KR20240049082A - An amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based block isocyanate, a double-curable composition comprising an amine derivative-based block isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and the method coated clear coat layer - Google Patents

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KR20240049082A
KR20240049082A KR1020220162455A KR20220162455A KR20240049082A KR 20240049082 A KR20240049082 A KR 20240049082A KR 1020220162455 A KR1020220162455 A KR 1020220162455A KR 20220162455 A KR20220162455 A KR 20220162455A KR 20240049082 A KR20240049082 A KR 20240049082A
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KR1020220162455A
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정현욱
노승만
문호연
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고려대학교 산학협력단
한국화학연구원
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Abstract

본 발명은 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 포함하는 이중경화형 조성물, 자동차용 일액형 클리어코트 조성물, 이를 이용한 코팅 방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 클리어코트층을 개시한다. The present invention relates to an amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based blocked isocyanate, a dual-cure composition containing an amine derivative-based blocked isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and a clear coating coated by the method. Start the coat layer.

Description

아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 포함하는 이중경화형 조성물, 자동차용 일액형 클리어코트 조성물, 이를 이용한 코팅 방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 클리어코트층{An amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based block isocyanate, a double-curable composition comprising an amine derivative-based block isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and the method coated clear coat layer}An amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based blocked isocyanate, a dual-cure composition containing an amine derivative-based blocked isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and a clear coat layer coated by the method { An amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based block isocyanate, a double-curable composition comprising an amine derivative-based block isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and the method coated clear coat layer}

본 발명은 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 포함하는 이중경화형 조성물, 자동차용 일액형 클리어코트 조성물, 이를 이용한 코팅 방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 클리어코트층에 관한 것이다.The present invention relates to an amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based blocked isocyanate, a dual-cure composition containing an amine derivative-based blocked isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and a clear coating coated by the method. It's about the coat layer.

블록이소시아네이트(blocked isocyanate)는 이소시아네이트기(-NCO)가 상온에서 수분 또는 다른 반응기인 수산화기(-OH) 및 아민기(-NH2)와 반응하지 않도록 활성수소를 갖는 블로킹제(blocking agent)와 우레아(urea) 결합을 통해 저장 안정성을 높인 경화제(crosslinker)이다. Blocked isocyanate is a blocking agent with active hydrogen and urea to prevent the isocyanate group (-NCO) from reacting with moisture or other reactive groups such as hydroxyl group (-OH) and amine group (-NH 2 ) at room temperature. It is a curing agent (crosslinker) that improves storage stability through (urea) bonding.

일반적으로 블록이소시아네이트는 고온에서 해리(deblock)되어 이소시아네이트기와 바인더의 수산화기의 우레탄(urethane) 반응을 통해 가교반응(또는 경화반응)이 이루어진다.In general, blocked isocyanates are deblocked at high temperatures and a crosslinking reaction (or hardening reaction) occurs through a urethane reaction between the isocyanate group and the hydroxyl group of the binder.

블록이소시아네이트 경화제는 고온의 경화반응 과정을 통해 가교네트워크를 형성하여 높은 기계적 및 화학적 물성을 제공할 수 있으며, 특히 우수한 저장 안정성을 제공할 수 있다. 이에, 블록이소시아네이트 경화제는 일액형 코팅 조성물에 적용이 가능하여 도료 및 코팅, 필름, 표면보호 등의 다양한 산업분야에 응용되고 있다.Block isocyanate curing agents can provide high mechanical and chemical properties by forming a cross-linking network through a high-temperature curing reaction process, and in particular, can provide excellent storage stability. Accordingly, block isocyanate curing agents can be applied to one-component coating compositions and are applied to various industrial fields such as paints and coatings, films, and surface protection.

자동차 코팅은 다양한 기능을 향상시키기 위해 개발되고 있고, 일렉트로코트, 프라이머, 베이스코트 및 클리어코트를 포함하는 다중층으로 구성된다. Automotive coatings are being developed to enhance various functions and are composed of multiple layers including electrocoat, primer, basecoat and clearcoat.

각 코팅층은 각각의 역할을 가지고 있으며, 특히 투명하고 최외곽면에 코팅되어 있는 클리어코트층은 차체뿐만 아니라 내부 코팅층을 외부 손상으로부터 보호한다. 따라서 클리어코트층은 화학적 스트레스 및 물리적 손상에 대한 충분한 저항을 보장하기 위해 조밀하게 가교되어야 한다.Each coating layer has its own role, and in particular, the clear coat layer, which is transparent and coated on the outermost surface, protects not only the car body but also the internal coating layer from external damage. Therefore, the clearcoat layer must be densely crosslinked to ensure sufficient resistance to chemical stress and physical damage.

기존 자동차용 클리어코트 코팅 시스템에 적용되는 고온경화 공정은 조밀한 가교네트워크를 형성하기 위해 150°C 이상의 고온에서 이루어지는데 이러한 자동차용 클리어코트 코팅 시스템은 다량의 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOCs)과 같은 유해물질을 배출하는 동시에 막대한 에너지 소비에 따라 대표적인 온실가스인 이산화탄소를 과량 배출하여 여러 환경문제 및 온난화 이슈를 야기하고 있어 이에 대한 대응기술의 개발이 필요한 실정이다.The high-temperature curing process applied to existing clear coat coating systems for automobiles is carried out at a high temperature of over 150°C to form a dense cross-linking network, and these clear coat coating systems for automobiles contain a large amount of volatile organic compounds (VOCs). It emits harmful substances such as , and at the same time, it emits excessive amounts of carbon dioxide, a representative greenhouse gas, due to enormous energy consumption, causing various environmental problems and warming issues. There is a need to develop countermeasure technologies for this.

따라서 이러한 고온 경화 공정을 대체하기 위한 저온경화형 코팅 소재 기술의 발전이 매우 중요하며 다양한 많은 연구들이 이루어져 왔다. Therefore, the development of low-temperature curing coating material technology to replace this high-temperature curing process is very important, and many various studies have been conducted.

기본적으로 저온경화형 코팅 소재 기술에 적용되는 블록이소시아네이트의 해리온도를 낮추는 기술적 방향으로 연구가 주로 진행되고 있다.Basically, research is mainly conducted in the technical direction of lowering the dissociation temperature of block isocyanate, which is applied to low-temperature curing coating material technology.

저온경화 공정을 위한 블록이소시아네이트에 사용되는 블로킹제으로는 대표적으로 피라졸(pyrazole), 이미다졸(imidazole), 아민(amine), 옥심(oxime) 등이 응용되고 있다. 그러나 이러한 저온경화 공정에서 경화되는 코팅 도막의 경우 기존의 고온경화 공정에 비해 저하된 기계적 및 화학적 물성을 제공하는 수준으로 해리된 블로킹제가 별도의 반응에 참여하지 않고 단순 휘발하여 휘발성 유기화합물(VOC)로 대기로 방출되면서 대기환경적인 문제를 발생시키는 실정이다.Blocking agents used in blocked isocyanate for low-temperature curing processes include pyrazole, imidazole, amine, and oxime. However, in the case of coating films cured in this low-temperature curing process, the dissociated blocking agent simply volatilizes without participating in a separate reaction to a level that provides lower mechanical and chemical properties compared to the existing high-temperature curing process, forming volatile organic compounds (VOC). As it is released into the atmosphere, it is causing environmental problems.

대한민국 공개특허공보 10-2022-0094864Republic of Korea Patent Publication 10-2022-0094864

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 수산화기와 이소시아네이트기 사이의 우레탄 가교반응뿐만 아니라 이중결합 메타크릴레이트 기능기의 라디칼 가교반응을 포함하여 단일경화형에 비해 저온에서도 더 조밀한 가교네트워크를 형성할 수 있는 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 포함하는 이중경화형 조성물, 자동차용 일액형 클리어코트 조성물, 이를 이용한 코팅 방법 및 상기 방법에 의해 코팅된 클리어코트층을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention includes not only a urethane crosslinking reaction between hydroxyl groups and isocyanate groups, but also a radical crosslinking reaction of a double bond methacrylate functional group to create a more dense crosslinking network even at low temperatures compared to the single curing type. An amine derivative-based isocyanate blocking agent capable of forming an amine derivative-based blocked isocyanate, a dual-cure composition containing an amine derivative-based blocked isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and coating by the method. I would like to propose a clear coat layer.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 화학식 1의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 라디칼 가교반응이 가능한 아민 유도체 기반의 이소시아네이트 블로킹제가 제공된다. In order to achieve the above-mentioned object, according to one embodiment of the present invention, an isocyanate blocking agent based on an amine derivative capable of radical crosslinking reaction, which has the chemical structure of the following formula (1), is provided.

<화학식 1> <Formula 1>

상기 화학식 1에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 1, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기 화학식 2의 화합물과 폴리이소시아네이트 화합물의 우레아 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, a block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction is provided, which is prepared through a urea bond formation reaction between a compound of the following formula (2) and a polyisocyanate compound.

<화학식 2> <Formula 2>

상기 화학식 2에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 2, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 지방족, 방향족, 지환식, 또는 방향지방족 화합물로 분자 구조 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유할 수 있다. The polyisocyanate compound is an aliphatic, aromatic, alicyclic, or araliphatic compound and may contain two or more isocyanate groups in its molecular structure.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 2량체(dimer), 3량체(trimer)를 포함하는 다량체 형태일 수 있다. The polyisocyanate compound may be in the form of a multimer including a dimer and a trimer.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트 삼량체(Hexamethylene diisocyanate trimer)일 수 있다. The polyisocyanate compound may be hexamethylene diisocyanate trimer.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 에틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 노나메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,2-디메틸펜탄 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 데카메틸렌 디이소시아네이트, 부텐 디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸 트리이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)카르보네이트, 2-이소시아네이트에틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 1,3,6-헤키사메치렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아나토-4-이소시아나토메틸 옥탄, 2,5,7-트리메틸-1,8-디이소시아나토-5-이소시아나토메틸 옥탄, 비스(이소시아나토에틸) 카보네이트, 비스(이소시아나토에틸) 에테르, 1,4-부틸렌글리콜디 프로필 에테르-ω,ω'-디이소시아네이트, 리진 디이소시아나토 메틸에스테르, 리진트리이소시아네이트,2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토 에틸-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트,2-이소시아나토 프로필-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트, 2,6-디(이소시아나토메틸) 퓨란,1,3,-비스(6-이소시아네이토 헥실)-우레티딘-2,4-디온, 1,3,5-트리스(6-이소시아네이토 헥실)이소시아누레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지방족 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compounds include ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, and 2,2-dimethylpentane diisocyanate. Isocyanate, 2,2,4-trimethyl hexamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4,4-trimethyl hexamethylene diisocyanate, 1, 6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanate methyl caproate, bis(2-isocyanate ethyl)fumarate, bis(2-isocyanate) Ethyl) carbonate, 2-isocyanate ethyl-2,6-diisocyanate hexanoate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyl octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyl octane, bis(isocyanatoethyl) carbonate, bis(isocyanatoethyl) ether, 1,4-butylene glycol di. Propyl ether-ω,ω'-diisocyanate, lysine diisocyanato methyl ester, lysine triisocyanate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanato ethyl-2,6-diisocyanato hexanoate, 2 -Isocyanato propyl-2,6-diisocyanato hexanoate, 2,6-di(isocyanatomethyl) furan, 1,3,-bis(6-isocyanato hexyl)-uretidine- It may be one or more aliphatic isocyanates selected from the group consisting of 2,4-dione, 1,3,5-tris(6-isocyanato hexyl)isocyanurate.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 티오디에틸 디이소시아네이트, 티오프로필 디이소시아네이트, 티오디헥실 디이소시아네이트, 디메틸설폰 디이소시아네이트, 디티오 디메틸디이소시아네이트, 디티오 디에틸 디이소시아네이트, 디티오 프로필 디이소시아네이트, 디사이클로헥실 설파이드-4,4'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 함황 지방족 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compounds include thiodiethyl diisocyanate, thiopropyl diisocyanate, thiodihexyl diisocyanate, dimethylsulfone diisocyanate, dithio dimethyl diisocyanate, dithio diethyl diisocyanate, dithio propyl diisocyanate, and dicyclohexyl sulfide. It may be one or more sulfur-containing aliphatic isocyanates selected from the group consisting of -4,4'-diisocyanate.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 설파이드-2,4'-디이소시아네이트, 디페닐 설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아나토 디벤질 티오에테르, 비스(4-이소시아나토메틸 벤젠) 설파이드, 4, 4'-메톡시 벤젠 티오 에틸렌글리콜-3,3'-디이소시아네이트 등의 방향족 설파이드계 이소시아네이트, 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-6,6'-디이소시아네이트, 4,4'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 디설파이드-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 디설파이드계 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compound includes diphenyl sulfide-2,4'-diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanato dibenzyl thioether, Aromatic sulfide isocyanates such as bis(4-isocyanatomethyl benzene) sulfide, 4,4'-methoxy benzene thioethylene glycol-3,3'-diisocyanate, diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate, 2,2'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-6,6' -Diisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy diphenyl It may be one or more aromatic disulfide-based isocyanates selected from the group consisting of disulfide-3,3'-diisocyanate.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 에틸 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트디페닐메탄, 나프탈렌 디이소시아네이트, 메틸 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 비스(아이소시아나토페닐) 에틸렌, 3,3'-디메톡시비페닐-4-4'-디이소시아네이트,이소프로필렌페닐렌 디이소시아네이트, 디메틸페닐렌 디이소시아네이트, 디에틸페닐렌 디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌 디이소시아네이트, 트리메치르벤젠 트리이소시아네이트, 벤젠 트리이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 나프탈렌 트리이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4,4'-트리이소시아네이트,3-메틸 디페닐메탄-4,6,4'-트리이소시아네이트, 4-메틸-디페닐메탄-3,5,2',4',6'-펜타이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토에틸) 벤젠, 비스(이소시아나토 프로필) 벤젠, α,α, α',α'-테트라메틸 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토 부틸) 벤젠, 비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌, 비스(이소시아나토메틸) 디페닐 에테르, 비스(이소시아나토에틸) 프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compounds include 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4'-diisocyanate. Phenylenemethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, ethyl phenylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanate biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate biphenyl , 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane, naphthalene diisocyanate, methyl naphthalene diisocyanate, trizine diisocyanate, bis (isocyanatophenyl) ethylene, 3,3'-dimethoxy ratio. Phenyl-4-4'-diisocyanate, isopropylenephenylene diisocyanate, dimethylphenylene diisocyanate, diethylphenylene diisocyanate, diisopropylphenylene diisocyanate, trimethylbenzene triisocyanate, benzene triisocyanate, triisocyanate Phenylmethane triisocyanate, naphthalene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyl diphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4-methyl-diphenylmethane-3, 5,2',4',6'-pentisocyanate, xylylene diisocyanate, bis(isocyanatoethyl)benzene, bis(isocyanato propyl)benzene, α,α, α',α'-tetramethyl 1 selected from the group consisting of xylylene diisocyanate, bis(isocyanatobutyl)benzene, bis(isocyanatomethyl)naphthalene, bis(isocyanatomethyl)diphenyl ether, and bis(isocyanatoethyl)phthalate It may be more than one type of aromatic isocyanate.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 술폰-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 설폰-4,4'-디이소시아네이트,4-메틸 디페닐메탄 설폰-2,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트 디벤질 설폰, 4,4'-디메틸디페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디-tert-부틸 디페닐 설폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-메톡시 벤젠 에틸렌 디술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디클로로페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 설폰계 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compounds include diphenyl sulfone-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, diphenylmethane sulfone-4,4'-diisocyanate, and 4-methyl diphenylmethane sulfone- 2,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanate dibenzyl sulfone, 4,4' -Dimethyldiphenylsulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-di-tert-butyl diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-methoxy benzene ethylene disulfone-3, It may be one or more aromatic sulfone isocyanates selected from the group consisting of 3'-diisocyanate and 4,4'-dichlorophenylsulfone-3,3'-diisocyanate.

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI), 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난 디이소시아네이트, 2,6-노르보르난 디이소시아네이트, 2,2-디메틸 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토 프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄, 노르보르난 비스(이소시아나토메틸)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지환식 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compounds include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, and bis(2-isocyanate ethyl)-4. -Cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate, 2,2-dimethyl dicyclohexylmethane diisocyanate, 2-isocyanato Methyl-3-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)- 6-Isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2 ,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-isocyanatomethyl-bicyclo [2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl- 3-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl )-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo [2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5-(2-isocyanate natoethyl)-bicyclo[2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2, It may be one or more alicyclic isocyanates selected from the group consisting of 2,1]-heptane and norbornane bis(isocyanatomethyl).

상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(m-크실렌 디이소시아네이트, m-XDI), 1,4-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(p-크실렌 디이소시아네이트, p-XDI), 1,3-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(m-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, m-TMXDI), 1,4-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(p-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, p-TMXDI), 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-에틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-tert-부틸 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-클로로 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸) -4,5-디클로로벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-2,4,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라브로모 벤젠, 1,4-비스(2-이소시아나토에틸) 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향지방족 이소시아네이트일 수 있다. The polyisocyanate compound is 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene (m-xylene diisocyanate, m-XDI), 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene (p-xylene diisocyanate, p- XDI), 1,3-bis (2-isocyanato propan-2-yl) benzene (m-tetramethyl xylene diisocyanate, m-TMXDI), 1,4-bis (2-isocyanato propan-2- 1) Benzene (p-tetramethyl xylene diisocyanate, p-TMXDI), 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4-methylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4-ethylbenzene , 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5-methylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2 ,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetramethylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5-tert-butyl benzene, 1 ,3-bis(isocyanatomethyl)-4-chlorobenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dichlorobenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-2,4 ,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5 , It may be one or more aromatic aliphatic isocyanates selected from the group consisting of 6-tetrabromo benzene, 1,4-bis (2-isocyanatoethyl) benzene, and 1,4-bis (isocyanatomethyl) naphthalene. .

상기 블록이소시아네이트는 하기 화학식 3의 화학구조를 가질 수 있다.The block isocyanate may have the chemical structure of Formula 3 below.

<화학식 3> <Formula 3>

상기 화학식 3에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 3, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기한 블록이소시아네이트; 일부 수산화기에 이중결합 올리고머기가 결합된 아크릴계 폴리올 또는 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올, 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올; 및 열적 라디칼 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 조성물이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, the above-mentioned block isocyanate; At least one polyol selected from acrylic polyols, polyester polyols, polyurethane polyols, acrylic carbamate polyols, and polyester carbamate polyols in which a double bond oligomer group is bonded to some hydroxyl groups; and a thermal radical initiator.

상기 폴리올은 하기 화학식 4과 같은 아크릴계 폴리올일 수 있다. The polyol may be an acrylic polyol as represented by Chemical Formula 4 below.

<화학식 4><Formula 4>

상기 R은 알킬기이다.Said R is an alkyl group.

상기 열적 라디칼 개시제는 통상적인 1h 반감기 온도가 90~100°C 사이의 범위를 가지며, tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert-Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.The thermal radical initiator has a typical 1h half-life temperature in the range of 90 to 100°C, and includes tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert-Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, and tert-Amyl peroxy. It may be any one of -2-ethylhexanoate or a combination thereof.

이중경화형 조성물은 가교반응 온도가 100 내지 130°C일 수 있다. The dual-cure composition may have a crosslinking reaction temperature of 100 to 130°C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기한 블록이소시아네이트; 일부 수산화기에 이중결합 올리고머기가 결합된 아크릴계 폴리올 또는 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올, 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올 30 내지 45 중량%; 및 반응성 희석제, 자외선 흡수제 또는 안정제, 레벨링제 및 용제를 포함하는 혼합물 25 내지 40 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, the above-mentioned block isocyanate; 30 to 45% by weight of at least one polyol selected from acrylic polyols, polyester polyols, polyurethane polyols, acrylic carbamate polyols, and polyester carbamate polyols in which a double bond oligomer group is bonded to some hydroxyl groups; and 25 to 40% by weight of a mixture containing a reactive diluent, an ultraviolet absorber or stabilizer, a leveling agent, and a solvent. A dual-cure one-component clear coat composition for automobiles is provided.

상기 폴리올은 이중결합 올리고머기의 함량이 고형분 대비 20 내지 60 중량%, 폴리올 1 그램당 100~200 mg KOH의 범위 수산가를 가질 수 있다.The polyol may have a double bond oligomer content of 20 to 60% by weight based on solid content and a hydroxyl value in the range of 100 to 200 mg KOH per gram of polyol.

상기 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물의 가교반응 온도는 100 내지 130°C일 수 있다. The crosslinking reaction temperature of the dual-cure one-component clear coat composition for automobiles may be 100 to 130°C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기한 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물을 기판 상에 도포하여 미리 설정된 온도 범위에서 제1 열경화 공정을 진행하는 단계; 상기 제1 열경화 공정이 완료된 직후 상기 기판에 미리 설정된 광량을 갖는 광을 조사하여 제1 광경화 공정을 진행하는 단계; 및 상기 제1 광경화 공정이 완료된 후 상기 제1 열경화 공정과 동일한 온도 범위에서 제2 열경화 공정을 진행하는 단계를 포함하는 클리어코트 코팅 방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, applying the above-described dual-cure one-component clear coat composition for automobiles on a substrate and performing a first thermal curing process in a preset temperature range; performing a first photocuring process by irradiating light having a preset amount of light to the substrate immediately after the first thermal curing process is completed; and performing a second thermal curing process in the same temperature range as the first thermal curing process after the first photo curing process is completed.

상기 코팅 방법은 상기 제1 열경화 공정과 상기 제1 광경화 공정 사이에 상기 제1 열경화 공정과 동일한 온도 범위에서 열경화 공정을 추가로 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다. The coating method may further include performing an additional thermal curing process at the same temperature range as the first thermal curing process between the first thermal curing process and the first photo curing process.

상기 광경화에 사용되는 광은 UV, EB 및 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The light used for photocuring may include at least one of UV, EB, and LED.

상기 코팅 방법은 상기 제2 열경화 공정이 완료된 직후 상기 기판에 미리 설정된 광량을 갖는 광을 조사하여 제2 광경화 공정을 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다. The coating method may further include performing a second photocuring process by irradiating light having a preset amount of light to the substrate immediately after the second thermal curing process is completed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기한 방법을 통해 제조된 클리어코트 코팅층이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, a clear coat coating layer manufactured through the above method is provided.

본 발명에서는 저온에서 해리되는 아민 유도체 기반의 블로킹제를 이용하여 저온경화 공정이 가능한 장점이 있다. The present invention has the advantage of enabling a low-temperature curing process using a blocking agent based on an amine derivative that dissociates at low temperatures.

또한, 본 발명에 따르면, 메타크릴레이트 기능화된 블로킹제를 도입하여 이중경화형 시스템을 구축하였으며, 이를 통해 저온에서도 더욱 조밀한 가교네트워크를 형성할 뿐만 아니라 열경화 공정에서 기존에 대기로 방출되던 블로킹제를 직접 가교반응에 참여시켜 휘발성 유기화합물(VOC)를 획기적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, a dual-cure system was constructed by introducing a methacrylate-functionalized blocking agent, which not only forms a more dense cross-linking network even at low temperatures, but also removes the blocking agent that was previously released into the atmosphere during the heat curing process. It has the advantage of being able to dramatically control volatile organic compounds (VOC) by directly participating in the crosslinking reaction.

이를 통해 블로킹제를 단량체로 반응에 포함시켜 가교반응의 반응성을 높이고 가교네트워크의 구조 및 가교밀도 등을 조절함에 따라 기계적/화학적 물성을 향상시킬 수 있다.Through this, the reactivity of the crosslinking reaction can be increased by including the blocking agent as a monomer in the reaction, and the mechanical/chemical properties can be improved by controlling the structure and crosslinking density of the crosslinking network.

아울러 이러한 열에 의한 이중경화 공정에 더하여 열-광 다중경화형 메커니즘의 도입을 통해 보다 개선된 가교물성을 제공할 수 있다.In addition, in addition to this thermal dual curing process, more improved crosslinking properties can be provided through the introduction of a thermal-light multiple curing mechanism.

도 1은 본 실시예에 따른 메틸아크릴레이트 기능화된 블록이소시아네이트의 이중경화 공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 다양한 블록이소시아네이트의 해리 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 다양한 열경화 조건에서 TRI의 존재 여부에 따른 클리어코트의 실시간 유변학적 거동을 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 열경화 조건에서 강체 진자 시험기를 이용하여 TRI의 존재 여부에 따른 박막 투명 코팅 필름의 실시간 가교 거동을 나타낸 도면이다.
도 5는 TGA 분석을 통한 (a) 120℃ 및 (b) 150℃의 열경화 조건에서 클리어코트에 의해 생성된 VOC를 나타낸 도면이다.
도 6은 물리적 모드에서 강체 진자 물성시험기를 사용하여 측정한 (a) 120°C, (b) 130°C, (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 박막의 대수 감쇠비를 나타낸 도면이다.
도 7은 DMA 분석을 통해 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 저장 탄성률을 나타낸 도면이다.
도 8은 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 압입 곡선 및 (d) 표면 강도(HIT)를 나타낸 도면이다.
도 9는 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 스크래치 패턴을 나타낸 도면이다.
도 10은 다양한 열경화 조건에서 경화된 클리어코트 필름의 스크래치 파노라마 이미지 및 임계 하중(Lc1)을 나타낸 도면이다.
도 11은 다양한 열 및 광경화 공정 조건에 따른 기계적 물성 변화를 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing the dual curing process of methyl acrylate functionalized block isocyanate according to this embodiment.
Figure 2 is a diagram showing the dissociation characteristics of various block isocyanates.
Figure 3 is a diagram showing the real-time rheological behavior of the clear coat depending on the presence or absence of TRI under various thermal curing conditions.
Figure 4 is a diagram showing the real-time crosslinking behavior of a thin transparent coating film depending on the presence or absence of TRI using a rigid pendulum tester under various thermal curing conditions.
Figure 5 is a diagram showing VOCs generated by a clear coat under thermal curing conditions of (a) 120°C and (b) 150°C through TGA analysis.
Figure 6 is a diagram showing the logarithmic damping ratio of the clear coat thin film cured at (a) 120 °C, (b) 130 °C, and (c) 150 °C measured using a rigid pendulum physical property tester in physical mode.
Figure 7 is a diagram showing the storage modulus of clearcoat films cured at (a) 120°C, (b) 130°C, and (c) 150°C through DMA analysis.
Figure 8 is a diagram showing the indentation curve and (d) surface strength (HIT) of clearcoat films cured at (a) 120 °C, (b) 130 °C, and (c) 150 °C.
Figure 9 is a diagram showing scratch patterns of clear coat films cured at (a) 120°C, (b) 130°C, and (c) 150°C.
Figure 10 is a diagram showing scratch panoramic images and critical load (Lc1) of clearcoat films cured under various thermal curing conditions.
Figure 11 is a diagram showing changes in mechanical properties according to various heat and photocuring process conditions.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 실시예는 VOC 방출을 효과적으로 감소시키고 가교밀도를 향상시키기 위해 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 새로운 아민 유도체 기반의 이소시아네이트 블로킹제를 제안한다. This example proposes a new amine derivative-based isocyanate blocking agent capable of urethane and radical crosslinking reactions to effectively reduce VOC emissions and improve crosslinking density.

본 실시예에 따른 블로킹제는 메타크릴레이트 기능기(Blocking agent with methacrylate-functionalized moiety)를 갖는 바람직하다. The blocking agent according to this embodiment preferably has a methacrylate functionalized moiety.

나아가, 상기한 블로킹제와 폴리이소시아네이트 화합물의 우레아 결합 반응을 통해 제조되며, 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 제안한다. Furthermore, we propose a blocked isocyanate based on a dual-curable amine derivative that is manufactured through a urea coupling reaction between the above-described blocking agent and a polyisocyanate compound and is capable of urethane and radical crosslinking reactions.

또한, 본 실시예는 상기한 블록이소시아네이트, 아크릴계 폴리올 또는 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올, 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올 및 열적 라디칼 개시제를 포함하는 이중경화형 조성물을 제안한다. In addition, this embodiment is a dual-curable composition comprising at least one polyol selected from the block isocyanate, acrylic polyol, polyester polyol, polyurethane polyol, acrylic carbamate polyol, and polyester carbamate polyol and a thermal radical initiator. suggests.

본 실시예에 따른 이중경화형 조성물은 자동차용 일액형 클리어코트 조성물로 사용될 수 있으며, 저온경화형으로서 가교 반응온도는 100 내지 130°C 범위를 가질 수 있다. The dual-cure composition according to this embodiment can be used as a one-component clear coat composition for automobiles, and as a low-temperature cure type, the crosslinking reaction temperature may range from 100 to 130°C.

그리고, 본 실시예에 따른 이중경화형 조성물은 단지 열경화 공정뿐만 아니라, 열경화 공정과 광경화 공정의 순차적인 진행을 통해 자동차용 클리어코트층을 형성할 수 있다. In addition, the dual-curable composition according to this embodiment can form a clear coat layer for automobiles through not only a thermal curing process, but also a thermal curing process and a photo-curing process sequentially.

이하에서는 본 실시예에 따른 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트, 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 포함하는 이중경화형 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a dual-curable composition containing an amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based block isocyanate, and an amine derivative-based block isocyanate according to this embodiment, and a coating method using the same will be described in detail.

본 실시예에서는 하기 화학식 1의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 라디칼 가교반응이 가능한 아민 유도체 기반의 이소시아네이트 블로킹제를 제공한다.In this embodiment, an isocyanate blocking agent based on an amine derivative capable of radical crosslinking reaction is provided, which has the chemical structure of the following formula (1).

<화학식 1> <Formula 1>

상기 화학식 1에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 1, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

또한, 본 실시예에서는 화학식 2의 화합물과 폴리이소시아네이트 화합물의 우레아 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트를 제공한다.In addition, this embodiment provides a block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, which is prepared through a urea bond formation reaction between the compound of Formula 2 and a polyisocyanate compound.

<화학식 2><Formula 2>

상기 화학식 2에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 2, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

본 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 지방족, 방향족, 지환식(alicyclic), 또는 방향지방족 화합물로 분자 구조 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 것일 수 있고, 이때 폴리이소시아네이트 화합물은 2량체(dimer), 3량체(trimer) 등의 다량체 형태를 가질 수 있고, 대표적인 3량체 형태로는 헥사메틸렌디이소시아네이트 삼량체(Hexamethylene diisocyanate trimer) 등이 있다.According to this embodiment, the polyisocyanate compound may be an aliphatic, aromatic, alicyclic, or araliphatic compound containing two or more isocyanate groups in the molecular structure, and in this case, the polyisocyanate compound is a dimer. , it may have a multimer form such as a trimer, and a representative trimer form includes hexamethylene diisocyanate trimer.

본 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 에틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 노나메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,2-디메틸펜탄 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 데카메틸렌 디이소시아네이트, 부텐 디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸 트리이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)카르보네이트, 2-이소시아네이트에틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 1,3,6-헤키사메치렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아나토-4-이소시아나토메틸 옥탄, 2,5,7-트리메틸-1,8-디이소시아나토-5-이소시아나토메틸 옥탄, 비스(이소시아나토에틸) 카보네이트, 비스(이소시아나토에틸) 에테르, 1,4-부틸렌글리콜디 프로필 에테르-ω,ω'-디이소시아네이트, 리진 디이소시아나토 메틸에스테르, 리진트리이소시아네이트,2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토 에틸-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트,2-이소시아나토 프로필-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트, 2,6-디(이소시아나토메틸) 퓨란,1,3,-비스(6-이소시아네이토 헥실)-우레티딘-2,4-디온, 1,3,5-트리스(6-이소시아네이토 헥실)이소시아누레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지방족 이소시아네이트 일 수 있다.According to this embodiment, the polyisocyanate compound is ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2 ,2-dimethylpentane diisocyanate, 2,2,4-trimethyl hexamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4,4-trimethyl hexamethylene Methylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanate methyl caproate, bis(2-isocyanate ethyl) fumarate , bis(2-isocyanate ethyl)carbonate, 2-isocyanate ethyl-2,6-diisocyanate hexanoate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanato-4- Isocyanatomethyl octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyl octane, bis(isocyanatoethyl) carbonate, bis(isocyanatoethyl) ether, 1, 4-Butylene glycol dipropyl ether-ω,ω'-diisocyanate, lysine diisocyanato methyl ester, lysine triisocyanate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanato ethyl-2,6-diisocyanate Natto hexanoate, 2-isocyanato propyl-2,6-diisocyanato hexanoate, 2,6-di(isocyanatomethyl) furan, 1,3,-bis(6-isocyanato hexyl )-Uretidine-2,4-dione, 1,3,5-tris(6-isocyanato hexyl)isocyanurate may be at least one type of aliphatic isocyanate selected from the group consisting of.

또는, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 티오디에틸 디이소시아네이트, 티오프로필 디이소시아네이트, 티오디헥실 디이소시아네이트, 디메틸설폰 디이소시아네이트, 디티오 디메틸디이소시아네이트, 디티오 디에틸 디이소시아네이트, 디티오 프로필 디이소시아네이트, 디사이클로헥실 설파이드-4,4'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 함황 지방족 이소시아네이트 일 수 있다.Alternatively, the polyisocyanate compound may be thiodiethyl diisocyanate, thiopropyl diisocyanate, thiodihexyl diisocyanate, dimethylsulfone diisocyanate, dithio dimethyl diisocyanate, dithio diethyl diisocyanate, dithio propyl diisocyanate, dicyclo It may be one or more sulfur-containing aliphatic isocyanates selected from the group consisting of hexyl sulfide-4,4'-diisocyanate.

또는, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 설파이드-2,4'-디이소시아네이트, 디페닐 설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아나토 디벤질 티오에테르, 비스(4-이소시아나토메틸 벤젠) 설파이드, 4, 4'-메톡시 벤젠 티오 에틸렌글리콜-3,3'-디이소시아네이트 등의 방향족 설파이드계 이소시아네이트, 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-6,6'-디이소시아네이트, 4,4'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 디설파이드-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 디설파이드계 이소시아네이트 일 수 있다. Alternatively, the polyisocyanate compound may be diphenyl sulfide-2,4'-diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanato dibenzyl thio. Aromatic sulfide isocyanates such as ether, bis(4-isocyanatomethyl benzene) sulfide, 4,4'-methoxy benzene, thioethylene glycol-3,3'-diisocyanate, and diphenyl disulfide-4,4'-di. Isocyanate, 2,2'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-6, 6'-diisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy It may be one or more aromatic disulfide isocyanates selected from the group consisting of diphenyl disulfide-3,3'-diisocyanate.

본 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 에틸 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트디페닐메탄, 나프탈렌 디이소시아네이트, 메틸 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 비스(아이소시아나토페닐) 에틸렌, 3,3'-디메톡시비페닐-4-4'-디이소시아네이트,이소프로필렌페닐렌 디이소시아네이트, 디메틸페닐렌 디이소시아네이트, 디에틸페닐렌 디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌 디이소시아네이트, 트리메치르벤젠 트리이소시아네이트, 벤젠 트리이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 나프탈렌 트리이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4,4'-트리이소시아네이트,3-메틸 디페닐메탄-4,6,4'-트리이소시아네이트, 4-메틸-디페닐메탄-3,5,2',4',6'-펜타이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토에틸) 벤젠, 비스(이소시아나토 프로필) 벤젠, α,α, α',α'-테트라메틸 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토 부틸) 벤젠, 비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌, 비스(이소시아나토메틸) 디페닐 에테르, 비스(이소시아나토에틸) 프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 이소시아네이트 일 수 있다.According to this embodiment, the polyisocyanate compound is 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-Diphenylenemethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, ethyl phenylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanate biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4 '-diisocyanate biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate diphenylmethane, naphthalene diisocyanate, methyl naphthalene diisocyanate, trizine diisocyanate, bis(isocyanatophenyl) ethylene, 3, 3'-dimethoxybiphenyl-4-4'-diisocyanate, isopropylenephenylene diisocyanate, dimethylphenylene diisocyanate, diethylphenylene diisocyanate, diisopropylphenylene diisocyanate, trimethylbenzene triisocyanate , Benzene triisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, naphthalene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyl diphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4-methyl- Diphenylmethane-3,5,2',4',6'-pentisocyanate, xylylene diisocyanate, bis(isocyanatoethyl)benzene, bis(isocyanatopropyl)benzene, α,α, α' ,α'-tetramethyl xylylene diisocyanate, bis(isocyanatobutyl)benzene, bis(isocyanatomethyl)naphthalene, bis(isocyanatomethyl)diphenyl ether, bis(isocyanatoethyl)phthalate It may be one or more aromatic isocyanates selected from the group consisting of

또는, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 술폰-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 설폰-4,4'-디이소시아네이트,4-메틸 디페닐메탄 설폰-2,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트 디벤질 설폰, 4,4'-디메틸디페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디-tert-부틸 디페닐 설폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-메톡시 벤젠 에틸렌 디술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디클로로페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 설폰계 이소시아네이트 일 수 있다.Alternatively, the polyisocyanate compound may be diphenyl sulfone-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, diphenylmethane sulfone-4,4'-diisocyanate, or 4-methyl diphenylmethane. Sulfone-2,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanate dibenzyl sulfone, 4, 4'-Dimethyldiphenylsulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-di-tert-butyl diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-methoxy benzene ethylene disulfone- It may be one or more aromatic sulfone isocyanates selected from the group consisting of 3,3'-diisocyanate and 4,4'-dichlorophenylsulfone-3,3'-diisocyanate.

본 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI), 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난 디이소시아네이트, 2,6-노르보르난 디이소시아네이트, 2,2-디메틸 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토 프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄, 노르보르난 비스(이소시아나토메틸)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지환식 이소시아네이트 일 수 있다.According to this embodiment, the polyisocyanate compound is isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, bis(2 -Isocyanate ethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate, 2,2-dimethyl dicyclohexylmethane diisocyanate , 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanato propyl)-5-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-(3- Isocyanatopropyl)-6-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethyl- Bicyclo[2,2,1]-heptane,2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane,2 -Isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-( 3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5 -(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl) -It may be one or more alicyclic isocyanates selected from the group consisting of bicyclo[2,2,1]-heptane and norbornane bis(isocyanatomethyl).

본 실시예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(m-크실렌 디이소시아네이트, m-XDI), 1,4-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(p-크실렌 디이소시아네이트, p-XDI), 1,3-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(m-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, m-TMXDI), 1,4-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(p-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, p-TMXDI), 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-에틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-tert-부틸 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-클로로 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸) -4,5-디클로로벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-2,4,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라브로모 벤젠, 1,4-비스(2-이소시아나토에틸) 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향지방족 이소시아네이트 일 수 있다.According to this embodiment, the polyisocyanate compound is 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene (m-xylene diisocyanate, m-XDI), 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene (p- Xylene diisocyanate, p- Cyanato propan-2-yl) benzene (p-tetramethyl xylene diisocyanate, p-TMXDI), 1,3-bis (isocyanatomethyl) -4-methylbenzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl )-4-ethylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5-methylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(iso Cyanatomethyl)-2,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetramethylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5- tert-butyl benzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4-chlorobenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dichlorobenzene, 1,3-bis(isocyanato) Methyl)-2,4,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl) -One or more types selected from the group consisting of 2,3,5,6-tetrabromo benzene, 1,4-bis (2-isocyanatoethyl) benzene, and 1,4-bis (isocyanatomethyl) naphthalene It may be an aromatic aliphatic isocyanate.

본 실시예에 따르면, 상기 블록이소시아네이트는 하기 화학식 3의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 아민 유도체 기반의 이중경화형 블록이소시아네이트일 수 있다.According to this embodiment, the block isocyanate may be a dual-curable block isocyanate based on urethane and an amine derivative capable of radical crosslinking reaction, which has the chemical structure of the following formula (3).

<화학식 3> <Formula 3>

상기 화학식 3에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.In Formula 3, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

또한, 본 실시예에서는 상기 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트; 및 일부 수산화기에 이중결합 올리고머기가 결합된 것을 특징으로 아크릴계 폴리올 또는 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올, 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올; 및 열적 라디칼 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 조성물을 제공한다.In addition, in this embodiment, a block isocyanate based on the urethane and a dual-curable amine derivative capable of radical crosslinking reaction; and at least one polyol selected from acrylic polyol, polyester polyol, polyurethane polyol, acrylic carbamate polyol, and polyester carbamate polyol, characterized in that a double bond oligomer group is bonded to some hydroxyl group; and a thermal radical initiator.

본 실시예에 따른 폴리올은 하기 화학식 4과 같은 아크릴계 폴리올일 수 있다.The polyol according to this example may be an acrylic polyol as shown in Chemical Formula 4 below.

<화학식 4><Formula 4>

상기 화학식 4에서 R은 알킬기이다.In Formula 4, R is an alkyl group.

본 실시예에 따른 조성물에 있어서, 상기 열적 라디칼 개시제는 통상적인 1h 반감기 온도가 90~100°C 사이의 범위를 가진다면 어느 것이라도 무방하나(tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert-Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate 등을 사용 가능), 터트-아밀 페록시-2-에틸헥사노에이트(tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate)가 가장 바람직하다.In the composition according to this embodiment, the thermal radical initiator may be any as long as the typical 1h half-life temperature is in the range of 90 to 100°C (tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert -Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate, etc. can be used), but tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate is most preferred. do.

또한, 본 실시예에서는 상기 저온 및 이중경화형 조성물은 가교반응 온도가 100 내지 130°C인 것이 바람직하다.Additionally, in this embodiment, the low-temperature and dual-cure composition preferably has a crosslinking reaction temperature of 100 to 130°C.

또한, 본 실시예에서는 상기 화학식 3의 아크릴계 폴리올 30 내지 45 중량%; 상기한 화학식 1의 블로킹제와 폴리이소시아네이트 화합물의 우레아(urea) 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 아민 유도체 기반의 이중경화형 블록이소시아네이트; 및 반응성 희석제, 자외선 흡수제 또는 안정제, 레벨링제 및 용제를 포함하는 혼합물 25 내지 40 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물을 제공한다.Additionally, in this example, 30 to 45% by weight of the acrylic polyol of Formula 3; A dual-curable blocked isocyanate based on urethane and an amine derivative capable of radical crosslinking reaction, which is prepared through a urea bond formation reaction between the blocking agent of Formula 1 and a polyisocyanate compound; and 25 to 40% by weight of a mixture containing a reactive diluent, an ultraviolet absorber or stabilizer, a leveling agent, and a solvent.

본 실시예에 따른 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 지방족, 방향족, 지환식, 또는 방향지방족 화합물로 분자 구조 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 것 일 수 있고, 상기 아크릴계 폴리올은 이중결합 올리고머기의 함량이 고형분 대비 20 내지 60 중량%, 폴리올 1 그램당 100~200 mg KOH의 범위 수산가를 가지는 것이 바람직하다.In the dual-cure one-component clear coat composition for automobiles according to this embodiment, the polyisocyanate compound may be an aliphatic, aromatic, alicyclic, or araliphatic compound containing two or more isocyanate groups in the molecular structure, The acrylic polyol preferably has a double bond oligomer content of 20 to 60% by weight based on solid content and a hydroxyl value in the range of 100 to 200 mg KOH per gram of polyol.

본 실시예에 따른 저온 및 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물에 있어, 가교반응 온도가 100 내지 130°C인 것을 특징으로 한다.The low-temperature and dual-cure one-component clear coat composition for automobiles according to this embodiment is characterized in that the crosslinking reaction temperature is 100 to 130°C.

본 실시예에 따른 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물에 있어, 상기 열 경화 공정 중간과정에서 및 열경화 공정 과정 직후 추가적인 광경화 공정을 도입하여 열-열-광 또는 열-광-열, 열-광-열-광 등 다중경화 공정이 가능한 것을 특징으로 한다.In the dual-cure one-component clear coat composition for automobiles according to this embodiment, an additional photocuring process is introduced in the middle of the thermal curing process and immediately after the thermal curing process to heat-heat-light or heat-light-heat, heat. -It is characterized by the possibility of multiple curing processes such as light-heat-light.

또한, 본 실시예에 따르면, 상기한 다중경화 공정을 통해 제조되는 클리어코트층을 제공한다. Additionally, according to this embodiment, a clear coat layer manufactured through the above-described multiple curing process is provided.

이하에서는 본 실시예에 따른 블로킹제, 블록이소시아네이트, 이중경화형 조성물의 제조 방법 및 클리어코트층에 대한 성능 평가 과정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the manufacturing method of the blocking agent, blocked isocyanate, and dual-cure composition according to this embodiment and the performance evaluation process for the clear coat layer will be described in detail.

<실시예 1 및 비교예> 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트 합성<Example 1 and Comparative Example> Synthesis of amine derivative-based block isocyanate

헥사메틸렌 디이소시아네이트 삼량체(HDI trimer, Desmodur®N3300, Covestro, Germany)가 블로킹제 없이 유리(free) 이소시아네이트 가교제로 사용되었다.Hexamethylene diisocyanate trimer (HDI trimer, Desmodur®N3300, Covestro, Germany) was used as a free isocyanate crosslinker without a blocking agent.

HDI 삼량체에서 이소시아네이트기를 각각 메틸아크릴레이트 기능기가 있는 2-(tert-butylamino) ethyl methacrylate(TBEMA)로 블로킹하여 메타크릴레이트 기능화된 블록이소시아네이트(BITBEMA)를 합성하였다. Methacrylate-functionalized blocked isocyanate (BI TBEMA ) was synthesized by blocking the isocyanate groups in the HDI trimer with 2-(tert-butylamino) ethyl methacrylate (TBEMA), which each has a methyl acrylate functional group.

도 1은 본 실시예에 따른 메틸아크릴레이트 기능화된 블록이소시아네이트의 이중경화 공정을 나타낸 도면이며, BITBEMA의 화학구조는 도 1에 도시된다. Figure 1 is a diagram showing the dual curing process of methyl acrylate functionalized block isocyanate according to this example, and the chemical structure of BI TBEMA is shown in Figure 1.

먼저 TBEMA를 질소 분위기에서 40°C에서 자일렌(TBEMA 0.58g, 자일렌 1.05g)으로 희석하여 고형분 함량이 60%인 희석된 블로킹제를 획득한다. First, TBEMA was diluted with xylene (0.58 g of TBEMA, 1.05 g of xylene) at 40 °C in a nitrogen atmosphere to obtain a diluted blocking agent with a solid content of 60%.

이어서, 블로킹제의 NH 그룹의 활성수소와 HDI 내의 NCO 그룹의 몰비를 1.1:1로 하여 특정 양의 HDI를 희석된 블로킹제에 첨가하였다. Then, a specific amount of HDI was added to the diluted blocking agent, with the molar ratio of the active hydrogen of the NH group of the blocking agent and the NCO group in HDI being 1.1:1.

그런 다음, 혼합물을 6시간 동안 교반하여 유리 이소시아네이트 기능기를 완전히 차단하였다. The mixture was then stirred for 6 hours to completely block the free isocyanate functional groups.

비교를 위해, HDI 삼량체에서 이소시아네이트기를 메틸아크릴레이트 기능기가 없는 n-tert-butylehtylamine(NtBEA)으로 블로킹하여 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트(BINtBEA)를 합성하였다.For comparison, an amine derivative-based blocked isocyanate (BI NtBEA ) was synthesized by blocking the isocyanate group in the HDI trimer with n-tert-butylehtylamine (NtBEA), which does not have a methyl acrylate functional group.

NtBEA(Merck, Germany)를 질소 분위기에서 40°C에서 자일렌(NtBEA 1.04g, 자일렌 1.36g)으로 희석하여 고형분 함량이 60%인 희석된 블로킹제를 획득한다. NtBEA (Merck, Germany) is diluted with xylene (NtBEA 1.04 g, xylene 1.36 g) at 40 °C in a nitrogen atmosphere to obtain a diluted blocking agent with a solid content of 60%.

그런 다음, 혼합물을 6시간 동안 교반하여 유리 이소시아네이트 기능기를 완전히 차단하였다. The mixture was then stirred for 6 hours to completely block the free isocyanate functional groups.

<실시예 2 및 비교예> 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물 제조<Example 2 and Comparative Example> Preparation of dual-cure one-component clear coat composition for automobiles

친환경 자동차 코팅 시스템에 대한 BITBEMA의 적용 가능성을 결정하기 위해 블록이소시아네이트와 하이드록실 기능화된 우레탄 메타크릴레이트 올리고머(hydroxyl functionalized urethane methacrylate oligomer, HFUMO) 수지를 이중 결합(C=C)과 150 mg KOH/g의 히드록실(OH)을 포함하는 60% 아크릴레이트 백본과 혼합하여 투명 클리어코트 샘플(CTBEMA)을 준비하였다. To determine the applicability of BI TBEMA for eco-friendly automotive coating systems, block isocyanate and hydroxyl functionalized urethane methacrylate oligomer (HFUMO) resin were mixed with double bonds (C=C) and 150 mg KOH/ Transparent clearcoat samples (C TBEMA ) were prepared by mixing with a 60% acrylate backbone containing g of hydroxyl (OH).

수지와 블록이소시아네이트의 양은 완전한 가교네트워크를 위해 HFUMO 수지의 OH 그룹과 가교제의 NCO 그룹 사이의 몰비 1:1.1을 기준으로 하였다. The amounts of resin and blocked isocyanate were based on a molar ratio of 1:1.1 between the OH group of HFUMO resin and the NCO group of the cross-linking agent to ensure a complete cross-linking network.

단일경화형 BINtBEA 및 상업용 BIPL350(Desmodur®PL350, Covestro, Germany) 가교제를 포함하는 클리어코트 샘플(CNtBEA 및 CPL350)도 가교 특성을 비교하기 위해 준비하였다. Clearcoat samples (C NtBEA and C PL350 ) containing single-cure BI NtBEA and commercial BI PL350 (Desmodur®PL350, Covestro, Germany) crosslinkers were also prepared to compare crosslinking properties.

열적 라디칼 개시제(TRI)(t-armyl peroxy 2-ehtylhexanonate, Luperox 575, Arkema, France)를 사용하여 라디칼 가교반응을 개시하였다. 소량의 BYK 306(BYK Chemie, Germany)을 표면 평탄화 조절제(surface-leveling control agent)로 클리어코트에 첨가하였다. The radical crosslinking reaction was initiated using a thermal radical initiator (TRI) (t-armyl peroxy 2-ehtylhexanonate, Luperox 575, Arkema, France). A small amount of BYK 306 (BYK Chemie, Germany) was added to the clearcoat as a surface-leveling control agent.

세 가지 클리어코트의 자세한 제형은 표 1과 같다. The detailed formulations of the three clear coats are listed in Table 1.

CPL350은 본 실시예에 따른 BITBEMA가 상용 가교제 BIPL350보다 더 나은 성능을 나타내는지 확인하기 위해 TRI 없이 제형되었다.C PL350 was formulated without TRI to confirm whether BI TBEMA according to this example shows better performance than the commercial crosslinker BI PL350 .

도 1에 도시된 바와 같이, 열경화 과정에서 블로킹제가 해리된 후 자유 이소시아네이트의 NCO 그룹이 HFUMO 수지의 OH 그룹과 반응하였다. 메타크릴레이트 기능기을 가진 TBEMA 블로킹제는 TRI로 열적 라디칼 개시 후 HFUMO 수지 또는 자체 둘 다의 C=C 결합과 라디칼 가교반응에 직접 참여할 수 있다.As shown in Figure 1, after the blocking agent was dissociated during the heat curing process, the NCO group of the free isocyanate reacted with the OH group of the HFUMO resin. The TBEMA blocking agent with methacrylate functional group can directly participate in the C=C bond and radical cross-linking reaction of both HFUMO resin or itself after thermal radical initiation with TRI.

<실험예 1> 블로킹제의 블로킹 여부 및 블록이소시아네이트의 결합 해리 에너지(Bond dissociation energy, BDE)<Experimental Example 1> Blocking of blocking agent and bond dissociation energy (BDE) of blocked isocyanate

HDI에서 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제가 NCO 그룹에 완전히 부착되었는지 확인하기 위해 자유 이소시아네이트 그룹의 2280-2250 cm-1에서 특징적인 피크를 감쇠 전반사 FT-IR 분광기(attenuated total reflectance FT-IR spectroscopy, ATR-FT-IR, Agilent Technology, Santa Clara, USA)로 측정하였다.To confirm that the amine derivative-based isocyanate blocking agent is fully attached to the NCO group in HDI, the characteristic peak at 2280-2250 cm -1 of the free isocyanate group was analyzed by attenuated total reflectance FT-IR spectroscopy (ATR-FT). -IR, Agilent Technology, Santa Clara, USA).

아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제의 결합 해리 에너지는 해리 효율을 평가하기 위해 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT) 시뮬레이션을 통해 이론적으로 예측되었다. The bond dissociation energy of the amine derivative-based isocyanate blocking agent was theoretically predicted through density functional theory (DFT) simulation to evaluate the dissociation efficiency.

DFT 계산은 B3LYP/6-31G(d) 수준에서 Gaussian 09 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 먼저, 최적화된 구조 구성 상태를 얻기 위해 블록이소시아네이트의 기하학적 최적화를 수행하였다. 그런 다음, 블록이소시아네이트에서 블로킹제를 해리하기 위한 BDE를 빈도 계산으로 구하여 상대적인 해리 반응성을 예측하였다.DFT calculations were performed using Gaussian 09 software at the B3LYP/6-31G(d) level. First, geometric optimization of block isocyanate was performed to obtain an optimized structural configuration. Then, the BDE for dissociating the blocking agent from the blocked isocyanate was calculated by frequency calculation to predict the relative dissociation reactivity.

DFT 시뮬레이션을 통해 다양한 블록이소시아네이트인 BITBEMA 및 BINtBEA, 상용 BIPL350 가교제의 반응성 및 해리 효율을 예측하였다. The reactivity and dissociation efficiency of various block isocyanates, BI TBEMA and BI NtBEA , and the commercial BI PL350 crosslinker were predicted through DFT simulation.

최적화된 기하학적 구성을 통해 단순화된 블록이소시아네이트 구조와 블로킹제를 해리하는데 필요한 BDE를 표 2에 나타내었다. The BDE required to dissociate the simplified blocked isocyanate structure and blocking agent through the optimized geometric configuration is shown in Table 2.

BITBEMA 및 BINtBEA에 대한 BDE는 BIPL350보다 현저히 낮았으며, 이는 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제의 NH 및 NCO 그룹이 해리 효율을 효과적으로 향상시킨다는 점을 의미하며, 이러한 결과는 저온경화 기술에서 아민 유도체 기반 BI의 잠재적인 응용을 시사한다.The BDE for BI TBEMA and BI NtBEA was significantly lower than that of BI PL350 , indicating that the NH and NCO groups of the amine derivative-based isocyanate blocking agent effectively improve the dissociation efficiency. This result suggests that the amine derivative-based isocyanate blocking agent effectively improves the dissociation efficiency in low-temperature curing technology. This suggests potential applications of BI.

BITBEMA의 BDE는 BINtBEA보다 약간 높았는데, 이는 전자 공여성 그룹인 TBEMA의 메타크릴레이트 그룹이 블로킹제의 음전하를 강화하기 때문이며, 강화된 전하 차이에 따라 NCO 그룹과 NH 그룹 사이의 결합 강도를 증가시켰기 때문이다. The BDE of BI TBEMA was slightly higher than that of BI NtBEA , because the methacrylate group of TBEMA, which is an electron donating group, strengthens the negative charge of the blocking agent, and the bonding strength between the NCO group and NH group is increased according to the enhanced charge difference. Because it increased.

블록이소시아네이트의 해리 특성을 정량적으로 분석하기 위해 3200-3600 cm-1 범위의 ATR-FT-IR을 사용하여 다양한 열 조건(110, 120, 130 및 150°C)에서 수지의 OH기 흡광도 변화를 모니터링하였다. To quantitatively analyze the dissociation properties of blocked isocyanates, we used ATR-FT-IR in the range of 3200-3600 cm -1 to monitor the change in OH group absorbance of the resin under various thermal conditions (110, 120, 130, and 150°C). did.

도 2는 다양한 블록이소시아네이트의 해리 특성을 나타낸 도면이다. Figure 2 is a diagram showing the dissociation characteristics of various block isocyanates.

도 2와 같이, 다양한 블록이소시아네이트의 해리 특성은 열경화 전후에 각각의 블록이소시아네이트를 함유한 클리어코트의 FT-IR 분석에 의해 확인되었다. As shown in Figure 2, the dissociation characteristics of various block isocyanates were confirmed by FT-IR analysis of clear coats containing each block isocyanate before and after heat curing.

도 2를 참조하면, 클리어코트의 OH 신축 진동의 변화는 110, 120, 130, 150 °C에서 3200에서 3600 cm-1로 관찰되었다. HFUMO 수지에서 미반응 OH기의 넓은 흡광도 피크는 3300에서 3450 cm-1까지 날카로운 NH 흡광도 피크를 포함하고 있기 때문에, 우레탄 반응을 통한 OH기의 흡광도 변화는 3450-3600 cm-1의 범위에서 명확하게 관찰할 수 있었다.Referring to Figure 2, the change in OH stretching vibration of the clear coat was observed from 3200 to 3600 cm -1 at 110, 120, 130, and 150 °C. Since the wide absorbance peak of unreacted OH groups in HFUMO resin includes a sharp NH absorbance peak from 3300 to 3450 cm -1 , the change in absorbance of OH groups through urethane reaction is clearly in the range of 3450-3600 cm -1. could be observed.

DFT 계산에서 낮은 BDE 값과 관련하여 CTBEMA와 CNtBEA는 110, 120 및 130°C의 낮은 경화 온도에서 CPL350보다 OH 흡광도에서 더 큰 감소를 나타내었다(도 2의 (a)-2(c)).In relation to the lower BDE values in DFT calculations, C TBEMA and C NtBEA showed a greater decrease in OH absorbance than C PL350 at low curing temperatures of 110, 120 and 130 °C (Figure 2(a)-2(c) )).

열경화 전과 후의 OH 스트레칭을 비교하여 우레탄 반응의 전환율을 다음 식에 의해 추정하였다.By comparing the OH stretching before and after heat curing, the conversion rate of the urethane reaction was estimated using the following equation.

여기서 A는 OH 스트레칭 흡광도의 면적이고 아래 첨자 0과 f는 각각 초기 및 최종 열경화 상태를 나타낸다.where A is the area of OH stretching absorbance and the subscripts 0 and f indicate the initial and final heat setting states, respectively.

상기 식을 이용하여 열경화 전후의 OH 신축 흡광도 면적 변화로부터 우레탄 반응의 전환율을 추정하였다(도 2의 (d)).Using the above equation, the conversion rate of the urethane reaction was estimated from the change in OH stretching absorbance area before and after heat curing (Figure 2(d)).

150°C에서 모든 클리어코트 샘플은 높은 수준의 우레탄 반응을 보여 우레탄 반응을 촉진하기에 충분한 열 에너지를 제공하였다. 120 및 130°C의 저온에서 CTBEMA와 CNtBEA의 전환율은 CPL350의 전환율보다 훨씬 높았으며, 이는 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트의 더 나은 해리 성능을 나타낸다.At 150°C, all clearcoat samples showed a high level of urethane reaction, providing sufficient thermal energy to promote the urethane reaction. At low temperatures of 120 and 130 °C, the conversion rates of C TBEMA and C NtBEA were much higher than those of C PL350 , indicating better dissociation performance of the amine derivative-based blocked isocyanate.

또한, 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트 중 메타크릴레이트 기능화된 블록이소시아네이트를 포함하는 클리어코트 조성물 CTBEMA이 메타크릴레이트 기능기를 갖지 않는 클리어코트 조성물 CNtBEA에 비해 저온에서 더 나은 해리 성능을 나타낸다. In addition, the clear coat composition C TBEMA containing methacrylate-functionalized block isocyanate among amine derivative-based block isocyanates shows better dissociation performance at low temperatures compared to the clear coat composition C NtBEA without a methacrylate functional group.

<실험예 2> 클리어코트의 가교 특성<Experimental Example 2> Cross-linking characteristics of clear coat

상기한 바와 같이 다양한 블록이소시아네이트를 함유한 클리어코트의 거시적 이중경화 거동을 온도조절챔버가 장착된 MCR-302 회전 레오미터(Anton Paar, Graz, Austria)를 사용하여 조사하였다.As described above, the macroscopic double-cure behavior of clearcoats containing various blocked isocyanates was investigated using an MCR-302 rotational rheometer (Anton Paar, Graz, Austria) equipped with a temperature control chamber.

특히, TRI 없이 클리어코트의 우레탄 반응만 포함하는 단일경화 공정과 이중경화 공정을 비교하여 부가적인 라디칼 가교반응의 효과를 조사하였다. In particular, the effect of additional radical cross-linking reaction was investigated by comparing a single-cure process and a dual-cure process involving only the urethane reaction of the clear coat without TRI.

저장 탄성률(storage modulus G')은 5Hz의 각 주파수와 1% 변형률로 SAOS(small amplitude oscillatory shear, 소진폭 진동 전단력) 모드에서 실시간으로 측정되었다. Storage modulus G' was measured in real time in small amplitude oscillatory shear (SAOS) mode with an angular frequency of 5 Hz and 1% strain.

클리어코트 샘플은 8mm 직경과 500μm 측정 갭을 갖는 평행 플레이트 사이에 로드되었다. 온도조절챔버 온도는 30°C에서 목표 온도인 120, 130, 150°C까지 10°C의 승온속도로 상승시킨 후 유지하였다. 강체 진자 물성시험기(rigid-body pendulum tester, RPT, RPT-3000 W, AND, Japan)는 클리어코트 필름의 열경화 거동을 추가로 조사하기 위해 사용되었다. Clearcoat samples were loaded between parallel plates with a diameter of 8 mm and a measuring gap of 500 μm. The temperature in the temperature control chamber was raised from 30°C to the target temperatures of 120, 130, and 150°C at a heating rate of 10°C and then maintained. A rigid-body pendulum tester (RPT, RPT-3000 W, AND, Japan) was used to further investigate the thermal curing behavior of the clearcoat film.

바 코팅법(bar coating method)을 이용하여 강판 위에 습윤 두께 100μm의 클리어코트를 도포하였다. 경화된 필름의 목표 두께는 30-40μm 범위였으며, 이는 열경화 중 용매 증발로 인해 자동차 코팅 산업에서 자주 채택된다. FRB-300 진자 몸체에 부착된 RBE-160 칼날형을 젖은 클리어코트 필름 위에 놓고 외부 전자기력에 의해 흔들었다. 반응성 클리어코트의 경화 거동을 나타내는 진자 진동 주기는 유변학적 측정에서와 동일한 열경화 조건에서 측정되었다. A clear coat with a wet thickness of 100 μm was applied on the steel plate using the bar coating method. The target thickness of the cured film was in the range of 30-40 μm, which is often adopted in the automotive coating industry due to solvent evaporation during thermal curing. The RBE-160 blade type attached to the FRB-300 pendulum body was placed on a wet clear coat film and shaken by external electromagnetic force. The pendulum oscillation period, which represents the curing behavior of the reactive clearcoat, was measured under the same thermal curing conditions as in the rheological measurements.

도 3은 다양한 열경화 조건에서 TRI의 존재 여부에 따른 클리어코트의 실시간 유변학적 거동을 나타낸 도면이다. Figure 3 is a diagram showing the real-time rheological behavior of the clear coat depending on the presence or absence of TRI under various thermal curing conditions.

도 3과 같이, 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트를 함유한 클리어코트의 거시적 경화 거동에 대한 TRI의 라디칼 가교의 영향을 회전 레오미터를 사용하여 조사하였다. As shown in Figure 3, the influence of radical cross-linking of TRI on the macroscopic curing behavior of clearcoats containing amine derivative-based blocked isocyanates was investigated using a rotational rheometer.

실시간 저장 탄성률(G')은 3가지 다른 경화온도(120, 130 및 150°C)에서 측정되었다. 먼저, 낮은 경화 온도에서 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트의 해리 성능을 평가하기 위해 우레탄 반응만 발생하는 단일경화 공정을 TRI가 없는 클리어코트에 대해 분석하였다(도 3의 열린 기호 참조).Real-time storage modulus (G') was measured at three different curing temperatures (120, 130 and 150 °C). First, to evaluate the dissociation performance of amine derivative-based blocked isocyanates at low curing temperatures, a single curing process in which only the urethane reaction occurs was analyzed for a TRI-free clearcoat (see open symbols in Figure 3).

CTBEMA와 CNtBEA는 120과 130°C에서도 어느 정도 G'의 진화를 보였다. 이는 아민 유도체 기반 이소시아네이트 블로킹제가 더 낮은 온도에서 블록이소시아네이트로부터 효과적으로 해리되었음을 의미한다(도 3의 (a) 및 (b)). C TBEMA and C NtBEA showed some degree of G' evolution even at 120 and 130°C. This means that the amine derivative-based isocyanate blocking agent was effectively dissociated from the blocked isocyanate at a lower temperature (Figure 3 (a) and (b)).

한편, CPL350의 가교반응은 120°C와 130°C에서 일어나지 않았다. CTBEMA는 120°C및 130°C에서 CNtBEA보다 약간 더 빠른 개시시간(onset time)을 가지며, 이는 표 2의 BDE 결과와 일치한다.Meanwhile, the crosslinking reaction of C PL350 did not occur at 120°C and 130°C. C TBEMA has a slightly faster onset time than C NtBEA at 120°C and 130°C, which is consistent with the BDE results in Table 2.

아민 유도체 기반 블록이소시아네이트가 있는 클리어코트에 TRI를 추가하면 모든 온도에서 G'의 진화가 극적으로 바뀌었고(도 3의 닫힌 기호 참조), 단일경화의 경우에 비해 가교의 시작을 가속화하고 G'를 증가시켰다. 블로킹제의 메타크릴레이트 기능기가 없는 CNtBEA의 경우 초기 급속 라디칼 가교 후 우레탄 반응에 의해 저장 탄성률이 점차 증가하였고, 온도가 증가함에 따라 저장 탄성률이 증가하였다.Addition of TRI to clearcoats with amine derivative-based blocked isocyanates dramatically changed the evolution of G' at all temperatures (see closed symbols in Figure 3), accelerating the onset of cross-linking and increasing G' compared to the single cure case. increased. In the case of C NtBEA without the methacrylate functional group of the blocking agent, the storage modulus gradually increased due to the urethane reaction after initial rapid radical crosslinking, and as the temperature increased, the storage modulus increased.

대조적으로, CTBEMA의 거시적 경화 거동은 온도 조건에 상관없이 모든 온도에서 가장 빠른 개시시간과 가장 높은 G'를 나타냈다. 이는 라디칼 가교에 TBEMA 블로킹제의 추가 참여로 인한 고밀도 가교네트워크에 기인한다. 실시간 유변학적 결과는 메타크릴레이트 기능기를 갖는 TBEMA 블로킹제에 의한 추가적인 라디칼 가교 반응이 저온경화 조건에서 클리어코트의 가교 특성 개선에 기여함을 보여준다.In contrast, the macroscopic cure behavior of C TBEMA showed the fastest onset time and highest G' at all temperatures regardless of temperature conditions. This is due to the high-density cross-linking network resulting from the additional participation of TBEMA blocking agent in radical cross-linking. Real-time rheological results show that additional radical cross-linking reaction by the TBEMA blocking agent with methacrylate functional group contributes to improving the cross-linking properties of the clear coat under low-temperature curing conditions.

도 4는 다양한 열경화 조건에서 강체 진자 시험기를 이용하여 TRI의 존재 여부에 따른 박막 투명 코팅 필름의 실시간 가교 거동을 나타낸 도면이다. Figure 4 is a diagram showing the real-time crosslinking behavior of a thin transparent coating film depending on the presence or absence of TRI using a rigid pendulum tester under various thermal curing conditions.

도 4에 도시된 바와 같이, 바 코팅된 다양한 블록이소시아네이트를 가진 클리어코트 필름 샘플의 실시간 경화 거동은 유변학적 시험에서와 동일한 열경화 조건에서 진자 진동 주기의 관점에서 나타내었다. As shown in Figure 4, the real-time curing behavior of clearcoat film samples with various bar-coated blocked isocyanates is shown in terms of pendulum oscillation period under the same thermal curing conditions as in the rheological tests.

우레탄 반응만 있는 단일경화의 경우, 유변학적 결과와 유사하게, 120 및 130°C에서 우레탄 반응을 통한 CTBEMA의 가교보다 CNtBEA의 가교가 더 빨랐다(도 4의 (a) 및 (b)). 또한, CPL350은 150°C에서만 경화 개시 거동을 나타내었고 낮은 가교 밀도로 인해 더 높은 진동 주기를 나타냈다. In the case of single cure with only urethane reaction, similar to the rheological results, crosslinking of C NtBEA was faster than crosslinking of C TBEMA through urethane reaction at 120 and 130 °C (Figure 4 (a) and (b)). . Additionally, C PL350 exhibited cure initiation behavior only at 150°C and exhibited higher oscillatory cycles due to low cross-linking density.

흥미롭게도 이중경화의 경우 CTBEMA의 진자 진동 주기는 처음에는 라디칼 가교를 통해 급격히 감소한 다음 후속 우레탄 반응으로 인해 온도가 증가함에 따라 점차적으로 감소하였다.Interestingly, in the case of dual curing, the pendulum oscillation period of C TBEMA first decreased rapidly through radical cross-linking and then gradually decreased with increasing temperature due to the subsequent urethane reaction.

CNtBEA의 경우 블록이소시아네이트의 해리에 의해 우레탄 가교가 시작되기 전 분자 이동성으로 인해 진동 주기가 급격히 감소한 후 진동 주기가 약간 증가하였다. 이것은 약한 라디칼 가교네트워크의 형성을 명확하게 보여준다.In the case of C NtBEA, the vibration period rapidly decreased due to molecular mobility before urethane crosslinking began due to the dissociation of block isocyanate, and then the vibration period slightly increased. This clearly shows the formation of a weak radical cross-linking network.

<실험예 3> 열경화 공정 중 VOC 배출 측정<Experimental Example 3> Measurement of VOC emissions during heat curing process

열경화 공정 중 클리어코트의 VOC 배출(예: 용매 및 블로킹제)을 조사하기 위해 TGA(thermogravimetric analysis, TGA Q500, TA Instruments, USA)를 수행하였다. 클리어코트 샘플의 중량 손실은 경화 거동 시험과 동일한 열 조건에서 측정되었고, 온도는 10°C의 승온속도로 30°C에서 120, 130 및 150°C로 상승시켰다. Thermogravimetric analysis (TGA Q500, TA Instruments, USA) was performed to investigate VOC emissions (e.g. solvents and blocking agents) of the clearcoat during the thermal curing process. The weight loss of the clearcoat samples was measured under the same thermal conditions as for the curing behavior test, and the temperature was increased from 30°C to 120, 130, and 150°C at a heating rate of 10°C.

도 5는 TGA 분석을 통한 (a) 120℃ 및 (b) 150℃의 열경화 조건에서 클리어코트에 의해 생성된 VOC를 나타낸 도면이다. Figure 5 is a diagram showing VOCs generated by a clear coat under thermal curing conditions of (a) 120°C and (b) 150°C through TGA analysis.

VOC(예: 용매 및 블로킹제)는 열경화 과정에서 클리어코트에서 생성된다. VOCs (e.g. solvents and blocking agents) are generated in the clearcoat during the thermal curing process.

도 5와 같이, 대기 중으로 방출되는 VOCs를 나타내는 클리어코트의 중량 손실을 TGA를 사용하여 우레탄 및 라디칼 반응을 모두 사용한 이중경화 공정의 결과와 우레탄 반응만을 갖는 단일경화 공정의 결과를 비교하여 정량적으로 분석하였다.As shown in Figure 5, the weight loss of the clear coat, which represents VOCs emitted into the atmosphere, was quantitatively analyzed using TGA by comparing the results of a double-cure process using both urethane and radical reactions with the results of a single-cure process using only urethane reaction. did.

단일경화 공정(도 5에서 열린 기호)에서 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트를 사용한 클리어코트는 낮은 수준의 BDE로 인해 모든 경화 온도에서 거의 동일한 중량 손실을 나타낸다. 더 높은 BDE와 해리온도를 가진 CPL350의 경우, 블로킹제의 더 낮은 증발로 인해 다른 클리어코트에 비해 무게 손실이 훨씬 적었다. 당연히 경화 온도가 높을 때(예: 150°C) 모든 클리어코트는 높은 해리 효율을 고려할 때 상대적으로 높은 중량 손실을 보였다. Clearcoats using amine derivative-based blocked isocyanates in a single cure process (open symbols in Figure 5) show approximately the same weight loss at all cure temperatures due to low levels of BDE. In the case of C PL350 , which has a higher BDE and dissociation temperature, the weight loss was much less than the other clearcoats due to lower evaporation of the blocking agent. Not surprisingly, at high curing temperatures (e.g. 150°C), all clearcoats showed relatively high weight loss considering their high dissociation efficiencies.

이중경화 공정에서 CNtBEA 및 CPL350은 단일경화 공정에서와 유사한 중량 손실을 나타냈다. CTBEMA에서 해리된 TBEMA 블로킹제가 TRI와의 라디칼 가교 반응에 직접 참여하기 때문에 주어진 온도에서 중량 손실이 크게 감소하였다. 이중경화 공정을 통해 CTBEMA의 VOCs가 현저히 감소한 것은 새로 개발된 BITBEMA가 친환경 자동차 클리어코트 코팅 시스템에 적용될 수 있음을 나타낸다.In the dual cure process, C NtBEA and C PL350 showed similar weight loss as in the single cure process. Because the TBEMA blocking agent dissociated from C TBEMA directly participates in the radical cross-linking reaction with TRI, the weight loss was significantly reduced at a given temperature. The significant reduction in VOCs of C TBEMA through the dual curing process indicates that the newly developed BI TBEMA can be applied to an eco-friendly automotive clearcoat coating system.

<실험예 4> 경화된 클리어코트 필름의 기계적 특성<Experimental Example 4> Mechanical properties of cured clearcoat film

클리어코트 필름의 기계적 특성을 분석하기 위해 120, 130, 150°C에서 경화시킨 후 실온에서 밤새 방치하였다. 열역학적 특성은 강체 진자 물성시험기를 이용하여 동적 물리적 테스트 모드에서 스윙 진자(swinging pendulum)의 대수 감쇠비(logarithmic damping ratio)를 측정하여 분석되었다. RBP-020 원형 모서리가 있는 FRB-200 진자 몸체는 경화된 필름 표면에 적용되었다.To analyze the mechanical properties of the clear coat film, it was cured at 120, 130, and 150°C and left at room temperature overnight. Thermodynamic properties were analyzed by measuring the logarithmic damping ratio of the swinging pendulum in dynamic physical test mode using a rigid pendulum tester. A FRB-200 pendulum body with RBP-020 round edges was applied to the cured film surface.

온도는 3°C의 승온 속도로 20°C에서 200°C로 증가되었다. 코팅 필름의 유리 전이 온도(Tg)는 최대 대수 감쇠비에서의 온도로 결정하였다.The temperature was increased from 20°C to 200°C at a heating rate of 3°C. The glass transition temperature (T g ) of the coating film was determined as the temperature at the maximum logarithmic damping ratio.

다양한 온도에서 경화된 클리어코트 필름의 저장탄성계수(G')를 DMA(DMA Q800, TA Instruments, USA)를 이용하여 측정하여 점탄성 물성과 Tg 값을 평가하였다. DMA 테스트를 위해 투명 코팅 필름을 테플론 몰드(4.0cm × 1.0cm × 0.1cm)에서 준비하고 대류 오븐에서 120, 130 및 150°C에서 1시간 동안 경화하였다. 온도 범위는 - 50 °C ~ 150 °C이고 승온 속도는 5°C이다. 1Hz의 주파수에서 0.05%의 진동 변형률이 적용되었다. 가교 부위 사이의 평균 분자량은 다음 방정식에 의해 DMA 테스트를 통한 점탄성 결과로부터 결정되었다.The storage modulus (G') of the clear coat film cured at various temperatures was measured using DMA (DMA Q800, TA Instruments, USA) to evaluate viscoelastic properties and T g values. For DMA testing, clear coating films were prepared in Teflon molds (4.0 cm × 1.0 cm × 0.1 cm) and cured in a convection oven at 120, 130, and 150 °C for 1 h. The temperature range is -50 °C to 150 °C and the heating rate is 5°C. A vibration strain of 0.05% was applied at a frequency of 1 Hz. The average molecular weight between cross-linking sites was determined from viscoelasticity results through DMA testing by the following equation:

여기서 ρ, R, T, G0 N은 경화된 클리어코트 필름의 밀도, 기체 상수(8.3145 J/mol·K), 절대 온도, 120°C의 특정 온도에서 고무상 평탄역 영역(rubbery plateau regime)의 탄성 계수이다. 각각. 가교밀도(Xc)는 Mc의 역수로부터 산출하였다.where ρ, R, T, G 0 N are the density of the cured clearcoat film, the gas constant (8.3145 J/mol·K), the absolute temperature, and the rubbery plateau regime at a specific temperature of 120°C. is the modulus of elasticity. each. Crosslinking density (X c ) was calculated from the reciprocal of M c .

경화된 클리어코트 필름의 표면 경도는 수직력을 적용하여 나노 압입 시험기(NHT3, Anton Paar, Switzerland)를 사용하여 평가되었다. Berkovich-type indentation tip은 로딩 속도 80mN/min에서 최대 40mN의 수직력을 가하여 경화된 필름 표면에 적용하였으며, 최대 힘에서 30초 정지 후 동일한 속도로 언로딩하였다. 경화된 클리어코트 필름의 하중-변위 곡선으로부터, Oliver and Pharr 방법으로 경화된 필름의 표면 경도를 나타내는 압입 경도(HIT) 값을 다음과 같이 얻었다.The surface hardness of the cured clearcoat film was evaluated using a nano-indentation tester (NHT 3 , Anton Paar, Switzerland) by applying normal force. The Berkovich-type indentation tip was applied to the surface of the cured film by applying a vertical force of up to 40 mN at a loading speed of 80 mN/min, and unloaded at the same speed after a 30-second pause at the maximum force. From the load-displacement curve of the cured clearcoat film, the indentation hardness (HIT) value, which represents the surface hardness of the cured film, was obtained by the Oliver and Pharr method as follows.

여기서 F와 Ap는 각각 최대 힘과 예상 접촉 면적을 나타낸다.Here, F and A p represent the maximum force and expected contact area, respectively.

나노 스크래치 시험기(NST3, Anton Paar, Switzerland)를 사용하여 경화된 필름의 수평 하중에 대한 내스크래치성을 조사하였다. 스크래치 테스트 동안 경화된 필름 표면은 반경 2μm의 다이아몬드 구형 원추형 팁으로 스크래치되었다. The scratch resistance of the cured film under horizontal load was investigated using a nano scratch tester (NST 3 , Anton Paar, Switzerland). During the scratch test, the cured film surface was scratched with a diamond spherical conical tip with a radius of 2 μm.

적용된 스크래치 하중은 79.8 mN/min의 속도로 0.1 mN에서 40 mN으로 점진적으로 증가하였다. 클리어코트 필름의 기계적 특성을 보다 자세히 비교하기 위해 광학현미경으로 촬영한 스크래치 패턴의 파노라마 이미지에서 소성변형을 나타내는 첫 번째 파단 시의 임계하중(Lc1)을 설정하였다.The applied scratch load gradually increased from 0.1 mN to 40 mN at a rate of 79.8 mN/min. To compare the mechanical properties of the clear coat films in more detail, the critical load (Lc1) at the first fracture, which indicates plastic deformation, was set from a panoramic image of the scratch pattern taken with an optical microscope.

도 6은 물리적 모드에서 강체 진자 물성시험기를 사용하여 측정한 (a) 120°C, (b) 130°C, (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 박막의 대수 감쇠비를 나타낸 도면이다. Figure 6 is a diagram showing the logarithmic damping ratio of the clear coat thin film cured at (a) 120 °C, (b) 130 °C, and (c) 150 °C measured using a rigid pendulum physical property tester in physical mode.

도 6과 같이, 경화된 클리어코트 필름의 열역학적 특성을 조사하기 위해 강체 진자 물성시험기의 동적 스캐닝 모드를 사용하여 대수 감쇠비를 결정하였다. As shown in Figure 6, to investigate the thermodynamic properties of the cured clear coat film, the logarithmic damping ratio was determined using the dynamic scanning mode of a rigid body pendulum physical property tester.

열에너지에 대한 가교 고분자 연쇄 운동 응답(chain motion response)은 대수 감쇠비 피크로 표시된다. 가교 필름의 열안정성과 관련된 유리전이온도(Tg)는 표 3과 같이 대수 감쇠비의 최대 피크 온도에서 결정하였다. The cross-linked polymer chain motion response to thermal energy is represented by a logarithmic damping ratio peak. The glass transition temperature (T g ), which is related to the thermal stability of the crosslinked film, was determined at the maximum peak temperature of the logarithmic damping ratio, as shown in Table 3.

CPL350은 120 및 130°C의 낮은 경화 온도에서 거의 경화되지 않았기 때문에 측정에서 제외되었다.C PL350 was excluded from the measurements because it hardly cured at the lower curing temperatures of 120 and 130 °C.

모든 온도에서 CTBEMA 및 CNtBEA 필름은 대수 감쇠비 피크를 보여 낮은 경화 온도에서도 조밀한 가교네트워크를 나타내는 점을 확인하였다. At all temperatures, C TBEMA and C NtBEA films showed peak logarithmic attenuation ratios, confirming that they exhibit a dense cross-linking network even at low curing temperatures.

경화 온도가 증가함에 따라 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트를 사용한 경화된 클리어코트 필름의 Tg 값은 더 높은 가교 반응 전환율로 인해 증가하였다.As the curing temperature increased, the T g value of the clearcoat film cured using amine derivative-based blocked isocyanate increased due to higher crosslinking reaction conversion.

또한, CTBEMA 필름의 열역학적 특성은 CNtBEA 필름의 특성을 능가하여 TBEMA가 라디칼 가교 반응에 보조적으로 참여하여 가교 특성을 향상시킬 수 있음을 보여준다.In addition, the thermodynamic properties of the C TBEMA film surpass those of the C NtBEA film, showing that TBEMA can auxiliaryly participate in the radical cross-linking reaction and improve the cross-linking properties.

도 7은 DMA 분석을 통해 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 저장 탄성률을 나타낸 도면이다. Figure 7 is a diagram showing the storage modulus of clearcoat films cured at (a) 120°C, (b) 130°C, and (c) 150°C through DMA analysis.

도 7과 같이, 120, 130, 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 점탄성 특성(viscoelastic properties)은 - 50 ~ 150°C의 온도 범위에서 DMA에 의한 저장 탄성률(G')을 측정하여 평가하였다. 120 및 130°C의 낮은 경화 온도에서 CPL350 필름은 약한 가교네트워크 때문에 DMA 측정에서 제외되었다. As shown in Figure 7, the viscoelastic properties of the clearcoat film cured at 120, 130, and 150°C were evaluated by measuring the storage modulus (G') by DMA in the temperature range of -50 to 150°C. . At low curing temperatures of 120 and 130 °C, the C PL350 film was excluded from DMA measurements due to its weak cross-linking network.

모든 측정에서 CTBEMA는 추가적인 라디칼 가교 반응으로 인해 CNtBEA보다 고무상 평탄역 영역에서 더 높은 저장 탄성률을 나타냈다. CTBEMA는 저온에서도 이중경화를 통해 조밀하게 가교될 수 있으므로 탄성 거동은 CNtBEA와 달리 모든 온도에서 유사하였다. In all measurements, C TBEMA showed a higher storage modulus in the rubbery plateau region than C NtBEA due to the additional radical cross-linking reaction. Because C TBEMA can be densely cross-linked through dual curing even at low temperatures, its elastic behavior was similar at all temperatures, unlike C NtBEA .

투명 코팅 필름에 대한 Tg, Mc 및 Xc 값은 표 3에 설명되어 있다. Tg, M c and X c values for clear coat films are described in Table 3.

강체 진자 물성시험기 및 DMA에서 얻은 Tg 값은 경화된 필름 두께 및 실험 방법의 차이로 인해 약간 차이가 있다. T g values obtained from a rigid pendulum physical property tester and DMA are slightly different due to differences in cured film thickness and testing methods.

도 7의 점탄성 특성에서 언급한 바와 같이, 모든 온도에서 경화된 CTBEMA의 Mc 값은 고무상 평탄역 영역에서 유사한 저장 탄성률로 인해 크게 다르지 않았다.As mentioned in the viscoelastic properties in Figure 7, the M c values of C TBEMA cured at all temperatures were not significantly different due to the similar storage modulus in the rubbery plateau region.

CTBEMA는 다른 필름보다 현저히 낮은 Mc와 큰 Xc를 나타내어 CTBEMA의 모든 열적 및 기계적 특성이 활성 라디칼 가교 반응을 통해 우수함을 나타낸다.C TBEMA exhibits significantly lower M c and larger X c than other films, indicating that all thermal and mechanical properties of C TBEMA are superior through active radical cross-linking reaction.

나노 압입 시험기를 이용하여 강체 진자 물성시험기 시험으로부터 제조된 경화된 클리어코트 필름의 표면 경도를 측정하였다.The surface hardness of the cured clear coat film prepared from the rigid pendulum physical property tester was measured using a nano indentation tester.

도 8은 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 압입 곡선 및 (d) 표면 강도를 나타낸 도면이다. Figure 8 is a diagram showing the indentation curve and (d) surface strength of clear coat films cured at (a) 120 °C, (b) 130 °C, and (c) 150 °C.

도 8을 참조하면, CPL350 필름은 120°C 및 130°C의 낮은 경화 온도에서 완전히 경화되지 않았기 때문에 압입 깊이 프로파일은 기계적 특성이 좋지 않았으며 수직력은 최대 힘 40 mN에 도달하지 못했다. Referring to Figure 8, the C PL350 film was not fully cured at the low curing temperatures of 120 °C and 130 °C, so the indentation depth profile had poor mechanical properties and the normal force did not reach the maximum force of 40 mN.

열에너지가 두 가교 반응 모두에 대해 조밀하게 가교된 네트워크를 형성하기에 충분히 높은 150°C의 높은 경화 온도에서 CTBEMA 및 CNtBEA 필름은 유사한 압입 곡선을 나타냈다. 그러나 CTBEMA 필름은 120 및 130°C의 낮은 경화 온도에서 CNtBEA 필름보다 얕은 압입 침투 깊이를 나타냈다. At a high curing temperature of 150 °C, where the thermal energy is high enough to form a densely cross-linked network for both cross-linking reactions, the C TBEMA and C NtBEA films showed similar indentation curves. However, the C TBEMA film showed a shallower indentation penetration depth than the C NtBEA film at lower curing temperatures of 120 and 130 °C.

이 결과는 TBEMA 블로킹제가 라디칼 가교 반응에 참여하여 낮은 온도에서도 외부 응력에 대한 표면 저항성을 향상시킬 수 있음을 명확히 보여준다. 또한, 클리어코트 필름의 표면 압입 경도 데이터는 Oliver 및 Pharr 방법에 기반한 압입 곡선에서 계산된 HIT 값의 관점에서 비교되었다(도 8(d)). These results clearly show that the TBEMA blocking agent can participate in radical cross-linking reactions to improve surface resistance to external stress even at low temperatures. Additionally, the surface indentation hardness data of the clearcoat films were compared in terms of the HIT values calculated from the indentation curves based on the Oliver and Pharr methods (Figure 8(d)).

CPL350 필름의 HIT 값은 BIPL350이 저온에서 거의 해리되지 않았기 때문에 경화 온도가 150°C에서 130°C로 감소함에 따라 82.36MPa에서 11.71MPa로 크게 감소하였다. The HIT value of the C PL350 film decreased significantly from 82.36 MPa to 11.71 MPa as the curing temperature decreased from 150°C to 130°C because BI PL350 hardly dissociated at low temperatures.

압입 곡선의 결과와 유사하게 모든 경화 온도 조건에서 CTBEMA의 HIT 값이 다른 필름의 HIT 값보다 높았으며 이는 더 큰 표면 경도를 나타낸다. 특히 120°C에서 CTBEMA의 HIT 값은 150°C에서 CPL350보다 우수했으며 이는 클리어코트 코팅 산업의 참조 수준이다.Similar to the results of the indentation curve, the HIT value of C TBEMA was higher than that of other films at all curing temperature conditions, indicating greater surface hardness. In particular, the HIT value of C TBEMA at 120°C was better than that of C PL350 at 150°C, which is the reference level for the clearcoat coating industry.

열경화 클리어코트 필름의 내스크래치성을 평가하기 위해 나노-스크래치 테스터를 사용하여 스크래치 침투 깊이 프로파일을 측정하였다. To evaluate the scratch resistance of the heat-cured clearcoat film, the scratch penetration depth profile was measured using a nano-scratch tester.

도 9는 (a) 120°C, (b) 130°C 및 (c) 150°C에서 경화된 클리어코트 필름의 스크래치 패턴을 나타낸 도면이다. Figure 9 is a diagram showing scratch patterns of clearcoat films cured at (a) 120°C, (b) 130°C, and (c) 150°C.

CPL350의 스크래치 침투 깊이 프로파일은 매우 열악한 내스크래치성과 외부 수직력에 대한 큰 변동 패턴을 보였다(도 9의 (a) 및 (b)). 이 변동 패턴은 낮은 가교 밀도와 직접 연결된 심각한 파괴 변형을 나타낸다.The scratch penetration depth profile of C PL350 showed very poor scratch resistance and a large variation pattern with respect to external normal force (Figures 9 (a) and (b)). This fluctuation pattern indicates severe fracture strain directly linked to low cross-linking density.

모든 경화 온도에서 도 8의 NHT 결과와 달리 CTBEMA 및 CNtBEA 필름은 하중에 대해 유사한 내스크래치성을 나타내어 CPL350보다 훨씬 우수했다.Unlike the NHT results in Figure 8 at all curing temperatures, C TBEMA and C NtBEA films showed similar scratch resistance under load and were much better than C PL350 .

도 10은 다양한 열경화 조건에서 경화된 클리어코트 필름의 스크래치 파노라마 이미지 및 임계 하중(Lc1)을 나타낸 도면이다.Figure 10 is a diagram showing scratch panoramic images and critical load (Lc1) of clearcoat films cured under various thermal curing conditions.

도 10과 같이, 스크래치 저항 거동을 시각화하고 첫 번째 파단에서 임계 하중(Lc1)을 결정하기 위해 광학 현미경을 사용하여 클리어코트 필름의 스크래치 패턴에 대한 파노라마 이미지를 캡처했다. 스크래치 침투 깊이 프로파일(도 9)에서와 같이 CPL350은 수평 스크래치에 대한 저항이 가장 작았으며 낮은 경화 온도에서 파괴 변형으로 인해 크게 변동하는 스크래치 패턴을 나타낸다. 아민 유도체 기반 블록이소시아네이트를 사용한 클리어코트 필름의 스크래치 패턴은 매끄럽고 모든 온도에서 Lc1 포인트를 나타낸다. CTBEMA의 모든 Lc1 지점은 CNtBEA에 비해 상대적으로 높았으며, 이는 더 낮은 균열 분포와 더 높은 내스크래치성을 확인시켜주었다. 이러한 결과는 적절하게 변형되고 기능화된 블로킹제가 저온 조건에서도 이중경화 공정을 통해 조밀하게 가교된 중합체 네트워크를 통해 가교 특성 및 열적 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있음을 입증한다.As shown in Figure 10, a panoramic image of the scratch pattern of the clearcoat film was captured using an optical microscope to visualize the scratch resistance behavior and determine the critical load at first failure (Lc1). As shown in the scratch penetration depth profile (Figure 9), C PL350 had the least resistance to horizontal scratches and showed highly variable scratch patterns due to fracture strain at low cure temperatures. The scratch pattern of clearcoat films using amine derivative-based blocked isocyanates is smooth and exhibits the Lc1 point at all temperatures. All Lc1 points of C TBEMA were relatively higher compared to C NtBEA , confirming lower crack distribution and higher scratch resistance. These results demonstrate that appropriately modified and functionalized blocking agents can improve crosslinking properties and thermal and mechanical properties through a densely crosslinked polymer network through a dual curing process even under low temperature conditions.

실제 자동차 코팅 산업에 활용하기 위해 클리어코트 도장 이전 베이스코트를 먼저 도장하고 클리어코트를 도장하였다. In order to use it in the actual automobile coating industry, the base coat was painted first before the clear coat was applied, and then the clear coat was painted.

본 실시예에 따르면, 베이스코트에 의한 물성 저해를 막기 위하여 단순 열경화 공정 조건 뿐만 아니라 추가적인 광경화(열-광, 열-광-열, 열-광-열-광 등) 공정을 추가하여 물성을 보강한다. According to this embodiment, in order to prevent the physical properties from being impaired by the base coat, not only the simple thermal curing process conditions but also additional photocuring (heat-light, heat-light-heat, heat-light-heat-light, etc.) process is added to improve the physical properties. reinforce.

여기서 광경화에서 사용되는 광은 UV(Ultra Violet), EB(Electron Beam) 및 LED를 포함할 수 있다. Here, the light used in photocuring may include UV (Ultra Violet), EB (Electron Beam), and LED.

본 실시예에서는 필수 공정인 열경화 직후 뜨거운 상태의 도막에서 광경화를 도입하였기 때문에 미반응 물질의 유동성이 확보되어 광경화를 통한 추가적인 반응이 이뤄지고 그로 인해 가교밀도가 상승하게 된다. In this embodiment, since photocuring was introduced in the hot coating film immediately after thermal curing, which is an essential process, the fluidity of the unreacted material was secured, allowing additional reaction through photocuring to occur, thereby increasing the crosslinking density.

이를 확인하기 위해 다양한 열 및 광경화 공정 조건에 따라 만들어진 도막의 기계적 물성을 나노 압입 시험기 및 나노 스크래치 시험기를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다. To confirm this, the mechanical properties of the coating film made under various heat and photocuring process conditions were measured and compared and analyzed using a nano-indentation tester and a nano-scratch tester.

도 11은 다양한 열 및 광경화 공정 조건에 따른 기계적 물성 변화를 나타낸 도면이다.Figure 11 is a diagram showing changes in mechanical properties according to various heat and photocuring process conditions.

도 11을 참조하면, 단지 열경화 공정만을 수행하는 것에 비해, 열경화 공정 이후 광경화 공정을 도입하는 경우, 더 높은 가교밀도와 더 우수한 도막의 기계적 물성을 확보할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 특히, 열경화 공정과 광경화 공정을 순차적으로 반복하는 경우(T+UV+T+UV), 매우 높은 가교밀도와 기계적 물성을 확보할 수 있다.Referring to Figure 11, it can be seen that compared to performing only the thermal curing process, when the photo curing process is introduced after the thermal curing process, higher crosslinking density and better mechanical properties of the coating film can be secured. In particular, when the heat curing process and the photo curing process are sequentially repeated (T+UV+T+UV), very high crosslinking density and mechanical properties can be secured.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the patent claims below.

Claims (25)

하기 화학식 1의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 라디칼 가교반응이 가능한 아민 유도체 기반의 이소시아네이트 블로킹제:
<화학식 1>

상기 화학식 1에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.
Isocyanate blocking agent based on an amine derivative capable of radical crosslinking reaction, characterized by having the chemical structure of the following formula (1):
<Formula 1>

In Formula 1, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
하기 화학식 2의 화합물과 폴리이소시아네이트 화합물의 우레아 결합 형성 반응을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트:
<화학식 2>

상기 화학식 2에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.
A block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, which is prepared through a urea bond formation reaction between a compound of the following formula (2) and a polyisocyanate compound:
<Formula 2>

In Formula 2, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 지방족, 방향족, 지환식, 또는 방향지방족 화합물로 분자 구조 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compound is an aliphatic, aromatic, alicyclic, or araliphatic compound, and is a block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it contains two or more isocyanate groups in the molecular structure.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 2량체(dimer), 3량체(trimer)를 포함하는 다량체 형태인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compound is a block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is in the form of a multimer including dimer and trimer.
제4항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트 삼량체(Hexamethylene diisocyanate trimer)인 것을 특징으로 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 4,
The polyisocyanate compound is a block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reactions, characterized in that it is a hexamethylene diisocyanate trimer.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 에틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 노나메틸렌 디이소시아네이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,2-디메틸펜탄 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 데카메틸렌 디이소시아네이트, 부텐 디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸 트리이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아네이트메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)카르보네이트, 2-이소시아네이트에틸-2,6-디이소시아네이트헥사노에이트, 1,3,6-헤키사메치렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아나토-4-이소시아나토메틸 옥탄, 2,5,7-트리메틸-1,8-디이소시아나토-5-이소시아나토메틸 옥탄, 비스(이소시아나토에틸) 카보네이트, 비스(이소시아나토에틸) 에테르, 1,4-부틸렌글리콜디 프로필 에테르-ω,ω'-디이소시아네이트, 리진 디이소시아나토 메틸에스테르, 리진트리이소시아네이트,2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토 에틸-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트,2-이소시아나토 프로필-2,6-디이소시아나토 헥사노에이트, 2,6-디(이소시아나토메틸) 퓨란,1,3,-비스(6-이소시아네이토 헥실)-우레티딘-2,4-디온, 1,3,5-트리스(6-이소시아네이토 헥실)이소시아누레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지방족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compounds include ethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, and 2,2-dimethylpentane diisocyanate. Isocyanate, 2,2,4-trimethyl hexamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, butene diisocyanate, 1,3-butadiene-1,4-diisocyanate, 2,4,4-trimethyl hexamethylene diisocyanate, 1, 6,11-undecane triisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanate methyl caproate, bis(2-isocyanate ethyl)fumarate, bis(2-isocyanate) Ethyl) carbonate, 2-isocyanate ethyl-2,6-diisocyanate hexanoate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyl octane, 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyl octane, bis(isocyanatoethyl) carbonate, bis(isocyanatoethyl) ether, 1,4-butylene glycol di. Propyl ether-ω,ω'-diisocyanate, lysine diisocyanato methyl ester, lysine triisocyanate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanato ethyl-2,6-diisocyanato hexanoate, 2 -Isocyanato propyl-2,6-diisocyanato hexanoate, 2,6-di(isocyanatomethyl) furan, 1,3,-bis(6-isocyanato hexyl)-uretidine- A double aliphatic isocyanate capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is one or more aliphatic isocyanates selected from the group consisting of 2,4-dione, 1,3,5-tris (6-isocyanato hexyl) isocyanurate Block isocyanate based on hardenable amine derivatives.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 티오디에틸 디이소시아네이트, 티오프로필 디이소시아네이트, 티오디헥실 디이소시아네이트, 디메틸설폰 디이소시아네이트, 디티오 디메틸디이소시아네이트, 디티오 디에틸 디이소시아네이트, 디티오 프로필 디이소시아네이트, 디사이클로헥실 설파이드-4,4'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 함황 지방족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compounds include thiodiethyl diisocyanate, thiopropyl diisocyanate, thiodihexyl diisocyanate, dimethylsulfone diisocyanate, dithio dimethyl diisocyanate, dithio diethyl diisocyanate, dithio propyl diisocyanate, and dicyclohexyl sulfide. A block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is one or more sulfur-containing aliphatic isocyanates selected from the group consisting of -4,4'-diisocyanate.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 설파이드-2,4'-디이소시아네이트, 디페닐 설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아나토 디벤질 티오에테르, 비스(4-이소시아나토메틸 벤젠) 설파이드, 4, 4'-메톡시 벤젠 티오 에틸렌글리콜-3,3'-디이소시아네이트 등의 방향족 설파이드계 이소시아네이트, 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐 디설파이드-6,6'-디이소시아네이트, 4,4'-디메틸디페닐 디설파이드-5,5'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시 디페닐 디설파이드-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 디설파이드-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 디설파이드계 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compound includes diphenyl sulfide-2,4'-diisocyanate, diphenyl sulfide-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanato dibenzyl thioether, Aromatic sulfide isocyanates such as bis(4-isocyanatomethyl benzene) sulfide, 4,4'-methoxy benzene thioethylene glycol-3,3'-diisocyanate, diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate, 2,2'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl disulfide-6,6' -Diisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenyl disulfide-5,5'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy diphenyl disulfide-4,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy diphenyl A block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is at least one aromatic disulfide-based isocyanate selected from the group consisting of disulfide-3,3'-diisocyanate.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐렌메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 에틸 페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트디페닐메탄, 나프탈렌 디이소시아네이트, 메틸 나프탈렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 비스(아이소시아나토페닐) 에틸렌, 3,3'-디메톡시비페닐-4-4'-디이소시아네이트,이소프로필렌페닐렌 디이소시아네이트, 디메틸페닐렌 디이소시아네이트, 디에틸페닐렌 디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌 디이소시아네이트, 트리메치르벤젠 트리이소시아네이트, 벤젠 트리이소시아네이트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 나프탈렌 트리이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4,4'-트리이소시아네이트,3-메틸 디페닐메탄-4,6,4'-트리이소시아네이트, 4-메틸-디페닐메탄-3,5,2',4',6'-펜타이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토에틸) 벤젠, 비스(이소시아나토 프로필) 벤젠, α,α, α',α'-테트라메틸 크실릴렌 디이소시아네이트, 비스(이소시아나토 부틸) 벤젠, 비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌, 비스(이소시아나토메틸) 디페닐 에테르, 비스(이소시아나토에틸) 프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compounds include 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4'-diisocyanate. Phenylenemethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, ethyl phenylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanate biphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate biphenyl , 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane, naphthalene diisocyanate, methyl naphthalene diisocyanate, trizine diisocyanate, bis (isocyanatophenyl) ethylene, 3,3'-dimethoxy ratio. Phenyl-4-4'-diisocyanate, isopropylenephenylene diisocyanate, dimethylphenylene diisocyanate, diethylphenylene diisocyanate, diisopropylphenylene diisocyanate, trimethylbenzene triisocyanate, benzene triisocyanate, triisocyanate Phenylmethane triisocyanate, naphthalene triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyl diphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4-methyl-diphenylmethane-3, 5,2',4',6'-pentisocyanate, xylylene diisocyanate, bis(isocyanatoethyl)benzene, bis(isocyanato propyl)benzene, α,α, α',α'-tetramethyl 1 selected from the group consisting of xylylene diisocyanate, bis(isocyanatobutyl)benzene, bis(isocyanatomethyl)naphthalene, bis(isocyanatomethyl)diphenyl ether, and bis(isocyanatoethyl)phthalate A block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of radical crosslinking and urethane, which is characterized as being one or more aromatic isocyanates.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 디페닐 술폰-4,4'-디이소시아네이트, 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 설폰-4,4'-디이소시아네이트,4-메틸 디페닐메탄 설폰-2,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디메톡시 디페닐 술폰-3,3'-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트 디벤질 설폰, 4,4'-디메틸디페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디-tert-부틸 디페닐 설폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-메톡시 벤젠 에틸렌 디술폰-3,3'-디이소시아네이트, 4,4'-디클로로페닐술폰-3,3'-디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향족 설폰계 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compounds include diphenyl sulfone-4,4'-diisocyanate, diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, diphenylmethane sulfone-4,4'-diisocyanate, and 4-methyl diphenylmethane sulfone- 2,4'-diisocyanate, 4,4'-dimethoxy diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diisocyanate dibenzyl sulfone, 4,4'-Dimethyldiphenylsulfone-3,3'-diisocyanate,4,4'-di-tert-butyl diphenyl sulfone-3,3'-diisocyanate, 4,4'-methoxy benzene ethylene disulfone-3, A dual-curable amine capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is at least one aromatic sulfone isocyanate selected from the group consisting of 3'-diisocyanate and 4,4'-dichlorophenylsulfone-3,3'-diisocyanate. Derivative-based block isocyanate.
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI), 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이트에틸)-4-시클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난 디이소시아네이트, 2,6-노르보르난 디이소시아네이트, 2,2-디메틸 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토 프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-이소시아나토메틸-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-3-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-5-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,1,1]-헵탄,2-이소시아나토메틸-2-(3-이소시아나토프로필)-6-(2-이소시아나토에틸)-비사이클로[2,2,1]-헵탄, 노르보르난 비스(이소시아나토메틸)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지환식 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compounds include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, and bis(2-isocyanate ethyl)-4. -Cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate, 2,2-dimethyl dicyclohexylmethane diisocyanate, 2-isocyanato Methyl-3-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)- 6-Isocyanatomethyl-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5-isocyanatomethyl-bicyclo[2,2 ,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-isocyanatomethyl-bicyclo [2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl- 3-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2,2,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl )-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo [2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-5-(2-isocyanate natoethyl)-bicyclo[2,1,1]-heptane, 2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-6-(2-isocyanatoethyl)-bicyclo[2, A block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reaction, characterized in that it is one or more alicyclic isocyanates selected from the group consisting of 2,1]-heptane and norbornane bis(isocyanatomethyl).
제2항에 있어서,
상기 폴리이소시아네이트 화합물은 1,3-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(m-크실렌 디이소시아네이트, m-XDI), 1,4-비스(이소시아나토메틸) 벤젠(p-크실렌 디이소시아네이트, p-XDI), 1,3-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(m-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, m-TMXDI), 1,4-비스(2-이소시아나토 프로판-2-일) 벤젠(p-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, p-TMXDI), 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-에틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,5-디메틸벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라메틸벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-5-tert-부틸 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-4-클로로 벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸) -4,5-디클로로벤젠, 1,3-비스(이소시아나토메틸)-2,4,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라클로로 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸)-2,3,5,6-테트라브로모 벤젠, 1,4-비스(2-이소시아나토에틸) 벤젠, 1,4-비스(이소시아나토메틸) 나프탈렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 방향지방족 이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트.
According to paragraph 2,
The polyisocyanate compound is 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene (m-xylene diisocyanate, m-XDI), 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene (p-xylene diisocyanate, p- XDI), 1,3-bis (2-isocyanato propan-2-yl) benzene (m-tetramethyl xylene diisocyanate, m-TMXDI), 1,4-bis (2-isocyanato propan-2- 1) Benzene (p-tetramethyl xylene diisocyanate, p-TMXDI), 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4-methylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4-ethylbenzene , 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5-methylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2 ,5-dimethylbenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetramethylbenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-5-tert-butyl benzene, 1 ,3-bis(isocyanatomethyl)-4-chlorobenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-4,5-dichlorobenzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)-2,4 ,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5,6-tetrachlorobenzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)-2,3,5 Characterized by being at least one aromatic isocyanate selected from the group consisting of 6-tetrabromo benzene, 1,4-bis (2-isocyanatoethyl) benzene, and 1,4-bis (isocyanatomethyl) naphthalene. Block isocyanate based on a dual-curable amine derivative capable of urethane and radical crosslinking reactions.
제2항에 있어서,
상기 블록이소시아네이트는 하기 화학식 3의 화학구조를 가지는 것을 특징으로 하는 우레탄 및 라디칼 가교반응이 가능한 이중경화형 아민 유도체 기반의 블록이소시아네이트:
<화학식 3>

상기 화학식 3에서 R1은 수소 또는 메틸기이고, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다.
According to paragraph 2,
The block isocyanate is a block isocyanate based on urethane and a dual-curable amine derivative capable of radical crosslinking reaction, characterized in that it has the chemical structure of the following formula (3):
<Formula 3>

In Formula 3, R 1 is hydrogen or a methyl group, and R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 블록이소시아네이트;
일부 수산화기에 이중결합 올리고머기가결합된 아크릴계 폴리올, 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올 및 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올; 및
열적 라디칼 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 조성물.
Block isocyanate according to any one of claims 2 to 13;
At least one polyol selected from acrylic polyols, polyester polyols, polyurethane polyols, acrylic carbamate polyols, and polyester carbamate polyols in which a double bond oligomer group is bonded to some hydroxyl groups; and
A dual-curable composition comprising a thermal radical initiator.
제14항에 있어서,
상기 폴리올은 하기 화학식 4과 같은 아크릴계 폴리올인 이중경화형 조성물:
<화학식 4>

상기 R은 알킬기이다.
According to clause 14,
A dual-curable composition wherein the polyol is an acrylic polyol represented by the following formula (4):
<Formula 4>

Said R is an alkyl group.
제15항에 있어서,
상기 열적 라디칼 개시제는 통상적인 1h 반감기 온도가 90~100°C 사이의 범위를 가지며, tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert-Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, tert-Amyl peroxy-2-ethylhexanoate 중 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 이중경화형 조성물.
According to clause 15,
The thermal radical initiator has a typical 1h half-life temperature in the range of 90 to 100°C, and includes tert-Butyl peroxy-isobutyrate, tert-Butyl peroxydiethylacetate, tert-Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, Dibenzoyl peroxide, and tert-Amyl peroxy. A dual curable composition characterized in that it is any one of -2-ethylhexanoate or a combination thereof.
제15항에 있어서,
이중경화형 조성물은 가교반응 온도가 100 내지 130°C인 것을 특징으로 하는 이중경화형 조성물.
According to clause 15,
The dual-cure composition is a dual-cure composition, characterized in that the crosslinking reaction temperature is 100 to 130°C.
제2항 내지 제13항 중 어느 한 항의 블록이소시아네이트;
일부 수산화기에 이중결합 올리고머기가 결합된 아크릴계 폴리올 또는 폴리에스터계 폴리올, 폴리우레탄계 폴리올, 아크릴 카바메이트계 폴리올, 폴리에스터 카바메이트계 폴리올 중 적어도 하나의 폴리올 30 내지 45 중량%; 및
반응성 희석제, 자외선 흡수제 또는 안정제, 레벨링제 및 용제를 포함하는 혼합물 25 내지 40 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물.
The block isocyanate of any one of claims 2 to 13;
30 to 45% by weight of at least one polyol selected from acrylic polyols, polyester polyols, polyurethane polyols, acrylic carbamate polyols, and polyester carbamate polyols in which a double bond oligomer group is bonded to some hydroxyl groups; and
A dual-cure one-component clear coat composition for automobiles, comprising 25 to 40% by weight of a mixture containing a reactive diluent, an ultraviolet absorber or stabilizer, a leveling agent, and a solvent.
제18항에 있어서,
상기 폴리올은 이중결합 올리고머기의 함량이 고형분 대비 20 내지 60 중량%, 폴리올 1 그램당 100~200 mg KOH의 범위 수산가를 가지는 것을 특징으로 하는 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물.
According to clause 18,
The polyol has a double bond oligomer content of 20 to 60% by weight based on solid content and a hydroxyl value in the range of 100 to 200 mg KOH per gram of polyol. A dual-cure one-component clear coat composition for automobiles.
제18항에 있어서,
상기 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물의 가교반응 온도는 100 내지 130°C인 것을 특징으로 하는 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물.
According to clause 18,
A one-component clear coat composition for dual-cure automobiles, characterized in that the crosslinking reaction temperature of the one-component clear coat composition for dual-cure automobiles is 100 to 130°C.
제18항의 이중경화형 자동차용 일액형 클리어코트 조성물을 기판 상에 도포하여 미리 설정된 온도 범위에서 제1 열경화 공정을 진행하는 단계;
상기 제1 열경화 공정이 완료된 직후 상기 기판에 미리 설정된 광량을 갖는 광을 조사하여 제1 광경화 공정을 진행하는 단계; 및
상기 제1 광경화 공정이 완료된 후 상기 제1 열경화 공정과 동일한 온도 범위에서 제2 열경화 공정을 진행하는 단계를 포함하는 클리어코트 코팅 방법.
Applying the dual-cure one-component clear coat composition for automobiles of claim 18 on a substrate and performing a first thermal curing process in a preset temperature range;
performing a first photocuring process by irradiating light having a preset amount of light to the substrate immediately after the first thermal curing process is completed; and
A clear coat coating method comprising performing a second thermal curing process in the same temperature range as the first thermal curing process after the first photo curing process is completed.
제21항에 있어서,
상기 광경화에 사용되는 광은 UV, EB 및 LED 중 적어도 하나를 포함하는 클리어코트 코팅 방법.
According to clause 21,
The light used for photocuring includes at least one of UV, EB, and LED. Clearcoat coating method.
제21항에 있어서,
상기 제1 열경화 공정과 상기 제1 광경화 공정 사이에 상기 제1 열경화 공정과 동일한 온도 범위에서 열경화 공정을 추가로 진행하는 단계를 더 포함하는 클리어코트 코팅 방법.
According to clause 21,
A clearcoat coating method further comprising performing an additional thermal curing process at the same temperature range as the first thermal curing process between the first thermal curing process and the first photo curing process.
제21항에 있어서,
상기 제2 열경화 공정이 완료된 직후 상기 기판에 미리 설정된 광량을 갖는 광을 조사하여 제2 광경화 공정을 진행하는 단계를 더 포함하는 클리어코트 코팅 방법.
According to clause 21,
A clearcoat coating method further comprising performing a second photocuring process by irradiating light having a preset amount of light to the substrate immediately after the second thermal curing process is completed.
제21항에 기재된 방법을 통해 제조된 클리어코트층.A clear coat layer manufactured through the method according to claim 21.
KR1020220162455A 2022-10-07 2022-11-29 An amine derivative-based isocyanate blocking agent, an amine derivative-based block isocyanate, a double-curable composition comprising an amine derivative-based block isocyanate, a one-component clear coat composition for automobiles, a coating method using the same, and the method coated clear coat layer KR20240049082A (en)

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KR20220094864A (en) 2020-12-29 2022-07-06 한국화학연구원 One component dual curable automotive clearcoat composition comprising dual curable blocked isocyanate, multicoated coating thereof, and multicoated coating layer

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