KR101780563B1 - 발수성 코팅 조성물 - Google Patents

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KR101780563B1
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Abstract

본 발명은 자동차 등의 도장면 또는 유리의 표면에 발수성을 부여하기 위한 발수성 코팅 조성물을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 불소폴리실라잔(Fluorine-Containing Polysilazane), 폴리실록산(Polysiloxane), 알콕시실란(Alkoxysilane), 알콕시실록산(Alkoxysiloxane) 및 알콕시드(Alkoxide)를 포함한다.

Description

발수성 코팅 조성물{WARER-REPELLENT COATING COMPOSITION}
본 발명은 발수성 코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 등의 도장면 또는 유리의 표면에 발수성을 부여하기 위한 발수성 코팅 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 외부에 노출된 상태로 사용되는 자동차, 선박, 항공기 등의 도장면 또는 유리 등은 그 표면이 비와 각종 이물질로 인해 오염이 되기 쉽다. 이와 같은 오염 문제로 인해 도장면 또는 유리 등의 표면에 발수기능을 부여하는 기술이 이용되고 있다.
예를 들어, 유리 표면에 발수성을 부여하는 방법은 일반적으로 발수유리 제조시, 탄화수소계 화합물, 실리콘계 화합물 또는 불소계 화합물 층을 유리표면에 형성시키는 방법이 행하여지고 있다. 이와 같이 제조된 발수유리는 내구력이 우수하나, 제조시 발생하는 많은 제조비용과 제조공정의 까다로움 등으로 인하여, 자동차, 선박, 항공기 등의 운송장치용 유리나 일반 가정용, 건축용 유리 특히, 자동차나 일반 가정용 유리에는 널리 사용되지 않고 있다.
한편, 우천시 비와 각종 이물질들이 혼합된 상태로 자동차의 도장면에 부착되어 자동차의 외관을 오염시키는 현상이 발생할 수 있고, 자동차 유리의 표면에 물방울이 부착되어 유리의 표면에서 물방울이 쉽게 떨어지지 않는 경우, 물방울에 의하여 운전자의 시야를 가리는 현상이 발생할 수도 있다. 이러한 점을 착안하여 자동차의 도장면 또는 유리의 표면에 발수성을 부여하는 발수성 코팅제가 사용되고 있다.
발수성 코팅제는 표면의 보호, 오염물 부착 방지 또는 양호한 시야의 확보를 통한 안전운전 등의 목적으로 사용되고 있으나, 일반적인 발수성 코팅제는 평평한 표면에 직접적으로 처리를 할 때 매끈한 표면 형상과 비교적 작은 부착 면적 때문에, 발수 코팅제가 표면에서 쉽게 제거되어 발수성 및 발수내구성이 지속적으로 유지되지 못한다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 발수내구성이 약한 단점과 함께 균일한 막이 형성되지 않아, 코팅이 용이하지 않고 자국(얼룩)을 발생시킬 수 있다.
한국공개특허공보 제10-2006-0118906호(2006. 11. 24, 표면 개질된 나노 입자를 함유하는 발수성 코팅 조성물 및 이를 이용하여 접촉각과 투명도가 조절된 코팅층을 형성하는 방법)
본 발명의 일실시예는 발수성 및 발수내구성을 개선시킨 발수성 코팅 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 자동차 등의 도장면 또는 유리 표면에 자국 없이 간단한 코팅 방법에 의하여 발수 코팅할 수 있는 발수성 코팅 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 자동차 등의 도장면에 발수 코팅함으로써 표면을 보호하거나 외관의 오염을 방지할 수 있는 발수성 코팅 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 자동차 유리 표면에 발수 코팅함으로써 운전자의 시야성을 개선할 수 있는 발수성 코팅 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 불소폴리실라잔(Fluorine-Containing Polysilazane), 폴리실록산(Polysiloxane), 알콕시실란(Alkoxysilane), 알콕시실록산(Alkoxysiloxane) 및 알콕시드(Alkoxide)를 포함한다.
상기 불소폴리실라잔은 중량평균분자량이 2,000g/mol 내지 10,000g/mol일 수 있다.
상기 폴리실록산은 디메틸폴리실록산, 오르가노폴리실록산 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 폴리실록산은 중량평균분자량이 4,000g/mol 내지 100,000g/mol일 수 있다.
상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 알콕시실록산은 메틸트리메톡시실록산, 에틸트리메톡시실록산, 비닐트리메톡시 실록산 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 알콕시드는 실리콘알콕시드일 수 있다.
상기 발수성 코팅 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 불소폴리실라잔 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅막 제조방법은 불소폴리실라잔 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함하는 코팅 용액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 코팅 용액을 기재의 표면에 분사한 후 건조 처리하여 발수성 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 자동차 등의 도장면 또는 유리 표면에 대한 접착성이 우수한 폴리실라잔을 이용하고, 발수력을 부여하는 기능을 가진 폴리실록산을 이용하여, 발수성 및 발수내구성을 동시에 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 자동차 등의 도장면 또는 유리 표면에 자국 없이 간단한 코팅 방법에 의하여 발수 코팅할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 발수 코팅제로 제품화하여, 자동차 등의 도장면에 발수 코팅함으로써 표면을 보호하거나 외관의 오염을 방지할 수 있고, 자동차 유리 표면에 발수 코팅함으로써 운전자의 시야성을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일측에 따른 발수성 유리 코팅 조성물에 포함되는 일부 성분들의 화학식을 도시한 것이다.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 당업계의 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은, 불소폴리실라잔(Fluorine-Containing Polysilazane), 폴리실록산(Polysiloxane), 알콕시실란(Alkoxysilane), 알콕시실록산(Alkoxysiloxane) 및 알콕시드(Alkoxide)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 발수성 코팅 조성물을 상기 성분들을 포함하여 구성함으로써, 발수성 및 발수내구성이 개선된 발수성 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
이하 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
(A) 불소폴리실라잔
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 불소폴리실라잔을 포함한다.
폴리실라잔은 하기 화학식 1(도 1(a) 참조)의 반복단위를 가질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015121661614-pat00001
상기 화학식 1에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기 또는 이들의 조합이고, n은 폴리실라잔의 중량평균분자량(Mw)이 200g/mol 내지 150,000g/mol로 되게 하는 1 이상의 정수이다.
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 폴리실라잔이 적어도 하나의 불소(F)기를 포함하고 있는 불소 함유 폴리실라잔(불소폴리실라잔)을 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 폴리실라잔은 하기 화학식1-1의 반복단위를 가질 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112015121661614-pat00002
상기 화학식 1-1에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기 또는 이들의 조합이고, n은 폴리실라잔의 중량평균분자량(Mw)이 200g/mol 내지 150,000g/mol로 되게 하는 1 이상의 정수이다. 단, 상기 R1, R2 또는 R3는 적어도 하나의 불소 함유기를 포함한다.
본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 불소를 함유하는 폴리실라잔을 포함함으로써 유리에 대한 코팅성 및 작업성(닦임 성능)을 향상시킬 수 있다.
불소폴리실라잔은 중량평균분자량(Mw)이 200g/mol 내지 150,000g/mol일 수 있다. 바람직하게는 1,000g/mol 내지 50,000g/mol일 수 있고, 보다 바람직하게는 2,000g/mol 내지 10,000g/mol일 수 있다. 상기 바람직한 범위 내인 것은 유리와 같은 기재의 표면에 코팅시 코팅이 용이하고 자국이 발생하지 않으며 보관 안정성이 우수하다.
불소폴리실라잔은 종래에 공지된 방법을 포함한 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 폴리실라잔을 제조하는 하나의 예시적인 방법으로서는, 피리딘과 디클로로실란(DCS)을 배합하여 디클로로실란의 부가물(프리폴리머)을 제조한 후, 상기 디클로로실란의 부가물(프리폴리머)과 암모니아를 배합하여, 생성되는 암모늄염을 제거하는 합성 방법이 있다.
불소폴리실라잔은 상기 발수성 코팅 조성물 내에 5중량% 내지 30중량%, 예컨대, 10중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 불소폴리실라잔이 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 접착성 및 코팅성을 얻을 수 있다.
(B) 폴리실록산
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 폴리실록산을 포함한다.
폴리실록산은 하기 화학식 2(도 1(b) 참조)의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112015121661614-pat00003
상기 화학식 2 에서, R4는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이고, X는 수소원자, 황화수소기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이며, n은 폴리실록산의 중량평균분자량(Mw)이 100g/mol 내지 1,000,000g/mol로 되게 하는 1 이상의 정수이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 폴리실록산으로서, 예를 들어, 디메틸폴리실록산 또는 오르가노폴리실록산을 포함할 수 있다. 또한 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산을 조합하여 사용할 수도 있다. 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산을 조합하여 사용하는 경우, 그 조성비는 1:9 내지 9:1이 되도록 조합하여 사용할 수 있다.
폴리실록산은 중량평균분자량(Mw)이 100g/mol 내지 1,000,000g/mol일 수 있다. 바람직하게는 1,000g/mol 내지 500,000g/mol일 수 있고, 보다 바람직하게는 4,000g/mol 내지 100,000g/mol일 수 있다. 상기 바람직한 범위 내인 것은 자동차 등의 도장면 또는 유리와 같은 기재의 표면에 코팅시 자국이 발생하지 않고 보관 안정성이 우수하다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 폴리실록산을 포함함으로써, 자동차 등의 도장면 또는 유리와 같은 기재의 표면에 대해 우수한 발수력을 제공하여, 기재에 대한 우수한 발수성 및 발수내구성 효과를 나타낼 수 있다.
폴리실록산은 상기 발수성 코팅 조성물 내에 5중량% 내지 40중량%, 예컨대, 10중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 폴리실록산이 상기 범위 내로 포함되는 경우 더욱 향상된 발수성 및 발수내구성을 얻을 수 있다.
(C) 알콕시실란
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 알콕시실란을 포함한다.
알콕시실란은 예를 들어, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라노멀이소프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라노멀부톡시실란 및 테트라이소부톡시실란; 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노멀프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노멀프로필트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란 및 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란; 디메틸디메톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 및 디페닐디에톡시실란; 및 트리메틸메톡시실란, 트리에틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란 및 트리에틸에톡시실란으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 알콕시실란으로서, 예를 들어, 메틸트리메톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란을 포함할 수 있다. 또한 메틸트리메톡시실란 및 디메틸디메톡시실란을 조합하여 사용할 수도 있다. 메틸트리메톡시실란 및 디메틸디메톡시실란을 조합하여 사용하는 경우, 그 조성비는 1:9 내지 9:1이 되도록 조합하여 사용할 수 있다.
알콕시실란은 상기 발수성 코팅 조성물 내에 0.1중량% 내지 10중량%, 예컨대, 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 알콕시실란이 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 접착성 및 코팅성을 얻을 수 있다.
(D) 알콕시실록산
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 알콕시실란을 포함한다.
알콕시실란은 예를 들어, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라노멀이소프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라노멀부톡시실란 및 테트라이소부톡시실란; 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노멀프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노멀프로필트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란 및 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란; 디메틸디메톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 및 디페닐디에톡시실란; 및 트리메틸메톡시실란, 트리에틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란 및 트리에틸에톡시실란으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나 일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 알콕시실란으로서, 예를 들어, 메틸트리메톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란을 포함할 수 있다. 또한 메틸트리메톡시실란 및 디메틸디메톡시실란을 조합하여 사용할 수도 있다. 메틸트리메톡시실란 및 디메틸디메톡시실란을 조합하여 사용하는 경우, 그 조성비는 1:9 내지 9:1이 되도록 조합하여 사용할 수 있다.
알콕시실란은 상기 발수성 코팅 조성물 내에 0.1중량% 내지 10중량%, 예컨대, 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 알콕시실란이 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 접착성 및 코팅성을 얻을 수 있다.
상기 알콕시실란이 0.1중량% 미만이면 본 발명의 일측에 따른 조성물을 사용하여 형성한 코팅막의 접착성이 저하될 우려가 있고, 10중량%를 초과하면 유연성이 떨어져서 코팅막에 균열(crack)이 발생할 우려가 있다.
(E) 알콕시드
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 알콕시드를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 상기 알콕시드로서, 예를 들어, 실리콘알콕시드 및 금속알콕시드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는 실리콘알콕시드를 포함할 수 있다.
실리콘알콕시드는 다른 금속알콕시드보다 가격이 저렴하고 국내에서도 대량 생산되므로 유용하게 사용될 수 있다. 금속알콕시드는 실리콘알콕시드와의 혼합시 겔화가 쉽게(다른 양이온에 대한 반응성이 증가하므로)되기 때문에 사용시 각별한 주의가 요구된다.
알콕시드는 상기 발수성 코팅 조성물 내에 0.1중량% 내지 10중량%, 예컨대, 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 알콕시드가 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 접착성을 얻을 수 있다.
상기 알콕시드가 0.1중량% 미만이면 본 발명의 일측에 따른 조성물을 사용하여 형성한 코팅막의 접착성이 저하될 우려가 있고, 10중량%를 초과하면 투명성이 저하될 우려가 있다.
(F) 용제
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다.
용제는 상기의 성분들을 용해할 수 있는 용제이면 적당하다. 예를 들어, 방향족 용제, 지방족 용제 또는 이들의 혼합 용제일 수 있다.
구체적으로 방향족 탄화수소, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 클로로벤젠, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 스타이렌, 이소프로필벤젠, 노르말프로필벤젠, 클로로톨루엔, 부틸벤젠, 디클로로벤젠, 디이소프로필벤젠, 니트로톨루엔 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이고, 지방족 탄화수소, 예를 들면 펜탄, 헥산, 옥탄, 노난, 데칸, 데칼린, 운데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 이소노난, 이소데칸, 이소운데칸, 이소도데칸, 이소트리데칸, 이소테트라데칸, 사이클로노난, 사이클로데칸, 사이클로운데칸, 사이클로도데칸, 사이클로트리데칸, 사이클로테트라데칸 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이며, 할로겐화 탄화수소, 예를 들면 클로로포름, 디클로로메탄 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이고, 에스테르, 예를 들면 벤질아세테이트, 알릴헥사노에이트, 부틸부티레이트, 에틸아세테이트, 에틸부티레이트, 에틸헥사노에이트, 에틸시나노에이트, 에틸헵타노에이트, 에틸노나노에이트, 에틸펜타노에이트, 이소부틸아세테이트,이소부틸포르메이트, 이소아밀아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸페닐아세테이트 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이며, 케톤, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합용제이고, 에테르, 예를 들면 디에틸에테르, 디메톡시에탄, 디메톡시메탄, 디옥산, 테트라하이드로퓨란, 안이솔, 크라운에테르, 모노- 또는 폴리에틸렌글리콜 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이며, 알코올(탄소 3개 이상, 할로겐화 알코올 중 할로겐은 불소) 예를 들면, 이소프로필알코올, 노르말부탄올, 이소부탄올, 세크부탄올, 노르헵탄올, 노르말옥탄올, 노르말노난올, 노르말데칸올, 노르말테트라데칸올, 에이코산올, 헵타데카플로로데칸올, 헥사데카플로로노난올, 도데카플로로헵탄올 등 또는 이들 1종 이상을 포함하는 혼합 용제이고 또는 이들의 혼합물이 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.
용제는 상기 발수성 코팅 조성물 내에 10중량% 내지 80중량%, 예컨대, 30중량% 내지 60중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 코팅성 및 작업성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발수성 코팅 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 불소폴리실라잔 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함할 수 있다. 상기 조성을 통하여 자동차 등의 도장면 또는 유리에 대한 발수성 및 발수내구성의 우수한 발수성 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시에에 따른 발수성 코팅 조성물로 자동차 등의 도장면 또는 유리와 같은 기재를 코팅하는 방법은 제한되지 않는다. 상기 발수성 코팅 조성물을 이용하여 딥 코팅법(dip coating), 스핀 코팅법(spin coating), 흘림법(flow coating), 분사 코팅법(spray coating), 브러시 코팅법(brush coating), 롤 코팅법(roll coating), 그라비아 코팅법(gravure coating), 바 코팅법(bar coating) 및 나이프 코팅법(knife coating) 등에 의하여 기재의 표면에 투명하고 균질한 코팅막을 형성한 후, 건조 온도 및 건조 시간을 조절하여 코팅막의 건조를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발수성 코팅막 제조방법은, 조성물의 총 중량에 대하여 불소폴리실라잔 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함하는 코팅 용액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 코팅 용액을 기재의 표면에 분사한 후 건조 처리하여 발수성 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 기재는 본 발명의 일측에 따라 자동차 등의 도장면 또는 유리일 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물(발수 코팅제)은 분사나 천으로 문지르기 등으로 코팅 처리할 수 있고, 그 처리 방법이 간편하기 때문에 일반 수요자들이 특별한 기구나 기술 없이도 간단한 코팅 방법에 의하여 쉽게 처리할 수 있다. 즉, 본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 자동차 등의 도장면 또는 유리 표면에 자국 없이 간단한 코팅 방법에 의하여 발수 코팅할 수 있다.
예를 들어, 자동차 등의 도장면 또는 유리와 같은 기재의 표면을 깨끗이 한 상태에서 발수 코팅제를 분사 또는 마른 천에 묻혀서 발라준 후, 자연 또는 열 건조 시키거나 마른 천으로 용제가 제거되도록 닦아주면 코팅 처리가 완료된다.
본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물은 발수 코팅제로 제품화하여 자동차 등의 도장면 또는 유리의 표면에 발수성을 부여할 수 있다. 본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물(발수 코팅제)을 이용하여 자동차 등의 도장면에 발수 코팅하는 경우, 표면을 보호하거나 외관의 오염을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 일측에 따른 발수성 코팅 조성물(발수 코팅제)을 이용하여 자동차 유리 표면에 발수 코팅하는 경우, 운전자의 시야성을 개선 또는 향상시킬 수 있다.
이하 실시예를 기재하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
[실시예]
(발수 코팅제 제조)
지방족 혼합 용제(ExxonMobil chemical, ExxsolTMD60) 70g에 중량평균분자량이 6,000g/mol인 불소폴리실라잔 10g 및 중량평균분자량이 10,000g/mol인 하이드록시 말단 폴리실록산 10g을 투입하고, 이어서 메틸트리메톡시실란 3g, 에틸트리메톡시실록산 3g 및 실리콘알콕시드 4g을 투입하여 혼합하였다. 여기서 혼합된 조성물은 반응기의 온도가 40℃가 되도록 유지하여 1시간 동안 200rpm으로 교반하였다.
(코팅막 제조)
제조된 코팅제를 극세사 천에 묻힌 후 깨끗한 상태의 유리판에 바른 후, 용매가 제거될 때까지 극세사 천을 이용하여 닦아주었다.
[시험예]
이렇게 조성물이 코팅 처리된 유리판을 면접촉각 측정기(FACE CONTACT ANGLEMETER, 일본 Kyowa Interface Science Co. Ltd.)를 이용하여 실온(inert temp.)에서 액적 사이즈 2㎜를 기준으로 접촉각을 측정하고, 액적 사이즈 3㎜를 기준으로 전락각(구르는 각)을 측정하여 그 결과 값을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 비교예
접촉각(°) 142.2 135.6
전락각(°) 16.8 22.4
상기 실시예에서 얻어진 결과가 시판중인 제품(자동차 유리 발수코팅제, '불스원 장기지속 발수코팅 이지그립', 불스원)에 대한 비교예에 비하여 우수한 접촉각 및 전락각을 나타내었다.
접촉각은 130° 이상, 전락각은 30° 이하이면 실용상 충분하고, 접촉각 140°이상, 전락각 20° 이하이면 보다 우수한 발수성인 것을 나타내고 있다. 발수성은 활수성이라고도 말하며, 물방울이 표면에 부착되지 않고 굴러 떨어지기 쉽게 되는 성질을 나타낸다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 불소폴리실라잔(Fluorine-Containing Polysilazane) 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산(Polysiloxane) 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란(Alkoxysilane) 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산(Alkoxysiloxane) 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드(Alkoxide) 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함하는 발수성 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불소폴리실라잔은 중량평균분자량이 2,000g/mol 내지 10,000g/mol인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리실록산은 디메틸폴리실록산, 오르가노폴리실록산 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리실록산은 중량평균분자량이 4,000g/mol 내지 100,000g/mol인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시실록산은 메틸트리메톡시실록산, 에틸트리메톡시실록산, 비닐트리메톡시 실록산 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시드는 실리콘알콕시드인 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발수성 코팅 조성물은 용제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발수성 코팅 조성물.
  9. 삭제
  10. 불소폴리실라잔 5중량% 내지 30중량%, 폴리실록산 5중량% 내지 40중량%, 알콕시실란 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시실록산 0.1중량% 내지 10중량%, 알콕시드 0.1중량% 내지 10중량% 및 용제 10중량% 내지 80중량%를 포함하는 코팅 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 코팅 용액을 기재의 표면에 분사한 후 건조 처리하여 발수성 코팅막을 형성하는 단계
    를 포함하는 발수성 코팅막 제조방법.
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