KR20010031106A - 비수성 분산 중합체, 실란 관능성 아크릴계 중합체 및트리아진을 함유하는 코팅 조성물 - Google Patents

비수성 분산 중합체, 실란 관능성 아크릴계 중합체 및트리아진을 함유하는 코팅 조성물 Download PDF

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KR20010031106A
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제프리 더블유. 죤슨
마이클 디. 폭스
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메리 이. 보울러
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Abstract

(a) 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 30 내지 95 중량%의, 스티렌, 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트), 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합된 단량체, 및 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 70 중량%의, 반응성 실란기를 함유하는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 아크릴로실란 중합체 약 50 내지 90 중량%;
(b) (i) 중량 평균 분자량 약 50,000 내지 500,000의 거대분자 코어, 및
(ii) 거대분자 코어에 부착되어 있으며, 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 30 중량%의, 에폭시드, 무수물, 이소시아네이트, 실란, 산 히드록시, 아미드 또는 이들 기의 임의의 조합으로부터 선택되는 관능기를 갖는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체, 및 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 70 내지 95 중량%의, 가교성 관능기가 없는 적어도 1종의 기타 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 함유하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 복수의 거대단량체 사슬로 이루어진 비수성 분산 중합체 약 5 내지 25 중량%; 및
(c) 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진으로 이루어진 가교제 약 5 내지 25 중량%
를 포함하는 필름 형성 결합제 약 40 내지 90 중량%, 및 유기 액체 담체 10 내지 60 중량%를 포함하는 코팅 조성물이 개시되어 있다.

Description

비수성 분산 중합체, 실란 관능성 아크릴계 중합체 및 트리아진을 함유하는 코팅 조성물 {Coating Compositions Containing Non-aqueous Dispersed Polymer, a Silane Functional Acrylic Polymer and a Triazine}
1996년 11월 7일 공개된 WO96/34904는 폴리에폭시드 및 다산 가교제, 아크릴로실란 중합체 및 아크릴계 폴리올 중합체 및 가교제로서의 트리카르바모일 트리아진 화합물의 개선된 표면 손상 저항성 및 내마모성을 갖는 경화성 코팅 조성물을 개시하고 있다. 이 조성물은 프라이머상의 모노코트로서 또는 베이스 코트/투명 코트 피니쉬에서 통상의 베이스 코트상의 투명 코트로서 사용될 수 있다. 1996년 10월 15일에 허여된 마우어(Mauer) 등의 US 5,565,243에는 착색되어 있으며 가교제로서 트리카르바모일 트리아진을 함유하는 베이스 코트 및 투명 코트 피니쉬를 자동차 및 트럭에 통상적으로 사용되는 기재에 도포하는 방법이 개시되어 있다.
개선된 산 내식성 및 표면 손상 저항성 및 내마모성을 갖는 코팅 조성물에 대한 필요성이 있다.
〈발명의 요약〉
본 발명은
(a) 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 30 내지 95 중량%의, 스티렌, 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트), 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합된 단량체, 및 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 70 중량%의, 반응성 실란기를 함유하는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 아크릴로실란 중합체 약 50 내지 90 중량%;
(b) (i) 중량 평균 분자량 약 50,000 내지 500,000의 거대분자 코어, 및
(ii) 거대분자 코어에 부착되어 있으며, 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 30 중량%의, 에폭시드, 무수물, 이소시아네이트, 실란, 산 히드록시, 아미드 또는 이들 기의 임의의 조합으로부터 선택되는 관능기를 갖는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체, 및 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 70 내지 95 중량%의, 가교성 관능기가 없는 적어도 1종의 기타 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 함유하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 복수의 거대단량체 사슬로 이루어진 비수성 분산 중합체 약 5 내지 25 중량%; 및
(c) 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진으로 이루어진 가교제 약 5 내지 25 중량%
를 포함하는 필름 형성 결합제 약 40 내지 90 중량%, 및 유기 액체 담체 10 내지 60 중량%를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 용매를 기재로 하는 높은 고체 함량의 코팅 조성물, 특히, 산성비 및 다른 환경 오염물질에 대한 개선된 내부식성을 갖는 자동차 및 트럭에 사용하는 투명 코트/착색 코트 피니쉬용 투명 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 신규한 코팅 조성물은 아크릴계 중합체 및 멜라민 가교제를 함유하는 통상적인 코팅 조성물과 비교하여 환경 공기 오염에 대한 개선된 산 내식성 및 개선된 표면 손상 저항성 및 내마모성을 제공하는, 아크릴로실란 중합체, (NAD)중합체로서 언급되는 비수성 분산 중합체 및 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진의 가교제의 필름 형성 성분의 배합물을 함유한다.
분자량은 폴리스티렌을 표준물질로서 사용하는 GPC(겔 투과 크로마토그래피)로 측정한다.
용어 아크릴레이트(메타크릴레이트)는 아크릴산 및 메타크릴산 양쪽의 에스테르를 가리킨다.
본 발명의 코팅 조성물은 자동차 및 트럭 몸체의 외부를 피니싱하는데 유용하다. 본 발명의 조성물은 그의 용도에 따라, 내구성이며, 베이스코트에 대한 우수한 접착성을 가지며, 금이 가지 않으며, 기후 조건에 장기간 노출시 투명성의 견지에서 악화되지 않고, 장시간 동안 우수한 광택 외관을 부여하는 코팅을 제공할 수 있다. 또한, 코팅 조성물은 환경적인 화학 반응에 의해 유발되는 부식에 대한 저항성의 견지에서 통상적으로 사용되는 코팅 조성물보다 상당한 개선을 나타낸다.
통상적인 강철 자동차 또는 트럭 몸체는 여러 층의 코팅을 갖는다. 통상적으로, 먼저, 강철을 부식 방지성 인산아연 또는 인산철 층로 코팅하고, 그 위에 통상적인 전기 코팅 프라이머이거나 리페어(repair) 프라이머일 수 있는 프라이머 코팅을 도포한다. 통상의 전기코팅된 프라이머는 음극으로 증착되며 폴리이소시아네이트로 가교된 에폭시 개질 수지를 포함한다. 통상의 리페어 프라이머는 알키드 수지를 포함한다. 임의로는, 프라이머 서페이서(surfacer)가 프라이머 코팅상에 도포되어 보다 나은 외관 및(또는) 베이스 코트의 프라이머 코트로의 개선된 접착성을 제공할 수 있다. 그 후, 착색된 베이스 코트 또는 착색 코트는 프라이머 서페이서상에 도포된다. 통상의 베이스 코트는 금속성 피니쉬의 경우에 금속성 박편, 및 필름 형성 결합제로서 폴리에스테르 또는 아크릴로우레탄을 포함할 수 있는 안료를 포함한다. 그 후, 투명 탑코트(투명 코트)를 착색된 베이스 코트(착색 코트)상에 도포한다. 착색 코트 및 투명 코트가 도포되어 각각 두께 약 0.1 내지 3 mil 및 1.0 내지 5.0 mil을 갖는다. 본 발명의 조성물은 안료 또는 통상적인 다른 성분의 존재에 따라 달라지며 베이스 코트, 투명 코트 또는 프라이머로서 사용될 수 있다. 그러나, 특히 바람직한 조성물은 전체 피니쉬에 대한 환경적 화학 반응을 방지하는 투명 탑코트로서 유용하다. 본 발명의 투명 코트 조성물은 본 발명의 베이스 코트 조성물상에 도포될 수 있다.
중합체 성분을 포함하는 본 발명의 코팅 조성물의 필름 형성부는 "결합제" 또는 "결합제 고체"로서 언급되며, 유기 용매 또는 액체 담체중에 용해되거나, 유화되거나 또는 다른식으로 분산된다. 결합제 고체는 일반적으로 총 조성물의 정상적인 모든 고체 중합체성 비-액체 성분을 포함한다. 일반적으로, 촉매, 안료, 및 안정화제와 같은 비-중합체성 화학 첨가제는 결합제 고체의 부분으로서 고려되지 않는다. 안료이외의 비-결합제 고체는 통상 조성물의 약 5 중량% 미만이다. 본원 명세서에서, 용어 결합제는 아크릴로실란 중합체, NAD 중합체, 트리스(알콕시카르보닐 아미노)트리아진 및 다른 가교제, 및 다른 모든 임의적인 필름 형성 중합체를 포함한다.
코팅 조성물은 약 40 내지 90 중량%의 결합제 및 약 10 내지 60 중량%의 유기 용매 또는 다른 액체 담체를 함유한다. 코팅 조성물의 결합제는 약 50 내지 90 중량%, 바람직하게는 60 내지 80 중량%의 필름 형성용 아크릴로실란 중합체를 함유한다.
결합제의 아크릴로실란 중합체 부분은 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000이고, 수평균 분자량이 약 500 내지 10,000이다.
아크릴로실란 중합체는 아크릴로실란 중합체의 양을 기준으로 하여 약 30 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%의 에틸렌성 불포화 비-실란 함유 단량체 및 약 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 에틸렌성 불포화 실란 함유 단량체의 중합 반응 생성물이다. 적합한 에틸렌성 불포화 비-실란 함유 단량체는 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)(여기서, 알킬기는 탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 3 내지 8임), 스티렌 및 이들의 임의의 혼합물이다.
아크릴로실란 중합체를 형성하는데 사용되는 적합한 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 펜틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 노닐 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 등; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 등이다. 또한, 예를 들어, 트리메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 트리메틸시클로헥실 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, t-부틸 시클로헥실 아크릴레이트 또는 t-부틸 시클로헥실 메타크릴레이트와 같은 시클로지방족 아크릴레이트(메타크릴레이트)가 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, 벤질 아크릴레이트 및 벤질 메타크릴레이트와 같은 아릴 아크릴레이트(메타크릴레이트)가 사용될 수 있다. 이들 단량체의 2 종 이상의 혼합물이 또한 적합하다.
알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)이외에, 아크릴로실란 중합체의 약 50 중량% 이하의 다른 비-실란 함유 중합성 단량체가 경도, 외관, 표면 손상 저항성 등과 같은 목적하는 특성을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 다른 단량체의 예는 스티렌, 메틸 스티렌, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등이다. 스티렌은 0 내지 50 중량%로 사용될 수 있다.
또한, 아크릴로실란 중합체는, 예를 들어, 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 부틸 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트 등과 같은, 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)에 의해 제공될 수 있는 히드록시 관능기를 포함할 수 있다.
아크릴로실란 중합체를 형성하는데 유용한 적합한 실란 함유 단량체는 하기 화학식의 알콕시실란이다:
식중, R은 CH3, CH3CH2, CH3O 또는 CH3CH2O이고, R1및 R2는 CH3또는 CH3CH2이고, R3는 H, CH3또는 CH3CH2이고, n은 O 또는 1 내지 10의 정수이다. 바람직하게는 R은 CH3O 또는 CH3CH2O이고, n은 1이다.
그러한 알콕시실란의 통상적인 예는 감마-아크릴옥시프로필트리메톡시 실란과 같은 아크릴레이토알콕시 실란, 및 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 및 감마-메타크릴옥시프로필트리스(2-메톡시에톡시)실란과 같은 메타크릴레이토알콕시 실란이다.
적합한 다른 알콕시 실란 단량체가 하기 화학식을 갖는다:
식중, R, R1및 R2는 상기와 같고, n은 1 내지 10의 정수이다.
그러한 알콕시실란의 예는 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란 및 비닐 트리스(2-메톡시에톡시)실란과 같은 비닐알콕시 실란이다.
적합한 다른 실란 함유 단량체는 아크릴레이톡시 실란, 메타크릴레이톡시 실란, 비닐아세톡시 실란, 예를 들어, 비닐메틸디아세톡시 실란, 아크릴레이토프로필 트리아세톡시 실란 및 메타크릴레이토프로필트리아세톡시 실란을 포함하는 에틸렌성 불포화 아크릴옥시실란이다. 물론, 상기 실란 함유 단량체의 혼합물이 또한 적합하다.
바람직한 한 아크릴로실란 중합체는 하기 성분을 함유한다: 약 10 내지 30 중량%의 스티렌, 약 5 내지 15 중량%의 에틸 헥실 메타크릴레이트, 40 내지 60 중량%의 히드록시 프로필 메타크릴레이트 및 10 내지 30 중량%의 감마 메타크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란.
또한, 실란 관능성 거대단량체가 아크릴로실란 중합체를 형성하는데 사용될 수 있다. 이들 거대단량체는 에폭시드 또는 이소시아네이트와 같은 반응성 기를 갖는 실란 함유 화합물과, 실란 단량체와 반응성인 통상의 히드록실 또는 에폭시드기의 반응성 기를 갖는 에틸렌성 불포화 비-실란 함유 단량체의 반응 생성물이다. 유용한 거대단량체의 예는 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)와 같은 히드록시 관능성 에틸렌성 불포화 단량체 및 이소시아네이토 프로필 트리에톡시실란과 같은 이소시아네이토 알킬 알콕시실란의 반응 생성물이다.
그러한 상기 실란 관능성 거대단량체는 통상 하기 화학식을 갖는다:
식중, R, R1및 R2는 상기와 같고, R4는 H 또는 CH3이고, R5는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기이고, n은 1 내지 8의 정수이다.
비-실란 함유 아크릴계 중합체가 실란 함유 아크릴계 중합체대신에 사용되거나 또는 실란 함유 아크릴계 중합체와 함께 사용되고, 높은 수준의 산 내식성이 요구되지 않는 몇몇 용도에 적합한 특성을 갖는 코팅 조성물을 제공할 수 있다. 통상 그러한 아크릴계 중합체는 스티렌, 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 또는 이들의 임의의 혼합물 및 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)의 중합된 단량체의 아크릴계 중합체이고, 중합체는 히드록실가 약 50 내지 200이고, 중량 평균 분자량 약 1,000 내지 200,000, 바람직하게는 1,000 내지 30,000이다.
아크릴로실란 중합체 또는 아크릴계 중합체이외에, 다른 필름-형성 및(또는) 가교 용액 중합체가 본 발명에 포함될 수 있다. 그러한 예에는 통상적으로 공지된 아크릴 수지, 셀룰로스 물질, 아미노플라스트, 우레탄, 폴리에스테르, 에폭시 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물의 중요 성분은 상기 중합체 성분이외에 결합제의 중량을 기준으로 하여 약 5 내지 25 중량%의 비수성 분산(NAD) 중합체이다. NAD 중합체는 유기 매체중에 분산되어 있으며 입체 안정화에 의해 안정화된 중합체 입자를 특징으로 한다. 입체 안정화는 입자 매체 계면에서 용매화된 중합체성 또는 올리고머성 층의 부착, 통상 흡착에 의해 수행된다. 입체 차단부를 제공하는 문제는 두 부분으로 고려되었다: 첫째, 각 입자를 둘러싸는 용매화합물 쉬이쓰(sheath)를 포함하는 가용성 중합체의 선택, 및 둘째, 이 중합체를 입자 표면에 부착하거나 고착시키는 방법. 통상, NAD 중합체는 한 성분이 가용성 안정화 부분이고, 종종 고착부로서 일컬어지는 다른 부분은 연속상에서 불용성이며 분산상에 흡착되거나 흡수되는 블록 또는 그래프트 공중합체이다. 특히 진한 용매에 대한 분산 중합체의 안정성을 증가시키기 위해, 또는 안정화제가 탈착되거나 치환되지 않는 것을 확실히 하기 위해, 고착기는 입자와 공유 결합될 수 있다. 이는, 반응성 기, 예를 들어, 분산 중합체내의 상보적인 기, 예를 들어, 카르복실산과 반응할 수 있는 글리시딜기를 고착기내로 포함시킴으로써 달성되었다.
본 발명의 조성물의 NAD 중합체에서, 입체 차단부로 씌워지는 분산상 또는 입자는 "거대분자 중합체" 또는 "코어(core)"로서 언급된다. 이 코어에 부착된 입체 차단부를 형성하는 안정화제는 "거대단량체 사슬" 또는 "아암(arm)"으로서 언급된다.
본 발명의 코팅 조성물에 사용되는 NAD 중합체는 실란 코팅과 관련된 크래킹(cracking)의 문제를 해결한다. 이들 NAD 중합체는 크래킹을 감소시키고, 예를 들어, 유동 조절제로서 사용될 때보다 비교적 높은 양으로 사용되어야 한다.
NAD 중합체는 NAD 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 80 중량%의 중량 평균 분자량 약 50,000 내지 500,000의 고분자량 코어를 함유한다. 바람직한 평균 입자 크기는 0.1 내지 0.5 ㎛이다. 코어에 부착된 아암은 NAD 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 90 내지 10 중량%, 바람직하게는 20 내지 50 중량%이며, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000, 바람직하게는 1,000 내지 10,000이다.
바람직하게는, NAD 중합체의 거대분자 코어는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 포함한다. 적합한 단량체는 스티렌, 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸렌성 불포화 모노카르복실산 및(또는) 실란 함유 단량체를 포함한다. 메틸 메타크릴레이트와 같은 단량체는 높은 Tg(유리 전이 온도) NAD 중합체에 기여하는 반면, 부틸 아크릴레이트 또는 2-에틸헥실아크릴레이트와 같은 "연성화" 단량체는 낮은 Tg 분산 중합체에 기여한다. 임의적인 다른 단량체는 히드록시알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 아크릴로니트릴이다. 히드록시와 같은 관능기는 아크릴로실란 중합체내의 실란기와 반응하여 조성물내에 보다 많은 결합을 생성할 수 있다. 코어가 가교결합되는 경우, 서로 가교결합되는 알릴 아크릴레이트 또는 알릴 메타크릴레이트가 사용될 수 있거나, 모노카르복실산 관능성 에틸렌성 불포화 단량체와 반응하여 코어를 가교결합시킬 수 있는 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트와 같은 에폭시 관능성 단량체가 사용될 수 있다.
코어는 가교 결합 목적을 위해 실란 관능기를 함유할 수 있으며, 이 관능기는 필름 형성용 아크릴로실란 중합체에 대해 상기 언급된 1종 이상의 실란 함유 단량체 소량에 의해 제공될 수 있다. 적합하게는, 실란 관능기는 코어에서 가교의 일차적인 또는 주요한 수단, 바람직하게는 유일한 수단이다. 적합하게는, 거대분자 코어의 약 2 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 미만의 단량체는 자체적으로 가교 결합할 수 있는 실란 단량체이다. 따라서, 가교결합은 실록산 결합(-Si-O-Si-)에 의해 일어난다. 이 실란 가교 결합은 도포시 양호한 유동을 위해 경화전에 코어로 하여금 비-가교 결합된 중합체로서 행동하도록 하여 개선된 외관을 생성할 수 있다. 코어는 경화동안 습기 및 열에 노출시 및(또는) 경화후 환경중의 습기에 노출시 경화동안 및 후에 가교결합될 수 있다. 코어중에 존재하는 실란의 추가 이점은 경화된 필름이 습기에 노출될 때 실란의 존재하지 않으면 일어나는 것으로 밝혀진 블러슁(blushing)이 일어나지 않는다.
본 발명에 사용되는 NAD 중합체의 특징은 반응성인 거대단량체 아암의 존재, 즉, 이들 아암은 "가교결합용 관능기"로 언급되는 많은 반응성기를 갖고, 이 반응성기는 본 발명의 조성물의 아크릴로실란 중합체와 반응하는데 적합하다. 사실상, 상기 관능기의 어떠한 부분이 아크릴로실란 중합체와 반응하는지는, 특히 추가 필름 형성 결합제가 존재하는 경우 조성물의 베이킹 및 경화동안 일어날 수 있는 많고도 복잡한 일련의 반응때문에 확실히 공지되어 있지 않다. 그러나, 아암중의 이들 관능기의 실질적인 부분, 바람직하게는 그의 대부분이 실제로 조성물의 필름 형성제와 반응하고 가교 결합한다고 말할 수 있다. 추가 필름 형성 중합체, 예를 들어, 폴리올이 존재하는 경우, 아암은 아크릴로실란 중합체외의 필름 형성 중합체와 반응할 수 있다. 적합하게는, 거대단량체 아암을 구성하는 약 3 내지 30 %의 단량체는 반응성 가교결합용 관능기를 갖는다. 바람직하게는, 약 10 내지 20%의 단량체는 그러한 반응성기를 갖는다.
NAD 중합체의 아암은 거대 단량체 코어에 안전하게 고착되어야 한다. 이러한 이유로, 아암은 바람직하게는 공유 결합에 의해 고착된다. 고착은 필름 형성 중합체와 반응한 후 아암을 NAD 중합체에 충분히 고정시켜야 한다.
상기 기재한 바와 같이, NAD 중합체의 아암 또는 거대단량체는 코어가 당업계에 언급되는 입체 차단물을 형성함으로써 응집되는 것을 방지하는 작용을 한다. 통상, 거대분자 코어와 대조적으로 아암은 적어도 일시적으로 본 발명의 조성물의 유기 용매 담체 또는 매체중에 용매화될 수 있다. 따라서, 아암은 사슬 연장된 배열일 수 있고, 따라서 그의 가교결합용 관능기는 필름 형성용 실란 함유 중합체의 실란기와의 반응에 비교적 쉽게 이용가능하다. 그러한 아암은 적합하게는 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량%의 중합된 에틸렌성 불포화 히드록시, 에폭시드, 실란, 산, 무수물, 이소시아네이트, 아미드 또는 다른 가교결합용 관능기 함유 단량체, 또는 이들의 배합물, 및 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 70 내지 95 중량%의, 상기 가교결합용 관능기를 갖지 않는 적어도 1종의 다른 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 포함한다. 바람직하게는, 가교결합용 관능기는 반응성기가 한 패키지 시스템으로 활용될 수 있기 때문에 히드록시, 실란 또는 에폭시 함유 단량체이다. 가교결합용 관능기가 산, 무수물 또는 이소시아네이트인 경우, 제1 패키지로 분산 중합체, 제2 패키지로 아크릴로실란의 2 패키지 시스템이 일반적으로 요구된다. 히드록시 및 실란기가 제한된 상용성을 가지며 바람직하게는 동일한 거대단량체 사슬상에 있지 않는 것이 공지되어 있지만, 상기 언급된 가교결합용 관능기의 조합이 또한 적합하다.
예를 들어, 코어에 부착된 거대단량체 아암은 고착 및(또는) 가교 결합을 위해 알킬기 각각이 탄소수 1 내지 12인 알킬 메타크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 및 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 또는 에틸렌성 불포화 모노카르복실산 함유 단량체를 함유할 수 있다. 통상적으로 유용한 히드록시 함유 단량체는 상기 기재된 바와 같이 히드록시 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트이다.
히드록시 관능기를 갖는 NAD 중합체용의 바람직한 조성물은 약 25 중량%의 히드록시 에틸 아크릴레이트, 약 4 중량%의 메타크릴산, 약 46.5 중량%의 메틸 메타크릴레이트, 약 18 중량%의 메틸 아크릴레이트, 약 1.5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 및 약 5 중량%의 스티렌을 포함한다. 코어에 부착된 거대단량체는 97.3 중량%의 예비중합체 및 가교 결합 또는 고착을 위한 약 2.7 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트를 함유한다. 바람직한 예비중합체는 약 28 중량%의 부틸 메타크릴레이트, 약 15 중량%의 에틸 메타크릴레이트, 약 30 중량%의 부틸 아크릴레이트, 약 10 중량%의 히드록시에틸 아크릴레이트, 약 2 중량%의 아크릴산 및 약 15 중량%의 스티렌을 함유한다.
NAD 중합체는 통상적으로 공지된 과정에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 그러한 중합체는 입자용 입체 안정화제의 존재하에 유기 용매중에서 단량체의 분산 유리 라디칼 중합 방법에 의해 제조될 수 있다는 것이 개시되어 있다. 기본적으로, 이 과정은 단량체가 가용성이나 생성된 중합체는 불용성인 불활성 용매중에서 단량체를 용해된 양쪽성 안정화제의 존재하에 중합하는 것으로 기재되어 있다. 그러한 과정은 특허 및 비-특허 문헌 모두, 예를 들어, 일반적으로 분산 중합체에 대해 상기 기재된 참고 문헌, 또는 미국 특허 제4,220,679호 및 문헌(PAINT AND SURFACE COATING: THEORY AND PRACTICE, ed. R. Lambourne, Ellis Horwood Limited 1987)에 광범위하게 기재되어 있다. 거대단량체 아암은 코발트 촉매화 특수 사슬 이동(SCT) 중합, 기 이동 중합(GTP) 또는 유리 라디칼 중합으로 제조될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 결합제의 중량을 기준으로 하여 약 5 내지 25 중량%의 가교제로서의 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진을 함유한다. 특히 바람직한 가교제중 하나는 메톡시/부톡시 카르보닐 아미노 1,3,5 트리아진이다.
임의로는, 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진 및 알킬화 멜라민 포름알데히드 가교제의 블렌드가 사용될 수 있다. 통상, 블렌드는 80 중량% 이하의 알킬화 멜라민 포름알데히드 가교제를 함유할 수 있다. 블렌드중의 성분은 20 내지 100%의 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진 및 상응하는 80 내지 0%의 알킬화 멜라민 포름알데히드 가교제일 수 있다.
사용될 수 있는 통상적인 알킬화 멜라민 포름알데히드 가교제는, 예를 들어, 부분 또는 전부가 알킬화된 통상적인 단량체성 또는 중합체성 알킬화 멜라민 포름알데히드 수지이다. 유용한 가교제중 하나는 중합도가 약 1 내지 3인 메틸화 및 부틸화 또는 이소부틸화 멜라민 포름알데히드 수지이다. 일반적으로, 이 멜라민 포름알데히드 수지는 약 50% 부틸화된 기 또는 이소부틸화된 기 및 50% 메틸화된 기를 함유한다. 그러한 가교제는 통상적으로 수평균 분자량 약 300 내지 600 및 중량 평균 분자량 약 500 내지 1500이다. 상업적으로 시판되는 수지의 예는 "사이멜(Cymel)" 1168, "사이멜" 1161, "사이멜" 1158, "레시민(Resimine)" 4514 및 "레시민" 354이다. 블렌드에 사용될 수 있는 다른 가교제는 우레아 포름알데히드, 벤조콴아민 포름알데히드 및 차단된 폴리이소시아네이트이다.
통상적으로, 촉매가 첨가되어 실란 중합체의 실란 잔기를 자체적으로 및 분산 중합체를 포함하여 조성물의 다른 성분과 가교 결합하는 것을 촉매화한다. 통상 그러한 촉매는 디부틸 주석 디라우레이트, 디부틸 주석 디아세테이트, 디부틸 주석 디옥시드, 디부틸 주석 디옥토에이트, 주석 옥토에이트, 알루미늄 티타네이트, 알루미늄 킬레이트, 지르코늄 킬레이트 등이다. 3급 아민 및 산 또는 이들의 배합물이 또한 실란 결합을 촉매화하는데 유용하다. 바람직하게는, 이들 촉매는 조성물의 약 0.1 내지 5.0 중량%로 사용된다.
이외에, 코팅 조성물은 구조 중합체, 별모양 중합체 또는 용매 가역성 중합체(SRP)를 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물로 제조된 투명 피니쉬의 내후성을 개선시키기 위해, 자외선 안정화제 또는 이의 배합물을 결합제의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 5 중량%로 첨가할 수 있다. 그러한 안정화제는 자외선 흡수제, 차폐제, 소광제 및 선택적 차단 아민 광 안정화제를 포함한다. 또한, 산화방지제가 결합제의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있다.
유용한 통상적인 자외선 안정화제는 벤조페논, 트리아졸, 트리아진, 벤조에이트, 차단 아민 및 이들의 혼합물을 포함한다. 자외선 안정화제의 구체적인 예는 미국 특허 제4,591,533호에 기재되어 있고, 본원 명세서에 참고로 포함된다.
또한, 조성물은, 예를 들어, 레시플로우(Resiflow) S (폴리부틸아크릴레이트), BYK 320 및 325(고분자량 폴리아크릴레이트)와 같은 유동 조절제; 흄드(fumed) 실리카와 같은 레올로지 조절제; 테트라실리케이트, 트리메틸 오르토포르메이트, 트리에틸 오르토포르메이트와 같은 물 포착제 등의 통상적인 다른 제제 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물이 착색된 착색 코트(베이스 코트)상의 투명 코트(탑코트)로서 사용될 때, 소량의 안료가 투명 코트에 첨가되어 황색화와 같은 피니쉬에서의 바람직하지 못한 착색을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 착색될 수 있고, 착색 코트로서 또는 모노코트로서 또는 심지어 프라이머 또는 프라이머 서페이서로서 사용될 수 있다. 조성물은, 예를 들어, 앞서 페인팅된 기재, 냉각된 강철 롤, 인화된 강철 및 전착에 의해 통상적인 프라이머로 코팅된 강철과 같은 다양한 기재에 우수한 접착성을 갖는다. 본 발명의 조성물은, 예를 들어, 가교결합된 에폭시 폴리에스테르 및 다양한 에폭시 수지 뿐만 아니라 알키드 수지 리페어 프라이머를 포함하는 프라이머에 우수한 접착성을 나타낸다. 본 발명의 조성물은 폴리에스테르 강화 섬유유리, 반응 사출 성형된 우레탄 및 부분 결정성 폴리아미드와 같은 플라스틱 기재를 코팅하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물이 베이스 코트로서 사용되는 경우, 조성물에 가할 수 있는 통상적인 안료는 하기를 포함한다: 이산화티탄, 산화아연, 다양한 색의 산화철 및 카본 블랙과 같은 금속성 산화물; 활석, 자기 점토, 중정석, 탄산염 및 규산염과 같은 충전제 안료; 및 퀴나크리돈, 구리 프탈로시아닌, 페릴렌, 아조 안료, 인단트론 블루, 카르바졸 바이올렛과 같은 카르바졸, 이소인돌리논, 이소인돌론, 티오인디고 레드, 벤즈이미다졸리논, 알루미늄 박편과 같은 금속 박편 등의 다양한 유기 착색 안료 등.
안료는, 먼저 고속 혼합, 모래 분쇄, 볼 밀링, 마멸 분쇄 또는 2 롤 밀링과 같은 통상적인 기술에 의해 코팅 조성물에 사용되는 임의의 상기 중합체 또는 또다른 상용성 중합체 또는 분산제로 밀 베이스 또는 안료 분산액을 형성함으로써 코팅 조성물에 도입될 수 있다. 그 후, 밀 베이스를 코팅 조성물에 사용되는 다른 성분과 배합한다.
통상적인 용매 및 희석제가 상기 중합체를 분산시키고(거나) 희석시켜 본 발명의 코팅 조성물을 얻는데 사용된다. 통상적인 용매 및 희석제는 톨루엔, 크실렌, 부틸 아세테이트, 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 메탄올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산, 아세톤, 에틸렌 글리콜, 모노에틸 에테르, VM 및 P 나프타, 미네랄 스피리트, 헵탄 및 다른 지방족, 시클로지방족, 방향족 탄화수소, 에스테르, 에테르 및 케톤 등을 포함한다.
코팅 조성물은 분무, 정전기 분무, 침지, 브러싱, 플로우 코팅 등과 같은 통상적인 기술로 도포될 수 있다. 바람직한 기술은 분무 및 정전기 분무이다. 도포후, 조성물을 통상 100 내지 150℃에서 약 15 내지 30 분 동안 베이킹 처리하여 약 0.1 내지 3.0 mil 두께의 코팅을 형성한다. 조성물이 투명 코트로서 사용되는 경우, 투명 코트를 도포하기 전에 점착성이 없는 상태로 건조되고, 경화되거나 바람직하게는 단시간 플래쉬 건조될 수 있는 착색 코트상에 조성물을 도포한다. 그 후, 착색 코트/투명 코트 피니쉬를 상기와 같이 베이킹 처리하여 건조되고 경화된 피니쉬를 얻는다.
"웨트-온-웨트" 도포, 즉, 베이스 코트를 경화시키지 않거나 완전히 건조시키지 않는 상태로 탑코트를 도포함으로써 베이스 코트상에 탑코트를 도포하는 것이 통상적이다. 그 후, 코팅된 기재를 소정의 시간 동안 가열하여 베이스 및 투명 코트를 동시 경화할 수 있다.
본 발명의 투명한 탑코트 조성물을 경화할 때, 특히 아크릴로실란 중합체를 사용하여 내구성, 내후성 투명 코트를 생성할 때, 실란 함유 중합체의 일부를 투명 코트의 상부로 이동시키고, 층을 이루게 할 수 있다. 그러한 층화를 경화된 탑코트 층의 단면부의 전자 주사 화학 분석(ESCA)으로 나타내었다.
코팅 조성물을 연장된 저장 수명을 갖는 1-패키지 시스템으로서 제조할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명한다. 모든 부 및 백분율은 달리 언급이 없는 한 중량 단위이다. 본원 명세서에 개시된 모든 분자량은 폴리스티렌 표준 물질을 사용하는 GPC로 측정한다.
〈실시예 1〉
중합체 용액 1의 제조
하기 성분을 가열 맨틀, 환류 응축기, 교반기, 온도계, 질소 입구 및 부가 깔때기가 장착된 중합 용기에 충전하였다:
부 1 중량부
1-펜탄올 141.4
n-펜틸; 프로피오네이트 175.4
부 2
스티렌 단량체(S) 230.8
2-에틸 헥실 메타크릴레이트(2EHMA) 115.5
히드록시 프로필 메타크릴레이트(HPMA) 577.1
감마-메타크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란(MPTS) 230.8
부 3
바조(Vazo) 67[2.2(2-메틸 부탄 니트릴)] 91.9
n-프로필 프로피오네이트 176.6
합계 1739.4
부 1을 중합 용기에 충전시키고, 질소하에 환류 온도로 가열하였다. 그 후, 환류 온도에서 반응 혼합물을 유지하면서 부 2를 330분에 걸쳐 가하였다. 그 후, 부 3을 가하고, 반응 혼합물을 추가 30분 동안 환류 온도에서 유지하였다.
생성된 중합체 용액은 67.9 중량%의 고체를 가지며, 중합체는 수평균 분자량 약 1,900 및 중량 평균 분자량 약 6,000이며, 하기 성분 S/2EHMA/HPMA/MPTS를 20/10/50/20의 비로 함유하였다.
NAD(비수성 분산액)의 제조
히드록시 관능성 NAD 중합체 분산액을 상기와 같이 장치된 반응기에 하기 성분을 충전시킴으로써 제조하였다:
부 1 중량부
이소프로판올 179.26
아크릴계 중합체 용액(82.2%의 크실렌 및 17.8%의 부탄올의 용매 혼합물중에 15%의 스티렌, 28%의 부틸 메타크릴레이트, 30%의 부틸 아크릴레이트, 10%의 히드록시 에틸 아크릴레이트, 2%의 아크릴산 및 15%의 에틸 메타크릴레이트의 중량 평균 분자량 10,000인 고체 52%) 2254.05
미네랄 스피리트 255.65
헵탄 1912.46
부 2
헵탄 28.75
t-부틸 퍼옥토에이트 4.68
부 3
메틸 메타크릴레이트 단량체(MMA) 1459.69
히드록시 에틸 아크릴레이트 단량체(HEA) 784.81
스티렌 단량체(S) 156.97
부 4
아크릴계 중합체 용액(상기 기재됨) 1126.52
메틸 메타크릴레이트 단량체 125.57
메틸 아크릴레이트 단량체 565.06
글리시딜 메타크릴레이트 단량체 47.05
헵탄 17.25
부 5
미네랄 스피리트 638.63
t-부틸 퍼옥토에이트 47.14
이소부탄올 127.31
부 6
t-부틸 퍼옥토에이트 30.96
이소부탄올 255.65
부 7
헵탄 167.25
합계 10,184.71
부 1을 반응 용기에 충전시키고, 환류 온도로 가열하였다. 그 후, 부 2를 혼합되는 반응 용기에 가하고, 2분 동안 환류 온도에서 유지하였다. 그 후, 생성된 반응 혼합물을 환류 온도에서 유지하면서 부 3 및 4를 부 5와 함께 210분에 걸쳐 반응 용기에 동시에 가하였다. 그 후, 혼합물을 추가 45분 동안 환류 온도에서 유지하였다. 반응 혼합물을 환류 온도로 유지하면서 부 6을 90분에 걸쳐 가한 후, 이 온도에서 추가 90분 동안 유지하였다. 부 7을 가하고, 과량의 용매를 스트리핑하여 60% 고체 분산액을 수득하였다.
생성된 NAD 중합체는 중량 평균 분자량 약 100,000 내지 200,000의 코어 및 코어에 부착된 중량 평균 분자량 약 10,000 내지 15,000의 아암을 가졌다.
투명 코트 조성물-1
하기 성분을 혼합 용기에 충전시키고, 함께 배합하여 투명 코팅 조성물을 형성하였다:
부 1 중량부
NAD 분산액(상기 실시예 1에서 제조됨) 22.90
부 2
"티누빈(Tinuvin)" 123 U.V. 광 흡수제 0.90
"티누빈"900- 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸(벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸 1.00
"티누빈" 1130 (b-3-(2H-벤조트리아졸(2-일)-4-히드록시-5-t-부틸 페닐 프로피온산 메틸 에스테르 및 프로필렌 글리콜 300의 반응 생성물) 0.45
부 3
부탄올 6.00
D.C.57 용액 (용매중의 10% 고체의 디메틸 실록산) 0.05
흄드 실리카 분산액 6.67
나큐어(Nacure) 5543(25% 고체의 도데실 디부틸 술폰산, 메탄올중에 차단된 디이소프로판올 아민) 2.88
TACT 용액(부탄올중의 50% 고체의 메톡시/부톡시 카르보닐아미노 1,3,5 트리아진) 23.67
중합체 용액 1(상기 제조됨) 41.82
합계 111.02
부 1을 혼합 용기에 충전시키고, 부 2를 예비 혼합시킨 후, 혼합하면서 부 1에 가한 후, 부 3을 혼합하면서 가하여 코팅 조성물을 형성하였다.
전기코팅 프라이머 조성물로 전기 코팅된 인산염처리 강철 판넬을 통상적인 수성 베이스 코팅 조성물로 분무 코팅하고, 약 83℃에서 5분 동안 예비 베이킹 처리하여 두께 약 0.5 내지 1.0 mil의 베이스 코트를 형성하였다. 상기 제조된 투명 코팅 조성물 1을 판넬의 베이스 코트에 분무 도포한 후, 판넬을 약 140℃에서 30분 동안 베이킹 처리함으로써 완전히 경화하고, 우수한 외관을 가졌다.
코팅 조성물에 통상 사용되는 단량체성 완전 이소부틸화/메틸화 멜라민의 50% 용액인 "사이멜" 1168 용액으로 TACT 용액을 대체한 것을 제외하고는 투명 코팅 조성물 1과 동일한 투명 코팅 조성물 A를 제조하였다. 상기 기재된 바와 같이 인산염처리 및 전기 코팅된 강철 판넬을 통상적인 수성 베이스 코팅 조성물로 분무 코팅하고, 상기와 같이 예비 베이킹 처리한 후, 투명 코팅 조성물 A를 도포하고 판넬을 상기와 같이 베이킹 처리함으로써 완전 경화하였다. 판넬은 우수한 외관을 가졌다.
조성물 1로 코팅된 판넬 및 조성물 A로 코팅된 판넬을 산 부식 시험에서 나란히 비교하였다. 이 시험에서, 판넬을 Byk 그라디언트 바(gradient bar) 오븐상에 위치시키고, 산의 8개의 점을 각 판넬상에 위치시키고, 판넬의 온도를 10℃로부터 30℃까지 2.77℃ 증가시켰다. 산 부식에 의해 발생된 손상을 0 내지 10(0은 부식이 없는 것이고, 10은 심각한 산 부식을 나타냄)으로 등급을 정하였다. 그 후, 누적 등급을 각 판넬에 대해 결정하였다. 조성물 1(TACT를 함유하는 본 발명의 조성물)은 TACT 대신에 통상의 알킬화 멜라민을 함유하는 조성물 A보다 50 단위 더 나은 산 내식성을 나타내었다.
〈실시예 2〉
중합체 용액 2의 제조
하기 성분을 가열 맨틀, 환류 응축기, 교반기, 온도계, 질소 입구 및 부가 깔때기가 장착된 중합 용기에 충전하였다:
부 1 중량부
1-펜탄올 141.4
n-펜틸; 프로피오네이트 175.4
부 2
스티렌 단량체(S) 288.5
2-에틸 헥실 메타크릴레이트(2EHMA) 288.5
히드록시 프로필 메타크릴레이트(HPMA) 577.1
부 3
바조 67(실시예 1에 기재됨) 91.9
n-프로필 프로피오네이트 176.6
합계 1739.4
부 1을 중합 용기에 충전시키고, 질소하에 환류 온도로 가열하였다. 그 후, 환류 온도에서 반응 혼합물을 유지하면서 부 2를 330분에 걸쳐 가하였다. 그 후, 부 3을 가하고, 반응 혼합물을 추가 30분 동안 환류 온도에서 유지하였다.
생성된 중합체 용액은 67.9 중량%의 고체를 가지며, 중합체는 수평균 분자량 약 1,900 및 중량 평균 분자량 약 6,000이며, 하기 성분 S/2EHMA/HPMA를 25/25/50의 비로 함유하였다.
투명 코트 조성물-2
하기 성분을 혼합 용기에 충전시키고, 함께 배합하여 투명 코팅 조성물을 형성하였다:
부 1 중량부
NAD 분산액(상기 제조됨) 22.90
부 2
"티누빈" 123 (실시예 1에서 제조됨) 0.90
"티누빈" 900- 2-[2-히드록시-3,5-디(1,1-디메틸(벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸 1.00
"티누빈" 1130 (b-3-(2H-벤조트리아졸(2-일)-4-히드록시-5-t-부틸 페닐 프로피온산 메틸 에스테르 및 프로필렌 글리콜 300의 반응 생성물) 0.45
부 3
부탄올 6.00
D.C.57 용액 (용매중의 10% 고체의 디메틸 실록산) 0.05
흄드 실리카 분산액 6.67
나큐어 5543(25% 고체의 도데실 디부틸 술폰산, 메탄올중에 차단된 디이소프로판올 아민) 2.88
TACT 용액(부탄올중의 50% 고체의 메톡시/부톡시 카르보닐아미노 1,3,5 트리아진) 23.67
중합체 용액 2(상기 제조됨) 41.82
합계 111.02
부 1을 혼합 용기에 충전시키고, 부 2를 예비 혼합시킨 후, 혼합하면서 부 1에 가한 후, 부 3을 혼합하면서 가하여 코팅 조성물을 형성하였다.
전기코팅 프라이머 조성물로 전기 코팅된 인산염처리 강철 판넬을 통상적인 수성 베이스 코팅 조성물로 분무 코팅하고, 약 83℃에서 5분 동안 예비 베이킹 처리하여 두께 약 0.5 내지 1.0 mil의 베이스 코트를 형성하였다. 상기 제조된 투명 코팅 조성물 2를 판넬의 베이스 코트에 분무 도포한 후, 판넬을 약 140℃에서 30분 동안 베이킹 처리함으로써 완전히 경화하고, 우수한 외관을 가졌다.
투명 코팅 조성물 A(실시예 1에서 제조됨)을 산 내식성에 대해 조성물 2와 비교하였다. 아크릴로실란 함유 조성물은 비-실란 함유 아크릴계 중합체보다 우수한 산 내식성을 가진다는 것이 공지되어 있고, 따라서 조성물 2의 TACT를 알킬화 멜라민으로 대체하는 대신에 상기 조성물을 사용하였다. 조성물 2를 동일 유형의 인산염처리, 전기 코팅된 프라이머에 도포하고, 상기와 같이 수성 베이스 코트로 코팅하고, 판넬을 상기와 같이 베이킹 처리함으로써 완전 경화하였다. 판넬은 우수한 외관을 가졌다.
실시예 1에서와 같이, 조성물 2로 코팅된 판넬 및 조성물 A로 코팅된 판넬을 실시예 1에 기재된 산 부식 시험에서 나란히 비교하였다. 누적 등급을 각 판넬에 대해 결정하였다. 조성물 2(TACT를 함유하는 본 발명의 조성물)은 실란이 없는 아크릴 수지대신에 아크릴로실란 및 TACT 대신에 통상의 알킬화 멜라민을 함유하는 조성물 A보다 30 단위 더 나은 산 내식성을 나타내었다. 아크릴로실란을 함유하지 않는 조성물 2가 산 내식성에서 상당한 개선을 나타낸다는 것은 놀라운 것이며 예기치 않은 것이다. TACT 조성물 2의 사용은 우수한 산 내식성 코팅을 나타내었다.
본 발명의 조성물의 성분의 다양한 변형, 변화, 추가 또는 치환이 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 당업계의 숙련자에게 명백할 것이다. 본 발명은 본원 명세서에 기재된 예시적인 실시 양태에 제한되지는 않으며, 오히려 하기 청구의 범위에 의해 한정된다.

Claims (10)

  1. (a) 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 30 내지 95 중량%의, 스티렌, 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트), 알킬기의 탄소수 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합된 단량체, 및 아크릴로실란 중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 70 중량%의, 반응성 실란기를 함유하는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체로 본질적으로 이루어진, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 아크릴로실란 중합체 약 50 내지 90 중량%;
    (b) (i) 중량 평균 분자량 약 50,000 내지 500,000의 거대분자 코어, 및
    (ii) 거대분자 코어에 부착되어 있으며, 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 30 중량%의, 에폭시드, 무수물, 이소시아네이트, 실란, 산 히드록시, 아미드 또는 이들 기의 임의의 조합으로부터 선택되는 관능기를 갖는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체, 및 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 70 내지 95 중량%의, 가교성 관능기가 없는 적어도 1종의 기타 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 함유하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 복수의 거대단량체 사슬로 이루어진 비수성 분산 중합체 약 5 내지 25 중량%; 및
    (c) 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진으로 이루어진 가교제 약 5 내지 25 중량%
    를 포함하는 필름 형성 결합제 약 40 내지 90 중량%, 및 유기 액체 담체 10 내지 60 중량%를 포함하는 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 반응성 실란기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체가 하기 화학식을 갖는 것인 코팅 조성물.
    식중, R은 CH3, CH3CH2, CH3O 또는 CH3CH2O이고, R1및 R2는 CH3또는 CH3CH2이고, R3는 H, CH3또는 CH3CH2이고, n은 O 또는 1 내지 10의 정수이다.
  3. 제2항에 있어서, 아크릴로실란 중합체가 본질적으로 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트), 히드록시 (알킬) 메타크릴레이트 및 실란 반응성기 함유 에틸렌성 불포화 단량체의 중합된 단량체로 이루어진 것인 코팅 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 아크릴로실란 중합체가 스티렌, 히드록시 알킬 메타크릴레이트 및 실란 반응성기 함유 에틸렌성 불포화 단량체의 중합된 단량체로 이루어진 것인 코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 아크릴로실란 중합체가 약 10 내지 30 중량%의 스티렌, 5 내지 15 중량%의 에틸 헥실 아크릴레이트, 40 내지 60 중량%의 히드록시 프로필 메타크릴레이트 및 10 내지 30 중량%의 감마 메타크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란의 중합된 단량체로 이루어진 것인 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 가교제가 알킬화된 기의 탄소수가 1 내지 4인 알킬화 멜라민 가교제를 가교제의 중량을 기준으로 하여 80 중량% 이하로 함유하는 것인 코팅 조성물.
  7. 제1항의 코팅 조성물의 건조 경화된 층으로 코팅된 기재.
  8. (a) 알킬기의 탄소수가 1 내지 4인 히드록시 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트)의 중합된 단량체, 및 스티렌, 알킬기의 탄소수가 1 내지 12인 알킬 아크릴레이트(메타크릴레이트) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합된 단량체로 본질적으로 이루어지며, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 아크릴계 중합체 약 50 내지 90 중량%;
    (b) (i) 중량 평균 분자량 약 50,000 내지 500,000의 거대분자 코어, 및
    (ii) 거대분자 코어에 부착되어 있으며, 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 30 중량%의, 에폭시드, 무수물, 이소시아네이트, 실란, 산 히드록시, 아미드 또는 이들 기의 임의의 조합으로부터 선택되는 관능기를 갖는 중합된 에틸렌성 불포화 단량체, 및 거대단량체의 중량을 기준으로 하여 약 70 내지 95 중량%의, 가교성 관능기가 없는 적어도 1종의 기타 중합된 에틸렌성 불포화 단량체를 함유하는, 중량 평균 분자량이 약 1,000 내지 30,000인 복수의 거대단량체 사슬로 이루어진 비수성 분산 중합체 약 5 내지 25 중량%; 및
    (c) 트리스(알콕시 카르보닐 아미노)트리아진 약 5 내지 25 중량%
    를 포함하는 필름 형성 결합제 약 40 내지 90 중량%, 및 유기 액체 담체 10 내지 60 중량%를 포함하는 코팅 조성물.
  9. (a) 착색된 베이스 코팅의 층을 기재에 도포하여 베이스 코트를 형성하는 단계,
    (b) 제1항의 조성물의 층을 베이스 코트에 도포하여 베이스 코트상에 탑코트를 형성하는 단계, 및
    (c) 베이스 코트 및 탑코트를 경화시켜 기재상에 베이스 코트 및 탑코트를 형성하는 단계
    를 포함하는 기재의 코팅 방법.
  10. 필름 형성 중합체 및 안료로 된 착색된 베이스 코트, 및 베이스 코트상에 부착된 제1항의 조성물을 포함하는 투명 코트로 코팅된 기재.
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