KR20240120733A - 폴리카르보네이트 기판용 다층 코팅 시스템 - Google Patents

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KR20240120733A
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coating
coating system
layer
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KR1020247022541A
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마르틴 엘레 스미트
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아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이.
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Abstract

본 발명은 폴리카르보네이트 기판 상의 다층 코팅 시스템에 관한 것이며, 기판에 직접 적용되는 프라이머 층으로서, 적어도 하나의 폴리아스파르트산 에스테르와 적어도 하나의 폴리이소시아네이트 가교제를 포함하는 프라이머 코팅 조성물로부터 얻어지고, 상기 프라이머 코팅 조성물은 에폭시-작용성 알콕시실란을 포함하지 않고 반응성 OH 기를 갖는 화합물이 없는, 프라이머 층, 및 프라이머 층 위에 놓이는 적어도 하나의 유기 탑코트 층으로서, 프라이머 조성물과 상이한 코팅 조성물로부터 얻어지는 유기 탑코트 층을 포함한다.

Description

폴리카르보네이트 기판용 다층 코팅 시스템
본 발명은 폴리카르보네이트 기판용 다층 코팅 시스템에 관한 것이다.
플라스틱 기판, 특히 폴리카르보네이트 기판은 헤드라이트, 범퍼, 테일게이트 및 선루프 패널과 같은 자동차 부품 제조에 사용된다. 마모와 풍화로부터 기판을 보호하기 위해 플라스틱 부품을 코팅해야 한다. 그러나, 폴리카르보네이트 표면에 대한 대부분의 결합제(예를 들어 폴리우레탄)의 접착력이 양호하지 않기 때문에 플라스틱 기판, 특히 폴리카르보네이트 코팅은 어렵다.
플라즈마, 이온빔, 전자빔을 이용한 처리 등 다양한 표면 처리를 이용하여 폴리카르보네이트와의 접착력을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 기술의 가능한 단점은 필요한 장비의 높은 비용과 이러한 기술을 라인 프로세스에 구현하는 데 문제가 있다는 것이다. 폴리카르보네이트에 대한 유기 코팅의 접착력을 향상시키는 또 다른 방법은 무기 하드코트(hard coat)(예를 들어 실리카)를 프라이머 층으로 사용하는 것이다. 이는 종종 플라즈마 CVD에 의해 적용된다. 그러나, 하드코트는 가격이 비싸고 적용이 어렵다.
표면의 복잡한 전처리나 하드코트 층의 사용 없이 폴리카르보네이트 기판에 대한 탁월한 접착성을 나타내는 액체 유기 코팅 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 코팅 시스템은 건식 및 습식 접착성 모두에서 우수한 접착력과 우수한 긁힘 방지성, 특히 젖은 긁힘 방지성을 나타내는 것이 추가로 바람직하다. 또한 코팅 시스템이 예를 들어 분무에 의해 쉽게 적용될 수 있고 연속 공정에 통합될 수 있는 것이 바람직하다.
상기 언급된 요구를 해결하기 위해, 본 발명은 제1 양태에서, 폴리카르보네이트 기판 상의 다층 코팅 시스템으로서, 하기를 포함하는 코팅 시스템을 제공한다:
- 기판에 직접 적용되는 프라이머 층으로서, 적어도 하나의 폴리아스파르트산 에스테르와 적어도 하나의 폴리이소시아네이트 가교제를 포함하는 프라이머 코팅 조성물로부터 얻어지고, 상기 프라이머 코팅 조성물은 에폭시-작용성 알콕시실란을 포함하지 않고 반응성 OH 기를 갖는 화합물이 없는, 프라이머 층, 및
- 프라이머 층 위에 놓이는 적어도 하나의 유기 탑코트 층으로서, 프라이머 조성물과 상이한 코팅 조성물로부터 얻어지는 유기 탑코트 층.
또 다른 양태에서, 본 발명은 폴리카르보네이트 기판 상에 다층 코팅을 형성하는 방법으로서, 하기 단계를 포함하는 방법을 제공한다:
a) 프라이머 코팅 조성물을 기판에 직접 적용하는 단계,
b) 프라이머 코팅 조성물과 상이한 적어도 하나의 유기 탑코트 조성물을 코팅된 기판에 적용하는 단계, 및
c) 다층 코팅을 경화시키는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 또한 코팅된 자동차 부품을 제공한다.
폴리카르보네이트 기판 상의 다층 코팅 시스템은 적어도 하기 코팅 층을 포함한다: 프라이머 층, 및 프라이머 층 위에 직접적으로 또는 간접적으로 놓이는 적어도 하나의 탑코트 층.
폴리카르보네이트 기판
본 발명에 유용한 폴리카르보네이트 기판은 임의의 폴리카르보네이트-함유 기판일 수 있다. 바람직하게는, 폴리카르보네이트 기판은 99 중량% 이상의 폴리카르보네이트를 함유한다. 폴리카르보네이트 기판은 비스페놀 A 폴리카르보네이트 및 다른 수지 등급(분지형, 치환형 등)을 포함할 수 있다. 이는 PBT, PET, ABS 또는 폴리에틸렌과 같은 다른 중합체와 공중합되거나 배합될 수 있다. 시판되는 폴리카르보네이트 기판의 예로는 Covestro의 Makrolon® AG2677, Makroblend® DP7645, KU2-7609 또는 Sabic의 Lexan™ LS2가 있다.
본 발명에 따르면, 폴리카르보네이트 기판은 프라이머 적용 전에 임의의 표면 변형(예를 들어 플라즈마를 이용한)도 필요로 하지 않는다.
프라이머 층
프라이머 층은 기판 바로 위에 위치한다. 프라이머 층은 적어도 하나의 폴리아스파르트산 에스테르와 적어도 하나의 폴리이소시아네이트 가교제를 포함하는 프라이머 코팅 조성물로부터 얻어진다.
폴리아스파르트산 에스테르는 1차 폴리아민(바람직하게는 디아민)을 말레산 또는 푸마르산 에스테르와 반응시켜 얻을 수 있는 아미노-작용성 화합물이다. 본 발명에서 특히 바람직한 것은 바람직하게는 하기 일반식을 갖는 디-아스파르트산 에스테르이며:
상기 식에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸 또는 부틸기 중에서 선택되고, X는 2가 기이다. R1과 R2는 동일하거나 상이할 수 있으며 바람직하게는 이소시아네이트기에 대해 반응성이 없다.
폴리아스파르트산 에스테르는, X가 지방족 또는 지환족 기를 나타내는 1차 디아민 H2N-X-NH2를 선택적으로 치환된 말레산 또는 푸마르산 에스테르, 바람직하게는 하기 화학식과 반응시켜 얻을 수 있다:
X 기는 1차 디아민으로부터 아미노기를 제거함으로써 얻어지며, 예를 들어 선형 또는 분지형 2가 알킬 및/또는 사이클로알킬기, 바람직하게는 사이클로알킬기일 수 있다. 적합한 디아민의 예에는 에틸렌 디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸-1,6-디아미노-헥산, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸사이클로헥산, 4,4'-디아미노디사이클로헥실-메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄 및 1,5-디아민-2-메틸- 펜탄이 포함된다. 바람직하게는, X 기는 하나 이상의 사이클로알킬기를 함유한다. 바람직하게는, 디아민은 4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄 및 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄으로부터 선택된다. 4,4'-디아미노디사이클로-헥실메탄을 사용하여 최상의 결과를 얻었다.
적합한 말레산 또는 푸마르산 에스테르의 예에는 디메틸 말레에이트, 디에틸 말레에이트, 디부틸 말레에이트 및 상응하는 푸마르산염이 포함된다. 치환된 말레산 또는 푸마르산 에스테르는 예를 들어 2- 및/또는 3-위치에서 메틸로 치환된 것이다.
디아민과 말레산 또는 푸마르산 에스테르 사이의 반응은 이러한 유형의 반응에 대해 당업자에게 공지된 조건 하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 0℃ 내지 150℃의 온도를 사용하여 출발 물질을 각각의 1차 아미노기에 대해 약 1개의 올레핀 이중 결합이 존재하는 양으로 사용할 수 있다. 반응 후 과량의 출발 물질은 증류를 통해 제거될 수 있다. 반응은 용매 없이 또는 적합한 유기 용매의 존재 하에 수행될 수 있다.
적합한 폴리아스파르트산 에스테르는 Covestro로부터 Desmophen NH 1420, NH 1520 및 NH 1220으로 시판된다.
바람직하지는 않지만, 폴리이소시아네이트 가교제에 반응성인 다른 결합제 수지, 예를 들어 OH- 또는 NH-작용성 결합제 수지를 추가로 사용하는 것이 가능하다. 폴리아스파르트산 에스테르가 주요 결합 수지인 것이 바람직하며, 이는 수지 고형분을 기준으로 전체 결합 수지의 50 중량% 초과, 바람직하게는 80 중량% 초과를 구성함을 의미한다. 보다 바람직하게는, 폴리아스파르트산 에스테르는 프라이머 조성물 중 유일한 OH- 또는 NH-작용성 결합제 수지이다.
일부 실시형태에서, 기판된 프라이머 조성물에는 폴리에스테르 폴리올, 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리우레탄 폴리올과 같은 반응성 OH 기를 갖는 화합물이 없는 것이 바람직하며, 이는 프라이머 조성물의 가사 시간(pot-life)을 감소시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 경화 시 프라이머 층은 폴리우레탄을 함유하지 않는 것이 바람직하다(PU-무함유 프라이머 층).
폴리이소시아네이트 가교제는 선형, 분지형 및/또는 환형 폴리이소시아네이트와 같은 다작용성 이소시아네이트(폴리이소시아네이트)를 포함한다. 다작용성 폴리이소시아네이트의 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트와 같은 지방족 디이소시아네이트, 및 톨루엔 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트와 같은 방향족 디이소시아네이트가 포함된다. 폴리이소시아네이트 가교제의 이소시아네이트기는 바람직하게는 유리되어 있으며, 이는 이들이 실온에서 반응성이 있고 차단되지 않음을 의미한다. 다른 적합한 폴리이소시아네이트의 예에는 이소시아누레이트 삼량체, 알로파네이트 및 디이소시아네이트의 우레트디온이 포함된다. 적합한 폴리이소시아네이트는 당업계에 잘 알려져 있으며 널리 상업적으로 이용 가능하다. 시판되는 이소시아네이트의 예에는 Covestro의 DESMODUR® N 3300A, DESMODUR® Z 4470BA, DESMODUR® N 3790 및 DESMODUR® N 3900이 포함된다.
바람직하게는, 폴리아스파르트산 에스테르의 작용기 대 폴리이소시아네이트 가교제 기의 몰비는 화학양론적 이상, 예를 들어 1:1.1 내지 1:5, 보다 바람직하게는 1:1.5 내지 1:3이다.
프라이머 조성물은 바람직하게는 투명하다(clear)(투명함(transparent)). 이는 빛이 감지할 수 있는 빛의 산란 없이 이를 통과할 수 있음을 의미한다. 이는 또한 프라이머가 바람직하게는 안료, 충전제 또는 증량제와 같이 조성물을 불투명하게 만드는 성분을 함유하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 프라이머 조성물은 안료, 충전제 또는 증량제를 함유하지 않는다.
프라이머 조성물은 바람직하게는 용매계이다. 용매계 코팅 조성물은 주요 액체상으로서 유기 용매 또는 유기 용매의 혼합물을 포함한다. "주요 액체상"은 유기 용매가 액체상의 50 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상, 일부 실시형태에서는 심지어 100 중량%를 구성함을 의미한다. 프라이머 조성물은 바람직하게는 프라이머 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 60 중량%의 유기 용매를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 프라이머 조성물은 비(non)수성이며, 이는 어떠한 물도 함유하지 않음을 의미한다.
적합한 유기 용매의 예에는 에스테르(예를 들어 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트), 방향족 용매(예를 들어 톨루엔), 케톤 용매(예를 들어 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 사이클로헥사논, 디아세톤 알코올); 지방족 탄화수소; 염소화 탄화수소(예를 들어 CH2Cl2); 에테르(예를 들어 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르) 및 이들의 혼합물이 포함된다. 바람직한 유기 용매에는 부틸 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 에틸 케톤(MEK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 메톡시 프로필 아세테이트(PMA), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 이들의 혼합물이 포함된다.
프라이머 조성물의 고형분 함량은 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 15 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 70 중량% 범위일 수 있다.
프라이머 조성물은 바람직하게는 2K 코팅 조성물의 형태로 제공된다. "2K 코팅 조성물"은 코팅 조성물이 별도의 성분의 형태로 제공되는 것을 의미하며, 이는 반응성으로 인해 기판에 적용하기 직전에 혼합되는 것이다. "기판에 적용하기 직전에 혼합한다"는 것은 당업자에게 잘 알려진 용어이다. 이 경우, 프라이머 조성물은 폴리아스파르트산 에스테르를 함유하는 A 성분, 폴리이소시아네이트 가교제를 함유하는 B 성분의 형태로 공급되는 것이 바람직하다. A 성분과 B 성분의 혼합 비율은 원하는 작용기 비율에 기초하여 당업자가 쉽게 계산할 수 있다.
프라이머 조성물은 바람직하게는 주위 온도, 예를 들어 15℃ 내지 30℃, 바람직하게는 20℃에서 경화 가능하다.
프라이머 조성물은 유동 조절제, 분산제, 계면활성제, 가소제, 요변제, 광 안정화제 등과 같은 통상적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 중요한 특징은 프라이머가 에폭시-작용성 알콕시실란을 포함하지 않는다는 점이다. 이러한 화합물의 예에는 3-글리시딜옥시프로필-트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리이소프로폭시실란과 같은 글리시딜 실란이 포함된다. 에폭시-작용성 알콕시실란은 예를 들어 Evonik의 상품명 Dynasylan® Glymo, Momentive의 Silquest® A187 및 A186으로 시판된다.
코팅에 폴리아스파르트산 에스테르와 함께 에폭시-작용성 알콕시실란을 사용하는 것은 WO2014138052에 알려져 있다. 해당 간행물에서, 에폭시-작용성 알콕시실란은 착색된 베이스코트에 대한 폴리아스파르테이트-함유 클리어코트의 접착력을 향상시키는 것으로 나타났다. 그러나, 본 발명에서는 폴리아스파르테이트-함유 코팅 조성물이 프라이머로서 폴리카르보네이트 기판에 직접 사용되는 경우, 에폭시-작용성 알콕시실란의 사용이 반드시 필요한 것은 아니라는 사실이 밝혀졌다. 에폭시실란 또는 임의의 알콕시실란을 사용하지 않고도 폴리카르보네이트 기판과의 접착력이 우수한 것으로 나타났다.
보다 일반적으로, 프라이머 코팅 조성물에는 임의의 유형의 알콕시실란, 이의 유도체 또는 이의 축합 생성물이 없는 것이 바람직한다. "유도체"란, 알콕시실란과 다른 화합물의 반응 생성물, 예를 들어 중합체, 올리고머 또는 단량체를 의미한다. 이러한 반응에서 알콕시실란기는 일반적으로 보존된다.
일반적으로 에폭시-작용성 알콕시실란 및 알콕시실란의 사용을 피할 수 있는 가능성은 많은 이점을 제공한다. 실란은 반응성이 있는 것으로 알려져 있으며 취급 시 특별한 지침이 필요하다. 실란의 존재는 코팅 조성물의 가사 시간에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 코팅 공식의 성분이 적다는 것은 비용이 절감되고 복잡성이 줄어들며 취급이 더 쉬워진다는 것을 의미한다.
다른 층
프라이머 층은 적어도 하나의 탑코트 층으로 오버코팅된다. 적어도 하나의 탑코트 층은 프라이머 조성물과 상이한 코팅 조성물로부터 얻어진다. 탑코트 층은 프라이머 층 위에 직접적으로 또는 간접적으로(그 사이에 다른 층이 있음) 놓인다.
바람직하게는, 프라이머 층 바로 위에 놓이는 탑코트 층은 하나 이상의 유기 결합제 수지를 함유한다. 바람직하게는 이는 실리카 결합제에 기초하는 무기 하드 코팅을 포함하지 않는다. 바람직하게는, 탑코트는 규소-함유 코팅이 아니며, 이는 규소-함유 결합제 수지가 없음을 의미한다. 이러한 무기 또는 하이브리드(유기적으로 변형된 무기) 코팅은 일반적으로 알콕시실란의 축합 또는 다른 졸-겔 공정을 통해 제조된다. 바람직하게는 탑코트 층은 무기 또는 하이브리드 유기/무기 코팅이 아니다. 규소-함유 코팅은 예를 들어 EP-A 0 947 520에 알려져 있다.
가장 바람직하게는, 탑코트 층은 유기 코팅층이며, 이는 유기 결합제 수지(들)만 함유한다는 것을 의미한다.
적어도 하나의 탑코트 층을 위한 코팅 조성물은 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 또는 이들의 혼합물과 같은 하나 이상의 유기 결합제 수지를 포함한다. 선택적으로 결합제 수지(들)의 각각의 반응성 기에 대해 반응성인 기를 포함하는 가교제가 존재할 수 있다. 이러한 시스템은 당업자에게 알려져 있다. 바람직하게는, 탑코트 조성물은 하나 이상의 하이드록실-작용성 결합제 수지 및 폴리이소시아네이트 가교제를 포함한다.
탑코트 층은 원하는 용도에 따라 착색되거나(베이스코트) 착색되지 않을 수 있다(클리어코트). 2개 이상의 탑코트 층을 임의의 조합으로 사용할 수 있다. 착색된 탑코트를 사용하는 경우, 베이스코트를 보호하기 위해 클리어코트 층을 추가로 사용하는 것이 바람직하다.
일부 실시형태에서, 완전히 투명한 시스템을 갖는 것이 바람직할 수 있으며, 이는 모든 층이 투명하다는 것을 의미한다. 이러한 시스템은 예를 들어 그 사이에 착색된 층이 없는 투명한 상부 층(클리어코트)과 함께 투명한 프라이머를 사용하여 얻어진다. 완전히 투명한 코팅 시스템은 투명한 폴리카르보네이트 물품, 예를 들어 자동차 헤드라이트를 코팅하는 데 사용할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 착색된 중간 코트(즉, 베이스코트)가 프라이머 층과 클리어코트 사이에 존재할 수 있다.
탑코트의 경우, 특히 이것이 클리어코트인 경우, 하이드록실-작용성 결합제 수지 및 하이드록실기에 반응하는 가교제를 함유하는 (투명) 코팅 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 가교제는 폴리이소시아네이트 가교제이다.
탑코트 조성물(특히, 클리어코트 조성물) 중 OH-작용성 결합제 수지(폴리올)는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 멜라민 폴리올 및 이들의 혼합물과 같은 임의의 통상적인 수지일 수 있다. 바람직하게는 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 멜라민 폴리올 또는 혼합물이 사용된다. 멜라민 폴리올은 예를 들어 WO2007028792A1에 기재된 것과 같이 멜라민 알데하이드 수지와 디올의 반응 생성물을 의미한다.
탑코트 조성물(특히 클리어코트 조성물)에 유용한 폴리올은 -20℃ 내지 80℃의 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 또한, Tg가 상이한 폴리올의 혼합물도 사용할 수 있다. 예를 들어, -20℃ 내지 0℃ 범위의 Tg를 갖는 제1 폴리올과 45℃ 내지 80℃ 범위의 Tg를 갖는 제2 폴리올의 혼합물을 사용할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 둘 다의 Tg가 -20℃ 내지 0℃ 범위인 2개 폴리올의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 유리 전이 온도 Tg는 진폭 1℃, 주기 40초 및 기본 가열 범위 5℃/분과 함께 변조 옵션으로 수행된 TA Instruments Q2000을 사용하여 변조된 시차 주사 열량계(MDSC)로 결정된다. 헬륨은 50 ml/분의 유량으로 퍼지 가스로 사용된다. 표준 2회 실행이 수행되고(하나의 방법으로 한 번에), 두 번째 실행은 Tg 보고에 사용된다.
적합한 폴리올에는 Allnex로부터 상표명 Setalux® 및 Setal®로 시판되는 제품, 특히 Setalux 1152 SS-60, Setalux 1192 SS-60, Setalux 1215 BA-68, Setal 1406, Setal 1606 BA-80이 포함된다.
일부 실시형태에서, 폴리아크릴레이트와 폴리에스테르 폴리올의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 실시형태에서, 폴리아크릴레이트와 멜라민 폴리올의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 바람직하게는 폴리아크릴레이트와 멜라민 폴리올의 혼합물이 사용되며, 더 바람직하게는 두 폴리올 모두 Tg가 -20℃ 내지 0℃ 범위인 혼합물이 사용된다.
일부 실시형태에서, 탑코트 조성물(특히, 클리어코트 조성물)은 결합제 수지로서 적어도 하나의 폴리아스파르트산 에스테르를 추가로 함유할 수 있다. 다른 실시형태에서, 탑코트 조성물(특히, 클리어코트 조성물)은 폴리아스파르트산 에스테르를 함유하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
OH-작용성 결합제 수지는 이동상으로서 테트라하이드로푸란을 사용하는 폴리스티렌 표준에 대한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 결정 시 수 평균 분자량(Mn)이 바람직하게는 500 내지 500,000, 바람직하게는 1,500 내지 100,000이다.
폴리이소시아네이트 가교제는 바람직하게는 유리 반응성 이소시아네이트기를 갖는 화합물이다. 적합한 화합물은 예를 들어 프라이머 조성물에 대해 상기 언급된 것이다.
반드시 필요한 것은 아니지만, 탑코트 조성물(특히, 클리어코트 조성물)은 접착 촉진제로서 에폭시-작용성 알콕시실란을 포함할 수 있다.
탑코트 조성물(특히, 클리어코트 조성물)은 바람직하게는 용매계 조성물이다. 프라이머 조성물에 대해 언급된 것과 동일한 용매가 탑코트 조성물에 적합하다. 더 바람직하게는, 탑코트 조성물은 비수성이다. 탑코트 조성물은 바람직하게는 2K 조성물의 형태로 공급된다.
다른 실시형태에서, 시스템은 착색된 베이스코트 및 클리어코트와 함께 상기 논의된 프라이머를 포함할 수 있다.
착색된 베이스코트의 경우, 1K 또는 2K, 수성 또는 용매계일 수 있는 임의의 기존 베이스코트 조성물을 사용할 수 있다. 베이스코트 조성물은 물리적으로 건조되거나 화학적으로 가교될 수 있다. 적합한 가교제의 선택은 조성물에 존재하는 수지 결합제의 작용기에 기초하여 당업자에 의해 이루어진다. 베이스코트 조성물은 바람직하게는 안료를 함유한다. 안료의 예로는 티타늄 디옥사이드, 아연 화이트, 카본 블랙, 철 망간 블랙, 크롬 옥사이드, 철 옥사이드, 아조 안료, 퀴나크리돈, 페리논, 프탈로시아닌, 아닐린 블랙과 같은 발색 안료, 또는 코팅되거나 코팅되지 않은 알루미늄, 철, 구리 효과 안료와 같은 효과 안료가 포함된다.
탑코트 조성물은 유동 조절제, 분산제, 계면활성제, 가소제, 요변제, 광 안정화제 등과 같은 통상적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 위에서 설명된 시스템은 코팅된 폴리카르보네이트 기판의 뒷면에 다른 코팅층을 포함할 수도 있다. 이러한 층은 프라이머, 베이스코트 및/또는 클리어코트 층을 포함할 수 있다.
적용
본 발명에 따른 폴리카르보네이트 기판 상에 다층 코팅을 형성하는 방법은 하기 단계를 포함한다:
a) 상기 기재된 바와 같은 프라이머 코팅 조성물을 기판에 직접 적용하는 단계,
b) 프라이머 코팅 조성물과 상이한 적어도 하나의 유기 탑코트 조성물을 코팅된 기판에 적용하는 단계, 및
c) 다층 코팅을 경화시키는 단계.
(a) 단계에서, 폴리카르보네이트 기판 상에 프라이머 코팅 조성물을 적용한다. 기판에는 표면 변형이나 사전 코팅을 초래하는 전처리가 필요하지 않다. 일부 실시형태에서, 프라이머 코팅 조성물은 추가 층의 적용 전에 경화될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 경화는 일반적으로 주변 조건(몇 시간에서 1일)에서 이루어지거나 높은 온도(예를 들어 60℃)를 사용하여 가속화될 수 있다. 당업자는 경화 온도와 경화 시간의 적절한 조합을 결정할 수 있다.
단계 (b)에서, 적어도 하나의 탑코트 조성물이 적용된다. 이는 프라이머 층을 경화한 후 또는 습식 적용을 통해 수행될 수 있다. 후자는 프라이머 조성물이 적용된 직후에 다른 층 조성물이 적용되는 것을 의미한다. 플래시오프(flash-off) 시간은 일반적으로 5분 내지 20분 범위일 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 탑코트 층은 클리어코트이다. 일부 실시형태에서, 착색된 베이스코트 조성물은 단계 a)와 b) 사이에 적용되어 베이스코트 층을 얻을 수 있다.
코팅 조성물은 임의의 통상적인 방법, 바람직하게는 분무 적용에 의해 적용될 수 있다. 다층 코팅은 실온에서 경화되거나 고온, 예를 들어 최대 80℃, 바람직하게는 40℃ 내지 60℃에서 강제 건조될 수 있다.
용도
위에서 설명한 다층 코팅은 자동차, 해양 또는 항공우주 산업에서 폴리카르보네이트 부품을 코팅하는 데 특히 유용하다. 보다 구체적으로, 본 발명은 본 발명에 따른 폴리카르보네이트 기판 상에 다층 코팅 시스템을 포함하는 코팅된 자동차 부품을 제공한다. 자동차 부품은 예를 들어 헤드라이트, 범퍼, 테일게이트, 선루프 패널 중에서 선택될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 달리 명시하지 않는 한 모든 부분과 백분율은 중량 기준이다.
실시예
방법에 대한 설명
"건식 1 mm" - ISO 2409:2013에 따른 건식 접착력 테스트이다. 기판이 코팅될 때까지 코팅에서 1 mm 간격으로 크로스컷을 수행한 다음, 접착 테이프를 90도 각도로 빠르게 적용하고 제거하였다. 평가 척도는 0(가장 양호함, 코팅이 벗겨지지 않음)부터 5(가장 불량함, 코팅이 많이 벗겨짐)까지로 하였다. "건식 2 mm"는 동일하지만 절단 사이의 거리가 2 mm이다.
"습식 1 mm" - ISO 6270-1:1998에 따른 습식 접착 테스트이다. 테스트는 지속적인 응축 조건 이후의 습도에 대한 저항성을 측정하였다. 기판까지 코팅에서 서로 1 mm 간격으로 크로스컷을 수행하였다. 그런 다음, 샘플을 240시간 및 480시간 동안 40℃의 물이 담긴 저장소 위에 놓은 후 접착 테이프를 사용한 테스트를 수행하였다. "습식 2 mm"는 동일하지만 절단 사이의 거리가 2 mm이다.
"건식 HPWJ" - ISO 16925:2014에 따른 접착력 테스트(BMW AA-0136에 따라 수행)이다. 코팅에 절개를 하고, 샘플에 2분 동안 고압 워터제트를 적용하였다. 평가 척도는 0(가장 양호함, 코팅이 벗겨지지 않음)부터 5(가장 불량함, 코팅이 많이 벗겨짐)까지로 하였다. "습식 HPWJ"는 동일하지만 절개 부위가 있는 샘플을 100% 습도 및 40℃에서 240시간 또는 480시간 동안 컨디셔닝한 후 수행되었다.
BMW 표준 AA-0054에 따라 모의 세차기 테스트 후 광택 손실 및 헤이즈 증가를 측정하여 습식 스크래치 저항성을 평가하였다. 20°에서의 광택 값 측정은 ISO 2813:2014에 따라 수행되었다. 반사 헤이즈는 ISO 13803:2014에 따라 측정되었다.
표 1에 따른 성분 A 및 B를 사용하여 투명한 프라이머 조성물을 제조하였다(g 단위의 양). A 대 B의 혼합 비율은 100 g: 55 g(수지 과잉), 100 g: 63.9 g(화학양론적) 또는 100 g: 100 g(이소시아네이트 과잉)으로 다양하였다.
표 1 프라이머 조성
성분 A 성분 B
Desmophen NH1420 -
폴리아스파르트산 에스테르		 60 Desmodur N 3390 BA/SN -
폴리이소시아네이트 HDI-삼량체 이소시아누레이트		 68.3
소포제* 0.4 n-부틸 아세테이트 31.7
유동 첨가제 믹스** 2.5
n-부틸 아세테이트 35.1
2-부톡시에틸 아세테이트 2
합계 (g) 100 합계 (g) 100
* BASF의 Efka PB 2010, 고형분 50%; ** 메톡시프로필 아세테이트 내 Byk-300, Byk-310의 혼합물
비교예를 위해, 에폭시실란을 포함하는 프라이머 조성물을 제조하였다. 이러한 조성은 Evonik의 Dynasylan® Glymo 1.5 중량% 또는 3.5 중량%가 성분 B의 총 중량을 기준으로 성분 B에 첨가된 것을 제외하고는 표 1과 동일하였다. Dynasylan GLYMO는 이작용성 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란이다. 에폭시실란을 포함하는 조성물의 경우, A 대 B의 혼합 비율은 100 g:100 g이었다.
프라이머 조성물을 폴리카르보네이트 패널(Sabic의 Lexan LS2, 치수 60 cm x 20cm x 3 mm)에 분무하였다. 적용 전, 패널을 이소프로판올로 탈지하고 부드러운 천으로 건조시켰다. 10분간 플래시오프한 후, 일부 패널을 클리어코트(CC1 또는 CC2)로 재코팅하였다.
CC1 - 성분 A와 B가 포함된 클리어코트 조성물이다. 성분 A에는 68 중량% 아크릴 폴리올(OH 값 150 mg KOH/g, Tg 69℃, 고형분 55 중량%), 10 중량% 폴리에스테르 폴리올(OH 값 170 mg KOH/g, Tg -7℃, 고체 함량 85 중량%), DBTDL, 벤조산, UV 흡수제, 유동 첨가제 및 용매가 포함되어 있다. 성분 B에는 45 중량% HDI 삼량체 이소시아네이트와 용매가 포함되어 있다. A:B의 혼합 비율은 100:100이었다.
CC2 - 성분 A, B 및 C가 포함된 클리어코트 조성물이다. 성분 A는 60 중량% 아크릴 폴리올(OH 값 140 mg KOH/g, Tg -6℃, 고형분 74 중량%), 13.7 중량% 멜라민 폴리올(OH 값 312 mg KOH/g, Tg -14℃, 고형분 83 중량%), DBTDL, 벤조산, UV 흡수제, 유동 첨가제 및 용매가 포함되어 있다. 성분 B에는 폴리이소시아네이트 HDI-삼량체 이소시아누레이트와 용매가 81 중량% 함유되어 있다. 성분 C에는 용매가 포함되어 있다. 혼합 비율은 A:B:C 100:60:20이었다.
코팅된 패널을 주변 조건에서 1주 동안 경화시킨 후 접착력 및 긁힘 저항성 테스트를 수행하였다. 또한, 동일한 폴리카르보네이트 패널을 기존 상업용 폴리카르보네이트 프라이머(에폭시-기초, 폴리아스파르트산 에스테르를 포함하지 않음)인 Peter Kwasny GmbH의 Kwasny 스프레이맥스 시스템으로 코팅하였다.
코팅된 패널은 접착성 및 습식 긁힘 방지 테스트를 거쳤다.
먼저, 프라이머 조성에서 A:B 비율이 상이한 에폭시실란이 없는 시스템에 대해 접착력 테스트를 수행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2 상이한 A:B 비율에 대한 접착력 테스트
# 프라이머 A:B, g:g 클리어코트 건식
1 mm		 건식
2 mm		 건식
HPWJ		 습식
1 mm		 습식
2 mm		 습식
HPWJ
1 100:55 - 0 0 0 0 0 0
2 100:63.9 - 0 0 0 0 0 0
3 100:100 - 0 0 0 0 0 0
4 100:55 CC1 0 0 0 0 0 0
5 100:63.9 CC1 0 0 0 0 0 0
6 100:100 CC1 0 0 0 0 0 0
7 100:100 CC2 0 0 0 0 0 0
표 2에서 볼 수 있듯이, A:B 혼합 비율은 접착력 테스트 결과에 영향을 미치지 않았다. 모든 혼합 비율에 대해, 코팅 시스템(클리어코트로 오버코팅된 프라이머 또는 프라이머)의 접착력은 모든 경우에 탁월하였다. 추가 테스트를 위해 혼합 비율 A:B를 100:100으로 선택하였다.
표 3 및 4는 본 발명에 따른 시스템과 비교 시스템에 대한 접착성 및 습식 긁힘 방지 테스트 결과를 보여준다.
표 3 접착력 테스트
# 프라이머 내 에폭시실란, 중량% 클리어코트 건식
1 mm		 건식
2 mm		 건식
HPWJ		 습식
1 mm		 습식
2 mm		 습식
HPWJ
3* - - 0 0 0 0 0 0
6 - CC1 0 0 0 0 0 0
7 - CC2 0 0 0 0 0 0
8* 1.5 - 0 0 0 0 0 0
9* 3.5 - 0 0 0 0 0 0
10* 1.5 CC1 0 0 0 0 0 0
11* 1.5 CC2 0 0 0 0 0 0
12* Kwasny** Kwasny 0 3 - 0 (240h)5 (480h) 0 (240h)
5 (480h)		 0 (240h)
5 (480h)
* 비교예; **Kwasny 스프레이맥스 시스템은 클리너, 프라이머, 클리어코트로 구성된다.
표 4 습식 긁힘 방지 테스트
프라이머 내 에폭시실란,
중량%		 클리어코트 광택 20° 헤이즈
초기 테스트 후 광택 손실 (%) 초기 테스트 후 헤이즈 증가
3* - - 88.4 46.9 47 12.2 68.9 6
6 - CC1 85.9 49.8 42 48.3 83.7 1
7 - CC2 87.3 72.7 17 15.5 38.1 2
8* 1.5 - 88.8 49.5 44 14.3 66.5 5
9* 3.5 - 88.5 53.7 39 11.7 58.5 5
10* 1.5 CC1 81.2 46.0 43 108 102 1
11* 1.5 CC2 87.4 65.2 25 14.2 49.5 3
이들 표에서 알 수 있는 바와 같이, 비교 시스템 3(클리어코트 없음)은 접착력은 우수하지만 습윤 스크래치 저항성은 낮았다(광택 손실 및 특히 헤이즈 증가). 이는 프라이머가 에폭시실란을 포함하는 경우 크게 변하지 않았다(비교 시스템 8, 9).
본 발명에 따른 코팅 시스템(6, 7)은 프라이머에 에폭시실란이 없다는 사실에도 불구하고 에폭시실란을 사용한 비교 시스템(10, 11)과 유사하게 우수한 건조 및 습윤 접착 결과를 나타내었다. 에폭시실란이 없는 본 발명의 코팅 시스템(6, 7)의 습식 긁힘 저항성은 에폭시실란을 포함하는 비교 시스템(10 내지 11)의 것만큼 우수하거나 훨씬 더 우수하였다. 에폭시실란의 함량은 아무런 역할을 하지 않는 것 같다. 결과는 놀랍게도 프라이머에 에폭시실란을 사용할 필요 없이 폴리카르보네이트 기판에서 탁월한 접착력과 긁힘 방지 결과를 얻을 수 있음을 보여주었다.
상업용 벤치마크 제품 12(폴리아스파르트산 에스테르 미함유)는 "건식 2 mm" 테스트에서 약간의 박리 현상을 보였고 480시간 후 습식 접착 테스트에서는 완전한 박리 현상을 보였다.

Claims (14)

  1. 폴리카르보네이트 기판 상의 다층 코팅 시스템으로서,
    - 기판에 직접 적용되는 프라이머 층으로서, 적어도 하나의 폴리아스파르트산 에스테르와 적어도 하나의 폴리이소시아네이트 가교제를 포함하는 프라이머 코팅 조성물로부터 얻어지고, 상기 프라이머 코팅 조성물은 에폭시-작용성 알콕시실란을 포함하지 않고 반응성 OH 기를 갖는 화합물이 없는, 프라이머 층, 및
    - 프라이머 층 위에 놓이는 적어도 하나의 유기 탑코트 층으로서, 프라이머 조성물과 상이한 코팅 조성물로부터 얻어지는 유기 탑코트 층
    을 포함하는, 코팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    폴리아스파르트산 에스테르는 디아민과 푸마르산 에스테르의 말레산으로부터 제조되고, 디아민은 4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄 및 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄으로부터 선택되는, 코팅 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    프라이머 코팅 조성물은 용매계 조성물인, 코팅 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    프라이머 코팅 조성물은 투명한, 코팅 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    탑코트 층은 클리어코트(clearcoat)인, 코팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    착색된 베이스코트(basecoat) 층을 프라이머와 클리어코트 사이에 추가로 포함하는, 코팅 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    클리어코트 층은 적어도 하나의 하이드록실-작용성 결합제 수지 및 하이드록실기에 반응하는 가교제를 포함하는 코팅 조성물로부터 얻어지는, 코팅 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    클리어코트 조성물 내 가교제는 폴리이소시아네이트 가교제인, 코팅 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    하이드록실-작용성 결합제 수지는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 멜라민 폴리올 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 코팅 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 폴리카르보네이트 기판 상에 다층 코팅을 형성하는 방법으로서,
    a) 프라이머 코팅 조성물을 기판에 직접 적용하는 단계,
    b) 프라이머 코팅 조성물과 상이한 적어도 하나의 유기 탑코트 조성물을 코팅된 기판에 적용하는 단계, 및
    c) 다층 코팅을 경화시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    a) 단계 후에 프라이머 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 탑코트 조성물은 클리어코트 조성물인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    착색된 베이스코트를 단계 a)와 단계 b) 사이에 적용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 폴리카르보네이트 기판 상의 다층 코팅 시스템을 포함하는, 코팅된 자동차 부품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19814060A1 (de) 1998-03-30 1999-10-07 Bayer Ag Borhaltige Mischungen, Hybridmaterialien und Beschichtungen
DE10103027A1 (de) * 2001-01-24 2002-07-25 Bayer Ag Zweikomponenten-Polyurethan-Bindemittel als Haftvermittler
CN101010397B (zh) * 2004-09-02 2011-07-20 Ppg工业俄亥俄公司 包括聚脲涂层的多组分涂层
US7960495B2 (en) * 2006-12-18 2011-06-14 Ppg Industries Ohio, Inc. (Meth)acrylate/aspartate amine curatives and coatings and articles comprising the same
CA2840506C (en) * 2011-07-01 2016-02-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Polyurea coatings containing silane
WO2014138052A1 (en) 2013-03-06 2014-09-12 Axalta Coating Systems IP Co. LLC Two-component coating composition
US20180327632A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Axalta Coating Systems Ip Co., Llc Process for wet on wet application of a multilayer coating

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