KR20080034788A - 베이스 코트로서 바인더 혼합물에 기초한 수성 코팅 조성물 - Google Patents

베이스 코트로서 바인더 혼합물에 기초한 수성 코팅 조성물 Download PDF

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하이노 뮐러
하인츠 슈미트
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Abstract

본 발명은 수성 바인더와 가교제의 배합물에 기초한 수성 코팅 조성물, 그의 제조 방법 및 싱글-코트, 멀티-코트 도료 시스템, 특히 안티-스톤칩(anti-stonechip) 특성을 갖는 코팅물을 위한 용도에 관한 것이다.
안티-스톤칩, 코팅물, 도료 시스템

Description

베이스 코트로서 바인더 혼합물에 기초한 수성 코팅 조성물{AQUEOUS COATING COMPOSITION BASED ON A BINDER MIXTURE AS BASE COAT}
관련 출원의 상호참조
본 출원은 2006년 10월 17일자 독일 출원 번호 제10 2006 048 926.8호에 대해 35 U.S.C. §119 (a-d)하의 우선권을 주장한다.
본 발명은 수성 바인더와 가교제의 배합물에 기초한 수성 코팅 조성물, 그의 제조 방법 및 싱글-코트, 멀티-코트 도료 시스템, 특히 안티-스톤칩(anti-stonechip) 특성을 갖는 코팅물을 위한 용도에 관한 것이다.
자동차 마감(finishing)에서 프라이머(primer), 서페이서(surfacer), 베이스 코트 및 클리어 코트로 구성된 도료 시스템이 흔하게 사용된다. 도료 시스템 중의 다양한 코트는 각각 다수의 특수 기능을 갖고 있다.
그러한 다층 코팅물 또는 그러한 다층 코팅물 중의 개별 코트의 제조에 대해서는 수많은 경우가 종래 문헌에 기재되어 있다.
서페이서 코트의 기능은 고르지 않은 차체(bodywork)의 평탄화(level out), 프라이머에 대한 효과적 접착을 보장함과 동시에 코팅물의 탄성 특성에 의하여 예 를 들어 돌조각의 충돌로 유발되는 것 같은 깊은 손상의 발생 원인으로부터의 보호를 보장하는 것을 포함한다. 이 서페이서는 2개의 코트로 도포되는데, 하나의 코트는 차체의 불균일을 평탄화하기 위한 것이고, 두번째 코트는 안티-스톤칩 특성을 생성하기 위한 것이다. 그러나 종래 문헌에는 하나의 서페이서 코트로써 두 가지 요건을 충족하는 수성 서페이서 시스템이 이미 기재되어 있다.
베이스 코트, 보다 구체적으로 금속성 베이스 코트는 코팅 시스템의 양호한 필름 광학 특성, 높은 광택 수준 및 우수한 금속성 효과를 발생시키는 역할을 하므로, 도장된 물품 부분에 대해 매력적인 외관을 보장한다.
DE-A 195 42 626, DE-A 196 18 446 및 DE-A 44 21 823도 성분 (I)로서 유기 용액 중 아크릴레이트 공중합체 (A1) 및/또는 폴리에스테르 수지 (A2) 및/또는 폴리우레탄 수지 (A3)의 바인더 혼합물, 및 또한 성분 (II)로서 블로킹되지 않은 폴리이소시아네이트 가교제, 및 성분 (III)으로서 성분 (A1) 및/또는 (A2) 및/또는 (A3) 및/또는 (A4)의 수성 분산액을 포함하는 수성 코팅 조성물을 기재한다. 여기에 기재된 시스템은 톱 코트, 서페이서 또는 자동차 재마감(refinish) 도료로서 사용될 수 있다.
WO-A 98/12001은 수성 베이스 코트, 및 베이스 코트 내로 이주(migration)할 수 있는 폴리아크릴레이트 수지에 기초한 특수 분말 클리어 코트로 구성된, 안티-스톤칩 특성이 개선된 다층 코팅물을 기재한다. 이 시스템의 단점은 베이스 코트의 구성 성분들이 특정 폴리아크릴레이트와 매우 높은 상용성을 가져야 한다는 점이다. 여기에 기재된 특성은 수성 베이스 코트와 특수 분말 클리어 코트의 조합, 및 베이스 코트를 90℃에서 예비 건조시킨 후 베이스 코트와 분말 클리어 코트를 조인트 베이킹(joint baking)하는 특정한 경화 방법을 통해서만 획득될 수 있다.
도장 작업을 보다 효율적으로 하고 멀티-코트 도료 마감의 특성 수준을 향상시키기 위한 적합한 코팅 시스템에 대한 요구가 계속되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 안티-스톤칩 서페이서의 특성 뿐 아니라 베이스 코트의 특성까지 가짐으로써, 프라이머, 서페이서, 베이스 코트 및 클리어 코트로 구성된 4-코트 도료 시스템의 품질을 개선하고, 심지어 4-코트 도료 시스템 중의 코트들 중 하나가 없어도 되게 하는 바인더 배합물을 제공하는 것이었다. 이 때 충족되어야 하는 주요 조건은 신뢰할만한 가공 특성 뿐 아니라 매우 우수한 베이스 코트 접착성, 효과적인 탄성 및 안티-스톤칩 특성, 및 표면 불균일의 충분한 평탄화이다. 추가의 목적으로는 양호한 오버코팅성 및 재마감성, 매우 양호한 필름 광학 특성, 예컨대 평탄성, 금속성 효과, 및 DOI 값(이미지 선명도; distinction of image), 예컨대 최적 안료 습윤, 및 물, 용매 및 환경의 효과, 광 및 기후에 대한 높은 내성을 포함한다. 바인더 배합물이 저장시 충분히 안정한 것이 마찬가지로 요망된다.
놀랍게도, 화학 구조가 상이한 2종 이상, 바람직하게는 3종의 수성 분산액(이들 중 1종 이상, 바람직하게는 2종이 가교가능한 기를 가짐)의 배합물을 특징으로 하고 가교제를 포함하는 수성 코팅 조성물이 매우 우수한 안티-스톤칩 특성을 갖는다는 것이 드디어 밝혀졌다.
본 발명은
A) A1) 2차 히드록시-관능성 폴리아크릴레이트 분산액 또는 폴리아크릴레 이트 에멀젼 25 내지 70 중량％,
A2) 지방족 폴리우레탄 분산액 5 내지 50 중량％,
A3) 분자량 500 내지 2,500 g/몰의 폴리에스테르 75 중량％ 이상으로 구성된 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 20 내지 70 중량％
를 포함하는 수성 바인더 혼합물, 및
B) 하나 이상의 가교제
를 포함하며, 세 성분 A1) 내지 A3) 중 2종 이상을 반드시 포함하고, 한 성분 A) 및/또는 A3)를 반드시 35 중량％ 이상의 양으로 포함하는 수성 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 바인더 배합물은 안티-칩(anti-chip) 베이스 코트 제조에 특히 적합하고 자동차 마감에 흔히 사용되는 프라이머, 안티-스톤칩 서페이서, 베이스 코트 및 톱 코트로 구성된 4-도료 코트 시스템을 프라이머, 안티-칩 베이스 코트 및 클리어 코트로 구성된 3층 시스템으로 감소시킬 수 있게 한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 모든 숫자는 실시예에 사용된 것을 포함하여 명시적으로 특정된 것이 아닌 이상 명시적으로 나타나지 않더라도 단어 "약"이 앞에 있는 것처럼 읽어야 한다. 또한, 본원에 언급된 모든 수치범위는 그 범위 내에 포함되는 모든 하위 범위를 포함하는 의미이다.
본 발명의 코팅 조성물은 2 내지 12 중량％의 유기 용매 함량을 갖는다.
적합한 2차 히드록시-관능성 폴리아크릴레이트 분산액 A1)은 불포화 화합물(단량체)을 용매 중에서 공중합하고, 혼입된 잠재적 이온성 기를 중화하고, 수 중에 분산시킴으로써 얻어진다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액 A1)의 제조에 적합한 단량체의 예는 카르복시-관능성 자유 라디칼 중합성 단량체, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 크로톤산, 푸마르산, 말레산(무수물), 이타콘산, 또는 2가 산 및/또는 무수물의 모노알킬 에스테르, 예컨대 모노알킬 말레에이트 등이다. 바람직한 것은 아크릴산 또는 메타크릴산을 사용하는 것이다.
적합한 비관능성 단량체는 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 고리 상에 알킬기가 치환된 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 4-tert-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 노르보르닐 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 알콜 잔기에 C1-C18 탄화수소 라디칼을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르, 예를 들어 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 노르보르닐 아크릴레이트 및/또는 노르보르닐 메타크릴레이트이다.
적합한 히드록시-관능성 단량체의 예는 알콜 잔기에 C1-C18 탄화수소 라디칼을 갖는 OH-관능성 (메트)아크릴산 에스테르, 예컨대 히드록시에틸 메타크릴레이 트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시부틸 아크릴레이트, 또는 히드록시부틸 메타크릴레이트 등이다.
마찬가지로, 알킬렌 옥시드 단위를 함유하는 히드록실 단량체, 예컨대 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 또는 부틸렌 옥시드와 (메트)아크릴산의 부가물(adduct)이 적합하다. 바람직한 것은 히드록시에틸 메타크릴레이트 및/또는 히드록시프로필 메타크릴레이트이다.
마찬가지로, 알킬렌 옥시드 단위를 함유하는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, 비닐 에스테르, 비닐 단량체, 예컨대 (메트)아크릴산과 올리고알킬렌 옥시드 모노알킬 에테르의 축합 생성물, 및 또한 적절한 경우 추가의 관능성 기, 예컨대, 에폭시기, 알콕시실릴기, 우레아기, 우레탄기, 아미드기 또는 니트릴기를 함유하는 단량체가 적합하다. 2 이상의 관능가를 갖는 비닐 단량체 및/또는 (메트)아크릴레이트 단량체, 예컨대 헥산디올 디(메트)아크릴레이트도 단량체의 합계를 기준으로 0 내지 3 중량％의 양으로 사용할 수 있다.
임의로는, 추가의 단량체를 사용하는 것도 가능하다. 적합한 예는 포스페이트 및/또는 포스포네이트기 또는 술폰산기 및/또는 술포네이트기를 갖는 불포화 자유 라디칼 중합성 화합물을 포함한다.
바람직한 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 2-에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시부틸 아크릴레이트 또는 히드록시부틸 메타크릴레이트이다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액 A1)에서, 카르복시-관능성 단량체의 양은 0.8 내지 5 중량％, 바람직하게는 1.2 내지 4 중량％이고, 히드록시-관능성 단량체의 양은 1 내지 45 중량％, 바람직하게는 6 내지 30 중량％이다.
적합한 중합 개시제는 퍼옥시 화합물, 예컨대 디아실 퍼옥시드, 알킬 퍼에스테르, 디알킬 퍼옥시드, 퍼옥시다카르보네이트, 무기 퍼옥시드, 또는 그 외에 아조 화합물이다.
원칙적으로 모든 유기 용매가 폴리아크릴레이트 제조에 적합하다. 용매는 임의의 요구되는 양, 바람직하게는 분산액 중의 용매 함량을 낮추기 위해, 단량체의 총합을 기준으로 20 중량％ 미만의 양으로 사용할 수 있다. 바람직한 것은 소수성 용매, 예컨대 용매 나프타, 톨루엔, 크실렌, 크리스탈로엘(Kristalloel) 등과 친수성 용매, 예컨대 부틸글리콜, 부틸 디글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 또는 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르를 포함한 용매 혼합물이다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액은 원칙적으로 임의의 종래기술 공정, 예컨대 공급 공정(feed process) 또는 배치 공정(batch process), 또는 그 외에 캐스케이드 공정으로 제조할 수 있다.
바람직한 2차 히드록시-관능성 폴리아크릴레이트 분산액 A1)은
a) 알콜 잔기에 C1-C18 지방족 탄화수소 라디칼을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 및/또는 비닐방향족 화합물 30 내지 85 중량％와
b) 히드록시-관능성 (메트)아크릴산 에스테르 5 내지 35 중량％
의 혼합물을 반응시켜 소수성 중합체를 생성하고, a) 및 b)의 첨가 후에
c) 알콜 잔기 중의 C1-C18 지방족 탄화수소 라디칼을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 및/또는 비닐방향족 화합물 4 내지 20 중량％,
d) 히드록시-관능성 (메트)아크릴산 에스테르 4 내지 15 중량％ 및
e) 산-관능성 단량체, 예컨대 지방족 또는 메트아크릴산 1 내지 5 중량％
의 혼합물을 계량해 넣고 중합시켜 친수성 중합체를 생성함으로써 얻어지며, 이 때 a), b), c), d) 및 e)의 첨가와 병행하여 개시제를 0.5 내지 6.5 중량％의 양으로 계량해 넣으며, a), b), c), d) 및 e)의 합계는 100 중량％이다.
용매로는 친수성 용매, 예컨대 부틸 글리콜과 소수성 용매, 예컨대 용매 나프타의 혼합물이 바람직하다.
중합 반응 종료 후, 중합체 용액을 수 중에, 또는 물을 첨가하여 분산시킨다. 중화용 아민을 분산용 물과 함께 첨가하거나, 또는 분산용 물에 동시에 첨가함으로써, 분산 이전 또는 분산과 동시에 산기를 아민(류) 및/또는 염기로 중화시켜 염(salt) 기로 전환시킬 수 있다. 중화도는 50 내지 150％, 바람직하게는 60 내지 120％일 수 있다.
분산이 이루어진 후, 사용된 용매의 일부분 또는 전체를 증류시켜 제거한다.
바람직한 중화용 아민은 디메틸에탄올아민, 에틸디이소프로필아민, 메틸디에탄올아민 및 2-아미노메틸-2-메틸프로판올이다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액의 pH는 5 내지 11, 바람직하게는 6 내지 10이다. 고형분은 20 내지 60 중량％, 바람직하게는 35 내지 55 중량％이다. 분산액의 평균 입자 크기는 20 내지 400 nm이다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액의 제조에서, 용매 대신 또는 용매와 함께 소위 반응성 희석제라고 하는 것을 사용하는 것이 또한 가능하다. 적합한 반응성 희석제는 예를 들어 실온에서 액체인 관능가 2 및/또는 3의 폴리에테르, 저점도 폴리에스테르, 예를 들어 디카르복실산, 예컨대 이량체 지방산 또는 아디프산 1 몰과 디올 또는 트리올 2 몰 또는 카르두라(Cardura)® E 10 (베르사트산(Versatic acid)의 글리시딜 에스테르, 미국의 헥시온 스페셜리티즈(Hexion Specialities)) 2 몰의 반응 생성물이다. 반응성 희석제로서 마찬가지로 적합한 것은 카프로락톤과 저분자량 알콜의 반응 생성물이다. 또한 적합한 것은 피마자유 및 기타 히드록시-관능성 오일이다.
적합한 히드록시-관능성 폴리아크릴레이트 에멀젼 A1)은 적합한 표면 활성 물질의 존재하의 수성 에멀젼 중에서의 공지된 공중합법에 의해 제조된 것들이다. 폴리아크릴레이트 에멀젼 및 그의 제법은 예를 들어 문헌[R.O. Athey Jr., Emulsion Polymer Technology, Dekker, New York, 1991]에 기재되어 있다.
2차 폴리아크릴레이트 분산액의 제조와 관련하여 명시된 단량체는 원칙적으 로 폴리아크릴레이트 에멀젼의 제조에도 적합하다.
이 때 개시제는 초기 충전물에 포함되고/거나, 동시에 첨가되며, 적절할 경우, 조기 주입, 지연 주입 및/또는 연장 주입에 의해 공급되는 것을 포함한다. 적합한 개시제의 예는 산화환원계(redox system), 퍼옥시드, 퍼술페이트 및/또는 아조 화합물, 예컨대 디벤조일 퍼옥시드, 디쿠멘 퍼옥시드, 쿠멘 히드로퍼옥시드, 칼륨 퍼옥소디술페이트, 암모늄 퍼옥소디술페이트, 아조비스이소부티로니트릴 또는 디-tert-부틸 퍼옥시드를 포함한다. 첨가되는 산화환원 개시제는 예를 들어 철(III) 이온일 수 있다.
바람직한 폴리아크릴레이트 에멀젼 A1)은
a) 히드록시-관능성 (메트)아크릴산 에스테르 10 내지 40 중량％,
b) 알콜 잔기에 지방족 C1 내지 C18 탄화수소 라디칼을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 및/또는 비닐 방향족 화합물 40 내지 90 중량％,
c) 산-관능성 단량체, 예컨대 아크릴산 또는 메타크릴산 0 내지 5 중량％,
d) 기타 단량체, 예컨대 아크릴로니트릴, 비닐 아세테이트 및 비닐피롤리돈 등 0 내지 25 중량％
를 개시제 및 표면 활성 물질의 존재하에 수 중 에멀젼 중합하여 얻는다.
또한 성분 A1)으로서 적합한 것은 폴리아크릴레이트 분산액의 하이브리드(hybrid) 형태, 예컨대 폴리에스테르-폴리아크릴레이트 분산액이다. 이들 분산액은 폴리아크릴레이트 세그먼트(segment) 및 폴리에스테르 세그먼트를 둘 다 함유 하며, 예를 들어 2차 폴리아크릴레이트 분산액의 제조와 관련하여 명시한 것에 상응하는 단량체들을 폴리에스테르 존재 하에 자유 라디칼 (공)중합하여 제조한다.
이 반응은 벌크로 실시하거나, 또는 바람직하게는 유기 용액 중에서 실시한다. 폴리에스테르 아크릴레이트는 폴리에스테르 분획을 10 내지 75 중량％, 바람직하게는 20 내지 60 중량％ 함유한다.
바람직한 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리아크릴레이트 분산액은
a) 알콜 잔기에 지방족 C1-C18 탄화수소 라디칼을 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 및/또는 비닐방향족 화합물 20 내지 70 중량％,
b) 히드록시-관능성 (메트)아크릴산 에스테르 3 내지 35 중량％,
c) 산-관능성 단량체, 예컨대 아크릴산 또는 메타크릴산 2 내지 8 중량％
로 구성된 혼합물을
d) 적절할 경우 이중 결합을 함유하는 성분의 혼입에 의해 그라프트 중합이 가능한 기를 갖는 히드록시-관능성 폴리에스테르 75 내지 10 중량％
의 존재하에 자유 라디칼 개시 중합하여 얻는다.
바람직한 개시제는 디-tert-부틸 퍼옥시드 및 tert-부틸 퍼옥토에이트이다. 개시제는 0.5 내지 5 중량％의 양으로 사용된다. 반응은 90 내지 180℃에서 실시한다.
혼입되는 산기는 부분적으로 또는 전부가 중화용 아민과 반응하며, 바람직한 것은 디메틸에탄올아민, 에틸디이소프로필아민 또는 2-아미노메틸-2-메틸프로판올 이다. 이어서 이것을 수 중에, 또는 수 첨가에 의해 분산시킨다.
적합한 폴리우레탄 분산액 A2)는 통상적인 일반적으로 셀프-에멀젼화되는 수성 형태의 폴리우레탄 또는 폴리우레탄/폴리우레아이다.
폴리우레탄은 이온기 및/또는 비이온적 친수성화 기를 중합체 쇄 내에 혼입함으로써 셀프-에멀젼화된다. 친수성 기를 혼입할 수 있는 다양한 방법이 있는데, 예를 들어 친수성 기를 중합체 쇄에 직접 혼입하거나, 또는 펜던트기 또는 말단기로 부착할 수 있다.
적합한 폴리우레탄 분산액은 당업자에게 공지된 제조 방법에 의해 용융물 또는 유기 용액으로 제조할 수 있고, 그 후에 분산시키며, 적절할 경우, 분자량 증가를 목적으로 사슬 연장이라고 하는 반응을 유기 용액 중에서 분산 단계와 동시에 또는 분산 단계 후에 실시할 수 있다.
전형적으로, 적합한 폴리우레탄 분산액 A2)를 제조하기 위해, 하기 원료 물질을 사용하여 서로 반응시킨다.
1) 폴리우레탄에 친수성 기를 혼입하기 위한 1종 이상의 NCO-반응성 단위. 예컨대 히드록시카르복실산, 예를 들어 디메틸올아세트산, 2,2-디메틸올프로피온산, 2,2-디메틸부티르산, 2,2-디메틸올펜탄산, 디히드록시숙신산, 히드록시피발산, 또는 이러한 산들의 혼합물, 히드록시술폰산, 아미노카르복실산, 예컨대 이소포론디아민 또는 에틸렌디아민과 아크릴산의 마이클(Michael) 부가물, 아미노술폰산, 예컨대 아미노에틸에탄술폰산, 예컨대 히드록시- 또는 아미노-관능성 포스폰산, 및/또는 분자량 범위가 350 내지 2,500 g/몰인 일-, 이- 또는 삼관능성 폴리에틸렌 옥시드 단위. 상이한 친수성화 제제의 혼합물의 사용도 가능하다. 성분 1)은 안정한 수성 분산액이 얻어지도록 하는 양으로 사용한다.
특히 적합한 친수성 기 혼입용 NCO-반응성 단위는 디메틸올프로피온산, 디메틸올부티르산, 분자량 범위가 350 내지 2,500인 모노- 또는 디히드록시-관능성 폴리에틸렌 옥시드 단위, 예컨대 폴리에테르 LB 25® (에틸렌 옥시드에 기초한 모노히드록시-관능성 폴리에테르, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게(Bayer MaterialScience AG)), 카르보왁스(Carbowax)®750 (에틸렌 옥시드에 기초한 모노히드록시-관능성 폴리에테르, 미국 다우 케미컬스(Dow Chemicals)), 플루리올(Pluriol)® A 500 (에틸렌 옥시드에 기초한 모노히드록시-관능성 폴리에테르, 독일 루드빅샤펜의 바스프 아게(BASF AG)), 및 히드록시- 또는 아미노-관능성 술폰산 및/또는 술포네이트이다.
2) 1종 이상의 지방족 및/또는 방향족 디- 또는 폴리이소시아네이트. 예를 들면, 관능가가 2 또는 3인 지방족 이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 부탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 1-메틸-2,4(2,6)-디이소시아네이토시클로헥산, 노르보르난 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트, 헥사히드록실릴렌 디이소시아네이트, 노난 트리이소시아네이트, 및 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄. 방향족 이소시아네이트, 예컨대 2,4(2,6)-디이소시아네이토톨루엔 또는 4,4'-디이소시아네이토페닐메탄, 및 또한 전술한 지방족 이소시아네이트에 기초한 분자량 범위 336 내 지 1,500의 고분자량 또는 올리고머형 폴리이소시아네이트의 동반 사용도 마찬가지로 적합하다. 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄 및/또는 이소포론 디이소시아네이트 및/또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및/또는 1-메틸-2,4(2,6)-디이소시아네이토시클로헥산을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 것은 이소포론 디이소시아네이트 및/또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 또는 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄과 이소포론 디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 혼합물을 사용하는 것이다.
3) 분자량 범위가 500 내지 18,000 g/몰이고 폴리에스테르, 폴리에스테르아미드, 폴리아세탈, 폴리에테르 및/또는 폴리실록산 및/또는 폴리카르보네이트에 기초한 것이며 관능가가 1 내지 5, 바람직하게는 2 내지 2.5인 1종 이상의 폴리올 성분.
폴리우레탄 분산액 A2)의 제조를 위한 적합한 폴리올 성분 3)은 다음을 포함할 수 있다.
평균 관능가가 1.5 내지 5인 폴리에스테르폴리올. 특히 적합한 것은 선형 폴리에스테르디올 또는 그 외에 분지도가 낮은 폴리에스테르폴리올, 예컨대 지방족, 지환족 또는 방향족 디카르복실산 및/또는 폴리카르복실산 및/또는 그의 무수물, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 말레산, 푸마르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 노난디카르복실산, 데칸디카르복실산, 이량체 지방산, 테레프탈산, 이소프탈산, o-프탈산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로프탈산 또는 트리멜리트산, 또는 이들의 혼합물, 또는 언급된 산과 다른 디카르복실산 및/또는 폴리카 르복실산의 혼합물과, 다가 알콜, 예컨대 에탄디올, 디-, 트리-, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 디-, 트리-, 테트라프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 부탄-1,4-디올, 부탄-1,3-디올, 부탄-2,3-디올, 펜탄-1,5-디올, 헥산-1,6-디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,4-디히드록시시클로헥산, 1,4-디메틸올시클로헥산, 옥탄-1,8-디올, 데칸-1,10-디올, 도데칸-1,12-디올, 또는 이들의 혼합물로부터, 적절할 경우 트리메틸올프로판 또는 글리세롤과 같은 보다 높은 관능가의 폴리올을 동반 사용하여 제조할 수 있는 것들이다. 폴리에스테르폴리올의 제조를 위한 다가 알콜로서 지환족 및/또는 방향족 디히드록실 및 폴리히드록실 화합물도 물론 적합하다. 자유 폴리카르복실산 대신에, 상응하는 폴리카르복실산 무수물 또는 상응하는 저급 알콜의 폴리카르복실산 에스테르, 또는 이들의 혼합물을 폴리에스테르의 제조에 사용하는 것도 가능하다.
일관능성 카르복실산, 예컨대 벤조산, 에틸헥산산, 대두유(soya oil) 지방산, 낙화생유 지방산, 올레산, 포화 C12-C20 지방산 및/또는 이들의 혼합물 및 또한 시클로헥산올, 이소옥탄올 및 지방 알콜을 일부분 동반 사용하는 것도 가능하다.
폴리에스테르폴리올은 물론 락톤 또는 락톤 혼합물, 예컨대 부티로락톤, ε-카프로락톤 및/또는 메틸-ε-카프로락톤과 2 및/또는 그 이상의 관능가를 갖는 적합한 스타터(starter) 분자, 예컨대 폴리에스테르폴리올의 합성 성분으로서 상기 명시한 저분자량 다가 알콜의 부가 반응에 의해 바람직하게 얻어지는 락톤의 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. ε-카프로락톤의 상응하는 중합체가 특히 바람 직하다.
히드록실기를 함유하는 폴리카르보네이트도 폴리히드록실 성분으로서 적합하며, 예를 들면 1,4-부탄디올 및/또는 1,6-헥사디올 및/또는 펜탄디올과 같은 디올을 디아릴 카르보네이트, 예를 들면 디페닐 카르보네이트, 또는 포스겐과 반응시켜 제조할 수 있는 것들이다.
언급할 수 있는 폴리에테르폴리올의 예는 스티렌 옥시드, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 테트라히드로푸란, 부틸렌 옥시드, 에피클로로히드린의 중부가물, 및 또한 이들의 공부가물(coadduct) 및 그라프팅 생성물, 및 또한 다가 알콜 또는 그 혼합물의 축합에 의해 얻어지는 폴리에테르폴리올, 및 다관능가 알콜, 아민 및 아미노 알콜의 알콕실화에 의해 얻어지는 것이다.
전술한 폴리올에 기초한 블록 공중합체, 예컨대 폴리에테르-폴리에스테르 또는 폴리카르보네이트-폴리에스테르 또는 폴리카르보네이트-폴리에테르를 사용할 수도 있다.
폴리에스테르 폴리올 및/또는 폴리카르보네이트 폴리올 및/또는 C3 및/또는 C4 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 것은 폴리에스테르 폴리올과 폴리카르보네이트 폴리올의 배합물, 또는 폴리카르보네이트 폴리올과 C4 폴리에테르 폴리올의 배합물을 사용하는 것이다.
4) 적절할 경우, 저분자량(분자량 < 500 g/몰) 디올, 트리올 또는 테트라올. 예컨대, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 네오펜틸 글리콜, 글리세롤, 펜타에리트리톨 및/또는 아미노 알콜, 예컨대 디에탄올아민, 에탄올아민, 디이소프로판올아민 또는 프로판올아민. 적절할 경우, 에톡실화 및/또는 프로폭실화 형태를 포함한다.
5) 적절할 경우, 사슬연장제라고 하는 물질. 예컨대, 디아민 및/또는 폴리아민 및/또는 폴리아민 및/또는 아미노 알콜, 예컨대 디에탄올아민, 1,2-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 2,5-디아미노-2,5-디메틸헥산, 1,5-디아미노-2-메틸펜탄(다이텍(Dytek)® A, 듀폰(DuPont)), 1,6-디아미노헥산, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸-1,6-디아미노헥산, 1,11-디아미노운데칸, 1,12-디아미노도데칸 또는 트리아미노노난, 에틸렌디아민, 이소포론디아민, 디에틸렌트리아민, 히드라진, 아디프산 디히드라지드, 히드록시에틸렌디아민, 비스히드록시에틸에틸렌디아민, 아미노프로판올, 아미노알콕시실란 및 이들의 혼합물. 1), 2), 3) 및 4)로부터의 예비중합체의 NCO기와 물의 부분적 또는 완전 반응에 의해 사슬 연장을 실시하는 것도 가능하다.
바람직한 폴리우레탄 분산액 A2)은 합성 성분으로서
1) 하나 이상의 친수성 기를 함유하는 하나 이상의 NCO-반응성 단위 0.5 내지 10 중량％,
2) 지방족 및/또는 지환족 디- 또는 폴리이소시아네이트 8 내지 60 중량％,
3) 분자량 범위가 500 내지 18,000 g/몰이고 평균 관능가가 2 내지 3인 하나 이상의 폴리올 성분 20 내지 90 중량％,
4) 저분자량 디올 및/또는 트리올 0 내지 8 중량％, 및
5) 사슬연장제로서 디아민 및/또는 히드라진 및/또는 히드라지드 및/또는 아미노 알콜 및/또는 물 0 내지 6 중량％
를 포함한다.
특히 바람직한 폴리우레탄 분산액 A2)는 합성 성분으로서
1) 하나 이상의 카르복실 및/또는 카르복실레이트 및/또는 술포네이트기를, 적절할 경우 분자량 범위 350 내지 2,500 g/몰의 폴리에틸렌 옥시드 단위와 조합하여, 함유하는 하나 이상의 NCO-반응성 단위 1.4 내지 6.5 중량％,
2) 지방족 및/또는 지환족 디이소시아네이트 15 내지 50 중량％,
3) 분자량 범위가 800 내지 24,000 g/몰이고 폴리에스테르 및/또는 폴리카르보네이트 및/또는 C3 및/또는 C4 에테르에 기초한 하나 이상의 폴리올 성분 40 내지 83 중량％,
4) 저분자량 디올 및/또는 트리올, 예컨대 헥산디올, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 및 이들과 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드 1 내지 6 몰의 반응 생성물 0 내지 4 중량％, 및
5) 사슬연장제로서 디아민 및/또는 히드라진 및/또는 히드라지드 및/또는 아미노 알콜 및/또는 물 0 내지 4 중량％
를 포함하며, 카르복실 및/또는 술폰산기를 위한 중화제가 50 내지 150 당량의 양으로 존재한다.
전형적으로, 용융물 또는 유기 용액 중 폴리우레탄 분산액의 제조에서, 단위 1), 2), 3) 및 적절할 경우 4)를 반응시켜 이소시아네이트-관능성 예비중합체를 형성하고, 이것은 하나의 반응 단계로 실시하거나, 또는 적절할 경우 2개 이상의 연속적 반응 단계로 실시할 수 있으며, 그 후 이소시아네이트-관능성 예비중합체를 용융물, 유기 용액 또는 수성 분산액 중에서 사슬연장제 5)와 교대 반응시켜 고분자량 수분산된 또는 수분산성 폴리우레탄을 형성한다. 적절할 경우, 그 후 사용된 용매를 증류에 의해 전부 또는 일부 제거한다. 적합한 중화용 아민은 예를 들어 2차 폴리아크릴레이트 분산액의 제조에 관련하여 특정한 아민이며, 이소시아네이트-반응성 중화제는 사슬 연장 반응 및 이소시아네이트기의 반응 후까지는 첨가하여서는 안된다. 적합한 용매는 예를 들어 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤(이들은 전형적으로 증류에 의해 제거됨), N-메틸피롤리돈 또는 N-에틸피롤리돈이다.
또한 반응을 가속화하고/거나 특정 효과를 얻기 위해, 폴리우레탄 화학에서 통상적인 촉매, 예컨대 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 옥시드, 주석 디옥토네이트, 주석 클로라이드, 및 3급 아민 등을 사용하여 반응을 실시할 수도 있다.
본 발명의 바인더 배합물 중에 존재하는 폴리우레탄 분산액 A2)는 전형적으로 고형분이 25 내지 60 중량％, pH 값이 5.5 내지 11, 평균 입자 크기가 20 내지 500 nm이다.
적합한 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 A3)은
1) 적절할 경우 일-, 이관능가 폴리에틸렌 옥시드 단위, 예컨대 바람직하게는 에틸렌 옥시드에 기초한 모노히드록시-관능성 폴리에테르, 또는 메톡시폴리에틸 렌 글리콜과 배합된, 디메틸올프로피온산 및/또는 히드록시피발산 2 내지 7 중량％, 바람직하게는 2 내지 5 중량％,
2) 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 및/또는 비스(4-이소시아네이토시클로헥산)메탄 및/또는 1-메틸-2,4(2,6)-디이소시아네이토시클로헥산 및/또는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산을 포함하는 혼합물 7 내지 30 중량％, 바람직하게는 8 내지 22 중량％
3) 분자량이 500 내지 8,000 g/몰이고 폴리에스테르, 폴리에스테르아미드, 폴리아세탈, 폴리에테르, 폴리실록산 및/또는 폴리카르보네이트에 기초하며 관능가가 1.8 내지 5, 바람직하게는 2 내지 4이고 50 중량％, 바람직하게는 75 중량％, 특히 바람직하게는 100 중량％가 하나 이상의 폴리에스테르로 구성된 폴리올 성분 60 내지 91 중량％, 바람직하게는 70 내지 88 중량％, 및
4) 저분자량(분자량 < 500 g/몰) 디올, 트리올, 테트라올 및/또는 아미노 알콜 0 내지 5 중량％
의 반응 생성물이다.
성분들을 유기 용매 또는 용융물 중에서, 적절한 경우 폴리우레탄 화학에서 통상적인 촉매를 사용하고/거나 중화제로서 작용하는 비반응성 아민, 예컨대 트리에틸아민, 에틸디이소프로필아민 및 N-메틸모르폴린 등의 존재하에 반응시켜, 성분 1), 2), 3) 및 4)의 반응 후에 더 이상 자유 이소시아네이트기를 함유하지 않는 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리우레탄을 생성한다.
이어서, 물에서 또는 물로 분산을 실시하며, 적절할 경우 과량의 용매를 다 시 증류 제거한다.
적합한 중화제는, 분산 단계 전 또는 중에 첨가할 수 있으며, 예를 들어 디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 암모니아, 또는 2차 폴리아크릴레이트 분산액의 제조와 관련하여 특정한 것이다.
폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 A3)은 고형분이 25 내지 55 중량％이고 pH 값이 6 내지 11이고 평균 입자 크기가 10 내지 350 nm이다.
성분 B)는 예를 들어 아미드- 및 아민-포름알데히드 수지, 페놀 수지, 알데히드 수지 및 케톤 수지, 예컨대 페놀-포름알데히드 수지, 레졸, 푸란 수지, 우레아 수지, 카르밤산 에스테르 수지, 트리아진 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 시안아미드 수지, 아닐린 수지, 수희석성(water-dilutable) 및 수분산성 멜라민- 및 우레아-포름알데히드 축합 생성물과 같은 가교제 수지를 포함한다.
마찬가지로, 매우 적합한 가교제 수지 B)는 예를 들어 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 비스(4-이소시아네이토시클로헥산)메탄, 1,3-디이소시아네이토벤젠, 테트라메틸렌 이소시아네이트, 메틸펜타메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이토시클로헥산, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸시클로헥산, 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄, 2,2-비스(4-이소시아네이토시클로헥실)프로판, 1,4-디이소시아네이토벤젠, 1-메틸-2,4(2,6)-디이소시아네이토시클로헥산, 2,4-디이소시아네이토톨루엔, 2,6-디이소시아네이토톨루엔, 4,4'-디이소시아네이토페닐메탄, 2,2'- 및 2,4'-디이소시아네이토디페닐메탄, p-크실릴렌 디이소시아네이트, p-이소프로필리덴 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트, p-크실릴렌 디이소시아네이트 및 α,α,α',α'-테트라메틸-m- 또는 -p-크실릴렌 디이소시아네이트, 및 이들의 혼합물에 기초한, 블로킹된 폴리이소시아네이트이다.
알 수 있는 바와 같이, 예시한 폴리이소시아네이트에 기초하여, 폴리우레탄 화학에 그 자체가 공지된, 관능가가 보다 높고 우레트디온기 및/또는 카르보디이미드기 및/또는 알로파네이트기 및/또는 이소시아누레이트기 및/또는 우레탄기 및/또는 이미노옥사디아진디온기 및/또는 옥사디아진트리온기 및/또는 비우레트기를 함유하는 폴리이시소아네이트를 블로킹된 가교제 수지로서 사용하는 것도 가능하다.
상이한 디이소시아네이트 및/또는 폴리이소시아네이트의 혼합물을 사용할 수도 있다.
폴리이소시아네이트 가교제로서 적합한 블로킹제는 예를 들어 메탄올, 에탄올, 부탄올, 헥산올 및 벤질 알콜 등과 같은 모노알콜, 아세트옥심 및 메틸 에틸 케톡심 등과 같은 옥심, 카프로락탐 등과 같은 락탐, 페놀, 아세토아세트산 등과 같은 CH-산 화합물, 또는 디에틸 말로네이트 등과 같은 말론산 에스테르, 디메틸피라졸, 및 tert-부틸벤질아민, 트리아졸, 디메틸트리아졸, 디시클로헥실아민 또는 디이소프로필아민 등과 같은 아민이다.
아미노 가교제 수지가 바람직하게 사용되며, 블로킹된 폴리이소시아네이트의 배합물도 마찬가지로 바람직하게 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 수성 코팅 조성물은
C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄- 폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액
을 포함한다.
바람직한 바인더 배합물은 성분 C)로서 20℃의 온도 및 75％ 이하의 대기 습도에서 30분 미만 내에 물리적으로 건조되는 분산액을 사용하는 것을 포함한다. 이 때 특히 바람직한 것은 비-히드록시-관능성 폴리우레탄 분산액 C1)이며, C1)은 A2)와 동일하다. 폴리우레탄 분산액은 바람직하게는 A2)로서 기재된 것과 같은 지방족 폴리이소시아네이트를 기초로 제조할 수 있다. 상기 분산액 C1), C2) 및 C3)의 혼합물을 성분 C)로서 사용하는 것도 가능하다.
분산액은 필름으로 따라내린 후 휘발성 성분이 증발되어 점착성이 없는(tack-free) 필름을 남길 경우 실온에서 물리적으로 건조된다고 간주한다. 이 때, 1 시간 미만 내에, 더 바람직하게는 30 분 미만 내에 실온에서 물리적으로 건조되는 분산액 C)가 바람직하다.
적합한 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2)는 A1)에서 기재한 것들이다.
폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)은 예를 들어 폴리우레탄 분산액의 존재하에 (메트)아크릴산 에스테르, (메트)아크릴산, 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 스티렌 및 바람직할 경우 다른 단량체의 자유-라디칼 개시 에멀젼 중합을 실시하여 얻을 수 있다. 중합 과정에서, 폴리우레탄상으로의 그라프팅 반응이 일어날 수 있다. 또한, 예를 들어 폴리우레탄 내로 불포화 화합물을 도입함으로써, 특정하게 그라프팅되는 반응 및 또한 폴리우레탄과 폴리아크릴레이트 간의 공중합 반응을 실시하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들어 스티렌, 부틸 아크릴레이트 및/또 는 메틸 메타크릴레이트와 같은 불포화 단량체의 존재하에 폴리우레탄을 제조하고 분산 공정 후에 이 단량체의 중합을 실시하는 것도 가능하다.
특히 바람직한 폴리우레탄 분산액 C1)은
1) 적절할 경우 분자량 범위가 750 내지 2,500 g/몰인 폴리에틸렌 옥시드 단위와 배합된 디메틸올프로피온산 1.5 내지 6.5 중량％,
2) 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및/또는 이소포론 디이소시아네이트 및/또는 비스(4-이소시아네이토시클로헥산)메탄 및/또는 1-메틸-2,4(2,6)-디이소시아네이토시클로헥산 15 내지 35 중량％,
3) 분자량 범위가 840 내지 2,400이고 폴리에스테르 및/또는 폴리카르보네이트 및/또는 C3 또는 C4 에테르에 기초한 하나 이상의 폴리올 성분 45 내지 80 중량％,
4) 헥산디올, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 글리세롤 및/또는 트리메틸올프로판 0 내지 3 중량％,
5) 사슬연장제로서 디아민 및/또는 아미노 알콜 및/또는 물 0 내지 2.5 중량％
의 반응 생성물을 포함하며, 이 때 카르복실 및 술폰산기의 양을 기준으로 50 내지 125 당량의 양의 중화제가 포함되며, 유기 용매는 존재하지 않는다.
본 발명의 코팅 조성물은
A) 수성 바인더 혼합물 15 내지 90 중량％, 바람직하게는 25 내지 85 중량 ％,
B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％, 바람직하게는 9 내지 32 중량％, 및
C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액 5 내지 65 중량％, 바람직하게는 20 내지 55 중량％
를 포함하며, 이 때 A), B) 및 C)의 백분율은 합계하여 100 중량％이다.
마찬가지로, 본 발명의 실시양태는
C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액, 및
D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지
를 포함하는 본 발명의 수성 코팅 조성물이다.
본 발명의 추가의 실시양태는
D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지
를 포함하는 본 발명의 수성 코팅 조성물이다.
성분 D)로서 적합한 수희석성 폴리에스테르는 매우 우수한 안료 습윤 또는 안료 친화도를 보유하는 분산성 수지이다. 성분 D)는 25 내지 75 mg KOH/g고체 범위의 산가 및/또는 2.5 내지 10 중량％의 히드록실기 함량 및/또는 750 내지 5,000 g/몰 범위의 분자량 및/또는 15 내지 50 중량％의 양의 지방산 성분을 갖는다.
바람직한 분산성 수지 D)는
1) 헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올 및/또는 1-부탄디올의 군으로부터 선택된 디올 30 내지 62 중량％와
2) 트리메틸올프로판, 글리세롤 및/또는 펜타에리트리톨의 군으로부터 선택된 트리올 및/또는 테트라올 5 내지 20 중량％와
3) 프탈산 무수물, 이소프탈산, 헥사히드로프탈산, 테트라히드로프탈산 및/또는 아디프산의 군으로부터 선택된 디카르복실산 30 내지 62 중량％를 반응시키고, 이어서 이 폴리에스테르와
4) 무수물, 바람직하게는 트리멜리트산 무수물 3 내지 15 중량％
를 반응시켜 제조한 수희석성 폴리에스테르이며, 이 때 상기 백분율은 합계하여 100 중량％이고, 산기의 일부 또는 전부를 중화용 아민과 반응시켜 염 형태로 전환한다.
본 발명의 코팅 조성물은
A) 수성 바인더 혼합물 15 내지 89.5 중량％, 바람직하게는 25 내지 85 중량％,
B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％, 바람직하게는 10 내지 30 중량％,
C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액 5 내지 65 중량％, 바람직하게는 20 내지 50 중량％, 및
D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지 0.5 내지 30 중량％, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량％
를 포함하며, 이 때 A), B), C) 및 D)의 백분율은 합계하여 100 중량％이다.
추가의 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은
A) 수성 바인더 혼합물 30 내지 94.5 중량％, 바람직하게는 55 내지 90 중량％,
B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％, 바람직하게는 10 내지 30 중량％, 및
D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지 0.5 내지 30 중량％, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량％
를 포함할 수 있으며, 이 때 A), B) 및 D)의 백분율은 합계하여 100 중량％이다.
적합한 폴리에스테르 분산액 및 용액 D)는, 1, 2 및/또는 그 이상의 관능가를 갖는 알콜 및 카르복실산 및/또는 그의 무수물을 물을 제거하면서 산 무수물, 예컨대 프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 말레산 무수물, 트리멜리트산 무수물 및 피로멜리트산 무수물과 예를 들어 60 내지 200℃, 바람직하게는 120 내지 180℃에서, 산 무수물이 히드록실기의 일부분과 반응하면서 무수물의 개환 및 폴리에스테르 내로의 혼입이 수반되도록 하는 방식으로 반응시켜 제조한 히드록시-관능성 폴리에스테르를 반응시켜 얻는다. 이것은 히드록시-관능성 및 카르복시-관능성 폴리에스테르를 제공하며, 이것은 카르복실기를 일부 또는 전부 중화시킨 후 물에 분산 또는 용해시킬 수 있다. 수성 폴리에스테르 용액의 평균 입자 크기는 10 내지 200 nm, 바람직하게는 25 내지 100 nm이다.
히드록시-관능성 폴리에스테르를 제조하는데 적합한 원료 물질의 예는 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 및 또한 프로판디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 네오펜틸 글리콜 또는 네오펜틸 글리콜 히드록시피발레이트이며, 마지막에 언급된 세 화합물이 바람직하다. 적절할 경우 마찬가지로 사용될 수 있는 폴리올의 예는 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 또는 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트를 포함한다. 적합한 디카르복실 및 폴리카르복실산의 예는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로프탈산, 시클로헥산디카르복실산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 글루타르산, 테트라클로로프탈산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 말론산, 수베르산, 2-메틸숙신산, 3,3-디에틸글루타르산, 2,2-디메틸숙신산, 트리멜리트산 또는 피로멜리트산을 포함한다. 이들 산의 무수물도, 존재할 경우, 마찬가지로 사용가능하다. 따라서, 본 발명의 목적상 "산"이라는 표현은 무수물을 포함한다. 모노카르복실산을 또한 추가로 사용할 수 있다. 적합한 모노카르복실산은 예를 들어 코코넛 오일 지방산, 대두유 지방산, 홍화유 지방산, 피마자유 지방산, 리시넨산, 낙화생유 지방산, 동유 지방산 또는 콘주엔(conjuene) 지방산, 벤조산, tert-부틸벤조산, 헥사히드로벤조산, 2-에틸헥산산, 이소노난산, 데칸산 또는 옥타데칸산이다.
폴리에스테르를 제조할 때 ε-카프로락톤을 추가로 사용하는 것도 가능하다.
언급한 원료 물질의 축중합에 의해, 적절할 경우 적합한 에스테르화 촉매를 사용하여, 히드록시-관능성 폴리에스테르를 제조한 후, 이를 산 무수물과 반응시킨다. 이렇게 제조된 폴리에스테르를 용매 또는 용매 혼합물에 용해시키고 중화제와 혼합한다.
수 중 분산 또는 용해는 폴리에스테르 제조 및 산 무수물과의 반응 직후, 또는 그 후에 실시할 수 있다.
폴리에스테르 분산액 또는 폴리에스테르 용액 D)을 위한 한 가지 바람직한 폴리에스테르 조성물은
a) 헥산디올, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및/또는 네오펜틸 글리콜의 군으로부터 선택된 디올 30 내지 62 중량％, 바람직하게는 30 내지 50 중량％,
b) 트리올 및/또는 테트라올, 바람직하게는 트리메틸올프로판 및/또는 글리세롤 5 내지 20 중량％, 바람직하게는 6 내지 15 중량％,
c) 프탈산 무수물, 이소프탈산, 테트라히드로프탈산, 테레프탈산 및/또는 아디프산의 군으로부터 선택된 디카르복실산 및/또는 그의 무수물 30 내지 62 중량％, 바람직하게는 33 내지 58 중량％,
d) 모노카르복실산 및/또는 카프로락톤 0 내지 30 중량％, 바람직하게는 0 내지 20 중량％, 및
e) 트리멜리트산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물 및/또는 프탈산 무수물 의 군으로부터 선택된 산 무수물 3 내지 15 중량％, 바람직하게는 5 내지 12 중량％
로부터 합성된다.
폴리우레탄 분산액 A2)/C1)은 전형적으로 수평균 분자량 Mn이 겔 크로마토그래피로 측정시 10,000 g/몰 초과, 바람직하게는 30,000 g/몰 초과이다. 폴리우레탄 분산액은 흔히 부분적으로 매우 높은 분자량의 분획을 함유하는데, 이것은 유기 용매에 더 이상 완전 용해되지 않으므로, 이 경우 이것은 분자량 측정에서 벗어나게 된다.
폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 A3)은 전형적으로 수평균 분자량 Mn이 예를 들어 겔 크로마토그래피로 측정시 1,500 내지 8,000 g/몰이다.
폴리에스테르 분산액 또는 용액 D)는 전형적으로 수평균 분자량 Mn이 예를 들어 겔 크로마토그래피로 측정시 750 내지 5,000, 바람직하게는 1,000 내지 3,500 g/몰이다.
본 발명의 코팅 조성물은 안티-칩 베이스 코트를 생성하는데 특히 적합하다. 별법으로, 이것은 싱글-코트 또는 멀티-코트 용도를 위한 임의의 바람직한 투명, 착색 또는 기타 무광(matt) 코팅 물질을 제조하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 예를 들어 자동차 마감 또는 소프트-필(soft-feel) 코팅에 적합하다. 이러한 용도에 적합한 기재(substrate)는 플라스틱, 목재, 금속, 광물 기재, 텍스타일, 가죽 및/또는 유리이다.
본 발명의 코팅 조성물은 매우 다양한 용도를 위한 임의의 바람직한 투명, 착색 또는 기타 무광 코팅 물질을 생성하는데 사용될 수 있으며, 상기 코팅 물질은 싱글-코트 또는 멀티-코트 용도를 의도한다.
따라서 본 발명은 기재, 및 본 발명의 수성 코팅 조성물로 구성된 하나 이상의 코트를 포함하는 코팅 시스템을 제공한다.
본 발명의 코팅 조성물로부터 제조된 도료 및 코팅물은 적절할 경우 추가의 바인더, 반응성 희석제, 및 UV 광에 의해 경화될 수 있는 불포화기를 갖는 중합체, 유기 및/또는 무기 안료, 카본 블랙, 충전제, 추가의 용매, 증점제, 유변학적 첨가제, 규소, 아연, 티탄, 바륨, 칼슘, 마그네슘 등에 기초한 유기 또는 무기 나노입자, 안료 습윤의 개선, 소포(defoaming), 유동성, 광택 또는 접착의 개선, 황변 또는 UV 광의 유해 효과 방지 또는 감소를 위한 첨가제를 포함할 수 있다.
도포는 분무, 붓기(pouring), 침지, 롤링, 브러싱 및 롤러-코팅에 의해 가능하다.
실시예
사용 성분:
원료 물질 A1) 바이히드롤(Bayhydrol) ® A 145:
수성 히드록시-관능성 2차 폴리아크릴레이트 분산액. 고형분 45％, 23℃ 점도 1,000 mPas, pH 8.0, 산가 10 mg KOH/g고체, OH 함량 1.5％, 부틸글리콜 및 용매 나프타 100 각각 4％ 함유, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
원료 물질 A2) 바이히드롤 ® XP 621:
수성 지방족 무용매(solvent-free) 폴리우레탄 분산액. 고형분 40％, 23℃ 점도 20"(DIN 4 컵, 유동 시간); pH 7.5, 평균 입자 크기(레이저 상관 분광검사법) 100 nm, 카르복실레이트기 함유, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
원료 물질 A3) 바이히드롤 ® PT 241:
수성 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액. 고형분 41％, 점도 1,000 mPas, pH 8.3, 산가 7.5 mg KOH/g고체, OH 함량 1％, N-메틸피롤리돈 5％ 함유, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
분산액 A):
원료 물질 A1) 50부, 원료 물질 A2) 15부, 및 원료 물질 A3) 35부의 혼합물(각 개별 원료 물질의 고형분 기준). 고형분 42.7％.
가교제 B):
원료 물질 B1) 사이멜(Cymel) ® 328:
메틸화 멜라민-포름알데히드 가교제 수지, 수용액, 미국 사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries Inc.)
원료 물질 B2) 사이멜 ® 327:
메틸화 멜라민-포름알데히드 가교제 수지, 이소부탄올 용액, 미국 사이텍 인더스트리즈 인크.
원료 물질 C) 바이히드롤 ® XP 2621:
수성 지방족 무용매 폴리우레탄 분산액. 고형분 40％, 23℃ 점도 20"(DIN 4 커, 유동 시간); pH 7.5, 평균 입자 크기(레이저 상관 분광분석법) 100 nm, 카르복실레이트기 함유, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
원료 물질 D) 바이히드롤 ® D 270:
수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르. 물 11.5％, 부틸 글리콜 13.3％, 디메틸에탄올아민 5.2％ 중 고형분 70％. 23℃ 점도 12,000 mPas, pH 8.0, OH 함량 2.0, 산가 35 mg KOH/g고체, 평균 입자 크기 15 nm, 독일 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
BYK® 347: 폴리에테르-개질된 실록산, 독일 베젤의 빅 케미(Byk Chemie).
비스칼렉스(Viscalex)®HV 30, 30％ 공급된 그대로의 형태: 공중합체로 된 증점제, 영국 얼라이드 콜로이즈 리미티드(Allied Colloids LTD).
디스퍼빅(Disperbyk)®190: 안료-안정화 블록 공중합체, 독일 베젤의 빅 케미.
Byk®011: 소포제; 독일 베젤의 빅 케미.
가스루쓰(Gasruß) FW 200 카본 블랙: 독일 프랑크푸르트의 데구사 아게(Degussa AG).
아디톨(Additol)®XL250: 안료 습윤 첨가제, 미국 사이텍 서피스 스페셜리티즈(Cytec Surface Specialities).
바이히테름(Bayhytherm)®3146: 블록킹된 이소시아네이트기를 함유하는 폴리우레탄 분산액, 독일 레버쿠젠의 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
마프레날(Maprenal)®MF 904 멜라민 수지: 독일 프랑크푸르트의 이네오스 멜라민스 게엠베하(Ineos Melamins GmbH).
마프레날®MF 915 멜라민 수지: 독일 프랑크푸르트의 이네오스 멜라민스 게엠베하.
바이히테름® VP LS 2153: 자기-가교 폴리우레탄 분산액, 독일 레버쿠젠 바이엘 머티리얼사이언스 아게.
실시예 1): 본 발명
바인더 성분이 (각각 고형분을 기준으로) 분산액 A) 48.5％, 원료 물질 C) 30％, 원료 물질 B2) 20％ 및 원료 물질 D) 1.5％로 구성된 본 발명의 유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 바인더 배합물 1)의 제조 및 시험.
분산액 A) 37부, 원료 물질 C) 24부, 원료 물질 B2) 7부, 부틸글리콜 4.7부, BYK®347 0.5부, 비스칼렉스® HV 30 0.9부, 증류수 12부, 및 수 중 10％ 형태의 디메틸에탄올아민 3.3부를 초기 충전물로서 도입하고 프로펠러 교반기를 구비한 용해 기에 의해 2,000 rpm에서 혼합한 후, 안료 페이스트 10.5부를 첨가하고, 혼합물을 4,000 rpm에서 30분 동안 교반하고, 이어서 pH를 8.0 내지 8.5로 조정하였다. 안료 페이스트는 원료 물질 D) 4.5부, 수 중 10％ 형태의 디메틸에탄올아민 14.8부, 디스퍼빅®190 30부, Byk®011 0.9부, 가스루쓰 FW 200 17부 및 물 32부를 함유하였고, 성분들을 용해기 중에 분산시킨 후, 비드 밀(bead mill)에서 30분 동안 분산을 실시하여 제조하였다.
이렇게 제조된 수성 유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 1)은 pH가 8 내지 8.5이었고, 25초(DIN 4 컵, 유동 시간, 23℃)의 점도에서, 2개의 상이한 서페이서(타입 1 및 타입 2)로 코팅된 금속 패널에 도포하고, 80℃에서 10분 동안 건조시킨 후, 2액형 폴리우레탄 톱 코트를 도포하고, 140℃에서 30분 동안 경화시켰다. 비교를 위해, OEM 자동차 라인 품질을 갖는 유니-컬러 베이스 코트를 동일하게 시험하였다.
유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 1)
유니-블랙 베이스 코트 OEM 자동차 라인 품질 유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 (실시예 1)
서페이서 타입 1 상에서
스톤칩 내성(VDA 시험)* 1.5 1.5
안티-칩 베이스 코트의 서페이서에의 접착성(1=매우 양호, 2=양호, 3=불량) 2 1 내지 2
박층시 주요 분리면** 서페이서/일렉트로코트 (electrocoat) 서페이서/일렉트로코트
DOI*** 80 80 내지 90
서페이서 타입 2 상에서
스톤칩 내성(VDA 시험)* 2 1.5
안티-칩 베이스 코트의 서페이서에의 접착성(1=매우 양호, 2=양호, 3=불량) 2 1 내지 2
박층시 주요 분리면** 서페이서/일렉트로코트 서페이서/일렉트로코트
DOI*** 80 80 내지 90
* 코팅물의 스톤칩 내성에 대한 VDA [독일 자동차 제조 협회(German Carmaker Association)] 시험: 파트 1: DIN 55996-1에 따른 다중 충격 시험: 1=매우 양호, 5=매우 불량 ** 심한 노출하의 박층 빈도: 안티-칩 베이스 코트는 상이한 타입의 서페이서에 매우 잘 접착되며, 박층은 서페이서와 일렉트로코트 사이(=주요 분리면)에서만 발생함 *** DOI (이미지 선명도; distinction of image) 측정치는 반사각에 근접한 광택 측정치로서 톱 코트 내성(holdout)을 기술하며, 글로우박스(glow box)라고 하는 것에서 실시한다. 얻어진 값은 상대적인 수(0 내지 100)이다. DOI가 높을수록 도료 품질이 우수하고 도장 표면상의 반사를 통한 고대비 물체의 이미지 선명도가 높다. 80 이상의 값이 매우 우수한 값이다.
안티-칩 베이스 코트 1)는 자동차 마감의 모든 요건을 만족시킨다. 품질은 기재 또는 서페이서의 타입에 따른 의존성이 매우 낮고, 필름 광학 특성 및 안티-스톤칩 특성이 뛰어나며, 접착성이 비교로 시험한 자동차 라인 품질에 비해 우수하다.
실시예 2): 본 발명
바인더 성분이 (각각 고형분을 기준으로) 분산액 A) 84％, 원료 물질 B2) 15％, 및 원료 물질 D) 1％로 구성된 본 발명의 유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 바인더 배합물 2)의 제조 및 시험.
분산액 A) 60.7부, 가교제 원료 물질 B2) 7.2부, 부틸글리콜 4.8부, Byk®347 0.5부, 비스칼렉스® HV 30 1부, 증류수 12부, 및 10％ 농도의 디메틸에탄올아민 수용액 3부를 용해기에서 2,000 rpm으로 10분 동안 교반한 후, 원료 물질 D) 4.6부, 10％ 농도의 디메틸에탄올아민 수용액 14.9부, 디스퍼빅®190 30부, 가스루쓰 FW 200 17부 및 증류수 32.42부로 구성된 안료 페이스트 10.7부를 첨가하고, 혼합물을 4,000 rpm에서 30분 동안 교반하였다.
유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 2)은 도포 점도가 25초(DIN 4 플로우 컵/23℃)이고, pH가 약 8이며, 고형분이 30.6％이었다. 이것을 폴리우레탄 서페이서로 코팅된 금속 패널에 도포하고, 80℃에서 10분 동안 건조시킨 후, 자동차 업계에서 통상적인 2액형 폴리우레탄 톱 코트를 오버코팅하고, 140℃에서 30분 동안 경화시켰다.
실시예 3): 본 발명
실시예 2)와 같으나 조성비가 분산액 A) 69.5％, 원료 물질 B2) 29.5％ 및 원료 물질 D) 1％이었다.
수성 유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 3)은 고형분이 32.5％이었고, 25초(DIN 4 컵 유동 시간, 23℃)의 점도에서, 폴리우레탄 서페이서로 코팅된 금속 패널에 도포하고, 80℃에서 10분 동안 건조시킨 후, 2액형 폴리우레탄 톱코트를 도포하고, 140℃에서 30분 동안 경화시켰다.
얻어진 시험 결과는 다음과 같았다.
유니-블랙 안티-칩 베이스 코트 3)
유니-블랙 안티-칩 베이스 코트
실시예 2 실시예 3
도포 점도 25초 25초
고형분 30.6％ 32.5％
DOI (육안) 80 내지 90 80 내지 90
스톤칩 내성(VDA 시험) 1.5 1.5
안티-칩 베이스 코트의 서페이서에의 접착성(1=매우 양호, 2=양호, 3=불량) 1 내지 2 1 내지 2
박층시 주요 분리면** 서페이서/일렉트로코트 서페이서/일렉트로코트
실시예 4): 본 발명
각각 바인더 고형분을 기준으로 분산액 A) 49부, 원료 물질 C) 29부, 원료 물질 B1) 19부 및 원료 물질 D) 2부로 구성된 본 발명의 은-금속성(silver-metallic) 안티-칩 베이스 코트의 제조.
분산액 A) 17.5부, 원료 물질 C) 11.2부, 증류수 19부, 부틸글리콜 3.3부, 수 중 10％ 형태의 디메틸에탄올아민 4.5부를 용해기에서 2,000 rpm으로 10분 동안 교반한 후, 비스칼렉스®HV30 2.8부 및 증류수 19부를 첨가하고, 혼합물을 다시 용해기에서 2,000 rpm으로 10분 동안 교반하고, 그 후 원료 물질 B1) 3.5부, 부틸글리콜 3.3부 및 증류수 4.2부를 첨가하고, 용해기에서 10분 이상 동안 교반을 계속하고, 이어서 금속성 페이스트 11.7부를 첨가하고, 조성물을 4,000 rpm에서 30분 동안 교반하였다. 그 후, pH를 8 내지 8.5로 조정하였다.
금속성 페이스트는 부틸글리콜 41.9부, 원료 물질 D) 2.9부, 아디톨®XL250 4.3부, 스타파 히드롤란(Stapa Hydrolan)® 2156 No. 55900/G 알루미늄 50.6부 및 디메틸에탄올아민 0.23부를 용해기에서 4,000 rpm으로 30분 동안 혼합하여 제조하였다.
안티-칩 베이스 코트 4)는 고형분이 18.7％이고 도포 점도가 약 40초(DIN 4 플로우 컵)였다. 이것을 분무에 의해, 일렉트로코트 및 서페이서(타입 a)가 코팅된 금속 패널에 도포하고, 80℃에서 10분 동안 건조시킨 후, 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리아크릴레이트 및 저점도 HDI계 폴리이소시아네이트에 기초한 60％ 2액형 PU 클리어 코트로 오버코팅하고 140℃에서 30분 동안 경화시켰다. 건조 필름 두께는 베이스 코트가 약 15 ㎛였고, 클리어 코트가 약 40 ㎛였다.
타입 a) 서페이서는 그의 바인더 성분으로서, 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르(바이히드롤® D270), 블로킹된 이소시아네이트기를 함유하는 폴리우레탄 분산액(바이히테름®3146)을 함유하는 폴리우레탄 분산액, 아미노 가교제 수지 마프레날®MF 904 및 마프레날®MF 915를 30:55:7.5:7.5의 비율로 함유하였다.
실시예 5): 본 발명
은-금속성 안티-칩 베이스 코트를 실시예 4에 기재된 바와 같이 분산액 A) 29부, 원료 물질 C) 49부, 원료 물질 B1) 20부 및 원료 물질 D) 2부로부터 제조하였다.
안티-칩 베이스 코트 5)는 고형분이 15.9％이고 도포 점도가 약 40초(DIN 4 플로우 컵)였다. 이것을 분무에 의해, 일렉트로코트 및 서페이서(타입 a)로 코팅된 금속 패널에 도포하고, 80℃에서 10분 동안 건조시킨 후, 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리아크릴레이트 및 저점도 HDI계 폴리이소시아네이트에 기초한 60％ 2액형 PU 클리어 코트로 오버코팅하고 140℃에서 30분 동안 경화시켰다. 건조 필름 두께는 베이스 코트가 약 15 ㎛였고, 클리어코트가 약 40 ㎛였다.
얻어진 시험 결과는 아래와 같았다.
은-금속성 안티-칩 베이스 코트
은-금속성 안티-칩 베이스 코트 (서페이서 타입 a 상에서)
실시예 4 실시예 5
도포 점도 40초 40초
고형분 18.7％ 15.9％
플립 플롭 값(Flip flop value) (X-rite)
델타 25°/75° 66.5 (107.8/52.1) 68.3 (108/39.7)
델다 15°/110° 95.8 (129.5/33.7) 103.8 (137.3/33.5)
도료 시스템에서의 시험
스톤칩 내성(VDA 시험*) 1 내지 1.5 1 내지 1.5
안티-칩 베이스 코트의 서페이서에의 접착성(1=매우 양호, 2=양호, 3=불량) 1 내지 2 1 내지 2
박층시 주요 분리면** 서페이서/일렉트로코트 서페이서/일렉트로코트
* 1=매우 양호, 5=매우 불량 ** 심한 노출하에서 박층은 서페이서와 일렉트로 코트 사이에 발생함. 안티-칩 베이스 코트는 서페이서에 매우 잘 접착되며, 박층시 주요 분리면은 서페이서/일렉트로코트 면임.
실험 4) 및 5)를 바이히드롤® D270, 바이히테름® 3146, 바이히테름® VP LS 2153 및 사이멜® 327을 20:32.5:32.5:15의 비율로 함유한 상이한 서페이서(타입 b)에 대해 반복하였다.
얻어진 시험결과는 다음과 같았다.
은-금속성 안티-칩 베이스 코트
은-금속성 안티-칩 베이스 코트 (서페이서 타입 b 상에서)
실시예 4 실시예 5
도포 점도 40초 40초
고형분 18.7％ 15.9％
도료 시스템에서의 시험
스톤칩 내성(VDA 시험*) 1 내지 1.5 1
베이스 코트의 서페이서에의 접착성(1=매우 양호, 2=양호, 3=불량) 1 내지 2 1 내지 2
박층시 주요 분리면** 서페이서/일렉트로코트 서페이서/일렉트로코트
* 0 내지 5 등급; 1=매우 양호, 5=매우 불량 ** 심한 노출하에서 박층은 서페이서와 일렉트로 코트 사이에 발생함. 안티-칩 베이스 코트는 서페이서에 매우 잘 접착됨.
기재의 속성에 관계없이, 뛰어난 필름 광학 수치 및 금속성 효과 뿐 아니라 뛰어난 안티-스톤칩 내성 및 접착 수치를 나타내는 안티-칩 베이스 코트가 얻어졌다. 모든 코팅물은 물에 노출시 매우 우수한 내성을 나타내었고 전체적으로 뛰어난 필름 광학 품질을 나타냈다. 상응하는 도료 조성물은 저장시 안정하였다.
이상 설명을 위하여 본 발명을 상세하게 기재하였으나, 그러한 세부 내용은 단지 설명을 위한 것이며 특허청구범위에 의해 제한되는 것을 제외하곤 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남 없이 당업자에 의해 변형될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (15)

  1. A) A1) 2차 히드록시-관능성 폴리아크릴레이트 분산액 또는 폴리아크릴레이트 에멀젼 25 내지 70 중량％,
    A2) 지방족 폴리우레탄 분산액 5 내지 50 중량％,
    A3) 분자량 500 내지 2,500 g/몰의 폴리에스테르 75 중량％ 이상으로 구성된 히드록시-관능성 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 20 내지 70 중량％
    로 구성된 수성 바인더 혼합물, 및
    B) 하나 이상의 가교제
    를 포함하며, 세 성분 A1) 내지 A3) 중 2종 이상을 반드시 포함하고, 한 성분 A1) 및/또는 A3)를 반드시 35 중량％ 이상의 양으로 포함하는 수성 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 유기 용매 함량이 2 내지 12 중량％인 수성 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 성분 B)가 아미노 가교제 수지(들)인 수성 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 성분 B)가 아미노 가교제 수지와 폴리이소시아네이트의 배합물인 수성 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액
    을 포함하는 수성 코팅 조성물.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    A) 수성 바인더 혼합물 15 내지 90 중량％,
    B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％, 및
    C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액 5 내지 65 중량％
    를 포함하며, 이 때 A), B) 및 C)의 백분율은 합계하여 100 중량％인 수성 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액, 및
    D) 수희석성(water-dilutable) 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지
    를 포함하는 수성 코팅 조성물.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    A) 수성 바인더 혼합물 15 내지 89.5 중량％,
    B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％,
    C) 폴리우레탄 분산액 C1), 폴리아크릴레이트 에멀젼 C2) 또는 폴리우레탄-폴리아크릴레이트 분산액 C3)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 분산액 5 내지 65 중량％, 및
    D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지 0.5 내지 30 중량％
    를 포함하며, 이 때 A), B), C) 및 D)의 백분율은 합계하여 100 중량％인 수성 코팅 조성물.
  9. 제5항에 있어서, 성분 C)가 물리적으로 건조되는 분산액인 수성 코팅 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지
    를 포함하는 수성 코팅 조성물.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    A) 수성 바인더 혼합물 30 내지 94.5 중량％,
    B) 하나 이상의 가교제 5 내지 40 중량％, 및
    D) 수희석성 히드록시-관능성 폴리에스테르 수지 0.5 내지 30 중량％
    를 포함하며, 이 때 A), B) 및 D)의 백분율은 합계하여 100 중량％인 수성 코팅 조성물.
  12. 제7항에 있어서, 성분 D)가 25 내지 75 mg KOH/g고체 범위의 산가 및/또는 2.5 내지 10 중량％의 히드록실기 함량 및/또는 750 내지 5,000 g/몰 범위의 분자량 및/또는 15 내지 50 중량％의 양의 지방산 성분을 갖는 것인 수성 코팅 조성물.
  13. 제1항의 수성 코팅 조성물로 구성된 안티-칩(anti-chip) 베이스 코트.
  14. 기재(substrate) 및 제1항의 수성 코팅 조성물로 구성된 하나 이상의 코트를 포함하는 도료 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 기재가 플라스틱, 목재, 금속, 광물 기재, 텍스타일, 가죽, 유리, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 것이 도료 시스템.
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