KR102575107B1 - 기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템은 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드를 포함한다:
[화학식 A]
Figure 112021013903294-pct00030

상기 식에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로
Figure 112021013903294-pct00031

로부터 선택되고;
각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고, 각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고, 각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고, 각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이다. 또한, x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다. 수성 시스템은 물; 및 -OH, -NHR3(여기서, R3은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기임), -NH2, -COOH, -SH 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택된 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물을 포함한다.

Description

기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템
본원은 일반적으로 기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 수성 시스템은 폴리카보다이이미드; 상기 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물; 및 물을 포함한다.
카보다이이미드는 카복시산을 다른 보다 유용한 기, 예컨대 아미드 및 에스터로 전환시키는 펩티드 및 유기 합성의 분야에서 널리 사용되는 축합 시약이다. 또한, 카보다이이미드와 카복시산 사이의 신속한 반응은 카보다이이미드가 에스터계 중합체를 위한 산 제거제 및 가수분해 안정화제로서 작용하는 것을 가능하게 한다. 카보다이이미드는 산업에서 많은 용도를 찾았다. 그러나, 특히 방향족 카보다이이미드는 코팅에서 적합한 적용례를 찾지 못했다. 따라서, 개선 및 발전의 기회가 남아있다.
본원은 기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템을 제공한다. 상기 수성 시스템은 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드를 포함한다:
[화학식 A]
상기 화학식 A에서, 각각의 R1 및 R2는 독립적으로 하기로부터 선택된다:
Figure 112019091374097-pct00002
Figure 112019091374097-pct00003
또한, 상기 화학식 A에서, 각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고, 각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고, 각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고, 각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이다. 또한, x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다. 또한, 수성 시스템은 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물을 포함한다. 각각의 반응성 기는 -OH, -NHR3, -NH2, -COOH, -SH 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되되, R3은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기이다. 또한, 수성 시스템은 물을 포함한다.
첨부된 도면과 관련하여 고려될 때 하기 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있으므로, 본원의 다른 유리점은 용이하게 이해될 수 있다:
도 1a는 폴리올 첨가 전 실시예의 수성 분산액의 입자 크기를 보여주는 막대 그래프이다;
도 1b는 폴리올 첨가 후 실시예의 수성 분산액의 입자 크기를 보여주는 막대 그래프이다;
도 2는 실온에서 9일 동안 에이징 전후 실시예 수성 분산액의 FT-IR 스펙트럼이다.
본원은 기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템(본원에서 "시스템"으로도 기재됨) 및 코팅 자체를 제공한다. 상기 시스템은 다르게는 수계로서 기재될 수 있어, 코팅은 수성 코팅으로서 기재될 수 있다. 용어 "수계"는 전형적으로 시스템이 시스템의 총 중량을 기준으로 10, 9, 8, 7, 6, 5 4, 3, 2, 1, 0.5 또는 0.1 중량% 이하의 용매를 포함하는 것을 말한다. 한 실시양태에서, 시스템은 전적으로 용매를 미함유한다. 다시 말해서, 전형적으로 물이 용매를 대신하여 거의 대부분 사용된다. 그러나, 일부 잔여 용매가 예를 들어 약 10 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 물 자체는 전형적으로 시스템 100 중량부 당 1 내지 99 중량부, 5 내지 95 중량부, 10 내지 95 중량부, 10 내지 50 중량부, 15 내지 90 중량부, 20 내지 85 중량부, 25 내지 80 중량부, 30 내지 75 중량부, 35 내지 70 중량부, 40 내지 65 중량부, 45 내지 60 중량부, 50 내지 55 중량부 또는 55 내지 60 중량부의 양으로 시스템에 존재한다. 다시 말해서, 시스템은 전형적으로 (100 - 물의 중량%)의 고체 함량을 갖는다. 추가의 비제한적인 실시양태에서, 전술된 값 사이의 모든 값 및 범위가 명백히 고려된다.
최소화되거나 제거되는 전술된 용매는 전형적으로 유기 용매이다. 예를 들어, 유기 용매는 극성이거나 비극성일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유기 용매는 다이메톡시에터, 테트라하이드로퓨란, 부틸아세테이트, 자일렌, 메틸 에틸 케톤, 메톡시프로필아세테이트, 아세톤 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
다른 실시양태에서, 유기 용매는 알코올, 다이메톡시에터, 테트라하이드로퓨란, 부틸아세테이트, 지방족 및 방향족 탄화수소, 메틸 에틸 케톤, 메톡시프로필아세테이트, 1-클로로-4 (트라이플루오로메틸)벤젠, 아세톤 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 다른 실시양태에서, 유기 용매는 알코올, 에터, 케톤, 아세테이트 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 추가적 실시양태에서, 유기 용매는 알코올, 글리콜, 할로겐화되고/되거나 할로겐화되지 않은 지방족 및 방향족 탄화수소, 에스터, 케톤, 에터 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
시스템은 비제한적으로 주문자 상표 부착 생산(OEM) "마감" 코팅, 애프터마켓 "재마감" 코팅, 자동차 코팅, 보호용 코팅, 필름, 나무 코팅, 플라스틱용 코팅, 잉크, 나무 바인더 접착제, 봉합재, 젤, 실란트, 이형 코팅, 컨포멀 코팅(conformal coating) 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 적용례에 사용될 수 있다. 가장 전형적으로, 시스템은 자동차 OEM 마감 코팅 또는 자동차 재마감 코팅으로서 프라이머로서 사용된다. 이들 코팅은 수성 코팅으로서 기재될 수 있고, 각각은 분명히 본원에서 옵션으로서 고려될 수 있다.
다양한 다른 실시양태에서, 시스템은 분산액으로서 및/또는 OEM 및 대형차량 마감칠, 잉크, 나무, 금속 및 플라스틱용 코팅, 건축 적용례, 뿐만 아니라 직물, 유리 및 종이의 코팅을 위해 사용된다. 또한, 수계 시스템은 비-통상적 코팅 적용례, 예컨대 화장품 및 의료 기술에 사용될 수 있는 가능성을 갖는다. 또한, 시스템은 사용되어 다양한 금속 기판 상에 프라이머 코트, 미드 코드, 베이스 코트 및 탑 코트를 형성할 수 있다.
폴리카보다이이미드
시스템은 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드를 포함한다:
[화학식 A]
Figure 112019091374097-pct00004
상기 화학식 A에서, 각각의 R1 및 R2는 독립적으로 하기로부터 선택된다:
Figure 112019091374097-pct00005
Figure 112019091374097-pct00006
다양한 실시양태에서, 폴리카보다이이미드는 하기 화학식의 구조를 갖는다:
Figure 112019091374097-pct00007
Figure 112019091374097-pct00008
Figure 112019091374097-pct00009
Figure 112019091374097-pct00010
또한, 이들 구조에서, 각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위이다. 또한, 각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수, 예를 들어 5 내지 95, 10 내지 90, 15 내지 85, 20 내지 80, 25 내지 75, 30 내지 70, 35 내지 65, 40 내지 60, 45 내지 55 또는 50 내지 55, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위이다.
하나 이상의 폴리카보다이이미드가 사용될 수 있음이 고려된다. 하나 초과가 사용되는 경우, 추가적 폴리카보다이이미드는 상기에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있거나 상이한 구조, 예를 들어 당분야에 공지된 임의의 폴리카보다이이미드의 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 2, 3 또는 4개의 폴리카보다이이미드가 사용된다.
또한, 각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고, 각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이다. 다양한 실시양태에서, 각각의 w는 독립적으로 1, 2 또는 3이다. 그러나, 각각의 w가 독립적으로 3 초과, 예를 들어 4, 5, 6, 7 또는 8일 수 있음이 고려된다. 용어 "알콕시"는 전형적으로 산소 원자에 단독으로 결합되고 차례로 전형적으로 수소 원자에 결합된 알킬 잔기, 예를 들어 알킬-O-H를 말한다. 용어 "폴리알콕시" 기는 전형적으로 함께 결합된 2개 이상의 알콕시 기를 말한다.
대안적 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 1500 내지 2000 mg KOH/g, 1550 내지 1950 mg KOH/g, 1600 내지 1900 mg KOH/g, 1650 내지 1850 mg KOH/g, 1700 내지 1800 mg KOH/g, 1700 내지 1750 mg KOH/g 또는 1750 내지 1800 mg KOH/g의 하이드록시가(hydroxyl number)를 갖는 트라이-하이드록시 작용성 폴리올로부터 유도된다. 다양한 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 800 내지 1200 mg KOH/g, 850 내지 1150 mg KOH/g, 900 내지 1100 mg KOH/g, 950 내지 1050 mg KOH/g, 950 내지 1000 mg KOH/g 또는 1000 내지 1050 mg KOH/g의 하이드록시가를 갖는 트라이-하이드록시 작용성 폴리올로부터 유도된다. 다른 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 200 내지 400 mg KOH/g, 250 내지 350 mg KOH/g, 250 내지 300 mg KOH/g 또는 300 내지 350 mg KOH/g의 하이드록시가를 갖는 트라이-하이드록시 작용성 폴리올로부터 유도된다. 다른 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 20 내지 400 mg KOH/g, 30 내지 390 mg KOH/g, 40 내지 380 mg KOH/g, 50 내지 370 mg KOH/g, 60 내지 360 mg KOH/g, 70 내지 350 mg KOH/g, 80 내지 340 mg KOH/g, 90 내지 330 mg KOH/g, 100 내지 320 mg KOH/g, 110 내지 310 mg KOH/g, 120 내지 300 mg KOH/g, 130 내지 290 mg KOH/g, 140 내지 280 mg KOH/g, 150 내지 270 mg KOH/g, 160 내지 260 mg KOH/g, 170 내지 250 mg KOH/g, 180 내지 240 mg KOH/g, 190 내지 230 mg KOH/g, 200 내지 220 mg KOH/g, 200 내지 210 mg KOH/g 또는 210 내지 220 mg KOH/g의 하이드록시가를 갖는 트라이-하이드록시 작용성 폴리올로부터 유도된다. 다른 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 글리세린 및/또는 트라이메틸올프로판으로부터 유도된다. 추가적 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 이들의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 유도된다. 대안적으로, 각각의 Y는 독립적으로 다이올로부터 유도될 수 있다. 또한, 각각의 Y는 독립적으로 모노올, 예를 들어 1-데칸올, 2-프로필-1-헵탄올, 2-에틸-헥산올 또는 이들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 대안적으로, 각각의 Y는 독립적으로 폴리에스터 중합체로부터 유도되는 것으로 기재될 수 있다. 사용되는 모노올, 다이올 및 폴리올은 하기 예에 제시되는 것, 예를 들어 글리세린, 플루라콜(Pluracol) 858, 플루라콜 GP 430, 플루라콜 GP 730 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 추가적 실시양태에서, 각각의 Y는, 4, 5, 6, 7 또는 8의 하이드록시 작용성 또는 이들의 조합인 폴리올로부터 유도되는 것으로 기재될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 각각의 Y는 독립적으로 전술된 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 폴리카보다이이미드가 2개의 Y 기를 갖는 경우, 이는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 한 실시양태에서, Y는 트라이메틸올프로판이거나 이로부터 유도된다.
또한, x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다. 다양한 실시양태에서, x, Y, 및 전체 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0.5 내지 1.5):(2.5 내지 4.5)의 비로 존재한다. 추가적 실시양태에서, 첫 번째 값인 (4 내지 5)는 4.1 내지 4.9, 4.2 내지 4.8, 4.3 내지 4.7, 4.4 내지 4.6, 4.4 내지 4.5, 4.5 내지 4.6, 또는 이의 임의의 다른 범위로 추가로 정의될 수 있다. 다른 실시양태에서, 두 번째 값인 (0 내지 1.5)는 0.5 내지 1.5, 0.6 내지 1.4, 0.7 내지 1.3, 0.8 내지 1.2, 0.9 내지 1.1, 0.9 내지 1, 1 내지 1.1 또는 이의 임의의 다른 범위로 추가로 정의될 수 있다. 추가적 실시양태에서, 세 번째 값인 (0 내지 4.5)는 0.1 내지 4.5, 0.2 내지 4.4, 0.3 내지 4.3, 0.4 내지 4.2, 0.5 내지 4.1, 0.6 내지 4, 0.7 내지 3.9, 0.8 내지 3.8, 0.9 내지 3.7, 1 내지 3.6, 1.1 내지 3.5, 1.2 내지 3.4, 1.3 내지 3.3, 1.4 내지 3.2, 1.5 내지 3.1, 1.6 내지 3, 1.7 내지 2.9, 1.8 내지 2.8, 1.9 내지 2.7, 2 내지 2.6, 2.1 내지 2.5, 2.2 내지 2.4, 2.3 내지 2.4, 2.5 내지 4.4, 2.6 내지 4.4, 2.7 내지 4.3, 2.8 내지 4.2, 2.9 내지 4.1, 3 내지 4, 3.1 내지 3.9, 3.2 내지 3.8, 3.3 내지 3.7, 3.4 내지 3.6, 3.4 내지 3.5 또는 3.5 내지 3.6으로 추가로 정의될 수 있다. 다양한 비제한적인 실시양태에서, 전술된 값을 포함하는 그 값 사이의 모든 값 및 범위가 분명히 고려된다.
폴리카보다이이미드는 전형적으로 시스템 100 중량부 당 5 내지 80 중량부, 10 내지 75 중량부, 15 내지 70 중량부, 20 내지 65 중량부, 25 내지 60 중량부, 30 내지 55 중량부, 35 내지 50 중량부, 40 내지 45 중량부 또는 45 내지 50 중량부의 양으로 존재한다. 추가의 비제한적인 실시양태에서, 전술된 값 사이의 모든 값 및 범위가 분명히 고려된다.
반응성 화합물
또한, 시스템은 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물을 포함한다. 각각의 반응성 기는 독립적으로 -OH, -NHR3(여기서, R3은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기임), -NH2, -COOH, -SH 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 반응성 화합물은 2개 이상의 반응성 기를 가져 중합체의 성장을 허용하여 코팅을 형성한다. 예를 들어, 단지 단일 반응성 기만을 갖는 반응성 화합물이 사용되는 경우, 반응성 화합물은 쇄 스토퍼(chain stopper)로서 작용할 것이다. 그러나, 이러한 쇄 스토퍼가 쇄 길이 및 중합체 성장을 조절하는 첨가제로서 사용될 수 있음이 고려된다. 그러나, 이러한 쇄 스토퍼가 사용되는 경우, 이는 전술된 반응성 화합물일 수 있거나 그와 상이할 수 있다. 반응성 기의 선택에 따라, 반응은 촉매(예를 들어 아민 및/또는 유기 금속, 또는 둘 모두) 또는 열, 또는 둘 모두를 요구할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 반응성 화합물은 2, 3, 4, 5개 이상의 반응성 기를 포함한다. 반응성 기 각각의 하나는 -OH, -NHR3, -NH2, -COOH, -SH 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 따라서, 반응성 화합물의 반응성 기 모두는 동일할 수 있거나 이는 서로 상이할 수 있다. 전술된 반응성 기의 혼합물이 사용될 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 -OH 기를 포함하는 경우, 상기 -OH 기는 폴리카보다이이미드와 반응하여 폴리이소우레아를 형성할 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 -NHR3 기를 포함하는 경우, 상기 -NHR3 기는 폴리카보다이이미드와 반응하여 폴리구아니딘을 형성할 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 -NH2 기를 포함하는 경우, 상기 -NH2 기는 폴리카보다이이미드와 반응하여 폴리구아니딘을 형성할 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 -COOH 기를 포함하는 경우, 상기 -COOH 기는 폴리카보다이이미드와 반응하여 폴리-n-아크릴우레아를 형성할 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 -SH 기를 포함하는 경우, 상기 -SH 기는 폴리카보다이이미드와 반응하여 폴리이소티오우레아를 형성할 수 있다. 반응성 화합물이 하나 이상의 전술된 기 중 하나 초과를 포함하는 경우, 반응성 기 각각의 하나는, 전체로서 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물의 반응 생성물이 폴리이소우레아, 폴리구아니딘, 폴리-n-아크릴우레아 또는 폴리이소티오우레아로 분류되지 않더라도, 폴리카보다이이미드와 반응하여 다양한 이소우레아, n-아크릴우레아, 구아니딘 또는 이소티오우레아 연결을 형성할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 하기와 같은 상업적 제품이 사용될 수 있다: COOH(크로다 프로덕츠(Croda products), SMA, 존크릴(Joncryl), 포화 및 불포화 폴리에스터); OH(플루라콜, 존크릴 폴리올); NH/NH2(제피민(Jeffimine)); SH(티오콜(Thiokol)/티오플라스트(Thioplast)) 및 이들의 조합.
다양한 실시양태에서, 시스템의 NCN/EH의 인덱스 범위는 50 내지 500, 50 내지 450, 100 내지 400, 150 내지 350, 200 내지 300, 250 내지 300, 50 내지 150, 55 내지 145, 60 내지 140, 65 내지 135, 70 내지 130, 75 내지 125, 80 내지 120, 85 내지 115, 90 내지 110, 95 내지 105 또는 95 내지 100이다. 다양한 비제한적인 실시양태에서, 전술된 값을 포함하는 그 값 사이의 모든 값 및 범위가 분명히 고려된다.
다양한 실시양태에서, 사용할 각각의 성분의 양의 계산은 당분야에 공지된 바와 같이 인덱스(예를 들어 100±50)를 기반으로 한다. 예를 들어, 반응성 성분의 당량 및 폴리카보다이이미드의 당량이 폴리카보다이이미드 100의 인덱스에서 폴리카보다이이미드와 반응하는 반응성 성분의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다(예를 들어 1:1 당량). 다른 성분, 예컨대 물, 계면활성제 등이, 일부 실시양태에서, 일반적으로 비-반응성 첨가제로 고려될 수 있다. 그러나, 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 이들이 높은 반응성 작용성(예를 들어 하이드록시 #)과 함께 충분히 큰 농도로 존재하는 경우, 이들은 사용할 양을 결정하기 위해 수지 하이드록시가에 포함될 수 있다.
물
또한, 수성 시스템은 물을 포함한다. 물은 임의의 유형 및 순도의 물, 예를 들어 수돗물, 우물물, 정제수, 증류수 등일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 시스템은 먼저 상기에 기재된 바와 같은 양으로 물을 포함한다.
첨가제
또한, 시스템은 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 첨가제는 당분야에 공지된 안료, 무기 충전제, 유동 조절제, 비-이온성, 양이온성 또는 음이온성 계면활성제, 분산제, 유기금속계 주석/비스무트 촉매, 금속 카복시레이트 등 및/또는 아민, 폴리우레탄 촉매, 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
안료는 특별히 제한되지 않고 당분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 안료는 이산화 티타늄(TiO2), 산화 철, 비스무트 바니데이트, 이소인돌린, 벤즈이미다졸론, 페리논, 나프톨, 퀴나크리돈, DPP, 페릴렌, 구리 프탈로시아닌 또는 이들의 조합일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 안료는 하기 제품 라인 중 하나 이상으로부터 선택되고, 이들 각각은 바스프 코포레이션(BASF Corporation), 파이어미스트(Firemist, 등록상표), 글래시어(Glacier, 상표), 루미나(Lumina, 등록상표), 루미나(등록상표) 로열, 미얼린(Mearlin, 등록상표), 메타신(Metasheen, 등록상표), 팔리오크롬(Paliocrom, 등록상표), 팔리오크롬(등록상표) 브릴리언트, 신쿠아시아(Cinquasia, 등록상표), 크로모프탈(Cromophtal, 등록상표), 이르가진(Irgazin, 등록상표), 헬리오젠(Heliogen, 등록상표), 팔리오젠(Paliogen, 등록상표), 팔리오탄(Paliotan, 등록상표), 팔리오톨(Paliotol, 등록상표), 사이코팔(Sicopal, 등록상표), 사이코탄(Sicotan, 등록상표), 사이코트랜스(Sicotrans, 등록상표) 또는 이들의 조합으로부터 상업적으로 입수가능하다. 안료는 당업자에 의해 선택된 임의의 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 안료는 시스템 100 중량부 당 1 내지 20 중량부, 5 내지 20 중량부, 5 내지 10 중량부, 10 내지 20 중량부, 10 내지 15 중량부 또는 15 내지 20 중량부의 양으로 존재한다.
또한, 첨가제는 무기 충전제를 포함할 수 있다. 무기 충전제는 전형적으로 탄산 칼슘, 황산 바륨, 규산 마그네슘, 벤토나이트, 월라스토나이트, 활석 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 무기 충전제는 당업자에 의해 선택된 임의의 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 무기 충전제는 황산 바륨, 탄산 칼슘, 활석 및 벤토나이트 클레이의 조합이다.
다양한 실시양태에서, 무기 충전제는 시스템 100 중량부 당 1 내지 60 중량부, 1 내지 50 중량부, 5 내지 60 중량부, 5 내지 55 중량부, 10 내지 50 중량부, 15 내지 45 중량부, 20 내지 40 중량부, 25 내지 35 중량부 또는 30 내지 35 중량부의 양으로 존재한다.
무기 충전제는 기판 불규칙성을 고르게 하도록 선택될 수 있다. 무기 충전제는 백색 또는 회색일 수 있고 무기 충전제가 안료 특징을 가지지 않도록 저굴절률 인덱스를 가질 수 있다. 무기 충전제는 조성물 및 코팅 충전 분말을 제공하도록 선택될 수 있다. 무기 충전제는 습윤 조성물/코팅에서 고체 구조를 형성할 수 있다. 무기 충전제는 안료를 부분적으로 대체하고/하거나 특성, 예컨대 광택, 분쇄성, 접착력 및 탄성에 영향을 미치도록 선택될 수 있다.
시스템의 특성
시스템은 임의의 특정 물리적 특성 또는 화학적 특성에 제한되지 않는다. 다양한 실시양태에서, 시스템은 하기에 기재되는 특성 중 하나 이상을 가질 수 있거나 상이한 특성을 함께 가질 수 있다.
다양한 실시양태에서, 시스템은 적어도 또는 최대 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 또는 24시간의 포트 라이프(pot life)를 갖는다. 다른 실시양태에서, 시스템은 4 내지 6시간, 4 내지 8시간, 6 내지 8시간, 4 내지 10시간, 4 내지 12시간, 6 내지 10시간, 6 내지 12시간, 2 내지 4시간 또는 6 내지 8시간, 또는 전술된 수의 시간과 24시간 사이의 임의의 수 또는 범위의 시간의 포트 라이프를 갖는다. 증가된 포트 라이프는 시스템 및 궁극적인 필름/코팅의 특성에 대한 보다 양호한 제어 및 시스템 및 궁극적인 필름/코팅의 주문 제작을 가능하게 하는 경향을 갖는다. 또한, 증가된 포트 라이프는 생산 효율을 증가시키고 융통성을 증가시키고 제조 시간을 감소시키는 경향을 갖는다. 포트 라이프는 전형적으로 비와이케이-가드너(BYK-Gardner) DIN 4mm 점도 컵을 사용하여 결정되고 도이치 노르멘(Deutsche Normen) DIN 53211에 의해 명시된 유동 특성을 준수한다. 또한, ASTM D1200이 사용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 시스템은 ASTM D5146 - 10을 사용하여 결정시 40 cps 내지 4,000 mPa.s, 10 cps 내지 4,000 mPa.s, 500 cps 내지 4,000 mPa.s 또는 1000 cps 내지 4000 mPa.s의 점도를 갖는다.
다양한 실시양태에서, 시스템은 시스템 106 중량부 당 약 100 중량부 미만의 (잔여) 톨루엔 다이이소시아네이트를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 시스템은 시스템 106 중량부 당 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 중량부 미만의 (잔여) 톨루엔 다이이소시아네이트를 포함한다. 유사하게, 코팅 자체는 독립적으로 코팅 106 중량부 당 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5 중량부 미만의 (잔여) 톨루엔 다이이소시아네이트를 포함할 수 있다. 추가적 실시양태에서, 시스템 또는 코팅은 각각 시스템 또는 코팅 106 중량부 당 훨씬 적은 잔여 톨루엔 다이이소시아네이트, 예를 들어 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.1, 0.05 또는 0.01 중량부의 (잔여) 톨루엔 다이이소시아네이트를 포함할 수 있다. 용어 "잔여"는 하기에 보다 상세히 기재되는 바와 같이 전형적으로 본 발명의 시스템의 폴리카보다이이미드를 형성하는 데 사용되는 폴리카보다이이미드 반응물을 형성하는 데 사용되는 원래 합성에서 잔재하는/남아있는 톨루엔 다이이소시아네이트의 양을 말한다.
시스템의 형성 방법
또한, 본원은 시스템의 형성 방법을 제공한다. 상기 방법은 폴리카보다이이미드를 제공하는 단계, 반응성 화합물을 제공하는 단계, 및 물을 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 제공 단계는 독립적으로 시스템의 형성에 이용가능한 각각의 성분을 공급하거나 제조하는 것으로 기재될 수 있다. 각각의 성분은 독립적으로 또는 하나 이상의 다른 성분과 함께 제공될 수 있다.
또한, 상기 방법은 폴리카보다이이미드, 반응성 화합물 및 물을 합하여 시스템을 형성하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 성분이 반응기에 첨가된 후에, 물이 첨가된다. 이러한 혼합물은 기계적 혼합을 통해 전형적으로 가용화(균질화)된다.
본 발명의 시스템에 사용된 폴리카보다이이미드 자체는 당분야의 임의의 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 시스템의 폴리카보다이이미드가 폴리카보다이이미드 반응물 및 알코올의 반응 생성물로서 정의될 수 있다. 다시 말해서, 제1 카보다이이미드가 예를 들어 톨루엔 다이이소시아네이트로부터 형성되고 알코올과 반응하여 본 발명의 시스템의 폴리카보다이이미드를 형성할 수 있고, 이는 반응성 화합물과 궁극적으로 반응한다. 다시 말해서, 상기에 기재된 바와 같이, 반응성 화합물과 반응하는 폴리카보다이이미드는 여기에 기재된 "폴리카보다이이미드 반응물"과 상이하다. 다시 말해서, 폴리카보다이이미드 반응물은 제1 폴리카보다이이미드로서 기재될 수 있고, 시스템의 폴리카보다이이미드는 제2 폴리카보다이이미드로 기재될 수 있다.
이소시아네이트, 예를 들어 톨루엔 다이이소시아네이트 또는 이의 임의의 이성질체는 폴리카보다이이미드 반응물을 형성하는 데 사용될 수 있다. 이소시아네이트는 NCO 함량이 예를 들어 8 내지 15%, 10 내지 12% 등으로 낮아질 때까지 당분야에 공지된 적절한 촉매의 존재 하에 가열하여(예를 들어 110℃에서) (스스로와) 반응할 수 있다. 이 단계에서, 용매가 첨가될 수 있다. 이는 전형적으로 폴리카보다이이미드 반응물을 형성한다.
카보다이이미드화 촉매는 폴리카보다이이미드를 제조하기 위해 당업자에게 공지된 임의의 유형의 카보다이이미드화 촉매일 수 있다. 일반적으로, 카보다이이미드화 촉매는 삼차 아미드, 염기성 금속 화합물, 카복시산 금속 염 및/또는 비-염기성 유기 금속 화합물로 이루어진 군으부터 선택될 수 있다. 특정 실시양태에서, 카보다이이미드화 촉매는 인 화합물을 포함한다.
카보다이이미드화 촉매의 목적을 위해 적합한 인 화합물의 특정 예는 비제한적으로 포스폴렌 옥사이드, 예컨대 3-메틸-1-페닐-2-포스폴렌 옥사이드, 1-페닐-2-포스폴렌-l-옥사이드, 3-메틸-2-포스폴렌-l-옥사이드, 1-에틸-2-포스폴렌-l-옥사이드, 3-메틸-l-페닐-2-포스폴렌-l옥사이드 및 이들의 3-포스폴렌 이성질체를 포함한다. 특히 적합한 포스폴렌 옥사이드는 3-메틸-1-페닐-2-포스폴렌 옥사이드이다.
카보다이이미드화 촉매의 목적을 위해 적합한 인 화합물의 추가적 예는 비제한적으로 포스페이트, 다이아자- 및 옥사아자 포스폴렌 및 포스포리난을 포함한다. 이러한 인 화합물의 특정 예는 비제한적으로 포스페이트 에스터 및 다른 포스페이트, 예컨대 트라이메틸 포스페이트, 트라이에틸 포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 트라이-2-에틸헥실 포스페이트, 트라이부톡시에틸 포스페이트, 트라이올레일 포스페이트, 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 트라이자일렌일 포스페이트, 크레실 다이페닐 포스페이트, 자일렌일 다이페닐 포스페이트, 2-에틸헥실다이페닐 포스페이트 등; 산성 포스페이트, 예컨대 메틸 산 포스페이트, 에틸 산 포스페이트, 이소프로필 산 포스페이트, 부틸 산 포스페이트, 2-에틸헥실 산 포스페이트, 이소데실 산 포스페이트, 라우릴 산 포스페이트, 이소트라이데실 산 포스페이트, 미리스틸 산 포스페이트, 이소스테아릴 산 포스페이트, 올레일 산 포스페이트 등; 삼차 포스파이트, 예컨대 트라이페닐 포스파이트, 트라이(p-크레실) 포스파이트, 트리스(노닐페닐) 포스파이트, 트라이이소옥틸 포스파이트, 다이페닐이소데실 포스파이트, 페닐다이이소데실 포스파이트, 트라이이소데실 포스파이트, 트라이스테아릴 포스파이트, 트라이올레일 포스파이트 등; 이차 포스파이트, 예컨대 다이-2-에틸헥실 수소 포스파이트, 다이라우릴 수소 포스파이트, 다이올레일 수소 포스파이트 등; 및 포스핀 옥사이드, 예컨대 트라이에틸포스핀 옥사이드, 트라이부틸포스핀 옥사이드, 트라이페닐포스핀 옥사이드, 트리스(클로로메틸)포스핀 옥사이드, 트리스(클로로메틸)포스핀 옥사이드 등을 포함한다. 포스페이트 에스터를 포함하는 카보다이이미드화 촉매 및 이의 제조 방법은 US 3,056,835(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 비제한적인 다양한 실시양태에서 기재되어 있다.
카보다이이미드화 촉매의 추가적 예는 비제한적으로 1-페닐-3-메틸 포스폴렌 옥사이드, 1-벤질-3-메틸 포스폴렌 옥사이드, 1-에틸-3-메틸 포스폴렌 옥사이드, 1-페닐-3-메틸 포스폴렌 옥사이드 다이클로라이드, 1-벤질-3-메틸 포스폴렌 옥사이드 다이클로라이드, 1-에틸-3-메틸 포스폴렌 옥사이드 다이클로라이드, 1-페닐-3-메틸 포스폴렌 설파이드, 1-페닐-3-메틸 포스폴렌 설파이드, 1-벤질-3-메틸 포스폴렌 설파이드, 1-에틸-3-메틸 포스폴렌 설파이드, 1-페닐-1-페닐이미노-3-메틸 포스폴렌 옥사이드, 1-벤질-1-페닐이미노-3-메틸 포스폴렌 옥사이드 1-에틸-1-페닐이미노-3-메틸 포스폴렌 옥사이드, 1-페닐 포스폴리딘, 1-벤질 포스폴리딘, 1-에틸 포스폴리딘 및 1-페닐-3-메틸 포스폴렌 옥사이드를 포함한다.
카보다이이미드화 촉매는 대안적으로 다이아자- 및 옥사아자포스폴렌 및 포스포리난을 포함할 수 있다. 다이아자- 및 옥사아자포스폴렌 및 포스포리난, 및 이의 제조 방법은 US 3,522,303(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 다양한 비제한적인 실시양태에 기재되어 있다. 특정 다이아자- 및 옥사아자포스폴렌 및 포스포리난은 비제한적으로 2-에틸-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-클로로메틸-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-트라이클로로메틸-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-페닐-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-페닐-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스포리난-2-옥사이드; 2-벤질-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-알릴-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-브로모메틸-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-사이클로헥실-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 2-사이클로헥실-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아포스폴란-2-옥사이드; 2-(2-에톡시에틸1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드; 및 2-나프틸-1,3-다이메틸-1,3,2-다이아자포스폴란-2-옥사이드, 트라이에틸 포스페이트, 헥사메틸 포스포라미드 등을 포함한다.
카보다이이미드화 촉매는 트라이아릴 아르신을 포함할 수 있다. 트라이아릴 아르신 및 이의 제조 방법은 US 3,406,198(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 다양한 비제한적인 실시양태에 기재되어 있다. 트라이아릴 아르신의 특정 예는 비제한적으로 트라이페닐아르신, 트리스(p-톨릴)아르신, 트리스(p-메톡시페닐) 아르신, 트리스(p-에톡시페닐)아르신, 트리스(p-클로로페닐)아르신, 트리스(p-플루오로페닐) 아르신, 트리스(2,5-자일릴)아르신, 트리스(p-시아노페닐)아르신, 트리스(나프틸)아르신, 트리스(p-메틸머캅토페닐)아르신, 트리스(p-바이페닐릴)아르신, p-클로로페닐 비스(p-톨릴)아르신, 페닐(p-클로로페닐)(p-브로모페닐)아르신 등을 포함한다. 추가적 아르신 화합물은 US 4,143,063(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 다양한 비제한적인 실시양태에 기재되어 있다. 이러한 아르신 화합물의 예는 트라이페닐아르신 옥사이드, 트라이에틸아르신 옥사이드, 아르신 옥사이드-계 중합체 등을 포함한다. 또한, 카보다이이미드화 촉매는 아세틸아세톤의 금속 유도체를 포함할 수 있다. 아세틸아세톤의 금속 유도체 및 방법은 US 3,152,131(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 다양한 비제한적인 실시양태에 기재되어 있다. 아세틸아세톤의 금속 유도체의 특정 예는 비제한적으로 아세틸아세톤의 금속 유도체, 예컨대 베릴륨, 알루미늄, 지르코늄, 크롬 및 철의 유도체를 포함한다. 카보다이이미드화 촉매의 추가적 예는 d-구역 전이 원소, 및 일산화 탄소, 산화 질소, 하이드로카빌이소시아나이드, 트라이하이드로카빌포스핀, 트라이하이드로카빌아르신, 트라이하이드로카빌스틸빈 및 다이하이드로카빌설파이드(여기서 하이드로카빌은 각각의 경우 1 내지 12개의 탄소 원자를 함유함)로 이루어진 군으로부터 선택된 π-결합 리간드로부터 유도된 금속 착체를 포함하되, 복합체의 π-결합 리간드 중 하나 이상은 일산화 탄소 또는 하이드로카빌이소시아나이드이다. 이러한 금속 착체 및 제조 방법은 US 3,406,197(그 전체가 본원에 참고로 포함됨)에 다양한 비제한적인 실시양태에 기재되어 있다. 금속 착체의 특정 예는 비제한적으로 철 펜타카본일, 이철 펜타카본일, 텅스텐 헥사카본일, 몰리브덴 헥사카본일, 크롬 헥사카본일, 이망간 데카카본일, 니켈 테트라카본일, 루테늄 펜타카본일, 철 테트라카본일:메틸이소시아나이드의 복합물 등을 포함한다.
카보다이이미드화 촉매는 유기 주석 화합물을 포함할 수 있다. 유기 주석 화합물의 특정 예는 비제한적으로 다이부틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이부틸주석 다이(2-에틸헥사노에이트), 다이옥틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 말레에이트, 다이(n-옥틸)주석 말레에이트, 비스(다이부틸아세톡시주석) 옥사이드, 비스(다이부틸라우로일옥시주석) 옥사이드, 다이부틸주석 다이부톡사이드, 다이부틸주석 다이메톡사이드, 다이부틸주석 다이살리실레이트, 다이부틸주석 비스(이소옥틸말레에이트), 다이부틸주석 비스(이소프로필말레에이트), 다이부틸주석 옥사이드, 트라이부틸주석 아세테이트, 트라이부틸주석 이소프로필 석시네이트, 트라이부틸주석 리놀레에이트, 트라이부틸주석 니코티네이트, 다이메틸주석 다이라우레이트, 다이메틸주석 옥사이드, 다이옥틸주석 옥사이드, 비스(트라이부틸주석) 옥사이드, 다이페닐주석 옥사이드, 트라이페닐주석 아세테이트, 트라이-n-프로필주석 아세테이트, 트라이-n-프로필주석 라우레이트 및 비스(트라이-n-프로필주석) 옥사이드, 다이부틸주석 다이라우릴 머캅티드, 다이부틸주석 비스(이소옥틸머캅토아세테이트), 비스(트라이페닐주석)옥사이드, 옥살산 주석, 올레산 주석, 나프텐산 주석, 아세트산 주석, 부티르산 주석, 2-에틸헥산산 주석, 라우르산 주석, 팔미트산 주석, 스테아르산 주석 등을 포함한다. 전형적인 유기 주석 화합물은 비제한적으로 옥살산 주석, 올레산 주석, 2-에틸헥산산 주석, 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이부틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 다이라우릴머캅티드, 다이부틸주석 비스(이소옥틸머캅토아세테이트), 다이부틸주석 옥사이드, 비스(트라이페닐주석) 옥사이드 및 비스(트라이-n-부틸주석) 옥사이드를 포함한다. 또한, 카보다이이미드화 촉매는 다양한 유기 및 금속 카벤 착물, 티타늄(IV) 착물, 구리(I) 및/또는 구리(II) 착물을 포함할 수 있다.
제1 폴리카보다이이미드/폴리카보다이이미드 반응물의 형성 후에, 알코올이 첨가되고 폴리카보다이이미드 반응물과 반응하여 제2 폴리카보다이이미드/시스템의 폴리카보다이이미드를 형성할 수 있다.
알코올은 예를 들어 메톡시폴리(에틸렌 글리콜)(약어: mPEG)일 수 있다. 대안적으로, 알코올은 2-에틸헥산올, C1-C20 선형 및/또는 분지형 알코올 메톡시프로필아민, 아민 말단화된 메톡시폴리(에틸렌/프로필렌 글리콜) 또는 이들의 조합일 수 있다.
반응은 하기에 일반적으로 나타낸 바와 같이 발생할 수 있다:
Figure 112021013903294-pct00035
실온 및/또는 가열, 또는 둘 모두가 사용될 수 있다. 또한, 우레탄 형성 촉매가 사용될 수 있다.
대안적으로, 상기 방법은 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계 후에, 2-에틸헥산올을 첨가하여 중간체를 형성하는 단계, 이어서 MPEG를 첨가하여 최종 생성물(반응성 화합물과 반응하는 제2 폴리카보다이이미드)을 형성하는 단계를 포함한다. 대안적 실시양태에서, 상기 방법은 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계 후에, 2-에틸헥산올 및 MPEG를 첨가하여 최종 생성물(반응성 화합물과 반응하는 제2 폴리카보다이이미드)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 상기 방법은 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계 후에, 트라이메틸올프로판(TMP) 및 MPEG를 첨가하여 최종 생성물(반응성 화합물과 반응하는 제2 폴리카보다이이미드)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 방법은 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계 후에, 트라이메틸올프로판(TMP)을 첨가하여 중간체를 형성하는 단계, 이어서 MPEG를 상기 중간체에 첨가하여 최종 생성물(반응성 화합물과 반응하는 제2 폴리카보다이이미드)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 상기 방법은 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계 후에, MPEG를 첨가하여 중간체를 형성하는 단계, 이어서 2-에틸헥산올을 형성하여 최종 생성물(반응성 화합물과 반응하는 제2 폴리카보다이이미드)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
필름/코팅
또한, 본원은 코팅 자체를 제공할 수 있다. 기판의 부재 하에, 코팅은 독립적으로 필름으로서 기재될 수 있다. 따라서, 다양한 실시양태에서, 용어 "필름" 및 "코팅"은 하기에 제시되는 바와 같이 상호교환가능하다.
필름은 당분야에 이해되는 바와 같이 예를 들어 폴리이소우레아 필름, 폴리-n-아크릴우레아 필름, 폴리구아니딘 필름 또는 폴리이소티오우레아 필름일 수 있다. 필름/코팅은 제2 폴리카보다이이미드/시스템의 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물의 반응 생성물을 포함하거나 제2 폴리카보다이이미드/시스템의 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물의 반응 생성물이다. 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물은 물의 존재 하에 반응한다. 반응 속도는 루이스 염기의 사용에 의해 및/또는 시스템의 열 에너지의 조작에 의해 반응에 촉매작용함으로써 조절될 수 있다. 또한, 필름이 대안적으로 다른 화합물/잔기에 더하여 이소우레아 잔기, n-아크릴우레아 잔기, 구아니딘 잔기 및/또는 이소티오우레아 잔기를 포함하는 것으로 기재될 수 있음이 고려된다. 다양한 실시양태에서, 하기 반응 또는 반응 유형이 사용될 수 있다:
Figure 112019091374097-pct00012
상기 반응식에서, 각각의 R 및 R'은 독립적으로 본원에 기재된 임의의 유기 기 또는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의의 알킬 또는 방향족 기일 수 있다.
필름/코팅은 임의의 크기, 모양 또는 두께에 특별히 제한되지 않고, 당업자에게 의해 결정되는 바와 같은 사양으로 형성될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 필름/코팅은 25 내지 200 μm, 50 내지 175 μm, 75 내지 150 μm, 100 내지 125 μm 또는 125 내지 150 μm, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위의 두께를 갖는다. 다른 실시양태에서, 필름/코팅은 60° 각에서 측정시 90 내지 100의 광택을 갖는다. 광택(±2)(%)은 ASTM D2457 또는 ASTM D523에 따라 비와이케이 가드너 멀티글로스(Multigloss) 계량기를 사용하여 60° 각으로부터 측정될 수 있다. 추가적 실시양태에서, 필름/코팅은 ASTM D4366을 사용하여 23 ± 2℃ 및 56 ± 5% 상대습도에서 유리 상의 100 μm 습윤 필름을 사용하여 결정시 70 내지 95의 진자 경도를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 필름/코팅은 ASTM D-3363-05를 사용하여 23 ± 2℃ 및 56 ± 5% 상대습도에서 100 μm 습윤 필름을 사용하여 측정시 F-H의 연필 경도를 갖는다. 또한, 필름/코팅은 ASTM D5402 또는 A7835를 사용하여 결정시 100 또는 200 초과의 MEK 이중 문지름의 내화학성을 가질 수 있다. 다양한 비제한적인 실시양태에서, 전술된 값 사이의 모든 값 및 값의 범위가 명백히 고려된다.
다양한 비제한적인 실시양태에서, 코팅은 기판(무광 냉간 압연 강, 알루미늄 또는 아연 도금된 강임) 상에서 ASTM B117 및 ASTM D-1654-08을 사용하여 결정시 2 내지 10, 3 내지 9, 4 내지 8, 5 내지 7, 5 내지 6, 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10의 내식성을 나타낸다. 다양한 실시양태에서, 코팅은 기판(무광 냉간 압연 강, 알루미늄 또는 아연 도금된 강임) 상에서 ASTM D3359 방법 B를 사용하여 결정시 3 내지 5, 3 내지 4, 4 내지 5, 3, 4 또는 5의 접착력을 나타낸다. 다른 실시양태에서, 코팅은 기판(무광 냉간 압연 강, 알루미늄 또는 아연 도금된 강임) 상에서 ASTM D2247을 사용하여 결정시 5 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 8, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10의 내습성을 나타낸다. 또 다른 실시양태에서, 코팅은 기판(무광 냉간 압연 강, 알루미늄 또는 아연 도금된 강임) 상에서 수침 및 ASTM D-714-02를 사용하여 결정시 5 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 8, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10의 내블리스터성(blistering resistance)을 나타낸다. 또 다른 실시양태에서, 코팅은 Cie76 알고리즘을 사용하여 결정시 2.0, 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.5, 1.4, 1.3, 1.2, 1.1, 1.05, 1.0, 0.9, 0.8, 0.7 미만 등의 dE 색 변화(델타 e으로도 공지됨)를 나타낸다. 보다 구체적으로, 계산은 하기 수학식을 따른다: ΔE*ab = √((L*2-L*1)2 + (a*2-a*1)2 + (b*2-b*1)2). 다양한 실시양태에서, 반응의 진행은 시간에 따라 2100 cm-1에서 -N=C=N- 진동의 감소된 강도에 의해 모니터링될 수 있다. 이들 특성은 반응물, 반응 조건, 기판 등을 기반으로 변할 수 있다.
필름/코팅의 형성 방법
또한, 본원은 필름/코팅의 형성 방법을 제공한다. 상기 방법은 폴리카보다이이미드를 제공하는 단계, 반응성 화합물을 제공하는 단계, 물을 제공하는 단계 및 물의 존재 하에 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물을 반응시켜 필름/코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 각각의 제공 단계는 독립적으로 시스템의 형성에 이용가능한 각각의 성분을 공급하거나 제조하는 단계로 기재될 수 있다. 각각의 성분은 독립적으로 또는 하나 이상의 다른 성분과 함께 제공될 수 있다.
물품
또한, 본원은 기판, 및 예를 들어 분무, 붓기, 브러쉬질, 코팅 등에 의해 상기 기판 상에 배치된 필름/코팅을 포함하는 물품을 제공한다. 필름/코팅은 기판 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있거나 기판 상에 떨어져 배치될 수 있다. 예를 들어, 필름/코팅은 필름/코팅과 기판 사이에 층이 없도록 기판 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 필름/코팅은 기판 "상에" 배치될 수 있고 필름/코팅과 기판 사이에 배치된 중간 층이 존재할 수 있다. 이러한 비제한적인 실시양태에서, 필름/코팅은 기판 "상에 배치"되는 것으로 기재될 수 있다. 기판은 특별히 제한되지 않고 당분야에 공지된 임의의 것, 예컨대 나무, 금속, 플라스틱, 유리, 중합체 등일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 물품은 가구, 나무 바닥, 나무 트림, 소목 물품(예를 들어, 종합적으로 보면, 빌딩의 나무 요소, 예컨대 계단, 문, 문 및 창문 프레임) 등으로서 추가로 정의된다.
자동차 부품
또한, 본원은 기판 및 상기 기판 상에 배치된 코팅을 포함하는 자동차 부품을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 코팅은 물의 존재 하에 반응하는 폴리카보다이이미드와 반응성 화합물의 반응 생성물을 포함하거나 이러한 반응 생성물이다.
기판은 상기에 기재된 임의의 것일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 코팅되거나 코팅되지 않은 기판, 처리되거나 처리되지 않은 기판, 또는 이들의 조합이다. 다양한 실시양태에서, 기판은 플라스틱, 금속, 예컨대 강, 철 및 알루미늄, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 다른 실시양태에서, 기판은 무광 냉간 압연 강, 알루미늄 또는 아연 도금된 강이다. 자동차 부품은 문, 후드, 루프, 판넬 등일 수 있다. 자동차 부품은 강 및/또는 압출된 물질을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 자동차 부품은 자동차 몸체 판넬로서 추가로 정의된다.
코팅은 기판 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 다른 실시양태에서, 기판은 상기 코팅 상에 배치된 베이스코트 층 및 상기 베이스코트 층 상에 배치된 탑코트 층을 포함할 수 있다(상기 베이스코트 층은 상기 코팅과 상기 탑코트 층 사이에 개재됨). 코팅은 기판 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있고, 베이스코트 층은 상기 코팅 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있고, 탑코트 층은 상기 베이스코트 층 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 베이스코트 층 및 탑코트 층은 당분야에 공지된 임의의 것일 수 있다.
자동차 부품의 형성 방법
또한, 본원은 자동차 부품의 형성 방법을 제공한다. 다양한 실시양태에서, 상기 방법은 시스템을 제공하는 단계, 기판을 제공하는 단계, 및 상기 시스템을 기판 상에 도포하는 단계를 포함한다. 시스템은 비제한적으로 브러쉬질, 분무 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 정전기 분무 및 이들의 조합을 포함하는 당분야에 공지된 임의의 방법을 통해 기판 상에 또는 기판에 도포될 수 있다. 상기 방법은 시스템을 경화하여 코팅을 형성하는 단계 및/또는 물의 존재 하에 폴리카보다이이미드와 반응성 화합물을 반응시켜 기판 상에 코팅을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 폴리카보다이이미드는 본 방법에서 수행되는 분명한 독립적인 단계와의 조합 없이 반응성 화합물과 반응할 수 있다.
또한, 본 방법은 시스템을 자동차 부품 상에 이동시키는 단계, 상기 자동차 부품을 가열하는 단계, 상기 자동차 부품에 방사선을 적용하는 단계, 상기 자동차 부품을 건조하는 단계 및/또는 상기 코팅을 포함하는 자동차 부품을 자동차 차대 상에 설치하는 단계를 포함한다.
실시예
일련의 폴리카보다이이미드를 하기 표에 제시된 바와 같이 본원에 따라 형성한다.
절차 A: 폴리카보다이이미드 1을, 반응기를 루프라네이트(Lupranate) T80(500 g), 트라이페닐포스파이트(1.50 g) 및 n-부틸 아세테이트(250 g)로 충전함으로써 형성하였다. 교반을 시작하고, 반응기의 내용물을 80℃로 가열하였다. 내용물이 75℃에 도달했을 때 포스폴린 옥사이드(톨루엔 중의 MPPO의 5% 용액으로서)(2 g)를 첨가하였다. 내용물을 80℃에서 8시간 40분 동안 가열하였다. 이어서, 물질을 밤새 실온에서 저장하였다. 이 단계에서, 제1 폴리카보다이이미드가 형성되었으나, 이 폴리카보다이이미드는 본 실시예의 폴리카보다이이미드 1이 아니다.
이어서, 내용물을 60℃로 가열하고, DABCO 33LV(0.60 g)를 첨가하고, 내용물을 15분 동안 교반하였다. 이어서, MPEG 550(440.87 g)을 첨가하고, 온도를 60℃ 내지 65℃에서 3시간 동안 유지하여 폴리카보다이이미드 1을 형성하였다.
폴리카보다이이미드 2 및 폴리카보다이이미드 3을 폴리카보다이이미드 1의 절차 A를 사용하여 형성하였다.
절차 B: 폴리카보다이이미드 4를, 유리 반응기를 페닐이소시아네이트 캡핑된 루프라네이트 T80 폴리카보다이이미드(73.98 g), MPEG 350(125.92 g) 및 DABCO 33LV(0.10 g)로 충전하여 형성하였다. 교반을 시작하고, 반응기의 내용물을 110℃로 가열하였다. 내용물을 이 온도에서 2시간 동안 반응시켜 폴리카보다이이미드 4를 형성하였다. 폴리카보다이이미드 5, 폴리카보다이이미드 6 및 폴리카보다이이미드 7을 하기 표에 나열된 성분을 사용하여 폴리카보다이이미드 4의 절차 B를 사용하여 형성하였다.
Figure 112019091374097-pct00013
Figure 112019091374097-pct00014
실시예 1 내지 3을 절차 A를 사용하여 형성하였다. 실시예 4 내지 7을 절차 B를 사용하여 형성하였다.
시스템의 형성
일련의 수성 시스템을 또한 본원에 따라 형성하였다. 실시예 4, 5, 6 및 7을 탈이온수에 용해시켜 투명 용액을 제공하고 코팅을 위한 반응성 물질을 사용하여 추가적으로 연구하지 않았다. 실시예 1, 2 및 3은 물에 첨가시 탈이온수 중의 분산액을 제공하였고, 시스템 중 하나인 실시예 2를 코팅 적합성에 대해 연구하였다. 실시예 2를 반응성 화합물, 예컨대 폴리올, 및 물과 합하여 수성 시스템을 형성하였다.
코팅
코팅을 또한 하기와 같이 본원에 따라 형성하였다. 각각의 하기 물질을 유리 병에서 혼합하고 볼텍스 믹서(Vortex mixer) 상에서 혼합하여 수성 분산액을 형성하였다: 실시예 2(6.5 g), UL-28 주석 촉매(0.1 g), 비-이온성 계면활성제 방향족 알코올 에톡시레이트(0.5 g) 및 물(8.6 g). 이어서, 수성 분산액을 도 1a에 나타낸 바와 같이 1 μm 초과의 입자 크기(왼편 참조)에 대해 모니터링하였다. 이어서, 폴리에터 폴리올(OH # 398)(2 g)을 수성 분산액에 첨가하였다. 폴리올 첨가시 및 볼텍스 혼합 후에, 입자 크기는 도 1b에 나타낸 바와 같이 0.1 μm 미만으로 감소하였다.
이어서, 샘플을 포스페이트 처리된 CRS 플레이트 상에 드로우 다운 바(draw down bar)에 의해 코팅하였다. 이어서, 샘플을 실온에서 건조하고 100℃에서 1시간 동안 베이킹하여 하기 물리적 특성을 달성하였다: 쾨니히 경도(Koenig Hardness): 150 내지 160초(ASTM D4366을 사용하여 결정); MEK 이중 문지름: 245(ASTM D4752를 사용하여 결정); 및 접착력: 5(ASTM D3359 - 09e2를 사용하여 결정). 또한, 폴리카보다이이미드의 수성 분산액의 샘플(폴리올 첨가 전에)을 9일 동안 실온에서 FT-IR을 통해 모니터링하여 도 2에 나타낸 바와 같이 NCN의 안정성을 평가하였다.
TDI(톨루엔 다이이소시아네이트, T80)의 비교적 높은 증기압은 전형적으로 MDI와 비교하여 TDI가 새로운 적용례에 사용되는 것을 방지한다. 폴리카보다이이미드{(-N=C=N)n-}를 기반으로 한 본원에 기재된 새로운 기술은 TDI와 3-메틸-1-페닐-2-포스폴렌-1-옥사이드(MPPO) 촉매(수중에 분산될 수 있음)의 반응에 의해 개발되었다. 또한, 형성된 폴리카보다이이미드는 이소시아네이트 단량체를 본질적으로 미함유하고 제안된 규제 제한(EPA SNUR)을 준수할 것이다. 수성 폴리카보다이이미드 코팅은 용매계 코팅에 의해 제기되는 환경적 부담을 완화시킬 것이다. 수성 폴리카보다이이미드와 반응하는 데 이용될 수 있는 넓은 범위의 반응성 작용기를 사용하여, 많은 코팅 특성(물리적 특성, 기계적 특성 및 화학적 특성)을 충족시킬 수 있다.
본원에 걸쳐 전술된 실시양태의 모든 조합은, 본원이 상기 단일 단락 또는 섹션에 그대로 기재되어 있지 않더라도, 하나 이상의 비제한적인 실시양태에서 분명히 고려된다. 다시 말해서, 분명히 고려된 실시양태는 본원의 임의의 부분으로부터 선택되고 조합된 상기에 기재된 임의의 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
상기에 기재된 값 중 하나 이상은, 그 변화가 본원의 범주 내에 속한다면, ±5%, ±10%, ±15%, ±20%, ±25% 등등 만큼 변할 수 있다. 다른 모든 구성원과 독립적인 마르쿠쉬(Markush) 군의 각각의 구성원으로부터 예상치 못한 결과를 얻을 수 있다. 각각의 구성원은 개별적으로 또는 조합하여 신뢰될 수 있고, 첨부된 청구항의 범주 내의 특정 실시양태에 대한 적절한 지원을 제공한다. 독립항 및 종속항(단일 및 다중 종속항 모두)의 모든 조합은 본원에서 명백히 고려된다. 본원은 제한이 아니라 설명의 단어를 포함하여 예시적이다. 상기 교시를 고려하여 본원의 많은 수정 및 변형이 가능하며, 본원은 본원에서 구체적으로 기재된 바와 다르게 실행될 수 있다.
또한, 본원의 다양한 실시양태를 설명함에 있어서 신뢰되는 임의의 범위 및 하위범위가 독립적이고 집합적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하고, 그 안에 전체 및/또는 부분적인 값을 포함하는 모든 범위를, 이러한 값이 본원에 명시적으로 쓰여지지 않은 경우에도, 기재하고 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 당업자는 열거된 범위 및 하위범위가 본원의 다양한 실시양태를 충분히 설명하고 가능하게 한다는 것을 용이하게 인지하고, 이러한 범위 및 하위범위가 관련된 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 등으로 추가로 기술될 수 있다. 단지 하나의 예로서, "0.1 내지 0.9"의 범위는 하위 1/3, 즉 0.1 내지 0.3, 중간 1/3, 즉 0.4 내지 0.6, 및 상위 1/3, 즉 0.7 내지 0.9로 추가로 기술될 수 있고, 이는 개별적이고 집합적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하고, 개별적으로 및/또는 집합적으로 신뢰될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 특정 실시양태에 대한 적절한 지원을 제공할 수 있다. 또한, 범위를 정의하거나 수식하는 용어 "적어도", "초과", "미만", "이하" 등과 관련하여, 이러한 용어가 하위범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또 다른 예로서, "적어도 10"의 범위는 본질적으로 적어도 10 내지 35의 하위범위, 적어도 10 내지 25의 하위범위, 25 내지 35의 하위범위 등을 포함하며, 각각의 하위범위는 개별적으로 및/또는 집합적으로 신뢰될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 특정 실시양태에 대한 적절한 지원을 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개별적 수는 신뢰될 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내에서 특정 실시양태에 대한 적절한 지원을 제공한다. 예를 들어, "1에서 9까지의 범위"는 3과 같은 다양한 개별 정수, 뿐만 아니라 4.1과 같은 소수점(또는 분수)을 포함하는 개별적 수를 포함하고, 이는 신뢰할 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 특정 실시양태에 대한 적절한 지원을 제공한다.

Claims (20)

  1. A. 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드,
    B. 상기 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물로서, 각각의 상기 반응성 기가 -OH, -NHR3, -NH2, -SH 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되되, R3이 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기인, 반응성 화합물, 및
    C. 물
    을 포함하는, 기판 상에 코팅을 형성하기 위한 수성 시스템:
    [화학식 A]
    Figure 112023015314407-pct00015

    상기 식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로
    Figure 112023015314407-pct00016

    Figure 112023015314407-pct00017

    로부터 선택되고;
    각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고;
    각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고;
    각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고;
    각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이고;
    각각의 x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다.
  2. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 하나 이상이
    Figure 112019091374097-pct00018
    인, 수성 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 하나 이상이
    Figure 112019091374097-pct00019
    인, 수성 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 하나 이상이
    Figure 112019091374097-pct00020
    인, 수성 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 하나 이상이
    Figure 112019091374097-pct00021
    인, 수성 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응성 화합물의 2개 이상의 반응성 기가 -OH인, 수성 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅이 폴리이소우레아 코팅으로 추가로 정의되는, 수성 시스템.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응성 화합물의 2개 이상의 반응성 기가 -NHR3인, 수성 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코팅이 폴리구아니딘 코팅으로 추가로 정의되는, 수성 시스템.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응성 화합물의 2개 이상의 반응성 기가 -NH2인, 수성 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코팅이 폴리구아니딘 코팅으로 추가로 정의되는, 수성 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응성 화합물의 2개 이상의 반응성 기가 -SH인, 수성 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 코팅이 폴리이소티오우레아 코팅으로 추가로 정의되는, 수성 시스템.
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수성 시스템으로부터 형성된 코팅.
  17. 제16항에 있어서,
    ASTM D4366을 사용하여 결정시 150 내지 160초의 쾨니히 경도, ASTM D4752를 사용하여 결정시 245의 MEK 이중 문지름, 및 ASTM D3359 - 09e2를 사용하여 결정시 5의 접착력을 갖는 코팅으로서, 상기 값들은 각각 독립적으로 ±10%인, 코팅.
  18. 기판, 및 상기 기판 상에 위치된 코팅을 포함하는 물품으로서, 상기 코팅이 물의 존재 하에 반응하는 폴리카보다이이미드 및 반응성 화합물의 반응 생성물이되, 상기 폴리카보다이이미드가 하기 화학식 A의 구조를 가지며, 상기 반응성 화합물이 상기 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖고, 여기서 각각의 상기 반응성 기가 -OH, -NHR3, -NH2, 또는 -SH로부터 독립적으로 선택되되, R3이 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기인, 물품:
    [화학식 A]
    Figure 112023015314407-pct00022

    상기 식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로
    Figure 112023015314407-pct00023

    Figure 112023015314407-pct00024

    로부터 선택되고;
    각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고;
    각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고;
    각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고;
    각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이고;
    x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다.
  19. A. 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드,
    상기 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물로서, 각각의 반응성 기가 -OH, -NHR3, -NH2, 또는 -SH로부터 독립적으로 선택되되, R3이 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기인, 반응성 화합물, 및
    물
    을 포함하는 수성 시스템을 제공하는 단계;
    B. 상기 수성 시스템을 기판에 도포하는 단계; 및
    C. 상기 폴리카보다이이미드 및 상기 반응성 화합물을 물의 존재 하에 기판 상에서 반응시켜 코팅을 형성하는 단계
    를 포함하는 기판 상에 코팅을 형성하는 방법:
    [화학식 A]
    Figure 112023015314407-pct00025

    상기 식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로
    Figure 112023015314407-pct00026

    Figure 112023015314407-pct00027

    로부터 선택되고;
    각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고,
    각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고,
    각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고,
    각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이고,
    x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다.
  20. (A) 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드,
    (B) 상기 폴리카보다이이미드와 반응하는 2개 이상의 반응성 기를 갖는 반응성 화합물로서, 각각의 반응성 기가 -OH, -NHR3, -NH2, 또는 -SH로부터 독립적으로 선택되되, R3이 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 방향족 기인, 반응성 화합물; 및
    (C) 물
    을 포함하는 수성 시스템을 형성하는 방법으로서,
    I. 톨루엔 다이이소시아네이트를 반응시켜 제1 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계;
    II. 상기 제1 폴리카보다이이미드를 알코올과 반응시켜 하기 화학식 A의 폴리카보다이이미드를 형성하는 단계; 및
    III. 단계 II에서 형성된 상기 폴리카보다이이미드를 상기 반응성 화합물과 합하여 수성 시스템을 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법:
    [화학식 A]
    Figure 112023015314407-pct00028

    상기 식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로
    Figure 112023015314407-pct00029

    로부터 선택되고;
    각각의 n은 독립적으로 1 내지 20의 수이고;
    각각의 m은 독립적으로 1 내지 100의 수이고;
    각각의 Y는 독립적으로 (w)개의 산소 원자를 갖는 알콕시 또는 폴리알콕시 기이되, 각각의 w는 독립적으로 1 이상이고;
    각각의 z는 독립적으로 0 내지 (w-1)의 수이고;
    x, Y, 및 전체 상기 CnH2n+1 기는 각각 (4 내지 5):(0 내지 1.5):(0 내지 4.5)의 비로 존재한다.
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