KR20240021264A - 전착성 코팅 조성물 - Google Patents

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KR20240021264A
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electrodepositable coating
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electrodepositable
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코리 제임스 드도메닉
레자 마이클 록
데렉 제임스 색슨
크리스토퍼 앤드류 닥코
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피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하는 전착성 코팅 조성물에 관한 것으로; 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 미만의 수지 고체 함량, 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 가지며; 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만이다. 또한, 코팅, 코팅된 기판, 및 기판의 코팅 방법이 개시된다.

Description

전착성 코팅 조성물
본 개시내용은 전착성 코팅 조성물, 코팅된 기판, 및 기판의 코팅 방법에 관한 것이다.
코팅 적용 방법으로서의 전착은 인가된 전위의 영향 하에 전도성 기판 상으로의 필름-형성 조성물의 침착을 수반한다. 비-전기영동 코팅 수단과 비교하여, 전착은 보다 적은 폐기물로 증가된 페인트 활용, 기판에 대한 향상된 부식 보호, 및 최소 환경 오염을 제공하기 때문에, 전착은 코팅 산업에서 표준이 되었다. 그러나, 비교적 많은 양의 안료를 갖는 전착성 코팅 조성물의 경우, 배쓰(bath) 내 침강 및/또는 불균일한 또는 거친 코팅이 발생할 수 있다. 침강 또는 불량한 외관 없이 높은 안료 수준을 갖는 전착성 코팅 조성물이 요망된다.
개시내용의 요약
본 개시내용은 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하며; 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량, 및 배쓰 점도 시험 방법(BATH VISCOSITY TEST METHOD)에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고; 여기서 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 전착성 코팅 조성물을 제공한다.
본 개시내용은 또한, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하는 전착성 코팅 조성물로부터 유래된 코팅을 전착시키는 것을 포함하며; 여기서 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량, 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고; 여기서 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 기판의 코팅 방법을 제공한다.
본 개시내용은 추가로, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하며; 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고; 여기서 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 전착성 코팅 조성물로부터 코팅을 침착시킴으로써 형성된 코팅을 제공한다.
본 개시내용은 추가로, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하며; 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고; 여기서 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판을 제공한다.
본 개시내용은 또한, 전착성 결합제 및 안료를 포함하는 전착된 코팅 층을 포함하며, 여기서 전착된 코팅 층은 적어도 0.3:1의 안료-대-결합제 비율을 갖고, 전착된 코팅 층은 L-패널 표면 조도 시험 방법(L-PANEL SURFACE ROUGHNESS TEST METHOD)에 의해 측정시 90 마이크로인치 미만의 수평 표면 조도를 갖는 것인, 기판을 제공한다.
개시내용의 상세한 설명
본 개시내용은, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및 적어도 하나의 안료를 포함하며; 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고; 여기서 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 전착성 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 개시내용에 따라, 용어 "전착성 코팅 조성물"은 인가된 전위의 영향 하에 전기 전도성 기판 상에 침착될 수 있는 조성물을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "배쓰 점도 시험 방법"은 본원 실시예 섹션에 기재된 바와 같은 시험 방법을 지칭한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP, 예컨대 적어도 25 cP, 예컨대 적어도 35 cP, 예컨대 적어도 45 cP, 예컨대 적어도 55 cP, 예컨대 적어도 65 cP, 예컨대 적어도 75 cP, 예컨대 적어도 85 cP, 예컨대 적어도 95 cP, 예컨대 적어도 100 cP의 점도를 가질 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 고체를 기준으로 하여 30 중량% 미만의 수지 고체 함량 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 100/s의 전단 속도에서 15 cP 미만, 예컨대 12 cP 미만, 예컨대 10 cP 미만, 예컨대 8 cP 미만, 예컨대 6 cP 미만의 점도를 갖는다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 적어도 0.3:1의 안료-대-결합제 비율을 가질 수 있고, 전착성 코팅 조성물로부터 전착된 코팅은 복합 점도 시험 방법(COMPLEX VISCOSITY TEST METHOD)에 의해 측정시 5,000 내지 300,000 cP 이하의 경화 동안의 최소 복합 점도를 갖는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "복합 점도 시험 방법"은 경화 사이클 동안 코팅 필름의 점도를 측정하기 위해 사용되는 절차를 지칭하고, 방법은 (a) PPR 25/23 스핀들 및 0.1 mm 갭으로 Anton Paar MCR 302 레오미터를 셋업하는 단계; (b) 테트라히드로푸란 (THF)을 경화되지 않은 전착된 코팅 샘플에적용하고 금속 스패튤라를 사용하여 경화되지 않은 전착된 코팅 샘플을 패널로부터 긁어내고 펠티어(Peltier) 플레이트 상에 샘플을 배치하는 단계; (c) 샘플을 5%의 일정한 전단 변형 (진동) 및 시험 기간 전반에 걸쳐 유지되는 1 Hz의 주파수 및 40℃에서 30분 주변 플래시의 경화 사이클 후 41분에 걸쳐 40℃로부터 175℃까지의 온도 램프 (3.3℃/분) 하에 두면서 시간에 따라 샘플의 점도를 측정하는 단계를 포함한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 L-패널 표면 조도 시험 방법에 의해 측정시 90 마이크로인치 미만, 예컨대 85 마이크로인치 미만, 예컨대 80 마이크로인치 미만, 예컨대 75 마이크로인치 미만, 예컨대 60 마이크로인치 미만, 예컨대 50 마이크로인치 미만, 예컨대 45 마이크로인치 미만, 예컨대 40 마이크로인치 미만, 예컨대 35 마이크로인치 미만, 예컨대 30 마이크로인치 미만의 수평 표면 조도를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "L-패널 표면 조도 시험 방법"은 본원 실시예 섹션에 기재된 바와 같은 시험 방법을 지칭한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 L-패널 표면 조도 시험 방법에 의해 측정시 75 마이크로인치 미만, 예컨대 60 마이크로인치 미만, 예컨대 50 마이크로인치 미만, 예컨대 40 마이크로인치 미만, 예컨대 30 마이크로인치 미만, 예컨대 25 마이크로인치 미만, 예컨대 20 마이크로인치 미만, 예컨대 15 마이크로인치 미만, 예컨대 10 마이크로인치 미만의 수직 표면 조도를 갖는다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 상대적 침강 시험 방법(RELATIVE SEDIMENTATION TEST METHOD)에 의해 측정시 90 mg/P:B 이하, 예컨대 85 mg/P:B 이하, 예컨대 80 mg/P:B 이하, 예컨대 50 mg/P:B 이하, 예컨대 40 mg/P:B 이하, 예컨대 35 mg/P:B 이하, 예컨대 25 mg/P:B 이하, 예컨대 20 mg/P:B 이하의 상대적 침강을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상대적 침강 시험 방법"은 본원 실시예 섹션에 기재된 바와 같은 시험 방법을 지칭한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 1.5 lb/갤런 (179.7 g/L) 미만, 예컨대 1.3 lb/갤런 (155.8 g/L) 미만, 예컨대 1.1 lb/갤런 (131.8 g/L) 미만, 예컨대 1.0 lb/갤런 (119.8 g/L) 미만, 예컨대 0.8 lb/갤런 (95.9 g/L) 미만의 VOC를 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "휘발성 유기 함량" 또는 "VOC"는 전착성 결합제 또는 경화 작용제의 성분과 화학적으로 반응하기 않고 250℃ 미만의 비점을 갖는 조성물 중에 존재하는 유기 용매를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "비점"은 표준 대기압 101.325 kPa (1.01325 bar 또는 1 atm)에서의 물질의 비점을 지칭하며, 이는 또한 정상 비점으로서 언급된다. 휘발성 유기 함량은 휘발성 유기 용매를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "휘발성 유기 용매"는 250℃ 미만, 예컨대 200℃ 미만의 비점을 갖는 유기 화합물을 지칭한다. VOC는 하기 식에 따라 계산될 수 있다:
VOC (g/L) = VOC의 총 중량 (g) / (총 조성물의 부피 (L) - 물의 부피 (L))
본 개시내용에 따라, 전착성 결합제는 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 포함한다.
본 개시내용에 따라, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 양이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체를 포함할 수 있다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 양이온성 전착성 코팅 조성물에서 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체"는, 양전하를 부여하는 술포늄 기 및 암모늄 기 등의 적어도 부분적으로 중화된 양이온성 기를 포함하는 중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중합체"는 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소 작용 기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "활성 수소 작용 기"는 문헌 [JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 49, page 3181 (1927)]에 기재된 바와 같이 제레위트노프 시험에 의해 결정시 이소시아네이트와 반응성인 기를 지칭하고, 예를 들어, 히드록실 기, 1급 또는 2급 아민 기, 및 티올 기를 포함한다. 활성 수소 작용 기를 포함하는 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로서 언급될 수 있다.
본 개시내용에서 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로서의 사용에 적합한 중합체의 예는 알키드 중합체, 아크릴, 폴리에폭시드, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에테르, 및 폴리에스테르를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다
적합한 활성 수소-함유, 양이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체의 보다 구체적 예는 폴리에폭시드-아민 부가생성물, 예컨대 폴리페놀, 예컨대 비스페놀 A, 및 1급 및/또는 2급 아민의 폴리글리시딜 에테르의 부가생성물을 포함하며, 이는 예컨대 미국 특허 번호 4,031,050, col. 3, 라인 27 내지 col. 5, 라인 50, 미국 특허 번호 4,452,963, col. 5, 라인 58 내지 col. 6, 라인 66, 및 미국 특허 번호 6,017,432, col. 2, 라인 66 내지 col. 6, 라인 26에 기재되어 있으며, 이들의 해당 부분은 본원에 참조로 포함된다. 미국 특허 번호 4,104,147, col. 6, 라인 23 내지 col. 7, 라인 23 (이들의 인용 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같이, 폴리에폭시드와 반응하는 아민의 일부는 폴리아민의 케티민일 수 있다. 미국 특허 번호 4,432,850, col. 2, 라인 60 내지 col. 5, 라인 58 (이들의 인용 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같은 겔화되지 않은 폴리에폭시드-폴리옥시알킬렌폴리아민 수지 또한 적합하다. 추가로, 미국 특허 번호 3,455,806, col. 2, 라인 18 내지 col. 3, 라인 61 및 3,928,157, col. 2, 라인 29 내지 col. 3, 라인 21 (이들 둘 다의 해당 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것들과 같은 양이온성 아크릴 수지가 사용될 수 있다.
아민 염 기-함유 수지 이외에, 4급 암모늄 염 기-함유 수지가 또한 본 개시내용에서 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로서 사용될 수 있다. 이들 수지의 예는 유기 폴리에폭시드와 3급 아민 산 염의 반응으로부터 형성된 것들이다. 이러한 수지는 미국 특허 번호 3,962,165, col. 2, 라인 3 내지 col. 11, 라인 7; 3,975,346, col. 1, 라인 62 내지 col. 17, 라인 25 및 4,001,156, col. 1, 라인 37 내지 col. 16, 라인 7에 기재되어 있으며, 이들의 해당 부분은 본원에 참조로 포함된다. 다른 적합한 양이온성 수지의 예는 미국 특허 번호 3,793,278, col. 1, 라인 32 내지 col. 5, 라인 20 (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것들과 같은 3급 술포늄 염 기-함유 수지를 포함한다. 또한, 유럽 특허 출원 번호 12463B1, pg. 2, 라인 1 내지 pg. 6, 라인 25 (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같은, 에스테르교환 메커니즘을 통해 경화되는 양이온성 수지가 사용될 수도 있다.
다른 적합한 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 광분해 저항성 전착성 코팅 조성물을 형성할 수 있는 것들을 포함한다. 이러한 중합체는, 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0054193 A1, 단락 [0064] 내지 [0088] (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 펜던트 및/또는 말단 아미노 기로부터 유래된 양이온성 아민 염 기를 포함하는 중합체를 포함한다. 또한, 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0054193 A1, 단락 [0096] 내지 [0123] (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된, 하나 초과의 방향족 기가 결합되어 있는 지방족 탄소 원자를 본질적으로 갖지 않는 다가 페놀의 폴리글리시딜 에테르로부터 유래된 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 수지가 적합하다.
활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 수지 중화 산을 사용한 적어도 부분적 중화에 의해 양이온성 및 수 분산성으로 만들어진다. 적합한 수지 중화 산은 유기 및 무기 산을 포함한다. 적합한 유기산의 비-제한적 예는 포름산, 아세트산, 메탄술폰산, 및 락트산을 포함한다. 적합한 무기 산의 비-제한적 예는 인산 및 술팜산을 포함한다. "술팜산"이란, 술팜산 자체 및 그의 유도체, 예컨대 하기 화학식을 갖는 것들을 의미한다:
여기서 R은 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. 상기 언급된 산의 혼합물 또한 본 개시내용에서 사용될 수 있다.
양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체의 중화 정도는 관련된 특정 중합체에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 양이온성 염-기 함유 필름-형성 중합체가 수성 분산 매질 중에 분산될 수 있도록 양이온성 염-기 함유 필름-형성 중합체를 충분히 중화시키기 위해 충분한 수지 중화 산이 사용되어야 한다. 예를 들어, 사용되는 수지 중화 산의 양은 총 이론적 중화 모두의 적어도 20%를 제공할 수 있다. 100% 총 이론적 중화에 요구되는 양을 넘어 과잉 산이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 중화시키기 위해 사용되는 수지 중화 산의 양은 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 중의 총 아민을 기준으로 하여 ≥0.1%일 수 있다. 대안적으로, 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 중화시키기 위해 사용되는 수지 중화 산의 양은 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 중의 총 아민을 기준으로 하여 ≤100%일 수 있다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 중화시키기 위해 사용되는 수지 중화 산의 총량은 이전 문장에서 언급된 값의 임의의 조합 사이 (언급된 값 포함)의 범위일 수 있다. 예를 들어, 활성 수소-함유, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체를 중화시키기 위해 사용되는 수지 중화 산의 총량은 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 중의 총 아민을 기준으로 하여 20%, 35%, 50%, 60%, 또는 80%일 수 있다.
본 개시내용에 따라, 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 40 중량%, 예컨대 적어도 50 중량%, 예컨대 적어도 60 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이하, 예컨대 80 중량% 이하, 예컨대 75 중량% 이하의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 양이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 75 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "수지 고체"는 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체, 경화 작용제, 및 임의의 추가의 수-분산성 비-착색된 성분(들)을 포함한다.
본 개시내용에 따라, 이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체는 음이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "음이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체"는 음전하를 부여하는 적어도 부분적으로 중화된 음이온성 작용 기, 예컨대 카르복실산 및 인산 기를 포함하는 음이온성 중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "중합체"는 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소 작용 기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "활성 수소 작용 기"는 상기에서 논의된 바와 같은 제레위티노프 시험에 의해 결정시 이소시아네이트와 반응성인 기를 지칭하고, 예를 들어, 히드록실 기, 1급 또는 2급 아민 기, 및 티올 기를 포함한다. 활성 수소 작용 기를 포함하는 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 활성 수소-함유, 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체로서 언급될 수 있다. 음이온성 염 기 함유 필름-형성 중합체는 음이온성 전착성 코팅 조성물에 사용될 수 있다.
음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 염기-가용화된, 카르복실산 기-함유 필름-형성 중합체, 예컨대 건조 오일 또는 반-건조 지방산 에스테르와 디카르복실산 또는 무수물의 반응 생성물 또는 부가생성물; 및 지방산 에스테르, 불포화 산 또는 무수물 및 폴리올과 추가로 반응하는 임의의 추가의 불포화 변형 물질의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 불포화 카르복실산, 불포화 카르복실산 및 적어도 하나의 다른 에틸렌계 불포화 단량체의 히드록시-알킬 에스테르의 적어도 부분적으로 중화된 혼성중합체 또한 적합하다. 또한 또 다른 적합한 음이온성 전착성 수지는 알키드-아미노플라스트 비히클, 즉, 알키드 수지 및 아민-알데히드 수지를 함유하는 비히클을 포함한다. 또 다른 적합한 음이온성 전착성 수지 조성물은 수지성 폴리올의 혼합 에스테르를 포함한다. 다른 산 작용성 중합체, 예컨대 인산염화 폴리에폭시드 또는 인산염화 아크릴 중합체가 사용될 수도 있다. 예시적 인산염화 폴리에폭시드는 미국 특허 출원 공개 번호 2009-0045071, [0004]-[0015] 및 미국 특허 출원 일련 번호 13/232,093, [0014]-[0040] (이들의 인용 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 개시되어 있다. 미국 특허 번호 6,165,338에 기재된 것들과 같은 하나 이상의 펜던트 카르바메이트 작용 기를 포함하는 수지 또한 적합하다.
본 개시내용에 따라, 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 50 중량%, 예컨대 적어도 55 중량%, 예컨대 적어도 60 중량%의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이하, 예컨대 80 중량% 이하, 예컨대 75 중량% 이하의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 음이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 55 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 55 중량% 내지 80%, 예컨대 55 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 75 중량%의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 40 중량%, 예컨대 적어도 50 중량%, 예컨대 적어도 55 중량%, 예컨대 적어도 60 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이하, 예컨대 80 중량% 이하, 예컨대 75 중량% 이하의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 40 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 55 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 55 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 55 중량% 내지 75 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 75 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 본 개시내용의 전착성 코팅 조성물은 경화 작용제를 추가로 포함한다. 경화 작용제는 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체의 활성 수소 기 등의 반응성 기와 반응하여 코팅 조성물의 경화를 발생시켜 코팅을 형성할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 본원에 기재된 전착성 코팅 조성물과 관련하여 사용되는 바와 같이 용어 "경화", "경화된" 또는 유사 용어는, 전착성 코팅 조성물을 형성하는 성분의 적어도 일부가 가교되어 코팅을 형성함을 의미한다. 추가로, 전착성 코팅 조성물의 경화는, 상기 조성물을 경화 조건 (예를 들어, 승온)에 적용하여 전착성 코팅 조성물의 성분의 반응성 작용 기의 반응을 일으키고, 조성물의 성분의 가교 및 적어도 부분적으로 경화된 코팅의 형성을 제공함을 의미한다. 적합한 경화 작용제의 비-제한적 예는 적어도 부분적으로 블록킹된 폴리이소시아네이트, 아미노플라스트 수지 및 페노플라스트 수지, 예컨대 페놀포름알데히드 축합물 (그의 알릴 에테르 유도체 포함)이다.
적합한 적어도 부분적으로 블록킹된 폴리이소시아네이트는 지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 경화 작용제는 적어도 부분적으로 블록킹된 지방족 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 적합한 적어도 부분적으로 블록킹된 지방족 폴리이소시아네이트는, 예를 들어, 완전 블록킹된 지방족 폴리이소시아네이트, 예컨대 미국 특허 번호 3,984,299, col. 1 라인 57 내지 col. 3 라인 15 (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것들, 또는 중합체 백본과 반응하는 부분적으로 블록킹된 지방족 폴리이소시아네이트, 예컨대 미국 특허 번호 3,947,338, col. 2 라인 65 내지 col. 4 라인 30 (그의 이 부분은 또한 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것을 포함한다. "블록킹된"이란, 생성된 블록킹된 이소시아네이트 기가 주변 온도에서는 활성 수소에 대해 안정적이지만 승온, 예컨대 90℃ 내지 200℃에서는 필름 형성 중합체 중의 활성 수소와 반응성이 되도록 하는 화합물과 이소시아네이트 기가 반응하였음을 의미한다. 폴리이소시아네이트 경화 작용제는 실질적으로 유리 이소시아네이트 기를 갖지 않으면서 완전 블록킹된 폴리이소시아네이트일 수 있다.
폴리이소시아네이트 경화 작용제는 디이소시아네이트, 보다 고작용성 폴리이소시아네이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리이소시아네이트 경화 작용제는 지방족 및/또는 방향족 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 지방족 폴리이소시아네이트는 (i) 알킬렌 이소시아네이트, 예컨대 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 ("HDI"), 1,2-프로필렌 디이소시아네이트, 1,2-부틸렌 디이소시아네이트, 2,3-부틸렌 디이소시아네이트, 1,3-부틸렌 디이소시아네이트, 에틸리덴 디이소시아네이트, 및 부틸리덴 디이소시아네이트, 및 (ii) 시클로알킬렌 이소시아네이트, 예컨대 1,3-시클로펜탄 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1,2-시클로헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메틸렌 비스(4-시클로헥실이소시아네이트) ("HMDI"), 1,6-헥스메틸렌 디이소시아네이트의 시클로-삼량체 (또한 HDI의 이소시아누레이트 삼량체로서 공지됨, Convestro AG로부터 Desmodur N3300으로서 상업적으로 입수가능함), 및 메타-테트라메틸크실릴렌 디이소시아네이트 (Allnex SA로부터 TMXDI®로서 상업적으로 입수가능함)를 포함할 수 있다. 방향족 폴리이소시아네이트는 (i) 아릴렌 이소시아네이트, 예컨대 m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트 및 1,4-나프탈렌 디이소시아네이트, 및 (ii) 알크아릴렌 이소시아네이트, 예컨대 4,4'-디페닐렌 메탄 ("MDI"), 2,4-톨릴렌 또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 ("TDI"), 또는 이들의 혼합물, 4,4-톨루이딘 디이소시아네이트 및 크실릴렌 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 트리이소시아네이트, 예컨대 트리페닐 메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트, 1,3,5-트리이소시아네이트 벤젠 및 2,4,6-트리이소시아네이토 톨루엔, 테트라이소시아네이트, 예컨대 4,4'-디페닐디메틸 메탄-2,2',5,5'-테트라이소시아네이트, 및 중합된 폴리이소시아네이트, 예컨대 톨릴렌 디이소시아네이트 이량체 및 삼량체 등이 사용될 수도 있다. 경화 작용제는 중합체 폴리이소시아네이트, 예컨대 중합체 HDI, 중합체 MDI, 중합체 이소포론 디이소시아네이트 등으로부터 선택된 블록킹된 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 경화 작용제는 또한 Covestro AG로부터 Desmodur N3300®으로서 입수가능한 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 블록킹된 삼량체를 포함할 수 있다. 폴리이소시아네이트 경화 작용제의 혼합물이 사용될 수도 있다.
폴리이소시아네이트 경화 작용제는 1,2-알칸 디올, 예를 들어 1,2-프로판디올; 1,3-알칸 디올, 예를 들어 1,3-부탄디올; 벤질계 알콜, 예를 들어, 벤질 알콜; 알릴계 알콜, 예를 들어, 알릴 알콜; 카프로락탐; 디알킬아민, 예를 들어 디부틸아민; 및 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 블록킹 작용제로 적어도 부분적으로 블록킹될 수 있다. 폴리이소시아네이트 경화 작용제는 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 1,2-알칸 디올, 예를 들어 1,2-부탄디올로 적어도 부분적으로 블록킹될 수 있다.
다른 적합한 블록킹 작용제는, 예를 들어, 저급 지방족 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 및 n-부탄올; 시클로지방족 알콜, 예컨대 시클로헥산올; 방향족-알킬 알콜, 예컨대 페닐 카르비놀 및 메틸페닐 카르비놀; 및 페놀계 화합물, 예컨대 페놀 자체 및 치환된 페놀 (여기서 치환체는 코팅 작업에 영향을 미치지 않음), 예컨대 크레졸 및 니트로페놀을 포함한, 지방족, 시클로지방족, 또는 방향족 알킬 모노알콜 또는 페놀계 화합물을 포함한다. 글리콜 에테르 및 글리콜 아민은 또한 블록킹 작용제로서 사용될 수 있다. 적합한 글리콜 에테르는 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르를 포함한다. 다른 적합한 블록킹 작용제는 옥심, 예컨대 메틸 에틸 케톡심, 아세톤 옥심 및 클로헥사논 옥심을 포함한다.
예를 들어, 블록킹 작용제는 히드록실 기 및 구조 -O-R을 갖는 말단 기를 포 함하는 에테르 또는 폴리에테르를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기, 또는 2개의 말단 히드록실 기이다. 폴리에테르는 단독중합체, 블록 공중합체, 또는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에테르는 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 단독중합체를 포함할 수 있거나, 또는 폴리에테르는 블록 또는 랜덤 패턴으로 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 조합을 포함하는 블록 또는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 블록킹 작용제는 하기 구조를 포함할 수 있다:
여기서 R1 및 R2는 각각 수소이거나, 또는 R1 및 R2 중 하나는 수소이고 다른 하나는 메틸 기이고; R3은 H 또는 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기이고; n은 1-50, 예컨대 1-40, 예컨대 1-30, 예컨대 1-20, 예컨대 1-12, 예컨대 1-8, 예컨대 1-6, 예컨대 1-4, 예컨대 2-50, 예컨대 2-40, 예컨대 2-30, 예컨대 2-20, 예컨대 2-12, 예컨대 2-8, 예컨대 2-6, 예컨대 2-4, 예컨대 3-50, 예컨대 3-40, 예컨대 3-30, 예컨대 3-20, 예컨대 3-12, 예컨대 3-8, 예컨대 3-6, 예컨대 3-4의 정수이다.
예를 들어, 블록킹 작용제는 에톡실화된 비스페놀을 포함할 수 있다. 이러한 블록킹 작용제는 하기 구조를 포함할 수 있다:
여기서 n은 정수이고, m은 1 내지 20의 정수이다. 예를 들어, m 및 n은 동일할 수 있고 각각 독립적으로 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10일 수 있다. 다른 예에서, m 및 n은 동일하지 않고 합계가 20인 정수의 임의의 조합일 수 있다.
경화 작용제는 임의로 고분자량 휘발성 기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고분자량 휘발성 기"는 적어도 70 g/mol, 예컨대 적어도 125 g/mol, 예컨대 적어도 160 g/mol, 예컨대 적어도 195 g/mol, 예컨대 적어도 400 g/mol, 예컨대 적어도 700 g/mol, 예컨대 적어도 1000 g/mol, 또는 그 초과의 분자량을 갖고, 70 내지 1,000 g/mol, 예컨대 160 내지 1,000 g/mol, 예컨대 195 내지 1,000 g/mol, 예컨대 400 내지 1,000 g/mol, 예컨대 700 내지 1,000 g/mol의 범위일 수 있는, 전착성 코팅 조성물의 경화 반응 동안 생성되고 휘발되는 블록킹 작용제 및 다른 유기 부산물을 지칭한다. 예를 들어, 유기 부산물은 필름-형성 중합체 및 아미노플라스트 또는 페노플라스트 경화 작용제의 반응으로부터 생성되는 알콜계 부산물을 포함할 수 있고, 블록킹 작용제는 경화 동안 블록킹되지 않는 폴리이소시아네이트의 이소시아네이토 기를 블록킹하기 위해 사용되는 알콜을 포함한 유기 화합물을 포함할 수 있다. 명확성을 위해, 고분자량 휘발성 기는 경화 전에 경화 작용제에 공유 결합되고, 명시적으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있는 임의의 유기 용매는 배제한다. 경화에 따라, 침착된 필름의 안료-대-결합제 비율은, 경화 동안 휘발되는 경화 작용제로부터 유래된 다른 유기 부산물 및 블록킹 작용제의 보다 높은 질량 손실로 인해, 전착성 코팅 조성물에서 침착된 경화되지 않은 안료-대-결합제 비율에 비해 경화된 필름에서 증가할 수 있다. 고분자량 휘발성 기는 필름-형성 결합제의 총 중량을 기준으로 하여 필름-형성 결합제의 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 7 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 9 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 11 중량% 내지 35 중량%, 예컨대 13 중량% 내지 30 중량%를 구성할 수 있다. 고분자량 휘발성 기 및 경화 동안 생성된 다른 저분자량 휘발성 유기 화합물, 예컨대 저분자량 블록킹 작용제 및 경화 동안 생성된 유기 부산물은, 경화 후의 필름-형성 결합제의 중량에 대한 기판 상으로 침착된 필름-형성 결합제의 상대적 중량 손실이 경화 전후의 필름-형성 결합제의 총 중량을 기준으로 하여 필름-형성 결합제의 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 7 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 9 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 11 중량% 내지 35 중량%, 예컨대 13 중량% 내지 30 중량%의 양이 되도록 하는 양으로 존재할 수 있다.
경화 작용제는 아미노플라스트 수지를 포함할 수 있다. 아미노플라스트 수지는 아미노- 또는 아미도-기 운반 물질과 알데히드의 축합 생성물이다. 알콜 및 알데히드와 멜라민, 우레아 또는 벤조구아나민의 반응으로부터 얻어진 축합 생성물이 사용될 수 있다. 그러나, 다른 아민 및 아미드의 축합 생성물, 예를 들어, 트리아진, 디아진, 트리아졸, 구아니딘, 구아나민 및 이러한 화합물의 알킬- 및 아릴-치환된 유도체 (알킬- 및 아릴-치환된 우레아 및 알킬- 및 아릴-치환된 멜라민 포함)의 알데히드 축합물이 사용될 수도 있다. 이러한 화합물의 일부 예는 N,N'-디메틸 우레아, 벤조우레아, 디시안디아미드, 포르마구아나민, 아세토구아나민, 아멜린, 2-클로로-4,6-디아미노-1,3,5-트리아진, 6-메틸-2,4-디아미노-1,3,5-트리아진, 3,5-디아미노트리아졸, 트리아미노피리미딘, 2-메르캅토-4,6-디아미노피리미딘, 3,4,6-트리스(에틸아미노)-1,3,5-트리아진 등이다. 적합한 알데히드는 포름알데히드, 아세트알데히드, 크로톤알데히드, 아크롤레인, 벤즈알데히드, 푸르푸랄, 글리옥살 등을 포함한다.
아미노플라스트 수지는 메틸올 또는 유사한 알킬올 기를 함유할 수 있고, 이들 알킬올 기의 적어도 일부는 알콜과의 반응에 의해 에테르화되어 유기 용매-가용성 수지를 제공할 수 있다. 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올 등, 뿐만 아니라 벤질 알콜 및 다른 방향족 알콜, 시클릭 알콜, 예컨대 시클로헥산올, Cello solve 및 카르비톨 등의 글리콜의 모노에테르, 및 할로겐-치환된 또는 다른 치환된 알콜, 예컨대 3-클로로프로판올 및 부톡시에탄올 등의 알콜을 포함한 임의의 1가 알콜이 이러한 목적상 사용될 수 있다.
상업적으로 입수가능한 아미노플라스트 수지의 비-제한적 예는 Allnex Belgium SA/NV로부터 상표명 CYMEL®, 예컨대 CYMEL 1130 및 1156, 또한 INEOS Melamines로부터 RESIMENE®, 예컨대 RESIMENE 750 및 753으로 입수가능한 것들이다. 적합한 아미노플라스트 수지의 예는 또한 미국 특허 번호 3,937,679, col. 16, 라인 3 내지 col. 17, 라인 47 (그의 이 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것들을 포함한다. '679 특허의 상기 언급된 부분에 개시된 바와 같이, 아미노플라스트는 메틸올 페놀 에테르와 조합되어 사용될 수 있다.
페노플라스트 수지는 알데히드 및 페놀의 축합에 의해 형성된다. 적합한 알데히드는 포름알데히드 및 아세트알데히드를 포함한다. 메틸렌-방출 및 알데히드-방출 작용제, 예컨대 파라포름알데히드 및 헥사메틸렌 테트라민이 알데히드 작용제로서 활용될 수도 있다. 다양한 페놀, 예컨대 페놀 자체, 크레졸, 또는 직쇄, 분지쇄 또는 시클릭 구조를 갖는 탄화수소 라디칼이 방향족 고리 내의 수소에 대해 치환된 치환 페놀이 사용될 수 있다. 페놀의 혼합물이 사용될 수도 있다. 적합한 페놀의 일부 구체적 예는 p-페닐페놀, p-tert-부틸페놀, p-tert-아밀페놀, 시클로펜틸페놀 및 불포화 탄화수소-치환된 페놀, 예컨대 오르토, 메타 또는 파라 위치에서 부테닐 기를 함유하는 모노부테닐 페놀이며, 여기서 이중 결합은 탄화수소 사슬 내의 다양한 위치에서 나타난다.
상기에 기재된 바와 같은 아미노플라스트 및 페노플라스트 수지는 미국 특허 번호 4,812,215, co1.6, 라인 20 내지 col. 7, 라인 12 (그의 인용 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재되어 있다.
경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10 중량%, 예컨대 적어도 20 중량%, 예컨대 적어도 25 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 60 중량% 이하, 예컨대 50 중량% 이하, 예컨대 40 중량% 이하의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 40 중량%의 양으로 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10 중량%, 예컨대 적어도 20 중량%, 예컨대 적어도 25 중량%의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 50 중량% 이하, 예컨대 45 중량% 이하, 예컨대 40 중량% 이하의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 20% 내지 50 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 40 중량%의 양으로 음이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 10 중량%, 예컨대 적어도 20 중량%, 예컨대 적어도 25 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 60 중량% 이하, 예컨대 50 중량% 이하, 예컨대 45 중량% 이하, 예컨대 40 중량% 이하의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 경화 작용제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 20 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 45 중량%, 예컨대 25 중량% 내지 40 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 안료를 추가로 포함한다. 안료는 산화철, 산화납, 스트론튬 크로메이트, 카본 블랙, 분탄, 이산화티타늄, 황산바륨, 컬러 안료, 필로실리케이트 안료, 금속 안료, 열 전도성, 전기 절연성 충전제, 난연성 안료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "필로실리케이트"는, 각각의 사면체로부터의 4개의 산소 중 3개가 다른 사면체와 공유되어 Si2O5 -2의 기본 구조를 갖는 필로실리케이트를 형성하는, 무한 시트에서 바깥쪽으로 연장되는 SiO4 -4 사면체의 상호연결된 6원 고리에 기초한 기본 구조를 갖는 실리케이트의 시트를 갖는 광물 그룹을 지칭한다. 필로실리케이트는, 양이온이 실리케이트 층의 산소 및/또는 수산화물 이온과 배위할 수 있는 실리케이트 시트 사이의 양이온 층을 형성하는, 예를 들어, Fe+2, Mg+2, 또는 Al+3 등의 사면체 및/또는 양이온의 중심에 위치한 수산화물 이온을 포함할 수 있다. 용어 "필로실리케이트 안료"는 필로실리케이트를 포함하는 안료 물질을 지칭한다. 필로실리케이트 안료의 비-제한적 예는 운모, 녹니석, 사문석, 활석, 및 점토 광물을 포함한다. 점토 광물은, 예를 들어, 카올린 점토 및 스멕타이트 점토를 포함한다. 필로실리케이트 안료의 시트-유사 구조는 플레이트-유사 구조를 갖는 안료를 형성하는 경향이 있으나, 안료는 다른 입자 구조를 갖도록 조작될 수 있다 (예컨대 기계적 수단을 통해). 이들 안료는 액체 매질에 노출시 팽윤될 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 침출가능 성분 (예: 수성 매질을 향해 끌려갈 수 있는 이온)을 가질 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
필로실리케이트 안료는 플레이트-유사 안료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필로실리케이트 안료는 플레이트-유사 운모 안료, 플레이트-유사 녹니석 안료, 플레이트-유사 사문석 안료, 플레이트-유사 활석 안료, 및/또는 플레이트-유사 점토 안료를 포함할 수 있다. 플레이트-유사 점토 안료는 카올린 점토, 스멕타이트 점토, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만이다.
필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 작용제가 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만이다.
양이온성 전착성 코팅 조성물은, 양이온성 전착성 코팅 조성물이 안료 분산 산을 포함하는 경우, 필로실리케이트 안료를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다.
양이온성 전착성 코팅 조성물은, 양이온성 전착성 코팅 조성물이 안료 분산 작용제를 포함하는 경우, 필로실리케이트 안료를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "열 전도성, 전기 절연성 충전제" 또는 "TC/EI 충전제"는 25℃에서 적어도 5 W/m·K의 열 전도도 (ASTM D7984에 따라 측정) 및 적어도 10 Ω·m의 부피 비저항 (ASTM D257, C611, 또는 B193에 따라 측정)을 갖는 안료, 충전제, 또는 무기 분말을 지칭하거나 의미한다. TC/EI 충전제 물질은 유기 또는 무기 물질을 포함할 수 있고 단일 유형의 충전제 물질의 입자를 포함할 수 있거나 2개 이상의 유형의 TC/EI 충전제 물질의 입자를 포함할 수 있다. 즉, TC/EI 충전제 물질은 제1 TC/EI 충전제 물질의 입자를 포함할 수 있고 제1 TC/EI 충전제 물질과 상이한 적어도 제2 (즉, 제2, 제3, 제4 등) TC/EI 충전제 물질을 추가로 포함할 수 있다. TC/EI 충전제 물질은 제1 TC/EI 충전제 물질과 상이하다. 충전제 물질의 유형과 관련하여 본원에서 사용되는 바와 같이, "제1", "제2" 등에 대한 언급은 단지 편의를 위한 것이며 첨가 순서 등을 지칭하지 않는다.
TC/EI 충전제 물질은 25℃에서 적어도 5 W/m·K (ASTM D7984에 따라 측정), 예컨대 적어도 18 W/m·K, 예컨대 적어도 55 W/m·K의 열 전도도를 가질 수 있다. TC/EI 충전제 물질은 25℃에서 3,000 W/m·K 이하 (ASTM D7984에 따라 측정), 예컨대 1,400 W/m·K 이하, 예컨대 450 W/m·K 이하의 열 전도도를 가질 수 있다. TC/EI 충전제 물질은 25℃에서 5 W/m·K 내지 3,000 W/m·K (ASTM D7984에 따라 측정), 예컨대 18 W/m·K 내지 1,400 W/m·K, 예컨대 55 W/m·K 내지 450 W/m·K의 열 전도도를 가질 수 있다.
TC/EI 충전제 물질은 적어도 10 Ω·m (ASTM D257, C611, 또는 B193에 따라 측정), 예컨대 적어도 20 Ω·m, 예컨대 적어도 30 Ω·m, 예컨대 적어도 40 Ω·m, 예컨대 적어도 50 Ω·m, 예컨대 적어도 60 Ω·m, 예컨대 적어도 60 Ω·m, 예컨대 적어도 70 Ω·m, 예컨대 적어도 80 Ω·m, 예컨대 적어도 80 Ω·m, 예컨대 적어도 90 Ω·m, 예컨대 적어도 100 Ω·m의 부피 비저항을 가질 수 있다.
TC/EI 충전제 물질의 적합한 비-제한적 예는 질화물, 금속 산화물, 준금속 산화물, 금속 수산화물, 비소화물, 탄화물, 광물, 세라믹, 및 다이아몬드를 포함한다. 예를 들어, TC/EI 충전제 물질은 질화붕소, 질화규소, 질화알루미늄, 비소화붕소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 사소 산화마그네슘, 산화베릴륨, 이산화규소, 산화티타늄, 산화아연, 산화니켈, 산화구리, 산화주석, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 비소화붕소, 탄화규소, 마노, 에머리, 세라믹 미소구체, 다이아몬드, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하거나, 본질적으로 이것으로 이루어지거나, 이것으로 이루어질 수 있다. 질화붕소의 상업적으로 입수가능한 TC/EI 충전제 물질의 비-제한적 예는, 예를 들어, Saint-Gobain으로부터의 CarboTherm, Momentive로부터의 CoolFlow 및 PolarTherm, 및 Panadyne으로부터 입수가능한 육방정 질화붕소 분말; 질화알루미늄의 경우는, 예를 들어, Micron Metals Inc.로부터 입수가능한 질화알루미늄 분말, 및 Toyal로부터의 Toyalnite; 산화알루미늄의 경우에는, 예를 들어, Micro Abrasives로부터의 Microgrit, Nabaltec로부터의 Nabalox, Evonik으로부터의 Aeroxide, 및 Imerys로부터의 Alodur; 사소 산화마그네슘의 경우에는, 예를 들어, Martin Marietta Magnesia Specialties로부터의 MagChem® P98; 수산화알루미늄의 경우에는, 예를 들어, Nabaltec GmbH로부터의 APYRAL 및 Sibelco로부터의 수산화알루미늄; 및 세라믹 미소구체의 경우에는, 예를 들어, Zeeospheres Ceramics 또는 3M으로부터의 세라믹 미소구체를 포함한다. 이들 충전제는 또한 표면 변형될 수 있다. 예를 들어, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.로부터 입수가능한 PYROKISUMA 5301K로서 입수가능한 표면 변형된 산화마그네슘. 대안적으로, TC/EI 충전제 물질은 임의의 표면 변형을 갖지 않을 수 있다.
TC/EI 충전제 물질은 임의의 입자 형상 또는 기하구조를 가질 수 있다. 예를 들어, TC/EI 충전제 물질은 규칙적 또는 불규칙적 형상일 수 있고 구형, 타원형, 입방체형, 판상형, 침상형 (세장형 또는 섬유상), 막대 형상, 디스크 형상, 프리즘 형상, 플레이크 형상, 불규칙, 바위-유사 등, 이들의 응집물, 및 이들의 임의의 조합일 수 있다.
TC/EI 충전제 물질의 입자는 제조업자에 의해 보고된 적어도 0.01 마이크론, 예컨대 적어도 2 마이크론, 예컨대 적어도 10 마이크론의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. TC/EI 충전제 물질의 입자는 최대 100 마이크론 또는 그 초과, 예컨대 100 마이크론 이하, 예컨대 50 마이크론 이하, 예컨대 40 마이크론 이하, 예컨대 25 마이크론 이하의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. TC/EI 충전제 물질의 입자는 제조업자에 의해 보고된 0.01 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 25 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 25 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 25 마이크론의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 평균 입자 크기의 적합한 측정 방법은, 예를 들어, Quanta 250 FEG SEM과 같은 기기 또는 등가 기기를 사용한 측정을 포함한다.
전착성 코팅 조성물의 TC/EI 충전제 물질의 입자는 적어도 1 (모스 경도 스케일 기준), 예컨대 적어도 2, 예컨대 적어도 3의 보고된 모스 경도를 가질 수 있다. 전착성 코팅 조성물의 TC/EI 충전제 물질의 입자는 10 이하, 예컨대 8 이하, 예컨대 7 이하의 보고된 모스 경도를 가질 수 있다. 전착성 코팅 조성물의 TC/EI 충전제 물질의 입자는 1 내지 10, 예컨대 2 내지 8, 예컨대 3 내지 7의 보고된 모스 경도를 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "난연제"는 화재 확산을 늦추거나 중단시키거나 그의 강도를 감소시키는 물질을 지칭한다. 난연제는 조성물, 포움, 또는 젤과 혼합될 수 있는 분말로서 이용가능할 수 있다. 예에서, 본 개시내용의 조성물이 난연제를 포함하는 경우, 이러한 조성물은 기판 표면 상에 코팅을 형성할 수 있고, 이러한 코팅은 난연제로서 기능할 수 있다.
하기에 더욱 상세히 기재되는 바와 같이, 난연제는 광물, 유기 화합물, 유기할로겐 화합물, 유기인 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
광물의 적합한 예는 훈타이트, 히드로마그네사이트, 다양한 수화물, 적린, 붕소 화합물, 예컨대 붕산염, 탄산염, 예컨대 탄산칼슘 및 탄산마그네슘, 및 이들의 조합을 포함한다.
유기할로겐 화합물의 적합한 예는 유기염소, 예컨대 클로렌드산 유도체 및 염소화 파라핀; 유기브로민, 예컨대 데카브로모디페닐 에테르 (decaBDE), 데카브로모디페닐 에탄 (decaBDE에 대한 대체물), 중합체 브로민화된 화합물, 예컨대 브로민화된 폴리스티렌, 브로민화된 카르보네이트 올리고머 (BCO), 브로민화된 에폭시 올리고머 (BEO), 테트라브로모프탈산 무수물, 테트라브로모비스페놀 A (TBBPA) 및 헥사브로모시클로도데칸 (HBCD)을 포함한다. 이러한 할로겐화된 난연제는 그의 효율성을 향상시키기 위해 상승제와 함께 사용될 수 있다. 다른 적합한 예는 삼산화안티모니, 오산화안티모니, 및 나트륨 안티모네이트를 포함한다.
유기인 화합물의 적합한 예는 트리페닐 포스페이트 (TPP), 레조르시놀 비스(디페닐포스페이트) (RDP), 비스페놀 A 디페닐 포스페이트 (BADP), 및 트리크레실 포스페이트 (TCP); 포스포네이트, 예컨대 디메틸 메틸포스포네이트 (DMMP); 및 포스피네이트, 예컨대 알루미늄 디에틸 포스피네이트를 포함한다. 난연제의 하나의 중요한 부류에서, 화합물은 인 및 할로겐 둘 다를 함유한다. 이러한 화합물은 트리스(2,3-디브로모프로필) 포스페이트 (브로민화된 트리스) 및 염소화된 유기포스페이트, 예컨대 트리스(1,3-디클로로-2-프로필)포스페이트 (염소화된 트리스 또는 TDCPP) 및 테트라키스(2-클로르에틸)디클로로이소펜틸디포스페이트 (V6)를 포함한다.
유기 화합물의 적합한 예는 카르복실산, 디카르복실산, 멜라민, 및 유기질소 화합물을 포함한다.
다른 적합한 난연제는 암모늄 폴리포스페이트 및 황산바륨을 포함한다.
본 개시내용에 따라, 안료는 임의의 입자 형상 또는 기하구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 안료는 규칙적 또는 불규칙적 형상일 수 있고 구형, 타원형, 입방체형, 판상형, 침상형 (세장형 또는 섬유상), 막대 형상, 디스크 형상, 프리즘 형상, 플레이크 형상, 불규칙, 바위-유사 등, 이들의 응집물, 및 이들의 임의의 조합일 수 있다.
안료는 제조업자에 의해 보고된 적어도 0.01 마이크론, 예컨대 적어도 2 마이크론, 예컨대 적어도 10 마이크론의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 안료는 최대 100 마이크론 또는 그 초과, 예컨대 100 마이크론 이하, 예컨대 50 마이크론 이하, 예컨대 40 마이크론 이하, 예컨대 25 마이크론 이하의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 안료는 제조업자에 의해 보고된 0.01 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 0.01 마이크론 내지 25 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 2 마이크론 내지 25 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 100 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 50 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 40 마이크론, 예컨대 10 마이크론 내지 25 마이크론의 적어도 하나의 치수에서의 보고된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 적합한 측정 방법은, 예를 들어, Quanta 250 FEG SEM과 같은 기기 또는 등가 기기를 사용한 측정을 포함한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 금속 안료를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않는다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물 전기 전도성 안료를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않는다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 임의로, 안료의 분산을 개선시키고 전착성 결합제 및 전착성 코팅 조성물의 점도를 증가시키도록 기능하는 안료 분산 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 안료 분산의 개선은 적어도 5의 헤그만(Hegman) 판독값을 달성하는 데 필요한 안료 분쇄 시간 또는 에너지 감소에 의해 입증될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "분산된 안료" 또는 "안료 분산액"은 액체 매질 중에서 탈응집된 안료를 지칭한다. 안료 분산 및/또는 탈응집의 정도는 헤그만 게이지를 사용하여 측정될 수 있다.
안료 분산 첨가제는 임의로 필로실리케이트 안료 분산 작용제를 추가로 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "필로실리케이트 안료 분산 작용제"는 필로실리케이트 안료와 화학 복합체를 형성할 수 있는 물질을 지칭하고, 이는 필로실리케이트 안료의 분산 촉진을 보조할 수 있다. 복합체는 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체로서 언급될 수 있다.
대안적으로, 전착성 코팅 조성물은 필로실리케이트 안료 분산 작용제를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제를 완전히 갖지 않는 것이다.
대안적으로, 전착성 코팅 조성물은 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 필로실리케이트 안료 분산 작용제-필로실리케이트 안료 복합체를 완전히 갖지 않는 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 분산 첨가제는 안료와의 화학적 복합체를 형성할 수 있는 물질을 포함할 수 있고, 안료 분산 첨가제는 임의로 안료와의 화학적 복합체 또는 안료와의 물리적 상호작용을 형성할 수 있는 물질을 포함할 수 있고 임의로 안료 분산 첨가제-안료 복합체를 형성할 수 있다.
안료 분산 첨가제는 안료 분산 산을 포함할 수 있다. 양이온성 전착성 코팅 조성물에서, 안료 분산 산은 조성물의 pH를 조정하기 위해 첨가된 전착성 결합제 및/또는 산의 수지성 성분을 분산시키고/거나 가용화하기 위해 사용되는 임의의 가용화 산에 추가로 존재하고, 안료 분산 산은 안료와의 화학적 복합체 또는 물리적 상호작용을 형성할 수 있다. 안료 분산 산은 일양성자성 산 또는 다양성자성 산일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "다양성자성 산"은 하나 초과의 산성 양성자를 갖는 화학적 화합물을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "산성 양성자"는 인의 산소산, 카르복실산, 황의 산소산 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 산 기의 부분을 형성하는 양성자를 지칭한다.
안료 분산 산은 적어도 1.1, 예컨대 적어도 1.5, 예컨대 적어도 1.8의 pKa를 갖는 제1 산성 양성자를 포함할 수 있다. 안료 분산 산은 4.6 이하, 예컨대 4.0 이하, 예컨대 3.5 이하의 pKa를 갖는 제1 산성 양성자를 포함할 수 있다. 안료 분산 산은 1.1 내지 4.6, 예컨대 1.5 내지 4.0, 예컨대 1.8 내지 3.5의 pKa를 갖는 제1 산성 양성자를 포함할 수 있다.
안료 분산 산은 카르복실산, 인의 산소산 (예컨대 인산 또는 포스폰산), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
안료 분산 첨가제의 몰수에 대한 안료 중량의 비율은 적어도 0.25 g/mmol, 예컨대 적어도 0.5 g/mmol, 예컨대 적어도 1.0 g/mmol, 예컨대 적어도 1.5 g/mmol, 예컨대 적어도 1.75 g/mmol일 수 있다. 안료 분산 첨가제의 몰수에 대한 안료 중량의 비율은 25 g/mmol 이하, 예컨대 15 g/mmol 이하, 예컨대 10 g/mmol 이하, 예컨대 8.25 g/mmol 이하, 예컨대 6.5 g/mmol 이하, 예컨대 5.0 g/mmol 이하일 수 있다. 안료 분산 첨가제의 몰수에 대한 안료 중량의 비율은 0.25 내지 25 g/mmol, 예컨대 0.25 내지 15 g/mmol, 예컨대 0.25 내지 10 g/mmol, 예컨대 0.25 내지 8.25 g/mmol, 예컨대 0.25 내지 6.5 g/mmol, 예컨대 0.25 내지 5.0 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 25 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 15 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 10 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 8.25 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 6.5 g/mmol, 예컨대 0.5 내지 5.0 g/mmol, 예컨대 1 내지 25 g/mmol, 예컨대 1 내지 15 g/mmol, 예컨대 1 내지 10 g/mmol, 예컨대 1 내지 8.25 g/mmol, 예컨대 1 내지 6.5 g/mmol, 예컨대 1 내지 5.0 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 25 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 15 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 10 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 8.25 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 6.5 g/mmol, 예컨대 1.5 내지 5.0 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 25 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 15 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 10 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 8.25 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 6.5 g/mmol, 예컨대 1.75 내지 5.0 g/mmol의 양일 수 있다.
본 개시내용에 기재된 바와 같은 안료-대-결합제 (P:B) 비율은 전착성 코팅 조성물 중의 안료-대-결합제의 중량비, 및/또는 침착된 습윤 필름 중의 안료-대-결합제의 중량비, 및/또는 경화되지 않은 침착된 건조 필름 중의 안료 대 결합제의 중량비, 및/또는 경화된 필름 중의 안료-대-결합제의 중량비를 지칭한다. 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 (P:B) 비율은 적어도 0.30:1, 예컨대 적어도 0.35:1, 예컨대 적어도 0.40:1, 예컨대 적어도 0.50:1, 예컨대 적어도 0.60:1, 예컨대 적어도 0.75:1, 예컨대 적어도 1:1, 예컨대 적어도 1.25:1, 예컨대 적어도 1.5:1일 수 있다. 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 (P:B) 비율은 2.0:1 이하, 예컨대 1.75:1, 예컨대 1.5:1 이하, 예컨대 1.25:1 이하, 예컨대 1:1 이하, 예컨대 0.75:1 이하, 예컨대 0.70:1 이하, 예컨대 0.60:1 이하, 예컨대 0.55:1 이하, 예컨대 0.50:1 이하일 수 있다. 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 (P:B) 비율은 0.3:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.3:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.3:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.3:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.3:1 내지 1:1, 예컨대 0.3:1 내지 0.75:1, 예컨대 0.3:1 내지 0.70:1, 예컨대 0.3:1 내지 0.60:1, 예컨대 0.3:1 내지 0.55:1, 예컨대 0.3:1 내지 0.50:1, 예컨대 0.35:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.35:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.35:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.35:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.35:1 내지 1:1, 예컨대 0.35:1 내지 0.75:1, 예컨대 0.35:1 내지 0.70:1, 예컨대 0.35:1 내지 0.60:1, 예컨대 0.35:1 내지 0.55:1, 예컨대 0.35:1 내지 0.50:1, 예컨대 0.4:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.4:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.4:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.4:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.4:1 내지 1:1, 예컨대 0.4:1 내지 0.75:1, 예컨대 0.4:1 내지 0.70:1, 예컨대 0.4:1 내지 0.60:1, 예컨대 0.4:1 내지 0.55:1, 예컨대 0.4:1 내지 0.50:1, 예컨대 0.5:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.5:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.5:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.5:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.5:1 내지 1:1, 예컨대 0.5:1 내지 0.75:1, 예컨대 0.5:1 내지 0.70:1, 예컨대 0.5:1 내지 0.60:1, 예컨대 0.5:1 내지 0.55:1, 예컨대 0.6:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.6:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.6:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.6:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.6:1 내지 1:1, 예컨대 0.6:1 내지 0.75:1, 예컨대 0.6:1 내지 0.70:1, 예컨대 0.75:1 내지 2.0:1, 예컨대 0.75:1 내지 1.75:1, 예컨대 0.75:1 내지 1.50:1, 예컨대 0.75:1 내지 1.25:1, 예컨대 0.75:1 내지 1:1, 예컨대 1:1 내지 2.0:1, 예컨대 1:1 내지 1.75:1, 예컨대 1:1 내지 1.50:1, 예컨대 1:1 내지 1.25:1, 예컨대 1.25:1 내지 2.0:1, 예컨대 1.25:1 내지 1.75:1, 예컨대 1.25:1 내지 1.50:1, 예컨대 1.50:1 내지 2.0:1, 예컨대 1.50:1 내지 1.75:1일 수 있다.
안료 분산 첨가제는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 적어도 0.1 중량%, 예컨대 적어도 0.3 중량%, 예컨대 적어도 0.5 중량%, 예컨대 적어도 0.7 중량%, 예컨대 적어도 0.8 중량%, 예컨대 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 안료 분산 첨가제는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 10 중량% 이하, 예컨대 7.5 중량% 이하, 예컨대 5 중량% 이하, 예컨대 3 중량% 이하, 예컨대 2 중량% 이하, 예컨대 1.5 중량% 이하, 예컨대 1 중량% 이하, 예컨대 0.8 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 안료 분산 첨가제는 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 0.7 중량% 내지 0.8 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 0.8 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 7.5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 0.8 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 안료 분산 작용제를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 작용제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 안료 분산 작용제를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 작용제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 안료 분산 작용제를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 작용제가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 안료 분산 작용제를 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 안료 분산 산을 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 산이 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 안료 분산 산을 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 산이 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 안료 분산 산을 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 안료 분산 산이 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 안료 분산 산을 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 실란 분산제를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 실란 분산제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 실란 분산제를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 실란 분산제가 존재하더라도, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 실란 분산제를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 실란 분산제가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 실란 분산제를 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 전기 전도성 입자를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 전기 전도성 입자는 전기 전도가 가능한 임의의 입자를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전기 전도성 입자는, 물질이 적어도 1 x 105 S/m의 전도도 및 20℃에서 1 x 106 W-m 이하의 비저항을 갖는 경우, "전기 전도가 가능"하다. 전기 전도성 입자는 탄소질 물질, 예컨대 활성탄, 카본 블랙, 예컨대 아세틸렌 블랙 및 퍼니스 블랙, 그래핀, 탄소 나노튜브 (단일벽 탄소 나노튜브 및/또는 다중벽 탄소 나노튜브 포함), 탄소 섬유, 풀러렌, 금속 입자, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 전기 전도성 입자가 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 5 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 전기 전도성 입자를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 전기 전도성 입자가 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 전기 전도성 입자를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 전기 전도성 입자가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 전기 전도성 입자를 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 금속 입자를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "금속 입자"는 원소 (0가) 상태의 금속(들)으로 주로 이루어진 금속 및 금속 합금 안료를 지칭한다. 금속 입자는 아연, 알루미늄, 카드뮴, 마그네슘, 베릴륨, 구리, 은, 금, 철, 티타늄, 니켈, 망가니즈, 크로뮴, 스칸듐, 이트륨, 지르코늄, 백금, 주석, 및 이들의 합금, 뿐만 아니라 다양한 등급의 강철을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 금속 입자가 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 5 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 금속 입자를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 금속 입자가 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 경우, 금속 입자를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 금속 입자가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 안료의 총 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 금속 입자를 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따라, 본 개시내용의 전착성 코팅 조성물은 리튬-함유 화합물을 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 리튬-함유 화합물은. 예를 들어, LiCoC, LiNiC, LiFePO4, LiCoPCO4, LiMnO2, LiMn2O4, Li(NiMnCo)O2, 및 Li(NiCoAl)O2 등의 리튬을 포함하는 화합물 또는 복합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 리튬-함유 화합물이 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 리튬-함유 화합물을 "실질적으로 갖지 않는" 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 리튬-함유 화합물이 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 리튬-함유 화합물을 "본질적으로 갖지 않는" 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 리튬-함유 화합물이 전착성 코팅 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 고체 중량을 기준으로 하여 <0.001 중량%인 경우, 리튬-함유 화합물을 "완전히 갖지 않는" 것이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 임의로 분쇄 수지를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "분쇄 수지"는 결합제의 주요 필름-형성 중합체와 별도로 안료 페이스트를 형성하기 위해 안료의 밀링 동안 사용되는 주요 필름-형성 중합체와 화학적으로 구별되는 수지를 지칭한다. 예를 들어, 분쇄 수지는 4급 암모늄 염 기 및/또는 3급 술포늄 기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 분쇄 수지가 존재하더라도, 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 5 중량% 이하의 양으로 존재하는 경우, 분쇄 수지를 실질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 분쇄 수지가 존재하더라도, 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 3 중량% 이하의 양으로 존재하는 경우, 분쇄 수지를 본질적으로 갖지 않는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전착성 코팅 조성물은, 분쇄 수지가 조성물 중에 존재하지 않는 경우, 즉, 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%인 경우, 분쇄 수지를 완전히 갖지 않는 것이다.
본 개시내용에 따른 전착성 코팅 조성물은 상기에 기재된 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제에 추가로 임의로 하나 이상의 추가 성분을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 임의로 경화 작용제와 중합체 사이의 반응을 촉매하기 위한 촉매를 포함할 수 있다. 양이온성 전착성 코팅 조성물에 적합한 촉매의 예는, 제한 없이, 유기주석 화합물 (예를 들어, 디부틸틴 옥시드 및 디옥틸틴 옥시드) 및 그의 염 (예를 들어, 디부틸틴 디아세테이트); 다른 금속 산화물 (예를 들어, 세륨, 지르코늄 및 비스무트의 산화물) 및 그의 염 (예를 들어, 비스무트 술파메이트 및 비스무트 락테이트); 또는 미국 특허 번호 7,842,762, col. 1, 라인 53 내지 col. 4, 라인 18 및 col. 16, 라인 62 내지 col 19, 라인 8 (그의 인용 부분은 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 바와 같은 시클릭 구아니딘을 포함한다. 음이온성 전착성 코팅 조성물에 적합한 촉매의 예는 잠재성 산 촉매를 포함하며, 그의 구체적 예는 WO 2007/118024, [0031]에서 식별되고, 이는 암모늄 헥사플루오로안티모네이트, SbF6의 4급 염 (예를 들어, NACURE® XC-7231), SbF6의 t-아민 염 (예를 들어, NACURE® XC-9223), 트리플산의 Zn 염 (예를 들어, NACURE® A202 및 A218), 트리플산의 4급 염 (예를 들어, NACURE® XC-A230), 및 트리플산의 디에틸아민 염 (예를 들어, NACURE® A233) (모두 King Industries로부터 상업적으로 입수가능함), 및/또는 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 잠재성 산 촉매는 파라-톨루엔술폰산 (pTSA) 또는 다른 술폰산 등의 산 촉매의 유도체를 제조함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 블록킹된 산 촉매의 널리 공지된 그룹은 방향족 술폰산의 아민 염, 예컨대 피리디늄 파라-톨루엔술포네이트이다. 이러한 술포네이트 염은 가교 촉진에 있어 유리 산보다 덜 활성이다. 경화 동안, 촉매는 가열에 의해 활성화될 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 임의로 레올로지 변형제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "레올로지 변형제"는, 전착성 코팅 조성물에 첨가시, 예를 들어, 유체의 레올로지 특성, 예컨대 전단 담화 특성, 전단 농화 특성, 요변성 특성 등의 부여를 변형시키는 물질을 지칭한다. 레올로지 변형제는 전착성 코팅 조성물의 침강 방지를 보조할 수 있고, 레올로지 변형제는 전착성 코팅 조성물의 전착에 의해 생성된 전착된 코팅의 균일성을 추가로 개선할 수 있다. 레올로지 변형제는, 예를 들어, 하나 이상의 셀룰로스 유도체, 하나 이상의 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제, 하나 이상의 산-팽윤성 레올로지 변형제, 하나 이상의 소수성 변형된 우레탄-에톡실레이트 (HEUR) 연합 증점제, 콜로이드 층상 실리케이트, 스멕타이트 점토, 흄드 실리카 등을 포함할 수 있다.
셀룰로스 유도체는 전착성 코팅 조성물의 레올로지 변형을 위한 당업계에 공지된 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 유도체는 카르복시메틸셀룰로스 및 그의 염, 미세결정 셀룰로스, 나노결정 셀룰로스, 및 다른 셀룰로스계 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 상업적으로 입수가능한 셀룰로스계 화합물의 비-제한적 예는, 0.5 내지 1.5pm 범위의 입자 크기를 갖는 고도 결정성 셀룰로스 유도체이고 미세결정 셀룰로스 및 고급 나노결정 셀룰로스 둘 다의 특성을 병행하여 제공하는, Renmatix, Inc.로부터 입수가능한 CRYSTO 셀룰로스를 포함한다.
레올로지 변형제는 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제를 포함할 수 있다. 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제의 비-제한적 예는 알칼리-팽윤성 에멀젼 (ASE), 소수성 변형된 알칼리-팽윤성 에멀젼 (HASE), ATRP 스타 중합체, 및 낮은 pH에서 pH-촉발된 레올로지 변화를 제공하는 다른 물질을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제는 알칼리-팽윤성 에멀젼 (ASE), 예컨대 ACRYSOL™ ASE60, 소수성 변형된 알칼리-팽윤성 에멀젼 (HASE), 예컨대 ACRYSOL™ HASE TT-615, 및 ACRYSOL™ DR-180 HASE (이들 각각은 Dow Chemical Company로부터 입수가능함), 및 ATRP 스타 중합체, 예컨대 fracASSIST® 프로토타입 2를 포함한다. ACRYSOL ASE 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제는 약 2:1 내지 1:2, 예컨대 1.5:1 내지 1:1.5, 예컨대 약 1.1:1 내지 1:1.1, 예컨대 약 1:1의 비율로 (메트)아크릴 산 및 아크릴레이트 에스테르를 포함하는 공중합체를 포함한다. ACRYSOL HASE 알칼리-팽윤성 레올로지 변형제는 소수성 아크릴 에스테르 단량체로 변형된 ASE 패밀리에 사용되는 (메트)아크릴 산 및 아크릴레이트 에스테르 공중합체를 포함하는 3급 중합체를 포함한다. 산이 낮은 pH에서 중화되지 않으면, 레올로지 변형제는 물 중에서 불용성이고 조성물을 증점시키지 않는 반면, 산이 보다 높은 pH 값에서 완전히 중화되면, 레올로지 변형제는 가용성이 되고 조성물을 증점시킨다.
레올로지 변형제는 소수성 변형된 우레탄-에톡실레이트 (HEUR) 연합 증점제를 포함할 수 있다. 소수성 변형된 우레탄-에톡실레이트 (HEUR) 연합 증점제의 비-제한적 예는, BORCHI Gel 0620 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는, Borchers Americas Inc.로부터 BORCHI Gel 상표로 판매되는 제품을 포함한다.
레올로지 변형제는 콜로이드 층상 실리케이트를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 전착성 코팅 조성물에서의 사용에 적합한 콜로이드 층상 실리케이트는, 예를 들어, LAPONITE RD, LAPONITE RDS, LAPONITE XL21 및 LAPONITE JS (이들의 조합 포함)를 포함한다. LAPONITE RD는 1,000 kg/m3의 벌크 밀도, 370 m2/g의 표면적 (BET), 9.8의 물 중 2% 현탁액의 pH를 갖는 자유-유동 합성 층상 실리케이트이며, 여기서 조성은 건조 중량 기준으로 59.5% SiO2, 27.5% MgO, 0.8% Li2O, 및 2.8% Na2O이다. LAPONITE RDS 또한 1,000 kg/m3의 벌크 밀도, 330 m2/g의 표면적 (BET), 9.7의 물 중 2% 현탁액의 pH를 갖는 자유-유동 합성 층상 실리케이트이며, 여기서 조성은 건조 중량 기준으로 54.5% SiO2, 26.0% MgO, 0.8% Li2O, 5.6% Na2O, 및 4.1% P2O5이다. LAPONITE XL21은 나트륨 마그네슘 플루오로실리케이트이다. 상기에 기재된 것들과 같은 콜로이드 층상 실리케이트의 입자 크기는 평균 직경으로 1 nm 내지 2 μm일 수 있다. 본원에 개시된 적합한 입자 크기 측정 방법은, 예를 들어, 투과 전자 현미경검사 (TEM)를 포함한다. TEM에 의한 적합한 점토 입자 측정 방법은, 용매 중에 입자를 현탁시키고, 이어서 현탁액을 TEM 그리드 내로 드롭-캐스팅하고, 이를 주변 조건 하에 건조시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 점토 입자를 드롭 캐스팅을 위해 물 중에 희석할 수 있고, 200 kV로 작동하는 Tecnai T20 TEM으로부터 획득한 이미지로부터 측정을 얻고 ImageJ 소프트웨어 또는 등가 용매, 기기, 및 소프트웨어를 사용하여 분석할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "스멕타이트 점토"는 박막간 표면 상에 외부적으로 흡착된 양전하에 의해 균형을 이루는 가변 순 음전하를 갖는 점토를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "산-팽윤성 레올로지 변형제"는, 높은 pH에서는 불용성이고 조성물을 증점시키지 않으며, 보다 낮은 pH에서는 가용성이고 조성물을 증점시키는 레올로지 변형제를 지칭한다.
레올로지 변형제는 흄드 실리카를 포함할 수 있다. 흄드 실리카는 사염화규소의 화염 열분해로부터 또는 석영 모래로부터 만들어지며 3000℃ 전기 아크에서 기화된다. 적합한 흄드 실리카의 비-제한적 예는 Evonik Resource Efficiency GmbH (이를 명칭 AEROSIL로 판매함), Cabot Corporation (Cab-O-Sil), Wacker Chemie (HDK), Dow Corning, Heraeus (Zandosil), Tokuyama Corporation (Reolosil), OCI (Konasil), Orisil (Orisil) 및 Xunyuchem (XYSIL)으로부터 입수가능한 것들을 포함한다.
레올로지 변형제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 중량%, 예컨대 적어도 1 중량%, 예컨대 적어도 2 중량%, 예컨대 적어도 2.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 레올로지 변형제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 15 중량% 이하, 예컨대 10 중량% 이하, 예컨대 8 중량% 이하, 예컨대 5 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 레올로지 변형제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 15 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 8 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 15 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 8 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 2.5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대 2.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 2.5 중량% 내지 8 중량%, 예컨대 2.5 중량% 내지 5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 본 개시내용의 전착성 코팅 조성물은 임의로, 예를 들어, 부틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 공중합체를 포함할 수 있는 폴리알킬렌 옥시드 중합체와 같은, 코팅 조성물 중에 혼입될 수 있는 크레이터 제어 첨가제를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따라, 부틸렌 옥시드 대 프로필렌 옥시드의 몰비는 적어도 1:1, 예컨대 적어도 3:1, 예컨대 적어도 5:1일 수 있고, 일부 경우에는 50:1 이하, 예컨대 30:1 이하, 예컨대 20:1 이하일 수 있다. 본 개시내용에 따라, 부틸렌 옥시드 대 프로필렌 옥시드의 몰비는 1:1 내지 50:1, 예컨대 3:1 내지 30:1, 예컨대 5:1 내지 20:1일 수 있다.
폴리알킬렌 옥시드 중합체는 적어도 2개의 히드록실 작용 기를 포함할 수 있고, 일작용성, 이작용성, 삼작용성, 또는 사작용성일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "히드록실 작용 기"는 -OH 기를 포함한다. 명확성을 위해, 폴리알킬렌 옥시드 중합체는 히드록실 작용 기(들)에 추가로 추가의 작용 기를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "일작용성"은, 특정 단량체 또는 중합체가 포함하는 히드록실 작용 기의 수와 관련하여 사용되는 경우, 분자 당 하나 (1개)의 히드록실 작용 기를 포함하는 단량체 또는 중합체를 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "이작용성"은, 특정 단량체 또는 중합체가 포함하는 히드록실 작용 기의 수와 관련하여 사용되는 경우, 분자 당 두 개 (2개)의 히드록실 작용 기를 포함하는 단량체 또는 중합체를 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "삼작용성"은, 특정 단량체 또는 중합체가 포함하는 히드록실 작용 기의 수와 관련하여 사용되는 경우, 분자 당 세 개 (3개)의 히드록실 작용 기를 포함하는 단량체 또는 중합체를 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "사작용성"은, 특정 단량체 또는 중합체가 포함하는 히드록실 작용 기의 수와 관련하여 사용되는 경우, 분자 당 네 개 (4개)의 히드록실 작용 기를 포함하는 단량체 또는 중합체를 의미한다.
폴리알킬렌 옥시드 중합체의 히드록실 당량은 적어도 100 g/mol, 예컨대 적어도 200 g/mol, 예컨대 적어도 400 g/mol일 수 있고, 2,000 g/mol 이하, 예컨대 1,000 g/mol 이하, 예컨대 800 g/mol 이하일 수 있다. 폴리알킬렌 옥시드 중합체의 히드록실 당량은 100 g/mol 내지 2,000 g/mol, 예컨대 200 g/mol 내지 1,000 g/mol, 예컨대 400 g/mol 내지 800 g/mol일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 폴리알킬렌 옥시드 중합체와 관련하여, "히드록실 당량"은 폴리알킬렌 옥시드 중합체의 분자량을 폴리알킬렌 옥시드 중합체 중에 존재하는 히드록실 기의 수로 나눔으로써 결정된다.
폴리알킬렌 옥시드 중합체는 적어도 200 g/mol, 예컨대 적어도 400 g/mol, 예컨대 적어도 600 g/mol의 z-평균 분자량 (Mz)을 가질 수 있고, 5,000 g/mol 이하, 예컨대 3,000 g/mol 이하, 예컨대 2,000 g/mol 이하일 수 있다. 본 개시내용에 따라, 폴리알킬렌 옥시드 중합체는 200 g/mol 내지 5,000 g/mol, 예컨대 400 g/mol 내지 3,000 g/mol, 예컨대 600 g/mol 내지 2,000 g/mol의 z-평균 분자량을 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 900,000 미만의 z-평균 분자량 (Mz)을 갖는 폴리알킬렌 옥시드 중합체에 대하여, 용어 "z-평균 분자량 (Mz)"은 Waters 410 시차 굴절계 (RI 검출기)를 갖는 Waters 2695 분리 모듈, 대략 500 g/mol 내지 900,000 g/mol의 분자량을 갖는 폴리스티렌 표준, 0.5 mL/분의 유량으로 용리액으로서 0.05 M 브로민화리튬 (LiBr)과 테트라히드로푸란 (THF), 및 분리를 위한 하나의 Asahipak GF-510 HQ 컬럼을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된 z-평균 분자량 (Mz)을 의미한다.
폴리알킬렌 옥시드 중합체는 수지 블렌드 고체의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 0.1 중량%, 예컨대 적어도 0.5 중량%, 예컨대 적어도 0.75 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있고, 일부 경우에는, 수지 블렌드 고체의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 이하, 예컨대 4 중량% 이하, 예컨대 3 중량% 이하의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다. 폴리알킬렌 옥시드 중합체는 수지 블렌드 고체의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 4 중량%, 예컨대 0.75 중량% 내지 3 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 안료 조성물과 같은 다른 임의적 성분, 예컨대 안료 조성물을 포함할 수 있으며, 요망되는 경우, 다양한 첨가제, 예컨대 충전제, 가소제, 항산화제, 살생물제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 장애 아민 광 안정화제, 소포제, 살진균제, 분산 보조제, 유동 제어 작용제, 계면활성제, 습윤 작용제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전착성 코팅 조성물은 임의의 임의적 성분을 완전히 갖지 않을 수 있고, 즉, 임의적 성분이 전착성 코팅 조성물 중에 존재하지 않는다. 상기에 언급된 다른 첨가제는 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 3 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 물 및 임의로 하나 이상의 유기 용매(들)를 포함하는 수성 매질을 포함한다. 수성 매질은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 예를 들어, 40 중량% 내지 90 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 75 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 적합한 유기 용매의 예는 산소화된 유기 용매, 예컨대 알킬 기 내에 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 디프로필렌 글리콜의 모노알킬 에테르, 예컨대 이들 글리콜의 모노에틸 및 모노부틸 에테르를 포함한다. 다른 적어도 부분적으로 수-혼화성인 용매의 예는 알콜, 예컨대 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 및 디아세톤 알콜을 포함한다. 사용되는 경우, 유기 용매는 전형적으로 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 미만, 예컨대 5 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 전착성 코팅 조성물은 특히 분산액, 예컨대 수성 분산액의 형태로 제공될 수 있다.
예를 들어, 유기 용매는 히드록실 기 및 구조 -O-R을 갖는 말단 기를 포함하는 에테르 또는 폴리에테르를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기, 또는 2개의 말단 히드록실 기이다. 폴리에테르는 단독중합체, 블록 공중합체, 또는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에테르는 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 단독중합체를 포함할 수 있거나, 또는 폴리에테르는 블록 또는 랜덤 패턴으로 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 조합을 포함하는 블록 또는 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 유기 용매는 하기 구조를 포함할 수 있다:
여기서 R1 및 R2는 각각 수소이거나, 또는 R1 및 R2 중 하나는 수소이고 다른 하나는 메틸 기이고; R3은 H 또는 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기이고; n은 1-50, 예컨대 1-40, 예컨대 1-30, 예컨대 1-20, 예컨대 1-12, 예컨대 1-8, 예컨대 1-6, 예컨대 1-4, 예컨대 2-50, 예컨대 2-40, 예컨대 2-30, 예컨대 2-20, 예컨대 2-12, 예컨대 2-8, 예컨대 2-6, 예컨대 2-4, 예컨대 3-50, 예컨대 3-40, 예컨대 3-30, 예컨대 3-20, 예컨대 3-12, 예컨대 3-8, 예컨대 3-6, 예컨대 3-4의 정수이다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물의 총 고체 함량은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 1 중량%, 예컨대 적어도 5 중량%일 수 있고, 50 중량% 이하, 예컨대 40 중량% 이하, 예컨대 20 중량% 이하일 수 있다. 전착성 코팅 조성물의 총 고체 함량은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "총 고체"는 전착성 코팅 조성물의 비-휘발성 함량, 즉, 15분 동안 110℃까지 가열시 휘발되지 않을 물질을 지칭한다.
본 개시내용에 따라, 전착성 코팅 조성물은 기판에 전기영동적으로 적용될 수 있다. 양이온성 전착성 코팅 조성물은 임의의 전기 전도성 기판 상에 전기영동적으로 침착될 수 있다. 적합한 기판은 금속 기판, 금속 합금 기판, 및/또는 니켈-도금 플라스틱과 같은 금속화된 기판을 포함한다. 추가로, 기판은, 예를 들어, 탄소 섬유 또는 전도성 탄소를 포함하는 물질과 같은 복합 물질을 포함하는 비-금속 전도성 물질을 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따라, 금속 또는 금속 합금은 냉간 압연 강철, 열간 압연 강철, 아연 금속으로 코팅된 강철, 아연 화합물, 또는 아연 합금, 예컨대 전기아연도금 강철, 용융 아연도금 강철, 아연도금 강철, 및 아연 합금으로 도금된 강철을 포함할 수 있다. 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX, 6XXX, 또는 7XXX 시리즈의 알루미늄 합금 뿐만 아니라 A356 시리즈의 클래드 알루미늄 합금 및 주조 알루미늄 합금이 기판으로서 사용될 수도 있다. AZ31B, AZ91C, AM60B, 또는 EV31A 시리즈의 마그네슘 합금도 기판으로서 사용될 수 있다. 본 개시내용에서 사용되는 기판은 또한 티타늄 및/또는 티타늄 합금을 포함할 수 있다. 다른 적합한 비-철 금속은 구리 및 마그네슘, 뿐만 아니라 이들 물질의 합금을 포함한다. 본 개시내용에서의 사용에 적합한 금속 기판은 차량 본체 (예를 들어, 제한 없이, 도어, 본체 패널, 트렁크 데크 뚜껑, 루프 패널, 후드, 루프 및/또는 스트링거, 리벳, 랜딩 기어 구성요소, 및/또는 항공기에 사용되는 스킨), 차량 프레임, 차량 부품, 오토바이, 바퀴, 산업 구조물 및 세탁기, 건조기, 냉장고, 스토브, 식기 세척기 등을 포함한 가전제품과 같은 구성요소, 농업 장비, 잔디 및 정원 장비, 에어컨 장치, 열 펌프 장치, 잔디 가구, 및 기타 물품의 조립에 종종 사용되는 것들을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "차량" 또는 그의 변형은 민간, 상업용 및 군용 항공기, 및/또는 자동차, 오토바이, 및/또는 트럭과 같은 육상 차량을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 금속 기판은 또한, 예를 들어, 금속 또는 제작 부품의 시트 형태일 수 있다. 또한, 기판은, 예를 들어 미국 특허 번호 4,793,867 및 5,588,989에 기재된 것들과 같은 인산아연 전처리 용액, 또는, 예를 들어, 미국 특허 번호 7,749,368 및 8,673,091에 기재된 것들과 같은 지르코늄 함유 전처리 용액을 포함하는 전처리 용액으로 전처리될 수 있음이 또한 이해될 것이다.
본 개시내용은 또한, 상기에 언급된 전기전도성 기판 중 어느 하나와 같은 기판의 코팅 방법에 관한 것이다. 본 개시내용에 따라, 이러한 방법은, 상기에 기재된 바와 같은 전착성 코팅 조성물을 기판의 적어도 일부에 전기영동적으로 적용하는 단계, 및 코팅 조성물을 경화시켜 기판 상에 적어도 부분적으로 경화된 코팅을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따라, 방법은, (a) 기판의 적어도 일부 상에 본 개시내용의 전착성 코팅 조성물을 전기영동적으로 침착시키는 단계, 및 (b) 코팅된 기판을 기판 상에서 전착된 코팅을 경화시키기에 충분한 온도까지, 또한 이러한 시간 동안 가열하는 단계를 포함한다. 본 개시내용에 따라, 방법은 임의로 (c) 적어도 부분적으로 경화된 전착된 코팅에 하나 이상의 안료-함유 코팅 조성물 및/또는 하나 이상의 안료-무함유 코팅 조성물을 직접 적용하여 적어도 부분적으로 경화된 전착된 코팅의 적어도 일부 상에 탑코트를 형성하는 단계, 및 (d) 단계 (c)의 코팅된 기판을 탑코트를 경화시키기에 충분한 온도까지, 또한 이러한 시간 동안 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 본 개시내용의 양이온성 전착성 코팅 조성물은, 조성물을 전기전도성 캐소드(cathode) 및 전기 전도성 애노드(anode)와 접촉시켜 배치함으로써 전기 전도성 기판 상에 침착될 수 있으며, 여기서 코팅되는 표면은 캐소드이다. 조성물과의 접촉 후, 전극 사이에 충분한 전압이 가해지면 코팅 조성물의 접착성 필름이 캐소드 상에 침착된다. 전착이 수행되는 조건은, 일반적으로, 다른 유형의 코팅의 전착에서 사용되는 것들과 유사하다. 인가된 전압은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 1 볼트만큼 낮거나 수천 볼트만큼 높을, 예컨대 50 내지 500 볼트일 수 있다. 전류 밀도는 평방피트 당 0.5 암페어 내지 15 암페어일 수 있으며, 전착 동안 감소하는 경향이 있으며, 이는 절연 필름의 형성을 나타낸다.
양이온성 전착성 코팅 조성물이 전기전도성 기판의 적어도 일부 상에 전착되면, 코팅된 기판을 기판 상의 전착된 코팅을 적어도 부분적으로 경화시키기에 충분한 온도까지, 또한 이러한 시간 동안 가열한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 코팅과 관련하여 용어 "적어도 부분적으로 경화된"은, 코팅 조성물을, 코팅 조성물의 성분의 반응성 기의 적어도 일부의 화학적 반응이 일어나 코팅을 형성하도록 하는 경화 조건에 적용함으로써 형성된 코팅을 지칭한다. 코팅된 기판은 250℉ 내지 450℉ (121.1℃ 내지 232.2℃), 예컨대 275℉ 내지 400℉ (135℃ 내지 204.4℃), 예컨대 300℉ 내지 360℉ (149℃ 내지 180℃) 범위의 온도까지 가열할 수 있다. 경화 시간은 경화 온도 뿐만 아니라 다른 변수, 예를 들어, 전착된 코팅의 필름 두께, 조성물 중에 존재하는 촉매의 수준 및 유형 등에 따라 달라질 수 있다. 본 개시내용의 목적상, 필요한 모든 것은 기판 상의 코팅의 경화를 수행하기에 충분한 시간이다. 예를 들어, 경화 시간은 10분 내지 60분, 예컨대 20 내지 40분의 범위일 수 있다. 생성된 경화된 전착된 코팅의 두께는 15 내지 50 마이크론의 범위일 수 있다.
본 개시내용에 따라, 본 개시내용의 음이온성 전착성 코팅 조성물은, 조성물을 전기전도성 캐소드 및 전기 전도성 애노드와 접촉시켜 배치함으로써 전기 전도성 기판 상에 침착될 수 있으며, 여기서 코팅되는 표면은 애노드이다. 조성물과의 접촉 후, 전극 사이에 충분한 전압이 가해지면 코팅 조성물의 접착성 필름이 애노드 상에 침착된다. 전착이 수행되는 조건은, 일반적으로, 다른 유형의 코팅의 전착에서 사용되는 것들과 유사하다. 인가된 전압은 다양할 수 있으며, 예를 들어, 1 볼트만큼 낮거나 수천 볼트만큼 높을, 예컨대 50 내지 500 볼트일 수 있다. 전류 밀도는 평방피트 당 0.5 암페어 내지 15 암페어일 수 있으며, 전착 동안 감소하는 경향이 있으며, 이는 절연 필름의 형성을 나타낸다.
음이온성 전착성 코팅 조성물이 전기전도성 기판의 적어도 일부 상에 전착되면, 코팅된 기판을 기판 상의 전착된 코팅을 적어도 부분적으로 경화시키기에 충분한 온도까지, 또한 이러한 시간 동안 가열한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 코팅과 관련하여 용어 "적어도 부분적으로 경화된"은, 코팅 조성물을, 코팅 조성물의 성분의 반응성 기의 적어도 일부의 화학적 반응이 일어나 코팅을 형성하도록 하는 경화 조건에 적용함으로써 형성된 코팅을 지칭한다. 코팅된 기판은 200℉ 내지 450℉ (93℃ 내지 232.2℃), 예컨대 275℉ 내지 400℉ (135℃ 내지 204.4℃), 예컨대 300℉ 내지 360℉ (149℃ 내지 180℃) 범위의 온도까지 가열될 수 있다. 경화 시간은 경화 온도 뿐만 아니라 다른 변수, 예를 들어, 전착된 코팅의 필름 두께, 조성물 중에 존재하는 촉매의 수준 및 유형 등에 따라 달라질 수 있다. 본 개시내용의 목적상, 필요한 모든 것은 기판 상의 코팅의 경화를 수행하기에 충분한 시간이다. 예를 들어, 경화 시간은 10 내지 60분, 예컨대 20 내지 40분의 범위일 수 있다. 생성된 경화된 전착된 코팅의 두께는 15 내지 50 마이크론의 범위일 수 있다.
본 개시내용의 전착성 코팅 조성물은 또한, 요망되는 경우, 비-전기영동적 코팅 적용 기술, 예컨대 유동, 침지, 분무 및 롤 코팅 적용을 사용하여 기판에 적용될 수 있다. 비-전기영동적 코팅 적용을 위해, 코팅 조성물은 전도성 기판 뿐만 아니라 비-전도성 기판, 예컨대 유리, 목재 및 플라스틱에 적용될 수 있다.
본 개시내용은 추가로, 본원에 기재된 전착성 코팅 조성물을 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 형성된 코팅에 관한 것이다.
본 개시내용은 추가로, 적어도 부분적으로 경화된 상태의, 적어도 부분적으로, 본원에 기재된 전착성 코팅 조성물로 코팅된 기판에 관한 것이다. 코팅된 기판은 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 코팅을 포함할 수 있다.
본 개시내용은 또한, 전착성 결합제 및 안료를 포함하는 전착된 코팅 층을 포함하며, 여기서 전착된 코팅 층은 적어도 0.3:1의 안료-대-결합제 비율을 갖고, 전착된 코팅 층은 L-패널 표면 조도 시험 방법에 의해 측정시 90 마이크로인치 미만의 수평 표면 조도를 갖는 것인, 기판에 관한 것이다.
본 개시내용의 전착성 코팅 조성물은 다양한 코팅 층을 갖는 기판을 포함하는 다층 코팅 복합체의 부분인 전기코팅 층에 활용될 수 있다. 코팅 층은 전처리 층, 예컨대 포스페이트 층 (예를 들어, 인산아연 층), 본 개시내용의 수성 수지성 분산액으로부터 형성된 전기코팅 층, 및 적합한 탑코트 층 (예를 들어, 베이스 코트, 클리어 코트 층, 착색 모노코트, 및 컬러-플러스-클리어 복합 조성물)을 포함할 수 있다. 적합한 탑코트 층은 당업계에 공지된 임의의 것들을 포함하고, 각각 독립적으로 수계, 용매계, 고체 미립자 형태 (즉, 분말 코팅 조성물), 또는 분말 슬러리 형태일 수 있음이 이해된다. 탑코트는 전형적으로 필름-형성 중합체, 가교 물질, 또한 착색 베이스 코트 또는 모노코트인 경우, 하나 이상의 안료를 포함한다. 본 개시내용에 따라, 프라이머 층은 전기코팅 층과 베이스 코트 층 사이에 배치된다. 본 개시내용에 따라, 탑코트 층 중 하나 이상은 실질적으로 경화되지 않은 하부 층 상에 적용된다. 예를 들어, 클리어 코트 층이 실질적으로 경화되지 않은 베이스코트 층의 적어도 일부 상에 적용될 수 있고 (웨트-온-웨트), 두 층 모두 하류 공정에서 동시에 경화될 수 있다.
또한, 탑코트 층은 전착성 코팅 층 상에 직접 적용될 수 있다. 다시 말해서, 기판이 프라이머 층을 갖지 않는다. 예를 들어, 베이스코트 층이 전착성 코팅 층의 적어도 일부 상에 직접 적용될 수 있다.
하부 층이 완전히 경화되지 않았다는 사실에도 불구하고 탑코트 층이 하부 층 상에 적용될 수 있음이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 베이스코트 층이 경화 단계에 적용되지 않았더라도 클리어코트 층이 베이스코트 층 상에 적용될 수 있다. 이어서 후속 경화 단계 동안 두 층 모두 경화됨으로써 베이스코트 층 및 클리어코트 층을 별도로 경화시킬 필요가 없어질 수 있다.
본 개시내용에 따라, 탑코트 층이 형성되는 다양한 코팅 조성물 중에 추가 성분, 예컨대 착색제 및 충전제가 존재할 수 있다. 임의의 적합한 착색제 및 충전제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 착색제는 임의의 적합한 형태, 예컨대 별개의 입자, 분산액, 용액 및/또는 플레이크로 코팅에 첨가될 수 있다. 단일 착색제 또는 둘 이상의 착색제의 혼합물이 본 개시내용의 코팅에 사용될 수 있다. 일반적으로, 착색제는 요망되는 특성, 시각적 및/또는 색 효과를 부여하기에 충분한 임의의 양으로 다층 복합체의 층 내에 존재할 수 있음에 유의해야 한다.
예시적 착색제는 페인트 산업에서 사용되고/거나 DCMA (Dry Color Manufacturer Association)에 열거된 것들과 같은 안료, 염료 및 틴트, 뿐만 아니라 특수 효과 조성물을 포함한다. 착색제는, 예를 들어, 불용성이지만 사용 조건 하에서는 습윤성인 미세하게 분할된 고체 분말을 포함할 수 있다. 착색제는 유기 또는 무기물일 수 있고 응집되거나 응집되지 않을 수 있다. 착색제는 분쇄 또는 단순 혼합에 의해 코팅 중에 혼입될 수 있다. 그 사용이 당업자에게 친숙할 것인 아크릴 분쇄 비히클과 같은 분쇄 비히클의 사용에 의해 코팅 중으로 분쇄함으로써 착색제가 혼입될 수 있다.
예시적 안료 및/또는 안료 조성물은 카르바졸 디옥사진 조 안료, 아조, 모노아조, 디스아조, 나프톨 AS, 염 유형 (레이크), 벤즈이미다졸론, 축합, 금속 착물, 이소인돌리논, 이소인돌린 및 폴리시클릭 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 페리논, 디케토피롤로 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 디옥사진, 트리아릴카르보늄, 퀴노프탈론 안료, 디케토 피롤로 피롤 레드 ("DPP 레드 BO"), 이산화티타늄, 카본 블랙, 산화아연, 산화안티모니 등 및 유기 또는 무기 UV 불투명 안료, 예컨대 산화철, 투명한 적색 또는 황색 산화철, 프탈로시아닌 블루 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 용어 "안료" 및 "착색 충전제"는 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
예시적 염료는 용매 및/또는 수성 기재의 것들, 예컨대 산 염료, 아조계 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 분산 염료, 반응성 염료, 용매 염료, 황 염료, 매염 염료, 예를 들어, 비스무스 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌, 알루미늄, 퀴나크리돈, 티아졸, 티아진, 아조, 인디고이드, 니트로, 니트로소, 옥사진, 프탈로시아닌, 퀴놀린, 스틸벤, 및 트리페닐 메탄을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
예시적 틴트는 수계 또는 수 혼화성 담체 중에 분산된 안료, 예컨대 Degussa, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 AQUA-CHEM 896, Eastman Chemical, Inc. (Accurate Dispersions division)으로부터 상업적으로 입수가능한 CHARISMA COLORANTS 및 MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
착색제는 나노입자 분산액을 포함하나 이에 제한되지는 않는 분산액 형태일 수 있다. 나노입자 분산액은 요망되는 가시적 색 및/또는 불투명도 및/또는 시각적 효과를 생성하는 하나 이상의 고도로 분산된 나노입자 착색제 및/또는 착색제 입자를 포함할 수 있다. 나노입자 분산액은 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만, 또는 30 nm 미만의 입자 크기를 갖는 안료 또는 염료 등의 착색제를 포함할 수 있다. 나노입자는 0.5 mm 미만의 입자 크기를 갖는 분쇄 매질로 스톡 유기 또는 무기 안료를 밀링함으로써 생성될 수 있다. 예시적 나노입자 분산액 및 그의 제조 방법은 미국 특허 번호 6,875,800 B2에서 식별되며, 이는 본원에 참조로 포함된다. 나노입자 분산액은 또한 결정화, 침전, 기체 상 응축, 및 화학적 마모 (즉, 부분 용해)에 의해 생성될 수 있다. 코팅 내의 나노입자의 재응집을 최소화하기 위해, 수지-코팅된 나노입자의 분산액이 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "수지-코팅된 나노입자의 분산액"은 나노입자 및 나노입자 상의 수지 코팅을 포함하는 별개의 "복합 미세입자"가 분산되어 있는 연속 상을 지칭한다. 수지-코팅된 나노입자의 분산액의 예 및 그의 제조 방법은 2004년 6월 24일 출원된 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 번호 10/876,031, 및 2003년 6월 24일 출원된 또한 본원에 참조로 포함되는 미국 가특허 출원 번호 60/482,167에서 식별된다.
본 개시내용에 따라, 다층 코팅 복합체의 하나 이상의 층에 사용될 수 있는 특수 효과 조성물은 하나 이상의 외관 효과, 예컨대 반사율, 진주광택, 금속 광택, 인광, 형광, 광변색증, 감광성, 열변색증, 고니오크로미즘 및/또는 색-변화를 생성하는 안료 및/또는 조성물을 포함한다. 추가의 특수 효과 조성물은 반사도, 불투명도 또는 질감과 같은 기타 인지가능한 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 특수 효과 조성물은, 코팅을 상이한 각도에서 볼 때 코팅의 색이 변하도록 색 이동을 생성할 수 있다. 예시적 색 효과 조성물은 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 6,894,086에서 식별된다. 추가의 색 효과 조성물은 투명 코팅된 운모 및/또는 합성 운모, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명 액정 안료, 액정 코팅, 및/또는 간섭이 물질의 표면과 공기 사이의 굴절률 차이로 인해서가 아니라 물질 내의 굴절률 차이로 인해 발생하는 임의의 조성물을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 하나 이상의 광원에 노출시 그의 색이 가역적으로 변경되는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물이 다층 복합체의 다수의 층에 사용될 수 있다. 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 특정된 파장의 방사선에 대한 노출에 의해 활성화될 수 있다. 조성물이 여기되면, 분자 구조가 변하고, 변경된 구조는 조성물의 원래의 색과 상이한 새로운 색을 나타낸다. 방사선에 대한 노출이 제거되면, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 휴지 상태로 돌아갈 수 있으며, 여기서 조성물의 원래의 색으로 돌아간다. 예를 들어, 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 비-여기 상태에서는 무색이고 여기 상태에서는 색을 나타낼 수 있다. 전체 색-변화는 밀리초 내지 수분, 예컨대 20초 내지 60초 내에 나타날 수 있다. 예시적 광변색성 및/또는 감광성 조성물은 광변색성 염료를 포함한다.
본 개시내용에 따라, 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은, 공유 결합 등에 의해 중합체 및/또는 중합성 성분의 중합체 물질과 회합되고/되거나 그에 적어도 부분적으로 결합될 수 있다. 감광성 조성물이 코팅 외부로 이동하고 기판 내로 결정화될 수 있는 일부 코팅과 대조적으로, 본 개시내용에 따른 중합체 및/또는 중합성 성분과 회합되고/거나 그에 적어도 부분적으로 결합되는 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물은, 코팅 외부로의 최소 이동을 갖는다. 예시적 감광성 조성물 및/또는 광변색성 조성물 및 그의 제조 방법은 2004년 7월 16일 출원된 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 일련 번호 10/892,919에서 식별된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 "실질적으로 갖지 않는"은, 성분이 존재하더라도 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 1 중량% 미만의 양으로 존재함을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 "본질적으로 갖지 않는"은, 성분이 존재하더라도 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 미만의 양으로 존재함을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 정의되지 않는 한, 용어 "완전히 갖지 않는"은, 성분이 조성물 중에 존재하지 않음, 즉, 조성물의 총 수지 고체 중량을 기준으로 하여 0.00 중량%임을 의미한다.
본 상세한 설명의 목적상, 달리 명시적으로 특정된 경우를 제외하고, 개시내용은 대안적인 변형 및 단계 순서를 가정할 수 있음이 이해되어야 한다. 더욱이, 임의의 작업예에서, 또는 다르게 표시된 경우를 제외하고, 예를 들어 명세서 및 청구범위에 사용된 성분의 양을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 파라미터는 본 개시내용에 의해 얻어지는 요망되는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 최소한, 또한 균등론의 적용을 청구범위의 범위로 제한하려는 시도가 아니며, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 자릿수의 숫자를 고려하여 통상적인 반올림 기술을 적용하여 해석되어야 한다.
개시내용의 광범위한 범위를 기재하는 수치 범위 및 파라미터는 근사치임에도 불구하고, 구체적 실시예에 기재된 수치 값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 모든 수치 값은 본질적으로 그의 각각의 시험 측정에서 나타나는 표준 변동으로 인해 필연적으로 발생하는 특정 오차를 함유한다.
또한, 본원에서 언급된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위범위를 포함하도록 의도됨이 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 언급된 최소값 1과 언급된 최대값 10 사이 (이들 포함)의, 즉, 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는 모든 하위범위를 포함하도록 의도된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "포함하는", "함유하는" 및 유사한 용어는 본 출원의 맥락에서 "포함하는"과 동의어인 것으로 이해되며, 따라서 개방적이고, 기재되지 않거나 언급되지 않은 추가 요소, 물질, 성분 또는 방법 단계의 존재를 배제하지 않는 것으로 의도된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "~로 이루어진"은 본 출원의 맥락에서 임의의 특정되지 않은 요소, 성분 또는 방법 단계의 존재를 배제하는 것으로 이해된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "본질적으로 ~로 이루어진"은 본 출원의 맥락에서 특정된 요소, 물질, 성분 또는 방법 단계 "및 기재되는 것의 기본적 및 신규한 특징(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것들"을 포함하는 것으로 이해된다.
본 출원에서, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 단수형의 사용은 복수형을 포함하고, 복수형은 단수형을 포함한다. 예를 들어, 본원에서 "하나의" 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 "하나의" 경화 작용제가 언급되지만, 이들 성분의 조합 (즉, 복수의 이들 성분)이 사용될 수 있다. 추가로, 본 출원에서, "또는"의 사용은, "및/또는"이 특정 경우에는 명시적으로 사용될 수 있더라도, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다.
개시내용의 구체적 측면이 상세하게 기재되었지만, 이들 세부사항에 대한 다양한 변형 및 대안이 개시내용의 전체 교시에 비추어 개발될 수 있음이 당업자에 의해 인식될 것이다. 따라서, 개시된 특정 배열은 단지 예시적인 것이며, 첨부된 청구범위의 전체 범위 및 그의 임의의 및 모든 등가물이 제공되는 개시내용의 범위에 대한 제한은 아니다.
하기 실시예는 개시내용의 예시이지만, 이는 개시내용을 그의 세부사항으로 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 달리 지시되지 않는 한, 하기 실시예 뿐만 아니라 명세서 전반에 걸쳐 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
실시예
수지 시스템의 제조: 수지 시스템 I
가교제 I의 제조: 전착성 코팅 수지에서의 사용에 적합한 블록킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 하기 방식으로 제조하였다. 하기 표 1에 열거된 성분 2, 3a, 및 3b를 질소 하에 교반하며 전체 환류를 위해 셋업된 플라스크에 첨가하였다. 플라스크의 내용물을 35℃의 온도까지 가열하고, 성분 1을 적가하여 반응 발열로 인해 온도가 증가하도록 하고 100℃ 하에 유지하였다. 성분 1의 첨가가 완료된 후, 성분 4를 첨가하고, 100℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하였다. IR 분광법에 의해 잔류 이소시아네이트가 검출되지 않을 때까지 반응 혼합물을 온도에서 유지하였다. 이어서 성분 5a 및 5b를 첨가하고, 반응 혼합물을 30분 동안 교반하고 주변 온도까지 냉각시켰다.
표 1. 가교제 I의 제조를 위한 성분
1 BASF Corporation으로부터 입수가능한 Lupranate M20
2 Aldrich로부터 입수가능
3 BASF Corporation으로부터 입수가능
양이온성, 아민-작용화된, 폴리에폭시드계 수지 (수지 시스템 I)의 제조: 전착성 코팅 조성물의 배합에서의 사용에 적합한 양이온성, 아민-작용화된, 폴리에폭시드계 중합체 수지를 하기 방식으로 제조하였다. 하기 표 2에 열거된 성분 1-4를 질소 하에 교반하며 전체 환류를 위해 셋업된 플라스크에서 조합하였다. 혼합물을 130℃의 온도까지 가열하고 발열시켰다 (최대 175℃). 145℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하고, 이어서 반응 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 이어서 성분 5, 그 후 성분 6-7을 플라스크 내에 도입하고, 100℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하였다. 이어서 예비혼합 성분 8 및 9를 빠르게 반응 혼합물에 첨가하고, 반응 혼합물을 발열시켰다. 110℃의 온도를 확립하고, 반응 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 이어서 성분 10을 첨가하고, 15분 동안 혼합하였다. 유지 후, 플라스크의 내용물을 붓고 실온까지 냉각시켰다.
표 2. 수지 시스템 I의 제조를 위한 성분
1 Hexion Corporation으로부터 입수가능한 EPON 828.
2 상기 가교제 I의 합성 참조.
3 Huntsman 또는 Air Products로부터 입수가능
수지 시스템의 제조: 수지 시스템: 수지 시스템 II
가교제 II의 제조: 전착성 코팅 수지에서의 사용에 적합한 블록킹된 폴리이소시아네이트 가교제를 하기 방식으로 제조하였다. 하기 표 3에 열거된 성분 1a, 1b, 1c, 1d, 및 1e를 질소 하에 교반하며 전체 환류를 위해 셋업된 플라스크에 첨가하였다. 플라스크의 내용물을 35℃의 온도까지 가열하고, 성분 2를 적가하여 반응 발열로 인해 온도가 증가하도록 하고 110℃ 하에 유지하였다. 성분 2의 첨가가 완료된 후, 성분 3을 첨가하고, 110℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하였다. IR 분광법에 의해 잔류 이소시아네이트가 검출되지 않을 때까지 반응 혼합물을 온도에서 유지하였다. 이어서 성분 4를 첨가하고, 반응 혼합물을 30분 동안 교반하고 주변 온도까지 냉각시켰다.
표 3. 가교제 II의 제조를 위한 성분
1 BASF Corporation으로부터 입수가능한 Lupranate M20
2 Aldrich로부터 입수가능
3 BASF Corporation으로부터 입수가능
양이온성, 아민-작용화된, 폴리에폭시드계 수지 (수지 시스템 II)의 제조: 전착성 코팅 조성물의 배합에서의 사용에 적합한 양이온성, 아민-작용화된, 폴리에폭시드계 중합체 수지를 하기 방식으로 제조하였다. 하기 표 4에 열거된 성분 1-4를 질소 하에 교반하며 전체 환류를 위해 셋업된 플라스크에서 조합하였다. 혼합물을 130℃의 온도까지 가열하고 발열시켰다 (최대 175℃). 145℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하고, 이어서 반응 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 이어서 성분 5, 그 후 성분 6-7을 플라스크 내에 도입하고, 100℃의 온도를 반응 혼합물에서 확립하였다. 이어서 예비혼합 성분 8 및 9를 빠르게 반응 혼합물에 첨가하고, 반응 혼합물을 발열시켰다. 110℃의 온도를 확립하고, 반응 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 이어서 성분 10을 첨가하고, 15분 동안 혼합하였다. 유지 후, 플라스크의 내용물을 붓고 실온까지 냉각시켰다.
표 4. 수지 시스템 II의 제조를 위한 성분
1 Hexion Corporation으로부터 입수가능한 EPON 828.
2 상기 가교제 II의 합성 참조.
3 Huntsman 또는 Air Products로부터 입수가능
전착성 코팅 조성물의 제조
배합 안료, 첨가제, 및 화학물질의 공급원: 전기코트 배쓰의 배합에 사용되는 화학물질은 다양한 공급업체로부터 구입하였다. 용매 DOWANOL PM은 Dow Chemical Company로부터 98% 순도로 구입하였다. 술팜산은 PPG industries로부터 구입하였다. TIONA 595 이산화티타늄 안료는 Tronox Inc.로부터 구입할 수 있다. 황산바륨 안료는 Venator Materials PLC로부터 구입할 수 있다. ASP-200 점토 안료는 BASF로부터 구입할 수 있다.
대조군 조성물 1: 이 전기코트는 명칭 FRAMECOAT II로 PPG Industries로부터 상업적으로 입수가능하고, 이는 2-성분 조성물로서 공급된다. 1801 그램의 CR681 수지 (PPG로부터 입수가능), CP524 페이스트 (243.8 그램, PPG로부터 입수가능) 및 탈이온수 (1755.2 그램)를 혼합함으로써 전기코트 배쓰를 제조하였다. 이 페인트의 P:B는 0.1:1.0이었다. 조성물 1을 기술 회보에 따라 사용하였다.
조성물 2: 스테인레스 강철 비커 (3-리터)에 열전대 및 가열 맨틀을 사용하여 80℃까지 가온된 593 그램의 수지 시스템 I을 로딩하였다. 3-인치 프로펠러 블레이드를 사용하여 Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 1500 RPM으로 수지를 교반하였다. 하기 성분을 열거된 순서대로 첨가하였다. 수지에, 57.5 그램의 탈이온수를 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 다음으로, 300 그램의 ASP-200을 5분에 걸쳐 수지에 첨가하였다. 이 혼합물을 20분 동안 교반하였다. 별도의 스테인레스-강철 비커 (1-리터)에서, 7.41 그램의 술팜산을 387.4 그램의 탈이온수에 첨가하고, 온화한 교반 하에 15분 동안 혼합하였다. 수지 혼합물로 적절한 분산이 달성된 후, 교반을 계속하면서 산 용액을 수지 혼합물에 서서히 부었다. 교반을 계속하면서 산성화된 수지 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 1-시간 유지 후, 수지 혼합물을 448.6 그램의 탈이온수로 20분에 걸쳐 희석하여, 온도가 자연스럽게 변동되도록 하였다. 이어서 21.2 그램의 E6165 (PPG Industries로부터 입수가능한 디부틸틴 옥시드 [DBTO] 페이스트)를 첨가함으로써 주석-촉매를 첨가하여 수지 고체 상의 0.7 중량%의 Sn 로딩을 제공하였다. 마지막으로, 추가의 1435.4 그램의 탈이온수를 첨가하여 25 wt.% 고체의 마무리된 전기코트 배쓰를 제조하였다. 최종 배쓰 pH는 5.89였고, 전도도는 960 μS였다.
조성물 3: 스테인레스 강철 비커 (3-리터)에 열전대 및 가열 맨틀을 사용하여 80℃까지 가온된 593 그램의 수지 시스템 I을 로딩하였다. 3-인치 프로펠러 블레이드를 사용하여 Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 1500 RPM으로 수지를 교반하였다. 하기 성분을 열거된 순서대로 첨가하였다. 수지에, 57.5 그램의 탈이온수를 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 다음으로, 95 그램의 ASP-200을 5분에 걸쳐 수지에 첨가한 후, 55 그램의 황산바륨 안료, 그 후 150 그램의 TIONA 595 이산화티타늄 안료를 첨가하였다. 이 혼합물을 20분 동안 교반하였다. 별도의 스테인레스-강철 비커 (1-리터)에서, 7.41 그램의 술팜산을 387.4 그램의 탈이온수에 첨가하고, 온화한 교반 하에 15분 동안 혼합하였다. 수지 혼합물로 적절한 분산이 달성된 후, 교반을 계속하면서 산 용액을 수지 혼합물에 서서히 부었다. 교반을 계속하면서 산성화된 수지 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 1-시간 유지 후, 수지 혼합물을 448.6 그램의 탈이온수로 20분에 걸쳐 희석하여, 온도가 자연스럽게 변동되도록 하였다. 이어서 21.2 그램의 E6165 (PPG Industries로부터 입수가능한 디부틸틴 옥시드 [DBTO] 페이스트)를 첨가함으로써 주석-촉매를 첨가하여 수지 고체 상의 0.7 중량%의 Sn 로딩을 제공하였다. 마지막으로, 추가의 1435.4 그램의 탈이온수를 첨가하여 25 wt.% 고체의 마무리된 전기코트 배쓰를 제조하였다. 최종 배쓰 pH는 5.78이었고, 전도도는 974 μS였다.
조성물 4: 스테인레스 강철 비커 (4-리터)에 열전대 및 가열 맨틀을 사용하여 80℃까지 가온된 807.9 그램의 수지 시스템 II를 로딩하였다. 3-인치 프로펠러 블레이드를 사용하여 Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 1500 RPM으로 수지를 교반하였다. 하기 성분을 열거된 순서대로 첨가하였다. 수지에, 80.5 그램의 탈이온수를 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 다음으로, 420 그램의 ASP-200을 5분에 걸쳐 수지에 첨가하였다. 이 혼합물을 20분 동안 교반하였다. 별도의 스테인레스-강철 비커 (1-리터)에서, 10.57 그램의 술팜산을 736.7 그램의 탈이온수에 첨가하고, 온화한 교반 하에 15분 동안 혼합하였다. 수지 혼합물로 적절한 분산이 달성된 후, 교반을 계속하면서 산 용액을 수지 혼합물에 서서히 부었다. 교반을 계속하면서 산성화된 수지 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 1-시간 유지 후, 수지 혼합물을 456.8 그램의 탈이온수로 20분에 걸쳐 희석하여, 온도가 자연스럽게 변동되도록 하였다. 이어서 29.6 그램의 E6165 (PPG Industries로부터 입수가능한 디부틸틴 옥시드 [DBTO] 페이스트)를 첨가함으로써 주석-촉매를 첨가하여 수지 고체 상의 0.7 중량%의 Sn 로딩을 제공하였다. 마지막으로, 추가의 2009.9 그램의 탈이온수를 첨가하여 25 wt.% 고체의 마무리된 전기코트 배쓰를 제조하였다. 최종 배쓰 pH는 5.72였고, 전도도는 1085 μS였다.
조성물 5: 탈이온수 (945 그램), Borchers Americas Inc로부터 상업적으로 입수가능한 BORCHI Gel 0620 (150 그램), 및 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 (405 그램)를 강철 비커 (3-리터)에 첨가함으로써 레올로지 첨가제 용액을 제조하고, Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 500 RPM의 고양력 임펠러 블레이드로 1시간 동안 교반하였다.
별도의 스테인레스-강철 비커 (4-리터)에서, 열전대 및 가열 맨틀을 사용하여 80℃까지 가온된 807.9 그램의 수지 시스템 II를 로딩하였다. 3-인치 프로펠러 블레이드를 사용하여 Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 1500 RPM으로 수지를 교반하였다. 하기 성분을 열거된 순서대로 첨가하였다. 수지에, 80.5 그램의 탈이온수를 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 다음으로, 420 그램의 ASP-200을 5분에 걸쳐 수지에 첨가하였다. 이 혼합물을 20분 동안 교반하였다. 별도의 스테인레스-강철 비커 (1-리터)에서, 10.57 그램의 술팜산을 577.8 그램의 탈이온수에 첨가하고, 온화한 교반 하에 15분 동안 혼합하였다. 수지 혼합물로 적절한 분산이 달성된 후, 교반을 계속하면서 산 용액을 수지 혼합물에 서서히 부었다. 교반을 계속하면서 산성화된 수지 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 1-시간 유지 후, 수지 혼합물을 175 그램의 레올로지 첨가제 용액 및 461.3 그램의 탈이온수로 20분에 걸쳐 희석하여, 온도가 자연스럽게 변동되도록 하였다. 이어서 29.8 그램의 E6165 (PPG Industries로부터 입수가능한 디부틸틴 옥시드 [DBTO] 페이스트)를 첨가함으로써 주석-촉매를 첨가하여 수지 고체 상의 0.7 중량%의 Sn 로딩을 제공하였다. 마지막으로, 추가의 2029.8 그램의 탈이온수를 첨가하여 25 wt.% 고체의 마무리된 전기코트 배쓰를 제조하였다. 최종 배쓰 pH는 5.85였고, 전도도는 1101 μS였다.
조성물 6: 스테인레스 강철 비커 (3-리터)에 열전대 및 가열 맨틀을 사용하여 80℃까지 가온된 534 그램의 수지 시스템 I을 로딩하였다. 3-인치 프로펠러 블레이드를 사용하여 Fawcett 공기 모터 (모델 103A)에 의해 구동되는 1500 RPM으로 수지를 교반하였다. 하기 성분을 열거된 순서대로 첨가하였다. 수지에, 51.8 그램의 탈이온수를 첨가하고, 5분 동안 혼합하였다. 다음으로, 382.5 그램의 ASP-200을 5분에 걸쳐 수지에 첨가하였다. 이 혼합물을 20분 동안 교반하였다. 별도의 스테인레스-강철 비커 (1-리터)에서, 6.67 그램의 술팜산을 423.7 그램의 탈이온수에 첨가하고, 온화한 교반 하에 15분 동안 혼합하였다. 수지 혼합물로 적절한 분산이 달성된 후, 교반을 계속하면서 산 용액을 수지 혼합물에 서서히 부었다. 교반을 계속하면서 산성화된 수지 혼합물을 1시간 동안 유지하였다. 1-시간 유지 후, 수지 혼합물을 466.2 그램의 탈이온수로 20분에 걸쳐 희석하여, 온도가 자연스럽게 변동되도록 하였다. 이어서 19 그램의 E6165 (PPG Industries로부터 입수가능한 디부틸틴 옥시드 [DBTO] 페이스트)를 첨가함으로써 주석-촉매를 첨가하여 수지 고체 상의 0.7 중량%의 Sn 로딩을 제공하였다. 마지막으로, 추가의 932.4 그램의 탈이온수를 첨가하여 30 wt.% 고체의 마무리된 전기코트 배쓰를 제조하였다. 최종 배쓰 pH는 5.7이었고, 전도도는 928 μS였다.
시험 방법
침강량 시험 방법: 설정된 양의 시간에 걸친 침강량을 백금 팬이 장착된 Biolin Scientific Attension Force Tensiometer (모델: Sigma 703)를 사용하여 결정하였다. 전착성 코팅 조성물의 작은 샘플을 4 oz. 유리 병 내에 배치하였다. 전착성 코팅 조성물을 함유하는 유리 병을 장력계 플랫폼 상에 로딩하고, 백금 팬을 액체 표면 아래의 페인트 중에 삽입하였다. 기기를 영점화하고, 데이터 수집을 시작하였다. 조성물의 성분의 침강량 (mg으로 보고됨)을 30분 기간에 걸쳐 모니터링하였다.
또한, 전착성 코팅 조성물의 P:B에 대하여 침강을 평가하였다. 이는 조성물의 침강된 성분의 총량을 조성물의 P:B로 나눔으로써 결정되었다. 이는 본원에서 "상대적 침강 시험 방법"으로서 언급된다.
배쓰 점도 시험 방법: 전단 속도의 함수로서 점도를 측정함으로써 액체 배쓰의 유동 곡선을 결정하였다. 온도-제어를 갖는 동심 실린더 (컵 및 밥) 셋업을 사용하여 Anton-Paar MCR302 레오미터로 점도를 측정하였다. 온도는 32℃로 일정하였다. 코팅 시스템을 정상 상태로 안정화시키기 위해, 장치에 의해 설정된 지속기간으로 21개 데이터 포인트에 대해 0.1 s-1의 일정한 전단 속도로 전기코트 배쓰의 점도를 먼저 측정하였다. 이어서, 장치에 의해 설정된 지속기간으로 5 포인트/10의 포인트 간격으로 전단 속도를 변화시키면서 0.1 내지 1000 s-1의 전단 속도의 로그 램프로 점도를 측정하였다. 저-전단 점도는 0.1s-1의 전단 속도에서, 또한 고-전단 점도는 100 s-1의 전단 속도에서 보고된다. 이 시험 방법은 본원에서 배쓰 점도 시험 방법으로서 언급된다.
L-패널 표면 조도 시험 방법: 금속 기판 패널 (임의로 전처리 조성물 (예를 들어, 인산아연 전처리 조성물)로 전처리됨)을 절반으로 절단하여 4" × 6" 패널을 얻었다. 이어서, 패널의 각 측면으로부터 0.25 인치를 제거하여 3.5" × 6"인 패널을 얻었고, 이를 "L" 형상으로 구부려 4-인치 수직 표면 및 2-인치 수평 표면을 얻었다. 이 패널을 교반 하에 있는 전기코트 배쓰 중에 담그고, 교반을 중단할 수 있다. 교반되지 않는 배쓰에서 3분의 방치 후, 조성물의 전착이 진행되었다. 기판을 코팅하기 위해 전착성 코팅 배쓰에 전기 전류를 인가하기 위해 정류기를 사용하였다. 표적 필름 빌드는 기판의 수직면에서 0.5 내지 0.7 밀 (12.7 내지 17.8 마이크론)이었다. 이 필름 두께는 25.4 마이크론의 DFT에 대한 전압/온도/전류 조건 (2분 조건)을 사용하여 1분 동안 침착되었다. 정확한 코팅 조건은 조성에 따라 달라질 수 있다. 패널을 전기코팅한 후, 패널을 탈이온수로 헹구고 전기 오븐에서 350℉에서 30분 동안 베이킹한다. 수평 및 수직 표면의 조도를 Taylor Hobson으로부터 입수가능한 Precision Surtronic 25 Profilometer를 사용하여 측정하였다. 기기는 10회 반복 측정 후 1.0±0.7 마이크로인치의 조도를 갖는 Ted Pella Inc.로부터 입수가능한 3-인치 실리콘 웨이퍼 (제품 번호 16013)를 사용하여 참조되었다. 본 시험 방법은 본원에서 L-패널 표면 조도 시험 방법으로서 언급된다.
복합 점도 시험 방법: 경화 사이클 동안 침착된 코팅의 점도를 하기 방법으로 측정하였다. 단계 (a) PPR 25/23 스핀들 및 0.1 mm 갭으로 Anton Paar MCR 302 레오미터를 셋업함; (b) 테트라히드로푸란 (THF)을 경화되지 않은 전착된 코팅 샘플에 적용하고 금속 스패튤라를 사용하여 경화되지 않은 전착된 코팅 샘플을 패널로부터 긁어내고 펠티어 플레이트 상에 샘플을 배치함; (c) 샘플을 5%의 일정한 전단 변형 (진동) 및 시험 기간 전반에 걸쳐 유지되는 1 Hz의 주파수 및 40℃에서 30분 주변 플래시의 경화 사이클 후 41분에 걸쳐 40℃로부터 175℃까지의 온도 램프 (3.3℃/분) 하에 두면서 시간에 따라 샘플의 점도를 측정함. 이 시험 방법은 본원에서 복합 점도 시험 방법으로서 언급된다.
실시예 A: 배쓰 안정성의 평가
인산아연 (C700 항목: 28630, ACT (미국 미시건주 힐스데일)로부터 입수가능)으로 전처리된 CRS 패널을 L-패널 표면 조도 시험 방법에 기재된 방식으로 제조하였다. DC-전원 공급되는 정류기 (Xantrax 모델 XFR600-2 (미국 인디애나주 엘크하트), 또는 Sorensen XG 300-5.6, Ameteck (미국 펜실바니아주 버윈))를 사용하여 전착성 코팅을 적용하였다. 전압/온도/전류 조건을 사용하여 2분 동안 이 필름 두께를 침착시켰다. 각 페인트에 대한 정확한 코팅 조건은 표 5에 나타나 있다. 패널을 전기코팅한 후, 이들 패널을 탈이온수로 헹구고 전기 오븐 (Despatch 모델 LFD-1-42)에서 350℉에서 30분 동안 베이킹하였다. 베이킹 후, 패널을 주변 조건에서 20분 동안 냉각시켰다. 상응하는 전착성 코팅 배쓰 상에서 수행된 L-패널 표면 조도 시험 방법 및 배쓰 점도 시험 방법으로부터의 결과가 하기 표 6에 나타나 있다.
표 5. L 패널 표면 조도 시험 방법에 대한 코트 아웃 조건
표 6. L 패널 표면 조도, 침강량, 및 배쓰 점도의 비교
표 6에서의 결과는, 전착성 코팅 조성물의 레올로지 특성이 침강에 대해 조성물을 안정화시키는 데 사용될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 조성물 2, 3, 및 5는 각각 0.6:1의 P:B를 갖고, 적어도 15의 저-전단 점도를 갖고, 우수한 상대적으로 낮은 침강량, 조성물의 전체 P:B 비율에 비해 낮은 침강량, 및 생성된 적용된 코팅의 우수한 수평 표면 조도를 나타낸다. 이는 특히 폴리에테르 블록킹 작용제를 포함하는 폴리이소시아네이트 경화 작용제를 포함하는 조성물 2 및 3의 경우에 그렇다. 반면, 조성물 4는 다량의 침강을 방지하기 위해 충분한 저-전단 점도를 갖지 않았고, 거친 수평 표면을 형성하였다. 그러나, 조성물 5에 나타낸 바와 같은 조성물 4에 대한 증점제의 첨가는 증가된 저-전단 점도, 현저히 감소된 침강 및 P:B 당 침강, 및 보다 덜 거친 수평 표면을 형성하였다.
표 6의 결과는 또한, 0.1:1의 보다 낮은 P:B를 갖는 상업적으로 입수가능한 조성물, 대조군 조성물 1과의 비교를 보여준다. 대조군 조성물 1은 매우 높은 저-전단 점도를 갖지 않았지만, 비교적 낮은 안료 함량으로 인해 조성물은 여전히 안정적이었고 높은 수평 표면 조도를 초래하지 않았다. 반면, 조성물 2 및 3은 보다 많은 침강을 가질 것으로 예상되는 6배 더 높은 안료 함량을 가짐에도 불구하고 약간 더 거칠지만 유사한 수평 표면 조도를 제공한다. 마찬가지로, 조성물은 대조군 조성물 1보다 조성물 P:B에 비해 더 적은 침강을 가졌다.
실시예 B: 경화 점도 및 외관
복합 점도 시험 방법에 기재된 바와 같은 최소 복합 점도를 측정하기 위해, Q-Lab Corporation에 의해 제공되는 미처리(bare), 세정되지 않은 3003 H14 알루미늄 기판 상에 전착 필름을 적용하였다. 코팅을 90℉의 배쓰 온도에서 120초 동안 285 볼트에서 1-amp 전류 한계로 적용하였다. 이어서 경화되지 않은 침착된 코팅을 복합 점도 시험 방법에 기재된 바와 같이 취급하였다.
경화된 필름 외관을 측정하기 위해, 패널을 절반으로 절단하여 4" × 6" 패널을 얻음으로써 인산아연 (C700 항목: 28630, ACT (미국 미시건주 힐스데일)로부터 입수가능)으로 전처리된 CRS 패널을 제조하였다. 이어서 전착성 조성물을 90℉의 배쓰 온도에서 120초 동안 285 볼트에서 1-amp 전류 한계로 적용하였다. 패널을 전기코팅한 후, 패널을 탈이온수로 헹구고 전기 오븐에서 30분 동안 350℉에서 베이킹하였다. 베이킹 후, 패널을 30분 동안 냉각시켰다. 이어서 경화된 코팅된 표면의 조도를 Taylor Hobson으로부터 입수가능한 Precision Surtronic 25 Profilometer를 사용하여 측정하였다.
복합 점도 시험 방법 및 경화된 필름 외관의 결과를 표 7에서 찾아볼 수 있다.
표 7. 복합 점도
표 7에서의 결과는, 착색 증가가 경화 공정 동안 점도 프로파일을 증가시킬 수 있고, 이것이 최종 경화된 코팅 외관에 영향을 미침을 나타낸다. 감소된 최소 복합 점도는 보다 낮은 경화된 코팅 외관 조도를 제공할 수 있다.
본원에 기재되고 예시된 광범위한 발명의 개념으로부터 벗어나지 않으면서 상기 개시내용에 비추어 수많은 변형 및 변화가 가능함이 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 상기 개시내용은 단지 본 출원의 다양한 예시적 측면을 예시하는 것일 뿐이며, 당업자에 의해 수많은 변형 및 변화가 용이하게 이루어질 수 있고, 이는 본 출원 및 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 있음이 이해되어야 한다.

Claims (29)

  1. 이온성 염 기-함유 필름-형성 중합체 및 경화 작용제를 포함하는 전착성 결합제; 및
    적어도 하나의 안료
    를 포함하는 전착성 코팅 조성물로서;
    상기 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 미만의 수지 고체 함량, 및 배쓰 점도 시험 방법(BATH VISCOSITY TEST METHOD)에 의해 측정시 0.1/s의 전단 속도에서 적어도 15 cP의 점도를 갖고;
    상기 안료는 임의로 필로실리케이트 안료를 포함하고, 필로실리케이트 안료 대 전착성 결합제의 안료-대-결합제 비율은, 전착성 코팅 조성물이 양이온성 전착성 코팅 조성물이고 안료 분산 산이 양이온성 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 경우, 0.2:1 미만인, 전착성 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 전착성 코팅 조성물의 총 고체를 기준으로 30 중량% 미만의 수지 고체 함량, 및 배쓰 점도 시험 방법에 의해 측정시 100/s의 전단 속도에서 15 cP 미만의 점도를 갖는 전착성 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 적어도 0.3:1의 안료-대-결합제 비율을 갖고, 전착성 코팅 조성물로부터 전착된 코팅은 복합 점도 시험 방법(COMPLEX VISCOSITY TEST METHOD)에 의해 측정시 5,000 내지 300,000 cP 이하의 경화 동안의 최소 복합 점도를 갖는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 1.5 lb/갤런 미만의 VOC를 갖는 전착성 코팅 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 0.3:1 내지 2.0:1의 안료-대-결합제 (P:B) 비율을 갖는 전착성 코팅 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 L-패널 표면 조도 시험 방법(L-PANEL SURFACE ROUGHNESS TEST METHOD)에 의해 측정시 90 마이크로인치 미만의 수평 표면 조도를 갖는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 L-패널 표면 조도 시험 방법에 의해 측정시 75 마이크로인치 미만의 수직 표면 조도를 갖는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 안료 분산 산을 추가로 포함하는 전착성 코팅 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 안료가 산화철, 산화납, 스트론튬 크로메이트, 카본 블랙, 분탄, 이산화티타늄, 황산바륨, 컬러 안료, 필로실리케이트 안료, 금속 안료, 열 전도성, 전기 절연성 충전제, 난연성 안료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 음이온성 전착성 코팅 조성물인 전착성 코팅 조성물.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 양이온성 전착성 코팅 조성물인 전착성 코팅 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 양이온성 전착성 코팅 조성물은 안료 분산 산 또는 실란 분산제를 실질적으로 갖지 않는 전착성 코팅 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 양이온성 전착성 코팅 조성물이 안료 분산 산을 포함하는 경우, 상기 양이온성 전착성 코팅 조성물은 필로실리케이트 안료를 실질적으로 갖지 않는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전착성 코팅 조성물은 금속 안료 및/또는 전기 전도성 안료를 실질적으로 갖지 않거나, 본질적으로 갖지 않거나, 완전히 갖지 않는 전착성 코팅 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화 작용제는 적어도 부분적으로 블록킹된 폴리이소시아네이트, 아미노플라스트 수지, 페노플라스트 수지, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화 작용제는 하기 구조를 포함하는 블록킹 작용제로 적어도 부분적으로 블록킹된, 적어도 부분적으로 블록킹된 폴리이소시아네이트를 포함하는 것인, 전착성 코팅 조성물:

    여기서 R1 및 R2는 각각 수소이거나, 또는 R1 및 R2 중 하나는 수소이고 다른 하나는 메틸 기이고; R3은 H 또는 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기이고; n은 1-50의 정수임.
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화 작용제는 하기 구조를 포함하는 블록킹 작용제로 적어도 부분적으로 블록킹된, 적어도 부분적으로 블록킹된 폴리이소시아네이트를 포함하는 것인, 전착성 코팅 조성물:

    여기서 n은 정수이고, m은 1 내지 20의 정수임.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 물 및 임의로 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 수성 매질을 추가로 포함하는 전착성 코팅 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 유기 용매는 하기 구조를 포함하는 것인, 전착성 코팅 조성물:

    여기서 R1 및 R2는 각각 수소이거나, 또는 R1 및 R2 중 하나는 수소이고 다른 하나는 메틸 기이고; R3은 H 또는 C1 내지 C8 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C3 알킬 기이고; n은 1-50의 정수임.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 레올로지 변형제를 추가로 포함하는 전착성 코팅 조성물.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 전착성 코팅 조성물의 수지 고체의 총 중량을 기준으로, 이온성 염 기-함유, 필름-형성 중합체는 40 중량% 내지 90 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재하고, 경화 작용제는 10 중량% 내지 60 중량%의 양으로 전착성 코팅 조성물 중에 존재하는 것인, 전착성 코팅 조성물.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상대적 침강 시험 방법(RELATIVE SEDIMENTATION TEST METHOD)에 의해 측정시 90 mg/P:B 이하의 상대적 침강을 갖는 전착성 코팅 조성물.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 전착성 코팅 조성물로부터 유래된 코팅을 기판의 적어도 일부 상에 전착시키는 단계를 포함하는, 기판의 코팅 방법.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 전착성 코팅 조성물로부터의 코팅을 기판 상에 침착시킴으로써 형성된 코팅.
  25. 적어도 부분적으로, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅으로 코팅된 기판.
  26. 제25항에 있어서, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅 하부의 전처리 층을 추가로 포함하는 기판.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅의 상단에 탑코트 층을 추가로 포함하는 기판.
  28. 제25항에 있어서, 전착성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅과 기판 사이에 개재 코팅 층 및/또는 전처리 층을 포함하지 않는 기판.
  29. 전착성 결합제 및 안료를 포함하는 전착된 코팅 층을 포함하는 기판으로서, 상기 전착된 코팅 층은 적어도 0.3:1의 안료-대-결합제 비율을 갖고, 전착된 코팅 층은 L-패널 표면 조도 시험 방법에 의해 측정시 90 마이크로인치 미만의 수평 표면 조도를 갖는 것인, 기판.
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