KR19990044665A - 분말 코팅의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자 - Google Patents

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에리히 프란케 ; 칼 하인츠 룀뵈크
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Abstract

본 발명은 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에서 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에 관한 것이다.
그 실리콘 엘라스토머 입자는
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z의 코어폴리머(core polymer) 5∼95wt％와,
b) 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt％로 구성된다.
위 일반식에서, x=5∼99.5㏖％, y=0.5∼95㏖％, z=0∼30㏖％이고, R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬이다.

Description

분말 코팅의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자
분말 코팅은 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴수지 또는 폴리에스테르수지등 열가소성 또는 열경화성 폴리머, 안료 및 또다른 첨가제, 예로서 가교촉매를 기재로 한 고형 바인더로 구성되어 있다.
이들의 조성물은 주로 금속 기재에 분말형태로 처리한다.
위에서 설명한 열가소성 또는 열경화성 바인더는 일반적으로 경질이나, 위약하다(brittle).
따라서, 필름특성을 향상시키기 위하여 그 폴리머계의 내충격성 부여제(impact modification)가 자주 필요하였다.
우수한 충격강도를 얻음과 동시에, 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 기존의 바람직한 폴리머특성을 갖도록 하기 위하여, 내충격성 부여제(impact modifier)를 최적의 입자크기와 입자형태를 가진 각각의 이산형 미소상(discrete microphases)형태의 열가소성 또는 열경화성 시스템에 결합시킬 필요가 있다.
이 결합은 블렌드(blend)성분으로 일정한 크기분포와 일정크기를 가진 입자형태의 내충격성 부여제를 사용함으로써 조정하여 재생성할 수 있게 실시할 수 있다.
또, 그 입자상 내충격성 부여제는 폴리머 매트릭스(polymer matrix)와 상용성(compatible)이 높아야 한다.
이 경우, 그 부여제의 주요한 크기는 입자직경에 의해 정확하게 규정된다.
완전한 상분리의 경우에만, 그 폴리머 매트릭스의 가소화(plastification)가 발생하지 아니하여, 그결과 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 폴리머 매트릭스 특성에 대한 손실 또는 역효과를 초래한다.
실리콘은 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱의 변성제(modifiers)로 공지되어 있으며, 충격강도의 증가만이 아니라 열가소성 및 열경화성 오르가노 폴리머 시스템의 저온에서의 가요성, 내후성, 내온성 변화 및 내약품성을 향상시킬 수 있기 때문에 특히 관심이 있다.
그러나, 일반적으로 실리콘은 오르가노 실리콘과 기본적으로 불용성인 결점이 있다.
이와 같은 불용성으로 인하여, 일반적으로 분말 코팅의 바인더 첨가제로서 실리콘 오일 및 실리콘 수지의 사용에는 혼합 및 압출장치에서의 오염등 처리할 때 문제점이 발생한다.
처리할 때, 유동시 결함이 발생할 수 있으며, 실리콘의 이행은 접착 및 과도한 코팅에서 문제점이 발생한다.
특허문헌 USP 5280098 에서는 에폭시 기능 실리콘 수지는 분말 코팅 조성물에서 단독 바인더(sole binder) 또는 바인더성분으로서 유기수지와의 혼합에 대하여 기재되어 있다.
에폭사이드기의 도입으로 유기수지와의 상용성 및 탄성을 향상시키도록 한다.
조정시킨 미소상 분리(controlled microphase separation)는 일정한 입자직경을 가진 입자상 구조를 갖고 있지 않기 때문에 에폭시 기능 실리콘수지로 실현시킬 수 없다.
특허문헌 USP 5227435 에서는 OH기능 실록산과 글리콜을 축합시킨 다음 카르복실산과 에스테르화시키고 무수물과 반응시켜 얻어진 실리콘 변성 폴리에스테르에 의해 폴리에스테르 바인더의 분말 코팅에서 치환에 대하여 제안하고 있다.
특허문헌 EP-A 275051 은 얻을 수 있는 코팅 필름의 특성에 대한 개량 프로필(improved profile)을 가진 분말 코팅의 바인더로서 아크릴레이트 그라프트 실리콘 수지에 대하여 기재되어 있다.
특허문헌 USP 5227435 및 EP-A 275051 에 의한 처리공정의 결점은 여기서 설명한 실리콘 코폴리머가 통상의 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱을 대치하기 위한 바인더로서 기재되어 있는 기술구성에 있다.
그결과, 그 실리콘 성분은 착화반응에 의해 각각의 폴리머계에 결합시킬 필요가 있으며, 각각의 소정의 바인더계는 스크래치(scratch)로부터 새로 합성시킬 필요가 있다.
또, 실리콘에 대한 주요한 오염문제는 이와 같은 바인계에 의해 제거할 수 없다.
여기서 또 그 변성제는 입자상 구조를 갖고 있지 않기 때문에 조절한 미소상 분리가 없다.
특허문헌 EP-A 217257 은 오르가노 폴리머로 그라프팅(grafting)시킨가교시키지 않거나 가교시킨 디오르가노실록산 폴리머에 관한 것이다.
이들의 분말은 그 자체 처리하나, 첨가제로 사용되지 않았다.
롤링(rolling), 캘렌더링(calendering) 및 니딩(kneading)에 의해 실시한 처리는 탄성 러버 물질을 제조하나, 열가소성 또는 열경화성 분말을 기재로 하는 분쇄 코팅 조성물이 아니다.
따라서, 본 발명의 목적은 통상의 종래의 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 하며, 충격강도 및 내후성을 향상시킴과 동시에 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 그 바인더의 기존의 바람직한 폴리머 특성을 가진 분말 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅에서 조성물 성분으로서 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에 의해 기대이상으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명은 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에서 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자의 사용에 관한 것으로, 그 실리콘 엘라스토머 입자가
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 5∼99.5㏖％, y = 0.5∼95㏖％, z = 0∼30㏖％임)의 코어 폴리머 5∼95wt％와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt％로 구성함을 특징으로 한다.
위 일반식에서 R 은 같거나 다른 탄소원자 1∼6개를 가진 1가의 알킬 또는 알케닐래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
또, 본 발명은 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머를 구성하는 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 관한 것으로, 그 실리콘 엘라스토머 입자는
a) 코폴리머의 총 중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 5∼99.5㏖％, y = 0.5∼95㏖％, z = 0∼30㏖％임)의 코어 폴리머 5∼95wt％와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt％로 구성함을 특징으로 한다.
위 일반식에서 R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
조성물 성분으로 사용되었던 오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자와 그 제조방법은 특허문헌 EP-A 492376(USP 5223586)에 기재되어 있다.
사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 이들의 입자가 단위(RSiO3/2)와 (SiO4/2)에 의해 가교된 것을 말한다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는
a) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 코어 폴리머
(R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 50∼99㏖％, y = 1∼50㏖％, z = 0∼20㏖％임) 20∼80wt％와,
b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 20∼80wt％로 구성하는 것이 바람직하다.
미세한 그라프트 코폴리머는 평균 입자직경 10∼300㎚, 특히 30∼150㎚이 바람직하다.
그 입자크기는 위 범위내에서 변동시킬 수 있다.
1개 모드(monomode) 입자크기 분포가 최대의 다분포도지수(polydispersity index) σ2= 0.2 로 존재하는 것이 바람직하다.
래디컬 R 은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 아밀, 헥실 래디컬등 알킬 래디컬; 비닐, 알릴, 부테닐 및 1-헥세닐 래디컬등 알케닐 래디컬; 페닐 래디컬등 아릴 래디컬; 또는 할로겐화 탄화수소 래디컬, 메르캅토알킬 래디컬, 시아노알킬 래디컬, 아미노알킬 래디컬, 아실옥시알킬 래디컬, 히드로옥시알킬 래디컬 등 치환 탄화수소 래디컬이 바람직하다.
특히 바람직한 래디컬에는 메틸, 에틸, 프로필, 페닐, 비닐, 알릴, 1-헥세닐, 3-메타아크릴옥시프로필 및 3-메르캅토프로필 래디컬이 있으며, 실록산 폴리머의 래디컬중 30㏖％이하에는 비닐, 3-메타아크릴옥시프로필 또는 3-메르캅토프로필기가 있다.
오르가노 폴리머 성분(b)으로 사용되는 모노머에는 아크릴테이트 또는 메타아크릴레이트, 푸마르산 및 말레인산과 탄소원자 1∼10개를 가진 지방족 알코올 및 디올의 모노 또는 디에스테르, 아크릴아마이드, 메타아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 말레이미드(maleimide), 비닐 클로라이드, 모노 및 디비닐 에스테르, 에틸렌, 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌이 바람직하다.
스티렌, 탄소원자 1∼4개를 가진 지방족 알코올의 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트, 예로서 메틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 및 글리시딜-(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
위에서 설명한 모노머의 호모 폴리머 및 코폴리머는 오르가노 폴리머 성분으로 적합하다.
폴리실록산 그라프트 기재는 RaSi(OR')4-a'(a = 0, 1 또는 2 임)타입의 모노머 실란 또는 선택적으로 일반식 (RaSiO)n(n = 3∼8임)의 저분량 실록산의 대응되는 혼합물을 교반시킨 유화제/물 혼합물에 혼합시켜 유화중합방법에 의해 제조한다.
여기서 R 은 위에서 설명한 정의와 같다.
R' 은 탄소원자 1∼6개를 가진 알킬 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬이며, 메틸, 에틸 및 프로필 래디컬이 바람직하다.
실란 또는 실란 혼합물 또는 실란/실록산 혼합물을 혼합형태로 첨가한다.
그 에멀젼 중합은 온도 30∼90℃, 바람직하게는 60∼865℃, 대기압하에 실시한다.
중합 혼합물의 pH 는 1∼4, 바람직하게는 2∼3 이다.
적합한 실란의 예에는 일반식 R2Si(OR')2의 실란에 있어서 디메틸디에톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란이 있고, 일반식 (RaSiO)n(n = 3∼8％)의 올리고머에 있어서 옥타메틸시클로헤트라실록산 또는 헥사메틸시클로트리실록산이 있으며, 일반식 RSi(OR')3의 실란에 있어서 메틸트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 또는 메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란이 있으며, 일반식 Si(OR')4의 실란에 있어서 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란이 있다.
그 제조방법의 최종 공정에서, 위에서 설명한 에틸렌 불포화 모노머는 폴리 실록산 그라프트 기재상에 그라프팅된다(grafting).
그라프팅은 그 에멀젼 중합방법에 의해 수용성 또는 모노머-가용성 프리 래디컬 개시제의 존재하에 발생한다.
그 그라프트 코폴리머는 공지의 방법에 의해 에멀젼과 분리시킬 수 있다.
예로서, 염첨가 또는 극성용매첨가 또는 스프레이 건조에 의해 라텍스를 응고시켜 그 에멀젼과 분리시킬 수 있다.
실리콘 코어의 가교도는 그 탄성특성을 결정하며, 단위(RSiO4/2)를 얻기 위하여 출발 성분으로 그 대응되는 알콕시실란 및/또는 실록산을 알맞게 선택하여 통상의 기술자에게 공지된 방법으로 측정시킬 수 있다.
올레핀 불포화 2중결합, 예로서 비닐 래디컬 또는 3-메타아크릴옥시프로필 래디컬로 구성되는 실란단위 결합으로, 그다음 그라프트 중합에서 공유결합에 의해 실리콘 코어에 오르가노 폴리머 쉘을 화학적으로 결합한다.
그 오르가노 폴리머 쉘(b)의 합성시에 적합한 모노머를 선택함으로써 그 오르가노 폴리머 쉘을 제조할 수 있다.
이와 같이 예로서 메틸메타아크릴레이트(Tg 높음)와 n-부틸 아크릴레이트(Tg 낮음)로 구성되는 코폴리머 쉘을 가교시킨 실리콘 코어상에서 그라프팅시킴으로써 그 폴리머 쉘의 연화온도를 측정시켜 분말 코팅 성분을 처리할 때, 특히 압출할 때 그 필요한 조건을 정확하게 충족시킬 수 있다.
예로서 메틸메타아크릴레이트와 글리시딜메타아크릴레이트로 구성되는 코폴리머 쉘을 가교시킨 실리콘 코어상에 그라프팅시킴으로써, 한편으로는 글리시딜메타아크릴레이트로 도입시킨 오르가노 폴리머 쉘의 에폭사이드기능으로 인하여 분말 코팅 조성물의 바인더수지와 변성제 입자사이에 매트릭스 부착물을 얻을 수 있고, 또 한편으로는 이들의 변성제 입자가 폴리에스테르수지를 기재로 한 바인더에 가교제로 작용할 수 있다.
따라서, 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y(x = 80∼99㏖％, y = 1∼20㏖％, R 은 같거나 다르며, 메틸, 3-메타아크릴옥시프로필 래디컬임)으로 구성되는 코어와, 폴리(메틸메타아크릴레이트)의 쉘 또는 메틸메타아크릴레이트 및 부틸아크릴레이트 또는 글리시딜메타아크릴레이트의 코폴리머 쉘을 가진 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자가 가장 바람직하다.
그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 그 코어 폴리머의 중량비는 60∼75wt％가 특히 바람직하며, 따라서 그 오르가노 폴리머 쉘의 중량비는 25∼50wt％가 특히 바람직하다.
이것은 오르가노 폴리머의 그라프팅도(degree of grafting) 33∼100％에 대응한다.
오르가노 폴리머 쉘과 그 실리콘 엘라스토머 입자의 부가특성과 배합에 의한 결합용이성으로 인하여 분말 코팅에 있어서 모든 통상의 바인더 시스템과 함께 사용할 수 있다.
분말 코팅의 바인더 시스템의 예로는 에폭시 수지, 에폭시 노보락 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시-폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 히브리드 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리메타아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지(HD-PE, LD-PE, LLD-PE), 폴리프로필렌 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리아마이드 및 셀룰로오스 에스테르가 있다.
오르가노 폴리메 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는 실리콘 엘라스토머성분과 바인더성분의 총중량을 기준으로 하여 각각의 경우 일반적으로 0.5∼20wt％, 바람직하게는 1.0∼10wt％을 첨가한다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자는, 온도 5∼160℃, 바람직하게는 60∼110℃에서 압출 또는 혼합처리에 의해 바인더, 안료 및 또다른 첨가제, 예로서 경화제를 사전혼합시킨 후 분말 코팅에 처리할 수 있다.
이것은 분말 코팅 제조의 통상적인 처리공정에 대응한다.
종래의 처리방법에 따라 미분쇄, 분쇄 및 체질(sieving)을 실시할 수 있다.
일반적으로, 그 처리공정은 그 바인더성분을 사전 미분쇄시켜 실리콘 엘라스토머입자, 안료, 촉매 및 첨가제를 예로서 유체용 믹서(fluid mixers)내에서 충분히 혼합시킨다.
그 조성물은 혼합장치를 통해 압출기로 통과시키며, 그 압출기에서는 그 처리재를 가교촉매(경화제)의 활성화 온도이하와 그 바인더의 연화점이상으로 설정한 온도에서 용융시켜 균질화한다.
그 압출시킨 페이스트형상재는 압출기 다이에서 압출시킨 다음, 롤러에 의해 층두께 2∼3㎜로 압연시키며 냉각, 분쇄 및 미분쇄시킨다.
최종적으로 그 분말을 소정의 입자크기로 체질(sieving)한다.
이와 같이 하여 얻을 수 있는 분말 코팅 조성물은 분말 코팅에 공지되어 있는 처리방법, 예로서 정전 분무(electrostatic spraying), 정전 코팅(electrostatic coating), 마찰전기(triboelectric) 및 코로나 처리, 유동상 소결(fluidized-bed sintering), 정전유동상 소결(electrostatic fluidized-bed sintering), 벌크 소결(bulk sintering) 및 원심분리 캐스팅(centrifugal casting)에 의해 처리할 수 있다.
모든 소결방법의 공통특징은 그 처리재가 필름형성시에 열에 의해 용융되도록 하는데 있으며, 열경화성 플라스틱의 경우 그다음으로 경화사이클(curing cycle)을 추가시켜 처리한다.
정전 처리방법의 공통특징은 그 분말을 일반적으로 냉각시킨 접지기재에 처리하도록 하는데 있다.
이들의 정전 전하 때문에 분말 입자가 가공편에 부착시킨 다음, 오븐내에서 가열시킴으로써, 그 입자가 용융되고, 경화할 수 있는 폴리머의 경우 경화된다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물은 모든 분말 코팅 용융분야에 적합하다.
예로서, 자동차(클리어코트, 톱코트, 내장마무리, 필러, 스톤-칩 보호(stone-chip protection) 및 하체보호), 철도차량 및 항공기(외장마무리가공)분야의 금속마무리가공, 가정용품(예로서 체스트 프리저(chest freezers), 냉장고, 디쉬 세척기), 건축재부품으로 외장(윈도우 프레임, 외장용 패널, 도어, 게이트(gates)) 및 내장(금속가구, 램프하우징), 자전거, 스노우모빌(snowmobiles), 선박콘테이너, 간판, 알루미늄 휘일림에 적합하다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물에 있어서, 열가소성 및 열경화성 플라스틱의 충격강도를 향상시킴과 동시에 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 기존의 폴리머 특성을 갖도록 하기 위한 미소상 분리(microphase separation)의 필요한 기준을 충족시킨다.
충격강도(저온하에서)의 향상이외에, 분말 코팅 조성물은 또 예로서 향상시킨 광택보존(내후성) 및 스크래치 저항(scratch resistance)을 경도, 치수안정성 및 기계적 강도에 대한 역효과 없이 달성할 수 있다.
오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머입자는 조성물성분으로 분말 코팅 조성물에 간단하게, 통상의 처리방법 기술에 따라 문제없이 혼합시킬 수 있다.
오염문제와 유동결함이 발생하지 않는다.
그결과 얻어진 분말 코팅은 오버 코팅 특성(overcoatability)을 제공한다.
다음의 실시예에서의 테스트결과에서는 저온에서도 그 분말 코팅의(충격)인성(toughness)을, 분말 코팅의 경도 및 접착에 대한 어떤 역효과도 없이 오르가노 폴리머 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머입자를 첨가시켜 향상시킴을 나타낸다.
또, 내후성 역시 향상되었다.
[실시예]
실시예 1∼2, 대비 실시예 1 (표 1 ) :
카르복실-함유 폴리에스테르 분말 코팅(상품명 Uralac을 기재로 함, DSM)을, 일반식 (R2SiO2/2)x·(R'SiO3/2)y(x = 95㏖％, y = 5㏖％, R = 메틸기, R' = 메틸기, 3-메타아크릴옥시프로필기임)로 구성되는 코어(core)와 폴리메틸 메타아크릴레이트 쉘(그라프팅 PMMA도 50wt％, 초기입자크기 100㎚)을 가진 실리콘 입자 각각 10wt％(실시예 1), 3wt％(실시예 2) 및 0wt％(대비실시예 1)와 혼합하였다.
얻어진 혼합물을 압출시켜(압출기 : MP 2000PC, APV-Baker), 분쇄, 체질시킨 후 분말 핸드건(handgun)(ESB Integral 2020, Wagner)으로 분무시켜 알루미늄제 패널 또는 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이킹 조작(baking operation)은 10분간 200℃에서 실시하였다.
그 분말 코팅의 테스트결과를 다음 표 1 에 나타내었다.
표 1 에 나타낸 테스트 기준이외에 다음 테스트방법을 사용하였다:
쾨니그 진자경도는 DIN 53137 에 따라 테스트하였다.
역충격(reverse impact)은 에리히센 볼(Erichsen ball) 충격테스트장치(모델 304)로 볼충격테스트를 함으로 측정하였다.
크로스-해치(cross-hatch)는 DIN 53151 에 의한 방법을 사용하여 측정하였다.
이들의 측정에서, 인성(역충격) 및 접착(크로스-해치, 습윤기후조건)은 실리콘 엘라스토머 분말을 PMMA 쉘과 함께 첨가시킴으로써 향상되었고, 경도는 악영향이 없음을 나타내었다.
QUV-B 내후성 시험(3중영역 광택미터, Dr. Lange)에서 2000시간후 광택 감소 측정에서는 대비 실시예 1 의 분말 코팅에 대하여 실시예 1 의 분말 코팅과 대비하여 200％ 더 높은 광택감소를 나타내었다.
QUV-B 내후성 시험에서 그 분말 코팅의 저항성은 동일하게 그 실리콘 엘라스토머 입자를 오르가노 폴리머 쉘과 함께 첨가시켜 향상시켰다.
실시예 3 :
아크릴레이트 분말 코팅(상품명 Alftalat를 기재로 함, Hoechst)을 실시예 1∼2 에서와 같이 실리콘 입자 각각 2wt％, 5wt％ 및 10wt％와 혼합하였다.
그 얻어진 혼합물을 압출시켜(압출기 : MP 2000PC, APV-Baker) 분쇄, 체질(sieving)시킨 후 분말 핸드건(handgun)(ESB Integral 2020, Wagner)으로 분무시켜 알루미늄제 패널 또는 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이킹 조작은 160℃에서 20분간 실시하였다.
측정결과(-20℃)에서 PMMA 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자 증가량 2wt％∼10wt％에 따라 역충격치는 50％증가하였다.
실시예 4 :
에폭시 수지 분말 코팅(상품명 Araldite를 기재로 함, Ciba Geigy)을 실시예 1∼2 에서와 같이 각각 실리콘 입자 5wt％, 10wt％와 혼합하였다.
얻어진 혼합물을 압출시켜(압출기 : ZSK 25, Werner & Pfleiderer)분말 핸드건(Mars Ⅱ PL-6, Bolhofer)으로 분무에 의해 금속제 패널에 처리하였다.
그 베이킹(baking)조작을 180℃에서 10분간 실시하였다.
측정결과, PMMA 쉘을 가진 실리콘 엘라스토머 입자 각각 5wt％와 10wt％를 첨가하여 역 충격치가 각각 10％와 40％증가되었을을 나타내었다.
동시에, 스톤-칩 저장이 향상되었다.
[표 1]
대비실시예 1 실시예 2 실시예 1
PMMA 쉘을 가진실리콘 엘라스토머분말의 중량비 0 wt％ 3 wt％ 10 wt％
평균필름두께 82㎛ ± 6㎛ 83㎛ ± 6㎛ 80㎛ ± 11㎛
쾨니그 진자 경도 148 146 135
펜실(pensil) 경도 5H 5H 5H
MEK 2중 러브(doublerubs) >200 >200 >200
역 충격 in×lbs 70 80 89
T-벤드(bend) 0 0 0
263시간동안 SS DIN 50 021 테스트에 의한 염분무테스트
접착테이프없는크로스-해치 Gt 1 Gt 1 Gt 1
접착테이프있는크로스-해치 Gt 1 Gt 1 Gt 1
DIN 53 210 에 의한녹(rusting)정도 Ri 3 Ri 3 Ri 3
DIN 53 209 에 의한블리스터링(blister-ing)정도 없음 없음 없음
녹(절단) 3 3 2
640시간동안 SK DIN 50 017 에 의한 습윤 내후성 시험
접착테이프 없는크로스-해치 Gt 4 Gt 2 Gt 0
접착 테이프 있는크로스-해치 Gt 5 Gt 3 Gt 0
본 발명은 분말 코팅의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자와, 오르가노 폴리며 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자로 구성되고, 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의해, 종래의 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 하여 충격강도 및 내후성을 향상시킬 수 있고, 경도, 치수안정성 및 기계적 강도등 바인더의 기존의 폴리머 특성을 가진 분말 코팅 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 분말 코팅 조성물은 자동차, 철도차량 및 항공기 분야의 금속마무리가공, 가정용품(냉장고, 디쉬세척기등), 건축재부품, 자전거, 스노우 모빌(snow mobiles), 선박콘테이너, 간판, 알루미늄, 휘일림등에서 분말 코팅시키는데 적합하다.

Claims (7)

  1. 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물의 조성물 성분으로 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자에 있어서,
    a) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 5∼99.5㏖％, y = 0.5∼95㏖％, z = 0∼30㏖％임)의 코어 폴리머 5∼95wt％와,
    b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt％를 구성하는 실리콘 엘라스토머 입자의 사용.
    위 일반식에서, R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
  2. 오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자를 조성물 성분으로 구성하는 열가소성 또는 열경화성 바인더를 기재로 한 분말 코팅 조성물에 있어서,
    그 실리콘 엘라스토머 입자가
    a) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 5∼99.5㏖％, y = 0.5∼95㏖％, z = 0∼30㏖％임)의 코어 폴리머 5∼95wt％와,
    b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 5∼95wt％로 구성함을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
    위 일반식에서 R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
  3. 제 2 항에 있어서,
    오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는
    a) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y·(SiO4/2)z(여기서 x = 50∼99㏖％, y = 1∼50㏖％, z = 0∼20㏖％임)의 코어 폴리머 20∼80wt％와,
    b) 그 코폴리머의 총중량을 기준으로 하여 모노 또는 폴리에틸렌 불포화 모노머의 오르가노 폴리머 쉘 20∼80wt％로 구성함을 특징으로 하는 조성물.
    위 일반식에서, R 은 탄소원자 1∼6개를 가진 같거나 다른 1가의 알킬 또는 알케닐 래디컬, 아릴 래디컬 또는 치환 탄화수소 래디컬임.
  4. 제 2 항에 있어서,
    사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 일반식 (R2SiO2/2)x·(RSiO3/2)y(여기서 x = 80∼99㏖％, y = 1∼20㏖％, R 은 같거나 다르며, 메틸, 3-메타아크릴옥시프로필임)을 구성하며, 폴리(메틸 메타아크릴레이트)의 쉘 또는 메틸 메타아크릴레이트와 부틸 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타아크릴레이트의 코폴리머 쉘을 가진 코어(core)를 구성함을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 평균 입자 직경 10∼300㎚을 가짐을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 최대 다분산성 지수 σ2= 0.2를 가진 1개모드 입자크기 분포를 가짐을 특징으로 하는 분말 조성물.
  7. 제 2 항에 있어서,
    오르가노 폴리머 쉘을 가진 사전에 가교시킨 실리콘 엘라스토머 입자는 실리콘 엘라스토머 성분과 바인더 성분의 총중량을 기준으로 하여 각각 그 분말 코팅 조성물중에 0.5∼20wt％를 구성함을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
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