KR20100065315A - 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 및 폴리 (메트)아크릴레이트와 이들의 혼합물인 분체 도장 레벨링제 - Google Patents

폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 및 폴리 (메트)아크릴레이트와 이들의 혼합물인 분체 도장 레벨링제 Download PDF

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헤이코 유켈
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비와이케이-케미 게엠베하
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Abstract

본 발명은 (a) 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상, 폴리프로필렌 옥사이드 분획이 75 중량% 이상인 1종 이상의 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르와, (b) 임의 성분인 1종 이상의 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하는 분체 도장 레벨링제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 레벨링제의 제조 방법과, 분체 도장 재료에서의 이들의 용도, 그리고 레벨링제를 포함하는 분체 도장 재료에 관한 것이다.

Description

폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 및 폴리 (메트)아크릴레이트와 이들의 혼합물인 분체 도장 레벨링제 {POLYPROPYLENE OXIDE-CONTAINING POLYETHER AND MIXTURES THEREOF WITH POLY(METH)ACRYLATES AS POWER COATING LEVELING AGENTS}
본 발명은 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 및 폴리(메트)아크릴레이트와 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르의 혼합물을 포함하는 분체 도장(粉體塗裝) 조성물용 분체 도장 레벨링제와, 이러한 혼합물의 제조 방법, 그리고 특히 표면 도장용 분체 도장 조성물 중의 레벨링제 (유동 조절제)로서의 이의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명의 레벨링제를 포함하는 분체 도장 재료에 관한 것이다.
도장면은 일반적으로 완전히 평활하지는 않지만, 그 대신에 이른바 기복(起伏) 구조 또는 오렌지 껍질 구조라 부르는 더 구조화한 또는 덜 구조화한 표면을 가진다. 이들 도장면은 짧은 기복을 만들면서 미세하게 구조화될 수 있거나, 긴 기복을 만들면서 느슨하게 구조화될 수 있다. 대부분의 경우, 이러한 기복은 좋지 않다. 특히 표면 구조의 성질과 도장 재료의 조성 간에는 의존성이 존재한다. 예를 들어, 도장 재료가 가령 용매를 포함하거나 용매를 포함하지 않는지 여부는 분체 도장 재료의 경우에는 중요하다. 예컨대, 무용매 분체 도장 재료의 경우에는, 이의 조성물 중에 레벨링제를 사용하는 것이 필수적인데, 왜냐하면 이들 레벨링제가 없으면 생성되는 표면이 충분히 평활하지 않기 때문이다.
문헌 ["Performance Enhancement in Coatings" by E.W.　Orr (1998, publisher: Hanser, ISBN 3-446-19405-3)]에서는, 도장용 유동 촉진제로서 폴리(메트)아크릴 에스테르와 폴리실록산을 기재하고 있다.
사용된 폴리실록산은 보통 폴리디메틸-실록산, 폴리메틸알킬실록산 또는 그 외에도 폴리에테르-변형 또는 폴리에스테르-변형 폴리디메틸알킬실록산 또는 폴리메틸알킬실록산이다.
폴리(메트)아크릴레이트가 사용된 경우, 2개 내지 12개 탄소 원자의 알킬 라디칼의 탄소 길이의 아크릴산 알킬 에스테르의 중합체 또는 공중합체를 사용하는 것이 좋다. 이러한 (메트)아크릴산 알킬 에스테르의 예로는 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 그 외에 라우릴 아크릴레이트가 있다. 사용된 생성물의 중량 평균 분자량은 통상 100,000 g/mol 이하이다.
유동 촉진제로서 사용된 폴리(메트)아크릴레이트 (공)중합체는 그대로, 또는 유기 용매 중의 용액으로서 사용될 수 있지만, 예컨대 실리카와 같은 담체 물질 상에서 사용될 수도 있다. 이는 분체 도장 재료에서의 사용에 있어서 특히 관례적인 것이다. 사용되는 이러한 제품의 양은 통상 도장 제형물을 기준으로 하여 0.1 내지 2 중량%이다.
DE 196　44　728은 분체 도장 재료용 레벨링제로서 다른 종류의 화합물인 폴리비닐 에테르를 개시하고 있다.
이들 유동 촉진제의 효과는 "액상/기체상" 계면에서의 계면 활성에서 비롯되는 것인데, 이들 계면에서 이들 생성물은 도장 시스템의 실제 결합제와 어떤 친화성이 없는 것으로부터 유래된다. 이 친화성이 없는 특징은 이들 중합체의 분자량을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 이로 인한 단점은 이러한 친화성이 없는 특징이 도장의 헤이징 (hazing)을 유발시킬 수 있고, 사용자가 취급할 수 없거나 취급이 매우 어렵도록 레벨링제의 점도가 매우 높아지게 된다는 점이다. 더욱이, 폴리실록산은 예컨대 도장 필름에 크레이터를 형성시킴으로써 (cratering), 도장 재료와의 친화성이 없는 특징을 심화시키는 경향이 있다. 이 때문에 폴리실록산의 사용이 한정되고, 특히 사용량이 제한된다. 그럼에도 불구하고, 폴리실록산은 폴리(메트)아크릴 에스테르와 함께 빈번하게 사용되는데, 왜냐하면 이들이 유동 촉진능을 제공하는 것 외에도, 도장 재료의 표면 장력을 낮추어 도장 재료에 의한 기질의 습윤화를 보충해주기 (support) 때문이다.
US 3 385 816은, 특정 폴리에테르 함유 화합물을 첨가함으로써 점도 약화 효과를 통한, 용매 함유 (solventborne) 폴리우레탄 도장 재료의 더욱 우수한 레벨링을 개시하고 있다.
그러나 코일 도장에 사용되는 분체 도장 재료 및 도장 재료용으로는 특히, 양호하면서도 저렴한 레벨링제에 대한 긴급한 필요가 존재한다. 이러한 사용을 위하여, 레벨링제는 유동 촉진능을 보유하여야 할 뿐 아니라, 이와 동시에 도장 재료의 기질 습윤성을 개선시켜 완전히 평활한 도장 필름을 생성시킬 수 있어야 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 목적들은 (a) 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상, 더욱 좋기로는 1500 g/mol 이상, 더욱 더 좋기로는 2000 g/mol 이상이며, 폴리프로필렌 옥사이드 분획은 75 중량% 이상인 1종 이상의 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르와, (b) 임의로는 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하는 분체 도장 레벨링제를 사용함으로써 달성할 수 있게 되었다. 분체 도장 레벨링제는 좋기로는 폴리(메트)아크릴레이트 (b)를 포함한다. 중량 평균 분자량은 폴리스틸렌 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피를 사용함으로써 결정할 수 있다.
이들 분체 도장 레벨링제는 앞으로 본 명세서에서 본 발명의 분체 도장 레벨링제 또는 본 발명의 레벨링제로 언급하기로 한다.
본 명세서의 폴리(메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴레이트라 함은 이 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이 각각 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트, 또는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 가리킨다.
레벨링제로서 순수한 폴리(메트)아크릴레이트와 비교하면, 본 발명의 레벨링제는 미끄러짐 감소에 대하여 분체 도장 재료 분야에서 괄목할 만 하다. "미끄러짐 감소 (slip reduction)"라는 용어는 경화된 도장 재료 표면 상의 미끄러짐 내성이 감소됨을 말한다.
순수한 폴리(메트)아크릴레이트가 사용된 경우, 투명한 분체 도장 재료는 흐려지는 경향을 보인다. 그러나, 이러한 흐림 현상 (clouding)은 본 발명의 레벨링제를 사용한 경우에는 발생하지 않는데, 본 발명의 레벨링제는 순수한 폴리(메트)아크릴레이트보다 친화성이 더 폭넓다.
본 발명의 분체 도장 레벨링제는
(a) 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상, 더욱 좋기로는 1500 g/mol 이상, 가장 좋기로는 2000 g/mol 이상이고, 폴리프로필렌 옥사이드 분획은 75 중량% 이상, 더욱 좋기로는 80 중량% 이상, 더욱 좋기로는 90 중량% 이상, 가장 좋기로는 100 중량%인 1종 이상의 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르와,
(b) 임의로는, 1종 이상의 폴리(메트)아크릴레이트
를 포함한다.
본 발명의 레벨링제는 (a)와 (b)의 두 가지 성분들을 혼합함으로써 생성될 수 있는데, 상기 혼합 단계는 중합체 용액을 가열함으로써 보조될 수 있다.
본 발명의 레벨링제를 제조하기 위한 또 다른 양호한 방법은 용매 또는 담체 매질로서 성분 (a)를 사용하여 성분 (b)를 제조하는 것이다.
두 가지 성분 (a) 및 (b)는 본 발명의 분체 도장 레벨링제 중에 상이한 중량 분획으로 존재할 수 있다. 본 발명의 레벨링제 중에, 성분 (a)는 성분 (a) 및 (b)의 중량 분획의 합을 기준으로 하여, 좋기로는 10 내지 100 중량%, 더욱 좋기로는 10 내지 75 중량%, 가장 좋기로는 10 내지 50 중량%로 존재한다. 이는 성분 (b)가 본 발명의 분체 도장 레벨링제 중에, 성분 (a) 및 (b)의 중량 분획의 합을 기준으로 하여, 좋기로는 최대 90 중량%, 더욱 좋기로는 25 내지 90 중량%, 가장 좋기로는 50 내지 90 중량%로 존재함을 의미한다.
성분 (a)에 사용되는 폴리알킬렌 옥사이드 (이는 또한 본 명세서에서 폴리에테르로 불리기도 한다)는 프로필렌 옥사이드 분획이 75 중량% 이상, 좋기로는 80 중량% 이상, 더욱 좋기로는 90 중량% 이상, 가장 좋기로는 100 중량% 이고, 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이라는 점에서 주목된다. 가장 좋은 것은 C, H, O 원자로만 이루어지는 것이다.
폴리알킬렌 옥사이드는 모노알콜로부터 또는 디알콜로부터 출발하여 생성된 직쇄형 폴리알킬렌 옥사이드일 수 있다. 그러므로 이러한 유형의 폴리알킬렌 옥사이드에는 1개 또는 2개의 말단 하이드록실 작용기가 있다. 그러나 폴리알킬렌 옥사이드의 제조 도중에 생성된 이들 하이드록실 작용기는 말단기가 캡핑될 수도 있다. 이러한 것의 예로는, 메틸 아이오다이드로 알킬화함으로써 말단기를 캡핑하는 것, 또는 아세트산 무수물로 아세트산 에스테르를 형성하는 것 등이 있다.
또는, 본 발명의 레벨링제에 사용되는 폴리알킬렌 옥사이드는 아암 (arm)이 3개 또는 그 이상인 분지쇄형 폴리알킬렌 옥사이드일 수도 있다.
양호한 폴리알킬렌 옥사이드는 1개 이상의 하이드록실 작용기를 포함하는 것이다. 이들의 예는 폴리옥시프로필렌 모노부틸 에테르, 폴리옥시프로필렌 모노이소트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌-옥시프로필렌 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌-폴리프로필렌 글리콜 펜타에리트리톨 에테르, 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에틸렌 코폴리머, 및 폴리옥시프로필렌 에테르이다.
성분 (b)는 폴리(메트)아크릴레이트이다.
폴리(메트)아크릴레이트에는 중합체쇄에 모노머가 랜덤하게 분포되어 있지만, 블록 공중합체 또는 그래디언트 공중합체로서 구조화될 수도 있다. 레벨링제로서 적합한 블록 공중합체의 예는 WO　05/059048 및 US 6,197,883에서 찾아볼 수 있다.
폴리(메트)아크릴레이트의 중량 평균 분자량은 좋기로는 1000 내지 100,000　g/mol, 더욱 좋기로는 2000 내지 50,000 g/mol, 가장 좋기로는 2000 내지 20,000　g/mol 범위이다.
폴리(메트)아크릴레이트의 유리 전이 온도는 30℃ 이하, 더욱 좋기로는 25℃ 이하이고, 이로써 분체 도장 재료에 사용되는 폴리(메트)아크릴레이트 결합제와 현저하게 구분된다. 폴리(메트)아크릴레이트의 유리 전이 온도는 차등 스캐닝 비색계 (DSC)를 사용하여 DIN ISO 11357-2에 따라 측정할 수 있다.
폴리(메트)아크릴레이트는 좋기로는 다음 자유 라디칼기를 사용하여 중합화된 모노머 단위체로부터 구성된다. 즉, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 베헤닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 및 이소보르닐 (메트)아크릴레이트 등의 탄소 원자 1 내지 22개의 직쇄형, 분지쇄형 또는 지환형 알콜의 알킬 (메트)아크릴레이트와, 벤질 메타크릴레이트 또는 페닐 아크릴레이트 등의 아릴 (메트)아크릴레이트가 그것이다. 아릴 라디칼 각각은 미치환이거나 최대 4회 치환될 수 있다.
모노머 단위체로서 에테르 알콜 함유 모노머 단위체를 사용하는 것도 가능하다. 이들의 예로는 테트라히드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 퍼퓨릴 메타크릴레이트, 2-부톡시에틸 메타크릴레이트 및 2-에톡시-에톡시에틸 아크릴레이트가 있다.
또한, 카프로락톤 변형 및/또는 발레로락톤 변형 모노머 단위체의 형태의 폴리에스테르를 중합 기본 물질에 혼입하는 것도 가능하다. 선호되는 것은 중량 평균 분자량이 220 내지 1200 g/mol인 카프로락톤 변형 및/또는 발레로락톤 변형 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트와, 탄소 원자 2 내지 8개의 직쇄형, 분지쇄형 또는 지환형 디올로부터 좋기로는 유래된 하이드록시 (메트)아크릴레이트이다.
또 다른 자유 라디칼로 중합화된 모노머 단위체는 예컨대 6 내지 20개 탄소 원자의 퍼플루오로알킬 (메트)아크릴레이트 등의 할로겐화 알콜의 메타크릴레이트, 스티렌, 및 비닐톨루엔 및 p-메틸스티렌 등의 고리 상의 알킬 치환체를 가지는 치환된 스티렌으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 레벨링제의 성분으로서 가능한 또 다른 성분 (b)는 EP　1　193　299에 개시되어 있는 바와 같은, 콤 (comb) 공중합체일 수 있다.
두 가지 성분 (a) 및 (b)는 혼합 공정에서 혼합될 수 있고, 이 공정은 중합체 용액을 가열하여 본 발명의 레벨링제를 형성하는 것에 의하여 보조될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 레벨링제를 제조하는 양호한 방법은 용매 또는 담체 매질로서 성분 (a)를 사용하여 성분 (b)를 제조하는 것이다.
이 경우, 폴리(메트)아크릴레이트, 즉 성분 (b)의 제조는 당업자에게 알려져 있는 방식으로 성분 (a) 중에서 발생한다.
성분 (b)는 자유 라디칼로 개시되는 중합화, 예를 들어 아조 개시제 또는 퍼옥사이드 개시제를 사용하는 중합화를 통하여 제조할 수 있다. 적당한 개시제로는 예를 들어 tert-부틸 퍼옥소벤조에이트 또는 디벤조일 퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드 등이 있다. 그러나, 아조이소부티로니트릴 (AIBN) 등의 아조 화합물을 사용하는 것도 가능하다. 선호되는 것은 퍼옥사이드를 사용하는 것이다.
중합 반응은 약 40 내지 180℃, 더욱 좋기로는 100 내지 150℃, 가장 좋기로는 110 내지 130℃의 온도에서 수행한다. 바람직한 중량 평균 분자량을 맞추기 위하여, 예컨대, 티올, 2차 알콜 또는 탄소 테트라클로라이드 등의 알킬 할라이드 등의 쇄 조절제 (쇄 전달제)를 중합화 동안에 첨가하는 것이 가능하다. 폴리(메트)아크릴레이트에 대한 다른 제조 방법은 예컨대 아래와 같은 제어된 중합화 방법일 수 있다.
- 가역적 첨가 분획화 쇄 전달법 [Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Process (RAFT)]: 이 방법은 특정 중합 조절제가 사용된 경우에는 MADIX 및 첨가 분획화 쇄 전달법 (Addition Fragmentation Chain Transfer)으로도 불리며, RAFT라고 약칭한다. 이는 예컨대 문헌 [Polym. Int. 2000, 49, 993, Aust. J. Chem 2005, 58, 379, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2005, 43, 5347, US 6 291 620, WO 98/01478, WO 98/58974 및 WO　99/31144]에도 설명되어 있다.
- 중합 조절제로서 니트록실 화합물을 사용하는 제어된 중합화: 예컨대, 문헌 [Chem. Rev. 2001, 101, 3661]에 설명되어 있다.
- 원자 전달 라디칼 중합화 [Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP)]: 예컨대, WO 96/30421에 설명되어 있다.
- 그룹 전달 중합화 [Group Transfer Polymerization (GTP)]: 예컨대, 문헌 [O. W. Webster in "Group Transfer Polymerization" in "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering" volume 7, H.F.　Mark, N.M.　Bikales, C.G.　Overberger and G.　Menges, Eds., Wiley Interscience, New York 1987, page 580　ff.]에 설명되어 있다.
- 유기 코발트 착체를 사용한 제어된 자유 라디칼 중합화 (controlled free-radical polymerization with organocobalt complexes): 예컨대, 문헌 [J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7973]에 설명되어 있다.
본 발명의 레벨링제는 0.01 내지 5 중량%, 좋기로는 0.05 내지 2 중량%, 가장 좋기로는 0.01 내지 1 중량%의 비교적 소량으로 도장 제형 중에 사용된다.
본 발명의 레벨링제는 용액, 에멀젼으로, 예를 들어 실리카 등의 분말로, 또는 도장 재료의 적용 방식 및 성질에 따라 100% 물질로 사용될 수 있다.
용매 함유 도장 재료에서, 도장 재료와 유사한 용매 중에 희석시킨 레벨링제를 사용하는 것이 좋다. 조사 경화 시스템에서, 레벨링제는 해당 모노머 중에 희석시키는 것이 좋다.
분체 도장 재료에서, 레벨링제 100% 버젼을 사용하는 것이 좋고, 또는 분말 형태의 담체 물질에 적용되는 이들 레벨링제 형태를 사용하는 것이 좋다. 독일 특허 출원 DE-A-195　22　475에 따른 레벨링제는 왁스 용융물에 혼입될 수도 있고, 이러한 방식으로 특히 본 발명의 레벨링제가 점액성·점착성 중합체인 경우에 자유 유동 고체 형태로 전환될 수 있다. 분체 도장 재료의 하위 분류에 속하는 수성 분말 슬러리에서, 레벨링제는 수성 에멀젼 형태로 첨가될 수 있다. 이들 에멀젼은 에멀젼제를 사용하여 선행 기술에 따라서 제조한다.
본 발명은 본 발명의 분체 도장 레벨링제의 사용 또는 분체 도장 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 분체 도장 재료의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%, 좋기로는 0.05 내지 2 중량%, 더욱 좋기로는 0.1 내지 1 중량%의 농도로 본 발명의 레벨링제를 포함하는 분체 도장 재료에 관한 것이다.
분체 도장 재료는 예컨대, 에폭시 수지, COOH-작용성 폴리에스테르 수지를 함유하는 하이브리드계, 트리글리시딜 이소시아누레이트계 수지, 테트라하이드록시알킬비스아미드계 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리(메트)아크릴레이트 수지 등의 열경화성 분체 도장형일 수 있다. 폴리(메트)아크릴레이트 수지의 유리 전이 온도는 좋기로는 30℃ 이상, 더욱 좋기로는 35℃ 이상이다. 대안적으로는, 분체 도장 재료는 폴리아미드 11 및 12, 폴리에틸렌, 비닐 알콜과의 공중합체 (EVOH 시스템), 폴리비닐 클로라이드, 및 플루오로폴리머 등의 중합체를 기반으로 한 열가소성 도장 분말일 수 있다.
분체 도장 재료의 또다른 예인 분체 도장 기본 물질 및 분체 도장 제형은 다음 문헌 및 이 문헌에 기재된 참고 문헌에 기재되어 있다 [Pieter Gillis de Lange "Powder Coatings, Chemistry and Technology" 2004 (publisher: Vincentz Network, ISBN 3-87870-784-3) 및 DE 196 44 728].
제조 실시예
본 발명은 다음의 실시예에 의하여 추가로 설명된다.
폴리에테르 1: 부탄올로부터 출발하여 제조된 모노하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리에테르, Mw 약 1250 g/mol
폴리에테르 2: 부탄올로부터 출발하여 제조된 모노하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리에테르, Mw 약 4600 g/mol
폴리에테르 3: 부탄올로부터 출발하여 제조된 모노하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리에테르, Mw 약 7300 g/mol
폴리에테르 4: 디하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리에테르, Mw 약 850 g/mol
폴리에테르 5: 디하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드 폴리에테르, Mw 약 7500 g/mol
폴리에테르 6: 부탄올로부터 출발하여 제조된 모노하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드-폴리에틸렌 옥사이드 공중합체, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 비율 30:70, Mw 약 4000 g/mol
폴리에테르 7: 디하이드록시-작용성 폴리프로필렌 옥사이드-폴리에틸렌 옥사이드 블록 공중합체, 에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 비율 80:20, Mw 약 9900 g/mol
중량 평균 분자량 Mw는 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 사용하여 측정하였다. 이러한 방법을 위하여, 폴리스티렌을 표준으로 사용하였다.
1) 자일렌 중의 폴리아크릴레이트 공중합체 PA1의 제조
교반기, 온도계, 환류 콘덴서 및 질소 유입관이 구비된 유리 플라스크에 자일렌 42.5 g을 N2 대기하에 충전하고, 이를 비등하도록 가열하였다. 4시간 후에, 2-에틸헥실 아크릴레이트 51.6 g 및 n-부틸 아크릴레이트 118.5 g 및 디-tert-부틸 퍼옥사이드 0.09 g의 혼합물을 계량하여 넣고, 중합 반응이 항상 비등 조건하에 수행될 수 있도록 중합 반응 동안에 반응 온도를 승온시켰다. 이어서, 디-tert-부틸 퍼옥사이드 0.01 g을 더 첨가하였다. 반응 1시간 후에, 용매를 증발시켰다.
2) 폴리에테르 3 중의 폴리아크릴레이트 공중합체 PA2의 제조
교반기, 온도계, 환류 콘덴서 및 질소 유입관이 구비된 유리 플라스크에 폴리글리콜 B01/240 57 g을 N2 대기하에 충전하고, 이를 비등하도록 가열하였다. 4시간 후에, 2-에틸헥실 아크릴레이트 51.6 g 및 n-부틸 아크릴레이트 118.5 g 및 디-tert-부틸 퍼옥사이드 0.09 g의 혼합물을 계량하여 넣고, 중합 반응이 항상 비등 조건하에 수행될 수 있도록 중합 반응 동안에 반응 온도를 승온시켰다. 이어서, 디-tert-부틸 퍼옥사이드 0.01 g을 더 첨가하였다. 반응 1시간 후에, 반응 혼합물을 냉각시켰다.
3) PA3: 폴리에테르 3과 PA 1의 혼합물
폴리에테르 3 57 g과, PA1 170 g을 실온에서 혼합한다.
4) 분말 1: Siperanat 22와 PA1의 혼합물
Sipernat 22 (침전 실리카, 제조업자: Degussa) 35 g을 주방용 믹서 (AEG사의 "assistent" 스탠드 믹서)에 채우고, 교반하면서 5분이 경과된 후, PA1 65 g을 계량하여 넣는다.
5) 분말 2: Siperanat 22와 PA3의 혼합물
Sipernat 22 35 g을 주방용 믹서에 넣고, 교반하면서 5분이 경과된 후, PA3 65 g을 계량하여 넣는다.
분체 도장 재료의 일반적인 제조법:
이 실시예에 따른 레벨링제는 분체 도장 수지에 10% 마스터뱃치의 형태로 혼합하였다. 이는 초기 수지의 부피에 따라 계산하였다. 마스터뱃치는 해당 분체 도장 수지를 용융시키고, 이를 레벨링제와 혼합함으로써 제조하였다. 냉각시킨 후, 마스터뱃치 혼합물을 제분하였다.
모든 성분은 함께 중량을 재었고, 고속 Mixaco Lab CM3 믹서로 2000 rpm으로 2.5분간 예비 혼합하였다. 이후에, 이 혼합물을 Prism TSE 16 트윈-스크루 압출기로 120℃에서 압출하였다. 생성된 수지 용융물을 냉각시키고, 분획화하고, 제분기 [Retsch ZM 100 pinned disk mill]로 제분하였다. 생성된 분말을 100 ㎛ 체에 적용하였다.
이러한 방식으로 생성된 분체 도장 혼합물을 인산화된 철판에 정전기를 이용하여 적용하고, 이러한 방식으로 도장된 판을 190℃에서 12분간 경화시켰다.
생성된 분체 도장의 평가는 다음과 같다.
ok: 우수하게 적용된 분체 도장
MC: 직경이 최대 약 1 mm인 마이크로크레이터 (microcrater)
C: 육안으로 보이는 크레이터, 일부는 금속 아래까지 존재
Uralac P 5170과 함께 백색 폴리에스테르 하이브리드 분체 도장 재료에서 시험
Figure pct00001
결과:
Figure pct00002
Uralac P 2617-3과 함께 백색 폴리에스테르 분체 도장 재료에서 시험
Figure pct00003
결과:
Figure pct00004
Uralac P 865와 함께 투명 폴리에스테르 분체 도장에서 시험
Figure pct00005
결과:
Figure pct00006
Uralac P 3495와 함께 투명 폴리에스테르 하이브리드 분체 도장에서 시험
Figure pct00007
결과:
Figure pct00008
Epikote 3003과 함께 투명 에폭시 도장에서 시험
Figure pct00009
결과:
Figure pct00010
Uralac 　P 5170과 함께 백색 폴리에스테르 하이브리드 분체 도장에서 분말 형태 레 벨링제의 시험
Figure pct00011
모든 성분을 함께 중량을 재었고, 고속 Mixaco Lab CM3 믹서로 2000 rpm으로 2.5분간 예비 혼합하였다. 이후에, 이 혼합물을 Prism TSE 16 트윈-스크루 압출기로 120℃에서 압출하였다. 생성된 수지 용융물을 냉각시키고, 분획화하고, 제분기 [Retsch ZM 100 pinned disk mill]로 제분하였다. 생성된 분말을 100 ㎛ 체에 적용하였다.
이러한 방식으로 생성된 분체 도장 혼합물을 인산화된 철판에 정전기를 사용하여 적용하고, 이러한 방식으로 도장된 판을 190℃에서 12분간 경화시켰다.
결과:
Figure pct00012

Claims (22)

  1. (a) 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이고 폴리프로필렌 옥사이드 분획이
    75 중량% 이상인 1종 이상의 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르와,
    (b) 임의 성분인 1종 이상의 폴리(메트)아크릴레이트
    를 포함하는 분체 도장(粉體塗裝) 레벨링제.
  2. 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 중의 폴리프로필렌 옥사이드 분획은 80 중량% 이상인 것인 분체 도장 레벨링제.
  3. 제2항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 중의 폴리프로필렌 옥사이드 분획은 90 중량% 이상인 것인 분체 도장 레벨링제.
  4. 제3항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 중의 폴리프로필렌 옥사이드 분획은 100 중량% 인 것인 분체 도장 레벨링제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폴리(메트)아크릴레이트의 중량 평균 분자량은 1000 내지 100,000　g/mol인 것인 분체 도장 레벨링제.
  6. 제5항에 있어서, 폴리(메트)아크릴레이트의 중량 평균 분자량은 2000 내지 50,000 g/mol인 것인 분체 도장 레벨링제.
  7. 제6항에 있어서, 폴리(메트)아크릴레이트의 중량 평균 분자량은 2000 내지 20,000 g/mol인 것인 분체 도장 레벨링제.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폴리(메트)아크릴레이트의 유리 전이 온도는 30℃ 이하인 것인 분체 도장 레벨링제.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 또는 폴리에테르들 (a)는 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 (a) 및 폴리(메트)아크릴레이트 (b)의 중량 분획의 합을 기준으로 하여 10 내지 100 중량%의 양으로 존재하는 것인 분체 도장 레벨링제.
  10. 제9항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 또는 폴리에테르들 (a)는 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 (a) 및 폴리(메트)아크릴레이트 (b)의 중량 분획의 합을 기준으로 하여 10 내지 75 중량%의 양으로 존재하는 것인 분체 도장 레벨링제.
  11. 제10항에 있어서, 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 또는 폴리에테르들 (a)는 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 (a) 및 폴리(메트)아크릴레이트 (b)의 중량 분획의 합을 기준으로 하여 10 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 것인 분체 도장 레벨링제.
  12. 폴리(메트)아크릴레이트 또는 폴리(메트)아크릴레이트들 (b)는 폴리프로필렌 옥사이드 함유 폴리에테르 또는 폴리에테르들 (a)중에서 자유 라디칼 중합화에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 분체 도장 레벨링제의 제조 방법.
  13. 열경화성 또는 열가소성 분체 도장 재료에 있어서 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 분체 도장 레벨링제 또는 제12항에 기재된 방법에 따라 제조된 분체 도장 레벨링제의 용도.
  14. 제13항에 있어서, 열경화성 분체 도장 재료는 결합제로서 에폭시 수지, 카르복시 작용성 폴리에스테르 수지와의 하이브리드계, 트리글리시딜 이소시아뉴레이트계 수지, 테트라하이드록시알킬비스아미드계 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리(메트)아크릴레이트 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 결합제를 포함하는 것인 용도.
  15. 제13항에 있어서, 열가소성 분체 도장 재료는 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리에틸렌, 비닐 알콜의 공중합체, 폴리비닐 클로라이드 및 플루오로폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체를 포함하는 것인 용도.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 분체 도장 레벨링제는 그 자체로서 사용되거나 상기 분체 도장 재료 중의 고체 담체 재료에 결합되는 것인 용도.
  17. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 분체 도장 레벨링제 또는 제12항에 기재된 방법에 의하여 제조된 분체 도장 레벨링제를 분체 도장 재료의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%의 양으로 포함하는 분체 도장 재료.
  18. 제17항에 있어서, 분체 도장 레벨링제는 분체 도장 재료의 총중량을 기준으로 하여 0.05 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 것인 분체 도장 재료.
  19. 제18항에 있어서, 레벨링제는 분체 도장 재료의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 1 중량%의 양으로 존재하는 것인 분체 도장 재료.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 열경화성 또는 열가소성 분체 도장 재료인 것인 분체 도장 재료.
  21. 제20항에 있어서, 열경화성 분체 도장 재료는 결합제로서 에폭시 수지, 카르복시 작용성 폴리에스테르 수지와의 하이브리드계, 트리글리시딜 이소시아뉴레이트계 수지, 테트라하이드록시알킬비스아미드계 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리(메트)아크릴레이트 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 결합제를 포함하는 것인 분체 도장 재료.
  22. 제20항에 있어서, 열가소성 분체 도장 재료는 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리에틸렌, 비닐 알콜의 공중합체, 폴리비닐 클로라이드 및 플루오로폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체를 포함하는 것인 분체 도장 재료.
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