KR20120108730A - Composition of waterborne polyurethane, method of the composition and coating paint including the same - Google Patents
Composition of waterborne polyurethane, method of the composition and coating paint including the sameInfo
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Abstract
Description
본 발명은 무기물의 사용 없이도 코팅도막의 내마모성이나 경도 등의 기계적 특성을 증가시킬 수 있는 수분산 폴리우레탄 조성물, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 코팅도료에 관한 것이다.
The present invention relates to a water-dispersed polyurethane composition, a method for manufacturing the same, and a coating paint including the same, which can increase mechanical properties such as abrasion resistance and hardness of a coating film without using inorganic materials.
각종 코팅이나 접착제 분야에서 일반적으로 사용되는 우레탄 조성물의 경우 용매로 유기용매를 사용하여 왔다. 이러한 우레탄 조성물은 건조과정에서 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds)을 방출함에 따라 이에 의한 환경오염이 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. In the case of urethane compositions generally used in various coating or adhesive fields, an organic solvent has been used as a solvent. As the urethane composition releases volatile organic compounds in the drying process, environmental pollution is emerging as a serious social problem.
그에 따라 전세계적으로 환경오염을 방지하기 위한 휘발성 유기화합물 배출억제, 지구온난화 방지대책, 오존층 파괴 방지 등에 대한규제가 잇따르고 있는 실정이다. 이러한 사회적 추세에 따라 유기용매 대신 물을 사용한 수분산 폴리우레탄의 제조와 관련된 기술들이 다양하게 연구되고 있다. As a result, regulations around the world to prevent the pollution of volatile organic compounds, to prevent global warming, and to prevent the destruction of ozone layer are being followed. According to this social trend, various technologies related to the production of water-dispersed polyurethane using water instead of an organic solvent have been studied.
수분산 폴리우레탄의 경우 화학적 가교 구조가 충분히 형성되지 않을 경우 열적 안정성, 내약품성, 내수성 및 내마모성이나 경도와 같은 기계적 물성 등이 떨어져 그 응용에 제한을 받게 된다. 이러한 수분산 폴리우레탄의 미흡한 기계적 물성을 보완하기 위해 클레이, 실리카, 알루미나 등의 무기물을 수지 내에 도입시키는 연구가 진행되어 왔다. In the case of a water-dispersed polyurethane, if the chemical crosslinking structure is not sufficiently formed, thermal stability, chemical resistance, water resistance, and mechanical properties such as wear resistance and hardness are deteriorated, thereby limiting its application. In order to compensate for the insufficient mechanical properties of the water-dispersed polyurethane, studies have been conducted to introduce inorganic materials such as clay, silica, and alumina into the resin.
연구의 결과로서, 수분산 폴리우레탄에 테트라에틸오르쏘실리케이트를 첨가할 경우 내마모성이나 경도와 같은 기계적 특성이 향상되며, 수분산 폴리우레탄에 콜로이달 실리카를 혼합하는 경우 기계적 특성이 향상된다는 점이 알려져 있다. 그러나, 수분산 폴리우레탄에 무기물을 첨가하는 경우 안정한 분산상태의 유지가 어려울 뿐만 아니라 점도가 상승하여 작업성이 저하되고, 기재와의 접착성이 저하되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
As a result of the study, it is known that addition of tetraethyl orthosilicate to water-dispersed polyurethane improves mechanical properties such as abrasion resistance and hardness, and that mechanical properties are improved when mixing colloidal silica into water-dispersed polyurethane. . However, when an inorganic substance is added to the water-dispersed polyurethane, not only it is difficult to maintain a stable dispersion state but also the viscosity rises, resulting in a decrease in workability and deterioration in adhesion to the substrate.
상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명자들은 무기물의 첨가 없이도 수분산 폴리우레탄 조성물의 내마모성이나 경도와 같은 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 연구를 거듭한 끝에 특정의 아크릴계 화합물을 소정의 첨가범위 내에서 첨가할 경우 무기물의 첨가 없이도 수분산 폴리우레탄 조성물의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다. In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly studied to improve mechanical properties such as abrasion resistance and hardness of a water-dispersed polyurethane composition without adding an inorganic substance. In this case, it was found that the mechanical properties of the water-dispersed polyurethane composition can be greatly improved without the addition of an inorganic material, and thus the present invention was completed.
본 발명은 클레이, 실리카 및 알루미나와 같은 무기물을 사용하지 않고도 내마모성이나 경도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 수분산 폴리우레탄 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a water-dispersible polyurethane composition which can improve mechanical properties such as wear resistance and hardness without using inorganic materials such as clay, silica and alumina.
또한 본 발명은 무기물을 포함하지 않고도 내마모성이나 경도 등의 기계적 물성이 향상된 수분산 폴리우레탄의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a water-dispersed polyurethane with improved mechanical properties such as wear resistance and hardness without including inorganic materials.
또한 본 발명은 상기 수분산 폴리우레탄 조성물을 포함하는 코팅용 도료를 제공하는데 다른 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a coating material for coating comprising the water-dispersed polyurethane composition.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물의 제조방법은 수평균 분자량이 500 내지 2000인 폴리올 100중량부에 대하여 디메틸올프로피오닉산 5 내지 10중량부, 디이소시아네이트계 화합물 20 내지 60중량부 및 촉매 0.001 내지 0.1중량부를 첨가하고 반응시켜 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 제1단계; 상기 제1단계의 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 10 내지 25중량부를 첨가하고 3~8시간 반응시켜 NCO기에 아크릴레이트기를 도입하여 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 제2단계; 상기 제2단계의 반응용액에 중화제를 pH7?10이 될 때까지 첨가하여 디메틸올프로피오닉산 유래의 카르복실기를 중화시키는 제3단계; 및 상기 제3단계의 반응용액과 물 250 내지 550중량부를 혼합하여 수분산 용액을 제조하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Method for producing a water-dispersed polyurethane composition according to the present invention for achieving the above object is 5 to 10 parts by weight of dimethylol propionic acid, diisocyanate compound 20 with respect to 100 parts by weight of polyol having a number average molecular weight of 500 to 2000 A first step of preparing a prepolymer having an NCO group at the end by adding to 60 parts by weight and 0.001 to 0.1 parts by weight of a catalyst and reacting; 10 to 25 parts by weight of pentaerythritol triacrylate is added to the reaction solution of the first step and reacted for 3 to 8 hours to introduce an acrylate group to the NCO group to prepare a prepolymer having an acrylate group at the terminal; A third step of neutralizing the carboxyl group derived from dimethylol propionic acid by adding a neutralizing agent to the reaction solution of the second step until the pH is 7 to 10; And a fourth step of preparing an aqueous dispersion solution by mixing the reaction solution of the third step with 250 to 550 parts by weight of water.
상기 폴리올은 폴리카보네이트 디올이고, 상기 디이소시아네이트계 화합물은 이소포론 디이오시아네이트인 것이 바람직하다. The polyol is a polycarbonate diol, and the diisocyanate compound is preferably isophorone diiocyanate.
상기 제4단계의 수분산 용액에 사슬연장제 1 내지 5중량부를 투입하고 반응시키는 제5단계를 더 포함할 수 있다. A fourth step of adding 1 to 5 parts by weight of the chain extender to the aqueous dispersion solution of the fourth step and reacting.
상기 제4단계가 제3단계의 반응용액에 물을 서서히 첨가한 다음 교반하는 것이거나 물에 제3단계의 반응용액을 서서히 첨가한 다음 교반하는 것일 수 있다. The fourth step may be to slowly add the water to the reaction solution of the third step and then to stir or to slowly add the reaction solution of the third step to the water and then to stir.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물은 상기 제조방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다. The water-dispersed polyurethane composition according to the present invention for achieving the above object of the present invention is characterized in that it is prepared by the production method.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코팅 도료는 상기 수분산 폴리우레탄 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Coating paints according to the present invention for achieving another object of the present invention is characterized in that it comprises the water-dispersed polyurethane composition.
상기한 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물은 그 제조과정에서 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머를 제조한 다음 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하여 NCO기에 아크릴레이트기를 도입한 후 수분산 시킴에 따라 무기물을 사용하지 않고도 내마모성이나 경도와 같은 기계적 물성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 다른 종류의 아크릴레이트 화합물을 사용하는 경우에 비하여 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하는 경우 현저하게 향상된 내마모성과 경도 특성을 얻을 수 있다. 상기한 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물은 각종 코팅용 도료에 활용할 수 있다.
The above-described water-dispersed polyurethane composition according to the present invention prepares a prepolymer having an NCO group at its end in the preparation process, and then introduces an acrylate group into the NCO group using pentaerythritol triacrylate and then disperses the inorganic material. It is possible to obtain the effect of improving mechanical properties such as wear resistance and hardness without using. In particular, when pentaerythritol triacrylate is used as compared with the case of using other kinds of acrylate compounds, remarkably improved wear resistance and hardness characteristics can be obtained. The water-dispersed polyurethane composition according to the present invention can be utilized in various coating paints.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물의 제조방법은 폴리올, 디메틸올프로피오닉산, 디이소시아네이트계 화합물 및 촉매를 혼합하고 반응시켜 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 제1단계, 상기 제1단계의 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 첨가하고 반응시켜 NCO기에 아크릴레이트기를 도입하여 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 제2단계, 상기 제2단계의 반응용액에 중화제를 첨가하여 중화시키는 제3단계 및 상기 제3단계의 반응용액과 물을 혼합하여 수분산 용액을 제조하는 제4단계를 포함하여 이루어진다. 상기 수분산 폴리우레탄 조성물의 제조방법은 제4단계의 수분산 용액에 사슬연장제를 투입하여 반응시키는 제5단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. The method for preparing a water-dispersed polyurethane composition according to the present invention is a first step of preparing a prepolymer having an NCO group at the end by mixing and reacting a polyol, dimethylol propionic acid, a diisocyanate compound, and a catalyst. Pentaerythritol triacrylate is added to the reaction solution and reacted to introduce an acrylate group to the NCO group to prepare a prepolymer having an acrylate group at the end, and to neutralize the reaction solution by adding a neutralizing agent to the reaction solution of the second step. And a fourth step of preparing an aqueous dispersion solution by mixing the reaction solution and water of the third step and the third step. The manufacturing method of the water-dispersed polyurethane composition may further comprise a fifth step of reacting by adding a chain extender to the water dispersion solution of the fourth step.
상기 제조방법을 각 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
The manufacturing method will be described in detail for each step as follows.
제1단계First stage
상기 제1단계는 폴리올, 디메틸올프로피오닉산, 디이소시아네이트계 화합물 및 촉매를 혼합하고 반응시켜 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 것이다. The first step is to prepare a prepolymer having an NCO group at the end by mixing and reacting a polyol, dimethylol propionic acid, a diisocyanate compound and a catalyst.
구체적으로 상기 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머를 제조하기 위하여 본 발명에서는 수평균 분자량이 500 내지 2000인 폴리올 100중량부에 대하여 디메틸올프로피오닉산 5 내지 10중량부, 디이소시아네이트계 화합물 20 내지 60중량부 및 촉매 0.001 내지 0.1중량부를 첨가하고 반응시켜 제조하였다. Specifically, in order to prepare a prepolymer having an NCO group at the terminal, 5 to 10 parts by weight of dimethylolpropionic acid and 20 to 60 parts by weight of a diisocyanate compound based on 100 parts by weight of a polyol having a number average molecular weight of 500 to 2000 And 0.001 to 0.1 parts by weight of catalyst were added and reacted.
상기에서 폴리올은 수평균 분자량이 500 내지 2000인 것을 사용하게 되는데, 폴리올의 수평균 분자량이 500 미만일 경우 분산안정성이 떨어지고, 코팅 적용시 가공성이 떨어지는 단점이 있으며, 수평균 분자량이 2000을 초과할 경우 코팅에 적용시 도막의 유연성이 커져 전반적인 물성의 저하가 나타나는 단점이 있다. 따라서 상기 범위내의 분자량을 갖는 폴리올을 사용하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 수평균 분자량이 800 내지 1500인 것을 사용하는 것이 좋다.When the polyol has a number average molecular weight of 500 to 2000 is used, when the polyol number average molecular weight is less than 500, the dispersion stability is poor, there is a disadvantage in poor workability when applying the coating, the number average molecular weight exceeds 2000 When applied to the coating has a disadvantage in that the flexibility of the coating film is increased so that the overall physical properties. Therefore, it is preferable to use a polyol having a molecular weight within the above range. More preferably, the number average molecular weight is 800-1500.
상기 폴리올로는 폴리에스테르 폴리올, 카보네이트 폴리올, 카프로 락톤계 폴리올 등이 사용 가능하다. 바람직하게는 카보네이트 폴리올을 사용하는 것이 좋다.As the polyol, polyester polyol, carbonate polyol, caprolactone polyol and the like can be used. Preferably, carbonate polyols are used.
폴리에스테르 폴리올은 일반적으로 상업화된 제품을 사용할 수 있으며, 다이산 또는 산무수물과 글리콜의 축합반응으로 얻어진다. 다이산은 포화 또는 불포와 알킬형 또는 사이클릭 알킬형과 페닐형 모두 사용될 수 있다. 그 예로는 프탈산, 하이드로진네이트 프탈산, 이소플닥릭 산, 텔러프탁릭산, 말론산, 숙신산, 글루타믹산, 아디픽산, 피멜릭산, 서브릭산, 아제라틱산, 세바식 산, 포말릭산, 숙신산 무수물, 프탈산 무수물, 말레익산 무수물, 하이드로진네이트 프탈산 무수물 등이 있다. 글리콜로는 일반적으로 알킬형의 글리콜을 사용한다. 예로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디 프로필렌 글리콜, 메틸 프로판 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 부틸에틸 플로판 글리콜, 부탄디올, 헥산 디올 등이 사용가능하다.Polyester polyols are generally commercially available and are obtained by condensation of diacids or acid anhydrides with glycols. Diacids can be used either saturated or unsaturated and alkyl or cyclic alkyl and phenyl. Examples include phthalic acid, hydrozinnate phthalic acid, isoplic acid, tellaflic acid, malonic acid, succinic acid, glutamic acid, adipic acid, pimelic acid, sublic acid, azeratic acid, sebacic acid, formic acid, succinic anhydride , Phthalic anhydride, maleic anhydride, hydrozinnate phthalic anhydride and the like. Alkyl glycols are generally used as glycols. Examples are ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, methyl propane glycol, neopentyl glycol, butylethyl flopane glycol, butanediol, hexane diol and the like.
카보네이트 폴리올의 경우 상업화 되어 있는 아사히 카사이사의 폴리카보네이트 디올을 사용할 수 있다. In the case of carbonate polyols, commercially available polycarbonate diols of Asahi Kasai Corporation can be used.
카프로 락톤계 폴리올의 경우 입실론 카플로 락톤 변형된 제품을 사용할 수 있으며, 상업화 되어있는 다이셀사의 락톤 폴리올 Placcel 200시리즈를 선택적으로 사용할 수 있다.In the case of caprolactone-based polyols, epsilon caplolactone-modified products can be used, and the commercialized lactone polyol Placcel 200 series of Daicel can be optionally used.
상기 디메틸올프로피오닉산은 친수성기의 도입을 위해 사용되는 것으로서, 그 첨가량이 폴리올 100중량부에 대하여 5중량부 미만일 경우 원활한 수분산이 곤란하여 안정성이 떨어지는 단점이 있으며, 그 첨가량이 10중량부를 초과할 경우 하도 코팅에 적용시 내약품성이 저하되는 단점이 있다. 따라서 디메틸올프로피오닉산은 폴리올 100중량부에 대하여 5 내지 10중량부 첨가하는 것이 바람직하다.The dimethylol propionic acid is used for the introduction of a hydrophilic group, when the addition amount is less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyol has a disadvantage in that the smooth dispersion is difficult, the stability is lowered, the addition amount may exceed 10 parts by weight When applied to the undercoat coating has a disadvantage that the chemical resistance is lowered. Therefore, it is preferable to add 5-10 weight part of dimethylol propionic acids with respect to 100 weight part of polyols.
이때 상기 디메틸올프로피오닉산은 용제에 용해시킨 상태로 첨가할 수 있으며, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, 메탄올 또는 에탄올 등의 용제에 용해시켜 첨가할 수 있다. 바람직하게 상기 용제는 N-메틸-2-피롤리돈 으며, 용제는 디메틸올프로피오닉산 100중량부에 대하여 120 중량부 이상, 바람직하게는 120 내지 200중량부 첨가하여 용해시킬 수 있다.In this case, the dimethylol propionic acid may be added in a state dissolved in a solvent, for example, may be added by dissolving in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, methanol or ethanol. Preferably the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone, the solvent can be dissolved by adding 120 parts by weight or more, preferably 120 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of dimethylol propionic acid.
상기 디이소시아네이트계 화합물은 폴리올 100중량부에 대하여 20 내지 60중량부 첨가하게 된다. 이때, 디이소시아네이트계 화합물의 첨가량이 폴리올 100중량부에 대하여 20중량부 미만으로 첨가될 경우 생성된 우레탄 결합이 적어 피막의 유연성이 결여되게 되고, 그에 따라 하도 코팅에 적용시 가공성이 저하되어 도막이 쉽게 박리되는 문제점이 발생하며, 디이소시아네이트계 화합물의 첨가량이 60중량부를 초과할 경우 도료의 점도가 증가하여 작업성이 좋지 않고 전반적인 도막물성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 디이소시아네이트계 화합물의 첨가량은 폴리올 100중량부에 대하여 20 내지 60중량부 첨가하는 것이 바람직하다.The diisocyanate compound is added in an amount of 20 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. At this time, when the amount of the diisocyanate compound added is less than 20 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol, the resulting urethane bonds are small, resulting in a lack of flexibility of the coating. When the amount of the diisocyanate compound exceeds 60 parts by weight, there is a problem in that the peelability of the paint increases, resulting in poor workability and deterioration in overall coating properties. Therefore, it is preferable to add 20-60 weight part of addition amounts of a diisocyanate type compound with respect to 100 weight part of polyols.
상기 디이소시아네이트계 화합물은 상업적으로 통용되는 대부분의 디이소시아네이트계 화합물을 사용할 수 있다. 상기 디이소시아네이트계 화합물로는 톨루엔디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥산디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 바람직하게 이소포론디이소시아네이트를 사용하는 것이 좋다.As the diisocyanate compound, most of the commercially available diisocyanate compound may be used. Toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc. are mentioned as said diisocyanate type compound. These can be used individually or in combination of 2 or more, respectively. Preferably, isophorone diisocyanate is used.
반응의 촉진을 위하여 촉매를 사용하게 된다. 상기 촉매는 통상의 폴리우레탄 제조시 사용되는 촉매를 통상의 첨가범위 내에서 첨가할 수 있다. 예를 들어 상기 촉매는 폴리올 100중량부에 대하여 0.001 내지 0.1중량부 첨가할 수 있으며, 사용 가능한 촉매로는 디부틸틴 디라우레이트(DBDTL)가 있다.A catalyst is used to accelerate the reaction. The catalyst may be added within the usual range of the catalyst used in the production of conventional polyurethane. For example, the catalyst may be added in an amount of 0.001 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol, and a usable catalyst may include dibutyltin dilaurate (DBDTL).
이때, 반응은 반응용기의 온도를 70 내지 90℃로 승온시킨 상태에서 3시간 이상 실시하며, 반응종료시점은 예를 들어 IR스펙트럼 등에서 이소시아네이트기(NCO)의 흡수밴드 길이의 변화를 통해 용이하게 확인할 수 있다.At this time, the reaction is carried out for 3 hours or more in the state of raising the temperature of the reaction vessel to 70 to 90 ℃, the end of the reaction is easily confirmed through the change in the absorption band length of the isocyanate group (NCO), for example in the IR spectrum Can be.
상기와 같이 하면 말단에 NCO기를 갖는 프리폴리머의 제조가 가능하다.
If it is as mentioned above, the prepolymer which has NCO group at the terminal is possible.
제2단계2nd step
상기 제2단계는 상기 제1단계의 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 첨가하고 반응시켜 NCO기에 아크릴레이트기를 도입하여 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 단계이다. In the second step, pentaerythritol triacrylate is added to the reaction solution of the first step and reacted to prepare a prepolymer having an acrylate group at the terminal by introducing an acrylate group to the NCO group.
보다 구체적으로 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 제조하기 위하여 본 발명에서는 상기 제1단계의 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 10 내지 25중량부를 첨가하고 3~8시간 반응시켜 NCO기에 아크릴레이트기를 도입하여 제조하였다. More specifically, to prepare a prepolymer having an acrylate group at the terminal, in the present invention, 10 to 25 parts by weight of pentaerythritol triacrylate is added to the reaction solution of the first step and reacted for 3 to 8 hours to introduce an acrylate group to the NCO. It was prepared by.
아크릴 수지 특성 부여하기 위하여 아크릴레이트 단량체를 사용하게 되는데, 본 발명에서는 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하였다. 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하게 되면, 무기물을 사용하지 않고도 내마모성이나 경도와 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있게 된다. 특히, 다른 종류의 아크릴레이트 화합물을 사용하는 경우에 비하여 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하는 경우 현저하게 향상된 기계적 물성을 얻을 수 있다. In order to impart acrylic resin properties, an acrylate monomer is used. In the present invention, pentaerythritol triacrylate was used. When pentaerythritol triacrylate is used, mechanical properties such as wear resistance and hardness can be improved without using inorganic materials. In particular, when pentaerythritol triacrylate is used, remarkably improved mechanical properties can be obtained compared to the case of using other kinds of acrylate compounds.
종래 수분산 폴리우레탄 조성물에 아크릴레이트 단량체를 사용하는 기술은 알려져 있다. 그러나, 내마모성이나 경도와 같은 기계적 물성을 향상시키기 위하여 본 발명에서와 같은 방법으로 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 사용하는 기술은 개시된 바 없다. Conventional techniques for using acrylate monomers in water-dispersed polyurethane compositions are known. However, a technique of using pentaerythritol triacrylate in the same manner as in the present invention in order to improve mechanical properties such as wear resistance and hardness has not been disclosed.
상기 펜타에리트리톨트리아크릴레이트는 그 첨가량의 조절을 통해 기계적 물성을 현저하게 향상시킬 수 있게 된다. 상기 펜타에리트리톨트리아크릴레이트는 제1단계에서 사용된 폴리올 100중량부에 대하여 10 내지 25중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 펜타에리트리톨트리아크릴레이트의 첨가량이 10중량부 미만이면 기계적 물성의 향상을 기대하기 어렵고 그 첨가량이 25중량부를 초과 할 경우 오히려 내마모성이 떨어지고 접착력이 떨어지는 문제점이 있다.The pentaerythritol triacrylate can significantly improve the mechanical properties by controlling the amount of the pentaerythritol triacrylate. The pentaerythritol triacrylate is preferably added in an amount of 10 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol used in the first step. If the addition amount of the pentaerythritol triacrylate is less than 10 parts by weight, it is difficult to expect the improvement of mechanical properties, and if the addition amount exceeds 25 parts by weight, there is a problem in that the wear resistance is lowered and the adhesive strength is lowered.
반응은 반응용기의 온도를 70 내지 90℃로 승온시킨 상태에서 3~8시간 반응시키면 NCO기에 아크릴레이트기가 도입된 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 용이하게 제조할 수 있다.
When the reaction is carried out for 3 to 8 hours in a state where the temperature of the reaction vessel is raised to 70 to 90 ° C., the prepolymer having an acrylate group at the terminal into which the acrylate group is introduced can be easily prepared.
제3단계Step 3
상기 제3단계는 상기 제2단계의 반응용액에 중화제를 첨가하여 중화시키는 단계이다. The third step is a step of neutralizing by adding a neutralizing agent to the reaction solution of the second step.
구체적으로 제2단계 반응용액의 중화를 위하여 본 발명에서는 상기 제2단계의 반응용액에 중화제를 pH7?10이 될 때까지 첨가하여 디메틸올프로피오닉산 유래의 카르복실기를 중화시켰다. Specifically, in order to neutralize the second reaction solution, the neutralizing agent was added to the reaction solution of the second step until the pH was 7 to 10 to neutralize the carboxyl group derived from dimethylol propionic acid.
상기 중화제는 암모니아, 에틸아민, 부틸아민, 디메틸아민, 디이소프로필아민, 디메틸에틸아민, 벤질아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리부틸아민, 메틸디에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 노말메틸몰포린, 디이소프로파놀아민 또는 2-아미노2-메칠1-프로파놀에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디에틸에탄올아민을 사용하는 것이 좋다.The neutralizing agent may be ammonia, ethylamine, butylamine, dimethylamine, diisopropylamine, dimethylethylamine, benzylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tributylamine, methyl diethanolamine, diethylethanolamine, Dimethylethanolamine, normal methylmorpholine, diisopropanolamine or 2-amino2-methyl1-propanol may be used, and preferably diethylethanolamine is used.
상기 중화제의 첨가는 반응용기의 온도를 50℃ 이하로 낮춘 상태에서 실시하는 것이 바람직하다.
The addition of the neutralizing agent is preferably carried out in the state of lowering the temperature of the reaction vessel to 50 ℃ or less.
제4단계Step 4
상기 제3단계의 반응용액과 물을 혼합하여 수분산 용액을 제조하는 단계이다. The third step is to prepare a dispersion solution by mixing the reaction solution and water.
보다 구체적으로 수분산 용액을 얻기 위하여 상기 제3단계의 반응용액과 물 250 내지 550중량부를 혼합하여 수분산 용액을 제조하였다. More specifically, in order to obtain an aqueous dispersion solution, the reaction solution of the third step and 250 to 550 parts by weight of water were mixed to prepare an aqueous dispersion solution.
상기 제4단계에서 수분산 용액을 제조하기 위하여 두 가지 방법이 고려될 수 있다. 즉, 제3단계의 반응용액에 물을 서서히 첨가한 다음 교반하여 수분산 용액을 제조하거나, 물에 제3단계의 반응용액을 서서히 첨가한 다음 교반하여 수분산 용액을 제조할 수 있다. In the fourth step, two methods may be considered to prepare an aqueous dispersion solution. That is, water may be slowly added to the reaction solution of the third step and then stirred to prepare an aqueous dispersion solution, or by slowly adding the reaction solution to the third step and then stirred to prepare an aqueous dispersion solution.
상기 제4단계에서는 필요에 따라서는 작업성을 개선할 목적으로 알코올계 용제를 일부 사용할 수 있으며 일례로, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등을 극소량 사용할 수 있다.In the fourth step, if necessary, some alcohol solvents may be used for the purpose of improving workability. For example, a very small amount of methanol, ethanol, isopropanol, butanol, methylcellulose, ethyl solusorb, etc. may be used.
상기 물의 첨가량은 한정할 필요는 없으나, 폴리올 100 중량부에 대하여 250 내지 550중량부 첨가할 수 있다. 상기 물의 첨가량이 상기의 기준으로 250중량부 미만으로 첨가될 경우 코팅성이 저하되며, 550중량부를 초과할 경우 원하는 두께의 도막(코팅층) 형성이 어렵다는 단점이 있다.
The amount of the water added need not be limited, but may be added in an amount of 250 to 550 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol. If the added amount of water is less than 250 parts by weight based on the above standards, the coating property is lowered, and if it exceeds 550 parts by weight, it is difficult to form a coating film (coating layer) having a desired thickness.
제5단계Step 5
상기 제5단계는 분자량 조절을 위하여 선택적으로 추가될 수 있는 것으로서 상기 제4단계의 수분산 용액에 사슬연장제를 투입하여 반응시키는 것이다. The fifth step is to be added selectively to control the molecular weight is to add a chain extender to the aqueous dispersion solution of the fourth step to react.
보다 구체적으로 상기 제5단계는 상기 제4단계의 수분산 용액에 사슬연장제 1 내지 5중량부를 투입하고 반응시키는 것일 수 있다. More specifically, the fifth step may be to add and react 1 to 5 parts by weight of a chain extender to the aqueous dispersion solution of the fourth step.
상기 사슬연장제는 디아민류 및 디올 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 1급 또는 2급 아미노기 및 수산기를 2개 함유하는 화합물로서 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌디아민, 펜틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 에틸렌디올, 프로필렌디올, 부틸렌디올, 펜틸렌디올, 헥사메틸렌디올에서 선택된 것을 적어도 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The chain extender may use diamines and diol compounds, specifically, a compound containing two primary or secondary amino groups and two hydroxyl groups, ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, pentylenediamine, hexamethylenediamine , Ethylenediol, propylenediol, butylenediol, pentylenediol, hexamethylenediol can be used by mixing at least one or more.
상기 사슬연장제는 제1단계에서 사용된 폴리올 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 아울러 상기 사슬연장제는 소량의 물에 희석한 후 첨가하는 것이 바람직하다.
The chain extender is preferably added 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol used in the first step. In addition, the chain extender is preferably added after dilution in a small amount of water.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물은 코팅 도료, 특히 모바일폰 하도 코팅용 도료로 유용하게 사용될 수 있으며, 코팅용 도료에 적용시 내마모성이나 경도 등의 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 점도와 접착성 등의 물성이 우수한 특성을 나타낸다.The water-dispersed polyurethane composition according to the present invention prepared by the above method can be usefully used as a coating paint, in particular, mobile phone undercoat coating, when applied to the coating paint has excellent mechanical properties such as wear resistance and hardness In addition to exhibiting excellent physical properties such as viscosity and adhesion.
상기한 본 발명에 따른 수분산 폴리우레탄 조성물은 본 발명의 특성을 변화시키지 않는 범위 내에서 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어 도전성 고분자, 4급 암모늄염, 무기염, 금속입자, (메타)아크릴레이트 변성 4급 암모늄염에서 선택되는 대전방지제를 포함하여 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적고분자화 금지제, 레벨링제, 계면활성제, 윤활제 등이 통상의 첨가범위 내에서 추가적으로 사용될 수 있다.
The water-dispersed polyurethane composition according to the present invention described above may include various additives within a range that does not change the properties of the present invention. Antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, thermal polymerisation inhibitors, leveling agents, including, for example, antistatic agents selected from conductive polymers, quaternary ammonium salts, inorganic salts, metal particles, (meth) acrylate modified quaternary ammonium salts , Surfactants, lubricants and the like may additionally be used within the usual addition range.
본 발명은 상기와 같이 제조된 수분산 폴리우레탄 조성물을 포함하는 코팅 도료를 제공한다. 상기 코팅 도료에서 수분산 폴리우레탄 조성물은 그 함량을 다양하게 조절할 수 있으며, 바람직하게는 총 코팅 도료 100중량부에 대하여 40중량부 이상, 보다 바람직하게는 40 내지 90중량부 포함되도록 하는 것이 좋다.The present invention provides a coating paint comprising the water-dispersed polyurethane composition prepared as described above. The water-dispersed polyurethane composition in the coating paint can be variously controlled in content, preferably 40 parts by weight or more, more preferably 40 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the total coating paint.
상기 코팅 도료는 공지된 당해 분야에서 사용되는 은분 및 펄 등과 같은 글리터, 안료 및 각종 첨가제를 혼합 사용할 수 있다. 또한, 코팅 도료의 물성향상을 위하여 폴리이소시아 네이트 경화제를 선택적으로 사용할 수 있다. 글리터는 코팅 처리된 알루미늄분말 및 동분, 펄 등을 사용할 수 있다.
The coating paint may be used by mixing a variety of additives, such as glitters, pigments, such as silver powder and pearl used in the art known in the art. In addition, a polyisocyanate curing agent may be optionally used for improving physical properties of the coating paint. The glitter may be coated aluminum powder, copper powder, pearl, or the like.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention and the present invention is not limited thereto.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3><Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3>
온도계, 냉각기, 온도조절기 및 교반기가 연결된 500mL 4구 넥의 반응기에 폴리올로 분자량 1000의 폴리카보네이트디올(Asahi Kasei) 30g, 이소포론 디이소시아네이트 13g, DBTL 0.005g을 넣은 다음, 여기에 디메틸올프로피오닉산(DMPA) 2g을 6g의 NMP에 녹여 첨가한 후 75℃에서 3시간 동안 교반하였다. 상기 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 하기 표 1에 나타낸 량으로 첨가하고, 4시간 반응시켰다. 반응 후 온도를 50℃로 낮추고 트리에틸아민(TEA)을 서서히 첨가하여 중화시켰다. Into a 500 mL four-necked reactor with a thermometer, cooler, thermostat and stirrer, 30 g of polycarbonate diol (Asahi Kasei) having a molecular weight of 1000, 13 g of isophorone diisocyanate, and 0.005 g of DBTL were added to a polyol, followed by dimethylol propionic. 2 g of acid (DMPA) was dissolved in 6 g of NMP, and then stirred at 75 ° C. for 3 hours. Pentaerythritol triacrylate was added to the reaction solution in an amount shown in Table 1 below, followed by reaction for 4 hours. After the reaction, the temperature was lowered to 50 ° C. and neutralized by the slow addition of triethylamine (TEA).
중화반응 후 상기 반응용기에 증류수 120g을 서서히 투입하고 1000rpm으로 교반하면서 수분산 용액을 제조하였다. After the neutralization reaction, 120 g of distilled water was slowly added to the reaction vessel, and an aqueous dispersion solution was prepared while stirring at 1000 rpm.
에틸렌디아민(EDA) 2g을 초순수 8g에 넣어 희석시킨 용액을 상기 수분산 용액에 투입한 후 1시간 동안 교반시켜 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하였다. 2 g of ethylenediamine (EDA) was added to 8 g of ultrapure water, and the diluted solution was added to the aqueous dispersion solution and stirred for 1 hour to prepare a water dispersion polyurethane composition.
첨가량(g)Pentaerythritol triacrylate
Addition amount (g)
<비교예 4>≪ Comparative Example 4 &
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 대신 2-히드록시에틸메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하였다. A water-dispersed polyurethane composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2-hydroxyethyl methacrylate was used instead of pentaerythritol triacrylate.
<비교예 5>≪ Comparative Example 5 &
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 대신 2-히드록시에틸아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하였다. A water-dispersed polyurethane composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2-hydroxyethyl acrylate was used instead of pentaerythritol triacrylate.
<비교예 6>≪ Comparative Example 6 >
온도계, 냉각기, 온도조절기 및 교반기가 연결된 500mL 4구 넥의 반응기에 폴리올로 분자량 1000의 폴리카보네이트디올(Asahi Kasei) 30g, 이소포론 디이소시아네이트 13g, DBTL 0.005g을 넣은 다음, 여기에 디메틸올프로피오닉산(DMPA) 2g을 6g의 NMP에 녹여 첨가한 후 75℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 후 온도를 50℃로 낮추고 트리에틸아민(TEA)을 서서히 첨가하여 중화시켰다. 여기에 테트라에틸오르쏘실리케이트 4.5g을 첨가한 다음 증류수 120g을 서서히 투입하고 1000rpm으로 교반하면서 수분산 용액을 제조하였다. Into a 500 mL four-necked reactor with a thermometer, cooler, thermostat and stirrer, 30 g of polycarbonate diol (Asahi Kasei) having a molecular weight of 1000, 13 g of isophorone diisocyanate, and 0.005 g of DBTL were added to a polyol, followed by dimethylol propionic. 2 g of acid (DMPA) was dissolved in 6 g of NMP, and then stirred at 75 ° C. for 3 hours. After the reaction, the temperature was lowered to 50 ° C. and neutralized by the slow addition of triethylamine (TEA). Add 4.5 g of tetraethylorthosilicate to this 120 g of distilled water was slowly added thereto, and an aqueous dispersion solution was prepared while stirring at 1000 rpm.
에틸렌디아민(EDA) 2g을 초순수 8g에 넣어 희석시킨 용액을 상기 수분산 용액에 투입한 후 1시간 동안 교반시켜 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하였다. 2 g of ethylenediamine (EDA) was added to 8 g of ultrapure water, and the diluted solution was added to the aqueous dispersion solution and stirred for 1 hour to prepare a water dispersion polyurethane composition.
<실험예><Experimental Example>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 수분산 폴리우레탄 조성물을 이용하여 아래와 같이 물성 평가를 실시하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.Using the water-dispersed polyurethane composition prepared in the above Examples and Comparative Examples, the physical properties were evaluated as shown below, and the results are shown in Table 2.
1. 연필경도1. Pencil Hardness
수분산 폴리우레탄 조성물을 스테인레스 판 위에 스핀 코팅한 후 열경화(140℃, 30분)하여 코팅막을 형성하였다. 코팅막의 두께는 약 10㎛이었다. The water-dispersed polyurethane composition was spin coated on a stainless plate and then thermally cured (140 ° C., 30 minutes) to form a coating film. The thickness of the coating film was about 10 μm.
상기 코팅막의 연필경도는 경도 측정기(CORE TECH)에 연필경도 측정용 연필을 45°각도로 끼우고 1Kg의 하중을 걸고 연필경도를 측정하였다. 연필은 미쯔비시 제품을 사용하고 한 연필경도당 5회 실시하였다. 기스가 2개 이상이면 불량으로 판정하였으며, 불량 판정 이전의 연필로 연필경도를 표현하였다. Pencil hardness of the coating film was a pencil hardness measurement (CORE TECH) was inserted into the pencil hardness measuring pencil at a 45 ° angle and the load of 1Kg was measured pencil hardness. Pencils were made using Mitsubishi products, and were carried out five times for each pencil hardness. If there were two or more Gis, it was judged to be defective, and pencil hardness was expressed by a pencil before the failure determination.
기스: 0 OKKiss: 0 OK
기스: 1 OKKiss: 1 OK
기스: 2 이상 NGGes: 2 or more NG
2. 내마모성2. Wear resistance
수분산 폴리우레탄 조성물을 PC(폴리카보네이트) 기판 위에 스핀 코팅한 후 열경화(140℃, 30분)하여 코팅막을 형성하였다. 코팅막의 두께는 약 10㎛이었다. The water-dispersed polyurethane composition was spin-coated on a PC (polycarbonate) substrate and then thermally cured (140 ° C., 30 minutes) to form a coating film. The thickness of the coating film was about 10 μm.
이때, 코팅막의 내마모도를 측정하기 위하여 70rpm, 100회전의 조건에서 500g의 내마모휠로 코팅도막을 마모시킨 후 마도된 정도를 UV-Vis 스펙트로메터에서 600nm파장에서 코팅도막의 투과율을 측정하였다. At this time, in order to measure the wear resistance of the coating film, the transmittance of the coating film was measured at 600 nm wavelength by UV-Vis spectrometer after abrasion of the coating film with a wear resistance wheel of 500 g under the conditions of 70 rpm and 100 revolutions.
코팅막의 내마모도는 다음의 수학식 1과 같이 투과도 손실%(Transmittance Loss%)로 정의하였으며, 투과도 손실율이 적을수록 시료의 내마모도가 우수함을 의미한다. The wear resistance of the coating film was defined as a transmission loss% (Transmittance Loss%) as shown in Equation 1 below, which means that the lower the transmittance loss rate, the better the wear resistance of the sample.
<수학식 1>&Quot; (1) "
Transmittance Loss % = 100(B-A)/BTransmittance Loss% = 100 (B-A) / B
상기 수학식 1에서 A는 내마모휠로 코팅도막을 마모시킨 후의 600nm에서의 투과율을 나타내고, B는 내마모휠로 코팅도막을 마모시키기 전의 600nm에서의 투과율을 나타낸다. In Equation 1, A represents a transmittance at 600 nm after the wear of the coating coating with the wear wheel, B represents a transmittance at 600 nm before the wear of the coating coating with the wear wheel.
3. 점도 3. Viscosity
점도는 19℃에서 회전 점도측정기(LVDV-11+P, BROOKFIELD, USA)를 사용하여 측정하였다. 이때 spindle은 62를 사용하였다. Viscosity was measured at 19 ° C. using a rotary viscometer (LVDV-11 + P, BROOKFIELD, USA). The spindle used was 62.
4. 접착력4. Adhesion
수분산 폴리우레탄 조성물을 스테인레스 판 위에 스핀 코팅한 후 열경화(140℃, 30분)하여 코팅막을 형성하였다. 코팅막의 두께는 약 10㎛이었다. The water-dispersed polyurethane composition was spin coated on a stainless plate and then thermally cured (140 ° C., 30 minutes) to form a coating film. The thickness of the coating film was about 10 μm.
상기와 같이 코팅한 필름 위에 가로 세로 1mm 눈금 100칸을 만들고 그 위에 50 mm 너비의 투명 OPP 테이프를 붙인 후 강하게 박리하고 남아 있는 눈금의 개수를 세어 부착력을 평가하였다.100 square columns of vertical and vertical 1 mm on the coated film as described above was attached to the transparent OPP tape of 50 mm width on it and then peeled off strongly and the adhesion was evaluated by counting the number of remaining graduations.
(Transmittance Loss (%)Abrasion resistance
(Transmittance Loss (%)
상기 표 2에서 보는 바와 같이 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하는 과정에서 펜타에리트리톨트리아크릴레이트의 함량을 변화시키면서 실시한 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3을 비교하여 보면, 그 함량이 본 발명의 바람직한 범위내에 포함된 실시예의 경우 그 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 2 및 3에 비하여 내마모성과 연필경도가 우수하고, 점도와 접착력 등이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다. 비교예 3의 경우 과량의 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 첨가한 것으로서, 접착력이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 비교예 1의 경우 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 첨가하지 않은 경우에 해당되는 것으로 그 물성이 실시예 1 내지 3에 비하여 현저하게 떨어지는 것을 확인할 수 있다. When comparing the Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 carried out while changing the content of pentaerythritol triacrylate in the process of preparing the water-dispersed polyurethane composition as shown in Table 2, the content of the present invention In the case of the examples included in the preferred range of compared to the Comparative Examples 2 and 3, the content is out of the scope of the present invention is excellent in wear resistance and pencil hardness, it can be confirmed that both excellent viscosity and adhesive strength. In the case of Comparative Example 3, as the excess pentaerythritol triacrylate was added, it can be confirmed that the adhesive strength is somewhat inferior. Comparative Example 1 corresponds to a case where no pentaerythritol triacrylate is added, and the physical properties thereof may be remarkably inferior to Examples 1 to 3.
아울러, 비교예 4와 5는 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 대신 다른 종류의 아크릴레이트 화합물을 사용한 경우에 해당되는 것으로서, 내마모성이 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있다. In addition, Comparative Examples 4 and 5 correspond to the case where another kind of acrylate compound is used instead of pentaerythritol triacrylate, and it can be confirmed that the wear resistance is largely inferior.
특히, 본 발명에 따른 실시예의 수분산 폴리우레탄 조성물은 종래 방법에 따라 비교예 6에서와 같이 무기물을 도입한 수분산 폴리우레탄 조성물에 비하여 내마모성과 연필경도가 우수하고, 점도와 접착력 등이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.In particular, the water-dispersed polyurethane composition of the embodiment according to the present invention has excellent abrasion resistance and pencil hardness, excellent viscosity and adhesive strength, etc., as compared with the water-dispersed polyurethane composition incorporating an inorganic substance as in Comparative Example 6 according to the conventional method. You can see that.
따라서 본 발명은 수분산 폴리우레탄 조성물을 제조하는 과정에서 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 소정의 범위내에서 사용할 경우 내마모성과 경도와 같은 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
Therefore, when the pentaerythritol triacrylate is used within a predetermined range in the process of preparing the water-dispersed polyurethane composition, it can be confirmed that the mechanical properties such as wear resistance and hardness can be greatly improved.
Claims (7)
상기 제1단계의 반응용액에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 10 내지 25중량부를 첨가하고 3~8시간 반응시켜 NCO기에 아크릴레이트기를 도입하여 말단에 아크릴레이트기를 갖는 프리폴리머를 제조하는 제2단계;
상기 제2단계의 반응용액에 중화제를 pH7?10이 될 때까지 첨가하여 디메틸올프로피오닉산 유래의 카르복실기를 중화시키는 제3단계; 및
상기 제3단계의 반응용액과 물 250 내지 550중량부를 혼합하여 수분산 용액을 제조하는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분산 폴리우레탄 조성물의 제조방법. 5 to 10 parts by weight of dimethylol propionic acid, 20 to 60 parts by weight of isocyanate compound and 0.001 to 0.1 parts by weight of catalyst are added to 100 parts by weight of polyol of 500 to 2000 to react to prepare a prepolymer having an NCO group at the terminal. Stage 1;
10 to 25 parts by weight of pentaerythritol triacrylate is added to the reaction solution of the first step and reacted for 3 to 8 hours to introduce an acrylate group to the NCO group to prepare a prepolymer having an acrylate group at the terminal;
A third step of neutralizing the carboxyl group derived from dimethylol propionic acid by adding a neutralizing agent to the reaction solution of the second step until the pH is 7 to 10; And
And a fourth step of preparing an aqueous dispersion solution by mixing the reaction solution of the third step with 250 to 550 parts by weight of water.
A coating material comprising the water dispersion polyurethane composition of claim 6.
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KR20190122177A (en) * | 2019-05-30 | 2019-10-29 | 주식회사 비앤디네트웍스 | One-component Photo-catalytic Coating Composition and Method of Preparing the Same |
CN115286957A (en) * | 2021-09-16 | 2022-11-04 | 浙江理工大学 | Preparation method and application of photocuring self-emulsifying waterborne polyurethane composite pigment ink |
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- 2011-03-25 KR KR1020110026964A patent/KR20120108730A/en not_active Application Discontinuation
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