KR20150120440A - 조사 중합가능한 내마모성 수성 도료 - Google Patents

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KR20150120440A
KR20150120440A KR1020157025397A KR20157025397A KR20150120440A KR 20150120440 A KR20150120440 A KR 20150120440A KR 1020157025397 A KR1020157025397 A KR 1020157025397A KR 20157025397 A KR20157025397 A KR 20157025397A KR 20150120440 A KR20150120440 A KR 20150120440A
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게리 지버
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더 셔윈-윌리암즈 캄파니
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Abstract

본원 발명은 (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카; (ii) 하나 이상의 수 분산성 폴리아크릴레이트; (iii) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머; 및 (iv) 물을 포함하는 조사 중합가능한 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

조사 중합가능한 내마모성 수성 도료 {Radiation Polymeizable Abrasion Resistant Aqueous Coatings}
본원 발명은 실질적으로 투명한 필름으로 경화되고 우수한 내마모성, 경도, 유연성, 내구성 및 접착력을 갖는, 조사 중합가능한 수용성 도료에 관한 것이다. 상기 도료는, 표면 처리되어 에틸렌성 불포화를 제공하는 콜로이드 실리카 입자의 사용을 포함한다. 상기 도료는 파장이 약 4,000Å 미만인 화학선, 예를 들면, 자외선 및 전자빔 조사로 편리하게 경화시킬 수 있다. 본원 발명은 또한 기재의 적어도 하나의 표면에 수용성 수성 도료 조성물을 도포하고, 상기 도료를 실온에서 플래시(falsh)하고, 상기 도료를 유효량의 화학선 조사로 처리하여 중합시킴으로써, 상기 기재의 내마모성을 개선시키기 위한 방법에 관한 것이다.
폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 및 폴리(알릴 디글리콜 카보네이트)(ADC)와 같은 합성 중합체 기재는 유리 제품보다 무게가 가볍고 충격과 충돌에 더 잘 견딘다.
이러한 합성 재료는 흔히 유리보다 덜 비싸고 성형하기에 더 용이하며, 따라서 유기 유리판, 빌딩 및 자동차용 유리, 조명 장치 덮개, 광학 렌즈, 반사기, 거울, 디스플레이, 간판, 먼지 덮개 케이스, 및 유리가 사용되었던 기타 플라스틱 부품과 같은 다수 분야에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 합성 중합체 재료는 통상적으로 내마모성이 매우 부족하고, 상기 재료를 취급하거나 사용하는 동안 다른 물건과 접촉됨으로써 그 표면이 쉽게 손상된다.
상기 합성 중합체 및 기타 기재의 내마모성을 개선시키기 위해, 상기 기재의 표면을 나중에 경화되어 내마모성 및 내구성을 제공하는 재료로 피복하는 것이 유용하다. 다수의 이러한 용도를 위해 수용성 도료가 바람직하나, 분무 또는 기타 도포 기술에 의한 도포의 용이성을 위한 바람직한 점도를 얻는데 흔히 필요한 비교적 다량의 물은, 잔류하는 물이 광택과 경화에 악영향을 주기 때문에 경화 전에 이를 제거해야 하는데, 이에 장시간이 필요하고/하거나 가열 플래시 오프 타임(heated flash off time)이 필요하다. 그러나, 가열 플래시 오프 공정은 비효율적이고 열이 기재 자체를 무르게 하거나 공격을 한다. 또한, 상기 도료에 분산된 유기 및 무기 재료의 안정성을 유지시키는 것이 수용성 도료에서는 어려울 수 있다.
본원 발명의 수용성 조성물은 플라스틱 및 기타 기재에 대한 우수한 접착력 및 보호와 함께 실온에서 최소한의 플래시 오프를 필요로 하는 안정한 도료를 제공한다.
한 양태로, 본원 발명의 조사 중합가능한 수성 도료 조성물은 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카, 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트, 수분산성의 에틸렌성 불포화 올리고머 및 물을 포함한다. 임의로, 상기 조성물은 또한 저분자량 알콜 및 에테르와 같은 수혼화성 용매, 유동제, 습윤제, 촉매 또는 개시제, 접착 촉진제 및 당해 분야에 공지된 기타 첨가제를 함유한다. 상기 도료는 통상적으로 70% NVM 이상으로 도포된다. 물 및/또는 유기 용매가 필요한 한, 도포 점도(통상적으로 1.0포이즈 미만)의 도료는, 도료의 총 중량을 기준으로 하여, 약 5 내지 약 25% (및 때때로 7 내지 약 15%)의 물 및 통상 0 내지 약 15% (및 때때로 1 내지 약 10%)의 수혼화성 유기 용매를 포함할 수 있다.
몇몇 양태에서, 상기 수용성 도료는, 고체 중량 기준으로, 하기 (i), (ii) 및 (iii)의 총 중량을 기준으로,
(i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카 10 내지 60% (및 때때로 10 내지 35%),
(ii) 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트 10 내지 60% (및 때때로 10 내지 45%) 및
(iii) 하나 이상의 수분산성의 에틸렌성 불포화 올리고머 5 내지 60% (및 때때로 5 내지 45%)를 포함한다.
몇몇 특정 양태에서, 상기 수용성 도료는는, 고체 중량 기준으로, 하기 (i), (ii) 및 (iii)의 총 중량을 기준으로,
(i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카 10 내지 50%,
(ii) 수분산성 디아크릴레이트 15 내지 40%,
(iii) 분자당 평균 두 개 이상의 아크릴레이트 그룹을 갖는 수분산성 폴리아크릴레이트 5 내지 25% 및
(iv) 수분산성의 에틸렌성 불포화 올리고머 5 내지 60%를 포함한다.
1. 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카
에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카는 경도 및 내구성을 부여하고, 도료가 경화될 때 불포화된 관능기를 통해 다른 불포화 재료와 가교결합된다. 실리카는 에틸렌성 불포화 알콕시 실란과 같은 반응성 실란과의 반응에 의해 처리된다. 일부 제조의 경우, 실리카는 보통 유기 용매 중의 실리카의 분산액으로서의 실리카 오가노졸(organosol)로서 제공된다. 실리카는 약 100nm 미만, 종종 약 50nm 미만의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 상기 유기 용매는 편리하게는 저분자량 알콜, 에테르 알콜, 케톤 또는 기타 적합한 용매일 수 있다.
대표적인 에틸렌성 불포화 실란은 아크릴레이트 관능성 실란(예: 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 2-메타크릴옥시에틸트리메톡시실란, 2-아크릴옥시에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 2-메타크릴옥시에틸트리에톡시실란, 2-아크릴옥시에틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란) 및 비닐 관능성 실란(예: 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란)을 포함한다. 몇몇 양태에서, 디알콕시실란(예: 비닐메틸디메톡시실란 및 비닐메틸디에톡시실란) 및 모노알콕시실란이 또한 트리알콕시실란의 일부 또는 전체 대체물로서 사용될 수 있다. 몇몇 양태에서, 트리알콕시 아크릴레이트 실란이 유용하다. 에틸렌성 불포화 실란 처리 수준은 통상적으로 에틸렌성 불포화 실란으로서 실리카 중량의 약 1중량% 이상을 제공하고, 종종 실리카 중량의 5 내지 35중량%를 제공한다.
경우에 따라, 에틸렌성 불포화되지 않은 실란, 예를 들면, 메틸트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-글리시독시에틸트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,4-에폭시사이클로헥실-에틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시에톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란 및 β-시아노에틸트리에톡시실란 등을 상기 불포화된 실란과 배합하여 사용할 수 있다.
통상적으로 처리 공정은 실란과 실리카 오가노졸을 산 촉매의 존재하에 약 120℃ 이하, 통상 약 60 내지 110℃의 온도에서 혼합하여 반응을 종결하고 유기 용매 및 실란/실리카 반응의 부산물을 증류시키는 것을 포함한다. 본원 발명의 특정 양태에서, 최종 도료 생성물에 보다 장기간의 안정성을 제공하기 위해 수분산성 폴리아크릴레이트 모두 또는 이의 일부를 실란 및 실리카 반응의 가열된 생성물에 첨가하는 것이 유용하다. 이러한 첨가는 모든 유기 용매 및 반응 부산물이 증류되기 전에 수행할 수 있다. 이론으로 제한할 의도는 없지만, 수분산성 폴리아크릴레이트를 가열된 실란 처리된 실리카에 가하는 것은 재료 상호간의 용해성/분산성을 개선시키고 실란 처리된 생성물에 대해 상용성인 환경을 제공한다. 상기 폴리아크릴레이트의 첨가는 상기 폴리아크릴레이트의 비점 미만의 어떠한 온도에서라도 수행할 수 있고, 통상 반응 혼합물이 적어도 30℃, 종종 적어도 60℃인 경우 상기 폴리아크릴레이트를 첨가한다.
2. 수분산성 폴리아크릴레이트
적어도 하나의 수분산성 폴리아크릴레이트가 또한 상기 수성 도료 조성물에 포함된다. 본원에 사용된 "수분산성"은 폴리아크릴레이트가 재분산될 수 없는 상 분리나 경질 침전 없이 수성 도료에 적합하게 분산될 수 있음을 의미한다. 수분산성 폴리아크릴레이트는 편리하게는 1가, 2가 3가 또는 4가 지방족 알콜을 에틸렌 옥사이드로 에톡시화하여 유도된 폴리에틸렌 글리콜과, 또는 1가, 2가 3가 또는 4가 알콜과 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르로서 수득될 수 있다. 이의 예는 폴리에틸렌 글리콜과 아크릴산 또는 메타크릴산으로부터 제조된 폴리에틸렌 글리콜의 아크릴레이트 에스테르이다. 몇몇 양태에서, 이러한 에스테르의 분자량은 200 내지 1,500이고, 몇몇 양태에서는 400 내지 1,000이고, 몇몇 양태에서는 400 내지 800이다. 기타 대표적인 시판중인 수분산성 폴리아크릴레이트는 몇몇 양태에서 3 내지 30개의 에톡실레이트 잔기를 갖는 에톡실화 트리메틸올프로판의 아크릴산 에스테르를 포함한다.
폴리아크릴레이트의 조합, 예를 들면, 하나 이상의 수분산성 디아크릴레이트및, 두 개 이상의 아크릴레이트 그룹을 갖는 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트의 조합이 몇몇 양태에서 유용하다.
3. 수분산성의 에틸렌성 불포화 올리고머
상기 조사 중합가능한 도료는 또한 경화시 실란 처리된 실리카 및 폴리아크릴레이트와 공중합될 수 있는 수분산성의 에틸렌성 불포화 올리고머를 함유한다. 유용한 올리고머는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르 그룹과 같은 에틸렌성 불포화를 함유하는 수분산성 우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레아, 멜라민 또는 에폭시 수지이다.
상기 올리고머는 통상 수 평균 분자량이 약 700 이상이고, 종종 약 750 내지 약 2,800이다. 상기 올리고머는 분자당 평균 두 개 이상의 중합가능한 에틸렌성 불포화 그룹을 갖고, 수분산성을 제공하기 위해 에테르 결합, 하이드록실 그룹 또는 이온성 그룹을 가질 수 있다. 몇몇 양태에서, 수분산성의 초분지된 불포화 폴리에스테르가 유용하다. 아크릴레이트 관능성 과분지된(hyperbranched) 불포화 폴리에스테르는 시판중이며, 대표적으로 과분지된 폴리올과, 예를 들면, 아크릴산 또는 메타크릴산과의 반응, 또는 다관능성 폴리올과 다관능성 산 또는 무수물과의 반응 및 후속적으로, 예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트와의 반응에 의해 제조될 수 있다.
4. 추가 물질
본 발명의 도료는 당해 기술 분야에 공지된 기타 물질들도 포함할 수 있다. 필요한 경우, 유기 용매가 도료 조성물의 중량을 기준으로 통상적으로 150 중량% 미만, 종종 10 중량% 미만으로 첨가될 수 있다. 일반적으로, 이러한 용매들은 도포되면 필름으로부터 신속하게 증발하여 플래시 오프 타임(flash off time)을 최소화하는 저비점 알콜 또는 유사 물질이어야 한다.
통상적으로, 도료는 효과적인 촉매량, 중합가능한 화합물의 중량을 기준으로 일반적으로 약 0.1 내지 약 8%의 자유 라디칼 중합 개시제, 예를 들어, 광 개시제도 포함하여 도포 후 도료의 경화를 원활히 해준다. 통상적인 광 개시제는 벤조페논, 미힐러 케톤(Michler's ketone), 디에톡시아세토페논, 2-클로로티오크산톤 하이드록시-알킬 페논, 및 당해 기술 분야에서 공지된 기타 물질을 포함한다.
본 발명의 조성물은 기재에 도료로 편리하게 도포될 수 있고, 짧은 플래시 타임(주위 온도에서도 종종 15분 이하)이 가능하고, 전자 빔 또는 자외선광 조사와 같이 약 4,000 Å 미만의 파장을 갖는 유효량의 화학 방사선에 노출됨으로써 경화될 수 있다. 이 노출은 목적하는 경화량을 제공하는데 충분한 정도로만 길면 된다. 경화에 요구되는 시간은 입사 방사선의 강도에 따라 달라지나, 통상적으로 충분한 경화는 1분 이하로 얻어질 수 있다. 자외선 방사선의 통상적인 양의 범위는 약 5 내지 약 150 feet/minute/lamp이고 전자빔 방사선의 유용한 양의 범위는 약 0.5 내지 약 15 megarad이다.
임의의 기타 자유 라디칼 개시제, 예를 들어, U.S. 3,650,699 또는 U.S. 4,071,424에 교시된 것과 같은 가시광 개시제에 의해, 또는 도료를 감열성 자유 라디칼 개시제의 존재하에서 가열시킴으로써 본 발명의 도료를 경화시킬 수도 있을 것이다. 이러한 방법들은 유용할 수 있으나, 이들은 대부분의 양태에서 바람직하지는 않으며, 이는 열 개시제가 감열성 기재에서는 바람직하지 않고 방사선에 노출시킨 경화보다 에너지 효율이 낮으며 가시광 개시제는 종종 조기 중합을 회피하기 위한 특별한 조치를 요구하기 때문이다.
본 명세서에서 사용되는 것과 같이, 달리 기재되지 않으면, 용어 "부"는 중량부를 의미하며 백분율은 중량 백분율이고, 점도는 가드너 홀트(Gardener Holdt) 점도이다.
에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카의 안정한 용액을 제조하는 하나의 방법은 반응 용기를 약간의 실리카 오가노졸(일부 경우에서, 오가노졸은 알콜 용매 내 콜로이드 실리카 용액일 것이다), 중합 개시제 및/또는 산화방지제, 및 촉매량의 산(일부 경우에서, 빙초산)으로 충전하고, 이 혼합물을 적절한 반응 온도, 종종 약 40℃ 이상(일부 경우에서, 이는 실리카 오가노졸의 용매 비점 미만이고 메탄올 비점보다 높을 수 있으며 통상적으로 6G-8G℃의 범위이다.)으로 가열하는 초기 단계를 포함한다. 이 방법의 두 번째 단계에서, 처리되는 실리카 오가노졸의 임의의 잔여 부분과 에틸렌성 불포화 알콕시 실란의 혼합물을 가열된 혼합물에 서서히(일부 경우에서, 대략적으로 2시간에 걸쳐) 첨가되고 알콕시 실란이 실리카 입자와 반응하도록 유지시킨다. 세 번째 단계에서, 1종 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트가 가열된 혼합물에 첨가될 것이고 이 반응 혼합물은 출발 실리카 오가노졸로부터 용매의 대부분 및 실리카와의 실란 반응의 반응 부산물을 증류하여 제거하는 온도로 가열된다. 반응이 목적하는 완료 수준에 도달하고 증류액이 제거된 이후, 반응 혼합물은 냉각, 여과 및 배출될 수 있다. 하기 실시예는 이러한 접근법의 대표적인 예이다.
실시예 1
수평형 응축기, 온도계, 교반기, 가스 유입구 및 투입용 깔때기가 구비된 4구 반응 용기를 교반 및 공기 덮개하에서 IPA-ST(이소프로판올 내 콜로이드 실리카 30.5%, 평균 입경 10-15 nm, Nissan Chemical Company로부터 입수가능) 734.4부 및 페노티아진 0.1208부 및 Doverphos® 6 산화방지제 4.0부로 충전하였다. 빙초산(11.0부)을 이후 반응기에 2분 동안 천천히 첨가하였다. 이 혼합물을 교반 및 74℃로 가열하였고, IPA-ST(311.8부) 및 Silquest® A-174(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, Momentive Performance Materials, Inc.로부터 입수가능) 45.8부의 혼합물을 이후 약 2 시간에 걸쳐 뜨거운 실리카 현탁액에 첨가하였고, 추가적으로 1시간 동안 이 온도에서 유지시켰다. Miramer® M284(폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 분자량 대략 408, Rahn USA Corp.로부터 입수가능) 896.8부를 이후 반응 혼합물에 첨가하였고, 반응 온도를 점진적으로 104℃로 높였으며, 약 700부의 증류액이 수집되었다. 이 혼합물을 이후 40℃로 냉각, 여과 및 배출시켰다. 최종 생성물의 갤런 당 중량은 10.40 lb/gallon이었고, 가드너-홀트 점도는 A이었다.
실시예 2
첫 번째 상이 IPA-ST 367.2부, 페노티아진 0.0604부, Doverphos® 6 산화방지제 2.0부 및 빙초산 5.5부를 포함하였다는 점, 두 번째 상이 IPA-ST 155.9부 및 Silquest A-174 22.9부를 포함하였다는 점, 및 세 번째 상이 MiraiTier® M3190 (TMPE09TA- 9몰 에톡시화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, Rahn으로부터 입수) 448.4부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 갤런 당 중량은 10.20 lb/gallon이었고, 점도는 B-C였다.
실시예 3
세 번째 상이 Sartomer® SR415(TMPE02TA ~ 2몰 에톡시화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, Sartomer로부터 입수) 448.4부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 2의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 갤런 당 중량은 10.40 lb/gallon이었고, 점도는 J-K였다.
실시예 4
세 번째 상이 Sartomer® SR9035(TMPE015TA- 15몰 에톡시화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, Sartomer로부터 입수) 896.8부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 갤런 당 중량은 10.40 lb/gallon이었고, 점도는 G였다.
실시예 5
세 번째 상이 Sartomer® SR29(PEG200DA- 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 수평균 분자량 약 300, Sartomer로부터 입수) 896.8부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 갤런 당 중량은 10.40 lb/gallon이었고, 점도는 .42.이었다.
실시예 6
첫 번째 상이 IPA-ST-L(이소프로판올 내 40nm 실리카 30.5%, Nissan Chemical로부터 입수) 1496.6부, 페노티아진 0.0836부, 및 빙초산 11.2부를 포함하였다는 점, 두 번째 상이 IPA-ST-L 635.4부 및 Silquest A-174 93.3부의 혼합물을 포함하였다는 점 및 세 번째 상이 Miramer® M284 556.3부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 NVM은 97.9%, 갤런 당 중량은 11.76 lb/gallon이었고, 점도는 Z10이었다.
실시예 7
첫 번째 상이 IPA-ST 1496.6부, 페노티아진 0.0836부 및 빙초산 11.2부를 포함하였다는 점, 두 번째 상이 IPA-ST 635.4부 및 Silquest A-174 93.3부의 혼합물을 포함하였다는 점, 및 세 번째 상이 Sartomer® SR494 (4몰 에톡시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 분자량 대략 573, Sartomer로부터 입수가능) 556.3부를 포함하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 NVM은 92.8%, 갤런 당 중량은 11.78 lb/gallon이었고, 점도는 Z9이었다.
실시예 8
첫 번째 단계에서 IPA-ST 854.1부, 페노티아진 0.11부 및 빙초산 11.3부를 포함하고, 두 번째 단계에서 IPA-ST 362.6부 및 Silquest A-174 53.3부의 혼합물을 포함하고, 세 번째 단계에서 Miramer M284 719.2부 및 Miramer M3190 156.3부를 포함하는 것 이외에는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 NVM은 97.0%, 갤런 당 중량은 10.69 lb/gallon이었고 점도는 B-C였다.
실시예 9
첫 번째 단계에서 IPA-ST 1041.2부, 페노티아진 부 및 빙초산 9.9부를 포함하고, 두 번째 단계에서 IPA-ST 442.1부 및 Silquest A-174 64.9부의 혼합물을 포함하고, 세 번째 단계에서 Miramer® M284 587.0부 및 Miramer M3190 195.7부를 포함하는 것 이외에는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 최종 생성물의 NVM은 96.1%, 갤런 당 중량은 10.99 lb/gallon이었고 점도는 E-F였다.
대표적인 도료가 실시예 9의 에틸렌성 불포화 실리카 폴리아크릴레이트 혼합물을 사용하여 제조되었다.
Figure pct00001
(1) 사토머 컴퍼니 주식회사(Sartomer Comany, Inc.)로부터 입수한 과분지된 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머
(2) 사토머 컴퍼니 주식회사(Sartomer Comany, Inc.)로부터 입수한 과분지된 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머
(3) 사토머 컴퍼니 주식회사(Sartomer Comany, Inc.)로부터 입수한 과분지된 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머
(4) 디맥스(Dymax)로부터 입수가능한 물로 희석가능한 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머
(5) 에보닉 인더스트리즈(Evonik Industries)로부터 입수가능한 유동 첨가제(flow additive)
(6) 바스프 케미칼 컴퍼니(BASF Chemical Company)로부터 입수가능한 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 및 벤조페노즈의 광개시제 (50/50) 혼합물
도료 실시예들은 ABS 기재에 스프레이 도포되었고, 약 10분간 플래시(flash)되었으며, 400 와트 H 전구에 노출됨으로써 경화되어 약 0.9 밀(mil) 두께의 건조 필름을 제공하였다. 코팅된 샘플들을 마모 매체(wear media), 물 및 세제와 함께 로지에 트러프 진동자(Rosier Trough Vibrator)에 위치시켜 내마모성(abrasion resistance)을 측정하였고, 세 시간의 기간 동안 진동시켰다. 60도 및 20도 광택(gloss) 변화를 측정하였다. 경화된 패널들은 하기의 결과를 나타냈다:
Figure pct00002
본 발명은 특정한 수의 양태들로 기술되어 있지만, 첨부된 특허청구범위에 기술된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 변형 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다.
페인트 실시예 A 내지 I는 모두 훌륭한 내마모성을 나타냈다.

Claims (16)

  1. (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카;
    (ii) 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트;
    (iii) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머; 및
    (iv) 물
    을 포함하는 조사 중합가능한 수성 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 수혼화성 유기 용매를 또한 포함하는, 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트가 에톡시화된 폴리아크릴레이트인, 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리아크릴레이트가 디아크릴레이트를 포함하는, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리아크릴레이트가 분자당 평균 두 개 이상의 아크릴레이트기를 갖는 폴리아크릴레이트를 포함하는, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수 분산성 폴리아크릴레이트가 디아크릴레이트 및 분자당 평균 두 개 이상의 아크릴레이트기를 갖는 폴리아크릴레이트를 포함하는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 조성물이, 고체 중량 기준으로, 하기 (i), (ii) 및 (iii)의 결합된 고체 총 중량을 기준으로,
    (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카 10-60%;
    (ii) 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트 10-60%; 및
    (iii) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머 5-60%
    를 포함하는, 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조성물이, 고체 중량 기준으로, 하기 (i), (ii) 및 (iii)의 결합된 고체 총 중량을 기준으로,
    (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카 10-35%;
    (ii) 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트 10-35%; 및
    (iii) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머 5-45%
    를 포함하는, 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 상기 조성물이, 고체 중량 기준으로, 하기 (i), (ii) 및 (iii) 및 (iv)의 결합된 고체 총 중량을 기준으로,
    (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카 10-50%;
    (ii) 수분산성 디아크릴레이트 15-40%; 및
    (iii) 분자당 평균 두 개 이상의 아크릴레이트기를 갖는 수분산성 폴리아크릴레이트 5-25%; 및
    (iv) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머 5-60%
    를 포함하는, 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 촉매량의 중합 촉매를 또한 함유하는 것을 추가로 특징으로 하는, 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카가,
    (i) 에틸렌성 불포화 실란 및 촉매량의 산을 수혼화성 유기 용매 중에 분산된 실리카를 포함하는 실리카 오가노졸과 혼합(admixing)하는 단계; 및
    (ii) 에틸렌성 불포화 알콕시실란을 반응성 조건 하에서 혼합물(admixture)에 서서히 첨가(gradually adding)하는 단계; 및
    (iii) 상기 수 분산성 폴리아크릴레이트의 적어도 일부를, 상기 혼합물을 유지하면서, 상기 혼합물에 첨가하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 수득되는, 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머가 불포화 초분기(hyperbranched) 폴리에스테르인, 도료 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 물이 총 도료의 약 5 내지 15중량%로 존재하는, 도료 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 도료가 유기 용매를 또한 포함하는, 도료 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유기 용매가 상기 도료 조성물의 총 중량의 1 내지 약 10중량%의 수준으로 존재하는, 도료 조성물.
  16. 기재의 내마모성을 개선하기 위한 방법으로서, 상기 방법이 수성 도료 조성물을 상기 기재의 하나 이상의 표면에 도포하고, 상기 도료를 주위 온도에서 플래쉬(flash)시키고, 유효량의 화학선 조사(actinic radiation)로 처리하여 도료를 중합시킴을 포함하고; 상기 조사 중합가능한 도료가
    (i) 에틸렌성 불포화 실란 처리된 실리카;
    (ii) 하나 이상의 수분산성 폴리아크릴레이트;
    (iii) 수분산성 에틸렌성 불포화 올리고머; 및
    (iv) 물
    을 포함하는, 기재의 내마모성을 개선하기 위한 방법.
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