KR101811113B1 - 에폭시 실록산 코팅 조성물 - Google Patents
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Abstract
개선된 가요성, 및 경화 후 뛰어난 내후성 및 내부식성을 나타내는 에폭시-폴리실록산계 코팅 및 바닥재 조성물이 기술된다. 상기 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물은, 폴리실록산; 에폭사이드 수지 물질; 및 다이알콕시 작용성 아미노실란, 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 아미노 작용성 폴리실록산 수지로부터 선택되는 화합물들의 블렌드를 포함하는 경화 시스템을 배합함으로써 제조될 수 있으며, 이때 상기 블렌드는 2.0 내지 2.8의 평균 알콕시 작용기 값을 갖는다.
Description
본 발명은, 보호 코팅 등에 유용한 에폭시 수지계 조성물, 및 특히, 적어도 통상적인 에폭시 폴리실록산 코팅 조성물에 비해 내부식성, 압축 강도 및 내화학성과 함께 가요성, 내후성 및 감소된 수축률의 개선된 특성을 갖는 에폭시-폴리실록산 중합체 조성물에 관한 것이다.
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은, 2012년 3월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제 13/415,925 호의 일부 계속 출원이며, 상기 출원의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.
에폭시 코팅 물질은 널리 공지되어 있으며, 유지보수, 해양, 건설, 건축, 항공기, 자동차, 바닥재 및 제품 마감재 시장에서 스틸, 알루미늄, 아연도금, 목재 및 콘크리트용 보호 및 장식용 코팅제로서 상업적 승인을 받았다. 이러한 코팅제를 제조하기 위해 사용되는 기본 원료는 일반적으로 필수 성분으로서 (a) 에폭시 수지, (b) 경화제 및 (c) 안료, 응집체 또는 다른 성분들을 포함한다.
에폭사이드 수지는 분자당 1개보다 많은 1,2-에폭시기를 갖는 것들이며, 포화되거나 불포화된 지방족, 지환족 또는 헤테로사이클릭일 수 있다. 에폭시 수지는 일반적으로 글리시딜 에스터 또는 글리시딜 에터 기를 함유하며, 약 100 내지 약 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는다. 경화제는 전형적으로 일반적인 부류의 지방족 아민 또는 지방족 아민 부가물, 폴리아미드, 폴리아미도아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 만니히(Mannich) 염기, 케티민 및 카복실산 유도체로부터 선택된다. 안료 및 응집체는, 예를 들면 이산화 티탄 및 다른 무기 및 유기 색 안료, 실리카, 황산 바륨, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 발연 실리카, 가넷(garnet), 장석(feldspar), 카본 블랙 등을 포함한다.
에폭시계 보호 코팅은 가장 널리 사용되는 부식 억제 방법 중 하나를 대표한다. 이는, 대기 노출에서부터 강한 부식성 용액 중의 완전 침지에까지 이르는 광범위한 부식성 조건 하에 스틸, 콘크리트, 알루미늄 및 다른 구조물의 장기 보호를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 20년 이상 동안, 이러한 코팅은 지방족 폴리아민 또는 폴리아미드 수지, 예를 들면 쉘 에폰(Shell Epon) 1001로 경화된 고체 또는 액체 에폭시 수지, 또는 다이에틸렌 트라이아민(DETA) 또는 버사미드(Versamid) 100 시리즈 폴리아미드로 경화된 에폰(Epon) 828 에폭시 수지로부터 배합되었다. 전형적인 2상 패키지 코팅 시스템에서는, 에폭시 수지 성분이 통상적으로 안료 분쇄 및 다른 응집체 및 다양한 첨가제의 분산을 위한 비히클이다.
에폭시계 보호 코팅은 코팅 물질로서 바람직한 많은 특성을 갖는다. 이는 용이하게 이용가능하며, 분무, 롤링(rolling) 및 브러싱(brushing)을 비롯한 다양한 방법에 의해 용이하게 적용된다. 이는 스틸, 콘크리트 및 다른 기판에 잘 부착되고, 낮은 투습률(moisture vapor transmission rate)을 갖고, 물, 클로라이드 및 설페이트 이온 유입에 대한 장벽으로 작용하며, 다양한 대기 노출 조건하에서 탁월한 부식 방지를 제공하고, 많은 화학물질 및 용매에 대해 우수한 내성을 갖는다.
에폭시계 물질은 또한 주로 콘크리트상의 적용을 위한 표면처리제(surfacer) 또는 바닥재 물질로서 배합될 수 있다. 예를 들면, 상업적으로 성공적인 한 에폭시계 바닥재 물질은 액체 비스페놀 A 에폭시 수지, 및 등급별(graded) 규사(silica sand) 응집체와 배합된 개질된 지방족 폴리아민을 사용한다.
특정 에폭시계 코팅 및 바닥재 물질은 일광에서는 우수한 내후성을 나타내지 않을 수도 있다. 상기 코팅은 그의 내화학성 및 내부식성을 유지할 수 있지만, 일광의 자외선(UV) 광 성분에 노출되면, 원래 코팅의 색 및 광택 유지 둘 다를 변화시키는 초킹(chalking)으로 알려진 표면 열화 현상을 야기할 수 있다. 색 및 광택 유지가 바람직하거나 필요한 경우, 에폭시 보호 코팅은 전형적으로 보다 내후성인 코팅, 예를 들면 알키드, 비닐 또는 지방족 폴리우레탄 코팅으로 탑코팅된다. 최종 결과는 목적하는 내부식성 및 내후성을 제공하지만 또한 적용하기에 노동 집약적이고 고가인 2상 또는 때때로 3상 코팅 시스템이다.
또한, 에폭시계 코팅 및 바닥재 물질은 기계적 오용에 대한 내성을 필요로 한다. 예를 들면, 코팅된 물질은 에폭시 코팅에 균열 또는 다른 결함을 야기할 수 있는 충격 또는 휨에 적용될 수 있다. 풍화 또는 화학물질에 대한 후속 노출은 화학물질 및 밑에 있는 표면 물질과의 접촉을 야기하여, 잠재적으로 밑에 있는 물질의 산화, 아래쪽으로부터 에폭시 코팅의 분해 및/또는 표면으로부터 에폭시 코팅의 방출을 야기할 수 있다.
에폭시계 코팅 및 바닥재 물질은 광범위한 상업적 승인을 받았지만, 그럼에도불구하고 개선된 내화학성 및 내부식성, 기계적 오용(예를 들면, 휨 또는 충격)에 대한 내성 및 개선된 색 및 광택 유지를 갖는 에폭시계 물질에 대한 필요성이 남아 있다. 개선된 색 및 광택 유지를 갖는 에폭시 코팅 및 바닥재 물질은 일광에 노출될 수 있는 모든 경우에 필요하다. 초킹되지 않거나 내후성 탑코팅(탑코트)을 필요로 하지 않는 에폭시 코팅이 바람직하다. 개선된 내화학성, 내부식성, 내충격성, 내굴곡성 및 내마모성을 갖는 코팅 및 바닥재 물질은 1차 및 2차 화학물질 오염 구조물 둘 다에서, 화학, 발전, 철도차량(railcar), 하수 및 폐수 처리, 자동차, 및 종이 및 펄프 가공 산업에서 스틸 및 콘크리트를 보호하기 위해 필요하다. 개선된 에폭시계 바닥재 물질은, 무거운 충격 부하가 예상될 수 있는 선적 및 하역장과 같은 산업 환경에서, 식품 가공, 식육 포장 및 음료 산업에서 발견되는 바와 같이, 스팀 및 공격적 화학물질로 반복적으로 세척되어야 하고, 부식성, 산성 및 고반응성 화학물질의 유출을 피할 수 없는 바닥에 필요하다.
따라서, 본 발명은 개선된 내화학성, 내후성, 내부식성, 기계적 오용에 대한 내성, 가요성, 높은 인장 및 압축 강도, 및 탁월한 내충격성 및 내마모성 중 하나 이상을 나타내는 신규한 에폭시계 코팅 및 바닥재 조성물을 제공한다.
본 발명은 신규한 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물을 제공한다. 제 1 실시양태에 따르면, 본 발명은,
물,
하기 구조식을 갖는 폴리실록산:
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는 비-방향족 에폭사이드 수지; 및
하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함하는 블렌드를 포함하는 경화 시스템
을 포함하는 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물을 제공하며, 이때 상기 블렌드는 10 중량% 내지 25 중량%의 알콕시 함량을 가진다. 상기 폴리실록산 구조식에 따르면, R1은 각각 하이드록시 기, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 또는 알콕시 기이고, R2는 각각 독립적으로 수소, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고, n은, 상기 폴리실록산의 분자량이 400 내지 10,000이 되도록 선택된다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은,
물,
하기 구조식을 갖는, 20 중량% 내지 80 중량%의 폴리실록산:
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는, 20 중량% 내지 80 중량%의 비-방향족 에폭사이드 수지;
옥타노에이트, 도데카노에이트, 또는 나프테네이트 형태의 주석 촉매를 포함하는, 15 중량% 이하의 경화 촉진제;
200 내지 1,000의 에폭사이드 당량을 갖는 캐스터 오일의 글리시딜 에터를 기재로 하는, 15 중량% 이하의 가요성 에폭시 수지; 및
하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지의 블렌드를 포함하는, 5 중량% 내지 40 중량%의 경화 시스템
을 포함하는 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물을 제공하며, 이때 상기 블렌드는 2.2 내지 2.8의 평균 알콕시 작용기 값을 갖고, 상기 코팅 조성물에 0.7:1.0 내지 1.3:1.0의 아민 당량 대 에폭사이드 당량을 제공하기에 충분한 양으로 첨가된다. 상기 폴리실록산 구조식에 따르면, R1은 각각 하이드록시 기, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 또는 알콕시 기이고, R2는 각각 수소, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고, n은, 상기 폴리실록산의 분자량이 400 내지 10,000이 되도록 선택된다. 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 하기 구조식을 갖고:
상기 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 하기 구조식을 갖는다:
상기 식에서,
R5는, 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R6은 각각 독립적으로 6개 미만의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 또는 하이드록시알콕시알킬 기이고,
R8은 각각 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R9는 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시, 또는 -OSi(R10)2R8NH2 기로부터 선택되고, 여기서 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R8은 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고, 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R10은 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, 또는 (C1-C4)알콕시 기이고,
m은, 상기 블렌드가 112 내지 250 g/NH의 아민 당량을 갖도록 선택된다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은, 본원에 기술된 바와 같은 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물로 코팅된 하나 이상의 표면을 포함하는 코팅된 기재를 제공한다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은, 수지 조성물을 제조하는 단계; 상기 수지 성분에 경화 시스템을 가하여, 완전히 경화된 에폭시-개질된 폴리실록산 코팅 조성물을 형성하는 단계(이때, 이러한 블렌드는 2.2 내지 2.8의 평균 알콕시 작용기 값을 가짐), 및 상기 코팅 조성물을, 상기 조성물이 완전히 경화되기 이전에, 보호될 기재의 표면에 적용하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 코팅 조성물로 표면을 코팅함으로써, 화학물질, 부식 및 기후 중 하나 이상의 바람직하지 않은 영향으로부터 기재의 표면을 보호하는 방법을 제공한다. 상기 수지 조성물은,
물,
하기 구조식을 갖는 폴리실록산:
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는 비-방향족 에폭사이드 수지
를 포함한다. 상기 폴리실록산 구조식에 따르면, R1은 각각 하이드록시 기, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 또는 알콕시 기이고, R2는 각각 수소, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기이고, n은, 상기 폴리실록산의 분자량이 400 내지 10,000이 되도록 선택된다. 상기 경화 시스템은, 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지의 블렌드; 및 임의적으로, 하나 이상의 금속 촉매를 포함하는 경화 촉진제를 포함한다.
본 발명은, 통상적인 에폭시 폴리실록산 물질보다 개선된 특성을 나타내는 에폭시-개질된 폴리실록산 코팅 조성물을 제공한다. 코팅 물질로서 배합되는 경우, 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 조성물은, 통상적인 에폭시-개질된 폴리실록산 코팅 조성물로 코팅된 표면에 비해, 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 표면에 대해 개선된 특성, 예를 들어 비제한적으로, 내화학성, 내부식성 또는 내산화성, 및/또는 개선된 내후성을 나타낸다.
또한, 본원에 열거된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 부분범위들을 포함하는 것임을 이해해야 한다. 예를 들면, "1 내지 10"의 범위는 열거된 1의 최소값과 열거된 10의 최대값 사이의(및 끝값 포함), 즉, 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는 모든 부분범위를 포함하는 것이다.
본원에서 특별히 달리 언급되지 않는 한, 단수형의 사용은 복수형을 포함하고 복수형은 단수형을 포함한다. 또한, 본원에서, "또는"의 사용은, "및/또는"이 특정 경우에서 명시적으로 사용될 수 있을지라도, 특별히 달리 언급되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. "포함하는"은, "포함하지만 이에 한정되지 않는"을 의미한다.
본원에서 명확히 달리 언급되지 않는 한, 값, 범위, 양 또는 백분율을 나타내는 바와 같은 모든 숫자는, 단어 "약"이 명확히 나와 있지 않을지라도 단어 "약"이 앞에 붙는 것처럼 판독될 수 있다. 따라서, 달리 언급되지 않는 한, 하기 명세서에 나타낸 수치들은 본 발명의 실시에 의해 수득되기 위해 추구되는 목적하는 성질에 따라 달라질 수 있다. 적어도, 청구항의 범위에 등가의 원칙의 적용을 제한하고자 하지 않으면서, 각각의 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효 숫자의 수에 비추어서 및 통상적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 다양한 실시양태들의 광범위를 나타내는 수치 범위 및 파라미터는 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에서 나타낸 수치들은 가능한 한 정확하게 기록된 것이다. 그러나, 어떠한 수치든 본래 그 각각의 시험 측정치에서 발견되는 표준 편차로부터 필수적으로 비롯되는 특정 오차를 포함한다.
다양한 실시양태에 따르면, 본 발명은 표면을 코팅하고 개선된 내화학성, 내부식성 및/또는 내후성을 제공하기에 적합한 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물을 제공한다. 상기 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅제는 물; 폴리실록산 및 비-방향족 에폭시 수지를 포함하는 수지 성분; 및 경화 시스템을 포함할 수 있으며, 이때 배합된 조성물은 반응하여 가교결합된 에폭시-폴리실록산 중합체 구조를 형성한다. 특정 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 추가로 피마자유의 글리시딜 에터를 기재로 하는 가요성 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 임의적으로 하나 이상의 금속 촉매를 포함하는 경화 촉진제를 포함할 수 있다.
상기 수지 성분과 관련하여, 상기 수지는 폴리실록산, 에폭사이드 수지 및 임의적으로 유기옥시실란의 블렌드를 포함할 수 있다. 상기 수지 성분을 구성하기 위해 사용되는 폴리실록산과 관련하여, 상기 폴리실록산의 다양한 실시양태는, 비제한적으로 하기 화학식 I을 갖는 것을 포함한다:
상기 식에서,
R1은 각각 하이드록시 기, 및 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴 및 알콕시 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
R2는 각각 수소, 및 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 및 아릴 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
화학식 I에서, n은, 폴리실록산의 분자량이 약 400 내지 약 10,000 달톤의 범위가 되도록 선택된 정수일 수 있다.
특정 실시양태에서, R1 및 R2는, 예를 들면 폴리실록산의 신속한 가수분해(이 반응은, 가수분해의 알코올 유사 생성물의 휘발성에 의해 유도될 수 있음)를 촉진하기 위해 6개 미만의 탄소 원자를 갖는 기를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 6개보다 많은 탄소 원자를 갖는 R1 및 R2 기는 각 알코올 유사체의 비교적 낮은 휘발성으로 인해 폴리실록산의 가수분해를 방해할 수 있다. 특정 실시양태에서, 분자량이 약 400 내지 약 2000이 되도록 선택된 n을 갖는 메톡시, 에톡시 및 실란올 작용성 폴리실록산이 본 발명의 코팅 조성물의 배합에 사용될 수 있다.
다양한 실시양태에 따르면, 적합한 메톡시 작용성 폴리실록산은 미국 미시간주 미들랜드의 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corp.)으로부터 시판되는 DC-3074 및 DC-3037; 미국 미시건주 에이드리언에 위치한 와커(Wacker)로부터 시판되는 GE SR191 및 SY-550을 포함할 수 있다. 실란올 작용성 폴리실록산은, 비제한적으로 다우 코닝의 DC840, Z6018, Q1-2530 및 6-2230 중간체를 포함한다. 다양한 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 약 20 내지 약 80 중량%의 폴리실록산을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 약 15 내지 약 65 중량%의 폴리실록산을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 약 31 중량%의 폴리실록산을 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅의 실시양태를 형성하는데 유용한 적합한 에폭시 수지는, 분자당 1개보다 많은, 특정 실시양태에서는 2개의 1,2-에폭시기를 함유하는 비-방향족 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 본원에서 "에폭사이드 수지" 및 "에폭시 수지"라는 용어는 상호교환적으로 사용된다. 특정 실시양태에서, 상기 에폭사이드 수지는 고체보다는 액체일 수 있으며, 약 100 내지 약 5,000, 다른 실시양태에서는 약 100 내지 약 2,000 범위, 또 다른 실시양태에서는 약 100 내지 500 범위의 에폭사이드 당량을 가지며, 약 2의 반응도를 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 에폭사이드 수지는 비-방향족 수소화된 사이클로헥산 다이메탄올, 및 수소화된 비스페놀 A-형 에폭사이드 수지의 다이글리시딜 에터, 예를 들면 미국 텍사스주 휴스턴의 쉘 케미칼(Shell Chemical)로부터 시판되는 에포넥스(Eponex) 1510 및 에포넥스 1513(수소화된 비스페놀 A-에피클로로히드린 에폭시 수지); 미국 매사추세츠주 스프링필드의 몬산토(Monsanto)로부터 시판되는 산토링크(Santolink) LSE-120; 미국 펜실베니아주주 앨런타운의 퍼시픽 앵커(Pacific Anchor)로부터 시판되는 에포딜(Epodil) 757(사이클로헥산 다이메탄올 다이글리시딜에터); 뉴욕 호손의 시바 가이기(Ciba Geigy)로부터 시판되는 애럴다이트(Araldite) XUGY358 및 PY327; 미국 켄터키주 루이빌의 론-포울렌(Rhone-Poulene)으로부터 시판되는 에피레즈(Epirez) 505; 미국 플로리다주 펜사콜라의 레이콜드(Reichold)로부터 시판되는 아로플린트(Aroflint) 393 및 607; 및 뉴욕 태리타운의 유니온 카바이드(Union Carbide)로부터 시판되는 ERL4221일 수 있다. 다른 적합한 비-방향족 에폭시 수지는 일본의 아데카(Adeka)로부터 시판되는 EP-4080E(지환족 에폭시 수지); DER 732 및 DER 736을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 에폭시 수지는 EP-4080E일 수 있다. 상기 비-방향족 수소화된 에폭사이드 수지는, 선형 에폭시 중합체의 생성을 촉진하고 가교결합된 에폭시 중합체의 생성을 방해하는 약 2의 그의 제한된 반응도로 인해 바람직할 수 있다. 특정 해석에 제한되고자 하지 않으면서, 에폭사이드 수지에 경화제를 첨가함으로써 생성된 선형 에폭시 중합체는 상기 조성물의 증대된 내후성을 적어도 부분적으로 책임질 수 있는 것으로 생각된다.
다양한 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 에폭사이드 수지, 다른 실시양태에서는 약 15 중량% 내지 약 45 중량%의 에폭사이드 수지를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 약 26 중량%의 비-방향족 에폭사이드 수지를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물의 다양한 실시양태는 경화 시스템을 포함한다. 특정 실시양태에 따르면, 상기 경화 시스템은 하나 이상의 알콕시 작용성 아미노실란들의 블렌드를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 경화 시스템은 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노작용성 폴리실록산 수지의 블렌드를 포함할 수 있으며, 이때 상기 블렌드는 10 중량% 내지 25 중량%의 알콕시 함량을 가진다. 특정 실시양태에서, 알콕시 작용성 아미노실란을 포함하는 블렌드 또는 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노작용성 폴리실록산 수지를 포함하는 블렌드는 2.0 내지 2.8 범위의 평균 알콕시 작용기 값을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 알콕시 작용성 아미노실란의 블렌드 또는 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노작용성 폴리실록산 수지를 포함하는 블렌드는 2.2 내지 2.8 범위의 평균 알콕시 작용기 값을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 경화 시스템은 상기 코팅 조성물의 5 중량% 내지 40 중량%, 다른 실시양태에서는 상기 코팅 조성물의 10 중량% 내지 30 중량%를 차지할 수 있다. 하나의 실시양태에 따르면, 상기 경화 시스템은 상기 코팅 조성물의 약 14 중량%를 차지할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 경화 시스템은, 상기 코팅 조성물에 0.7:1.0 내지 1.3:1.0, 및 다른 실시양태에서 0.95:1.00 내지 1.05:1.00의 아민 당량 대 에폭사이드 당량 비를 제공하기에 충분한 양으로 첨가된다.
하나의 실시양태에서, 알콕시 작용성 아미노실란의 블렌드는 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란을 포함할 수 있으며, 이때 상기 블렌드는 약 2.0의 평균 알콕시 작용기 값을 가진다. 이러한 실시양태에 따르면, 상기 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란은 하기 구조를 가질 수 있다:
다이알콕시 작용성 아미노실란의 구조에 따르면, R5는, 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼(알킬, 아릴, 사이클로알킬, 및 알콕시 기는 각각 6 이하의 탄소 원자를 함유함)로 이루어진 군으로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼일 수 있고, R6 및 R7은 각각 독립적으로 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬 및 하이드록시알콕시알킬 기로부터 선택될 수 있고, 이때 R6 및 R7 기에서 알킬, 아릴, 사이클로알킬, 및 알콕시 기는 각각 6개 이하의 탄소 원자를 함유한다. 특정 실시양태에 따르면, R6 및 R7 기는 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬 기로부터 선택될 수 있고, R5는 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬 기 및 (C1-C6)알킬아미노(C1-C6)알킬 기로부터 선택된다. 예를 들어, 적합한 다이알콕시 작용성 아미노실란은 아미노프로필메틸다이메톡시실란, 아미노프로필에틸다이메톡시실란, 아미노프로필에틸다이에톡시실란, N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필메틸다이메톡시실란, N-2-아미노에틸-3-아미노이소부틸-메틸다이메톡시실란 및 아미노네오헥실메틸다이메톡시실란을 포함할 수 있다. 적합한 시판되는 다이알콕시 작용성 아미노실란의 예는 다이나실란(DYNASYLAN, 등록상표) 1505(미국 에보니크 데구사 코포레이션(Evonik Degussa Corp.)으로부터 시판되고 81.57의 아민 당량을 갖는 아미노프로필메틸다이메톡시실란), 및 실퀘스트(SILQUEST, 등록상표) A-2639(미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스(Crompton OSi Specialties)로부터 시판되고 102.7의 아민 당량을 갖는 아미노네오헥실메틸다이메톡시실란) 및 실퀘스트(등록상표) A-2120(N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필메틸다이메톡시실란)을 포함한다.
다른 실시양태에 따르면, 상기 경화 시스템은 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란들의 블렌드를 포함할 수 있다. 상기 실시양태에 따르면, 상기 경화 시스템의 블렌드는 약 2.2 내지 약 2.8, 특정 실시양태에서는 약 2.28 내지 약 2.73 범위의 평균 알콕시 작용기를 가질 수 있다. 본원에 기술된 다양한 실시양태에 사용하기에 적합한 다이알콕시 작용성 아미노실란은 하기 구조를 가질 수 있고:
본원에 기술된 다양한 실시양태에 사용하기에 적합한 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 하기 구조를 가질 수 있다:
다이알콕시 작용성 아미노실란 및 트라이알콕시 작용성 아미노실란의 구조에 따르면, R5는 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬 및 사이클로알킬 라디칼(이때, 각각의 알킬, 아릴, 사이클로알킬 및 알콕시 기는 6개 이하의 탄소 원자를 함유한다)로 이루어진 군으로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼일 수 있고, R6 및 R7은 각각 독립적으로 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬 또는 하이드록시알콕시알킬 기로부터 선택된다(이때, R6 및 R7 기에서 각각의 알킬, 아릴, 사이클로알킬 및 알콕시 기는 6개 이하의 탄소 원자를 함유한다). 특정 실시양태에 따르면, R6 및 R7 기는 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬 기로부터 선택될 수 있고, R5는 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬 기 및 (C1-C6)알킬아미노(C1-C6)알킬 기로부터 선택된다. 적합한 다이알콕시 작용성 아미노실란은 본원에 기술되어 있다. 적합한 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 아미노프로필트라이메톡시실란, 아미노프로필트라이에톡시실란, 아미노프로필트라이프로폭시실란, 아미노네오헥실트라이메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트라이메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트라이에톡시실란, N-페닐아미노프로필 트라이메톡시실란, 트라이메톡시실릴프로필 다이에틸렌 트라이아민, 3-(3-아미노페녹시)프로필 트라이메톡시실란, 아미노에틸 아미노메틸 페닐 트라이메톡시실란, 2-아미노에틸-3-아미노프로필-트리스-2-에틸헥속시실란, N-아미노헥실 아미노프로필 트라이메톡시실란 및 트리스아미노프로필 트리스메톡시 에톡시 실란을 포함할 수 있다. 적합한 시판되는 다이알콕시 작용성 아미노실란의 예는 웨스터버지니아 사우스 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판되는 실퀘스트(등록상표) A-1100(89.7의 아민 당량을 갖는 아미노프로필트라이메톡시실란), 실퀘스트(등록상표) A-1110(111의 아민 당량을 갖는 아미노프로필트라이에톡시실란), 실퀘스트(등록상표) A-1120(N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트라이메톡시실란) 및 실퀘스트(등록상표) A-1637을 포함한다. 다른 적합한 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 미국 특허 제 7,459,515 호의 칼럼 10의 38 내지 65행에 제시된 것들을 포함하며, 상기 특허를 본원에 참고로 인용한다.
상기 경화 시스템이 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란과 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란들의 블렌드를 포함하는 실시양태에 따르면, 아미노실란들은 목적하는 평균 알콕시 작용기를 제공하는 비로 함께 혼합된다. 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란은 2.0의 평균 알콕시 작용기를 가질 것이고, 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 3.0의 평균 알콕시 작용기를 가질 것이며, 알폭시 아미노실란들의 블렌드는 약 2.2 내지 약 2.8 범위의 평균 알콕시 작용기를 가질 것이다. 예를 들면, 상기 블렌드는, 상기 블렌드 중의 아미노실란의 총 중량을 기준으로, 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 다이알콕시 작용성 아미노실란 및 약 80 중량% 내지 약 20 중량%의 트라이알콕시 작용성 아미노실란을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 블렌드는, 상기 블렌드 중의 아미노실란의 총 중량을 기준으로, 약 27 중량% 내지 약 73 중량%의 다이알콕시 작용성 아미노실란 및 약 72 중량% 내지 약 28 중량%의 트라이알콕시 작용성 아미노실란을 포함할 수 있다.
다른 실시양태에서, 상기 경화 시스템은 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함할 수 있다. 상기 경화 시스템의 실시양태에 따르면, 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 본원에 개시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 하기의 일반 구조를 가질 수 있다:
상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지의 구조에 따르면, R8은 각각 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬 및 사이클로알킬 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼일 수 있고, R9는 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시 및 -OSi(R10)2R8NH2로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 폴리실록산은, 상기 블렌드가 약 112 내지 약 250 범위의 아민 당량을 갖도록 m이 선택된 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 경화 시스템은 10 내지 25 중량%의 알콕시 함량(중량% 알콕시)을 가질 것이다. 특정 실시양태에서, 상기 경화 시스템의 블렌드는 2.2 내지 2.8, 특정 실시양태에서는 약 2.26 내지 약 2.78 범위의 평균 알콕시 작용기를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, R9는 페닐, 메틸, 메톡시, -OSi(R10)2R8NH2 및 이들의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 R9에 메틸 및 페닐 치환기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시양태에 따르면, 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 미국 미시건주 에이드리언의 와커 케미칼 코포레이션(Wacker Chemical Corporation)으로부터 시판되는, 230 내지 255의 아민 당량을 갖는 실레스(SILRES, 등록상표) HP2000 아미노 작용성 메틸 페닐 실리콘 수지일 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는, 미국 미시간주 미들랜드의 다우 코닝 코포레이션으로부터 시판되는, 250 내지 270 g/NH를 갖는 다우 코닝(등록상표) 3055 수지, 가요성 아미노-작용성 페닐 메틸 실리콘 수지(CAS No. 1242619-23-3)일 수 있다. 다른 시판되거나 또는 독점적인, R9에 메틸 및 페닐 치환기를 갖는 아미노 작용성 폴리실록산 수지도 상기 경화 시스템의 다양한 실시양태에 적합할 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함하는 경화 시스템은 약 15 중량% 내지 약 85 중량%의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 약 85 내지 약 15%의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 경화 시스템은 약 70 내지 약 85%의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 약 15 내지 약 30%의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지는, R9가 각각 독립적으로 (C1-C4)알킬 기, 페닐 기, (C1-C4)알콕시 기, 및 -OSi(R10)2R8NH2를 포함할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지는, R9가 70% 초과의 페닐 기 치환, 30% 미만의 (C1-C4)알킬 기 치환 및 2.0% 미만의 (C1-C4)알콕시 기 치환, 및 특정 실시양태에서, 0.5% 미만의 (C1-C4)알콕시 기 치환을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 아미노 작용성 페닐 메틸 폴리실록산 수지, 예컨대 비제한적으로 실레스(등록상표) HP2000 또는 다우 코닝(DOW CORNING, 등록상표) 3055일 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 230 내지 280 g/NH, 및 다른 실시양태에서 240 내지 280 g/NH, 및 심지어 250 내지 270 g/NH의 아민 당량을 가질 수 있다.
상기 경화 시스템의 특정 실시양태는 경화 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 경화 촉진제는 하나 이상의 금속을 포함하는 유기금속 촉매 형태의 금속 촉매일 수 있다. 하나 이상의 유기금속 촉매를 포함하는 경화 촉진제는 광범위한 온도 범위에 걸쳐 코팅 조성물의 보호 필름 코팅으로의 경화 속도를 더 촉진하는 목적에 유용할 수 있다. 코팅 조성물의 주위 온도 경화를 필요로 하는 특정 용도에서, 유기금속 촉매 경화 촉진제는 주위 온도에서 가속된 경화 속도를 제공할 수 있다. 적합한 경화 촉진제는, 아연, 망간, 지르코늄, 티탄, 코발트, 철, 납, 비스무트 및 주석으로부터 선택되는 금속을 포함하고 하기의 구조식을 갖는 하나 이상의 금속 촉매를 포함할 수 있다:
상기 식에서,
"Me"는 금속이고,
R10 및 R11은 독립적으로 아실 기, 알킬 기, 아릴 기 또는 알콕시 기로부터 선택될 수 있고, 이때 아실, 알킬, 아릴 및 알콕시 기는 각각 12개 이하의 탄소 원자를 가질 수 있고,
R12 및 R13은 R10 및 R11에 대해 나타낸 기들로부터 선택되거나, 또는 할로겐, 황 또는 산소와 같은 무기 원자로부터 선택될 수 있다.
특정 실시양태에서, R10, R11, R12 및 R13 기는 부틸, 아세테이트, 라우레이트, 옥타노에이트, 네오데카노에이트 또는 나프테네이트로부터 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 경화 촉진제는 유기금속 주석 촉매 또는 티탄 촉매, 예를 들면 다이부틸 주석 다이라우레이트, 다이부틸 주석 다이아세테이트, 다이부틸 주석 다이아세틸다이아세토네이트, 다이옥틸주석다이라우레이트, 다이옥틸주석다이아세테이트 또는 유기티타네이트일 수 있다. 특정 실시양태에서, 경화 시스템은, 경화 시스템의 총중량을 기준으로, 약 10 중량% 이하의 경화 촉진제, 다른 실시양태에서는 약 0.02 내지 약 7 중량%의 경화 촉진제를 포함할 수 있다.
본 발명의 에폭시 폴리실록산 코팅 조성물에서, 경화 시스템 대 수지 성분의 비율은 광범위하게 달라질 수 있다. 본원에 기술된 하나의 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 폴리실록산, 약 20 중량% 내지 약 80 중량%의 비-방향족 에폭시 수지 및 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 경화 시스템을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 또한 가요성 에폭시 수지, 예를 들면 피마자유의 글리시딜 에터(CAS No. 74398-71-3)를 기재로 하는 가요성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정 실시양태에서, 상기 가요성 에폭시 수지는, 약 200 내지 약 1,000 범위의 에폭사이드 당량을 갖는 피마자유의 글리시딜 에터일 수 있다. 적합한 피마자유의 글리시딜 에터의 예는, 비제한적으로 미국 오하이오주 콜럼버스의 모멘티브 스페셜티 케미칼스(Momentive Specialty Chemicals)로부터 시판되는, 200 내지 500의 에폭사이드 당량을 갖는 피마자유 폴리글리시딜 에터인 헬록시(Heloxy, 등록상표) 505, 및 CAS No. 74398-71-3으로 시판되는 다른 피마자유 폴리글리시딜 에터를 포함한다. 다른 적합한 가요성 에폭시 수지는 사이클로헥산다이메탄올의 에리시스(Erisys) GE-22 다이글리시딜에터, 폴리옥시프로필렌글리콜의 에리시스 GE-36 다이글리시딜에터, 에리시스 GE-60 솔비톨 글리시딜 에터(다이글리시딜 에터의 에리시스 계열은 미국 뉴저지주 무어스타운의 CVC 스페셜티 케미칼스(CVC Specialty Chemicals)로부터 시판됨), 및 코트오실(CoatOsil, 등록상표) 2810 다이-에폭시 작용성 폴리다이메틸실록산(미국 오하이오주 콜럼버스의 모멘티브 스페셜티 케미칼스로부터 시판됨)을 포함할 수 있다. 가요성 에폭시 수지는 코팅 조성물에 포함될 수 있으며, 이때 코팅 조성물은 약 15 중량% 이하의 가요성 에폭시 수지를 포함한다. 다른 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 약 2 내지 약 15 중량%의 가요성 에폭시 수지, 또는 약 5 내지 약 15 중량%의 가요성 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 임의적으로 하나 이상의 유기옥시실란을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서 사용되는 임의적 유기옥시실란과 관련하여, 유기옥시실란은 하기 구조식을 가질 수 있다:
상기 식에서,
R10은, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 사이클로알킬 기, 및 10개 이하의 탄소 원자를 함유하는 아릴 기로부터 선택될 수 있고,
R11은 독립적으로 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬 및 하이드록시알콕시알킬 기로부터 선택된다.
하나의 실시양태에서, R11은, 예를 들면 유기옥시실란의 신속한 가수분해(이 반응은 가수분해의 알코올 유사 생성물의 증발에 의해 유도될 수 있음)를 촉진하기 위해, 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 기를 포함할 수 있다. 제한하고자 하지 않으면서, 6개보다 많은 탄소 원자를 갖는 R11 기는 각 알코올 유사체의 비교적 낮은 휘발성으로 인해 유기옥시실란의 가수분해를 방해할 수 있는 것으로 생각된다. 유기옥시실란을 포함하는 특정 실시양태에서, 상기 실란은 트라이알콕시실란, 예를 들면 유니온 카바이드의 A-163(메틸 트라이메톡시실란), A-162 및 A-137, 및 다우 코닝의 Z6070 및 Z6124일 수 있다. 유기옥시실란을 포함할 수 있는 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 유기옥시실란을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 코팅 조성물은 임의적으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 유기옥시실란, 또는 심지어 약 0.7 중량% 내지 약 5 중량%의 유기옥시실란을 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에 따르면, 상기 코팅 조성물은, 예컨대 비제한적으로 모노- 및 다이-에폭사이드, 부식 억제제, 수분 제거제, 안료, 응집체, 레올로지 조절제, 가소제, 소포제, 부착 촉진제, 현탁제, 요변성제(thixotropic agent), 촉매, 안료 습윤제, 역청 및 아스팔트성 증량제, 침강방지제, 희석제, UV 광 안정화제, 공기 방출제, 분산 보조제, 용매, 계면활성제, 또는 임의의 이들의 혼합물을 비롯한 다른 성분을 하나 이상 포함할 수 있다. 수지 코팅 조성물 분야의 당업자는 본원에 기술된 개시내용의 다양한 실시양태의 범주 내에서 다른 통상적인 성분들이 상기 코팅 조성물에 혼입될 수 있음을 이해할 것이다. 특정 실시양태에서, 상기 에폭시 폴리실록산 코팅 조성물은 약 10 중량% 이하의 상기 성분들을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 코팅 조성물을 하나 이상의 부식 억제제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 부식 억제제의 예는, 비제한적으로 미국 인디애나주 해먼드의 할록스(Halox)로부터 시판되는 아연 포스페이트계 부식 억제제, 예를 들면 미분 할록스(HALOX, 등록상표) SZP-391, 할록스(등록상표) 430 칼슘 포스페이트, 할록스(등록상표) ZP 아연 포스페이트, 할록스(등록상표) SW-111 스트론튬 포스포실리케이트, 할록스(등록상표) 720 혼합 금속 인-카보네이트, 및 할록스(등록상표) 550 및 650 등록상표의 유기 부식 억제제를 포함한다. 다른 적합한 부식 억제제는 미국 펜실베니아주 페어리스 힐스의 휴코테크 리미티드(Heucotech Ltd.)로부터 시판되는 휴코포스(HEUCOPHOS, 등록상표) ZPA 아연 알루미늄 포스페이트 및 휴코포스(등록상표) ZMP 아연 몰리브덴 포스페이트를 포함한다. 부식 억제제는 약 1 내지 약 7 중량% 범위의 양으로 코팅 조성물 내에 포함될 수 있다. 상기 코팅 조성물의 다양한 실시양태들은 추가로 하나 이상의 광 안정화제, 예를 들면 입체 장애 아민 광 안정화제("HALS") 또는 UV 광 안정화제를 포함할 수 있다. 적합한 HALS의 예는, 예를 들어 독일 루드비히샤펜의 바스프(BASF)로부터 시판되는 티누빈(TINUVIN, 등록상표) 292, 티누빈(등록상표) 123, 티누빈(등록상표) 622, 티누빈(등록상표) 783, 티누빈(등록상표) 770과 같은 티누빈(등록상표) HALS 화합물을 포함한다. 적합한 UV 광 안정화제의 예는, 예를 들면 미국 뉴져지주 우드랜드 파크의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)로부터 시판되는 시아솔브(CYASORB, 등록상표) 광 안정화제, 예를 들면 시아솔브(등록상표) UV-1164L(2,4-비스(2,4-다이메틸페닐)-6-(2-하이드록시-4-이소옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진), 및 독일 루드비히샤펜의 바스프로부터 시판되는 티누빈(등록상표) 1130 및 티누빈(등록상표) 328을 포함한다. 하나 이상의 광 안정화제는 약 0.25 내지 약 4.0 중량% 범위의 양으로 코팅 조성물 내에 포함될 수 있다.
상기 코팅 조성물의 특정 실시양태에 적합한 안료는 유기 또는 무기 색 안료로부터 선택될 수 있으며, 예를 들면 이산화 티탄, 카본 블랙, 램프 블랙, 산화 아연, 천연 및 합성 적색, 황색, 갈색 및 흑색 산화 철, 톨루이딘 및 벤지딘 옐로우, 프탈로시아닌 블루 및 그린, 및 카바졸 바이올렛, 및 분쇄 및 결정성 실리카, 황산 바륨, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 운모, 운모상 산화 철, 탄산 칼슘, 아연 분말, 알루미늄 및 알루미늄 실리케이트, 석고, 장석 등을 비롯한 증량제 안료를 포함할 수 있다. 상기 조성물을 구성하기 위해 사용될 수 있는 안료의 양은 특정 조성물 용도에 따라 달라지는 것으로 이해되며, 투명한 조성물이 필요한 경우에는 영(0)일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 에폭시 폴리실록산 조성물은 50 중량% 이하의 미립자 크기 안료 및/또는 응집체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 50 중량% 초과의 미립자 크기 안료 및/또는 응집체 성분을 사용하는 것은 적용하기에 너무 점성일 수 있는 조성물을 생성할 수 있다. 최종 조성물 중에 50% 초과의 안료 또는 응집체를 갖는 것이 바람직한 특정 조성물(예컨대, 80% 이하의 안료/응집체를 함유할 수 있는, 건조 필름 또는 바닥재 조성물 중에 90% 이하의 아연을 함유하는 아연-풍부 프라이머)에서, 안료 또는 응집체는 제 3의 성분으로서 별도로 포장될 수 있다. 특정 최종 용도에 따라, 상기 코팅 조성물의 특정 실시양태는 20 내지 35 중량%의 미립자 크기의 응집체 및/또는 안료를 포함할 수 있다.
안료 및/또는 응집체 성분은 전형적으로, 예를 들면 코울스(Cowles) 혼합기를 사용하여 3 이상의 헤그만 입도(Hegman fineness of grind)까지 분산시킴으로써 상기 수지 성분의 에폭시 수지 부분에 첨가될 수 있거나, 또는 다르게는 폴리실록산 성분의 첨가 전에 동일한 입도로 볼 밀링되거나 샌드 밀링될 수 있다. 특정 실시양태에서, 미립자 크기의 안료 또는 응집체의 선택 및 3의 헤그만 입도까지의 분산 또는 밀링은 통상적인 공기, 기조식(air-assisted) 에어리스(airless), 에어리스 및 정전 스프레이 장비를 사용한 혼합 수지 및 경화 성분의 미립화를 가능하게 하며, 적용후 매끄럽고 균일한 표면 외관을 제공할 수 있다.
본 발명의 에폭시-폴리실록산 조성물의 다양한 실시양태는 통상적인 공기, 에어리스, 기조식 에어리스 및 정전 스프레이 장비, 브러시 또는 롤러를 사용한 적용을 위해 배합될 수 있다. 상기 조성물의 특정 실시양태는 스틸, 아연도금, 알루미늄, 콘크리트 및 다른 기판을 위한 보호 코팅으로서 25 ㎛ 내지 약 2 mm 범위의 건식 필름 두께로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물을 형성하는데 유용한 안료 또는 응집체 성분은, 예를 들어 비제한적으로 90 중량% 이상의 325 메쉬 U.S. 체 크기보다 큰 물질을 갖는 미립자 크기 물질로부터 선택될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 물을 포함할 수 있으며, 물은 폴리실록산의 가수분해 및 후속적인 실란올의 축합 둘 다를 야기하기에 충분한 양으로 존재할 수 있다. 물의 비-제한 공급원은 대기 습도 및 안료 또는 응집체 물질 상에 흡착된 수분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 매우 건조한 환경에서 코팅 및 바닥재 조성물의 사용과 같은 주위 조건에 따라 경화를 촉진하기 위해 추가의 물이 첨가될 수 있다. 에폭시-폴리실록산 조성물의 특정 실시양태는 가수분해를 촉진하기 위한 화학량론적 양 이하의 물을 포함할 수 있다. 물을 첨가하지 않고 제조된 조성물은 가수분해 및 축합 반응에 필요한 양의 수분을 함유하지 않을 수 있으므로, 불충분한 정도의 자외선 내성, 내부식성 및 내화학성을 갖는 조성물 제품을 생성할 수 있다. 약 2 중량% 초과의 물을 사용하여 제조된 조성물은, 가수분해되고 중합되어 적용 전에 바람직하지 않은 겔을 형성하는 경향이 있다. 특정 실시양태에서, 상기 에폭시-폴리실록산 조성물은 약 1 중량%의 물을 사용하여 제조될 수 있다.
필요한 경우, 물이 상기 에폭사이드 수지에 첨가될 수 있다. 물의 다른 공급원은 에폭사이드 수지, 경화 시스템, 희석(thinning) 용매 또는 다른 성분들에 존재하는 미량을 포함할 수 있다. 이러한 공급원과 무관하게, 사용되는 물의 총량은 가수분해 반응을 촉진하기 위해 필요한 화학량론적 양이어야 한다. 과량의 물은 최종-경화된 조성물 제품의 표면 광택을 저하시킬 수 있기 때문에, 화학량론적 양을 초과하는 물은 바람직하지 않을 수 있다.
특정 실시양태에 따르면, 본 발명은,
물,
하기 화학식 I의 구조를 갖는, 20 중량% 내지 80 중량%의 폴리실록산:
(상기 식에서, R1, R2 및 n는 본원에 기술된 바와 같다),
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는, 20 중량% 내지 80 중량%의 비-방향족 에폭사이드 수지,
옥타노에이트, 도데카노에이트, 또는 나프테네이트 형태의 유기금속성 주석 촉매를 포함하는, 15 중량% 이하의 경화 촉진제,
200 내지 1,000의 에폭사이드 당량을 갖는 캐스터 오일의 글리시딜 에터를 기재로 하는, 15 중량% 이하의 가요성 에폭시 수지, 및
하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지의 블렌드를 포함하는, 5 중량% 내지 40 중량%의 경화 시스템
을 포함하는 에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물을 제공하며, 이때 상기 블렌드는 2.0 내지 2.8 범위의 평균 알콕시 작용기 값을 갖고, 상기 코팅 조성물에 0.7:1.0 내지 1.3:1.0의 아민 당량 대 에폭사이드 당량 비를 제공하기에 충분한 양으로 첨가되고, 이때 배합된 코팅 조성물은 반응하여, 가교결합된 에폭시 폴리실록산 중합체성 구조를 형성한다. 이러한 실시양태에 따르면, 상기 트라이알콕시 작용성 아미노실란은 하기 구조를 가질 수 있고:
(상기 식에서, R5, R6, 및 R7은 각각 독립적으로 본원에 기술된 바와 같음),
상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지는 하기 구조를 가질 수 있다:
(상기 식에서,
R8은 각각, 본원에 기술된 구조로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R9는 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시, 또는 -OSi(R10)2R8NH2 기로부터 선택되고, 여기서 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R8은 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고, 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R10은 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, 또는 (C1-C4)알콕시 기이고,
m은, 상기 블렌드가 112 내지 250 g/NH의 아민 당량을 갖도록 선택된다).
특정 실시양태에서, 상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지는, 본원에 기술된 바와 같은 아미노 작용성 페닐 메틸 폴리실록산 수지일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태에 따른 에폭시-폴리실록산 조성물은 일반적으로 점도가 낮고, 용매 첨가 없이 분무 적용될 수 있다. 그러나, 특정 실시양태에서, 정전 스프레이 장비를 사용한 미립화 및 적용을 개선하거나, 또는 브러시, 롤러 또는 표준 공기 및 에어리스 스프레이 장비에 의해 적용될 때 유동성, 평탄성 및/또는 외관을 개선하기 위해 유기 용매가 첨가될 수 있다. 상기 목적에 유용한 예시적인 용매는, 비제한적으로 에스터, 에터, 알코올, 케톤, 글리콜 등을 포함한다. 특정 시양태에서, 본 발명의 조성물에 첨가되는 용매의 양은 대기 오염 방지법(Clean Ari Act) 하에 정부 규제에 의해 조성물 리터당 약 420 g 용매로 제한될 수 있다.
본 발명의 에폭시-폴리실록산 조성물의 특정 실시양태는, 예를 들면 방수 용기 중에 2-패키지 시스템으로서 공급될 수 있다. 첫번째 패키지는 에폭시 수지, 폴리실록산 수지, 임의의 안료 및/또는 응집체 성분, 첨가제 및/또는 필요한 경우 용매를 함유할 수 있다. 두번째 패키지는 하나 이상의 다이알콕시 아미노실란, 트라이알콕시 아미노실란, 아미노 작용성 폴리실록산 및/또는 임의적으로 촉매 또는 촉진제를 포함하는 경화 시스템을 함유할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물의 특정 실시양태는, 안료 및/또는 응집체가, 예를 들면 바닥재/콘크리트 보호 배합물 또는 아연-풍부 프라이머 코팅제의 경우, 별도의 패키지에 공급되는 3-패키지 시스템으로 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시-폴리실록산 조성물은 약 -6℃ 내지 50℃ 범위의 주위 온도 조건에서 적용되고 완전히 경화될 수 있다. -18℃ 미만의 온도에서 경화는 지연될 수 있다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시양태들의 코팅 조성물은 40℃ 이하 내지 120℃의 소성 또는 경화 온도에서 적용될 수 있다.
특정 이론에 구속되고자 하지 않으면서, 본원에 기술된 에폭시-폴리실록산 코팅 조성물의 실시양태는, (1) 에폭시 중합체 쇄를 형성하는 에폭시 수지와 경화 시스템과의 반응; (2) 알코올 및 폴리실록산 중합체를 생성하는 폴리실록산 성분의 가수분해성 중축합; 및 (3) 완전히-경화된 에폭시-폴리실록산 중합체 조성물을 생성하는 에폭시 중합체 쇄와 폴리실록산 중합체와의 공중합에 의해 경화되는 것으로 생각된다. 경화 시스템을 구성하기 위해 아미노실란 또는 아미노 작용성 폴리실록산을 사용하는 경우, 아미노실란 또는 아미노 작용성 폴리실록산의 아민 잔기는 에폭시-아민 첨가 반응을 겪고, 아미노실란 또는 아미노 작용성 폴리실록산의 실란 잔기는 폴리실록산과의 가수분해성 중축합을 겪는다. 에폭시-폴리실록산 코팅 조성물은, 경화된 형태에서, 연속 폴리실록산 중합체 쇄와 가교결합되는 선형 에폭시 쇄 단편들의 균일하게 분산된 배열로서 존재함으로써, 종래의 에폭시 시스템에 비해 실질적인 이점을 갖는 비-상호침투 중합체 망상(IPN) 화학 구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태의 에폭시 폴리실록산 코팅 조성물을 제조하는데 있어서, 경화 조성물 대 수지 성분의 비율은 광범위하게 달라질 수 있다. 일반적으로, 에폭시 수지는 충분한 경화 시스템에 의해 경화될 수 있으며, 이때 아민 수소는 에폭시 수지의 에폭사이드 기와 반응하여 에폭시 쇄 중합체를 형성하고 폴리실록산과 반응하여 폴리실록산 중합체를 생성하며, 상기 에폭시 쇄 중합체와 폴리실록산 중합체는 공중합되어 경화된 가교결합 에폭시 폴리실록산 중합체 조성물을 생성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 에폭시 수지 성분은 1.0 에폭사이드 당량 당 약 0.7 내지 약 1.3 아민 당량을 제공하기에 충분한 경화 시스템을 사용하여 경화될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 에폭시 수지 성분은 1.0 에폭사이드 당량 당 약 0.95 내지 약 1.05 아민 당량을 제공하기에 충분한 경화 시스템을 사용하여 경화될 수 있다.
2 또는 3 성분 시스템의 성분들을 배합하는 경우, 상기 경화 시스템의 실란 잔기는 폴리실록산 성분과 축합되고, 에폭시 수지는 폴리실록산으로부터의 펜던트 아미노 기와의 반응에 의해 쇄 연장이 일어나, 완전히 경화된 에폭시-폴리실록산 중합체 조성물을 생성하는 것으로 생각된다. 상기 반응에서, 에폭시 수지는 폴리실록산의 유리한 특징을 저하시키지 않고 조성물의 가교결합 밀도를 증가시키는 가교결합 강화제로서 작용하는 것으로 생각된다.
궁극적으로, 본 발명의 에폭시-폴리실록산 조성물의 화학적 및 물리적 특성은 에폭시 수지, 폴리실록산, 경화 시스템 및 다른 선택적 성분들, 예를 들면 안료 또는 응집체 성분들의 신중한 선택에 의해 영향받을 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 성분들을 배합시켜 제조될 수 있는 에폭시-폴리실록산 코팅 조성물의 다양한 실시양태는 개선된 내부식성을 나타내고, 내후성, 내부식성, 가요성이며, 무한 재코팅성(recoatablility)을 허용하고, 종래의 에폭시-폴리실록산 코팅 조성물보다 우수한 내마모성을 제공한다. 본 발명의 에폭시-폴리실록산 코팅 조성물은 내화학성, 내부식성 및 내후성에서 예상치 못한 놀라운 개선뿐 아니라, 높은 인장 및 압축 강도, 가요성 및 탁월한 내충격성 및 내마모성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 특정 실시양태는 또한 본원에 기술된 실시양태에 따른 코팅 조성물로 코팅된 하나 이상의 표면을 갖는 기판을 포함하는 코팅된 기판을 포함할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 기판 표면을 풍화, 충격, 및 부식 및/또는 화학물질에 대한 노출로부터 보호하기 위해 목적하는 기판 표면에 적용될 수 있다. 본원에 기술된 코팅 조성물을 사용하여 처리될 수 있는 예시적인 기판은, 비제한적으로 목재, 플라스틱, 콘크리트, 유리질 표면 및 금속성 표면을 포함한다. 본원에 기술된 실시양태에 따른 코팅 조성물은, 기판 표면 자체 위에 직접 배치되거나, 또는 원하는 목적을 달성하기 위해 기판 표면에 배치된 하나 이상의 사전 또는 다른 하부 코팅, 예를 들면 무기 또는 유기 프라이머 코팅위에 배치된 탑 코팅으로서의 용도를 발견할 수 있다.
본 발명의 실시양태들은, 기판, 예를 들면 본원에 기술된 바와 같은 기판의 하나 이상의 표면을, 수지 성분을 생성하고 경화 시스템을 상기 수지 시스템에 첨가하여 완전히 경화된 에폭시-개질된 폴리실록산 코팅 조성물을 제조하고, 상기 코팅 조성물을 코팅 조성물이 완전히 경화되기 전에 보호될 기판의 하나 이상의 표면에 적용하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조된 코팅 조성물로 코팅시킴으로써 기판의 표면을 화학물질, 부식 및 기후 중 하나 이상의 바람직하지 않은 영향으로부터 보호하는 방법을 제공한다. 상기 수지 성분은, 물, 화학식 I을 갖는 폴리실록산, 및 분자당 1개보다 많은 1,2-에폭사이드 기를 가지며 100 내지 5,000 범위의 에폭사이드 당량을 갖는 비-방향족 에폭사이드 수지를 배합함으로써 제조될 수 있다. 상기 경화 시스템은 본원에 기술된 바와 같을 수 있으며, 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 다이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란들의 블렌드, 및 임의적으로 하나 이상의 금속 촉매를 포함하는 경화 촉진제를 포함할 수 있으며, 이때 상기 블렌드는 2.0 내지 2.8 범위의 평균 알콕시 작용기를 갖는다. 다양한 실시양태에서, 상기 경화 시스템의 블렌드는 112 내지 250 g/NH 범위의 아민 당량을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 수지 성분은 또한 200 내지 1,000 범위의 에폭사이드 당량을 갖는 캐스터 오일의 글리시딜 에터를 기재로 하는 가요성 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
본원에 기술된 다양한 실시양태의 코팅 조성물은 분무 또는 브러싱 등과 같은 통상적인 기술에 의해 처리될 표면에 적용될 수 있으며, 통상적으로 50 내지 250 ㎛ 두께, 또는 몇몇 실시양태에서는 1.5 mm 이하 두께의 필름으로 적용된다. 필요한 경우, 상기 코팅 조성물의 다중 층이 보호될 표면에 적용될 수 있다. 예를 들면, 가구 산업에서와 같이 목재 기판에 사용하기 위해, 상기 코팅은 75 내지 약 125 ㎛의 건식 필름 두께로 적용되어, 하부 표면에 바람직한 정도의 보호를 제공할 수 있다. 다른 표면 구조상에서는, 목적하는 수준의 보호를 제공하기 위해 적절한 두께의 코팅이 적용될 수 있다. 상기 코팅 조성물은, 기판의 하나 이상의 표면에 일단 적용되면, 완전히 경화될 때까지 주위 온도에서 경화될 수 있거나, 또는 다르게는, 예를 들면 코팅된 기판을 건조 또는 경화 오븐에 둠으로써 주위 온도로부터 150 내지 200℃ 이하까지의 승온에서 경화될 수 있다. 기판은 상기 코팅 조성물의 완전한 경화 후에, 또는 상기 코팅 조성물의 부분 경화 후에 오븐에서 꺼낼 수 있으며, 그 후에 상기 코팅 조성물은 완전한 경화가 달성될 때까지 주위 온도에서 기판상에서 계속 경화될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태들의 상기 및 다른 특징들은 하기의 실시예를 고려할 때 보다 명백해질 것이다. 하기 실시예에 기술된 본 발명의 다양한 실시양태들은 본 발명을 그 세부사항으로 제한하는 것으로 간주되지 않는다. 실시예에서 및 본 명세서 전체에 걸쳐서, 모든 부 및 퍼센트는 달리 언급되지 않는 한 중량 기준이다.
실시예
하기의 실시예는 코팅 목적으로 사용되는 바와 같은 코팅 조성물의 다양한 실시양태의 제조를 기술한다.
이들 실시예에서는, 본 발명에 따른 대표적인 에폭시 실록산 코팅 시스템을 배합하고, 내후성, 내구성, 내부식성 및 내화학성에 대해 검사하고 비교 코팅 시스템과 비교하였다.
실시예
1 - 수지 성분
배합물
A의 제조
배합물을 위한 수지 성분을 다음과 같이 제조하였다. 지환족 에폭시 수지(아데카 EP-4080E, 256.3 g, 일본 도쿄의 아데카 코포레이션(Adeka Corporation)으로부터 시판됨)를 1 리터 스테인리스 스틸 혼합 용기에 계량해 넣고, 코울스(Cowles) 블레이드가 장착된 호크메이어(Hockmeyer) 혼합기 하에 두었다. 계면활성제(로다팍(RHODAFAC, 등록상표) RE 610, 4.2 g, 미국 뉴저지주 뉴 브런즈윅의 솔베이 로디아 그룹(Solvay, Rhodia Group)으로부터 시판됨) 및 소포제(폼트롤(Foamtrol), 4.4 g, 미국 뉴저지주 블룸필드의 먼징(Munzing) NA로부터 시판됨)를 저속으로 혼합하면서 혼합 용기에 첨가한 후, 요변성제(크레이발락(CRAYVALLAC, 등록상표) 엑스트라, 16.3 g, 미국 오하이오주 노쓰 옴스테드의 팔머 홀란드 인코포레이티드(Palmer Holland Inc.)로부터 시판됨)를 첨가하였다. 이어서, 혼합물 온도를 71℃(160℉)로 상승시키면서, 이 배취를 고속으로 분산시켰다. 상기 조건을 30분 동안 유지시켰다. 이어서, 이 배취를 저속으로 교반하면서, 49℃(120℉)로 냉각시켰다. 이산화 티탄(티옥사이드(TIOXIDE, 등록상표) TR60, 401.8 g, 미국 텍사스주 우드랜즈의 헌츠맨(Huntsman)으로부터 시판됨)을 응집을 배제하기에 충분한 속도로 첨가하였다. TiO2 첨가 후에, 이 배취를 6의 헤그만 입도가 수득될 때까지 20분 동안 고속으로 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물에 부식 억제제(할록스(등록상표) SZP-391 JM, 55.5 g, 미국 인디내아주 해먼드의 할록스로부터 시판됨); 실리콘 수지(DC-3074, 384.8 g, 미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝으로부터 시판됨); 가요성 에폭시 수지(헬록시(등록상표) 505, 71.6 g, 미국 오하이오주 콜럼버스의 모멘티브 스페셜티 케미칼스로부터 시판됨); HALS 광 안정화제(티누빈(등록상표) 292, 40.0 g, 독일 루드비히샤펜의 바스프로부터 시판됨); 및 실리콘 첨가제 BYK-307(3.9 g) 및 BYK-361N(6.0 g)(미국 코네티컷주 월링포드의 BYK로부터 시판됨)을 비롯한 나머지 성분들을 첨가하고, 이 배취를 균일해질 때까지 혼합한 후, 수지 성분 A로서 저장을 위해 1 쿼트 캔에 부었다. 성분들 및 중량은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2 - 수지 성분 배합물 B의 제조
배합물을 위한 수지 성분을 다음과 같이 제조하였다. 지환족 에폭시 수지(아데카 EP-4080E, 570.3 g, 일본 도쿄의 아데카 코포레이션으로부터 시판됨)를 1 리터 스테인리스 스틸 혼합 용기에 계량해 넣고, 코울스 블레이드가 장착된 호크메이어 혼합기 하에 두었다. 계면활성제(로다팍(등록상표) RE 610, 4.2 g, 미국 뉴저지주 뉴 브런즈윅의 솔베이 로디아 그룹으로부터 시판됨) 및 소포제(폼트롤, 4.4 g, 미국 뉴저지주 블룸필드의 먼징 NA로부터 시판됨)를 저속으로 혼합하면서 혼합 용기에 첨가한 후, 요변성제(크레이발락(등록상표) 엑스트라, 16.3 g, 미국 오하이오주 노쓰 옴스테드의 팔머 홀란드 인코포레이티드로부터 시판됨)를 첨가하였다. 이어서, 혼합물 온도를 71℃(160℉)로 상승시키면서, 이 배취를 고속으로 분산시켰다. 상기 조건을 30분 동안 유지시켰다. 이어서, 이 배취를 저속으로 교반하면서, 49℃(120℉)로 냉각시켰다. 이산화 티탄(티옥사이드(등록상표) TR60, 401.8 g, 미국 텍사스주 우드랜즈의 헌츠맨으로부터 시판됨)을 응집을 배제하기에 충분한 속도로 첨가하였다. TiO2 첨가 후에, 이 배취를 6의 헤그만 입도가 수득될 때까지 20분 동안 고속으로 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물에 부식 억제제(할록스(등록상표) SZP-391 JM, 55.5 g, 미국 인디내아주 해먼드의 할록스로부터 시판됨); 실리콘 수지(DC-3074, 113.0 g, 미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝으로부터 시판됨); 가요성 에폭시 수지(헬록시(등록상표) 505, 70.0 g, 미국 오하이오주 콜럼버스의 모멘티브 스페셜티 케미칼스로부터 시판됨); HALS 광 안정화제(티누빈(등록상표) 292, 40.0 g, 독일 루드비히샤펜의 바스프로부터 시판됨); 및 실리콘 첨가제 DC-57(4.1 g, 미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝으로부터 시판됨) 및 BYK-361N(11.0 g, 미국 코네티컷주 월링포드의 BYK로부터 시판됨)을 비롯한 나머지 성분들을 첨가하고, 이 배취를 균일해질 때까지 혼합한 후, 수지 성분 B로서 저장을 위해 1 쿼트 캔에 부었다. 성분들 및 중량은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3 - 비교 수지 성분 배합물 C의 제조
배합물을 위한 수지 성분을 다음과 같이 제조하였다. 지환족 에폭시 수지(아데카 EP-4080E, 355.4 g, 일본 도쿄의 아데카 코포레이션으로부터 시판됨)를 1 리터 스테인리스 스틸 혼합 용기에 계량해 넣고, 코울스 블레이드가 장착된 호크메이어 혼합기 하에 두었다. 계면활성제(로다팍(등록상표) RE 610, 5.0 g, 미국 뉴저지주 뉴 브런즈윅의 솔베이 로디아 그룹으로부터 시판됨) 및 소포제(폼트롤, 5.3 g, 미국 뉴저지주 블룸필드의 먼징 NA로부터 시판됨)를 저속으로 혼합하면서 혼합 용기에 첨가한 후, 요변성제(디스팔론(DISPARLON, 등록상표) 6500, 7.7 g, 미국 코네티컷주 노르워크의 킹 인더스트리즈(King Industries)로부터 시판됨)를 첨가하였다. 이어서, 혼합물 온도를 71℃(160℉)로 상승시키면서, 이 배취를 고속으로 분산시켰다. 상기 조건을 30분 동안 유지시켰다. 이어서, 이 배취를 저속으로 교반하면서, 49℃(120℉)로 냉각시켰다. 이산화 티탄(티옥사이드(등록상표) TR60, 401.4 g, 미국 텍사스주 우드랜즈의 헌츠맨으로부터 시판됨)을 응집을 배제하기에 충분한 속도로 첨가하였다. TiO2 첨가 후에, 이 배취를 6의 헤그만 입도가 수득될 때까지 20분 동안 고속으로 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물에 실리콘 수지(DC-3074, 402.6 g, 미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝으로부터 시판됨); HALS 광 안정화제(티누빈(등록상표) 292, 22.9 g, 독일 루드비히샤펜의 바스프로부터 시판됨); 및 실리콘 첨가제 DC-57(4.1 g, 미국 미시건주 미들랜드의 다우 코닝으로부터 시판됨) 및 BYK-361N(11.0 g, 미국 코네티컷주 월링포드의 BYK로부터 시판됨)을 비롯한 나머지 성분들을 첨가하고, 이 배취를 균일해질 때까지 혼합한 후, 비교 수지 성분 C로서 저장을 위해 1 쿼트 캔에 부었다. 성분들 및 중량은 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
수지 성분 배합물
실시예
4 - 경화 시스템의 제조
본 실시예에서는, 본 발명의 실시양태에 따른 경화 시스템 1, 2, 3, 4, 5, 및 6을 비교 경화 시스템 7 및 8과 함께 제조하였다. 각 경화 시스템에 대한 성분 및 양은 하기 표 2에 나타내었다. 성분들을 1 파인트 용기에 계량해 넣고,, 밀봉하고, 5분 동안 진탕기 상에 두어, 경화 시스템 1, 2, 3, 4, 5, 및 6 및 비교 경화 시스템 7 및 8을 제공하였다.
경화 시스템 1은, 다이알콕시 작용성 아미노실란(다이나실란(등록상표) 1505, 93.2 g, 미국의 에보니크 데구사 코포레이션으로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠(Air Products)로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.0의 평균 알콕시 작용기, 34.7%의 평균 알콕시 중량% 및 87.6 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
경화 시스템 2는, 다이알콕시 작용성 아미노실란(다이나실란(등록상표) 1505, 25.0 g, 미국의 에보니크 데구사 코포레이션으로부터 시판됨) 및 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1110, 68.2 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스(Crompton OSi Specialties)로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.73의 평균 알콕시 작용기, 44.6%의 평균 알콕시 중량 및 94.3 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
경화 시스템 3은, 다이알콕시 작용성 아미노실란(다이나실란(등록상표) 1505, 67.3 g, 미국의 에보니크 데구사 코포레이션으로부터 시판됨) 및 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1110, 25.9 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.28의 평균 알콕시 작용기, 41.6%의 평균 알콕시 중량% 및 90.0 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
경화 시스템 4는, 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1110, 23.2 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판됨) 및 아미노 작용성 폴리실록산 수지(실레스(등록상표) HP-2000, 70.0 g, 미국 미시간주 아드리안의 와커 케미칼 코포레이션으로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.8의 평균 알콕시 작용기, 16.9%의 평균 알콕시 중량% 및 183.8 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
경화 시스템 5는, 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1110, 73.2 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판됨) 및 아미노 작용성 폴리실록산 수지(다우 코닝(등록상표) 3055 수지, 20.0 g, 미국 미시간주 아드리안의 와커 케미칼 코포레이션으로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.78의 평균 알콕시 작용기, 37.8%의 평균 알콕시 중량% 및 112.2 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
경화 시스템 6은, 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1110, 24.0 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판됨) 및 아미노 작용성 폴리실록산 수지(다우 코닝(등록상표) 3055 수지, 69.2 g, 미국 미시간주 미들랜드의 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)으로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 2.26의 평균 알콕시 작용기, 12.3%의 평균 알콕시 중량% 및 169.8 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
비교 경화 시스템 7은, 아미노 작용성 폴리실록산 수지(다우 코닝(등록상표) 3055 수지, 96.0 g, 미국 미시간주 미들랜드의 다우 코닝 코포레이션으로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 4.0 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 0.1 미만의 평균 알콕시 작용기, 0.1% 미만의 평균 알콕시 중량% 및 255.8 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
[표 2]
경화 시스템 배합물(중량%로서의 배합물 성분)
비교 경화 시스템 8은, 트라이알콕시 작용성 아미노실란(실퀘스트(등록상표) A1100, 93.2 g, 미국 웨스트버지니아주 사우쓰 찰스턴의 크롬프톤 오시 스페셜티스로부터 시판됨) 및 금속 촉매 경화 촉진제(T-1, 다이부틸주석 다이아세테이트, 6.8 g, 미국 펜실베니아주 알렌타운의 에어 프로덕츠로부터 시판됨)를 배합하여 제조하였다. 생성된 경화 시스템은 3.0의 평균 알콕시 작용기, 50.1%의 평균 알콕시 중량% 및 109.8 g/NH의 평균 아민 당량을 가졌다.
실시예
5 - 코팅
배합물
본 발명의 특정 실시양태에 따른 코팅 배합물을, 수지 성분(실시예 1 및 2, 및 실시예 3의 비교 수지) 및 경화 시스템(실시예 4)을 사용하여 제조하였다. 4개의 예시적 코팅 배합물 및 비교 코팅 배합물을 다음과 같이 제조하였다. 코팅 배합물 1의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 1(8.8 g)과 합쳤다. 코팅 배합물 2의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 2(9.4 g)와 합쳤다. 코팅 배합물 3의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 3(8.9 g)과 합쳤다. 코팅 배합물 4의 경우, 수지 B(100 g)를 경화 시스템 4(39.3 g)와 합쳤다. 비교 코팅 배합물 5의 경우, 수지 C(100 g)를 경화 시스템 8(18.1 g)과 합쳤다. 코팅 배합물 6의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 5(11.7 g)와 합쳤다. 코팅 배합물 7의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 6(17.7 g)과 합쳤다. 비교 코팅 배합물 8의 경우, 수지 A(100 g)를 경화 시스템 7(26.6 g)과 합쳤다. 코팅 배합물 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 및 8 각각의 경우, 상기 코팅 배합물들을 다음과 같은 아민 당량 대 에폭시 당량의 화학량론적 비로 혼합하였다: 0.96:1.00, 0.96:1.00, 0.96:1.00, 1.00:1.00 1.03:1.00, 1.00:1.00, 1.00:1.00, 및 1.00:1.00. 상기 수지 성분 및 상기 경화 시스템을 용기에 칭량해 넣고, 잘 혼합될 때까지 금속 스패츌라로 교반하여, 코팅 조성물을 제공하였다.
생성된 코팅 조성물을 데빌비스(DEVILBISS, 등록상표) 스프레이 건을 사용하여 스틸 패널 상에 분무하고, 코팅을 경화시켰다(ASTM D1640). 상기 코팅 배합물의 조성물로 코팅된 패널을 신율%에 대해 검사하였다(원추형 맨드렐, ASTM D522). 에폭시 실록산 배합물(6 mil)을 3 mil의 아연-풍부 에폭시 프라이머 위쪽에 적용하고, 5000시간 동안 염 분무/포그(ASTM B117)에 대한 내성에 대해 검사하였다. 5000시간 후에 패널을 표면 블리스터(face blister)(ASTM D714), 표면 녹발생(face rusting)(ASTM D1654) 및 스크라이브 크립성(scribe creepage)(ASTM D1654)에 대해 분석하였다. 별도의 시험에서, 에폭시 실록산 배합물(6 mil)을 3 mil의 아연-풍부 에폭시 프라이머 위쪽에 적용하고, 5000시간 동안 순환 부식시험(cyclic prohesion)(ASTM D5894)에 대한 내성에 대해 검사하였다. 5000시간 후에 패널을 표면 블리스터(ASTM D714), 표면 녹발생(ASTM D1654) 및 스크라이브 크립성(ASTM D1654)에 대해 분석하였다. 코팅 조성물을 갖는 패널을 4시간 UV 노출/4시간 습도 교대 주기(ASTM G53) 하에 UV 313B 전구를 이용하여 QUV 촉진된 풍화에 노출시키고, 60° 광택의 변화를 5주, 10주 및 15주 후에 측정하였다. 시험 결과를 하기 표 3에 제시한다.
이러한 데이터는, 본 발명에 따라 제조된 에폭시 실록산 코팅 조성물이 비교용 선행 기술 조성물보다, 특히 에이징 후에, 원추형 맨드렐 연신에 의해 측정할 때 개선된 가요성을 나타냄을 입증한다. 내후성 및 내부식성 검사는 에폭시 실록산 코팅제가 비교용 선행 기술 조성물에 비해 개선된 특성을 나타냄을 보여주었다.
[표 3]
코팅된 패널 시험 결과
본 발명의 특정 실시양태가 예시를 목적으로 전술되었지만, 당업자는, 본 발명의 넓은 개념으로부터 벗어나지 않고, 본원에 기술된 다양한 실시양태들에 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 상기 설명은 개시된 특정 실시양태들로 한정되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 진의 및 범주 내에 있는 변형들을 포괄하는 것으로 이해해야 한다.
Claims (24)
- 물;
하기 화학식 I의 폴리실록산:
I
(상기 식에서,
(a) R1은 각각 독립적으로 하이드록시 기, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 또는 알콕시 기로부터 선택되고,
(b) R2는 각각 독립적으로 수소, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기로부터 선택되고,
(c) n은, 상기 폴리실록산의 중량 평균 분자량이 400 내지 10,000이 되도록 선택된다);
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000의 에폭사이드 당량을 갖는 비-방향족 에폭사이드 수지; 및
하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함하고 2.2 내지 2.8의 평균 알콕시 작용기(functionality) 값을 갖는 블렌드를 포함하는 경화 시스템
을 포함하되,
상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지가 하기 구조식을 갖는,
(상기 식에서,
R8은 각각 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R9는 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시, 또는 -OSi(R10)2R8NH2 기로부터 선택되고, 여기서 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R8은 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 또는 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고, 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R10은 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, 또는 (C1-C4)알콕시 기이며,
R9가 70% 초과의 페닐 기, 30% 미만의 (C1-C4)알킬 기 및 2.0% 미만의 (C1-C4)알콕시 기를 포함하고,
m은, 상기 블렌드가 112 내지 250 g/NH 범위의 아민 당량을 갖도록 선택된다)
에폭시-폴리실록산 중합체 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 트라이알콕시 작용성 아미노실란이 하기 구조식을 갖는 코팅 조성물:
(상기 식에서,
R5는, 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 또는 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R6은 각각 독립적으로 6개 미만의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 또는 하이드록시알콕시알킬 기로부터 선택된다.) - 제 2 항에 있어서,
R5가, (C1-C6)알킬 및 (C1-C6)알킬아미노(C1-C6)알킬 기로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R6이 각각 독립적으로 (C1-C6)알킬 기인, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란이, 아미노프로필트라이메톡시실란, 아미노프로필트라이에톡시실란, 아미노프로필트라이프로폭시실란, 아미노네오헥실트라이메톡시실란, N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필트라이메톡시실란, N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필트라이에톡시실란, N-페닐아미노프로필 트라이메톡시실란, 트라이메톡시실릴프로필 다이에틸렌 트라이아민, 3-(3-아미노페녹시)프로필 트라이메톡시실란, 아미노에틸 아미노메틸 페닐 트라이메톡시실란, 2-아미노에틸-3-아미노프로필-트리스-2-에틸헥속시실란, N-아미노헥실 아미노프로필 트라이메톡시실란, 및 트리스아미노프로필 트리스메톡시에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 코팅 조성물. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
R9가 0.5% 미만의 (C1-C4)알콕시 기를 포함하는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지가 아미노-작용성 페닐 메틸 폴리실록산 수지를 포함하는, 코팅 조성물. - 제 7 항에 있어서,
상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지가 240 내지 280 g/NH의 아민 당량을 갖는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 경화 시스템이 15% 내지 85 중량%의 상기 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 85% 내지 15%의 상기 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지를 포함하는, 코팅 조성물. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 20 중량% 이상 75 중량% 미만의 상기 폴리실록산, 20 중량% 이상 75 중량% 미만의 상기 비-방향족 에폭사이드 수지, 및 5 중량% 내지 40 중량%의 상기 경화 시스템을 포함하는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 0.7:1.0 내지 1.3:1.0 범위의 아민 당량 대 에폭사이드 당량 비를 포함하는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-방향족 에폭사이드 수지가, 수소화된 사이클로헥산 다이메탄올을 포함하는 지환족 에폭사이드 수지, 또는 수소화된 비스페놀 A 에폭사이드 수지의 다이글리시딜 에터를 포함하는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
200 내지 1,000의 에폭사이드 당량을 갖는 캐스터 오일(castor oil)의 글리시딜 에터를 기재로 하는 가요성 에폭시 수지를 추가로 포함하는 코팅 조성물. - 제 14 항에 있어서,
상기 코팅 조성물이 0 중량% 초과 내지 15 중량% 이하의 상기 가요성 에폭시 수지를 포함하는, 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
아연, 망간, 지르코늄, 티탄, 코발트, 철, 납, 및 주석 촉매로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 촉매를 포함하는 경화 촉진제를 각각 옥타노에이트, 네오데카노에이트, 또는 나프테네이트 형태로 0 중량% 초과 내지 15 중량% 이하 추가로 포함하는 코팅 조성물. - 제 1 항에 있어서,
아연 또는 포스페이트계 부식 억제제 또는 유기 부식 억제제를 포함하는 하나 이상의 부식 억제제를 추가로 포함하는 코팅 조성물. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 따른 코팅 조성물로 코팅된 하나 이상의 표면을 포함하는 코팅된 기재.
- 물;
하기 구조식을 갖는 폴리실록산:
(상기 식에서,
(a) R1은 각각 독립적으로 하이드록시 기, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 아릴, 또는 알콕시 기로부터 선택되고,
(b) R2는 각각 독립적으로 수소, 또는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴 기로부터 선택되고,
(c) n은, 상기 폴리실록산의 중량 평균 분자량이 400 내지 10,000이 되도록 선택된다); 및
분자 당 1개 초과의 1,2-에폭사이드 기 및 100 내지 5,000 범위의 에폭사이드 당량을 포함하는 비-방향족 에폭사이드 수지
를 포함하는 수지 성분을 제조하는 단계;
상기 수지 성분에,
2.2 내지 2.8의 평균 알콕시 작용기 값을 갖는, 하나 이상의 트라이알콕시 작용성 아미노실란 및 하나 이상의 아미노 작용성 폴리실록산 수지의 블렌드를 포함하되, 상기 아미노 작용성 폴리실록산 수지가 하기 구조식을 갖는,
(상기 식에서,
R8은 각각 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 및 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고,
R9는 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, (C1-C4)알콕시, 또는 -OSi(R10)2R8NH2 기로부터 선택되고, 여기서 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R8은 독립적으로 아릴, 알킬, 다이알킬아릴, 알콕시알킬, 알킬아미노알킬, 또는 사이클로알킬 라디칼로부터 선택되는 이작용성 유기 라디칼이고, 식 -OSi(R10)2R8NH2 중 R10은 각각 독립적으로 아릴, 페닐, (C1-C4)알킬, 또는 (C1-C4)알콕시 기이며,
R9가 70% 초과의 페닐 기, 30% 미만의 (C1-C4)알킬 기 및 2.0% 미만의 (C1-C4)알콕시 기를 포함하고,
m은, 상기 블렌드가 112 내지 250 g/NH 범위의 아민 당량을 갖도록 선택된다)
경화 시스템을 가하여, 완전히 경화된 에폭시-개질된 폴리실록산 코팅 조성물을 형성하는 단계; 및
상기 코팅 조성물을, 상기 코팅 조성물이 완전히 경화되기 이전에, 보호될 기재의 표면에 적용하는 단계
를 포함하고,
상기 코팅 조성물이, 화학물질, 부식 및 기후 중 하나 이상의 바람직하지 않은 영향으로부터 기재의 표면을 보호하는,
코팅 조성물로 표면을 코팅하는 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 수지 성분이, 200 내지 1,000의 에폭사이드 당량을 갖는 캐스터 오일의 글리시딜 에터를 기재로 하는 가요성 에폭시 수지를 추가로 포함하는, 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 경화 시스템이, 하나 이상의 금속 촉매를 포함하는 경화 촉진제를 추가로 포함하는, 방법.
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