KR100546716B1 - 저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물 - Google Patents

저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 저온에서 쉽게 경화될 수 있어 승온이 어렵거나 열에 민감한 소재에서도 사용할 수 있는 저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 화학식 1의 저온경화성 에폭시 수지 100중량부; 경화제 30 내지 500중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물을 제공한다.
분체도료, 저온경화, 에폭시수지

Description

저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물{Powder coating composition using low-temperature curable epoxy resin}
본 발명은 저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 저온에서 쉽게 경화될 수 있어 승온이 어렵거나 열에 민감한 소재에서도 사용할 수 있는 저온 경화성 에폭시 수지를 이용한 분체도료용 조성물에 관한 것이다.
에폭시 수지는 분자내에 2개 이상의 에폭시기를 가지고 있는 화합물로서, 촉매 또는 경화제 존재하에 실온 혹은 가열하면 3차원 구조로 되는 열경화성 수지의 일종이다. 그러나 경화제 또는 촉매를 가하지 않고 가열하면 경화되지 않는다는 점에서 다른 열경화성 수지와 다르다. 경화된 에폭시 수지는 접착력, 기계적 물성, 전기적 성능, 내약품성 등이 우수하기 때문에 주형품, 성형품, 도료 등에 널리 사용되고 있다.
특히 금속을 비롯한 각종 재질에 대한 접착성과 내수성, 내약품성이 우수하여 도막의 강인성이 우수한 에폭시 수지는 알키드나 페놀 수지계 도료 대신 널리 사용되고 있다.
분체도료는 분말 형태의 필름형성용 조성물을 유기용매 또는 물과 같은 휘발성 분산매를 사용하지 않고 피도장물의 표면에 도포한 후 가열용융시키는 방법으로 사용되는 도료를 의미한다. 분체도료는 액상 도료와 비교하여 용제가 불필요하고 단 1회의 도장으로도 두꺼운 도막을 얻을 수 있으며, 용제에 용해되지 않는 고분자 수지도 이용할 수 있다는 장점이 있어 건축자재, 자동차 부품, 파이프, 기계 부품, 전자제품, 철제 가구 등 그 용도 및 수요가 증대되고 있다.
열경화성 분체도료는 일반적으로 분체도료용 수지를 경화제, 안료, 첨가제 등과 함께 압출기나 고온의 롤밀과 같은 블렌더에서 80 내지 130℃로 가열하여 용융 혼합시킨 다음 분쇄함으로써 제조된다. 다른 방법으로는 성분들을 볼밀 또는 리본 블렌더와 같은 혼합기를 이용하여 상온에서 혼합함으로써 제조할 수 있다.
분체도료는 다양한 도장법, 예를 들어 용사법, 유동층법 또는 정전도장법에 의하여 도장될 수 있으나, 정전도장법이 가장 널리 이용되고 있다.
분체도료에 사용되는 수지는 크게 에폭시계와 폴리에스테르계 수지로 구분될 수 있다. 에폭시계 수지로는 일반적으로 비스페놀-A와 에피클로로히드린을 염기 또는 산 촉매하에서 반응시켜 제조되는 비스페놀-A계 에폭시 수지를 사용하는데, 내약품성을 비롯한 내식성은 우수하나 고온에서 경화가 이루어지므로 짧은 시간에 승온이 어려운 금속계의 두꺼운 도장물에는 많은 열에너지를 가해야 하므로 에너지 손실이 크며, 열에 민감한 소재에는 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.
한편, 통상의 비스페놀화합물의 글리시딜에테르에 대해서, 더 한층 그의 이급수산기에 에피클로로히드린을 반응시켜 얻은 다관능의 비스페놀형 에폭시수지가 전기 전자부품의 실링재로, 적층판 등의 용도로 사용되는 것이 제안되고 있다. (예컨대 미국특허 제4623701호, 일본국 특개평5-5020호, 특개평6-248055호, 특개평6-298904 등) 그러나 이들의 공지기술은 이를 이용해서 분체도료를 제조하는 것에 관해서는 전혀 기재하고 있지 않다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 과제는 에폭시 수지 고유의 물성인 내식성을 유지하면서 저온에서도 경화가 가능한 저온경화성 에폭시 수지를 이용하는 분체도료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여,
하기 화학식 1의 저온경화성 에폭시 수지 100중량부; 경화제 30 내지 500중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물을 제공한다.
Figure 112002034656415-pat00001
(식 중, n은 0.1 내지 30의 실수이고, R1 및 R2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소원자 1내지 5의 알킬 또는 알콕시이고, X는 수소원자 또는 글리시딜기로서 X의 20%이상은 글리시딜기이다. )
상기 화학식 1의 에폭시 수지에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, n은 1 내지 15의 실수인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 비스페놀-A계 경화제 또는 폴리에스테르계 경화제인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분체 도료 조성물은 상기 화학식 1의 저온 경화성 에폭시 수지 100중량부에 대하여 당량 600 내지 1500g/eq의 비스페놀-A계 범용 분체도료용 에폭시 수지 10 내지 200중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분체 도료 조성물은 안료, 산화방지제, 충진제, 광안정제, 경화촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
일반식 1중 R로 표시된 탄소원자수 1내지 5의 알킬기로는 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 등의 기를 들수 있다. 또한 n은 0.1내지 30, 특히 1내지 15인 수를 표시하고, x는 수소원자 또는 글리시딜기를 표시하며, x의 20%이상, 특히 25%이상이 글리시딜기이다.
여기서 n 및 x는 평균값을 의미한다.
n이 0.1미만이거나 또는 x의 20% 미만만이 글리시딜기라면 삼관능성 이상의 다관능성 에폭시화합물의 함량이 적기 때문에 경화성이나 도막물성이 만족스럽지 못하여 바람직하지 않다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
일반적인 에폭시 수지는 내식성은 우수하나 고온에서 경화되는 특성을 가지므로, 이를 개선하기 위해 본 발명의 분체도료용 조성물에서는 에폭시 수지에 다관능성을 부여한 상기 화학식 1의 저온 경화성 에폭시수지를 사용함으로써 기존의 내식성을 유지하면서 저온경화성을 보완하는 것이 가능하게 하였다.
본 발명의 분체도료용 조성물은 주제로서 상기 화학식 1의 다관능성 및 저온경화성 에폭시 수지를 사용하고, 경화제로는 비스페놀-A계 또는 폴리에스테르계 수지를 사용한다. 즉 산무수물이나 아민과 같은 일반 도료용 경화제를 사용하지 않고, 저온에서 가열함으로써 상기 분체도료용 조성물을 경화 반응시키는 것이 가능하도록 경화제로서 비스페놀-A계 또는 폴리에스테르계 수지를 사용한 것이다.
본 발명의 분체도료용 조성물에서 사용되는 상기 비스페놀-A계 경화제 또는 폴리에스테르계 경화제의 사용량은 상기 화학식 1의 다관능성 에폭시 수지 100중량부에 대하여 30 내지 500중량부를 사용할 수 있는데, 그 이유는 주제와 경화제의 관능기가 당량반응에 의해 완전히 반응하여 미반응 관능기가 남아있지 않도록 하기 위함이다.
본 발명의 분체도료용 조성물에 함유되는 상기 화학식 1의 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 600 g/eq 미만인 것이 바람직하다. 그 이유는 에폭시당량이 600 g/eq을 초과하는 경우에는 경화물이 착색되거나 물성이 저하할 우려가 있기 때문이다.
본 발명의 분체도료용 조성물에서 경화제로서 사용되는 폴리에스테르계 경화제는 당업계에서 분체도료용 조성물에 통상적으로 사용되는 것으로서 에폭시 수지와의 경화 반응에 참여할 수 있는 카르복실기를 함유하는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 유리전이온도가 55 내지 65℃이고, 산가는 30 내지 80 정도인 것이 바람직하다.
상업적으로 구득가능한 상기 폴리에스테르계 경화제의 예로서는 상표명 KP-3520(대한민국 국도화학주식회사 제조), 상표명 KP-3531(대한민국 국도화학주식회사 제조), 상표명 KP-3620(대한민국 국도화학주식회사 제조), 상표명 KP-3720(대한민국 국도화학주식회사 제조) 등이 있다.
또한 본 발명의 본 발명의 분체도료용 조성물에서 경화제로서 사용되는 비스페놀-A계 경화제는 당업계에서 분체도료용 조성물에 통상적으로 사용되는 것으로서 말단기에 OH기를 가지며, 이와 같은 페놀 OH기의 당량은 200 내지 800인 것이 바람직하다.
상업적으로 구득가능한 상기 비스페놀-A계 경화제로서는 예를 들어 상표명 KD-410J(국도화학주식회사 제조), 상표명 KD-406(국도화학주식회사 제조), 상표명 KD-420(국도화학주식회사 제조), 상표명 KD-426(국도화학주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 본 발명의 분체 도료용 조성물은 당량 600 내지 1500g/eq의 비스페놀-A계 범용 분체도료용 에폭시 수지를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이들은 분체도료가 경화할 때 비스페놀-A계 및 폴리에스테르계 경화제와 반응하여 경화물을 형성한다. 상기와 같은 당량 600 내지 1500g/eq의 비스페놀-A계 범용 분체도료용 에폭시 수지는 상기 화학식 1의 저온 에폭시 수지 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하며, 그 함량이 10중량부 미만이면 첨가로 인한 효과가 적고, 200중량부를 초과하면 저온 경화효과가 없어지며 기계적 물성이 낮아지므로 바람직하지 않다.
본 발명의 분체도료용 조성물은 당업계에 공지된 탈포제를 소정량 함유하는 것이 바람직한데, 탈포제는 도막 표면에 기포 발생을 억제하는 역할을 하며, 그 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20중량부가 바람직하다. 탈포제의 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면 물성에 악영향을 끼치게 된다.
본 발명의 분체도료용 조성물에 사용되는 레벨링제는 도막의 평활성을 부여 하는 것으로서, 그 함량은 0.1 내지 20중량부가 바람직하다. 레벨링제의 함량이 상기 범위를 벗어나게 되면 마찬가지로 기계적 물성에 좋지 않은 영향을 끼친다.
본 발명의 상기 분체도료용 조성물은 상기 성분들 이외에도 당업계에서 분체도료용 조성물에 통상적으로 첨가하는 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 안료, 산화방지제, 충진제, 광안정제, 경화촉진제 또는 자외선 흡수제 등이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 화학식 1의 저온경화성 다관능성 에폭시수지는 예를 들어 하기 화학식 2의 구조를 갖는 비스페놀-A계 에폭시수지와 에피클로로히드린을 중합하여 제조할 수 있다.
Figure 112002034656415-pat00002
(식중, R1 및 R2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C5의 알킬 또는 알콕시이고, n은 1 내지 30의 실수이다)
본 발명의 저온 경화성 에폭시 수지를 제조하기 위하여 사용되는 에피클로로히드린은 1,2-에폭시-3-클로로프로판으로도 불리며 하기 화학식 3과 같은 구조를 가지고, 무색투명한 액체로서 dl-체와 l-체가 알려져 있으며 보통 dl-체를 지칭한다.
Figure 112002034656415-pat00003
상기 화학식 2의 비스페놀-A계 화합물과 상기 화학식 3의 에피클로로히드린을 반응킴으로써 본 발명의 상기 화학식 1의 다관능성 에폭시계 수지를 제조할 수 있으며, 그 제조방법은 구체적으로 하기 반응식 1과 같다.
Figure 112002034656415-pat00004
상기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 화학식 2의 비스페놀-A계 에폭시수지를 촉매하에 과량의 상기 화학식 3의 에피클로로히드린과 반응시켜 상기 화학식 1의 다관능성 에폭시계 수지를 얻을 수 있다.
상기 반응의 반응온도는 50 내지 180℃의 범위이며, 30 내지 250 Torr의 감압조건하에서 반응이 이루어진다. 상기 반응의 반응시간은 2 내지 30시간이다.
상기 반응에 사용되는 촉매로서는 알카리, 루이스산 및 층간이동촉매를 들수 있다.
여기서 알카리로서는 예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘 등을 들 수 있고,
루이스산으로는 예를들면, 삼불화붕소, 염화주석, 염화아연 등을 들 수 있으며,
층간이동촉매로는 예를 들면, 테트라메틸암모늄클로라이드, 테트라부틸암모늄브로마이드, 메틸트리옥틸암모늄클로아이드, 메틸트리데실암모늄클로라이드, N, N-디메틸피로리듐클로라이드, N-에틸-N-메틸피로리듐이요다이드, N-부틸-N-메틸피로리듐브로마이드, N-벤질-N-메틸피로리듐클로라이드, N-에틸-N-메틸피로리듐브로마이드, N-부틸-N-메틸모포늄브로마이드, N-부틸-N-메틸모포늄이요다이드, N-알릴-N-메틸모포늄브로마이드, N-메틸-N-벤질피페리듐클로라이드, N-메틸-N-벤질피페리듐브로마이드, N,N-디메닐피페리듐이요다이드, N-메틸-N-에틸피페리듐아세테이트, N-메틸-N-에틸피페리듐이요다이드 등을 들 수 있지만, 테트라메틸암모늄클로라이드 가 바람직하다.
본 반응에서 에피클로로히드린의 사용량은 디글리시딜에테르의 수산기 1당량에 대해서 1당량 이상 특히 2 ~ 10당량의 범위내에서 사용되며, 알카리는 글리시딜화된 수산기 1당량에 대해서 0.1 ~ 2.0몰, 특히0.3 ~ 1.5몰 사용하며, 층간이동촉매는 반응물 전중량에 대해서 0.01~10몰%, 특히 0.2~2몰% 사용된다.
또한 본 반응은 탄화수소, 에테르 또는 케톤과 같은 용매하에서 행해질 수 있지만, 과잉의 에피클로로히드린을 용매로서 사용할수 도 있다.
또한 전기 일반식(1)에서 표시된 에폭시수지는 X의 20 ~ 100%가 글리시딜기이지만 에피클로로히드린의 과잉량, 반응온도, 반응압력, 반응시간, 촉매의 종류 및 사용량 등의 반응조건을 조정하는 것에 의해 임의로 조정가능하다.
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상기 반응에서 얻어진 본 발명의 화학식 1의 다관능성 에폭시계 수지는 에폭시 당량이 200 내지 600의 값을 가지며, n의 값은 1 내지 30의 값을 갖는다.
출발물질로서 가해지는 상기 화학식 3의 에피클로로히드린은 상기 화학식 2의 비스페놀-A계 에폭시 수지에 비해 과량으로 가하는 것이 바람직하며, 상기 화학식 2의 비스페놀-A계에 대하여 1:30 내지 1:80의 몰비로 가해진다.
출발물질로서 가해지는 상기 화학식 2의 비스페놀-A계 에폭시 수지는 에폭시 당량이 400 내지 2000의 값을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 400 내지 1000의 값을 갖는 수지가 더욱 바람직하다.
이와 같은 상기 화학식 2의 비스페놀-A계 에폭시 수지는 특별한 제한 없이 시중에서 구입가능한 제품을 구입하여 사용할 수도 있으나, 하기 반응식 2의 공정에 따라 제조하는 것도 가능하다.
Figure 112002034656415-pat00005
(식중, R1, R2 및 n은 상기 일반식 1에서 정의한 바와 같다.)
상기 반응식 2에 나타낸 바와 같이 상기 화학식 4의 통상의 비스페놀-A계 화합물과 상기 화학식 3의 에피클로로히드린을 반응시켜 본 발명의 출발물질로서 사용되는 상기 화학식 2의 비스페놀-A계 에폭시 수지를 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하지만 본 발명의 범주가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
참조예 1: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지①(에폭시당량 650, n=3.4) 65중량부, 에피클로로히드린46.3중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.2중량부을 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨8.5중량부을 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액의 환류하에 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭시 당량 340, G[일반식(1)에서 x가 글리시딜화되는 비율]=65%)(EP-1)를 얻었다.
참조예 2: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지②(에폭시당량 475, n=2.1) 47.5중량부, 에피클로로히드린46.3중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.2중량부을 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨5.5중량부을 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액을 환류하에서 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭시 당량 310, G=62%)(EP-2)를 얻었다.
참조예 3: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지③ (에폭시당량 1000, n=5.8) 200중량부, 에피클로로히드린46.3중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.2중량부을 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨15중량부를 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액을 환류하에서 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭시 당량 420, G=55%)(EP-3)를 얻었다.
참조예 4: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지② 47.5중량부, 에피클로로히드린92.5중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.4중량부을 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨4.9중량부을 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액을 환류하에서 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭시 당량 278, G=82%)(EP-4)를 얻었다.
참조예 5: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지① 65중량부, 에피클로로히드린 162중량부 및 디메틸술폭시드 81.0중량부을 주입했다. 수산화나트륨9.1중량부를 70℃에서 교반하면서 서서히 첨가하고, 첨가후 3시간 반응을 더 시켰다. 다음 미반응의 에피클로로히드린 및 디메틸술폭시드의 대부분을 감압하에 제거하고 부산염과 디메틸술폭시드를 함유하는 반응생성물을 메틸이소부틸케톤150중량부에 용해하여 여기에 30%수산화나트륨수용액2중량부를 가해, 70℃에서 2시간반응했다. 냉각, 유수분리후 용매를 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시수지(에폭시당량 295, G=90%)(EP-5)를 얻 었다.
참조예 6: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀F계 에폭시수지④(에폭시당량: 1000, n=6.6)100중량부, 에피클로로히드린 46.3중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.4중량부를 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨4.9중량부을 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액의 환류하에서 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭시 당량 320, G=65%)(EP-6)를 얻었다.
참조예 7: 다관능성 에폭시 수지의 제조
환류장치, 교반장치, 감압장치, 적하장치를 준비한 플라스크안에 비스페놀A 계에폭시수지⑤ (에폭시당량 700, n=3.7) 50중량부, 에피클로로히드린130중량부 및 테트라메틸암모늄크로라이드 0.4중량부을 주입하고, 적하 장치 중에 수산화나트륨8.5중량부을 48중량%수용액으로 주입해 두었다. 수산화나트륨수용액의 환류하에 50-60℃의 내부온도에서 80torr압력으로 2시간에 걸쳐서 적하하고 동시에 물을 공비증류에 의해 제거하였다. 그 후 2시간 동안 반응을 더 시키고 냉각, 여과하고, 용매를 이베퍼레이터로 증발제거하여, 목적하는 다관능성 에폭시 수지(에폭 시 당량 304.5, G=85%)(EP-7)를 얻었다.
실시예 1 내지 12: 분체도료용 조성물의 제조
상기 참조예 1 내지 참조예 7에서 얻어진 다관능성 에폭시 수지를 사용하여 하기 표 1에 기재된 조성을 갖는 각각의 성분을 배합한 후 히팅된 압출기 ZSK25(W&P사제, Main screw rpm:250)를 통과시켜 완전히 배합하였다. 얻어진 물질을 미세입자로 분쇄하고 GEMA 정전기 스프레이 건(60-80KV)을 사용하여 금속 표면 상에 도포하여 도막을 형성하였다. 상기 분체도막이 형성된 상기 금속을 140℃에서 경화시켰다.
비교예 : 분체도료용 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 조성을 갖는 분체도료용 조성물을 상기 실시예 1에 기재된 방법에 따라 제조하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
다관능성에폭시수지(EP-1) 90 69
다관능성에폭시수지 (EP-2) 65
다관능성에폭시수지 (EP-3) 78
다관능성에폭시수지 (EP-4) 77 59
다관능성에폭시수지 (EP-5) 81 57
다관능성에폭시수지 (EP-6) 83
다관능성에폭시수지 (EP-7)
비스페놀A계에폭시수지① 29 28 33 32 38 35 95 64 49
KD-242G 43 67 140
ＫＰ－３５２０ 210 202 207 188 223 210 219 206 182 205 193 184 160
벤조인 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
ＰＶ５ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
ＢａＳＯ４ 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
ＴｉＯ２ 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
２－메틸이미다졸 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
상기 표 1의 성분 중, 상표명 KD-242G(국도화학주식회사 제조)는 650-725g/eq의 비스페놀-A계 범용 분체도료용 에폭시 수지를 나타내며, 상표명 KP-3520(국도화학주식회사 제조)은 분체도료용 폴리에스테르 수지이며 경화제의 용도로 사용되었다.
벤조인과 상표명 PV5(Wolee사제)는 각각 탈포제와 레벨링제의 용도로 사용되었으며, BaSO4는 충진제, TiO2는 안료, 2-메틸이미다졸은 경화촉진제의 용도로 사 용되었다.
실험예 1: 충격성 시험, 에릭슨 시험 및 겔화시간 측정 시험
상기 실시예 1 내지 12, 및 비교예의 충격성시험, 에릭슨시험 및 겔화시간 측정 시험을 수행하여 그 결과를 하기 표 2에 기재하였으며, 측정방법은 다음과 같다.
충격성 시험: ASTM D2794에 따라 수행하였다.
에릭슨 시험: ISO1520에 따라 수행하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
충격성 (Direct, 1㎏?50㎝) 130℃×20분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ X
140℃×15분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
150℃×10분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
에릭슨 （8㎜） 130℃×20분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
140℃×15분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
150℃×10분 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
겔화시간 （초） 130℃ 170 225 235 250 160 185 150 180 220 147 168 230 421
140℃ 104 130 140 150 100 105 98 105 123 95 104 138 275
150℃ 65 80 83 85 62 67 60 67 78 57 65 82 183
(O: 양호, △: 미세균열, X: 균열)
상기 표 2에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명의 다관능성 에폭시 수지를 사용한 실시예 1 내지 12는 동일 경화조건에서 비교예 1보다 경화물성, 즉 충격성 및 에릭슨시험시 기계적 물성이 보다 우수함을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 다관능성 에폭시 수지를 포함하는 분체도료용 조성물은 저온경화성이 매우 우수하므로 짧은 시간에 승온이 어려운 금속계의 두꺼운 도장물 및 열에 민감한 소재 등에 사용할 수 있으므로 적은 에너지만으로도 충분한 경화를 얻을 수 있으므로 에너지 절감 및 그에 따른 환경보호 측면에서 보다 유리하다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1의 저온경화성 에폭시 수지 100중량부; 비스페놀A계 경화제 또는 폴리에스테르계 경화제 30 내지 500중량부를 포함함을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112005032761187-pat00006
    (식 중, n은 0.1 내지 30의 실수이고, R1 및 R2는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소원자 1내지 5의 알킬 또는 알콕시이고, X는 수소원자 또는 글리시딜기로서 X의 20%이상이 글리시딜기이다. )
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시수지는 하기 화학식 4로 표시되는 에폭시수지인 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
    [화학식 4]
    Figure 112002034656415-pat00007
    식 중 R1, R2 및 n은 청구항 1항과 동일하다.
  3. 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 에폭시 수지의 R1 및 R2는 메틸이고, n은 1 내지 15의 실수인 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 탈포제 0.1 내지 20중량부; 및 레벨링제 0.1 내지 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 1의 저온 에폭시 수지 100중량부에 대하여 당량 600 내지 1500g/eq의 비스페놀-A계 범용 분체도료용 에폭시 수지 10 내지 200중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 안료, 산화방지제, 충진제, 광안정제, 경화촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료용 조성물.
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