KR930002217B1 - 하이드록시알킬아마이드 분말 도장 경화 시스템 - Google Patents

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피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드
헬렌 에이. 파블릭크
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Abstract

내용 없음.

Description

하이드록시알킬아마이드 분말 도장 경화 시스템
본 발명은 열경화성 분말 도장 조성물에 관한 것이며, 더욱 특히 양호한 외장 내구성을 갖는 분말 도장조성물에 관한 것이다.
도장용으로는 분말 도장 조성물이 매우 바람직하다. 이러한 도장 조성물은 액상 페인트에 사용되는 유기용매의 사용을 크게 감소시키거나 유기용매가 불요(不要)하도록 할수조차 있다. 분말 도장 조성물은 가열시켜 경화시킬때 휘발성 물질이 주위환경으로 거의 휘발되지 않는다. 이점이 페인트를 가열 경화시킬때 유기용매가 주위대기속으로 휘발되는 액상 페인트에 비해 중요한 잇점이 되는 것이다.
폴리에스테르 중합체로 배합된 분말 도장 조성물은 특히 부식내성 및 외장 내구력때문에 유용하다. 경화제로서 카복실산. 작용성 폴리에스테르 및 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC)를 함유하는 분말 도장 조성물은 흔하다. 이들 분말 도장 조성물은 양호한 성질들을 갖는 유용한 도장제이지만 TGIC의 비용때문에 배합하기에 값이 비싸다. 또한 TGIC는 배합물에 독성문제를 일으키고 약 360°F 내지 약 400°F의 비교적고온의 경화온도를 요구한다.
본 발명에 따르는 열경화성 분말 도장 조성물이 제공된다. 조성물은 약 30℃ 내지 약 85℃의 Tg 및 약20 내지 약 80의 산가를 갖는 카복실산 그룹 함유 폴리에스테르 및 베타하이드록시알킬아마이드 경화제를 포함한다.
본 발명의 분말 도장 조성물은 TGIC를 갖는 조성물 보다 상당히 낮은 온도에서 경화되고, 양호한 외장 내구성외에 외관, 경도, 충격내성 및 화학물질 내성같은 다른 물리적 성질이 잘 조화된 도막을 형성한다.
본 발명의 분말 도장 조성물은 무정형의 카복실산 그룹 함유 폴리에스테르 및 베타-하이드록시알킬아마이드의 밀집 혼합물을 포함한다.
카복실산 그룹-함유 폴리에스테르는 본 발명의 분말 도장 조성물에 가요성, 내충격성, 내부식성 등을 준다. 사용될 수 있는 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르는 지환족 폴리올을 포함하는 지방족 폴리올과 지방족 및/또는 방향족 폴리카복실산 및 무수물과의 축합반응생성물을 기본으로 하는 폴리에스테르 등이 있다. 적절한 지방족 폴리올의 예로는 1, 2-에탄디올, 1, 3-프로판디올,1,4-디부탄디올, 1, 6-헥산디올, 네오펜틸글리클, 사이클로헥산디에탄올, 트리메틸올프로판 등이 있다. 적합한 폴리카복실산 및 무수물로는 석신산, 아디 프산, 아젤라산, 세바크산, 테레프탈산, 이소프탈산, 테트라하이 드로프탈산, 헥 사하이 드로프탈산, 트리벨리트산 및 이들산의 무수물 등이 있다.
폴리올산 또는 무수물을 유리 카복실 그룹을 갖는 폴리에스테르를 생성하기 위해서 알코올보다 과량의 산과 함께 반응시킨다. 바람직하게는, 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르는 약 20 내지 약 80, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 75의 산가를 갖고 실온에서 무정형의 고체가 된다. 폴리에스테르는 또한 약 30℃ 내지약 85℃, 바람직하게는 약 40℃ 내지 약 75℃의 Tg를 갖는 특징이 있다.
중합체의 Tg는 중합체의 경도와 용융 흐름의 척도이다. Tg가 높으면 높을수록 용융흐름은 더 낮고 도막은 더 경화된다. Tg는 문헌(Principals of Polymer Chemistry(19853), Cornell University Press) 에 언급되어 있다. Tg는 실제적으로 측정될 수 있거나 폭스(Fox)에 의해 문헌[Bull. Amer. Physics Soc., l,3, page 123(1956) 에 기술된 대로 계산될 수 있다. 본 명세서에 사용된 "Tg"는 실제 측정된 값을 말한다. 중합체의 Tg를 측정하기 위해서는 시차 주사 열계량법(DSC)을 사용할 수 있다((1분당 10℃의 가열속도로, 첫 굴곡점에서 Tg를 취한다).
폴리에스테르의 Tg가 30℃ 이하라면, 중합체 및 중합체를 포함하는 분말 도장 조성물은 점착성이 되고 취급이 어려워질 수 있다. Tg가 85℃ 이상이라면 폴리에스테르의 용융흐름은 낮고 도막의 외관이 나빠질 수 있다.
본 발명의 분말 도장 조성물에서의 나머지 될수성분은 베타-하이드록시알킬아마이드이다. 베타-하이드록시알킬아마이드는 산 작용성 폴리에스테르를 위한 경화제이다. 베타-하이드록시알킬아마이드는 견고하며, 내구력이 있고, 부식내성 및 용매내성이 있는 가교 결합 중합체 망상조직을 제공할 수 있다. 베타-하이드록시알킬아마이드가 카복시 함유 폴리에스테르화 반응하여 다수의 에스테르 결합을 형성함으로써 도막을 경화시킨다고 믿어진다. 베타-하이드록시알킬아마이드의 하이드록시 작용기는 최적의 경화반응을 얻기위해서 평균적으로 2개 이상, 바람직하게는 2개 보다 많이, 보다 바람직하게는 2개 보다 많고 약 4개까지 이어야 한다.
베타-하이드록시알킬아마이드 물질은 하기와 같은 일반식으로 나타낼 수 있다 :
Figure kpo00001
상기식에서, R1은 H 또는 C1-C5알킬이고: R2는 H, C1-C5알킬 또는
Figure kpo00002
(여기에서, R1은 상기 기술한 바와 같다)이며 : A는 결합이거나 2 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 치환된 탄화수소 라디칼을 포함하여 포화, 불포화 또는 방향족 탄화수소로부터 유도된 1가 또는 다가의 유기라디칼이고 : m은 1 내지 2이고, n은 0 내지 2이고, m+n은 적어도 2, 바람직하게는 2보다 크고, 보통은 2 내지 4 이하이다. 바람직하게는, A는 알킬렌 라디칼 -(CH2)X-이고 여기에서 x는 2 내지 12, 바람직하게는 4 내지 10이다.
베타-하이드록시알킬아마이드는 반응물의 선택에 따라, 또한 촉매의 존재유무에 따라, 주위온도 내지 약200℃에 이르는 온도 범위에서, 카복실산의 저급 알킬 에스테르 또는 에스테르들의 혼합물을 베타-하이드록시알킬아민과 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 적당한 촉매로는 알킬 에스테르의 중량을 기준으로 약 0.1내지 약 1중량%의 양으로 존재하는 나트륨 에톡사이드, 칼륨 에톡사이드, 나트륨 부톡사이드, 칼륨 부톡사이드, 수산화나트륨, 및 수산화나트륨 칼륨 등과 같은 염기성 촉매를 포함한다.
분말 도장 조성물을 가장 효과적으로 경화시키기 위해서, 베타-하이드록시알킬 아마이드(하이드록시 등가물) 대 카복시 함유 폴리에스테르(카복실산 등가물)의 당량 비가 바람직하게는 약 0.6 내지 1.6 : 1, 더욱바람직하게는 0.8 내지 1.3:1이다.0.6 내지 1.6:1의 범위를 벗어난 비율은 경화가 나쁘기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 분말 도장 조성물은 추가로 C4내지 C20지방족 폴리카복실산, 중합체 폴리 무수물, 약 150 내지 약 600의 산당량을 갖는 저분자량 폴리에스테르 및 이들의 혼합물로 구성된 군중에서 선택된 결정성 카복실산 그룹-함유 물질을 포함한다. 이 결정성 물질은 경화중의 분말 도장제의 흐름에 도움을 줄 뿐만아니라 생성된 도막에 부가의 가요성 및/또는 충격내성을 주고, 어렇게 하여 매끄럽고 광택이 있는 도막이 형성될 수 있다.
사용될 수 있는 지방족 폴리카복실산 중에는 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산 및 도데칸디오산같은 디카복실산이 포함된다. 지방족 디카복실산은 짝수의 탄소원자를 함유하는 것이 바람직하다. 도데칸디오산이 바람직한 지방족 다염기성 산이다.
중합체 폴리 무수물은 하기 일반식의 화합물을 포함한다 :
Figure kpo00003
상기식에서, X는 H, CH3또는 C2H5이고, m은 4 내지 12이고, n은 중합체 폴리 무수물의 분자량이 수평균을 기준으로 하여 약 400 내지 2,500, 바람직하게는 약 600 내지 1,200의 범위에 있게 하는 수치이다. 분자량이 2,500 보다 크면 도장 조성물의 안정성을 불량하게 하는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.
적당한 중합체 폴리무수물의 예로는 폴리(아디프산 무수물), 폴리(아젤라산 무수물), 폴리(세바크산 무수물), 폴리(도데칸디오산 무수물) 및 혼합산 무수물 등이 있다.
중합제 폴리 무수물은 무수물이 유도되는 산 전구체를 아세트산 무수물같은 간단한 무수물과 함께 가열하고, 진공상태에서 생성되는 산(아세트산)을 제거함으로써 제조될 수 있다. 상기 산은 짝수개의 탄소원자를 함유하는 것이 바람직하다.
저분자량의 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르는 일반적으로 약 150 내지 약 600의 산당량을 갖는다. 이러한 폴리에스테르는 결정성이고 일반적으로 약 300 내지 약 1,200의 수평균 분자량을 갖는다. 사용될 수 있는 저분자량 폴리에스테르는 지방족 폴리올, 바람직하게는 지방족 디올과 지방족 및/또는 방향족 폴리카복실산, 바람직하게는 디카복실산의 축합반응 생성물을 포함한다. 적당한 지방족 폴리올의 예로는 1, 2-에탄디올, 1, 3-프로판디올, 1, 4-부탄디올, 1, 6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 사이콜로헥산 디에탄올, 트리메틸올프로판 등이 포함된다. 바람직하게, 지방족 폴리올은 1, 2-에탄디올, 1, 3-프로판디올, 1, 4-부탄디올 또는 1, 6-헥산디올 같은 디올이다. 적당한 폴리카복실산은 지방족 디카복실산, 바람직하게는 석신산, 아디프산, 아젤라산, 세바그산, 도데칸디오산, 운데칸디오산 같은 C4내지 C20의 디카복실산과, 테레프탈산, 이소프탈산 및 프탈산같은 방향족 디카복실산 등을 포함한다. 폴리카복실산은 약 6 내지 12개의 탄소원자를 함유하는 지방족 디카복실산인 것이 바람직하다. 이러한 폴리카복실산 또는 지방족 폴리올의 혼합물을 사용할 수도 있다.
상기 성분들은 분자량이 약 300 내지 약 1,200(수평균) 범위내로 조정되도록 디올 대 디산의 당량비 약 1 : 2 내지 약 2 : 3, 바람직하게는 약 1 : 2로 함께 반응시킨다. 생성된 저분자량의 폴리에스테르는 약 75 내지 약 375의 산가(즉 산당량 약 150 내지 600)를 갖고 실용에서 결정성 고체이다. 또한 생성된 결정성 폴리에스테르 물질은 약 50℃ 내지 약 110℃, 바람직하게는 약 70℃ 내지 약 110℃의 융점을 갖는다.
폴리에스테르의 분자량은 폴리스티렌 표준물을 이용하는 겔 투과 크로마토그래프(GPC)에 의해 결정된다. 그러므로, 측정된 값은 실제 분자량이 아니라 폴리스티렌과 비교하여 나타낸 분자량을 가리킨다. 얻어진 값은 보통 폴리스티렌 가라고 불리운다. 그러나, 이 경우에 적용하기 위해서는 이 수치들을 수평균 분자량이라 칭한다.
분말 도장 조성물내의 결정성 카복실산 그룹-함유 물질의 양은 총 수지 고형물을 기준으로 0 내지 25중량%, 존재한다면, 바람직하게는 약 5 내지 약 20중량%로 달라질 수 있다. 25중량% 보다 더 많은 양은 분말안정성 문제점을 가중시키기 때문에 바람직하지 않다.
도장 조성물은 또한 분말 도장 조성물에 전형적으로 혼합되는 특정의 다른 첨가제들, 예를들면, 안료, 흐름조절제, 소프제, 분말흐름 첨가제, 광안정제 등을 함유할 수 있다.
분말 도장 조성물에 적당한 색상을 부여하기 위해, 안료는 전형적으로 분말 도장 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 50중량%의 양으로 도장 조성물에 포함시킬 수 있다. 분말 도장 조정물에 적합한 안료는 유기 또는 무기 안료일 수 있고, 이에는 염기성 납 실리카 크로에이트, 이산화티탄, 울트라마린 블루, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 탄소 흑(carbon black), 흑 산화철, 크롬 그린 옥사이드, 페라이트 옐로우 및 퀸토 레드 등이 포함된다.
흐름조절제로는 폴리 라우릴 아크릴레이트, 폴리부틸 아크릴레이트, 폴리 (2-에틸헥실) 아크릴레이트, 폴리(에틸-2-에틸헥실) 아크릴레이트, 폴리라우릴 메타크릴레이트, 폴리이소데실 메타크릴레이트 등과 같은 아크릴중합체와, 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜과 불소화 지방산의 에스테르(예로 약 2,500 이상의 분자량을 갖는 폴리에틸렌글리콜과 퍼플루오로옥타노산의 에스테르)와 같은 불소화 중합체가 적합하다. 1,000 이상의 분자량을 갖는 중합체 실옥산도 흐름조절제로 사용할 수 있으며, 예를들면 폴리디에틸실옥산 또는 폴리(메틸페닐)실옥산이 있다. 흐름조절제는 분말의 가열시 표면장력의 감소 및 크레이터(crater)형성의 제거에 도움을 줄수 있다. 일반적으로, 사용시 흐름조절제는 분말 도장 조성물 총중량을 기준으로 약 0.05 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다.
소포제를 조성물에 첨가하여 소성시 존재하는 어떤 휘발성 물질도 도막(film)으로부터 방출되도록 할 수있다. 벤조인은 매우 바람직한 탈기(degassing)제이며 사용시는, 분말 도장 조성물의 총중량을 기준으로 약 0.5 내지 3중량%의 범위의 양으로 존재한다. 분말 도장 조성물은 또한 TINUVIN 같은 UV 흡수제를 함유하는 것이 바람직하며, 이 UV 흡수제는 사용시 전형적으로 분말 도장 조성물의 총중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 6중량%의 양으로 조성물에 존재한다.
또한, 분말 도장 조성물은 저장하는 동안 분말이 덩어리로 되는 것을 감소시키는 분말 흐름 첨가제로서 훈증 실리카 등을 포함할 수 있다. 훈증 실리카의 한 예는 카보트 코포레이션(Cabot Corporation)이 CAB-O-SlL
Figure kpo00004
이란 상표로 시판하고 있는 것이다. 분말흐름 첨가제는 사용시, 일반적으로 분말 도장 조성물의 총중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 0.5중량%의 양으로 존재한다. 분말흐름 첨가제는 일반적으로 미립자 혼합물의 제조후에 미립자 분말 도장 조성물에 첨가한다.
열경화 분말 도장 조성물은 도장 조성물의 성분들을 용웅혼합하여 제조하다. 이 제조는 고기능 전단 또는 고강도 전조혼합기, 예를들면 웰렉스(Wellex) 혼합기에서 우선 혼합한 다음 혼합물을 압출기내, 약 80℃내지 약 130℃의 온도에서 용웅 혼합시킴으로써 이루어진다. 이어서, 압출물을 냉각시키고 분쇄하여 분말로 만든다. 이 분말 도장 조성물은 강철 또는 암루미늄 같은 금속, 유리, 플라스틱, 또는 섬유보강 플라스틱기재에 직접 도포할 수 있다.
이 분말은 정전 분사하거나 유동상을 사용하여 도포할 수 있다. 정전 분사가 바람직하다. 분말 도장 조성물은 경화후에 약 0.5 내지 5밀의 도막두께를 형성하도록 1회 공통(空通) 또는 수회 공통시켜 도포할 수 있다. 비싸지 않은 비용으로 고품질의 마무리를 하기 위해서는, 분말 도장 두께는 약 1.2 내지 약 4일이 바람직하며, 약 1.4 내지 약 3밀이 더욱 바람직하다.
분말을 보다 균일하게 부착시키기 위해서는 분말을 도포하기 전에 도장하려는 기재를 임의로 미리 가열할 수 있다. 분말을 도포한 후, 분말-도장된 기재를 전형적으로 약 300°F 내지 약 400℃(149℃ 내지 204℃)에서 약 5 내지 60분 동안, 바람직하게는 약 20 내지 약 40분 동안 소성시킨다.
본 발명은 다음의 예시적인 실시예에서 보다 완전히 이해될 것이며, 이들 실시예에서 모든 양, 퍼센트 및 비율은 달리 언급된 바, 없으면 중량을 기준으로 한 것이다. 하기 실시예들(A-D)은 열경화성 분말 도장조성물을 제조하는 데에 사용되는 다양한 하이드록시알킬아마이드 경화제, 카복실산-작용성 폴리에스테르, 카복실산-작용성 아크릴중합체의 제조를 보여준다.
[실시예 A]
하기 성분들의 혼합물로부더 비스[N, N-(베타-하이드록시에틸)]아디프아마이드-글루타르아마이드를 제조했다 :
Figure kpo00005
상기 성분들을 반응용기에 넣고 에탄올 증류가 시작되는 약 100℃까지 가열하였다. 111t의 온도에 달할때까지 에탄올(충 590g)을 증류시키면서 반응을 계속진행시켰다. 반응용기에 부분적으로 진공(수은 150mm)을 가하고 메탄올 275g을 더 제거했다. 다음에, 반응용기에 새로운 메탄올 약 865g을 가한 후, 아세톤 4,800ml를 첨가했다. 반응혼합물이 냉각됨에 따라 하이드록시알킬아마이드가 침전되었다. 침전물을 여과하여 아세톤으로 세척하고 공기건조시켜 약 114℃ 내지 약 118℃의 융점을 갖는 반응생성물을 얻었다.
[실시예 B]
하기 성분들로부터 무정형의 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르를 제조했다 :
부가물 1
Figure kpo00006
부가물 1을 질소 분무를 포함하고 있는 반응용기에서 약 240℃까지 가열하고 산가가 3.0 값이하로 떨어질때까지 그 온도로 정치시켰다. 다음에 반응혼합물을 약 150℃까지 냉각시켰다: 부가물 2를 첨가하고 : 반응 혼합물을 2시간동안 약 150℃에서 정치시켰다. 수득된 생성물은 산가 35.7, 하이드록실가 약 0.5, 110℃에서 2시간동안 측정된 100% 총고체 함량 및 수평균 분자량 약 4, 585를 가졌다.
[실시예 C]
하기 성분들로부터 무정형의 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르를 제조했다 :
부가물 1
Figure kpo00007
부가물 1을 질소 분무를 포함하고 있는 반응용기에서 약 240℃까지 가열하고 산가가 3.0의 값이하로 떨어질때까지 그 온도로 정지시켰다. 다음에 반응혼합물을 약 150℃까지 냉각하였다 : 부가물 2를 첨가하였다 : 그리고·생성된 혼합물을 2시간동안 약 150℃에서 정지시켰다;수득된 생성물은 산가 36.6, 하이드록실가 약 5.2, 110℃에서 2시간동안 측정한 100% 총고체 함량 및 수평균 분자량 약 3, 535를 가졌다.
[실시예 D]
하기 성분들로부터 카복실 산 그룹-함유 아크릴 중합체를 제조했다 :
Figure kpo00008
반응기 부가물을 질소대기하에서 가열하여 환류시켰다. 이어서, 개시제 부가물과 단량체 부가물을, 반응혼합물을 환류 온도에서 유지시키면서 약 3시간의 기간에 걸쳐 반응기 부가물에 서서히 그리고 동시에 첨가했다. 개시제 부가물과 단량체 부가물의 공급이 완결된 후 100g의 크실렌 세정 부가물을 첨가했다. 그다음 반응 혼합물을 2시간동안 환류온도에서 유지시킨후 냉각시켰다. 마지막으로, 반응혼합물을 가열 환류시키고, 81g의 세바크산을 첨가하고, 진공하에서 계속가열하여 용매를 제거했다. 생성된 반응생성물은 99.7%의 고체 함량(2시간 동안 150℃에서 측정함), 94.4의 산가, 4,513의 수평균 분자량 및 10, 956의 중량 평균분자량(분자량들은 폴리스틸렌 표준물을 이용하는 겔투과 크로마트그래피에 의해 결정됨)을 갖는다.
다음에는 열경화성 착색 분말도장 조성물에 관한 것이다.
[실시예 1]
베타-하이드록시알킬아마이드 경화제를 포함하는 착색 분말 도장 조성물과 비교용으로 경화제로서 트리글리시딜 이소시아누레이트를 포함하는 투명분말 도장조성물을 하기 성분들의 혼합물로부터 제조했다 :
Figure kpo00009
(1) D. S. M.회사로부터 P3600이란 상품으로 구입가능한, 33 내지 37의 산가 및 60℃의 Tg를 갖는 폴리에스테르.
(2) MODAFLOW III은 몬산트 캄파니(Monsanto Company)로부터 구입가능한, 실리카 담체상의 폴리(에틸-2-에틸헥실) 아크릴레이트이다. 、
(3) IRGANOX 1076은 시바-가이기 코포레이션(Ciba -Geigy Corporation) 으로부터 구입 가능한 산화를 방지하는 폴리페놀 안정제이다.
상기 배합 성분들을 고강도 혼합기에서 혼합한 후 110℃의 베이커 퍼킨스(Baker Perkins) 이축 압출기에서 용융 혼합하였다. 압출물을 냉각로울러상에서 냉각시키고 박편화하여, 미세분쇄기에서 분쇄하고·140-메쉬체로 걸렀다. 그다음, 생성된 분말을 정전 분사총을 사용하여 접지된 강철 판넬에 정전기적으로 분사시켰다. 도장된 판넬을 191℃에서 약 15분동안 소성시켜 경화된 광택이 있는 도막을 형성시켰다. 생성된 도막의성질들은 하기 표 1에 나와 있다.
[실시예 2]
하기 성분들의 혼합물로부터 착색 분말 도장 조성물을 제조하여, 경화제로서 베타-하이드록시알킬아마이드를 함유하는 조성물과 경화제로서 트리글리시딜이소시아누레이트를 함유하는 조성물을 비교하였다.
Figure kpo00010
(1) 중량기준으로 10.10% 벤조인, 17.5% MODAFLOW III, 28.86% IRGANOX 1076, 14.43%TINUVIN 900 및 28.86% TINUVIN 144를 함유하는 예비혼합물: TINUVIN 900 및 144는 시바-가이기 코포레이션(ciba-Geigy Corporation) 으로부터 구입 가능하다.
(2) 훽스트 코포레이션(Hoeschst Corporation) 으로부터 F2RK70이 란 상표로 구입 가능.
(3) 훽스트 코포레이션으로부터 구입가능.
상기 각 시료의 배합 성분들을 고강도 혼합기에서 혼합하고 이어서 110℃에서 베이커 퍼킨스 이축 압출기에서 용융혼합시켰다. 압출물을 냉각로울러위에서 냉각시켜 박편화시키고, 미세분쇄기에서 분쇄하여 140-메쉬 체로 걸렀다.
생성된 분말들을 접지된 강철판넬에 정전기적으로 분사했다. 도장된 판넬을 약 204℃에서 15분동안 소성시켜 단단하고 광택이 있는 도막을 형성했다. TGIC를 함유하는 분말도장 배합물은 이들 조건하에서 잘 경화되지 않았다. 각 배합물로부터 얻은 도막의 성질은 하기 표 1에 나타나 있다. 베타 하이드록시알킬아마이드를 함유하는 분말 도장 조성물이 TGIC를 함유하는 분말 도장 조성물에 비해 우수한 충격내성을 준것으로 볼 수 있다. 또한, QUV 조사는 도장된 판넬을 자외선의 교번사이클에 노출시키고 Q-페닐(PANEL)회사에 의해 제조된 Q-U-V-가속된 기후 시험기에서 습기를 응축시킴으로써 행해졌다.
자외선은 UVB313램프(320-280nm) 를 사용하여 생성시켰다. UV선 사이클의 온도는 70℃ 였다. 응축습도사이클의 온도는 50℃였다. 1473시간 조사한 후, 베타-하이드록시알킬아마이드를 사용하여 형성시킨 도막은 전혀 광택 손실이 없었다.
[실시예 3]
하기 성분들의 혼합물로부터 착색 분말도장 조성물을 제조했다 :
Figure kpo00011
(1) 실시예 2에서와 같다.
상기 배합 성분들을 고강도 흔합기에서 혼합하고 이어서 110℃에서 베이커 퍼킨스 이축 압출기에서 용융혼합시컸다. 압출물을 냉각로울러위에서 냉각시켜 박편화시키고, 미세분쇄기에서 갈아서 140-메시 체로 걸렀다. 생성된 분말들을 접지된 강철 판넬에 정전기적으로 분사했다. 이어서 도장된 판넬을 약 191℃에서 15분동안 소성시켜 단단하고 광택이 있는 도막을 형성했다. 생성된 도막의 성질들은 하기 표 1에 나타나 있다.
[실시예 4]
하기 성분들의 화합물로부터 착색 분말 도장 조성물을 제조했다 :
Figure kpo00012
(1) 실시예 2에서와 같다.
상기 배합 성분들을 고강도 혼합기에서 혼합하고 이어서 110℃에서 베이커 퍼킨스 이축 압출기에서 용융혼합시켰다. 압출물을 냉각로울러위에서 냉각시켜 박편화시키고, 미세분쇄기에서 갈아서 140-메쉬 체로 걸렀다. 생성된 분말들을 접지된 강철판넬에 정전기적으로 분사했다. 이어서 도장된 판넬을 약 191℃에서 15분동안 소성시켜 단단하고 광택이 있는 도막을 형성시켰다. 형성된 도막의 성질들은 하기 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure kpo00013
[시험절차]
(1) 충격내성을 가드너(Gardner) 충격 시험장치로 측정하였다. 도장된 판넬에 도막이 균열때까지 충격량을 증가시키면서 충격을 가했다. 판넬의 도장면에 충격을 가했다. 즉, 직접 충격을 가했다. 또한 판넬의 도장된 면 반대편에 충격을 가했다. 즉, 역방향으로 충격을 가했다. 결과는 인치-파운드 단위로 보고했으며 도막의 두께는 일의 단위로 괄호안에 나타내었다.
(2) 맨드릴(mandrel) 곡절시험은 도장된 판넬(4"×12")을 1/8인치 맨드릴 주위에 곡절시키고 구부러지는 선을 따라 균열/박리(delamination)를 인치단위로 측정하는 것을 포함한다.
(3) 연필경도는 연필의 경도를 높이면서(F 내지 4H) 도막위에 홈을 내어 측정하였다. 도막위에 흠집을 내는 첫 연필의 경도를 도막의 연필경도로 보고한다.
(4) 가드너 인스트루먼트 캄파니(Gardner Instrument Company)에서 제조한 광택 측정기를 이용하여 20°및 60°광택을 측정했다.
(5) 염분사 부식내성은 경화시킨 도막 판넬에 "X"로 줄을 긋고 줄이 그어진 판넬을 ASTM D-117염분무(안개) 표준 "시험방법"에 대략 기술된 바와 같이 100°F(38℃)에서 500시간 동안 염분사 안개에 노출시켜 측정하였다. 염분사 안개로부터 판넬을 회수한 다음, 건조시켰다. 줄을 그은 포시에 보호테이프를 붙인다음, 테이프를 판넬표면에 45° 각도로 잡아당기고 줄친 포시로부터 크리이프상태(creepage)를 측정하였다. 크리이프란 판넬표면으로부터 도막이 들려진 판넬의 녹슬고 거뭇해진 부분을 말한다.
본 발명을 특정의 상세한 설명에 관하여 기술하였지만, 이런 상세한 설명이 첨부되는 청구범위에 포함되는 것이외에, 또한 청구범위에 포함되는데 까지로 본 발명의 범위를 제한 하고자 하는 것은 아니다.

Claims (5)

  1. (a) 약 30℃ 내지 약 85℃ 범위의 유리전이온도(Tg) 및 약 20 내지 약 80의 산가를 갖는 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르 ; 및 (b) 베타 하이드록시 알킬 아마이드의 공 반응성(co-reactab}e) 미립자 혼합물(이때, 베다-하이드록시알킬아마이드 등가물 대 카복실산 등가물의 당량비는 0.6 내지 1.6 : 1의 범위내 이다)을 포함하는 열경화성 분말 도장 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카복실산 그룹-함유 폴리에스테르가 약 40℃ 내지 약 75℃의 유리전이온도(Tg) 및 약 30 내지 약 75의 산가를 가짐을 특징으로 하는 열경화성 분말 도장 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하이드록시 알킬아마이드가 하기 일반식을 갖는 열경화성 분말 도장 조성물 :
    Figure kpo00014
    상기식에서, R1은 H 또는 C1-C5알킬이고 : R2는 H,C1-C5알킬 또는
    Figure kpo00015
    이며, 여기에서 R1은 상기 정의한 바와 같고 ; A는 화학결합을 나타내거나, 2 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 치환된 탄화수소 라디칼을 포함하여 포화, 불포화 또는 방향족 탄화수소 라디칼로부터 유도된 1가 또는 다가의 유리라디칼이고 ; m은 1 내지 2이고, n은 0 내지 2이고, m+n은 적어도 2이다.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 하이드록시 알킬아마이드가 하기 일반식을 갖는 열경화성 분말 도장 조성물 :
    Figure kpo00016
    상기식에서, R1은 H 또는 C1-C5알킬이고 ; R2는 H, C1-C5알킬 또는
    Figure kpo00017
    이며, 여기에서 R1은 상기 정의한 바와 같고 ; A는 화학결합을 나타내거나, 탄소원자 2 내지 20개를 함유하는 치환된 탄화수소 라디칼을 포함하여 포화, 불포화 또는 방향족 탄화수소 라디칼로부터 유도된 1가 또는 다가의 유기라디칼이고 ; m은 1 내지 2이고, n은 0 내지 2이고, m+n은 적어도 2이다.
  5. 제1항에 있어서, 약 4 내지 약 20개의 탄소원자를 함유하는 지방족 폴리카복실산, 중합체 폴리무수물, 약 300 내지 약 1,200의 수평균 분자량 및 약 150 내자 약 600의 산당량을 갖는 폴리에스테르 및 이들의 혼합물로 구성된 군중에서 선택된 결정성 카복실산 그룹-함유 물질을 추가로 포함하는 열경화성 분말도장 조성물.
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