KR20110116121A

KR20110116121A - 2-액형 우레탄 페인트 조성물

Info

Publication number: KR20110116121A
Application number: KR1020117013835A
Authority: KR
Inventors: 에이시 츠카모토; 타츠오 하야카와; 마코토 이우치; 야스푸미 혼다
Original assignee: 바스프코팅즈재팬 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-10-25
Also published as: US20110301271A1; JP2010189480A; WO2010086701A1; CN102209763A; JP5443779B2; EP2391684A1

Abstract

가사 시간 (포트-라이프)을 연장시키고 양호한 페인팅 작업성을 얻을 수 있는 2-액형 우레탄 페인트 조성물을 제공한다. [해결 수단] 상기 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분으로서 100 질량부 당, 유효 성분으로서 2 내지 35 질량부의 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B) 및 2 내지 10 질량부의 알코올 계열 용매 (C)를 포함하는 주제(main agent); 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)을 포함한 경화제를 포함하며, 히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)의 작용기가 몰비 NCO/OH로서 0.5 내지 1.5의 비율로 혼합된 것이다.

Description

2-액형 우레탄 페인트 조성물 {TWO-LIQUID TYPE URETHANE PAINT COMPOSITION}

본 발명은 경화제 중의 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 주제 중의 히드록실기-함유 수지의 히드록실기의 반응을 조절함으로써 가사 시간(포트-라이프)이 연장되고 양호한 코팅 작업성이 얻어지는 2-액형 우레탄 페인트 조성물에 관한 것이다.

우레탄 페인트는 코팅 분야에서 널리 사용되고 있는 것으로서, 특징적으로 이러한 페인트에는 히드록실기-함유 수지 조성물인 주제 페인트 및 주제로서 폴리이소시아네이트 화합물을 갖는 경화제를 포함하는 2-액형 페인트가 있는데, 이러한 페인트는 혼합 후에, 일정한 시간 후에 매우 진해지거나 겔형태가 되기 때문에, 페인팅 및 세척 작업이 매우 진해지거나 겔형태가 되기 전에 완료되어야 하는 본질적인 문제점을 가지고 있으며(이러한 시간을 가사 시간(use-time) 또는 포트-라이프(pot-life)라 칭함), 세척 작업이 1-액형 페인트와 비교하여 부하가 크다는 다른 문제점을 가지고 있다. 이러한 작업들을 용이하게 하기 위하여 가사 시간(포트-라이프)이 가능한 한 연장되어야 하는 것이 요망된다.

1 내지 40 중량% 폴리이소시아네이트 화합물, 0.1 내지 5.0 중량% 탈수제 및 55 내지 98.9 중량% 유기 용매를 함유하는 경화제 조성물은 저장 안정성이 우수하고 사용하기 쉽고 페인트 필름 성능의 불규칙성이 적은 아크릴 우레탄용 경화제 조성물로서 알려져 있다 [예를 들어, 특히 문헌 1]. 이러한 문헌에서, 가수분해가능한 에스테르 화합물인 메틸 오르소포르메이트, 에틸 오르소포르메이트, 메틸 오르소아세테이트, 에틸 오르소아세테이트 등은 탈수제로서 기술되어 있으며, 또한 방향족 탄화수소, 예를 들어 톨루엔 및 자일렌 등, 케톤, 예를 들어 아세톤 및 메틸 에틸 케톤 등, 및 에스테르, 예를 들어 에틸 아세테이트 및 부틸 아세테이트 등은 유기 용매로서 기술되어 있다. 그러나, 알코올은 폴리이소시아네이트 화합물과 반응하며, 이에 따라 이러한 것들은 유기 용매로서 기술되어 있지 않다.

그러나, 이러한 조성물은 경화제 조성물로서, 이러한 경화제 조성물 자체의 저장 안정성은 우수하지만 주제 페인트 (히드록실기-함유 수지 조성물)와의 혼합 후에 가사 시간(포트-라이프)에는 효과가 없다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 톱-코트 페인트(top-coat paint)의 점도 상승이 억제되며 정전기 페인팅에 대한 적합성, 경화된 페인트 필름의 성질 및 특히 내오염성이 유지될 수 있는 페인트 안정화 방법으로서, 베이스 수지로서 히드록실기-함유 아크릴 수지 및 경화제로서 아미노 수지 또는 이소시아네이트 화합물을 갖는 열경화성 페인트 조성물 100 중량부 중에 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물 1 내지 70 중량부가 배합된 톱-코트 페인트 조성물을 상기 톱-코트 페인트 조성물의 순환 탱크 내에 공간부(empty part)를 밀봉시키는 불활성 가스와 함께 정전기적으로 코팅하며, 순환 탱크 내의 공간부의 습도가 5000 g/m³ 미만으로 셋팅된 페인트 안정화 방법이 공지되어 있다 [예를 들어, 특허 문헌 2]. 이러한 방법은 열경화성 수지 조성물이 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물을 포함하며 실리콘 가교가 수반되는 경우에서, 공기로부터 페인트로 도입되는 물에 의해 야기되는 페인트 점도가 상승하는 문제를 극복하는 방법이다. 또한, 이러한 방법에서, 상술된 톱-코트 페인트가 순환되는 순환 탱크에서 톱-코트 페인트의 점도를 조절할 목적으로 방향족 탄화수소, 알코올 및 탈수제 (예를 들어, 트리메틸 오르소아세테이트, 트리에틸 오르소아세테이트, 트리에틸 오르소포르메이트, 트리에틸 오르소포르메이트, 가수분해가능한 실리콘 화합물 등)이 도입되는 것이 기재되어 있다.

그러나, 이러한 방법의 목적은 상술된 바와 같이, 물에 의해 야기된 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물의 퇴화(deterioration)에 의한 페인트의 점도 상승을 방지하기 위한 것으로서, 습도가 순환 탱크 내의 공간부를 불활성 가스로 밀봉시키는 것과 같이 조성물의 성분들 이외의 수단으로 5000 g/m³ 이하로 셋팅되어야 한다는 단점을 가지고 있다. 또한, 이러한 방법은 열경화 페인트 조성물이 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물을 포함하는 페인트의 페인트 점도가 상승하는 문제를 극복하기 방법으로서, 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물을 포함하지 않는 페인트에 대해서 전혀 언급되어 있지 않다.

상술된 문헌에 기술된 바와 같이, 가수분해가능한 에스테르 화합물은 탈수제로서 사용되며, 이러한 것들은 물과 반응하여 알코올을 형성한다는 것이 알려져 있지만, 동시에 또한 알코올의 존재 하에, 알코올-교환 반응이 일어난다는 것이 알려져 있다. 알코올이 일작용성 알코올 계열 용매인 경우에, 비록 가수분해가능한 에스테르 화합물과 함께 존재하더라도, 일작용성 알코올 용매는 알코올-교환 반응에 의해 간단히 치환되며, 겉보기 상태에 있어 어떠한 변화도 없지만, 히드록실기-함유 수지 등과 같은 히드록실기를 갖는 다작용성 화합물이 또한 존재하는 경우에, 혼합물의 상태가 알코올-교환 반응의 결과로서 더욱 점성을 띠게 된다는 문제점이 있다. 그 결과, 가수분해가능한 에스테르 화합물은 일반적으로 히드록실기-함유 수지 등과 같은 히드록실기를 갖는 다작용성 화합물과 혼합되지 않는다.

다른 한편, 알코올 계열 용매 (C)는 이소시아네이트기와 반응하며, 이에 히드록실기-함유 수지 및 가교제(폴리이소시아네이트 화합물)에 제 3 성분으로서 알코올-계열 용매의 첨가가 가사 시간(포트-라이프)를 연장시키는 효과를 갖는다. 그러나, 이러한 효과는 아주 크지 않아서 오히려 가교성을 손상시키며, 우레탄 페인트 조성물의 페인트 필름 성능에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

[특허 문헌]

특허 문헌 1:

일본특개평 H5-345871호 공보

특허 문헌 2:

일본특개 2000-303024호 공보

본 발명의 목적은 2-액형 우레탄 페인트의 반응을 조절함으로써 가사 시간(포트-라이프)이 연장되고 그 결과로서 양호한 페인팅 작업성이 얻어지는 2-액형 우레탄 페인트 조성물을 제공하기 위한 것이다.

이러한 과제를 해결할 목적으로 수행된 철저한 연구의 결과로서, 본 발명자들은 가수분해가능한 에스테르 화합물이 제 3의 성분으로서, 히드록실기-함유 수지를 포함한 주제 및 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제를 포함하는 2-액형 우레탄 페인트 조성물에 첨가되는 경우에, 비록 이소시아네이트기와 히드록실기의 반응이 알코올-교환 반응에 의해 억제되더라도, 가수분해가능한 에스테르 화합물 자체가 히드록실기-함유 수지의 가교제로서 작용하며, 이에 따라 단지 약간의 가사 시간 (포트-라이프) 연장 효과를 갖는 것을 발견하였지만, 제 4의 성분으로 특정 양의 알코올 계열 용매를 제 3 성분과 함께 첨가함으로써 더욱 큰 가사 시간 (포트-라이프) 연장 효과를 가지며 그 결과로서 양호한 페인팅 작업성을 얻는 것이 가능하다는 것을 발견하였다. 작용 모드가 가수분해가능한 에스테르 화합물 및 알코올 계열 용매의 공동-존재하에 일어나는 알코올-교환 반응이 경화제 중의 이소시아네이트기와 히드록실기-함유 수지의 반응을 차단하도록 작용하는 것으로 추정된다.

즉, 본 발명은 히드록실기-함유 수지 (A), 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B) 및 알코올 계열 용매 (C)를 포함하는 주제; 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)을 포함하는 경화제를 포함하고 주제와 경화제를 함께 혼합함으로써 얻어지는 페인트 조성물인 2-액형 우레탄 페인트 조성물을 제공하는 것으로서, 여기서 상기 (B) 성분 및 (C) 성분이 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분 100 질량부 당 유효 성분으로서 2 내지 35 질량부의 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B) 및 2 내지 10 질량부의 알코올 계열 용매 (C)를 가지는 방식으로 주제에 포함되며, 히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)의 작용기가 NCO/OH의 몰비로서 0.5 내지 1.5의 비율로 혼합된, 2-액형 우레탄 페인트 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 히드록실기-함유 수지 (A)가 아크릴 수지이며, 폴리이소시아네이트 화합물 (D)이 지방족 폴리이소시아네이트 화합물인 청구항 제1항에 청구된 2-액형 우레탄 페인트 조성물을 제공한다.

본 발명의 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 주제 및 경화제가 혼합될 때 2-액형 우레탄 페인트 조성물의 가사 시간을 연장시킬 수 있고 양호한 페인팅 작업성을 얻을 수 있다.

예를 들어, 본 발명에서 사용되는 히드록실기-함유 수지 (A)로서, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 폴리에테르 수지, 폴리우레탄 수지, 불화된 수지(fluorinated resin) 등이 사용될 수 있으며, 이러한 것들은 개별적으로 사용될 수 있거나, 두 개 이상의 타입의 조합물이 사용될 수 있다. 이 중에서, 아크릴 수지가 바람직하다.

히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기 수치는 바람직하게 50 내지 220 mgKOH/g, 및 가장 바람직하게 80 내지 200 mgKOH/g이다.

히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기 수치가 50 mgKOH/g 미만인 경우에, 페인트 필름의 가교는 적절치 않으며, 이에 따라 경도, 내약품성 등의 측면에서 페인트 필름 성능이 저하되는 경향이 있으며, 히드록실기 수치가 220 mgKOH/g을 초과하는 경우에, 경화제와의 상용성이 적절치 않으며, 이에 따라 페인트 필름의 외관이 저하되는 경향이 있다.

또한, 히드록실기-함유 수지 (A)의 수평균분자량은 바람직하게 1,000 내지 30,000, 및 가장 바람직하게 2,000 내지 20,000이다.

히드록실기-함유 수지 (A)의 수평균분자량이 1,000 미만인 경우에, 페인트의 경화 성질 및 경화된 페인트 필름의 내구성이 저하되는 경향이 있으며, 히드록실기-함유 수지 (A)의 수평균분자량이 30,000을 초과하는 경우에, 페인팅 동안의 작업성 및 경화된 페인트 필름의 외관이 저하되는 경향이 있다.

본 발명에서 사용되는 히드록실기-함유 수지가 히드록실기-함유 아크릴 수지인 경우에 관해서 하기에 설명한다.

히드록실기-함유 아크릴 수지는 히드록실기를 갖는 라디칼 중합가능한 모노머를 중합시킴으로써 얻어질 수 있다.

히드록실기를 갖는 라디칼 중합가능한 모노머의 예에는 (메트)아크릴산 히드록시알킬 에스테르, 예를 들어 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 등, 불포화 지방족 알코올, 예를 들어 알릴 알코올 등, 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 3-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 3-히드록시프로필 메타크릴레이트 또는 4-히드록시부틸 아크릴레이트의 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드 부가물이 포함되며, 이러한 것들 중 하나 또는 두 개 이상의 타입의 혼합물이 사용될 수 있다.

다른 라디칼 중합가능한 모노머로부터 유래하는 단위가 히드록실기-함유 아크릴 수지에 포함될 수 있다.

다른 라디칼 중합가능한 모노머로부터 유래하는 단위들을 포함하는 히드록실기-함유 아크릴 수지는 다른 라디칼 중합가능한 모노머를 히드록실기를 갖는 라디칼 중합가능한 모노머와 공중합시킴으로써 얻어질 수 있다.

다른 라디칼 중합가능한 모노머의 실제 예로는 아크릴산 에스테르, 예를 들어 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2차-부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트 등, 메타크릴산 에스테르, 예를 들어 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2차-부틸 메타크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트 등, 아크릴산, 메타크릴산, 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등이 포함되며, 이들 중 하나 또는 두 개 이상의 타입의 혼합물이 사용될 수 있다.

라디칼 중합 개시제는 라디칼 중합이 수행되는 경우에 배합될 수 있다. 라디칼 중합 개시제의 예에는 아조 화합물, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 4,4'-아조비스-4-시아노발레르산, 1-아조비스-1-시클로헥산카르보니트릴, 디메틸-2,2'-아조비스이소부티레이트 등, 및 유기 퍼옥사이드, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 시클로헥사논 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사논 퍼옥사이드, 1,1-비스(t-부틸-퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸-퍼옥시)-시클로헥산, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)옥탄, t-부틸 히드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠 히드로퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시 2-에틸-헥사노에이트, t-부틸퍼옥시 네오데카네이트, t-부틸퍼옥시 라우레이트, t-부틸퍼옥시 벤조에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필 카르보네이트 등이 포함된다. 하나의 라디칼 중합 개시제가 개별적으로 사용될 수 있거나, 두 개 이상의 타입의 조합물이 사용될 수 있다.

배합되는 라디칼 중합 개시제의 양이 특별히 제한되지 않지만, 라디칼 중합가능한 모노머의 전체 양에 대해 0.01 내지 20 질량%의 양이 바람직하다.

환원제, 예를 들어 디메틸아닐린, 페로우스 염(ferrous salt), 예를 들어 페로우스 설페이트, 페로우스 클로라이드, 페로우스 아세테이트 등, 산성 소듐 설피트, 소듐 티오설페이트, 론가리트(rongalite) 등이 이러한 라디칼 중합 시스템에 합쳐질 수 있지만, 이러한 것들은 중합 온도가 너무 낮아지지 않도록 유의해서 선택되어야 한다.

본 발명에서 사용되는 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B)의 예에는 메틸 오르소포르메이트, 에틸 오르소포르메이트, n-프로필 오르소포르메이트, 메틸 오르소아세테이트, 에틸 오르소아세테이트, 에틸 오르소프로피오네이트, 메틸 오르소부티레이트 등이 포함된다. 에틸 오르소아세테이트 및 에틸 오르소프로피오네이트가 특히 바람직한 가수분해가능한 에스테르 화합물이다.

본 발명의 2-액형 페인트 조성물은 주제와 경화제가 사용 직전에 혼합되고 이후에 사용되는 조성물로서, 배합된 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B)의 양이 주제 중의 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분에 대해 특정되는 조성물이다. 즉, 주제 중에 포함된 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B)의 양은 유효 성분으로서, 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분 100 질량부 당 2 내지 35 질량부, 바람직하게 4 내지 20 질량부의 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B)이 되도록 선택된다. (B) 성분의 양이 2 질량부 미만인 경우에, 가사 시간을 연장하는 효과가 부족하며, (B) 성분의 양이 35 질량부를 초과하는 경우에, 비용이 높아지며(경제적인 문제) 페인트 조성물 중의 용매 균형(solvent balance)이 손상되며 페인트 필름의 외관이 저하된다.

탄소수가 C1 내지 C10, 바람직하게 C2 내지 C8인 일작용성 알코올이 본 발명에서 사용되는 알코올 계열 용매 (C)에 대해 바람직하다. 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 아밀 알코올, 시클로헥산올, 벤질 알코올 등이 실제 예로서 기술될 수 있다.

본 발명의 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 주제와 경화제가 사용 직전에 혼합되고 이후에 사용되는 조성물로서, 알코올 계열 용매 (C)의 양이 주제 중의 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분에 대해 특정되는 조성물이다. 즉, 포함되는 알코올 계열 용매 (C)의 양은 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분 100 질량부 당, 2 내지 10 질량부, 및 바람직하게 4 내지 8 질량부이도록 선택된다. (C) 성분의 양이 2 질량부 미만인 경우에, 가사 시간을 연장하는 효과가 부족하며, (C) 성분의 양이 10 질량부를 초과하는 경우에, 2-액형 우레탄 페인트 조성물의 가교성이 손상되는데, 이는 페인트 필름 성능에 악영향을 미친다.

본 발명의 2-액형 페인트 조성물에서 사용되는 폴리이소시아네이트 화합물 (D)은 하나의 분자에 적어도 두 개, 및 바람직하게 세 개 이상의, 히드록실기와 반응하는 이소시아네이트 작용기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물이며, 이러한 화합물들 중 하나가 개별적으로 사용될 수 있거나, 두 개 이상의 타입의 혼합물이 사용될 수 있다.

하나의 분자에 두 개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물로서, 방향족 디이소시아네이트, 예를 들어 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트 및 크실릴렌 디이소시아네이트, 또는 지방족 폴리이소시아네이트, 예를 들어 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 2,2,4-트리메틸헥산-1,6-디이소시아네이트, 또는 지환족 폴리이소시아네이트, 예를 들어 이소포론 디이소시아네이트 및 메틸시클로헥실 디이소시아네이트의 다작용성 알코올과의 뷰렛 형태, 이소시아누레이트 형태 또는 부가물이 경화제로서 사용될 수 있다.

이러한 것들 중에서, 지방족 폴리이소시아네이트 화합물의 사용이 특히 내후성 및 황변현상(yellowing)의 측면에서 바람직하다.

포함되는 본 발명의 경화제 (D)의 양은 히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기에 대한 작용기의 수의 비율이 몰비 NCO/OH로서 0.5 내지 1.5, 및 바람직하게 0.8 내지 1.2이게 하는 양이다. 히드록실기에 대한 이소시아네이트 기의 몰비가 0.5 미만인 경우에, 적절한 가교 밀도가 얻어질 수 없으며, 이에 따라 경도, 약품 공격에 대한 저항 등에 대한 페인트 필름의 성능이 저하되며, 상기 몰비가 1.5를 초과하는 경우에, 미반응된 폴리이소시아네이트 화합물이 존재하며, 경도 및 내후성, 및 페인트 필름의 외관에 대한 페인트 필름 성능이 저하된다.

본 발명의 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 또한 하나 이상의 타입의 안료, 염료, 광휘제(glitter agent) 등을 포함할 수 있으며, 이러한 것들은 그 자체로, 또는 요망되는 경우에 하나 이상의 다른 유기 용매 (알코올 계열 용매 배제) 및 다양한 첨가제, 예를 들어 자외선 흡수제, 광안정화제, 항산화제, 계면활성제, 표면 조절제, 경화 반응 촉매, 대전 방지제, 향료 및 유동학 조절제(rheology controlling agent), 예를 들어 폴리에틸렌 왁스, 폴리아미드 왁스, 내부 가교형 수지 입자 등을 첨가하여 사용될 수 있다. 또한, 이러한 첨가된 성분들은 바람직하게 주제에 포함된다. 그러나, 본 발명의 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 유기실리케이트 화합물의 일부 가수분해된 축합물을 함유하지 않는다.

본 발명의 2-액형 페인트 조성물은 클리어 페인트(clear paint)로서 사용될 수 있거나, 착색제, 예를 들어 염료, 안료 등이 배합될 수 있으며, 이러한 것들은 착색된 페인트로서 사용될 수 있지만, 바람직하게 톱-코트 페인트 조성물로서 사용된다.

본 발명의 2-액형 페인트 조성물은 다양한 베이스 물질 상에 페인팅될 수 있다. 상술된 베이스 물질의 예에는 금속, 예를 들어 철, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금, 무기 물질, 예를 들어 유리, 시멘트, 콘크리트 등, 다양한 수지, 예를 들어 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 비닐리덴 클로라이드 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 등, 및 플라스틱, 예를 들어 다양한 타입의 FRP, 재목(timber) 및 섬유 물질 (페이퍼, 직물 등)을 포함하는 천연 또는 합성 물질을 포함한다. 또한, 페인트 필름은 다른 페인트를 지닌 이러한 베이스 물질 상에 형성된다.

본 발명의 2-액형 우레탄 페인트 조성물은 다양한 페인팅 방법을 이용하여 도포될 수 있으며, 예를 들어, 페인트 필름은 10 내지 80 ㎛의 건조 페인트 필름 두께를 제공하기 위해 조성물을 도포한 후에, 실온 내지 약 160℃의 온도에서 건조시킴으로써 얻어질 수 있다.

[실시예]

본 발명은 이하에서 실시예 및 비교 실시예에 의해 보다 구체적으로 기술되지만, 본 발명은 이러한 실시예들에 의해 제한되지 않는다.

<생산 실시예>

히드록실기 -함유 수지 용액 A-1의 생산

자일렌 (33.9부)을 온도계, 환류 콘덴서, 교반기 및 적가 깔대기가 장착된 4구 플라스크에 도입하고, 교반하면서 질소 대기 하, 140℃에서 가열하고 유지시켰다. 이후에, 중합 개시제로서 5부의 t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트를, 18.4부 부틸 메타크릴레이트, 9부 스티렌, 5.7부 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 18.9부 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 7.5부 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 및 0.5부 아크릴산을 포함하는 라디칼 중합가능한 모노머와 균일하게 혼합함으로써 얻어진 점적(drip-feed) 성분을 적가 깔대기로부터, 140℃의 온도에서 2시간에 걸쳐 일정한 속도로 적가하였다. 점적이 완료된 후에, 140℃의 온도를 1시간 동안 유지시키고, 반응 온도를 110℃로 낮추었다. 이후에, 중합 개시제로서 0.1부의 t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트가 1부의 자일렌에 용해된 중합 개시제 용액을 보조 촉매로서 첨가하고, 110℃의 온도를 2 시간 동안 유지시켜 반응을 완료시키고, 히드록실기-함유 수지 용액 A-1을 수득하였다. 얻어진 수지 용액 (A-1)의 수지 히드록실기 수치는 176.7 mgKOH/g이었으며, 비휘발성 물질 분율은 63.7 질량%이었으며, 겔투과 크로마토그래피 (GPC)를 이용하여 측정된 수평균분자량은 3,800이었다.

< 실시예 1 내지 실시예 6>

하기 표 1에 기술된 주제의 성분들을 순차적으로 혼합하고, 각 혼합물을 균일할 때까지 교반하여 미리 주제를 제조한 후에, 경화제를 이에 따라 제조된 주제와 혼합하고, 혼합물을 균일하게 될 때까지 교반하고, 실시예 1 내지 실시예 6의 클리어 페인트 조성물을 수득하였다. 얻어진 평가 결과는 하기 표 1에 기술하였다. 또한, 페인트 필름 성능을 시험 시편을 제조한 후에 하기에 명시된 절차에 따라 평가하였다.

<비교 실시예 1 내지 비교 실시예 8>

하기 표 2에 기술된 주제의 성분들을 순차적으로 혼합하고, 각 혼합물을 균일하게 될 때까지 교반하여 미리 주제를 제조하고, 경화제를 이에 따라 제조된 주제와 혼합하고, 혼합물을 균일하게 될 때까지 교반하고, 비교 실시예 1 내지 비교 실시예 8의 클리어 페인트 조성물을 수득하였다. 얻어진 평가 결과를 하기 표 2에 기술하였다. 또한, 페인트 필름 성능을 시험 시편을 제조한 후에 하기에 명시된 절차에 따라 평가하였다.

표 1

표 2

상기 표 1 및 표 2에서의 괄호 번호는 하기에 명시된 바와 같다.

1) Tinuvin 900의 20 질량% 자일렌 용액 (자외선 흡수제, 상표명, Ciba Specialty Chemicals Co.에 의해 생산됨)

2) BYK-300의 10 질량% 자일렌 용액 (표면 조절제, 상표명, BYK Chemie Co.에 의해 생산됨)

3) Solvesso 100 (방향족 나프타, 상표명, Exxon Co.에 의해 생산됨)

4) Basonat HI-172 (HDI 계열 이소시아누레이트 타입 트라이머, 상표명, BASF Co.에 의해 생산됨, 비휘발성 물질 분율 72%, NCO 함량 15.9 질량%, 한 분자 중에 세 개의 이소시아네이트 (작용기))

시험 시편 생산 및 페인트 필름 성능의 평가

양이온성 전착 페인트 Aqua No. 4200 (상표명, BASF Coatings Japan Co.에 의해 생산됨)을, 아연 포스페이트-처리된 마일드 스틸 시트(mild steel sheet) 상에 20 ㎛의 건조 필름 두께를 제공하기 위한 방식으로 전착 코팅한 후에, 175℃에서 25분 동안 베이킹하고, 중간-코트 페인트 HS-H300 (상표명, BASF Coatings Japan Co.에 의해 생산됨)을 30 ㎛의 건조 필름 두께를 제공하기 위한 방식으로 공기-분무 코팅시킨 후에 140℃에서 30분 동안 베이킹하고, 중간-코트 페인트 필름을 형성시켰다. 이후에, 용매-타입 베이스-코트 페인트인 Belcoat No. 6000 Black (상표명, BASF Coatings Japan Co.에 의해 생산됨, 칼라:검정색)을 15 ㎛의 건조 필름 두께를 제공하기 위한 방식으로 중간-코트 페인트 필름의 표면 상에 공기-분무 코팅하고, 20℃에서 3분 동안 경화시킨 후에, 본 발명의 상술된 클리어 페인트 조성물을 40 ㎛의 필름 두께를 제공하기 위한 방식으로 웨트-온-웨트(wet-on-wet)식으로 각각 공기-분무 코팅한 후에, 140℃에서 30분 동안 베이킹하여 시험 시편을 제조하였다.

페인트 필름 외관, 경도 및 내산성의 평가를 이러한 방식으로 얻어진 시험 시편을 이용하여 수행하였다.

페인트 및 페인트 필름을 평가하는 방법

(1) 가사 시간(use-time)

실시예 1 내지 실시예 6, 및 비교 실시예 1 내지 비교 실시예 8의 상술된 클리어 페인트 조성물의 제조에서 주제와 경화제를 혼합한 후에, 조성물을 20℃로 셋팅된 항온실에서 정치시키고, 유동성이 없어질 때까지의 시간을 가사 시간으로서 측정하고, 평가를 하기 기준으로 수행하였다:

0 : 24 시간 초과,

Δ: 16 내지 24 시간,

X : 16 시간 미만.

(2) 페인트 필름 외관

페인트 필름 외관을 얻어진 시험 시편을 시각적으로 관찰하여 하기 기준으로 평가하였다.

0 : 형광 램프가 페인트 필름에 의해 반사될 때, 형광 램프가 명확하게 반사된다,

Δ: 형광 램프가 페인트 필름에 의해 반사될 때, 형광 램프의 주변부 (프로파일)가 약간 흐리다,

X: 형광 램프가 페인트 필름에 의해 반사될 때, 형광 램프의 주변부 (프로파일)가 상당히 흐리다.

(3) 경도

시험을 JIS K 5600-5-4 스크래치 경도 (연필법)를 기초로 하여 HB 연필(Yuni, 상표명, Mitsubishi Pencils에 의해 생산됨)을 이용하여 수행하고, 하기 기준으로 평가하였다.

O : 상이한 위치에서 5회 시험을 수행시에, 손상이 2회 이상 일어나지 않음 (2회 미만)

X: 손상이 2회 이상 일어남.

(4) 내산성

0.2 ml 스폿의 0.1 N 황산 수용액을 시험 시트 상에 배치시키고, 40℃로 1 시간 동안 가열한 후에, 물로 세정하고, 임의의 얼룩진 마크의 범위를 시각적으로 관찰하고, 하기 기준으로 평가하였다.

O : 페인트 필름 상에 어떠한 얼룩진 마크가 관찰되지 않음

X : 페인트 필름 상에 얼룩진 마크가 관찰됨.

상기 실시예 및 비교 실시예로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 조성물인 실시예 1 내지 실시예 6은 가사 시간 및 페인트 필름 성능의 측면에서 비교 실시예 1 내지 비교 실시예 8 보다 양호한 결과를 갖는다.

Claims

히드록실기-함유 수지 (A), 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B) 및 알코올 계열 용매 (C)를 포함하는 주제(main agent); 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)을 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 주제와 경화제를 함께 혼합함으로써 얻어지는 2-액형 우레탄 페인트 조성물로서,
(B) 성분 및 (C) 성분이 히드록실기-함유 수지 (A)의 고형분 100 질량부 당 유효성분으로서 2 내지 35 질량부의 가수분해가능한 에스테르 화합물 (B) 및 2 내지 10 질량부의 알코올 계열 용매 (C)가 존재하는 방식으로, 주제에 포함되며,
히드록실기-함유 수지 (A)의 히드록실기 및 폴리이소시아네이트 화합물 (D)의 작용기가 NCO/OH의 몰비로서 0.5 내지 1.5의 비율로 혼합되는 2-액형 우레탄 페인트 조성물.
제 1항에 있어서, 히드록실기-함유 수지 (A)가 아크릴 수지이며, 폴리이소시아네이트 화합물 (D)이 지방족 폴리이소시아네이트 화합물인 2-액형 우레탄 페인트 조성물.