KR100534152B1 - 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 우레탄 수지 제조 후, 일부 비닐 모노머와 혼합하여 3가 아민으로 중화시킨 후, 물을 수지에 첨가하여 수분산시키고, 쇄연장제를 첨가하여 일부 이소시아네이트를 쇄연장시키며, 유화제를 사용하지 않고 비닐 모노머와 개시제를 첨가하여 공중함함을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 수분산 수지는 기존 방법에 비해 제조 시간과 손실 수지량과 제조 설비, 세척 용제량 등의 생산 작업성 측면에서 보다 간단하게 제조될 수 있으며, 제조 경비 측면에서 더 저렴하면서 동시에 기존 방법에 의해 제조된 수분산 수지와 열저장성, 내수성 및 연필 경도 등의 물성은 거의 동등한 결과를 얻을 수 있다.

Description

우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조 방법
본 발명은 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조 방법에 관한 것으로, 우레탄 수지 제조 후, 일부 비닐 모노머와 혼합하여 3가 아민으로 중화시킨 후, 물을 수지에 첨가하여 수분산시키고, 쇄연장제를 첨가하여 일부 이소시아네이트를 쇄연장시키며, 유화제를 사용하지 않고 비닐 모노머와 개시제를 첨가하여 공중함함을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법에 관한 것이다.
우레탄-아크릴 수분산 수지는 우레탄과 아크릴의 공중합에 의해서 제조되며, 단순 브랜드보다 우수한 물성을 갖는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 특히, 수지의 수분산 방법에 관한 것으로, 수분산 방법은 일반적으로 두 가지로 나뉘어진다.
첫째는 수지에 물을 첨가하는 방법으로, 저분자량의 수지를 수분산시키는 제조 방법으로서, 주로 아크릴 수분산물이나 에폭시 수분산, 폴리에스테르 수분산 등에 사용되나, 우레탄 수분산에는 거의 적용되지 않는 방법이다. 그 이유는 미반응 디이소시아네이트가 물과 반응하는 것을 최소화하기 위함인데, 수지에 물을 투입할 경우, 분산시간이 길어져서 물과 반응하기 쉬워지며, 또한 분산 효율도 좋지 않기 때문이다.
둘째는 물에 수지를 첨가하는 방법으로, 반응성기를 갖는 수지를 물에 고속 교반하여 물과의 반응성을 줄이는 목적으로 사용되거나 수분산하기 어려운 수지를 물리적인 교반으로 분산시킬 때 사용되는 방법이다. 이 방법은 수지에 물를 첨가하는 방법보다 수분산 효율이 좋은 장점이 있다. 그러나, 어느 정도의 점성을 갖는 수지를 물에 첨가함으로써 수지가 든 탕관 (Kettle) 내부 벽에 고점도의 수지가 붙어서 전량 적하되지 못하여 수지의 손실을 피할 수 없으며, 고속 교반이 가능한 탕관이 필요하여 제조 경비가 많이 들게 된다.
아크릴-우레탄 수지의 수분산 방법은 이소시아네이트 관능기가 물과 반응하는 반응성을 줄이기 위해, 상기 언급한 둘째 방법인 물에 수지를 투입하여 고속 교반하는 방법을 사용하는 것이 일반적인 방법이다. 이와 같은 제조법은 몇몇 특허에 기술되어 있는데, 미국특허 제 5,137,961호에서는 우레탄 수지를 수분산할 때, 아민으로 중화한 후, 수지를 물에 투입하면서 수분산시키고, 대부분의 이소시아네이트를 쇄연장제와 반응시키는 방법을 기술하고 있다. 이 제조법은 이소시아네이트를 갖는 수지에서 일반적으로 사용하는 방법으로, 미국특허 제 4,730,021호, 제 5,071,904호, 제 5,173,526호 및 제 5,314,942호에서도 언급되어 있다. 아크릴-우레탄 수지를 물에 투입하여 수분산 수지를 제조하는 방법은 미국특허 제 4,318,833호에 언급되어 있는데, 상기 특허의 수지는 수분산 전에 이미 이소시아네이트가 완전히 반응한 상태이기 때문에 물과의 반응성을 고려할 필요가 없으므로, 수지를 물에 첨가하여 수분산시키는 것이 당연한 것이다.
그러나, 본 발명의 수분산 수지는 수분산 전에 미반응 이소시아네이트 활성기가 존재하며, 상기 방법과 같이 물에 수지를 투입하는 방법을 사용하면 상술한 바와 같은 단점이 발생되는 바, 적절하지 못하다.
이에, 본 발명자들은 이소시아네이트와 물의 반응으로 생성되는 우레아 생성물과 이소시아네이트와 아민 쇄연장제의 반응으로 생성되는 우레아 생성물의 혼합물의 적절한 비를 조절함으로써, 수지의 최종 물성에 상당히 큰 영향을 주며, 아크릴 중합 단계의 합성 안정성에도 민감한 영향을 준다는 사실을 확인하였고, 이러한 이유로 의도적으로 수지에 물을 첨가함으로써 제조하는 방법을 택하여 다양한 물성의 수지를 제조함과 동시에 통상의 방법보다 제조 경비를 절감할 수 있는 제조방법을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 경비 및 설비비가 적게 드는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 우레탄-아크릴 수분산 수지의 방법은 하나 또는 그 이상의 비닐 모노머를 함유하며, 폴리이소네이트, 분자량이 500∼3,000인 폴리올 및 적어도 두 개 이상의 수산기를 가지며 하나의 카르복시기를 갖는 화합물로 이루어진 음이온 우레탄 수지를 3가 아민으로 중화시킨 후, 0∼90℃의 온도에서 상기 수지에 상온의 물을 첨가하여 수분산시키고, 미반응 이소시아네이트의 당량비에 따라, 50∼90%의 쇄연장제를 첨가하며, 비닐 모노머 및 개시제를 혼합하여 중합하는 것으로 이루어진다.
이렇게 제조된 수지는 일반적으로 물에 수지를 투입하는 방법, 즉 미반응 이소시아네이트와 물과의 반응성을 줄이기 위해 고속 교반하고, 상온 정도의 저온에서 수분산시켜 대부분의 이소시아네이트를 쇄연장제와 반응시켜 생성되는 수지 제조방법과는 구별되며, 생성된 수지의 수분산 안정성과 물성에도 상당한 차이가 있다.
본 발명은 우레탄 수분산 수지와 아크릴 수지로 구성되며, 유화제를 사용하지 않는 수분산 수지의 제조방법에 관한 것으로 하기와 같은 방법에 의해 제조됨을 특징으로 한다.
a) 이소시아네이트기를 갖는 음이온 우레탄 수지를 3가 아민 중화제로 중화한 후, 수지에 물을 첨가하여 수분산시킨다.
b) 물을 첨가한 후, 미반응 이소시아네이트의 함량에 따라, 쇄연장제를 첨가한다.
c) 비닐 모노머와 개시제를 혼합하여 중합한다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 음이온 우레탄 수지는 하기와 같은 구성물로 이루어짐을 특징으로 한다.
전체 우레탄-아크릴 수지에 대하여,
a) 폴리이소시아네이트
b) 분자량이 500∼3,000인 폴리올
c) 적어도 두개 이상의 수산기를 가지며, 하나 이상의 카르복시기를 갖는 화합물.
본 발명의 방법으로 제조되는 수분산물은 전체 고형분이 15∼60%가 되도록 80℃ 이하의 온도에서 물을 첨가하여 제조된다. 본 발명에서는 의도적으로 물과의 반응물을 유도하기 때문에, 상기 온도는 40℃ 이하로 조절될 필요가 없다.
아민 중화제로는 암모니아, 트리에틸아민 및 디메틸에탄올아민로 이루어진 군으로부터 선택된되며, 그 사용량은 산 당량비의 20∼200%가 바람직하다. 만일, 상기 아민 중화제의 사용량이 산 당량비의 20% 미만일 경우, 수분산이 양호하지 못한 문제가 발생하며, 200%를 초과할 경우, 수분산 입자가 작아져 아크릴 중합이 양호하게 되지 못하는 문제가 발생한다.
그 후, 물이 첨가되면서 수분산이 진행되며, 이때 일부의 이소시아네이트는 물과 반응하여 우레아를 형성하는데, 물의 투입시간과 투입온도를 조절함으로써, 우레아 생성도를 조절할 수 있다. 바람직한 물의 투입시간은 1∼30분 이며, 투입온도는 0∼90℃이다. 상기 투입시간이 1분 미만이면, 수분산 입자를 형성하지 못하는 문제가 있고, 30분을 초과하면 이소시아네이트가 전량 물과 반응하는 문제가 있으며, 상기 투입온도가 0℃ 미만이면, 점도가 높아지는 문제가 있고, 90℃를 초과하면 물과 이소시아네이트가 빠르게 반응하는 문제가 있다.
또한, 물과의 반응성은 보통 이소시아네이트의 종류에 따라 반응 속도가 달라지게 된다. 상기 이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트, 4,4-비스 이소시아네이토 사이클로헥실메탄, 테트라메틸자이릴렌 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되나, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트의 경우 단독으로 사용하면, 물과의 반응성이 상당히 빨라서 안정한 수분산을 얻기가 어려우므로, 기타 다른 이소시아네이트와 혼합 사용하여야 한다. 이와 같은 혼합 사용으로 물과의 반응성 조절이 가능하며, 다양한 물성의 수지를 제조할 수 있다.
수지에 물을 첨가하여 수분산시킨 후, 쇄연장제를 첨가하여 물과 반응하고 남은 이소시아네이트를 쇄연장시킨다. 상기 쇄연장제는 적어도 두 개 이상의 반응기를 갖는 1가 또는 2가 디아민 또는 1가 또는 2가의 디알콜이 사용될 수 있으며, 이소시아네이트의 당량비에 따라, 50∼90%의 쇄연장제를 첨가한다. 그러나, 미반응 이소시아네이트가 모두 물과 반응한 시스템에서는 쇄연장제를 첨가하지 않는다. 통상적으로 사용되는 쇄연장제로는 하이드라진, 디에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 트리아민, 프로필렌 디아민, 부틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민 등의 아민과 디에틸렌 글라이콜, 에틸렌 글라이콜 등의 디알콜 종류가 사용될 수 있다. 특히, 쇄연장제 첨가 이전에 물의 첨가에 의해 10∼90%의 당량비가 물과의 반응에 의해 쇄연장된다. 물과 디이소시아네이트의 반응한 정도는 이소시아네이트 함량을 적정하여 측정할 수 있다.
반응 온도에 따라 이소시아네이트와 물과의 반응성이 달라지게 되는데, 통상적으로 물에 수지를 투입하는 경우는 이소시아네이트의 반응성을 최소화하기 위해 40℃ 이하의 온도로 내린 후 수분산을 진행한다. 그러나, 본 발명에서는 의도적으로 물과의 반응성을 유도하기 때문에, 40℃ 이하로 조절할 필요가 없다. 일반적으로 이소시아네이트의 종류에 따라 반응성이 다르지만, 일반적으로 80℃, 바람직하게는 60℃ 이하로 조절하여 물을 투입한다. 이러한 보다 높은 온도에서 수분산시키는 방법은 저온도에서의 방법보다 수분산성이 좋으며, 고점도 수지의 분산시에도 분산 효율이 좋은 이점이 있다.
비닐 모노머는 통상적으로 사용되는 스타이렌, 아크릴레이트 모노머가 사용될 수 있다. 특히, 우레탄과 아크릴을 공중합시키는 가교제 역할의 모노머는 적어도 하나 또는 그 이상의 하이드록시기를 가지며, 동시에 불포화기를 갖는 아크릴 모노머 또는 아크릴 올리고머가 사용될 수 있다.
음이온 우레탄 수지의 수분산 자리로 작용하는 카르복시기의 도입은 적어도 두 개 이상의 수산기를 가지며 하나의 카르복시기를 갖는 화합물의 도입으로 형성되며, 이러한 물질로는 디메틸프로피오닉 산, 디메틸부타노익 산 등이 있다.
개시제로는 통상의 수용성 또는 유용성 개시제가 사용되며, 반응 온도가 60 ∼85℃ 이내에서 사용될 수 있는 개시제는 모두 적용될 수 있다. 이러한 개시제로는 APS (Ammonium persulfate), KPS (Potasium persulfate), SPS (sodium persulfate), AIBN (Azoisobutylonitrile), BPO (Benzoil peroxide) 등이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 하기 실시예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기에는 본 발명의 특징인 수분산 방법, 즉, 수지에 물을 투입하여 제조하는 방법과 기존 방법인 물에 수지를 투입하는 방법을 구별하여 수지를 제조한 후, 각각의 물성과 제조상의 장·단점을 나타내었다.
비교예 1∼7
수분산 수지를 물에 첨가하는 방법
하기 표 1과 같은 조성으로 우레탄-아크릴 수지를 제조하였다. 간략하면, 온도계가 장치된 2000ml 3구 플라스크에 FOMREZ 55-66, DMPA (Dimethyl propionic acid), NMP (N-methyl pyrolidone), 폴리이소시아네이트, DBTDL (dibutyltin dilaurate)을 투입하고, 온도를 90℃로 승온한다. 2시간 후, NCO%를 측정하여 7.3% 이내에 해당되면, BA (부틸아크릴레이트)와 HEMA (2-하이드록시에틸 메타크릴레이트)를 투입하고 온도를 70℃로 낮춘다. 그 후, 1시간동안 반응시킨 후, NCO%를 측정하여 4.5% 이내이면 TEA (Triethyl amine)를 투입하여 중화시킨다. 약 30분 후에 온도를 40℃로 내린 후, 플라스크 내부의 수지를 물이 담긴 플라스크에 서서히 투입하면서 고속 교반시킨다. 이때의 교반속도는 1,000∼1,500 rpm이다. 만일 내부의 수지가 고점도일 경우, 수지의 손실이 많아지며 보통 10% 정도의 손실은 감수해야 한다. 수지를 모두 투입한 후, 즉시 ED (에틸렌 디아민)를 투입한다. 1시간 정도 유지시킨 후, 분산된 수분산 수지를 다시 플라스크에 담고 다른 용기에 SPS, BA, MMA (메틸메타크릴레이트) 및 물을 혼합하여 프리에멀젼 (pre-emulsion)을 제조하고, 이를 플라스크에 2시간에 걸쳐 투입한다. 이때의 반응 온도는 75∼80℃로 유지한다. 반응을 종결시킨 후, TEA를 투입하여 중화시키고, pH를 8.0∼8.5로 조절한다. 중화제를 투입한 후, 30분 정도 유지시킨 다음 온도를 상온으로 내리고 400 메쉬 (mesh)로 필터 (filter)한다.
결과적으로 제조된 수분산 수지는 고형분이 40% 정도이며, 산가는 12∼13, 점도는 50∼250 cps이다.
물질 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
HDI 18.5 18.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
IPDI 27.8 0.0 27.1 24.1 0.0 0.0 0.0
DESMODUR1) 0.0 0.0 28.3 0.0 28.1 59.6 0.0
TMXDI2) 0.0 30.1 0.0 29.6 29.3 0.0 55.7
FOMREZ55-663) 61.8 61.5 60.2 60.4 59.7 59.6 59.8
DMPA 12.4 12.3 12.0 12.1 11.9 11.9 12.0
NMP 12.4 12.3 12.0 12.1 11.9 11.9 12.0
DBTDL 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
HEMA 6.2 6.1 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
BA 30.9 30.7 30.1 30.2 29.9 29.8 29.9
TEA 9.4 9.3 9.2 9.2 9.1 9.1 9.1
DIW (탈이온수) 220.3 221.9 229.9 230.1 233.6 233.4 234.2
ED 4.3 4.2 4.2 4.2 4.1 4.1 4.1
SPS 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
BA 102.0 101.4 99.3 99.6 98.6 98.1 98.8
MMA 136.0 135.3 132.5 132.8 131.4 140.1 131.7
TEA 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
물 348.8 347.3 340.0 340.0 337.2 327.2 337.5
전체 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0
NCO/OH 당량비 1.60 1.60 1.61 1.60 1.60 1.61 1.60
고형분(%) 40.0 40.1 40.1 39.9 40.0 40.1 39.9
산가(mgKOH/g) 12.9 12.8 12.6 12.6 12.5 12.4 12.6
PU/Acry비(%) 45.4 46.2 49.2 48.5 50.1 51.0 49.4
* 1) DESMODUR W: Bayer사 제품명 (디이소시아네이트)
* 2) TMXDI: CYETC 사 제품
* 3) FOMREZ 55-66 : WITCO사 제품, 분자량 2000 (폴리에스테르 폴리올)
HDI: 헥사메틸렌 디이소시아네이트
IPDI: 이소포론 디이소시아네이트
실시예 1∼7
물을 수분산 수지에 첨가하는 방법
하기 표 2와 같은 조성으로 우레탄-아크릴 수지를 제조하였다. 간략하면, 온도계가 장치된 2000ml 3구 플라스크에 FOMREZ 55-66, DMPA, NMP, 폴리이소시아네이트, DBTDL을 투입하고, 온도를 90℃로 승온한다. 2시간 후, NCO%를 측정하여 7.3% 이내에 해당되면 BA와 HEMA를 투입하고 온도를 70℃로 낮춘다. 그 후 1시간동안 반응시킨 후, NCO%를 측정하여 4.5% 이내이면 TEA를 투입하여 중화시킨다. 약 30분 후 물을 10분간에 걸쳐 투입하고, 30분 후에 ED를 투입한다. 물을 투입하면 저점도 상태에서 고점도 상태를 거쳐 다시 저 점도 상태를 유지하며, ED 투입 후에 다시 점도가 소폭 상승한다. 그 후 1시간 정도 유지시킨 다음, SPS, BA, MMA, 물을 혼합하여 프리에멀젼을 제조하고, 이를 플라스크에 2시간에 걸쳐 투입한다. 이때의 반응 온도는 75∼80℃로 유지한다. 반응을 종결시킨 후, TEA를 투입하여 중화시키고, pH를 8.0∼8.5로 조절한다. 중화제를 투입한 후 30분 정도 유지한 다음, 온도를 상온으로 내린 후 400 메쉬로 필터한다.
이렇게 제조된 수분산 수지는 고형분이 40% 정도이며, 산가는 12∼13, 점도는 50∼250 cps이다.
물질 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
HDI 18.5 18.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
IPDI 27.8 0.0 27.1 24.1 0.0 0.0 0.0
DESMODURW1) 0.0 0.0 28.3 0.0 28.1 59.6 0.0
TMXDI2) 0.0 30.1 0.0 29.6 29.3 0.0 55.7
FOMREZ55-663) 61.8 61.5 60.2 60.4 59.7 59.6 59.8
DMPA 12.4 12.3 12.0 12.1 11.9 11.9 12.0
NMP 12.4 12.3 12.0 12.1 11.9 11.9 12.0
DBTDL 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
HEMA 6.2 6.1 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
BA 30.9 30.7 30.1 30.2 29.9 29.8 29.9
TEA 9.4 9.3 9.2 9.2 9.1 9.1 9.1
DIW 220.3 221.9 229.9 230.1 233.6 233.4 234.2
ED 4.3 4.2 4.2 4.2 4.1 4.1 4.1
SPS 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
BA 102.0 101.4 99.3 99.6 98.6 98.1 98.8
MMA 136.0 135.3 132.5 132.8 131.4 140.1 131.7
TEA 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
DIW 348.8 347.3 340.0 340.0 337.2 327.2 337.5
TOTAL 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0
NCO/OH 당량비 1.60 1.60 1.61 1.60 1.60 1.61 1.60
고형분(%) 40.0 40.1 40.1 39.9 40.0 40.1 39.9
산가(mgKOH/g) 12.9 12.8 12.6 12.6 12.5 12.4 12.6
PU/Acry비(%) 45.4 46.2 49.2 48.5 50.1 51.0 49.4
* 1) DESMODUR W : Bayer사 제품명 (디이소시아네이트)
* 2) TMXDI : CYETC사 제품
* 3) FOMREZ 55-66 : WITCO사 제품, 분자량 2000 (폴리에스테르 폴리올)
이상, 비교예 및 실시예에서 살펴본 상기 두 가지 방법에 의한 우레탄-아크릴 수분산 수지 제조의 장단점을 하기 표 3에 간략히 나타내었다.
항목 실시예 1∼7 비교예 1∼7
제조시간 9시간 11시간
손실된 수지량 없음 10%-15%
제조설비 1 뱃치(BATCH) 2 뱃치
세척용제량 100㎖ 세척용제 (1 뱃치) 200㎖ 세척용제 (2 뱃치)
기존의 방법 (비교예 1∼7, 수지를 물에 투입하는 방법)은 제조 시간과 손실 수지량과 제조 설비, 세척 용제량 등의 생산 작업성 측면에서 보다 복잡하며, 제조 경비 측면에서 약 1.5배 정도 (수분산시키는 탕관, 최소 20%의 추가 제조시간 및 탕관 내부에 잔존하는 수지의 세척을 위한 과량의 용제를 고려)의 경비가 더 사용됨을 알 수 있다.
상기 비교예 1∼7 및 실시예 1∼7의 제조 방법으로 제조된 수지들의 기본적인 물성 결과를 하기 표 4에 요약하여 나타내었다.
물질 실시예1 비교예1 실시예2 비교예2 실시예3 비교예3 실시예4 비교예4 실시예5 비교예5 실시예6 비교예6 실시예7 비교예7
점도(cps) 204 225 195 210 178 192 164 186 75 92 106 128 87 106
입자경(nm) 160 174 146 152 142 149 129 141 108 121 123 130 106 112
열저장성1) △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
내수성2) × × △ △ ○ ○ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○
연필경도3) HB HB HB HB B B B B HB HB B B B B
1) 열저장성: 500ml 유리병에 250ml를 담고, 60℃에서 10일동안 저장한 후 외관 상태를 관찰하여 측정하였다.
2) 내수성: 유리판에 100㎛ 두께로 필름을 제조하여 완전히 건조시킨 후 물을 1ml 점적하여 흡수 및 외관 상태를 관찰하였다.
3) 연필 경도: 유리판에 100㎛ 두께로 필름을 제조하여 완전히 건조시킨 후 연필 경도를 측정하였다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 수분산 수지는 점도 측면에서 기존 방법보다 20 cps정도 낮게 제조되었고, 입자경 또한 10nm 정도 작았다. 그 외, 열저장성, 내수성, 연필 경도 등의 물성은 거의 동등한 결과를 보였다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 수분산 수지는 기존 방법, 즉 물에 수지를 첨가하여 수분산시키는 방법에 비해 제조 시간과 손실 수지량과 제조 설비, 세척 용제량 등의 생산 작업성 측면에서 보다 간단하게 제조될 수 있으며, 제조 경비 측면에서 더 저렴하면서 동시에 기존 방법에 의해 제조된 수분산 수지와 열저장성, 내수성 및 연필 경도 등의 물성은 거의 동등한 결과를 얻을 수 있어 산업상 유용하다.

Claims (4)

  1. 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법에 있어서, 하나 또는 그 이상의 비닐 모노머를 함유하며, 폴리이소시아네이트, 분자량이 500∼3,000인 폴리올 및 적어도 두 개 이상의 수산기를 가지며 하나의 카르복시기를 갖는 화합물로 이루어진 음이온 우레탄 수지를 3가 아민으로 중화시키는 단계;
    0∼90℃의 온도에서 상기 수지에 상온의 물을 첨가하여 수분산시키는 단계;
    미반응 이소시아네이트의 당량비에 따라, 50∼90%의 쇄연장제를 첨가하는 단계; 및
    비닐 모노머 및 개시제를 혼합하여 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 유화제를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이소시아네이트는 쇄연장제의 첨가 이전에 물의 첨가에 의해 최소한 10∼90%의 당량비가 물과의 반응에 의해 쇄연장됨을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 4,4-비스이소시아네이토사이클로헥실메탄 및 테트라메틸자이릴렌 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되며, 상기 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트는 다른 이소시아네이트와 반드시 혼합사용됨을 특징으로 하는 우레탄-아크릴 수분산 수지의 제조방법.
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