KR100956081B1 - Surface Treating Composition of Metal and Method of Manufacturing the Same - Google Patents

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Abstract

크롬을 함유하지 않으며, 고내식성을 발휘하는 금속의 표면 처리제가 개시되어 있다. 상기 금속의 표면 처리제는 유기수지와 무기바인더가 고형분비로 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합된 유기-무기 복합수지 60 내지90 중량부와 방청 내식제 2 내지 10 중량부와 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드 및 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 10 중량부와 금속 킬레이트제 2 내지 10 중량부와 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제 3 내지 12 중량부를 포함하는 조성을 갖는다. 상기 금속의 표면 처리제는 내식성, 내알칼리성, 가공부 내식성, 도장후 내식성이 우수하고, 크롬 성분을 포함하지 않아 환경 친화형 강판을 제공하기에 매우 효과적이다.A surface treating agent of a metal that does not contain chromium and exhibits high corrosion resistance is disclosed. The metal surface treatment agent includes 60 to 90 parts by weight of an organic-inorganic composite resin, in which an organic resin and an inorganic binder are coupled at a ratio of 90:10 to 55:45, and 2 to 10 parts by weight of an anticorrosive corrosion agent and sodium hydride. 0.5 to 10 parts by weight of at least one inorganic resin gelling accelerator selected from the group consisting of hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, 2 to 10 parts by weight of a metal chelating agent, and 3 to 12 parts by weight of an additive including a curing agent and a lubricant It has a composition containing a part. The surface treatment agent of the metal is excellent in corrosion resistance, alkali resistance, processed part corrosion resistance, corrosion resistance after coating, and does not contain a chromium component, which is very effective to provide an environmentally friendly steel sheet.

아연도금강판, 표면처리, 내알칼리성, 밀착성 Galvanized Steel Sheet, Surface Treatment, Alkali Resistance, Adhesiveness

Description

금속의 표면 처리제 및 이의 제조 방법{Surface Treating Composition of Metal and Method of Manufacturing the Same}Surface Treating Composition of Metal and Method of Manufacturing the Same

본 발명은 크롬 성분을 포함하지 않는 금속의 표면 처리제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 강판의 도장전 내식성을 확보할 수 있는 크롬을 포함하지 않는 금속의 표면 처리제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treating agent of a metal that does not contain a chromium component and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a surface treating agent of a metal that does not contain chromium, which can ensure corrosion resistance before coating of a metal steel sheet, and a method for manufacturing the same. It is about.

최근 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 환경 오염물질 즉, 크롬(Cr), 납(Pb), 카드늄(Cd), 수은(Hg), PBB, PBDE 등에 대한 사용 규제가 강화되고 있는 실정이다. 특히 EU에서 도입한 유해물질 사용제한 지침(RoHS; Restriction of Hazardous Substances, '06.7.1 시행), 폐 가전 처리지침(WEEE; Waste from Electrical and Electronic Equipment, 2006.7.1 시행), 폐차 처리지침(ELV; End-of-Life Vehicles, 2007.1.1 시행), 신환경 규제 관리법(REACH; Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals) 등이 대표적인 예로서, 이는 전세계의 모든 기업들로 하여금 환경 친화적인 제품의 개발, 공장 내의 폐기물 삭감, 그린조달 등 새로운 환경관리 정책에 대한 적극적인 대응을 필요로 하고 있다.Recently, with increasing interest in environmental issues around the world, regulations on the use of environmental pollutants such as chromium (Cr), lead (Pb), cadmium (Cd), mercury (Hg), PBB, and PBDE have been tightened. . In particular, the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) implemented by the EU (Restricted of Hazardous Substances, June 06, 2004), Waste from Electrical and Electronic Equipment (WEEE) (2006.7.1), and the disposal of waste vehicles (ELV). End-of-Life Vehicles (enacted on January 1, 2007) and the Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals (REACH) are examples of products that enable companies around the world to develop environmentally friendly products, It is required to actively respond to new environmental management policies such as waste reduction and green procurement in factories.

종래에는, 자동차 재료, 가전제품, 건축재료 등의 용도에 이용되는 아연도금 강판 및 아연계 합금도금 강판, 알루미늄 도금강판, 알루미늄계 합금도금강판, 냉연강판, 열연강판에 내식성 및 도장밀착성 등을 부여하기 위해 표면에 크롬을 주성분으로 하는 크로메이트 피막을 코팅하는 표면처리법이 일반적으로 실시되고 있다. 주요 크로메이트 처리로서는 전해형 크로메이트와 도포형 크로메이트가 있으며, 이중에서 전해형 크로메이트 처리는 6가 크롬을 주성분으로 하고 그 외에 황산, 인산, 붕산 및 할로겐 등의 각종 음이온을 첨가한 처리액을 이용하여 금속판을 음극전해하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다. 한편, 도포형 크로메이트 처리는 미리 6가 크롬의 일부를 3가로 환원한 용액에 무기 콜로이드, 무기 이온을 첨가한 처리액으로 하여, 금속판을 그 안에 침적하거나, 처리액을 금속판에 스프레이하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다.Conventionally, galvanized steel sheet and zinc-based alloy plated steel sheet, aluminum plated steel sheet, aluminum alloy plated steel sheet, cold rolled steel sheet, hot rolled steel sheet, etc., which are used for automotive materials, home appliances, building materials, etc., are provided with corrosion resistance and paint adhesion. In order to do this, a surface treatment method of coating a chromate coating mainly composed of chromium on the surface is generally performed. The main chromate treatments are electrolytic chromate and coated chromate. Among them, electrolytic chromate treatment consists of hexavalent chromium as a main component and a metal plate using a treatment solution containing various anions such as sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, and halogen. Cathode electrolysis is generally practiced. On the other hand, in the coating type chromate treatment, a method in which an inorganic colloid and an inorganic ion are added to a solution in which a part of hexavalent chromium is reduced to trivalent beforehand is used to deposit a metal plate therein or spray the treatment solution onto the metal plate. It is carried out by.

이러한 방법들을 사용할 경우 크로메이트 처리액에 함유된 6가 크롬의 유독성으로 인해 작업환경 및 배수처리 등에서 다양한 대책을 필요로 하며, 상기 표면처리금속을 사용한 자동차, 가전, 건재 제품 등의 리사이클 및 폐기처리에 있어서도 인체 유해성과 환경오염 문제를 야기시키고 있다.When using these methods, due to the toxicity of hexavalent chromium contained in the chromate treatment solution, various measures are required in the working environment and drainage treatment, and the recycling and disposal of automobiles, home appliances, building materials, etc. using the surface treatment metals. In addition, it causes human health and environmental pollution.

따라서 각 철강사들은 6가 크롬을 함유하지 않으면서도 내식성, 내알칼리성, 전도성 등을 비롯한 각종 요구 특성을 만족할 수 있는 크롬을 함유하지 않는 표면처리 강판을 개발하는데 주력하고 있다. 종래에는 강판의 표면에 주로 인산염을 주성분으로 조성한 금속염 피막을 1차로 코팅시킨 후 그 상부에 주로 아크릴 및 우레탄 수지를 주성분으로 조성한 수지계 피막을 2차로 코팅시켜 제조하는 방법, 또는 상기 1차 피막과 2차 피막을 수지계 피막으로 형성시키는 방법을 통하여 크롬을 함유하지 않는 표면처리 금속강판을 제조하였다.Therefore, each steel company is focusing on developing a surface-treated steel sheet that does not contain hexavalent chromium and does not contain chromium that can satisfy various requirements such as corrosion resistance, alkali resistance and conductivity. Conventionally, a method of manufacturing a metal salt film mainly composed of phosphate as a main component on the surface of a steel sheet, and then coating a resin-based film mainly composed of acryl and urethane resin as a main component thereon, or the primary film and the second A surface-treated metal steel sheet containing no chromium was produced through the method of forming the primary coating into a resin coating.

그러나 상기 제품들은 금속염 또는 피막 두께에 따라 금속강판의 전기 전도성과 용접성을 저하시키는 경우가 많아서 LCD, PDP, 복사기, 프린터, VCR, 컴퓨터 등의 전자파 억제, 내부 노이즈(Noise) 억제 및 가공성 확보를 위한 용도에는 적합하지 않는 문제점이 있다. 또한 최근에는 대부분의 가전사가 전도성이 우수한 크롬을 함유하지 않는 표면처리 강판을 요구함에 따라서, 상기 수지계 피막을 1차 코팅만 하는 방법으로 크롬을 함유하지 않는 코팅 강판을 개발하고 있다. 그러나 수지계 표면처리 조성물의 조성이 특별히 우수하지 않는 한 내식성 등의 품질특성이 종래의 크롬처리 또는 인산염 하지 코팅강판에 비해 크게 저하되는 문제점이 있다.However, these products often lower the electrical conductivity and weldability of the metal sheet according to the metal salt or the film thickness, so that the electromagnetic wave suppression, internal noise suppression and processability of LCD, PDP, copier, printer, VCR, and computer are secured. There is a problem that is not suitable for use. In addition, in recent years, since most home appliances require surface-treated steel sheets that do not contain chromium having excellent conductivity, they have developed coated steel sheets that do not contain chromium by a method of primary coating the resin-based coating. However, unless the composition of the resin-based surface treatment composition is particularly excellent, there is a problem in that quality characteristics such as corrosion resistance are significantly lower than those of conventional chromium-treated or phosphate coated steel sheets.

또한, 종래 6가 크롬을 전혀 포함하지 않으면서도 전도성을 고려한 코팅처리법으로서 폴리 아닐린을 금속판 상에 코팅하는 방법이 일본 특허공개 평8-92479호 공보, 특허공개 평8-500770호 공보에 개시되어 되어 있다. 그러나, 강직성(剛直性)이 높고 밀착성이 낮은 폴리아닐린이 금속과 수지 피막 간에 존재하기 때문에 폴리아닐린과 금속계면 및 폴리아닐린과 수지계면에서 피막이 쉽게 박리될 수 있다. 이 때문에 강판에 의장성, 더욱이 내식성 및 기타 기능들을 부여하기 위하여 상부에 도장을 할 경우에 문제점이 있다. 밀착성이 낮은 피막은 일반적으로 내식성이 낮은 것으로 알려져 있다. 또한 용액안정성이 낮아서 침전물이 많이 발생하고, 독한 냄새가 발생하여 전반적으로 작업환경의 저해 등 작업성이 떨어지는 문제점도 있다. In addition, a method of coating polyaniline on a metal plate as a coating method considering conductivity without including any conventional hexavalent chromium is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-92479 and 8-500770. have. However, since the polyaniline having high rigidity and low adhesion exists between the metal and the resin film, the film can be easily peeled off from the polyaniline and the metal interface and the polyaniline and the resin interface. Because of this, there is a problem when painting the upper portion in order to give the design, more corrosion resistance and other functions to the steel sheet. Low adhesion films are generally known to have low corrosion resistance. In addition, the solution stability is low, there is a lot of sediment, a bad smell occurs there is also a problem in the workability, such as inhibition of the overall working environment.

아연도금 강판은 건재, 자동차, 가전제품 등에 폭넓게 사용되고 있으며 많은 가공을 통하여 완제품으로 만들어진다. 크롬을 함유한 금속표면처리제는 크롬의 희생부식에 의하여 가공부의 내식성을 충분히 확보할 수 있었으나, 크롬을 함유하지 않는 금속 표면 처리제는 가공전 평판부의 내식성 확보는 가능하나 가공부의 내식성이 취약한 단점이 있다. 또한 가공을 한 후 외부에 도장을 하기 위하여 알칼리 탈지를 실시하는데 알칼리 탈지 과정에서 가공부위의 표면처리 피막에 손상으로 내식성 및 도장성이 취약한 단점이 있다.Galvanized steel is widely used in building materials, automobiles, home appliances, etc. and is made of finished products through many processes. The surface treatment agent containing chromium could sufficiently secure the corrosion resistance of the processed part by sacrificial corrosion of chromium. However, the surface treatment agent containing no chromium can secure the corrosion resistance of the flat plate part before processing, but it has the disadvantage that the corrosion resistance of the processed part is weak. . In addition, alkali degreasing is performed to coat the exterior after processing, but there is a disadvantage in that corrosion resistance and paintability are vulnerable due to damage to the surface treatment film of the processing part in the alkali degreasing process.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 크롬을 함유하지 않고, 금속 강판에 우수한 내식성, 내 알칼리성, 가공부 내식성, 도장후 내식성을 부여하는 금속의 표면 처리제를 제공하는데 있다. In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a surface treatment agent of a metal that does not contain chromium and imparts excellent corrosion resistance, alkali resistance, processed part corrosion resistance, corrosion resistance after coating to the metal steel sheet.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 금속의 표면 처리제를 제조하는 방법을 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a method for producing the surface treatment agent of the metal.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금속의 표면 처리제를 제공하는데 있다. 상기 금속의 표면 처리제는 유기수지와 무기바인더가 고형분비로 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합된 유기-무기 복합수지 60 내지90 중량부와 방청 내식제 2 내지 10 중량부와 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드 및 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 10 중량부와 금속 킬레이트제 2 내지 10 중량부와 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제 3 내지 12 중량부를 포함하는 조성을 갖는다. The present invention for achieving the above object is to provide a surface treatment agent of a metal. The metal surface treatment agent includes 60 to 90 parts by weight of an organic-inorganic composite resin, in which an organic resin and an inorganic binder are coupled at a ratio of 90:10 to 55:45, and 2 to 10 parts by weight of an anticorrosive corrosion agent and sodium hydride. 0.5 to 10 parts by weight of at least one inorganic resin gelling accelerator selected from the group consisting of hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, 2 to 10 parts by weight of a metal chelating agent, and 3 to 12 parts by weight of an additive including a curing agent and a lubricant It has a composition containing a part.

상술한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금속의 표면 처리제의 제조방법을 제공한다. 상기 금속의 표면 처리제를 제조하기 위해서는 먼저 반응물 100중량% 기준으로 2 내지 10중량%의 커플링제의 존재하에서 상기 유기수지 및 무기 바인더를 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합을 시켜 유기-무기 복합수지를 제조한다. 이어서, 수득된 유기-무기 복합수지 60 내지 90 중량부, 방청 내식제 2 내 지 10 중량부, 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드, 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 10 중량부, 금속 킬레이트제 2 내지 10 중량부 및 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제 3 내지 12 중량부를 혼합한다. 이에 따라, 본 발명의 금속의 표면 처리제가 제조된다. In order to achieve the above-mentioned other object, the present invention provides a method for producing a surface treatment agent of a metal. In order to prepare the surface treatment agent of the metal, the organic resin and the inorganic binder are coupled to each other at a ratio of 90:10 to 55:45 in the presence of a coupling agent of 2 to 10% by weight based on 100% by weight of the reactant. Manufacture inorganic composite resins Subsequently, at least one inorganic resin gelling selected from the group consisting of 60 to 90 parts by weight of the obtained organic-inorganic composite resin, 2 to 10 parts by weight of rust preventive corrosion inhibitor, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. 0.5 to 10 parts by weight of accelerator, 2 to 10 parts by weight of a metal chelating agent, and 3 to 12 parts by weight of an additive including a curing agent and a lubricant are mixed. Thereby, the surface treating agent of the metal of this invention is manufactured.

이때, 상기 유기수지로 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성의 에폭시 수지, 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 수분산성 우레탄 수지 및 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 아크릴-우레탄 수지 등을 사용할 수 있다. 특히, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 에폭시 수지와, 하기 화학식 1의 포스포닉산 화합물 또는 하기 화학식 2의 포스피닉산 화합물의 반응으로 수득될 수 있다. Herein, the water-soluble epoxy resin, epoxy-phosphate resin, acrylic- or vinyl-based monomer-modified epoxy-phosphate resin, acrylic resin, vinyl-based resin, water-dispersible urethane resin and acrylic or vinyl Acrylic-urethane resin etc. modified with the system monomer can be used. In particular, the epoxy-phosphate resin may be obtained by reaction of an epoxy resin with a phosphonic acid compound of Formula 1 or a phosphonic acid compound of Formula 2 below.

(R)m1[PO(OH2)]n1 --------(화학식 1)(R) m1 [PO (OH 2 )] n1 -------- (Formula 1)

(R)m2(R1)q[PO(OH2)]n2 -----(화학식 2)(R) m 2 (R 1) q [PO (OH 2 )] n 2 ----- (Formula 2)

상기 화학식 1 및 2에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, m1m2는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이며 n1n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며 q는 0 내지 2의 정수이다.In Formulas 1 and 2, R and R1 are each independently hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with a hetero atom, and m1 and m2 are each independently 1 to 2 Is an integer, n1 and n2 are each independently an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 2.

언급한 바와 같이 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 금속의 표면 처리제는 유기수지-무기바인더 복합수지를 포함하여 무기수지의 겔화를 촉진시켜 아연도금강 판의 알칼리탈지성, 내식성, 가공성, 가공후 내식성, 도장 후 강판의 내식성, 밀착성이 우수한 특성을 갖는다. 또한, 상기 금속의 표면 처리 조성물은 크롬 성분을 포함하지 않아 환경오염을 방지할 수 있다.As mentioned, the surface treatment agent of the metal produced by the method according to the present invention promotes gelation of inorganic resins, including organic resin-inorganic binder composite resins, thereby improving alkali degreasing, corrosion resistance, processability, and post-processing corrosion resistance of galvanized steel sheets. After coating, the steel sheet has excellent characteristics of corrosion resistance and adhesion. In addition, the surface treatment composition of the metal does not contain a chromium component can prevent environmental pollution.

이하, 본 발명의 다양한 관점들에 따른 금속의 표면 처리제 및 이의 제조방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다.Hereinafter, a metal surface treatment agent and a method of manufacturing the same according to various aspects of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art.

금속의 표면 처리제 Surface treatment agent of metal

본 발명에 따른 금속의 표면 처리제는 수득된 수용성 유기수지-무기바인더 복합수지와, 방청 내식제, 무기바인더 겔화촉진제, 금속 킬레이트제, 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제를 포함하는 조성을 갖는다. The surface treatment agent of the metal according to the present invention has a composition comprising the water-soluble organic resin-inorganic binder composite resin obtained and an additive comprising an antirust corrosion agent, an inorganic binder gelling accelerator, a metal chelating agent, a curing agent and a lubricant.

상기 유기-무기 복합수지는 유기수지와 무기바인더가 고형분비로 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합되어 형성된다. 구체적으로 상기 유기-무기 복합수지에서 유기 수지와 무기바인더는 70:30 내지 60: 40의 중량비로 혼합 또는 커플링되는 것이 바람직하다. 이는 상기 유기수지의 함량이 20중량비 미만이면 금속의 표면처리 조성물이 아연도금 강판에 안정되게 부착할 수 없으며, 80 중량비를 초과하면 내식성이 저하되기 때문이다. The organic-inorganic composite resin is formed by coupling the organic resin and the inorganic binder in a solid ratio of 90:10 to 55:45. Specifically, in the organic-inorganic composite resin, the organic resin and the inorganic binder are preferably mixed or coupled in a weight ratio of 70:30 to 60:40. This is because if the content of the organic resin is less than 20 weight ratio, the surface treatment composition of the metal cannot be stably attached to the galvanized steel sheet, and if it exceeds 80 weight ratio, the corrosion resistance is lowered.

특히, 상기 유기-무기 복합수지를 수득하기 위해 적용되는 커플링제는 고형분을 기준으로 상기 유기수지와 무기바인더의 총합 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량%를 사용하고, 바람직하게는 3 내지 8중량%를 사용한다. 상기 커플링제의 예로서는 비닐계 실란, 에폭시계 실란, 아미노계 실란, 알콕시계 티탄 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In particular, the coupling agent applied to obtain the organic-inorganic composite resin is used 2 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight based on 100 parts by weight of the total of the organic resin and inorganic binder based on solids Use%. Examples of the coupling agent include vinyl silane, epoxy silane, amino silane, alkoxy titanium, and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more.

이하, 상기 유기수지 및 복합 수지에 대하여 상세히 설명한다. 상기 유기수지는 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성 또는 수분산성 수지를 사용하는 바람직하다. 이는 상기 유기 수지에 카르복실기와 하이드록시기가 없으면 수분산 안정성이 저하되고, 커플링제와 반응 가능한 관능기의 위치가 없으므로 안정한 복합화 반응이 일어날 수 없기 때문이다. 구체적으로, 상기 유기수지의 예로서는 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성의 에폭시 수지, 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 수분산성 우레탄 수지, 및 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 아크릴-우레탄 수지 등을 들 수 있다.Hereinafter, the organic resin and the composite resin will be described in detail. The organic resin is preferably a water-soluble or water-dispersible resin having a carboxyl group or a hydroxyl group. This is because if the organic resin does not have a carboxyl group and a hydroxyl group, the water dispersion stability is lowered, and since there is no position of a functional group that can react with the coupling agent, a stable complexation reaction cannot occur. Specifically, examples of the organic resin include a water-soluble epoxy resin having a carboxyl group or a hydroxyl group, an epoxy-phosphate resin, an epoxy-phosphate resin modified with an acrylic or vinyl monomer, an acrylic resin, a vinyl resin, a water-dispersible urethane resin, and And acrylic urethane resins modified with acrylic or vinyl monomers.

본 발명에서 사용할 수 있는 에폭시 수지는 비스페놀 에이형 수지, 비스페놀 에프형 수지 및 노볼락 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지의 분자량은 900 내지 7000인 것이 바람직하다. 이는 상기 에폭시 수지의 분자량이 900 미만일 경우에는 변성반응이 어렵고, 건조 도막의 내수성이 불량하며, 7000을 초과할 경우 변성 반응에 의한 수용화가 어렵기 때문이다. 또한 에폭시 수지의 에폭시 당량은 450 내지 3500인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지의 분자량과 당 량을 조절하기 위하여 저분자량의 액체 에폭시 수지로부터 비스페놀을 첨가하여 반응시켜 분자량을 조절할 수 있다. 상기 에폭시 수지는 부착성, 내열성, 내식성, 상도 도장성 등이 우수하여 금속 소재의 피복재에 널리 사용되고 있다. 그러나 에폭시 수지만을 사용할 경우 박막으로 코팅되는 피복재에서는 도막 형성 능력과 내식성이 부족할 수 있다. As the epoxy resin that can be used in the present invention, a bisphenol A-type resin, a bisphenol F-type resin, a novolak resin, and the like can be used. It is preferable that the molecular weight of the said epoxy resin is 900-7000. This is because when the molecular weight of the epoxy resin is less than 900, the modification reaction is difficult, the water resistance of the dry coating film is poor, and when it exceeds 7000, it is difficult to receive water by the modification reaction. Moreover, it is preferable that the epoxy equivalent of an epoxy resin uses 450-3500. In order to control the molecular weight and the equivalent of the epoxy resin, bisphenol may be added and reacted from the low molecular weight liquid epoxy resin to adjust the molecular weight. The epoxy resin is excellent in adhesion, heat resistance, corrosion resistance, top coat coating properties, etc., widely used in metal coating materials. However, when only epoxy resin is used, the coating material coated with a thin film may lack coating film forming ability and corrosion resistance.

또한, 본 실시예서는 에폭시 수지에, 하기 화학식 1의 포스포닉산 및 화학식 2의 포스피닉산 화합물 및/또는 아크릴 모노머를 변성 반응시킬 경우 도막 형성 능력과 금속 소재와의 밀착성이 뛰어나 내식성, 가공성 및 가공부 내식성이 향상된다. 따라서, 본 발명의 유기수지로 에폭시 수지를 하기 화학식 1의 포스포닉산 화합물 또는 화학식 2의 포스피닉산 화합물과 반응시켜 제조되는 에폭시-포스페이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the present embodiment, when the phosphonic acid of the formula (1) and the phosphonic acid compound of the formula (2) and / or the acrylic monomer are modified by the epoxy resin, the coating film forming ability and adhesion to the metal material are excellent. Machining part corrosion resistance is improved. Therefore, it is preferable to use an epoxy resin prepared by reacting an epoxy resin with a phosphonic acid compound of Formula 1 or a phosphonic acid compound of Formula 2 as the organic resin of the present invention.

(R)m1[PO(OH2)]n1 --------(화학식 1)(R) m1 [PO (OH 2 )] n1 -------- (Formula 1)

(R)m2(R1)q[PO(OH2)]n2 -----(화학식 2)(R) m 2 (R 1) q [PO (OH 2 )] n 2 ----- (Formula 2)

상기 화학식 1 및 2에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, m1m2는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이며 n1n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며 q는 0 내지 2의 정수이다.In Formulas 1 and 2, R and R1 are each independently hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with a hetero atom, and m1 and m2 are each independently 1 to 2 Is an integer, n1 and n2 are each independently an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 2.

특히, 상기 화학식 1의 포스포닉산과 상기 화학식 2의 포스피닉 산 화합물은 변성수지의 수용화 및 아미노 수지를 사용한 경화제를 사용할 경우 경화 속도를 증 진시키는 효과가 있어 작업성 향상에 매우 유리하다.In particular, the phosphonic acid of the formula (1) and the phosphonic acid compound of the formula (2) is very advantageous in improving workability because there is an effect of increasing the curing rate when using a curing agent using a water-soluble and an amino resin of the modified resin.

상기 화학식 1의 포스포닉산 화합물의 예로서는 아미노트리메틸포스포닉산, 아미노-2-벤질포스포닉산, 3-아미노프로필포스포닉산, o-아미노페닐포스포닉산, 4-메토시페닐포스포닉산, 아미노페닐포스포닉산, 아미노프로필포스포닉산, 벤질포스포닉산, 부틸포스포닉산, 2-카르복실에틸포스포닉산, 도데실포스포닉산, 에틸포스포닉산, 하이드로겐포스포닉산, 메틸벤질포스포닉산, 메틸포스포닉산, 옥타데실포스포닉산, 페닐포스포닉산, 디페닐포스포닉산, 페닐포스포닉산 등을 들 수 있다. Examples of the phosphonic acid compound of Chemical Formula 1 include aminotrimethylphosphonic acid, amino-2-benzylphosphonic acid, 3-aminopropylphosphonic acid, o-aminophenylphosphonic acid, 4-methoxyphenylphosphonic acid, Aminophenylphosphonic acid, aminopropylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, butylphosphonic acid, 2-carboxyethylphosphonic acid, dodecylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, hydrogenphosphonic acid, methylbenzyl Phosphonic acid, methyl phosphonic acid, octadecyl phosphonic acid, phenyl phosphonic acid, diphenyl phosphonic acid, phenyl phosphonic acid, etc. are mentioned.

상기 화학식 2의 포스피닉산 화합물의 예로서는 아미노트리메틸포스피닉산, 아미노-2-벤질포스피닉산, 3-아미노프로필포스피닉산, o-아미노페닐포스피닉산, 4-메토시페닐포스포피산, 아미노페닐포스포피산, 아미노프로필포스피닉산, 벤질포스피닉산, 부틸포스피닉산, 2-카르복실에틸포스피닉산, 도데실포스피닉산, 에틸포스피닉산, 하이드로겐포스피닉산, 메틸벤질포스피닉산, 메틸포스피닉산, 옥타데실포스피닉산, 페닐포스피닉산, 디페닐포스피닉산, 페닐포스피닉산 등을 들 수 있다.Examples of the phosphonic acid compound represented by Formula 2 include aminotrimethylphosphonic acid, amino-2-benzylphosphonic acid, 3-aminopropylphosphonic acid, o-aminophenylphosphonic acid, 4-methoxyphenylphosphoic acid, Aminophenylphosphonic acid, aminopropylphosphonic acid, benzylphosphonic acid, butylphosphonic acid, 2-carboxyethylphosphonic acid, dodecylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, hydrogenphosphonic acid, methylbenzyl Phosphonic acid, methylphosphonic acid, octadecylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, diphenylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, and the like.

또한, 상기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물은 비닐기 또는 아크릭기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 예를 들면 하이드록시기를 가지는 아크릭 모노머와 상기 화학식 1 및 화학식 2로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물의 축합물인 비닐포스포닉산, 2-에틸메타아크릴레이트포스포닉산, 2-에틸아크릴레이트포스포닉산, 프로필메타아크릴레이트포스포닉산, 프로필아크릴레이트포스포닉산 등을 들 수 있다.In addition, it is more preferable that the compounds of Formulas 1 and 2 have a vinyl group or an acryl group. For example, vinyl phosphonic acid, 2-ethyl methacrylate phosphonic acid, 2-ethyl acrylate phosphonic acid, which are condensates of an acryl monomer having a hydroxy group and a compound selected from the group consisting of Chemical Formulas 1 and 2, Propyl methacrylate phosphonic acid, propyl acrylate phosphonic acid, etc. are mentioned.

특히, 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물의 사용량은 에폭시 수지 당량수에 대하여 1% 미만이면 부착성과 내식성, 수용화 등의 물성 저하로 인해서 바람 직하지 않고, 100%를 초과하면 미반응 산에 의한 내수성의 저하 등으로 인하여 바람직하지 않다. 따라서 그 사용 몰수는 에폭시 수지 당량수에 대하여 5 내지 80%로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 에폭시 수지와 화학식 1의 포스포닉산 또는 화학식 2의 포스피닉산 화합물과의 반응을 촉진시키기 위하여 반응 촉매로서 3급 아민 및 무기화합물 등을 사용할 수 있다. 상기 반응 촉매의 양은 에폭시 수지와 포스포닉 또는 포스피닉산 화합물의 반응물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 1 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 반응 촉매의 예로서는 벤질디메틸아민, 트리부틸아민, N,N-디메틸아닐린, 트리메틸포스핀, 리튬스테아레이트, 스테니어스옥토에이트, 지르코니움옥토에이트, 트리에틸벤질암모니움크로라이드, 벤질트리메틸암모니움하이드록사이드 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In particular, when the amount of the compound of Formula 1 or Formula 2 is less than 1% with respect to the epoxy resin equivalent number, it is not preferable due to deterioration of physical properties such as adhesion, corrosion resistance, and solubility, and when the amount of the compound of Formula 1 or Formula 2 exceeds 100%, It is not preferable because of a decrease in water resistance. Therefore, it is preferable to use the number-of-moles in 5 to 80% with respect to the epoxy resin equivalent number. In addition, the present invention may use a tertiary amine, an inorganic compound, and the like as a reaction catalyst to promote the reaction of the epoxy resin with the phosphonic acid of the formula (1) or the phosphonic acid compound of the formula (2). The amount of the reaction catalyst is preferably used in an amount of 0.5 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the reactant of the epoxy resin and the phosphonic or phosphonic acid compound. Examples of the reaction catalysts include benzyldimethylamine, tributylamine, N, N-dimethylaniline, trimethylphosphine, lithium stearate, stenith octoate, zirconium octoate, triethylbenzyl ammonium chloride, benzyltrimethyl Ammonium hydroxide, etc. are mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more.

또한, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 아크릭계 또는 비닐계 단량체로 변성하여 사용할 수도 있다. 변성하는 방법으로는 에폭시-포스페이트 수지에 아크릭계 또는 비닐계 단량체를 그라프트시켜 라디칼 중합하는 방법을 이용하거나 말레익산이나 퓨마릭산과 같은 불포화산을 이용한 중합방법 등을 들 수 있다.In addition, the epoxy-phosphate resin may be modified with an acrylic or vinyl monomer. Examples of the modification method include radical polymerization by grafting an acrylic or vinyl monomer to an epoxy-phosphate resin or a polymerization method using an unsaturated acid such as maleic acid or fumaric acid.

상기 아크릴계 또는 비닐계 단량체의 예로서는 비관응성 단량체인 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 노르말부틸(메타) 아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타) 아크릴레이트, 카복실 관능기 단량체인 아크릭산 메타아크릭산, 말레익산, 퓨마릭산, 이타콘산 등을 들 수 있다. 상기 수산기 단량체의 예로서는 베타-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타) 아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 디-(에틸렌글리콜)모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 이외에도 방향족 비닐계 단량체의 예로서는 스티렌, 알파-메틸스티렌, trans-베타-메틸스티렌, 베타-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 비닐톨루엔 비닐아세테이트 등을 사용할 수 있다.Examples of the acrylic or vinyl monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, normal butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, acrylic acid metaacrylic acid, maleic acid, fumaric acid as carboxyl functional monomers, Itaconic acid etc. are mentioned. Examples of the hydroxyl group monomers include beta-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, di- (ethylene glycol) mono (meth) acrylate, and the like. have. In addition, as examples of the aromatic vinyl monomer, styrene, alpha-methylstyrene, trans-beta-methylstyrene, beta-methylstyrene, 4-methylstyrene, vinyltoluene vinyl acetate, and the like can be used.

상기 아크릴계 또는 비닐계 단량체는 에폭시-포스페이트 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부로 사용할 수 있다. 이때, 상기 아크릴계 또는 비닐계 단량체의 함량이 10 중량부 미만이면 변성 효과를 충분히 발휘하기 어렵고 100중량부를 초과하면 내식성 및 내수밀착성이 급격히 저하된다. 또한, 상기 에폭시-포스페이트 수지의 변성시에도 반응촉매를 사용할 수 있으며, 이러한 반응 촉매로는 일반적으로 널리 알려진 퍼옥사이드계 촉매가 바람직하다.The acrylic or vinyl monomer may be used in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy-phosphate resin. At this time, when the content of the acrylic or vinyl monomer is less than 10 parts by weight, it is difficult to sufficiently exhibit the modification effect, and when it exceeds 100 parts by weight, the corrosion resistance and the water-adhesive resistance rapidly decrease. In addition, a reaction catalyst may be used in the modification of the epoxy-phosphate resin, and as the reaction catalyst, a peroxide-based catalyst generally known in general is preferable.

상기 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지는 수용화시켜서 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 변환시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 변환시키기 위한 방법은, 수지를 이온화시켜 대전하는 중화제를 사용하여 고분자의 일부를 염(salt)화시키는 방법을 들 수 있다. 대표적인 이온 교환 수지로는 양이온성 이온교환 수지, 비이온성 이온교환 수지, 음이온성 이온교환 수지가 있으나, 양이온성 이온교환 수지는 용액의 특성이 산성이므로 용기나 설비를 쉽게 부식시킬 수 있어, 용액이 알칼리이므로 설비에 대한 제한이 없이 사용이 가능한 음이온성 이온교환수지를 사용하는 것이 좋다.The epoxy-phosphate resin modified with the acrylic or vinyl monomer is preferably solubilized and converted into a water-soluble epoxy-phosphate resin. In the present invention, a method for converting the water-soluble epoxy-phosphate resin may include a method of saltifying a part of the polymer by using a neutralizing agent that ionizes and charges the resin. Representative ion exchange resins include cationic ion exchange resins, nonionic ion exchange resins, and anionic ion exchange resins. Cationic ion exchange resins can easily corrode containers or equipment due to their acidic properties. It is better to use anionic ion exchange resin which is alkaline and can be used without restriction on equipment.

상기 수용성 아크릴계 또는 비닐계 수지는 수용화 가능한 정도의 카르복실기를 포함하는 통상의 여러 부가 중합 가능한 모노머의 조성으로 합성된 폴리머와 수용성 폴리올레핀 수지 등이 가능하다. 즉, 아크릴계 또는 비닐계 모노머로는 에폭시-포스페이트 수지를 제조하는데 사용한 아크릴계 또는 비닐계 모노머와 동일할 수 있으며, 단지 이때의 수용성 아크릴 수지의 산가는 50이상이어야 안정하게 수용화되고 무기졸 등과 복합화 반응을 할 수 있다.The water-soluble acrylic or vinyl-based resin may be a polymer synthesized in the composition of various conventional addition-polymerizable monomers containing a carboxyl group of an acceptable level, and a water-soluble polyolefin resin. That is, the acrylic or vinyl monomer may be the same as the acrylic or vinyl monomer used to prepare the epoxy-phosphate resin, except that the acid value of the water-soluble acrylic resin at this time is 50 or more to stably hydrate and complex with an inorganic sol. can do.

상기 무기바인더의 예로서는 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸, 및 지르코니아졸 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 상용할 수 있다. 특히, 상기 무기바인더는 입자크기가 4nm 미만이면 알칼리도가 강한 제품이 일반적이어서 내수성이 약하여 그에 따른 내식성도 약해지는 문제가 있고, 20 nm를 초과하면 크롬프리 처리제의 부착량이 매우 낮은 범위에서 입자가 커지면 공극(pore)을 형성하여 내식성이 저하하는 문제가 있다. 따라서, 상기 무기바인더는 약 4 내지 20 nm의 크기를 갖고, 바람직하게는 약 8 내지 15nm이다. Examples of the inorganic binder include silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol and the like. These may be used alone or in combination of two or more thereof. In particular, the inorganic binder is a product having a strong alkalinity when the particle size is less than 4nm in general has a problem in that the water resistance is weakened accordingly, the corrosion resistance is also weakened, when the particle size is larger in the range of very low adhesion amount of the chromium pre-treatment agent exceeds 20 nm There is a problem in that corrosion is reduced by forming pores. Thus, the inorganic binder has a size of about 4 to 20 nm, preferably about 8 to 15 nm.

상기 수용성 유기수지-무기바인더 복합 수지는 금속의 표면 처리제 100중량부에 대하여 그 함량이 60 중량부 미만이면 안정한 필름을 형성하는 능력이 약하여 내알칼리성, 내식성, 가공성, 가공부 내식성, 상도 도장 밀착성을 확보하기에 어려운 문제가 있고, 90 중량부를 초과하면 도장 밀착성은 양호하나 내식성이 약해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 금속의 표면 처리제는 상기 수용성 유기수지-무기바인더 복합 수지를 수용성 약 60 내지 90중량부 포함하고, 바람직하게는 약 70 내지 85중량부를 포함한다.The water-soluble organic resin-inorganic binder composite resin is weak in the ability to form a stable film when the content is less than 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal surface treatment agent alkali resistance, corrosion resistance, processability, processed part corrosion resistance, coating coating adhesion There is a problem that is difficult to secure, and if it exceeds 90 parts by weight, the coating adhesion is good, but there is a problem that the corrosion resistance is weak. Accordingly, the surface treatment agent of the metal includes about 60 to 90 parts by weight of the water-soluble organic resin-inorganic binder composite resin, and preferably about 70 to 85 parts by weight.

본 발명에 따른 무기 바인더 경화 촉진제는 전해질 성분을 포함하는 물질을 사용할 수 있다. 이는 상기 유기수지-무기바인더 복합수지는 다량의 전해질을 포함하는 물질과 반응하여 겔화될 수 있기 때문이다. 이는 상기 전해질을 포함하는 물질이 콜로이드 입자로 안정화하고 있는 전기 이중층을 파괴하고 전하를 저하시키므로 상기 복합 수지내의 무기 바인더의 경화를 촉진하기 때문이다. 상기 무기 바인더의 겔화 속도는 전해질의 종류 농도에 따라 달라지며 Ca2+, Al3+, Zn2+, Mg2+, Na+, K+, Li+, F+, Cl-, NO3-, CH3COO-, SO42-, PO43- 등의 전해질 물질을 사용할 수 있다. 이들 중 양이온에서는 원자가가 클수록 또 원자량이 큰 것일수록 겔화를 촉진시킨다. 음이온에서는 원자의 수가 작을수록 원자량이 작은 이온일수록 겔화를 일으키기 쉬운 경향이 있다 이들 전해질 물질의 종류와 농도는 용액의 저장성에도 영향이 있어 적당한 농도와 종류를 선택해야 안정한 금속 코팅용 표면 처리제의 제조가 가능하며 NaOH, KOH, LiOH 등을 사용하는 것이 바람직하다.The inorganic binder hardening accelerator according to the present invention may use a material including an electrolyte component. This is because the organic resin-inorganic binder composite resin can be gelated by reacting with a material containing a large amount of electrolyte. This is because the material containing the electrolyte breaks down the electric double layer stabilized with the colloidal particles and lowers the charge, thereby promoting the curing of the inorganic binder in the composite resin. The gelation rate of the inorganic binder depends on the concentration of the electrolyte, and the electrolyte materials such as Ca2 +, Al3 +, Zn2 +, Mg2 +, Na +, K +, Li +, F +, Cl-, NO3-, CH3COO-, SO42-, PO43-, etc. Can be used. Among these, in the cation, the larger the valence and the larger the atomic weight, the faster the gelation. In anions, the smaller the number of atoms, the smaller the number of atoms tends to cause gelation. The type and concentration of these electrolyte materials also affect the shelf life of the solution. It is possible to use NaOH, KOH, LiOH and the like.

상기 무기 바인더 경화 촉진제의 사용량이 0.5 중량부 미만일 경우 무기물 바인더의 겔화에 영향이 없어 내알칼리성, 내식성이 향상 효과가 없으며, 5중량부를 초과할 경우에는 내수성, 내식성이 저하되는 문제점이 발생된다. 따라서, 상기 금속의 표면 처리제는 상기 무기 바인더 경화 촉진제를 약 0.5 내지 5 중량부를 포함하고, 바람직하게는 약 1 내지 3.5중량부를 포함한다. If the amount of the inorganic binder hardening accelerator is less than 0.5 parts by weight, the gelling of the inorganic binder is not affected, and there is no effect of improving alkali resistance and corrosion resistance, and when it exceeds 5 parts by weight, problems of water resistance and corrosion resistance occur. Accordingly, the surface treatment agent of the metal includes about 0.5 to 5 parts by weight of the inorganic binder curing accelerator, and preferably about 1 to 3.5 parts by weight.

본 발명의 금속의 표면 처리제에 적용되는 방청 내식제로 금속 이온들을 사용할 수 있다. 상기 금속 이온들은 복합 수지의 pH에 따라 선택할 수 있다. 구체적으로 산성의 용액에서는 알루미늄, 망간, 아연, 몰리브덴, 불소 인산염 소다 등의 인산염 수용액에 인산을 안정제로서 첨가하여 제조한 인산염 용액을 사용하면 상용성이 우수한 안정한 처리제를 얻을 수 있다. 또한, 염기성의 용액에서는 헥사 암모늄 헵타 몰리브데이트, 디암모늄 포스페이트, 암모늄 바나데이트, 소듐 바나데이트, 암모늄 지르코늄 카보네이트, 암모늄 플루오로지르코네이트 등의 용액에 안정화를 위해 첨가한 아민으로 pH를 7 내지 8로 조정한 후 사용하면 안정한 처리제를 얻을 수 있다.Metal ions can be used as an anticorrosive agent applied to the surface treatment agent of the metal of the present invention. The metal ions may be selected according to the pH of the composite resin. Specifically, in an acidic solution, a stable treatment agent having excellent compatibility can be obtained by using a phosphate solution prepared by adding phosphoric acid as a stabilizer to an aqueous solution of phosphate such as aluminum, manganese, zinc, molybdenum, or fluorine phosphate soda. In addition, in the basic solution, the pH is 7 to 7 with an amine added for stabilization to a solution such as hexa ammonium hepta molybdate, diammonium phosphate, ammonium vanadate, sodium vanadate, ammonium zirconium carbonate, and ammonium fluorozirconate. When used after adjusting to 8, a stable treatment agent can be obtained.

상기 금속의 표면 처리제에 적용되는 방청 내식제의 사용량이 2 중량부 미만이면 내식제를 첨가한 만큼의 내식성이 향상되는 효과를 갖지 못하고, 10 중량부를 초과하면 첨가한 만큼의 내식성능은 향상하지 않고, 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 상기 금속의 표면 처리제는 상기 방청 내식제를 약 2 내지 10 중량부를 포함하고, 바람직하게는 약 2 내지 5중량부를 포함한다. If the amount of the anti-corrosive corrosion agent applied to the surface treatment agent of the metal is less than 2 parts by weight, the corrosion resistance as much as the addition of the corrosion inhibitor is not improved, and if it exceeds 10 parts by weight, the corrosion resistance as much as the addition is not improved. There is a problem of low economic efficiency. Accordingly, the surface treatment agent of the metal includes about 2 to 10 parts by weight of the antirust agent, and preferably about 2 to 5 parts by weight.

본 발명의 금속의 표면 처리제에 적용되는 금속 킬레이트제는 도장후의 밀착성과 장기 내식성을 향상시키기 위해 사용된다. 상기 금속 킬레이트제는 자체에 함유된 금속 성분으로 인해 아연 도금 강판 소지의 아연 금속과의 결합이 용이하며, 특히 에폭시 포스페이트 수지에 함유된 인산성분으로 인해 결합의 안정성을 부여할 수 있다. 그리고 금속 킬레이트에 의해 유기수지 자체의 치밀성이 보다 부여될 수 있고, 더불어 강판에 처리된 후 필요에 따라 상도 도장을 할 경우 위에 오는 도료와의 결합력이 향상될 수 있다.The metal chelating agent applied to the surface treatment agent of the metal of this invention is used in order to improve the adhesiveness and long-term corrosion resistance after coating. The metal chelating agent is easy to bond with the zinc metal of the galvanized steel sheet due to the metal component contained in itself, and in particular, it may impart stability of the bond due to the phosphoric acid component contained in the epoxy phosphate resin. And the metal chelate can be given more densities of the organic resin itself, and also when the top coating as needed after the treatment on the steel sheet can improve the bonding strength with the paint coming on.

상기 금속 킬레이트제로 유기 티타네이트, 유기 지르코네이트, 유기 실란제를 사용할 수 있다. 상기 유기 티타네이트 및 유기 지르코네이트 예로서는 아미노 알콜 지르코네이트, 테트라 노말 부틸 티타네이트, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 아미노 알콜 티타네이트, 테트라 에틸 티타네이트 등을 들 수 있다. 상기 유기 실란제의 예로서는 비닐계 실란, 에폭시계 실란, 알콕시계 실란 등을 들 수 있고, 구체적으로 글리시독시 실란, 비닐 트리메톡시 실란 등을 들 수 있다. 상기 금속 킬레이트제는 단독 또는 둘 이상을 혼합 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 금속 킬레이트제로 아미노알콜 지르코네이트 및 테트라 노말 부틸 티타네이트의 혼합물, 아미노알콜 티타네이트 및 글리시독시 실란의 혼합물, 테트라 노말 부틸 티타네이트 및 비닐 트리메톡시 실란의 혼합물 등을 사용할 수 있다.As the metal chelating agent, organic titanate, organic zirconate, and organic silane agent may be used. Examples of the organic titanate and organic zirconate include amino alcohol zirconate, tetra normal butyl titanate, titanium acetyl acetonate, amino alcohol titanate, tetra ethyl titanate and the like. Examples of the organic silane include vinyl silane, epoxy silane, alkoxy silane, and the like, and specific examples thereof include glycidoxy silane and vinyl trimethoxy silane. The metal chelating agent may be used alone or in combination of two or more. Preferably, a mixture of aminoalcohol zirconate and tetranormal butyl titanate, a mixture of aminoalcohol titanate and glycidoxy silane, a mixture of tetranormal butyl titanate and vinyl trimethoxy silane, etc. may be used as the metal chelating agent. Can be.

상기 금속의 표면 처리제에 적용되는 금속 킬레이트제의 사용량이 3 중량부 미만이면 내식성을 향상시키는 능력이 취약하고, 내부 그물 구조를 형성하여 피막을 강하게 하는 효과가 약해지는 문제점이 초래된다. 반면에, 10 중량부를 초과할 경우 반응하지 못하고 남아 있는 킬레이트 성분이 내식성을 오히려 약화시키고, 경제적으로도 비용이 매우 비싸지는 문제가 초래된다. 따라서, 상기 금속의 표면 처리제는 상기 금속 킬레이트제를 약 3 내지 10 중량부를 포함하고, 바람직하게는 약 3 내지 7중량부를 포함한다. If the amount of the metal chelating agent applied to the surface treatment agent of the metal is less than 3 parts by weight, the ability to improve corrosion resistance is weak, and the effect of forming an internal mesh structure to strengthen the coating is weakened. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the chelate component that remains unreacted is rather weakened in corrosion resistance, resulting in a problem that the cost is very expensive economically. Accordingly, the surface treatment agent of the metal includes about 3 to 10 parts by weight of the metal chelating agent, and preferably about 3 to 7 parts by weight.

또한, 본 발명의 금속의 표면 처리제는 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제가 3 내지 12중량부가 사용된다. Moreover, 3-12 weight part of additives containing a hardening | curing agent and a lubricant are used for the surface treatment of the metal of this invention.

상기 첨가제는 웨팅제, 가교제, 경화제, 윤활제, 소포제등을 포함할 수 있다. 상기 웨팅제는 줄무늬 및 밀착성에, 가교제와 경화제는 내식성 및 내알칼리성에, 윤활제는 마찰계수 및 가공성에, 소포제는 작업성을 향상시키는데 효과가 있 다. 상기 웨팅제의 예로서는 탈응집형 습윤 분산제, 고분자형 습윤 분산제 등이 있으며, 이들의 바람직한 예로는 EFKA, Tego사 등에서 시판하는 습윤 분산제 등이 있으며, EFCA 3580(EFCA사), BW-W500(범우화학) 또는 WET 500(EFCA사)가 있다. 상기 가교제의 예로서는 비닐실란, 아크릴 실란, 에폭시 실란, 클로로 실란, 알콕시 실란, 실라잔 또는 실릴화제 등을 들 수 있다. 상기 윤활제의 예로서는 실리콘 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌왁스, 아마이드 왁스, 폴리테르라플루오로에틸렌(PTFE) 왁스, 파라핀 왁스 등을 들 수 있다. 상기 경화제의 예로서는 폴리아민계, 수분산폴리아마이드계, 카보디이미드계, 또는 산무수물계, 옥사졸린, 수분산성 옥사졸리돈 등의 경화제등을 들 수 있다. 상기 소포제의 예로서는 오일형, 변성유형, 용액형, 분말형, 에멀젼형 실리콘 소포제 등을 들 수 있다. The additive may include a wetting agent, a crosslinking agent, a curing agent, a lubricant, an antifoaming agent, and the like. The wetting agent is effective in streaking and adhesion, the crosslinking agent and the curing agent in corrosion resistance and alkali resistance, the lubricant in friction coefficient and processability, and the antifoaming agent in improving workability. Examples of the wetting agent include a deagglomerated wet dispersant and a polymer wet dispersant, and preferred examples thereof include a wet dispersant commercially available from EFKA, Tego, etc., EFCA 3580 (EFCA), BW-W500 (Bumwoo Chemical). ) Or WET 500 (EFCA). Examples of the crosslinking agent include vinyl silane, acrylic silane, epoxy silane, chloro silane, alkoxy silane, silazane or silylating agent. Examples of the lubricant include silicone wax, polyethylene wax, polypropylene wax, amide wax, polyterafluoroethylene (PTFE) wax, paraffin wax and the like. Examples of the curing agent include polyamine-based, water-dispersed polyamide-based, carbodiimide-based, or acid anhydride-based, oxazoline, water-dispersible oxazolidone, and the like. Examples of the antifoaming agent include oil type, modified type, solution type, powder type, emulsion type silicone antifoaming agent and the like.

상기 첨가제는 그 종류에 따라 최적의 도료 상태 및 도장 성능을 부여하기 위한 것으로서 그 종류 및 사용량은 각각 다르기 때문에 적정 비율로 혼합되어 있으며, 각각의 첨가제의 사용량은 본 발명을 제한하는 요소가 아니다.The additives are used to impart an optimal coating state and coating performance according to the type thereof, and the additives are mixed in an appropriate ratio because their types and amounts are different, and the amount of each additive is not a limiting factor of the present invention.

이러한 특성을 갖는 각각의 구성 성부들을 포함하는 본 발명의 금속의 표면 처리제는 금속 강판에 대하여 장기 내식성, 도장 밀착성 등을 모두 확보할 수 있다.The surface treatment agent of the metal of the present invention including the respective constituent parts having such characteristics can secure both long-term corrosion resistance, paint adhesion, and the like with respect to the metal steel sheet.

금속의 표면 처리제의 제조Preparation of Surface Treatment Agents of Metals

본 발명에 따른 금속의 표면 처리제는 수용성 유기수지-무기바인더 복합수지와, 방청 내식제, 무기바인더 겔화촉진제, 금속 킬레이트제, 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제는 조성을 갖도록 제조된다. 상기 금속의 표면 처리제를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다. The surface treatment agent of the metal according to the present invention is prepared to have an additive comprising a water-soluble organic resin-inorganic binder composite resin and an anticorrosive corrosion inhibitor, an inorganic binder gelling accelerator, a metal chelating agent, a curing agent and a lubricant. The manufacturing method of the surface treatment agent of the said metal is as follows.

먼저, 반응물 100중량% 기준으로 2 내지 10중량%의 커플링제의 존재하에서 상기 유기수지 및 무기 바인더를 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합을 시켜 유기-무기 복합수지를 마련한다.First, the organic-inorganic composite resin is prepared by coupling the organic resin and the inorganic binder in a ratio of 90:10 to 55:45 in the presence of 2 to 10% by weight of a coupling agent based on 100% by weight of the reactant.

상기 유기-무기 복합수지의 제조시 적용되는 유기수지의 예로서는 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성의 에폭시 수지, 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 수분산성 우레탄 수지, 및 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 아크릴-우레탄 수지 등을 들 수 있다. 특히, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 에폭시 수지와, 하기 화학식 1의 포스포닉산 화합물 또는 하기 화학식 2의 포스피닉산 화합물의 반응으로 얻어지는 것이 바람직하다.Examples of the organic resin applied in the preparation of the organic-inorganic composite resin include an epoxy-phosphate resin, an acrylic resin, and a vinyl resin modified with a water-soluble epoxy resin, an epoxy-phosphate resin, an acrylic or vinyl monomer having a carboxyl group or a hydroxyl group. And water-dispersible urethane resins and acrylic-urethane resins modified with acrylic or vinyl monomers. In particular, the epoxy-phosphate resin is preferably obtained by the reaction of an epoxy resin with a phosphonic acid compound of formula (1) or a phosphonic acid compound of formula (2).

(R)m1[PO(OH2)]n1 --------(화학식 1)(R) m1 [PO (OH 2 )] n1 -------- (Formula 1)

(R)m2(R1)q[PO(OH2)]n2 -----(화학식 2)(R) m 2 (R 1) q [PO (OH 2 )] n 2 ----- (Formula 2)

상기 화학식 1 및 2에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, m1m2는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이며 n1n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며 q는 0 내지 2의 정수이다. 상기 유기-무기 복합수지, 유기수지 및 무기 바인더에 대한 구체적인 설명은 위에서 설명한바와 같기 때문에 생략한다.In Formulas 1 and 2, R and R1 are each independently hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with a hetero atom, and m1 and m2 are each independently 1 to 2 Is an integer, n1 and n2 are each independently an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 2. Detailed descriptions of the organic-inorganic composite resin, organic resin and inorganic binder are omitted as described above.

이어서, 수득된 유기-무기 복합수지 60 내지90 중량부, 방청 내식제 2 내지 10 중량부, 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드, 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 2 중량부, 금속 킬레이트제 3 내지 10 중량부 및 경화제 내지 윤활제를 포함하는 3 내지 12중량부를 혼합한다. 이에 따라, 저장성, 장기 내식성 및 도장 밀착성을 갖는 금속의 표면 처리제가 형성된다.Subsequently, at least one inorganic resin gelling accelerator selected from the group consisting of 60 to 90 parts by weight of the obtained organic-inorganic composite resin, 2 to 10 parts by weight of rust-proof corrosion inhibitor, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. 0.5 to 2 parts by weight, 3 to 10 parts by weight of a metal chelating agent and 3 to 12 parts by weight of a curing agent to a lubricant are mixed. Thereby, the surface treatment agent of the metal which has storage property, long-term corrosion resistance, and coating adhesiveness is formed.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are provided only to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

아크릴-에폭시 수지의 제조Preparation of Acrylic-Epoxy Resin

4구 유리제 플라스크에 온도계, 콘덴서, 교반기, 승온장치를 부착하였다. 여기에 에폭시 당량 900 내지1000인 비스페놀에이 타입의 에폭시 수지 360g, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 150g을 넣고 100℃로 승온하여 균일하게 용해시킨 후, 인산 150g을 20분에 걸쳐 균일하게 투입하여 120 ℃에서 1시간 동안 유지하여 반응시켰다. 이어서, 별도의 용기에 35g의 스틸렌, 26 g의 메틸메타아크릴레이트, 21g의 부틸아크릴레이트, 30g의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 및 5.4g의 벤조일퍼옥사이드 균일하게 혼합하여 혼합무을 형성한 후 상기 혼합물을 상기 반응물에 약 3시 간 동안 120℃에서 적하시켜 아크릴을 에폭시 수지에 그라프트 중합시켰다. 이어서, 적하가 완료되면 같은 온도에서 4시간 동안 반응시켜 미 반응물을 제거하고, 70 ℃로 냉각하여 트리에틸아민 87g을 사용하여 중화시켰다. 이후, 약 2000 rpm이상으로 강하게 교반하면서 이온교환수 1,166g을 30분에 걸쳐 적하하여 수용화시킴으로서 불휘발분이 25%인 아크릴-에폭시 수지를 수득하였다.A four-necked glass flask was attached with a thermometer, a condenser, a stirrer, and a temperature raising device. Then, 360 g of epoxy resin of bisphenol A type epoxy resin having a epoxy equivalent of 900 to 1000 and 150 g of propylene glycol monomethyl ether were added thereto, and the temperature was raised to 100 ° C. to uniformly dissolve it. Then, 150 g of phosphoric acid was added uniformly over 20 minutes to 1 at 120 ° C. The reaction was maintained for a time. Subsequently, 35 g of styrene, 26 g of methyl methacrylate, 21 g of butyl acrylate, 30 g of propylene glycol monomethyl ether, and 5.4 g of benzoyl peroxide were uniformly mixed in a separate container to form a mixed radish. The reaction was dropwise added at 120 ° C. for about 3 hours to graft polymerize acrylics into epoxy resins. Subsequently, when the dropping was completed, the mixture was reacted at the same temperature for 4 hours to remove unreacted material, cooled to 70 ° C, and neutralized with 87 g of triethylamine. Thereafter, 1,166 g of ion-exchanged water was added dropwise over 30 minutes with strong stirring at about 2000 rpm or more to obtain an acryl-epoxy resin having a nonvolatile content of 25%.

실시예 1 내지 7Examples 1-7

4구 유리제 플라스크에 온도계, 콘덴서, 교반기, 승온장치를 부착한 후 하기 표 1의 조성비율 대로 유기수지(아크릭-에폭시 수지, 아크릭-우레탄 수지)와 무기바인더(무기 실리카 졸), 커플링제(에폭시계실란)를 넣고 수용성 유기 고분자 수지와 무기 졸의 복합화 반응을 실시하여 유기수지-무기바인더 복합체 수지를 제조하였다. 이어서, 수득된 상기 복합체 수지에 하기 표 1의 함량(고형분 기준)으로 겔화촉진제(KOH, NaOH, LiOH), 방청 내식제(아미드염 인산유도체) 및 금속 킬레이트제, 경화제(수분산카보디이미드), 윤활제(폴리에틸렌계 윤활제)를 첨가하여 표면처리 조성물을 제조하였다. After attaching a thermometer, a condenser, a stirrer, and a temperature raising device to a four-necked glass flask, the organic resin (acryl-epoxy resin, acryl-urethane resin), an inorganic binder (inorganic silica sol), and a coupling agent (epoxy) were prepared according to the composition ratio shown in Table 1 below. System silane) and a water-soluble organic polymer resin and an inorganic sol were combined to prepare an organic resin-inorganic binder composite resin. Subsequently, in the obtained composite resin, gelling accelerators (KOH, NaOH, LiOH), anti-corrosive corrosion inhibitors (amide salt phosphate derivatives), metal chelating agents, and curing agents (water dispersion carbodiimide) were used in the content (solid content basis) of Table 1 below. , Lubricant (polyethylene-based lubricant) was added to prepare a surface treatment composition.

[표 1](단위 : 중량부)[Table 1] (Unit: parts by weight)

Figure 112007095083286-pat00001
Figure 112007095083286-pat00001

금속의 표면 Surface of metal 처리제Treatment 평가 evaluation

아연 부착량이 편면기준 40g/㎡인 용융아연도금강판의 표면에 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2에서 각각 수득된 표면 처리제를 연속 롤 코팅 장치(Roll Coating simulator)를 사용하여 상기 금속 강판의 편면에 도포하여(Pick metal temperature) 110℃에서 건조하여 표면처리 도막을 형성하였다. 상기 표면처리 도막의 부착량은 1,000㎎/㎡이었다. 이후, 하기 조건으로 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2의 표면 처리제의 성능을 평가하여 그 결과 표 2에 개시되어 있다.On the surface of the hot-dip galvanized steel sheet having a zinc adhesion of 40 g / m 2 on one side, the surface treatment agent obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 2, respectively, was used on the metal sheet using a continuous roll coating simulator. It was applied to one side of (Pick metal temperature) and dried at 110 ℃ to form a surface treatment coating film. The adhesion amount of the said surface treatment coating film was 1,000 mg / m <2>. Then, the performance of the surface treating agents of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated under the following conditions, and the results are shown in Table 2.

1) 도장전 평판 내식성: ASTM B117에 규정한 방법에 의거하여 도장강판의 시간의 경과에 따른 백청 발생율을 확인하여 나판 내식성을 측정하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수: 백청발생이 240시간 이상에서 발생, 양호 : 백청발생이 120시간 이상~240시간 미만에서 발생, 불량 : 백청발생이 120시간 미만에서 발생)1) Plate corrosion resistance before painting: Based on the method specified in ASTM B117, the occurrence rate of white rust over time of the coated steel sheet was checked, and the corrosion resistance of the plate was measured and evaluated by the following criteria. Occurs above, Good: White rust occurs more than 120 hours ~ less than 240 hours, Poor: White rust occurs less than 120 hours)

2) 내알칼리성: 액온 45℃에서 조정한 강알칼리탈지제(FC-L4460, 대한파카라이징 제조) 20g/ℓ에 준비한 시편을 2분간 침지한 후 흐르는 물로 수세하고 건조하여 ASTM B117에 규정에 준하여 염수분무시험을 실시하여 백청 발생 면적이 5% 이하까지의 시간을 평가하였다.(우수 : 96시간 이상, 양호 : 72 시간 이상 96시간 미만, 불량 : 72시간 미만)2) Alkali resistance: A specimen prepared in 20 g / l of strong alkaline degreasing agent (FC-L4460, manufactured by Daehan Parkaizing Co., Ltd.) adjusted at a liquid temperature of 45 ° C. is immersed for 2 minutes, washed with running water, dried, and saline spray test according to ASTM B117. The time period up to 5% or less of white rust generating area was evaluated. (Excellence: 96 hours or more, Good: 72 hours or more, less than 96 hours, Poor: less than 72 hours)

3) 도장전의 항온항습성: 항온항습 시험기(98% R.H. 50℃,120 시간)에서 백색도의 변화율(%)에 대하여 항온 항습성을 측정하였고, 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수: 백색도 변화율 2% 이하, 양호 : 백색도 변화율 2~5%, 불량 : 백색도 변화율 5% 이상)3) Constant temperature and humidity before coating: The constant temperature and humidity was measured for the percentage change in whiteness in a constant temperature and humidity tester (98% RH 50 ° C, 120 hours) and evaluated by the following criteria. % Or less, Good: 2 ~ 5% change in whiteness, Bad: 5% or more change in whiteness)

4) 가공성: 에릭슨 컵 시험기를 사용하여 홀더압력 1톤으로 하고 드로잉 속도를 3㎜/min 로 성형하여 가공시 최고성형압력(MFD)을 측정하여 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수 : 최고성형압력 30 KN 이하, 양호 : 최고성형압력 30 KN 이상 35 KN 이하, 불량 : 최고성형압력 35 KN이상)4) Workability: Using an Ericsson cup tester, the holder pressure was 1 ton and the drawing speed was 3 mm / min. The maximum molding pressure (MFD) was measured during processing and evaluated according to the following criteria. 30 KN or less, Good: Maximum molding pressure 30 KN or more 35 KN or less, Poor: Maximum molding pressure 35 KN or more)

5) 가공후 내식성: 상기 조건으로 스퀘어컵 성형을 행한 후 하단부를 밀봉하여 ASTM B117에 규정한 방법에 의거하여 시간의 경과에 따른 백청 발생율을 확인하여 내식성을 측정하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수: 백청발생이 72시간 이후에 발생, 양호 : 백청발생이 72시간이하 48시간 미만에서 발생, 불량 : 백청발생이 24 시간 미만에서 발생)5) Corrosion resistance after processing: After performing the square cup molding under the above conditions, the lower end was sealed and the occurrence of white rust over time was checked according to the method defined in ASTM B117, and the corrosion resistance was measured and evaluated by the following criteria. (Excellent: White rust occurs after 72 hours, Good: White rust occurs less than 72 hours and less than 48 hours, Poor: White rust occurs less than 24 hours)

6) 도장후의 밀착성: ASTM D3359에서 규정한 방법에 의거하여 도막을 1mm 간격으로 가로 세로 11줄씩 그어 100칸을 만든 후 cellopana tape를 이용하여 밀착성 을 측정하였고, 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수: 도막 잔존율 100%, 양호 : 도막 잔존율 95% 이상, 불량 : 도막 잔존율 95% 이하)6) Adhesion after coating: According to the method specified in ASTM D3359, the coating film was drawn 11 lines in width and length at 1mm intervals to make 100 columns, and then the adhesion was measured using cellopana tape and evaluated by the following criteria. Coating film remaining rate 100%, Good: Coating film remaining rate 95% or more, Poor: Coating film remaining rate 95% or less)

7) 도장후의 내식성: ASTM B117에 규정한 방법에 의거하여 내식성을 측정하였고, 시편의 중앙부분을 X자로 cutting 한 후 480시간 동안 유지한 후 절단선을 중심으로 한 백청발생 면적과 도막의 블리스터 발생 넓이에 따라 다음 기준에 의해 평가하였다.(우수 : 백청 발생 면적 5% 이하, 블리스터 발생 폭 단면 5㎜이내, 양호 : 백청 발생 면적 5~10%, 블리스터 발생 폭 단면 5~10㎜이내, 불량 : 백청 발생 면적 10% 이상, 블리스터 발생 폭 단면 10㎜이상)7) Corrosion resistance after coating: Corrosion resistance was measured according to the method specified in ASTM B117. After cutting the central part of the specimen by X letter, it was maintained for 480 hours. According to the generation area, the following criteria were evaluated. , Poor: more than 10% of white rust area, more than 10mm of blister width)

[표 2]TABLE 2

Figure 112007095083286-pat00002
Figure 112007095083286-pat00002

상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 2 내지 8에서 볼 수 있듯이 비교예에서 비해 내식성, 내알칼리성, 가공성후 내식성, 도장후 밀착성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 실시예 1의 경우는 유기수지가 사용량이 무기 바인더보다 많아야 표면 처리제의 물성이 우수해지는 것을 확인할 수 있었다.Referring to the results of Table 2, as can be seen in Examples 2 to 8 according to the present invention, it can be seen that the corrosion resistance, alkali resistance, corrosion resistance after processing, excellent adhesion after coating, compared to the comparative example. In particular, in the case of Example 1, it was confirmed that the physical properties of the surface treatment agent were excellent when the amount of the organic resin was larger than that of the inorganic binder.

이상에서 살펴본 바와 같은 금속의 표면 처리제는 유기수지-무기바인더 복합수지를 포함하여 무기수지의 겔화를 촉진시켜 아연도금강판의 알칼리탈지성, 내식성, 가공성, 가공후 내식성, 도장 후 강판의 내식성, 밀착성이 우수한 특성을 갖는다. 또한, 상기 금속의 표면 처리 조성물은 크롬 성분을 포함하지 않아 환경오염을 방지할 수 있다.As mentioned above, the surface treatment agent of the metal includes organic resin-inorganic binder composite resins to promote gelation of inorganic resins, thereby improving alkali degreasing, corrosion resistance, processability, corrosion resistance after processing, corrosion resistance of steel sheets after coating, and adhesion. This has excellent characteristics. In addition, the surface treatment composition of the metal does not contain a chromium component can prevent environmental pollution.

Claims (9)

유기수지와 무기바인더가 고형분비로 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합된 유기-무기 복합수지 60 내지90 중량부;60 to 90 parts by weight of an organic-inorganic composite resin in which an organic resin and an inorganic binder are coupled at a ratio of 90:10 to 55:45 by solid content; 방청 내식제 2 내지 10 중량부;2 to 10 parts by weight of the antirust corrosion agent; 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드 및 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 10 중량부;0.5 to 10 parts by weight of at least one inorganic resin gelling accelerator selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; 금속 킬레이트제 3 내지 10 중량부; 및3 to 10 parts by weight of the metal chelating agent; And 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제 3 내지 12 중량부를 포함하는 금속의 표면 처리제.A surface treating agent for metals comprising from 3 to 12 parts by weight of an additive comprising a curing agent and a lubricant. 제1항에 있어서, 상기 유기수지는 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성의 에폭시 수지, 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 수분산성 우레탄 수지, 및 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 아크릴-우레탄 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 금속의 표면 처리제.The organic resin of claim 1, wherein the organic resin is a water-soluble epoxy resin, an epoxy-phosphate resin, an epoxy-phosphate resin modified with an acrylic or vinyl monomer, an acrylic resin, a vinyl resin, a water-dispersible urethane resin having a carboxyl group or a hydroxyl group, And an acrylic-urethane resin modified with an acrylic or vinyl monomer. 제2항에 있어서, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 에폭시 수지와, 하기 화학식 1의 포스포닉산 화합물 또는 하기 화학식 2의 포스피닉산 화합물의 반응으로 얻어지는 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제.The metal surface treatment agent according to claim 2, wherein the epoxy-phosphate resin is obtained by reaction of an epoxy resin with a phosphonic acid compound of formula (1) or a phosphonic acid compound of formula (2). (R)m1[PO(OH2)]n1 --------(화학식 1)(R) m1 [PO (OH 2 )] n1 -------- (Formula 1) (R)m2(R1)q[PO(OH2)]n2 -----(화학식 2)(R) m 2 (R 1) q [PO (OH 2 )] n 2 ----- (Formula 2) (상기 화학식 1 및 2에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, m1m2는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이며 n1n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며 q는 0 내지 2의 정수이다.)(In Formulas 1 and 2, R and R1 are each independently hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with a hetero atom, m1 and m2 are each independently 1 to 2 N1 and n2 are each independently an integer of 1 to 3 and q is an integer of 0 to 2). 제1항에 있어서, 상기 무기바인더는 입자크기 5 내지 20 nm의 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸, 및 지르코니아졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제.The surface treating agent of metal of claim 1, wherein the inorganic binder comprises at least one selected from the group consisting of silica sol, alumina sol, titania sol, and zirconia sol having a particle size of 5 to 20 nm. 제1항에 있어서, 상기 커플링제는 상기 유기수지 및 무기바인더의 총합에 대하여 2 내지 10 중량%를 사용하고, 비닐계 실란, 에폭시계 실란, 알콕시계 실란 및 알콕시계 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제.The method of claim 1, wherein the coupling agent is used at least 2 to 10% by weight based on the total of the organic resin and the inorganic binder, at least selected from the group consisting of vinyl silane, epoxy silane, alkoxy silane and alkoxy titanium. It is one, The surface treatment agent of the metal characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 금속 킬레이트제는 유기 티타네이트, 유기 지르코네이트 및 유기 실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이고, 상기 경화제는 수분산 카보디이미드, 수분산 폴리옥사졸리돈 및 수용성 멜라민으로 이루어진 군으 로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제.The method of claim 1, wherein the metal chelating agent is at least one selected from the group consisting of organic titanate, organic zirconate and organic silane, and the curing agent is a water-dispersed carbodiimide, water-dispersed polyoxazolidone and water-soluble melamine. At least one selected from the group consisting of metal surface treatment agent. 반응물 100중량% 기준으로 2 내지 10중량%의 커플링제의 존재하에서 상기 유기수지 및 무기 바인더를 90:10 내지 55:45의 비율로 커플링 결합을 시켜 유기-무기 복합수지를 제조하는 단계; 및Preparing an organic-inorganic composite resin by coupling the organic resin and the inorganic binder in a ratio of 90:10 to 55:45 in the presence of a coupling agent of 2 to 10% by weight based on 100% by weight of the reactant; And 수득된 유기-무기 복합수지 60 내지90 중량부, 방청 내식제 2 내지 10 중량부, 소듐하이드록사이드, 칼륨하이드록사이드, 리튬하이드록사이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기수지 겔화 촉진제 0.5 내지 2 중량부, 금속 킬레이트제 3 내지 10 중량부 및 경화제 및 윤활제를 포함하는 첨가제 3 내지 12 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 금속의 표면 처리제의 제조 방법.60 to 90 parts by weight of the obtained organic-inorganic composite resin, 2 to 10 parts by weight of the rust-proof corrosion inhibitor, sodium hydroxide, potassium hydroxide, at least one inorganic resin gelling accelerator selected from the group consisting of lithium hydroxide 2 parts by weight, 3 to 10 parts by weight of a metal chelating agent and 3 to 12 parts by weight of an additive comprising a curing agent and a lubricant. 제7항에 있어서, 상기 유기수지는 카르복실기 또는 하이드록시기를 갖는 수용성의 에폭시 수지, 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 에폭시-포스페이트 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 수분산성 우레탄 수지, 및 아크릴계 또는 비닐계 단량체로 변성된 아크릴-우레탄 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제의 제조 방법.The method of claim 7, wherein the organic resin is a water-soluble epoxy resin, an epoxy-phosphate resin, an epoxy-phosphate resin modified with an acrylic or vinyl monomer having a carboxyl group or a hydroxyl group, an acrylic resin, a vinyl resin, a water-dispersible urethane resin, And an acrylic urethane resin modified with an acrylic or vinyl monomer. 제8항에 있어서, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 에폭시 수지와, 하기 화학식 1의 포스포닉산 화합물 또는 하기 화학식 2의 포스피닉산 화합물의 반응으로 얻 어지는 것을 특징으로 하는 금속의 표면 처리제의 제조 방법.The method according to claim 8, wherein the epoxy-phosphate resin is obtained by reaction of an epoxy resin with a phosphonic acid compound of formula (1) or a phosphonic acid compound of formula (2). (R)m1[PO(OH2)]n1 --------(화학식 1)(R) m1 [PO (OH 2 )] n1 -------- (Formula 1) (R)m2(R1)q[PO(OH2)]n2 -----(화학식 2)(R) m 2 (R 1) q [PO (OH 2 )] n 2 ----- (Formula 2) (상기 화학식 1 및 2에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 또는 헤테로 원자로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 지방족 또는 방향족 탄화수소이고, m1m2는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이며 n1n2는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이며 q는 0 내지 2의 정수이다.)(In Formulas 1 and 2, R and R1 are each independently hydrogen or a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with a hetero atom, m1 and m2 are each independently 1 to 2 N1 and n2 are each independently an integer of 1 to 3 and q is an integer of 0 to 2).
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