활성제가 주변 환경으로 방출되고, 이는 의약품 및 방오 및 낙서 방지 (anti-graffiti) 페인트와 같은 많은 분야에서 용도를 가진다. 가수분해 속도의 제어는 상기 활성제의 방출(release) 속도가 제어되는 만큼 매우 중요하다. 예 를 들면, 방오 페인트에서, 가수분해 속도는 조개류, 해초류 및 수생 박테리아와 같은 다양한 해양 생물을 제거하기 위해 사용되는 임의의 만각류 치사제 (barnaclecide)의 방출 또는 침출(leaching) 속도에 직접적인 영향을 준다. 이러한 해양 생물이 선저와 같은 수중 구조물에 부착하여 증식하는 경우, 전체 선박의 표면의 요철(roughness)이 증가하여 선박 속도의 감소 또는 연료 연소의 증가가 유도될 수 있다. 또한, 이러한 수생 생물을 선저로부터 제거하려면 많은 노동력과 장기간의 작업 시간이 필요하다. 게다가, 이러한 생물이 철강 구조물과 같은 수중 구조물에 부착 및 증식하는 경우, 방식(anticorrosive) 코팅 필름의 성능을 저하시켜 상기 수중 구조물의 수명이 극히 감축될 수 있다.
따라서, 수중 구조물은 다양한 가수분해성 기를 포함하는 고분자를 채용한 방오 페인트로 코팅된다. 상기 수지 바인더의 성질은 상기 페인트 코팅이 선박의 선체에 마찰을 증가시키기 때문에 매우 중요하다. 따라서 상기 가수분해성 수지 바인더는 자기-마모 특성이 있는 것이 또한 중요하다.
전술한 문제들은 일반적으로 수지 바인더들이 사용시 적당한 가수분해 속도와 또한 방오 페인트의 경우에 적당한 자기마모 특성을 나타내기 위한 특정 용도에서 선택된다는 것을 설명한다.
가수분해성 수지 바인더의 중요한 종류로는 상기 오르가노실릴 화합물이 있다. 방오 페인트에서 오르가노실릴 바인더의 사용은 공지되어 있다. 상기 오르가노실릴 화합물의 예는 EP 0297505, JP 10245451, WO 8402915, JP 63215780 A, EP 131626, US 4593055, US 4594365, JP 63118381 A, EP 0775733, WO9638508, JP11116257 A, EP 802243, EP 0714957, JP 07018216 A, JP 01132668 A, JP 05077712 A, JP 01146969 A, WO 01/62811, WO 01/62858, WO 03/018651 및 US 4957989와 같은 많은 문헌에 개시되어 있고, 상기 문헌의 실릴 에스테르는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
전술한 바와 같이, 상기 에스테르의 가수분해 속도를 제어하는 것은 방오 페인트와의 관계에서 뿐만아니라 오르가노실릴 에스테르 바인더 시스템을 포함하는 임의의 조성물에 관해서도 매우 바람직하다.
일반적으로, 페인트 조성물에 사용되는 오르가노실릴 에스테르는 상기 오르가노실릴 에스테르 단량체로부터 중합된 오르가노실릴 에스테르 아크릴레이트이다. 상기 화합물은 필름을 형성하는 경향이 있고 활성제를 방출하기 위한 용도로 가수분해될 수 있다.
로진과 같은 카르복실산은 방오 페인트에 또한 사용될 수 있다. 로진은 또한 해수에서 약간 용해되고 (8.6 × 10-5 mol/L, pH = 8.1) 로진 및 이들의 유사한 용해성을 갖는 염을 포함하는 방오 페인트는 수년 동안 존재해왔다.
페인트에서 로진의 사용에 있어서의 문제점들은 또한 알려져 있다. 우드 로진 (wood rosin)과 구리- 또는 아연-피리티온(pyrithione)의 조합에 기초한 페인트는 수 일 내에 바람직하지 않게 두꺼워지거나 겔화되는 것을 확인할 수 있었다. US 5,112,397 (Olin Corp.)는 아민 화합물 또는 에스테르화된 우드 로진을 포함하는 페인트가 바람직한 겔화-억제능을 제공한다는 것을 개시하고 있다.
EP 289481 및 EP 526441 (Sigma Coatings), WO 9744401 (Hempel's)는 필름 형성 바인더와 조합된 로진계 시스템을 개시한다. 그러나, 상기 문헌에 따라서 제조된 코팅물은, 상기 코팅물이 최근에 "융제 (ablative)형"으로 분류되었다는 기술적 문제를 갖고 있는데, 이는 상기 부식이 실제 화학적 가수분해가 아니라 오히려 연마력 (frictional abrasives forces)에 의한 용해 및 침출의 결합에 의해 표면층을 취약하게 하는 복합 프로세스에 기초하기 때문이다.
미공개된 공동 계류중인 출원 PCT/EP02/11957에 의하면 본 발명자는 놀랍게도 로진 또는 로진 금속염에 기초한, 페인트, 특히 방오 페인트의 "융제" 효과는 대체로 로진의 실릴 에스테르 (다르게는 실릴화 레지네이트 (silyated resinate) 또는 실릴 아비에틴산염(siyl abietate)을 사용함으로써 극복될 수 있다는 것을 발견하였다는 사실을 알 수 있다.
따라서 PCT/EP02/11957는 상기 바인더 시스템에서 로진의 실릴에스테르를 포함하는 페인트 조성물 및 상기 바인더 시스템의 바인더 성분으로서 로진의 실릴에스테르의 자기마모 방오 페인트의 용도를 개시한다.
본 발명자들은 다양한 산의 실릴 에스테르의 제조가 간이한 합성에 의해 바람직하게 수행될 수 있다는 것을 알아내었다.
치환된 실릴기와 카르복실산기의 반응은 예를 들면 하기 문헌에 잘 개시되어 있고,
ㆍ J. D. Nicholson in The Analyst. vol. 103, n°1224, pp 193-222 (March 1978)
ㆍ M. Lalonde, T. H. Chan in Synthesis pp 817-845 (September 1985)
상기 중 카르복실산기의 실릴화와 관련된 내용은 참조로 본 명세서에 통합되어 있다.
포화산으로부터 실릴 에스테르의 합성이 개시되어 있다. 예를 들면, 지방족 카르복실산의 트리알킬실릴카르복실레이트는 에스테르 교환 반응에 의해 획득될 수 있다. H.H.Anderson 등은 J.Org.Chem 1716(1953)에 트리에틸 실릴 아세테이트의 할로겐화 프로피온산과의 반응을 기재하였고, J.Org.Chem 1296 (1954)에는 감압하에서 트리플루오로 실릴 아세테이트 또는 프로피오네이트의 클로로아세트산과의 반응을 기재하였는데, 이들은 감압하에서 상기 아세트산 및 프로피온산을 중류하였다.
러시아 화학자(lzv.Akad.Nauk.Ussr.Ser.Khim. 968(1957))는 유사한 반응을 훨씬 더 높은 온도(190-210℃)에서 수행하였다.
JP 95070152 A에는 트리알킬실릴아세테이트의 C6 내지 C30 카르복실산(예: 팔미트산, 미리스트산, 벤조산, ...)과의 반응이 개시되어 있다: 상기 아세트산은 감압 하에서 또는 헥산과 공비로 증류된다.
S.Kozuka 등은 Bull.Chem.Soc.Jap. 52(7) 1950 (1979)에서 아실옥시실란과 카르복실산 사이의 아실옥시 교환반응의 동역학을 연구하였다. 그 반응속도는 더 강한 공격 산 및 염기성이 더 큰 아실옥시 이탈기에 의해 보다 신속하게 진행되는 것으로 밝혀졌다.
WO 03/027124 (Sigma)는 불포화 카르복실산과 아실옥시실란의 반응의 단계를 포함하는 오르가노실릴화 카르복실레이트 단량체의 합성에 관한 방법을 개시한다.
본 발명자는 페인트의 바인더 시스템에서 가수분해 또는 부식을 거치는 경향은 놀랍게도 실릴화 레지네이트 또는 실릴 아비에틴산염과 같은 산의 오르가노실릴에스테르를 사용함으로써 개선될 수 있다는 것을 알아내었다. 게다가, 본 발명자는 로진이외의 실릴화 폴리카르복실산, 술폰산 또는 인산, 또는 실릴화 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산에서도 마찬가지임을 알아내었다.
본 발명의 첫번째 태양은 페인트 배합물 (formulation)의 바인더 시스템에서 알칼리 가수분해 (alkaline hydrolysis) 또는 부식 (erodability) 촉진제 (booster)로서 오르가노실릴 에스테르의 용도를 제공하는 것이다.
불명료를 피하기 위해, 상기 오르가노실릴 에스테르라는 용어는 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴 에스테르를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 사용되는 페인트의 하나 이상의 성분의 가수분해를 요구하는 페인트 배합물에서 바람직하다. 예를 들면, 방오 페인트는 알칼리 조건 하에서 바인더 성분의 가수분해를 요구한다. 놀랍게도, 본 발명의 오르가노실릴에스테르, 바람직하게는 포화산의 오르가노실릴 에스테르를 방오 페인트와 같은 페인트의 바인더 시스템에 첨가하면 상기 바인더 시스템에서 바인더 또는 코-바인더(co-binder)의 가수분해 속도를 증가시킨다는 사실을 알아내었다.
하나의 오르가노실릴 에스테르는 임의의 소정 배합물에서 사용될 수 있다는 사실, 즉 상기 실릴에스테르의 혼합물이 촉진제로서 사용될 수 있다는 사실이 고찰되었다. 상기 실릴에스테르의 카르복실산, 술폰산 또는 인산 부분은 포화되거나 불포화될 수 있으나, 바람직하게는 상기 알파 탄소에서의 비-비닐 (non-vinylic)이고, 더 바람직하게는 상기 알파 탄소에서 포화된다. 다르게는, 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 종류에 제한은 없다. 바람직하게는, 모노-카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴에스테르가 사용된다. 상기 바인더는 또한 다관능성 산을 포함하여 상기 바인더의 필름 형성 특성을 개선하는데 도움을 준다. 이러한 목적에서 적당한 다관능성 산의 예는 Dymerex?이다.
바람직하게는, 필름 형성 바인더가 사용된다. 바람직하게는, 본 발명의 오르가노실릴에스테르는 또한 독립적으로 필름 형성능을 가진다. 상기 오르가노실릴 에스테르는 카르복실산, 술폰산 또는 인산, 바람직하게는 로진과 같은 카르복실산의 에스테르일 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 태양은 상기 필름 또는 바인더의 일성분으로서 비-비닐 알파 탄소를 갖는 산의 오르가노실릴 에스테르를 포함하는 필름 또는 수지 바인더에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 오르가노실릴에스테르는 비-중합성 (non-polymerisable)을 가진다.
본 발명의 두번째 태양은, 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴에스테르를 포함하고, 이때 상기 산은 비-비닐 알파 탄소를 가지고 상기 바인더 시스템의 바인더 성분으로서 로진 이외의 것인 페인트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 태양은, 바인더 시스템을 포함하고, 이때 상기 바인더 시스템은 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴에스테르를 포함하고, 상기 산은 비-비닐 알파 탄소를 가지고 바인더 성분으로서 로진 이외의 것인 페인트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 바인더 시스템은 자기마모 방오 페인트와 같은 페인트 조성물에서 사용될 수 있다.
불명료를 피하기 위해, 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 실릴에스테르의 혼합물이 사용될 수 있고, 혼합물의 경우, 로진의 오르가노실릴에스테르가 또한 상기 비-로진 (non-rosin) 오르가노실릴 에스테르와의 혼합물로 포함될 수 있다는 점을 인식해야 한다.
따라서 본 발명은 상기 바인더 시스템에서 산의 오르가노실릴에스테르를 포함하는 페인트 조성물을 제공한다. 게다가, 본 발명은 상기 바인더 시스템의 바인더 성분으로서 산의 오르가노실릴에스테르의 자기마모 방오 페인트로의 용도를 제공한다.
본 명세서의 의도에 따르면, "바인더 시스템"이라는 용어는 산의 실릴에스테르 및 선택적으로 당업계에서 공지된 다른 바인더 성분으로 실질적으로 구성된 조성물을 의미한다.
본 발명은 또한 상기 방법의 일 단계가 상기 바인더 시스템의 바인더 성분으로서 산의 오르가노실릴에스테르를 첨가하는 단계인 것을 특징으로 하는 방오 페인트의 제조 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실릴에스테르는 비-방오 페인트 조성물에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 자기마모 효과는 "낙서 방지" 페인트 조성물과 같은 다른 조성물에 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 카르복실산, 술폰산 또는 인산의 실릴 에스테르는 C3 이상 (예를 들면, 프로피오네이트), 더 바람직하게는 C4 이상, 가장 바람직하게는 C5의 카르복실레이트 잔기에 기초를 두고 있다.
상기 오르가노실릴 에스테르는 하기 화학식(Ⅰ)에 의해 나타낼 수 있다:
Figure 112005063784973-pct00001
(식중 Z는
Figure 112005063784973-pct00002
를 나타내고;
식중, R4 및 R5 각각은 히드록실이거나, 알킬, 아릴, 알콕실, 아릴옥실, -L'-SiR1R2R3-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3-, -L'-SiR1R2-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2-,알케닐, 알키닐, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있는데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 히드록실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 아미노 (바람직하게는, 3급 아미노) 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R4 또는 R5 각각은 독립적으로 -O-Z-R8 기일 수 있고 (여기서, R8은 하기에 R7 로서 정의한 바와 같음);
식중 R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 수소, 히드록실, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕실, 아릴, 아릴옥실, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼인데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 히드록실, 아미노(바람직하게는 3급 아미노) 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 -O-Z-R8기이고,
L'는 O, S, 또는 NR6 이고, 여기서, R6는 하기에 R9로서 정의된 바와 같고;
각각의 n은 독립적으로 -Si(R4)(R5)-L'-기의 갯수를 나타내는데 0 내지 1000이고,
식중 R7은 아르알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 또는 C2 이상의 알킬기인데, R7이 알케닐 또는 알키닐인 경우 비닐 알파 탄소를 포함하지 않는다는 조건하에서, 히드로카르빌 라디칼의 경우에 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 정의된 바와 같은 치환기로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 치환됨).
바람직하게는, 치환되거나 치환되지 않은 R7의 크기는 C60 까지, 더 바람직하게는 C40 까지 될 수 있다. 바람직하게는, R7이 R1, R2, R3, R4 및 R5로부터 선택되는 하나 이상의 치환기를 갖는 경우, 이들은 적당한 중합 조건 하에서 중합을 일으킬 수 있는 비닐 불포화물 (vinylic unsaturation)을 포함하지 않고, 바람직하게는 이들은 일체의 비닐 불포화물을 포함하지 않는다. 바람직하게는 R7은 전술한 바와 같이 선택적으로 치환된 아르알킬, 아릴, 시클로알케닐, 시클로알키닐 또는 C2 이상의 알킬기이고; 더 바람직하게는, R7은 전술한 바와 같이 선택적으로 치환된 아르알킬, 아릴, 또는 C2 이상의 알킬기이다.
본원에서 청구된 실릴 에스테르의 합성과 관련하여, 본 발명자는 놀랍게도 모노- 또는 폴리아실로옥시실란을 상기 이탈 아실옥시기 보다 덜 휘발성인 포화 카르복실산, 술폰산 또는 인산과 반응시킴으로써, 방오 페인트의 바인더 시스템에서 가장 용이하게 사용되는 오르가노실릴화 카르복실레이트 화합물이 합성된다는 사실을 알아내었다. 상기 소정의 실질적인 합성 방법은 더 큰 수율 (>> 90%)을 제공하고, 촉매가 필요 없고, 부반응의 확률 및 최종 산물에서의 불순물이 작고, 증류후 일체의 워크-업이 필요하지 않는다는 면에서 종래의 방법 보다 많은 잇점을 가진다.
따라서, 상기 화학식 (Ⅰ)의 오르가노실릴 에스테르는 화학식 (Ⅱ)의 고비점 산과 화학식 (Ⅲ)의 저비점 산의 실릴 에스테르와의 반응에 의해 용이하게 합성될 수 있고;
Figure 112005063784973-pct00003
(식중 Z 및 R7은 상기 정의한 바와 같음);
Figure 112005063784973-pct00004
(식중, R1, R2, R3, R4, R5, L' 및 n은 상기 정의한 바와 같은데, 단, R1, R2, R3, R4 또는 R5가 화학식(I)에서 -O-Z-R8-이면 화학식(Ⅲ)에서는 -O-Z-R10 기로 치환될 수 있고;
식중 R9는 상기 R7로서 정의한 바와 같은데, 단, R9에 의해 형성된 에스테르의 산, R9ZOH가 화학식 (Ⅱ)의 산, R7ZOH 보다 더 낮은 온도에서 비등하는 조건에서, R9는 또한 수소 또는 C1 알킬기일 수 있고;
식중 R10은 상기 R7로서 정의한 바와 같은데, 단, R10에 의해 형성된 에스테르의 산, R10ZOH가 화학식 (Ⅱ)의 산, R7ZOH 보다 더 낮은 온도에서 비등하는 조건에서, R10은 또한 수소 또는 C1 알킬기일 수 있음);
이때 화학식 (Ⅳ) 및/또는 (Ⅴ)의 형성된 산기를 상기 시스템으로부터 제거하여 상기 화학식(Ⅰ)의 하나 이상의 보호 산기 (protected acid group)를 낳을 수 있다.
Figure 112005063784973-pct00005
Figure 112005063784973-pct00006
필수적으로는, 아실화 실릴 에스테르가 화학식(I)에 따라서 형성되는 경우, 하나 또는 여러개의 실리콘 원자에 결합된 하나 이상의 아실옥시기가 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 말단 실리카 원자는 최대 3개의 아실옥시기를, 그리고 비말단 실리콘 원자는 최대 2개의 아실옥시기를 갖는데, 상기 아실옥시기는 상기 고비점 산으로 치환될 수 있다.
바람직하게는 R1, R2, R3, R4 및 R5는 화학식(Ⅲ)에서는 알콕실, 아릴옥실, 알카릴옥실 또는 히드록실이고 화학식(I)에서는 -O-Z-R7-을 나타낼 수 있다.
바람직하게는, R4 및 R5는 각각 알킬, 알콕실, 아릴, 히드록실기 또는 -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3 기 (식중, L', R1, R2, R3, R4 및 R5는 상기 정의한 바와 같고, 바람직하게는 n = 0-100, 더 바람직하게는 n = 0-10, 가장 바람직하게는 n = 0이지만 가능하게는 1, 2, 3, 4 또는 5이고 바람직하게는 1임)를 독립적으로 나타낸다.
더 바람직하게는, 화학식(Ⅱ)에서 R4 및 R5 각각은 알킬기, 히드록실기, 알콕실기 또는 -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3기 (여기서, L', R1, R2, R3, R4 및 R5는 상기 정의한 바와 같음)를 포함하는 군으로부터 독립적으로 선택된다. 가장 바람직하게는, R1, R2, R3, R4 및 R5 각각은 독립적으로 알킬기를 나타낸다. 상기 알킬기는 분지형이거나 선형일 수 있다.
바람직하게는, L'는 O를 나타낸다.
바람직하게는, Z는 CO를 나타낸다.
바람직하게는, R1, R2, 및 R3 는 동일하다. 마찬가지로, 바람직하게는 R4 및 R5는 동일하다.
바람직하게는 R4 또는 R5가 -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3으로 선택된 경우에, 선택된 기 중에 실리콘 라디칼에 결합된 R4 또는 R5기는 -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2이 아니다.
바람직하게는 R1, R2, R3, R4, R5, R9 및 R10은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬 또는 아릴기를 나타낸다.
더 바람직하게는 R1, R2, R3, R4, R5, R7, R9 및 R10은 각각 독립적으로, 알킬기를 나타낸다.
본 발명의 구현예에 따라서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R9 및 R10은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, n-부틸, sec-부틸, t-부틸을 포함하는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R9 및 R10은 메틸이다.
R1, R2 및 R3이 알킬기인 경우, 이들은 바람직하게는, C1 내지 C8 알킬기, 바람직하게는 C1 내지 C4, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필 및 n-부틸로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다. 상기 알킬기는 분지 또는 선형일 수 있다.
바람직하게는, 본 명세서에서 사용된 n 각각은 독립적으로 0 내지 500, 더 바람직하게는 1 내지 100, 가장 바람직하게는 4 내지 50이다. 특히 바람직한 n 값은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이다.
본 명세서에 사용되는, 용어 "독립적으로 선택되는" 또는 "독립적으로 나타내는"은 기술된 각 라디칼 R이 동일하거나 또는 상이할 수 있다는 것을 나타낸다. 예를 들면, 화학식 (I)의 화합물에서 각 R4는 각 n값이 상이할 수 있다.
본 명세서에 사용되는, 용어"알킬"은 직쇄, 측쇄, 폴리시클릭 또는 시클릭 부분 또는 이들의 조합을 갖는, 탄소수 1 내지 50인, 바람직하게는 탄소수 1 내지 40인, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 30인, 선택적으로는 탄소수 1 내지 20, 1 내지 10, 1 내지 8인, 1 내지 6, 또는 탄소수 1 내지 4인, 포화 탄화수소 라디칼에 관한 것이다. C2 이상의 알킬기라 함은 탄소수 2 내지 50으로 해석되어야 한다. 이러한 라디칼의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, set-부틸, tert-부틸, 2-메틸부틸, 펜틸, 이소-아밀, 헥실, 시클로헥실, 3-메틸펜틸, 옥틸, 완전 수소화 아비에틸 (Foral?) 등에서 독립적으로 선택될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 것과 같이, 용어"알케닐"은 하나 이상의 이중결합을 갖는, 직쇄, 측쇄 또는 폴리시클릭 또는 시클릭 부분 또는 이들의 조합을 갖는, 탄소수 2 내지 50인, 바람직하게는 탄소수 2 내지 40인, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 30인, 선택적으로 탄소수 2 내지 18인, 탄소수 2 내지 10인, 탄소수 2 내지 6 또는 탄소수 2 내지 4인 탄화수소 라디칼에 관한 것이다. 알케닐기의 예는 비닐, 알릴, 이소프로페닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 시클로프로페닐, 시클로부테닐, 시클로펜테닐, 시클로헥세닐, 1-프로페닐, 2-부테닐, 2-메틸-2-부테닐, 이소프레닐, 파르네실(farnesyl), 제라닐(geranyl), 제라닐제라닐(geranylgeranyl), 아비에틸, 데히드로아비에틸(dehydroabietyl), 디히드로아비에틸(dihydroabietyl), 안트라세닐, 아비에틸 이량체 (Dymerex?) 등을 포함한다. 시클로알케닐기의 예는 전술한 시클릴기로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에 사용되는, 용어"알키닐"은 하나 이상의 삼중결합을 갖는, 직쇄, 측쇄 또는 폴리시클릭 또는 시클릭 부분 또는 이들의 조합을 갖는, 탄소수 2 내지 50인, 바람직하게는 탄소수 2 내지 40인, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 30인, 선택적으로 탄소수 2 내지 18인, 탄소수 2 내지 10인, 탄소수 2 내지 8, 탄소수 2 내지 6 또는 탄소수 2 내지 4인 탄화수소 라디칼에 관한 것이다. 알키닐 라디칼의 예는 에티닐, 프로피닐, 프로파르길(propargyl), 부티닐, 펜티닐, 헥시닐 등을 포함한다.
본 명세서에 사용되는, 용어"아릴"은 수소 하나의 제거에 의하여 방향족 탄화수소로부터 유도되며, 각 고리에 최고 7개의 임의의 모노시클릭 바이시클릭 또는 폴리시클릭 탄소 고리(여기서, 하나 이상의 고리는 방향족이다)를 포함하는 유기 라디칼에 관한 것이다. 상기 라디칼은 알킬, 알콕시, 할로겐, 히드록시 또는 아미노 라디칼로부터 독립적으로 선택되는, 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다. 아릴의 예는 페닐, p-톨릴, 4-메톡시페닐, 4-(tert-부톡시)페닐, 3-메틸-4-메톡시페닐, 4-플루오로페닐, 4-클로로페닐, 3-니트로페닐, 3-아미노페닐, 3-아세트아미도페닐, 4-아세트아미도페닐, 2-메틸-3-아세트아미도페닐, 2-메틸-3-아미노페닐, 3-메틸-4-아미노페닐, 2-아미노-3-메틸페닐, 2,4-디메틸-3-아미노페닐, 4-히드록시페닐, 3-메틸-4-히드록시페닐, 1-나프틸, 나프테닐, 2-나프틸, 3-아미노-1-나프틸, 2-메틸-3-아미노-1-나프틸, 6-아미노-2-나프틸, 4,6-디메톡시-2-나프틸, 테트라히드로나프틸, 인다닐(indanyl), 비페닐, 페난트릴, 안트릴, 데히드로아비에틸 또는 아세나프틸 등을 포함한다.
본 명세서에 사용되는, 용어 "아르알킬"은 알킬 및 아릴이 상기 기술된 것과 같은 의미를 갖는 화학식 알킬-아릴의 기(group)에 관한 것이다. 아르알킬 라디칼의 예는 벤질, 페네틸(phenethyl), 디벤질메틸, 메틸페닐메틸, 3-(2-나프틸)-부틸 등을 포함한다.
화학식(Ⅳ)의 카르복실 라디칼 부분의 예는 포르밀, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴이 있는데 이로써 한정되지는 않는다.
화학식 R7ZOH의 카르복실 라디칼 부분의 예로는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 피발로일, 옥살로일, 말로닐, 숙시닐, 글루타릴, 아디포일, 벤조일, 프탈로일, 이소부티로일, sec-부티로일, 옥타노일, 이소옥타노일, 노나노일, 이소노나노일, 아비에틸, 데히드로아비에틸, 디히드로아비에틸, 나프테닐, 안트라세닐, 아비에틸 이량체(DYMEREX?), 완전 수소화 디히드로아비에틸 (fully hydrogenated dihydroabietyl) (FORAL?) 등, 및 이들의 중합체 또는 공중합체가 있는데 이로써 한정되지는 않는다. 바람직하게는, R7ZOH는 비-중합성이고, 즉, 중합가능한 비닐기를 포함하지 않는다.
화학식(Ⅲ)의 오르가노실릴화 카르복실레이트 화합물의 예는 다음에 한정되지는 않지만, 트리메틸실릴포르미에이트, 디메틸실릴디포르미에이트, 메틸실릴트리포르미에이트, 트리-n-부틸 1-아세톡시-실란, 디-n-부틸 1,1-디아세톡시-실란, n-부틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리-n-프로필 1-아세톡시-실란, 디-n-프로필 1,1-디아세톡시-실란, n-프로필 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리-t-부틸 1-아세톡시-실란, 트리-이소프로필-1-아세톡시-실란, 트리-이소부틸-1-아세톡시-실란, 트리-메틸-1-아세톡시-실란, 디-메틸 1,1-디아세톡시-실란, 메틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리에틸-1-아세톡시-실란, 디에틸-1,1-디아세톡시-실란, 에틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 비닐 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리벤질-1-아세톡시-실란, 트리아밀-1-아세톡시-실란, 트리페닐-1-아세톡시-실란, 트리메틸실릴프로피오네이트, t-부틸디메틸실릴아세테이트, 펜타메틸-1-아세톡시-디실록산, 헵타메틸-1-아세톡시-트리실록산, 노나메틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나에틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-t-부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나벤질-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-이소프로필-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-n-프로필-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-이소부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-아밀-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-n-부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-도데실-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-헥실-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-페닐-1-아세톡시-테트라실록산, 노나옥틸-1-아세톡시-테트라실록산, 운데카메틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카에틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-t-부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카벤질-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-이소프로필-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-n-프로필-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-이소부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-아밀-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-n-부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-도데실-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-헥실-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-페닐-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-옥틸-1-아세톡시-펜타실록산, 트리데카메틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카에틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-t-부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카벤질-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-이소프로필-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-n-프로필-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-이소부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-아밀-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-n-부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-도데실-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-헥실-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-페닐-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-옥틸-1-아세톡시-헥사실록산 및 이들의 중합체를 포함한다.
화학식(Ⅲ)의 카르복실 부분의 전형적인 예는 포르밀, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴이다. 바람직하게는, 아세틸이 이용된다.
R7, R8, R9 및 R10은 독립적으로 부분적 또는 전체적으로 수소화된 알킬, 아르알킬 또는 아릴 라디칼일 수 있다.
예를 들면, 상기 아실옥시실란은 상기 정의한 바와 같이 부분적 또는 전체적으로 할로겐화된 카르복실레이트 화합물일 수 있다. 통상적으로, 상기 할로겐화 카르복실레이트는 불소화 또는 염소화되어 있다.
상기 화합물의 예는 트리메틸실릴트리플루오로아세테이트 및 트리메틸실릴트리클로로아세테이트를 포함한다.
실릴화제 (silylating agent)의 구체적인 예로는 에틸 트리아세톡시 실란, 비닐트리아세톡시 실란, 디메틸디아세톡시 실란 및 트리메틸실릴아세테이트를 포함한다.
본 발명의 방법은 오르가노실릴화 수지 및 비-레지네이트를 포함하는 오르가노실릴화 카르복실레이트 화합물의 제조를 가능케 한다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 오르가노실릴 에스테르는 디히드로카르빌실록산 단위의 수 (n)가 0이다.
바람직한 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 오르가노실릴 에스테르는 디히드로카르빌실록산 단위의 수 (n)가 1 내지 200, 바람직하게는 1 내지 19, 더 바람직하게는 1 내지 4이다.
상기 반응 과정은 증류된 산의 양의 측정과 같은 임의의 적당한 분석 방법에 의해 모니터링될 수 있다.
본 발명의 잇점은 상기 방법이 용이하게 취급가능한 반응물을 이용한다는 것이다. 다른 잇점은 단계의 단순성 및 안정성에 있다 (염의 여과 또는 유해한 기체 물질의 트랩핑 단계가 없음). 게다가, 또 다른 잇점은 상기 반응이 일체의 추가되는 촉매없이 일어날 수 있고 감압하에서 수행될 수 있다는 점이다. 또 다른 잇점은 형성된 카르복실산이, 바람직하게는 증류, 바람직하게는 공비 증류 하에서 제거될 수 있다는 것이다. 편리성과 단순성, 그의 용이한 작업 공정 및 높은 수율로 인해 본 발명의 방법은 기존의 방법에 비해 현저하고도 실질적으로 개선된 방법으로 인정될 수 있다.
실릴화되어 본 발명의 실릴에스테르를 낳을 수 있는 고비점 산의 예로는 바람직하게는 C3 이상의 산, 즉 C4-C60 산과 같은 프로피오산 (propionic acid) 이상의 지방족 산 동족체 (homologues) (예를 들면, 이소스테아린산); 나프텐산과 같은 시클릭 지방족 산; 및 수소화 로진과 같은 C4-C60 산 (방향족 또는 불포화 시클릭 산을 포함함) (예를 들면, 아비에틴산 및 이들의 유도체)을 포함한다.
로진은 광범위하게 사용된 용어이고, 특정 종의 나무에서 만들어지는 표면절단으로부터의 검 분비물 (gum exudations)의 수확 결과물을 나타낸다. 로진은 종종 소나무로부터 얻어지는 산물로서 제한적으로 정의된다; 본 명세서에 사용되는 일반 용어 "로진"에 포함되는 유사한 산물은 콩고 코팔 (Congo copal), 카우리 코팔 (Kauri copal), 대머 (Damar) 및 마닐라 (Manilla) 검을 포함한다. 로진을 얻는 다른 공정은 숲이 벌목된 후에 소나무 밑둥으로부터 우드 로진을 용해시키는 것 또는 방대한 (tall) 오일 로진을 제조하기 위해 크라프트지 (kraft paper) 제조공정의 부산물을 정제하는 것을 포함한다.
로진 및 로진 유도체에 대한 더욱 상세한 기술은 WO 9744401 (Hempel's)에서 확인할 수 있으며, 상기 기술의 내용은 실릴화가 가능한 분자당 적어도 하나 이상의 카르복실산, 술폰산 또는 인산기를 가지는 로진 또는 로진 유도체의 정의에 관련되는 범위에 있어서는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
실릴화되고 본 발명에서 촉진제로서 사용될 수 있는 상업적으로 중요한 로진 및 로진 유도체들은 표 1에 나타나 있다.
상업적으로 입수가능한 로진 유도체들의 예
종류 상표명 회사 산가
(acid number)
연화 (℃)#
포르투갈 검로진 (로진) Demonchi 170 70
수소화 로진 Foral AX-E Hercules 170 80
이량화 로진 Dymerex Hercules 145 150
부분적으로 중합된 로진 Poly-Pale Hercules 140 102
산 개질 에스테르 B106 Hercules 200 183
무수말레산 에스테르 K1614 Lawter 200 160
퓨말화된 로진 Ennesin FM6 Lawter 305 140
# ASTM-E28에 따른 링 및 볼법에 의함
바람직하게는 소나무-유래의 로진이 선택된다. 로진의 주요 성분 (약 80%)은 아비에틴산 (abietic acid), 또한 실빈산 (sylvic acid, CAS RN.= 514-10-03)이라 불리며 로진 대신에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 로진 실릴에스테르는 로진 유도체의 실릴에스테르일 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "로진 (rosin)"은 검 로진; 등급 B, C, D, E, F, FF, G, H, I, J, K, L, M, N, W-G, W-W (ASTM D509표준에 의해 정의된 바와 같음)의 우드 로진; 천연 로진; 경성 로진 (hard rosin); 황색 딥 로진 (yellow dip rosin); NF우드 로진; 테일 오일 로진 (tail oil rosin); 또는 콜로포니 (colophony) 또는 콜로포니움 (colophonium); 예를 들어, 아비에틴산 (abietinic acid), 아비에티닌산 (abietinic acid), 실빈산 (sylvic acid), 디히드로아비에틴산, 테트라히드로아비에틴산, 데히드로아비에틴산 (dehydroabietinic acid), 네오아비에틴산 (neoabietic acid), 피마르산 (pimaric acid), 라에보피마르산 (laevopimaric acid), 이소피마르산 (isopimaric acid), 샌드아라코피마르산 (sandaracopimaric acid), 팔루스트르산 (palustric), 덱스트로-피마르산 (dextro-pimaric acid), 이소덱스트로-피마르산 (isodextro-pimaric acid), 덱스트로-피마리날 (dextro-pimarinal), 이소덱스트로-피마리날 (isodextro-pimarinal), 크산토페롤 (xanthoperol), 타타롤 (tatarol), 포도카르핀산 (podocarpic acid), 피롤클라덴 (phyllocladen), 수기올 (sugiol), 페루기놀 (ferruginol), 히모키올 (himokiol), 만올 (manool), 마노일옥사이드 (manoyloxide), 케토마노일옥사이드 (ketomanoyloxide), 카티빈산 (cativinic acid), 에퍼루안산 (eperuanic acid), 및 아비에틴산의 디테르펜 골격 (diterpene skeleton)에 기초한 임의의 모든 로진 성분과 같은 천연 로진 퀄리티(quility)의 임의의 단일 성분뿐만 아니라 실릴화 (필요하다면 산화를 통하여)가 가능한 적어도 하나 이상의 카르복실산, 술폰산 또는 인산을 갖는 이들의 혼합물을 포함한다. 용어“로진”은 이러한 임의의 화학물질 뿐만 아니라 상기 언급한 화학물질의 임의의 혼합물도 포함할 수 있다는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 있어서, 용어 “로진 유도체”는 실릴화가 가능한 분자당 적어도 하나 이상의 카르복실산기를 남기는 다양한 화학반응 또는 화학공정에 따라서 개질 또는 유도된 모든 형태의 로진 (상기 기술한 바와 같이)을 의미한다. 다수의 공정들은 기계적 특성 및/또는 자기마모 특성의 조절의 개선에 관련된 우수한 페인트 성분 특성을 갖는 로진 유도체를 유도하는 것으로 기대된다.
로진 유도체의 예를 들면, 이하와 같다:
A. (아크릴산, 말레산 또는 퓨말산 등의)불포화산 및 이가산의 모노-에스테르에 로진을 첨가한 부가 생성물
B. 로진 자체의 부가 생성물 (이량화 로진, 올리고머화 또는 폴리머화 로진).
C. 수소화 또는 부분적으로 수소화된 로진
D. 비변화 (dismutated) 또는 불균일화된 로진
본 발명의 실릴에스테르와 함께 사용될 수 있는 코-바인더는 하기에서 선택될 수 있다:
- Ca, Cu 또는 Zn의 레지네이트
- Ca, Cu 또는 Zn의 나프테네이트 (Naphthenates)
- 라오플렉스 (Laoflex) MP와 같은 비닐 (BASF로부터 상업적으로 입수가능)
- Neocryl B725와 같은 아크릴레이트 (Avecia로부터 상업적으로 입수가능)
- 예를 들어, EP 342276; EP 982324 (Kansai)에 개시되어 있는 Cu/ Zn/ Ca 아크릴레이트 또는 EP 1033392 (Kansai)에 개시되어 있는 폴리에스테르
- 예를 들어, EP 131626 (M&T); US 4593055 (M&T); EP 제775773 (Chugoku); EP 646630 (NOF); US 5436284 (NOF); WO 0162811 및 WO 0162858 (Sigma Coatings)에 개시되어 있는 트리-오르가노실릴(메트)아크릴레이트 공중합체.
- 예를 들어, FR 2557585 (Jotun), EP 526441 및 EP 289441 (Sigma Coatings)에 개시되어 있는 바와 같은 친수성 (메트) 아크릴레이트.
본 발명의 오르가노실릴에스테르와 함께 코-바인더로 사용되는 경우, 증가된 가수분해 (바람직하게는 알칼리 가수분해)의 속도를 갖는 적당한 바인더는, EP 131626 (M&T); US 4593055 (M&T); EP 775773, EP 646630, US 5436284, WO 0162811 및 WO 0162858에 개시되어 있는 트리-오르가노실릴(메트)아크릴레이트 공중합체와 같은 실릴 아크릴레이트이다.
게다가, 폴리(실릴에스테르)는 본 발명의 오르가노실릴에스테르와 함께 바인더 시스템에서 사용될 수 있다. Wooley 등은 Macromolecules (1995) 28 8887 ; Macromolecules (1998) 31 7606 ; J.Polym. Sci. , Part A : Polym. Chem. (1999) 37 3606; Macromolecules (1998) 31 15; J. Organomet. Chem. (1998) 542 235; Macromolecules (2000) 33 734; J. Organomet. Chem. (1998) 542 235; Macromolecules (2000) 33 734); Macromolecules (2001) 34 3215, 및 상기에 인용된 참조문헌; 및 Macromolecules (1998) 31 15를 포함하는 다수의 문헌에서 다수의 폴리(실릴 에스테르)의 합성에 대하여 개시하고 있다. 상기에 기재된 폴리(실릴에스테르)는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
바람직하게는, 상기 트리-오르가노실릴(메트)아크릴레이트 공중합체는 트리 알킬 실릴(메트)아크릴레이트 공중합체, 더 바람직하게는, 트리 C2-C6 실릴(메트)아크릴레이트에서 선택되고, 상기 알킬은 전술한 R1, R2 또는 R3으로 정의된 바와 같이 치환 또는 비치환될 수 있고, 가장 바람직하게는 트리 부틸 또는 트리 이소프로필 실릴(메트) 아크릴레이트가 사용된다.
알칼리 가수분해는 pH 7 초과, 더 바람직하게는 9 초과, 가장 바람직하게는 11 초과에서의 가수분해를 의미한다.
본 발명은 또한 성분으로서 하나 이상의 방오제를 포함하는 방오 페인트를 제공한다.
방오제는 본 발명에 필수적이지는 않지만, 본 발명의 코팅 조성물에서 성분으로서 사용될 수 있고, 종래에 공지된 방오제 중 어떤 것이어도 무방하다. 공지의 방오제는 무기 화합물, 금속-함유 유기 화합물, 및 금속을 함유하지 않는 유기 화합물로 대별된다.
무기 화합물의 예로는 구리 화합물 (예를 들면, 황산 구리, 구리 분말, 티오시안산 제1구리, 탄산구리, 염화구리 및 통상의 바람직한 산화제1구리), 황산아연, 산화아연, 황산니켈 및 구리 니켈 합금이 포함된다.
금속-함유 유기 화합물의 예로는 오르가노-구리 화합물, 오르가노-니켈 화합물 및 오르가노-아연 화합물이 포함된다. 또한, 유용한 것은 망간 에틸렌 비스 디티오카르바메이트(마네브: maneb), 프로피네브(propineb) 등이다. 오르가노-구리 화합물의 예로는 구리 노닐페놀-설포네이트, 구리 비스(에틸렌디아민) 비스(도데실벤젠설포네이트), 구리 아세테이트, 구리 나프테네이트, 구리 피리티온 및 구리 비스(펜타클로로페놀레이트)가 있다. 오르가노-니켈 화합물의 예로는 니켈 아세테이트 및 니켈 디메틸디티오카르바메이트가 있다. 오르가노-아연 화합물의 예로는 아연 아세테이트, 아연 카르바메이트, 비스(디메틸카르바모일) 아연 에틸렌-비스(디티오카르바메이트), 아연 디메틸디티오카르바메이트, 아연 피리티온 및 아연 에틸렌-비스(디티오카르바메이트)가 있다. 혼합 금속-함유 유기 화합물의 예로는 (중합체) 망간 에틸렌 비스(디티오카르바메이트)와 아연의 착염(만코제브: mancozeb)를 들 수 있다.
금속을 함유하지 않는 유기 화합물의 예로는 N-트리할로메틸티오프탈이미드, 트리할로메틸티오설파미드, 디티오카르밤산, N-아릴말레이미드, 3-(치환된 아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온, 디티오시아노 화합물, 트리아진 화합물, 옥사티아진 등이 있다.
N-트리할로메틸티오프탈이미드의 예로는 N-트리클로로메틸티오프탈이미드 및 N-플루오로디클로로메틸티오프탈이미드가 있다.
디티오카르밤산의 예로는 비스(디메틸티오카르바모일) 디설파이드, 암모늄 N-메틸디티오카르바메이트 및 암모늄 에틸렌 비스(디티오카르바메이트)가 있다.
트리할로메틸티오설파미드의 예로는 N-(디클로로플루오로메틸티오-N',N'-디메틸-N-페닐설파미드 및 N-(디클로로플루오로메틸티오)-N',N'-디메틸-N-(4-메틸페닐)설파미드가 있다.
N-아릴말레이미드의 예로는 N-(2,4,6-트리클로로페닐)말레이미드, N-4-톨릴말레이미드, N-3 클로로페닐말레이미드, N-(4-n-부틸페닐)말레이미드, N-(아닐리노페닐)말레이미드 및 N-(2,3-크실릴)말레이미드가 있다.
3-(치환된 아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온의 예로는 2-(티오시아노메틸티오) -벤조티아졸, 3-벤질리덴아미노-1, 3-티아졸리딘-2,4-디온, 3-(4-메틸벤질리덴아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온, 3-(2-히드록시벤질리덴아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온, 3-(4-디메틸아미노벤질리드아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온, 및 3-(2,4-디클로로벤질리덴아미노)-1,3-티아졸리딘-2,4-디온이 있다.
디티오시아노 화합물의 예로는 디티오시아노메탄, 디티오시아노에탄 및 2,5-디티오시아노티오펜이 있다.
트리아진 화합물의 예로는 2-메틸티오-4-부틸아미노-6-시클로프로필아미노 -s-트리아진이 있다.
옥사티아진의 예로는 PCT 특허출원 공개공보 WO 98/05719에 개시된 바와 같은 1,4,2-옥사티아진 및 그의 모노- 및 디-옥사이드: (a) 페닐; 히드록실, 할로, C1-C12 알킬, C5-6 시클로알킬, 트리할로메틸, 페닐, C1-C5 알콕시, C1-5 알킬티오, 테트라히드로피라닐옥시, 페녹시, C1-4 알킬 카르보닐, 페닐 카르보닐, C1-4 알킬설피닐, 카르복시 또는 그의 알칼리 금속염, C1-4 알콕시카르보닐, C1-4 알킬아미노카르보닐, 페닐아미노카르보닐, 톨릴아미노카르보닐, 모르폴리노카르보닐, 아미노, 니트로, 시아노, 디옥솔라닐 또는 C1-4 알킬옥시이미노메틸로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기로 치환된 페닐; 나프틸; 피리디닐; 티에닐; 퓨라닐; 또는 C1-C4 알킬, C1-4 알킬옥시, C1-4 알킬티오, 할로, 시아노, 포르밀, 아세틸, 벤조일, 니트로, C1-C4-알콕시카르보닐, 페닐, 페닐아미노카르보닐 및 C1-4 알킬옥시이미노메틸로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기로 치환된 티에닐 또는 퓨라닐; 또는 (b) 다음 화학식:
Figure 112005063784973-pct00007
(식중, X는 산소 또는 황이고; Y는 질소, CH 또는 C(C1-4 알콕시)이며; C6 고리는 하나의 C1-4 알킬 치환기를 가질 수 있으며; C1-4 알킬 또는 벤질로부터 선택된 제2 치환기가 5번 또는 6번 위치에 선택적으로 존재한다)을 갖는 치환기를 나타내는, 하나의 치환기를 3번 위치에 갖는 1,4,2-옥사티아진의 모노 및 디-옥사이드를 포함한다.
금속을 포함하지 않는 유기 화합물의 다른 예는 2,4,5,6-테트라클로로이소프탈로니트릴, N,N-디메틸-디클로로페닐우레아, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, N,N-디메틸-N'-페닐-(N-플루오로디클로로메틸티오)설파미드, 테트라메틸티우람디드설파이드, 3-요오도-2-프로피닐부틸 카르바메이트, 2-(메톡시카르보닐아미노)벤즈이미다졸, 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸설포닐)피리딘, 디요오도메틸-p-톨릴 설폰, 페닐(비스피리딘)비스무스 디클로라이드, 2-(4-티아졸릴)벤즈이미다졸, 디히드로아비에틸 아민, N-메틸올 포름아미드 및 피리딘 트리페닐보란이 있다.
바람직한 구현예에 따르면, WO-A-9505739에 개시된 옥사티아진을 방오제로 이용하는 방법은 페인트의 자기마모형 특성을 증가시키는 추가의 잇점(EP-A-823462에 개시)을 갖는다 .
부착 오염물 중에서도 만각류 (barnacles)는 대부분의 살생제에 대하여 내성이 있기 때문에 가장 문제가 되는 것으로 나타났다. 따라서, 페인트 배합물은 산화제1구리 또는 티오시아네이트와 같은 하나 이상의 만각류 치사제를 유효량 이상 포함하여야 바람직하다. 바람직한 만각류 치사제가 EP-A-831134에 개시되어 있다. EP-A-831134호는 5번 위치와 선택적으로 1번 위치가 치환되고, 2번 및 3번 위치의 할로겐이 불소, 염소 및 브롬으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며, 5번 위치의 치환기가 C1-8 알킬, C1-8 모노할로게노알킬, C5-6 시클로알킬, C5-6 모노할로게노시클로알킬, 벤질, 페닐, 모노 및 디-할로게노벤질, 모노 및 디-할로게노페닐, 모노- 및 디-C1-4 알킬 벤질, 모노- 및 디-C1-4 알킬 페닐, 모노할로게노 모노-C1-4-알킬 벤질 및 모노할로게노 모노-C1-4 알킬 페닐로 이루어진 군으로 부터 선택되고, 5번 위치의 치환기에 있는 임의의 할로겐이 염소 및 브롬으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 1번 위치의 임의의 치환기가 C1-4 알킬 및 C1-4 알콕시 C1-4 알킬로부터 선택되는, 하나 이상의 2-트리할로게노메틸-3-할로게노-4-시아노 피롤 유도체를 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.5 내지 9.9중량% 이용하는 방법을 개시한다.
본 발명에서는 그러한 방오제로부터 선택된 하나 이상의 방오제를 채용한다. 방오제의 사용량은 코팅 조성물의 고형분 함량에 대해 0.1 내지 90중량%, 바람직하게는 0.1 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 60중량%가 되는 정도이다. 방오제 함량이 너무 작으면 방오 효과가 나타나지 않는 반면, 너무 많으면 균열 및 박리와 같은 결함을 쉽게 유발하는 코팅 필름을 형성하여 방오 효과를 떨어뜨린다.
페인트는 안료(또는 충전제), 용매 및 첨가제를 추가로 포함한다.
페인트 조성물은 해수에 미량씩 용해되는 하나 이상의 "활성" 안료를 포함할 수 있다. 이들 안료는 안료 입자가 페인트 표면에서 견뎌내지 못하는 정도의 해수 용해도를 갖는다. 이들 안료는 상대적으로 움직이는 해수가 페인트 필름에 미치는 힘을 전반적으로 고르게 유도하고 국지적인 부식을 최소화하여 페인트 도포 과정에서 형성되는 이상 생성물을 우선적으로 제거하는 효과를 나타낸다. 미량씩 용해되는 안료가 자기마모형 방오 페인트에서 오랫동안 사용되고 있다. 그 전형적인 예는 티오시안산 제1구리, 산화제1구리, 산화아연, 메타비산 아세트산 제2구리, 크롬산 아연, 디메틸 디티오카르밤산 아연, 에틸렌 비스(디티오카르밤산) 아연 및 디에틸 디티오카르밤산 아연이다. 미량씩 용해되는 바람직한 안료는 산화아연, 산화제1구리, 티오시안산 제1구리이다. 미량씩 용해되는 안료의 혼합물을 사용할 수 있는데, 예를 들면 페인트의 점진적 용해에 가장 효과적인 산화아연을 보다 효과적인 해양 생물 살생제인 산화제1구리, 티오시안화제1구리, 디메틸 또는 디에틸 디티오카르밤산 아연, 또는 에틸렌 비스-(디티오카르밤산) 아연과 혼합할 수 있다; 가장 바람직한 것은 산화아연과 산화제1구리 또는 티오시안화 제1구리의 혼합물이다.
페인트 조성물은 이산화티타늄, 탈크 또는 산화제2철과 같이 해수에 거의 불용성인 하나 이상의 안료를 포함할 수 있다. 상기 거의 불용성인 안료는 페인트의 전체 안료 성분의 총 중량에 대하여 40중량% 이하로 사용될 수 있다. 거의 불용성인 안료는 페인트의 부식을 지연시키는 효과가 있다.
페인트 조성물은 예를 들면 이산화티타늄, 산화제1구리 또는 산화철과 같이 페인트에 색채를 부여하는 하나 이상의 안료 또는 염료를 포함할 수 있다.
중합체에 대한 안료의 비율은 건조 페인트 필름에서 바람직하게는 25% 이상, 더욱 바람직하게는 35% 이상의 볼륨 농도를 제공할 수 있다. 안료 농도의 상한값은 임계 안료 볼륨 농도이다. 예를 들어, 약 50퍼센트 이하의 안료 볼륨 농도를 갖는 페인트가 매우 효과적인 것으로 나타났다.
유기 용매의 예로는 크실렌 또는 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소; 헥산 및 헵탄과 같은 지방족 탄화수소; 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트와 같은 에스테르; N-메틸피롤리돈 및 N,N-디메틸포름아미드와 같은 아미드; 이소프로필 알콜 및 부틸 알콜과 같은 알콜; 디옥산, THF 및 디에틸 에테르와 같은 에테르; 및 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 메틸이소아밀케톤과 같은 케톤이 있다. 용매를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
용매는 상기 바람직한 점도를 얻기 위해 사용된다. 선박 용도에서, 상기 점도는 예상되는 선박의 선체 도포 작업 온도에서 바람직하게는 5 내지 50 dPa·s, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 dPa·s, 가장 바람직하게는 약 15 dPa·s가 되도록 선택된다. 분명하게는, 선박 용도 (담수 또는 해수)에서, 상기 용매의 특성이 소망하는 건조 시간을 고려하면서 예상되는 선박의 선체 도포 작업 온도에도 적합하다.
이렇게 제조된 본 발명의 코팅 조성물에 첨가제 성분을 임의로 도입할 수 있다. 첨가제의 성분의 예로는 습기 제거제, 및 새깅방지제(anti-sagging agents), 분출방지제(anti-flooding agent), 요변제 및 고형화방지제, 안정화제 및 포말방지제로서 코팅 조성물에 통상 사용되는 첨가제들이 있다.
본 발명 중 소정의 생성물 및 방법이 이하 실시예에 의해 제공될 것이다.
합성물 1
2.66 kg Foral AX-E 및 0.61 kg 에틸트리아세톡시 실란을 기계식 교반기, 및 냉각기와 수용기(receiver)가 구비된 증류 컬럼이 장착된 5 L 플라스크에 넣었다. 이 혼합물을 아세트산의 초기 증류 온도인 155℃까지 가열하였다. 온도를 서서히 상승시키면서 상기 증류를 계속하였다. 아세트산의 증류를 175℃에서 종료시켰다. 상기 반응을 감압하 (100-500 mbar)에서 1시간 동안 증류시킴으로써 종결시켰다. 수율은 97% (아세트산 452 ml)였다. 잔존하는 오르가노실릴에스테르를 크실렌으로 희석하여서 고형분 함량 69.1%를 얻었다. 상기 용액은 7 cPa.s의 점도를 나타냈다.
합성물 2
817 g 인도네시안 검 로진, 211 g 에틸트리아세톡시 실란 및 578 g의 크실렌을 기계식 교반기, 및 냉각기와 수용기가 구비된 증류 컬럼이 장착된 반응기에 넣었다. 이 혼합물을 컬럼 헤드 온도를 115 ℃로 하여 크실렌/아세트산 공비혼합물의 초기 증류 온도인 135℃까지 가열하였다. 상기 온도를 서서히 160℃까지 상승시켰다. 390 ml의 증류액을 얻은 후 상기 반응 혼합물에 200 ml의 크실렌을 첨가하였다. 이후 650 ml의 증류액을 얻고 상기 컬럼 헤드 온도가 136℃가 될 때까지 상기 증류를 계속하였다. 아세트산의 수율은 99.5%였다. 잔존하는 수지는 78%의 고형분과 170 cPa.s의 점도를 가졌다.
합성물 3-8은 상기 합성물 2의 제조 공정에 따라서 합성되었다. 상세한 내용은 하기 표 2에 나타내었다.
합성물 9 (수소화 로진의 전환)
84 g Foral AX-E, 18 g 크실렌, 33 g 아세톡시트리메틸실란 및 206g 시클로헥산을 기계식 교반기 및 증류용 냉각기가 구비된 0.5 L 플라스크에 넣었다. 이 혼합물을 교반하고 가열하여 (85-105℃) 상기 시클로헥산 및 아세트산 전부를 증류하였다. 100 및 150 ml의 시클로헥산을 다시 첨가하여 증류된 아세트산의 최종 수율이 97.3%가 되도록 하였다. 잔존하는 트리메틸실릴레지네이트(trimethylsilylresinate) 용액은 20 cPa.s의 점도와 83%의 고형분을 나타내었다 (24시간, 60 ℃).
합성물 10
263 g Foral AX-E 및 308 g Dymerex를 기계식 교반기, 온도 조절기, 및 냉각기와 수용기가 구비된 소형 컬럼이 장착된 1.2 L 플라스크에 넣었다. 이 혼합물을 220℃까지 가열하여 녹였다. 이후 120 g의 에틸실릴트리아세테이트를 첨가하였다. 아세트산의 증류는 155℃에서 시작하여 175℃에서 종료하였다. 상기 증류를 감압하 (150 mbar)에서 1 시간 동안 계속하였다. 93 g의 아세트산을 증류하였는데, 이는 생성될 수 있는 산의 101%에 해당된다. 잔존하는 수지를 400 g 크실렌으로 용해시 키고 분위기 온도까지 냉각시켰다. 상기 고형분은 60%였다. 상기 용액은 30 cPa.s의 점도를 나타냈다.
합성물 3-8의 상세 내용
합성물→ 3 4 5 6 7 8
반응물
에틸 트리아세톡시 실란(g) 187 117 117 117
비닐 트리아세톡시 실란 (g) 90
디메틸 디아세톡시 실란 (g) 44
트리메틸실릴아세테이트 (g)
포르투갈 검 로진 (g) 821
소야 지방산(Soya fatty acid) (g) 423
이소스테아린산 (g) 451
나프텐산 (g) 357
Foral AX-E (g) 399 167
Dymerex (g)
크실렌 (g) 567 587 516 477 600 135
증류액 (distillate) (ml) 700 450 450 450 350 105
수율 % (아세트산) 101 97 97.3 94.8 98.4 100
고형분 79.7 70.5 67 70* 68.1 74.2
점도 (cPa.s) 730 1 2 2 22 10
* 계산값; (합성물의 휘발성이 커서 표준 고형분 측정법으로는 곤란함. 50 ℃에서 2시간 측정한 결과 76%의 고형분을 얻음)
본 발명의 오르가노 실릴에스테르 (합성물)에 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트를 첨가한 효과의 실시예
실시예 합성물 No. 실릴(메트)아크릴레이트 공중합체 합성물/실릴(메트)아크릴레이트 공중합체의 비 상용성 (compatible) 알칼리
가수분해성
1 1 S2# 1/3 있음 있음; 45-90분,
pH 12.7
2 1 Polyace 200 $ 1/2 있음 있음; 30분,
pH 12.7
3 8 S2# 1/3 있음 있음; 30분,
pH 12.7
4 9 S2# 1/3 있음 있음; 38분,
pH 12.7
5 10 S2# 1/3 있음 있음; 180분,
pH 12.7
비교예
1 S2# 없음; pH 13
2 Polyace 200 $ 없음; pH 13
3 1 있음; 30분, pH 12
4 Foral AX S2# 1/5 있음 없음; pH 12.7
5 Foral AX 있음; 10분, pH 12
S2# 는 EP 0775733 (Chugoku)에서 실시예 S2에 따라 합성된 바인더
Polyace 200 $ 은 Nitto Kasei에서 구입가능함.
TBSiMA tert-부틸실릴 메트아크릴레이트;
BA 부틸 아크릴레이트;
MMA 메틸 메타크릴레이트
상기 표 3의 실시예 1-5는 오르가노실릴에스테르 (표 3에서 합성물로 명칭됨)와 혼합되는 경우, 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지에 있어서 알칼리 가수분해에 대한 증가된 감도 (sensitivity)를 나타낸다. 실시예 1-5에서의 혼합물은 모두 pH 12.7에서 알칼리 가수분해를 나타내고, 반면에 순수한 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지 (비교예 1 및 2)는 pH 12.7 또는 다소 높은 pH 13에서 가수분해를 나타내지 않는다. 본원에서 청구된 오르가노실릴에스테르 합성물 자체는 빠르게 가수분해된다 (비교예 3).
실시예 1-5에서 확인된 가수분해는 오르가노실릴에스테르 (예를 들면, 표 3의 합성물 1, 8, 9 및 10)의 가수분해에만 기초하는 것은 아니다. 상기 불용성의 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지는 용해되었다.
트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지는 알칼리 용액에서는 용해되지 않는다. 이러한 분명한 용해화는 상기 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지가 가수분해되어 큰 함량의 아크릴산기를 갖는 아크릴레이트를 생성하기 때문으로만 설명될 수 있다.
큰 산 함량을 갖는 아크릴레이트는 알칼리 용액에서 용해될 수 있다. 게다가, 트리이소프로필실릴(메트)아크릴레이트 수지의 가수분해는 실시예 2의 가수분해시 트리-이소프로필실라놀의 특별한 냄새의 발생을 동반하였다.
로진 그 자체는 알칼리 용해성이 우수하지만 (비교예 5), 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지 (비교예 4; 수소화 로진 (= Foral AX))의 가수분해를 뚜렷하게 촉진시킬수는 없다.
본원에서 청구된 오르가노실릴에스테르의 다른 잇점은 이들이 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지와 상용성이 있다는 점이다 (실시예 1-5 참조). 따라서 상기 오르가노실릴에스테르는 트리알킬실릴(메트)아크릴레이트 수지에 대한 경제적인 첨가제로서 뿐만아니라 가수분해 촉진제로서도 사용될 수 있다.
고형분 함량의 측정방법
120℃에서 1시간 동안 샘플을 가열하기 전과 후의 중량을 칭량해서 바인더 용액 중의 고형분 함량을 측정하였다 [표준 테스트 방법 ISO 3233/ASTM 2697/DIN 53219]. (표 2, %).
점도의 측정방법
브룩필드(Brookfield)를 이용해서 25℃에서 바인더 용액과 페인트의 점도를 측정하였다 [ASTM 테스트 방법 D2196-86]. (표 2, cPa·s).
바인더의 가수분해능(hydrosability) 평가방법
알칼리 용액 (NaOH, pH 12.0 - 13.4) 중에 드로우다운 (draw-downs)을 담그고, 가수분해가 관찰되기까지의 분 수(유도 시간)를 측정하여 가수분해능을 평가한다.

Claims (37)

  1. 가수분해성 페인트 배합물 (formulation)의 바인더 시스템에 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴 에스테르를 첨가하는 단계를 포함하는, 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 (alkaline hydrolysis) 또는 부식 (erodability)을 촉진시키는 (boosting) 방법으로서, 상기 오르가노실릴 에스테르의 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산 부분은 알파 탄소 위치에서 포화되어 있는, 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴 에스테르 중 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더 시스템이 필름 형성 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 오르가노실릴 에스테르가 필름 형성능을 가지는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오르가노실릴 에스테르의 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산 부분이 로진 이외의 것인 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 페인트 배합물이 방오 페인트인 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산의 오르가노실릴 에스테르가 C3 이상의 히드로카르빌 잔기에 기초하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 산의 오르가노실릴 에스테르가 하기 화학식(Ⅰ)에 의해 나타내지는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법:
    Figure 112011018551512-pct00016
    (식중 Z는
    Figure 112011018551512-pct00017
    를 나타내고;
    식중, R4 및 R5 각각은 히드록실이거나, 알킬, 아릴, 알콕실, 아릴옥실, -L'-SiR1R2R3-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3-, -L'-SiR1R2-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2-,알케닐, 알키닐, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼로부터 독립적으로 선택될 수 있는데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 히드록실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 아미노 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R4 또는 R5 각각은 독립적으로 -O-Z-R8 기일 수 있고 (여기서, R8은 하기에 R7 로서 정의한 바와 같음);
    식중 R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 수소, 히드록실, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕실, 아릴, 아릴옥실, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼인데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 히드록실, 아미노 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 -O-Z-R8기이고,
    L'는 O, S, 또는 NR6 이고, 여기서, R6는 수소 또는 C1 알킬일 수 있는 것을 제외하고는 하기에 R7로서 정의된 바와 같고;
    각각의 n은 독립적으로 -Si(R4)(R5)-L'-기의 갯수를 나타내는데 0 내지 1000이고,
    식중 R7은 아르알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 또는 C2 이상의 알킬기인데, 히드로카르빌 라디칼인 경우에, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 정의된 바와 같은 치환기로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨).
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 화학식 (I)의 오르가노실릴 에스테르는 하기 화학식 (Ⅱ)의 고비점 산과 하기 화학식 (Ⅲ)의 저비점 산의 실릴에스테르를 반응시키고, 반응 결과물로부터 하기 화학식 (Ⅳ) 및 (Ⅴ)중 하나 이상의 형성된 산기를 제거하여 상기 화학식(Ⅰ)의 하나 이상의 보호 산기 (protected acid group)를 생성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법:
    Figure 112011018551512-pct00018
    (식중 Z 및 R7은 상기 정의한 바와 같음);
    Figure 112011018551512-pct00019
    (식중, R1, R2, R3, R4, R5, L' 및 n은 상기 정의한 바와 같은데, 단, R1, R2, R3, R4 또는 R5가 화학식(I)에서 -O-Z-R8-이면 화학식(Ⅲ)에서는 -O-Z-R10 기로 치환될 수 있고;
    식중 R9는 상기 R7로서 정의한 바와 같은데, 단, R9에 의해 형성된 에스테르의 산 (R9ZOH)이 화학식 (Ⅱ)의 산 (R7ZOH) 보다 더 낮은 온도에서 비등하는 조건에서, R9는 또한 수소 또는 C1 알킬기일 수 있고;
    식중 R10은 상기 R7로서 정의한 바와 같은데, 단, R10에 의해 형성된 에스테르의 산 (R10ZOH)이 화학식 (Ⅱ)의 산 (R7ZOH) 보다 더 낮은 온도에서 비등하는 조건에서, R10은 또한 수소 또는 C1 알킬기일 수 있음);
    Figure 112011018551512-pct00020
    Figure 112011018551512-pct00021
    .
  17. 제 15항에 있어서,
    아실화 실릴 에스테르가 화학식(I)로 표시되는 경우, 하나 또는 여러 개의 실리콘 원자에 결합된 하나 이상의 아실옥시기를 가지는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 화학식(Ⅳ)의 카르복실 라디칼 부분이 포르밀, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 화학식 R7ZOH의 카르복실 라디칼 부분이 독립적으로 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 피발로일, 옥살로일, 말로닐, 숙시닐, 글루타릴, 아디포일, 벤조일, 프탈로일, 이소부티로일, sec-부티로일, 옥타노일, 이소옥타노일, 노나노일, 이소노나노일, 아비에틸, 데히드로아비에틸, 디히드로아비에틸, 나프테닐, 안트라세닐, 아비에틸 이량체, 완전 수소화 디히드로아비에틸 및 이들의 중합체 또는 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 화학식(Ⅲ)의 오르가노실릴화 카르복실레이트 화합물이 트리메틸실릴포르미에이트, 디메틸실릴디포르미에이트, 메틸실릴트리포르미에이트, 트리-n-부틸 1-아세톡시-실란, 디-n-부틸 1,1-디아세톡시-실란, n-부틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리-n-프로필 1-아세톡시-실란, 디-n-프로필 1,1-디아세톡시-실란, n-프로필 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리-t-부틸 1-아세톡시-실란, 트리-이소프로필-1-아세톡시-실란, 트리-이소부틸-1-아세톡시-실란, 트리-메틸-1-아세톡시-실란, 디-메틸 1,1-디아세톡시-실란, 메틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리에틸-1-아세톡시-실란, 디에틸-1,1-디아세톡시-실란, 에틸 1,1,1-트리아세톡시-실란, 비닐 1,1,1-트리아세톡시-실란, 트리벤질-1-아세톡시-실란, 트리아밀-1-아세톡시-실란, 트리페닐-1-아세톡시-실란, 트리메틸실릴프로피오네이트, t-부틸디메틸실릴아세테이트, 펜타메틸-1-아세톡시-디실록산, 헵타메틸-1-아세톡시-트리실록산, 노나메틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나에틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-t-부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나벤질-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-이소프로필-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-n-프로필-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-이소부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-아밀-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-n-부틸-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-도데실-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-헥실-1-아세톡시-테트라실록산, 노나-페닐-1-아세톡시-테트라실록산, 노나옥틸-1-아세톡시-테트라실록산, 운데카메틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카에틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-t-부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카벤질-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-이소프로필-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-n-프로필-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-이소부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-아밀-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-n-부틸-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-도데실-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-헥실-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-페닐-1-아세톡시-펜타실록산, 운데카-옥틸-1-아세톡시-펜타실록산, 트리데카메틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카에틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-t-부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카벤질-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-이소프로필-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-n-프로필-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-이소부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-아밀-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-n-부틸-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-도데실-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-헥실-1-아세톡시-헥사실록산, 트리데카-페닐-1-아세톡시-헥사실록산, 및 트리데카-옥틸-1-아세톡시-헥사실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 화학식(Ⅲ)의 오르가노실릴화 카르복실레이트 화합물이 에틸 트리아세톡시 실란, 비닐트리아세톡시 실란, 디메틸디아세톡시 실란 및 트리메틸실릴아세테이트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    실릴화되어 상기 화학식 (I)의 실릴 에스테르를 생성하도록 실릴화될 수 있는 상기 고비점 산이 C3 이상의 산으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  23. 제 1항에 있어서,
    상기 배합물은 하기한 것으로부터 선택된 코-바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법:
    - Ca, Cu 또는 Zn의 레지네이트 (Resinate)
    - Ca, Cu 또는 Zn의 나프테네이트 (Naphthenates)
    - 비닐류
    - 아크릴레이트류
    - Cu/ Zn/ Ca 아크릴레이트 또는 폴리에스테르
    - 트리-오르가노실릴(메타)아크릴레이트 공중합체
    - 친수성 (메타) 아크릴레이트.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 코-바인더가 트리오르가노실릴(메트)아크릴레이트 공중합체에서 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 바인더 시스템이 폴리(실릴에스테르) 또는 다관능성 산을 포함하여 상기 바인더의 필름 형성 특성을 개선하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 화학식 (I)의 실릴 에스테르를 생성하도록 실릴화될 수 있는 상기 고비점 산이 C3 이상의 지방족 산 동족체(homologues), 시클릭 지방족 산, C4-C60 방향족 및 불포화 산으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 화학식 (I)의 실릴 에스테르를 생성하도록 실릴화될 수 있는 상기 고비점산은 수소화 로진인 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  28. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더가 아비에틸 이량체를 포함하여 상기 바인더의 필름 형성 특성을 개선하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 배합물의 알칼리 가수분해 또는 부식을 촉진시키는 방법.
  29. 바인더 시스템의 바인더 성분으로서 로진 이외의 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산의 실릴 에스테르를 포함하는 가수분해성 페인트 조성물로서, 상기 오르가노실릴 에스테르의 모노카르복실산, 술폰산 또는 인산 부분은 알파 탄소 위치에서 포화되어 있고, 상기 조성물은 코-바인더를 포함하는 가수분해성 페인트 조성물.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 실릴에스테르의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 산의 오르가노실릴 에스테르는 하기 화학식 (I)로 나타내는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물:
    Figure 112011018551512-pct00022
    (식중 Z는
    Figure 112011018551512-pct00023
    를 나타내고;
    식중, R4 및 R5 각각은 히드록실이거나, 알킬, 아릴, 알콕실, 아릴옥실, -L'-SiR1R2R3-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2R3-, -L'-SiR1R2-, -L'-(SiR4R5L')n-SiR1R2-,알케닐, 알키닐, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼로부터 독립적으로 선택될 수 있는데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 히드록실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 아미노 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R4 또는 R5 각각은 독립적으로 -O-Z-R8 기일 수 있고 (여기서, R8은 하기에 R7 로서 정의한 바와 같음);
    식중 R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 수소, 히드록실, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕실, 아릴, 아릴옥실, 아르알킬 또는 아르알킬옥실 라디칼인데, 이들은 알킬, 알콕실, 아르알킬, 아르알킬옥실, 아릴, 아릴옥실, 할로겐, 히드록실, 아미노 또는 아미노 알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되거나, R1, R2 및 R3 각각은 독립적으로 -O-Z-R8기이고,
    L'는 O, S, 또는 NR6 이고, 여기서, R6는 수소 또는 C1 알킬일 수 있는 것을 제외하고는 하기에 R7로서 정의된 바와 같고;
    각각의 n은 독립적으로 -Si(R4)(R5)-L'-기의 갯수를 나타내는데 0 내지 1000이고,
    식중 R7은 아르알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 또는 C2 이상의 알킬기인데, 히드로카르빌 라디칼인 경우에, 상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 정의된 바와 같은 치환기로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환됨).
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 코-바인더는 하기한 것으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물:
    - Ca, Cu 또는 Zn의 레지네이트 (Resinate)
    - Ca, Cu 또는 Zn의 나프테네이트 (Naphthenates)
    - 비닐류
    - 아크릴레이트류
    - Cu/ Zn/ Ca 아크릴레이트 또는 폴리에스테르
    - 트리-오르가노실릴(메타)아크릴레이트 공중합체
    - 친수성 (메타) 아크릴레이트.
  33. 제 29항에 있어서,
    상기 바인더가 폴리(실릴에스테르) 또는 다관능성 산을 포함하여 상기 바인더의 필름 형성 특성을 개선하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
  34. 제 29항에 있어서,
    상기 바인더가 아비에틸 이량체를 포함하여 상기 바인더의 필름형성 특성을 개선하는데 도움을 주는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
  35. 제 29항에 있어서,
    상기 페인트 조성물이 방오제를 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
  36. 제 29항에 있어서,
    상기 코-바인더가 트리-오르가노실릴(메트)아크릴레이트 코폴리머로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
  37. 제 29항에 있어서,
    로진의 오르가노실릴 에스테르를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가수분해성 페인트 조성물.
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