KR20150025463A - 하이브리드 수용성 분산제 조성물 - Google Patents

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Abstract

도료 및 잉크에 함유되어 있는 안료와 수지 또는 용제들과의 분리로 인한 침강을 방지하고 분산 후에 색 응집, 색 분리, 색 얼룩, 광택 저하의 물성을 개선시켜주는 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지와 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 30 : 70 ~ 70 : 30의 중량비로 혼합된 하이브리드 수용성 분산제 조성물에 관한 것이다.

Description

하이브리드 수용성 분산제 조성물{HYBRID WATER SOLUBLE DISPERSANT COMPOSITION}
본 발명은 수용성 도료 및 잉크에 사용되는 유기, 무기 안료의 분산 안정화를 부여하는 친환경 하이브리드 수용성 분산제 조성물에 관한 것이다.
도료는 수지, 안료, 용제, 첨가제 등으로 구성되는데, 도료나 잉크 산업분야에 있어서, 안료 분산의 안정성은 고품질과 품질의 균일성을 주기 위한 물리적인 특성으로서, 특히 도료 제조과정의 저장안정성 및 작업특성, 최종 도막에 대하여 중요한 특성을 부여한다.
안료를 분산시키는 과정은 도료생산 공정에서 어렵고 시간과 에너지를 많이 소비한다. 이는 수지, 용제와 안료 또는 체질안료 사이에 표면장력이 달라서 응집하려는 현상이 강하기 때문이다. 특히 유성 도료나 잉크에 사용되는 분산제의 경우, 폴리머의 화학적 구조와 분자량 등이 다양한 여러 가지 종류의 분산제가 산업 분야에서 사용되고 있으나, 친환경인 수용성 분산제는 도료에 포함되는 수지 및 용제 등이 수용성 또는 수분산성이어야 하는 관계로 개발이 한정적이고, 제품 또한 다양하지 않은 실정이다.
위와 같이 수용성 도료 및 잉크의 유기, 무기 안료를 분산하여 분산 안정화를 부여하고 도료 및 잉크에 함유되어 있는 안료와 수지 또는 용제들 과의 분리로 인한 침강을 방지하고 분산 후에 색 응집, 색 분리, 색 얼룩, 광택 저하 등의 물성을 개선시킬 수 있는 친환경 수용성 분산제의 개발이 필요하다.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 도료 및 잉크에 함유되어 있는 안료와 수지 또는 용제들과의 분리로 인한 침강을 방지하고 분산 후에 색 응집, 색 분리, 색 얼룩, 광택 저하의 물성을 개선시킬 수 있는 친환경 하이브리드 수용성 분산제 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지와, 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 30 : 70 ~ 70 : 30의 중량비로 혼합된 하이브리드 수용성 분산제 조성물을 제공한다.
본 발명에서 상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지는 오일 또는 지방산 30~40 중량%; 글리콜 40~50 중량%; 및 베이직 에시드류 15~25 중량%를 축합 중합하여 에시드 값이 30 ~ 100, 분자량이 2,000~8,000이다.
본 발명에서, 상기 오일은 동유, 면실유, 탈수 피마자유, 어유, 아마인유, 홍화유, 해바라기유 및 대두유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 지방산은 아마인유 지방산, 홍화유 지방산, 해바라기유 지방산, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 탈수 피마자유 지방산, 리놀레산 및 리시놀레산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다.
본 발명에서 상기 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4부틸렌 글리콜, 1.5펜탄디올, 1.6헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메칠올, 에틸렌옥사이드 부가형 폴리올 및 프로필렌 옥사이드 부가형 폴리올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다.
본 발명에서, 상기 베이직 에시드류는 트리멜리틱 안하이드라이드, 프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 이소프탈릭에시드, 테레프탈릭에시드, 아디픽에시드, 아젤라익에시드, 세바식에시드, 사이클로헥산디에시드, 퓨마릭에시드 및 말레익 안하이드라이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다.
본 발명에서, 상기 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지는, 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지를 에스테르화한 수지를 알칼리 물질로 중화시킨 것이다.
본 발명에서, 상기 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 SMA1000, SMA2000 및 SMA3000로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 에스테르화된 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 SMA1440, SMA17352, SMA2625, SMA3840 및 SMA31890으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다.
본 발명에서, 상기 알칼리 물질은 포테슘하이드록사이드, 소듐하이드록사이드, 디에틸아민, 트리에틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 아미노메틸프로판올, 디메틸에탄올아민, 아미노에틸에탄올아민, 디이소프로판올아민 및 암모니아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지에 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 혼합된 하이브리드 수용성 분산제는 도료 및 잉크에 함유되어 있는 안료와 수지 또는 용제들과의 분리로 인한 침강을 방지하고 분산 후에 색 응집, 색 분리, 색 얼룩, 광택 저하의 물성을 개선시킨다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 안료와 수지 또는 용제들과의 분리로 인한 침강을 방지하고 분산 후에 색 응집, 색 분리, 색 얼룩, 광택 저하의 물성을 개선시키는 친환경 하이브리드 수용성 분산제 조성물에 관한 것이다.
상기의 목적을 위하여 본 발명의 친환경 하이브리드 수용성 분산제 조성물은 1차적으로 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지를 기본으로 사용하는데, 이는 친수기를 많이 도입하여 수용화를 원활하게 하므로, 안료와 수지 또는 용제들과의 분리로 인한 침강을 방지하고, 안료를 분산 후 광택을 우수하게 한다. 2차적으로는, 상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지에 분산성과 내수성 및 기계적, 화학적 물성이 우수한 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 혼합되어 하이브리드 타입의 수용성 분산제 조성물을 제공한다.
상기 하이브리드 수용성 분산제 조성물은 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지와 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 30 : 70 ~ 70 : 30의 중량비로 혼합되어 제조되는 것이 바람직하다.
이들 두 수지의 중량비가 30 : 70 미만인 경우, 분산제의 수용화가 현저히 떨어지게 되고, 도료 건조 후 광택 저하의 원인이 된다. 또한 이들 두 수지의 중량비가 70 : 30을 초과하는 경우, 분산제의 수용화는 양호하나, 안료의 분산성이 현저히 떨어지고 도료 건조 후 기계적 물성 및 내약품성이 현저히 저하되게 된다.
상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지는 오일 또는 지방산 30~40 중량%; 글리콜 40~50 중량%; 및 베이직 에시드류 15~25 중량%를 축합 중합하여 제조할 수 있고, 이렇게 제조된 상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지는 에시드 값이 30 ~ 100, 분자량이 2,000~8,000이 바람직하다. 상기 제조된 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지의 에시드 값이 30 미만인 경우에는 수용화가 이루어지지 않으며, 에시드 값이 100을 초과하는 경우에는 수용화는 잘 이루어지나 도료의 내수성 및 내알칼리성이 현저히 떨어지게 된다. 또한 분자량이 2,000 미만인 경우에는 도료에서 분산성과 내약품성이 저하되고 분자량이 8,000을 초과하는 경우에는 수용화가 어렵고 도료에서 광택이 저하된다.
상기 1차의 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지의 제조에 사용되는 오일 또는 지방산의 경우, 요오드 값이 높아 분산성이 좋은 오일 또는 지방산이 바람직하며, 상기 오일은 동유, 면실유, 탈수 피마자유, 어유, 아마인유, 홍화유, 해바라기유 및 대두유로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하고, 상기 지방산은 아마인유 지방산, 홍화유 지방산, 해바라기유 지방산, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 탈수 피마자유 지방산, 리놀레산 및 리시놀레산으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차의 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지의 제조에 사용되는 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4부틸렌 글리콜, 1.5펜탄디올, 1.6헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메칠올, 에틸렌옥사이드 부가형 폴리올 및 프로필렌 옥사이드 부가형 폴리올로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.
상기 1차의 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지의 제조에 사용되는 베이직 에시드류는 트리멜리틱 안하이드라이드, 프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 이소프탈릭에시드, 테레프탈릭에시드, 아디픽에시드, 아젤라익에시드, 세바식에시드, 사이클로헥산디에시드, 퓨마릭에시드 및 말레익 안하이드라이드로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르와 하이브리드되는 2차의 수지인 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 (SMA 수지, 제조사 : Cray Valley) 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지는 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지를 에스테르화한 수지를 알칼리 물질로 중화시킬 수 있다.
이러한 중화에 사용되는 알칼리 물질로 포테슘하이드록사이드, 소듐하이드록사이드, 디에틸아민, 트리에틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 아미노메틸프로판올, 디메틸에탄올아민, 아미노에틸에탄올아민, 디이소프로판올아민 및 암모니아로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 분자량에 따라서 SMA1000, SMA2000 및 SMA3000로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 에스테르화된 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 분자량에 따라서 SMA1440, SMA17352, SMA2625, SMA3840 및 SMA31890으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 이들 수지는 Cray Valley사에서 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
친환경 하이브리드 수용성 분산제 조성물을 구성하는 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지를 제조하는 방법을 실시예 1 및 실시예 2에 나타내었다.
< 실시예 1>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 응축기, 교반기, 수분제거용 콘덴서 및 승온 장치를 부착하였다. 여기에 폴리에틸렌글리콜 PEG-400 (에틸렌옥사이드 부가형 폴리올, 분자량 : 400) 400g, 에틸렌글리콜 49g, 탈수 피마자유 지방산 350g, 퓨마릭에시드 160g을 혼합하여 서서히 교반하면서 180 ℃로 승온하여 축합반응하면서 산가가 50인 상태에서 냉각하여 트리멜리틱 안하이드라이드를 60g 혼합하고 140 ℃로 반응하여 에시드 값이 80, 분자량이 4,000인 지방산 변성 폴리에스테를 얻었다. 여기에 아미노 메틸 프로판올을 90g 첨가, 중화한 후 물을 혼합하여 불휘발분이 45%인 수용성 지방산 변성 폴리에스테 수지를 얻었다.
< 실시예 2>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 응축기, 교반기, 수분제거용 콘덴서 및 승온 장치를 부착하였다. 여기에 폴리에틸렌글리콜 PEG-400 (에틸렌옥사이드 부가형 폴리올, 분자량 : 400) 400g, 네오펜틸글리콜 83g, 톨유 지방산 400g, 말레익 안하이드라이드 145g을 혼합하여 서서히 교반하면서 180 ℃로 승온하여 축합반응하면서 산가가 60인 상태에서 냉각하여 테트라하이드로 프탈릭안하이드라이드를 70g 혼합하고 140 ℃로 반응하여 에시드 값이 80, 분자량이 4,800인 지방산 변성 폴리에스테를 얻었다. 여기에 디메틸에탄올아민을 90g 첨가, 중화한 후 물을 혼합하여 불휘발분이 45%인 수용성 지방산 변성 폴리에스테 수지를 얻었다.
다음으로, 친환경 하이브리드 수용성 분산제를 구성하는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지를 제조하는 방법을 실시예 3 내지 실시예 6에 나타내었다.
< 실시예 3>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 교반기 및 콘덴서가 설치된 상태에 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 SMA1000 (제조사 : Cray Valley, 분자량 : 5,000, 에시드 값 : 465~495) 250g을 포테슘하이드록사이드 110g과 물 440g이 혼합된 혼합물에 적정, 50℃ 에서 1시간 교반하여 불휘발분이 45%인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지를 변성시킨 수용성 수지를 얻었다.
< 실시예 4>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 교반기 및 콘덴서가 설치된 상태에 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지 SMA1440 (제조사 : Cray Valley, 분자량 : 7,000, 에시드 값 : 165~205) 300g 을 디메틸에탄올아민 90g과 물 477g이 혼합된 혼합물에 적정, 50℃ 에서 1시간 교반하여 불휘발분이 45%인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지를 변성시킨 수용성 수지를 얻었다.
< 실시예 5>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 교반기 및 콘덴서가 설치된 상태에 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 SMA2000 (제조사 : Cray Valley, 분자량 : 7,500, 에시드 값 : 335~375) 375g을 소듐하이드록사이드 80g과 물 556g이 혼합된 혼합물에 적정, 50℃ 에서 1시간 교반하여 불휘발분이 45%인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지를 변성시킨 수용성 수지를 얻었다.
< 실시예 6>
2ℓ 4구 플라스크에 온도계, 교반기 및 콘덴서가 설치된 상태에 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지 SMA2625 (제조사 : Cray Valley, 분자량 : 9,000, 에시드 값 : 200~240) 400g 을 아미노메틸프로판올 95g과 물 495g이 혼합된 혼합물에 적정, 50℃ 에서 1시간 교반하여 불휘발분이 45%인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지를 변성시킨 수용성 수지를 얻었다.
< 실시예 7 내지 실시예 30>
상기 실시예 1 내지 실시예 6을 이용하여, 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지와 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 혼합된 실시예 7 내지 실시예 30의 하이브리드 수용성 분산제를 제조하고 그 혼합 비율을 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 합계
실시예 7 50 - 50 - - - 100
실시예 8 50 - - 50 - - 100
실시예 9 50 - - - 50 - 100
실시예 10 50 - - - - 50 100
실시예 11 - 50 50 - - - 100
실시예 12 - 50 - 50 - - 100
실시예 13 - 50 - - 50 - 100
실시예 14 - 50 - - - 50 100
실시예 15 30 - 70 - - - 100
실시예 16 30 - - 70 - - 100
실시예 17 30 - - - 70 - 100
실시예 18 30 - - - - 70 100
실시예 19 - 30 70 - - - 100
실시예 20 - 30 - 70 - - 100
실시예 21 - 30 - - 70 - 100
실시예 22 - 30 - - - 70 100
실시예 23 70 - 30 - - - 100
실시예 24 70 - - 30 - - 100
실시예 25 70 - - - 30 - 100
실시예 26 70 - - - - 30 100
실시예 27 - 70 30 - - - 100
실시예 28 - 70 - 30 - - 100
실시예 29 - 70 - - 30 - 100
실시예 30 - 70 - - 30 100
다음으로, 실시예 7 내지 실시예 30의 하이브리드 수용성 수지를 이용하여, 제조예 1 내지 제조예 26의 수용성 도료를 제조하고 이를 표 2에 나타내었다.
< 제조예 1>
실시예 7에 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용하였으며, 수용성 폴리에스테르 수지(불휘발분이 30%, 점도가 1150cps인 PED-300, FTC KOREA사), 안료(CYANINE BLUE, DAINICHI SEIKA사, 일본), 산화티탄(R960, Du pont사), 멜라민 경화제(CYMEL-325, CYTEC사), 경화촉매(ACat-0060, FTC KOREA사), 소포제, 희석제(물)를 표 2에 기재된 함량으로 교반 및 혼합하여 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 2>
실시예 7 대신 실시예 8에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 3>
실시예 7 대신 실시예 9에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 4>
실시예 7 대신 실시예 10에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 5>
실시예 7 대신 실시예 11에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 6>
실시예 7 대신 실시예 12에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 7>
실시예 7 대신 실시예 13에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 8>
실시예 7 대신 실시예 14에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 9>
실시예 7 대신 실시예 15에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 10>
실시예 7 대신 실시예 16에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 11>
실시예 7 대신 실시예 17에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 12>
실시예 7 대신 실시예 18에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 13>
실시예 7 대신 실시예 19에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 14>
실시예 7 대신 실시예 20에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 15>
실시예 7 대신 실시예 21에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 16>
실시예 7 대신 실시예 22에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 17>
실시예 7 대신 실시예 23에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 18>
실시예 7 대신 실시예 24에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 19>
실시예 7 대신 실시예 25에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 20>
실시예 7 대신 실시예 26에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 21>
실시예 7 대신 실시예 27에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 22>
실시예 7 대신 실시예 28에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 23>
실시예 7 대신 실시예 29에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 24>
실시예 7 대신 실시예 30에서 제조된 하이브리드 수용성 수지를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 25>
실시예 7 대신 산업에서 일반적으로 사용되고 있는 에시드 값이 10, 불휘발분이 40%인 고분자형 블록 폴리머인 DISPERBYK-190(제조사 : BYK)를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
< 제조예 26>
실시예 7 대신 일반적으로 사용되고 있는 아민 값이 35~45, 불휘발분이 50%인 변성 폴리아크릴레이트 폴리머인 AFCONA-4550(제조사 : AFCONA) 를 분산제로 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 수용성 도료를 제조하였다.
원 료 명 배 합 량
제조예 1 ~
제조예 24		 제조예 25 제조예 26
수용성 폴리에스테르수지 30 30 30
안료(CYANINE BLUE) 5 5 5
산화티탄(TiO2) 25 25 25
분산제 실시예 7 ~ 실시예 30 1.5 - -
DISPERBYK-190 - 1.5
AFCONA-4550 - - 1.5
멜라민 경화제 6 6 6
경화 촉매 0.8 0.8
소포제 0.2 0.2 0.2
물 31.5 31.5 31.5
합 계 100 100 100
< 시험예 >
수용성 도료를 제조하기 위해 사용한 실시예 7 내지 실시예 24들의 분산제들의 특성을 알아보기 위하여, 표 2에서 제조된 수용성 도료의 분산성과 분산후의 변화 및 도장 후 도막과 상태를 비교 시험하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
하기 표 3에 나타난 각 특성은 다음과 같은 방법으로 평가하여 측정하였다.
1. 광택도, 분산성, 내산성 , 내알칼리성
광택은 60°의 각에서 입사된 광의 세기에 관한 반사된 광의 세기로 나타내며, ASTM-D-523 표준에 따라서 측정하였으며, 분산성은 DYNO-MILL을 이용하여 입도가 5마이크로가 되는데 걸리는 시간, 내산성 및 내알칼리성의 경우에는 ASTM-D-1308 표준에 따라 측정하였다.
2. 내비등수성 , 도막 외관
내비등수성은 끓는 물에 24시간 동안 침적 후, 도막의 변화정도를 육안으로 판별하였고, 도막 외관 상태는 육안 및 50배 확대경으로 관찰하여 핀홀, 크레터링, 잡티의 발생 여부를 확인하여 평가 하였다.
3. 색 응집, 색 분리
색 응집은 200배 광학 현미경을 통하여 BLUE 색상의 퍼짐 정도 또는 응집되어 있는 정도를 확인하였고, 색 분리는 도장 후 가열 건조를 하기 전에 일부분의 도장면을 손으로 문질러 놓고 건조 후에 문지른 면과 문지르지 않은 면의 색차를 비교하여 관찰하였다.
4. 도료 저장성
도료 저장성은 도료를 제조 후 초기 점도를 확인한 다음, 60℃ 에서 매일 관찰하여 증점화되는 현상을 관찰하여 분산제가 전혀 없는 표준상태와 비교하였다.
구분 광택
(60。)		 분산성 내산성 내알칼리성 내비등수성 도막 외관 색 응집 색 분리 도료 저장성
제조예1 88 ○ 양호 양호 양호 ◎ ○ ○ 양호
제조예2 88 ○ 양호 양호 양호 ◎ ◎ ○ 양호
제조예3 92 ◎ 양호 양호 양호 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예4 91 ◎ 양호 양호 양호 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예5 86 ○ 양호 양호 양호 ○ ○ ○ 양호
제조예6 87 ○ 양호 양호 양호 △ ○ ○ 양호
제조예7 90 ○ 양호 양호 양호 ○ ○ ○ 증점
제조예8 91 ◎ 양호 양호 양호 ◎ ○ ○ 증점
제조예9 85 △ 양호 양호 양호 ○ △ ○ 침강
제조예10 87 ○ 양호 양호 양호 ○ ○ ◎ 침강
제조예11 88 ○ 양호 양호 양호 ○ ◎ ○ 침강
제조예12 90 ○ 양호 양호 양호 ◎ ○ ◎ 침강
제조예13 88 ○ 양호 양호 양호 ◎ ◎ ○ 양호
제조예14 87 ○ 양호 양호 양호 ○ ○ ○ 양호
제조예15 87 ○ 양호 양호 양호 △ ○ ○ 양호
제조예16 89 ○ 양호 양호 양호 ○ ○ ◎ 양호
제조예17 93 ◎ 양호 양호 양호 ○ ◎ ◎ 양호
제조예18 92 ◎ 양호 양호 양호 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예19 92 ◎ 양호 양호 양호 ◎ ○ ◎ 양호
제조예20 92 ◎ 양호 보통 양호 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예21 91 ◎ 양호 양호 보통 ◎ ○ ◎ 양호
제조예22 93 ◎ 양호 보통 보통 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예23 92 ◎ 양호 보통 양호 ◎ ◎ ◎ 양호
제조예24 92 ◎ 양호 양호 양호 △ ○ ○ 양호
제조예25 90 ◎ 양호 보통 양호 ○ ○ ○ 양호
제조예26 90 ○ 양호 보통 보통 ○ ○ X 양호
상기 표 3에서 각 도료의 특성을 표시하는 평가 항목은 분산성, 도막 외관, 색 응집, 색 분리 항목에서 ◎는 매우 양호, ○는 양호, △는 보통 그리고 X는 불량을 나타낸다.
상기 표 3을 살펴보면, 본 발명의 하이브리드 수용성 분산제를 사용한 수용성 도료는 일반적으로 산업에 사용되고 있는 분산제를 사용한 제조예 25, 제조예 26과 비교하면, 광택, 분산성, 내산성, 내알칼리성, 내비등수성, 도막외관, 색응집, 색분리, 도료저장성 등의 물성에 있어 우수하거나 동등한 효과를 나타내었다.

Claims (9)

  1. 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지와, 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지가 30 : 70 ~ 70 : 30의 중량비로 혼합된 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 지방산 변성 폴리에스테르 수지는 오일 또는 지방산 30~40 중량%; 글리콜 40~50 중량%; 및 베이직 에시드류 15~25 중량%를 축합 중합하여 에시드 값이 30 ~ 100, 분자량이 2,000~8,000인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오일은 동유, 면실유, 탈수 피마자유, 어유, 아마인유, 홍화유, 해바라기유 및 대두유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지방산은 아마인유 지방산, 홍화유 지방산, 해바라기유 지방산, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 탈수 피마자유 지방산, 리놀레산 및 리시놀레산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 글리콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1.4부틸렌 글리콜, 1.5펜탄디올, 1.6헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메칠올, 에틸렌옥사이드 부가형 폴리올 및 프로필렌 옥사이드 부가형 폴리올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 베이직 에시드류는 트리멜리틱 안하이드라이드, 프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 헥사하이드로 프탈릭 안하이드라이드, 이소프탈릭에시드, 테레프탈릭에시드, 아디픽에시드, 아젤라익에시드, 세바식에시드, 사이클로헥산디에시드, 퓨마릭에시드 및 말레익 안하이드라이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 수용성 변성 스타이렌 말레익 안하이드라이드 에스테르 수지는, 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지 또는 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지를 에스테르화한 수지를 알칼리 물질로 중화시킨 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중량 평균 분자량이 5,000~7,500인 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 SMA1000, SMA2000 및 SMA3000로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이고, 상기 에스테르화된 스타이렌 말레익 안하이드라이드 수지는 SMA1440, SMA17352, SMA2625, SMA3840 및 SMA31890으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 알칼리 물질은 포테슘하이드록사이드, 소듐하이드록사이드, 디에틸아민, 트리에틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 아미노메틸프로판올, 디메틸에탄올아민, 아미노에틸에탄올아민, 디이소프로판올아민 및 암모니아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 수용성 분산제 조성물.
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