KR100602035B1 - N,n-디이소프로필-n-에틸아민으로 중화된 중합체 수분산액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중합체 수분산액의 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%의 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 1.5 중량%의 다른 3차 아민으로 중화된 음이온성 염의 기들을 함유하는 중합체 수분산액에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이들 중합체 수분산액을 함유하는 1액형 및 2액형 도료 조성물에 관한 것이다.
중합체 수분산액, N,N-디이소프로필-N-에틸아민, 3차 아민, 음이온성 염의 기, 도료 조성물

Description

N,N-디이소프로필-N-에틸아민으로 중화된 중합체 수분산액 {Aqueous Polymer Dispersions Neutralized With N,N-Diisopropyl-N-Ethylamine}
본 발명은 트리에틸아민 함량이 감소된 수분산액, 이 분산액의 제조 방법, 및 도료용 결합제로서의 그의 용도에 관한 것이다.
유기 용매의 방출을 감소시키기 위해서, 수성 도료 조성물에 의해 용매 함유 조성물이 점점 더 대체되고 있다. 이와 같은 수성 조성물은, 중합체가 수용성 및(또는) 수분산성이 되도록 하는 친수성기를 함유하는 것을 제외하고는 용매 함유 도료에 사용된 것과 유사한 중합체를 함유한다. 이들 친수성기가 중합체와 물리적으로 혼합되는 ("외부 유화제") 대신 중합체 내로 혼입된다면 ("내부 유화제") 유리할 것이다.
내부 친수성기는 일반적으로, 예를 들면 카르복실산과 염기로부터 형성되는 음이온기이다. US-A 제3,412,054호로부터, 디메틸올프로피온산과 같은 히드록시기와 카르복실산기를 함유한 화합물을 혼입시키고 카르복실산기를 중화시켜서 음이온기를 형성함으로써 폴리우레탄을 친수적으로 개질시킬 수 있음이 알려져 있다.
혼입된 친수성기를 중화시키기 위해서 염기(예를 들면, 알칼리 금속 수산화 물과 같은 금속염 또는 아민)가 사용된다. 아민은 증발되어서 결합제 도포 후에 건조된 페인트 막에 잔류하지 않기 때문에 금속 염에 비해 유리하다. 따라서, 도막의 친수성 및 감수성(感水性)이 현저히 감소된다. 그러나, 1차 및 2차 아민은 이소시아네이트와 반응하는 단점을 갖는다.
이소시아네이트기 함유 화합물이 수분산액의 제조에 사용된다. 특히 폴리우레탄 분산액의 제조시에 (예를 들면 문헌 [D. Dieterich, Prog. Org. Coatings 9, 281 (1981)], EP-A 제220,000호, EP-A 제511,547호, 및 WO 제98/05696호 참조), 유리 이소시아네이트기 뿐만 아니라 중화 염기를 함유하는 초기중합체(prepolymer)가 중간 단계에서 대개 수득된다.
또한, 폴리이소시아네이트 가교제 및 폴리올 수분산액을 함유하는 2액형 폴리우레탄 수성 도료 조성물의 도포 시에 (예를 들면, EP-A 제358,979호, EP-A 제537,568호 및 EP-A 제542,105호 참조), 가교제로부터의 이소시아네이트기와 중화제가 서로 접촉하게 된다.
특히, 상기 2 경우에서, 히드록실기가 없는 3차 아민이 이소시아네이트기와 반응하지 않기 때문에, 이들 아민이 점점 더 자주 중화제로서 사용된다. 입수 용이성으로 인해, 트리에틸아민이 중화제로서 일반적으로 사용된다. 그러나, 수성 도료 조성물로부터 부식성 트리에틸아민이 방출되는 것은, 경제적인 이유로 인해 불리하다. 따라서, 페이트 사용자 뿐만 아니라 페인트 제조자는 페이트 품질을 손상시키지 않으면서 수분산액 중의 트리에틸아민 함량을 감소시키고자 하는 시도를 해왔다.
트리에틸아민을 암모니아, 1차 및 2차 아민, 히드록실기 함유 3차 아민 및 비교적 긴 알킬 치환체를 갖는 3차 아민 대안체로 치환시키는 것은 성공적으로 수행되지 않았다.
암모니아는 이소시아네이트기와 빨리 반응한다. 또한, 착색된 페인트에서 암모니아에 의해 중화된 결합제는, 상당히 열등한 안료 습윤성을 나타낸다.
1차 및 2차 아민, 뿐만 아니라 히드록실기 함유 3차 아민이 이소시아네이트와 반응한다. 히드록실기 함유 3차 아민은 또한 트리에틸아민에 비해 휘발성이 현저히 저조하고, 이는 페인트 도장 후 처음 며칠 이내에 도료의 내수성이 보다 열등해진다는 사실에 반영된다.
비교적 긴 알킬 치환체를 갖는 3차 아민은 또한 트리에탈이민에 비해 불충분한 휘발성을 갖는 단점이 있다. 경험에 따르면, 또한 장쇄 3차 아민으로 중화된 수지는 트리에틸아민에 의해 중화된 수지에 비해 더욱 분산되기가 어렵다.
본 발명의 목적은, 적어도 동일하게, 경제적으로 덜 바람직한 트리에틸아민을 대체하면서, 수분산액에 사용되는 전술한 중화 아민 대안체의 단점을 가지지 않는, 수분산액을 중화시키기 위한 아민을 제공하는 것이다.
이 목적은, 수분산액의 제조시에 중화 아민으로서 N,N-디이소프로필-N-에틸아민을 사용함으로써 본 발명에 따라 달성될 수 있다.
본 발명은 중합체 수분산액의 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%의 N,N-디 이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 1.5 중량%의 다른 3차 아민으로 중화된 음이온성 염의 기들을 함유하는 중합체 수분산액에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이들 중합체 수분산액을 함유하는 1액형 및 2액형 도료 조성물에 관한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 중합체 수분산액은 0.05 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.25 내지 2 중량%, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1.5 중량%의 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 0 내지 0.9 중량%의 다른 3차 아민으로 중화된 친수성 염의 기들을 함유한다. 중화제는 양성자형 또는 중화형으로 존재할 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 적합한 중합체 수분산액으로는 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리올레핀 및(또는) 폴리에폭시 수지 분산액, 바람직하게는 우레탄기 함유 분산액, 상기 유형의 혼합 분산액 및 분산액의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명에 따른 중합체 수분산액은 산성기 함유 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리올레핀 및(또는) 폴리에폭시 수지를 임의로 다른 아민과 혼합된 N,N-디이소프로필-N-에틸아민으로 중화시키고, 이어서 중화된 수지를 물 중에 분산시킴으로서 제조된다.
특히 바람직한 실시태양에서, 이소시아네이트기 함유 초기중합체는 다른 아민을 첨가하지 않은 채 N,N-디이소프로필-N-에틸아민으로 중화되고, 이어서 물 중에 분산되고, 예를 들면 EP-A 제220,000호, EP-A 제511,547호, 또는 WO 제98/05696 호에 기재된 바와 같이 쇄 연장된다.
N,N-디이소프로필-N-에틸아민을 함유하는 본 발명에 따른 중합체 수분산액은 페인트 결합제로서 특히 적합하다. 바람직하게는, 이 수분산액은 복사선 또는 대기 중의 산소에 의해 가교되고 물리적으로 건조되는 1액형 도료 조성물에서 결합제로서 사용된다. 보다 바람직하게는, 이 수분산액은 2액형 폴리우레탄 수성 도료 조성물 중의 폴리올 성분으로서 사용된다.
바람직한 중합체 수분산액은 하기 성분을 함유하는 폴리우레탄 분산액이다:
A1) 폴리이소시아네이트,
A2) 수평균 분자량이 400 내지 6000인 중합성 폴리올,
A3) 임의의 모노알코올,
A4) 수평균 분자량이 400 미만이 폴리올, 아미노폴리올 및 폴리아민,
A5) 염 기 (음이온성 기) 또는 염 기로 전환될 수 있는 작용성 기 (잠재적 음이온성 기)를 갖는 모노올, 디올, 또는 폴리올 및(또는) 모노아민, 디아민, 또는 폴리아민.
적합한 폴리이소시아네이트 A1)로는 화학식 R1(NCO)2(여기서, R1은 탄소수 4 내지 12의 지방족 탄화수소 라디칼, 탄소수 6 내지 15의 지환족 탄화수소 라디칼, 탄소수 6 내지 15의 방향족 탄화수소 라디칼, 또는 탄소수 7 내지 15의 아르알리파틱 탄화수소 라디칼이다.)에 해당하는 디이소시아네이트를 들 수 있다. 이 예로는, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시 아네이토디페닐메탄, 2,4'-디이소시아네이토-디페닐메탄, 2,4-디이소시아네이토톨루엔, 2,6-디이소시아네이토-톨루엔 및 α,α,α',α'-테트라메틸-m- 또는 p-크실렌 디이소시아네이트, 뿐만 아니라 상기한 디이소시아네이트의 혼합물을 들 수 있다. 바람직한 디이소시아네이트로는 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토메틸-시클로헥산 (이소포론 디이소시아네이트) 및 4,4'-디이소시아네이토-디시클로헥실메탄을 들 수 있다.
폴리이소시아네이트 A1)으로서 또한 이소시아누레이트, 비우렛, 우렛디온 및(또는) 카르보디이미드기를 함유하는 폴리이소시아네이트가 적합하다. 이들 폴리이소시아네이트는 예를 들면 3 이상의 높은 관능가를 갖는다.
적합한 중합성 폴리올 A2)는 공지되어 있고, 수평균 분자량이 400 내지 6000, 바람직하게는 600 내지 2500이고 OH 관능가가 1,8 내지 4, 바람직하게는 2 내지 3인 폴리올을 들 수 있다. 그 예로는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 카보네이트, 폴리아세탈, 폴리올레핀 및 폴리실록산을 들 수 있다. 중합성 폴리올 A2)는 또한 에틸렌계 불포화기를 함유할 수 있다.
2관능가 OH 성분을 사용할 뿐 아니라, 1관능가 알코올 A3)로 폴리우레탄 초기중합체를 말단처리할 수 있다. 적합한 모노알코올로는 또한 중합성 관능기를 갖는 알코올, 예를 들면 히드록시-관능성 (메트)아크릴산 에스테르, 및 에탄올, i-프로판올, n-프로판올, n-부탄올, n-펜탄올 및 포화 또는 불포화 지방 알코올을 들 수 있다.
수평균 분자량이 400 미만인 폴리올, 아미노폴리올 및 폴리아민 A4)의 예로 는 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 분산액에 대한 화학 분야에서 알려진 쇄 연장제를 들 수 있다. 이의 예로는 에탄 디올, 부탄 디올-1,4-시클로헥산디메탄올, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에틸렌 디아민, 1,4-디아미노부탄, 이소포론 디아민 및 4,4-디아미노디시클로헥실메탄을 들 수 있다.
화합물 A5)는 이온성 기를 형성할 수 있는 산성기와 같은 관능기를 함유하는 저분자량 모노올, 디올, 폴리올, 모노아민, 디아민, 및 폴리아민으로부터 선택된다. 이의 예로는 디메틸올프로피온산, 히드록시피발산, 히드록시에틸술폰산, 타우린 및 (메트)아크릴산과 폴리아민의 부가 생성물을 들 수 있다.
추가의 친수성을 제공하기 위해서, 폴리우레탄 분산액은 또한 분자당 1개 이상의 OH기를 함유하고 알코올과 산화에틸렌/산화프로필렌의 반응 생성물을 기재로하고 수평균 분자량이 250 내지 3000인 1관능가 폴리옥시에틸렌 에테르로부터 제조될 수 있다. 이들 알코올은 그의 관능가에 따라 성분 A2) 또는 A3)의 범위에 해당한다. 이들 화합물은 친수성이고 물에서 PUR의 분산도를 향상시키는 것으로 공지되어 있다.
폴리우레탄 분산액의 제조는, 폴리이소시아네이트 성분을 중합성 폴리올과 저분자량 성분들과 반응시켜 폴리우레탄을 형성함으로써 공지된 방법으로 수행된다. 반응물은 후속적으로 제거될 수 있는 용매의 존재 또는 부재 하에서 제조될 수 있다.
추가 단계에서, 염 기를 형성할 수 있는 기는 N,N-디이소프로필-N-에틸아민과 예를 들면 1:0.5 내지 1:2의 몰비로 반응시킴으로써 중화된다. 이어서, 물을 첨가함으로써 분산액이 제조된다.
방법의 바람직한 실시태양에서, NCO기는 분산액 제조 중에 존재한다. 이들 기는 분산 단계 후 또는 분산 단계 동안 쇄 연장된다. NCO기는 분산액에 첨가된 쇄 연장제(예를 들면 폴리아민), 또는 물과 반응할 수 있다. 저비등점 용매가 사용된다면, 이는 증류에 의해 분리되고(되거나) 회수될 수 있다.
중화 정도에 따라, 분산액은 매우 미세한, 입자상 형태로 조절되어 실질적으로 용액의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 이와 유사하게 충분히 안정한 매우 조대한 입자상일 수도 있다. 고체 함량은 또한, 예를 들면 20 내지 50 중량%의 넓은 범위 내에서 가변적이다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 폴리우레탄 분산액은, 예를 들면 DE-A 제1,953,348호 및 DE-A 제1,953,349호에 기재된 바와 같이 아크릴레이트 중합화에 의해 추가 단계에서 개질될 수 있다.
중화는 산성기를 순수한 N,N-디이소프로필-N-에틸아민과, 또한 N,N-디이소프로필-N-에틸아민과 다른 아민의 혼합물과 반응시킴으로써 수행된다. N,N-디이소프로필-N-에틸아민과 트리에틸아민의 혼합물이, 순수한 트리에틸아민으로 중화된 분산액에 비해 환경적 문제점을 개선시키기 때문에 본 발명에 따른 중화 혼합물로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 분산액이, 도료 중의 결합제로서 사용되어 C=C 이중 결합을 물리적으로, 화학적으로, 또는 유리-라디칼 중합화에 의해 건조시킨다. EP-A 제540,985호(본 명세서에 참고로 인용된 미국 특허 제5,252,696호)에 기재되어 있 는 것과 같은 폴리이소시아네이트, 특히 수분산성 폴리이소시아네이트와 함께 사용하는 것이 바람직하다
실시예
실시예 1 - 폴리우레탄 분산액 1
아디프산, 헥산디올과 네오펜틸 글리콜의 폴리에스테르(OH가: 112 mg KOH/g) 377.7 g(0.38 몰), 네오펜틸 글리콜 27.2 g(0.26 몰), 디메틸올프로피온산 38.3 g(0.29 몰) 및 N-메틸피롤리돈 223.6 g을 70 ℃에서 가열하고, 투명한 용액이 형성될 때까지 교반하였다. 이어서, 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄(Desmodur W, 바이엘 아게 제품) 380.6 g(1.45 몰)을 부가하였다. 발열 반응이 일어났다. NCO 함량이 4.4 중량%가 될 때까지 반응 혼합물을 100 ℃에서 유지하였다. 이어서, 반응 혼합물을 50 ℃로 냉각시키고, N,N-디이소프로필-N-에틸아민 37.0 g(0.29 몰)을 부가하였다. 이어서, 혼합물을 10분 동안 교반함으로써 균질화시켰다. 중화된 수지 용액 850.0 g을 40 ℃의 온수 1000.0 g에서 교반하여 분산시켰다. 혼합물을 5분 동안 더 교반하고, 이어서 물 110.9 g 중의 에틸렌 디아민 10.6 g(0.18 몰) 및 디에틸렌 트리아민 12.1 g(0.12 몰)의 용액을 20분 동안 부가하였다. 생성물은 평균 입자 크기(레이저 상관 분광기에 의해 측정함)가 48 nm이고, 고체 함량이 35.5%이고, pH가 8.3인 미세하게 분리된 입자상의 폴리우레탄 분산액이었다.
실시예 2 - (비교) 폴리우레탄 분산액 2
중화를 위해 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 대신에 트리에틸아민 28.9 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조를 수행하였다. 생성물은 평균 입자 크기(레이저 상관 분광기에 의해 측정함)가 54 nm이고, 고체 함량이 36.2%이고, pH가 8.0인 미세하게 분리된 입자상의 폴리우레탄 분산액이었다.
실시예 3 - (비교) 폴리우레탄 분산액 3
중화를 위해 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 대신에 N-메틸모르폴린 28.9 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조를 수행하였다. 생성물은 조성 침전물을 갖는 불투명(milky) 폴리우레탄 분산액이었다.
실시예 4 - 폴리우레탄 분산액 1 및 2로부터 투명한 코팅 조성물의 제형화
투명한 도료 조성물을 제형화하기 위해서, 분산액 1 100부 및 분산액 2 100부 각각에 하기 성분을 부가하였다:
조용매: N-메틸피롤리돈 (2 중량부), 부틸 글리콜/물 1:1 (10 중량부)
소포제: 공급되는 형태의 Tego Foamex 805 (Rego Chemie) (0.2 중량부)
기재 습윤성 개선용 첨가제: 공급되는 형태의 Byk 346 (Byk Chemie) (0.5 중량부)
증점제: 8.5% 수용액 형태의 Acrysol RM (Rohm and Haas 제품) (1.0 중량부)
막의 경도를 측정하기 위해서 (진자 감쇠 (pendulum dampening) 시험 DIN 53 157), 도료 조성물을 유리 판에 200 μm의 습윤 막 두께로 도포하였다. 물과 에탄올 (50% 수용액)에 대한 내성을 측정하기 위해서, 투명한 도료 조성물을 오크우드 (oakwood) 판에 100 g/m2의 3층으로 도포하고, 이어서 매회 실온에서 건조하였다. 제2 및 제3층의 도포 전에, 도막을 가볍게 사포로 처리하였다. 하기 방법에 따라 저항을 측정하였다: 용매로 함침된 면 양모 패드를 7일된 도막 위에 위치시키고 페트리 (Petri) 접시로 덮었다. 물과 24 시간, 에탄올과 30분 동안 접촉시키고, 도막을 페이터 타올 등으로 조심스럽게 건조시킨 후에 도막 표면을 시험하였다. 손상도를 0 (변화 없음) 내지 5 (심각한 손상, 막이 용해됨)의 규모로 평가하였다.
시험 결과:
폴리우레탄 분산액 막 경도 내성
3시간 경과후 1일 경과후 7일 + 50 ℃에서 1일 경과후 에탄올
1 24" 80" 108" 1 4
2 25" 78" 112" 0∼1 4
실시예 5 - 복사선에 의해 경화된 폴리우레탄 분산액
폴리에테르 아크릴레이트 (OH 몰당 산화에틸렌 4몰과 반응시키고, 이어서 아크릴산 1몰로 에스테르화시킨 트리메틸올프로판, 히드록실가 156 mg KOH/g) 230.4 g, 아디프산, 헥산 디올과 네오펜틸 글리콜로부터 제조된 폴리에스테르 디올 (디올의 몰비 65:35, OH가: 66 mg KOH/g) 136.0 g, 디메틸올프로피온산 21.4 g 및 디부틸 주석 디라우레이트 0.3 g을 아세톤 211.3 g에 용해시켰다. 이소포론 디이소시아네이트 102.2 g과 헥사메틸렌 디이소시아네이트 50.4 g의 혼합물을 교반하면서 적가하여 온도를 50 내지 65 ℃로 유지하였다. 이소시아네이트 함량이 3.6%로 떨어지는 순간, 반응 혼합물을 40 ℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 9.3 g과 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 9.0 g의 혼합물을 부가하였다. 5분 동안 방치한 후, 반응 혼합물을 충분히 교반하면서 물 1177 g으로 옮겼다. 이어서, 물 61.6 g에 용해된 에 틸렌 디아민 20.6 g을 10분 동안 적가하였다. 30분 동안 교반한 후, 아세톤을 진공하에서 증류하여 제거하였다.
수득된 분산액은 고체 함량이 35.2%, 점도가 23 ℃에서 30 mPa·s이고, pH가 8.4였다.
실시예 6 - 산화에 의해 건조된 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 1
프탈산 무수물 (0.57 몰), 이소프탈산 (1.71 몰), 대두유 지방산 (2.85 몰), 땅콩유 지방산 (1.14 몰), 벤조산 (2.85 몰)과 펜타에리트리톨 (4.56 몰)의 폴리에스테르 (산가: 3 mg KOH/g, OH가: 170 mg KOH/g) 2257.5 g, 디메틸올프로피온산 175.5 g, N-메틸피롤리돈 225.8 g 및 산화디부틸주석 3.0 g을 교반기, 냉각 장치 및 가열 장치가 구비된 4 리터 반응 용기에 위치시키고, 혼합물을 30 분 동안 140 ℃에서 균질화시켰다. 130 ℃로 냉각시킨 후, 이소포론 디이소시아네이트 114 g을 부가하고, 혼합물을 1 시간 동안 130 ℃에서 교반하고 80 ℃로 냉각시키고, 추가의 이소포론 디이소시아네이트 453 g을 부가하였다. 이어서, NCO기가 더이상 검출되지 않을 때까지 전체를 120 내지 130 ℃에서 교반하였다. 이어서, 부틸 글리콜 217 g, 에톡실화 노닐 페놀 29.3 g 및 옥토산코발트 23.7 g을 부가하고, 혼합물을 균질화시켰다. 산가가 약 27이고 유리 히드록실기를 함유하는, 수 환원성 알키드 수지의 87% 수지 용융물을 얻었다. N,N-디이소프로필-N-에틸아민 105 g을 약 95 ℃에서 부가하고, 약 30 분 동안 균질화시켰다. 이어서, 이 혼합물을 증류수 3160 g에 분산시켰다. 50 내지 60 ℃에서 2 시간 동안 더 교반한 후, 항박피제 (Ascinin conc. 바이엘사) 22 g을 부가하고, 용액을 여과하였다. 평균 입자 크기( 레이저 상관 분광기에 의해 측정함)가 83 nm이고, 고체 함량이 44%이고, pH가 6.8인 수성 알키드 수지를 수득하였다.
N,N-디이소프로필-N-에틸아민 대신에 트리에틸아민을 사용하여 거의 동일한 특성을 갖는 분산액을 얻었다 (실시예 7):
실시예 7 - (비교) 산화에 의해 건조된 폴리에스테르-폴리우레탄 분산액 2
N,N-디이소프로필-N-에틸아민 대신에 트리에틸아민 76 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6의 절차를 반복하였다. 평균 입자 크기(레이저 상관 분광기에 의해 측정함)가 102 nm이고, 고체 함량이 44%이고, pH가 6.8인 수성 알키드 수지가 수득되었다.
본 발명이 설명을 위해 상세히 기재되었으나, 이와 같은 세부 사항은 단지 설명을 위한 것이며 특허청구범위에 의해 제한되는 것을 제외하고는 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않는한 당업자는 본 발명을 변형시킬 수 있는 것으로 이해될 것이다.
본 발명에 의해, 경제적으로 덜 바람직한 트리에틸아민을 대체하면서 수분산액에 사용되는 종래의 중화 아민 대안체의 단점을 가지지 않는, 수분산액을 중화시키기 위한 아민이 얻어지고, 이를 사용하여 양질의 중합체 수분산액과 1액형 및 2액형 도료 조성물이 얻어진다.

Claims (14)

  1. 0.05 내지 5 중량%의 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 1.5 중량%의 다른 3차 아민으로 친수성기를 중화시켜 형성된 음이온성 염의 기들을 함유하는 폴리우레탄 수분산액 (상기 중량%는 폴리우레탄 수분산액의 중량을 기준으로 함).
  2. 제1항에 있어서, 음이온성 염의 기들이 0.25 내지 2 중량%의 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 0.9 중량%의 다른 3차 아민으로 친수성기를 중화시켜 형성된 것인 폴리우레탄 수분산액 (상기 중량%는 폴리우레탄 수분산액의 중량을 기준으로 함).
  3. 제1항에 있어서, 음이온성 염의 기들이 0.4 내지 1.5 중량%의 N,N-디이소프로필-N-에틸아민 및 0 내지 0.9 중량%의 다른 3차 아민으로 친수성기를 중화시켜 형성된 것인 폴리우레탄 수분산액 (상기 중량%는 폴리우레탄 수분산액의 중량을 기준으로 함).
  4. 제1항에 있어서, 카르복실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  5. 제2항에 있어서, 카르복실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  6. 제3항에 있어서, 카르복실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  7. 제1항에 있어서, 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  8. 제2항에 있어서, 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  9. 제3항에 있어서, 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  10. 제1항에 있어서, 카르복실기 및 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  11. 제2항에 있어서, 카르복실기 및 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  12. 제3항에 있어서, 카르복실기 및 히드록실기 함유 폴리우레탄의 수분산액인 폴리우레탄 수분산액.
  13. 제7항의 폴리우레탄 수분산액과 폴리이소시아네이트를 함유하는 2액형 도료 조성물.
  14. 제10항의 폴리우레탄 수분산액과 폴리이소시아네이트를 함유하는 2액형 도료 조성물.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8113651B2 (en) * 2006-03-20 2012-02-14 High Performance Optics, Inc. High performance corneal inlay
KR101538253B1 (ko) * 2011-03-31 2015-07-20 다이닛뽄도료가부시키가이샤 수계 코팅 조성물
CN109153774B (zh) * 2016-05-27 2020-12-25 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 聚合物、方法、组合物和用途
CN110577626B (zh) * 2019-07-12 2021-10-22 西北工业大学太仓长三角研究院 一种二茂钴阳离子基水性聚氨酯及缓蚀剂体系和制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3412054A (en) 1966-10-31 1968-11-19 Union Carbide Corp Water-dilutable polyurethanes
AT377274B (de) * 1981-04-17 1985-02-25 Vianova Kunstharz Ag Verfahren zur herstellung von wasserverduennbare bindemitteln fuer einbrennlacke
GB8524579D0 (en) 1985-10-04 1985-11-06 Polyvinyl Chemicals Inc Coating compositions
DE3829587A1 (de) 1988-09-01 1990-03-15 Bayer Ag Beschichtungsmittel, ein verfahren zu ihrer herstellung und die verwendung von ausgewaehlten zweikomponenten-polyurethansystemen als bindemittel fuer derartige beschichtungsmittel
EP0379158B1 (en) * 1989-01-18 1993-11-03 Kansai Paint Co., Ltd. Aqueous thermoplastic coating composition for plastics materials and coating method using same
DE69218997T2 (de) 1991-04-30 1997-08-28 Dainippon Ink & Chemicals Dispersion eines vernetzten Urethan-Harnstoff-Harzes sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE4134064A1 (de) 1991-10-15 1993-04-22 Bayer Ag Bindemittelkombination, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
DE4136618A1 (de) 1991-11-07 1993-05-13 Bayer Ag Wasserdispergierbare polyisocyanatgemische
DE4137429A1 (de) 1991-11-14 1993-05-19 Bayer Ag Waessrige bindemittelkombination, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
DE4213527A1 (de) * 1992-04-24 1993-10-28 Bayer Ag Wäßrige Überzugsmittel für elastische Einbrennlackierungen
GB9210514D0 (en) * 1992-05-16 1992-07-01 Micro Image Technology Ltd Etching compositions
DE4218184A1 (de) 1992-06-02 1993-12-09 Bayer Ag Wäßriges Bindemittelgemisch und seine Verwendung
DE19630905A1 (de) 1996-08-01 1998-02-05 Wolff Walsrode Ag Wäßrige Dispersionen, ihre Herstellung und Verwendung als Lackbindemittel

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