KR102244958B1 - Organic-inorganic hybrid coating material and process for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 유무기 하이브리드도료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 실란화합물과 아크릴화합물 등을 반응시켜 경도, 내오염, 내후성, 내약품성이 우수하고 금속과의 부착성이 뛰어난 유무기 하이브리드도료 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic-inorganic hybrid paint and a method for producing the same, and in particular, an organic-inorganic hybrid paint having excellent hardness, contamination resistance, weather resistance, chemical resistance and excellent adhesion to metal by reacting a silane compound and an acrylic compound, and It relates to the manufacturing method.
Description
본 발명은, 유무기 하이브리드도료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 실란화합물과 아크릴화합물 등을 반응시켜 경도, 내오염, 내후성, 내약품성이 우수하고 금속과의 부착성이 뛰어난 유무기 하이브리드도료 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic-inorganic hybrid paint and a method for producing the same, and in particular, an organic-inorganic hybrid paint having excellent hardness, contamination resistance, weather resistance, chemical resistance and excellent adhesion to metal by reacting a silane compound and an acrylic compound, and It relates to the manufacturing method.
실리카졸과 같은 무기바인더를 응용한 무기질 도료는 내열성, 고경도 등 일반 도료에서 얻을 수 없는 매우 우수한 특성을 가지고 있지만, 그 도막이 너무 깨지기 쉬워 기계적 물성이 취약하다. 그래서 2 coat 도장으로 도막이 깨지는 현상을 개선하거나, 유기물을 혼합하여 사용하지만 상용성 저하 및 저장안정성이 매우 취약하다. Inorganic paints applied with inorganic binders such as silica sol have very excellent properties that cannot be obtained from general paints such as heat resistance and high hardness, but their mechanical properties are weak because the coating film is too fragile. So, 2 coat coating improves the cracking phenomenon of the coating film or mixes organic materials, but the compatibility and storage stability are very weak.
한국등록특허 제 1233997 호는 TEOS(Tetraethylorthosilicate), 아연 아세테이트, 에탄올, 물, 염산을 혼합한 졸에 글리시돌과 황산을 첨가하여 제 1 무기질 코팅액을 제조하고, 여기에 상온경화형 합성수지, 수용성 폴리머, 에폭시계 실란 커플링제, 실리콘 카바이드, 이소결성 알루미나 분말, 아연 분말, 이산화규소, 안료, 분산제 및 펄을 혼합한 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물을 제공하고 있으나, 많은 소재의 사용에 따른 원가 상승 및 제조의 어려움으로 인해, 1 coat만으로도 우수한 경도와 취성을 갖는 도료에 대한 관련 업계의 요구가 지대한 실정이다.Korean Patent No. 1233997 discloses the preparation of a first inorganic coating solution by adding glycidol and sulfuric acid to a sol of TEOS (tetraethylorthosilicate), zinc acetate, ethanol, water, and hydrochloric acid, and a room temperature curing synthetic resin, water-soluble polymer, We provide ceramic paint compositions for metal surface treatment in which epoxy-based silane coupling agents, silicon carbide, iso-sinterable alumina powder, zinc powder, silicon dioxide, pigments, dispersants, and pearls are mixed, but cost increases and manufactures due to the use of many materials. Due to the difficulty, there is a great situation in the related industry for paints having excellent hardness and brittleness with just one coat.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실란화합물과 아크릴화합물 등을 반응시켜 경도, 내오염, 내후성, 내약품성 및 금속과의 부착성이 뛰어난 유무기 하이브리드도료를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and provides an organic-inorganic hybrid paint excellent in hardness, contamination resistance, weather resistance, chemical resistance, and adhesion to metal by reacting a silane compound with an acrylic compound. The purpose.
또한, 본 발명은 상기 실란화합물과 아크릴화합물 등을 반응시켜 경도, 내오염, 내후성, 내약품성이 우수하고 금속과의 부착성이 뛰어난 유무기 하이브리드도료의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing an organic-inorganic hybrid paint having excellent hardness, contamination resistance, weather resistance, chemical resistance, and excellent adhesion to metal by reacting the silane compound with an acrylic compound. .
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.The present invention can also aim to achieve these objects and other objects that can be easily derived by a person skilled in the art from the general description of the present specification in addition to the above-described clear objects.
본 발명의 유무기 하이브리드도료는 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, The organic-inorganic hybrid paint of the present invention in order to achieve the above-described object,
지방족 불포화 실란화합물 10 몰부, 10 mole parts of an aliphatic unsaturated silane compound,
상기 지방족 불포화 실란화합물과 공중합하는 포화 실란화합물 6 내지 100 몰부, 바람직하게는 8 내지 80 몰부, 보다 바람직하게는 10 내지 60 몰부, 6 to 100 mole parts, preferably 8 to 80 mole parts, more preferably 10 to 60 mole parts, of a saturated silane compound copolymerized with the aliphatic unsaturated silane compound,
상기 지방족 불포화 실란화합물과 포화 실란화합물이 공중합한 실란 공중합체와 반응하는 아크릴화합물 또는 스티렌 1 내지 50 몰부, 바람직하게는 1 내지 40 몰부, 보다 바람직하게는 5 내지 30 몰부, 보다 더 바람직하게는 8 내지 13 몰부, 및 1 to 50 mole parts, preferably 1 to 40 mole parts, more preferably 5 to 30 mole parts, even more preferably 8, of an acrylic compound or styrene reacting with a silane copolymer copolymerized with the aliphatic unsaturated silane compound and a saturated silane compound. To 13 molar parts, and
알콜 70 내지 300 몰부, 바람직하게는 80 내지 250 몰부, 보다 바람직하게는 85 내지 200 몰부, 보다 더 바람직하게는 90 내지 150 몰부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it contains 70 to 300 mole parts of alcohol, preferably 80 to 250 mole parts, more preferably 85 to 200 mole parts, and even more preferably 90 to 150 mole parts.
그리고, 상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 및 그 조합으로 이루어진 군에서 선택된 작용기를 가질 수 있다.In addition, the aliphatic unsaturated silane compound may have a functional group selected from the group consisting of a vinyl group, an acrylic group, a methacrylic group, and a combination thereof.
또한, 상기 지방족 불포화 실란화합물 또는 포화 실란화합물은 하기 화학식 1일 수 있다: In addition, the aliphatic unsaturated silane compound or saturated silane compound may be of the following formula (1):
[화학식 1][Formula 1]
식 중, In the formula,
R1은 H; 아민기, 글리시딜옥시기 또는 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 아미노알킬기로 치환된 또는 치환되지 않은 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬; 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 치환된 또는 치환되지 않은 알케닐; 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시; -COO-R5; -R6-COO-R5; 또는 페닐이고, R 1 is H; Alkyl having 1 to 5, preferably 1 to 3, substituted or unsubstituted with an amine group, a glycidyloxy group, or an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms; Substituted or unsubstituted alkenyl having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms; Alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2; -COO-R 5 ; -R 6 -COO-R 5 ; Or phenyl,
R2는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3, 보다 바람직하게는 1의 알킬; 또는 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시이고, R 2 is an alkyl having 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 carbon atoms; Or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2,
R3 및 R4는 독립적으로 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시이고, R 3 and R 4 are independently alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2,
R5는 아크릴기 또는 메타크릴기이고, R 5 is an acrylic group or a methacrylic group,
R6는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬임.R 6 is alkyl having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms.
또한, 상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 메틸메타크릴 트리메톡시 실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the aliphatic unsaturated silane compound may be selected from the group consisting of vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, methylmethacryl trimethoxy silane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane, and mixtures thereof.
또한, 상기 포화 실란화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 프로필 트리에톡시 실란, γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디에틸 디에톡시 실란, 프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 테트라메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 글리시딜 실란화합물은 γ-글리시딜옥시프로필 트리메톡시 실란, 글리시딜옥시프로필메틸 디에톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리에톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the saturated silane compound is methyl trimethoxy silane, propyl triethoxy silane, γ-aminopropyl trimethoxy silane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyl trimethoxy silane, dimethyl dimethoxy silane , Diethyl diethoxy silane, propyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, dimethyl diethoxy silane, tetramethoxy silane, tetraethoxy silane, glycidyl silane compound is γ-glycidyloxypropyl trime. It may be selected from the group consisting of oxy silane, glycidyloxypropylmethyl diethoxy silane, phenyl trimethoxy silane, phenyl triethoxy silane, and mixtures thereof.
또한, 상기 아크릴화합물은 아크릴산, 아크릴레이트화합물, 메타크릴산, 메타크릴레이트화합물 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the acrylic compound may be selected from the group consisting of acrylic acid, acrylate compounds, methacrylic acid, methacrylate compounds, and mixtures thereof.
또한, 상기 아크릴화합물은 하기 화학식 2일 수 있다: In addition, the acrylic compound may be the following Formula 2:
[화학식 2][Formula 2]
식 중, In the formula,
R11은 H; 또는 히드록시기로 치환된 또는 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬이고, R 11 is H; Or a hydroxy group substituted or unsubstituted linear or branched alkyl having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms,
R12는 H; 또는 히드록시기로 치환된 또는 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2, 보다 바람직하게는 1의 알킬이고, R 12 is H; Or a hydroxy group substituted or unsubstituted linear or branched C1-C3, preferably 1 to 2, more preferably 1 alkyl,
R13 및 R14는 독립적으로 H; 또는 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2, 보다 바람직하게는 1의 알킬임.R 13 and R 14 are independently H; Or alkyl having 1 to 3, preferably 1 to 2, more preferably 1 carbon atoms.
또한, 상기 아크릴화합물은 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시메틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트,이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the acrylic compound is acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, Isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, 2-hydroxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate , Propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate It may be selected from the group consisting of acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, lauryl methacrylate, and mixtures thereof.
또한, 상기 알콜은 그 탄소수가 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 7, 보다 바람직하게는 1 내지 5일 수 있다.In addition, the alcohol may have 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5 carbon atoms.
한편, 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 제조방법은 On the other hand, the manufacturing method of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention
(A) 지방족 불포화 실란화합물 10 몰부, 및 (A) 10 mole parts of an aliphatic unsaturated silane compound, and
포화 실란화합물 6 내지 100 몰부, 바람직하게는 8 내지 80 몰부, 보다 바람직하게는 10 내지 60 몰부를 6 to 100 mole parts of saturated silane compound, preferably 8 to 80 mole parts, more preferably 10 to 60 mole parts
상기 지방족 불포화 실란화합물의 몰부 및 포화 실란화합물의 몰부의 합의 1 내지 5 배, 바람직하게는 2 내지 4.5 배, 보다 바람직하게는 2.5 내지 4 배의 물, 및 1 to 5 times the sum of the molar parts of the aliphatic unsaturated silane compound and the molar part of the saturated silane compound, preferably 2 to 4.5 times, more preferably 2.5 to 4 times water, and
상기 지방족 불포화 실란화합물 10 몰부 당, 알콜 70 내지 300 몰부, 바람직하게는 80 내지 250 몰부, 보다 바람직하게는 85 내지 200 몰부, 보다 더 바람직하게는 90 내지 150 몰부의 혼합용매에 투입하고 교반하여 실란 공중합체를 생성하는 단계; 및 Per 10 mole parts of the aliphatic unsaturated silane compound, 70 to 300 mole parts of alcohol, preferably 80 to 250 mole parts, more preferably 85 to 200 mole parts, even more preferably 90 to 150 mole parts of a mixed solvent are added to the mixed solvent and stirred to silane. Producing a copolymer; And
(B) 상기 실란 공중합체가 포함된 혼합용매에 (B) in the mixed solvent containing the silane copolymer
아크릴화합물 또는 스티렌 1 내지 50 몰부, 바람직하게는 1 내지 40 몰부, 보다 바람직하게는 5 내지 30 몰부, 보다 더 바람직하게는 8 내지 13 몰부, 및 1 to 50 mole parts of acrylic compound or styrene, preferably 1 to 40 mole parts, more preferably 5 to 30 mole parts, even more preferably 8 to 13 mole parts, and
중합개시제 7 내지 15 몰부, 바람직하게는 7.5 내지 14 몰부, 보다 바람직하게는 8 내지 13 몰부를 투입하여 유무기 하이브리드도료를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises the step of producing an organic-inorganic hybrid paint by adding 7 to 15 mole parts, preferably 7.5 to 14 mole parts, and more preferably 8 to 13 mole parts of a polymerization initiator.
또한, 상기 단계 (A)는 10 내지 75 ℃, 바람직하게는 20 내지 70 ℃, 보다 바람직하게는 30 내지 70 ℃, 보다 더 바람직하게는 40 내지 70 ℃에서 이루어질 수 있다.In addition, the step (A) may be performed at 10 to 75 °C, preferably 20 to 70 °C, more preferably 30 to 70 °C, even more preferably 40 to 70 °C.
그리고, 상기 단계 (A)는 2 내지 15 시간, 바람직하게는 3 내지 12 시간, 보다 바람직하게는 3 내지 10 시간 동안 이루어질 수 있다.In addition, the step (A) may be performed for 2 to 15 hours, preferably 3 to 12 hours, more preferably 3 to 10 hours.
또한, 상기 단계 (A)의 혼합용매 중 알콜을 첨가하기 전의 물의 pH는 1 내지 6, 바람직하게는 1.5 내지 5.5, 보다 바람직하게는 2 내지 5일 수 있다.In addition, the pH of the water before the addition of the alcohol in the mixed solvent of step (A) may be 1 to 6, preferably 1.5 to 5.5, more preferably 2 to 5.
또한, 상기 단계 (B)는 50 내지 100 ℃, 바람직하게는 50 내지 90 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80 ℃에서 이루어질 수 있다.In addition, the step (B) may be performed at 50 to 100 °C, preferably 50 to 90 °C, more preferably 60 to 80 °C.
그리고, 상기 단계 (B)는 1 내지 8 시간, 바람직하게는 1 내지 6 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 5 시간 동안 이루어질 수 있다.In addition, the step (B) may be performed for 1 to 8 hours, preferably 1 to 6 hours, more preferably 2 to 5 hours.
그리고, 상기 중합개시제는 유기과산화물일 수 있다.In addition, the polymerization initiator may be an organic peroxide.
그리고, AV지수는 1 내지 15, 바람직하게는 2 내지 10, 보다 바람직하게는 3 내지 8일 수 있다.In addition, the AV index may be 1 to 15, preferably 2 to 10, and more preferably 3 to 8.
본 발명에 따른 유무기 하이브리드도료는 유기질 및 무기질 특성을 그대로 유지하여 1 coat 부착이 가능하고 그 결과 작업성이 현저히 개선된다. 그리고, 타수지와의 상용성이 개선되고 저장 안정성이 확보될 뿐만 아니라, 내열성, 부착성 및 외관이 우수한 장점을 가진다. 또한 이러한 수지를 응용하면 경도, 내오염, 내후성, 내약품성이 우수하고 알루미늄 비철금속과 같은 금속 뿐만 아니라 유기도막과의 부착성이 뛰어난 도료로 사용할 수 있다.The organic-inorganic hybrid paint according to the present invention maintains organic and inorganic properties as it is, so that 1 coat can be attached, and as a result, workability is remarkably improved. In addition, compatibility with other resins is improved, storage stability is secured, and heat resistance, adhesion, and appearance are excellent. In addition, when such a resin is applied, it can be used as a paint having excellent hardness, stain resistance, weather resistance, and chemical resistance, and excellent adhesion to organic coatings as well as metals such as aluminum and non-ferrous metals.
도 1은 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 화학구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 크랙발생 시험결과를 촬영한 사진이다.
도 3은 종래 무기 도료의 크랙발생 시험결과를 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 내약품성 시험과정을 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 내약품성 시험결과를 촬영한 사진이다.1 is a conceptual diagram showing the chemical structure of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention.
Figure 2 is a photograph of the crack generation test results of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention.
3 is a photograph taken of a crack generation test result of a conventional inorganic paint.
Figure 4 is a photograph taken of the chemical resistance test process of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention.
Figure 5 is a photograph taken of the chemical resistance test results of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. In addition, in the following description, there are many specific details such as specific components, etc., which are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention can be practiced without these specific details. It will be said that it is self-evident to those who have the knowledge of. Further, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 '포함' 또는 '함유'라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.Additionally, unless otherwise specified in the specification, the term'including' or'containing' refers to the inclusion of any component (or component) without particular limitation, and the addition of other components (or components) is required. It cannot be construed as excluding.
본 명세서에서 '아크릴화합물'은 아크릴화합물 외에 메타크릴화합물을 포함할 수 있고, '아크릴기'는 아크릴기 외에 메타크릴기를 포함할 수 있다.In the present specification, the'acrylic compound' may include a methacrylic compound in addition to the acrylic compound, and the'acrylic group' may include a methacrylic group in addition to the acrylic group.
그리고, 본 명세서에서 'AV지수 (acryl/vinyl group index)'는 아래 식으로 정의된다:And, in this specification, the'AV index (acryl/vinyl group index)' is defined by the following equation:
AV지수 = ( 아크릴화합물 또는 스티렌 중 아크릴기나 비닐기의 당량수 / 실란화합물 중 아크릴기나 비닐기의 당량수 )AV index = (number of equivalents of acrylic or vinyl groups in acrylic compounds or styrene / number of equivalents of acrylic groups or vinyl groups in silane compounds)
× ( 알콜의 몰수 × 알콜 중 탄소수 / 물의 몰수 ). × (number of moles of alcohol × number of carbons in alcohol / number of moles of water).
본 발명의 유무기 하이브리드도료는 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, The organic-inorganic hybrid paint of the present invention in order to achieve the above-described object,
지방족 불포화 실란화합물 10 몰부, 10 mole parts of an aliphatic unsaturated silane compound,
상기 지방족 불포화 실란화합물과 공중합하는 포화 실란화합물 6 내지 100 몰부, 바람직하게는 8 내지 80 몰부, 보다 바람직하게는 10 내지 60 몰부, 6 to 100 mole parts, preferably 8 to 80 mole parts, more preferably 10 to 60 mole parts, of a saturated silane compound copolymerized with the aliphatic unsaturated silane compound,
상기 지방족 불포화 실란화합물과 포화 실란화합물이 공중합한 실란 공중합체와 반응하는 아크릴화합물 또는 스티렌 1 내지 50 몰부, 바람직하게는 1 내지 40 몰부, 보다 바람직하게는 5 내지 30 몰부, 보다 더 바람직하게는 8 내지 13 몰부, 및 1 to 50 mole parts, preferably 1 to 40 mole parts, more preferably 5 to 30 mole parts, even more preferably 8, of an acrylic compound or styrene reacting with a silane copolymer copolymerized with the aliphatic unsaturated silane compound and a saturated silane compound. To 13 molar parts, and
알콜 70 내지 300 몰부, 바람직하게는 80 내지 250 몰부, 보다 바람직하게는 85 내지 200 몰부, 보다 더 바람직하게는 90 내지 150 몰부를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it contains 70 to 300 mole parts of alcohol, preferably 80 to 250 mole parts, more preferably 85 to 200 mole parts, and even more preferably 90 to 150 mole parts.
본 발명은 전술한 바와 같이 지방족 불포화 실란화합물을 포화 실란화합물과 반응시켜 반응기를 갖는 무기물을 합성하고 이어서 역시 반응기를 갖는 유기물로 개질하는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 이를 통해 종래 실란화합물로만 이루어진 무기도료의 장점을 유지하면서도 상용성 개선으로 인한 다양한 장점을 획득하게 되었다.As described above, the present invention is characterized by reacting an aliphatic unsaturated silane compound with a saturated silane compound to synthesize an inorganic material having a reactive group, and then reforming it into an organic material having a reactive group. Through this, while maintaining the advantages of conventional inorganic paints consisting of only silane compounds, various advantages due to improved compatibility have been obtained.
본 발명의 유무기 하이브리드도료에서 지방족 불포화 실란화합물과 공중합하는 포화 실란 화합물의 양이 상기 범위 미만이면 이후 아크릴화합물 또는 스티렌과 같은 유기물과의 반응성 저하로 인해 본 발명 고유의 장점을 발현시킬 수 없고, 반대로 상기 범위를 초과하면 미반응 작용기의 잔존으로 인해 안정성 저하 등 문제가 발생할 수 있다.If the amount of the saturated silane compound copolymerized with the aliphatic unsaturated silane compound in the organic-inorganic hybrid paint of the present invention is less than the above range, the inherent advantages of the present invention cannot be expressed due to a decrease in reactivity with an organic substance such as an acrylic compound or styrene. Conversely, if the above range is exceeded, problems such as stability deterioration may occur due to the remaining unreacted functional groups.
본 발명의 유무기 하이브리드도료에서 아크릴화합물 또는 스티렌과 반응하는 실란 공중합체의 양이 상기 범위 미만이면 경화 이후 경화물의 경도가 낮은 문제점이 있으며, 반대로 상기 범위를 초과하면 유기물과의 상용성 저하로 인해 경화성이 저하되는 문제점이 있다.If the amount of the silane copolymer reacting with the acrylic compound or styrene in the organic-inorganic hybrid paint of the present invention is less than the above range, there is a problem that the hardness of the cured product is low after curing. There is a problem that curability is deteriorated.
본 발명의 유무기 하이브리드도료에서 실란 공중합체와 반응하는 아크릴화합물 또는 스티렌의 양이 상기 범위 미만이면 경화 도중 크랙이 발생하는 문제점이 있으며, 반대로 상기 범위를 초과하면 경화 후 도막의 경도가 약해지고 저장성이 나빠지는 문제점이 있다.In the organic-inorganic hybrid paint of the present invention, if the amount of the acrylic compound or styrene reacting with the silane copolymer is less than the above range, there is a problem that cracks occur during curing, and if it exceeds the above range, the hardness of the coating film after curing is weakened and the storage ability is reduced. There is a problem that gets worse.
본 발명의 유무기 하이브리드도료에서 알콜의 양이 상기 범위 미만이면 저장성이 나빠지는 문제점이 있으며, 반대로 상기 범위를 초과하면 저점도화로 인해 외관의 품질이 나빠지는 문제점이 있다.In the organic-inorganic hybrid paint of the present invention, if the amount of alcohol is less than the above range, storage properties are deteriorated, and if the amount of alcohol exceeds the above range, there is a problem in that the appearance quality is deteriorated due to low viscosity.
본 발명의 유무기 하이브리드도료를 구성하는 상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기 및 그 조합으로 이루어진 군에서 선택된 작용기를 가질 수 있다. 이들 작용기는 이후 반응할 유기물, 즉 아크릴화합물 또는 스티렌에도 동일하게 포함되어 서로 반응이 이루어지도록 한다.The aliphatic unsaturated silane compound constituting the organic-inorganic hybrid paint of the present invention may have a functional group selected from the group consisting of a vinyl group, an acrylic group, a methacrylic group, and combinations thereof. These functional groups are also included in the organic material to be reacted later, that is, an acrylic compound or styrene, so that the reaction is made with each other.
예컨대, 상기 지방족 불포화 실란화합물 또는 포화 실란화합물은 하기 화학식 1일 수 있다: For example, the aliphatic unsaturated silane compound or saturated silane compound may be of Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
식 중, In the formula,
R1은 H; 아민기, 글리시딜옥시기 또는 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 아미노알킬기로 치환된 또는 치환되지 않은 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬; 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 치환된 또는 치환되지 않은 알케닐; 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시; -COO-R5; -R6-COO-R5; 또는 페닐이고, R 1 is H; Alkyl having 1 to 5, preferably 1 to 3, substituted or unsubstituted with an amine group, a glycidyloxy group, or an aminoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms; Substituted or unsubstituted alkenyl having 1 to 3 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms; Alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2; -COO-R 5 ; -R 6 -COO-R 5 ; Or phenyl,
R2는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3, 보다 바람직하게는 1의 알킬; 또는 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시이고, R 2 is an alkyl having 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 carbon atoms; Or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2,
R3 및 R4는 독립적으로 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1 내지 2의 알콕시이고, R 3 and R 4 are independently alkoxy having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2,
R5는 아크릴기 또는 메타크릴기이고, R 5 is an acrylic group or a methacrylic group,
R6는 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬임.R 6 is alkyl having 1 to 5 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms.
그 중에서도, 상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란, 메틸메타크릴 트리메톡시 실란, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Among them, the aliphatic unsaturated silane compound may be selected from the group consisting of vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, methylmethacryl trimethoxy silane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane, and mixtures thereof. .
그리고, 상기 포화 실란화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 프로필 트리에톡시 실란, γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디에틸 디에톡시 실란, 프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 테트라메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 글리시딜 실란화합물은 γ-글리시딜옥시프로필 트리메톡시 실란, 글리시딜옥시프로필메틸 디에톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리에톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In addition, the saturated silane compound is methyl trimethoxy silane, propyl triethoxy silane, γ-aminopropyl trimethoxy silane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyl trimethoxy silane, dimethyl dimethoxy silane. , Diethyl diethoxy silane, propyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, dimethyl diethoxy silane, tetramethoxy silane, tetraethoxy silane, glycidyl silane compound is γ-glycidyloxypropyl trime. It may be selected from the group consisting of oxy silane, glycidyloxypropylmethyl diethoxy silane, phenyl trimethoxy silane, phenyl triethoxy silane, and mixtures thereof.
본 발명의 유무기 하이브리드도료를 구성하는 상기 아크릴화합물은 아크릴산, 아크릴레이트화합물, 메타크릴산, 메타크릴레이트화합물 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The acrylic compound constituting the organic-inorganic hybrid paint of the present invention may be selected from the group consisting of acrylic acid, acrylate compounds, methacrylic acid, methacrylate compounds, and mixtures thereof.
예컨대, 상기 아크릴화합물은 하기 화학식 2일 수 있다: For example, the acrylic compound may be the following Formula 2:
[화학식 2][Formula 2]
식 중, In the formula,
R11은 H; 또는 히드록시기로 치환된 또는 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬이고, R 11 is H; Or a hydroxy group substituted or unsubstituted linear or branched alkyl having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms,
R12는 H; 또는 히드록시기로 치환된 또는 치환되지 않은 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2, 보다 바람직하게는 1의 알킬이고, R 12 is H; Or a hydroxy group substituted or unsubstituted linear or branched C1-C3, preferably 1 to 2, more preferably 1 alkyl,
R13 및 R14는 독립적으로 H; 또는 탄소수 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2, 보다 바람직하게는 1의 알킬임.R 13 and R 14 are independently H; Or alkyl having 1 to 3, preferably 1 to 2, more preferably 1 carbon atoms.
그 중에서도, 상기 아크릴화합물은 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-아밀아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시메틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트,이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-아밀메타크릴레이트, 이소아밀메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Among them, the acrylic compound is acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate , Isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, 2-hydroxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, lauryl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacryl Rate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl It may be selected from the group consisting of methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, lauryl methacrylate, and mixtures thereof.
본 발명의 유무기 하이브리드도료를 구성하는 상기 알콜은 그 탄소수가 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 7, 보다 바람직하게는 1 내지 5일 수 있으며, 상기 범위 이내일 때 실란화합물과 유기물의 반응물을 안정적으로 유지하여 도료로서의 사용이 가능하게 한다.The alcohol constituting the organic-inorganic hybrid paint of the present invention may have 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, and when within the above range, the reaction product of a silane compound and an organic material is It keeps it stable and makes it possible to use it as a paint.
한편, 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 제조방법은 먼저 지방족 불포화 실란화합물 10 몰부, 및 포화 실란화합물 6 내지 100 몰부, 바람직하게는 8 내지 80 몰부, 보다 바람직하게는 10 내지 60 몰부를 상기 지방족 불포화 실란화합물의 몰부 및 포화 실란화합물의 몰부의 합의 1 내지 5 배, 바람직하게는 2 내지 4.5 배, 보다 바람직하게는 2.5 내지 4 배의 물, 및 상기 지방족 불포화 실란화합물 10 몰부 당, 알콜 70 내지 300 몰부, 바람직하게는 80 내지 250 몰부, 보다 바람직하게는 85 내지 200 몰부, 보다 더 바람직하게는 90 내지 150 몰부의 혼합용매에 투입하고 교반하여 실란 공중합체를 생성하는 단계로부터 시작된다. 즉, 물과 알콜의 혼합용매에 지방족 불포화 실란화합물과 포화 실란화합물을 첨가하여 둘을 공중합시킴으로써 경도가 우수한 무기도료를 수득하는 것이다.On the other hand, the manufacturing method of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention first comprises 10 mol parts of an aliphatic unsaturated silane compound, and 6 to 100 mol parts of a saturated silane compound, preferably 8 to 80 mol parts, more preferably 10 to 60 mol parts of the aliphatic unsaturated 1 to 5 times the sum of the molar parts of the silane compound and the molar part of the saturated silane compound, preferably 2 to 4.5 times, more preferably 2.5 to 4 times water, and per 10 mole parts of the aliphatic unsaturated silane compound, alcohol 70 to 300 Molar parts, preferably 80 to 250 mole parts, more preferably 85 to 200 mole parts, even more preferably 90 to 150 mole parts of the mixed solvent, and stirred to produce a silane copolymer. That is, an inorganic paint having excellent hardness is obtained by copolymerizing the two by adding an aliphatic unsaturated silane compound and a saturated silane compound to a mixed solvent of water and alcohol.
이 공중합단계의 반응온도는 10 내지 75 ℃, 바람직하게는 20 내지 70 ℃, 보다 바람직하게는 30 내지 70 ℃, 보다 더 바람직하게는 40 내지 70 ℃이고, 반응시간은 2 내지 15 시간, 바람직하게는 3 내지 12 시간, 보다 바람직하게는 3 내지 10 시간 동안 이루어질 수 있다. 반응온도와 반응시간이 상기 범위 이내일 때 공중합이 충분히 이루어져 본 발명의 유무기 하이브리드도료의 경도가 충분히 발현되고, 아울러 지방족 불포화 실란화합물이 이후 유기물과 완전히 반응할 수 있도록 충분한 정도의 작용기를 보유할 수 있게 된다.The reaction temperature in this copolymerization step is 10 to 75°C, preferably 20 to 70°C, more preferably 30 to 70°C, even more preferably 40 to 70°C, and the reaction time is 2 to 15 hours, preferably May be made for 3 to 12 hours, more preferably 3 to 10 hours. When the reaction temperature and reaction time are within the above ranges, the copolymerization is sufficiently performed to sufficiently express the hardness of the organic-inorganic hybrid paint of the present invention, and to retain a sufficient degree of functional groups so that the aliphatic unsaturated silane compound can completely react with the organic material afterwards. You will be able to.
또한, 상기 공중합단계의 혼합용매 중 알콜을 첨가하기 전의 물의 pH는 1 내지 6, 바람직하게는 1.5 내지 5.5, 보다 바람직하게는 2 내지 5일 때 공중합이 원활하게 이루어진다.In addition, when the pH of water before the alcohol is added in the mixed solvent of the copolymerization step is 1 to 6, preferably 1.5 to 5.5, more preferably 2 to 5, the copolymerization is smoothly performed.
다음으로, 상기 실란 공중합체가 포함된 혼합용매에 아크릴화합물 또는 스티렌 1 내지 50 몰부, 바람직하게는 1 내지 40 몰부, 보다 바람직하게는 5 내지 30 몰부, 보다 더 바람직하게는 8 내지 13 몰부, 및 중합개시제 7 내지 15 몰부, 바람직하게는 7.5 내지 14 몰부, 보다 바람직하게는 8 내지 13 몰부를 투입하여 유무기 하이브리드도료를 생성한다. 즉, 상기 공중합단계에서 생성된 무기 실란화합물 도료의 작용기에 아크릴화합물 또는 스티렌과 같은 유기물을 반응시킴으로써 상용성 등의 제반 물성이 개선된 본 발명의 유무기 하이브리드도료를 수득하게 되는 것이다. Next, in the mixed solvent containing the silane copolymer, 1 to 50 mole parts, preferably 1 to 40 mole parts, more preferably 5 to 30 mole parts, even more preferably 8 to 13 mole parts, and 7 to 15 mole parts, preferably 7.5 to 14 mole parts, and more preferably 8 to 13 mole parts of the polymerization initiator are added to produce an organic-inorganic hybrid paint. That is, by reacting an organic substance such as an acrylic compound or styrene with the functional group of the inorganic silane compound paint produced in the copolymerization step, the organic-inorganic hybrid paint of the present invention with improved general properties such as compatibility is obtained.
이 반응단계의 반응온도는 50 내지 100 ℃, 바람직하게는 50 내지 90 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80 ℃이고, 반응시간은 1 내지 8 시간, 바람직하게는 1 내지 6 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 5 시간 동안 이루어질 수 있다. 반응온도와 반응시간이 상기 범위 이내일 때 무기물의 장점과 유기물의 장점을 두루 갖춘 본 발명의 유무기 하이브리드도료를 수득할 수 있다. The reaction temperature in this reaction step is 50 to 100°C, preferably 50 to 90°C, more preferably 60 to 80°C, and the reaction time is 1 to 8 hours, preferably 1 to 6 hours, more preferably It can be done for 2 to 5 hours. When the reaction temperature and the reaction time are within the above ranges, the organic-inorganic hybrid coating of the present invention can be obtained having the advantages of both inorganic and organic materials.
이 때, 상기 중합개시제는 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 개시제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-tert-부틸 퍼옥사이드 또는 큐밀 히드로퍼옥사이드와 같은 유기과산화물, 하이드로젠 퍼옥사이드 또는 포타슘 퍼옥사이드와 같은 무기과산화물, 아조화합물, 알킬은, 퍼설페이트, 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 유기과산화물일 수 있다.In this case, the polymerization initiator may be used without limitation, as long as it is an initiator known in the art to which the present invention pertains, for example, benzoyl peroxide, acetyl peroxide, dilauryl peroxide, di-tert-butyl peroxide or cumyl hydroper. Organic peroxides such as oxides, inorganic peroxides such as hydrogen peroxide or potassium peroxide, azo compounds, and alkyls may be selected from the group consisting of persulfates, and mixtures thereof, preferably organic peroxides.
본 발명은 전술한 바와 같이 무기질 도료와 유기질 도료의 장점을 모두 갖기 위해 이 둘을 하이브리드한 것을 큰 특징으로 한다. As described above, the present invention is characterized in that the two are hybridized in order to have the advantages of both an inorganic paint and an organic paint.
이러한 본 발명의 특징을 보다 분명히 드러내기 위해 본 발명에서는 'AV지수'라는 새로운 지표를 도입하였다. 상기 'AV지수'는 전술한 바와 같이 아래 식으로 정의되는데, 반응에 직접 작용하는 작용기에 대한 항과 용매에 대한 항으로 구성되어 있다:In order to more clearly reveal the characteristics of the present invention, a new index called'AV index' was introduced in the present invention. The'AV index' is defined by the following equation as described above, and consists of a term for a functional group directly acting on the reaction and a term for a solvent:
AV지수 = ( 아크릴화합물 또는 스티렌 중 아크릴기나 비닐기의 당량수 / 실란화합물 중 아크릴기나 비닐기의 당량수 )AV index = (number of equivalents of acrylic or vinyl groups in acrylic compounds or styrene / number of equivalents of acrylic groups or vinyl groups in silane compounds)
× ( 알콜의 몰수 × 알콜 중 탄소수 / 물의 몰수 ). × (number of moles of alcohol × number of carbons in alcohol / number of moles of water).
본 발명에서 상기 AV지수는 1 내지 15, 바람직하게는 2 내지 10, 보다 바람직하게는 3 내지 8일 수 있는데, 상기 범위 이내일 때 용매에 의한 저해 작용 없이 무기물과 유기물의 반응이 원활하게 이루어져 안정한 화합물 생성이 가능해진다.In the present invention, the AV index may be 1 to 15, preferably 2 to 10, more preferably 3 to 8, and when it is within the above range, the reaction of inorganic and organic matters smoothly without inhibiting action by a solvent, resulting in a stable Compound formation becomes possible.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
실시예Example
실시예Example 1: 유무기 하이브리드도료의 제조 (1) 1: Preparation of organic-inorganic hybrid paint (1)
메틸 트리메톡시 실란 1 몰, 비닐 트리메톡시 실란 1 몰에 물 6 몰을 투입하고 물의 pH는 4로 조정하여 60 ℃에서 4 시간 동안 교반했다. 이때 이소프로필 알코올 10 몰을 용제로 투입하여 안정성을 확보했다. 메틸메타크릴레이트 1몰과 벤조일 퍼옥사이드 1 몰을 투입하여 70 ℃에서 4 시간 동안 반응 후 종결하여 본 발명의 유무기 하이브리드도료를 수득했다.6 mol of water was added to 1 mol of methyl trimethoxy silane and 1 mol of vinyl trimethoxy silane, the pH of water was adjusted to 4, and the mixture was stirred at 60° C. for 4 hours. At this time, 10 mol of isopropyl alcohol was added as a solvent to ensure stability. 1 mol of methyl methacrylate and 1 mol of benzoyl peroxide were added, reacted at 70° C. for 4 hours, and then terminated to obtain an organic-inorganic hybrid coating of the present invention.
실시예 2: 유무기 하이브리드도료의 제조 (2)Example 2: Preparation of organic-inorganic hybrid paint (2)
실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 비닐 트리메톡시 실란 대신 메틸메타크릴 트리메톡시 실란을, 메틸메타크릴레이트 대신 스티렌을 사용하였다.The same procedure as in Example 1 was performed, but methylmethacryl trimethoxy silane was used instead of vinyl trimethoxy silane, and styrene was used instead of methyl methacrylate.
실시예 3: 유무기 하이브리드도료의 제조 (3)Example 3: Preparation of organic-inorganic hybrid paint (3)
실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 메틸 트리메톡시 실란 대신 테트라에톡시 실란을 사용하였다.The same procedure as in Example 1 was performed, but tetraethoxy silane was used instead of methyl trimethoxy silane.
실시예 4: 유무기 하이브리드도료의 제조 (4)Example 4: Preparation of organic-inorganic hybrid paint (4)
실시예 1과 동일한 과정을 거치되, 메틸 트리메톡시 실란 대신 테트라에톡시 실란을, 비닐 트리메톡시 실란 대신 메틸메타크릴 트리메톡시 실란을 사용하였다.The same procedure as in Example 1 was performed, but tetraethoxy silane was used instead of methyl trimethoxy silane, and methyl methacryl trimethoxy silane was used instead of vinyl trimethoxy silane.
비교예: 무기 규소도료의 제조Comparative Example: Preparation of inorganic silicon paint
메틸 트리메톡시 실란 2 몰에 물 6 몰을 투입하고 물의 pH는 4로 조정하여 60 ℃에서 4 시간 동안 교반하여 무기 규소도료를 수득했다. 이때 이소프로필 알코올 10 몰을 용제로 투입하여 안정성을 확보했다. 6 mol of water was added to 2 mol of methyl trimethoxy silane, the pH of water was adjusted to 4, and the mixture was stirred at 60° C. for 4 hours to obtain an inorganic silicon coating. At this time, 10 mol of isopropyl alcohol was added as a solvent to ensure stability.
시험예 1: 저장성, 부착성, 경도, 내오염성, 내약품성, 크랙 발생 시험Test Example 1: Storage, adhesion, hardness, stain resistance, chemical resistance, crack generation test
실시예 1 내지 4의 유무기 하이브리드도료에 대해 저장성, 부착성, 경도, 내오염성, 내약품성, 크랙발생 시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. Storage properties, adhesion, hardness, stain resistance, chemical resistance, and crack generation tests were performed on the organic-inorganic hybrid paints of Examples 1 to 4, and the results are shown in Table 1 below.
각 시험의 구체적인 시험방법은 다음과 같다:The specific test method for each test is as follows:
저장성 : 실시예 1 내지 4의 수지조성물을 60 ℃에서 30 일 동안 방치한 다음 점도의 변화 및 굳었는지의 여부를 확인Storage: After leaving the resin compositions of Examples 1 to 4 at 60° C. for 30 days, change in viscosity and whether or not it is solidified
부착성 : 실시예 1 내지 4의 수지조성물을 경화시키고 나서 1 일 방치 후 1 mm × 1 mm × 10 cross cut 후 tape test (ASTM D3359), 0B 내지 5B 중 4B 이상일 때 양호 판정Adhesion: After curing the resin composition of Examples 1 to 4 and leaving it for 1 day, 1 mm × 1 mm × 10 cross cut and then tape test (ASTM D3359), judged good when more than 4B among 0B to 5B
경도 : 실시예 1 내지 4의 수지조성물을 경화시키고 나서 1 일 방치 후 일본 미쯔비시 연필로 도막 경도 평가 (KS M ISO 15184)Hardness: After curing the resin compositions of Examples 1 to 4 and leaving for 1 day, evaluation of the hardness of the coating film with a Japanese Mitsubishi pencil (KS M ISO 15184)
내오염성 : 실시예 1 내지 4의 수지조성물을 경화시키고 나서 1 일 방치 후 표면의 접촉각을 통해 평가, 100 ° 이상이면 양호Staining resistance: After curing the resin compositions of Examples 1 to 4 and leaving for 1 day, evaluation through the contact angle of the surface, it is good if it is 100 ° or more
내약품성 : 실시예 1 내지 4의 수지조성물을 경화시키고 나서 1 일 방치 후 도 4에 도시된 바와 같이 0.1 N NaOH 수용액 (내염기성 시험) 및 0.5 중량% H2SO4 수용액 (내산성 시험)을 적하하고 24 시간 후 외관을 관찰. 도 4의 왼쪽은 내염기성 시험을 오른쪽은 내산성 시험을 진행한 부분이며, 시험결과 도 5에 도시된 바와 같이 표면 결함이 없어 양호 판정. Chemical resistance: 0.1 N NaOH aqueous solution (basic resistance test) and 0.5% by weight H 2 SO 4 aqueous solution (acid resistance test) were added dropwise as shown in FIG. 4 after curing the resin compositions of Examples 1 to 4 and allowed to stand for 1 day. And observe the appearance after 24 hours. The left side of FIG. 4 shows the base resistance test and the right side shows the acid resistance test. As shown in FIG. 5, the test result is judged good because there is no surface defect.
크랙발생 : 200 ℃에서 12 시간 방치하며, 1 시간 동안 자연냉각한 후 크랙이 발생되지 않으면 양호. 도 2는 크랙이 발생하지 않은 실시예 1에 대한 크랙발생 시험결과, 도 3은 크랙이 발생한 비교예에 대한 크랙발생 시험결과.Crack occurrence: Leave for 12 hours at 200°C. If no crack occurs after natural cooling for 1 hour, it is good. FIG. 2 is a crack generation test result for Example 1 in which no crack occurs, and FIG. 3 is a crack generation test result for a comparative example in which crack occurs.
시험예 2: 내후성 시험Test Example 2: Weather resistance test
실시예 1, 3 및 4의 유무기 하이브리드도료에 대해 내후성 시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Weather resistance tests were performed on the organic-inorganic hybrid paints of Examples 1, 3, and 4, and the results are shown in Table 2 below.
내후성 시험의 구체적인 시험방법은 다음과 같다:The specific test method of the weather resistance test is as follows:
내후성 : 60 ℃, 400 mJ/cm2의 조건에서 폭로된 후 ASTM E313-7의 규정에 근거하여 색차계(코니카 미놀타사의 CR-5)를 이용하여 계산된 색차값(△E)이 1.5 이하일 때 양호Weather resistance: When the color difference value (△E) calculated using the color difference meter (CR-5 of Konica Minolta) is 1.5 or less based on ASTM E313-7 after exposure under the conditions of 60 ℃ and 400 mJ/cm 2 Good
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and those of ordinary skill in the art can implement various modifications without departing from the gist of the present invention. Of course it is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited to the above embodiments, and should be determined by the claims and equivalents to the claims to be described later.
Claims (12)
알콜 70 내지 300 몰부를 포함하고,
상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 아크릴화합물은 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 유무기 하이브리드도료.A polymer obtained by polymerizing 1 to 50 mole parts of an acrylic compound or a styrene monomer to a silane copolymer copolymerized with 10 mole parts of an aliphatic unsaturated silane compound and 6 to 100 mole parts of a saturated silane compound, and
Contains 70 to 300 mole parts of alcohol,
The aliphatic unsaturated silane compound is selected from the group consisting of vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, and mixtures thereof,
The acrylic compound is selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and mixtures thereof, organic-inorganic hybrid paint.
상기 포화 실란화합물은 메틸 트리메톡시 실란, 프로필 트리에톡시 실란, γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리메톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디에틸 디에톡시 실란, 프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란, 테트라메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 글리시딜 실란화합물은 γ-글리시딜옥시프로필 트리메톡시 실란, 글리시딜옥시프로필메틸 디에톡시 실란, 페닐 트리메톡시 실란, 페닐 트리에톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는, 유무기 하이브리드도료.The method according to claim 1,
The saturated silane compound is methyl trimethoxy silane, propyl triethoxy silane, γ-aminopropyl trimethoxy silane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyl trimethoxy silane, dimethyl dimethoxy silane, di Ethyl diethoxy silane, propyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, dimethyl diethoxy silane, tetramethoxy silane, tetraethoxy silane, glycidyl silane compound is γ-glycidyloxypropyl trimethoxy silane , Glycidyloxypropylmethyl diethoxy silane, phenyl trimethoxy silane, phenyl triethoxy silane and a mixture thereof, characterized in that selected from the group consisting of, organic-inorganic hybrid paint.
상기 알콜은 그 탄소수가 1 내지 10인 것을 특징으로 하는, 유무기 하이브리드도료.The method according to claim 1,
The alcohol is an organic-inorganic hybrid coating, characterized in that the number of carbon atoms is 1 to 10.
포화 실란화합물 6 내지 100 몰부를
상기 지방족 불포화 실란화합물의 몰부 및 포화 실란화합물의 몰부의 합의 1 내지 5 배의 물, 및
상기 지방족 불포화 실란화합물 10 몰부 당, 알콜 70 내지 300 몰부의 혼합용매에 투입하고 교반하여 실란 공중합체를 생성하는 단계; 및
(B) 상기 실란 공중합체가 포함된 혼합용매에
아크릴화합물 또는 스티렌 단량체 1 내지 50 몰부, 및
중합개시제 7 내지 15 몰부를 투입하여 유무기 하이브리드도료를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 지방족 불포화 실란화합물은 비닐 트리메톡시 실란, 비닐 트리에톡시 실란 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 아크릴화합물은 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 유무기 하이브리드도료의 제조방법.(A) 10 mole parts of an aliphatic unsaturated silane compound, and
6 to 100 mole parts of saturated silane compound
1 to 5 times water of the sum of the molar parts of the aliphatic unsaturated silane compound and the molar parts of the saturated silane compound, and
Adding to a mixed solvent of 70 to 300 mole parts of alcohol per 10 mole parts of the aliphatic unsaturated silane compound and stirring to produce a silane copolymer; And
(B) in the mixed solvent containing the silane copolymer
1 to 50 mole parts of an acrylic compound or a styrene monomer, and
Including the step of producing an organic-inorganic hybrid paint by introducing 7 to 15 mole parts of a polymerization initiator,
The aliphatic unsaturated silane compound is selected from the group consisting of vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, and mixtures thereof,
The acrylic compound is selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and mixtures thereof.
상기 단계 (A)는 10 내지 75 ℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 유무기 하이브리드도료의 제조방법.The method of claim 9,
The step (A) is a method for producing an organic-inorganic hybrid coating, characterized in that made at 10 to 75 ℃.
상기 단계 (A)의 혼합용매 중 알콜을 첨가하기 전의 물의 pH는 1 내지 6인 것을 특징으로 하는, 유무기 하이브리드도료의 제조방법.The method of claim 9,
The method for producing an organic-inorganic hybrid coating, characterized in that the pH of water before the alcohol is added in the mixed solvent of step (A) is 1 to 6.
상기 단계 (B)는 50 내지 100 ℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 유무기 하이브리드도료의 제조방법.
The method of claim 9,
The step (B) is characterized in that made at 50 to 100 ℃, the organic-inorganic hybrid coating method.
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100409160B1 (en) * | 1995-12-29 | 2004-03-18 | 고려화학 주식회사 | Non-metallic surface coating agent composition |
| KR100845403B1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-07-10 | 유창국 | Manufacturing method for organic-inorganic hybrid coating solution for ambient thermal polymerization |
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