KR20140033321A - 내부식성 코팅 조성물 - Google Patents

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마르틴 카운
비앙카 홀테르스
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바스프 코팅스 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 폴리올 성분의 전체 중량에 대하여 3 중량% 내지 15 중량%의 OH기 함량을 갖는 하나 이상의 폴리올 성분, 및 이소시아네이트 성분의 전체 중량에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%의 이소시아네이트기 함량을 갖는 하나 이상의 이소시아네이트 성분을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 폴리올 성분은 하나 이상의 OH기-함유 폴리우레탄 프리폴리머를 포함한다. 이소시아네이트 성분은 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단 폴리락톤 프리폴리머를 포함한다. 조성물은 내부식성 코팅 물질로서 사용될 수 있다.

Description

내부식성 코팅 조성물{EROSION-RESISTANT COATING COMPOSITIONS}
발명의 기술분야
본 발명은 조성물, 이를 제조하는 방법, 코팅 물질로서 이의 용도에 관한 것이며, 이러한 조성물을 포함하는 멀티코트(multicoat) 코팅 시스템, 멀티코트 코팅 시스템을 제조하는 방법 및 이의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조성물로 코팅되거나 멀티코트 코팅 시스템으로 코팅된 기판에 관한 것이다.
선행기술
내부식성 표면이 상응하는 제품의 특정 기능을 위해 갈수록 요구되고 있다. 여기서 그러한 표면의 예는 주변 조건의 측면에 있어서 부식성 물질, 예컨대 고체 또는 액체에 대한 노출과 함께 고속으로 노출되는 표면을 포함한다. 부식성 노출은 첫째로, 예를 들면 로터 블레이드(예컨대, 풍력 에너지 시스템 또는 헬리콥터 또는 보트 스크루(screw)에서 사용됨), 공중 및 육상 운송체(예컨대, 항공기, 철도 운송체, 자동차), 및 보트처럼 그 자체가 움직이는 물체, 및 둘째로, 예를 들면 건축물(예컨대, 건축 외장 요소, 전주(power mast) 또는 풍력 에너지 타워 또는 방송 타워) 또는 파이프라인처럼 주변 또는 내부에 움직임이 있는 물체에서 원칙적으로 겪게 된다.
기본적으로, 부식은 그 자체로 또는 분산되어 존재하거나, 다른 기체 또는 액체 매질(예컨대, 공기 또는 물)에 용해되어 존재하는 액체 또는 고체 물질, 및 그러한 매질(예컨대, 공기 중 모래, 비)에 의해 이동하는 액체 또는 고체 물질에 의해 생겨날 수 있다. 이러한 물질이 제품에 침투하는 경우, 상기 물질은 제품에 부식력(erosive force)을 가한다. 이러한 예는 로터 블레이드 또는 항공기 상의 슬랫(slat) 부분에서의 비 또는 공기 중 모래로 인한 부식이다.
통상적으로, 하기의 근본적으로 상이한 조치를 통해, 코팅의 내부식성과 같은 마모 보호 조절의 가능성이 존재한다.
예를 들어, 코팅의 필름 두께를 증가시키는 것이 가능하다. 그러나, 대부분의 적용, 예컨대 항공기 건조 또는 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드 건조에서, 이는 중량 때문에 바람직하지 않다.
또한, 방향족 수지 성분을 지닌 수지, 예컨대 에폭시 수지가 코팅 물질로 사용될 수 있다. 방향족 모이어티(moiety) 때문에, 생성되는 코팅은 고 내마모성을 제공하지만, 상당히 제한된 UV 안정성을 제공한다.
또한, 빛 또는 온도에 의해 유도되어 고 가교밀도를 달성할 수 있는 수지를 포함하는 코팅 물질을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면, (자유-라디칼 또는 이온성 중합을 통한) UV 수지 또는 특정 고 반응성 중첨가 수지가 사용될 수 있다. 이러한 부류의 바인더로 마찬가지로 내마모성을 강화시키는 것이 가능하나, 로터 블레이드 또는 항공기 부품과 같은 큰 부품에 사용하는 경우에 제한 요소가 존재한다. 예를 들어, UV 수지를 포함하는 포뮬레이션(formulation)의 경우에 안료의 선택이 제한되는데 이는 이러한 안료가 경화 파장에서 최대 흡수를 가질 수 있기 때문이며, 필름 두께는 색소화(pigmentation)의 정도에 따라 제한된다. 또한, 기술적인 문제가 UV 개시제의 산소 억제 측면에서 발생한다. 온도 유도된 코팅 물질(에컨대, 폴리우레탄계 베이킹 바니시(baking varnish))이 사용되는 경우에, 특히 큰 부품을 위한 공장 크기에 관련된 베이킹 온도에 대하여 제한이 존재한다.
현재 로터 블레이드 또는 항공기 건조에 사용되는 코팅은 - 예를 들면 - 특히 고-풍력 위치(연안)와 관련하여 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드 건조, 또는 (동등하거나 더 나은 성능을 유지함과 동시에 중량이 감소된) 항공기 건조에서 향후의 도전을 위한 내부식성을 제공하지 못한다. 따라서, 내부식성에 있어서 유의미한 향상을 제공하여 값비싼 유지비용 및 수리 간격을 최소화하는 코팅에 대한 수요를 충족시키는 것이 과업이다.
Hontek Corporation에 의한 국제 특허 출원 WO 2006/055038A1는 폴리아스파르테이트(polyaspartate)와 함께 이소시아네이트 프리폴리머로부터 제조되는 내부식성 폴리우레탄 코팅을 개시한다. 상기 코팅은 내부식성의 지속기간에 관한 요구를 충분하게 충족하지 못한다. 또한, 습도가 너무 낮은 경우에, 이러한 물질은 경화하는데 문제가 생길 수 있다.
내부식성의 수단은 내부식성 코팅뿐만 아니라 필름도 포함한다. 이러한 수단은, 예를 들면, 아크릴레이트 접착제를 지닌 폴리우레탄 엘라스토머(elastomer) 필름이다. 그러나, 필름은 특히, 항공기 또는 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드 부품과 같이 상대적으로 크고/크거나 복합적으로 휘어져 있는 부품의 경우에 처리하기 어렵다. 이러한 종류의 부품은 필름으로 균일하게 제공될 수 없다. 또한, 코팅과 비교해볼 때, 필름의 접착성은 대개 충분한 내구성이 부족하다. 이는 부식 안정성의 감소로 이어질 수 있다.
과제
따라서, 본 발명에 의해 다뤄지는 과제는 상기 기재된 선행 기술의 단점을 제거하는 것이었다. 본 발명은 내부식성 코팅으로서, 선행 기술의 내부식성 코팅에 비해 상당히 향상된 내부식성을 특징으로 하는 조성물을 제공하고자 하였다.
이미 상기에 기재된 적용을 위한 코팅 물질로서 수요가 많은 내부식성 외에, 조성물은 풍화(예를 들면, UV 방사선, 습기 등)의 통상적 영향에 대한 효과적인 내성을 제공해야만 한다. 코팅은 추가로 트랜스미션 오일과 같은 작동 유체에 대한 내성이 있어야 한다. 또한, 코팅 물질은 제조하기 쉬어야 하고, 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드 또는 항공기와 같은 큰 부품에서도 처리하기 쉬어야 한다.
해결 수단
놀랍게도, 선행 기술의 단점을 가지지 않는 조성물이 발견되었다. 특히, 코팅에서 높은 부식 안정성을 나타내는 조성물이 발견되었다. 이에, 발견된 조성물은 하나 이상의 폴리올 성분 및 하나 이상의 이소시아네이트 성분을 포함한다.
폴리올 성분은 하기의 일반식 (I)의 하나 이상의 화합물로부터 제조가능한 하나 이상의 OH기-함유 폴리우레탄 프리폴리머(OH　프리폴리머), 및 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트를 포함하며, 폴리올 성분의 전체 중량을 기준으로 하여, 3 중량% 내지 15 중량%의 하이드록실기 함량을 갖는다:
Figure pct00001
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬렌기이고,
X는 S, S-S, NR3 또는 O이고,
R3는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬기이거나, H 원자이다.
일반식 (I)에 따른 화합물의 OH기는 디- 또는 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기와 반응하여 각각 우레탄기를 형성한다.
프리폴리머는 폴리머 합성의 맥락에서 폴리머의 최종 구조에 관련되는 중간체이다.
이소시아네이트 성분은 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 5 중량% 내지 15 중량%의 이소시아네이트기 함량을 가지며, 상기 이소시아네이트 성분은 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머(NCO　프리폴리머)를 포함한다.
폴리올 성분의 OH기 및 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기는 우레탄의 형성 하에 반응하여 폴리우레탄을 생성한다.
폴리올 성분의 OH기 및 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기가 바람직하게는 1:0.9 내지 1:1.5 당량비로 사용된다. 바람직하게는, 당량비가 1:0.95 내지 1:1.3이다. 특히, 폴리올 성분의 OH기가 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기에 비하여 초과하지 않는 것이 바람직하다. 특히, 1:1 내지 1:1.2 및 보다 특히 1:1의 비율이 바람직하다.
폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분으로부터의 생성물은 바람직하게는, 15000　g/mol 이하의 중량-평균 분자량을 가진다.
기재된 모든 화합물의 분자량은 - 달리 지시되지 않는 한 - 스티렌-디비닐벤젠 컬럼 조합의 용리제(1　ml/min)로서 THF(THF 중량을 기준으로 하여 +0.1 중량%의 아세트산)와 함께 GPC 분석으로 측정된다. 캘리브레이션(calibration)이 폴리스티렌 기준을 이용하여 수행된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예가 독립 청구항에 기재되어 있다.
조성물에 존재하는 것으로서, 거기에는 추가로 바인더, 안료, 용매, 분자체, 필러, 염료, 촉매, 및 첨가제와 보조제가 또한 있을 수 있다. 이것은 폴리올 및 이소시아네이트 성분의 구성과는 다르다. 이것은 폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분 둘 모두와 혼합될 수 있지만, 바람직하게는 폴리올 성분과 혼합될 수 있다.
폴리올 성분
폴리올 성분은 하나 이상의 OH기-함유 폴리우레탄 프리폴리머(OH 프리폴리머)를 포함한다. OH　프리폴리머는 일반식 (I)의 하나 이상의 화합물 및 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트로부터 제조가능하다.
일반식 (I)의 화합물 내의 알킬렌기 R1 및 R2는 바람직하게는 비분지형이다. 각각의 알킬렌기는 독립적으로, 바람직하게는 1 내지 6 개, 보다 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는다.
일반식 (I)의 화합물 내의 바람직한 라디칼 R3는 H 원자이거나, 1 내지 6 개, 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이다. 알킬기 R3는 바람직하게는 비분지형이다.
일반식 (I)에 따른 화합물 내의 가변적인 X는 바람직하게는 S, NR3 또는 O, 보다 바람직하게는 S 또는 NR3, 및 가장 바람직하게는 S이다.
코팅 산업 부문에서 전형적으로 사용되는 방향족 및 지방족 이소시아네이트 화합물이 바람직하게는, OH　프리폴리머를 제조하기 위한 디- 또는 폴리이소시아네이트로 고려된다. 또한, 폴리이소시아네이트는 이량화 이소시아네이트 및 삼량화 이소시아네이트(우레트디온(uretdione), 이소시아누레이트)를 포함한다.
지방족 디- 또는 폴리이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 지방족 디이소시아네이트가 특히 바람직하다. 이러한 화합물의 이소시아네이트기는 완전히, 부분적으로 블록(block)화되거나 전혀 블록화되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 이것은 블록화되지 않는다.
블록화된 이소시아네이트 화합물은 블로킹제(blocking agent)의 반응에 의해 이소시아네이트로부터 얻어질 수 있다. 이소시아네이트에 적합한 블로킹제는, 상응하는 알코올, 아민, 케톤, 피라졸 등과 같이 전형적으로 이용되는 모든 블로킹제를 포함하며, 바람직하게는 100℃ 미만, 보다 바람직하게는 80℃ 미만, 및 특히 바람직하게는 60℃ 미만의 디블로킹(deblocking) 온도를 갖는 블로킹제를 포함한다.
OH 프리폴리머를 제조하기 위한 디- 또는 폴리이소시아네이트 내의 NCO기 분율은 바람직하게는, OH 프리폴리머를 제조하는데 사용되는 디- 또는 폴리이소시아네이트의 전체 중량을 기준으로 하여, 15 중량% 내지 30 중량%이다. 바람직하게는, 상기 분율은 20 중량% 내지 25 중량%이다.
가능한 방향족 디이소시아네이트는, 예를 들면, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 4,4-디이소시아네이토디페닐메탄(MDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 테트라메틸렌자일리렌 디이소시아네이트(TMXDI) 또는 m-자일리렌 디이소시아네이트(XDI)일 수 있다. 방향족 디이소시아네이트로서 MDI를 사용하는 것이 바람직하다.
적합한 지방족 디이소시아네이트는, 예를 들면, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,3-사이클로헥실 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), 4,4'-디이소시아네이토디사이클로헥실메탄(H(12)MDI), 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(TMDI), 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이토-사이클로헥산, 1-이소시아네이토-3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토-메틸사이클로헥산(IPDI)이다. 지방족 디이소시아네이트가 바람직하게는 HDI, H(12)MDI 및 TMDI로 이루어진 군으로부터 선택된다. TMDI가 OH 프리폴리머를 제조하는데 특히 바람직한 디이소시아네이트이다.
한 가지 바람직한 구현예에서, OH 프리폴리머는 일반식 (I)의 화합물을 도입하고 가열함으로써 제조가능하다. 이 경우, 60 내지 100℃ 사이의 온도 범위가 바람직하다. 75 내지 85℃ 사이의 온도 범위가 보다 특히 적합하다. 이어서, 지속적 교반과 더불어 항온에서, OH 프리폴리머를 제조하는데 적합한 디- 또는 폴리이소시아네이트가 첨가된다. 그 이후에, 가교가 완료될 때까지 온도가 지속적 교반과 함께 유지되어야 한다. 가교는 일반적으로 60 내지 120 분의 시간 내에 완료된다.
일반식 (I)의 화합물 내의 OH기, 및 디- 또는 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기가 바람직하게는 3:1 내지 1.1:1의 당량비로 사용된다. 바람직한 당량비는 2.5:1 내지 1.3:1, 보다 바람직하게는 2.1:1 내지 1.5:1 범위 이내에 속한다.
OH 프리폴리머가 바람직하게는 300 내지 2500　g/mol의 중량-평균 분자량을 가진다. 보다 바람직하게는 분자량이 400 내지 2000 g/mol, 더욱 바람직하게는 400 내지 1500　g/mol이다.
폴리올 성분은 OH 프리폴리머에 더하여 하나 이상의 다른 폴리올을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 예는 폴리에터, 폴리에스터, 폴리에터-폴리에스터, 폴리락톤, 폴리아크릴레이트, 폴리에폭사이드, 폴리아민 및 폴리티올이다. 폴리올으로서 폴리에터폴리에스터는 폴리에스터와 폴리에터 구조 둘 모두를 함유한다.
폴리올 성분은 바람직하게는 폴리올 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 50 중량% 이상의 OH 프리폴리머를 포함한다. 80 중량%, 보다 바람직하게는 90 중량%, 및 더욱 바람직하게는 100 중량%가 바람직하다. 이 점에 있어서, 폴리올 성분은 가장 바람직하게는, OH 프리폴리머 외에 추가 폴리올을 함유하지 않는다.
폴리올 성분의 분율은 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 10 중량% 내지 50 중량%, 및 보다 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량%이다. 본 발명의 조성물의 모든 구성성분의 합은 100 중량%이다.
폴리올 성분은 바람직하게는, 폴리올 성분의 전체 중량에 대하여 4 중량% 내지 10 중량%의 분율로 OH기를 포함한다. 하이드록실 함량은 하이드록실가(hydroxyl number)를 통해 측정될 수 있다. 이러한 하이드록실가는 DIN　53240에 따라 측정된다.
OH 프리폴리머 내의 OH기 분율은, OH 프리폴리머의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 3 중량% 내지 15 중량%, 및 보다 바람직하게는 4 중량% 내지 10 중량%이다.
폴리올 성분 및 OH 프리폴리머는 바람직하게는, 고체를 기준으로 하여 1 내지 10 mg KOH/g의 산가를 갖는다. 산가는 ISO 660에 따라 측정된다.
폴리올 성분 및 OH 프리폴리머는 바람직하게는 95 중량% 내지 100 중량%의 고체 함량을 갖는다. 조성물 및 이의 구성성분의 고체 함량은, 1.0　g의 초기 질량, 60 분의 시험 기간, 및 125℃의 온도로, DIN　ISO　3251에 따라 측정된다.
폴리올 프리폴리머는 고체 및 액체 둘 모두일 수 있다. 20℃ 및 1013　hPa에서, 이는 바람직하게는 액체이다.
이소시아네이트 성분
이소시아네이트 성분은 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머(NCO 프리폴리머)를 포함한다. 이는 NCO 프리폴리머가 하나 이상의 디이소시아네이트 또는 하나 이상의 폴리이소시아네이트로 말단화된다는 것을 의미한다. NCO 프리폴리머는 바람직하게는 디이소시아네이트-말단된 프리폴리머이다. 말단 NCO기는 전체적으로, 부분적으로 블록화되거나, 전혀 블록화되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 이는 블록화되지 않는다.
용어 "디이소시아네이트-말단된"은 말단에 공유 결합된 디이소시아네이트를 함유하는 NCO 프리폴리머를 나타낸다. 이러한 디이소시아네이트의 NCO기는 유리(free)되거나 블록화되며, 디이소시아네이트의 다른 NCO기는 프리폴리머의 OH기와 우레탄 결합을 형성한다.
고려되는 블로킹제는, 예를 들면, 이미 언급된 제제이다.
NCO 프리폴리머는 500 내지 4000　g/mol, 바람직하게는 1000 내지 3000　g/mol, 및 보다 바람직하게는 1800 내지 2200　g/mol의 중량-평균 분자량을 갖는다. 이는 스타터 분자로서, 락톤 및 하나 이상의 디올 또는 폴리올으로부터 제조될 수 있다. 디올, 특히 말단 OH기를 지닌 디올이 바람직하다. 적합한 디올 및 폴리올은 네오펜틸글리콜, 에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 및 일반식 (I)에 따른 화합물이다. 적합한 락톤은 옥시란-2-온, β-프로피오락톤, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤 또는 메틸-ε-카프로락톤, 바람직하게는 γ-부티로락톤 및 ε-카프로락톤, 보다 바람직하게는 ε-카프로락톤이다. 이에 따라, 폴리부티로락톤 NCO 프리폴리머 및 폴리카프로락톤 NCO 프리폴리머가 바람직한 폴리락톤 NCO 프리폴리머이다. 폴리카프로락톤 NCO 프리폴리머가 특히 바람직하다.
NCO 프리폴리머는 선형 또는 분지형일 수 있다. 바람직하게는, NCO 프리폴리머는 선형이다. 또한, NCO 프리폴리머는 포화 또는 불포화될 수 있지만, 포화된 NCO 프리폴리머가 바람직하다.
NCO 프리폴리머는 바람직하게는 20℃ 및 1013　hPa에서 액체이다.
디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머 분율은 바람직하게는, 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 50 중량% 이상이다. 상기 분율은 바람직하게는 50 중량% 내지 100 중량%, 보다 바람직하게는 70 중량% 내지 100 중량%이다. 가장 바람직하게는, 이소시아네이트 성분은 95 중량% 이상, 및 특히 100 중량%의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머를 함유한다.
NCO 프리폴리머는 바람직하게는 500 내지 4000　g/mol의 중량-평균 분자량을 갖는다. 1000 내지 3000　g/mol, 보다 바람직하게는 1250 내지 2500　g/mol의 중량-평균 분자량이 바람직하다.
NCO 프리폴리머 내의 NCO기 분율은 바람직하게는, NCO 프리폴리머의 전체 중량을 기준으로 하여 5 중량% 내지 15 중량%, 및 보다 바람직하게는 6 중량% 내지 12 중량%이다. 상기 분율은, 더욱 바람직하게는 7 중량% 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 8 중량% 내지 9 중량%이다.
이소시아네이트 성분은 NCO 프리폴리머와 구별되는 하나 이상의 다른 이소시아네이트 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 화합물의 이소시아네이트기는 전제적으로, 부분적으로 블록화되거나 전혀 블록화되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 이는 블록화되지 않는다.
적합한 추가 이소시아네이트 화합물은 코팅 산업계에서 전형적으로 사용되는 방향족 및 지방족 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 지방족 디- 또는 폴리이소시아네이트 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 지방족 디이소시아네이트가 특히 바람직하며 이와 마찬가지로 상응하는 우레트디온 및 이소시아누레이트가 바람직하다. 상응하는 우레트디온 및 이소시아누레이트를 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
추가 이소시아네이트 화합물의 NCO기 분율은 바람직하게는, 추가 이소시아네이트 화합물의 전체 중량을 기준으로 하여 15 중량% 내지 30 중량%이다. 상기 분율은 바람직하게는 20 중량% 내지 25 중량%이다.
적합한 방향족 및 지방족 디이소시아네이트의 예는 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네트(TDI), 4,4-디이소시아네이토-디페닐메탄(MDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(PPDI), 테트라메틸렌자일리렌 디이소시아네이트(TMXDI), m-자일리렌 디이소시아네이트(XDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 1,3-사이클로헥실 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), 4,4'-디이소시아네이토디사이클로헥실-메탄(H(12)MDI), 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(TMDI), 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이토사이클로헥산, 1-이소시아네이토-3,5,5-트리메틸-3-이소시아네이토메틸사이클로헥산(IPDI)을 포함한다.
추가 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0 중량% 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 0 중량% 내지 30 중량%의 분율으로 존재한다. 가장 바람직하게는, 추가 이소시아네이트 화합물 분율은 0 중량% 내지 5 중량%이다. 보다 바람직하게는, 추가 이소시아네이트 화합물이 존재하지 않는다.
이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트 성분의 전체 중량에 대하여 바람직하게는 6 중량% 내지 12 중량%, 보다 바람직하게는 7 중량% 내지 10 중량%, 및 가장 바람직하게는 8 중량% 내지 9 중량%의 함량을 지닌 이소시아네이트기를 포함한다.
본 발명의 조성물 내의 이소시아네이트 성분의 분율은 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 최대 70 중량%이다. 40 중량% 내지 70 중량%, 특히 50 중량% 내지 65 중량%가 바람직하다. 55 중량% 내지 65 중량%의 분율이 특히 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 조성물은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, 각 경우에서 있어서 20 중량% 내지 40 중량%의 폴리올 성분 및 55 중량% 내지 65 중량%의 이소시아네이트 성분을 포함한다. 이러한 구현예에서, 폴리올 성분은 100 중량%의 OH 프리폴리머로 구성된다. 폴리올 성분 내의 OH기 분율은 폴리올 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 4 중량% 내지 10 중량%이다. 이소시아네이트 성분은 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 100 중량%의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머로 구성된다. NCO기 분율은 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 7 중량% 내지 10 중량%이다. 이소시아네이트 성분 내의 NCO기에 대한 폴리올 성분 내의 OH기의 화학양론비는 1:1이다.
추가 바인더
본 발명의 조성물은 관능기를 지닌 추가의 바인더, 및 바인더의 관능기를 보완하는 작용기를 지닌 하나 이상의 가교제를 포함할 수 있다. 그러한 상호보완적 작용기의 예는 특히 (카복실/에폭시), (아민 또는 티올/알콕실화 아미노기 또는 에스터교환성(transesterifiable)기), ((메트)아크릴로일/-CH-산성 또는 아민 또는 티올), (카바메이트/알콕실화 아미노기), 및 ((메트)아크릴로일/(메트)-아크릴로일)이다.
바인더는 추가로 에틸렌계 불포화 이중 결합을 가질 수 있다. 예를 들면, 아크릴레이트 폴리머, 스티렌 폴리머 또는 폴리우레탄 폴리머가 에틸렌계 불포화 이중 결합을 함유한다.
또한, 알콕시실란기를 함유하는 폴리머가 추가 바인더로서 존재할 수 있다. 에폭시- 또는 아미노-개질된 알콕시-실란기를 함유하는 폴리머가 제공되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 폴리머가 디- 및/또는 트리알콕시실란기를 함유한다.
바람직한 추가 바인더는 에틸렌계 불포화 이중 결합을 함유한다.
아미노 수지 또는 트리스(알콕시카보닐아미노)-1,3,5-트리아진(TACT)과 같은 가교제가, 조성물에 조성물의 전제 중량을 기준으로 하여 각 경우에 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 전혀 존재하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 바인더는 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 5 중량% 내지 30 중량%의 분율로 본 발명의 조성물 내에 존재할 수 있다.
안료
본 발명의 조성물은 안료를 포함할 수 있다. 조성물은 바람직하게는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 2 중량% 내지 20 중량%의 하나 이상의 안료를 함유한다. 바람직한 조성물은 1 중량% 내지 10 중량%의 안료를 함유하는 것이다.
안료는 염료와는 달리 주위의 매질에서 불용성인 분말 또는 플레이트렛(platelet) 형태의 착색제이다(문헌[Roempp Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York 1998, page　451, entry heading "Pigments"] 참고).
안료는 바람직하게는, 유기 및 무기 안료, 색상 안료(color pigment), 이펙트 안료(effect pigment), 색상 및 이펙트 안료, 자기 차폐성(magnetically shielding) 안료, 전기적 도전성 안료, 부식-억제성 안료, 형광성 안료, 및 인광성 안료로 이루어진 군으로부터 선택된다. 색상 및/또는 이펙트 안료를 사용하는 것이 바람직하다.
용매
조성물은 용매로서 물 또는 유기 용매를 포함할 수 있다. 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 5 중량% 이하, 보다 바람직하게는 2 중량% 이하의 용매가 존재한다. 용매가 없는 조성물이 특히 바람직하다.
분자체
본 발명의 조성물은 하나의 분자체 또는 둘 이상의 분자체를 포함할 수 있다. 분자체는 천연 또는 합성 제올라이트에 대한 용어이다. 이는 상대적으로 큰 내표면적(대략 600 내지 700　m2/g) 및 균일한 공극 직경을 가진다. 결과적으로, 이의 흡착 능력은 상대적으로 크다. 조성물은 바람직하게는 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 내지 10 중량%의 하나 이상의 분자체를 함유한다.
적합한 분자체는 0.2 내지 1.0　nm, 바람직하게는 0.3 내지 0.4　nm의 공극 크기를 가진다. 예를 들면, 0.3　nm의 공극 크기를 갖는 고-다공성 알루미늄 실리케이트의 사용이 이루어질 수 있다.
필러
본 발명의 조성물은 유기 및 무기 필러를 포함할 수 있다. 적합한 필러는, 예를 들면, 탈크(talc), 칼슘 카보네이트, 바륨 설페이트 및 실리콘 디옥사이드이다. 바람직한 필러는 칼슘 카보네이트, 바륨 설페이트, 및 실리콘 디옥사이드이다.
조성물은 바람직하게는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 내지 10 중량%의 하나 이상의 필러를 함유한다.
염료
본 발명의 조성물은 염료를 포함할 수 있다. 염료는, 주위 매질에서 가용성인 흑색 또는 유채색(chromatic)의 유기 물질이다(문헌[Ro"mpp Lacke und Druckfarben, page　221, entry heading "Colorants"] 참고). 조성물은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 하나 이상의 염료를 함유할 수 있다.
촉매
본 발명의 조성물은 이소시아네이트기와 하이드록실의 반응을 위한 촉매를 포함할 수 있다. 조성물은 바람직하게는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 0.05 중량% 내지 2 중량%의 하나 이상의 촉매를 함유한다. 본 발명의 조성물은 바람직하게는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 각 경우에 있어서 0.08 중량% 내지 1 중량%의 하나 이상의 촉매를 함유한다.
적합한 촉매는, 예를 들면, 주석(tin), 몰리브덴, 지르코늄 또는 아연 촉매와 같은 금속 촉매, 및 예를 들면, 2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올과 같은 아민성 촉매(aminic catalyst)이다.
보조제 및 첨가제
본 발명의 조성물은 상기에 확인된 물질과는 다른 보조제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 조성물은 바람직하게는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 2 중량% 내지 5 중량%의 하나 이상의 보조제 또는 첨가제를 함유한다.
적합한 보조제 또는 첨가제는 코팅 산업계에서 전형적으로 사용되는 공지된 보조제 및 첨가제이다.
적합한 보조제 및 첨가제의 예는 예를 들면, 문헌["Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998]에 상세하게 기재된 것과 같은, 항산화제, 탈기제(deaerating agent), 습윤제, 분산제, 유화제, 유동 조절제, 증점제, 새그 조절제(sag control agent), 및 요변성제(thixotropic agent)와 같은 유동성 조제, 왁스 및 왁스유사 화합물, 슬립제(slip additive), 반응성 희석제, 자유-유동 보조제, 건조제, 살생물제, 기판 습윤 강화 보조제, 표면 평활성 강화 보조제, 매팅화제(matting agent), 자유-라티칼 제거제(free-radical scavenger), 광 안정화제, 바람직하게는 370　nm 미만에서 최대 흡수를 지닌 UV 흡수제 및/또는 입체 장애 아민(HALS), 부식 억제제, 방염제, 또는 중합 억제제이다. 바람직한 보조제 및 첨가제는 유동성 조제, 탈기제, 습윤제, 분산제, UV 흡수제 및 자유-라디칼 제거제이다. 특히 바람직한 보조제 및 첨가제는 UV 흡수제, 습윤제 및 유동성 조제이다.
보조제 및 첨가제를 첨가함으로써, 오염 및 침입의 감소, 공기역학적 향상(예를 들면, 리블렛(riblet)과 같은 유선형 표면) 또는 세척 용이성과 같은 표면 효과를 지닌 본 발명의 내부식성 코팅을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 주제
본 발명의 조성물은 바람직하게는, 본 발명의 조성물을 제조하기 위한 본 발명의 방법에 의해 제조된다.
그에 따라, 본 발명의 조성물을 제조하는 방법이 본 발명의 추가 주제이다. 이 경우, 조성물은 하나 이상의 이소시아네이트 성분과 하나 이상의 폴리올 성분을 혼합하고 임의적으로 균질화시킴으로써 제조될 수 있다. 이는 바람직하게는, 이미 공시된 비율로 서로가 혼합되고, 임의적으로 균질화된다.
본 발명의 추가 주제는 코팅 물질로서의 조성물의 용도이다. 조성물은 바람직하게는 내부식성 코팅 물질로서 사용된다. 코팅 물질은 바람직하게는, 멀티코트 코팅 시스템에서 내부식성 코트(coat)를 생산하기 위해 사용된다.
본 발명의 조성물은 주문자 상표 부착 생산(Original Equipment Manufacturer)(OEM) 코팅 물질 또는 보수용 코팅 물질로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 주제는 본 발명의 조성물의 하나 이상의 코팅을 포함하는 멀티코트 코팅 시스템이다. 멀티코트 코팅 시스템은 바람직하게는 하나 이상의 프라이머 코트(primer coat)를 추가로 포함한다.
본 발명의 조성물은, 예를 들면, 분사, 롤링, 롤러-코팅 또는 캐스팅 적용과 같은 당해 기술분야에서 통상적인 적용 기술을 이용하여 기판에 적용될 수 있다.
본 발명의 조성물은, 습윤 라미네이션 방법에서 소위 "라미네이팅 수지"로서 적용될 수 있고, 또한 유리 섬유(GRP), 아라미드 섬유(ARP) 및/또는 탄소 섬유(CRP) 증강된 플라스틱을 생산하기 위한 후속 주입 공정용 인-몰드(in-mold) 코팅으로서 적용될 수 있다(문헌[Roempp Lacke and Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New　York 1998, page　299, entry "IMC"] 참고).
본 발명의 조성물로부터 형성된 코팅의 내열성, 즉 상온을 상당히 초과하는 온도에 대한 내성은 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 및 특히 바람직하게는 120℃이상에 대한 내성이다. 내성은 60℃, 100℃ 또는 120℃의 온도에서 각각 120 분에 걸쳐 측정된다(실시예 참고).
본 발명의 멀티코트 코팅 시스템 내에서, 본 발명의 조성물의 코팅은 그 자체로 톱코트(최외각 코팅)로서 기능할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물의 코팅은, 톱코트로 기능하는 추가 코팅 물질의 코팅과 함께, 하나 이상의 추가 코팅 물질(하기의 톱코트 물질로 특정됨)로 톱코트로서 코팅될 수 있다.
적합한 톱코트 물질은 통상적으로 사용되는 모든 용매계(solvent borne) 또는 수성 안료처리된 코팅 물질이다. 사용되는 톱코트 물질은 열 경화성이고/이거나 방사선에 의해, 보다 특히 IR 방사선에 의해 경화성일 수 있다.
톱코트 물질은 전형적으로, 관능기를 갖는 하나 이상의 바인더, 및 바인더의 관능기를 보완하는 작용기를 갖는 하나 이상의 가교제를 포함한다. 그러한 상호보완적 작용기의 예는, 특히 (카복실/에폭시), (아민 또는 티올 또는 하이드록실/블록화 또는 유리 이소시아네이트 또는 알콕실화 아미노기 또는 에스터교환성기), ((메트)아크릴로일/-CH-산성 또는 아민 또는 하이드록실 또는 티올), (카바메이트/알콕실화 아미노기), 및 ((메트)아크릴로일/(메트)아크릴로일)이다.
상응하는 가교제와 조합된, 특히 이소시아네이트와 조합된, 바람직하게는 하이드록실, 아미노, 카바메이트, 카복실, (메트)아크릴로일 및/또는 티올기를 지닌 폴리우레탄 수지 및/또는 폴리아크릴레이트 수지 및/또는 폴리에스터 수지에 기초한 톱코트 물질이 특히 사용된다.
바인더 및 가교제 외에, 톱코트 물질은, 문헌["Lackadditive" by Johan　Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998]에 상세하게 기재된 것처럼, 예를 들면, 가교 촉매, 소포제, 접착 촉진제, 기판 습윤화 강화 첨가제, 유동화제, 왁스, 유동 조절제, 광 안정화제, 바람직하게는 370　nm 미만에서 최대 흡수를 갖는 상기 기재된 UV 흡수제 및/또는 HALS, 부식 억제제, 살생물제, 방염제, 또는 중합 억제제와 같은 전형적인 보조제 및 첨가제를 포함한다. 적합한 안료처리된 코팅 물질은, 예를 들면, 독일 특허 출원 DE-A-2006053776에 기재되어 있다.
본 발명의 추가 주제는 본 발명의 멀티코팅 시스템을 생산하는 방법이다. 이 방법에서, 본 발명의 하나 이상의 조성물이 기판에 적용된다. 톱코트 물질의 하나 이상의 추가 코팅이 본 발명의 조성물의 코팅에 적용될 수 있다. 톱코트 물질은 웨트-온-웨트(wet-on-wet)로 적용될 수 있다. 본 발명의 조성물의 코팅 및 톱코트 물질의 코팅은 공동으로 경화될 수 있다.
톱코트 물질 및 본 발명의 조성물이, 분사(예컨대, 에어리스(airless), 에어믹스(airmix), 압축공기, 가열-분사 방법 또는 유도(induction) 혼합), 롤러 코팅, 롤링, 도포와 같은 통상의 기술, 또는 카트리지를 이용하는 통상의 기술에 의해 적용될 수 있다. 톱코트 물질 및 본 발명의 조성물은 바람직하게는 분사되거나 롤링되거나 또는 카트리지를 통해 적용된다.
본 발명의 조성물의 코팅이 바람직하게는 100 내지 1000 ㎛ 두께의 건조 필름으로 적용된다. 200 내지 800 ㎛, 보다 바람직하게는 300 내지 600 ㎛ 두께의 건조 필름이 바람직하다.
추가 톱코트 물질의 코팅은 각각, 80 내지 300 ㎛, 바람직하게는 80 내지 150 ㎛ 두께의 건조 필름을 가질 수 있다.
본 발명의 조성물의 코팅 및 또한, 적절한 경우의 톱코트 물질의 코팅은 열적 및/또는 화학선으로 경화될 수 있다. 경화는 바람직하게는 열적으로, 바람직하게는 최대 60℃의 온도에서 일어난다. 특히 15 내지 60℃, 구체적으로 18 내지 50℃의 온도 범위가 바람직하다.
열적 경화는 바람직하게는, 40℃ 내지 60℃에서 30 내지 90 분의 시간 동안, 또는 15℃ 내지 25℃에서 4 내지 6 시간 동안 일어난다. 경화의 완료는 전형적으로 20℃에서 대략 7 일 후에 달성된다. 그때를, 통상의 기술자는 "궁극적 특성의 발생"이라고 언급한다.
습식 필름의 건조 및/또는 컨디셔닝(conditioning)의 경우에, 터널 오븐, 복사 IR 및 NIR 히터, 팬(fan) 및 블로잉 터널(blowing tunnel)과 같은 통상적이고 공지된 장치의 사용과 함께, 열적 및/또는 대류적 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 장치들은 또한 서로 조합될 수 있다.
본 발명의 멀티코트 코팅 시스템은 임의의 원하는 기판에 적용될 수 있다. 본 발명의 조성물의 코트는 시스템에서 내부식성 코트로 기능한다. 기판은 매우 폭넓은 상이한 물질 중 어느 것 및 물질의 조합으로 구성될 수 있다. 이는 바람직하게는 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속 플라스틱, 유리 섬유 강화된 플라스틱(GRP), 아라미드 섬유 강화된 플라스틱(ARP), 탄소 섬유 강화된 플라스틱(CRP), 또는 예를 들면, 천연 마섬유 또는 사이잘 섬유로 강화된 플라스틱 및/또는 유리로 이루어지고; 보다 바람직하게는 기판은 금속 및/또는 플라스틱으로 이루어진다.
적합한 기판의 예는 특히 높은 수준의 비 또는 모래 부식에 노출되는 것이다. 고려되는 기판은 로터 블레이드, 공중 또는 육상 운송체, 보트, 건축물 또는 파이프라인일 수 있다. 바람직한 기판은 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드, 헬리콥터 또는 보트 스크류, 및 예를 들면, 항공기와 같은 공중 운송체이다. 풍력 에너지 시스템의 로터 블레이드 및 항공기가 특히 적합한 기판이다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는, 항공기의 경우, 슬랫 부분, 또는 로터 블레이드의 경우, 조립된 로터 블레이드 부품의 이음매에서 비용 및/또는 중량을 최소화하기 위해 적용된다.
기판에는 전형적으로, 분사(예컨대, 에어리스, 에어믹스, 압축공기, 가열 분사 방법 또는 유도 혼합), 롤러 코팅, 롤링 또는 도포와 같은 통상의 기술에 의해 적용되는 프라이머 코트가 제공된다. 이어서, 본 발명의 하나 이상의 조성물의 적용에 앞서, 충전층 및 공극 필러가 적용될 수 있으며, 그 다음에 요구되는 경우에 하나 이상의 톱코트 물질이 적용될 수 있다.
본 발명의 추가 주제는 기판을 코팅하기 위한 본 발명의 멀티 코팅 시스템의 용도이다. 본원의 코팅은 특히 내부식성 코팅으로서 제공된다. 해당 기판은 바람직하게는 상기에 명시된 것이다.
본 발명의 추가 주제는 상기에 특정되고 본 발명의 조성물에 의해, 또는 본 발명의 멀티코트 코팅 시스템에 의해 코팅된 기판이다. 본 발명의 조성물은 바람직하게는 멀티 코팅 시스템의 내부식성 코트를 형성한다.
시험 방법
코팅의 비 및 모래 내부식성 특성이 시험 방법으로 시험될 수 있다.
내부식성의 실험실 측정을 위해, 부식되는 물질이 부식 매질을 통해 이동하거나 부식성 물질이 고정되어 있고 부식 매질이 그 주위를 흘러가는 곳에 이용될 수 있는 다른 유형의 장비가 있다. 예를 들어, 고정된 시험 표본은, 예컨대 물 분사 절단에서 사용되는 고압 물 분사 기술에 의해 시험될 수 있다. 부식 효과는 수압, 가공물(workpiece)과의 거리, 및 노즐의 크기와 유형에 의해 조절된다. 상기 효과는 모래, 코런덤(corundum) 또는 실리콘 카바이드의 사용을 수반하여 추가로 강화될 수 있다. 적용되는 압력, 노즐 크기, 및 가공물과의 거리가 부식 효과를 변화시키고 실생활 조건으로의 적용을 가져오는데 이용될 수 있는 것과 마찬가지로, 샌드블래스팅 또는 스팀블래스팅(steamblasting)이 또한 이용가능하다.
이동하는 시험 표본에 대한 비 부식 시험의 경우에 있어서, 부식성 물질이 로터 또는 디스크 상에 고정되고, 발생한 방사 속도의 결과로서 물방울막, 또는 염 또는 모래와의 혼합물의 막을 통해 이동된다. 예를 들면, 풍력 에너지 분야에서, 현재 사용되는 가장 흔한 시험 시나리오는 140　m/s의 속도 및 30　l/h의 강우량으로 운용한다. 항공기 산업 분야에서는, 비슷한 강우량과 함께, 최대 220　m/s의 속도가 시험된다. 비 내부식성에 대한 시험은 표준 ASTM　G　73에 따라 수행될 수 있다. 이러한 표준으로 다뤄지는 구성은 개별적이며, 표준 파라미터를 통해 서로 비교될 수 있다.
모래 내부식성을 평가하기 위해, 시험 표본이 공기의 스트림 내로 기정 각도로 도입될 수 있다. 예를 들어, 샘플은, 정해진 양의 블래스팅 매질(예를 들면, 0.05-0.4　mm 등급 또는 50 ㎛ 등급의 모래; 평균 공기 중 모래 등급 0.05-0.8　mm에 상응함)(예를 들면, 50　g/min의 가변적 질량 유량)로 혼합된, 가변적 공기 스트림(예를 들면, v　=　110　m/s) 및 가변적 노즐 거리(예를 들면, 20　mm)로 45°의 각도로 도입된다. 내부식성은 차례로 기판이 보이기 시작하는데 걸린 시간에 상응한다.
예를 들면, 로터 블레이드의 주변 속도 또는 항공기의 비행 속도와 같은 실제 속도의 시뮬레이션, 및 현실적으로 발생하는 손상 패턴과 유사한 손상 패턴은 상기 언급된 모든 시험 가능성에 공통된다.
쇼어 경도(Shore hardness)는 엘라스토머(A)와 듀로머(D)(즉, 열경화성 수지)의 압입 경도의 측정이다. 이는 DIN　EN　ISO　868에 따라 시험될 수 있다. 본 발명의 조성물의 코팅은 바람직하게는 A　20 내지 A　80의 쇼어 경도를 갖는다. 결과적으로, 유연한 코팅 내지 단단한 코팅, 및 탄력적인 코팅이 얻어진다. A　25 내지 A　60, 보다 바람직하게는 A　30 내지 A 55의 쇼어 경도가 바람직하다.
본 발명은 실시예를 참고하여, 하기에서 보다 상세하게 설명된다.
실시예
Figure pct00002
비교예 C　4는 특허 출원 DE　10　2010　044　935(아직 공개되지는 않음)에서 비롯한다.
RT = 실온(20℃)
나타낸 OH 함량은 중량% 수치이고, 폴리올 성분의 전체 중량을 기준으로 한다. 실시예 C　1 내지 C　3에서, 성분은 하이드록실-말단 프리폴리머로 구성되고, 비교예 C　4에서, 성분은 폴리올 폴리머로 구성된다.
Figure pct00003
시험 조건
비 부식 시험 설정
시험을 ASTM　G　73 표준에 따라 수행하였다. 이는 내부 비 부식 시험 설정으로 수행되었다. 정해진 시간 간격(15 분)에서 정해진 속도(140　m/s)로 방울막(droplet curtain)을 통해 시험 표본을 회전시켰다. 또한, 강우량을 적용된 유속(30　l/h)으로 일정하게 유지하였다. 적용되는 "비"의 방울 크기는 평균 5-6　mm이었다. 시험을 20 내지 25℃의 온도에서 수행하였다. 평가를 시각적으로 수행하였고, 사진으로 기록하였다. 내부식성은 처음 기판이 나타나는데 걸린 시간에 상응하였다.
공극 필러가 갖춰진 에폭시 수지 시험 표본의 대략 300 ㎛ 두께의 건조 필름으로 코팅을 적용하였고, 7 일 동안 20 내지 25℃의 온도에서 보관하였다.
모래 부식 시험 설정
모래 내부식성을 평가하기 위해, 시험 플레이트를 공기 스트림에서 기정 각도(이 경우, 45°)로 고정하였다. 노즐과 샘플 표면 간의 거리는 일정하게 20　mm이었다. 공기 스트림을 v　=　110　m/s로 설정하였고, 등급 0.05-0.4　mm(0.05-0.8　mm의 부유 모래(flying sand)의 평균 등급에 상응함)의 정해진 양의 모래(50　g/min 질량 유량)를 공급하였다. 시험을 20-25℃의 온도에서 수행하였다. 내부식성은 처음 기판이 나타나는데 걸린 시간에 상응한다.
공극 필러가 장착된 에폭시 수지 시험 플레이트의 대략 300 ㎛ 두께의 건조 필름으로 코팅을 적용하였고, 7 일 동안 20 내지 25℃의 온도에서 보관하였다.
시험을 표준 ASTM　G　76에 기초한 방법으로 수행하였다. 표준과의 차이는 기정 각도(90° 대신 다른 값), 블래스팅 매질(약 50 ㎛의 코런덤 대신 다른 것) 및 시험 속도(28　m/s 대신 다른 값)이다.
쇼어 경도
쇼어 경도를 DIN　EN　ISO　868에 따라 측정하였다.
내열성
이형제가 미리 제공된 유리 플레이트 상에 어플리케이터 바(applicator bar) 또는 나선형으로 감긴 코팅 나이프에 의한 필름 드로우다운(drawdown)으로부터 대략 500 ㎛의 필름 두께로 생산되고, 적어도 7일 동안 20-25℃에서 컨디셔닝된 각각의 조성물의 자유 필름을 60℃, 100℃ 또는 120℃의 미리 설정된 온도를 갖는 오븐에 120 분 동안 두었다. 이어서, 필름을 광학 및 헵틸(haptile) 시험하였다. 기준은 치수 안정성 및 표면 점착도이다.
가변 인장 시험
이형제가 미리 제공된 유리 플레이트 상에 어플리케이터 바 또는 나선형으로 감긴 코팅 나이프에 의한 필름 드로우다운으로부터 대략 500 ㎛의 필름 두께로 생산되고, 적어도 7일 동안 20-25℃에서 컨디셔닝된 각각의 조성물의 자유 필름으로부터의 S2 덤벨(DIN　53504 참고)을 타공하였고, 필름 두께를 슬라이딩 캘리퍼(caliper)로 측정하였으며, 인장 시험 기계로 삽입하였고, 시험을 200　mm/min의 시험 속도로 수행하였다. 결과를 응력-변형 다이아그램의 형태로 산출하였다.
히스테리시스 인장 시험( Hysteresis Tensile Test )
이형제가 미리 제공된 유리 플레이트 상에 어플리케이터 바 또는 나선형으로 감긴 코팅 나이프에 의한 필름 드로우다운으로부터 대략 500 ㎛의 필름 두께로 생산되고, 적어도 7일 동안 20-25℃에서 컨디셔닝된 각각의 조성물의 자유 필름으로부터의 S2 덤벨을 타공하였고, 필름 두께를 슬라이딩 캘리퍼로 측정하였으며, 인장 시험 기계로 삽입하였고, 시험을 200　mm/min의 시험 속도로 수행하였다. 세 번의 로딩 및 언로딩 커브로 이루어지는 세 번의 주기를 수행하였다. 선택된 하위 전환점이 힘이 영점을 통과하는 지점이었던 반면에, 신장 상한치가 300%였다.
인열 파급 내성( Tear Propagation Resistance )
이형제가 미리 제공된 유리 플레이트 상에 어플리케이터 바 또는 나선형으로 감긴 코팅 나이프에 의한 필름 드로우다운으로부터 대략 500 ㎛의 필름 두께로 생산되고, 적어도 7일 동안 20-25℃에서 컨디셔닝된 각각의 조성물의 자유 필름으로부터의 인열 파급 내성을 DIN　ISO　34-1에 따라 측정하였다. 필름의 두께를 다시 슬라이딩 캘리퍼로 측정하였고, 인장 시험 기계에 삽입하였으며, 시험을 200　mm/min의 시험 속도로 수행하였다.

Claims (15)

  1. 하나 이상의 OH기-함유 폴리우레탄 프리폴리머(OH 프리폴리머)를 포함하는 하나 이상의 폴리올 성분(a)과 이소시아네이트 성분의 전체 중량을 기준으로 하여, 5 중량% 내지 15 중량%의 이소시아네이트기 함량을 갖는 하나 이상의 이소시아네이트 성분(b)을 포함하는 조성물로서,
    상기 폴리올 성분이 폴리올 성분의 전체 중량을 기준으로 하여 3 중량% 내지 15 중량%의 하이드록실기 함량을 가지며,
    상기 이소시아네이트 성분이 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트-말단된 폴리락톤 프리폴리머를 포함하고,
    상기 OH기-함유 폴리우레탄 프리폴리머(OH 프리폴리머)가 하기 일반식 (I)의 하나 이상의 화합물(a1)과 하나 이상의 디- 또는 폴리이소시아네이트(a2)로부터 제조 가능한 조성물:
    Figure pct00004

    상기 식에서,
    R1 및 R2가 각각 독립적으로 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬렌기이고,
    x가 S, S-S, NR3 또는 O이고,
    R3가 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬기이거나 H 원자이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일반식 (I)에서의 X가 S, NR3 또는 O인 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    R1 및 R2가 비가교 알킬렌기인 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리올 성분의 OH기 및 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기가 1:0.9 내지 1:1.5의 당량비로 사용되는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 경우에 조성물 전체 중량을 기준으로 하여, 조성물 중에, 폴리올 성분이 10 중량% 내지 50 중량%의 분율로 존재하고/하거나 이소시아네이트 성분이 최대 70 중량% 분율로 존재하는 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분으로부터의 생성물이 15000　g/mol 이하의 중량-평균 분자량을 갖는 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조성물 제조 방법으로서, 폴리올 성분을 이소시아네이트 성분과 혼합하는 단계, 및 임의적으로 상기 성분들을 균질화하는 단계를 포함하는 조성물 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도로서, 코팅 물질, 바람직하게는 내부식성 코팅 물질로서의 조성물의 용도.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 하나 이상의 코팅을 포함하는 멀티코트(multicoat) 코팅 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 코팅, 또는 톱코트(topcoat) 물질이 톱코트(최외각 코팅)로 기능하는 멀티코트 코팅 시스템.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 멀티코트 코팅 시스템의 제조 방법으로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 조성물을 기판에 적용하는 단계를 포함하는 멀티코트 코팅 시스템의 제조 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 멀티코트 코팅 시스템의 용도로서, 기판 코팅, 보다 특히 내부식성 코팅으로서의 멀티코트 코팅 시스템의 용도.
  13. 제 12 항에 있어서,
    코팅된 기판이 로터 블레이드(rotor blade), 공중 또는 육상 운송체, 보트, 건축물, 또는 파이프라인인 멀티코트 코팅 시스템의 용도.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 코팅된 기판.
  15. 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 멀티코트 코팅 시스템으로 코팅된 기판.
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