KR20140145198A - 실리콘-폴리에스테르 조성물 - Google Patents

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샤오쥔 샹
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Abstract

실리콘-폴리에스테르 조성물 및 실리콘-폴리에스테르 조성물 형성 공정이 제공된다. 실리콘-폴리에스테르 조성물의 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위를 포함하고, D 단위가 없다. 폴리에스테르 전구체 및 실리콘 전구체를 함께 혼합 및 반응시켜 실리콘-폴리에스테르 조성물을 형성하고, 여기에서 실리콘 부분은 TPh, Q 단위를 포함하고, 선택적으로 TMe 단위를 포함한다. 실리콘-폴리에스테르 조성물은 기재 상에 코팅을 형성하기 위하여 사용될 수 있으며, 상기 기재는 알루미늄, 스텐레스강, 철, 플라스틱 또는 유리로 만들어진 것이다.

Description

실리콘-폴리에스테르 조성물{SILICONE-POLYESTER COMPOSITION}
본 발명은 실리콘-폴리에스테르 조성물에 관한 것이다. 내열성 및 내후성의 개선을 위하여, 폴리에스테르는 실리콘 기술을 이용하여, 예로서 폴리에스테르 중량의 30 퍼센트 내지 50 퍼센트의 범위의 수준에서 종종 개질된다. 함께 반응시킨 경우, 실리콘 및 폴리에스테르 조성물은 실리콘-폴리에스테르 공중합체를 형성하는 것으로 여겨진다. 실리콘-폴리에스테르 수지는 폴리에스테르 COH 작용기와 반응하는 SiOH 또는 SiOR1 (R1은 하이드로카빌 부분임) 작용기를 전형적으로 사용한다. 일반적으로 3차원 단위를 갖는 두 개의 프리폴리머(prepolymer)가 전형적으로 축합 반응을 통하여 형성된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "실리콘-폴리에스테르 조성물"은 반응되지 않은 실리콘-폴리에스테르 혼합물 또는 반응된 실리콘-폴리에스테르 수지, 즉 실리콘-폴리에스테르 혼성(hybrid) 공중합체 중 어느 하나를 의미하도록 설계된다.
실리콘-폴리에스테르 조성물은 조리기구 코팅 또는 스팀 다리미용 코팅과 같은 가전제품에 종종 사용된다. 이들 수지계는 외래 물질이 그에 부착되지 않는 이형 또는 눌음방지 (non-stick) 코팅을 형성할 수 있어서, 그러한 조리기구 또는 가전 청소시 잔류물, 예로서 식품 잔류물 또는 분무 전분이 쉽게 제거될 수 있다. 조리기구용 코팅은, 소테 (
Figure pct00001
) 팬 또는 프라이팬, 토스터, 튀김기 및 베이킹 트레이 (baking tray)와 같은 기구의 외측 및 내측 표면을 포함한다. 이들 코팅에는, 열안정성과 함께 특히 가열시 긁힘 (scratch) 및 상처 (marring)에 대한 내성도 요구된다. 대부분의 유기 코팅은, 정상적인 부엌 조건 하에서, 손상된 코팅을 결과로서 생성할 수 있는 어느 정도의 열가소성을 나타낼 것이다. 폴리에스테르 성분은 낮은 열가소성, 높은 유연성 및 양호한 안료능 (pigmentability)을 부여하는 한편, 실리콘 부분은 내열성, 내후성 및 낮은 표면장력을 야기한다.
폴리에스테르 실록산 배킹 (backing) 에나멜 락커가 GB 1070174 에 개시된다. 에나멜은 페닐트라이클로로실란, 다이메틸다이클로로실란 및 트라이메틸클로로실란의 가수분해에 의하여 수득된 유기폴리실록산과 폴리에스테르를 함께 가열함으로써 생산된다.
US4465712 호는, (A) 실록산-폴리에스테르 공중합체, (B) 실록산-폴리에스테르 공중합체용 용매, (C) 규소에 부착된 기들 중 하나가 하나 이상의 아미노기를 함유하는 실란, 및 (D) 규소에 부착된 3 또는 4 개의 알콕시 또는 알콕시알콕시기를 갖고, 임의의 잔류 기는 탄화수소 또는 탄화수소 에테르기인 실란을 포함하는 실록산 폴리에스테르 조성물을 기재한다.
US6893724 호는 내열성 코팅용 실리콘-폴리에스테르-폴리실리케이트 혼성 조성물을 기재한다. 알킬 폴리실리케이트는 실리콘-폴리에스테르 수지와 반응하여, 양호한 내열성, 특히 고온-오일에 대한 내성 및 열경도 (hot hardness), 및 탄소강, 스텐레스강 및 알루미늄과 같은 금속들에 대한 양호한 접착을 갖는 혼성 구조체를 형성하는 조성물을 생성한다. 그러나, 알킬 폴리실리케이트 부분의 첨가는 최종 코팅을 만드는데 추가적인 단계를 필요로 한다.
US2005/0136267 호는 분말 코팅을 위한 고체의 실리콘화된 폴리에스테르 수지를 개시한다. 유기폴리실록산 수지는, 유기폴리실록산 수지의 총 몰 수를 기준으로, 바람직하게는 0-15 몰 퍼센트의 Q 단위, 30-100 몰 퍼센트의 T 단위, 0-20 몰 퍼센트의 M 단위, 및 0-20 몰 퍼센트의 D 단위를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 유기폴리실록산 수지는, 유기폴리실록산 수지의 총 몰 수를 기준으로, 0-5 몰 퍼센트의 Q 단위, 75-100 몰 퍼센트의 T 단위, 0-10 몰 퍼센트의 M 단위, 및 0-10 몰 퍼센트의 D 단위를 포함하고; 더더욱 바람직하게는, 유기폴리실록산 수지는 유기폴리실록산 수지의 총 몰 수를 기준으로, 95 몰 퍼센트의 T 단위 및 5 몰 퍼센트의 D 단위를 포함한다. 가장 바람직하게는, 유기폴리실록산 수지는 57 몰 퍼센트의 T-페닐 단위, 39 몰 퍼센트의 T-메틸 단위 및 4 몰 퍼센트의 D-메틸 단위를 포함한다.
T (RSiO3/2) 단위 실리콘 수지를 함유하는 실세스퀴옥산 (silsesquioxane)은 열적 성질 (필름 온전성 및 색상 안정성) 및 물리적 성질의 허용가능한 균형을 제공하기 위한 산업 표준물로서 알려져 있다.
광범위하게 사용되긴 하지만, 열가소성을 감소시키고, 실리콘-폴리에스테르 제제화된 코팅의 열경도를 개선시키기 위한 요구가 존재한다. 감소된 열가소성은 Q (SiO4/2) 부분의 통합을 통해 달성될 수 있지만, 동적 점도가 증가하고 겔화 우려가 문제가 된다. 더욱 양호한 열경도, 양호한 내열성과 함께 내산성이 조리기구용 눌음방지 코팅에 요구되며, 따라서 실리콘-폴리에스테르 혼성 수지에서 더욱 양호한 성능이 기대된다.
신규 재료는 Q (SiO4/2) 단위를 페닐 T (PhSiO3/2) (이하에서 "TPh 단위"로 지칭됨)와 함께 실리콘 중간체 내로 통합시킴으로써 합성되었으며, 이는 이어서 겔화 또는 높은 점도 구축 없이, 하이드록실 작용성 폴리에스테르와 반응되었다. 결과의 공중합체는 열경도에서 요구되는 부스트 (boost)를 나타내었다.
따라서, 본 발명은 실리콘 부분이 TPh 및 Q 단위를 함유하고, D 단위가 없는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물을 제공한다.
본 발명은 폴리에스테르 전구체 또는 폴리에스테르 수지 및 실리콘 전구체 또는 실리콘 수지를 함께 혼합 및 반응시켜 실리콘-폴리에스테르 조성물을 형성하는 것을 특징으로 하는, 실리콘-폴리에스테르 조성물의 형성 공정을 더욱 제공하며, 여기에서 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위를 함유하고, 선택적으로 (MeSiO3/2) 단위 (이하에서, " TMe 단위"로 지칭됨)를 함유한다.
실리콘 부분의 TPh 단위는 실리콘 수지 중간체의 폴리에스테르 수지 중간체에 대한 양호한 상용성을 제공하는 것으로 여겨진다. 실리콘 부분에서 Q 단위의 존재는 최종 실리콘-폴리에스테르 수지의 열경도 및 내열성 (보다 낮은 황변)을 증진시키는 것으로 여겨진다. D-메틸 단위 (Me2SiO2/2)와 같은 D 단위의 포함은 중합체의 Tg를 감소시켜서, 더욱 부드러운 코팅 및 감소된 상처 내성을 결과로서 생성하는 것으로 여겨지며, 이에 따라 D 단위는 실리콘 부분에 부재하는 것이 바람직하다.
한 바람직한 실시양태에서, 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위로 구성된다. 따라서 실리콘-폴리에스테르 조성물의 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위만으로 구성된다. 물론, 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위에 추가하여, 말단 단위를 함유할 수 있다. 이들 말단 단위는 바람직하게는 SiOR 부분이며, 여기에서 R은 바람직하게는 H 또는 알킬, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필이다. 이들은 폴리에스테르 수지의 COH 부분과 더 반응할 수 있다.
본 발명자들은, 그러한 조성물이 열경도 및 내열성이 선행기술을 뛰어넘는 코팅을 형성한다는 것을 발견하였다.
다른 바람직한 실시양태에서, 실리콘-폴리에스테르 조성물의 실리콘 부분은 TMe 단위를 더 함유한다. TMe 단위의 첨가는, 열경도, 내열성의 균형을 맞추고, 나아가 최종 실리콘-폴리에스테르 수지의 필름 형성 및 이후의 내산성을 개선시키는 것으로 여겨진다. 또한, 재료 비용에 긍정적인 효과를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 실리콘-폴리에스테르 조성물의 실리콘 성분은 TPh, TMe 단위 및 Q 단위로 구성되는 것을 특징으로 한다. 그러한 조성물은 산에 대한 뛰어난 내성 및 열경도를 갖는 코팅을 형성하는 것을 가능하게 한다. 물론, 실리콘 부분은 TPh, TMe 단위 및 Q 단위에 추가하여 말단 단위를 함유할 수 있다. 이들 말단 단위는 바람직하게는 SiOR 부분이며, 여기에서 R은 바람직하게는 H 또는 알킬, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필이다. 그러한 말단 단위는 폴리에스테르 수지의 COH 부분과 반응할 수 있다.
바람직하게는 TPh 단위, TMe 단위 및 Q 단위는 TPh, TMe 및 Q 단위의 몰 합계를 기준으로 계산하여, 각각 10-80%, 0-70% 및 1-60%의 몰 비로 존재한다. 바람직하게는, TMe 단위가 없는 경우, TPh 및 Q 단위는 60-80%:40-20% 예로서 70%:30%의 몰 비로 존재한다. TPh 단위, TMe 단위 및 Q 단위가 존재하는 경우, 이들은 바람직하게는 TPh, TMe 및 Q 단위의 몰 합계를 기준으로 계산하여 30-50%, 30-50%, 10-30%의 양으로 존재한다. 한 바람직한 실시양태에서, 비는 40%:40%:20%이다. 또다른 바람직한 실시양태에서, 이는 60%:30%:10%이다.
바람직하게는, 잔류 알콕시 작용기는 40-200 몰% (Si를 100% 기준으로 계산)이다. 알콕시는 C1-C6 알콕시 작용기, 바람직하게는 C1-C3 (메톡시, 에톡시 및 프로폭시)을 지칭한다.
본 발명은 폴리에스테르 전구체 및 실리콘 전구체를 함께 혼합 및 반응시켜 실리콘-폴리에스테르 조성물을 형성하고, 여기에서 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위, 선택적으로 TMe 단위를 함유하고, D 단위는 없는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물의 형성 공정에 관한 것이다.
한 바람직한 실시양태에서, 실리콘 전구체 및 폴리에스테르 전구체는 먼저 개별적으로 반응시켜 실리콘 수지 및 폴리에스테르 수지를 각각 형성하고, 이들 수지를 이후 함께 반응시킨다.
폴리에스테르 전구체 또는 수지 및 실리콘 전구체 또는 수지가 함께 혼합되는 반응 온도는 바람직하게는 80 내지 150 C의 범위이고, 선택적으로는 약 100-125 C, 더욱 바람직하게는 110-120 C일 수 있다.
바람직하게는, 폴리에스테르 전구체는 아이소프탈산, 네오펜틸글리콜 및 트라이메틸올프로판 또는 트라이메틸올에탄으로 형성된다.
바람직하게는, 실리콘 전구체는 페닐트라이메톡시실란 또는 페닐트라이에톡시실란, 테트라에틸오르토실리케이트 및 선택적으로 메틸트라이메톡시실란 또는 메틸트라이에톡시실란의 혼합물로 형성된다. 페닐트라이메톡시실란 또는 페닐트라이에톡시실란은 실리콘 중합체 내에 TPh 단위를 형성한다. 테트라에틸오르토실리케이트는 실리콘 중합체 내에 Q 단위를 형성한다. 선택적인 메틸트라이메톡시실란 또는 메틸트라이에톡시실란은 실리콘 중합체 내에 TMe 단위를 형성한다.
실리콘 및 폴리에스테르 성분 외의 원료성분 (ingredient)이 조성물에 첨가될 수 있다. 예로서, 조성물은 산화 티타늄 또는 황산 바륨과 같은 유기 및/또는 무기 안료, 처리될 표면에 부착하는 결합제, 원료성분을 운반하지만 코팅이 경화될 때 증발하는 유기용매 또는 물 중 어느 하나인 운반체, 또는 마모 보호를 제공하는 보강제를 함유할 수 있다. 이는 카본 블랙 또는 실리카와 같은 충전제, 글리머(glimmer), 매팅화제 (matting agent), 이형 첨가제 및 경화 촉매를 함유할 수 있다.
본 발명은 기재상의 코팅에 관한 것으로, 상기 코팅은 상기 정의된 것과 같은 실리콘-폴리에스테르 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 코팅은 예로서 20-25 마이크로미터로 상당히 얇을 수 있고, 더욱 일반적으로는 5 내지 500 마이크로미터, 바람직하게는 15 내지 100 마이크로미터이다. 코팅은, 모든 원료성분을 함유하는 조성물을 여러 방법, 예로서 분무, 커튼 코팅 또는 롤러 코팅에 의하여 기재에 적용될 수 있다.
코팅은 상이한 조성물을 가질 수 있는 몇몇 연속적인 층에 적용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 이는 공정을 단순화하는 단일 코팅층으로서 적용된다.
본 발명은 코팅을 갖는 기재에 관한 것으로, 상기 코팅은 상기 정의된 것과 같은 실리콘-폴리에스테르 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
기재는 바람직하게는 알루미늄, 스텐레스강, 철, 플라스틱 또는 유리로 만들어진 것이다.
본 발명은 기재 상 코팅을 형성하기 위한 상기 정의된 것과 같은 실리콘-폴리에스테르 조성물의 이용에 관한 것이다.
실시예
A. 폴리에스테르 수지 합성
트라이메틸올프로판 (TMP, 164g), 네오펜틸 글리콜 (NPG, 38g) 및 m-프탈산 (IPA, 202g)을, 수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 3목 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 질소 스윕(sweep), 응축기 및 가열 맨틀 (heating mantle)을 작동시켰다. 교반기 모터를 작동시키기 전에, 재료를 150℃로 가열하였다. 그 후 전체를 180℃로 가열하고, 다량의 반응수가 제거될 때까지 유지하였다. 주기적으로 드레인 (drain)을 막고, 물 발생 (water evolution)이 멈출 때까지 220℃로 가열하였다. 온도를 유지하고, 산가를 시험하기 위하여 일부 샘플을 혼합물로부터 취하였다. 산가가 10mg KOH/g 미만인 경우, 가열을 끄고, 140℃로 냉각시키고, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PMA, 439g)를 희석용 용매로서 첨가하였다.
B. 실리콘 수지 합성
I
수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 페닐트라이메톡시실란 (238.0g), 메틸트라이메톡시실란 (81.7 g) 및 테트라에틸오르토실리케이트 (41.7g)를 6/3/1의 몰 비로 충전시켰다. 압력-균등화 (pressure-equalizing) 첨가 깔대기를, 진한 염산 (0.2ml)이 용해되어 있는 탈이온수 (40.83g)로 충전시켰다. 질소 스윕을 작동시켰다. 물을 교반하면서 약 30분 동안 적가하였다. 혼합물을 서서히 60℃로 가열하고, 1 시간 동안 유지하였다. 그 후, 휘발물질을 제거하기 위하여 혼합물을 140℃로 단계적으로 가열하여 1 시간 동안 유지시키고, 추가 1 시간 동안 진공으로 빨아들였다 (vacuum puling). 최종적으로, 이를 80℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프하였다 (drummed off). 결과로서 생성된 수지는 투명한 액체였으며, 그 점도는 24 ± 1℃에서 약 206.9 cp였다.
II
수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 페닐트라이메톡시실란 (277.60g), 테트라에틸오르토실리케이트 (125.00g)를 7/3의 몰 비로 충전시켰다. 질소 스윕을 작동시켰다. 압력-균등화 첨가 깔대기를, 진한 염산 (0.2ml)이 용해되어 있는 탈이온수 (41.73g)로 충전시켰다. 실란 혼합물을 교반하면서 40℃로 가열하였다. 그 후, 물을 30분에 걸쳐 적가하였다. 이 혼합물을 서서히 170℃로 가열하고, 3시간 동안 유지하여 휘발물질을 제거하였다. 최종적으로, 이를 60℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 결과로서 생성된 수지는 투명한 액체였으며, 그 점도는 24 ± 1℃에서 약 463.5 cp였다.
III
수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 페닐트라이메톡시실란 (237.6g), 메틸트라이에톡시실란 (106.8 g) 및 테트라에틸오르토실리케이트 (41.6g)를 6/3/1의 몰 비로 충전시켰다. 압력-균등화 첨가 깔대기를, 진한 염산 (0.2ml) 이 용해되어 있는 탈이온수 (39.93g)로 충전시켰다. 질소 스윕을 작동시켰다. 물을 교반하면서 약 30분 동안 적가하였다. 혼합물을 서서히 60℃로 가열하고, 1 시간 동안 유지하였다. 그 후, 휘발물질을 제거하기 위하여 혼합물을 140℃로 단계적으로 가열하여 1시간 동안 유지시키고, 추가 1시간 동안 진공으로 빨아들였다. 최종적으로, 이를 80℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 결과로서 생성된 수지는 투명한 액체였으며, 그 점도는 24 ± 1℃에서 약 107.7 cp였다.
C. 실리콘-폴리에스테르 수지 합성
실시예 1
· 폴리에스테르 (116.3g) 수지를, 수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 충전시켰다.
· 실리콘 수지 (I, 39.25g), 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PMA, 62.41g), 촉매로서 테트라-n-부틸 티타네이트 (0.015g)를 질소 분위기 하에서 플라스크 내로 첨가하였다.
· 이 혼합물을 교반하면서 120℃까지 서서히 가열하여, 생산된 메탄올 및 에탄올을 가두었다. 1 시간 후, 투명한 실리콘-폴리에스테르 수지가 제조되었다.
· 샘플을 취하여, 유리 패널 상에 적하하여 규칙적으로 실온에서의 외관이 투명해질 때까지 점검하였다.
· 가열을 멈추고, 60℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 제조된 수지의 점도는 24 ± 1℃에서 약 1442cp였다.
실시예 2
· 폴리에스테르 (116.3g) 수지를 수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 충전시켰다.
· 실리콘 수지 (II, 39.25g), 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PMA, 93.7g), 및 촉매로서 테트라-n-부틸 티타네이트 (0.015g)를 질소 분위기 하에서 플라스크 내로 첨가하였다.
· 혼합물을 교반하면서 110℃까지 서서히 가열하여, 생산된 메탄올 및 에탄올을 가두었다. 160 분 후, 투명한 실리콘-폴리에스테르 수지가 제조되었다.
· 샘플을 취하여, 유리 패널 상에 적하하여 규칙적으로 실온에서의 외관이 투명해질 때까지 점검하였다.
· 가열을 멈추고, 60℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 제조된 수지의 점도는 24 ± 1℃에서 약 284.8cp였다.
실시예 3
· 폴리에스테르 (116.3g) 수지를 수냉 응축기, PTFE 교반기 및 열전쌍이 장착된 500g의 3목 둥근 바닥 플라스크에 충전시켰다.
· 실리콘 수지 (III, 39.25g), 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PMA, 62.41g) 및 촉매로서 테트라-n-부틸 티타네이트 (0.015g)를 질소 분위기 하에서 플라스크 내로 첨가하였다.
· 이 혼합물을 교반하면서 120℃까지 서서히 가열하여, 생산된 메탄올 및 에탄올을 가두었다. 1 시간 후, 투명한 실리콘-폴리에스테르 수지가 제조되었다.
· 샘플을 취하여, 유리 패널 상에 적하하여 규칙적으로 실온에서의 외관이 투명해질 때까지 점검하였다.
· 가열을 멈추고, 60℃ 미만으로 냉각시키면서, 여과 및 드럼 오프시켰다. 제조된 수지의 점도는 24 ± 1℃에서 약 1045cp였다.
비교예
상업적으로 구매가능한 100% T 페닐 실리콘 수지를 폴리에스테르수지와, 실시예 1 내지 3에 기재된 것과 동일한 방식으로 반응시켰다.
D. 성능
열경도, 접착 및 비등된 아세트산 수용액 (3%)의 내성 시험을 위하여, 최종 수지를 세정된 철강 및 알루미늄 패널 상에 적용하였다 (60μm 습식 필름). 코트를 15분 동안 공기 건조시키고, 10분 동안 280℃ 오븐에서 구웠다.
열경도 시험방법 (ASTM D3363)
코팅된 강철 패널을 냉각된 핫플레이트(hot plate) 상에 위치시킨다. 표면 온도계를 코팅된 표면 상에 위치시키고, 핫플레이트를 작동시킨다. 패널 온도가 증가한다. 코팅은 리드 경도를 증가시켜 제도연필로 표면을 긁는 시도에 의하여 평가된다. 코팅 경도는 코팅을 긁어낼 수 없는 가장 높은 연필 경도에 따라 평가된다 (H 앞의 숫자가 높을수록 더 높은 경도를 나타낸다).
접착 시험 방법
코팅을 정사각형으로 잘라 100개의 격자무늬(grid)를 형성한다. 격자무늬 위에 감압성 테이프를 적용한 후 제거한다. 남아있는 격자무늬의 수를 계수한다.
아세트산 용액 내성
코팅된 알루미늄 패널을 3% 아세트산이 있는 끓는 물 용액 내로 침지시킨다. 2 시간 후, 패널을 꺼내고 물로 세척하였다. 코팅의 표면 상태를 관찰하였다.
[표 1]
Figure pct00002
실시예 3은, 실시예 1 및 2에 비교시, 내산성 시험 후 개선된 코팅 내성 및 더욱 양호한 내긁힘성을 추가로 나타내었다.
TQ 합성 IV- 실시예 4
트라이메톡시페닐실란 (277.2g), 메틸트라이에톡시실란 (71.2g) 및 에틸실리케이트 (41.6g)를, 수냉 응축기, PTFE 교반기, 질소 유입구 및 열전쌍이 장착된 4목 플라스크 (500ml) 내로 넣고, 15 분 동안 질소 퍼지하고(purged), 그 후 질소 분위기 하에서 혼합물을 300 rpm으로 교반하였다. 그 후, 그 후 플라스크에 탈이온수 (41.73g) 및 HCl (0.5ml, 37%)를 담은 압력-균등화 첨가 깔대기를 장착시켰다. 물을 15분 동안 실온에서 적하한 후, 내용물을 단계적으로 65℃로 가열하였다. 1.5 시간 동안 가수분해한 후, 딘-스타크 (Dean-Stark) 장치를 충전시키고, 내용물을 140℃로 가열시키고, 그 온도에서 1 시간 동안 유지하여 부산물인 메탄올 및 에탄올을 스트립 (strip) 한 후, 60℃로 냉각시키고 40g 메탄올을 넣었다. 내용물을 140℃로 다시 가열하여 메탄올을 스트립한 후, 1 시간 동안 그 온도에서 유지시키고 추가 1 시간 동안 진공처리하였다. 최종적으로, 이를 80℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 결과로서 생성된 수지는 투명한 액체였으며, 그 점도는 24 ± 1℃에서 약 1065 cp였다.
실리콘-폴리에스테르 합성 (실시예 4)
TQ 수지 (수지 IV, 23.55g) 폴리에스테르 수지 (69.78g), PMA (37.45g) 및 TnBT (자일렌 중 테트란부틸티타네이트 (tetranbutyltitanate) 10%, 0.09g)를, 수냉 응축기, PTFE 교반기, 질소 유입구 및 열 제어기가 장착된 4목 용기 (250ml)에 넣고, 10 분 동안 질소 퍼지시킨 후, 이 혼합물을 질소 분위기 하에서 300 rpm으로 교반하였다. 그 후, 이 혼합물을 120℃로 단계적으로 가열하고, 그 온도에서 6.5 시간 동안 유지시켰다. 가열을 멈추고, 60℃ 미만으로 냉각시키면서, 여과 및 드럼 오프시켰다. 제조된 수지의 점도는 24 ± 1℃에서 1009cp였다.
Figure pct00003
TQ 합성 (실리콘 수지 V)
페닐트라이에톡시실란 (2016g), 메틸트라이에톡시실란 (427.2g) 및 에틸실리케이트 (249.6g)를, 수냉 응축기, PTFE 교반기, 질소 유입구 및 온도계가 장착된 4목 용기 (3 L)에 넣고, 질소로 15 분 동안 퍼지하고, 그 후 질소 분위기 하에서 이 혼합물을 270 rpm으로 교반하였다. 그 후, 플라스크에 탈이온수 (250.2g) 및 HCl (3.0, 37%)를 담은 압력-균등화 첨가 깔대기를 장착시켰다. 물을 15분 동안 실온에서 적하한 후, 내용물을 단계적으로 75℃로 가열하였다. 2 시간 동안 가수분해한 후, 딘-스타크 장치를 충전시키고, 내용물을 145℃로 천천히 가열시켜 부산물인 에탄올을 스트립한 후, 그 온도에서 9 시간 동안 유지시키고, 추가 1시간 동안 진공처리하였다. 최종적으로, 이를 80℃ 미만으로 냉각시키고, 여과 및 드럼 오프시켰다. 결과로서 생성된 수지는 투명한 액체였으며, 그 점도는 24 ± 1℃에서 약 549.2 cp였다.
실리콘-폴리에스테르 합성 (실시예 5)
TQ 수지 (수지 V, 23.55g) 폴리에스테르 수지 (69.78g), PMA (37.45g) 및 TnBT (자일렌 중 10%, 0.09g)를, 수냉 응축기, PTFE 교반기, 질소 유입구 및 열 제어기가 장착된 4목 용기 (250ml)에 넣고, 10 분 동안 질소 퍼지시킨 후, 이 혼합물을 질소 분위기 하에서 300 rpm으로 교반하였다. 그 후, 이 혼합물을 120℃로 단계적으로 가열하고, 그 온도에서 13 시간 동안 유지시켰다. 가열을 멈추고, 60℃ 미만으로 냉각시키면서, 여과 및 드럼 오프시켰다. 제조된 수지의 점도는 24 ± 1℃에서 848cp였다.
Figure pct00004

Claims (16)

  1. 실리콘 부분이 TPh 및 Q 단위를 함유하고, D 단위가 없는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 실리콘 부분이 TPh 및 Q 단위로 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 실리콘 부분이 TMe 단위를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 실리콘 부분이 TPh, TMe 단위 및 Q 단위로 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, TPh, TMe 단위 및 Q 단위는, TPh, TMe 및 Q 단위의 몰 합계를 기준으로 계산하여, 각각 10-80%, 0-70% 및 1-60%의 몰 비, 바람직하게는 30-50%, 30-50%, 10-30%의 몰 비로 존재하는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 부분에서, 잔류하는 알콕시 작용기가 40-200 몰% (Si를 100% 기준으로 계산)인 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 및 실리콘은 90%:10% 내지 10%:90% 바람직하게는 75%:25% 내지 40%:60% 중량 퍼센트의 비로 존재하는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물의 열경도 (hot hardness)가 220℃에서 2H 이상인 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물.
  9. 폴리에스테르 수지 또는 폴리에스테르 전구체 및 실리콘 수지 또는 실리콘 전구체를 함께 혼합 및 반응시켜 실리콘-폴리에스테르 조성물을 형성하고, 여기에서 실리콘 부분은 TPh 및 Q 단위, 선택적으로 TMe 단위를 함유하고, D 단위는 없는 것을 특징으로 하는 실리콘-폴리에스테르 조성물의 형성 공정.
  10. 제 9항에 있어서, 폴리에스테르 전구체는 아이소프탈산, 네오펜틸글리콜 및 트라이메틸올프로판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제 9 항 또는 제 10항에 있어서, 실리콘 전구체는 페닐트라이메톡시실란 또는 페닐트라이에톡시실란, 테트라에틸오르토실리케이트 및 선택적으로 메틸트라이메톡시실란 또는 메틸트라이에톡시실란의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 전구체 및 폴리에스테르 전구체를 먼저 개별적으로 반응시켜서, 함께 반응될 실리콘 수지 및 폴리에스테르 수지를 형성시키는 공정.
  13. 코팅이 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘-폴리에스테르 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기재 상 코팅.
  14. 코팅이 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘-폴리에스테르 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 포함 기재.
  15. 제 14항에 있어서, 기재는 알루미늄, 스텐레스강, 철, 플라스틱 또는 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기재.
  16. 기재 상에 코팅을 형성하기 위한, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘-폴리에스테르 조성물의 용도.
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