KR100500542B1 - Composition of Electromagnetic Interference/Radio-Frequency Interference shielding coatings - Google Patents

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KR100500542B1
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Abstract

본 발명은 알코올형 수지를 바인더로 하고 용제로서 알코올을 사용하는 전자파 차폐 성능이 우수한 EMI 도료 조성물에 관한 것이다. 본 EMI 도료 조성물은 바인더 수지인 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지 1 내지 60중량%와, 구리, 니켈, 은 중 적어도 어느 하나이상의 금속분말 2 내지 60중량%와, 증점제 0.5 내지 30중량%와, 에탄올 10 내지 60중량%와, 분산제 1 내지 2중량%를 포함한다. 이에 따라, 유기용제를 사용하지 않기 때문에 피착물의 표면손상이 없고, 오염의 우려가 없어 작업성이 용이하면서도 전자파 차폐 효능이 우수하여 각종 전자부품에 사용되는 폴리카보네이트, ABS 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 수지와 같은 플라스틱 소자 코팅 또는 전자파가 발생되는 각종 플라스틱 케이스, 특히 핸드폰 케이스, 노트북 케이스 및 전자부품 케이스 코팅용으로 널리 사용될 수 있는 잇점을 갖는다.The present invention relates to an EMI coating composition having excellent electromagnetic shielding performance using alcohol-based resin as a binder and alcohol as a solvent. The present EMI coating composition comprises 1 to 60% by weight of an acrylic acid-modified urethane resin, a binder resin, 2 to 60% by weight of metal powder of at least one of copper, nickel and silver, 0.5 to 30% by weight of thickener, and 10 to ethanol. 60 weight% and 1 to 2 weight% of a dispersing agent. Accordingly, since organic solvents are not used, there is no surface damage of the adherend, there is no fear of contamination, and workability is easy, and the electromagnetic wave shielding effect is excellent, and polycarbonate, ABS resin, polystyrene, and polyvinyl chloride used in various electronic parts are excellent. It has the advantage that it can be widely used for coating a plastic element such as a resin or various plastic cases in which electromagnetic waves are generated, in particular, a mobile phone case, a notebook case and an electronic component case coating.

Description

EMI 도료 조성물{Composition of Electromagnetic Interference/Radio-Frequency Interference shielding coatings}EMI Coating Composition {Composition of Electromagnetic Interference / Radio-Frequency Interference shielding coatings}

본 발명은 EMI 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 알코올형 수지를 바인더로 하고 용제로서 알코올을 사용하는 전자파 차폐 성능이 우수한 EMI 도료 조성물에 관한 것이다. 전자파는 매질을 지나면서 투과, 흡수 및 반사가 일어는데, 이러한 현상들은 매질의 종류와 형상 등에 영향을 받으며, 매질의 전자기적 성질에 따라 흡수체와 반사체로 구분될 수 있다. 전자파 흡수체는 반사보다 흡수의 영역이 더 큰 물질을 의미하며 전자파 흡수는 크게 도전손실, 유전손실 또는 자성손실에 의해 일어나는 것으로 알려져 있으며, 일반적으로 도전 손실은 금속 등과 같은 전도성 물질에서 유전손실은 티탄산바륨과 같은 유전성 물질에서 그리고 자성손실은 페라이트 등과 같은 자성물질에서 주로 일어나며 목적에 따라 이들 중 적절한 물질을 사용하여 전자파를 흡수하는데 사용할 수 있는 것으로 공지되어 있다. 일반적으로 사용되는 용제형 EMI 도료는 용제를 함유하고 있어서 작업환경이 악화되며, 환경오염의 주원인을 제공하고 있을 뿐만 아니라 적용 소자의 대부분이 용제에 약한 플라스틱이기 때문에 도장 후 플라스틱의 내충격성이 약해져서 불량이 많아지는 단점이 있다. 미합중국 특허 제4,305847호에는 열이나 습도 또는 염 등에 노출되더라도 도전성을 유지할 수 있는 EMI 조성물에 대하여 기술하고 있는데, 구체적으로 입도 200미크론 이하의 구리, 구리합금으로 구성된 군으로부터 선택된 금속안료, 열가소성 아크릴, 비닐, 우레탄, 알키드, 폴리에스테르, 하이드로카본, 플루오르엘라스토머, 및 셀룰로이드 수지와 열경화성 아크릴, 폴리에스테르, 에폭시, 우레탄 및 알키드 수지로부터 선택된 바인더를 금속안료에 대하여 20:1 및 2:1의 비율로 첨가하고, 코팅된 부분의 열안정성을 제공하기 위하여 유기티탄물질을 금속안료에 대하여 0.5 내지 18중량% 및 유기용제를 약 20 내지 85중량% 첨가하여 구성된 조성물을 제공하고 있으나, 종래 유기용제 사용으로 인한 문제점을 해결하지 못하였다. 미합중국 특허 제4,556,506호에는 종래 EMI 도료에 유기용제의 사용으로 인한 오염 문제를 해결하기 위하여 수용성 EMI 도료 조성물을 제공하고 있는데, 구체적인 구성은 0.3 내지 15중량%의 이작용기성 양성이온(difunctional zwitterion), 분산제로 5 내지 20중량%의 폴리아크릴아마이드, 0.5 내지 20중량%의 비이온계 계면활성제, 20 내지 60중량%의 니켈, 구리, 알루미늄 또는 그 결합형 플레이크 및 분말로부터 선택된 금속입자 및 물로 구성된 것을 특징으로 하며 특별히 이작용기성 양성이온의 제조방법을 기술하고 있다. The present invention relates to an EMI coating composition, and more particularly, to an EMI coating composition having excellent electromagnetic shielding performance using alcohol-based resin as a binder and alcohol as a solvent. Electromagnetic waves are transmitted, absorbed, and reflected as they pass through the medium. These phenomena are influenced by the type and shape of the medium and can be classified into absorbers and reflectors according to the electromagnetic properties of the medium. An electromagnetic wave absorber means a material having a larger area of absorption than reflection, and electromagnetic wave absorption is known to be caused largely by conduction loss, dielectric loss, or magnetic loss. In general, the conduction loss is a conductive material such as metal, and the dielectric loss is barium titanate. It is known that in dielectric materials such as and magnetic losses mainly occur in magnetic materials such as ferrite and the like, and may be used to absorb electromagnetic waves using appropriate materials among them according to the purpose. Solvent EMI paints generally used have a solvent, which deteriorate the working environment, provide the main cause of environmental pollution, and because most of the applied elements are plastics that are weak to solvents, the impact resistance of the plastics after coating becomes weak. There are many disadvantages to this. U.S. Patent No. 4,305847 describes an EMI composition that can maintain conductivity even when exposed to heat, humidity, or salt. Specifically, a metal pigment selected from the group consisting of copper and a copper alloy having a particle size of 200 microns or less, and thermoplastic acrylic , Vinyl, urethane, alkyd, polyester, hydrocarbon, fluoroelastomer, and binders selected from celluloid resins and thermosetting acrylics, polyesters, epoxies, urethanes and alkyd resins in a ratio of 20: 1 and 2: 1 relative to metal pigments. In order to provide a thermal stability of the coated portion, the organic titanium material is provided with a composition comprising 0.5 to 18% by weight of the organic pigment and about 20 to 85% by weight of the organic solvent. Could not solve the problem. US Patent No. 4,556,506 provides a water-soluble EMI coating composition in order to solve the contamination problem caused by the use of organic solvents in conventional EMI paints, the specific configuration is 0.3 to 15% by weight of difunctional zwitterion, A dispersant comprising 5-20% by weight of polyacrylamide, 0.5-20% by weight of nonionic surfactant, 20-60% by weight of nickel, copper, aluminum or their combined flakes and powders and metal particles and water It is characterized by a method of producing a bifunctional zwitterion.

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본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유기용제 사용으로 인한 오염을 방지하고, 표면에 부착성이 뛰어나며 전자파 차폐 효능이 우수한 알코올형 EMI 도료 조성물을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, to prevent contamination due to the use of organic solvents, to provide an alcohol-type EMI coating composition excellent in adhesion to the surface and excellent electromagnetic shielding efficacy.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 바인더 수지인 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지 1 내지 60중량%와, 구리, 니켈, 은 중 적어도 어느 하나이상의 금속분말 2 내지 60중량%와, 증점제 0.5 내지 30중량%와, 에탄올 10 내지 60중량%와, 분산제 1 내지 2중량%를 포함하는 EMI 도료 조성물에 의해 달성된다. 여기서, 상기 금속분말은 그 입도가 2 내지 300㎛인 것이 바람직하다.그리고, 상기 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지는 폴리올에 디이소시아네이트를 첨가하여 승온한 후 반응을 진행시켜 폴리우레탄을 수득하는 단계와, 미반응 이소시아네이트에 하이드록시기를 가지는 아크릴을 반응시켜 아크릴의 탄소 이중결합에 아크릴 에시드를 부가반응시켜 우레탄에 아크릴 에시드를 결합시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 형성되는 것이 바람직하다.이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하면 아래와 같다. 본 발명에서 사용되는 알코올형 수지는 알코올에 녹아 있는 수지를 일컫는 것으로 일반적으로 우레탄 수지가 열안정성, 내용제성, 부착성, 내수성, 충격강도 등에서 우수한 특성을 가지고 있어 가장 널리 사용된다. EMI 도료는 작업성 특히 도장시 스프레이 작업 특성이 우수하여야 하며 이를 위해서는 어느 정도의 점성을 가지고 있어야 한다. 도료의 점성을 부여하는 이유는 금속이 바인더와 용제속에서 쉽게 가라앉지 않게 하거나 도장하기 용이하게 하기 위한 것으로, 일반적으로 벤토나이트, 실리카와 같은 무기계 증점제 또는 폴리아크릴에시드, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄 등의 유기계 증점제를 사용한다. 그러나, 유기계 증점제는 메탈 표면에 도피되어 전도성을 저하시키는 단점이 있으며, 무기계 증점제는 알코올에 대한 증점 능력이 낮은 단점이 있다. 본 발명에서 바인더로 사용되는 수지는 그 자체로 증점 특성을 가지도록 되어 있어 알코올에 쉽게 용해되어 증점력을 최대한 발휘할 수 있고, 또한 무기 또는 유기 증점제와의 상용성을 극대화할 수 있어서 알코올 용제속에서 증점이 용이하도록 하여 최적의 도료 작업성을 갖는다. 본 발명에서 사용되는 증점 특성을 가지는 알코올형 우레탄 수지는 우레탄 수지에 아크릴 에시드를 도입하여 제조되며 우레탄 수지와 아크릴 에시드를 아민으로 중화함으로써 물 또는 알코올에 용해되도록 한다. 구체적으로, 본 발명에 따는 알코올형 우레탄 수지는 디이소시아네이트, 예를 들면 IPDI(Isophorone diisocyanate), MDI(methylene diisocyanate), H12MDI(H12MDI), HDI(Hydrogene diisocyanate) 등의 반응성 활성수소를 가지는 모든 이소시아네이트가 사용될 수 있으며, 폴리올로는 알코올과 에시드의 반응으로 구성되는 폴리에테르 폴리올, 카보네이트 폴리올, 폴리카프로락탐 폴리올 등이 사용되며, 수분산 사이트로 작용하는 것으로는 DMPA(Dimethyl propion acid)가 사용되며, 이를 중화시키는 중화제로는 TEA(trimethyl amine)등과 같은 3가 아민이 사용될 수 있다. 분산시 분산용매로는 통상 이온이 제거된 물이나 에탄올, 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 등의 알코올류의 용제가 사용될 수 있다. 미반응 이소시아네이트와 반응하여 사슬의 길이를 길게 하는 사슬연장제로는 주로 HH(Hydrazine Hydrate), ED(Ethylene diamine) 등의 활성수소기를 2개 또는 3개를 가지는 디아민 또는 트리아민이 사용될 수 있다. 이상과 같이 제조된 우레탄 수지는 일반적인 우레탄 수지의 특성을 가지나 본 발명에서 사용하는 우레탄 수지는 알코올에 보다 용해하기 쉽고 증점 특성을 최대한 발휘하도록 하기 위하여 아크릴 에시드 성분을 조합하는데 특징이 있다. 우레탄 수지에 아크릴 에시드 성분을 조합하는 방법은 우레탄의 미반응 이소시아네이트에 하이드록시기를 가지는 아크릴 예를 들면 하이드록실 에틸 메타크릴레이트(HEMA:Hydroxyl ethyl metacrylate), 하이드록실 에틸 아크릴레이트(HEA:Hydroxyl ethyl acrylate), 하이드록실 프로필 메타크릴레이트(HPMA:Hydroxyl Propyl Metacrylate)등을 반응시키고 이 아크릴의 탄소 이중결합에 아크릴 에시드를 부가반응 진행하여 우레탄에 아크릴 에시드가 결합하도록 한다. 보다 구체적으로 설명하면 위에서 언급한 폴리올과 DMPA의 양말단의 알코올에 위에서 언급한 디이소시아네이트가 반응하여 우레탄 결합을 형성하고 말단에 남은 이소시아네이트에 HEMA의 알코올이 다시 반응한 후, HEMA의 탄소 이중결합에 아크릴 에시드가 부가 반응하여 아크릴 결합을 진행하여 최종 우레탄 사슬에 아크릴 에시드기가 그라프트 된 형태를 가지게 된다. 이렇게 제조된 우레탄-아크릴 폴리머는 물성과 점도에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 폴리올의 종류에 따라 인장강도, 경도, 내수성, 안료 분산성 등의 물성이 크게 좌우되며 이소시아네이트의 종류에 따라 인장강도, 경도 등이 달라지며 DMPA의 함량에 따라 수분산 정도가 달라져 최종 입자 크기가 달라지며 분산 안정성이 달라진다. HEMA의 함량은 아크릴 에시드의 함량에 따라 달라지는데 주로 산가(Acid value, mgKOH/g)로 규격화 할 수 있다. 산가 조절은 최종 도료의 요구 전도도나 분산 안정성에 따라 그 함량을 다양하게 조절 할 수 있다.이렇게 제조된 우레탄-아크릴 프리폴리머를 수분산하기 위해서는 3가아민, 주로 TEA로 프리폴리머의 카르복실기를 아민으로 중화시킨다. 중화후 물을 첨가하면서 고속 교반시키면 안정한 입자를 형성하게 된다. 수분산후 프리 폴리머의 이소시아네이트는 아직 남아 있도록 디자인되며 이 남은 이소시아네이트는 디아민이나 트리아민과 반응하여 사슬연장(Chain extend) 과정을 거쳐 분자량을 크게 한다. 아크릴 에시드 성분으로는 아크릴에 카르복실기를 가지는 모든 아크릴 성분이 사용될 수 있으며, 예를 들면 AA(Acrylic acid), MAA(Methacrylic acid) 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 제공하는 바와 같이 제조된 아크릴 개질 우레탄 수지는 알코올 특히 에탄올에 쉽게 용해되며 우수한 점성특성을 가지며 용제형 수지에 비하여 이온화 사이트를 가지고 있어서 우수한 전도 특성을 지닌다. 본 발명에 따른 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지의 사용량은 전체 조성물에서 1 내지 60중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 이때 수지의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 도장시 도막형성이 어려우며, 도막이 형성된다 하더라도 부착성 및 내구성 등의 물성이 떨어지는 단점이 있고, 60중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 금속분말 함량이 낮아져 저항이 높아지고 차폐성능이 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명에 따른 금속분말로는 은, 은코팅 구리 또는 니켈 분말 중에서 선택가능하며 입도는 바람직하게는 2 내지 300㎛으로 본 발명을 위하여 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용되는 증점제로는 벤토나이트, 실리카와 같은 무기계 증점제 또는 폴리아크릴에시드, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄 등의 유기계 증점제가 사용될 수 있으며, 0.5중량% 미만에서는 비중이 높은 금속분말이 바인더 수지와 분리를 일으키게 되어 피도장물에 도장시 피막이 흘러내리거나 금속이 이탈되어 차폐특성이 부분적으로 손실되고, 30중량%를 초과하는 경우에는 코팅액의 점성이 증가하여 도장시 박막의 도막을 형성하지 못하며 증점제가 금속에 코팅되어 전기 전도성을 떨어뜨려 차폐성능이 떨어지게 된다. 본 발명에서는 용제로 종래의 유기용제와는 달리 알코올을 용제로서 10 내지 60중량% 사용하는데, 10중량% 미만에서는 점성 증가로 도장작업이 어려우며 바인더 및 기타 첨가물의 용해가 어려워 적절한 물성 확보가 어렵게 되고, 60중량%를 초과하는 경우에는 조성물에 적정 점도를 부여하지 못하여 금속분리 및 바인더 수지 부족으로 인한 도막 물성 저하 현상이 발생하게된다. 이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 자세히 설명하고자 하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 특허청구의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 변형될 수 있음은 자명하다. According to the present invention, the object is 1 to 60% by weight of an acrylic acid-modified urethane resin, which is a binder resin, 2 to 60% by weight of at least one metal powder of copper, nickel and silver, 0.5 to 30% by weight of a thickener And 10 to 60% by weight of ethanol and 1 to 2% by weight of a dispersant. Preferably, the metal powder has a particle size of 2 to 300 µm. The acrylic acid-modified urethane resin may be prepared by adding a diisocyanate to a polyol to increase the temperature, and then proceeding with a reaction to obtain a polyurethane. It is preferable that the present invention is formed by a manufacturing method comprising the step of reacting acryl having a hydroxyl group to the isocyanate to add acrylic acid to the carbon double bond of the acrylic to bond the acrylic acid to the urethane. Explained as follows. The alcohol-type resin used in the present invention refers to a resin dissolved in alcohol. In general, the urethane resin is most widely used because it has excellent properties in thermal stability, solvent resistance, adhesion, water resistance, impact strength, and the like. EMI paints must have excellent workability, especially when spraying, and must have some viscosity to achieve this. The reason for giving the viscosity of the paint is to prevent the metal from sinking easily in the binder and the solvent or to make the coating easier. Generally, inorganic thickeners such as bentonite and silica or polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyurethane, etc. Organic thickeners are used. However, organic thickeners have a disadvantage in that they are avoided by escaping on the metal surface, and inorganic thickeners have a disadvantage of low thickening ability with respect to alcohol. In the present invention, the resin used as a binder has a thickening property in itself, so that the resin can be easily dissolved in alcohol to exhibit the maximum thickening power, and can maximize the compatibility with inorganic or organic thickeners in the alcohol solvent. Easy to thicken to have optimum paint workability. Alcohol-type urethane resin having a thickening property used in the present invention is prepared by introducing acrylic acid into the urethane resin and is dissolved in water or alcohol by neutralizing the urethane resin and acrylic acid with amine. Specifically, the alcohol-type urethane resin according to the present invention is diisocyanate, for example, all isocyanates having reactive active hydrogen such as IPDI (Isophorone diisocyanate), MDI (methylene diisocyanate), H12MDI (H12MDI), HDI (Hydrogene diisocyanate) As the polyol, polyether polyol, carbonate polyol, polycaprolactam polyol, etc., which are formed by reaction of alcohol and acid, are used, and dimethyl propion acid (DMPA) is used as a water dispersion site. As a neutralizing agent to neutralize, a trivalent amine such as trimethyl amine (TEA) may be used. In the dispersion, a solvent of water, such as ions or ethanol or ethylene glycol, may be used as a dispersion solvent. As a chain extender for lengthening chains by reacting with unreacted isocyanates, diamines or triamines having two or three active hydrogen groups such as hydrazine hydride (HH) and ethylene diamine (ED) may be used. The urethane resin prepared as described above has the characteristics of a general urethane resin, but the urethane resin used in the present invention is characterized by combining an acrylic acid component in order to more easily dissolve in alcohol and to exhibit the thickening characteristic to the maximum. The method of combining the acrylic acid component with the urethane resin includes acrylics having a hydroxyl group in the unreacted isocyanate of the urethane, for example, hydroxyl ethyl methacrylate (HEMA) and hydroxyl ethyl acrylate (HEA: Hydroxyl ethyl acrylate). ) And hydroxyl propyl methacrylate (HPMA: Hydroxyl Propyl Metacrylate) and the like, and acryl acid is added to the carbon double bond of the acryl to allow the acrylic acid to bind to the urethane. More specifically, the above-mentioned diisocyanate reacts with the polyol mentioned above and the alcohol at the end of DMPA to form a urethane bond, and after the alcohol of HEMA reacts again with the remaining isocyanate, it is added to the carbon double bond of HEMA. The acrylic acid is reacted to add an acrylic bond to form an acrylic acid grafted to the final urethane chain. The urethane-acrylic polymer thus prepared may be prepared in various ways depending on physical properties and viscosity. Physical properties such as tensile strength, hardness, water resistance, pigment dispersibility, etc. depend greatly on the type of polyol, and tensile strength, hardness, etc. vary depending on the type of isocyanate, and the final particle size varies depending on the DMPA content. Dispersion stability. The content of HEMA depends on the content of acrylic acid, which can be standardized by the acid value (mgKOH / g). The acid value control can vary the content according to the required conductivity or dispersion stability of the final paint. To disperse the urethane-acrylic prepolymer thus prepared, neutralize the carboxyl group of the prepolymer with amine with trivalent amine, mainly TEA. . After neutralization, high-speed stirring while adding water forms stable particles. After the water dispersion, the isocyanate of the prepolymer is designed to remain. The remaining isocyanate is reacted with diamine or triamine to increase the molecular weight through a chain extend process. As the acrylic acid component, all acrylic components having a carboxyl group in acrylic may be used. For example, acrylic (Acrylic acid), methacrylic acid (MAA), or the like may be used. The acrylic modified urethane resin prepared as provided in the present invention is easily dissolved in alcohol, in particular ethanol, has excellent viscosity characteristics, and has excellent conduction characteristics since it has ionization sites compared to solvent-type resins. The amount of the acrylic acid-modified urethane resin according to the present invention is preferably used in an amount of 1 to 60% by weight in the total composition. In this case, when the content of the resin is less than 1% by weight, it is difficult to form a coating film during coating, even if a coating film is formed. There is a disadvantage in that the physical properties such as properties and durability, etc., in the case of exceeding 60% by weight, the metal powder content is relatively low, the resistance is high and the shielding performance is inferior. The metal powder according to the present invention may be selected from silver, silver coated copper or nickel powder, and the particle size is preferably 2 to 300 μm, and is not particularly limited for the present invention. As the thickener used in the present invention, an inorganic thickener such as bentonite or silica, or an organic thickener such as polyacrylic acid, polyvinyl alcohol or polyurethane may be used, and a metal powder having a high specific gravity may be separated from the binder resin at less than 0.5 wt%. When coating the coated object, the film flows down or the metal is separated, so that the shielding property is partially lost.If the coating property exceeds 30% by weight, the viscosity of the coating liquid increases, so that the coating film of the thin film cannot be formed when the coating agent is applied. It is coated on the metal, which lowers the electrical conductivity, thereby reducing the shielding performance. In the present invention, unlike conventional organic solvents, alcohol is used as a solvent, 10 to 60% by weight, but less than 10% by weight is difficult to paint due to the increase in viscosity and difficult to dissolve binders and other additives difficult to secure proper physical properties When it exceeds 60% by weight, the composition may not be provided with an appropriate viscosity, resulting in a decrease in coating properties due to metal separation and lack of binder resin. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples, and those skilled in the art do not depart from the scope of the claims. It is obvious that the modifications can be made within the scope.

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실시예 1 내지 4Examples 1-4

아크릴 에시드 개질 우레탄 수지의 제조Preparation of Acrylic Acid Modified Urethane Resin

2000㎖ 4구 플라스크에 폴리올, 트리메틸올프로판(TMP, Trimethyol propane), N-메틸 피롤리돈(NMP, N-Methyl pyrrolidone), 디메틸프로피온산(DMPA, Dimethyl propionic acid)를 넣고 온도를 74 ∼86℃ 사이로 승온하고 이어서 이소포론디이소시아네이트(IPDI, Isoporone diisocyanate), 디부틸틴디라우레이트(DBTDL, Dibutyltin dilaulate)를 첨가하면서 반응을 진행하고 30분 이상을 유지한 다음, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(HEMA, Hydroxyl ethyl metacrylate)와 아크릴에시드(AA, Acrylic acid)를 첨가한 후 30분 이상의 시간을 유지한다. 이때, 이소시아네이트는 HEMA의 알코올과 반응하며, AA는 HEMA의 탄소 이중결합과 부가반응을 진행한다. 이후 온도를 28∼38℃로 낮추고, 트리에틸아민(TEA, Triethyl amine)을 첨가한 후 약 30분을 유지하고, 물(Deionized Water)을 첨가하면서 교반시킨다. 물이 모두 첨가된 후 하이드라진 하이드레이트(Hydrazine hydrate)를 첨가하여 미반응 이소시아네이트와 반응시키고 30분 이상을 유지한다. TEA는 DMPA와 AA의 에시드기와 반응하여 중화되며 수분산을 가능하게 하는 사이트로 작용한다. 이렇게 제조된 수지는 고형분이 33∼38%이며, 산가는 약 119㎎KOH/g, 점도는 410∼470cps 이며, 에탄올에 용해하기 쉬운 수지가 된다.Put a polyol, trimethyol propane (TMP, Trimethyol propane), N-methyl pyrrolidone (NMP) and dimethyl propionic acid (DMPA) in a 2000 ml four-necked flask The reaction was carried out with the addition of isophorone diisocyanate (IPDI) and dibutyltin dilaurate (DBTDL, Dibutyltin dilaulate), followed by maintaining for at least 30 minutes, followed by hydroxy ethyl methacrylate (HEMA, Hydroxyl ethyl metacrylate) and acrylic acid (AA) are added and maintained for more than 30 minutes. At this time, the isocyanate reacts with the alcohol of HEMA, and AA undergoes the addition reaction with the carbon double bond of HEMA. After lowering the temperature to 28 ~ 38 ℃, triethylamine (TEA, Triethyl amine) is added and maintained for about 30 minutes, and stirred while adding the water (Deionized Water). After all of the water is added, hydrazine hydrate is added to react with unreacted isocyanate and maintained for at least 30 minutes. TEA is neutralized by reacting with the acid groups of DMPA and AA and acts as a site for dispersing water. The resin thus prepared has a solid content of 33 to 38%, an acid value of about 119 mgKOH / g, a viscosity of 410 to 470 cps, and a resin that is easily dissolved in ethanol.

아크릴 에시드 개질 우레탄 수지 제조의 구체적인 구성비는 아래 표 1에 나타었다. Specific composition ratios of the acrylic acid-modified urethane resin production are shown in Table 1 below.

성분ingredient 함량(%)content(%) 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanateIsophorone diisocyanate 12.3912.39 폴리올(Polyol)Polyol 13.0413.04 트리메틸올 프로판(Trimethyol propane)Trimethyol propane 0.43 0.43 N-매틸 피롤리돈(N-Methyl pyrrolidone)N-Methyl pyrrolidone 9.26 9.26 디메틸 프로피오닉 에시드(Dimethyl propionic acid)Dimethyl propionic acid 1.74 1.74 디부틸틴 디라우레이트(Dibutyltin dilaulate)Dibutyltin dilaulate 0.02 0.02 하이드록실 에틸 메타크릴레이트(Hydroxyl ethyl metacrylate)Hydroxyethyl methacrylate 2.17 2.17 아크릴 에시드(Acrylic acid)Acrylic acid 4.35 4.35 트리에틸 아민(Triethyl amine)Triethyl amine 2.17 2.17 물(Deionized Water)Deionized Water 53.9853.98 하이드라진 하이드레이트(Hydrazine Hydrate)Hydrazine Hydrate 0.430.43 TotalTotal 1,000.01,000.0

이어서 200㎖ 플라스틱 캔에 수지와 에탄올을 넣고 고속 분산기(High Speed Dissolver)로 혼합한 다음 메탈을 넣고 800∼1500rpm으로 10분간 교반시킨다. 이후 증점제인 SCT-275를 넣고 8분간 교반하고 분산제인 Byk 345를 넣고 20분간 교반한다. 제조된 도료 조성물의 성분 및 함량은 아래 표 2와 같다. Subsequently, the resin and ethanol were added to a 200 ml plastic can, mixed with a high speed dissolver, and then metal was added and stirred at 800 to 1500 rpm for 10 minutes. Then add the thickener SCT-275 and stir for 8 minutes, add Byk 345 dispersant and stir for 20 minutes. Components and contents of the prepared coating composition are shown in Table 2 below.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 성분ingredient 함량(중량%)Content (% by weight) 수지Suzy 2020 2020 2020 2020 에탄올ethanol 3434 4444 5252 6060 은분말Silver powder 4040 3030 -- -- 은코팅구리분말Silver Coated Copper Powder -- -- 2020 1010 증점제Thickener 55 55 77 1010 분산제Dispersant 1One 1One 1One 1One 합계Sum 100100 100100 100100 100100

실시예 1 내지 4에 의해 제조된 EMI 도료 조성물과 종래 용제형 EMI 돌 및 수성 EMI 도료의 물성을 비교한 바 아래 표 3과 같다. Comparison of the physical properties of the EMI coating composition prepared in Examples 1 to 4 with the conventional solvent-type EMI stone and water-based EMI paint as shown in Table 3 below.

구분 물성           Classification Property 용제형 EMISolvent EMI 수성 EMIAqueous EMI 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예4Example 4 초기저항(Ω)Initial resistance (Ω) 0.30.3 0.50.5 0.10.1 0.20.2 0.20.2 0.40.4 부착성(1mm 간격,cross cut tape test)Adhesiveness (1mm interval, cross cut tape test) 100/100100/100 80/10080/100 100/100100/100 100/100100/100 100/100100/100 100/100100/100 장기고온시험(85℃×10days)Long-term high temperature test (85 ℃ × 10days) 0.50.5 0.70.7 0.30.3 0.40.4 0.30.3 0.50.5 고습시험(35℃×90%RH×10daysHigh Humidity Test (35 ℃ × 90% RH × 10days 0.50.5 0.60.6 0.30.3 0.40.4 0.30.3 0.50.5 내, 냉열사이클시험Cold and cold cycle test 0.60.6 0.70.7 0.40.4 0.50.5 0.40.4 0.50.5 플라스틱내충격성Plastic impact resistance 55 >20> 20 >20> 20 >20> 20 >20> 20 >20> 20

상기 표 3으로부터 초기 저항은 용제형, 수성 및 알코올형 EMI 도료 조성물이 서로 비슷하나 물성에 따라 약간의 차이가 있음을 알 수 있다. 부착성에 있어서는 수성 EMI가 다소 불량하며, 장기고온 시험이나, 고습시험, 내냉열 시험에서는 알코올형의 물성이 우수함을 알 수 있는데, 이는 건조성이 빠른 에탄올과 에탄올형 우레탄 수지가 메탈과 혼합되어 최적의 상용성을 가져서 도막형성시 금속을 표면에 눕게하는 효과가 크기 때문이다. 용제형 EMI는 플라스틱의 내충격성이 본 발명의 조성물에 비하여 매우 낮은데 이는 용제가 플라스틱 표면을 녹이기 때문이다. It can be seen from the Table 3 that the initial resistance is similar to the solvent type, aqueous and alcohol type EMI coating compositions but slightly different depending on the physical properties. In terms of adhesion, aqueous EMI is somewhat poor, and it can be seen that the properties of alcohol type are excellent in long-term high temperature test, high humidity test, and cold / heat test. This is because it has a high compatibility with the metal lying on the surface when forming a coating film. Solvent EMI has a very low impact resistance of the plastic compared to the composition of the present invention because the solvent melts the plastic surface.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 알콜형 EMI 조성물은 유기용제를 사용하지 않기 때문에 피착물의 표면손상이 없고, 오염의 우려가 없어 작업성이 용이하면서도 전자파 차폐 효능이 우수하여 각종 전자부품에 사용되는 폴리카보네이트, ABS 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 수지와 같은 플라스틱 소자 코팅 또는 전자파가 발생되는 각종 플라스틱 케이스, 특히 핸드폰케이스, 노트북 케이스 및 전자부품 케이스 코팅용으로 널리 사용될 수 있다. As described above, the alcohol-type EMI composition according to the present invention does not use an organic solvent, there is no surface damage of the adherend, and there is no fear of contamination, so it is easy to work and has excellent electromagnetic shielding effectiveness, which is used in various electronic components. It can be widely used for coating a plastic element such as polycarbonate, ABS resin, polystyrene, polyvinyl chloride resin or various plastic cases in which electromagnetic waves are generated, in particular, cell phone case, notebook case and electronic component case coating.

Claims (4)

바인더 수지인 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지 1 내지 60중량%와, 구리, 니켈, 은 중 적어도 어느 하나이상의 금속분말 2 내지 60중량%와, 증점제 0.5 내지 30중량%와, 에탄올 10 내지 60중량%와, 분산제 1 내지 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMI 도료 조성물.1 to 60% by weight of an acrylic acid-modified urethane resin which is a binder resin, 2 to 60% by weight of a metal powder of at least one of copper, nickel and silver, 0.5 to 30% by weight of a thickener, 10 to 60% by weight of ethanol, EMI coating composition comprising 1 to 2% by weight of dispersant. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 금속분말은 그 입도가 2 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 EMI 도료 조성물.EMI coating composition, characterized in that the metal powder has a particle size of 2 to 300㎛. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 아크릴 에시드 개질 우레탄 수지는,The acrylic acid modified urethane resin, 폴리올에 디이소시아네이트를 첨가하여 승온한 후 반응을 진행시켜 폴리우레탄을 수득하는 단계와; Adding a diisocyanate to the polyol to raise the temperature, and then performing a reaction to obtain a polyurethane; 미반응 이소시아네이트에 하이드록시기를 가지는 아크릴을 반응시켜 아크릴의 탄소 이중결합에 아크릴 에시드를 부가반응시켜 우레탄에 아크릴 에시드를 결합시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 EMI 도료 조성물.EMI reaction composition comprising the step of reacting acryl having a hydroxy group to the unreacted isocyanate by the addition of acrylic acid to the carbon double bond of the acrylic to bond the acrylic acid to the urethane. 삭제delete
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