KR20060078971A - Acryl-amine resin, and resin dispersion and electrodeposited coating composition containing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학식 1의 단량체, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 및 수산기 비함유 (메트)아크릴레이트의 공중합체를 2급 아민과 부가반응시켜 제조된 아크릴-아민 수지, 그를 함유하는 전착 수지 분산액 및 이를 사용한 전착 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention is an acrylic-amine resin prepared by addition reaction of a copolymer of the monomer of formula (1), a hydroxyl group-containing (meth) acrylate and a hydroxyl group-free (meth) acrylate with a secondary amine, an electrodeposition resin dispersion containing the same and the same It relates to the electrodeposition coating composition used.
상기 식에서,Where
R 및 R1은 명세서에 정의된 바와 같다.R and R 1 are as defined in the specification.
본 발명에 따라 제조된 전착 수지는 향상된 내후성을 가진다.Electrodeposited resins prepared according to the invention have improved weather resistance.
Description
본 발명은 내후성을 향상시킬 수 있는 양이온 전착 수지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양이온 형태로 수용화가 가능한 아크릴-아민 수지를 제공하여 내후성 및 내식성을 향상시킨 전착 수지 및 이를 함유하는 수지 분산액 및 전착 도료 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a cationic electrodeposition resin capable of improving weather resistance, and more particularly, to an acryl-amine resin that is water-soluble in a cationic form, and to an electrodeposition resin having improved weatherability and corrosion resistance, a resin dispersion containing the same, and an electrodeposition paint. To a composition.
종래의 폴리에폭사이드-아민 부가 반응된 전착 수지의 경우 적절한 분자량을 확보하기 위한 쇄연장 물질로서 우레탄 변성 에폭시, 폴리올 및 비스페놀류의 원료를 사용하였으며 반응된 생성물이 수용화 될 수 있도록 하기 위해 말단에 아민류를 반응시켜 폴리에폭사이드-아민 부가 반응된 전착 수지를 제조하였다. 이러한 반응 생성물에 대한 실시예는 미합중국 특허 제 5,492,731, 제5,096,556호에 양이온 폴리에폭사이드-아민 반응 생성물에 대한 실시예가 있다. 종래의 이들 폴리에폭사이드-아민 반응 생성물의 경우 제조된 수지의 특성에 따라 유연성, 부착성 및 방 청성 등의 물성면에서 우수한 점이 많이 있으나 내후성, 내황변성 등의 물성이 취약한 단점을 갖는다. 종래의 폴리에폭사이드-아민 부가 반응에 의해 제조된 전착 수지의 취약한 내후성 및 내황변성을 극복하기 위하여 전착 도료에 내후성이 우수한 아크릴 수지를 적용한 사례가 미합중국 특허 제6,476,102 B1, 제6,355,351 B1, 제 6,147,144, 제5,089101호에 공지되어 있다. 그러나 이들 일부 특허에서 제시되는 아크릴 수지는 수지 자체의 수용화 능력이 없고 폴리에폭사이드-아민 수지의 제조 과정중 일부분이 도입되어 제조되기 때문에 최종 수지 분산물의 분산 입자내에 폴리에폭사이드-아민 수지와 아크릴 수지가 공존하는 형태가 되어 안정성 및 내후성이 취약한 문제점이 있다. 또한 일부 특허에서는 제조된 아크릴 수지를 안료 페이스트 제조용 분산용수지로서 활용하여 내후성을 향상시키는 예가 있으나 이들 아크릴 수지를 안료 페이스트에 적용시 안료 페이스트의 저장성에 문제를 초래하게 된다.In the case of the conventional polyepoxide-amine addition electrodeposited resin, raw materials of urethane-modified epoxy, polyol, and bisphenols are used as a chain-extension material to secure an appropriate molecular weight. The amines were reacted with each other to prepare an electrodeposition resin to which the polyepoxide-amine addition reaction was carried out. Examples of such reaction products include those for cationic polyepoxide-amine reaction products in US Pat. Nos. 5,492,731, 5,096,556. In the conventional polyepoxide-amine reaction products, there are many advantages in terms of physical properties such as flexibility, adhesion, and rust resistance depending on the properties of the prepared resin, but they have disadvantages such as poor weather resistance and yellowing resistance. In order to overcome the weak weather resistance and yellowing resistance of the electrodeposited resin prepared by the conventional polyepoxide-amine addition reaction, an example of applying an acrylic resin having excellent weather resistance to electrodeposition paint is described in US Patent Nos. 6,476,102 B1, 6,355,351 B1, 6,147,144. , 5,089101. However, the acrylic resins set forth in some of these patents do not have the ability of water solubility of the resins themselves and are partly introduced into the preparation of the polyepoxide-amine resins, so that the polyepoxide-amine resins in the dispersed particles of the final resin dispersion. The acrylic resin and the coexistence form has a problem that the stability and weatherability is weak. In addition, in some patents, there is an example of improving weather resistance by using the prepared acrylic resin as a dispersing resin for producing a pigment paste. However, when these acrylic resins are applied to the pigment paste, problems of storage performance of the pigment paste are caused.
따라서, 내후성이 개선된 폴리에폭사이드-아민 전착 수지가 요망된다.Accordingly, a polyepoxide-amine electrodeposition resin with improved weather resistance is desired.
본 발명의 목적은 상기의 양이온 전착 도료가 가지는 문제점을 감안하여 수용화가 가능하며 전착 도료의 내후성이 향상된 아크릴-아민 전착 수지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an acryl-amine electrodeposition resin capable of water solubility and having improved weather resistance of the electrodeposition paint in view of the problems of the above cationic electrodeposition paint.
본 발명의 다른 목적은 상기 아크릴-아민 전착 수지를 함유하는 양이온 전착 수지 분산액을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cationic electrodeposition resin dispersion containing the acryl-amine electrodeposition resin.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 양이온 전착 수지 분산액과 안료 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 양이온 전착 도료 조성물을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a cationic electrodeposition coating composition prepared using the above cationic electrodeposition resin dispersion and pigment paste composition.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 목적은 화학식 1의 단량체, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 및 수산기 비함유 (메트)아크릴레이트의 공중합체를 2급 아민과 부가반응시켜 아크릴-아민 수지를 제조함으로써 달성된다.An object of the present invention for achieving the above object is to produce an acryl-amine resin by addition reaction of a copolymer of the monomer of formula (1), hydroxyl-containing (meth) acrylate and hydroxyl-free (meth) acrylate with secondary amine Is achieved.
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서,Where
R은 탄소수 2 내지 10개를 가지고 1개의 이중결합을 갖는 디엔, 메타크릴레이트 유도체로 치환된 탄소수 2 내지 10의 알킬기를 나타내고,R represents an alkyl group of 2 to 10 carbon atoms substituted with a diene, methacrylate derivative having 2 to 10 carbon atoms and having one double bond,
R1은 수소 또는 탄소수 2 내지 10개를 가지는 알킬기를 나타낸다.R 1 represents hydrogen or an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms.
이하, 본 발명을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 아크릴 공중합체의 조성은 제조되는 아크릴-아민 전착 수지 자체의 분산성을 확보하기 위하여, 공중합되는 아크릴 모노머의 친수성 및 소수성 비율을 맞추는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the composition of the acrylic copolymer matches the hydrophilicity and hydrophobicity ratio of the acrylic monomer to be copolymerized in order to ensure dispersibility of the acrylic-amine electrodeposition resin itself.
이를 위해 사용되는 아크릴 모노머중 친수기인 수산기를 가지고 있는 모노머에는 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 부틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트등이 포함되나, 이들에만 한정되지 않는다. 이들은 사용된 총모노머의 기준으로 30 내지 60 중량%로 사용된 다. 친수성기인 수산기를 가진 아크릴 모노머를 30% 미만 사용할 경우 제조되는 아크릴 공중합체의 친수성이 떨어져 아민 부가 반응후 생성되는 아크릴-아민 전착 수지의 분산성이 떨어지고, 60%를 초과할 경우 아크릴 공중합체의 과다한 친수성기의 비율로 인해 아크릴-아민 전착 수지가 수용화 될 때에 평균 입자 크기가 60nm이하로 되어 전착도장시 도막 평활성에 문제를 발생시킨다.Among the acrylic monomers used for this purpose, monomers having a hydroxyl group as a hydrophilic group include, but are not limited to, hydroxy ethyl methacrylate, hydroxy ethyl acrylate, hydroxy butyl acrylate, hydroxy propyl acrylate, and the like. They are used at 30 to 60% by weight, based on the total monomers used. When less than 30% of the acrylic monomer having a hydroxyl group, which is a hydrophilic group, is used, the hydrophilicity of the acrylic copolymer produced is poor, and the dispersibility of the acrylic-amine electrodeposition resin produced after the amine addition reaction is lowered. Due to the proportion of hydrophilic groups, when the acryl-amine electrodeposition resin is solvated, the average particle size is 60 nm or less, which causes problems in coating film smoothness during electrodeposition coating.
본 발명에서 수산기를 가지고 있지 않은 모노머에는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트등이 포함되나 이들에만 한정되지 않는다. 이들은 사용된 총모노머 기준으로 30 내지 60 중량%로 사용된다. 이들 모노머를 30% 미만 사용할 경우 상대적으로 많은 친수성기의 모노머로 인한 수분산 입자 크기가 작아져 도막오름성이 증가하여 도막의 평활성에 문제를 일으키며, 60%를 초과할 경우 친수기의 부족으로 인한 분산성에 문제가 된다. Monomers having no hydroxyl group in the present invention include, but are not limited to, methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, lauryl methacrylate, dodecyl methacrylate, and the like. They are used at 30 to 60% by weight, based on the total monomers used. If less than 30% of these monomers are used, the size of the water dispersion particles due to the relatively large number of hydrophilic monomers decreases, resulting in an increase in film coating properties, which causes problems in the smoothness of the coating film. It is a problem.
본 발명에서 화학식 (1)의 단량체에는 글리시딜 메타크릴레이트, 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트, 1,2-에폭시-7-옥텐, 1,2-에폭시-5-헥센 및 1,2-에폭시-9-데센중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 이들에만 한정되지 않는다. 이들은 사용된 총모노머 기준으로 10% 내지 25 중량%로 사용된다. 이들 모노머를 10% 미만 사용할 경우 아민의 부가반응시 반응할 수 있는 수용화 자리의 부족으로 적정 중화율에 도달할 수 없고 25%를 초과할 경우 적정 중화율에 필요한 아민의 함량이 필요이상으로 증가하여 분산성에 문제를 일으킨다. Monomers of formula (1) in the present invention include glycidyl methacrylate, 2,3-epoxypropyl methacrylate, 1,2-epoxy-7-octene, 1,2-epoxy-5-hexene and 1,2 It is preferable to use one or more selected from -epoxy-9-decene, but is not limited thereto. They are used in 10% to 25% by weight, based on the total monomers used. If less than 10% of these monomers are used, the amount of amine cannot be reached due to the lack of solubilization sites that can react during the addition reaction of amines. This causes problems with dispersibility.
상기 아크릴 모노머는 라디칼 개시제를 사용하여 공중합시킬 수 있다. 이때 사용되는 개시제는 브롬(Br2), 유기과산화물 또는 히드로과산화물 개시제, 예를 들어 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디아릴 퍼옥사이드, 큐밀 히드로 퍼옥사이드, 포타슘 퍼옥사이드, 아조계 화합물, 예를 들어 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)중에서 선택된 1 종 이상이 있으며, 바람직하게는 벤조일 퍼옥사이드와 같은 퍼옥사이드 개시제를 사용할 수 있다. 라디칼 개시제의 사용량은 총 모노머 100 중량부에 대해 1.5 중량부 내지 3 중량부이다. 사용되는 라디칼 개시제의 사용량이 1.5 중량부 미만이면 중합도가 떨어져 바람직하지 않으며, 3 중량부를 초과하면 분자량의 상승으로 분산성을 떨어뜨린다.The acrylic monomer can be copolymerized using a radical initiator. The initiators used here are bromine (Br 2 ), organic peroxide or hydroperoxide initiators, for example benzoyl peroxide, acetyl peroxide, diaryl peroxide, cumyl hydroperoxide, potassium peroxide, azo compounds, for example There is at least one selected from azobisisobutyronitrile (AIBN), and preferably a peroxide initiator such as benzoyl peroxide can be used. The amount of radical initiator used is 1.5 parts by weight to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers. If the amount of the radical initiator to be used is less than 1.5 parts by weight, the degree of polymerization is poor, and if it is more than 3 parts by weight, dispersibility is reduced due to the increase in molecular weight.
본 발명에서 사용되는 아민은 2급 아민으로 제한된다. 이는 1급 및 케티민류의 다가 아민의 경우 아크릴 공중합체와의 아민 부가 반응시 겔화가 발생하기 때문이다. 2급 아민류의 바람직한 예는 디메틸 에탄올 아민, N-메틸 에탄올 아민 및 디에탄올 아민중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 이들 아민의 사용량은 사용되는 모노머의 에폭시 당량 기준으로 90% 내지 100%이다. 사용되는 아민의 함량이 모노머의 에폭시 당량 기준으로 90% 미만이면 수용화기의 부족으로 분산성을 확보할 수 없으며, 100% 초과하면 미반응 아민의 영향으로 반응물의 안정성을 확보할 수가 없다The amines used in the present invention are limited to secondary amines. This is because in the case of primary and ketamine polyvalent amines, gelation occurs upon amine addition reaction with an acrylic copolymer. Preferred examples of the secondary amines may use one or more selected from dimethyl ethanol amine, N-methyl ethanol amine and diethanol amine. The amount of these amines used is 90% to 100% based on the epoxy equivalent weight of the monomers used. If the amount of the amine used is less than 90% based on the epoxy equivalent of the monomer, the dispersibility cannot be secured due to the lack of a water-soluble group, and if it exceeds 100%, the stability of the reactant cannot be secured due to the influence of the unreacted amine.
본 발명에 따라 제조된 전착 수지를 이용하여 전착 수지 분산액을 제조할 수 있다.Electrodeposited resin dispersions can be prepared using electrodeposited resins prepared according to the invention.
상기 전착 수지 분산액은 폴리에폭사이드-아민 양이온 수지 15 중량% 내 지 35 중량%, 폴리이소시아네이트 경화제 10 중량% 내지 25 중량%, 아크릴-아민 전착 수지 5 내지 15 중량% 및 탈이온수 50중량% 내지 65 중량% 를 포함한다.The electrodeposition resin dispersion is 15 to 35% by weight of polyepoxide-amine cationic resin, 10 to 25% by weight of polyisocyanate curing agent, 5 to 15% by weight of acrylic-amine electrodeposition resin and 50% by weight of deionized water. 65 weight percent.
본 발명의 전착 수지 분산액에 포함된 아크릴-아민 전착 수지는 본 발명에 따른 것으로, 사용량이 5 중량% 미만이면 도막의 내후성이 떨어져 바람직하지 않고 15 중량%를 초과하면 전착 수지 분산액의 분산성이 떨어져 바람직하지 않다.The acryl-amine electrodeposition resin contained in the electrodeposition resin dispersion of the present invention is according to the present invention. When the amount is less than 5% by weight, the weatherability of the coating film is poor, and if it exceeds 15% by weight, the dispersibility of the electrodeposition resin dispersion is poor. Not desirable
본 발명의 전착 수지 분산액에 포함되는 폴리에폭사이드와 아민과의 부가반응으로 형성된 양이온 합성 수지의 예는 미합중국 특허 제 3,962,165호, 제 3,947,358호, 제 3,975,346호 및 4,001,156에 공지되어 있으며, 그 사용량이 15 중량% 미만이면 전착 도료의 도막 오름성이 떨어지고 도막의 방청성, 내수성이 떨어져 바람직하지 않으며, 35 중량%를 초과하면 과다한 도막오름성, 도막 평활성이 떨어지고, 도막의 내후성이 떨어져 바람직하지 않다.Examples of cationic synthetic resins formed by addition reactions of polyepoxides and amines contained in the electrodeposition resin dispersions of the present invention are known from US Pat. Nos. 3,962,165, 3,947,358, 3,975,346 and 4,001,156. If it is less than 15% by weight, the coating film riseability of the electrodeposition paint is poor, and the rust resistance and water resistance of the coating film are not preferable.
본 발명의 전착 수지 분산액에 포함되는 폴리이소시아네이트 경화제는 미합중국 특허 제 4,031,050호에 언급된 바와 같이 완전히 차단되거나 또는 부분적으로 차단된 이소시아네이트를 사용한다. 이러한 차단된 이소시아네는 톨루엔디이소시아네이트 또는 메틸렌디이소시아네이트 등을 카프로락톤, 에탄올, 부틸카비톨 및 트리메톡시프로판올 등으로 차단한 경화제를 사용하는 것이 바람직하다. 이들의 사용량이 10 중량% 미만이면 도막의 경화특성이 떨어져 도막의 소부온도가 상승하며, 25 중량%를 초과하면 도막의 기계적 물성의 저하 및 도막의 내후성이 떨어져 바람직하지 않다.The polyisocyanate curing agents included in the electrodeposited resin dispersions of the present invention employ fully blocked or partially blocked isocyanates as mentioned in US Pat. No. 4,031,050. For such blocked isocyanates, it is preferable to use a curing agent which is blocked with toluene diisocyanate or methylene diisocyanate with caprolactone, ethanol, butyl carbitol, trimethoxypropanol and the like. If the amount thereof is less than 10% by weight, the curing property of the coating film is lowered, and the baking temperature of the coating film is increased. If the amount is more than 25% by weight, the mechanical properties of the coating film are lowered and the weather resistance of the coating film is not preferable.
본 발명의 전착 수지 분산액은 계면활성제 및/또는 중화제를 추가로 함유할 수 있다. 계면활성제는 부톡시 에탄올 계열의 비이온성 계면활성제인 Air Proudct사의 XS-139 등을 0.05 내지 0.3 중량% 사용한다. 그 사용량이 0.05 중량% 미만이면 전착 도장시 수세성이 떨어지고, 0.3 중량%를 초과하면 기포가 다량 발생하는 문제점이 있다. 중화를 위해 사용되는 중화산으로는 무기산 또는 유기산, 예를 들어 개미산, 초산, 인산, 락트산 및 설팜산 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다. 중화산의 사용량은 0.3 중량% 내지 2 중량%이다. 그의 사용량이 0.3 중량% 미만이면 중화율이 부족하여 분산성이 떨어지고, 2 중량%를 초과하면 과다한 중화율의 상승으로 수분산 입자가 작아져 도막오름성이 상승하여 도막 평활성에 문제를 일으키는 단점이 있다.The electrodeposition resin dispersion of the present invention may further contain a surfactant and / or a neutralizing agent. As the surfactant, 0.05 to 0.3% by weight of XS-139 or the like of Air Proudct, a butoxy ethanol-based nonionic surfactant, is used. If the amount is less than 0.05% by weight, the water-washing performance is poor during electrodeposition coating, if more than 0.3% by weight there is a problem that a large amount of bubbles are generated. As the neutralized acid used for neutralization, any one or more of inorganic or organic acids such as formic acid, acetic acid, phosphoric acid, lactic acid and sulfamic acid may be used. The amount of neutralized acid used is 0.3% by weight to 2% by weight. If the amount thereof is less than 0.3% by weight, the neutralization rate is insufficient, so that the dispersibility is low. If the amount is more than 2% by weight, the excessive neutralization rate increases, the dispersing particles become smaller and the film film rises, resulting in problems with the smoothness of the film. have.
본 발명의 전착 수지 분산액을 제조하는 방법은 다음과 같다:The method for preparing the electrodeposition resin dispersion of the present invention is as follows:
아크릴-아민 전착 수지 5중량% 내지 15중량%, 폴리에폭사이드와 아민과의 부가반응으로 형성된 양이온 합성 수지 15중량% 내지 35중량%, 폴리이소시아네이트 경화제 10 중량% 내지 25 중량%를 투입하고 40 내지 100℃의 온도에서 650mmHg 내지 760mmHg하에서 감압하여 메틸이소부틸 케톤, 자일렌 등의 저비점 용제를 추출한 후 중화를 위해 산을 투입한다. 적절한 중화방법의 예를 들면, 중화제 및 계면활성제등을 넣고 고속교반하에서 탈이온수를 적가하여 상기 전착 수지 분산액을 얻을 수 있다.5 wt% to 15 wt% of acryl-amine electrodeposition resin, 15 wt% to 35 wt% of cationic synthetic resin formed by addition reaction of polyepoxide and amine, 10 wt% to 25 wt% of polyisocyanate curing agent After extraction under low pressure at 650 mmHg to 760 mmHg at a temperature of 100 ° C. to extract a low boiling point solvent such as methyl isobutyl ketone and xylene, an acid is added for neutralization. As an example of a suitable neutralization method, the said electrodeposition resin dispersion liquid can be obtained by adding a neutralizing agent, surfactant, etc., and dropwise addition of deionized water under high speed stirring.
본 발명은 또한 전착 수지 분산액 30중량% 내지 45중량%, 안료 페이스트 조성물 7 중량% 내지 15 중량% 및 탈이온수 40중량% 내지 60중량%를 포함하는 전착 도료 조성물을 제공한다. The present invention also provides an electrodeposition paint composition comprising 30% to 45% by weight of electrodeposition resin dispersion, 7% to 15% by weight of pigment paste composition and 40% to 60% by weight of deionized water.
본 발명에 따른 전착 도료 조성물에 사용된 안료 페이스트 조성물은 에폭사이드-아민의 부가반응으로 형성된 안료 분쇄 비이클 8 중량% 내지 25 중량%, 안료 페이스트 조성물의 경화촉매로서 금속 옥사이드, 예를 들어 디부틸틴옥사이드 0.5 중량 % 내지 3 중량%, 건조 도막의 기계적 물성 및 내화학적 특성을 위해 티타늄 디옥사이드나 카본블랙등의 안료성분 20중량% 내지 40중량% 및 탈이온수 20중량% 내지 60중량%로 구성된다. 안료 분쇄 비이클이 8 중량% 미만이면 안료와의 분산성이 떨어져 바람직하지 않고, 25 중량%를 초과하면 기계적 특성 및 내화학성이 떨어져 바람직하지 않다. 경화촉매인 디부틸틴옥사이드의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 도막의 경화온도가 올라가 바람직하지 않으며, 3 중량% 이상이면 도막의 성질이 단단하여 기계적 물성이 오히려 떨어지게 되어 바람직하지 않다. 상기 안료 페이스트의 안료/안료 분쇄 비이클의 고형분비율은 2.5 내지 5.0 이다. 이때, 안료/안료 분쇄 비이클의 고형분비가 2.5 미만이면 도막의 기계적 특성 및 내화학성이 떨어져 바람직하지 않고, 5.0을 초과하면 도막의 성질이 단단하여 기계적 물성이 오히려 떨어지게 되어 바람직하지 않다.The pigment paste composition used in the electrodeposition paint composition according to the present invention is 8% to 25% by weight of the pigment grinding vehicle formed by the addition reaction of the epoxide-amine, and a metal oxide such as dibutyltin as a curing catalyst of the pigment paste composition. It is composed of 0.5% to 3% by weight of oxide, 20% to 40% by weight of pigment components such as titanium dioxide or carbon black, and 20% to 60% by weight of deionized water for the mechanical properties and chemical resistance of the dry coating film. If the pigment grinding vehicle is less than 8% by weight, the dispersibility with the pigment is poor, and if it is more than 25% by weight, the mechanical properties and the chemical resistance are not preferable. If the amount of dibutyltin oxide that is a curing catalyst is less than 0.5% by weight, the curing temperature of the coating film is not increased, and if it is 3% by weight or more, the coating film is hard and mechanical properties are rather deteriorated. Solid content ratio of the pigment / pigment grinding | pulverization vehicle of the said pigment paste is 2.5-5.0. At this time, if the solid content ratio of the pigment / pigment grinding vehicle is less than 2.5, the mechanical properties and chemical resistance of the coating film are deteriorated, and it is not preferable. If the content exceeds 5.0, the properties of the coating film are hard and the mechanical properties are rather deteriorated.
본 발명에 따른 전착 도료 조성물의 안료 고형분/전착 수지 고형분의 비는 0.25 내지 0.45, 전착도장시 210 볼트 조건에서 20 내지 25 마이크론의 도막두께를 형성하기 위해서는 0.3 내지 0.35, 고형분 함량은 15 내지 22%가 바람직하다.Pigment solid content / electrodeposition resin solid content ratio of the electrodeposition coating composition according to the present invention is 0.25 to 0.45, 0.3 to 0.35 to form a film thickness of 20 to 25 microns at 210 volts when electrodeposition coating, the solid content is 15 to 22% Is preferred.
이하에 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다. 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 더 상세히 설명하는 것이나, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following examples illustrate the invention in more detail, but the scope of the invention is not limited by the following examples.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
실시예 1Example 1
하기 표에 나타난 화합물을 사용하여 아크릴-아민 전착 수지를 제조하였다. Acrylic-amine electrodeposition resins were prepared using the compounds shown in the table below.
메톡시 프로판올과 라디칼 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드를 반응기에 투입한 후 질소 분위기하에서 교반하며 서서히 80℃로 가열한다. 개시제가 완전히 녹은 후 아크릴레이트 모노머 혼합물을 3시간동안 반응기 내에 서서히 적가한다. 적가 완료후 에폭시 당량을 측정하여 측정치가 1600 에서 1900 범위의 값을 확인한다. 에폭시 당량의 측정치 1600 에서 1900의 값은 라디칼 반응중에 초기 에폭시 당량 측정치의 변화 유무를 확인하기 위한 목적이며 에폭시 당량 측정치가 상기의 값의 범위를 벗어날 경우 반응온도에 의한 에폭시 링의 부분 반응으로 후 공정인 아민 부가반응에서 반응성을 떨어뜨리는 결과를 제공한다. 라디칼 반응 종결후 메톡시 프로판올을 투입후 반응기 온도를 40℃로 냉각시키면서 반응기내에 질소 공급을 중지하고 산소를 블로잉한다. 반응기 온도가 40℃에 도달하면 반응기 온도를 80℃로 서서히 승온시킨다. 반응기 온도가 60℃에 도달하면 디에탄올 아민을 투입하고 산소 블로잉 조건에서 80℃로 2시간 반응을 유지한다. 반응완료후 아민가 14 에서 25, 고형분이 40 에서 60인 아크릴-아민 전착 수지를 획득하였다.
After adding methoxy propanol and benzoyl peroxide as a radical initiator to the reactor, the mixture is gradually heated to 80 ° C. under nitrogen atmosphere. After the initiator has completely dissolved, the acrylate monomer mixture is slowly added dropwise into the reactor for 3 hours. After completion of the dropping, the epoxy equivalent is measured to confirm the value in the range of 1600 to 1900. The values of epoxy equivalents 1600 to 1900 are for the purpose of confirming the change of the initial epoxy equivalents measured during the radical reaction, and if the epoxy equivalents are out of the above range, the partial reaction of the epoxy ring by the reaction temperature will be followed. It gives the result of deactivation in phosphorus amine addition reaction. After the completion of the radical reaction, methoxy propanol is added and the nitrogen supply is stopped and oxygen is blown into the reactor while cooling the reactor temperature to 40 ° C. When the reactor temperature reaches 40 ° C, the reactor temperature is gradually raised to 80 ° C. When the reactor temperature reaches 60 ° C diethanol amine is added and the reaction is maintained at 80 ° C 2 hours under oxygen blowing conditions. After completion of the reaction, an acryl-amine electrodeposition resin having an amine value of 14 to 25 and a solid content of 40 to 60 was obtained.
실시예 2Example 2
실시예 2는 아크릴-아민 전착 수지 제조에 대한 다른 실시예이다. Example 2 is another example for preparing acrylic-amine electrodeposition resins.
메틸 메타크릴레이트 대신 라우릴 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 제조방법은 동일하다. Except for using lauryl methacrylate instead of methyl methacrylate, the production method is the same as in Example 1.
실시예 3Example 3
하기 표에 나타난 화합물을 사용하여 전착 수지 분산액을 제조하였다. Electrodeposited resin dispersions were prepared using the compounds shown in the table below.
폴리에폭사이드-아민 전착 수지와 차단된 폴리이소시아네이트 경화제, 실시예 1의 반응 생산물을 반응기 내에 사입 후 80 ℃에서 진공으로 용매를 제거한 후 계면활성제 XS-139와 중화산으로서 개미산을 넣어 혼합한 후 탈이온수를 고속교반하에서 서서히 적가 하면서 수분산시켜 고형분비가 35 에서 40 %인 전착 수지 분산액을 제조한다. After inserting the polyepoxide-amine electrodeposition resin and the blocked polyisocyanate curing agent, the reaction product of Example 1 into the reactor, the solvent was removed in vacuo at 80 ° C., mixed with surfactant XS-139 and formic acid as a neutralized acid, and then desorbed. Ionized water is slowly added dropwise under high-speed stirring to prepare an electrodeposition resin dispersion having a solid content of 35 to 40%.
실시예 4Example 4
하기 표에 나타난 화합물을 사용하여 전착 수지 분산액을 제조하였다. Electrodeposited resin dispersions were prepared using the compounds shown in the table below.
폴리에폭사이드-아민 전착 수지와 실시예 1의 반응 생성물의 투입비율을 제외하고는 실시예 3과 동일하다. It is the same as Example 3 except the ratio of the polyepoxide-amine electrodeposition resin and the reaction product of Example 1.
실시예 5Example 5
하기 표에 나타난 화합물을 사용하여 전착 수지 분산액을 제조하였다.Electrodeposited resin dispersions were prepared using the compounds shown in the table below.
실시예 2의 반응생성물을 적용한 것을 제외하면 실시예4와 제조 방법은 동일하다. Except that the reaction product of Example 2 was applied, and the production method is the same as in Example 4.
비교예 1Comparative Example 1
하기 표에 나타난 화합물을 사용하여 전착 수지 분산액을 제조하였다.Electrodeposited resin dispersions were prepared using the compounds shown in the table below.
아크릴-아민 전착 수지를 적용하지 않은 것을 제외하면 실시예 3과 제조 방법은 동일하다. Except that the acryl-amine electrodeposition resin was not applied, Example 3 and the manufacturing method are the same.
제조예 1Preparation Example 1
하기 표에 언급된 성분 및 양을 사용하여 본 발명에 따른 안료 페이스트 조성물을 제조하였다. The pigment paste compositions according to the invention were prepared using the ingredients and amounts mentioned in the tables below.
상기 성분들을 표시한 순서대로 함께 혼합하고 잘 교반한 다음 디스퍼멧 SL-703 (BYK 사) 분산기로 헤그만 번호 6 까지 분산시킨다. 이렇게 얻어진 안료페이스트의 고형분 함량은 50 에서 60% 이다.
The components are mixed together in the order indicated, stirred well and then dispersed up to Hegman No. 6 with a Dispermet SL-703 (BYK) disperser. The solids content of the pigment paste thus obtained is 50 to 60%.
실시예 6Example 6
본 실시예는 본 발명의 시험 평가를 위한 시편 제작용 전착 도료 조성물의 제조에 관한 것이다.This example relates to the preparation of electrodeposition coating compositions for specimen preparation for test evaluation of the present invention.
상기 실시예에 의해 구성된 전착 도료 조성물의 고형분 함량은 18 에서 20 %이며 안료 고형분/수지 고형분의 비는 0.3 에서 0.35 이다.
The solids content of the electrodeposition coating composition constructed by the above examples is 18 to 20% and the ratio of pigment solids / resin solids is 0.3 to 0.35.
실시예 7Example 7
본 실시예는 본 발명의 시험 평가를 위한 시편 제작용 전착 도료 조성물에 관한 것이다.This example relates to an electrodeposition coating composition for specimen preparation for test evaluation of the present invention.
상기 실시예 4의 전착 수지 분산액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6와 제조 방법은 동일하다. Except for using the electrodeposition resin dispersion of Example 4, the production method is the same as in Example 6.
상기 실시예에 의해 구성된 전착 도료 조성물의 고형분 함량은 18 에서 19 %이며 안료 고형분/수지 고형분의 비는 0.35 에서 0.37 이다. The solids content of the electrodeposition paint composition constructed by this example is 18 to 19% and the ratio of pigment solids / resin solids is 0.35 to 0.37.
실시예 8Example 8
본 실시예는 본 발명의 시험 평가를 위한 시편 제작용 전착 도료 조성물에 관한 것이다. This example relates to an electrodeposition coating composition for specimen preparation for test evaluation of the present invention.
상기 실시예 5의 전착 수지 분산액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 제조 방법은 동일하다. Except for using the electrodeposition resin dispersion of Example 5, the production method is the same as in Example 6.
상기 실시예에 의해 구성된 전착 도료 조성물의 고형분 함량은 18 에서 20 %이며 안료 고형분/수지 고형분의 비는 0.35 에서 0.4 이다.
The solids content of the electrodeposition paint composition constructed by this example is 18 to 20% and the ratio of pigment solids / resin solids is 0.35 to 0.4.
비교예 2Comparative Example 2
본 비교예는 실시예 6, 실시예 7 및 실시예 8의 비교 평가를 위한 전착 도료 조성물의 구성예이다. This comparative example is a structural example of the electrodeposition coating composition for comparative evaluation of Example 6, Example 7, and Example 8.
상기 비교예 1의 전착 수지 분산액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 제조 방법은 동일하다. Except for using the electrodeposition resin dispersion of Comparative Example 1, and Example 6 are the same.
상기 제조한 전착 도료 조성물은 인산아연기제 처리제로 표면 처리된 냉각압연 강판상 (9 mm ×20 mm)에서 210 - 270 볼트의 정전압에서 2 분간 전착도장을 수행한다. 이 후 생성된 도막을 물로 세척하고 170 ℃에서 30 분간 오븐에서 구워 20 (±2) 마이크론의 두께를 얻는다. 얻어진 도막은 내염수분무성과 내후성을 평가하였다. 물성 시험 결과를 표1에 나타내었다. The electrodeposition coating composition prepared above is subjected to electrodeposition coating for 2 minutes at a constant voltage of 210 to 270 volts on a cold rolled steel sheet (9 mm x 20 mm) surface-treated with a zinc phosphate treatment agent. The resulting coating is then washed with water and baked in an oven at 170 ° C. for 30 minutes to obtain a thickness of 20 (± 2) microns. The obtained coating film evaluated saline spray resistance and weather resistance. Physical property test results are shown in Table 1.
1) 60도 광택계로 측정, 초기 광택과 UV 조사후 광택의 차이가 적을수록 좋음.1) Measured with a 60-degree glossmeter, the smaller the difference between initial gloss and gloss after UV irradiation
2) 100시간 동안 내후 촉진 시험을 진행하였고, 실험 진행후에 도막의 ΔE값의 변화를 X-rite로 확인하였다. ΔE값은 황변 발생의 정도를 나타내는 것으로 수치가 낮을수록 좋음.2) The weathering test was performed for 100 hours, and after the experiment, the change of ΔE value of the coating film was confirmed by X-rite. The ΔE value indicates the degree of yellowing. The lower the value, the better.
3) 시험 시편의 중앙을 칼날로 X-cut 하여 35℃조건에서 5% 염화나트륨 수용액을 500시간, 1000시간 동안 분무, 시험완료 후 X-cut 부위를 테이프로 테이핑하여 박리폭을 평가하였다. 3) The center of the test specimen was X-cut with a blade, sprayed with 5% aqueous sodium chloride solution at 35 ° C. for 500 hours and 1000 hours, and the peeling width was evaluated by taping the X-cut area with tape after the test was completed.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 아크릴-아민 전착 수지를 적용한 실시예 6, 7, 8의 초기 광택 및 내염수 분무시험 결과는 아크릴-아민 전착 수지를 적용하지 않은 비교예 2와 비교시 동등 수준으로 확인되었으며 내후성 평가 후의 광택 및 ΔE값은 아크릴-아민 전착 수지를 적용하지 않은 비교예 2보다 우수 하였다. 또한 실시예 6과 실시예 7의 결과를 통해 전착 수지 분산액 내에 아크릴-아민 전착 수지의 함량이 증가할수록 내후성 평가 후의 ΔE값 및 광택에서 상대적으로 우수한 결과를 보여주는 것으로 확인되었다.As can be seen in Table 1, the initial gloss and salt water spray test results of Examples 6, 7, and 8 applied with acryl-amine electrodeposition resin were equivalent to those of Comparative Example 2 without acryl-amine electrodeposition resin. It was confirmed that the gloss and ΔE value after the weather resistance evaluation was superior to Comparative Example 2 without acryl-amine electrodeposition resin. In addition, the results of Examples 6 and 7 showed that as the content of acryl-amine electrodeposition resin in the electrodeposition resin dispersion increases, showing a relatively good result in the ΔE value and gloss after weathering evaluation.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에폭사이드-아민 전착 수지를 적용한 전착 도료 조성물은 기존에 적용되던 전착 도료 조성물과 비교시 내식성 및 외관의 차이는 없고 내후성 평가에서 우수한 결과를 보여 주고 있음을 알 수 있다.As described above, the electrodeposition coating composition to which the polyepoxide-amine electrodeposition resin according to the present invention is applied has no difference in corrosion resistance and appearance and shows excellent results in weatherability evaluation as compared with the electrodeposition coating composition that has been conventionally applied. Able to know.
본 발명에서 제시한 아크릴-아민 전착 수지를 포함한 전착 수지 분산액 및 아크릴-아민 전착 수지를 포함한 전착 수지 분산액으로 이루어진 전착 도료 조성물 중 어느 하나의 성분만을 사용한 경우에도 향상된 결과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다. Improved results can be obtained even when only one component of an electrodeposition coating composition comprising an electrodeposition resin dispersion containing an acryl-amine electrodeposition resin and an electrodeposition resin dispersion containing an acryl-amine electrodeposition resin presented in the present invention is used. In addition, although the present invention has been described according to an embodiment of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
Claims (6)
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