KR20210072054A - 전도성 프라이머 조성물 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

(a) 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지를 포함하는 수지함유 성분; (b) 전도성 티탄 다이옥사이드; (c) 비-전도성 착색된 충전제; 및 (d) 유기 용매를 포함하는 전도성 프라이머 조성물이 개시된다. 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법이 또한 개시된다.

Description

전도성 프라이머 조성물 및 이를 제조하는 방법
본 발명은 프라이머 조성물, 특히, 플라스틱 기판용 전도성 프라이머 조성물, 및 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
자동차 범퍼는 통상적으로, PP, ABS 플라스틱, 등과 같은 플라스틱 기판에 의해 제조된다. 플라스틱 기판에 의해 제조된 자동차 범퍼의 경우에, 코팅을 분무하는 통상적인 방법은 공기압 분무 및 정전기 분무 방법을 포함한다. 그러나, 공기압 분무 방법을 이용할 때, 페인트 조성물은 종종 튀는 경향이 있어서, 페인팅 비율이 나쁘고, 코팅이 낭비된다. 반대로, 정전기 분무 방법의 이용은 페인팅 비율을 개선시키고, 코팅의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 정전기 분무 방법은 최근 몇 년 동안 더 널리 사용되고 있다.
그러나, 플라스틱 기판은 일반적으로 높은 저항을 가지며, 이는 정전기 분무에 적합하지 않다. 이에 따라, 정전기 분무 전에 기판 표면의 저항을 감소시키기 위해, 플라스틱 기판의 표면에 전도성을 부여하는 것이 필요하다. 이에 따라, 자동차 범퍼의 플라스틱 기판을 전도성 프라이머 코팅으로 사전-코팅하는 것이 필요하다.
현재, 자동차 범퍼의 플라스틱 기판에 통상적으로 사용되는 프라이머 코팅은 전도성 안료로서 카본 블랙을 함유한 검정색 또는 진한 회색의 전도성 프라이머 코팅 조성물이 있다. 이러한 코팅은 전도도, 피복력(covering power), 접착력, 내약품성, 내충격성, 등의 측면에서 잘 거동한다. 그러나, 코팅 칼라로 인해, 이러한 코팅은 백색 또는 밝은 칼라의 자동차에서 사용하는 데 상당한 한계를 갖는다. 즉, 일반적으로, 프라이머의 검정 칼라를 덮기 위해 백색 또는 밝은 칼라를 갖는 두꺼운 베이스코트 층을 사용하는 것이 필요하다. 이는 베이스코트 비용 증가가 요구되고 환경 보호에 유리하지 않을 뿐만 아니라 광택 손실, 진주 광택 침하, 등과 같은 외관 문제를 일으키는 경향이 있다. 이에 따라, 기존 진한 칼라의 프라이머로서 플라스틱 기판의 표면의 저항을 크게 감소시킬 뿐만 아니라 심미적 특성, 피복력, 접착력, 내약품성, 등을 포함하는 자동차 프라이머의 성능 요건을 충족시킬 수 있는, 자동차 범퍼의 플라스틱 기판을 위한 백색 또는 밝은 칼라의 전도성 프라이머 조성물을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명은,
(a) 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지 및 폴리에스터 수지를 포함하는 수지함유 성분으로서, 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지가 서로 상이한 수지함유 성분;
(b) 전도성 티탄 다이옥사이드;
(c) 비-전도성 착색된 충전제; 및
(d) 유기 용매를 포함하는 전도성 프라이머 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, (1) 수지함유 성분, 비-전도성 착색된 충전제, 용매, 및 선택적으로 첨가제(들)를 혼합하고, 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하기 위해 얻어진 혼합물을 그라인딩하는 단계; 및 (2) 단계 (1)에서 수득된 혼합물에 전도성 티탄 다이옥사이드를 첨가하고, 전도성 티탄 다이옥사이드가 첨가된 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하기 위해 실온에서 15 내지 30분 동안 1500 내지 2000 rpm에서 고속 분산을 수행하는 단계를 포함하는 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
실시예에서 사용되거나 달리 명확하게 명시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 성분, 반응 조건, 등의 양을 나타내는 모든 값은 모든 경우에 용어 "약"에 따라 달라질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이에 따라, 달리 상반되게 명시하지 않는 한, 하기 설명 및 첨부된 청구범위에서 나열된 바와 같은 모든 수치 파라미터는 근사치이고, 본 출원에서 요망되는 특성에 따라 달라질 수 있다. 최소한, 그러나, 청구범위의 균등론의 구현을 제한하는 것은 아니지만, 각 및 모든 수치는 적어도, 이의 유효 숫자에 따라 해석되고 반올림이 적용되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 나열하기 위한 수치 범위 및 파라미터가 근사치이지만, 실시예에 나열된 바와 같은 수치 기록은 가능한 한 정확해야 한다. 그러나, 모든 값은 본질적으로 특정 오차를 갖는다. 이러한 오차는 해당 측정 방법으로부터 발생하는 표준 편차의 불가피한 결과이다.
본 발명은 (a) 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지를 포함하는 수지함유 성분; (b) 전도성 티탄 다이옥사이드; (c) 비-전도성 착색된 충전제; 및 (d) 유기 용매를 포함하는 전도성 프라이머 조성물을 제공한다. 본 발명의 전도성 프라이머 조성물은 범퍼와 같은 플라스틱 기판용으로 사용될 수 있다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물은 1-성분("1K")일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "1-성분"은 프라이머 조성물의 모든 막-형성 물질, 착색된 충전제, 용매, 및 애주번트가 단일 용기에 패킹되고, 이에 따라, 저장 및 사용의 용이성, 등을 포함하는 장점을 야기시키는 것을 의미한다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물은 가교되지 않은 것일 수 있으며, 즉, 프라이머 조성물에는 가교제가 존재하지 않으며, 수지에서 가교 반응이 일어나지 않으며, 프라이머 조성물은 자가-건조되어 막을 형성한다.
본원에서 사용되는 용어 "전도성"은 플라스틱 기판(예를 들어, PP, ABS)에 적용될 때, 프라이머 조성물이 플라스틱 기판의 표면 저항을 크게 감소시켜, 후속 베이스코트의 정전기 분무를 용이하게 할 수 있음을 의미한다. 본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 플라스틱 기판 상에 적용될 때, 터치 방법(touch method)에 따라 측정한 경우, 코팅의 건조 막 저항은 700㏀ 미만이며, 6분 플래시-건조 저항은 650㏀ 미만이다. 일부 구현예에서, 본 발명의 전도성 프라이머 조성물을 사용하여 플라스틱 기판 상에 형성된 코팅층의 건조 막 저항 및 6분 플래시-건조 저항 둘 모두는 350㏀ 미만이다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물은 백색 또는 밝은 칼라(예를 들어, 은빛, 회색, 황색, 등)를 나타낸다. 본원에서 사용되는 용어 "백색"은 플라스틱 기판(예를 들어, PP, ABS) 상에 적용될 때, 프라이머 조성물에 의해 형성된 코팅층이 JIS Z 8729에 의해 규정된 L*a*b 칼라 시스템에 따르면, 80 이상의 휘도(45°L 값)를 가짐을 의미한다.
염소화된 폴리올레핀 수지
본원에서 사용되는 용어 "염소화된 폴리올레핀 수지"는 폴리올레핀의 염소화로부터 제조된 것을 지칭한다. 염소화된 폴리올레핀은 열가소성일 수 있다. 열가소성 수지는 가열에 의해 연화되고 냉각에 의해 경화되는 것을 특징으로 하고, 코팅층의 형성 동안 가교제와의 화학 반응을 필요로 하지 않는다. 통상적으로, 열가소성 수지는 열경화성 수지와 비교하여 더 큰 분자량 및 더 낮은 하이드록실가를 갖는다.
염소화된 폴리올레핀 수지 및 PP 플라스틱 기판이 큰 구조적 유사성을 갖기 때문에, "유사한 것끼리 녹는다(like dissolves like)"의 메커니즘으로 인해 이러한 것들 간에 혼화성이 양호하다. 이에 따라, 본 발명은 본 발명의 프라이머 조성물과 범퍼 기판(예를 들어, PP, ABS) 간의 접착력을 개선시키기 위해 수지 조성물의 하나의 성분으로서 염소화된 폴리올레핀 수지를 사용한다. 통상적으로 사용되는 염소화된 폴리올레핀 수지는 주로 비개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지, 아크릴산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지, 및 말레산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지로 분류된다. 비개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지는 저렴하지만, 다른 타입의 수지와 불량한 혼화성, 불량한 저장 안정성, 및 착색된 충전제에 대한 불량한 습윤성과 같은 단점을 갖는다. 이에 따라, 이러한 것은 자동차 범퍼 및/또는 부품을 위한 코팅으로서 거의 사용되고 있지 않다. 대조적으로, 아크릴레이트- 또는 말레에이트-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지는 다른 타입의 수지와의 불량한 혼화성, 불량한 저장 안정성, 및 착색된 충전제에 대한 불량한 습윤성을 포함하는 단점을 극복하고, 양호한 층간 접착력을 나타내고, 이에 따라, 자동차 코팅에 사용된다.
본 발명에서 사용되는 염소화된 폴리올레핀 수지는 아크릴산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지 및 말레산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지, 적합하게, 말레산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 염소화된 폴리올레핀 수지는 20 내지 30 중량%의 염소 함량, 50,000 내지 100,000의 중량 평균 분자량(Mw), 및 1 내지 2 중량%의 말레산 무수물 그라프팅 비율(그라프팅되지 않은 염소화된 폴리프로필렌 수지에 대한 말레산 무수물의 중량비율)을 갖는 말레산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지일 수 있으며, 여기서, 중량 평균 분자량(Mw)은 폴리스티렌 표준물과 같은 적절한 표준물을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 염소화된 폴리올레핀 수지의 예는 HARDLEN F-2P(Toyobo Co., LTD); SUPERCHLON 921S 및 SUPERCHLON 822S(Nippon Paper Chemicals So., LTD); 및 CP 730-1 20% IN AROMATIC(Eastman Chemical Company)을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전도성 프라이머 조성물에서, 염소화된 폴리올레핀 수지는 수지함유 성분의 총 고체 중량을 기준으로, 적어도 20 중량%, 적합하게, 적어도 25 중량%, 예를 들어, 적어도 28 중량%, 및 최대 45 중량%, 예를 들어, 최대 40 중량%, 심지어, 최대 35 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
아크릴 수지
본원에서 사용되는 용어 "아크릴 수지"는 아크릴산- 또는 메타크릴산-기반 모노머로부터 유도된 폴리머, 코폴리머, 또는 폴리머들의 혼합물을 지칭한다. 또한, 아크릴 수지는 추가로 다른 중합 가능한 모노머와 함께 아크릴산- 또는 메타크릴산-기반 모노머로부터 유도된 코폴리머, 혼합된 폴리머 또는 폴리머들의 혼합물일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 아크릴 수지는 열가소성이다. 열가소성 아크릴 수지는 가열에 의한 연화 및 냉각에 의한 고형화를 반복적으로 일으킬 수 있으며, 막의 형성 동안 추가 가교가 일어나지 않을 것이다. 이는 양호한 광택 및 칼라 유지, 저온 안정성, 내수성 및 내약품성, 등을 포함하는 장점을 갖는다. 본 발명에서 사용되는 아크릴 수지는 적합하게 염소화된 폴리프로필렌-개질된 아크릴 수지이다. 염소화된 폴리프로필렌-개질된 아크릴 수지를 첨가함으로써, PP 기판에 대한 프라이머 조성물의 접착력이 개선될 수 있으며, 결과적으로, 염소화된 폴리올레핀 수지의 양은 상응하게 감소될 수 있고, 이에 의해, 시스템에서 수지들 간의 혼화성, 저장 안정성 및 착색된 충전제에 대한 습윤성을 추가로 개선시키면서, 비용을 감소시킨다.
본 발명에서 사용되는 염소화된 폴리프로필렌-개질된 아크릴 수지에서 염소화된 폴리프로필렌은 10 내지 25 중량%의 그라프팅 비율(그라프팅되지 않은 아크릴 수지에 대한 염소화된 폴리프로필렌의 중량 비율), 100 ㎎KOH/g 미만의 하이드록실가, 및 40 ㎎KOH/g 미만의 산가를 가질 수 있다. 아크릴 수지는 또한 35 ㎎KOH/g 미만의 하이드록실가, 및 2 ㎎KOH/g 미만의 산가를 가질 수 있다. 또한, 상이한 하이드록실가 및 산가를 갖는 아크릴 수지들의 혼합물, 예를 들어, 2 ㎎KOH/g 미만의 산가 및 35 ㎎KOH/g 미만의 하이드록실가를 갖는 아크릴 수지와 30 내지 40 ㎎KOH/g의 산가 및 70 내지 100 ㎎KOH/g의 하이드록실가를 갖는 아크릴 수지의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 적합한 아크릴 수지의 예는 AKLATE ACL-1000 및 AKLATE ACL-400(Aekyung Chemical); 및 OLIO C629(Zhejiang UVChem Special Coatings)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 아크릴 수지는 수지함유 성분의 총 고체 중량을 기준으로, 적어도 30 중량%, 적합하게 적어도 35 중량%, 예를 들어, 적어도 40 중량%, 및 최대 70 중량%, 예를 들어, 최대 60 중량%, 및 심지어 최대 55 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
폴리에스터 수지
폴리에스터 수지는 폴리올(들)과 폴리산(들) 간의 축중합에 의해 제조되며, 여기서, 폴리올(들)은 각 분자에서 둘 이상의 하이드록실 기를 갖는 화합물을 지칭하며, 폴리산(들)은 각 분자에 둘 이상의 카복실 기를 갖는 화합물을 지칭한다. 본 발명에서 사용되는 폴리에스터 수지는 열가소성이다. 폴리에스터 수지는 가열에 의한 연화 및 냉각에 의한 고형화를 반복적으로 일으킬 수 있고, 양호한 분산성, 높은 보편성(universality), 등의 장점을 가지고, 프라이머 조성물과 베이스코트 층 간의 접착력을 개선시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에스터 수지는 4 내지 6 ㎎KOH/g의 산가를 가질 수 있다. 본 발명에서 사용되는 적합한 폴리에스터 수지의 예는 SETAL 173 VS-60 및 SETAL 189(Nuplex)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 열가소성 폴리에스터 수지는 수지함유 성분의 총 고체 중량을 기준으로, 적어도 5 중량%, 적합하게 적어도 10 중량%, 예를 들어, 적어도 15 중량%, 및 최대 40 중량%, 예를 들어, 최대 30 중량%, 및 심지어 최대 25 중량%를 포함한다.
전도성 티탄 다이옥사이드
전도성 티탄 다이옥사이드는 기본 물질의 표면 상에 전도성 옥사이드 층을 형성하기 위해 티탄 다이옥사이드 분말을 표면 처리함으로써 기본 물질로서 티탄 다이옥사이드 분말로부터 제조될 수 있는, 전도성 기능을 갖는 백색 안료이다. 전도성 티탄 다이옥사이드는 양호한 광택, 백색도, 피복력, 등과 같은 장점을 가지고, 이에 따라, 더 높은 백색도 요건을 갖는 전도성 코팅에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 전도성 티탄 다이옥사이드는 플레이크-유사, 니들-유사, 섬유-유사 형상, 등, 적합하게 플레이크- 또는 니들-유사 형상, 및 가장 적합하게 플레이크-유사 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전도성 티탄 다이옥사이드는 기본 물질로서 TiO2를 가질 수 있고, 표면 물질로서 Sb 도핑된 SnO2를 포함할 수 있다. 전도성 티탄 다이옥사이드는 약 2 내지 60 Ω.cm의 저항률을 가질 수 있으며, 이는 상업적 저항률 시험기에 의해 측정될 수 있다. 전도성 티탄 다이옥사이드는 약 25 내지 35 ㎡/g의 비표면적, 및 50 내지 80 g/100 g의 오일 흡수율을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 적합한 전도성 티탄 다이옥사이드의 예는 DENTALL WK-500(DKSH North America), FT-3000 및 ECT-100G(ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD)뿐만 아니라 HCT-200(Changzhou Nano-Materials S&T)을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 전도성 티탄 다이옥사이드는 수지 성분의 총 고체 중량 100 중량부를 기준으로 적어도 50 중량부, 적합하게 적어도 60 중량부, 예를 들어, 65 중량부, 및 최대 150 중량부, 예를 들어, 최대 120 중량부, 심지어 최대 100 중량부의 양으로 존재할 수 있다.
비-전도성 착색된 충전제
본 발명에서 사용되는 비-전도성 착색된 충전제는 백색 또는 밝은 칼라(예를 들어, 은빛, 회색, 황색, 등)를 나타낼 수 있다. 코팅에서 통상적으로 사용되는 백색 착색된 충전제는 주로 티탄 다이옥사이드 분말, 흄드 실리카, 벤토나이트, 및 바륨 설페이트를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 비-전도성 백색 착색된 충전제는 티탄 다이옥사이드 분말일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 비-전도성 백색 착색된 충전제의 예는 TI-PURE RUTILE R900-PQ28(Dupont), R-900-39 TIO2 및 R-706 TI-PURE TITANIUM DIOXIDE(The Chemours Company LLC)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 비-전도성 착색된 충전제는 수지 성분의 총 고체 중량 100 중량부를 기준으로 적어도 50 중량부, 적합하게 적어도 70 중량부, 예를 들어, 80 중량부, 및 최대 160 중량부, 예를 들어, 130 중량부, 심지어 최대 100 중량부일 수 있다.
유기 용매
본 발명에서 사용되는 유기 용매는 탄화수소-기반 용매, 에스터-기반 용매, 에터-기반 용매, 및 알코올-기반 용매 중 하나 이상, 적합하게 탄화수소-기반 용매 및/또는 에스터-기반 용매, 가장 적합하게 탄화수소-기반 용매와 에스터-기반 용매의 혼합물을 포함한다. 탄화수소-기반 용매는 주로 염소화된 폴리올레핀 수지를 용해하기 위해 사용된다. 에스터-기반 용매는 주로 아크릴 수지 및 폴리에스터 수지를 용해하기 위해 사용된다. 본 발명에서 사용되는 적합한 탄화수소-기반 용매의 예는 톨루엔, 에틸벤젠과 자일렌의 혼합물, 나프타, 등을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 본 발명에서 사용되는 적합한 에스터-기반 용매의 예는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 등을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 본 발명에서 사용되는 유기 용매는 적합하게, 1:3 내지 3:1, 적합하게 1:2 내지 2:1의 탄화수소-기반 용매 대 에스터-기반 용매의 질량 비의 탄화수소-기반 용매와 에스터-기반 용매의 혼합물이다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물에 따르면, 유기 용매는 수지 성분의 총 고체 중량 100 중량부를 기준으로, 적어도 250 중량부, 적합하게 적어도 300 중량부, 예를 들어, 적어도 320 중량부, 및 최대 450 중량부, 예를 들어, 400 중량부, 심지어 최대 360 중량부의 양으로 존재한다.
본 발명에 따른 전도성 프라이머 조성물은 분산제, 예를 들어, DISPERBYK-110 및 DISPERBYK-161(BYK Additives and Instruments); 레벨링제, 예를 들어, BYK-306(BYK Additives and Instruments); 침강방지 왁스, 예를 들어, M-P-A 2000X(Elementis Specialties) 및 DISPARLON NS-5501(Kusumoto Chemicals, LTD); 충전제; 등을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 타입 및 양은 프라이머 조성물의 원하는 특성에 따라 당업자에 의해 결정될 수 있다.
본 발명은 또한 (1) 수지함유 성분, 비-전도성 착색된 충전제, 용매 및 선택적으로 첨가제(들)를 혼합하고, 얻어진 혼합물을 그라인딩하여 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하는 단계; 및 (2) (1)에서 수득된 혼합물에 전도성 티탄 다이옥사이드를 첨가하고, 전도성 티탄 다이옥사이드가 첨가된 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하기 위해 실온에서 15 내지 30분 동안 1500 내지 2000 rpm에서 고속 분산을 수행하는 단계를 포함하며, 수지함유 성분은 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지를 포함하며, 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지 및 폴리에스터 수지는 서로 상이한, 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 혼합물의 입자 크기는 상업적 스크레이퍼 섬도 게이지(scraper fineness gauge)에 의해 측정될 수 있다.
첨가된 안료 또는 충전제가 프라이머 조성물에서 응집하는 경향이 있기 때문에, 산업적 요건을 만족하기 위해 그라인딩 기술에 의해 프라이머 혼합물의 섬도를 12.7㎛ 이하이도록 감소시키는 것이 필요하다. 그러나, 그라인딩 동안, 전도성 티탄 다이옥사이드의 전도성 표면층은 그라인딩 비드(예를 들어, 강철 비드, 지르코늄 비드, 등)와의 충돌 또는 마찰로 인해 손상될 가능성이 있다. 이에 따라, 그라인딩 기술은 저항을 증가시키면서 섬도를 감소시키며, 이는 프라이머 코팅의 저항을 제어할 수 없게 만든다. 프라이머의 원하는 저항을 달성하기 위해, 그라인딩 동안 발생하는 저항 증가를 상쇄하기 위해 괴량의 전도성 티탄 다이옥사이드를 첨가하는 것이 필요하다. 고속 분산 기술은 전도성 티탄 다이옥사이드 입자들 사이의 부식/마찰을 크게 방지하고, 전도성 티탄 다이옥사이드의 전도성 표면층의 손상을 감소시키고, 이에 의해, 최종 코팅의 실제 저항이 이론적으로 계산된 값에서 크게 벗어나지 않도록 하거나 프라이머 코팅의 저항을 제어할 수 없게 만들지 않으면서, 전도성 티탄 다이옥사이드의 전도성을 최대한 유지한다. 본 발명에 따른 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법은 그라인딩 기술과 고속 분산 기술(즉, 먼저 수지함유 성분, 착색된 충전제, 첨가제(들), 등을 그라인딩하고 이후에 전도성 안료를 첨가하고, 이후에 고속 분산시킴)의 조합을 이용하며, 이에 따라, 프라이머 조성물은 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하며, 전도성 티탄 다이옥사이드의 전도성 표면층이 고속 분산 동안 손상되지 않을 것이다. 그 결과, 이는 프라이머 코팅의 저항을 제어할 수 있고, 전도성 티탄 다이옥사이드의 양을 감소시키고, 이에 따라, 비용을 절약한다. 본 발명에서 사용하기 위한 고속 분산 기술은 톱니모양 임펠러(jagged impeller)의 고속 회전에 의해 달성될 수 있다. 회전 속도는 1500 내지 2000 rpm일 수 있으며, 분산 시간은 15 내지 30분일 수 있다. 그에 비해, 프라이머 코팅의 동일한 저항을 달성하기 위해, 본 발명의 제조 방법은 그라인딩 기술만을 사용하는 종래 기술 제조 방법보다 11 내지 13 중량% 더 적은 전도성 티탄 다이옥사이드의 양을 필요로 한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명을 실시예에 기술된 세부사항으로 한정하는 것으로 간주되지 않는다. 달리 명시하지 않는 한, 하기 실시예에서의 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
본 발명의 전도성 프라이머 조성물을 하기 표 1에 나열된 성분들 및 양에 따라 제조하였다.
Figure pct00001
상기 실시예 1, 2 및 3의 프라이머 조성물을 PP 기판 상에 적용하였으며, 형성된 코팅에 대해 하기 성능 시험을 수행하였다. 얻어진 결과는 표 2에 나타나 있으며, 본 발명에 따른 전도성 프라이머에 의해 형성된 코팅은 이의 성능에 대해 종래 기술 제품과 비교되었다.
성능 지수
1. 저항: 본 발명에서, 코팅을 이의 건조 막 저항 및 플래시-건조된 저항에 대해 Ransburg 저항 시험기를 이용한 터치 방법에 의해 시험하였다. 건조 막 저항은, 기판 상에 조성물을 프라이머 코팅하여 막을 형성하고 이후에 저항 시험기의 양성 및 음성 프로브를 코팅 막의 표면과, 기기의 판독이 안정하게 될 때까지, 접촉함으로써 측정된 값이다. 건조 막 저항은 코팅에서 전도성 티탄 다이옥사이드에 의해 실제로 달성될 수 있는 저항이다.
6분 플래시-건조 저항은 6분의 짧은 플래시-건조되고 막-형성(사전-베이킹)된 코팅의 저항이다. 짧은 플래시-건조 시간으로 인해, 용매는 충분히 휘발될 수 없으며, 터치가 코팅 막을 손상시키기 쉽다. 그 결과, 플래시-건조 저항은 건조 막 저항보다 더 높은 경향이 있다. 실제 작동에서, 프라이머는 적용 후 베이징되지 않을 것이며, 플래시-건조 저항은 실제 상황에 더 가깝다.
2. 피복 막 두께: 이는 기판에 대한 프라이머의 피복력을 측정하기 위한 지표이다. 본 발명에 기술된 바와 같은 피복 막 두께는 프라이머가 검정색-및-백색 그리드 페이퍼를 완전히 덮을 때의 막 두께이다.
3. 45°L 값: JIS Z 8729에 따라 규정된 바와 같은 L*a*b 칼라 시스템의 L 값은 코팅의 백색도를 나타낸다. L 값이 클수록, 코팅은 더 백색을 나타낸다.
Figure pct00002
표 2로부터, 본 발명의 전도성 프라이머에 의해 형성된 코팅이 650㏀ 미만, 또는 심지어 350㏀ 미만의 6분 플래시-건조 저항을 갖는 것을 확인할 수 있으며, 이는 현재 상업적으로 입수 가능한 제품(통상적으로, 2 내지 30 MΩ)보다 상당히 더 높은 것이다. 또한, 본 발명의 전도성 프라이머의 피복 막 두께 및 L 값은 또한, 자동차용 백색 프라이머의 산업적 성능 요건을 충족한다. 요약하면, 본 발명의 전도성 프라이머에 의해 형성된 코팅층은 낮은 저항, 양호한 피복력, 높은 백색도를 가지고, 접착력, 내약품성, 내충격성, 등과 같은 자동차 프라이머에 대한 산업적 요건을 충족할 수 있다.
본 발명의 특정 양태들이 설명되고 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여러 다른 변형 또는 개질이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 이에 따라, 첨부된 청구범위는 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 변형 및 개질을 포함하도록 의도된다.

Claims (14)

  1. 전도성 프라이머 조성물로서
    (a) 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지를 포함하는 수지함유 성분으로서, 상기 염소화된 폴리올레핀 수지, 상기 아크릴 수지, 및 상기 폴리에스터 수지는 서로 상이한, 상기 수지함유 성분;
    (b) 전도성 티탄 다이옥사이드;
    (c) 비-전도성 착색된 충전제; 및
    (d) 유기 용매
    를 포함하는, 전도성 프라이머 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 1-성분인, 프라이머 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물은 가교되지 않은 것인, 프라이머 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염소화된 폴리올레핀 수지는 20 내지 30 중량%의 염소 함량을 갖는 말레산-개질된 염소화된 폴리프로필렌 수지인, 프라이머 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지함유 성분은 상기 수지함유 성분의 총 고체 중량을 기준으로 20 내지 45 중량%의 염소화된 폴리올레핀 수지를 포함하는, 프라이머 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아크릴 수지는 염소화된 폴리프로필렌-개질된 아크릴 수지인, 프라이머 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 티탄 다이옥사이드는 상기 수지함유 성분의 고형물 100 중량부를 기준으로 50 내지 150 중량부의 양으로 존재하는, 프라이머 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-전도성 백색 착색된 충전제는 상기 수지함유 성분의 고형물 100 중량부를 기준으로 50 내지 160 중량부의 양으로 존재하는, 프라이머 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 티탄 다이옥사이드는 플레이크-유사 및/또는 니들-유사 형상을 갖는, 프라이머 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-전도성 착색된 충전제는 티탄 다이옥사이드 분말, 흄드 실리카, 벤토나이트, 및 바륨 설페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 프라이머 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 용매는 탄화수소-기반 용매 및 에스터-기반 용매 중 하나 이상을 포함하는, 프라이머 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 기판 상에 상기 프라이머 조성물에 의해 형성된 코팅층이 650㏀ 미만의 6분 플래시-건조 저항(6-minute flash-dry resistance)을 갖는, 프라이머 조성물.
  13. 전도성 프라이머 조성물을 제조하는 방법으로서,
    (1) 수지함유 성분, 비-전도성 착색된 충전제, 용매, 및 선택적으로 첨가제(들)를 혼합하고, 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하기 위해 얻어진 혼합물을 그라인딩하는 단계; 및
    (2) 상기 (1)에서 수득된 혼합물에 전도성 티탄 다이옥사이드를 첨가하고, 상기 전도성 티탄 다이옥사이드가 첨가된 혼합물에서 12.7㎛ 이하의 최대 입자 크기를 달성하기 위해 실온에서 15 내지 30분 동안 1500 내지 2000 rpm에서 고속 분산을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수지함유 성분은 염소화된 폴리올레핀 수지, 아크릴 수지, 및 폴리에스터 수지를 포함하며, 상기 염소화된 폴리올레핀 수지, 상기 아크릴 수지, 및 상기 폴리에스터 수지는 서로 상이한, 방법.
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