KR20230080446A - 라디칼 경화성 김서림 방지 코팅 - Google Patents

라디칼 경화성 김서림 방지 코팅 Download PDF

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isocyanate
coating
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데이비드 헤스
키란마이 데쉬판데
안드레아스 슈나이더
렌-쯔 진
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에스디씨 테크놀로지스 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물을 제공하되, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄은 A) 폴리올 성분; B) 폴리아이소사이아네이트 성분; C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및 D) 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다. 생성된 경화된 폴리우레탄 코팅은 미세 입자에 의한 표면 손상에 저항성이고, 적어도 세척 가능한 김서림 방지 특성, 그렇지 않으면 영구적인 김서림 방지 특성을 갖는다. 본 발명에 따른 코팅으로 제조된 물품이 또한 개시된다.

Description

라디칼 경화성 김서림 방지 코팅
관련 출원
본 출원은 미국 가출원 제63/087,724호(출원일: 2020년 10월 5일)에 대한 우선권을 주장하며, 상기 기초출원의 전체 개시내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 미세 입자 마모에 의한 표면 손상 또는 마모에 대한 저항성뿐만 아니라 김서림(fog)에 대한 저항성을 제공하는 코팅을 형성하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 김서림 방지 코팅 조성물(anti-fog coating composition)의 제조 방법, 김서림 방지 코팅 조성물로 기판을 코팅하는 방법 및 이러한 김서림 방지 코팅 조성물로 코팅된 물품에 관한 것이다.
영구적인 김서림 방지 특성은 몇몇 응용분야, 예컨대, 안과 및 태양 렌즈; 안전, 군사 및 스포츠 안경 및 액세서리; 자동차, 운송, 건축 및 건설, 온실용 글레이징; 산업용, 포스(point-of-sale) 및 전자 디스플레이; 상업용 냉장고 및 냉동고 도어; 거울; 태양 전지 패널 등에서 바람직하다.
김서림은 주변 공기로부터의 수증기가 물품 상에서 응축하여 작은 물방울을 형성할 때 발생한다. 이것은 물품이 환경의 온도보다 낮은 온도에 있을 때 일어난다. 현재 김서림 방지 코팅은 통상적으로 사실상 친수성인 매끄러운 표면을 형성한다. 경화된 코팅의 표면 에너지를 증가시키기 위해 계면활성제를 코팅 제형에 사용하여 기판에 상에 구형 액적을 형성하는 대신 액적을 시트로 만들 수 있다. 생성된 물 시트 효과는 광의 산란을 최소화하여 가시성을 향상시킨다.
오래 지속되거나 영구적인 김서림 방지 성능을 갖기 위해, 김서림 방지 코팅은 전형적으로 코팅의 경도를 상당히 낮출 수 있는 다량의 계면활성제로 제형화된다. 그러나, 종종 김서림 방지 코팅은 김서림 방지 기능을 다소 빨리 잃어버리고 추가 계면활성제로 재생해야 한다. 더욱이, 현재 시장에서 입수 가능한 있는 오래 지속되는 김서림 방지 코팅은 주로 열 경화되므로 승온에서 긴 경화 시간이 필요하므로 김서림 방지 물품 제조사의 제조 비용 및 생산성에 영향을 미칠 수 있다. 또한 이러한 코팅 중 다수는 내마모성을 갖지 않는다. 따라서, 재생시킬 필요 없이 오래 지속되는 김서림 방지 특성 및 보다 우수한 내마모 특성을 갖는 새로운 신속-경화 김서림 방지 코팅이 필요하다.
김서림에 대한 저항성 및 미세 입자에 의한 표면 손상에 대한 저항성은 안경이 개인 보호 장비로 간주되는 데 필수적인 기준이다. 추가로, 개인 보호 안경은 이상적으로 유럽 표준 EN 166(예를 들어, EN 166, rev. 2001)에 합격하여 인증을 받을 필요가 있다. EN 166은 상이한 안전성 요건, 즉, 고온에 대한 안정성, 자외선, 부식, 발화, 김서림, 큰 입자/미세 입자에 의한 표면 손상 등에 대한 저항성에 대한 여러 시험을 포함한다. EN 166 인증에 포함된 시험 방법은 광학 시험 방법을 포함하는 EN 167 및 비광학 시험 방법을 포함하는 EN 168이다. 접안렌즈(ocular)의 김서림에 대한 저항성("N-마크"라고 지칭) 및 미세 입자에 의한 표면 손상에 대한 저항성("K-마크"라고 지칭)은 EN 168에 포함된다. 따라서, 김서림에 대한 저항성을 제공하고 EN 168에 명시된 시험에 합격한 경화된 코팅을 갖는 안경은 EN 166 N-마크를 갖는 것으로 간주된다. 유사하게, 미세 입자에 의한 표면 손상에 대한 저항성에 대한 EN 168 시험에 합격한 경화 코팅을 갖는 안경은 EN 166 K-마크를 갖는 것으로 간주된다.
자유 라디칼 중합은 일반적으로 코팅의 신속한 중합 및 경화에 사용된다. 열 및 방사선 유도 자유 라디칼 중합 둘 다는 일반적인 방법이다. 본 개시내용의 김서림 방지 및 내마모성 코팅 조성물은 열 또는/및 방사선 유도 라디칼 중합을 사용하여 생성될 수 있다. 특히, 본 발명의 양태는 영구적인 그리고/또는 수 세척 가능한 김서림 방지 특성 및 미립자에 의한 표면 손상에 대한 저항성을 갖는 신속-경화 코팅 조성물 제형을 제공한다.
코팅 조성물은 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 폴리우레탄은 A) 폴리올 성분; B) 폴리아이소사이아네이트 성분; C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및 D) 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다.
본 개시내용의 양상에서, 조성물은 UV(Ultra Violet) 방사선에 대한 노출 시 경화되어 기판, 예컨대, 안경에 내마모 특성 및 수 세척 가능 및/또는 영구적이 김서림 방지 특성을 제공한다. 본 개시내용의 양상에서, 조성물은 열 방사선에 대한 노출 시 경화되어 기판, 예컨대, 안경에 수 세척 가능 및/또는 영구적이 김서림 방지 특성을 제공할 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, 조성물은 UV 및 열 방사선에 대한 노출 시 경화되어 기판, 예컨대, 안경에 내마모 특성 및 수 세척 가능 및/또는 영구적이 김서림 방지 특성을 제공할 수 있다. 경화된 폴리우레탄의 중합체 네트워크 내에서 반응성 계면활성제의 화학적 결합을 통해서 수 세척 가능 및/또는 영구적인 김서림 방지 특성이 얻어진다. 수 세척 가능 및/또는 영구적인 김서림 방지 특성은 또한 최소 로딩량의 계면활성제를 사용하여 달성된다.
본 개시내용의 양상에서, 조성물은 조성물의 라디칼 경화를 개시하기 위한 광개시제를 포함한다. 본 개시내용의 양상에서, 조성물은 조성물의 열 라디칼 경화를 개시하기 위한 열 라디칼 개시제를 포함한다. 본 개시내용의 양상에서, 조성물은 조성물의 라디칼 경화를 개시하기 위한 광개시제 및 열 라디칼 개시제를 포함한다. 본 개시내용의 양상에서, 조성물은 개시제를 포함하지 않고 조성물의 라디칼 경화를 개시하기 위해 전자 빔 방사선을 사용한다.
본 명세서에서 달리 제시되지 않는 한, "영구적인 김서림 방지 특성"이라는 어구는 시간이 지남에 따라 사라지거나 침출되지 않는 김서림 방지 특성을 지칭한다.
본 명세서에서 달리 제시되지 않는 한, "수 세척 가능 김서림 방지 특성"이라는 어구는 본 명세서에 기재된 N-마크 시험에 합격한 김서림 방지 특성을 지칭한다.
본 명세서에서 달리 제시되지 않는 한, "내마모성" 또는 "내마모성"이라는 어구는 미세 입자에 의한 표면 손상에 대해 저항성이고 "K-마크" 시험에 합격한 코팅을 지칭한다.
본 개시내용은 미세 입자에 의한 표면 손상에 대한 내마모성 및/또는 영구적인 및/또는 수 세척 가능한 김서림 방지 특성을 갖는 김서림 방지 코팅 조성물을 제공한다. 코팅 조성물은 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 폴리우레탄은 A) 폴리올 성분; B) 폴리아이소사이아네이트 성분; C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및 D) 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 반응 생성물을 포함한다. 본 개시내용의 양태는 적어도 EN-166 N 마크(김서림 방지) 및 K 마크(내마모성) 성능을 갖는 김서림 방지 코팅을 산출한다.
본 개시내용은 코팅 조성물의 제조 방법 및 이러한 조성물의 사용 방법을 추가로 제공한다. 자유 라디칼 중합은 일반적으로 코팅의 신속한 중합 및 경화에 사용된다. 열 및 방사선 유도 자유 라디칼 중합 둘 다는 일반적인 방법이다. 본 개시내용의 김서림 방지 및 내마모성 코팅 조성물은 열 또는/및 방사선 유도 라디칼 중합을 사용하여 생성될 수 있다. 경화 시, 중합체 수지(예를 들어, 폴리올, 폴리아이소사이아네이트, 및 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분)와 반응성 계면활성제 사이의 결합으로 인해 네트워크에 결합된 반응성 계면활성제를 갖는 코팅 조성물로부터 친수성 중합체 폴리우레탄 네트워크가 형성된다. 폴리우레탄 중합체 네트워크에 대한 반응성 계면활성제의 결합은 기판에 적용되고 경화될 때 본 발명의 코팅 조성물에 오래 지속되는 김서림 방지 특성을 제공한다. 본 개시내용의 코팅 조성물은 EN-166 N 및 K 마크 성능 둘 다, 그렇지 않으면, N-마크 및/또는 K-마크보다 우수 김서림 방지 및/또는 내마모 성능을 갖는 김서림 방지 코팅을 생성한다. 본 개시내용의 일부 양상에 따르면, 코팅 조성물은 영구적인 김서림 방지 특성 및/또는 수 세척 가능한 김서림 방지 특성을 갖는 코팅을 생성한다. 추가 양상에서, 코팅 조성물은 하기에 기재된 다양한 세척 김서림 방지 시험에 따라 다중 세척, 예를 들어, 적어도 20회 세척을 거친 후에도 이의 김서림 방지 특성을 유지한다.
본 개시내용의 양상에 따르면, 코팅 조성물은 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 전부 또는 일부로서 친수성의 알콕실화된 아크릴레이트를 포함한다. 경화 시, 이러한 아크릴레이트는 추가로 친수성에 기여하여 코팅을 형성하는 폴리우레탄 중합체 네트워크의 영구적인 김서림 방지 특성에 기여하는 동시에 가교 가능한 아크릴레이트 작용기(즉, 에틸렌계 불포화 작용기) 반응 부위를 제공한다.
선택적으로, 본 개시내용의 코팅 조성물은 경화 시 코팅에 추가적인 내마모 특성을 부여할 수 있으면서도 여전히 광학적 투명도 및/또는 김서림 저항성 특성을 유지할 수 있는 금속 산화물 나노입자를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용은 또한 본 개시내용의 코팅 조성물로부터 형성된 코팅으로 코팅된 물품을 제공한다. 코팅은 광학적으로 투명하며, 안경용 렌즈와 같은 광학적으로 투명한 기판에 적용된다. 본 개시내용의 양상에 따르면, 본 발명의 코팅은 스키 고글 또는 김서림 방지 냉동고 필름 또는 냉동고 또는 냉장고의 투명한 표면 상의 코팅과 같은 저온 적용에 사용될 수 있다.
액체상
상기에 논의된 바와 같이, 본 개시내용의 코팅 조성물은 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상을 포함한다. 적합한 액체상은 물, 유기 용매 및 이들의 조합물을 포함한다.
본 명세서에 기재된 코팅 조성물의 액상으로 사용되는 적합한 유기 용매의 선택은 선택된 폴리올을 용해할 수 있는 용매 및 폴리아이소사이아네이트와 쉽게 반응하지 않는 용매를 포함하여 폴리우레탄을 형성하기 위해 반응되는 구성성분의 선택에 좌우된다. 이러한 반응에 유용한 적합한 유기 용매의 예는 케톤, 예컨대, 메틸에틸케톤, 메틸아이소부틸 케톤, 다이아세톤 알코올, 3,3-다이메틸-2-부탄온 및 펜탄다이; N-메틸피롤리돈; 아세토나이트릴; 에스터; 글리콜 에스터; 및 3차 알코올, 예컨대, 3차-부틸 알코올 및 3차-아밀 알코올을 포함한다.
개시제
상기에서 논의된 바와 같이, 일부 양상에서, 본 개시내용의 코팅 조성물은 개시제를 포함한다. 본 개시내용의 조성물과 함께 사용하기에 적합한 개시제는 코팅 조성물의 폴리우레탄 아크릴레이트의 방사선 경화를 개시하는 임의의 적합한 열 라디칼 개시제 및/또는 광개시제를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 즉, 개시제는 경화성 수지의 가교, 즉, 코팅 조성물이 방사선에 노출될 때 코팅 조성물의 경화를 개시하고 진행시킨다. 따라서, 본 개시내용에 따르면, 코팅 조성물은 열 라디칼 개시제, 광개시제, 또는 열 라디칼 개시제와 광개시제의 조합물 포함한다.
열 라디칼 개시제는 열을 포함하지만 이에 제한되지 않는 열 방사선에 노출될 때 경화를 개시한다. 상기 열 개시제는 특별히 제한되지 않으며, 아조 개시제, 과산화물 개시제, 과황산 개시제, 산화환원 개시제 및 이들의 조합물을 포함한다.
적합한 아조 개시제의 예는 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-다이메틸발레로나이트릴)(VAZO 33), 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 다이하이드로클로라이드(VAZO 50), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸발레로나이트릴)(VAZO 52), 2,2'-아조비스(아이소부티로나이트릴)(VAZO 64), 2,2'-아조비스-2-메틸부티로나이트릴(VAZO 67), 1,1-아조비스(1-사이클로헥산카르보나이트릴)(VAZO 88)(모두 듀폰 케미컬사(DuPont Chemical)로부터 입수 가능), 2,2'-아조비스(2-사이클로프로필프로피오나이트릴) 및 2,2'-아조비스(메틸아이소부티레이트)(V-601)(와코 퓨어 케미컬사(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)로부터 입수 가능) 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
적합한 과산화물 개시제의 예는 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 데칸오일 퍼옥사이드, 다이세틸 퍼옥시다이카보네이트, 다이(4-t-부틸사이클로헥실) 퍼옥시다이카보네이트(Perkadox 16S)(악조 노벨사(Akzo Nobel)로부터 입수 가능), 다이(2-에틸헥실)퍼옥시다이카보네이트, t-부틸 퍼옥시피발레이트(Lupersol 11)(엘프 아토켐사(Elf Atochem)로부터 입수 가능), t-부틸 퍼옥시-2-에틸 헥산오에이트(Trigonox 21-C50)(악조 노벨사로부터 입수 가능), 다이쿠밀 퍼옥사이드 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
적합한 과황산염 개시제의 예는 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
적합한 산화환원(산화 및 환원) 개시제의 예는 과황산염 개시제 및 환원제, 예컨대, 메타중아황산나트륨 및 중아황산나트륨의 조합물; 유기 과산화물 및 3차 아민계 시스템, 예컨대, 벤조일퍼옥사이드 및 다이메틸아닐린계 시스템의 조합물; 및 유기 하이드로퍼옥사이드 및 전이금속계 시스템, 예컨대, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 및 코발트 나프테이트계 시스템을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
다른 열 라디칼 개시제의 예는 피나콜, 예컨대, 테트라페닐 1,1,2,2-에탄다이올 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
열 라디칼 개시제는 바람직하게는 아조 개시제 또는 과산화물 개시제를 포함한다. 2,2'-아조비스(메틸아이소부티레이트), 벤조일 퍼옥사이드, 다이쿠밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시피발레이트 및 다이(4-t-부틸사이클로헥실) 퍼옥시다이카보네이트 및 이들의 혼합물이 더 바람직하다.
광개시제는 방사선 또는 광에 대한 노출 시 조성물의 경화를 개시한다. UV 광 또는 가시광, 예컨대, 청색광 광개시제에 노출될 때 반응하도록 적합한 광개시제가 선택될 수 있다.
본 명세서에 개시된 코팅 조성물에 사용되는 적합한 UV 방사선 감응성 광개시제 또는 개시제의 블렌드의 예는 벤조인; 치환된 벤조인, 예컨대, 벤조인 에터의 부틸 이성질체; 벤조페논; 치환된 벤조페논, 예컨대, 하이드록시 벤조페논; 2-하이드록시에틸-N-말레이미드; 2-[2-하이드록시에틸(메틸)아미노]에탄올 안트라퀴논; 티오잔톤; α,α-다이에톡시아세토페논; 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온; 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온; 다이페닐(2,4,6-트라이메틸벤조일)포스핀 옥사이드, 페닐 글리옥실산 메틸 에스터; 1-하이드록실사이클로헥실 페닐 케톤; 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄온-1; 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-몰폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온; 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로판-1-온; 및 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 양이온성 광산 발생제는 다이페닐[3-(페닐설파닐)페닐]설포늄 헥사플루오로포스페이트; 다이페닐[2-페닐설파닐)페닐]설포늄 헥사플루오로안티모네이트; 프로필렌 카보네이트 중의 헥사플루오로포스페이트 염의 헥사플루오로안티모네이트와 트라이아릴설포늄의 혼합물; 및 펜타플루오로보레이트, 헥사플루오로안티모네이트 또는 헥사플루오로포스페이트와의 다이아릴 아이오도늄 염을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다.
선택적으로, 광개시제 상승제는 예를 들어, 아실 케톤 광개시제, 예를 들어, 벤조페논과 함께 공개시제로서 사용된다. 적합한 광개시제 상승제는 예를 들어, N-메틸-다이에탄올 아민, 트라이에탄올아민 2-(부톡시)에틸-4-다이메틸아미노벤조에이트 및 유씨비 라디큐어 케미컬즈사(UCB Radcure Chemicals Corporation, 미국 조지아주 스미르나 소재)로부터 EBECRYL P104, EBECRYL P105 및 EBECRYL 7100으로서 상업적으로 입수 가능한 반응성 아민 아크릴레이트 또는 사토머사(Sartomer Company, Inc., 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재)로부터 상업적으로 입수 가능한 CN 371, CN 373, CN 384 또는 CN 386을 포함한다. 사토머사는 CN 373을, 자유 라디칼 중합을 촉진하기 위해서, 수소 추출 광개시제, 예컨대, 벤조페논 또는 아이소프로필 티오잔톤(ITX)과 조합하여 사용될 수 있는 반응성 아민 아크릴레이트 공개시제로서 설명한다. CN 373은 표면 경화 속도를 가속화하고, UV 경화성 코팅 및 잉크에서 산소 저해를 극복하는 데 도움이 된다. 사토머사는 CN 371, CN 384, CN 386, CN 550 및 CN551을 광감제, 예컨대, 벤조페논과 함께 사용할 때 UV 광 하에서 신속한 경화를 촉진하는 이작용성 및 삼작용성 아민 아크릴레이트 공개시제로 설명한다.
상기에 논의된 바와 같이, 적합한 광개시제는 청색광(400 내지 500㎚)에 대한 노출 시 조성물의 경화를 개시하는 가시광 광개시제를 포함한다. 이러한 광개시제는 캄포라퀴논, 페닐프로판다이온(PPD), 비스아크릴포스핀 옥사이드(IRGACURE 819), 예컨대, 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드(TPO), 2,4,6-트라이메틸벤조일에톡시-페닐포스핀 옥사이드(TPO-L) 및 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀 옥사이드(BAPO)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
일부 실시형태에서, 광개시제는 알파 하이드록실 케톤 광개시제의 계열로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 광개시제는 IRGACURE 500(50% 벤조페논 + 50% 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐 케톤) 및 Darocure 1173(2-하이드록시-2-메틸-프로피오페논) 중 하나 이상을 포함한다.
코팅 조성물은 개시제를 최소한으로 사용하거나 전혀 사용하지 않고 전자빔(EB) 방사선을 사용하여 대안적으로 경화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 양상에서 코팅 조성물은 개시제를 포함하지 않는다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 1종 이상의 개시제를, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.4 내지 5.9wt%, 0.8 내지 5.8wt%, 0.9 내지 5.7wt%, 1 내지 5.5wt%, 1.5 내지 5wt%, 2 내지 4.75wt%, 및 2.5 내지 4.5wt%를 포함한, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 0.3 내지 6wt%의 양으로 포함한다.
라디칼 경화성 폴리우레탄
상기에 논의된 바와 같이, 본 개시내용의 코팅 조성물은 라디칼 경화성 폴리우레탄을 포함한다. 이러한 폴리우레탄은 에틸렌계 불포화 작용기를 가지고 있기 때문에 라디칼 경화성이다. 본 명세서에서 달리 나타내지 않는 한, 에틸렌계 불포화 작용기는 하기 화학식으로 표현될 수 있는 화합물로부터 형성된 작용기를 지칭할 수 있다:
Figure pct00001
상기 식 중, R1, R2, R3 및 R4는 H, 하이드로카빌 또는 치환된 하이드로카빌기로부터 독립적으로 선택된다.
본 개시내용의 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화형 폴리우레탄은 (A) 폴리올, (B) 폴리아이소사이아네이트, (C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제 및 (D) 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 반응 생성물이다.
본 개시내용의 코팅 조성물에 따르면, 불포화 반응성 작용기를 갖는 임의의 아이소사이아네이트-반응성 화합물은 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분인 성분 (D)를 대체할 수 있다. 불포화 반응성 작용기를 갖는 적합한 아이소사이아네이트-반응성 화합물은 아이소사이아네이트 반응성 알켄일 화합물, 예컨대, 에틸렌계 불포화 반응성기, 예컨대 비제한적으로 반응성 바이닐기, 반응성 아크릴레이트기, 반응성 메타크릴레이트기, 반응성 알릴기 등을 갖는 아이소사이아네이트-반응성 화합물을 포함한다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 적어도 1종의 라디칼 경화성 폴리우레탄을, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 87 내지 96wt%, 88 내지 95.5wt% 및 87 내지 95wt%를 포함하여, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 85 내지 97.5wt% 범위의 양으로 포함한다.
(A) 폴리올
본 개시내용의 코팅 조성물에 따라서 사용되는 폴리올은 (a) 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 다이올, 및/또는 (b) 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 트라이올을 포함하는 적어도 1종의 폴리올을 포함한다. 라디칼 경화성 폴리우레탄을 형성하기 위해 사용하기에 적합한 이러한 폴리올의 예는 폴리에틸렌 옥사이드 측쇄 분절을 갖는 다이올; 알킬 다이올; 알킬 트라이올, 폴리카보네이트 다이올; 폴리카보네이트 트라이올; 또는 이들의 조합물을 포함한다. 본 명세서에 개시된 코팅 조성물에 따라서 사용되는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 적합한 다이올은 미국 특허 제8,642,180호(이의 전체 내용은 본 명세서에 참조에 의해 포함됨)에 기재된 것, 바람직하게는 주쇄 내에 폴리올의 중량을 기준으로 10% 내지 25%, 14% 내지 22% 및 17% 내지 19%를 포함하여, 폴리올의 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 25% 범위의 양의 폴리에틸렌 옥시드를 포함하는 폴리프로필렌 옥사이드 및 폴리에틸렌 옥사이드 블록 공중합체 다이올을 포함한다. 본 명세서에 개시된 코팅 조성물에 따라서 사용되는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 적합한 트라이올은 미국 특허 제8,642,180호에 기재된 것, 바람직하게는 폴리올의 중량을 기준으로 60% 내지 95%, 65% 내지 90%, 70% 내지 85%, 및 75% 내지 80%의 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하여 폴리올의 중량을 기준으로 약 60% 내지 약 95%의 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리프로필렌 옥사이드 및 폴리에틸렌 옥사이드 공중합체 트라이올을 포함한다.
본 개시내용의 양상에 따르면, 이러한 폴리올은 하기 화학식 -((CH2)nO-)m의 하나 이상의 기의 존재로 인해 하나 이상의 친수성 영역 또는 도메인을 갖는다. 일부 실시형태에서, n은 1 이상 내지 3 이하(1≤n≤3)일 수 있고, m은 1 이상 내지 10 이하(1≤m≤10), 또는 둘 다일 수 있다. 일부 실시형태에서, n은 2일 수 있다. 적합한 폴리올은 폴리에틸렌 옥사이드, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 혼합물을 포함한다. 상업적으로 입수 가능한 적합한 폴리올의 구체적인 예는 폴리-G 83-34, PLURONICS 및 POLAXIMERS를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 폴리올은 상기에 기재된 폴리올 (a) 및/또는 (b) 이외에 다른 폴리올을 또한 추가로 포함할 수 있다. 이러한 선택적인 추가 폴리올의 예는 폴리카보네이트 폴리올, 폴리에터 폴리올 및 폴리에스터 폴리올, 예컨대, 폴리카보네이트 다이올 또는 트라이올, 폴리에터 다이올 또는 트라이올 및 폴리에스터 다이올 또는 트라이올을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 1종 이상의 폴리올을, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 10.5 내지 59wt%, 11 내지 58.5wt%, 12 내지 58wt%, 15 내지 55wt%, 10 내지 20wt%, 20 내지 50wt%, 25 내지 48wt% 및 35 내지 45wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 10 내지 60wt% 범위의 양으로 포함한다.
(B) 폴리아이소사이아네이트
본 개시내용의 코팅 조성물에 따라서 사용되는 폴리아이소사이아네이트는 1개 초과의 아이소사이아네이트 작용기를 갖는 화합물(즉, 다작용성 아이소사이아네이트)을 포함한다. 이러한 화합물의 예는 폴리우레탄 연결부를 형성할 수 있는 다이아이소사이아네이트, 트라이아이소사이아네이트, 다이아이소사이아네이트 및 트라이아이소사이아네이트의 유도체 및 이들의 조합물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 다이아이소사이아네이트는 2개의 아이소사이아네이트 작용기를 갖는 아이소사이아네이트이다. 다이아이소사이아네이트의 예는 아이소포론 다이아이소사이아네이트(IPDI), 헥사메틸렌 다이아이소사이아네이트(HDI), 자일렌 다이아이소사이아네이트(XDI), 톨루엔 다이아이소사이아네이트(TDI), 다이페닐메탄 다이아이소사이아네이트, 상기로부터 유래된 임의의 다이아이소사이아네이트 및 이들의 조합물을 포함한다. 트라이아이소사이아네이트는 3개의 아이소사이아네이트 작용기를 갖는 아이소사이아네이트이다. 트라이아이소사이아네이트는 다이아이소사이아네이트의 유도체, 예컨대, HDI 뷰렛을 포함한다. 방향족 폴리 아이소사이아네이트보다 더 우수한 열 안정성으로 인해서, 지방족 다이아이소사이아네이트 또는 지방족 트라이아이소사이아네이트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 지방족 폴리아이소사이아네이트가 본 명세서에 기재된 폴리우레탄 코팅 조성물을 위해서 바람직하다. IPDI-유형 및 HDI-유형의 다이아이소사이아네이트는 지방족 아이소사이아네이트이다. 상업적으로 입수 가능한 폴리아이소사이아네이트의 구체적인 예는 Desmophen I, Desmophen N75 및 Desmophen W를 포함한다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 1종 이상의 폴리아이소사이아네이트를, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 8 내지 58wt%, 15 내지 55wt%, 5 내지 20wt%, 20 내지 50wt%, 25 내지 45wt% 및 35 내지 40wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 5 내지 60wt% 범위의 양으로 포함한다.
(C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제
본 개시내용에 따라서 사용되는 반응성 계면활성제는 친수성 영역, 및 반응하여 본 개시내용의 라디칼 경화성 폴리우레탄을 형성하는 수지의 반응성 기와 반응할 수 있는 반응성 작용기(모이어티) 또는 기를 포함한다. 이러한 반응성 모이어티는 하이드록실기, 티올기, 아민기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 아이소사이아네이트 반응성기를 갖는 다른 대표적인 반응성 계면활성제는 하기 일반 화학식을 갖는 화합물을 포함한다: B-R, 식 중, B는 하이드록실, 티올, 아민 또는 이들의 조합물을 나타내고, R은 4차 암모니아, 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터 및 이들의 공중합체, 비이온성 폴리에터, 알킬 에터, 알켄일 에터 및 올레핀 에터로부터 선택될 수 있다. 상업적으로 입수 가능한 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제의 구체적인 예는 IGEPAL CO-720, CIRRASOL G-265, TERGITOL15-S-7, TEGOMER D-3403을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 1종 이상의 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제를, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1.5 내지 48wt%, 1.75 내지 45wt%, 1.5 내지 20wt%, 1.5 내지 10wt%, 1.75 내지 10wt%, 1.5 내지 5wt%, 1.75 내지 5wt%, 1.5 내지 4.5wt%, 1.75 내지 4.5wt%, 1.5 내지 3.5wt%, 1.75 내지 3.5wt%, 1.5 내지 3.0wt%, 1.75 내지 3.0wt%, 8 내지 45wt%, 10 내지 40wt%, 12 내지 45wt%, 15 내지 35wt% 및 11 내지 16wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 50wt% 범위의 양으로 포함한다.
(D) 반응성 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분
에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 적합한 아이소사이아네이트-반응성 성분은 하기 화학식으로 표현될 수 있다: Y-R-X, 상기 식 중, Y는 에틸렌계 불포화 작용기이고, R은 폴리에터, 폴리알칸, 폴리알켄, 폴리에스터 또는 다른 쇄 연장기로부터 선택될 수 있고, X는 하이드록실, 아민, 티올 또는 다른 아이소사이아네이트 반응성기로부터 선택될 수 있다. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 적합한 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제의 비제한적인 예는 아크릴레이트, 바람직하게는 친수성 아크릴레이트, 예컨대, 알콕실화된 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
이러한 친수성 아크릴레이트는 하기 화학식 -((CH2)nO-)m의 하나 이상의 기의 존재로 인해 하나 이상의 친수성 영역 또는 도메인을 갖고, 식 중, n은 1 이상 내지 10 이하(1≤n≤10)일 수 있고, m은 1 이상 내지 10 이하(1≤m≤10), 또는 둘 다일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, n은 2일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, m은 5일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, 1개 이상의 알콕실화된 아크릴레이트는 네트워크를 형성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 알콕실화된 아크릴레이트는 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 글리세롤 모노메타크릴레이트를 포함한다.
본 발명의 조성물과 함께 사용하기에 적합한 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 화합물의 에틸렌계 불포화 작용기는 하기에 기재된 추가적인 반응성 계면활성제의 반응성기와 반응할 수 있는 반응성기일 수 있다. 예를 들어, 반응성기는 아크릴레이트기를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 코팅 조성물은 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 1종 이상의 아이소사이아네이트-반응성 화합물을, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1.5 내지 20wt%, 1.5 내지 10wt%, 1.75 내지 10wt%, 1.5 내지 5wt%, 1.75 내지 5wt%, 1.5 내지 3wt%, 1.75 내지 3wt%, 3 내지 20wt%, 6 내지 18wt%, 6.5 내지 15wt% 및 7 내지 12.5wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 25wt% 범위의 양으로 포함한다.
(E) 선택적인 라디칼 반응성 계면활성제
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 조성물의 반응성 계면활성제는 친수성 영역을 포함하고, 또한 반응하여 본 개시내용의 라디칼 경화성 폴리우레탄을 형성하는 수지의 반응성 기(예를 들어, 아이소사이아네이트)와 반응할 수 있는 반응성 작용기를 포함한다. 선택적으로, 본 개시내용의 코팅 조성물은 알켄일기, 아크릴레이트기, 티올기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함하지만 이들로 제한되지 않은 반응성 작용기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제를 함유할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 라디칼 반응성 계면활성제는 친수성 영역을 포함하고, 또한 알켄일기, 아크릴레이트기, 티올기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상과 반응할 수 있는 반응성 작용기(모이어티) 또는 기를 포함한다. 라디칼 반응성 계면활성제는 반응 생성물을 아크릴레이트 혼합물에 첨가하기 전에 하나 이상의 반응성 모이어티와 반응하도록 허용될 수 있거나 라디칼 반응성 계면활성제 및 반응성 모이어티는 아크릴레이트 혼합물에 동시에 첨가될 수 있음을 주목해야 한다.
알켄일 반응성기를 갖는 대표적인 라디칼 반응성 계면활성제는 (CH2=CH)-R의 일반 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 R은 표 1에 제시된 바와 같은 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터 및 이들의 공중합체, 비이온성 폴리에터, 알킬 에터, 알켄일 에터 및 올레핀 에터로부터 선택될 수 있다. 반응성 이중 결합을 갖는 친수성 분절을 갖는 상업적으로 입수 가능한 라디칼 반응성 계면활성제의 구체적인 예는 REASOAP SR10, REASOAP SR20, REASOAP ER10, REASOAP PP70, EMULSOGEN APS100을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 알켄일 반응성기를 갖는 반응성 계면활성제의 추가의 비제한적 예는 하기 표 1에 제시되어 있다.
Figure pct00002
아크릴레이트 반응성기를 갖는 대표적인 라디칼 반응성 계면활성제는 (CH2=CHCOO)-R의 일반 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 R은 표 2에 제시된 바와 같은 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터 및 이들의 공중합체로부터 선택될 수 있다. 반응성 아크릴레이트 모이어티를 갖는 친수성 분절을 갖는 계면활성제의 예시적인 예는 설포프로필아크릴산의 금속염 및 알킬아크릴옥시에틸 트라이알킬암모늄염을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 아크릴레이트 반응성기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제의 추가의 비제한적인 예는 하기 표 2에 제시되어 있다.
Figure pct00003
일부 실시형태에서, 라디칼 반응성 계면활성제의 반응성 분절은 경화 공정 동안 아크릴레이트의 친수성 도메인과 반응한다. 이러한 방식으로, 경화 시, 라디칼 반응성 계면활성제는 경화된 아크릴레이트 네트워크에 결합할 수 있고 따라서 제자리에서 유지되어(세척 제거되거나 달리 제거되지 않음) 오래 지속되는 김서림 방지 특성을 갖는 코팅을 제공할 수 있다.
티올 반응성기를 갖는 대표적인 라디칼 반응성 계면활성제는 (SH)-R의 일반 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 R은 표 3에 제시된 바와 같은 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터 및 이들의 공중합체로부터 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 반응성 티올 모이어티를 갖는 친수성 분절을 갖는 계면활성제는 트라이메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)(TMPTMP)를 티올-엔 반응을 통해 REASOAP SR10과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 일부 실시형태에서, 반응성 티올 모이어티를 갖는 친수성 분절을 갖는 계면활성제는 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)를 티올-엔 반응을 통해 REASOAP SR10과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 티올 반응성기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제의 추가의 비제한적인 예는 하기 표 3에 제시되어 있다.
Figure pct00004
본 개시내용의 코팅 조성물은 1종 이상의 라디칼 반응성 계면활성제를, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 2 내지 18wt%, 5 내지 15wt%, 8 내지 12wt%, 9 내지 11wt%, 3 내지 4wt%, 7 내지 8wt% 및 16 내지 18wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 0 내지 20wt% 범위의 양으로 포함한다.
(F) 선택적인 라디칼 반응성 에틸렌계 불포화 수지
상기에 논의된 바와 같이, 본 개시내용의 코팅 조성물은 (A) 폴리올, (B) 폴리아이소사이아네이트, (C) 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제 및 (D) 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분의 반응 생성물인 라디칼 경화성 폴리우레탄을 포함한다. 선택적으로, 본 개시내용의 코팅 조성물은 라디칼 반응성 에틸렌계 불포화 수지, 즉, 아이소사이아네이트 작용기와 반응성이 아닌 에틸렌계 반응성 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
바람직한 에틸렌계 불포화 수지는 친수성 특성을 갖는 것, 예컨대, 알콕실화된 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 알콕실화된 바이닐 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 친수성 아크릴레이트를 포함한다. 이러한 아크릴레이트는 하기 화학식 -((CH2)nO-)m의 하나 이상의 기의 존재로 인해 하나 이상의 친수성 영역 또는 도메인을 갖고, 여기서, n은 1 이상 내지 10 이하(1≤n≤10)일 수 있고, m은 1 이상 내지 10 이하(1≤m≤10), 또는 둘 다일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, n은 2일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, m은 5일 수 있다. 본 개시내용의 양상에서, 1개 이상의 에톡실화된 아크릴레이트는 네트워크를 형성하는 데 사용될 수 있다. 양태에서, 아크릴레이트는 모노, 다이, 트라이 또는 테트라작용기를 갖는 하나 이상의 아크릴레이트를 포함한다. 양태에서, 아크릴레이트는 1개 초과의 유형의 아크릴레이트 단량체를 포함한다. 양태에서, 네트워크는 다작용성 에톡실화된 아크릴레이트 단량체의 사용에 의해서 생성될 수 있다. 양태에서, 에톡실화된 다이아크릴레이트 및 에톡실화된 트라이아크릴레이트를 사용하여 네트워크를 형성한다.
적합한 친수성 다이아크릴레이트 단량체의 예는 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트; 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 트라이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트; 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트; 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트; 트라이아이소프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트; 폴리프로필렌 글리콜 다이메타크릴레이트; PLURONIC 또는 POLAXAMER로부터 유래된 폴리에터 다이아크릴레이트 및 역 PLURONIC으로부터 유래된 폴리에터 다이아크릴레이트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
적합한 친수성 트라이아크릴레이트 단량체의 예는 에톡실화된 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 프로폭실화된 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭실화된 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 및 트리스(2-하이드록시에틸) 아이소사이아누레이트 트라이아크릴레이트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
적합한 친수성 테트라아크릴레이트 단량체의 예는 에톡실화된 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
본 발명의 조성물과 함께 사용하기에 적합한 에틸렌계 불포화 수지는 또한 상기에 기재된 라디칼 반응성 계면활성제의 반응성기와 반응할 수 있는 반응성기를 포함한다. 예를 들어, 반응성기는 아크릴레이트기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 반응성기는 아크릴레이트의 친수성 영역 및/또는 아크릴레이트의 경화 시에 형성된 친수성 영역 네트워크에 위치될 수 있다.
(G) 선택적인 금속 산화물 나노입자
본 개시내용의 일부 양상에 따르면, 코팅 조성물은 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 네트워크 및 폴리우레탄을 형성하기 위해서 사용되는 수지 전체에 분산된 금속 산화물 나노입자를 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 금속 나노입자는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅에 경도 및 내마모 특성을 제공할 수 있다. 금속 산화물 나노입자의 적합한 예는 실리카 나노입자, 티타니아, 알루미나, 산화아연, 산화안티몬, 산화주석, 산화지르코늄 및 이들의 조합물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 금속 나노입자의 크기 및 농도는 생성된 코팅이 광학적으로 투명하면서 이의 김서림 저항성 특성 및 내마모 특성을 여전히 보유하도록 선택될 수 있다. 일부 양상에서, 금속 산화물 나노입자는 5 내지 50㎚, 10 내지 45㎚, 15 내지 40㎚, 20 내지 35㎚ 및 25 내지 30㎚를 포함하여, 약 5 내지 약 50㎚ 범위의 크기를 갖는 나노입자이다. 일부 양상에서, 금속 산화물 나노입자는 약 10 내지 약 20㎚ 범위의 크기를 갖는 나노입자이다. 나노입자는 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 하는 중량 기준으로 5 내지 60wt%, 10 내지 50wt%, 15 내지 40wt% 및 20 내지 30wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 하는 중량 기준으로 0 내지 70wt% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
(H) 선택적인 비-반응성 계면활성제
본 개시내용의 일부 양상에 따르면, 코팅 조성물은 비-반응성 계면활성제를 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 비-반응성 계면활성제눈 김서림 방지 특성을 추가로 향상시키기 위해서 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 비-반응성 계면활성제는 라디칼 경화성 폴리우레탄 아크릴레이트를 형성하는 반응 중에 또는 반응 후를 포함하여 임의의 시점에 첨가될 수 있다. 적합한 비-반응성 계면활성제는 설폰산염, 암모늄염, 인산염, 폴리에틸렌 글리콜 에터 올리고머, 친수성 폴리아크릴레이트, 옥토페녹시폴리에톡시에탄올 및 비이온성 폴리에터 블록 공중합체를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 일부 양상에서, 비-반응성 계면활성제는 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 하는 중량 기준으로 3 내지 12wt%, 5 내지 10wt% 및 6 내지 9wt%를 포함하여, 0 내지 15wt% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 일부 양상에서, 조성물에서 비-반응성 계면활성제의 농도는 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 5wt%, 0.5 내지 4wt%, 1 내지 3wt% 및 1.5 내지 2.5wt%를 포함하여, 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 0.5 내지 6wt% 범위일 수 있다.
(I) 선택적인 유동 개질제/레벨링제(leveling agent)
본 개시내용의 일부 양상에 따르면, 본 명세서에 개시된 코팅 조성물은 선택적으로 추가로 레벨링제를 포함한다. 유동 제어제라고도 알려진 레벨링제는 조성물을 기판의 표면에 보다 균일하게 도포하거나 표면을 평평하게 하고 기판과의 실질적으로 균일한 접촉을 제공하기 위해서 본 명세서에 기재된 코팅 조성물에 혼입될 수 있다. 레벨링제의 양은 매우 다양할 수 있지만 바람직하게는 코팅 조성물의 고체 중량을 기준으로 0 내지 10wt%, 2 내지 8wt% 및 4 내지 6wt%를 포함하여, 코팅 조성물의 고체 중량을 기준으로 약 0 내지 약 10wt% 범위의 양으로 사용된다. 코팅 조성물 및 기판과 상용성이고, 기판 상에서 코팅 조성물을 평평하게 할 수 있고, 코팅 조성물과 기판 사이에 습윤을 향상시키는 임의의 통상적인 상업적으로 입수 가능한 레벨링제가 사용될 수 있다. 이러한 레벨링제의 비제한적인 예는 폴리에터, 실리콘, 플루오로계면활성제, 폴리아크릴레이트, 실리콘 폴리아크릴레이트, 예컨대, 실리콘 헥사아크릴레이트 및 플루오로-개질된 폴리아크릴레이트를 포함한다. 예는 BYK 350, BYK 354, BYK 356, CAPSTONE FS-35, CAPSTONE FS-31, CAPSTONE FS-61, TRITON X-100, X-405, 및 N-57(롬 앤 하스사(Rohm and Haas) 제품), 실리콘, 예컨대, Paint Additive 3, Paint Additive 29 및 Paint Additive 57(다우 코닝사(Dow Corning) 제품), SILWET L-77 및 SILWET L-7600(모멘티브사(Momentive)(미국 오하이오주 컬럼버스 소재) 제품), 및 플루오로계면활성제, 예컨대, FLUORAD FC-4430(쓰리엠사(3M Corporation)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)을 포함한다.
(J) 다른 선택적인 첨가제
다른 첨가제, 예컨대, 산화 방지제, 정전기 방지제, 중합체 첨가제(예를 들어, 폴리바이닐피롤리돈), 내후제(weather resistive agent), 틴트 첨가제(tint additive), UV 안정화제, 분산제, 소포제, 열 안정화제가 또한 코팅 제형에 첨가될 수 있다. 산화 방지제의 예는 옥타데실-3-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 및 펜타에리트리틸테트라키스[3-(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]를 포함한다.
열 안정화제의 예는 트라이페닐 포스파이트, 트리스-(2,6 다이메틸페닐)포스파이트, 트리스-(2,4-다이-t-부틸-페닐)포스파이트, 트리스-(혼합 모노- 및 다이-노닐페닐)포스파이트, 다이메틸벤젠 포스포네이트 및 트라이메틸 포스페이트를 포함한다. 정정기 방지제는 글리세롤모노스테아레이트, 소듐 스테아릴 설포네이트 및 소듐 도데실벤젠설포네이트를 포함한다.
폴리카보네이트(PC)는 자외선(UV) 광에 노출되면 분해되는 것으로 알려져 있다. 이 과정을 풍화(weathering)라고 한다. 내후성(weatherable) 재료는 UV 노출 하에서 장기간 동안 물성을 유지할 수 있다. UV 노출 하에서 사용 수명을 개선하기 위해서, 폴리카보네이트 및 유사한 방향족 플라스틱 기판용 코팅에 UV 흡수제가 필요할 수 있다. UV 흡수제는 3개의 군의 화학 물질을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다: 1) 2-하이드록시-벤조페논(BP) 유도체, 상업적인 예는 CHIMASSORB 81 및 CHIMASSORB 90(둘 다 바스프사(BASF)(독일 소재) 제품을 포함하지만 이들로 제한되지 않음; 2) 2-(2-하이드록시페닐)-벤조트라이아졸(HPBT) 유도체, 상업적인 예는 TINUVIN 1130, TINUVIN 384-2, TINUVIN 928 및 TINUVIN 900(모두 바스프사(독일 소재) 제품)을 포함하지만 이들로 제한되지 않음; 3) 2-하이드록시페닐-s-트라이아진(HPT) 유도체, 상업적인 예는 TINUVIN 400, TINUVIN 405(둘 다 바스프사(독일 소재) 제품)를 포함하지만 이들로 제한되지 않음.
해로운 광 효과 및 풍화에 대한 효과적인 안정화를 위해서 장애형 아민 광 안정화제(hindered amine light stabilizer: HALS)가 또한 사용된다. 가장 널리 사용되는 장애형 아민 광 안정화제(HALS)는 주로 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘의 유도체이다. 상업적인 예는 TINUVIN 152, TINUVIN 292(바스프사(독일 소재) 제품)를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
당해 분야의 통상의 기술자는 코팅 조성물 또는 코팅 조성물로부터 형성된 코팅에서 원하는 결과를 달성하기 위해 얼마나 많은 다양한 첨가제가 필요한지 또는 얼마나 많은 양을 결정하는 방법을 알 것이다. 일반적으로, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 10wt% 이하, 7wt% 이하, 4wt% 이하, 1wt% 이하 및 0wt%를 포함하여, 코팅 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 약 10wt% 이하의 총 첨가제가 본 개시내용의 코팅 조성물에 첨가된다.
기판/물품
본 명세서에 개시된 코팅 조성물은 강성 또는 가요성 기판에 코팅으로서 도포될 수 있다. 적합한 기판 재료는 투명 플라스틱, 예컨대, 폴리카보네이트(PC), 편광(polarized) 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리아크릴, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리바이닐클로라이드, 폴리비스알릴 카보네이트, 알릴 다이글리콜 카보네이트(ADC) 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프테네이트, 셀룰로스 트라이아세테이트(CTA) 중합체, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB) 중합체, 폴리우레탄, 폴리에피설파이드 및 폴리티오우레탄을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 다양한 폴리올레핀, 플루오르화 중합체, 금속 및 유리, 예컨대, 다른 유형의 유리 중에서 소다석회 유리, 보로실리케이트 유리, 아크릴 유리를 포함하는 다른 기판이 필요한 경우 적절한 전처리와 함께 사용될 수 있다. 본 개시내용의 코팅으로 코팅될 수 있는 물품의 예는 보안경, 광학 렌즈, 고글, 안면 보호대, 헬멧용 안면 플레이트, 건물의 창으로 사용되는 글레이징 및 자동차, 버스, 기차, 비행기 및 다른 운송 차량의 윈드쉴드(windshield) 또는 창문으로서의 글레이징, 다기능성 LED, LCD 디스플레이, 욕실 거울, 샤워 거울 및 고정 세간(fixture)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 코팅은 상업용 냉동고 도어, 아이스크림 냉동고 도어 및 델리 케이스에도 적용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 기판에 대한 본 발명의 조성물의 접착력을 증가시키기 위해서, 기판은 표면 처리되고/되거나 프라이머로 코팅될 수 있다. 일부 실시형태에서, 특히 PMMA 기판과 함께 아크릴레이트계 프라이머가 사용될 수 있다.
추가로, 개시된 조성물을 얇은 가요성 기판, 예컨대, PC 또는 PET 필름 상에 코팅함으로써 제조된 코팅된 물품은 김서림 방지 기능성이 필요한 물품, 예를 들어, 보안경, 광학 렌즈, 고글, 안면 보호대, 헬멧용 안면 플레이트, 건물의 창으로 사용되는 글레이징 및 자동차, 버스, 기차, 비행기 및 다른 운송 차량의 윈드쉴드(windshield) 또는 창문으로서의 글레이징, 다기능성 LED, LCD 디스플레이, 욕실 및 샤워 거울에 추가로 장착/적용될 수 있다. 본 개시내용의 코팅은 필름으로 캐스팅될 수 있으며, 이것은 또한 성에 형성 및 김서림을 방지하기 위해 재배치 가능한 광학적으로 투명한 접착제, 예컨대, 감압 접착제를 통해 상업용 냉동고 도어, 아이스크림 냉동고 도어 및 디스플레이, 델리 케이스에 도포될 수 있다.
본 명세서에 기재된 코팅 조성물은 임의의 적합한 방식으로 기판에 도포될 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용의 조성물은 통상적인 방법, 예컨대, 플로우 코팅, 스프레이 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 슬롯-다이 코팅, 롤 코팅 등 의해 고체 기판에 적용되어 기판 상에 연속적인 표면 필름을 형성할 수 있다. 이어서, 코팅 조성물은 코팅된 기판을 UV 램프에 의해 제공되는 UV 방사선, 가시광 램프에 의해 제공되는 가시광 방사선 또는 일부 실시형태에서는 EB 가속기에 의해 제공되는 EB 방사선, 또는 이들의 조합에 노출시킴으로써 경화되고, 이들 기술 모두는 당업자에게 공지되어 있다. 추가로, PC 또는 PET 필름과 같은 얇은 가요성 기판 상에 개시된 조성물을 코팅함으로써 제조된 코팅된 물품은 강성 기판 상의 건식 또는 습식 라미네이션을 통해 설치되거나 교체될 수 있다.
본 개시내용에 따르면, 김서림 방지 특성을 갖는 물품을 제공하는 방법은 본 개시내용의 코팅 조성물을 표면에 도포하고, 코팅 조성물을 표면 상에서 경화시키는 것을 포함한다. 경화는 기판에 도포된 코팅 조성물을 열 또는 열 방사선, 광 방사선 및/또는 전자빔 방사선에 노출시키는 것을 포함한다. 도포된 코팅에 대한 열 또는 열 방사선은 1분 내지 4시간 동안 50 내지 150℃, 바람직하게는 2분 내지 1시간 동안 100 내지 125℃이다. 열 또는 열 경화가 UV 경화와 같은 또 다른 라디칼 경화 메커니즘과 함께 사용되는 경우, 도포된 코팅에 대한 열 또는 열 방사선은 1분 내지 60분 동안 50 내지 150℃이다.
UV 노출에 사용될 수 있는 UV 경화 유닛은 퓨전 컨베이어 유닛(Fusion Conveyor Unit) 또는 Vela 3D UV 경화 유닛을 포함한다. 퓨전 컨베이어 유닛은 미국 메릴랜드주 게이더스버그 소재의 헤레우스 노블라이트 어메리카사(America, Gaithersburg)로부터 입수 가능하다. Vela 3D UV 경화 유닛은 미국 캘리포니아주 샌디에이고 소재의 벨라 테크놀로지즈사(Vela Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능하다.
경화에 필요한 누적 UV 방사선 노출은 1분 동안 노출 전구용으로 Fusion H 전구를 사용할 때 1.5 내지 3.0J/㎠이다. LED 광원으로부터 1 내지 20㎝의 거리에서 460±20㎚의 피크 방출 파장 및 200 내지 300mW/㎠의 강도로, 중국 쉔젠 소재의 쉔젠 하이트-엘이디 옵토-일렉트로닉스 테크놀로지사(Shenzhen Height-LED Opto-electronics Technology Co., Ltd)로부터 입수 가능한 XY UV-2 UV-LED 경화 시스템의 LED 광원에 의해서 생성된 가시광을 사용하여, 본 개시내용의 코팅 조성물은 1 내지 30분 내에 경화될 수 있다. 본 개시내용의 양상에 따르면, 코팅 조성물은 영구적인 김서림 방지 특성을 갖는 코팅을 형성한다. 본 개시내용의 양상에 따르면, 코팅 조성물은 수 세척 가능한 김서림 방지 특성을 갖는 코팅을 형성한다. 본 개시내용의 양상에 따르면, 코팅 조성물은 내마모성 코팅, 다시 말해서, 미세 입자에 의한 표면 손상에 저항성인 코팅을 형성한다. 본 개시내용의 양상에 따르면, 코팅 조성물은 영구적인 김서림 방지, 수 세척 가능한 김서림 방지 및 내마모 특성을 갖는 코팅을 형성한다.
실시예
하기 실시예는 단지 대표적인 것이며 본 개시내용의 범주를 제한하기 위해 사용되어서는 안 된다. 실시예에 개시된 방법 및 조성물에 대한 다양한 대안적인 설계가 존재한다. 따라서 선택된 실시예는 본 명세서에 개시된 장치 및 방법의 원리를 설명하기 위해 주로 사용된다.
시험의 설명:
필름 두께: 분광 반사율 방법론에 기초하여 632.8나노미터(㎚)의 파장에서 Filmetrics F20-CP 분광광도계를 사용하여 경화된 코팅의 필름 두께를 측정하였다.
탁도: Haze-gard Plus(BYK-Gardner, 미국 메릴랜드주 컬럼비아 소재) 탁도계를 사용하여 ASTM D 1003 표준에 따라 탁도를 측정함으로써 경화된 코팅의 광 투과 및 광산란 특성을 평가하였다.
접착력: 접착력은 기판에 접착하는 코팅의 능력이다. 감압 테이프 3M Brand SCOTCH 600 테이프 롤을 사용하여 초기 접착력을 시험하였고, 또한 Nichiban #405 테이프로 접착력을 시험하였다. 시험을 다음과 같이 수행하였다: 1) 집어넣을 수 있는 면도날을 사용하여 대략 2㎜ 떨어진 5×5 그리드의 사선을 경화된 코팅에 만들고; 2) 테이프를 사선으로 표시된 면적 위로 단단히 누르고(설압자(tongue depressor) 사용). 3) 90±30초 후, 테이프를 180o 각도로 또는 기판에 가능한 가깝게 당기고; 4) 적절한 시각적 제어를 사용하여 코팅된 기판을 조사하여 코팅 제거를 확인하고; 5) 대상 면적을 또한 현미경으로 검사하고; 6) 영향을 받지 않은 면적의 실제 카운트를 접착 백분율로 보고하였다(접착이 선을 따라서만 영향을 받은 경우 추정치를 백분율로 변환함).
K-마크(미세 입자에 대한 마모 저항성): 미립자에 대한 내마모성을 EN166/EN168 프로토콜에 따라 시험하였다. 김서림 방지 물품을 Cadex Falling Sand 시험기의 회전 홀더에 로딩한다. 3㎏의 모래를 회전 물품 표면에서 6피트 위에 있는 깔때기에 로딩한다. 전체 3㎏의 모래가 회전 물품 표면에 충돌한 후, 물품을 제거하고 비누와 물로 세척한다. 세척 후 물품을 여과된 압축 공기로 블로우 건조시킨다. 그 다음 샘플을 Cadex Light Diffusion 측정 장치에 로딩한다. 이 시험에 합격하기 위해서는 광 확산이 5cd/m2*l× 미만이어야 한다.
김서림 방지 특성
초기 김서림 방지 시험: 60℃ 물의 공급원을 함유하는 비이커 위의 표준 높이(1")에 코팅된 기판을 배치하여 초기 김서림 방지 시험을 수행하였다. 코팅된 기판을 60℃ 물로부터의 수증기에 1분 동안 노출시켰다. 이 시험 동안 코팅된 기판에 김서림이 나타나면, 김서림이 나타나는 데 걸린 시간을 기록하였다. 노출 1분 동안 김서림이 나타나지 않으면 코팅이 초기 김서림 방지 시험에 "합격"한 것으로 간주한다.
수 침지 김서림 방지 시험: 코팅된 기판을 실온에서 1시간 동안 물에 담갔다. 그 다음 코팅된 시편을 물에서 꺼내고, 25℃, 50% RH의 랙에 12시간 동안 매달고, 50℃의 물이 담긴 비이커 위에 코팅된 기판을 3분 동안 놓아 김서림 방지 특성을 시험하였다. 이 시험 동안 코팅된 기판에 김서림이 나타나면, 김서림이 나타나는 데 걸린 시간을 기록하였다. 노출 1분 동안 김서림이 나타나지 않으면 코팅이 1시간 수 침지 김서림 방지 시험에 "합격"한 것으로 간주한다.
N-마크: 또한 12시간 컨디셔닝된 물에 침지된 코팅된 시편의 김서림 방지 특성을 EN166/EN168 프로토콜에 따라서 YT-810 김서림 저항성 시험기(인-청사(Yin-Tsung Co., Ltd))를 사용하여 시험하였다. 이 절차는 N-마크 시험을 구성한다. 시험은 코팅된 기판을 시험기 위에 놓는 것을 포함한다. 시험이 시작되면 코팅된 기판은 50°C 증기에 노출되고 레이저가 렌즈를 통과한다. 김서림의 양은 노출 8초(s)에 걸친 레이저 광의 투과율 감소에 의해 결정되었다. 레이저 투과율이 8초 기간 동안 초기 판독값의 80% 미만으로 떨어지면 코팅은 김서림 시험에 불합격한 것이고, 그렇지 않으면 합격한 것으로 평가된다.
다음은 출원에서 언급된 기판에 대한 설명이다: PC 렌즈: 폴리카보네이트 안경 렌즈; CR-39: CR-39 폴리비스알릴 카보네이트 안경 렌즈; MR-7: MR-7 폴리티오우레탄 안경 렌즈; PC 판: Bayer MAKROLON 폴리카보네이트 시트.
본 발명은 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제, 친수성 폴리올 및 아이소포론 다이아이소사이아네이트의 합성 생성물로 이루어진다. 구체적으로, 하기 실시예는 본 발명의 실제 제형을 예시한다. 하기 표는 실시예에 언급된 화학물질의 설명을 포함한다:
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
실시예 1:
19.74g의 트라이메틸올에탄, 9.87g의 에틸렌 글리콜, 78.97g의 폴리-G 83-34 및 276.41g의 DAA를 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 용해될 때까지 50℃에서 혼합하였다. 195.85g의 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 9.87g의 ETERNACOLL UH200 및 63.18g의 TEGOMER D3403을 플라스크에 첨가하였다. 그 다음 0.18g의 FOMREZ UL-22를 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 30분 동안 혼합하였다. 188.35g의 DAA, 15.07g의 Aerosol OT-75, 6.46g의 SCHERCOQUAT IAS-PG, 59.23g의 CIRRASOL G-265, 1.97g의 TERGITOL15-s-7 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 1시간 동안 혼합하였다. 혼합 후, 63.18g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 혼합물에 첨가하고, 30분 동안 70℃에서 혼합하였다.
11.85g의 트라이메틸올에탄 및 0.18g의 UL-22 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 2시간 동안 70℃에서 혼합하였다. 혼합 후 플라스크를 실온까지 냉각시켰다.
혼합물을 냉각시킨 후, 726g의 1-메톡시 프로판올 및 18.73g의 IRGACURE 1173을 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 2:
25.00g의 트라이메틸올에탄, 10.00g의 에틸렌 글리콜, 100.00g의 폴리-G 83-34 및 276.41g의 DAA를 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 용해될 때까지 50℃에서 혼합하였다. 215.00g의 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 10.00g의 ETERNACOLL UH200, 및 60.00g의 TEGOMER D3403을 플라스크에 첨가하였다. 그 다음 0.18g의 FOMREZ UL-22를 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 30분 동안 혼합하였다.
125.00g의 SURFCON 94 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 1시간 동안 혼합하였다. 혼합 후, 75.00g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 혼합물에 첨가하고, 30분 동안 70℃에서 혼합하였다.
15.00g의 트라이메틸올에탄 및 0.18g의 UL-22 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 2시간 동안 70℃에서 혼합하였다. 혼합 후 플라스크를 실온까지 냉각시켰다.
혼합물을 냉각시킨 후, 725g의 1-메톡시 프로판올 및 20.22g의 IRGACURE 1173을 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 3:
7.79g의 트라이메틸올에탄, 4.54g의 에틸렌 글리콜, 37.63g의 폴리-G 83-34 및 181.68g의 DAA를 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 용해될 때까지 50℃에서 혼합하였다. 77.86g의 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 6.49g의 ETERNACOLL UH200 및 31.14g의 TEGOMER D3403을 플라스크에 첨가하였다. 그 다음 0.08g의 FOMREZ UL-22를 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 30분 동안 혼합하였다.
90.84g의 DAA, 7.26g의 Aerosol OT-75, 3.11g의 SCHERCOQUAT IAS-PG, 28.55g의 CIRRASOL G-265, 1.04g의 TERGITOL15-s-7 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 1시간 동안 혼합하였다. 혼합 후, 16.87g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 0.08g의 FOMREZ UL-22를 혼합물에 첨가하고, 30분 동안 70℃에서 혼합하였다.
5.19g의 트라이메틸올에탄 및 0.08g의 UL-22 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 2시간 동안 70℃에서 혼합하였다. 혼합 후 플라스크를 실온까지 냉각시켰다.
혼합물을 냉각시킨 후, 363g의 1-메톡시 프로판올 및 9.37g의 IRGACURE 1173을 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 4(비교):
1.78g의 트라이메틸올에탄, 1.75g의 에틸렌 글리콜, 41.26g의 폴리-G 83-34 및d 79.10g의 DAA를 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 용해될 때까지 50℃에서 혼합하였다. 19.70g의 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 6.22g의 ETERNACOLL UH200, 16.44g의 CIRRASOL G-265 및 10.38g의 PEG Mw300을 플라스크에 첨가하였다. 그 다음 0.08g의 FOMREZ UL-22를 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 30분 동안 혼합하였다.
16.50g의 IPDI, 15.20g의 4-하이드록시부틸아크릴레이트 및 0.08g의 FOMREZ UL-22를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 1시간 동안 혼합하였다.
혼합물을 냉각시킨 후, 114.40g의 1-메톡시 프로판올 및 3.87g의 IRGACURE 1173을 첨가하고, 실온에서 1시간 동안 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 5:
100g의 실시예 1를 0.4g의 3-EGA와 1시간 동안 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 6:
100g의 실시예 3을 0.4g의 3-EGA와 1시간 동안 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 7:
100g의 실시예 1을 0.2g의 3-EGA와 1시간 동안 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
실시예 8:
100g의 실시예 3을 0.2g의 3-EGA와 1시간 동안 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 4에 제시한다.
Figure pct00009
실시예 9:
19.74g의 트라이메틸올에탄, 9.87g의 에틸렌 글리콜, 78.97g의 폴리-G 83-34 및 276.41g의 DAA를 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 용해될 때까지 50℃에서 혼합하였다. 195.85g의 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 9.87g의 ETERNACOLL UH200 및 63.18g의 TEGOMER D3403을 플라스크에 첨가하였다. 그 다음 0.18g의 FOMREZ UL-22를 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 30분 동안 혼합하였다.
152.0g의 SURFCON 94 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 70℃에서 1시간 동안 혼합하였다. 혼합 후, 63.18g의 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 0.18g의 FOMREZ UL-22를 혼합물에 첨가하고, 30분 동안 70℃에서 혼합하였다.
11.85g의 트라이메틸올에탄 및 0.18g의 UL-22 둥근 바닥 플라스크에 첨가하고, 2시간 동안 70℃에서 혼합하였다. 혼합 후 플라스크를 실온까지 냉각시켰다.
실시예 10:
교반하면서 7.00g의 실시예 9에, 1.75 g의 PGM-AC-2140Y를 첨가하였다. 15분 동안 혼합한 후, 교반하면서 3.00g의 PM 글리콜 에터를 첨가하였다. 그 다음 0.05g의 열 라디칼 개시제(AIBN)를 첨가하였다. PM 중의 10% BYK 356 0.10g 및 CAPSTONE FS35와 SCHERCOQUAT IAS-PG의 1:25 비의 혼합물 0.04g을 첨가하였다. 코팅 용액을 30분 동안 혼합하였다.
폴리카보네이트 기판 상에 액체 제형을 유동 코팅함으로써 코팅된 부품을 제조하였다. 부품 모두를 1분 동안 공기 건조시켰다. 그 다음 열 경화를 90℃에서 3분 동안 개시하고, 90℃에서 4시간 동안 완결하였다. 코팅된 특성을 표 5에 열거한다.
실시예 11:
교반하면서 7.00g의 실시예 9에, 1.75 g의 PGM-AC-2140Y를 첨가하였다. 15분 동안 혼합한 후, 교반하면서 3.00g의 PM 글리콜 에터를 첨가하였다. 그 다음 0.05g의 열 라디칼 개시제(VAM-110)를 첨가하였다. PM 중의 10% BYK 356 0.10g 및 CAPSTONE FS35와 SCHERCOQUAT IAS-PG의 1:25 비의 혼합물 0.04g을 첨가하였다. 코팅 용액을 30분 동안 혼합하였다.
폴리카보네이트 기판 상에 액체 제형을 유동 코팅함으로써 코팅된 부품을 제조하였다. 부품 모두를 1분 동안 공기 건조시켰다. 그 다음 열 경화를 90℃에서 3분 동안 개시하고, 115℃에서 2시간 동안 완결하였다. 코팅된 특성을 표 5에 열거한다.
실시예 11A:
폴리카보네이트 기판에서의 유동 코팅에 의해서 실시예 11의 동일한 액체 제형을 사용하여 또 다른 코팅된 부품 세트를 제조하였다. 부품을 1분 동안 공기 건조시켰다. 그 다음 열 경화를 90℃에서 3분 동안 개시하고, 110℃에서 45분 동안 완결하였다. 코팅된 특성을 표 5에 열거한다.
실시예 12:
교반하면서 7.00g의 실시예 9에, 1.75 g의 PGM-AC-2140Y를 첨가하였다. 15분 동안 혼합한 후, 교반하면서 3.00g의 PM 글리콜 에터를 첨가하였다. 그 다음 0.05g의 열 라디칼 개시제(VA-086)를 첨가하였다. PM 중의 10% BYK 356 0.10g 및 CAPSTONE FS35와 SCHERCOQUAT IAS-PG의 1:25 비의 혼합물 0.04g을 첨가하였다. 코팅 용액을 30분 동안 혼합하였다.
폴리카보네이트 기판 상에 액체 제형을 유동 코팅함으로써 코팅된 부품을 제조하였다. 부품 모두를 1분 동안 공기 건조시켰다. 그 다음 열 경화를 90℃에서 3분 동안 개시하고, 100℃에서 4시간 동안 완결하였다. 코팅된 특성을 표 5에 열거한다.
실시예 13:
50.00g의 실시예 9에, 0.74g의 IRGACURE 184 및 PM 중의 SOKALAN K17의 10% 혼합물 30.00g을 첨가하였다. 코팅 전에 혼합물을 적어도 20분 동안 교반하였다.
폴리카보네이트 기판 상에 액체 제형을 유동 코팅함으로써 코팅된 부품을 제조하였다. 모든 부품을 1분 동안 공기 건조시키고, 90℃에서 3분 동안 먼저 열 경화시켰다. 2.0J/㎠에서 Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 경화를 완결하였다. 코팅된 특성을 표 6에 열거한다.
실시예 14:
50.00g의 실시예 9에, 0.74g의 IRGACURE 184 및 물 중의 30% K60 10.00g을 첨가하였다. 2분 동안 혼합한 후, 20.00g의 PM을 비이커에 첨가하였다. 코팅 전에 혼합물을 적어도 20분 동안 교반하였다.
폴리카보네이트 기판 상에 액체 제형을 유동 코팅함으로써 코팅된 부품을 제조하였다. 모든 부품을 1분 동안 공기 건조시키고, 90℃에서 3분 동안 먼저 열 경화시켰다. 2.0J/㎠에서 Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 경화를 완결하였다. 코팅된 특성을 표 6에 열거한다.
Figure pct00010
Figure pct00011
실시예 15 (비교):
JP H11-140109에 따라서, 실험실에서 예비중합체를 합성하였다(합성 II, 표 9). 제형을 밤새 혼합하였다(15a, 15b, 15c, 표 10). 그 다음 이들 제형을 폴리카보네이트 기판에 도포하고, 퓨전 컨베이어(UV) 경화 유닛으로 경화시켰다. 코팅은 K-마크 또는 N-마크에서 불합격하였다. 표 11은 이들 코팅 제형에 대한 비교예 성능 요약을 나타낸다.
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
실시예 16(비교예):
미국 특허 제8,642,180호에 따라서, 실시예 5를 비교예와 같이 실험실에서 합성하였다. 코팅액을 딥 코팅을 통해 폴리카보네이트 기판에 도포하고, 3D 경화 유닛에서 2.0J/㎠로 UV 방사선에 노출시켰다. 코팅액은 만졌을 때 끈적끈적한 상태를 유지하였고, UV 방사선 하에서 경화되지 않았다.
실시예 17(비교예):
미국 특허 제10,221,331호는 높은 스틸울(steel wool) 마모 저항성을 갖지만 미세 입자에 의한 표면 손상에는 저항성(EN166 K 마크)이 아닌 세척 가능한 김서림 방지를 제공하는 UV 경화성 제형을 기술한다. 본 개시내용의 코팅 조성물은 EN166 N 마크에 합격한 극히 예외적인 김서림 방지 특성 및 EN166 K 마크에 합격한 미세 입자에 의한 표면 손상에 저항성을 갖는, 경화성 및/또는 UV 경화성인 특별히 조작된 우레탄 아크릴레이트에 관한 것이다.
실시예 18:
100g의 실시예 2를 0.25g의 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN)과 함께 밤새 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하였다. 먼저 샘플을 90℃에서 적어도 5분 동안 경화시키고, 2.0J/㎠에서 Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 경화를 완결하였다. 경화된 코팅 특성을 표 7에 제시한다.
실시예 19:
100g의 실시예 2를 0.38g의 AIBN과 함께 밤새 실온 조건에서 혼합하였다. 샘플을 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하였다. 먼저 샘플을 90℃에서 적어도 5분 동안 경화시키고, 2.0J/㎠에서 Vela 3D(UV) 경화 유닛을 사용하여 경화를 완결하였다. 경화된 코팅 특성을 표 7에 제시한다.
Figure pct00015
실시예 20:
실시예 2를 폴리카보네이트 렌즈 상에 딥코팅하고, 퓨전 컨베이어 UV 경화 유닛을 사용하여 2.0J/㎠에서 경화시켰다. 경화된 코팅 특성을 표 8에 제시한다.
Figure pct00016
본 개시내용은 코팅 조성물, 물품 및 방법의 예시적인 측면을 상세히 기재하지만, 본 개시내용은 개시된 양상에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 또한, 본 명세서에 개시된 예시적 양상의 특정 요소는 임의의 예시적 양상에 제한되지 않고, 대신 본 개시내용의 모든 양상에 적용된다.
본 명세서에서 제시된 바와 같은 용어는 단지 본 개시내용의 양상을 설명하기 위한 것이며, 본 개시내용을 전체적으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시내용의 단일 특성 또는 제한에 대한 모든 언급은 달리 명시되거나 언급되는 문맥이 명확하게 상반되는 것으로 암시되지 않는 한 해당하는 복수의 특징 또는 제한을 포함해야 하고 그 역도 마찬가지이다. 달리 명시되지 않는 한, 단수 표현 및 "적어도 하나"는 상호 교환 가능하게 사용된다. 또한, 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수표현은 그 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수형을 포함한다.
용어 "포함하다" 또는 "포함하는"이 상세한 설명 또는 청구범위에서 사용되는 한, "포함하는"이라는 용어는 그 용어가 청구범위에서 과도기적 용어로 사용되는 경우 해석되는 것과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다. 추가로 "또는"이라는 용어가 사용되는 한(예를 들어, A 또는 B) "A 또는 B 또는 둘 다"를 의미하는 것으로 의도된다. 본 출원인이 "둘 다는 아닌 A 또는 B만"을 표시하려는 경우 "둘 다는 아닌 A 또는 B만"이라는 용어가 사용될 것이다. 따라서 본 명세서에서 "또는"이라는 용어의 사용은 배타적인 사용이 아니라 포괄적인 사용이다. 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나"라는 어구는 "A만 또는 B만 또는 C만 또는 이들의 임의의 조합"으로 해석되어야 한다.
본 개시내용의 코팅 조성물, 물품, 및 코팅 조성물 또는 물품을 제조하는 관련 방법은 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 개시내용의 필수 요소뿐만 아니라 본 명세서에 기재된 임의의 추가적 또는 선택적 요소 또는 코팅 적용에 달리 유용한 요소를 포함하거나, 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 모든 백분율, 부 및 비율은 달리 명시되지 않는 한 전체 조성물의 중량을 기준으로 한다. 본 명세서에 개시된 백분율, 부 및 비율을 포함하지만 이에 제한되지 않는 모든 범위 및 매개변수는 그 안에 추정되고 포함된 임의의 및 모든 하위 범위 및 종점 사이의 모든 숫자를 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 명시된 "1 내지 10" 범위는 최소값 1 이상에서 시작하여 최대값 10 이하의 임의의 및 모든 하위 범위(예를 들어, 1 내지 6.1, 또는 2.3 내지 9.4) 및 이들 범위에 포함된 각각의 정수(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)를 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 방법 또는 방법 단계의 임의의 조합은 언급된 조합이 이루어지는 문맥에 의해 달리 명시되거나 명백히 반대로 암시되지 않는 한 임의의 순서로 수행될 수 있다.

Claims (47)

  1. 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄은,
    A. 폴리올 성분;
    B. 폴리아이소사이아네이트 성분;
    C. 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및
    D. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분
    의 반응 생성물을 포함하는, 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1wt% 내지 25wt% 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 아이소사이아네이트-반응성 알콕실화된 아크릴레이트를 포함하는, 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 4차 암모니아, 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터, 폴리에터 공중합체, 알킬 에터, 알켄일 에터, 올레핀 에터 및 이들의 조합물로부터 선택되는, 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 50wt% 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 다이올, 및/또는 (b) 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 트라이올을 포함하는, 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체상은 물, 유기 용매 또는 이들의 조합물을 포함하는, 코팅 조성물.
  8. 제3항에 있어서, 상기 알콕실화된 아크릴레이트는 하이드록실기를 포함하는, 코팅 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 비-반응성 계면활성제를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물 나노입자를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 다작용성 알콕실화된 아크릴레이트 단량체를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 알켄일기, 아크릴레이트기, 티올기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함하는 반응성 작용기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  13. 기판 및 상기 기판 상에 적용된 투명한 김서림 방지 코팅(anti-fog coating)을 포함하는 물품으로서,
    상기 코팅은 개시제, 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물로부터 형성되고, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄은,
    A. 폴리올 성분;
    B. 폴리아이소사이아네이트 성분;
    C. 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및
    D. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분
    의 반응 생성물을 포함하는, 물품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1wt% 내지 25wt% 범위의 양으로 존재하는, 물품.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 아이소사이아네이트-반응성 알콕실화된 아크릴레이트를 포함하는, 물품.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 4차 암모니아, 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터, 폴리에터 공중합체, 알킬 에터, 알켄일 에터, 올레핀 에터 및 이들의 조합물로부터 선택되는, 물품.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 50wt% 범위의 양으로 존재하는, 물품.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 다이올, 및/또는 (b) 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 트라이올을 포함하는, 물품.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체상은 물, 유기 용매 또는 이들의 조합물을 포함하는, 물품.
  20. 제15항에 있어서, 상기 알콕실화된 아크릴레이트는 하이드록실기를 포함하는, 물품.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 비-반응성 계면활성제를 더 포함하는, 물품.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 금속 산화물 나노입자를 더 포함하는, 물품.
  23. 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 다작용성 알콕실화된 아크릴레이트 단량체를 더 포함하는, 물품.
  24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 알켄일기, 아크릴레이트기, 티올기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함하는 반응성 작용기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제를 더 포함하는, 물품.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 상에서 경화되는 경우, 상기 코팅은 수 세척 가능한 김서림 방지 특성을 갖는, 코팅 조성물 또는 물품.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 상에서 경화되는 경우, 상기 코팅은 영구적인 김서림 방지 특성을 갖는, 코팅 조성물 또는 물품.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 상에서 경화되는 경우, 상기 코팅은 영구적인 내마모성 특성을 갖는, 코팅 조성물 또는 물품.
  28. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 전자-빔 경화성 폴리우레탄 및 액체상의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄은,
    A. 폴리올 성분;
    B. 폴리아이소사이아네이트 성분;
    C. 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및
    D. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분
    의 반응 생성물을 포함하는, 코팅 조성물.
  29. 기판 및 상부에 경화된 제28항의 코팅 조성물을 포함하는, 물품.
  30. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄 및 액체상의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물로서,
    상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 라디칼 경화성 폴리우레탄은,
    A. 폴리올 성분;
    B. 폴리아이소사이아네이트 성분;
    C. 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제; 및
    D. 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분
    의 반응 생성물을 포함하는, 코팅 조성물.
  31. 제30항에 있어서, 개시제를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1wt% 내지 25wt% 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  33. 제30항 또는 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화 작용기를 갖는 아이소사이아네이트-반응성 성분은 아이소사이아네이트-반응성 알콕실화된 아크릴레이트를 포함하는, 코팅 조성물.
  34. 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 4차 암모니아, 에터 설포네이트, 인산 에스터, 폴리에터 및 이들의 공중합체, 비이온성 폴리에터, 알킬 에터, 알켄일 에터 및 올레핀 에터로부터 선택되는, 코팅 조성물.
  35. 제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아이소사이아네이트-반응성 계면활성제는 상기 라디칼 경화성 폴리우레탄의 총 고체 중량을 기준으로 1 내지 50wt% 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  36. 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 다이올, 및/또는 (b) 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 주쇄 분절을 갖는 트라이올을 포함하는, 코팅 조성물.
  37. 제30항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체상은 물, 유기 용매 또는 이들의 조합물을 포함하는, 코팅 조성물.
  38. 제33항에 있어서, 상기 알콕실화된 아크릴레이트는 하이드록실기를 포함하는, 코팅 조성물.
  39. 제30항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 비-반응성 계면활성제를 더 포함하는, 조성물.
  40. 제30항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물 나노입자를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  41. 제30항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 다작용성 알콕실화된 아크릴레이트 단량체를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  42. 제30항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 알켄일기, 아크릴레이트기, 티올기 또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함하는 반응성 작용기를 갖는 라디칼 반응성 계면활성제를 더 포함하는, 코팅 조성물.
  43. 기판 및 상부에 경화된 제30항 내지 제42항 중 어느 한 항의 코팅 조성물을 포함하는, 물품.
  44. 제1항 내지 제12항, 제28항 및 제30항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 경화되는 경우 상기 코팅 조성물로부터 형성된 코팅은 EN166 K-마크, EN166 N-마크, 또는 EN166 K-마크 및 EN166 N-마크 둘 다 중 적어도 하나를 갖는, 코팅 조성물.
  45. 제44항에 있어서, 상기 코팅은 EN166-K-마크 및 EN166 N-마크 둘 다를 갖는, 코팅 조성물.
  46. 제13항 내지 제24항 및 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 EN166 K-마크, EN166 N-마크, 또는 EN166 K-마크 및 EN166 N-마크 둘 다 중 적어도 하나를 갖는, 물품.
  47. 제46항에 있어서, 상기 코팅은 EN166-K-마크 및 EN166 N-마크 둘 다를 갖는, 물품.
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