KR20170042683A - 양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법 - Google Patents

양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170042683A
KR20170042683A KR1020177006849A KR20177006849A KR20170042683A KR 20170042683 A KR20170042683 A KR 20170042683A KR 1020177006849 A KR1020177006849 A KR 1020177006849A KR 20177006849 A KR20177006849 A KR 20177006849A KR 20170042683 A KR20170042683 A KR 20170042683A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
amphipathic polymer
weight
coating composition
polymer
Prior art date
Application number
KR1020177006849A
Other languages
English (en)
Inventor
쉐턴 피. 자리와라
수잔나 씨. 클리어
루치 팬디
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20170042683A publication Critical patent/KR20170042683A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C09D133/16—Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/285—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety
    • C08F220/286—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety and containing polyethylene oxide in the alcohol moiety, e.g. methoxy polyethylene glycol (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/002—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds
    • C08G65/005—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds containing halogens
    • C08G65/007—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from unsaturated compounds containing halogens containing fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/331—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen
    • C08G65/332—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof
    • C08G65/3322—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing oxygen containing carboxyl groups, or halides, or esters thereof acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C08L33/16—Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D143/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/281—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing only one oxygen, e.g. furfuryl (meth)acrylate or 2-methoxyethyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2650/28—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type
    • C08G2650/46—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing halogen
    • C08G2650/48—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing halogen containing fluorine, e.g. perfluropolyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/50—Aqueous dispersion, e.g. containing polymers with a glass transition temperature (Tg) above 20°C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/54—Aqueous solutions or dispersions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기이고, "a"는 5 이상임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하며, 수분산성인, 양친매성 중합체; 상기 양친매성 중합체를 함유하는 수성 코팅 조성물; 및 경질 표면을 처리하는 방법.

Description

양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법{AMPHIPHILIC POLYMERS, COATING COMPOSITIONS, AND METHODS}
다양한 종류의 표면에 대한 용이한 세정성의 목적을 제공하는 다수의 코팅 제품 제형이 존재하지만, 오일 및 오물 (예를 들어, 때(grime))의 침착으로부터 보호하지만 결국 필요한 때에는 코팅의 용이한 제거를 가능하게 하는 잠재력을 갖는 것은 거의 없다. 표면, 예를 들어 주방에서의 표면, 예를 들어, 배기 및 후드 팬(fan), 플레이트, 트레이 등은 오일에 노출되며, 오물을 끌어당겨 두껍고 세정하기 어려운 때를 형성한다. 강력한 세정 제품 및 상당한 세정 시간의 사용을 제외하고, 이러한 문제를 다루는 제품은 거의 없다. 그러한 표면은 세정하기 어렵기 때문에, 그의 전체 수명 주기 동안 세정되지 않아 조기 파손을 가져올 수 있다.
본 발명은, 그들이 도포된 표면이 기름지게 되는 것을 방지할 수 있는, 양친매성 중합체 및 그러한 중합체를 함유하는 수성 코팅 조성물 (예를 들어, 수성 분산물)을 제공한다. 결과로서, 표면은 대조군 표면 또는 코팅되지 않은 표면보다 더 적은 오물을 끌어당긴다. 게다가, 오물이 쌓인 경우, 그러한 코팅된 표면은 (예를 들어, 때의 심각도에 따라 단순한 젖은 천, 물 세척, 또는 물 침지를 사용하여) 더욱 용이하게 세정될 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은, 알킬렌 옥사이드 모이어티(moiety)를 포함하는 단량체 단위 10 중량% (즉, 중량 퍼센트) 이상 - 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하는 양친매성 중합체를 제공하는데; 양친매성 중합체는 수분산성이다. 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체는 "자가 수분산성"(self water dispersible)인 것이다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 양친매성 중합체를 포함하는 수성 분산물을 제공한다. 일 실시 형태에서, 본 발명은 그러한 수성 분산물을 경질 표면 (예를 들어, 스테인리스 강 또는 알루미늄과 같은 금속, 세라믹, 목재, 목재 라미네이트, 폴리우레탄-코팅된 목재, 또는 유리)에 도포하여 세정 용이성(easy clean) 코팅을 형성함으로써 경질 표면을 처리하는 방법을 제공한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 경질 표면을 처리하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 코팅 조성물을 제공하는 단계; 및 코팅 조성물을 경질 표면에 도포하여 세정 용이성 코팅을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 조성물은 물; 및 양친매성 중합체를 포함하고, 상기 양친매성 중합체는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함한다. 이러한 방법은 주방에서의 경질 표면에 특히 유용하다.
하기 정의가 본 명세서에서 사용된다:
"자가 수분산성" 중합체는, 실온에서, 첨가된 계면활성제, 공용매, 또는 알칼리성 재료의 도움 없이, 0.1 중량% 내지 40 중량%의 농도에서 물로부터의 중합체의 가시적인 분리를 나타내지 않는 것이다.
"안정한" 수성 분산물은 실온에서 1개월 이상 동안 0.1 중량% 내지 40 중량%의 농도에서 물로부터의 중합체의 가시적인 분리를 나타내지 않는 것이다.
코팅의 맥락에서 어구 "세정 용이성"은 실시예 섹션의 오일 제거 시험(Oil Removal Test) A 또는 B를 수행한 때에, 오일이 시각적으로 전부 제거되는 것이다.
용어 "중합체"는 단일중합체, 예를 들어, 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체와 같은 공중합체, 삼원공중합체 등, 및 이들의 블렌드 및 변형을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 게다가, 달리 구체적으로 한정되지 않는다면, 용어 "중합체"는 재료의 모든 가능한 기하학적 배열을 포함할 것이다. 이러한 배열에는 아이소택틱, 신디오택틱, 및 어택틱 대칭이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
용어 "알킬"은 알칸의 라디칼인 1가 기를 지칭하고, 직쇄, 분지형, 사이클릭, 및 바이사이클릭 알킬 기, 및 이들의 조합을 포함하며, 이에는 비치환된 알킬 기 및 치환된 알킬 기 둘 모두가 포함된다. 달리 나타내지 않는다면, 알킬 기는 전형적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 함유한다. 일부 실시 형태에서, 알킬 기는 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유한다. 알킬 기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, 아이소부틸, t-부틸, 아이소프로필, n-옥틸, n-헵틸, 에틸헥실, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 아다만틸, 노르보르닐 등이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
용어 "알킬렌 옥사이드"는 알킬렌 기에 직접 결합된 옥시 기인 2가 기를 지칭한다. 용어 "알킬렌"은 알칸의 라디칼인 2가 기를 지칭하고, 선형, 분지형, 사이클릭, 바이사이클릭, 또는 이들의 조합인 기를 포함한다. 달리 나타내지 않는다면, 알킬렌 기는 전형적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 알킬렌 기는 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬렌 기의 예에는 메틸렌, 에틸렌, 1,3-프로필렌, 1,2-프로필렌, 1,4-부틸렌, 1,4-사이클로헥실렌, 및 1,4-사이클로헥실다이메틸렌이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
용어 "포함한다" 및 그 변형은 이들 용어가 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 청구범위에서 나타날 경우 제한적 의미를 갖지 않는다.
용어 "바람직한" 및 "바람직하게는"은 소정 상황 하에서 소정의 이익을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 상황 또는 다른 상황 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 나아가, 하나 이상의 바람직한 실시 형태에 관한 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 암시하는 것이 아니며, 다른 실시 형태를 본 개시 내용의 범주로부터 제외시키고자 하는 것이 아니다.
용어 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")는 단수의 것만을 지칭하고자 하는 것이 아니라, 일반적인 부류를 포함하며, 그의 특정 예가 예시를 위해 사용될 수 있다. 용어 부정관사 및 정관사는 용어 "하나 이상"과 상호교환가능하게 사용된다. 목록에 뒤따르는 어구, "~ 중 적어도 하나" 및 "~ 중 적어도 하나를 포함한다"는 목록 내의 임의의 하나의 항목 및 목록 내의 2개 이상의 항목들의 임의의 조합을 지칭한다.
용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백히 달리 나타내지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 그의 보통의 의미로 사용된다. 용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 모두, 또는 열거된 요소들 중 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.
또한 본 명세서에서, 모든 숫자는 용어 "약"으로, 그리고 바람직하게는 용어 "정확하게"로 수식되는 것으로 가정된다. 측정량과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은, 그 측정의 목적 및 사용되는 측정 장비의 정확도에 상응하여 측정을 실시하고 소정 수준으로 주의를 기울이는 당업자에 의해 예측될 수 있는 바와 같은, 측정량에서의 변동을 지칭한다.
또한 본 명세서에서, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 설명은 종점들과 더불어 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다). 그리고, 특정 수치 "이하"라는 어구는 그 수치를 포함한다 (예를 들어, "80 중량%" 이하는 80 중량%를 포함한다).
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실온"은 20℃ 내지 25℃ 또는 22℃ 내지 25℃의 온도를 지칭한다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시 형태", "실시 형태", "소정 실시 형태", 또는 "일부 실시 형태" 등에 대한 언급은 그 실시 형태와 관련하여 기재된 특정 특징, 구조, 조성, 또는 특성이 본 발명의 하나 이상의 실시 형태에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳에서의 그러한 어구의 출현이 반드시 본 발명의 동일한 실시 형태를 언급하는 것은 아니다. 게다가, 특정 특징, 구조, 조성, 또는 특성은 하나 이상의 실시 형태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시되는 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 하기 설명은 예시적인 실시 형태를 더욱 구체적으로 예시한다. 본 출원 전체에 걸쳐 여러 곳에서, 예들의 목록을 통해 지침이 제공되며, 이 예들은 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 각각의 경우, 열거된 목록은 단지 대표적인 군으로서의 역할을 하며, 배타적인 목록으로 해석되어서는 안 된다.
도 1a는, 처리되지 않은 스테인리스 강 배플(baffle)의 사진인 도 1b와 비교되는, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된 스테인리스 강 배플의 사진이며, 이들 둘 모두는 실생활 조리 조건에 노출되고 세정되었다.
도 2a 및 도 2b는, 처리되지 않은 유리 표면의 사진인 도 2c와 비교되는, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된 유리 표면의 사진이다. 도 2b 및 도 2c에 나타나 있는 유리 표면은 식물성 오일로 챌린지(challenge)되고 세정되었다. 도 2a는 오일로 챌린지된, 처리된 유리 표면의 사진이고, 도 2b는 세정된 후의, 오일-챌린지된 처리된 유리 표면의 사진이고, 도 2c는 세정된 후의, 처리되지 않은 유리 표면의 사진이다.
도 3a 및 도 3b는, 처리되지 않은 멜라민 라미네이팅된 목재 표면의 사진인 도 3c와 비교되는, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된, 멜라민 라미네이팅된 목재 표면의 사진이다. 도 3b 및 도 3c에 나타나 있는 멜라민 라미네이팅된 목재 표면은 식물성 오일로 챌린징되고 세정되었다. 도 3a는 오일로 챌린지된, 처리된 표면의 사진이고, 도 3b는 세정된 후의, 오일-챌린지된 처리된 표면의 사진이고, 도 3c는 세정된 후의, 처리되지 않은 표면의 사진이다.
도 4a/도 4b 및 도 5a/도 5b는, 처리되지 않은 세라믹 타일과 비교되는, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된 세라믹 타일의 사진이며, 이들 둘 모두는 식물성 오일로 챌린징되었다. 도 4a 및 도 4b는 세정 전의, 오일로 챌린지된, 처리되지 않은 타일 및 처리된 타일을 각각 나타낸다. 도 5a 및 도 5b는 챌린징되고 세정된 후의, 처리되지 않은 타일 및 처리된 타일을 각각 나타낸다.
도 6a/도 6b 및 도 7a/도 7b는, 처리되지 않은 폴리우레탄-코팅된 목재와 비교되는, 본 발명의 코팅 조성물로 처리된 폴리우레탄-코팅된 목재의 사진이며, 이들 둘 모두는 식물성 오일로 챌린징되었다. 도 6a 및 도 6b는 세정 전의, 오일로 챌린지된, 처리되지 않은 목재 및 처리된 목재를 각각 나타낸다. 도 7a 및 도 7b는 챌린징되고 세정된 후의, 처리되지 않은 목재 및 처리된 목재를 각각 나타낸다.
본 발명은 세정이 용이한 표면을 제공하기 위한 다수의 이점을 갖는 양친매성 중합체 및 코팅 조성물을 제공한다. 양친매성 중합체 및 코팅 조성물은, 극도로 가혹한 조건에, 예를 들어, 주방 표면 상에 침착되며 (주로 계면활성제에 기초한) 이용가능한 세정 용액에 의해 (용이하게) 세정될 수 없는 오일과 오물 (즉, 때를 형성하는 조합)에 노출되는 표면을 위해 가장 적합하다. 주방 표면은, 예를 들어, 세라믹 타일 또는 금속 (예를 들어, 알루미늄 또는 스테인리스 강)으로 제조될 수 있다. 그러한 주방 표면에는, 예를 들어, 배기 팬 및 다른 배기 후드 구성 요소가 포함된다.
더욱 구체적으로, 본 발명은, 그들이 도포된 표면이 기름지게 되는 것을 방지할 수 있는 양친매성 중합체 및 코팅 조성물 (전형적으로, 수성 분산물)을 제공한다. 결과로서, 표면은 대조군 표면 또는 코팅되지 않은 표면보다 더 적은 오물을 끌어당긴다. 게다가, 오물이 쌓인 경우, 그러한 코팅된 표면은 (예를 들어, 때의 심각도에 따라 단순한 젖은 천, 물 세척, 또는 물 침지를 사용하여) 더욱 용이하게 세정될 수 있다.
본 발명의 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체는, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상이고, 종종 15 이하임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하며; 양친매성 중합체는 수분산성이다. 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체는 자가 수분산성인 것이다.
양친매성 중합체는 3종 이상의 단량체 단위를 포함하는데, 하나는 친수성이고, 하나는 소유성(oleophobic)이고, 하나는 기재(substrate)에 대한 앵커링 기이다. 일 실시 형태에서 양친매성 중합체 단량체는 메타크릴레이트를 형성하도록 에스테르화된 "HFPO-아미드" 모이어티의 알코올 (소유성), 메타크릴산으로 에스테르화된 폴리에틸렌글리콜 모이어티 (친수성), 및 에틸렌글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 (기재 표면에 대한 앵커링을 위한 것)를 포함한다.
본 발명의 양친매성 중합체는 블록 또는 랜덤 배향의 단량체 단위를 포함할 수 있다. 전형적으로, 중합체는 랜덤 배향의 3가지 이상의 (바람직하게는 3가지의) 상이한 유형의 단량체 단위를 포함한다.
본 발명의 소정 실시 형태에서, 본 발명의 양친매성 중합체는 코팅 조성물, 특히 수성 분산물 중에 포함된다. 그러한 코팅 조성물 (예를 들어, 수성 분산물)은 경질 표면 (예를 들어 주방에서의 표면)에 도포되어 세정 용이성 코팅을 형성할 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 경질 표면을 처리하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 코팅 조성물을 제공하는 단계; 및 코팅 조성물을 경질 표면에 도포하여 세정 용이성 코팅을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 조성물은 물; 및 양친매성 중합체를 포함하고, 상기 양친매성 중합체는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상이고, 종종 15 이하임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함한다.
양친매성 중합체
양친매성 중합체는 친수성 모이어티 및 소유성 모이어티 둘 모두를 포함한다. 본 발명의 양친매성 중합체는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위, 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위, 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함한다.
소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체는 수분산성이다 (즉, 0.1 중량% 내지 40 중량%의 농도에서 물로부터의 중합체의 가시적인 분리를 나타내지 않는 것이다). 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체는 "자가 수분산성"이다. 이는, 양친매성 중합체가 실온에서, 첨가된 계면활성제, 공용매, 또는 알칼리성 재료의 도움 없이, 0.1 중량% 내지 40 중량%의 농도에서 물로부터의 중합체의 가시적인 분리를 나타내지 않는 것임을 의미한다.
소정 실시 형태에서, 물 중의 본 발명의 양친매성 중합체는 수성 분산물을 형성한다. 소정 실시 형태에서, 그러한 수성 분산물은 실온에서 0.1 중량%의 농도로 물 중에서 1개월 이상 동안 안정하다.
단량체 단위는 전형적으로 에틸렌계 불포화 단량체로부터 유도된다. 소정 실시 형태에서, 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트-함유 단위이다. 즉, 중합체의 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트 단량체 (즉, 메타크릴레이트 단량체 및 아크릴레이트 단량체)로부터 유도된다.
소정 실시 형태에서, 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분 (즉, 50 중량% 초과)은 에틸렌 옥사이드 모이어티이다. 전형적으로, 알킬렌 옥사이드 모이어티의 전부가 에틸렌 옥사이드 모이어티이다.
소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 10 중량 퍼센트 (중량%) 이상, 또는 20 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상, 또는 40 중량% 이상은 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 60 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위이다.
소정 실시 형태에서, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위는 또한 자유 하이드록실 기, 알킬-캡핑된 하이드록실 기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
알킬렌 옥사이드-함유 단량체의 예는, 2-(에톡시) 에톡시 에틸 아크릴레이트, 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸에틸 메타크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 1100이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 구매가능함), 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 500이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함), 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 480이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함), 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 1100이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함), 자유 하이드록실 (캡핑되지 않음) 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 526이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함), 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트 (예를 들어, 분자량이 360이고, 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함)를 포함하는, (메트)아크릴레이트 단량체 (즉, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체)이다. 다른 예에는 CH2=CHC(O)-(OC3H6)n-OH, CH2=CMeC(O)-(OC3H6)n-OH, CH2=CHC(O)-(OC4H8)n-OH, 및 CH2=CMeC(O)-(OC4H8)n-OH가 포함되며, 상기 식에서, n은 각각의 이들 예에 대해 4 이상이다. 또 다른 예에는 하이드록실- 또는 메틸 에테르-캡핑된 EO-PO-(메트)아크릴레이트가 포함된다. 본 명세서에서, 그러한 분자량은 수평균 분자량이다. 그러한 단량체들의 다양한 조합이 본 발명의 양친매성 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 10 중량% 이상, 또는 20 중량% 이상, 또는 30 중량% 이상은 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하며, 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상이고, 종종 15 이하이다. 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 50 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하는 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위이며, 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상이고, 종종 15 이하이다.
헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티는 HFPO-아미드-함유 단량체로부터 제조된다. 달리 언급되지 않는다면, "HFPO-아미드"는 기 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 지칭한다. 이러한 기에서, "a"는 5 이상이다. 일부 실시 형태에서 "a"는 15 이하이다. 일부 실시 형태에서, "a"는 5 내지 10이거나, 일부 실시 형태에서, "a"는 5 내지 8이다. 그러한 화학종은 일반적으로 "a"에 대해 일정 범위의 값을 갖는 올리고머들의 분배물(distribution) 또는 혼합물로서 존재하여, "a"의 값은 평균일 수 있고, 따라서 정수가 아닐 수 있다. 이러한 기에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이다.
화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 모이어티를 포함하는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 단량체의 예에는, 화학식 C3F7O-[CF(CF3)CF2O]6.3CF(CF3)C(O)N(H)CH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2의 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머-메타크릴레이트 (이는 미국 특허 출원 공개 제2005/0137355호의 제조예 3에 기재된 바와 같이 제조된 올리고머 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 아미드 알코올의 메타크릴산 에스테르임), 화학식 C-3F7O-[CF(CF3)CF2O]aCF(CF3)C(O)N(H)CH2CH2OP(O)(OH)2 (a는 3 내지 10임)의 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머-포스페이트 (이는 미국 특허 출원 공개 제2005/0048288호, 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조될 수 있음), 및 수평균 분자량이 500인 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트가 포함된다. 그러한 단량체들의 다양한 조합이 본 발명의 양친매성 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 1 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상, 또는 7 중량% 이상은 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 단량체 단위의 10 중량% 이하, 또는 12 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하는 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위이다.
소정 실시 형태에서, 양친매성 중합체의 펜던트 기는 산 형태이다.
포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체의 예에는, 펜던트 포스페이트-함유 단량체, 예를 들어 포스페이트 메타크릴레이트 단량체, 에틸렌글리콜 메타크릴레이트 포스페이트, HEMA-포스페이트; 펜던트 포스포네이트-함유 단량체, 예를 들어 비닐 포스폰산; 및 펜던트 설포네이트-함유 단량체, 예를 들어 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산이 포함된다. 그러한 단량체들의 다양한 조합이 본 발명의 양친매성 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 이러한 3가지 유형의 단량체 (즉, 알킬렌 옥사이드-함유 단량체, 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 단량체, 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체)에 더하여, 다양한 기타 단량체가 본 발명의 양친매성 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 그러한 "기타" 단량체 단위는 본 발명의 양친매성 중합체 중에 비교적 소량 (예를 들어, 5 중량% 미만)으로 존재할 수 있다. 알킬렌 옥사이드-함유 단량체, 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 단량체, 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 이외의 그러한 단량체의 예에는, 예를 들어, (메트)아크릴산 및 메틸메타크릴레이트가 포함된다.
소정 실시 형태에서, 본 발명의 양친매성 중합체는 펜던트 카르복실산 기를 포함하는 단량체 단위를 추가로 포함한다. 사용되는 경우, 카르복실산 기를 포함하는 단량체의 예에는 아크릴산, CH2=C(R)-COO-C2H4OCOC2H4COOH (상기 식에서, R은 H 또는 CH3임)이 포함된다.
소정 실시 형태에서, 본 발명의 양친매성 중합체는 0 중량% 내지 2 중량% 미만의 알콕시 실란 기를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 본 발명의 양친매성 중합체는 알콕시 실란 기를 포함하지 않는다. 이러한 맥락에서, "알콕시 실란" 기는 기 -Si(OR)3을 지칭하며, 상기 식에서, R은 독립적으로 수소, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. 사용되는 경우, 알콕시 실란 기를 포함하는 단량체의 예에는 3-(트라이메톡시실릴)프로필메타크릴레이트가 포함된다.
본 명세서에 기재된 양친매성 중합체는, 예를 들어, 적어도 3가지 유형의 단량체 (즉, 알킬렌 옥사이드-함유 단량체, 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 단량체, 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체)를 함유하는 혼합물을, 전형적으로 사슬 전달제 및 개시제 (즉, 촉매)의 존재 하에 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 용어 "반응시키는"은, 3가지 단량체 단위의 각각으로 인한 하나 이상의 식별가능한 구조 요소를 포함하는 조성물을 형성함을 의미한다. 반응의 화학량론에 따라, 올리고머 또는 중합체가 형성될 수 있다. 전형적으로, 중합체 또는 올리고머는 소정의 분자량 분포 및 조성 분포를 갖는다.
중합 조건은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 중합은 유기 자유 라디칼 반응을 행하기에 적합한 매우 다양한 온도에서 수행될 수 있다. 특정 용도를 위한 온도 및 용매는, 시약의 용해도, 특정 개시제의 사용에 필요한 온도, 및 원하는 분자량과 같은 고려 사항에 기초하여 당업자에 의해 선택될 수 있다. 모든 개시제 및 모든 용매에 적합한 특정 온도를 열거하는 것은 실용적이지 않지만, 일반적으로 적합한 온도는 30℃ 내지 200℃의 범위이다.
자유 라디칼 중합은 사슬 전달제의 존재 하에 수행될 수 있다. 본 명세서에 기재된 조성물의 제조에 사용될 수 있는 전형적인 사슬 전달제에는 하이드록실-치환된 메르캅탄 (예를 들어, 2-메르캅토에탄올, 3-메르캅토-2-부탄올, 3-메르캅토-2-프로판올, 3-메르캅토-1-프로판올, 및 3-메르캅토-1,2-프로판다이올 (즉, 티오글리세롤)); 아미노-치환된 메르캅탄 (예를 들어, 2-메르캅토에틸아민); 2작용성 메르캅탄 (예를 들어, 다이(2-메르캅토에틸)설파이드); 및 지방족 메르캅탄 (예를 들어, 옥틸메르캅탄, 도데실메르캅탄, 및 옥타데실메르캅탄)이 포함된다. 다른 사슬 전달제에는 메틸메르캅토프로피오네이트 및 메르캅토프로피온산이 포함된다.
자유 라디칼 중합은 개시제 (즉, 촉매)의 존재 하에 수행될 수 있다. 본 명세서에 기재된 조성물의 제조에 사용될 수 있는 전형적인 개시제에는 퍼옥사이드계 개시제를 포함하는 라디칼-발생 개시제가 포함된다. 예에는 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰(DuPont)으로부터 상표명 "바조(VAZO) 67"로 구매가능한 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)이 포함된다.
소정 실시 형태에서, 반응은 하나 이상의 유기 용매 중에서 수행된다. 성분들은 반응 매질 중에 임의의 적합한 농도 (예를 들어, 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 80 중량%)로 존재할 수 있다. 적합한 용매의 예시적인 예에는 에테르 (예를 들어, 다이에틸 에테르, 글라임, 다이글라임, 및 다이아이소프로필 에테르), 에스테르 (예를 들어, 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트), 알코올 (예를 들어, 에탄올 및 아이소프로필 알코올), 케톤 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 아이소부틸 케톤), 할로겐화된 용매 (예를 들어, 메틸클로로포름, 1,1,2-트라이클로로-1,2,2-트라이플루오로에탄, 트라이클로로에틸렌, 및 트라이플루오로톨루엔), 및 이들의 혼합물이 포함된다.
코팅 조성물
본 발명은, 세정 용이성 표면을 제공하도록 경질 표면을 처리하는 방법에 사용될 수 있는 코팅 조성물을 제공한다. 경질 표면에는 금속 (예를 들어, 스테인리스 강 또는 알루미늄), 목재, 목재 라미네이트, 폴리우레탄-코팅된 목재, 유리, 세라믹, 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다.
코팅 조성물은 바람직하게는 수성 분산물이다. 코팅 조성물의 양친매성 중합체는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 코팅 조성물의 양친매성 중합체는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1.0 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 80 중량% 이상의 양으로 물을 포함한다. 소정 실시 형태에서, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 99.9 중량% 이하의 양으로 물을 포함한다.
소정 실시 형태에서, 코팅 조성물은 분무 가능한 형태일 수 있다. 대안적으로, 코팅 조성물은 와이핑 가능한 형태 또는 침지 가능한 형태로 사용될 수 있다. 따라서, 코팅 조성물은, 예를 들어,스토브-상판(stove-top) 표면 상에서, 소비자 또는 제조자에 의해 사용될 수 있다.
일부 경우에, 유기 용매는 코팅 조성물에 사용되지 않는다.
소정 실시 형태에서, 코팅 조성물은 수혼화성 유기 용매를 또한 포함할 수 있다. 적합한 수혼화성 유기 용매의 예에는 아이소프로판올, 에탄올, 메탄올, n-부탄올, 다이프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 다이프로필렌 글리콜, 및 이들의 조합이 포함된다. 사용되는 경우, 수혼화성 유기 용매는 전형적으로, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이상의 양으로 존재한다. 사용되는 경우, 수혼화성 유기 용매는 전형적으로, 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이하의 양으로 존재한다.
소정 실시 형태에서, 코팅 조성물은 하나 이상의 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 적합한 첨가제의 예에는 방향제, 방부제, 안료, 안정제, 소포제, 방오제(anti-soiling agent), 및 이들의 조합이 포함된다. 사용되는 경우, 이들 첨가제의 각각의 양은 당업자에 의해 용이하게 결정된다.
코팅 조성물은 임의의 다양한 액체 코팅 기술 (예를 들어, 분무, 침지, 페인팅 등)을 사용하여 도포될 수 있다. 코팅 조성물은, 포함될 수 있는 물 또는 유기 용매의 적어도 일부분을 제거하기 위해 실온에서 간단히 건조될 수 있다. 요구되는 경우, 코팅 조성물은, 코팅 후에, 성능 개선을 위해 실온보다 높은 온도 (예를 들어, 130℃)로 가열될 수 있다.
예시적인 실시 형태
실시 형태 1은, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하는 (또는 그로 본질적으로 이루어지는, 또는 그로 이루어지는) 양친매성 중합체이며; 상기 양친매성 중합체는 수분산성이다.
실시 형태 2는, 상기 펜던트 기는 산 형태인, 실시 형태 1의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 3은, 실온에서 0.1 중량%의 농도로 물 중에서 1개월 이상 동안 안정한 분산물을 형성하는, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 4는, 0 중량% 내지 2 중량% 미만의 알콕시 실란 기를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 5는, 알콕시 실란 기를 포함하지 않는, 실시 형태 4의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 6은, 상기 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트-함유 단위인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 7은, 펜던트 카르복실산 기를 포함하는 단량체 단위를 추가로 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 8 은, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 80 중량%를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 9는, 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 60 중량%를 포함하며, 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 10은, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 상기 단량체 단위 1 내지 10 중량%를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 11은, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위는 자유 하이드록실 기, 알킬-캡핑된 하이드록실 기, 또는 이들의 조합을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 12는, "a"는 15 이하 (또는 5 내지 10, 또는 5 내지 8)인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 것의 양친매성 중합체이다.
실시 형태 13은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 12 중 어느 하나의 양친매성 중합체를 포함하는 수성 분산물이다.
실시 형태 14는, 경질 표면을 처리하는 방법이며, 상기 방법은 실시 형태 13의 상기 수성 분산물을 제공하는 단계; 및 상기 수성 분산물을 포함하는 코팅 조성물을 상기 경질 표면에 도포하여 세정 용이성 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
실시 형태 15는 경질 표면을 처리하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 코팅 조성물을 제공하는 단계; 및 코팅 조성물을 경질 표면에 도포하여 세정 용이성 코팅을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 조성물은 물; 및 양친매성 중합체를 포함하고, 상기 양친매성 중합체는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고 "a"는 5 이상임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함한다.
실시 형태 16은, 상기 경질 표면은 금속, 목재, 목재 라미네이트, 폴리우레탄-코팅된 목재, 유리, 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하는, 실시 형태 14 또는 실시 형태 15의 방법이다.
실시 형태 17은, 상기 코팅 조성물의 상기 양친매성 중합체는 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 양으로 존재하는, 실시 형태 14 내지 실시 형태 16 중 어느 것의 방법이다.
실시 형태 18은, 상기 코팅 조성물은 하나 이상의 수혼화성 유기 용매를 추가로 포함하는, 실시 형태 14 내지 실시 형태 17 중 어느 것의 방법이다.
실시 형태 19는, 상기 양친매성 중합체는 0 중량% 내지 2 중량% 미만의 알콕시 실란 기를 포함하는, 실시 형태 14 내지 실시 형태 18 중 어느 것의 방법이다.
실시 형태 20은, 상기 양친매성 중합체의 상기 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트-함유 단위인, 실시 형태 15 내지 실시 형태 19 중 어느 것의 방법이다.
실시 형태 21은, 상기 양친매성 중합체는 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 80 중량%; 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 60 중량% - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기 (예를 들어, -C2H4-, -C3H6-, -C4H8-, 페닐, 벤질, 사이클로헥실)이고, "a"는 5 이상임 -; 및 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 상기 단량체 단위 1 내지 10 중량%를 포함하는 (또는 그로 본질적으로 이루어지는, 또는 그로 이루어지는), 실시 형태 15 내지 실시 형태 20 중 어느 것의 방법이다.
실시 형태 22는, "a"는 15 이하 (또는 5 내지 10, 또는 5 내지 8)인, 실시 형태 15 내지 실시 형태 21 중 어느 것의 방법이다.
실시예
본 발명의 목적 및 이점이 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
하기 실시예는 예시 목적만을 위한 것이며, 첨부된 청구범위의 범주를 어떤 식으로든 한정하고자 하는 것은 아니다. 실시예에서 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 언급되지 않으면 중량 기준이다. 사용되는 단위 약어는 min = 분, h = 시간, g = 그램, wt = 중량, cm = 센티미터를 포함한다. 달리 언급되지 않는다면, 재료는 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 시그마-알드리치로부터 입수하였다.
재료
PM1 = 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머(Sartomer)로부터 상표명 "CD9050"으로 구매가능한, 2-(에톡시) 에톡시 에틸 아크릴레이트 단량체와 포스페이트 메타크릴레이트 단량체의 50:50 혼합물.
PM2 = 에스테크, 인크.(ESSTECH, Inc.)로부터 HEMA-포스페이트 파트 번호 X7440000으로 구매가능한 에틸렌글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 또는 HEMA-포스페이트.
PM3 = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 비닐 포스폰산.
MMP (사슬 전달제) = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 메틸메르캅토프로피오네이트.
V-67 (촉매) = 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰으로부터 상표명 "바조 67"로 구매가능한 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴).
AA (아크릴산) = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능함.
PEG1100MEM = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 분자량 (MW)이 1100인 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸에틸 메타크릴레이트.
PEG500MA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 MW 500의 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트.
PEG480A = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 MW 480의 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트.
PEG1100MA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 MW 1100의, 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트.
PEG526MAU = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 MW 526의 자유 하이드록실 (캡핑되지 않음) 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트.
PEG360MA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한, 수평균 MW 360의 메틸 에테르 캡핑된 폴리에틸렌글리콜 메틸아크릴레이트.
TMSPMA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 3-(트라이메톡시실릴)프로필메타크릴레이트.
HFPO -아미드-MA = 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머-메타크릴레이트. C3F7O-[CF(CF3)CF2O]6.3CF(CF3)C(O)N(H)CH2CH2OC(O)C(CH3)=CH2; 미국 특허 출원 공개 제2005/0137355호의 제조예 3에 기재된 바와 같이 제조된 올리고머 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 아미드 알코올의 메타크릴레이트.
HFPO -아미드- 포스페이트 = 미국 특허 출원 공개 제2005/0048288호, 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 C3F7O-[CF(CF3)CF2O]aCF(CF3)C(O)N(H)CH2CH2OP(O)(OH)2 - 상기 식에서, a는 3 내지 10임.
HFPO -아미드- 쿼트 실란 = 미국 특허 제8,080,170호의 실시예 1에 따라 제조된, 화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-C3H6N(CH3)2 +(Cl-)C3H6-Si-(OCH3)3의 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머-쿼트 실란 - 상기 식에서, "a"는 6.3임.
C4A = N-프로필, N-에탄올퍼플루오로옥탄설폰아미드를 N-메틸, N-에탄올 퍼플루오로부탄설폰아미드로 대체한 점을 제외하고는 미국 특허 제2,803,615호, 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 C4F9SO2N(CH3)C2H4COO-CH=CH2.
C6A = 스위스 라이나흐 소재의 클래리언트/아크로마(Clariant/Archroma)로부터 구매가능한 플루오웨트(FLUOWET) AC600.
C4MA = N-부틸, N-부탄올 퍼플루오로옥탄설폰아미드를 N-메틸, N-에탄올 퍼플루오로부탄설폰아미드로 대체하여, 미국 특허 제2,803,615호, 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조된 C4F9SO2N(CH3)C2H4COO-C(CH3)=CH2.
ODMA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 옥타데실메타크릴레이트.
ODM = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 C18H37OCOC2H4SH.
ODA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 옥타데실 아크릴레이트.
DDM = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 도데실메르캅탄.
MMA = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 구매가능한 메틸메타크릴레이트.
AMPS = 미국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마-알드리치로부터의 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산.
일반 중합 절차
단량체 및 용매 블렌드 (메틸 아이소부틸 케톤 (MIBK)/아이소프로판올 (IPA))를 (물/IPA인 비교예 G를 제외하고) 표 1에 나타나 있는 단량체 양 및 용매 비로 500 밀리리터(500 mL) 병에 첨가하고 10분(min) 동안 질소를 버블링하였다. 이어서, 0.5 그램 (g)의 "V-67"을 첨가하고 병을 밀봉하고 70℃에서 15시간(hr) 동안 가열하였다. 생성된 중합체를 IR에 의해 분석하였고, 이는 (랜덤 중합체인 것으로 여겨지는) 중합체 형성을 나타내는, >C=C< 피크의 소실을 나타내었다. 생성된 중합체/용매 혼합물을 관찰하였고, 냉온에서 매우 용해성인 경우의 "VS", 혼탁한 경우의 "H", 겔화되는 경우의 "G", 맑은 경우의 "C", "2개의 층", 침전되는 경우의 "P", 탈지 우유 외관인 경우의 "SM" 및 점성인 경우의 "V"로 관찰 소견을 기록하였다. 추가의 관찰을 위해 중합체/용매를 50℃로 가열하였고, 중합체/용매가 2개의 층을 갖거나, 겔화되었거나, 침전된 경우에는, 물을 첨가하여 수분산물을 제조하려고 시도하지 않았고, 오일 챌린지 시험을 행하지 않았다. 그렇지 않다면, 100 그램 분량의 상기 중합체/용매 용액 및 200 g의 탈이온수를 첨가하고 4 min 동안 초음파 처리하거나 또는 미세유동화기에 2회 통과시켰다. 생성된 분산물 중의 용매를, 40℃에서 회전식 증발기를 사용하여 진공 증류에 의해서 제거하였다. 용매 제거 후의 수성 혼합물의 외관을, 마이크로에멀션의 경우의 "M", 점성 마이크로에멀션의 경우의 "VM", 맑은 경우의 "C", 거의 맑은 경우의 "AC", 혼탁한 경우의 "H", 또는 "2개의 층"으로 기록하였다.
오일 제거 시험 A
본 시험을 ("NT"로 표시된 것을 제외하고) 표 1 및 표 2의 모든 예에 대해 사용하였다. 피펫을 사용하여 용액 (1 중량 퍼센트 (중량%) 고형물 중합체)을 맨(bare) 스테인리스 강 패널 (7.5 cm × 7.5 cm (3 인치 × 3 인치)) 상에 코팅하였다. 용액을 5 분(min) 동안 패널 상에 놓아 둔 후에, 페이퍼 타월을 사용하여 여분을 닦아내었다. 이어서, 패널을 20℃에서 1시간(hr) 동안 건조되게 둔 후에 오일로 챌린징하였다.
오일은 1 g의 "오일 레드 오(Oil Red O)" (미국 매사추세츠주 워드힐 소재의 알파 에이사(Alfa Aesar)) 및 99 g의 광유/헥사데칸 (미국 미주리주 세인트루이스 소재의 알드리치(Aldrich))을 혼합하여 제조하였다. 이어서 패널을 3 방울의 오일에 노출시키고 문질러서 기재를 고르게 코팅하였다 (총 3 방울에 대해 0.07 그램). 5 min 후에, 패널을 흐르는 20℃ 수돗물 (세정제 또는 계면활성제 또는 어떠한 종류의 연마도 사용하지 않았음) 아래에서 20초 동안 헹구었다 (20초간 700 그램의 물을 사용하였음). 오일 제거 결과는, 시각적으로 대부분이 세척되지 않은 경우에 "전혀"(None)로, 또는 시각적으로 오일이 완전히 세척된 경우에 "전부"(All)로 기록한다. "세정 용이성"은 "전부" 등급을 갖는 것으로서 정의된다.
한 경우 (실시예 1)에, 오일로 챌린징하기 전에 20℃에서 1시간 동안 재건조함으로써, 오일 제거 시험을 첫 번째 시험 후에 동일한 패널에 대해 2회 더 반복하였다. 이어서 패널을 3 방울의 오일에 재노출시키고 문질러서 기재를 고르게 코팅하였다. 이어서, 다시 5 min 후에 패널을 흐르는 20℃ 수돗물 아래에서 20초 동안 헹구었다. 총 3회의 챌린지/헹굼 사이클을 위해 이것을 한 번 더 반복하였다. 이는, 표 2에 나타낸 바와 같이, 처리가 3회의 챌린지/헹굼 사이클 동안 내구성이 있음을 나타내었다.
오일 제거 시험 B
본 시험을 표 1 또는 표 2에 포함되지 않은 "추가적인 기재 시험" 하에 기재된 것들에 대해 사용하였다. 용액 (0.5 중량% 고형물 중합체)을 분무하여 기재를 완전히 덮고 20℃에서 1시간 동안 건조되게 두었다. 기재는, 평판 유리 패널 2 인치 (in) × 5 in × 1/8 in (5 센티미터 (cm) × 12.5 × 0.32 cm, 미국 오하이오주 페어필드 소재의 켐인스트루먼츠(Cheminstruments)로부터 상업적으로 입수함), 백색 멜라민 목재 라미네이트 시트 (상부 층만 보통 목재에 가압됨, 6 in × 12 in × 0.028 in (15 cm × 30 cm × 0.07 cm), 인도 소재의 센추리플라이(CenturyPly)로부터 상업적으로 입수함), 인도 뉴델리 소재의 카흐자리아 타일즈(Kahjaria tiles)로부터 상업적으로 입수한 세라믹 타일 30 cm × 30 cm, 및 폴리우레탄 코팅된 목재 42.5 cm × 12 cm ("아시안 페인츠 피유 인테리어(Asian Paints PU Interior)" 폴리우레탄 (인도 뭄바이 소재의 아시안 페인츠 리미티드(Asian Paints Limited)로부터의 폴리우레탄)으로 처리된 목재)를 포함하였다.
3 방울 (0.07 그램)의 식물성 조리용 오일 (브랜드명 "사폴라 테이스티(SAFFOLA TASTY)"로 판매되는, 60% 정제 옥수수유/40% 정제 미강유의 블렌드 (인도 소재의 마르코 리미티드(Marco Limited), 지역 식료품점으로부터 입수함))을, 코팅된 유리 패널 및 코팅되지 않은 유리 패널 상에 균일하게 펴 바르고 (목재 라미네이트 패널에 대해서는 15 방울) 20℃에서 1시간 동안 그대로 놓아두었다.
이어서, 코팅된 패널 및 코팅되지 않은 패널을 흐르는 20℃ 수돗물의 동일한 유동 조건 하에서 20초 동안 헹구었다 (20초간 700 그램의 물을 사용하였음). 세정제 또는 계면활성제는 사용하지 않았다. 어떠한 종류의 연마도 행하지 않았다.
[표 1]
Figure pct00001
Figure pct00002
[표 2]
Figure pct00003
Figure pct00004
실생활 배플 시험
효과를 추가로 예시하기 위하여, 물 중 0.1%의 실시예 1 중합체를 스테인리스 강 배플 상에 분무 코팅하고 20℃에서 건조되게 두었다. 배기 후드 내의 코팅된 배플 및 코팅되지 않은 배플 (나란히 있음)을 가정에서 1개월 동안 실생활 조리 조건에 노출시키고, 그 후에 세정을 위해 둘 모두의 배플을 빼내었다. 도 1a는, 코팅된 배플이 따뜻한 수돗물 (30 내지 35℃에서 20 내지 30분 동안) 중에 침지한 후에 매우 용이하게 세정되었음을 분명하게 나타낸다. 코팅되지 않은 배플을 동일한 따뜻한 물에 동일한 시간 동안 침지한 경우, 도 1b에 나타난 바와 같이, 오일이 깨끗하게 제거되지 않았다.
추가적인 기재 또는 오물 시험
오물을 제거하기 더 용이하게 만들고 미래의 오물에 대한 보호 표면 층을 제공한다고 선전되는 비교용 시판 경질 표면 세정제 첨가제 (미국 뉴욕주 에디슨 소재의 크로다, 인크,(Croda, Inc.)로부터 상표명 "모디서프(MODISURF)"로 구매가능함)와 비교하여 실시예 1의 중합체를 다음으로 시험하였다. 물 중 모디서프의 1% 용액 및 물 중 0.5% 실시예 1 중합체 용액을 평가하였다. 둘 모두의 용액을 강 패널 상에 분무 코팅하고 "오일 제거 시험 B"에 따라 시험하였으나 오일 코팅된 패널을 1시간 동안 건조되게 둔 후에, 0.1 g의 노변 흙 오물 (막자와 막자 사발로 분쇄하고 45 마이크로미터 크기 체로 체질함)을 오일 코팅된 패널 위에 균일하게 살포하였다. 패널을 5회 두드려서 여분의 (느슨한) 먼지를 표면으로부터 제거하였다. 실시예 1 중합체 코팅된 패널은 "모디서프" 중합체와 비교하여 40 내지 50% 더 적은 오물을 유지하였다. 이들을 주위 온도에서 24시간 동안 놓아 두어서 오일 및 먼지가 표면에 앉기에 충분한 시간을 제공하였다.
이들 패널을 흐르는 수돗물 아래에서 15 내지 20초 동안 세정하였다. 실시예 1 중합체 ("모디서프" 대비)는, 배기 후드 아래에서의 실생활 조건에서 나타난 바와 같이, 표면으로부터 오일 및 오물을 세정하는 데 있어서 훨씬 더 우수하였다.
실시예 1의 중합체 (물 중 0.5 중량%)를 다음으로 유리 표면 (도 2a 내지 도 2c), 멜라민 라미네이팅된 목재 상부 시트 (도 3a 내지 도 3c), 세라믹 타일 (도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b), 및 폴리우레탄 코팅된 목재 (도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b)에 대한 그의 세정 능력에 대해 평가하였다. 이러한 용액을 유리 패널 5 cm × 10 cm (2 in × 5 in) 상에 분무하고 "오일 제거 시험 B"에 따라 시험하였다. 도 2b, 도 3b, 도 5b, 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 중합체로 코팅된 패널은 식물성 오일의 완전한 제거를 나타내었지만, 코팅되지 않은 패널 (도 2c, 도 3c, 도 5a, 도 7a)은 세정 후에 표면 상에 오일이 본질적으로 전부 남아 있었다.
본 명세서에서 인용된 특허, 특허 문헌 및 간행물의 완전한 개시 내용은 마치 각각이 개별적으로 포함된 것처럼 전체적으로 참고로 포함된다. 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 예시적인 실시 형태 및 예에 의해 부당하게 제한되도록 의도되지 않고, 그러한 예 및 실시 형태는 단지 예로서 제시되며, 이때 본 발명의 범주는 하기와 같이 본 명세서에 기재된 청구범위에 의해서만 제한되도록 의도됨을 이해하여야 한다.

Claims (21)

  1. 양친매성 중합체로서,
    알킬렌 옥사이드 모이어티(moiety)를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -;
    화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기이고, "a"는 5 이상임 -; 및
    포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하고;
    상기 양친매성 중합체는 수분산성인, 양친매성 중합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펜던트 기는 산 형태인, 양친매성 중합체.
  3. 제1항에 있어서, 실온에서 0.1 중량%의 농도로 물 중에서 1개월 이상 동안 안정한 분산물을 형성하는, 양친매성 중합체.
  4. 제1항에 있어서, 0 중량% 내지 2 중량% 미만의 알콕시 실란 기를 포함하는, 양친매성 중합체.
  5. 제4항에 있어서, 알콕시 실란 기를 포함하지 않는, 양친매성 중합체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트-함유 단위인, 양친매성 중합체.
  7. 제1항에 있어서, 펜던트 카르복실산 기를 포함하는 단량체 단위를 추가로 포함하는, 양친매성 중합체.
  8. 제1항에 있어서, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 80 중량%를 포함하는, 양친매성 중합체.
  9. 제1항에 있어서, 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 60 중량%를 포함하는, 양친매성 중합체.
  10. 제1항에 있어서, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 상기 단량체 단위 1 내지 10 중량%를 포함하는, 양친매성 중합체.
  11. 제1항에 있어서, 알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위는 자유 하이드록실 기, 알킬-캡핑된 하이드록실 기, 또는 이들의 조합을 포함하는, 양친매성 중합체.
  12. 제1항에 있어서, "a"는 15 이하인, 양친매성 중합체.
  13. 제1항의 양친매성 중합체를 포함하는, 수성 분산물.
  14. 경질 표면을 처리하는 방법으로서,
    제13항의 수성 분산물을 제공하는 단계; 및
    상기 코팅 조성물을 상기 경질 표면에 도포하여 세정 용이성(easy clean) 코팅을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 경질 표면을 처리하는 방법으로서,
    코팅 조성물을 제공하는 단계; 및
    상기 코팅 조성물을 상기 경질 표면에 도포하여 세정 용이성 코팅을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 조성물은
    물; 및
    양친매성 중합체를 포함하고, 상기 양친매성 중합체는
    알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 단량체 단위 10 중량% 이상 - 상기 알킬렌 옥사이드 모이어티의 대부분은 에틸렌 옥사이드 모이어티임 -;
    화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 단량체 단위 - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기이고, "a"는 5 이상임 -; 및
    포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 단량체 단위를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 경질 표면은 금속, 목재, 목재 라미네이트, 폴리우레탄-코팅된 목재, 유리, 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 코팅 조성물의 상기 양친매성 중합체는 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 양으로 존재하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 하나 이상의 수혼화성 유기 용매를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 양친매성 중합체는 0 중량% 내지 2 중량% 미만의 알콕시 실란 기를 포함하는, 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 양친매성 중합체의 상기 단량체 단위는 (메트)아크릴레이트-함유 단위인, 방법.
  21. 제15항에 있어서, 상기 양친매성 중합체는
    알킬렌 옥사이드 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 80 중량%;
    화학식 C3F7O-(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-C(O)N(H)-Q-를 갖는 헥사플루오로프로필렌 옥사이드 올리고머 모이어티를 포함하는 상기 단량체 단위 10 내지 60 중량% - 상기 식에서, Q는 하나 이상의 탄소 원자를 갖는 연결 기이고, "a"는 5 이상임 -; 및
    포스페이트 기, 포스포네이트 기, 설포네이트 기, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 펜던트 기를 포함하는 상기 단량체 단위 1 내지 10 중량%를 포함하는, 방법.
KR1020177006849A 2014-08-19 2015-08-06 양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법 KR20170042683A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN4038/CHE/2014 2014-08-19
IN4038CH2014 2014-08-19
PCT/US2015/043902 WO2016028499A1 (en) 2014-08-19 2015-08-06 Amphiphilic polymers, coating compositions, and methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170042683A true KR20170042683A (ko) 2017-04-19

Family

ID=53901139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177006849A KR20170042683A (ko) 2014-08-19 2015-08-06 양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10093822B2 (ko)
EP (1) EP3183309A1 (ko)
KR (1) KR20170042683A (ko)
CN (1) CN106661221B (ko)
BR (1) BR112017003223A2 (ko)
MX (1) MX2017001922A (ko)
WO (1) WO2016028499A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3194517B1 (en) 2014-09-18 2019-10-23 3M Innovative Properties Company Aqueous compositions for coating metallic surfaces, methods, and articles
EP3208319A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-23 3M Innovative Properties Company Amphiphilic copolymers with mixed functionalities
WO2018118962A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 3M Innovative Properties Company Fluorinated anionic polymers and compositions including them

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2803615A (en) 1956-01-23 1957-08-20 Minnesota Mining & Mfg Fluorocarbon acrylate and methacrylate esters and polymers
WO2005023822A1 (en) 2003-08-21 2005-03-17 3M Innovative Properties Company Perfluoropolyether amide-linked phosphonates, phosphates, and derivatives thereof
US6995222B2 (en) 2003-12-17 2006-02-07 3M Innovative Properties Company Coating compositions with reactive fluorinated copolymers having pendant perfluoropolyether groups
CN1934149B (zh) 2004-03-23 2010-11-24 旭硝子株式会社 耐水耐油剂组合物
DE102006046368A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Construction Research & Technology Gmbh Funktionalisiertes Polyurethanharz, Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung
WO2008154279A1 (en) 2007-06-06 2008-12-18 3M Innovative Properties Company Fluorinated compositions and surface treatments made therefrom
JP2010540644A (ja) 2007-10-01 2010-12-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー カチオン性のフッ素化エーテル型シラン組成物及び関連する方法
CN101910247B (zh) * 2007-12-12 2014-10-22 3M创新有限公司 包含具有聚(烯化氧)重复单元的全氟聚醚聚合物的硬质涂膜
CN103180353B (zh) 2010-11-04 2016-02-17 3M创新有限公司 包含含磷酸基团和烷氧基硅烷基团的氟化组合物
WO2013031594A1 (ja) 2011-08-29 2013-03-07 Ａｇｃセイミケミカル株式会社 化粧品用共重合体、化粧品粉体用表面処理剤、化粧用粉体および化粧料
JP2013124280A (ja) 2011-12-14 2013-06-24 Kmew Co Ltd 耐汚染性塗料、及び建築板
JP6363072B2 (ja) * 2012-06-19 2018-07-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 低表面エネルギー基及びヒドロキシル基を含む添加剤、並びにコーティング組成物

Also Published As

Publication number Publication date
CN106661221A (zh) 2017-05-10
WO2016028499A1 (en) 2016-02-25
CN106661221B (zh) 2018-11-30
US10093822B2 (en) 2018-10-09
MX2017001922A (es) 2017-04-27
EP3183309A1 (en) 2017-06-28
US20170226372A1 (en) 2017-08-10
BR112017003223A2 (pt) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9688785B2 (en) Fluorinated compositions and surface treatments made therefrom
JP5826282B2 (ja) リン含有酸基及びアルコキシシラン基を含むフッ素化組成物
JP2002105433A (ja) フッ素含有表面処理剤
KR20170042683A (ko) 양친매성 중합체, 코팅 조성물, 및 방법
JPS59555B2 (ja) 洗浄剤組成物
JP2017105975A (ja) 含フッ素単量体、含フッ素重合体およびそれを用いた親水撥油剤並びにそれを用いた基材の親水撥油化方法
CA2552223A1 (en) Latex paint compositions and coatings
JP6525559B2 (ja) 硬質表面用処理剤組成物
AU2011258284B2 (en) Fluoropolymer additive for coatings
WO2017142802A1 (en) Amphiphilic copolymers with mixed functionalities
JP5943910B2 (ja) 溶剤系フルオロポリマー添加剤及びコーティング組成物におけるそれらの使用
CN110799606A (zh) 用于金属表面的基于两亲性共聚物的保护性涂料组合物
US9068099B2 (en) Hydrophobic coatings that provide renewable hydrophilic surface