KR20180024397A

KR20180024397A - 슬립코팅 조성물

Info

Publication number: KR20180024397A
Application number: KR1020160110523A
Authority: KR
Inventors: 황병우; 구자범
Original assignee: (주)세화피앤씨
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-08
Also published as: KR101899003B1

Abstract

본 발명은 슬립코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane) 100중량부, 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부, 경화제 1 내지 5중량부, 주석촉매 2 내지 5중량부를 포함한 슬립코팅 조성물에 관한 것에 관한 것으로, 본 발명의 슬립코팅 조성물은 투명성이 우수하면서 내마찰성 및 향상된 표면 슬립성을 제공하면서도 내구성 및 내후성이 우수하면서, 고무조직과의 상용성이 우수하여 부착력이 우수한, 유연 또는 탄성 기재상에 코팅가능하여, 고무를 비롯한 점착성 또는 거친 표면상에 적용하는 경우 매끄러운 표면을 제공할 수 있다.

Description

슬립코팅 조성물{SLIP-COATING COMPOSITION FOR RUBBER SURFACE}

본 발명은 슬립코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane) 100중량부, 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부, 경화제 1 내지 5중량부, 주석촉매 2 내지 5중량부를 포함한 슬립코팅 조성물에 관한 것이다.

고무와 같은 탄성체 또는 원래 미끄러운 성질을 가진 물질이라도 표면상태가 거친 경우 종종 마찰계수가 커져 슬립성이 저하되는 경우가 있다. 향상된 내마찰성 및 표면슬립성을 나타내는 천연 고무 또는 합성 고무 및 기타 탄성 물질과 같은 유연성 물질이 수많은 산업적 용도에서 요구된다. 예를 들어, 자동차 내의 기밀성을 유지하기 위하여 고무재질의 제품이 사용되는 경우가 많은데, 유리 부품을 이동시키기 위한 창문 웰 및 차문의 웨더스트립과 같은 고무 시일에서, 상기 문제는 표면을 섬유로 플로킹(flocking)하여 마찰을 감소시킴으로써, 점착 효과를 제거함을 통해 통상적으로 충족되어 왔다. 그러나 플로킹 공정은 고가이고, 제조 공정에서 수개의 단계들을 부가한다.

또한, 최근에는 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 개인 스마트기기의 발전으로 인해 터치스크린의 사용이 급증하고 있는데, 디스플레이의 보호를 위해 TPU와 같은 탄성체 소재로 된 보호필름이 사용되고 있다. TPU는 탄성소재로의 일종으로 엄밀한 의미에서 고무로 분류되지는 않으나 일부에서는 고무의 일종으로 편입하기도 한다. 종래 이러한 고무제품에 표면슬립성을 높이기 위한 방법은 각종 오일이나 계면활성제 등의 윤활제를 도포하는 방법이 일반적이다. 그러나, 윤활제나 계면활성제의 도포는 그 효과가 일시적이라는 문제가 있고 또한 고무 조직내로 상기 물질들이 침투하여 고무의 물성을 악화시키는 문제가 있다. 또 한가지 방법은 고무의 표면에 표면에너지가 낮은 물질을 코팅하는 것으로, PTFE 등 불화탄소와 같은 물질이 대표적이며, 이 외에도 각종 중합체성 물질 및 슬립 증진 첨가제가 혼입된 다양한 용매성 코팅 조성물들이 제안되어 왔다.

미국특허 제4652618호에는 히드록시기를 갖는 폴리디오르가노실록산, 에폭시 함유기로 치환된 경화제, 및 평균 입자 직경이 0.1 내지 100 마이크론인 폴리메틸실세스퀴옥산을 포함하는, 플라스틱 기재용 보호성 코팅을 위한 용매성 코팅 조성물을 기재하고 있다. 폴리메틸실세스퀴옥산은 표면슬라이딩성을 제공하면서, 표면 광택을 감소시킨다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제 10-2005-0025158호에는 1종 이상의 가교성 수지 및 임의로는 1종 이상의 가교제를 함유하는 필름 형성 결합제 시스템, 및 R1-SiO3/2 기(식 중, R1 은 C1-C6 알킬임)를 포함하는 1종 이상의 폴리알킬실록산의 구형 입자, 및(또는) R1-SiO3/2 기(식 중, R1 은 C1-C 18 알킬임)를 포함하는 1종 이상의 폴리알킬실록산으로 코팅된 1종 이상의 폴리실록산의 구형 입자를 포함하는 수성 코팅 조성물의, 시일(seal)의 표면 코팅을 제조하기 위한 용도가 개시되어 있다.

미국특허 제4652618호 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0025158호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 투명성이 우수하면서 내마찰성, 동결방지성 및 향상된 표면 슬립성을 제공하면서도 내구성 및 내후성이 우수하면서, 고무조직과의 상용성이 우수하여 부착력이 우수한, 유연 또는 탄성 기재상에 코팅가능한 슬립코팅 조성물을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane) 100중량부, 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부, 경화제 1~5중량부, 주석촉매 2 내지 5중량부를 포함한 슬립코팅 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 경화제가 아미노실록산 및 디메틸에탄올아민인 것을 특징으로 하는 슬립코팅 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 주석촉매가 Dibutyltin Diacetate, Dibutyltin Dilaurate, Dibutyltin bis(2-ethylhexoate), Dibutyltin Dichloride, Dibutyltin Dimethoxide, Dibutyltin Dibutoxide, Tetrabutyldiacetoxydistannoxane, Dibutyltin bis(1-thioglycerol), Dibutyltin bis(2-EH maleate), Dibutyltin Sulfide, Dibutyltin bis(2-EH mercaptoacetate), Dibutyltin bis(laurylmercaptide), Hydrated Monobutyltin Oxide, Monobutyl chlorotin dihydroxid, Hydrated Monobutyltin Oxide 및 Monobutyltin tris(2-ethylhexoate)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 슬립코팅 조성물을 제공한다.

본 발명의 슬립코팅 조성물은 투명성이 우수하면서 내마찰성 및 향상된 표면 슬립성을 제공하면서도 내구성 및 내후성이 우수하면서, 고무조직과의 상용성이 우수하여 부착력이 우수한, 유연 또는 탄성 기재상에 코팅가능하여, 고무를 비롯한 점착성 또는 거친 표면상에 적용하는 경우 매끄러운 표면을 제공할 수 있다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 명세서에서 '고무'는 천연고무, 합성고무 뿐 아니라 유연 또는 탄성 재질의 소재로서 점착력이 있어 타소재와 접촉시 마찰을 감소시킬 필요가 있는 소재를 의미한다.

본 발명의 슬립코팅 조성물은 화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane) 100중량부, 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부, 경화제 1 내지 5중량부 및 주석촉매 2 내지 5중량부를 포함한다.

본 발명의 슬립코팅 조성물은 화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane)을 포함한다. 폴리디알킬실록산은 고무에 대한 친화도가 비교적 높으면서도 경화반응시 매끄러운 표면을 제시하면서도 내용제성, 내열성, 내후성이 우수하여 고무표면에 코팅시 슬립성을 주기에 적합하다. 상업적으로 판매되는 제품으로는 다우코닝사의 2394 등을 들 수 있다.

본 발명의 슬립코팅 조성물은 폴리디알킬실록산 100중량부에 대하여 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부를 포함한다. 원래 고무성분은 슬립코팅 조성에는 혼입되지 않는 것이 좋다. 고무 성분이 경화를 저해하며 금속촉매의 활성 또한 방해하기 때문이다. 그러나, 본 발명자들의 연구결과 폴리이소시아네이트는 위에서 언급한 단점은 최소화하면서 고무와의 상용성을 좋게 하여 슬립코팅층과 고무표면과의 친화도를 높여 코팅층의 부착력을 높이고 사용내구성을 대폭 높일 수 있고, 또한 슬립코팅층의 접촉마모성과 관련된 물성을 높이면서 마찰특성 역시 더 높일 수 있었다. 상기 폴리이소시아네이트의 첨가량은 폴리디알킬실록산 100중량부에 대하여 2 내지 10중량부 범위가 바람직하다. 폴리이소시아네이트의 첨가량이 폴리디알킬실록산 100중량부에 대하여 2 중량부 미만인 경우에는 첨가효과가 미미하고, 반면 10중량부를 초과하는 경우에는 슬립코팅층의 경화를 저해하며 금속촉매의 활성 또한 방해하기 때문이다.

또한, 본 발명의 슬립코팅 조성물은 경화제 1 내지 5중량부를 포함한다. 경화제는 폴리디알킬실록산과 폴리이소시아네이트를 경화시키며 이에 따라서 경화 후 표면 슬립의 효과를 가져온다. 상기 경화제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며 폴리디알킬실록산의 경화반응에 적용되는 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에 있어서 아미노실록산 및 디메틸에탄올아민인 것이 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 폴리디알킬실록산 100중량부에 대하여 1중량부 미만일 경우 가교밀도가 낮아 미경화 부분의 발생과 장기 내구성에 문제를 발생 시키며, 반면 10중량부를 초과할 경우 가교 밀도가 과도하게 증가하여 고무와의 부착력이 저하될 수 있다.

본 발명에 있어 상기 주석촉매는 가교밀도 및 경화 반응 속도를 조절하며, 표면 슬립성을 보다 좋게 하는 역할을 한다. 통상 폴리디알킬실록산의 가교 및 경화반응에는 백금 촉매가 사용되는 것이 일반적이다. 그러나, 백금촉매는 고가이며 표면슬립성을 향상시키지 못한다. 본 발명자들은 주석촉매 사용시 표면슬립성의 향상효과가 있음을 발견하고 백금촉매 대신 경화반응에 적용을 하게 되었다. 상기 주석촉매는 폴리디알킬실록산 100중량부 대비 1 내지 5중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 주석촉매의 첨가량이 1 중량부 미만일 경우 경화속도가 느리거나 아예 경화 반응이 진행되지 않아 미경화 발생의 우려가 있고, 5중량부를 초과 할 경우 가사시간이 짧아지고 황변, 생산 단가 상승 등의 문제점이 있다. 상기 주석촉매의 바람직한 예로는 Dibutyltin Diacetate, Dibutyltin Dilaurate, Dibutyltin bis(2-ethylhexoate), Dibutyltin Dichloride, Dibutyltin Dimethoxide, Dibutyltin Dibutoxide, Tetrabutyldiacetoxydistannoxane, Dibutyltin bis(1-thioglycerol), Dibutyltin bis(2-EH maleate), Dibutyltin Sulfide, Dibutyltin bis(2-EH mercaptoacetate), Dibutyltin bis(laurylmercaptide), Hydrated Monobutyltin Oxide, Monobutyl chlorotin dihydroxid, Hydrated Monobutyltin Oxide 및 Monobutyltin tris(2-ethylhexoate)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.

이하에서 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위는 하기 실시예로 제한되지 않는다.

실시예

폴리디알킬실록산으로 다우코닝사의 Syl-offⓡ 2394 100g, 폴리이소시아네이트로서 일본 dic사의 DN-950 8g, 경화제로서 다우코닝사의 2-7131 2.5g 및 주석촉매로서 ISA 상사의 4200 3g을 헵탄 150g에 용해하여 슬립코팅 조성물을 제조하였다.

상기 슬립코팅 조성물을 이용하여 200 마이크로미터 두께의 열가소성 폴리우레탄 필름에 경화 후 두께가 0.5μm가 되도록 도포 한 후 150℃ 오븐에서 1분 동안 경화하여 슬립코팅층을 형성한 TPU 필름을 제조하고, 그 다음 마찰계수를 측정하였다. 마찰계수는 시험장비(Toyoseiki / Friction Tester TR-2)를 통해 측정되었으며, 측정은 슬립코팅이 되어있는 TPU 필름과 코팅이 되지 않은 TPU 필름 상에서 65ㅧ65ㅧ6(단위: mm) 크기와 200g의 중량을 갖는 마찰자를 각각 2가지 융으로 둘러싼 후 마찰자를 일정속도(100㎜/min)로 움직이며 정마찰과 동마찰을 측정하는 방식으로 테스트하였고, 그 결과를 표 1에 정리하였다.

No	정마찰(백색융천)			동마찰(백색융천)
No	미코팅	슬립코팅	배수	미코팅	슬립코팅	배수
1	1.25	0.3	4.17	1.23	0.298	4.13
2	1.21	0.3	4.03	1.25	0.27	4.63
3	1.2	0.3	4.00	1.25	0.26	4.81
4	1.3	0.3	4.33	1.31	0.27	4.85
5	1.31	0.28	4.68	1.26	0.26	4.85
6	1.44	0.3	4.80	1.26	0.26	4.85
평균	1.29	0.30	4.33	1.26	0.27	4.67

표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, TPU 필름상에 슬립코팅 조성물을 이용하여 코팅을 하는 경우 코팅을 하지 않은 경우와 대비시 동적마찰 및 정지마찰 모두 표면마찰이 4배 이상 줄어드는 것을 알 수 있었다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

화학식 R₁R₂-SiO_1/2(식 중, R₁ 및 R₂는 각각 수소 또는 C1-C6 알킬)로 표시되는 폴리디알킬실록산 (polydialkylsiloxane) 100중량부, 폴리이소시아네이트 2 내지 10중량부, 경화제 1 내지 5중량부 및 주석촉매 2 내지 5중량부를 포함한 슬립코팅 조성물을 제공한다.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 아미노실록산 및 디메틸에탄올아민인 것을 특징으로 하는 슬립코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 주석촉매는 Dibutyltin Diacetate, Dibutyltin Dilaurate, Dibutyltin bis(2-ethylhexoate), Dibutyltin Dichloride, Dibutyltin Dimethoxide, Dibutyltin Dibutoxide, Tetrabutyldiacetoxydistannoxane, Dibutyltin bis(1-thioglycerol), Dibutyltin bis(2-EH maleate), Dibutyltin Sulfide, Dibutyltin bis(2-EH mercaptoacetate), Dibutyltin bis(laurylmercaptide), Hydrated Monobutyltin Oxide, Monobutyl chlorotin dihydroxid, Hydrated Monobutyltin Oxide 및 Monobutyltin tris(2-ethylhexoate)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 슬립코팅 조성물.