KR101499782B1 - Polyurethane-urea coating material composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물에 관한 것으로, 보다 자세하게는 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물로 이루어진 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물의 경화제 조성물로 폐탄약인 트리니트로톨루엔(TNT)으로부터 제조된 디아미노니트로톨루엔(DANT)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane-urea coating composition, and more particularly, to a curing agent composition of a polyurethane-urea coating composition comprising a prepolymer base and a curing agent composition, which comprises diaminonitrotoluene (DANT) prepared from trinitrotoluene ). ≪ / RTI > The present invention relates to a polyurethane-urea coating composition.
반응사출성형(RIM, Reaction injection mold)된 폴리우레탄 및 폴리우레탄-우레아 중합체의 제조에 있어서 경화제 조성물 중 사슬연장제로 사용되는 아민 화합물로는 방향족 디아민을 포함한 다작용성 아민 등이 있다. As the amine compound used as a chain extender in the curing agent composition in the production of polyurethane and polyurethane-urea polymer subjected to reactive injection molding (RIM), there are a polyfunctional amine including an aromatic diamine.
미국 특허 제 4,218,543호에는 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 디에틸톨루엔 디아민(DETDA)에 의해 제조된 다양한 형태의 폴리아민에 의한 폴리우레탄-우레아 중합체의 제조방법 및 선행기술에 대하여 기재되어 있다. 또한, 미국 특허 제 4,806,616호에는 폴리우레탄 및 폴리우레아의 제조에 사슬 연장제로 특정 화합물인 N,N-디알킬페닐렌디아민의 용도가 기재되어 있다. U.S. Pat. No. 4,218,543 describes a process for preparing polyurethane-urea polymers by various types of polyamines prepared by polyisocyanates, polyols and diethyltoluenediamine (DETDA), and prior art. U.S. Patent No. 4,806,616 also discloses the use of N, N-dialkylphenylenediamine, a specific compound as a chain extender in the preparation of polyurethanes and polyureas.
상기 특허뿐만 아니라 일반적으로 폴리우레탄-우레아 중합체에 사용되는 방향족 디아민은 지방족 디아민과는 다르게 폴리우레탄-우레아 내의 하드세그먼트 함량을 증가시킴으로써 기계적 물성을 향상시키는 목적으로 사용되고 있다. 상기 방향족 디아민은 이소시아네이트와 매우 빠르게 반응하므로, 이를 해결하기 위하여 2개의 아미노기 및 다수의 알킬기를 가지는 1개의 벤젠고리 형태인 방향족 디아민을 사용하여 입체 장애를 일으켜 아미노기의 반응성을 낮추고자 하였다. Unlike aliphatic diamines, aromatic diamines generally used in polyurethane-urea polymers as well as the above-mentioned patents are used for the purpose of improving the mechanical properties by increasing the hard segment content in the polyurethane-urea. In order to solve this problem, the aromatic diamine reacts with isocyanate very rapidly. In order to solve this problem, aromatic diamine, which is one benzene ring type having two amino groups and a plurality of alkyl groups, was used to cause steric hindrance to lower the reactivity of amino groups.
하지만, 입체 장애를 이용한 방향족 디아민의 반응성 저하에도 불구하고, 폴리우레탄-우레아 중합체의 제조에 사용되는 방향족 디아민은 여전히 빠른 반응성을 나타내어 상기 폴리우레탄-우레아 중합체를 기재 표면에 스프레이 코팅할 때, 비산하는 폴리우레탄-우레아 분진에 의하여 코팅면이 매끄럽지 않게 되는 경우가 많아 셀프레벨형 작업을 요하는 곳에서 사용상의 한계가 발생하고 있다.However, despite the lowering of the reactivity of aromatic diamines using steric hindrance, the aromatic diamines used for the preparation of polyurethane-urea polymers still show rapid reactivity, and when spraying the polyurethane-urea polymer onto the substrate surface, There are many cases where the coated surface is not smooth due to the polyurethane-urea dust, so that there is a limit in use in a place where a self-level type work is required.
따라서, 방향족 디아민의 빠른 반응성으로 인하여 셀프레벨형 작업이 어려운 문제점을 해결할 수 있는 RIM 폴리우레탄-우레아 중합체에 대한 기술개발이 필요한 상황이다.Therefore, it is necessary to develop a technique for RIM polyurethane-urea polymer which can solve the problem of difficulty in self-level-type operation due to the rapid reactivity of aromatic diamines.
방향족 디아민의 빠른 반응성으로 인한 셀프레벨형 작업이 어려운 문제점을 해결하기 위한 것으로,Level type work due to the rapid reactivity of the aromatic diamine is difficult to solve,
본 발명은 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물의 경화제 조성물로 방향족디아민의 한 종류인 디아미노니트로톨루엔을 사용하여 방향족 디아민의 빠른 반응성을 감소시키는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to reduce the quick reactivity of an aromatic diamine by using diaminonitrotoluene, which is one type of aromatic diamine, as a curing agent composition of a polyurethane-urea coating composition.
또한, 상기 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물을 도막에 도포하여 도포된 층의 평활성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to improve the smoothness of a coated layer by applying the polyurethane-urea coating composition to a coating film.
또한, 본 발명은 상기 디아미노니트로톨루엔을 폐탄약인 트리니트로톨루엔(Trinitrotoluene, TNT)으로부터 합성하여 가격 경쟁력이 확보된 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a polyurethane-urea coating composition which is obtained by synthesizing the diaminonitrotoluene from trinitrotoluene (TNT), which is a pulmonary ammunition, with a price competitiveness secured.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명은 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물을 포함하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물로, The present invention relates to a polyurethane-urea coating composition comprising a prepolymer subject and a curing agent composition,
상기 프리폴리머 주제는 방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하고,Wherein the prepolymer subject comprises at least one isocyanate compound selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound and a polyisocyanate compound and a polyol,
상기 경화제 조성물은 디아미노니트로톨루엔을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물을 제공한다.Wherein the curing agent composition comprises diaminonitrotoluene. The polyurethane-urea coating composition of claim 1, wherein the curing agent composition comprises diaminonitrotoluene.
또한, 본 발명은 (1)방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하는 프리폴리머 주제를 제조하는 단계;The present invention also provides a process for producing a prepolymer, comprising: (1) preparing a prepolymer subject comprising at least one isocyanate compound and a polyol selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound, and a polyisocyanate compound;
(2)폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)으로부터 디아미노니트로톨루엔을 제조하는 단계;(2) producing diaminonitrotoluene from waste ammunition trinitrotoluene (TNT);
(3)상기 디아미노니트로톨루엔, 폴리아민, 착색제 및 첨가제를 포함하는 경화제 조성물을 제조하는 단계;(3) preparing a curing agent composition comprising the diaminonitrotoluene, a polyamine, a colorant, and an additive;
(4)상기 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물을 혼합하는 단계를 포함하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 제조 방법을 제공한다.(4) mixing the prepolymer base and the curing agent composition to prepare a polyurethane-urea coating agent.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 폴리우레탄-우레아 도막을 제공한다.The present invention also provides a polyurethane-urea coating film coated with the polyurethane-urea coating agent produced by the above-described method.
본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물은 경화제 조성물로 반응성이 느린 디아미노니트로톨루엔을 포함하고 있어 이소시아네이트 화합물과의 반응 속도를 감소시킬 수 있는 장점을 지니고 있다. 따라서, 상기 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물을 도막에 도포하면, 분진이 발생하지 않아 표면에 매끄럽게 도포되므로 도막 표면의 평활성을 향상시킬 수 있다.The polyurethane-urea coating composition of the present invention contains a diaminonitrotoluene having slow reactivity as a curing agent composition, and has the advantage of reducing the reaction rate with an isocyanate compound. Therefore, when the above-mentioned polyurethane-urea coating composition is applied to the coating film, dust is not generated and the coating is smoothly applied to the surface, so that the smoothness of the coating film surface can be improved.
또한, 상기 디아미노니트로톨루엔은 폐탄약인 트리니트로톨루엔(Trinitrotoluene, TNT)으로 제조되어 가격 경쟁력을 확보할 수 있으며, 환경 규제에 대비한 원천기술을 확보할 수 있다.In addition, the diaminonitrotoluene can be manufactured with trinitrotoluene (TNT), which is a lung ammunition, to secure price competitiveness and to secure source technology against environmental regulations.
도 1은 실시예 1의 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 도막의 표면을 나타낸 사진이다.
도 2는 실시예 2의 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 도막의 표면을 나타낸 사진이다.
도 3은 비교예 1의 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 도막의 표면을 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing the surface of a coated film coated with the polyurethane-urea coating agent of Example 1. Fig.
2 is a photograph showing the surface of a coated film coated with the polyurethane-urea coating agent of Example 2. Fig.
3 is a photograph showing the surface of a coated film coated with the polyurethane-urea coating agent of Comparative Example 1. Fig.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물을 포함하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물로, The present invention relates to a polyurethane-urea coating composition comprising a prepolymer subject and a curing agent composition,
상기 프리폴리머 주제는 방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하고,Wherein the prepolymer subject comprises at least one isocyanate compound selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound and a polyisocyanate compound and a polyol,
상기 경화제 조성물은 디아미노니트로톨루엔을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물에 관한 것이다.
Wherein the curing agent composition comprises diaminonitrotoluene. ≪ Desc / Clms Page number 3 >
본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 중 프리폴리머 주제는 방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함한다.The prepolymer subject in the polyurethane-urea coating composition of the present invention includes at least one isocyanate compound and polyol selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound and a polyisocyanate compound.
상기 방향족 디이소시아네이트 화합물로는 예를 들어, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 4-메톡시-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 4-클로로-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-디메틸-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 카보디이미드 모디파이드 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 벤지리딘 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트 디벤실 및 메틸렌-비스(4-페닐-디이소시아네이트)-1,3-페닐렌 디이소시아네이트 등이 있으며, 상기 화합물들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The aromatic diisocyanate compound includes, for example, toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4-methoxy-1,3-phenylene diisocyanate , 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4-dimethyl-1,3-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide modified 4,4'- Diisocyanate dibenzyl, and methylene-bis (4-phenyl-diisocyanate) -1,3-phenylene diisocyanate, and these compounds may be used singly or in combination of two or more. Or a mixture of two or more of them may be used.
상기 지방족 디이소시아네이트 화합물로는 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,10-데카메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 1,4-사이클로헥산 디이소시아네이트 등이 있으며, 상기 화합물들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the aliphatic diisocyanate compound include hexamethylene diisocyanate, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,10-decamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, and the like. These compounds may be used singly or in combination of two or more.
또한, 상기 폴리올은 2개 이상의 히드록시기를 갖는 것을 사용하며, 바람직하게는 분자량 1000 내지 5000의 폴리옥시알킬렌 글리콜, 분자량 600 내지 3000의 폴리테트라메틸렌 글리콜 및 분자량 500 내지 3000의 폴리에스테르 폴리올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용한다.The polyol is preferably a polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 1000 to 5000, a polytetramethylene glycol having a molecular weight of 600 to 3000 and a polyester polyol having a molecular weight of 500 to 3000 Is used.
상기 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하는 프리폴리머 주제는 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 이소시아네이트기(-NCO)를 10 내지 22 중량%로 포함하고 있으며, 200 내지 2000cps/25℃의 점도를 가지고 있다. 상기 이소시아네이트기의 함량이 10 중량% 미만이면 프리폴리머 주제의 점도가 높아져 스프레이 코팅에 적합하지 않으며, 22 중량%를 초과하면 경화제에 비하여 점도가 낮아 스프레이 코팅기계에서 균일한 혼합이 이루어지지 않으며, 특히 프리-이소시아네이트 많아 환경적인 문제가 대두 될 수 있다. 또한, 상기 점도가 25℃에서 200cps 내지 2,000cps의 점도 범위를 벗어나면 스프레이 코팅기계에서의 균일한 혼합이 이루지지 않게 된다. 상기 이소시아네이트 함량 및 점도 특성을 만족하는 프리폴리머 주제의 시판품으로는 HSC-D50 P(ISO, 주제수지) 등이 있다.The prepolymer subject containing the isocyanate compound and the polyol has an isocyanate group (-NCO) in an amount of 10 to 22% by weight based on the total weight of the prepolymer subject, and has a viscosity of 200 to 2000 cps / 25 ° C. If the content of the isocyanate group is less than 10% by weight, the viscosity of the prepolymer subject becomes high and it is not suitable for spray coating. When the content of the isocyanate group is more than 22% by weight, the viscosity is lower than that of the curing agent, - There are a lot of isocyanates and environmental problems can arise. In addition, if the viscosity exceeds the viscosity range of 200 cps to 2,000 cps at 25 캜, uniform mixing in a spray coating machine will not be achieved. A commercially available product of the prepolymer subject satisfying the isocyanate content and viscosity characteristics is HSC-D50 P (ISO, subject resin).
또한, 상기 프리폴리머 주제의 이소시아네이트 화합물은 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 40 내지 80 중량%로 포함되며, 상기 폴리올은 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 20 내지 60 중량%로 포함된다.
Also, the prepolymer subject isocyanate compound is contained in an amount of 40 to 80 wt% based on the total weight of the prepolymer subject, and the polyol is contained in an amount of 20 to 60 wt% based on the total weight of the prepolymer subject.
본 발명은 경화제 조성물로 디아미노니트로톨루엔(Diaminonitrotoluene, DANT)을 포함하고 있는 것이 특징이다. 상기 디아미노니트로톨루엔은 폐탄약인 트리니트로톨루엔(Trinitrotoluene, TNT)의 환원반응에 의해 제조된 것이며, 폐탄약의 사용으로 인하여 환경 규제에 대한 원천기술 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 장점을 지니고 있다. 상기 폐탄약 트리니트로톨루엔의 환원반응에 의하여 디아미노니트로톨루엔이 제조되는 반응은 하기 반응식 1과 같다.The present invention is characterized by containing diaminonitrotoluene (DANT) as a curing agent composition. The diaminonitrotoluene is produced by the reduction reaction of trinitrotoluene (TNT), which is a lung ammunition, and has the advantage of securing source technology and price competitiveness against environmental regulation due to the use of the lung ammunition. The reaction for producing diaminonitrotoluene by the reduction reaction of the above-described pulmonary ammunition trinitrotoluene is shown in the following reaction formula (1).
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
상기 폐탄약 트리니트로톨루엔에 하이드라진 및 철(Fe) 촉매 등을 첨가하여 반응을 진행하면, 폭발물 특성기인 니트로기(-NO2)가 경화제 특성기인 아미노기(-NH2)로 환원되어 디아민으로 제조된다. 따라서, 상기 폐탄약 트리니트로톨루엔의 3개의 니트로기 중 2개가 아미노기로 환원되고, 1개의 니트로기가 남게 됨으로써 고속경화 특성이 부여된다.When the reaction is carried out by adding hydrazine and an iron (Fe) catalyst or the like to the waste ammunition trinitrotoluene, a nitro group (-NO 2 ) as an explosive characteristic is reduced to an amino group (-NH 2 ) as a curing agent to produce a diamine. Therefore, two of the three nitro groups of the above-mentioned pulmonary ammunition trinitrotoluene are reduced to amino groups, and one nitro group is left, thereby imparting high-speed curing characteristics.
상기 폐탄약 트리니트로톨루엔으로부터 제조되는 디아미노니트로톨루엔은 2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 및 2,4-디아미노-6-니트로톨루엔이며, 본 발명에서 사용하는 디아미노니트로톨루엔은 2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 및 2,4-디아미노-6-니트로톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이다. The diaminonitrotoluene produced from the spent ammunition trinitrotoluene is 2,6-diamino-4-nitrotoluene and 2,4-diamino-6-nitrotoluene, and the diaminonitrotoluene used in the present invention is 2, 6-diamino-4-nitrotoluene, and 2,4-diamino-6-nitrotoluene.
또한, 상기 디아미노니트로톨루엔은 경화제 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함된다. 상기 디아미노니트로톨루엔의 함량이 10 중량% 미만이면 이소시아네이트기와의 우레탄-우레아 반응속도를 감소시킬 수 없으며, 50 중량%를 초과하면 우레탄-우레아 코팅제의 장점인 빠른 경화시간의 특징을 상실하게 된다.The diaminonitrotoluene is contained in an amount of 10 to 50% by weight based on the total weight of the curing agent composition. If the content of the diaminonitrotoluene is less than 10% by weight, the reaction rate of the urethane-urea with the isocyanate group can not be decreased. If the content exceeds 50% by weight, the property of the urethane-
방향족 디아민인 디아미노니트로톨루엔은 2개의 아미노기와 1개의 니트로기를 가진 톨루엔 고리 형태로서, 전자를 끌어당기는 니트로기의 유도 효과로 인하여 아민의 친핵도가 감소하게 되어 다른 방향족 아민에 비하여 느린 반응 속도를 가지며, 입체 장애를 갖고 있는 디에틸톨루엔디아민(Diethyltoluenediamine, DETDA)보다 느린 반응 속도를 갖게 된다.Diaminonitrotoluene, an aromatic diamine, is a type of toluene ring with two amino groups and one nitro group. Due to the induction effect of the nitro group which attracts electrons, the nucleophilicity of the amine is decreased, and the reaction rate is slower than other aromatic amines And has a slower reaction rate than diethyltoluenediamine (DETDA), which has a steric hindrance.
따라서, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물의 물리적 및 기계적 성질은 디에틸톨루엔디아민 등의 기존에 사용된 방향족 아민을 포함하는 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물과 비슷한 성질을 보인다. 그러나 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물은 느린 반응 속도를 가지고 있어 코팅면의 지촉 건조시간을 증가시켜 셀프레벨을 가능하게 하며, 상기 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물로 도막을 도포할 때 도포된 면을 매끄럽게 제조할 수 있으므로 도막 표면의 평활성 문제를 해결할 수 있다.
Thus, the physical and mechanical properties of the polyurethane-urea coating compositions of the present invention are similar to those of polyurethane-urea coating compositions comprising aromatic amines, such as diethyltoluenediamine. However, since the polyurethane-urea coating composition of the present invention has a slow reaction rate, it is possible to increase the self-level by increasing the tack-free drying time of the coated surface. When the coating film is coated with the polyurethane-urea coating composition, The smoothness of the coating film surface can be solved.
또한, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 중 경화제 조성물은 폴리아민을 포함할 수 있으며, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물이 도포된 폴리우레탄-우레아 도막의 물성을 조절하기 위하여 상기 폴리아민은 분자량 1000 이상의 폴리아민을 포함한다. The curing agent composition in the polyurethane-urea coating composition of the present invention may include a polyamine. In order to control the physical properties of the polyurethane-urea coating film coated with the polyurethane-urea coating composition of the present invention, the polyamine has a molecular weight of 1000 Or more polyamines.
상기 분자량 1000 이상의 폴리아민은 작용기 수가 2 이상인 말단에 아민기를 갖는 지방족 폴리아민 및 방향족 폴리아민 등이 포함되며, 본 발명에서는 지방족 폴리아민 및 방향족 폴리아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상을 사용한다. 상기 지방족 폴리아민의 시판품으로는 D-2000, D-4000, T-3000 및 T-5000 (Huntsman corporation) 등이 있으며, 방향족 폴리아민으로는 디에틸톨루엔디아민 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리아민은 경화제 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함된다.The polyamines having a molecular weight of 1000 or more include aliphatic polyamines and aromatic polyamines having an amine group at the terminal having two or more functional groups, and in the present invention, at least two selected from the group consisting of aliphatic polyamines and aromatic polyamines are used. Examples of commercially available aliphatic polyamines include D-2000, D-4000, T-3000 and T-5000 (Huntsman corporation), and aromatic polyamines such as diethyltoluenediamine. Further, the polyamine is contained in an amount of 10 to 80% by weight based on the total weight of the curing agent composition.
본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 중 경화제 조성물은 추가로 착색제를 포함하며, 상기 착색제는 색상을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 중 경화제 조성물 총 중량에 대하여 3 내지 20 중량%로 포함된다.The curing agent composition in the polyurethane-urea coating composition of the present invention further comprises a colorant, which is used for imparting hue. The colorant is used in an amount of 3 to 5 parts by weight based on the total weight of the curing agent composition in the polyurethane- 20% by weight.
또한, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물의 경화제 조성물은 첨가제를 사용할 수 있으며, 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 중 경화제 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함된다. 상기 첨가제는 UV 안정제, 소포제 및 레벨링제 등이 사용 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
The curing agent composition of the polyurethane-urea coating composition of the present invention may contain additives in an amount of 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the curing agent composition of the polyurethane-urea coating composition of the present invention. The additives include, but are not limited to, UV stabilizers, antifoaming agents, and leveling agents.
본 발명은 폴리우레탄-우레아 코팅제의 제조 방법을 제공할 수 있으며, 하기 단계를 거쳐 폴리우레탄-우레아 코팅제를 제조할 수 있다.The present invention can provide a method for producing a polyurethane-urea coating agent, and a polyurethane-urea coating agent can be prepared through the following steps.
(1)방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하는 프리폴리머 주제를 제조하는 단계;(1) preparing a prepolymer subject comprising at least one isocyanate compound and a polyol selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound, and a polyisocyanate compound;
(2)폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)으로부터 디아미노니트로톨루엔을 제조하는 단계;(2) producing diaminonitrotoluene from waste ammunition trinitrotoluene (TNT);
(3)상기 디아미노니트로톨루엔, 폴리아민, 착색제 및 첨가제를 포함하는 경화제 조성물을 제조하는 단계;(3) preparing a curing agent composition comprising the diaminonitrotoluene, a polyamine, a colorant, and an additive;
(4)상기 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물을 혼합하는 단계를 포함하여 폴리우레탄-우레아 코팅제를 제조한다.
(4) mixing the prepolymer base and the curing agent composition to prepare a polyurethane-urea coating agent.
상기 디아미노니트로톨루엔은 폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)로부터 제조되는 것이므로 환경 규제에 대비한 원천 기술 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 장점을 지니고 있다.Since the diaminonitrotoluene is produced from pulmonary ammunition trinitrotoluene (TNT), it has the advantage of securing source technology and price competitiveness against environmental regulation.
상기 디아미노니트로톨루엔은 폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)의 환원 반응에 의하여 제조되는 것으로, 2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 또는 2,4-디아미노-6-니트로톨루엔으로 제조된다.The diaminonitrotoluene is produced by the reduction reaction of the pulmonary ammunition trinitrotoluene (TNT), and is produced from 2,6-diamino-4-nitrotoluene or 2,4-diamino-6-nitrotoluene.
또한, 상기 폴리아민은 분자량 1000이상의 폴리아민을 포함하는 것이 특징이다.
In addition, the polyamine includes a polyamine having a molecular weight of 1000 or more.
따라서, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 폴리우레탄-우레아 도막을를 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention can provide a polyurethane-urea coating film coated with the polyurethane-urea coating agent produced by the above-mentioned production method.
상기 폴리우레탄-우레아 코팅제를 스프레이 코팅하여 폴리우레탄-우레아 코팅제를 도포할 수 있고, 상기 도포된 폴리우레탄-우레아 코팅층의 두께는 1 내지 3mm이다. 상기 도포된 층의 두께가 1mm 미만이면 도포된 도막 표면에 내화학성 및 기계적 특성을 충분히 부여할 수 없고, 3mm를 초과하면 필요 이상의 두께로 비용 상승의 문제점이 발생한다.
The polyurethane-urea coating agent can be applied by spray coating the polyurethane-urea coating agent, and the thickness of the applied polyurethane-urea coating layer is 1 to 3 mm. If the thickness of the applied layer is less than 1 mm, it is impossible to sufficiently impart chemical resistance and mechanical properties to the surface of the applied coating film.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.
<폴리우레탄-<Polyurethane - 우레아Urea 코팅제 조성물 제조> Preparation of coating composition >
실시예Example 1. One.
4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 48.3 중량부, 카보디이미드 모디파이드 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 3.0 중량부 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 48.7 중량부를 사용하여 프리폴리머 주제를 합성하였다.A prepolymer subject was synthesized by using 48.3 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3.0 parts by weight of carbodiimide modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 48.7 parts by weight of polyoxypropylene glycol.
2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 25.4 중량부, 폴리아민 D-2000 51.4 중량부, 폴리아민 T-5000 20.0 중량부, 착색제 3.0 중량부, UV 안정제 0.1 중량부, 소포제 및 레벨링제를 합하여 0.1 중량부를 사용하여 경화제 조성물을 제조하였다. 25.4 parts by weight of 2,6-diamino-4-nitrotoluene, 51.4 parts by weight of polyamine D-2000, 20.0 parts by weight of polyamine T-5000, 3.0 parts by weight of a colorant, 0.1 part by weight of a UV stabilizer, Was used to prepare a curing agent composition.
상기 조성물을 포함하여 실시예 1의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물인 2액형 폴리우레아 도료를 제조하였다.
A two-part polyurea paint, which is the polyurethane-urea coating composition of Example 1, including the above composition, was prepared.
실시예Example 2. 2.
4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 48.3 중량부, 카보디이미드 모디파이드 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 3.0 중량부 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 48.7 중량부를 사용하여 프리폴리머 주제를 합성하였다.A prepolymer subject was synthesized by using 48.3 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3.0 parts by weight of carbodiimide modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 48.7 parts by weight of polyoxypropylene glycol.
2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 18.2 중량부, 디에틸톨루엔디아민 7.8 중량부, 폴리아민 D-2000 50.8 중량부, 폴리아민 T-5000 20.0 중량부, 착색제 3.0 중량부, UV 안정제 0.1 중량부, 소포제 및 레벨링제를 합하여 0.1 중량부를 사용하여 경화제 조성물을 제조하였다. 18.2 parts by weight of 2,6-diamino-4-nitrotoluene, 7.8 parts by weight of diethyltoluene diamine, 50.8 parts by weight of polyamine D-2000, 20.0 parts by weight of polyamine T-5000, 3.0 parts by weight of a colorant, 0.1 parts by weight of a total of a defoaming agent and a leveling agent were used to prepare a curing agent composition.
상기 조성물을 포함하여 실시예 2의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물인 2액형 폴리우레아 도료를 제조하였다.
A two-pack polyurea coating, which is the polyurethane-urea coating composition of Example 2, was prepared including the above composition.
비교예Comparative Example 1. One.
4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 48.3 중량부, 카보디이미드 모디파이드 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 3.0 중량부 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 48.7 중량부를 사용하여 프리폴리머 주제를 합성하였다.A prepolymer subject was synthesized by using 48.3 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3.0 parts by weight of carbodiimide modified 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 48.7 parts by weight of polyoxypropylene glycol.
디에틸톨루엔디아민 27.2 중량부, 폴리아민 D-2000 49.6 중량부, 폴리아민 T-5000 20.0 중량부, 착색제 3.0 중량부, UV 안정제 0.1 중량부, 소포제 및 레벨링제를 합하여 0.1중량부를 사용하여 경화제 조성물을 제조하였다. 27.2 parts by weight of diethyltoluene diamine, 49.6 parts by weight of polyamine D-2000, 20.0 parts by weight of polyamine T-5000, 3.0 parts by weight of a colorant, 0.1 part by weight of a UV stabilizer, 0.1 parts by weight of a defoaming agent and a leveling agent were added to prepare a curing agent composition Respectively.
상기 조성물을 포함하여 비교예 1의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물인 2액형 폴리우레아 도료를 제조하였다.
A two-part polyurea paint, which is the polyurethane-urea coating composition of Comparative Example 1, including the above composition, was prepared.
실험예Experimental Example 1. 폴리우레탄- 1. Polyurethane- 우레아Urea 도막의 물성 측정 Measurement of Physical Properties of Coating Film
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에서 제조한 2액형 폴리우레아 도료를 Graco XP-2 장비를 이용하여 20cm*20cm 크기의 이형판에 3mm두께로 스프레이 도포를 실시하였으며, 스프레이 후 지촉건조시간을 측정하고, 상온에서 7일 동안 방치하여 폴리우레탄-우레아 도막의 물성을 측정 하였다.The two-pack type polyurea coatings prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were applied to a release plate of 20 cm * 20 cm in size with a Graco XP-2 apparatus to a thickness of 3 mm. And left for 7 days at room temperature to measure the physical properties of the polyurethane-urea coating film.
측정한 물성의 종류는 인장강도, 신장율, 인열강도, 지촉건조시간 및 경도이며, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Tensile strength, elongation, tear strength, tack-free drying time and hardness were measured and the results are shown in Table 1 below.
본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물에 있어서, 경화제 조성물로 디아미노니트로톨루엔을 포함한 실시예 1 및 실시예 2를 디아미노니트로톨루엔을 포함하지 않은 비교예 1과 비교하였을 때, 다른 물성에서는 유사한 특성을 보였으나 지촉건조시간에서 10배 이상의 매우 큰 차이를 보였다. When the polyurethane-urea coating composition of the present invention was compared with the curing agent composition of Example 1 and Example 2 containing diaminonitrotoluene in Comparative Example 1 containing no diaminonitrotoluene, similar properties But the difference was more than 10 times in the tack - free drying time.
이는 방향족 디아민으로서 디에틸톨루엔디아민을 느린 반응성을 가진 디아미노니트로톨루엔으로 전량 또는 일부 대체할 경우, 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물을 도포할 때 비산되는 분진에 의한 방해를 줄일 수 있어 도포된 면을 매끄럽게 할 수 있는 셀프레벨형 작업이 가능하다는 것을 의미한다.This is because when the diethyltoluenediamine as the aromatic diamine is entirely or partly replaced with diaminonitrotoluene having a slow reactivity, it is possible to reduce disturbance by scattered dust when applying the polyurethane-urea coating composition, This means that it is possible to do self-level work that can be done.
또한, 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1의 폴리우레탄-우레아 코팅제 가 도포된 도막의 표면을 관찰하였다.In addition, the surface of the coating film coated with the polyurethane-urea coating agent of Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 was observed.
방향족 아민으로 디아미노니트로톨루엔을 포함한 실시예 1 및 실시예 2의 도막은 매끄러운 표면을 보인 반면(도 1 및 도 2), 방향족 아민으로 디에틸톨루엔디아민을 포함한 비교예 1의 도막은 표면이 울퉁불퉁하였다(도 3).The coating films of Examples 1 and 2 containing diaminonitrotoluene as an aromatic amine showed a smooth surface (Figs. 1 and 2), whereas the coating film of Comparative Example 1 containing diethyltoluenediamine as an aromatic amine had a rough surface (Fig. 3).
따라서, 반응성이 느린 디아미노니트로톨루엔을 포함한 본 발명의 폴리우레탄-우레아 코팅제는 지촉건조시간을 느리게 하여 상기 폴리우레탄-우레아 코팅제가 도포된 도막의 표면을 매끄럽게 제조할 수 있어 도막의 평활성을 향상시킨다는 것을 알 수 있었다.
Therefore, the polyurethane-urea coating agent of the present invention including the slow-reacting diaminonitrotoluene of the present invention can smoothly prepare the surface of the coating film coated with the polyurethane-urea coating agent by slowing the tack-free drying time, thereby improving the smoothness of the coating film .
Claims (21)
상기 프리폴리머 주제는 방향족 디이소시아네이트 화합물, 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 이소시아네이트 화합물 및 폴리올을 포함하고,
상기 경화제 조성물은 디아미노니트로톨루엔을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 프리폴리머 주제는 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 이소시아네이트기(NCO)를 10 내지 22중량%로 포함하고, 200 내지 2000cps/25℃의 점도를 가지며,
상기 이소시아네이트 화합물은 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 40 내지 80 중량%로 포함되고, 상기 폴리올은 프리폴리머 주제 총 중량에 대하여 20 내지 60 중량%로 포함되며,
상기 디아미노니트로톨루엔은 경화제 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함되는 것으로,
상기 디아미노니트로톨루엔은 2,6-디아미노-4-니트로톨루엔 및 2,4-디아미노-6-니트로톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것으로서 폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)으로부터 제조된 것인, 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물.A polyurethane-urea coating composition comprising a prepolymer subject and a curing agent composition,
Wherein the prepolymer subject comprises at least one isocyanate compound selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound and a polyisocyanate compound and a polyol,
The curing agent composition is characterized in that it comprises diaminonitrotoluene,
The prepolymer subject contains 10 to 22% by weight of isocyanate groups (NCO) based on the total weight of the prepolymer subject, has a viscosity of 200 to 2000 cps / 25 캜,
The isocyanate compound is contained in an amount of 40 to 80% by weight based on the total weight of the prepolymer subject, and the polyol is contained in an amount of 20 to 60% by weight based on the total weight of the prepolymer subject,
The diaminonitrotoluene is contained in an amount of 10 to 50% by weight based on the total weight of the curing agent composition,
The diaminonitrotoluene is at least one member selected from the group consisting of 2,6-diamino-4-nitrotoluene and 2,4-diamino-6-nitrotoluene, and is produced from a waste ammunition trinitrotoluene (TNT) By weight of a polyurethane-urea coating composition.
(2)폐탄약 트리니트로톨루엔(TNT)으로부터 디아미노니트로톨루엔을 제조하는 단계;
(3)상기 디아미노니트로톨루엔, 폴리아민, 착색제 및 첨가제를 포함하는 경화제 조성물을 제조하는 단계;
(4)상기 프리폴리머 주제 및 경화제 조성물을 혼합하는 단계를 포함하는 제1항의 폴리우레탄-우레아 코팅제 조성물 제조 방법.(1) preparing a prepolymer subject comprising at least one isocyanate compound and a polyol selected from the group consisting of an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound, and a polyisocyanate compound;
(2) producing diaminonitrotoluene from waste ammunition trinitrotoluene (TNT);
(3) preparing a curing agent composition comprising the diaminonitrotoluene, a polyamine, a colorant, and an additive;
(4) mixing the prepolymer base and the curing agent composition to prepare a polyurethane-urea coating composition.
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