KR102346941B1 - 중합체, 이 중합체를 함유하는 코팅 조성물, 및 이로부터 형성된 지문 방지 코팅 - Google Patents

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Abstract

지문 방지 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판은 하기를 포함하는 코팅 조성물로부터 제조된다: (a) 유기 용매; 및 (b) 하나 이상의 에스테르 결합, 하나 이상의 우레탄 결합 및 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 갖는 알콕시실란 작용성 중합체. 또한, 상기 중합체는 (i) 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 갖는 활성 수소 작용성 화합물; (ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및 (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하는 성분으로부터 제조된다. 상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 갖는다. 알콕시실란 작용성 중합체 및 이를 함유하는 코팅 조성물이 또한 포함된다.

Description

중합체, 이 중합체를 함유하는 코팅 조성물, 및 이로부터 형성된 지문 방지 코팅
본 발명은 중합체, 상기 중합체를 함유하는 코팅 조성물, 이러한 조성물로부터 형성된 지문 방지(anti-fingerprint) 코팅, 및 상기 지문 방지 코팅으로 코팅된 기판에 관한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본원은 2017년 6월 2일에 출원된 미국 가출원 제 62/514,450 호에 대한 우선권을 주장하고, 이는 전체가 본원에 참고로 인용된다.
휴대폰, 노트북 모니터, 텔레비전 스크린 등과 같은 가전 장치는 종종 사용자가 스크린 또는 디스플레이를 터치함으로써 장치를 제어할 수 있게 하는 터치 스크린 또는 디스플레이를 갖는다. 결과적으로, 이러한 장치의 스크린 및 디스플레이는 다룰 때 지문이 쉽게 표시된다. 예를 들어, 손 및 손가락과 접촉하는 휴대폰의 유리 터치 스크린은 오일로 쉽게 표시된다. 마크 및 얼룩(smudge)의 양을 방지하거나 줄이기 위해, 지문 방지 코팅을 가전 장치 표면에 적용할 수 있다. 따라서, 가전 장치의 표면과 같은 기판의 표면상의 지문 마크 및 얼룩을 효과적으로 마스킹 또는 방지하는 개선된 코팅을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은, (a) 유기 용매; 및 (b) 하나 이상의 에스테르 결합(linkage) 및 하나 이상의 우레탄 결합을 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체를 포함하는 코팅 조성물로부터 제조된 지문 방지 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판에 관한 것이다. 상기 중합체는 (i) 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 화합물; (ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및 (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하는 성분으로부터 제조된다. 상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 포함한다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 에스테르 결합, 하나 이상의 우레탄 결합 및 2개 이상의 알콕시실란 작용기를 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체에 관한 것이다. 또한, 상기 중합체는, (i) (a) 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체; (b) 아미노 기를 포함하는 비-중합체성 화합물; 또는 (c) 이들의 조합으로부터 선택된 활성 수소 작용성 화합물; (ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및 (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하는 성분으로부터 제조된다. 활성 수소 작용성 화합물 (i), 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 기를 포함한다. 또한, 본 발명은 전술한 알콕시실란 작용성 중합체 및 유기 용매를 포함하는 코팅 조성물을 포함한다.
도 1은, (a) 및 (c)에서, 본 발명에 따른 코팅 조성물로 코팅된 소다 라임(soda lime) 유리의 코팅된 부분상의 지문 및 (b) 및 (d)에서, 코팅되지 않은 소다 라임 유리상의 지문을 예시한다.
다음의 상세한 설명의 목적으로, 본 발명은, 달리 명시적으로 규정된 경우를 제외하고 다양한 대안의 변형 및 단계 순서를 가정할 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 임의의 작동 실시예에서, 또는 달리 지시된 경우, 예를 들어 명세서 및 청구 범위에 사용된 성분의 양을 나타내는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구 범위에 제시된 수치 파라미터는 본 발명에 의해 수득될 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 적어도, 균등론의 적용을 청구 범위의 범주로 제한하려는 시도는 아니고, 적어도 각 수치 파라미터는 보고된 유효 자릿수의 수에 비추어 일반적인 반올림 기술을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위에 제시된 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 예에 제시된 수치는 가능한 정확하게 보고된다. 그러나 모든 수치에는 본질적으로 각각의 시험 측정에서 발견된 표준 편차로 인해 발생하는 특정 오차가 포함된다.
또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소값 1과 인용된 최대 값 10 사이의 모든 하위 범위를 포함(즉, 1 이상의 최소 값 및 10 이하의 최대 값을 가짐)하도록 의도된다.
본 출원에서, 단수의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 복수를 포함하고, 복수는 단수를 포함한다. 또한, 본 출원에서, "및/또는"이 특정 경우에 명시적으로 사용될 수 있지만, 달리 명시되지 않는 한 "또는"의 사용은 "및/또는"을 의미한다. 또한, 본 출원에서, 단수형 표현의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 "적어도 하나"를 의미한다. 예를 들어, 중합체, 코팅 조성물 등은 이들 항목 중 하나 이상을 지칭한다.
본 발명은, 코팅 조성물에 혼입되어 기판 위에 지문 방지 코팅을 형성할 수 있는 알콕시실란 작용성 중합체에 관한 것이다. "지문 방지 코팅"이라는 용어는 지문 마크 및 얼룩을 마스킹하거나 방지하는 코팅을 의미한다. 또한, 용어 "실란"은, 수소 원자 중 적어도 일부를 유기 기로 치환함으로써 SiH4로부터 유도된 화합물을 의미하고, "알콕시"라는 용어는 -O- 알킬 기를 지칭한다. 이와 같이, "알콕시실란"은 규소 원자에 결합된 하나 이상의 알콕시 기, 예컨대 2개의 알콕시 기 또는 3 개의 알콕시 기를 갖는 실란 화합물을 의미한다.
또한, 본원에 사용된 용어 "중합체"는 올리고머 및 단일 중합체(예를 들어, 단일 단량체 종으로부터 제조됨), 공중합체(예를 들어, 2 종 이상의 단량체 종으로부터 제조됨) 및 그래프트 중합체를 지칭한다. 용어 "수지"는 "중합체"와 상호 교환적으로 사용된다. 지시된 바와 같이, 본원에 기재된 중합체는 코팅의 일부로서 필름을 형성하는데 사용될 수 있다. "필름-형성 수지"는, 조성물에 존재하는 임의의 희석제 또는 담체를 제거할 때 기판의 적어도 수평 표면 상에 자가-지지 연속 필름을 형성할 수 있는 수지를 지칭한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체는 분자 당 하나 이상의 에스테르 결합, 하나 이상의 우레탄 결합 및 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 포함한다. "에스테르 결합"은, 예컨대 중합 동안, 2개의 분자 또는 기 사이에 형성되는 -C(=O)-O-로 표시되는 에스테르 기를 지칭하고, "우레탄 결합"은, 예컨대 중합 동안, 2개의 분자 또는 기 사이에 형성되는 -O-C(=O)-NH-로 표시되는 우레탄 기를 지칭한다. 본 발명의 중합체는 일반적으로 분자 당 하나 이상의 에스테르 결합 및 하나 이상의 우레탄 결합을 포함한다. 본 발명의 중합체는 또한, 분자 당 다수의 에스테르 결합 및/또는 우레탄 결합을 포함할 수 있다. 본 발명의 중합체는 아미드 결합, 우레아 결합, Si-C 결합 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 추가 결합을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
알콕시실란 작용성 중합체는 (i) 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 화합물; (ii) 분자내 사이클릭 에스테르, 예를 들어 락티드, 락톤, 글리콜라이드 또는 이들의 조합; 및 (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하는 성분으로써 제조된다. 활성 수소 작용성 화합물 (i), 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 기를 포함한다.
본원에 사용된 "활성 수소 작용성 화합물"은 양성자로서 쉽게 해리되는 수소를 포함하는 화합물을 지칭한다. 전술한 바와 같이, 활성 수소 작용성 화합물은 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함한다. 따라서, 활성 수소 작용성 화합물은 양성자로서 쉽게 해리되는 수소를 갖는 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 포함한다. 활성 수소 작용성 화합물은 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 포함할 수 있다. 또한, 아미노 기는 1 급 아미노 기 또는 2 급 아미노 기를 포함할 수 있다. "1 급 아미노 기"는 구조식 -NH2로 표시되는 작용기를 나타내고, "2 급 아미노 기"는 구조식 -NRH로 표시되는 작용기를 나타내고, 여기서 R은 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다.
하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 포함하는 활성 수소 작용성 화합물의 비 제한적인 예는 지방족 및 방향족 화합물을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "지방족"은 포화 탄소 결합을 함유하는 비 방향족 직쇄, 분지쇄 또는 사이클릭 탄화수소 구조를 지칭하고, "방향족"이란 용어는 (전자의 비 편재화로 인해) 가정된 편재화된 구조의 것보다 상당히 큰 안정성을 갖는 사이클릭 공액 탄화수소를 지칭한다.
적합한 활성 수소 작용성 화합물의 비 제한적 예는 R-OH, R-SH, R-NH 및 R-NH-R(여기서, R은 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기임)로 표시된다. 본원에 사용된 "알킬 기"는 선형, 분지형 및/또는 사이클릭 1가 포화 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킬 기는, 선형 또는 분지형 C1-C30 1가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1-C20 1가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1-C10 1가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1 내지 C6 1가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C2 내지 C4 1가 탄화수소 라디칼, 예를 들어 에틸, n-프로필 또는 이소-프로필을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 알킬 기는 또한 사이클릭 C3-C19 1가 탄화수소 라디칼, 또는 사이클릭 C3-C12 1가 탄화수소 라디칼, 또는 사이클릭 C5-C7 1가 탄화수소 라디칼, 예를 들어 사이클로헥실을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 알킬 기는 임의적으로, 개재(interrupting) 헤테로원자, 작용기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알킬 기는, (i) 산소 원자, 질소 원자, 황 원자 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 제한되지 않는 헤테로원자; 및/또는 (ii) 에스테르 기, 에테르 기, 카보닐 기, 아미드 기 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 제한되지 않는 작용기가 개재될 수 있다. 대안적으로, 알킬 기는 개재 헤테로원자 및/또는 작용기를 함유하지 않을 수 있다.
용어 "선형"은 직쇄 탄화수소 쇄를 갖는 화합물을 지칭하고, 용어 "분지형"은, 수소가 예를 들어 직쇄로부터 분지 또는 연장된 알킬 기와 같은 치환기로 대체된 탄화수소 쇄를 갖는 화합물을 지칭하고, 용어 "사이클릭"은 폐환 구조를 지칭한다. 사이클릭 기는 또한 가교된 고리 폴리사이클로알킬 기(또는 가교된 고리 폴리사이클릭 기) 및 융합된 고리 폴리사이클로알킬 기(또는 융합된 고리 폴리사이클릭 기)을 포함한다.
"아릴 기"는 방향족 사이클릭 1가 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 아릴 기는 사이클릭 C3-C19 방향족 1가 탄화수소 라디칼, 또는 방향족 사이클릭 C3-C12 1가 탄화수소 라디칼, 또는 방향족 사이클릭 C6-C10 1가 탄화수소 라디칼, 예를 들어 페닐을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, "알킬아릴" 기는 예를 들어 벤질, 톨릴 또는 자일릴과 같은 알킬 기에 부착 된 아릴 기를 의미한다.
활성 수소 작용성 화합물은 또한 분자 당 하나 이상, 예컨대 2개 이상의 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 갖는 중합체로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 활성 수소 작용성 화합물은, 분자 당 3 개 이상, 예컨대 4 개 이상 또는 5 개 이상의 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 갖는 중합체를 포함할 수 있다. 중합체는 말단 및/또는 펜던트 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 포함할 수 있다. "측면(side) 기"로도 지칭되는 "펜던트 기"는 중합체 주쇄로부터의 파생물(offshoot)이고 주쇄의 일부가 아니며 "말단 기"는 중합체 주쇄의 말단에 위치한 작용기를 지칭한다. 이와 같이, 작용기는 중합체의 골격 또는 주쇄의 하나 또는 양쪽 말단에 및 중합체의 골격의 측면으로부터 위치될 수 있다.
하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 포함하는 중합체는 또한 특정 중합체 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 중합체는 선형 유형 구조 또는 분지형 유형 구조를 가질 수 있다. 본원에 사용된 "분지형 중합체"는 중합체의 주쇄로부터 연장되는 하나 이상의 측쇄, 예컨대 2개 이상의 측쇄 또는 3개 이상의 측쇄를 포함하는 중합체를 지칭한다.
전술한 바와 같이, 활성 수소 작용성 화합물은 하나 이상의 알콕시실란 기, 예컨대 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성 수소 작용성 화합물은 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함할 수 있다. 이러한 화합물의 비 제한적 예는 Z-NH-Z로 표시되고, 이때
각각의 Z는 독립적으로
Figure 112019134041849-pct00001
로 나타내는 기이고, 여기서, a는 1 내지 3의 수이고, R은 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
본원에 사용된 용어 "알킬렌"은, 선형, 분지형 및/또는 사이클릭 2가 포화 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킬렌 기는 선형 또는 분지형 C1-C30 2가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1-C20 2가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1-C10 2가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C1 내지 C6 2가 탄화수소 라디칼, 또는 선형 또는 분지형 C2 내지 C4 2가 탄화수소 라디칼을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 알킬렌 기는 또한 사이클릭 C3-C19 2가 탄화수소 라디칼, 또는 사이클릭 C3-C12 2가 탄화수소 라디칼, 또는 사이클릭 C5-C7 2가 탄화수소 라디칼을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 알킬렌 기는 임의적으로, 개재 헤테로원자, 작용기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 개재 헤테로원자 및 작용기는 전술한 헤테로원자 및 작용기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 알킬렌 기는 개재 에스테르 결합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 알킬렌 기는 추가적인 개재 헤테로원자 및/또는 작용기를 함유하지 않을 수 있다.
활성 수소 작용성 화합물은 또한 추가 작용기를 포함할 수 있다. 추가의 작용기의 비 제한적인 예는 카복실산 기, 에폭사이드 기, 카바메이트 기, 아미드 기, 우레아 기 및 이들의 조합을 포함한다. 활성 수소 작용성 화합물은 또한 다른 모든 작용기를 함유하지 않을 수 있으며 오직 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기, 및 임의적으로 알콕시실란 기를 포함할 수 있다.
활성 수소 작용성 화합물은, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상 또는 1 중량% 이상을 포함할 수 있다. 활성 수소 작용성 화합물은, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 최대 20 중량%, 최대 15 중량% 또는 최대 10 중량%를 포함할 수 있다. 활성 수소 작용성 화합물의 양은 또한, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 또는 1 내지 10 중량%와 같은 범위 내에서 선택될 수 있다.
지시된 바와 같이, 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은 분자내 사이클릭 에스테르를 추가로 포함한다. 분자내 사이클릭 에스테르는 예를 들어 사이클릭 모노-에스테르 또는 디-에스테르를 포함할 수 있다. 분자내 사이클릭 에스테르의 비 제한적 예는 락톤, 락티드, 글리콜라이드 또는 이들의 조합을 포함한다. "락톤"은 2개 이상의 탄소 원자 및 단일 산소 원자, 및 케톤 기를 가지며 탄소 중 하나가 다른 산소에 인접한 고리 구조를 갖는 사이클릭 에스테르를 지칭한다. "락티드"는 2개 이상의 락트산 분자로부터 수득된 사이클릭 디-에스테르를 지칭하고, "글리콜라이드"는 2개의 글리콜산 분자로부터 2개의 물 분자를 탈수시켜 수득한 사이클릭 에스테르를 지칭한다. 적합한 락톤의 비 제한적인 예는 ε-카프로 락톤, β-프로피오락톤, γ-부티로락톤, δ-발레로락톤 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 락티드의 비 제한적 예는 L-락티드, D-락티드, DL-락티드 및 이들의 조합을 포함한다.
락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드는, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이상, 30 중량% 이상, 50 중량% 이상 또는 70 중량% 이상을 포함할 수 있다. 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드는, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 최대 95 중량%, 최대 90 중량% 또는 최대 85 중량%를 포함할 수 있다. 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드의 양은 또한, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 예컨대 10 내지 95 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 70 내지 90 중량%의 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은 또한 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함한다. 이소시아네이트 작용성 화합물은 지방족 및 방향족 이소시아네이트 작용성 화합물로부터 선택될 수 있고 하나 또는 다수의 이소시아네이트 작용기를 포함할 수 있다. 적합한 이소시아네이트 작용성 화합물의 비 제한적 예는, R이 알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기인 R-NCO로 표시된다.
전술한 바와 같이, 이소시아네이트 작용성 화합물은 또한 하나 이상의 알콕시실란 기를 포함할 수 있다. 예컨대, 알콕시실란 기를 포함하는 이소시아네이트 작용성 화합물은
Figure 112019134041849-pct00002
로 나타낼 수 있고, 여기서 a는 1 내지 3의 수이고, R은 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다. 예를 들어 본 발명에 따라 사용될 수 있는 알콕시실란 기를 갖는 시판되는 이소시아네이트 작용성 화합물은 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스(Momentive Performance Materials)에 의해 상표명 실퀘스트® A-링크 35로 시판된다.
일부 예에서, 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은 2개 이상의 상이한 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은, 알콕시실란 기를 포함하는 제 1 이소시아네이트 작용성 화합물, 및 방향족 기를 포함하고 상기 제 1 이소시아네이트 화합물과 상이한 제 2 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함할 수 있다. 제 2 이소시아네이트 작용성 화합물은 알콕시실란 기를 함유하지 않는 것이 이해된다.
이소시아네이트 작용성 화합물은, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상 또는 5 중량% 이상을 포함할 수 있다. 이소시아네이트 작용성 화합물은, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 최대 50 중량%, 최대 40 중량%, 최대 30 중량%, 최대 20 중량% 또는 최대 15 중량%를 포함할 수 있다. 이소시아네이트 작용성 화합물의 양은 또한, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는데 사용되는 반응성 성분의 총 중량을 기준으로 예컨대 0.1 내지 50 중량%, 1 내지 20 중량%, 또는 5 내지 15 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체의 제조 동안, 활성 수소 작용성 화합물은 일반적으로 먼저 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드와 반응한다. 이 반응은 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드를 개환하는 것으로 이해된다. 활성 수소 작용성 화합물을 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드와 반응시킴으로써 형성된 반응 생성물은 하나 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물과 반응하여 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체를 생성할 수 있다. 전술한 반응 단계는, 제 1 단계에서 120℃ 내지 140℃의 온도 및 제 2 단계에서 60℃ 내지 80℃의 온도와 같은 열 하에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 써모사이언티픽 니콜렛(ThermoScientific Nicolet) iS5 FT-IR과 같은 FT-IR 분광계를 사용하여 IR 분광법에 의해 특징적인 락톤, 락티드 또는 글리콜라이드 밴드가 없음을 나타낼 때까지 130℃의 온도에서 제 1 단계에서 반응이 일어날 수 있다. 이어서, 예를 들어, 써모사이언티픽 니콜렛 iS5 FT-IR과 같은 FT-IR 분광계를 사용하여 IR 분광법에 의해 특징적인 NCO 밴드가 없음을 나타낼 때까지 70℃의 온도에서 제 2 단계에서 반응을 수행할 수 있다.
또한, 전술한 성분은 임의적으로 촉매의 존재하에 반응될 수 있다. 예를 들어, 활성 수소 작용성 화합물과 락톤, 락티드 및/또는 글리콜라이드 사이의 반응은 촉매의 존재 하에서 일어날 수 있다. 적합한 촉매의 비 제한적인 예는 금속 및 염 촉매를 포함한다.
상기 기재된 성분은 또한 임의적으로 유기 용매 중에서 혼합 및 반응될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "유기 용매"는 50 중량% 초과 및 100 중량% 이하의 유기 용매 화합물을 포함하는 액체 매질을 지칭한다. 적합한 유기 용매 화합물의 비 제한적 예는 극성 유기 용매 화합물, 예를 들어 글리콜, 글리콜 에테르 알코올, 알코올과 같은 양성자성 유기 용매 화합물; 및 케톤, 글리콜 디에테르, 에스테르 및 디에스테르와 같은 비 양성자성 유기 용매 화합물을 포함한다. 유기 용매 화합물의 다른 비 제한적인 예는, 방향족 및 지방족 탄화수소와 같은 비극성 용매 화합물을 포함한다. 유기 용매로서 사용되는 액체 매질은 실질적으로 물을 함유하지 않거나 액체 매질의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이하의 양으로 물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 액체 매질은 액체 매질의 총 중량을 기준으로 40 중량% 미만의 물, 30 중량% 미만의 물, 또는 20 중량% 미만의 물, 또는 10 중량% 미만의 물, 또는 5 중량% 미만의 물을 포함할 수 있다.
알콕시실란 작용성 중합체는, 500 g/mol 이상, 또는 1,000 g/mol 이상, 또는 1,500 g/mol 이상, 또는 2,000 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 포함할 수 있다. 중량 평균 분자량은 워터스(Waters) 410 시차 굴절계(RI 검출기) 및 교정용 폴리스티렌 표준을 갖는 워터스 2695 분리 모듈을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된다. 테트라하이드로푸란(THF)을 1 ml min-1의 유속으로 용리제로 사용하고, 2개의 PL 겔 혼합 C 컬럼을 분리를 위해 사용하였다.
일부 비 제한적인 예에서, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은 하이드록실 기를 갖는 활성 수소 작용성 화합물; 락톤, 락티드 또는 글리콜라이드; 및 알콕시실란 기를 갖는 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함한다. 이러한 성분들로부터 얻을 수 있는 중합체의 예는 하기 화학식 I로 표시된다:
Figure 112019134041849-pct00003
(I).
화학식 I에서, n은 5 내지 50의 수이고, R1은 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
Z는
Figure 112019134041849-pct00004
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다. R2의 알킬렌은 일반적으로 에스테르 기가 개재되는 것으로 이해된다.
다른 비 제한적인 예에서, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 갖는 활성 수소 작용성 화합물; 락톤, 락티드 또는 글리콜라이드; 및 알콕시실란 기를 함유하지 않는 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함한다. 이러한 중합체의 예는 하기 화학식 II로 표시된다:
Figure 112019134041849-pct00005
(II).
화학식 II에서, n은 5 내지 50의 수이고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고, X는 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
각각의 Z는 독립적으로
Figure 112019134041849-pct00006
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, R6는 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다. R5의 알킬렌은 일반적으로 에스테르 기가 개재되는 것으로 이해된다.
전술한 바와 같이, 활성 수소 작용성 화합물은 하나 이상의, 예컨대 2개 이상의 하이드록실 기, 아미노 기 및/또는 티올 기를 갖는 활성 수소 작용성 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 알콕시실란 작용성 중합체를 형성하는 성분은, 분자 당 3 개 이상의 하이드록실 기를 갖는 활성 수소 작용성 중합체; 락톤, 락티드 또는 글리콜라이드; 및 알콕시실란 기를 갖는 하나 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함할 수 있다. 생성된 알콕시실란 작용성 중합체는, 알콕시실란 기를 갖는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 포함한다. 알콕시실란 기를 갖는 말단 및/또는 펜던트 쇄의 예는 하기 화학식 III으로 나타낼 수 있다:
Figure 112019134041849-pct00007
(III).
화학식 III에서, n은 5 내지 50의 수이고,
R7 및 R8은 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
Z는
Figure 112019134041849-pct00008
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다. 화학식 III으로 표시되는 알콕시실란 작용성 쇄는 본 발명의 중합체의 하나 또는 양쪽 말단 및 측쇄(들)에 위치될 수 있다.
알콕시실란 기를 함유하지 않는 추가의 이소시아네이트 작용성 화합물을 사용하여 반응 혼합물에 이용가능한 일부 하이드록실 기와 반응시킬 수도 있다. 알콕시실란 기를 함유하지 않는 이소시아네이트 작용성 화합물의 예는, R-NCO로 나타낼 수 있으며, 이때 R은 알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기이고, 이는 상기 기재된 바와 같은 임의의 알킬, 아릴 또는 알킬아릴 기일 수 있다. 생성된 알콕시실란 작용성 중합체는 화학식 III으로 표시되는 알콕시실란 기를 갖는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄 및 하기 화학식 IV로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 포함할 수 있다:
Figure 112019134041849-pct00009
(IV).
화학식 IV에서, n은 5 내지 50의 수이고, R9는 알킬렌 기이고, X는 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다. 화학식 IV로 표시되는 알콕시실란 작용성 쇄는, 본 발명의 중합체의 하나 또는 양쪽 말단 및/또는 측쇄(들)에 위치될 수 있으며, 단, 예컨대 화학식 III으로 표시되는 알콕시실란 기를 갖는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄도 또한 본 발명의 중합체 상에 위치된다.
본 발명은 또한 전술한 알콕시실란 작용성 중합체를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 코팅 조성물은 본 발명에 따른 하나의 유형의 알콕시실란 작용성 중합체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 코팅 조성물은 본 발명에 따른 상이한 유형의 상기 기재된 알콕시실란 작용성 중합체의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체는, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 중량% 이상 또는 0.1 중량% 이상으로 포함될 수 있다. 본 발명의 알콕시실란 작용성 중합체는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하 또는 3 중량% 이하로 포함될 수 있다. 알콕시실란 작용성 중합체의 양은 또한 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 10 중량%, 0.05 내지 8 중량%, 또는 0.1 내지 3 중량%와 같은 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 또한 유기 용매를 포함한다. 유기 용매는 상기 기재된 임의의 유기 용매를 포함할 수 있다. 유기 용매는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상, 75 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상을 포함할 수 있다.
코팅 조성물은 임의적으로, 촉매, 예컨대 산 촉매, 염기 촉매 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 산 촉매는 카복실산, 할로겐화 수소, 황산, 질산 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 카복실산의 비 제한적인 예는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 카프르산, 벤조산 및 이들의 조합을 포함하고, 할로겐화 수소의 비 제한적인 예는 불화 수소, 염화 수소, 브롬화 수소 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지는 않는다. 또한, 염기 촉매의 비 제한적인 예는 암모늄 하이드록사이드, N,N-디메틸벤제닐아민, 수산화 나트륨, 탄산 나트륨 및 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물은 또한 다른 임의적 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅 조성물은 또한 착색제를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "착색제"는, 조성물에 색상 및/또는 다른 불투명도 및/또는 다른 시각 효과를 부여하는 임의의 물질을 지칭한다. 착색제는 별개의(discrete) 입자, 분산액, 용액 및/또는 박편과 같은 임의의 적합한 형태로 코팅에 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2 종 이상의 착색제의 혼합물이 본 발명의 코팅에 사용될 수 있다.
예시적인 안료 및/또는 안료 조성물은 카바졸 디옥사진 조질 안료, 아조, 모노아조, 디아조, 나프톨 AS, 염 유형(박편), 벤즈이미다졸론, 이소인돌리논, 이소인돌린 및 폴리사이클릭 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 페리논, 디케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 디옥사진, 트리아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 디케토 피롤로 피롤 레드("DPPBO 레드"), 이산화 티탄, 카본 블랙, 및 이들의 조합을 포함하나, 이로 제한되지는 않는다. 용어 "안료" 및 "착색된 충전제"는 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
예시적인 염료는 프탈로 그린 또는 블루와 같은 용매 및/또는 수성 염료, 산화철, 비스무트 바나데이트, 및 이들의 혼합물 또는 조합물을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
색조의 예는 수계 또는 수혼화성 담체에 분산된 안료, 예컨대 데구사 인코포레이티드(Degussa, Inc.)에서 시판되는 아쿠아-켐(AQUA-CHEM) 896, 이스트만 케미칼 인코포레이티드의 애큐릿 디스퍼젼 디비젼(Accurate Dispersions Division)에서 시판되는 카리스마(CHARISMA) 착색제 및 맥시토너 산업용 착색제를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 코팅 조성물과 함께 사용될 수 있는 물질의 다른 비 제한적인 예는 가소제, 내마모성 입자, 운모, 활석, 점토 및 무기 광물을 포함하지만 이에 제한되지 않는 충전제, 산화 방지제, 계면 활성제, 유동 및 표면 제어제, 요변성제, 반응성 희석제, 반응 억제제 및 다른 통상적인 보조제를 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물에는 전술한 것 이외의 추가의 수지 및/또는 가교제를 함유하지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 추가의 수지 및/또는 가교제를 포함할 수 있다. 추가의 수지는 당업계에 공지된 임의의 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "열경화성"은 경화 또는 가교시 비가역적으로 "경화"되는 수지를 말하며, 여기서 중합체 사슬은 공유 결합에 의해 함께 결합된다. 이 특성은 일반적으로 예를 들어 열 또는 방사선에 의해 종종 유도되는 가교 반응과 관련이 있다. 경화 또는 가교 반응은 또한 주위 조건 하에서 수행될 수 있다. 일단 경화되면, 열경화성 수지는 열을 가해도 녹지 않으며 용매에 불용성이다. 언급한 바와 같이, 추가 수지는 또한 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "열가소성"은 공유 결합에 의해 연결되지 않아서 가열시 액체 유동을 겪을 수 있고 용매에 가용성인 중합체 성분을 포함하는 수지를 지칭한다.
추가의 수지는 예를 들어 폴리우레탄, 아크릴 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리아미드 중합체, 폴리에테르 중합체, 폴리실록산 중합체, 에폭시 수지, 비닐 수지, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 열경화성 수지는 전형적으로 반응성 작용기를 포함한다. 반응성 작용기는, 카복실산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 알콕시 기, 하이드록실 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아미드 기, 우레아 기, 이소시아네이트 기(블로킹된 이소시아네이트 기 포함), 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
열경화성 수지를 함유하는 코팅 조성물은 전형적으로 열경화성 수지상의 작용기와 반응하기 위해 당업계에 공지된 가교제를 포함한다. 본원에 사용된 용어 "가교제"는, 다른 작용기와 반응성이고 화학 결합을 통해 2개 이상의 단량체 또는 중합체 분자를 연결할 수 있는 2개 이상의 작용기를 포함하는 분자를 지칭한다. 열경화성 수지는 또한 그 자체로 반응성인 작용기를 가질 수 있으며, 이러한 방식으로, 이러한 수지는 자가-가교된다.
가교제의 비 제한적 예에는 카보디이미드, 폴리하이드라지드, 아지리딘, 에폭시 수지, 알킬화된 카바메이트 수지, (메트)아크릴레이트, 이소시아네이트, 블로킹된 이소시아네이트, 폴리산, 폴리아민, 폴리아미드, 아미노플라스트, 멜라민, 하이드록시알킬 우레아, 하이드록시알킬 아미드 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일부 예에서, 본 발명의 코팅 조성물은, 알콕시 기를 갖는 하나 이상의 추가 실리콘 중합체를 추가로 포함한다. 본 발명의 코팅 조성물과 함께 사용될 수 있는 시판되는 실리콘 중합체는 다우 코닝의 상표명 다우 코닝® 3074 인터미디에이트, 다우 코닝® 3037 인터미디에이트, 다우 코닝® US-CF-2403, 다우 코닝® US-CF 2405 및 다우 코닝® RSN-5314, 웨이커(Wacker)의 상표명 실레스(SILRES)® IC 235으로 시판된다. 상업적으로 입수가능한 실리콘 중합체는 또한 상표명 KR-510, X-40-9227, KR-480, KR-311 및 KR-300으로 신-이츠에서 시판된다. 본 발명의 코팅 조성물과 함께 사용될 수 있는 실리콘 중합체의 다른 비 제한적 예는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 출원 공개 제 2016/0280955 호의 단락 [0011] 내지 [0075] 및 본원에 기재된 실시예에 개시되어 있다.
본 발명의 코팅 조성물은, 전술한 바와 같은 알콕시실란 작용성 중합체를 형성한 후, 중합체를 유기 용매 중에서 혼합함으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 유기 용매는 중합 단계에서 직접 도입될 수 있다. 임의적으로, 임의의 다른 상기 기재된 성분이 중합체와 혼합될 수 있다. 코팅 조성물은 이후 기판 위에 적어도 부분적으로 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 코팅 산업에서 공지된 광범위한 기판에 적용될 수 있다.
적합한 기판의 비 제한적인 예는 자동차 기판, 산업용 기판, 패키징 기판, 항공기 및 항공기 부품, 선박, 베셀(vessel) 및 육상 및 해상 설비와 같은 해양 기판 및 부품, 목재 바닥 및 가구, 의류, 하우징 및 회로 보드를 포함하는 전자 기기, 유리 및 투명체, 골프 공을 비롯한 스포츠 장비 등을 포함한다. 이들 기판은 예를 들어 금속 또는 비금속일 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 기판은 전형적으로 하나 이상의 평평한 표면을 가지며, 종종 2개의 대향 표면을 갖는다. 하나 또는 양쪽의 표면이 본 발명의 코팅으로 코팅될 수 있다.
비금속 기판은 중합체, 플라스틱, 폴리올레핀, 셀룰로오스, 폴리스티렌, 폴리아크릴, 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 나일론, EVOH, 폴리락트산, 폴리카보네이트, 폴리카보네이트와 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(PC/ABS)의 블렌드, 목재, 베니어, 목재 복합재, 파티클 보드, 중밀도 섬유판, 시멘트, 스톤, 사파이어, 유리, 종이, 판지, 텍스타일, 가죽(합성 및 천연 둘다) 등을 포함한다.
적합한 플라스틱 기판의 구체적인 비 제한적 예는 폴리올(알릴 카보네이트) 단량체, 예를 들어, 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트)와 같은 알릴 디글리콜 카보네이트(이 단량체는 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드에 의해 상표 CR-39로 시판됨); 예를 들어, 폴리우레탄 예비중합체와 디아민 경화제의 반응에 의해 제조되는 폴리우레아-폴리우레탄 (폴리 우레아 우레탄) 중합체(이러한 중합체를 위한 조성물은 PPG 인더스트리즈 인코포레이티드의 상표명 트리벡스(TRIVEX)®로 시판됨); 폴리올(메트)아크릴로일 종결된 카보네이트 단량체; 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 단량체; 에톡실화된 페놀 메타크릴레이트 단량체; 디이소프로페닐 벤젠 단량체; 에톡실화된 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 단량체; 에틸렌 글리콜 비스메타크릴레이트 단량체; 폴리(에틸렌 글리콜) 비스메타크릴레이트 단량체; 우레탄 아크릴레이트 단량체; 폴리아미드; 트리아세테이트(TAC); 사이클로 올레핀 중합체(COP); 폴리(에톡실화된 비스페놀 A 디메타크릴레이트); 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 알코올); 폴리(염화 비닐); 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리우레탄; 폴리티오우레탄; 비스페놀 A 및 포스겐으로부터 유도된 카보네이트-결합 수지와 같은 열가소성 폴리카보네이트(하나의 이런 물질은 상표명 렉산으로 시판됨); 마일라(MYLAR) 상표로 판매되는 물질과 같은 폴리에스테르; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 부티랄; 폴리(메틸 메타크릴레이트), 예컨대 상표 플렉시글라스(PLEXIGLAS) 하에 판매되는 물질, 및 다작용성 이소시아네이트를 폴리티올 또는 폴리에피설파이드 단량체와 반응시켜 제조한 중합체(폴리티올, 폴리이소시아네이트, 폴리이소티오시아네이트, 및 임의적으로 에틸렌계 불포화 단량체 또는 할로겐화된 방향족-함유 비닐 단량체와의 단독중합 또는 공중합 및/또는 삼원공중합됨)로부터 제조된 기판을 포함한다. 이러한 단량체의 공중합체 및 전술된 중합체 및 공중합체와 다른 중합체의 블렌드가 또한 예를 들어 상호 침투 네트워크 제품을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
금속 기판의 예는 주석, 스틸(특히 전기 아연 도금 스틸, 냉간 압연 스틸, 핫-딥핑된 아연 도금 스틸 포함), 알루미늄, 알루미늄 합금, 아연-알루미늄 합금, 아연-알루미늄 합금으로 코팅된 스틸, 및 알루미늄 도금 스틸을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 금속 기판은 또한 고도로 연마된 스테인레스 스틸 기판을 포함할 수 있다.
유리 기판의 비 제한적인 예는 통상적인 무착색(untinted) 소다-라임-실리카 유리, 즉 "투명 유리"와 같은 소다-라임-실리카 유리, 또는 착색 다르게는 유색 유리, 보로실리케이트 유리, 고릴라(GORILLA)® 유리(코닝 인코포레이티드 시판) 또는 드래곤트레일® 유리(아사히 글라스 컴퍼니 리미티드 시판)와 같은 알루미노실리케이트 유리, 납(leaded) 유리, 강화된, 강화되지 않은, 어닐링된 또는 열-강화된 유리를 포함한다. 유리는 종래의 플로트(float) 유리 또는 평면 유리와 같은 임의의 유형일 수 있고, 투명 유리 기판과 같은 임의의 광학 특성을 갖는 임의의 조성물의 것일 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은, 가전 제품에서 확인되는 유리 기판, 플라스틱 기판 및 이들의 조합에 적용될 때 특히 유용하다. 기판은 투명할 수 있고 적어도 하나의 평평한 표면을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 코팅 조성물은 사람의 손가락에 의해 제어될 수 있는 랩탑, 태블릿, 휴대폰, 기타 휴대용 전자 장치 등에서 확인되는 유리 및/또는 플라스틱 기판에 적용될 수 있다. 이와 같이, 이러한 장치의 유리 및/또는 플라스틱 기판은 터치 스크린 또는 디스플레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 분무, 스핀 코팅, 딥 코팅 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 제한되지 않는 당업계에 공지된 다양한 수단에 의해 적용될 수 있다. 코팅 조성물이 기판에 적용된 후, 조성물은 주위 조건, 열 또는 화학 방사선(actinic radiation)과 같은 다른 수단으로 건조 또는 경화되어 코팅을 형성할 수 있다. 일부 예에서, 본 발명의 코팅 조성물은 50℃ 내지 150℃, 또는 75℃ 내지 125℃, 또는 90℃ 내지 110℃ 범위 내의 온도에서 가열되어 기판의 표면 상에 코팅을 형성한다.
본원에 사용된 용어 "주변 조건"은 주변 환경의 조건(예를 들어, 기판이 위치하는 실내 또는 실외 환경의 온도, 습도 및 압력)을 지칭한다. 용어 "화학 방사선"은 화학 반응을 개시할 수 있는 전자기 방사선을 지칭한다. 화학 방사선은 가시 광선, 자외선(UV) 광, X-선 및 감마선을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 코팅은 2 nm 내지 50 nm, 또는 5 nm 내지 25 nm, 또는 10 nm 내지 20 nm의 건조 필름 두께로 적용 및 경화될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 기판 표면에 직접 적용되어 기판 표면 위에 직접 코팅 층을 형성할 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 터치 스크린 또는 디스플레이를 포함하는 전자 장치의 표면 상에 형성된 제 1 코팅 층과 같은 제 1 코팅 층 위에 적용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 코팅 조성물은 제 1 코팅 층 위에 적용되고 경화되어 제 2 상부 코팅 층을 형성할 수 있다.
본원에 기재된 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 우수한 지문 방지 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 즉, 본 발명의 코팅은 기판 표면 상의 손가락의 마크 및 얼룩을 감소시키거나 방지할 수 있다. 코팅은 또한 물 접촉각 측정에 기초하여 우수한 내구성을 나타낸다. 물 접촉각은 VCA 옵티마 접촉각 측정 시스템의 사용 설명서에 따라 AST 프로덕츠 인코포레이티드의 VCA 옵티마 접촉각 측정 시스템에 의해 결정된다. 본원에 기재된 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 또한 코팅에서, 우수한 접착성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 바람직한 다른 특성을 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명의 일반적인 원리를 설명하기 위해 제공된다. 본 발명은 제시된 특정 예에 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 실시예에서의 모든 부 및 퍼센트는 달리 지시되지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1
알콕시실란 작용성 중합체의 제조
알콕시실란 작용성 중합체는 표 1에 열거된 성분들로부터 제조되었다.
성분 중량부
충전물 A
부틸 아세테이트 32.44
벤질 알코올 10.81
D,L-락티드 115.30
부틸 스탠산 1.36
트리페닐 포스파이트 1.36
충전물 B
디부틸 주석 디라우레이트 0.08
충전물 C
실퀘스트® A-링크 35 1 20.53
충전물 D
메틸 에틸 케톤 82.11
1 이소시아네이토프로필 트리메톡시 실란, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스(Momentive Performance Materials)로부터 상업적으로 입수가능.
충전물 A를, 모터 구동형 스테인레스 스틸 교반 블레이드, 수냉식 응축기, 질소 블랭킷, 및 온도 피드백 제어 장치를 통해 연결된 온도계를 갖는 가열 맨틀이 장착된 500 mL의 4 구 플라스크에 첨가하였다. 반응 혼합물을 130℃로 가열하고, 써모사이언티픽 니콜렛 iS5 FT-IR을 사용하여 IR 분광법이 특징적인 락티드 밴드(936 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 130℃에서 유지하였다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 70℃로 냉각시켰다. 이어서, 충전물 B를 70℃에서 첨가한 후, 충전물 C를 30 분에 걸쳐 첨가하였다. 다음에, 충전물 D를 충전물 C의 린스(rinse)로서 플라스크에 첨가하였다. IR 분광법이 특징적인 NCO 밴드(2269 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 반응 혼합물을 70℃에서 유지하였다. 반응 생성물을 실온으로 냉각시키고, 페인트 스트레이너를 통해 여과하였다. 생성된 실란 작용성 폴리에스테르는 고체 함량이 54.57%이고 중량 평균 분자량(Mw)이 2545 g/mol이었다.
중량 평균 분자량은 워터스 410 시차 굴절계(RI 검출기) 및 폴리스티렌 표준을 갖는 워터스 2695 분리 모듈을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정되었다. 용리제로서 테트라하이드로푸란(THF)을 1 ml min-1의 유속으로 사용하였고, 2개의 PL 겔 혼합 C 컬럼을 분리를 위해 사용하였다.
실시예 2
알콕시실란 작용성 중합체의 제조
알콕시실란 작용성 중합체는 표 2에 열거된 성분들로부터 제조되었다.
성분 중량부
충전물 A
부틸 아세테이트 86.51
벤질 알코올 10.81
ε-카프로락톤 171.21
스태너스 옥토에이트 0.23
충전물 B
실퀘스트® A-링크 35 1 20.53
충전물 C
부틸 아세테이트 82.11
충전물 A를, 모터 구동형 스테인레스 스틸 교반 블레이드, 수냉식 응축기, 질소 블랭킷, 및 온도 피드백 제어 장치를 통해 연결된 온도계를 갖는 가열 맨틀이 장착된 500 mL의 4 구 플라스크에 첨가하였다. 반응 혼합물을 130℃로 가열하고, 써모사이언티픽 니콜렛 iS5 FT-IR을 사용하여 IR 분광법이 특징적인 ε-카프로락톤 이중 피크 밴드(850 및 860 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 130℃에서 유지하였다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 70℃로 냉각시켰다. 70℃에서, 충전물 B를 30 분에 걸쳐 첨가한 후, 충전물 C로 린스하였다. IR 분광법이 특징적인 NCO 밴드(2269 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 반응 혼합물을 70℃에서 유지하였다. 반응 생성물을 실온으로 냉각시키고, 페인트 스트레이너를 통해 여과하였다. 생성된 실란 작용성 폴리에스테르는 고체 함량이 54.18%이고 Mw가 2933 g/mol이었다. Mw는 실시예 1에 기재된 바와 같이 결정되었다.
실시예 3
알콕시실란 작용성 중합체의 제조
알콕시실란 작용성 중합체는 표 3에 열거된 성분들로부터 제조되었다.
성분 중량부
충전물 A
부틸 아세테이트 136.62
3,3'-비스(트리메톡시실릴)디프로필아민 34.16
ε-카프로락톤 171.21
부틸 스탠산 1.36
충전물 B
디부틸 주석 디라우레이트 0.12
충전물 C
페닐 이소시아네이트 11.91
충전물 D
부틸 아세테이트 47.65
충전물 A를, 모터 구동형 스테인레스 스틸 교반 블레이드, 수냉식 응축기, 질소 블랭킷, 및 온도 피드백 제어 장치를 통해 연결된 온도계를 갖는 가열 맨틀이 장착된 500 mL의 4 구 플라스크에 첨가하였다. 반응 혼합물을 130℃로 가열하고, 써모사이언티픽 니콜렛 iS5 FT-IR을 사용하여 IR 분광법이 특징적인 ε-카프로락톤 이중 피크 밴드(850 및 860 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 130℃에서 유지하였다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 70℃로 냉각시켰다. 70℃에서, 충전물 B를 30 분에 걸쳐 첨가한 후, 충전물 C를 첨가하였다. 그 후, IR 분광법이 특징적인 NCO 밴드(2269 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 반응 혼합물을 70℃에서 유지하였다. 반응 생성물을 실온으로 냉각시키고, 페인트 스트레이너를 통해 여과하였다. 생성된 실란 작용성 폴리에스테르는 고체 함량이 58.20%이고 Mw가 1413 g/mol이었다. Mw는 실시예 1에 기재된 바와 같이 결정되었다.
실시예 4
알콕시실란 작용성 중합체의 제조
알콕시실란 작용성 중합체는 표 4에 열거된 성분들로부터 제조되었다.
성분 중량부
충전물 A
부틸 아세테이트 51.94
비바(VYBAR)TM H-6164 중합체 2 51.94
ε-카프로락톤 45.66
스태너스 옥토에이트(주석 II) 0.45
충전물 B
실퀘스트® A-링크 35 1 10.26
충전물 C
부틸 아세테이트 20.53
충전물 D
페닐 이소시아네이트 5.96
충전물 E
부틸 아세테이트 5.96
2 베이커 휴즈(Baker Hughes)로부터 시판되는 하이드록실 작용성 폴리올레핀 오일.
충전물 A를, 모터 구동형 스테인레스 스틸 교반 블레이드, 수냉식 응축기, 질소 블랭킷, 및 온도 피드백 제어 장치를 통해 연결된 온도계를 갖는 가열 맨틀이 장착된 500 mL의 4 구 플라스크에 첨가하였다. 반응 혼합물을 130℃로 가열하고, 써모사이언티픽 니콜렛 iS5 FT-IR을 사용하여 IR 분광법이 특징적인 ε-카프로락톤 이중 피크 밴드(850 및 860 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 130℃에서 유지하였다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물을 70℃로 냉각시켰다. 70℃에서, 충전물 B를 30 분에 걸쳐 첨가한 후, 충전물 C로 린스하였다. IR 분광법이 특징적인 NCO 밴드(2269 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 반응 혼합물을 70℃에서 유지하였다. 충전물 D를 30 분에 걸쳐 첨가한 후 충전물 E로 린스하였다. IR 분광법이 특징적인 NCO 밴드(2269 cm-1)가 없음을 나타낼 때까지 반응 혼합물을 70℃에서 유지하였다. 반응 생성물을 실온으로 냉각시키고, 페인트 스트레이너를 통해 여과하였다. 생성된 실란 작용성 폴리에스테르는 고체 함량이 60.10%이고 Mw가 6500 g/mol이었다. Mw는 실시예 1에 기재된 바와 같이 결정되었다.
실시예 5 내지 8
코팅 조성물의 제조
표 5에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 4의 알콕시실란 작용성 중합체로 4개의 상이한 코팅 조성물을 제조하였다.
성분 실시예 5 (g) 실시예 6 (g) 실시예 7 (g) 실시예 8 (g)
중합체 실시예 1 0.2
중합체 실시예 2 0.2
중합체 실시예 3 0.2
중합체 실시예 4 0.2
탈이온수 0.95 0.95 0.95 0.95
다와놀(Dowanol) PM 98.55 98.55 98.55 98.55
N,N-디메틸벤제닐아민 0.2
4.68% HNO3 0.5
각각의 실시예 5 내지 8의 표 5에 열거된 성분을 250 mL 용기에서 독립적으로 칭량하고 진탕기에서 혼합하였다.
실시예 9
코팅의 적용 및 평가
소다 라임 유리 기판을 먼저 이소프로필 알코올로 세정한 후, 하기 조건으로 분무법을 사용하여 플라즈마 처리로 전처리 하였다: 건(gun) 거리 8 인치; 포트 압력 6psi; 분무 공기 압력 20psi; 횡단 속도 1000; 및 팬 공기 압력 30 psi. 이어서, 실시예 5 내지 8의 조성물을 함유하는 다양한 코팅을, 기판의 제 2 절반을 비 코팅된 상태로 유지하면서 기판의 절반에 독립적으로 적용하였다. 기판의 코팅된 부분을 100℃에서 10 분 동안 경화시켜 각각의 기판 위에 코팅을 형성하였다.
경화된 코팅의 물 접촉각은 AST 프로덕츠 인코포레이티드(Products, Inc.)로부터 입수가능한 VCA 옵티마 접촉각 측정 시스템을 사용하여 시험되었다. 물 접촉각은, ASTM D6279-15에 따라 CS-17 또는 다른 유형의 고무 스틱과 1kg의 적용 하중을 갖는 분당 60 사이클의 테이버(Taber) 모델 5750 선형 마모기를 사용하여 건식 이레이저(eraser) 마모 시험의 수행 전후에 시험하였다. 결과를 표 6에 나타냈다.
코팅에 사용된 조성물 초기 WCA3 500 사이클 후 WCA4 1000 사이클 후 WCA5 2000 사이클 후 WCA6
실시예 5 68-70° N/A 27-28° N/A
실시예 6 69° 54° N/A 51°
실시예 7 61° N/A N/A 49°
실시예 8 80° 56° N/A 47°
3 초기 물 접촉각(WCA).
4 500 사이클 이레이저 마모 후 물 접촉각(WCA).
5 1000 사이클 이레이저 마모 후 물 접촉각(WCA).
6 2000 사이클 이레이저 마모 후 물 접촉각(WCA).
코팅은 또한 소다 라임 유리상의 코팅되지 않은 및 코팅된 부분상의 지문을 비교하고, 상이한 코팅된 소다 라임 유리 기판상의 지문을 비교함으로써 지문 방지 성능에 대해 시험되었다. 실시예 5 내지 8의 조성물로부터 형성된 코팅은 모두 우수한 지문 방지 성능을 나타냈다. 도 1은 상이한 배율로 실시예 6의 조성물로 코팅된 기판의 코팅된 부분 및 코팅되지 않은 부분의 지문을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판의 코팅된 부분의 지문이 상당히 감소되었다.
본 발명은 또한 다음의 항목들에 관한 것이다.
항목 1: (a) 유기 용매; 및
(b) 하나 이상의 에스테르 결합 및 하나 이상의 우레탄 결합을 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체
를 포함하는 코팅 조성물로부터 제조된 지문 방지 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판으로서, 이때 상기 중합체는
(i) 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 화합물;
(ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및
(iii) 이소시아네이트 작용성 화합물
을 포함하는 성분으로부터 제조되고,
상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 포함하는, 기판.
항목 2: 항목 1에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 화합물이 하이드록실 작용성 화합물을 포함하고,
상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 작용기를 포함하는, 기판.
항목 3: 항목 1 또는 2에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 I로 표시되는 것인, 기판:
Figure 112019134041849-pct00010
(I)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R1은 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
Z는
Figure 112019134041849-pct00011
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
항목 4: 항목 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,
상기 분자내 사이클릭 에스테르가 락티드, 락톤, 글리콜라이드 또는 이들의 조합을 포함하는, 기판.
항목 5: 항목 1에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 화합물이 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 기판.
항목 6: 항목 1 또는 5에 있어서,
상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 함유하지 않는, 기판.
항목 7: 항목 1, 5 및 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 II로 표시되는 것인, 기판:
Figure 112019134041849-pct00012
(II)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R4 및 R5는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
X는 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
각각의 Z는 독립적으로
Figure 112019134041849-pct00013
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, R6는 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
항목 8: 항목 1에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 화합물이, 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체를 포함하고,
상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하는, 기판.
항목 9: 항목 8에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 중합체가, 3개 이상의 하이드록실 작용기를 포함하는 분지형 중합체인, 기판.
항목 10: 항목 1, 8 및 9 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체를 제조하기 위한 성분이 2개 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하고, 제 1 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하고, 제 2 이소시아네이트 작용성 화합물은 알콕시실란 기를 함유하지 않는, 기판.
항목 11: 항목 1 및 8 내지 10 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 III으로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 포함하는, 기판:
Figure 112019134041849-pct00014
(III)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R7 및 R8은 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
Z는
Figure 112019134041849-pct00015
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
항목 12: 항목 10 또는 11 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 IV로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 추가로 포함하는, 기판:
Figure 112019134041849-pct00016
(IV)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R9는 알킬렌 기이고,
X는 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다.
항목 13: 항목 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 500 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 갖는, 기판.
항목 14: 항목 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서,
상기 코팅 조성물이 촉매를 추가로 포함하는, 기판.
항목 15: 항목 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
상기 코팅 조성물이 실리콘 중합체를 추가로 포함하는, 기판.
항목 16: 항목 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서,
상기 기판이 전자 장치인, 기판.
항목 17: 항목 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서,
상기 기판이, 상기 지문 방지 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 터치 스크린 또는 디스플레이를 포함하는, 기판.
항목 18: 하나 이상의 에스테르 결합, 하나 이상의 우레탄 결합 및 2개 이상의 알콕시실란 작용기를 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체로서, 상기 중합체는
(i) (a) 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체; (b) 아미노 기를 포함하는 비-중합체성 화합물; 및 (c) 이들의 조합으로부터 선택된 활성 수소 작용성 화합물;
(ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및
(iii) 이소시아네이트 작용성 화합물
을 포함하는 성분으로부터 제조되고, 여기서
상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 19: 항목 18에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 화합물이 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 20: 항목 18 또는 19에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 II로 표시되는 것인, 알콕시실란 작용성 중합체:
Figure 112019134041849-pct00017
(II)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고, X는 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
각각의 Z는 독립적으로
Figure 112019134041849-pct00018
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, R6는 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
항목 21: 항목 18에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 화합물이, 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체를 포함하고,
상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 22: 항목 18 또는 21에 있어서,
상기 활성 수소 작용성 중합체가 3 개 이상의 하이드록실 작용기를 포함하는 분지형 중합체인, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 23: 항목 18, 21 및 22 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체를 제조하기 위한 성분이 2개 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하고, 이때
제 1 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하고,
제 2 이소시아네이트 작용성 화합물은 알콕시실란 작용기를 함유하지 않는,
알콕시실란 작용성 중합체.
항목 24: 항목 18 및 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 III으로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체:
Figure 112019134041849-pct00019
(III)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R7 및 R8은 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
Z는
Figure 112019134041849-pct00020
로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
항목 25: 항목 23 또는 24에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 IV로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 추가로 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체:
Figure 112019134041849-pct00021
(IV)
상기 식에서,
n은 5 내지 50의 수이고,
R9는 알킬렌 기이고,
X는 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다.
항목 26: 항목 18 내지 25 중 어느 하나에 있어서,
상기 알콕시실란 작용성 중합체가 500 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 갖는, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 27: 항목 18 내지 26 중 어느 하나에 있어서,
상기 분자내 사이클릭 에스테르가 락티드, 락톤, 글리콜라이드 또는 이들의 조합을 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
항목 28: (a) 유기 용매; 및
(b) 항목 18 내지 27 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 알콕시실란 작용성 중합체
를 포함하는 코팅 조성물.
항목 29: 항목 28에 있어서,
촉매를 추가로 포함하는 코팅 조성물.
본 발명의 특정 실시양태가 예시의 목적으로 전술되었지만, 본 발명의 세부 사항의 많은 변형은 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명을 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (30)

  1. (a) 유기 용매; 및
    (b) 하나 이상의 에스테르 결합(linkage) 및 하나 이상의 우레탄 결합을 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체
    를 포함하는 코팅 조성물로부터 제조된 지문 방지(anti-fingerprint) 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판으로서, 이때 상기 중합체는
    (i) 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 화합물;
    (ii) 분자내(intramolecular) 사이클릭 에스테르; 및
    (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물
    을 포함하는 성분으로부터 제조되고,
    상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 작용기를 포함하는, 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 화합물이 하이드록실 작용성 화합물을 포함하고,
    상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 작용기를 포함하는, 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 I로 표시되는 것인, 기판:
    Figure 112019134041849-pct00022
    (I)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R1은 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
    R2 및 R3는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
    Z는
    Figure 112019134041849-pct00023
    로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분자내 사이클릭 에스테르가 락티드, 락톤, 글리콜라이드 또는 이들의 조합을 포함하는, 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 화합물이 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 함유하지 않는, 기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 II로 표시되는 것인, 기판:
    Figure 112019134041849-pct00024
    (II)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R4 및 R5는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
    X는 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
    각각의 Z는 독립적으로
    Figure 112019134041849-pct00025
    로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, R6는 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 화합물이, 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체를 포함하고,
    상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하는, 기판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 중합체가, 3개 이상의 하이드록실 작용기를 포함하는 분지형 중합체인, 기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체를 제조하기 위한 성분이 2개 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하고, 제 1 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하고, 제 2 이소시아네이트 작용성 화합물은 알콕시실란 기를 함유하지 않는, 기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 III으로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트(pendant) 쇄를 포함하는, 기판:
    Figure 112019134041849-pct00026
    (III)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R7 및 R8은 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
    Z는
    Figure 112019134041849-pct00027
    로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 IV로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 추가로 포함하는, 기판:
    Figure 112019134041849-pct00028
    (IV)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R9는 알킬렌 기이고,
    X는 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 500 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 갖는, 기판.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 조성물이 촉매를 추가로 포함하는, 기판.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 조성물이 실리콘 중합체를 추가로 포함하는, 기판.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 전자 장치인, 기판.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이, 상기 지문 방지 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 터치 스크린 또는 디스플레이를 포함하는, 기판.
  18. 하나 이상의 에스테르 결합, 하나 이상의 우레탄 결합 및 2개 이상의 알콕시실란 작용기를 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체로서, 상기 중합체는
    (i) (a) 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체; (b) 아미노 기를 포함하는 비-중합체성 화합물; 및 (c) 이들의 조합으로부터 선택된 활성 수소 작용성 화합물;
    (ii) 분자내 사이클릭 에스테르; 및
    (iii) 이소시아네이트 작용성 화합물
    을 포함하는 성분으로부터 제조되고, 여기서
    상기 활성 수소 작용성 화합물 (i), 상기 이소시아네이트 작용성 화합물 (iii), 또는 (i) 및 (iii) 둘다는 하나 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 화합물이 아미노 기 및 2개 이상의 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 II로 표시되는 것인, 알콕시실란 작용성 중합체:
    Figure 112019134041849-pct00029
    (II)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 알킬렌 기이고, X는 알킬 기, 아릴 기, 또는 알킬아릴 기이고,
    각각의 Z는 독립적으로
    Figure 112019134041849-pct00030
    로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, R6는 알킬렌 기이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 화합물이, 하나 이상의 하이드록실 기, 아미노 기, 티올 기 또는 이들의 조합을 포함하는 활성 수소 작용성 중합체를 포함하고,
    상기 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 활성 수소 작용성 중합체가 3 개 이상의 하이드록실 작용기를 포함하는 분지형 중합체인, 알콕시실란 작용성 중합체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체를 제조하기 위한 성분이 2개 이상의 이소시아네이트 작용성 화합물을 포함하고, 이때
    제 1 이소시아네이트 작용성 화합물이 알콕시실란 기를 포함하고,
    제 2 이소시아네이트 작용성 화합물은 알콕시실란 작용기를 함유하지 않는,
    알콕시실란 작용성 중합체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 III으로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체:
    Figure 112019134041849-pct00031
    (III)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R7 및 R8은 각각 독립적으로 알킬렌 기이고,
    Z는
    Figure 112019134041849-pct00032
    로 나타내는 기이고, 이때 a는 1 내지 3의 수이고, W는 알킬 기이고, Y는 알콕시 기이다.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 하기 화학식 IV로 표시되는 하나 이상의 말단 및/또는 펜던트 쇄를 추가로 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체:
    Figure 112019134041849-pct00033
    (IV)
    상기 식에서,
    n은 5 내지 50의 수이고,
    R9는 알킬렌 기이고,
    X는 알킬 기, 아릴 기 또는 알킬아릴 기이다.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체가 500 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 갖는, 알콕시실란 작용성 중합체.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 분자내 사이클릭 에스테르가 락티드, 락톤, 글리콜라이드 또는 이들의 조합을 포함하는, 알콕시실란 작용성 중합체.
  28. (a) 유기 용매; 및
    (b) 제 18 항에 따른 하나 이상의 알콕시실란 작용성 중합체
    를 포함하는 코팅 조성물.
  29. 제 28 항에 있어서,
    촉매를 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 방지 코팅은 2 nm 내지 50 nm의 건조 필름 두께를 포함하는, 기판.
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