KR20080066847A - 저 방사성 분말 코팅 - Google Patents
저 방사성 분말 코팅Info
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Abstract
본 발명은 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 8 내지 20 ㎛ 범위의 D50을 갖는 알루미늄 입자를 포함하며, 1종 이상의 열가소성 및/또는 열경화성 수지 결합제, 및 임의로 1종 이상의 가교제 뿐만 아니라 안료, 충전제 및 첨가제와 같은, 분말 코팅 조성물에 통상적인 성분의 친밀 혼합물을 포함하는 분말 코팅 조성물에 관한 것이다; 상기 분말 코팅 조성물은 0.3 내지 2.5 ㎛의 적외선 (IR) 및/또는 근적외선 (NIR) 파장 영역에서 60 내지 70% 범위의 총 태양열 반사율 값과, 0.4 내지 0.55 범위의 열 방사율 값을 가져서, 분말 코팅 조성물에 의해 코팅된 기판을 통한, 예를 들어, 온난한 건물로부터 더 저온의 환경으로의 열 수송을 최소화한다.
방사율, 실리카, 아크릴 중합체, 코팅 조성물
Description
본 발명은 기판 표면을 도포하여 저 방열(放熱) 코팅을 제공하는 분말 코팅 조성물, 및 상기 분말 코팅 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
저 방열 코팅은 코팅된 기판을 통한 열 수송을 최소화하여 내면 및 내부 물체 표면으로부터 더 저온의 환경으로의 열 복사를 감소시키는 것으로 공지되어 있다. 유사한 코팅도 열 반사 코팅으로서 사용될 수 있고, 이는 외부 코팅이 온난한 환경으로부터 더 저온의 물체, 예를 들어, 더 저온의 건물로의 열 수송을 감소시키는 능력을 의미한다.
통상적으로 금속 안료, 예를 들어, 알루미늄 안료, 예컨대 금속 알루미늄 분말, 무기 및 유기의 코팅되거나 캡슐화된 알루미늄 안료를 사용하여 열 방사율(emissivity)을 제공하는 상기 코팅을 생성한다.
열 방사율 (방사율)은, 실온에서 흑체의 복사 스펙트럼에 따라 측량시, 표면이 약 1 내지 50 ㎛ 범위의 파장의 전자기 복사를 방출하는 능력이다. 알루미늄 노출 (bare) 금속은, 예를 들어, 0.1의 방사율 값을 가져서, 이에 따라 클리어 (clear) 코팅된 알루미늄은 약 0.3 내지 0.9 범위의 방사율에 도달할 수 있다. 표준 기판 코팅은 전형적으로 0.8 내지 0.9 이상의 범위의 방사율을 제공한다.
EP-A 361 327 및 CA-A 2 190 997은 고 전기 전도도를 갖는 금속 입자, 예를 들어, 알루미늄 박편을 이용하여 또는 콜로이드성 금속 입자, 예컨대 콜로이드성 구리를 이용하여 고 반사성 및 저 방사율의 코팅을 제공하는 도료를 개시한다. U.S. 6,017,981에서, 금속 및/또는 금속 합금이 열 적외선 (IR) 복사의 파장의 방사율을 감소시키는 것으로 제시되어 있다. 상기 코팅은 액체 코팅 조성물 (용매계 (solvent-borne), 수계 (water-borne), 수성 분산액 또는 에멀젼)에 의해 제공된다.
분말 코팅 조성물에, 리핑 (leafing) 및/또는 비-리핑 알루미늄 안료를 사용하는 것은 특히 은색 효과의 코팅을 제공하는 것으로 공지되어 있다. 리핑 알루미늄 안료는 코팅 필름의 표면에 대하여 평행하게 배향되어 은폐력이 높으나 내구성은 손실된 코팅을 제공할 것이다. 비-리핑 알루미늄 안료는 도료 매트릭스에 친밀하게 결합되어 더 우수한 내후성 및 내구성의 코팅을 제공할 수 있다.
일반적으로, 예를 들어, 우수한 내구성을 갖는 분말 코팅은 약 0.75보다 더 높은 범위의 고 방사율 값을 갖는다.
훌륭한 코팅 특성, 예컨대, 내구성, 내스크래치성 및 우수한 외관, 뿐만 아니라 특정 안료의 코팅 조성물로서의 개선된 가공성과 함께 저 방사율을 갖는 분말 코팅 기재의 코팅을 제공할 필요성이 존재한다. 특히 저 방사성의 분말 코팅은 우수한 내습성 및 내산성 및 우수한 외관을 제공하여 건축학적 코팅 용도의 요건을 충족시켜야 한다.
발명의 개요
본 발명은 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및/또는 왁스로 처리된 8 내지 20 ㎛ 범위의 D50을 갖는 알루미늄 입자를 포함하는, 1종 이상의 열가소성 및/또는 열경화성 수지 결합제, 및 임의로, 1종 이상의 가교제 (경화제) 뿐만 아니라 안료, 충전제 및 첨가제와 같은, 분말 코팅 조성물에 통상적인 성분의 친밀 혼합물을 포함하는 분말 코팅 조성물을 제공한다.
D50 값은 알루미늄 입자의 50% 이상이 8 내지 20 ㎛의 입자 크기를 가짐을 의미한다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 0.3 내지 2.5 ㎛의 적외선 (IR) 및/또는 근적외선 (NIR) 파장 영역에서 60 내지 70% 범위의 총 태양열 반사율 값을 갖는, 0.4 내지 0.55 범위의 방사율 값을 갖는 코팅을 제공한다.
이는 분말 코팅 조성물에 의해 코팅된 기판을 통한, 예를 들어, 온난한 건물로부터 더 저온의 환경으로의 열 수송을 최소화하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 분말 코팅 조성물은 훌륭한 코팅 특성, 특히, 우수한 내습성 및 내산성 및 우수한 외관을 제공하며, 이는 건축학적 코팅 용도의 요건을 충족시킨다. 본 발명의 코팅 조성물은, 예를 들어, 애벌칠된 (primered) 기판 표면에 대하여 또는 탑 코트 (top coat)로서 사용되는 경우 다층 코팅 시스템의 코팅층에 대하여 우수한 접착성을 나타낸다. 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물의 이용으로 얇은 분말 코팅층이 가능하다. 알루미늄 입자의 분말 코팅 조성물로의 개선된 가공성이 달성되어 분말 코팅 조성물의 최적의 도포 특성을 제공할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점은 하기 상세한 설명을 읽음에 의해 당업자에게 더 쉽게 이해될 것이다. 명료성을 위하여 별개의 실시양태의 문맥으로 상기 및 하기 기술된 본 발명의 특정 특징은 또한 단일 실시양태로 함께 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 반대로, 간략함을 위하여 단일 실시양태의 문맥으로 기술된 본 발명의 각종 특징은 또한 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 또한, 문맥이 달리 명시적으로 기술하지 않는 한, 단수형의 언급은 또한 복수도 포함할 수 있다 (예를 들어, "하나"는 하나, 또는 하나 이상을 일컬을 수 있음).
본 출원에서 명시된 각종 범위의 수치의 사용은, 달리 명시하지 않는 한, 명시된 범위 이내의 최소치 및 최대치 양쪽에 단어 "약"이 선행된 것처럼 근사치로서 기술된 것이다. 이러한 방식으로, 기술된 범위의 상하로 약간의 변화가 이용되어 그 범위 이내의 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있다. 또한, 상기 범위에 대한 개시 내용은 최소치 및 최대치 사이의 모든 값을 포함하는 연속 범위로서 의도된다.
본원에 언급된 모든 특허, 특허 출원 및 공보는 그 전문이 참고로 인용된다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및/또는 왁스로 처리된 8 내지 20 ㎛ 범위의 D50을 갖는 알루미늄 입자를 포함하는, 1종 이상의 열가소성 및/또는 열경화성 수지 결합제, 및 임의로, 1종 이상의 가교제 (경화제) 뿐만 아니라 안료, 충전제 및 첨가제와 같은, 분말 코팅 조성물에 통상적인 성분의 친밀 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 알루미늄 입자는 8 내지 20 ㎛의 범위, 바람직하게는 10 내지 15 ㎛의 범위의 D50의 입자 크기 분포를 갖는다 (이는 알루미늄 입자의 50% 이상이 10 내지 15 ㎛의 입자 크기를 가짐을 의미함). 알루미늄 입자의 최대 입자 크기는 25 내지 45 ㎛의 범위이다.
알루미늄 입자의 평균 입자 크기는 10 내지 11 ㎛의 범위이다.
알루미늄 입자는 무기 코팅, 예컨대 실리카로 처리될 수 있다.
또한, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 유기 중합체로 처리된 알루미늄 입자가 사용될 수 있다. 왁스가 바람직하게 사용된다. 적절한 왁스의 예는 폴리아미드 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 아연 스테아레이트이다. 왁스는 개질될 수 있고, 예컨대 미분화되거나 또는 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 개질될 수 있다. 폴리아미드 왁스 및 폴리에틸렌 왁스와 같은 왁스가 바람직하다.
리핑 및 비-리핑 알루미늄 입자가 본 발명에 따라 사용가능하다. 리핑 및 비-리핑 알루미늄 입자는 당업자에게 공지된 알루미늄 안료의 제조 공정 동안 특정 첨가제의 사용에 의해 생성될 수 있다.
비-리핑 알루미늄 입자의 사용이 바람직하다.
사용될 수 있는 분말 코팅 조성물은 당업자에게 공지된 열가소성 및/또는 열경화성 수지 결합제, 예컨대 폴리비닐 열가소성 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, (메트) 아크릴 수지, 실리콘 수지, 우레탄 수지 및/또는 이의 개질된 공중합체, 및, 임의로 가교 수지 (경화제) 기재의 조성물이다.
용어 (메트) 아크릴레이트는 각각 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미하기 위한 것이다.
적절한 폴리에스테르는 포화 및 불포화 폴리에스테르이다. 이는, 예를 들어, 문헌[D.A. Bates, The Science of Powder Coatings, volumes 1 & 2, Gardiner House, London, 1990]에 기술된 바와 같이, 폴리카르복실산, 및 이의 무수물 및/또는 에스테르를 폴리알콜과 반응시킴에 의해 통상의 방식으로 제조될 수 있다. 불포화 폴리에스테르는 자유 라디칼 중합에 의해 가교될 수 있고, 분자당 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 올레핀 이중 결합을 함유하는 예비중합체, 예컨대 중합체 및 올리고머일 수 있다.
적절한 폴리카르복실산, 및 이의 무수물 및/또는 에스테르의 예로서 말레산, 푸마르산, 말론산, 아디프산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산, 이소프탈산, 테레프탈산, 아크릴산, 및 이의 무수물 형태, 또는 이의 혼합물을 들 수 있다. 적절한 알콜의 예는 벤질 알콜, 부탄디올, 헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 네오펜틸 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 이의 혼합물이다.
카르복실기 및 히드록실기를 함유하는 폴리에스테르의 혼합물이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 카르복시 관능화 폴리에스테르는 수지의 ｇ당 10 내지 200 ㎎의 KOH의 산가를 갖고, 히드록시 관능화 폴리에스테르는 수지의 ｇ당 10 내지 200 ㎎의 KOH의 OH가를 갖는다.
에폭시 수지도 결합제 수지로서 사용가능하다. 적절한 에폭시 수지의 예는 불포화 에폭시 수지, 예컨대, 예를 들어, 비스페놀, 예를 들어, 비스페놀 A와 에피클로로히드린으로부터 제조된 반응 산물; 관능화 수지, 예컨대 아크릴화 에폭시수지이다.
적절한 (메트) 아크릴 수지는 불포화 수지, 예컨대, 예를 들어, 글리시딜 (메트) 아크릴레이트 및 올레핀 단량체와 함께 알킬 (메트) 아크릴레이트로부터 제조된 공중합체; 관능화 수지, 예컨대 폴리에스테르 아크릴 수지, 에폭시 아크릴 수지, 우레탄 아크릴레이트이다.
적절한 우레탄 수지는, 예를 들어, 불포화 폴리에스테르 우레탄, (메트) 아크릴 우레탄이다.
적절한 폴리비닐 열가소성 수지는, 예를 들어, 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 수지이다.
바람직하게는 불포화된 폴리에스테르, 우레탄 아크릴 수지, 에폭시 아크릴 수지, 및 글리시딜 (메트) 아크릴레이트 및 올레핀 단량체와 함께 알킬 (메트) 아크릴레이트로부터 제조된 (메트) 아크릴레이트 수지가 결합제 수지로서 사용된다.
수지 결합제는, 예를 들어, 35 내지 80℃ 범위의 유리 전이 온도 Tg를 갖고, 상기 Tg는 시차 주사 열량측정 (DSC)에 의해 측정된다. 수지의 수 평균 분자량 Mn은, 예를 들어, 2000 내지 10,000 범위이고, 상기 Mn은 폴리스티렌 표준을 이용한 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)로부터 측정된다.
DSC에 의해 측정시, 예를 들어, 50 내지 150℃ 범위의 Tm (용융 온도)을 갖는 결정질 및/또는 반결정질 결합제 수지도 이용가능하다.
결합제 수지는 또한 당업자에게 공지된 가교성 관능기를 함유하는 1종 이상의 자가 가교성 수지일 수 있다.
가교제는 당업자에게 공지된 수지 결합제 군에 적절한 통상의 경화제를 포함할 수 있다. 예는 시클로지방족, 지방족 또는 방향족 폴리이소시아네이트; 에폭시기를 함유하는 가교제, 예컨대, 트리글리시딜 이소시아누레이트 (TGIC); 디에틸렌 글리콜 기재의 폴리글리시딜 에테르; 글리시딜 관능화 (메트) 아크릴 공중합체; 및 아미노, 아미도, (메트) 아크릴레이트 또는 히드록실기, 뿐만 아니라 비닐 에테르를 함유하는 가교제이다. 더욱이, 통상의 가교제, 예컨대 디시아노디아미드 경화제, 카르복실산 경화제 또는 페놀 경화제가 사용가능하다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 기술에 통상적인 성분, 예컨대 당업자에게 공지된 첨가제, 안료 및/또는 충전제를 추가의 성분으로서 함유할 수 있다.
첨가제는, 예를 들어, 탈기 보조제, 유동 조절제, 소광제, 텍스쳐제 (texturing agent), 충전제 (증량제), 광개시제, 촉매, 염료이다. 항균 활성을 갖는 화합물도 분말 코팅 조성물에 첨가될 수 있다.
가교 반응은 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물 중 열 가교로부터의 공지된 촉매의 존재에 의해 추가로 가속화될 수 있다. 상기 촉매는, 예를 들어, 주석 염, 포스파이드, 아민 및 아미드이다. 이들은 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 0.02 내지 3 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
분말 코팅 조성물은 자유 라디칼 중합을 개시하기 위한 광개시제를 함유할 수 있다. 적절한 광개시제로서, 예를 들어, 190 내지 600 nm의 파장 범위에서 흡수하는 것을 들 수 있다. 자유 라디칼 경화 시스템에 대한 광개시제의 예는 벤조인 및 유도체, 아세토페논 및 유도체, 벤조페논 및 유도체, 티옥산톤 및 유도체, 안트라퀴논, 유기 인 화합물, 예컨대, 아실 포스핀 옥시드이다. 광개시제는 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 0 내지 7 중량%의 양으로 사용된다.
분말 코팅 조성물은 투명한, 색 부여 및/또는 특수 효과 부여 안료 및/또는 충전제 (증량제)를 함유할 수 있다. 적절한 색 부여 안료는 유기 또는 무기 특성의 임의의 통상의 코팅 안료이다. 무기 또는 유기 색 부여 안료의 예는 이산화티탄, 미분화 이산화티탄, 카본 블랙, 아조안료, 및 프탈로시아닌 안료이다. 특수 효과 부여 안료의 예는, 예를 들어, 알루미늄, 구리 또는 기타 금속으로부터 제조된 금속 안료, 간섭 안료, 예컨대 금속 옥시드 코팅된 금속 안료 및 코팅된 마이카이다. 사용가능한 증량제의 예는 이산화규소, 규산알루미늄, 황산바륨, 및 탄산칼슘이다.
투명 안료/충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 안료/충전제가 없는 분말 코트를 사용하는 것도 바람직하다.
성분은 당업자에게 공지된 통상의 양, 예를 들어, 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 25 중량%로 사용된다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%로
(A) 40 내지 98 중량%의 1종 이상의 수지 결합제,
(B) 0 내지 60 중량%의 1종 이상의 가교제,
(C) 0.01 내지 20 중량%의, 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 알루미늄 입자, 및
(D) 0.01 내지 30 중량%의 1종 이상의 코팅 첨가제, 안료 및/또는 충전제
를 포함할 수 있다.
분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%로
(A) 60 내지 95 중량%의, 불포화 폴리에스테르, 우레탄 (메트) 아크릴 수지, 에폭시 (메트) 아크릴 수지, 및 글리시딜 (메트) 아크릴레이트 및 올레핀 단량체와 함께 알킬 (메트) 아크릴레이트로부터 제조된 (메트) 아크릴레이트 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 수지 결합제,
(B) 1 내지 40 중량%의 1종 이상의 가교제,
(C) 0.01 내지 10 중량%의, 실리카 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 알루미늄 입자, 및
(D) 0.01 내지 25 중량%의 1종 이상의 코팅 첨가제, 안료 및/또는 충전제
를 포함하는 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물이 바람직하다.
분말 코팅 조성물은 본 발명에 따른 알루미늄 입자와 함께 또는 부재 하에, 분말 코팅 산업에 이용되는 통상의 제조 기술, 예컨대 압출 및/또는 연마 공정에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 분말 코팅 조성물에 사용되는 성분은 알루미늄 입자와 함께 블렌딩되고 혼합물을 용융시키는 온도까지 가열될 수 있으며, 그 후 혼합물은 압출된다. 그 후, 압출된 물질은 냉각 롤 상에서 냉각되고, 분쇄된 후 미세 분말로 연마되며, 이는 소정의 낟알 크기, 예를 들어, 20 내지 200 ㎛의 평균 입자 크기까지 분류될 수 있다.
분말 코팅 조성물은 또한 초임계 용액으로부터의 분무, NAD "비수성 분산액" 공정 또는 초음파 정상파 원자화 공정에 의해 제조될 수 있다.
대안으로, 성분은 또한 알루미늄 입자의 부재 하에 가공될 수 있다.
그 후, 본 발명에 따른 알루미늄 입자는 상기 알루미늄 입자를 분말 코팅 입자와 함께 건조 블렌딩함에 의해 압출 및 연마 이후 완성된 분말 코팅 입자와 함께 가공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 입자는 압출 및 연마 이후 완성된 분말 코팅 입자와 함께 "결합" 공정에 의해 가공될 수 있다. 특히, 알루미늄 입자는 충격 융합의 이용으로 코팅 분말 입자와 결합된다. 이러한 목적으로, 알루미늄 입자는 분말 코팅 입자와 혼합될 수 있다. 블렌딩 동안, 개별 분말 코팅 입자는 처리에 의해 그 표면이 연화되어 알루미늄 입자가 이에 부착되고 분말 코팅 입자의 표면과 균질하게 결합된다. 분말 입자의 표면의 연화는 입자를, 예를 들어, 50 내지 60℃ 범위의 조성물의 유리 전이 온도 Tg까지 열 처리함에 의해 수행될 수 있다. 혼합물의 냉각 이후, 생성된 입자의 목적한 입자 크기로 체질 공정에 의해 진행될 수 있다.
바람직하게는 알루미늄 입자는 상기 결합 공정을 통해 분말 코팅 조성물에 도입될 수 있다.
따라서 본 발명은 또한 분말 코팅 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 분말 코팅 조성물은, 예를 들어, 정전기 분무, 열 또는 불꽃 분무, 또는 유동층 코팅법에 의해 도포될 수 있고, 이들 모두는 당업자에게 공지되어 있다.
코팅 조성물은 하나의 코팅 시스템으로서 또는 다층 필름 구조물의 코팅층으로서, 예를 들어, 금속 기판, 비금속 기판, 예컨대, 종이, 나무, 플라스틱, 예를 들어, 또한 섬유 보강 플라스틱 부품, 유리 및 세라믹에 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 또한, 예를 들어, 금속, 나무, 종이 및 필름에 대해 고속으로, 예를 들어, 약 > 50 m/분의 코팅 속도로, 예를 들어, 코일 코팅 공정으로 사용될 수 있다.
특정 도포에 있어서, 코팅될 기판은 분말 조성물의 도포 이전에 예열된 후, 분말의 도포 이후 가열되거나 가열되지 않을 수 있다. 예를 들어, 기체가 각종 가열 단계에 통상으로 이용되나, 기타 방법, 예를 들어, 마이크로파, IR 또는 NIR도 공지되어 있다.
본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 직접 기판 표면 상에 또는 액체 또는 분말계 프라이머일 수 있는 프라이머의 층 상에 도포될 수 있다. 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물은 또한 기판 표면 상의 다층 코팅 시스템의 외부층 상에 탑 코트로서 도포될 수 있다. 상기 외부층은 액체 또는 분말의 탑 코트일 수 있고, 이는 색 부여 및/또는 특수 효과 부여 베이스 코트층 상에 도포된 분말 또는 액체의 클리어 코트층 또는 이전 코팅 위에 도포된 착색 1층 분말 또는 액체의 탑 코트도 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물을 하나 이상의 코팅층으로서 도포하고 도포된 분말 코팅층(들)을 경화함에 의해 기판을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
도포되고 용융된 분말 코팅층은 열 에너지에 의해 경화될 수 있다. 코팅층은, 종래 기술에 공지된 바와 같이, 예를 들어, 대류식, 기체 및/또는 복사 가열, 예를 들어, 적외선 (IR) 및/또는 근적외선 (NIR) 조사에 의해, 예를 들어, 80℃ 내지 220℃, 바람직하게는 120℃ 내지 200℃ (각 경우 물체 온도)의 온도까지 노출될 수 있다.
분말 코팅 조성물은 또한 당업자에게 공지된 고 에너지 복사에 의해 경화될 수 있다. UV (자외선) 복사 또는 전자 빔 복사가 고 에너지 복사로서 이용될 수 있다. UV 복사가 바람직하다. 조사는 연속적으로 또는 불연속적으로 진행될 수 있다.
이중 경화도 이용될 수 있다. 이중 경화는 도포되는 조성물이, 예를 들어, UV 조사 및 당업자에 공지된 열 경화법 둘 다에 의해 경화될 수 있는 본 발명에 따른 분말 코팅 조성물의 경화법을 의미한다.
본 발명은 하기 실시예에서 더 정의된다. 이들 실시예는 오로지 예시로서 제공됨을 이해해야 한다. 상기 설명 및 이들 실시예로부터, 당업자는 본 발명에 각종 변화 및 수정을 가하여 본 발명의 본질적 특징을, 이의 의미 및 범위로부터 벗어나지 않고, 각종 용도 및 조건에 맞출 수 있음을 확인할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 본원에서 하기 기술되는 예시적 실시예에 의해 제한되기보다는, 본원에서 하기 포함되는 특허청구범위에 의해 정의된다.
하기 실시예는 본 발명을 예시한다. 양은 중량부이다.
실시예
1
분말 코팅 조성물의 제조 및 도포
제형물
1:
분말 코팅 조성물을 하기 배합비에 따라 제조한다:
| 제품명 (제형물 1) | 중량% |
| Uralac P 865 (불포화 폴리에스테르) | 92.3 |
| 벤조인 (탈기제) | 1.0 |
| Resiflow® PV 88 (유동 조절제) | 1.3 |
| Primid® XL-552 (경화제) | 4.8 |
| PTFE 왁스 (내스크래치제) | 0.6 |
제형물 1의 성분을 함께 혼합하고 120℃에서 압출기 PR 46 (회사: 부스 아게 (Buss AG))으로 압출한다. 용융 혼합된 제형물을 냉각시키고 생성되는 물질을 40 ㎛의 입자 크기 분포의 D50 값까지 연마시킨다.
알루미늄 안료 Powdal 2900 및 Powdal 1700 (실리카 코팅됨, 회사: 쉴렌크 (Schlenk))을 본 발명에 따른 알루미늄 입자로서 사용하고, 이를 일반적으로 하기 과정에 의해 제형물 1의 생성된 입자에 결합시킨다: 제형물 1 기재의 분말 입자의 양을 터보 혼합기 (예를 들어, 회사: PLAS MEC)에 로딩하고 고속 혼합 동안 57℃의 온도까지 가열시킨다. 알루미늄 안료를 상기 온도 하에 고속 혼합 하에 첨가한다. 3 내지 4 분의 블렌딩 시간 이후, 혼합물을 약 25 내지 26℃의 온도까지 냉각시키 고, 생성되는 입자를 150 ㎛의 체 상에서 체질하여 제형물 2 및 3을 제공한다.
비결합된 알루미늄 안료를 결합된 입자로부터 분리한다.
최종 분말 조성물을 코로나 건 (회사: ITW 게마 (ITW Gema))을 이용하여 80 ㎛의 필름 두께까지 금속 시트에 도포한다. 마지막으로 코팅을 대류식 오븐 내에서 200℃에서 10 분 동안 경화시킨다.
본 발명에 따른 알루미늄 안료를 함유하는
제형물
2 및 3, 코팅
의
방사율:
상기 언급한 결합 공정 뿐만 아니라 상기 기술한 도포법을 이용하여, 분말 제형물 1에 11 ㎛의 D50을 갖는 알루미늄 안료 Powdal 2900을 제형물 1의 100 중량부당 4 중량부의 양으로 첨가하고 (제형물 2를 제공함), 분말 제형물 1에 18 ㎛의 D50 값을 갖는 알루미늄 안료 Powdal 1700을 제형물 1의 100 중량부당 4 중량부의 양으로 첨가하였다 (제형물 3을 제공함).
코팅의 방사율을 측정하였고, 도 1을 참고하라.
상기 D50 값을 갖는 알루미늄 안료를 포함하는 제형물 기재의 코팅은 저 방사율 값을 제공한다.
본 발명에 따른 알루미늄 안료를 함유하는
제형물
3, 제조 방법, 코팅
의
방사율
당업자에게 공지된 건조 혼합 공정을 이용하고 상기 언급한 결합 공정 뿐만 아니라 기술한 도포법을 이용하여, 분말 제형물 1에 18 ㎛의 D50 값을 갖는 알루미늄 안료 Powdal 1700을 제형물 1의 100 중량부당 4 중량부의 양으로 첨가하였다.
코팅의 방사율을 측정하였고, 도 2를 참고하라.
양쪽 공정은 저 방사율 값의 코팅을 제공한다.
실시예
2
제형물
2 기재의 코팅
의
시험
| 특성 | 값 |
| 광택 (ISO 2813) | 57.7% |
| 접착성 (EN ISO 2409) | 0 |
| 커핑 (cupping) 시험 (EN ISO 1520) | 8.5 mm |
| 굽힘 시험 (EN ISO 1519), 5 mm의 주축 | 균열 또는 층박리 없음 |
| 충격 시험 (ASTM D 2794) | 2.5 Nm |
| 이산화황을 함유하는 습윤 대기에 대한 저항성 (EN ISO 3231) 24 주기 (ISO 4628-2) | 스크래치에 대하여 > 1 mm의 침투 없음, 색 변화 없음, 기포 형성 (blistering) 없음 |
| 아세트산 염 분무에 대한 저항성 (ISO 9227) 1000 hc (ISO 4628-2) | 스크래치에 대하여 1-2 mm/6.6 ㎟의 침투 기포 형성 없음 |
| 촉진 내후성 시험 (일광 시험) (EN ISO 11341) 광택의 소실 델타 E (포함 - 배제) | 30% 2.23-1.21 |
| 비등수에 대한 저항성 (2 시간) | 결점 및 박리 없음, 기포 형성 없음 |
| 일정한 기후에 대한 저항성 응축수 시험 (DIN 50017) 1000 h (ISO 4628-2) | > 1 mm의 침투 없고 기포 형성 없음 |
| 열 방사율 | 0.49 |
| 태양열 반사율 (퍼킨-엘머 (Perkin-Elmer)의 람다-19 기구), ISO 9050 | 61% |
| 비경화 제형물 1의 Tg (DSC) | 54℃ |
| DSC - 시차 주사 열량측정 | |
완전 흑체는 플랑크 법칙에 따라 전자기 복사를 방출할 것이다. 방출 강도 및 스펙트럼 강도 분포는 흑체 온도에 의해서만 결정된다. 어떠한 기타 변수 파라미터도 스펙트럼에 영향을 미치지 않는다. 실온 (T = 300 K)에서의 물체는 약 10 ㎛에서 최고 강도를 방출할 것이다. 상기 파장은 스펙트럼의 열 적외선 범위에 속한다. 열 방사율의 계산시 300 K에서의 흑체 복사 스펙트럼을 가중 함수로서 이용하였다.
실제 물체로부터 및 완전 흑체로부터의 조사 간의 차이가 방사율로 제공되어 진다. 방사율은 반사능과 관련되어 있다.
태양열 반사율 (람다의 함수로서)을 측정하고 방사율 (람다의 함수로서)을 이로부터 계산한다. 그 후 완전 T = 300 K 물체로부터의 플랑크 스펙트럼에 의해 측량된 람다 의존적 방사율을 적분함에 의해 열 방사율을 얻는다.
분말 코팅은 0.49의 낮은 열 방사율 및 61%의 반사율 값을 갖는다. 57.7%의 광택 값으로 우수한 외관이 나타난다. 코팅은 기판에 대한 접착성에 있어서 우수한 결과를 나타내고, 커핑 시험, 굽힘 시험, 충격 시험, 내후성 시험, 비등수 시험, 기후 응축수 시험에 의해 보여지는 우수한 저항 특성을 나타낸다. 습도 저항성은 매우 우수하며; 산 염 분무 저항성도 마찬가지이다.
Claims (11)
- 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 8 내지 20 ㎛ 범위의 D50을 갖는 알루미늄 입자를 포함하며, 1종 이상의 열가소성 및/또는 열경화성 수지 결합제, 및 임의로 1종 이상의 가교제 뿐만 아니라 안료, 충전제 및 첨가제와 같은, 분말 코팅 조성물에 통상적인 성분의 친밀 혼합물을 포함하는 분말 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 생성되는 코팅이 0.3 내지 2.5 ㎛의 적외선 (IR) 및 근적외선 (NIR) 파장 영역에서 측정시 0.4 내지 0.55 범위의 열 방사율 및 60 내지 70% 범위의 총 태양열 반사율을 갖는 분말 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 수지 결합제가 불포화 폴리에스테르 및 (메트) 아크릴레이트 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 분말 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%로(A) 40 내지 98 중량%의 1종 이상의 수지 결합제,(B) 0 내지 60 중량%의 1종 이상의 가교제,(C) 0.01 내지 20 중량%의, 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 알루미늄 입자, 및(D) 0.01 내지 30 중량%의 1종 이상의 코팅 첨가제, 안료 및/또는 충전제를 포함하는 분말 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%로(A) 60 내지 95 중량%의, 불포화 폴리에스테르, 우레탄 (메트) 아크릴 수지, 에폭시 (메트) 아크릴 수지, 및 글리시딜 (메트) 아크릴레이트 및 올레핀 단량체와 함께 알킬 (메트) 아크릴레이트로부터 제조된 (메트) 아크릴레이트 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 수지 결합제,(B) 1 내지 40 중량%의 1종 이상의 가교제,(C) 0.01 내지 10 중량%의, 실리카, (메트) 아크릴 중합체, 폴리에스테르 및 왁스로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물로 처리된 알루미늄 입자, 및(D) 0.01 내지 25 중량%의 1종 이상의 코팅 첨가제, 안료 및/또는 충전제를 포함하는 분말 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 투명 안료 및/또는 충전제를 포함하는 분말 코팅 조성물.
- 제1항의 분말 코팅 조성물을 사용하여 분말 코팅 조성물을 제조하는 방법.
- 제7항에 있어서,a) 성분 C)의 알루미늄 입자를 성분 A), B) 및 D)의 압출로부터 생성된 분말 코팅 입자와 혼합하는 단계,b) 혼합 동안 혼합물을 50 내지 60℃의 온도까지 가열시키는 단계,c) 혼합물을 냉각시키고 목적한 입자 크기까지 체질하는 단계를 포함하는 결합 공정을 이용하는 방법.
- 제1항의 분말 코팅 조성물을 사용하여 기판 표면을 코팅하는 방법.
- 제9항에 있어서, 제1항의 분말 코팅 조성물을 탑 코트 (top coat)로서 사용하는 방법.
- 제1항의 분말 코팅 조성물로 코팅되고 경화된 코팅된 기판.
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