KR20120099425A - 공기 부재 페인트 분무 도포용 소포제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리프로필렌 글리콜 A와 지방산 B의 에스테르 AB 및 소포제 첨가제로서의 에스테르 AB의 사용 방법에 관한 것으로서, 이 에스테르 AB는 수성 피복 조성물에 수성 에멀젼 형태로 첨가될 수 있다.
Description
본 발명은 폴리옥시알킬렌 글리콜의 지방산 에스테르를 포함하는 소포제 첨가제, 및 이러한 상기 첨가제를 이들 상기 수성 피복 시스템에 첨가함을 포함하는, 수성 피복 조성물 물질에서 기포의 형성을 감소시키거나 억제하기 위해 이들 상기 첨가제를 사용하는 방법에 관한 것이다.
다수의 산업 공정에서, 목적하는 효과를 수득하기 위해 표면 활성 물질을 사용한다. 예를 들어, 수성 피복 조성물은 일련의 보조 제품 및 첨가제를 필요로 하고, 이의 예는 수불용성 결합제를 유화시키기 위해 필요한 유화제 또는 기판 습윤성 및 안료 분산성을 향상시키기 위한 첨가제를 포함한다. 그러나, 이러한 표면 활성 물질의 바람직하지 않은 부작용은, 이들이 상기한 피복 조성물의 제조 또는 도포 도중에 도입될 수 있는 공기를 기포 형태로 안정화시킨다는 것이다.
수용액 또는 분산액을 소포(defoaming)시키기 위한 첨가제로서, 오일 형태의 유기 규소 화합물, 특히 저점도 내지 중점도의 디메틸폴리실록산의 사용은 공지되어 있고, 예를 들어, 문헌[참조: W. Noll "Chemie und Technologie der Silicone", Weinheim 1968 [Chemistry and Technology of Silicones]]에 기술되어 있다. 유기 규소 화합물을 기본으로 하는 소포제 및 또한 광유를 기본으로 하는 소포제의 소포 활성(defoaming activity)은 고도의 분산성 무기 또는 유기 물질, 특히 DE 제10 67 003 B호 및 DE 제1 914 684 C3호에 기술된 소위 발열성 실리카 등급을 첨가함으로써 향상시킬 수 있다. 폴리옥시알킬렌-폴리실록산 공중합체를 기본으로 하는 소포제는 미국 특허 제3,763,021호에 기술되어 있다. 이러한 소포제 첨가제는 중합체 분산액 또는 수성 피복 조성물에서 발포되는 경향을 억제하거나 감소시키기에 적합하지만, 이들 첨가제를 포함하는 수성 피복 조성물은 또한 소포제 첨가제로 인한 단점을 나타낸다. 광유를 기본으로 하는 폴리실록산, 폴리옥시알킬렌-폴리실록산 공중합체 또는 제형이 기포의 형성을 억제하거나 감소시키기 위해 첨가되는 고광택 에멀젼 페인트 시스템은 습윤 결점을 나타내고, 또한 표면에 도포될 경우, 감소된 광택을 갖는다. 기판의 습윤성은 다양한 두께의 피복 필름 및 피복 필름에서의 결함 영역의 형성을 유도하는 피복된 영역에 걸쳐 균일하지 않다. 또한, 유기 규소 화합물을 기본으로 하는 소포제의 사용과 관련되는 층간(interlayer) 접착 문제가 존재하고, 특히 피복 조성물이 피복 조성물로 충전된 탱크 속에 기판을 침지시킴으로써 도포될 경우, 크레이터가 피복 필름 중에서 발생한다. 건조 및 스토빙 동안 방출된 휘발성 화합물이 공업적 피복물에서 습관적으로 존재하는 바와 같이 촉매적 연소 장치에 공급되면, 촉매의 유효 수명은 규소 함량에 의해 감소된다.
광유를 기본으로 하는 소포제는 에멀젼 페인트의 광택을 감소시키고, 플렉소그래픽 잉크에서 플렉소그래픽 플레이트의 불필요한 팽윤을 유도하는 경향이 있다.
DE 제36 36 086 A1호에서, 폴리글리세롤과 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물의 통상적 반응 및 생성되는 알킬렌 옥사이드 부가물을 지방산으로 에스테르화하여 수득된 폴리글리세롤 폴리글리콜 에테르의 지방산 에스테르가 기술된다. 이들 생성물의 기포 억제성은 페인트에서 이들 화합물의 제한된 수명(service life)과 관련하여 향상될 필요가 있다.
그러나, 지금까지 공지된 어떤 시스템도 소위 공기 부재(airless) 분무 기술에 의해 도포되는 상기 피복 조성물에 대한 만족스러운 결과를 제공하지 않는다.
공지된 바와 같이, 공기 부재 분무 기술은 분무 노즐을 통해 피복 조성물을 수송하고, 소적의 페인트를 형성하기 위해 압축 공기를 사용하지 않는다. 대신, 페인트는 증가된 유체 압력(3.4MPa 내지 44.8MPa, 500psi 내지 6500psi)에서 당업자에게 "원자화(atomisation)"로서 언급되는 소적의 형성을 달성하기 위해 분무 건(gun)의 끝에서 작은 개구부를 통해 펌핑한다. 압력은 일반적으로 공기-구동 왕복 유체 펌프에 의해 건에 공급된다. 가압된 페인트가 건 앞의 저압 영역으로 들어갈 때, 압력의 갑작스러운 강하는 페인트가 "원자화되도록" 한다. 공기 부재 시스템은 페인팅 도급업자와 보수 도장공에 의해 가장 널리 사용된다. 공기 부재 분무는 공기 분무 방법에 비해 다수의 뚜렷한 이점을 갖는다. 이 방법은 공기 부재 분무가 더 유연하고 덜 교란되기 때문에 공기 분무보다 더 효율적이고, 따라서, 역 바운스(bounce back)시 보다 적은 페인트가 손실된다. 형성된 소적은 일반적으로 통상의 분무 건보다 크고, 단일 통로에서 더 무거운 페인트 피복물을 생성한다. 이 시스템은 또한 보다 쉽게 휴대가능하다. 생산률은 거의 두배이고, 운송 효율은 일반적으로 더 크다(사용된 페인트의 65% 내지 79% 범위). 다른 이점은 (점도를 감소시키기 위해 용매를 첨가할 필요 없이) 고점도 피복물을 이용하는 능력 및 워크피스(workpiece)의 오목한 영역에서 우수한 침투성을 갖는 이의 능력을 포함한다. 공기 부재 분무의 주요 단점은 공기 부재 피복 제형의 두꺼운 층 증강 및 고점도에 기인하여, 생성되는 필름은 핀홀 및 공기 포획(entrapment)을 형성하는데 매우 민감하고, 소포제에 대한 요구가 매우 높다는 점이다.
발명의 목적
따라서, 본 발명의 목적은 유기 규소 화합물 및 광유를 함유하지 않고, 중합체 분산액 및 이러한 분산액을 포함하는 수성 피복 시스템에서 우수한 소포 작용을 나타내고, 공기 부재 분무 도포에 사용될 수 있는, 소포제 제형을 제공하는 것이다.
발명의 요지
폴리프로필렌 글리콜의 지방산 에스테르의 수성 에멀젼이 임의로 왁스와의 혼합물로 기포의 과도한 형성을 효과적으로 억제하고, 본질적으로 결함이 없는 피복 필름을 유도한다는 것이 밝혀졌다.
이러한 상기 수성 에멀젼의 추가의 이점은 유기 규소 화합물을 기본으로 하는 성분의 부재 뿐만 아니라 휘발성 유기 화합물 함량(VOC)을 변형시킬 정도의 피복 조성물의 함량에 기인하는 성분의 부재라는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리프로필렌 글리콜 A와 지방산 B의 에스테르 AB이고, 이 에스테르 AB는 수성 피복 조성물에 수성 에멀젼 형태로 첨가될 수 있다.
본 발명의 추가의 목적은 공기 부재 분무 방법을 통해 도포될 수 있는 피복 조성물이고, 여기서 상기 피복 조성물은 소포제 첨가제로서 에스테르 AB를 포함한다.
바람직한 양태의 상세한 설명
에스테르 AB는 바람직하게는 에스테르에 그 자체로 잔류하는, 분자당 비-에스테르화된 하이드록실 그룹들의 수 ν(-OH) 대 에스테르화된 하이드록실 그룹의 수 ν(-O-CO-R)의 평균 비 9 이하(= 1.8:0.2)를 갖는다. 더 높은 에스테르화도(ν(-OH) 대 ν(-O-CO-R)의 평균 비 9 미만, 및 0까지)가 우수한 소포 활성을 유도한다는 것이 밝혀졌다. 4 이하의 상기 정의된 비와 등가인 에스테르화도의 증가는 특히 우수한 결과를 제공한다.
폴리프로필렌 글리콜 A는 바람직하게는 하기 구조식의 선형 단독중합체이다.
HO-[CH(CH3)-CH2-O-]nH
(여기서, n은 최소 수평균 몰 질량 Mn이 1800g/mol 이상, 바람직하게는 1900g/mol 이상, 특히 바람직하게는 1950g/mol 이상이도록 선택된다)
소포 활성은 수평균 몰 질량 Mn이 2000g/mol 이상일 경우 특히 우수하다고 밝혀졌다. 소포 활성과 관련하여 Mn의 상한치는 없지만, Mn이 8000g/mol보다 크면 에스테르의 점도가 높은 값에 도달하기 때문에, 분산성 및 취급 용이성이 손상된다. 이들 한계치를 포함하는 2000g/mol 내지 4000g/mol 사이의 범위가 소포 활성 및 취급 용이성과 관련하여 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 평균이 상기 언급된 관계에 따르는 한, 상이한 몰 질량의 폴리옥시프로필렌 글리콜의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 프로폭시화 3가 알콜, 또는 3가 이상의 알콜로부터 유도된 분지된 폴리옥시프로필렌 글리콜을 사용하는 것도 또한 가능하다. 이러한 분지된 화합물은 또한 본 발명의 맥락상 용어 "폴리프로필렌 글리콜"로 기술된다. 폴리옥시프로필렌 글리콜 A 중의 옥시프로필렌 잔기의 30% 이하의 부분은 또한 옥시에틸렌 잔기로 대체될 수 있다. 이러한 혼합된 폴리에테르는 또한 본 발명의 맥락상 용어 "폴리프로필렌 글리콜"로 기술된다. 이 한계치를 초과하면, 가능하게는 너무 고도의 친수성을 통해 소포 활성을 감소시킨다.
지방산 B는 4 내지 22개의 탄소원자의 탄소수를 갖고, 포화되거나 (다중) 불포화될 수 있다. 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 포화된 지방산 B1, 특히 스테아르산 및 팔미트산, 이들의 혼합물 및 또한 단일 지방산 B1, 예를 들어, 스테아르산과, 또한 바람직하게는 불포화도가 낮은 천연 공급원으로부터 유도된 지방산, 예를 들어, 코코넛 오일 지방산 또는 면실 지방산의 혼합물 B2의 혼합물이 바람직하다. 수소화되어 본질적으로 모든 잔류하는 불포화를 감소시키거나 제거하는 천연 공급원으로부터 유도된 지방산의 혼합물을 사용하는 것이 또한 바람직하다. B1과 B2의 이러한 혼합물이 특히 바람직하고, 여기서, 단일 불포화 지방족 지방산 B1은 단일 지방산 B1과 혼합물 지방산 B2의 혼합물의 질량 중에 25% 이상, 보다 바람직하게는 40% 이상의 몰 분율을 갖는다. 특히 우수한 소포 활성은 스테아르산과 코코넛 오일 지방산의 혼합물 또는 본 발명의 목적을 위한 천연 발생 오일로부터 유도된 수소화 천연 지방산 혼합물을 사용할 경우에 발견되었다.
소포 활성은, 왁스 C가 에스테르 AB에 첨가될 경우에 추가로 증가될 수 있다. 바람직한 왁스 C는 친수성 구조물, 예를 들어, 12 내지 40개의 탄소원자를 갖는 장쇄 지방족 카복실산의 혼합물의 아미드인 아미드 왁스를 갖는다. 디아미드 또는 이량체성 지방산의 아미드가 본 맥락상 또한 유용하다. 1급 또는 2급 디아민, 예를 들어, 3 내지 10개의 탄소원자를 갖는 α,ω 알킬렌 디아민, 및 지방족 모노카복실산의 두 분자로부터 유도된 상기 아미드가 특히 바람직하다.
소포 활성은, 유화제 D가 에스테르 AB에 첨가될 경우에 추가로 증가될 수 있다. 이 유화제 D는 바람직하게는 에톡시화 지방산 형태, 예를 들어, 에톡시화 스테아르산 그 자체, 또는 이들을 포함하는 혼합물, 또는 에톡시화 당 알콜의 지방산 에스테르, 예를 들어, 소르비탄 에톡실레이트의 지방산 에스테르이다.
유화제 D 및 왁스 C가 둘 다 에스테르 AB에 첨가될 경우에 특히 우수한 결과가 수득된다.
본 발명에 따르는 소포제는 임의의 수성 피복 시스템에 사용될 수 있지만, 수성 에폭시 수지 분산액과 함꼐 사용되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 혼합물 중의 소포제의 몰 분율은 일반적으로 최적의 성능을 수득하기 위해 0.1 내지 3%이다.
소포제 효과는 점도(소포제 첨가 전)가 500mPa·s 이상인 수성 피복 시스템 중에서 특히 현저하다.
본 발명은 이하 기술된 실시예에 의해 추가로 설명된다.
실시예:
당해 실시예 및 본원의 명세서 및 특허청구범위에서, 다음 정의가 사용된다:
"AN" 또는 산가는, DIN EN ISO 3682(DIN 53 402)에 따라서, 시험 중인 샘플을 중화시키는데 필요한 수산화칼륨의 질량 mKOH 및 이 샘플의 질량 mB 또는 용액 또는 분산액의 경우 샘플 중의 고체의 질량의 비로서 정의되고, 이의 통상적 단위는 "mg/g"이다.
용액 또는 분산액 중의 고체의 질량 분율 wS는 샘플을, 이러한 경우 0.7g을 취하고, 소정의 온도에서, 이러한 경우 150℃에서 10분 동안 건조시켜 DIN 55671에 따라 측정한다. 계산은 wS= mR/mB로 수행되고, 여기서 mR은 건조 후의 잔류 질량이고, mB는 샘플의 질량이다.
샘플의 동적 점도는 100s-1의 전단 속도에서 23℃의 온도에서 DIN EN ISO 3219에 따라 측정한다.
실시예 1: 에스테르 소포제 D1의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 2000g/mol인 2000g의 폴리프로필렌 글리콜, 224g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 52g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 97%이고 동적 점도가 292mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:1이었다.
실시예 2: 에스테르 소포제 D2의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 2000g/mol인 2000g의 폴리프로필렌 글리콜, 90g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 21g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 96%이고 동적 점도가 336mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:0.4였다.
실시예 3: 에스테르 소포제 D3의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 2000g/mol인 2000g의 폴리프로필렌 글리콜, 358g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 83g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 91%이고 동적 점도가 303mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:1.65였다.
실시예 4: 에스테르 소포제 D4의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 400g/mol인 400g의 폴리프로필렌 글리콜, 224g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 52g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 98%이고 동적 점도가 130mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:1이었다.
실시예 5: 에스테르 소포제 D5의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 900g/mol인 900g의 폴리프로필렌 글리콜, 224g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 52g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 95%이고 동적 점도가 60mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:1이었다.
실시예 6: 에스테르 소포제 D6의 제조
교반기, 환류 응축기, 워터 트랩 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기에, 수평균 몰 질량 Mn이 4000g/mol인 4000g의 폴리프로필렌 글리콜, 224g의 스테아르산, 0.2g의 디부틸주석 디라우레이트, 0.2g의 트리페닐포스파이트 및 200g의 크실렌을 충전시키고, 질소 블랭킷하 교반하에 2시간 내에 240℃로 가열했다. 물을 240℃에서 대기압하에 산가 5mg/g 미만에 도달할 때까지 공비 증류로 제거했다. 이어서, 52g의 코코넛 오일 지방산을 첨가하고, 크실렌 순환을 산가 5mg/g 미만이 다시 달성될 때까지 유지시켰다. 이어서, 용매를 감압하에 증류시켜 제거하여 이 온도를 일정하게 유지시켰다. 액체 반응 생성물은 고체의 질량 분율이 96%이고 동적 점도가 690mPa·s이다. 폴리프로필렌 글리콜 중의 하이드록실 그룹의 수 대 스테아르산 및 코코넛 오일 지방산 중의 산 그룹의 수의 비는 2:1이었다.
실시예 7: 유화제의 존재하에 왁스의 침전
교반기, 환류 응축기 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기 V1에, E1 내지 E7로 표시된 7개의 상이한 작동으로, 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 에스테르 소포제 D1 내지 D6 및 수평균 몰 질량 Mn이 2000g/mol인, 이후 D7로 언급되는 비-에스테르화 폴리프로필렌 글리콜 각각 58g, 유화제로서 8g의 에톡시화 지방산(®Emulsogen A, 제조원: 클라리안트 도이칠란트 게엠베하(Clariant Deutschland GmbH)) 및 3.5g의 아미드 왁스(에틸렌디아민 디스테아레이트, ®Licowax C Powder, 제조원: 클라리안트 도이칠란트 게엠베하)를 충전시키고, 90분 동안 질소 블랭킷하 교반하에 125℃로 가열하고, 투명한 용융물이 형성될 때까지 계속 교반했다. 교반기 및 냉각 자켓이 장착된 제2 용기 V2에, 실시예 1 내지 6의 에스테르 소포제 D1 내지 D6 및 변형되지 않은 폴리프로필렌 글리콜 D7 138.5g을 충전시키고, 26℃로 가열했다. 반응 용기 V2에서 격렬한 교반하에, 용기 V1의 용융물을 5분 이내에 용기 V2로 방출시키고, 이에 의해 용기 V2는 내부 온도 56℃를 가정한다. 동적 점도가 100mPa·s 내지 1500mPa·s 범위 내인 약간 하얀 탁한 생성물이 수득되었다.
실시예 8: 유화제의 존재하에 왁스의 침전
교반기, 환류 응축기 및 질소 유입구가 장착된 가열된 반응 용기 V1에, 58g의 에스테르 소포제 D1 및 3.5g의 아미드 왁스(에틸렌디아민 디스테아레이트, ®Licowax C Powder, 제조원: 클라리안트 도이칠란트 게엠베하)를 충전시키고, 90분 동안 질소 블랭킷하 교반하에 125℃로 가열하고, 투명한 용융물이 형성될 때까지 계속 교반했다. 교반기 및 냉각 자켓이 장착된 제2 용기 V2에, 138.5g의 실시예 1의 에스테르 소포제 D1을 충전시키고, 26℃로 가열했다. 반응 용기 V2에서 격렬한 교반하에, 용기 V1의 용융물을 5분 이내에 용기 V2로 방출시키고, 이에 의해 용기 V2는 내부 온도 56℃를 가정한다. 동적 점도가 671mPa·s인 약간 하얀 탁한 생성물 E8이 수득되었다.
실시예 9:
200g의 실시예 7, 작동 E5의 생성물을 100g의 실시예 7, 작동 E6의 생성물과 혼합하고, 30분 동안 균질화했다. 동적 점도가 510mPa·s인 약간 하얀 탁한 생성물 E9가 수득되었다.
실시예 10: 공기 부재 도포용 2-팩(pack) 피복 조성물의 제조
다음 제형을 사용했다:
파트 1: 혼합물은 다음 3개의 예비혼합물로부터 제조했다:
- 335.4g의 에폭시 수지 분산액(®Beckopox EP386w/52 WA, 제조원: 싸이텍 서피스 스페셜티즈 오스트리아 게엠베하(Cytec Surface Specialties Austria GmbH)), 10g의 안료 분산제 및 습윤제(®Additol VXW 6394, 제조원: 싸이텍 서피스 스페셜티즈 오스트리아 게엠베하), 5g의 유동 개질제(®Modaflow 9200, 제조원: 싸이텍 인더스트리즈 인코포레이티드(Cytec Industries Inc.)), 5g의 소포제(개별 작동을 위해: 실시예 1로부터의 D1, 실시예 7로부터의 E1 내지 E7 및 각각 실시예 8 및 9로부터의 E8 및 E9), 및 65.7g의 완전 탈이온수를 포함하는, 예비혼합물 A,
- 75.9g의 활석(®Micro Talk IT extra, 제조원: 몬도 미네랄스 비브이(Mondo Minerals BV)), 267.7g의 이산화티탄 안료(®Kronos 2190, 제조원: 크로노스 티탄(Kronos Titan)), 3g의 황색 산화철 안료(®Bayferrox 3920, 제조원: 란세쓰 도이칠란트 게엠베하(Lanxess Deutschland GmbH)), 11.1g의 블랙 산화철 안료(®Bayferrox 306, 제조원: 란세쓰 도이칠란트 게엠베하), 및 평균 입자 직경 약 3㎛의 210.1g의 황산바륨(EWO-S, 제조원: 샤크틀벤 케미 게엠베하(Sachtleben Chemie GmbH))을 포함하는, 예비혼합물 B, 및
- 6.1g의 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올-모노이소부티레이트(®Texanol, 제조원: 이스트맨 케미칼 캄파니(Eastman Chemical Company)), 5g의 소포제의 제2 부분[개별 작동을 위해: 실시예 1로부터의 D1, 실시예 7로부터의 E1 내지 E7 및 각각 실시예 8 및 9로부터의 E8 및 E9, 280℃ 초과에서 출발하는 비등 범위 및 40℃에서 동적 점도 17mm2/s를 갖는 광유의 94% 질량 분율을 포함하는 통상의 광유계 소포제 M), HLB 8의 4% 에톡시화 지방산, 및 2%의 침전된 아미드 왁스, 폴리에테르-개질된 폴리디메틸 실록산 및 광유 중에 분산된 소수성 고체를 기본으로 하는 통상의 실리콘 소포제 S1, 및 폴리에테르-개질된 폴리디메틸 실록산 및 수성 분산액 중의 소수성 고체를 기본으로 하는 통상의 실리콘 소포제 S2], 5g의 폴리우레탄 증점제(®Additol VXW 6388, 제조원: 싸이텍 서피스 스페셜티즈 오스트리아 게엠베하), 및 5g의 페이스트 수지(®Additol XW 6536, 제조원: 싸이텍 서피스 스페셜티즈 오스트리아 게엠베하)를 포함하는, 예비혼합물 C.
파트 A의 개별 성분을 비이커에 칭량하고, 교반기를 사용하여 1000min-1에서 5분 동안 충분히 균질화시켰다. 이어서, 예비혼합물 B를 균질화된 예비혼합물 A에 첨가하고, 스파츌라로 충분히 혼합했다. 이어서, 예비혼합물 A와 예비혼합물 B의 혼합물을 냉각하에 23℃에서 유지시킨 용해장치의 이중벽 포트(pot)에 충전시키고, 3000min-1의 회전 빈도에서 작동하는 용해장치 디스크를 사용하여 60분 동안 혼합했다. 따라서, 생성물 온도를 40℃ 이하로 잘 유지시켰다. 예비혼합물 C를 종료 전에, 즉 A와 B의 혼합물보다 약 50분 후에 약 10분 동안 용해장치 포트에 첨가했다.
파트 2는 96.5g의 수성 아민 경화제(®Beckopox VEH2188w/55 WA, 제조원: 싸이텍 서피스 스페셜티즈 오스트리아 게엠베하), 및 100g의 완전 탈이온수를 포함한다.
파트 1과 파트 2와의 혼합물을 포함하는 피복 조성물은 이의 도포 직전에 경화제를 스파츌라로 혼합하여 제조한다. 아민 경화제를 희석하는데 사용되는 물의 양은 준비된 혼합물의 도포 점도가 1600mPa·s로 설정되도록 가변적이다.
표 1은 핀홀 시험으로부터의 결과(실시예 11)와 함께, 사용된 상이한 소포제를 사용하여 당해 실시예 10에서 제조된 피복 조성물들을 열거한다.
실시예 11: 공기 부재 페인트의 도포 시험
실시예 10에 따라 제조된 피복 조성물은 224bar(22.4MPa)의 분무 압력에 상응하는 예비압력 7bar(0.7MPa)와 함께 사타 스프레이 믹스 캄파니(Sata Spray mix company)에 의해 시판되는 "Shark M 3227" 어플리케이터 및 타입 46/50의 공기 부재 다이를 사용하여 천공된 강 시트 상에 60㎛ 내지 200㎛의 건식 필름 두께 범위에 상응하는 피복 필름 두께를 연속적으로 변화시키면서 도포했다. 분무 후, 시트를 수직 위치로 통풍 건조시킨 후, 수평 위치로 70℃에서 20분 동안 강제 건조시켰다.
피복된 시트를 필름 두께 계량기(®byko-test 8500 basic Fe/NFe, Byk Gardner)로 측정된 120㎛ 내지 140㎛의 건식 필름 두께 범위를 사용하여 핀홀에 대해 검사했다. 1dm2의 면적 중의 핀홀의 수는 상기 표 1에 제시한다.
공기 부재 분무 도포 세트에서의 소포제 효과는 Mn이 2000g/mol 이상인 폴리프로필렌 글리콜에 의해 생성된다는 것을 알 수 있다. Mn이 400g/mol 및 900g/mol인 폴리프로필렌 글리콜의 지방산 에스테르는 불충분했다.
실시예 12: 안료 페이스트의 제조 및 연마 혼합물 중의 기포 용적의 측정
안료 페이스트는 다음 제형에 따라 제조했다:
사용된 소포제는 상기 상세화된 E1 내지 E6, E9, 통상의 광유 소포제 M1, 및 실리콘 소포제 S1이었다. 이렇게 제조된 안료 페이스트의 점도는 500mPa·s 내지 1500 mPa·s 범위 내였다.
페이스트 성분을 이중벽 용해장치 포트에 충전시키고, 23℃로 냉각하에 실험실 비드 밀로 3000min-1의 회전 속도에서 60분 동안 균질화했다. 직후, 50g의 밀링된 생성물을 높이가 기록된 유리 실린더 속의 금속 체 위에 충전시켰다. 유리 실린더 중의 높이는 기포 용적의 표시자이다.
실시예 12에 따라 제조된 안료 페이스트는 상기 표에 나열된 소포제를 포함한다. 생성된 기포의 척도로서 페이스트의 동적 점도 및 유리 실린더의 충전 높이를 또한 나열한다.
기포 생성에 대해 사용된 소포제의 현저한 영향을 알 수 있고; 페이스트 16, 17, 18, 20, 22, 23, 24 및 25에서 점도가 약간 증가하였지만, 기포 생성에서의 상당한 감소를 알 수 있다. 효과는 사용된 폴리프로필렌 글리콜(PPG)의 높은 몰 질량에 대해 더 높고, PPG의 높은 에스테르화도에 대해 더 높다.
본 발명에 따르는 소포제는 실리콘을 기본으로 하는, 당해 기술 분야의 소포제와 유사한 수준의 기포 감소를 제공한다는 것을 알 수 있다. 본 발명에 따르는 소포제는 이들이 대부분 용매를 함유하지 않고, 규소계 소포제와 공통의 계면 접착 문제를 회피한다는 추가의 이점을 갖는다.
Claims (12)
- 폴리프로필렌 글리콜 A와 지방산 B의 에스테르 AB로서, 상기 에스테르 AB는 수성 피복 조성물에 첨가될 수 있는, 에스테르 AB.
- 제1항에 있어서, 당해 에스테르에 그 자체로서 잔류하는, 분자당 비-에스테르화된 하이드록실 그룹들의 수 ν(-OH) 대 에스테르화된 하이드록실 그룹의 수 ν(O-CO-R)의 평균 비가 9 이하인, 에스테르 AB.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 글리콜 A가 다음 구조식을 갖는 선형 단독중합체인, 에스테르.
HO-[CH(CH3)-CH2-0-]nH
상기 구조식에서,
n은 최소 수평균 몰 질량 Mn이 1800g/mol 이상, 바람직하게는 1900g/mol 이상, 특히 바람직하게는 1950g/mol 이상이 되도록 선택된다. - 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 글리콜 A가, 분지되고, 프로폭시화 3가 알콜, 또는 3가 초과의 알콜로부터 유도되는, 에스테르.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 글리콜 A에서, 상기 폴리프로필렌 글리콜 A 중의 옥시프로필렌 잔기의 30% 이하의 부분이 옥시에틸렌 잔기로 대체되는, 에스테르.
- 제1항에 있어서, 상기 지방산 B가 4 내지 22개의 탄소원자의 탄소수를 갖고, 포화되거나 단일 또는 다중 불포화될 수 있는, 에스테르.
- 제1항에 있어서, 상기 지방산 B가, 12 내지 20개의 탄소원자를 갖는 포화 지방산 B1 중 적어도 하나와, 또한 바람직하게는 불포화도가 낮고 임의로 적어도 부분적으로 수소화된 천연 공급원으로부터 유도된 지방산의 혼합물 B2와의 혼합물인, 에스테르.
- 제7항에 있어서, 상기 지방산 B가 B1과 B2의 혼합물이고, 여기서 상기 단일 불포화 지방족 지방산 B1이 단일 지방산 B1과 혼합물 지방산 B2와의 혼합물의 질량 중의 25% 이상, 더욱 바람직하게는 40% 이상의 몰 분율을 갖는, 에스테르.
- 공기 부재(airless) 분무 방법을 통해 도포되는, 첨가된 에스테르 AB를 소포제 첨가제로서 포함하는 피복 조성물에의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따르는 에스테르 AB의 사용 방법.
- 제9항에 있어서, 왁스 C가 상기 에스테르 AB에 첨가되는, 사용 방법.
- 제9항에 있어서, 유화제 D가 상기 에스테르 AB에 첨가되는, 사용 방법.
- 제10항에 있어서, 유화제 D가 상기 에스테르 AB에 첨가되는, 사용 방법.
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