KR102326226B1 - Polyamide curing agent having free volume provided by monoacid and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리아마이드 경화제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폴리머 사슬에 자유 부피를 제공하는 모노산이 도입되어, 중방식용 에폭시 도료에 적용시 부착성, 방청성, 저온건조성, 재도장성, 상도부착성, 내수백화성 및 칠퍼짐성을 모두 우수하게 만족시키는 도막을 제공할 수 있는 폴리아마이드 경화제 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyamide curing agent and a method for manufacturing the same, and more particularly, monoacid that provides free volume to the polymer chain is introduced, and when applied to a heavy-duty epoxy paint, adhesion, rust prevention, low temperature drying, repainting , and to a polyamide curing agent capable of providing a coating film that excellently satisfies all of topcoat adhesion, water whitening resistance, and paint spreadability, and a method for manufacturing the same.

Description

모노산에 의하여 제공된 자유 부피를 갖는 폴리아마이드 경화제 {POLYAMIDE CURING AGENT HAVING FREE VOLUME PROVIDED BY MONOACID AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}POLYAMIDE CURING AGENT HAVING FREE VOLUME PROVIDED BY MONOACID AND METHOD FOR PREPARING THE SAME

본 발명은 폴리아마이드 경화제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폴리머 사슬에 자유 부피를 제공하는 모노산이 도입되어, 중방식용 에폭시 도료에 적용시 부착성, 방청성, 저온건조성, 재도장성, 상도부착성, 내수백화성 및 칠퍼짐성을 모두 우수하게 만족시키는 도막을 제공할 수 있는 폴리아마이드 경화제 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyamide curing agent and a method for manufacturing the same, and more particularly, monoacid that provides free volume to the polymer chain is introduced, and when applied to a heavy-duty epoxy paint, adhesion, rust prevention, low temperature drying, repainting , and to a polyamide curing agent capable of providing a coating film that excellently satisfies all of topcoat adhesion, water whitening resistance, and paint spreadability, and a method for manufacturing the same.

중방식용 도료는 도장시 주제와 경화제를 혼합하여 사용하는 2액형 도료를 사용하고 있으며 주제는 주로 에폭시 수지를 이용하고 있다. 이 에폭시 수지를 경화시켜 주는 경화제로는 전통적으로 아민계 경화제가 사용되어 왔다. 아민계 경화제의 종류로는 순수 아민으로서 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민 등이 있으며, 변성된 아민으로 아민어덕트, 시아노에틸레이티드 아민, 만니히 타입 아민(펜알카민), 폴리아마이드, 아미도 아민 등이 있다. For heavy-duty anticorrosive paint, a two-component paint is used by mixing the main agent and the hardener when painting, and the main material is mainly epoxy resin. As a curing agent for curing the epoxy resin, an amine-based curing agent has been traditionally used. Types of amine-based curing agents include aliphatic amines, cycloaliphatic amines, aromatic amines, etc. as pure amines, and amine adducts, cyanoethylated amines, Mannich-type amines (phenalkamines), and polyamides as modified amines. , amidoamines, and the like.

최근 중방식 도료용 경화제로는 만니히(펜알카민) 타입과 폴리아마이드 타입의 경화제가 주로 사용되고 있으며, 이에 대한 연구도 계속 진행되어 왔다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-0744821호에는 만니히 경화제와 에폭시 화합물을 반응시켜 제조된 에폭시 어덕트 아민 경화제와 분자 내 1급 및 3급 아민이 공존하는 아민 화합물을 단독 또는 만니히 반응시켜 제조한 폴리아민 경화제가 개시되어 있다. 또한 한국공개특허 제10-2014-0045816호, 제10-2012-0110263호 및 제10-2013-0096825호에는 방청성 및 부착성을 높이기 위해 폴리아마이드 타입 경화제 제조시 티올 또는 황을 포함하는 단량체를 사용하는 방법이 개시되어 있다.Recently, Mannich (phenalkamine) type and polyamide type hardeners have been mainly used as hardeners for heavy-duty paints, and research on them has been continued. For example, in Korea Patent No. 10-0744821, an epoxy adduct amine curing agent prepared by reacting a Mannich curing agent with an epoxy compound and an amine compound in which primary and tertiary amines coexist in a molecule are reacted alone or by Mannich reaction A prepared polyamine curing agent is disclosed. In addition, Korean Patent Laid-Open Patent Nos. 10-2014-0045816, 10-2012-0110263, and 10-2013-0096825 use a monomer containing thiol or sulfur when preparing a polyamide-type curing agent in order to increase rust prevention and adhesion properties. A method is disclosed.

그러나, 상기한 종래의 경화제들은 도막 경화속도, 소지 부착성, 저온건조성, 재도장성, 우레탄 상도 부착성, 방청성 등의 물성들 중 하나 이상의 물성에 있어서 개선이 필요한바, 상기 모든 물성의 측면을 우수하게 만족시킬 수 있는 에폭시 도료용 경화제의 개발이 요청되고 있다. 나아가 최근 금속소지와 더불어 비철금속 소지의 도장에도 폴리아마이드 타입이 사용되면서 더욱 우수한 부착성능이 요구되는바, 폴리아마이드 타입 경화제에 대한 추가 연구도 필요한 상황이다.However, the conventional curing agents described above need improvement in one or more of the physical properties such as coating film curing speed, substrate adhesion, low temperature drying, repainting, urethane topcoat adhesion, and rust prevention. There is a demand for the development of a curing agent for an epoxy paint that can be excellently satisfied. Furthermore, as the polyamide type is used for coating on non-ferrous metal substrates as well as metal substrates in recent years, better adhesion performance is required, and additional research on polyamide type hardener is required.

본 발명의 목적은 중방식용 에폭시 도료에 적용시 부착성, 방청성, 저온건조성, 재도장성, 상도부착성, 내수백화성 및 칠퍼짐성을 모두 우수하게 만족시키는 도막을 제공할 수 있는 폴리아마이드 경화제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is a polyamide curing agent that can provide a coating film that excellently satisfies all of adhesion, rust prevention, low temperature drying, repainting, top coat adhesion, water whitening resistance, and spreadability when applied to heavy-duty epoxy paints, and To provide a manufacturing method thereof.

본 발명의 폴리아마이드 경화제는, 지방산, 지방산 다이머 및 자유 부피를 제공하는 모노산을 포함하는 산 혼합물과 아민 분자 내에 1 이상의 1급 아민기를 가지는 아민과의 축합반응 결과물인 폴리아마이드 수지를 포함한다.The polyamide curing agent of the present invention includes a polyamide resin resulting from a condensation reaction between an acid mixture including a fatty acid, a fatty acid dimer, and a monoacid providing free volume, and an amine having at least one primary amine group in the amine molecule.

본 발명의 폴리아마이드 경화제 제조 방법은, 지방산, 지방산 다이머 및 자유 부피를 제공하는 모노산을 포함하는 산 혼합물과 분자 내에 1 이상의 1급 아민기를 가지는 아민을 축합반응시키는 것을 포함한다.The method for preparing a polyamide curing agent of the present invention comprises condensation reaction of an acid mixture comprising a fatty acid, a fatty acid dimer, and a monoacid providing free volume with an amine having at least one primary amine group in the molecule.

본 발명의 폴리아마이드 경화제를 중방식 에폭시 도료를 적용하여 형성되는 도막은 부착성, 방청성, 저온건조성, 재도장성, 상도부착성, 내수백화성 및 칠퍼짐성이 모두 우수하다.The coating film formed by applying the polyamide curing agent of the present invention to the heavy-duty epoxy paint is excellent in adhesion, rust prevention, low-temperature drying, repainting, topcoat adhesion, water whitening resistance and spreadability.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에 있어서 “자유 부피(free volume)”란, 폴리머 사슬이 그를 둘러싼 다른 폴리머 사슬에 대하여 자유롭게 움직일 수 있도록, 폴리머 사슬 말단 또는 중간의 주위에 형성될 수 있는 공간을 의미한다.As used herein, the term “free volume” refers to a space that can be formed around the end or middle of a polymer chain so that the polymer chain can move freely with respect to other polymer chains surrounding it.

본 발명의 폴리아마이드 경화제 제조에 사용되는 산 혼합물은 지방산, 지방산 다이머 및 자유 부피를 제공하는 모노산을 포함한다.The acid mixture used to prepare the polyamide curing agent of the present invention comprises a fatty acid, a fatty acid dimer and a monoacid that provides free volume.

상기 지방산으로는 구체적으로, 포화 또는 불포화 C14-C28지방족 카르복시산을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 예를 들면, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 피마자유 지방산, 미강유 지방산, 아마인유 지방산, 코코넛유 지방산, 라우릴산, 리놀레산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 톨유 지방산이 사용될 수 있다. As the fatty acid, specifically, saturated or unsaturated C 14 -C 28 aliphatic carboxylic acid may be used alone or in combination, for example, soybean oil fatty acid, tall oil fatty acid, castor oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, linseed oil fatty acid, coconut oil One selected from the group consisting of fatty acids, lauric acid, linoleic acid, and combinations thereof may be used. According to one embodiment of the present invention, tall oil fatty acid may be used.

상기 지방산 다이머로는 대두유 지방산 다이머, 톨유 지방산 다이머, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 대두유 지방산 다이머가 사용될 수 있다.As the fatty acid dimer, a soybean oil fatty acid dimer, a tall oil fatty acid dimer, or a combination thereof may be used. According to one embodiment of the present invention, soybean oil fatty acid dimer may be used.

상기 자유 부피를 제공하는 모노산은, 폴리아마이드 수지에 도입되면 그 수지의 사슬 말단 또는 중간이 자유 부피를 갖게 해줄 수 있는 구조를 포함하는 모노산으로서, 구체적으로는, C6-C14방향족 모노카르복시산, C3-C12지방족 모노카르복시산, C6-C14방향족-C3-C12지방족 모노카르복시산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 벤조산, 부티르산, 4-페닐-벤조산, 3-페닐프로판산, 네오노난산, 네오데칸산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 벤조산, 부티르산, 네오데칸산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 사용될 수 있다.The monoacid providing the free volume is a monoacid having a structure that allows the chain ends or the middle of the resin to have a free volume when introduced into the polyamide resin. Specifically, C 6 -C 14 aromatic monocarboxylic acid , C 3 -C 12 aliphatic monocarboxylic acid, C 6 -C 14 aromatic-C 3 -C 12 aliphatic monocarboxylic acid and combinations thereof may be used, for example, benzoic acid, butyric acid, 4- One selected from the group consisting of phenyl-benzoic acid, 3-phenylpropanoic acid, neononanoic acid, neodecanoic acid, and combinations thereof may be used. According to one embodiment of the present invention, one selected from the group consisting of benzoic acid, butyric acid, neodecanoic acid, and combinations thereof may be used.

상기 산 혼합물 100중량% 내에는, 예컨대, 상기 지방산이 1 내지 40 중량% 포함될 수 있고, 상기 지방산 다이머가 50 내지 90 중량% 포함될 수 있다. 상기 자유 부피를 제공하는 모노산은, 예컨대, 지방산과 지방산 다이머의 총합 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부, 또는 5 내지 20중량부의 양으로 상기 산 혼합물에 포함될 수 있다. 상기 자유 부피를 제공하는 모노산이 너무 적은 양으로 사용되면 해당 성분을 사용하여 얻고자 하는 효과를 보기 어려우며, 반대로 너무 많은 양으로 사용하면 산 혼합물과 아민의 반응 결과물의 분자량이 작아져서 도막의 유연성이 떨어질 수 있고 물에 침적시 백화를 일으킬 수 있으며, 또한 중합 반응에 시간이 오래 걸리는 단점이 있을 수 있다. In 100% by weight of the acid mixture, for example, 1 to 40% by weight of the fatty acid may be included, and 50 to 90% by weight of the fatty acid dimer may be included. The monoacid providing the free volume may be included in the acid mixture in an amount of, for example, 1 to 30 parts by weight, or 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the fatty acid and the fatty acid dimer. If the monoacid providing the free volume is used in too small an amount, it is difficult to see the desired effect by using the corresponding component. It may fall off and may cause whitening when immersed in water, and there may also be disadvantages in that the polymerization reaction takes a long time.

본 발명의 폴리아마이드 경화제 제조에 사용되는 아민으로는, 분자 내에 1 이상(예컨대, 1 내지 8개)의 1급 아민기를 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 지환족 폴리아민 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 지방족 폴리아민은 부틸아민, 디부틸아민, 디에틸아민, 헥실아민, 이소프로필아민, 옥틸아민, 테트라부틸아민, 크실리딘, 아미노벤조나이트릴, 아닐린, 벤질아민, 에틸렌디아민, 트리메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 펜타에틸렌헥사아민 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 방향족 폴리아민은 오르토크실렌디아민, 메타크실렌디아민, 파라크실렌디아민 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있으며, 상기 지환족 폴리아민은 이소포론디아민, 디아미노사이클로헥산, 1,3-비스아미노메틸사이클로헥산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.The amine used in the preparation of the polyamide curing agent of the present invention is not particularly limited as long as it has one or more (eg, 1 to 8) primary amine groups in the molecule, for example, aliphatic polyamines, aromatic polyamines, cycloaliphatic polyamines and One selected from the group consisting of combinations thereof may be used. Specifically, the aliphatic polyamine is butylamine, dibutylamine, diethylamine, hexylamine, isopropylamine, octylamine, tetrabutylamine, xylidine, aminobenzonitrile, aniline, benzylamine, ethylenediamine, tri It may be selected from the group consisting of methylenediamine, hexamethylenediamine, octamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, pentaethylenehexaamine, and combinations thereof, wherein the aromatic polyamine is orthoxylenediamine, metaxylenediamine, It may be selected from the group consisting of paraxylenediamine and combinations thereof, and the cycloaliphatic polyamine may be selected from the group consisting of isophoronediamine, diaminocyclohexane, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, and combinations thereof. have.

상기 산 혼합물과 상기 아민의 반응은, 예컨대, 산 혼합물에 아민을 적가하고, 그 혼합물을 승온(예컨대, 150 내지 250℃로 승온)하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 반응 결과물의 산가가, 예컨대, 1 내지 5 mgKOH/g으로 될 때까지 반응이 진행될 수 있다.The reaction of the acid mixture with the amine may be performed, for example, by adding an amine dropwise to the acid mixture, and raising the temperature of the mixture (eg, to 150 to 250° C.), and the acid value of the reaction product, for example, The reaction may proceed until 1 to 5 mgKOH/g.

상기 산 혼합물과 아민의 반응에 사용되는 전체 산 당량: 전체 아민 당량의 비는 1:1.2 내지 1:2일 수 있다. 사용된 전체 산 당량에 비하여 전체 아민 당량이 지나치게 적으면 반응 결과물의 분자량이 너무 커지게 되어 도료에 적용시 높은 점도로 에어 스프레이에 제한이 있을 수 있으며, 반대로 전체 산 당량에 비하여 전체 아민 당량이 지나치게 많으면 반응 결과물의 분자량이 너무 작아지게 되어 도막의 유연성이 떨어지며, 물에 침적시 백화현상을 일으킬 수 있다.A ratio of the total acid equivalents used in the reaction of the acid mixture and the amine to the total amine equivalents may be 1:1.2 to 1:2. If the total amine equivalents are too small compared to the total acid equivalents used, the molecular weight of the reaction product becomes too large, which may limit air spraying due to high viscosity when applied to paints. If too much, the molecular weight of the reaction product becomes too small, which reduces the flexibility of the coating film, and may cause whitening when immersed in water.

상기 축합반응의 결과, 폴리아마이드 수지 내에 이미다졸린이 생성된다. 예컨대, 산 혼합물과의 반응에 투입된 아민 100 당량% 중 10 내지 80 당량%의 아민에 해당하는 이미다졸린이 축합 반응의 결과 폴리아마이드 수지 내에 생성될 수 있다. 폴리아마이드 수지 내에 생성된 이미다졸린이 지나치게 적으면 축합 결과물의 점도가 높아져서 사용에 제한이 있을 수 있으며, 반대로 이미다졸린이 지나치게 많으면 축합 결과물의 활성수소당량이 커지고 이를 도료에 적용시 낮은 도막 밀도를 가지게 되어 전체적으로 도막 물성이 저하될 수 있다.As a result of the condensation reaction, imidazoline is produced in the polyamide resin. For example, imidazoline corresponding to 10 to 80 equivalent % of the amine out of 100 equivalent % of the amine added to the reaction with the acid mixture may be produced in the polyamide resin as a result of the condensation reaction. If the amount of imidazoline generated in the polyamide resin is too small, the viscosity of the condensation product may increase, which may limit its use. As a result, the overall physical properties of the coating film may be deteriorated.

상기 축합 반응의 결과 얻어지는 폴리아마이드 수지는, 예컨대, 아민가가 150 내지 300 mgKOH/g, 활성수소당량이 150 내지 300 g/eq, 비중이 0.9 내지 1.1 g/ml, 점도가 5,000 내지 20,000 cP일 수 있으며, 상기 물성 범위 내에서 우수한 방청성 및 부착 성을 나타낼 수 있다.The polyamide resin obtained as a result of the condensation reaction may have, for example, an amine value of 150 to 300 mgKOH/g, an active hydrogen equivalent of 150 to 300 g/eq, a specific gravity of 0.9 to 1.1 g/ml, and a viscosity of 5,000 to 20,000 cP And it can exhibit excellent rust prevention and adhesion within the above physical properties range.

본 발명의 중방식 에폭시 도료는 에폭시 주제 및 상기한 본 발명의 폴리아마이드 경화제를 포함하며, 에폭시 주제 100 당량%에 대하여, 예컨대, 60 내지 80 당량%의 폴리아마이드 경화제가 사용될 수 있다.The heavy-duty epoxy paint of the present invention includes an epoxy base material and the polyamide curing agent of the present invention described above, and for example, 60 to 80 equivalent% of the polyamide curing agent may be used with respect to 100 equivalent % of the epoxy base material.

본 발명의 중방식 에폭시 도료를 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 이미 알려진 통상의 에폭시 도료 제조 방법 및 장치를 활용할 수 있다.There is no particular limitation on the method for preparing the heavy-duty epoxy paint of the present invention, and a known conventional method and apparatus for preparing an epoxy paint may be used.

이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 다만 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of Examples and Comparative Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1: One: 폴리아마이드polyamide 경화제의 제조 Preparation of hardener

4구 둥근 바닥 플라스크에 대두유 지방산 15g, 대두유 지방산 다이머 45g, 톨유 지방산 55g, 벤조산 5g, 네오데칸산 7g을 넣고, 질소가스관, H형 분리관, 교반기, 온도계, 히터를 설치한 후, 트리에틸렌테트라아민 70g, 메타크실렌디아민 30g을 적가하였다. 이때, 중화반응이 일어나면서 온도가 110℃까지 상승하였다. 환류용제로서 크실렌 10g을 넣어주고 시간당 20℃의 속도로 140℃로 승온하였다. 140℃에 도달하자 반응으로 인한 유출수가 발생하였다. 약 1시간 동안 승온을 정지하여 유출수를 제거한 후, 160℃까지 승온하였다. 160℃를 유지하며 산가를 추적하여 산가가 4 내지 5 mgKOH/g 사이가 되면 앞의 승온 속도와 같은 속도로 200℃까지 천천히 승온하여 이미다졸린을 생성시켰다. 이미다졸린이 생성되면서 유출수가 발생하고, 발생한 유출수의 양이 이론치에 이르면 130℃로 냉각하였다. 진공펌프를 설치하고, 700 mmHg의 진공도로 감압한 후 1시간동안 유지함으로써 남아 있는 유출수를 제거하여 폴리아마이드 경화제 수지를 수득하였다. 합성된 폴리아마이드 경화제 수지를 70℃로 냉각하고 고형분 양을 80중량%로 보정하였다. 제조된 폴리아마이드 경화제 수지의 활성수소당량은 195 g/eq이었고, 아민가는 288 mgKOH/g이었으며, 점도(Brookfield)는 13,800 cP이었고, 비중은 0.967 g/ml이었다.Put 15 g of soybean oil fatty acid, 45 g of soybean oil fatty acid dimer, 55 g of tall oil fatty acid, 5 g of benzoic acid, and 7 g of neodecanoic acid in a 4-neck round bottom flask. 70 g of amine and 30 g of metaxylenediamine were added dropwise. At this time, as the neutralization reaction occurred, the temperature rose to 110°C. As a reflux solvent, 10 g of xylene was added, and the temperature was raised to 140° C. at a rate of 20° C. per hour. When 140°C was reached, effluent from the reaction occurred. After stopping the temperature increase for about 1 hour to remove the effluent, the temperature was raised to 160 °C. When the acid value was maintained at 160° C. and the acid value was between 4 and 5 mgKOH/g, the temperature was slowly raised to 200° C. at the same rate as the previous temperature increase rate to generate imidazoline. As imidazoline was generated, effluent was generated, and when the amount of effluent reached the theoretical value, it was cooled to 130°C. A vacuum pump was installed, the pressure was reduced to a vacuum degree of 700 mmHg, and the remaining effluent was removed by maintaining the pressure for 1 hour to obtain a polyamide curing agent resin. The synthesized polyamide curing agent resin was cooled to 70° C. and the solid content was corrected to 80% by weight. The prepared polyamide curing agent resin had an active hydrogen equivalent weight of 195 g/eq, an amine value of 288 mgKOH/g, a viscosity (Brookfield) of 13,800 cP, and a specific gravity of 0.967 g/ml.

실시예Example 2: 2: 폴리아마이드polyamide 경화제의 제조 Preparation of hardener

4구 둥근 바닥 플라스크에 톨유 지방산 15g, 대두유 지방산 다이머 45g, 톨유 지방산 55g, 네오노난산 12g을 넣고, 질소가스관, H형 분리관, 교반기, 온도계, 히터를 설치한 후, 트리에틸렌테트라아민 70g 및 메타크실렌디아민 30g을 적가하였다. 이때 중화반응이 일어나면서 온도가 105℃까지 상승하였다. 환류용제로서 크실렌 10g을 넣어주고 시간당 20℃의 속도로 140℃로 승온하였다. 140℃에 도달하자 반응으로 인한 유출수가 발생하였다. 약 1시간 동안 승온을 정지하여 유출수를 제거 후 160℃까지 승온하였다. 160℃를 유지하며 산가를 추적하여 산가가 4 내지 5 mgKOH/g 사이가 되면 앞의 승온 속도와 같은 속도로 200℃까지 천천히 승온하여 이미다졸린을 생성시켰다. 이미다졸린이 생성되면서 유출수가 발생하고, 발생한 유출수의 양이 이론치에 이르면 130℃로 냉각하였다. 진공펌프를 설치하고 700 mmHg의 진공도로 감압한 후 1시간동안 유지함으로써 남아 있는 유출수를 제거하여 폴리아마이드 경화제 수지를 수득하였다. 합성된 폴리아마이드 경화제 수지를 70℃로 냉각하고 고형분 양을 80중량%로 보정하였다. 제조된 폴리아마이드 경화제 수지의 활성수소당량은 184 g/eq이었고, 아민가는 279 mgKOH/g이었으며, 점도(Brookfield)는 6,255 cP이었고, 비중은 0.983 g/ml이었다.In a 4-neck round bottom flask, 15 g of tall oil fatty acid, 45 g of soybean oil fatty acid dimer, 55 g of tall oil fatty acid, and 12 g of neononanoic acid were placed, and a nitrogen gas pipe, H-type separator, stirrer, thermometer, and heater were installed, followed by 70 g of triethylenetetraamine and 30 g of metaxylenediamine was added dropwise. At this time, as the neutralization reaction occurred, the temperature rose to 105°C. As a reflux solvent, 10 g of xylene was added, and the temperature was raised to 140° C. at a rate of 20° C. per hour. When 140°C was reached, effluent from the reaction occurred. After stopping the temperature increase for about 1 hour to remove the effluent, the temperature was raised to 160 °C. When the acid value was maintained at 160° C. and the acid value was between 4 and 5 mgKOH/g, the temperature was slowly raised to 200° C. at the same rate as the previous temperature increase rate to generate imidazoline. As imidazoline was generated, effluent was generated, and when the amount of effluent reached the theoretical value, it was cooled to 130°C. A vacuum pump was installed, the pressure was reduced to a vacuum degree of 700 mmHg, and the remaining effluent was removed by maintaining for 1 hour to obtain a polyamide curing agent resin. The synthesized polyamide curing agent resin was cooled to 70° C. and the solid content was corrected to 80% by weight. The prepared polyamide curing agent resin had an active hydrogen equivalent weight of 184 g/eq, an amine value of 279 mgKOH/g, a viscosity (Brookfield) of 6,255 cP, and a specific gravity of 0.983 g/ml.

실시예Example 3 및 4, 및 3 and 4, and 비교예comparative example 1 내지 3: 1 to 3: 중방식medium meal 에폭시 도료에 대한 적용 Application to Epoxy Paint

실시예 1 및 2에서 제조된 폴리아마이드 경화제 수지를 경화제로서 선박 방청 프라이머 도료용 에폭시 주제(Korepox EH2350-PTA, KCC)에 적용하여 도장한 뒤, 재도장부착성, 우레탄상도부착성, 내수백화성, 소지부착성, 저온건조성, 방청성 및 칠퍼짐성을 평가하였다. 비교예 1 내지 3에서는 하기 표 1에 나타낸 시판품 경화제 1) 내지 3)을 각각 사용하였다. 도료의 각 성분의 종류와 함량, 및 물성 측정 결과를 하기 표 1에 나타냈다.After applying the polyamide curing agent resin prepared in Examples 1 and 2 as a curing agent to the epoxy base material (Korepox EH2350-PTA, KCC) for anti-rust primer paint for ships, repainting adhesion, urethane top coat adhesion, water whitening resistance , adhesion properties, low-temperature drying properties, rust prevention properties and coating spreadability were evaluated. In Comparative Examples 1 to 3, commercially available curing agents 1) to 3) shown in Table 1 below were used, respectively. The types and contents of each component of the paint, and the measurement results of physical properties are shown in Table 1 below.

Figure 112015056370304-pat00001
Figure 112015056370304-pat00001

1) Ancamide2652: 폴리아마이드(polyamide, Air-produnt사), 고형분 80%, 점도 1850 cP, 활성수소당량 250 g/eq1) Ancamide2652: polyamide (polyamide, Air-produnt), 80% solids, viscosity 1850 cP, active hydrogen equivalent 250 g/eq

2) Cardolite2001: 펜알카민(phenalkamine, Cardolite사), 고형분 100%, 활성수소당량 125 g/eq2) Cardolite2001: phenalkamine (Cardolite, Inc.), solid content 100%, active hydrogen equivalent 125 g/eq

3) Korepox EH2350-PTB: 폴리아마이드(KCC사), 고형분 75%, 활성수소당량 192 g/eq3) Korepox EH2350-PTB: polyamide (KCC), solid content 75%, active hydrogen equivalent 192 g/eq

4) 재도장성: 상기 프라이머 도장 후에 동일 경화제로 5일 간격으로 2차 도장하여 부착성 평가. 재도장 가능 기간이 길수록 우수. 4) Repainting: After the primer coating, a second coating is performed with the same curing agent at intervals of 5 days to evaluate the adhesion. The longer the repainting period, the better.

5) 상온 상도부착성: 상기 프라이머에 우레탄 상도(UT6581, KCC 제품) 도장하여 상온(25℃)에서 1일 방치하고 부착성 상대평가.5) Room temperature top coat adhesion: Apply a urethane top coat (UT6581, KCC product) to the primer and leave it for 1 day at room temperature (25° C.) to evaluate the relative adhesion.

6) 저온 상도부착성: 상기 프라이머에 우레탄 상도(UT6581, KCC 제품) 도장하여 5℃에서 1일 방치하여 부착성 상대평가.6) Low-temperature topcoat adhesion: Apply urethane topcoat (UT6581, KCC product) to the primer and leave it at 5°C for 1 day to evaluate the relative adhesion.

7) 내수백화성: 상기 프라이머 시편을 5℃ 물에 침적 후, 침적 전과 비교하여 광택 및 색상변화 관찰하여 상대평가.7) Water whitening resistance: After immersion of the primer specimen in water at 5° C., relative evaluation was performed by observing gloss and color change compared to before immersion.

8) 소지부착성: 상기 프라이머를 steel 소지에 도장후 Cross-cut하여 Taping하여 박리되는 정도를 측정하여 상대평가.8) Adhesion to substrate: After painting the primer on a steel substrate, cross-cut and tap to measure the degree of peeling and evaluate relative.

9) 저온건조성: 상기 프라이머 도장 후에 5℃로 저장하여 도막 건조(고화)시간 측정.9) Low-temperature dryness: Measure the drying (solidification) time of the coating film by storing it at 5°C after the primer coating.

10) 방청성: 상기 프라이머를 금속(Fe)소지에 도장, 건조 후 60℃ 해수조에 24hr 침적 후 Cross-cut으로부터 박리되는 폭 측정.10) Anti-rust property: After coating the primer on a metal (Fe) substrate, drying and immersion in a seawater bath at 60°C for 24hrs, measuring the width of peeling off from the cross-cut.

11) 칠퍼짐성: 상기 프라이머를 steel 소지에 도장/건조 후 생성된 도막의 표면의 균일성 육안으로 관찰
11) Chill spreadability: Visually observe the uniformity of the surface of the resulting coating film after painting/drying the primer on a steel substrate.

상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 경화제를 적용한 중방식용 에폭시 도료(실시예 3 및 4)는 종래 기술에 따른 경화제를 적용한 중방식용 에폭시 도료(비교예 1 내지 3)에 비해 재도장성이 향상되었고, 내수백화성, 저온에서의 상도 부착성, 칠퍼짐성 및 방청성이 모두 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.From the results of Table 1, the heavy-duty epoxy paint (Examples 3 and 4) to which the curing agent of the present invention is applied has improved repainability compared to the heavy-duty epoxy paint (Comparative Examples 1 to 3) to which the curing agent according to the prior art is applied. , water whitening resistance, top coat adhesion at low temperature, spreadability and rust prevention were all significantly improved.

Claims (4)

폴리아마이드 수지를 포함하는 경화제로서,
상기 폴리아마이드 수지는 산 혼합물과 아민과의 축합반응 결과물이며,
상기 산 혼합물은 지방산, 지방산 다이머 및 자유 부피를 제공하는 모노산을 포함하고, 상기 아민은 분자 내에 1 이상의 1급 아민기를 가지는 것이며,
상기 지방산은 포화 또는 불포화 C14-C28의 지방족 카르복실산을 포함하고,
상기 자유 부피를 제공하는 모노산은 C3-C12의 지방족 모노카르복실산을 포함하는 것임을 특징으로 하는, 폴리아마이드 경화제.
As a curing agent comprising a polyamide resin,
The polyamide resin is the result of a condensation reaction between an acid mixture and an amine,
wherein the acid mixture comprises a fatty acid, a fatty acid dimer and a monoacid that provides free volume, wherein the amine has at least one primary amine group in the molecule;
The fatty acid comprises a saturated or unsaturated C14-C28 aliphatic carboxylic acid,
The monoacid providing the free volume is characterized in that it comprises a C3-C12 aliphatic monocarboxylic acid.
제1항에 있어서, 자유 부피를 제공하는 모노산이 C6-C14방향족 모노카르복시산, C6-C14방향족-C3-C12지방족 모노카르복시산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드 경화제. The monoacid of claim 1 , further comprising the monoacid providing free volume selected from the group consisting of C 6 -C 14 aromatic monocarboxylic acids, C 6 -C 14 aromatic-C 3 -C 12 aliphatic monocarboxylic acids, and combinations thereof. Polyamide curing agent, characterized in that. 제1항에 있어서, C3-C12의 지방족 모노카르복실산이 네오노난산, 네오데칸산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아마이드 경화제. The polyamide curing agent according to claim 1, wherein the C3-C12 aliphatic monocarboxylic acid is selected from the group consisting of neononanoic acid, neodecanoic acid, and combinations thereof. 제1항에 있어서, 폴리아마이드 수지는, 산 혼합물과 아민의 축합반응을 그 결과물의 산가가 1 내지 5 mgKOH/g으로 될 때까지 수행하여 얻어진 것임을 특징으로 하는 폴리아마이드 경화제.The polyamide curing agent according to claim 1, wherein the polyamide resin is obtained by performing a condensation reaction of an acid mixture with an amine until the resultant acid value becomes 1 to 5 mgKOH/g.
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