KR0149566B1

KR0149566B1 - 접착성 겔코트수지

Info

Publication number: KR0149566B1
Application number: KR1019950010767A
Authority: KR
Inventors: 이영철; 최광식; 백종구; 윤재영; 나상욱
Original assignee: 김영곤; 애경화학주식회사
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 1998-10-01
Also published as: KR960041301A

Abstract

본 발명은 폴리비닐클로라이드(Poly Vinyl Chloride), 아크릴부타디엔스티렌(Acryl Butadien Styrene), 아크릴(Acryl)등의 각 성형물과 접착력이 우수한 접착성 겔코트수지 조성에 관한 것으로, 67.7중량부의 비닐에스테르수지, 13.0중량부의 안료, 5.2중량부의 실리카분말 또는 유기성 점토로 된 요변제를 혼합하고, 이를 롤러를 이용하여 고루 분산시키며, 여기에 0.6중량부의 실리콘계 탈포제, 6.1중량부의 스티렌모노머, 0.2중량부의 친유성 실리카계 유기요변조제, 3.6중량부의 메타아크릴이성체, 3.6중량부의 아크릴중합체를 사용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접착성 겔코트수지.

Description

접착성 겔코트수지

본 발명은 폴리비닐클로라이드(Poly Vinyl Chloride), 아크릴부타디엔스티렌(Acryl Butadien Styrene), 아크릴(Acryl)등의 각 성형물과 접착력이 우수한 접착성 겔코트수지 조성에 관한 것으로, 특히 염화비닐수지, 아크릴수지, 아크릴부타디엔스티렌수지 등과 같은 열가소성수지성형물에 접착성 겔코트를 도장한 후 40-60℃후경화실에서 30분 방치하면 모재와 접착력이 우수한 접착성 겔코트를 얻을 수 있는 접착성 겔코트수지 및 비닐에스테르수지에 관한 것이다.

보통 겔코트(Gel Coat)수지는 다염기산과 다가알콜을 에스테르화해서 얻어지는 불포화알키드를 비닐모노머 단량체에 용해하여 제조되는 열경화성수지인 불포화폴리에스테르수지(UPR : Unsaturated Polyester Resin)을 기본원료로 하여 에어로질, 안료 등의 첨가제를 투입하여 로링(Rolling)작업을 통해 고르게 분쇄시켜 제조된다.

이 겔코트수지는 내수성, 내후성, 기계적 및 화학적 특성이 우수하고, 유리강화플라스틱(Fiber Glass Reinforced Plastic : 이하 FRP라 칭함) 분야인 선박, 욕조, 물탱크, 전기재료, 건축재료와 비FRP 분야에서 널리 이용되고 있다.

그러나, 일반 겔코트수지에 있어서는 염화비닐수지, 아크릴부타디엔스티렌수지 등과 같은 열가소성수지 성형물에는 접착이 안되어 이를 이용한 성형품을 만들수가 없었다.

따라서, 이러한 성형품을 이용할 수 없는 결점을 해결하기 위해 비닐에스테르수지를 이용한 겔코트를 개발하였으나, 접착력이 완전하지 못하고 외부에서 충격을 가할 때 박리현상이 발생되고 있고, 특히 스프레이 도장시 핀홀(Pin hole)의 발생이 많아(비닐에스테르수지 특성은 촉진제, 경화제 혼합시 다량의 기포발생), 상업화하기에는 불량률이 많게 되어 경제성이 없었다.

또한, 이러한 결점을 개량하기 위해 접착력이 우수한 모노머, 예를 들면 메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트를 혼입하여 사용하는 방법이 있으나, 이는 작업성, 가격, 환경문제 등으로 실용화하는데에 많은 제약이 뒤따랐다.

따라서, 본 발명은 모재와 접착력이 우수하며 스프레이작업시 핀홀발생이 현저히 줄어들고 취기 또한 일반 겔코트와 동일하거나 줄어드는 접착성 겔코트수지를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명품은 투명 염화비닐수지, 아크릴수지, 아크릴부타디엔스티렌수지 판넬 또는 예열후 일정한 형상으로 진공성형한 후, 뒷면에 칼라를 조화시킨 접착성 겔코트수지를 스프레이하여 색상 성형품을 만들 수 있는 잇점이 있다. 만약 투명품에 색상조화를 할 수 없으면 판넬자체를 구매할 때 여러종류의 색상으로 조화된 판넬을 구매해야 하기 때문에 성형업체에서 원재료의 부담금이 최소한 5배이상 높아진다(필요한 색상이 5가지인 경우, 색상 추가때마다 원재료부담금이 배로 올라가게 됨).

이것은 현재 색상조화된 판넬을 미국, 일본, 유럽에서 수입하기 때문에 납기일 관계로 미리 구매해야 하기 때문이다(수입 소요기간 2-3개월). 국내에서도 색상 조화된 아크릴, 염화비닐, 아크릴부타디엔스티렌 판넬이 있으나 품질이 떨어져 제품으로 사용할 수 없다.

따라서, 투명 아크릴에 접착력이 우수한 본 발명의 접착성 겔코트의 개발로 투명 아크릴만 수입하여 원하는 색상으로 색상조화된 접착성 겔코트를 스프레이하여 성형하기 때문에 색상도 다양화할 수 있고, 원재료 부담금도 현격히 줄어 들 수 있으며, 또한 색상조화된 판넬보다 은은한 질감이 있기 때문에 제품의 품질이 향상될 수 있다.

본 발명은 이러한 접착성 겔코트수지를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에폭시 당량이 100-300(바람직하게는 160-200)인 에폭시수지 43.0중량부와 메틸메타아크릴레이트 11.0중량부를 공중합시키고 비닐모노머단량체에 희석시킨 비닐에스테르수지 67.7중량부, 안료 13.0중량부, 실리카분말 또는 유기성 점토로 된 요변제 5.2중량부를 혼합하고, 이를 롤러를 이용하여 고루 분산시키며, 여기에 0.6중량부의 실리콘계 탈포제, 6.1중량부의 스티렌모노머, 0.2중량부의 친유성 실리카계 유기요변조제, 3.6중량부의 메타아크릴이성체, 3.6중량부의 아크릴중합체를 사용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접착성 겔코트수지이다.

본 발명의 접착성 겔코트수지는 투명한 염화비닐수지, 아크릴, 아크릴부타디엔스티렌 판넬을 이용하여 160-180℃에서 예열을 거쳐 원하는 형상으로 진공성형하고, 원하는 색상으로 조화된 접착성 겔코트를 스프레이 또는 붓도장 방법으로 도포한 후 40-60℃의 후경화실에서 30분 방치한 다음, 일반 적층용 수지로 글라스섬유등의 강화용 섬유를 적층하면 작업이 끝나며, 이 결과 은은한 질감과, 접착력이 우수하고, 박리현상이 없어 핀홀이 없으며, 질적으로 향상된 성형품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 원료부담금도 몇 배 감소할 수 있는 경제적 이득을 가져올 수 있다.

A)성분 : 비닐에스테르수지 60중량부

B)성분 : 메틸메타아크릴레이트를 포함한 비닐모노머 단량체 40중량부

C)성분 : 촉진제 1%

D)성분 : 경화제 1%

로서 구성된다.

본 발명의 A)성분인 비닐에스테르수지는 에폭시와 모노카르복실산을 공중합시켜 얻은 수지를 비닐모노머 단량체에 희석시킨 열경화성수지이다.

상기 에폭시로서는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 페놀노브락형, 크레졸노브락형, 변성노브락형, 변성노브락에폭시형을 사용하고, 상기 모노카르복실산으로는 아크릴산, 글리셀메타산, 메틸메타아크릴산을 사용해서 얻는 수지를 말한다.

상기 비닐모노머 단량체로서는 스티렌 모노머를 주성분으로 단독 또는 스티렌모노머 70-80%와 다른 모노머, 예를 들면 비닐톨루엔, α-메틸스틸렌, 메타크릴산메틸, 아크릴산메틸, 클로로스티렌 20-30%를 병용하여 사용한다.

B)성분인 메틸메타아크릴레이트를 포함한 비닐모노머 단량체는 스티렌모노머를 주성분으로 단독 또는 스티렌모노머 70-80% 다른 모노머, 예를 들면 α-메틸스틸렌, 클로로스티렌, β-메틸메타 아크릴레이트, 비닐톨루엔, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 디알릴프탈레이트, 디비닐벤젠을 들 수 있다.

상기 나열된 비닐모노머 단량체중에서 특히 스티렌 모노머, 메틸메타아크릴레이트가 효과적임을 알 수 있다.

C)성분의 촉진제로는 나프텐산 코발트, 옥토산 코발트, 망간계, 제3급아민계 메르캅탄류 등 중합촉진제 1종 또는 2종을 혼합사용하며, 사용량은 상기 A), B)성분 100중량부에 대해서 0.5-2.0중량부를 사용한다. 촉진제중에서 특히 나프텐산 코발트, 옥토산 코발트가 효과적임을 알 수 있었다.

D)성분의 중합개시제로서는 메틸에틸케톤퍼옥시드(MEKPO), 쿠멘히드로퍼옥시드(CUP), 벤조일퍼옥시드(BPO), 아세틸아세톤퍼옥시드(AAPO)와 제3급 아민과 병용하여 사용한다. 특히, 메틸에틸케톤퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드가 효과적임을 알 수 있다.

이하, 본 발명의 접착성 겔코트수지의 조성과 그 제조과정을 실시예로서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

비닐에스테르수지 67.7 중량부

안료 13.0 중량부

요변제 5.2 중량부

탈포제 0.6 중량부

스틸렌 모노머 6.1 중량부

유기요변조제 0.2 중량부

메타아크릴이성체 3.6 중량부

아크릴 중합체 3.6 중량부

총계 100.0

* 비닐에스테르수지의 조성과 제조과정은 다음과 같다.

에폭시수지 43.0 중량부

메틸메타아크릴산 11.0 중량부

스티렌모노머 45.0 중량부

2-메틸이미다졸 0.3 중량부

톨루하이드로퀴논 0.2 중량부

페노티아진 0.5 중량부

총계 100.0

반응기의 청정여부를 확인하고 밸브상태, 콘덴서의 냉각수상태를 점검하고 반응기의 내부를 질소로 치환한다.

상기 43.0중량부의 에폭시수지, 0.3중량부의 2-메틸이미다졸을 사입한다.

질소를 공급하면서 가열시켜 온도를 95℃까지 올린다.

이때 0.1중량부의 톨루하이드로퀴논을 투입하고 11중량부의 메틸메타아크릴산을 2시간에 걸쳐 드로핑한다. 여기서 반응조의 온도는 100℃를 유지한다. 이때 발열반응에 의해 반응열이 발생하므로 주의하면서 드로핑한다. 만약 반응조의 온도가 125℃를 넘으면 중합이 일어나므로 냉각해서 반응을 진행시킨다.

드로핑 종료후 매시간 스티렌모노머로 불휘발분(60%)을 조정하여 샘플링한다. 산가 10이하, 가드너점도 Q-R에서 전원을 끄고 냉각을 개시한다.

즉시 0.1중량부의 톨루하이드로퀴논을 투입하고 희석조에 45중량부의 스티렌모노머를 0.5중량부의 페노티아진을 준비하여 50℃ 이하를 유지하면서 희석시킨다.

제품규격을 위해 점도, 겔타임, 산가, 불휘발분을 측정 조정한다.

점도는 스티렌모노머를 이용해 원하는 점도로 조정하며, 겔타임은 파라-다아샤리브틸카테콜을 이용하여 원하는 시간으로 조정한다.

상기 단계에서 얻어진 67.7중량부의 비닐에스테르수지, 5.2중량부의 에어로질, 13중량부의 안료를 혼합하여 롤러를 이용해 완전분쇄시킨다.

분산후 0.2중량부의 유기요변조제, 0.6중량부의 탈포제, 6.1중량부의 스티렌모노머, 3.6중량부의 메타아크릴이성체, 3.6중량부의 아크릴중합체를 투입해서 원하는 제품을 얻는다.

점도는 스티렌모노머를 이용해 원하는 점도로 조정하고 겔타임은 파라-다아샤리브틸카테콜을 이용하여 원하는 시간으로 조정한다.

[실시예 2]

비닐에스테르수지 60.0 중량부

안료 13.0 중량부

요변제 4.7 중량부

탈포제 0.4 중량부

스틸렌 모노머 9.0 중량부

유기요변조제 0.2 중량부

메틸메타 아크릴레이트 5.0 중량부

메타아크릴이성체 5.0 중량부

α-메틸스티렌 2.7 중량부

총계 100.0

* 비닐에스테르수지의 조성과 제조공정은 상기 실시예 1과 동일하다.

본 발명의 접착성 겔코트수지의 제조공정은, 60.0중량부의 비닐에스테르수지 4.7중량부의 에어로질, 13.0중량부의 안료를 혼합하여 롤러를 이용해 완전분쇄시킨다.

분산후 0.2중량부의 유기요변조제, 0.4중량부의 탈포제, 9.0중량부의 스티렌모노머, 5.0중량부의 메타아크릴이성체, 5.0중량부의 메틸메타아크릴레이트, 2.7중량부의 α-메틸스티렌을 투입해서 원하는 제품을 얻는다.

상기 실시예 1 및 실시예 2에서, 본 발명에 사용되는 요변제로는 훈증된 실리카분말(fumed silica powder) 또는 유기성 점토(organoclay)가 사용된다.

본 발명에 사용되는 탈포제는 실리콘계 화합물이 사용되고, 유기요변조제로는 친유성 실리카분말(hydrophobic silica powder)이 사용된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 실시예 1, 2에서 얻은 접착성 겔코트수지를 투명한 폴리비닐클로라이드, 아크릴 등의 시트에 겔코트 스프레이를 한 후 40-60℃후경화실에 30분 방치하면 모재와 접착력이 우수한 성형품을 얻을 수 있다.

스프레이 도장한 후 윗면에 불포화 폴리에스테르 수지에 경화제를 혼합하여 유리섬유강화제를 이용 적층하면 접착력이 우수한 고급질감의 성형품을 얻을 수 있다. 성형품의 용도로는 욕조, 방수판, 벽판넬 등의 건축자재료 주로 이용된다.

Claims

67.7중량부의 비닐에스테르수지, 13.0중량부의 안료, 5.2중량부의 실리카분말 또는 유기성 점토로 된 요변제를 혼합하고, 이를 롤러를 이용하여 고루 분산시키며, 여기에 0.6중량부의 실리콘계 탈포제, 6.1중량부의 스티렌모노머, 0.2중량부의 친유성 실리카계 유기요변조제, 3.6중량부의 메타아크릴이성체, 3.6중량부의 아크릴중합체를 사용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접착성 겔코트수지.
제1항에 있어서, 상기 접착성 겔코트에 사용되는 비닐에스테르수지의 조성이 43.0중량부의 에폭시수지, 11.0중량부의 메틸메타아크릴산, 45.0중량부의 스티렌모노머, 0.3중량부의 2-메틸이미다졸, 0.2중량부의 톨루하이드로퀴논, 0.5중량부의 페노티아진을 사용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접착성 겔코트수지.
제1항에 있어서, 상기 아크릴중합체가 메타아크릴이성체 또는 메틸메타아크릴레이트 및 α-메틸스티렌인 것을 특징으로 하는 접착성 겔코트수지.