KR20150023525A - 에폭시 코팅 적용을 위한 저점도 페놀 디글리시딜 에테르 - Google Patents

에폭시 코팅 적용을 위한 저점도 페놀 디글리시딜 에테르 Download PDF

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KR20150023525A
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alkyl
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coating composition
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KR1020147036793A
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스콧 디. 볼터
레이 이. 드럼라이트
츄-치 쿠오
피터 엠. 마글
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 1 또는 2개의 알킬 함유, 사이클로알킬 함유, 알콕시 함유, 알킬설파이드 함유, 알킬실릴 함유 또는 알킬에테르 함유 그룹, 2개의 알킬아미노 함유 그룹, 1개의 N-헤테로사이클로알킬 그룹, 및 그의 혼합물을 가지는 단핵 방향족 디글리시딜 에테르 에폭시 수지, 예컨대 알킬 레소시놀 및 알킬 하이드로퀴논뿐 아니라, 에폭시 성분으로서 에폭시 수지, 및 제2 성분으로서 경화제를 포함하는 2 성분 액체 코팅 조성물을 제공한다. 본 발명의 코팅 조성물은 심지어 100% 고체로의 저점도 코팅 조성물을 제공하며, 먼거리 현장 적용에서 에폭시 코팅 조성물의 사용을 가능케 한다.

Description

에폭시 코팅 적용을 위한 저점도 페놀 디글리시딜 에테르{LOW-VISCOSITY PHENOLIC DIGLYCIDYL ETHERS FOR EPOXY COATING APPLICATIONS}
본 발명은 저점도 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 저점도 단핵 방향족 디글리시딜 에테르로부터의 액체 코팅 조성물, 상기 액체 조성물의 적용방법 및 그로부터 제조된 코팅에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 예컨대 알킬 하이드로퀴논 또는 알킬 레소시놀과 같이 단핵 방향족 디페놀의 (사이클로)알킬 또는 알콕시 그룹 함유 디글리시딜 에테르와 경화제 성분을 포함하고, 혼합시 85 wt.% 고체 또는 그 이상, 바람직하게는, 95 wt.% 이상, 예컨대 100 wt.% 고체로 기재에 현장 코팅(field coatings)으로서 용이하게 적용될 수 있는 2 성분 조성물에 관한 것이다.
이전에, 코팅 사용자들은 에폭시 코팅의 좋지 않은 적용성 문제, 즉 분사성 또는 도장성을, 고점도 에폭시 제제에 유기 용매를 첨가하거나, 반응성 희석제를 첨가하거나, 또는 가열된 적용 장비를 사용하여 다루었다. 크실렌 같은 용매는 일반적으로 오염성이고, 사용시 증발하기 때문에 휘발성 유기 화합물(VOC)로 간주된다. 희석제, 보통 활성 수소를 갖는 유기 화합물(예를 들어, 벤질 알콜과 같은 알콜) 또는 에폭시 작용성 화합물, 예컨대 크레졸 글리시딜 에테르 또는 부탄디올 디글리시딜 에테르는 경화중에 에폭시 코팅에서 불완전하게 반응하여 유기 휘발물(VOC)로 되고/되거나, 코팅 필름의 가교결합 분해 및/또는 가소화로 인해 최종 코팅의 특성을 저하시킬 수 있다. 가열된 복수 요소 적용 장비는 사용이 어렵고 구입 및 유지하는데 비용이 든다.
용매 또는 희석제가 첨가되지 않으면, 생성된 에폭시 코팅 물질은 단거리로만 펌핑 또는 운반될 수 있어서, 예컨대 급수탑 또는 수로교 등의 금속 구조물을 위한 그의 현장 적용 유용성을 제한하고, 사용자는 코팅 조성물에 더 많은 VOC를 첨가하게 된다.
다우 케미칼(Dow Chemical)에 의한 국제특허출원 제 WO1999062894A2호에 알릴 에테르 전구체를 산화하여 글리시딜 에테르 화합물을 제조하는 방법이 개시되었다. 본 발명의 화합물은 개시된 방법으로 제조될 수 있는 넓은 범위의 수백만 글리시딜 에테르 화합물 범위에 들어간다(59쪽 화학식 XI 참조); 그러나, 상기 다우 케미칼에 의한 공개 특허에는 본 발명의 글리시딜 에테르 화합물 또는 본 발명의 고고형분 코팅 또는 이들의 적용에 대해 기재되지 않았다.
본 발명자들은 유기 용매 또는 반응성 희석제를 한정된 양 이상으로 사용할 필요가 없거나, 또는 높은 적용 온도의 필요없이 저점도 에폭시 코팅 조성물을 제공하기 위한 문제를 해결하기 위해 예의 연구하였다.
본 발명은 에폭시 코팅에 대해 목적하는 코팅 성능 특성을 유지하면서 적용을 더 용이하게 하고 제제를 더욱 유연하게 하는 동시에 용매 함량과 관련하여 엄격한 지속가능성의 목표를 만족할 수 있게 해준다.
발명의 설명
1. 본 발명에 따라, 2 성분 액체 코팅 조성물은 에폭시 성분으로서 C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및, 제2 성분으로서, 경화제, 예컨대 폴리아민을 포함하며, 여기서 코팅 조성물은 고체 함량이 85 wt.% 이상, 바람직하게는, 95 wt.% 이상, 또는, 더욱 바람직하게는, 97 wt.% 이상, 예컨대 100 wt.%이고, 에폭시 성분 및 제2 성분의 혼합으로 코팅 조성물이 형성되는 경우, 생성된 코팅 조성물은 25℃에서 초기 점도(혼합시)(Brookfield CAP 2000+ 고전단 콘/플레이트 점도계)가 50 내지 3,000 cPs, 또는, 바람직하게는, 50 내지 1000 cPs, 또는, 더욱 바람직하게는, 100 이상 cPs이다. 에폭시 성분 단독의 점도(Brookfield CAP 2000+ 고전단 콘/플레이트 점도계)는 25℃에서 50 내지 3,000 cPs, 또는, 바람직하게는, 50 내지 1000 cPs, 또는, 더욱 바람직하게는, 100 이상 cPs이다.
2. 2 성분 액체 코팅 조성물은 에폭시 성분으로서 알킬 그룹 함유 화합물, 예컨대, C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬설파이드 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 C2 내지 C18 알킬설파이드 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 알킬설파이드 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; C2 내지 C18 알킬아미노 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 C2 내지 C18 알킬아미노 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 알킬아미노 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; C2 내지 C18 알킬실릴 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 C2 내지 C18 알킬실릴 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 알킬실릴 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; C2 내지 C18 알킬에테르 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 C2 내지 C18 알킬에테르 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 알킬에테르 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르; 및 C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대, C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 사이클로알킬아미노 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 C2 내지 C18 사이클로알킬아미노 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 또는 C2 내지 C18 사이클로알킬아미노 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대, C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르; 및 그의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
3. 바람직하게는, 에폭시 성분은 C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 레소시놀 또는 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, 및 C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 레소시놀 또는 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르로부터 선택되고, 에폭시 성분 및 제2 성분의 혼합으로 코팅 조성물이 형성되는 경우 생성된 코팅 조성물은 초기 점도가 25℃에서 50 내지 3000 cP, 바람직하게는, 100 내지 1000 cPs이다.
4. 바람직하게는, 더 낮은 점도 코팅 조성물을 제공하기 위해, 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르는 1개의 알킬 함유 그룹, 예컨대 알킬, 사이클로알킬, 알콕시, 알킬에테르, N-헤테로사이클로알킬, 알킬설파이드 및 알킬실릴로부터 선택되는 1개의 그룹을 가진다.
5. 바람직하게는, 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르는 치환체로서 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알콕시 그룹, 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬아미노 그룹, 1개의 C3 또는 그보다 고급의 N-헤테로사이클로알킬 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬설파이드 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬실릴 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬에테르 그룹, 또는 이들 두 그룹의 조합물을 가진다.
6. 더욱더 바람직하게는, 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르는 1개의 C2 내지 C8 알킬 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 사이클로알킬 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알콕시 함유 그룹, 2개의 C2 내지 C8 알킬아미노 함유 그룹, 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬아미노 함유 그룹, 1개의 C3 또는 그보다 고급의 N-헤테로사이클로알킬 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알킬설파이드 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알킬실릴 함유 그룹, 또는 1개의 C2 내지 C8 알킬에테르 함유 그룹을 가진다.
7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 코팅 조성물에서, 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르 상의 알킬 함유 그룹은 바람직하게는 일차 또는 이차 알킬 탄소를 가지며, 삼차 알킬 탄소는 갖지 않는다. 예를 들어, 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 코팅 조성물에서, 본 발명의 레소시놀 또는 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 상의 알킬 함유 그룹으로부터 t-부틸 그룹은 제외될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 코팅 조성물의 사용방법은 에폭시 성분과 제2 성분을 혼합하여 코팅 조성물을 형성하고, 코팅 조성물을 바람직하게는, 스프레이에 의해 기재 상에 도포하여 코팅층을 형성하고, 코팅층을 건조하는 단계를 포함한다. 적합한 기재는 강철 및 콘크리트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 방법은 현장 적용으로서, 이는 기재가 위치한 곳에서 일어남을 의미하며, 즉. 적용은 현장에서 수행되고 코팅 적용을 위해 개조된 공장에서 행해지지 않는다.
본 발명의 방법에서, 코팅 조성물중 에폭시 성분의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르 상의 알킬, 사이클로알킬, 알킬아미노, 알킬설파이드, 알킬실릴, 알콕시, 알킬에테르 함유 또는 N-헤테로사이클로알킬 그룹은 바람직하게는, 일차 또는 이차 알킬 탄소만을 포함한다. 예를 들어, 방법에 사용된 코팅 조성물에서, 본 발명의 레소시놀 또는 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르 상의 알킬 함유 그룹으로부터 t-부틸 그룹은 제외될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 코팅은 본 발명의 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 코팅 조성물로부터 만들어거나, 본 발명의 방법에 따라 만들어진 건조된 코팅층을 포함한다.
달리 언급이 없으면, 온도 및 압력 조건은 주위 온도와 표준 압력이다. 기재된 모든 범위는 포괄적이고 조합가능하다.
달리 언급이 없으면, 괄호를 포함하는 모든 용어는, 선택적으로 괄호가 존재하지 않는 것 같은 전체 용어, 그를 포함하지 않는 용어, 및 각 선택의 조합을 지칭한다. 따라서, "(폴리)알콕시"란 용어는 알콕시, 폴리알콕시 또는 이들의 혼합물을 지칭한다.
모든 범위는 포괄적이고 조합가능하다. 예를 들어, "50 내지 3000 cPs의 범위, 또는 100 또는 그 이상의 cPs"란 용어는 50 내지 100 cPs, 50 내지 3000 cPs 및 100 내지 3000 cPs 각각을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "알킬 그룹 함유"란 예컨대, 알킬 말단 그룹 또는 알킬 분지 또는 측쇄와 같이 알킬 그룹을 함유하는 화학적 치환체를 가리킨다.
본원에 사용된 "초기 점도(initial viscosity)"라는 용어는 에폭시 성분과 경화제 성분을 혼합한 후에 직접 측정된 상기 두 성분의 코팅 조성물의 점도를 가리킨다.
본원에 사용된 용어 "고체 함량"은 달리 언급이 없으면, 에폭시 수지, 경화제, 촉매 또는 가속제, 및 다른 비휘발성 물질, 예컨대 안료, 실리콘 및 비휘발성 첨가제의 총 중량을 지칭하고, 코팅 조성물의 총 wt.%로서 표시된다. 고체에서 크실렌 같은 용매와, 비반응성 희석제, 예컨대 부틸 아디페이트 등의 가소제는 제외된다.
본원에 사용된 용어 "점도"는 순수한(neat) 비희석 조성물을 매뉴얼(Brookfield CAP2000+ Viscometer, Model CAP 2000+, Operating Instructions, Manual # M02-313B0707) 대로 보정되고 예상되는 초기 점도에 대해 매뉴얼에서 제안한 스핀들 및 속도를 갖춘 Brookfield CAP 2000+ 고전단 콘/플레이트 점도계(Brookfield Engineering Laboratories, Inc. Middleboro, MA)를 사용하여 측정된 결과를 가리킨다.
본원에 사용된 어구 "wt.%"는 중량 퍼센트를 나타낸다.
본 발명의 액체 에폭시 수지는 경화제 성분, 예컨대 아민과 혼합시에 현장 적용을 위해 100 wt.% 고체, 또는 85 wt.% 고체 또는 그 이상, 또는 95 wt.% 이상으로 적합한 주위 경화 코팅을 제공하는 코팅 조성물을 형성한다. 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르의 저점도는 용매 또는 희석제 등 제로(0) VOC를 포함하여 VOC 수준이 훨씬 낮은 코팅을 제공할 수 있는 코팅 도포제를 제공한다. 코팅 조성물은 또한 공지 방향족 디글리시딜 에테르 코팅 조성물보다 덜 점착성이어서, 더 높이 도달하도록, 또는 대상체 및 기재에 도달하기 더 어려운 더 먼 거리로 펌핑 또는 운반될 수 있기 때문에, 적용 유연성을 더 높일 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 85 wt.% 초과, 또는 95 wt.% 초과, 또는 심지어 97 wt.% 초과의 매우 높은 고체 함량으로 스프레이될 수 있는 초기, 즉 혼합시 주위 온도 점도를 가진다. 이러한 초기 코팅 조성물 점도는, 예를 들어, 50 내지 3000 cPs, 바람직하게는, 1000 cPs 또는 미만, 또는, 바람직하게는, 100 cPs 또는 이상, 또는, 더욱 바람직하게는, 800 cPs 또는 미만의 범위일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물의 에폭시 성분은 50 내지 3000 cPs, 또는, 더욱 바람직하게는, 1000 cPs 또는 미만, 또는, 더욱더 바람직하게는, 100 cPs 또는 이상, 또는, 더욱더 바람직하게는, 800 cPs 또는 미만 범위의 주위 온도 점도를 가질 수 있다.
알킬 또는 알콕시 그룹 함유 레소시놀 또는 하이드로퀴논의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 예컨대 디글리시딜 에테르는 1 또는 2개, 바람직하게는 1개의 C2 내지 C18 알킬 또는 알콕시 그룹 함유 그룹, C2 내지 C18 알킬설파이드 그룹 함유 그룹, C2 내지 C18 알킬실릴 그룹 함유 그룹 또는 C2 내지 C18 알킬에테르 그룹 함유 그룹, 2개의 C2 내지 C18 알킬아미노 그룹 함유 그룹, 또는 1개의 C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹으로 치환될 수 있다. 이들을 함유하는 코팅 조성물의 저점도를 확고히 하기 위해, 알킬 함유 그룹은, 바람직하게는, 일차 또는 이차 알킬 탄소, 예컨대, n-프로필, n-헥실 그룹 또는 이소-부틸 그룹을 포함하며, 삼차 알킬 탄소는 포함하지 않는다.
알콕시 함유 그룹은 하나 이상의 1 초과 산소를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 에톡시 또는 프로폭시 그룹, 또는 식 -(CH2(CH2)mO)n(CH2)xCH3의 올리고글리콜(여기서, x는 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, m은 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, n은 독립적으로 1 내지 8, 바람직하게는, 1 내지 6의 정수이다), 예컨대, 트리에틸렌 글리콜 그룹, 또는 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 그룹일 수 있다.
본 발명의 디글리시딜 에테르중 알킬아미노 함유 그룹은 단일 질소 원자를 통해 단핵 방향족 환에 연결된 2개의 알킬 그룹을 포함한다.
본 발명의 디글리시딜 에테르중 알킬설파이드 함유 그룹은 단일 황 원자를 통해 단핵 방향족 환에 연결된 임의의 알킬 그룹을 포함할 수 있다.
본 발명의 디글리시딜 에테르중 알킬실릴 함유 그룹은 단일 규소 원자를 통해 단핵 방향족 환에 연결된 1 내지 3개의 알킬 그룹을 포함할 수 있다.
본 발명의 디글리시딜 에테르중 알킬에테르 함유 그룹은 단일 산소 원자를 통해 단핵 방향족 환에 연결된 임의의 알킬 그룹을 포함할 수 있다.
본 발명의 디글리시딜 에테르중 N-헤테로사이클로알킬 그룹은 질소 원자를 통해 단핵 방향족 환에 연결된다.
본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르는, 예를 들어, 임의의 화학식 (1)의 레소시놀 또는 하이드로퀴논을 에피할로하이드린과 반응시켜 디글리시딜 에테르 수지를 제공함으로써 수득될 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서,
X는, 독립적으로, C, O, N, S 또는 Si의 어느 하나일 수 있고;
R은 H, 1가 탄화수소, 1가 지환식 탄화수소, X가 하나의 구성원인 2가 사이클로지방족 탄화수소 환, 또는 18개 이하, 또는, 바람직하게는, 2 내지 8개의 탄소 원자를 가지는 1가 산소 함유 탄화수소 래디칼, 예를 들어, 알콕시 래디칼 -(CH2(CH2)yO)z(CH2)xCH3(여기서, x는 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, y는 독립적으로 1 내지 3의 정수이고, z는 독립적으로 1 내지 6의 정수이다)로부터 선택되고; n은 X 원자의 원자가를 충족하도록 선택되며, 따라서, 예를 들어, X가 C 또는 Si인 경우, n은 총 3이고, R은 (사이클로)알킬, 알콕시 또는 수소일 수 있거나, 또는 R은 X 탄소 상의 1개의 수소 또는 1가 알킬 그룹과 함께 사이클로지방족 환을 형성할 수 있고; X가 N인 경우, n은 총 2일 수 있고, 여기서 R은 알킬 또는 사이클로알킬일 수 있거나, 또는 n은 총 1일 수 있고, 여기서 R은 N을 포함하는 2가 사이클로지방족 환을 형성하며; X가 O 또는 S인 경우, n은 1이고, R은 알킬일 수 있다.
본 발명의 에폭시 성분의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르는 하기 화학식에 따른 디글리시딜 에테르로부터 제조된 다이머, 트리머 및 올리고머를 포함할 수 있다:
Figure pct00002
상기 식에서,
m은 0 내지 5, 바람직하게는 0 내지 2이고,
n, R 및 X는 상기 화학식 (1)에 대해 정의된 바와 같다.
본 발명의 고 고형분 코팅 조성물은 용매 또는 희석제를 최대 15 wt.%, 바람직하게는 최대 5 wt.%, 더욱 바람직하게는 최대 3 wt.% 포함할 수 있다. 적합한 용매 및 희석제로는, 예를 들어 메틸에틸케톤(MEK), 크실렌, 톨루엔, 방향족 탄화수소와 석유 증류물 및 벤질 알콜일 수 있다. 적합한 반응성 희석제로는, 예를 들어 크레졸 글리시딜 에테르 및 C12-C14 지방족 글리시딜 에테르를 포함할 수 있다.
본 발명의 에폭시 성분은 또한 임의의 통상적인 에폭시 수지, 예컨대 비스페놀 A 또는 F 에폭시 수지, 페놀계 에폭시 수지, 폴리페놀계 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 및 크레졸 에폭시 수지, 및 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 조성물은 경화제 및 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르 만을 포함하는 2 성분 혼합물보다 더 높은 초기 점도를 가질 수 있다. 이러한 조성물에서, 코팅 조성물의 총 초기 점도는 본 발명의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르를 포함시킴으로써 저하될 수 있다.
제2 성분은 임의의 통상적인 에폭시 수지용 경화제일 수 있는 하나 이상의 경화제를 포함한다. 통상적인 경화제는, 예를 들어 분자당 적어도 2개의 에폭시 반응성 수소원자를 갖는 아민 또는 머캅탄, 무수물 또는 페놀류일 수 있다. 바람직하게, 경화제는 질소 원자가 서브단위당 적어도 2개의 탄소원자를 함유하는 2가 탄화수소 그룹, 예컨대 지방족, 지환족 또는 방향족 그룹으로 연결된 아민이다. 바람직하게, 폴리아민은 분자당 2 내지 6개의 아민 질소 원자, 분자당 2 내지 8개의 아민 수소 원자, 및 2 내지 약 50개의 탄소원자를 함유한다.
적합한 폴리아민의 예로서는 지방족 폴리아민, 예를 들어, 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 테트라에틸렌 펜타민, 펜타에틸렌 헥사민, 디프로필렌 트리아민, 트리부틸렌 테트라민, 헥사메틸렌 디아민, 디헥사메틸렌 트리아민, 1,2-프로판 디아민, 1,3-프로판 디아민, 1,2-부탄 디아민, 1,3-부탄 디아민, 1,4-부탄 디아민, 1,5-펜탄 디아민, 1,6-헥산 디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 및 2,5-디메틸-2,5-헥산디아민; 사이클로지방족 폴리아민, 예를 들어, 이소포론디아민, 1,3-(비스아미노메틸)사이클로헥산, 4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄, 1,2-디아미노사이클로헥산, 1,4-디아미노 사이클로헥산, 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄의 이성체 혼합물, 비스(3-메틸-4-아미노사이클로헥실)메탄(BMACM), 2,2-비스(3-메틸-4-아미노사이클로헥실)프로판(BMACP), 2,6-비스(아미노메틸)노보난(BAMN), 및 1,3- 및 1,4-비스(아미노메틸)사이클로헥산의 시스 및 트랜스 이성체를 포함한 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산 및 1,4-비스(아미노메틸)사이클로헥산의 혼합물; 바이사이클릭 아민, 예컨대, 3-아자바이사이클로[3.3.1]노난; 바이사이클릭 이민, 예컨대, 3-아자바이사이클로[3.3.1]논-2-엔; 바이사이클릭 디아민, 예컨대, 3-아자바이사이클로[3.3.1]노난-2-아민; 헤테로사이클릭 디아민, 예를 들어, 3,4-디아미노푸란 및 피페라진; 다이머산을 암모니아와 축합한 후, 임의로 수소화하여 얻은 "다이머산(dimer acid)"(다이머화된 지방산)으로부터 유도된 폴리아민 함유 아미드 연결; 상기 아민과 에폭시 수지, 에피클로로하이드린, 아크릴로니트릴, 아크릴계 모노머, 에틸렌 옥사이드 등의 부가물, 예컨대, 이소포론디아민과 2가 페놀의 디글리시딜 에테르의 부가물, 또는 에틸렌디아민 또는 m-크실릴렌디아민과의 상응하는 부가물; 아르지방족 폴리아민, 예를 들어, 1,3-비스(아미노메틸)벤젠, 4,4'-디아미노디페닐 메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐폴리아민; 방향족 폴리아민, 예를 들어, 4,4'-메틸렌디아닐린, 1,3-페닐렌디아민 및 3,5-디에틸-2,4-톨루엔디아민; 아미도아민, 예를 들어, 지방산과 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 등의 축합물; 폴리아미드, 예를 들어, 다이머산과 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민; 올리고(프로필렌 옥사이드)디아민의 축합물; 및 만니히 염기(Mannich base), 예컨대, 페놀, 포름알데히드, 및 폴리아민 또는 페날카민의 축합물이 포함된다. 복수개의 디아민 및/또는 폴리아민의 혼합물도 사용할 수 있다.
상술된 경화제와 함께 제2 성분에 사용될 수 있는 다른 경화제 및 가속제로는 4급 암모늄 및 포스포늄염, 예컨대 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 요오다이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 테트라(n-부틸) 암모늄 클로라이드, 테트라(n-부틸)암모늄 브로마이드, 테트라(n-부틸)암모늄 요오다이드, 테트라(n-부틸)암모늄 하이드록사이드, 테트라 (n-옥틸) 암모늄 클로라이드, 테트라(n-옥틸) 암모늄 브로마이드, 테트라(n-옥틸)암모늄 요오다이드, 테트라(n-옥틸)암모늄 하이드록사이드, 메틸트리스(n-옥틸)암모늄 클로라이드, 비스(테트라페닐포스포라닐리덴) 암모늄 클로라이드, 에틸트리-p-톨릴 포스포늄 아세테이트/아세트산 복합물, 및 에틸 트리페닐포스포늄 아세테이트/아세트산 복합물; 포스핀; 니트레이트염, 예컨대, 질산칼슘; 및 포스파이트, 예컨대 트리페닐포스파이트 또는 미국특허 제5,208,317호, 5,109,099호 및 4,981,926호에 기술된 바와 같은 이들의 조합물, 페놀 화합물, 예컨대 t-부틸페놀, 비스페놀 A, 살리실산 및 아미노페놀, 예컨대 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸) 페놀을 포함할 수 있다.
코팅 조성물의 에폭시 성분 중 에폭시 수지 대 제2 성분 중 경화제의 화학양론적 비율은 0.5:1 내지 1:0.5, 바람직하게는, 0.7:1 내지 1:0.7, 또는, 더욱 바람직하게는, 0.8:1 내지 1:0.8, 또는, 가장 바람직하게는 0.90:1 내지 1:0.90의 범위일 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물은 안료를 함유하지 않거나, 투명도를 변경하지 않는 안료 또는 충전제, 예컨대 1.7 미만의 굴절률을 갖는 임계치 이하 양의 안료, 예를 들어 실리카, 탈크, 탄산칼슘 또는 알루미나를 포함할 수 있는 투명 코팅물일 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 실리케이트와 같은 내구성 및 경도 외에, 유기 또는 무기일 수 있고 불투명도에 기능적으로 영향을 미칠 수 있는 안료, 예를 들어 이산화티탄 또는 중공 코어(core) 또는 공극(void)을 함유하는 폴리머 안료, 및 착색제, 예를 들어 산화철, 운모, 알루미늄 가루 및 유리 가루, 실리카 안료, 또는 유기 안료, 예컨대 프탈로시아닌, 및 부식 보호제, 예를 들어 아연, 포스페이트, 몰리브데이트, 크로메이트, 바나데이트, 세레이트(cerate)를 비롯한 기타 첨가제를 사용하여 착색/충전될 수 있다. 일반적으로, 안료가 코팅 조성물에 포함되는 경우, 안료 대 에폭시 수지 및 경화제의 전체 고체의 중량비는 0.1:1 내지 5:1, 바람직하게는 최대 2:1의 범위일 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 다른 통상적인 첨가제, 예를 들어 레올로지 개질제, 분산제, 실리콘 또는 습윤제, 접착 촉진제, 또는 유동제 및 평탄화제를 통상적인 양으로 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 저점도를 만족하여 현장 적용, 예컨대 콘크리트, 금속, 기계, 과중량 부품, 선박, 건설 중의 건물, 다리, 탱크와 같은 기재에 사용하기 위한 코팅, 내부식성 적용, 예를 들어 파이프 코팅, 및 바닥재 및 유지 코팅 적용에 사용하기에 적합하다.
바람직하게는, 방법은 코팅 조성물을 현장의 기재, 예컨대, 파이프, 탱크, 선박, 과중량 부품, 예컨대 그라인더, 기계, 예컨대 중장비, 다리, 콘크리트 구조물, 및 빌딩에 적용하는 것을 포함한다.
보호성 마감재를 제조하는데 유용한 본 방법의 일 예에서, 본 발명의 코팅 조성물은 프라이머로 사용될 수 있고, 방법은 프라이머 위에 다른 층을 적용하는 것을 추가로 포함한다.
이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 제공된다. 달리 표시되지 않는 한, 모든 온도는 주위 온도이고 모든 압력은 1 기압이다.
실시예 1: 2,2'-(((4-헥실-1,3-페닐렌) 비스(옥시))비스(메틸렌)) 비스(옥시란)
Figure pct00003
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀(septum)이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 4-헥실레소시놀 (10.0 g, 51.5 mmol), Dowanol PM (Dow Chemical(Midland, MI)에서 시판하는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 이성체의 혼합물) (54.7 mL, 556 mmol), 에피클로로하이드린 (161.3 mL, 2.06 mol), 및 물 (3.0 mL, 165 mmol)을 순서대로 채웠다. 이어 오렌지색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 18.5 g, 92.7 mmol)을 첨가하였다. 첨가 완료 후 반응 혼합물을 2.5 시간 가열하였다.
반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮기고 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 다른 분량의 수산화나트륨 (20% 용액, 5.15 g, 25.7 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~15 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 실온 (RT)으로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 이어서 유기층을 물 (2x75 mL)로 세척하고 (분리가 천천히 되었다), 로토밥(rotovap) (Buchi Rotavapor R-210, BUCHI Labortechnik AG, Flawil, CH)에서 농축하여 오렌지색 액체를 얻었다. 조 오렌지색 액체를 메틸렌 클로라이드를 용리액으로 사용하여 부흐너 깔때기내의 대직경 (~11"), 2" 두께의 실리카 플러그에 통과시켰디. TLC를 통한 생성물의 1차 출현후 약 500 mL의 용리액를 수집하였다. 수집한 용리액를 감압하에 농축하여 황색 액체를 수득하였다. 수율 (4.8 g, 25.8%).
실시예 2: 2,2'-(((5-펜틸-1,3-페닐렌) 비스(옥시))비스(메틸렌)) 비스(옥시란)
Figure pct00004
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 1,3-디하이드록시-5-펜틸벤젠 (6.0 g, 33.3 mmol), Dowanol PM 용매 (35.4 mL, 359.5 mmol), 에피클로로하이드린 (106.5 mL, 1.33 mol), 및 물 (1.9 mL, 106.5 mmol)을 차례로 채웠다. 이어 무색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 12.0 g, 59.9 mmol)을 첨가하였다. 이어 용액을 52 ℃에서 2 시간 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 수산화나트륨 (20% 용액, 3.3 g, 16.6 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 이어서 유기층을 물 (2x50 mL)로 세척하고 (분리가 천천히 되었다), 로토밥 (Buchi rotavaporator)에서 농축하여 담갈색 액체를 얻었다. 이어서 갈색 액체를 플래쉬 크로마토그래피 (Biotage HP-Sil 100g SnapTM 칼럼, Biotage, Uppsala, Sweden, CH2Cl2 등용매)로 정제하여 황색 액체를 수득하였다. 수율 (5.0 g, 51.7%).
실시예 3: 2,2'-(((4-(2,4,4-트리메틸펜탄-2-일)-1,3-페닐렌) 비스(옥시))비스(메틸렌)) 비스(옥시란)
Figure pct00005
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 2-(1,1,3,3-테트라메틸-부틸)-벤젠-1,4-디올 (7.0 g, 31.5 mmol), Dowanol PM 용매 (33.5 mL, 340.3 mmol), 에피클로로하이드린 (98.7 mL, 1.26 mol), 및 물 (1.8 mL)을 차례로 채웠다. 이어 무색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 11.3 g, 56.7 mmol)을 첨가하였다. 이어 용액을 52 ℃에서 2 시간 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 수산화나트륨 (20% 용액, 3.2 g, 15.8 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 이어서 유기층을 물로 세척하고 (2x50 mL) (분리가 천천히 되었다), 로토밥에서 농축하여 홍자색 액체를 얻었다. 이 홍자색 액체를 플래쉬 크로마토그래피로 정제하였다. 제1 칼럼에 대해 메틸렌 클로라이드중 1% 메탄올을 100 g SnapTM HP-Sil 실리카 칼럼을 통해 등용매적으로 전개하였다. 첫번째로 나온 7개 분획을 합해 농축하였다. 이어 농축물을 헥산중 20-30% 에틸 아세테이트의 구배를 채용해 다른 100 g 칼럼을 통해 전개하였다. 5-10 분획들을 합해 감압하에 농축한 뒤 가열하여 오렌지색 액체를 수득하였다. 수율 (4.4 g, 41.8%).
실시예 4: 2,2'-(((4-에틸-1,3-페닐렌)비스(옥시))비스(메틸렌))비스(옥시란)
Figure pct00006
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 4-에틸레소시놀 (10.0 g, 72.4 mmol), Dowanol PM 용매 (76.9 mL), 에피클로로하이드린 (226.8 mL), 및 물 (4.2 mL)을 차례로 채웠다. 이어 무색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 26.1 g, 130.3 mmol)을 첨가하였더니 즉시 적색으로 변색되었다. 이어 용액을 52 ℃에서 2 시간 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 수산화나트륨 (20% 용액, 7.2 g, 36.2 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 세번째 수산화나트륨 (20% 용액, 2.9 g, 14.5 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 이어서 유기층을 물로 세척하고 (3x250 mL), 로토밥 (Buchi Rotavapor)에서 농축하여 황색 액체를 얻었다. 이어 황색 액체를 플래쉬 크로마토그래피로 정제하였다. 제1 칼럼에 대해 메틸렌 클로라이드중 5-15%% 에틸 아세테이트의 구배를 330g RevelerisTM (W.R. Grace Scientific, Baltimore, MD) 실리카 칼럼을 통해 전개하였다. 제1 피크의 분획을 합해 감압하에 농축한 뒤 가열하여 무색 액체를 수득하였다. 수율 (10.2 g, 56.3).
실시예 5: 2,2'-(((2-프로필-1,3-페닐렌)비스(옥시))비스(메틸렌))비스(옥시란)
Figure pct00007
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 2-t-부틸하이드로퀴논 (9.15 g, 60.1mmol), Dowanol PM 용매 (63.9 mL), 에피클로로하이드린 (188.4 mL), 및 물 (3.5 mL)을 차례로 채웠다. 이어 무색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 21.6 g, 108.2 mmol)을 첨가하였더니 즉시 적색으로 변색되었다. 이어 용액을 52 ℃에서 2 시간 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 수산화나트륨 (20% 용액, 6.0 g, 30.1 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 세번째 수산화나트륨 (20% 용액, 2.4 g, 12.0 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 이어서 유기층을 물로 세척하고 (3x250 mL), 로토밥 (Buchi Rotavapor)에서 농축하여 갈색 액체를 얻었다. 이어 갈색 액체를 플래쉬 크로마토그래피로 정제하였다. 제1 칼럼에 대해 메틸렌 클로라이드중 55-15% 에틸 아세테이트의 구배를 330g RevelerisTM 실리카 칼럼을 통해 전개하였다. 제2 피크의 분획을 합해 감압하에 농축한 뒤 가열하여 황색 액체를 수득하였다. 수율 (10.2 g, 61.0%).
실시예 6: 2,2'-(((2-(tert-부틸)-1,4-페닐렌)비스(옥시))비스(메틸렌)) 비스(옥시란)
Figure pct00008
질소하의 응축기, 부가 깔때기 및 셉텀이 장치된 500 mL 3-구 둥근 바닥 플라스크에 2-t-부틸하이드로퀴논 (10.0 g, 60.2 mmol), Dowanol PM 용매 (63.9 mL), 에피클로로하이드린 (188.5 mL), 및 물 (3.5 mL)을 차례로 채웠다. 이어 무색 용액을 52 ℃로 가열하고, 수산화나트륨 (20% 용액, 21.7 g, 108.3 mmol)을 첨가하였더니 즉시 적색으로 변색되었다. 이어 용액을 52 ℃에서 2 시간 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 수산화나트륨 (20% 용액, 6.0 g, 30.1 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 반응을 RT로 식힌 뒤, 반응 혼합물을 분별 깔때기로 옮겨 바닥 수성층 및 침전을 상부 유기층으로부터 제거하였다. 유기층을 다시 플라스크에 넣고 52 ℃로 재가열한 후, 세번째 수산화나트륨 (20% 용액, 2.4 g, 12.0 mmol)을 설정 온도를 유지하면서 (~10 분) 적가하였다. 적가 완료 후, 반응물을 1 시간 가열하고 교반하였다. 이어서 유기층을 물로 세척하고 (3x250 mL), 로토밥 (Buchi Rotavapor)에서 농축하여 갈색 액체를 얻었다. 이어 갈색 액체를 플래쉬 크로마토그래피로 정제하였다. 제1 칼럼에 대해 메틸렌 클로라이드중 10-20% 에틸 아세테이트의 구배를 330g RevelerisTM (Grace Scientific) 실리카 칼럼을 통해 전개하였다. 제2 피크의 분획을 합해 감압하에 농축한 뒤 가열하여 암황색 액체를 수득하였다. 수율 (13.2 g, 78.9%).
실시예중 순수한(neat) 디글리시딜 에테르의 점도를 매뉴얼(Brookfield CAP2000+ Viscometer, Model CAP 2000+, Operating Instructions, Manual # M02-313B0707)에서 제안한 스핀들 및 속도를 갖춘 Brookfield CAP 2000+ 콘/플레이트 점도계를 사용하여 측정하였다. 점도를 하기 표 1에 나타내었다.
디글리시딜 에테르 점도:
실시예 순도%
(LC-MS 다이오드 1 ) 		양 점도
(25 o C, cP) 		스핀들 2
RPM 2
1 100.0 4.8 g 108 -- --
2 98.9 5.0 g 152 -- --
3 94.8% 4.4 g 2550 -- --
4 100 10.2 83 01 120
5 96.2 10.2 80 01 120
6 97.2 13.2 420 01 120
1. 액체 크로마토그래피-질량 분석 결과: XBridgeTM C18 3.5 ㎛ 칼럼 (Waters Corporation, Milford, MA), Waters 3100 질량 검출기, Waters 2998 광다이오드 어레이 검출기를 채용한 Waters Alliance e2695 세퍼레이터 모듈; 2. 스핀들 및 RPM은 Brookfield 사용 매뉴얼을 따랐다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 모든 디글리시딜 에테르는 놀랍게도 그의 순수 형태에서 저점도를 나타내었다. 상기 표 1에 기술된 디글리시딜 에테르를 양축 믹서(SpeedMixer, Model # DAC 150 FVZ-K, FlackTek Inc., Landrum, SC)를 사용하여 PolypoxTM H013, 아민 수소 당량(AHEW)이 90인 가속 만니히 염기 경화제(UPPC, Dow Chemical Company, Midland, MI)와 1:1 에폭시 대 아민 당량비로 하여 실온에서 2 분간 2000 rpm으로 혼합하고, 수지 및 코팅 성질에 대해 시험하였다. 코팅 필름 성질의 측정을 위해, 코팅 조성물을 권선 로드를 사용해 냉간압연 강철 기재에 도포 및 드로우 다운(drawn down)하여 건조 필름 두께 50 ㎛의 필름을 얻었다. 코팅을 주위 온도(22 ℃)에서 14 일간 건조하고 코팅을 시험하였다.
다음 시험 방법이 이용되었다:
만드렐 굴곡 유연성:
만드렐 굴곡 유연성(ASTM D-522, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2008)을 BYK Gardner Conical 만드렐 굴곡 시험기, PF-5750 (BYK-Gardner USA, Columbia, MD)을 사용하여 측정하였다. 코팅물을 가장 큰 치수에서부터 가장 작은 치수로 시험기의 소직경 단부(3.175 mm 내지 20 mm)에 굴곡시키고, 불합격 판정을 받은 가장 큰 직경을 기록하였다. 결과를, 전체 코팅에 손상이 없으면 "합격"으로, 코팅이 갈라졌으면 "불합격"으로 나타내었다.
코팅 조성물 초기 점도 (cP):
상술한 바와 같이 혼합한 후, Brookfield CAP2000+ 점도계(Brookfield Engineering, Middleboro, MA)스핀들 #01을 100 rpm으로 사용하여 코팅 조성물 초기 점도를 측정하였다.
경도 및 경도 전개:
피셔 마이크로인덴터(Fischer microindenter)(Helmut-Fischer FischerscopeTM HM2000 XYp, Fischer Technology, Inc. Windsor, CT)를 사용하여 5 mN 하중을 0.25 mN/초의 속도로 코팅 상에 인가하였다. 인덴터 끝에 최대 하중을 5 초간 유지한 뒤, 동일한 하중 감소율로 끌어당겼다. 마텐스 경도를 기록하였다. 경도 전개 측정을 위해, 경도를 경화일(cured days)의 함수로서 측정하고, 최종 경도에 도달하는데 필요한 날수를 기록하였다.
내충격성 (ASTM D-2794, ASTM International, 2010):
상기 내충격성을 가드너 닷트 낙하 중량 충격 시험기(Gardner dart falling weight impact tester)(PF-1125, BYK Gardner Inc., Columbia, MD)를 사용하여 측정하였다. 균열 또는 박리의 발생이 없는 최대 낙하 거리 및 다트의 중량곱과 최대 충격력을 기록하였다.
접착성 (ASTM D-3359, ASTM International, 2009):
크로스 해치 접착 시험(BYK 가드너 시험기, Columbia, MD)을 수행하고, 결과를 완벽한 접착에서 불량 접착에 대한 5B 내지 0B의 등급으로 나타내었다.
내화학성 (ASTM D-1308, ASTM International, 2007):
브레이크액 시험에 의한 내화학성을 실험실 벤치 상부 위에서 냉간압연 강철 패널 상의 코팅에 대해 24 시간동안 수행하였다. 패널을 실온에서 배치하고 코팅 상에 약품 스폿(chemical spot)을 둔 다음, 각 소적을 커버로 완전히 덮어(증발 방지를 위해) 24 시간 방치하였다. 24 시간 노출 시간 후, 커버를 제거하고, 약품을 씻어낸 후, 패널을 깨끗한 천으로 가볍게 두드려 말렸다. 페널에서 백화(whitening) 또는 코팅 외관의 확실한 변화에 대해 관찰하였다. 사용한 약품은 브레이크액(Prestone" 합성 브레이크액, dot 3, Prestone Product Corp., Danbury, CT)을 포함한다. 등급을 1 내지 5로 분류하였는데, 1은 가시적인 변화가 없는 것, 5는 극심한 손상을 나타낸다.
시험 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 성질 비교를 위해 D.E.R.TM 331 수지, 에폭사이드 당량이 187이고 점도가 11,000 cP인 비스페놀 A 액체 에폭시 수지(Dow Chemical, Midland, MI)를 대조 실시예 8로서 사용하였다. 일반적으로, 본 발명의 디글리시딜 에테르(실시예 1 내지 6)는, 특히 최종 마텐스 경도 및 접착 데이터로 볼 때, 주위 경화시 상당히 우수한 코팅 성질을 제공한다. 공지 에폭시 수지에 비해, 디글리시딜 에테르는 비슷하거나 더 좋은 만드렐 굴곡 및 내충격성을 제공하고, 우수한 내화학성(브레이크액)을 유지한다. 그런데도, 본 발명의 디글리시딜 에테르(실시예 1 내지 6)는 점도가 매우 낮고, 모든 실시예에서 주어진 경화제 및 고체 함량을 가지는 코팅 조성물에 대해 현저히 낮은 점도를 제공한다.
코팅 및 에폭시 수지 성질
시험 /
실시예 		1 2 3 4 5 6 8*
만드렐 굴곡 합격 합격 불합격 불합격 불합격 불합격 불합격
내충격성
(kg m) 		0.18 1.35 0 0 0 0 0
크로스 해치 접착 1B 4B 0B 0B 0B 0B 0B
에폭시 수지 점도 (cP) 108 152 2550 83 80 420 11000
초기 제제 점도 (cP) 339 308 1260 199 251 570 4987
최종 마텐스 경도 (N/mm2) 144 143 217 130 145 172 211
브레이크액 3 5 5 5 5 5 3
* 비교 실시예

Claims (11)

  1. C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르 및 그의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물의 에폭시 성분, 및 제2 성분으로서, 경화제를 포함하며,
    고체 함량이 85 wt.% 이상으로, 에폭시 성분과 제2 성분의 혼합으로 코팅 조성물이 형성된 경우 이 코팅 조성물의 초기 점도가 25℃에서(Brookfield CAP 2000+ 고전단 콘/플레이트 점도계) 50 내지 3,000 cPs인,
    2 성분 액체 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 에폭시 성분이 C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬설파이드 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬아미노 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬실릴 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹 함유 단핵 방향족 디글리시딜 에테르, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 에폭시 성분이 C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알킬 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 레소시놀 디글리시딜 에테르, C2 내지 C18 알콕시 그룹 함유 하이드로퀴논 디글리시딜 에테르, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물인 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 단핵 방향족 디글리시딜 에테르가 치환체로서 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬 함유 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 사이클로알킬 함유 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알콕시 함유 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬설파이드 함유 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬실릴 함유 그룹, 1 또는 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬에테르 함유 그룹, 상기 두 그룹의 조합물, 2개의 C2 또는 그보다 고급의 알킬아미노 함유 그룹, 또는 1개의 C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹을 가지는 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 단핵 방향족 디글리시딜 에테르가 1개의 C2 내지 C8 알킬 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 사이클로알킬 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알콕시 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알킬설파이드 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알킬실릴 함유 그룹, 1개의 C2 내지 C8 알킬에테르 함유 그룹, 또는 1개의 C3 내지 C8 N-헤테로사이클로알킬 그룹을 가지는 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 코팅 조성물중 에폭시 성분의 단핵 방향족 디글리시딜 에테르가 1 또는 2개의 알킬 그룹을 갖고 알킬 그룹은 일차 또는 이차 알킬 탄소를 가지는 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 고체 함량이 95 wt.% 이상인 코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 25℃에서 초기 점도가 100 내지 1000 cP인 코팅 조성물.
  9. 에폭시 성분과 제2 성분을 혼합하여 코팅 조성물을 형성하고, 코팅 조성물을 기재에 도포하여 코팅층을 형성한 후, 코팅층을 건조시키는 단계를 포함하는, 제1항에 따른 코팅 조성물의 사용방법.
  10. 제9항에 있어서, 도포가 현장(field)에서 수행되는 방법.
  11. 제9항에 따른 건조된 코팅층을 포함하는 코팅.
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