KR101219174B1 - Urethane modified unsaturated acrylic resin, method for preparing the same and coating composition comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리하이드록시 아크릴 수지 및 말단 불포화 우레탄 올리고머로부터 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 제조하고 이를 바닥재 등의 도료 조성물에 적용함으로써, 우수한 시공성, 내후성, 내수성 및 신율을 확보할 수 있는 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a urethane-modified unsaturated acrylic resin, a method for manufacturing the same and a coating composition comprising the same, and more particularly, to prepare a urethane-modified unsaturated acrylic resin from a polyhydroxy acrylic resin and a terminal unsaturated urethane oligomer and to paint such as flooring The present invention relates to a urethane-modified unsaturated acrylic resin capable of securing excellent workability, weather resistance, water resistance and elongation, a method of manufacturing the same, and a coating composition including the same.
Description
본 발명은 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리하이드록시 아크릴 수지 및 말단 불포화 우레탄 올리고머로부터 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 제조하고 이를 바닥재 등의 도료 조성물에 적용함으로써, 우수한 시공성, 내후성, 내수성 및 신율을 확보할 수 있는 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a urethane-modified unsaturated acrylic resin, a method for manufacturing the same and a coating composition comprising the same, and more particularly, to prepare a urethane-modified unsaturated acrylic resin from a polyhydroxy acrylic resin and a terminal unsaturated urethane oligomer and to paint such as flooring The present invention relates to a urethane-modified unsaturated acrylic resin capable of securing excellent workability, weather resistance, water resistance and elongation, a method of manufacturing the same, and a coating composition including the same.
자동차도로용, 자전거도로용 등의 바닥재는 그 특성상 시공현장을 오래 폐쇄할 수 없으며, 대부분 옥외에서 적용되므로 그로부터 형성된 도막은 외부환경에 그대로 노출되게 된다. 따라서 자동차도로용, 자전거도로용 등의 바닥재에 있어서는 빠른 시공성과 더불어 외부환경에 견딜 수 있는 내후성이 필요하다. 그러나 현재 상용화되고 있는 에폭시 및 우레탄 중합체를 이용한 바닥재는 일광 등 다양한 외부자극에 의해서 변색이 일어나게 된다. 이에 아크릴 중합체를 이용한 상도 도장을 실시하여 변색을 방지하고 있으나, 이러한 추가적인 상도 도장으로 인해 시공기간이 길어지는 문제가 발생한다.Flooring materials, such as for automobile roads and bicycle roads, cannot be closed for a long time due to their characteristics, and since they are mostly applied outdoors, the coating formed therefrom is exposed to the external environment. Therefore, in the flooring materials such as automobile roads and bicycle roads, there is a need for fast construction and weather resistance to withstand the external environment. However, current flooring using epoxy and urethane polymers that are currently commercialized will be discolored by various external stimuli such as sunlight. This prevents discoloration by applying a top coat using an acrylic polymer, but the construction time is long due to the additional top coat.
이러한 문제를 해결하기 위해 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐클로라이드-비닐아세테이트, 열가소성 아크릴레이트 공중합체, 불포화 폴리에스테르를 바인더로 사용하고 반응성 희석제로서 (메타)아크릴레이트 단량체를 도입하여 시공성 및 내후성을 개선하려는 시도가 있어 왔다. To solve this problem, polyvinylacetate, polyvinylchloride (PVC), polyvinylchloride-vinylacetate, thermoplastic acrylate copolymer, unsaturated polyester are used as binders, and (meth) acrylate monomers are introduced as reactive diluents. Attempts have been made to improve workability and weatherability.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제1990-0008426호는 주제부의 바인더로 폴리비닐클로라이드를 사용하고 반응성 희석제로 메틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등을 사용하며 경화제로 벤조일퍼옥사이드를 사용하는 구성을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허문헌에 개시되어 사용된 바인더인 폴리비닐클로라이드는 라디칼 반응에 수반되는 열에 의해 변형이 일어나 경화제 교반 후 수 분 이내에 부풀음이 심하게 발생하는 문제가 있다. For example, Korean Patent Publication No. 1990-0008426 uses polyvinyl chloride as a binder for a main body, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. as a reactive diluent, and benzoyl peroxide as a curing agent. The configuration is disclosed. However, polyvinyl chloride, which is a binder disclosed and used in the patent document, has a problem in that deformation occurs due to heat accompanying radical reaction, and swelling occurs severely within several minutes after stirring of the curing agent.
또한, 대한민국 공개특허공보 제2008-0061421호는 주제부의 바인더로 열가소성 아크릴수지를 사용하고 반응성 희석제로 아크릴레이트 단량체를 사용하며 경화제로 벤조일퍼옥사이드를 사용하는 구성을 개시하고 있다. 상기 특허문헌에서 바인더의 제조는 아크릴 단량체에 열에 의해 라디칼을 생성시킬수 있는 개시제와 분자량을 제어할 수 있는 분자량 조절제를 적용 및 벌크중합시키고 30 ~ 50 중량부의 미반응 단량체를 남김으로써 수행되며, 이러한 반응은 바인더 제조시 비반응성 유기용제의 사용을 배제할 수 있어 최종제품의 고 고형분화에 기여할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 벌크중합법을 사용하는바 발열 제어가 힘들고 매 생산 루트마다 균일하지 않은 중합전환율을 지니는 단점이 있으며, 최종 바닥재 도막에서 바인더가 반응성 희석제와 결합하지 않아 도막의 기계적 물성이 열악해지는 문제가 있다.In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0061421 discloses a configuration in which a thermoplastic acrylic resin is used as a binder of a main body, an acrylate monomer is used as a reactive diluent, and benzoyl peroxide is used as a curing agent. The preparation of the binder in the patent document is carried out by applying and bulk polymerizing an initiator capable of generating radicals by heat to the acrylic monomer and a molecular weight controlling agent capable of controlling the molecular weight and leaving 30 to 50 parts by weight of unreacted monomer, such a reaction The use of a non-reactive organic solvent in the manufacture of the binder can be excluded, there is an advantage that can contribute to the solidification of the final product. However, the bulk polymerization method has a disadvantage in that it is difficult to control heat generation and has a non-uniform polymerization conversion rate at every production route, and the mechanical properties of the coating film are deteriorated because the binder is not combined with the reactive diluent in the final floor coating film.
또한, 대한민국 공개특허공보 제2009-0128748호는 주제부의 바인더로 불포화폴리에스테르 수지를 사용하고 반응성 희석제로 아크릴레이트 단량체를 사용하며 경화제로 벤조일퍼옥사이드를 사용하는 구성을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허문헌에서는 바인더로 불포화 폴리에스테르를 사용하기 때문에 고가의 산 단량체 및 알코올 단량체를 사용하지 않는 경우 일광 등 외부자극에 의해 변색이 심해지고, 가수분해에 따라 내후성이 저하되는 단점이 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0128748 discloses a configuration in which an unsaturated polyester resin is used as a binder of a main body, an acrylate monomer is used as a reactive diluent, and benzoyl peroxide is used as a curing agent. However, in the above patent document, since unsaturated polyester is used as the binder, when the expensive acid monomer and the alcohol monomer are not used, discoloration becomes severe due to external stimulation such as sunlight, and there is a disadvantage in that weather resistance decreases due to hydrolysis.
이에, 기본적인 도막 물성을 유지하면서도, 우수한 시공성, 내후성 및 내수성을 확보할 수 있는 바닥재 도료의 개발이 요구되는 실정이다.Thus, while maintaining the basic coating properties, there is a need for the development of a floor covering paint that can secure excellent workability, weather resistance and water resistance.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 도료(예컨대, 자동차도로용 바닥재 도료)에 있어 기본적인 도막 물성을 유지하면서도, 우수한 시공성, 내후성 및 내수성을 확보할 수 있는 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 및 이를 사용한 도료 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, while maintaining the basic coating film properties in paints (for example, floor coatings for automobiles), urethane-modified unsaturated acrylic that can secure excellent workability, weather resistance and water resistance It is a technical subject to provide resin and the coating composition using the same.
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 (A) 폴리하이드록시 아크릴 수지; 및 (B) 말단 불포화 우레탄 올리고머;를 우레탄 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention (A) polyhydroxy acrylic resin; And (B) a terminal unsaturated urethane oligomer; to provide a urethane-modified unsaturated acrylic resin, characterized in that the urethane reaction.
또한, 본 발명의 다른 측면으로, a) 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 및 에틸렌성 불포화 단량체를 용액중합법으로 공중합시켜 고형분 함량이 80% 이상인 폴리하이드록시 아크릴 수지 (A)를 제조하는 단계; b) 이와는 독립적으로, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 용매로 하여, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체 1 몰당량에 대하여, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 0.6 ~ 0.8 몰당량 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올 0.05 ~ 0.15 몰당량을 우레탄 반응시켜 고형분 함량이 20 ~ 50%인 말단 불포화 우레탄 올리고머 (B)를 제조하는 단계; 및 c) 제조된 각각의 폴리하이드록시 아크릴 수지 (A) 및 말단 불포화 우레탄 올리고머 (B)를 혼합 및 우레탄 반응시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지의 제조방법을 제공한다.In addition, in another aspect of the present invention, a) the alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms, the (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group and the ethylenically unsaturated monomer are copolymerized by solution polymerization to obtain a solid content. Preparing a polyhydroxy acrylic resin (A) that is at least 80%; b) 0.6 to 0.8 molar equivalents of a (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group relative to 1 molar equivalent of a monomer containing an isocyanate group, independently of this, using an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms as a solvent. And urethane-reacting 0.05 to 0.15 molar equivalents of the polyol containing a hydroxyl group at both ends to prepare a terminal unsaturated urethane oligomer (B) having a solid content of 20 to 50%; And c) mixing and urethane-reacting the polyhydroxyacrylic resin (A) and the terminal unsaturated urethane oligomer (B), respectively, which are prepared. .
또한, 본 발명의 또 다른 측면으로, 상기 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물을 제공한다.In still another aspect, the present invention provides a coating composition comprising the urethane-modified unsaturated acrylic resin.
본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 사용한 도료 조성물은 내크랙성(신율) 등 기본적인 도막 물성과 더불어, 내후성 및 내수성이 우수하며, 빠른 시공을 필요로 하는 자동차도로용, 자전거도로용 및 보행용 바닥재 도료에 특히 바람직하게 적용될 수 있다.The coating composition using the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention has excellent weather resistance and water resistance as well as basic coating properties such as crack resistance (elongation), and for automobile roads, bicycle roads, and walking floors requiring fast construction. It is especially preferable to apply to paints.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(A) (A) 폴리하이드록시Polyhydroxy 아크릴 수지 Acrylic resin
폴리하이드록시 아크릴 수지는 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 제조를 위한 반응물 중 하나로서, 내후성 및 내수성 향상에 기여하는 중합체 성분이다.Polyhydroxy acrylic resin is one of the reactants for producing the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention, is a polymer component that contributes to improving weather resistance and water resistance.
구체적으로, 폴리하이드록시 아크릴 수지는 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 및 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체일 수 있다.Specifically, the polyhydroxy acrylic resin may be a copolymer of an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms, a (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group, and an ethylenically unsaturated monomer.
일 구체예에서, 폴리하이드록시 아크릴 수지는 단량체 조성물(단량체의 총합) 100 중량부에 대하여, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체 20 ~ 30 중량부, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 10 ~ 20 중량부 및 에틸렌성 불포화 단량체 50 ~ 70 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다. 바람직하게는, 상기 단량체 혼합물을 용액중합법으로 공중합시키되, 최종 고형분 함량이 중량 기준으로 80% 이상, 예컨대 80 ~ 85%를 유지하도록 폴리하이드록시 아크릴 수지를 제조한다. 고형분 함량이 80% 미만이면 최종 바닥재의 상온 경화시 용제에 의한 미경화 등의 문제가 생길 수 있다.In one embodiment, the polyhydroxy acrylic resin has 20 to 30 parts by weight of an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms (meth) containing a hydroxy group, based on 100 parts by weight of the monomer composition (total sum of monomers). It may be prepared by mixing 10 to 20 parts by weight of the acrylate monomer and 50 to 70 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer. Preferably, the monomer mixture is copolymerized by solution polymerization, but a polyhydroxy acrylic resin is prepared such that the final solids content is maintained at 80% or more, such as 80 to 85% by weight. If the solid content is less than 80% may cause problems such as uncured by the solvent at room temperature curing of the final flooring material.
단량체 혼합물의 용액중합시 개시제로는 디벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-아킬 퍼옥시벤조에이트, t-아밀 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드 및 아조비스-이소-부틸로니트릴로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 고 고형분화 수지(하이솔리드 수지)를 구현하는 측면에서, 고상 개시제보다는 t-부틸 퍼옥시벤조에이트, t-부틸 퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸 퍼옥사이드 등과 같은 액상 개시제를 사용하는 것이 유리하다.The initiator in solution polymerization of the monomer mixture is dibenzoyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-acyl peroxybenzoate, t-amyl peroxy-2 One or more selected from the group consisting of ethylhexanoate, t-butyl peroxyacetate, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide and azobis-iso-butylonitrile may be used, but It is not limited. In terms of implementing a high solidification resin (high solid resin), it is advantageous to use liquid initiators such as t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxyacetate, di-t-butyl peroxide, etc., rather than solid phase initiators. .
용제로는 톨루엔, 크실렌, 부틸아세테이트 및 디메틸카보네이트 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.As the solvent, one or more selected from toluene, xylene, butyl acetate, and dimethyl carbonate may be used, but is not necessarily limited thereto.
용액중합을 통한 폴리하이드록시 아크릴 수지의 제조는 일반적으로 100 ~ 150℃에서 수행하는 것이 바람직하다. The preparation of polyhydroxy acrylic resin through solution polymerization is generally performed at 100 to 150 ° C.
하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체로는 하이드록시 에틸아크릴레이트, 하이드록시 에틸메타크릴레이트, 하이드록시 프로필아크릴레이트, 하이드록시 프로필메타크릴레이트, 하이드록시 부틸아크릴레이트, 하이드록시 부틸메타크릴레이트, 하이드록시 펜틸아크릴레이트, 하이드록시 펜틸메타크릴레이트, 하이드록시 헥실아크릴레이트 및 하이드록시 헥실메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group include hydroxy ethyl acrylate, hydroxy ethyl methacrylate, hydroxy propyl acrylate, hydroxy propyl methacrylate, hydroxy butyl acrylate and hydroxy butyl methacryl. One or more selected from the group consisting of latex, hydroxy pentyl acrylate, hydroxy pentyl methacrylate, hydroxy hexyl acrylate and hydroxy hexyl methacrylate may be used, but is not necessarily limited thereto.
에틸렌성 불포화 단량체로는 아크릴 수지 중합시 일반적으로 사용되는 화합물을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실 등의 아크릴산 에스테르류; 및 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산 사이클로헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 메타크릴산 에스테르류;를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 고 고형분화 수지를 구현하는 측면에서, 측쇄구조가 복잡한 스티렌, 2-에틸헥실아크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.As the ethylenically unsaturated monomer, a compound generally used in the polymerization of acrylic resin can be used without particular limitation. For example, Acrylic ester, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate; And methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate Methacrylic acid ester, such as these, can be used individually or in mixture of 2 or more types. In terms of implementing a solidifying resin, styrene, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, t-butyl methacrylate, etc. having complex side chain structures may be used alone or in combination of two or more thereof. It is preferable to use.
폴리하이드록시 아크릴 수지는 중량평균분자량이 10,000 ~ 40,000이고, 가드너 버블점도계로 측정시의 점도가 Z3 ~ Z5이며, 중합전환율이 99% 이상이 되도록 제조되는 것이 바람직하다. 중량평균분자량과 점도가 상기 범위일 때 수지의 핸들링이 용이해지며, 중합전환율이 99% 미만이면 반응성이 낮은 모노머로 인해 최종도막의 결함이 발생할 수 있다.The polyhydroxy acrylic resin is preferably prepared so that the weight average molecular weight is 10,000 to 40,000, the viscosity measured by a Gardner bubble viscometer is Z3 to Z5, and the polymerization conversion is 99% or more. When the weight average molecular weight and viscosity are within the above range, the resin is easily handled, and when the polymerization conversion rate is less than 99%, defects in the final coating may occur due to low reactivity monomers.
(B) 말단 불포화 우레탄 (B) terminal unsaturated urethane 올리고머Oligomer
말단 불포화 우레탄 올리고머는 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 제조를 위한 반응물 중 하나로서, 최종 수지에 유연성과 내구성을 지닌 우레탄 결합이 변성된 구조를 추가함으로써 아크릴 구조가 지니지 못하는 신율 및 내크랙성을 부여하는 중합체 성분이다.Terminally unsaturated urethane oligomer is one of the reactants for the production of urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention, by adding a structure in which the urethane bond with flexibility and durability is modified to the final resin to impart elongation and crack resistance that acrylic structure does not have It is a polymer component.
구체적으로, 말단 불포화 우레탄 올리고머는 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올의 중합체로서, 한쪽 말단에 라디칼 부가중합 가능한 불포화 이중결합을 지닌 것일 수 있다.Specifically, the terminal unsaturated urethane oligomer is a polymer of an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms, a monomer containing an isocyanate group, a (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group and a polyol containing a hydroxyl group at both terminals. As one, it may have an unsaturated double bond capable of radical addition polymerization at one end.
일 구체예에서, 말단 불포화 우레탄 올리고머는 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체 65 ~ 80 중량부, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체 10 ~ 20 중량부, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 5 ~ 15 중량부 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올 2 ~ 5 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다. In one embodiment, the terminal unsaturated urethane oligomer has 65 to 80 parts by weight of an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms, 10 to 20 parts by weight of a monomer containing an isocyanate group, and a hydroxy group based on 100 parts by weight of the monomer composition. It can be prepared by mixing 5 to 15 parts by weight of the containing (meth) acrylate monomer and 2 to 5 parts by weight of a polyol containing a hydroxyl group at both ends.
바람직하게는, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 용매로 하여, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체 1 몰당량에 대하여, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 0.6 ~ 0.8 몰당량 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올 0.05 ~ 0.15 몰당량을 우레탄 반응시켜 최종 고형분 함량이 중량 기준으로 20 ~ 50%(바람직하게는, 20 ~ 30%)가 되도록 말단 불포화 우레탄 올리고머를 제조한다. 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체가 상기 범위를 벗어나 지나치게 많이 첨가되면 미반응물로 잔존할 가능성이 높아지며, 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올이 상기 범위를 벗어나 지나치게 많이 첨가되면 향후 최종수지 합성시 양 말단에 이소시아네이트기가 형성되어 겔(gel)화를 초래할 수 있다.Preferably, from 0.6 to 0.8 molar equivalents and amounts of (meth) acrylate monomers containing a hydroxy group, relative to 1 molar equivalent of a monomer containing an isocyanate group, using an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms as a solvent. A terminal unsaturated urethane oligomer is prepared such that the final solid content is 20 to 50% (preferably 20 to 30%) by weight by urethane reaction of 0.05 to 0.15 molar equivalents of the polyol containing a hydroxyl group at the end. If too many (meth) acrylate monomers containing hydroxy groups are added out of the above ranges, there is a high possibility of remaining as unreacted substances, and if the polyols containing hydroxy groups at both ends are added out of the above ranges, the final resin will be Isocyanate groups are formed at both ends in the synthesis, which may lead to gelation.
단량체 혼합물의 반응을 통한 말단 불포화 우레탄 올리고머 제조시 중합금지제로 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, 모노-t-부틸하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, p-벤조퀴논 및 2,5-디-t-부틸하이드로퀴논으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 예컨대, 50 ~ 1,000ppm의 양으로 사용할 수 있다. 또한 말단 불포화 우레탄 올리고머 제조는 70 ~ 90℃에서 수행하는 것이 바람직하다. 반응온도가 70℃ 미만이면 반응시간이 길어질 수 있고, 90℃를 초과하면 적정 NCO%를 추적하기 어려워질 수 있다.Hydroquinone, hydroquinone monomethylether, mono-t-butylhydroquinone, methylhydroquinone, p-benzoquinone and 2,5-di-t-butyl as polymerization inhibitors in the preparation of terminal unsaturated urethane oligomers via reaction of monomer mixtures At least one selected from the group consisting of hydroquinones may be used, for example, in an amount of 50 to 1,000 ppm. In addition, the terminal unsaturated urethane oligomer production is preferably carried out at 70 ~ 90 ℃. If the reaction temperature is less than 70 ℃ can be a long reaction time, if it exceeds 90 ℃ it may be difficult to track the appropriate NCO%.
말단 불포화 우레탄 올리고머 제조시 용매로 사용되는 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체로는 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실 등의 아크릴산 에스테르류; 및 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 t-부틸, 메타크릴산 사이클로헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 메타크릴산 에스테르류:를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 바닥재에의 적용에 있어, 고경질을 요구할 경우에는 메타크릴산 메틸 등 유리전이온도가 높은 단량체를 사용하고, 연질을 요구할 경우에는 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 2-에틸헥실 등 유리전이온도가 낮은 단량체를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. As a C1-C12 alkyl (meth) acrylate monomer used as a solvent at the time of manufacture of terminal unsaturated urethane oligomer, Acrylic ester, such as n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate; And methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate Methacrylic acid esters, such as these, can be used individually or in mixture of 2 or more types. Specifically, in application to a flooring material, a monomer having a high glass transition temperature such as methyl methacrylate is used when a high hardness is required, and a glass transition temperature such as n-butyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate when a soft is required. It is preferable to mix and use a low monomer.
일반적으로 카르복실기를 함유하는 단량체는 반응을 촉진시키는 성질이 있으므로, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체로는 산가가 5 ~ 10 mgKOH/g 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 산가가 5 mgKOH/g 미만이면 반응성이 저하되어 반응시간이 너무 길어질 수 있고, 산가가 10 mgKOH/g를 초과하면 차후 불포화 아크릴 수지 중합시 비상용성으로 인해 점도가 매우 높아질 수 있다. In general, since the monomer containing a carboxyl group has the property of promoting the reaction, it is preferable to use an alkyl (meth) acrylate monomer having an acid value in the range of 5 to 10 mgKOH / g. If the acid value is less than 5 mgKOH / g, the reactivity may be lowered and the reaction time may be too long. If the acid value is more than 10 mgKOH / g, the viscosity may be very high due to incompatibility during the subsequent polymerization of unsaturated acrylic resin.
이소시아네이트기를 함유하는 단량체로는 분자 내에 2개의 이소시아네이트기를 함유하는 단량체, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트, 4,4-디사이클로 헥실메탄 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 옥타데실렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 톨루엔 디이소시아네이트, 예컨대 2,4-톨루엔 디이소시아네이트를 사용함으로써, 불포화 아크릴 수지 제조시 디이소시아네이트 양 말단의 관능기 중 하나를 남겨두고 이를 이용하여 하이드록시기를 함유한 폴리하이드록시 아크릴 수지와 중합시킬 수 있다. 양 말단의 반응성이 같을 경우 양 말단에 이소시아네트기가 존재할 확률이 높아짐에 따라 하이드록시기를 함유한 폴리하이드록시 아크릴 수지가 가교되어 최종 수지의 겔화를 초래할 수 있기 때문이다. Monomers containing isocyanate groups include monomers containing two isocyanate groups in a molecule such as isophorone diisocyanate, 4,4-dicyclo hexylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 2 , 4,4-trimethyl 1,6-hexamethylene diisocyanate, octadecylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, and their One or more types selected from the group consisting of derivatives can be used. Preferably, by using toluene diisocyanate, such as 2,4-toluene diisocyanate, polyhydroxy acrylic resin containing a hydroxyl group and leaving one of the functional groups at both ends of the diisocyanate in the preparation of the unsaturated acrylic resin and May be polymerized. This is because when the reactivity of both ends is the same, the probability of isocyanate group being present at both ends increases, so that the hydroxy group-containing polyhydroxy acrylic resin can be crosslinked to cause gelation of the final resin.
2,4-톨루엔 디이소시아네이트를 사용할 경우, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트는 단량체 조성물 총 중량에 대하여 10 ~ 20 중량% 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 10 중량% 미만이면 낮은 가교도로 인해 도막의 강인성이 저하될 수 있고, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 일광 등에 의한 변색이 심해질 수 있다.When 2,4-toluene diisocyanate is used, 2,4-toluene diisocyanate is preferably included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the monomer composition. If the content is less than 10% by weight, the toughness of the coating film may be lowered due to the low degree of crosslinking, and when the content is more than 20% by weight, discoloration due to sunlight may be increased.
하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체로는 앞서 폴리하이드록시 아크릴 수지의 제조에서 설명한 화합물들을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 하이드록시 에틸아크릴레이트 또는 하이드록시 에틸메타크릴레이트를 사용한다. 측쇄구조가 간단한 단량체가 이소시아네이트와 반응이 빠르기 때문이다.As the (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group, the compounds described in the preparation of the polyhydroxy acrylic resin may be used. Preferably, hydroxy ethyl acrylate or hydroxy ethyl methacrylate is used. This is because a monomer having a simple side chain structure reacts quickly with isocyanate.
양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올로는 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 알긴산프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 폴리프로필렌글리콜을 사용함으로써 도막의 신축성 및 유연성을 향상시킬 수 있다. 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올의 바람직한 분자량은 1,000 ~ 4,000, 더욱 바람직하게는 1,000 ~ 2,000이다. 그 분자량이 1,000 미만이면 도막 물성을 저하시킬 수 있고, 그 분자량이 4,000을 초과하면 용해력이 약한 아크릴레이트 단량체 하에서 올리고머를 중합시키는 것이므로 올리고머가 석출될 우려가 있다. 가장 바람직하게는, 분자량이 1,000 ~ 2,000인 폴리프로필렌글리콜을 사용한다.As a polyol containing a hydroxyl group at both ends, one or more selected from the group consisting of polypropylene glycol, polyethylene glycol, neopentyl glycol, triethylene glycol, and propylene glycol alginate may be used, but is not necessarily limited thereto. Preferably, by using polypropylene glycol, the elasticity and flexibility of the coating film can be improved. The preferred molecular weight of the polyol containing a hydroxyl group at both ends is 1,000 to 4,000, more preferably 1,000 to 2,000. If the molecular weight is less than 1,000, the coating film properties may be reduced. If the molecular weight is more than 4,000, the oligomer may be precipitated because the oligomer is polymerized under the weak acrylate monomer. Most preferably, polypropylene glycol having a molecular weight of 1,000 to 2,000 is used.
우레탄 변성 불포화 아크릴 수지Urethane Modified Unsaturated Acrylic Resin
본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지는 상기와 같이 독립적으로 제조된 폴리하이드록시 아크릴 수지 및 말단 불포화 우레탄 올리고머를 우레탄 반응시켜 제조되는 것이다. 내후성 및 내수성이 우수한 아크릴 수지에 유연성 및 내구성이 우수한 우레탄 결합을 변성 부여함으로써, 내후성, 내수성, 신율 및 내크랙성을 동시에 확보할 수 있다. 또한 변색 방지를 위한 추가적인 상도 도장이 필요없어 시공성 또한 뛰어나다. 구체적으로, 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 반응성 희석제와 혼합 후 경화시 시공성, 내후성 및 도막 물성이 모두 우수한 바닥재 도료를 제공할 수 있다. The urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention is prepared by urethane reaction of a polyhydroxy acrylic resin and a terminal unsaturated urethane oligomer independently prepared as described above. By providing a modified urethane bond with excellent flexibility and durability to an acrylic resin having excellent weather resistance and water resistance, it is possible to secure weather resistance, water resistance, elongation and crack resistance at the same time. In addition, there is no need for an additional top coat to prevent discoloration. Specifically, when the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention is mixed with a reactive diluent and cured, it is possible to provide a floor coating having excellent construction properties, weather resistance, and coating film properties.
바람직한 일 구체예에서, 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지는 각각 제조된 폴리하이드록시 아크릴 수지 및 말단 불포화 우레탄 올리고머를 (말단 불포화 우레탄 올리고머에 함유된) 이소시아네이트기 당량 대비 (폴리하이드록시 아크릴 수지에 함유된) 하이드록시기 당량비 1.0 ~ 1.5, 더욱 바람직하게는 1.2 ~ 1.5로 혼합 및 우레탄 반응시켜 제조할 수 있다. 이소시아네이트기에 대한 하이드록시기의 당량비가 1.0 미만이면 미반응된 (디)이소시아네이트로 인해 겔화가 진행될 수 있고, 이소시아네이트기에 대한 하이드록시기의 당량비가 1.5를 초과하면 미반응된 하이드록시기로 인해 최종도막에 결함을 일으킬 수 있다.In one preferred embodiment, the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention contains the polyhydroxy acrylic resin and the terminal unsaturated urethane oligomer prepared in the polyhydroxyacrylic resin relative to the equivalent of isocyanate groups (containing in the terminal unsaturated urethane oligomer), respectively. Can be prepared by mixing and urethane reaction with a hydroxyl group equivalent ratio of 1.0 to 1.5, more preferably 1.2 to 1.5. If the equivalent ratio of hydroxy groups to isocyanate groups is less than 1.0, gelation may proceed due to unreacted (di) isocyanate, and if the equivalent ratio of hydroxy groups to isocyanate groups exceeds 1.5, the uncoated hydroxyl groups will be added to the final coating. It may cause a defect.
폴리하이드록시 아크릴 수지 및 말단 불포화 우레탄 올리고머의 반응을 통한 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 제조시 중합금지제로 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, 모노-t-부틸하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, p-벤조퀴논 및 2,5-디-t-부틸하이드로퀴논으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 예컨대, 50 ~ 1,000ppm의 양으로 사용할 수 있다. 또한 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 제조는 70 ~ 90℃에서 수행하는 것이 바람직하다. 반응온도가 상기 범위를 지나치게 벗어나면 최종 불포화 이중결합이 깨져 수지의 겔화를 초래할 수 있다.Hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, mono-t-butylhydroquinone, methylhydroquinone, p- as polymerization inhibitors in preparing the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention through the reaction of a polyhydroxy acrylic resin and a terminal unsaturated urethane oligomer. One or more selected from the group consisting of benzoquinone and 2,5-di-t-butylhydroquinone can be used, for example, in an amount of 50 to 1,000 ppm. In addition, the urethane-modified unsaturated acrylic resin is preferably carried out at 70 ~ 90 ℃. If the reaction temperature is excessively out of the above range, the final unsaturated double bond may be broken to cause gelation of the resin.
도료 조성물Paint composition
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 포함하는 도료 조성물이 제공된다. 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 포함하여 도료 조성물을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 일반적인 사용되는 성분, 배합 및 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 밀 베이스 단계에서 본 발명의 수지(바인더)와 안료, 분산제, 소포제 등을 교반한 다음, 마감 단계에서 촉매, 반응성 희석제, 조색제 등을 투입 및 교반한 후, 라디칼 반응을 가능케 하는 경화제를 첨가함으로써 제조할 수 있다. 또한 필요에 따라 경화촉진제, 방부제, 표면평활제(leveling agent) 등 라디칼 경화형 바닥재 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 임의로 포함할 수 있다. 일 구체예로, 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 100 중량부에 대하여, 조촉매 0.2 ~ 1.0 중량부, 파라핀왁스 0.1 ~ 0.5 중량부와 적절량의 개시제를 혼합함으로써 바닥재용 도료 조성물을 제조할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a coating composition comprising the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention as described above. The method for preparing the coating composition including the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention is not particularly limited, and may be prepared by components, formulations, and methods generally used in the art. For example, in the mill base step, the resin (binder) of the present invention is stirred, a pigment, a dispersant, an antifoaming agent, and the like, and then a catalyst, a reactive diluent, a colorant, and the like are added and stirred in a finishing step, and then a curing agent that enables radical reaction is added. It can manufacture by doing. In addition, if necessary, additives commonly used in the field of radically curable flooring materials such as curing accelerators, preservatives, and leveling agents may be optionally included. In one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention, 0.2 to 1.0 parts by weight of promoter, 0.1 to 0.5 parts by weight of paraffin wax and an appropriate amount of initiator can be mixed to prepare a coating material for flooring have.
본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지는 자동차도로용, 자전거도로용, 보행용 바닥재 등 빠른 경화성과 높은 내수성 및 내후성이 요구되는 외장용 바닥재를 제조하기 위한 수지로서 특히 유용하다.
The urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention is particularly useful as a resin for producing exterior flooring materials requiring fast curing properties and high water resistance and weather resistance, such as for automobile roads, bicycle roads, and walking floors.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, these examples are provided only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
실시예Example
중간체 수지인 폴리하이드록시 아크릴 수지를 합성하기 위해, 5ℓ 용적의 4구 둥근 플라스크에 열전쌍, 교반기 및 환류기를 장착하고, 여기에 톨루엔 452g을 투입한 다음, 이를 환류온도 112℃까지 승온시켰다. 환류온도에서 스티렌 모노머 1132g, 2-에틸헥실아크릴레이트 414g, 하이드록시 에틸아크릴레이트 335g, 디-t-부틸 퍼옥사이드 94g의 혼합물을 3시간 동안 균일하게 적하한 다음, 2시간 동안 유지하였다. 이어서, 톨루엔 38g과 디-t-부틸 퍼옥사이드 19g의 혼합물을 10분 동안 적하한 다음, 3시간 동안 유지하였다. 유지 반응 후, 80℃로 냉각시키고, 80 SUS mesh 필터로 여과하면서 포장하여 중간체 수지(폴리하이드록시 아크릴 수지) 합성을 완료하였다. 합성된 폴리하이드록시 아크릴 수지의 중량평균분자량은 21540, 가드너 버블점도는 Z4, 중합전환율은 99.8%였다.In order to synthesize a polyhydroxy acrylic resin as an intermediate resin, a thermocouple, a stirrer and a reflux condenser were mounted in a 5 L volume four-necked round flask, and 452 g of toluene was added thereto, and the temperature was raised to a reflux temperature of 112 ° C. At reflux temperature, a mixture of 1132 g of styrene monomer, 414 g of 2-ethylhexyl acrylate, 335 g of hydroxy ethyl acrylate, and 94 g of di-t-butyl peroxide was added dropwise uniformly for 3 hours, and then maintained for 2 hours. Then, a mixture of 38 g of toluene and 19 g of di-t-butyl peroxide was added dropwise for 10 minutes, and then maintained for 3 hours. After the holding reaction, the mixture was cooled to 80 ° C and packaged while filtering with an 80 SUS mesh filter to complete the synthesis of an intermediate resin (polyhydroxy acrylic resin). The weight average molecular weight of the synthesized polyhydroxy acrylic resin was 21540, the Gardner bubble viscosity was Z4, and the polymerization conversion was 99.8%.
다음으로, 중간체 수지인 말단 불포화 우레탄 올리고머를 합성하기 위해, 5ℓ 용적의 4구 둥근 플라스크에 열전쌍, 교반기 및 환류기를 장착하고, 여기에 메틸메타크릴레이트 1833g을 투입한 다음, 80℃로 승온시켰다. 이어서, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 437g을 별도 용기를 이용하여 플라스크에 투입하였다. 이어서, 하이드록시 에틸아크릴레이트 377g과 하이드로퀴논 0.24g, 폴리프로필렌글리콜(분자량 1,000) 131g의 혼합물을 별도 용기를 이용하여 플라스크에 투입하였다. 투입 후, 잔존 NCO%를 추적하며 최종 NCO%가 2.5% 이하가 될 때까지 유지하였다. NCO%가 2.5% 이하가 되었을 때, 50℃까지 냉각시키고 메틸메타크릴레이트 735g으로 희석한 후, 80 SUS mesh 필터로 여과하면서 포장하여 중간체 수지(말단 불포화 우레탄 올리고머) 합성을 완료하였다. Next, in order to synthesize the terminal unsaturated urethane oligomer which is an intermediate resin, the thermocouple, the stirrer, and the reflux machine were attached to the 5-liter four-necked round flask, 1833 g of methyl methacrylates were put therein, and it heated up at 80 degreeC. Subsequently, 437 g of 2,4-toluene diisocyanate was added to the flask using a separate container. Next, a mixture of 377 g of hydroxyethyl acrylate, 0.24 g of hydroquinone and 131 g of polypropylene glycol (molecular weight 1,000) was added to the flask using a separate container. After input, the remaining NCO% was tracked and maintained until the final NCO% was less than 2.5%. When NCO% was 2.5% or less, the mixture was cooled to 50 ° C., diluted with 735 g of methyl methacrylate, and packaged while filtering with an 80 SUS mesh filter to complete the synthesis of an intermediate resin (terminated unsaturated urethane oligomer).
다음으로, 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 합성하기 위해, 5ℓ 용적의 4구 둥근 플라스크에 열전쌍, 교반기 및 환류기를 장착하고, 중간체 수지(말단 불포화 우레탄 올리고머)를 전체 중량대비 58.5 중량%로 투입하고 80℃로 승온시켰다. 이어서, 중간체 수지(폴리하이드록시 아크릴 수지)를 전체 중량대비 41.5 중량%로 투입하였다. 투입 후, 잔존 NCO%를 추적하며 최종 NCO%가 0.3% 이하가 될 때까지 유지하였다. NCO%가 0.3% 이하가 되었을 때, 50℃까지 냉각시키고 80 SUS mesh 필터로 여과하면서 포장하여 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지 합성을 완료하였다.Next, in order to synthesize a urethane-modified unsaturated acrylic resin, a 5-liter four-necked round flask was equipped with a thermocouple, agitator and reflux, and the intermediate resin (terminal unsaturated urethane oligomer) was added at 58.5% by weight based on the total weight and 80 ° C. The temperature was raised to. Subsequently, an intermediate resin (polyhydroxy acrylic resin) was added at 41.5 wt% based on the total weight. After input, the remaining NCO% was tracked and maintained until the final NCO% was less than 0.3%. When the NCO% was 0.3% or less, the mixture was cooled to 50 ° C. and filtered with an 80 SUS mesh filter to complete a urethane-modified unsaturated acrylic resin synthesis.
수득된 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지의 최종 물성을 측정하였을 때 고형분 함량은 중량 기준으로 49.53%, 점도는 가드너 버블점도로 T ~ U, 최종 NCO%는 0.21%로 계측되었다.When the final physical properties of the obtained urethane-modified unsaturated acrylic resin was measured, the solid content was 49.53% by weight, the viscosity was T-U as the Gardner bubble viscosity, and the final NCO% was 0.21%.
비교예Comparative example 1 One
2ℓ 용적의 4구 둥근 플라스크에 열전쌍, 교반기 및 환류기를 장착하고, 여기에 메틸메타크릴레이트 501g을 투입한 다음, 이를 55 ~ 60℃까지 승온시켰다. 이어서, PVC 수지 CP-450(한화석유화학社) 402g을 투입하고 수지가 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 용해가 완료되었을 때, 에폭사이드 소야빈 오일 268g, 트리메틸 프로판트리아크릴레이트 14.9g 및 PVC 안정제인 KENREACT KR-55 1g의 혼합물을 투입하고, 50℃ 이하로 냉각시킨 후, 80 SUS mesh 필터로 여과하면서 포장하여 합성을 완료하였다.A 2-liter four-necked round flask was equipped with a thermocouple, a stirrer and a reflux machine, and 501 g of methyl methacrylate was added thereto, and the temperature was raised to 55 to 60 ° C. Subsequently, 402 g of PVC resin CP-450 (Hanhwa Petrochemical Co., Ltd.) was added and stirred until the resin was completely dissolved. When dissolution was completed, a mixture of 268 g of epoxide soya bean oil, 14.9 g of trimethyl propane triacrylate and 1 g of KENREACT KR-55, a PVC stabilizer, was added, cooled to 50 ° C. or lower, and filtered with an 80 SUS mesh filter. The synthesis was completed by packaging.
이 합성물의 최종 물성을 측정하였을 때 고형분 함량은 49.00%, 점도는 가드너 버블점도로 0 ~ P로 계측되었다. When the final physical properties of the composite were measured, the solid content was 49.00% and the viscosity was measured from 0 to P as a Gardner bubble viscosity.
비교예Comparative example 2 2
2ℓ 용적의 4구 둥근 플라스크에 열전쌍, 교반기 및 환류기를 장착하고, 불포화 폴리에스테르수지 CBP-325L(켐베이스社) 1000g을 투입한 다음, 이를 40℃까지 승온시켰다. 이어서, 메틸메타크릴레이트 300g을 투입한 후, 30분 동안 교반한 다음, 80 SUS mesh 필터로 여과하면서 포장하여 합성을 완료한다.A 2-liter four-necked round flask was equipped with a thermocouple, a stirrer and a reflux machine, and 1000 g of unsaturated polyester resin CBP-325L (Chembase Co., Ltd.) was added thereto, and the temperature was raised to 40 ° C. Subsequently, 300 g of methyl methacrylate was added thereto, stirred for 30 minutes, and then packaged while filtering with an 80 SUS mesh filter to complete synthesis.
이 합성물의 최종 물성을 측정하였을 때 고형분 함량은 49.55%, 점도는 가드너 버블점도로 J ~ K로 계측되었다. When the final physical properties of the composite were measured, the solid content was 49.55% and the viscosity was measured from J to K as a Gardner bubble viscosity.
물성평가 시험Property evaluation test
실시예 및 비교예에 따라 제조된 수지를 바인더로 사용하여 하기 표 1에 기재된 성분 및 배합으로 아래 단계에 따라 도료를 제조하였다. Using the resins prepared according to Examples and Comparative Examples as a binder, the paint was prepared according to the following steps with the ingredients and the formulations shown in Table 1 below.
먼저, 밀 베이스 단계에서 수지, 분산제, 소포제, 침강방지제 및 체질안료를 미리 교반하고, 30분 동안 H.S.D(고전단분산) 교반하였다. 다음으로, 마감 단계에서 저속으로 교반하면서 촉매, 반응성 희석제, 조색제 등을 차례로 투입하고 10분 동안 교반하였다. 제조된 주제 100g에 경화제로 27% 벤조일퍼옥사이드를 4.0 중량%의 양으로 적용한 다음 2분 동안 저속교반한 후, 내후성, 내수성 등의 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
First, in the mill base step, the resin, the dispersant, the antifoaming agent, the antisettling agent and the extender pigment were stirred in advance, and stirred for 30 minutes with HSD (high shear dispersion). Next, while stirring at a low speed in the finishing step, the catalyst, the reactive diluent, the colorant and the like were sequentially added and stirred for 10 minutes. After applying 27% benzoyl peroxide as a curing agent in an amount of 4.0% by weight to 100 g of the prepared subject matter, and then stirring at a low speed for 2 minutes, the physical properties such as weather resistance and water resistance were evaluated, and are shown in Table 2 below.
[표 1] 도료의 성분 및 배합[Table 1] Components and Mixtures of Paints
[표 2] 물성평가 결과[Table 2] Property evaluation results
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명의 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지를 사용하면 기존의 범용 수지인 불포화 폴리에스테르 수지, 고상 PVC 바인더를 사용한 경우와 동등한 인장강도, 경도 및 신율을 구현하면서도, 내후성 및 내수성은 월등히 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 2, when using the urethane-modified unsaturated acrylic resin of the present invention, while implementing a tensile strength, hardness and elongation equivalent to the case of using a conventional general-purpose unsaturated polyester resin, a solid PVC binder, weather resistance and water resistance It is excellent.
Claims (14)
(B) 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체 65 ~ 80 중량부, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체 10 ~ 20 중량부, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 5 ~ 15 중량부 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올 2 ~ 5 중량부를 포함하는 단량체 조성물로부터 제조된 말단 불포화 우레탄 올리고머;
를 우레탄 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는, 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지.(A) 20-30 weight part of C1-C12 alkyl (meth) acrylate monomers with respect to 100 weight part of monomer compositions, 10-20 weight part of (meth) acrylate monomers containing a hydroxyl group, and ethylenically unsaturated monomer Polyhydroxy acrylic resin prepared from monomer compositions comprising 50 to 70 parts by weight; And
(B) 65-80 weight part of C1-C12 alkyl (meth) acrylate monomers, 10-20 weight part of monomers containing an isocyanate group, and (meth) acrylate containing a hydroxyl group with respect to 100 weight part of monomer compositions. Terminal unsaturated urethane oligomers prepared from monomer compositions comprising 5 to 15 parts by weight of monomers and 2 to 5 parts by weight of polyols containing hydroxyl groups at both ends;
Urethane-modified unsaturated acrylic resin, characterized in that the urethane reaction.
b) 이와는 독립적으로, 탄소수 1 ~ 12의 알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 용매로 하여, 이소시아네이트기를 함유하는 단량체 1 몰당량에 대하여, 하이드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 단량체 0.6 ~ 0.8 몰당량 및 양 말단에 하이드록시기를 함유하는 폴리올 0.05 ~ 0.15 몰당량을 우레탄 반응시켜 고형분 함량이 20 ~ 50%인 말단 불포화 우레탄 올리고머 (B)를 제조하는 단계; 및
c) 제조된 각각의 폴리하이드록시 아크릴 수지 (A) 및 말단 불포화 우레탄 올리고머 (B)를 혼합 및 우레탄 반응시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 우레탄 변성 불포화 아크릴 수지의 제조방법. a) a polyhydroxy acrylic resin having a solid content of 80% or more by copolymerizing an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms, a (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group and an ethylenically unsaturated monomer by solution polymerization method ( Preparing A);
b) 0.6 to 0.8 molar equivalents of a (meth) acrylate monomer containing a hydroxy group relative to 1 molar equivalent of a monomer containing an isocyanate group, independently of this, using an alkyl (meth) acrylate monomer having 1 to 12 carbon atoms as a solvent. And urethane-reacting 0.05 to 0.15 molar equivalents of the polyol containing a hydroxyl group at both ends to prepare a terminal unsaturated urethane oligomer (B) having a solid content of 20 to 50%; And
c) mixing and urethane-reacting each of the prepared polyhydroxy acrylic resins (A) and terminally unsaturated urethane oligomers (B);
Method for producing a urethane-modified unsaturated acrylic resin according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a.
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