KR101280657B1 - 락타이드를 포함하는 코팅 조성물 및 코팅 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물을 포함하는 코팅 조성물, 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 기재에 관한 것이다.

Description

락타이드를 포함하는 코팅 조성물 및 코팅{COATING COMPOSITIONS AND COATINGS COMPRISING LACTIDE}
본 발명은 일반적으로, (a) 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물, 및 임의적으로 (b) 가교결합제를 포함하는 코팅 조성물, 및 본 발명의 코팅 조성물로부터 침착된 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기재에 관한 것이다.
환경 친화적인 제품에 대한 증가된 요구는, 수많은 산업에서 "생(green)" 코팅 조성물, 특히 생분해성 코팅에 대한 관심을 불러 일으켰다. 이는 특히, 증가하는 수의 핸드폰, PDA, MP3 등이 이들의 쓰레기 매립지를 찾고 있는 가전 제품 산업과 관련된다. 특히, 상기 장치의 하우징에 사용되는 생분해성 플라스틱을 갖는 생분해성 코팅이 바람직하다.
본 발명은, (a) 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 코팅 조성물은 추가로, (b) 가교결합제를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 활성 수소 함유 화합물 대 락타이드의 중량 비는 1:10 초과 내지 1:10,000이다. 본 발명의 다른 실시양태에서는, 상기 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물이, 바이오매스로부터 유도된 폴리올을 포함할 수 있다.
본 발명은, 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물(이는 본원에서 종종 "락타이드 반응 생성물" 또는 "반응 생성물" 등으로 지칭됨)을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. "가교결합된" 코팅은, 가교결합 반응 또는 "경화"를 허용하고/하거나 촉진시키는 조건(예컨대, 혼합, 가열 등)으로 처리시, 하나의 성분의 적어도 일부 작용 기가 다른 성분의 적어도 일부 작용 기와 반응한 코팅이다. 본원에서 "가교결합된" 코팅은 "가교결합성" 코팅을 포함하며, 즉, 상기 코팅은 적절한 조건으로 처리될 경우 가교결합될 것이다.
본원에 기술된 코팅 조성물이 1성분("1K") 또는 다성분, 예컨대 2성분("2K") 조성물일 수 있음을 이해할 것이다. 1K 조성물은, 제조 후 또는 보관 동안 등에서, 모든 코팅 성분들이 동일한 용기 내에 유지되는 조성물을 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 1K 코팅 조성물은 기재에 적용되고, 임의의 통상적인 방식, 예를 들면 가열, 강제 공기 등에 의해 경화될 수 있다. 본 발명의 코팅은 또한, 다양한 성분들이 적용 직전까지 개별적으로 유지되는 코팅으로서 이해되는 2K 코팅 또는 다성분 코팅일 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은, 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물을 포함한다. 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물(본원에서 종종 "활성 수소 함유 화합물" 등의 용어로 지칭됨)은, 2개 이상의 티올, 1급 아민, 2급 아민 및/또는 하이드록실 기를 함유하는 화합물을 포함한다. 당업자는, 상기 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물이 락타이드와 반응하여, 폴리(락트산) 단위를 함유하는 화합물을 형성함을 이해할 것이다.
특정 실시양태에서, 상기 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물은 폴리올이다. 임의의 폴리올이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 적합한 폴리올은 비제한적으로, 하나보다 많은 하이드록실 기를 함유하는 소분자, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 아이소소르바이드, 펜타에리트리톨 및/또는 프로판다이올; 또는 중합체성 폴리올, 예컨대 폴리에스터 폴리올 또는 아크릴계 폴리올을 포함할 수 있다. 적합한 폴리올은 널리 시판된다. 특히 적합한 폴리올은, GPC로 결정시 500 내지 100,000, 예컨대 500 내지 10,000의 수평균 분자량을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리올은 20 내지 400, 예컨대 40 내지 300 또는 120 내지 350의 하이드록실 가를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 하이드록실 가는 1200 내지 2100, 예컨대 1400 내지 1900 범위일 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 폴리올의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된 것이다. 이러한 폴리올은 천연 오일(예컨대, 피마자유, 땅콩유, 대두유 또는 카놀라유)로부터 유도될 수 있다. 바이오매스로부터 유도된 폴리올 또는 "바이오계(biobased) 폴리올"은, 바이오매스로부터 직접 유도된 임의의 폴리올이거나, 하나 이상의 바이오매스로부터 유도된 화합물로부터 제조된 임의의 폴리올이다. 상기 바이오매스로부터 유도된 폴리올에 존재하는 하이드록실 기는 자연발생적인 것이거나, 예를 들어 상기 오일에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 개질에 의해 도입된 것일 수 있다. 적합한 바이오계 폴리올은, GPC로 결정시 500 내지 100,000, 예컨대 500 내지 10,000의 수평균 분자량("Mn")을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리올은 20 내지 400, 예컨대 40 내지 300 또는 120 내지 350의 하이드록실 가를 가질 수 있다. 특정 다른 실시양태에서, 상기 하이드록실 가는 1200 내지 2100, 예컨대 1400 내지 1900 범위일 수 있다. 천연 오일로부터 유도된 폴리올은, 미국 특허 출원 공개 제 2006/0041156 A1 호, 미국 특허 제 7,084,230 호, 국제 특허 출원 공개 제 WO 2004/096882 A1 호, 미국 특허 제 6,686,435 호, 미국 특허 제 6,107,433 호, 미국 특허 제 6,573,354 호 및 미국 특허 제 6,433,121 호에 기술되어 있다. 하이드록실 기를 도입하기 위해 탄소-탄소 이중 결합을 개질하는 방법은 오존 처리, 공기 산화, 퍼옥사이드와의 반응 또는 하이드로폼일화(문헌["Polyols and Polyurethanes from Hydroformylation of Soybean Oil," Journal of Polymers and the Environment, Volume 10, Numbers 1-2 , pages 49-52, April, 2002]에 기술된 바와 같음)를 포함한다. 특히 적합한, 바이오매스로부터 유도된 폴리올은 대두 폴리올(soy polyol)이다. 대두 폴리올은 카르길 인코포레이티드(Cargill Inc.), 우레탄 소이 시스템스 캄파니(Urethane Soy Systems Co.) 및 바이오베이스드 테크놀로지스(BioBased Technologies)로부터 시판된다. 특정 다른 실시양태에서, 상기 폴리올은, 재순환된 중합체, 예를 들어 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 유도된다. 바이오매스로부터 유도된 폴리올은, 에스터교환반응을 유도할 수 있는 조건 하에, 재순환된 PET와 폴리올(예컨대, 대두 폴리올 및 글리세롤)을 반응시켜 수득될 수 있다.
대두 폴리올 및 기타 바이오매스로부터 유도된 폴리올이 코팅에 사용되는 경우, 이러한 코팅은, 석유계 폴리올을 갖는 코팅에 비해 감소된 경도, 내용매성, 내화학성(이는, 예를 들어 스킨 로션, 자외선 보호 크림 및 방충제에서 발견됨) 및/또는 다른 특성의 열화(degradation)를 나타내는 경향이 있다. 이는, 이러한 폴리올에 존재하는 2급 하이드록실 기의 낮은 유리 전이 온도("Tg") 및 낮은 반응성에 기인한 것으로 생각된다. 본 발명자들은, 바이오매스로부터 유도된 폴리올을 락타이드와 반응시켜 수득된 반응 생성물이, 비개질된 바이오매스로부터 유도된 폴리올의 코팅에 사용되는 경우에 비해, 코팅에 사용되는 경우에 개선된 특성을 제공함을 발견하였다.
임의의 적합한 락타이드, 예컨대 L-락타이드, 메조-락타이드 또는 D-락타이드가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 임의의 이성질체들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 락타이드는 락트산(2-하이드록시프로피온산)의 환형 다이에스터이다. 또한, 적합한 락타이드는 시판된다.
전술된 바와 같이, 특정 실시양태에서, 상기 활성 수소 함유 화합물의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된다. 특정 실시양태에서, 상기 락타이드의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도되고, 다른 특정 실시양태에서, 이들 각각의 적어도 일부는 바이오매스로부터 유도된다. 바이오매스로부터 유도된 화합물은, 살아있는 또는 최근 살아있는 유기체, 예컨대 식물(나무 포함) 또는 동물로부터 유도된 화합물로서, 석유계 공급원으로부터 유도된 화합물이 아닌 것으로 이해될 것이다. 특정 실시양태에서, 활성 수소 함유 화합물과 락타이드의 반응 생성물은, 바이오매스로부터 유도된 물질을 총 고형분 중량을 기준으로 40 중량% 이상, 예컨대 60 중량% 이상, 80 중량% 이상 또는 90 중량% 이상 포함한다. 상기 락타이드 반응 생성물이 또한, 임의량의 비-바이오매스-유도된 물질, 예컨대 석유-유도된 물질을 함유할 수도 있음을 이해할 것이다.
상기 활성 수소 함유 화합물과 락타이드 간의 반응은 임의의 적합한 조건 하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성 수소 함유 화합물과 락타이드를 혼합하고, 100 내지 200℃, 예컨대 120 내지 150℃의 온도로 2 내지 10시간 동안 가열할 수 있다. 상기 반응은 촉매(예컨대, 주석, 알루미늄, 아연 및 란탄 계열 원소의 착체)의 존재 하에 수행될 수 있다. 주석 화합물, 예컨대 주석(II) 2-에틸헥사노에이트가 특히 적합하다. 상기 반응은 벌크로 또는 용매의 존재 하에 수행될 수 있다.
상기 활성 수소 함유 기 대 락타이드의 몰 비는 1:0.1 내지 1:10, 예컨대 1:0.2 내지 1:6 또는 1:0.5 내지 1:3일 수 있다. 특정 다른 실시양태에서, 상기 활성 수소 함유 화합물 대 락타이드의 중량 비는 10:1 내지 1:10, 예컨대 5:1 내지 1:6 또는 2:1 내지 1:4이다.
특정 실시양태에서, 상기 활성 수소 함유 화합물은 락타이드 및 하나 이상의 다른 환형 단량체, 예컨대 카프로락톤과 반응할 수 있다. 이러한 반응은 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다.
상기 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물은 20 내지 400, 예컨대 40 내지 350 또는 80 내지 220의 하이드록실 가를 가질 수 있다. 상기 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 락타이드의 반응 생성물은, GPC로 결정시 500 내지 100,000, 예컨대 750 내지 10,000 또는 1000 내지 7500의 수평균 분자량("Mn")을 가질 수 있다.
놀랍게도, 본 발명의 코팅 조성물로부터 침착된 코팅이 생분해성일 수 있음이 밝혀졌다. 생분해성 조성물은, 예를 들어 산소의 존재 하에(호기성) 또는 산소 없이(혐기성), 생물체에 의해 분해되는 조성물을 포함하는 유기 물질로서 이해될 것이다. 본 발명의 특정 조성물은 호기성 조건, 예컨대 산업 또는 가정 퇴비화 조건 하에 생분해성일 수 있다. 일반적으로, 특정 조건 하에 조성물의 생분해 속도는, 폴리(락트산) 단위의 함량이 증가할수록 증가한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅의 총 고형분 중량을 기준으로 20 중량% 이상, 예컨대 32 중량% 이상, 또는 38 중량% 이상의 폴리(락트산) 단위를 포함한다. 상기 활성 수소 함유 화합물이 바이오계 폴리올인 경우, 본 발명의 코팅은, 락타이드로부터 유도된 폴리(락트산) 단위를 총 고형분 중량을 기준으로 5 중량% 이상, 예컨대 10 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 또한, 상기 락타이드 반응 생성물과 반응성인 가교결합제를 포함한다. 이의 예는 폴리아이소시아네이트 및 아미노플라스트를 포함한다. 가교결합제가 사용되는 경우, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅의 총 고형분 중량을 기준으로 5 내지 60 중량%, 예컨대 10 내지 50 중량%, 또는 20 내지 40 중량%의 가교결합제를 포함할 수 있다.
적합한 폴리아이소시아네이트는 다작용성 아이소시아네이트를 포함한다. 다작용성 폴리아이소시아네이트의 예는 지방족 다이아이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트 및 아이소포론 다이아이소시아네이트; 및 방향족 다이아이소시아네이트, 예컨대 톨루엔 다이아이소시아네이트 및 4,4'-다이페닐메탄 다이아이소시아네이트를 포함한다. 상기 폴리아이소시아네이트는 차단되거나(blocked) 차단되지 않을 수 있다. 다른 적합한 폴리아이소시아네이트의 예는 아이소시아누레이트 삼량체, 알로파네이트, 및 다이아이소시아네이트와 폴리카보다이이미드의 우레트다이온, 예컨대 2008년 3월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제 12/056,306 호에 개시된 것들을 포함한다. 적합한 폴리아이소시아네이트는 당분야에 널리 공지되어 있으며, 널리 시판된다. 예를 들어, 적합한 폴리아이소시아네이트는 미국 특허 제 6,316,119 호의 칼럼 6, 19 내지 36행에 개시되어 있다. 시판되는 폴리아이소시아네이트의 예는, 배이어 코포레이션(Bayer Corporation)에서 시판되는 데스모두르(DESMODUR) N3390, 및 로디아 인코포레이티드(Rhodia Inc.)에서 시판되는 톨로네이트(TOLONATE) HDT90을 포함한다.
적합한 아미노플라스트는, 아민 및/또는 아마이드와 알데하이드의 축합물을 포함한다. 예를 들어, 멜라민과 폼알데하이드의 축합물이 적합한 아미노플라스트이다. 적합한 아미노플라스트는 당분야에 널리 공지되어 있다. 적합한 아미노플라스트는, 예를 들어 미국 특허 제 6,316,119 호의 칼럼 5, 45 내지 55행에 개시되어 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 바이오계 폴리올로부터 제조되는 경우 열가소성이고, 다른 실시양태에서 본 발명의 코팅 조성물은 열경화성이다. 열경화성 조성물은, 서로 가교결합되는 성분들을 포함하거나(즉, 자가-경화성), 폴리올/락타이드와 반응하는 가교결합제(전술됨)를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 복사선 경화성이 아니다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 총 고형분 중량을 기준으로 20 중량% 이상, 예컨대 40 중량% 이상 또는 60 중량% 이상의 락타이드 반응 생성물을 포함할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 총 고형분 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 예컨대 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하 또는 70 중량% 이하의 락타이드 반응 생성물을 포함할 수 있다. 이들 수치의 조합 이내의 임의의 범위가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 코팅 조성물의 탄소 함량의 10 중량% 이상, 예컨대 20 중량% 이상 또는 50 중량% 이상이 바이오매스로부터 직접 유래된다.
본 발명에 따라 상기 코팅 조성물에 사용되는 락타이드 반응 생성물은 상기 코팅 조성물의 필름-형성 수지의 전체 또는 일부를 형성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 추가적인 필름-형성 수지가 또한 상기 코팅에 사용된다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물은, 당분야에 공지된 임의의 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 조성물을 포함할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 수계 또는 용매계 액체 조성물이거나, 다르게는 고체 미립자 형태(즉, 분말 코팅)일 수 있다.
열경화성 또는 경화성 코팅 조성물은 전형적으로, 작용 기들끼리 반응성이거나 가교결합제와 반응성인 작용 기를 갖는 필름-형성 중합체 또는 수지를 포함한다. 이러한 추가적인 필름-형성 수지는, 예를 들어 아크릴계 중합체, 폴리에스터 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리아마이드 중합체, 폴리에터 중합체, 폴리실록산 중합체, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 상기 중합체는, 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조된 유형의 임의의 중합체일 수 있다. 이러한 중합체는 용매계 또는 수-분산성, 유화성 또는 제한된 수용성일 수 있다. 상기 필름 형성 수지 상의 작용 기는, 임의의 다양한 반응성 작용 기, 예를 들어 카복실산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 하이드록실 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아마이드 기, 우레아 기, 아이소시아네이트 기(차단된 아이소시아네이트 기 포함), 머캅탄 기 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 필름-형성 수지들의 적절한 혼합물이 본 발명의 코팅 조성물의 제조에 사용될 수 있다.
열경화성 코팅 조성물은 자가-경화성이거나, 예를 들어 상기 열거된 임의의 아미노플라스트 또는 폴리아이소시아네이트, 폴리에폭사이드, 베타 하이드록시알킬아마이드, 폴리산, 무수물, 유기금속성 산-작용성 물질, 폴리아민, 아마이드, 및 전술된 것들의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있는 가교결합제를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅은 열경화성 필름-형성 중합체 또는 수지 및 이를 위한 가교결합제를 포함하고, 상기 가교결합제는, 상기 락타이드 반응 생성물을 가교결합시키는 데 사용되는 가교결합제와 동일하거나 상이하다. 특정 다른 실시양태에서, 작용 기들끼리 반응성인 작용 기를 갖는 열경화성 필름-형성 중합체 또는 수지가 사용되며, 이러한 식으로, 상기 열경화성 코팅은 자가-경화성이다.
특히 적합한 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은, 폴리올과 락타이드의 반응 생성물을 포함하는 하나 이상의 추가적인 필름-형성 수지를 포함한다. 상기 폴리올은, 하나보다 많은 하이드록실 기를 함유하는 소분자, 예를 들어 네오펜틸 글리콜 또는 펜타에리트리톨이거나, 중합체성 폴리올, 예를 들어 폴리에스터 폴리올 또는 아크릴계 폴리올일 수 있다. 아크릴계 폴리올이 특히 적합하다.
본 발명은 또한, 활성 수소 함유 화합물 대 락타이드의 중량 비가 1:10 초과 내지 1:10000, 예컨대 1:10 초과 내지 1:5000 또는 1:50 내지 1:4000인 락타이드 반응 생성물을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 이러한 락타이드 반응 생성물(본원에서 종종 "과량의 락타이드 반응 생성물" 등의 용어로도 지칭됨)은, 단독으로 또는 하나 이상의 추가적인 필름-형성 수지(예컨대, 전술된 것들)와 조합되어 사용될 수 있다. 상기 과량의 락타이드 반응 생성물은 코팅의 총 고형분 중량을 기준으로 코팅의 0.5 내지 75 중량%, 예컨대 1 내지 60 중량% 또는 2 내지 40 중량%의 양으로 사용되거나, 이들의 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 놀랍게도, 코팅에 과량의 락타이드 반응 생성물을 사용하면, 이러한 반응 생성물이 없는 코팅에 비해 개선된 접착성을 제공할 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 과량의 락타이드 반응 생성물은 통상적인 코팅에 첨가제량으로 사용되거나, 코팅의 비교적 과량을 차지할 수 있으며, 개선된 접착성이 관찰될 수 있다. 과량의 락타이드 반응 생성물을 포함하는 코팅 조성물은 추가로 가교결합제를 포함하거나, 가교결합제가 없을 수도 있다. 상기 과량의 락타이드 반응 생성물을 형성하는 데 사용되는 활성 수소 화합물 및/또는 락타이드는 바이오매스로부터 유도된 것이거나 이로부터 유도된 것이 아닐 수 있으며, 바이오매스로부터 유도된 화합물과 비-바이오매스로부터 유도된 화합물의 조합을 포함할 수 있다. 전술된 임의의 활성 수소 함유 화합물 및 락타이드가 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 또한, 하나 이상의 성분으로 용매 및/또는 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 또한, 100% 고체일 수 있다. 적합한 용매는 물, 유기 용매 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 유기 용매는 글리콜, 글리콜 에터 알코올, 알코올, 케톤, 방향족 화합물(예컨대, 자일렌 및 톨루엔), 아세테이트, 미네랄 스피릿, 나프타 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. "아세테이트"는 글리콜 에터 아세테이트를 포함한다. 상기 용매는 바이오매스로부터 유도된 것일 수 있다. 바이오매스로부터 유도된 용매의 예는, 락트산의 에스터 및 대두유 지방산의 에스터를 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 용매는 비-수성 용매이다. "비-수성 용매" 및 이와 유사한 용어는, 용매의 50% 미만이 물임을 의미한다. 예를 들어, 용매의 10% 미만 또는 심지어 5% 미만이 물일 수 있다. 50% 미만의 양의 물을 포함하거나 포함하지 않는 용매들의 혼합물이 "비-수성 용매"를 구성할 수 있음을 이해할 것이다. 다른 실시양태에서, 상기 코팅은 수성 또는 수계이다. 이는, 용매의 50% 이상이 물임을 의미한다. 이러한 실시양태는 50% 미만, 예컨대 20% 미만, 10% 미만, 5% 미만 또는 2% 미만의 용매를 갖는다.
필요한 경우, 상기 코팅 조성물은, 배합 코팅 기술 분야에 널리 공지된 다른 임의적인 물질, 예를 들어 착색제, 가소제, 내마모성 입자, 산화방지제, 입체장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동성 조절제, 소포제, 습윤제, 요변성제, 충전제, 왁스, 윤활제, 강화제, 안정화제, 유기 공용매, 반응성 희석제, 촉매, 분쇄 비히클 및 기타 통상적인 보조제와 같은 임의의 성분을 포함할 수 있다.
"내마모성 입자"는, 코팅에 사용되는 경우, 이러한 입자가 없는 동일한 코팅에 비해 코팅에 일정 수준의 내마모성을 부여하는 입자이다. 적합한 내마모성 입자는 유기 및/또는 무기 입자를 포함한다. 적합한 유기 입자의 예는 비제한적으로, 다이아몬드 입자, 예컨대 다이아몬드 더스트 입자, 및 카바이드 물질로부터 형성된 입자를 포함하며, 카바이드 입자의 예는 비제한적으로, 티타늄 카바이드, 규소 카바이드 및 붕소 카바이드를 포함한다. 적합한 무기 입자의 예는 비제한적으로, 실리카, 알루미나, 알루미나 실리케이트, 실리카 알루미나, 알칼리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트 유리; 나이트라이드, 예컨대 붕소 나이트라이드 및 규소 나이트라이드; 옥사이드, 예컨대 티타늄 다이옥사이드 및 아연 옥사이드; 석영; 네펠린 사이에나이트; 지르콘, 예컨대 지르코늄 옥사이드 형태; 부델루이트; 및 오우디알라이트를 포함한다. 임의의 크기의 입자가 사용될 수 있으며, 상이한 입자들의 혼합물 및/또는 상이한 크기의 입자들의 혼합물도 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 입자는, 0.1 내지 50 μm, 0.1 내지 20 μm, 1 내지 12 μm, 1 내지 10 μm 또는 3 내지 6 μm, 또는 전술된 임의의 범위 내의 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 마이크로입자일 수 있다. 상기 입자는, 0.1 μm 미만, 예컨대 0.8 내지 500 nm, 10 내지 100 nm 또는 100 내지 500 nm, 또는 이들 범위 내의 임의의 조합의 평균 입자 크기를 갖는 나노입자일 수 있다.
본원에서 "착색제"라는 용어는, 조성물에 색 및/또는 다른 불투명성 및/또는 다른 시각적 효과를 부여하는 임의의 물질을 의미한다. 착색제는 상기 코팅에 임의의 적합한 형태로, 예컨대 개별적인 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크로서 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2종 이상의 착색제의 혼합물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다.
착색제의 예는 안료, 염료 및 틴트, 예컨대 페인트 산업에서 사용되는 것들 및/또는 건조 색상 제조자 협회(Dry Color Manufacturers Association; DCMA)에 열거된 것들뿐만 아니라 특수 효과 조성물도 포함한다. 착색제는, 예를 들어 사용 조건 하에 불용성이지만 습윤성인 미분된 고체 분말을 포함할 수 있다. 착색제는 유기 또는 무기일 수 있고, 응집성이거나 비응집성일 수 있다. 착색제는 분쇄 또는 단순 혼합에 의해 코팅에 혼입될 수 있다. 착색제는 분쇄 비히클, 예컨대 아크릴계 분쇄 비히클을 사용하여 분쇄에 의해 코팅에 혼입될 수 있으며, 이의 사용은 당업자에게 익숙할 것이다.
안료 및/또는 안료 조성물의 예는 비제한적으로, 카바졸 다이옥사진 조질 안료, 아조, 모노아조, 디스아조, 나프톨 AS, 염 형태(레이크), 벤즈이미다졸론, 축합물, 금속 착체, 아이소인돌리논, 아이소인돌린과 다환형 프탈로시아닌, 퀸아크리돈, 페릴렌, 페리논, 다이케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 다이옥사진, 트라이아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 다이케토 피롤로 피롤 레드("DPPBO 레드"), 티타늄 다이옥사이드, 카본 블랙, 탄소 섬유, 흑연, 기타 전도성 안료 및/또는 충전제 및 이들의 혼합물을 포함한다. "안료" 및 "착색된 충전제"라는 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
염료의 예는 비제한적으로, 용매계 및/또는 수계 염료, 예를 들어 산 염료, 아조 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 분산 염료, 반응성 염료, 용매 염료, 황 염료, 매염 염료, 예컨대 비스무트 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌, 알루미늄, 퀸아크리돈, 티아졸, 티아진, 아조, 인디고이드, 나이트로, 나이트로소, 옥사진, 프탈로시아닌, 퀴놀린, 스틸벤 및 트라이페닐 메탄이다.
틴트의 예는 비제한적으로, 수계 또는 수-혼화성 담체에 분산된 안료, 예를 들어 데구사 인코포레이티드(Degussa Inc.)로부터 시판되는 아쿠아-켐(AQUA-CHEM) 896, 이스트만 케미칼 인코포레이티드(Eastman Chemical Inc.)의 애큐리트 디스퍼션 지부(Accurate Dispersions division)로부터 시판되는 카리스마 칼라런츠(CHARISMA COLORANTS) 및 맥시토너 인더스트리얼 칼라런츠(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)를 포함한다.
전술된 바와 같이, 상기 착색제는 비제한적으로, 나노입자 분산액을 비롯한 분산액의 형태일 수 있다. 상기 나노입자 분산액은, 목적하는 가시적 색상 및/또는 불투명성 및/또는 시각적 효과를 생성하는 하나 이상의 고도로 분산된 나노입자 착색제 및/또는 착색제 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노입자 분산액은 착색제, 예를 들어 입경이 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만 또는 30 nm 미만인 안료 또는 염료를 포함할 수 있다. 상기 나노입자는, 원료(stock) 유기 또는 무기 안료를 0.5 mm 미만의 입경을 갖는 분쇄 매체로 밀링함으로써 제조될 수 있다. 상기 나노입자 분산액 및 이의 제조 방법의 예는 미국 특허 제 6,875,800 B2 호에서 확인된다. 상기 나노입자 분산액은 또한, 결정화, 침전, 기상 축합, 및 화학적 마멸(즉, 부분적 용해)에 의해 제조될 수 있다. 코팅 내에서 나노입자의 재응집을 최소화하기 위해서, 수지-코팅된 나노입자의 분산액이 사용될 수 있다. 본원에서 "수지-코팅된 나노입자의 분산액"이란, 나노입자 및 상기 나노입자 상의 수지 코팅을 포함하는 개별적인 "복합 마이크로입자"가 분산되어 있는 연속상을 지칭한다. 수지 코팅된 나노입자의 분산액 및 이의 제조 방법의 예는, 미국 특허 출원 공개 제 2005-0287348 A1 호, 미국 특허 출원 공개 제 2005-0287348 A1 호 및 미국 특허 출원 공개 제 2006-0251897 호에서 확인된다.
본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 특수 효과 조성물의 예는, 하나 이상의 외관상 효과, 예를 들어 반사, 진주광택, 금속성 광택, 인광, 형광, 광색성, 감광성, 열변색성, 입체변색성(goniochromism) 및/또는 색 변화를 유발하는 안료 및/또는 조성물을 포함한다. 추가적인 특수 효과 조성물은 다른 감지가능한 특성, 예를 들어 불투명성 또는 질감을 제공할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 특수 효과 조성물은, 코팅을 상이한 각도에서 관찰하는 경우 코팅의 색이 변하도록 색 변화(color shift)를 유발할 수 있다. 이러한 색 효과 조성물의 예는 미국 특허 제 6,894,086 호에서 확인된다. 추가적인 색 효과 조성물은 투명한 코팅된 운모 및/또는 합성 운모, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명한 액정 안료, 액정 코팅, 및/또는 물질 표면과 공기 사이의 굴절률의 차이가 아니라 물질내의 굴절률의 차이로 인해 간섭이 유발되는 임의의 조성물을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 하나 이상의 광원에 노출되었을 때 가역적으로 색이 변하는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다. 상기 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 특정 파장의 복사선에 노출됨으로써 활성화될 수 있다. 상기 조성물이 여기되면, 분자 구조가 변하고, 변화된 구조는 조성물의 원래 색과는 다른 새로운 색을 나타낸다. 복사선에 대한 노출이 제거되면, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 휴지 상태로 돌아갈 수 있으며, 여기서는 조성물의 원래의 색이 돌아온다. 하나의 비제한적인 실시양태에서, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 비-여기 상태에서는 무색이고, 여기 상태에서는 색을 나타낼 수 있다. 완전한 색 변화는 밀리초 내지 수 분 이내, 예컨대 20초 내지 60초 내에 나타날 수 있다. 예시적인 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 광변색성 염료를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 상기 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은 중합체 및/또는 중합가능한 성분의 중합체성 물질과 관련되고/되거나, 예를 들어 공유 결합에 의해 적어도 부분적으로 결합될 수 있다. 감광성 조성물이 코팅 밖으로 이동하거나 기재 내로 결정화될 수 있는 몇몇 코팅과는 달리, 본 발명의 비제한적인 실시양태에 따른 중합체 및/또는 중합가능한 성분과 관련되고/되거나 적어도 부분적으로 결합될 수 있는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은 최소한으로 코팅 밖으로 이동한다. 예시적인 광감성 조성물 및/또는 광변색성 조성물, 및 이들의 제조 방법은, 2004년 7월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제 10/892,919 호에서 확인된다.
일반적으로, 착색제는 목적하는 시각적 및/또는 색 효과를 부여하기에 충분한 임의의 양으로 존재할 수 있다. 착색제는 조성물의 총 중량을 기준으로 본 발명의 조성물의 1 내지 65 중량%, 예컨대 3 내지 40 중량% 또는 5 내지 35 중량%를 차지할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 당분야에 공지된 임의의 기재, 예를 들어 자동차 기재 및 산업 기재에 적용될 수 있다. 이러한 기재는, 예를 들어 금속성 또는 비-금속성일 수 있으며, 예컨대 중합체, 플라스틱, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트/아크릴로부타다이엔 스타이렌("PC/ABS"), 폴리아마이드, 목재, 베니어, 목재 복합체, 파티클 보드, 중간 밀도 섬유보드, 시멘트, 석재 등이다. 본 발명의 특히 적합한 실시양태에서는, 상기 기재 자체가 생분해성이다. 생분해성 기재는, 예를 들어 종이, 목재 및 생분해성 플라스틱, 예컨대 셀룰로스, 폴리(락트산), 폴리(3-하이드록시부티레이트) 및 전분계 플라스틱을 포함한다. 또한, 상기 기재는 재순환된 것일 수 있다. 상기 기재는 또한, 색 및/또는 다른 시각적 효과를 부여하는 몇몇 방식으로 처리된 것일 수 있다. 예를 들어, 염색된 목재 기재가 이어서 본 발명에 따라 코팅될 수 있고, 하나 이상의 다른 코팅 층이 이미 적용된 기재일 수도 있다.
본원에서 기재와 관련하여 "폴리아마이드"라는 용어는, 하기 구조식의 반복 단위를 포함하는 중합체로부터 제조된 기재를 의미한다:
Figure 112011023962008-pct00001
상기 식에서, R은 수소 또는 알킬 기이다.
상기 폴리아마이드는, 쇄가 지방족, 지환족 또는 방향족 기에 기초한 많은 부류의 폴리아미드 중 임의의 것일 수 있다. 이는 형식적으로는, 2염기성 아민과 이산 및/또는 이산 염화물의 축합 생성물; 아미노산(예컨대, 오메가-아미노운데칸산)의 자가-축합 생성물; 또는 환형 락탐(예컨대, 카프로락탐, 라우릴락탐 또는 피롤리돈)의 개환 반응의 생성물로 나타내어질 수 있다. 이는, 하나 이상의 알킬렌, 아릴렌 또는 아르알킬렌 반복 단위를 함유할 수 있다. 상기 폴리아마이드는 결정질이거나 비정질일 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 폴리아마이드 기재는, 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 반복 단위의 결정질 폴리아마이드, 예컨대 폴리(카프로락탐), (나일론 6), 폴리(라우릴락탐), (나일론 12), 폴리(오메가-아미노운데칸산), (나일론 11), 폴리(헥사메틸렌 아디프아마이드), (나일론 6.6), 폴리(헥사메틸렌 세바크아마이드), (나일론 6.10) 및/또는 알킬렌/아릴렌 코폴리아마이드, 예컨대 메타-자일릴렌 다이아민 및 아디프산으로부터 제조된 것(나일론 MXD6)을 포함한다. "나일론"이라는 용어는, 이러한 모든 생성물뿐만 아니라, 당분야에서 나일론으로 지칭되는 임의의 다른 화합물도 포함한다. 비정질 폴리아마이드, 예컨대 아이소포론다이아민 또는 트라이메틸사이클로헥산다이아민으로부터 유도된 것들도 사용될 수 있다. 폴리아마이드들의 블렌드도 사용될 수 있다.
본원에서 기재와 관련하여 사용되는 "폴리아마이드"라는 용어는, 강화된 폴리아마이드 기재를 포함하며, 강화된 폴리아마이드 기재는, 예를 들어 이러한 강화 물질을 포함하지 않는 유사한 폴리아마이드에 비해 증가된 강성, 강도 및/또는 내열성을 갖는 폴리아마이드를 제조하기 위해, 섬유질 물질(예컨대, 유리 섬유 또는 탄소 섬유) 또는 무기 충전제(예컨대, 칼슘 카보네이트)의 혼입을 통해 강화된 폴리아마이드로부터 제조된 폴리아마이드 기재이다. 본 발명의 특정 실시양태에 따른 기재 물질로서 사용하기에 적합한 강화된 폴리아미드는 시판되고, 예컨대 익세프(IXEF)라는 명칭으로 솔베이 어드밴스드 폴리머스(Solvay Advanced Polymers)로부터 시판되는 물질, 예를 들면 익세프 1000, 1500, 1600, 2000, 2500, 3000 및 5000 시리즈 제품; 그릴아미드(GRILAMID), 그리보리(GRIVORY), 그릴론(GRILON) 및 그릴플렉스(GRILFLEX)라는 상표명으로 이엠에스-케미 인코포레이티드(EMS-Chemie Inc.)(미국 사이우캐롤라이나주 섬터)로부터 입수가능한 물질; 및 듀퐁 엔지니어드 폴리머스(DuPont Engineered Polymers), 예를 들면 텀스(Thermx) 및 민론(Minlon)이라는 상표명 하에 시판되는 것들을 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 당분야의 임의의 표준 방법, 예컨대 전기코팅, 분무, 정전기적 분무, 침지, 롤링, 브러싱 등에 의해 적용될 수 있다.
상기 코팅은, 임의의 건조 필름 두께, 예컨대 0.1 내지 4 mil, 0.3 내지 2 mil, 또는 0.7 내지 1.3 mil로 본 발명의 코팅 조성물로부터 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅은 단독으로 또는 하나 이상의 다른 코팅과 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 코팅은 착색제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있으며, 프라이머, e-코트, 베이스코트, 탑코트, 자동차 보수 코트 등을 포함할 수 있다. 다중 코팅으로 코팅된 기재의 경우, 이들 코팅 중 하나 이상은 본원에 기술된 바와 같은 코팅일 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 과량의 락타이드 반응 생성물을 함유하는 베이스코트가, 상기 락타이드 반응 생성물을 포함하는 투명 코트와 조합되어 사용되거나, 투명 코트 또는 베이스코트 중 하나 또는 둘 다가 추가로 가교결합제를 포함할 수 있다.
본원에서, 달리 명백히 명시되지 않는 한, 모든 수치, 예컨대 값, 범위, 양 또는 %를 나타내는 수치는, "약"이라는 용어가 명백히 제시되어 있지 않더라도 상기 용어가 앞에 있는 것처럼 읽혀질 수 있다. 또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 이에 함유된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 복수는 단수를 포함하며, 그 역도 성립한다. 예를 들어, 특허청구범위를 비롯하여 본원에서, 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물, 락타이드, 가교결합제, 락타이드 반응 생성물, 과량의 락타이드 반응 생성물이 언급되지만, 이들 각각이 하나 이상 사용되거나, 임의의 다른 성분이 사용될 수도 있다. "포함하는"은 "~을 포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미한다. 본원에서 "중합체"라는 용어는, 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체를 둘 다 지칭하는 것이다. 접두어 "폴리"는 2 이상을 지칭한다.
[실시예]
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 의도되며, 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한하지 않는 것으로 해석되어야 한다.
실시예 1
대두 폴리올/락타이드 부가물(1:2의 OH:락타이드 비)
Figure 112011023962008-pct00002
1대두계 폴리올, 카르길 인코포레이티드로부터 입수가능, 하이드록실 가는 232 mg KOH/g,
2네이쳐웍스 엘엘씨(NatureWorks LLC)로부터 입수가능.
교반기, 질소 주입구, 온도계 및 톨루엔-충전된 딘 앤 스타크(Dean and Stark) 응축기를 장착한 플라스크에, 성분 1, 2 및 3을 넣었다. 이 혼합물을 가열환류시키고, 15분 동안 유지하고, 이어서 80℃로 냉각시켰다. 성분 4 및 5를 가하고, 온도를 125℃로 올리고, 8시간 동안 유지하였으며, 더 낮은 온도에서 환류가 일어나는 경우에는 용매를 상기 딘 앤 스타크 응축기로부터 배출하였다. 이 반응 생성물은 98.9%의 고형분 함량 및 2400의 수평균 분자량을 가졌다.
실시예 2
락타이드-개질된 아크릴계 폴리올(1:1의 OH:락타이드 비)
Figure 112011023962008-pct00003
32,2'-아조비스(2-메틸부탄나이트릴), 이.아이. 듀퐁 드 네모르스 앤 캄파니(E. I. Du Pont de Nemours and Company)로부터 입수가능.
교반기, 질소 주입구, 온도계 및 톨루엔-충전된 딘 앤 스타크(Dean and Stark) 응축기를 장착한 플라스크 내에서, 성분 1을 가열환류시켰다. 달리 기재할 때까지, 과정 전반에 걸쳐 환류를 유지하도록 온도를 조절하였다. 성분 2 내지 8을 180분에 걸쳐 균일한 속도로 가했다. 추가로 30분 후, 성분 9 및 10을 10분에 걸쳐 가했다. 30분 후, 성분 11 및 12를 10분에 걸쳐 가했다. 환류를 60분 동안 유지하고, 이어서 온도를 90℃로 낮추었다. 성분 13 및 14를 가하고, 온도를 125℃로 올리고, 8시간 동안 유지하였다. 최종적으로, 성분 15를 가했다. 이 반응 생성물은 53.6%의 고형분 함량 및 2900의 수평균 분자량을 가졌다.
실시예 3
글리세롤/락타이드 부가물(1:3의 OH:락타이드 비)
Figure 112011023962008-pct00004
교반기, 질소 주입구, 온도계 및 톨루엔-충전된 딘 앤 스타크 응축기를 장착한 플라스크에, 성분 1 내지 3을 넣었다. 이 혼합물을 가열환류시키고, 15분 동안 유지하고, 이어서 80℃로 냉각시켰다. 성분 4 및 5를 가하고, 온도를 125℃로 올리고, 8시간 동안 유지하였으며, 더 낮은 온도에서 환류가 일어나는 경우에는 용매를 상기 딘 앤 스타크 응축기로부터 배출하였다. 이어서, 성분 6을 가했다. 이 반응 생성물은 76.3%의 고형분 함량 및 1350의 수평균 분자량을 가졌다.
실시예 4
대두 폴리올/락타이드 부가물(1:2의 OH:락타이드 비)
Figure 112011023962008-pct00005
교반기, 질소 주입구, 온도계 및 톨루엔-충전된 딘 앤 스타크 응축기를 장착한 플라스크에, 성분 1 및 2를 넣었다. 이 혼합물을 가열환류시키고, 15분 동안 유지하고, 이어서 80℃로 냉각시켰다. 성분 3, 4 및 5를 가하고, 온도를 125℃로 올리고, 8시간 동안 유지하였으며, 더 낮은 온도에서 환류가 일어나는 경우에는 용매를 상기 딘 앤 스타크 응축기로부터 배출하였다. 이어서, 성분 6을 가했다. 이 반응 생성물은 82.1%의 고형분 함량 및 2550의 수평균 분자량을 가졌다.
실시예 5
하기 표 1에 제시된 성분 및 양(g)을 사용하여, 비교 목적의 2가지 코팅 조성물("C1" 및 "C2"), 및 본 발명의 하나의 코팅 조성물("본 발명의 코팅")을 제조하였다. 샘플을 다음과 같이 제조하였다. 아이소시아네이트를 제외한 모든 성분을 2 oz 항아리 내에서 함께 칭량하고, 10분 동안 진탕하여 합쳤다. 아이소시아네이트를 가하고, 균질해질 때까지 손으로 교반하였다. 이어서, 이렇게 배합된 페인트를, 특성 실험을 위해 냉간 압연 강 패널에 적용하고, 생분해성 및 습도 실험을 위해 알루미늄 패널에 적용하였다. 적용 방법은, #58 권선형(wirewound) 코일 바를 사용하는 드로우 다운이었다. 이 패널을 주위 온도에서 10분 동안 플래쉬시키고, 이어서 180℉에서 30분 동안 소성시켰다.
이 패널을 다음날까지 실험하지 않았다. 최종 필름은 2.2 mil 내지 2.7 mil의 두께였다. 하기 표 1은 또한, 경도 실험, 습도 실험 및 퇴비화(compost) 노출 결과를 열거한다.
물질 C1 코팅 C2 코팅 본 발명의 코팅
TSAX 13-722 아크릴릭4 14.71 - -
BiOH 1560 - 8.33 -
실시예 1의 수지 - - 11.07
10% DBTDL5 0.3 0.3 0.3
메틸 에틸 케톤 0.37 3.99 4.16
데스모두르 N 3390A BA/SN6 4.63 7.39 4.47
실험
연필 경도(ASTM D3363) H 2B HB
습도 내성(ASTM D1735) 1000 시간7 약간의 헤이즈,
블리스터 없음		 헤이즈,
마이크로블리스터		 헤이즈 없음, 산재한 마이크로블리스터
퇴비화 결과(6주)8 진황색 착색, 광택 손실은 없음 진황색 착색, 광택 손실은 없음 약간의 착색, 심한 백색화(밤새 회복됨), 일부 조면화 및 필름 손실
퇴비화 결과(13주)8 진황색 착색, 광택 손실은 없음 진황색 착색, 광택 손실은 없음 약간의 착색, 심한 백색화(밤새 회복됨), 심한 피팅(pitting), 더 연성(softer), 일부 영역에서는 필름이 완전히 제거됨
폴리(락트산) 함량9 0 0 39.7%
4석유계 아크릴계 폴리올, 누플렉스 레진스 엘엘씨(Nuplex Resins, LLC)로부터 입수가능,
5다이부틸 주석 다이라우레이트 용액(메틸 아밀 케톤 중의 10 중량%),
6중합체성 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트, 유기 용매 중의 90 중량%, 배이어 머티리얼 사이언스 엘엘씨(Bayer Material Science, LLC)로부터 입수가능,
7ASTM D714에 따른 블리스터 등급화, 패널은 스크라이빙되지 않음,
8시험 패널을 코팅된 면이 위로 가도록 하여 가정용 퇴비화 통에 두었으며, 상기 통에, 함수량은 유지하지만 질척거리지 않도록 하기에 충분한 물과 함께, 대략 동일한 부피의 야채 조각 및 마른 나뭇잎을 주기적으로 가함. 할당된 시간 후, 상기 패널을 제거하고, 세척하고, 노출시키지 않은 패널에 대한 변화를 평가함,
9경화된 코팅 중의 폴리(락트산) 분절(segment)의 이론적 중량%.
상기 아크릴계 공중합체 및 상기 대두 폴리올을 함유하는 코팅 조성물 C1 및 C2는 생분해성을 나타내지 않았다. 본 발명의 코팅 조성물(락타이드-개질된 대두 폴리올 함유)은 아크릴계 표준물과 유사한 경도 및 습도 내성을 가졌지만, 퇴비화 후 생분해성을 나타냈다.
실시예 6 내지 8
생분해성 코팅 조성물을 제조하고, 하기 표 2에 열거된 성분들을 사용하여 상기 기술된 바와 같이 강 패널에 적용하였다.
Figure 112011023962008-pct00006
본 실시예는, 상이한 수준의 폴리(락트산) 분절을 함유하는 코팅의 제조를 예시하는 것이다. 모든 코팅은 허용가능한 경도 및 내충격성을 가졌다.
실시예 9
하기 표 3에 제시된 성분 및 양(g)을 사용하여, 비교 목적의 코팅 조성물("C1") 및 본 발명의 코팅("본 발명의 코팅")을 제조하였다. 아이소시아네이트를 제외한 모든 성분을 2 oz 항아리 내에서 함께 칭량하고, 10분 동안 진탕하여 합쳤다. 아이소시아네이트를 가하고, 균질해질 때까지 손으로 교반하였다. 이어서, 이렇게 배합된 페인트를 냉간 압연 강 패널에 적용하였다. 적용 방법은, #58 권선형 코일 바를 사용하는 드로우 다운이었다. 이 패널을 주위 온도에서 10분 동안 플래쉬시키고, 이어서 180℉에서 30분 동안 소성시켰다. 최종 필름은 2.2 mil 내지 2.7 mil의 두께였다.
Figure 112011023962008-pct00007
5메틸 아밀 케톤 중의 10 중량%의 다이부틸 주석 다이라우레이트,
6중합체성 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트, 유기 용매 중의 90 중량%, 배이어 머티리얼 사이언스 엘엘씨로부터 입수가능,
7MEK 침지된 면봉으로 100회 러빙(전후 왕복 = 1회 러빙).
이러한 결과는, 대두 폴리올을 락타이드-개질된 대두 폴리올로 대체하면, 아이소시아네이트 및 멜라민 가교결합된 코팅 둘 다에서 개선된 경도를 제공함을 보여준다.
본 발명의 특정 실시양태가 예시의 목적으로 전술되었지만, 첨부된 특허청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 세부사항의 다양한 변형이 가능함이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. (a)(i) 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 화합물과 (ii) 락타이드의 반응 생성물을 포함하며, 상기 반응 생성물이 40 내지 350의 하이드록실 가를 가지고, 2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 상기 화합물이 2개 이상의 티올, 1급 아민, 2급 아민, 하이드록실 기 또는 그 혼합기를 함유하는 화합물인 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개 이상의 활성 수소 기를 함유하는 상기 화합물이 폴리올을 포함하는, 코팅 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리올이, 바이오매스(biomass)로부터 유도된 폴리올 또는 대두 폴리올을 포함하는, 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    성분 (i)과 성분 (ii)의 중량 비가 1:10 초과 내지 1:10,000인, 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    코팅이, 코팅의 총 고형분 중량을 기준으로 20 중량% 이상의 폴리(락트산) 단위를 포함하는, 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 80 내지 220의 하이드록실 가를 갖는, 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 750 내지 10,000의 Mn을 갖는, 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (b) 가교결합제를 추가로 포함하는, 코팅 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가교결합제가 폴리아이소시아네이트, 차단된(blocked) 폴리아이소시아네이트 및/또는 멜라민 폼알데하이드를 포함하는, 코팅 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 코팅 조성물이, (a)가 제 1 성분 내에 있고 (b)가 제 2 성분 내에 있는 다성분 코팅 조성물이거나, 상기 코팅 조성물이 1성분 코팅 조성물인, 코팅 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    (c) 아크릴계 공중합체를 추가로 포함하는, 코팅 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물로부터 침착된 코팅으로 적어도 일부 코팅된 기재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기재가 금속, 비금속, 중합체, 나일론 또는 PC/ABS로부터 선택되는, 기재.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기재가 생분해성인, 기재.
  15. 제 12 항에 있어서,
    베이스코트 및 투명 코트를 포함하는 다층 코팅을 포함하되, 상기 베이스코트 및/또는 상기 투명 코트가 상기 코팅 조성물로부터 침착되는, 기재.
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