수성 아미노 베이킹 에나멜 시스템의 많은 수의 카르복실 그룹이 페인트 필름의 성능에 심각한 영향을 미치므로 어떻게해야합니까?
수성 산업용 페인트인 수성 베이킹 바니시는 오늘날 널리 사용되고 있습니다. 페인트 필름의 내수성에 영향을 미치는 몇 가지 요인은 페인트 필름 내수성 설명 문서에서 확인할 수 있습니다! 성능, 메커니즘, 요인, 개선 경로! 코팅 Q&A (22): 수성 PUD 시스템의 내알코올성을 개선하는 방법 문서도 참조하세요. 수지가 주로 수성 아크릴 수지인 경우 암모니아 수 분산 또는 수용성을 달성하기 위해 구조는 의도적으로 일정량의 카르복실기로 설계되며 산 값은 일반적으로 30 이상입니다. 카르복실기의 이 부분은 일반적으로 페인트 필름에 남아 필름의 내수성 및 알코올 저항성, 염수 분무 저항성 및 기타 특성에 심각한 영향을 미칩니다. 여기서는 주로 페인트 필름 성능에 미치는 영향에 대해 -COOH를 제거하는 방법에 대해 논의하고 가교 첨가제 가교 -COOH를 추가하는 것이 우리가 취하고자하는 접근 방식입니다.
COOH의 다양한 가교 반응은 다음과 같습니다:
1, 옥사 졸린을 -COOH와 가교로 채택하십시오.
반응하기 위해 가열해야하며 80-120 ℃를 수행 할 수 있으며 중온 가교제에 속합니다. 옥사 졸린은 탄소와 질소 이중 결합의 위치에 따라 2- 옥사 졸린, 3- 우마 졸린 및 4- 옥사 졸린으로 나눌 수있는 고리 내 이미노 에테르의 한 종류이며, 그중 가장 활성 인 것은 구조식을 가진 2- 옥사 졸린입니다:
옥사졸린은 반응성이 매우 높으며 많은 핵성 시약과 등비례 고리 개방 반응을 일으킬 수 있습니다. 적절한 반응 조건에서 올바른 용매, 적절한 온도 등을 선택하거나 적절한 촉매를 첨가하면 옥사졸린기는 카르복실산, 티오산, 염소화 또는 클로로포메이트 에스테르, 티올, 페놀, 티오페놀 알킬 염소화 아민, 알코올 및 아미드 등과 화학적으로 반응할 수 있으며, 다른 많은 그룹과도 화학적으로 반응할 수 있습니다. 옥사졸린기는 200° 이상의 카르복실산기와 단 몇 분 만에 반응하여 에스테르 아민기를 형성할 수 있습니다.
이 성분을 함유한 제품도 시중에 판매되고 있으며, 내수성을 개선하기 위해 수성 페인트, 수성 잉크, 수성 접착제에 사용됩니다.
2, 폴리아지리딘 가교-COOH 채택
에틸렌 옥사이드의 질소 삼환 유사체인 아지리딘과 그 유도체는 수년 동안 연구되어 왔으며, 경우에 따라 폴리아지리딘이 가교제로 사용되기도 했습니다. 아지리딘의 일반적인 용어는 에틸레니민(영어로는 아지리딘)입니다. 에틸레니민은 독성이 강하고 발암성이 있을 수 있습니다. 아지리딘은 피부 자극제이며 일부 개인은 민감하게 반응할 수 있습니다. 아지리딘의 기형 유발성에 대해서는 논란이 있지만 페인트 래커로 희석하면 독성 영향을 줄일 수 있습니다. 에틸렌이민은 에틸렌 옥사이드 화상 및 산보다 훨씬 더 반응성이 높습니다. 더 강한 산이 존재하면 빠르게 중합되어 폴리에틸렌이민-(-CH2CH2NH-)-n을 형성합니다.
아지리딘의 많은 반응 중 코팅 응용 분야에서 가장 흥미로운 것은 폴리아지리딘과 다기능산 사이에 2- 아미노 에스테르 가교가 형성되는 것입니다. 일부 2- 아미노 에스테르는 자동으로 2- 하이드 록시 아미드로 재 배열될 수 있습니다(아래 4번 항목의 특수 아미도 알코올 구조).
다양한 폴리아지리딘(폴리기능성 아지리딘이라고도 함)이 연구되었습니다. 한 가지 예로 3몰 아지리딘과 1몰 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트의 삼기능성 마이클 부가 생성물을 들 수 있으며, 구조식은 다음과 같습니다:
메틸아지리딘(프로필리덴아이민)도 이 폴리아지리딘을 만드는 데 사용되었습니다. 이 폴리아지리딘은 에멀젼과 수성 폴리우레탄의 카르복실산 그룹을 교차 연결하는 데 사용할 수 있습니다. 아지리딘과 카르복실산기 사이의 반응은 아지리딘기와 물 사이의 반응보다 훨씬 빠르며 상온에서 반응할 수 있으며, 일반적으로 현재 추가된 기존 아지리딘은 상온에서 반응할 수 있습니다. 아지리딘과 물은 상호 작용하여 48-72시간의 활성화 기간으로 아미노 알코올로 가수분해됩니다. 그러나 가수분해된 아지리딘이 코팅 필름의 성능에 부정적인 영향을 미친다는 징후는 없습니다. 가교제를 첨가하여 반응성을 회복할 수 있습니다. 잠재적인 중독 위험을 고려하여 안전한 취급을 위한 제조업체의 권장 사항을 주의 깊게 따라야 합니다.
3. 특수 히드록실 화합물은 -COOH를 가교하는 데 사용됩니다. 이 특수 수산기 화합물은 위에서 언급한 옥사졸린과 관련이 있으며 구조식은 아래와 같습니다:
이 구조식을 옥사졸린의 구조식과 조합하면 둘 사이에 일정한 상관관계가 있음을 알 수 있습니다. 아래 그림을 참조하세요:
실험에 따르면 이러한 유형의 아미도하이드린은 옥사졸린과 마찬가지로 특정 조건(예: 150°C X 30분)에서 -COOH와 가교 결합할 수 있으며, 반응 메커니즘에 대한 추가 조사 결과 중간에 옥사졸린 구조가 형성되는 것을 한 가지 설명으로 제시하고 있습니다.
이러한 종류의 아미도 알코올 화합물, 전형적인 모델 AA-4는 -COOH를 가교하는 데 사용할 수 있으며 수성 및 유성 시스템을 모두 사용할 수 있으며 반응 조건은 150 ℃X30 분 이상입니다. 특히 -COOH 가교에 사용되는 수성 아미노 베이킹 페인트의 경우 비용 효율적이며 내수성, 내 알코올성, 내 용매성, 염수 분무 저항성과 같은 필름 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
위의 세 가지 가교 방법인 COOH는 기계적인 상관관계가 있다는 것을 알고 계셨나요? 반응 과정은 모두 특별한 아미도히드린 및/또는 옥사졸린 구조를 가지고 있습니다.
4, 폴리카보디이미드 가교-COOH 사용
카르보디이미드(카르보디이미드)라고도 알려진 카르보디이미드에는 -N=C=N- 작용기가 포함되어 있습니다. 실온에서 반응 할 수 있으며 단점은 나중에 추가해야하며 사용하기가 편리하지 않다는 단점도 있습니다.
카르보디이미드는 카르복실산과 반응하지만 수성 시스템에서 사용하기에 물과 충분히 느리게 반응합니다. 카르복실산과의 반응 생성물은 N-아실우레아입니다. 반응 공식은 아래와 같습니다:
수성 폴리우레탄 분산액 및 에멀젼을 포함한 카르복실산 기반 기능성 수지를 폴리카보디이미드(다기능성 카르보디이미드라고도 함)와 가교 결합할 수 있습니다. 가교는 실온에서 며칠 내에 일어나며 가열하면 훨씬 빠르게 이루어집니다.
한 에멀젼 연구에서 경화 조건은 60~127°C 범위에서 5~30분간 진행되었으며, 온도가 높을수록 코팅막 특성이 향상되었습니다. 코팅 필름 특성은 물리적 필름 형성뿐만 아니라 화학적 가교 정도에 따라 달라집니다.
5, 에폭시 그룹을 사용하여 -COOH와 가교하여 고온을 필요로 합니다. 일반적으로 사용되지 않습니다.
요약하면 다음과 같습니다:
상온에서 수성 시스템의 카르복시-COOH를 가교하기 위해 폴리아지리딘 가교제와 폴리카보디이미드를 사용할 수 있습니다. 이 두 가지 상온 가교제 시장은 일부 상품 모델이며 가격이 매우 비쌉니다.
중간 온도(80-120°C)에서 COOH는 옥사졸린 구조 화합물과 가교 결합할 수 있으며, 이 화합물 역시 시중에서 판매되고 고가입니다.
고온(150°C x 30분)에서 특수 아미도알코올을 사용하여 -COOH를 가교할 수 있으며, 이는 비용 효율적인 버전으로도 시중에 판매되고 있으며 특히 수성 아미노 베이킹 에나멜에 사용하기에 적합합니다.
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| DMPT 모노머 | 티오큐어 DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP 모노머 | 펜타에리스리톨 테트라(3-메르캅토프로피오네이트) | 7575-23-7 |
| PM839 모노머 | 폴리옥시(메틸-1,2-에탄디일) | 72244-98-5 |
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| HEMA 모노머 | 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 | 868-77-9 |
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| HDCPA 모노머 | 수소화 디사이클로펜테닐 아크릴레이트 | 79637-74-4 |
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