KR101476467B1 - 금속 띠의 코팅 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 스트립 코팅을 위한 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올의 용도, 금속 스트립의 코팅 방법 및 이로써 수득된 코팅된 금속 스트립에 관한 것이다. 코팅은 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 3 관능성 분지화제 함량을 갖고 분자량이 2500 내지 4500 g/몰인 분지화된 폴리에스테르를 포함한다.
폴리에스테르계 거대폴리올, 금속 스트립, 코팅 방법, 3 관능성 분지화제

Description

금속 띠의 코팅 방법{METHOD FOR COATING METAL BANDS}
본 발명은 금속 스트립을 코팅하기 위한 (코일 코팅) 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올의 용도, 금속 스트립의 코팅 방법 및 이에 따라 수득되는 코팅된 금속 스트립에 관한 것이다.
금속 스트립 상의 코팅은 예를 들어 매우 짧은 시간 내에 따라서 경제적으로 알루미늄 또는 강철로 이루어진 감긴(coiled) 금속 시트에 고급 코팅을 제공하는데 사용된다. 다른 코팅 방법, 예를 들어 분무와 비교하여, 이 방법은 상당한 이점을 갖는다. 즉, 이 방법에 의해, 고품질의 균일한 코팅이 높은 수율 및 낮은 방출과 함께 달성된다.
금속 스트립의 코팅은 연속 공정이다. 하나의 금속 스트립의 종료시에 코팅 작업의 연속된 운전을 보장하기 위해, 다음 금속 스트립이 부착되는 동안 스트립을 제한된 시간 동안 계속 공급할 수 있는 어큐뮬레이터로서 공지된 장치를 사용한다. 금속 스트립은 일반적으로 미리 세척되고, 전처리되고, 양 면 상에 프라이머가 제공된다.
금속 스트립은 유기 용매 중 히드록실 함유 결합제, 예를 들어 폴리에스테르 및 블록킹된 폴리이소시아네이트, 멜라민 수지 및 이들의 유도체로부터 선택되는 하나 이상의 용액으로 이루어진 액상 열경화성 코팅 조성물을 사용하여 코팅된다. 언급될 수 있는 추가 성분은 안료 및 다른 첨가제를 포함한다.
금속 스트립 상의 코팅을 위한 중요한 특성은 내후성(weathering resistance), 내가수분해성, 내화학성 및 내스크래치성, 및 고광택, 경도 및 가요성과 같은 것들이다. 후자는 페인팅 작업 후 기판을 다수의 성분에 필요한 바와 같이 하나 이상의 변형 단계, 예를 들어 딥 드로잉(deep drawing)에 적용하는 경우 코팅의 접착 특성에 강한 영향을 미친다.
내후성은 특히 표면이 직접 태양 광선 또는 다른 기후 효과에 노출되는 성분에 있어서 중요하며, 이러한 성분은 교통 표지판, 건축 표면재, 차고 문, 배수로(gutter) 및 자동차 부품을 포함한다.
원칙적으로, 기판 접착은 보다 연성이고 가요성인 결합제가 더 우수하지만, 내후성 및 내구성은 보다 경질인 결합제가 더 낫다.
이들 모든 특성 이외에, 금속 스트립의 코팅에서 매우 큰 부분을 차지하는 한 요인은 경제성이다. 따라서, 가능한 한 단위 시간 당 많은 금속 스트립 단편을 코팅하는 것이 바람직하다. 여기서 제한 변수는 페인트의 완전 가교에 요구되는 오븐 중 금속 스트립의 체류 시간 및 오븐 온도이다. 사용되는 중합체의 몰 질량이 점점 낮아질수록, 즉 가교성 기, 예를 들어 히드록실기의 밀도가 보다 높아질 수록, 이 방식으로 코팅된 금속 시트의 오븐 체류 시간은 보다 짧아진다. 즉, 사용되는 결합제의 가교 반응성이 보다 커진다. 그러나, 임의의 분자량 낮춤 및 그와 연관된 높은 가교 밀도는 특히 멜라민 화합물이 가교제로서 사용되는 경우, 금 속 스트립의 코팅에 허용불가능한 완성된 페인트 코팅물의 취성에 의해 저지된다.
보다 짧은 베이킹 시간을 달성하는 다른 방식은 증가된 오븐 온도를 이용하는 것이다. 원하지 않는 보다 높은 에너지 비용 이외에, 많은 기판에서 임의로 높은 온도를 실현하는 것이 가능하지 않다. BH(베이킹 경화) 강철로 부르는 강철은 예를 들어 비교적 높은 온도에서 경화하며, 이 이유로 인해 더이상 변형 단계를 행할 수 없다.
경제성 및 페인트 품질의 요구되는 특성을 보장하기 위해, 종래기술 (WO 2004/039902)은 금속 스트립 코팅에서 가교제와 함께 가요성화를 달성하기 위해 보다 고분자량의 주로 선형 결합제와 비교적 저분자량의 분지된 결합제의 블렌드를 사용한다. 이 유형의 제형물은 페인트가 오븐에서 충분하게 높은 가교 반응성을 갖는 것을 보장하는데 사용될 수 있다.
2개의 상이한 결합제를 제조하고, 궁극적으로는 페인트를 제조하기 위해 이들을 적절한 비율로 블렌딩하는 필요성은 단일 결합제를 기재로 한 페인트 제형과 비교하여 상당히 경제적으로 단점을 갖는 것과 동일한 의미이다.
이러한 이유로, 본 발명의 목적은 상술한 페인트 특성을 유도하고 동시에 충분하게 높은 가교 반응성을 제공하여 적당한 양의 가교제에 대해 매우 짧은 오븐 체류 시간을 허용하는 금속 스트립을 위한 방법 및 코팅물을 개발하는 것이었다. OH-종결된 폴리에스테르의 가교 반응성은 OH가가 증가함에 따라서 증가한다는 것이 일반적인 지식이다. 그럼에도 불구하고, 높은 OH가, 즉 저분자량을 갖는 폴리에스테르는 취성의 페인트 필름을 생성하고, 이러한 가요성 부족은 이들이 금속 스트립 코팅에 사용될 수 없다는 것을 의미한다.
놀랍게도, 분자량이 2500 내지 4500 g/몰인, 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 3 관능성 분지화제 함량을 갖는 분지된 폴리에스테르가 금속 스트립의 코팅에 대해 충분하게 잘 균형잡힌 높은 가교 반응성 및 가요성 사이의 관계를 갖는다는 것이 발견되었다. 이러한 유형의 분지된 폴리에스테르는 EP 1479709에 기술되어 있다.
따라서, 본 발명은 1종 이상의 카르복실산 성분과, 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25몰％의 3 관능성 이상의 알코올 및 75 내지 90 몰％의 1종 이상의 추가 알코올을 포함하는 2종 이상의 알코올 성분을 가교제의 존재하에서 반응시켜 수득되며
Figure 112009038832872-pct00001
2500 내지 4500 g/몰의 Mn,
Figure 112009038832872-pct00002
0 내지 200 mg KOH/g의 OH가 및
Figure 112009038832872-pct00003
0 내지 10 mg KOH/g의 산가
를 갖는 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올의 금속 스트립의 코팅을 위한 용도를 제공한다.
본 발명에 따라 사용되는 무정형 분지된 폴리에스테르계 거대폴리올은 출발 산 성분으로서 1종 이상의 방향족 디카르복실산, 지방족 디카르복실산, 방향족 폴리카르복실산 및 지방족 폴리카르복실산, 예를 들어 프탈산(phthalic acid), 이소프탈산(isophthalic acid), 테레프탈산(terephthalic acid), 지환족 디카르복실산(cycloaliphatic dicarboxylic acids), 예를 들어 1,2-, 1,3-, 1,4-시클로헥산디카르복실산(cyclohexanedicarboxylic acid), 메틸테트라히드로프탈산(methyltetrahydrophthalic acid), 테트라히드로프탈산(tetrahydrophthalic acid), 메틸헥사히드로프탈산(methylhexahydrophthalic acid), 숙신산(succinic acid), 세바크산(sebacic acid), 운데칸디산(undecanedioic acid), 도데칸디산(dodecanedioic acid), 아디프산(adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 피로멜리트산(pyromellitic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 이소노난산(isononanoic acid) 및 이량체 지방산(dimer fatty acid)으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 바람직한 것은 이소프탈산, 1,2-시클로헥산디카르복실산, 프탈산 및 아디프산이다.
각 산 성분은 부분적으로 또는 전체적으로 무수물 및/또는 저분자량 알킬 에스테르, 바람직하게는 메틸 에스테르 및/또는 에틸 에스테르로 구성될 수 있다.
3 관능성 이상의 알코올 성분으로서, 트리메틸올프로판(trimethylolpropane), 트리메틸올에탄(trimethylolethane), 1,2,6-트리히드록시헥사에리트리톨(1,2,6-trihydroxyhexaerythritol), 글리세롤(glycerol), 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트(trishydroxyethyl isocyanurate), 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 소르비톨(sorbitol), 크실리톨(xylitol) 및 만니톨(mannitol)로부터 선택되는 하나 이상을 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 양으로 사용하는 것이 가능하다.
또한, 알코올 성분은 추가 선형 또는 분지형인 지방족 디올, 지환족 디올 및 방향족 디올로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직한 추가적으로 사용되는 알코올은 알코올 성분을 기준으로 75 내지 90 몰％의 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 1,2-프로판디올(1,2-propanediol), 1,3-프로판디올(1,3-propanediol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol), 1,2-부탄디올(1,2-butanediol), 1,4-부탄디올(1,4-butanediol), 1,3-부틸에틸프로판디올(1.3-butylethylpropanediol), 1,3-메틸프로판디올(1,3-methylpropanediol), 1,5-펜탄디올(1,5-pentanediol), 비스페놀(bisphenol) A, B, C, F, 노르보르닐렌 글리콜(norbornylene glycol), 1,4-벤젠디메탄올(1.4-benzenedimethanol), 1,4-벤젠디에탄올(1,4-benzenediethanol), 2,4-디메틸-2-에틸헥산-1,3-디올(2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol), 시클로헥산디메탄올(cyclohexanedimethanol), 디시돌(Dicidol), 헥산디올(hexanediol) 및 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol)로부터 선택되는 하나 이상이다.
바람직한 산은 예를 들어 1,2-시클로헥산디카르복실산, 프탈산 및/또는 아디프산, 보다 특히 하기 조성물이다:
92 내지 100 몰％의 1,2-시클로헥산디카르복실산 및 0 내지 8 몰％의 프탈산 및/또는 아디프산 또는
60 내지 70 몰％의 프탈산 및 30 내지 40 몰％의 아디프산.
바람직한 디올 및 3 관능성 이상의 알코올 성분은 예를 들어 에틸렌 글리콜 (0 내지 40 몰％), 2,2'-디메틸프로판-1,3-디올 (35 내지 80 몰％), 1,6-헥산디올 (0 내지 15 몰％), 트리메틸올프로판 (10 내지 25 몰％)이다.
분지된 무정형 거대폴리올은 15.0 mg KOH/g 미만, 바람직하게는 10.0 mg KOH/g 미만, 보다 바람직하게는 0 내지 5 mg KOH/g의 산가를 갖고, 또한 0 내지 200 mg KOH/g, 바람직하게는 10 내지 150 mg KOH/g, 보다 바람직하게는 30 내지 100 mg KOH/g의 히드록실가를 가질 수 있다.
생성된 수평균 분자량 Mn은 2500 내지 4500 g/몰, 바람직하게는 3000 내지 4000 g/몰이다.
산가는 DIN EN ISO 2114에 따라 측정한다.
산가(AN)는 물질 1 그램에 존재하는 산을 중화시키는데 필요한 수산화칼륨의 양 (mg)을 의미한다. 분석용 샘플은 디클로로메탄에 용해되고 페놀프탈레인에 대해 0.1 N 메탄올계 수산화칼륨 용액으로 적정된다.
히드록실가는 DIN 53240-2에 따라 측정한다.
이 방법은 샘플을 4-디메틸아미노피리딘 촉매의 존재하에서 아세트산 무수물과 반응시켜 히드록실기를 아세틸화시킨다. 이는 히드록실기 당 아세트산 한 분자를 생성하고, 과량의 아세트산 무수물의 후속 가수분해는 아세트산 두 분자를 생성한다. 아세트산의 소비량은 동시에 수행되는 주값과 블랭크값 사이의 차이로부터 적정에 의해 측정된다.
분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된다. 샘플은 DIN 55672-1에 따라 테트라히드로푸란 용리액으로 측정된다.
Mn (UV) = 수평균 분자량 (GPC, UV 검출), g/몰로 나타냄
Mw (UV) = 중량평균 분자량 (GPC, UV 검출), g/몰로 나타냄
본 발명에 따라 수득되는 코팅된 금속 스트립은 유리한 특성을 나타내고, 특히 코팅물은 T-벤드(T-bend) 시험에서 2.0 이하의 값을 나타낸다.
발명의 개요
본 발명은 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올의 금속 스트립 코팅을 위한 용도를 제공한다. 사용되는 코팅 조성물은 하기와 같은 특성을 갖는다:
방향족 디카르복실산, 지방족 디카르복실산, 방향족 폴리카르복실산 및 지방족 폴리카르복실산 중에서 선택되는 어느 하나 이상, 예를 들어 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 지환족 디카르복실산, 예를 들어 1,2-, 1,3-, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 메틸테트라히드로프탈산, 테트라히드로프탈산, 메틸헥사히드로프탈산, 숙신산, 세바크산, 도데칸디산, 아디프산, 아젤라산, 운데칸디산, 피로멜리트산, 트리멜리트산, 이소노난산 및 이량체 지방산, 바람직하게는 이소프탈산, 1,2-시클로헥산디카르복실산, 프탈산 및 아디프산의 군으로부터의 1종 이상의 카르복실산 성분과
1) 10 내지 25 몰％의 3 관능성 이상의 알코올, 및
2) 75 내지 90 몰％의 1종 이상의 추가 디올을 포함하는 2종 이상의 알코올 성분을
가교 시약의 존재하에서 반응시켜 수득가능한,
Figure 112009038832872-pct00004
2500 내지 4500 g/몰의 Mn,
Figure 112009038832872-pct00005
0 내지 200 mg KOH/g, 바람직하게는 20 내지 150 mg KOH/g, 보다 바람직하게는 30 내지 100 mg KOH/g의 OH가,
Figure 112013119864872-pct00006
0 내지 10 mg KOH/g, 보다 바람직하게는 0 내지 5 mg KOH/g의 산가를 갖는 것을 특징으로 하는, 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올을 포함한다.
가교 시약은 예를 들어 폴리이소시아네이트, 멜라민 수지, 또는 이들의 유도체로부터 선택되는 하나 이상이다.
추가로, 코팅을 위해, 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올은 전체 조성물을 기준으로 0 내지 70 중량％의 보조 물질 및 첨가제, 보다 특히 억제제, 물, 유기 용매, 중화제, 표면활성 물질, 산소 제거제, 자유 라디칼 제거제, 촉매, 광 안정화제, 색상 증백제, 감광제, 틱소트로픽제(thixotropic agent), 피막 형성 억제제, 소포제, 대전방지제, 증점제, 열가소성 첨가제, 염료, 안료, 내화제, 내부 이형제, 충전제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상과 함께 사용될 수 있다.
코팅되는 금속에 관하여, 제한은 없으며, 특히 금속 스트립의 금속이 알루미늄, 강철 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
마찬가지로, 본 발명은 금속 스트립을 코팅하는 방법을 제공하며,
코팅 재료는 1종 이상의 카르복실산 성분과, 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 3 관능성 이상의 알코올 및 75 내지 90 몰％의 1종 이상의 추가 알코올을 포함하는 2종 이상의 알코올 성분을 가교 시약의 존재 하에서 반응시켜 수득되며
Figure 112009038832872-pct00007
2500 내지 4500 g/몰의 Mn
Figure 112009038832872-pct00008
0 내지 200 mg KOH/g의 OH가 및
Figure 112009038832872-pct00009
0 내지 10 mg KOH/g의 산가를 갖는 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올을 포함하며,
금속 스트립 상의 코팅 재료는 220℃ 미만의 베이킹 온도 (피크 금속 온도 (Peak Metal Temperature), PMT)에서 베이킹된다.
금속 스트립 상에 생성된 코팅물은 T-벤드 시험에서 2.0 이하의 값을 나타낸다.
본 발명에 따라 사용되는 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올은 단일 단계 또는 다단계 절차에서 출발 산 및 출발 알코올의 (반-)배치식 또는 불연속 에스테르화에 의한 공지된 방법(문헌 [Dr P. Oldring, Resins for surface Coatings, Volume III, published by Sita Technology, 203 Gardiner House, Broomhill Road, London SW18 4JQ, England 1987] 참조)에 의해 제조된다.
본 발명에 따라 사용되는 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올은 바람직하게는 불활성 기체 분위기에서 150 내지 270℃, 바람직하게는 180 내지 260℃, 보다 바람직하게는 200 내지 250℃에서 제조된다. 사용되는 불활성 기체는 질소 또는 희기체, 보다 특히 질소일 수 있다. 불활성 기체는 50 ppm 미만, 보다 특히 20 ppm 미만의 산소 함량을 갖는다. 물의 이론 계산량의 주 분획이 제거된 후, 감압으로 운전하는 것이 가능하다. 임의로는 또한 (중)축합 반응을 가속시키기 위한 촉매 및/또는 반응수를 분리시키기 위한 비말동반제(entrainer)를 첨가하면서 작업하는 것도 가능하다. 전형적인 촉매는 유기티탄 또는 유기주석 화합물, 예를 들어 테트라부틸 티타네이트 또는 디부틸주석 옥시드이다. 촉매는 임의로 다른 출발 물질과 함께 반응 개시시, 또는 반응 이후가 아닌 반응 동안 충전될 수 있다. 비말동반제로서, 예를 들어 톨루엔 또는 다양한 솔벤트나프타(SolventNaphtha)® 등급을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따라 코팅된 금속 스트립은 마찬가지로 본 발명에 제공되며, 당업자에게 예견되는 임의의 목적하는 방식으로, 보다 특히 예를 들어 건설 및 건축 (예를 들어, 인테리어 분야, 지붕, 벽), 운송, 가전 제품, 및 추가 가공, 압인(punch) 또는 천공(perforate)에서 사용될 수 있다.
추가 관찰이 없더라도, 당업자가 가장 넓은 정도로 상기 기술을 활용하는 것이 가능하다고 생각된다. 결과적으로, 바람직한 실시양태 및 예는 어떠한 식으로든 제한되지 않는 기술적인 개시물로서 단지 해석되어야 한다.
하기에, 본 발명은 실시예에 의해 기술된다. 본 발명의 대안적인 실시양태는 유사하게 수득가능하다.
실시예 1
몰％ 중량％ 성분
산 성분
100 59.9 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물
100 총 산 성분
알코올 성분
30 7.5 네오펜틸 글리콜
39 10.3 모노에틸렌 글리콜
15 13.2 1,6-헥산디올
16 9.1 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물 59.9부를 네오펜틸 글리콜 7.5부, 모노에틸렌 글리콜 10.3부, 1,6-헥산디올 13.2부 및 트리메틸올프로판 9.1부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 1 mg KOH/g 미만의 산가 및 55 mg KOH/g의 히드록실가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소(Solvesso)® 150/부틸 글리콜 (3:1) 중 65％로 용해시켰다.
주요 분석 데이터:
OHN = 55 mg KOH·g-1, AN = 0.4 mg KOH·g-1, Mn = 3600 g·mol-1
실시예 2
몰％ 중량％ 성분
산 성분
100 55.2 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물
100 총 산 성분
알코올 성분
77.5 32.6 네오펜틸 글리콜
22.5 12.2 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물 55.2부를 네오펜틸 글리콜 32.6부 및 트리메틸올프로판 12.2부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 5 mg KOH/g의 산가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소® 150/부틸 글리콜 (3:1) 중 65％로 용해시켰다.
주요 분석 데이터:
OHN = 95 mg KOH·g-1, AN = 5 mg KOH·g-1, Mn = 2500 g·mol-1
실시예 3
몰％ 중량％ 성분
산 성분
70 34.6 프탈산
30 15.1 아디프산
100 총 산 성분
알코올 성분
60.0 30.2 네오펜틸 글리콜
25 12.5 모노에틸렌 글리콜
15 7.6 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
프탈산 34.6부 및 아디프산 15.1부를 네오펜틸 글리콜 30.2부, 모노에틸렌 글리콜 12.5부 및 트리메틸올프로판 7.6부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 1 mg KOH/g 미만의 산가 및 35 mg KOH/g의 히드록실가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소® 150/부틸 글리콜 (3:1) 중 65％로 용해시켰 다.
주요 분석 데이터:
OHN = 35 mg KOH·g-1, AN = 0.6 mg KOH·g-1, Mn = 4100 g·mol-1
비교예 A
몰％ 중량％ 성분
산 성분
100 50 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물
100 총 산 성분
알코올 성분
97.5 48.8 네오펜틸 글리콜
2.5 1.2 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물 50부를 네오펜틸 글리콜 48.8부 및 트리메틸올프로판 1.2부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 5 mg KOH/g 미만의 산가 및 47 mg KOH/g의 히드록실가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소® 100 중 65％로 용해시켰다.
주요 분석 데이터:
OHN = 47 mg KOH·g-1, AN = 4.0 mg KOH·g-1, Mn = 2100 g·mol-1
비교예 B
몰％ 중량％ 성분
산 성분
100 53.5 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물
100 총 산 성분
알코올 성분
77.5 33.8 네오펜틸 글리콜
22.5 12.7 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물 53.5부를 네오펜틸 글리콜 33.8부 및 트리메틸올프로판 12.7부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 5 mg KOH/g의 산가 및 128 mg KOH/g의 히드록실가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소® 150/부틸 글리콜 (3:1) 중 65％로 용해시켰다.
주요 분석 데이터:
OHN = 128 mg KOH·g-1, AN = 5 mg KOH·g-1, Mn = 2400 g·mol-1
비교예 C
몰％ 중량％ 성분
산 성분
100 50 1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물
100 총 산 성분
알코올 성분
74 36.8 네오펜틸 글리콜
26 13.2 트리메틸올프로판
100 총 알코올 성분
1,2-시클로헥산디카르복실산 무수물 50부를 네오펜틸 글리콜 36.8부 및 트리메틸올프로판 13.2부와 질소 분위기에서 최대 온도 250℃에서 5 mg KOH/g의 산가 및 110 mg KOH/g의 히드록실가에 도달할 때까지 반응시켰다. 냉각 후, 폴리에스테르를 솔베소® 100 중 65％로 용해시켰다.
주요 분석 데이터:
OHN = 110 mg KOH·g-1, AN = 5.1 mg KOH·g-1, Mn = 2200 g·mol-1
페인트 제형물
부
폴리에스테르 용액 65％ 43.8
TiO2 2310 31.7
헥사메톡시메틸멜라민1 7.5
p-톨루엔술폰산2 0.4
유동 제어 조제3 0.8
부틸 글리콜 아세테이트 8.6
DBE 7.2
1 예를 들어 사이텍 인더스트리스사(Cytec Industries Inc.)로부터의 사이멜(Cymel) 303; 이 가교제는 코일 코팅 공정에서 통상적으로 반응성 NH2 기를 메톡시기로 블록킹하고, 상승된 온도에서 다시 제거하여, 폴리에스테르와의 반응을 일으킬 수 있는 점에서 주목할만하다.
2 예를 들어 킹 인더스트리스사(King Industries, Inc.)로부터의 나큐어(Nacure) 2500; 이 산 촉매 (화학적으로 블록킹됨)는 멜라민 성분과 폴리에스테르 성분 간에 반응시키기 위해 필요하다.
3 예를 들어 비크-케미사(Byk-Chemie)로부터의 비크(Byk) 350; 유동을 향상시키고 광택을 증가시키는 아크릴레이트 첨가제. 이 첨가제는 "장 파장(long wave)" 평활 성능을 제공하고 크레이터(crater)를 방지한다. 이는 오로지 표면 장력을 약하게 감소시키고, 재코팅성 및 코팅간 접착력에 나쁜 영향을 나타내지 않는다.
페인트 시험
페인트
실시예 1 		페인트
실시예 2 		페인트
실시예 3 		페인트
비교예 A 		페인트
비교예 B 		페인트
비교예 C
MEK 1
이중 문지름 		>100 >100 >100 >100 >100 >100
PMT 2 [℃] 209 216 188 232 209 204
T-벤드 3 1.5 1.5 1.0 1.0 3.0 3.0
방법:
1 ECCA 시험 방법 T11: (이 시험 방법은 아래 베이킹 조건 하에서 반응성 페인트계의 가교를 시험하는 것을 가능하게 한다.)
절차:
알루미늄 또는 도금된 강철 등으로 이루어진 코팅된 "패널"을 메틸 에틸 케톤(MEK) (1 또는 2 kg 중량 (MEK 해머)을 가짐)로 함침된 면 패드를 사용하여 화학적으로/기계적으로 노출시켰다. 노출은 과정 중 코팅 상에 화학적 공격이 있을 수 있는 선형 2회 문지름을 포함한다. 일반적으로 말하자면, 부피를 통해 완전히 경화되는 코팅물은 손상 없이 100회의 이중 문지름(DR)을 견뎌야 한다. 부피 경화가 불충분한 경우, 페인트는 제1차 수회 2중 문지름 후, 또는 가능하다면 후에 (<100 DR) 깨진다. 따라서 수득되는 이중 문지름의 수는 정수로서 계수되고, 예를 들어 페인트계의 부피 경화 또는 가교 밀도 또는 반응성의 측정치로서 기록되었다.
2 피크 금속 온도 (베이킹 작업 동안 패널 표면 상에서 측정된 최대 온도)
3 ECCA 시험 방법 T5: 이 작업 지침의 목적은 굴곡 하중 하에서 코팅물의 연장성 및 접착 강도의 평가이다. 샘플의 크랙 없는 휘어짐을 허용하는 최소 굴곡 반경은 180°구부림(bend)의 경우 저항을 측정한다.
절차:
하중이 없는 샘플의 T-벤드 측정
샘플 판은 평평하고 변형 (예를 들어, 주름)이 없어야 한다.
금속 시험 패널은 코팅물이 바깥쪽으로 향하고, 손으로 폴딩 벤치(folding bench)를 사용하여 약 180°로 미리 구부린다.
이 목적을 위해, 최대 폭 10 cm인 패널을 뒤면으로 페인트된 측으로 벤딩 벤치(bending bench)의 가능한 한 가장 작은 슬롯에 삽입한다.
이후 미리 구부린 패널을 더 이상 공기 간극이 없도록 바이스(vice)에서 단단하게 서로를 눌렀다.
굴곡부의 숄더는 10배 확대된 배율기를 사용하여 크랙을 검사하였다.
이후, 테사필름(tesafilm) 접착 테이프의 스트립을 굴곡부의 숄더의 전체 폭에 걸쳐 견고하게 압축하고, 이어서 정확하게 찢고 접착된 페인트 입자에 대해 조사하였다.
페인트 필름은 크랙 (T-벤드 크랙)을 나타내지 않고 페인트 탈착물 (T-벤드 접착)이 접착 테이프 상에서 관찰될 수 없는 굴곡부의 가장 작은 반경으로 측정되었다.

Claims (16)

  1. 코팅 재료가 1종 이상의 카르복실산 성분과, 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 3 관능성 이상의 알코올 및 75 내지 90 몰％의 1종 이상의 추가 알코올을 포함하는 2종 이상의 알코올 성분을 가교 시약의 존재 하에서 반응시켜 수득되며
    Figure 112014061459835-pct00010
    2500 내지 4500 g/몰의 Mn
    Figure 112014061459835-pct00011
    0 내지 200 mg KOH/g의 OH가 및
    Figure 112014061459835-pct00012
    0 내지 10 mg KOH/g의 산가
    를 갖는 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올로 구성되며,
    상기 카르복실산 성분이 프탈산(phthalic acid), 테레프탈산(terephthalic acid), 지환족 디카르복실산(cycloaliphatic dicarboxylic acids), 메틸테트라히드로프탈산(methyltetrahydrophthalic acid), 테트라히드로프탈산(tetrahydrophthalic acid), 메틸헥사히드로프탈산(methylhexahydrophthalic acid), 숙신산(succinic acid), 세바크산(sebacic acid), 운데칸디산(undecanedioic acid), 도데칸디산(dodecanedioic acid), 아디프산(adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 피로멜리트산(pyromellitic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 이소노난산(isononanoic acid) 및 이량체 지방산(dimer fatty acid)으로부터 선택되는 하나 이상인, 코팅된 금속 스트립.
  2. 제1항에 있어서, 트리메틸올프로판(trimethylolpropane), 트리메틸올에탄(trimethylolethane), 1,2,6-트리히드록시헥사에리트리톨(1,2,6-trihydroxyhexaerythritol), 글리세롤(glycerol), 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트(trishydroxyethyl isocyanurate), 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 소르비톨(sorbitol), 크실리톨(xylitol) 및 만니톨(mannitol)로부터 선택되는 하나 이상이 3 관능성 알코올 성분으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 선형 또는 분지형인 지방족 디올, 지환족 디올 및 방향족 디올로부터 선택되는 하나 이상이 추가 알코올 성분으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  4. 제3항에 있어서, 추가 알코올 성분이 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 1,2-프로판디올(1,2-propanediol), 1,3-프로판디올(1,3-propanediol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol), 1,2-부탄디올(1,2-butanediol), 1,4-부탄디올(1,4-butanediol), 1,3-부틸에틸프로판디올(1.3-butylethylpropanediol), 1,3-메틸프로판디올(1,3-methylpropanediol), 1,5-펜탄디올(1,5-pentanediol), 비스페놀(bisphenol) A, B, C, F, 노르보르닐렌 글리콜(norbornylene glycol), 1,4-벤젠디메탄올(1,4-benzenedimethanol), 1,4-벤젠디에탄올(1,4-benzenediethanol), 2,4-디메틸-2-에틸헥산-1,3-디올(2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol), 시클로헥산디메탄올(cyclohexanedimethanol), 디시돌(Dicidol) 및 헥산디올(hexanediol)로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리이소시아네이트, 멜라민 수지, 또는 이들의 유도체로부터 선택되는 하나 이상이 가교 시약으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 스트립 상의 생성된 코팅물이 T-벤드(T-bend) 시험에서 2.0 이하의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올이 보조제 및 첨가제와 함께 사용되는 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  8. 제7항에 있어서, 보조제 및 첨가제가 억제제, 물, 유기 용매, 중화제, 표면 활성 물질, 산소 제거제, 자유 라디칼 제거제, 촉매, 광 안정화제, 색상 증백제, 감광제, 틱소트로픽제(thixotropic agent), 피막 형성 억제제, 소포제, 대전 방지제, 증점제, 열가소성 첨가제, 염료, 안료, 내화제, 내부 이형제, 충전제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 스트립의 금속이 알루미늄, 강철 및 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 코팅된 금속 스트립.
  10. 코팅 재료가 1종 이상의 카르복실산 성분과, 알코올 성분을 기준으로 10 내지 25 몰％의 3 관능성 이상의 알코올 및 75 내지 90 몰％의 1종 이상의 추가 알코올을 포함하는 2종 이상의 알코올 성분을 가교 시약의 존재 하에서 반응시켜 수득되며
    Figure 112014061459835-pct00013
    2500 내지 4500 g/몰의 Mn
    Figure 112014061459835-pct00014
    0 내지 200 mg KOH/g의 OH가 및
    Figure 112014061459835-pct00015
    0 내지 10 mg KOH/g의 산가
    를 갖는 분지된 무정형 폴리에스테르계 거대폴리올로 구성된 것이고, 금속 스트립 상의 코팅 재료를 220℃ 미만의 베이킹 온도 (PMT)에서 베이킹하며,
    상기 카르복실산 성분이 프탈산(phthalic acid), 테레프탈산(terephthalic acid), 지환족 디카르복실산(cycloaliphatic dicarboxylic acids), 메틸테트라히드로프탈산(methyltetrahydrophthalic acid), 테트라히드로프탈산(tetrahydrophthalic acid), 메틸헥사히드로프탈산(methylhexahydrophthalic acid), 숙신산(succinic acid), 세바크산(sebacic acid), 운데칸디산(undecanedioic acid), 도데칸디산(dodecanedioic acid), 아디프산(adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 피로멜리트산(pyromellitic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 이소노난산(isononanoic acid) 및 이량체 지방산(dimer fatty acid)으로부터 선택되는 하나 이상인, 금속 스트립의 코팅 방법.
  11. 제10항에 있어서, 금속 스트립 상에 생성 코팅물이 T-벤드 시험에서 2.0 이하의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 70 중량％ 이하의 추가 보조제 및 첨가제를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 보조제 및 첨가제가 억제제, 물, 유기 용매, 중화제, 표면 활성 물질, 산소 제거제, 자유 라디칼 제거제, 촉매, 광 안정화제, 색상 증백제, 감광제, 틱소트로픽제, 피막 형성 억제제, 소포제, 대전방지제, 증점제, 열가소성 첨가제, 염료, 안료, 내화제, 내부 이형제, 충전제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
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