KR101282994B1

KR101282994B1 - 유기 용제 보관방법 및 그 유기 용제

Info

Publication number: KR101282994B1
Application number: KR1020110073206A
Authority: KR
Inventors: 이종수
Original assignee: 주식회사 서현케미칼
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-07-04
Also published as: KR20130011797A

Abstract

이에 본 발명은 용제의 일 성분으로 사용되는 디메틸카보네이트의 동결 및 증발현상으로 인한 보관안정성 저하의 문제점을 해결할 수 있는 용제의 보관방법에 관한 것으로서, 톨루엔 또는 자일렌를 디메틸카보네이트와 혼합하여 혼합물 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 유기용제 보관방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트가 혼합된 혼합물 상태로 보관된 유기용제 혼합물을 제공한다.

Description

유기 용제 보관방법 및 그 유기 용제{Method for Storage of Organic Solvent}

본 발명은 유기 용제의 보관 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 도장 시 도료 조성물의 점도를 낮추기 위해 도료 조성물에 혼합되는 유기 용제의 저장 안정성을 확보하기 위한 유기용제 보관 방법에 관한 것이다.

나아가, 본 발명은 상기 보관방법에 의해 보관되는 유기용제에 관한 것이다.

휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound)은 대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학반응을 일으켜 오존 및 팬(PAN: 퍼옥시아세틸 나이트레이트) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 물질을 통틀어 일컫는 말이다. 이들은 대기오염물질이며 발암성을 지닌 독성 화학물질로서 광화학산화물의 전구물질이기도 하다. 또한 이들은 지구온난화의 원인물질이며 악취를 일으키기도 한다.

따라서, 이와 같은 VOC는 환경과 인체에 큰 영향을 끼치므로 대부분의 국가들이 배출을 줄이기 위하여 정책적으로 노력하고 있다.

기존의 고분자 수지 도료, 예를 들어, 기본 수지로서 고분자 폴리에스테르 수지를 사용한 도료의 경우, 경화수지로서 멜라민 수지 화합물을 사용하고, 여기에 경화를 촉진하는 경화촉매와, 소포제, 레벨링제 등 소량의 첨가제를 포함시켜 제조한 도료 조성물이 사용되었다.

이러한 고분자 도료 조성물은 수지의 높은 점도로 인하여 원활한 도장 작업성을 유지하기 위해서는 도료의 점도를 낮추기 위한 많은 양의 유기용제가 필요하다. 이때, 도료 조성물에 첨가되는 다량의 용제로 인하여 코팅 후 도막이 형성되면서 용제가 대기 중으로 휘발되게 되는데, 이러한 대기 중으로 배출되는 다량의 휘발성 유기화합물은 대기오염의 주 원인이 되고 있어, 그 사용이 제한되고 있다.

이에, VOC 면제 용제로서 DMC(Dimethyl Carbonate)의 사용이 제안되고 있다. 이러한 DMC는 기존에 사용되고 있는 톨루엔이나 자일렌과 같은 용매와 비교하여 무독성으로 VOC의 방출이 없고, 용해력이 높아 VOC 규제를 회피할 수 있다. 그러나, 상기 DMC는 기존의 용제로서 사용되어 온 톨루엔 또는 자일렌에 비하여 가격이 고가이고, 또 도료 조성물에 대한 용해력이 떨어지는 문제로 인해 전량 대체되기에는 부족한 점이 있다.

이에, 도료 산업에 있어서, 톨루엔 또는 자일렌과 같은 VOC를 DMC와 일정 비율, 예를 들어, 톨루엔 또는 자일렌과 DMC를 70중량% 대 30중량%의 비율로 혼합하여 사용하는 경우에는 VOC의 규제대상에서 제외시키고 있다. 따라서, 톨루엔과 자일렌을 도료의 용제로 사용하는 경우에는 DMC를 혼합하여 사용하고 있다.

이와 같이 DMC를 톨루엔 또는 자일렌 등의 용제와 혼합하여 사용하는 경우에는 통상 톨루엔 또는 자일렌 등의 용제와 이에 첨가되는 DMC를 별도로 보관한 후에 코팅할 때에 이들을 혼합하여 VOC 면제 대상이 되는 혼합 용제를 형성하고, 이 혼합용제를 도료 조성물과 혼합하여 도장 작업을 수행하고 있다.

그러나, 이와 같이 각 성분을 별도로 보관하는 경우에는 DMC가 쉽게 동결하거나 또는 증발하는 문제가 있어, 보관 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 나아가, 이러한 저장 안정성이 열악함으로 인해 사용시 불편을 초래하는 문제가 있다.

이에 본 발명은 도료의 용제로서 톨루엔 또는 자일렌을 사용하는 경우에 혼합되는 DMC의 저장안정성을 향상시킬 수 있음은 물론, 사용이 편리한 용제의 보관방법을 제공하고자 한다.

구체적으로 본 발명은 톨루엔 또는 자일렌를 디메틸카보네이트와 혼합하여 혼합물 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 유기용제 보관방법 및 그 유기용제 혼합물을 제공한다. 바람직하게는, 상기 혼합물은 톨루엔 또는 자일렌 50-70중량%와 디메틸카보네이트 30 내지 50중량%로 이루어진 혼합물일 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 혼합물 100중량부에 대하여 사이클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 분산제를 1 내지 5중량부의 함량으로 더욱 포함할 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 용제를 보관함으로써, DMC의 동결이나 증발 현상을 억제하며, 이로 인해 사용시 편의성을 도모할 수 있다.

나아가, 소량의 분산제를 포함함으로써 톨루엔 또는 자일렌과 DMC의 분산성을 유지시켜 용액안정성을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 톨루엔 또는 자일렌을 디메틸카보네이트와 혼합하여 혼합물 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 유기용제 보관방법을 제공한다.

일반적으로, 고분자 주체의 도료 조성물은 고분자 수지, 상기 고분자 수지를 경화시키기 위한 경화제를 포함하며, 필요에 따라 경화를 촉진하는 경화촉매, 소포제, 레벨링제 등의 첨가제를 소량의 첨가하여 조성된다. 이러한 고분자 도료 조성물은 수지의 높은 점도로 인하여 원활한 도장 작업성을 유지하기 위해 도장 작업시에 도료의 점도를 낮추기 위한 많은 양의 유기용제를 첨가할 필요가 있다.

상기한 바와 같이, 이러한 용제로서, 종래에는 통상 톨루엔 또는 자일렌이 사용되어 왔으나, 이들은 휘발성 유기화합물로서 그 사용이 규제되고 있는바, 현재는 도장 작업시에 이들 용제에 디메틸카보네이트를 혼합하여 사용하고 있다. 그러나, 종래에는 도장 작업시에 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트를 혼합하고, 이를 도료 조성물과 혼합하여 도료의 점도를 낮춘 후 도장작업을 행하였다.

이로 인해, 용제로 사용되는 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트를 별도로 보관하여 왔으며, 이때, 상기 디메틸카보네이트는 어는점이 약 4℃로서, 동절기에는 쉽게 동결하여 사용에 불편을 초래하며, 끓는점이 약 90℃로서 고온에서 증발하는 문제가 발생하여 그 보관에 주의를 요한다.

이에 본 발명은 용제의 일 성분으로 사용되는 디메틸카보네이트의 동결 및 증발현상으로 인한 보관안정성 저하의 문제점을 해결할 수 있는 용제의 보관방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 종래부터 통상적으로 사용되고 있는 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸 카보네이트를 혼합하여 혼합물 상태로 보관하는 보관방법을 제공한다. 이들 성분을 혼합하여 보관함으로써 디메틸카보네이트의 동결현상 및 증발현상을 억제할 수 있다.

이와 같이 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸 카보네이트를 혼합하여 보관함으로써 디메틸카보네이트의 증발 및 동결현상을 억제한다는 측면에서는 소정의 목적을 달성할 수 있으나, 보다 바람직하게는 상기 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트의 혼합비율은 중량비로 50-70중량% 대 30-50중량%의 비율로 혼합하여 보관할 것을 제안한다.

상기 범위를 벗어나 디메틸카보네이트의 비율이 30중량% 미만으로 혼합하는 경우에는 디메틸카보네이트의 증발이나 동결현상의 문제를 억제할 수 있으나 톨루엔 또는 자일렌과 같은 휘발성 유기 화합물의 함량이 높아 VOC 규제대상에 해당하게 되며, 이를 회피하기 위해 추가적으로 디메틸카보네이트를 더 혼합하여야 하는 문제가 있으며, 이 경우, 추가적 첨가를 위한 디메틸카보네이트를 별도로 보관하여야 하므로 종래 가지고 있던 문제점이 그대로 존재하게 되는바, 바람직하지 않다.

한편, 디메틸카보네이트의 함량이 50중량%를 초과하는 경우에는 고가이고, 상대적으로 도료의 용해력이 낮은 디메틸카보네이트의 함량이 지나치게 높아 비용이 증대 및 용해력 저하의 문제점을 노출할 수 있으며, 나아가 톨루엔 또는 자일렌과 같은 용제와의 혼합으로 얻고자 하는 충분한 어는점 내림 또는 끓는점 오름의 효과에 의한 동결 및 증발현상을 억제하기가 곤란하다.

본 발명에서 제공하는 방법에 따라 톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트가 혼합하여 혼합용제를 형성하는 경우, 그 혼합용제를 장기간 유통 및 보관하더라도 동절기 또는 하절기에도 저장 안정성을 도모할 수 있으며, 따라서 도장 작업시에 작업성 향상을 도모할 수 있다.

이와 같은 혼합 용제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 사용시에 공급 및 보관된 혼합 용제 그대로 도료 조성물과 혼합하여 사용할 수 있음은 물론, 예를 들어, 비용절감 등이 요구되는 경우와 같이 작업자의 필요에 따라 톨루엔 또는 자일렌을 더 첨가하여 혼합 용제 내의 디메틸카보네이트의 함량을 감소시켜 사용할 수도 있다. 이때, 적어도 VOC 규제의 대상이 되지 않도록 디메틸카보네이트의 함량이 30중량% 미만으로 되지 않는 범위에서 톨루엔 또는 자일렌을 첨가하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 용제를 혼합하여 보관하는 경우에는 DMC의 증발 및 어는 현상을 억제할 수 있으나, 장기간 보관시 비중 차이로 인해 혼합된 두 성분 간의 층분리 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 장기간 보관하더라도 층 분리 현상을 억제할 수 있도록 하기 위해 극성의 분산제를 포함하는 것이 바람직하며, 극성이 클수록 분산력이 뛰어나다. 적합한 분산제로는 극성을 띠는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는, 혼합 용제와 비중이 비슷한, 예를 들어, 사이클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈, 메틸에틸케톤, 나프타 등을 들 수 있다. 이들 분산제는 단독으로 사용할 수도 있고, 또 혼합하여 사용할 수 있다.

이들 분산제의 함량은 소정의 분산효과를 얻을 수 있는 양이라면 특별히 한정하지 않으며, 본 분야에서 숙련된 자라면 적절하게 선택할 수 있다. 그러나, 보다 특별하게는 이들 분산제는 자일렌 또는 톨루엔과 DMC가 혼합된 상기 용제 혼합물 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부의 범위로 포함하는 것이 보다 바람직하다. 1중량부 미만으로 포함되는 경우에는 층분리 현상을 억제하는 성능이 다소 저하할 수 있다. 한편, 분산제의 함량이 증가할수록 분산성 향상을 도모할 수 있으나, 이들 분산제 역시 VOC 규제 대상 물질이므로, 다량 첨가는 바람직하지 않으며, 또한 다량 첨가시 톨루엔 또는 자일렌에 DMC를 첨가함으로써 얻고자 하는 혼합용제의 끓는점 및 어는점 등의 물성에 영향을 끼칠 수 있는바, 5중량부를 초과하지 않는 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따를 때, 디메틸카보네이트의 저장안정성을 확보할 수 있어 작업성 향상을 도모할 수 있음은 물론, VOC 규제 면제의 대상이 되도록 하기 위해 톨루엔 또는 자일렌과 같은 휘발성 유기 용제에 디메틸카보네이트를 첨가해야 하는 불편한 작업을 회피할 수 있어 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어, 더욱 구체적으로 설명한다.

실시예 1

톨루엔과 DMC를 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 중량비로 혼합하여 혼합 용제를 제조하였다. 상기 혼합 용제 100중량부에 대하여 사이클로헥사논 및 N-메틸피롤리돈을 각각 2중량부씩 혼합하였다. 얻어진 각각의 혼합 용제를 0℃, -5℃, -10℃, -15℃ 및 -20℃에서 24시간 방치하여 용제의 동결 현상이 일어나는지를 관찰하고, 또, 95℃, 100℃, 105℃ 및 110℃에서 24시간 방치하여 증발 현상이 일어나는지를 관찰하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

자일렌과 DMC를 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 중량비로 혼합하여 혼합 용제를 제조하였다. 상기 혼합 용제 100중량부에 대하여 사이클로헥사논 및 N-메틸피롤리돈을 각각 2중량부씩 혼합하였다. 얻어진 각각의 혼합 용제를 0℃, -5℃, -10℃, -15℃ 및 -20℃에서 24시간 방치하여 용제의 동결 현상이 일어나는지를 관찰하고, 또, 95℃, 100℃, 105℃, 110℃ 및 115℃에서 24시간 방치하여 증발 현상이 일어나는지를 관찰하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

아래 표 1에 있어서, 동결 또는 증발현상이 일어나는 경우에는 ○로, 일어나지 않는 경우에는 ×로 표현하였다. 또한 용제의 층분리가 일어나는 경우에는 ○로, 일어나지 않는 경우에는 ×로 표현하였다.

테스트 No.	혼합용제 (단위: 중량%)	동결 온도		증발 온도		층 분리 유무
테스트 No.	혼합용제 (단위: 중량%)	온도(℃)	동결여부	온도(℃)	증발여부	층 분리 유무
1	톨루엔 70 + DMC 30	0	×	95	×	×
2		-5	×	100	×	×
3		-10	×	105	×	×
4		-15	×	110	×	×
5		-20	×	-	-	×
6	톨루엔 50 + DMC 50	0	×	95	×	×
7		-5	×	100	×	×
8		-10	×	105	×	×
9		-15	×	110	×	×
10		-20	×	-	-	×
11	자일렌 70 + DMC 30	0	×	95	×	×
12		-5	×	100	×	×
13		-10	×	105	×	×
14		-15	×	110	×	×
15		-20	×	115	×	×
16	자일렌 50 + DMC 50	0	×	95	×	×
17		-5	×	100	×	×
18		-10	×	105	×	×
19		-15	×	110	×	×
20		-20	×	115	×	×
21	순수 DMC	0	○	95	○	-

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 톨루엔 또는 자일렌의 용제에 DMC를 혼합하여 보관하는 경우에는 테스트 범위인 -20℃까지에서는 혼합용제의 동결 현상이 일어나지 않았으며, 또한, 증발 역시 테스트 범위 내에서는 일어나지 않았다.

어는점 및 끓는점은 상기 표에 나타낸 범위 내에서 테스트하였으나, 그 범위를 벗어나는 보다 낮은 온도에서도 동결현상이 일어나지 않을 것으로 예상된다. 나아가, 이와 같은 결과로부터, 톨루엔 또는 자일렌과 DMC를 혼합하여 보관하는 경우에는 혼합용제의 어는점 및 끓는점은 톨루엔 또는 자일렌의 특성에 근접하는 경향을 나타내는 것으로 판단된다.

나아가, 분산제를 포함함으로써 혼합 용제의 층 분리 현상을 억제할 수 있어 용액 안정성을 도모할 수 있다.

Claims

톨루엔 또는 자일렌을 디메틸카보네이트와 혼합한 혼합용제;
상기 혼합용제 100중량부에 대하여 분산제로 N-메틸피롤리돈을 1 내지 5중량부의 함량으로 포함하는 혼합물 상태로 보관하는 유기용제 보관방법.
제 1항에 있어서, 상기 혼합용제는 톨루엔 또는 자일렌 50-70중량%와 디메틸카보네이트 30 내지 50중량%로 이루어진 유기용제 보관방법.
삭제
톨루엔 또는 자일렌과 디메틸카보네이트가 혼합된 혼합용제;
상기 혼합용제 100중량부에 대하여 분산제로 N-메틸피롤리돈을 1 내지 5중량부의 함량으로 포함하는 혼합물 상태로 보관된 유기용제.
제 4항에 있어서, 상기 혼합용제는 톨루엔 또는 자일렌 50-70중량% 및 디메틸카보네이트 30-50중량%로 이루어진 유기용제.
삭제