KR20070020173A - 금속 기재에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을개선시키기 위한 조성물 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅의 접착력을 개선시키는데 유용한 조성물에 관한 것이다. 조성물은 일반적으로 액상 담체, 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산의 유사체와의 반응 생성물인 보레이트 화합물, 및 하나 이상이 유기 카르복실산을 포함한다.
Description
본 발명은 금속 표면에 대한 유기 코팅 조성물의 접착력을 개선시키는데 유용한 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 금속 기재에 대한 페인트의 접착력을 개선시키기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
알루미늄, 철, 강, 아연도금 철 및 아연 표면과 같은 금속 표면이, 표면을 인산화 수용액과 접촉시키므로써 무기 포스페이트로 코팅될 수 있다는 것은 금속표면처리 분야에서 널리 공지되어 있다. 포스페이트 코팅은 부식에 대해 한정된 범위내에서 금속 표면을 보호하고, 부식 억제 조성물 및 유기 건조제 코팅 조성물, 예를 들어, 오일, 왁스, 페인트, 라커, 바니쉬, 프라이머, 합성 수지, 에나멜 등의 후적용을 위한 우수한 베이스로서 주로 제공된다.
무기 포스페이트 코팅은 일반적으로 포스페이트 이온, 및 임의적으로는 금속성 이온, 예를 들어, 나트륨, 마그네슘, 아연, 카드뮴, 구리, 납 및 안티몬 이온을 포함하는 특정 보조 이온을 함유하는 수용액에 의해 금속 표면 상에 형성된다. 이러한 수용액은 또한 비금속성 이온, 예를 들어 암모늄, 클로라이드, 브로마이드, 플루오라이드, 니트레이트, 술페이트 및 보레이트 이온을 함유할 수 있다. 이러한 보조 이온은 금속 표면과의 반응에 영향을 미치고, 포스페이트 코팅의 특성을 개질시키고, 이를 광범위한 응용에 대해 적용시킨다. 기타 보조제, 예를 들어, 산화제, 착색제 및 금속세척제는 또한 인산화 용액 중에 도입될 수 있다.
이러한 인산화 용액은 당해 분야에서 널리 공지되어 있으며 금속 표면에 대한 페인트의 접착력을 개선시키는데 효과적이다. 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅의 접착력이 포스페이트 코팅에 의해 개선되지만, 예를 들어, 철 금속, 아연도금 철 금속 또는 인산화된 철 금속 부분이 라커 또는 에나멜의 상부 건조제 코트와 함께 제공되고, 이러한 상부 코트가 예를 들어, 조작, 형성 또는 어셈블리 작동 동안 스크래칭되거나 스코어링(score)되는 경우, 금속 기재는 부식 및 "하면절단(undercutting)으로 공지된 현상에 대한 중심이 됨을 주목하여야 한다. 하면절단, 또는 상부 코트 및 스크래치 또는 스코어에 인접한 영역의 장애(loosening)는 영향을 받는 영역으로부터 상부 코트의 진행형 플래이킹(progressive flaking)을 유발한다. 이러한 하면절단은 또한 요망되는 내부식성의 감소를 초래한다.
또한, 인산화 용액은 필수적으로 고도의 산성으로, 특별한 조작 및 적절한 장비가 요구된다. 또한 인산화욕에서의 슬러지 형성은 문제를 일으킬 수 있으며, 인산화 용액을 소비하고 유출스트림에서 포스페이트와 관련된 엄격한 상태 및 국소적 조절을 만족시키기 위해 처리 전에 린스수의 처리를 요구한다.
발명의 개요
본 발명은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시키는데 유용한 조성물을 기술하고 있으며, 금속 표면은 인산화된 금속 표면 또는 인산화되지 않은 금속 표면일 수 있다. 한 구체예에서, 본 발명의 조성물은
(a) 액상 담체,
(b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및
(c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물이 접착력을 개선시키기 위한 방법으로서,
(1) 금속 표면을,
(a) 액상 담체,
(b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및
(c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 처리 조성물로 처리하는 단계, 및
(2) 처리된 금속 표면을 건조시키는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
구체예의 기술
한 구체예에서, 금속 표면의 코팅에 유용한 본 발명의 조성물은
(a) 액상 담체,
(b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및
(c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 혼합물을 포함한다.
본 발명의 조성물에서 사용되는 액상 담체는 유기 액체(용매), 물, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 본 발명의 조성물에서 사용되는 액상 담체는 물, 또는 물과 하나 이상의 알코올의 혼합물일 수 있다. 유용한 알코올의 특정 예는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올 등으로 예시된 바와 같이, (1개 내지 6개 또는 그 이상의 탄소원자를 함유한) 저급 알코올을 포함한다. 한 구체예에서, 액상 담체는 보레이트 및 유기 카르복실산을 포함하는 용액을 제공하도록 선택된다.
본 발명의 조성물에서 유용한 보레이트 화합물은 일반적으로 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물을 포함한다. 유용한 보레이트 화합물은 종종 보르아미드 또는 아민 보레이트로서 언급된다. 한 구체예에서, 본 발명에서 유용한 보레이트 화합물의 제조에 유용한 아미노 알코올은 알칸올 아민 또는 알칸올 에테르 아민일 수 있다. 다양한 아미노 알코올이 사용될 수 있으며, 한 구체예에서, 아미노 알코올은 1개 내지 약 6개 또는 그 이상의 탄소원자를 함유한다. 이러한 알칸올 아민의 특정 예는 모노 알칸올 아민, 예를 들어 메탄올 아민, 2-히드록시에틸 아민 (모노에탄올 아민), 3-히드록시프로필 아민 (모노이소프로판올 아민), 2-히드록시프로필 아민, 4-히드록시부틸 아민, 2-아미노-2-메틸-프로판올, 5-히드록시펜틸 아민 및 6-히드록시헥실 아민을 포함한다. 디알칸올 아민의 예는 디에탄올 아민, 디프로판올 아민, 및 디이소프로판올 아민을 포함한다. 트리알칸올 아민의 예는 트리에탄올 아민이다.
한 구체예에서, 본 발명에서 유용한 알칸올 에테르 아민은 하기 화학식 (1)로 특정될 수 있다:
상기 식에서, R은 수소 또는 저급 알킬기이며, R'는 저급 알킬렌기이며, n은 1 내지 약 5의 정수이며, m은 1, 2 또는 3이며, z는 3-m 이며, R''는 수소 또는 저급 알킬기이다. 한 구체예에서, m은 2이며 z는 1이다. 다른 구체예에서, m은 1이며, z는 2이다. 하기 화학식 (2) (여기서, m은 2임)로 표시되는 알칸올 에테르의 예는 디알칸올 에테르 아민을 포함한다.
다른 구체예에서, 보레이트 화합물의 제조에서 사용되는 아미노 알코올은 하기 화학식 (2)로 특정될 수 있는 모노알칸올 에테르 아민이다:
상기 식에서, R은 수소 또는 저급 알킬기이며, R'는 저급 알킬렌기이며, n은 1 내지 약 5의 정수이다. 한 구체예에서, R은 수소 또는 메틸기이며, n은 1 또는 2이다.
본원에서 사용되는 용어 "저급 알킬"은 단독으로 또는 다른 기와 조합하여 사용되는 경우, 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 알킬기이다. 용어 "저급 알킬"은 직쇄 알킬기 및 분쇄형 알킬기를 포함한다. 저급 알킬기의 특정 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 2차-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실등을 포함한다. 한 구체예에서, 저급 알킬기는 1개 내지 약 3개의 탄소원자를 함유한다.
용어 "저급 알킬렌"기는 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 알킬렌기를 칭한다. 상기 용어는 직쇄 및 분쇄형 알킬렌을 포함한다. 알킬렌기의 특정 예는 -CH2-, -CH2-CH2-, -(CH2)3-, -CH(CH3)CH2-, -CH2-C(H)(CH3)-CH2- 등을 포함한다. 한 특정 구체예에서, 알킬렌기는 1개 내지 3개의 탄소원자를 함유한다.
화학식 (1)로 표시되는 알코올 에테르 아민의 특정 예는 디글리콜아민, 트리글리콜아민, 2-(2-아미노에톡시)-에탄올, 및 2-(3-아미노프로폭시)에탄올을 포함한다.
본 발명의 조성물에서 사용되는 보레이트 화합물은 하나 이상의 상술된 아미노 알코올과, 붕산(H3BO3) 또는 이의 유사체, HBO2, H2B4O7 및 B2O3 중 임의의 하나와의 반응에 의해 제조될 수 있다. 반응물은 대략 동일한 몰비 또는 반응물 중 하나가 과량으로 존재할 수 있다. 일반적으로, 과량의 성분으로 사용되는 경우, 과량의 아미노 알코올이 사용된다. 한 구체예에서, 1 몰 과량 또는 그 이상의 아미노 알코올이 사용될 수 있다. 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산의 유사체의 반응은 100 내지 180℃와 같은 온화한 온도하에서 수행될 수 있다. 반응 온도를 다양하게 변경하여 사용할 수 있지만, 한 구체예에서, 약 130°내지 약 165℃의 온도 범위가 사용된다. 중합 반응에 의해 생성된 물은 바람직하게는 반응이 진행됨에 따라, 예를 들어, 외부 수집기를 구비한 환류 콘덴서를 갖는 폐쇄형 용기에서 가열시킴으로써 제거된다. 요망되는 경우, 잔류하는 물은 용매 추출에 의해 제거될 수 있다.
상기 방식으로 제조된 보레이트 화합물은 자유로이 물에 용해되며, 또한 실질적으로 모든 유기 액체에 용해된다. 따라서, 보레이트 화합물은 다양한 목적을 위해 다양한 액상 담체에 도입될 수 있다.
액상 담체 중에 존재하는 보레이트 화합물의 양은 보레이트 화합물 및 액상 담체의 총 중량을 기초로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 범위일 수 있다. 다른 구체예에서, 보레이트 화합물의 농도는 보레이트 화합물 및 액상 담체의 총 중량을 기초로 하여, 약 0.05 내지 약 4 중량%의 범위일 수 있으며, 또 다른 구체예에서, 이의 양은 약 0.08 내지 약 2 중량%의 범위일 수 있다. 한 구체예에서, 조성물은 두개 이상의 보레이트 화합물을 함유한다.
본 발명에서 사용되는 보레이트 화합물은 상업적으로 입수가능하거나, 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, US 특허 No.3,764,593호; 제3,969,236호; 제4,022,713호; 및 제4,675,125호에는 다수의 알칸올아미드 보레이트의 예 뿐만 아니라 붕산 및 알칸올 아민으로부터의 이들의 제조에 대한 설명을 포함하고 있다. US 특허 제5,055,231호에서는 다수의 알칸올 에테르아민 보레이트, 및 붕산과 알칸올에테르아민으로부터의 이러한 보레이트를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 이러한 특허의 내용은 본원에 참고문헌으로 포함된다.
유용한 아미드 보레이트는 모나 인더스트리스사 (Mona Industries, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다. 상업적으로 입수가능한 물질의 한 예는 모노에탄올아민 보레이트와 모노이소프로판올아민 보레이트를 동량으로 함유하는 것으로 여겨지는 모나코르 BE (Monacor™ BE)이다. 또한, 유용한 아민 보레이트는 페로 코프의 케일 케미칼 디비젼 (Keil Chemical Division of Ferro Corp.)으로부터 입수가능하다. 특정 예로는 신카드 202 (Synkad 202), 디에탄올아민 보레이트, 및 신카드 204, 트리에탄올아민 보레이트를 포함한다.
본 발명의 조성물은 또한 하나 이상의 유기 카르복실산을 함유한다. 모노카르복실산 및 폴리카르복실산이 사용될 수 있으며, 다른 구체예에서, 모노카르복실산 및/또는 폴리카르복실산은 지방족 카르복실산이다. 카르복실산은 포화 또는 불포화 지방족 카르복실산일 수 있다. 본 발명에서 유용한 모노카르복실산의 예로는 아세트산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 이손산(isonoic acid), 도데칸산, 팔메트산, 스테아르산 등을 포함한다. 본 발명에서 유용한 폴리카르복실산의 예로는 말레산, 숙신산, 프탈산, 아디프산, 트리멜리트산, 및 시클로헥산 디카르복실산을 포함한다. 모노카르복실산의 상응하는 무수물 (예, 아세트산 무수물) 및 폴리카르복실산의 상응하는 무수물 (예, 숙신산 무수물)이 또한 본 발명에서 사용될 수 있다. 한 구체예에서, 하나 이상의 모노카르복실산과 하나 이상의 폴리카르복실산의 혼합물이 사용될 수 있다. 한 구체예에서, 본 발명에서 사용되는 유기 카르복실산은 1개 내지 약 20개의 탄소원자를 함유하며, 다른 구체예에서는 1개 내지 약 10개의 탄소원자를 함유한다.
유기 카르복실산은 본 발명의 조성물 중에, 조성물의 총중량을 기초로 하여 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재한다. 다른 구체예에서, 조성물 중에 함유된 카르복실산의 양은 조성물의 총중량을 기초로 하여 0.03 중량% 내지 약 5 중량%의 범위이며, 또 다른 구체예에서, 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량%의 범위이다.
본 발명의 조성물은 액상 담체 중에서 하나 이상의 보레이트 화합물과 유기 카르복실산을 혼합시키므로써 용이하게 제조된다. 혼합 순서는 중요하지 않다. 성분들의 농축물이 제조된 후 추가의 액상 담체로 희석시킬 수 있다. 액상 담체가 물, 또는 물과 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 혼합물인 경우, 수용액이 수득된다.
한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 추가의 성분, 예를 들어,트리에탄올아민; 트리에탄올아민 옥토에이트; 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 중합체와 같은 폴리알킬렌 옥사이드; 알킬 벤조에이트; 술폰아미드 카르복실산; 에톡실화된 지방족 알코올 또는 알킬 페놀; 옥사에탄 카르복실산; 및 지방산의 알칸올아민 염을 포함하거나 포함되지 않을 수 있다.
하기 실시예는 본 발명의 조성물의 제조를 기술한 것이다. 본 실시예 및 기술된 명세서 및 청구항 이외에 달리 지시되지 않는 한, 모든 부 및 퍼센트는 중량부 및 중량%이며, 온도는 섭씨이며, 압력은 대기압이거나 이에 근접한 것이다. 실시예 1-6, 8-11 및 13-17의 조성물은 약 주변 온도에서 혼합된 용액이다. 5 방울의 2% 나트륨 히드록사이드 수용액 및 10 방울의 2% 나트륨 히드록사이드 수용액이 조성물 7 내지 12에 각각 첨가되어 수중에서 성분을 완전하게 용해시킨다.
표 1
조성물의 예 (중량%)
한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시키기에 유용하다. 따라서, 한 구체예에서, 본 발명은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시키기 위한 방법에 관한 것으로,
(1) 금속 표면을
(a) 액상 담체,
(b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물; 및
(c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 처리 조성물로 처리하는 단계,
(2) 처리된 금속 표면을 건조시키는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 처리될 수 있는 금속 표면은 알루미늄 표면, 철 표면, 강 표면, 마그네슘 표면, 마그네슘 합금 표면, 아연도금 철 표면, 및 아연 표면을 포함한다. 또한, 무기 포스페이트 코팅을 갖는 금속 표면 (일반적으로, 인산화된 금속 표면으로 언급됨)이 또한 본 발명의 방법에 따라 처리되어 인산화된 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시킬 수 있음이 관찰되었다.
다른 구체예에서, 포스페이트가 코팅되지 않은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 개선된 접착력은 본 발명의 처리 조성물을 사용하여 수득될 수 있음을 밝혀내었다.
인산화 분야의 광범위한 상업적 개발 및 인산화 용액의 제조 및 도포를 기술하는 수많은 일반적인 출판물 및 특허의 측면에서, 금속 포스페이트 코팅의 도포가 수행될 수 있는 수많은 방법의 상세한 설명에 의해 과도하게 이러한 기술된 설명을 연장시킬 필요가 없을 것으로 사료된다. 임의의 통상적으로 사용되는 인산화 기술, 예를 들어, 분무, 브러싱, 딥핑(dipping), 롤러-코팅, 또는 플로우-코팅이 사용될 수 있으며, 인산화 수용액의 온도는 실온 내지 약 100℃과 같은 광범위한 한계내에서 변경될 수 있는 것으로 지시하기에 충분할 것이다. 일반적으로, 인산화 수용액이 약 65℃ 내지 약 100℃의 온도에서 사용되는 경우, 요망되는 결과가 얻어진다. 금속 표면 상에 무기 포스페이트 코팅을 도포시키기 위한 인산화 수용액의 제조 및 용도는 미국특허 제3,104,177호; 제3,307,979호; 제3,364,081호; 및 제3,458,364호에 기술된 바와 같이 금속표면처리 분야에 널리 공지되어 있다. 무기 포스페이트 코팅 및 이러한 코팅을 사용하는 과정과 관련한 이러한 특허의 내용은 본원에서 참고문헌으로 포함된다.
상술된 바와 같은 본 발명의 처리 조성물은 인산화된 금속 표면을 포함하는 금속 표면에, 딥핑, 브러싱, 분무, 롤러-코팅 또는 플로우-코팅에 의해 도포될 수 있다. 분무 또는 딥핑은 통상적으로 사용되는 공정이다.
한 구체예에서, 금속 표면은 초기에 물리적 및/또는 화학적 수단에 의해 세척되어 처리 용액을 금속 표면에 도포하기 전에 금속 표면에 존재할 수 있는 임의의 그리스(grease), 먼지 또는 산화물을 제거한다. 세척 용액은 당해 분야에서 공지된 것이며, 일반적으로 하나 이상의 하기 화합물을 함유하는 수용액이다: 나트륨 히드록사이드, 나트륨 카르보네이트, 알칼리금속 실리케이트, 알칼리금속 보레이트, 연수제, 포스페이트, 및 표면활성제. 산화물 제거는 황산, 염산 및/또는 인산과 같은 미네랄 산 피클(pickle)로 수행될 수 있다.
세척하고 일반적으로 물로 린싱(rinsing)한 후에, 금속 표면은 상술된 보레이트를 함유하는 본 발명의 처리 용액과 접촉된다. 금속 표면을 처리하는데 요구되는 시간은 온도, 사용되는 용액의 유형, 처리 용액을 도포하는 특정 기술, 및 요망되는 코팅 중량에 따라 변경될 것이다. 한 구체예에서, 처리 용액의 온도는 주변 온도이다. 일예로, 요망되는 결과를 얻기 위해 요망되는 시간은 약 1 초 내지 약 1 분 이상일 수 있다.
요망되는 시간 동안 금속 표면과 처리 조성물간의 요망되는 접촉을 이룬 후에, 처리된 패널은 공기 또는 건조 오븐에서 건조된다.
다른 구체예에서, 본 발명은 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅의 접착력을 개선시키기 위한 방법에 관한 것으로,
(1) 금속 표면을 하나 이상의 산성 또는 알칼리성 세척 수용액으로 세척하는 단계;
(2) 금속 표면을, 액상 담체, 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및 임의적으로 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 처리 조성물로 처리하는 단계;
(3) 처리된 금속 표면을 건조시키는 단계; 및
(4) 유기 건조제 코팅 조성물을, 처리되고 건조된 금속 표면 상에 도포시키는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
전술된 바와 같이, 처리 용액은 두개 이상의 유기 카르복실산의 혼합물, 및 두개 이상의 보레이트 화합물을 포함할 수 있다.
다양한 유기 건조제 코팅 조성물은 본 발명의 처리 금속 기재 상에 도포될 수 있다. 도포될 수 있는 유기 건조제 코팅의 예로는 페인트, 라커, 바니쉬, 합성 수지, 에나멜 또는 정전기적으로 도포된 분말 코팅을 포함한다. 사용될 수 있는 건조제 코팅의 예는 아크릴릭, 알킬, 알키드 에폭시, 페놀성, 멜라민, 및 비닐 수지 및 페인트이다.
유기 건조제 코팅 조성물의 도포는 브러싱, 분무, 딥핑, 롤러-코팅, 플로우-코팅 또는 정전기적 또는 전기영동 공정과 같은 임의의 일반적인 기술에 의해 이루어질 수 있다. 건조제 코팅된 성형물은 주변 또는 상승된 온도에서 공기-건조, 오븐에서 베이킹, UV 경화, 또는 적외선 램프하에서 베이킹과 같은 사용되는 건조제 코팅 조성물에 가장 적합한 방식으로 건조된다. 일예로, 유기 건조제 코팅 조성물의 건조된 필름의 두께는 약 0.1 내지 약 10 밀(mil)일 것이며, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 약 5 밀(mil)이다.
전술된 바와 같이, 상술된 처리 조성물로 처리되는 금속 표면이 금속에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시킴을 밝혀내었다.
본 발명의 조성물로 처리된 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 개선된 접착력을 기술하기 위해, 하기 과정이 수행되었다. 강 판넬 (10 cm × 10 cm)을 생물학적 정화용 미생물을 이용하는 온화한 알칼리성 세척제인 유니클린 바이오 (Uniclean™ Bio)를 사용하여 세척하였다. 이러한 생성물은 아토테크 USA사(Atotech, USA, Inc., Rockhill, South Carolina)로부터 입수가능하다. 시험 판넬을 유니클린 바이오 (10% 용액) 중에서 5 분 동안 세척하고, 수돗물로 15 초 동안 린싱하고, 증류수로 15초 동안 린싱한 후, 실시예 1 내지 17에서 기술된 바와 같이 주변 온도에서 본 발명의 조성물에 30 초 동안 담그고, 드립 건조(drip dry)시킨 후 건조 오븐에서 약 165℃ 내지 약 185℃의 온도로 건조하였다.
유기 건조제 코팅 조성물을 엘라빌의 TCI (TCI of Ellaville, Georgia)로부터 상품명 오이스터 화이트 19275 (Oyster White 19275)로 입수가능한 분말 코팅을 사용하여 처리되고 건조된 판넬에 정전기적으로 도포하였다. 이와 한쌍인 폴리싱되지 않은 강 판넬을 이러한 시험에 사용하였다. ACT 래보라토리스(ACT Laboratories, Hillsdale, Michigan)로부터 구매된 인산화된 철 판넬이 또한 포함되었다. 이러한 판넬은 ACT 콜드 롤 스틸 (Cold Roll Steel) 04×06×032 B 1000 NO 파르콜린(Parcolene) DIW (폴리싱되지 않음)로 라벨링되어 있다. 이와 한쌍의 동일한 강 판넬을 시험에서 사용하고, 페인트의 두께를 관찰하고 기록하였다.
페인팅되고 건조된 판넬을 표준 염 분무 부식 시험(Salt Spray Corrosion Test)으로 수행하였다. 이러한 시험을 위해 사용된 시험 과정 및 장비는 ASTM 시험과정 B-117에 기술되어 있다. 이러한 시험에서, 처리되고 페인팅된 판넬을 2회 스크라이빙(scribing)하였으며, 각각의 스크라이브는 약 6 내지 7 cm이었다. 스크라이빙된 판넬을 염 분무 시험으로 수행하였다. 시험을 챔버에서 수행하였으며, 여기서 5% 수성 염화나트륨의 분무 안개를 시험 판넬과 약 35℃에서 168 시간 동안 접촉시켰다. 시험 챔버로부터 판넬을 제거한 후에, 판넬을 건조시키고 스크라이브를 약 70 psi의 압력의 공기로 블로잉시켜 염 분무의 결과로서 접착성을 잃은 페인트를 제거하였다. 페인트 손실의 폭을 밀리미터(mm)로 측정하였다.
페인팅 전에 본 발명의 처리 조성물로 처리된 강 판넬 상에서 수행된 염 분무 시험의 결과는 하기 표 2에 요약하였다.
표 2
염 분무 시험 결과
본 발명의 처리 조성물로 얻어진 개선을 하기 표 3에 기술하였다. 대조군-1, 상업용 철 포스페이트 판넬을 물로 린싱하고, 상술된 바와 같이 정전기적으로 페인팅하고 염 분무 부식 시험을 수행하였다. 실시예 R에서, 동일한 철 포스페이트 판넬을 탈이온수로 린싱하고, 실시예 4의 조성물로 (30 초 동안 담금질에 의해) 처리하고, 건조시키고, 상술된 바와 같이 정전기적으로 페인팅하였다. 대조군-2에서, 강 판넬을 유니클린 바이오로 세척하고, 탈이온수로 린싱하고, 상술된 바와 같이 정전기적으로 페인팅하였다. 실시예 S에서, 동일한 강을 유니클린 바이오로 세척하고, 탈이온수로 린싱하고, 실시예 4의 조성물을 30초 동안 담금질하므로써 처리하고, 건조시키고, 정전기적으로 페인팅하였다. 4개의 페인팅된 판넬 (한 쌍을 이룸)을 염 분무 부식 시험으로 수행하고, 결과를 표 3에 요약하였다.
표 3
염 분무 시험 결과
이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 철 포스페이트 판넬의 본 발명의 처리 조성물로의 처리는 실시예 R의 결과와 대조군-1로부터 수득된 결과를 비교하여 증명된 바와 같이 인산화된 판넬에 대한 페인트의 접착력을 개선시킨다. 또한, 페인팅 이후 인산화되지 않은 강 판넬의 본 발명의 처리 조성물로의 처리는 실시예 S의 결과와 대조군-2로 수득된 결과와 비교하여 증명된 바와 같이 강 판넬에 대한 페인트의 개선된 접착력을 초래하였다.
본 발명이 다양한 구체예와 관련하여 설명되는 한, 이의 다른 변형은 명세서를 읽는 당업자에게 자명할 것으로 사료된다. 그러므로, 본원에서 기술된 발명은 이러한 변형을 첨부된 청구항의 범위내에 포함되는 것으로서 의도된 것으로 이해될 것이다.
Claims (47)
- (a) 액상 담체, (b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및 (c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 조성물.
- 제 1항에 있어서, 액상 담체가 수성 담체인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 수성 담체가 물, 또는 물과 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 하나 이상의 알코올의 혼합물을 포함하는 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 알칸올 아민 또는 알칸올에테르 아민인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 알칸올 아민인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 하기 화학식 (1)로 표시되는 알칸올에테르 아민인 조성물:(1)
상기 식에서, R은 수소 또는 저급 알킬기이며, R'는 저급 알킬렌기이며, n은 1 내지 약 5이며, m은 1, 2 또는 3이며, z는 3-m 이며, R''는 수소 또는 저급 알킬기이다. - 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 하기 화학식 (2)로 표시되는 알칸올에테르 아민인 조성물:(2)
상기 식에서, R은 수소 또는 저급 알킬기이며, R'는 저급 알킬렌기이며, n은 1 내지 약 5이다. - 제 7항에 있어서, R'가 -(CH2)2-, -(CH2)3- 또는 -CH(CH3)-CH2-로부터 선택된 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 1차 알칸올 아민인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 아미노 알코올이 모노메탄올아민, 모노에탄올아민, 모노-n-프로판올아민, 1-이소프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-프로판올 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1차 알칸올 아민인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 유기 카르복실산이 모노카르복실산, 폴리카르복실산 및 이들의 혼합물로부터 선택된 조성물.
- 제 1항에 있어서, 유기 카르복실산이 지방족 카르복실산인 조성물.
- (a) 수성 담체, (b) 알칸올 아민 및 알칸올 에테르 아민으로부터 선택된 하나 이상의 아미노 알코올과, 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인, 하나 이상의 보레이트 화합물, 및 (c) 두개 이상의 유기 카르복실산을 포함하는, 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅의 접착력을 개선시키기 위한 조성물.
- 제 13항에 있어서, 아미노 알코올이 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 알칸올 아민인 조성물.
- 제 13항에 있어서, 두개 이상의 보레이트 화합물을 함유하는 조성물.
- 제 13항에 있어서, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 보레이트 화합물을 함유하는 조성물.
- 제 13항에 있어서, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 카르복실산을 함유하 는 조성물.
- 제 13항에 있어서, 하나 이상의 모노 카르복실산 및 하나 이상의 폴리카르복실산을 함유하는 조성물.
- 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅 조성물의 접착력을 개선시키기 위한 방법으로서,(1) 금속 표면을, (a) 액상 담체, (b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물, 및 (c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 처리 조성물로 처리하는 단계; 및(2) 처리된 금속 표면을 건조시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 금속 표면을 처리 조성물로 처리하기 전에, 금속을 산성 또는 알칼리성 세척 수용액으로 세척하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 금속 표면이 알루미늄, 철, 강, 아연도금 철, 마그네슘, 마그네슘 합금, 및 아연 표면으로부터 선택된 방법.
- 제 19항에 있어서, 금속 표면이 인산화된 금속 표면인 방법.
- 제 22항에 있어서, 인산화된 금속 표면이, 금속 표면을 산성의 아연, 납, 철, 카드뮴, 또는 칼슘-아연 인산화 수용액으로 인산화시키므로써 얻어지는 방법.
- 제 19항에 있어서, 액상 담체가 수성 담체인 방법.
- 제 24항에 있어서, 수성 담체가 물, 또는 물과 1 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 하나 이상의 알코올의 혼합물을 포함하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 아미노 알코올이 알칸올 아민 또는 알칸올에테르 아민인 방법.
- 제 19항에 있어서, 아미노 알코올이 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 알칸올 아민인 방법.
- 제 19항에 있어서, 아미노 알코올이 하기 화학식 (2)로 표시되는 알칸올 에테르 아민인 방법:(2)
상기 식에서, R은 수소 또는 저급 알킬기이며, R'는 저급 알킬렌기이며, n은 1 내지 약 5이다. - 제 28항에 있어서, R'가 -(CH2)2-, -(CH2)3- 또는 -CH(CH3)-CH2-로부터 선택된 방법.
- 제 19항에 있어서, 아미노 알코올이 1개 내지 약 6개의 탄소원자를 함유하는 1차 알칸올 아민인 방법.
- 제 19항에 있어서, 아미노 알코올이 모노메탄올 아민, 모노에탄올아민, 모노-n-프로판올아민, 1-이소프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-프로판올 및 이들의 혼합물로부터 선택된 방법.
- 제 19항에 있어서, 처리 조성물이 (c) 두개 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 유기 카르복실산이 모노카르복실산, 폴리카르복실산, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 방법.
- 제 19항에 있어서, 유기 카르복실산이 지방족 카르복실산인 방법.
- 제 19항에 있어서, 처리 조성물이 두개 이상의 보레이트 화합물을 함유하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 처리 조성물이 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 보레이트 화합물을 함유하는 방법.
- 제 32항에 있어서, 처리 조성물이 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 하나 이상의 카르복실산을 함유하는 방법.
- 금속 표면에 대한 유기 건조제 코팅의 접착력을 개선시키기 위한 방법으로서,(1) 금속 표면을 하나 이상의 산성 또는 알칼리성 세척 수용액으로 세척하는 단계;(2) 금속 표면을, (a) 액상 담체, (b) 하나 이상의 아미노 알코올과 붕산 또는 붕산 유사체와의 반응 생성물인 하나 이상의 보레이트 화합물 및 (c) 하나 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 처리 조성물로 처리하는 단계;(3) 처리된 금속 표면을 건조시키는 단계; 및(4) 유기 건조제 코팅 조성물을, 처리되고 건조된 금속 표면 상에 도포시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 금속 표면이 알루미늄, 철, 강, 마그네슘, 마그네슘 합 금, 아연도금 철, 및 아연 표면으로부터 선택된 방법.
- 제 38항에 있어서, 금속 표면이 인산화된 금속 표면인 방법.
- 제 40항에 있어서, 인산화된 금속 표면이, 금속 표면을 산성의 아연, 납, 철, 카드뮴, 또는 칼슘 아연 인산화 수용액으로 인산화시키므로써 얻어지는 방법.
- 제 38항에 있어서, 처리 조성물이 두개 이상의 유기 카르복실산을 포함하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 처리 조성물이 하나 이상의 모노카르복실산과 하나 이상의 유기 폴리카르복실산의 혼합물을 포함하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 액상 담체가 수성 담체를 포함하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 처리 조성물이 두개 이상의 보레이트 화합물을 포함하는 방법.
- 제 19항의 방법에 따라 처리된 금속 표면.
- 제 38항의 방법에 의해 제조된 유기 건조제 코팅된 금속 표면.
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