수계 클리어 코트를 위한 코어-쉘 구조의 자기 가교 가능한 고분자 및 이의 제조 방법
SELF-CROSSLINKABLE POLYMER WITH CORE-SHELL STRUCTURE FOR WATERBORNE POLYURETHANE CLEARCOAT AND METHOD FOR THEREOF
특허 요약
본 발명은 수계 클리어코트를 위한 코어-쉘 구조의 자기가교 가능한 고분자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 사슬 내에 폴리올과 이소시아네이트 기능기를 도입하고, 합성 또는 보관 과정 시 우레탄 경화 반응을 막을 수 있도록 마련된 것을 특징으로 한다. 상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 고분자 사슬에 수산화기와 이소시아네이트 그룹을 동시에 도입하여 가교 밀도를 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 코어-쉘 구조의 도입으로 높은 분산성과 입자 안정성을 가지는 수계 클리어코트를 위한 코어-쉘 구조의 자기가교 가능한 고분자를 제공한다.
청구항
번호청구항
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제 1항에 있어서,상기 [화학식 1]로 표시되는 중합체는, 스티렌(Styrene, St), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA), 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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하기 [화학식 1]로 표시되는 중합체; 및하기 [화학식 2]로 표시되는 중합체;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.[화학식 1][화학식 2](상기 [화학식 1] 및 [화학식 2]에서 x, y, z, l, m 및 n은 각각 1 내지 100,000,000 임).

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제 1항에 있어서,상기 [화학식 1]로 표시되는 중합체가 쉘(shell)을 형성하고, 상기 [화학식 2]로 표시되는 중합체가 코어(core)를 형성하여 친수성 코어-쉘(Core-shell) 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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제 1항에 있어서,상기 [화학식 1]로 표시되는 중합체 및 상기 [화학식 2]로 표시되는 중합체가 동일 분자 내 하이드록실기와 차단된 이소시아네이트기로 형성된 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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제 1항에 있어서,상기 [화학식 2]로 표시되는 중합체는, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA), 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 및 아크릴산(acrylic acid, AA)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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제 1항에 있어서,상기 친수성 코어-쉘(Core-shell) 고분자 분산제는 광택 평가에서 20°=85, 60°=90, 85°=97 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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제 1항에 있어서,상기 친수성 코어-쉘(Core-shell) 고분자 분산제는 연필 경도 평가에서 3H 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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제 1항에 있어서,상기 친수성 코어-쉘(Core-shell) 고분자 분산제는 분자량 분석에서 Mn=6800, Ð=2.5 이상인 것을 특징으로 하는 친수성 자기 가교성 고분자 분산제.

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중합 개시제, 단량체를 용매에 적가하여 하기 [화학식 2]로 표시되는 소수성 코어(Core) 중합체 용액을 제조하는 단계;중합 개시제, 단량체를 상기 소수성 코어(Core) 중합체 용액에 적가하여 하기 [화학식 1]로 표시되는 친수성 쉘(Shell) 중합체를 형성하고 코어-쉘(Core-shell) 고분자 용액을 제조하는 단계;상기 코어-쉘(Core-shell) 고분자 용액에 트리에틸아민(Triehtylamine, TEA)를 첨가하여 중화하여 중화 코어-쉘(Core-shell) 고분자 용액을 제조하는 단계;상기 중화 코어-쉘(Core-shell) 고분자를 물에 분산하여 친수성 코어-쉘(Core-shell) 고분자 분산제를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제의 제조방법 : [화학식 1][화학식 2](상기 [화학식 1] 및 [화학식 2]에서 x, y, z, l, m 및 n은 각각 1 내지 100,000,000 임).

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제 9항에 있어서,상기 [화학식 2]로 표시되는 소수성 코어(Core) 중합체 용액을 제조하기 위하여 상기 단량체는 스티렌(Styrene, St), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA), 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제의 제조방법.

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제 10항에 있어서,상기 [화학식 2]로 표시되는 소수성 코어(Core) 중합체 용액을 제조하기 위하여 상기 단량체는 스티렌(Styrene, St) 4 내지 6 중량부, 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 7 내지 9 중량부, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA) 15 내지 17 중량부, 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM), 40 내지 45 중량부 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 8 내지 10 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제의 제조방법.

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제 9항에 있어서,상기 [화학식 1]로 표시되는 친수성 쉘(Shell) 중합체 용액을 제조하기 위하여 상기 단량체는 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA), 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 및 아크릴산(acrylic acid, AA)으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제의 제조방법.

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제 12항에 있어서,상기 [화학식 1]로 표시되는 친수성 쉘(Shell) 중합체 용액을 제조하기 위하여 상기 단량체는 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA) 1 내지 3 중량부, 차단된-이소시아네이토 에틸 메타크릴레이트 (blocked isocyanatoethylmethacrylate b-IEM) 6 내지 8 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 12 내지 14 중량부 및 아크릴산(acrylic acid, AA) 3 내지 5 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는, 친수성 자기 가교성 고분자 분산제의 제조방법.