KR20010005505A - 산 작용성 및 에폭시 작용성 폴리에스테르 수지 - Google Patents

산 작용성 및 에폭시 작용성 폴리에스테르 수지 Download PDF

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KR20010005505A
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오노 알버어스
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Abstract

a) x=0인 상응하는 화학식 1의 화합물 소량과 임의로 혼합된 적어도 화학식 1의 화합물 (A1), 또는 이의 무수물 (A2);
b) 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 디올 화합물 B;
c) 임의로, 3급 지방족 카복실 그룹 및 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 디하이드록시모노카복실산 화합물 C, 및
d) 임의로, 트리하이드록시알칸 (D1) 또는 테트라하이드록시알칸 (D2)을 100 내지 240 ℃의 온도에서 반응 혼합물 내에 초기에 존재하는 본질적으로 모든 하이드록실 그룹이 반응될 때까지의 반응시킴으로써 (화합물 (A1+A2):B:C:D1:D2의 몰비는 X+Y+2Z+3Q+P:X:Y:Z:Q이고, 여기에서 X는 1 내지 8의 범위이고 Y는 0 내지 8의 범위이며 Z는 0 내지 4의 범위이며 Q는 0 내지 3의 범위이며, P는 1 내지 5의 범위이며 바람직하게는 1 내지 3이며 가장 바람직하게는 1이다) 수득되는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지; 이로부터 유도된 선형 또는 측쇄 폴리글리시딜 에스테르 및 이들 에스테르 유형 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 분말 코팅 조성물.
화학식 1
상기식에서,
R1및 R2는 각각 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹이거나,
R1및 R2는 사이클릭의 나머지와 함께 사이클로알킬 그룹을 형성할 수 있다.

Description

산 작용성 및 에폭시 작용성 폴리에스테르 수지{ACID FUNCTIONAL AND EPOXY FUNCTIONAL POLYESTER RESINS}
2,2-비스-(4-하이드록시페닐)프로판과 에피클로로하이드린의 고체 반응 산물을 기본으로 하는 분말 코팅 조성물이 이미 오랫동안 공지되어 있었다. 이러한 조성물을 기본으로 하는 경화 산물은 가수분해 내성이지만, 이들은 낮은 자외선 내성을 나타내며 따라서 고도의 옥외 내구성을 요하는 적용, 예를 들면, 건축 부품 또는 자동차 탑코트에는 적합하지 않다.
양질의 옥외 내구성 코팅 및 성형 조성물에 사용될 수 있는 트리글리시딜에스테르가 유럽 특허원 제447360A호 (EP-A-447,360)에 기재되어 있다. 트리카복실산 부가물 전구체에 존재하는 말단 카복실 작용의 무수물 반 에스테르 성질로 인하여, 형성된 글리시딜에스테르의 가수분해 및/또는 수지 골격내 하나 이상의 에스테르 그룹의 가수분해를 피하기 위해서 이들 트리카복실산 부가물의 글리시드화 동안 강알칼리성 조건은 피해져야 한다. 이러한 결과로서, 문헌[참조: "Water based coatings with excellent saponification stability" XIIIth Int. Conf. 1987, Athens, Greece, p. 175]으로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 생성된 트리글리시딜에스테르는 상대적으로 높은 수준의 가수분해성 염소를 함유할 것이고/것이거나 독성 문제를 유발할 수 있는 저분자량 가수분해 산물을 함유할 것이다.
높은 수준의 가수분해성 염소가 헥사하이드로프탈산 무수물과 디메틸올프로피온산의 2:1 부가물의 글리시드화에 관한 EP-A-447,360의 실시예 2에 반영되어 있다. 수득된 산물은 1.5 %의 염소 함량을 갖는다. 이러한 높은 수준의 잔존 염소는 일반적으로 코팅 조성물에서 바람직하지 않다. 또한, EP-A-447,360에 보고된 트리글리시딜에스테르가 액체라는 사실로 인하여, 분말 코팅 조성물에 적용될 수 없다.
예를 들면, 국제 출원 WO 96/11238에, 지환족 핵을 함유하는 에폭시 수지가 경화시 메짐성 코팅 필름만을 제공할 수 있다는 단점을 지닌다는 것이 경화 코팅이라는 이러한 특정 분야의 기술자에게 교시되어 있다. 메짐성은 종종 불량한 접착을 초래하므로 이러한 메짐성은 이들을 코팅 적용에 부적합하게 한다.
유럽 특허원 제0634434A2호로부터
(a) 하나의 일작용성 1급- 또는 2급 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 화합물 A' 및/또는 하나의 1급- 또는 2급 하이드록실 그룹과 하나의 3급 지방족 카복실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 화합물 A";
(b) 2 개의 방향족 또는 지환족 카복실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 방향족 또는 지환족 디카복실산 화합물 B 또는 이의 무수물;
(c) 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 디올 화합물 C; 및
(d) 3급 지방족 카복실 그룹 및 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 디하이드록시모노카복실산 화합물 D를 100 내지 240 ℃의 온도에서 본질적으로 초기에 반응 혼합물에 존재하는 본질적으로 모든 비-3급 카복실 그룹이 반응할 때까지 반응시킴에 의한 (화합물 A':A":B:C:D의 몰비는 M:N:X+Y+1:X:Y이고, 여기에서 X는 2 내지 8의 범위이고 Y는 2-N 내지 8의 범위임) 선형 3급 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지의 제조 방법이 공지되어 있다.
또한, 상기 출원에는 선형 3급 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르를 적합한 염기 및 최적 촉매의 존재하에 과량의 에피할로하이드린과 반응시킴으로써 수득될 수 있는 폴리글리시딜에스테르 수지가 기재되어 있다. 바람직하게는, 폴리에스테르는 에피클로로하이드린과 반응시킨다. 특정 선형 폴리에스테르 및 이로부터 유도된 상응하는 폴리글리시딜에스테르가 분말 코팅 조성물을 위한 가교결합제와 함께 사용된다.
유럽 특허원 제0720997A2호로부터, 선형 3급 카복실 작용성 폴리에스테르 및 에폭시 작용성 폴리에스테르 수지가 공지되어 있다. 이러한 폴리에스테르 수지는
a) 2 개의 방향족 및/또는 2급 지방족 카복실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 방향족 및/또는 지환족 카복실산 화합물 A 및/또는 이의 무수물,
b) 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 하이드록실 화합물 B,
c) 적어도 하나의 3급 지방족 카복실 그룹 및 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 하이드록실 치환 카복실산 화합물 C, 및
d) 임의로 하나의 카복실 그룹을 포함하는 하나의 카복실산 화합물 D의 반응 (화합물 A:B:C:D의 몰비는 (X+Y-1):X:Y:Z이고, 여기에서 X는 2 내지 8의 범위이고, Y는 2 내지 8의 범위이며, Z는 0 내지 2의 범위임)에 의해서 수득될 수 있다.
이러한 폴리에스테르 수지는 분말 코팅의 생성에 적합한 경화제와 함께 사용될 수 있거나 적합한 경화제와 배합하여 분말 코팅의 생성에 사용될 수 있는 상응하는 글리시딜에스테르로 전환될 수 있다.
비록 선형 3급 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 및 이의 폴리글리시딜에스테르가 경화 상태에서 우수한 옥외 내구성 (UV 안정성) 및 가수분해 내성의 요구에 대해서 약간의 진전을 가능하게 하지만, 현대에 경제적으로 적용되는 분말 코팅에서의 사용에 관하여, 이러한 성질의 조합에 여전히 추가의 개선이 필요하다.
한편, 카복실화 폴리에스테르 수지로부터 유도되고 에폭시 작용성 아크릴레이트 중합체로 경화된 외부 내구성 분말 코팅제 시장용 신규 분말 코팅 결합제가 1997년 2월 5일 부터 2월 7일까지 미국 로스앤젤레스 뉴올리언즈에서 열린 워터본 고분자량 고체 및 분말 코팅 (the Waterborne, Higher Solids and Powder Coatings) 심포지움의 문서 [참조: T Agawa and E D Dumain, p. 342-353, "New Two-component Powder Coating Binders: Polyester acrylate hybrid and TGIC Cure Alternative"]에 제기되어 있다.
그러나, 상기 문서의 353 페이지에 표시된 바와 같이, 자동차 탑코팅 또는 옥외 건물 패널 탑코팅에 못지않는 더욱 매끄러운 필름, 더 낮은 경화 온도 및 UV 내구성을 제공하기 위해서는 추가의 개선이 이루어져야 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 폴리글리시딜에스테르 수지를 형성시키기 위해서 수월하게 글리시드화될 수 있는 산 작용성 폴리에스테르 수지를 제공하는 것이다. 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 및 폴리글리시딜에스테르 수지는 상대적으로 환경 친화성인 옥외 내구성 분말 코팅 조성물에 사용되는 경우 추가의 개선된 성질을 나타내어야 한다.
방대한 연구 및 실험 결과 목적하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지가 본 발명에 이르러 놀랍게도 발견되었다.
본 발명은 카복시 작용성 폴리에스테르 수지, 수지의 제조방법, 카복실 작용성 폴리에스테르 수지를 글리시드화함으로써 수득되는 폴리글리시딜에스테르, 코팅 조성물, 특히 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 또는 폴리글리시딜에스테르 수지를 포함하는 분말 코팅 조성물 및 액체 코팅 조성물, 및 상기의 코팅 조성물을 사용함으로써 수득되는 경화 산물에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 a) x=0인 화학식 1의 상응하는 화합물 소량과 임의로 혼합된 적어도 화학식 1의 화합물 (A1), 또는 이의 무수물 (A2);
b) 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 디올 화합물 B;
c) 임의로, 3급 지방족 카복실 그룹 및 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실일 수 있는 2 개의 하이드록실 그룹을 포함하는 디하이드록시모노카복실산 화합물 C, 및
d) 임의로, 트리하이드록시알칸 (D1) 또는 테트라하이드록시알칸 (D2)을 100 내지 240 ℃, 화합물 C가 존재하는 경우 바람직하게는 180 내지 210 ℃의 온도에서 반응 혼합물 내에 초기에 존재하는 본질적으로 모든 하이드록실 그룹이 반응될 때까지 반응시킴으로써 (화합물 (A1+A2):B:C:D1:D2의 몰비는 X+Y+2Z+3Q+P:X:Y:Z:Q이고, 여기에서 X는 1 내지 8의 범위이고 Y는 0 내지 8의 범위이며 Z는 0 내지 4의 범위이며 Q는 0 내지 3의 범위이며, P는 1 내지 5의 범위이며 바람직하게는 1 내지 3이며 가장 바람직하게는 1이다) 수득되는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지를 제공한다.
상기식에서,
R1및 R2는 각각 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹이거나,
R1및 R2는 그룹 ~CH-(CH2)x-CH~와 함께 사이클로알킬 그룹, 바람직하게는 1,4-사이클로헥산 디카복실산을 형성할 수 있다.
임의 성분 A2에 사용된 용어 "소량"이란 A1과 A2 총 몰량에 대해서 0 내지 10 몰%의 양을 의미한다.
바람직하게는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지는 Z + Q = 0인 경우, Y 〉 0이거나 Y = 0인 경우 Z + Q 〉 0이다.
이렇게 하여 생성된 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지는 주쇄의 3급 카복실 그룹 펜던트만을 함유할 수 있고, 반면에 주쇄의 각 말단에는 1,4-사이클로헥산 디카복실산으로부터 생성된 2급 카복실 그룹이 존재한다.
성분 (D1) 또는 (D2)의 실제 존재에 따라서 주쇄는 선형 (성분 D가 부재)이거나 측쇄형 (성분 D1 및/또는 D2가 존재)일 것이다.
생성된 수지의 분자량 분포 및 수평균 분자량은 본 발명의 방법에 적용된 특정 반응물 및 비에 의존할 것임이 당분야 기술자들에게 이해될 것이다.
화합물 C에 임의로 존재하는 3급 지방족 카복실 그룹은 사용된 에스테르화 조건하에서 반응하지 않지만, 이러한 비-말단 3급 지방족 카복실 그룹과 말단 2급 카복실 그룹의 에피할로하이드린으로의 글리시드화는 표준 알칼리성 조건하에서 수행될 수 있고, 이로 인해 낮은 가수분해성 할로겐 함량, 보통 조성물 총 중량을 기준으로 1 중량% 이하, 바람직하게는 0.7 중량% 이하를 함유하는 폴리글리시딜에스테르 수지가 수득될 수 있다.
본 발명의 기타 양태가 본원에 기재된 카복실 작용성 폴리에스테르의 폴리글리시딜에스테르에 의해서, 및 코팅 조성물, 좀더 상세하게는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 및/또는 이로부터 유도된 폴리글리시딜에스테르를 포함하는 분말 코팅 조성물 또는 액체 코팅에 의해서, 및 이러한 코팅 조성물을 사용함으로써 수득된 경화 산물에 의해서 형성됨이 이해될 것이다.
지방족 카복실 작용성 폴리에스테르의 제조방법은 일반적으로 통상적인 에스테르화 방법에 따라서, 바람직하게는 공비 축합에 의해서 말단 2급 카복실 그룹만이 1,4-사이클로헥산 디카복실산으로부터 생성되고 있음을 주의하면서 수행될 수 있다. 특히, 축합은 성분 A, B, 임의로 C 및 임의로 D1 또는 D2를 동시에 반응기에 충진시킨 다음, 온도를 실온으로부터 화합물 B의 존재하에 180 내지 240 ℃, 바람직하게는 180 내지 210 ℃ 범위의 온도로 3 내지 8 시간 동안 증가시키고, 이에 따라 반응이 개시되고 물의 연속 공비 제거 하에 진행되도록 함으로써 수행된다. 일반적으로 물의 공비 제거는 적어도 90 %의 본래 하이드록시 그룹이 반응할 때까지, 좀더 바람직하게는 적어도 95 %의 본래 하이드록시 그룹이 반응할 때까지 계속된다. 당분야에 공지된 에스테르화 촉매, 예를 들면, 디부틸틴옥사이드, 파라톨루엔설폰산, 티녹토에이트, 징콕토에이트 및 리튬 리시놀리에이트가 에스테르화 공정에 사용될 수 있지만, 일반적으로 요구되지는 않는다.
말단 2급 카복실 그룹이 상응하는 1,2-구조 (x=0), 특히 1,2-디사이클로헥산 디카복실산으로부터가 아니라 x ≥ 1인 화학식 1의 디카복실산, 특히 1,4-사이클로헥산 디카복실산의 구조로부터 생성됨을 확인하기 위해서, 예를 들면, 포함되어야 하는 1,4-사이클로헥산 디카복실산 총 뱃치의 일부가 반응 동안, 좀더 바람직하게는 이의 최종 단계에 첨가될 수 있다.
본 발명 방법에 사용하기에 적합한 화합물 B는 측쇄 지방족, 지환족 또는 각각 개별적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 함유하는 아랄리패틱 화합물, 예를 들면, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 수소화 디페닐올프로판 (HDPP), 수소화 4,4'-디하이드록시디페닐, 1,4-사이클로헥산디메틸올, 1,4-디하이드록시사이클로헥산, 하이드록시피발릴하이드록시피발레이트 및 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 또는 이들의 혼합물이 포함되고, HDPP가 특히 바람직하다.
본 발명 방법에 사용하기에 적합한 화합물 C의 전형적인 예는 디메틸올 프로피온산이다.
본 발명의 측쇄 카복실 작용성 폴리에스테르 제조를 위해 사용될 화합물 D1의 전형적이고 바람직한 예는 트리메틸올 프로판이고 화합물 D2의 바람직한 예는 펜타에리트리톨이다.
상기와 같이 본 발명 방법에 따라 수득할 수 있는 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지는 예를 들면, 적합한 염기, 임의로 촉매의 존재하에 과량의 에피할로하이드린과의 반응에 의해 당분야에 공지된 방법에 따라 폴리글리시딜에스테르 수지로 쉽게 전환될 수 있다. 가장 통상적으로는 에피클로로하이드린이 사용된다.
본 발명의 폴리글리시딜에스테르 수지의 중합 성질로 인하여 상대적으로 낮은 수준의 독성이 본 발명에 이르러 우수한 코팅 성질과 결합될 수 있음이 이해될 것이다. 좀더 상세하게는, 응집성의 매끄러운 외관, 매우 양호한 경도-가요성 균형을 부여하는 양호한 필름 유동과 결합된 우수한 내후성 및 내산성이 달성되었다.
Y가 1 내지 4의 범위이고, X가 동시에 1 내지 6의 범위이며, Z가 0 내지 2의 범위이며 Q가 0 내지 2의 범위인 본 발명의 카복실 작용성 폴리에스테르 수지로부터 유도된 이러한 폴리글리시딜에스테르 수지가 가장 바람직한 옥외 내구성 분말 코팅 조성물을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 좀더 바람직하게는, X = 3, Y = 1.5, Z = 0, Q = 0인 폴리글리시딜에스테르 수지가 사용된다.
본 발명의 경화성 분말 코팅 조성물이 본원에 기재된 본 발명의 선형 또는 측쇄형 또는 성형 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 또는 선형 또는 측쇄형 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지를 글리시드화함으로써 수득될 수 있는 폴리글리시딜에스테르 수지에의 가교결합제의 첨가에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 분말 코팅 조성물에 사용되는 가교결합 화합물의 양은 보통 거의 동일한 양의 가교결합 화합물 반응성 그룹 및 선형 또는 측쇄형 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지에 존재하는 지방족 카복실 그룹 또는 폴리글리시딜에스테르 수지에 존재하는 에폭시 그룹을 제공하기 위한 양일 것이다.
본 발명의 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지와 배합하여 사용하기에 적합한 가교결합 수지는 예를 들면, 옥외 내구성 에폭시 수지, 예를 들면, 본 발명에 따른 폴리글리시딜에스테르 수지, 유럽 특허원 제518,408호에 기재된 알파, 알파'-이측쇄 디카복실산의 디글리시딜에스테르 및 유럽 특허원 제366,205호에 기재된 바와 같이 각각의 알파 탄소 원자에 2 개의 알킬 치환체를 운반하는 폴리카복실산을 기본으로 하는 폴리글리시딜에스테르이다.
본 발명의 폴리글리시딜에스테르 수지와 배합하여 사용하기에 적합한 가교결합 수지는 예를 들면, 본 발명의 (상응하는) 산 작용성 폴리에스테르 수지; 고체 다산 (polyacid), 예를 들면, 세박산, 1,12-도데칸디오산; 무수물, 예를 들면, 폴리아젤레산 다무수물; 산 작용성 폴리에스테르, 예를 들면, 1 몰의 트리메틸올프로판과 3 몰의 헥사하이드로프탈산 무수물의 반응 산물, 1,6-헥산디올과 몰 과량의 1,12-도데칸디오산의 반응 산물, 4 몰의 1,10-데칸디카복실산, 1.49 몰의 헥산디올, 0.47 몰의 1,1,1-트리스-(하이드록시메틸)-프로판 및 0.27 몰 펜타에리트리톨의 반응 산물, 4 몰의 1,10-데칸디카복실산, 1.2 몰의 헥산디올, 0.45 몰의 트리메틸올프로판, 0.29 몰의 펜타에리트리톨 및 0.12 몰의 디메틸올프로피온산의 반응 산물 및 1 몰의 헥사메톡시메틸멜라민과 3 몰의 하이드록시피발산의 반응 산물, 및 아민형 경화제이다.
지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지와 이로부터 유도된 폴리글리시딜에스테르의 배합이 가장 바람직하다.
본 발명의 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물에 사용하기에 적합한 것으로 당분야에 공지된 촉매 및 임의의 기타 첨가제를 추가로 포함한다.
적합한 촉매는 예를 들면, 4급 암모늄 및 포스포늄 염; 금속 염/화합물, 예를 들면, 주석(II)옥토에이트; 기본 화합물, 예를 들면, 이미다졸; 및 3급 아민, 예를 들면, 디아자비사이클로운데센이다.
사용된 촉매의 양은 보통 총 분말 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 2 중량%의 범위일 것이다.
본 발명의 분말 코팅 조성물의 적합한 경화 시간 및 경화 온도는 분말 코팅 시스템과 관련하여 통상적으로 적용되는 것이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해서 설명되지만, 발명의 범위를 이러한 특정 양태에 제한시키지는 않는다.
실시예 1
본 발명에 따른 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 1 내지 6의 제조
화합물 A1 내지 D2를 표 1에 표시된 몰량으로 응축기, 온도 조절기, 질소 주입구, 교반기 및 진공 주입구가 장치된 둥근 바닥 유리 반응기에 충진시킨다.
이어서 혼합물을 30 분 후에 150 ℃로 가열한다. 반응 혼합물의 온도를 2 시간 후에 210 ℃로 증가시키고 적어도 94 %의 본래 하이드록실 그룹이 반응할 때까지 210 ℃에서 유지시킨다. 이렇게 하여 형성된 산 작용성 폴리에스테르를 방출시키고 실온으로 냉각되도록 한다.
카복실 작용성 폴리에스테르 수지 1 2 3 4 5 6 7 8
1,4-CHCA (A1) 9 9 9 7 21 6 5.5 6.5
HHPA (A2) - - - - - - - -
DMPA (C) 2.5 2 1.2 - - - 1.5 1.5
HDPP (B) 5.5 6 6.8 4 8 1 3 4
TMP (D1) - - - 1 3 1 - -
PENTA (D2) - - - - 1 - - -
1,4-DMCH (B) - - - - - 2 - -
1) 제시된 수치는 선형 3급 카복실 작용성 폴리에스테르 수지 1 내지 5의 제조를 위해 실시예 1의 공정의 반응기에 충진된 특정 화합물의 몰량을 나타낸다.
2) 사용된 약어로 표시된 화학적 화합물:
1,4-CHCA: 1,4-사이클로헥산디카복실산
HHPA: 헥사하이드로프탈산 무수물
DMPA: 수소화 디페닐올프로판
TMP: 트리메틸올 프로판
PENTA: 펜타에리트리톨
1,4-DMCH: 1,4-디메틸올사이클로헥산
실시예 2
본 발명에 따른 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 9의 제조
1:8:2 몰량의 화합물 HHPA, HDPP, TMP를 응축기, 온도 조절기, 질소 주입구, 교반기, 진공 주입구가 장치된 둥근 바닥 유리 반응기에 충진시킨다. 혼합물을 190 ℃로 가열하고 산 값이 0.1 meq/g 이하가 될 때까지 이 온도에서 유지시킨다. 후속적으로, 1,4-CHCA를 13:8:1:2의 1,4-CHCA + HHPA, HDPP, TMP 및 1,4-DMCH의 몰비에 따른 양으로 첨가하고 적어도 94 %의 모든 본래 하이드록실 그룹이 반응할 때까지 혼합물을 추가로 반응시킨다. 이렇게 하여 형성된 산 작용성 폴리에스테르를 방출시키고 실온으로 냉각되도록 한다.
실시예 3
상응하는 폴리글리시딜에스테르 수지 A, B, C, D, E 및 F의 제조
표 1의 각 샘플 1, 2, 3, 4, 7 및 8로서 수득된 선형 3급 및 부분 2급 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지의 1 카복실 그룹 당량과 동일한 양을 16 몰 에피클로로하이드린 (ECH), 15.5 몰 이소프로필알콜 (IPA) 및 15.5 몰 부분수 (demi-water)에 용해시킨다. 용액을 온도 조절기, 교반기 및 환류 응축기가 장치된 유리-반응기에 충진시킨다. 이어서, 온도를 70 ℃로 상승시킨 다음, NaOH 0.16 몰의 50 중량% 수용액을 20 분에 걸쳐서 점진적으로 첨가한다. 온도를 이러한 가성 알칼리 첨가 동안 70 내지 80 ℃로 증가시킨다. 이 온도에서 혼합물을 사실상 모든 산 그룹이 전환될 때까지 교반한다 (약 50 분). 후속적으로, 혼합물을 55 ℃로 냉각한다. 이 온도에서, NaOH 0.92 몰의 50 중량% 수용액을 60 분에 걸쳐서 점진적으로 첨가한다. 5 분의 후-반응 후, 15 몰의 물을 첨가하고 혼합물을 5 분 동안 교반한다 반응기 내용물이 침강하도록 하고 뒤이어 염수를 유기상으로부터 분리한다. 과량의 ECH, IPA 및 약간의 잔존하는 물을 진공으로 보낸다.
생성된 조 수지 A, B, C, D, E 및 F를 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK) (MIBK/수지 = 5/1 v/v)에 용해시키고 70 내지 75 ℃에서 물 (물/수지 = 1/1 v/v)로 4회 세척한다. MIBK를 진공 플래쉬에 의해 제거하고 폴리글리시딜에스테르를 반응기로부터 방출시키고 냉각시키도록 한다.
수득된 에폭시 수지는 하기의 성질을 나타낸다:
수지 A B C D E F
EGC (mmol/kg) 1360 1214 996 1355 1400 1250
총 Cl (cor.) (mg/kg) 5640 5338 5029 6212 7500 6500
ICI-점도 (포이즈, 200 ℃) 9 11 16 14 9 16
Tg(℃)(DSC, 초, 스캔, mid. val.) 35 39 47 38 32 39
성분* P1 P2 P3 P4 P5
폴리글리시딜에스테르 수지 (1) A 600 - - - -
〃 B - 750 - - -
〃 C - - 750 - -
〃 D - - - 738 -
〃 E - - - - 1000
카복실 작용성 수지 (2) 6 397 450 369 500 724
티타늄디옥사이드 299 360 336 371 517
Modaflow (3) 19.4 23.4 21.9 24.8 33.6
벤조인 8.0 9.6 9.0 9.9 14.8
촉매 3.0 3.6 3.4 3.7 5.2
분말 특성
압출 행태 ←………………………………양호…………………………………→
저장 안정성 @ 30 ℃ 적당 양호 양호 적당 양호
코팅 (4)
외관 ←……………………………매끈함…………………………………→
광택 (5) 85 89 85 86 87
역 충격 (6) 〉60 〉20 〉10 〉40 〉40
촉진된 내후성 (7) 〉1800 〉1800 〉1800 1500 〉1800
*모든 양은 그램 단위임.(1) 실시예 3에 기재된 바와 같이 제조(2) 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조(3) Modaflow III은 Monsanto Co.으로부터 입수된 아크릴 기본 유동 보조제임.(4) 코팅: 200 ℃에서 15 분 동안 경화된 두께 40 내지 60 마이크로미터의 Q-패널 AL-36.(5) Gardner 마이크로-TRI-광택 장치로 60°각도로 측정.(6) Ericksen형 ISO-TR-6272/1979-DIN-55669에 따라 인치/파운드로 측정.(7) 광택 50 % 감소전 SAE J1960 시험을 수행하여 Atlas Weather-OMeter로 측정 (시간).

Claims (10)

  1. a) x=0인 화학식 1의 상응하는 화합물 소량과 임의로 혼합된 적어도 화학식 1의 화합물 (A1), 또는 이의 무수물 (A2);
    b) 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실 그룹일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 적어도 하나의 디올 화합물 B;
    c) 임의로, 3급 지방족 카복실 그룹 및 각각 독립적으로 1급 또는 2급 하이드록실일 수 있는 2 개의 지방족 하이드록실 그룹을 포함하는 하나의 디하이드록시모노카복실산 화합물 C, 및
    d) 임의로, 트리하이드록시알칸 (D1) 또는 테트라하이드록시알칸 (D2)을 100 내지 240 ℃의 온도에서 반응 혼합물 내에 초기에 존재하는 본질적으로 모든 하이드록실 그룹이 반응될 때까지 반응시킴으로써 (화합물 (A1+A2):B:C:D1:D2의 몰비는 X+Y+2Z+3Q+P:X:Y:Z:Q이고, 여기에서 X는 1 내지 8의 범위이고 Y는 0 내지 8의 범위이며 Z는 0 내지 4의 범위이며 Q는 0 내지 3의 범위이며, P는 1 내지 5의 범위이며 바람직하게는 1 내지 3이며 가장 바람직하게는 1이다) 수득되는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
    화학식 1
    상기식에서,
    R1및 R2는 각각 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹이거나,
    R1및 R2는 그룹 ~CH-(CH2)x-CH~와 함께 사이클로알킬 그룹을 형성할 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서, 성분 A1이 소량의 1,2-사이클로헥산 디카복실산과 임의로 혼합된 1,4-사이클로헥실 디카복실산 또는 이의 무수물임을 특징으로 하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 성분 B가 수소화 디페닐올프로판 (HDPP)임을 특징으로 하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 C가 디메틸올 프로피온산임을 특징으로 하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 D1이 트리메틸올 프로판임을 특징으로 하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
  6. 제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 D2가 펜타에리트리톨임을 특징으로 하는 카복실 작용성 폴리에스테르 수지.
  7. 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 따른 카복실 작용성 폴리에스테르 수지를 적합한 염기 및 임의로 촉매의 존재하에 과량의 에피할로하이드린과 반응시킴으로써 수득되는 선형 또는 측쇄형 폴리글리시딜에스테르 수지.
  8. 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 따른 선형 또는 측쇄형 지방족 카복실 작용성 폴리에스테르 수지와 가교결합제를 포함하는 분말 코팅 조성물.
  9. 제 7 항의 폴리글리시딜 에스테르 수지와 가교결합제를 포함하는 분말 코팅 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 가교결합제가 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 따른 선형 또는 측쇄형 폴리에스테르 수지임을 특징으로 하는 분말 코팅 조성물.
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