KR20120115027A - Water dispersable polyurethane resin, method for preparing the same, and coating composition for pcm comprising the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a water-dispersible polyurethane resin is provided to simplify coating process through four steps by using an optimum content of specific reactant, and to satisfy main physical properties required for a thin film. CONSTITUTION: A manufacturing method of a water-dispersible polyurethane resin comprises: a step of manufacturing an isocyanate group-terminated polyurethane prepolymer I in a terminal of an isocyanate group; a step of manufacturing a crosslinked polyurethane prepolymer II by reacting the prepolymer I and a polyfunctional monomer; a step of neutralizing the prepolymer II by adding the amine into the prepolymer II, and manufacturing the polyurethane water-dispersed resin I by adding water to the outcome; and a step of manufacturing a chain extended polyurethane water-dispersed resin II by reacting the water-dispersed resin I and a chain extender.

Description

폴리우레탄 수분산 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 PCM용 도료 조성물{WATER DISPERSABLE POLYURETHANE RESIN, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND COATING COMPOSITION FOR PCM COMPRISING THE SAME}Polyurethane water-dispersible resin, manufacturing method thereof, and paint composition for PCM including the same {WATER DISPERSABLE POLYURETHANE RESIN, METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND COATING COMPOSITION FOR PCM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 폴리우레탄 수분산 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 PCM용 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 반응물을 최적의 함량으로 사용하여 4단계에 걸쳐 폴리우레탄 수분산 수지를 제조함으로써, 도장 공정을 간소화할 수 있고 박막만으로도 요구되는 주요물성을 충족시키며 친환경성이 뛰어난 폴리우레탄 수분산 수지, 그 제조방법 및 이를 포함하는 PCM용 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane water dispersion resin, a method of manufacturing the same and a coating composition for PCM comprising the same, and more particularly, by preparing a polyurethane water dispersion resin in four steps using a specific reactant in an optimum content, The present invention relates to a polyurethane water-dispersion resin, a method of manufacturing the same, and a PCM coating composition including the same, which can simplify the coating process, satisfy the main physical properties required by a thin film, and have excellent environmental friendliness.

폴리우레탄 수지는 일반적으로 내마모성, 접착성, 비점착성 및 고무탄성이 뛰어나 각종 도료, 접착제, 바인더 및 코팅제 등에 널리 이용되고 있다. 이러한 폴리우레탄 수지는 환경오염에 대한 인식 및 규제 강화와 용제 가격의 꾸준한 인상으로 인해, 종래의 용제형 폴리우레탄 수지에서 폴리우레탄 수분산 수지(Polyurethane Dispersion, PUD)로 전환되고 있는 실정이며, 수계 폴리우레탄 수지 조성물에 관한 보고가 다수 이루어지고 있다. Polyurethane resins are generally used for various paints, adhesives, binders and coatings because of excellent wear resistance, adhesiveness, non-tackiness and rubber elasticity. These polyurethane resins are being converted from conventional solvent-type polyurethane resins to polyurethane dispersion (PUD) due to increased awareness of environmental pollution, increased regulations, and a steady increase in solvent prices. Many reports regarding the urethane resin composition have been made.

그러나, 폴리우레탄 수분산 수지에는 종래의 용제형 폴리우레탄 수지와 달리 수분산을 위한 음이온 중심이 불가피하게 도입되는데, 이로 인해 건조속도, 저장안정성, 접착력, 기계적 물성, 내수성, 내약품성(내산성, 내알칼리성), 내열성 등이 다소 열악하여 그 사용범위가 상당히 제한되어 있는 상황이다. 구체적으로, 폴리우레탄 수분산 수지 조성물을 표면처리 강판용 도료로 사용하는 경우, 필수적 요구물성인 내식성 및 내약품성(내산성, 내알칼리성)이 기존 용제형 수지에 비해 많이 부족한 문제가 있다. However, unlike conventional solvent-type polyurethane resins, the polyurethane water dispersion resin inevitably introduces anion centers for water dispersion, which causes drying speed, storage stability, adhesion, mechanical properties, water resistance, and chemical resistance (acid resistance, acid resistance). Alkaline), heat resistance, etc. are somewhat poor, so the use range is quite limited. Specifically, when the polyurethane water dispersion resin composition is used as a coating material for surface-treated steel sheet, there is a problem that the corrosion resistance and chemical resistance (acid resistance, alkali resistance) that are essential requirements are much shorter than the conventional solvent-type resin.

한편, 최근 도장업체들은 원가 절감을 위해 PCM(Pre-Coated Metal)용 도료 부문에 있어 컬러도장 라인이 아닌 아연도금강판 생산 라인에서 도장하는 방법을 모색하고 있다. 이러한 아연도금강판 생산 라인은 라인 스피드(line speed)가 일반 컬러도장 라인보다 두 배 이상 빠르고, 건조 및 경화를 위해 높은 온도를 요구하지 않는바 효율이 우수한 인덕션 오븐(induction oven)을 사용하고 있다. 또한, 일반적으로 수용성 제품을 사용하여 박막으로 일시 방청을 내는 정도의 도장만 실시하므로, 용제형 도료를 적용할 수 있는 설비는 아예 갖춰져 있지 않다. 따라서, 설비적 측면에서 용제형 도료가 아니면서도 저온에서 짧은 시간에 도막을 형성할 수 있는 도료가 요구된다.Meanwhile, in order to reduce costs, paint companies are exploring how to paint on galvanized steel sheet production lines rather than color coating lines in pre-coated metal (PCM) paints. This galvanized steel sheet production line uses an induction oven with high efficiency since the line speed is more than twice as fast as a general color coating line and does not require high temperature for drying and curing. In addition, since the coating is generally applied to a degree of temporarily rust-proofing with a thin film using a water-soluble product, there is no facility for applying a solvent type paint. Therefore, in terms of equipment, a paint that can form a coating film in a short time at a low temperature without using a solvent type paint is required.

또한, 컬러도장 라인에서 생산되는 제품은 크롬 또는 크롬 프리 타입의 전처리제가 도료 적용 공정 이전에 필요한 사양으로 설계되어 있다. 그러나 아연도금강판 생산 라인은 이러한 처리를 할 수 있는 별도의 설비가 갖춰져 있지 않고, 일반적으로 도장기도 1 ~ 2개밖에 없기 때문에, 한 번 또는 두 번의 도장만으로 필요한 외관 및 물성을 모두 발현해야만 한다.In addition, the products produced in the color coating line are designed with chrome or chromium-free type pretreatment before the paint application process. However, the galvanized steel sheet production line is not equipped with a separate facility for such treatment, and in general, there is only one or two coaters, so it is necessary to express all the appearance and properties required by only one or two coatings.

더불어, 최근 가전용 컬러강판의 수요가 급증하고 있는 상황에서, 가전용 제품의 특성상 깨끗한 외관특성과 더불어 스탬프 성형방식에 있어 높은 강도와 강판이 깊숙하게 밀려 늘어나는 조건에 견딜 수 있는 유연성 및 우수한 내식성이 요구되며, 10㎛ 이내의 얇은 도막으로도 주요물성을 나타내는 것이 필요한 현실이다.In addition, with the recent increase in demand for color steel sheets for home appliances, the appearance of products for home appliances, clean appearance characteristics, high strength in stamp molding methods, and flexibility to withstand the conditions where steel sheets are pushed deeply and excellent corrosion resistance It is required, and it is a reality that it is necessary to show the main physical properties even with a thin coating film within 10㎛.

이에, 저온에서도 빠르게 도막을 형성할 수 있고, 도장 공정을 간소화할 수 있으며, 박막만으로도 요구되는 주요물성을 충족시킬 수 있는 PCM용 도료 조성물 내지 이에 사용되는 폴리우레탄 수분산 수지에 대한 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, a situation is required to develop a coating composition for PCM, which can be used to form a coating film quickly even at a low temperature, simplify the coating process, and satisfy the main physical properties required by a thin film, or a polyurethane water-soluble resin used therein. to be.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 경화 및 크롬 관련 전처리 공정 없이 저온에서 빠르게 도막을 형성할 수 있고, 박막만으로도 가공성, 내식성, 내약품성, 강도 등의 주요물성을 충족시킬 수 있는 폴리우레탄 수분산 수지 및 이를 포함하는 PCM용 도료 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is possible to quickly form a coating film at a low temperature without curing and chromium-related pretreatment process, and to satisfy the main physical properties such as processability, corrosion resistance, chemical resistance, strength even with a thin film only It is an object of the present invention to provide a polyurethane water dispersion resin and a coating composition for PCM including the same.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 (a) 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부; 폴리올 600 ~ 800 중량부; 및 이소시아네이트 화합물 600 ~ 800 중량부를 반응시켜 이소시아네이트기 말단의 폴리우레탄 프리폴리머 I을 제조하는 단계; (b) 수득한 상기 프리폴리머 I 100 중량부; 및 다관능성 모노머 0.3 ~ 1.5 중량부를 반응시켜 가교구조의 폴리우레탄 프리폴리머 II를 제조하는 단계; (c) 수득한 상기 프리폴리머 II 100 중량부에, 아민 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 프리폴리머 II를 중화시킨 후, 물을 첨가하여 폴리우레탄 수분산 수지 I를 제조하는 단계; 및 (d) 수득한 수분산 수지 I 100 중량부; 및 쇄연장제 1 ~ 5 중량부를 반응시켜 쇄연장된 폴리우레탄 수분산 수지 II를 제조하는 단계를 포함하는 폴리우레탄 수분산 수지의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention (a) 100 parts by weight of a diol containing a carboxyl group; 600 to 800 parts by weight of polyol; And reacting 600 to 800 parts by weight of the isocyanate compound to prepare a polyurethane prepolymer I at the end of the isocyanate group; (b) 100 parts by weight of the prepolymer I obtained; And reacting 0.3 to 1.5 parts by weight of the multifunctional monomer to prepare a polyurethane prepolymer II having a crosslinked structure; (c) neutralizing the prepolymer II by adding 1 to 5 parts by weight of the amine to 100 parts by weight of the prepolymer II obtained, and then adding water to prepare a polyurethane water dispersion resin I; And (d) 100 parts by weight of the obtained aqueous dispersion resin I; And it provides a method for producing a polyurethane water-dispersion resin comprising the step of producing a chain-extended polyurethane water dispersion resin II by reacting 1 to 5 parts by weight of a chain extender.

또한, 본 발명의 다른 측면으로, 상기 제조방법에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지 및 이를 포함하는 PCM용 도료 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a polyurethane water dispersion resin prepared according to the manufacturing method and a coating composition for PCM comprising the same.

또한, 본 발명의 또 다른 측면으로, 상기 도료 조성물이 건조되어 형성된 도막을 표면상에 갖는 것을 특징으로 하는 강판을 제공한다.In still another aspect of the present invention, there is provided a steel sheet, which has a coating film formed by drying the coating composition on a surface thereof.

본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지를 PCM용 도료에 적용하면, 경화 및 크롬 프리 전처리 공정 없이 저온에서 빠르게 도막을 형성할 수 있어 도장 공정이 간소화되고, 박막만으로도 가공성, 내식성, 내약품성, 강도 등 요구되는 주요물성을 충족시킬 수 있으며, 용제가 아닌 물을 사용하는 것인바 친환경성이 우수한 도료를 제공할 수 있다.When the polyurethane water dispersion resin prepared according to the present invention is applied to PCM paint, the coating film can be quickly formed at low temperature without curing and chromium-free pretreatment process, so that the coating process is simplified, and processability, corrosion resistance, chemical resistance, It can meet the required major physical properties, such as strength, it is possible to provide a paint with excellent environmental friendliness to use water rather than a solvent.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[폴리우레탄 [Polyurethane 수분산Water dispersion 수지의 제조방법] Manufacturing Method of Resin]

(a) (a) 프리폴리머Prepolymer I의 제조 Manufacture of I

본 발명에 따른 폴리우레탄 수분산 수지 제조방법의 제1 단계는, 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부; 폴리올 600 ~ 800 중량부; 및 이소시아네이트 화합물 600 ~ 800 중량부를 반응시켜 이소시아네이트기 말단의 폴리우레탄 프리폴리머 I을 제조하는 단계이다.The first step of the polyurethane water dispersion resin manufacturing method according to the invention, 100 parts by weight of a diol containing a carboxyl group; 600 to 800 parts by weight of polyol; And reacting 600 to 800 parts by weight of the isocyanate compound to prepare polyurethane prepolymer I at the end of the isocyanate group.

카르복실기를 함유하는 디올로는 1개 이상의 카르복실기와 2개(또는 경우에 따라 3개 이상)의 하이드록시기를 동시에 갖는 화합물을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 일 구체예로, 1개 이상의 카르복실기를 함유하는 유리산(free acid) 글리콜을 사용할 수 있다. 예를 들어, 디하이드록시C1 - 6알카노익산, 예컨대 디메틸올 프로판산(프로피온산), 디에틸올 프로판산, 디부틸올 프로판산 및 디메틸올 부탄산; 2,6-디하이드록시 벤조산; 디하이드록시 에틸설퍼닉산; 및 디하이드록시 말레인산 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이 중 디메틸올 프로판산 및 디메틸올 부탄산 중에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 화합물의 유리산 관능기는 이온기로서 수용화 단계를 거치는 데 있어 필수적이다.As the diol containing a carboxyl group, a compound having at least one carboxyl group and two (or optionally three or more) hydroxy groups simultaneously may be used without particular limitation. In one embodiment, free acid glycols containing one or more carboxyl groups can be used. For example, the di-hydroxy C 1 - 6 alkanoyl acid, such as dimethylol propanoic acid (propionic acid), diethyl propane acid, dibutyl propane acid and dimethylol butanoic acid; 2,6-dihydroxy benzoic acid; Dihydroxy ethylsulfuric acid; And at least one selected from dihydroxy maleic acid, and at least one selected from dimethylol propanoic acid and dimethylol butanoic acid is particularly preferable. The free acid functionality of the compound is essential to undergo the solubilization step as an ionic group.

폴리올 및 이소시아네이트 화합물에 대한 카르복실기를 함유하는 디올의 상대적 함량이 상기 범위를 벗어나 너무 낮으면 수분산 안정성이 저하될 수 있고, 반대로 그 함량이 너무 높으면 내수성이 저하될 수 있다.If the relative content of the diol containing carboxyl groups for the polyol and isocyanate compound is too low outside the above range, the water dispersion stability may be lowered, and if the content is too high, the water resistance may be lowered.

본 발명에서는 반응에 사용되는 이온 중심으로 양이온 중심, 음이온 중심 및 비-이온법 중 음이온 중심을 이용한다. 음이온 중심에는 설퍼네이트 타입과 카르복실레이트 타입이 있으며, 바람직하게는 카르복실레이트 타입을 사용한다.In the present invention, as the ion center used in the reaction, a cation center, an anion center, and an anion center of the non-ion method are used. The anion center includes a sulfonate type and a carboxylate type, and preferably a carboxylate type.

폴리올로는 관능기가 2개 이상인 폴리올로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리카프로락톤 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. As the polyol, a polyol having two or more functional groups may be one or more selected from polyester polyols, polycarbonate polyols, polyether polyols, and polycaprolactone polyols, but is not necessarily limited thereto.

바람직하게는, 수평균분자량이 1,000 ~ 2,000인 것으로서, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올을 단독으로 사용하거나, 보다 바람직하게는 이 둘을 혼합하여 사용한다. 폴리에스테르 폴리올은 에스테르기를 함유하여 부착성을 발현할 수 있고, 폴리카보네이트 폴리올은 내수성, 내약품성 및 내용제성을 향상시킬 수 있다. 또한 수평균분자량은 1,000 ~ 2,000의 범위인 것이 도료 건조도막의 내수성 및 균열 방지 측면에서 바람직하며, 폴리올의 수산가는 30 ~ 70 mgKOH/g의 범위인 것이 수분산 상의 안정성 및 내수성 측면에서 바람직하다. Preferably, the number average molecular weight is 1,000 to 2,000, and polyester polyol and polycarbonate polyol are used alone, or more preferably, a mixture of both. The polyester polyol may contain an ester group to express adhesiveness, and the polycarbonate polyol may improve water resistance, chemical resistance and solvent resistance. In addition, the number average molecular weight is preferably in the range of 1,000 to 2,000 in terms of water resistance and crack prevention of the paint dry coating, and the hydroxyl value of the polyol is preferably in the range of 30 to 70 mgKOH / g in view of stability and water resistance of the aqueous phase.

폴리올은 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부에 대하여, 600 ~ 800 중량부, 보다 바람직하게는 650 ~ 750 중량부 포함된다. 그 함량이 600 중량부 미만이면 수지의 분자량이 낮아져 도막 형성 후 물성이 저하되고, 그 함량이 800 중량부를 초과하면 수지의 용융 흐름성이 취약해져 수분산 안정성이 저하된다.The polyol is included in an amount of 600 to 800 parts by weight, more preferably 650 to 750 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diol containing a carboxyl group. If the content is less than 600 parts by weight, the molecular weight of the resin is lowered, the physical properties after the coating film is lowered, if the content is more than 800 parts by weight, the melt flow of the resin is weak and the dispersion stability is lowered.

이소시아네이트 화합물로는 관능기가 2개 이상인 지방족, 지환족 및 방향족 이소시아네이트 화합물, 예컨대 메탄디이소시아네이트, 부탄-1,1-디이소시아네이트, 에탄-1,2-디이소시아네이트, 부탄-1,2-디이소시아네이트, 트렌스 비닐린 디이소시아네이트, 헵탄-1,7-디이소시아네이트, 2,2-디메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 헥산-1,6-디이소시아네이트, 옥탄-1,8-디이소시아네이트-노난-1,9-디이소시아네이트, 디메틸실란 디이소시아네이트, 디페닐실란 디이소시아네이트, 사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트 및 테트라메틸-1,3-자일렌 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Isocyanate compounds include aliphatic, cycloaliphatic and aromatic isocyanate compounds having two or more functional groups, such as methane diisocyanate, butane-1,1-diisocyanate, ethane-1,2-diisocyanate, butane-1,2-diisocyanate, Transvinyl diisocyanate, heptane-1,7-diisocyanate, 2,2-dimethyl-pentane-1,5-diisocyanate, hexane-1,6-diisocyanate, octane-1,8-diisocyanate-nonane- 1,9-diisocyanate, dimethylsilane diisocyanate, diphenylsilane diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate and tetramethyl-1,3-xylene di One or more selected from isocyanates may be used, but is not necessarily limited thereto.

바람직하게는, 디사이클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트 및 테트라메틸-1,3-자일렌 디이소시아네이트를 단독으로 또는 혼합하여 사용한다. 또한, 테트라메틸-1,3-자일렌 디이소시아네이트의 함량이 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부에 대하여 800 중량부 이상일 경우 수지의 점도가 낮아져 수분산에 유리하지만 유연성이 저하되는 부작용도 발생하므로, 그 함량을 적절히 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate and tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate are used alone or in combination. In addition, when the content of tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate is 800 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the diol containing a carboxyl group, the viscosity of the resin is lowered, which is advantageous for water dispersion, but also causes side effects in which the flexibility is lowered. It is preferable to adjust the content suitably.

이소시아네이트 화합물은 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부에 대하여, 600 ~ 800 중량부, 보다 바람직하게는 650 ~ 750 중량부 포함된다. 그 함량이 600 중량부 미만이면 쇄연장 반응이 불충분하게 진행되어 요구되는 물성을 확보하기 위한 분자량에 도달하기 어려워지고, 그 함량이 800 중량부를 초과하면 반응의 제어가 어려워진다.The isocyanate compound contains 600 to 800 parts by weight, more preferably 650 to 750 parts by weight based on 100 parts by weight of the diol containing a carboxyl group. If the content is less than 600 parts by weight, the chain extension reaction proceeds inadequately to reach the molecular weight for securing the required physical properties. If the content is more than 800 parts by weight, the reaction is difficult to control.

(b) (b) 프리폴리머Prepolymer IIII 의 제조Manufacturing

본 발명에 따른 폴리우레탄 수분산 수지 제조방법의 제2 단계는, 수득한 상기 프리폴리머 I 100 중량부; 및 다관능성 모노머 0.3 ~ 1.5 중량부를 반응시켜 주쇄에 가교구조를 함유한 이소시아네이트기 말단의 폴리우레탄 프리폴리머 II를 제조하는 단계이다.The second step of the polyurethane water dispersion resin manufacturing method according to the invention, 100 parts by weight of the prepolymer I obtained; And reacting 0.3 to 1.5 parts by weight of the multifunctional monomer to prepare a polyurethane prepolymer II at the end of the isocyanate group containing a crosslinked structure in the main chain.

가교구조 도입을 위해 첨가되는 다관능성 모노머로는 멜라민, 트리메틸올 프로판, 트리메틸아민, 글리세린, 펜타에리스리톨 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 3관능기인 멜라민을 사용한다.As the multifunctional monomer added for the crosslinking structure introduction, one or more selected from melamine, trimethylol propane, trimethylamine, glycerin, pentaerythritol, and hexamethylene diisocyanate trimer may be used, but is not necessarily limited thereto. Preferably, melamine which is a trifunctional group is used.

다관능성 모노머는 프리폴리머 I 100 중량부에 대하여, 0.3 ~ 1.5 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 1.2 중량부 포함된다. 그 함량이 0.3 중량부 미만이면 가교 반응이 불충분하게 진행되어 요구되는 물성을 확보하기 위한 분자량에 도달하기 어려워지고, 그 함량이 1.5 중량부를 초과하면 과도한 가교 반응으로 인해 분자량이 커져 반응을 제어하기 어려워진다.The polyfunctional monomer is contained 0.3 to 1.5 parts by weight, more preferably 0.5 to 1.2 parts by weight based on 100 parts by weight of prepolymer I. If the content is less than 0.3 parts by weight, the crosslinking reaction proceeds insufficiently to reach the molecular weight for securing the required physical properties. If the content is more than 1.5 parts by weight, the molecular weight increases due to the excessive crosslinking reaction, making it difficult to control the reaction. Lose.

(c) 폴리우레탄 (c) polyurethane 수분산Water dispersion 수지 I의 제조 Preparation of Resin I

본 발명에 따른 폴리우레탄 수분산 수지 제조방법의 제3 단계는, 수득한 상기 프리폴리머 II 100 중량부에, 아민 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 프리폴리머 II를 중화시킨 후, 물을 첨가하여 폴리우레탄 수분산 수지 I를 제조하는 단계이다.In the third step of the method for preparing a polyurethane water dispersion resin according to the present invention, 1 to 5 parts by weight of an amine is added to 100 parts by weight of the obtained prepolymer II to neutralize the prepolymer II, and then water is added to the polyurethane water dispersion. This step is to prepare Resin I.

프리폴리머 II를 중화시키는데 사용되는 아민으로는 3급 아민이 바람직하며, 말단의 이소시아네이트와 반응할 수 있는 하이드록시기를 함유하지 않는 3급 아민이 더욱 바람직하다.As the amine used to neutralize the prepolymer II, tertiary amines are preferred, and tertiary amines which do not contain hydroxyl groups capable of reacting with terminal isocyanates are more preferred.

아민 중화제로는 알킬 치환된 아민 또는 알칸올 아민을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 메틸디에탄올아민, 2-아미노-2-메틸프로판올, 페닐디에탄올아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 벤질디메틸아민, 디이소부틸아민 및 노르말메틸-2-피롤리돈 중에서 선택되는 1종 이상을 사용한다.Alkyl-substituted amines or alkanol amines may be used as the amine neutralizing agent, and preferably methyldiethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol, phenyldiethanolamine, trimethylamine, triethylamine, benzyldimethylamine, At least one selected from diisobutylamine and normalmethyl-2-pyrrolidone is used.

아민 중화제는 프리폴리머 II 100 중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부, 보다 바람직하게는 2 ~ 4 중량부 첨가된다. 그 첨가량이 1 중량부 미만이면 수분산 상태인 수지분의 물에 대한 안정성이 저하되고, 그 첨가량이 5 중량부를 초과하면 지나치게 높은 pH에 따른 문제가 발생한다.The amine neutralizer is added in an amount of 1 to 5 parts by weight, more preferably 2 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of prepolymer II. If the addition amount is less than 1 part by weight, the stability of the water in the resin powder in the dispersed state is lowered. If the addition amount is more than 5 parts by weight, a problem due to an excessively high pH occurs.

폴리우레탄 수분산 수지의 pH는 수분산 안정성을 갖기 위해 7.0 ~ 8.5인 것이 바람직하며, 필요에 따라 아민으로 중화시킨 후 점도를 낮춰주기 위해 희석제로서 알코올을 첨가한 뒤 수분산을 진행할 수도 있다.The pH of the polyurethane water dispersion resin is preferably 7.0 to 8.5 in order to have a water dispersion stability, and if necessary, after neutralizing with an amine, alcohol may be added as a diluent to reduce the viscosity, and then water dispersion may be performed.

수분산을 위해 투입되는 물의 바람직한 첨가량은 프리폴리머 II 100 중량부에 대하여, 100 ~ 220 중량부, 보다 바람직하게는 120 ~ 200 중량부이다. 그 첨가량이 100 중량부 미만이면 수분산 후 안정한 입자를 얻지 못할 수 있고, 그 첨가량이 220 중량부를 초과하면 고형분 함량 감소로 도료의 점도가 낮아져 도막의 두께가 크게 감소하고 작업성이 저하될 수 있다.The amount of water added for water dispersion is preferably 100 to 220 parts by weight, more preferably 120 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of prepolymer II. If the amount is less than 100 parts by weight, it may not be possible to obtain stable particles after water dispersion, and if the amount is more than 220 parts by weight, the viscosity of the paint may be lowered due to a decrease in solid content, thereby greatly reducing the thickness of the coating film and reducing workability. .

일 구체예에서, 수분산은 10 ~ 40분에 걸쳐 진행하고 수분산 직후 55 ~ 65℃의 온도로 승온시켜 약 60분간 유지하도록 한다. 이는 수분산 수지를 안정화시키기 위한 과정으로서, 만약 플라스크 기벽에 풀리지 않는 프리폴리머가 남아있다면 이를 풀어주는 단계를 포함한다. In one embodiment, the water dispersion proceeds over 10-40 minutes and immediately after the water dispersion raises the temperature to 55-65 ° C. for about 60 minutes. This is a process for stabilizing the water dispersion resin, which includes releasing the unpolymerized prepolymer on the flask wall.

(d) 폴리우레탄 (d) polyurethane 수분산Water dispersion 수지  Suzy IIII 의 제조Manufacturing

본 발명에 따른 폴리우레탄 수분산 수지 제조방법의 제4 단계는, 수득한 수분산 수지 I 100 중량부; 및 쇄연장제 1 ~ 5 중량부를 반응시켜 쇄연장된 가교구조의 폴리우레탄 수분산 수지 II(최종 폴리우레탄 수분산 수지)를 제조하는 단계이다.The fourth step of the polyurethane water dispersion resin manufacturing method according to the invention, the obtained water dispersion resin I 100 parts by weight; And reacting 1 to 5 parts by weight of a chain extender to prepare a polyurethane water dispersion resin II (final polyurethane water dispersion resin) having a chain extension crosslinked structure.

쇄연장제는 수분산 수지 I에 존재하는 미반응 이소시아네이트를 반응시키기 위해 첨가하는 것으로서, 예컨대 저분자량의 디아민 및 디알코올을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 저분자량의 디아민 중 우수한 내식성을 보이는 이소포론 디아민(IPDA), 연신율이 좋은 선형구조의 헥사메틸렌디아민(HMDA) 및 내용제성이 우수한 아디픽산 디하이드라자이드(ADH) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용한다. The chain extender is added to react the unreacted isocyanate present in the water dispersion resin I, and for example, low molecular weight diamines and dialcohols can be used. Preferably, 1 is selected from isophorone diamine (IPDA) exhibiting excellent corrosion resistance among low molecular weight diamines, hexamethylenediamine (HMDA) having good elongation, and adipic acid dihydrazide (ADH) having excellent solvent resistance. Use more than one species.

쇄연장제는 수분산 수지 I 100 중량부에 대하여, 1 ~ 5 중량부, 보다 바람직하게는 2 ~ 4 중량부 포함된다. 그 함량이 1 중량부 미만이면 분자량을 증량하기 어려워지고, 그 함량이 5 중량부를 초과하면 분자량이 급격하게 높아져 겔화(gelation) 반응이 일어날 수 있다.The chain extender is contained in an amount of 1 to 5 parts by weight, more preferably 2 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the water-dispersed resin I. If the content is less than 1 part by weight, it is difficult to increase the molecular weight, and if the content is more than 5 parts by weight, the molecular weight may be rapidly increased to cause a gelation reaction.

일 구체예에서, 본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지는 25 ~ 35%(중량 기준)의 고형분 함량, 20 ~ 100 cPs의 점도, 30,000 ~ 70,000의 수평균분자량, 100 ~ 400%의 연신율, B ~ H의 경도, 7 ~ 10의 pH 및 20 ~ 70 MPa의 인장강도를 갖는 수지일 수 있다. In one embodiment, the polyurethane water dispersion resin prepared according to the present invention has a solid content of 25 to 35% (by weight), a viscosity of 20 to 100 cPs, a number average molecular weight of 30,000 to 70,000, an elongation of 100 to 400% It may be a resin having a hardness of B to H, a pH of 7 to 10 and a tensile strength of 20 to 70 MPa.

[[ PCMPCM 용 도료 조성물]Paint composition]

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 제조방법에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지를 포함하는 PCM(Pre-Coated Metal)용 도료 조성물이 제공된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 조성물은 경화 타입이 아닌 건조 타입의 열가소성 폴리우레탄 수분산 수지를 기본으로 한 PCM용 도료 조성물로서, 용제형이 아닌 수계 도료 조성물인바 친환경성이 우수한 도료를 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a coating composition for PCM (Pre-Coated Metal) comprising a polyurethane water dispersion resin prepared according to the manufacturing method as described above. Specifically, the composition according to the present invention is a coating composition for PCM based on a thermoplastic polyurethane water-dispersion resin of a dry type rather than a curing type, and can provide a coating having excellent environmental friendliness because it is an aqueous coating composition rather than a solvent type. .

특히, 본 발명은 열가소성 폴리우레탄 수분산 수지에, 내수성 및 건조성 향상을 위해 무기 바인더를 포함시키고, 아연도금강판과의 부착력 및 내식성 향상을 위해 금속 킬레이트제, 부착증진제 및 방청내식제를 적용하고, 작업성, 외관 및 소포성 향상을 위해 소포제를 적절량 혼합한, 수용성 타입의 PCM 하도 코팅용 도료 조성물을 제공한다. 사용가능한 무기 바인더, 금속 킬레이트제, 부착증진제, 방청내식제 및 소포제에는 특별한 제한이 없으며, PCM용 도료 분야에서 통상적으로 사용되는 것들을 사용할 수 있다.In particular, the present invention comprises an inorganic binder to improve the water resistance and dryness in the thermoplastic polyurethane water dispersion resin, apply a metal chelating agent, adhesion promoter and anti-corrosive corrosion inhibitor to improve adhesion and corrosion resistance with galvanized steel sheet The coating composition for water-soluble type PCM undercoat which mixed an appropriate amount of antifoamers for the improvement of workability, appearance, and antifoaming property is provided. There is no particular limitation on the inorganic binder, the metal chelating agent, the adhesion promoter, the anti-corrosive agent and the antifoaming agent which can be used, and those conventionally used in the field of paint for PCM can be used.

바람직한 일 구체예에서, 본 발명의 PCM용 도료 조성물은 상기 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지의 고형분 100 중량부에 대하여, 물 20 ~ 150 중량부; 무기 바인더 10 ~ 20 중량부; 금속 킬레이트제 2 ~ 10 중량부; 부착증진제 1 ~ 5 중량부; 방청내식제 1 ~ 10 중량부; 및 소포제 0.1 ~ 2 중량부를 포함하는 것이다.In a preferred embodiment, the coating composition for PCM of the present invention is 20 to 150 parts by weight of water based on 100 parts by weight of solids of the polyurethane water dispersion resin prepared according to the production method of the present invention; 10 to 20 parts by weight of the inorganic binder; 2 to 10 parts by weight of the metal chelating agent; 1 to 5 parts by weight of adhesion promoter; 1 to 10 parts by weight of anticorrosive corrosion inhibitor; And 0.1 to 2 parts by weight of the defoaming agent.

폴리우레탄 수분산 수지의 양이 상기 범위를 벗어나 다른 성분보다 지나치게 적으면 본 발명이 추구하는 도장 공정 간소화 및 주요물성 충족 효과를 거두기 어렵고 습윤성(wetting)이 저하될 수 있으며, 그 양이 상기 범위를 벗어나 다른 성분보다 지나치게 많으면 도막이 두꺼워져 본 발명이 추구하는 박막 도장의 효과를 거두기 어려울 수 있다.If the amount of the polyurethane water dispersion resin is too small beyond the other range than the other components, it is difficult to achieve the effect of simplifying the coating process and satisfying the main physical properties pursued by the present invention, the wettability (wetting) may be reduced, the amount is in the above range Too much more than other components, the thicker the coating film may be difficult to achieve the effect of the thin film coating pursued by the present invention.

물의 함량이 폴리우레탄 수분산 수지의 고형분 100 중량부에 대하여, 20 중량부 미만이면 도료의 저장성이 저하될 수 있고, 그 함량이 150 중량부를 초과하면 도료의 점도가 낮아져 도막이 제대로 형성되지 않을 수 있다.If the content of water is less than 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid dispersion of the polyurethane water-based resin, the storage property of the paint may be lowered. If the content is more than 150 parts by weight, the viscosity of the paint may be lowered, so that the coating may not be properly formed. .

또한, 무기 바인더, 금속 킬레이트제, 부착증진제, 방청내식제 및 소포제의 함량이 상기 하한 미만이면 내수성, 건조성, 부착력, 내식성, 작업성, 소포성 및 외관 저하를 유발할 수 있으며, 그 함량이 상기 상한을 초과하면 폴리우레탄 수분산 수지의 상대적 함량 감소로 본 발명이 추구하는 도장 공정 간소화 및 주요물성 충족 효과를 거두기 어려울 수 있다.In addition, when the content of the inorganic binder, the metal chelating agent, the adhesion promoter, the anti-corrosive agent and the antifoaming agent is less than the lower limit, it may cause water resistance, dryness, adhesion, corrosion resistance, workability, antifoaming and deterioration of the appearance. When the upper limit is exceeded, it may be difficult to achieve the effect of simplifying the painting process and satisfying the main physical properties by pursuing the relative content of the polyurethane water dispersion resin.

본 발명의 PCM용 도료 조성물은 그 목적을 벗어나지 않는 범위에서 필요에 따라 PCM용 도료에 일반적으로 사용되는 기타의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 색상 부여, 도막의 은폐력 및 경도 향상을 위한 안료(예컨대, 백색 안료, 체질 안료); 증점제; pH 조정제; 산화방지제; 침강방지제; 유동성 조절제(rheology control agent) 등을 적절량 포함할 수 있다.The paint composition for PCM of the present invention may further include other additives generally used in paints for PCM as needed without departing from the object. For example, pigments (eg, white pigments, extender pigments) for coloring, improving hiding power and hardness of the coating film; Thickener; pH adjusters; Antioxidants; Antisettling agents; And an appropriate amount of rheology control agent and the like.

본 발명의 PCM용 도료 조성물은 경화 타입이 아닌 건조 타입의 열가소성 폴리우레탄 수분산 수지를 기본으로 한 것으로서, 상기 조성물을 적절한 온도, 예컨대 PMT(Peak Metal Temperature) 90 ~ 95℃에서 건조시키면 경화시스템 없이도 강판 표면상에 견고한 도막을 형성할 수 있다. The coating composition for PCM of the present invention is based on a thermoplastic polyurethane water-dispersion resin of a dry type, not a hardening type, and when the composition is dried at a suitable temperature, for example, PMT (Peak Metal Temperature) 90 to 95 ° C, without a curing system A solid coating film can be formed on the surface of the steel sheet.

본 발명에 따른 폴리우레탄 수분산 수지를 적용한 PCM용 도료 조성물은 도장 공정의 측면에서, 아연도금강판 생산 라인 내의 인덕션 오븐을 사용하여 별도의 전처리 없이 저온에서 빠르게 도막을 형성할 수 있으며, 물성 측면에서, 기존의 전처리 후 하도 도장하는 방식과 동등한 가공성, 내용제성, 밀착성 및 내식성을 갖는다. 또한, 기존의 4 ~ 5㎛ 하도 도장 방식보다 더욱 박막인 1 ~ 2㎛ 정도의 도장으로도 동등한 물성을 발현하고 도금된 소지를 도장 후 컬러도장 라인으로 운반하는 비용이 절감되어 수익성 향상의 효과 또한 얻을 수 있다.
The coating composition for PCM to which the polyurethane water dispersion resin according to the present invention is applied can be quickly formed at a low temperature without a separate pretreatment in terms of a painting process, using an induction oven in a galvanized steel sheet production line, and in terms of physical properties. It has workability, solvent resistance, adhesiveness and corrosion resistance equivalent to the method of coating under conventional pretreatment. In addition, even if the coating of thin film 1 ~ 2㎛, which is thinner than the existing 4 ~ 5㎛ coating method, it exhibits the same physical properties and reduces the cost of transporting the plated body to the color coating line after painting. You can get it.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, these examples are provided only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.

실시예Example 1 ~ 4 및  1 to 4 and 비교예Comparative example 1 : 폴리우레탄  1: polyurethane 수분산Water dispersion 수지 제조 Resin manufacturing

하기 표 1에 나타난 성분 및 함량의 원료물질을 사용하여 다음과 같이 폴리우레탄 수분산 수지를 제조하였다.To prepare a polyurethane water dispersion resin as follows using the raw materials of ingredients and contents shown in Table 1.

온도계 및 교반기가 부착된 둥근 4 구 플라스크에 질소를 주입한 후, 카르복실기 함유 디올, 폴리올, 이소시아네이트 화합물, 및 DMPA의 용해를 위한 N-메틸피롤리돈(NMP)을 투입하고 90℃에서 반응시켜 프리폴리머 I을 제조하였다. 이어서, 얻어진 상기 프리폴리머 I에 다관능성 모노머를 투입한 후, 95℃에서 약 4시간 동안 반응시켜 프리폴리머 II를 제조하였다.After nitrogen was injected into a round four-necked flask equipped with a thermometer and a stirrer, N-methylpyrrolidone (NMP) for dissolving carboxyl group-containing diol, polyol, isocyanate compound, and DMPA was added and reacted at 90 ° C. to prepolymer. I was prepared. Subsequently, a polyfunctional monomer was added to the obtained prepolymer I, and then reacted at 95 ° C. for about 4 hours to prepare a prepolymer II.

이어서, 온도를 30℃로 냉각하고 얻어진 상기 프리폴리머 II에 아민을 2 ~ 4 중량부(프리폴리머 II 100 중량부 기준)를 첨가하여 중화시킨 다음, 물을 첨가하여 수분산시켜 폴리우레탄 수분산 수지 I을 제조하였다. 얻어진 상기 폴리우레탄 수분산 수지 I에 쇄연장제를 첨가한 후 반응시켜 최종 폴리우레탄 수분산 수지 II를 제조하였다.Subsequently, the temperature was cooled to 30 ° C., and neutralized by adding 2 to 4 parts by weight (based on 100 parts by weight of prepolymer II) of the amine to the obtained prepolymer II, and then water was added to disperse the polyurethane water dispersion resin I. Prepared. A chain extender was added to the obtained polyurethane water dispersion resin I, followed by reaction to prepare a final polyurethane water dispersion resin II.

[표 1] 폴리우레탄 수분산 수지 배합[Table 1] Polyurethane Water Dispersion Resin Mixture

Figure pat00001
Figure pat00001

1) PE-450: 수산기가 105 ~ 115mg/g, KCC사 1) PE-450: hydroxyl value 105 ~ 115mg / g, KCC

2) UH-200: 분자량 2,000g/mol, UBE사2) UH-200: molecular weight 2,000g / mol, UBE

3) PTMEG 2000: 분자량 2,000g/mol, BASF사
3) PTMEG 2000: molecular weight 2,000 g / mol, BASF

실시예Example 5 ~ 8 및  5 to 8 and 비교예Comparative example 2 :  2 : PCMPCM 용 도료 제조Paint manufacturing

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지의 고형분 100 중량부에 대하여, 물 135 중량부, 무기 바인더로서 실리카졸을 15 중량부, 금속 킬레이트제로서 탄산지르코닐암모늄을 8 중량부, 부착증진제로서 에폭시 수지를 4 중량부, 방청내식제로서 티오우레아를 8 중량부 및 소포제로서 실리콘 소포제를 0.2 중량부 배합하여, PCM용 도료를 제조하였다. 또한 제조된 도료를 아연도금강판에 2㎛의 두께로 도장하고 275℃에서 3s 동안 건조시켜 도막을 형성하였다.
To 100 parts by weight of solids of the polyurethane water dispersion resin prepared according to the above Examples and Comparative Examples, 135 parts by weight of water, 15 parts by weight of silica sol as an inorganic binder, 8 parts by weight of zirconyl ammonium carbonate as a metal chelating agent , 4 parts by weight of an epoxy resin as an adhesion promoter, 8 parts by weight of thiourea as an anticorrosion agent, and 0.2 parts by weight of a silicone antifoaming agent as an antifoaming agent to prepare a paint for PCM. In addition, the coating material was coated on a galvanized steel sheet with a thickness of 2 μm and dried at 275 ° C. for 3 s to form a coating film.

제조된 도막의 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The physical properties of the prepared coating film were measured and the results are shown in Table 2 below.

[표 2] 도료 물성평가 결과 [Table 2] Paint Property Evaluation Results

Figure pat00002
Figure pat00002

1) 외관: 육안 평가1) Appearance: visual evaluation

2) 경화도: MEK 러빙(rubbing) 100회 이상 2) Hardness: 100 times MEK rubbing

- 우수: 100회 이상 박리 없음 -Excellent: no peeling over 100 times

- 양호 및 보통: 50회~100회 박리 없음 -Good and Normal: No 50 ~ 100 peels

- 불량: 50회 미만 박리Poor: Less than 50 peels

3) 가공성: 0T 벤딩(bending) 3) Machinability: 0T bending

- 우수: 크랙 없음 Excellent: no crack

- 양호 및 보통: 크랙 0~20% Good and medium: cracks 0-20%

- 불량: 크랙 20% 이상Poor: Over 20% crack

4) 부착성: 가공성 후 테이핑 부착4) Adhesion: Taping after workability

- 우수: 10회 이상 박리 없음 -Excellent: no peeling more than 10 times

- 양호 및 보통: 1~5회 박리 없음 Good and medium: no peeling 1-5 times

- 불량: 1회 박리-Poor: 1 peel

5) 내약품성: 24시간 10% NaOH, 10% CH3COOH 디핑 테스트(dipping test)5) Chemical resistance: 24 hours 10% NaOH, 10% CH 3 COOH dipping test

24시간 5% NaOH, 5% CH3COOH 스팟 테스트(spot test)24 hours 5% NaOH, 5% CH 3 COOH spot test

- 우수: Blister 없음 -Excellent: no Blister

- 양호 및 보통: Blister 1~5mm 이하 -Good and Normal: Blister 1 ~ 5mm or less

- 불량: Blister 5mm 이상, -Bad: more than 5mm Blister,

6) 내식성: 5% NaCl 480시간 크로스 컷(cross cut) 결과6) Corrosion resistance: 5% NaCl 480 hours cross cut result

- 우수: X-CUT 3mm 이하, 단면부 5mm 이하 -Excellent: X-CUT 3mm or less, cross section 5mm or less

- 양호 및 보통: X-CUT 3~5mm 이하, 단면부 5~7mm Good and normal: X-CUT 3 ~ 5mm or less, cross section 5 ~ 7mm

- 불량: X-CUT 5mm 이상, 단면부 7mm 이상-Bad: X-CUT 5mm or more, cross section 7mm or more

* 상기 평가기준을 토대로, 도료별로 각 물성을 비교하여 물성이 우수한 정도에 따라 우수, 양호, 보통 및 불량 순으로 평가함.
* Based on the above evaluation criteria, the properties of each paint are compared and evaluated in the order of excellent, good, normal and poor according to the degree of excellent physical properties.

상기 표 2에서 보듯이, 실시예의 경우 비교예보다 경화도, 부착성, 내약품성, 내식성 등의 물성이 모두 우수하였다. 결국, 본 발명에 따라 얇은 건조 도막으로도 PCM용 도료에서 요구하는 물성을 효과적으로 충족시킬 수 있고, 저온에서 빠르게 도막을 형성할 수 있어 공정이 간소화됨을 확인하였다.As shown in Table 2, in the case of the Example, the physical properties such as curing degree, adhesion, chemical resistance, corrosion resistance, etc. were superior to the comparative example. As a result, according to the present invention, it is confirmed that even a thin dry coating film can effectively meet the physical properties required for the PCM coating material and can form a coating film at a low temperature, thereby simplifying the process.

Claims (9)

(a) 카르복실기를 함유하는 디올 100 중량부; 폴리올 600 ~ 800 중량부; 및 이소시아네이트 화합물 600 ~ 800 중량부를 반응시켜 이소시아네이트기 말단의 폴리우레탄 프리폴리머 I을 제조하는 단계;
(b) 수득한 상기 프리폴리머 I 100 중량부; 및 다관능성 모노머 0.3 ~ 1.5 중량부를 반응시켜 가교구조의 폴리우레탄 프리폴리머 II를 제조하는 단계;
(c) 수득한 상기 프리폴리머 II 100 중량부에, 아민 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 프리폴리머 II를 중화시킨 후, 물을 첨가하여 폴리우레탄 수분산 수지 I를 제조하는 단계; 및
(d) 수득한 수분산 수지 I 100 중량부; 및 쇄연장제 1 ~ 5 중량부를 반응시켜 쇄연장된 폴리우레탄 수분산 수지 II를 제조하는 단계
를 포함하는 폴리우레탄 수분산 수지의 제조방법.
(a) 100 parts by weight of a diol containing a carboxyl group; 600 to 800 parts by weight of polyol; And reacting 600 to 800 parts by weight of the isocyanate compound to prepare a polyurethane prepolymer I at the end of the isocyanate group;
(b) 100 parts by weight of the prepolymer I obtained; And reacting 0.3 to 1.5 parts by weight of the multifunctional monomer to prepare a polyurethane prepolymer II having a crosslinked structure;
(c) neutralizing the prepolymer II by adding 1 to 5 parts by weight of the amine to 100 parts by weight of the prepolymer II obtained, and then adding water to prepare a polyurethane water dispersion resin I; And
(d) 100 parts by weight of the water-dispersed resin I obtained; And reacting 1 to 5 parts by weight of a chain extender to prepare a chain-extended polyurethane water dispersion resin II.
Method of producing a polyurethane water dispersion resin comprising a.
제1항에 있어서, 카르복실기를 함유하는 디올이 디메틸올 프로판산 및 디메틸올 부탄산 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the diol containing a carboxyl group is at least one selected from dimethylol propanoic acid and dimethylol butanoic acid. 제1항에 있어서, 폴리올이 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상으로서, 수평균분자량이 1,000 ~ 2,000인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the polyol is at least one selected from polyester polyols and polycarbonate polyols, and has a number average molecular weight of 1,000 to 2,000. 제1항에 있어서, 이소시아네이트 화합물이 디사이클로헥실메탄-4,4-디이소시아네이트 및 테트라메틸-1,3-자일렌 디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the isocyanate compound is at least one selected from dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate and tetramethyl-1,3-xylene diisocyanate. 제1항에 있어서, 다관능성 모노머가 멜라민, 트리메틸올 프로판, 트리메틸아민, 글리세린, 펜타에리스리톨 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the multifunctional monomer is at least one selected from melamine, trimethylol propane, trimethylamine, glycerin, pentaerythritol, and hexamethylene diisocyanate trimer. 제1항에 있어서, 쇄연장제가 이소포론 디아민, 헥사메틸렌 디아민 및 아디픽산 디하이드라자이드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1, wherein the chain extender is at least one selected from isophorone diamine, hexamethylene diamine, and adipic acid dihydrazide. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 제조된 폴리우레탄 수분산 수지.Polyurethane water dispersion resin prepared according to any one of claims 1 to 6. 제7항에 따른 폴리우레탄 수분산 수지의 고형분 100 중량부에 대하여,
물 20 ~ 150 중량부;
무기 바인더 10 ~ 20 중량부;
금속 킬레이트제 2 ~ 10 중량부;
부착증진제 1 ~ 5 중량부;
방청내식제 1 ~ 10 중량부; 및
소포제 0.1 ~ 2 중량부
를 포함하는 PCM용 도료 조성물.
To 100 parts by weight of solids of the polyurethane water dispersion resin according to claim 7,
20 to 150 parts by weight of water;
10 to 20 parts by weight of the inorganic binder;
2 to 10 parts by weight of the metal chelating agent;
1 to 5 parts by weight of adhesion promoter;
1 to 10 parts by weight of anticorrosive corrosion inhibitor; And
Defoamer 0.1 ~ 2 parts by weight
PCM coating composition comprising a.
제8항에 따른 도료 조성물이 건조되어 형성된 도막을 표면상에 갖는 것을 특징으로 하는 강판.A steel sheet, having a coating film formed by drying the coating composition according to claim 8 on a surface thereof.
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