KR20230147687A - 환경 친화적인 수계 엔지니어링 중합체 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ㆍ 물; ㆍ 적합한 출발 물질을 N-n-부틸 피롤리돈 중에서 80 - 120℃ 범위의 온도에서, 10000 내지 40000 g/mol (달톤)의 Mw 및 1.1 내지 2의 Mw/Mn 비를 갖는 중합체가 형성될 때까지 반응시킴으로써 수득가능한 폴리아미드이미드 중합체와 아민 화합물을 반응시킴으로써 수득된 반응 생성물; ㆍ 임의로 아민 화합물, 및 ㆍ N-n-부틸피롤리돈을 포함하는 수성 조성물, 및 코팅 조성물에 있어서의 그의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 엔지니어링 중합체를 포함하는 수성 조성물에 관한 것이다.
US2015/0018466에는 a) 물, b) 폴리아미드이미드 또는 폴리에테르 이미드, c) 아민 및 d) 용매를 포함하는 코팅 시스템을 위한 수용액이 개시되어 있다. 기존 조성물에서는 N-메틸피롤리돈 (NMP)이 이러한 코팅 시스템을 위한 용매로서 사용되었는데, US2015/0018466에는 NMP의 사용과 관련된 특정한 독성학적 문제를 극복하기 위한 대안적 용매가 제시되어 있다. 대안적 용매는 아세토아세트아미드, 구아니딘, 유기 포스페이트, 피페리돈, 프탈레이트, 술폴란, 디메틸 술폰, 디알킬 술폭시드, 디-판토테닐, n-아세틸-카프로락탐, 또는 그의 혼합물을 포함한다. 폴리아미드이미드 (PAI)의 수용액은, 물과 대안적 용매의 혼합물의 존재 하에 승온에서 고체 PAI 분말을 아민과 반응시켜 폴리암산-아민 염을 형성한 다음 이러한 염을 물에 용해시킴으로써, 수득된다. 수득된 용액은 ≤ 10 wt%의 PAI 고체 함량을 가지며, 이로 인해 이러한 용액은 예를 들어 코팅에 사용하기에 덜 매력적이 되는데, 왜냐하면 건조/경화 시 다량의 용매를 제거할 것이 요구되기 때문이다.
WO2017/011250에는 극성 비양성자성 용매에 용해된 엔지니어링 중합체를 포함하는 기능성 코팅 조성물이 개시되어 있다. 공지된 조성물에서는, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP), N-에틸-2-피롤리돈 (NEP), N,N-디메틸포름아미드, 및 푸르푸릴 알콜과 같은 용매가 사용된다. 그러나, NMP의 사용과 관련된 독성학적 문제의 관점에서, WO2017/011250에는 β-알콕시프로피온아미드가 이러한 유형의 조성물에서 NMP를 대신하는 대안적 용매로서 제시되어 있다. 이러한 문헌에 개시된 코팅 조성물은 < 30 wt%의 고체 함량을 갖는데, 이는 코팅의 적용 후에 건조/경화 시 다량의 유기 용매가 제거될 것이 요구됨을 의미한다.
US2017/349782에는 폴리아미드이미드를 포함하는 수성 조성물의 제조 공정이 개시되어 있다. 이러한 공정에서는, 폴리아미드이미드 또는 폴리아미드암산 수지 분말을 N-포르밀 모르폴린 (NFM) 및 제2 용매를 포함하는 제1 용매 혼합물에 용해시킨다. 이어서 PAI-수지를 이러한 용액으로부터 침전시키고, 추가의 단계에서 PAI-수지를 N-부틸 피롤리돈 (NBP), 에틸렌 글리콜, 및 물을 포함하는 제2 용매 혼합물에 다시 용해시킨다. 이러한 공정은 다소 복잡하며, 최종적으로 다양한 유기 용매 및 소량의 물을 사용하여 PAI-수지 용액을 수득한다.
JP2019026769에는 N-부틸 피롤리돈 (NBP)을 용매로서 사용하는 폴리아미드이미드 수지의 제조 공정이 개시되어 있다. 제2 유기 용매가 이러한 용액에 첨가될 수 있으며, 조성물은 탁월한 내습성을 갖는 코팅으로서 사용될 수 있다. 이러한 문헌에는 PAI-수지를 포함하는 수성 조성물의 제조는 개시되어 있지 않다.
다양한 유형의 (특수) 코팅 용도에 사용될 수 있는 > 20 wt%, 바람직하게는 > 25 wt%의 고체 함량을 갖는 폴리아미드이미드 수용액이 요구된다.
본 발명은
a. 물;
b. 하기 b1과 b2를 반응시킴으로써 수득된 반응 생성물:
b1. 적합한 출발 물질을 N-n-부틸 피롤리돈피롤리돈 중에서 80 - 120℃ 범위의 온도에서, 10000 내지 40000 g/mol (달톤)의 Mw 및 1.1 내지 2의 Mw/Mn 비를 갖는 중합체가 형성될 때까지 반응시킴으로써 수득가능한 폴리아미드이미드 중합체, 및
b2. 아민 화합물;
c. 임의로 아민 화합물, 및
d. N-n-부틸피롤리돈
을 포함하는 수용액에 관한 것이다.
폴리아미드이미드 중합체의 제조
본 발명에서 사용되는 폴리아미드이미드 수지는, 다양한 출발 물질, 예컨대 2개의 카르복실 기가 이웃자리 위치에 있고 반드시 적어도 1개의 추가의 관능기가 있는 폴리카르복실산 또는 그의 무수물, 이미드 고리를 형성할 수 있는 적어도 1개의 1급 아미노 기를 갖는 폴리아민, 또는 적어도 2개의 이소시아네이트 기를 갖는 화합물로부터 제조될 수 있다. 폴리아미드이미드는 또한 폴리아미드, 적어도 2개의 NCO 기를 함유하는 폴리이소시아네이트, 및 축합 또는 첨가에 의한 반응에 적용될 수 있는 적어도 1개의 추가의 기를 함유하는 환형 디카르복실산 무수물을 반응시킴으로써 수득될 수 있다.
더욱이, 성분 중 하나가 이미 이미드 기를 함유한다면, 디이소시아네이트 또는 디아민 및 디카르복실산으로부터 폴리아미드이미드를 제조하는 것도 가능하다. 예를 들어, 트리카르복실산 무수물을 초기 단계에서 디1급(diprimary) 디아민과 반응시켜 상응하는 디이미도카르복실산을 생성한 다음 이를 디이소시아네이트와 반응시켜 폴리아미드이미드를 형성하는 것이 가능하다.
폴리아미드이미드의 제조를 위해, 2개의 카르복실 기가 이웃자리 위치에 있는 트리카르복실산 또는 그의 무수물을 사용하는 것이 바람직하다. 상응하는 방향족 트리카르복실산 무수물, 예를 들어 트리멜리트산 무수물, 나프탈렌 트리카르복실산 무수물, 비스페닐 트리카르복실산 무수물, 및 분자에 2개의 벤젠 고리 및 2개의 이웃자리 카르복실 기를 갖는 기타 트리카르복실산, 예컨대 DE-A 19 56 512에 주어진 예이 바람직하다. 트리멜리트산 무수물을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다. 아민 성분으로서, 이미 폴리아미도카르복실산과 관련하여 기술된 디1급 디아민을 사용하는 것이 가능하다. 더욱이, 티아디아졸 고리를 함유하는 방향족 디아민, 예를 들어 2,5-비스(4-아미노페닐)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(3-아미노페닐)-3,3,4-티아디아졸, 2-(4-아미노페닐)-5-(3-아미노페닐)-1,3,4-티아디아졸, 및 또한 다양한 이성질체의 혼합물을 사용할 가능성도 존재한다.
폴리아미드이미드의 제조에 적합한 디이소시아네이트는 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 테트라메틸렌, 헥사메틸렌, 헵타메틸렌 및 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 시클로지방족 디이소시아네이트, 예를 들어 이소포론 디이소시아네이트, ω,ω'-디이소시아네이토-1,4-디메틸시클로헥산, 시클로헥산 1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 1-메틸시클로헥산 2,4-디이소시아네이트 및 디시클로헥실-메탄 4,4'-디이소시아네이트; 방향족 디이소시아네이트, 예를 들어 페닐렌, 톨릴렌, 나프틸렌 및 크실릴렌 디이소시아네이트, 및 또한 치환된 방향족 시스템, 예를 들어 디페닐 에테르, 디페닐 술피드, 디페닐 술폰 및 디페닐메탄 디이소시아네이트; 혼합된 방향족-지방족 및 방향족-히드로방향족 디이소시아네이트, 예를 들어 4-이소시아네이토메틸페닐 이소시아네이트, 테트라히드로나프틸렌 1,5-디이소시아네이트 및 헥사히드로벤지딘 4,4'-디이소시아네이트이다. 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4- 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다.
물에 용해되는 폴리아미드이미드 중합체를 제조하기 위해, 폴리아미드이미드를 아민과 반응시켜 폴리암산-아민 염을 형성한다. 일반적으로 이를 50℃ 내지 80℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 또는 대안적으로는 원하는 고체 함량에 도달할 때까지 수행한다.
폴리암산-아민 염을 제조하는데 사용될 수 있는 적합한 아민의 예는 트리에틸아민, 디메틸 에탄올아민, 에틸 2-히드록시에틸 아민, 트리부틸 아민, 트리스(2-히드록시에틸)아민, N,N-디메틸아닐린, 모르폴린, 피리딘, N-메틸 피롤, 에틸 비스(2-히드록시에틸) 아민, 테트라메틸 구아니딘 및 그의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 수용액을 제조하기 위해, 물을 폴리암산-아민 염에 첨가하거나, 대안적으로는, 아민을 함유하는 수용액을 첨가한다.
본 발명에 따른 수용액에 임의로 존재하는 아민은, 상기에 기재된 바와 같은, 폴리암산-아민 염을 제조하는 데 사용되는 아민과 동일하거나 상이할 수 있다.
특수한 특성을 갖는 기능성 코팅으로서 자격을 갖추기 위해 요구되는 유리한 특성을 나타내는 폴리아미드이미드 수지를 기반으로 하는 본 발명의 수성 조성물은, 폴리아미드이미드 수지가 NBP의 존재 하에 세심하게 설계된 반응 조건 하에서 제조될 때에만 수득가능한 것으로 밝혀졌다. 반응 온도는 너무 높지 않아야 하며, 바람직하게는 80 내지 130℃의 범위, 더 바람직하게는 80 내지 120℃의 범위인 것으로 밝혀졌다. 반응 온도가 130℃ 초과일 때는 반응이 너무 빠르고 제어되지 않아서, 적어도 10000 g/mol의 Mw 및 1.1 내지 2의 Mw/Mn 비를 갖는 폴리아미드이미드 수지를 수득할 수 없는 것으로 밝혀졌다. 반응 온도가 80℃ 미만일 때는 반응이 일어난다고 하더라도 너무 느려서, 실제로 폴리아미드이미드 수지의 제조에 유용하지 않다.
추가로, 반응 혼합물에 존재하는 저분자량 모노카르복실산과 같은 소량의 조절제 화합물을 사용하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 적합한 저분자량 모노카르복실산의 예는 (C1-C10) 모노카르복실산 또는 C4 - C6 분지형 모노카르복실산, 예컨대 포름산, 아세트산, 프로피온산 등을 포함한다. 무수물을 출발 물질로서 사용하여 폴리아미드이미드 수지를 제조하는 경우에, 반응 혼합물 중 저분자량 모노카르복실산의 양은 무수물의 양을 기준으로 예를 들어 2 내지 4 몰%로 적어야 한다.
본 발명은 또한 비-점착성 또는 저감된 마찰 특성을 제공하는 기능성 코팅으로서 사용될 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이다. 이러한 코팅은 하나 이상의 건조 윤활제, 예컨대, 결합제 매질에 매입되거나 결합된, 플루오로중합체, 흑연, 그래핀, 몰리브데넘 이황화물, 질화붕소, 실리콘 등을 조성물에 첨가함으로써 제조될 수 있다. 전형적으로, 이러한 건조 윤활제는 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.5 내지 20 wt%의 양으로 조성물에 존재한다.
코팅 조성물은 임의로 하나 이상의 추가적인 성분, 예컨대 안료, 추가적인 용매, 기능성 충전제, 첨가제, 및 산성 또는 알칼리성 첨가제를 포함할 수 있다.
안료가 코팅 조성물에 존재하는 경우에, 그것은 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.1 wt% 내지 50 wt%의 범위, 대안적으로는 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.5 - 20 wt% 범위의 양으로 존재한다.
코팅 조성물은 또한 NBP 용매 외에도 추가적인 용매를 함유할 수 있다. 이러한 기타 용매는 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 0.1 - 20 wt%, 대안적으로는 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 0.5 내지 10 wt% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
코팅 조성물은 또한 하나 이상의 기능성 충전제를 함유할 수 있다. 이러한 기능성 충전제는 부식 방지, 더 높은 충전 계수, 표면 텍스처링, 개선된 경도 또는 기타 특징을 제공할 수 있다. 예시적인 기능성 충전제는 탄화규소, 황산바륨, 열분해 실리카, 규회석, 알루미나, 활석, 운모, 실리카, 인산아연, 인산알루미늄, 왁스 등을 포함한다.
이러한 기능성 충전제가 존재하는 경우에, 그것은 전형적으로 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.1 wt% 내지 50 wt%, 대안적으로는 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.5 - 20 wt% 범위의 양으로 존재한다.
코팅 조성물은 또한 추가의 기능성 첨가제, 예컨대 소포제, 표면 습윤제, 유동제, 안료 습윤 첨가제, 증점제, 충전제, 및 전기 전도도 또는 기타 특징을 변화시키는 첨가제를 함유할 수 있다.
이러한 기능성 첨가제가 존재하는 경우에, 그것은 전형적으로 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.1 wt% 내지 20 wt%, 대안적으로는 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.5 - 10 wt% 범위의 양으로 존재한다.
코팅 조성물은 또한 산성 또는 알칼리성 첨가제, 예컨대 디메틸에탄올아민, 메틸아민, 디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸아민, 아미노메톡시프로판올, 디이소프로필아민, 암모니아, 아세트산, 포름산, 시트르산 등을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 pH 보정제 또는 플래시(flash) 녹 억제제로서 작용할 수 있다. 이러한 산성 또는 알칼리성 첨가제가 조성물에 존재하는 경우에, 그것은 전형적으로 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 0.5 내지 20 wt%의 양, 대안적으로는 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 1 내지 10 wt%의 양으로 존재한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 전형적으로 하기 조성을 갖는다 (여기서 wt%는 전체 조성물의 중량을 기준으로 함),
- 20 - 30 wt%의 폴리암산 아민 염 (즉, 폴리아미드이미드와 아민의 반응 생성물);
- 30 - 40 wt%의 NBP
- 15 - 20 wt%의 아민;
- 15 - 25 wt%의 물, 및
- 0 - 10 wt%의 기타 성분
상기 조성을 갖는 본 발명에 따른 코팅 조성물은 전형적으로 500 내지 4000 mPa.s (500 내지 4000 cPs) 범위의 점도를 가지며, 여기서 점도는 22℃에서 하케 점도계 550(HAAKE VISCOTESTER 550)을 사용하여 160 s-1의 전단율 및 동축 실린더 측정 시스템에서 2분 동안 측정된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 일반적으로 기재에 적용된다. 기재는 금속, 세라믹 물질, 플라스틱, 복합재, 및 광물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 코팅을 위한 기재로서 사용되는 금속은 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 양철 및 탄소강으로부터의 기재를 포함한다.
본 발명에 따른 코팅을 위한 기재로서 사용되는 세라믹 물질은 유리, 예컨대 붕규산 유리, 법랑, 다양한 소성 점토 및 기타 내화 물질을 포함한다.
본 발명에 따른 코팅을 위한 기재로서 사용되는 플라스틱 및 복합재는 높은 융점을 갖는 플라스틱 및 복합재, 예컨대 코팅 배합물의 경화 온도보다 더 높은 융점을 갖는 플라스틱, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리프로필렌, ABS, 폴리에틸렌, 탄소 섬유 에폭시 복합재, 및 유리 섬유 에폭시 복합재를 포함한다. 본 발명에 따른 코팅을 위한 기재로서 사용되는 광물은 운모, 현무암, 알루미나, 실리카, 및 규회석, 대리석 및 화강암을 포함한다.
기재는 팬과 같은 물품 또는 또 다른 조리기구 물품의 일부분일 수 있다.
기재는 강성 기재 또는 가요성 기재일 수 있다. 강성 기재의 예는 조리기구, 내열접시, 캔, 코일, 주형, 소형 전기 제품, 패스너(fastener), 복사 롤러, 베어링, 엔진 피스톤 스커트, 및 기타 적합한 기재를 포함한다. 가요성 기재의 예는 예를 들어 연속 오븐을 위한 식품 컨베이어 벨트, 경기장 지붕 및 레이더 돔에 사용되는 유형의 건축용 직물뿐만 아니라, 열 밀봉 벨트, 회로 기판, 조리용 시트, 및 천막용 직물과 같은 용도에 통상적으로 사용되는 유형의 유리 천을 포함한다. "유리천" 또는 "유리 천"은, 예를 들어, 리넨, 유리 또는 면과 같은 직조 섬유로 만들어진 텍스타일 물질이다. 본 코팅 조성물로 코팅될 수 있는 기타 가요성 기재는 천연 또는 합성 섬유 또는 필라멘트를 포함하는 임의의 물질, 예를 들어 스테이플 섬유, 인조섬유 솜, 얀, 실, 텍스타일, 부직포, 거름 그물, 로프, 벨트, 밧줄, 멤브레인 및 웨빙(webbing)을 포함한다. 본 코팅 조성물로 코팅될 수 있는 예시적인 섬유 물질은 천연 섬유, 예컨대 식물성, 동물성, 및 광물성 섬유, 예를 들어 면, 면 데님, 양모, 실크, 세라믹 섬유, 및 금속 섬유뿐만 아니라, 합성 섬유, 예컨대 니트 탄소 직물, 초고분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE) 섬유, 예컨대 로얄 디에스엠 엔브이(Royal DSM NV)로부터 입수 가능한 디니마(Dyneema)®, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET) 섬유, 파라-아라미드 섬유, 예를 들어 폴리파라페닐렌 테레프탈레이트, 예컨대 테이진 아라미드(Teijin Aramid)로부터 입수 가능한 트와론(Twaron)®, 레이온 섬유, 예컨대 코르덴카 게엠베하 운트 코 카게(Cordenka GmbH & Co KG)로부터 입수 가능한 코르덴카(CORDENKA)® 섬유, 폴리페닐렌 술피드 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 섬유, 폴리아미드 섬유 (나일론), 및 나일론-폴리에스테르 섬유를 포함한다.
코팅 방법
코팅 조성물은 임의의 표준 배합 기술, 예컨대 단순 첨가 및 저전단 혼합에 의해 제조될 수 있다. 코팅 조성물은 베이스 층 또는 프라이머로서 기재에 직접 적용될 수 있거나, 임의의 공지된 기술, 예컨대 분무 코팅, 커튼 코팅 및 롤러 코팅에 의해 베이스코트 또는 프라이머 및/또는 미드코트 위에 적용될 수 있으며, 이어서 경화되어, 광택, 비-점착성, 및 내마모성 및 내긁힘성이 개선된 코팅을 갖는 코팅된 기재를 제공할 수 있다. 전형적으로, 베이스코트는 분무 코팅, 커튼 코팅 및 롤러 코팅에 의해 적용되는 반면, 미드코트 및 탑코트는 롤러 코팅에 의해 적용될 것이다. 프라이머 및/또는 미드코트의 특정 조성은 매우 다양할 수 있으며, 본원에 개시된 코팅에 의해 입증된 개선된 특성과 관련하여 중요한 것으로 생각되지 않는다.
한 예시적인 실시양태에서, 코팅 조성물은 기재에 적용된 후에 건조된다. 예시적인 실시양태에서, 건조는 40℃ 내지 130℃의 범위, 대안적으로는 75 내지 115℃ 범위의 건조 온도에서 수행될 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 건조는 건조 온도에서 30초 내지 10분 또는 그 초과 동안 건조시키는 것을 포함할 수 있다. 한 예시적인 실시양태에서, 코팅 조성물은 주위 온도에서 공기 건조에 의해 건조된다. 한 예시적인 실시양태에서, 코팅 조성물은 기재에 대해 열경화된다. 예시적인 실시양태에서, 경화는 220℃ 내지 450℃ 범위의 경화 온도에서 3 내지 20분 또는 그 초과 동안 수행될 수 있다.
코팅 조성물은 전형적으로, 용도에 따라, 5 마이크로미터 미만 내지 60 마이크로미터 또는 그 초과 범위의 건조 필름 두께 (DFT)로 적용된다.
본 발명의 코팅 조성물은 언더코트로서 사용될 수 있다. 언더코트는 하부 기재에 직접 적용되는 코팅인 베이스코트 (때때로 프라이머라고 지칭됨)일 수 있다. 본 코팅 조성물은 또한 하부 언더코트 위에 적용되는 오버코트일 수 있다. 이러한 실시양태에서, 본 코팅 조성물은, 코팅이 하부 언더코트 위에 및 피복 코팅 또는 탑코트 아래에 적용되는 미드코트의 형태를 취하거나, 본 코팅 조성물은, 코팅이 외부 환경에 노출된 상태를 유지하며 하부 언더코트 위에 적용되는 탑코트의 형태를 취할 수 있다. 기타 실시양태에서, 본 코팅 조성물은 기재에 직접 적용되어, 기재와 직접 접촉하는 단일층 코팅을 형성할 수 있으며, 이로써 코팅은 외부 환경에 노출된 상태를 유지하면서도 임의의 언더코트 위에 적용되지 않는다.
실시예
실시예 1: 폴리아미드이미드의 제조
18.08 중량부 (pbw)의 트리멜리트산 무수물, 23.5 pbw의 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 0.12 pbw의 포름산 및 58.29 pbw의 NBP를 반응 용기에 넣고 85℃까지 가열하였다. 혼합물을 85℃에서 2시간 동안 유지하고, 이어서 서서히 100℃까지 가열하였다. 반응 용기 내의 온도를 이러한 온도에서 2시간 동안 유지하였다. 그 후에, 반응 용기의 가열을 중단하고, NBP 중 폴리아미드이미드 용액을 수득하였다. 수득된 폴리아미드이미드의 Mw 및 Mn은 DIN 55672-2에 따라 각각 16000 g/mol 및 10000 g/mol인 것으로 측정되었고, 따라서 용액 중 폴리아미드이미드는 1.6의 Mw/Mn 비를 가졌다.
실시예 2: 수중 폴리아미드이미드 용액의 제조
실시예 1에 따라 제조된 NBP 중 62.62 pbw의 폴리아미드이미드 용액을 5.52 pbw의 디메틸에탄올아민과 50 내지 80℃의 온도에서 4 내지 6시간 동안 반응시켰다. 수득된 폴리암산 아민 염 (PAAA-염)을 7.37 pbw의 물에 용해시키고 완전히 균질한 용액이 수득될 때까지 70-75℃에서 계속 교반하였다. 50 중량%의 디메틸에탄올아민을 함유하는 수용액을 25.0%의 고체 함량이 수득될 때까지 첨가하였다. 2.5 gr의 생성물을 직경 5 cm 디스크에서 칭량한 다음 그것을 250℃ 오븐에 20' 동안 넣음으로써, 고체 함량을 측정하였다. 이러한 수중 PAAA-염 액은 22℃에서 하케 점도계 550을 사용하여 160 s-1의 전단율 및 동축 실린더 측정 시스템에서 2분 동안 측정된 2420 mPa.s의 점도를 갖는다. 수득된 생성물의 최종 조성은 25 wt% PAAA-염, 37 wt% NBP, 18 wt% DMEA 및 20 wt% 물이며, 여기서 wt%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
실시예 3: 수중 저점도 폴리아미드이미드 용액의 제조
실시예 1에 따라 제조된 NBP 중 62.62 pbw의 폴리아미드이미드 용액을 5.52 pbw의 디메틸에탄올아민과 50 내지 80℃에서 6 내지 8시간 동안 반응시켰다. 수득된 폴리암산 아민 염 (PAAA-염)을 7.37 pbw의 물에 용해시키고 완전히 균질한 용액이 수득될 때까지 70-75℃에서 계속 교반하였다. 50 중량%의 디메틸에탄올아민을 함유하는 수용액을 25.0%의 고체 함량이 수득될 때까지 첨가하였다. 이러한 수중 PAAA-염 용액은 22℃에서 하케 점도계 550을 사용하여 160 s-1의 전단율 및 동축 실린더 측정 시스템에서 2분 동안 측정된 1550 mPa.s의 점도를 갖는다. 수득된 생성물의 최종 조성은 25% PAAA-염, 37% NBP, 18% DMEA 및 20% 물이며, 여기서 wt%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
실시예 4: 높은 고체 함량을 갖는 수중 폴리아미드이미드 용액의 제조
실시예 1에 따라 제조된 NBP 중 62.62 pbw의 폴리아미드이미드 용액을 5.52 pbw의 디메틸에탄올아민과 50 내지 80℃에서 4 내지 6시간 동안 반응시켰다. 수득된 폴리암산 아민 염 (PAAA-염)을 7.37 pbw의 물에 용해시키고 완전히 균질한 용액이 수득될 때까지 70-75℃에서 계속 교반하였다. 50 중량%의 디메틸에탄올아민을 함유하는 수용액을 28.5%의 고체 함량이 수득될 때까지 첨가하였다. 이러한 수중 PAAA-염 용액은 22℃에서 하케 점도계 550을 사용하여 160 s-1의 전단율 및 동축 실린더 측정 시스템에서 2분 동안 측정된 2420 mPa.s의 점도를 갖는다. 수득된 생성물의 최종 조성은 28.4% PAAA-염, 42% NBP, 13.6% DMEA 및 16% 물이며, 여기서 wt%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
실시예 5: 수중 폴리아미드이미드 용액의 제조 (비교 실시예)
실시예 1에 따라 제조된 NBP 중 62.62 pbw의 폴리아미드이미드 용액을 사용하여, PAI를 비용매 (에탄올)를 사용함으로써 용액으로부터 침전시켰다. 수득된 미세 분말을 건조시켰다. 그 후에, 22.54 pbw의 PAI 분말을 4.97 pbw의 디메틸에탄올아민과 반응시켰다. 수득된 폴리암산 아민 염을 6.66 pbw의 물에 용해시키고 완전히 균질한 용액이 수득될 때까지 70-75℃에서 계속 교반하였다. 50 중량%의 디메틸에탄올아민을 함유하는 수용액을 첨가하여 코팅 용도에 일반적으로 사용되는 점도를 갖는 수용액을 수득하였다. 용액은 약 10%의 고체 함량을 가졌다.
Claims (8)
- a. 물;
b. 하기 b1과 b2를 반응시킴으로써 수득된 반응 생성물:
b1. 적합한 출발 물질을 N-n-부틸 피롤리돈 중에서 80 - 120℃ 범위의 온도에서, 10000 내지 40000 g/mol (달톤)의 Mw 및 1.1 내지 2의 Mw/Mn 비 (여기서 Mw 및 Mn은 DIN 55672-2에 따라 측정됨)를 갖는 중합체가 형성될 때까지 반응시킴으로써 수득가능한 폴리아미드이미드 중합체, 및
b2. 아민 화합물;
c. 임의로 아민 화합물, 및
d. N-n-부틸피롤리돈
을 포함하는 수성 조성물. - 제1항에 있어서, 적합한 출발 물질이, 이웃자리 위치에 2개의 카르복실 기를 갖는 트리카르복실산 또는 그의 무수물, 디이소시아네이트, 및 저분자량 모노카르복실산을 포함하는 혼합물을 포함하는 것인 수성 조성물.
- 제1항 또는 제2항의 수용액을 포함하는 코팅 조성물.
- 제3항에 있어서,
a. 20 - 30 wt%의 폴리암산 아민 염 (즉, 폴리아미드이미드 중합체와 아민 화합물의 반응 생성물),
b. 30 - 40 wt%의 NBP,
c. 15 - 20 wt%의 아민,
d. 15 - 25 wt%의 물, 및
e. 0 - 10 wt%의 기타 성분
을 포함하며,
여기서 wt%는 조성물의 총 함량을 기준으로 하는 것인
코팅 조성물. - 제4항에 있어서, 기타 성분으로서,
a. 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.5 내지 20 wt%의 건조 윤활제;
b. 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.0 wt% 내지 50 wt%의 하나 이상의 안료;
c. 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 0.0 - 20 wt%의 추가적인 용매;
d. 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.0 wt% 내지 50 wt%의 기능성 충전제;
e. 코팅 조성물의 고체 함량을 기준으로 0.0 wt% 내지 20 wt%의 기능성 첨가제;
f. 코팅 조성물의 총 함량을 기준으로 0.0 내지 5 wt%의 산성 또는 알칼리성 첨가제
를 추가로 포함하는 코팅 조성물. - 기재를 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 코팅 조성물로 코팅하는, 기재를 코팅하는 방법.
- 제6항에 있어서, 코팅 조성물을 기재에 적용한 후 40℃ 내지 130℃ 범위의 건조 온도에서 건조시키는 것인 방법.
- 기재를 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 코팅 조성물로 코팅한 후 40℃ 내지 130℃ 범위의 건조 온도에서 건조시킴으로써 수득된 기재 상의 코팅 층으로서, 여기서 코팅 층은 5 마이크로미터 미만 내지 60 마이크로미터 범위의 건조 필름 두께 (DFT)를 갖는 것인 코팅 층.
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