KR101794466B1 - 폴리에스터 및 이를 함유하는 코팅물 - Google Patents

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Abstract

a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; b) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및 c) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터가 개시된다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다. 다중산은 또한 지방족 다중산일 수 있다. 상기 폴리에스터를 포함하는 코팅물 및 상기 코팅물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판이 또한 개시된다.

Description

폴리에스터 및 이를 함유하는 코팅물{POLYESTERS AND COATINGS CONTAINING THE SAME}
본 발명은 폴리에스터, 상기 폴리에스터를 포함하는 코팅물, 및 상기 코팅물이 도포된 기판에 관한 것이다.
통상적인 폴리에스터는 알코올 및 산의 다양한 조합으로부터 제조된다. 이러한 폴리에스터는 금속성 및 비금속성 기판을 코팅하는데 사용될 수 있는 코팅물을 형성하는데 사용되었다. 이러한 폴리에스터 코팅물은 특정한 장식용 및/또는 성능 특성을 갖는 것이 종종 바람직하다. 예를 들면, 코팅물은 우수한 화학적 저항성, 내마모성, 및/또는 내풍화성을 보이는 것이 바람직할 수 있다. 게다가, 적은 양의 휘발성 유기 화합물(VOC)을 갖는 고 고형분 코팅물을 생성하는 것이 또한 바람직할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; b) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및 c) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터에 관한 것이다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카(Physica) MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; b) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및 c) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올로 실질적으로 이루어진 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터에 관한 것이다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; b) 지방족 다중산; 및 c) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터에 관한 것이다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 폴리에스터 및 가교제를 함유하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리에스터는 1) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; 2) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및 3) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 폴리에스터 및 가교제를 함유하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리에스터는 1) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; 2) 지방족 다중산; 및 3) 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된다. 상기 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않고, 상기 폴리에스터는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 기판은 상기된 임의의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된다.
하기 상세한 설명의 목적을 위해, 본 발명은, 명확하게 달리 규정하는 경우를 제외하고, 다양한 대안적인 변형 및 단계 순서를 추정할 수 있음이 이해되어야 한다. 더욱이, 임의의 운영 실시예를 제외하거나, 달리 나타내지 않는 경우, 예를 들면, 명세서 및 청구범위에 사용된 성분의 양을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"으로 수식되는 것으로서 이해되어야 한다. 따라서, 달리 나타내지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구범위에 제시된 수치 변수는 본 발명에 의해 수득되는 목적한 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 적어도, 및 청구범위의 범주에 대한 등가 원칙의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 변수는 기록된 유효 숫자의 수에 비추어 반올림 기법을 적용하여 적어도 해석되어야 한다.
본 발명의 광범위한 범주를 제시하는 수치 범위 및 변수가 근사치임에도 불구하고, 특정한 실시예에 제시된 수치는 가능한 한 정확하게 기록된다. 그러나, 임의의 수치는 이의 개별적인 시험 측정에서 발견된 표준 편차로부터 필연적으로 생성된 특정 오차를 본질적으로 함유한다.
또한, 본원에 언급된 임의의 수치 범위는 이에 함유된 모든 하위를 포함하는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다. 예를 들면, "1 내지 10"의 범위는 언급된 최소 값 1과 언급된 최대 값 10 사이의(및 함유하는) 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도되는바, 1 이상의 최소 값 및 10 이하의 최대 값을 갖는다.
본원에서, 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 단수형의 사용은 복수형을 함유하고, 복수형은 단수형을 포괄한다. 또한, 본원에서 "또는"의 사용은, "및/또는"이 특정한 예에서 명백하게 사용될 수 있을지라도, 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. 또한, 본원에서 단수형의 사용은 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, "하나 이상"을 의미한다. 예를 들면, 방향족 일산, 다중산, 폴리올, 지방족 다중산 등은 하나 이상의 임의의 이들 항목을 지칭한다.
본원에 사용된 통상적인 용어 "함유하는"(및 다른 필적할만한 용어, 예를 들면, "포함하는" 및 "비롯하는")은 "제한을 두지 않고" 본 발명에 필수적이지만 아직 명시되지 않은 물질을 함유하는 여지가 있는 조성물, 방법, 및 이의 각각의 성분을 언급하는데 사용된다. 용어 "~로 본질적으로 이루어진"은 주어진 실시양태에 대해 요구된 성분을 지칭하고 상기 실시양태의 특성 및 기능적 특징에 실질적으로 영향을 주지 않는 성분의 존재를 허용한다. 용어 "~로 이루어진"은 실시양태의 설명에 언급되지 않은 임의의 다른 성분을 배제하는 조성물 및 방법을 지칭한다.
나타낸 바와 같이, 본 발명은 기판의 적어도 일부에 도포될 수 있는, 비제한적으로 투명한 코팅물 및 착색된 코팅물을 비롯한 코팅물을 형성하는데 사용될 수 있는 폴리에스터 중합체에 관한 것이다. 본원에 사용된 용어 "중합체"는 올리고머, 및 단독중합체 및 공중합체 둘 다를 지칭한다. 용어 "수지"는 "중합체"와 상호교환적으로 사용된다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터는 방향족 일산, 다중산 및 폴리올을 포함하는 반응물의 혼합물로부터 제조된다. 본원에 사용된 용어 "방향족"은 가상의 국소화된 구조의 안정성보다 유의미하게 더 큰 안정성(비편재화로 인함)을 갖는 주기적으로 공액결합된 탄화수소를 지칭하고, 용어 "일산"은 단일 산 기를 갖는 화합물을 지칭하고 에스터 및 산의 무수물을 함유한다. 상기와 같이, "방향족 일산"은 가상의 국소화된 구조의 안정성보다 유의미하게 더 큰 안정성을 갖는 주기적으로 공액결합된 탄화수소를 함유하는 화합물을 지칭하고, 이는 또한 단일 산 기, 또는 에스터 및 산의 무수물을 함유한다. 폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 방향족 일산의 비제한적인 예는 벤조산, 하이드록시벤조산, 예컨대 4-하이드록시벤조산, 살리실산, 니코틴산, 나프토산, 신남산, 페닐프로판산, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 방향족 일산을 함유한다. 일부 이러한 실시양태에서, 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 60 중량%의 방향족 일산을 함유한다. 다른 실시양태에서, 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 내지 50 중량%의 방향족 일산을 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 반응물의 혼합물은 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않을 수 있고, 본질적으로 함유하지 않을 수 있고, 전혀 함유하지 않을 수 있다. 용어 "비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않는"은 반응물의 혼합물이 1000 ppm 미만의 비방향족 일산을 함유함을 의미하고, "비방향족 일산을 본질적으로 함유하지 않는"은 반응물의 혼합물이 100 ppm 미만의 비방향족 일산을 함유함을 의미하고, "비방향족 일산을 전혀 함유하지 않는"은 반응물의 혼합물이 20 ppb 미만의 비방향족 일산을 함유함을 의미한다.
본원에 사용된 "비방향족 일산"은 에스터 및 이러한 산의 무수물을 함유하는 지방족 일산을 지칭한다. 본원에 사용된 용어 "지방족"은 직쇄 또는 분지쇄 구조, 또는 폐환된 구조를 특징으로 하는 유기 화합물 또는 라디칼을 지칭하고, 이들 모두는 포화된 탄소 결합, 및 임의적으로 하나 이상의 공액결합된 또는 비공액결합된 탄소-탄소 불포화된 결합, 예컨대 탄소-탄소 이중 결합을 함유하지만, 가상의 국소화된 구조의 안정성보다 유의미하게 더 큰 안정성을 갖는 주기적으로 공액결합된 구조를 함유하지 않는다. 따라서, 지방족 일산은 방향족 잔기를 함유하지 않는다. 비방향족 일산의 비제한적인 예는 지환족 카복실산, 예컨대 사이클로헥산 카복실산, C1-C18 지방족 카복실산, 예컨대 아세트산, 프로판산, 부탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
상기 언급된 바와 같이, 폴리에스터는 또한 다중산으로 제조될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "다중산"은 2개 이상의 산 기를 갖는 화합물을 지칭하고 에스터 및 산의 무수물을 함유한다. 폴리에스터를 제조하는데 사용된 다중산은 비제한적으로 방향족 다중산, 비방향족 다중산[즉, 지방족 다중산, 예컨대 환형 지방족 다중산(비환형 다중산으로도 지칭됨), 직쇄 지방족 다중산, 및 분지쇄 지방족 다중산], 및 이들의 혼합물을 함유할 수 있다.
폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 방향족 다중산의 비제한적인 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 트라이멜리트산, 및 이들의 혼합물을 함유한다. 상기 실시양태에서, 방향족 다중산이 폴리에스터를 제조하는데 사용되는 경우, 다중산은 폴리에스터를 제조하는데 사용된 총 다중산을 기준으로 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유한다. 예를 들면, 특정 실시양태에서, 다중산은 폴리에스터를 제조하는데 사용된 총 다중산을 기준으로 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 0 몰%(즉, 이소프탈산, 이의 에스터 및 무수물을 전혀 함유하지 않음) 내지 89 몰%의 이소프탈산을 함유한다. 특정 실시양태에서, 다중산은 폴리에스터를 제조하는데 사용된 총 다중산을 기준으로 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 0 몰% 내지 85 몰%, 예컨대 0 몰% 내지 60 몰%, 0 몰% 내지 40 몰%, 또는 0 몰% 내지 20 몰%의 이소프탈산을 함유한다. 특정 실시양태에서, 다중산은 폴리에스터를 제조하는데 사용된 총 다중산을 기준으로 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 0 몰% 내지 10 몰%의 이소프탈산을 함유한다. 일부 이러한 실시양태에서, 방향족 다중산이 폴리에스터를 제조하는데 사용되는 경우, 다중산은 폴리에스터를 제조하는데 사용된 총 다중산을 기준으로 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 0 몰%(즉, 이의 에스터 및 무수물을 비롯하여 이소프탈산을 전혀 함유하지 않음)의 이소프탈산을 함유한다.
나타낸 바와 같이, 특정 실시양태에서, 다중산은 비방향족 다중산(즉, 지방족 다중산)이다. 비방향족, 즉, 지방족 다중산의 비제한적인 예는 숙신산, 아디프산, 헥사하이드로프탈산 무수물(HHPA), 사이클로헥산다이카복실산(CHDA), 수소화된 C36 이량체 지방산, 아젤라산, 세박산, 글루타르산, 도데칸 다중산, 사이클로헥산이산, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
특정 실시양태에서, 다중산은 10개 이하의 탄소를 함유한다. 본 폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 10개 이하의 탄소를 갖는 다중산의 비제한적인 예는 10개 이하의 탄소를 갖는 상기된 임의의 다중산, 예컨대, 비제한적으로 숙신산, 아디프산, 헥사하이드로프탈산 무수물(HHPA), 사이클로헥산다이카복실산(CHDA), 및 이들의 혼합물을 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 40 중량% 미만의 다중산을 함유한다. 다른 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 미만의 다중산을 함유한다. 일부 이러한 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 반응물의 혼합물은 반응물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 30 중량%의 다중산을 함유한다.
상기한 바와 같이, 폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 반응물의 혼합물은 또한 폴리올을 함유할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "폴리올"은 2개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 알코올을 지칭한다. 특정 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용된 폴리올은 3개 이상의 하이드록실 기를 함유한다. 폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올의 비제한적인 예는 트라이메틸올 프로판, 다이트라이메틸올 프로판, 펜타에리트리톨, 다이펜타에리트리톨, 트라이메틸올 에탄, 트라이메틸올 부탄, 글리세롤, 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터를 제조하는데 사용될 수 있는 반응물의 혼합물은 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 제 1 폴리올 및 2개의 하이드록실 기를 갖는 제 2 폴리올을 포함하는 폴리올의 혼합물을 함유한다. 상기 폴리올 혼합물에 사용될 수 있는 3개 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올의 비제한적인 예는 상기된 임의의 비제한적인 예를 함유한다. 상기 폴리올 혼합물에 사용될 수 있는 2개의 하이드록실 기를 갖는 폴리올의 비제한적인 예는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 수소화된 비스페놀 A, 사이클로헥산다이올; 프로판다이올, 예컨대 1,2-프로판다이올, 1,3-프로판다이올, 부틸 에틸 프로판다이올, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 및 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판다이올; 부탄다이올, 예컨대 1,4-부탄다이올, 1,3-부탄다이올, 및 2-에틸-1,4-부탄다이올; 펜탄다이올, 예컨대 트라이메틸-펜탄다이올 및 2-메틸펜탄다이올; 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올, 사이클로헥산다이메탄올; 헥산다이올, 예컨대 1,6-헥산다이올; 2-에틸-1,3-헥산다이올, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리올을 반응물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상 함유한다. 일부 이러한 실시양태에서, 폴리올을 반응물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 60 중량% 함유한다. 특정한 이러한 실시양태에서, 폴리올을 반응물의 총 중량을 기준으로 35 중량% 내지 60 중량% 함유한다.
상기된 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터는 3,000 g/몰 미만, 예컨대 2,500 g/몰 미만, 또는 2,000 g/몰 미만의 중량 평균 분자량을 가질 수 있고, 상기 중량 평균 분자량은 폴리에틸렌 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정된다. 특정 실시양태에서, 상기된 반응물의 혼합물로부터 제조된 폴리에스터는 폴리에틸렌 표준을 사용하여 겔 투과 크로마토그래피로 측정된 바와 같이 1,500 g/몰 미만의 분자량을 갖는다.
분자량 이외에, 폴리에스터는 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과, 예컨대 40℃에서 25,000 센티포이즈 초과, 예컨대 40℃에서 35,000 센티포이즈 초과, 또는 40℃에서 45,000 센티포이즈 초과의 동적 점도를 가질 수 있다. 본원에 사용된 용어 "동적 점도"는 유체에 의해 이격 거리에서 유지되는 경우, 단위 속도에서 서로에 대하여 1개의 수평면을 이동시키는데 요구된 단위 면적당 접선력을 지칭한다. 본 발명의 폴리에스터의 동적 점도는 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정된다. 폴리에스터의 동적 점도는 용매 없이 순수하게 측정된다.
특정 실시양태에서, 110℃에서 측정된 경우, 폴리에스터는 110℃에서 6,000 센티포이즈 초과, 예컨대 110℃에서 7,000 센티포이즈 초과, 예컨대 110℃에서 9,000 센티포이즈 초과, 또는 110℃에서 11,000 센티포이즈 초과의 동적 점도를 갖는다.
동적 점도를 측정한 후, 폴리에스터의 운동 점도를 또한 측정할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "운동 점도"는 폴리에스터의 밀도에 대한 동적 점도의 비를 지칭한다. 예를 들면, 특정 실시양태에서, 폴리에스터는 40℃에서 10,000 센티스토크 초과, 예컨대 40℃에서 20,000 센티스토크 초과, 예컨대 40℃에서 30,000 센티스토크 초과, 또는 40℃에서 40,000 센티스토크 초과의 운동 점도를 가질 수 있다. 40℃에서 폴리에스터의 밀도는 갤론 컵당 미국 표준 중량(U.S. Standard Weight Per Gallon cup)을 사용하여 측정된다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 20℃ 미만, 예컨대 10℃ 미만, 또는 0℃ 미만의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다. 특정 실시양태에서, 폴리에스터의 유리 전이 온도는 -5℃ 미만이다. 본원에 사용된 "유리 전이 온도"는 무정형 물질이 시차주사 열량 측정법으로 측정된 바와 같이 깨지기 쉬운 유리 상태로부터 플라스틱 상태로 변하는 온도를 지칭한다.
추가로, 특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 140 mg KOH/g 내지 340 mg KOH/g 범위의 하이드록실 값을 갖는다. 일부 실시양태에서, 폴리에스터는 170 mg KOH/g 내지 340 mg KOH/g 범위의 하이드록실 값을 갖는다. 특정 실시양태에서, 폴리에스터는 190 mg KOH/g 내지 300 mg KOH/g 범위의 하이드록실 값을 갖는다.
본 발명의 폴리에스터는 15 mg KOH/g 미만의 산가를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 폴리에스터는 10 mg KOH/g 미만, 예컨대 7 mg KOH/g 미만, 또는 5 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다. 특정 실시양태에서, 폴리에스터는 2 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
본 발명의 폴리에스터는 거의 완전히 반응하는 경우에도(반응 혼합물의 산가를 측정하여 결정된 바와 같이 98% 초과 반응) 겔을 형성하지 않는 것이 밝혀졌고, 이는 다른 폴리에스터와 함께 발생할 수 있다. 상기와 같이, 본 발명의 폴리에스터는 겔화를 예방하기 위한 특수 장비 또는 부담이 되는 제조 방법 없이 제조될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 3.5 미만, 예컨대 3.0 미만, 또는 2.5 미만의 다분산성을 갖는다. 일부 실시양태에서, 폴리에스터의 다분산성은 2 미만, 예컨대 1.8 내지 2.0이다. 본원에 사용된 "다분산성"은 중합체의 수 평균 분자량을 겔 투과 크로마토그래피 및 폴리스티렌 표준을 사용하여 계산된 중량 평균 및 수 평균 분자량 둘 다로 나눈 중합체의 중량 평균 분자량을 지칭한다. 다분산성은 중합체 샘플에서 각각의 분자량의 분포를 반영한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 1.4 초과, 예컨대 1.45 초과, 또는 1.48 초과의 굴절률을 갖는다. 일부 실시양태에서, 폴리에스터의 굴절률은 1.48 내지 1.80, 예컨대 1.48 내지 1.60, 또는 1.51 내지 1.54이다. 본원에 사용된 "굴절률"은 하나의 매질로부터 또 다른 매질을 통과하는 광선의 방향의 변화(즉, 명백한 구부러짐)을 지칭한다. 굴절률은 굴절계, 예컨대 바우슈 앤드 롬브(Bausch and Lomb) 굴절계를 사용하여 측정될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산; b) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및 c) 3개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 폴리올로 본질적으로 이루어지고 비방향족 일산을 실질적으로 함유하지 않는 반응물의 혼합물로부터 제조되고, 상기 폴리에스터는 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도 및 15 mg KOH/g 미만의 산가를 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 용매 또는 용매의 혼합물에 용해되거나 분산된다. 전형적으로, 폴리에스터를 용해하거나 분산하는데 사용될 수 있는 용매는 비제한적으로 물, 유기 화합물, 및 이들의 혼합물을 함유한다. 특정 실시양태에서, 용매는 물을 실질적으로 함유하지 않을 수 있고, 본질적으로 함유하지 않을 수 있고, 전혀 함유하지 않을 수 있다. 용어 "물을 실질적으로 함유하지 않는"은 용매가 1000 ppm 미만의 물을 함유하는 것을 의미하고, "물을 본질적으로 함유하지 않는"은 용매가 100 ppm 미만의 물을 함유하는 것을 의미하고, "물을 전혀 함유하지 않는"은 용매가 20 ppb 미만의 물을 함유하는 것을 의미한다.
폴리에스터를 용해하거나 분산하는데 사용될 수 있는 유기 용매의 비제한적인 예는 글리콜, 글리콜 에터 알코올, 알코올, 및 케톤을 함유한다. 유기 용매의 다른 비제한적인 예는 방향족 탄화수소, 예컨대 자일렌 및 톨루엔, 및 솔베쏘(Solvesso) 상표명 하에 엑쏜-모빌 케미칼 캄파니(Exxon-Mobil Chemical Company)로부터 시판중인 것; 아세테이트, 예컨대 글리콜 에터 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, n-헥실 아세테이트, 및 이들의 혼합물; 미네랄 스피릿, 나프타 및/또는 이들의 혼합물을 함유한다. "아세테이트"는 글리콜 에터 아세테이트를 함유한다.
특정 실시양태에서, 폴리에스터를 분산하거나 용해하는데 부가된 용매의 양은 폴리에스터가 수지 고체를 기준으로 30 내지 95 중량%이도록 한다. 특정 실시양태에서, 분지된 폴리에스터를 분산하거나 용해하는데 부가된 용매의 양은 폴리에스터가 수지 고체를 기준으로 60 내지 95 중량%, 예컨대 85 중량%이도록 한다. 결과적으로, 매우 적은 VOC를 갖는 폴리에스터를 수득할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명은 또한 상기된 임의의 폴리에스터 및 가교제를 함유하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 상기 가교제는 폴리에스터에서 작용기와 반응성이도록 선택될 수 있다. 본 발명의 코팅물은 폴리에스터 및 가교제에서 하이드록실 기 및/또는 다른 작용기의 반응을 통해 경화될 수 있음이 이해될 것이다.
가교제의 비제한적인 예는 페놀계 수지, 아미노 수지, 에폭시 수지, 베타-하이드록시(알킬) 아미드 수지, 알킬화된 카바메이트 수지, 이소시아네이트, 다중산, 무수물, 유기금속성 산-작용성 물질, 폴리아민, 폴리아미드, 아미노플라스트, 및 이들의 혼합물을 함유한다.
이소시아네이트의 비제한적인 예는 다작용성 이소시아네이트를 함유한다. 다작용성 폴리이소시아네이트의 예는 지방족 다이이소시아네이트, 예컨대 헥사메틸렌 다이이소시아네이트 및 이소포론 다이이소시아네이트, 및 방향족 다이이소시아네이트, 예컨대 톨루엔 다이이소시아네이트 및 4,4'-다이페닐메탄 다이이소시아네이트를 함유한다. 폴리이소시아네이트는 차단되거나 비차단될 수 있다. 다른 적합한 폴리이소시아네이트의 예는 이소시아누레이트 삼량체, 알로파네이트, 및 다이이소시아네이트 및 폴리카보다이이미드의 우레트다이온, 예컨대 본원의 적절한 일부에 참조로서 혼입된 미국특허 제 8,389,113 호에 개시된 것을 함유한다. 적합한 폴리이소시아네이트는 당해 분야에 널리 공지되어 있고 광범위하게 시판중이다. 시판중인 이소시아네이트의 예는 데스모듀(Desmodur) N 3300A, 데스모듀 Z 4470BA, 데스모듀 N 3900, 및 데스모듀 N 3400을 함유하고, 이들은 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)에서 시판중이다.
아미노플라스트의 비제한적인 예는 아민 및/또는 아미드와 알데하이드의 응축물을 함유한다. 가장 흔한 아민 또는 아미드는 멜라민, 우레아, 또는 벤조구안아민이다. 예를 들면, 멜라민과 포름알데하이드의 응축물은 적합한 아미노플라스트이다. 그러나, 다른 아민 또는 아미드를 갖는 응축물, 예를 들면 글리콜우리실의 알데하이드 응축물이 사용될 수 있다. 가장 흔히 사용된 알데하이드는 포름알데하이드이고, 다른 알데하이드, 예컨대 아세트알데하이드, 크로톤알데하이드 및 벤즈알데하이드가 사용될 수 있다.
아미노플라스트는 메틸올 기를 함유하고, 이러한 기의 적어도 일부는 알코올로 에스터화되어 경화 반응을 변형시킬 수 있다. 임의의 1가 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 부탄올 및 헥산올은 이 목적을 위해 이용될 수 있다. 적합한 아미노플라스트 수지, 예컨대 시멜(Cymel) 202 또는 시멜 303은, 경화제로서 작용하는 허용되는 예이고 시텍 인더스트리즈(Cytec Industries)에서 시판중이다.
특정 실시양태에서, 상기된 폴리에스터 및 가교제를 사용하여 코팅물을 제조하기 위해, 폴리에스터 및 가교제는 용매 또는 용매의 혼합물에 용해되거나 분산될 수 있다. 특정 실시양태에서, 용매는 물을 실질적으로 함유하지 않을 수 있고, 본질적으로 함유하지 않을 수 있고, 전혀 함유하지 않을 수 있다. 용어 "물을 실질적으로 함유하지 않는"은 용매가 1000 ppm 미만의 물을 함유함을 의미하고, "물을 본질적으로 함유하지 않는"은 용매가 100 ppm 미만의 물을 함유함을 의미하고, "물을 전혀 함유하지 않는"은 용매가 20 ppb 미만의 물을 함유함을 의미한다.
폴리에스터 및 가교제를 용해하거나 분산하는데 사용될 수 있는 용매의 비제한적인 예는 상기된 임의의 용매를 함유한다. 예를 들면, 특정 실시양태에서, 용매는 비제한적으로 글리콜, 글리콜 에터 알코올, 알코올, 및 케톤; 방향족 탄화수소, 예컨대 자일렌 및 톨루엔, 및 솔베쏘 상표명 하에 엑쏜-모빌 케미칼 캄파니에서 시판중인 것; 아세테이트, 예컨대 글리콜 에터 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, n-헥실 아세테이트, 및 이들의 혼합물; 미네랄 스피릿, 나프타 및/또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있는 유기 용매이다. "아세테이트"는 글리콜 에터 아세테이트를 함유한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅물은 코팅 종성물의 총 중량을 기준으로 본원에 기재된 폴리에스터를 1 내지 100 중량%, 예컨대 5 내지 80 중량%, 또는 10 내지 60 중량% 함유할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 가교제 또는 가교제의 조합을 0 내지 80 중량%, 예컨대 5 내지 60 중량%, 또는 8 내지 40 중량% 함유한다.
본 발명의 폴리에스터(및 가교제가 사용되는 경우)는 코팅물의 필름 형성 수지를 전부 또는 일부 형성할 수 있음이 이해될 것이다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 추가 필름 형성 수지는 또한 코팅시 사용된다. 예를 들면, 코팅 조성물은 당해 분야에 공지된 임의의 다양한 열가소성 및/또는 열경화성 조성물을 함유할 수 있다.
열경화성 또는 경화성 코팅 조성물은 전형적으로 열경화성 또는 경화성 코팅 조성물, 또는 가교제와 반응성인 작용기를 갖는 필름 형성 중합체 또는 수지를 함유한다. 추가 필름 형성 수지는 예를 들면, 아크릴계 중합체, 상기 기재된 것과 동일하거나 상이한 추가 폴리에스터 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리아미드 중합체, 폴리에터 중합체, 폴리실록산 중합체, 폴리에폭시 중합체, 에폭시 수지, 비닐 수지, 이의 공중합체, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 이러한 중합체는 당업자에게 공지된 임의의 방법으로 제조된 이러한 유형의 임의의 중합체일 수 있다. 필름 형성 수지에서 작용기는 임의의 다양한 반응성 작용기, 예를 들면, 카복실산 기, 아민 기, 에폭사이드 기, 하이드록실 기, 티올 기, 카바메이트 기, 아미드 기, 우레아 기, 이소시아네이트 기(차단된 이소시아네이트 기 함유함), 머캅토 기, 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 필름 형성 수지의 적절한 혼합물은 또한 본 코팅 조성물의 제조시 사용될 수 있다.
열경화성 코팅 조성물은 전형적으로 코팅시 사용된 작용기와 반응하도록 상기되거나 당해 분야에 공지된 임의의 가교제로부터 선택될 수 있는 가교제를 함유한다. 특정 실시양태에서, 본 코팅물은 열경화성 필름 형성 중합체 또는 수지, 및 이를 위한 가교제를 함유하고, 상기 가교제는 본원에 기재된 폴리에스터를 교차연결하는데 사용된 가교제와 동일하거나 상이하다. 특정 실시양태에서, 이들과 반응성인 작용기를 갖는 열경화성 필름 형성 중합체 또는 수지는, 상기 열경화성 코팅물을 자가-교차연결하는 방식으로 사용된다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅물은 또한 경화 촉매를 함유한다. 폴리에스터 수지와 가교제 사이의 교차연결 반응을 촉매화하기 위해 전형적으로 사용된 임의의 경화 촉매가 사용될 수 있고, 상기 촉매에 대하여 특정한 제한은 없다. 상기 경화 촉매의 비제한적인 예는 인산, 알킬 아릴 설폰산, 도데실 벤젠 설폰산, 다이논일 나프탈렌 설폰산, 및 다이논일 나프탈렌 다이설폰산, 주석, 아연 또는 비스무트를 비롯한 유기 금속성 화합물의 착체, 또는 3차 아민 염기를 함유한다. "경화"는 교차연결된 코팅물의 형성시 생성되는 폴리에스터와 가교제 사이의 결합 형성을 지칭한다. 경화는 비제한적으로 열, 자외선 조사, 습기에의 노출, 및 대기 중의 산소에의 노출을 비롯한 외부 자극의 적용시 발생할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 코팅물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 경화 촉매를 0 내지 7 중량%, 예컨대 0.001 내지 5 중량% 함유할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 또한 코팅물 제형화 분야에서 널리 공지된 다른 임의의 물질을 함유할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 코팅 조성물은 또한 착색제를 함유할 수 있다. 본원에 사용된 "착색제"는 색 및/또는 다른 불투명도 및/또는 다른 시각 효과를 조성물에 부여하는 임의의 물질을 지칭한다. 착색제는 임의의 적합한 형태, 예컨대 단립자, 분산액, 용액 및/또는 플레이트로 코팅물에 부가될 수 있다. 단일 착색제 또는 2개 이상의 착색제의 혼합물은 본 발명의 코팅물에 사용될 수 있다. 다른 한편으로 "충전제"는 임의의 색 및/또는 불투명도 및/또는 다른 시각 효과를 조성물에 필연적으로 부여하지 않는다.
착색제의 예는 안료(유기 또는 무기), 염료 및 틴트, 예컨대 도료 공업에서 사용되고/되거나 건조 색상 제조 협회(Dry Color Manufacturers Association: DCMA)에 열거된 것, 뿐만 아니라 특수 효과 조성물을 함유한다. 착색제는 예를 들면, 불용성이지만 사용 조건하에 가용성인 미분된 고체 분말을 함유할 수 있다. 착색제는 유기물 또는 무기물일 수 있고, 응집되거나 응집되지 않을 수 있다. 착색제는 분쇄 비히클, 예컨대 아크릴계 분쇄 비히클의 사용에 의해 코팅물에 혼입될 수 있고, 상기 사용은 당업자에게 친숙할 것이다.
안료 및/또는 안료 조성물의 예는 비제한적으로 카바졸 다이옥사진 조질 안료, 아조, 모노아조, 다이아조, 나프톨 AS, 염 유형(플레이크), 벤즈이미다졸론, 이소인돌린온, 이소인돌린 및 폴리사이클릭 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌, 페리논, 다이케노피롤로, 피롤, 티오인디고, 안트라퀴논, 인단트론, 안트라피리미딘, 플라반트론, 피란트론, 안탄트론, 다이옥사진, 트라이아릴카보늄, 퀴노프탈론 안료, 다이케토 피롤로 피롤 레드(DPPBO 레드), 티타늄 다이옥사이드, 카본 블랙 및 이들의 혼합물을 함유한다. 용어 "안료" 및 "착색된 충전제"는 상호교환적으로 사용될 수 있다.
염료의 예는 비제한적으로 용매 및/또는 수계인 것, 예컨대 프탈로 그린 또는 블루, 산화철, 비스무트 바나데이트, 안트라퀴논, 페릴렌 및 퀴나크리돈을 함유한다.
틴트의 예는 비제한적으로 수계에 분산된 안료 또는 수혼화성 담체, 예컨대 데구사 인코포레이티드(Degussa, Inc.)에서 시판중인 아쿠아-켐(AQUA-CHEM) 896, 어큐레이트 디스퍼젼 디비젼 오브 이스트만 케미칼 인코포레이티드(Accurate Dispersions division of Eastman Chemical, Inc.)에서 시판중인 카리스마 착색제(CHARISMA COLORANTS) 및 맥시토너 인더스트리알 착색제(MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS)를 함유한다.
상기 언급된 바와 같이, 착색제는 비제한적으로 나노입자 분산액을 비롯한 분산액의 형태일 수 있다. 나노입자 분산액은 목적한 가시적인 색 및/또는 불투명도 및/또는 시각 효과를 생성하는 하나 이상의 고도로 분산된 나노입자 착색제 및/또는 착색제 입자를 함유할 수 있다. 나노입자 분산액은 착색제, 예컨대 150 nm 미만, 예컨대 70 nm 미만, 또는 30 nm 미만의 입자 크기를 갖는 안료 또는 염료를 함유할 수 있다. 나노입자는 스톡 유기 또는 무기 안료를 0.5 mm 미만의 입자 크기를 갖는 분쇄 매질로 밀링하여 생성될 수 있다. 나노입자 분산액 및 이를 제조하는 방법의 예는 참조로서 본원에 혼입된 미국특허 제 6,875,800 B2 호에서 입증된다. 나노입자 분산액은 또한 결정화, 침전, 기체 상 응축, 및 화학물질 소모(즉, 부분적인 용해)에 의해 생성될 수 있다.
조성물 및 생성된 코팅물 내에서 나노입자의 재응집을 최소화하기 위해, 수지-코팅된 나노입자의 분산액이 때때로 사용될 수 있다. 본원에 사용된 "수지-코팅된 나노입자의 분산액"은 나노입자 및 나노입자에서 수지 코팅물을 함유하는 "합성 극미립자"가 신중하게 분산되어 있는 연속 상을 지칭한다. 수지-코팅된 나노입자의 분산액 및 이의 제조 방법의 예를 들면, 미국특허 제 7,605,194 호의 3단 56줄 내지 16단 25줄에 기재되어 있고, 이의 인용된 부분은 참조로서 본원에 혼입되어 있다.
본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 특수 효과 조성물의 예는 반사율, 진주 광택, 금속성 광택, 인광, 형광, 광색성, 감광성, 감온성, 훈색성 및/또는 색 변화와 같은 하나 이상의 외형 효과를 생성하는 안료 및/또는 조성물을 함유한다. 추가 특수 효과 조성물은 다른 감지할 수 있는 특성, 예컨대 불투명도 또는 질감을 제공할 수 있다. 비제한적인 실시양태에서, 특수 효과 조성물은 코팅물이 다른 각도에서 보여지는 경우 코팅물의 색이 변하도록 색 전환을 생성할 수 있다. 색 효과 조성물의 예는 참조로서 본원에 혼입된 미국특허 제 6,894,086 호에서 입증된다. 추가 색 효과 조성물은 투명한 코팅된 운모 및/또는 합성 운모, 코팅된 실리카, 코팅된 알루미나, 투명한 액체 결정 안료, 액체 결정 코팅물, 및/또는 임의의 조성물을 함유할 수 있고, 이때 개입은 물질 내의 굴절률 격차로부터 야기하고 물질의 표면과 공기 사이의 굴절률 격차로 인하지 않는다.
본 발명의 코팅 조성물과 함께 사용될 수 있는 물질의 다른 비제한적인 예는 가소제, 마모 저항 입자, 부식 저항 입자, 부식 억제 첨가제, 충전제, 예컨대, 비제한적으로 운모, 활석, 점토 및 무기 미네랄, 산화방지제, 장애 아민 광 안정화제, UV 광 흡수제 및 안정화제, 계면활성제, 유동 및 표면 조절제, 틱소트로픽제, 충전제, 유기 공용매, 반응성 희석제, 결정, 반응 억제제, 및 다른 화학 보조제를 함유한다.
특정 실시양태에서, 임의의 물질, 예컨대 착색제를 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 0.01 중량% 내지 60 중량% 함유할 수 있다.
본 발명의 코팅물은 코팅 산업에 공지된 넓은 범위의 기판에 도포될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 코팅물은 자동차용 기판, 공업용 기판, 포장용 기판, 나무바닥재 및 가구, 의류, 전자제품, 예컨대 가정용 및 회로판, 유리 및 슬라이드, 스포츠 장비, 예컨대 골프 공 등에 도포될 수 있다. 이러한 기판은 예를 들면, 금속성 또는 비금속성일 수 있다. 금속성 기판은 주석, 강철, 주석-도금된 강철, 크로뮴 부동태화된 강철, 아연 도금된 강철, 알루미늄, 알루미늄 호일을 함유한다. 비금속성 기판은 중합체, 플라스틱, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리아미드, 셀루로오스, 폴리스티렌, 폴리아크릴계, 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, EVOH, 폴리락트산, 다른 "그린" 중합성 기판, 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(PET), 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 아크릴로부타다이엔 스티렌(PC/ABS), 폴리아미드, 목재, 베니어, 합성 목재, 파티클 보드, 중질 섬유판, 시멘트, 석조, 유리, 제지, 판지, 직물, 합성 및 천연 가죽 등을 함유한다.
본 발명의 코팅물은 당해 분야의 임의의 표준 수단, 예컨대 전기코팅, 분무, 정전식 분무, 침지, 압연, 브러싱 등으로 도포될 수 있다. 본 발명의 코팅물은 0.05 밀 내지 20 밀, 예컨대 0.5 밀 내지 5 밀, 또는 0.8 밀 내지 3 밀의 건조 필름 두께로 도포될 수 있다.
상기된 폴리에스터는 다양한 코팅 유형으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에스터는 일 성분(1K), 또는 다중 성분 조성물, 예컨대 이 성분(2K) 또는 그 이상으로 사용될 수 있다. 본원에 사용된 "1K 코팅 조성물"은 모든 코팅 성분이 제조 후, 저장 동안 등에 동일한 용기에서 유지되는 조성물을 지칭한다. 1K 코팅물에서, 반응성 성분은 주변 조건 또는 약간의 열 조건에서 용이하게 반응하지 않지만, 대신에 오직 외부 에너지 공급원에 의해 활성화시 반응한다. 본원에 사용된 "주변 조건"은 실온 및 습도 조건, 또는 코팅 조성물이 기판에 도포되는 구역에서 전형적으로 발견되는 온도 및 습도 조건을 지칭하는 반면, "약간의 열 조건"은 일반적으로 코팅 조성물에 대한 경화 온도 미만인 주변 온도보다 약간 높은 온도이다. 1K 코팅물은 기판에 도포될 수 있고 임의의 통상적인 수단, 예컨대 가열, 강제 공기 등으로 경화될 수 있다. 그에 반해, 다중 성분 조성물, 예컨대 2K 조성물은 다양한 성분이 도포 직전까지 별도로 유지되는 코팅물을 지칭한다. 다중 성분 조성물에서, 반응성 성분은 외부 에너지 공급원으로부터 활성화 없이 용이하게 반응하고 경화한다.
본 발명의 코팅 조성물은 클리어코트 또는 착색된 코트로서 사용될 수 있다. 클리어코트는 실질적으로 투명한 코팅물을 지칭한다. 따라서, 클리어코트는 클리어코트를 불투명하게 만들지 않고 제공된 어느 정도의 색을 가질 수 있거나, 달리 임의의 유의미한 정도로 기본 기판을 보기 위한 능력에 영향을 끼질 수 있다. 그에 반해, 착색된 코트는 착색된 코트가 도포되는 기판에 어느 정도의 색 및/또는 다른 시각 효과를 부여할 것이다.
본 발명의 코팅 조성물은 또한 프라이머, 베이스코트, 및/또는 탑코트로서 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. "프라이머 코팅 조성물"은 보호용 또는 장식용 코팅 시스템의 적용을 위한 표면을 제조하기 위해 기판 위에 부착될 수 있는 언더코팅으로부터의 코팅 조성물을 지칭한다. 상기 조성물은 종종 보호용 및 장식용 코팅 시스템, 예컨대 모노코트 탑코트, 또는 착색된 기재 코팅 조성물 및 클리어코트 조성물의 조합으로 탑코팅된다.
하기 실시예는 본 발명의 일반 원칙을 입증하기 위해 제시된다. 본 발명은 제시된 특정한 실시예를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 실시예의 모든 부 및 백분율은 달리 나타내지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1
폴리에스터의 제조 및 평가
트라이메틸올 프로판(3543.8 g), 숙신산(1559.3 g), 벤조산(2897.3 g), 및 트라이페닐 포스파이트(8.0 g)를 교반기, 온도 프로브, 글리콜 회수 증류 장치(상부에 빈 컬럼을 갖는 포장된 컬럼 및 수냉식 응축기에 연결된 증류 헤드), 및 질소 살포기가 장착된 적합한 반응 용기에 첨가하여 본 발명에 따른 폴리에스터를 제조하였다. 약 150℃에서 수 증류액의 연속 제거를 시작하면서 반응기의 내용물을 215℃까지 점차적으로 가열하였다. 약 862.4 g의 물이 수집될 때까지 반응 혼합물의 온도를 215℃에서 유지하였고, 반응 혼합물의 산가는 1.5 mg KOH/g이었다. 반응기의 내용물을 붓기 전에 100℃로 냉각하였다. 최종 수지 용액은 약 98.1%의 측정된 % 고체(110℃/1시간), 1.42 mg KOH/g의 산가, 및 227.2 mg KOH/g의 하이드록실 값을 갖는다. 폴리에스터의 유리 전이 온도(Tg)는 시차주사 열량 측정법(티에이아이 디스커버리 디에스씨(TAI Discovery DSC))에 의해 측정된 바와 같이 -14℃이었다. 겔 투과 크로마토그래피를 테트라하이드로푸란 용매 및 폴리스티렌 표준과 함께 사용하여 1006 g/몰의 중량 평균 분자량을 측정하였다. 폴리에스터의 다분산성은 1.9이었다. ASTM D1218-87에 따라 바우쉬 % 롬브 모델 33-46-10 굴절계로 굴절률 측정을 수행하였다. 폴리에스터의 굴절률은 1.5282이었다. 폴리에스터의 동적 점도를 40℃ 및 110℃에서 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정하였다. 점도 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
0.1의 전단 속도(s-1) 1의 전단 속도(s-1) 10의 전단 속도(s-1)
40℃에서 점도(cPs) 66,400 65,300 64,600
110℃에서 점도(cPs) 14,650 14,300 12,850
상기 나타낸 데이타에 기초하여, 40℃에서 폴리에스터의 평균 동적 점도는 65,433.3 센티포이즈로 측정되고, 110℃에서 폴리에스터의 평균 동적 점도는 13,933.3 센티포이즈로 측정되었다.
40℃에서 폴리에스터의 밀도는 가드코(Gardco)로부터 공급된 갤런 컵당 미국 표준 중량을 사용하여 1.183 g/mL이었다. 폴리에스터의 밀도 및 평균 동적 점도에 기초하여, 40℃에서 폴리에스터의 운동 점도는 55,311.3 센티스토크로 측정되었다.
실시예 2
폴리에스터의 제조
트라이메틸올 프로판(1550.5 g), 숙신산(682.5 g), 벤조산(1267.8 g), 솔베쏘 100(엑손-모빌로무터 시판중인 나프타(석유) 용매)(164.8 g), 다이부틸 주석 옥사이드(1.75 g) 및 트라이페닐 포스파이트(3.5 g)를 질소 대기하에 교반기, 온도 프로브, 및 응축기와 함께 딘-스타크 트랩(Dean-Stark trap)이 장착된 적합한 반응 용기에 첨가하여 본 발명에 따른 폴리에스터를 제조하였다. 약 150℃에서 수 증류액의 연속 제거를 시작하면서 반응기의 내용물을 230℃까지 점차적으로 가열하였다. 약 402 g의 물이 수집될 때까지 반응 혼합물의 온도를 230℃에서 유지하였고, 반응 혼합물의 산가는 1.3 mg KOH/g이었다. 반응기의 내용물을 솔베쏘 100(엑손-모빌로부터 시판중인 나프타(석유) 용매)(109.8 g) 및 n-부틸 아세테이트(274.7 g)와 함께 이론상 고체가 85%까지 묽어지기 전에 120℃로 냉각하였다. 최종 수지 용액은 약 84.5%의 측정된 % 고체(110℃/1시간), Z1-Z2의 가드너-홀트(Gardner-Holt) 점도, 0.6 mg KOH/g의 산가, 및 190.2 mg KOH/g의 하이드록실 값을 갖는다. 겔 투과 크로마토그래피를 테트라하이드로푸란 용매 및 폴리스티렌 표준과 함께 사용하여 1000 g/몰의 중량 평균 분자량을 측정하였다.
실시예 3
폴리에스터의 제조
트라이메틸올 프로판(808.5 g), 아디프산(440.3 g), 벤조산(551.3 g), 다이부틸 주석 옥사이드(0.9 g) 및 트라이페닐 포스파이트(1.8 g)를 교반기, 온도 프로브, 글리콜 회수 증류 장치(상부에 빈 컬럼을 갖는 포장된 컬럼 및 수냉식 응축기에 연결된 증류 헤드), 및 질소 살포기가 장착된 적합한 반응 용기에 첨가하여 본 발명에 따른 폴리에스터를 제조하였다. 약 165℃에서 수 증류액의 연속 제거를 시작하면서 반응기의 내용물을 215℃까지 점차적으로 가열하였다. 약 172 g의 물이 수집될 때까지 반응 혼합물의 온도를 215℃에서 유지하였고, 반응 혼합물의 산가는 2.0 mg KOH/g 샘플이었다. 반응기의 내용물을 솔베쏘 100(엑손-모빌로부터 시판중인 나프타(석유) 용매)(199.4 g) 및 n-부틸 아세테이트(85.5 g)와 함께 이론상 고체가 85%까지 묽어지기 전에 122℃로 냉각하였다. 최종 수지 용액은 약 82.84%의 측정된 % 고체(110℃/1시간), X-의 가드너-홀트 점도, 1.60 mg KOH/g의 산가, 및 222.0 mg KOH/g의 하이드록실 값을 갖는다. 겔 투과 크로마토그래피를 테트라하이드로푸란 용매 및 폴리스티렌 표준과 함께 사용하여 1225 g/몰의 중량 평균 분자량을 측정하였다.
실시예 4
2K 옐로 착색된 모노코트 제조
본 발명에 따른 옐로 착색된 모노코트를 하기 표 2에 열거된 바와 같은 성분의 혼합물로부터 제조하였다.
성분 중량(g)
실시예 1의 폴리에스터 32.9
n-부틸 아세테이트 5.3
에틸 3-에톡시프로피오네이트 2.1
이스트만 C-11 케톤1 1.7
옥솔 1002 4.4
메틸 아세테이트 4.4
솔베쏘 100 플루이드3 3.2
디스퍼byk-1104 1.1
마피코(Mapico) 1050A5 13.4
티오나(Tioma) 5956 3.2
다이노애드(Dynoadd) F-2017 0.3
티누빈(Tinuvin) 2928 1.1
티누빈 3289 0.6
다이부틸주석 다이라우레이트 0.02
2-에틸헥산산 1.1
데스모듀 N 3300A10 25.2
1이스트만 케미칼 캄파니로부터 시판중인 케톤 용매의 혼합물.
2옥솔로부터 시판중인 벤젠,1-클로로-4(트라이플루오로메틸).
3엑쏜-모빌로부터 신판중인 나프타(석유) 용매.
4BYK로부터 시판중인 습윤제 및 분산 첨가제.
5록우드(Rockwood)로부터 시판중인 산화제2철 수화물(안료).
6크리스탈 글로벌(Crystal Global)로부터 시판중인 티타늄 다이옥사이드(안료).
7다이네아 코포레이션(Dynea Corporation)으로부터 시판중인 흐름 첨가제.
8시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 시판중인 광 안정화제.
9시바 스페셜티 케미칼스로부터 시판중인 광 안정화제.
10바이엘 매터리알사이언스로부터 시판중인, 헥사메틸렌 다이이소시아네이트(HDI)에 기초한 다작용성 지방족 이소시아네이트 수지.
실시예 1로부터의 폴리에스터를 n-부틸 아세테이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 이스트만 C-11 케톤, 솔베쏘 100 플루이드, 마피코 1050A, 티오나 595, 및 디스퍼byk-110과 적절한 크기의 용기에 함께 첨가하였다. 안료, 마피코 1050A 및 티오나 595를, ASTM D1210에 따라 헤그만(Hegman) "그라인드 게이지 순도(Fineness of Grind Gauge)"에 의해 측정된 입자 크기가 10 ㎛ 미만으로 수득될 때까지 높은 전단력 하에 분산시켰다. 잔여 용매(메틸 아세테이트 및 옥솔 100) 및 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 제외한 모든 다른 성분을 안료 그라인드 농축물에 첨가하고 성분이 잘 혼입되고 균질한 혼합물이 관찰될 때까지 낮은 전단 조건 하에 교반하였다. 이어서 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 코팅물의 착색된 부분에 첨가하였다. 혼합된 코팅물을 주변 온도 및 습도 조건에서 글라코 에어프로(Graco AirPro) 부합 스프레이 건을 사용하여 본드라이트(Bondrite) B-1000 철-포스페이트(탈염수 세정하여) 처리된 냉각 압연 강철 기판에서 용매 보른 2K 폴리우레탄 프라이머를 따라 도포하고, 이어서 180℉의 오븐에서 30분 동안 소성시켜 경화하였다. 생성된 프라이머 및 탑코트 조합을 다양한 물리적 특성 및 성능 특성을 대하여 시험하였다. 경화된 코팅물의 물리적 특성 및 성능 특성을 하기 표 3에 나타내었다.
물리적/성능 시험 결과
20o 광택1 88
% 비휘발성 물질(부피)2 64.6
VOC(lbs/gal)3 2.6
연필 경도4 4H
용매 저항성5 100+ MEK 이중 마찰
교차해치 부착력6 5B
직접 충격7 > 90(단위: lb)
역 충격8 > 20(단위: lb)
맨드렐 벤드9 0 mm
5000시간 촉진된 풍화에서 20o 광택 보유 시간10 88.2%
1ASTM D523에 따라 측정된 거울면 광택.
2ASTM D2697에 따라 측정된 투명한 코팅물 또는 착색된 코팅물 중 비휘발성 물질의 부피.
3ASTM D3960에 따라 측정된 코팅물 중 휘발성 유기 화합물의 양.
4ASTM D3363에 따라 시험된 코팅물의 필름 경도.
5메틸 에틸 케톤(MEK) 용매 러브를 사용하여 ASTM D5402에 따라 측정된 유기 코팅물의 용매 저항성.
6ASTM D3359에 따라 측정된 기판에 대한 코팅물의 부착.
7ASTM D2794에 따라 측정된 직접 충격에 의해 야기된 균열에 대한 저항성.
8ASTM D2794에 따라 측정된 역 충격에 의해 야기된 균열에 대한 저항성.
9신장되는 경우, ASTM D522에 따라 측정된 균열에 대한 부착된 코팅물의 유연성 및 이의 저항성.
10촉진된 풍화 조건에 노출 후 SAE J2527에 따라 측정된 코팅물의 광택 보유.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 경화된 코팅물은 높은 광택 값, 다량의 비휘발성 물질, 매우 소량의 휘발성 유기 화합물(VOC), 및 뛰어난 필름 경도에 대한 우수성을 나타낸다. 경화된 코팅물은 또한 뛰어난 화학적 저항성, 내후성, 및 프라이머에 대한 부착력뿐만 아니라 우수한 유연성을 유지하면서 충격으로 인한 균열에 대해 강한 저항성을 나타낸다.
실시예 5
2K 클리어코트 제조
본 발명에 따른 2K 클리어코트를 하기 표 4에 열거한 성분의 혼합물로부터 제조하였다.
성분 중량(g)
실시예 1의 폴리에스터 35.0
프로필렌 글리콜 모노메틸 에터 아세테이트 2.2
에틸 3-에톡시프로피오네이트 2.0
n-부틸 아세테이트 7.4
솔베쏘 100 플루이드1 7.4
메틸 아세테이트 4.6
옥솔 1002 4.6
이스트만 C-11 케톤3 0.9
폴리(부틸아크릴레이트) 0.6
BYK-1414 0.4
BYK-3065 0.2
BYK-4106 0.4
티누빈 2927 1.4
티누빈 3288 0.7
2-에틸헥산산 1.4
다이부틸주석 다이라우레이트 0.02
데스모듀 N 3300A9 30.8
1엑쏜-모빌에서 시판중인 나프타(석유) 용매.
2옥솔에서 시판중인 벤젠,1-클로로-4(트라이플루오로메틸).
3이스트만 케미칼 캄파니에서 시판중인 케톤 용매의 혼합물.
4BYK에서 시판중인 흐름 첨가제.
5BYK에서 시판중인 흐름 첨가제.
6BYK에서 시판중인 유동 첨가제.
7시바 스페셜티 케미칼스에서 시판중인 광 안정화제.
8시바 스페셜티 케미칼스에서 시판중인 광 안정화제.
9바이엘 코포레이션에서 시판중인 헥사메틸렌 다이이소시아네이트(HDI)에 기초한 다작용성 지방족 이소시아네이트 수지.
실시예 1의 폴리에스터를 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 제외한 모든 성분과 적절한 크기의 용기에 함께 첨가하고, 상기 성분이 잘 혼입되고 균질한 혼합물이 관찰될 때까지 낮은 전단 조건 하에 교반하였다. 이어서 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 첨가하였다. 혼합된 코팅물을 주변 온도 및 습도 조건에서 글라코 에어프로 부합 스프레이 건을 사용하여 본드라이트 B-1000 철-포스페이트(DI 세정하여) 처리된 냉각 압연 강철 기판에서 비경화된 용매 보른 2K 폴리우레탄 베이스코트를 따라 도포하고, 180℉의 오븐에서 30분 동안 소성시켜 경화하였다. 혼합된 코팅물을 또한 이후 인장을 시험하기 위해 뒤퐁(DuPont)에서 공급된 강하(drawdown) 바를 (ASTM C 4147에 따라) 전소성된 테드랄(Tedlar) PVF 필름에 도포하였다. 하기 표 5에 나타낸 다양한 외형 특성에 대하여 보호용 투명한 코팅물 및 투명한 코팅물/착색된 2K 폴리우레탄 베이스코트를 시험하였다.
물리적/성능 시험 결과
20o 광택1 88
% 비휘발성 물질(부피)2 64.6
VOC(lbs/gal)3 2.7
이미지의 특수성4 96
장파5 5
단파6 7.5
둔감도7 2
피셔 미소 경도8 147
영 모듈(MPa)9 1164
항복 변형률(%) 3.33
항복 응력(MPa) 32.3
파괴시 응력(MPa) 28.3
최대 부하시 응력(MPa) 40.9
파괴시 변형률(%) 10.68
인성(MPa) 3.21
1ASTM D523에 따라 측정된 거울면 광택.
2ASTM D2697에 따라 측정된 투명한 코팅물 또는 착색된 코팅물에서 비휘발성 물질의 부피.
3ASTM D3960에 따라 측정된 코팅물 중 휘발성 유기 화합물의 양.
4BYK-가드너(Gardner)에서 시판중인 웨이브스캔 듀얼(Wavescan Dual)을 사용하여 측정되고 ASTM D5767에 따라 시험된 코팅물에 의해 반영된 이미지의 투명성.
5BYK-가드너에서 시판중인 웨이브스캔 듀얼을 사용하여 측정된 코팅물의 장파 표면 질감 평가.
6BYK-가드너에서 시판중인 웨이브스캔 듀얼을 사용하여 측정된 코팅물의 단파 표면 질감 평가.
7BYK-가드너에서 시판중인 웨이프스캔 듀얼을 사용하여 측정된 광 산란 양.
8미소 경도는 헬무트 피셔 게엠베하 앤드 캄파니(Helmut Fischer GMBH & Company, 독일 신델핀겐 소재)에서 시판중인 미소 경도 장치 피셔스코프(Fischerscope) HM 2000을 사용하여 측정된다.
9인장 측정을 미니 인스트론(Mini Instron) 44(50 N 부하 셀, R.H. 약 60%, 실온 약 70℃, 교차 헤드 속도 10 mm/분, 샘플 치수 약 25.4 x 12.7 x 0.052 mm)에서 수행하였다.
상기 나타낸 시험 결과로 예시된 바와 같이, 경화된 코팅물은 다량의 비휘발성 물질 및 매우 소량의 휘발성 유기 화합물(VOC)를 갖는다. 코팅물은 또한 이례적인 광택 및 외형 특성을 나타낸다.
실시예 6
2K 프라이머 제조
본 발명에 따른 프라이머를 하기 표 6에 열거한 성분의 혼합물로부터 제조하였다.
성분 중량(g)
실시예 1의 폴리에스터 15.0
에폰 834-X-801 3.1
n-부틸 아세테이트 1.2
이스트만 MAK2 15.4
메틸 아세테이트 3.0
솔베쏘 100 플루이드3 1.2
디스퍼byk-1104 1.0
BYK 항-테라 U5 0.3
벤톤(Bentone) SD-26 0.3
모나크(Monarch) 13007 0.1
인히비실(Inhibisil) 758 7.5
바텍스(Bartex) 259 16.4
오미아카브(Omyacarb) F10 16.4
티오나 59511 6.7
히톡스(Hitox)12 3.3
다이부틸주석 다이라우레이트 0.1
데스모듀 N 3300A13 9.0
1모멘티브(Momentive)에서 시판중인 80% 에폭시 수지 고용체.
2이스트만 케미칼 캄파니에서 시판중인 메틸 n-아밀 케톤.
3엑쏜-모빌에서 시판중인 나프타(석유) 용매.
4BYK에서 시판중인 습윤제 및 분산 첨가제.
5BYK에서 시판중인 습윤제 및 분산 첨가제.
6엘레멘티스에서 시판중인 유동 첨가제.
7캐봇 코포레이션에서 시판중인 블랙 안료.
8피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에서 시판중인 칼슘 변형된 실리카 안료.
9티오알 미네랄 인터내셔날 인코포레이티드(TOR Mineral International, Inc.)에서 시판중인 백색 바륨 설페이트 체질 안료.
10오미아 인코포레이티드(Omya, Inc.)에서 시판중인 칼슘 카보네이트.
11크리스탈 글로벌에서 시판중인 티타늄 다이옥사이드(안료).
12티오알 미네랄 인터내셔날 인코포레이티드에서 시판중인 티타늄 다이옥사이드(안료).
13바이엘 코포레이션에서 시판중인 헥사메틸렌 다이이소시아네이트(HDI)에 기초한 다작용성 지방족 이소시아네이트 수지.
실시예 1의 폴리에스터를 메틸 아세테이트, 다이부틸주석 다이라우레이트(catalyst), 및 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 제외하고 모든 성분과 적절한 크기의 용기에 첨가하였다. 안료를 ASTM D1210에 따라 측정된 바와 같이 헤그만 "그라인드 게이지 순도"로 측정된 입자 크기가 10 ㎛ 미만으로 수득될 때까지 높은 전단력으로 분산시켰다. 메틸 아세테이트 및 다이부틸주석 다이라우레이트(촉매)를 이 안료 그라인드 농축물에 첨가하고 상기 성분이 잘 혼입되고 균질한 혼합물을 수득할 때까지 낮은 전단 조건 하에 교반하였다. 이어서 이소시아네이트 가교제(데스모듀 N 3300A)를 코팅물의 착색된 부분에 첨가하였다. 혼합된 코팅물을 주변 온도 및 습도 조건에서 글라코 에어프로 부합 스프레이 건을 사용하여 본드라이트 B-1000 철-포스페이트(DI 세정하여) 처리된 냉각 압연 강철 기판을 따라 도포하고, 180℉의 오븐에서 30분 동안 소성시켜 경화하였다. 생성된 프라이머 코팅물을 다양한 물리적 특성 및 성능 특성에 대하여 시험하고, 이를 하기 표 7에 나타내었다.
물리적/성능 시험 결과
% 비휘발성 물질(부피)1 56.7
VOC(lbs./gal)2 3.0
평균 스크라이브 크리프(Scribe Creep)(500 시간. 염 분무)3 2.5 mm
평균 스크라이브 크리프(40 사이클. 순환식 부식)4 3.45 mm
역 충격5 > 60(단위: lb)
1ASTM D2697에 따라 측정된 투명한 코팅물 또는 착색된 코팅물 중 비휘발성 물질의 부피.
2ASTM D3960에 따라 측정된 코팅물 중 휘발성 유기 화합물의 양.
3ASTM B117 및 ASTM D1654에 따라 측정된 코팅물의 부식 저항성.
4ASTM D610, ASTM D716, 및 ASTM D1654에 따라 측정된 코팅물의 부식 저항성.
5ASTM D2794에 따라 측정된 역 충격으로 야기된 균열에 대한 저항성.
상기 나타낸 시험 결과에 예시된 바와 같이, 경화된 코팅물은 다량의 비휘발성 물질 및 매우 소량의 휘발성 유기 화합물(VOC)을 갖는다. 코팅물은 또한 우수한 부식 저항성 및 유연성을 나타낸다.
실시예 7
1K 아미노플라스트 클리어코트 제조
본 발명에 따른 1K 클리어코트 코팅물을 하기 표 8에 열거한 성분의 혼합물로부터 제조하였다.
성분 중량(g)
실시예 3의 폴리에스터 87.0
아크릴계 수지1 41.0
솔베쏘 100 플루이드2 60
에버솔브(Eversorb) 933 2
에버솔브 744 4
DDBSA5 2
시멜 2026 24.0
애디톨 XL 4807 0.04
월리애드(WorleeAdd) 3158 0.2
1아크릴계 수지는 솔베쏘 100 중 65% 고체로 30% 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 22% 스티렌, 10% 2-에틸헥실 아크릴레이트, 38% n-부틸 아크릴레이트를 함유한다.
2엑쏜-모빌에서 시판중이 나프타(석유) 용매.
3에버라이트 케미칼 인더스트리알 코포레이션(Everlight Chemical Industrial Corp.)에서 시판중인 장애 아민 광 안정화제(HALS).
4에버라이트 케미칼 인더스트리알 코포레이션에서 시판중인 자외선 흡수제.
5시텍 인터스트리즈에서 시판중인 도데실벤젠 설폰산.
6시텍 인터스트리즈에서 시판중인 고 이미노 혼합된 멜라민.
7시텍 인터스트리즈에서 시판중인 유동 첨가제.
8월리 케미(Worlee Chemie)에서 시판중인 실리콘 유동 첨가제.
실시예 3의 폴리에스터를 적절한 크기의 용기에 모든 성분과 함께 첨가하고, 상기 모든 성분이 잘 혼입되고 균질한 혼합물이 관찰될 때까지 낮은 전단 조건 하에 교반하였다. 혼합된 코팅물을 주변 온도 및 습도 조건에서 빈크스 모델(Binks Model) 62 통상의 분무 건을 사용하여 전경화된 전기코팅된 강철 기판을 따라 도포하고 285℉의 오븐에서 30분 동안 소성시켜 경화하였다. 생성된 코팅물을 다양한 물리적 특성 및 성능 특성에 대하여 시험하고, 이를 하기 표 9에 나타내었다.
물리적/성능 시험 결과
20o 광택1 96
% 비휘발성 물질(부피)2 58
피셔 미소 경도3 153
9 ㎛ 스크래치 보유4 70
에릭슨 칩5 2
황내산성6 3
5000시간 촉진된 풍화에서 20o 광택 보유7 100%
5000시간 촉진된 풍화에서 헤이즈(Haze) 보유8 54
1ASTM D523에 따라 측정된 거울면 광택.
2ASTM D2697에 따라 측정된 투명한 코팅물 또는 착색된 코팅물 중 비휘발성 물질의 부피.
3헬무트 피셔 게엠베하 앤드 캄파니(독일 신델핀겐 소재)에서 시판중인 미소 경도 장치 피셔스코프 HM 2000을 사용하여 미소 경도를 측정하였다.
4아틀라스 일렉트릭칼 디바이시즈 캄파니(Atlas Electrical Devices Co.)에서 시판중인 테스터 모델 CM-5(전력 버전)를 사용하여 스크래치 보유를 시험하였다. 쓰리엠 코포레이션(3M Corp.)에서 시판중인 9 ㎛ 습식 또는 건식 연마지를 2 x 2 인치 정사각형으로 자르고, 상기 연마지를 제어가능하게 다시 작동시키고 패널에서 10회 동안 제시하였다. 보유율(%)을, 표면을 스크래치 테스터로 긁은 후 보유하고 있는 20°광택의 %로서 나타내었다. 스크래치 저항성 = (스크래치 광택/원래의 광택) x 100.
5에릭슨 스톤(Erichson stone) 시험 장치 모델 #508로 칩 저항성을 측정하였다. 0의 등급이 가장 좋다.
6GM 오펠(Opel)GM 60409) 시험을 사용하여 산 시험을 수행하였고, 여기서 36% 황산(400 ㎕ 드롭)을 각각의 패널에 3일 동안 방치하고 생성된 손상을 기록하였다. 평가 척도는 다음과 같다: 0 = OK/1 = 연한 고리/2 = 고리/3 = 연한 백화 및/또는 부풀음/4 = 백색 및 팽창, 무광, 강한 부풀음/5 = 전체 손상.
7촉진된 풍화 조건에 노출 후 SAE J2527에 따라 측정된 코팅물의 광택 보유.
8촉진된 풍화 조건에 노출 후 SAE J2527에 따라 BYK/헤이즈 광택 장치를 사용하여 제조자의 지시에 따라 측정된 코팅물 중 헤이즈의 양.
상기 나타낸 시험 결과로 예시된 바와 같이, 경화된 코팅물은 다량의 비휘발성 물질을 함유하면서 뛰어난 내후성 및 우수한 내산성, 경도, 스크래치 저항성, 및 칩 저항성을 보인다.
이상 본 발명의 특정한 실시양태가 예시의 목적으로 개시되었지만, 첨부된 청구항에 정의된 바와 같은 본 발명으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 세부사항이 다양하게 변형될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산;
    b) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산; 및
    c) 3개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 폴리올
    을 포함하고, 비방향족 일산을 1000 ppm(parts per million) 미만으로 함유하는, 반응물의 혼합물로부터 제조되는 폴리에스터로서,
    상기 폴리에스터가, 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카(Physica) MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 15 mg KOH/g 미만의 산가, 및 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 폴리에스터.
  2. a) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산;
    b) 지방족 다중산; 및
    c) 3개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 폴리올
    을 포함하고, 비방향족 일산을 1000 ppm 미만으로 함유하는, 반응물의 혼합물로부터 제조되는 폴리에스터로서,
    상기 폴리에스터가, 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 15 mg KOH/g 미만의 산가, 및 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 폴리에스터.
  3. a) 1) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산,
    2) 지방족 다중산, 및
    3) 3개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 폴리올
    을 포함하고, 비방향족 일산을 1000 ppm 미만으로 함유하는, 반응물의 혼합물로부터 제조되고, 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 15 mg KOH/g 미만의 산가, 및 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 폴리에스터; 및
    b) 가교제
    를 함유하는 코팅 조성물.
  4. a) 1) 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량%를 차지하는 방향족 일산,
    2) 90 몰% 미만의 이소프탈산을 함유하는 다중산, 및
    3) 3개 이상의 하이드록실 기를 함유하는 폴리올
    을 포함하고, 비방향족 일산을 1000 ppm 미만으로 함유하는, 반응물의 혼합물로부터 제조되고, 전단 속도 증가(0.1 내지 10초-1) 함수로서 25 mm 평행판 및 0.1 mm 갭을 갖는 피지카 MCR 301 레오미터로 측정시 40℃에서 15,000 센티포이즈 초과의 동적 점도, 15 mg KOH/g 미만의 산가, 및 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 폴리에스터; 및
    b) 가교제
    를 함유하는 코팅 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    반응물의 혼합물이, 비방향족 일산을 20 ppb(parts per billion) 미만으로 함유하는, 코팅 조성물.
  6. 제 4 항에 있어서,
    물을 1000 ppm 미만으로 함유하는 코팅 조성물.
  7. 제 4 항에 있어서,
    물을 20 ppb 미만으로 함유하는 코팅 조성물.
  8. 제 4 항의 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기판.
  9. 제 4 항에 있어서,
    폴리올이, 반응물의 총 중량을 기준으로 25 내지 60 중량% 함유되는, 코팅 조성물.
  10. 제 4 항에 있어서,
    방향족 일산이 벤조산, 살리실산, 4-하이드록실 벤조산, 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 코팅 조성물.
  11. 제 4 항에 있어서,
    다중산이 숙신산, 아디프산, 헥사하이드로프탈산 무수물(HHPA), 사이클로헥산다이카복실산(CHDA), 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 코팅 조성물.
  12. 제 4 항에 있어서,
    폴리올이 트라이메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 코팅 조성물.
  13. 제 4 항에 있어서,
    다중산이, 반응물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30 중량% 함유되는, 코팅 조성물.
  14. 제 4 항에 있어서,
    반응물의 혼합물이, 2개의 하이드록실 기를 함유하는 제 2 폴리올을 추가로 함유하는, 코팅 조성물.
  15. 제 4 항에 있어서,
    폴리에스터가 140 내지 340 mg KOH/g의 하이드록실 값을 갖는, 코팅 조성물.
  16. 제 4 항에 있어서,
    폴리에스터가 2,500 g/몰 이하의 중량 평균 분자량을 갖는, 코팅 조성물.
  17. 제 4 항에 있어서,
    다중산이 10개 이하의 탄소를 함유하는, 코팅 조성물.
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