KR102296678B1 - 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102296678B1
KR102296678B1 KR1020190163725A KR20190163725A KR102296678B1 KR 102296678 B1 KR102296678 B1 KR 102296678B1 KR 1020190163725 A KR1020190163725 A KR 1020190163725A KR 20190163725 A KR20190163725 A KR 20190163725A KR 102296678 B1 KR102296678 B1 KR 102296678B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
polycaprolactone
polymer dispersion
isocyanate compound
Prior art date
Application number
KR1020190163725A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210073177A (ko
Inventor
이준혁
임기갑
서상열
이재현
Original Assignee
케이에스케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이에스케미칼 주식회사 filed Critical 케이에스케미칼 주식회사
Priority to KR1020190163725A priority Critical patent/KR102296678B1/ko
Publication of KR20210073177A publication Critical patent/KR20210073177A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102296678B1 publication Critical patent/KR102296678B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/45Anti-settling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3271Hydroxyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • C08G18/4269Lactones
    • C08G18/4277Caprolactone and/or substituted caprolactone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6603Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6614Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

폴리카프로락톤, 폴리카프로락톤 다이올, 이소시아네이트 화합물 및 아미노 알코올을 포함하는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물에 관한 것으로써, 상기 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 상기 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 상기 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올 0 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제를 포함한다.

Description

폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법{POLYMER DISPERSION COMPOSITION OF POLYURETHANE TYPE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
개시된 내용은 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리카프로락톤, 폴리카프로락톤 다이올, 아미노 알코올 및 이소시아네이트 화합물을 이용하여 제조된 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
글로벌 코팅 및 도료 제조사들이 도료 생산 공정에 적용하고 있는 고농도 안료농축 시스템(RMPC; Resin Minimal Pigment Concentration)은 안료의 물리·화학적 특성을 감안하여 안료별로 최소한의 수지를 사용하여 안료농축액(조색제)을 분산 제조하고, 여러 종류의 코팅 및 도료에 적용하여 매우 경제적이며 품질관리에도 매우 효과적인 방법이다.
RMPC 방법으로 안료농축액(조색제)을 제조할 때 안료의 분산을 위해 가장 많이 사용되는 고분자 기반의 첨가제는 안료와 수지 및 용제 등과의 원활한 습윤성을 높이는 기능과 안료 표면에 위치하여 입자를 작게 분산시키는 기능을 동시에 갖는 습윤 분산제로서, 도료 및 코팅, 잉크 등의 정밀화학분야에 집중적으로 사용되는 안료의 분산 안정성은 제품의 품질 등급과 품질의 균일성에 영향을 미치는 중요한 물리적인 특성으로 도료 제조과정의 저장안정성(Storage Stability), 작업 특성(Application Properties) 및 최종 도막 (Finished Coating)에 대하여 중요한 특성을 부여하여 안료의 응집, 광택저하, 색 분리, 침전 등 여러 종류의 결함을 방지해서 최종 제품의 품질 등급 및 품질의 균일성에 큰 영향을 미친다.
안료는 각각의 안료에 특유한 일정한 크기를 갖는 단결정에서 다결정의 1차입자로 이루어지나 제조공정 중의 탈염, 탈용매, 건조 등의 과정에서 입자끼리 응집하여 2차 입자를 형성하게 되는데 안료의 1차 입자의 크기는 일반적으로 무기안료에서는 0.1~수 ㎛이며, 유기안료에서는 0.01~0.1㎛ 정도로서 2차 입자에는 응집이 비교적 약한 덩어리(Agglomerate)와 비교적 강한 집합체(Aggregate)가 있다. 안료 입자의 크기는 색상, 착색력, 은폐력, 투명성, 흡유량, 분산성 및 저장 안정성 등의 물리적/화학적 특성에 큰 영향을 미치며, 장기간 입자들이 분리된 상태를 유지하기 위해서는 1차 입자로 존재하는 안료와 안료 사이의 거리가 최소한 200Å 이상 떨어져야 하며 만약 거리간격이 200Å이 되지 않을 경우에는 응집 (Flocculation), 색 부유 및 얼룩 (Floating), 색 분리 (Flooding)와 같은 현상이 발생할 수 있다.
안료의 분산은 습윤(Wetting), 분쇄(Grinding), 분산안정화(Stabilization)의 3단계 과정으로 이루어지며 분산 공정 중에 습윤과 분산안정화는 습윤 분산제를 사용함으로서 안료 응집체가 수지 용액에 습윤 되는 속도를 가속화시키고, 분산시간을 단축시키며, 안료 분산물의 안정성을 향상시킬 수 있다.
습윤 분산제는 일반적으로 저분자량 형태(MW = 800~2000)와 고분자량 형태(MW = 5000~30000)로 나뉘며 화학구조에 따라 음이온 및 양이온, 전기적 중성이온, 비이온계로 분류되고 극성기의 안료 표면 흡착 또는 비극성 사슬이 그 입자의 표면을 둘러싸는 형태로 안료를 안정화시키는 메커니즘이 주로 사용되고 있다.
저분자량의 분산제 형태는 공유원자가로 결합을 하는 탄소, 수소, 산소, 및 질소 원자등으로 구성된 유기안료에는 효과가 크게 없으나 고분자량의 분산제 형태들은 선상 혹은 망상구조의 폴리우레탄 혹은 폴리아크릴레이트 형태로서 고분자 사슬 내에 수소결합, Dipole-Dipole Forces 및 vander Waals Forces 등의 이차결합을 유도하는 흡착 기능기가 도입되어 분산이 어려운 유기안료에도 효율적으로 흡착하여 안료의 분산성 및 저장 안정도를 높이는 효과가 있다.
최근 세계적인 휘발성 유기화합물질 규제(Volatile Organic Compounds: VOC)로 인해 친환경 도료 및 코팅에 관심이 급증하고 있으며 세계적 글로벌 정밀화학기업들은 제품에 사용되는 유기용제 함유량을 최대한 줄여 수지와 안료, 첨가제 등으로 구성된 하이솔리드형 도료의 개발에 힘쓰고 있으며 특히 안료 분산안정성과 점도 저하 효과를 발휘할 수 있는 고분자 습윤 분산제 개발이 도료 및 코팅제품 상품화에 있어 필수 요소이다.
한국 특허공개공보 제10-2008-0022095호 한국 특허공개공보 제10-2015-0020277호 한국 특허공개공보 제10-2005-0019106호 한국 특허공개공보 제10-2005-0025302호
개시된 내용은 뛰어난 습윤성, 광택 및 분산력을 갖는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 폴리카프로락톤, 폴리카프로락톤 다이올, 이소시아네이트 화합물 및 아미노 알코올을 포함하는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 개시된 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 상기 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올 0 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제를 포함할 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 폴리카프로락톤의 수평균 분자량은 1,000 내지 8,000 g/mol일 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 이소시아네이트 화합물은 적어도 두 개 이상의 이소시아네이트 관능기를 포함할 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 아미노 알코올은 100 내지 500 g/mol의 2차 아민 또는 3차 아민을 포함할 수 있다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 락톤의 개환 반응 단계, 및
상기 개환 반응 단계에 의해 제조된 폴리카프로락톤과 이소시아네이트 화합물의 우레탄 반응 단계를 포함하는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물의 제조 방법에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 개환 반응 단계는 100 내지 300 g/mol의 사슬형 알코올을 사용하여 상기 락톤을 개환 반응시킴으로써 수행될 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 우레탄 반응 단계는 아미노 알코올을 사용하여 상기 폴리카프로락톤 및 상기 이소시아네이트 화합물을 우레탄 반응시킴으로써 수행될 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 개환 단계 및 상기 우레탄 반응 단계에 의해 제조된 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올 0 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제를 포함할 수 있다.
이상에서와 같은 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 뛰어난 습윤성, 광택 및 분산력을 가질 수 있다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
폴리우레탄형 고분자 분산 조성물
개시된 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 폴리카프로락톤(Polycaprolactone,PCL) 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올(Polycaprolactone diol) 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트(Isocyanate) 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올(Alkanolamine) 0 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 여분의 유기 용제는 전체 조성물 100 중량부에 40 내지 50 중량부 일 수 있다.
상기 폴리카프로락톤의 수평균 분자량은 1,000 내지 8,000 g/mol인 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물.
상기 이소시아네이트 화합물은 적어도 두 개 이상의 이소시아네이트 관능기를 포함할 수 있다.
상기 아미노 알코올은 100 내지 500 g/mol의 2차 아민 또는 3차 아민을 포함할 수 있다.
폴리우레탄형 고분자 분산 조성물의 제조 방법
이하에서는, 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물의 제조 방법을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
전체 조성물 100 중량부에 개환된 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올 0 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제를 포함하는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물은 락톤의 개환 반응 단계 및 이소시아네이트 화합물의 우레탄 반응 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 개환 반응 단계는 락톤 90 내지 100 중량부 및 알코올 0 내지 10 중량부를 교반기, 온도계, 냉각 콘덴서 및 적하 장치 등이 설치된 반응조에 넣은 후, 촉매 존재하에서 질소를 공급하고, 상기 반응조를 가열함으로써 수행될 수 있다. 이때, 상기 촉매는 디부틸틴 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate) 등의 유기 주석 화합물 및 철 아세틸아세토네이트(Iron(III) acetylacetonate) 등의 유기 금속 화합물일 수 있다. 한편, 상기 반응조에 트리에틸렌디아민 등의 3차 아민 또는 효소 등을 더 공급할 수도 있다. 상기 반응조의 가열 온도는 예를 들어, 120 내지 180℃일 수 있다.
이후, 상기 반응조의 온도가 목표 온도 즉, 120 내지 180℃에 도달하면 14 내지 20시간 동안 연속하여 반응을 더 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 반응조의 반응 시간은 16 내지 18시간 일 수 있다. 이에 따라, 약 1,000 내지 8,000g/mol의 수평균 분자량을 갖는 폴리카프로락톤이 제조될 수 있다.
다음으로, 유기 용제의 존재하에서 상기 개환 반응 단계에 의해 제조된 폴리카프로락톤, 폴리카프로락톤 다이올, 아미노 알코올 및 이소시아네이트 화합물을 함께 가열시킴으로써 우레탄 반응을 수행할 수 있다. 이때, 상기 우레탄 반응에 사용된 상기 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 상기 아미노 알코올 0 내지 10 중량부 일 수 있다. 한편, 상기 유기 용제는 톨루엔, 자일렌, n-부탄올, 메톡시프로판올, 부틸아세테이트로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 40 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 우레탄 반응의 가열 온도는 60 내지 100℃일 수 있다.
이후, 상기 반응조의 온도가 목표 온도 즉, 60 내지 100℃에 도달하면 3 내지 8 시간동안 연속하여 반응을 더 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 반응조의 반응 시간은 3 내지 5 시간일 수 있다. 이에 따라, 약 6,000 내지 20,000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물이 제조될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 개환 반응에 사용되는 락톤은 β-프로피오락톤, β-부티로락톤, β-발레로락톤, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프릴로락톤, δ-발레로락톤, β-메틸-δ-발레로락톤, δ-스테아로락톤, ε-카프로락톤, 2-메틸-ε-카프로락톤, 4-메틸-ε-카프로락톤, ε-카프릴로락톤 및 ε-팔미토락톤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 개환 반응에 사용되는 락톤은 γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 및/또는 ε-카프로락톤일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 개환 반응에 사용되는 알코올은 1-프로판올, 1-부탄올, 3-메틸-2-부탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 3-디메틸-2-부탄올, 1-옥탄올, 1-도데칸올, 2-메틸-3-펜탄올, 2-메틸-3-헵탄올, 1-부텐-3-올, 2-메틸-1-부텐-3-올, 1-시클로헥실에탄올, 1-페닐에탄올, 1-(2-메틸페닐)에탄올, 1-(2-피리딜)에탄올, 1-시클로헥실-1-페닐메탄올, 벤즈히드롤(디페닐메탄올), α-페네틸알코올 시클로프로판올, 시클로부탄올, 시클로펜탄올, 시클로헥산올, 4-메틸시클로헥산올, 4-클로로시클로헥산올, 2,4,4-트리메틸시클로헥센-6-올, 시클로헵탄올, 시클로옥탄올, 시클로데칸올, 시클로도데카놀, 시클로펜타데칸올, 1,3-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로옥탄디올, 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 비스(4-히드록시헥실)메탄, 4-(4-히드록시시클로헥실)시클로헥산올, 2-아다만탄올으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 개환 반응에 사용되는 알코올은 고리형 알코올이나 벤젠기를 포함하는 알코올이 아닌, 사슬형 알코올일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 우레탄 반응에 사용되는 이소시아네이트 화합물은 옥타데실 이소시아네이트, 알킬 이소시아네이트, 페닐 이소시아네이트, 아릴 이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 수소화 디페닐메탄디이소시아네이트 및 톨루엔 디이소시아네이트 트라이머로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 우레탄 반응에 사용되는 이소시아네이트 화합물은 두 개 이상의 이소시아네이트기를 함유할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 우레탄 반응에 사용되는 아미노 알코올은 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 디부틸에탄올아민, 디이소프로판올아민, 이소프로판올아민, 3-디메틸아미노프로판올, 부틸디에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 부틸아세테이트, 메틸디이소프로판올아민, 하이드록시에틸피페라진, 하이드록시에틸아닐린 및 8-하이드록시퀴노닐린으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
ε-카프로락톤 96.08 중량부, 3-메틸-2-부탄올 3.91 중량부, 디부틸틴 디라우레이트 0.01 중량부를 교반기, 온도계, 냉각 콘덴서 등이 설치된 반응조에 넣고 질소를 공급하면서 160℃까지 승온하였다. 14-16시간 동안 중합반응을 진행하고 후 반응을 종료한다. 이때, 합성된 폴리카프로락톤은 상온에서 고상을 유지하는 것을 확인하였으며, 50℃ 이상에서 액상의 형태를 보이는 것을 확인하였다.
이후, 톨루엔 디이소시아네이트 트라이머 13.84 중량부, 폴리카프로락톤18.7 중량부, PLACCEL240(Caprolatone Diol, DAICEL) 16.9 중량부, 자일렌 30.00 중량부, 부틸아세테이트 3.08 중량부, 메톡시프로판올 10.00 중량부를 교반기, 온도계, 냉각 콘덴서 등이 설치된 반응조에 넣고 질소를 공급하면서 80℃로 승온하였다. 4 내지 6시간 동안 중합반응을 진행한 후 디에탄올아민 2.48 중량부를 투입하였다. 이에 따라 12000 내지 16000g/mol의 고형분 50%, 아민가 5-10mgKOH/g 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물을 제조하였다.
ε-카프로락톤 96.45 중량부, 4-메틸-2-펜탄올 3.54 중량부, 디부틸틴 디라우레이트 0.01 중량부를 교반기, 온도계, 냉각 콘덴서 등이 설치된 반응조에 넣고 질소를 공급하면서 160℃로 승온하였다. 이후, 14 내지 16 시간동안 중합반응을 진행하고 후 반응을 종료하였다. 이때, 합성된 고리형 락톤의 경우 상온에서 고상을 유지하는 것을 확인하였으며, 50℃ 이상에서 액상의 형태를 보이는 것을 확인하였다.
이후, 실시예 1과 실질적으로 동일하거나 유사한 반응을 수행함으로써, 12000 내지 16000g/mol 의 고형분 50%, 아민가 5-10mgKOH/g 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물을 제조하였다.
ε-카프로락톤 96.45 중량부, 4-메틸-2-펜탄올 3.54 중량부, 디부틸틴 디라우레이트 0.01 중량부를 교반기, 온도계, 냉각 콘덴서 등이 설치된 반응조에 넣고 질소를 공급하면서 160℃로 승온하였다. 이후, 14 내지 16 시간동안 중합반응을 진행하고 후 반응을 종료하였다. 이때, 합성된 고리형 락톤의 경우 상온에서 고상을 유지하는 것을 확인하였으며, 50℃ 이상에서 액상의 형태를 보이는 것을 확인하였다.
이후, 실시예 1과 실질적으로 동일하거나 유사한 반응을 수행함으로써, 12000 내지 16000 g/mol 의 고형분 50%, 아민가 5-10mgKOH/g 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물을 제조하였다.
제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4
폴리에스터 수지 30 30 30 30
용매 47.5 47.5 47.5 47.5
카본블랙 15 15 15 15
실시예 1 7.5 - - -
실시예 2 - 7.5 - -
실시예 3 - - 7.5 -
비교예 1 - - - 7.5
상기 표 1은 카본블랙 분산테스트에 사용된 제조예 1 내지 4의 성분비를 나타낸 것이며, 상기 카본블랙 분산테스트의 쉐이크시간은 30분이다. 이때, 폴리에스터 수지는 디에프씨(KP-9)이고, 카본블랙은 오리온(FW-200)이며, 용제는 자일렌 및 부틸아세테이트를 8:2의 비율로 합성한 것을 사용하였다. 한편, 비교예 1은 비와이케이-케미 게엠베하(BYK-163)이고, 쉐이커는 대천산업(페인트쉐이커)를 사용하였으며, 쉐이크시간은 30분이다.
제조예 5 제조예 6 제조예 7 제조예 8
용제 160.55 160.55 160.55 160.55
안드레드타입 77.78 77.78 77.78 77.78
실시예 1 11.67 - - -
실시예 2 - 11.67 - -
실시예 3 - - 11.67 -
비교예 1 - - - 11.67
상기 표 2은 레드타입 안료의 분산테스트에 사용된 제조예 5 내지 8의 성분비를 나타낸 것이며, 상기 레드타입 안료의 분산테스트의 쉐이크시간은 10분이다. 이때, 안료(레드타입)는 NOVOPERM(REDF5RK)이고, 용제는 자일렌 및 부틸아세테이트를 1:1의 비율로 합성한 것을 사용하였다. 한편, 비교예 1은 비와이케이-케미 게엠베하(BYK-163)이고, 쉐이커는 대천산업(페인트쉐이커)를 사용하였으며, 쉐이크시간은 10분이다.
제조예 9 제조예 10 제조예 11 제조예 12
용제 230.55 230.55 230.55 230.55
안료블루타입 77.78 77.78 77.78 77.78
실시예 1 11.67 - - -
실시예 2 - 11.67 - -
실시예 3 - - 11.67 -
비교예 1 - - - 11.67
상기 표 3은 블루타입 안료의 분산테스트에 사용된 제조예 5 내지 8의 성분비를 나타낸 것이며, 상기 블루타입 안료의 분산테스트의 쉐이크시간은 30분이다. 이때, 안료(블루타입)는 BASF(Heliogen® Blue D 7088 (old Irgalite® Blue GLO)) 이고, 용제는 자일렌 및 부틸아세테이트를 1:1의 비율로 합성한 것을 사용하였다. 한편, 비교예 1은 비와이케이-케미 게엠베하(BYK-163)이고, 쉐이커는 대천산업(페인트쉐이커)를 사용하였으며, 쉐이크시간은 30분이다.
상기 각 표 1 내지 3의 분산테스트에 대한 물성은 아래 표 4 내지 6과 같다.
제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4
점도 3200 mPaㆍs 3100 mPaㆍs 3000 mPaㆍs 4200 mPaㆍs
연화도 0 mm 0 mm 0 mm 0 mm
광택 120 % 118 % 124 % 102 %
JETNESS 278.02 277.84 279.77 237.95
제조예 5 제조예 6 제조예 7 제조예 8
점도 104000 mPaㆍs 111000 mPaㆍs 118000 mPaㆍs 173000 mPaㆍs
연화도 0 mm 0 mm 0 mm 0 mm
제조예 9 제조예 10 제조예 11 제조예 12
점도 63228 mPaㆍs 61352 mPaㆍs 58376 mPaㆍs 66767 mPaㆍs
연화도 0 mm 0 mm 0 mm 0 mm
상기 표 4 내지 6에 개시된 점도는 BROOKFIELD Viscometer(#3, 0.5RPM, 25, 1분)를 통해 측정하고, 연화도는 KS M 5000:2009를 통해 측정하였으며, 광택은 KS M ISO 2813:2007을 통해 측정하고, JETNESS는 블랙정도 (Blackness)를 평가하기 위해 색차계 (MA98 Spectrometer, Xrite, USA)을 통해 측정하였다.
이에 따라, 개시된 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물을 포함하도록 제조된 제조예 1 내지 3, 제조예 5 내지 7, 및 제조예 9 내지 11이 각각 제조예 4, 제조예 8 및 제조예 12보다 낮은 점도를 갖고, 향상된 광택을 가지며, 보다 높은 JETNESS를 갖는 것을 확인하였다.
연화도와 점도 측정을 통해 분산력과 수지와의 상용성이 더 뛰어남을 알 수 있고, 광택과 JETNESS를 측정을 통해 카본블랙에 대한 분산력과 광택의 정도가 높아짐을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 전체 조성물 100 중량부에, 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부, 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부, 아미노 알코올 0.1 내지 10 중량부, 및 여분의 유기 용제 40 내지 50 중량부를 우레탄 반응시켜 생성된 반응물을 포함하되,
    상기 폴리카프로락톤의 수평균 분자량은 1,000 내지 8,000 g/mol이고, 상기 이소시아네이트 화합물은 적어도 두 개 이상의 이소시아네이트 관능기를 포함하며, 상기 아미노 알코올은 100 내지 500 g/mol의 2차 아민 또는 3차 아민을 포함하고, 상기 반응물은 12000 내지 16000 g/mol의 고형분 50% 및 아민가 5~10 mgKOH/g인 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 락톤의 개환 반응 단계; 및
    상기 개환 반응 단계에 의해 제조된 폴리카프로락톤과 이소시아네이트 화합물의 우레탄 반응 단계를 포함하되,
    상기 개환 반응 단계는 100 내지 300 g/mol의 사슬형 알코올을 사용하여 상기 락톤을 개환 반응시킴으로써 수행되고, 상기 우레탄 반응 단계는 유기 용제 40 내지 50 중량부의 존재 하에서 아미노 알코올 0.1 내지 10 중량부를 사용하여 상기 폴리카프로락톤 20 내지 30 중량부, 폴리카프로락톤 다이올 10 내지 20 중량부 및 상기 이소시아네이트 화합물 10 내지 20 중량부를 우레탄 반응시킴으로써 수행되며,
    상기 폴리카프로락톤의 수평균 분자량은 1,000 내지 8,000 g/mol이고, 상기 이소시아네이트 화합물은 적어도 두 개 이상의 이소시아네이트 관능기를 포함하는 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020190163725A 2019-12-10 2019-12-10 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법 KR102296678B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190163725A KR102296678B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190163725A KR102296678B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210073177A KR20210073177A (ko) 2021-06-18
KR102296678B1 true KR102296678B1 (ko) 2021-09-02

Family

ID=76623688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190163725A KR102296678B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102296678B1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0641415A (ja) * 1992-07-22 1994-02-15 Mitsui Toatsu Chem Inc 流動性の改良されたガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂組成物
JP3442519B2 (ja) * 1995-01-12 2003-09-02 ダイセル化学工業株式会社 ポリウレタン樹脂組成物およびその用途
KR20050019106A (ko) 2002-06-03 2005-02-28 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 안료 분산제로서의 우레탄/우레아기를 갖는 그래프트공중합체
US6984709B2 (en) * 2002-12-20 2006-01-10 Noveon Ip Holdings Corp. Organometallic-free polyurethanes having low extractables
KR100622689B1 (ko) 2005-02-22 2006-09-13 주식회사 청우 씨에프씨 고분자 우레탄 변성 아크릴 안료 분산제
EP1888662B1 (en) 2005-06-07 2015-04-15 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polyurethane based pigment dispersants which contain reactive double bonds
CN102658057B (zh) 2012-04-16 2014-09-10 王志军 一种新型聚氨酯分散剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210073177A (ko) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0315006B1 (de) Wässrige Lösungen oder Dispersionen von Polyurethanen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Beschichtungsmittel oder zur Herstellung von Beschichtungsmitteln
TWI400259B (zh) 具反應性雙鍵之聚胺基甲酸酯系顏料分散劑
TWI432472B (zh) 聚胺基甲酸酯分散劑、非水性組成物及包含其之非水性研磨基質、塗料或墨水
US9249324B2 (en) Ink-jet ink comprising cross-linked pigment dispersion based on polyurethane dispersants
EP2780390B1 (de) Aminaddukte herstellbar durch michael-addition
KR101999346B1 (ko) 습윤분산제, 그 제조 방법 및 용도
CN103068932B (zh) 聚氨酯树脂加成颜料、聚氨酯树脂加成颜料的制造方法、颜料分散组合物以及喷墨墨组合物
EP2723484B1 (de) Dispergieradditive auf basis von phosphorsäureesterderivaten
KR20120101688A (ko) 폴리우레탄 분산제를 기재로 하는 가교-결합된 안료 분산물
JP2011521096A5 (ko)
CA2584487C (en) Aqueous polyurethane dispersions with improved storage stability
TW200940582A (en) Wetting agents and dispersants, their preparation and use
US11879032B2 (en) Reaction products containing urethane groups and urea groups
EP3209733B1 (en) Aqueous ink-jet ink containing polyurethane binder for printing on textile
EP2233537B1 (en) Pigment dispersion, and ink composition, curable composition and curable ink composition produced with pigment dispersion
EP3302776B1 (de) Urethangruppenhaltige reaktionsprodukte
JP5391512B2 (ja) 分岐ウレタン樹脂分散剤とその製造方法、及びそれを用いた顔料組成物
KR102296678B1 (ko) 폴리우레탄형 고분자 분산 조성물 및 이의 제조 방법
JP4894979B2 (ja) インクジェット印刷インク用バインダーの製造方法、インクジェット印刷用インク及び印刷物
JP2007161742A (ja) 硬化性顔料組成物および硬化性顔料分散体
JP2007269873A (ja) 分岐ウレタン樹脂分散剤とその製造方法、及びそれを用いた顔料組成物
CN111065667B (zh) 多组分分散剂
JP2022524755A (ja) イソシアネートおよびアミンから作られる分散剤
EP3303439B1 (de) Amidoamingruppenhaltige reaktionsprodukte
EP0553714B1 (en) Highly crosslinked, low VOC surface coating compositions comprising polyurethane dispersions

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right