KR20030042015A - 저습윤성 표면 형성용 조성물 - Google Patents

저습윤성 표면 형성용 조성물 Download PDF

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KR20030042015A KR10-2003-7005210A KR20037005210A KR20030042015A KR 20030042015 A KR20030042015 A KR 20030042015A KR 20037005210 A KR20037005210 A KR 20037005210A KR 20030042015 A KR20030042015 A KR 20030042015A
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Abstract

본 발명은 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P, 및 표면 장력이 20 내지 50 mN/m인 특성을 갖는 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T를 포함하며, 상기 소수성 열가소성 물질에 대한 상기 친수성 무기 분체의 중량비 P:T가 50:1 내지 1:2인 조성물에 관한 것이다.

Description

저습윤성 표면 형성용 조성물 {Composition for Producing Surfaces which are Difficult to Wet}
본 발명은 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P, 및 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T를 포함하는 조성물, 및 저습윤성 표면을 형성하는 데 있어서 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
일반적으로, 전형적인 표면은 액체에 의해 습윤화된다. 습윤 정도는 액체 내에서의 응집력과 액체와 표면 사이의 부착력 사이의 상호작용에 따라 다르다.
여러 경우, 액체에 의한 표면의 습윤화는 바람직하지 않다. 예를 들어, 물에 의한 표면의 습윤화에 의해 물 액적이 표면상에 남게 되고, 이것이 증발되면 물에 현탁 또는 용해된 고체가 보이지 않는 잔류물 형태로 표면상에 남게 된다. 이러한 문제는 특히 빗물에 노출된 표면상에서 발생한다.
물에 의한 표면의 습윤화는 흔히 부식 또는 미생물 침입뿐 아니라 조류, 지의류, 이끼, 쌍각 조개 등의 증식을 야기시킨다.
액체 내용물을 위한 포장 및 저장 용기의 경우, 비워질 때 포장 또는 저장 용기내에 매우 소량의 액체만 남도록, 내부 표면이 저습윤성인 것이 바람직하다.
액체와 접촉하는 공장 시설물도 저습윤성인 것이 화학 공학 및 보전 공학적으로 바람직하다. 구체적으로, 공장 시설물이 고습윤성이면, 침착물 형성의 위험이 있으며, 크러스트 형성이 증가할 것이다. 또한, 습윤성의 증가는 일반적으로 파이프라인에서 액체에 대한 유동 저항의 증가를 초래한다.
친수성 액체에 대한 표면의 습윤성은 표면에 소수성 코팅을 제공하여 감소시킬 수 있다는 것이 알려져 있다. 이 때 사용되는 코팅재는 폴리실록산, (퍼)플루오르화 중합체, 특히 매우 소수성인 폴리테트라플루오로에틸렌 (테플론), 및 플루오르화 유기 왁스이다. 플루오르화 또는 퍼플루오르화 중합체 및 플루오르화 유기 왁스는 일반적으로 표면 장력이 20 mN/m 미만이다. 코팅은 액체와 습윤 표면 사이의 부착력을 감소시킨다.
소수성 표면을 구조화하는 것 또한 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 표면 구조는 일반적으로 0.1 내지 1000 ㎛ 범위의 규칙적 또는 불규칙적 상승부 또는 함몰부를 갖는다. 이러한 구조는 또한 물과 같은 극성 액체에 대한 표면의 부착성을 감소시키고, 표면에 대한 먼지 입자와 같은 고체 침착물의 부착성도 감소시킨다. 적합한 구조가 존재하는 경우 물을 이동시킴으로써 먼지 입자가 표면으로부터 세척된다는 것도 발견되었다. 이 효과는 자가 클리닝 효과 또는 로터스 (lotus) 효과라고도 지칭된다 (문헌 [Barthlott et al., Biologie in unserer Zeit, 28, No. 5, 314-322] 참조).
예를 들어, WO 96/04123호에는 상승부들 사이의 거리 및 상승부의 높이에 특별한 특징을 갖는, 상승부 및 함몰부가 있는 인공 표면 구조를 갖는 제품의 자가 클리닝 표면을 기재하고 있다. 상기 표면 형성 방법의 예로는 테플론 분체를 접착제 처리된 표면에 도포하는 방법, 또는 열가소성 변형가능한 소수성 물질을 엠보싱처리하여 구조화시키는 방법이 있다.
US 3,354,022호에는 유사한 표면이 개시되어 있다. 이 문헌에서도 엠보싱 처리에 의해 구조화하거나, 왁스 입자와 같은 소수성 입자를 소수성 표면에 도포하여 표면을 형성한다. 입도가 3 내지 12 ㎛인 왁스 코팅 유리 분체로 구성된 또다른 표면이 기재되어 있다.
EP 933 388호에는 먼저 포토리소그래피를 통해 음각 주형을 제조하고, 이를 이용하여 중합체 필름을 엠보싱 처리한 다음, 플루오로알킬실란으로 중합체 필름을 소수화시킴으로써, 소수성을 갖는 구조화된 표면을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
EP-A 909 747호에는 유기 실리콘 수지 용액 중의 점토 입자의 분산액을 세라믹에 도포하고 코팅을 경화시킴으로써, 지붕 타일과 같은 세라믹에 자가 클리닝성을 부여하는 방법이 기재되어 있다.
JP 7328532-A호에는 소수성 표면을 갖는 미립자를 충분히 건조되지 않은 래커에 도포한 다음 경화시키는 코팅 방법이 개시되어 있다. 그 결과, 수반발성 표면이 형성된다
저습윤성 표면을 형성하기 위해 종래에 기재된 방법들은 매우 복잡하거나 만족스러운 결과를 나타내지 못했다. 엠보싱 처리 방법에 의한 구조화된 표면의 형성은 복잡하고, 평편한 표면에 사용할 때만 비용 효율적이다. 소수성 입자의 후속 도포에 의해 달성되는 구조를 갖는 표면은 흔히 재현성이 불량하거나 기계적 안정성이 매우 낮다. 뿐만 아니라, 이 방법은 매우 복잡하다. 또한, 플루오르화 유기화합물 또는 플루오르화 중합체가 흔히 요구되며, 비용이 매우 많이 들 뿐만 아니라, 환경적인 문제도 안고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 저습윤성 표면을 형성하는 데 적합하며 종래 기술의 단점을 극복하는 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적은 표면 장력이 20 내지 50 mN/m인 특성을 갖는 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T, 및 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P를 포함하며, 상기 소수성 열가소성 물질에 대한 상기 친수성 무기 분체의 중량비 P:T가 50:1 내지 1:2인 조성물에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명은 이러한 조성물, 및 저습윤성 표면의 형성에 있어서 그의 용도를 제공한다.
저습윤성 표면을 형성하기 위해, 코팅 조성물을 코팅물로서 표면에 간단히 도포할 수 있다. 이는 표면의 습윤성을 거의 0으로 감소시키며, 이들 표면에 자가 클리닝 효과를 부여한다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 코팅 조성물을 코팅하고자 하는 표면에 도포함으로써 저습윤성 표면을 형성하는 방법을 제공하고, 자가 클리닝 효과를 갖는 표면을 형성하는 데 있어서 상기 코팅 조성물의 용도 또한 제공한다. 본 발명의 조성물은 또한 파이프의 내벽을 본 발명의 조성물로 코팅함으로써 파이프에서 유동 저항을 감소시키는 데 이용될 수 있다.
표면의 습윤성을 특징화하기 위해, 표면상에서 액체 액적의 정적 접촉각을 이용할 수 있다. 정적 접촉각은 상기 표면과, 액체 액적과 표면의 접촉점에서 액체 액적의 표면에 대한 접선에 의해 포함되는 각으로 정의되며, 접촉각은 액체 액적을 통과하는 부분에서 측정된다. 따라서, 접촉각 0°는 완전 습윤성이며 액적이 형성되지 않음을 의미하는 반면, 접촉각 180°는 완전 비습윤성임을 의미한다. 접촉각은 공지된 방법으로, 예를 들어 각도계가 구비된 현미경에 의해 측정될 수 있다 (문헌 [C.D. Bain et al., Angew. Chem. 101 (1989) 522-528] 및 [A. Born et al., Farbe & Lack 105 (1999) pp. 96-104] 참조).
일반적으로, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된 표면은 매우 다양한 액체, 특히 물에 대해 120°이상, 특히 140°이상, 특히 160°이상의 정적 접촉각 (실온에서 측정)을 갖는다. 실제로, 특히 물에 대해서는 160°초과의 접촉각이 흔히 얻어진다. 160°초과의 접촉각은 일반적으로 적절히 정밀하게 측정할 수 없다. 그러나, 일반적으로 160°초과의 접촉각은 표면의 완전 비습윤성을 의미한다.
표면의 습윤성은 다르게는 액체 액적이 경사면에서 흘러 내리게 하는데 필요한 중력 FH의 역수로 정의되는 "반발력" FR로 측정될 수 있다. 상기 "반발력"은 하기 식으로 계산된다.
식 중, m은 액체 액적의 중량이고, g는 중력 가속도이고, α는 액체 액적이 시험 표면에서 흘러 내리게 하는 데 충분한 수평면으로부터 시험 표면의 가능한 최소 경사각이다.
본 발명의 조성물에 존재하는 소수성 열가소성 물질 T는 친수성 분체와 상호작용하고, 이로써 저습윤성 및 자가 클리닝 효과를 갖는 실질적으로 본 발명의 조성물로 구성된 표면이 얻어진다. 이들 물질은 또한 결합제로서도 작용하여, 표면상에 분체 입자를 고정시키는 역할을 한다.
열가소성 물질 T의 소수성은 그의 표면 장력으로 특성화되며, 이는 예를 들어 물질 T로 코팅된 평활 표면상에서 물의 정적 접촉각을 측정함으로써 결정할 수 있다. 본 발명의 조성물에 존재하는 물질 T는 물에 대해 90°이상의 정적 접촉각을 갖는다. 소수성을 측정하는 또다른 방법은 "펜던트 드랍 (pendant drop)" 방법이다 (문헌 [S. Wu, "Polymer Interface and Adhesion", Marcel Decker Inc., New York 1982, pp. 266-268] 참조). 이 경우 및 이후에서 결합제의 표면 장력으로 주어진 값은 "펜던트 드랍 방법"에 의해 측정된 값을 기준으로 한 것이다. 본 발명의 목적에 따라, 소수성 결합제는 20 내지 50 mN/m의 표면 장력을 갖는다. 시판되는 소수성 물질 T의 표면 장력은 일부 경우 예를 들어 문헌 [Wu et al., loc. cit. pp. 88 et seq., and S. Ellefson et al., J. Am. Ceram. Soc. 21, 193, (1938)], [S. Wu, J. Colloid Interface Sci. 31, 153, (1969), J. Phys. Chem. 74, 632 (1970), J. Polym. Sci. C34, 19, (1971)], [R.J. Roe et al., J. Phys. Chem. 72, 2013 (1968), J. Phys. Chem. 71, 4190 (1967), J. Colloid Interface Sci. 31, 228, (1969)], [J.F. Padday in "Surface and Colloid Science (ed. E. Matijevic), Wiley, New York 1969, pp. 101-149]에 기재되어 있다.
본 발명에 따라, 표면 에너지가 42 mN/m 미만, 특히 37 mN/m 미만인 결합제가 바람직하다.
표면 T는 일반적으로 유기 용매에 가용성인 열가소성 또는 필름-형성성 중합체이다. 사용될 수 있는 다른 물질 T는 열적, 산화적 또는 광화학적 경화 공정에 의해 가교되어 분체와 함께 고체 코팅을 형성하는 유기 예비중합체이다.
물질 T의 특성은 흔히 목적하는 용도에 따라 달라지고, 소수성 수준이 본 발명의 범위내에 있는 한 본 발명의 달성에 있어서 크게 중요하지는 않다. 이들 물질은 일반적으로 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 다수의 탄화수소 라디칼, 예를 들어 4개 이상, 바람직하게는 5 내지 30개, 특히 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 또는 알케닐 또는 시클로알킬을 갖고(갖거나), 일반적으로 4개 이상, 바람직하게는 6개 이상의 서로 결합된 포화 탄소 원자를 갖는 비교적 장쇄 탄화수소 단편을 갖는다. 이들 탄화수소 단편의 예로는 선형 또는 분지형 C4-Cn-알킬렌기, 바람직하게는 C6-Cn-알킬렌기 (이 때, n은 각각 4 초과 및 6 초과의 정수임), 및 C5-C10-시클로알킬렌기이다. 탄화수소쇄 또는 탄화수소 단편의 비율은 일반적으로 물질 T의 50 중량％ 이상, 특히 60 중량％ 이상이다.
물질 T의 예로는 8개 초과의 탄소 원자를 갖는 지방산, 특히 에틸렌성 불포화 지방산, 및 이들 지방산과 다가 알콜, 예컨대 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 프로판디올, 소르비톨, 글루코스, 수크로즈 또는 트리메틸올프로판의 에스테르가 있다. 이들 지방산 및 그의 에스테르는 산화적 경화 과정을 거쳐서, 예비중합체로 분류된다. 다른 물질 T로는 자연 발생 왁스, 예컨대 꿀벌 왁스, 카나버 왁스, 라올린, 칸델릴라 왁스, 및 합성 왁스, 예컨대 몬탄산 왁스, 몬탄산 에스테르 왁스, 아미드 왁스, 예를 들어 디스테아로일에틸렌디아민, 피셔-트롭쉬 (Fischer-Tropsch) 왁스,및 에틸렌과 프로필렌의 왁스성 중합체 (폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스)가 있다.
바람직하게는, 물질 T는 수평균 분자량이 1000 달톤 초과, 특히 1500 달톤 초과, 특히 2000 달톤 초과이고 분자량의 상한이 107g/mol일 수 있는 올리고머 또는 중합체이다. 분자량은 바람직하게는 2500 내지 5 ×106g/mol (점도계로 측정) 범위이다.
물질 T의 예로는 C5-C30-알킬기 또는 C5-C10-시클로알킬기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체 A 50 중량％ 이상으로 구성된 에틸렌성 불포화 단량체 M, 및 적절한 경우 적합한 공단량체 B의 단독중합체 또는 공중합체가 있다.
이러한 단량체 A의 예로는
- C5-C30-알칸올 또는 C5-C10-시클로알칸올의 모노에틸렌성 불포화 에테르 및 에스테르, 예를 들어 그들의 비닐, 알릴 및 메트알릴 에테르, 예를 들어 비닐 헥실 에테르, 비닐 n-옥틸 에테르, 비닐 라우릴 에테르, 비닐 스테아릴 에테르 (비닐 옥타데실 에테르), 비닐 시클로펜틸 에테르 및 비닐 시클로헥실 에테르;
- 에틸렌성 불포화 C3-C8모노- 또는 디카르복실산과 C5-C30-알칸올 또는 C5-C10-시클로알칸올과의 에스테르 및 반에스테르 (half ester), 에를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 또는 푸마르산의 에스테르 및 반에스테르, 예를 들어, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 및 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 비스(n-헥실) 말레에이트, 비스(n-헥실) 푸마레이트, 비스(2-에틸헥실) 말레에이트, 비스(2-에틸헥실) 푸마레이트, 비스(2-프로필헵틸)말레에이트, 비스(2-프로필헵틸) 푸마레이트, 비스(n-데실) 말레에이트, 비스(n-데실) 푸마레이트, 디라우릴 말레에이트, 디라우릴 푸마레이트, 디스테아릴 말레에이트 또는 디스테아릴 푸마레이트;
- 에틸렌성 불포화 모노카르복실산과 C5-C30-알킬아민 또는 C5-C10-시클로알킬아민과의 아미드, 예를 들어, N-(n-헥실)-아크릴아미드 및 -메타크릴아미드, N-(n-옥틸)-아크릴아미드 및 -메타크릴아미드, N-(n-도데실)-아크릴아미드 및 -메타크릴아미드, 및 N-(스테아릴)-아크릴아미드 및 -메타크릴아미드;
- 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산의 비닐, 알릴 및 메트알릴 에스테르, 예컨대 비닐 헥사노에이트, 비닐 옥타노에이트, 비닐 라우레이트, 비닐 스테아레이트, 비닐 시클로헥사노에이트; 및
- C7-C32-올레핀, 예컨대 n-헵텐, n-옥텐, 이소옥텐, n-도센, 도데센, 이소트리데센, 및 말단 이중 결합 및 10 내지 32개의 탄소 원자를 갖는 올리고올레핀 혼합물 등이 있다.
공단량체 B의 특성은 비교적 덜 중요하다. 원칙적으로, 단량체 A와 공중합될 수 있는 어떠한 에틸렌성 불포화 단량체라도 사용할 수 있다. 그 예로는 모노에틸렌성 불포화 모노- 및 디카르복실산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 말레산,푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, 이들의 아미드, 예컨대 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 말레이미드, 이들과 C1-C5-알칸올과의 에스테르, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 공액 디올레핀, 예컨대 부타디엔 및 이소프렌, 2 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산의 비닐 및 알릴 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트 및 비닐 피발레이트, 비닐방향족 단량체, 예컨대 스티렌, tert-부틸스티렌 및 비닐톨루엔, 에틸렌성 불포화 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴, 및 할로겐화 올레핀, 예컨대 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 클로로디플루오로에텐, 비닐리덴 플루오라이드 및 테트라플루오로에탄이 포함된다.
단량체 A의 단독중합체 및 공중합체의 구체적인 예는 폴리-C5-C30-알킬 비닐 에테르, 예를 들어 분자량이 바람직하게는 2000 내지 20000 달톤, 특히 2500 내지 10000 달톤 (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르, 상기 언급한 에틸렌성 불포화 모노- 및 디카르복실산과 C7-C32-올레핀과의 공중합체, 예를 들어 말레산과 C7-C32-올레핀의 공중합체, 및 이들 공중합체와 쇄 길이 C8-C32의 지방산 알콜 또는 쇄 길이 C8-C32의 지방 아민의 반응 생성물, 아크릴산 및(또는) 메타크릴산과의 에스테르와 적절한 경우 C5-C30-알칸올, C1-C4-알킬 (메트)아크릴레이트, 비닐방향족 및(또는) 비닐 C2-C5-알카노에이트, 및 적절한 경우 다른 공단량체 B와의 단독중합체 및 공중합체이다.
다른 바람직한 물질 T는 분자량이 10000 내지 10000000인 (점도계로 측정) 올리고- 및 폴리-C2-C7-올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부텐이다.
다른 적합한 물질 T는 대부분 아크릴산 및(또는) 메타크릴산의 C3-C12-알킬 에스테르만으로, 즉 99 중량％ 이상으로 구성된 중합체, 및 이들 단량체의 50 중량％ 이하가 이들 이외의 단량체 A 또는 단량체 B로 교체된 수용해도가 10 g/ℓ미만인 공중합체이다. 이러한 중합체의 특별한 예는 폴리-n-부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 및 폴리-tert-부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트이다.
다른 적합한 물질 T는 폴리-C1-C4-알킬렌 옥시드, 예컨대 폴리옥시메틸렌, 폴리프로필렌 옥시드, 폴리부틸렌 옥시드, 폴리테트라히드로푸란, 폴리카프로락톤, 폴리카르보네이트, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 및 선형 또는 분지형 폴리디알킬실록산, 예컨대 폴리디메틸실록산 (실리콘)이다.
다른 적합한 물질은 화학식 I의 실록산 측쇄를 갖는 중합체이다.
-X-[(CH2)a-Ob-(Si(CH3)20)cR]n
식 중, n이 1일 경우 X는 산소이고, n이 2인 경우 X는 질소이고, a는 1 내지2000의 정수이고, R은 수소, 트리메틸실릴 또는 C1-C8-알킬이다.
이들 중합체는 화학식 II의 에틸렌성 불포화 단량체 B와 적절한 경우 상기 언급한 단량체 A 및(또는) C의 단독중합 또는 공중합에 의해 수득할 수 있다.
CH2=C(R')-Y-X-[(CH2)a-Ob-(Si(CH3)20)cR]n
식 중, R'는 수소 또는 메틸이고, Y는 C(O), CH2또는 화학 결합이고, X, a, b, c, R 및 n은 상기 정의한 바와 같다.
다른 적합한 물질 T는 지방족 또는 방향족 디카르복실산 및 지방족 및(또는) 방향족 디올로부터 제조된 지방족 또는 부분 방향족 폴리에스테르, 예를 들어
- 2 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디알콜로부터 유래된 지방족 폴리에스테르, 예컨대 프로판디올, 부탄디올, 헥산디올, 및 3 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디카르복실산으로부터 유래된 지방족 폴리에스테르, 예컨대 아디프산 및 데칸디카르복실산;
- 비스페놀 A, 및 3 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 상기 언급한 디카르복실산으로부터 유래된 부분 방향족 폴리에스테르; 및
- 테레프탈산, 및 2 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디알콜 및 3 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 디카르복실산으로부터 유래된 부분 방향족 폴리에스테르이다.
폴리에스테르는 임의로 4 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 모노알콜, 예를 들어 2-에틸헥산올 또는 옥타데칸올로 종결될 수 있다. 또한, 폴리에스테르는 4 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 모노카르복실산, 예를 들어 스테아르산으로 종결될 수 있다.
일반적인 광화학적 및(또는) 열적 가교성 결합제는 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖고, 방사선 경화성 래커의 제조에 사용되며, 총 중량을 기준으로 50 중량％ 이상의 C5-C30-알킬기, C5-C10-시클로알킬기, 또는 4개 이상, 바람직하게는 6개 이상의 지방족 탄소 원자를 갖는 탄화수소 단편을 갖는 중합체 또는 올리고머이다. 이들의 예로는 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 또는 말레산 무수물 단위와 축합된 폴리에스테르의 유동성 제제가 포함되고, 또한 에폭시 수지, 예를 들어 방향족 에폭시 수지, 적절한 경우 유기 용매 및(또는) 반응성 희석제에 용해되어 유동성이 개선된 방향족 에폭시 수지도 포함된다. 반응성 희석제는 에틸렌성 불포화 중합체와 가교시 코팅을 형성하는 저분자량 에틸렌성 불포화 액체이다. 당업자라면 방사선 경화성 결합제 및 그 결합제를 포함하는 제제에 대해 잘 알 것이고 (문헌 [P.K.T. Oldring (ed.) "Chemistry and Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints", Vol. 2, 1991, Sita Technology London] 참조), 예를 들어 상표명 Laromer(등록상표)P084F, Laromer(등록상표)LR8819, Laromer(등록상표)PE55F, Laromer(등록상표)LR8861 (바스프 악티엔게젤샤프트 (BASF Aktiengesellschaft), 루드빅샤펜 소재)으로 시판된다.
본 발명의 조성물에 존재하는 분체는 친수성, 즉 물에 의해 습윤화된다. 일들은 일반적으로 산화성 물질, 바람직하게는 실리케이트 또는 실리카 또는 석영, 알루미노실리케이트, 점토 광물, 산화알루미늄, 이산화티탄 또는 무기 카르보네이트, 예를 들어 알칼리 토금속 카르보네이트, 예컨대 탄산마그네슘, 탄산칼슘 (백악) 또는 돌로마이트, 또는 알칼리 토금속 술페이트, 예컨대 황산칼슘 또는 황산바륨이며, 예를 들어 석고 형태이다.
분체 P의 평균 입도 (중량평균 입경)는 바람직하게는 20 내지 300 ㎛, 특히 20 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 150 ㎛, 매우 특히 바람직하게는 20 내지 100 ㎛이다. 입도가 500 ㎛ 초과인 입자의 중량비는 바람직하게는 10％ 미만, 특히 5％ 미만이다. 마찬가지로 입도가 15 ㎛ 미만인 입자의 중량비는 일반적으로 10％ 미만, 특히 5％ 미만이다. 90 중량％의 분체 입자의 입도가 20 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 150 ㎛, 매우 특히 바람직하게는 20 내지 100 ㎛인 분체가 특히 바람직하다.
바람직한 분체 P는 실질적으로 실리케이트 또는 SiO2로 구성된 구조를 갖는다. 이들의 예로는 입도가 20 내지 200 ㎛, 특히 30 내지 100 ㎛인 모래, 입도가 250 ㎛ 미만, 특히 200 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 150 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 미만인 분체형 유리 또는 분체형 석영이 있다. 또다른 적합한 친수성 분체는 예를 들어 상표명 AEROSIL(등록상표), 예컨대 AEROSIL(등록상표) 380 (데구싸-휠스 아게 (Degussa-Huels AG))로 시판되는 열분해법 실리카이다.
본 발명에 따른 목적하는 저습윤성 효과를 달성하기 위해, 본 발명의 조성물중에서 분체 P 대 물질 T의 중량비가 1.1:1 이상, 특히 1.5:1 이상, 특히 바람직하게는 2:1 이상, 매우 특히 바람직하게는 3:1 이상인 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 상기 중량비는 바람직하게는 20:1 이하, 특히 15:1 이하, 특히 바람직하게는 10:1 이하이다.
본 발명의 조성물은 전형적인 표면의 코팅을 위한 코팅 조성물로서, 또는 성형물 제조를 위한 성형 조성물로서 적합하다. 열가소성 결합제를 사용하기 때문에, 본 발명의 조성물은 상기 목적을 위해 통상적으로 이용되는 방법에 의해 열가소적으로 가공가능하다.
코팅하고자 하는 전형적인 표면에 본 발명의 조성물을 도포함으로써 공지된 방법으로 코팅물을 제조할 수 있다. 출발 물질로서 본 발명의 조성물을 사용하여 공지된 성형 공정, 특히 열가소성 공정, 예를 들어 압력 성형, 예컨대 고온 압력 성형, 고온 롤링, 사출 성형에 의해, 또는 열가소성 물질 T의 융점 또는 소결 온도 초과에서 본 발명의 조성물을 압출시킴으로써 본 발명의 조성물로부터 성형물을 제조할 수 있다. 성형물을 수득하기 위해 가공하는 출발 물질은 용매 함유 조성물 또는 고체 조성물, 예를 들어 분체형 또는 펠릿형 조성물일 수 있다.
용도에 따라, 본 발명의 조성물은 미분체 P와 함께 소수성 물질 T를 포함하는 분체 제제로서 건식으로 제제화될 수 있다.
그러나, 또다른 바람직한 실시태양으로, 본 발명의 조성물이 가공 온도에서 유동성이도록 제제화될 수 있다. 물론, 본 발명의 조성물은 조성물의 특성에 따라실온에서 또는 실온 미만 또는 초과에서, 예를 들어 0 내지 300℃, 바람직하게는 0 내지 250℃, 특히 10 내지 200℃에서 가공될 수 있다.
적절한 경우, 유동성 형태의 본 발명의 조성물은 일반적으로 분체 P 및 소수성 물질 T 이외에도 유기 희석제 또는 유기 용매, 바람직하게는 물질 T를 용해 또는 팽창시키는 용매를 포함한다. 이는 코팅을 개선시킨다.
적합한 용매는 본 발명의 조성물을 사용한 후, 예를 들어 코팅 조성물로서 제제화된 조성물을 도포하여 물질 T의 균일막을 형성한 후, 적절한 경우 가열에 의해 증발되는 휘발성 유기 용매이다. 적합한 용매의 예로는 케톤, 예컨대 아세톤, 에틸 메틸 케톤, 아세트산의 휘발성 에스테르, 예를 들어 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 환형 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 및 지방족 또는 방향족 탄화수소, 예컨대 테르펜틴 오일, 석유, 석유 주정 (spirit), 톨루엔 및 크실렌이 있다. 바람직한 유기 용매는 상기 언급한 지방족 또는 방향족 탄화수소이다.
액체 제제에서, 고체 함량 (제제의 총 중량을 기준으로 분체 P 및 물질 T의 총 중량)은 0.5 내지 90 중량％이다. 전형적인 페인트에서, 고체 함량은 흔히 20 내지 90 중량％이다. 스프레이형 래커에서는 고체 함량이 예를 들어 0.5 내지 20 중량％로 낮을 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한 에어로졸로서 제제화될 수 있다. 이는 분체 P 및물질 T 이외에도 1종 이상의 추진제, 및 적절한 경우 액체 제제에 대해 언급한 용매 중 하나를 포함한다. 추진제의 예는 이러한 목적을 위해 통상적으로 사용되는물질, 예컨대 프로판, 부탄, 디메틸 에테르, CO2, N2O, 및 이들의 혼합물이다. 스프레이의 고체 함량은 이러한 목적을 위한 통상적인 범위, 예를 들어 0.1 내지 10 중량％이고, 상기 고체는 또한 성분 P 및 T 이외에도 고체 첨가제를 포함할 수 있다. 에어로졸로서 제제화되는 코팅 조성물의 나머지 함량은 추진제 가스 및 적절한 경우 용매로 구성된다.
원칙적으로, 본 발명의 조성물을 이용하여 어떠한 전형적인 표면이라도 코팅할 수 있다. 전형적인 표면의 예로는 목재, 금속, 예를 들어 강철 또는 스테인리스 강철, 유리 또는 플라스틱이 있다. 물론, 본 발명의 코팅 조성물은 거칠거나 다공성인 표면, 예컨대 콘크리트, 플라스터 (plaster), 또는 직물, 예를 들어 의류, 우산, 텐트, 천막 또는 유사한 제품을 위한 천, 또는 심지어 가죽 또는 모발을 코팅하는 데에도 사용할 수 있다.
조성물 (이후 코팅 조성물이라 칭함)의 형태 및 코팅하고자 하는 표면 (이후 기판이라고 칭함)의 특성에 따라 코팅 공학에서 통상적인 도포 방법 중 하나에 의해 상기 조성물을 기판에 도포한다. 용매 함유 유동성 코팅 조성물의 경우, 일반적으로 브러슁, 닥터링 (doctoring), 분무, 예를 들어 에어브러쉬에 의한 분무, 딥핑 또는 롤링에 의해 도포한 다음, 코팅을 건조시켜 용매를 증발시킨다.
사용된 물질 T가 열적, 산화적 또는 광화학적 가교성 예비중합체를 포함하는 경우, 코팅 조성물은 흔히 용매를 첨가하지 않더라도 유동성이며, 적절한 경우 반응성 희석제로 희석한 후에 상기 언급한 방법에 의해 도포할 수 있다. 다음, 예비중합체의 열적, 산화적 또는 광화학적 경화 (가교)에 의해 실제 코팅을 형성한다.
가루 코팅 조성물의 경우에는, 분체 코팅 공학에서 통상적인 분체 코팅 방법을 이용한다. 이러한 방법에서, 목적하는 양의 가루 코팅 조성물을 코팅하고자 하는 기판에 도포한 다음, 가열함으로써 열가소성 중합체 결합제를 용융시켜 표면상에 본 발명의 분체 입자가 고정된 중합체 필름을 형성한다.
목적하는 효과를 달성하기 위해, 코팅하고자 하는 표면에 도포하는 코팅 조성물의 바람직한 양은 코팅 조성물 중 고체 성분을 기준으로 0.01 g/㎡ 이상, 특히 0.1 g/㎡ 이상, 구체적으로 0.5 g/㎡ 이상, 그러나 바람직하게는 1000 g/㎡ 이하이다. 본원에서 고체 성분은 실질적으로 성분 i) 및 ii)이다. 휘발성 성분의 증발 후에 상응하는 단위 표면적 당 잔류 코팅 중량은 0.01 g/㎡ 이상, 특히 0.1 g/㎡ 이상, 구체적으로 0.5 g/㎡이상이다. 코팅하고자 하는 표면에 도포되는 코팅의 양은 흔히 고체 성분을 기준으로 300 g/㎡ 이하이지만, 다른 용도, 예를 들어 외관용 페인트, 초벌 (renders) 또는 접합재의 코팅, 또는 콘크리트 지붕 타일, 다른 지붕 타일, 장식용 콘크리트, 워시드 (washed) 콘크리트, 석조물 또는 콘크리트 함유 복합재의 코팅의 경우에는 보다 많은 양의 코팅 조성물을 도포한다.
본 발명의 결합제가 제공된 표면을 예를 들어 미세 과립, 80-400-과립 마모제 처리에 의한 분쇄, 샌드블라스팅, 샷블라스팅 또는 브러슁에 의해 거칠게 하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 이는 본 발명의 표면의 수반발성을 추가로 개선시킨다.
본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 기판은 액체 및 고체에 대해 매우 낮은 부착성을 갖는다. 액체, 특히 친수성 액체, 예컨대 물, 수용액, 분산액 및 현탁액, 및 극성 유기 액체, 특히 수용성 액체, 예를 들어 C1-C4-알칸올, 글리콜, 글리세롤, 및 이들의 혼합물 뿐만 아니라, 극성 유기 화합물의 용융물, 예를 들어 카르보히드레이트의 용융물 및 유사한 화합물의 용융물은 잔류물을 남기지 않고 상기 코팅으로부터 흘러 내린다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 표면은 자가 클리닝 효과를 나타낸다. 고체, 특히 미립자 고체는 클리닝제를 사용하지 않아도 물과 같은 액체로 세척함으로써 표면으로부터 제거될 수 있다. 놀랍게도, 미립자 고체는 압축 공기에 의해서도 매우 용이하게 제거될 수 있다.
본 발명의 성형물도 마찬가지의 특성을 갖는다. 놀랍게도, 성형물은 예를 들어 스크래치, 금, 균열, 또는 기계적 작용으로 인한 유사한 손상에 의해 그 표면이 손상되었을 때에도 상기 특성을 소실하지 않는다. 이러한 유형의 손상은 예를 들어 분쇄에 의한 제거를 통해 상기 특성을 소실하지 않으면서 복구될 수 있다.
또한, 액체, 특히 물 및 수용액이 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 파이프, 미세관 또는 노즐을 통해 흐르는 경우, 유동 저항이 낮아진다.
본 발명의 코팅 조성물의 특성에 의해 광범위한 용도가 제공된다.
부식되기 쉬운 물질, 예를 들어, 콘크리트, 강화 콘크리트, 목재 또는 금속은 본 발명의 코팅 조성물을 이용한 코팅을 통해 부식으로부터 효과적으로 보호될 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 제지, 보드지 또는 중합체 필름의 표면 마감처리에 적합하다.
본 발명의 코팅 조성물은 풍화 조건하에 풍화 작용에 노출되고 오염되기 쉬운 전기 장치, 예를 들어 오염 또는 습윤화에 의해 성능을 소실하게 되는 고전압선, 변압기, 절연기, 파라볼라 안테나 등을 처리하는 데 사용될 수 있다. 그 결과, 덜 오염되고 성능이 손실되지 않는다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 특히 풍화 작용에 노출된 표면, 예를 들어 지붕, 외관, 창문, 정원 시설, 발코니 시설, 자동차, 교통 표지판, 광고판, 태양열 설비 등의 오염을 방지하는 데 적합하다. 본 발명의 코팅 조성물은 또한 위생 분야, 예를 들어 부속가구, 습실, 욕조, 수영장, 벽 타일, 바닥 타일 등의 코팅에도 사용될 수 있다. 본원에서 코팅 조성물의 용도는 물로 인한 오염물의 침착을 방지하는 것 뿐만 아니라, 원치않는 생물, 예컨대 미생물, 조류, 지의류 및 이끼의 증식에 의한 침입을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 액체와 접촉하는 시스템 부품의 코팅에도 이용될 수 있다. 특히, 파이프, 보일러, 탱크, 반응기, 열교환기, 증발기, 응축기, 펌프, 노즐, 분무기, 스프레이 건조기, 결정화기, 충전 시스템 등을 언급할 수 있다. 이들 시스템 부품에 본 발명의 코팅 조성물이 제공될 경우, 액체로부터의 고체 성분 또는 분해 생성물의 침착이 억제된다. 그 결과, 액체와 접촉하는 시스템 부품의 표면상에서 크러스트, 침착물, 차단물의 형성 및 오염이 감소된다. 또한, 코팅은 파이프와 같은 시스템 부품에서 액체에 의해 발생되는 유동 저항을 감소시킨다. 따라서, 시스템 부품을 통해 특히 고점도 액체를 수송하는 데 요구되는 에너지 비용이 감소된다.
냉각 장치의 냉각 표면을 본 발명의 조성물로 코팅하는 경우, 흔히 관찰하게 되는 현상인 빙화가 감소될 수 있다. 선체의 코팅을 위해 본 발명의 코팅 조성물을 사용하면, 물로 인한 마찰 저항이 감소되어 연료 소비량이 감소된다. 항공기의 경우, 본 발명의 코팅 조성물로 외부 표면을 코팅함으로써 빙화를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물이 제공된 액체 제품용 포장재는 거의 잔류물 없이 비워지게 되어, 내용물을 보다 원활히 이용할 수 있게 되고, 잔류하는 내용물로 인한 오염이 없기 때문에 포장재를 보다 용이하게 재활용할 수 있게 된다.
내부 표면이 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 저장 용기는 용이하게 비워지고, 자가 클리닝에 의해 계면활성제를 사용하지 않고도 물로 용이하게 클리닝할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물이 제공된 직물, 특히 천은 물에 대해 고도로 불투과성이고 물 흡수율이 낮으며 먼지 반발성이다. 본 발명의 조성물로 처리하면 직물이 고도로 수반발성이게 된다. 먼지 입자는 어떠한 유의한 물 흡수 없이도 용이하게 물로 세척할 수 있다. 따라서, 본 발명의 코팅 조성물은 직물, 예를 들어 의류, 텐트, 천막, 방수천, 우산, 또는 내장 공간재, 예를 들어 자동차 인테리어, 또는 자동차 분야의 커버 시트재에 이용할 수 있는 직물에 수반발성 및 먼지 반발성을 제공하는 데 적합하다.
본 발명의 코팅 조성물로 처리된 가죽은 수반발성 및 먼지 반발성을 갖는 가죽 의류 및 신발의 제조에 적합하다.
화장품 분야에서, 본 발명의 코팅 조성물은 포함된 결합제가 화장품과 상용성인 물질 T, 예를 들어 화장품에 통상적으로 사용되는 중합체인 한, 헤어 트리트먼트 조성물로서 예를 들어 헤어 스프레이 형태로 사용될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 성형물을 제조하기 위한 성형 조성물로서 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P, 및 표면 장력이 20 내지 50 mN/m인 특성을 갖는 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T를 포함하며, 상기 소수성 열가소성 물질에 대한 상기 친수성 무기 분체의 중량비 P:T가 1:2 내지 50:1인 성형물을 제공한다.
본 발명의 성형물의 이점은 본 발명의 코팅을 갖는 제품의 이점과 유사하다. 즉, 성형물의 표면은 특히 상기 언급한 친수성 액체에 대해 매우 저습윤성을 갖는다. 이들 표면은 자가 클리닝 효과를 나타낸다. 본 발명의 성형물은 또한 전형적인 재료로 제작된 성형물에 비해 낮은 유동 저항을 갖는다. 이들 특성은 예를 들어 스크래칭에 의해 표면이 손상된 경우에도 소실되지 않는다. 놀랍게도, 상기 성형물의 이점들은 미세-과립 마모제 처리에 의해 훨씬 더 개선될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하지 않는다.
I.분석
I.1반발력 측정을 위한 일반적인 절차
시험하고자 하는 코팅 제품을 경사각이 1 내지 90°로 조정될 수 있는 시험 테이플상에 놓는다. 다음, 캐뉼라를 이용하여 액체 액적을 시편상에 적하시키고, 이 때 캐뉼라와 시편 사이의 거리는 10 mm이다. 사전 칭량에 의해 측정한 액적의 중량을 정의한다. 경사각 α를 단계적으로 감소시키면서 액적이 막 흘러 내리려고 할 때의 최소 경사각을 측정한다. 최소 경사각 α, 액적 중량 m, 및 중력 가속도 g를 이용하여 상기 언급한 식으로부터 반발력 FR을 계산한다. 반발력은 (밀리뉴톤)-1로 표현되고, 액체 액적이 잔류물을 남기지 않고 흘러 내리게 하는 표면의 능력에 대한 정량적인 값이다.
I.2접촉각의 측정
크뤼스 게엠베하 (Kruess GmbH)사의 G1 장치를 이용하여 접촉각을 측정하였다. 이 경우, 내경이 0.5 mm인 스테인리스 강철 캐뉼라를 이용하여 시험하고자 하는 표면에 증류수 액적을 가한다. 다음, 각도계를 이용하여 물 액적과 표면 사이의 접촉각을 시각적으로 측정한다. 본 발명에 의해 제공된 것과 같은 높은 소수성 표면의 경우에는, 실제적으로 물 액적이 표면에 부착하는 것이 저지된다. 스테인리스 강철 캐뉼라로부터 방출된 후, 물 액적은 그의 중량에 의해 떨어질 때까지 캐뉼라에 부착되어 있다. 이러한 유형의 표면의 경우 접촉각의 정확한 측정이 불가능하게 되지만, 160°초과에서는 추정할 수 있다.
II.제조 실시예:
실시예 1: 코팅 조성물 B1
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 1.5 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 6 g에 용해시킨다. 입도가 250 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil SP3, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하 (Westdeutsche Quarzwerke GmbH)) 28.5 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예 2: 코팅 조성물 B2
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 3 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 6 g에 용해시킨다. 입도가 250 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil SP3, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하) 27 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예 3: 코팅 조성물 B3
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 1.5 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 8 g에 용해시킨다. 입도가 100 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil SP10, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하) 28.5 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예 4: 코팅 조성물 B4
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 3 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 6 g에 용해시킨다. 입도가 100 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil SP10, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하) 27 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예 5: 코팅 조성물 B5
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 1.5 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 7 g에 용해시킨다. 입도가 48 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil LM300, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하) 28.5 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예 6: 코팅 조성물 B6
분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 3 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 6 g에 용해시킨다. 입도가 48 ㎛ 미만인 분체형 석영 (Mikrosil LM300, 웨스트더취 콰르쯔베르케 게엠베하) 27 g을 상기 용액에 첨가하고, 전체 물질을 롤러상에서 혼합한다.
실시예에 사용된 폴리옥타데실 비닐 에테르의 표면 장력은 펜던트 드랍 방법에 의해 용융물에 대하여 측정하였을 때 27.7 mN/m이었다.
실시예 7: 코팅 조성물 B7
BET 표면적이 380 ㎡/g (DIN 66131에 따라 측정)인 열분해법 실리카 (Aerosil(등록상표) 360, 데구싸-휠스 아게) 40 g을 석유 주정 (비점 60 내지 80℃) 1000 g에 현탁시켰다. 이 혼합물에 1:1 몰비의 말레산과 1-올레핀 혼합물 (쇄 길이 C20-C24)의 공중합체 (수평균 분자량 약 4000 g/mol) 60.8 g을 첨가하고, 중합체가 용해될 때까지 혼합물을 60℃에서 교반하였다. 다음, 용매를 진공하에 제거하고, 잔류물을 진공 건조 캐비넷에서 50℃에서 건조시켰다. 다음, 잔류물을 플라잉-블레이드 분쇄기에서 분쇄하여 분체를 수득하였다. 분체 2 g을 석유 주정 (비점 60 내지 140℃) 98 g에 분산시켰다.
실시예 8: 코팅 조성물 B8
하기 기재된 소수성 중합체 A 150 g (체 분획 0 내지 36 ㎛) 및 분체형 석영 (Mikrosil LM300, 유로콰르쯔 (Euroquarz), 입도 분포 6 내지 32 ㎛) 350 g을 유리 플라스크에 넣었다. 분체 혼합물을 수신간 동안 실험실용 롤러상에서 롤링에 의해 균질화시켰다.
분체형 소수성 중합체 A의 제조
1:1 몰비의 말레산과 1-올레핀 혼합물 (쇄 길이 C20-C24)의 공중합체 360.8 g 및 1-옥타데칸올 480 g을 밀봉관 장치에 넣었다. 질소를 연속해서 플러싱하면서 혼합물을 140℃에서 7시간 동안 교반하였다. 냉각시켜 융점이 58℃인 무색 중합체 832.3 g을 수득하였다. 후속 사용하는 경우에는, 생성물을 IKA A10 분석용 분쇄기에서 분쇄하고, 분쇄 생성물을 프리취 (Fritsch) 분석용 진동 체 기계상에서 체 세트를 통해 분리하였다. 0 내지 36 ㎛ 체 분획을 사용하였다.
실시예 9: 성형 조성물 F1
70℃에서 해변 모래 (36 내지 63 ㎛ 체 분획) 55 g을 분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 45 g에 첨가하고, 혼합물을 교반기에 의해 균질화시켰다.
실시예 10: 성형 조성물 F2
70℃에서 해변 모래 (36 내지 63 ㎛ 체 분획) 120 g을 분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 30 g에 첨가하고, 교반하면서 석유 주정 (비점 60 내지 80℃) 10 g을 첨가하여 혼합물을 균질화시켰다.
실시예 11: 성형 조성물 F3
70℃에서 석고 플라스터 (리깁스 게엠베하 (Rigips GmbH)) 32 g을 분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 8 g에 첨가하고, 교반하면서 석유 주정 (비점 60 내지 80℃) 7 g을 첨가하여 혼합물을 균질화시켰다.
실시예 12: 성형 조성물 F4
70℃에서 석고 플라스터 (리깁스 게엠베하) 45 g을 분자량이 약 3000 g/mol (점도계로 측정)인 폴리옥타데실 비닐 에테르 5 g에 첨가하고, 교반하면서 석유 주정 (비점 60 내지 80℃) 16 g을 첨가하여 혼합물을 균질화시켰다.
실시예 13: 성형 조성물 F5
성형 조성물 F2를 알루미늄 호일상에서 70℃에서 주조하였다. 냉각시킨 후, 고체를 플라잉-블레이드 분쇄기에서 분쇄하여 분체를 수득하였다.
실시예 14: 성형 조성물 F6
실시예 A로부터의 중합체 30 g을 실험실용 롤러상에서 수시간 동안 분체형 석영 (Mikrosil LM300, 유로콰르쯔, 입도 분포 6 내지 32 ㎛) 70 g과 함께 균질화시킨 다음, 알루미늄에서 주조하였다. 혼합물을 70℃에서 3시간 동안 가열하였다. 냉각시켜 5 mm 두께의 시트를 수득하였다.
III.적용:
III.1 코팅물
코팅 조성물 B1 내지 B6을 닥터 갭이 400 μ인 박스 닥터 시스템을 이용하여 강철 시트 (Bonder 26 S 60 OC, 켐메탈 (Chemmetall))에 도포하고, 실온에서 건조시켰다. 도포 공정 이전에 강철 시트를 100℃로 예열시킨 것을 제외하고는 코팅 조성물 B8을 유사하게 도포하였다. 도포 공정 및 건조 후, 마모지 (320 과립)를 이용하여 코팅물을 가볍게 마모시키고, 마모된 먼지를 물로 세척하여 제거하였다.
에어브러쉬 (HY-MAX HP-101)를 이용하여 코팅 조성물 B7을 목재 보드상에 균일 분무하고, 실온에서 건조시켰다.
코팅 조성물 B1 내지 B7로 코팅된 표면은 극도로 소수성이다. 물을 상기 물질상에 적하시키면, 습윤화되지 않고 액적이 표면에서 흘러 내렸다. 물에 대한 정적 접촉각은 모든 경우 160°초과이었다.
코팅 조성물 B1 내지 B7로 코팅된 표면의 반발력을 표 1에 나타내었다. 이는 탈염수 액적을 이용하여 측정하였다. 이 때, 액적 중량은 4.3 mg이었다.
시편 반발력
B1 60 mN-1
B2 91 mN-1
B3 80 mN-1
B4 296 mN-1
B5 104 mN-1
B6 169 mN-1
B7 100 mN-1
습윤성 시험:
코팅 조성물 B1 내지 B6으로 코팅된 강철 시트를 반발력 측정을 위해 정렬된 시험 테이블상에 놓았다. 10°의 경사각을 이용하여, 하기 규정된 양의 각 수성 액체를 액적 형태로 연속적으로 가하였다.
- 물 (30 mg)
- 커피 (30 mg)
- 꿀 (59 mg)
- 수성 염산 (32 중량％ 농도, 41 mg)
- 수산화나트륨 수용액 (5 중량％ 농도, 45 mg)
- 폴리아크릴산 30 중량％ 농도 수용액 (47 mg)
- 비닐피롤리돈과 비닐이미다졸 공중합체의 30 중량％ 농도 수용액 (35 mg)
수평면으로부터 10°의 경사각에서 모든 액적은 잔류물을 남기지 않고 코팅된 강철 시트로부터 흘러 내렸다.
비교 실험으로, 상기 언급한 액체를 비처리 강철 시트에 가하였다. 시편의 경사각은 마찬가지로 수평면으로부터 10°이었다. 모든 경우, 표면의 습윤화가 발생하였다. 물을 제외한 모든 액적은 강철 시트상에 잔류물을 남겼다.
먼지 제거 시험:
B1 내지 B6으로 코팅된 강철 시트를 카본 블랙 분체 (Printex(등록상표) V, 바스프 악티엔게젤샤프트)로 오염시켰다. 다음, 물을 코팅물상에 적하시켰다. 그 결과, 물 액적이 흘러 내리면서 카본 블랙 분체가 완전히 제거되어, 원래 표면이 재생되었다. 클리닝제는 전혀 필요하지 않았다.
비교 실험으로, 비처리 강철 시트를 카본 블랙 분체 (Printex(등록상표) V, 바스프 악티엔게젤샤프트)로 오염시켰다. 다음, 물을 시트상에 적하시켰다. 그 결과, 물 액적이 흘러 내리면서 카본 블랙 분체의 일부만이 제거되어, 카본 블랙의 얼룩이 강철 시트상에 남았다.
코팅 조성물 B8을 이용한 강철 시트의 코팅
PEM-CG2 (코로나 (Corona)) 분체 스프레이 건을 이용하여 상기 기재된 분체 혼합물 B8을 Bonder 26S 60 OC 강철 시트 (켐메탈)상에 분무하였다. 운반 공기의 양은 4.5 ㎥/h였고, 칭량 공기의 양은 2.0 ㎥/h이었다. 다음, 분무된 시트를 120℃에서 20분 동안 실험실용 건조 캐비넷에서 가열하여, 분체층으로부터 필름을 형성하였다. 냉각시킨 후, 표면을 마모지 (320 과립)를 이용하여 거칠게 만들고, 마모된 먼지는 제거하였다.
코팅 조성물 B8로 코팅된 표면은 극도로 소수성이었다. 물을 상기 물질상에 적하시키면, 습윤화되지 않고 액적이 표면에서 흘러 내렸다. 물에 대한 정적 접촉각은 모든 경우 160°초과이었다.
코팅 조성물로 코팅된 표면의 반발력은 177 mN-1이었다. 이는 탈염수 액적을 이용하여 측정하였다. 이 때, 액적 중량은 4.3 mg이었다.
III-2 성형물
성형 조성물 F1 내지 F4를 알루미늄 주형에서 70℃에서 주조하였다. 냉각 및 건조에 의해 약 5 mm 두께의 시트를 수득하였다. 성형 조성물 F5 및 성형 조성물 F6 각각을 약 7.4 ×107Pa의 압력을 이용하여 프레스에서 가압시켜, 각각 약 2 mm 두께의 시트를 수득하였다.
마모지 (320 과립)를 이용하여 이 시트를 약간 거칠게 만들고, 마모된 먼지는 물로 세척하여 제거하였다.
성형 조성물 F1 내지 F6으로부터 제조된 시트는 극도로 소수성이었다. 물을 상기 물질상에 적하시키면, 습윤화되지 않고 액적이 표면에서 흘러 내렸다. 물에 대한 정적 접촉각은 모든 경우 160°초과이었다.
바늘로 스크래칭시켜 손상된 성형물 F1 또한 상기 특성을 나타내었다.
바늘로 스크래칭시켜 손상된 성형물 F6 또한 상기 특성을 나타내었다.

Claims (15)

  1. 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P, 및 표면 장력이 20 내지 50 mN/m인 특성을 갖는 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T를 포함하며, 상기 소수성 열가소성 물질에 대한 상기 친수성 무기 분체의 중량비 P:T가 50:1 내지 1:2인 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 분체가 실질적으로 실리케이트로 구성된 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 분체가 분체형 석영인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 결합제가 1000 달톤 초과의 수평균 분자량을 갖는 올리고머 또는 중합체인 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중합체가 에틸렌성 불포화 단량체의 단독중합체 또는 공중합체이며, C5-C30-알킬기 및(또는) C5-C10-시클로알킬기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체 A 50 중량％ 이상 및 적절한 경우 적합한 공단량체 B로 구성된 중합체, 또는 올리고- 및 폴리-C2-C6-올레핀으로부터 선택된 것인 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 유기 희석제 또는 유기 용매를 추가로 포함하는 유동성 제제 형태인 조성물
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 추진제를 추가로 포함하는 에어로졸 형태인 조성물.
  8. 저습윤성 표면을 형성하는 데 있어서 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 용도.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 코팅 조성물을 전형적인 표면에 도포하는 것을 포함하는 저습윤성 표면의 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서, 코팅하고자 하는 표면에 도포되는 조성물의 양이 조성물의 고체 성분을 기준으로 0.01 내지 1000 g/㎡인 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 코팅 조성물을 도포한 후, 생성된 표면을 거칠게 만든 방법.
  12. 성형 공정을 이용하여 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 조성물로부터 성형물을 제조하는 것을 포함하는 저습윤성 표면의 형성 방법.
  13. 제12항에 있어서, 성형에 의해 제조된 성형물의 표면을 거칠게 만든 방법.
  14. 평균 입도가 15 내지 500 ㎛인 1종 이상의 친수성 무기 분체 P, 및 표면 장력이 20 내지 50 mN/m인 특성을 갖는 1종 이상의 소수성 열가소성 물질 T를 포함하며, 상기 소수성 열가소성 물질에 대한 상기 친수성 무기 분체의 중량비 P:T가 1:2 내지 50:1인 성형물.
  15. 자가 클리닝 효과를 갖는 표면을 형성하고(하거나) 파이프에서 유동 저항을 감소시키는 데 있어서 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 조성물의 용도.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004025368A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen
GB2422608B (en) * 2004-12-30 2008-10-01 Ind Tech Res Inst Self-cleaning coating comprising hydrophobically-modified particles
GB2421727B (en) * 2004-12-30 2007-11-14 Ind Tech Res Inst Method for forming coating material and the material formed thereby
US8605836B2 (en) * 2005-03-11 2013-12-10 Qualcomm Incorporated Automatic gain control for a wireless receiver
ES2424750T7 (es) * 2005-03-17 2021-03-01 Cognis Ip Man Gmbh Mezclas cosméticas que contienen ésteres a base de 2-propilheptanol
US20060216476A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 General Electric Company Articles having a surface with low wettability and method of making
US7375698B2 (en) * 2005-12-02 2008-05-20 Andrew Corporation Hydrophobic feed window
US20090136741A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Nanoscopically modified superhydrophobic coating
US7776954B2 (en) * 2008-01-30 2010-08-17 Millenium Inorganic Chemicals, Inc. Photocatalytic coating compositions
WO2009100757A1 (en) * 2008-02-12 2009-08-20 Abb Research Ltd Surface modified electrical insulation system
US8870839B2 (en) * 2008-04-22 2014-10-28 The Procter & Gamble Company Disposable article including a nanostructure forming material
US20110118686A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 The Procter & Gamble Company Substrate with adherence for feces and menses
KR20160007649A (ko) 2013-05-17 2016-01-20 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 세정 용이성 표면 및 그의 제조 방법
US10400502B2 (en) * 2015-05-27 2019-09-03 Pella Corporation Water management systems for fenestration products
KR102228537B1 (ko) 2018-03-23 2021-03-15 주식회사 엘지화학 백 그라인딩 테이프
CN112646485A (zh) * 2020-12-01 2021-04-13 中国矿业大学(北京) 疏水防蜡复合涂层的制备方法和疏水防蜡复合涂层
US11858205B1 (en) * 2022-06-23 2024-01-02 Huazhong University Of Science And Technology Composites with controllable superhydrophilic and superhydrophobic interface performances, a 3D printing method and 3D printed parts

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354022A (en) * 1964-03-31 1967-11-21 Du Pont Water-repellant surface
JPS5120945A (ja) * 1974-08-16 1976-02-19 Hitachi Ltd Horipuropirenjushisoseibutsu
JPS63196655A (ja) * 1987-02-10 1988-08-15 Yazaki Corp 耐水性難燃熱可塑性樹脂組成物
DE69627515T2 (de) * 1995-09-28 2004-02-26 Corning Inc. Material zur verleihung von nicht-klebenden und nicht-benetzenden eigenschaften
CA2309957A1 (en) * 1997-11-12 1999-05-20 Kasumi Nakamura Water-repellent paints and articles with water-repellent surface
DE10022246A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-15 Basf Ag Beschichtungsmittel für die Herstellung schwer benetzbarer Oberflächen

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