KR20100017496A - 카르복시 작용성 오르가노실리콘을 함유하는 방오성 코팅 조성물 - Google Patents

카르복시 작용성 오르가노실리콘을 함유하는 방오성 코팅 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (i) 경화성 폴리머 및 (ii) 오르가노실리콘 폴리머를 포함하는 방오성 코팅 조성물을 제공한다. 이 방오성 코팅 조성물은 낮은 표면 에너지, 및 적합한 탄성을 가지며, 오염성 미생물의 정착을 감소시키고, 안개형 또는 밀크형 외관을 갖지 않는 투명한 코트로서 사용될 수 있다.
방오성 코팅 조성물, 경화성 폴리머, 오르가노실리콘 폴리머, 표면 에너지

Description

카르복시 작용성 오르가노실리콘을 함유하는 방오성 코팅 조성물 {ANTI-FOULING COATING COMPOSITIONS CONTAINING A CARBOXYL-FUNCTIONAL ORGANOSILICONE}
본 발명은 방오성 코팅 조성물, 상기 조성물로 코팅된 기재(substrate), 및 수중 환경에서의 기재의 오염을 방지하는 데 사용되는 상기 코팅 조성물의 용도에 관한 것이다.
선체, 부포(buoy), 시추선, 드라이 독(dry dock) 장치, 석유 굴착 장치, 및 수중에 잠긴 파이프와 같은 인공 구조물은 녹조 및 갈조류, 따개비, 홍합 등과 같은 수중 미생물에 의해 오염되기 쉽다. 그러한 구조물은 통상 금속으로 되어 있으나, 콘크리트와 같은 다른 구조재를 포함할 수도 있다. 이러한 오염은 선체에 있어서는, 해수를 통과하여 이동하는 동안 마찰을 증가시킴으로써 속도를 저하시키고 연료비를 증대시키기 때문에 골치 아픈 문제이다. 이러한 오염은 또한 시추선 및 석유 굴착 장치의 교각과 같은 정지형 구조물에 대해서도 골치 아픈 문제인데, 그것은 첫째로 파도와 해류에 대한 두꺼운 오염층의 저항이, 구조물에서 예측할 수 없는 잠재적으로 위험한 응력을 유발할 수 있고, 둘째로는 그러한 오염물이 응력 균열(stress cracking) 및 부식과 같은 결함에 대해 구조물을 검사하기 어렵게 만들기 때문이다. 상기 오염은 냉각수 유입 및 배출과 같은 배관에 있어서도 문제인 데, 오염물에 의해 유효 단면적이 감소됨으로써 유량이 감소되기 때문이다.
상업적으로 가장 성공적인 오염 방지 방법은 수중 생명체에 대해 독성인 물질, 예를 들면 트리부틸틴 클로라이드 또는 산화제1구리를 함유하는 방오성 코팅을 이용하는 방법이었다. 그러나, 그러한 독성 물질이 수중 환경 내로 방출될 경우 가질 수 있는 파괴적 영향 때문에 상기 코팅은 점차 기피하는 것으로 되고 있다. 따라서, 현저히 독성인 물질을 방출하지 않는 방오성 코팅이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허 문헌 GB 1,307,001 및 US 3,702,778에 개시된 바와 같이, 실리콘 고무 코팅이 수중 미생물에 의한 오염에 견디는 것으로 오래전부터 알려져 왔다. 그러한 코팅은 미생물이 쉽게 부착될 수 없는 표면을 제공하며, 따라서 방오성 코팅이라기 보다는 오염-탈리제(fouling-release)라고 지칭될 수 있다. 실리콘 고무 및 실리콘 화합물은 일반적으로 독성이 매우 낮다. 이 방오 시스템을 선체에 도포했을 때의 단점은 해상 미생물의 축적은 감소되지만, 모든 오염종을 제거하기 위해서는 선박의 속도가 비교적 높아야 한다는 점이다. 그러므로, 경우에 따라서는 그러한 폴리머로 처리된 선체로부터 오염물을 효과적으로 탈리시키기 위해서는, 14 노트 이상의 속도로 항해해야 하는 것으로 나타났다. 이러한 이유에서, 실리콘 고무는 상업적으로 제한된 성공을 거두었을 뿐이며, 이러한 환경 친화적 코팅의 방오성 및 오염-탈리성의 향상이 요구된다.
특허 문헌 FR 2 537 985에는 메틸 오르가노실록산 수지, 실리콘 엘라스토머, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴계 바인더, 및 용매 또는 희석제를 포함하는 방오성 코팅 조성물이 개시되어 있다.
특허 문헌 EP 0 903 389에는 광촉매 산화물(photocatalytic oxide), 실리콘 수지나 실리카, 및 발수성 플루오로 수지를 포함하는 방오 조성물이 개시되어 있다.
또 다른 개선책은 특허 문헌 WO 02/074870에 따른 유체 플루오르화 알킬- 또는 알콕시-함유 폴리머를 함유하는 방오 조성물의 제공에 의한 것이다. 그러나, 유체 플루오르화 알킬- 또는 알콕시-함유 폴리머 또는 올리고머는, 상기 유체를 포함하는 코팅이 투명하지 않고 안개형(misty) 또는 밀크형(milky) 외관을 가지기 때문에 클리어코트(clearcoat)에 사용하기에는 부적합하다는 단점을 가진다.
본 발명은 표면 에너지가 낮고, 적당한 탄성을 가지며, 오염성 미생물의 정착과 그러한 미생물의 부착 강도를 감소시키며, 안개형 또는 밀크형 외관을 갖지 않는 클리어코트로서 사용될 수 있는 방오성 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은, (i) 경화성 폴리머 및 (ii) 하기 일반식으로 표시되는 오르가노실리콘 폴리머를 포함하는 방오성 코팅 조성물에 관한 것이다:
Figure 112009073676484-PCT00001
식에서,
R1은 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬기, 아릴기, 및 알케닐기로부터 선택되고, 선택적으로는 아민기, 식 OR5(여기서 R5는 수소 또는 C1 -6 알킬임)의 산소-함유기, 및 하기 식(I)에 따른 작용기로 치환되어 있고:
Figure 112009073676484-PCT00002
(식에서,
R6은 알킬, 히드록시알킬, 탄소 원자 1∼12개의 카르복시알킬, 및 탄소 원자 10개 이하의 폴리옥시알킬렌으로부터 선택되고;
R7은 수소, 알킬, 히드록시알킬, 탄소 원자 1∼6개의 카르복시알킬, 및 탄소 원자 1∼10개의 폴리옥시알킬렌으로부터 선택되고; R7은 R8과 결합하여 환을 형성할 수 있고;
R8은 탄소 원자 1∼20개의 알킬기이고;
R9는 수소 또는 탄소 원자 1∼10개의 알킬기이고, 선택적으로 산소- 또는 질소-함유기로 치환되어 있고;
X는 O, S, 및 NH로부터 선택됨);
단, 상기 오르가노실리콘 폴리머에서의 R1 기 중 하나 이상은 상기 식(I)에 따른 작용기 또는 그의 염 유도체이고;
R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬, 아릴, 및 알케닐로부터 선택되고;
R3 및 R4는 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬, 아릴, 캡핑되거나 캡핑되지 않은 폴리옥시알킬렌, 알카릴, 아랄킬렌, 및 알케닐로부터 선택되고;
a는 0∼50,000의 정수이고;
b는 0∼100의 정수이고;
a+b는 25 이상임.
R2, R3, 및 R4는 바람직하게는 독립적으로, 메틸 및 페닐로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 메틸이다.
R6은 바람직하게는 탄소 원자 1∼12개, 보다 바람직하게는 2∼5개의 알킬기이다.
R7은 바람직하게는 수소 또는 탄소 원자 1∼4개의 알킬기이다.
R8은 바람직하게는 탄소 원자 2∼10개의 알킬기이다.
R9는 바람직하게는 수소 또는 탄소 원자 1∼5개의 알킬기이다.
X는 바람직하게는 산소 원자이다.
a+b는 바람직하게는 100∼300 범위이다.
일 실시예에서, R7은 수소이고, R8은 탄소 원자 1∼20개, 바람직하게는 2∼10개, 보다 바람직하게는 2∼5개의 알킬기이다. 그러한 작용기의 예는: 1-부타노익-4-아미도프로필:
Figure 112009073676484-PCT00003
및 1-데카노익-10-아미도프로필이다:
Figure 112009073676484-PCT00004
또 다른 실시예에서, R7은 R8에 연결되어 피롤린형 환을 형성한다.
이 실시예에 따른 작용기의 예는,
1-아미도-3-카르복시피롤리돈-1-프로필:
Figure 112009073676484-PCT00005
및 1-아미도-3-메톡시피롤리돈-1-프로필이다:
Figure 112009073676484-PCT00006
바람직한 실시예에서, 상기 오르가노실리콘 폴리머는 상기 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물의 경화에 의해 얻어지는 코팅 모두에서 유체로 존재한다.
본 발명의 틀 내에서, 유체 물질이란 ASTM (1996) D4359-90: Standard Test Method for Determining Whether a Material Is a Liquid or a Solid에 준거하여 정의된다. 이 테스트에 따르면, 상기 물질은 38℃에서 완전 밀폐된 용기 내에 유지된다. 덮개를 제거하고 용기를 뒤집는다. 용기로부터 물질의 유동을 관찰하여 고체 또는 액체 여부를 판정한다. 3분 이내에 총 50mm 이하 정도 유동하는 물질은 고체로 간주된다. 그렇지 않으면 액체로 간주된다.
바람직하게는, (유체) 오르가노실리콘 폴리머는 25℃에서 5∼1,500 cSt의 점도를 가진다.
적합한 오르가노실리콘 폴리머는 특허 문헌 US 6,565,837에 따라 제조될 수 있다.
바람직하게는, 상기 오르가노실리콘 폴리머는 코팅 조성물에 공존하는 경화성 폴리머에 대해 반응성이 없으며, 가교결합 반응에 전혀 참여하지 않는다.
본 명세서 내에서, "오르가노실리콘 폴리머"라는 용어는 오르가노실리콘 고위 폴리머(high polymer) 및 오르가노실리콘 올리고머를 포함하는 것으로 이해해야 한다.
바람직한 실시예에서, 오르가노실리콘 폴리머는 약 500∼15,000 범위의 중량평균 분자량을 가진다. 분자량이 15,000을 초과하면, 코팅의 방오성은 저하될 것이다.
오르가노실리콘 폴리머는 바람직하게는 1중량% 이상, 보다 바람직하게는 3중량% 이상, 가장 바람직하게는 5중량% 이상의 양으로 본 발명의 코팅 조성물에 존재한다. 상기 코팅 조성물은 오르가노실리콘 폴리머를 바람직하게는 40중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 가장 바람직하게는 10중량% 이하의 양으로 함유한다. 모든 중량%는 코팅 조성물의 총중량을 기준으로 한다.
본 발명의 코팅 조성물은 또한 경화성 폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 이 폴리머는 오르가노실록산-함유 폴리머이다. 보다 바람직하게는, 상기 오르가노실록산-함유 폴리머는 일반식 -[SiR'R"-O]-의 반복 단위를 포함하고, 식에서 R' 및 R"은 독립적으로 수소, 알킬, 아릴, 아랄킬, 및 알케닐기로부터 선택된다. R' 및 R"이 독립적으로 메틸 및 페닐로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다. R' 및 R"이 모두 메틸인 것이 더욱 바람직하다. 상기 식의 폴리머에 대한 환형 폴리디오르가노실록산 동족체를 사용할 수도 있다.
적합한 오르가노실록산-함유 폴리머의 보다 특정한 예는 디히드록시-작용성 폴리디메틸 실록산 및 실록산-아크릴 혼성 폴리머이다. 가장 바람직한 오르가노실록산-함유 폴리머는 그 골격에 탄소를 실질적으로 포함하지 않는(1중량% 미만의 탄소를 함유하는 것을 의미) 실록산기를 함유하는 폴리머, 예를 들면 폴리디메틸 실록산(PDMS)이다. 다른 적합한 폴리머는 특허 문헌 WO 99/33927에 개시된 폴리머, 특히 12페이지 23∼31행에 개시되어 있는 폴리머, 즉 오르가노하이드로젠 폴리실록산 또는 폴리디오르가노실록산이다. 폴리실록산은, 예를 들면, 디오르가노실록산 단위와 오르가노하이드로젠 실록산 단위 및/또는 다른 디오르가노실록산 단위의 코폴리머, 또는 오르가노하이드로젠 실록산 단위 또는 디오르가노실록산 단위의 호모폴리머를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코팅 조성물에 있어서, 경화성 폴리머로서는 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합될 수 있는 폴리실록산을 사용할 수도 있다. 그러한 폴리실록산은 "실리콘 수소화물(hydride silicone)"으로 알려져 있고, 예를 들면 특허 문헌 EP 874032-A2의 3페이지 37∼53행에 개시되어 있으며, 즉 식 R"'-(SiOR"'2)m-SiR"'3의 폴리디오르가노실록산이며, 식에서 R"'는 각각 독립적으로 탄화수소 또는 플루오르화 탄화수소 라디칼이고, 1 분자당 적어도 2개의 R"' 라디칼은 수소이고, m은 약 10∼1,500 범위의 평균치를 가진다. 실리콘 수소화물은 바람직하게는 하이드로젠 폴리디메틸 실록산이다. 실리콘 수소화물에 있어서 바람직한 평균 분자량 범위는 약 1,000∼28,000이고, 이것은 약 13∼380 범위의 m 값에 해당한다.
경화성 폴리머는 본 발명의 코팅 조성물 중에 바람직하게는 30중량% 이상, 보다 바람직하게는 50중량% 이상, 가장 바람직하게는 70중량% 이상의 양으로 존재한다. 코팅 조성물은 상기 경화성 폴리머를 바람직하게는 99중량% 이하, 보다 바람직하게는 90중량% 이하, 가장 바람직하게는 80중량% 이하의 양으로 함유한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 코팅 조성물은 1종 이상의 충전재, 안료, 촉매, 및/또는 용매를 포함할 수도 있다.
적합한 충전재의 예는 황산바륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 실리카 또는 실리케이트(예컨대 탈크, 장석(feldspar) 및 고령토(china clay)), 알루미늄 페이스트/플레이크, 벤토나이트 또는 그 밖의 클레이이다. 몇몇 충전재는 코팅 조성물에 대해 요변성 효과를 가질 수 있다. 충전재의 비율은 코팅 조성물의 총중량 기준으로 0∼25중량% 범위일 수 있다.
적합한 안료의 예는 흑색 산화철 및 이산화티탄이다. 안료의 비율은 코팅 조성물의 총중량 기준으로 0∼10중량% 범위일 수 있다.
적합한 용매로는, 방향족 탄화수소, 알코올, 케톤, 에스테르 및 이것들끼리의 혼합물 또는 지방족 탄화수소와의 혼합물이 포함된다. 환경적 관점에서 용매의 사용을 최소화하기 위해서는, 사용하는 코팅 기술에 적합한 용액으로서, 가능한 한 농축된 용액을 사용하는 것이 유리하다. 코팅 조성물의 고체 함량은 바람직하게는 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 70중량% 이상이다. 상기 고체 함량은 바람직하게는 95중량% 이하, 보다 바람직하게는 90중량% 이하, 가장 바람직하게는 80중량% 이하이다.
적합한 촉매의 예는, 주석, 아연, 철, 납, 바륨, 및 지르코늄과 같은 다양한 금속의 카르복시산염이다. 상기 염은 바람직하게는 장쇄 카르복시산의 염이며, 예를 들면 디부틸틴 디라우레이트, 디부틸틴 디옥토에이트, 철 스테아레이트, 주석(II) 옥토에이트, 및 납 옥토에이트이다. 그 밖의 적합한 촉매의 예로는, 오르가노비스무트와 오르가노티타늄 화합물, 및 비스(2-에틸-헥실) 하이드로젠포스페이트와 같은 오르가노-포스페이트가 포함된다. 사용할 수 있는 다른 촉매로는, 디부틸틴 아세토아세토네이트와 같은 킬레이트가 포함된다. 또한, 상기 촉매는 산기(acid group)에 대해 α 위치에 있는 탄소 원자 상에 하나 이상의 할로겐 치환체 및/또는 산기에 대해 β 위치에 있는 탄소 원자 상에 하나 이상의 할로겐 치환체를 가지는 할로겐화 유기산, 또는 축합 반응의 조건 하에서 가수분해되어 그러한 산을 형성할 수 있는 유도체를 포함할 수 있다.
경화성 폴리머의 형태에 따라서, 코팅 조성물에 가교결합제가 필요할 수 있다. 가교결합제의 존재는 경화성 폴리머가 축합에 의해 경화될 수 없는 경우에만 필요하다. 이것은 상기 폴리머에 존재하는 작용기에 의존할 것이다. 일반적으로, 폴리머가 알콕시기를 포함할 때, 가교결합제의 존재는 필요하지 않다. 상기 폴리머가 알콕시기를 포함하는 경우에는, 도포 후 코팅의 완전한 경화를 달성하기 위해서 소량의 축합 촉매 및 물이 존재하면 일반적으로 충분하다. 이러한 조성물에 있어서, 대기중의 수분은 일반적으로 경화를 유도하기에 충분하고, 도포 후에는 대체로 코팅 조성물을 가열할 필요가 없다.
선택적으로 존재하는 가교결합제는 작용성 실란 및/또는 하나 이상의 옥심기를 포함하는 가교결합제일 수 있다. 그러한 가교결합제의 예는 특허 문헌 WO 99/33927의 19페이지 9행 내지 21페이지 17행에 제시되어 있다. 여러 가지 가교결합제의 혼합물을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 방오성 코팅 조성물은, 브러싱, 롤러 코팅, 또는 분무(에어리스 및 통상적 방법)과 같은 일반적 기술에 의해 기재에 도포될 수 있다. 기재에 적절히 접착시키기 위해서는, 프라이머 처리된 기재에 코팅 조성물을 도포하는 것이 바람직하다. 프라이머는 임의의 통상적 프라이머/밀봉제(sealer) 코팅 시스템일 수 있다. 아크릴계 실록시-작용성 폴리머, 용매, 요변성제, 충전재, 및 선택적으로, 수분 제거제를 포함하는 프라이머를 사용할 때, 특히 접착성에 관해서 양호한 결과가 확인되었다. 그러한 프라이머는 특허 문헌 WO 99/33927에 개시되어 있다. 노후된(aged) 방오성 코팅층을 함유하는 기재 상에 본 발명에 따른 코팅 조성물을 도포할 수도 있다. 본 발명에 따른 코팅 조성물을 그러한 노후된 층에 도포하기 전에, 모든 오염물을 제거하기 위해 고압 수세에 의해 이 노후층을 세척한다. WO 99/33927에 개시된 프라이머는 노후된 코팅층과 본 발명에 따른 코팅 조성물 사이의 타이 코트(tie coat)로서 사용될 수 있다.
코팅이 경화된 후, 코팅을 즉시 침지하여 방오 및 오염-탈리성을 즉시 제공할 수 있다. 전술한 바와 같이, 얻어지는 코팅은 매우 양호한 방오 및 오염-탈리 성질을 가진다. 이러한 측면에서 본 발명에 따른 코팅 조성물은 해상 용도의 방오성 코팅 또는 오염물 제거 코팅으로서 사용하기에 매우 적합하다. 본 발명의 코팅 조성물은 선체, 부포, 시추선, 석유 굴착 장치, 및 수중에 잠긴 파이프와 같은 동적 및 정적 구조물 모두에 사용할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 금속, 콘크리트, 목재 또는 섬유-보강 수지와 같은 구조물용으로 사용되는 임의의 기재에 도포될 수 있다.
합성예 A: 1-메톡시피롤리돈-3-아미도-1-프로필폴리디메틸실록산의 합성
1-아미도-3-카르복시피롤리돈-1-프로필폴리디메틸실록산 유체를 메탄올 500ml 및 p-톨루엔 술폰산 0.28g에 첨가했다. 얻어지는 혼합물을 60℃에서 환류 하에 5시간 동안 가열했다. 이로써 2층의 액이 형성되었다. 상부층을 분리하고, 진공 하에 농축하여 오렌지색 오일을 얻었다.
합성예 B: 1-부타노익-4-아미도프로필폴리디메틸실록산의 합성
무수 숙신산(1g, 0.01mol)을 테트라하이드로퓨란에 용해하고, 얻어진 혼합물을 아미노-작용화 PDMS 43.7g(0.01mol)에 20분 동안에 걸쳐 적하했다. 얻어지는 용액을 80℃에서 환류 하에 2시간 동안 가열했다. 이로써 2층의 액이 형성되었다. 상부층을 분리하고, 진공 하에 농축하여 오일을 얻었다.
합성예 C: 1-데카노익-10-아미도프로필폴리디메틸실록산의 합성
세바스산(2g, 0.01mol)을 테트라하이드로퓨란 60ml에 용해하고, 혼합물을 교반하면서 아미노-작용화 PDMS 43.7g(0.01mol)에 적하했다. 얻어지는 용액을 80℃에서 환류 하에 5시간 동안 가열했다. 이로써 2층의 액이 형성되었다. 상부층을 분리하고, 진공 하에 농축하여 오일을 얻었다.
실시예 1
3중 팩(pack) 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션(formulation)으로 제조했다:
제1팩(베이스):
33g 3g 5g α,ω-히드록시-작용성 폴리디메틸실록산(동적 점도 35포아즈) 1-아미도-3-디메틸아미노프로필아미도피롤리돈-1-프로필 폴리디메틸실록산 크실렌
제2팩(경화제):
1.7g 5g 테트라에틸 오르토실리케이트 크실렌
제3팩(촉매 용액):
0.28g 2.54g 디부틸틴디라우레이트 2,4-펜탄디온
실시예 2
3중 팩 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션으로 제조했다:
제1팩(베이스):
65g 9g α,ω-히드록시-작용성 폴리디메틸실록산 크실렌
제2팩(경화제):
3g 5g 9.5g 테트라에틸 오르토실리케이트 1-아미도-3-카르복시피롤리돈-1-프로필폴리디메틸실록산 크실렌
제3팩(촉매 용액):
0.5g 4.8g 디부틸틴디라우레이트 2,4-펜탄디온
실시예 3
3중 팩 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션으로 제조했다:
제1팩(베이스):
33g 4.5g α,ω-히드록시-작용성 폴리디메틸실록산 크실렌
제2팩(경화제):
1.5g 2.5g 4.5g 테트라에틸 오르토실리케이트 1-메톡시피롤리돈-3-아미도-1-프로필폴리디메틸실록산 크실렌
제3팩(촉매 용액):
0.25g 2.4g 디부틸틴디라우레이트 2,4-펜탄디온
실시예 4
3중 팩 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션으로 제조했다:
제1팩(베이스):
33g 4.5g α,ω-히드록시-작용성 폴리디메틸실록산 크실렌
제2팩(경화제):
1.5g 2.5g 4.5g 테트라에틸 오르토실리케이트 1-부타노익-4-아미도프로필폴리디메틸실록산 크실렌
제3팩(촉매 용액):
0.25g 2.4g 디부틸틴디라우레이트 2,4-펜탄디온
실시예 5
2중 팩 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션으로 제조했다:
제1팩:
92g 5g m-폴리머 FR355®(실리콘/아크릴 혼성 폴리머, Wacker 제품) 1-메톡시피롤리돈-3-아미도-1-프로필폴리디메틸실록산
제2팩(경화제):
2.8g T914® 촉매/경화제(Wacker 제품)
실시예 6
2중 팩 코팅 조성물을 하기 포뮬레이션으로 제조했다:
제1팩:
50g 3g 1.5g 5g 3g α,ω-히드록시-작용성 폴리디메틸실록산 1-아미도-3-카르복시피롤리돈-1-프로필폴리디메틸실록산 공기 부양시킨 실리카(Aerosil®) 이산화티탄(Tiona 472®) 메틸-트리스(메틸에틸케톡심)실란
제2팩(촉매 용액):
0.04g 7.5g 디부틸틴 디라우레이트 트리메틸벤젠
실시예 7: 방오 시험
실시예 2, 3, 및 4의 조성물을 브러시를 사용하여 60cm×60cm의 해양 합판(marine plywood) 패널에 도포하고(건조 막 두께 약 300㎛), 이것을 에폭시 프라이머 및 아크릴계 타이 코트로 된 2중 코팅에 의해 프라임 처리했다. 각 조성물의 샘플 6개를 브러시로 도포했다. 상대적 성능 및 본 발명에 따른 코팅 상의 오염물 정착의 정도 및 차이점을 평가하기 위한 기준으로서 표준 코팅 및 무독성 대조용 샘플(control)을 도포했다.
실험용 테스트 표면을 침지하기 위해 설계된 보트로부터 시험용 패널을 침지시켰고, 그 조건은 유람선의 선체가 겪는 전형적 조건이었다.
상기 패널을 테스트 프레임에 부착시키고, 각각의 시험 장소에서 수면으로부터 0.5∼1.5m 아래에 수직으로 매달았다. 바이오파울링(biofouling) 및 코팅 일체성에 대해 패널을 정기적으로 검사했다.
시험 장소는 다음 장소를 포함했다: 모든 주된 오염 등급에 있어서 전형적인 오염을 나타내는 곳인 영국의 뉴톤 페러스(Newton Ferrers), 및 주로 조개류(경질 몸체의 동물) 오염을 가지는 곳인 스웨덴의 브래튼스(Brattons).
오염물 피복(fouling coverage)을 다음 네 가지 주된 생태학적으로 유도된 오염 카테고리: 즉, 마이크로파울링(microfouling), 잡초류(weed), 연체 동물, 및 경질 몸체 동물로 평가하고, 이들 네 가지 파울링 카테고리에 대해 육안으로 분석을 수행했는데, 육안 분석으로도 코팅 성능을 구별하기 위한 충분한 정보가 제공되는 한편, 시험 장소들 사이에 몇 가지 일반적 비교가 가능하기 때문이다.
그 결과를 하기 표에 나타낸다. 이 표에 기재된 데이터는 시험용 패널 표면의 오염물 피복 총량을 퍼센트로 나타낸 것이다.
표
스웨덴 브래튼스 11주간 스웨덴 브래튼스 22주간 영국 뉴톤 페러스 16주간
실시예 2 75.83 14.20 33.33
실시예 3 46.67 23.20 32.50
실시예 4 83.83 33.40 75.67
표준 방오성 코팅 100.00 31.20 95.50
부식방지 프라이머만 도포 100.00 100.00 99.67
이 표는 영국 해수에서의 4개월간의 침지 및 스웨덴 해수에서의 5개월간의 침지 후, 오염물의 축적이 부식방지 프라이머로만 코팅된 대조용 기판과 표준 기판 에 비해 유의적으로 적은 것을 나타낸다. 실시예 2∼4의 코팅에 부착된 모든 오염물은 가볍게 문지름으로써 매우 쉽게 제거될 수 있었으나, 대조용 기판 상에 축적된 오염물은 동일한 방법으로는 제거할 수 없었다.
부가적으로 언급할 것은, 본 발명에 따른 모든 코팅은 투명했으며, 안개형 또는 밀크형 외관을 갖지 않았다는 사실이다.

Claims (10)

  1. 경화성 폴리머 및 하기 일반식으로 표시되는 오르가노실리콘 폴리머를 포함하는 방오성 코팅 조성물(anti-fouling coating composition):
    Figure 112009073676484-PCT00007
    식에서,
    R1은 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬기, 아릴기, 및 알케닐기로부터 선택되고, 선택적으로는 아민기, 식 OR5(여기서 R5는 수소 또는 C1 -6 알킬임)의 산소-함유기, 및 하기 식(I)에 따른 작용기로 치환되어 있고:
    Figure 112009073676484-PCT00008
    (식에서,
    R6은 알킬, 히드록시알킬, 탄소 원자 1∼12개의 카르복시알킬, 및 탄소 원자 10개 이하의 폴리옥시알킬렌으로부터 선택되고;
    R7은 수소, 알킬, 히드록시알킬, 탄소 원자 1∼6개의 카르복시알킬, 및 탄소 원자 1∼10개의 폴리옥시알킬렌으로부터 선택되고; R7은 R8과 결합하여 환을 형성할 수 있고;
    R8은 탄소 원자 1∼20개의 알킬기이고;
    R9는 수소 또는 탄소 원자 1∼10개의 알킬기이고, 선택적으로 산소- 또는 질소-함유기로 치환되어 있고;
    X는 O, S, 및 NH로부터 선택됨);
    단, 상기 오르가노실리콘 폴리머에서의 R1 기 중 하나 이상은 상기 식(I)에 따른 작용기 또는 그의 염 유도체이고;
    R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬, 아릴, 및 알케닐로부터 선택되고;
    R3 및 R4는 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬, 아릴, 캡핑되거나 캡핑되지 않은 폴리옥시알킬렌, 알카릴, 아랄킬렌, 및 알케닐로부터 선택되고;
    a는 0∼50,000의 정수이고;
    b는 0∼100의 정수이고;
    a+b는 25 이상임.
  2. 제1항에 있어서,
    일 실시예에서, R7이 수소이고, R8이 탄소 원자 1∼20개를 가진 알킬기인, 방오성 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    R7이 R8에 연결되어 피롤리돈형 환을 형성하는, 방오성 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오르가노실리콘 폴리머가 유체인, 방오성 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오르가노실리콘 폴리머의 중량평균 분자량이 500∼15,000인, 방오성 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화성 폴리머가 오르가노실록산-함유 폴리머인, 방오성 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화성 폴리머가 일반식 -[SiR'R"-O]-의 반복 단위를 포함하고, 상기 식에서 R' 및 R"은 독립적으로 수소, 알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 및 비닐기로부터 선택되는, 방오성 코팅 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    R' 및 R"이 독립적으로 메틸 및 페닐로부터 선택되는, 방오성 코팅 조성물.
  9. 수중 환경(aquatic environment)에서 기재(substrate)의 오염을 방지하는 데 이용되는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물의 용도.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 도포한 다음, 상기 코팅 조성물을 경화시킴으로써 얻어지는 코팅된 기재.
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