KR20060113955A - 코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물 - Google Patents

코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물 Download PDF

Info

Publication number
KR20060113955A
KR20060113955A KR1020067012178A KR20067012178A KR20060113955A KR 20060113955 A KR20060113955 A KR 20060113955A KR 1020067012178 A KR1020067012178 A KR 1020067012178A KR 20067012178 A KR20067012178 A KR 20067012178A KR 20060113955 A KR20060113955 A KR 20060113955A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
meth
coating
acrylate
hydroxyl group
acrylic resin
Prior art date
Application number
KR1020067012178A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101078350B1 (ko
Inventor
토미히사 오노
마사히로 하라
코조 후지이
요시히로 코지마
스스무 카와카미
요시카즈 후시미
Original Assignee
나토코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 나토코 가부시키가이샤 filed Critical 나토코 가부시키가이샤
Publication of KR20060113955A publication Critical patent/KR20060113955A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101078350B1 publication Critical patent/KR101078350B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4063Mixtures of compounds of group C08G18/62 with other macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • C08G18/4269Lactones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6216Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
    • C08G18/625Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids; hydrolyzed polymers of esters of these acids
    • C08G18/6254Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids and of esters of these acids containing hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7628Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/7642Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group containing at least two isocyanate or isothiocyanate groups linked to the aromatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate groups, e.g. xylylene diisocyanate or homologues substituted on the aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/792Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴 수지(A) 및 복수의 이소시아네이트기를 함유하는 폴리이소시아네이트 화합물(B)로 이루어진 코팅 조성물을 제공한다. 상기 (메타)아크릴 수지(A)는 폴리카프롤락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 및 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 혼합물을 공중합하여 얻는다. 상기 코팅 조성물에 있어서, 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트 내의 하이드록실기는 1차 하이드록실기이고, 상기 (메타)아크릴레이트 수지(A)의 하이드록실기가는 125 - 145이다.
(메타)아크릴 수지, 폴리이소시아네이트 화합물, 코팅 조성물, 코팅물

Description

코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물{COATING COMPOSITION AND ARTICLE COATED WITH SAME}
본 발명은 코팅 막에 사용되는 양호한 내오염성을 갖는 코팅 조성물, 및 이로 코팅된 코팅물에 관한 것이다.
최근 장기간 동안 양호한 외관을 유지할 수 있도록 고내구성 코팅 막을 점점더 선호하고 있다. 이러한 고내구성을 저해하는 요인 중 하나는 코팅 막 상의 긁힘(scratch)이다. 이러한 긁힘 문제를 해결하기 위해 하기 기술들이 제안되었다.
일본 공개특허 평3-160049호는 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트의 일부 또는 전부가 ε-카프로락톤으로 변성된 카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트를 함유하는 단량체 혼합물을 중합하여 얻은 아크릴 수지와 멜라민을 가교하여 얻은 코팅 조성물을 개시하고 있다. 또한, 일본 공개특허 제2002-197423호는 2 이상의 락톤 사슬을 갖는 단량체 비율이 감소된 락톤 변성 하이드록시알킨 (메타)아크릴산 에스테르를 사용하여 얻은 아크릴로일 폴리올 수지 및 폴리이소시아 네이트 화합물을 함유하는 경화성 수지 조성물을 나타낸다.
그러나, 일본 공개특허 평3-160049호에서는 멜라민이 가교제로 사용되기 때문에 코팅 막이 필요 이상으로 단단해지고, 상기 코팅 막을 분리하는데 있어서 난이도의 척도인 내치핑성(chipping resistance) 및 내긁힘성(scratch resistance)이 불충분하였다. 따라서, 피코팅물 위에 상기 코팅 조성물을 코팅하여 얻은 코팅물의 코팅 막 외관이 양호하지 않은 문제가 있었다. 게다가, 상기 공개특허는 아크릴 수지를 얻기 위해 상기 카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트와 중합된 단량체로서 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트 및 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트를 개시하고 있으나, 이들 중 어느 것도 1차 하이드록실기를 가지고 있는 것은 없다. 이런 단량체로부터 제조된 아크릴 수지는 이소시아네이트와의 반응성이 낮기 때문에, 경화가 불충분하다. 따라서, 내긁힘성 및 내치핑성뿐만 아니라 내오염성이 저하되는 문제가 있었다.
일본 공개특허 제2002-197423호는 카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트를 함유하는 (메타)아크릴 수지와 이소시아네이트 수지를 사용한 코팅 막을 개시하고 있다. 그러나, 상기 공개특허의 일실시예에 나타낸 하이드록실기가는 260, 262, 296 및 300으로 모두 높다(표 2). 그러나, 상기 하이드록실기가 매우 높거나 또는 매우 낮은 경우에는, 이소시아네이트와 반응 후에 하이드록실기 또 는 이소시아네이트기가 잔존하고, 경화되지 않은 부분이 발생하여 코팅 막의 내오염성 저하의 문제를 초래한다.
본 발명은 상기 종래기술에 존재하는 문제점에 착안하여 완성되었다. 본 발명의 목적은 코팅 막의 내오염성을 개선하고, 코팅 막 외관을 비롯한 코팅 성능을 양호하게 발휘할 수 있는 코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카프롤락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 및 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 혼합물을 공중합하여 얻어지는, 하이드록실기를 갖는 (메타)아크릴 수지(A), 및 복수의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(B)을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 하이드록실기는 1차 하이드록실기이고, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가는 125 내지 145이다.
나아가, 상기 "(메타)아크릴레이트"는 본 명세서에서 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함하는 의미로 사용된다.
이하, 본 발명의 코팅 조성물의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시형태의 코팅 조성물은 (메타)아크릴 수지(A) 및 복수의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(B)로 구성된다. 상기 (메타)아크릴 수지(A)는 폴리카프롤락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 및 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 단량체 혼합물을 공중합하여 얻어지며, 하이드록실기를 갖는다. 본 발명의 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 하이드록실기는 1차 하이드록실기, 즉 그 분자 중의 1차 탄소에 결합되는 하이드록실기이다. 나아가, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가는 125 내지 145이다. 상기 코팅 조성물은 일반적으로 주제(主劑)로서의 상기 (메타)아크릴 수지(A)와 경화제로서의 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)의 2액형으로 사용되나, 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)로서 블록 폴리이소시아네이트를 사용하는 경우에는 1액형으로 사용될 수 있다.
먼저, 상기 (메타)아크릴 수지(A)에 대해 설명한다.
상기 (메타)아크릴 수지는 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트를 카프로락톤으로 변성하여 얻은 폴리카프롤락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 및 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 단량체 혼합물을 공중합하여 얻는다. 카프로락톤은 ε-카프로락톤, 트리메틸 카프로락톤 또는 이의 혼합물을 말한다. 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트는 상기 코팅 조성물로 형성된 코팅 막의 내긁힘성 및 내치핑성을 개선하기 위해 혼합된다. 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물이다. 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 폴리카프로락톤 변성 하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 폴리카프로락톤 변성 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트 및 폴리카프로락톤 변성 하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트를 포함한다. 상기 알킬렌기의 상기 탄소수 n은 제조의 용이성, 입수의 용이성의 관점에서 바람직하게는 1 내지 4, 가장 바람직하게는 2이다.
Figure 112006042840468-PCT00001
상기 화학식에서, R은 수소 원자 또는 메틸기이고, 상기 알킬렌기(메틸렌기)의 탄소수 n은 1 내지 10의 정수이며, 상기 카프로락톤 반복 단위수 m은 1 내지 25의 정수이다.
상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트에 있어서, 상기 코팅 막의 내긁힘성 및 내충격성을 증진시키고, 상기 코팅 막의 외관 및 내오염성을 개선하기 위해 상기 카프로락톤 반복 단위수 m의 평균값은 바람직하게는 1 내지 3, 더욱 바람직하게는 2 내지 3이다. 만약 상기 카프로락톤 반복 단위수 m의 평균값이 3을 초과하는 경우에는 상기 카프로락톤 반복 부분이 과도하게 길어지고, 상기 코팅 막의 강도, 내긁힘성, 내충격성, 외관 및 내오염성이 감소한다. 내충격성을 증진시키고, 상기 코팅 막의 외관을 개선하기 위해, 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트로서는 바람직하게 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 아크릴레이트가 사용된다. 이는 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 아크릴레이트 중합체의 유리전이온도가 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 메타크릴레이트의 중합체보다 높기 때문이다.
상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트는 상기 폴리이소시아네이트 화합물과의 반응성을 증진시키고, 상기 코팅 막의 내오염성을 개선하기 위해 혼합된다. 상기 하이드록실기를 포함하는 (메타)아크릴레이트의 하이드록실기가 1차 하이드록실기이기 때문에, 상기 (메타)아크릴 수지와 폴리이소시아네이트 화합물 간의 반응성이 높고, 상기 코팅 막의 내긁힘성, 내치핑성 및 내오염성이 개선될 수 있다. 이에 대해, 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 하이드록실기가 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트와 같은 2차 하이드록실기인 경우, 상기 아크릴 수지와 폴리이소시아네이트 화합물 사이의 반응성이 낮고, 상기 코팅 막의 내긁힘성, 내치핑성 및 내오염성 또한 낮다. 1차 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 예로는 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트 및 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트 등을 포함한다.
상기 단량체 혼합물 중에는 상기 필수성분 이외에 환상 골격을 갖는 단량체, 이와 다른 단량체뿐만 아니라 중합 개시제, 중합 용매 등이 혼합된다. 환상 골격을 갖는 단량체는 상기 코팅 막의 내긁힘성을 증진시키고, 코팅 막의 외관을 개선하기 위하여 혼합되며, 구체적으로는 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 스티렌 등이 사용된다. 환상 골격을 갖는 단량체의 혼합 비율은 상기 코팅 막의 내긁힘성을 증진시키고, 코팅 막의 외관을 개선하기 위하여, 상기 단량체 혼합물 중에 10 질량% 이하가 바람직하다. 만약 상기 단량체의 혼합 비율이 10 질량%를 초과하면, 상기 코팅 막의 내긁힘성이 저하되고, 상기 코팅 막의 외관이 쉽게 손상된다.
다른 단량체들은 중합 반응성을 조정하고, 목적하는 코팅 막의 물리적 성질을 개선하기 위하여 혼합되고, 사용되는 다른 단량체들의 구체적인 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산 및 말레산 등을 포함한다. 사용되는 중합 개시제의 예로는 1,1'-아조비스-1-사이클로헥산카보나이트릴, 아조비스-2-메틸부티로나이트릴 및 t-부틸 하이드로퍼록사이드 등을 포함한다. 사용되는 중합 용매의 예로는 벤젠 및 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소, 아세톤 및 메틸 이소부틸 케톤과 같은 케톤, 에틸 아세테이트와 같은 에스테르 및 다이옥산과 같은 에테르를 포함한다.
또한, 통상의 방법에 따라 상기 단량체 혼합물을 가열중합하여 상기 목적하 는 (메타)아크릴 수지(A)를 얻는다. 얻은 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가는 125 내지 145이고, 바람직하게는 130 내지 145이다. 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가가 125 미만인 경우, 상기 폴리이소시아네이트 화합물과의 반응성이 불충분하며, 상기 코팅 막의 내오염성이 개선될 수 없다. 한편, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가가 145를 초과하는 경우, 상기 하이드록실기가가 과도하게 높기 때문에, 상기 폴리이소시아네이트 화합물과 반응하지 않는 하이드록실기가 잔존하고, 이러한 경화되지 않은 부분에 의해 상기 코팅 막 외관이 손상되며, 상기 코팅 막은 더이상 코팅 막으로서의 기능을 수행할 수 없다.
또한, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 산가는 3 mg KOH/g 이하인 것이 바람직하다. 상기 산가는 첨가되는 메타아크릴산과 같은 산의 양에 의해 결정되나, 어떠한 산도 첨가하지 않음으로써 0 mg KOH/g이 될 수도 있다. 특히, 동일한 코팅 조성물을 2회 코팅하는 경우에는, 양 코팅 막 사이의 친화성이 개선되고, 상기 산은 예를 들면 상기 하이드록실기 및 상기 이소시아네이트기 간의 반응 등의 촉매로서 작용하여 경화가 진행하는 것을 억제하고 양 코팅 막 간의 밀착성을 개선한다. 만약 상기 산가가 3 mg KOH/g를 초과하면, 이러한 효과는 얻을 수 없다.
상기 코팅 조성물에 있어서, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 산가는 3 mg KOH/g 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 경우 특히, 동일한 코팅 조성물이 2회 코팅되는 경우(self-recoating), 상기 피코팅물의 표면에 코팅된 코팅 막 내의 산 라디칼이 상기 피코팅물의 측면으로 배향되기 때문에, 상기 코팅 막의 표 면은 산 라디칼이 부족할 것으로 판단된다. 따라서, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 산가를 감소시킴으로써 상기 피코팅물 표면에 형성된 상기 코팅 막과 그 위에 제공되는 코팅 막 사이의 친화성을 개선할 수 있음과 더불어, 상기 산이 예를 들면, 상기 하이드록실기 및 상기 이소시아네이트기 간의 반응 등의 촉매로서 작용하여 경화가 진행되어 양 코팅 막 사이의 밀착성이 저하되는 것을 억제하는 것으로 추측된다. 따라서, 상기 코팅 막의 밀착성이 개선될 수 있다. 이 경우 상기 코팅 막의 내구성도 개선될 수 있다.
다음으로, 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)에 대해 설명한다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1분자 내에 복수의 이소시아네이트기를 갖는 유기화합물로, 상기 폴리이소시아네이트 화합물 1분자 내에 함유되는 이소시아네이트기의 수는 3개 이상인 것이 바람직하다. 이러한 폴리이소시아네이트 화합물은 하이드록실기를 갖는 상기 (메타)아크릴 수지(A)와 반응할 수 있고, 상기 코팅 막의 물리적 성질을 개선할 수 있는 가교 구조를 형성할 수 있다.
1분자 내에 2개의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물의 예로는 톨릴렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 자일릴렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸-2,6-디이소시아네이트 헥사노에이트 및 노보네인 디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트 단량체들을 포함한다. 1분자 내에 3개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물의 예로는 디이소시아네이트 단량체가 이소시아누레이트로 변성된 하기 화학식 2로 표현되는 화합물, 디이소시아네이트 단량체가 부가물(adduct)로 변성된 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물, 디이소시아네이트 단량체가 뷰렛(biuret)으로 변성된 하기 화학식 4로 표현되는 화합물, 및 2-이소시아네이트 에틸-2,6-디이소시아네이트 카프로에이트 및 트리아미노노네인 트리리소시아네이트와 같은 이소시아네이트 예비중합체를 포함한다.
Figure 112006042840468-PCT00002
Figure 112006042840468-PCT00003
Figure 112006042840468-PCT00004
또한, 폴리이소시아네이트 화합물로서 블록화제(blocking agent)를 사용하여 상기 이소시아네이트기가 블록화된 블록 폴리이소시아네이트를 사용하여, 상기 코팅 조성물은 1액형으로서 사용될 수 있다. 즉, 상기 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기가 블록화제로 블록되기 때문에, 하이드록실기를 갖는 (메타)아크릴 수지와 반응하지 않으며, 1액형으로 안정하게 존재할 수 있다. 피코팅물 위에 코팅한 후 상기 코팅 조성물을 가열하여, 상기 블록 폴리이소시아네이트는 분해 반 응을 수행하여 이소시아네이트기를 형성하고, 상기 코팅 막은 상기 (메타)아크릴 수지의 하이드록실기가 이들 이소시아네이트기와 반응함으로써 그 결과 경화된다. 블록 폴리이소시아네이트의 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트형 블록 이소시아네이트를 포함한다. 블록화제의 예로는 페놀계, 옥심계 및 알코올계 화합물을 포함한다.
상기 코팅 조성물은 상기 (메타)아크릴 수지(A) 및 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)로부터 상술한 방법으로 얻어지나, 필요할 경우 락톤 폴리올(C), 자외선 흡수제, 광안정제 또는 용매 등도 혼합된다. 상기 락톤 폴리올(C)은 상기 코팅 막의 내오염성을 저하시킴 없이, 내긁힘성, 내치핑성 및 내충격성을 증진시킬 뿐만 아니라 상기 코팅 막의 외관을 개선하기 위하여 혼합되고, 구체적으로는 3 이상의 하이드록실기를 갖는 락톤 폴리올(C)이 바람직하며, 4 이상의 하이드록실기를 갖는 락톤 테트라올이 더욱 바람직하다. 상기 락톤 폴리올(C)의 평균 분자량은 바람직하게는 350 내지 1500이다. 상기 락톤 폴리올(C)의 평균 분자량이 350 미만인 경우에는 분자량당 하이드록실기의 수가 과도하게 많아지는 반면, 상기 락톤 폴리올(C)의 평균 분자량이 1500을 초과하는 경우에는 분자량당 하이드록실기의 수가 과도하게 적어지는 바, 이는 상기 폴리이소시아네이트 화합물과의 반응에 있어서 편향을 유발하기 때문에 바람직하지 않다.
사용되는 자외선 흡수제의 예로는 벤조트리아졸계 화합물을 포함한다. 사용 되는 광안정제의 예로는 피페리딘계 및 장애 아민계(hindered amine-based) 화합물을 포함한다. 사용되는 용매의 예로는 알코올류, 에스테르류 및 방향족 화합물을 포함한다. 상기 코팅 조성물을 상기 피코팅물의 표면 위에 코팅한 후, 상온에서 건조 및 경화시키거나 가열하여 건조 및 경화시킴으로써, 상기 피코팅물 표면에 코팅 막이 형성되어 코팅물을 얻는다. 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기와 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)의 이소시아네이트기와의 반응의 반응온도는 상온에서 100 ℃까지인 것이 바람직하며, 반응 시간은 1 내지 10 시간인 것이 바람직하다. 코팅은 공기분무법, 무공기분무법, 정전코팅(electrostatic coating)법, 롤코팅(roll coating)법, 플로코팅(flow coating)법 및 스핀코팅(spin coating)법을 포함하는 통상적인 방법으로 수행될 수 있다. 상기 코팅 막의 두께는 1 내지 100 ㎛ 정도가 바람직하다. 이러한 방식으로, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기 및 상기 폴리이소시아네이트 화합물(B)의 이소시아네이트기가 반응하여 우레탄 (메타)아크릴레이트를 형성한다.
상술한 코팅 조성물은 내오염성 및 양호한 코팅 막 외관과 같은 코팅 성능을 요구하는 분야에서의 적용을 위해 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 코팅 조성물이 코팅되거나 사용되는 구체적인 적용의 예로는 휴대폰, 손목시계, 컴팩트 디스크, 광 디스크, 오디오 기기, 사무자동화 기기 등의 전기전자 기기; 터치 패널(touch panel) 및 브라운관의 반사 방지판 등의 전자 재료 부품; 냉장고, 진공 청소기, 전자렌지 등의 가전제품; 계기판 및 계기반 등의 자동차 내장; 착색 금속 철 판; 자동차 본체, 범퍼, 스포일러, 문 손잡이, 핸들, 전조등, 모터사이클 가솔린 탱크, 도금·증착 또는 스퍼터링에 의한 알루미늄 휠 또는 도어 미러(door mirror) 등의 자동차 부품; 간이차고 지붕 및 자연채광용 지붕; 폴리염화비닐, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 ABS 수지로 제조된 플라스틱 성형품; 계단, 마루, 책상, 의자, 화장대 및 다른 가구 등의 목공 제품; 및 의류, 종이, 선글라스 및 교정 안경 등을 포함한다.
코팅 조성물을 제조하기 위하여, 먼저 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트와 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 단량체 혼합물을 공중합하여 상기 (메타)아크릴 수지(A)를 합성한다. 상기 제조된 (메타)아크릴 수지(A)와 폴리이소시아네이트 화합물(B)을 혼합하여 코팅 조성물을 얻는다. 다음으로 상기 코팅 조성물을 피코팅물의 표면 위에 코팅한 후 상온에서 건조 및 경화하거나, 가열하여 건조 및 경화하여 상기 피코팅물 표면 위에 코팅 막을 형성시킨다.
이 경우, 상기 (메타)아크릴 수지의 하이드록실기는 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트에서 유래하고 상기 하이드록실기는 1차 하이드록실기이기 때문에, 상기 폴리이소시아네이트 화합물과의 반응성은 2차 하이드록실기를 갖는 (메타)아크릴 수지보다 높고, 경화가 충분히 진행될 수 있으며, 상기 코팅 막의 내긁힘성, 내치핑성 및 내오염성이 개선될 수 있다. 또한, 상기 (메타)아크릴 수지(A)의 하이드록실기가는 125 내지 145의 범위 내로 설정되어 있으므로, 상기 (메 타)아크릴 수지의 하이드록실기와 상기 폴리이소시아네이트 화합물이 과도하거나 또는 부족함이 거의 없이 반응하여 경화되어, 상기 코팅 막 표면의 오염을 방지할 수 있는 내오염성과 같은 개선된 코팅 성능을 발휘할 수 있게 하며, 따라서 양호한 코팅 막 외관을 유지할 수 있게 한다.
나아가, 상기 코팅 막은 그의 기본 수지로서 상기 (메타)아크릴 수지를 갖기 때문에 뛰어난 내후성을 지닐 뿐만 아니라, 상기 (메타)아크릴 수지가 가교되고, 상기 폴리이소시아네이트 화합물에 의해 경화되기 때문에 상기 코팅 막의 내화학성 또한 개선될 수 있다.
< 제조예 1 내지 15, 실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 6>
이하, 제조예, 실시예 및 비교예에 의해 상술한 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 상기 각각의 실시예에서 사용되는 약어들은 하기에 나타낸 바와 같다. 또한, 혼합 비율에서 사용되는 "부"는 질량부를 나타내며, 반면에 "%"는 질량%를 나타낸다.
D170N은 타케네이트 D170N(미쯔니 다케다 케미컬 주식회사제, NCO 함유량 = 20.9%, 고형분 = 100%)을 말하며, 헥사메틸렌 디이소시아네이트가 이소시아누레이트에 의해 변성된 분자이다.
D110N은 타케네이트 D110N(미쯔니 다케다 케미컬 주식회사제, NCO 함유량 = 11.5%, 고형분 = 75%)을 말하며, 트리메틸올프로판(TMP)이 자일릴렌 디이소시아네 이트와 반응된, 즉 자일릴렌 디이소시아네이트의 TMP 부가물형인 분자이다.
D140N은 타케네이트 D140N(미쯔니 다케다 케미컬 주식회사제, NCO 함유량 = 10.8%, 고형분 = 75%)을 말하며, 트리메틸올프로판(TMP)이 이소포론 디이소시아네이트와 반응된, 즉 이소포론 디이소시아네이트의 TMP 부가물형인 분자이다.
VPLS2253은 데스모더 VPLS2253(스미토모화학 바이엘 우레탄 주식회사제, NCO 함유량 = 10.5%, 고형분 = 75%)을 말하며, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트형 블록 이소시아네이트이다.
락톤 테트라올 405는 락톤 테트라올(다이셀(Daicel) 화학공업주식회사제, 플락셀(Plaxel) 405, 분자량: 500)을 말한다.
락톤 테트라올 410D는 락톤 테트라올(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 410D, 분자량: 1000)을 말한다.
락톤 트리올 305는 락톤 트리올(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 305, 분자량: 500)을 말한다.
락톤 트리올 312는 락톤 트리올(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 312D, 분자량: 1250)을 말한다.
락톤 트리올 410D는 락톤 트리올(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 320, 분자량: 2000)을 말한다.
BYK-110은 산 라디칼을 함유하는 아크릴 공중합체(빅 케미 주식회사제)를 말한다.
BYK-051은 비실리콘계 소포제(빅 케미 주식회사제)를 말한다.
< 제조예 1> ( 메타 )아크릴 수지의 제조
교반기, 온도계, 콘덴서 및 질소 기체 공급관이 구비된 500 ㎖ 측정 플라스크에 100 질량부(이하에서는 간단하게 "부"로 나타냄)의 메틸 이소부틸 케톤을 넣고, 110 ℃로 가열하였다. 이들을 분리하여, 메틸 메타크릴레이트(MMA) 26부, 부틸 메타크릴레이트(BMA) 18부, 폴리카프로락톤 변성 하이드록시에틸 아크릴레이트(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 FA2D) 35부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA) 20부, 메타아크릴산(MAA) 1부 및 1,1'-아조비스-1-사이클로헥산카보나이트릴(오츠카 화학 주식회사제, ACHN) 2부를 혼합하였다. 이 단량체 혼합물을 2시간에 걸쳐 적하하고, 3시간 동안 반응시켰다.
다음으로, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 5부, 1.1'-아조비스-1-사이클로헥산 카보나이트릴 0.1부 및 아조비스-2-메틸부티로나이트릴 0.1부(일본 히드라진 공업 주식회사제, ABN-E)를 적하하고, 1시간 동안 반응시켰다. 또한 메틸 이소부틸 케톤 5부, 1,1'-아조비스-1-사이클로헥산 카보나이트릴 0.1부 및 아조비스-2-메틸부티로나이트릴 0.1부를 적하하고, 2시간 동안 반응시켜 (메타)아크릴 수지 A1을 얻었다. 상기 (메타)아크릴 수지 A1은 고형분이 47.6%이고, 하이드록실기가가 68(고형분으로서 143) 및 산가(아크릴 수지 A1의 고형분 당 산가)는 6.5 mg KOH/g이다.
동일한 개시제와 용매가 상기 (메타)아크릴 수지의 제조방법에서 사용되므로, 단량체의 혼합은 하기 제조예에서만 설명된다. 모든 고형분은 47.6%이다.
< 제조예 2 ~ 15>
표 1 및 2에 나타나 바와 같이, 제조예 1에서 사용된 상기 단량체의 형태 및 하이드록실기가를 달리한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 아크릴 수지를 제조하였다. 상기 표 1 및 표 2에서 사용되는 약어는 하기와 같다.
FA1은 폴리카프로락톤 변성 하이드록시에틸 아크릴레이트(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 FA1)를 나타낸다.
FM2는 폴리카프로락톤 변성 하이드록시에틸 아크릴레이트(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 FM2)를 나타낸다.
FA3은 폴리카프로락톤 변성 하이드록시에틸 아크릴레이트(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 FA3)를 나타낸다.
HPMA는 1-하이드록시프로필 메타크릴레이트를 나타낸다.
2-HPMA는 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트를 나타낸다.
CHMA는 사이클로헥실 메타크릴레이트를 나타낸다.
STY는 스티렌을 나타낸다.
< 제조예 16 ~ 17>
표 2에 나타나 바와 같이, 제조예 1에서 사용된 상기 단량체의 형태 및 하이드록실기가를 달리한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 아크릴 수지를 제조하였다. 상기 아크릴 수지의 산가(아크릴 수지의 고형분 당 산가)는 제조예 16에서는 2.6 mg KOH/g이고, 제조예 17에서는 0 mg KOH/g이었다.
<비교 제조예 1 ~ 2>
표 1의 제조예 10 및 11에 나타낸 바와 같이, 환형골격을 갖는 단량체(CHMA, STY)의 양을 10% 증가시여 혼합한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 아크릴 수지를 제조하였다.
제조예1 제조예2 제조예3 제조예4 제조예5 제조예6 제조예7 제조예8 제조예9
MMA 26 26 18 18 30 26 30 25 27
BMA 18 18 18 18 24 18 21 17 21
FA1 - - - - - - 35 - -
FA2D 35 35 35 35 20 - - - 35
FM2 - - - - - 35 - - -
FA3 - - - - - - - 35 -
2-HEMA 20 - 20 20 25 20 13 22 16
HPMA - 20 - - - - - - -
2-HPMA - - - - - - - - -
CHMA - - 8 - - - - - -
STY - - - 8 - - - - -
MAA 1 1 1 1 1 1 1 1 1
하이드록실기가 143 135 143 143 140 141 141 138 126
제조예10 제조예11 제조예12 제조예13 제조예14 제조예15 제조예16 제조예17
MMA 25 25 30 24 26 28 26.6 27
BMA 7 7 25 17 18 18 18 18
FA1 - - - - - - - -
FA2D 35 35 35 35 35 30 35 35
FM2 - - - - - - - -
FA3 - - - - - - - -
2-HEMA 20 20 9 23 - 15 20 20
HPMA - - - - - - - -
2-HPMA - - - - 20 - - -
CHMA 12 - - - - - - -
STY - 12 - - - 8 - -
MAA 1 1 1 1 1 1 0.4 -
하이드록실기가 143 143 96 156 135 114 143 143
< 실시예 1>
주제를 제조하기 위해, 제조예 1에서 얻은 (메타)아크릴 수지 A1 77부, 락톤 테트라올(다이셀 화학공업주식회사제, 플락셀 410D, 하이드록실기가: 224) 10부, 자외선 흡수제(치바가이기 주식회사제, 티누빈 400) 0.4부, 광안정제(치바가이기 주식회사제, 티누빈 123) 0.4부 및 MIBK 12.2부를 혼합하였다. 다음, 경화제를 제조하기 위해, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 변성형(미쯔니 다케다 케미컬 주식회사제, 타케네이트 D-170N, NCO % = 20.9%) 53부 및 부틸 아세테이트 47부를 혼합하였다. 상기 주제 및 경화제는 질량비 2:1로 조합하여 원형(prototype)형 코팅 조성물 a를 얻었다. 상기 고형분은 47.5%이었다. 상기 (메타)아크릴 수지를 제조하는 방법이 각각의 하기 실시예와 동일하기 때문에, 상기 고형분은 모두 47.6%이었다.
< 실시예 2 ~ 18>
표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 아크릴 수지, 락톤 폴리올, 폴리이소시아네이트, 용매 및 광안정제의 형태 및 양을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 얻었다.
< 실시예 19 ~ 22>
표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 아크릴 수지, 락톤 폴리올, 폴리이소시아네이트, 용매 및 광안정제의 형태 및 양을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 얻었다.
< 비교예 1>
아크릴멜라민 코팅(나토코 주식회사제, 아크리스토클리어)을 비교예 1로 사용하였다.
< 비교예 2>
아크릴우레탄 코팅(나토코 주식회사제, 가메론클리어)을 비교예 2로 사용하였다.
< 비교예 3 ~ 6>
표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 아크릴 수지, 락톤 폴리올, 폴리이소시아네이트, 용매 및 광안정제의 형태 및 양을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 얻었다.
Figure 112006042840468-PCT00005
다음으로, 상술한 실시예 및 비교예에서 제조된 코팅 조성물에 대하여, 하기의 방법으로 상기 코팅 막 외관, 내긁힘성, 내충격성, 내오염성 및 내후성을 측정하였다. 측정 결과를 표 4에 나타내었다.
<시험판(Test Plate) 제조 방법>
1) 건조시의 막 두께가 20 ㎛ 되도록 공기분무법에 의해 본데라이징(bonderizing) 강판(일본 테스트패널 주식회사제) 위에 흰색 아크릴멜라민 코팅(나토코 주식회사제)을 수행하였다.
2) 상기 코팅 조성물을 130 ℃에서 10분 동안 건조하였다.
3) 다음으로, 실시예 1 내지 18의 코팅 조성물들과 비교예 1 및 2의 코팅 조성물을 소정량의 페인트 신나에 희석시키고, 건조시 막 두께가 15 ㎛ 되도록 코팅하였다.
4) 모든 코팅 조성물을 130 ℃에서 20분 동안 건조하여 시험편(test piece)을 제조하였다.
<시험 항목>
코팅 외관: 상기 코팅 막의 표면 상태를 육안으로 관찰하고 평가하였다(양호: ○ , 불량: ×로 평가함).
내긁힘성: 500 g 하중에서 #0000 강철솜을 사용하여 50회 및 100회 긁은 후에 광택 유지율(60도 거울면 반사율)을 측정하였다. 여기서 "#0000"은 상기 강철솜의 등급을 의미하며, 상기 강철솜이 초미세함을 나타낸다.
내충격성: 각 시험편을 -10 ℃까지 냉각시킨 다음, 1/4 인치 지름 , 500 g 하중 및 500 cm 거리에서 듀퐁(Dupont) 충격 시험기로 측정한 후, 하기 기준에 따라 평가하였다. 코팅 막 균열 없음: ○, 코팅 막 다소 균열: Δ, 코팅 막 균열: ×.
내오염성: 그리스(Grease)(소화 셸 석유 주식회사제, 레티낙스 그리스 CL1)를 각 시험편 위에 5 mm의 두께로 균일하게 코팅하였다. 상기 시험편을 50 ℃에서 24시간 동안 방치한 후, 석유 벤젠으로 상기 그리스를 제거하였다. 다음, 상기 시험편을 24시간 동안 일광 내후성시험기(weatherometer)에 놓아두었다. 이후 상기 시험편의 색차의 변화를 측정하였다.
내후성: 상기 시험편을 2000시간 동안 일광 내후성시험기(weatherometer)에 놓아둔 후, 상기 시험편의 광택유지율(%) 및 색차를 측정하였다.
Figure 112006042840468-PCT00006
표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 18은 내오염성뿐만 아니라 코팅 막 외관, 내긁힘성, 내충격성 및 내후성도 양호함을 나타내었다. 더욱 구체적으로, 실시예 1, 3 및 4의 비교에 의하면, 테트라올이 트리올보다 상기 락톤 폴리올에 대하여 내오염성이 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 실시예 3 및 4의 비교에 의하면, 상기 락톤 폴리올의 분자량이 클수록, 내오염성이 저하되었다. 실시예 1, 5 및 6의 비교에 의하면, 상기 경화제의 폴리이소시아네이트형이 변화되어도 성능은 거의 그대로 유지되었다. 실시예 1 및 8의 비교에 의하면, 내긁힘성은 락톤 폴리올을 사용함으로써 개선되었다. 실시예 9 및 16의 비교에 의하면, 높은 하이드록실기가(하이드록실기가: 135)를 갖는 실시예 9는 낮은 하이드록실기가(하이드록실기가: 126)를 갖는 실시예 16보다 내오염성 및 내후성이 더 우수한 것으로 나타났다.
실시예 1, 10, 11, 17 및 18의 비교에 의하면, 상기 아크릴 수지에 사용된 환상 골격을 갖는 단량체의 양이 10% 이하이더라도 성능은 거의 유지되었으나, 상기 단량체의 공중합 양이 10%를 초과하는 경우, 내긁힘성은 감소하는 경향을 보였다. 실시예 1 및 13의 비교에 의하면, 폴리카프로락톤 변성 아크릴레이트와 폴리카프로락톤 변성 메타크릴레이트 간의 차이가 작더라도, 아크릴레이트는 다소 우수한 내충격성을 보였다. 실시예 1, 14, 15 및 16의 비교에 의하면, 상기 아크릴 수지의 카프로락톤의 반복 단위수의 평균에 있어서 2 내지 3인 것이 성능의 면에서 우수하였다. 카프로락톤의 반복 단위수의 평균이 1이면, 내충격성이 다소 감소하는 경향을 보였다.
이와 대조적으로, 비교예 1 및 2의 일반적인 아크릴멜라민 코팅 및 아크릴우레탄 코팅에서는 내긁힘성 및 내충격성이 불충분하였다. 상기 비교예 3 및 6은 실시예 1에 비해 상기 아크릴 수지의 낮은 하이드록실기가로 인해 내오염성이 좋지 않았다. 비교예 4에 있어서, 상기 코팅 막의 외관이 손상되었으며, 실시예 1에 비해 상기 아크릴 수지의 하이드록실기가가 너무 높기 때문에 코팅 막의 기능을 수행할 수 없었다. 비교예 5에서는 상기 아크릴 수지에 2차 하이드록실기를 함유하는 단량체를 사용하였기 때문에, 실시예 1에 비해 내오염성 및 내긁힘성이 낮았다.
다음으로, 실시예 1, 19, 20, 21 및 22에 대해 하기와 같이 자가-재코팅성(self-recoatability)을 평가하였다.
<자가- 재코팅성 시험 방법>
1) 본데라이징 강판(엔지니어링 테스트 서비스회사제)을 페인트 신나로 그리스를 제거하고, 아크릴멜라민 블랙 코팅(나토코 주식회사제, 아크리스트 블랙)으로 분무 코팅한 후, 140 ℃에서 20분 동안 건조하였다.
2) 다음으로, 상기 동일한 코팅 조성물을 분무 코팅하고, 각각 100 ℃에서 20분 동안, 120 ℃에서 20분 동안, 140 ℃에서 20분 동안, 160 ℃에서 20분 동안 건조하여 코팅 막을 형성시켰다(1차 코팅).
3) 다음으로, 상기 동일한 코팅 조성물을 분무 코팅하고, 각각 100 ℃에서 20분 동안, 120 ℃에서 20분 동안, 140 ℃에서 20분 동안, 160 ℃에서 20분 동안 건조하여 시험편용 코팅 막을 형성시켰다(2차 코팅).
4) 자가-재코팅성은 소성 건조하여 일주일 후에 횡절시험(crosscut test)(2 mm × 2 mm로 100개 정사각형 측정)으로 확인하였다.
실시예 1에 대한 상기 결과를 표 5에, 실시예 19에 대한 결과를 표 6에, 실시예 20에 대한 결과를 표 7에, 실시예 21에 대한 결과를 표 8에, 실시예 22에 대한 결과를 표 9에 나타내었다.
1차 코팅
100 ℃, 20분 120 ℃, 20분 140 ℃, 20분 160 ℃, 20분
2차 코팅 100 ℃, 20분 100/100 50/100 0/100 0/100
120 ℃, 20분 100/100 80/100 0/100 0/100
140 ℃, 20분 100/100 100/100 30/100 0/100
160 ℃, 20분 100/100 100/100 50/100 0/100
1차 코팅
100 ℃, 20분 120 ℃, 20분 140 ℃, 20분 160 ℃, 20분
2차 코팅 100 ℃, 20분 100/100 90/100 70/100 0/100
120 ℃, 20분 100/100 100/100 90/100 10/100
140 ℃, 20분 100/100 100/100 95/100 10/100
160 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 20/100
1차 코팅
100 ℃, 20분 120 ℃, 20분 140 ℃, 20분 160 ℃, 20분
2차 코팅 100 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
120 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
140 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
160 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
1차 코팅
100 ℃, 20분 120 ℃, 20분 140 ℃, 20분 160 ℃, 20분
2차 코팅 100 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
120 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
140 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
160 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
1차 코팅
100 ℃, 20분 120 ℃, 20분 140 ℃, 20분 160 ℃, 20분
2차 코팅 100 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
120 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
140 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
160 ℃, 20분 100/100 100/100 100/100 100/100
표 5 내지 9에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 대해서는 상기 아크릴 수지의 산가가 6.5 mg KOH/g이기 때문에, 1차 코팅의 조건이 140 ℃ 내지 160 ℃인 경우 2차 코팅 조건에 상관없이 밀착성이 매우 낮은 결과가 얻어졌다. 실시예 19에서는 상기 아크릴 수지의 산가가 2.6 mg KOH/g이기 때문에, 1차 코팅 조건이 160 ℃인 경우 2차 코팅 조건에 상관없이 밀착성이 매우 낮음에도 불구하고, 1차 코팅 조건이 140 ℃이고 2차 코팅 조건이 120 ℃ 이상인 경우 양호한 밀착성이 확인되었다. 이와 대조적으로, 실시예 20 내지 22에서는, 상기 아크릴 수지의 산가가 0 mg KOH/g이기 때문에, 조건에 상관없이 밀착성이 매우 양호하였다. 또한, 부가물이 첨가되는 경우(실시예 21) 및 소포제가 첨가되는 경우에도 밀착성이 충분히 유지되는 것으로 나타났다.
나아가, 상술한 실시예들은 또한 하기와 같이 변형하여 실시할 수 있다.
상기 카프로락톤 반복 단위수의 평균이 서로 다른 화합물도 상기 카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 조합에 사용될 수 있다.
긴 측쇄 알킬 또한 상기 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 이는 상기 코팅 막 표면의 평활성(smoothness)을 개선하고, 그 결과 내긁힘성을 개선하는 한편 정전 방지 효과도 부여할 수 있다.
실리콘계 화합물 또는 플루오린계 화합물 또한 상기 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 이들이 첨가되면, 상기 코팅 막의 표면 평활성을 개선하고, 그 결과 내긁힘성 또한 개선된다.
코팅 조성물을 피코팅물의 표면 위에 코팅하고 건조 및 경화하는 수단의 예는 자외선 및 전자빔과 같은 활성 에너지 빔을 포함한다.
코팅 조성물은 피코팅물의 표면 위에 3회 이상 반복적으로 코팅 및 경화될 수 있고, 3층 이상 코팅 막이 형성될 수 있다.

Claims (7)

  1. 폴리카프롤락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 및 이와 다른 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트를 필수성분으로 하는 혼합물을 공중합하여 얻어지는 하이드록실기를 갖는 (메타)아크릴 수지(A), 및 복수의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물(B)을 포함하여 이루어지는 코팅용 조성물.
    (여기서, 상기 하이드록실기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 하이드록실기는 1차 하이드록실기이고, 상기 (메타)아크릴 수지의 하이드록실기가는 125 내지 145이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트 내의 카프로락톤 반복 단위수의 평균값은 1 내지 3인 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트는 폴리카프로락톤 변성 하이드록시알킬 아크릴레이트인 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 환상 골격을 갖는 단량체는 상기 단량체 혼합물에 포함되며, 상기 환상 골격을 갖는 단량체는 상기 단량체 혼합물 내에 10 질량% 이하로 함유되는 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 3개 이상의 하이드록실기를 갖는 락톤 폴리올(C)을 더 포함하는 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (메타)아크릴 수지의 산가는 30 mg KOH/g 이하인 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 피코팅물의 표면에 코팅하고, 경화시켜 상기 피코팅물의 표면에 코팅 막이 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅물.
KR1020067012178A 2003-12-08 2006-06-19 코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물 KR101078350B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003409145 2003-12-08
JPJP-P-2003-00409145 2003-12-08
JPJP-P-2004-00229848 2004-08-05
JP2004229848 2004-08-05
PCT/JP2004/018267 WO2005054386A1 (ja) 2003-12-08 2004-12-08 塗料組成物及びそれを塗工してなる塗装物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060113955A true KR20060113955A (ko) 2006-11-03
KR101078350B1 KR101078350B1 (ko) 2011-11-01

Family

ID=34656241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067012178A KR101078350B1 (ko) 2003-12-08 2006-06-19 코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090018271A1 (ko)
JP (1) JP4296178B2 (ko)
KR (1) KR101078350B1 (ko)
WO (1) WO2005054386A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470462B1 (ko) * 2011-02-14 2014-12-08 주식회사 엘지화학 자기 치유 능력이 있는 uv 경화형 코팅 조성물, 코팅 필름 및 코팅 필름의 제조 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5208378B2 (ja) * 2005-06-23 2013-06-12 日産自動車株式会社 塗料組成物とこれを用いた複層塗膜形成方法および塗装物品
JP4653611B2 (ja) * 2005-09-22 2011-03-16 三菱樹脂株式会社 ポリオレフィン系積層フィルム及び粘着フィルム
DE102008061048A1 (de) * 2008-12-11 2010-06-17 Henkel Ag & Co. Kgaa Selbstabscheidende wässrige, partikuläre Zusammensetzung enthaltend Pigment-Bindemittel-Partikel
AU2011244543A1 (en) * 2010-04-21 2012-09-27 Basf Coatings Gmbh Coating materials with high solids content and good levelling, multi-coat paint systems produced therefrom and use thereof
DE102010031683A1 (de) 2010-07-20 2012-01-26 Bayer Materialscience Ag Polyisocyanatgemische
JP5321721B2 (ja) * 2011-08-19 2013-10-23 富士ゼロックス株式会社 樹脂材料
JP2020007423A (ja) 2018-07-04 2020-01-16 富士ゼロックス株式会社 表面保護樹脂部材形成用の溶液、表面保護樹脂部材形成用の溶液セット、及び表面保護樹脂部材

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3217653C2 (de) * 1981-05-11 1995-05-18 Daicel Chem Verfahren zur Herstellung eines epsilon-Caprolacton-modifizierten Vinylmonomeren und dessen Verwendung zur Herstellung eines Mischpolymerisates
US4783544A (en) * 1985-06-19 1988-11-08 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Di-(meth)acrylic acid ester, resin composition comprising the same and coating agent comprising the same
DE4237658A1 (de) * 1992-11-07 1994-05-11 Herberts Gmbh Bindemittelzusammensetzung, diese enthaltende Überzugsmittel, deren Herstellung und Verwendung
JPH06220397A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Mazda Motor Corp 二液型ウレタン塗料組成物
JP3329049B2 (ja) * 1994-01-24 2002-09-30 日本油脂ビーエーエスエフコーティングス株式会社 自動車用上塗塗料のクリヤーコート用熱硬化被覆組成物
DE4416282A1 (de) * 1994-05-07 1995-11-09 Herberts Gmbh Bindemittelzusammensetzung, diese enthaltende Überzugsmittel, deren Herstellung und Verwendung
EP0688840A3 (de) * 1994-06-20 1996-08-07 Herberts & Co Gmbh Überzugsmittel und deren Verwendung bei Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtüberzügen
JP3533751B2 (ja) * 1995-04-26 2004-05-31 日本油脂Basfコーティングス株式会社 熱硬化性塗料組成物
US6025433A (en) * 1995-12-20 2000-02-15 Basf Coatings Ag Thermosetting paint composition
JP2002035676A (ja) * 2000-07-26 2002-02-05 Kansai Paint Co Ltd 塗装仕上げ方法
JP2002317123A (ja) * 2001-04-19 2002-10-31 Dainippon Ink & Chem Inc 硬化性組成物および塗装仕上げ方法
JP2003313495A (ja) * 2002-02-21 2003-11-06 Kansai Paint Co Ltd カチオン電着塗料組成物
JP4443276B2 (ja) * 2003-03-28 2010-03-31 関西ペイント株式会社 塗膜形成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470462B1 (ko) * 2011-02-14 2014-12-08 주식회사 엘지화학 자기 치유 능력이 있는 uv 경화형 코팅 조성물, 코팅 필름 및 코팅 필름의 제조 방법
US8975308B2 (en) 2011-02-14 2015-03-10 Lg Chem, Ltd. UV-curable coating compositions with self-healing capabilities, coating films, and methods of producing coating films

Also Published As

Publication number Publication date
JP4296178B2 (ja) 2009-07-15
KR101078350B1 (ko) 2011-11-01
US20090018271A1 (en) 2009-01-15
WO2005054386A1 (ja) 2005-06-16
JPWO2005054386A1 (ja) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101078350B1 (ko) 코팅 조성물 및 이로 코팅된 코팅물
KR100563420B1 (ko) 코팅용 수지 조성물 및 경화용 코팅 조성물
EP1201690B1 (en) Hydroxy-functional (meth)acrylic copolymers and coating compositions
AU742687B2 (en) Coating compositions containing a highly fluorinated hydroxyl containing additive
KR100755348B1 (ko) 코팅 조성물과 다층 코팅막 형성방법 및 그 코팅 조성물을사용한 코팅 물품
US5731382A (en) Coating agents and their use in particular in the production of transparent and pigmented top coatings
US6379807B1 (en) Coating composition having improved acid etch resistance
AU781685B2 (en) Coating compositions containing substituted and unsubstituted exomethylene lactone or lactam monomers
KR102132986B1 (ko) 폴리우레탄 필름 형성용 조성물, 이로부터 유래된 폴리우레탄 필름 및 이를 포함하는 물품
US20040063851A1 (en) Acrylate-based coating composition containing fluoromodified polymers
GB2421734A (en) Clear coating composition for an automobile
EP1454934B1 (en) Two-component coating compositions
EP1211267B1 (en) Coating compositions based on hydroxy-functional (meth)acrylic copolymers
US20070142507A1 (en) Solvent-based coating compositions
JP2002097412A (ja) 塗料用樹脂組成物及び硬化性塗料組成物
EP2647679B1 (en) Clear coating composition and method for forming multilayer coating film that uses same
CN116239755A (zh) 一种高反应活性的多异氰酸酯组合物及制备方法
WO2023008476A1 (ja) 一液型接着剤組成物及び硬化物
EP1544221A2 (en) Coating compositions containing substituted and unsubstituted exomethylene lactone or lactam monomers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141016

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150828

Year of fee payment: 5