KR101957476B1 - Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same - Google Patents
Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101957476B1 KR101957476B1 KR1020170037879A KR20170037879A KR101957476B1 KR 101957476 B1 KR101957476 B1 KR 101957476B1 KR 1020170037879 A KR1020170037879 A KR 1020170037879A KR 20170037879 A KR20170037879 A KR 20170037879A KR 101957476 B1 KR101957476 B1 KR 101957476B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- isocyanate
- formula
- compound
- low temperature
- Prior art date
Links
- VSMRPKQQWDXXQA-UHFFFAOYSA-N C(CC1)CCC1N/C(/ON=C1CCCCC1)=N/C1CCCCC1 Chemical compound C(CC1)CCC1N/C(/ON=C1CCCCC1)=N/C1CCCCC1 VSMRPKQQWDXXQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBYWJJVJUWRZMH-UHFFFAOYSA-N CC(CC1)CCC1N=C=NC1CCCCC1 Chemical compound CC(CC1)CCC1N=C=NC1CCCCC1 PBYWJJVJUWRZMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N ON=C1CCCCC1 Chemical compound ON=C1CCCCC1 VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C275/00—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
- C07C275/70—Compounds containing any of the groups, e.g. isoureas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/671—Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
- C08G18/672—Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/80—Masked polyisocyanates
Abstract
본원 발명은 해리온도가 서로 다른 이중경화 반응형 구조의 새로운 블록이소시아네이트에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 지방족, 방향족,지환식(alicyclic), 또는 방향지방족 디이소시아네이트인 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기를 라디칼 개시제로 블록화하여 제조되는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트 및 이러한 블록이소시아네이트와 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함하는 저온가교형 조성물에 대한 것이다. 본원 발명에 따른 블록이소시아네이트는 저온에서 해리가 가능한 블록킹 그룹이 해리되면서 표면 및 계면에서의 경화반응을 먼저 형성하여 빠른 작업이 가능하며 그 후 내부에서의 가교는 온도가 올라가면서 디블록된 프리-이소시아네이트가 진행하게 되므로 공정차원에서의 표면경화가 빨리 일어나야 하는 코팅 및 도료, 접착기술에서의 활용성이 매우 높은 장점이 있다.The present invention relates to a novel block isocyanate of a bifunctional reaction type structure having different dissociation temperatures, and more particularly to an isocyanate group of a polyisocyanate compound which is an aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic diisocyanate as a radical initiator Crosslinkable block isocyanate prepared by block polymerization and a monomer or oligomer having both block isocyanate and an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and hydroxyl group at the same time. The block isocyanate according to the present invention can be rapidly worked by forming a curing reaction at the surface and interface first by dissociating the blocking group capable of dissociation at a low temperature. Thereafter, cross-linking inside the block isocyanate is prebonded And therefore, it is very useful in coatings, paints, and adhesive technologies that require surface hardening at the process level.
Description
본원 발명은 해리온도가 서로 다른 이중경화 반응형 구조의 새로운 블록이소시아네이트에 대한 것이다. 보다 구체적으로는 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 이소시아네이트기를 열 또는 자외선 등의 빛에 의해 라디칼을 발생시킬 수 있는 라디칼 개시제로 블록화하여 제조되는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트 및 이러한 블록이소시아네이트와 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함하는 저온가교형 조성물에 대한 것이다.The present invention is directed to a novel block isocyanate of a dual cure reaction type structure having dissociation temperatures different from each other. More specifically, it is possible to use a double-curable low-temperature crosslinking agent prepared by blocking an isocyanate group of a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group with a radical initiator capable of generating a radical by heat or ultraviolet light Type block isocyanate and a low temperature crosslinking composition comprising such a block isocyanate and a monomer or oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group simultaneously.
블록이소시아네이트(blocked isocyanate)는 이소시아네이트기(-NCO)와 수산기(-OH) 또는 아민기(-NH2)의 반응이 진행되지 않도록 이소시아네이트기를 봉쇄(blocking) 시킨 것으로 코팅 분야에서 일액형 코팅 조성물을 생산하는데 이용된다. 블록이소시아네이트는 유기용제나 수계 시스템에서 사용될 수 있고 이소시아네이트기와 수산화기의 가교화 반응은 산업 전반의 도료, 접착제, 코팅, 등으로 다양하게 이용되고 있다.Blocked isocyanate is blocked by an isocyanate group so that the reaction between the isocyanate group (-NCO) and the hydroxyl group (-OH) or the amine group (-NH 2 ) does not proceed, thereby producing a one-part coating composition . Blocked isocyanates can be used in organic solvents and waterborne systems, and cross-linking reactions of isocyanate groups and hydroxyl groups are widely used in industry as paints, adhesives, coatings, and the like.
최근 이산화탄소 저감, 연비향상 등 기후변화대응과 환경문제를 해결하기 위하여 자동차 철강소재가 경량화 소재인 플라스틱 소재로 대체되는 추세이다. 이러한 경량화 플라스틱 소재를 이용한 자동차의 양산화는 기존의 생산라인에서 상용화 제품으로 사용되는 도료, 코팅, 접착제 등의 화학적 구조와 이를 제어할 수 있는 반응공정 등의 획기적인 전환을 요구하고 있다. 특히 기존의 고온경화 공정은 플라스틱 소재의 변성이나 다양한 컬러 매칭의 문제점으로 인해 저온경화공정이 이슈화 되고 있다. 또한, 기존의 고온경화형 가교공법을 기반으로 하는 자동차 코팅시스템은 다량의 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds: VOC) 및 유해물질을 배출하는 동시에 온난화의 주범인 막대한 에너지 소비에 따른 이산화탄소 배출의 규제를 피해야만 하는 상황으로 해외 선진국에서는 이를 대체하는 주력기술로서 새로운 기후변화대응 친환경 저온경화 기술을 기반으로 하는 자동차 코팅시스템에 대한 원천기술이 필요한 상황이다.In recent years, automobile steel materials have been replaced by plastic materials, which are lightweight materials, in order to address climate change and environmental problems such as carbon dioxide reduction and fuel efficiency improvement. The mass production of automobiles using such lightweight plastic materials calls for a revolutionary change in the chemical structures of coatings, coatings and adhesives used as commercial products in existing production lines and the reaction processes that can control them. Especially, the conventional high temperature curing process is a low temperature curing process due to the problems of denaturation of plastic materials and various color matching. In addition, automotive coating systems based on existing high-temperature curing type crosslinking methods should avoid the regulation of carbon dioxide emissions due to enormous energy consumption, which is a major cause of warming while discharging a large amount of volatile organic compounds (VOC) and harmful substances In the developed countries, developed technologies are required to replace the existing technologies with original technology for automotive coating system based on environment-friendly low temperature curing technology to cope with new climate change.
한편, BASF 사에서 개발된 Laromer® LR 9000은 아크릴 그룹과 이소시아네이트 그룹을 동시에 가지고 있어 라디칼과 우레탄 반응을 통한 이중경화(Dual-cure)가 가능하여 경화도가 높아 내스크레치성이 높은 필름을 구현할 수 있다. 그러나 Laromer@LR 9000은 이액형 시스템으로 경화제나 반응 개시제를 따로 넣어주어야 하고 보관 안정성이 떨어지는 단점이 존재하고 있는 실정이다.Laromer® LR 9000, developed by BASF, has acryl and isocyanate groups at the same time, enabling dual-cure through radical and urethane reactions, resulting in a highly cured film with high scratch resistance . However, Laromer @ LR 9000 has a disadvantage that this liquid system requires separate addition of hardener or reaction initiator and poor storage stability.
이러한 이소시아네이트의 보관 안정성의 향상 등을 위하여 기존 블록이소시아네이트에 사용된 블록킹 그룹(Blocking Group)은 현재까지 옥심(Oxime), 카프로락탐(Caprolactams), 피라졸(Pyrazole) 등을 위주로 많이 사용되어 왔다. 이러한 블록이소시아네이트 화합물에 대한 종래기술인 일본 특허공보 JP4879557B에서는 피라졸계 화합물을 이용한 블록 이소시아네이트 화합물의 제조방법에 대하여 개시하고 있고, 한국 공개특허 KR2007-0064857A에서는 블록화된 이소시아네이트 화합물을 포함하는 타이어 코드용 접착 조성물에 대하여 기재되어 있으며, 미국 공개특허 US1988-290157A에서는 아세톤 옥심을 이용한 블록 디이소시아네이트를 이용한 파우더 코팅 조성물에 대하여 기재되어 있다.In order to improve the storage stability of such isocyanates, a blocking group used in conventional block isocyanates has been used mainly for oxime, caprolactams, and pyrazole. Japanese Patent Publication JP 4879557B discloses a method for producing a block isocyanate compound using a pyrazole compound, and Korean Patent Publication No. KR2007-0064857A discloses an adhesive composition for a tire cord containing a blocked isocyanate compound And U.S. Patent No. US1988-290157A discloses a powder coating composition using a block diisocyanate using acetone oxime.
그러나 기존의 이시소아네이트 블록킹 그룹은 해리온도가 높아 과량의 고온 에너지가 필요하고 블록킹 그룹은 디블록(deblock) 되었을 때 반응에 참여하지 않고 휘발성유기화합물(VOC)이 되어 대기로 휘발하면서 환경적인 문제를 발생하는 단점이 있다. 따라서 저온에서 경화반응이 가능하고 기존의 이액형 시스템의 단점을 보완할 수 있으며 유해화학물질인 VOC를 동시에 저감할 수 있는 새로운 블록이소시아네이트 시스템은 코팅 기술분야에서 에너지 절약 및 이산화탄소 배출 저감에 있어서 많은 도움이 될 것으로 판단된다.However, the existing isocyanate blocking group requires excessive high temperature energy due to high dissociation temperature, and when the blocking group is deblocked, the volatile organic compound (VOC) becomes volatile organic compounds (VOC) And the like. Therefore, the new block isocyanate system, which can cure at low temperatures and can compensate for the disadvantages of existing liquid-based systems and reduce VOCs, which are harmful chemicals, at the same time, contributes greatly to energy saving and carbon dioxide emission reduction in coating technology. .
본원 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로, 저온에서 경화반응이 가능하고 유해화학물질인 VOC를 동시에 저감할 수 있는 새로운 블록이소시아네이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been developed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a novel block isocyanate capable of curing reaction at a low temperature and simultaneously reducing VOC which is a harmful chemical substance.
또한, 본원 발명에서는 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 이소시아네이트기를 열 또는 자외선 등의 빛에 의해 라디칼을 발생시킬 수 있는 라디칼 개시제로 블록화하여 제조되는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, the isocyanate group of a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group is blocked with a radical initiator capable of generating a radical by heat or ultraviolet light, It is an object of the present invention to provide a crosslinked block isocyanate.
또한, 본원 발명에서는 저온에서 가교가 가능한 조성물로 본원 발명에 따른 블록이소시아네이트와 혼합할 수 있는 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합 또는 수산화기를 가지는 단량체 또는 올리고머, 또는 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함하는 저온가교형 조성물을 제공하고자 한다.In the present invention, a composition capable of crosslinking at a low temperature is used as a monomer or oligomer having an ethylenic or acrylic unsaturated double bond or hydroxyl group, which can be mixed with the block isocyanate according to the present invention, or a monomer having an unsaturated double bond and a hydroxyl group simultaneously To provide a low temperature crosslinkable composition comprising an oligomer.
본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 A의 화합물과 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 요소(urea) 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a double-cured product obtained by reacting a compound of the following general formula (A) with a compound having at least one isocyanate-reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group through a urea bond- Lt; RTI ID = 0.0 > isocyanate < / RTI >
<화학식 A>≪ Formula (A)
상기 화학식 A에서 R1, R2, R3, R4는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 또는 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이다. In Formula A, R 1 , R 2 , R 3, and R 4 independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or is a C 3 -C 12 cycloalkyl or aromatic.
본원 발명에 있어서 상기 화학식 A의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 1 또는 화학식 2일 수 있다.In the present invention, the compound of formula (A) may preferably be represented by the following formula (1) or (2).
<화학식 1>≪ Formula 1 >
<화학식 2>(2)
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트에 있어서, 상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족 화합물의 분자구조 내에 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기와 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 하나 이상 가지는 화합물일 수 있다. 바람직하게는 이소시아네이트 기능화된 불포화 아크릴 에스터, 불포화 우레탄 아크릴레이트, 또는 분자사슬의 양말단에 이소시아네이트기를 2개 가지고 분자 사슬의 측쇄에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 1개 이상 가지는 단량체 또는 올리고머일 수 있다. 더욱 바람직하게는 양말단에 이소시아네이트기를 가지고 분자 사슬의 측쇄에 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 올리고머일 수 있다.In the low temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention, the compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group may be a C2-C40 aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic compound May be a compound having at least one isocyanate-reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group such as vinyl group, acryl group or methacryl group in the molecular structure. Preferably, the isocyanate functionalized unsaturated acrylic ester, the unsaturated urethane acrylate, or the free radical polymerizable unsaturated group such as a vinyl group, an acrylic group or a methacrylic group is added to the side chain of the molecular chain with two isocyanate groups at both ends of the molecular chain. May be monomers or oligomers. More preferably, it may be a urethane acrylate or urethane methacrylate oligomer having an isocyanate group at both terminal ends and an acrylic group or a methacrylic group in the side chain of the molecular chain.
또한, 본원 발명에서는 하기 화학식 B의 화학구조를 가지는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트를 제공한다.Also, the present invention provides a low temperature crosslinkable block isocyanate capable of being cured with a chemical structure represented by the following formula (B).
<화학식 B>≪ Formula B >
상기 화학식 B에서 R1, R2, R3, R4 는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이고, n은 1 이상의 정수이며, X는 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 포함하고 있는 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족을 나타낸다.In formula (B), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or a cycloalkyl or aromatic group of C3-C12, n is an integer greater than or equal to 1, and X comprises at least one free radically polymerizable unsaturated group Or an aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic group having from 2 to 20 carbon atoms.
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트에 있어서, 상기 화학식 B의 화합물은 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물과 화학식 A의 화합물과의 요소(urea) 결합 형성 반응을 통하여 제조될 수 있다. 즉, 상기 화학식 B에서 X는 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 포함하고 있는 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족화합물로부터 유래된 것일 수 있다.In the low-temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention, the compound of the above formula (B) is a urea bond between a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group and a compound represented by the formula (A) Forming reaction. That is, in Formula B, X may be derived from a C2-C40 aliphatic, aromatic, alicyclic, or aromatic aliphatic compound containing at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group.
또한, 본원 발명에 있어서 이중 경화가 가능한 저온가교형 조성물은 본원 발명에 따른 상기 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트; 및 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다.In the present invention, the low-temperature crosslinkable composition capable of being cured by double-curing comprises the double-curable low-temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention; And a monomer or oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group at the same time.
또한, 본원 발명에 있어서 저온가교형 조성물은 본원 발명에 따른 상기 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트; 및 불포화 이중결합 또는 수산화기 중 어느 하나만을 함유하는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다.In the present invention, the low-temperature crosslinkable composition comprises the double-curable low-temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention; And monomers or oligomers containing only either an unsaturated double bond or a hydroxyl group.
이상에서 설명한 바와 같이 본원 발명에 따른 해리온도가 서로 다른 이중경화 반응형 구조의 새로운 블록이소시아네이트는 저온에서 해리가 가능한 블록킹 그룹이 해리되면서 표면 및 계면에서의 경화반응을 먼저 형성하여 빠른 코팅 공정작업이 가능하며 그 후 내부에서의 가교는 온도가 올라가면서 디블록된 프리-이소시아네이트가 진행하게 되므로 자동차 양산화 공정차원에서의 빠른 표면경화가 필요한 코팅 및 도료, 접착기술에서의 활용성이 매우 높은 장점이 있다.As described above, the new block isocyanate having a double-cure reaction structure having different dissociation temperatures according to the present invention dissociates the blocking group capable of dissociation at a low temperature and forms a hardening reaction at the surface and interface first, And since the internal cross-linking proceeds with the progress of the deblocked pre-isocyanate as the temperature rises, it is very advantageous in application to coatings, paints, and bonding technologies that require rapid surface hardening in the automobile mass production process .
또한, 해리온도가 서로 다른 이중경화 반응형 구조의 새로운 블록이소시아네이트는 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머와 혼합하여 조성물을 제조하면 불포화 이중결합 및 수산화기 모두와 가교반응이 가능하여 이중경화가 가능하다. 또한, 불포화 이중결합 또는 수산화기 중 어느 하나만을 함유하는 단량체 또는 올리고머와도 혼합하여도 경화가 가능하므로 다양한 코팅 및 도료, 접착기술에 활용이 가능하다.In addition, a novel block isocyanate having a double-cure reaction structure having a dissociation temperature different from each other is prepared by mixing a monomer or an oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group at the same time to form a crosslinking reaction with both unsaturated double bonds and hydroxyl groups Double curing is possible. Also, it can be cured by mixing with a monomer or an oligomer containing only either an unsaturated double bond or a hydroxyl group, so that it can be applied to various coatings, paints, and bonding techniques.
도 1은 본원 발명의 일 구현 예에 따른 라디칼 개시제와 아크릴 에스터 그룹을 포함하고 있는 디이소시아네이트 화합물의 반응을 통한 블록이소시아네이트의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2는 본원 발명의 일 구현 예에 따른 저온가교형 조성물 pre-mixture의 제조예와 이를 이용한 경화거동 분석을 위한 유변학(Rheology) 분석 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본원 발명의 일 구현 예에 따른 유변학(Rheology) 분석 시스템을 이용한 pre-mixture의 온도와 시간에 따른 경화거동 및 저장탄성율 측정 결과이다.FIG. 1 shows FT-IR spectra of a block isocyanate through reaction of a diisocyanate compound containing a radical initiator and an acrylic ester group according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a preparation example of a pre-mixture of a low-temperature crosslinking composition according to an embodiment of the present invention and a rheology analysis system for analyzing the curing behavior using the same.
FIG. 3 is a graph showing the results of measurement of curing behavior and storage elastic modulus of a pre-mixture using a rheology analysis system according to an embodiment of the present invention with respect to temperature and time.
이하, 본원 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본원 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 명세서의 전반에 걸쳐 사용되는 용어인 "폴리이소시아네이트"는 분자 구조 내에 이소시아네이트기가 2개 이상인 이소시아네이트를 의미한다. 보다 구체적으로는 지방족, 방향족, 지환식(alicyclic), 또는 방향지방족 화합물로 분자 구조 내에 2 내지 6개의 이소시아네이트기를 함유하는 것을 의미한다. 또한, 이소시아네이트와 다가 알코올 및 다가 아민의 반응에 의하여 형성되는 우레탄기(urethane group), 우레아기(urea group), 뷰렛기(biuret group:-NH-CO-NR-CO-NH-), 알로파네이트기(allophanate group: -OCONRCONH-) 또는 우레티딘디이온기(uretdine-2,4-dione group: -N(CO)2N-)를 분자 구조 내에 가지며 2 내지 6개의 이소시아네이트기를 함유하는 것을 포함하는 의미이다. 또한, 지방족 디이소시아네이트의 이량체(dimer), 대칭 또는 비대칭 삼량체(timer), 또는 올리고머로 분자 구조 내에 2 내지 6개의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물을 포함하는 의미이다. 특히 삼량체(timer)의 경우는 반응중 분해되어 2개의 이소시아네이트기를 함유하는 3개의 분자로 해리되어 최종적으로 6개의 이소시아네이트기를 형성할 수도 있다.As used throughout this specification, the term "polyisocyanate" refers to an isocyanate having two or more isocyanate groups in its molecular structure. More specifically an aliphatic, aromatic, alicyclic, or aromatic aliphatic compound containing 2 to 6 isocyanate groups in the molecular structure. Further, a urea group, a urea group, a biuret group (-NH-CO-NR-CO-NH-) formed by the reaction of an isocyanate with a polyhydric alcohol and a polyhydric amine, A group having 2 to 6 isocyanate groups in the molecular structure and having an allophanate group (-OCONRCONH-) or a uretdine-2,4-dione group (-N (CO) 2 N-) It means. It is also meant to include a dimer of an aliphatic diisocyanate, a symmetrical or asymmetric trimer, or a compound containing an oligomer in the molecular structure containing 2 to 6 isocyanate groups. In particular, in the case of a timer, it may be decomposed in the reaction to dissociate into three molecules containing two isocyanate groups to finally form six isocyanate groups.
“하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물”은 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족 화합물의 분자구조 내에 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기와 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 하나 이상 가지는 화합물을 의미하는 것으로, 바람직하게는 이소시아네이트 기능화된 불포화 아크릴 에스터, 불포화 우레탄 아크릴레이트, 또는 분자사슬의 양말단에 이소시아네이트기를 2개 가지고 분자 사슬의 측쇄에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 1개 이상 가지는 단량체 또는 올리고머이다. 더욱 바람직하게는 양말단에 이소시아네이트기를 가지고 분자 사슬의 측쇄에 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머이다.The term " a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group " refers to a compound having at least one isocyanate-reactive group and a vinyl group, an acrylic group, a methacrylate group and a methacrylate group in the molecular structure of an aliphatic, aromatic, alicyclic, Acrylate, or an unsaturated urethane acrylate, or an unsaturated urethane acrylate or an unsaturated urethane acrylate, or a compound having two isocyanate groups at both ends of the molecular chain and having a side chain of a molecular chain Is a monomer or oligomer having at least one free radically polymerizable unsaturated group such as a vinyl group, an acryl group or a methacryl group. More preferably, it is a urethane acrylate or urethane methacrylate monomer or oligomer having an isocyanate group at both terminal ends and an acrylic group or methacryl group at the side chain of the molecular chain.
한편, 전반에 걸쳐 사용되는 용어인 "유래된"은 해당 폴리이소시아네이트 또는 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 이소시아네이트기와 래디칼 개시제의 반응에 의하여 이소시아네이트기가 블록화 됨에 있어서 연결 화학결합인 우레아기(urea group)을 제외한 나머지 해당 폴리이소시아네이트 또는 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 분자구조를 의미한다. On the other hand, the term "derived " as used throughout the term is intended to mean that the isocyanate group is blocked by reaction of the polyisocyanate or the isocyanate group of the compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group with the radical initiator, Refers to the molecular structure of the corresponding polyisocyanate or a compound having at least one free radically polymerizable unsaturated group except for the urea group which is a bond.
또한, 본 발명에 있어서 "라디칼 개시제"는 열에 의하여 라디칼을 발생시키는 열 개시제(thermal initiator)와 자외선 등의 빛에 의하여 라디칼을 발생시키는 광 개시제(photo initiator)를 모두 포함하는 개념으로 본원 발명에 있어서 라디칼 개시제는 열 개시제가 보다 바람직하나 필요에 따라 열 개시제 및 광 개시제를 혼합하여 라디칼 개시제로 사용할 수도 있다. The term "radical initiator" in the present invention includes both a thermal initiator that generates radicals by heat and a photo initiator that generates radicals by light such as ultraviolet light. In the present invention, The radical initiator is more preferably a thermal initiator, but may also be used as a radical initiator by mixing a thermal initiator and a photoinitiator as necessary.
한편, 본 명세서의 전반에 걸쳐 사용되는 용어인 "TRI"는 Thermal radical initiator 의 약자로 열 라디칼 개시제를 의미한다.The term " TRI " used throughout this specification is an abbreviation for a thermal radical initiator and means a thermal radical initiator.
본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 A의 화합물과 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 요소(urea) 결합 형성 반응을 통하여 제조될 수 있다.In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention can be produced through a urea bond formation reaction of a compound of the following formula (A) with a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group.
<화학식 A>≪ Formula (A)
상기 화학식 A에서 R1, R2, R3, R4는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 또는 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이다.In Formula A, R 1 , R 2 , R 3, and R 4 independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or is a C 3 -C 12 cycloalkyl or aromatic.
본원 발명에 있어서 상기 화학식 A의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 1 또는 화학식 2일 수 있다.In the present invention, the compound of formula (A) may preferably be represented by the following formula (1) or (2).
<화학식 1>≪ Formula 1 >
<화학식 2>(2)
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트에 있어서, 상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족 화합물의 분자구조 내에 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기와 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 하나 이상 가지는 화합물을 의미하는 것으로, 바람직하게는 이소시아네이트 기능화된 불포화 아크릴 에스터, 불포화 우레탄 아크릴레이트, 또는 분자사슬의 양말단에 이소시아네이트기를 2개 가지고 분자 사슬의 측쇄에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 1개 이상 가지는 단량체 또는 올리고머일 수 있다. 더욱 바람직하게는 양말단에 이소시아네이트기를 가지고 분자 사슬의 측쇄에 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머일 수 있다.In the low temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention, the compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group may be a C2-C40 aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic compound Means a compound having at least one isocyanate-reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group such as vinyl group, acryl group or methacryl group in the molecular structure, and is preferably an isocyanate-functionalized unsaturated acrylate ester, an unsaturated urethane acrylate, May be a monomer or oligomer having two isocyanate groups at both ends of the molecular chain and having at least one free radically polymerizable unsaturated group such as a vinyl group, an acrylic group and a methacrylic group in the side chain of the molecular chain. More preferably, it may be a urethane acrylate or urethane methacrylate monomer or oligomer having an isocyanate group at both terminal ends and an acrylic group or methacryl group at the side chain of the molecular chain.
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트에 있어서, 상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 하기 화학식 3의 화학구조를 가질 수 있다.In the low temperature crosslinkable block isocyanate capable of being cured in accordance with the present invention, the compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group may have a chemical structure represented by the following formula (3).
<화학식 3>(3)
단, 상기 화학식 3에서 n은 1 내지 5의 정수이다.In Formula 3, n is an integer of 1 to 5.
본원 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 하기 화학식 B의 화학구조를 가지는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트를 제공한다.The present invention provides a low temperature crosslinkable block isocyanate capable of being cured with a chemical structure represented by the following chemical formula (B).
<화학식 B>≪ Formula B >
상기 화학식 B에서 R1, R2, R3, R4 는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이고, n은 1 이상의 정수이며, X는 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 포함하고 있는 C2-C30의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족을 나타낸다.In formula (B), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or a cycloalkyl or aromatic group of C3-C12, n is an integer greater than or equal to 1, and X comprises at least one free radically polymerizable unsaturated group Or an aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic group having from 2 to 30 carbon atoms.
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트에 있어서, 상기 화학식 B는 화학식 A의 화합물과 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물의 요소(urea) 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것으로 상기 화학식 B의 X는 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족 화합물의 분자구조 내에 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기와 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 하나 이상 가지는 화합물로 부터 유래된 것일 수 있다. 바람직하게는 이소시아네이트 기능화된 불포화 아크릴 에스터, 불포화 우레탄 아크릴레이트, 또는 분자사슬의 양말단에 이소시아네이트기를 2개 가지고 분자 사슬의 측쇄에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 1개 이상 가지는 단량체 또는 올리고머로부터 유래된 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 양말단에 이소시아네이트기를 가지고 분자 사슬의 측쇄에 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머로부터 유래된 것일 수 있다.In the low temperature crosslinkable block isocyanate according to the present invention, the formula (B) is a urea bond forming reaction between a compound of the formula (A) and a compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group Wherein X in formula (B) is at least one isocyanate-reactive group in the molecular structure of an aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic compound of C2-C40 and at least one isocyanate-reactive group and a free radically polymerizable unsaturated group such as a vinyl group, May be derived from compounds having one or more groups. Preferably, the isocyanate functionalized unsaturated acrylic ester, the unsaturated urethane acrylate, or the free radical polymerizable unsaturated group such as a vinyl group, an acrylic group or a methacrylic group is added to the side chain of the molecular chain with two isocyanate groups at both ends of the molecular chain. Or more may be derived from monomers or oligomers. More preferably, it may be derived from a urethane acrylate or urethane methacrylate monomer or oligomer having an isocyanate group at both ends and an acrylic group or methacryl group at the side chain of the molecular chain.
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트는 하기 화학식 4의 화학구조를 가질 수 있다.The low temperature crosslinkable block isocyanate capable of being cured according to the present invention may have a chemical structure represented by the following formula (4).
<화학식 4>≪ Formula 4 >
단, 상기 화학식 4에서 n은 1 내지 5의 정수이다.In Formula 4, n is an integer of 1 to 5.
또한, 본원 발명에서는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트; 및 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함하는 저온가교형 조성물을 제공한다.In the present invention, low temperature crosslinkable block isocyanate capable of being cured at a low temperature; And a low-temperature crosslinkable composition comprising a monomer or an oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group simultaneously.
한편, 본원 발명에 따른 저온가교형 조성물에 사용 가능한 단량체 또는 올리고머는 분가 구조 내에 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합을 가지거나 수산화기를 가지는 단량체 또는 올리고머는 모두 사용이 가능하지만 효과적인 저온가교를 위해서는 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 더욱 바람직하다. 이러한 단량체 또는 올리고머는 저온가교형 조성물의 주 수지(main resin)로 사용될 수 있고, 이 때 본원 발명에 따른 블록이소시아네이트는 라디칼 발생을 하는 개시제 및 효과적인 가교를 위한 가교제의 역할을 동시에 할 수 있다.Meanwhile, monomers or oligomers which can be used in the low-temperature crosslinkable composition according to the present invention have ethylenic or acrylic unsaturated double bonds in their branching structure or monomers or oligomers having hydroxyl groups can be used. However, for effective low- Or an acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group at the same time. Such monomers or oligomers can be used as the main resin of the low-temperature crosslinkable composition, and the block isocyanate according to the present invention can simultaneously serve as a radical generating initiator and as a crosslinking agent for effective crosslinking.
또한, 본원 발명의 일 구현예에 따른 에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머는 주 수지(main resin)으로 사용될 수 있고 하기 화학식 5의 화학구조를 가질 수 있다. The monomer or oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group according to an embodiment of the present invention may be used as a main resin and may have a chemical structure represented by
<화학식 5>≪
또한, 본원 발명에 따른 저온가교형 조성물에는 필요에 따라 디아크릴레이트 등의 반응성 희석제, 무기 필러 등 구체적인 용도에 따른 다양한 첨가제를 포함할 수도 있다. 바람직하게 본원 발명의 일 구현예에 따른 반응성 희석제는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트일 수 있다.In addition, the low-temperature crosslinkable composition according to the present invention may contain various additives depending on the specific use, such as a reactive diluent such as diacrylate and an inorganic filler, if necessary. Preferably, the reactive diluent according to one embodiment of the present invention may be 1,6-hexanediol diacrylate.
이하, 본원 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면과 같이 본원이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본원의 구현 예 및 실시 예를 상세히 설명한다. 특히 이것에 의해 본원 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한을 받지 않는다. 또한, 본원 발명의 내용은 여러 가지 다른 형태의 장비로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In particular, the technical idea of the present invention and its core structure and action are not limited by this. In addition, the content of the present invention can be implemented by various other types of equipment, and is not limited to the embodiments and examples described herein.
제조예 1: 화학식 1의 화합물 제조Preparation Example 1: Preparation of compound of formula (1)
본원 발명의 일 구현예에 따른 열 라디칼 개시제(TRI)인 화학식 1의 화합물은 하기의 반응식 1에 따라 제조될 수 있다.The compound of formula (1), which is a thermal radical initiator (TRI) according to one embodiment of the present invention, can be prepared according to the following reaction formula (1).
<화학식 1>≪ Formula 1 >
<반응식 1><Reaction Scheme 1>
먼저, 사이클로헥사논 옥심 30.0 g (265 mmol)을 아르곤 분위기에서 테트라하이드로퓨란 300 ml에 교반시킨 후 수산화나트륨 1.06 g (26.5 mmol)과 디사이클로헥실메테인디이민 45.6 g (221 mmol)를 추가하고 24시간동안 상온에서 교반하였다. 반응 종료 후 디클로로메탄을 첨가한 후 30분 교반 후 감압 여과를 진행하였다. 감압 농축하여 용매를 제거한 후 헥산에 녹인 후 아세토나이트릴을 첨가하여 1시간동안 교반하였다. 그 후 헥산층만을 얻어 감압 농축하여 용매를 제거하여 <화학식 1>의 화합물 50.47 g (158 mmol)을 얻었다.First, 30.0 g (265 mmol) of cyclohexanone oxime was stirred in 300 ml of tetrahydrofuran in an argon atmosphere, and then 1.06 g (26.5 mmol) of sodium hydroxide and 45.6 g (221 mmol) of dicyclohexylmethaneindiimine were added thereto. Lt; / RTI > at room temperature. After completion of the reaction, dichloromethane was added, followed by stirring for 30 minutes, followed by vacuum filtration. The solvent was removed by concentration under reduced pressure, and the residue was dissolved in hexane, followed by addition of acetonitrile, followed by stirring for 1 hour. Thereafter, only a hexane layer was obtained and concentrated under reduced pressure to remove the solvent to obtain 50.47 g (158 mmol) of the compound of the formula (1).
제조예 2: 화학식 2의 화합물 제조Preparation Example 2: Preparation of the compound of formula (2)
본원 발명의 일 구현예에 따른 열 라디칼 개시제(TRI)인 화학식 2의 화합물은 하기의 반응식 2에 따라 제조될 수 있다.The compound of Formula 2, which is a thermal radical initiator (TRI) according to one embodiment of the present invention, can be prepared according to the following Reaction Scheme 2.
<화학식 2>(2)
<반응식 2><Reaction Scheme 2>
사이클로펜타논 옥심 30.0 g (303 mmol)을 아르곤 분위기에서 테트라하이드로퓨란 300 ml에 교반시킨 후 수산화나트륨 1.21 g (30.3 mmol)과 디사이클로헥실메테인디이민 52.0 g (252 mmol)를 추가하고 24시간동안 상온에서 교반하였다. 반응 종료 후 디클로로메탄을 첨가한 후 30분 교반 후 감압 여과를 진행하였다. 감압 농축하여 용매를 제거한 후 헥산에 녹인 후 아세토나이트릴을 첨가하여 1시간동안 교반하였다. 그 후 헥산층만을 얻어 감압 농축하여 용매를 제거하여 <화학식 2>의 화합물 44.8 g (147 mmol)을 얻었다.After 30.0 g (303 mmol) of cyclopentanone oxime was stirred in 300 ml of tetrahydrofuran in an argon atmosphere, 1.21 g (30.3 mmol) of sodium hydroxide and 52.0 g (252 mmol) of dicyclohexylmethaneindiimine were added and the mixture was stirred for 24 hours The mixture was stirred at room temperature. After completion of the reaction, dichloromethane was added, followed by stirring for 30 minutes, followed by vacuum filtration. The solvent was removed by concentration under reduced pressure, and the residue was dissolved in hexane, followed by addition of acetonitrile, followed by stirring for 1 hour. Thereafter, only a hexane layer was obtained, and the solvent was removed by concentration under reduced pressure to obtain 44.8 g (147 mmol) of the compound of the formula (2).
제조예 3: 화학식 4의 화합물 제조Preparation Example 3: Preparation of compound of formula (4)
본원 발명의 일 구현예에 따른 화학식 4의 화합물은 하기의 반응식 3에 따라 제조될 수 있다.The compound of formula (4) according to one embodiment of the present invention can be prepared according to the following reaction formula (3).
<화학식 4>≪ Formula 4 >
단, 상기 화학식 4에서 n은 1 내지 5의 정수이다.In Formula 4, n is an integer of 1 to 5.
<반응식 3><Reaction Scheme 3>
<화학식 1>의 화합물 2.59 g (36.9 mmol)을 디클로로메탄 250 ml 에 아르곤 분위기에서 교반시킨다. 그 후 화학식 3의 Laromer® LR 9000 2 g을 추가하고 35 ℃에서 24 시간동안 교반하였다. 반응이 진행되면서 NCO peak 이 사라지는 것을 도 1에서 보는 바와 같이 IR 스펙트럼으로 확인하면서 반응 종료 후 감압 농축하여 용매를 제거하여 <화학식 4>의 화합물 4.6 g 을 얻었다.2.59 g (36.9 mmol) of the compound of the formula (1) are stirred in 250 ml of dichloromethane in an argon atmosphere. Then 2 g of Laromer LR 9000 of formula (3) was added and stirred at 35 ° C for 24 hours. As the reaction proceeded, the disappearance of the NCO peak was confirmed by IR spectrum as shown in FIG. 1, and after completion of the reaction, the reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove the solvent to obtain 4.6 g of the compound of Formula 4.
실시예 1. Pre-mixture의 제조 및 경화Example 1. Preparation and curing of pre-mixture
본원 발명의 일 구현예에 따른 저온가교형 블록이소시아네이트의 저온가교성을 시험하기 위하여 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트로는 제조예 3에 따라 제조된 화학식 4의 화합물을 사용하고, 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체(DCR-4274: 화학식 5)와 반응성 희석제로 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트를 사용하여 pre-mixture를 제조하고 이를 로테이션 레오미터(MCR-301, Anton Paar, Austria)를 이용하여 경화온도 및 시간에 따른 저장탄성률(Storage modulus)를 측정하였다.In order to test the low temperature crosslinking of the low temperature crosslinking block isocyanate according to one embodiment of the present invention, the compound of the formula (4) prepared according to Preparation Example 3 was used as the low temperature crosslinking type block isocyanate capable of double curing and the acrylic unsaturated double (DCR-4274: Formula 5), 1,6-hexanediol diacrylate as a reactive diluent and a rotation rheometer (MCR-301, Anton Paar, Austria) was used to measure the storage modulus with curing temperature and time.
구체적인 pre-mixture의 제조방법 및 측정조건은 다음과 같다. 우선 60 % 이중결합(-C=C-)과 80 mg KOH/g 하이드록시 (-OH) 그룹이 포함된 주수지인 HFUMO (DCR-4274, 화학식 18) 2 g, 반응성 희석제인 (1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트) 1 g, <화학식 4>의 블록이소시아네이트 0.42 g을 넣고 혼합하여 pre-mixture를 제조하고, 혼합한 조성물의 온도에 따른 경화거동과 모듈러스를 측정하기 위해 도 3에 나타낸 바와 같이 25분 동안 20℃에서 170℃ 까지 승온 속도 조건(UV light : 6.0 mW/cm2, Temperature: 25 ℃, Strain: 2%, Frequency: 5Hz) 하에 로테이션 레오미터(MCR-301, Anton Paar, Austria)로 측정하였고 그 결과를 도 3에 정리하였다.The preparation method and measurement conditions of the specific pre-mixture are as follows. First, 2 g of HFUMO (DCR-4274, Formula 18), which is the main resin containing a 60% double bond (-C═C-) and 80 mg of KOH / g hydroxy (-OH) group, 1 g of hexanediol diacrylate) and 0.42 g of a block isocyanate of formula (4) were added and mixed to prepare a pre-mixture. To measure the curing behavior and modulus of the resulting mixture according to the temperature, temperature rise rate conditions at 20 ℃ for 25 min to 170 ℃ as rotation under (UV light: 6.0 mW / cm 2, Temperature: 25 ℃, Strain:: 2%, Frequency 5Hz) rheometer (MCR-301, Anton Paar, Austria) and the results are summarized in FIG.
본원 발명에 따른 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트는 경화시간을 매우 앞당길 수 있고 이로 인해서 표면경도 및 경화를 빠르게 제공할 수 있어 다양한 먼지와의 접촉 및 공정조건에서의 물성저하를 최소화할 수 있으며, 이중경화로서 보다 증진된 고분자 가교도를 제공하여 높은 모듈러스를 부여하게 되어 외부에서 가해지는 기계적/화학적 물성에도 상대적으로 우수한 특성을 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존 Laromer 9000은 이액형 시스템에 적용되는데 비해 본 발명은 일액형으로 사용할 수 있어 사용의 간편하고 다양한 분야에 적용 가능하다. The low temperature cross-linkable block isocyanate according to the present invention can rapidly accelerate the curing time, thereby rapidly providing surface hardness and hardening, thereby minimizing contact with various dusts and deterioration of physical properties under processing conditions As a double cure, it provides a higher degree of crosslinking of the polymer to give a high modulus, and it has an advantage that it can provide relatively excellent characteristics even in the mechanical / chemical properties externally applied. In addition, while the existing Laromer 9000 is applied to this liquid type system, the present invention can be used as a one-pack type, which is easy to use and applicable to various fields.
이상에서 설명한 바와 같이 본원 발명에 따른 블록이소시아네이트 및 이를 포함하는 조성물은 해리온도가 서로 다른 이중경화 반응형 구조의 새로운 블록이소시아네이트는 저온에서 해리가 가능한 블록킹 그룹이 해리되면서 표면 및 계면에서의 경화반응을 먼저 형성하여 빠른 코팅 공정작업이 가능하며 그 후 내부에서의 가교는 온도가 올라가면서 디블록된 프리-이소시아네이트가 진행하게 되므로 공정차원에서의 빠른 표면경화가 필요한 코팅 및 도료, 접착기술에서의 활용성이 매우 크다.As described above, the block isocyanate according to the present invention and the composition containing the block isocyanate having a dissociation temperature different from each other have a double curing reaction structure, and the blocking group capable of dissociation at a low temperature is dissociated and the curing reaction at the surface and interface It is possible to perform a quick coating process by first forming and then cross-linking in the inside, since the prebonded pre-isocyanate progresses as the temperature rises, so that coatings and paints that require rapid surface hardening at the process level, Is very large.
Claims (8)
하기 화학식 B의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트:
<화학식 A>
상기 화학식 A에서 R1, R2, R3, R4는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 또는 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이고,
<화학식 B>
상기 화학식 B에서 R1, R2, R3, R4 는 독립적으로 이들이 부착되어 있는 탄소와 함께 노말알킬, 시클릭 고리를 형성하거나 C3-C12의 시클로 알킬 또는 방향족이고, n은 1 이상의 정수이며, X는 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 포함하고 있는 C2-C40의 지방족, 방향족, 지환족, 또는 방향지방족을 나타낸다.A compound having at least one isocyanate group and at least one free radically polymerizable unsaturated group blocked with a compound having a chemical structure represented by the following formula (A)
A low temperature cross-linkable block isocyanate capable of being cured at a low temperature,
≪ Formula (A)
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the above formula (A) independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or a cycloalkyl or aromatic group of C 3 -C 12,
≪ Formula B >
In formula (B), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 independently form a normal alkyl, cyclic ring together with the carbon to which they are attached, or a cycloalkyl or aromatic group of C3-C12, n is an integer greater than or equal to 1, and X comprises at least one free radically polymerizable unsaturated group Or an aliphatic, aromatic, alicyclic or aromatic aliphatic group having from 2 to 20 carbon atoms.
상기 화학식 A의 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2인 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트.
<화학식 1>
<화학식 2>
The method according to claim 1,
Wherein the compound of formula (A) is a double-curable low-temperature crosslinking block isocyanate represented by the following formula (1) or (2).
≪ Formula 1 >
(2)
상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 이소시아네이트 기능화된 불포화 아크릴 에스터, 불포화 우레탄 아크릴레이트, 또는 분자사슬의 양말단에 이소시아네이트기를 2개 가지고 분자 사슬의 측쇄에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 1개 이상 가지는 단량체 또는 올리고머인 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트.The method according to claim 1,
The compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group may be an isocyanate-functionalized unsaturated acrylic ester, an unsaturated urethane acrylate, or a compound having two isocyanate groups at both ends of the molecular chain, Crosslinkable block isocyanate capable of being cured at a low temperature, characterized by being a monomer or an oligomer having at least one free radical polymerizable unsaturated group of an acryl group or a methacryl group.
상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 양말단에 이소시아네이트기를 가지고 분자 사슬의 측쇄에 아크릴기 또는 메타크릴기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 또는 우레탄 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머인 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트.The method according to claim 1,
The compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group is a urethane acrylate or urethane methacrylate monomer or oligomer having an isocyanate group at both terminals and an acrylic group or methacryl group at the side chain of the molecular chain Low-temperature cross-linkable block isocyanate capable of double curing.
상기 하나 이상의 이소시아네이트 반응성기 및 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 화합물은 하기 화학식 3의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트.
<화학식 3>
단, 상기 화학식 3에 있어서 n은 1 내지 5의 정수이다.The method according to claim 1,
Wherein the compound having at least one isocyanate reactive group and at least one free radically polymerizable unsaturated group has the chemical structure represented by the following formula (3).
(3)
In Formula 3, n is an integer of 1 to 5.
상기 블록이소시아네이트는 하기 화학식 4의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 블록이소시아네이트.
<화학식 4>
단, 상기 화학식 4에서 n은 1 내지 5의 정수이다.The method according to claim 1,
Wherein the block isocyanate has a chemical structure represented by the following formula (4).
≪ Formula 4 >
In Formula 4, n is an integer of 1 to 5.
에틸렌계 또는 아크릴계의 불포화 이중결합과 수산화기를 동시에 가지는 단량체 또는 올리고머를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 경화가 가능한 저온가교형 조성물.A low temperature crosslinkable block isocyanate as claimed in any one of claims 1 to 7; And
A low temperature crosslinkable composition capable of being cured by double-curing, which comprises a monomer or an oligomer having both an ethylenic or acrylic unsaturated double bond and a hydroxyl group.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170037879A KR101957476B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170037879A KR101957476B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180108307A KR20180108307A (en) | 2018-10-04 |
KR101957476B1 true KR101957476B1 (en) | 2019-03-12 |
Family
ID=63863000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170037879A KR101957476B1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101957476B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102147655B1 (en) | 2019-10-14 | 2020-08-25 | 한국화학연구원 | composition for low temperature curable, crosslinked resin using the same, and products comprising the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000317526A (en) | 1999-05-11 | 2000-11-21 | Amada Eng Center Co Ltd | Soft rigidity bending method and soft rigidity bending machine |
JP2012036253A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Shinnakamura Kagaku Kogyo Kk | Urethane(meth)acrylate and photocurable resin composition comprising the same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH114431A (en) * | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Sharp Corp | Tuner for digital satellite broadcast |
WO2006046758A1 (en) | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Showa Denko K.K. | Process for producing blocked isocyanate compound |
KR20070064857A (en) | 2005-12-19 | 2007-06-22 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Image sensor and method for manufacturing the same |
EP2427428B1 (en) * | 2009-05-07 | 2015-08-19 | Basf Se | O-imino-iso-urea compounds and polymerizable compositions thereof |
-
2017
- 2017-03-24 KR KR1020170037879A patent/KR101957476B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000317526A (en) | 1999-05-11 | 2000-11-21 | Amada Eng Center Co Ltd | Soft rigidity bending method and soft rigidity bending machine |
JP2012036253A (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Shinnakamura Kagaku Kogyo Kk | Urethane(meth)acrylate and photocurable resin composition comprising the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, Vol. 54, Iss. 22, pp. 3593-3600 (2016.11.15. 공개) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180108307A (en) | 2018-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103102446B (en) | A kind of car refinishing paint Hydroxylated acrylic resin and preparation method thereof | |
RU2440375C2 (en) | Oligomeric urethane acrylates, synthesis method and use thereof | |
JP5587408B2 (en) | Dissociation method of organoborane-amine complex | |
KR101756571B1 (en) | Methods and compositions for coating substrates | |
WO2005082966A1 (en) | (block) polyisocyanate composition and coating composition using same | |
AU7504698A (en) | Carbamate curable coating composition and method for improved adhesion | |
KR101859813B1 (en) | Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same | |
KR102147990B1 (en) | Polyurea waterproof agent and manufacturing method thereof and excellent thermo shield function waterproof method using thereof | |
EP1252136B1 (en) | Diethyloctandioldicarbamates and diethyloctandioldiallophanates, method for the production and use thereof | |
WO2015056751A1 (en) | Fluoroolefin-copolymer-containing solution composition, method for producing same, and coating material composition | |
KR101957476B1 (en) | Dual cross-linkable low temperature cure blocked isocyanates and composition comprising the same | |
CN1427852A (en) | Coating compositions containing substituted and unsubstituted exomethylene lactone or lactam monomers | |
JP2009510194A (en) | Adhesive coating composition for resin substrates | |
CN113166562B (en) | Semicarbazide composition, water-based coating composition, coating film, article, and method for producing semicarbazide composition | |
JP2006522212A (en) | Polymer crosslinkable composition comprising acetal amide | |
CN111117455A (en) | High-solid-content high-weather-resistance varnish and preparation method thereof | |
CN111819168A (en) | Compound, curing agent composition, resin composition, coating composition, and resin cured product | |
TW200530349A (en) | Alkoxylated amine and process therefor | |
EP2483238B1 (en) | A coating composition comprising fluorinated sag control agent | |
KR20190047831A (en) | Paint composition | |
KR102153242B1 (en) | Acrylic copolymer composition prepared from vinyl ester or amide functional monomer | |
KR102347848B1 (en) | Coating composition for vehicle | |
JPH03119076A (en) | Self-crosslinking high-rigidity resin composition for electro-deposition | |
KR101733080B1 (en) | Low temperature curable one component type clear coat composition for automotive | |
CN113956435B (en) | Preparation method of polyurea cross-linked network elastomer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |