KR20000049054A - 코팅 조성물에 대한 막형성 결합제 및 그로 이루어진 코팅 조성물 - Google Patents

코팅 조성물에 대한 막형성 결합제 및 그로 이루어진 코팅 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅 조성물에 대한 막형성 결합제 및 그로 이루어진 코팅 조성물에 관한 것으로서,
상기 막형성 결합제는 폴리우레탄 폴리올의 Tg가 폴리에스테르 폴리올의 Tg보다 더 높다는 조건하에서 (1)고리지방족 부분으로 이루어진 폴리에스테르 폴리올 45 내지 99wt.% 및 (2)고리형 부분으로 이루어진 폴리우레탄 폴리올 55 내지 1wt.%로 구성되고, 상기 막형성 결합제 및 가교제로 이루어진 코팅 조성물이 개시되어 있으며, 상기 코팅 조성물을 경화시키는 방법 및 상기 코팅 조성물을 기판에 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

코팅 조성물에 대한 막형성 결합제 및 그로 이루어진 코팅 조성물{FILM FORMING BINDER FOR COATING COMPOSITIONS AND COATING COMPOSITIONS COMPRISING SAME}
본 발명은 코팅 조성물에 대한 막형성 결합제, 상기 결합제로 이루어진 코팅 조성물, 특히 경질 코팅 조성물, 상기 코팅 조성물을 경화시키는 방법 및 기판상에 상기 코팅 조성물의 용도에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 많은 경질 자동차용 코팅재는 폴리에스테르계 또는 폴리아크릴계 폴리올로 이루어진 결합제로 구성된 중합성 시스템 및 가교제를 기본으로 한다. 상기 코팅재는 대개 "1액형" 또는 "2액형" 시스템으로 공급된다.
전형적인 1액형 시스템에서, 모든 코팅 성분이 하나의 저장-안정성 혼합물로 조합된다. 사용되자마자, 폴리올 성분이 120℃이상의 열경화 조건하에서 대개 아미노플라스트 수지(가령 멜라민 수지) 또는 블록 이소시아네이트와 가교된다. 전형적인 2액형 시스템에서, 폴리올 성분이 사용직전에 실내온도 및/또는 높은 온도에서 경화가 실시되면서 이소시아네이트와 같은 가교제와 조합된다.
환경적인 이유로, 분사용으로 적당한 낮은 사용 점도를 갖는 경질 코팅재의 배합물을 얻기위해서 낮은 용해 점도를 갖는 중합성 시스템을 개발하는 것이 크게 중요하다. 경질 코팅재(대개 50wt.%이상의 고체)가 코팅재를 건조/경화하자마자 대기중으로 들어가는 휘발성 유기 화합물(VOC)의 정량이 크게 감소된다.
또한, 전형적인 차량용 코팅 마감처리에서, 차량에 코팅재를 가한 후에, 차량이 움직이기전에 생성된 마감재가 건조되도록 한다. 부가적인 작업이 상기 마감재에 실시되기전에, 먼지 및 때가 상기에 부착되지 않도록 접착성이 없어야 한다. 광택의 향상 및/또는 작은 결함이 제거되도록 연마하여 충분히 경화시킨다. 종래의 경질 마감 코팅 조성물은 장시간 건조 및 경화해야하며, 그러므로 차량이 마감재를 사용한 후에 움직이거나 작업할 수 없기때문에 마감처리의 생산성을 감소시킨다.
WO 96/02585에서는 자동차 마감 산업에서 이용할 수 있는 폴리에스테르 폴리올계 코팅 조성물이 기술되어 있다. 상기 마감 코팅 조성물은 장시간의 건조 및 경화시간을 가지며, 마감재를 사용한 후에 이동 및 작업을 할 수 없기 때문에 마감 처리의 생산성을 감소시키는 상기의 결점을 갖는다는 것을 알았다.
본 발명의 목적은 상기 코팅 조성물의 단점을 극복하고, 상대적으로 짧은 시간동안 경질의 마감재로 건조시킬 수 있는 경질의 코팅 조성물을 제공하며, 차량이 움직일 수 있고, 필요하다면, 작은 결함을 제거하고, 광택을 향상시키기위해 마감재가 연마되며, 같거나 또는 적은 시간내에 차량이 처리되도록 마감처리의 효율성을 향상시킨다.
따라서, 본 발명은 폴리우레탄 폴리올의 Tg가 폴리에스테르 폴리올의 Tg보다 높다는 조건하에서 (1)고리지방족 부분으로 이루어진 폴리에스테르 폴리올 45 내지 99wt.% 및 (2)고리형 부분으로 이루어진 폴리우레탄 폴리올 55 내지 1wt.%로 구성된 막형성 결합제를 제공한다.
또한 본 발명은 가교제 및 상기 기술된 형태의 막형성 결합제로 이루어진 코팅 조성물, 바람직하게는 경질의 코팅 조성물을 제공한다. 또한 본 발명은 특히 차량용 마감처리에 적당한 마감 코팅 조성물을 제공한다. 또한 본 발명의 코팅 조성물을 경화하는 방법을 제공한다.
AU 91685/82(US 4,419,407에 대해)에서는 폴리우레탄 폴리올과 고리형 부분을 갖는 폴리에스테르 폴리올로 이루어진 열경화성 코팅 조성물이 기술되어 있다.상기 공보에 폴리우레탄 폴리올은 폴리이소시아네이트 화합물 및 고분자량 폴리올의 반응 생성물이다. 상기 폴리우레탄 폴리올의 Tg는 폴리에스테르 폴리올의 Tg보다 낮다. 이와같이 폴리우레탄 폴리올은 가소제로서 작용한다. 따라서, 상기 코팅 조성물은 천천히 건조되어, 유연한 연질의 필름을 생성한다. 유사한 코팅 조성물이 US 4,859,473, US 4,410,667 및 US 4,410,668에 기술되어 있다.
유럽 특허출원 제0 561 152호에서는 선택적으로 폴리우레탄 폴리올과 폴리에스테르 폴리올로 이루어진 코팅 조성물이 개시되어 있다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 400 내지 800의 히드록실수를 갖는 카보네이트 및 폴리아민의 반응 생성물이다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 반응성 희석제로서 작용한다.
더우기, 하기의 공보에서는 폴리에스테르 폴리올이 아닌 폴리우레탄 폴리올로 이루어진 코팅 조성물이 개시되어 있다:EP-A-0 530 806, EP-A-0 409 300, EP-A-0 409 301 및 EP-A-0 455 291. 마지막으로 US 4,859,791 및 GB 1,037,941에서는 폴리우레탄 폴리올과 조합되지 않은 폴리에스테르 폴리올로 이루어진 코팅 조성물이 기술되어 있다.
놀랍게도, 본 발명에서, 폴리우레탄 폴리올의 Tg가 폴리에스테르 폴리올보다 높을 지라도 다량의 용매가 코팅 조성물의 점도를 낮추기위해 필요하지 않다는 것이 알았다.
바람직하게, 폴리에스테르 폴리올의 Tg는 -20℃ 내지 20℃, 바람직하게는 -10℃ 내지 10℃의 범위이고, 폴리우레탄 폴리올의 Tg는 10 내지 100℃, 바람직하게는 20 내지 90℃의 범위이다. 상기 Tg는 실시예에 설명된 것과 같이 측정된다. 폴리우레탄 폴리올의 Tg와 폴리에스테르 폴리올의 Tg사이의 Tg의 차이는 바람직하게는 적어도 10℃, 특히 적어도 20℃, 특히 바람직하게는 적어도 30℃이다.
바람직하게, 상기 막형성 결합제는 폴리에스테르 폴리올 50 내지 95wt.%, 바람직하게는 65 내지 90wt.%와 폴리우레탄 폴리올 50 내지 5wt.%, 바람직하게는 35 내지 10wt.%로 이루어진다.
바람직하게, 본 발명에 따른 막 형성 결합제는 가지형 폴리에스테르 폴리올로 이루어진다. 바람직하게 가지형 폴리에스테르 폴리올은 하기로 이루어진 반응 생성물이다:
(a)적어도 하나의 고리지방족 폴리카르복실산 또는 그의 유도체,
(b)적어도 하나의 C3-12트리올 및
(c)선택적으로 하나이상의 모노알콜, 폴리올, 방향족 폴리카르복실산, 비고리형 지방족 폴리카르복실산, 모노카르복실산 또는 모노카르복실산의 글리시딜 에스테르.
본 발명의 막형성 결합제 및 코팅조성물에 대한 특히 적당한 폴리에스테르 폴리올은 기준으로 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌 글리콜을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 500 내지 3000, 바람직하게는 750 내지 2500 범위의 분자량(Mn)을 갖는다. Mw에 대한 Mn의 비율과 같은 분자 분산도는 바람직하게 1.1 내지 5의 범위이고, 특히 1.5 내지 3의 비율이 바람직하다. 폴리에스테르 폴리올의 산가는 바람직하게는 30미만이고, 특히 20미만이다. 적당한 히드록실가는 75 내지 300, 바람직하게는 100 내지 250의 범위이다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 종래의 기술을 사용하여 제조된다. 반응물 및 상기 반응물의 몰비는 많은 잔류 히드록실기를 갖는 반응 생성물을 제공할 수 있는 방법으로 선택된다. 전형적으로, 상기 폴리에스테르 폴리올은 적당한 중합화 용기에 카르복실 및 히드록실 성분을 채우고, 응축수를 제거하기위해 150 내지 260℃로 비활성대기하에서 반응 혼합물을 가열함에 의해 형성된다. 상기 반응은 에스테르화 촉매의 존재하에서 실시되고, 소망의 히드록실 및 산가가 얻어졌을 때 완결되는 것으로 한다.
폴리에스테르 폴리올은 가지형 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 가지형 폴리에스테르는 반응물중 적어도 하나가 적어도 3의 관능가를 가질때 폴리알콜과 폴리카르복실산 또는 상응하는 무수물 또는 저급 알킬 에스테르와 같은 그의 반응성 유도체의 축합을 통해 종래에는 얻어졌다.
폴리에스테르 폴리올은 충분히 많은 양의 고리형 부분을 가지고 있어, 상당한 경도의 코팅재를 제공한다. 바람직하게, 상기 고리형 부분은 폴리카르복실산 성분에 포함되고, 고리지방족 및/또는 방향족 폴리카르복실산 또는 그의 반응성 유도체에 의해 제공된다. 충분한 경도를 부여하기위해, 전체 폴리카르복실산에 대한 비고리형 지방족 폴리카르복실산의 몰비는 바람직하게 0.3:1 미만이고, 특히 0.1:1 미만이다. 또한, 전체 폴리카르복실산에 대한 고리지방족 폴리카르복실산의 몰비는 0.3:1 내지 1:1의 범위이고, 특히 0.45:1 내지 1:1의 범위이다.
적당한 고리지방족 폴리카르복실산 또는 그의 반응성 유도체의 예로는 테트라히드로프탈산, 테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산, 헥사히드로프탈산 무수물, 메틸 헥사히드로프탈산, 메틸 헥사히드로프탈산 무수물, 디메틸시클로헥산 디카르복실레이트, 1,4-시클로헥산 디카르복실산, 1,3-시클로헥산 디카르복실산 및 그의 혼합물이 있다. 헥사히드로프탈산 무수물 및 1,4-시클로헥산 디카르복실산이 바람직하다.
방향족 폴리카르복실산 및 그의 반응성 유도체의 예로는 프탈산, 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테레프탈산, 5-tert-부틸이소프탈산, 트리멜리트산 무수물 및 그의 혼합물이 있다.
비고리형 지방족 폴리카르복실산 또는 그의 반응성 중간체의 예로는 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 숙신산, 숙신산 무수물, 도데세닐 숙신산 무수물, 디메틸 숙시네이트, 글루타르산, 아디프산, 디메틸 아디페이트, 아젤라산 및 그의 혼합물이 있다. 아디프산이 바람직하다. 선택적으로 비고리형 지방족 폴리카르복실산의 20wt.% 미만이 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용된다.
폴리에스테르 폴리올, 바람직하게는 C4-C18모노카르복실산의 제조에 사용되는 모든 단량체를 기본으로 모노카르복실산 40wt.% 미만이 폴리에스테르 폴리올을 제조하는데 사용되는 반응물들 중에 바람직하다. 특히 바람직하게는 모노카르복실산 5 내지 30wt.%가 사용된다.
C4-C18모노카르복실산의 예로는 피발산, 헥사노산, 헵타노산, 옥타노산, 노나노산, 2-에틸 헥사노산, 이소노나노산, 데카노산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 이소스테아르산, , 스테아르산, 히드록시스테아르산, 벤조산, 4-tert-부틸벤조산 및 그의 혼합물을 포함한다.
폴리에스테르를 형성하는데 사용되는 하나 이상의 폴리알콜 반응물은 고리형 또는 비고리형 또는 그의 혼합물일 수 있다. 트리올은 바람직한 폴리알콜이다. 상기는 유일한 알콜 성분으로 사용될 수 있지만, 적당한 폴리에스테르는 모노알콜, 디올, 테트라올 및 그의 혼합물과 같은 다른 OH-함유 조성물과 하나 이상의 트리올의 혼합물로부터 또는 트리올의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게 트리올 10 내지 60wt.%, 더 바람직하게는 20 내지 50wt.%, 특히 30 내지 40wt.%가 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용될 수 있다.
적당한 트리올은 C3-12트리올이다. 트리올의 예로는 트리메틸올 프로판, 트리메틸올 에탄, 글리세롤 및 1,2,6-헥산트리올이 있다. 트리메틸올 프로판 및 트리메틸올 에탄이 바람직하다.
적당한 디올은 C2-C15디올이다. 디올의 예로는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 2-메틸프로판-1,3-디올, 네오펜틸 글리콜, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판 디올, 시클로헥산-1,4-디메틸올, 네오펜틸 글리콜 및 히드록시피발산의 모노에스테르, 수소화 비스페놀 A, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-프로판디올, 1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸 펜탄-1,3-디올 및 디메틸올 프로피온산이 있다. 네오펜틸 글리콜, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판 디올, 시클로헥산 디메틸올, 디메틸올 프로피온산 및 네오펜틸 글리콜 및 히드록시피발산의 모노에스테르가 바람직하다. 20wt.%미만의 디올이 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용될 수 있다.
적당한 테트라올은 C4-12테트라올이다. 테트라올의 예로는 펜타에리트리톨 및 디-트리메틸올프로판이 있다. 20wt.%미만의 테트라올은 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용될 수 있다.
적당한 모노알콜은 예를들면 C6-C18모노알콜이다. 특정예로는 시클로헥산올, 2-에틸헥산올, 스테아릴 알콜 및 4-tert-부틸 시클로헥산올이 있다. 20wt.%미만의 모노알콜이 폴리에스테르 폴리올의 제조에 사용될 수 있다.
폴리에스테르를 형성하기위해, 트리올 및 모노카르복실산의 조합체가 C5-C15모노카르복실산의 글리시딜에스테르, 예를들면 셀(Shell)에서 카듀라(Cardura) E10으로 시판되는 가지형 C9-C11모노카르복실산의 글리시딜 에스테르의 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물 및 막형성 결합제에 대한 폴리우레판 폴리올은 적어도 하나의 고리형 부분을 갖는다. 바람직하게, 상기 폴리우레탄 폴리올은 350 미만, 바람직하게는 50 내지 350의 범위, 특히 50 내지 250의 범위의 히드록시수를 갖는다. 또한, 폴리우레탄 폴리올의 유리전이온도 Tg는 폴리에스테르 폴리올의 Tg보다 더 높다.
폴리우레탄 폴리올은 예를들면 적어도 2개의 히드록시기를 갖는 폴리알콜 및 2 내지 5-개의 관능기를 갖는 폴리이소시아네이트의 반응 생성물 또는 폴리아민 및 고리형 카보네이트의 반응 생성물이 있다. 반응물 및 상기 반응물의 몰비는 많은 잔류 히드록시기를 갖는 반응 생성물을 제공할 수 있는 방법으로 선택된다. 폴리우레탄 폴리올내 고리형 부분은 방향족, 고리지방족, 헤테로고리 또는 그의 혼합물일 수 있다. 폴리알콜 반응물에서 유일하게 고리형 부분을 갖는 폴리우레탄 폴리올은 본 발명의 범위내에 있을 지라도, 고리형 부분은 폴리우레탄의 이소시아네이트 반응물내 존재하는 것이 바람직하다. 바람직한 폴리우레탄은 이소시아네이트 반응물 및 폴리알콜 반응물이 고리형 구조를 포함하는 것이다.
2- 내지 5-관능기 폴리이소시아네이트는 바람직하게 이소포론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 메틸렌 비스(4-시클로헥실 이소시아네이트), 노르보난 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 트리메틸올 프로판 1mol과 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 3mol의 반응 생성물, 트리메틸올 프로판 1mol과 톨루엔 디이소시아네이트 3mol의 반응 생성물, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트, 이소포론 디이소시아네이트의 우레트디온, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 알로파네이트 및 그의 혼합물이 있다. 특히 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 메틸렌 비스(4-시클로헥실 이소시아네이트) 및 트리메틸올 프로판 1mol과 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 3mol의 반응생성물이 바람직하다. 폴리우레탄 폴리올의 제조에 폴리이소시아네이트의 20 내지 80wt.%, 바람직하게는 30 내지 70wt.%가 사용된다.
상기 폴리알콜은 디올 및 트리올의 그룹에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 디올은 바람직하게 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판 디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 2-메틸-1,3-프로판 디올, 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판 디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄 디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 시클로헥산 디메탄올, 수소화 비스페놀 A 및 그의 혼합물의 그룹에서 선택된다. 예를들면 1mol의 헥사히드로프탈산 무수물 및 2mol의 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올에서 제조되는 디카르복실산 및 단량체 디올의 저분자량(Mn<500)의 축합체가 바람직하다. 디올의 70wt.% 미만, 바람직하게는 20 내지 65wt.%가 사용된다.
폴리알콜로 사용되기에 바람직한 트리올은 글리세롤, 트리메틸올 프로판, 트리메틸올 에탄 또는 그의 혼합물이 있다. 트리올의 25wt.%미만, 바람직하게는 1 내지 20wt.%가 사용될 수 있다.
선택적으로 폴리우레탄 폴리올의 제조에 부가적인 반응물 30wt.%미만으로, 가령 디올 및/또는 트리올성분에 대해 모노알콜의 몰비가 2미만인 C1-C18모노알콜, 선택적으로 히드록시기로 치환되고, 디올 및/또는 트리올에 대한 모노아민의 몰비가 2미만인 C2-C251차 또는 2차 모노아민 화합물과 디올 및/또는 트리올에 대한 디아민의 몰비가 2미만인 1차 및/또는 2차 아민기로 이루어진 C2-C25디아민 화합물이 사용될 수 있다.
예를들면 적당한 모노알콜은 메탄올, 에탄올, 부탄올, 2-에틸 헥산올, 시클로헥산올, 벤질 알콜, 스테아릴 알콜 및 그의 혼합물이 있다.
예를들면 적당한 모노아민은 부틸 아민, 디부틸 아민, 이소프로판올 아민, N-메틸 에탄올 아민, 벤질 아민 및 그의 혼합물이 있다.
예를들면 적당한 디아민은 이소포론 디아민, 시클로헥산 디아민, 프로필렌 디아민, 피페라진, 아미노에틸 피페라진 및 그의 혼합물이 있다.
폴리우레탄 폴리올의 제조에 있어서, 이소시아네이트기에 대한 히드록실기 및 선택적으로 아민기의 비율은 1.2 내지 3이다.
폴리우레탄 폴리올의 수평균분자량(Mn)은 기준으로 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌 글리콜을 사용하는 겔투과 크로마토그래피로 측정하여 5000미만인 것이 바람직하고, 3000미만의 Mn을 갖는 폴리우레탄 폴리올이 특히 바람직하다. 예를들면 Mw에 대한 Mn의 비율인 분자 분산도는 바람직하게는 1.1 내지 5의 범위, 특히 1.1 내지 3의 범위가 바람직하다.
본 발명의 폴리우레탄 폴리올의 합성은 125℃미만의 온도에서 실시되며, 바람직하게는 15℃ 내지 100℃의 범위에서 실시된다. 상기 성분은 디부틸주석 디라우레이트와 같은 유기 주석 화합물 또는 트리에틸렌디아민과 같은 3차 아민과 같은 폴리우레탄 촉매의 존재하에서 선택적으로 반응할 수 있다.
본 발명의 한가지 실시예는 상기에 기술된 것과 같은 막 형성 결합제 및 가교제로 이루어진 코팅 조성물이다. 전형적으로 상기 가교제는 고체상에 코팅 조성물 20 내지 80wt.%, 바람직하게는 20 내지 60wt.%, 특히 20 내지 40wt.%로 존재한다.
코팅 조성물의 고체 함량은 전형적으로 30 내지 80wt.%, 바람직하게는 50 내지 70wt.%이다.
본 발명의 부가적인 실시예는 상기에 기술된 형태의 코팅 조성물의 경화방법에 있다. 전형적으로 경화는 0℃ 내지 80℃ 사이에서 일어나지만, 그러나 상기 방법은 고온에서 실시될 수 있다. 가교제가 블록될 때는 더 높은 온도가 종종 요구된다.
적당한 가교제의 예로는 블록 폴리이소시아네이트 및/또는 아미노플라스트 수지와 같은 다른 히드록실기-반응성 가교제 뿐만아니라 폴리이소시아네이트 및 그의 혼합물이 있다.
여기에 유용한 폴리이소시아네이트는 둘 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물로 이루어진다. 적당한 폴리이소시아네이트의 예로는 우레아, 비우레트, 알로파네이트, 우레트디온 이합체 및 이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 삼합체 뿐만아니라 단량체 폴리이소시아네이트 및 그의 혼합물이 포함된다. 지방족, 고리지방족, 아르알리파틱(araliphatic) 또는 방향족 폴리이소시아네이트와 같은 적당한 유기 폴리이소시아네이트는 단일 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
적당한 방향족 이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트, 3mol의 톨루엔 디이소시아네이트 및 1mol의 트리메틸올 프로판의 부가물(Desmodur L로 Bayer에서 시판됨)과 디페닐 메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI)를 포함한다.
적당한 고리지방족 폴리이소시아네이트는 메틸렌 비스(4-시클로헥실 이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트의 삼합체(Vestanat T1890으로 Huels에서 시판됨)를 포함한다.
적당한 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 노르보난 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온 이합체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 알로파네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 비우레트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체를 포함한다.
아르알리파틱 폴리이소시아네이트의 예로는 파라- 및 메타-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 크실렌, 디이소시아네이트 및 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트(3mol)와 트리메틸올 프로판(1mol)의 부가물을 포함한다.
특히 바람직한 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 비우레트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온 이합체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 알로파네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트의 삼합체, 3mol의 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 1mol의 트리메틸올 프로판의 부가물, 3mol의 톨루엔 디이소시아네이트 및 1mol의 트리메틸올 프로판의 부가물 및 그의 혼합물이 있다.
상기 코팅 조성물의 NCO:OH 비율은 0.5 내지 3, 바람직하게는 0.75 내지 2, 특히 0.75 내지 1.5의 범위에 있다.
상기 코팅 조성물은 대개 하나 이상의 촉매 및 선택적으로 하나 이상의 지연제를 포함한다. 폴리올 및 이소시아네이트 경화제의 반응에 공지되어 있는 촉매는 디부틸주석 디라우레이트와 같은 유기 주석 화합물 및 트리에틸렌 디아민과 같은 3차 아민 화합물이 있다. 같은 반응에 있어서, 공지된 지연제는 펜탄디온, 아세트산, 3차 알콜 및 메르캅토 화합물과 같은 화합물이 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 전형적으로 분사에 의해 사용될 수 있지만, 브러시 침지 또는 압연과 같은 공지된 다른 방법을 사용할 수 있다. 적당한 배합 및 사용점도를 이루기위해 용매가 사용될 것이다. 적당한 용매는 지방족, 고리지방족 및 방향족 탄화수소 용매, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 헥실 아세테이트, 에톡시에틸 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아밀 케톤, 에틸 아밀 케톤, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르의 산소화 용매 및 상기 및/또는 다른 용매의 혼합물을 포함한다.
상기 코팅 조성물은 또한 안료를 포함한다. 유기안료 뿐만아니라 무기안료가 사용될 수 있다. 계면활성제, 항산화제, 자외선광 흡수제, 안정제, 안료 분산제, 유동조절제 및 평준화제와 같은 전형적인 첨가제가 코팅 조성물에 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 특정의 기판에 가해질 수 있다. 예를들면 상기 기판은 금속, 플라스틱, 나무, 유리 또는 다른 코팅층일 수 있다. 다른 코팅층은 본 발명의 코팅 조성물로 이루어지고, 다른 코팅 조성물일 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 클리어코트(바닥 코트위에), 착색된 탑코트, 프라이머 및 충전재로 사용된다. 상기 조성물은 특히 자동차 및 운송용 차량의 마감 및 기차, 트럭, 버스 및 비행기와 같은 대형 운송차량의 마감에 특히 적당하다.
실시예에서 사용되는 시험 방법은 하기에 기술되어 있다.
제조된 폴리에스테르 폴리올 및 폴리우레탄 폴리올의 점도 측정은 3.85s-1의 전단속도에서 C-스핀들을 사용한 이피레치 회전점도계 모델 리오메트 15(Epprecht rotation viscosimeter model Rheomat 15)(Contraves AG)에서 실시된다.
Tg의 측정은 하기와 같이 실시된다. 중합체 시료가 진공 오븐내 100℃에서 16시간 건조된다. 알루미늄 기준 DSC컵내에 건조된 중합체 4 내지 5mg을 넣는다. 상기 시료의 분석은 TA instruments MDSC 2950에서 실시된다. 폴리에스테르 폴리올의 열곡선은 5℃/분의 속도로 -50에서 150℃이다. 폴리우레탄 폴리올의 열곡선은 5℃/분의 속도로 0에서 150℃이다.
코팅 조성물의 점도는 DIN 53211-1987에 따라 DIN flow cup number 4에서 측정된다. 상기 점도가 초단위로 기록된다.
가사시간(potlife): 상기 개시를 위하여, 가사시간은 모든 성분의 초기 혼합과 상기 점도의 배가(혼합시 초기 점도를 기본으로) 사이의 시간이다.
건조: 페인트에 떨어진 탈지면 덩어리가 쉽게 부풀어질 때 코팅재는 "더스트 드라이(dust dry)"이다. 손가락으로 당겨서 생긴 마크가 1 또는 2분후에 사라질 때 코팅재는 "터치 드라이(touch dry)"이다.
경도: 경도는 실시예에서 기술된 것과 같이 처리된 강판이 유리판 대신에 사용되는 것을 제외하고, ISO 1522를 사용하여 측정된다.
광택: 광택은 ISO 2813:1994에 따라 측정된다. 상기 광택은 광택 단위로 표시된다.
에나멜 홀드 아웃(EHO): EHO는 전체 외관의 측정이다. 적어도 3명의 패널이 외관에 대해 1 내지 10(1=매우 나쁜 외관, 10=우수한 외관)의 스케일로 각 시료를 평가한다. 상기 측정은 광택, 구김, 흐름 및 상의 맑음/상의 구별에 대해 고려된다. 상기 평균수는 EHO로 준다.
용매 저항성: 패널이 가솔린, 크실렌 또는 메틸에틸케톤에 노출된다. 2b의 연필 경도에 대해 페인트 필름을 연화시키는데 요구되는 시간은 저항성을 제공한다. 측정은 1 및/또는 7일 건조후에 실시된다.
유연성: 유연성은 ISO 1520에 따라 측정된다. 충격 깊이는 유연성값으로 제공된다.
연마성: 10×5cm의 표면이 연마지 SF(3M에서 시판)로 문지르고, 손은 탈지면과 고운가루로 닦는다(3M에서 시판). 디그리저 M600(네덜란드 사센하임의 Akzo Nobel Coatings에서 시판)으로 표면을 깨끗이 한후, 20。의 광택이 측정된다. 처리되지 않은(원래) 광택값과 비교하여, 광택(%)은 연마성 값을 제공한다.
상의 구별성(DOI)은 Ati Systems Inc.에서 반사상 미터 #1792의 휴대용 구별성을 갖는 코팅재에서 기준(원)상을 투시함에 의해 측정된다. 반사상의 선명도 및 원래 상의 선명도가 비교된다. 반사상이 원래상만큼 선명하다면, 코팅재의 DOI는 높다. 반사상이 원래상보다 훨씬 덜 선명하다면, 코팅재의 DOI는 낮다.
실시예 1(폴리에스테르 폴리올 A)
교반기, 온도계, 딘-스탁 물 분리기, 충전된 컬럼 및 질소유입관을 갖춘 10리터 반응기로 1,4-디메탄올 시클로헥산 680g, 헥사히드로프탈산 무수물 2873g 및 3,5,5-트리메틸헥사노산(이소노나노산) 1595g을 채운다.
질소대기하에서 교반하면서, 상기 내용물이 165℃로 가열되고, 2시간동안 상기의 온도를 유지한다.
연속적으로, 트리메틸올 프로판 2532g이 반응기로 첨가되고, 상기 반응 혼합물의 온도를 230℃로 올린다. 상기 반응수(reaction water)가 충전된 컬럼의 상부에서의 온도가 102℃를 초과하지 않도록 증발시키고, 상기 반응은 460g의 물이 수집될 때까지 230℃에서 실시된다.
그리고 반응 혼합물이 175℃로 냉각되고, 충전된 컬럼이 충전되지 않은 Vigruex 컬럼으로 대체된다. 400g의 크실렌을 첨가한 후에, 상기 반응이 9.3(mg KOH/G)의 산가가 고체 반응 생성물내 얻어질 때까지 회수된 크실렌하에서 비공비적으로 계속된다.
다음, 상기 반응 혼합물이 180℃로 냉각되고, 320g의 1,1-이치환 가지형 데칸 모노카르복실산의 글리시딜 에스테르(Shell에서 Cardura E의 상표로 시판)가 첨가된다. 상기 반응 혼합물은 2시간동안 180℃를 유지하고, 130℃로 냉각하여, 크실렌으로 희석시킨다.
70%의 고체 함량, 20℃에서 580mPa.s의 점도, 0.2의 산가, 160의 히드록실수, 1090의 Mn 및 3140의 Mw(기준으로 폴리스티렌을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정)를 갖는 폴리에스테르 폴리올 용액이 얻어진다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 -3℃의 Tg를 갖는다.
실시예 2(폴리에스테르 폴리올 B)
교반기, 충전된 컬럼, 콘덴서, 가열망, 온도계 및 질소유입관을 갖춘 10리터의 둥근바닥 반응 용기로 헥사히드로프탈산 무수물 2608g, 트리메틸올 프로판 2981g, 이소노나노산 2015g, 프탈산 무수물 195g 및 85% 인산으로 이루어진 수성용액 9.2g을 채운다.
상기 반응 혼합물이 10리터/시의 질소스트림하에서 가열된다.
상기 혼합물의 온도는 점차로 240℃까지 올린다. 상기 반응수는 충전된 칼럼의 상부에서의 온도가 103℃를 초과하지 않는 속도로 증류시킨다. 반응이 한시간동안 240℃에서 실시된 후에, 상기 질소스트림이 50리터/시로 증가되고, 상기 반응은 9.3의 산가에 도달할때까지 240℃를 유지한다. 그리고, 상기 반응 혼합물이 130℃로 냉각되고, 부틸아세테이트 1817g으로 희석시킨다.
80.5%의 고체 함량, 20℃에서 측정하여 7.5Pa.s의 점도, 9.3의 산가 및 145의 히드록실가를 갖는 폴리에스테르 폴리올 용액이 얻어진다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 -2℃의 Tg를 갖는다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 1900의 Mn 및 4500의 Mw를 갖는다(기준으로 폴리스티렌을 사용하여 겔투과 크로마토그래피에 의해 측정됨).
실시예 3(폴리에스테르 폴리올 C)
폴리에스테르 폴리올이 헥사히드로프탈산 무수물 683g, 프탈산 무수물 656g, 트리메틸올 프로판 1483g, 이소노나노산 979g과 886g 부틸아세테이트 및 85% 인산으로 이루어진 수성 용액 4.47g을 사용하여 실시예 2의 장치와 방법으로 5리터 반응용기에서 제조된다.
80.1%의 고체 함량, 20℃에서 측정하여 8.75Pa.s의 점도, 10.4의 산가, 157의 히드록실가를 갖는 폴리에스테르 폴리올 용액이 얻어진다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 3℃의 Tg를 갖는다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 1790의 Mn 및 3350의 Mw를 갖는다(기준으로 폴리스티렌을 사용하여 겔투과 크로마토그래피에 의해 측정됨).
실시예 4(폴리에스테르 폴리올 D)
폴리에스테르 폴리올이 헥사히드로프탈산 무수물 1290g, 시클로헥산 디메탄올 403g, 트리메틸올 프로판 1366g, 이소노나노산 442g과 부틸아세테이트 1090g을 사용하여 실시예 2의 장치와 방법으로 5리터 반응용기에서 제조된다.
74.3%의 고체 함량, 20℃에서 측정하여 2.0Pa.s의 점도, 2.6의 산가, 285의 히드록실가를 갖는 폴리에스테르 폴리올 용액이 얻어진다. 상기 폴리에스테르 폴리올은 -3℃의 Tg를 갖는다. 상기 폴리에스테르 폴리올 수지는 650의 Mn 및 1180의 Mw를 갖는다(기준으로 폴리프로필렌 글리콜을 사용하여 겔투과 크로마토그래피에 의해 측정됨).
실시예 5(폴리우레탄 폴리올 A)
실시예 2에서와 같이 설치된 2리터의 둥근바닥 반응용기로 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 426g, 부틸 아세테이트 440g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.11g으로 채운다.
상기 혼합물은 질소대기하에서 55℃까지 가열한다. 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체의 부틸아세테이트내 70%용액 934g(Huels의 Vestanat T 1890 E로 시판됨)이 60분동안 첨가된다. 상기를 첨가하는 동안, 온도는 70℃를 초과하지 않는다. 첨가가 완결된 후에, 상기 혼합물은 고체 성분으로 계산하여 NCO-함량이 0.1wt.%미만으로 떨어질때까지 70℃에서 후반응시킨다. 냉각후, 맑은 폴리우레탄 폴리올 용액이 2.8Pa.s의 점도(20℃), 60.8%의 고체함량(60분동안 150℃에서 측정)과 고체 성분으로 계산하여 136의 히드록실가를 갖는 것이 얻어진다. 기준으로 폴리스티렌을 사용하여, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)는 1300의 Mn 및 1800의 Mw를 나타낸다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 81℃의 Tg를 갖는다.
실시예 6(폴리우레탄 폴리올 B)
실시예 5에서와 같은 방법으로 설치된 2리터의 둥근바닥 반응용기에서 폴리우레탄 폴리올이 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 320g, 트리메틸올프로판 134g, 부틸아세테이트 303g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.12g으로 제조된다.
그리고, 베스타나트(Vestanat) T 1890 E 1050g이 60분동안 첨가된다. 상기를 첨가하는 동안, 고체 성분으로 계산하여 NCO-함량이 0.1wt.%미만으로 떨어질때까지 온도는 70℃를 초과하지 않는다. 냉각후, 맑은 폴리우레탄 폴리올 용액이 60.5%의 고체함량, 20℃에서 10Pa.s의 점도와 고체 성분으로 계산하여 155의 히드록실가를 갖는 것이 얻어진다. GPC는 기준으로 폴리스티렌을 가지고 1150의 Mn 및 2000의 Mw를 나타낸다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 82℃의 Tg를 갖는다.
실시예 7(폴리우레탄 폴리올 C)
폴리우레탄 폴리올이 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 627g, Bayer에서 데스모듀(Desmodur) W로 시판되는 4,4'-메틸렌-비스-(시클로헥실 이소시아네이트) 563g, 부틸아세테이트 297g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.12g을 사용하여 실시예 5의 방법 및 장치에 따라 제조된다.
고체 성분으로 계산하여 NCO-함량이 0.1wt.%미만으로 떨어진후에 반응 혼합물을 냉각시키고, 80.2%의 고체함량와 고체 성분으로 계산하여 202의 히드록실가를 갖는 반고체 생성물이 얻어진다. GPC는 기준으로 폴리스티렌을 가지고 750의 Mn 및 900의 Mw를 나타낸다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 36℃의 Tg를 갖는다.
실시예 8(폴리우레탄 폴리올 D)
폴리우레탄 폴리올이 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 361g, 1몰의 트리메틸올 프로판과 3몰의 테트라메틸 크실일렌 디이소시아네이트의 부가생성물 메틸에틸케톤 및 부틸아세테이트의 50/50 혼합물내 80% 용액 900g(Cytex에서 Cythane 3160으로 시판), 부틸아세테이트 540g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.11g을 사용하여 실시예 5의 방법 및 장치에 따라 제조된다.
60.5%의 고체함량, 20℃에서 2.2Pa.s의 점도 및 고체 성분으로 계산하여 117의 히드록실가를 갖는 무색의 폴리우레탄 폴리올 용액이 얻어진다. 상기 수지는 60℃의 Tg를 갖는다.
실시예 9(폴리우레탄 폴리올 E)
폴리우레탄 폴리올이 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올(2몰) 및 헥사히드로프탈산 무수물(1몰)에서 제조된 저분자량 및 4.2의 산가를 갖는 폴리에스테르 디올의 부틸아세테이트내 76% 용액 762g, 베스타나트 T1890E 454g, 부틸아세테이트 433g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.30g을 사용하여 실시예 5의 방법 및 장치에 따라 제조된다.
49.4%의 고체함량, 2.3의 산가 및 고체 수지로 계산하여 105의 히드록시가, 0.32Pa.s의 점도, 1010의 Mn 및 1480의 Mw를 갖는 폴리우레탄 폴리올 용액이 얻어진다. 폴리프로필렌 글리콜이 겔투과 크로마토그래피에 대한 기준으로 사용된다. 상기 수지는 24℃의 Tg를 갖는다.
실시예 10(폴리우레탄 폴리올 F)
폴리우레탄 폴리올이 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 161g, 베스타나트 T1890E 398g, 부틸아세테이트 240g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.06g을 사용하여 실시예 5의 방법 및 장치에 따라 1리터의 반응용기내에서 제조된다.
55%의 고체함량, 고체수지로 계산하여 110의 히드록실가, 23℃에서 1.1Pa.s의 점도, 1170의 Mn 및 2370의 Mw를 갖는 폴리우레탄 폴리올 용액이 얻어진다. 폴리프로필렌 글리콜이 겔투과 크로마토그래피에 대한 기준으로 사용된다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 86℃의 Tg를 갖는다.
실시예 11(폴리우레탄 폴리올 G)
실시예 5에 기술된 것과 같은 방법의 설치된 1리터의 둥근 바닥 반응용기에 벤질 알콜 101g, 부틸아세테이트 67g 및 디부틸주석 디라우레이트 0.05g을 채운다.
상기 혼합물을 55℃의 질소대기하에서 가열한 후에, 494g의 베스타나트 T1890E가 60분동안 첨가된다. 상기를 첨가하는 동안, 온도는 70℃를 초과하지 않는다. 첨가가 완료된 후에, 124g의 부틸아세테이트가 첨가되고, 반응 혼합물은 2시간동안 70℃로 후가열된다. 63g의 트리메틸올 프로판이 첨가되고, 또한 반응 혼합물이 NCO-함량이 0.1%미만으로 떨어질 때까지 70℃를 유지한다.
60.9%의 고체함량, 고체수지로 계산하여 103의 히드록실가, 20℃에서 3.35Pa.s의 점도, 1000의 Mn 및 1550의 Mw를 갖는 맑은 폴리우레탄 폴리올 용액이 얻어진다. 폴리프로필렌 글리콜이 겔투과 크로마토그래피에 대한 기준으로 사용된다. 상기 폴리우레탄 폴리올은 83℃의 Tg를 갖는다.
실시예 12-16 및 비교실시예 A-B
실시예 12-16은 본 발명에 따른 착색되지 않은 코팅조성물의 예를 제공하는 것이다. 실시예 A 및 B는 대조군인 착색되지 않은 코팅 조성물을 제공한다. 실시예 12-16 및 비교실시예 A 및 B는 표 1에 기술된 것과 같이 배합된다.
착색되지 않은 코팅 조성물: 배합례
실시예 A 12 B 13 14 15 16
폴리에스테르 폴리올 A6 - - 42.7 36.3 29.9 29.9 29.9
폴리에스테르 폴리올 B 60 50 - - - - -
폴리우레탄 폴리올 A - - - - - 19.4 -
폴리우레탄 폴리올 B - 20.2 - 9.7 19.4 - -
폴리우레탄 폴리올 C - - - - - - 14.5
아세트산 1.5 1.5 - - - -
디부틸주석 디라우레이트(부틸아세테이트내 10%) 1.45 1.32 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
BYK 3063 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
희석제 11 40.8 36.1 - - - - -
희석제 22 - - 42.0 39.0 35.5 35.1 40
데스모듀 N 33904 34.5 31.5 - - - - -
데스모듀 N755 - - 28.2 28.9 29.6 26.8 30.4
NCO:OH의 비율 1.25 1.25 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
고체함량% 57.3 57.3 52.6 52.6 52.6 52.6 54.6
1희석제 1=1:1 혼합물에서 메틸아밀케톤:에틸아밀케톤
2희석제 2=1:1:1 혼합물에서 부틸아세테이트:솔베소 100: 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트
3BYK 306: BYK-Chemie, Wesel, Germany에서 시판되는 실리콘 유동 첨가제
4데스모듀 N 3390:부틸 아세테이트내 90%의 고체, Bayer AG에서 시판되는 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 트리이소시아누레이트
5데스모듀 N75:프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트/크실렌(1/1)내 75%의 고체, Bayer AG에서 시판되는 헥사메틸렌디이소시아네이트계 비우렛형 폴리이소시아네이트
6폴리에스테르 폴리올 A는 크실렌내 70% 대신에 부틸아세테이트내 91%의 고체함량을 갖는다.
실시예 12-16 및 비교실시예 A 및 B의 맑은 코팅 조성물이 스틸 패널상에 60미크론의 건조층 두께로 분사된다. 상기 스틸 패널은 이성분 폴리우레탄 프라이머(네덜란드 사센하임의 Akzo Nobel Coatings에서 시판되는 Autocryl 3+1 filler) 및 금속성 베이스코트(네덜란드 사센하임의 Akzo Nobel Coatings에서 시판되는 Autobase AM basecoat)로 예비 코팅될 수 있다. 상기 코팅재는 23℃에서 건조되고, 55%의 상대습도를 갖는다. 상기 평가는 표 2에 제시되어 있다.
표 2의 결과는 본 발명에 따른 막형성 결합제를 사용한 코팅 조성물이 짧은 건조시간과 향상된 연마성을 제공하는 것을 보여준다.
착색되지 않은 코팅 조성물: 평가
실시예 A 12 B 13 14 15 16
점도(sec.) 17.1 19.0 16.8 18.2 19.7 18.8 17.7
가사시간(분) 100 95 65 70 70 75 85
건조더스트 드라이(분)터치 드라이(분) 66195 54166 112192 63167 42154 49163 67157
광택(단위)20°각60°각 8390 8391 8592 8691 8692 8592 8591
1일후 연마성(20°광택 보유) 81% 89% 45% 76% 83% 86% 67%
1일후 크실렌 저항성(sec)7일후 크실렌 저항성(sec) 60>300 60>300 30>300 60>300 30>300 30>300 120>300
경도1일 23℃(초)7일 23℃(초)45분60℃(초) 328720 588935 313935 374943 485456 394341 353936
DOI 85 89 80 84 79 87 90
유연성(7일 후 mm) 11.0 10.3 9.0 9.2 8.8 9.0 10.1
실시예 17 및 비교실시예 C
실시예 17 및 비교실시예 C가 하기 표 3과 같이 배합된다.
실시예 17 및 비교실시예 C의 착색된 코팅 조성물이 한번의 가벼운 코트와 한번의 완전한 코트로 스프레이 건을 사용하여 가한다. 두개의 코트사이에 2 내지 5분 섬광을 비춘다. 착색된 시료가 오토크릴(Autocryl) 3110 충전제(네덜란드 사센하임의 아크조 노벨 코팅스에서 시판)의 코팅재위로 직접 분사된다. 상기 평가결과는 표 4에 개시되어 있다.
하기 표 4의 결과는 본 발명에 따른 막형성 결합제로 이루어진 코팅 조성물에 의해 제공되는 향상된 건조 및 경도를 나타낸다.
착색된 코팅재: 배합례
실시예 C 17
크로노스(Kronos 21601) 70.0 70.0
디스퍼비크 1632 2.1 2.1
폴리에스테르 폴리올 B 21.0 22.0
부틸아세테이트 3.5 3.5
솔베소 1003 3.4 3.4
폴리에스테르 폴리올 B 38.3 30.3
폴리우레탄 폴리올 A ---- 10.6
DBTL(부틸아세테이트내 10%) 0.8 0.8
BYK3064 0.3 0.3
부틸아세테이트 10.1 9
솔베이트 1003 10.2 9
---- ----
160 160
데스모듀 N33905 32.2 31.6
부틸아세테이트 9.6 9.1
에톡시 에틸 프로피오네이트 9.7 9.2
NCO:OH비율 1.25 1.25
고체함량(%) 70 70
VOC(g/l) 395 395
1크로노스에서 시판되는 이산화티탄
2독일 베셀의 BYK-Chemie에서 시판되는 분산제
3용매, 엑손 케미칼에서 시판
4독일 베셀의 BYK-Chemie에서 시판되는 실리콘 유동 첨가제
5부틸 아세테이트내 90% 고체 Bayer AG에서 시판되는 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 트리이소시아누레이트
착색된 코팅재: 평가
실시예 C 17
점도(초) 17.4 17.7
가사시간(분) 150 140
건조더스트 드라이(분)터치 드라이(분) 99335 56302
EHO 7.8 8.4
20°각 광택 83 84
경도1일 23℃(초)7일 23℃(초) 4392 5987
용매 저항성(초)가솔린(1일)크실렌(1일)크실렌(7일)메틸에틸케톤(7일) >30060>30020 >30060>30030

Claims (20)

  1. 폴리우레탄 폴리올의 Tg가 폴리에스테르 폴리올의 Tg보다 더 높다는 조건하에서 (1)고리지방족 부분으로 이루어진 폴리에스테르 폴리올 45 내지 99wt.% 및 (2)고리형 부분으로 이루어진 폴리우레탄 폴리올 55 내지 1wt.%로 구성된 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    폴리에스테르 폴리올의 Tg가 -20 내지 20℃ 사이이고, 폴리우레탄 폴리올의 Tg가 10 내지 100℃인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    폴리우레탄 폴리올의 Tg와 폴리에스테르 폴리올의 Tg사이의 Tg의 차이는 적어도 10℃인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리에스테르 폴리올 50 내지 95wt.%와 폴리우레탄 폴리올 50 내지 5wt.%로 이루어진 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 폴리올이 가지형인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 폴리올이 (a)적어도 하나의 고리지방족 폴리카르복실산 또는 그의 유도체, (b)적어도 하나의 C3-12트리올 및 (c)선택적으로 하나 이상의 모노알콜, 폴리올, 방향족 폴리카르복실산, 비고리형 지방족 폴리카르복실산, 모노카르복실산 또는 모노카르복실산의 글리시딜 에스테르의 반응 생성물인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고리지방족 폴리카르복실산이 헥사히드로프탈산 무수물, 1,4-시클로헥산 디카르복실산 및 그의 혼합물의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 트리올이 트리메틸올 에탄, 트리메틸올 프로판, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올 및 그의 혼합물의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체 폴리카르복실산에 대한 비고리형 지방족 폴리카르복실산의 몰비는 0.3:1 미만이고, 전체 폴리카르복실산에 대한 고리지방족 폴리카르복실산의 몰비는 0.3:1 내지 1:1인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    350미만의 히드록실수를 갖는 폴리우레탄 폴리올이 적어도 하나의 2- 내지 5-관능 고리형 폴리이소시아네이트 및 적어도 하나의 폴리알콜 및 선택적으로 다른 모노머의 반응 생성물인 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고리형 폴리이소시아네이트가 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 메틸렌 비스(4-시클로헥실 이소시아네이트) 및 1몰의 트리메틸올 프로판과 3몰의 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트의 반응 생성물의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 막형성 결합제.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 막형성 결합제 및 가교제로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    고체에 기본하여 가교제 20 내지 80wt.%로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 가교제는 폴리이소시아네이트의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가교제는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 비우렛, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온 이합체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 알로파네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 삼합체, 3몰의 m-테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 1몰의 트리메틸올 프로판의 부가물, 3몰의 톨루엔 디이소시아네이트 및 1몰의 트리메틸올 프로판의 부가물 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  16. 막형성 결합제와 가교제를 반응시키는 것을 특징으로 하는 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 경화하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    0℃ 내지 80℃ 사이에서 막형성 결합제와 가교제를 부가적으로 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 클리어코트 또는 착색된 탑코트로 사용하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물의 용도.
  19. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 자동차용 마감 용도로 사용하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물의 용도.
  20. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 차량용 코팅 용도로 사용하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물의 용도.
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