WO2017116133A1 - 도료 조성물 - Google Patents

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WO2017116133A1
WO2017116133A1 PCT/KR2016/015383 KR2016015383W WO2017116133A1 WO 2017116133 A1 WO2017116133 A1 WO 2017116133A1 KR 2016015383 W KR2016015383 W KR 2016015383W WO 2017116133 A1 WO2017116133 A1 WO 2017116133A1
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coating composition
weight
solvent
resin
plant
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PCT/KR2016/015383
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English (en)
French (fr)
Inventor
문재준
마상찬
조영석
Original Assignee
주식회사 케이씨씨
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D167/00Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition.
  • Automotive interior parts are generally coated with ABS, PC / ABS materials, and base coat coating.
  • BTX FREE products that do not use benzene, toluene, and xylene (“BTX”) due to environmental problems such as VOC regulations are on the rise. The demand for is increasing.
  • the resin and solvent composition does not contain a substance that is recognized as a carcinogen, but this causes a problem of poor paint properties and workability.
  • non-volatile solvents adversely affect the air quality in the vehicle.
  • Korean Patent Publication No. 2008-0093551 discloses a water-soluble hydroxyl polyester-polyurethane dispersion; Polyurethane dispersions; Water dispersible polyisocyanates; There has been disclosed a coating composition for interior preparations including ion-exchanged water and the like, but has a problem of poor paint properties and workability.
  • the present invention includes a plant-derived polyester resin, an acrylic polyol resin, a quencher, a UV absorber and a solvent, and in particular, by using a plant-derived polyester resin which is a solvent-free resin, it is environmentally friendly and has the same level of physical properties and workability as conventional paints. It provides a coating composition that can secure.
  • the coating composition according to the present invention is based on 100% by weight of the total composition, 20 to 35% by weight of the plant-derived polyester resin, 20 to 40% by weight of the acrylic polyol resin, 1 to 10% by weight of the matting agent, 0.1 to 3% by weight of the UV absorber % And a solvent 20 to 40% by weight.
  • the plant-derived polyester resin is a solvent-free resin.
  • the coating composition of the present invention is based on BTX FREE and using a polyester resin derived from a natural plant, not hydrocarbon-based (petroleum) as a raw material, environmentally friendly, physical properties required for coating while maintaining excellent coating workability and appearance Physical properties such as phosphorus, adhesion, moisture resistance, light resistance, and moisture resistance can be secured.
  • the coating composition of the present invention based on 100% by weight of the total composition, 20 to 35% by weight of plant-derived polyester resin, 20 to 40% by weight of acrylic polyol resin, 1 to 10% by weight of matting agent, 0.1 to 3% by weight of UV absorber And 20 to 40% by weight solvent, wherein the plant-derived polyester resin is a solvent-free resin.
  • the plant-derived polyester resin used in the coating composition of the present invention contributes to the appearance and work of the coating film, and is not particularly limited, but the plant-derived polyester resin may be a solvent-free resin.
  • the coating composition of the present invention comprises 20 to 35% by weight of plant-derived polyester resin, such as 22 to 33% by weight, such as 25 to 30% by weight, based on 100% by weight of the composition. If the content of the plant-derived polyester resin is too small, there is a problem that the appearance and workability of the paint is poor, if the content is too much there is a problem that the unreacted resin is present.
  • the acrylic polyol resin used in the coating composition of the present invention plays a role in contributing to the coating film properties, although not particularly limited, a hydroxyl value of 5 to 300 and a number average molecular weight of 500 to 20000 can be used.
  • the coating composition of the present invention comprises 20 to 40% by weight of acrylic polyol resin, such as 25 to 38% by weight, such as 30 to 35% by weight, based on 100% by weight of the total composition.
  • acrylic polyol resin such as 25 to 38% by weight, such as 30 to 35% by weight, based on 100% by weight of the total composition.
  • the matting agent used in the coating composition of the present invention serves to reduce or eliminate the glossiness of the coating film, and is not particularly limited, but amorphous silica may be used.
  • the coating composition of the present invention comprises 1 to 10% by weight, such as 3 to 8% by weight, such as 4 to 6% by weight, based on 100% by weight of the composition. If the content of the matting agent is too small, the expected matting effect is not sufficiently exhibited, and if the content is too large, workability is poor.
  • UV absorber used in the coating composition of the present invention serves to prevent the discoloration of the coating film, and is not particularly limited, methyl 3- (3- (2H-benzotriazol-2-yl) -5-TERT-butyl-4 Reaction product of hydroxyphenyl) propionate with polyethylene glycol 300 (PEG 300) Can be used. Specifically, Ciba TINUVIN 213 may be used.
  • the coating composition of the present invention comprises 0.1 to 3% by weight, such as 0.3 to 2% by weight, such as 0.4 to 1% by weight, based on 100% by weight of the total composition.
  • the content of the UV absorber is too small, the coating film may be discolored, and when the content is too large, workability is inferior.
  • An acetate type solvent can be used,
  • the thing chosen from a ketone solvent, an acetate solvent, and a combination thereof can be used.
  • the coating composition of the present invention comprises from 0.1 to 3% by weight, such as 0.3 to 2% by weight, such as 0.4 to 1% by weight, based on 100% by weight of the total composition. If the content of the UV absorber is too small, there is a problem of discoloration, if the content is too high, light resistance may be lowered.
  • the coating composition of the present invention may further include 1 to 5% by weight of one or more additives selected from colorants, surface conditioners and curing accelerators for controlling other physical properties.
  • the coating composition of the present invention can be applied to automotive interior parts, for example, Pull Handle (Pull Handle), Center Facia (Air Conditioner, Audio Control Unit in Car Interior) and Crush Fad It can be applied to dash board.
  • Pull Handle Pull Handle
  • Center Facia Air Conditioner, Audio Control Unit in Car Interior
  • Crush Fad It can be applied to dash board.
  • Example 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared in compositions as shown in Table 1 below.
  • a plant-derived polyester resin and an acrylic polyol resin were placed in a container, and a UV additive, a matting agent, and a solvent were added and stirred for 10 minutes while mixing at a low speed (500 rpm) using a stirrer.
  • the coating composition (dry coating film thickness: 20-25 microns) was coated on an ABS substrate to cure the final coating film in a drying oven at 70 ° C. for 30 minutes.
  • the coating workability, appearance and physical properties of the final coating film were measured as follows, and the results are shown in Table 2 below.
  • Example 1 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Plant-derived polyester resin 30 25 18 38 Acrylic polyol resin 30 35 42 22 Matting agent 5 5 5 5 5 UV absorbers 0.6 0.6 0.6 0.6 solvent 31.4 31.4 31.4 31.4 Colorant 3 3 3 3 total 100 100 100 100 100 100
  • Plant-derived polyester resin PRIPLAST 1901-LQ- (GD) (Croda), NV% 100%, OH% 2.2%
  • Acrylic polyol resin CRT01522 (KCC) NV% 60%, OH% 1.2%
  • UV absorbers TINUVIN 1130 (BASF), NV% 100%
  • Solvent 1: 1 mixture of butyl acetate and diisobutyl ketone
  • Toning Agent Carbon black FW200 NV% 50%
  • Rubbing was carried out 10 times at 500 g load with the prescribed chemicals (sun cream, acetone) and the degree of discoloration of the coating film was measured.
  • the film appearance, color difference, and adhesion were compared after exposure to an energy of 1050 kJ in a Xenon Weatherometer tester environment.
  • Example 1 Comparative Example 1 Comparative Example 2 standard painting workability ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ spray Exterior ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Good Adhesion ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ M1.0-2.5 Moisture resistance ⁇ ⁇ X ⁇ M1.0 ⁇ 2.5, De 2.0 or less Chemical resistance ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ No film softening or discoloration Light resistance ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ M1.0 ⁇ 2.5, De 2.0 or less Bio content (% by weight) 30 25 18 38 Korea Test Laboratory Standard Test Method Evaluation: ⁇ -Excellent, ⁇ -Good, ⁇ -Normal, X-Defect
  • Comparative Examples 3 to 6 using a conventional polyester external resin (Bayer Co., D1652), which is not a plant-derived polyester resin, was prepared as shown in Table 3 below, and the same experiment as in Example was carried out to measure physical properties. The results are shown in Table 4 below.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 친환경적이면서 기존의 도료와 동등한 수준의 물성 및 작업성을 확보할 수 있는 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

도료 조성물
본 발명은 도료 조성물에 관한 것이다.
자동차 내장부품은 ABS, PC/ABS 계열의 소재에 베이스코트 도장이 일반적으로 이루어지는데, VOC 규제 등의 환경문제가 대두되면서, 벤젠, 톨루엔 및 자일렌(“BTX”)을 사용하지 않는 BTX FREE 제품에 대한 수요가 증가하는 추세이다.
이러한 규제와 맞물려 친환경이라는 명제 하에 도료상에서 인체에 유해한 성분을 없애기 위해, 수지 및 용제 조성에 발암물질로 인식되는 물질을 포함시키고 있지 않으나, 그로 인하여 도료 물성 및 작업성이 떨어지는 문제가 발생하였다. 또한 건조조건에 따라 비휘발된 용제가 차량 내의 공기질에 악영향을 미치는 경우가 발생하였다.
대한민국 특허공개공보 제2008-0093551호에는, 수용성 하이드록실 폴리에스터-폴리우레탄 디스퍼전; 폴리우레탄 디스퍼전; 수분산성 폴리이소시아네이트; 이온교환수 등을 포함하는 내장제용 도료 조성물이 개시된 바 있으나, 도료 물성 및 작업성이 떨어지는 문제가 문제가 있었다.
따라서, 친환경적이면서 종래의 도료와 동등한 수준의 물성을 확보할 수 있는 내장부품용 도료 조성물에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은 식물 유래 폴리에스테르 수지, 아크릴 폴리올 수지, 소광제, UV 흡수제 및 용제를 포함하고, 특히 무용제수지인 식물 유래 폴리에스테르 수지를 사용함으로써, 친환경적이면서 기존의 도료와 동등한 수준의 물성 및 작업성을 확보할 수 있는 도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 식물 유래 폴리에스테르 수지 20 내지 35 중량%, 아크릴 폴리올 수지 20 내지 40 중량%, 소광제 1 내지 10 중량%, UV 흡수제 0.1 내지 3 중량% 및 용제 20 내지 40 중량%를 포함한다. 본 발명의 도료 조성물에서, 상기 식물 유래 폴리에스테르 수지는 무용제 수지이다.
본 발명의 도료 조성물은 BTX FREE를 기초로 하며 탄화수소계(석유계)가 아닌 천연 식물에서 유래된 폴리에스테르 수지를 원료로 사용하여 친환경적이고, 우수한 도장 작업성 및 외관을 유지하면서도 도료에 요구되는 물성인, 부착성, 내습성, 내광성, 내습성 등의 물성을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 식물 유래 폴리에스테르 수지 20 내지 35 중량%, 아크릴 폴리올 수지 20 내지 40 중량%, 소광제 1 내지 10 중량%, UV 흡수제 0.1 내지 3 중량% 및 용제 20 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 식물 유래 폴리에스테르 수지는 무용제 수지이다.
본 발명의 도료 조성물에 사용되는 식물 유래 폴리에스테르 수지는 도막의 외관과 작업에 기여하며, 특별히 한정하지 않으나 상기 식물 유래 폴리에스테르 수지는 무용제 수지인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로 식물 유래 폴리에스테르 수지를 20 내지 35 중량%, 예컨대 22 내지 33 중량%, 예컨대 25 내지 30 중량%로 포함한다. 식물 유래 폴리에스테르 수지의 함량이 너무 작은 경우 외관 및 도료의 작업성이 떨어지는 문제가 있고, 함량이 너무 많은 경우 미반응 수지가 존재하는 문제가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 사용되는 아크릴 폴리올 수지는 도막 물성에 기여하는 역할을 하며, 특별히 한정하지 않으나 수산기가가 5 내지 300이고, 수평균 분자량이 500 내지 20000인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로 아크릴 폴리올 수지를 20 내지 40 중량%, 예컨대 25 내지 38 중량%, 예컨대 30 내지 35 중량%로 포함한다. 아크릴 폴리올 수지의 함량이 너무 작은 경우 도장의 내약품성이 떨어지는 문제가 있고, 함량이 너무 많은 경우 내습성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 사용되는 소광제는 도막의 광택을 줄이거나 없애는 역할을 하며, 특별히 한정하지 않으나 비정질 실리카 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로 소광제를 1 내지 10 중량%, 예컨대 3 내지 8 중량%, 예컨대 4 내지 6 중량%로 포함한다. 소광제의 함량이 너무 작은 경우 기대하는 소광 효과가 충분히 발휘되지 않으며, 함량이 너무 많은 경우 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 사용되는 UV 흡수제는 도막의 변색을 막아주는 역할을 하며, 특별히 한정하지 않으나 메틸 3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-TERT-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트와 폴리에틸렌글리콜 300(PEG 300)의 반응 생성물(METHYL3-(3-(2H-BENZOTRIAZOLE-2-YL)-5-TERT-BUTYL-4-HYDROXYPHENYL)PROPIONATE/PEG 300)을 사용할 수 있다. 구체적으로 Ciba사의 TINUVIN 213을 사용할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로 UV 흡수제를 0.1 내지 3 중량%, 예컨대 0.3 내지 2 중량%, 예컨대 0.4 내지 1 중량%로 포함한다. UV 흡수제의 함량이 너무 작은 경우 도막이 변색될 수 있고, 함량이 너무 많은 경우 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 사용되는 용제로는 특별히 한정하지 않으나 아세테이트계 용제를 사용할 수 있으며, 예컨대 케톤류 용제, 아세테이트류 용제 및 이들의 조합에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 조성물 총 100 중량%를 기준으로 용제를 0.1 내지 3 중량%, 예컨대 0.3 내지 2 중량%, 예컨대 0.4 내지 1 중량%로 포함한다. UV 흡수제의 함량이 너무 작은 경우 변색의 문제가 있고, 함량이 너무 많은 경우 내광성이 저하될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 기타 물성의 조절을 위해, 조색제, 표면조정제 및 경화촉진제에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 1 내지 5 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 자동차용 내장부품에 적용될 수 있으며, 예를 들어 풀 핸들(Pull Handle: 자동차 내부 손잡이 부분), 센터페시아(Center Facia: 자동차 실내의 에어컨, 오디오 조작부) 및 크러쉬 패드(Crush Fad: 대쉬보드 dash board) 등에 적용될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 도료 조성물을 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 제조하였다. 식물 유래 폴리에스테르 수지와 아크릴 폴리올 수지를 용기에 넣고 교반기를 사용하여 저속(500rpm)으로 혼합하면서 UV첨가제, 소광제, 용제를 투입하여 10분간 교반하였다.
ABS 소지 위에 상기 도료 조성물(건조도막두께: 20~ 25마이크론)을 도장하여 70℃에서 30분간 건조오븐에서 최종도막을 경화시켰다. 도장 작업성, 최종 도막의 외관 및 물성을 다음과 같이 측정하여 그 결과를 아래 표2에 나타내었다.
(중량%)
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2
식물 유래 폴리에스테르 수지 30 25 18 38
아크릴 폴리올 수지 30 35 42 22
소광제 5 5 5 5
UV흡수제 0.6 0.6 0.6 0.6
용제 31.4 31.4 31.4 31.4
조색제 3 3 3 3
총합 100 100 100 100
식물 유래 폴리에스테르 수지: PRIPLAST 1901-LQ-(GD) (크로다), NV% 100%, OH% 2.2%
아크릴 폴리올 수지: CRT01522(KCC) NV% 60%, OH% 1.2%
소광제: SILISYA 350 (후지실리카), 입자: 5 미크론
UV흡수제: TINUVIN 1130(바스프), NV% 100%
용제: 부틸 아세테이트와 디이소부틸케톤의 1:1 혼합물
조색제: Carbon black FW200 NV% 50%
1) 도장작업성
30 x 40cm 틴플레이트에 IWATA 61건으로 왕복 2회 도장하여 도장시 도료의 무화정도, 평활성의 정도와 도막 살오름성을 비교하였다.
2) 외관
플라스틱 소지에 도료를 도장한 후, 70℃조건에서 30분 동안 건조시킨 후 표면의 기포, 이물, 반점, 홈 및 평활성의 정도를 비교하였다.
3) 부착성
ASTM D3359 테이프 부착성 시험 방법에 의거하여 1㎜ x 1㎜ 눈금 100개 중에서 테이프 접착성 시험 후 박리된 부분의 정도를 관찰하였다.
4) 내습성
40℃ 항온조에 완성된 도막을 10일간 침적 후 부착시험 및 외관평가를 진행 하였다.
5) 내약품성
규정된 약품(썬크림, 아세톤)으로 500g하중으로 10회 러빙 진행하여 도막 변색 정도를 측정하였다.
6) 내광성
제논 웨더로미터 시험기 환경에서 1050kJ의 에너지로 폭로 후 도막외관, 색차, 부착성을 비교하였다.
항목 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 기준
도장 작업성 스프레이
외관 양호할 것
부착성 M1.0 ~ 2.5
내습성 X M1.0~2.5,De 2.0이하
내약품성 도막연화 및 변색 없을 것
내광성 M1.0~2.5,De 2.0이하
바이오 함량(중량%) 30 25 18 38 한국의류시험연구원 표준시험법
평가: ◎-우수, ○-양호, △-보통, X-불량
또한, 식물 유래 폴리에스테르 수지가 아닌 기존의 폴리에스테르 외자수지(바이엘사, D1652)를 사용한 비교예 3 내지 6의 조성물을 하기 표 3과 같이 제조하여, 상기 실시예와 동일한 실험을 수행하여 물성 측정 결과를 아래 표 4에 나타내었다.
(중량%)
항목 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
기존 폴리에스터 수지 30 25 20 35
아크릴폴리올 35 40 45 30
표면조정제 0.9 0.9 0.9 0.9
경화촉진제 0.7 0.7 0.7 0.7
UV 흡수제 0.8 0.8 0.8 0.8
용제 17.6 17.6 17.6 17.6
조색제 15 15 15 15
총합 100 100 100 100
항목 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
도장 작업성
외관
부착성
내습성 X
내약품성
내광성
바이오 함량 N N N N
평가: ◎-우수, ○-양호, △-보통, X-불량 / N: 미포함바이오 함량평가: 도막 열분해 후 식물성 C(카본) 존재 여부 확인함으로써 석유계 카본과 구별하여 함량평가 실시
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 식물 유래 폴리에스테르 수지를 사용한 실시예 1 및 2의 도료를 사용한 경우에는, 본 발명의 함량을 벗어난 비교예 1, 2나 기존의 폴리에스테르를 사용한 비교예 3 내지 6에 비하여 동등하거나 우수한 수준의 물성, 특히 우수한 작업성 및 내습성을 확보할 수 있음을 확인하였다.

Claims (7)

  1. 조성물 총 100 중량%를 기준으로,
    식물 유래 폴리에스테르 수지 20 내지 35 중량%, 아크릴 폴리올 수지 20 내지 40 중량%, 소광제 1 내지 10 중량%, UV 흡수제 0.1 내지 3 중량% 및 용제 20 내지 40 중량%를 포함하고,
    상기 식물 유래 폴리에스테르 수지는 무용제 수지인, 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아크릴 폴리올 수지는 수산기가가 5 내지 300이고, 수평균 분자량이 500 내지 20000인, 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 소광제가 비정질 실리카인, 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, UV 흡수제가 메틸 3-(3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-TERT-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트와 폴리에틸렌글리콜 300(PEG 300)의 반응 생성물인, 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 용제가 케톤류 용제, 아세테이트류 용제 및 이들의 조합에서 선택되는 것인, 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 조색제, 표면조정제 및 경화촉진제에서 선택되는 하나 이상의 첨가제 1 내지 5 중량%를 더 포함하는, 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 풀 핸들, 센터페시아 및 크러쉬 패드 중 어느 하나에 적용되는 도료 조성물.
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