KR20190045497A - ater-based the manufacture of crosslink structure acrylic emulsion method and including the composition of the acrylic emulsion varnish - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing an acrylic emulsion resin comprises: a step (A) of mixing a surfactant and ion-exchanged water and raising the temperature by stirring the mixture; a step (B) of adding an initiator and acrylic monomer mixture pre-emulsion to the mixture and carrying out a reaction; a step (C) of aging the mixture and controlling pH of the mixture; and a step (D) of adjusting a physical property by adding a cross-linking polymer to the mixture. The present invention enables an amateur to rapidly and conveniently induce construction by making a one-component type which can be used alone with advantages of a conventional two-component type. The present invention can improve overall adhesion and weather protection by denaturing a molecular structure from a simple linear shape to a specific network shape.

Description

망상구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법 및 이에 제조된 친환경 아크릴 에멀전 수지도료{ater-based the manufacture of crosslink structure acrylic emulsion method and including the composition of the acrylic emulsion varnish}The present invention relates to a process for preparing an eco-friendly acrylic emulsion resin having a network structure and an eco-friendly acrylic emulsion resin paint prepared thereby.

본 발명은 1액형 방수 도료에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계적 강도, 방수성, 내알칼리성, 내염수성, 내오염성이 우수한 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법 및 이에 제조된 친환경 아크릴 에멀전 수지도료에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a process for producing an environmentally friendly acrylic emulsion resin having excellent mechanical strength, water resistance, alkali resistance, flame resistance and stain resistance, and an environmentally friendly acrylic emulsion resin paint prepared therefrom.

통상적으로 방수 도료는 수성 또는 유성의 액상 형태의 방수제를 소지면에 도포하고, 수분 또는 용제를 건조하여 방수성 피막을 형성시키는 제제를 말한다. 여기서 유제형 방수 도료는 에멀전 수지형 방수 도료라고도 하는데, 에멀전 수지를 바탕면에 덧칠하여 방수층을 만드는 방수 도료이다.Generally, a waterproof coating material refers to a preparation which forms a waterproof coating by applying a waterproofing agent in the form of an aqueous or oily liquid in the form of a liquid and drying the water or the solvent. Here, the emulsion type waterproof coating is also called an emulsion resin type waterproof coating, and it is a waterproof coating which forms a waterproof layer by coating the emulsion resin on the base.

이러한 수분산성 아크릴 에멀전 수지 도료는 경화될 때 자체 수축으로 인한 균열이 적고, 유기 용제를 사용하지 않아서 친환경적인 장점이 있지만, 재질이 연약하여 면적이 넓은 장소에서는 시공이 어려운 점이 문제점으로 알려져 있다. 구체적으로 아크릴 에멀전 방수 도료는 기본적인 방수 성능에는 충족을 시키나 내화학성, 내오염성, 내후성, 내구성, 탄성, 인장력 등의 기능이 떨어지는 단점이 있다.Such a water-dispersible acrylic emulsion resin paint is advantageous in that it is environmentally friendly because it has less cracks due to self-shrinkage when it is cured and does not use an organic solvent. However, it is known that it is difficult to apply in a place where the material is soft and the area is large. Specifically, the acrylic emulsion waterproofing paint satisfies the basic waterproofing performance but has disadvantages such as chemical resistance, stain resistance, weather resistance, durability, elasticity and tensile strength.

따라서 이러한 단점을 해결하기 위해 한국 등록특허공보 제10-0666140호 "친환경 폴리우레탄 방수 바닥재 수지 조성물"을 제안하고 있다. 제안된 문헌은 물을 경화제로 사용하고 친환경적인 원재료 및 기능성 광촉매를 선택 사용하여 환경 친화적인 폴리우레탄 방수 바닥재 수지 조성물에 관한 것으로, 제1폴리올 화합물, 방향족폴리이소시아네이트 화합물, 사슬연장제, 가소제, 충진물 및 첨가제, 착색안료를 혼합하여 주제 성분으로 하고, 여기에 제2폴리올 화합물, 수용성 난연제, 물 및 각색 염료를 주요성분으로 하는 경화제를 배합하는 것을 개시하고 있다.In order to solve these drawbacks, Korean Patent Registration No. 10-0666140 " Environmentally friendly polyurethane waterproof flooring resin composition " is proposed. The proposed document relates to an environmentally friendly polyurethane waterproofing resin composition using water as a curing agent and selectively using eco-friendly raw materials and functional photocatalysts. The first polyol compound, the aromatic polyisocyanate compound, the chain extender, the plasticizer, And an additive and a coloring pigment are mixed to form a main component, and a curing agent containing a second polyol compound, a water-soluble flame retardant, water and an appropriate coloring dye as main components is blended therein.

그러나 2액형 우레탄 방수 도료의 경우, 현장에서 액상과 파우더를 혼합하는 공정이 포함되어 있어, 고도의 숙련자가 아니면 부정확하게 혼합되어 방수재의 품질이 균일하지 못하는 문제가 있다.However, in the case of the two-pack type urethane waterproof coating, there is a problem that the quality of the waterproofing material is not uniform due to the incorrect mixing of the liquid and powder in the field.

한국 등록특허공보 제10-0666140호 "친환경 폴리우레탄 방수 바닥재 수지 조성물"Korean Patent Registration No. 10-0666140 entitled " Environment-friendly polyurethane waterproofing resin composition "

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 기존의 주제와 경화제를 섞어 사용하는 2액형이 가진 기계적 강도와 방수성, 내알칼리성, 내염수성, 내오염성의 장점은 유지하면서도 단독으로 사용이 가능한 1액형으로 조성하여 비숙련자라도 신속하고 간편한 시공을 유도하고, 특히 분자구조를 선형에서 망상형으로 변성시켜 전반적인 접착력과 내후성을 향상할 수 있는 망상구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법 및 이에 제조된 친환경 아크릴 에멀전 수지도료를 제공하려는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a two-component type in which a conventional base and a curing agent are mixed, while maintaining merits of mechanical strength, water resistance, alkali resistance, Friendly acrylic emulsion resin having a network structure capable of improving the overall adhesion and weatherability by modifying the molecular structure from a linear to a network type, And to provide an eco-friendly acrylic emulsion resin paint prepared therefrom.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (A) 계면활성제와 이온교환수를 혼합하고, 상기 혼합물을 교반하면서 승온시키는 단계; (B) 상기 혼합물에 개시제와 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전을 첨가하여 반응시키는 단계; (C) 상기 혼합물을 숙성한 다음, 상기 혼합물의 pH를 조절하는 단계; 및 (D) 상기 혼합물에 가교 고분자를 첨가하여 물성을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a water-soluble polymer, comprising the steps of (A) mixing a surfactant with ion-exchanged water and raising the temperature of the mixture while stirring; (B) adding the initiator and acrylic monomer mixture pre-emulsion to the mixture and reacting; (C) aging the mixture and then adjusting the pH of the mixture; And (D) adjusting the physical properties of the mixture by adding a crosslinking polymer to the mixture.

이때, 본 발명에 의한 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전은 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머, 산 모노머, 계면활성제, 이온교환수로 조성된 것을 특징으로 한다.At this time, the acrylic monomer mixture pre-emulsion according to the present invention is characterized by comprising an acrylic or methacrylic monomer having an aliphatic group, an acid monomer, a surfactant, and ion exchange water.

또한, 본 발명에 의한 상기 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 노말프로필메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 글라시딜메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량%로 조성되는 것을 특징으로 한다.The acrylic or methacrylic monomer having an aliphatic group according to the present invention may be at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, Acrylate, ethyl acrylate, n-propyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, lauryl methacrylate, And the mixture is composed of 60 to 90% by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion.

또한, 본 발명에 의한 상기 산 모노머는 메타크릴산, 아크릴산, 무수말레인산, 이타코닉산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량%로 조성되는 것을 특징으로 한다.The acid monomer according to the present invention is a mixture of one or more kinds selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid, maleic anhydride and itaconic acid, and is used in an amount of 0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre- 3.0% by weight.

또한, 본 발명에 의한 상기 계면활성제는 나트륨도데실벤젤설포네이트, 소듐도데실벤젤설포네이트, 논이온에테르설페이트, 디알킬설폭산에스테르로 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량부로 조성되는 것을 특징으로 한다.Also, the surfactant according to the present invention is a mixture of at least one member selected from the group consisting of sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecylbenzene sulfonate, nonionic ether sulfate and dialkylsulfonic acid ester, and the acrylic monomer mixture And 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the pre-emulsions.

또한, 본 발명에 의한 상기 개시제는 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.Further, the initiator according to the present invention is characterized by being a mixture of at least one selected from ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.

또한, 본 발명에 의한 상기 (B)단계는 80 내지 85℃로 승온된 혼합물에 첨가되는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량%를 선 투입한 다음, 5~20분간 1차 반응시키고, 나머지 90 내지 95 중량%를 1~4시간 적하하면서 2차 반응시키는 것을 특징으로 한다.The step (B) of the present invention may be carried out by adding 5 to 10% by weight to 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion to be added to the mixture heated to 80 to 85 ° C, And the second reaction is carried out while the remaining 90 to 95 wt% is added dropwise for 1 to 4 hours.

또한, 본 발명에 의한 상기 (C)단계는 숙성된 혼합물의 pH를 7 내지 10으로 조절하는 것을 특징으로 한다.The step (C) of the present invention is characterized in that the pH of the aged mixture is adjusted to 7 to 10.

또한, 본 발명에 의한 상기 (D)단계는 혼합물 97 내지 99.5 중량%에 가교 고분자 0.5 내지 3.0 중량%를 첨가한 다음, 30~60분간 교반하여 물성을 조절하는 것을 특징으로 한다.The step (D) according to the present invention is characterized in that the crosslinked polymer is added in an amount of from 0.5 to 3.0% by weight to 97 to 99.5% by weight of the mixture, and then the mixture is stirred for 30 to 60 minutes.

본 발명에 의한 방법으로 제조된 아크릴 에멀전 수지는 유리전이온도가 -20 내지 +20℃이고, 입자 크기가 50 내지 150nm인 것을 특징으로 한다.The acrylic emulsion resin produced by the process according to the present invention has a glass transition temperature of -20 to + 20 캜 and a particle size of 50 to 150 nm.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It should be understood, however, that the terminology or words of the present specification and claims should not be construed in an ordinary sense or in a dictionary, and that the inventors shall not be limited to the concept of a term It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be properly defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기계적 강도와 방수성, 내알칼리성, 내염수성, 내오염성을 가지면서도 단독으로 사용이 가능한 1액형으로 조성하여 비숙련자라도 신속하고 간편한 시공을 유도하는 것은 물론, 분자구조를 단순 선형에서 특수 망상형으로 변성시켜 전반적인 접착력과 내후성을 향상할 수 있는 효과를 제공한다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described in the above-mentioned constitution and operation, the present invention provides a one-component type which has mechanical strength, water resistance, alkali resistance, flame resistance and stain resistance and can be used singly, , The molecular structure is modified from a simple linear to a special network type, thereby improving the overall adhesion and weatherability.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail.

본 발명은 1액형 방수 도료에 관련되며, (A)단계 내지 (D)단계를 순차적으로 거쳐 제조된 망상구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지도료이다. 이하, 실시예를 바탕으로 망상구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조과정을 설명하겠다.The present invention relates to a one-pack type waterproof coating material, and is an eco-friendly acrylic emulsion resin coating material having a network structure, which is produced sequentially through steps (A) to (D). Hereinafter, a process for producing an environmentally friendly acrylic emulsion resin having a network structure will be described based on examples.

먼저, 본 발명에 따른 (A)단계는 계면활성제 0.2 내지 1.0 중량%와 이온교환수 99.0 내지 99.8 중량%를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 80~130RPM으로 교반하면서 75 내지 85℃로 승온시켜 조성한다.First, in step (A) according to the present invention, 0.2 to 1.0% by weight of a surfactant is mixed with 99.0 to 99.8% by weight of ion-exchanged water, and the mixture is heated to 75 to 85 ° C with stirring at 80 to 130 RPM .

한편, 계면활성제는 나트륨도데실벤젤설포네이트, 소듐도데실벤젤설포네이트, 논이온에테르설페이트, 디알킬설폭산에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.On the other hand, it is preferable to use at least one surfactant selected from the group consisting of sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecylbenzene sulfonate, nonionic ether sulfate and dialkylsulfonic acid ester.

이어서 본 발명에 따른 (B)단계는 (A)단계에서 80 내지 85℃로 승온된 혼합물에 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 개시제 0.2 내지 0.3 중량%와 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머, 산 모노머, 계면활성제, 이온교환수로 조성된 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 99.7 내지 99.8 중량%을 첨가하여 조성한다.(B) according to the present invention is characterized in that 0.2 to 0.3 wt% of an initiator which is a mixture of one or more selected from the group consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate and potassium persulfate is added to the mixture heated to 80 to 85 DEG C in the step (A) And 99.7 to 99.8% by weight of an acrylic monomer or a methacrylic monomer having an aliphatic group, an acid monomer, a surfactant, and an acrylic monomer mixture preform emulsion composed of ion-exchanged water.

여기서 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전을 한꺼번에 첨가하면 많은 수의 모노머들의 급작스런 반응으로 겔(gel)화 되는 문제가 발생한다. 따라서 혼합물에 첨가되는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량%를 선 투입한 다음, 5~20분간 1차 반응시키고, 나머지 90 내지 95 중량%를 1~4시간 적하하면서 2차 반응시키는 것이 중요하다.Here, when the acrylic monomer mixture pre-emulsion is added all at once, there arises a problem of gelation due to a sudden reaction of a large number of monomers. Accordingly, 5 to 10% by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion to be added to the mixture is preliminarily added in an amount of 5 to 10% by weight based on 100 parts by weight of the pre-emulsion, and then the first reaction is carried out for 5 to 20 minutes. It is important to react.

이때, 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 노말프로필메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 글라시딜메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다.The acrylic or methacrylic monomer having an aliphatic group may be at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, Acrylate, n-butyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl acrylate, normal propyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate and lauryl methacrylate Mixtures of two or more are used.

이러한 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량%로 조성되는 것이 좋다.The acrylic or methacrylic monomer is preferably 60 to 90% by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion total.

또한, 산 모노머는 메타크릴산, 아크릴산, 무수말레인산, 이타코닉산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다. 이러한 산 모노머는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량%로 조성되는 것이 좋다.Further, the acid monomer is a mixture of one or more selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid, maleic anhydride, and itaconic acid. The amount of the acid monomer is preferably 0.5 to 3.0% by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion total.

그리고 계면활성제는 나트륨도데실벤젤설포네이트, 소듐도데실벤젤설포네이트, 논이온에테르설페이트, 디알킬설폭산에스테르로 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이다. 이러한 계면활성제는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량부로 조성되는 것이 좋다.And the surfactant is one or a mixture of two or more selected from sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecylbenzene sulfonate, nonionether sulfate and dialkylsulfonate ester. Such a surfactant is preferably 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion total.

이어서 본 발명에 따른 (C)단계는 (B)단계의 혼합물을 65 내지 75℃에서 60~120분간 방치시켜 숙성한 다음, 숙성된 혼합물의 pH를 7 내지 10으로 조절하여 아래와 같은 반응식에 따라 조성한다.(C) according to the present invention is characterized in that the mixture of step (B) is allowed to stand at 65 to 75 ° C for 60 to 120 minutes and aged. Then, the pH of the aged mixture is adjusted to 7 to 10, do.

즉, (B)단계의 혼합물을 숙성하는 과정은 반응하지 못한 잔류 모노머들을 추가적으로 반응시키기 위함으로, 개시제를 후 첨가 할 경우 잔류 모노머 제거에 도움을 줄 수 있으며, 60 내지 120분간 숙성하는 것이 잔류 모노머 제거에 적절하다. 그리고 숙성된 혼합물은 pH가 2 내지 6의 산성이기에 혼합물의 저장 안정성에 알맞게 pH를 7 내지 10으로 조절하는 것이 바람직하다.That is, the process of aging the mixture of step (B) may further assist the removal of the unreacted residual monomers, so that the addition of the initiator after the addition of the initiator may help to remove residual monomers, Suitable for removal. Since the aged mixture is acidic with a pH of 2 to 6, it is preferable to adjust the pH to 7 to 10 to suit the storage stability of the mixture.

이어서 본 발명에 따른 (D)단계는 (C)단계의 혼합물 97 내지 99.5 중량%에 가교 고분자 0.5 내지 3.0 중량%를 첨가한 다음, 30~60분간 교반하여 물성을 조절해 아래와 같은 반응식에 따라 제1액인 아크릴 에멀전 수지를 조성한다.Next, step (D) according to the present invention may be performed by adding 0.5 to 3.0% by weight of a crosslinked polymer to 97 to 99.5% by weight of the mixture of step (C), stirring the mixture for 30 to 60 minutes, To prepare an acrylic emulsion resin.

여기서 가교 고분자의 함량이 3.0 중량%을 초과하더라도 물성의 특성이 상향되지 않거나 오히려 감소하는 경향이 발생할 수 있으므로 혼합물 총 100 중량%에 대해 0.5 내지 3.0 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 그리고 가교 고분자는 페놀 포름알데히드, 에폭시, 불포화 폴리에스테르, 멜라민, 아마이드, 우레아중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.If the content of the cross-linking polymer exceeds 3.0% by weight, the property of the physical property may not be improved or may be decreased. Therefore, it is preferable to add 0.5 to 3.0% by weight based on 100% by weight of the mixture. The crosslinked polymer may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of phenol formaldehyde, epoxy, unsaturated polyester, melamine, amide and urea.

본 발명에 의해 제조된 아크릴 에멀전 수지에 소정의 안료가 첨가되어진 도료는 유리전이온도가 -20 내지 +20℃이고, 입자 크기가 50 내지 150nm이며 특수 망상형의 분자구조로 전반적인 접착력과 내후성을 우수하다.The paint having the predetermined pigment added to the acrylic emulsion resin prepared by the present invention has a glass transition temperature of -20 to + 20 캜 and a particle size of 50 to 150 nm, and has a special network-like molecular structure and excellent overall adhesion and weatherability Do.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보고 아크릴 에멀전 수지도료가 가진 효과의 유효함을 알아보고자 한다.Hereinafter, a specific example of the present invention will be described, and the effect of the acrylic emulsion resin paint is validated.

<<시험방법>><< Test method >>

도료의 성능에 영향을 미치는 분자구조를 특수 망상형으로 변성시키는 반응과정을 각 조건에 따라 실시예 별로 제조한 다음, 지침서에 따른 규칙에 의거한 물성을 측정해 보았다.The reaction process of modifying the molecular structure affecting the performance of the paint to a special network type was prepared for each example according to each condition, and the properties according to the rules according to the guidelines were measured.

<시료제작><Sample Preparation>

먼저, 계면활성제 3g과 이온교환수 600g를 혼합하고, 혼합된 혼합물을 100RPM으로 교반하면서 80℃로 승온한 제1실시예 내지 제3실시예를 준비하였다. 각 실시예에 개시제 4g와 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 1400g을 첨가하여 반응시킨 다음, 70℃에서 90분간 방치시켜 숙성한 이후, 숙성된 혼합물의 pH를 9로 조절하는데 이어 가교 고분자 30g을 첨가시켜 50분간 교반해 수지를 완성하였다.First, 3 g of the surfactant and 600 g of ion-exchanged water were mixed, and the mixed mixture was heated to 80 캜 while stirring at 100 RPM to prepare the first to third embodiments. In each of the examples, 4 g of the initiator and 1400 g of the acrylic monomer mixture pre-emulsion were added and reacted. After aging at 70 ° C for 90 minutes, the pH of the aged mixture was adjusted to 9, 30 g of crosslinked polymer was added, Followed by stirring to complete the resin.

<반응조건><Reaction Conditions>

제1실시예는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 1400g을 한꺼번에 첨가하여 반응시켰고, 제2실시예는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 1400g을 3시간 적하하면서 반응시켰고, 제3실시예는 혼합물에 첨가되는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 1400g에 대해 100g을 선 투입한 다음, 15분간 1차 반응시키고, 나머지 1300g을 3시간 적하하면서 2차 반응시켰다.In the first embodiment, 1400 g of the acrylic monomer mixture pre-emulsion was added and reacted. In the second embodiment, 1400 g of the acrylic monomer mixture pre-emulsion was added dropwise for 3 hours while the third example was carried out while the acrylic monomer mixture pre- 100 g was added to 1400 g of the emulsion, followed by a first reaction for 15 minutes and a second reaction with dropping the remaining 1300 g for 3 hours.

<시험결과><Test Results>

시험 항목Test Items 시험 방법Test Methods 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 경면 광택도Mirror gloss KS M ISO 2813
유리판에 도부200 μm
KS M ISO 2813
200 μm on glass plate
6363 6565 6868
Scratching hardness
(연필법)
Scratching hardness
(Pencil method)
KS M ISO 15184
연필 경필경도
KS M ISO 15184
Pencil light pencil hardness
BB HH 2H2H
내마모성(mg)
(마모륜법)
Abrasion resistance (mg)
(Abrasive wheel method)
JIS K 5600-5-9
마모륜CS-17
하중500gㅧ2ㅇ1000회전
JIS K 5600-5-9
Wear Wheel CS-17
Load 500g ㅧ 2 ㅇ 1000 rotations
7171 7373 8282
내수법My method KS M ISO 2812
수도물에7일간 침지
KS M ISO 2812
7 days immersion in tap water
이상 없음clear 이상 없음clear 이상 없음clear
내알칼리성Alkali resistance KS M ISO 2812 탄산나트륨5% 수용액에 48시간 침지KS M ISO 2812 Sodium carbonate 5% aqueous solution for 48 hours 이상 없음clear 이상 없음clear 이상 없음clear 내산성Acid resistance KS M ISO 2812 황산5% 수용액에 48시간 침지KS M ISO 2812 Immersion in 5% sulfuric acid aqueous solution for 48 hours 이상 없음clear 이상 없음clear 이상 없음clear 내온수성Water temperature 50℃온수에 48시간 침지, 건조 후After immersing in 50 ° C hot water for 48 hours, drying 이상 없음clear 이상 없음clear 이상 없음clear 포름알데히드 방산량Formaldehyde dissipation JIS K 5970 데시케이타법JIS K 5970 Desiccator method 0.10mg/L
이하
0.10 mg / L
Below
0.10mg/L
이하
0.10 mg / L
Below
0.10mg/L
이하
0.10 mg / L
Below
망상구조Network structure 모폴로지Morphology

Figure pat00001
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00003

시험결과 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전을 한꺼번에 첨가하거나 천천히 적하하여 반응시킨 실시예1과 실시예2 보다 1차와 2차로 나누어 특수 망상형으로 변성 반응시킨 실시예3의 성능이 전반적으로 우수한 것을 알 수가 있다.As a result of the test, it can be seen that the performance of Example 3 in which the acrylic monomer mixture pre-emulsion was added all at once or slowly added dropwise and subjected to a modification reaction in the form of a special network was divided into first and second groups in comparison with Example 1 and Example 2 .

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

Claims (10)

(A) 계면활성제와 이온교환수를 혼합하고, 상기 혼합물을 교반하면서 승온시키는 단계;
(B) 상기 혼합물에 개시제와 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전을 첨가하여 반응시키는 단계;
(C) 상기 혼합물을 숙성한 다음, 상기 혼합물의 pH를 조절하는 단계; 및
(D) 상기 혼합물에 가교 고분자를 첨가하여 물성을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 망상구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
(A) mixing a surfactant and ion-exchanged water and raising the temperature of the mixture while stirring;
(B) adding the initiator and acrylic monomer mixture pre-emulsion to the mixture and reacting;
(C) aging the mixture and then adjusting the pH of the mixture; And
(D) adding a cross-linking polymer to the mixture to adjust the physical properties of the cross-linked polymer.
제1항에 있어서,
상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전은 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머, 산 모노머, 계면활성제, 이온교환수로 조성된 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the acrylic monomer mixture pre-emulsion is composed of an acrylic or methacrylic monomer having an aliphatic group, an acid monomer, a surfactant, and ion-exchanged water.
제2항에 있어서,
상기 지방족기를 갖고 있는 아크릴계 또는 메타크릴계 모노머는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 노말프로필메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 글라시딜메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The acrylic or methacrylic monomer having an aliphatic group may be selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate One or two selected from the group consisting of butyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl acrylate, normal propyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate and lauryl methacrylate By weight based on 100 parts by weight of the total amount of the acrylic monomer mixture pre-emulsion, and 60 to 90% by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion aggregate.
제2항에 있어서,
상기 산 모노머는 메타크릴산, 아크릴산, 무수말레인산, 이타코닉산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The acid monomer is a mixture of one or more kinds selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid, maleic anhydride and itaconic acid, and is composed of 0.5 to 3.0% by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion total Wherein the emulsion resin has a net-like structure.
제2항에 있어서,
상기 계면활성제는 나트륨도데실벤젤설포네이트, 소듐도데실벤젤설포네이트, 논이온에테르설페이트, 디알킬설폭산에스테르로 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 총 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량부로 조성되는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the surfactant is at least one selected from the group consisting of sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecylbenzene sulfonate, nonionic ether sulfate and dialkylsulfonic acid ester, and 100 parts by weight of the total of the acrylic monomer mixture preemulsions 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the emulsion.
제1항에 있어서,
상기 개시제는 암모늄퍼설페이트, 소듐퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the initiator is one or a mixture of two or more selected from ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.
제1항에 있어서,
상기 (B)단계는 80 내지 85℃로 승온된 혼합물에 첨가되는 아크릴 모노머 혼합물 프리에멀전 100 중량부에 대해 5 내지 10 중량%를 선 투입한 다음, 5~20분간 1차 반응시키고, 나머지 90 내지 95 중량%를 1~4시간 적하하면서 2차 반응시키는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step (B), 5 to 10% by weight is added to 100 parts by weight of the acrylic monomer mixture pre-emulsion to be added to the mixture heated to 80 to 85 ° C, and then the first reaction is performed for 5 to 20 minutes. And 95% by weight of the organic solvent is added dropwise for 1 to 4 hours.
제1항에 있어서,
상기 (C)단계는 숙성된 혼합물의 pH를 7 내지 10으로 조절하는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (C) comprises adjusting the pH of the aged mixture to 7 to 10. The method for manufacturing an environmentally friendly acrylic emulsion resin according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 (D)단계는 혼합물 97 내지 99.5 중량%에 가교 고분자 0.5 내지 3.0 중량%를 첨가한 다음, 30~60분간 교반하여 물성을 조절하는 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (D) comprises adding the cross-linked polymer in an amount of from 0.5 to 3.0% by weight to 97 to 99.5% by weight of the mixture, and then stirring the mixture for 30 to 60 minutes to control the physical properties. Way.
제1항의 의한 방법으로 제조된 아크릴 에멀전 수지는 유리전이온도가 -20 내지 +20℃이고, 입자 크기가 50 내지 150nm인 것을 특징으로 하는 망상형 구조를 가지는 친환경 아크릴 에멀전 수지도료.An eco-friendly acrylic emulsion resin paint having a reticular structure, characterized in that the acrylic emulsion resin produced by the method of claim 1 has a glass transition temperature of -20 to + 20 ° C and a particle size of 50 to 150 nm.
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