KR100820408B1 - 방청왁스 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방청왁스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나프텐계광유, 왁스, 방청첨가제, 알키드수지, 및 첨가제를 함유한 방청 왁스 조성물에 있어서, 산화석유왁스와 마이크로 스탈린왁스가 최적의 비로 혼합된 왁스를 사용하고, 방청첨가제로 칼슘 석유 술포네이트와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트를 혼합하여 방청성이 향상되고, 작업 시 휘발유기성분이 감소되어 자동차 차체 부위용 왁스로 적용할 수 있는 우수한 방청왁스 조성물에 관한 것이다.

방청왁스, 나프텐, 산화석유왁스, 마이크로 스탈린왁스

Description

방청왁스 조성물{The composition for anticorrosion Wax}

본 발명은 방청왁스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나프텐계광유, 왁스, 방청첨가제, 알키드수지, 및 첨가제를 함유한 방청 왁스 조성물에 있어서, 산화석유왁스와 마이크로 스탈린왁스가 최적의 비로 혼합된 왁스를 사용하고, 방청첨가제로 칼슘 석유 술포네이트와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트를 혼합하여 방청성이 향상되고, 작업 시 휘발유기성분이 감소되어 자동차 차체 부위용 왁스로 적용할 수 있는 우수한 방청왁스 조성물에 관한 것이다.

최근, 자동차 산업에서 자동차 실내 뿐만 아니라, 자동차 제조 작업장에서 유해 환경으로부터 차단하고자 하는 노력들이 진행되고 있다. 특히 자동차 제조과정에서 자동차 차체의 용접부위의 방청목적으로 사용되는 기존의 방청왁스는 용제에 왁스 및 첨가제 등을 희석하여 도포 후 용제의 휘발에 의하여 차체에 왁스와 첨가제만 남아 방청을 하였다. 따라서 이러한 방청왁스는 도포 후 건조 시 휘발 되는 용제에 의하여 작업장 내에 별도의 환풍기 등을 이용하여 휘발 되는 용제를 제거해야만 했다. 이러한 방청목적으로 사용되는 왁스의 유해휘발성 유기 화합물을 저감하고자 대한민국 공개특허 제 10-2006-0021198호와 같이 이온 교환수를 조성물에 포함시킨 수용성 방청왁스와 같은 기술도 있으나, 이런 기술은 방청왁스에 포함된 물을 증발시키기 위하여 높은 온도의 건조 조건이 필요 되는 단점이 있었다. 따라서 자동차용 방청왁스로서 휘발성분을 배출하지 않고, 별도의 가열건조 장비도 소요되지 않으며, 기존 왁스와 동등한 성능의 방청성능의 왁스 개발이 절실 하다.

이에, 본 발명자들은 휘발성분을 가지는 용제 대신에 나프텐계 광유를 사용하고, 이러한 나프텐계 광유 도포 후 흘러내림 문제를 해결하기 위하여 알키드 수지를 조성물에 도포 하여 흘러내림을 방지하고, 작업 시 유해 휘발성 유기물 발생이 없고, 별도의 고온건조장치가 필요치 않으며, 방청성능이 용제형 방청왁스와 동등한 왁스 조성물을 개발하였다.

따라서, 본 발명은 유해 휘발성 유기물의 발생이 없으며, 도포 후 흘러내림이 없는 방청왁스 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명은 나프텐계 광유 10 ∼ 20 중량%; 산화석유왁스와 마이크로 스탈린왁스가 10 : 5 ∼ 15 : 10 중량비로 혼합된 왁스 15 ∼ 25 중량%; 칼슘 석유술포네이트와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트가 10 :35 ∼ 20 : 45 중량비로 혼합된 방청첨가제 45 ∼ 64.5 중량%; 알키드 수지 10 ∼ 29.5 중량%; 및 억포제, 건조제, 계면활성제 및 표면스킨방지제를 포함하는 기타 첨가제 0.5 ∼ 2 중량%를 함유한 방청왁스 조성물에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 나프텐계 광유, 왁스, 방청첨가제, 알키드 수지, 및 첨가제를 함유한 방청 왁스 조성물에 있어서, 산화석유왁스와 마이크로 스탈린왁스가 최적의 비로 혼합된 왁스를 사용하고, 방청첨가제로 칼슘 석유 술포네이트와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트를 혼합하고, 기타첨가제를 함유한 방청왁스 조성물로, 작업 시 유해 휘발성 유기물 발생이 생기는 문제점을 개선하고 방청성이 향상된 방청왁스 조성물에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 방청왁스 조성물에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

오일은 왁스, 방청첨가제, 알키드 수지, 및 첨가제를 용해 시키고, 방청왁스의 분무를 용이하게 하기 위하여 사용되고, 탄화수소가 주성분이며, 석유 원유의 상압증류 잔사유를 감압 증류하여 유출한 기름을 분리하여 얻어 낸다. 오일은 인화점에 따라 구분 되어지는데 일반적인 오일의 경우 방향족 성분이 포함되어 있기 때문에 정제방법에 따라 발암성이 포함될 수 있다. 따라서 본 발명은 일반적인 오일을 사용하지 않고 고도로 정제된 나프텐계 광유를 사용하고, 오일의 점도 는 100 ℃ 기준으로 3 cSt를 가지며, 인화점은 100 ℃ 이상이며, 그 함량은 10 ~ 20 중량%를 사용한다. 상기 함량이 10 중량% 미만 시 점도가 지나치게 높아 분무가 되지 아니하고, 20 중량% 초과 시 건조시간이 지나치게 길어 분무 후 흘러내리는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용하는 왁스는 포화탄화수소를 주성분으로 한 것으로, 피막형성 물질로 적용하고, 방청성도 부여 한다. 상기 왁스는 피막 형성 시 수분통과를 차단하는 장벽 역할을 한다. 상기 왁스는 융점이 높을수록 발수성이 좋아지고 온도에 대한 감응성이 높아진다. 왁스는 포화탄화수소 이므로 온도에 대한 감응성이 높아 저온에서 점도가 급격히 증가하는 현상이 있기 때문에 본 발명에서는 한 종류가 아닌 산화석유왁스와 마이크로 스탈린 왁스를 10 : 5 ~ 15 : 10 중량비로 혼합하여 사용한다. 상기 중량비가 10 : 5 미만 시 도포 후 쉽게 흘러내려 차체 녹발생을 유발하고, 15 : 10 중량비 초과 시 방청성은 양호하나 건조시간이 길어지는 문제점이 발생한다

상기 산화석유왁스(Oxidized Petroleum Wax)는 융점이 80 ℃, 전산가 17.5 mgKOH/g 을 특징으로 하는 왁스이며, 두번째 마이크로스탈린왁스(일반적으로 마이크로왁스라 부름)는 고점도 윤활 증류분(Lube distillate)과 탈아스팔트잔사유(Deasphalted oil from residue)등으로부터 용제추출법에 의해 탈납된 왁스로서 초기에는 무정형왁스(Amorphous wax)라고도 불리며 측쇄형 포화탄화수소를 주성분으로 하고 있고, 침상형과 접착성이 있는 백색 또는 노란색의 왁스이다. 유분과의 친화력이 크기 때문에 유분으로부터 분리가 쉽지 않아 파라핀왁스에 비해 유 분함량이 높은편이다. 상기 마이크로왁스는 다른 종류의 왁스(광물성, 식물성왁스)와 잘 조화되어 융점 및 경도를 높이는데 사용된다. 마이크로 왁스는 측쇄형 포화탄화수소를 가지고 있어 온도에 따른 점도변화가 상대적으로 적어 첫번째로 사용된 산화석유왁스(Oxidized Petroleum Wax)의 온도에 따른 점도변화가 큰 것을 보완하는 역할도 하며, 이러한 마이크로왁스는 융점이 70 ℃이며, 전산가가 1.5 mgKOH/g 인 것이 특징이다. 이러한 왁스의 함량은 15 ~ 25 중량% 범위로 사용하며, 15 중량% 미만 시 방청성이 불량하게 되어 방청 왁스의 기능을 할 수 없고, 점도가 지나치게 낮아져 도포 후 흐름이 발생하게 되며, 25 중량% 초과 시 방청성은 양호하나 건조 시간이 길어지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 사용하는 방청 첨가제는 칼슘석유술포네이트(Calcium petroleum sulfonate)와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트를 10 : 35 ~ 20 : 45 중량비로 사용하였는 바 10 : 35 중량비 미만 시 방청성이 나빠지게 되고, 20 : 45 중량비 초과 시 2차 흐름성이 나빠지는 문제점이 발생한다

금속염의 술포네이트는 세계적으로 가장 많이 적용되는 방청첨가제로서 알킬기의 종류에 따라 방청성에 차이나 발생되는 것으로 알려져 있다. 이러한 금속염 술포네이트 중 산소원자의 이중결합이 금속과 화학적으로 흡착을 실시하여 녹의 원인이 되는 수분과 산소의 금속표면으로의 부착을 차단하는 효과가 있다. 또한 술포네이트는 금속이온을 붙여 비누로 만드는데 이 금속이온의 종류에 의한 차이는 술포네이트의 성질을 좌우하게 된다. 일반적으로 바륨이 가장 좋은 방청성을 나타내며, 칼슘이온을 붙인 것은 내열성이 우수하다. 이러한 술포네이트는 단지 방청성만 부여하는 것이 아니라 용액시스템에 첨가하는 왁스를 안정화 시키는 효과도 있으며 요변성(유동성)을 부여한다. 본 기술에 사용된 칼슘석유술포네이트(Calcium petroleum sulfonate)는 융점이 182 ℃ 이며, 전산가가 45 mgKOH/g인 것을 사용하였고, 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트는 액상으로 절대점도가 10000 cP를 사용하였으며 함량은 45 ~ 64.5 중량% 범위로 사용한다. 45 중량% 보다 적게 사용하면 방청 성능이 나빠지게 되고, 64.5 중량% 초과 시 2차 흐름성이 나빠지게 된다.

본 발명에서 사용하는 알키드 수지는 다염기산과 다가알코올을 반응시킨 에스테르를 기본으로 하고, 다시 지방산 또는 기름에 반응시켜 얻어지는 성분으로서 본 발명에 사용된 불휘발분 100 %의 수지이다. 상기 알키드 수지는 40 ℃ 동점도가 31 cSt, 전산가는 22 mgKOH/g인 것을 사용하였으며 함량은 10 ~ 29.5 중량%가 적당하다. 10 중량% 미만 시 방청왁스가 흘러내리는 문제점이 발생하며, 29.5 중량% 초과 시 저장 안정성이 나빠지게 된다.

본 발명에서 사용하는 기타 첨가제는 방청 왁스의 기포생성을 억제하는 억포제, 차제 표면에 묻어 있는 수분을 도포 시 효과적으로 방청왁스로 흡수 시키는 계면활성제, 알키드 수지를 산화 시키는 건조제, 보관 시 노출표면에서의 조기 경화를 방지하는 스킨방지제 등 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용하며, 그 사용량은 0.5 ~ 2 중량% 이고, 0.5 중량% 미만 시 알키드 수지가 건조되지 않아 쉽게 흘러 내림이 발생하고 2 중량% 초과 시 조기 건조되어 분무가 되지 않는 문제점이 발생한다. 상기 억포제는 아크릴폴리머, 계면활성제는 지방산에스테 르, 건조제는 코발트 촉매, 표면스킨방지제는 옥심화합물을 사용한다.

본 발명의 방청왁스 조성물의 제조 방법은 당 분야에서 사용하는 방법으로 그 방법을 특별히 한정하지 않는다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 3

아래 표 1에 나타낸 바와 같이 각 성분을 상온에서 교반기에 의하여 혼합후 방청왁스 조성물을 제조 하였고, 아래 시험 방법에 의하여 시험 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.

비교예 1

실시예 1과 동일하게 실시하되 왁스를 납사솔벤트 함량이 55%인 것을 사용하는 것을 제외하고 동일하게 조성물을 제조하였고, 아래 시험 방법에 의하여 시험 후 그 결과를 표2에 나타내었다.

비교예 2

대한민국 공개특허 제 10-2006-0021198 호의 실시예 1로 제조한 수용성 방청 왁스.

<시험방법>

(1) 불휘발분 : 불휘발분은 시료 약 2 g을 바닥이 평평한 용기에 채취하여, 그 무게를 달아 105 ~ 110 ℃로 조정된 강제환기 건조기 내에서 3 시간 가열한 후, 테시케이트 내에서 냉각한 후의 무게를 측정하고, 다음 식에 따라 산출하였다.

불휘발분(중량%)= 불휘발분(g)/시료채취량(g) × 100

(2) 염수분무시험 : KSM 2109에 의하여 실시하였다.

(3) 점도: 부룩필드 점도계를 사용하여 평가하였다.

(4) 2차 흐름성: 용제로 세정한 0.8t × 70 × 150 mm의 강판(SPCC)에 방청제를 100μ 되도록 도포하여 24시간 방치한 후, 80 ± 5 ℃의 분위기 중에 수직으로 24 시간 매달아 둔 후 흐름의 길이(mm)를 측정하였다.

(5) 도막에 대한 영향: KSM 5400(도료일반 시험방법)에 준하여 평가하였다.

(6) 고무에 대한 영향: KSM 5400(도료일반 시험방법)에 준하여 평가하였다.

종합하면, 실시예 1 ~ 3 은 비교예 1 ~ 2 보다 불휘발분이 많아 작업 시 배출되는 유해 휘발성 유기 성분이 크게 개선되었으며, 점도도 우수하다.

상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 방청왁스 조성물은 유해 휘발성 유기 성분 배출이 크게 개선되었으며, 2차 흐름성, 도막, 고무에 대한 영향이 기존 방청 왁스와 동등하며, 작업환경도 개선되며, 자동차 등의 방청왁스로 적용이 가능하다.

Claims (5)

1. 나프텐계 광유 10 ∼ 20 중량%;

   산화석유왁스와 마이크로 스탈린왁스가 10 : 5 ∼ 15 : 10 중량비로 혼합된 왁스 15 ∼ 25 중량%;

   칼슘 석유술포네이트와 바륨 디노닐나프탈렌 술포네이트가 10 :35 ∼ 20 : 45 중량비로 혼합된 방청첨가제 45 ∼ 64.5 중량%;

   알키드 수지 10 ∼ 29.5 중량%; 및

   억포제, 건조제, 계면활성제 및 표면스킨방지제를 포함하는 기타 첨가제 0.5 ∼ 2 중량%를 함유한 것을 특징으로 하는 방청왁스 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 억포제는 아크릴 폴리머인 것을 특징으로 하는 방청왁스 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 건조제는 코발트 촉매인 것을 특징으로 하는 방청왁스 조성물.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 계면활성제는 지방산 에스테르인 것을 특징으로 하는 방청왁스 조성물.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 표면스킨방지제는 옥심화합물인 것을 특징으로 하는 방청왁스 조성물.