KR20210032452A - 전자기 방사선 투명성을 나타내는 코팅된 물품 및 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법 - Google Patents

전자기 방사선 투명성을 나타내는 코팅된 물품 및 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법 Download PDF

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다니엘 에프 모야노
산티 스와럽
매튜 에스 루찬스키
시앙링 수
크리스텐 엠 크루슈스키
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피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선의 70% 내지 100%의 범위의 투과율을 나타내는 코팅된 물품에 관한 것이다. 상기 물품은 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제1 필름 형성 중합체, 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체, 및 경화제를 포함하는 경화성 필름 형성 조성물로 코팅된 기재를 포함한다. 코팅 층을 형성하기 위한 기재에 대한 경화성 필름 형성 조성물의 도포 시, 제1 필름 형성 중합체는 코팅 층에 걸쳐 분포되고, 제2 필름 형성 중합체의 농도는 코팅 층의 벌크 내의 제2 필름 형성 중합체의 농도보다 코팅 층의 표면에서 더 높다. 본 발명은 또한 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물을 사용하여 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법과 관련된다.

Description

전자기 방사선 투명성을 나타내는 코팅된 물품 및 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법
본 발명은 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명성을 나타내는 코팅된 물품, 및 기재 상에 먼지 축적을 경감시키는 방법에 관한 것이다.
자율주행 차량에 탑재된 센서에 의해 검출 가능한 마킹을 포함하는 차량의 주변에서 자가 운전("자율주행") 차량 및 다른 물체와 관련된 기술에서 최근의 진전이 이루어졌다. 자율주행 차량은 자율주행 차량이 이러한 물체 주위에서 안전하게 네비게이션할 수 있도록 장애물을 검출하고 배치하는 센서, 카메라, 레이더, 초음파 및 레이저와 같은 검출 시스템의 조합을 사용한다. 일부 검출 시스템은 원거리에서 또는 비이상적인 환경에서, 예컨대 나쁜 날씨에서 또는 검출 시스템 표면에 먼지 및 액적, 리불렛(rivulet) 또는 시트의 형태의 얼음 및 물을 포함하는 다른 오염물질의 축적으로 인해 물체를 검출하는 이의 능력이 제한된다. 이러한 제한은 자율주행 차량이 장애물을 안전하게 네비게이션하는 것을 못하게 할 수 있다. 코팅된 표면의 용이한 세정은 자율주행 차량 시장, 및 소비자 및 산업 시장 둘 다에서의 많은 다른 산업에서 중요한 장점이다.
먼지 또는 다른 오염물질의 용이한 제거 및 오염물질 축적의 방지는 자동차 및 자율주행 차량과 같은 제품의 원하는 특성이다. 환경 오염물질, 예컨대 타르, 아스팔트, 동물 똥, 도로에 뿌리는 소금(road salt), 세제 등은 코팅된 차량, 건축학 표면 및 다른 산업 기재의 표면을 손상시킬 수 있다. 손상은 예컨대 화학 에칭에 의해 코팅된 표면과의 오염물질의 화학 반응에 의해 야기될 수 있거나, 세정 동안 오염물질의 제거 시 기재로부터의 코팅의 일부 또는 전부의 물리적 제거(즉, "응집 파괴")를 수반할 수 있다. 응집 파괴는 세정 동안 코팅된 표면으로부터의 오염물질의 불완전한 제거를 또한 수반할 수 있다.
첨가제로서의 소수성 아크릴레이트의 사용은 세정 용이("E2C": easy-to-clean) 코팅, 예컨대 자동차 투명코트를 생성하기 위한 주요 접근법이었다. 그러나, 기재에 대한 도포 시 재료의 계층화가 불규칙한 소수성 첨가제 분포 및 원치 않는 혼탁 증가로 이어지므로, 친수성인 경향이 있는 종래의 필름 형성 결합제의 불상용성 및 소수성 접착제는 이 접근법의 이용 가능성을 제한한다. 추가로, 불량한 내구성으로 인한 현재의 E2C 조성물의 오염물질 경감 특성의 짧은 기간은 이의 용도를 제한한다.
선행 기술의 단점을 극복하기 위해 전자기 방사선에 투명성을 나타내는 코팅된 물품 및 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 코팅된 물품으로서,
(1) 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재; 및
(2) 기재의 적어도 하나의 표면에 도포되고 이 위에 경화되는 경화성 필름 형성 조성물을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 경화성 필름 형성 조성물은
(a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
(b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
(c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함한다. 코팅 층을 형성하기 위한 기재에 대한 경화성 필름 형성 조성물의 도포 시, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 코팅 층에 걸쳐 분포되고, 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도는 코팅 층의 벌크 영역 내의 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도보다 코팅 층의 표면 영역 내에서 더 높고; 코팅된 물품은 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선의 70% 내지 100%의 범위의 투과율을 나타낸다.
본 발명은 또한 코팅된 기재를 형성하기 위해 하나 이상의 코팅을 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계; 및 모든 필름 형성 조성물을 경화시키기에 충분한 온도로 및 그러한 시간 동안 코팅된 기재를 가열하는 단계를 포함하는, 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법과 관련된다. 최외 코팅 층은 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물을 포함한다.
임의의 조작 실시예 이외에, 또는 달리 표시되는 한, 본 명세서 및 청구항에 사용된 성분의 분량, 반응 조건 등을 표시하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구항에 기재된 숫자 매개변수는 본 발명에 의해 얻어지는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 최소한으로, 청구항의 범위에 대한 등가물의 원칙의 적용을 제한하려는 시도가 아니면서, 각각의 숫자 매개변수는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 견지에서 및 보통의 올림 기법을 적용하여서 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 기재한 숫자 범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재된 숫자 값은 가능한 한 정확히 보고된다. 그러나, 임의의 숫자 값은 본래 이의 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 반드시 생기는 소정의 오차를 함유한다.
또한, 여기에 언급된 임의의 숫자 범위가 여기에 포함된 모든 하위범위를 포함하도록 의도된다고 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 1의 언급된 최소 값 및 10의 언급된 최대 값 사이의(및 이를 포함하는), 즉 1 이상의 최소 값과 10 이하의 최대 값을 갖는 모든 하위범위를 포함하도록 의도된다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 것처럼, 단수형은 명확히 및 명백히 하나의 지시대상으로 제한되지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다.
예를 들어, 경화성 조성물과 연결되어 사용되는, 용어 "경화성"은 표시된 조성물이 예를 들어 비제한적인 예로서 열(주위 경화 포함) 노출 및/또는 촉매 노출을 포함하는 수단에 의해 작용기를 통해 중합 가능하거나 교차 연결 가능하다는 것을 의미한다.
일부 특정 설명의 "경화된 조성물"과 같은 경화된 또는 경화성 조성물과 연결되어 사용되는 용어 "경화시킨다", "경화된" 또는 유사한 용어는 경화성 조성물을 형성하는 중합 가능한 및/또는 가교결합 가능한 성분의 적어도 일부가 중합되고/되거나 가교결합된다는 것을 의미한다. 추가로, 중합 가능한 조성물의 경화는 상기 조성물을 경화 조건, 예컨대 비제한적인 예로서 열 경화로 처리하는 것을 지칭하는데, 이에 의해 조성물의 반응성 작용기의 반응으로 이어지고, 중합물의 중합 및 형성을 발생시킨다. 중합 가능한 조성물이 경화 조건으로 처리될 때, 중합 후에 및 대부분의 반응성 말단 기의 반응이 발생한 후에, 남은 비반응된 반응성 말단 기의 반응 속도는 점점 더 느려진다. 중합 가능한 조성물은 이것이 적어도 부분적으로 경화될 때까지 경화 조건으로 처리될 수 있다. 용어 "적어도 부분적으로 경화된"은 중합물을 형성하기 위해 중합 가능한 조성물을 경화된 조건으로 처리하는 것을 의미하고, 여기서 조성물의 반응성 기의 적어도 일부, 예컨대 적어도 10%, 또는 적어도 20%의 반응이 발생한다. 중합 가능한 조성물은 또한 실질적으로 완전한 경화가 획득되도록(예컨대, 적어도 70%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90% 내지 100%의 반응성 기가 반응함) 경화 조건으로 처리될 수 있고, 여기서 추가의 경화는 경도와 같은 중합체 특성의 상당한 추가의 개선을 발생시키지 않는다.
본원에 제시된 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태 및 실시예는 본 발명의 범위와 관련하여 각각 비제한적인 것으로 이해된다.
본 발명의 코팅된 물품을 제조하기 위해 사용된 경화성 필름 형성 조성물에서의 제1 필름 형성 중합체 (a)는 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고, 반응성 작용기를 갖는다. "중합체"에 의해 단독중합체 및 공중합체, 및 올리고머를 포함하는 중합체가 의도된다. "소수성"에 의해 그대로 기재된 재료(예를 들어, 단량체 또는 중합체)가 비극성 특성을 갖고, 알칸 및 오일과 같은 비극성 용매와 상호작용하거나 이것과 혼화성이거나 이에 의해 용해되는 경향을 갖는다는 것이 의도된다. 정의에 의하면, 분자는 두원자 분자의 2개의 원자 사이의 전자의 동일한 공유가 있을 때 또는 보다 복잡한 분자에서의 극성 결합의 대칭 배열 때문에 분자에서 전체 쌍극자가 없도록 비극성일 수 있다.
제1 필름 형성 중합체는 보통 아크릴릭 중합체이다. 아크릴릭 중합체는 소수성 단량체 및 반응성 작용기를 갖는 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조될 수 있다. 적합한 소수성 단량체의 예는 에틸렌계 불포화 단량체, 예컨대 라우릴 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트 등을 포함한다. 용어 "(메트)아크릴레이트"는 이것이 존재하는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 분자 구조를 포함하도록 의도된다. 구절 "및/또는"이 목록에서 사용될 때 목록에서의 각각의 개별 성분 및 성분들의 임의의 조합을 포함하는 대안적인 실시형태를 포함하는 것으로 의도됨에 유의한다. 예를 들어, 목록 "A, B, 및/또는 C"는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A + B, 또는 A + C, 또는 B + C, 또는 A + B + C를 포함하는 7개의 별개의 실시형태를 포괄하도록 의도된다.
제1 필름 형성 중합체 (a)는 소수성 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 대개 포함하고, 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함한다. 실록산을 함유하는 적합한 소수성 단량체는 폴리디알킬실록산 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체, 보통 폴리디메틸실록산 작용기를 포함한다. 이러한 단량체는 예를 들어 하이드록실 말단 기를 갖는 폴리디알킬실록산을 산 또는 에폭시 작용기와 같은 하이드록실기와 반응성인 작용기를 갖는 에틸렌계 불포화 단량체와 반응시켜 제조될 수 있다.
폴리디알킬실록산 작용기를 포함하는 적합한 에틸렌계 불포화 단량체의 예는 (메트)아크릴레이트 단량체, 예컨대 X-22-2426(Shin-Etsu Chemical Co로부터 입수 가능), MCR-M07, MCR-M11, MCR-M17, MCR-M22, MCS-M11, MFR-M15 및 MFS-M15(Gelest, Inc로부터 입수 가능), FM-0711, FM-0721 및 FM-0725(JNC Corporation으로부터 입수 가능)를 포함한다.
폴리디알킬실록산 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체는 전형적으로 폴리스티렌 보정 표준품, 칼럼으로서의 2 PL 겔 MIXED-C, 1 ml/분에서의 용리제로서의 THF 및 굴절률 검출기를 사용하여 GPC에 의해 측정될 때 1,000 내지 30,000 Da의 중량 평균 분자량을 갖는다. 폴리디알킬실록산기는 생성된 에틸렌계 불포화 단량체가 종종 마크로단량체이도록 전형적으로 적어도 올리고머성이다.
소수성 단량체는 또한(또는 대안적으로) 플루오르화 단량체를 포함할 수 있다. 불소를 함유하는 적합한 에틸렌계 불포화 단량체의 비제한적인 예는 플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌을 포함한다. 다른 플루오르화 단량체는 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-도데카플루오로헵틸 (메트)아크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헤네이코사플루오로도데실 (메트)아크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-헵타데카플루오로데실 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 (메트)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필 (메트)아크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 (메트)아크릴레이트, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로에틸 (메트)아크릴레이트 및 2-[(1',1',1'-트리플루오로-2'-(트리플루오로메틸)-2'-하이드록시)프로필]-3-노르보르닐 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
제1 필름 형성 중합체는 반응성 작용기를 갖는다. 용어 "반응성"은 자발적으로 또는 열의 인가 시 또는 촉매의 존재 하에 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 수단에 의해 그 자체 및/또는 다른 작용기와 화학 반응을 겪을 수 있는 작용기를 지칭한다. 제1 필름 형성 결합제에서의 작용기는 카복실산기, 아민기, 에폭사이드기, 하이드록실기, 티올기, 카바메이트기, 아미드기, 우레아기, (메트)아크릴레이트기, 스티렌기, 비닐기, 알릴기, 알데하이드기, 아세토아세테이트기, 하이드라지드기, 사이클릭 카보네이트, 아크릴레이트, 말레기 및 머캅탄기 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 필름 형성 중합체에서의 작용기는 경화제 (c)에서의 것과 반응성이도록 대개 선택된다. 제1 필름 형성 중합체에서의 반응성 작용기는 보통 당업자에게 공지된 것과 같은 활성 수소기, 예컨대 하이드록실, 카복실, 카바메이트, 1차 및/또는 2차 아민, 아미드, 티올 등이다.
유용한 하이드록실 작용성 에틸렌계 불포화 단량체는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 하이드록시알킬기에서 전형적으로 2개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤과 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트의 하이드록시 작용성 부가물, 및 하기 기재된 베타-하이드록시 에스테르 작용성 단량체를 포함한다.
베타-하이드록시 에스테르 작용성 단량체는 에틸렌계 불포화, 에폭시 작용성 단량체 및 약 13개 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 카복실산, 또는 에틸렌계 불포화 산 작용성 단량체 및 에틸렌계 불포화 산 작용성 단량체에 의해 중합 가능하지 않은 적어도 5개의 탄소 원자를 함유하는 에폭시 화합물로부터 제조될 수 있다.
베타-하이드록시 에스테르 작용성 단량체를 제조하기 위해 사용된 유용한 에틸렌계 불포화, 에폭시 작용성 단량체는 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 메트알릴 글리시딜 에테르, 에틸렌계 불포화 모노이소시아네이트와 하이드록시 작용성 모노에폭사이드의 1:1 (몰) 부가물, 예컨대 글리시돌, 및 중합 가능한 폴리카복실산, 예컨대 말레산의 글리시딜 에스테르를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 글리시딜 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 카복실산의 예는 포화 모노카복실산, 예컨대 이소스테아르산 및 방향족 불포화 카복실산을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
베타-하이드록시 에스테르 작용성 단량체를 제조하기 위해 사용된 유용한 에틸렌계 불포화 산 작용성 단량체는 모노카복실산, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산; 디카복실산, 예컨대 이타콘산, 말레산 및 푸마르산; 및 디카복실산의 모노에스테르, 예컨대 모노부틸 말레에이트 및 모노부틸 이타코네이트를 포함한다. (이 산 작용성 단량체가 제1 필름 형성 중합체를 제조하기 위해 반응 혼합물에 또한 사용될 수 있어서, 이것에 대한 산 작용성 반응성 기를 제공함에 유의한다.) 에틸렌계 불포화 산 작용성 단량체 및 에폭시 화합물은 전형적으로 1:1 당량 비로 반응한다. 에폭시 화합물은 불포화 산 작용성 단량체와의 자유 라디칼-개시된 중합에 참여하는 에틸렌성 불포화를 함유하지 않는다. 유용한 에폭시 화합물은 1,2-펜텐 옥사이드, 스티렌 옥사이드 및 7개 내지 30개의 탄소 원자를 보통 함유하는 글리시딜 에스테르 또는 에테르, 예컨대 부틸 글리시딜 에테르, 옥틸 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르 및 파라-(tert-부틸) 페닐 글리시딜 에테르를 포함한다. 흔히 사용된 글리시딜 에스테르는 하기 구조의 것을 포함한다:
Figure pct00001
상기 식에서, R은 약 4개 내지 약 26개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 라디칼이다. 바람직하게는, R은 약 8개 내지 약 10개의 탄소 원자를 갖는 분지된 탄화수소기, 예컨대 네오펜틸, 네오헵타닐 또는 네오데카닐이다. 카복실산의 적합한 글리시딜 에스테르는 각각 Shell Chemical Co.로부터 상업적으로 이용 가능한 VERSATIC ACID 911 및 CARDURA E를 포함한다.
카바메이트 작용기는 아크릴릭 단량체를 카바메이트 작용성 비닐 단량체, 예컨대 메타크릴산의 카바메이트 작용성 알킬 에스테르와 공중합시켜 또는 하이드록실 작용성 아크릴릭 중합체를 카바모일교환 반응을 통해 알코올 또는 글리콜 에테르로부터 유래될 수 있는 저분자량 카바메이트 작용성 재료와 반응시켜 아크릴릭 중합체에 포함될 수 있다. 이 반응에서, 알코올 또는 글리콜 에테르로부터 유래된 저분자량 카바메이트 작용성 재료는 아크릴릭 폴리올의 하이드록실기와 반응하여, 카바메이트 작용성 아크릴릭 중합체 및 원래의 알코올 또는 글리콜 에테르를 생성시킨다. 알코올 또는 글리콜 에테르로부터 유래된 저분자량 카바메이트 작용성 재료는 촉매의 존재 하에 알코올 또는 글리콜 에테르를 우레아와 반응시켜 제조될 수 있다. 적합한 알코올은 저급 지방족, 사이클로지방족 및 방향족 알코올(즉, 보통 8개 이하의 탄소 원자를 가짐), 예컨대 메탄올, 에탄올, 올프로판, 부탄올, 사이클로헥산올, 2-에틸헥산올 및 3-메틸부탄올을 포함한다. 적합한 글리콜 에테르는 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르를 포함한다. 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 및 메탄올이 가장 흔히 사용된다. 당업자에게 공지된 바와 같은 다른 카바메이트 작용성 단량체가 또한 사용될 수 있다.
아미드 작용기는 중합체의 제조에서 적합하게 작용성인 단량체를 사용하여, 또는 당업자에게 공지된 기법을 이용하여 다른 작용기를 아미도- 기로 전환함으로써 아크릴릭 중합체로 도입될 수 있다. 마찬가지로, 다른 작용기는 이용 가능한 경우 적합하게 작용성인 단량체 또는 필요한 바대로 전환 반응을 사용하여 원하는 바대로 혼입될 수 있다.
반응성 작용기를 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체는 전형적으로 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%, 예컨대 1 내지 20 중량%, 또는 1 내지 10 중량%의 양으로 제1 필름 형성 중합체를 제조하기 위해 사용될 수 있는 반응 혼합물에 존재한다.
하나 이상의 다른 중합 가능한 에틸렌계 불포화 단량체는 제1 필름 형성 중합체를 제조하기 위해 사용될 수 있는 반응 혼합물에 포함될 수 있다. 아크릴산 또는 메타크릴산의 유용한 알킬 에스테르는 알킬기에서 1개 내지 30개, 및 바람직하게는 4개 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 알킬 에스테르를 포함한다. 비제한적인 예는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트 및 부틸 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 적합한 다른 공중합 가능한 에틸렌계 불포화 단량체는 비닐 방향족 화합물, 예컨대 스티렌 및 비닐 톨루엔; 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴; 비닐 및 비닐리덴 할라이드, 예컨대 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 플루오라이드 및 비닐 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트를 포함한다. 스티렌이 대개 사용된다.
사용될 때, 이 추가의 에틸렌계 불포화 단량체는 전형적으로 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 5 내지 50 중량%, 보다 대개 10 내지 30 중량%의 양으로 아크릴릭 중합체를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에 존재한다.
제1 필름 형성 중합체 (a)는 특히 상기 언급된 반응 혼합물로부터 공지된 부가 중합 기법, 예컨대 유기 용액 중합 기법을 사용하여 제조될 수 있다. 예시적인 방법은 하기 예에 예시되어 있다.
본 발명의 코팅된 물품을 제조하기 위해 사용된 경화성 필름 형성 조성물은 (b) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체를 추가로 포함한다. 제2 필름 형성 중합체는 제1 필름 형성 중합체를 제조하기 위해 사용된 상기 기재된 임의의 단량체로부터 제조될 수 있다. 제2 필름 형성 중합체는 또한 반응성 작용기, 예컨대 임의의 상기 기재된 것을 가질 수 있다. 본 발명의 특정 예에서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 소수성 단량체 및 경화제 (c)에서의 작용기와 반응성인 작용기를 갖는 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함한다. 그러나, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 제1 필름 형성 중합체 (a)와 다르다. 각각은 코팅 층을 형성하기 위한 기재에 대한 경화성 필름 형성 조성물의 도포 시 제1 필름 형성 중합체가 코팅 층의 단면과 관련하여 코팅 층에 걸쳐 분포되도록 단량체를 사용하여 제조된다. 즉, 전체 코팅 조성물과 관련하여 제1 필름 형성 중합체의 농도는 코팅 층에 걸쳐 실질적으로 일정하다. 추가로, 제2 필름 형성 중합체의 농도는 코팅 층의 벌크 영역 내의 제2 필름 형성 중합체의 농도보다 코팅 층의 표면 영역에서 더 높다. "표면 영역"에 의해 코팅 조성물이 기재에 도포된 후 코팅 층 두께의 최외 10%가 의도된다. "벌크 영역"에 의해 표면 영역 아래의 코팅 층 두께의 나머지가 의도된다. 예를 들어, 경화 후 100 미크론의 건조 필름 두께(DFT)를 갖는 코팅 층에서, 표면 영역은 코팅 층의 최외 10 미크론이다. 따라서, 제2 필름 형성 중합체 대 제1 필름 형성 중합체의 질량 비율은 코팅 층의 벌크에서보다 코팅 층의 표면 영역에서 더 높다. 2종의 중합체의 이 분포 현상은 제2 필름 형성 중합체 (b)가 제1 필름 형성 중합체 (a)보다 더 소수성이도록 각각의 필름 형성 중합체를 제조함으로써 획득될 수 있다. 이는 제1 필름 형성 중합체에서보다 제2 필름 형성 중합체의 제조에서 소수성 단량체의 더 높은 양을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 제1 필름 형성 중합체 (a)의 제조에서, 소수성 단량체는 전형적으로 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 4 내지 15 중량%, 예컨대 5 내지 13 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재한다. 이와 반대로, 제2 필름 형성 중합체 (b)의 제조에서, 소수성 단량체는 전형적으로 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 15 내지 60 중량%, 예컨대 20 내지 50 중량% 또는 20 내지 40 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재한다.
또한, 경화성 필름 형성 조성물에서의 각각의 중합체의 양은 상이하다. 전형적으로 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 및 최대 40 중량%, 또는 최대 35 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재한다. 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 예컨대 적어도 1 중량%, 및 최대 15 중량%, 또는 최대 10 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재한다. 이론에 의해 구속되고자 의도되지 않으면서, 코팅 층에서의 제1 필름 형성 중합체 및 제2 필름 형성 중합체의 분포가 변화하는 소수화도의 중합체의 이러한 분포를 갖지 않는 코팅 층과 비교하여 코팅 층의 먼지 경감 특성의 연장된 기간을 허용한다고 생각된다.
경화성 필름 형성 조성물은 존재할 때 중합체 (a)에서의 반응성 작용기 및 중합체 (b)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 (c) 경화제를 추가로 포함한다.
경화성 필름 형성 조성물에 사용된 경화제 (c)는 하나 이상의 폴리이소시아네이트, 예컨대 비우레트 및 이소시아누레이트를 포함하는 디이소시아네이트 및 트리이소시아네이트로부터 선택될 수 있다. 디이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌-비스(사이클로헥실 이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이성질체 혼합물, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸 자일릴렌 디이소시아네이트 및/또는 4,4'-디페닐메틸렌 디이소시아네이트를 포함한다. 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트를 포함하는 임의의 적합한 디이소시아네이트의 비우레트를 사용할 수 있다. 또한, 사이클로지방족 디이소시아네이트의 비우레트, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트 및 4,4'-메틸렌-비스-(사이클로헥실 이소시아네이트)를 사용할 수 있다. 비우레트가 제조될 수 있는 적합한 아르알킬 디이소시아네이트의 예는 메타-자일릴렌 디이소시아네이트 및 α,α,α',α'-테트라메틸메타-자일릴렌 디이소시아네이트이다.
삼작용성 이소시아네이트, 예를 들어 이소포론 디이소시아네이트의 삼합체, 트리이소시아네이토 노난, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 1,3,5-벤젠 트리이소시아네이트, 2,4,6-톨루엔 트리이소시아네이트, CYTEC Industries에 의해 명칭 CYTHANE 3160 하에 판매되는 트리메틸올 및 테트라메틸 자일렌 디이소시아네이트의 부가물, 및 Bayer Corporation으로부터 입수 가능한 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트인 DESMODUR N 3390은 경화제로서 또한 사용될 수 있다. 특별히 사용된 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트의 삼합체이다. Bayer Corporation으로부터 입수 가능한 이소포론 디이소시아네이트에 기초한 지방족 폴리이소시아네이트인 Desmodur Z 4470 BA가 또한 적합하다.
폴리이소시아네이트는 또한 이소시아네이트 작용기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체를 형성하기 위해 당업자에게 공지된 적합한 재료 및 기법을 사용하여 하나 이상의 폴리아민 및/또는 폴리올로 사슬 연장된 본원에 개시된 것 중 하나일 수 있다.
지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물이 특히 적합하다.
경화성 필름 형성 조성물에 사용된 경화제 (c)는 대안적으로 또는 추가로 하나 이상의 아미노플라스트(aminoplast) 수지로부터 선택될 수 있다. 유용한 아미노플라스트 수지는 포름알데하이드와 아미노- 또는 아미도-기 보유 기재의 부가 생성물에 기초한다. 알코올 및 포름알데하이드와 멜라민, 우레아 또는 벤조구안아민의 반응으로부터 얻은 축합 생성물이 가장 흔하고 본원에서 바람직하다. 사용된 알데하이드가 가장 흔한 포름알데하이드이지만, 다른 유사한 축합 생성물은 다른 알데하이드, 예컨대 아세트알데하이드, 크로톤알데하이드, 아크롤레인, 벤즈알데하이드, 푸르푸랄, 글리옥살 등으로부터 제조될 수 있다.
다른 아민 및 아미드의 축합 생성물, 예를 들어 트리아진, 디아진, 트리아졸, 구아나딘, 구안아민 및 알킬- 및 아릴-치환된 우레아 및 알킬- 및 아릴-치환된 멜라민을 포함하는 이러한 화합물의 알킬- 및 아릴-치환된 유도체의 알데하이드 축합물이 또한 사용될 수 있다. 이러한 화합물의 비제한적인 예는 N,N'-디메틸 우레아, 벤조우레아, 디시안디아미드, 포르마구안아민, 아세토구안아민, 글리콜우리, 아멜린, 3,5-디아미노트리아졸, 트리아미노피리미딘, 2-머캅토-4,6-디아미노피리미딘 및 화학식 C3N3(NHCOXR)3의 카바모일 트리아진을 포함하고, 여기서, X는 질소, 산소 또는 탄소이고, R은 1개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬기 또는 저급 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, n-옥틸 및 2-에틸헥실의 혼합물이다. 이러한 화합물 및 이의 제조는 미국 특허 제5,084,541호에 자세히 기재되어 있다.
아미노플라스트 수지는 대개 메틸올 또는 유사한 알킬올기를 함유하고, 대부분의 경우에 이들 알킬올기의 적어도 일부는 알코올과의 반응에 의해 에테르화된다. 메탄올, 에탄올, 올프로판, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 및 벤질 알코올 및 다른 방향족 알코올, 사이클릭 알코올, 예컨대 사이클로헥산, 글리콜의 모노에테르, 및 할로겐-치환된 또는 다른 치환된 알코올, 예컨대 3-클로로올프로판 및 부톡시에탄올을 포함하는 임의의 1가 알코올이 이 목적에 사용될 수 있다. 많은 아미노플라스트 수지는 메탄올 또는 부탄올로 부분적으로 알킬화된다.
경화제 (c)는 조성물 중의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 전형적으로 30 내지 79.5 중량%, 예컨대 40 내지 65 중량%, 대개 45 내지 60 중량%의 범위의 양으로 필름 형성 조성물에 존재한다.
본 발명의 코팅된 물품을 제조하기 위해 사용된 경화성 필름 형성 조성물은 (d) i) 제1 필름 형성 중합체 및 제2 필름 형성 중합체 (a) 및 (b)와 상이하고; ii) 경화성 필름 형성 조성물의 적어도 하나의 다른 성분과 반응성인 작용기를 갖는 추가의 필름 형성 수지 성분을 추가로 포함한다. 이러한 성분 (d)는 하나 이상의 필름 형성 중합체 및/또는 경화제를 포함할 수 있다.
추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 부가(예컨대, 아크릴릭) 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리에테르 중합체, 폴리에스테르 아크릴레이트, 및/또는 폴리우레탄 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 대개 다수의 하이드록실 작용기를 갖는 아크릴릭 중합체 및/또는 폴리에스테르 중합체가 사용된다.
적합한 아크릴릭 중합체는 임의의 상기 개시된 것과 같은 하나 이상의 단량체의 공중합체를 포함한다.
폴리에스테르 중합체는 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)에서 또한 사용될 수 있다. 이러한 중합체는 다가 알코올 및 폴리카복실산의 축합에 의해 공지된 방식으로 제조될 수 있다. 적합한 다가 알코올은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 1,6-헥실렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올 프로판 및 펜타에리쓰리톨을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 적합한 폴리카복실산은 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 말레산, 푸마르산, 프탈산, 테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로프탈산 및 트리멜리트산을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 상기 언급된 폴리카복실산 이외에, 산의 작용성 등가물, 예컨대 이들이 존재하는 무수물 또는 산의 저급 알킬 에스테르, 예컨대 메틸 에스테르를 사용할 수 있다. 사이클릭 에스테르로부터 유래된 폴리에스테르, 예컨대 카프로락톤이 또한 적합하다. 폴리에스테르 아크릴레이트, 예컨대 폴리에스테르 측쇄를 갖는 아크릴릭 중합체를 또한 사용할 수 있다.
폴리우레탄은 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)에서 또한 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 폴리우레탄 중에서 유리 하이드록실기가 생성물에 존재하도록 OH/NCO 당량 비율이 1:1 초과이도록 폴리에스테르 폴리올 또는 아크릴릭 폴리올, 예컨대 상기 언급된 것을 폴리이소시아네이트와 반응시켜 일반적으로 제조된 중합체성 폴리올이 있다. 폴리우레탄 폴리올을 제조하기 위해 사용된 유기 폴리이소시아네이트는 지방족 또는 방향족 폴리이소시아네이트 또는 둘의 혼합물일 수 있다. 임의의 상기 개시된 것은 폴리우레탄의 제조에 사용될 수 있다. 폴리우레탄 아크릴레이트, 예컨대 폴리우레탄 측쇄를 갖는 아크릴릭 중합체를 또한 사용할 수 있다.
폴리에테르 폴리올의 예는 하기 구조식을 갖는 것을 포함하는 폴리알킬렌 에테르 폴리올이다:
(i)
Figure pct00002
또는
(ii)
Figure pct00003
상기 식에서, 치환기 R1은 수소 또는 혼합된 치환기를 포함하여 1개 내지 5개의 탄소 원자를 함유하는 저급 알킬이고, n은 전형적으로 2 내지 6이고, m은 8 내지 100 또는 초과이다. 폴리(옥시테트라메틸렌) 글리콜, 폴리(옥시에틸렌) 글리콜, 폴리(옥시-1,2-프로필렌) 글리콜 및 폴리(옥시-1,2-부틸렌) 글리콜이 포함된다.
다양한 폴리올의 옥시알킬화로부터 형성된 폴리에테르 폴리올, 예를 들어 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 비스페놀 A 등, 또는 다른 고차의 폴리올, 예컨대 트리메틸올프로판, 펜타에리쓰리톨 등이 또한 유용하다. 표시된 바대로 사용될 수 있는 고차의 작용기의 폴리올은 예를 들어 수크로스 또는 소르비톨과 같은 화합물의 옥시알킬에 의해 제조될 수 있다. 하나의 흔히 사용되는 옥시알킬화 방법은 산성 또는 염기성 촉매의 존재 하의 폴리올과 알킬렌 옥사이드, 예를 들어 프로필렌 또는 에틸렌 옥사이드의 반응이다. 특정 폴리에테르는 E. I. Du Pont de Nemours and Company, Inc.로부터 입수 가능한 상표명 TERATHANE 및 TERACOL 하에 판매되는 것, 및 Great Lakes Chemical Corp의 자회사인 Q O Chemicals, Inc.로부터 입수 가능한 POLYMEG를 포함한다.
유용한 아민 작용성 필름 형성 중합체는 폴리옥시프로필렌 아민, 예컨대 상표 지칭 JEFFAMINE® 하에 상업적으로 이용 가능한 것을 포함하고; 당해 분야에 공지된 것처럼 제조된 아민 작용성 아크릴릭 중합체 및 폴리에스테르 중합체가 또한 적합하다.
추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 아미노플라스트, 예컨대 임의의 상기 개시된 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 예에서, 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 아크릴릭 및/또는 폴리에스테르 폴리올 및 아미노플라스트를 포함한다.
사용될 때, 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 전형적으로 조성물 중의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 30 내지 49.5 중량%, 대개 35 내지 45 중량%의 범위의 양으로 필름 형성 조성물에 존재한다.
본 발명의 소정의 예에서, 경화성 필름 형성 조성물은 (d') 포화 지방산, 예컨대 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 리그노세르산 및 세로트산; 및 (e) 주석-함유 촉매, 예컨대 트리페닐 주석 하이드록사이드, 부틸 스탄산, 디옥틸주석 옥사이드, 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 디아세테이트 및 디부틸주석 옥사이드를 추가로 포함한다. 지방산 및 주석-함유 촉매를 함유하는 경화성 필름 형성 조성물은 변형을 피하기 위해 더 낮은 경화 온도를 요하는 플라스틱 기재에 사용하기에 특히 적합하다.
경화성 필름 형성 조성물은 다양한 선택적인 성분 및/또는 경화성 조성물의 특정 분야에 다소 의존하는 첨가제, 예컨대 다른 경화 촉매, 안료 또는 다른 착색제, 강화재, 요변성제, 가속제, 계면활성제, 가소화제, 증량제, 안정화제, 부식 억제제, 희석제, 장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제, 접착 촉진제 및 항산화제를 추가로 포함할 수 있다. 경화성 필름 형성 조성물은 칼라 코트 또는 투명 코트일 수 있고; 이것은 불투명(10% 미만의 가시광선 투과율), 반투명(10 내지 70%의 가시광선 투과율), 엷은 색조의 투명 또는 무색 투명일 수 있다. 투명 코트와 연결되어 사용되는 용어 "투명한"은 표시된 코팅이 뒤에 놓인 물체가 전부 보이도록 적절한 산란 없이 가시광선을 투과시키는 특성을 갖는다는 것을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같이, 투명한 투명코트는 적어도 70%의 가시광선 투과율(가시광선을 사용하여 하기 실시예에서 식에 의해 정의된 바와 같은 % 투과율)을 나타낸다. 추가로, 본 발명의 코팅된 물품을 제조하기 위해 사용된 경화성 필름 형성 조성물은 단거리 및 원거리 주파수 둘 다를 포함하는 자율주행 차량에 대한 트랜스미터 및 수신기와 같은 신호전달 장치에 사용된 전자기 방사선에 투명하다. 예를 들어, 경화성 필름 형성 조성물은 전형적으로 22 내지 81 GHz, 특히 76 내지 81 GHz의 임의의 주파수를 갖는 전자기 방사선에 투명하다(즉, 적어도 70의 % 투과율을 나타낸다).
본 발명에 사용된 경화성 조성물은 대개 주위 온도에서 경화성인 2-패키지 조성물로서 제조될 수 있다. "주위" 조건에 의해 열 또는 다른 에너지의 인가가 없음이 의도되고; 예를 들어, 경화성 조성물이 반응을 수월하게 하기 위해 오븐에서 베이킹 없이 열경화성 반응, 강제 공기의 사용, 조사 등을 겪을 때, 그 반응은 주위 조건 하에 발생한다고 말해진다. 보통 주위 온도는 60 내지 90℉(15.6 내지 32.2℃)의 범위, 예컨대 보통의 실온, 72℉(22.2℃)이다. 2-패키지 경화성 조성물은 전형적으로 사용 바로 전에 성분을 배합하여 제조된다. 경화성 필름 형성 조성물은 대안적으로 1패키지 시스템으로서 제조될 수 있다.
본 발명의 코팅된 물품을 제조하기 위해, 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물은 기재의 적어도 하나의 표면에 도포될 수 있다.
적합한 기재는 22 내지 81 GHz, 특히 76 내지 81 GHz의 임의의 주파수를 갖는 전자기 방사선에 투명한 임의의 것을 포함한다(즉, 적어도 70%의 광 투과율(하기 실시예에 정의된 것처럼 % 투과율)을 나타낸다). 예를 들어, 경화성 필름 형성 조성물은 유리와 같은 비플라스틱 기재를 포함하는 당해 분야에 공지된 광학 기재 위에 도포될 수 있다. 광학 플라스틱 기재의 적합한 예는 폴리올(알릴 카보네이트), 예를 들어 알릴 디글리콜 카보네이트, 예컨대 PPG에 의해 상표명 CR-39 하에 판매되는 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트); 예를 들어 폴리우레탄 예비중합체 및 디아민 경화제의 반응에 의해 제조된 폴리우레아-폴리우레탄(폴리우레아 우레탄) 중합체, PPG에 의해 상표명 TRIVEX® 하에 판매되는 하나의 이러한 중합체에 대한 조성물; 폴리올(메트)아크릴로일 말단화된 카보네이트 단량체; 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 단량체; 에톡실화 페놀 메타크릴레이트 단량체; 디이소프로페닐 벤젠 단량체; 에톡실화 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 단량체; 에틸렌 글리콜 비스메타크릴레이트 단량체; 폴리(에틸렌 글리콜) 비스메타크릴레이트 단량체; 우레탄 아크릴레이트 단량체; 폴리(에톡실화 비스페놀 A 디메타크릴레이트); 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 알코올); 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리우레탄; 폴리티오우레탄; 열가소성 폴리카보네이트, 예컨대 비스페놀 A 및 포스겐으로부터 유래된 카보네이트-연결된 수지(하나의 이러한 재료는 상표명 LEXAN 하에 판매됨); 폴리에스테르, 예컨대 상표명 MYLAR 하에 판매되는 재료; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 부티랄; 폴리(메틸 메타크릴레이트), 예컨대 상표명 PLEXIGLAS 하에 판매되는 재료, 및 폴리티올, 폴리이소시아네이트, 폴리이소티오시아네이트와 단독중합된 또는 공중합된 및/또는 삼원중합된, 폴리티올 또는 폴리에피술파이드 단량체와 다작용성 이소시아네이트를 반응시켜 제조된 중합체, 및 선택적으로 에틸렌계 불포화 단량체 또는 할로겐화 방향족-함유 비닐 단량체를 포함한다. 예를 들어, 상호침투 망상 생성물을 형성하기 위해 이러한 단량체의 공중합체 및 기재된 중합체 및 공중합체와 다른 중합체의 블렌드가 또한 적합하다. 이러한 광학 기재는 자율주행 차량의 성분에서 (트랜스미터, 수신기 등에 대한) 렌즈, 스크린 또는 커버로서 사용될 수 있다.
경화성 필름 형성 조성물은 또한 엘라스토머, 플라스틱, 또는 복합체 기재, 예컨대 자동차에서 발견되고 바퀴, 범퍼, 펜더, 후드, 문, 패널 등과 같은 차량 성분으로서 사용되는 것 위에 도포될 수 있다. 이 차량 부분은 열가소성 올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 열가소성 우레탄, 폴리카보네이트, 열경화성 시트 몰딩 화합물, 반응-사출 성형 화합물, 아크릴로니트릴계 재료, 나일론 등을 포함하는 임의의 흔한 열가소성 또는 열경화성 합성 재료로부터 형성될 수 있다. "복합체"에 의해 전형적으로 유리 또는 탄소의 섬유, 또는 흔히 에폭시형 중합체의 중합체성 또는 플라스틱 재료로 혼입된 다른 충전제 재료로 제조된 임의의 기재가 의도된다.
기재의 표면에 임의의 코팅 조성물을 침착시키기 전에, 표면을 완전히 세정하고 탈지시킴으로써 표면으로부터 외래 물질을 제거하는 것이 반드시는 아니지만 흔히 실행된다. 이러한 세정은 전형적으로 최종 사용 형상으로 기재(몰딩 등)를 형성한 후 발생한다. 기재의 표면은 물리적 및/또는 화학적 수단, 예컨대 표면의 기계적 마모 또는 당업자에게 잘 공지된 상업적으로 이용 가능한 세정제에 의한 세정/탈지에 의해 세정될 수 있다.
세정 단계 후, 기재는 임의의 잔류물을 제거하기 위해 탈이온수, 용매, 또는 세정제의 수성 용액으로 세정될 수 있다. 기재는 예를 들어 공기 나이프를 사용하여, 더 높은 온도에 대한 기재의 짧은 노출에 의해 물을 플래싱 처리하여 또는 스퀴즈 롤 사이에 기재를 통과시켜 공기 건조될 수 있다.
기재는 미처리, 세정된 표면일 수 있고; 이것은 유성이거나, 하나 이상의 전처리 또는 접착 촉진 조성물에 의해 전처리되고, 그리고/또는 비제한적인 예로서 분무, 딥 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅 등을 포함하는 임의의 방법에 의해 도포되는 하나 이상의 코팅 조성물, 프라이머, 탑코트 등으로 예비페인팅될 수 있다.
상기 조성물은 분무, 침지/액침, 브러싱 또는 흐름 코팅을 포함하는 다수의 방법 중 하나 이상에 의해 기재에 도포될 수 있지만, 이들은 분무에 의해 가장 흔히 도포된다. 공기 분무 및 정전식 분무 및 수동 또는 자동 방법 중 어느 하나에 대한 일반 스프레이 기법 및 장비가 사용될 수 있다. 코팅 층은 전형적으로 1-25 mil(25.4-635 미크론), 대개 5-25 mil(127-635 미크론)의 건조 필름 두께를 갖는다.
필름 형성 조성물은 본 발명에 따라 코팅된 기재를 형성하기 위해 기재의 표면에 또는 기재 상의 부착 프로모터 층, 프라이머 코트 또는 상기 기재된 바와 같은 다른 코팅, 예컨대 탑코트 상에 직접 도포될 수 있다. 대안적으로, 프라이머는 사용되지 않을 수 있고, 필름 형성 조성물은 부착 프로모터, 착색된 베이스코트 또는 다른 코팅에 직접 도포될 수 있다. 다수의 코팅 층, 예컨대 프라이머 및 선택적으로 착색된 베이스 코트는 본 발명의 경화성 필름 형성 조성물의 도포 전에 기재에 도포될 수 있다. 따라서, 본 발명의 코팅된 물품은 A) 베이스 코팅된 기재를 형성하기 위해 기재의 적어도 하나의 표면에 도포된 착색된 경화성 필름 형성 조성물, 및 B) 베이스 코팅된 기재의 적어도 하나의 표면에 도포된 투명한 경화성 필름 형성 조성물을 포함하고, 여기서 투명한 경화성 필름 형성 조성물은 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물로부터 제조된다.
기재 상에 코팅의 필름을 형성한 후, 상기 조성물은 조성물을 경화시키기에 충분한 온도로 및 그러한 시간 동안 가열에 의해; 예를 들어 이것이 주위 온도(예컨대, 보통의 실온, 72℉(22.2℃))에 정치되게 함으로써, 또는 주위 온도 경화 및 베이킹의 조합, 또는 베이킹 단독에 의해 경화될 수 있다. 상기 조성물은 전형적으로 약 24시간 내지 약 36시간의 범위의 기간에 주위 온도에서 경화될 수 있다. 주위 온도 및 베이킹이 조합으로 사용되면, 상기 조성물은 주위 내지 175℉(79.4℃)의 범위의 온도에서 약 2분 내지 약 120분의 기간 동안 정치("플래시")되게 허용되고, 이후 약 20분 내지 약 1시간의 범위의 시간 동안 약 300℉(148.9℃), 보통의 285℉(140.6℃)까지의 온도에서 베이킹되었다. 열에 민감하고 고온에서 변형될 수 있는 플라스틱 기재에 대해, 경화성 필름 형성 조성물은 90℃ 미만의 온도에서 경화성일 수 있다.
기재에 대한 경화성 필름 형성 조성물의 도포 후 및 경화 시, 코팅된 물품은 22 내지 81 GHz의 임의의 주파수를 갖는 전자기 방사선의 하기 실시예에 입증된 바대로 측정된 70% 내지 100%, 예컨대 75% 내지 100%, 또는 80% 내지 100%의 범위의 투과율을 나타낸다. 본 발명의 코팅된 물품은 하기 실시예에 기재된 다양한 시험에 처리될 때 레이더 투과에 의해 입증된 것처럼 오염물질 경감 특성을 추가로 나타낸다. 이러한 특성은 본 발명에 따라 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법에 사용하기에 본 발명의 경화성 필름 형성 조성물이 특히 적합하게 한다.
본 발명의 방법에서, 기재 상의 오염물질 축적은 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물을 기재의 적어도 일부에 도포하고 이후 경화성 필름 형성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 경감된다. 경화성 필름 형성 조성물은 기재의 적어도 하나의 표면에 도포된다. 기재는 하나의 연속 표면, 또는 둘 이상의 표면, 예컨대 2의 반대 표면을 가질 수 있다. 전형적으로 코팅된 표면은 먼지 축적에 좋은 조건에 노출될 것으로 예상된 임의의 것, 예컨대 소비자 및 산업용 차량 및 건축 구조물이다. "먼지"에 의해 흙, 그리스, 오일, 광물, 세제, 염, 타르, 아스팔트, 동물 똥, 곤충("벌레 떨어짐"), 나무 수액 등; 외부에서 또는 산업 환경에서 흔히 발견되고, 차량 표면에 부착하는 경향이 있는 오염물질이 의도된다. 다른 오염물질은 물 및 얼음을 포함한다. 액적, 리불렛 또는 시트의 형태의 물 및 기재 표면 상의 얼음은 기재를 통한 신호 투과를 방해할 수 있다. 본 발명의 특정 예에서, 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법이 제공되고,
(1) 베이스 코팅된 기재를 형성하기 위해 착색된 경화성 필름 형성 조성물을 포함하는 제1 코팅을 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계;
(2) 다층의 코팅된 기재를 형성하기 위해 제1 코팅을 실질적으로 경화시키기 전에 투명한 경화성 필름 형성 조성물을 단계 (1)에서 형성된 베이스 코팅된 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계이되, 투명한 경화성 필름 형성 조성물은 상기 기재된 경화성 필름 형성 조성물로부터 제조되는 단계; 및
(3) 모든 필름 형성 조성물을 경화시키기에 충분한 온도로 및 그러한 시간 동안 단계 (2)에서 형성된 다층의 코팅된 기재를 가열하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법은 차량의 성분에서 오염물질 축적의 경감에 특히 적합하다. 이러한 차량은 랜드크래프트, 예컨대 차, 트럭, 스포츠 유틸리티 차량, 오토바이; 선박, 예컨대 보트, 배 및 잠수함; 항공기, 예컨대 비행기 및 헬리콥터; 건축 차량; 및 군용 차량, 예를 들어 탱크 및 군용 지프차(Humvees)를 포함할 수 있다.
본 발명의 방법은 자율주행 차량의 성분에서 오염물질 축적의 경감에 특히 적합하다. 자율주행 차량을 포함하는 현재 사용되는 많은 차량은 다양한 목적을 위해 신호를 전송하고 수신하는 트랜스미터 및 센서를 사용한다. 전형적으로 라디오파 형태의 전자기 방사선인 이 신호가 임의의 방식으로 지연되지 않는 것이 이러한 차량의 연속된 정확하고 안전한 조작에 중요하다. 트랜스미터 및 센서를 피복하는 코팅된 기재가 이를 통한 신호의 투과를 허용해야 한다. 본 발명의 방법을 사용하여 오염물질 축적을 경감시키는 것이 특히 유리하다.
상기 기재된 실시형태 및 특징의 각각, 및 이들의 조합은 본 발명에 의해 포함된다고 말해질 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 따라서 하기 비제한적인 양태와 관련된다:
1. 코팅된 물품으로서,
(1) 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재; 및
(2) 기재의 적어도 하나의 표면에 도포되고 이 위에 경화되는 경화성 필름 형성 조성물이되, 경화성 필름 형성 조성물은
(a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
(b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
(c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함하는, 경화성 필름 형성 조성물을 포함하고;
코팅 층을 형성하기 위한 기재에 대한 경화성 필름 형성 조성물의 도포 시, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 코팅 층에 걸쳐 분포되고, 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도는 코팅 층의 벌크 영역 내의 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도보다 코팅 층의 표면 영역 내에서 더 높고; 코팅된 물품은 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선의 70% 내지 100%의 범위의 투과율을 나타내는, 코팅된 물품.
2. 양태 1에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 제1 필름 형성 중합체 (a)보다 더 소수성인, 코팅된 물품.
3. 양태 1 또는 2에 있어서, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 소수성 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 제1 필름 형성 중합체 (a)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하는, 코팅된 물품.
4. 양태 3에 있어서, 제1 필름 형성 중합체 (a)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 15 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
5. 임의의 이전의 양태에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 소수성 단량체 및 경화제 (c)에서의 작용기와 반응성인 작용기를 갖는 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 제2 필름 형성 중합체 (b)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하는, 코팅된 물품.
6. 양태 5에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 60 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
7. 임의의 이전의 양태에 있어서, 경화제 (c)는 폴리이소시아네이트를 포함하는, 코팅된 물품.
8. 임의의 이전의 양태에 있어서, 경화성 필름 형성 조성물은 (d) (i) 제1 필름 형성 중합체 및 제2 필름 형성 중합체 (a) 및 (b)와 상이하고; (ii) 경화성 필름 형성 조성물의 적어도 하나의 다른 성분과 반응성인 작용기를 갖는 추가의 필름 형성 수지 성분을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
9. 양태 8에 있어서, 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 아크릴릭 및/또는 폴리에스테르 폴리올 및 아미노플라스트를 포함하는, 코팅된 물품.
10. 임의의 이전의 양태에 있어서, 경화성 필름 형성 조성물은 가시광선에 투명한, 코팅된 물품.
11. 임의의 이전의 양태에 있어서, 기재는 플라스틱을 포함하고, 경화성 필름 형성 조성물은 (d') 포화된 지방산 및 (e) 주석 촉매를 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
12. 임의의 이전의 양태에 있어서, 기재는 차량 요소를 구성하는, 코팅된 물품.
13. 양태 12에 있어서, 차량은 자율주행 차량을 포함하는, 코팅된 물품.
14. 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법으로서,
(1) 코팅된 기재를 형성하기 위해 경화성 필름 형성 조성물을 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계이되, 경화성 필름 형성 조성물은
(a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
(b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
(c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함하는 단계; 및
(2) 필름 형성 조성물을 경화시키기 위해 단계 (1)에서 형성된 코팅된 기재를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 양태 14에 있어서,
(1) 베이스 코팅된 기재를 형성하기 위해 착색된 경화성 필름 형성 조성물을 포함하는 제1 코팅을 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계;
(2) 다층의 코팅된 기재를 형성하기 위해 제1 코팅을 실질적으로 경화시키기 전에 투명한 경화성 필름 형성 조성물을 단계 (1)에서 형성된 베이스 코팅된 기재의 적어도 일부에 도포하는 단계이되, 투명한 경화성 필름 형성 조성물은
(a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
(b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
(c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함하는 단계;
(3) 모든 필름 형성 조성물을 경화시키기 위해 단계 (2)에서 형성된 다층의 코팅된 기재를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
16. 양태 14 또는 15에 있어서, 필름 형성 조성물은 양태 1 내지 10, 14 또는 15 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 필름 형성 조성물이고/이거나, 기재는 양태 10 내지 13 중 어느 하나에 정의된 바와 같은 기재인, 방법.
하기 실시예는 본 발명의 다양한 실시형태를 예시하도록 의도되고, 어떤 방식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
실시예
하기 작업 실시예는 본 발명을 추가로 기술하도록 의도된다. 본 명세서에 기재된 발명이 본 부문에 기재된 실시예로 반드시 제한되지는 않는 것으로 이해된다.
실시예 A
4.8 중량%의 PDMS-작용성 메타크릴레이트 단량체를 함유하는 본 발명의 조성물에서 제1 필름 형성 중합체로서 사용되는 소수성 폴리올은 하기 절차에 의해 합성되었다. 2331 g의 아밀 아세테이트를 열전쌍, 기계적 교반기 및 응축기가 장착되고 N2로 블랭킹된 4구 환저 플라스크에 넣었다. 혼합물을 150℃로 가열하고, 10분 동안 유지시켰다. 이후, 341 g의 아밀 아세테이트 및 135 g의 LUPEROX 7M50(Arkema로부터 입수 가능한 중합 개시제)의 개시제 혼합물을 4시간에 걸쳐 플라스크에 넣었다. 동시에, 407 g의 부틸 메타크릴레이트, 1035 g의 이소보르닐 메티아크릴레이트, 635 g의 2-하이드록시프로일 메타크릴레이트, 574 g의 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 453 g의 부틸 아크릴레이트, 195 g의 Shin-Etsu로부터 입수 가능한 KF-2012 실리콘 유체 및 87 g의 아밀 아세테이트의 단량체 혼합물을 3시간에 걸쳐 플라스크에 넣었다. 상기 단량체 혼합물을 충전한 후 바로, 136 g의 부틸 메타크릴레이트, 211 g의 2-하이드록시프로일 메타크릴레이트, 191 g의 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 105 g의 부틸 아크릴레이트 및 39 g의 아밀 아세테이트의 제2 단량체 혼합물을 45분에 걸쳐 플라스크에 넣었다. 개시제 혼합물 충전이 완료된 후, 반응물을 추가 30분 동안 150℃에서 유지시켰다. 이후, 시스템을 110℃ 아래로 냉각시키고, 35 g의 부틸 아크릴레이트를 모두 한번에 플라스크에 넣었다. 142 g의 아밀 아세테이트 및 57 g의 LUPEROX 26(Arkema로부터 입수 가능한 중합 개시제)의 혼합물을 1시간에 걸쳐 플라스크에 넣은 후, 110℃에서 1시간 동안 유지시켰다. 상기 수지의 중량에 의한 최종 측정된 고체 함량은 폴리스티렌 표준품을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 기초하여 6498 g/mol의 중량 평균 분자량 및 2490 g/mol의 수 평균 분자량으로 57.0%이다.
실시예 B
23.0 중량%의 폴리디메틸실록산(PDMS)-작용성 메타크릴레이트 단량체를 함유하는 본 발명의 조성물에서 제2 필름 형성 중합체로서 사용되는 소수성 폴리올은 하기 절차에 의해 합성되었다. 2404 g의 아밀 아세테이트, 841 g의 X-22-2426(Shin-Etsu로부터 입수 가능한 반응성 실리콘 유체) , 534 g의 이소보르닐 메타크릴레이트 및 147g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트의 혼합물을 열전쌍, 기계적 교반기 및 응축기가 장착되고 N2로 블랭킹된 4구 환저 플라스크에 넣었다. 혼합물을 135℃로 가열하고, 10분 동안 유지시켰다. 이후, 641 g의 아밀 아세테이트 및 140 g의 LUPEROX 7M50의 개시제 혼합물을 3시간 동안 플라스크에 넣었다. 동시에, 1603 g의 이소보르닐 메티아크릴레이트 및 444 g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트의 단량체 혼합물을 3시간에 걸쳐 플라스크에 넣었다. 이후, 반응물을 추가 30분 동안 135℃에서 유지시켰다. 이후, 320 g의 아밀 아세테이트 및 32 g의 LUPEROX 26의 혼합물을 1시간에 걸쳐 플라스크에 넣은 후, 135℃에서 1시간 동안 유지시켰다. 상기 수지의 중량에 의한 최종 측정된 고체 함량은 폴리스티렌 표준품을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 기초하여 8300 g/mol의 중량 평균 분자량 및 1100 g/mol의 수 평균 분자량으로 49.4%이다.
제제 실시예
투명 코트 층은 열가소성 폴리올레핀(TPO) 기재 위에 도포되었다. 코팅 층을 종래의 스프레이 설비(Spraymation, Inc로부터 입수 가능한 SPRAYMATION)를 사용하여 20 내지 22℃ 온도 및 60 내지 65% 상대 습도의 제어된 조건 하에 도포하였다. 코팅 층은 스프레이 도포 사이에 임의의 중간 건조 없이 2의 연속 코트로 분무되었다. 이후 투명코트 시스템의 2개의 코팅 층은 주위 조건 하에 7분 동안 건조되게 허용되고, 이후 80℃에서 30분 동안 베이킹되었다. 최종 경화 후 시스템의 필름 두께는 대략 50 마이크로미터였다.
투명코트는 표 1에 기재된 성분을 사용하여 A 및 B 부분을 혼합하여 제조되었다.
[표 1]
Figure pct00004
상기 경화성 필름 형성 조성물은 대조군 투명코트(둘 다 PPG로부터 입수 가능한 DCH 3085 폴리이소시아네이트 경화제와 혼합된 DC4000 아크릴릭 폴리올)와 비교되었다. 대조군 투명코트는 건 노즐(1.8 mm 개구)에서 12" 팬 스프레이 및 27 psi로 HVLP 중력 공급 스프레이 건(SATA 제트 4000)을 사용하여 열가소성 폴리올레핀(TPO) 위에 도포되었다.
투명코트가 도포된 TPO 기재는 전자기 방사선 트랜스미터와 수신기 안테나 사이에 탑재되고, 기재의 코팅된 측은 트랜스미터를 마주본다. 물은 측정 전에 코팅된 기재에 분무 도포되었다. 삽입 손실(IL)은 측정되고, 수신기에서 검출되지 않은 투과된 신호의 양을 지칭한다. 이 방법은 기재가 입사 레이더 주파수를 흡수하지 않거나 이를 미미한 양으로 흡수하는 "무손실" 조건을 추정한다. % 투과율은 하기 수학식 1에 따라 계산되었다. 기재는 주로 단거리 레이더인 24 GHz 및 주로 장거리 레이더인 77 GHz를 사용하여 시험되었다.
[수학식 1]
Figure pct00005
[표 2]
Figure pct00006
단거리(24 GHz) 및 원거리(77 GHz) 레이더 둘 다에 수집된 결과는 본 발명의 코팅된 물품이 물을 효과적으로 방출시키고 대조군과 비교하여 상당히 감소된 삽입 손실을 갖는다는 것을 나타냈다. 이것은 개선된 레이더 투과율과 상관되었다(표 2). 사실, 물에 의한 본 발명의 코팅된 물품의 % 투과율은 이것이 건조될 때 측정된 코팅에 매우 가까워서, 매우 효과적인 물 방출 능력을 나타낸다.
종래의 조성물로 코팅된 기재와 비교된 본 발명의 코팅된 물품의 먼지 및 물 축적 경감 특성의 연장된 보유는 코팅에 걸친 소수성 물질의 더 균일한 분포로 인한 것이고, 이는 낮은 농도(10% 미만의 최종 고체)에서 로딩된 전통적인 첨가제형 소수성 물질의 유일한 사용에 의해 가능하지 않은 특성이다.
본 발명의 특정 실시형태가 예시의 목적을 위해 상기 기재되어 있는 반면, 첨부된 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 상세내용의 많은 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명확할 것이다.

Claims (17)

  1. 코팅된 물품으로서,
    (1) 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재; 및
    (2) 기재의 적어도 하나의 표면에 도포되고 이 위에 경화되는 경화성 필름 형성 조성물이되, 경화성 필름 형성 조성물은
    (a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
    (b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
    (c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제
    를 포함하는, 경화성 필름 형성 조성물을 포함하고;
    코팅 층을 형성하기 위하여 기재에 경화성 필름 형성 조성물을 도포 시, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 코팅 층에 걸쳐 분포되고, 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도는 코팅 층의 벌크 영역 내의 제2 필름 형성 중합체 (b)의 농도보다 코팅 층의 표면 영역 내에서 더 높고; 코팅된 물품은 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선의 70% 내지 100%의 범위의 투과율을 나타내는, 코팅된 물품.
  2. 제1항에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 제1 필름 형성 중합체 (a)보다 더 소수성인, 코팅된 물품.
  3. 제1항에 있어서, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하는 소수성 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하는, 코팅된 물품.
  4. 제3항에 있어서, 제1 필름 형성 중합체 (a)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 15 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
  5. 제1항에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 소수성 단량체 및 경화제 (c)에서의 작용기와 반응성인 작용기를 갖는 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 제2 필름 형성 중합체 (b)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하는, 코팅된 물품.
  6. 제5항에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 60 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
  7. 제1항에 있어서, 경화제 (c)는 폴리이소시아네이트를 포함하는, 코팅된 물품.
  8. 제1항에 있어서, 경화성 필름 형성 조성물은 (d) (i) 제1 필름 형성 중합체 및 제2 필름 형성 중합체 (a) 및 (b)와 상이하고; (ii) 경화성 필름 형성 조성물의 적어도 하나의 다른 성분과 반응성인 작용기를 갖는 추가의 필름 형성 수지 성분을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  9. 제8항에 있어서, 추가의 필름 형성 수지 성분 (d)는 아크릴릭 및/또는 폴리에스테르 폴리올 및 아미노플라스트를 포함하는, 코팅된 물품.
  10. 제1항에 있어서, 경화성 필름 형성 조성물은 가시광선에 투명한, 코팅된 물품.
  11. 제1항에 있어서, 기재는 플라스틱을 포함하고, 경화성 필름 형성 조성물은 (d') 포화된 지방산 및 (e) 주석 촉매를 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
  12. 제1항에 있어서, 기재는 차량 요소를 구성하는, 코팅된 물품.
  13. 제12항에 있어서, 차량은 자율주행 차량을 포함하는, 코팅된 물품.
  14. 제12항에 있어서, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 소수성 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 제1 필름 형성 중합체 (a)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하고, 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 15 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
  15. 제12항에 있어서, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 소수성 단량체 및 경화제 (c)에서의 작용기와 반응성인 작용기를 갖는 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 제조된 아크릴릭 중합체를 포함하고, 제2 필름 형성 중합체 (b)를 제조하기 위해 사용된 반응 혼합물에서의 소수성 단량체는 플루오르화 단량체 및/또는 실록산을 포함하고, 반응 혼합물에서의 단량체의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 60 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재하는, 코팅된 물품.
  16. 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재 상에 오염물질 축적(build-up)을 경감시키는 방법으로서,
    (1) 착색된 경화성 필름 형성 조성물을 포함하는 제1 코팅을 기재의 적어도 일부에 도포하여 코팅된 기재를 형성하는 단계;
    (2) 제1 코팅을 실질적으로 경화시키기 전에 투명한 경화성 필름 형성 조성물을 단계 (1)에서 형성된 코팅된 기재의 적어도 일부에 도포하여 다층의 코팅된 기재를 형성하는 단계이되, 투명한 경화성 필름 형성 조성물은
    (a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
    (b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
    (c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함하는, 단계; 및
    (3) 모든 상기 필름 형성 조성물을 경화시키기에 충분한 온도로 및 그러한 시간 동안 단계 (2)에서 형성된 다층의 코팅된 기재를 가열하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  17. 주파수가 22 내지 81 GHz인 전자기 방사선에 투명한 기재 상에 오염물질 축적을 경감시키는 방법으로서,
    (1) 경화성 필름 형성 조성물을 기재의 적어도 일부에 도포하여 코팅된 기재를 형성하는 단계이되, 경화성 필름 형성 조성물은
    (a) 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조되고 반응성 작용기를 갖는 제1 필름 형성 중합체이되, 제1 필름 형성 중합체 (a)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 40 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제1 필름 형성 중합체;
    (b) 제1 필름 형성 중합체 (a)와 상이하고 적어도 하나의 소수성 단량체로부터 제조된 제2 필름 형성 중합체이되, 제2 필름 형성 중합체 (b)는 경화성 필름 형성 조성물에서의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 15 중량%의 양으로 경화성 필름 형성 조성물에 존재하는 제2 필름 형성 중합체; 및
    (c) (a)에서의 반응성 작용기와 반응성인 작용기를 포함하는 경화제를 포함하는, 단계; 및
    (2) 상기 필름 형성 조성물을 경화시키기에 충분한 온도로 및 그러한 시간 동안 단계 (1)에서 형성된 코팅된 기재를 가열하는 단계
    를 포함하는, 방법.
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