KR20050084617A - 폴리실라잔 함유 코팅 용액 - Google Patents

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Abstract

화학식 Ⅰ로 표현되는 반복 단위를 갖고, 물에 가용성인 무기 또는 유기 폴리실라잔 0.1 내지 35%중량 및 순수한 폴리실라잔 성분을 기준으로 하여, 촉매, 예를 들면, 4,4'-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘) 0.1 내지 10%중량을 포함하는 코팅 용액. 기재 물질, 예를 들면, 금속, 플라스틱, 유리, 세라믹, 목재, 시멘트, 몰타르, 벽돌 등의 표면에 도포함으로써, 내식성 및 긁힘방지성이 뛰어나고, 동시에 내마모성, 오래 지속되는 방오성, 물에의 습윤성, 밀봉성, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성 및 대전방지성과 같은 성질이 뛰어난, 기재 물질에 강하게 접착하는 실리카 피막이 형성될 수 있다.

Description

폴리실라잔 함유 코팅 용액{Polysilazane-containing coating solution}
본 발명은 자동차, 기차, 비행기 등의 본체 및 바퀴, 의치, 비석, 주택의 내외장재, 화장실, 부엌, 세면실, 욕조 등에서 물과 함께 사용되는 제품, 표지판, 표시물, 플라스틱 제품, 및 유리 제품의 기재 물질, 예를 들면, 금속, 플라스틱, 목재, 세라믹, 시멘트, 몰타르, 벽돌, 점토 등의 표면에 도포함으로써 내식성, 긁힘방지성, 내마모성, 물에의 습윤성, 세척용이성, 밀봉성, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성, 대전방지성 및 방오성과 같은 성질이 뛰어난 피막을 형성할 수 있는 코팅 용액에 관한 것이다.
종래에, 물품 표면 오염을 예방하기 위해 다양한 대책이 강구되었다. 예를 들면, 자동차 본체는 먼지, 연소 부가물, 예를 들면, 배기 가스 등으로 쉽게 오염된다. 따라서 본체를 왁스로 코팅하여 왁스 피막을 형성함으로써 본체의 오염을 예방한다. 본체의 표면을 발수 처리함으로써, 본체의 표면과 접촉시 물은 물방울을 형성하여 본체의 표면 아래로 굴러 떨어짐으로써, 물 속의 오염물 성분이 본체의 표면에 접착하고 잔류하는 것을 예방하고, 왁스 코팅은 본체의 표면에 오염물 성분이 접착하는 것을 어렵게 하여, 오염물 성분이 표면에 접착하더라도, 쉽게 물로 세척될 수 있다.
또한, 욕조, 부엌 싱크대, 세면대 등과 같이 물과 함께 사용되는 제품은 사용하는 동안 물 이외의 다양한 물질, 예를 들면, 오일 및 오일 성분을 함유하는 액상 비누, 얼굴 세안 크림, 헤어 샴푸 등과 접촉한다. 이러한 경우, 비누의 오일 물질 및 칼슘염(즉, 비누 찌꺼기)은 먼지 등과 함께 제품의 표면에 접착하여, 오염물을 형성하는 것으로 생각된다. 제품에서의 오염물을 예방하기 위해, 제품에 형성된 광택이 있는 표면으로 구성된 유리 표면을 가끔씩 왁스, 불소 함유 물질 등으로 발수 처리하여, 유리 표면에 잔류하는 오염물을 예방한다. 또한, 이러한 발수 처리에 의해, 주택의 내외장재, 변기, 물과 함께 사용되는 제품, 표지판, 표시물, 비석 등에 오염물의 접착을 예방하는 것이 시도된다.
한편, 계면 활성제에 의한 표면 코팅에 의해 기재 물질의 표면을 개질시켜 기재 물질의 표면에 소수성을 부여하는 것이 오랜 동안 알려져 왔고, 물-가용성 유기 중합체, 예를 들면, 폴리아크릴산 또는 폴리비닐 알코올을 계면 활성제에 첨가하여, 이러한 소수성의 지속성을 추가로 향상시키는 것이 일본 공개특허공보 제52-101680호 등에 기재되어 있다. 또한, 상기한 표면에 대한 및 소수성 중합체로 제조된 다공성 막의 내부에 대한 폴리비닐 알코올-비닐 아세테이트 공중합체로 이루어진 피막을 통해 소수성 물질, 예를 들면, 셀룰로오스, 글리콜 및 글리세린을 공급하고 고정시키는 방법이 일본 특허공보 제5-67330호 등에 기재되어 공지되어 있다.
그러나, 종래의 발수 왁스에 의한 발수 처리의 발수 효과는 성공적이라고 말할 수 없으며, 충분한 발수 처리가 초기에 실행되더라도, 당해 효과는 오래 지속되지 않아, 오랜 동안 충분한 방오 효과를 나타내지 못한다. 또한, 종래의 소수성 피막은 단지 일시적으로 또는 짧은 시간 내에 소수성을 부여하고, 따라서 소수성 효과가 충분한 지속되는 것을 기대하기 어렵고, 소수성 피막 표면에서의 수막이 일정하게 형성되지 않아서 투과 이미지 또는 반사 이미지가 왜곡되게 하고, 제품의 소수성 피막의 실질적인 적용은 문제점을 남긴다.
더욱이 의치의 오염 및 냄새 발생을 방지하는 것과 관련하여, 불소 처리 등이 연구되어 왔지만, 의치를 한 번만 처리함으로써 오랜 동안 충분한 효과를 성취한다고는 말할 수 없다.
또한, 내식성, 긁힘방지성, 내마모성, 세척용이성, 물에의 습윤성, 밀봉성, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 저수축률, 자외선 차단 효과, 평활 효과, 내구성 효과, 내열성, 내화성 및 대전방지성과 같은 성질이 뛰어난 피막을 형성할 수 있는 코팅 용액에 대한 요구가 있었고, 특히 내식성 및 긁힘방지성의 개선에 대한 강한 요구가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어졌다. 따라서 본 발명의 목적은 도포 이후 기재 물질에 대한 접착력이 뛰어난 경질의 고밀도 피막을 형성시키고, 내식성 및 긁힘방지성이 뛰어나고 동시에 다양한 기재 물질의 표면에서의 성질, 예를 들면, 오래 지속되는 소수성 및 방오 효과, 내마모성, 세척용이성, 긁힘방지성, 내식성, 밀봉성, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 저수축률, 자외선 차단 효과, 평활 효과, 내구성 효과, 내열성, 내화성 및 대전방지성이 뛰어난 피막을 형성할 수 있는 코팅 용액을 제공하는 것이다. 이로써 다양한 제품 또는 물품, 예를 들면, 자동차 본체, 자동차 바퀴, 의치, 비석, 주택의 내외장재, 화장실, 부엌, 세면실, 욕조 등에서 물과 함께 사용되는 제품, 변기, 표지판, 표시물, 플라스틱 제품, 유리 제품, 세라믹 제품, 목재 제품 등의 표면은 내식성 및 긁힘방지성을 포함하여 상기한 다양한 특성을 가질 수 있다.
코팅 용액의 필요한 성질, 예를 들면, 피복 이후 균일한 투명성과 같은 외관, 건조성, 냄새, 안정성, 기재 물질에 대한 적은 손상 등은 기재 물질, 작동 조건, 및 코팅 용액으로 도포하고자 하는 제품 또는 물품의 도포 방법 및 코팅 용액의 도포시의 주위 환경에 대한 고려의 필요성에 따라 변한다. 따라서, 본 발명의 다른 목적은 다양한 분야에 적용되는 적합한 코팅 용액을 쉽게 제조할 수 있는 코팅 용액을 제공하는 것이다.
[본 발명에 대한 기술]
본 발명은 다음의 성질을 갖는 코팅 용액에 관한 것이다:
(1) Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔, 희석 용매 및 촉매를 포함하는 코팅 용액.
(2) 상기한 항목 (1)에 있어서, 희석 용매로서 석유 용매, 방향족 또는 지환족 용매, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜 혼합물 또는 이들 용매의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
(3) 상기한 항목 (2)에 있어서, 희석 용매로서 파라핀계 용매, 미네랄 스피리트, 테르펜 혼합물 또는 에테르 또는 이들의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
(4) 상기한 항목 (3)에 있어서, 희석 용매로서 디부틸 에테르, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 폴리글리콜 에테르 또는 테트라하이드로푸란 또는 이들의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
(5) 항목 (2) 내지 항목 (4) 중의 어느 한 항에 있어서, 희석 용매가 자일렌, 메틸사이클로헥산 및 에틸사이클로헥산으로부터 선택된 용매 하나 이상을 추가로 포함하는 코팅 용액.
(6) 항목 (1) 내지 항목 (5) 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔의 농도가 0.1 내지 35%중량인 코팅 용액.
(7) 항목 (1) 내지 항목 (5) 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔의 농도가 0.5 내지 10%중량인 코팅 용액.
(8) 항목 (1) 내지 항목 (7) 중의 어느 한 항에 있어서, 촉매가, Si-H 결합을 갖는 순수한 폴리실라잔 성분을 기준으로 하여, 0.01 내지 30%중량의 양으로 함유된 코팅 용액.
(9) 항목 (1) 내지 항목 (8) 중의 어느 한 항에 있어서, 촉매가 N-헤테로사이클릭 화합물, 유기산 또는 무기산, 금속 카복실레이트, 아세틸아세토나 착물, 미세한 금속 입자, 퍼옥사이드, 금속 염화물 또는 유기금속 화합물인 코팅 용액.
(10) 항목 (1) 내지 항목 (9) 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔이 SiH2Cl2를 염기와 반응시켜 SiH2Cl2의 부가물을 형성시킨 후에 SiH2Cl2 부가물을 암모니아와 반응시켜 합성한 무기 폴리실라잔인 코팅 용액.
(11) 항목 (1) 내지 항목 (9) 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔이 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2를 염기와 반응시켜 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2와의 부가물을 형성시킨 후에 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2와의 부가물을 암모니아와 반응시켜 합성한 폴리실라잔인 코팅 용액.
(12) 제품 또는 물품의 기재 물질 표면의 내식성, 내마모성, 방오성, 세척용이성, 물에의 습윤성, 밀봉 효과, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성, 저수축률, 자외선 차단 효과, 평활 효과, 내구성 효과, 대전방지성 및 긁힘방지성의 향상을 위해 기재 물질의 표면을 코팅하기 위한, 항목 (1) 내지 항목 (11) 중의 어느 한 항에 따르는 코팅 용액의 용도.
(13) 항목 (12)에 있어서, 코팅 용액을 프라이머와 배합하여 기재 물질의 표면에 도포함을 포한하는 용도.
(14) 항목 (12) 및/또는 항목 (13항)에 있어서, 코팅 용액의 도포 이전에 표면을 락커, 바니쉬 또는 페인트로 도포함을 포함하는 용도.
[본 발명의 바람직한 형태]
이하, 본 발명을 보다 상세히 기술한다.
본 발명의 코팅 용액은 필수 성분으로서 Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔, 희석 용매 및 촉매를 포함한다. 본 발명의 코팅 용액에서 사용되는 Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔은 용매에 가용성이고, 화학식 Ⅰ로 표현되는 반복 단위를 갖는 무기 폴리실라잔을 포함한다.
상기한 화학식으로 표현되는 반복 단위를 갖고, 용매에 가용성인, 본 발명에 사용되는 무기 폴리실라잔은 당해 분야의 공지된 방법에 의해 제조된 무기 폴리실라잔일 수 있다.
상기한 화학식으로 표현되는 반복 단위를 갖고, 용매에 가용성인 무기 폴리실라잔의 제조방법으로서, 당해 분야의 공지된 방법을 포함하여 임의의 어떠한 방법도 상기에 대로 사용될 수 있다. 예로서, 하나의 방법은 SiH2X2(X는 할로겐 원자이다)로 표현되는 디할로실란을 염기와 반응시켜 디할로실란 부가물을 형성시키고, 디할로실란 부가물을 암모니아와 반응시켜 무기 폴리실라잔을 합성하는 방법이다. 일반적으로 할로실란은 산성이고, 염기와 반응하여 부가물을 형성할 수 있다. 부가물의 형성 속도 및 안정성은 할로실란의 산도 및 염기 물질의 염기도 또는 입체 요소에 의존하므로, 할로실란의 형태 및 염기의 형태를 적합하게 선택하여, 암모니아와 반응하여 쉽게 무기 폴리실라잔을 제조할 수 있는 안정한 생성을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 부가물의 안정성은 반드시 부가물의 형태에서 유리될 수 있을 정도의 안정성을 의미하지는 않고, 모든 가능한 경우, 예를 들면, 부가물이 용매에서 안정적으로 존재하고, 또한 반응 중간체로서 상당한 역할을 하는 경우 등을 의미한다.
할로실란으로서, 화학식 SiH2X2(X는 F, CL, Br, 또는 I이다)로 표현되는 디할로실란은 바람직하게는 이들의 취급 및 반응성의 측면에서 선택하고, 특히 디할로실란은 바람직하게는 반응성, 출발 물질의 원가 등에 의해 선택한다.
부가물 형성에 사용되는 염기는 할로실란과의 반응에 의해 부가물을 형성하는 반응 이외의 다른 반응을 일으키지 않는 염기일 수 있으며, 이의 바람직한 예는 루이스 염기, 3급 아민(트리알킬아민), 피리딘, 피콜린 및 이들의 유도체, 입체적으로 방해 그룹을 갖는 2급 아민, 포스핀, 아르신 및 이들의 유도체(예를 들면, 트리메틸 포스핀, 디메틸에틸 포스핀, 메틸디에틸 포스핀, 트리메틸 아르신, 트리메틸 스틸벤, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 티오펜, 푸란, 디옥산, 셀레노펜 등)를 포함하고, 이들 중에서 피리딘 및 피콜린이 취급 및 경제적인 측면에서 특히 바람직하다. 사용되는 염기의 양은 특별히 제한할 필요는 없으며, 염기는 실란에 대한 염기(부가물에 있는 아민을 포함한다)의 화학량론적 비, 즉, 아민과 실란의 2 : 1의 비를 초과하는 양으로 존재할 수 있다. 부가물 형성반응은 용매에서 실행한다.
부가물을 통한 무기 폴리실라잔의 합성에서, 부가물을 불활성 용액에서 암모니아와 반응시켜, 무기 폴리실라잔을 형성시키고, 이 때 암모니아의 양은 실란을 초과하여 존재할 수 있고, 반응 조건으로 반응 온도는 일반적으로 -78℃ 내지 100℃, 바람직하게는 -40℃ 내지 80℃이고, 반응 시간 및 반응 압력은 특별히 제한하지 않는다. 무기 폴리실라잔의 중합반응을 바람직하게는 불활성 기체 분위기하에서 실행하고, 불활성 기체는 바람직하게는 질소 또는 아르곤 가스이다.
본 발명에서, 무기 폴리실라잔은 용매에 가용성이고 상기한 화학식으로 표현되는 반복 단위를 갖는 것일 수 있지만, 일반적으로는 수평균 분자량이 600 내지 3,000인 것이 바람직하게는 사용된다. 또한, 무기 폴리실라잔은 코팅 용액의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.1 내지 35%중량, 바람직하게는 0.5 내지 10%중량의 양으로 사용된다.
또한, 본 발명에서 사용되는 폴리실라잔으로서 적합한 Si-H 결합을 갖는 유기 폴리실라잔은 디할로실란(바람직하게는 디클로로실란) 및 R1R2SiX2[R1 및 R2는 수소 원자 또는 알킬 그룹(바람직하게는 메틸 그룹이다)을 나타내고, 단 R1 및 R2는 동시에 수소 원자를 나타내지 않으며; X는 F, Cl, Br 또는 I, 바람직하게는 Cl을 나타낸다)을 염기와 반응시켜 이에 상응하는 부가물을 형성시키고, 이 후 부가물을 암모니아와 반응하여 합성된 폴리실라잔을 포함한다. 염기 및 부가물 형성의 반응 조건 및 부가물과 암모니아와의 반응 조건은 상기한 무기 폴리실라잔의 제조 조건과 동일하다.
한편, 본 발명에서 사용되는 촉매는 일상적인 온도에서 폴리실라잔을 실리카로 전환시키는 작용을 갖는 여타의 촉매일 수 있다. 본 발명에서 바람직한 촉매의 예는 N-헤테로사이클릭 화합물, 예를 들면, 1-메틸피페라진, 1-메틸피페리딘, 4,4'-트리메틸렌-디피페리딘, 4, 4'-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘), 디아자비사이클로-[2,2,2] 옥탄, 시스-2, 6-디메틸피페라진, 4-(4-메틸피페리딘) 피리딘, 피리딘, 디페리딘, α-피콜린, β-피콜린, γ-피콜린, 피페리딘, 루티딘, 피리미딘, 피리다진, 4, 4'-트리메틸렌디피리딘, 2-(메틸아미노)피리딘, 피라진, 퀴놀린, 퀴녹살린, 트리아진, 피롤, 3-피롤린, 이미다졸, 트리아졸, 테트라졸 및 1-메틸피롤리딘; 아민, 예를 들면, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 프로필아민, 디프로필아민, 트리프로필아민, 부틸아민, 디부틸아민, 트리부틸아민, 펜틸아민, 디펜틸아민, 트리펜틸아민, 헥실아민, 디헥실아민, 트리헥실아민, 헵틸아민, 디헵틸아민, 옥틸아민, 디옥틸아민, 트리옥틸아민, 페닐아민, 디페닐아민 및 트리페닐아민; DBU(1,8-디아자비사이클로[5,4,0] 7-운데켄), DBN(1,5-디아자비사이클로[4,3,0] 5-노넨), 1,5,9-트리아자사이클로도데칸, 1,4,7-트리아자사이클로노난 등을 포함한다.
또한, 유기산, 무기산, 금속 카복실레이트, 아세틸아세토나 착물 및 미세한 금속 입자도 바람직한 촉매로서 예시될 수 있다. 유기산은 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 말레산 및 스테아르산을 포함하고, 무기산은 염화수소산, 질산, 황산, 인산, 과산화수소, 염산 및 차아염소산을 포함한다. 금속 카복실레이트는 화학식 (RCOO)nM으로 나타내어지는 화합물이고, 여기서 R은 C1-22 지방족 또는 지환족 그룹을 나타내고; M은 Ni, Ti, Pt, Rh, Co, Fe, Ru, Os, PD, Ir 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 나타내며; n은 M의 원자가이다. 금속 카복실레이트는 무수물 또는 수화물일 있다. 아세틸아세토나 착물은 산의 해리에 의해 아세틸아세톤(2,4-펜타디온)으로부터 생성된 이온인 acac-에 배위결합된 금속 원자를 포함하는 착물이고, 일반적으로 화학식 (CH3COCHCOCH3)nM으로 표현되고, 여기서 M은 n 원자가 금속이다. 바람직한 금속 M의 예는 니켈, 백금, 팔라듐, 알루미늄 및 로듐을 포함한다. 미세한 금속 입자는 바람직하게는 Au, Ag, Pd 또는 Ni, 특히 바람직하게는 Ag의 입자이다. 미세한 금속 입자의 입자 직경은 바람직하게는 0.5㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 0.1㎛ 미만, 보다 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 미만이다. 상기한 물질이외에, 퍼옥사이드, 금속 염화물, 및 유기금속 화합물, 예를 들면, 페로센 및 지르코노센도 또한 사용될 수 있다. 상기한 촉매는 순수한 폴리실라잔 함량을 기준으로 하여, 0.01 내지 30%, 바람직하게는 0.1 내지 10%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 7%의 양으로 첨가된다.
본 발명의 코팅 용액에 사용되는 희석 용매는 Si-H 결합 및 촉매를 갖는 폴리실라잔을 용해시킬 수 있는 여타의 희석 용매일 수 있다. 저장 안정성을 고려하여, 희석 용매는 바람직하게는 폴리실라잔 및 촉매를 용해시키는 능력이 지속될 수 있는 용매이고, 오랜 동안 사용된 용매는 바람직하게는 가스, 예를 들면, 실란, 수소, 암모니아 등을 방출하지 않고 안정하다. 본 발명의 코팅 용액에 사용되는 희석 용매는 석유 용매, 예를 들면, 미네랄 스피리트, 파라핀계 용매, 방향족 용매, 지환족 용매, 에테르 및 할로겐화 탄화수소를 포함한다. 상기한 용매 또는 용매 성분의 예는 파라핀계 용매 또는 용매 성분, 예를 들면, 탄소수 8의 옥탄 및 2,2,3-트리메틸펜탄, 탄소수 9의 노난 및 2,2,5-트리메틸헥산, 탄소수 10의 데칸, 탄소수 11의 n-운데칸 등, 방향족 용매 또는 용매 성분, 예를 들면, 탄소수 8의 자일렌, 탄소수 9의 쿠멘 및 메시틸렌, 나프탈렌, 테트라히드로나프탈렌, 부틸벤젠, p-시멘, 디에틸벤젠 및 탄소수 10의 테트라메틸벤젠, 탄소수 11의 펜틸벤젠 등, 지환족 용매 또는 용매 성분, 예를 들면, 탄소수 7의 메틸사이클로헥산, 탄소수 8의 에틸사이클로헥산, 탄소수 10의 p-멘탄, α-피넨, 디펜텐 및 데카린 등, 에테르, 예를 들면, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 디부틸 에테르, 폴리글리콜 에테르, 테트라하이드로푸란 등 및 할로겐화 탄화수소, 예를 들면, 클로오르화 디클로로메탄, 디클로로에탄, 클로로포름 등의 탄화수소 또는 플루오르화, 브롬화 또는 요오드화 탄화수소 및 클로오르화 클로로벤젠 등의 방향족 화합물을 포함한다.
더욱이, 용매로서 예를 들면, 데파놀®(Depanol®)과 같은 테르펜 화합물을 사용하는 것이 유용한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 상기한 용매는 단지 실례의 목적으로서 예시된 것이고, 용매들 또는 용매 성분들은 이러한 실례에 의해 특별히 제한되지 않는다. 또한, 상기한 용매 또는 용매 성분은 단독으로 또는 이들의 혼합물로서 사용될 수 있다. 미네랄 스피리트, 파라핀계 용매 및 디부틸 에테르는 상기한 용매로 특히 바람직하다.
본 발명의 코팅 용액은 자동차 본체, 자동차 바퀴, 의치, 비석, 주택의 내외장재, 화장실, 부엌, 세면실, 욕조 등에서 물과 함께 사용되는 제품, 변기, 표지판, 표시물, 플라스틱 제품, 유리 제품, 세라믹 제품, 목제품 등의 표면 또는 다양한 물품의 표면에 도포되어, 상기한 제품 또는 물품의 표면에 고밀도의 소수성 피막을 형성한다. 본 발명의 코팅 용액이 도포되는 기재 물질은 다양한 물질, 예를 들면 금속, 예를 들면, 철, 스틸, 아연, 알루미늄, 니켈, 티탄, 바나듐, 크롬, 코발트, 구리, 지르코뮴, 니오브, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 붕소, 주석, 납 또는 망간 또는 이들의 합금을 포함하고, 필요하다면 옥사이드 또는 도금 필름, 다양한 종류의 플라스틱, 예를 들면, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄, 폴리에스테르, 예를 들면, PET, 폴리알릴디글리콜트(PADC), 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 에폭시 수지, ABS 수지, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리티오시아네이트, POM 및 폴리테트라플루오로에틸렌과 함께 제공되고, 필요하다면 상기한 물질의 접착력을 향상시키기 위해 프라이머와 함께 배합된다. 상기한 프라이머로는 예를 들면, 실란, 실록산, 실라잔이 있다. 또한 본 발명의 코팅 용액이 도포되는 기재 물질은 유리, 목재, 세라믹, 콘크리트, 몰타르, 벽돌, 점토 또는 섬유 등을 포함한다. 상기한 기재 물질은 필요하다면 락커, 바니쉬 또는 페인트, 예를 들면, 폴리우레탄 락커, 아크릴 락커 및 분산액 유형의 페인트와 함께 도포될 수 있다.
상기한 본 발명의 코팅 용액의 도포방법은 액체를 도포하는 여타의 공지 방법일 수 있다. 특별히, 본 발명의 코팅 용액의 도포방법은, 예를 들면, 직물로 문지르는 방법, 스펀지로 문지르는 방법, 분무 코팅, 플로우 코팅, 롤러 코팅, 딥 코팅 등을 포함하지만, 도포방법은 상기의 예시된 방법으로 제한되지 않는다. 본 발명의 코팅 용액의 바람직한 도포방법은 다양한 조건, 예를 들면, 도포하고자 하는 물체의 형태, 크기 및 양에 의존하여 변하고; 예를 들면, 자동차 본체 및 비석의 경우, 직물로 문지르는 방법, 스펀지로 문지르는 방법 및 분무법이 공정상 바람직하고, 주택의 내외장재의 경우, 롤러 코팅 및 분무 코팅이 바람직하다. 의치의 경우, 분무 코팅 및 딥 코팅이 바람직하다. 바람직하게는, 코팅 용액은 건조 후 두께가 약 0.1 내지 2마이크론인 피막을 형성할 수 있는 양으로 도포된다.
본 발명의 코팅 용액을 도포함으로써, 제품의 표면에 고밀도 피막을 형성할 수 있고, 따라서 제품 또는 물품의 기재 물질의 표면에 내식성, 내마모성, 방오성, 세척용이성, 물에의 습윤성, 밀봉 효과, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성, 저수축률, 자외선 차단 효과, 평활 효과, 내구성 효과, 대전방지성 및 긁힘방지성을 제공한다. 상기한 성질이 제품 및 물품에 제공될 수 있는 이유는 코팅 용액에 함유된 폴리실라잔이 촉매의 작용에 의해 고밀도 실리카 피막으로 전환될 수 있기 때문이다. 또한, 실리카 피막을 형성함으로써, 제품 또는 물품의 표면은 실리카 필름에 기초한 강한 소수성을 나타낸다. 상온에서 건조시킬 때, 본 발명의 코팅 용액은 쉽게 실리카로 구성된 경질의 고밀도 피막을 형성한다. 당해 실리카 피막의 형성은 폴리실라잔의 형태, 촉매의 형태 등에 따라 다르지만, 약 1 내지 2주 후에 피막이 형성된다. 본 발명의 코팅 용액은 도포시 용액의 형태이고, 매우 쉽게 도포되어 피막을 형성할 수 있다. 도포 후, 피막은 경질의 고밀도 소수성 피막으로 전환되어 제품 및 물품의 다양한 표면에 상기한 특성을 제공한다. 형성된 피막의 표면은 경질이고 고밀도여서 내식성 및 긁힘 방지성 피막으로서 탁월한 동시에 피막이 내마모성, 방오 효과 및 오염시의 세척용이성이 탁월하게 되도록 하기에 충분하게 경질이면서 고밀도를 갖는다. 또한, 본 발명의 코팅 용액은 내식성 코팅제, 긁힘 방지 코팅제, 내마모성 코팅제, 방오 코팅제 또는 세척용이성이 뛰어난 코팅제로서 뿐만 아니라, 소수성 피막, 밀봉 물질, 내약품성 피막, 내산화성 피막, 물리적 장벽 피막, 내열성 제공 피막, 내화성 피막, 대전방지성 피막, 저수축성 피막, UV 차단 피막, 평활 피막, 내구성 피막 등을 형성하기 위한 필름 형성 코팅 용액으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅 용액은 예를 들면, 자동차, 비석, 주택의 외벽 등의 표면에 무기 폴리실라잔을 사용함으로써 고밀도 소수성 실리카 피막을 형성하기 위해 사용되고, 수득된 소수성 표면은 빗물과의 접촉시 표면 위에 물방울을 형성하지 않고 수막 코팅 상태가 된다. 또한, 소수성 표면은 소수성 물질, 예를 들면, 먼지 등을 포함하는 연소 부가물보다 물에 대한 친화도가 높아. 상기한 오염 물질이 빗물로 쉽게 세척되도록 한다. 또한, 표면에 접착하는 스모그 및 먼지의 양은 고밀도 표면의 형성에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 육안으로 확인할 수 있는 오염물이 거의 나타나지 않고, 부착되는 오염물의 양이 감소한다. 고밀도 피막이 형성되므로, 긁히기 어렵고 부식 방지를 성취할 수 있다. 의치의 경우, 의치 재료인 아크릴 수지가 물을 흡수하고, 이 때 물과 함께 오염 물질이 수지 속으로 침투하거나 아크릴 수지 표면에 흡착하거나 부착되며, 이러한 오염 물질은 의치의 냄새의 원인이다. 본 발명의 코팅 용액은, 의치 재료인 아크릴 수지가 변형되거나 열화되지 않는 온도에서, 의치에 잘 접착되는 고밀도의 소수성 실리카 피막을 형성하기 때문에 수지 속으로의 물의 흡수를 예방할 수 있으며, 따라서 의치 재료 속으로의 오염 물질의 침투를 방지하고, 오염 물질이 실리카 피막에 부착되더라도, 이들은 물에 의해 쉽게 세척될 수 있고, 따라서 냄새의 발생을 방지한다. 또한, 의치를 본 발명의 코팅 용액으로 도포하여, 마무리 연마시 의치 표면이 불균일하게 되더라도 이러한 불균일한 부분을 평활하게 만들어 오염 물질의 부착이 더 어려워지도록 하기 위해, 본 발명의 코팅 용액으로 의치를 도포한다. 또한, 형성된 실리카 피막은 표면 경도가 높고, 내구성이 좋으며, 따라서 음식물에 의해 또는 저작시에 마모가 되지 않고, 삼키더라도 생체 내에서 안정하고, 추출되지 않는다. 실리카가 방출되더라도, 이것은 무독성이다.
본 발명의 코팅 용액의 필요한 성질, 예를 들면, 외관, 건조성, 냄새, 안정성, 기재 물질에 대한 손상 및 코팅 용액의 저장 안정성은 코팅 용액을 도포하고자 하는 제품의 용도에 따라 약간 다를 수 있다. 이에 대처하기 위해, 사용되는 폴리실라잔 및 촉매의 유형과 함량 뿐만 아니라 용매의 유형과 배합비를 변화시킴으로써 의도하는 용도에 가장 적합한 코팅 용액을 쉽게 제공할 수 있다.
예를 들면, 중질 용매, 예를 들면, 미네랄 스피리트는 외관이 중요시되는 기재 재료로서 오염 물질이 쉽게 눈에 띄는 기재 재료, 예를 들면, 어두운 색으로 도포된 자동차, 의치, 표면 광택 처리된 화강암, 경면 마무리 가공된 금속 또는 도금된 기판, 투명 수지 및 유리를 위한 용매로서 적합하다. 또한 모빌 세키유 코포레이션으로부터 구입 가능한 미네랄 테르펜 페가솔 AN45 및 페가솔 3040이 바람직하게 사용할 수 있는 용매이다. 얼룩, 간섭색, 백화 및 알갱이(grittiness)가 쉽게 눈에 띄는 기재 물질을 미네랄 스피리트를 용매로서 사용하여, 코팅 용액으로 심미적으로 코팅할 수 있다. 미네랄 스피리트는 상기한 이점을 갖지만, 비교적 용해도가 낮아 이의 용해도를 보상하기 위해 미네랄 스피리트 이외에 혼합된 방향족 용매, 예를 들면, 에소 세키유 코포레이션으로부터 구입 가능한 솔베소 100 및 솔베소 150 및 모빌 세키유 코포레이션으로부터 구입 가능한 페가솔 R-100 및 페가솔 R-150를 배합할 수 있다. 또한, 방향족 성분으로부터 유리된 파라핀계 용매를 용매로서 사용할 수 있다. 특별히, 토넨 케미칼 코포레이션으로부터 구입 가능한 냄새가 적은 용매 엑솔 DSP100/140, 엑솔 D30, 엑솔 D40 등을 언급할 수 있다.
또한, 물과 함께 사용되는 제품, 예를 들면, 화장실, 부엌, 세면실, 화장실 등에서의 제품 및 의치는 무취여야 한다는 것이 중요하다. 필요하다면 용매의 일부로서 냄새가 적은 용매, 예를 들면, 메틸사이클로헥산 또는 에틸사이클로헥산을 첨가함으로써, 무취이어야 하는 제품에 냄새가 적은 코팅 용액을 제공할 수 있다.
본 발명의 코팅 용액은 제품 및 새로 제조된 상품 또는 사용중인 제품에 도포될 수 있다.
이하, 각각의 용도에 사용되는 코팅 용액에서 무기 폴리실라잔, 촉매 및 희석 용매의 조성의 예를 하기에 기재하였다. 이들은 단지 실례의 목적으로 기재하였고, 코팅 용액의 조성 및 배합비는 도포되는 제품의 용도에 따라 변경될 수 있고, 본 발명의 코팅 용액의 배합비는 하기에 기재한 것으로 제한되지 않는다.
A. 자동차 본체, 바퀴
용액은 피막 기저층을 손상시키지 않아야 하고, 안정하여 용액을 컵 건으로 도포할 때, 컵 건 속에서 백화되지 않아야 한다.
(배합비의 예)
무기 폴리실라잔: 0.3 내지 2%중량
DMPP: 0.01 내지 0. 1%중량
자일렌: 0.5 내지 10%중량
페가솔 AN45: 잔량
DMPP는 4, 4'-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘)이다(이하, 당해 약칭을 사용한다).
(배합비의 바람직한 예)
무기 폴리실라잔: 0.4 내지 1%중량
DMPP: 0.01 내지 0.05%중량
자일렌: 1 내지 4%중량
페가솔 AN45: 잔량
B. 의치
용액은 오랜 동안 백화되지 않고 안정해야 하고, 의치 재료인 아크릴 수지를 변형시키거나 손상시키지 않고 냄새가 적으며 인체에 안정해야 한다.
(배합비의 예)
무기 폴리실라잔: 0.5 내지 5%중량
DMPP: 0.02 내지 0.2%중량
페가솔 AN45: 잔량
(배합비의 바람직한 예)
무기 폴리실라잔: 1 내지 2%중량
DMPP: 0.04 내지 0.08%중량
페가솔 AN45: 잔량
C. 비석
용액은 화강암 등에 도포될 때 간섭색이 적어야 하고, 오랜 동안 안정하여 백화되지 않아야 한다.
(배합비의 예)
무기 폴리실라잔: 0.5 내지 4%중량
DMPP: 0.01 내지 0.2%중량
자일렌: 5 내지 50%중량
페가솔 3040 : 잔량
(배합비의 바람직한 예)
무기 폴리실라잔: 1 내지 3%중량
DMPP: 0. 01 내지 0. 1%중량
자일렌: 5 내지 15%중량
페가솔 3040 : 잔량
D. 주택의 내외장재, 욕조, 부엌 등
용액은 냄새가 거의 없어야 하고, 인체에 안정해야 하며, 건조성이 좋아야 한다.
(배합비의 예)
무기 폴리실라잔: 0.3 내지 2%중량
DMPP: 0.01 내지 0.2%중량
자일렌: 1 내지 10%중량
페가솔 AN45: 5 내지 88%중량
에틸사이클로헥산: 5 내지 88%중량
메틸사이클로헥산: 5 내지 88%중량
(배합비의 바람직한 예)
무기 폴리실라잔: 0.5 내지 2%중량
DMPP: 0.01 내지 0. 1%중량
자일렌: 1 내지 5%중량
페가솔 AN45: 20 내지 50%중량
에틸사이클로헥산: 20 내지 50%중량
메틸사이클로헥산: 20 내지 50%중량
E. 폴리카르보네이트 판
용액은 기판인 폴리카르보네이트 판을 부식시켜서는 안 된다.
(배합비의 예)
무기 폴리실라잔: 0.5 내지 5%중량
DMPP: 0.01 내지 0.4%중량
자일렌: 1 내지 10%중량
페가솔 3040 : 전량
(배합비의 바람직한 예)
무기 폴리실라잔: 0.5 내지 4%중량
DMPP: 0.03 내지 0.2%중량
자일렌: 3 내지 10%중량
페가솔 3040 : 전량
상압에서 조악한 오일의 증류에 의해 수득된 증류된 오일의 수소첨가반응 및 정제에 의해 제조된 용매 페가솔 AN45 및 페가솔 3040(모빌 세키유 코포레이션)은 주로 탄소수 8 내지 11의 석유계 탄화수소이고, 이들의 아닐린점은 각각 43℃ 및 54℃이고, 페가솔 AN45는 페가솔 3040보다 많은 양의 방향족 성분을 함유한다.
[본 발명을 실행하기 위한 최선의 양태]
이하, 본 발명을 제조 실시예들 및 실시예들을 언급하여 보다 자세히 기재하였고, 본 발명은 하기한 제조 실시예들 및 실시예들로 제한되지 않는다.
제조 실시예 1 (무기 폴리실라잔의 제조)
가스 도입 튜브, 기계적 교반기 및 듀어 콘덴서를 내부 용적 300ml인 사구 플라스크에 장착한다. 반응기의 내부를 탈산소화된 질소로 대체하고, 탈기체화된 피리미딘 150ml를 사구 플라스크에 도입하고, 얼음으로 냉각시킨다. 그 후, 디클로로실란 16.1g을 50분에 걸쳐서 첨가하여, 백색의 고형 부가물(SiH2Cl2·2Py)을 형성한다. 반응 혼합물을 격렬한 교반하에 얼음위에서 냉각시키고, 소다 라임 튜브 및 활성탄 튜브를 통과시켜 미리 정제한 질소 가스와 암모니아 10.9g과의 혼합물로 1시간에 걸쳐서 버블링시킨다. 반응을 완결시킨 후, 고형 부가물을 원심 분리하고 이 후 여과시켜 제거한다. 감압(50℃, 5mmHg, 2시간)하에 여과액으로부터 용매를 제거함으로써, 5.52g의 유리질의 고형 폴리실라잔을 수득한다. 진공 압력 강하 방법에 의해 측정된 폴리실라잔의 분자량은 2,000이었다. 수율은 77%이었다.
제조 실시예 2 (유기 폴리실라잔의 제조)
가스 도입 튜브, 기계적 교반기 및 듀어 콘덴서를 내부 용적 300ml인 사구 플라스크에 장착한다. 반응기의 내부를 탈산소화된 질소로 대체하고, 탈기체화된 피리미딘 150ml를 사구 플라스크에 도입하고, 얼음으로 냉각시킨다. 그 후, 메틸 디클로로실란 9.1g 및 디클로로실란 8.1g을 첨가하여, 백색의 고형 부가물을 형성한다. 반응 혼합물을 격렬한 교반하에 얼음위에서 냉각시키고, 소다 라임 튜브 및 활성탄 튜브를 통과시켜 미리 정제한 질소 가스와 암모니아 10.9g과의 혼합물로 1시간에 걸쳐서 버블링시킨다. 반응을 완결시킨 후, 고형 부가물을 원심 분리하고 이 후 여과시켜 제거한다. 감압(50℃, 5mmHg, 2시간)하에 여과액으로부터 용매를 제거함으로써, 5.52g의 점성 액상 폴리실라잔을 수득한다. 진공 압력 강하 방법에 의해 측정된 폴리실라잔의 분자량은 1,600이었다. 수율은 72%이었다.
실시예 1
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 0.5중량부 및 DMPP(촉매) 0.02중량부를 자일렌 1.98중량부 및 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 97.5중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 자동차 본체 및 바퀴용 방오 코팅 용액을 수득한다.
코팅하고자 하는 스틸 판에 실리카로의 전환 이후 두께가 0.2㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 스프레이로 분무하여 코팅 용액을 도포한다. 건조시킨 후, 옥외 노출 시험으로 피막을 평가하고, 접촉각의 변화를 관찰하여, 표 1의 결과를 수득했다.
옥외 노출 일자(일) 0 7 14 21 28 3개월 6개월 1년
접촉각(도) 65 41 23 16 11 10 9 10
표 1에서 볼 수 있는 것처럼, 실리카 피막의 형성은 점진적으로 진행되고, 2주 후에, 소수성 실리카 피막이 거의 형성되고, 이러한 소수성 실리카 피막에 의해 도포된 스틸 판은 오랜 시간동안 안정하게 도포된 상태로 유지된다. 6개월 후 및 1년 후 관찰된 도포된 스틸 판은 오염되지 않은 것으로 확인되었다.
이러한 코팅 용액은 질소 분위기하에 밀봉하고, 상온에서 저장하고, 1개월 후, 3개월 후 및 6개월 후 각각 모노실란의 발생을 실측하였으며, 그 결과로서, 발생된 모노실란의 양은 1개월 후 43ppm, 3개월 후 61ppm 및 6개월 후 75ppm이었고, 이로써 저장 안정성이 우수하다는 것을 보여준다.
실시예 1의 코팅 용액을 스프레이 건의 컵 속에 넣고, 상온에서 공기 중에서 30분 동안 방치하였을 때, 용액은 이의 투명 상태를 유지했다. 별도로, 페가솔 AN45를 페가솔 AN45보다 방향족 성분이 적은 페가솔 3040(모빌 세키유 코포레이션)으로 대체하는 것을 제외하고, 상기와 동일한 조성으로 코팅 용액을 제조하였으며, 당해 코팅 용액은 20분 후에 불투명해졌다. 상기한 결과로부터, 상기한 조성물을 갖는 자동차 방오 코팅 용액이 스프레이 건으로 도포하는 경우, 피막 기저층에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 많은 양의 방향족 성분을 포함하는 용매가 코팅 용액의 안정성의 측면에서 코팅 용액으로 바람직하게 사용된다는 것이 밝혀졌다.
실시예 2
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 1중량부 및 DMPP(촉매) 0.04중량부를 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 98.96 중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 의치용 방오 코팅 용액을 수득한다.
상기한 코팅 용액을 스프레이 건으로 의치 전부에 도포하여, 두께가 0.3㎛인 실리카 피막을 형성시켰다. 오븐에서 45℃에서 60분 동안 건조시키고, 이 후 고온 고습 장치에서 40℃ 및 상대 습도 90%의 조건하에 12시간 동안 처리하여 상기 피막을 완전히 실리카로 변환시켰다. 고밀도의 소수성 실리카 피막이 의치 표면에 형성되고, 의치가 사용될 때, 코팅이 변형되지 않고, 오염물이 물로 쉽게 세척되고, 냄새가 발생하지 않았다.
실시예 3
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 1중량부 및 DMPP(촉매) 0.04중량부를 자일렌 11.46중량부 및 페가솔 3040(모빌 세키유 코포레이션) 87.5중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 비석용 방오 코팅 용액을 수득한다.
상기한 코팅 용액을 에어로졸 분무에 의해 표면 광택 처리된 화강암에 도포한다. 두께가 0.4㎛인 균일한 피막이 형성되었다. 고밀도의 소수성 실리카 피막이 표면에 형성되어, 1년 동안 옥외에 방치한 결과, 피막이 변형되지 않았고 오염 물질이 관찰되지 않았다.
실시예 4
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 0.5중량부 및 DMPP(촉매) 0.02중량부를 자일렌 1.98중량부, 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 32. 5중량부, 에틸사이클로헥산 32.5중량부 및 메틸사이클로헥산 32.5중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 물과 함께 사용되는 제품, 예를 들면, 욕조, 세면대 등의 코팅용 방오 코팅 용액을 수득했다. 상기한 코팅 용액을 세라믹 물질로 만들어진 세면대 및 에나멜로 도포된 욕조의 표면에 도포한다. 각각 두께가 0.2㎛인 균일한 피막이 형성되었다. 오염 물질이 거의 부착되지 않았고, 부착되더라도, 오염물이 쉽게 제거되었다.
실시예 5
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 1중량부 및 DMPP(촉매) 0.04중량부를 자일렌 3.96중량부, 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 31.7중량부, 에틸사이클로헥산 31.7중량부 및 메틸사이클로헥산 31.7중량부로 구성된 용매에 용해시켜 주택의 내외장재용 방오 코팅 용액을 수득했다.
상기한 코팅 용액을 롤링으로 주택 외벽 표면에 도포했다. 외벽은 오랜 동안 오염되지 않았다. 오염 물질, 예를 들면, 먼지는 물에 의한 분무에 의해 쉽게 제거되었다.
실시예 6
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 2중량부 및 DMPP(촉매) 0.08중량부를 자일렌 7.92중량부 및 페가솔 3040(모빌 세키유 코포레이션) 90중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 폴리카르보네이트 판용 방오 코팅 용액을 수득했다.
상기한 코팅 용액을 흡수시킨 직물을 사용하여, 코팅 용액을 손으로 폴리카르보네이트 판에 도포했다. 코팅 용액으로 기재를 부식시키지 않고, 고밀도의 소수성 실리카 피막을 형성할 수 있었다.
실시예 7
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 5중량부 및 Pd 프로피오네이트(촉매) 0.035중량부를 자일렌 25중량부 및 솔베소 150(에소 세키유 코포레이션) 69.97중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 공기 중에서 120℃에서 1시간 동안 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 코팅 용액을 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, 알루미늄 판 및 PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 하기의 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
피막의 성질 평가
(1) 내식성
알루미늄 판에 피막을 형성시키고, 아세트산 및 염화구리(II)를 염화 나트륨의 수용액에 첨가하여 제조한 용액을 견본에 분무하는 캐스(CASS) 시험에서 96시간 동안 기재 물질의 부식의 정도를 관찰하였다.
◎ : 내식성이 상당히 탁월함.
o : 내식성이 탁월함.
△ : 내식성이 약간 저조함.
x : 내식성이 저조함.
캐스 시험방법
시험 견본을 50℃로 설정된 시험 욕조에서 염수 4%와 염화구리(이수화물) 0.027%와의 혼합물로 분무하고, 이의 부식성 및 내식성을 평가한다.
"캐스"라는 용어는 "구리 촉진되는 아세트산염 분무 시험"을 의미한다.
(2) 긁힘방지성
폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET 필름)에 피막을 형성시키고, 500g(면적: 2cm2) 하중하에서 스틸 울 번호. #000으로 계속하여 300회 시험하고, 헤이즈 메터로 이의 헤이즈를 측정한다.
실시예 8
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 0.2중량부 및 Pd 프로피오네이트(촉매) 0.002중량부를 자일렌 1중량부 및 솔베소 150(에소 세키유 코포레이션) 98.80중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 코팅 용액을 실리카로의 전환 이후 두께가 0.03㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 0.03㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
실시예 9
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 20중량부 및 Pd 프로피오네이트(촉매) 0.14중량부를 자일렌 25중량부 및 솔베소 150(에소 세키유 코포레이션) 54.86중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 1.2㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 1.2㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
실시예 10
제조 실시예 2에서 수득된 무기 폴리실라잔 5중량부 및 Pd 프로피오네이트(촉매) 0.035중량부를 디부틸 에테르 94.97중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
실시예 11
제조 실시예 2에서 수득된 무기 폴리실라잔 20중량부 및 Pd 프로피오네이트(촉매) 0.14중량부를 디부틸 에테르 79.86중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 1.2㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 1.2㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
실시예 12
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 5중량부 및 DMPP(촉매) 0.2중량부를 자일렌 25중량부 및 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 69.8중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 0.3㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
실시예 13
제조 실시예 1에서 수득된 무기 폴리실라잔 15중량부 및 DMPP(촉매) 0.6중량부를 자일렌 25중량부 및 페가솔 AN45(모빌 세키유 코포레이션) 59. 4중량부로 구성된 용매에 용해시켜, 코팅 용액을 수득한다. 실리카로의 전환 이후 두께가 1.0㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 알루미늄 판에 도포한다. 건조시킨 후, 알루미늄 판을 120℃에서 1시간 동안 공기 중에서 하소시켜, 내식성 시험을 위한 견본을 수득한다. 별도로, 실리카로의 전환 이후 두께가 1.0㎛인 피막을 제공할 수 있는 양으로 코팅 용액을 플로우 코팅으로 PET 필름에 도포한다.
건조시킨 후, PET 필름을 90℃, 상대 습도 90%에서 3시간 동안 처리하여, 긁힘 시험을 위한 견본을 수득한다. 피막의 성질을 실시예 7과 동일한 방법으로 평가하고, 내식성의 결과를 표 2에, 긁힘방지성의 결과를 표 3에 기재했다.
내식성 시험의 결과
실시예 7 8 9 10 11 12 13 알루미늄 판
평가 결과 ㅇ △ ◎ ㅇ ◎ ㅇ ◎ ×
긁힘 방지 시험의 결과
실시예 7 8 9 10 11 12 13 PET
헤이즈(%) 2 5 1 3 1 2 1 20
[발명의 효과]
상기한 바대로, 본 발명의 코팅 용액은 도포시 용액의 형태이고, 분무 코팅, 기재 물질에 직물 또는 스폰지 등으로 문지르는 방법에 의해 매우 쉽게 도포되어 피막을 형성할 수 있다. 도포 이후, 액상의 폴리실라잔은 경질의 고밀도 피막으로 전환될 수 있고 따라서 내산화성 및 긁힘방지성이 우수한 피막을 형성할 수 있다. 또한, 형성된 피막의 소수성이 오래 지속되고, 이의 효율적인 소수성이 일반적으로 1 내지 2년 동안 유지될 수 있다. 소수성 이외에, 상기한 피막은 제품 또는 물품에 내마모성, 방오성, 물에의 습윤성, 긁힘방지성, 내식성, 밀봉 효과, 내약품성, 내산화성 성질, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성 및 대전방지성과 같은 성질을 제공할 수 있다. 또한, 단지 용매의 유형, 배합 물질들의 양 등을 조절함으로써 다양한 분야에서 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔, 희석 용매 및 촉매를 포함하는 코팅 용액.
  2. 제1항에 있어서, 희석 용매로서 석유 용매, 방향족 또는 지환족 용매, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜 혼합물 또는 이들 용매의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
  3. 제2항에 있어서, 희석 용매로서 파라핀계 용매, 미네랄 스피리트, 테르펜 혼합물 또는 에테르 또는 이들의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
  4. 제3항에 있어서, 희석 용매로서 디부틸 에테르, 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 폴리글리콜 에테르 또는 테트라하이드로푸란 또는 이들의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
  5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 희석 용매가 자일렌, 메틸사이클로헥산 및 에틸사이클로헥산으로부터 선택된 용매 하나 이상을 추가로 포함하는 코팅 용액.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔의 농도가 0.1 내지 35%중량인 코팅 용액.
  7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔의 농도가 0.5 내지 10%중량인 코팅 용액.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 촉매가, Si-H 결합을 갖는 순수한 폴리실라잔 성분을 기준으로 하여, 0.01 내지 30%중량의 양으로 함유된 코팅 용액.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 촉매가 N-헤테로사이클릭 화합물, 유기산 또는 무기산, 금속 카복실레이트, 아세틸아세토나 착물, 미세한 금속 입자, 퍼옥사이드, 금속 염화물 또는 유기금속 화합물인 코팅 용액.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔이 SiH2Cl2를 염기와 반응시켜 SiH2Cl2의 부가물을 형성시킨 후에 SiH2Cl2 부가물을 암모니아와 반응시켜 합성한 무기 폴리실라잔인 코팅 용액.
  11. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, Si-H 결합을 갖는 폴리실라잔이 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2를 염기와 반응시켜 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2와의 부가물을 형성시킨 후에 SiH2Cl2와 CH3SiHCl2와의 부가물을 암모니아와 반응시켜 합성한 폴리실라잔인 코팅 용액.
  12. 제품 또는 물품의 기재 물질 표면의 내식성, 내마모성, 방오성, 세척용이성, 물에의 습윤성, 밀봉 효과, 내약품성, 내산화성, 물리적 장벽 효과, 내열성, 내화성, 저수축률, 자외선 차단 효과, 평활 효과, 내구성 효과, 대전방지성 및 긁힘방지성의 향상을 위해 기재 물질의 표면을 코팅하기 위한, 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따르는 코팅 용액의 용도.
  13. 제12항에 있어서, 코팅 용액을 프라이머와 배합하여 기재 물질의 표면에 도포함을 포함하는 용도.
  14. 제12항 및/또는 제13항에 있어서, 코팅 용액의 도포 이전에 표면을 락커, 바니쉬 또는 페인트로 도포함을 포함하는 용도.
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