KR101432868B1 - 금속 나노입자를 함유하는, 코팅용 첨가제의 제조 방법 및 얻어진 제품 - Google Patents

금속 나노입자를 함유하는, 코팅용 첨가제의 제조 방법 및 얻어진 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 활성제의 물 함량을 감소시켜 코팅과 상용성이 있는 비히클로 대체하는 첫번째 예비처리 단계 및 이를 코팅과 상용성이 있는 수지, 이와 또한 상용성이 있는 분산제 및 용매와 혼합하는 두번째 단계를 포함하는, 코팅에의 전달이 요망되는 특성과 관련하여 선택된 하나 이상의 화합물, 바람직하게 금속성의 나노입자를 함유하는 코팅용 첨가제를 얻기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에 의해 제조된 첨가제는 일단 코팅에 혼입되면 그 안에서 균일하게 분산되는, 하나 이상의 화합물, 바람직하게 금속성의 나노입자를 함유한다.

Description

금속 나노입자를 함유하는, 코팅용 첨가제의 제조 방법 및 얻어진 제품{METHOD OF PREPARATION OF AN ADDITIVE FOR COATINGS, CONTAINING METALLIC NANOPARTICLES AND PRODUCT OBTAINED}
본 발명은 최종 용도와 관련하여 이들이 요망되는 특성을 지니도록 하기 위한, 페인트 및 코팅에서 사용되는 첨가제에 관한 것이고, 특히 본 발명은 이들을 수반하는 용매, 분산제 및 계면활성제는 페인트 또는 코팅의 성질에 따라 선택되는, 하나 이상의 화합물, 바람직하게 금속의 나노입자를 함유하는 첨가제에 관한 것이다.
일반적인 페인트, 니스 및 코팅의 고유의 성질의 것들과 다른 특성들의 변형을 위한 나노미립자 화합물의 사용은 공지되어 있고 최근 수년 상당히 증가하였다.
예를 들어, 아래에 인용된 특허에서 나타난 바와 같이, 금속 은의 나노입자가 이들이 혼입된 물질에 항균 특성을 부여하기 위하여 사용된다는 것이 공지되어 있다.
코팅, 페인트 및 다른 중합체성 혼합물과 같은 제품에서 요망되는 특성들의 일부를 개선시키도록 도와주는 작용물질로서, 일부 금속 또는 이들의 화합물의 사용은 일상적인 관행에서 흔하고, 예를 들어 항균제로서 은의 사용은 공지되어 있고, 이들이 나노미터 크기일때 이들의 효과가 상당히 개선된다는 것이 공지되어 있다. 나노미터 금속 은이 혼입된 물질이 존재하지만, 언급된 은은 수 마이크론의 크기로 비활성 기판상에 침착되어 고농도의 나노입자를 가진 국소부를 유발한다.
산화아연은 이의 살진균 효과로 알려져있고, 개인 위생 용품 및 피부 약제에서 널리 사용된다. 또한 나노미터 크기에서 이는 자외선 광을 흡수할 수 있어서 이를 함유하는 물질을 보호해줄 수 있음이 공지되어 있다. 모든 나노미터 화합물과 마찬가지로, 보다 좋은 분산 및 제어된 입자 크기는 비보호된 구역이 사실상 제거되기 때문에 장점을 제공한다.
수산화 마그네슘의 난연제 효과는 또한 공지되어 있고, 나노미터 크기에서, 예를 들어 이것이 사용된 코팅의 기계적 특성에 영향을 주지 않으면서 투명도의 장점을 제공한다는 것이 관찰되었다. 이는 코팅 및 그에 따른 제품들을 위한 난연제 첨가제의 제조 방법에 관한 것인, 특허 출원 PCT/MX 2007/000046 (Martinez et al., 2007)에서 구현되었다.
유사하게, Ag, Au, Cu, Bi, Mg, Zn, Sb, 이들의 산화물, 수산화물, 황화물, 염화물, 황산염, 및 이들의 혼합물의 나노입자의 특성은 최종 용도의 코팅에 전달된다.
이들에게 일정한 품질 또는 특성을 지니도록 하기 위하여 나노입자가 혼입된 코팅의 몇몇 예들이 발견되었다. 다루어져야 할 주요 문제는 이들의 효율성을 감소시키는 응집체의 출연으로 인하여 적용 부피에서의 나노입자의 효율적인 분산이다.
본 발명은 코팅 전체에서 나노입자의 균일한 분포 및 효율적인 분산을 보장하는 첨가제를 기술한다. 보다 높은 명확성을 위하여, 본 문서에서 "첨가제"는 다른 물질에 첨가되어 부족한 품질을 제공하거나 또는 이미 보유하는 것들을 개선시키는 성분들의 혼합물 또는 조합물을 의미한다. 특히 본 발명에 따른 첨가제는 페인트, 니스 및 실온에서 유체인 중합체성 혼합물과 같은 코팅에서의 적용을 위한 것이다.
선행 기술에서, 나노입자를 코팅에 혼입하고, 따라서 언급된 나노입자에 고유한 특정 성질들을 이들에 제공하는 매우 다양한 대안이 있고, 이들의 일부 예가 하기에 언급된다.
특허 CN 1850924 (Li, 2006)는 은 나노입자를 함유하는 항균성 코팅의 제조를 기술한다. 첨가제는 폴리에틸렌 왁스 중의 은 나노입자의 6 % 용액으로부터 출발하여, 아크릴산 중합체의 에멀젼 또는 히드록실화 아크릴 수지를 사용하여 제조된다. 이러한 방법에서 얻어진 제품은 다른 시스템과 상용성이 있게 만들어질 수 없고 6 %의 최대 농도로 제한된다.
특허 CN 1837035 (Wang et al., 2006)는 무기 나노입자를 함유하는 혼성 탄소 막의 제조 방법의 설명을 제공한다. 이 발명의 제품은 오직 하나의 유형의 용도로 제한된다.
특허 JP 2005248136 (Ando, 2005)는 표면으로의 해양 유기체의 유착을 방지하는, 코팅을 위한 나노미터 은을 함유하는 첨가제를 논의한다. 이 발명은 물에 잠긴 표면상 해양 유기체의 제거 및 해양 적용을 위한 페인트에 제한된다.
특허 TW 220398 (Liang, 2004)는 금속 나노입자를 함유하나, 유기 용매에서 직접 합성되는 첨가제를 논의한다. 이 발명의 제품의 용도는 유기 용매와 상용성이 있고 그 안에서 합성될 수 있는 물질에 제한된다.
특허 WO 2003103392 (Nonninger et al. 2003)는 항균성 금속 나노입자를 함유하나 언급된 나노입자가 이산화티타늄의 다른 입자들상에 있다는 제약을 가지는 코팅을 기술한다.
공개 US20070173564A1 (Sohn et al., 2007)는 은 나노입자를 함유하는, 광경화성 수지를 가지는 투명한 코팅의 제조를 위한 조성물에 관한 것이다. 이 발명의 제품은 광경화성 투명 코팅에서의 은 나노입자에 제한된다.
공개 US2006155033A1 (Sisson, 2006)는 접촉 표면들, 예를 들어 전기적 커넥터들 간의 전기 전도성을 개선시키고 시간의 효과로부터 이들을 보호하기 위하여 사용되는 에멀젼을 기술한다. 이 코팅은 전기적 특성의 전달 및 은 나노입자의 사용에 제한된다.
특허 US6855749B1 (Yadav et al. 2005)는 의약 제품의 비히클, 생체의료용 장치, 및 골 또는 치아의 이식물과 같은 용도에서 생물학적 사용을 위한 물질로서 주로 사용되는 나노복합체 중합체에 제한된다.
특허 US6228904B1 (Yadav et al. 2001)는 구체적으로 저항성의 특성을 가지는 나노물질을 가지는 중합체성 복합체, 전기적 특성을 가지는 플라스틱의 제조를 위한 혼합물의 방법 및 용도에 관한 것이다. 이 문서의 설명은 해당 특성이 전기적 특성과 관련된다는 것을 제외하고, 본 발명의 경우에서와 같이 코팅을 위한 유체 혼합물에 직접적으로 적용되지 않는다.
본 발명의 첨가제는 살생물성, UV 보호, 및 난연제 특성들, 및 일반적으로 Ag, Au, Cu, Mg, Zn, Bi, Sb의 금속 및 화합물에 고유한 선택된 특성들을 최종 코팅에 전달하도록 설계되고; 이러한 첨가제는 이를 최종 코팅과 상용성이 있게 만드는 용매, 계면활성제, 분산제 및 수지의 사용을 포함한다. 첨가제를 갖춘 상기 코팅은 무기 기판에 대한 필요성 없이, 이의 전체에서 나노입자의 완벽한 분포 및 분산을 보장한다. 첨가제의 제조 방법은 수성 유기 매질내 있거나 또는 대안적으로 건조 분말로 있을 수 있고, 이들이 광범위한 환경 조건에서 사용되는 코팅에 혼입될 수 있게 하는 처리를 받는, 전술된 금속 및 화합물의 기존의 나노입자로부터 출발된다. 이 방법은 다양한 기능화된 첨가제를 얻기 위하여 사용될 수 있다.
발명의 목적
본 발명의 하나의 목적은 페인트, 니스 또는 유체 성질의 코팅과 같은 중합체성 혼합물에서의 첨가제로서 사용되고, 최종 용도에서 요망되는 특성이 구체적으로 선택된 금속 나노미터 입자 및 이들의 복합체들에 의해 제공되는 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 코팅에 특성을 부여하는 첨가제의 나노입자가 코팅의 부피중에 균일하게 분포되는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 첨가제의 나노입자가 첨가제 및 혼입된 코팅 모두의 저장 수명 전반에 걸쳐 분산된 채로 있으며 응집되지 않는 첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또하나의 목적은 코팅에서 요망되는 특성이 하나 이상의 금속 및 이들의 화합물의 나노입자의 적절한 선택에 의해 얻어질 수 있다는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 금속 또는 금속 화합물의 나노입자가 응집되지 않고 남아있기 위하여 추가적인 운반체, 예를 들어 세라믹 물질을 필요로 하지 않는 첨가제를 제공하는 것이다.
이러한 및 다른 목적은 뒤따르는 설명을 읽을시 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 첨가제의 제조 방법을 나타내는 블록 선도이다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 첨가제는 바람직하게 단분산성인, 즉, 매우 좁은 크기 변동을 가지는, 입자 크기가 요망되는 용도의 함수 (예를 들어, 의학적 유형의 용도에서 10 nm 미만의 크기가 바람직하고, UV 보호에서 약 60 nm의 크기가 바람직하다고 여겨짐)이고 1 내지 100 나노미터의 범위에서 선택된 평균 입자 크기를 가지고 95 % 이상의 순도를 가지는, 금속 나노입자 및 이들의 복합체로부터 출발하여 제조된다.
본 발명의 첨가제의 제제에서 사용될 나노입자의 물질의 선택은 최종 용도에서 요망되는 효과를 얻기 위하여 추천되는 변수를 구하는데 기여하는 몇몇의 예를 보여주는 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 최종 용도에서 요망되는 특성과 밀접하게 관련된다.
첨가제 제조를 위한 나노입자의 추천 선택
특성 Ag o Au o Cu o Bi o Mg ( OH ) 2 ZnO AgS Bi 2 O 3 Sb 2 O 5
A X X X X
B X X X
C X X
D X X X
E X X X X X X
F X X X X
여기서,
A: 살세균제, 살진균제 및 살조제와 같은 살생물성 특성.
B: UV 보호.
C: 난연제.
D: 살진균제.
E: 전기 전도성.
F: 광학 특성.
표 1에 따라 선택된 나노미터 입자는, 본 발명의 중요한 부분이 최종 코팅과 상용성이 있게 만들기 위하여 첨가제에서의 비히클을 교체하는 것이기 때문에 나노입자의 비히클 및 배합될 첨가제의 기재 간의 상용성이 제한되지 않고서, 수성, 유기 현탁액 또는 분말 형태에서의 나노입자로부터 출발하는 것이 가능한, 이들을 최종 코팅에 혼입하기 위한 처리를 받는다.
본 발명의 첨가제의 제조 방법의 블록 선도인 도 1과 관련하여, 숫자 I 및 II로 참조표시된 두 구역이 있고, 블록 (10) 내지 (40)으로 이루어진 첫번째는 나노입자의 예비처리를 나타내고, 블록 (50) 내지 (60)으로 이루어진 구역은 첨가제 그 자체의 제조 방법을 나타낸다.
구역 I 또는 예비처리 단계에서, 블록 (10)은 물의 부재가 요구되는 일부 매우 특정한 용도에서는 건조 분말이 바람직하지만, 바람직하게 함수 페이스트인 첨가제 제조를 위하여 사용될, 금속 나노입자, 이들의 복합체 또는 이들의 혼합물로 구성된, 원료를 나타낸다. 이미 언급한 바와 같이, 나노입자는 1 내지 100 나노미터 범위의 평균 크기 및 95 % 이상의 순도를 가진다. 이 물질을 블록 (20)에 공급한다.
블록 (20)은 원료가 경우에 따라 함유된 물 또는 용매를 제거하고 이를 "적합한" 용매로 대체하는 목적 (즉, 이는 상 분리를 야기하지 않으면서 혼입됨)을 위하여 최종 용도 ("표적 코팅")의 용매 또는 희석제로 세척되고, 이는 다시 덩어리 형성물이 표적 코팅과 접촉하게 되는 것을 방지할, "비히클의 교체"라고 지칭되는 작업을 나타내며; 이러한 공정은 바람직하게 5 내지 30분 동안, 또는 필요한 한 격렬한 교반과 함께 수행된다. 혼합물은 최소 2 m/s 및 최대로서 30 m/s 이하의 주변 속도를 제공하는 전단 디스크 또는 다른 장치를 갖춘 분산기로 난류 조건에서 교반된다. 교반 후, 상 분리가 일어나고 상기 공정이 5 % 미만의 잔류 수분 함량이 고체상에서 얻어질 때까지 반복될 수 있다.
용매 또는 희석제의 성질 및 표적 코팅에 함유된 수지 때문에 나노입자가 반응하는 경우에는, 표적 코팅과 상용성이 있는 종래 계면활성제를 사용하여, 입자가 "비히클의 교체" (20) 작업에 앞서 표면 처리 (16)을 겪을 필요성이 블록 (15)에 의해 표시된 바와 같이 평가된다.
"비히클의 교체" 공정 (20)은 코팅에의 혼입시 또는 처리될 표면상에 후자의 적용시, 나노입자가 구역 II의 분산상 (50)에서 응집하지 않도록 보장하는 목적을 가진다.
블록 (30)은 표적 코팅의 수지 및 용매 또는 희석제의 성질을 이유로 첨가제에서 허용된 잔류 수분 함량이 매우 낮아 0에 근접하고 "비히클의 교체"의 단계 (20)이 완료된 때의 경우, 고체상에서의 잔류 수분 함량은 작업 온도가 비히클의 비점 이하로 되도록 주의해야 되는 건조 공정 (40)에 의해 감소된다는 것을 표시한다. 작업은 표적 코팅에 의해 허용되는 잔류 수분 함량이 얻어질 때까지 계속된다.
작업 (40)의 결과는 첨가제의 후속 제조를 위해 저장될 수 있는 나노입자의 "건조" 분말이다. 이러한 방법에 의해 얻어진 제품은 지속된 기간의 저장 동안 이의 특성들을 유지한다.
약 5 %의 수분 함량이 최종 용도에서 허용된다면, 블록 (40)이 나타내는 건조 단계는 생략된다.
"건조" 또는 함수이든지, 공정 (25) 또는 (45)의 첫번째 단계의 두 경로 중 하나로부터 발생된, 얻어진 제품은 적절하게 본 발명에 따른 표적 코팅에서 바로 사용가능한 첨가제의 제조로 확인되는, 구역 II의 분산 공정 (50)을 겪는다.
이 단계에서, 블록 (20) 또는 (40)의 페이스트 또는 "건조" 분말은 표 2에 따라, 표적 코팅과 상용성이 있는 수지 및 분산제가 첨가되는 분산 공정 (50)에 공급된다:
첨가제 제조를 위한 수지 및 분산제의 추천 선택
표적 코팅의 카테고리 분산에서 추천되는 수지 분산에서 추천되는 분산제
폴리우레탄 폴리에스테르 또는 알데히드 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드
UV 경화 에폭시-아크릴레이트 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염
스티렌-아크릴계 스티렌-아크릴계 아크릴 공중합체의 암모늄 염, 음이온 기질의 다관능성 중합체 및 알킬암모늄 염, 아크릴 공중합체의 나트륨 염
비닐계 비닐계 아크릴 공중합체의 암모늄 염, 음이온 기질의 다관능성 중합체 및 알킬암모늄 염, 아크릴 공중합체의 나트륨 염
알키달일 에나멜 알키달일 수지 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염
0 % 휘발성
유기 화합물		 스티렌-아크릴계, 비닐계, 에폭시-아크릴레이트 아크릴 공중합체의 암모늄 염, 음이온 기질의 다관능성 중합체 및 알킬암모늄 염, 아크릴 공중합체의 나트륨 염
니트로-셀룰로스계 안정화된 알키달일 또는 니트로-셀룰로스 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염
알키달일 대두, 코코넛, 레시틴의 알키달일 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염
페놀계 페놀계 수지 산 기를 가지는 공중합체, 폴리카르복실산의 알킬암모늄 염, 불포화 지방산의 알킬암모늄 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염, 저 분자량의 산 폴리에스테르 및 불포화 폴리아민 아미드의 염
분산 (50)은 15 내지 30 m/s의 주변 속도를 가지는 교반기 또는 분산기로 수행된다. 혼합물의 점도는 바람직하게 코팅과 사용될 것과 동일하거나 또는 적어도 이와 상용성이 있어야 하는 용매 또는 희석제를 첨가함으로써 표적 코팅의 것으로 조정된다. 혼합물내 분산제의 백분율은 건조 기재의 나노입자에 따라 0.5 내지 10 %로 유지된다.
분산 공정 (50)으로부터 얻어진 제품 (60)은 본 발명의 첨가제이고, 심지어 바람직한 실시양태에서 최대 99 중량 %의 나노입자를 가지는 제제일 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 얻어진 첨가제의 장점들 중에서, 단계 (20)에서의 비히클의 교체의 처리 및 단계 (50)에서의 수지 및 분산제와의 혼합의 결과로서, 상기에 제시된 표 2에 따라 적절한 수지 및 분산제를 선택함으로써 제조된 제품은 표적 코팅과 완전히 상용성이 있고, 필요한 경우 적합한 계면활성제의 선택은 더욱이 제제내 나노입자의 분산에서 높은 정도의 균일성을 유지하여 표적 코팅에 첨가될 시 첨가제가 보다 용이하고 빠르게 혼입될 것이고 이는 입자가 보호될 표면상에 적용 후 체적 전체에서 및 따라서 코팅층에서 분산의 균일성을 유지할 것을 보장한다는 사실이 있다.
<실시예 1: 폴리에스테르-기재 페인트용 유기 매트릭스에서의 사용을 위한 첨가제의 제조>
1. 64 %의 물 함량을 가지고, 유형 말번 제타사이저 나노 제트에스 (MALVERN Zetasizer Nano ZS)의 장비에서 광자상관법 (PCS)에 의해 측정된 입자 크기 분포 D10, 16.3　nm; D50, 23.9　nm; D90, 43.5　nm를 가지는 금속 은의 나노입자 페이스트로 시작한다. 예시의 목적으로, 300 g이 사용된다.
2. 나노입자 페이스트를 프로펠러 분산기가 장착된 베르셀리우스(Berzelius) 유형의 좁은 입구 비커내로 붓고, 페이스트의 것과 동일한, 셀로솔브 부틸 용매의 두 부피를 첨가한다. 5분 동안 분산시킨다.
3. 나노입자를 물리적 수단 (경사분리, 여과, 원심분리 등)으로 모액으로부터 분리한다. 칼 피셔(Karl Fischer) 방법에 의한 물리적 물의 분석을 위하여 모액을 보유한다. 얻어진 나노입자 페이스트의 양을 칭량하여 페이스트의 물 함량을 계산한다.
4. 단계 2 및 3을 나노입자 페이스트에서 5 % 미만의 물 함량 또는 최종 용도를 위하여 허용되는 것에 도달할 때까지 필요한 횟수만큼 반복한다.
5. 이제 용매를 프로필렌 글리콜 아세테이트 메틸 에테르로 대체하여 단계 2 및 3을 3회 더 반복한다.
6. 별개의 용기에서, 125 g의 폴리에스테르-기재 수지 또는 이 시스템과 상용성이 있는 어떤 다른 것, 예를 들어 라로팔(Laropal)® A 81 (BASF)을 100 mL의 용매 프로필렌 글리콜 아세테이트 메틸 에테르로 용해한다. 종래 방법으로 수지의 완전한 용해를 검사한다.
7. 단계 5에서 얻어진 나노입자 페이스트를 단계 6의 용매 및 수지의 용액에 분산시키고, 표 2에서 추천된 선택으로부터의 분산제 20 g을 첨가한다. 5 내지 30분의 기간 동안 15 내지 30 m/s의 주변 속도가 추천된다. 공지된 종래 방법으로 페이스트의 분산을 확인한다.
8. 나머지 수지 (375 g)를 단계 7에서 분산시킨 페이스트에 희석시키고, 추가적으로 400 mL의 용매 프로필렌 글리콜 아세테이트 메틸 에테르를 첨가한다. 이는 5 m/s의 주변 속도에서 1시간 동안 수행된다.
9. 페이스트를 용매 프로필렌 글리콜 아세테이트 메틸 에테르로 1000 g으로 조정한다. 페이스트에서, 나노입자의 백분율, 전체 고체의 백분율, 밀도, 점도, 현미경에 의한 형태 및 칼 피셔에 의해 물리적 수분을 확인한다.
<실시예 2: 폴리우레탄-기재 페인트용 유기 매트릭스에서의 사용을 위한 첨가제의 제조>
1. 64 %의 물 함량을 가지고, 유형 말번 제타사이저 나노 제트에스의 장비에서 광자상관법 (PCS)에 의해 측정된 입자 크기 분포 D10, 16.3　nm; D50, 23.9　nm; D90, 43.5　nm를 가지는 금속 은의 나노입자 페이스트로 시작한다. 예시의 목적으로, 300 g이 사용된다.
2. 나노입자 페이스트를 프로펠러 분산기가 장착된 베르셀리우스(Berzelius) 유형의 좁은 입구 비커내로 붓고, 페이스트의 것과 동일한, 셀로솔브 부틸 용매의 두 부피를 첨가한다. 5분의 기간 동안 분산시킨다.
3. 나노입자를 물리적 수단 (경사분리, 여과, 원심분리 등)으로 모액으로부터 분리한다. 칼 피셔 방법에 의한 물리적 물의 분석을 위하여 모액을 보유한다. 얻어진 나노입자 페이스트의 양을 칭량하여 페이스트의 물 함량을 계산한다.
4. 단계 2 및 3을 나노입자 페이스트에서 5 % 미만의 물 함량 또는 최종 용도를 위하여 허용되는 것에 도달할 때까지 필요한 횟수만큼 반복한다.
5. 별개의 용기에서, 125 g의 폴리우레탄-기재 수지 또는 이 시스템과 상용성이 있는 어떤 다른 것, 예를 들어 라로팔® A 81 (BASF)을 100 mL의 셀로솔브 부틸 용매로 용해한다. 종래 방법으로 수지의 완전한 용해를 검사한다.
6. 단계 5에서 얻어진 나노입자 페이스트를 단계 6의 용매 및 수지의 용액에 분산시키고, 표 2에서 추천된 선택으로부터의 분산제 20 g을 첨가한다. 5 내지 30분의 기간 동안 15 내지 30 m/s의 주변 속도가 추천된다. 공지된 종래 방법으로 페이스트의 분산을 확인한다.
7. 나머지 수지 (375 g)를 단계 7에서 분산시킨 페이스트에 희석시키고, 추가적으로 400 mL의 셀로솔브 부틸 용매를 첨가한다. 이는 5 m/s의 주변 속도에서 1시간 동안 수행된다.
8. 페이스트를 셀로솔브 부틸 용매로 1000 g으로 조정한다. 페이스트에서, 나노입자의 백분율, 전체 고체의 백분율, 밀도, 점도, 현미경에 의한 형태 및 칼 피셔에 의해 물리적 수분을 확인한다.
당업자에게 분명해질 듯이, 본 발명에 따른 첨가제의 제조를 위하여 기술된 방법은 방법을 변형시킬 필요 없이, 표 1에 따른 화합물 또는 화합물의 혼합물을 선택함으로써 최종 용도에서 요망되는 특성들을 부여하는 적합한 첨가제를 얻기 위하여 사용될 수 있다. 다른 원소 또는 이들의 화합물이 동일한 제조 방법에서 이러한 또는 다른 특성들을 부여하기 위하여 사용될 수 있다는 것이 또한 분명할 것이다.

Claims (20)

  1. 첨가제의 활성제가 금속, 이의 화합물 또는 이들의 혼합물인, 표면을 보호하기 위한 코팅물에 혼입시킬 첨가제의 제조 방법이고,
    (a) 상기 활성제를 예비처리하는 첫번째 단계, 및
    (b) 상기 첨가제를 제조하는 두번째 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하고, 여기서
    상기 첫번째 단계는
    i) 물을 함유하는 활성제를 제공하는 단계, 및
    ii) 활성제에 함유된 물을 격렬한 교반에 의해 대체시키거나 감소시켜서 상기 물이 코팅물과 상용성이 있는 비히클로 대체되도록 함으로써 비히클의 교체를 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 두번째 단계는
    iii) 예비처리된 활성제를 코팅물과 상용성이 있는 용매, 분산제 및 수지와 혼합하는 것을 포함하는, 상기 예비처리된 활성제를 분산시키는 단계
    를 포함하는 것인, 표면을 보호하기 위한 코팅물에 혼입시킬 첨가제의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 첫번째 단계에서 활성제를 코팅물과 상용성이 있는 비히클로 세척함으로써 활성제에 함유된 물이 코팅물의 희석제와 상용성이 있는 비히클로 대체되는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세척이 5 m/s 내지 30 m/s의 주변 속도로 5 내지 30분의 시간 동안 격렬한 교반과 함께 수행되는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 교반 후 상이 분리되며 액체상이 제거되는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 용도에 요구되는 물 함량이 얻어질 때까지 세척이 반복되는 것을 추가적인 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 활성제가 코팅물과 반응하기 쉽다면, 활성제가 세척에 앞서 계면활성제로 표면 처리를 받는 것을 추가적인 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 코팅물에 필요한 첨가제 잔류 물 함량이 0에 근접하는 경우, 예비처리 단계에서 "비히클의 교체"로부터 얻어진 생성물이 건조 공정을 받는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 예비처리 단계로부터 얻어진 금속 화합물이 0 % 내지 5 %의 물 함량을 갖고 표적 코팅물과 상용성이 있는 수지에 분산성이 있는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 두번째 단계에서 수행되는 분산이 15 내지 30 m/s의 주변 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 두번째 단계의 분산 단계에서 혼합되는 분산제의 중량%가 활성제의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 10 %로 유지되는 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 두번째 단계로부터 얻어진 생성물이 활성제로서 최대 99 중량%의 나노미터 화합물을 함유하는 첨가제인 것을 특징으로 하는, 첨가제의 제조 방법.
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