KR101527065B1 - 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지, 이의 제조방법 및 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 포함하는 도료 조성물에 관한 것으로서, 기계적 물성이 우수하여 PCM 강판용 도료의 수지로서 사용가능한 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지와, 이의 제조방법 및, 이러한 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 사용하여 제조된 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법은 아크릴 단량체 100중량부, 중합개시제 1~5중량부를 혼합하여 질소 분위기 하에서 120~140℃의 온도에서 중합반응을 실시하여 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계; 및 상기 단계에서 제조된 폴리 아크릴 수지 100중량부, 다관능기 알코올 30~50중량부, 다관능기 산 5~20중량부를 혼합하여 촉매 존재하에서 200℃ 이상의 조건에서 축합 반응하여 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계;를 포함한다.

Description

에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법{POLYESTER MODIFIED ACRYLIC RESIN, METHOD OF PREPARING THE SAME AND PAINT COMPOSITION INCLUDING THE POLYESTER MODIFIED ACRYLIC RESIN}
본 발명은 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법에 관한 것으로서, 기계적 물성이 우수하여 PCM 강판용 도료의 수지로서 사용가능한 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법 및, 이러한 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 사용하여 제조된 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 금속 도장 방법은 성형가공 후 도장하는 포스트 코팅(Post-coating)방식과, 성형가공 전에 도장하는 프리 코팅(Pre-coating)방식으로 분류된다. 포스트 코팅방식은 설비비가 저렴하며, 소량 생산에 유리한 반면, 균일한 제품 및 대량 생산이 어렵다는 문제점이 있다. 반면, 프리 코팅방식은 작업의 안정성, 제품의 균일성, 도료 손실 감소 뿐만 아니라 환경오염이 적고, 단시간 내에 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다.
여기서, 성형가공하려는 금속을 프리 코팅 방식으로 도장한 강판을 피씨엠 (Pre-coated Metal, 이하 'PCM'라 함) 또는 칼라 강판이라 하며, 이에 사용되는 도료를 피씨엠 (PCM) 도료라 한다.
PCM(Pre-Coated Metal, 이하 PCM) 도장은 판을 일정하게 절단한 시트에 도장하는 방법과, 감겨져 있는 코일 형태에 도장하는 방법의 두 종류가 있으며, 대부분의 PCM 생산 공장에서는 금속 코일을 연속적으로 도장하는 코일 코팅 방식을 채택하고 있으므로 코일 코팅이라는 말은 PCM과 다르지 않다.
PCM 도장은 품질 안정성, 품질 향상, 자원의 절약, 공사기간 단축 및 원가절감 등을 도모할 수 있는 장점을 가지고 있다. 롤러 코팅하여 매우 정밀하고 균일한 도막 두께를 갖는 칼라 금속판의 생산이 가능할 뿐 아니라 고속라인화로 인하여 칼라 금속판의 생산성 또한 높일 수가 있다. 또한 우수한 도막 성능을 가지고 있어 PCM을 이용하여 가공, 성형시키는 각종 제품들은 이러한 외관으로 인하여 부가가치가 높고 뛰어난 내식성과 내후성을 확보할 수 있어 장기간 보관 시 안정한 장점을 가지고 있다. PCM용 도료에 사용하는 주요 바인더로는 에폭시 수지와 폴리에스테르 수지가 있다.
폴리에스테르 수지는 내산성, 내화학성, 내용제성, 내자외선성, 내후성 등의 특성에서 미흡한 면을 보여 왔으며 이를 개선하기 위한 노력은 적었다. 폴리에스테르 수지의 한계를 극복하는 방안으로 아크릴을 부여함으로써 아크릴 수지 본연의 장점인 고경도와 더불어 신뢰성(내산성, 내화학성, 내용제성, 내비등수성)을 확보함으로써 PCM 도장의 품질 향상을 얻을 수 있다.
폴리에스테르 수지의 장점과 아크릴 수지의 장점을 얻기 위한 방법으로, 종래 대한민국 등록특허 10-0832562에서 아크릴 변성 폴리에스테르 수지와 도료 조성물에 관해 서술하고 있다. 상기 방법은 폴리에스테르 수지를 프리폴리머로 제조한 후 아크릴 단량체를 공중합하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하여 PCM 도료의 내습성을 향상시키는 방법이다.
폴리에스테르 수지는 다가 알코올과 다가 산의 축합반응을 통해 얻게 되는데, 종래의 폴리에스테르 수지를 아크릴로 변성하는 방법인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 제조방법은 물이 필수적으로 잔류하여 아크릴 단량체를 공중합하는 데 반응을 완전히 진행시키기 어렵다는 제약이 따른다.
또한, 폴리에스테르 수지 제조 시 반응하지 않고 잔류하는 알코올과 산의 단량체에 대한 제거 방법이나 안정화 방법을 제시하고 있지 않다.
대한민국 등록특허 제10-0832562호(2008.05.20 등록, 발명의 명칭: 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 이의 제조 방법 및 아크릴변성 폴리에스테르 수지를 포함하는 도료 조성물)
본 발명은 상기의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 PCM 도료 조성물의 주제로 사용되는 아크릴 변성 폴리 에스테르 수지의 제조시 잔류하는 불순물에 대한 문제점을 해결함과 동시에, 도료 제조시 도막의 고경도를 달성하고 높은 물성치를 갖기 위한, 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지, 이의 제조방법 및 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 포함하는 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법은 아크릴 단량체 100중량부, 중합개시제 1~5중량부를 혼합하여 질소 분위기 하에서 120~140℃의 온도에서 중합반응을 실시하여 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계; 및 상기 단계에서 제조된 폴리 아크릴 수지 100중량부, 다관능기 알코올 30~50중량부, 다관능기 산 5~20중량부를 혼합하여 촉매 존재 하에서 200℃ 이상의 조건에서 축합 반응하여 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계;를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 폴리 아크릴 수지는 고형분 95 중량% 이상이며, 산값이 20~80 mgKOH/g, 중량평균분자량이 20000~30000이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 3 mgKOH/g 이하, 중량평균분자량은 12000~25000, 유리전이온도는 65~75℃이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도료 조성물은 아크릴 단량체, 중합개시제를 혼합하여 중합반응에 의해 제조된 폴리 아크릴 수지에, 다관능기 알코올과 다관능기 산을 주입하여 축합 반응에 의해 제조되는 산값이 3 mgKOH/g 이하, 중량평균분자량은 12000~25000, 유리전이온도는 65~75℃의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지; 멜라민 경화제; 안료; 반응성 촉매; 및 유기 용제;를 포함한다.
이상에서 상술한 바와 같이 제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 종래의 아크릴 변성 폴리 에스테르 수지에서의 잔류하는 불순물에 대한 문제를 해결할 수 있으며, 본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 사용하여 제조된 PCM 도료 조성물의 도막은 고경도를 지닐 뿐만아니라 내산성, 내용제성, 내비등수성이 훌륭하다는 장점이 있어, PCM 도장의 품질 향상을 기대할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 아크릴 수지의 특성과 폴리에스테르 수지의 특성을 모두 가지고 있어 기계적 물성이 우수하여 PCM 강판용 도료로 사용될 수 있는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지로서, 종래의 아크릴 변성 폴리에스테르의 단점을 극복할 수 있는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 조성물의 제조방법이다.
본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 조성물의 제조방법은 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계와, 다관능성 알코올과 다관능성 산을 이용하여 중축합 반응으로 에스테르를 변성하는 단계로 나누어진다.
폴리 아크릴 수지 제조 단계
본 발명의 아크릴 수지 제조단계에 사용되는 아크릴 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 아크릴산, 메틸아크릴산, 말레인산, 무수말레인산, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 단량체는 단독으로 사용하거나 병용(통상 2~3종류)할 수 있으며, 열경화성 아크릴수지 도료 및 도막의 성능을 지배하는 단량체의 조성에 따라 결정되는 유리전이온도(Tg), 관능기의 농도, 중합방법에 의해 좌우되는 분자량 및 분자량 분포, 조성분포를 고려하여 배합 비율을 결정한다.
상기 아크릴 단량체를 이용한 폴리아크릴 수지의 반응 방법은 용액 중합이 우선 고려되며, 유기 용제는 반응 조건에서 중합에 참여하지 않아야 하며 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 이소프로필알코올, 아세톤, 톨루엔, 자이렌, 벤젠, n-헥산, 사이클로헥사논, 지방족 석유계 용제 등이 검토되며 바람직하게는 방향족 유기용제를 사용하는 것이 유리하다. 유기용제는 고유의 비점을 고려하여 중합온도에 적합한 것을 선택한다. 아크릴 단량체 100중량부 대비 100~200중량부의 유기 용제가 사용된다.
아크릴 수지 중합에는 라디칼 반응이 우선 고려되며, 여기에 사용되는 중합 개시제는 요구되는 분자량 및 중합온도에 따라 결정될 수 있으며, 아크릴 단량체 100중량부 대비 1~5중량부의 중합개시제가 사용된다.
본 발명에 있어 중합개시제로 2,2‘아조 비스 이소부티로니트릴(AIBN), 디벤조일 퍼옥사이드, 큐밀퍼옥시-네오데카노에이트, 터트아밀퍼옥시-네오데카노에이트, 터트부틸퍼옥시-네오데카노에이트, 터트부틸퍼옥시-네오헵타노에이트, 터트아밀퍼옥시-피발레이트, 디-2,4-디클로로벤조일퍼옥사이트, 터트부틸퍼옥시-피발레이트, 디데카노일-퍼옥사이드, 디라우릴-퍼옥사이드, 암모늄퍼옥소이설페이트(APS), 디-4-메틸벤조일퍼옥사이드, 터트아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 터트부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 터트부틸퍼옥시-이소부티레이트, 터트부틸-모노퍼옥시-말레이트, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드, 터트부틸퍼옥시-이소프로필카보네이트, 터트부틸퍼옥시-아세테이트, 터트아밀퍼옥시-벤조에이트, 터트부틸포옥시-벤조에이트, 디큐밀-퍼옥사이트, 디터트부틸퍼옥사이드, 터트부틸히드로퍼옥사이드 등 유기과산화물을 사용할 수 있으며 유기과산화물이 고유로 가지고 있는 온도에 따른 반감기를 우선하여 선택되며 단량체와의 부반응 형성을 발생시키지 않는 것으로 선택하여야 한다.
상기 방법으로 제조된 아크릴 수지는 유기 용제를 증류 제거하여야 한다. 통상 130~150℃에서 실시하며 원활한 증류를 위해 질소 주입량은 늘려야 될 수도 있으며, 고형분 함량이 90 중량% 이상이 될 때 감압하여 최종 고형분함량은 95 중량% 이상이 되도록 하며 바람직하게는 98 중량%가 되도록 한다.
상기 단계에서 제조된 아크릴 수지는 산값이 20~80 mgKOH/g, 중량평균분자량이 20000~30000인 것이 특징이며, 60℃이하에서 투명한 고체의 형태를 나타낸다.
에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 제조 단계
상기에서 제조한 아크릴 수지에 다관능성 알코올과 다관능성 산을 주입하여 아크릴 수지의 말단의 산과 반응하여 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 제조한다.
다관능성 알코올과 다관능성 산에 대한 정보는 미리 명시하였으며 더욱 상세하게는 에스테르 단량체의 총 중량에서 이관능성 알코올의 함량은 30~40 중량%이며, 삼관능성 알코올의 함량은 2~5 중량%를 사용한다. 다관능성 산은 이관능성 산의 함량이 10~30 중량%를 지니며, 삼관능성 산은 0~5 중량%를 갖는 것이 바람직하다.
에스테르로 변성시키기 위해 반응온도는 200℃로 상승되어야 한다.
반응 촉매는 황산, 파라톨루엔술폰산, 구리, 주석, 티타늄, 납 중에서 선택되며, 바람직하게는 황산과 파라톨루엔술폰산을 에스테르 총 중량의 0.5~2 중량%를 차지하도록 주입한다. 반응온도는 단계적으로 서서히 상승되어야 하며 급격한 온도 상승은 다관능성 알코올 단량체가 축합수에 섞여 다량 배출될 수 있어 반응에 참여하지 못하여 목적으로 하는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 제조할 수 없다. 이를 확인하는 방법은 축합수의 굴절율을 확인하는 것이다.
상기 방법으로 제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 3 mgKOH/g 이하인 것이 특징이며, 중량평균분자량은 12000~25000, 유리전이온도는 65~75℃이다.
희석단계
에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 PCM 도료를 제조하기 위해 희석 유기용제가 필요할 수 있다. 대표적인 희석용제는 지방족, 방향족 모두 사용될 수 있으며 소부 조건에 따라 선택적으로 1종 내지 2종 이상 병행할 수 있다. 대표적으로 톨루엔, 자이렌, 아세톤, 코코졸-100, 코코졸-150, 코코졸-180, n-헥산, 사이클로헥산논, 아세톤, 이소프로필알코올, 부틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 아세테이트를 사용할 수 있다. 사용량은 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지와 희석 용제 비율을 80:20~40:60 범위가 바람직하다.
실시예 1. 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조
교반기, 히팅 맨틀, 환류관, 냉각기, 질소 주입관, 온도계를 구비한 5구형 유리반응기에 질소를 주입하여 내부 산소를 완전히 제거한다. 이 때 반응기 내부는 외부와 환기가 될 수 있도록 설치되어야 한다.
자이렌과 사이클로헥사논을 70 : 30 비율로 150 중량부를 반응기 내에 주입하고, 분당 150 RPM으로 일정하게 교반 하면서 질소 유량계를 통해 100 cc/min을 주입하여 120℃로 온도를 상승시킨다.
승온 도달 후 일정한 온도를 계속 유지하면서 에틸아크릴레이트 34.3 중량부, 아크릴산 37.1 중량부, 메틸메타크릴레이트 28.6 중량부로 이루어진 단량체 혼합용액에 중합 개시제로 t-부틸히드로퍼옥사이드를 3 중량부를 첨가하여 반응기 내부로 2시간 동안 일정하게 공급하고, 그 후 125℃로 30분 내에 승온 후 교반상태를 유지하며 4시간을 더 유지 반응시켜 이들 단량체의 중합 반응을 실시하였다.
이후 얻어진 수지 용액 중에서 자이렌과 사이클로헥사논을 증류 제거하여 최종 98% 이상의 고형분 함량으로 이루어진 투명한 아크릴 수지를 얻었다.
여기에 1,4-부틸렌글리콜 22.7 중량부, 에틸렌글리콜 11.7 중량부, 트리메틸올프로판 5.6 중량부를 포함하는 다관능성 알코올 총 40 중량부와 무수말레산 3.7 중량부, 이소프탈산 6.3 중량부를 포함하는 다관능성 산 총 10 중량부를 주입하고 촉매로 파라톨루엔술폰산을 1.0 중량부를 주입하였다. 반응온도를 10분 단위로 10℃씩 단계적으로 상승시켜 220℃까지 도달시켜 반응을 진행하였고 승온 과정 축합수의 굴절율은 1.40 이하가 되도록 관리하였다. 3시간에 걸쳐 반응을 진행하여 산값이 3 mgKOH/g 이하가 되면 반응을 종결한다.
제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 1.8 mgKOH/g, 중량평균분자량이 18000, 유리전이온도는 66℃, 고형분 함량이 98.8%를 나타내었다.
실시예 2
실시예 1의 장치를 사용하여 메틸아크릴레이트 22.9 중량부, 아크릴산 37.1 중량부, 메틸메타크릴레이트 40.0 중량부로 이루어진 아크릴 단량체 혼합용액에 중합 개시제로 디벤조일퍼옥사이드를 3 중량부를 첨가하여 반응기 내부로 3시간 동안 일정하게 공급하여 제조하였으며 나머지는 실시예1과 동일하게 진행하였다.
제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 1.7 mgKOH/g, 중량평균분자량이 22000, 유리전이온도는 71℃, 고형분함량이 99.2 중량%를 나타내었다.
실시예 3
실시예 1의 장치를 사용하여 아크릴산 44.8 중량부, 메틸메타크릴레이트 55.2 중량부로 이루어진 아크릴 단량체 혼합용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 1.7 mgKOH/g, 중량평균분자량이 23000, 유리전이온도는 73℃, 고형분 함량이 99.1 중량%를 나타내었다.
실시예 4
실시예 1의 장치를 이용하여 다관능성 알코올은 네오펜틸글리콜 30.3 중량부, 에틸렌글리콜 6.0 중량부, 프로필렌글리콜 3.7 중량부를 사용하고, 다관능성 산은 이소프탈산 5 중량부, 테레프탈산 5 중량부를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 1.1 mgKOH/g, 중량평균분자량이 21000, 유리전이온도는 70℃, 고형분 함량이 98 중량%를 나타내었다.
표 1은 실시예 1~4에서 사용된 원료 및 이의 배합비를 나타낸다.

사용된 원료		 사 용 량 (중량부)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4

아크릴 단량체

 에틸아크릴레이트 34.3 34.3
메틸아크릴레이트 22.9
아크릴산 37.1 37.1 44.8 37.1
메틸메타크릴레이트 28.6 40 55.2 28.6

중합 개시제		 t-부틸히드로퍼옥사이드 3 3
디벤조일퍼옥사이드 3


다관능성 알코올

 1,4-부틸렌글리콜 22.7 22.7 22.7
에티렌글리콜 11.7 11.7 11.7 6.0
트리메틸올프로판 5.6 5.6 5.6
네오펜틸글리콜 30.3
프로필렌글리콜 3.7

다관능성 산
 무수말레산 3.7 3.7 3.7
이소프탈산 6.3 6.3 6.3 5
테레프탈산 5
촉매 파라톨루엔술폰산 1 1 1 1
실시예 5 PCM 도료 응용
실시예 1 ~ 4를 통해 제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지와 멜라민 경화제, 반응 촉매, 유기용제를 혼합하여 PCM용 도료 조성물을 제조하였다. 경화제로는 멜라민 수지가 우선 선택되며 CYMEL 303을 사용하였고 반응 촉매는 산 촉매로서 파라톨루엔술폰산을 사용하였다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 전체 100 중량부를 기준으로 하여 본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 50~70 중량부, 멜라민 경화제 5~10 중량부, 반응 촉매 0.3~1 중량부, 유기 용제 20~30 중량부, 백색안료 10~20 중량부로 구성된다.
PCM 도료 조성물에서 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 50 중량부 이상 포함되어야 하며 그 이하를 포함시킬 경우 가공성과 경도 및 내용제성이 떨어진다.
PCM 도료 조성물의 배합원료 및 배합량을 표 2에 나타내었다.
원료 배합량(중량부)
수지 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 60
경화제 멜라민경화제(CYMEL 303) 9.7
반응촉매 파라톨루엔술폰산 0.3

유기 용제		 자이렌 10
코코졸-100 15
백색안료 산화티타늄 15
실시예 1~4를 통해 제조된 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 이용하여 실시예 5와 같이 PCM 도료 조성물을 제조한 후, 경화 도막에 대한 평가를 실시하였다.
각 O.6티 씨알 강판에 코로나 대전으로 정전 도장을 행하여 200℃의 온도에서 14분간 가열하여 제조를 완성하고, 경화 도막에 대한 평가를 실시하였다. 여기에서 사용된 PCM 도료 조성물 특성치 평가방법은 다음과 같다.
[광택]
비와이케이 가드너사 제조의 광택계(마이크로-트리-그로스)를 사용하여 60도 광택치를 측정하였다.
[내충격성]
일정한 무게(500g~1000g)를 가지는 추를 일정한 높이(약 10센티~50센티)에서 도막위에 떨어뜨려 충격을 주었을 때 도막의 깨짐 또는 부서짐이 없는 최대 조건을 측정하였으며 여기에는 듀퐁식 충격 시험기를 사용하였다.
[내용제성]
도장 시편을 자이렌에 48시간 노출시켜 도막의 결함을 육안으로 확인한다.
[내산성]
5% 황산에 48시간 노출시켜 도막의 결함을 육안으로 확인한다.
[내알카성]
5% 가성소다에 48시간 노출시켜 도막의 결함을 육안으로 확인한다.
[내비등수성]
100℃ 끓는 물에 시편을 위치시킨 후 1시간 방치하여 도막 결함 발생 유무를 육안으로 확인한다.
[연필경도]
연필경도계에 연필을 위치시키고 300g 하중을 가하여 도막 결함을 평가하였다.
[도막의 평가]
내용제성, 내산성, 내염기성의 평가 지표는 시험 도막의 외관에 광택의 변화가 없고 도막의 벗겨짐이 발생되지 않을 경우 우수(◎), 도막의 벗겨짐이 약간 발생되지만 광택이 유지되면 양호함(○), 도막의 벗겨짐이 보이고 광택 저하가 약간 발생되면 보통(△), 도막의 벗겨짐이 심하고 광택의 저하가 심하면 불량(×)으로 평가한다.
상기의 평가 방법에 의해 평가된 결과를 표 3에 나타내었다.
항 목 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지 조 건
실시예 1 실시예2 실시예3 실시예4
광택 92 95 92 98 60° 광택
연필경도 2H H 2H 2H 300g 하중
내용제성 ○ ○ ○ ○ 자이렌
내산성 ○ ○ ○ ○ 5% 황산
내염기성 △ ○ ○ ○ 5% 가성소다
내충격성 ○ △ ◎ ◎ 500g, 30cm
내비등수성 ◎ ◎ ◎ ◎ 100℃ 물
표 3에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1~4에서 제조된 본 발명의 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 사용하여 만든 PCM 도료에 대한 물성치 평가 결과, 광택과 내산성, 내염기성이 저하되지 않으면서 연필경도와 내충격성이 우수하였다. 즉, 고경도와 더불어 내산성, 내염기성, 내용제성, 내비등수성을 확보하였다.
따라서, 종래의 아크릴 변성 폴리에스테르 수지의 장점을 지님과 동시에 아크릴 변성 폴리에스테르의 단점을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 아크릴 단량체 100중량부, 중합개시제 1~5중량부를 혼합하여 질소 분위기 하에서 120~140℃의 온도에서 중합반응을 실시하여 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계; 및
    상기 단계에서 제조된 폴리 아크릴 수지 100중량부, 다관능기 알코올 30~50중량부, 다관능기 산 5~20중량부를 혼합하여 촉매 존재 하에서 200℃ 이상의 조건에서 축합 반응하여 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리 아크릴 수지는 고형분 95 중량% 이상이며, 산값이 20~80 mgKOH/g, 중량평균분자량이 20000~30000인 것이 특징으로 하는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지는 산값이 3 mgKOH/g 이하, 중량평균분자량은 12000~25000, 유리전이온도는 65~75℃인 것을 특징으로 하는 에스테르 변성 폴리 아크릴 수지의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06166846A (ja) * 1992-11-05 1994-06-14 Daicel Chem Ind Ltd 塗料用樹脂組成物
KR20010037451A (ko) * 1999-10-18 2001-05-07 임성주 내용제성이 우수한 변성 폴리에스테르 수지의 제조방법
JP2001254046A (ja) * 2000-03-10 2001-09-18 Dainippon Toryo Co Ltd 塗料組成物
KR100832562B1 (ko) * 2006-12-28 2008-05-26 (주)디피아이 홀딩스 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 이의 제조 방법 및 아크릴변성 폴리에스테르 수지를 포함하는 도료 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06166846A (ja) * 1992-11-05 1994-06-14 Daicel Chem Ind Ltd 塗料用樹脂組成物
KR20010037451A (ko) * 1999-10-18 2001-05-07 임성주 내용제성이 우수한 변성 폴리에스테르 수지의 제조방법
JP2001254046A (ja) * 2000-03-10 2001-09-18 Dainippon Toryo Co Ltd 塗料組成物
KR100832562B1 (ko) * 2006-12-28 2008-05-26 (주)디피아이 홀딩스 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 이의 제조 방법 및 아크릴변성 폴리에스테르 수지를 포함하는 도료 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109053946A (zh) * 2018-06-01 2018-12-21 广州擎天材料科技有限公司 一种热固性丙烯酸树脂及其合成方法和应用

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