KR20050059226A - 스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물을 포함하는코팅 조성물 - Google Patents

스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물을 포함하는코팅 조성물 Download PDF

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덴 베르그 카임페 잔 반
크라우스 호벨
오오르쉬오트 조세푸스 크리스티아안 반
베에렌 잔 코르넬리스 반
후이그 클린켄베르그
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아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이.
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Abstract

본 발명은 1개 이상의 스피로-오르토 실리케이트기 및 히드록실-반응성 가교제를 포함하는 화합물을 포함하는 코팅 조성물, 상기 조성물의 경화 방법, 및 상기 조성물의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 코팅 조성물은 낮은 함량의 휘발성 유기 용매를 갖는 코팅 조성물로 제제화될 수 있으며, 5 ℃ 만큼 낮은 온도에서 경화가능하고, 본 발명의 경화된 코팅 조성물은 필수적으로 반응하지 않은 저분자량의 블로킹제가 없다. 또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물의 가사 시간 : 건조 시간의 비율이 특히 유리하다.

Description

스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물을 포함하는 코팅 조성물{COATING COMPOSITION COMPRISING A COMPOUND COMPRISING A SPIRO-ORTHO SILICATE GROUP}
본 발명은 실리콘 헤테로고리형 화합물과 히드록실-반응성 가교제(hydroxyl-reactive cross-linker)를 포함하는 코팅 조성물, 상기 조성물의 경화 방법, 및 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
상기 조성물은 영국 특허 GB 1208907에 공지되어 있다. 상기 공보에는 잔류 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(prepolymer) 및 5배위 실리콘 착체(pentacoordinate silicon complex)를 포함하는 2개 성분의 폴리우레탄 조성물을 기재하고 있다. 실리콘 착체는 전하를 띠며, 짝이온(counter-ion)으로서 아민으로부터 형성된 양이온을 포함한다. 조성물을 177 ℃로 가열함에 따라, 아민은 실리콘 착체로부터 분리되며, 상기 아민은 이소시아네이트-관능성 프리폴리머의 경화를 야기시킨다.
상기 조성물은 몇 가지의 단점이 있다. 첫번째로, 5배위 실리콘 착체는 유기 용매와 폴리우레탄 프리폴리머 중에서 용해도가 좋지 않은 결정 고형물이다. 따라서, 상기 조성물은 현재와 미래의 환경법에 따르기 위해서 휘발성 유기 용매를 적게 함유하는 코팅 조성물을 제조하는데 부적당하다. GB 1208907에 기재된 조성물의 두번째 단점은 이의 경화 온도가 177 ℃라는데 있다. 이러한 높은 경화 온도는 조성물의 가능한 적용 범위를 제한하게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 상기 조성물은 자동차, 대형 운송 차량, 항공기의 (재)도장[(re)finishing] 뿐만 아니라 예를 들어 플라스틱 또는 목재와 같은 고온 경화에 견딜 수 없는 기재용으로도 적당하지 않다.
세째로, 실리콘 착체는 주로 아민용 블로킹제(blocking agent)로서 제공되어 이소시아네이트-관능성 프리폴리머의 경화를 야기시킨다. 따라서, 아민의 방출 후 잔존하는 5배위 실리콘 착체의 일부는 형성될 가교 네트워크(cross-linked network)의 일부를 형성하지 않을 것이다. 또한, 상기는 저분자량 화합물로서 폴리머 매트릭스내에 묻혀 잔존할 것이다. 상기로 가교 폴리머 특성들이 손상될 것이며, 추가적으로 경화 또는 사용 중의 환경으로 저분자량 화합물의 방출 위험이 초래될 것이다.
본 발명은 상기에서 언급된 단점에 의해 제한되지 않는 상술된 형태의 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 코팅 조성물은 1개 이상의 스피로-오르토 실리케이트기(spiro-ortho silicate group)(이후에 스피로-오르토 실리케이트는 SOS라는 약자로 사용할 것임)와 히드록실-반응성 가교제를 포함하는 화합물을 포함한다.
독일 특허 출원 DE 198 07 504-A에서는 SOS기-함유 화합물을 가교제로서 사용하는, 초고흡수성 폴리머 입자(super-absorbing polymer particle)의 표면 가교화 방법을 기재하고 있다는 것을 알아야 한다. 가교화는 승온, 바람직하게는 120 ℃ 내지 220 ℃에서 에스테르 교환 반응(transesterification)에 의해 발생된다. 표면이 가교된 초고흡수성 폴리머 입자는 증가된 수분 보유 용량(water retention capability)을 갖는 것으로 기록되어 있다. 코팅 조성물은 상기 공보에 기재되어 있지 않다.
SOS기-함유 화합물은 4가 실리콘 원자를 포함한다. 상기 화합물은 통상적으로 유기 용매에서 양호한 용해도를 가지며, 히드록실-반응성 가교제와 혼화가능하다. 여러 경우에 SOS기-함유 화합물은 저점성 액체(low-viscous liquid)이다. 따라서, 본 발명의 코팅 조성물은 휘발성 유기 용매를 소량 함유하는 코팅 조성물로 제제화될 수 있다. 또한 본 발명의 범주내에서 휘발성 유기 용매가 없는 코팅 조성물도 제제화될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 GB 1208907에 기재된 조성물 보다 더 낮은 온도, 예를 들어 5 ℃ 만큼 낮은 온도에서 경화될 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 잠재성 히드록실기를 갖는 조성물이다. 공기 중의 물 또는 수분의 존재하에서, SOS기는 가수 분해되어, 알콜성 히드록실기와 실라놀기를 형성할 것이다. 히드록실-반응성 가교제, 즉 2개 이상의 히드록실-반응성기를 포함하는 화합물이 코팅 조성물에 존재하는 경우, 디블로킹(deblocking)된 알콜성 히드록실기는 히드록실-반응성기와 반응하여 가교된 폴리머를 형성할 수 있다. 추가적으로, 형성된 실라놀기는 히드록실-반응성 가교제와의 반응에 참여하거나, 축합 반응(condensation reaction)에서 다른 실라놀기와 반응하거나, 또는 히드록실-반응성 가교제와의 반응에 참여하고 축합 반응에서 다른 실라놀기와 반응할 수 있다. 따라서, 본 발명의 경화된 코팅 조성물은 본질적으로 반응하지 않은 저분자량 블로킹제(경화 또는 사용 중 환경에 방출될 수 있음)가 없다.
또한, 수분의 부재하에 SOS기-함유 화합물의 안정성 때문에, 본 발명에 따른 코팅 조성물의 가사 시간(pot life):건조 시간(drying time)의 비율이 특히 유리하며, SOS기의 가수분해가 단지 물 또는 수분의 존재하에 일어나기 때문이다. 본 발명에 따른 코팅 조성물로 제조된 코팅 필름은 또한 탁월한 세차 저항성(car wash resistance), 즉 세차 처리의 결과로서의 손상에 대한 저항성 및/또는 광택 손실에 대한 저항성을 나타낸다.
SOS기-함유 화합물은 본 발명의 코팅 조성물 중 주요한 결합제 또는 반응성 희석제로서 사용될 수 있다.
SOS기는 하기의 화학식 1로 표시되는 구조로 나타낼 수 있다:
(상기 화학식 1에서,
X 및 Y는 동일하거나 상이할 수 있으며, 직쇄형 또는 분지쇄형 폴리올 잔기를 나타낸다. 바람직하게, 상기 폴리올은 2개 내지 80개의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 내지 20개의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 2개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 디올이다. 적당한 디올은 p,z-디올이며, 상기 z-p는 1 내지 17의 정수이다. 상기 p,z-디올은 선택적으로 산소, 질소, 황 및 인으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 헤테로-원자, 및/또는 아미드, 티오아미드, 티오에스테르, 우레탄, 우레아, 설폰, 설폭시, 에테르, 에스테르 및 올레핀계 불포화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기를 함유할 수 있다. 상기 p,z-디올은 에폭시, 시아노, 할로겐, 아미노, 티올, 히드록실, 니트로, 인, 설폭시, 아미도, 에테르, 에스테르, 우레아, 우레탄, 티오에스테르, 티오아미드, 아미드, 카르복실, 카르보닐, 아릴, 아실 및 올레핀계 불포화기로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기로 선택적으로 치환될 수 있을 것이다.)
또한 본 발명의 범주내에서 X, Y 또는 X 및 Y는 폴리머 또는 올리고머 구조의 일부를 형성하거나 또는 폴리머 또는 올리고머 구조에 연결된다.
본 발명의 SOS기-함유 화합물은 상기에서와 같이 공지되어 있으며, 여러가지 방법으로 제조될 수 있다.
상기 방법 중 하나는 디올과 적당한 실리콘 유도체, 예컨대 테트라알킬 오르토실리케이트 또는 실리콘 테트라할라이드의 반응이다. 상기 반응은 C.L. Frye in Journal of Organic Chemistry 34(1968), pp. 2496-2499에 기재되어 있다. 상기 반응용으로 적당한 디올은 상기에 기재된 것과 같다.
SOS기-함유 화합물의 대안적인 제조는 Wongkasemijt et al. in Tetrahedron 57 (2001), pp. 3997-4003에 기재되어 있다. 상기 공보에 퓸드 실리카(fumed silica) 및 1,2-디올 또는 1,3-디올로부터 SOS기-함유 화합물의 직접적인 합성을 기재하고 있다.
X 및 Y는 p,z-디올 잔기를 나타내는 SOS기-함유 화합물에서, z-p는 바람직하게는 1 내지 14, 보다 바람직하게는 1 내지 5의 범위이다. 상기 바람직한 p,z-디올의 예로는 z-p가 1인 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,2-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,2-헥산디올, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올 (피나콜); z-p가 2인 p,z-디올, 예컨대 1,3-프로판디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 2,2-디메틸-1,3-프로판디올; 및 z-p가 3인 p,z-디올, 예컨대 2,5-헥산디올, 2-메틸-1,4-펜탄디올 트리메틸올프로판 모노에테르 및 펜타에리트리톨 디에테르이다.
또한 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 및 펜타에리트리톨 모노에테르도 적당하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, SOS기-함유 화합물 중 X 및 Y는 동일하다. X 및 Y는 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 트리메틸올프로판 모노알릴에테르의 잔기들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다. 상기 바람직한 SOS기-함유 화합물은 각각 하기 화학식 1a, 1b 및 1c로 표시되는 구조를 갖는다:
상기 화학식 1a, 1b 및 1c로 표시되는 구조의 다른 위치 이성질체(regioisomer) 및 입체 이성질체(stereoisomer)는 제제 중에 포함하여 취할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 2개 이상의 히드록실-반응성기를 포함하는 히드록실-반응성 가교제를 포함한다. 적당한 히드록실-반응성기의 예로는 이소시아네이트, 티오이소시아네이트, 에폭시, 에피설피드, 아세탈, 카르복실산, 카르복실산 무수물, 카르복실산 에스테르, 카르보디이미드, 알콕시 실란기, 마이클-수용체기(Michael-acceptor group) 및 에테르화 아미노기가 있다. 또한, 상기 기들의 혼합물도 포함된다.
2개 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 화합물의 예로는 지방족, 지환족 및 방향족 폴리이소시아네이트, 예컨대 트리메틸렌 디이소시아네이트, 1,2-프로필렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 2,3-부틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, α,α'-디프로필 에테르 디이소시아네이트, 1,3-시클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,2-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-메틸-1,3-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실렌 디이소시아네이트 메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-디시클로헥실렌 디이소시아네이트 메탄, m- 및 p-페닐렌 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-비스(이소시아네이트 메틸) 벤젠, 1,5-디메틸-2,4-비스(이소시아네이트 메틸) 벤젠, 1,3,5-트리이소시아네이트 벤젠, 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트, α,α,α', α'-테트라메틸 o-, m- 및 p-크실일렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌 디이소시아네이트 메탄, 4,4'-디페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디클로로-4,4'-디페닐렌 디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 3-이소시아네이토메틸-1-메틸-1-이소시아네이토시클로헥산, 라이신 트리이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄디이소시아네이트, 트랜스비닐리덴 디이소시아네이트, 및 상술된 폴리이소시아네이트의 혼합물이 있다.
또한, 상기 화합물은 폴리이소시아네이트의 첨가 생성물(adduct), 예를 들어 뷰렛(biuret), 이소시아누레이트, 알로파네이트(allophanate), 우레트디온(uretdione) 및 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 첨가 생성물의 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트[상표명 톨로네이트(Tolonate)(상표명) HDT로 Rhodia에서 시판됨], 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 우레트디온[상표명 데스모듀르(Desmodur)(상표명) N3400으로 Bayer에서 시판됨], 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 알로파네이트[상표명 데스모듀르(상표명) LS 2101로 Bayer에서 시판됨] 및 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트[상표명 베스타나트(Vestanat)(상표명) T1890으로 Degussa에서 시판됨]가 있다. 적당한 첨가 생성물의 기타 예로는 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜에 2개 분자의 헥사메틸렌 디이소시아네이트 또는 이소포론 디이소시아네이트의 첨가 생성물, 1개 분자의 물에 3개 분자의 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 첨가 생성물, 3개 분자의 이소포론 디이소시아네이트에 1개 분자의 트리메틸올 프로판의 첨가 생성물, 및 4개 분자의 톨루엔 디이소시아네이트에 1개 분자의 펜타에리트리톨의 첨가 생성물이 있다.
또한, 이소시아네이트-관능성 단량체의 (코)폴리머, 예컨대 α, α'-디메틸-m-이소프로페닐 벤질 이소시아네이트 또는 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트가 사용하기에 적당하다. 마지막으로, 상기에서 언급한 이소시아네이트와 이의 첨가 생성물은 당업에 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 것과 같이, 블로킹된 이소시아네이트 형태로 존재할 수 있다.
2개 이상의 에폭시기를 포함하는 화합물의 예로는 예컨대, 지방족, 지환족 또는 방향족 히드록실 화합물, 예컨대 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 시클로헥산 디올, 단핵(mononuclear) 2가 페놀, 단핵 다가 페놀, 비스페놀(예컨대 비스페놀-A와 비스페놀-F), 다핵(polynuclear) 2가 페놀, 및 다핵 다가 페놀의 디글리시딜 또는 폴리글리시딜 에테르; 페놀 포름알데하이드 노보락의 폴리글리시딜 에테르; 에폭시드화 디비닐 벤젠; 이소시아누레이트기를 포함하는 에폭시 화합물; 에폭시드화 폴리알카디엔, 예컨대 에폭시드화 폴리부타디엔; 히단토인 에폭시 수지; 지방족 및/또는 지환족 알켄의 에폭시드화에 의해 수득되는 에폭시 수지, 예컨대 디펜텐 디옥사이드, 디시클로펜타디엔 디옥사이드 및 비닐시클로헥센 디옥사이드; 및 글리시딜기-함유 수지, 예컨대 폴리에스테르 또는 폴리우레탄(1개 분자 당 2개 이상의 글리시딜기를 가짐); 또는 상기에서 언급한 에폭시 화합물의 혼합물이 있다. 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 상기에서 언급한 지환족 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
대안적으로, 화합물을 포함하는 에틸렌계 불포화 에폭시기, 예컨대 글리시딜(메트)아크릴레이트, N-글리시딜(메트)아크릴아미드 및/또는 알릴 글리시딜 에테르, 목적한다면 1개 이상의 공중합가능한 에틸렌계 불포화 단량체의 (코)폴리머를 사용한다.
2개 이상의 아세탈기를 포함하는 화합물의 예로는 특허 공보 US 4,788,288, US 4,864,055, US 5,155,170, US 5,336,807 및 WO 03/074620에 기재되어 있다. 기타 적당한 아세탈-관능성 화합물은 아미노부틸알데하이드 디에틸(디메틸) 아세탈 (ABDA)와 카르복실 에스테르-, 이소시아네이트- 또는 시클로카르보네이트-관능성 (코)올리고머 또는 (코)폴리머, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄의 반응에 의해서 수득되는 화합물을 포함한다. 상기 폴리머의 예로는 글리세롤 시클로카르보네이트 메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 스티렌의 코폴리머이다. 또한, 2개 이상의 아세탈기를 포함하는 화합물의 혼합물을 이용할 수 있다.
2개 이상의 카르복실산기를 포함하는 화합물의 예로는 포화 또는 불포화 지방족, 지환족 및 방향족 폴리카르복실산, 예컨대 말론산, 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바신산, 데칸 디카르복실산, 이량체 지방산, 말레산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로프탈산, 헥사히드로엔도메틸렌 테트라히드로프탈산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 3,6-디클로로프탈산, 테트라클로로프탈산 및 이들의 혼합물을 포함한다.
카르복실산 무수물-관능성 화합물의 예로는 불포화 고리형 무수물 단량체, 예를 들어 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 또는 시트라콘산 무수물의 부가 폴리머를 포함한다. 또한, 상기 무수물 단량체 및 1개 이상의 에틸렌계 불포화 단량체의 코폴리머를 이용할 수도 있다. 상기 코폴리머는 10 중량% 내지 50 중량%의 무수물기를 함유할 수 있다.
에틸렌계 불포화 단량체의 예로는 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 클로라이드, 비닐아세테이트 및 아크릴 또는 메타크릴산의 에스테르, 예를 들어, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메틸)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, n-헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2,2,5-트리메틸 시클로헥실(메트)아크릴레이트 및 이소보르닐(메트)아크릴레이트가 있다. 무수물-관능성 (코)폴리머는 소량, 예를 들면 1 중량% 내지 10 중량%의 에틸렌계 불포화 카르복실산기, 예를 들어 (메트)아크릴산을 함유할 수 있다. 무수물-관능성 (코)폴리머의 분자량은 1,000 내지 50,000이 바람직하다.
본 발명에 따른 조성물을 탑 코트(top coat)용 코팅 조성물로서 사용하는 경우, 상기에서 언급한 에틸렌계 불포화 단량체는 무수물 단량체와의 몰 비율을 1:1로 사용하는 것이 바람직하며, 상기는 US 4,798,745에 기재되어 있다.
대안적으로, 카르복실산 무수물-관능성 화합물은 무수물 단량체와 관능성기-함유 폴리머의 첨가 생성물일 수 있다. 상기 첨가 생성물의 예로는: 말레산 무수물에 폴리부타디엔 또는 부타디엔/스티렌 코폴리머의 첨가 생성물; 불포화 지방산, 테르펜 및 말레산 무수물의 수지로 에스테르화된 스티렌/알릴 알콜 코폴리머에 말레산 무수물의 첨가 생성물; 히드록실-함유 폴리머와 무수물 단량체의 첨가 생성물, 예를 들어 히드록시에틸(메트)아크릴레이트 또는 스티렌/알릴 알콜 및 트리카르복실산 화합물(무수물기를 형성할 수 있음)의 코폴리머(EP-A-0 025 917에 기재되어 있음); 폴리올에 트리멜리트산 무수물의 첨가 생성물(EP-A-0 134 691에 기재되어 있음); 및 불포화 고리형 무수물 예컨대 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 또는 시트라콘산 무수물에 티올기-함유 폴리머의 첨가 생성물이 있다. 또한 무수물-관능성 화합물의 혼합물도 사용될 수 있다.
카르복실산 에스테르기를 갖는 적당한 화합물은 당업에 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 공지되어 있다. 예로는 (메트)아크릴산의 에스테르 및 적어도 2관능성 카르복실산, 예컨대 이량체 지방산의 에스테르의 첨가 (코)폴리머를 포함한다. 저급 알킬 알콜의 에스테르를 히드록실-반응성 가교제로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물 중에 히드록실-반응성 가교제로서 사용하기에 적당한 알콕시 실란기를 갖는 화합물과 수지는 당업에 잘 공지되어 있다. 예는 WO 98/23691에 기재되어 있다. 알콕시실란-관능성 화합물의 추가의 예로는 하기의 일반식으로 표시되는 알콕시실란이다:
(상기에서,
T는 가수분해성 기, 예컨대 -OCH3, -OC2H5, -OCH(CH3)2 또는 -OC2H4OCH3이고,
R1 및 R2은 동일하거나 또는 상이할 수 있는 반응성기이며, 상기 반응성기의 예로는 비닐, 아미노알킬, 티올알킬, 에폭시알킬 및 메타크릴옥시알킬기를 포함하며, 또한 알콕시실란-관능성 화합물의 반응 생성물과 알콕시실란-관능성 화합물 및/또는 상기 반응 생성물의 혼합물도 또한 사용될 수 있다)
비닐-관능성 알콕시실란의 예로는 비닐 트리에톡시실란과 비닐 트리메톡시실란을 포함한다. 비닐-관능성 알콕시실란의 반응 생성물의 예로서는 CH2=CH-Si(T)3와 스티렌의 반응에 의해서 형성된 실리콘 수지를 언급할 수 있다.
아미노-관능성 알콕시실란의 반응 생성물은 상기 실란과 카르복실산 R3(COOR4)n의 에스테르의 반응에 의해서 생성될 수 있으며, 상기 n은 1 이상의 정수이며, R3은 직쇄형 또는 분지쇄형, 선택적으로는 불포화 탄화수소 기이며, R4은 저급 알킬기, 예를 들어 C1-4 알킬기이며, 예를 들면 하기와 같다:
NH2(CH2)3Si(T)3 + R3COOR4 →R3CO-NH(CH2)3Si(T)3
2NH2(CH2)3Si(T)3 + 1R4OOCR3COOR4 →(T)3Si(CH2)3NH-OCR3CO-NH(CH2)3Si(T)3.
예를 들어, 2 몰의 3-아미노프로필 트리메톡시실란에 1 몰의 디에틸 말로네이트의 첨가 생성물은 적당한 알콕시실란-함유 화합물이다. 또한 아미노-관능성 알콕시실란과 이소시아네이트-관능성 화합물의 반응 생성물도 또한 사용하기에 적당하다.
에폭시-관능성 실란 화합물의 반응 생성물의 하나의 예로는 β-(3,4-에폭시시클로헥실) 에틸 트리메톡시실란과 아민, 산 및 알콜의 반응 생성물이다.
메타크릴옥시알킬 트리알콕시실란의 반응 생성물의 예로는 γ-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란과 γ-메타크릴옥시프로필 트리(β-메톡시에톡시)실란과 비닐-관능성 단량체, 예컨대 스티렌과 메틸 메타크릴레이트의 반응 생성물이다.
히드록실-반응성 가교제로서 사용하기에 적당한 마이클 수용체기를 갖는 화합물은 2개 이상의 올레핀계 불포화기(상기 올레핀계 불포화기는 불포화 결합의 탄소 원자에 연결된 1개 이상의 전자 흡입성 관능기(electron-withdrawing functionality)를 포함함)를 함유하는 임의의 화합물을 포함한다(여기에 참고문헌으로 결합된 WO 00/64959에 기재됨).
에테르화 아미노기를 포함하는 적당한 화합물은 통상적으로 당업에 숙련된 자에게 공지되어 있다. 예로는 우레아 수지, 구아나민 수지, 멜라민 수지 및 이들의 혼합물이 있다. 우레아 수지의 예로는 에테르화 메틸올 우레아, 부틸 우레아 및 이소부틸 우레아가 있다. 구아나민 수지의 하나의 예로는 테트라(메톡시메틸)벤조구아나민이 있다. 멜라민 수지의 예로는 헥사(메톡시메틸)멜라민(HMMM)과 이소부틸화 멜라민이 있다.
히드록실-반응성기를 포함하는 상기에서 언급된 화합물의 혼합물을 사용하는 것도 또한 가능하다.
본 발명의 코팅 조성물은 히드록실-반응성 가교제로서 2개 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 화합물을 포함한다.
기재된 SOS-관능성 화합물과 상기 히드록실-반응성 화합물에 덧붙여서, 기타 화합물도 본 발명에 따른 코팅 조성물내에 존재할 수 있다. 상기 화합물은 상기의 히드록실-관능성 화합물 및/또는 히드록실-반응성 화합물과 교차 결합될 수 있는 반응성기를 선택적으로 포함하는, 주요 결합제 및/또는 반응성 희석제일 수 있다. 예로는 히드록실-관능성 결합제, 예를 들어 H.Wagner et al., Lackkunstharze, 5th Ed., 1971(Carl Hanser Verlag, Munich)에 기재된 것과 같은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리우레탄 폴리올, 셀룰로오스 아세토부티레이트, 히드록실-관능성 에폭시 수지, 알키드 및 덴드리머성 폴리올(예컨대, 국제 특허 출원 WO 93/17060에 기재됨)을 포함한다. 또한, 히드록실-관능성 올리고머 및 단량체, 예컨대 피마자 오일(castor oil) 및 트리메틸올프로판이 존재할 수도 있다.
특히, 코팅 조성물은 또한 기타 잠재성 히드록실-관능성 화합물, 예컨대 2고리(bicyclic) 오르토에스테르 또는 스피로-오르토에스테르기를 포함하는 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 화합물 및 이들의 용도는 WO 97/31073에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 예를 들어 국제 특허 출원 WO 01/92362에 기재된 것과 같은, 티올-관능성 올리고머 및 폴리머를 포함할 수도 있다.
마지막으로, 케톤 수지, 아스파라길 산 에스테르 및 잠재성 또는 비-잠재성 아미노-관능성 화합물, 예컨대 옥사졸리딘, 케티민, 알디민, 디이민, 2차 아민 및 폴리아민이 존재할 수 있다. 상기 및 기타 화합물은 당업에 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 US 5,214,086에서 언급되어 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물에서, 히드록실-반응성기 대 알콜 히드록실기의 당량비는 0.5 내지 4.0, 보다 바람직하게는 0.7 내지 2.5이다. 알콜 히드록실기는 잠재성 알콜 히드록실기의 합 또는 잠재성 알콜 히드록실기 및 존재하는 비-잠재성 알콜 히드록실기의 합을 의미한다. 따라서, 실라놀기는 알콜 히드록실기의 정의에 포함되지 않는다.
본 발명은 추가로 본 발명의 코팅 조성물의 경화 방법을 포함한다. 보다 특히, SOS-관능성 화합물의 잠재성 알콜 히드록실기와 실라놀기는 디블로킹되어야 한다. 알콜 히드록실기는 히드록실-반응성 가교제의 히드록실-반응성기와 반응한다. 형성된 실라놀기는 히드록실-반응성 가교제와의 반응에 참여하거나, 축합 반응(condensation reaction)으로 다른 실라놀기와 반응하여 본 발명의 조성물을 경화시킬 수 있다.
SOS기-함유 화합물의 잠재성 알콜 히드록실기와 실라놀기의 디블로킹(deblocking)은 예를 들어 공기중의 수분 또는 첨가된 물의 형태로 물의 영향하에서 실행된다. 상기 디블로킹 반응은 예를 들어 산 또는 염기에 의한 적당한 디블로킹 촉매의 존재하에서 가속화될 수 있다. 바람직하게, 디블로킹 촉매는 루이스 산(Lewis acid), 루이스 염기(Lewis base) 및 브뢴스테트 염기(Broenstedt base)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적당한 촉매의 예로는 디부틸 틴(tin) 디라우레이트, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 및 1,8-디아자비시클로[4,5,0]운데-7-센이 있다. 디블로킹 촉매는 고형 물질(즉, SOS기-함유 화합물, 히드록실-반응성 화합물 및 선택적으로 상기에서 언급한 기타 화합물의 양)로 계산하여, 0 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 중량% 내지 1 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
SOS기-함유 화합물의 디블로킹된 알콜 히드록실기, 가교제의 히드록실-반응성기, 형성된 실라놀기, 및 선택적으로 히드록실기 또는 히드록실-반응성기를 포함하는 코팅 조성물내에 존재하는 기타 화합물의 반응은 가교화 촉매의 영향하에서 실행되는 것이 바람직하다. 상기 촉매는 당업에 숙련된 자에게 공지되어 있다. 가교화 촉매는 고형 물질(즉, SOS기-함유 화합물, 히드록실-반응성 화합물 및 선택적으로, 상기에서 언급된 기타 화합물의 양)로 계산하여, 0 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 중량% 내지 1 중량%의 양으로 사용할 수 있다.
다양한 히드록실-반응성기의 예로서, 하기의 가교화 촉매를 언급할 수도 있다. 폴리이소시아네이트: 디메틸 틴 디라우레이트, 디부틸 틴 디라우레이트, 디부틸 틴 디아세테이트, 틴 옥토에이트, 디메틸 틴 디클로라이드, 아연 옥토에이트, 알루미늄 킬레이트 및 지르코늄 또는 비스무트를 기본으로 하는 촉매; 폴리에폭시 화합물: 3차 아민 및 루이스 산, 예컨대 BF3 또는 이의 유기 착체; 폴리아세탈 화합물: 파라톨루엔 설폰산 및 도데실 벤젠 설폰산; 폴리카르복실산 화합물: 도데실 벤젠 설폰산, 폴리무수물 화합물 및 카르복실산 에스테르 화합물; 유기주석 화합물(organotin compound), 유기 티탄 화합물, 산 및 염기; 알콕시실란 화합물: 유기주석 화합물, 인산, 파라톨루엔 설폰산, 도데실 벤젠 설폰산 및 3차 아민; 마이클 수용체기: 강산 및 강염기, 예를 들어 알카리 금속 알콜레이트, 3차 아민; 및 에테르화 아미노기: 도데실 벤젠 설폰산이 있다.
특정 경우에 상기 디블로킹 촉매 및 상기 가교화 촉매는 동일할 수 있으며, 즉 하나의 촉매가 SOS기-함유 화합물의 디블로킹 및 상기에서 언급된 가교화 반응 둘 다를 촉매할 수 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물의 탁월한 가사 시간 때문에, 1-성분 시스템으로서 제제화될 수 있다. 대안적으로, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 다-성분 시스템, 예를 들어 2-성분 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들어, 1개 성분은 SOS기-함유 화합물 및 히드록실-반응성 화합물 둘 다를 포함할 수 있다. 두번째 성분은 SOS기-함유 화합물의 가수분해용 디블로킹 촉매를 포함할 수 있다.
대안적으로, 3-성분 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, 1개 성분은 SOS기-함유 화합물을 포함할 수 있다. 두번째 성분은 히드록실-반응성 성분을 포함할 수 있다. 세번째 성분은 SOS기-관능성 화합물의 가수분해용 디블로킹 촉매를 포함할 수 있다.
코팅 조성물은 부가적으로 통상의 첨가제, 예컨대 용매, 안료, 충진제, 평활제(leveling agent), 유화제, 소포제 및 유동 조정제(rheology control agent), 환원제, 항산화제, HALS-안정제, UV-안정제, 수분 분리기(water traps)[예컨대 분자체(molecular sieves)] 및 침강 방지제(anti-settling agent)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 480 g/ℓ이하의 휘발성 유기 화합물(VOC)를 포함하며, 보다 바람직하게 코팅 조성물은 250 g/ℓ이하의 VOC를 포함하는 것이 바람직하다.
기재 상에 코팅 조성물의 도포는 당업에 숙련된 자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어 롤링(rolling), 스프레잉(spraying), 블러싱(brushing), 플로우 코팅(flow coating), 디핑(dipping) 및 롤러 코팅(roller coating)를 통해 실행할 수 있다. 기재된 것과 같은 코팅 조성물은 스프레잉에 의해 도포되는 것이 바람직하다.
본 발명의 코팅 조성물은 어떤 기재에도 도포될 수 있다. 상기 기재는 예를들어, 금속(예컨대 철, 스틸 및 알루미늄), 플라스틱, 목재, 유리, 합성 물질, 종이, 가죽 또는 또 다른 코팅 층일 수 있다. 다른 코팅 층은 본 발명의 코팅 조성물로 구성될 수 있으며, 또는 상이한 코팅 조성물일 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 클리어 코트(clear coat)[베이스 코트(base coat)상에, 수계(water borne) 및 용매계(solvent borne)], 베이스 코트, 착색된 탑 코트(pigmented top coat), 프라이머 및 충진제로서의 특별한 실용도를 보여준다. 상기 조성물은 코팅 대상, 예컨대 브리지(bridge), 파이프라인, 산업 플랜트(industrial plant) 또는 빌딩, 오일 및 가스 설비, 또는 배에 적당하다. 상기 조성물은 도장(finishing) 및 재도장(refinishing) 자동차 및 대형 운송 차량, 예컨대 기차, 트럭, 버스 및 항공기에 특히 적당하다.
도포된 코팅 조성물은 예를 들어 0 ℃ 내지 60 ℃ 온도에서 매우 효과적으로 경화될 수 있다. 목적한다면, 코팅 조성물은 예를 들어 60 ℃ 내지 120 ℃ 범위의 온도에서 오븐 경화될 수 있다.
여기서 사용되는 코팅 조성물이라는 용어는 또한 접착 조성물로서의 이의 용도를 포함한다는 것을 이해해야 할 것이다.
본 발명은 하기의 실시예롤 참고로 추가로 설명될 것이다.
실시예에서는 하기의 약어를 사용한다:
디부틸 틴 디라우레이트 : DBTDL
1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 : DABCO
1,8-디아자비시클로[4.5.0]운데-7-센 : DBU
n-부틸아세테이트 : BuAc
이소프로필알콜 : IPA
크실렌 : Xy
2-부탄온 : MEK
테트라에틸 오르토실리케이트 : TEOS
실시예에서는 하기의 재료를 사용하였다:
톨로네이트(상표명) HDT LV는 Rhodia제 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 고리형 이소시아누레이트 삼량체이다.
Byk(상표명) 331은 Byk Chemie제 표면 첨가제이다.
시판되는 2-성분 클리어 코트는 히드록실-관능성 결합제 및 폴리이소시아네이트를 기본으로 한다.
다른 설명이 없으면, 코팅 조성물과 수득된 필름의 특성은 하기와 같이 측정하였다:
가사 시간(pot life)은 모든 화합물의 초기 혼합 후 코팅 조성물의 점도가 두배가 되는 시간으로서 규정하였다.
건조 시간(drying time)은 코팅재가 지촉 건조(touch dry)될 때 까지의 시간이다. 건조는 수동으로 평가하였다. 지촉 건조의 건조 상태는 엄지 손가락으로 강하게 눌렀을때 코팅 층의 마크가 1 분 내지 2 분 내에 사라질 때 수득된다.
내용제성은 필름을 1 분 동안 MEK로 적신 솜 면 뭉치에 노출시켜서 측정하였다. 내용제성은 0 내지 5의 규모로 시각적으로 평가하였으며, 0은 필름의 분해를 의미하며, 5는 손상이 없음을 의미한다.
퍼소즈 경도(Persoz hardness)는 ISO 1522에 따라 판정하였다.
외관은 시각적으로 측정하였다. 코팅 층에 시각적 결함이 없을 경우에, 외관은 만족(ok)이라고 판정하였다. 블리스터(blister)가 존재하는 경우, 외관은 불만족(nok)으로 판정하였다.
세차 저항성(car wash resistance)을 측정하기 위해서, 첫째로 코팅된 패널의 초기 광택을 측정하였다. 코팅된 패널은 직경이 64 cm, 회전은 1 분 당 150 번 회전하는 원형의 나일론 블러쉬로 10 분간 블러싱하였다. 블러싱 중, 연마제로서 알루미늄 옥사이드 입자를 함유하는 나트륨 도데실설페이트 수용액으로 코팅된 패널을 적셨다. 블러싱 후, 패널을 물로 씻어내고 건조하였다. 2 시간 후 세차 처리 후 광택을 결정하기 위해 광택을 측정하였다. 이후에, 패널은 30 분 동안 60 ℃에서 가열하고, 6 일 동안 상온에 보관하고, 리플로우(reflow) 후에 광택을 측정하기 위해 다시 광택을 측정하였다. 세차 처리 후 광택 감소가 줄어드는 것은 코팅된 패널의 더 나은 세차 저항성을 나타낸다. 모든 광택 측정은 20 °각에서 ISO 2813에 따라 실행하였고, 수득된 것을 광택 유닛으로 나타내었다.
2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 스피로-오르토실리케이트(SOS 1)의 제조
1 ℓ의 가지 4개 달린 플라스크에 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 320 g(2 몰), 크실렌 100 g 및 TEOS 208 g(1 몰)을 채웠다. 0.1 g의 나트륨을 5 ml 에탄올에 용해시키고 반응 혼합물에 첨가하였다. 상기 플라스크를 90 ℃로 가열하였다. 30 cm 충진탑(packed column)을 사용하여 반응 혼합물에서 에탄올을 증류하였다. 상기 반응 혼합물은 모든 에탄올이 제거될 때 까지 180 ℃로 점차적으로 가열하였다. 크실렌은 진공 증류(vacuum distillation, 10 mbar)를 사용하여 제거하였다. 충진탑은 30 cm Vigreaux 탑으로 대체하였다. 진공은 0.4 mbar로 증가하고, 반응 혼합물은 195 ℃로 가열하였다. 반응 혼합물에서 생성물을 증류하였다(bp=166 ℃, 0.4 mbar). 309 g의 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 스피로-오르토실리케이트가 수득되었다(91 %의 수득율).
2-에틸-1,3-헥산디올 스피로-오르토실리케이트(SOS 2)의 제조
1 ℓ의 가지 4개 달린 플라스크에 2-에틸-1,3-헥산디올 235 g(1.6 몰), 크실렌 80 g 및 TEOS 167 g(0.8 몰)을 채웠다. 0.1 g의 나트륨을 4 ml 에탄올에 용해시키고 반응 혼합물에 첨가하였다. 상기 플라스크를 90 ℃로 가열하였다. 30 cm 충진탑을 사용하여 반응 혼합물에서 에탄올을 증류하였다. 상기 반응 혼합물은 모든 에탄올이 제거될 때 까지 200 ℃로 점차적으로 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 150 ℃로 냉각하고, 크실렌은 진공 증류(20 mbar)를 사용하여 제거하였다. 충진탑은 30 cm Vigreaux 탑으로 대체하였다. 진공은 0.1 mbar로 증가하고, 반응 혼합물은 158 ℃로 가열하였다. 반응 혼합물에서 생성물을 증류하였다(bp=126 ℃, 0.1 mbar). 250 g의 2-에틸-1,3-헥산디올 스피로-오르토실리케이트가 수득되었다(98 %의 수득율).
트리메틸올프로판 모노 알릴 에테르 스피로-오르토실리케이트(SOS 3)의 제조
500 ml의 가지 4개 달린 플라스크에 트리메틸올프로판 모노 알릴 에테르 200 g(1.2 몰) 및 TEOS 123 g(0.6 몰)을 채웠다. 0.1 g의 나트륨을 4 ml 메탄올에 용해시키고 반응 혼합물에 첨가하였다. 상기 플라스크를 90 ℃로 가열하였다. 30 cm 충진탑을 사용하여 반응 혼합물에서 에탄올을 증류하였다. 상기 반응 혼합물은 모든 에탄올이 제거될 때 까지 260 ℃로 점차적으로 가열하였다. 충진탑은 30 cm Vigreaux 탑으로 대체하였다. 진공은 0.2 mbar로 증가하고, 반응 혼합물은 185 ℃로 가열하였다. 반응 혼합물에서 생성물을 증류하였다(bp=161 ℃, 0.2 mbar). 72.4 g의 트리메틸올프로판 모노 알릴 에테르 스피로-오르토실리케이트가 수득되었다(33 %의 수득율).
코팅 조성물 1 내지 10 및 비교 코팅 조성물 11
본 발명에 따른 코팅 조성물 1 내지 10의 제조는 표 1에 요약하였다. 조성물 11은 SOS가 없는 비교 조성물이다. 표 1에서는 성분들 및 이들의 양(중량부)을 나타내었다. 성분은 표에 나열된 순서로 첨가하고, 약수저(spatula)로 교반하면서 수동으로 혼합하였다.
표 1의 모든 제제 1 내지 10은 약 82 중량% 내지 87 중량%의 이론적 고형물 함량에서 110 mPas의 대략적인 개시 점도를 갖는다. 비교 조성물 11은 85 중량%의 이론적인 고형물 함량에서 220 mPas의 점도를 갖는다. 따라서, 동일한 점도를 수득하기 위해서, 비교 조성물 9는 본 발명에 따른 조성물 보다 더 높은 유기 용매 함량이 요구된다.
코팅 조성물을 핸드 드로우 바(hand draw bar)로 대략 60 ㎛의 층 두께로 틴(tin) 플레이트에 도포하고, 상온 또는 60 ℃에서 건조하였다.
스프레이성(sprayable) 코팅 조성물에 있어서, 조성물 1 내지 10은 55 mPas의 점도로 1:1의 BuAc/Xy 혼합물로 희석하여 이론적인 고형물 함량이 약 79 중량%가 되었다. 상기는 250 g/ℓ이하의 휘발성 유기 함량에 상응한다.
표 1의 모든 코팅 조성물 1 내지 11은 7 일 이상의 탁월한 가사 시간을 갖는 것으로 완결될 수 있다.
표 2에서, 모든 코팅 조성물 1 내지 10은 60 ℃에서 경화되는 경우 짧은 경화 시간을 갖는 것으로 완결될 수 있다. 건조 속도는 디블로킹 촉매의 존재로 증가시킬 수 있다. 모든 촉매화 코팅재의 내용제성, 경도 및 외관은 탁월하다. 비교 조성물 11은 비교적 긴 건조 시간을 가지며, 블리스터의 형성으로 부적합한 외관을 가진다.
표 3에는 상온에서 경화된 코팅 조성물 1 내지 10 및 비교 조성물 11의 필름 특성을 요약하였다. 디블로킹 촉매가 있는 코팅 조성물의 건조 시간과 디블로킹 촉매가 없는 코팅 조성물의 건조 시간 사이의 차이는 보다 명확하다. 그러나, 디블로킹 촉매가 없는 코팅 조성물 1 및 2는 상온에서 8 일의 경화 후 높은 경도를 나타낸다. 비교 조성물 11은 본 발명에 따른 코팅 조성물 보다 더 느리게 건조된다.
모두 완전하게 경화된 코팅 조성물 1 내지 10의 필름은 4 시간 내지 6 시간 동안 물에 담그고난 후 손상을 나타내지 않는다.
코팅 조성물 2로 제조된 필름은 또한 상기에서 언급된 것과 같이 세차 저항성 시험을 실행하였다. 표 4에서는 히드록실-관능성 결합제와 폴리이소시아네이트를 기본으로 하는 시판되는 2-성분 클리어 코트와 비교한 결과의 개요를 나타낸다. 표 4에서는 본 발명에 따른 코팅 조성물로부터 형성된 필름의 초기 광택, 세차 후 광택 및 리플로우 후 광택이 시판되는 시스템 보다 더 높다는 것을 보여준다. 보다 중요하게는, 본 발명에 따른 코팅 조성물로부터 형성된 필름은 시판되는 시스템에서 보다 세차 처리 후의 광택 감소가 더 적게 나타나는 것으로 완결될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅 필름은 개선된 세차 저항성을 갖는다.

Claims (9)

  1. 실리콘 헤테로고리형 화합물 및 히드록실-반응성 가교제를 포함하는 코팅 조성물로서,
    실리콘 헤테로고리형 화합물은 1개 이상의 스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    1개 이상의 스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1a, 1b 및 1c로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
    (화학식 1a)
    (화학식 1b)
    (화학식 1c)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    히드록실-반응성 가교제는 2개 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    480 g/ℓ이하의 휘발성 유기 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1개 이상의 스피로-오르토 실리케이트기를 포함하는 화합물의 디블로킹(deblocking)용 디블로킹 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    히드록실기와 히드록실-반응성 가교제 사이의 반응용 가교화 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    히드록실-반응성기 대 알콜성 히드록실기의 당량비는 0.5 내지 4.0인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물의 경화 방법으로서,
    a) 스피로-오르토 실리케이트기의 잠재성 알콜 히드록실기(latent alcoholic hydroxyl group) 및 실라놀기는 수분의 존재하에서 또는 수분 및 디블로킹 촉매의 존재하에서 디블로킹되고,
    b) 알콜 히드록실기는 가교화 촉매의 존재 또는 부재하에서, 히드록실-반응성 가교제의 히드록실-반응성기와 반응하며,
    c) 형성된 실라놀기는 가교화 촉매의 존재 또는 부재하에서, 히드록실-반응성 가교제와의 반응에 참여하거나, 축합 반응(condensation reaction)에서 다른 실라놀기와 반응하거나, 또는 히드록실-반응성 가교제와의 반응에 참여하고 축합 반응에서 다른 실라놀기와 반응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 자동차 및 대형 운송 차량의 도장(finishing) 및 재도장(refinishing)에 사용되는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물의 용도.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2410398C2 (ru) 2005-08-17 2011-01-27 Акцо Нобель Коатингс Интернэшнл Б.В. Покрывная композиция, содержащая полиизоцианат и полиол
EP1867693A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-19 Collano AG Hybridklebstoff
KR101702915B1 (ko) 2008-10-22 2017-02-06 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이. 폴리이소시아네이트와 폴리올을 포함하는 코팅 조성물
US20120107519A1 (en) 2009-03-31 2012-05-03 Akzo Nobel Coatings International B.V. Radiation curing of coatings
US9080074B2 (en) * 2010-03-19 2015-07-14 Bayer Materialscience Llc Low temperature curing polyuretdione compositions
WO2013131835A2 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Akzo Nobel Coatings International B.V. Non-aqueous liquid coating composition
US9358669B2 (en) * 2012-06-29 2016-06-07 Saint-Gobain Abrasives, Inc. High adhesion resin-mineral systems
WO2014192314A1 (ja) 2013-05-31 2014-12-04 凸版印刷株式会社 転写用積層媒体および印刷物
US20150034148A1 (en) * 2013-08-02 2015-02-05 E I Du Pont De Nemours And Company Liquid fluoropolymer coating composition, fluoropolymer coated film, and process for forming the same
KR20170106984A (ko) 2015-02-03 2017-09-22 도판 인사츠 가부시키가이샤 광학 정보 매체
JP6984594B2 (ja) 2016-05-16 2021-12-22 凸版印刷株式会社 光学情報媒体及びその製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3455980A (en) 1966-12-12 1969-07-15 Cecil L Frye Pentacoordinate silicon complexes of vicinal aliphatic diols
NL127627C (ko) * 1966-12-12 1900-01-01
US3465020A (en) * 1967-08-21 1969-09-02 Dow Corning Heterocyclic silicon compounds
FR1543493A (fr) * 1967-09-15 1968-10-25 Rhone Poulenc Sa Nouvelles compositions organosiliciques vulcanisables en élastomères
DE1769713A1 (de) * 1968-07-02 1971-07-01 Hoechst Ag Thermoplastische Formmassen auf Basis gesaettigter Polyester
FR2222403B1 (ko) * 1973-03-21 1977-02-11 Rhone Poulenc Ind
GB8322399D0 (en) 1983-08-19 1983-09-21 Ici Plc Coating compositions
US4864055A (en) 1985-03-21 1989-09-05 Air Products And Chemicals, Inc. Self- and diol reactive formaldehyde-free crosslinking monomers and their derived polymers
US4788288A (en) * 1985-07-30 1988-11-29 Air Products And Chemicals, Inc. Self-and Hydroxyl reactive formaldehyde-free cyclic hemiamidal and hemiamide ketal crosslinking monomers
IT1187387B (it) * 1985-11-25 1987-12-23 Gd Spa Sigaretta ventilata a gusto costante
GB8621472D0 (en) 1986-09-05 1986-10-15 Int Paint Plc Coating compositions
US4798745A (en) * 1987-08-24 1989-01-17 Ppg Industries, Inc. Non-yellowing coating composition based on a hydroxy component and an anhydride component and utilization in a process of coating
DE3736990A1 (de) * 1987-10-31 1989-05-11 Bayer Ag 1,7,9,15-tetraoxa-4,12-diaza-8-silaspiro- (7.7) -pentadecane, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
US5155170A (en) * 1990-11-09 1992-10-13 Akzo Coatings, Inc. Process for preparing low formaldehyde polyacetal containing coating
US5214086A (en) * 1991-09-04 1993-05-25 Basf Corporation Coating compositions which may be ambient cured
SE9200564L (sv) 1992-02-26 1993-03-15 Perstorp Ab Dendritisk makromolekyl av polyestertyp, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning daerav
US5336807A (en) * 1993-06-15 1994-08-09 Air Products & Chemicals, Inc. Crosslinking agents for coating and adhesive applications
NL1002427C2 (nl) 1996-02-23 1997-08-26 Akzo Nobel Nv Bekledingssamenstelling omvattende een bicyclo- of spiroorthoester functionele verbinding.
FR2755694B1 (fr) * 1996-11-13 1999-02-05 Emfi Sa Procede de desactivation temporaire d'un compose chimique a hydrogene actif et composition chimique obtenue
GB9624881D0 (en) 1996-11-29 1997-01-15 Courtaulds Coatings Holdings Coating compositions
DE19807504A1 (de) 1998-02-21 1999-08-26 Basf Ag Vernetzte quellfähige Polymere
EP1177232B1 (en) 1999-04-26 2003-07-30 Akzo Nobel N.V. Composition comprising mercapto-functional compounds
JP4906221B2 (ja) 2000-05-26 2012-03-28 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 光活性化可能なコーティング組成物
JP2005519164A (ja) 2002-03-07 2005-06-30 アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ アセタール官能性バインダーを含むコーティング組成物

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Publication number Publication date
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JP2006501343A (ja) 2006-01-12

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