WO2020122420A1 - 하드코팅 조성물 - Google Patents

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WO2020122420A1
WO2020122420A1 PCT/KR2019/014977 KR2019014977W WO2020122420A1 WO 2020122420 A1 WO2020122420 A1 WO 2020122420A1 KR 2019014977 W KR2019014977 W KR 2019014977W WO 2020122420 A1 WO2020122420 A1 WO 2020122420A1
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meth
hard coating
coating composition
urethane
weight
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PCT/KR2019/014977
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차준호
박규엽
김용주
김강수
류석화
조창현
박창만
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주식회사 케이씨씨
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Publication date
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    • C09D7/67—Particle size smaller than 100 nm

Definitions

  • the present invention relates to a molded article comprising a hard coating composition excellent in weather resistance and workability and a coating layer formed by applying the same.
  • the coating composition used for hard coating of automobile parts such as automobile molded parts, for example, a headlamp PC lens (polycarbonate lens)
  • a headlamp PC lens polycarbonate lens
  • spraying Air Spray
  • the coating composition for coating such as air spray or flow coating has a low solid content (NV) and a relatively high solvent content
  • volatile organic compounds Volatile
  • VOCs Organic Compounds
  • Volatile organic compounds refer to liquid or gaseous volatile organic compounds that evaporate easily into the atmosphere due to high vapor pressure. Volatile organic compounds cause photochemical reactions in the atmosphere, causing photochemical oxidizing substances such as ozone and causing photochemical smog, and are also carcinogens. Therefore, in recent years, regulations on the content of volatile organic compounds have become stricter in developed countries such as Europe, and according to these regulations, it is necessary to operate a facility for removing volatile organic compounds, as well as the problem of continuous disposal and environmental costs. have.
  • Japanese Patent Application Publication JP 2006-036985 A discloses a two-liquid, room temperature curable organo polysiloxane-based coating composition capable of solvent-free and high-solidification.
  • a conventional coating composition overcomes problems such as appearance characteristics and workability, which are disadvantages of a solvent-free coating, and does not secure sufficient physical properties to apply a warm spray method for securing an excellent appearance.
  • the present invention provides a solvent-free hard coating composition excellent in weather resistance and workability without using a volatile organic compound.
  • the present invention provides a molded article (for example, a car headlamp lens) comprising a coating layer formed by applying the solvent-free hard coating composition.
  • the present invention provides a hard coating composition
  • a hard coating composition comprising a urethane (meth)acrylate oligomer, an inorganic nanocomposite, (meth)acrylate monomer and a photoinitiator.
  • the present invention provides a hard coating composition excellent in weather resistance and workability while reducing environmental pollution by not containing volatile organic compounds.
  • the hard coating composition according to the present invention can be recycled paint to minimize the generation of paint waste, it is possible to improve productivity and economics.
  • the present invention is a warm spray (Warm Spray) method is applicable, it provides a hard coating composition capable of ensuring excellent appearance of the coating film.
  • the lens for a car headlamp including a high weatherability coating layer to which the solvent-free hard coating composition according to the present invention is applied has excellent appearance quality and night driving stability.
  • the molecular weight of the resin used in the present invention is measured by a conventional method known in the art, for example, it can be measured by a gel permeation chromatograph (GPC) method.
  • the glass transition temperature is measured by a conventional method known in the art, and can be measured, for example, by differential scanning calorimetry (DSC).
  • the hard coating composition according to the present invention includes a urethane (meth)acrylate oligomer, an inorganic nanocomposite, a (meth)acrylate monomer and a photoinitiator.
  • the hard coating composition of the present invention may further include an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and a silicone additive as needed.
  • the hard coating composition according to the present invention contains a urethane (meth)acrylate oligomer as a main component forming a coating film.
  • the urethane (meth)acrylate oligomer serves to control the crosslink density of the entire coating film to express the strength, heat resistance, weather resistance and adhesion of the hard coating film.
  • the urethane (meth)acrylate oligomer of the present invention may include at least one of a six-functional urethane (meth)acrylate oligomer and a trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer.
  • the urethane (meth)acrylate oligomer having 6 or more functionalities may have 6 or more polymerizable functional groups, which are polymerizable unsaturated groups, for example 6 to 16, 6 to 10 other examples, and 6 to 6 other examples.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the urethane (meth)acrylate oligomer of 6 or more functionalities may be 1,000 to 3,700 g/mol, for example, 1,500 to 2,500 g/mol.
  • the trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer refers to one containing three polymerizable functional groups.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer may be 500 to 3,500 g/mol, for example, 1,000 to 2,500 g/mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer has the above-mentioned weight average molecular weight range, physical properties such as heat resistance, weather resistance and adhesion of the dry coating film are excellent.
  • the urethane (meth)acrylate oligomer may further include a bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer in addition to the urethane (meth)acrylate oligomer having a function of 6 or more and a trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer.
  • the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer refers to one containing two polymerizable functional groups. By adjusting the content of the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer, it is possible to adjust the curing density of the coating layer, through which it is possible to secure excellent physical properties of the dry coating film.
  • the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer can form a viscosity of the hard coating composition at an appropriate level to realize excellent processability, and improve the appearance and adhesion by controlling the curing density of the coating layer.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer may be 100 to 800 g/mol, for example, 100 to 500 g/mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer has the above-mentioned weight average molecular weight range, it is excellent in physical properties such as heat resistance, weather resistance and hardness of the dry coating film.
  • the content of the urethane (meth)acrylate oligomer is not particularly limited, and for example, may be 1 to 60% by weight, for example, 5 to 50% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • the content of the urethane (meth)acrylate oligomer falls within the above-described range, the high-temperature adhesion of the coating film is improved, and excellent strength, heat resistance, and appearance characteristics can be exhibited, and adhesion with other substrates can be improved.
  • the content of the 6 or higher functional urethane (meth)acrylate oligomer is 20 based on the total weight of the hard coating composition. To 40% by weight. For example, it may be 20 to 30% by weight, and the content of the trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer may be 1 to 30% by weight, for example, 5 to 20% by weight.
  • the mixing ratio of the six-functional urethane (meth)acrylate oligomer and the trifunctional urethane (meth)acrylate oligomer may be a weight ratio of 1:0.03 to 1.5.
  • a bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer When a bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer is mixed, it may contain 1 to 30% by weight, for example 5 to 20% by weight, based on the total weight of the hard coating composition. When the bifunctional urethane (meth)acrylate oligomer is mixed in the above-described blending ratio, the viscosity of the hard coating composition and the curing density of the coating layer are maintained at an appropriate level to improve appearance and adhesion.
  • the hard coating composition according to the present invention includes an inorganic nano-composite material.
  • the inorganic nano-composite material serves to improve the hardness and abrasion resistance by controlling the curing density of the coating layer.
  • the inorganic nanocomposite may be an inorganic nanoparticle or a colloidal dispersion in which inorganic nanoparticles are dispersed.
  • the inorganic nanoparticles are not particularly limited in their components as long as they do not swell with respect to the (meth)acrylate-based monomer and the (meth)acrylate-based oligomer, and alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), and titanate It may be one or more selected from (TiO 2 ), for example, amorphous silica nanoparticles.
  • the size of the inorganic nanoparticles is not particularly limited, but may be 10 to 300 nm, for example, 15 to 50 nm.
  • the colloidal solution may include at least one of a (meth)acrylate monomer and a (meth)acrylate-based oligomer.
  • the colloidal solution is excellent in miscibility with the hard coating composition of the present invention, and can form an excellent processability by forming the viscosity of the hard coating composition to an appropriate level.
  • the inorganic nano-composite is a colloidal solution in which inorganic nano-particles are dispersed
  • the inorganic nano-particles may be 30 to 70% by weight, for example, 40 to 60% by weight based on the total weight of the inorganic nano-composite.
  • the content of the inorganic nanocomposite is not particularly limited, and for example, may be 1 to 35% by weight, for example, 5 to 20% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • a low viscosity may be implemented in the composition to obtain excellent processability, hardness, and wear resistance.
  • the hard coating composition according to the present invention may include a trifunctional or higher (meth)acrylate monomer and a bifunctional or lower (meth)acrylate monomer.
  • the (meth)acrylate monomer serves as a crosslinking agent to control the crosslinking density between polymers, and serves to assist curing properties such as hardness, adhesion, appearance characteristics, and workability of the coating film.
  • a trifunctional or higher (meth)acrylate monomer and a bifunctional or lower (meth)acrylate monomer the workability, appearance characteristics, and curing degree of the paint can be adjusted.
  • the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer may have 3 or more polymerizable functional groups, for example, 3 to 10, and 3 to 5 other examples.
  • the molecular weight of the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer may be 200 to 400 g/mol, and the glass transition temperature (Tg) may be 40 to 80°C.
  • Non-limiting examples of the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA), trimethylolpropaneethoxy triacrylate (TMPEOTA), Pentaerythritol triacrylate (PETA), glyceryl propoxylated triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETTA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) Or mixtures thereof.
  • TMPTA trimethylolpropane triacrylate
  • TMPTMA trimethylolpropane trimethacrylate
  • TMPEOTA trimethylolpropaneethoxy triacrylate
  • PETA Pentaerythritol triacrylate
  • GPTA glyceryl propoxylated triacrylate
  • PETTA penta
  • the bifunctional or less (meth)acrylate monomer refers to two or less polymerizable functional groups, for example, two.
  • the molecular weight of the bifunctional or less (meth)acrylate monomer may be 150 to 300 g/mol, and the glass transition temperature (Tg) may be 25 to 60°C.
  • Non-limiting examples of the bifunctional or less (meth)acrylate monomers include 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), 1,6-hexanediol dimethacrylate (HDDMA), butanediol diacrylate (BDDA), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), triethylene glycol diacrylate (TEGDA), neopentyl glycol diacrylate (NPGDA), polyethylene glycol 400 diacrylate (PEG400DA), polyethylene glycol 200 diacrylate ( PEG200DA), dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), tetraethylene glycol diacrylate (TTEGDA), tetraethylene glycol dimethacrylate (TTEGDMA), 9-ethylene glycol diacrylate (9-EGDA), triethylene glycol Dimethacrylate (TEGDMA) or mixtures thereof.
  • HDDA 1,6-hexanediol diacrylate
  • HDDMA 1,6-hexanedi
  • the content of the (meth)acrylate monomer is not particularly limited, and for example, may be 10 to 90% by weight, for example, 10 to 60% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • the content of the (meth)acrylate monomer falls within the above-described range, high-temperature adhesion of the coating film is improved, excellent strength, heat resistance and appearance characteristics can be expressed, and adhesion with other substrates can be improved.
  • the content of the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer based on the total weight of the hard coating composition may be 10 to 50% by weight, and the content of the bifunctional or lower (meth)acrylate monomer may be 10 to 40% by weight.
  • the mixing ratio of the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer and the bifunctional or lower (meth)acrylate monomer may be 1: 0.2 to 1 by weight.
  • the hard coating composition according to the present invention includes a photoinitiator.
  • the photoinitiator is a component that is excited by ultraviolet rays (UV) or the like to initiate photopolymerization, and a conventional photoinitiator in the field can be used without limitation.
  • UV ultraviolet rays
  • Non-limiting examples of photoinitiators that can be used include Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 907, Benzionalkylether, Benzophenone, Benzyl dimethyl katal, Hydro Hydroxycyclohexyl phenylacetone, chloroacetophenone, 1,1-dichloro acetophenone, diethoxy acetophenone, hydroxyacetophenone, hydroxyacetophenone , 2-Chloro thioxanthone, 2-ETAQ (2-EthylAnthraquinone), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), 2-hydroxy -2-methyl-1-phenyl-1-propanone (2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 2-hydroxy-1-[4-(
  • the content of the photoinitiator may be 1 to 10% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • a photopolymerization reaction may be sufficiently performed without deteriorating physical properties of the coating film.
  • the hard coating composition of the present invention can be used without limitation, additives known in the art within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • additives known in the art within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the hard coating composition of the present invention includes conventional ultraviolet absorbers known in the art.
  • the ultraviolet absorber may be a triazine-based ultraviolet absorber having two or more ultraviolet absorbers, for example, a hydroxy phenyl triazine derivative having two or more ultraviolet absorbing ester groups may be used alone or in combination of two or more.
  • the molecular weight of the ultraviolet absorber may be 500 g/mol or more (eg, 500 to 2,000 g/mol).
  • volatility and extractability are large, and thus the ultraviolet absorber component is difficult to remain in the coating film during outdoor exposure, and thus, durability and weather resistance of the coating film may be deteriorated.
  • the content of the ultraviolet absorber may be 1 to 5% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • the content of the ultraviolet absorber is out of the above-mentioned range, it is difficult to obtain an effect of improving the weather resistance of the coating film, and a curing disorder may be caused when curing the ultraviolet light.
  • additives that can be used include light stabilizers (eg HALS), antioxidants (eg phenolic antioxidants), wetting agents (eg polyether modified polydimethylsiloxane), leveling agents (eg silicone diacrylate based and silicone poly Acrylate-based compounds), lubricants, surface conditioners, surfactants, antifoaming agents (eg, dimethylpolysiloxane), slip agents, anti-staining agents, softeners, thickeners, polymers, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. These additive components enhance the workability of the paint and the smoothness of the coating.
  • HALS light stabilizers
  • antioxidants eg phenolic antioxidants
  • wetting agents eg polyether modified polydimethylsiloxane
  • leveling agents eg silicone diacrylate based and silicone poly Acrylate-based compounds
  • lubricants eg silicone diacrylate based and silicone poly Acrylate-based compounds
  • surfactants eg
  • the content of the additive can be appropriately adjusted within a range known in the art.
  • the amount of each of the additives may be 1 to 10% by weight based on the total weight of the hard coating composition.
  • the present invention provides a molded article (for example, a headlamp for an automobile) including a coating layer formed from the above-mentioned hard coating composition.
  • the automotive headlamp is formed on a plastic substrate and one or both surfaces of the plastic substrate, and includes a coating layer formed from the above-mentioned hard coating composition.
  • the plastic substrate may be used without limitation, a common substrate component used in the field of headlamps, for example, thermoplastic plastics, thermosetting plastics, and the like.
  • plastic substrates that can be used include polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), triacetylcellulose (TAC), polycarbonate (PC), polyimide ( PI), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethersulfone (PES), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl chloride (PVC), or a combination of two or more thereof.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • TAC triacetylcellulose
  • PC polycarbonate
  • PI polyimide
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PES polyethersulfone
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVC polyvinyl chloride
  • the thickness of the coating layer made of the composition can be variously adjusted according to the use, and for example, may be in the range of 5 to 25 ⁇ m, and in another example, 5 to 20 ⁇ m. When it has the above-mentioned thickness range, it is excellent in adhesion to the surface of the plastic substrate and it is possible to prevent poor appearance.
  • the method of applying the hard coating composition on the plastic substrate may employ a conventional coating method in the art, such as spray coating, brushing, flow coating, dip coating, spin coating, and the like.
  • the hard coating composition may be applied to a plastic substrate by applying a warm spray method.
  • the hard coating composition does not contain a solvent, it has a viscosity capable of applying a worm spray coating method, and can secure an excellent appearance when applied.
  • the coating layer formed of the hard coating composition according to the present invention is not only excellent in adhesion to a plastic substrate (eg, PC material), but also excellent in terms of overall physical properties of a coating film such as appearance, heat resistance, moisture resistance, and heat and cold resistance. Therefore, the lens for a vehicle headlamp including such a high weatherability coating layer has excellent appearance quality and secures driving stability at night.
  • a plastic substrate eg, PC material
  • overall physical properties of a coating film such as appearance, heat resistance, moisture resistance, and heat and cold resistance. Therefore, the lens for a vehicle headlamp including such a high weatherability coating layer has excellent appearance quality and secures driving stability at night.
  • Example 1 A hard coating composition of -12 was prepared.
  • the content of the components used in Table 1 below is parts by weight.
  • A-1 6-functional urethane acrylate oligomer (CN968NS, Sartomer, weight average molecular weight: 2,000 g/mol)
  • A-2 trifunctional urethane acrylate oligomer (EB8301, Cytec, weight average molecular weight: 1,350 g/mol)
  • B-1 Inorganic nanocomposite (EB154, Cytec; SiO 2 , particle size 15-40 nm)
  • D-2 photoinitiator (bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide, Irgacure 819, BASF)
  • E-1 UV absorber (Hydroxyphenyl Triazines, HPT)
  • E-2 Light stabilizer (HALS, TINUVIN123, BASF)
  • E-3 Silicone additive (BYK-333, BYK)
  • a hard coating composition of Comparative Example 1-3 was prepared in the same manner as in Example 1-12, except that the composition was mixed according to the composition shown in Table 2 below.
  • the content of the components used in Table 2 below is parts by weight.
  • the hard coating composition prepared in Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3 was worm spray coated on a transparent polycarbonate (PC) substrate with a thickness of about 12 ⁇ m (top layer, based on dry coating thickness). Thereafter, after drying for 3 to 5 minutes at a temperature of 70° C., a specimen was prepared by photocuring (light amount: 3,000 mJ/cm 2, light intensity: 200 mW/cm 2 ). The properties were measured by the method described in Table 3, and the results are shown in Tables 4 and 5 below.
  • PC transparent polycarbonate
  • a urethane (meth) acrylate oligomer, an inorganic nanocomposite oligomer, a hard coating comprising both a trifunctional or higher (meth)acrylate monomer and a bifunctional or lower (meth)acrylate monomer It was confirmed that the coating film of Examples 1-12 to which the composition was applied exhibits excellent physical properties in all measured items.
  • the coating film of Comparative Example 1-3 in which one of the components of the urethane (meth)acrylate oligomer, the trifunctional or higher (meth)acrylate monomer, and the bifunctional or lower (meth)acrylate monomer is applied is measured. One or more of the properties were found to be poor.
  • the present invention provides a hard coating composition excellent in weather resistance and workability while reducing environmental pollution by not containing volatile organic compounds.
  • the hard coating composition according to the present invention can be recycled paint to minimize the generation of paint waste, it is possible to improve productivity and economics.
  • the present invention is a warm spray (Warm Spray) method is applicable, it provides a hard coating composition capable of ensuring excellent appearance of the coating film.

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Abstract

본 발명은 내후성 및 작업성이 우수한 무용제 하드코팅 조성물 및 이를 적용하여 형성된 코팅층을 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

하드코팅 조성물
본 발명은 내후성 및 작업성이 우수한 하드코팅 조성물 및 이를 적용하여 형성된 코팅층을 포함하는 성형품에 관한 것이다.
자동차용 성형품, 예를 들어 헤드램프 PC 렌즈(polycarbonate lens) 등의 자동차 부품의 하드코팅 용도로 사용되는 도료 조성물에는 우수한 생산성, 부착성, 내수성, 내후성 등이 요구된다. 또한, 자동차 부품용의 경우, 스프레이(Air Spray) 도장 등의 방법으로 도장이 가능하여야 우수한 외관, 작업성 및 생산성을 확보할 수 있다. 이러한 스프레이(Air spray)나 플로우 코팅(Flow coating) 등의 도장용 도료 조성물은 고형분(NV) 함량이 낮고 상대적으로 용제 함량이 높기 때문에, 환경 설비가 갖춰지지 않은 곳에서 도장 시 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)이 많이 발생되어 환경오염을 야기하는 문제가 있다.
휘발성 유기화합물은 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 휘발성 유기화합물을 지칭한다. 휘발성 유기화합물은 대기 중에서 광화학 반응을 일으켜 오존 등의 광화학 산화성 물질 생성 및 광화학 스모그 유발을 초래하며, 발암물질이기도 하다. 따라서, 근래 유럽 등 선진국을 중심으로 휘발성 유기화합물의 함량에 대한 규제가 엄격해졌고, 이러한 규제에 따라 휘발성 유기화합물을 제거하는 설비의 운용이 필요할 뿐만 아니라 폐기 비용 및 환경 비용이 지속적으로 발생되는 문제점이 있다.
휘발성 유기화합물을 줄이기 위한 방법으로 물을 용매로 사용하는 수계 도료, 용제를 전혀 사용하지 않는 분체도료, 도료의 고형분을 늘린 하이솔리드형 도료를 사용하는 기술이 지속적으로 개발되고 있다. 일례로 일본 공개특허공보 JP 2006-036985 A에는 무용제화 및 하이솔리드화가 가능한 2액 상온 경화형 오르가노 폴리실록산계 도료 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 종래의 도료 조성물은 무용제 도료의 단점인 외관 특성, 작업성 등의 문제를 극복하는 동시에 우수한 외관 확보를 위한 웜 스프레이(Warm Spray) 공법을 적용하기에 충분한 물성을 확보하지 못하고 있다.
본 발명은 휘발성 유기화합물을 사용하지 않으면서도, 내후성 및 작업성이 우수한 무용제 하드코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 무용제 하드코팅 조성물을 적용하여 형성된 코팅층을 포함하는 성형품(예를 들어, 자동차 헤드램프용 렌즈)을 제공한다.
본 발명은 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 무기 나노 복합재, (메타)아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 포함하는 하드코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 휘발성 유기화합물을 포함하지 않아 환경 오염을 경감시키면서도, 내후성 및 작업성이 우수한 하드코팅 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 도료의 재활용이 가능하여 도료 폐기물 발생을 최소화할 수 있으므로, 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 웜 스프레이(Warm Spray) 공법이 적용 가능하여, 도막의 우수한 외관 확보가 가능한 하드코팅 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 무용제 하드코팅 조성물을 적용한 고내후성 코팅층을 포함하는 자동차 헤드램프용 렌즈는 외관 품질이 우수하고 야간 주행 안정성이 확보된다.
본 발명에서 사용된 수지의 분자량은 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph) 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 유리전이온도는 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 시차주사열량분석법(differential scanning calorimetry, DSC)으로 측정할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<하드코팅 조성물>
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 무기 나노 복합재, (메타)아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 포함한다. 본 발명의 하드코팅 조성물은 필요에 따라 자외선 흡수제, 광 안정제, 실리콘 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이하 본 발명의 하드코팅 조성물의 조성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 도막을 형성하는 주(主)성분으로서 포함한다. 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 도막 전체의 가교 밀도를 컨트롤하여 하드코팅 도막의 강도, 내열성, 내후성 및 부착성을 발현하는 역할을 수행한다.
본 발명의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중합 가능한 불포화 그룹인 중합성 관능기를 6개 이상, 예를 들어 6 내지 16개, 다른 예로 6 내지 10개, 또 다른 예로 6개 가질 수 있다. 상기 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량(Mw)은 1,000 내지 3,700 g/mol일 수 있으며, 예를 들어 1,500 내지 2,500 g/mol일 수 있다. 상기 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 전술한 중량평균분자량 범위를 가질 경우, 반응성이 우수하고 건조 도막의 내열성, 내후성 및 경도 등의 물성이 우수하다.
상기 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중합성 관능기를 3개 포함하고 있는 것을 말한다. 상기 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량(Mw)은 500 내지 3,500 g/mol일 수 있으며, 예를 들어 1,000 내지 2,500 g/mol일 수 있다. 상기 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 전술한 중량평균분자량 범위를 가질 경우, 건조 도막의 내열성, 내후성 및 부착성 등의 물성이 우수하다.
본 발명에서 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 외에 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 더 포함할 수 있다.
상기 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 중합성 관능기를 2개 포함하고 있는 것을 말한다. 상기 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량을 조정함으로써, 코팅층의 경화 밀도 조정이 가능하며, 이를 통해 건조 도막이 우수한 물성을 확보할 수 있다. 상기 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 하드코팅 조성물의 점도를 적절한 수준으로 형성하여 우수한 가공성을 구현할 수 있고, 코팅층의 경화 밀도를 조절하여 외관 및 부착성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량(Mw)은 100 내지 800 g/mol일 수 있으며, 예를 들어 100 내지 500 g/mol일 수 있다. 상기 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 전술한 중량평균분자량 범위를 가질 경우, 건조 도막의 내열성, 내후성 및 경도 등의 물성이 우수하다.
본 발명에서, 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 60 중량%, 예컨대 5 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 고온 접착력이 향상되며, 우수한 강도, 내열성 및 외관 특성을 발현하고, 다른 기재와의 부착성을 개선할 수 있다.
6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 혼용하는 경우, 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량은 20 내지 40 중량%. 예를 들어 20 내지 30 중량%일 수 있고, 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 함량은 1 내지 30 중량%, 예를 들어 5 내지 20 중량%일 수 있다.
다른 예로, 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머의 혼합 비율은 1 : 0.03 내지 1.5의 중량비일 수 있다.
우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 전술한 배합비로 혼용되는 경우, 도막의 우수한 강도와 내열성이 발현되고, 기재와의 부착성을 개선시킬 수 있다.
2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 혼용하는 경우, 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%, 예를 들어 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 2관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머가 전술한 배합비로 혼용되는 경우, 하드코팅 조성물의 점도 및 코팅층의 경화 밀도가 적절한 수준으로 유지되어 외관 및 부착성을 개선시킬 수 있다.
무기 나노 복합재
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 무기 나노 복합재를 포함한다. 무기 나노 복합재는 코팅층의 경화 밀도를 조절하여 경도 및 내마모성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 무기 나노 복합재는 무기 나노 입자 또는 무기 나노 입자가 분산된 콜로이드 용액(colloidal dispersion)일 수 있다. 상기 무기 나노 입자는 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 (메타)아크릴레이트계 올리고머에 대해서 팽윤하지 않는 것이라면 그 성분에 특별히 제한이 없으며, 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 티타네이트(TiO2) 중에서 선택된 1 종 이상일 수 있고, 일례로 비정질 실리카 나노 입자일 수 있다. 상기 무기 나노 입자의 크기는 특별히 제한되는 것은 아니나, 10 내지 300 ㎚, 예를 들어 15 내지 50 ㎚인 것을 사용할 수 있다.
상기 콜로이드 용액은 (메타)아크릴레이트 모노머 및 (메타)아크릴레이트계 올리고머 중 1 이상을 포함할 수 있다. 상기 콜로이드 용액은 본 발명의 하드코팅 조성물과 혼화성이 우수하고, 하드코팅 조성물의 점도를 적절한 수준으로 형성하여 우수한 가공성을 구현할 수 있다.
무기 나노 복합재가 무기 나노 입자가 분산된 콜로이드 용액인 경우, 상기 무기 나노 입자는 무기 나노 복합재 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량%, 예를 들어 40 내지 60 중량%일 수 있다.
본 발명에서, 상기 무기 나노 복합재의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 35 중량%, 예컨대 5 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 무기 나노 복합재의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 조성물에 저점도가 구현되어 우수한 가공성, 경도 및 내마모성을 얻을 수 있다.
(메타)아크릴레이트 모노머
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 고분자간 가교 밀도를 조절하는 가교제 역할을 하며, 도막의 경도, 부착성, 외관 특성, 작업성 등의 경화 물성을 보조하는 작용을 한다. 특히, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머를 혼용함으로써, 도료의 작업성, 외관 특성 및 경화도를 조절할 수 있다.
상기 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머는 중합성 관능기를 3개 이상, 예를 들어 3 내지 10개, 다른 예로 3 내지 5개 갖는 것일 수 있다. 상기 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머의 분자량은 200 내지 400 g/mol일 수 있으며, 유리전이온도(Tg)는 40 내지 80℃일 수 있다.
상기 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머의 비제한적인 예로는, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트(TMPTMA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(PETA), 글리세릴프로폭시레이티드 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(PETTA), 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 또는 이들의 혼합물이 있다.
상기 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머는 중합성 관능기를 2개 이하, 예컨대 2개 포함하는 것을 말한다. 상기 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머의 분자량은 150 내지 300 g/mol일 수 있으며, 유리전이온도(Tg)는 25 내지 60℃일 수 있다.
상기 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머의 비제한적인 예로는, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 1,6-헥산디올 디메타아크릴레이트(HDDMA), 부탄디올 디아크릴레이트(BDDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(TEGDA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(NPGDA), 폴리에틸렌글리콜400 디아크릴레이트(PEG400DA), 폴리에틸렌글리콜200 디아크릴레이트(PEG200DA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트(TTEGDA), 테트라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(TTEGDMA), 9-에틸렌글리콜 디아크릴레이트(9-EGDA), 트리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(TEGDMA) 또는 이들의 혼합물이 있다.
본 발명에서, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%, 예를 들어 10 내지 60 중량%일 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 고온 접착력이 향상되며, 우수한 강도, 내열성 및 외관 특성을 발현하고, 다른 기재와의 부착성을 개선할 수 있다.
일례로, 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량은 10 내지 50 중량%, 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량은 10 내지 40 중량%일 수 있다. 다른 예로, 상기 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합 비율은 1 : 0.2 내지 1의 중량비일 수 있다.
광개시제
본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 광개시제를 포함한다. 상기 광개시제는 자외선(UV) 등에 의해 여기되어 광중합을 개시하는 역할을 하는 성분으로서, 당 분야의 통상적인 광개시제를 제한 없이 사용할 수 있다.
사용 가능한 광개시제의 비제한적인 예를 들면, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure 907, 벤지온알킬에테르(Benzionalkylether), 벤조페논(Benzophenone), 벤질디메틸카탈(Benzyl dimethyl katal), 하이드록시사이클로헥실페닐아세톤(Hydroxycyclohexyl phenylacetone), 클로로아세토페논(Chloroacetophenone), 1,1-디클로로아세토페논(1,1-Dichloro acetophenone), 디에톡시아세토페논(Diethoxy acetophenone), 하이드록시아세토페논(Hydroxy Acetophenone), 2-클로로티옥산톤(2-Choro thioxanthone), 2-ETAQ(2-EthylAnthraquinone), 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스파인옥사이드(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide), 메틸벤조일포메이트(methylbenzoylformate) 등이 있으며, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 광개시제의 함량은 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 물성 저하 없이 광중합 반응이 충분히 이루어질 수 있다.
첨가제
전술한 성분들 이외에, 본 발명의 하드코팅 조성물은 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당 분야에 공지된 첨가제를 제한 없이 사용할 수 있다. 첨가제로서 자외선 흡수제, 광안정제, 실리콘계 레벨링제 등을 1종 이상 혼용함으로써 도료의 평활성 및 도막의 외관 특성, 내후성 등을 개선할 수 있다.
본 발명의 하드코팅 조성물은 당 분야에 알려진 통상적인 자외선 흡수제를 포함한다. 상기 자외선 흡수제는 둘 이상의 자외선 흡수기를 갖는 트리아진계 자외선 흡수제일 수 있으며, 예를 들어 자외선 흡수성 에스테르기를 둘 이상 갖는 하이드록시 페닐 트리아진 유도체를 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 분자량은 500 g/mol 이상(예컨대, 500 내지 2,000 g/mol)일 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 분자량이 500 g/mol 미만이면 휘발성과 추출성이 커서 옥외 폭로 시 자외선 흡수제 성분이 도막에 잔존하기 어렵고, 이에 따라 도막의 내구성 및 내후성이 저하될 수 있다.
본 발명에서, 상기 자외선 흡수제의 함량은 하드코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 5 중량%일 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 함량이 전술한 범위를 벗어날 경우 도막의 내후성 향상 효과가 얻어지기 어려우며, 자외선 경화 시 경화 장애가 초래될 수 있다.
사용 가능한 다른 첨가제로는 광안정제(예컨대, HALS), 산화방지제(예컨대, 페놀계 산화방지제), 습윤제(예컨대, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산), 레벨링제(예컨대, 실리콘 디아크릴레이트계 및 실리콘 폴리아크릴레이트계 화합물), 윤활제, 표면 조정제, 계면 활성제, 소포제(예컨대, 디메틸폴리실록산), 슬립제, 얼룩 방지제, 유연제, 증점제, 폴리머 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. 이러한 첨가제 성분들은 도료의 작업성 및 도막의 평활성을 강화시킨다.
본 발명에서, 상기 첨가제의 함량은 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 상기 첨가제 각각의 사용량은 당해 하드코팅 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%일 수 있다.
<성형품>
본 발명은 전술한 하드코팅 조성물로부터 형성된 코팅층을 포함하는 성형품(예를 들어, 자동차용 헤드램프)를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자동차 헤드램프는 플라스틱 기재 및 상기 플라스틱 기재의 일면 또는 양면 상에 형성되고, 전술한 하드코팅 조성물로부터 형성된 코팅층을 포함한다.
상기 플라스틱 기재는 헤드램프 분야에 사용되는 통상적인 기재(substrate) 성분을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱 등이 있다. 사용 가능한 플라스틱 기재의 비제한적인 예로는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르설폰(PES), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐(PVC) 또는 이들의 2종 이상 조합 등이 있다. 전술한 성분의 플라스틱 기재를 사용할 경우, 본 발명의 하드코팅 조성물과의 초기 및 고온 부착성이 우수하다.
상기 조성물로 이루어지는 코팅층의 두께는 용도에 따라 다양하게 조절할 수 있으며, 일례로 5 내지 25 ㎛, 다른 예로 5 내지 20 ㎛ 범위일 수 있다. 전술한 두께 범위를 가질 경우, 플라스틱 기재 표면과의 부착성이 우수하고 외관 불량을 방지할 수 있다.
상기 하드코팅 조성물을 플라스틱 기재 상에 도포하는 방법은 당 분야의 통상적인 도포 방법, 예컨대 스프레이 코팅, 브러싱, 플로우 코팅, 딥 코팅, 스핀 코트 등을 채용할 수 있다. 일례로 상기 하드코팅 조성물은 웜 스프레이(Warm Spray) 공법을 적용하여 플라스틱 기재에 도포될 수 있다. 상기 하드코팅 조성물은 용제를 포함하지 않음에도 불구하고, 웜 스프레이 코팅법을 적용할 수 있는 점도를 가지고 있으며, 도포 시 우수한 외관을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 하드코팅 조성물로 형성된 코팅층은 플라스틱 기재(예컨대, PC 소재)와의 부착성이 뛰어날 뿐만 아니라, 외관, 내열성, 내습성, 내냉열성 등 도막의 전반적인 물성 면에서 우수하다. 따라서, 이러한 고내후성 코팅층을 포함하는 자동차 헤드램프용 렌즈는 외관 품질이 우수하고 야간 주행 안정성이 확보된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-12]
하기 표 1에 기재된 조성에 따라, 우레탄 아크릴레이트 올리고머(A), 무기 나노 복합재(B), (메타)아크릴레이트 모노머(C), 광개시제(D) 및 첨가제(E)를 사용하여, 실시예 1-12의 하드코팅 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에 사용된 성분의 함량은 중량부이다.
Figure PCTKR2019014977-appb-T000001
A-1: 6관능성 우레탄 아크릴레이트 올리고머(CN968NS, Sartomer社, 중량평균분자량: 2,000 g/mol)
A-2: 3관능성 우레탄 아크릴레이트 올리고머(EB8301, Cytec社, 중량평균분자량: 1,350 g/mol)
B-1: 무기 나노 복합재(EB154, Cytec社; SiO2, 입자 사이즈 15~40 nm)
B-2: 무기 나노 복합재(KOMERATE S120, KPX社; SiO2, 입자 사이즈 20~30 nm)
C-1: 3관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(Trimethylolpropane triacrylate, TMPTA, 분자량: 296 g/mol)
C-2: 2관능성 (메타)아크릴레이트 모노머(1,6-hexanediol diacrylate, 분자량: 226 g/mol)
D-1: 광개시제(1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, Micure CP-4, 미원상사社)
D-2: 광개시제(비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스파인옥사이드, Irgacure 819, BASF社)
E-1: 자외선 흡수제(Hydroxyphenyl Triazines, HPT)
E-2: 광안정제(HALS, TINUVIN123, BASF社)
E-3: 실리콘 첨가제(BYK-333, BYK社)
[비교예 1-3]
하기 표 2에 기재된 조성에 따라 배합한 것을 제외하고는, 실시예 1-12와 동일한 방법으로 비교예 1-3의 하드코팅 조성물을 제조하였다. 하기 표 2에 사용된 성분의 함량은 중량부이다.
Figure PCTKR2019014977-appb-T000002
[실험예 - 물성 평가]
실시예 1-12 및 비교예 1-3에서 제조된 하드코팅 조성물을 투명 폴리카보네이트(PC) 기재 상에 약 12 ㎛(Top layer, 건조 도막 두께 기준)로 웜 스프레이 코팅하였다. 이후, 70℃의 온도 조건에서 3 내지 5분 건조 후 광경화(광량: 3,000 mJ/㎠, 광세기: 200 mW/㎠)시켜 시편을 제조하였다. 표 3에 기재된 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타내었다.
Figure PCTKR2019014977-appb-T000003
Figure PCTKR2019014977-appb-T000004
Figure PCTKR2019014977-appb-T000005
상기 표 4 및 표 5에 나타낸 바와 같이, 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 무기 나노 복합재 올리고머, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머를 모두 포함하는 하드코팅 조성물을 적용한 실시예 1-12의 도막은 측정된 모든 항목에서 우수한 물성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 반면 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머 중 어느 한 성분이 누락된 하드코팅 조성물을 적용한 비교예 1-3의 도막은 측정된 물성 중 하나 이상이 열악한 것으로 나타났다.
본 발명은 휘발성 유기화합물을 포함하지 않아 환경 오염을 경감시키면서도, 내후성 및 작업성이 우수한 하드코팅 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 하드코팅 조성물은 도료의 재활용이 가능하여 도료 폐기물 발생을 최소화할 수 있으므로, 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 웜 스프레이(Warm Spray) 공법이 적용 가능하여, 도막의 우수한 외관 확보가 가능한 하드코팅 조성물을 제공한다.

Claims (8)

  1. 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 무기 나노 복합재, (메타)아크릴레이트 모노머 및 광개시제를 포함하고,
    상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 하드코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머는 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 포함하는 하드코팅 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 6관능 이상의 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 3관능성 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머의 혼합 비율은 1 : 0.03 내지 1.5의 중량비인 하드코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기 나노 복합재는 무기 나노 입자 또는 무기 나노 입자가 분산된 콜로이드 용액(colloidal dispersion)이고, 상기 콜로이드 용액은 (메타)아크릴레이트 모노머 및 (메타)아크릴레이트계 올리고머 중 1 이상을 포함하고, 상기 콜로이드 용액 내 무기 나노 입자의 함량은 무기 나노 복합재 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량%인 하드코팅 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무기 나노 입자는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 티타네이트(TiO2) 중에서 선택된 1 종 이상이고, 무기 나노 입자 크기는 10 내지 300 ㎚인 하드코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 모노머 및 2관능 이하의 (메타)아크릴레이트 모노머의 혼합 비율은 1 : 0.2 내지 1의 중량비인 하드코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하드코팅 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머 1 내지 60 중량%, 무기 나노 복합재 1 내지 35 중량%, (메타)아크릴레이트 모노머 10 내지 90 중량% 및 광개시제 1 내지 10 중량%를 포함하는 하드코팅 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 하드코팅 조성물을 적용하여 형성된 코팅층을 포함하는 성형품.
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