KR20230096703A - Silica nano particles grafted with block isocyanate groups and coating composition containing thereof - Google Patents

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KR20230096703A
KR20230096703A KR1020210186455A KR20210186455A KR20230096703A KR 20230096703 A KR20230096703 A KR 20230096703A KR 1020210186455 A KR1020210186455 A KR 1020210186455A KR 20210186455 A KR20210186455 A KR 20210186455A KR 20230096703 A KR20230096703 A KR 20230096703A
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Abstract

The present invention relates to a method for preparing silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups capable of performing a heat-curing reaction with a coating binder that has hydroxyl groups on a surface of the silica nanoparticles in order to maintain the transparency of a coating film and at the same time improve hardness and wear resistance and to a coating composition containing the silica nanoparticles prepared by this method. The silica nanoparticles grafted with block isocyanate on the surface of the silica nanoparticles can induce chemical bonds on the surface of the silica nanoparticles through the heat-curing reaction with a binder containing the hydroxyl groups. These chemical bonds can efficiently transfer and absorb stress generated from external shocks to the nanoparticles such that the coating film with excellent hardness and wear resistance can be obtained. In addition, the silica nanoparticles grafted with the block isocyanate have a size ranging from several nanometers to tens of nanometers, thereby providing a highly transparent coating film without visible light interference effects.

Description

블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 및 이를 포함하는 코팅 조성물{SILICA NANO PARTICLES GRAFTED WITH BLOCK ISOCYANATE GROUPS AND COATING COMPOSITION CONTAINING THEREOF}Silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group and a coating composition containing the same

본 발명은, 수산기를 갖는 코팅 바인더와 열 경화반응을 할 수 있는 실리카 나노입자의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 실리카 나노 입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코팅 도막에 투명도를 유지하면서 경도 및 내마모성을 향상시키기 위하여, 표면에 블록이시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조방법 및 이를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing silica nanoparticles capable of undergoing a thermal curing reaction with a coating binder having a hydroxyl group, and to silica nanoparticles prepared by this method, and more particularly, while maintaining transparency in a coating film, hardness and wear resistance In order to improve, it relates to a method for preparing silica nanoparticles having a block isyanate group grafted on the surface and a coating composition comprising the same.

일반적으로 코팅 도막의 경도 및 내마모성을 부여를 위하여 코팅 조성물에 화학반응을 유도할 수 있는 경화제가 사용된다. 이때 경화제는 열 혹은 자외선 등에 의해서 코팅 도막에 화학반응을 통한 삼차원 망상구조를 유도하여 재료의 경화밀도를 높이는 역할을 수행한다. In general, a curing agent capable of inducing a chemical reaction in a coating composition is used to impart hardness and wear resistance to a coating film. At this time, the curing agent serves to increase the curing density of the material by inducing a three-dimensional network structure through a chemical reaction in the coating film by heat or ultraviolet rays.

또한 이러한 코팅 조성물에 실리콘 옥사이드 혹은 지르코늄 옥사이드와 같은 무기 나노입자를 포함시킬 경우, 이들로부터 유도되는 코팅 도막 내에서 무기 충전제 역할을 수행하여 경도 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. In addition, when inorganic nanoparticles such as silicon oxide or zirconium oxide are included in the coating composition, hardness and wear resistance can be improved by serving as an inorganic filler in a coating film derived therefrom.

예를 들어, 등록특허 제10-1183734호는 경화제와 무기입자를 함유하는 코팅 조성물과 이로부터 유도되는 코팅 도막의 경도 및 내마모성을 향상할 수 있음을 제시하고 있다. 그러나 도료 조성물에 경화제 및 나노입자 충전제를 포함시킬 경우, 어느 정도 수준까지는 경도가 증가하지만, 더욱 높은 수준의 경화밀도 향상에는 한계가 있다. For example, Patent Registration No. 10-1183734 suggests that the hardness and wear resistance of a coating composition containing a curing agent and inorganic particles and a coating film derived therefrom can be improved. However, when the curing agent and the nanoparticle filler are included in the coating composition, the hardness increases to a certain level, but there is a limit to improving the curing density to a higher level.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 유/무기 커플링제 기술이 알려지고 있다. 예를 들면, 등록특허 제10-2062385호는 콜로이드 실리카 입자 표면을 실란커플링제 (MPTMS: 3-methacryloxypropyltrimeyhoxysilane)와 반응시킨 후, 이를 코팅조성물에 포함시키고 자외선 경화를 통해 코팅도막의 경도 및 내마모성을 더욱 향상시키는 기술을 제시하고 있다. In order to solve this problem, organic/inorganic coupling agent technology is known. For example, Patent Registration No. 10-2062385 reacts the surface of colloidal silica particles with a silane coupling agent (MPTMS: 3-methacryloxypropyltrimeyhoxysilane), includes it in a coating composition, and further increases the hardness and abrasion resistance of the coating film through UV curing. techniques to improve are presented.

그러나 이러한 기존의 실란 커플링제를 이용한 나노입자 적용기술은, 자외선 경화형 코팅에 한정되며 열 경화형 코팅에는 적용할 수 없어 이에 대한 개선이 요구된다. However, nanoparticle application technology using such a conventional silane coupling agent is limited to UV curable coatings and cannot be applied to thermal curable coatings, so improvement is required.

등록특허 제10-1183734호Registered Patent No. 10-1183734 등록특허 제10-2062385호Registered Patent No. 10-2062385

본 발명은 앞서 살펴본 배경 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열 경화형 코팅에 적용될 수 있는 블록이소시아네이트 실란커플링제를 표면에 도입함으로써, 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 제조방법과 이러한 방법으로 제조된 실리카 나노입자를 포함하는 고경도 및 내마모성 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the background art discussed above, and a method for producing silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group by introducing a block isocyanate silane coupling agent that can be applied to a thermally curable coating to the surface, and this method It is to provide a high-hardness and wear-resistant coating composition containing silica nanoparticles made of.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법은, 블록킹제와 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란을 반응시켜 블록킹된 실란커플링제를 제조하는 단계; 및 상기 블록킹된 실란커플링제와 실리카오르가노졸을 반응시키는 단계;를 포함한다.A method for producing blocked isocyanate-grafted silica nanoparticles according to an embodiment of the present invention includes preparing a blocked silane coupling agent by reacting a blocking agent with 3-isocyanatepropyltrialkoxysilane; and reacting the blocked silane coupling agent with the silica organosol.

상기 블록킹제는, 3,5-디메틸피라졸(DMP), 디에틸말로네이트(DEM), 메틸에틸케옥심(MEK) 및 카프로락톤(ε-CAP)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상이고, 상기 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란은, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 또는 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란인 것이 바람직하다.The blocking agent is at least one selected from the group consisting of 3,5-dimethylpyrazole (DMP), diethylmalonate (DEM), methylethylkeoxime (MEK) and caprolactone (ε-CAP), It is preferable that said 3-isocyanate propyl trialkoxysilane is 3-isocyanate propyl trimethoxysilane or 3-isocyanate propyl triethoxysilane.

또한, 상기 실리카오르가노졸은, 입자 크기가 수 ∼ 수십 나노미터인 실리카 입자가 알코올 분산매에 5∼40 wt%로 분산된 콜로이드인 것일 수 있으며, 상기 알코올 분산매는, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 것이 바람직하다.In addition, the silica organosol may be a colloid in which silica particles having a particle size of several to several tens of nanometers are dispersed at 5 to 40 wt% in an alcohol dispersion medium, and the alcohol dispersion medium is methanol, ethanol, propanol, and butanol. It is preferably at least one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 다른 실시 형태로, 이러한 제조 방법으로 제조된 블록이시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자를 2 ∼ 30wt%의 농도로 포함하는 열경화형 코팅조성물을 들 수 있다.As another embodiment of the present invention, a thermosetting coating composition containing the blocked isyanate-grafted silica nanoparticles prepared by this manufacturing method at a concentration of 2 to 30 wt% may be mentioned.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 이러한 열경화성 코팅 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅 도막층을 들 수 있다.Another embodiment of the present invention includes a coating film layer characterized by being formed of such a thermosetting coating composition.

본 발명에 따른 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자는, 열경화형 코팅 조성물에 포함되어, 이로부터 형성되는 코팅도막의 경도 및 내마모성을 향상할 수 있는 효과가 있다. Silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group according to the present invention are included in a thermosetting coating composition and have an effect of improving the hardness and abrasion resistance of a coating film formed therefrom.

본 발명의 효과는 이렇게 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위와 명세서의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims and specification.

도 1은 블록이소시아네이트 그룹이 포함된 실란커플링제 제조과정을 나타낸 모식도이다.
도 2은 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 제조과정을나타낸 모식도이다.
1 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a silane coupling agent containing a block isocyanate group.
2 is a schematic diagram showing a manufacturing process of silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 제조 과정을 나타낸 과정에서 도면은 형상 및 화학구조에서 구성요소 크기, 내용 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되도록 도시될 수 있다. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings showing the manufacturing process, the size and contents of the components in the shape and chemical structure may be exaggerated for clarity and convenience of description.

또한 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. In addition, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

한편 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다. Meanwhile, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator, so the definition of these terms should be made based on the contents throughout this specification. .

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.In addition, the following examples do not limit the scope of the present invention, but are merely illustrative of the components presented in the claims of the present invention, are included in the technical spirit throughout the specification of the present invention, and constitute the claims. Embodiments including elements that can be replaced as equivalents in elements may be included in the scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless otherwise specified in the text. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various constituent elements, these constituent elements are, of course, not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

앞서 살펴본 종래 기술의 문제점을 해결하고, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the problems of the prior art described above and achieve the object of the present invention, a method for preparing silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group is provided.

또한, 이러한 방법으로 제조된 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자는, 통상의 블록이소시아네이트 우레탄 경화제가 포함된 열경화형 코팅 조성물과 함께 사용되어 고경도 및 높은 내마모성을 갖는 코팅 도막을 형성할 수 있다.In addition, the silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups prepared in this way can be used together with a thermosetting coating composition containing a conventional block isocyanate urethane curing agent to form a coating film having high hardness and high wear resistance. .

이렇게 고경도 및 높은 내마모성 코팅 도막을 형성하기 위해 사용될 수 있는, 본 발명에 따른 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자는, 블록이소시아네이트 그룹이 포함된 실란커플링제를 제조하는 단계와, 이러한 실란커플링제를 실리카 나노입자의 표면에서 커플링 반응을 수행함으로써 얻어지는 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자를 형성하는 단계를 포함한다.Block isocyanate group-grafted silica nanoparticles according to the present invention, which can be used to form a coating film of high hardness and high wear resistance, are prepared by preparing a silane coupling agent containing a block isocyanate group, and and forming silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups obtained by performing a coupling reaction on the surface of the silica nanoparticles with a ringing agent.

상기 블록이소시아네이트 그룹이 포함된 실란커플링제는 도 1에 제시된 반응 과정을 거처 얻어지며, 3,5-디메틸피라졸(DMP), 디에틸말로네이트(DEM), 메틸에틸케옥심(MEK) 및 카프로락톤(ε-CAP)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 블록킹제를, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 혹은 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란과 화학 반응시켜 얻어질 수 있다.The silane coupling agent containing the block isocyanate group is obtained through the reaction process shown in FIG. 1, and 3,5-dimethylpyrazole (DMP), diethylmalonate (DEM), methylethylkeoxime (MEK) and It can be obtained by chemically reacting at least one or more blocking agents selected from the group consisting of lactones (ε-CAP) with 3-isocyanate propyltrimethoxysilane or 3-isocyanate propyltriethoxysilane.

이렇게 얻어진 블록이소시아네이트 그룹을 포함하는 실란커플링제를, 수 나노미터 ∼ 수십 나노미터 범위의 콜로이드 실리카 입자가 알코을 분산매에 분산된 콜로이드 실리카에 첨가하여, 30∼80℃의 온도로 유지되는 반응용기 내에서 2∼10 시간동안 반응을 수행함으로써, 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자를 제조할 수 있다.The obtained silane coupling agent containing a block isocyanate group is added to colloidal silica in which colloidal silica particles in the range of several nanometers to several tens of nanometers are dispersed in an alcohol dispersion medium, in a reaction vessel maintained at a temperature of 30 to 80 ° C. By carrying out the reaction for 2 to 10 hours, it is possible to prepare silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups.

상기 알코올 분산매에 분산된 콜로이드 실리카는 졸-겔 공정에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들어, 테트라에톡시실란(TEOS)을 이소프로판올과 1: 1.7 ~ 3.5의 몰비로 혼합하여 균일한 혼합 용액을 제조한 후, 1M의 염산 수용액(pH 1.2)을 TEOS 기준으로 1~10 mol%의 범위로 소량 첨가하여 수시간 동안 교반함으로써, 입자 크기가 수 나노미터 ∼ 수십 나노미터의 범위의 실리카 나노입자를 제조할 수 있다. Colloidal silica dispersed in the alcohol dispersion medium may be prepared by a sol-gel process. For example, tetraethoxysilane (TEOS) is mixed with isopropanol at a molar ratio of 1: 1.7 to 3.5 to prepare a uniform mixed solution, and then a 1 M hydrochloric acid aqueous solution (pH 1.2) is mixed with 1 to 10 mol% based on TEOS. Silica nanoparticles having a particle size ranging from several nanometers to several tens of nanometers can be prepared by adding a small amount in the range of and stirring for several hours.

하지만, 이러한 졸-겔 공정에 의한 실리카 나노입자의 제조 방법 외에도, 기존의 상용화된 제품인 일휘화성의 OSCAL, 렌코사의 OPTISOL-LSE230N 등의 알콜에 분산된 실리카 나노입자 콜로이드 상용 제품을 사용하는 것도 가능하다.However, in addition to the manufacturing method of silica nanoparticles by the sol-gel process, it is also possible to use commercially available colloidal silica nanoparticles dispersed in alcohol, such as OSCAL, which is a commercially available product, and Renko's OPTISOL-LSE230N. do.

블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자는, 도 2에 제시된 것처럼, 블록이시아네이트 그룹이 실리카 나노입자의 표면에 그라프팅 되어 있는 구조를 갖게된다. 이렇게 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자를 코팅조성물에 혼합하여 포함시킴으로써, 코팅 조성물을 사용하여 도막 형태로 코팅 과정을 수행한 후, 열경화 반응을 진행할 때, 바인더 수지와 실리카 나노입자가 화학결합을 유도할 수 있으므로, 단순히 실리카 나노입자가 물리적 혼합의 경우에 비해 훨씬 우수한 고경도 및 높은 내마모성이 부여될 수 있는 장점이 있다. Silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups have a structure in which block isocyanate groups are grafted onto the surface of the silica nanoparticles, as shown in FIG. 2 . By mixing and including the silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups in the coating composition, the coating process is performed in the form of a coating film using the coating composition, and then when the thermal curing reaction is performed, the binder resin and the silica nanoparticles are chemically formed. Since bonding can be induced, there is an advantage in that much superior hardness and high wear resistance can be imparted to silica nanoparticles compared to the case of simple physical mixing.

본 발명에서 사용되는 블록이소시아네이트 그룹은, 상온에서는 이소시아네이트 그룹(-NCO)과 수산기(-OH)의 반응이 진행되지 않도록 이소시아네이트 그룹을 블록킹(Blocking)시킨 것으로, 일정한 온도에 도달되었을 때 상기 블록킹제가 해리됨으로써 활성화된 이소시아네이트와 폴리올이 반응하여 우레탄 결합이 형성한다. The block isocyanate group used in the present invention is obtained by blocking the isocyanate group so that the reaction between the isocyanate group (-NCO) and the hydroxyl group (-OH) does not proceed at room temperature, and the blocking agent dissociates when a certain temperature is reached. As a result, the activated isocyanate and polyol react to form a urethane bond.

이러한 블록킹제의 해리온도는, 3,5-디메틸피라졸(DMP)와 디에틸말로네이트(DEM)의 경우에는 100∼120℃, 메틸에틸케옥심(MEK)은 140∼160℃, 카프로락톤(ε-CAP)은 160∼180℃이다. The dissociation temperature of these blocking agents is 100 to 120 ° C for 3,5-dimethylpyrazole (DMP) and diethyl malonate (DEM), 140 to 160 ° C for methyl ethyl keoxime (MEK), caprolactone ( ε-CAP) is 160 to 180°C.

본 발명에 따른 고경도 및 내마모성 코팅 조성물은 1∼30wt%의 범위로 경화제를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 블록킹제의 해리 온도를 고려하여, 경화제로 열경화가 가능한 블록이소시아네이트 경화제가 사용될 수 있다.The high-hardness and wear-resistant coating composition according to the present invention may include a curing agent in the range of 1 to 30 wt%, and preferably, considering the dissociation temperature of the blocking agent, a block isocyanate curing agent capable of thermal curing may be used as the curing agent. .

이러한 블록이소시아네트 경화제로는. 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트의 삼단량체 혹은 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 삼단량체와 ε-카프로락톤, 3,5-디메틸 피라졸 또는 메틸-에틸케옥심의 반응물 등을 들 수 있으며, 상용화된 블록이소시아네이트 경화제로는 Baxenden chemical사의 BI 7960, BI 7981, BI 7642 등이 포함될 수 있다.As such a block isocyanate curing agent. toluene diisocyanate, isophorone diisocyanate tri-monomer or hexamethylene diisocyanate tri-monomer and ε-caprolactone, 3,5-dimethyl pyrazole or methyl-ethyl keoxime reactants, etc., commercially available block isocyanate The curing agent may include BI 7960, BI 7981, and BI 7642 from Baxenden chemical.

상기 블록이소시아네이트 경화제는, 수산(-OH)기를 갖는 폴리아크릴레이트 수지, 에폭시 수지, 폴리우렌탄 수지, 알키드 수지 등에 포함되어 블로킹제 해리 온도에서 일정시간 열 경화 반응을 수행할 경우, 도막 내에서 3차원 망상구조를 유도함으로써, 코팅도막의 경도 및 내마모성을 부여한다. When the block isocyanate curing agent is included in a polyacrylate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, an alkyd resin, etc. having a hydroxyl (-OH) group and performs a thermal curing reaction at the dissociation temperature of the blocking agent for a certain period of time, 3 By inducing a dimensional network structure, hardness and wear resistance of the coating film are imparted.

본 발명에 따른 코팅 조성물은, 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 2∼30wt%, 바인더 수지 10∼77wt%, 경화제 1∼30wt%, 용매 20∼60wt%를 포함할 수 있다. The coating composition according to the present invention may include 2 to 30 wt% of silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group, 10 to 77 wt% of a binder resin, 1 to 30 wt% of a curing agent, and 20 to 60 wt% of a solvent.

상기 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅되는 실리카 나노입자 오르가노졸은, 입자 크기가 수 ∼ 수십 나노미터인 실리카 입자가 알코올 분산매에 5∼40 wt%로 분산된 콜로이드인 것이 바람직하고, 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 오르가노졸은, 50∼80중량%의 알코올을 포함하는 유기용제와, 20∼50중량%의 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자를 포함할 수 있다.The silica nanoparticle organosol to which the block isocyanate group is grafted is preferably a colloid in which silica particles having a particle size of several to several tens of nanometers are dispersed in an alcohol dispersion medium at 5 to 40 wt%, and the block isocyanate group is grafted The prepared silica nanoparticle organosol may include silica nanoparticles grafted with an organic solvent containing 50 to 80% by weight of an alcohol and 20 to 50% by weight of a block isocyanate group.

상기 코팅조성물은 스프레이 코팅, 침적 코팅, 스핀 코팅 등으로부터 선택된 통상의 코팅공정을 이용하여 금속 피도물에 도장되며 블로킹제의 해리온도에 적합한 온도범위와 시간에서 열경화된다. 이로 얻어진 코틴 도막은 고경도 및 내마모성 코팅 도막을 얻을 수 있다.The coating composition is coated on a metal substrate using a conventional coating process selected from spray coating, immersion coating, spin coating, and the like, and is thermally cured in a temperature range and time suitable for the dissociation temperature of the blocking agent. The coating film thus obtained can obtain a coating film of high hardness and wear resistance.

이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 따른 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 형성하는 방법과 코팅조성물에 포함되었을 때 효과에 대해 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 후술되는 실시예로 본 발명의 보호범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method for forming silica nanoparticles grafted with a block isocyanate group according to the present invention and an effect when included in a coating composition will be described in detail through Examples and Comparative Examples. However, the protection scope of the present invention is not limited to the examples described below.

[코팅조성물 제조][Manufacture of coating composition]

제조예 1: 3,5-디메틸피라졸(DMP)에 의해서 블록킹된 블록이소시아네이트 실란 커플링제 제조Preparation Example 1: Preparation of block isocyanate silane coupling agent blocked by 3,5-dimethylpyrazole (DMP)

1리터 반응기에 메톡시프로필아세테이트 105g과 3,5-디메틸피라졸 90.3g을 투입한 후, 질소 분위기 하에서 80℃로 승온하였다. 이어서 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 182.7g을 2시간에 걸쳐 연속적으로 적하하였다. After putting 105 g of methoxypropyl acetate and 90.3 g of 3,5-dimethylpyrazole in a 1 liter reactor, the temperature was raised to 80° C. under a nitrogen atmosphere. Subsequently, 182.7 g of 3-isocyanate propyltrimethoxysilane was continuously added dropwise over 2 hours.

부가적으로 반응물을 80℃에서 3시간동안 유지반응 후, 적외선 분광기를 활용하여 2200 cm-1에서 이소시아네이트기 흡수피크가 사라지는 것을 확인한 후 반응을 종결하였다. 합성된 실란 커플링제의 농도는 72.1 wt%였다. Additionally, after maintaining the reactant at 80° C. for 3 hours, using an infrared spectrometer, it was confirmed that the isocyanate group absorption peak disappeared at 2200 cm −1 , and then the reaction was terminated. The concentration of the synthesized silane coupling agent was 72.1 wt%.

제조예 2 : 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자 제조Preparation Example 2: Preparation of Silica Nanoparticles Grafted with Block Isocyanate Groups

1리터 반응기에 에탄올에 30wt%로 분산되어 있는 나노실리카(Optisol LSE230) 200g 과 제조예 1의 블록이소시아네이트 실란커플링제 90g, 메톡시프로필 아세테이트 50g을 투입한 후 40℃로 승온하였다. 인산 0.05g이 물 5.7g에 포함된 인산수용액을 투입하고 40℃에서 16시간 동안 교반하여 반응하였다. 200 g of nano-silica (Optisol LSE230) dispersed in ethanol at 30 wt%, 90 g of the block isocyanate silane coupling agent of Preparation Example 1, and 50 g of methoxypropyl acetate were added to a 1 liter reactor, and the temperature was raised to 40 ° C. An aqueous phosphoric acid solution containing 0.05 g of phosphoric acid in 5.7 g of water was added and reacted by stirring at 40° C. for 16 hours.

이때 얻어진 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자는 에탄올과 메톡시프로필아세테이트로 구성된 유기 솔벤트에 침전 없이 투명한 상태를 6 개월 이상 안정한 상태를 유지하였다. 제조된 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자는 고형분이 160℃, 1시간동안 오븐에서 유지 후 불휘발분이 36.4 wt%로 평가되었다. 입자사이즈는 Horiba DLS나노입도 분석기에 의해 분석결과 21 나노미터로 측정되었다. The silica nanoparticles grafted with the block isocyanate group obtained at this time maintained a stable state for more than 6 months in a transparent state without precipitation in an organic solvent composed of ethanol and methoxypropyl acetate. The prepared block isocyanate grafted silica nanoparticles had a solid content of 36.4 wt% after being maintained in an oven at 160° C. for 1 hour. The particle size was measured as 21 nanometers as a result of analysis by a Horiba DLS nanoparticle size analyzer.

제조예 3: 아크릴 바인더 수지 합성Preparation Example 3: Synthesis of Acrylic Binder Resin

1리터 반응기에 메톡시프로필아세테이트 191g을 투입한 후, 질소 분위기 하에서 80℃로 승온하였다. 이어서 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 95g, 메틸메타크릴레이트 31g, 2-에틸헥실아크릴레이트 43g, 스타이렌 96g 및 t-부틸아크릴레이트 61g에 아조비스이소부티로니트릴 7g을 녹인 혼합액을 2시간 동안 서서히 적하하였다. 부가적으로 메톡시 프로필아세테이트에 10중량% 농도로 녹인 개시제 용액 10g을 중합 반응의 전환율을 높이기 위하여 10분 동안 적하하였다. 개시제 용액 투입이 모두 완결된 이후 반응기를 80℃로 유지하면서 추가로 2시간 동안 반응물을 유지하였으며 반응을 종결하였다. 이때 얻어진 아크릴 바인더 수지의 고형분 농도는 61wt%이며, 투입된 단량체의 전환률은 96%로 확인되었다. 또한 합성된 바인더 수지의 질량평균분자량(Mw)은 젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)로 평가결과 23,150g/mol 이었다. After adding 191 g of methoxypropyl acetate to a 1 liter reactor, the temperature was raised to 80° C. under a nitrogen atmosphere. Subsequently, a mixture of 7 g of azobisisobutyronitrile dissolved in 95 g of 2-hydroxyethyl acrylate, 31 g of methyl methacrylate, 43 g of 2-ethylhexyl acrylate, 96 g of styrene, and 61 g of t-butyl acrylate was slowly stirred for 2 hours. Dropped. Additionally, 10 g of an initiator solution dissolved in methoxy propyl acetate at a concentration of 10% by weight was added dropwise for 10 minutes to increase the conversion rate of the polymerization reaction. After the initiator solution was completely injected, the reaction was maintained for an additional 2 hours while maintaining the reactor at 80° C., and the reaction was terminated. At this time, the solid concentration of the obtained acrylic binder resin was 61wt%, and the conversion rate of the input monomer was confirmed to be 96%. In addition, the mass average molecular weight (Mw) of the synthesized binder resin was 23,150 g/mol as a result of gel permeation chromatography (GPC) evaluation.

[코팅액 조성물의 제조] (제조예 4 내지 제조예 8)[Preparation of coating composition] (Preparation Examples 4 to 8)

제조예 3에서 합성된 아크릴 바인더 수지 40g을 Baxenden chemical사의 BI 7960 10g과 함께 혼합하여 교반하되, 하기의 [표 1]에 제시된 바와 같이 제조예 2의 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카 나노입자가 포함된 코팅액 조성물의 제조예 4 내지 제조예 6의 코팅액 조성물을 제조하였다. 40 g of the acrylic binder resin synthesized in Preparation Example 3 was mixed with 10 g of Baxenden chemical's BI 7960 and stirred, but as shown in [Table 1] below, the silica nanoparticles grafted with the block isocyanate group of Preparation Example 2 were included. The coating solution compositions of Preparation Examples 4 to 6 of the coated coating composition were prepared.

본 발명의 효과를 확인하기 위한 비교예로 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅되지 않은 실리카 나노입자(Optisol LSE230)가 포함된 (제조예 5와 동일한) 코팅조성물을 제조예 7을 준비하였고, 실리카 나노입자(Optisol LSE230)이 포함되지 않은 코팅조성물을 제조예 8로 준비하였다.As a comparative example to confirm the effect of the present invention, a coating composition (same as Preparation Example 5) containing silica nanoparticles (Optisol LSE230) to which block isocyanate groups are not grafted was prepared in Preparation Example 7, and silica nanoparticles ( A coating composition not containing Optisol LSE230) was prepared in Preparation Example 8.

제조예 4Production Example 4 제조예 5Preparation Example 5 제조예 6Preparation Example 6 제조예 7Preparation Example 7 제조예 8Preparation Example 8 제조예 3의 아크릴 바인더수지 (g)Acrylic binder resin of Preparation Example 3 (g) 4040 4040 4040 4040 4040 제조예 2의 블록이소시아네이트 그룹이 그라프팅된 실리카나노입자 (g)Silica nanoparticles grafted with block isocyanate groups of Preparation Example 2 (g) 2020 55 0.10.1 -- -- 나노실리카
Optisol LSE230(g)
nano silica
Optisol LSE230 (g)
-- -- -- 55 --
블록이소시아네이트 경화제 BI7960 (g)Blocked isocyanate curing agent BI7960 (g) -- 1515 1515 1515 2020 우레탄 경화촉매
(DBTDL)
Urethane Curing Catalyst
(DBTDL)
0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2

[코팅층의 형성][Formation of Coating Layer]

상기 제조예 4 내지 제조예 8의 코팅액을 사용하여 글라스 기판위에 바코트 No. 15를 사용하여 코팅하다. 이후 코팅된 글라스 기판을 140℃에서 60분간 오븐에서 경화하여 두께가 15㎛ 내외의 투명한 코팅도막을 얻었다.Using the coating solutions of Preparation Examples 4 to 8, bar coat No. Coat using 15 Then, the coated glass substrate was cured in an oven at 140° C. for 60 minutes to obtain a transparent coating film having a thickness of about 15 μm.

[코팅층의 물성 평가][Evaluation of physical properties of the coating layer]

제조예 4 내지 제조예 8의 코팅액을 사용하여 형성된 경화 코팅층에 대하여 다양한 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과를 [표2]에 정리하였다.The physical properties of the cured coating layers formed using the coating solutions of Preparation Examples 4 to 8 were measured in various ways, and the results are summarized in [Table 2].

(1) 가시광선 투과율(1) Visible light transmittance

코팅 및 열경화된 시편들을 가시광선 영역에서 투과율 변화를 측정하기 위하여 UV-Visible Spectrophometer(UV-2450, Shimadzu)를 사용하여 550㎚의 파장에서 투과율을 측정하였다. The transmittance of the coated and heat-cured specimens was measured at a wavelength of 550 nm using a UV-Visible Spectrophometer (UV-2450, Shimadzu) to measure the transmittance change in the visible ray region.

(2) 연필경도(2) Pencil hardness

열필경도 측정기(CT-PC1, Core Tech., Korea)에 연필경도 측정용 연필을 45° 각도로 끼우고, 일정한 하중(500 g)을 가하여 4∼8회 정도 밀어 긁힘 정도를 나타내는 연필을 사용하였다. 연필은 Mitsubishi 연필을 사용하였는데, H-9H, F, HB, B∼6B 등의 강도를 나타내는 연필을 사용하였다.Insert a pencil for measuring pencil hardness into a hot pencil hardness tester (CT-PC1, Core Tech., Korea) at a 45° angle, apply a constant load (500 g), and push it 4 to 8 times to show the degree of scratches. did Mitsubishi pencils were used as pencils, and pencils showing strengths such as H-9H, F, HB, and B to 6B were used.

(3) 부착력(3) adhesion

코팅 도막의 부착력은 ASTM 3359에 의하여 열 경화된 코팅 도막 층에 cutter로 바둑판 모양의 홈을 낸 후 그 위에 3M 테이프를 잘 밀착시켜 일정한 힘으로 여러 번 떼어내어 코팅층과 기재와의 부착성 정도를 관찰하였다. 코팅된 지지체 표면에 1㎜간격으로 11 ×11로 십자형으로 칼집을 내어 100개의 정방형을 만들고, 그 위에 테이프를 부착한 후 급격히 잡아당겨 표면을 평가하였다.The adhesion of the coating film is measured by making a checkerboard-shaped groove with a cutter on the heat-cured coating film layer according to ASTM 3359, and then attaching 3M tape well on it and peeling it off several times with a constant force to observe the degree of adhesion between the coating layer and the substrate. did The surface of the coated support was cut crosswise in 11 × 11 at 1 mm intervals to make 100 squares, and a tape was attached thereon, followed by rapid pulling to evaluate the surface.

◎ : 우수, 남는 눈의 개수가 100개 이상 ◎: Excellent, more than 100 extra eyes

○ : 양호, 남는 눈의 개수가 95개 이상 ○: Good, the number of remaining eyes is 95 or more

△ : 보통, 남는 눈의 개수가 85개 이상 △: Normal, the number of extra eyes is 85 or more

× : 불량, 남는 눈의 개수가 85개 미만 ×: Defective, the number of remaining eyes is less than 85

(4) 내마모성(4) Wear resistance

가드너 인스트루먼트사로부터 입수가능한 20° 노보-글로스 20 광택계를 사용하여 상기 코팅된 시편의 초기 광택도를 측정하였다. 일리노이주 시카고의 아틀라스일렉트리컬 디바이스사로부터 입수한 아틀라스 AATCC 스크래치 테스터 모델 CM-5를 사용하여 10회 양면 마찰용 가중 연마지로 상기 코팅된 표면을 선형으로 스크래칭함으로써 상기 제조예 4 내지 제조예 8의 시편의 내마모성 시험을 수행하였다. 상기 연마지는 3M사로부터 입수가능한 3M 2819 웨트 오어 드라이 프로덕션(wet or dry production) 9 마이크론 연마용 종이 쉬트이다. 시험 시편의 스크래칭된 영역에서 20° 광택도를 측정하였다. 기록된 수치는 스크래치 시험 후에 보유되는 초기 광택도의 백분율, 즉 100%×(스크래칭 후 광택도/초기 광택도)이다.The initial gloss of the coated specimens was measured using a 20° Novo-Gloss 20 gloss meter available from Gardner Instruments. Using an Atlas AATCC Scratch Tester Model CM-5 obtained from Atlas Electrical Devices, Chicago, Illinois, the coated surface was linearly scratched with weighted abrasive paper for 10 times double-sided rubbing to obtain the results of Preparation Examples 4 to 8. Abrasion resistance test of the specimen was performed. The abrasive paper is a 3M 2819 wet or dry production 9 micron abrasive paper sheet available from 3M. The 20° gloss was measured on the scratched area of the test specimen. The reported value is the percentage of initial gloss retained after the scratch test, i.e. 100% x (gloss after scratch/initial gloss).

제조예4Production Example 4 제조예5Preparation Example 5 제조예6Preparation Example 6 제조예7Preparation Example 7 제조예8Preparation Example 8 가시광선투과율(%)Visible light transmittance (%) 9393 9595 9696 9393 9696 연필경도pencil hardness 6H6H 5H5H 3H3H 3H3H 2H2H 부착력adhesion 스크래칭 시험후 20° 광택도 유지율 % (내 마모성)20° gloss retention rate after scratch test % (abrasion resistance) 86.786.7 82.182.1 35.935.9 36.436.4 25.725.7

상기 표 2의 결과에서 확인되듯이, 본 발명에 따른 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자가 포함된 코팅액으로부터 얻어진 코팅 도막은 스크래칭 시험 후 광택도 유지율과 연필경도 평가로 부터 우수한 내마모성 및 고경도 특성을 확인하였다. 또한 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 사이즈가 50㎚ 이하의 사이즈를 갖기 때문에 가시광선 투과율에서도 저하가 없었다. 제조예 6의 경우 블록이시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자가 너무 적게 포함되어 유의할만한 내마모성 및 경도 증가가 관찰되지 않았다. As confirmed from the results of Table 2, the coating film obtained from the coating solution containing the blocked isocyanate grafted silica nanoparticles according to the present invention has excellent wear resistance and high hardness characteristics from the gloss retention and pencil hardness evaluation after the scratching test. Confirmed. In addition, since the block isocyanate-grafted silica nanoparticles had a size of 50 nm or less, there was no decrease in visible light transmittance. In the case of Preparation Example 6, a significant increase in abrasion resistance and hardness was not observed because too few block isyanate grafted silica nanoparticles were included.

반면, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자가 포함되지 않은 제조예 7 및 제조예 9의 경우에는 연필경도 및 스크래칭 시험 후, 20° 광택도 유지율 결과로부터 내마모성 및 경도 특성이 상대적으로 우수하지 못한 것을 확인하였다. On the other hand, in the case of Preparation Examples 7 and 9, which did not contain block isocyanate-grafted silica nanoparticles, the wear resistance and hardness characteristics were relatively poor from the results of 20 ° gloss retention after pencil hardness and scratching tests. did

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can realize that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

Claims (7)

블록킹제와 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란을 반응시켜 블록킹된 실란커플링제를 제조하는 단계; 및
상기 블록킹된 실란커플링제와 실리카오르가노졸을 반응시키는 단계;를 포함하는, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법.
preparing a blocked silane coupling agent by reacting a blocking agent with 3-isocyanatepropyltrialkoxysilane; and
A method for producing blocked isocyanate-grafted silica nanoparticles, comprising: reacting the blocked silane coupling agent with silica organosol.
제1항에 있어서, 상기 블록킹제는,
3,5-디메틸피라졸(DMP), 디에틸말로네이트(DEM), 메틸에틸케옥심(MEK) 및 카프로락톤(ε-CAP)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the blocking agent,
Block isocyanate, characterized in that at least one selected from the group consisting of 3,5-dimethylpyrazole (DMP), diethylmalonate (DEM), methylethylkeoxime (MEK) and caprolactone (ε-CAP) Method for preparing grafted silica nanoparticles.
제1항에 있어서, 상기 3-이소시아네이트프로필트리알콕시실란은,
3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 또는 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란인 것을 특징으로 하는, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the 3-isocyanate propyltrialkoxysilane,
A method for producing block isocyanate grafted silica nanoparticles, characterized in that 3-isocyanate propyltrimethoxysilane or 3-isocyanate propyltriethoxysilane.
제1항에 있어서, 상기 실리카오르가노졸은,
입자 크기가 수 ∼ 수십 나노미터인 실리카 입자가 알코올 분산매에 5∼40 wt%로 분산된 콜로이드인 것을 특징으로 하는, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the silica organosol,
A method for producing block isocyanate grafted silica nanoparticles, characterized in that silica particles having a particle size of several to several tens of nanometers are colloidal in which 5 to 40 wt% of silica particles are dispersed in an alcohol dispersion medium.
제4항에 있어서, 상기 알코올 분산매는,
메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 블록이소시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein the alcohol dispersion medium,
Method for producing block isocyanate grafted silica nanoparticles, characterized in that at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법으로 제조된 블록이시아네이트 그라프팅된 실리카 나노입자를 2 ∼ 30wt%의 농도로 포함하는, 열경화형 코팅조성물. Claims 1 to 5, comprising a block isyanate grafted silica nanoparticles prepared by the manufacturing method according to any one of 2 to 30wt% concentration, a thermosetting coating composition. 제6항에 기재된 열경화성 코팅 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는, 코팅 도막층.
A coating film layer characterized by being formed from the thermosetting coating composition according to claim 6.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101183734B1 (en) 2007-07-11 2012-09-17 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 Coating for decorative metals with improved mar and scratch resistance and methods of application
KR102062385B1 (en) 2017-11-22 2020-01-03 건양대학교 산학협력단 Preparation of UV-Curable Hydrophilic Coating Films Using Colloidal Silica And Manufacturing Method Of Thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101183734B1 (en) 2007-07-11 2012-09-17 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 Coating for decorative metals with improved mar and scratch resistance and methods of application
KR102062385B1 (en) 2017-11-22 2020-01-03 건양대학교 산학협력단 Preparation of UV-Curable Hydrophilic Coating Films Using Colloidal Silica And Manufacturing Method Of Thereof

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