KR101466905B1 - 상온 경화형 도료용 수지 조성물 및 도료용 수지 제조 방법 - Google Patents

상온 경화형 도료용 수지 조성물 및 도료용 수지 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물; 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물; 및 경화제를 포함하여 이루어진 도료용 수지 조성물 및 그를 이용한 수지 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 상온의 온도에서 수지 조성물을 경화하여 수지를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 도료용 수지 조성물은 내수성 및 내약품성이 우수한 장점이 있다.

Description

상온 경화형 도료용 수지 조성물 및 도료용 수지 제조 방법{Room temperature setting Resin Composition for Paint and method of manufacturing the Resin}
본 발명은 도료용 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아크릴 화합물과 에폭시 화합물을 이용한 도료용 수지 조성물에 관한 것이다.
도료용 수지 조성물은 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 그 사용되는 용도에 따라 방청 도료, 무용제 도료, 중방식 도료, 해양구조물의 도색 도료, 또는 콘크리트 보수 도료 등 다양하다.
이와 같은 도료용 수지 조성물은 그 사용되는 용도에 적합한 특성을 구비하고 있어야 하는데, 일반적으로 우수한 접착성 및 내약품성 등이 요구되고 있다.
종래의 도료용 수지 조성물은 아크릴 화합물과 에폭시 화합물을 포함하고 있으며, 작업 현장에서 상기 아크릴 화합물과 에폭시 화합물을 경화시키는 공정을 통해 수지를 제조하였다.
보다 구체적으로, 종래에는, 75 내지 90중량%의 아크릴 화합물에 10 내지 25중량%의 에폭시 화합물을 첨가한 후 150℃ 정도의 고온에서 30분 이상 열경화시키는 공정을 통해 수지 제조를 완성하였다.
이와 같이, 종래의 경우 고온의 온도에서 열경화 공정을 수행해야 하기 때문에 그만큼 수지 제조 공정이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 저온의 온도에서 경화할 수 있는 도료용 수지 조성물 및 그를 이용한 수지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물; 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물; 및 경화제를 포함하여 이루어진 도료용 수지 조성물을 제공한다.
상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 30 내지 40 중량부로 포함되고, 상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물은 60 내지 70 중량부로 포함되고, 상기 경화제는 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 제조하는 공정; 상기 화합물을 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물과 반응시켜 무색 투명한 화합물을 제조하는 공정; 및 상기 무색 투명한 화합물을 경화제와 혼합한 후 경화시키는 공정을 포함하여 이루어진 도료용 수지 제조 방법을 제공한다.
상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 제조하는 공정은 n-부틸글리시딜 에테르와 아크릴로이드 아크릴 화합물을 반응기에 투입한 후 70℃에서 120℃까지 승온시키며 반응시키는 공정을 포함할 수 있다.
상기 무색 투명한 화합물을 제조하는 공정은 상기 화합물과 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물을 80℃에서 150℃까지 승온시키는 공정을 포함할 수 있다.
상기 경화 공정은 상온에서 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상온의 온도에서 수지 조성물을 경화하여 수지를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 도료용 수지 조성물은 내수성 및 내약품성이 우수한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 도료용 수지 조성물은 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물, 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물, 및 경화제를 포함하여 이루어진다.
상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 n-부틸글리시딜 에테르와 아크릴로이드 아크릴 화합물을 반응시켜 얻는다.
상기 아크릴로이드 아크릴 화합물은 스티렌과 아크릴로 니트릴이 결합되어 형성될 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 물질이 이용될 수 있다.
상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 30 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물이 30 중량부 미만으로 포함될 경우 조성물의 점도가 떨어져 도료용으로 사용하는데 문제가 발생할 수 있고, 상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물이 40 중량부를 초과할 경우 조성물의 경화 공정이 원활히 이루어지지 않아 경도가 떨어질 수 있다. 여기서, 상기 n-부틸글리시딜 에테르는 10 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.
상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물은 60 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물이 60 중량부 미만으로 포함될 경우 조성물의 경화가 원활히 이루어지지 않아 경도가 떨어질 수 있고, 상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물이 70 중량부를 초과하여 포함될 경우 조성물의 점도가 떨어져 도료용으로 사용하기 어려울 수 있다.
상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물은 당량이 150 내지 190 범위인 것을 이용할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 지방족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제, 폴리아미드계 경화제, 또는 그들의 혼합물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 경화제가 10 중량부 미만으로 포함될 경우 조성물의 경화가 원활히 이루어지지 않을 수 있고, 상기 경화제가 40 중량부를 초과하여 포함될 경우 재료비가 증가 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 도료용 수지 조성물은 다음과 같은 제조 공정을 통해서 도료용 수지로 제조된다.
우선, n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 제조한다.
상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 n-부틸글리시딜 에테르와 아크릴로이드 아크릴 화합물을 반응기에 투입한 후 70℃에서 120℃까지 승온시키며 반응시켜 제조할 수 있다.
다음, 상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물과 반응시켜 무색 투명한 화합물을 제조한다.
상기 무색 투명한 화합물은 상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물과 상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물을 80℃에서 150℃까지 승온시키며 반응시켜 제조할 수 있다.
다음, 상기 무색 투명한 화합물을 경화제와 혼합한 후 경화시킨다.
상기 경화 공정은 상온(15℃ 내지 25℃)에서 수행한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
반응기에 n-부틸글리시딜 에테르 20중량부, 스티렌 모노머 20중량부 및 아크릴로니트릴 모노머 5중량부를 투입한 후 70℃에서 반응을 시작하여 120℃까지 승온시켜 중합반응시켰다.
반응이 종료된 후 온도를 80℃까지 낮추고 당량 150 ~ 190의 비스페놀 A타입의 에폭시화합물 55중량부를 서서히 투입한 후 온도를 150℃까지 상승시켜 반응을 종료하여 고형분 98%의 고점도 무색투명한 화합물을 얻었다.
상기 화합물에 폴리아미드 경화제(국도화학 G-0930) 및 지방족아민계 T,T,A(트리에틸렌테트아민)를 혼합하여 상온(20℃)에서 1mm의 막두께로 경화시켰다. 이때, 상기 경화제는 40중량부로 포함시켰다.
실시예 2
반응기에 n-부틸글리시딜 에테르 15중량부, 스티렌 모노머 16중량부 및 아크릴로니트릴 모노머 4중량부를 투입한 후 70℃에서 반응을 시작하여 120℃까지 승온시켜 중합반응시켰다.
반응이 종료된 후 온도를 80℃까지 낮추고 당량 150 ~ 190의 비스페놀 A타입의 에폭시화합물 65중량부를 서서히 투입한 후 온도를 150℃까지 상승시켜 반응을 종료하여 고형분 98%의 고점도 무색투명한 화합물을 얻었다.
상기 화합물에 아민 경화제(국도KH-818B)를 혼합하여 상온(20℃)에서 1mm의 막두께로 경화시켰다. 이때, 상기 경화제는 40중량부로 포함시켰다.
실시예 3
반응기에 n-부틸글리시딜 에테르 10중량부, 스티렌 모노머 14중량부 및 아크릴로니트릴 모노머 6중량부를 투입한 후 70℃에서 반응을 시작하여 120℃까지 승온시켜 중합반응시켰다.
반응이 종료된 후 온도를 80℃까지 낮추고 당량 150 ~ 190의 비스페놀 A타입의 에폭시화합물 70중량부를 서서히 투입한 후 온도를 150℃까지 상승시켜 반응을 종료하여 고형분 98%의 고점도 무색투명한 화합물을 얻었다.
상기 화합물에 폴리아미드 경화제(국도화학 G-0930) 및 방향족 아민계 M,P,D(m-페닐렌디아민)를 혼합하여 상온(20℃)에서 1mm의 막두께로 경화시켰다. 이때, 상기 경화제는 40중량부로 포함시켰다.
비교예 1
반응기에 당량 900~1000의 에폭시 화합물 43.5중량부 및 아마인유지방산 56.5중량부를 투입한 후 240 ~ 260℃에서 5~6시간 반응시켜 화합물을 얻었고, 그 화합물을 상온(20℃)에서 1mm의 막두께로 자연경화시켰다.
비교예 2
열경화성 아크릴수지 70중량부 및 에폭시수지 30중량부를 혼합한 혼합물을 150℃에서 30분 동안 가열하면서 1mm의 막두께로 열경화시켰다.
실험예1 (내수성)
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 화합물 각각에 대해서 샘플을 준비한 후, 증류수 중에 200 시간 동안 침지한 후 기포발생도를 측정하였고, 공기취입수 중에 200시간 침지한 후 녹발생도를 측정하였다. 그 결과는 아래 표 1과 같다.
기포발생도(증류수 중 200시간) 녹발생도(공기취입수 중 200시간)
실시예 1 1 1
실시예 2 0 0
실시예 3 0 0
비교예 1 3 2
비교예 2 0 0
위 표 1에서 기포발생도 및 녹발생도는 0 ~ 5까지 측정되며, 0은 안전함을 의미하고 5는 불량을 의미하며, 5에 가까울수록 불량에 가깝고 0에 가까울수록 안전함에 가깝다.
실험예2 (내약품성)
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 2에 따라 제조된 화합물 각각에 대해서 샘플을 준비한 후, 20% 황산에 3개월 동안 침지한 경우, 20% 수산화 나트륨에 3개월 동안 침지한 경우, 및 해수에 3개월 동안 침지한 경우 각각에 대한 변색 여부를 판별하였다. 그 결과는 아래 표 2와 같다.
20% 황산/3개월 20%수산화나트륨/3개월 해수/3개월
실시예 1 변색 없음(X) 변색 있음(0) 변색 있음(0)
실시예 2 변색 없음(X) 변색 없음(X) 변색 없음(X)
실시예 3 변색 없음(X) 변색 없음(X) 변색 없음(X)
비교예 1 변색 있음(0) 변색 있음(0) 변색 있음(0)
비교예 2 변색 없음(X) 변색 없음(X) 변색 없음(X)

Claims (7)

  1. n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물;
    비스페놀 A타입의 에폭시 화합물; 및
    경화제를 포함하여 이루어진 도료용 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 30 내지 40 중량부로 포함되고,
    상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물은 60 내지 70 중량부로 포함되고,
    상기 경화제는 10 내지 40 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 도료용 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 n-부틸글리시딜 에테르는 10 내지 15 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 도료용 수지 조성물.
  4. n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 제조하는 공정;
    상기 화합물을 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물과 반응시켜 무색 투명한 화합물을 제조하는 공정; 및
    상기 무색 투명한 화합물을 경화제와 혼합한 후 경화시키는 공정을 포함하여 이루어진 도료용 수지 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물을 제조하는 공정은 n-부틸글리시딜 에테르와 아크릴로이드 아크릴 화합물을 반응기에 투입한 후 70℃에서 120℃까지 승온시키며 반응시키는 공정을 포함하고,
    상기 무색 투명한 화합물을 제조하는 공정은 상기 화합물과 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물을 80℃에서 150℃까지 승온시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도료용 수지 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 경화 공정은 상온에서 수행하는 것을 특징으로 하는 도료용 수지 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 n-부틸글리시딜 에테르로 변성된 아크릴로이드 아크릴 화합물은 30 내지 40 중량부로 포함되고,
    상기 비스페놀 A타입의 에폭시 화합물은 60 내지 70 중량부로 포함되고,
    상기 경화제는 10 내지 40 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 도료용 수지 제조 방법.
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