KR101507696B1 - 투명 코팅, 아크릴 코팅 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 개시되고 청구된 발명의 내용은 일반적으로 쓰기가능-지움가능한 표면을 위한 액상 코팅, 그러한 코팅을 포함하는 제품, 및 이를 제조하고 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

투명 코팅, 아크릴 코팅{CLEAR COATINGS, ACRYLIC COATINGS}
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 35 U.S. 119(e) 하에서 2011년 6월 10일에 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 제61/495,736호의 이익을 주장하며, 상기 문헌의 전체 내용은 본 명세서 내에 참조로서 분명하게 포함된다.
발명의 배경
1. 개시되고 및/또는 청구된 발명의 내용의 분야
본 명세서에 개시되고 청구된 발명의 내용은 일반적으로 쓰기가능-지움가능한 표면을 위한 액상 코팅, 그러한 코팅을 포함하는 제품, 및 이를 제조하고 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.
2. 배경
건식 지움 칠판은 당해 분야에 널리 공지되어 있다. 이들은 교실(분필용 칠판을 대체) 및 회의실(흔히 플립 차트를 대체)에서 발견된다. 더 작은 건식 지움 칠판은 문, 벽, 및 라커, 가정, 공동주거공간, 레스토랑, 및 사람들이 메모를 적어두고 싶은 다양한 다른 장소에서 사용된다. 사용자는 건식 지움 칠판 위에 건식 지움 마커(marker)로 필기하고 이후 천 또는 건식 지우개를 이용하여 쓴 것을 단순히 닦아낸다.
건식 지움 칠판은 전형적으로 종이 또는 판과 같은 기판, 및 상기 기판을 덮는 래커 코팅과 같은 코팅을 포함한다. 이러한 코팅은 건식 지움 표시용 펜을 이용하여 표시할 수 있는 필기 표면을 제공한다. 전형적으로 펠트(felt)촉 표시 도구인, 건식 지움 표시용 펜은, 그러한 표면에 표시할 수 있을 뿐 아니라, 예컨대, 건식 지우개, 천, 또는 휴지조각을 이용하는 최소한의 노력으로 지워질 수 있는 잉크를 포함한다.
건식 지움 칠판의 필기 표면으로부터의 건식 지움 잉크의 지움가능성은 시간이 지나면서 저하되어, 삭제되지 않는 "얼룩(ghost image)"의 형성을 야기할 수 있다. 또한, 그러한 표면은 일부 건식 지움 마커와 함께 쓰지 못할 수 있고, 무심코 유성매직(permanent) 마커로 필기한 경우 영구하게 표시가 남을 수 있다.
낙서(Graffiti)는 일반 대중이 접하는 장소 예를 들면, 공용 화장실 또는 이동식 화장실의 벽 또는 지하철 역에서 보게 되는 흔한 문제이다. 게다가, 일반적으로, 표면 위의 원치않는 표시는 거의 어디서나 발생할 수 있다. 낙서는 흔히 스프레이 페인트와 같은 페인트의 형태이나, 낙서 및 다른 표시는 마커, 크래용, 및 다른 표시용 액체에 의해 도포될 수 있다. 본 명세서에서 사용된, 용어 "낙서"는 페인트든, 그러한 다른 액체이든 또는 다른 원치않는 표시이든 이것으로 이루어진 원치않는 표시, 타이어 마크(scuff mark) 등을 광범위하게 지칭하기 위해 사용될 것이다.
그러한 표시는 이들 표시가 흔히 이들이 도포된 표면으로부터 제거되기가 매우 어렵기 때문에 특히 곤란하다. 따라서, 페인팅된 표면은 흔히 표시를 덮기 위해 다시 페인트 도포되어야 하며 어떤 경우에는 심지어 뜯어낸 후 다시 페인트 도포되어야 한다. 예를 들면, 낙서는 흔히 표면에 있는 것과 유사한 페인트로 도포된다. 그러므로 마찰 또는 용매를 이용한 낙서 페인트의 제거는 전형적으로 그 아래의 페인트 중 적어도 일부의 제거를 야기하기 때문에 실용적이지 않다. 페인팅되지 않은 표면은 일부 경우에 표시를 제거하기 위해 샌드블라스트(sandblast) 처리되어야 한다.
다른 해법은 또한 그러한 표시의 용이한 제거를 허용하는 장벽으로 기능할 수 있는 물품의 표면을 코팅하는 것, 또는 낙서에 저항성일 수 있는 표면을 코팅하는 것을 포함한다. 그렇지만, 이러한 해법은 비싸며 노동집약적이다. 게다가, 모든 표면이 낙서-저항성 코팅으로 코팅될 수 있는 것은 아니다.
본 발명에 개시되고 및/또는 청구된 발명 내용(들)의 설명
본 명세서에 청구되고 개시된 발명의 내용(들)은 쓰기가능-지움가능한 표면을 가지는 코팅, 그러한 코팅을 포함하는 제품 및 이를 제조하고 사용하기 위한 방법을 제공한다. 일반적으로, 쓰기가능-지움가능한 표면을 가지는 코팅은 주변 조건 하에서 임의로 매체(carrier) 내 베이스 조성물 및 코팅 경화제로부터 제조된다. 필기 표면이 수계 또는 용매계 마킹 재료와 같은 마킹 재료로 표시된 경우에, 심지어 지속되고 반복된 사용 후에도, 상기 마킹 재료가 얼룩이 거의 없거나 전혀 없이 실질적으로 보이지 않게 지워질 수 있다. 상기 코팅은 또한 낙서가 쉽게 제거될 수 있도록 상업적인 건물을 덮기 위해 사용될 수 있다.
상기 코팅은 낮은 표면 거칠기 및 다공성을 비롯한, 많은 바람직한 속성을 가진다. 일반적으로, 어떠한 이론에 종속되는 것을 의도하지 않고, 코팅의 낮은 다공성은 마킹 재료에 대해 코팅이 실질적으로 침투되지 않게 하며, 낮은 표면 거칠기는 지우개의 효과적인 도달범위 너머로 마킹 재료가 표면에 부착되는 것을 방지하는 것으로 생각된다.
본 명세서에 청구되고 개시된 발명의 내용(들) 중 한 양태에서, 코팅 제품은 기판을 덮으며 쓰기가능-지움가능한 표면을 가지는 경화된 코팅(가령 가교-결합된)을 포함한다. 코팅은 주변 조건 하에서 경화성이고, 베이스 조성물로부터 형성될 수 있다. 코팅 경화제가 임의로 경화 과정에서 사용될 수 있다. 상기 베이스 조성물은 히드록실-함유 아크릴 수지, 알코올, 실란 화합물, 물, 및 산 촉매를 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 히드록실-함유 아크릴 수지는 통상의 방법에 의해 히드록실-함유 아크릴 단량체를 또다른 에틸렌계 불포화 기-함유 단량체와 공중합시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 히드록실-함유 아크릴 단량체는 무엇보다도, 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트 가령 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트; Placcel FM1 (2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트-카프롤락톤 부가체, Daicel Chemical Industries사 제품); 폴리알킬렌 글리콜 모노 (메트) 아크릴레이트 등을 포함하지만, 이에 특별히 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용될 수 있거나 이들 중 둘 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 본 명세서에서, "(메트)아크릴레이트"는 "아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트"를 의미한다.
상기-언급된 다른 에틸렌계 불포화 기-함유 단량체는 무엇보다도, 알킬 (메트)아크릴레이트 가령 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, i-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, n-헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트) 아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트) 아크릴레이트, 톨릴 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트 및 라우릴 (메트)아크릴레이트; 방향족 비닐 단량체 가령 스티렌 및 비닐톨루엔; 에폭시-함유 단량체 가령 글리시딜 (메트)아크릴레이트; 아미노-함유 단량체 가령 디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 및 디에틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트; 아크릴아미드 단량체 가령 (메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N,N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드 및 N-메틸아크릴아미드; 아크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 아크릴산, 메타크릴산, 등을 포함하지만, 이에 특별히 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용될 수 있거나 이들 중 둘 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
한 구체예에서, 알코올은 단독 또는 조합된, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 부탄올 및 이소부탄올을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 저분자량 알코올일 수 있다.
실란 화합물은 화학식 (I)로 표현될 수 있고:
RnSi(OR')4-n (l)
여기서 각각의 R 및 R'는 독립적으로 탄화수소 기를 나타내고, n은 0≤n<4이다. 실란 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 (TEOS), 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란, 테트라아세트옥시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 감마-클로로프로필트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, t-부틸트리에톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, 이소-부틸트리에톡시실란, 이소-부틸트리메톡시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 비닐트리부톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, 2-노르보르난트리메톡시실란, 2-노르보르난트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 메틸트리알릴옥시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 메틸에틸디에톡시실란, t-부틸메틸디메톡시실란, t-부틸메틸디에톡시실란, t-아밀메틸디에톡시실란, 디시클로펜틸디메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 비스(o-톨릴)디메톡시실란, 비스(m-톨릴)디메톡시실란, 비스(p-톨릴)디메톡시실란, 비스(p-톨릴)디에톡시실란, 디시클로헥실디메톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란, 시클로헥실메틸디에톡시실란, 2-노르보르난메틸디메톡시실란, 테트라키스(2-메톡시에톡시)실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리메틸페녹시실란, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
한 구체예에서, 금속 알콕사이드는 실란 화합물이 없이 베이스 조성물을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 또다른 구체예에서, 금속 알콕사이드는 실란 화합물에 더하여 사용될 수 있다. 금속 알콕사이드의 한 예는 테트라이소프로필 티타네이트이다.
산 촉매는 무기산이거나 저분자량 유기산일 수 있다. 한 구체예에서, 산 촉매는 염산, 황산, 질산, 또는 인산일 수 있다. 또다른 구체예에서, 산 촉매는 포름산, 아세트산 또는 프로피온산; 또는 이들의 관능화된 버젼일 수 있다.
베이스 조성물은 다음과 같이 제조될 수 있다:
히드록실-함유 아크릴 수지, 알코올 및 산 촉매를 용기에 부가하고 교반하여 혼합물을 형성한다. 혼합물은 수지가 알코올 내에 완전히 가용화될 때까지 약 20 내지 약 90℃로 가열될 수 있다. 한 구체예에서, 혼합물은 약 30 내지 약 70℃로 가열될 수 있다. 실란 화합물을 상기 혼합물에 부가하고 용기를 약 65℃ ± 5℃로 가열한다. 산 촉매를 포함하는 물을 용기에 부가하여 최종 혼합물을 형성한다. 최종 혼합물을 약 한 시간 동안 환류시키고 이후 최종 혼합물을 실온까지 냉각하여 베이스 조성물을 형성한다.
코팅은 임의로 코팅 경화제를 이용하여 매체 내 베이스 조성물로부터 형성될 수 있다. 매체는 수계 용매, 비-수계 용매 및 이들의 조합일 수 있다. 이론에 종속되는 것을 의도하지 않으면서, 용매는 경화 전 코팅 제형에서 수지에 대한 분산성 비히클로서 효과적일 수 있다고 생각된다. 제형의 도포 도중에, 이들은 제형의 적절한 점도를 얻는데 도움을 준다. 용매는 2-부톡시에탄올, 에틸렌 글리콜, 디아세톤 알코올, 에틸 벤젠, 자일렌, 메틸 아밀 케톤, 이소프로필 알코올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 부탄올, 파라핀, 알칸, 폴리프로필렌 글리콜, Stoddard 용매, 톨루엔, 에톡실화 알킬페놀, 1-메틸-2-피롤리디논, 또는 1-에틸피롤리딘-2-온을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
코팅 경화제는 사용된다면, 무엇보다도, 유기주석 화합물 가령 디부틸주석 라우레이트, 디부틸주석 옥토에이트 및 디부틸주석 디아세테이트; 및 금속 킬레이트 화합물 가령 알루미늄 트리스(아세틸아세토네이트), 티타늄 테트라키스(아세틸아세토네이트), 티타늄 비스(아세틸아세토네이트), 티타늄 비스(부톡시)-비스(아세틸아세토네이트), 티타늄 비스(이소프로폭시)-비스(아세틸아세토네이트), 지르코늄 비스(부톡시)-비스(아세틸아세토네이트) 및 지르코늄 비스(이소프로폭시)-비스(아세틸아세토네이트)를 포함하지만, 이에 특별히 제한되지 않는다. 이들은 단독으로 사용될 수 있거나 이들 중 둘 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 그 중에서도, 유기주석 화합물이 일반적으로 사용된다.
코팅 경화제는 설폰산일 수 있다. 설폰산의 예는, 벤젠설폰산, 파라-톨루엔설폰산, 도데실벤젠설폰산, 및 나프탈렌설폰산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
콜로이드 실리카와 같은 충전제가 임의로 코팅 경화제를 갖는 베이스 조성물의 코팅 혼합물에 부가될 수 있다. 콜로이드 실리카는 단일- 또는 다중- 용매 분산 내 실리카를 가리키며 특히 코팅의 마찰 내성을 향상시키기에 효과적이다. 실리카는 약 1 nm 내지 약 200 nm 직경의 작은 구형 입자일 수 있다. 한 구체예에서, 작은 구형 입자는 약 10 nm 내지 약 100 nm 직경일 수 있다. 그러한 나노-크기의 실리카 입자는 투명한 코팅을 위해 특히 적절한 굴절률을 갖는다. 이들은 광 투과에 대하여 제한된 산란 또는 간섭을 강제한다. 실리카 입자는 또한 다른 모양, 가령 구슬-목걸이 입자 모양 및 연장된 입자 모양을 가질 수 있다. 용매는 수-희석성(water-reducible) 코팅 시스템에 있어서 물일 수 있다. 적절한 콜로이드 실리카는 처리되거나 표면-처리된다. 콜로이드 실리카는 약 0.01 내지 약 50 중량 백분율의 양으로 코팅 혼합물 내에 존재할 수 있다. 한 구체예에서, 콜로이드 실리카는 약 0.1 내지 약 2 중량 백분율의 양으로 코팅 혼합물 내에 존재할 수 있다.
코팅 제품은 기판 및 상기 기판을 덮는 경화된 코팅을 포함한다. 코팅은 쓰기가능-지움가능한 표면을 갖는다. 쓰기가능-지움가능한 표면이 마킹 재료로 표시된 경우에, 마킹 재료는 쓰기가능-지움가능한 표면으로부터 실질적으로 보이지 않게 지워질 수 있어서, 심지어 지속된 정상적인 사용 후에도, 얼룩이 거의 또는 전혀 생겨나지 않는다.
마킹 재료는 안료(예컨대, 색소) 및 용매 가령 물, 알코올, 알콕시 알코올, 케톤, 케톤성 알코올, 에스테르, 미네랄 스피릿(mineral spirit), 또는 이들의 혼합을 포함할 수 있다. 마킹 재료는 임의의 산업 표준 건식-지움 마커로부터 선택될 수 있다.
코팅을 형성하는 재료는 다공성(예컨대, 종이) 및 비-다공성 기판(예컨대, 고밀화 세라믹)을 비롯한 많은 다양한 유형의 기판에 도포될 수 있다. 기판은 유연한 필름 또는 단단한 이동가능한 또는 고정된 구조일 수 있다. 기판의 예는, 중합체 재료(가령 폴리에스테르 또는 폴리아미드), 셀룰로스 재료(가령 종이), 유리, 목재, 벽(가령 석고 또는 페인트 도포된), 섬유판(가령 경화된 코팅이 섬유판을 덮고 있는 화이트보드), 파티클보드(particle board)(가령 분필용 칠판 또는 흑판), 석고보드, 고밀화 세라믹, 석재(가령 화강암), 및 금속(가령 알루미늄 또는 스테인리스 강)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 기판은 새로이 설치된 구조물 또는 심지어 오래되고 닳은 분필용 칠판, 흑판, 또는 화이트보드일 수 있다. 어떤 경우에, 기판의 표면은 코팅의 도포 전에 표면을 사포질 및 표면을 애벌칠하여 세정될 수 있다. 어떤 경우에, 표면은 또한 표면에 대한 코팅의 더 나은 부착을 제공하기 위해 세정제(예컨대, 약산)로 세정될 수 있다.
코팅을 형성하는 재료는, 기판에 도포될 때, 전형적으로 주변 조건 하에서 경화된다. 본 명세서에서 경화는 기판 상에 코팅을 형성하는 재료가 고정되는 과정을 지칭한다. 이는 코팅을 형성하는 재료로부터 용매의 단순한 증발 과정을 지칭하며; 코팅을 형성하는 재료 간의 가교-결합의 여러 상이한 방법은 산화적 가교-결합 및 축매된 중합반응을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 화학적이든 물리적이든, 중합체 사슬 사이의 가교-결합은 코팅의 특정한 고유의 특성에 영향을 줄 수 있다. 어떤 임의의 실시에서, 경화는 UV-광, 가열 수단, 개시제, 또는 전자-빔에 의해 촉진될 수 있다. 코팅은 주변 조건 하에서 약 4 시간 내지 약 일주일 내에 경화될 수 있다.
일반적으로, 코팅은 도포된 코팅이 도포 후 또는 그의 경화 도중 너무 빨리 마르지 않도록 충분한 점도를 가질 수 있는 수계 매체 내 재료의 용액을 도포하여, 예컨대, 롤러칠, 페인트칠, 또는 스프레이칠하여 형성될 수 있다. 동시에, 용액 점도는 용이한 도포를 허용하기에 충분하여야 한다.
유리하게는, 쓰기가능-지움가능한 표면이 안료 및 하나 이상의 물, 알코올, 알콕시 알코올, 케톤, 케톤성 알코올, 에스테르, 아세테이트 또는 미네랄 스피릿을 포함하는 용매를 포함하는 마킹 재료로 표시된 경우에, 마킹 재료는 쓰기가능-지움가능한 표면으로부터 실질적으로 보이지 않게 지워질 수 있다. 임의의 언급된 용매의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 언급된, 또는 다른, 용매 중 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
어떤 실시에서, 마킹 재료는 섬유성 재료를 포함하는 지우개로 표시를 닦아냄으로써 쓰기가능-지움가능한 표면으로부터 실질적으로 보이지 않게 지워질 수 있다. 예를 들면, 지우개는 일회용 수건 또는 지지된(예컨대, 목재, 플라스틱) 펠트의 형태일 수 있다. 지우개는 또한, 예컨대, 하나 이상의 물, 알코올, 알콕시 알코올, 케톤, 케톤성 알코올, 에스테르, 아세테이트 또는 미네랄 스피릿을 포함할 수 있다. 이들 용매 중 임의의 둘 이상의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
알코올의 예는 에탄올, n-프로판올, 이소-프로판올, n-부탄올, 이소-부탄올, 및 벤질 알코올을 포함한다. 이들 용매 중 임의의 둘 이상의 혼합물이 또한 알코올을 나타낸다. 알콕시 알코올의 예는 2-(n-프로폭시) 에탄올, 2-(n-부톡시) 에탄올 및 2-(n-프로폭시) 에탄올을 포함한다. 이들 용매 중 임의의 둘 이상의 혼합물이 또한 알콕시 알코올을 나타낸다. 케톤의 예는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 n-부틸 케톤을 포함한다. 이들 용매 중 임의의 둘 이상의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 아세테이트의 예는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트 및 t-부틸 아세테이트를 포함한다. 이들 용매 중 임의의 둘 이상의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
다음의 실시예는 본 명세서에 개시되고 청구된 발명의 내용(들)의 특정한 실시를 예시한다. 이들 실시예는 본 명세서에 개시되고 청구된 발명의 내용(들)의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
실시예
실시예 1- X90 -1072-59-26
164 g의 2번 배합 (20% IBMA/20% MMA/50%HEMA/10%BA), 200 g의 시약 알코올 (약 90wt%의 에탄올, 3.5-5.5 wt%의 메탄올 및 4-6 wt%의 2-프로판올) 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드(overhead) 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프(take-off) 어댑터 및 용기 내용물과 헤드 공간의 온도를 별도로 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리에톡시실란/디메틸디메톡시실란의 혼합물(396 g의 TEOS, 25 g의 옥틸트리에톡시실란 및 1.2 g의 디메틸디메톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 64 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고 필요시 여과하였다.
실시예 2 - X90 -1072-27-18
45 g의 1번 배합 (35% MMA/35%IBMA/30%HEMA/), 150 g의 시약 알코올, 0.52 g의 프로필렌 글리콜 (총 실란 중량을 기준으로 0.5 wt%) 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반바, 두 개의 claisen 어댑터, 응축기, 부가 깔대기, 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 500 mL, 단일-목, 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/디메틸디메톡시실란 혼합물 (103 g의 TEOS 및 0.7 g의 디메틸디메톡시 실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 16 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류하였다. 대략 50 g의 분취액을 취하고 용기 내 남은 물질을 농축하고 아세톤으로 희석하였다.
실시예 3 - X90 -1072-31-19
102 g의 1번 배합 (35% MMA/35% IBMA/30%HEMA), 200 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. 417 g의 TEOS를 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 65 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 4 - X90 -1072-36-21
102 g의 2번 배합 (20% IBMA/20% MMA/50%HEMA/10%BA), 200 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시 실란 혼합물 (396 g의 TEOS 및 18 g의 이소부틸트리메톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 64 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 5 - X90 -1072-38-22
102 g의 2번 배합 (20% IBMA/20% MMA/50%HEMA/10%BA), 200 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리에톡시실란 혼합물 (396 g의 TEOS 및 28 g의 옥틸트리에톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 64 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 6 - X90 -1072-42-23
164 g의 2번 배합 (20% IBMA/20% MMA/50%HEMA/10%BA), 200 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리에톡시실란 혼합물 (396 g의 TEOS 및 28 g의 옥틸트리에톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 64 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 7 - X90 -1072-43-24
164 g의 2번 배합 (20% IBMA/20% MMA/50%HEMA/10%BA), 200 g의 시약 알코올 및 다섯 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리에톡시실란 혼합물 (396 g의 TEOS 및 28 g의 옥틸트리에톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 64 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 8 - X90 -1072-51-25
180 g의 1번 배합 (35% MMA/35% IBMA/30%HEMA), 200 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. 417 g의 TEOS/옥틸트리에톡시실란 혼합물 (396 g의 TEOS 및 28 g의 옥틸트리에톡시실란)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 65 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 9 - X90 -1067-99-11
180 g의 1번 배합 (35% MMA/35% IBMA/30%HEMA), 200 g의 에탄올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 70 ℃로 또는 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 가열하였다. 417 g의 TEOS를 용기 온도가 50℃ 미만으로 되지 않도록 천천히 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 65 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 10 - X90 -1067-55-7
180 g의 1번 배합 (35% MMA/35% IBMA/30%HEMA), 833 g의 TEOS, 411 g의 에탄올 및 세 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 2000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 세 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 130 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다. 50 mL의 상기 수득된 물질, 50 g 이소프로필 알코올 및 5 g 테트라이소프로필 티타네이트를 250 mL 유리 병에 부가하여 용액을 형성하였다. 상기 용액을 이후 알루미늄 판에 도포하고 주변온도에서 경화시켜 코팅을 형성하였다.
실시예 11 - X90 -1078-2-39 (10% OTEOS 를 갖는 25% 아크릴)
100 g의 3번 배합 (34% MMA/46% BA/30% HEMA), 150 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (375 g의 TEOS 및 55.3 g의 OTEOS)를 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 63 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 12 - X90 -1078-3-40 (10% OTEOS 를 갖는 25% 아크릴)
97.7 g의 4번 배합 (10% MMA/27% MA/30% HEMA/33% BA), 153 g의 시약 알코올 및 두 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, claisen 테이크-오프 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000 mL, 4-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (380 g의 TEOS 및 55.3 g의 OTEOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는 63 g의 H2O를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 13 - X90 -1078-6-41 (20% OTEOS 를 갖는 45% 아크릴)
40.9 g의 3번 배합 (34% MMA/46% BA/30% HEMA), 25 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (55.5 g의 TEOS 및 18.4 g의 OTEOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.2 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 14 - X90 -1078-7-42 (20% OTEOS 를 갖는 45% 아크릴)
40.9 g의 4번 배합 (10% MMA/27% MA/30% HEMA/33% BA), 25 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (55.5 g의 TEOS 및 18.4 g의 OTEOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.3 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 15 - X90 -1078-10-43 (20% OTEOS 를 가지며 스트리핑된 45% 아크릴)
41.6 g의 2번 배합 (20% MMA/20% IBMA/50% HEMA/10% BA), 33.3 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (52.1 g의 TEOS 및 23 g의 OTEOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.1 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 농축하여 대부분의 에탄올을 제거하고 아세톤 내에 재구성하였다. 제품을 이후 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 16 - X90 -1078-20-45 (5% OTEOS /20% IBTMOS 를 갖는 45% 아크릴)
45.6 g의 1번 배합 (35% IBMA/35% MMA/20% HEMA), 25 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS (옥틸트리에톡시실란)/IBTMOS (이소부틸트리메톡시실란) 혼합물 (52.1 g의 TEOS, 4.61 g의 OTEOS 및 11.9 g의 IBTMO)를 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.1 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 17 - X90 -1078-20-46 (25% IBTMOS 를 갖는 45% 아크릴)
45.6 g의 1번 배합 (35% IBMA/35% MMA/20% HEMA), 25 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/IBTMOS (이소부틸트리메톡시실란) 혼합물 (53.2 g의 TEOS 및 14.8 g의 IBTMOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.1 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 18 - X90 -1072-64-27 (5% OTEOS /5% IBTMOS 를 갖는 35% 아크릴)
30 g의 1번 배합 (35% IBMA/35% MMA/20% HEMA), 36 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란)/(IBTMOS (이소부틸트리메톡시실란) 혼합물 (62.5 g의 TEOS, 4.61 g의 OTEOS 및 3.0 g의 IBTMOS)을 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.5 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 19 - X90 -1072-73-32 (25% OTEOS 를 갖는 45% 아크릴 수지)
41.6 g의 2번 배합 (20% MMA/20% IBMA/50% HEMA/10% BA), 33.5 g의 시약 알코올 및 한 방울의 농축된 H2SO4를 자석식 교반기, 핫 플레이트, 두 개의 claisen 어댑터 및 용기의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 250 mL, 단일-목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 약 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS(옥틸트리에톡시실란) 혼합물 (52.1 g의 TEOS 및 23.0 g의 OTEOS)를 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 10.1 g의 H2O를 0.5-2 시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 이후 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 필요시 여과하였다.
실시예 20 - X90 -1072-73-32를 이용한 투명한 코팅 및 평가
투명한 코팅을 표 1에 나타난 코팅 경화제와 함께 또는 없이 실시예 19로부터 수득된 X90-1072-73-32를 이용하여 제조하였다. 상기 실시예에서 사용된 코팅 경화제는 이소프로필 알코올 (IPA) 내 10% 디부틸주석 디라우레이트 (DBTDL), IPA 내 10% 테트라이소프로필 티티네이트 (TIPT) 및 8% Zinc-Hex를 포함하였고 이들은 아연 옥토에이트의 공급처인 Air Products로부터 입수하였다.
표 1. 코팅 혼합물
샘플 X90-1072-73-32, g 경화제
대조 10 없음
F-1072-91-DBTDL 10 1 방울의 10% DBTDL
F-1072-91-TIPT 10 1 방울의 10% TIPT
F-1072-91-ZincHex 10 1 방울의 8% ZincHex
표 1 내 각각의 코팅 혼합물을 Zinsser BIN 애벌칠된 건식벽 위에 5 mils 도포하였다. 코팅을 주변 조건에서 경화시키고 약 60℃의 온도 및 약 50% 상대 습도에서 약 44 내지 약 48 시간 동안 열 에이징(aging)하였다.
그렇게 수득된 코팅을 하기 기술되는 등급화 및 평가 방법에 의해 등급을 나누고 평가하였다. 얻어진 결과가 표 2에 제공된다.
코팅에 대한 등급화 및 평가 방법
(1) 건식-지움: 시험 프로토콜로서, 각각의 경화된 코팅으로부터 건식-지움 마커의 잉크의 제거를 정량화하기 위해 0-5의 척도를 사용하였다. 이들의 코팅 표면은 다음 기준에 따라 눈으로 평가하였다:
0: 종이와 같이, 잉크가 사실상 제거되지 않음;
1: 일부 잉크가 닦아냄에 의해 제거되지만 색상이 여전히 완전하고 진함;
2: 대부분의 잉크가 닦아냄에 의해 제거되지만 색상을 여전히 쉽게 볼 수 있음;
3: 거의 모든 잉크가 제거되지만 얼룩이 남음;
4: 닦아낸 후 옅은 얼룩이 남거나 잉크가 완전히 제거될 수 있지만 상당한 정도로 문지르는 것이 필요함;
5: 유리와 같이, 잉크가 한두 번의 문지름으로 완전히 제거됨.
(2) 균열: 다음 기준에 따라 눈으로 평가한 코팅 표면의 균열을 정량화하기 위해 A-E의 척도를 사용하였다:
A: 어떠한 균열도 없음;
B: 코팅 내 미세한 가시적인 균열 및/또는 모서리의 미미한 벗겨짐;
C: 쉽게 보이는 균열 및/또는 모서리의 상당한 벗겨짐;
D: 코팅이 먼지-크기 입자로 부서지지만 약간의 접착력이 잔여함;
E: 코팅의 완전한 실패, 전부 벗겨짐, 사실상 접착력 없음.
(3) 마커 마찰 저항성: EXPO® Original 및 EXPO® Low Odor (Sanford Corporation, Oakbrook, Illinois) 마커를 사용하여 경화된 코팅의 표면 상에 약 30초 동안 한 지점에 원(대략 다임(dime)의 크기)을 마커를 망가뜨리지는 않고 가능한한 강하게 반복적으로 그렸다. 마킹 재료를 몇 초간 건조시키고 종이 수건을 이용하여 닦아내었다. 닦아낸 후 마커 마찰 저항성을 눈으로 다음 기준에 따라 정량적으로 평가하였다:
+: 코팅 광택의 중요한 변화 없음, 잔여 착색 없음, 및 기판으로부터 코팅의 제거 없음;
0: 코팅 광택의 매우 약한 감소, 잔여 착색 없음, 및 기판으로부터 코팅의 제거 없음;
-: 코팅 광택의 상당한 감소, 잔여 잉크 착색, 및/또는 기판으로부터 코팅이 제거됨.
표 2. 코팅 등급화 및 평가
샘플 건식-지움 균열 마커 마찰 저항성
대조 5 A +
F-1072-91-DBTDL 5 A +
F-1072-91-TIPT 5 A +
F-1072-91-ZincHex 5 A +
실시예 21 - X90 -1072-59-26를 이용한 코팅에 대한 콜로이드 실리카 충전제의 영향
실시예 1로부터 수득된 베이스 조성물 X90-1072-59-26를 이용하여 최종 코팅의 특성에서 콜로이드 실리카 충전제의 영향을 시험하였다. 두 가지 콜로이드 실리카 충전제 - IPA ST 및 IPA ST-UP (Nissan Chemical)를 사용하였다. IPA ST는 약 10-15 nm 직경의 구형의 입자를 함유하고 약 30-31 wt%의 %고체를 가진다. IPA ST-UP는 약 10-15 nm x 40-100 nm를 갖는 연장된 입자를 함유하고 약 15-16 wt%의 %고체를 가진다. 이들 두 가지 콜로이드 실리카 충전제는 둘다 이소프로필 알코올 내에 있었다. 상이한 중량 백분율의 이들 두 가지 입자를 베이스 조성물 XP-1072-59-26에 부가하여 표 3 및 4에 나타난 바와 같은 혼합물을 형성하였다. 혼합물을 15x150 mm 시험관 내에 형성하고 손으로 진탕하였다. 혼합물을 이후 알루미늄 판 및 Zinsser BIN 애벌칠된 건식벽 위에 5 mil 도포 막대를 이용하여 도포하였다. 코팅을 주변 조건에서 경화시키고 약 60℃의 온도 및 약 50% 상대 습도에서 약 44 내지 약 48 시간 동안 열 에이징하였다. 이렇게 수득된 코팅을 실시예 20에 기술된 등급화 및 평가 방법에 의해 등급을 매기고 평가하였다. 얻어진 결과가 표 5, 6, 7 및 8에 제공된다.
표 3. IPA ST 를 이용한 코팅 혼합물
샘플 X90-1072-59-26, g IPA ST, wt%
대조 10 0
FX-1072-59-26-ST-1 10 0.1
FX-1072-59-26-ST-2 10 0.25
FX-1072-59-26-ST-3 10 0.5
FX-1072-59-26-ST-4 10 1
FX-1072-59-26-ST-5 10 2
표 4. IPA ST - UP 을 이용한 코팅 혼합물
샘플 X90-1072-59-26, g IPA ST-UP, wt%
대조 10 0
FX-1072-59-26-STUP-1 10 0.1
FX-1072-59-26-STUP-2 10 0.25
FX-1072-59-26-STUP-3 10 0.5
FX-1072-59-26-STUP-4 10 1
FX-1072-59-26-STUP-5 10 2
표 5. 건식벽에 대하여 IPA ST 를 함유하는 코팅 평가
샘플 건식-지움 균열 마커 마찰 저항성
대조 4 A +
FX-1072-59-26-ST-1 5 A +
FX-1072-59-26-ST-2 4 A +
FX-1072-59-26-ST-3 5 A +
FX-1072-59-26-ST-4 5 A +
FX-1072-59-26-ST-5 5 A +
표 6. 알루미늄 판에 대하여 IPA ST 를 함유하는 코팅 평가
샘플 건식-지움 균열 마커 마찰 저항성
대조 5 B +
FX-1072-59-26-ST-1 5 B +
FX-1072-59-26-ST-2 5 A +
FX-1072-59-26-ST-3 5 A +
FX-1072-59-26-ST-4 5 B +
FX-1072-59-26-ST-5 5 A +
표 7. 건식벽에 대하여 IPA ST - UP 를 함유하는 코팅 평가
샘플 건식-지움 균열 마커 마찰 저항성
대조 4 A +
FX-1072-59-26-STUP-1 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-2 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-3 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-4 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-5 5 A +
표 8. 알루미늄 판에 대하여 IPA ST - UP 를 함유하는 코팅 평가
샘플 건식-지움 균열 마커 마찰 저항성
대조 5 B +
FX-1072-59-26-STUP-1 5 B +
FX-1072-59-26-STUP-2 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-3 5 A +
FX-1072-59-26-STUP-4 5 B +
FX-1072-59-26-STUP-5 5 B +
실시예 22 - X90 -1072-97-38
JREZ 84-13 (10% MMA/27%MA/30% HEMA/33%BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/OTEOS (옥틸트리에톡시실란) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O(두 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (쉽게 보이는 균열 및 모서리 주변의 벗겨짐).
실시예 23 - X90 -1084-83-70
아크릴 1088-3-A (37% 스티렌, 13% 2-에틸헥실 아크릴레이트, 및 50% HEMA), 시약 알코올, 및 3 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리메톡시실란 (OTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (3 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (변색된 코팅, 마커 자국난 코팅, 왁스 벗겨짐 관찰됨).
실시예 24 - X90 -1084-86-71
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리메톡시실란 (OTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 약간의 성능미달 (특히 연마 시험 도중의 마커의 약한 이염(carry-over)).
실시예 25 - X90 -1084-81-69
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, 유리 비드 충전된 컬럼, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리메톡시실란 (OTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류하였다. 환류 후에, 용기 내 물질을 스트리핑하였다. 삼차 부틸 아세테이트를 용기에 부가하여 제거된 물질을 보충하였다. 최대한 많은 에탄올을 제거한 후에, 내용물을 실온까지 냉각하고 병에 담았다. 성능미달 (마커 연마 도중).
실시예 26 - 1084-67-67
F-1084-61-3 아크릴 (30% 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 30% 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 30% 메틸 메타크릴레이트, 10% Tert-부틸 아크릴레이트), 시약 알코올, 및 4 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리메톡시실란 (OTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (마커 색상 잔여함, 연마 시험에서 결함, 광택 상실).
실시예 27 - 1084-66-66
F-1084-59-2 아크릴 (50% 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 40% 메틸 메타크릴레이트, 10% Tert-부틸 아크릴레이트), 시약 알코올, 및 4 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/옥틸트리메톡시실란 (OTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (닦음 시험에서 마커 잔여함, 연마 시험에서 코팅 변형됨, 오븐에서 15일 후 약한 균열).
실시예 28 - 1084-64-65
F-1084-61-3 아크릴 (30% 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 30% 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 30% 메틸 메타크릴레이트, 10% Tert-부틸 아크릴레이트), 시약 알코올, 및 4 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (전부는 아니지만, 일부 기판의 연마 시험에서 자국난 표면; 기판이 균열된 30 일까지 성능우수).
실시예 29 - 1084-63-64
F-1084-59-2 아크릴 (50% 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 40% 메틸 메타크릴레이트, 10% Tert-부틸 아크릴레이트), 시약 알코올, 및 4 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (경화 5일 후 균열됨).
실시예 30 - 1084-55-63
F-1084-51-1 아크릴 (50% 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 40% 메틸 메타크릴레이트, 10% Tert-부틸 아크릴레이트), 시약 알코올, 및 4 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (균열됨; 연마 시험 실패).
실시예 31 - 1084-54-62
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (광 지움 시험 실패; 연마 시험에서 마커가 코팅 내로 흡수됨).
실시예 32 - 1084-46-61
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 약간의 성능미달 (매우 약한 균열; 대부분 최소의 마커를 남기며 닦음 및 연마 시험을 통과함).
실시예 33 - 1084-34-58
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS)/옥틸트리에톡시실란 (OTEOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 양호한 성능 (일부 기판에서 약한 균열 관찰됨).
실시예 34 - 1084-33-57
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 2 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS)/이소부틸트리에톡시실란 (IBTEOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (2 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 성능미달 (모든 기판에서 균열, 일부 닦음 및 연마 시험 통과).
실시예 35 - 1084-6-53
JREZ 84-11 (20% IBMA/20% MMA/50% HEMA/10% BA), 시약 알코올, 및 10 방울의 농축된 H2SO4를 오버헤드 기계적 교반기, 응축기, 부가 깔대기, Claisen 테이크-오프 어댑터, 및 용기 및 헤드 공간의 온도를 측정하기 위한 온도 탐침이 구비된 1000ml, 4 목 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 용기 내용물을 혼합물이 완전히 가용화될 때까지 30-70 ℃로 가열하였다. TEOS/이소부틸트리메톡시실란 (IBTMOS) 혼합물을 접촉점 비혼화성 또는 낮아진 온도로 인한 비혼화성이 유발되지 않는 가장 빠른 속도로 부가하였다. 용기 내용물을 이후 65℃ ± 5℃까지 가열하고 90% 이론적인 가수분해를 위한 충분한 H2O (9 방울의 농축된 H2SO4를 함유하는)를 1-2시간에 걸쳐 한 방울씩 부가하였다. 혼합물을 1 시간 동안 환류시키고, 실온까지 냉각하고, 여과하였다. 알루미늄 기판에서 시험하였을 때 더 나은 결과(양호한 성능).

Claims (11)

  1. 기판을 덮으며 표면을 가지는 경화된 투명한 아크릴 코팅을 포함하는 코팅 제품이되, 여기서 상기 코팅은 임의로 코팅 경화제를 이용하여 매체(carrier) 내 베이스 조성물로부터 형성되고, 여기서 베이스 조성물은 히드록실-함유 아크릴 수지, 알코올, 실란 화합물, 물, 및 산 촉매를 반응시킴으로써 제조되는 코팅 제품.
  2. 제1항에 있어서, 히드록실-함유 아크릴 수지는 히드록실-함유 아크릴 단량체와 또다른 에틸렌계 불포화 기-함유 단량체를 공중합함으로써 제조되는 코팅 제품.
  3. 제1항에 있어서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 제품.
  4. 제1항에 있어서, 실란 화합물은 일반 화학식: RnSi(OR')4-n를 가지고, 여기서 각각의 R 및 R'은 독립적으로 탄화수소 기를 나타내고, n은 0≤n<4인 코팅 제품.
  5. 제1항에 있어서, 산 촉매는 염산, 황산, 질산, 인산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 제품.
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