KR20190046966A - 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법 - Google Patents

하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190046966A
KR20190046966A KR1020197009898A KR20197009898A KR20190046966A KR 20190046966 A KR20190046966 A KR 20190046966A KR 1020197009898 A KR1020197009898 A KR 1020197009898A KR 20197009898 A KR20197009898 A KR 20197009898A KR 20190046966 A KR20190046966 A KR 20190046966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
polyester
powder coating
coating composition
fluorocarbon
Prior art date
Application number
KR1020197009898A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102280132B1 (ko
Inventor
얀링 타오
시아오동 왕
웨이 지앙
Original Assignee
아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이.
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 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이. filed Critical 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이.
Publication of KR20190046966A publication Critical patent/KR20190046966A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102280132B1 publication Critical patent/KR102280132B1/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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03—Powdery paints
    • 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
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6275—Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6279—Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds containing fluorine atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • B05D5/067—Metallic effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • 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
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4063—Mixtures of compounds of group C08G18/62 with other macromolecular compounds
    • 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
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • 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
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80—Masked polyisocyanates
    • C08G18/8061—Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/807—Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen with nitrogen containing compounds
    • C08G18/8074—Lactams
    • 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
    • C09D127/00—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 a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—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 a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—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 a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine 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
    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • 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
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • 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
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/06—Polyurethanes from polyesters
    • 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
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/02—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C09D201/04—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00—Metallic substrate
    • B05D2202/20—Metallic substrate based on light metals
    • B05D2202/25—Metallic substrate based on light metals based on Al
    • 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
    • C08G2150/00—Compositions for coatings
    • C08G2150/20—Compositions for powder coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Abstract

본 발명은 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 제공하며, 이러한 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 건조 블렌드이며, - 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 제1 폴리에스테르 중합체 및 이러한 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하고; - 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 플루오로카본 중합체, 이러한 플루오로카본 중합체용 경화제, 제2 폴리에스테르 중합체 및 이러한 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하며; 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A : 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 중량비는 25:75 내지 75:25의 범위이고, 이러한 제1 폴리에스테르 중합체는 18 내지 70 mg KOH/g 중합체 범위의 산가(acid value)를 갖는 카르복실 작용성 중합체이고, 이러한 제2 폴리에스테르 중합체는 70 내지 350 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가(hydroxyl value)를 갖는 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체이다. 나아가, 본 발명은 이러한 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 기판에 코팅시키는 방법을 제공한다.

Description

하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법
본 발명은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 건조 블렌드인 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물, 및 이러한 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물로 기판을 코팅시키는 방법에 관한 것이다.
분말 코팅 조성물은, 일반적으로 고체 필름-형성 또는 결합제 중합체 또는 서로 다른 고체 필름-형성 중합체들의 혼합물을 통상 하나 이상의 안료, 및 선택적으로 하나 이상의 성능 첨가제, 예컨대 가소제, 안정화제, 유동 보조제 및 증량제와 함께 포함하는 고체 조성물이다. 필름-형성 중합체는 통상, 전형적으로 상응하는 가교제의 존재 하에 가열 시 경화되는 열경화성 중합체로서, 상기 가교제는 그 자체가 중합체일 수 있다. 일반적으로, 중합체는 30℃ 초과의 유리 전이 온도(Tg), 연화점 또는 용융점을 가진다.
전형적으로, 분말 코팅 조성물의 제조는 상기 조성물의 구성성분들을 용융-혼합시키는 단계를 포함한다. 용융-혼합은 연속 혼합기 내에서 건조 성분들의 고속, 고강도 혼합, 및 후속해서 혼합물을 승온 - 비경화된 중합체의 연화 온도보다 높지만 경화 온도보다 낮은 온도 - 까지 가열하여, 용융된 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 혼합기는 바람직하게는 싱글 스크류 또는 트윈 스크류 압출기를 포함하며, 이들은 중합체가 용융됨에 따라 상기 중합체에서 다른 성분의 분산을 개선하는 역할을 한다. 용융된 혼합물은 압출되며, 전형적으로 시트 형태로 말리고(rolled), 냉각되어 혼합물이 고체화된 다음, 후속해서 플레이크로 절단되고, 후속해서 미세 분말로 분쇄된다.
그 후에, 이러한 공정 다음으로 일반적으로, 입자 크기화 및 분리 작업 - 예컨대, 그라인딩, 분류, 스크리닝, 사이클론 분리, 체질 및 여과 - 의 순서가 이어지고, 그런 후, 분말을 기판에 도포하고, 해당 분말을 가열하여, 입자를 용융 및 융합시키고, 코팅을 경화시킨다. 분말 코팅을 도포하는 주요 방법은, 기판을 예열하고 분말의 유동층에 침지하여 상기 분말을 가열된 표면과 접촉 시 용융되어 기판에 접착되게 하는 유동층 공정, 및 분말 코팅 입자를 유동층 내에서 전극에 의해 또는 정전기 분무 건(gun)에 의해 정전기적으로 하전시키고 어스드(earthed) 기판 상으로 증착시키는 정전기 유동층 공정 및 정전기 분무 공정을 포함한다.
플루오로카본 중합체 및 폴리에스테르 중합체를 둘 다 포함하는 분말 코팅 조성물은 당업계에 공지되어 있다. US 4,916,188에, 하이드록실-작용성 플루오로카본 수지, 블라킹된 디이소시아네이트 가교제, 및 하이드록실-작용성 아크릴 또는 폴리에스테르 중합체를 포함하는 하이브리드 플루오로카본 분말 코팅이 개시된다. 예는, 하이브리드 시스템이, 하이드록실-작용성 아크릴 또는 폴리에스테르 중합체를 함유하지 않는 플루오로카본 분말 코팅과 비교하여 열등한 광택 유지성을 가짐을 보여준다. 분말 코팅 조성물은 개별 구성성분들을 블렌딩하고, 후속해서 이러한 블렌드를 고강도 혼합기 내에서 용융-혼합시키고, 후속해서 용융된 혼합물을 가열된 압출기로부터 압출함으로써 제조된다.
US 6,864,316에, 특정 플루오로카본 중합체를 비닐 베르사테이트(versatate) 또는 비닐 벤조에이트 단위, 폴리에스테르 중합체 및 블라킹된 디이소시아네이트 가교제와 함께 포함하는 하이브리드 플루오로카본 분말 코팅 조성물이 개시된다. 또한, US 6,864,316에서, 분말 코팅 조성물은 개별 구성성분들을 블렌딩하고, 후속해서 이러한 블렌드를 고속 혼합기에서 용융-혼합시키고, 후속해서 용융된 혼합물을 가열된 압출기로부터 압출시킴으로써 제조된다.
WO 2012/048650에서, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물을 건조 블렌딩함으로써 수득되는 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물이 개시된다. WO 2012/048650의 건조 블렌딩된 하이브리드 분말 코팅 조성물은, 폴리에스테르 중합체, 플루오로카본 중합체 및 경화제의 블렌드를 용융-혼합함으로써 제조된 유사한 하이브리드 분말 코팅 조성물과 비교하여 개선된 광택 유지성 및 내후성을 보여준다.
플루오로카본 중합체 및 폴리에스테르 중합체를 둘 다 포함하는 분말 코팅 조성물은 생성된 코팅의 분리된 층 구조를 초래할 수 있으며, 이때, 플루오로카본 층이 폴리에스테르 층의 상부에 놓이는 것으로 공지되어 있다. 논문 T. Kiguchi T., and Y. Ando, DNT Technical Report on Coatings, No. 11, 2011, p. 8-18 (ISSN 1346-83-67)에서, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅의 층 분리가 연구되어 있다.
많은 적용의 경우, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물로부터 형성된 코팅 내에서 플루오로카본 층 및 폴리에스테르 층의 양호한 분리가 요망된다. 층들이 분리된다면, 최적의 용도는 폴리에스테르의 양호한 기판 접착성 및 플루오로카본 층의 양호한 내후성 및 내구성으로 이루어질 수 있다. 특히, 하부 폴리에스테르 층이 산화, UV 또는 기후에 민감한 구성성분, 예컨대 금속 안료를 포함하는 코팅에서, 양호한 내후성과 조합하여 양호한 층 분리 또는 층화(stratification)가 고도로 요망된다.
현재, 카르복실-작용성 폴리에스테르 중합체가 폴리에스테르 분말 코팅 조성물에 사용되고, 상대적으로 높은 OH-가를 갖는 하이드록실-작용성 폴리에스테르 중합체가 플루오로카본 분말 코팅 조성물 내에서 플루오로카본 중합체와 조합되어 사용되는 경우, 건조-블렌딩된 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물에 의해 매우 양호한 내후성과 조합된 매우 양호한 층 분리성이 달성되는 것으로 확인되었다.
이에, 본 발명은 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 제공하며, 상기 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 건조 블렌드이며,
- 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 제1 폴리에스테르 중합체 및 상기 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하고;
- 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 플루오로카본 중합체, 상기 플루오로카본 중합체용 경화제, 제2 폴리에스테르 중합체 및 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하며;
상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A : 상기 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 중량비는 25:75 내지 75:25의 범위이고,
상기 제1 폴리에스테르 중합체는 18 내지 70 mg KOH/g 중합체 범위의 산가(acid value)를 갖는 카르복실 작용성 중합체이고, 상기 제2 폴리에스테르 중합체는 70 내지 350 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가(hydroxyl value)를 갖는 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체이다.
본 발명에 따른 하이브리드 분말 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물의 중요한 이점은, 2개의 개별 층을 갖는 구조가 수득되며, 이때, 균일하게 확산된(spread) 플루오로카본 상부층이 하부 폴리에스테르층을 보호한다는 점이다. 생성된 코팅에 시각적 효과를 제공하는 구성성분, 예를 들어 금속 효과(metallic effect)를 제공하는 안료를 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A에 결합하여 포함하는 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물의 경우, 이러한 시각적 효과는 분해로부터 더 양호하게 보호된다. 본 발명의 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물은, 심지어 혹독한 기후 조건에 장기간 노출된 후에도, 양호한 UV-저항성 및 광택 유지성(gloss retention)을 가진 내후성(weather-resistant) 코팅을 표면에 제공하는 데 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 조성물은 심지어 심각한 기후 조건에 노출된 후에도 안정한 금속 시각 효과를 갖는 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있다.
따라서, 추가의 양태에서, 본 발명은 기판의 코팅 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 정의된 바와 같은 하이브리드 분말 코팅 조성물을 상기 기판 상에 도포하는 단계, 및 상기 기판에 도포된 상기 하이브리드 분말 코팅 조성물을 경화시켜, 코팅된 기판을 수득하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 것이 아닌 4개의 서로 다른 하이브리드 분말 코팅 조성물의 경화된 코팅을 광학 현미경 하에서 관찰한 단면도를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 2개의 서로 다른 하이브리드 분말 코팅 조성물(혼합물 8 및 혼합물 9) 및 본 발명에 따른 것이 아닌 2개의 서로 다른 하이브리드 분말 코팅 조성물(혼합물 10 및 혼합물 11)의 경화된 코팅을 광학 현미경 하에서 관찰한 단면도를 보여준다.
본 발명에 따른 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 건조 블렌드이다. 하이브리드가 건조 블렌드라는 것은, 하이브리드 조성물이 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A의 개별 입자 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 개별 입자를 포함함을 의미한다. 하이브리드 조성물 내 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A : 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 중량비는 25:75 내지 75:25, 바람직하게는 30:70 내지 70:50, 보다 바람직하게는 35:65 내지 65:35의 범위이다.
바람직하게는, 상기 하이브리드 조성물에는 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B 이외의 임의의 구성성분이 없다.
폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 제1 폴리에스테르 중합체 및 상기 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함한다. 제1 폴리에스테르 중합체는 가교 작용기로서 카르복실기를 포함하는 열경화성 중합체이다. 제1 폴리에스테르 중합체는 18 내지 70 mg KOH/g 중합체, 바람직하게는 20 내지 55 mg KOH/g 중합체 범위의 산가를 갖는 카르복실-작용성 폴리에스테르 중합체이다. 제1 폴리에스테르 중합체는 바람직하게는 15 mg KOH/g 중합체 미만, 보다 바람직하게는 10 mg KOH/g 중합체 미만, 보다 더 바람직하게는 약 1 내지 8 mg KOH/g 중합체 범위, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 2 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가를 가진다. 제1 폴리에스테르 중합체로서 적합하게 사용될 수 있는 상업적으로 입수 가능한 카르복실 작용성 폴리에스테르의 예로는 Crylcoat ® 4488-0, Uralac ® P5500, 및 Uralac ® P883이 있다.
제1 폴리에스테르 중합체는 주위 온도에서 고체이고, 30℃ 초과, 바람직하게는 45℃ 초과, 보다 바람직하게는 48℃ 내지 70℃ 범위에서 연화점 또는 Tg를 가진다.
경화제는 제1 폴리에스테르를 가교시키도록 되어 있는 경화제, 즉, 카르복실기를 가교시킬 수 있는 작용제, 바람직하게는 글리시딜 이소시아누레이트, 예컨대 트리글리시딜이소시아누레이트, 또는 베타-하이드록시 알킬 아미드이다.
바람직하게는, 분말 코팅 조성물 A는 25 중량% 이상, 보다 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 50 중량% 이상의 제1 폴리에스테르 중합체를 포함한다. 조성물 A는 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제를, 카르복실기를 가교시키기에 적합한 임의의 양으로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A 내 제1 폴리에스테르 중합체와 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제의 총 양은 상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A의 중량을 기준으로, 60 내지 95 중량%, 보다 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 범위이다.
폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 바람직하게는 플루오로카본 중합체를 포함하지 않는다. 보다 바람직하게는, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A에는, 제1 폴리에스테르 중합체 이외의 임의의 필름-형성 중합체가 본질적으로 없다. 그 자체가 중합체일 수 있는 경화제는 필름-형성 중합체인 것으로 여겨지지 않음을 주지한다.
플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 플루오로카본 중합체, 상기 플루오로카본 중합체용 경화제, 제2 폴리에스테르 중합체 및 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함한다.
플루오로카본 중합체는 열경화성, 하이드록실-작용성 필름-형성 중합체이다. 이러한 플루오로카본 중합체는 당업계에 공지되어 있다. 이러한 플루오로카본 중합체는 전형적으로, 미량의 하이드록실화된 비닐 단량체 및 다량의 플루오로카본 단량체를 포함하는, 탄소-대-탄소 이중 결합 불포화를 함유하는 공중합된 에틸렌적으로 불포화된 단량체를 포함한다. 상업적으로 입수 가능한 적합한 플루오로카본 중합체 중합체의 일례는 Lumiflon LF710이다.
바람직한 열경화성 플루오로카본 중합체는 하이드록시알킬 비닐 에테르와 플루오로-올레핀의 공중합체, 또는 알킬 비닐 에테르, 하이드록시알킬 비닐 에테르 및 플루오로알킬렌의 삼중합체이다. 공중합체 사슬은, 하이드록시알킬 비닐 에테르로 인해 하이드록실 작용기를 함유하는 펜던트(pendant) 측쇄 구조를 갖는 비닐 에테르와 트리플루오로에틸렌의 교대 단위로 이루어진 공중합체인 것으로 여겨진다. 바람직한 플루오로카본 공중합체 또는 삼중합체는 플루오로-올레핀 30 내지 70 몰%, 및 하이드록시알킬 비닐 에테르 단위를 포함한 비닐 에테르 단위 30 내지 70 몰%를 포함한다. 바람직한 플루오로-올레핀은 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌 및 클로로트리플루오로에틸렌을 포함한다. 바람직한 알킬 비닐 에테르는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지쇄 지방족 알킬, 예컨대 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 이소프로필 비닐 에테르, n-부틸 비닐 에테르, 및 유사한 저급 알킬 비닐 에테르를 포함한다. 하이드록시알킬 비닐 에테르는 치환된 하이드록실기를 알킬 사슬 상에 함유하는 유사한 알킬 비닐 에테르이다. 바람직하게는, 하이드록실 작용성 플루오로카본 중합체는 1 내지 30 몰%, 보다 바람직하게는 2 내지 5 몰%의 하이드록시 알킬 비닐 에테르 단위를 포함한다. 하이드록실-작용성 플루오로카본 중합체의 하이드록실가는 2 내지 200 mg KOH/g 중합체, 바람직하게는 5 내지 150 mg KOH/g 중합체이다. 특히 바람직한 하이드록실 플루오로카본은 알킬 비닐 에테르, 하이드록시알킬 에테르 및 트리플루오로에틸렌 공중합체의 삼중합체이며, Lumiflon 중합체로서 상업적으로 입수 가능하다.
특히 바람직한 하이드록실 작용성 플루오로카본 중합체는 45 내지 48 몰% 범위의 플루오로카본 단량체, 2 내지 5 몰% 범위의 하이드록시 알킬 비닐 에테르 단량체를 포함하는 공중합된 단량체성 단위이며, 이때, 나머지는 알킬 비닐 에테르 단량체이다.
하이드록실 작용성 플루오로카본 중합체는 주위 온도에서 고체이고, 30℃ 초과, 바람직하게는 35℃ 내지 50℃ 범위의 연화점 또는 Tg, 및 ASTM D 3016-78, D 3536-76 및 D 3593-80에 따라 GPC(겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정된 바와 같이 8,000 내지 16,000, 바람직하게는 10,000 내지 14,000의 수 평균 분자량을 가진다.
플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 플루오로카본 중합체용 경화제를 포함한다. 이러한 경화제는 플루오로카본 중합체 상에서 하이드록실기를 가교시키도록 되어 있는 경화제이다. 바람직하게는, 경화제는 블라킹된(blocked) 또는 비-블라킹된 디이소시아네이트계 화합물이다.
바람직하게는, 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 25 중량% 이상, 보다 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 40 중량% 이상의 플루오로카본 중합체를 포함한다. 조성물 B는 플루오로카본 중합체 상에서 하이드록실기를 가교시키기에 적합한 양의 상기 플루오로카본 중합체용 경화제를 포함할 수 있다. 플루오로카본 중합체 및 상기 플루오로카본 중합체용 경화제 외에도, 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 제2 폴리에스테르 중합체 및 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함한다. 제2 폴리에스테르 중합체가 제1 폴리에스테르 중합체와 동일하지 않기 때문에, 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제는 바람직하게는 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제와 동일하지 않다.
바람직하게는, 플루오로카본 중합체 : 제2 폴리에스테르 중합체의 중량비는 0.5:1 내지 4:1, 보다 바람직하게는 1:1 내지 3:1의 범위이다.
바람직하게는, 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B에는, 플루오로카본 중합체 및 제2 폴리에스테르 중합체 이외의 임의의 필름-형성 중합체가 본질적으로 없다.
본원에서 '화합물이 본질적으로 없는 조성물'은 이러한 화합물을 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.1 중량% 미만, 보다 더 바람직하게는 0.01 중량% 미만으로 포함하는 조성물, 또는 이러한 구성성분이 없는 조성물이다.
제2 폴리에스테르 중합체는 70 내지 350 mg KOH/g 중합체, 바람직하게는 75 내지 150 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가를 갖는 하이드록실 작용기이다. 이러한 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체는 바람직하게는 15 mg KOH/g 중합체 미만, 보다 바람직하게는 10 mg KOH/g 중합체 미만, 보다 더 바람직하게는 약 1 내지 8 mg KOH/g 중합체, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 2 mg KOH/g 중합체 범위의 산가를 가진다. 70 내지 350 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가를 갖는 상업적으로 입수 가능한 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체의 예로는, Uralac ® P1580, Crylcoat ® 2818-0, Crylcoat ® 4823-0 및 Crylcoat ® 2814-0이 있다.
플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 바람직하게는, 하이드록실 작용성 플루오로카본 중합체 및 하이드록실 작용성 제2 폴리에스테르 중합체를 경화시킬 수 있는 단일 경화제를 포함한다. 이러한 단일 경화제는 바람직하게는 비-블라킹된 또는 블라킹된 디이소시아네이트계 화합물이다.
하이드록실 작용성 중합체용 경화제로서 적합한 비-블라킹된 및 블라킹된 디이소시아네이트계 화합물은 당업계에 잘 공지되어 있고, 비-블라킹된 및 블라킹된 단량체, 이소포론 디이소시아네이트의 올리고머 또는 중합체, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 알킬렌 디이소시아네이트, 예컨대 1,4-테트라메틸렌-디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 알킬 디이소시아네이트, 예컨대 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-사이클로부탄 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트 및 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트가 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 디이소시아네이트계 화합물 내 유리 이소시아네이트 작용기는, 이들이 분말 코팅 내 필름-형성 중합체(들)의 용융 온도보다 대략 높은 온도에서 가열 하에 비블라킹되고 활성화되는 방식으로 블라킹된다. 화합물은 적합한 블라킹제를 사용하여 블라킹될 수 있다. 이러한 블라킹제는 당업계에 잘 공지되어 있고, 알코올, 페놀 및 케톡심을 포함한다. 바람직한 차단제는 2-에틸헥실 알코올 및 카프로락탐이다. 대안적으로, 디이소시아네이트계 경화제는 2개의 유리 이소시아네이트기의 이량체화에 의해 내부적으로 블라킹되어, 우레트디온(urethdione) 구조를 초래할 수 있다.
특히 바람직한 디이소시아네이트계 경화제는 카프로락탐-블라킹된 디이소시아네이트계 화합물 또는 이소포론 디이소시아네이트계 화합물의 우레트디온을 포함한다.
필름-형성 중합체(들) 및 이러한 중합체(들)용 경화제(들) 외에도, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 각각, 분말 코팅 조성물에 통상적으로 사용되는 다른 구성성분을 함유할 수 있다. 이러한 구성성분으로는, 안료, 충전제, 유동 조절제, 탈기제 및 차단방지제가 있다. 접착 촉진제, 광 안정화제, 광택-조정제, 크레이터링제(cratering agent), 텍스처화제, 계면활성제, 항산화제, 살생물제 및 가소제를 포함한 추가의 첨가제가 사용될 수 있다. 이러한 화합물 및 첨가제는 통상적인 양으로 사용될 수 있다.
폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 각각 당업자에게 공지된 용융-혼합 공정에서 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 하이브리드 분말 코팅 조성물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B를 건조 블렌딩함으로써 수득된다. 조성물 A와 조성물 B의 이러한 건조 블렌딩은 당업자에게 공지된 임의의 적합한 장치 내에서, 예를 들어 볼밀(ball mill) 또는 고속 교반기를 사용함으로써 수행될 수 있다. 조성물 A와 조성물 B의 이러한 건조-블렌딩된 혼합물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A의 개별 입자 및 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B 개별 입자를 함유할 것이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 상기 분말 코팅 조성물 A의 중량을 기준으로, 0.1 내지 15 중량% 범위의, 금속 효과를 제공하는 안료를 추가로 포함한다. 금속 효과를 제공하는 안료는 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A에 결합되며, 즉, 조성물 A를 구성하는 개별 입자에 결합된다. 금속 효과를 제공하는 안료를 조성물 A의 분말 코팅 입자에 결합시킴으로써, 상기 안료는 분말 코팅 조성물 A 내에서 균일하게 분포된다. 고체 안료를 분말 코팅 조성물에 결합시키는 것은 당업계에 공지되어 있고, 전형적으로,
- 분말 코팅 조성물을, 불활성 분위기 하에, 유리 전이 온도 부근이지만 분말 코팅 조성물 내 임의의 결합제 중합체의 경화 온도보다 낮은 가열 온도까지 가열시키는 단계;
- 고체 안료가 분말 코팅 입자에 결합할 때까지, 전형적으로 10-20분 동안 가열 온도를 유지하면서, 상기 고체 안료를 가열된 분말 코팅 조성물에 교반 하에 첨가하는 단계; 및
- 상기 분말 코팅 조성물을 냉각시키는 단계
에 의해 수행된다.
바람직하게는, 하이브리드 조성물은 분말 코팅 조성물 A의 중량을 기준으로, 0.5 내지 10 중량%의, 금속 효과를 제공하는 안료를 포함한다.
본원에서 지칭되는 금속 효과를 제공하는 안료는 전형적으로, "금속성", "효과", "광택(luster)", 또는 "번들거림(glamour)" 또는 "진주 광택" 효과로 지칭되는 것들을 포함한 다양한 금속 효과를 발휘하는 데 사용되는 전형적으로 플레이크 형태의 고체 안료, 바람직하게는 금속성 안료, 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 또 다른 금속 또는 금속 합금, 예를 들어 스테인리스강, 구리, 주석, 청동 또는 황동이다. 금속 효과를 제공하는 안료는 이러한 금속 효과를 제공하는 비-금속 화합물, 예컨대 운모일 수 있다.
금속 효과를 제공하는 안료는 비코팅된 물질 또는 코팅된 물질일 수 있다. 코팅 물질의 예로는, 내화학성 및 내구성을 증가시키기 위한 실리카 또는 다른 불활성 무기 물질로 코팅된 안료가 있다. 대안적으로, 안료는 유사한 목적을 위해 플라스틱 물질, 예를 들어 아크릴, PFTE 또는 열경화성 플라스틱 물질로 코팅될 수 있거나, 또는 분말 코팅 조성물의 필름-형성 결합제와 상용성인 중합체 또는 가소제에 제공될 수 있다. 추가의 가능성으로서, 금속 효과를 제공하는 안료는 금속 옥사이드 안료, 예를 들어 철 옥사이드와 같은 착색제로 코팅되어, 특수한 색 효과를 제공할 수 있다.
금속 효과를 제공하는 안료는 잘 공지되어 있고, 상업적으로 입수 가능하다. 금속 효과를 갖는 상업적으로 입수 가능한 안료의 적합한 예로는, Standart PU 알루미늄 분말(예를 들어 Eckart) 및 SILBERCOTE PC X(예를 들어 Silberline)가 있다.
이러한 안료는 전형적으로, 플레이크, 분말 또는 과립, 바람직하게는 플레이크 형태이며, 평균 입자 크기(D50)는 10 내지 100 μm, 바람직하게는 15 내지 50 μm 범위이다. 금속 효과를 제공하는 특히 바람직한 안료는 평균 입자 크기(D50)가 10 내지 100 μm, 바람직하게는 15 내지 50 μm 범위인 코팅된 또는 비코팅된 알루미늄 플레이크이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 기판의 코팅 방법을 제공하며, 상기 방법은 기판을 제공하는 단계, 본 발명에 따른 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 상기 기판 상에 도포하는 단계, 및 상기 기판에 도포된 상기 하이브리드 분말 코팅 조성물을 경화시켜, 코팅된 기판을 수득하는 단계를 포함한다.
기판은 분말 코팅에 적합한 기판, 바람직하게는 금속 기판, 보다 바람직하게는 알루미늄 기판일 수 있다. 본 발명에 따른 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 도포하기 전에, 기판 표면을 표면 처리에 의해 처리하여, 기판의 임의의 오염물질을 제거하며 및/또는 부식 저항성을 개선할 수 있다. 이러한 표면 처리는 당업계에 잘 공지되어 있고, 분말 코팅으로 코팅되는 표면에 보편적으로 적용된다.
실시예
본 발명은 하기 비제한적인 실시예에 의해 더 예시될 것이다.
실시예 1
폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A
필름-형성 폴리에스테르 중합체 및 폴리에스테르용 경화제를 포함하는 7개의 서로 다른 폴리에스테르 분말 코팅 조성물들을 제조하였다. 표 1에서, 서로 다른 폴리에스테르 분말 코팅 조성물에 사용된 성분들이 제공된다. 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A1, A2 및 A3에 사용된 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체는 각각 CRYLCOAT® 4823-0, 2818-0 및 2814-0(예를 들어 Allnex)이었다.
표 1 - 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
OH-가 (mg KOH/g 폴리에스테르) 80 100 330
산가 (mg KOH/g 폴리에스테르) <10 <3 <14 22 36 36 58
폴리에스테르 (중량%) 57.6 54.4 32 77.2 76 75 73.6
경화제
Vestagon B 1530a (중량%) 22.4 25.6 48
Primid XL522 (ß-하이드록시알킬아미드) (중량%) 2.8 4 6.3
1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트 (중량%) 5
벤조인 (중량%) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
유동제 (중량%) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
TiO2 및 충전제 (BaSO4) (중량%) 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5 18.5
알루미늄 안료b (중량%) 5 5 5 5 5 5 5
a카프로락탐-블라킹된 폴리이소시아네이트
bStandart PCU 3500 알루미늄 분말(예를 들어 Eckart)
금속 효과를 제공하는 안료 입자(알루미늄 안료)를 제외한 모든 성분들을 우선 건조 혼합하고, 그 후에 ZSK-26 트윈 압출기에서 용융-혼합하고, 미분시키고, 200 메쉬 체를 이용하여 체질하여 비-금속성 폴리에스테르 분말 코팅 조성물을 수득하였다. 이러한 비-금속성 폴리에스테르 분말 코팅 조성물을 CM-3 본딩 머신(bonding machine)에 첨가하고, 질소 분위기 하에 폴리에스테르 결합제의 유리 전이 온도까지 가열하였다. 유리 전이 온도에서 온도를 20분 동안 유지시킨 본딩 머신에 알루미늄 안료를 첨가하고, 후속해서 주위 온도까지 냉각시켰다.
플루오로카본 분말 코팅 조성물 B
필름-형성 플루오로카본 중합체 및 상기 플루오로카본 중합체용 경화제를 포함하는 2개의 플루오로카본 분말 코팅 조성물을 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A에 기재된 바와 같이 공정에서 제조하였다. 조성물 B1은 플루오로카본 중합체를 유일한 필름-형성 중합체로서 포함한다. B2는 플루오로카본 중합체 및 하이드록실 작용성 폴리에스테르를 필름-형성 중합체로서 포함한다. 표 2에서, 서로 다른 플루오로카본 분말 코팅 조성물에 사용되는 성분들이 나타나 있다.
표 2 - 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B
B1 B2
플루오로카본 중합체 (Lumiflon 710) 79 47
폴리에스테르* 27
경화제 18 22
벤조인 0.3 0.3
유동제 1.0 1.0
항산화제 0.2 0.2
왁스 첨가제 2.5 2.5
*CRYLCOAT® 4823-0; OH-가는 80 mg KOH/g 폴리에스테르임
하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물
실온에서 분말 코팅 물질용 혼합 셋업에서 하나의 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 하나의 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B를 50/50 중량비로 2-10분 동안 혼합함으로써 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 제조하였다. 서로 다른 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을 표 3에 지시된 바와 같이 제조하였다.
표 3 - 제조된 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물
하이브리드 폴리에스테르 분말 코팅 조성물
A		 플루오로카본 분말 코팅 조성물
B
혼합물 1 (비교) A1 B1
혼합물 2 (비교) A2 B1
혼합물 3 (비교) A3 B1
혼합물 4 (비교) A4 B1
혼합물 5 (비교) A5 B1
혼합물 6 (비교) A6 B1
혼합물 7 (비교) A7 B1
혼합물 8 (본 발명) A4 B2
혼합물 9 (본 발명) A5 B2
혼합물 10 (비교) A6 B1
혼합물 11 (비교) A7 B1
코팅의 현미경적 평가
하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물을, 비-크로메이트 표면 전처리로 전처리한 알루미늄 패널 상에 Corona 분무 건을 이용하여 60-80 kV의 분무 전압(spray voltage)에서 분무하였다. 건으로부터 기판까지의 거리는 20 내지 25 cm이었고, 기류를 조정하여 50 내지 70 μm의 페인트 필름 두께를 달성하였다. 분말 코팅 조성물로 코팅된 패널을 오븐 내에서 200℃에서 10-30분 동안 베이킹하여, 분말 코팅이 용융, 유동 및 경화되게 하였다.
도 1에, 광학 현미경 하에서 관찰한 단면도가 도시되어 있으며, 이는 카르복실 작용성 폴리에스테르 중합체를 포함하는 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A(각각 A4, A5, A6 및 A7)를, 플루오로카본 중합체를 유일한 필름-형성 중합체로서 포함하는 플루오로카본 분말 조성물 B(B1)와 건조 블렌딩함으로써 제조된 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물: 혼합물 4, 혼합물 5, 혼합물 6 및 혼합물 7의 경화된 코팅에서 상 분리를 보여준다.
도 2에, 광학 현미경 하에서 관찰한 단면도가 도시되어 있으며, 이는 본 발명에 따른 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물, 혼합물 8 및 혼합물 9의 경화된 코팅에서, 및 본 발명에 따른 것이 아닌 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물, 혼합물 10 및 혼합물 11(혼합물 6 및 혼합물 7과 동일한 조성을 가질 것임)의 경화된 코팅에서 실제 상 분리를 보여준다. 혼합물 8 및 혼합물 9는, 카르복실 작용성 폴리에스테르 중합체를 포함하는 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A(각각 A4 및 A5)를 높은 하이드록실가를 갖는 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체를 포함하는 플루오로카본 중합체(B2)와 건조 블렌딩함으로써 제조된다.
도 1 및 도 2에서, 비교 하이브리드 분말 코팅 조성물 혼합물 4, 혼합물 5, 혼합물 6, 혼합물 7, 혼합물 10 및 혼합물 11로 제조된 코팅은 양호한 상 분리를 나타내지 않음을 알 수 있다. 분말 코팅 조성물 A 내의 카르복실산 폴리에스테르 중합체 및 분말 코팅 조성물 B 내의 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체(70 mg KOH/g 폴리에스테르 이상의 하이드록실가를 가짐)의 사용은 양호한 상 분리를 초래한다(혼합물 8 및 혼합물 9).
실시예 2
본 발명에 따른 하이브리드 분말 코팅 조성물 혼합물 8 및 혼합물 9, 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A1-A7, 및 비교 하이브리드 분말 코팅 조성물 혼합물 1-3 및 혼합물 10 및 혼합물 11로 코팅시킨(모두 실시예 1에 기재된 바와 같이 코팅시킴) 알루미늄 기판의 광택을 ISO2813에 따라 결정하였다. 제조 직후, 광택을 결정하였다(t=0; 초기 광택). 그 후에, 코팅된 기판을 제논 램프로부터의 강한 광에 노출시켰다. 소정의 시간 간격을 두고 광택을 측정하였다. 표 4 및 표 5에서, 서로 다른 코팅에 대해 광택 유지성을 제공한다. 광택 유지성은 측정된 광택을 초기 광택(초기 광택은 100%로 설정됨)의 퍼센트로서 나타낸 것이다.
표 4 광택 유지성 결과(%; 초기 광택은 100%로 설정됨)
시험 시간 (h) A1 A2 A3 혼합물 1 비교 혼합물 2 비교 혼합물 3 비교
0 100 100 100 100 100 100
1000 100.9 100.8 95 101.3 101 102.5
2000 97 96.6 88 101 98 101.6
3000 93 93 - 97.9 95 91
4000 82 86 - 99 90 90
5000 - - - 91 89 -
표 5 광택 유지성 결과(%; 초기 광택은 100%로 설정됨)
시험 시간/h A4 A5 A6 A7 혼합물 8
본 발명		 혼합물
9
본 발명		 혼합물 10
비교		 혼합물 11
비교
0 100 100 100 100 100 100 100 100
1000 99 91.5 100 94 103 108 105.3 102.5
2000 92 91 103.2 92 101 106 102.3 99.4
3000 90 92 96.9 91 101 105 101.1 93
4000 86 89 84.5 89 100 104.6 99.8 92
5000 - - - - 95 97 92.1 91
실시예 3
혼합물 8 및 혼합물 9로 제조한 경화된 코팅에 표준 시험 방법에 따라 일련의 시험을 수행하였다. 시험 결과를 표 6에 나타낸다.
표 6 시험 결과
시험 항목 표준 시험 결과
건조 필름 경도 AAMA2605-05, 7.3 통과
건조 접착성 AAMA2605-05, 7.4.1.1
Qualicoat 14th- 클래스 3, 2.4.1		 통과
습식 접착성 AAMA2605-05, 7.4.1.2
Qualicoat 14th- 클래스 3, 2.4.2		 통과
충격 저항성 AAMA2605-05, 7.5
Qualicoat 14th- 클래스 3, 2.8		 통과
마모 저항성 AAMA2605-05, 7.6 통과
질산 저항성 AAMA2605-05, 7.7.3 통과
세제 저항성 AAMA2605-05, 7.7.4 통과
창문 세정제 저항성 AAMA2605-05, 7.7.5 통과
습도 저항성 AAMA2605-05, 7.8.1 통과
중성염 스프레이 저항성 AAMA2605-05, 7.8.2 통과
아세트산염 스프레이 저항성 Qualicoat 14th- 클래스 3, 2.10 통과
모르타르 저항성 AAMA 2605-05, 7.7.2
Qualicoat 14th- 클래스 3, 2.15		 통과

Claims (14)

  1. 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물로서,
    상기 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물은 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A와 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 건조 블렌드이며,
    - 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A는 제1 폴리에스테르 중합체 및 상기 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하고;
    - 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B는 플루오로카본 중합체, 상기 플루오로카본 중합체용 경화제, 제2 폴리에스테르 중합체 및 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제를 포함하며;
    상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A : 상기 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B의 중량비는 25:75 내지 75:25의 범위이고,
    상기 제1 폴리에스테르 중합체는 18 내지 70 mg KOH/g 중합체 범위의 산가(acid value)를 갖는 카르복실 작용성 중합체이고, 상기 제2 폴리에스테르 중합체는 70 내지 350 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가(hydroxyl value)를 갖는 하이드록실 작용성 폴리에스테르 중합체인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 폴리에스테르 중합체가 75 내지 150 mg KOH/g 중합체 범위의 하이드록실가를 갖는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 폴리에스테르 중합체가 20 내지 55 mg KOH/g 중합체 범위의 산가를 갖는 카르복실 작용성 중합체인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리에스테르 중합체용 경화제가 글리시딜 이소시아누레이트, 바람직하게는 트리글리시딜이소시아누레이트, 또는 베타-하이드록시 알킬 아미드인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A가 상기 제1 폴리에스테르 중합체를 30 중량% 이상 포함하는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B가 상기 플루오로카본 중합체를 30 중량% 이상 포함하는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A가 플루오로카본 중합체를 포함하지 않고, 바람직하게는 상기 제1 폴리에스테르 중합체 이외의 임의의 필름-형성 중합체가 본질적으로 없는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B에, 상기 플루오로카본 중합체 및 상기 제2 폴리에스테르 중합체 이외의 임의의 필름-형성 중합체가 본질적으로 없는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루오로카본 중합체 : 상기 제2 폴리에스테르 중합체의 중량비가 0.5:1 내지 4:1의 범위인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루오로카본 중합체용 경화제가 디이소시아네이트-함유 화합물, 바람직하게는 블라킹된(blocked) 디이소시아네이트-함유 화합물인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플루오로카본 분말 코팅 조성물 B가, 상기 플루오로카본 중합체용 경화제이면서 상기 제2 폴리에스테르 중합체용 경화제인 단일 경화제를 포함하는, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A가 상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A의 중량을 기준으로, 금속 효과(metallic effect)를 제공하는 안료를 0.1 내지 15 중량% 포함하고,
    상기 금속 효과를 제공하는 안료가 상기 폴리에스테르 분말 코팅 조성물 A에 결합되어 있는 것인, 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물.
  13. 기판의 코팅 방법으로서,
    상기 방법은
    - 기판을 제공하는 단계;
    - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 분말 코팅 조성물을 상기 기판 상에 도포하는 단계; 및
    - 상기 기판에 도포된 상기 하이브리드 분말 코팅 조성물을 경화시켜, 코팅된 기판을 수득하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판이 금속 기판, 바람직하게는 알루미늄 기판인, 방법.
KR1020197009898A 2016-09-18 2017-09-14 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법 KR102280132B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNCN2016/099199 2016-09-18
CN2016099199 2016-09-18
EP16195847.5 2016-10-26
EP16195847 2016-10-26
PCT/EP2017/073189 WO2018050774A1 (en) 2016-09-18 2017-09-14 A hybrid polyester-fluorocarbon powder coating composition and a method for coating a substrate with such composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190046966A true KR20190046966A (ko) 2019-05-07
KR102280132B1 KR102280132B1 (ko) 2021-07-21

Family

ID=59930339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197009898A KR102280132B1 (ko) 2016-09-18 2017-09-14 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11053394B2 (ko)
EP (1) EP3512897B1 (ko)
KR (1) KR102280132B1 (ko)
CN (1) CN109689721B (ko)
AU (1) AU2017326514A1 (ko)
BR (1) BR112019004399A2 (ko)
ES (1) ES2865286T3 (ko)
MX (1) MX2019002702A (ko)
TW (1) TWI735656B (ko)
WO (1) WO2018050774A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110028651A (zh) * 2019-04-26 2019-07-19 同济大学 粉末涂料用氟碳改性异氰酸酯固化剂及其制备方法和应用
CN114558762A (zh) * 2021-11-26 2022-05-31 江苏伟业铝材有限公司 一种铝型材表面喷涂方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103194140A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 宁波南海化学有限公司 一种自清洁超耐候粉末涂料及其制备方法
KR20130119913A (ko) * 2010-10-13 2013-11-01 아크조 노벨 파우더 코팅스 (닝보) 컴퍼니, 리미티드 하이브리드 폴리에스테르 불화탄소 분말 코팅 조성물 및 그의 제조 방법
US9206320B1 (en) * 2013-07-18 2015-12-08 Hentzen Coatings, Inc. Matte-appearance powder coating compositions with chemical agent resistance

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4916188A (en) 1988-11-28 1990-04-10 The Glidden Company Fluorocarbon powder paints
DE19743151A1 (de) * 1997-09-30 1999-04-01 Herberts Pulverlack Gmbh Pulverlack-Zusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
GB9814519D0 (en) 1998-07-03 1998-09-02 Courtaulds Coatings Holdings Powder coating compositions
US6350821B1 (en) * 1999-06-28 2002-02-26 Basf Corporation Matte powder coating
AU773923B2 (en) 1999-10-14 2004-06-10 Daikin Industries, Ltd. Thermosetting powder coating composition
US20040096669A1 (en) * 2002-11-20 2004-05-20 Kim Young Jun Fluorocarbon polymer coating powders
US20040143073A1 (en) * 2003-01-15 2004-07-22 Imir Bejko Method for determining gloss in polyester/beta-hydroxyalkylamide powder coatings
JP5612280B2 (ja) 2009-06-30 2014-10-22 大日本塗料株式会社 層分離塗膜の形成方法
JP5588269B2 (ja) 2010-08-19 2014-09-10 株式会社Ｌｉｘｉｌ 屋外使用の粉体塗装アルミ建材
PL2627719T3 (pl) 2010-10-13 2016-02-29 Akzo Nobel Powder Coatings Ningbo Co Ltd Hybrydowa poliestrowo-fluorowęglowa proszkowa kompozycja powlekająca i proces jej wytwarzania
TWI532799B (zh) 2010-10-13 2016-05-11 安科智諾貝爾塗料國際股份有限公司 混合聚酯氟化碳粉末塗料組合物及其製造方法
JP5419941B2 (ja) * 2011-09-30 2014-02-19 大日本塗料株式会社 粉体塗料組成物
CN106118196A (zh) 2012-06-11 2016-11-16 大日本涂料株式会社 粉体涂料组合物及其制造方法
WO2014002964A1 (ja) 2012-06-29 2014-01-03 旭硝子株式会社 粉体塗料組成物、硬化膜の製造方法、および塗装物品
CN105452400B (zh) 2013-07-29 2017-05-17 旭硝子株式会社 粉体涂料、涂装物品和它们的制造方法
WO2016080220A1 (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 旭硝子株式会社 粉体塗料用フルオロオレフィン共重合体粉末の製造方法、粉体塗料用組成物、粉体塗料および塗装物品
TW201634600A (zh) * 2015-03-02 2016-10-01 Asahi Glass Co Ltd 粉體塗料用組合物、粉體塗料及塗裝物品
CN105419609B (zh) * 2015-11-06 2018-05-29 广州擎天材料科技有限公司 一种氟碳-聚酯复合型超耐候亚光粉末涂料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130119913A (ko) * 2010-10-13 2013-11-01 아크조 노벨 파우더 코팅스 (닝보) 컴퍼니, 리미티드 하이브리드 폴리에스테르 불화탄소 분말 코팅 조성물 및 그의 제조 방법
CN103194140A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 宁波南海化学有限公司 一种自清洁超耐候粉末涂料及其制备方法
US9206320B1 (en) * 2013-07-18 2015-12-08 Hentzen Coatings, Inc. Matte-appearance powder coating compositions with chemical agent resistance

Also Published As

Publication number Publication date
US20190367742A1 (en) 2019-12-05
US11053394B2 (en) 2021-07-06
BR112019004399A2 (pt) 2019-05-28
EP3512897B1 (en) 2021-02-24
MX2019002702A (es) 2019-07-08
TW201827534A (zh) 2018-08-01
EP3512897A1 (en) 2019-07-24
CN109689721A (zh) 2019-04-26
WO2018050774A1 (en) 2018-03-22
KR102280132B1 (ko) 2021-07-21
CN109689721B (zh) 2021-11-19
TWI735656B (zh) 2021-08-11
ES2865286T3 (es) 2021-10-15
AU2017326514A1 (en) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2627719B1 (en) Hybrid polyester fluorocarbon powder coating composition and process for manufacture thereof
EP3029117B1 (en) Powder coating material, coated article, and processes for their production
EP3133131B1 (en) Powder paint and painted article
KR101961780B1 (ko) 하이브리드 폴리에스테르 불화탄소 분말 코팅 조성물 및 그의 제조 방법
CN108570277B (zh) 耐久热固性粉末涂料组合物
US10113069B2 (en) Coated article
JP6841237B2 (ja) 粉体塗料、粉体塗料の製造方法、および塗装物品
US20140072802A1 (en) Polyester powder coatings
KR102280132B1 (ko) 하이브리드 폴리에스테르-플루오로카본 분말 코팅 조성물 및 이러한 조성물로 기판을 코팅시키는 방법
TWI532799B (zh) 混合聚酯氟化碳粉末塗料組合物及其製造方法
JP3276082B2 (ja) ポリ（弗化ビニリデン）基剤仕上げ塗料に好適な下塗り塗装用粉体組成物
US20230227665A1 (en) Powder Coating Composition and Substrate Coated With Such Powder Coating Composition
KR20230016002A (ko) 1-성분 분말 코팅 조성물 및 이러한 분말 코팅 조성물로 코팅된 기재
WO2012139520A1 (en) Soft feel powder coating having anodized look
KR102030507B1 (ko) 애노다이징된 외양을 가진 소프트 필 분말 코팅

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant