KR101176548B1 - 표면처리용 수성코팅제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면처리용 수성코팅제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자연 속에 녹아있는 천연광물로서 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더를 사용하고 물을 용제로 하며, 에탄올, 가교제 및 분산제를 포함하여 이루어지는 표면처리용 수성코팅제 조성물과, 이들의 투입 순서와 투입 방법을 조절하여 안전하게 표면처리용 수성코팅제 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 중금속과 방향족화합물을 함유하지 않는 친환경적인 코팅제 조성물을 제공할 수 있으며, 도막 경도가 높고, 내마모성, 내용제성, 내열성 등이 우수하여 소재의 보호효과가 탁월한 표면처리용 수성코팅제 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

표면처리용 수성코팅제 조성물 및 이의 제조방법{The composite of water-based coating agent for surface treatment and manufacturing method of water-based coating agent}

본 발명은 천연소재를 사용한 표면처리용 수성코팅제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

모든 소재, 특히 금속은 산성비, 수분, 화학약품, 타 소재와의 접촉에 의하여 손상될 수 있다. 특히 금속의 경우 표면의 산화가 일어나 녹이 생기거나 변색이 온다.

상기와 같은 소재의 손상을 방지하기 위하여 유기물 코팅제나 화학약품 등을 이용하여 표면처리 하고 있으며, 표면처리 후 소재에 내열성, 내용제성, 내오염성을 부여하여 외부 환경으로부터 소재를 보호하고 있다. 따라서, 표면처리제는 표면처리 후 소재와 쉽게 벗겨져서 손상되지 않도록 접착력이 높아야 하며, 열이나 화학약품 및 자외선 등의 외부환경으로부터 제품을 보호할 수 있어야 한다.

종래의 표면처리 방법 중 하나인 유기물 코팅제(유기도료)는 공정이 간편한 장점이 있으나, 표면처리 후 자외선에 의해 도막이 파괴되는 현상이 발생하고, 파괴된 막이나 코팅제 자체에서 환경호르몬이 방출되거나, 산성 대기 중에서 도막의 파괴와 모재의 부식 발생, 용제에 의한 분해나 고온에서 사용이 불가능한 등의 문제점이 지적되고 있다.

종래 표면처리 방법 중 두 번째인 화학약품을 이용한 표면처리는 특히 금속 소재 표면의 아노다이징 처리가 대표적이다. 아노다이징 처리는 금속 소재를 양극에서 전해하면서 산성, 염기성 화학약품을 이용하여 소재의 반은 침식시키고 반은 산화 피막을 형성하여 금속 소재의 표면을 처리하는 방법으로 표면처리 후 우수한 경도, 내용제성, 내마모성을 가지나, 유해한 산성, 염기성 약품의 사용으로 위험한 작업환경, 높은 전력 소비, 소재의 침식으로 인한 소재 손실 발생, 복잡한 작업공정, 공정 후 슬러지 발생으로 인한 폐기물 처리비용 발생 등의 문제점이 지적되고 있다.

상기와 같이, 현재까지 적용되는 표면처리 방법에는 전술한 조건을 충분히 만족시키지 못할 뿐 아니라 표면처리 공정 중 유해물질 발생, 높은 전력비용, 긴 공정시간, 유해물질 취급에 의한 안전사고 발생 등의 문제점이 발생하고 있다.

이에 쾌적한 작업환경과 간단한 작업공정으로 빠른 작업시간 내에 소재의 표면처리가 가능하며, 소재와의 접착력과 높은 경도와 내마모성 및 우수한 내용제성 등을 가진 표면처리제의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 천연 소재를 사용하며, 소재와의 접착력이 높고, 도막의 경도와 내마모성, 내열성과 내용제성 등의 물성이 향상된 표면처리용 수성 코팅제와 그를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은, 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더 10 내지 30 중량%, 물 15 내지 35 중량%, 에탄올 15 내지 35 중량%, 가교제 5 내지 35 중량% 및 분산제 2 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물의 제조방법은, 1) 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더에 물과 에탄올을 투입하고 저속으로 30 분 내지 2 시간동안 교반하는 과정, 2) 상기 1)에 의하여 얻어진 교반물에 가교제를 서서히 투입하고 저속으로 10 시간 내지 15 시간동안 교반하는 과정, 및, 3) 상기 2)에 의하여 얻어진 교반물에 분산제를 서서히 투입하고 30 분 내지 2 시간동안 교반하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 성분별로 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 중금속이나 방향족 화합물을 포함하지 않으며, 자연 속에 녹아있는 무기물을 바인더로 사용한다. 이러한 천연 무기 바인더로는 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더로서, 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂) 또는 이의 혼합물을 선택 사용할 수 있다.

상기와 같이 기존의 표면처리제에 사용하던 것과는 달리 천연물을 사용하게 되므로 환경호르몬 방출 같은 인체에 대한 유해함 등의 문제점을 야기하지 않으며, 천연물의 사용으로 작업환경 개선에 탁월한 특성을 나타낸다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 무기바인더로서 특히 졸 상태의 무기 바인더와 겔 상태의 무기바인더를 특정비율로 혼합하여 다양한 물성을 나타내는 조성물을 제조할 수 있게 된다.

구체적으로 예를 들어, 졸 상태의 무기바인더의 함량이 높으면 도막은 형성되나 경도가 매우 높게 이루어져 깨어지지 쉬운 특성이 더욱 크게 나타나고, 겔 상태의 무기바인더의 함량이 높으면 도막이 부서지기 쉽고 도막의 형성이 안 되는 등의 문제점이 더욱 크게 나타난다. 졸 상태의 무기바인더와 겔 상태의 무기바인더의 함량비를 0.9 내지 1.1 : 0.9 내지 1.1 중량비 범위로 하는 것이 좋으며, 졸함량이 상기 범위를 벗어나 많아지면 소프트한 경화나 미경화 현상이 발생할 수 있고, 겔의 함량이 상기 범위를 벗어나 많아지면 크랙이나 브리틀(brittle)한 상태의 도막이 형성되므로 바람직하지 않다. 상기한 범위를 만족시킬 경우 유리나 석영, 합금을 포함하는 금속 등의 소재, 플라스틱 소재 등의 다양한 소재에 적용하고자 할 경우에는 대체적으로 좋다. 또한, 특히 높은 내열성이나, 경도 및 내마모성을 요구하는 제품에 적용할 경우에도 좋다.

한편, 상기한 졸과 겔의 함량비를 유지하면서, 졸 및 겔의 종류나 크기를 조절하면 다양한 물성을 만족시키는 조성물의 제조가 가능하며, 이때 졸의 크기는 10 내지 20 nm, 겔의 크기는 70 내지 100 nm 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.

즉, 상기와 같이 종래의 표면처리용 조성물과 달리 졸 상태의 무기바인더와 겔 상태의 무기바인더의 함량 조절로 다양한 물성을 만족시키는 표면처리용 수성코팅제 조성물을 제조할 수 있다.

즉, 졸 상태의 무기 바인더와 겔 상태의 무기바인더의 함량을 상기 함량비로 조절할 경우, 다양한 소재와의 접착력이 좋고, 도막의 경도 특성과 내마모성이 우수하며, 내열성과 내용제 특성이 우수하면서, 천연물질의 사용으로 환경호르몬 방출이나 환경오염 등의 문제점을 야기하지 않는 표면처리용 수성코팅제 조성물을 얻을 수 있다.

이러한 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더는 10 내지 30 중량% 포함하며, 바람직하기로는 15 내지 25 중량%를 포함하는 것이 좋다. 무기 바인더의 함량이 상기 범위 미만이면 도막이 부서지기 쉽거나 도막 형성이 되지 않는 경향이 있고, 상기 범위를 초과하여 많으면 도막이 매우 딱딱하여 깨지기 쉬운 경향이 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 희석제로서 물을 사용한다. 물을 사용하므로 기존의 표면처리제가 유기 용제를 사용함에 따라 가지는 유해한 환경조성의 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 희석제로서 상기 물과 함께 에탄올을 사용한다. 에탄올을 사용함으로 인해 조성물을 구성하는 각 성분의 혼합시 반응의 안정성과 코팅제의 안정성이 확보되는 특징이 있다. 상기한 에탄올은 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물 중 25 내지 35 중량% 포함되며, 에탄올의 함량이 상기 범위 미만이면 상대적으로 바인더와 물의 양이 늘어나서 이때 축합반응의 과반응으로 후에 반응할 수 있는 작용기가 적게 남게 되어 반응을 통한 결과물 생성량이 적어지는 경향이 있고, 상기 범위를 초과하여 많으면 졸 또는 겔 상의 무기 바인더와 물과의 1차 반응이 상대적으로 적게 일어나기 때문에 이 또한 반응을 통한 결과물 생성량이 적어지는 경향이 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 가교제를 포함한다. 상기 가교제로는 실란계 가교제를 사용하는 것이 바람직한데, 실란계 가교제는 작용기가 Si-O로 구성되어 있어 유기와 무기의 반응기와 반응할 수 있어 졸-겔법의 반응기로써 적합한 측면이 있다. 한정하는 것은 아니지만 상기 가교제로는 실란계 가교제로서, 알콕시 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 비닐 실란, 및 메르캅토 실란 등 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 상기 가교제는 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물 중 5 내지 35 중량% 포함되며, 가교제의 함량이 상기 범위 미만이면 도막의 부착력이 떨어지는 경향이 있고, 상기 범위를 초과하여 많으면 도막이 매우 딱딱해지는 경향이 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 분산제를 포함한다. 상기 분산제로는 실리콘계 분산제를 사용하는 것이 습윤성(wetting)이 우수하고 상용성이 뛰어나 코팅제의 안정성을 확보할 수 있는 측면에서 좋다. 한정하는 것은 아니지만 분산제로는 현재 시판되는 Byk 사의 byk 300 시리즈(byk 300, byk 347 및 byk 348)를 사용할 수 있다. 상기 가교제는 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물 중 1 내지 3 중량% 포함되며, 분산제의 함량이 상기 범위 미만이면 습윤성이 좋지 않아 도막에의 부착이 불량한 경향이 있고, 상기 범위를 초과하여 많으면 습윤성이 너무 과하여 부착불량현상이 발생하는 경향이 있어 바람직하지 않다.

상기와 같은 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더, 물, 에탄올, 가교제 및 분산제를 포함하여 이루어지는 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 본 발명의 목적 달성에 방해가 되지 않는 정도의 선에서 실리콘계 소포제, 분산안정제, 및 안료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 안료의 도입이 가능하여 다양한 색상의 발현이 가능하다. 안료로서는 기재인 물에 용해되는 특성을 가지는 안료를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이하 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물의 제조방법을 각 과정별로 구체적으로 설명한다.

먼저, 1) 무기 바인더, 물, 에탄올을 혼합하여 교반하는 과정이다.

상기 무기 바인더는 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더로서, 고형분 함량이 10 내지 30 중량% 범위의 것을 사용하는 것이 좋다.

상기 무기 바인더에 물을 투입한 다음 에탄올을 투입하고 교반한다. 이때 무기 바인더와 물 및 에탄올의 투입 순서를 준수하는 것이 좋다. 이는 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더와 물의 반응이 선행된 후 에탄올과의 반응이 이루어져야 한다. 그렇지 않을 경우에는 이들의 반응으로 얻어지는 결과물의 양이 적어지는 현상이 일어나게 되어 본 발명의 목적을 달성하기에 바람직하지 않다.

상기 무기 바인더에 물과 에탄올을 투입한 후 저속으로 교반하며, 교반은 200 내지 300 rpm 으로 이루어지도록 하는 것이 좋다. 교반 속도가 너무 느리게 되면 반응 시간이 너무 오래 걸리는 경향이 있고, 교반 속도가 너무 빠르게 되면 급격한 반응으로 엉키는 경향이 있어 바람직하지 않다. 교반시간은 30 분 내지 2 시간, 바람직하기로는 1 시간동안 교반하는 것이 좋다. 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더와 물 및 에탄올을 차례대로 투입하고 저속으로 교반하는 과정에서 축합반응의 과반응을 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 교반하기 위한 교반기는 물에 영향을 받지 않는 재질로 된 것을 사용하는 것이 좋으며, 예를 들어 스테인레스 스틸 재질로 된 교반기를 사용할 수 있다.

2) 상기 1) 과정에서 얻어진 교반물에 가교제를 투입하여 혼합하는 과정이다.

상기 가교제는 액체 상태의 높은 반응성을 가지는 성분이므로 한번에 투입하게 되면 급격한 반응으로 인한 발열 반응이 일어나게 되므로 표면처리용 수성코팅제 조성물의 물성에 영향을 미칠 수 있다.

따라서 상기 가교제는 상기 1) 과정에 의하여 얻어진 졸 또는 겔 상태의 무기 바인더, 물 및 에탄올을 포함하는 교반물에 서서히 투입하면서 저속으로 교반하도록 한다. 가교제의 투입은 10 내지 50 g/min 의 속도로 이루어지는 것이 바람직하고, 교반은 200 내지 300 rpm 의 저속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 교반시간은 10 시간 내지 15 시간동안, 바람직하기로는 11 시간 내지 13 시간동안 이루어지는 것이 좋다. 교반시간이 상기 범위 미만으로 적으면 가교제 사용으로 인한 이온결합반응이 충분하지 않아 추후 얻어지는 표면처리용 수성코팅제 조성물 사용시 도막의 형성이 충분하지 않고, 교반시간이 상기 범위를 초과하는 많으면 도막이 너무 딱딱하거나 깨지는 경향이 있다.

3) 상기 2) 과정에 의하여 얻어진 교반물에 분산제를 투입하고 교반하는 과정이다.

분산제는 상기 2) 과정에 의하여 이온반응이 충분히 일어난 교반물에 투입되어 코팅제의 안정성을 확보할 수 있는 특성을 부여한다.

분산제의 투입은 1 내지 10 g/min 의 속도로 이루어지는 것이 바람직하고, 교반은 200 내지 300 rpm 의 저속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 교반시간은 30 분 내지 2 시간동안, 바람직하기로는 1 시간동안 이루어지는 것이 좋다. 교반시간이 상기 범위 미만으로 적으면 분산제 사용으로 인한 이온결합반응이 충분하지 않아 추후 얻어지는 표면처리용 수성코팅제 조성물 사용시 도막 형성이 충분하지 않고, 교반시간이 상기 범위를 초과하는 많으면 도막이 너무 딱딱하거나 깨지기 쉬운경향이 있다.

상기한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 제조 후 여과하여 고형물을 제거한 후 사용한다.

상기한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 점도가 1 내지 30 poise(25 ℃, 200 rpm)의 특성을 나타내는 액상의 표면처리제로서, 표면처리하고자 하는 기재의 표면에 코팅하고 경화시켜 도막을 얻는다.

상기 코팅을 위해서는 코팅하고자 하는 기재의 표면 오염을 제거한 후 스프레이(splay) 코팅이나 딥(deeping)코팅으로 기재에 표면처리제를 부착한 후 가열하여 경화시킨다. 코팅방법은 소재의 모양 및 표면처리 할 부분(전면, 단면, 국소면)에 따라 결정 할 수 있는 것으로, 조밀하고 섬세한 소재 및 단면 혹은 국소 표면처리에 있어서는 스프레이 코팅방식을 사용할 수 있으며, 전면 표면처리에 있어 딥코팅방식을 사용하는 것이 좋다. 표면처리제를 기재의 표면에 부착한 후 120 내지 160℃, 바람직하기로는 130 내지 150℃의 온도에서 10분 내지 60분, 바람직하기로는 20분 내지 30 분간 경화시키는 공정만으로 표면처리가 완료된다.

상기 경화 공정에 의하여 얻어진 도막은 연필경도가 8 H 이상으로 높게 나타나 기존의 유기물 코팅제의 도면보다 5 배 이상의 경도를 가지며, 부착성이 우수하여 다양한 소재에 적용이 가능하다. 또한, 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 코팅하여 얻어진 도막은 내열성(600 내지 1200℃)이 우수하므로 800 ℃ 이상의 고열에서 지속적으로 가열할 경우에도 해당 도막이 타지 않고 변형되지 않는다. 또한, 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 별도의 하도처리 없이도 상기한 특성을 발현하고, 도막의 두께가 1 내지 10 ㎛ 범위로 극히 얇아서 박막의 형성이 가능하므로, 제품의 박막화 및 경량화에 효과적이다.

또한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 우수한 내용제성과 우수한 내마모성을 가지고 있으므로 폭 넓은 분야의 소재에 사용이 가능하여 산업적으로 응용이 쉽다. 이러한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 구체적으로 예를 들어 세라믹, 석영이나 유리, 합금을 포함하는 금속, 플라스틱, 천연 및 화학 섬유, 석조물 등의 다양한 소재에 적용될 수 있으며, 금속, 합금 및 강화 플라스틱 등의 소재로 이루어진 연료주입구에 적용시에 주입구의 부식을 방지할 수 있으며, 광섬유의 클래드에도 적용이 가능하고, 천막지(타포린), 부직포 및 비닐 등에도 적용할 수 있고, 건축 내장재나 건축물 외벽, 석조 건축물 등에도 적용할 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 금속의 부식을 방지하는 효과가 크므로 아노다이징제의 대체효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기한 본 발명의 표면처리용 수성코팅제 조성물은 기본 용제가 물이고, 자연 속에 녹아있는 천연광물인 무기바인더를 사용하고, 중금속이나 방향족화합물을 함유하지 않는 친환경 코팅소재로서, 저 탄소 녹생성장 시대에 부합하는 소재이라 할 수 있다.

본 발명은 물을 용제로 하고 천연 무기바인더를 사용하여 환경오염과 환경호르몬 방출에 의한 문제점을 야기하지 않는 친환경 코팅소재로서 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 제공하는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 중금속이나 방향족 화합물의 사용을 배제하여 작업환경 및 작업자에 대한 유해성을 개선한 효과가 있다.

또한 본 발명은 간단한 방법으로 제조할 수 있고, 간단한 방법으로 다양한 소재에 코팅할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 도막면의 경도가 탁월하고 내마모성이 높으며, 소재와의 접착력이 우수하며, 내열성과 내용제성이 우수한 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 제공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 수성코팅제 코팅 전의 알루미늄 기재의 표면 사진이다.
도 2는 수성코칭제 코팅 후의 알루미늄 기재의 표면 사진이다.

이하, 본 발명을 실시예 등에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예 등에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 .

스텐리스 스틸 재질의 저속교반기에 알루미나 졸(AS-100, NV: 20 %, Nissa Chemical, Japan) 15 g와 실리카 졸(ST-O, NV: 20 %, Nissa Chemical, Japan) 15 g으로 이루어진 혼합물에 물 25 g과 에탄올 25 g을 순서대로 가하면서 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하였다. 이때, 교반물의 온도가 실온으로 25 ℃가 넘지 않고 유지하도록 조절하였다.

여기에, 실란계 가교제(Silane, DOW chemical, USA) 25 g를 가하고 200 내지 300 rpm 으로 서서히 12 시간동안 교반하였으며, 실리콘계 분산제(Byk-348. Byk-346) 5 g을 가하고, 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하고, 100 mesh 망을 이용하여 이물을 제거하면서 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 제조하였다.

비교예 1.

스텐리스 스틸 재질의 저속교반기에 알루미나 졸(AS-100, NV: 30 %, Nissa Chemical, Japan) 30 g와 실리카 졸(ST-O, NV: 30 %, Nissa Chemical, Japan) 30 g으로 이루어진 혼합물에 물 18 g과 에탄올 18 g을 순서대로 가하면서 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하였다. 이때, 교반물의 온도가 실온으로 25 ℃가 넘지 않고 유지하도록 조절하였다.

여기에, 실란계 가교제(Silane, DOW chemical, USA) 2 g를 가하고 200 내지 300 rpm 으로 서서히 12 시간동안 교반하였으며, 실리콘계 분산제(Byk-348. Byk-346, Byk) 2g을 가하고, 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하고, 100 mesh 망을 이용하여 이물을 제거하면서 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 제조하였다.

비교예 2.

스텐리스 스틸 재질의 저속교반기에 알루미나 졸(AS-100, NV: 20 %, Nissa Chemical, Japan) 20 g와 실리카 졸(ST-O, NV: 20 %, Nissa Chemical, Japan) 20 g으로 이루어진 혼합물에 물 25 g과 에탄올 25 g을 순서대로 가하면서 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하였다. 이때, 교반물의 온도가 실온으로 25 ℃가 넘지 않고 유지하도록 조절하였다.

여기에, 실란계 가교제(Silane, DOW chemical, USA) 8 g를 가하고 200 내지 300 rpm 으로 서서히 12 시간동안 교반하였으며, 실리콘계 분산제(Byk-348. Byk-346, Byk) 2g을 가하고, 200 내지 300 rpm 으로 서서히 1 시간동안 교반하고, 100 mesh 망을 이용하여 이물을 제거하면서 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 제조하였다.

실험예 1.

상기 실시예 1 내지 3 에 의하여 제조된 표면처리제용 수성코팅제 조성물을 사용하여 알루미늄 소재에 딥코팅하고, 150 ℃의 경화로에서 30 분간 경화시킨 도막을 시편으로 하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[연필경도]

KS D 6711 에 준한 방법으로 연필경도를 측정하였다.

[접착력]

KS D 6711 에 준한 방법으로 접착력을 측정하였다.

[내마모성]

ASTM D 4000 에 준한 방법으로 내마모성을 측정하였다.

[내용제성]

KS M ISO 1812 에 준한 방법으로 내용제성을 측정하였다.

[내열성]

JIS K 5400 에 준한 방법으로 내열성을 측정하였다.

	실시예	비교예 1	비교예 2
경도	8H	8H	7H
접착력	100/100	50/100	93/100
내마모성	0 mg	잘 깨짐	Omg
내용제성	OK	OK	OK
내열성	OK	OK	OK

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표면처리제용 수성코팅제 조성물은 연필경도 8H 이면서 접착력이 우수하고, 내 마모성 및 내용제성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

반면, 무기 바인더의 함량이 많은 비교예 1과 2의 경우 경도를 비롯하여 접착력이 좋지 않으며, 도막이 너무 딱딱해서 깨지는 경우[비교예 1]도 있음을 확인할 수 있다.

실험예 2.

상기 실시예 1에 의하여 제조된 수성 코팅제를 사용하여, 상기 실험예 1과 같은 방법으로 알루미늄 기재에 딥핑 공정을 이용해서 딥핑후 열건조로에서 150℃에서 30분간 열건조를 시켜 도막 두께 7 ㎛의 코팅막을 얻었다. 상기 코팅막 형성 후 상기 실험예 1과 동일한 항목으로 물성을 특정한 결과 상기 표 1에 명시한 것과 동일한 결과가 나왔다.

도 1에는 수성코팅제 코팅전의 알루미늄 기재의 표면 사진을, 도 2에는 수성코칭제 코팅 후의 알루미늄 기재의 표면 사진을 나타내었다. 도 2의 표면이 더욱 광택이 우수해진 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 등에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

.

Claims (10)

10-20㎚ 크기의 졸 상태의 무기바인더와 70-100㎚ 크기의 겔 상태의 무기바인더를 1:1~1.1:0.9의 중량비로 혼합한 무기바인더 21 내지 28중량%, 물 21 내지 28중량%, 에탄올 21 내지 28중량%, 가교제 5 내지 35중량% 및 분산제 1 내지 3중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물.

청구항 1에 있어서,
상기 무기 바인더는 알루미나, 실리카, 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물.

청구항 1에 있어서,
상기 가교제는 실란계 가교제인 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물.

청구항 1에 있어서,
상기 가교제는 알콕시 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 비닐 실란, 메르캅토 실란 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물.

청구항 1에 있어서,
상기 분산제는 실리콘계 분산제인 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물.

1) 10-20㎚ 크기의 졸 상태의 무기바인더와 70-100㎚ 크기의 겔 상태의 무기바인더를 1:1~1.1:0.9의 중량비로 혼합한 무기바인더 21 내지 28중량%에 물 21 내지 28중량% 및 에탄올 21 내지 28중량%를 투입하고 저속으로 30 분 내지 2 시간동안 교반하는 과정,
2) 상기 1)에 의하여 얻어진 교반물에 가교제 5 내지 35중량%를 서서히 투입하고 저속으로 10 시간 내지 15 시간동안 교반하는 과정, 및,
3) 상기 2)에 의하여 얻어진 교반물에 분산제 1 내지 3중량%를 서서히 투입하고 30 분 내지 2 시간동안 교반하는 과정
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면처리용 수성코팅제 조성물의 제조방법.

청구항 1 내지 5 중에서 선택된 어느 하나의 항의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 포함하여 이루어진 금속용 표면처리제.

청구항 1 내지 5 중에서 선택된 어느 하나의 항의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 포함하여 이루어진 플라스틱용 표면처리제.

청구항 1 내지 5 중에서 선택된 어느 하나의 항의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 이루어진 섬유용 표면처리제.

청구항 1 내지 5 중에서 선택된 어느 하나의 항의 표면처리용 수성코팅제 조성물을 포함하여 이루어진 아노다이징용 표면처리제.

Images