KR100541993B1 - A water-based acryl polyurethan binder for leather and a manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

수평균 분자량 800 - 6000, 하이드록실가 55 - 210 의 아크릴 폴리올과 폴리이소시아네이트 및 카르복시기 함유 디올 및 트리올을 반응시켜 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 예비중합체를 얻고, 이를 가교제로 쇄연장하여 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더를 제조하는 방법을 제공한다. A water-based acrylic polyurethane prepolymer for leather is obtained by reacting an acrylic polyol having a number average molecular weight of 800 to 6000 and a hydroxyl value of 55 to 210 with a polyisocyanate and a carboxyl group-containing diol and triol, which is chain-extended with a crosslinking agent to be a water-based acrylic for leather. Provided is a method of making a polyurethane binder.

이러한 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더는 천연피혁, 섬유용 바인더로 사용시 터치감도, 접착력, 은폐력 특성이 특히 우수하며, 마모성과 내수성, 그리고 안료 혼화성이 우수하다. The water-based acrylic polyurethane binder for leather is particularly excellent in touch sensitivity, adhesive strength, hiding power characteristics when used as a binder for natural leather and fibers, and has excellent wear and water resistance and pigment miscibility.

Description

피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더 및 이의 제조 방법{A WATER-BASED ACRYL POLYURETHAN BINDER FOR LEATHER AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}Aqueous acrylic polyurethane binder for leather and manufacturing method therefor {A WATER-BASED ACRYL POLYURETHAN BINDER FOR LEATHER AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평균 분자량 800 - 6000, 하이드록실가 55 - 210 의 아크릴 폴리올과 폴리이소시아네이트 및 카르복시기 함유 디올 및 트리올을 반응시킨 후, 이를 가교제를 이용하여 쇄연장시키는 방법으로 제조되는 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더에 관한 것이다. The present invention relates to an aqueous acrylic polyurethane binder for leather, and more particularly, after reacting an acrylic polyol having a number average molecular weight of 800 to 6000 and a hydroxyl number of 55 to 210 with a polyisocyanate, a carboxyl group-containing diol and a triol, It relates to a water-based acrylic polyurethane binder for leather produced by a method of chain extension using a crosslinking agent.

최근 수년동안, 코팅 기술 발전에 있어서 생태학적 요인과 정부 규제 방침이 중요한 역할을 했다. 중요한 환경 문제는 코팅 조성물에 흔히 사용되는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 감소시키거나 또는 더 나아가서는 완전히 제거하는 방법에 관한것이다. 이와 같은 문제로 인해서 최근 코팅 기술 발전에서는 수계 및 분말 코팅물에 대한 관심이 고조되고 있다. 상기 코팅물의 예로는 수분산성 우레탄, 아크릴, 알키드 및 에폭시 수지가 있다. In recent years, ecological factors and government regulatory policies have played an important role in the development of coating technology. An important environmental issue relates to methods of reducing or even completely removing volatile organic compounds (VOCs) commonly used in coating compositions. Due to these problems, interest in waterborne and powder coatings is increasing in recent coating technology developments. Examples of such coatings are water dispersible urethanes, acrylics, alkyds and epoxy resins.

폴리우레탄은 탁월한 특성 때문에 코팅 산업에 있어서 매우 중요하다. 최근에는, 2 성분 수계 폴리우레탄 시스템이 다양한 코팅용도로 개발되어 왔으며, 이 중 열가소성 폴리우레탄 아크릴 하이브리드 분산액이 상당한 관심을 받아 왔다. 하이브리드 분산액은 순수한 우레탄 분산액 또는 순수한 아크릴 분산액과 비교할 때 혼합비에 따라 그 특성을 용이하게 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 그러나, 단순히 아크릴 분산액과 우레탄 분산액을 혼련한 우레탄-아크릴 하이브리드 분산액은 코팅용으로 사용시 접착력등 물리적특성이 미흡하고, 특히 피혁용으로 사용할 경우, 원재료인 피혁표면에 발생한 흠집을 가려줌으로서 피혁의 가치를 유지시켜주는 은폐력이 낮으며, 특히 피혁을 의류에 사용시 문제가 되는 사용자의 터치감도가 좋지 않은 문제가 있다. Polyurethanes are very important in the coatings industry because of their excellent properties. Recently, two-component aqueous polyurethane systems have been developed for various coating applications, of which thermoplastic polyurethane acrylic hybrid dispersions have received considerable attention. Hybrid dispersions have the advantage that their properties can be easily adjusted according to the mixing ratio as compared to pure urethane dispersions or pure acrylic dispersions. However, the urethane-acrylic hybrid dispersion simply kneading the acrylic dispersion and the urethane dispersion has insufficient physical properties such as adhesion when used for coating, and especially when used for leather, hides scratches on the surface of the raw material, which is the value of leather. The hiding power to maintain the low, there is a problem that the touch sensitivity of the user, which is a problem when using the leather in particular clothing is not good.

상기와 같은 이유로 우레탄 아크릴 하이브리드를 단순히 혼련한 분산액의 물리, 화학적 특성을 개선하기 위한 기법들이 개발되어 왔다.For these reasons, techniques have been developed to improve the physical and chemical properties of dispersions that are simply kneaded urethane acrylic hybrids.

미국특허 제5,173,526호는 (a) 카르복시 함유 수분산성 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 예비중합체를 제조하고, (b) 비닐 단량체 혼합물을 이 카르복시 함유 수분산성 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 예비중합체에 첨가하여 예비중합체/단량체 혼합물을 제조한 후, (c) 3급 아민을 상기 예비중합체/단량체 혼합물에 첨가하고, (d) 상기 예비중합체/단량체 혼합물을 물에 분산시키고, (e) 유용성(油容性) 자유 라디칼 개시제 및 연쇄 확장제를 상기 수성 분산물에 첨가하고, (f) 연쇄확장 반응을 완료시킨 후, 상기 수성 분산액을 가열해서 비닐 단량체를 중합반응 시킴으로써 수성 폴리우레탄-비닐 중합체 (하이브리드) 코팅 조성물을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 하이브리드에 적절한 비닐 단량체의 다양한 예로는 아크릴산 또는 메타크릴산의 저급 알킬(C1-C6) 에스테르를 들고 있다.U.S. Patent 5,173,526 discloses (a) preparing a carboxy containing water dispersible isocyanate terminated polyurethane prepolymer, and (b) adding a vinyl monomer mixture to this carboxy containing water dispersible isocyanate terminated polyurethane prepolymer to provide a prepolymer / monomer mixture. After preparation, (c) tertiary amine is added to the prepolymer / monomer mixture, (d) the prepolymer / monomer mixture is dispersed in water, and (e) oil soluble free radical initiators and chains. A method of preparing an aqueous polyurethane-vinyl polymer (hybrid) coating composition is disclosed by adding an extender to the aqueous dispersion, (f) completing the chain expansion reaction, and then heating the aqueous dispersion to polymerize the vinyl monomers. Doing. Various examples of vinyl monomers suitable for hybridization include lower alkyl (C1-C6) esters of acrylic acid or methacrylic acid.

미국특허 제 5,331,039호는 2개의 상이한 수분산성 폴리올 중합체와 이에 분산된 폴리이소시아네이트 성분을 포함하는 수분산성 결합제 조성물을 포함하는 코팅 조성물을 개시하고 있다. 수분산성 중합체 중 하나는 폴리에스테르; 또는 우레탄, 카르복실 및/또는 히드록실 기를 함유하는 폴리에스테르 수지이며, 다른 하나는 수중에서 유화되는 친수성 폴리이소시아네이트와 가교결합할 수 있는 히드록시 아크릴로 그래프트된 폴리에스테르; 또는 히드록실화 폴리아크릴이다.U. S. Patent No. 5,331, 039 discloses a coating composition comprising a water dispersible binder composition comprising two different water dispersible polyol polymers and a polyisocyanate component dispersed therein. One of the water dispersible polymers is polyester; Or polyester resins containing urethane, carboxyl and / or hydroxyl groups, the other being polyester grafted with hydroxy acryl which can crosslink with hydrophilic polyisocyanates emulsified in water; Or hydroxylated polyacrylics.

유럽 특허 출원 제EP 0562 282 A1호는 (A) 2내지 4%의 히드록시 기를 포함하는 아크릴 중합체와 지방족 폴리우레탄 수지의 수성 분산액 및 (B) 대개는 용매에 혼입된 저 휘발성 액체 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물을 주성분으로 하는 2성분 수계 바니쉬를 개시하고 있다. 아크릴/폴리우레탄 비율은 60/40이고, 아크릴 함량은 분산액의 15 내지18%이다.European patent application EP 0562 282 A1 discloses an aqueous dispersion of (A) an acrylic polymer comprising 2 to 4% of hydroxy groups and an aliphatic polyurethane resin and (B) a low volatility of liquid aliphatic polyisocyanate usually incorporated in a solvent. A two-component aqueous varnish based on a mixture is disclosed. The acrylic / polyurethane ratio is 60/40, and the acrylic content is 15-18% of the dispersion.

대한민국 특허 제 203561 호에서는 a) 카르복시 함유 수분산성 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 예비중합체를 제조하고, b) 하나이상의 아크릴 단량체(바람직하게는 히드록시 기를 포함한다)를 상기 카르복시 함유 수분산성 이소시아네이트 말단 폴리우레탄 예비중합체에 첨가하여 예비중합체/단량체 혼합물을 형성하고, c) 상기 예비중합체/단량체 혼합물에 3급 아민을 첨가하고, d) 다른 물질, 특히 메타크릴 에스테르의 존재하에서 히드록시 기능성 아크릴 단량체를 첨가하고, e) 이 예비중합체/단량체 혼합물을 물에 분산시키고, f) 이 수성 분산액에 유용성(油容性) 자유 라디칼 개시제 및 히드록시 함유 연쇄 확장제를 첨가하고, g) 이 수성 분산액에 폴리우레탄 쇄와 반응해서 그 길이의 성장을 종결시키는 알칸올아민과 같은 연 쇄 종결제를 첨가하고, h) 임의적으로, 이 혼합물에 중합 반응동안 비닐 중합체의 분자량을 제한하는, 연쇄 이동제를 첨가하고, i) 이 수성 분산액을 가열하여 아크릴 단량체를 중합하고, 또 예비중합체의 연쇄 확장 반응을 완료시킨 후, j) 제조된 하이브리드 분산액을 수분산성 폴리이소시아네이트와 혼합함으로써 제조되는 수계 가교성 폴리우레탄/아크릴 시스템을 제공한다. Korean Patent No. 203561 discloses a) preparing a carboxy-containing water dispersible isocyanate terminated polyurethane prepolymer, and b) one or more acrylic monomers (preferably comprising hydroxy groups). To form a prepolymer / monomer mixture, c) add tertiary amines to the prepolymer / monomer mixture, d) add hydroxy functional acrylic monomers in the presence of other materials, in particular methacryl esters, e ) Disperse this prepolymer / monomer mixture in water, f) add an soluble free radical initiator and a hydroxy-containing chain extender to this aqueous dispersion, and g) react with the polyurethane chain to this aqueous dispersion. Adding a chain terminator, such as an alkanolamine, to terminate growth of its length, h) Optionally, to this mixture is added a chain transfer agent, which limits the molecular weight of the vinyl polymer during the polymerization reaction, i) heating this aqueous dispersion to polymerize the acrylic monomers and completing the chain expansion reaction of the prepolymer, then j ) A water-based crosslinkable polyurethane / acrylic system prepared by mixing the prepared hybrid dispersion with a water dispersible polyisocyanate.

그러나 상기와 같은 우레탄-아크릴 하이브리드 분산액은 제조 방법이 매우 복잡할 뿐아니라 피혁용에서 특히 중요한 터치감도와 은폐력에 대한 개선이 이루어지지 않았다. 따라서, 우수한 물리, 화학적 특성을 지니면서, 보다 단순한 공법에 의해서 제조되며, 또한 터치감도나 은페력등이 우수한 하이브리드 분산액을 제조할 수 있는 방법에 대한 요구가 있어왔다. However, the urethane-acrylic hybrid dispersion as described above is not only complicated in the manufacturing method but also improved in touch sensitivity and hiding power, which is particularly important in leather. Therefore, there has been a demand for a method capable of producing a hybrid dispersion which has excellent physical and chemical properties and is manufactured by a simpler method and which is excellent in touch sensitivity and silver penetrating force.

본 발명의 목적은 단순화된 공정에 의해서 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더 제조 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a process for producing an aqueous acrylic polyurethane binder for leather by a simplified process.

본 발명의 다른 목적은 본 방법에 따른 은폐력, 터치감도, 및 안료 혼화성이 양호한 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an aqueous acrylic polyurethane binder for leather having good hiding power, touch sensitivity, and pigment miscibility according to the present method.

본 발명자들은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 제조된 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄을 사용함으로서 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견하였다.The inventors have found that the above object can be achieved by using a water-based acrylic polyurethane for leather produced using the method according to the invention.

따라서, 본 발명은, Therefore, the present invention,

수평균 분자량 800 - 6000, 하이드록실가 55 - 210 의 알킬 아크릴 폴리올과 폴리이소시아네이트 및 카르복시기를 함유한 디올 및 트리올을 반응시켜 N=C=O 가 3 - 5 % 인 예비중합체 수득하는 단계; 및Reacting an alkyl acrylic polyol having a number average molecular weight of 800 to 6000 and a hydroxyl value of 55 to 210 with a diol and a triol containing a polyisocyanate and a carboxyl group to obtain a prepolymer having N = C═O of 3 to 5%; And

가교제로 쇄연장하는 단계;Chain extending with a crosslinking agent;

를 포함하는 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더 제조 방법이다. It is a water-based acrylic polyurethane binder manufacturing method for leather.

본 발명은 일 측면에서, 상기 방법을 이용하여 제조되는 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더에 관한것이다. The present invention relates to a water-based acrylic polyurethane binder for leather produced using the above method in one aspect.

발명의 한 실시예에서 아크릴 폴리올은 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타아크릴레이트(이하 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트)를 중합하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트의 알킬은 C1-C8 알킬이며, 예를 들면, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트이다.In one embodiment of the invention, the acrylic polyol is preferably used by polymerizing hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkyl methacrylate (hereinafter referred to as hydroxyalkyl (meth) acrylate). Here, alkyl of hydroxyalkyl (meth) acrylate is C1-C8 alkyl, for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate. .

본 발명에 따른 실시예에서, 상기 아크릴폴리올은 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트를 알킬(메타)아크릴레이트와 공중합하여 사용할 수 있다. 바람직한 알킬(메타)아크릴레이트는 C1 - C10 의 알킬기를 갖는 알킬메타아크릴레이트이며, 예를 들면 n-에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이다.In an embodiment according to the present invention, the acrylic polyol may be used by copolymerizing hydroxyalkyl (meth) acrylate with alkyl (meth) acrylate. Preferred alkyl (meth) acrylates are alkyl methacrylates having C 1 -C 10 alkyl groups, for example n-ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl Acrylate, ethylhexyl acrylate, hexanediol diacrylate or mixtures thereof.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 아크릴폴리올은 아크릴폴리올과 저분자량, 바람직하게는 800 - 6000 의 통상의 폴리올을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 통상의 중합체 폴리올로 사용될 수 있는 폴리올은 폴리올 화합물 군 중의 임의 화합 물일 수 있다. 특히, 이들 폴리올은 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리티오에테르폴리올, 폴리카보네이트폴리올, 폴리아세탈폴리올, 폴리올레핀폴리올 또는 폴리실록산폴리올 일 수 있다. In one embodiment according to the invention, the acrylpolyols can be used in combination with acrylpolyols and conventional polyols of low molecular weight, preferably 800-6000. The polyols that may be used as the conventional polymeric polyols may be any compound in the polyol compound group. In particular, these polyols can be polyester polyols, polyether polyols, polythioether polyols, polycarbonate polyols, polyacetal polyols, polyolefin polyols or polysiloxane polyols.

본 발명에 따라 사용되는 상기 아크릴 폴리올의 분자량과 하이드록실가가 너무 높으면, 반응시 반응점도가 매우 높아지게 되고, 겔화가 발생할 수가 있으며, 분자량과 하이드록실가가 너무 낮으면 최종제품의 신율과 터치감도가 나빠지게 된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 아크릴 폴리올의 분자량은 바람직하게는 800 - 6000 이며, 하이드록실가는 바람직하게는 55 - 210 이다. 보다 바람직하게는 분자량은 1000 - 3000 이며, 하이드록실가는 55 - 150 이 바람직하다.If the molecular weight and hydroxyl value of the acrylic polyol used according to the present invention is too high, the reaction viscosity becomes very high during the reaction, gelation may occur, and if the molecular weight and hydroxyl value are too low, the elongation and touch sensitivity of the final product Becomes bad. In an embodiment of the present invention, the molecular weight of the acrylic polyol is preferably 800-6000 and the hydroxyl value is preferably 55-210. More preferably, the molecular weight is 1000-3000, and the hydroxyl value is preferably 55-150.

본 발명에 따른 예비중합체를 제조하는데 사용할 수 있는 상기 폴리이소시아네이트의 예에는 지방족, 시클로 지방족, 방향족 지방족 또는 방향족 폴리이소시아네이트가 포함된다. 적절한 폴리이소시아네이트의 예로는 이소포론 디이소 시아네이트, 시클로헥산-1, 4-디이소시아네이트, 4, 4'-디시클로헥실메탄 디이소 시아네이트, 3, 3-디메틸-4, 4-디(아미노시클로헥실)메탄, 헥사메틸렌 디이소 시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트,크실렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토벤젠, 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트 및 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트가 있다. 이같은 이소시아네이트는 통상 폴리우레탄 예비중합체 제조에 사용된다. 폴리이소시아네이트 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 또한, 이소시아누레이트, 상기 물질의 비우레트(biurets) 또한 예비중합체를 제조하는데 사용할 수있다.Examples of such polyisocyanates that can be used to prepare the prepolymers according to the invention include aliphatic, cycloaliphatic, aromatic aliphatic or aromatic polyisocyanates. Examples of suitable polyisocyanates include isophorone diiso cyanate, cyclohexane-1, 4-diisocyanate, 4, 4'-dicyclohexylmethane diiso cyanate, 3, 3-dimethyl-4, 4-di (amino Cyclohexyl) methane, hexamethylene diiso cyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenyl Methane diisocyanate, 2,4-diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatobenzene, polymethylene polyphenyl polyisocyanate and 1,5-naphthalene diisocyanate. Such isocyanates are commonly used in the preparation of polyurethane prepolymers. Polyisocyanate mixtures may also be used. In addition, isocyanurate, biurets of the material can also be used to prepare the prepolymer.

본 발명에 따른 예비중합체는 NCO % 를 3 - 5 % 가 유지되도록 상기 아크릴폴리머와 상기 폴리이소시아네이트를 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 예비 중합체의 NCO 함량이 낮으면, 도막이 끈끈해져 표면 점착력이 많이 발생하면서, 터치감도가 나쁘며, NCO 함량이 상기 범위보다 높으면, 피막이 너무 단단하게 형성되어 또한 터치감도가 나빠진다. In the prepolymer according to the present invention, it is preferable to mix the acrylic polymer and the polyisocyanate such that NCO% is maintained at 3-5%. When the NCO content of the prepolymer is low, the coating film becomes sticky and a lot of surface adhesive force is generated, and the touch sensitivity is bad, and when the NCO content is higher than the above range, the film is formed too hard and the touch sensitivity is worsened.

본 발명에 따른 예비 중합체는 수분산성을 구비하고 있으며, 상기 수분산성은 산 기를 갖고 있는 반응성 화합물을 통하여 폴리우레탄 예비 중합체에 부여된다. 이들 화합물은 카르복시기 함유 디올 및 트리올을 포함하는 것이 바람직하며, 바람직한 카르복시 함유 디올은 2,2-디메틸프로피온산이다. 발명의 실시에 있어서, 2,2-디메틸프로피온산은 물에 대한 분산력과 저장 안정성을 고려하여 3 에서 5 중량 % 를 포함하는 것이 바람직하다.The prepolymer according to the present invention has water dispersibility, which is imparted to the polyurethane prepolymer through a reactive compound having an acid group. These compounds preferably include carboxyl group-containing diols and triols, with the preferred carboxy-containing diols being 2,2-dimethylpropionic acid. In the practice of the invention, the 2,2-dimethylpropionic acid preferably contains 3 to 5% by weight in consideration of the dispersibility to water and storage stability.

본 발명의 실시에 사용할 수 있는 쇄연장제는 통상적인 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 아민화합물은 이소포론디아민, 헥사메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 노보란디아민, 트리에틸디아민 등이 있다.The chain extender which can be used in the practice of the present invention preferably uses a conventional amine compound, and the amine compound includes isophoronediamine, hexamethylenediamine, ethylenediamine, noborandadiamine, triethyldiamine and the like.

본 발명의 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 예비중합체는 아크릴 폴리올과 디메틸프로피온산을 혼련하고, 상기 혼련물에 용매와 촉매를 투입하여 승온하여 가열한 후 폴리이소시아네이트 중합체를 투입하여 반응함으로서 얻어질 수 있다. 수계 폴리우레탄 예비중합체를 제조에 사용되는 통상의 촉매를 사용할 수 있으며, 디부틸틴디라우레이트가 바람직하다. The water-based acrylic polyurethane prepolymer for leather of the present invention may be obtained by kneading an acrylic polyol and dimethylpropionic acid, adding a solvent and a catalyst to the kneaded product, heating the mixture, and heating the polyisocyanate polymer. Conventional catalysts used for preparing the aqueous polyurethane prepolymers can be used, with dibutyltindilaurate being preferred.

하기 실시예는 본 발명을 예시한다.The following examples illustrate the invention.

실시예Example

실시예 1.Example 1.

4 구 플라스틱에 환류관, 교반기를 장착하고, 질소로 퍼지한 후, 2-에틸헥실아크릴레이트를 이용한 아크릴폴리올(MW 3500, OHV = 57) 268 g, 디메틸프로피온산 18 g, 촉매 디부틸티다라우디레이트 0.031 g를 노르말메틸피로리돈 96 g 과 혼합한 후 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다.Four-necked plastics were equipped with a reflux tube and a stirrer, purged with nitrogen, and then 268 g of acryl polyol (MW 3500, OHV = 57) using 2-ethylhexyl acrylate, 18 g of dimethylpropionic acid, and catalyst dibutylthiaraudi After mixing 0.031 g of the rate with 96 g of normal methylpyrrolidone, it heated up to 110 degreeC under nitrogen, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours.

실시예 2.Example 2.

2-에틸헥실아크릴레이트를 이용한 아크릴폴리올 (MW 3500, OHV=57) 110 g, 부틸아크릴레이트를 이용한 아크릴 폴리올(MW 2500, OHV = 185) 158 g 과 디메틸프로피온산 18 g, 디부틸틴디라우레이트 0.31 g, 노르말메틸피로리돈 96 g 을 투입하고, 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다.110 g of acrylic polyol (MW 3500, OHV = 57) using 2-ethylhexyl acrylate, 158 g of acrylic polyol (MW 2500, OHV = 185) using butyl acrylate, 18 g of dimethylpropionic acid, 0.31 dibutyltin dilaurate g and 96 g of normal methylpyrrolidone were added, and it heated up at 110 degreeC under nitrogen, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours.

실시예 3.Example 3.

부틸 아크릴레이트를 이용한 아크릴 폴리올(MW 2500, OHV = 185) 158 g, 폴리에스테르폴리올 MW 2500 115 g 과 디메틸프로피온산 18 g, 디부틸틴디라우레이트 0.31 g, 노르말메틸피로리돈 109 g 을 투입하고, 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하 여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다.158 g of acrylic polyol (MW 2500, OHV = 185) using butyl acrylate, 115 g of polyester polyol MW 2500, 18 g of dimethylpropionic acid, 0.31 g of dibutyltin dilaurate, and 109 g of normal methylpyrrolidone were added thereto, followed by nitrogen. It heated up to 110 degreeC under water, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours.

실시예 4.Example 4.

부틸 아크릴레이트를 이용한 아크릴 폴리올(MW 2500, OHV = 185) 110 g, 부틸아크릴레이트를 이용한 아크릴폴리올(MW 2200, OHV= 89) 42 g, 폴리에테르폴리올 MW3000 103 g 과 디메틸프로피온산 18 g, 디부틸틴디라우레이트 0.31 g, 노르말메틸피로리돈 109 g 을 투입하고, 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 62 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다.110 g of acrylic polyol (MW 2500, OHV = 185) with butyl acrylate, 42 g of acrylic polyol (MW 2200, OHV = 89) with butyl acrylate, 103 g of polyetherpolyol MW3000 and 18 g of dimethylpropionic acid, dibutyl 0.31 g of tindilaurate and 109 g of normal methylpyrrolidone were thrown in, and it heated up at 110 degreeC under nitrogen, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 62 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours.

실시예 5.Example 5.

수득된 실시예 1, 2, 3, 4 의 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 예비중합체에 0.12 중량 % 의 디아민을 투입하여 충분하고 강력하게 교반하면서 원하는 고형분을 얻는다. 위 실험에서는 각각 30 중량 % 의 고형분을 만들었다.0.12% by weight of diamine was added to the obtained water-based acrylic polyurethane prepolymer of Examples 1, 2, 3, and 4 to obtain a desired solid content with sufficient vigorous stirring. In the above experiments, 30% by weight of solids were made, respectively.

비교실시예 1.Comparative Example 1.

수용성 우레탄(제품명 독일 바이엘사의 50UD)과 아크릴 분산액(제품명 한국 케이에프텍사의 CA-1837)를 2 : 5 의 비율로 혼합하여 30 % 고형분의 아크릴-우레탄 하이브리드 분산액을 제조하였다. A water-soluble urethane (product name 50UD manufactured by Bayer Germany) and an acrylic dispersion product (CA-1837 manufactured by KFTECH Korea) were mixed at a ratio of 2: 5 to prepare an acrylic-urethane hybrid dispersion having a solid content of 30%.

각각의 물리적 특성을 표 1 에 나타내었다.  Each physical property is shown in Table 1.

최종제품Final product 외관Exterior 신율Elongation 점도(25 ℃)Viscosity (25 ℃) 실시예 5 의 실시예 1Example 1 of Example 5 반투명Translucent 1420 %1420% 73 cps73 cps 실시예 5 의 실시예 2Example 2 of Example 5 반투명Translucent 1270 %1270% 62 cps62 cps 실시예 5 의 실시예 3Example 3 of Example 5 반투명Translucent 920 %920% 50 cps50 cps 실시예 5 의 실시예 4Example 4 of Example 5 반투명Translucent 1110 %1110% 55 cps55 cps 비교 실시예 1Comparative Example 1 반투명Translucent 1100 %1100% 70 cps70 cps

* 점도는 실험품 모두 큰 변화는 없다. * Viscosity does not change significantly in both test samples.

수득된 각각의 제품들을 표 2 에서와 같이 순차적으로 투입한 후 혼합하여, 천연 가죽에 코팅하였다. Each of the products obtained was added sequentially, as shown in Table 2, mixed, and coated on natural leather.

AA BB CC DD EE 실시예 5 의 실시예 1Example 1 of Example 5 7070 -- -- -- -- 실시예 5 의 실시예 2Example 2 of Example 5 -- 7070 -- -- -- 실시예 5 의 실시예 3Example 3 of Example 5 -- -- 7070 -- -- 실시예 5 의 실시예 4Example 4 of Example 5 -- -- -- 7070 -- 비교 실시예 1Comparative Example 1 -- -- -- -- 7070 피그먼트 페이스트Pigment paste 2020 2020 2020 2020 2020 증점제Thickener 1One 1One 1One 1One 1One 습윤제Humectant 1One 1One 1One 1One 1One water 88 88 88 88 88

이때의 천연가죽은 양가죽 및 소가죽을 가로, 세로 각각 30 cm 의 길이로 재단한 것이며, 코팅은 스프레이법을 이용하였다. 코팅의 횟수와 공정은 아래와 같이 실시하였다. At this time, the natural leather is cut to sheep and cowhide horizontally and vertically 30 cm in length, the coating was used for the spray method. The number of coatings and the process were carried out as follows.

1 차 스프레이 → 1 차 건조(80 ℃ 에서 10 초) → 1 차 아이언(80 ℃)Primary spray → primary drying (10 seconds at 80 ° C) → primary iron (80 ° C)

2 차 스프레이 → 2 차 건조(80 ℃ 에서 10 초) → 2 차 아이언(80 ℃)Secondary spray → Secondary drying (10 seconds at 80 ° C) → Secondary iron (80 ° C)

3 차 스프레이 → 3 차 건조(80 ℃ 에서 10 초) → 밀링(3 시간)3rd spray → 3rd drying (10 seconds at 80 ° C) → milling (3 hours)

코팅된 가죽 제품에 대해서 접착력, 은폐력, 터치감도 등을 고찰하였다.Adhesion, hiding power, touch sensitivity, and the like of the coated leather products were considered.

은폐력은 KS M 5000-3111에 의해서 측정하였으며, 접착력은 코팅면에 셀로판 테이프를 부착한 후 표면 상태를 육안으로 관찰하여 측정하였다. 터치감도는 성인 남녀 50 명을 표본추출하여 촉감을 시험하였다. 표 3 에 각각의 결과를 나타내었다.The hiding power was measured by KS M 5000-3111, and the adhesion was measured by visually observing the surface state after attaching the cellophane tape to the coating surface. The touch sensitivity was sampled by 50 adult men and women and tested. Table 3 shows each result.

구분division 은폐율(백색/적황색)Concealment rate (white / red yellow) 접착력Adhesion 터치감도Touch sensitivity AA 0.98 / 0.750.98 / 0.75 BB 0.97 / 0.730.97 / 0.73 CC 0.98 / 0.800.98 / 0.80 DD 0.97 / 0.760.97 / 0.76 EE 0.90 / 0.560.90 / 0.56

비고:◎ 매우 우수, ○ 우수, △ 보통. ▽ 불량.Remarks: ◎ Very good, ○ Excellent, △ Normal. ▽ bad.

은폐력은 KS M 5000-3111 에 의해서 은폐율로 측정하였으며, 은폐율은 도막이 바탕색의 차이를 덮어 숨기는 능력으로 흑색과 백색으로 나누어 칠한 바탕위에 같은 두께로 칠했을 때 건조 도막을 확산 반사력 비율로 나타낸다. The hiding power was measured by the hiding rate according to KS M 5000-3111. The hiding rate is the ability to cover the difference of the background color and hides it. .

비교실시예 2.Comparative Example 2.

4 구 플라스틱에 환류관, 교반기를 장착하고, 질소로 퍼지한 후, 2-에틸헥실아크릴레이트를 이용한 아크릴폴리올(MW 3500, OHV = 57) 268 g, 디메틸프로피온산 32 g, 촉매 디부틸티다라우디레이트 0.31 g 를 노르말메틸피로리돈 96 g 과 혼합한 후 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다. 이경우 예비 중합체에서는 변화가 없었으나. 수용화 후 점도가 높아지면서 겔화되었다. Four-necked plastics were equipped with a reflux tube and a stirrer, purged with nitrogen, and then 268 g of acryl polyol (MW 3500, OHV = 57) using 2-ethylhexyl acrylate, 32 g of dimethylpropionic acid, and catalyst dibutyl thiaraudi 0.31 g of the rate was mixed with 96 g of normal methylpyrrolidone, and then heated to 110 ° C under nitrogen, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours. In this case, there was no change in the prepolymer. After solubilization it gelled with high viscosity.

비교 실시예 3.Comparative Example 3.

4 구 플라스틱에 환류관, 교반기를 장착하고, 질소로 퍼지한 후, 2-에틸헥실아크릴레이트를 이용한 아크릴폴리올(MW 3500, OHV = 57) 420 g, 디메틸프로피온산 29 g, 촉매 디부틸티다라우디레이트 0.31 g를 노르말메틸피로리돈 105 g 을 혼합한 후 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다. 예비중합체 반응 중 겔화되었다.Four-necked plastics were equipped with a reflux tube and a stirrer and purged with nitrogen, followed by 420 g of acryl polyol (MW 3500, OHV = 57) using 2-ethylhexyl acrylate, 29 g of dimethylpropionic acid, and catalyst dibutyl thiaraudi After mixing 0.3 g of rate 0.31 g of normal methyl pyrrolidone, it heated up at 110 degreeC under nitrogen, and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours. Gelled during prepolymer reaction.

비교실시예 4.Comparative Example 4.

4 구 플라스틱에 환류관, 교반기를 장착하고, 질소로 퍼지한 후, 부틸 아크릴레이트를 이용한 아크릴 폴리올(MW 2500, OHV = 185) 110 g, 아크릴폴리올(MW 2000) 162 g, 폴리에스테르 폴리올(MW 3500) 138 g 과 디메틸프로피온산 28 g, 촉매 디부틸티다라우디레이트 0.031 g를 노르말메틸피로리돈 96 g 을 혼합한 후 질소하에서 110 ℃ 로 승온하고, 40 분간 탈수하였다. 탈수 후 90 ℃ 에서 톨루엔디이소시아네이트 54 g 을 투입하여 5 시간 반응 후 예비중합체를 제조하였다. 이 경우 반응중 점도가 매우 높아져서 반응 진행이 어려웠다.Four-necked plastics were equipped with a reflux tube and agitator, purged with nitrogen, and then 110 g of acrylic polyol (MW 2500, OHV = 185) using butyl acrylate, 162 g of acrylic polyol (MW 2000), and polyester polyol (MW). 3500) 138 g, 28 g of dimethylpropionic acid, and 0.031 g of catalytic dibutyl thiarlaudirate were mixed with 96 g of normal methylpyrrolidone, and then heated to 110 ° C. under nitrogen and dehydrated for 40 minutes. After dehydration, 54 g of toluene diisocyanate was added at 90 ° C. to prepare a prepolymer after the reaction for 5 hours. In this case, the viscosity was very high during the reaction, making it difficult to proceed with the reaction.

본 발명에 따라서 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더를 제조하는 단순화된 제조방법과 이 방법에 의해서 제조된 물리, 화학적 특성이 우수한 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더가 제공되었다. 상기 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바 인더는 은폐력, 터치감도, 안료와의 혼화성이 양호하고, 접착 특성이 우수한 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더가 제공되었다. According to the present invention, there is provided a simplified manufacturing method for producing a water-based acrylic polyurethane binder for leather and an aqueous acrylic polyurethane binder for leather having excellent physical and chemical properties. The water-based acrylic polyurethane binder for leather is provided with a water-based acrylic polyurethane binder having good hiding power, touch sensitivity, compatibility with pigments, and excellent adhesive properties.

Claims (3)

수평균 분자량 800 - 6000, 하이드록실가 55 - 210 의 아크릴 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 폴리올 화합물과, 톨루엔디이소시아네이트 화합물로 구성된 이소시아네이트 성분과, 카르복시기를 함유한 디올로서 디메틸프로피온산을 반응시켜 NCO 함량이 3 - 5 % 인 예비중합체를 수득하는 단계; 및At least one polyol compound selected from the group consisting of an acrylic polyol having a number average molecular weight of 800 to 6000 and a hydroxyl value of 55 to 210, a polyester polyol and a polyether polyol, an isocyanate component composed of a toluene diisocyanate compound, and a carboxyl group Reacting dimethylpropionic acid as one diol to obtain a prepolymer having an NCO content of 3-5%; And 가교제로 쇄연장하는 단계;Chain extending with a crosslinking agent; 를 포함하는 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더 제조 방법.Aqueous acrylic polyurethane binder manufacturing method for leather comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 카르복시기 함유 디올은 2,2-디메틸프로피온산인 방법.The method of claim 1, wherein the carboxyl group-containing diol is 2,2-dimethylpropionic acid. 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 의해서 제조된 피혁용 수계 아크릴 폴리우레탄 바인더.A water-based acrylic polyurethane binder for leather produced by the method of claim 1.
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