WO2019031844A1 - 양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물 - Google Patents
양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019031844A1 WO2019031844A1 PCT/KR2018/009032 KR2018009032W WO2019031844A1 WO 2019031844 A1 WO2019031844 A1 WO 2019031844A1 KR 2018009032 W KR2018009032 W KR 2018009032W WO 2019031844 A1 WO2019031844 A1 WO 2019031844A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- amine compound
- diisocyanate
- curing agent
- acid
- group
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
- C09D5/4419—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D5/443—Polyepoxides
- C09D5/4453—Polyepoxides characterised by the nature of the curing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
- C08G18/3271—Hydroxyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
- C09D5/4419—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D5/443—Polyepoxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/44—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
- C09D5/4419—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications with polymers obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09D5/443—Polyepoxides
- C09D5/4457—Polyepoxides containing special additives, e.g. pigments, polymeric particles
Definitions
- the present invention relates to a cationic urethane curing agent and an electrodeposition coating composition containing the same.
- the present invention provides a cationic urethane curing agent capable of ensuring the curability of the electrodeposition coating composition even at a relatively low temperature.
- the present invention also provides an electrodeposition coating composition capable of forming a coating film having excellent physical properties.
- the present invention provides a cationic urethane curing agent obtained by neutralizing a reaction product of a tertiary amine compound having a hydroxy group and an isocyanate compound with an acid neutralizing agent.
- the present invention also provides an electrodeposition coating composition
- an electrodeposition coating composition comprising an electrodeposition resin portion, a pigment portion, a curing additive portion including the cationic urethane curing agent, and a solvent portion.
- the cationic urethane curing agent of the present invention can smoothly provide a functional group (isocyanate group) capable of participating in the curing of the electrodeposition coating composition, and can harden the coating film stably even at a relatively low temperature have.
- the cationic urethane curing agent of the present invention can increase the internal conductivity of the electrodeposition coating composition by increasing the electrical conductivity of the electrodeposition coating composition when applied to the electrodeposition coating composition due to its monomolecular and cationic nature.
- the cationic urethane curing agent of the present invention is obtained by firstly neutralizing a reaction product obtained by reacting a tertiary amine compound having a hydroxy group with an isocyanate compound with a secondary acid neutralizing agent and specifically explaining the components used in each reaction As follows.
- the tertiary amine compound used to obtain the reactant is a compound having a hydroxy group (OH) bonded thereto.
- the cationic urethane curing agent imparts water-soluble or cationic properties to the curing agent and blocks the curing reaction of the cationic urethane curing agent.
- the hydroxyl group bonded to the tertiary amine compound forms a urethane bond with an isocyanate group (NCO) bonded to the isocyanate compound to block the reactivity of the isocyanate group, thereby blocking the curing reaction of the cationic urethane curing agent.
- NCO isocyanate group
- tertiary amine compounds include 2-dimethylaminoethanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-diethylaminoethanol, Amino-2-methylpropanol, and 4-dimethylamino-1-butanol can be used.
- a compound obtained by reacting a primary amine compound, a secondary amine compound, or a mixture thereof with monoepoxide may be used.
- the above primary amine compound and secondary amine compound may be compounds obtained by reacting monoepoxide with the isocyanate compound described below, because active hydrogen is present and undesired side reactions may occur with the isocyanate compound described later .
- the reaction ratio of the primary amine compound to the monoepoxide may be an equivalent ratio of 1: 2.0 to 2.5, and may be an equivalent ratio of 1: 2.01 to 2.1.
- the reaction ratio of the secondary amine compound to the monoepoxide may be an equivalent ratio of 1: 1.0 to 1.5, and more specifically, an equivalent ratio of 1: 1.01 to 1.1.
- Examples of the primary amine compound include ethanolamine, 3-amino-1-propanol, amino-2-propanol, 2- -Amino-1-pentanol can be used.
- the secondary amine compound at least one selected from the group consisting of 2-methylamino ethanol, 2-ethylamino ethanol, 3-methylamino-1-propanol, and 2-isopropylamino ethanol can be used.
- the monoepoxide monosaccharide glycidyl ester, glycidyl ether, or a mixture thereof may be used.
- the monoepoxide may be glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl acetate, glycidyl butyrate, glycidyl palmitate, glycidyl laurate, butyl glycidyl ether, At least one member selected from the group consisting of 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and P- (tertiary butyl) phenyl glycidyl ether may be used, or a compound represented by the following formula 1 may be used .
- R 1 and R 2 are the same or different and each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
- the isocyanate compound used to obtain the reactant serves to provide an isocyanate group that participates in the curing reaction.
- isocyanate compounds include 4,4'-methylenebis (phenylisocyanate) (MDI), 4-methyl-1,3-phenylene diisocyanate, polymeric methylene diphenyl diisocyanate (polymeric MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), xylylene diisocyanate (XDI), 2,4,6-triisopropylphenyl diisocyanate (TIDI), diphenyl ether diisocyanate, isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexyl (TMDI), methane diisocyanate (MDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI) and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate At least one selected may be used.
- MDI 4,4'-methylenebis (phenylisocyanate)
- the reaction ratio (isocyanate group: hydroxyl group) in the reaction between the isocyanate compound and the tertiary amine compound may be an equivalent ratio of 1: 1.0 to 1.1, and more specifically, an equivalent ratio of 1: 1.01 to 1.05.
- the reaction product obtained through the reaction between the tertiary amine compound and the isocyanate compound is subjected to a neutralization reaction (specifically, neutralization of an amine group derived from a tertiary amine compound) with an acid neutralizing agent to obtain the cationic urethane curing agent of the present invention do.
- a neutralization reaction specifically, neutralization of an amine group derived from a tertiary amine compound
- the curing agent component may be precipitated without proper mixing in the electrodeposition coating composition.
- the cationic urethane curing agent of the present invention is obtained by neutralizing the reaction product with the acid neutralizing agent, it can be mixed well without precipitation when used as a curing agent component of the electrodeposition coating composition.
- the acid neutralizing agent for neutralizing the reaction product at least one selected from the group consisting of acetic acid, lactic acid, formic acid, sulfonic acid, and methanesulfonic acid may be used.
- the neutralization ratio of the reaction product and the acid neutralizing agent can be defined by the following equation (1).
- the neutralization ratio obtained by the following formula (1) may be 5 to 150%, and may be 70 to 120%. If the neutralization ratio is less than 5%, the water dispersibility may be lowered. If the neutralization ratio is more than 150%, the acid content may be increased to lower the pH of the electrodeposition coating composition, resulting in poor appearance such as re- .
- the cationic urethane curing agent of the present invention obtained through such a neutralization reaction has an increased number of isocyanate groups capable of participating in the curing reaction, and thus it is possible to secure stable curing properties even at a lower temperature than when it is used in an electrodeposition coating composition.
- the crosslinking density of the coating film can be increased to contribute to formation of a coating film having excellent physical properties such as corrosion resistance.
- the tertiary amine compound is cationic due to the neutralization reaction, and thus has a water-soluble property.
- the isocyanate group in which the reactivity is blocked is dissociated at a temperature higher than a certain temperature, and is involved in the curing reaction together with the curing agent present in the electrodeposited resin.
- the electrodeposition coating composition comprising the cationic urethane curing agent of the present invention will be described as follows.
- the electrodeposition coating composition of the present invention comprises an electrodeposition resin portion, a pigment portion, a curing additive portion, and a solvent portion.
- the electrodeposited resin part included in the electrodeposition coating composition of the present invention plays a role of imparting main properties (adhesion, corrosion resistance, etc.) to the coating film.
- the electrodeposited resin part may include an electrodeposition resin for forming a coating film, a curing agent for curing, a first solvent for controlling an auxiliary property, and other additives.
- the electrodeposition resin a resin conventionally used in the production of electrodeposition coating composition can be used.
- an epoxy resin having an epoxy equivalent of 180 to 2,000 can be used.
- the epoxy resin include polyglycidyl ether of polyphenol, polyglycidyl ether of aromatic polyol such as bisphenol A, and the like.
- a urethane curing agent which is conventionally used may be used.
- Examples of the first solvent include deionized water, an aromatic solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent, and the like.
- oil improvers and defoaming agents may be used.
- the electrodeposited resin may be included in an amount of 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrodeposition coating composition. If the content of the electrodeposition resin portion is less than 40 parts by weight, the physical properties of the coating film may be deteriorated. If the amount is more than 50 parts by weight, paintability may be lowered due to low viscosity.
- the pigment part included in the electrodeposition coating composition of the present invention enhances the mechanical strength of the coating film or imparts color to the coating film.
- a pigment part may comprise an organic pigment, a dispersing resin, a catalyst, an acid component for stabilization, and a second solvent for viscosity control.
- organic or inorganic pigment a conventional organic or inorganic pigment (for example, titanium dioxide, carbon black, silicate, etc.) may be used.
- the dispersion resin a pigment dispersion resin which is conventionally used can be used.
- a tin-based catalyst which is conventionally used can be used.
- an acid component for example, acetic acid or the like
- an acid component for example, acetic acid or the like
- Examples of the second solvent include deionized water, an aromatic solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent and the like which are commonly used.
- Such a pigment part may be included in an amount of 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrodeposition coating composition. If the content of the pigment part is less than 5 parts by weight, the mechanical strength of the coating film may be lowered or the desired color may not be imparted to the coating film. If the content of the pigment part is more than 10 parts by weight, economical efficiency and paintability may be deteriorated.
- the curing additive part included in the electrodeposition coating composition of the present invention serves to induce a curing reaction of the electrodeposited resin part.
- This curing additive portion comprises a cationic urethane curing agent and a third solvent for dispersion / viscosity control.
- cationic urethane curing agent The description of the cationic urethane curing agent is as follows. Quot; cationic urethane curing agent ", respectively.
- Examples of the third solvent include deionized water, an aromatic solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent and the like which are commonly used.
- the curing additive portion may be included in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrodeposition coating composition. If the content of the curing additive part is less than 1 part by weight, the coating film may be uncured. If it exceeds 5 parts by weight, the physical properties of the coating film may be reduced due to overcuring.
- the solvent portion included in the electrodeposition coating composition of the present invention has a role of controlling the dispersibility and viscosity of the electrodeposition coating composition.
- a solvent portion includes a commonly used fourth solvent, and as the fourth solvent, deionized water, an aromatic solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent and the like can be used.
- Such a solvent portion may be contained in an amount of 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrodeposition coating composition. If the content of the solvent portion is less than 40 parts by weight, the coating property may be lowered due to the lower viscosity. If the content of the solvent portion is more than 50 parts by weight, physical properties of the coating film may be deteriorated or a long time may be required for curing.
- the electrodeposition coating composition of the present invention may have a solid content of 15 to 25% by weight.
- the electrodeposition coating composition of the present invention can be applied by a conventional electrodeposition coating method. Specifically, the electrodeposition coating composition may be brought into contact with the cathode substrate and the cathode substrate, respectively, and a DC voltage ranging from several V to several hundreds V may be applied to perform the electrodeposition coating. After the electrodeposition coating, a cured coating film can be formed through a water washing step and a curing step.
- the curing additive part 2 was prepared in the same manner as in the comparative example 1 except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (1: 2.0) of ethanolamine to glycidyl ester (neutralization ratio: 80%).
- Curing additive part 2 was prepared (neutralization ratio: 80%) through the same procedure as in comparative example 1 except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (1: 2.5) of ethanolamine and glycidyl ester.
- Curing additive part 2 was prepared (neutralization ratio: 80%) through the same procedure as in comparative example 1, except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (1: 2.7) of ethanolamine and glycidyl ester.
- a curing additive part 6 was prepared in the same manner as in the comparative example 1 except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (1: 1.0) of 2-methylaminoethanol and glycidyl ester (neutralization rate: 80 %).
- the curing additive part 7 was prepared in the same manner as in the comparative example 1 except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (2: 1.5) of 2-methylaminoethanol and glycidyl ester (neutralization rate: 80 %).
- a curing additive part 7 was prepared in the same manner as in the comparative example 1 except that the amount of raw materials used was controlled according to the reaction ratio (2: 1) between 2-methylaminoethanol and glycidyl ester (neutralization rate: 80 %).
- a curing additive part 3 was prepared in the same manner as in the comparative example 1 except that 2-dimethylaminoethanol was used instead of reacting ethanolamine and glycidyl ester (neutralization ratio: 80%).
- the urethane curing agent was prepared as follows.
- Production Example 1 in which the ratio of primary amine to glycidyl ester is 1: 1.8, unreacted residual amine and urea reaction with -NH group in Production Example 1 proceeds, resulting in gelation (Production Example 10).
- Production Example 5 in which the reaction ratio of the secondary amine and the glycidyl ester is 1: 0.8, unreacted and remaining amine reacts with the -OH group in Production Example 5 and urethane reaction, resulting in gelation (Production Example 14).
- Electrodeposition coating was performed by applying a constant voltage for 180 seconds to the electrodeposition coating compositions of Production Examples 11-13 and 15-19 at 28 ° C. At this time, a steel sheet pretreated with zinc phosphate was used as the electrodeposition coating specimen. Next, the electrodeposited coated specimen was placed in an oven at 150-160 DEG C and cured for 25 minutes to form a coating film. Then, the physical properties were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 3 below.
- the PVC rod was placed on both ends of two specimens and fixed with a transparent tape. After immersing 25 cm of the specimen in the electrodeposition coating composition, electrodeposition was carried out as described above. Measure the painted height on the back.
- Roughness The surface roughness of the coating is measured using a Taylor-Hobson surtronic 3+.
- Electrodeposition coating composition does not float on the cloth, but the surface of the coating film changes.
- the electrodeposition coating composition does not deposit on the cloth, and the surface of the coating film does not change.
- Corrosion resistance (mm): The coated specimen is tested for 1,000 hours using a salt-fog apparatus, and peel-off test is performed with transparent tape to measure the film peel distance.
- reaction ratio of the secondary amine and the glycidyl ester was preferably 1: 1.0-1.5 through Production Examples 15 and 16 and Production Example 17.
- the curing additive part (Production Example 8) used in Production Example 17 was produced by reacting 2-methylaminoethanol with glycidyl ester at a ratio of 1: 1.7. After reacting with 2-methylaminoethanol, It was confirmed that the diltester increased the thickness of the double membrane and thus the internal permeability became poor.
- the electrodeposition coating with the cationic urethane curing agent of the present invention is applied to the electrodeposition coating composition, so that the curability is secured even at a relatively low temperature, so that the electrodeposition coating composition is excellent in internal elongation and has excellent corrosion resistance and strength I could confirm.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
본 발명은 양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 히드록시기를 갖는 3급 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물의 반응 생성물을 산 중화제로 중화시켜 얻어진 것으로서, 전착 도료 조성물의 경화에 참여할 수 있는 작용기(이소시아네이트기)를 원활히 제공할 수 있어 비교적 저온에서도 안정적으로 도막의 경화가 이루어지도록 할 수 있다.
Description
본 발명은 양이온성을 갖는 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물에 관한 것이다.
자동차 생산공장에서 전착 도장 시 대부분의 에너지는 도장된 전착 도료를 경화시키는 오븐에서 소비된다. 이때, 오븐 설비 공간과 경화효율은 한정되어 있는데 반해 자동차의 차체는 점차 커지고 있어 경화 취약부가 발생하는 문제점이 대두되고 있다. 즉, 자동차의 차체가 커지면서 두꺼워지는 것으로 인해 차체 위에 도장된 전착 도료가 경화에 필요한 온도에 도달하기까지 걸리는 시간, 즉, PMT(Peak Metal Temperature)이 길어져 기존 경화 시스템에서의 경화 효율이 떨어진다.
이에 따라 경화에 소비되는 에너지 절감과 한정된 오븐 설비 공간 안에서 큰 차체의 경화성을 확보하기 위해, 자동차 업계에서는 보다 낮은 온도에서 경화가 이루어질 수 있는 전착 도료의 개발이 요구되고 있다.
이러한 요구에 따라 전착 도료에 포함되는 경화 촉진제 또는 경화제의 함량을 증가시키는 방향으로 대응하는 움직임이 있었다. 그러나 경화 촉진제의 함량을 증가시키는 경우에는 도막의 외관(광택 및 조도)이 저하되고, 경화제의 함량을 증가시키는 경우에는 주제의 함량 저하로 인해 내부도장성, 내식성 등이 저하되는 문제점이 발생하였다.
이외에도 해리 온도가 낮은 알코올, 페놀, 옥심, 락탐 등의 차단제가 결합된 경화제를 사용하여 전착 도료의 경화성을 확보하고자 하는 시도가 이루어진 바 있다. 특히, 차단제로 옥심이 결합된 경화제는 경화성이 향상된다는 사례가 다수 보고되고 있다. 그러나 옥심은 해리 온도가 매우 낮아 경화제로 사용되는 방향족 이소시아네이트와의 조합 시에는 전착 수지의 안정성을 매우 떨어뜨려 지방족 이소시아네이트에만 한정적으로 사용할 수 있었다.
이에 따라 도막의 물성을 저하시키지 않으면서 비교적 저온에서도 경화성을 확보할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 비교적 저온에서도 전착 도료 조성물의 경화성을 확보시킬 수 있는 양이온성 우레탄 경화제를 제공한다.
또한 본 발명은 물성이 우수한 도막을 형성할 수 있는 전착 도료 조성물을 제공한다.
본 발명은, 히드록시기를 갖는 3급 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물의 반응물을 산 중화제로 중화시켜 얻어진 것인 양이온성 우레탄 경화제를 제공한다.
또한 본 발명은, 전착 수지부, 안료부, 상기 양이온성 우레탄 경화제를 포함하는 경화 첨가제부, 및 용매부를 포함하는 전착 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 전착 도료 조성물의 경화에 참여할 수 있는 작용기(이소시아네이트기)를 원활히 제공할 수 있어 비교적 저온(예를 들어, 150 ℃ 이하)에서도 안정적으로 도막의 경화가 이루어지도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 단분자이면서 양이온성으로 인해 전착 도료 조성물에 적용 시 전착 도료 조성물의 전기전도도를 증가시켜 전착 도료 조성물의 내부도장성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 양이온성 우레탄 경화제
본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 히드록시기를 갖는 3급 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물을 1차적으로 반응시켜 얻어진 반응물을 2차적으로 산 중화제로 중화시켜 얻어진 것으로, 각 반응에 사용되는 성분에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 반응물을 얻기 위해 사용되는 3급 아민 화합물은 히드록시기(OH)가 결합된 것으로, 양이온성 우레탄 경화제에 수용성, 양이온성 등의 성질을 부여하며 양이온성 우레탄 경화제의 경화반응성을 차단하는 역할을 한다. 구체적으로 3급 아민 화합물에 결합된 히드록시기가 이소시아네이트 화합물에 결합된 이소시아네이트기(NCO)와 우레탄 결합을 형성하여 이소시아네이트기의 반응성을 차단함으로써 양이온성 우레탄 경화제의 경화반응성을 차단하는 것이다.
이러한 3급 아민 화합물로는 2-디메틸아미노에탄올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노에탄올, 4-디메틸아미노-1-부탄올, 2-디메틸아미노-2-메틸프로판올, 및 4-디메틸아미노-1-부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
또한 3급 아민 화합물로는 1급 아민 화합물, 2급 아민 화합물, 또는 이들의 혼합물을 모노에폭사이드(monoepoxide)와 반응시켜 얻어진 화합물이 사용될 수 있다. 상기 1급 아민 화합물 및 2급 아민 화합물은 활성수소가 존재하여 후술되는 이소시아네이트 화합물과 원하지 않는 부반응이 유발될 수 있기 때문에, 이들을 직접적으로 사용하기 보다 모노에폭사이드와 반응시켜 얻어진 화합물을 사용할 수 있다.
상기 1급 아민 화합물과 상기 모노에폭사이드의 반응 시 반응비율은 1:2.0 내지 2.5의 당량비일 수 있고, 구체적으로는 1:2.01 내지 2.1의 당량비일 수 있다. 또한 상기 2급 아민 화합물과 상기 모노에폭사이드의 반응 시 반응비율은 1:1.0 내지 1.5의 당량비일 수 있고, 구체적으로는 1:1.01 내지 1.1의 당량비일 수 있다.
상기 1급 아민 화합물로는 에탄올아민, 3-아미노-1-프로판올, 아미노-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 2-아미노-3-메틸-1-부탄올, 및 5-아미노-1-펜탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 2급 아민 화합물로는 2-메틸아미노에탄올, 2-에틸아미노에탄올, 3-메틸아미노-1-프로판올, 및 2-이소프로필아미노에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 모노에폭사이드로는 1가산의 글리시딜 에스테르, 글리시딜 에테르, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 모노에폭사이드로는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아세테이트, 글리시딜 부티레이트, 글리시딜 팔미테이트, 글리시딜 라우레이트, 부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 및 P-(3급부틸)페닐 글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용되거나 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
상기 반응물을 얻기 위해 사용되는 이소시아네이트 화합물은 경화반응에 참여하는 이소시아네이트기를 제공하는 역할을 한다.
이러한 이소시아네이트 화합물로는 4,4'-메틸렌비스(페닐이소시아네이트)(MDI), 4-메틸-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 폴리머릭 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(폴리머릭 MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 크실릴렌디이소시아네이트(XDI), 2,4,6-트리이소프로필페닐디이소시아네이트(TIDI), 디페닐에테르디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(MDI), 테트라메틸크실렌디이소시아네이트(TMXDI), 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트(TMHDI), 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트(TMDI)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물과 상기 3급 아민 화합물의 반응 시 반응비율(이소시아네이트기:히드록시기)은 1:1.0 내지 1.1의 당량비일 수 있고, 구체적으로는 1:1.01 내지 1.05의 당량비일 수 있다.
이와 같은 3급 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물의 반응을 통해 얻어진 반응 생성물은 산 중화제와의 중화반응(구체적으로 3급 아민 화합물에서 유래된 아민기의 중화)을 거쳐 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제가 얻어지게 된다.
상기 산 중화제로 중화되지 않은 반응 생성물을 전착 도료 조성물의 경화제 성분으로 사용할 경우, 전착 도료 조성물 내에서 경화제 성분의 적절한 혼합이 이루어지지 않고 침전될 수 있다. 그러나 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 상기 반응 생성물을 상기 산 중화제로 중화시켜 얻어진 것이기 때문에 전착 도료 조성물의 경화제 성분으로 사용할 경우 침전되지 않으면서 혼합이 잘 이루어질 수 있다. 상기 반응 생성물을 중화시키기 위한 산 중화제로는 초산, 젖산, 개미산, 술폰산, 및 메탄술폰산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 반응 생성물과 상기 산 중화제의 중화율은 하기 수학식 1로 정의될 수 있다. 이때, 하기 수학식 1에 의해 얻어진 중화율은 5 내지 150 %일 수 있고, 구체적으로는 70 내지 120 %일 수 있다. 상기 중화율이 5 % 미만일 경우에는 수분산성이 저하될 수 있고, 150 %를 초과할 경우에는 산 함량이 많아져 전착 도료 조성물의 pH를 낮춤에 따라 도막 재용해 등과 같은 외관 불량이 초래될 수 있다.
[수학식 1]
(산 중화제의 산 당량/반응물의 아민 당량)×100
이러한 중화반응을 거쳐 얻어진 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 경화반응에 참여할 수 있는 이소시아네이트기가 증가된 상태이며, 따라서 이를 전착 도료 조성물에 사용할 경우 보다 낮은 온도에서도 안정적인 경화성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라, 도막의 가교밀도를 높여 내식성 등의 물성이 우수한 도막을 형성시키는데 기여할 수 있다. 또한 중화반응에 의해 3급 아민 화합물은 양이온성을 띠게 되고, 이로 인해 수용성의 성질도 갖게 되며, 이는 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제를 전착 도료 조성물에 사용할 경우 전착 도료 조성물의 전기전도도가 상승되어 내부도장성도 높일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제는 전착 도료 조성물에 사용할 경우, 반응성이 차단되어 있던 이소시아네이트기가 일정 온도 이상에서 해리되어 전착 수지부 내에 존재하던 경화제와 함께 경화반응에 참여하게 된다. 구체적으로, 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제를 포함하는 전착 도료 조성물을 설명하면 다음과 같다.
2. 전착 도료 조성물
본 발명의 전착 도료 조성물은 전착 수지부, 안료부, 경화 첨가제부, 및 용매부를 포함한다.
본 발명의 전착 도료 조성물에 포함되는 전착 수지부는 도막에 주요 물성(부착성, 내식성 등)을 부여하는 역할을 한다. 이러한 전착 수지부는 도막을 형성하기 위한 전착 수지, 경화를 위한 경화제, 보조 물성 조절을 위한 제1 용매, 및 기타 첨가제 등을 포함할 수 있다.
상기 전착 수지로는 전착 도료 조성물 제조 시 통상적으로 사용되는 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로 전착 수지로는 에폭시 당량이 180 내지 2,000인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지로는 폴리페놀의 폴리글리시딜 에테르 또는 비스페놀 A와 같은 아로마틱 폴리올의 폴리글리시딜 에테르 등을 들 수 있다.
상기 경화제로는 통상적으로 사용되는 우레탄 경화제를 사용할 수 있다.
상기 제1 용매로는 통상적으로 사용되는 탈이온수, 방향족계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 등을 사용할 수 있다.
상기 기타 첨가제로는 통상적으로 사용되는 유분개선제, 소포제 등을 사용할 수 있다.
이러한 전착 수지부는 전착 도료 조성물 100 중량부를 기준으로 40 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 전착 수지부의 함량이 40 중량부 미만일 경우에는 도막의 물성이 저하될 수 있고, 50 중량부를 초과할 경우에는 저점도화로 인해 도장성이 저하될 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물에 포함되는 안료부는 도막의 기계적 강도를 높이거나 도막에 색상을 부여하는 역할을 한다. 이러한 안료부는 유무기 안료, 분산 수지, 촉매, 안정화를 위한 산 성분, 및 점도조절을 위한 제2 용매를 포함할 수 있다.
상기 유무기 안료로는 통상적으로 사용되는 유무기 안료(예를 들어, 이산화티탄, 카본블랙, 실리케이트 등)를 사용할 수 있다.
상기 분산 수지로는 통상적으로 사용되는 안료 분산용 수지를 사용할 수 있다.
상기 촉매로는 통상적으로 사용되는 주석계 촉매를 사용할 수 있다.
상기 산 성분으로는 통상적으로 사용되는 산 성분(예를 들어, 아세트산 등)을 사용할 수 있다.
상기 제2 용매로는 통상적으로 사용되는 탈이온수, 방향족계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 등을 사용할 수 있다.
이러한 안료부는 전착 도료 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 안료부의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 도막의 기계적 강도가 저하되거나 요구되는 색상을 도막에 부여하기 어려울 수 있고, 10 중량부를 초과할 경우에는 경제성 및 도장성이 저하될 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물에 포함되는 경화 첨가제부는 전착 수지부의 경화반응을 유도하는 역할을 한다. 이러한 경화 첨가제부는 양이온성 우레탄 경화제, 및 분산/점도 조절을 위한 제3 용매를 포함한다.
상기 양이온성 우레탄 경화제에 대한 설명은 상기 '1. 양이온성 우레탄 경화제'항목에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
상기 제3 용매로는 통상적으로 사용되는 탈이온수, 방향족계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 등을 사용할 수 있다.
이러한 경화 첨가제부는 전착 도료 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 경화 첨가제부의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 도막의 미경화가 유발될 수 있고, 5 중량부를 초과할 경우에는 과경화로 인해 도막의 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물에 포함되는 용매부는 전착 도료 조성물의 분산성 및 점도를 조절하는 역할을 한다. 이러한 용매부는 통상적으로 사용되는 제4 용매를 포함하는 것으로, 상기 제4 용매로는 탈이온수, 방향족계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 등을 사용할 수 있다.
이러한 용매부는 전착 도료 조성물 100 중량부를 기준으로 40 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 용매부의 함량이 40 중량부 미만일 경우에는 저점도화로 인해 도장성이 저하될 수 있고, 50 중량부를 초과할 경우에는 도막의 물성이 저하되거나 경화에 장시간이 소비될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 전착 도료 조성물은 고형분의 함량이 중량기준으로 15 내지 25 %일 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물은 통상적인 전착 도장 방법을 통해 도장될 수 있다. 구체적으로 전착 도료 조성물을 음극 기재와 양극 기재에 각각 접촉시킨 후 수 V 내지 수백 V에 이르는 직류전압을 인가하여 전착 도장을 수행할 수 있다. 상기 전착 도장 후에는 수세 공정과 경화공정을 거쳐 경화된 도막을 형성할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[경화 첨가제부의 제조]
제조예 1
에탄올아민 70.4 g을 반응기에 투입하고 60 ℃로 승온시킨 후 글리시딜 에스테르(Shell사, Cardura E-10P) 473.2 g을 1-2시간 동안 천천히 적가하였다. 적가를 완료한 후 질소 분위기 하에서 반응기의 온도를 80 ℃로 승온시키고 4-8시간 동안 반응을 유지시킨 후 적정을 통하여 잔류 에폭시기의 유무를 확인하였다.
잔류 에폭시기가 없는 것으로 확인되면 메틸 이소부틸 케톤 34.7 g을 추가한 후 온도를 80 내지 90 ℃로 유지시키면서 폴리머릭 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(다우케미컬, PAPI2940) 156.4 g을 2시간에 걸쳐 적가하였다. 적가를 완료한 후 질소 분위기 하에서 90 ℃에서 90분 이상 방치하여 NCO-가 전혀 남아있지 않도록 하여 반응 생성물을 제조하였다.
잔류 NCO-가 없는 것으로 확인되면 온도를 60 ℃까지 냉각한 후 상기에서 제조된 반응 생성물에 초산(99.5%) 55.5 g을 추가하고 30분 동안 교반시킨 후 부틸셀로솔브 87.5 g을 추가하여 희석하고 탈이온수 122.3 g을 추가하여 수용화하는 과정을 거쳐 경화 첨가제부 1을 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 2
에탄올아민과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:2.0)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 2를 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 3
에탄올아민과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:2.5)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 2를 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 4
에탄올아민과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:2.7)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 2를 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 5
에탄올아민 대신에 2-메틸아미노에탄올을 사용한 것과, 2-메틸아미노에탄올과 글리시딜 에스테르의 반응비율이 1:0.8인 점을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 5를 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 6
2-메틸아미노에탄올과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:1.0)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 6을 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 7
2-메틸아미노에탄올과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:1.5)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 7을 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 8
2-메틸아미노에탄올과 글리시딜 에스테르의 반응비율 (1:1.7)에 따라 사용된 원료량이 조절된 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 7을 제조하였다(중화율: 80 %).
제조예 9
에탄올아민과 글리시딜 에스테르를 반응시킨 것 대신에 2-디메틸 아미노에탄올을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정을 거쳐 경화 첨가제부 3을 제조하였다(중화율: 80 %).
[안료부 제조] 안료부 제조예
안료용 분산수지(KCC사. 양이온 안료 분산 수지) 227.3 g을 반응기에 투입하고, 초산(50%) 3.0 g, 카본블랙 3.0 g, 디부틸틴 옥사이드 49.6 g, 이산화티탄(케머러스사, R900) 226.5 g, 알루미늄 실리케이트(BASF사, Sationtone 5HB) 95.9 g을 교반하면서 순차적으로 첨가하였다. 다음, 점도를 조절하기 위해 탈이온수 150.0 g을 1차적으로 첨가하여 균일화되도록 교반한 후 탈이온수 244.7 g을 2차적으로 첨가하여 희석하였다. 다음, SL-703(BYK사) 분산기로 헤그만 번호 8+가 될 때까지 분산시켰다.
[전착 수지부 제조] 전착 수지부 제조예
디글리시딜 에테르(국도화학, 에폰 828) 140.2 g, 비스페놀 A 59.7 g 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 9.8 g을 반응기에 투입하고, 질소 분위기 하에 140 ℃로 가열한 후 벤질디메틸아민 0.7 g을 첨가하였다. 다음, 반응 혼합물을 약 185 ℃로 자연 발열시킨 후 환류시키고, 존재하는 물을 공비 제거한 후 20-40분 동안 방치하였다. 상기 반응 혼합물의 에폭시 당량이 900-950에 도달하면 충분히 교반시키면서 우레탄 경화제를 첨가하고 30분 동안 교반시키면서 온도가 100-110 ℃가 될 때까지 냉각하였다. 그 다음, 73% 메틸이소부틸케톤 용액(에어프로덕츠사, KT22) 14.9 g과 디에탄올아민 16.8 g을 첨가하면서 반응 혼합물을 발열시킨 후 온도를 120 ℃로 유지시켰다. 다음, 반응 혼합물에 진공을 걸어 고형분이 중량기준으로 96 %가 될 때까지 진공회수하여 용매를 제거(-41 g)한 후 70% 메탄 설포닉 에시드(BASF사) 12.4 g과 탈이온수 332.6 g을 첨가하여 분산시켰다. 그 다음, 분산액에 탈이온수 280 g을 서서히 첨가하여 희석시켜 고형분이 중량기준으로 36 %인 전착 수지부를 제조하였다.
이때, 우레탄 경화제는 다음과 같이 제조된 것을 사용하였다.
폴리머릭 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(다우케미컬, PAPI2940) 382.6 g, 메틸 이소부틸 케톤 199.9 g, 및 디부틸주석 디라우레이트 0.1 g을 반응기에 투입하고, 질소 분위기 하에서 30 ℃로 가열하였다. 다음, 온도를 60-65 ℃로 유지하면서 2-(2-부톡시에톡시)에탄올 398 g을 서서히 첨가하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 65 ℃에서 90분 동안 방치하였다. 다음, 트리메틸올 프로판 19.4 g을 첨가하고 110 ℃로 가열한 후 이 온도에서 3시간 동안 방치하고 적외선 분석에 의해 미반응 NCO-가 전혀 남아있지 않을 때까지 계속 110 ℃로 방치하는 과정을 거쳐 우레탄 경화제를 제조하였다.
[전착 도료 조성물의 제조]
제조예 10 내지 19
하기 표 2의 조성으로 각 성분을 혼합하여 전착 도료 조성물을 제조하였다.
1급 아민과 글리시딜 에스테르의 반응 비율이 1:1.8인 제조예 1은 미반응하고 잔여하는 아민과 제조예 1 내 -NH기와 우레아 반응이 진행되어 겔화가 초래된다 (제조예 10). 또한 2급 아민과 글리시딜 에스테르의 반응 비율이 1:0.8인 제조예 5는 미반응하고 잔여하는 아민과 제조예 5 내 -OH기와 우레탄 반응이 진행되어 겔화가 초래된다 (제조예 14).
[실험예 1]
28 ℃ 조건에서 제조예 11-13, 15-19 각각의 전착 도료 조성물에 180초 동안 일정한 전압을 인가하여 전착 도장을 실시하였다. 이때, 전착 도장 시편으로는 인산아연으로 전처리된 강판을 사용하였다. 다음, 전착 도장된 시편을 150-160 ℃의 오븐에 투입하고 25분 동안 경화시켜 도막을 형성하였다. 이후, 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
1. 내부침투성(cm): 10 × 30 ㎝ 시편 두 장 사이의 양끝에 PVC 막대를 대어 투명 테이프로 고정시키고, 전착 도료 조성물에 시편 25 ㎝를 담그고 상술한 과정으로 전착 도장을 실시한 후 앞 시편의 뒷면에 도장된 높이를 측정함.
2. 조도값(Ra): 테일러-홉슨(Taylor-Hobson)사의 surtronic3+를 이용하여 도막의 표면조도를 측정함.
3. 기계적 물성(mm): 도장된 시편에 반경 1.5 ㎝의 구를 이용하여 압력을 가한 후 도막이 벗겨지거나 깨지는 시점에서 시편의 패인 깊이를 측정함.
4. 경화성: 1 ㎏의 하중을 가하면서 MIBK(Methyl isobutyl ketone)를 침지시킨 천을 10회 왕복하여 도막의 표면 변화, 또는 전착 도료 조성물이 천에 묻어나는지 여부를 확인함.
×: 전착 도료 조성물이 천에 많이 묻어남
△: 전착 도료 조성물이 천에 약하게 묻어남
○: 전착 도료 조성물이 천에 묻어나지 않으나 도막의 표면 변화가 있음
◎: 전착 도료 조성물이 천에 묻어나지 않으며, 도막의 표면 변화가 없음
5. 내식성(mm): 염수분무시험(Salt-fog) 기기를 이용하여 도장된 시편을 1,000시간 동안 시험한 후 투명테이프로 박리(peel-off) 테스트를 진행하여 도막박리 거리를 측정함.
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제조예 13은 도막의 두께, 내부침투성은 제조예 11, 12 대비 불량한 것을 확인하였다. 제조예 13의 경우, 에탄올아민과 글리시딜 에스테르가 1:2.7의 당량비로 제조된 경화 첨가제부 (제조예 4)를 사용하여 제조된 전착 도료 조성물로서, 에탄올아민과 반응 후 잔여하는 글리시딜 에스테르로 인해 도막 두께가 상승하고 이에 따라 내부 침투성이 불량해지는 것으로 확인되었다. 따라서, 1급 아민과 글리시딜 에스테르의 반응 비율이 1:2.0-2.5인 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
또한, 제조예 15, 16과 제조예 17을 통해 2급 아민과 글리시딜 에스테르의 반응 비율은 1:1.0-1.5인 것이 바람직함을 확인할 수 있었다. 제조예 17에 사용된 경화 첨가제부 (제조예 8)은 2-메틸아미노에탄올과 글리시딜 에스테르가 1:1.7의 비율로 반응하여 생성된 것으로서, 2-메틸아미노에탄올과 반응 후 잔여하는 글리시딜 에스테르로 인해 두막 두께가 상승하고 이에 따라 내부침투성이 불량해지는 것으로 확인되었다.
또한, 본 발명에 따라 제조되는 양이온성 우레탄 경화제(경화 첨가제부)를 포함하지 않은 제조예 19의 경우는 150℃에서 경화되지 않음이 확인되었다.
결과적으로, 본 발명의 양이온성 우레탄 경화제가 첨가된 전착 도료 조성물로 전착 도장을 실시함에 따라 비교적 저온에서도 경화성이 확보되면서 전착 도료 조성물의 내부도장성이 우수하고 내식성 및 강도 등이 우수한 도막이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (12)
- 히드록시기를 갖는 3급 아민 화합물과 이소시아네이트 화합물의 반응 생성물을 산 중화제로 중화시켜 얻어진 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 1에 있어서,상기 3급 아민 화합물은 1급 아민 화합물, 2급 아민 화합물, 또는 이들의 혼합물을 모노에폭사이드와 반응시켜 얻어지는 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 2에 있어서,상기 1급 아민 화합물과 상기 모노에폭사이드의 당량비는 1:2 내지 2.5 (1급 아민 화합물:모노에폭사이드)이며, 및상기 2급 아민 화합물과 상기 모노에폭사이드의 당량비는 1:1 내지 1.5 (2급 아민 화합물:모노에폭사이드)인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 2에 있어서,상기 1급 아민 화합물은 에탄올아민, 3-아미노-1-프로판올, 아미노-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 2-아미노-3-메틸-1-부탄올, 및 5-아미노-1-펜탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 2에 있어서,상기 2급 아민 화합물은 2-메틸아미노에탄올, 2-에틸아미노에탄올, 3-메틸아미노-1-프로판올, 및 2-이소프로필아미노에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 2에 있어서,상기 모노에폭사이드는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아세테이트, 글리시딜 부티레이트, 글리시딜 팔미테이트, 글리시딜 라우레이트, 부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 및 P-(3급부틸)페닐 글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 1에 있어서,상기 3급 아민 화합물은 2-디메틸아미노에탄올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노에탄올, 4-디메틸아미노-1-부탄올, 2-디메틸아미노-2-메틸프로판올, 및 4-디메틸아미노-1-부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 1에 있어서,상기 이소시아네이트 화합물은 4,4'-메틸렌비스(페닐이소시아네이트), 4-메틸-1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 폴리머릭 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 2,4,6-트리이소프로필페닐디이소시아네이트, 디페닐에테르디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 1에 있어서,상기 산 중화제는 초산, 젖산, 개미산, 술폰산, 및 메탄술폰산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 양이온성 우레탄 경화제.
- 청구항 1에 있어서,상기 반응 생성물과 상기 산 중화제의 중화율이 하기 수학식 1로 정의되며,상기 중화율이 5 내지 150 %인 것인 양이온성 우레탄 경화제.[수학식 1](산 중화제의 산 당량/반응물의 아민 당량)×100
- 전착 수지부,안료부,청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 양이온성 우레탄 경화제를 포함하는 경화 첨가제부, 및용매부를 포함하는 전착 도료 조성물.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170100363A KR102042239B1 (ko) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물 |
KR10-2017-0100363 | 2017-08-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2019031844A1 true WO2019031844A1 (ko) | 2019-02-14 |
Family
ID=65271661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/KR2018/009032 WO2019031844A1 (ko) | 2017-08-08 | 2018-08-08 | 양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102042239B1 (ko) |
WO (1) | WO2019031844A1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117362589A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-09 | 张望清 | 一种抗菌、柔性水性环氧树脂固化剂及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4940768A (en) * | 1988-03-23 | 1990-07-10 | Hoechst Ag | Curing agent for synthetic resins, curable mixtures containing this curing agent and its use |
KR20030045122A (ko) * | 2000-10-19 | 2003-06-09 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 음극 전착 코팅 조성물의 제조에 적합한 농축물 |
KR20090027370A (ko) * | 2007-09-12 | 2009-03-17 | 주식회사 케이씨씨 | 차단된 폴리이소시아네이트 경화제의 제조방법, 및 그경화제를 포함하는 전착 도료용 양이온 수지 조성물 및전착 도료 조성물 |
KR100929040B1 (ko) * | 2007-01-23 | 2009-11-26 | 주식회사 케이씨씨 | 전착 도료용 양이온성 마이크로겔의 제조 방법 및 그로부터제조된 마이크로겔을 포함하는 전착 도료 조성물 |
KR20100036708A (ko) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 주식회사 케이씨씨 | 방향족 술폰산 및 우레탄 관능성 레올로지 조정제를 포함하는, 내부침투성이 우수한 양이온 전착도료용 수지 조성물 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61233068A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-17 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | カチオン電着塗料用樹脂の製造方法 |
JP4000575B2 (ja) | 1997-03-25 | 2007-10-31 | 日本ペイント株式会社 | カチオン電着塗料組成物 |
EP1731545A4 (en) * | 2004-03-31 | 2008-11-12 | Asahi Kasei Chemicals Corp | HARDENER FOR EPOXY RESIN AND COMPOSITION OF THE EPOXY RESIN |
WO2009005135A1 (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | エポキシ樹脂用硬化剤及びエポキシ樹脂用硬化剤組成物 |
KR101858272B1 (ko) * | 2013-05-16 | 2018-05-15 | 주식회사 케이씨씨 | 전착 도료용 우레탄 경화제의 제조방법, 이를 포함하는 전착 도료용 양이온 전착 수지 조성물 및 전착 도료 조성물 |
-
2017
- 2017-08-08 KR KR1020170100363A patent/KR102042239B1/ko active IP Right Grant
-
2018
- 2018-08-08 WO PCT/KR2018/009032 patent/WO2019031844A1/ko active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4940768A (en) * | 1988-03-23 | 1990-07-10 | Hoechst Ag | Curing agent for synthetic resins, curable mixtures containing this curing agent and its use |
KR20030045122A (ko) * | 2000-10-19 | 2003-06-09 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 음극 전착 코팅 조성물의 제조에 적합한 농축물 |
KR100929040B1 (ko) * | 2007-01-23 | 2009-11-26 | 주식회사 케이씨씨 | 전착 도료용 양이온성 마이크로겔의 제조 방법 및 그로부터제조된 마이크로겔을 포함하는 전착 도료 조성물 |
KR20090027370A (ko) * | 2007-09-12 | 2009-03-17 | 주식회사 케이씨씨 | 차단된 폴리이소시아네이트 경화제의 제조방법, 및 그경화제를 포함하는 전착 도료용 양이온 수지 조성물 및전착 도료 조성물 |
KR20100036708A (ko) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 주식회사 케이씨씨 | 방향족 술폰산 및 우레탄 관능성 레올로지 조정제를 포함하는, 내부침투성이 우수한 양이온 전착도료용 수지 조성물 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117362589A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-09 | 张望清 | 一种抗菌、柔性水性环氧树脂固化剂及其制备方法 |
CN117362589B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-05-10 | 湖北泊瑞高分子材料有限公司 | 一种抗菌、柔性水性环氧树脂固化剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190016303A (ko) | 2019-02-18 |
KR102042239B1 (ko) | 2019-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0789732B1 (en) | Cationic resin and capped polyisocyanate curing agent suitable for use in electrodeposition | |
EP0315006B1 (de) | Wässrige Lösungen oder Dispersionen von Polyurethanen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Beschichtungsmittel oder zur Herstellung von Beschichtungsmitteln | |
WO2014193174A1 (ko) | 외관 및 내식성이 향상된 전착 도료용 우레탄 경화제, 및 이를 포함하는 전착 도료용 양이온 수지 조성물 및 전착 도료 조성물 | |
EP0677539B1 (de) | Beschichtungsmittel enthaltend lösungsmittelfrei dispergierbare Härter | |
GB2044280A (en) | Cationic electrodeposition process and coating composition | |
WO2010038943A2 (ko) | 방향족 술폰산 및 우레탄 관능성 레올로지 조정제를 포함하는, 내부침투성이 우수한 양이온 전착도료용 수지 조성물 | |
KR20060129973A (ko) | 아민 변성 에폭시 수지의 제조방법 및 양이온 전착 도료조성물 | |
MXPA05003458A (es) | Composiciones de recubrimiento electrodepositables y metodos relacionados. | |
US6410146B2 (en) | Cationic electrodeposition coating composition | |
CA2113077C (en) | High throw power electrodeposition system | |
WO2019031844A1 (ko) | 양이온성 우레탄 경화제 및 이를 포함하는 전착 도료 조성물 | |
KR100219974B1 (ko) | 경화 반응성을 향상시킨 전착성 코팅 조성물 | |
KR100221035B1 (ko) | 음극 전착도료 | |
WO2014185726A1 (ko) | 전착 도료용 우레탄 경화제의 제조방법, 이를 포함하는 전착 도료용 양이온 전착 수지 조성물 및 전착 도료 조성물 | |
CN114040947B (zh) | 阳离子电沉积涂料组合物 | |
KR19990076771A (ko) | 디오가노틴 디카복실레이트를 함유하는 전착가능한 피복 조성물 | |
DE69532410T2 (de) | Härtbare zusammensetzung | |
EP1487929A1 (de) | Polyolmischung zur herstellung von polyurethan-gelcoats | |
KR20090027370A (ko) | 차단된 폴리이소시아네이트 경화제의 제조방법, 및 그경화제를 포함하는 전착 도료용 양이온 수지 조성물 및전착 도료 조성물 | |
WO2019182233A1 (ko) | 전착 수지 조성물 및 이를 포함하는 전착 도료 | |
WO2023239044A1 (ko) | 전착 도료 조성물 | |
KR20210152299A (ko) | 양이온성 우레탄 경화 첨가제 | |
WO2018034487A1 (ko) | 전착 도료 조성물 | |
KR20200095961A (ko) | 전착 수지 조성물 및 이를 포함하는 전착 도료 | |
US5804051A (en) | Electrodepositable coating compositions containing hydroxamic acid and derivatives thereof, and their use in a method of electrodeposition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18844302 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18844302 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |