방오성 폴리우레탄 코팅 document_id A220623042094

과거에는, 경질 표면(예를 들면 세라믹, 콘크리트, 석재, 조석재 및 목재)에 발유발수성 및 방오성을 부여하는 데에 있어서 다양한 플루오르화 화학 조성물이 사용되어 왔다. 특히 플루오르-함유 우레탄이 경질 표면 용도에 매우 적합한 것으로 판명되었는데, 왜냐하면 이것들은 장기 내구성, 균일한 발유발수성 및 방오성을 부여할 수 있기 때문이다. 그러나, 플루오르-함유 우레탄 코팅 조성물의 내후성이 특히 옥외 경질 표면 용도에서 중요하다. 일광-유도된 광분해가 조성물의 성능 수명을 예를 들면 단지 수개월로 단축시킬 수 있다. 발명의 요약 전술된 바와 같이, 경질 표면에 장기 발유발수성 및 방오성을 부여할 수 있는 조성물이 필요하다는 것을 알 것이다. 요약하자면, 본 발명은 한편으로는 둘 이상의 중합 단위로 이루어진 하나 이상의 우레탄 올리고머를 포함하는 화학 조성물을 제공한다. 올리고머는, (a) 하나 이상의 다작용성 이소시아네이트 화합물, (b) 하나 이상의 폴리올, (c) 플루오르화탄소 모노알콜, 임의적으로 치환된 장쇄 탄화수소 모노알콜, 및 이것들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 모노알콜, (d) 화학식 X-R1-Si-(Y)3를 갖는 하나 이상의 실란, 및 (여기서 X는 -NH2, -SH, -OH 또는 -NRH(여기서, R은 페닐, 직쇄 또는 분지쇄 지방족, 지환족 및 지방족 에스테르 기로 이루어진 군에서 선택됨)이고, R1은 알킬렌, 헤테로알킬렌, 아르알킬렌 또는 헤테로아르알킬렌 기이고, Y는 각각 독립적으로 히드록실이거나, 알콕시, 아실옥시, 헤테로알콕시, 헤테로아실옥시, 할로 및 옥심으로 이루어진 군에서 선택된 가수분해성 잔기이거나, 페닐, 지환족, 직쇄 지방족, 분지쇄 지방족으로 이루어진 군에서 선택된 비-가수분해성 잔기이되, 하나 이상의 Y는 가수분해성 잔기임) (e) 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 자외선(UV) 흡수제 및 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 장애아민 광안정화제(HALS)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 안정화제 의 반응 생성물을 포함한다. 또다른 한편으로는, 본 발명은, (a) 우레탄기를 포함하는 둘 이상의 중합 단위를 포함하며, (i) 하나 이상의 공유결합된 퍼플루오로알킬기 또는 하나 이상의 공유결합된 퍼플루오로헤테로알킬기 및 (ii) 하나 이상의 공유결합된 실릴기로 치환된 올리고머, 및 (b) 자외선 흡수제 및 HALS로 이루어진 군에서 선택된, 올리고머에 공유결합된 하나 이상의 안정화제 를 포함하는 화학 조성물을 제공한다. 하나 이상의 이소시아네이트-반응성 기를 포함하는 자외선 흡수제 및 HALS가 플루오르화 폴리우레탄에 공유결합되어 이것의 광분해-내성을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 놀랍게도, 이러한 안정화제는 플루오르화 폴리우레탄의 기타 원하는 특성을 손상시키지 않는다. 따라서 본 발명의 화학 조성물은 제오성을 부여하고, 내구성을 나타낼 뿐만 아니라, 증가된 광분해-내성 및 내후성도 제공한다. 따라서 본 발명의 화학 조성물은 경질 표면에 장기 발유발수성 및 방오성을 부여할 수 있는 조성물에 대한 해당 분야의 욕구를 충족시킨다. 또다른 한편으로는, 본 발명은 본 발명의 화학 조성물을 포함하는 코팅 조성물, 코팅 조성물로 코팅된 물품, 및 제오성을 기재 표면에 부여하는 방법을 제공한다. 정의 달리 언급이 없는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에서 사용된 하기 용어는 하기 의미를 갖는다. "아실옥시"는 라디칼 -OC(R)(여기서 R은 알킬, 알케닐 및 시클로알킬임)을 의미하며, 예를 들면 아세톡시, 3,3,3-트리플루오로아세톡시, 프로피오닐옥시 등이다. "알콕시"란 라디칼 -OR(여기서 R은 하기에서 정의된 알킬기임)을 의미하며, 예를 들면 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 등이다. "알킬"이란 1 내지 약 12 개의 탄소 원자를 갖는 선형 포화 1가 탄화수소 라디칼, 또는 3 내지 약 12 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 포화 1가 탄화수소 라디칼을 의미하며, 예를 들면 메틸, 에틸, 1-프로필, 2-프로필, 펜틸 등이다. "알킬렌"이란 1 내지 약 12 개의 탄소 원자를 갖는 선형 포화 2가 탄화수소 라디칼, 또는 3 내지 약 12 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 포화 2가 탄화수소 라디칼을 의미하며, 예를 들면 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 2-메틸프로필렌, 펜틸렌, 헥실렌 등이다. "아르알킬렌"이란 방향족기를 갖는 전술된 알킬렌 라디칼을 의미하며, 예를 들면 벤질, 피리딜메틸, 1-나프틸에틸 등이다. "섬유상 기재"란 합성 섬유로 이루어진 물질, 예를 들면 직물, 편물, 부직물, 카페트 및 기타 섬유, 및 천연 섬유로 이루어진 물질, 예를 들면 면, 종이 및 피혁을 의미한다. "플루오르화탄소 모노알콜"이란 하나의 히드록실기 및 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로헤테로알킬 기를 갖는 화합물을 의미하며, 예를 들면 C4F9SO2N(CH3)CH2CH2OH, C4F9CH2CH2OH, C2F5O(C2F4O)3CF2CONHC2H4OH, c-C6F11CH2OH 등이다. "할로"란 플루오로, 클로로, 브로모 또는 요오도, 바람직하게는 플루오로 및 클로로를 의미한다. "경질 기재"란 본연의 형상을 유지하는 임의의 경질 물질, 예를 들면 유리, 세라믹, 콘크리트, 천연 석재, 목재, 금속, 플라스틱 등을 의미한다. "헤테로아실옥시"란 본질적으로, 하나 이상의 헤테로원자(예를 들면 산소, 황 및/또는 질소)를 R기 내에 함유할 수 있는, 존재하는 탄소 원자의 총 개수가 50 개 이하일 수 있는, 전술된 의미의 아실옥시를 의미하며, 예를 들면 CH3CH2OCH2CH2C(O)O-, C4H9OCH2CH20CH2CH2C(O)O-, CH3O(CH2CH2O)nCH2CH2C(O)O- 등이다. "헤테로알콕시"란 본질적으로, 하나 이상의 헤테로원자(예를 들면 산소, 황 및/또는 질소)를 알킬쇄 내에 함유할 수 있는, 존재하는 탄소 원자의 총 개수가 50 개 이하인 전술된 의미의 알콕시를 의미하며, 예를 들면 CH3CH2OCH2CH2O-, C4H9OCH2CH20CH2CH2O-, CH3O(CH2CH2O)nH 등이다. "헤테로알킬"이란 본질적으로, 하나 이상의 헤테로원자(예를 들면 산소, 황 및/또는 질소)를 알킬쇄 내에 함유할 수 있고 이러한 헤테로원자들이 하나 이상의 탄소에 의해 서로 분리된, 전술된 의미의 알킬을 의미하며, 예를 들면 CH3CH2OCH2CH2-, CH3CH2OCH2CH2OCH(CH3)CH2-, C4F9CH2CH2SCH2CH2- 등이다. "헤테로알킬렌"이란 본질적으로, 하나 이상의 헤테로원자(예를 들면 산소, 황 및/또는 질소)를 알킬렌쇄 내에 함유할 수 있고 이러한 헤테로원자들이 하나 이상의 탄소에 의해 서로 분리된, 전술된 의미의 알킬렌을 의미하며, 예를 들면 -CH2OCH2O-, -CH2CH20CH2CH2-, CH2CH2N(CH3)CH2CH2-, -CH2CH2SCH2CH2- 등이다. "헤테로아르알킬렌"이란 카테나(catenated) 산소, 황 및/또는 질소 원자를 가질 수 있는, 전술된 의미의 아르알킬렌 라디칼을 의미하며, 예를 들면 페닐렌옥시메틸, 페닐렌옥시에틸, 벤질렌옥시메틸 등이다. "장쇄 탄화수소 모노알콜"이란 포화되거나, 불포화되거나, 방향족일 수 있는, 임의적으로는 하나 이상의 염소, 브롬, 트리플루오로메틸 또는 페닐기로 치환될 수 있는, 10 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 탄화수소기 및 하나의 히드록실기를 갖는 화합물을 의미하며, 예를 들면 CH3(CH2)10CH20H, CH3(CH2)14CH2OH 등이다. "올리고머"란 단지 소수의(예를 들면 2 내지 약 20 개의) 반복 (중합) 단위로 이루어진 중합체 분자를 의미한다. "퍼플루오로알킬"이란 본질적으로, 알킬 라디칼의 모든 또는 본질적으로 모든 수소 원자가 플루오르 원자로 대체되고 탄소 원자의 개수가 바람직하게는 2 내지 약 6 개인 전술된 의미의 알킬을 의미하며, 예를 들면 퍼플루오로프로필, 퍼플루오로부틸, 퍼플루오로헥실 등이다. "퍼플루오로알킬렌"이란 본질적으로, 알킬렌 라디칼의 모든 또는 본질적으로 모든 수소 원자가 플루오르 원자로 대체된 전술된 의미의 알킬렌을 의미하며, 예를 들면 퍼플루오로프로필렌, 퍼플루오로부틸렌, 퍼플루오로옥틸렌 등이다. "퍼플루오로헤테로알킬"이란 본질적으로, 헤테로알킬 라디칼의 모든 또는 본질적으로 모든 수소 원자가 플루오르 원자로 대체되고 탄소 원자의 개수가 3 내지 약 100 개인 전술된 의미의 헤테로알킬을 의미하며, 예를 들면 CF3CF2OCF2CF2-, CF3CF2O(CF2CF2O)3CF2CF2-, C3F7O(CF(CF3)CF2O)mCF(CF3)CF2-(여기서 m은 약 10 내지 약 30 임) 등이다. "퍼플루오로헤테로알킬렌"이란 본질적으로, 헤테로알킬렌 라디칼의 모든 또는 본질적으로 모든 수소 원자가 플루오르 원자로 대체되고 탄소 원자의 개수가 3 내지 약 100 개인 전술된 의미의 헤테로알킬렌을 의미하며, 예를 들면 -CF2OCF2-, CF2O(CF2O)n(CF2CF2O)mCF2- 등이다. "퍼플루오르화 기"란 탄소와 결합한 모든 또는 본질적으로 모든 수소 원자가 플루오르 원자로 대체된 유기 기를 의미하며, 예를 들면 퍼플루오로알킬, 퍼플루오로헤테로알킬 등이다. "다작용성 이소시아네이트 화합물"이란 다가 유기 기와 결합한 둘 이상의 이소시아네이트기 -NCO를 함유하는 화합물을 의미하며, 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 비우레트, 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 등이다. "폴리올"이란 분자당 평균 약 2개 이상의 1차 또는 2차 히드록실기를 갖는 유기 화합물 또는 중합체를 의미하며, 예를 들면 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,6-헥산디올 등이다. "폴리알킬실록산 디올"이란 2개의 히드록실기, 및 구조가 -(Si(R)2O)-인 반복 단위를 갖는 분자를 의미하며, 예를 들면 HOR[Si(CH3)2O)]nSiROH(여기서 R은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 알킬임)이다. "폴리아릴실록산 디올"이란 2개의 히드록실기, 및 구조가 -(Si(Ar)2O)-인 반복 단위를 갖는 분자를 의미하며, 예를 들면 HOR[Si(C6H5)2O)]SiROH(여기서 R은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄 알킬임)이다. "발오성"이란 오일 및/또는 물에 의한 습윤 및/또는 입자상 오염물의 부착에 대한, 표면처리된 기재의 내성의 척도이다. 발오성을 후술되는 시험 방법으로 측정할 수 있다. "방오성"이란, 얼룩 또는 오염의 측면에서, 표면처리된 기재가 얼룩 또는 오염물과 접촉시, 각각 얼룩 및/또는 오염을 회피하는 기재의 능력의 척도이다. "제오성"이란 세정 또는 세탁에 의해 오염물 및/또는 얼룩을 제거할 수 있게 하는 표면처리된 기재의 능력의 척도이다. "실란기"란 하나 이상의 가수분해성 기와 결합한 규소를 포함하는 기, 예를 들면 -Si(OCH3)3, -Si(OOCCH3)2CH3, -Si(Cl)3 등을 의미한다.