지방족 이소시아네이트로부터 유도된 단위를 갖는폴리우레탄을 포함하는 폴리에스테르-폴리우레탄 혼성 수지성형 조성물 |
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申请号 | KR1020087005021 | 申请日 | 2006-08-21 | 公开(公告)号 | KR101318682B1 | 公开(公告)日 | 2013-10-16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
申请人 | 씨씨피 컴포지츠 유에스 엘엘씨; | 发明人 | 모리스래리; 홀리우디; 서루지켄; 보쉐프레데릭; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 | 하기를 포함하는 조성물을 포함하는, 혼성 수지 조성물이 개재되어 있다: A. 지방족 다관능성 이소시아네이트 화합물 및 자유 라디칼 중합 개시제를 포함하는 A 부분 조성물; 및 B. 에틸렌성 불포화된, 실질적으로 무수(water-free)인, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리우레탄 촉매를 포함하는 B 부분 조성물. A 부분 조성물은 비-간섭(non-interfering) 용매, 예를 들어, 스티렌을 함유할 수 있고, B 부분 조성물은 전형적으로 산가(acid value) 5 이하(고체에 기초함)를 갖는다. 실외 용도를 위해, B 부분 조성물에 바람직하게는 3차 수소, 에테르 글리콜 및 테레프탈산 잔류물이 부재한다. 혼성 수지, 이소시아네이트, 폴리에스테르 폴리올, 폴리우레탄, 열경화성 수지 |
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权利要求 | 하기를 포함하는 경화성 혼성 수지를 경화함으로써 제조되는 겔-코팅: A. 지방족 다관능성 이소시아네이트 화합물 및 자유 라디칼 중합 개시제를 포함하는 A 부분 조성물; 및 임의로 비 간섭 용매 B. 에틸렌성 불포화된, 실질적으로 무수(water-free)인, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리우레탄 촉매를 포함하는 B 부분 조성물 여기서, OH 기에 대한 NCO 기의 몰비는 0.3 내지 2.0 이고, 상기 B 부분은 고체 상에 수산기 수(hydroxyl number) 120 ~ 170 을 갖는다. 제 1 항에 있어서, 이소시아네이트 화합물이 하나 이상의 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 뷰렛(biuret) 및 시클릭 삼량체 유도체인 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물이 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 그 유도체 또는 이들 모두인 겔-코팅. 제 3 항에 있어서, 상기 이소시아네이트가 헥사메틸렌 디이소시아네이트 시클릭 삼량체 유도체인 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올이 하나 이상의 디카르복실릭 알켄 부분을 포함하는 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올이 하나 이상의 포화 디- 또는 폴리카르복시산 또는 무수물 및 불포화 디- 또는 폴리카르복실산 또는 무수물과, 글리콜 또는 다가(polyhydric) 알코올과의 축합 반응에 의해 수득되는 α,β-에틸렌성 불포화 디카르복실산 화합물의 올리고머를 포함하는 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자유 라디칼 중합 개시제가 하나 이상의 퍼옥사이드, 퍼설파이드, 퍼보레이트, 퍼카보네이트, 및 아조 화합물인 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 촉매가 하나 이상의 3차 아민, 3차 포스핀, 강염기, 산성 금속 염, 및 유기금속 화합물인 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 B 부분 조성물이 B 부분 조성물의 총량을 기준으로, 2000 ppm 미만의 물을 포함하는 겔-코팅. 제 9 항에 있어서, B 부분 조성물이 B 부분 조성물의 총량을 기준으로, 1000 ppm 미만의 물을 포함하는 겔-코팅. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, B 부분 조성물에는 3차 수소, 에테르 글리콜 및 테레프탈산 잔류물이 부재(free)하는 겔-코팅. 하기를 포함하는 경화성 혼성 수지를 경화함으로써 제조되는 겔-코팅: - 제 1 항에서 정의된, A 부분 10 내지 50 중량%, - 제 1 항에서 정의된, B 부분 50 내지 90 중량%. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 B 부분이 산가(acid value) 10 이하 및 고체 상에 수산기 수(hydroxyl number) 120 ~ 170 을 갖는 겔-코팅. 제 13 항에 있어서, 상기 수산기 수가 130 내지 160 인 겔-코팅. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, A 부분에서 상기 지방족 다관능성 이소시아네이트가 5 내지 50 % 의 NCO 함량을 갖는 겔-코팅. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방족 폴리이소시아네이트가 둘 이상의 관능기를 갖고 B 부분의 상기 폴리에스테르 폴리올과 반응할 수 있는 겔-코팅. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, B 부분의 상기 폴리에스테르 폴리올이 요변성(thixotropic) 수지인 겔-코팅. 제 17 항에 있어서, 상기 혼성 수지가 B 부분의 0.2 내지 5 중량%의 중량 함량으로 실리카, 지방산 아미드, 점토로부터 선택되는 요변성제(thixotropic agent)의 첨가에 의해 요변성이 되도록 하는 겔-코팅. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 따라 정의된 겔-코팅의 혼성 수지, 또는 (UPR) 불포화 폴리에스테르 수지 또는 비닐 에스테르 또는 임의의 다른 열경화 수지로부터 제조되는, 복합물 성형된 기판 상에 코팅되는 겔-코팅. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항의 겔-코팅을 포함하는 물품. |
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说明书全文 |
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성분 | 중량 퍼센트 |
수지 A | 53.2 |
티타늄 디옥사이드 | 15.0 |
발연 실리카 | 1.5 |
단량체 | 19.4 |
탈크 | 10.5 |
12% 코발트 | 0.2 |
에틸렌 글리콜 | 0.2 |
생성 겔 코팅은 77 ℃ 4 rpm 에서 브룩필드 점도 19000 mPa.s(cP) 및 요변 지수 6.0 ~ 7.0(RVF #4 스핀들, 2/20 rpm)을 가졌다. 1.8% 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드(MEKP)를 겔 코팅을 경화하는데 사용하였다. 겔 시간은 대략 15 분이었고, 경화 시간은 대략 60 분이었다. 60 ℃에서 표준 8 시간 UV 노출시킨 후 50 ℃에서 4 시간 응축시켜 QUV-A, ASTM G 154로 측정한 경화된 겔 코팅의 풍화 특징을 하기에 열거하였다.
시간 | 총 색 변화, ΔE | % 광택 유지 |
0 500 1000 1500 | 0.00 1.52 5.82 5.73 | 100 99 86 12 |
실시예 3: OH -말단 불포화 폴리에스테르 수지의 제조
교반기, 응축기, 온도계, 및 질소 기체 도입을 위한 파이프가 장착된 4-리터 플라스크 내에 네오펜틸 글리콜 1380 그램, 프로필렌 글리콜 202 그램, 이소프탈산 994 그램을 충전하였다. 혼합물을 산성도 수가 10 mg KOH/g로 떨어질 때까지 약 10 시간 동안 210 ℃에서 가열하였다. 온도를 150 ℃로 내린 후, 말레산 무수물 587 그램을 혼합물에 가하였다. 산성도 수 5 mg KOH/g 미만 및 OH 수 130 내지 150 mg KOH/g일 때까지 210 ℃에서 반응을 지속하였다. 생성물을 억제된 스티렌 1160 그램과 배합하여 맑은 수지 용액(수지 B) 4000 그램을 형성하였다. 71% 고체 함량에서 수지 용액의 점도는 700 mPa.s(cP)였다.
실시예 4: 폴리에스테르-폴리우레탄 혼성 겔 코팅의 제조
그 다음 하기 성분을 배합함으로써 2-성분 겔 코팅 조성물을 제조여 B-측 성분을 형성하였다:
성분 | 중량 퍼센트 |
수지 B 티타늄 디옥사이드 발연 실리카 단량체 탈크 12% 코발트 디부틸틴 디라우레이트 에틸렌 글리콜 촉진제 | 42.6 24.5 2.0 19.9 10.1 0.2 0.3 0.3 0.1 |
생성 겔 코팅은 77 ℃ 4 rpm 에서 브룩필드 점도 15000 mPa.s(cP) 및 요변 지수 5.0 ~ 6.0을 갖는다. A-측 성분은 지방족 디이소시아네이트 및 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드(MEKP)를 함유하였다. A-측 및 B-측을 20/80 비율로 혼합하여 폴리에스테르-폴리우레탄 혼성 겔 코팅을 경화시켰다. 겔 시간은 약 15 분 이었고, 경화 시간은 약 60 분이었다. QUV-A로 측정한 겔 코팅의 풍화 특징을 하기에 열거하였다.
시간 | 총 색 변화, ΔE | % 광택 유지 |
0 500 1000 1500 | 0.00 0.60 0.65 0.78 | 100 100 100 100 |
실시예 5: 적층물의 100 시간 물 비등의 비교
겔-코팅된 적층물을 실시예 2 및 4에서의 겔 코팅 샘플을 이용하여 제조하였다. 적층물이 두 개의 상이한 두께의 겔 코팅을 갖도록 하였다. 겔 코팅의 두꺼운 부분(TK)은 대략 0.762 mm(30 밀)의 경화된 겔 코팅 두께를 갖도록 하였고, 겔 코팅의 얇은 부분(TN)은 대략 0.381 mm(15 밀)의 경화된 겔 코팅 두께를 갖도록 하였다. 패널을 100 시간 동안 비등 탈이온수(de-ionized water) 중에 침지시켰고 성능을 5 개의 상이한 카테고리에서 0 ~ 5 스케일로 평가하였다. 0 등급은 변화가 없다는 표시이고, 5 등급은 변화가 급격하다는 표시이다. 폴리에스테르- 폴리우레탄 혼성 겔 코팅이 통상적인 겔 코팅과 비교하여 더욱 우수한 물 저항을 갖는다는 결과를 나타냈다.
100 시간 비등 | 실시예 2 | 실시예 4 |
기포(Blister)(TK/TN) 색 변화 (TK/TN) 섬유 prom. 변화(TK/TN) 균열(TK/TN) 광택 손실 (TK/TN) | 2.7/2.7 1.4/1.4 0.8/1.8 0.8/1.0 0.3/0.3 | 0/0 0.64/0.64 0.66/0.66 0/0 0/0 |
전체 등급 (TK/TN) | 6.0/7.2 | 1.30/1.30 |
실시예 6: 다양한 온도에서 주조( casting ) 기계적 특성의 비교
겔 코팅 샘플을 주물(castings)로 제조하고 주물의 인장(tensile) 특성을 ASTM 표준 D-638에 따라 측정하였다. 인장 특성은 주위(ambient) 온도, -10 ℃, 및 -30 ℃에서 측정되었다. 폴리에스테르-폴리우레탄 혼성 겔 코팅이 통상적인 겔 코팅과 비교하여 저온에서 더욱 우수하게 인장 연신율(elonation)을 유지한다는 결과를 나타냈다.
실시예 2 - 23 ℃ | 실시예 2 - 10 ℃ | 실시예 2 - 30 ℃ | |
인장 강도 (Mpa) | 49 ± 3 | 50 ± 4 | 41 ± 7 |
인장 모듈러스 (Mpa) | 2299 ± 134 | 3013 ± 134 | 3107 ± 180 |
연신율 (%) | 2.6 ± 0.2 | 2.2 ± 0.2 | 1.5 ± 0.3 |
실시예 4 - 23 ℃ | 실시예 4 - 10 ℃ | 실시예 4 - 30 ℃ | |
인장 강도 (Mpa) | 44 ± 4 | 49 ± 3 | 50 ± 6 |
인장 모듈러스 (Mpa) | 2038 ± 85 | 2441 ± 113 | 2713 ± 149 |
연신율 (%) | 2.9 ± 0.4 | 2.4 ± 0.2 | 2.2 ± 0.3 |
실시예 7: 역 충격 강도의 비교
겔 코팅된 적층물의 역 충격 강도를 ASTM 표준 D-3029에 따라 측정하였다. 총 9 개의 시험을 각 샘플에 대해 수행하였고, 평균을 기록하였다. 폴리에스테르-폴리우레탄 혼성 겔 코팅이 통상적인 겔 코팅과 비교하여 더욱 우수한 역 충격 강도를 갖는다는 결과를 보여준다.
역 충격 시험 | 실시예 2 | 실시예 4 |
평균 균열 수 표준 편차 | 14.8 1.169 | 5.7 0.951 |
평균 균열 길이 cm (인치) 표준 편차 cm (인치) | 3.18 (1.25) 0.00 | 2.24 (0.88) 0.086 (0.034) |
평균 겔 코팅 두께 mm (밀) 표준 편차 (밀) | 0.58 (23.0) 0.008 (0.3) | 0.51 (20.0) 0.0 |
평균 총 두께 cm (인치) 표준 편차 cm (인치) | 1.04 (0.41) 0.030 (0.012) | 0.79 (0.31) 0.23 (0.09) |
본 발명이 상당히 자세하게 상기에 기재되어 있으나, 상기 상세는 예증의 목적을 위한 것이고 하기 청구범위에 기재된 바와 같은 발명의 사상 및 범위를 제한하는 것으로서 해석되지는 않는다. 상기에 인용된 모든 미국 특허 및 허여된 특허 출원은 본원에 참조로 도입된다.