KR101210724B1 - 수성 열경화형 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수성 열경화형 도료 조성물에 관한 것으로, 휘발성 유기화합물의 함량을 크게 낮추면서 유성 열경화형 도료와 같은 물리적 및 화학적 물성을 갖는 수성 열경화형 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

수성 열경화형 도료 조성물{Aqueous Thermosetting Paint Composition}
본 발명은 수성 열경화형 도료 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 친 환경적이면서, 독성과 폭발성이 없고 냄새도 없는 매우 안전하며, 물리적 및 화학적 특성이 뛰어나고 강력한 부착력을 갖는 수성 열경화형 도료 조성물에 관한 것이다.
현재 금속재질 피도면체의 하도, 중도, 상도 도장에는 거의 대부분 유성페인트가 사용되고 있는데 인체에 해로울 뿐 아니라 주위 환경을 심각하게 오염시키고 있다.
특히, 반드시 일정한 온도에서 불에 굽어서 도막이 형성되는 도료를 열경화형 도료라고 하는데 현재 사용되는 거의 모든 열경화형 도료는 전통적인 유성 열경화형 도료로서 석유류의 용제, 예를 들면, 벤젠, 에테르, 알코올 등을 용제로 사용한다. 용제는 환경을 심하게 오염시키고 인체건강에 매우 해로울 뿐만 아니라 동시에 대량의 석유자원을 소모하는데 그 최대의 위해는 대량의 용제 사용이 가져다 주는 안전방면의 잠재적 위험으로서 높은 방비비용을 지출하여 대비하여야 한다.
이에 대해 최근에는 용제 사용을 배제할 수성 열경화형 도료에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 결과 미국 SHERWIN WILLIAMS사에서 KEM AQUA 1400과 KEM AQUA 1500라는 두가지 수성 열경화형 도료를 개발하였다. 이 수성 열경화형 도료의 기술 특징은 일종의 폴리아크릴레이트 수지를 사용하여 제조한 것으로서 수지 특성상 고형분 함량의 최고치가 30 내지 36%밖에 되지 않으며 휘발성 유기화합물(VOC) 함량이 240g/L에 달하므로 사용범위가 일정하게 국한되어 있으며 높은 표준의 환경요구에 도달할 수 없다.
이에 본 발명자들은 유성페인트의 결함을 보완하면서, 휘발성 유기화합물의 함량을 낮추기 위하여 기존의 기술과 구별되는 원료와 배합방법을 이용하여 특수 제조된 수용성 열경화형 도료를 제작하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 기술적 과제는 휘발성 유기화합물의 함량을 크게 낮추면서 유성 열경화형 도료와 같은 물리적 및 화학적 특성을 갖는 수성 열경화형 도료 조성물을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 디메티오프로피온산(dimethyopropionic acid), m-프탈산(m-phthalic acid) 및 헥산디옥산(hexanedioic acid)의 응축중합 생성물인 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A); 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 2-프로페논산(2-propenoic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitril), 및 에탄올의 중합첨가 반응물인 수성 아크릴레이트계 수지(B); 및 네오펜틸 글리콜, 부탄디올, 트리메틸올프로판(TMP), m-프탈산, 헥산디옥산, 말레산 무수물(maleic anhydride), 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산, 아조비스이소부티로니트릴, 및 에탄올의 응축중합?중합첨가 반응물인 폴리에스테르 아크릴레이트 개량 수지(C);로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지; 및 탈이온수를 포함하는 수성 열경화형 도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 수성 열경화형 도료 조성물에는 아미노 수지; 습윤제; 분산제; 분말 첨가제; 및 소포제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 수성 열경화영 도료 조성물에는, 상기 수지(A), 수지(B) 및 수지(C)로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지는 수성 열경화영 도료 조성물 전체 중량에 대해 30 내지 70%의 범위내에서 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 상기 수지(A)는 네오펜틸 글리콜, 디메티오프로피온산, m-프탈산 및 헥산디옥산을 에스테르화 탈수반응시켜 얻어진 응축중합 생성물이며, 상기 수지(B)는 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산 및 아조비스이소부티로니트릴를 혼합한 후, 에탄올 중에 상기 혼합물을 첨가하여 중합시킨 중합첨가 반응물이고, 상기 수지(C)는 네오펜틸 글리콜, 부타디올, 트리메틸올프로판(TMP), m-프탈산, 헥산디옥산 및 말레산 무수물(maleic anhydride)를 에스테르화 탈수반응시킨 후, 에탄올을 첨가하고, 이어서 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산 및 아조비스이소부티로니트릴의 혼합물을 첨가하여 중합시켜 얻은 응축중합?중합첨가 반응물이다.
본 발명의 수성 열경화형 도료는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫 번째, 본 발명에 따른 수성 열경화형 도료에는 벤젠, 포름알데히드 등 알데히드류의 유해물질이 함유되어 있지 않으며, 휘발성 유기화합물(VOC) 함량이 100g/L이하이며, 물로 유기용제를 대체하였기 때문에 도장용구와 기계설비, 도장제품과 기타 부자재도 모두 물로 세척할 수 있다.
두 번째, 본 발명에 따른 수성 열경화형 도료는 사용 중에 원 설비와 전통적인 도장기술을 변화시킬 필요가 없이 그대로 사용할 수 있으므로 직접 유성 열경화형 도료를 대체하여 사용 가능하다. 또한, 본 도료는 고형분 함량이 높으므로 특별한 요구가 없는 일반 제품의 도장에는 별도의 하도 칠이 필요없이 단 1회 작업으로 도장이 완성되며, 단 한번의 작업으로 형성된 도막이지만 그 도막이 풍만하고 경도가 높다.
세 번째, 본 발명에 따른 수성 열경화형 도료는 인화점(flash point)이 80℃이상에 달하여 우수한 불연소성을 가지고 있으며, 독성이 없고, 휘발성 유기화합물이 함유되지 않았으므로 작업 현장의 전체적 환경과 시공인원의 작업 환경을 최대한 개선하여 준다.
네 번째, 본 발명의 수성 열경화형 도료는 내고온성이 우수하여 건조 속도를 개선시킬 수 있으므로 일반적 상황에서도 유성 열경화형 도료에 비하여 20 내지 30%의 생산속도를 개선시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 수성 열경화형 도료 조성물은 네오펜틸 글리콜, 디메티오프로피온산, m-프탈산 및 헥산디옥산의 응축중합 생성물인 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A); 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산, 아조비스이소부티로니트릴, 및 에탄올의 중합첨가 반응물인 수성 아크릴레이트계 수지(B); 및 네오펜틸 글리콜, 부탄디올, 트리메틸올프로판(TMP), m-프탈산, 헥산디옥산, 말레산 무수물, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산, 아조비스이소부티로니트릴, 및 에탄올의 응축중합?중합첨가 반응물인 폴리에스테르 아크릴레이트 개량 수지(C);로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지와 탈이온수를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 수성 열경화형 도료 조성물은 아미노 수지, 습윤제, 분산제, 분말 첨가제 또는 소포제를 더 포함할 수 있다. 여기서 아미노 수지로는 메틸화된 멜라민 수지가 있으며, 습윤제로는 폴리에테르 실록산이 사용될 수 있고, 분산제로는 폴리카르복실레이트이 사용될 수 있으며, 분말 첨가제로는 이산화티탄이 사용될 수 있고, 소포제로는 실록산이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 수성 열경화형 수지 조성물 중에는 상기 수지(A), 수지(B) 및 수지(C)로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지가 조성물 전체 중량에 대해 30 내지 70%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 부가적으로 첨가되는 아미노 수지는 조성물 전체 중량에 대해 5 내지 10%의 범위 내에서 사용될 수 있고, 분말 첨가제는 조성물 전체 중량에 대해 30%를 초과하지 않는 범위 내에서 첨가될 수 있으며, 분산제는 조성물 전체 중량에 대해 0.3%를 초과하지 않는 범위 내에서 첨가될 수 있고, 습윤제 및 소포제는 조성물 전체 중량에 대해 각각 0.1 내지 0.3% 및 0.1 내지 0.5%의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다. 나머지는 탈이온수가 첨가되어진다.
상기 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A)는 네오펜틸 글리콜 15 내지 40중량%, 디메티오프로피온산 10 내지 30중량%, m-프탈산 20 내지 40중량% 및 헥산디옥산 3 내지 15중량%를 반응기에 투입하고 온도를 200 내지 220℃로 가열하여 에스테르화 탈수 반응시켜 제조될 수 있다. 여기서, 에스테르화 탈수 반응된 생성물을 산성도 50±10으로 조절하고, 온도가 하강되면 아민(amine extractants)으로 pH를 7 내지 8로 조절한다.
수성 아크릴레이트계 수지(B)는 메틸 메타크릴레이트 35 내지 50중량%, 부틸 아크릴레이트 30 내지 40중량%, 2-프로페논산 10 내지 20중량%, 메타크릴산 5 내지 10중량% 및 아조비스이소부티로니트릴 4 내지 6중량%를 혼합하여 혼합원료를 제작한다. 이어서, 먼저 에탄올을 반응기에 투입하고 온도를 70 내지 80℃로 가열한 다음 혼합원료를 점차적으로 첨가하면서 2 내지 2.5시간 중합첨가 반응시켜 생성물을 얻고, 이를 1 내지 1.5시간 보온 시키고 온도가 하강되면 아민(Amine Extractants)으로 pH를 7-8로 조절한다. 여기서 혼합 원료와 에탄올의 중량비는 2:0.5 내지 2:1.5인 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 아크릴레이트 개량수지(C)는 네오펜틸 글리콜 10 내지 20중량%, 부탄디올 10 내지 20중량%, 트리메틸롤프로판(TMP) 5 내지 10중량%, m-프탈산 20 내지 25중량% 및 헥산디옥산 10 내지 20 중량% 및 말레산 무수물 5 내지 15중량% 를 반응기에 투입하여 에스테르화 탈수 반응시켜 산성도가 50±5에 도달하면 에탄올을 첨가한 후, 메틸 메타크릴레이트 10 내지 15중량%, 부틸 아크릴레이트 5 내지 10중량%, 2-프로페논산 5 내지 10중량%, 메타크릴산 5 내지 10중량% 및 아조비스이소부티로니트릴 4 내지 6중량%를 혼합한 혼합 원료를 점차적으로 첨가하여 중합첨가 반응을 진행시킨다. 여기서, 혼합 원료와 에탄올의 중량비 2:0.5 내지 2:1.5인 것이 바람직하다. 반응시간은 2 내지 2.5시간이며, 보온시간 1 내지 1.5시간 후 온도가 하강되면 아민(Amine Extractants)으로 pH를 7 내지 8로 조절한다.
이하, 실시예를 참조하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(1) 수성 아크릴레이트계 수지(B)의 제조:
메틸메타크릴레이트 50kg, 부틸아크릴레이트 35kg, 2-프로페논산 10kg, 메타크릴산 10kg, 아조비스이소부티로니트릴 4kg를 혼합하여 혼합원료를 만들었다. 이어서 에탄올(Ethanol) 50kg을 반응기에 투입하고 온도를 75℃로 가열한 다음 혼합원료를 점차적으로 첨가하면서 2시간 반응시킨 후 1시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민(N-dimethylethanolamine)로 pH를 7-8로 조절하였다.
(2) 수성 폴리에스테르 아크릴레이트 개량수지(C)의 제조:
원료 네오펜틸 글리콜 10kg, 부탄디올 20kg, TMP 5kg, m-프탈산 20kg, 헥산디옥산 20kg, 말레산 무수물 5kg을 중량비로 반응기에 투입하고 온도를 180-190℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)하였다. 증기(vapor)의 온도는 100℃를 유지해야 하며 반응물의 온도는 230℃ 이하를 유지하면서 약 10시간동안 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±5에 도달하면 온도를 60℃이하로 하강 시킨 후 배합비의 에탄올을 첨가하고 균일하게 교반한다. 온도를 75℃로 상승시키고 메틸메타크릴레이트 10kg, 부틸아크릴레이트 10kg, 2-프로페논산 10kg, 메타아크릴산 5kg, 아조비스이소부티로니트릴 4kg의 혼합물을 점차적으로 첨가하면서 2시간 반응시킨 후 1시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 PH를 7-8로 조절한다.
(3) 수성 열경화형 도료의 배합:
재료 : B 수지 30kg, C 수지 10kg, 아미노 수지(메틸화된 멜라민 수지) 10kg, 습윤제(폴리에테르 실록산) 0.1kg, 분산제(폴리카르복실레이트) 0.1kg, 소포제(실록산) 0.1kg, 분말 첨가제(이산화티탄) 20kg, 탈이온수 29.7kg.
방법 : 고속 교반기에 상술한 배합비 내의 탈이온수 1/2을 투입하고 분산제 0.1kg, 분말 첨가제 20kg을 첨가하여 고속으로 균일하게 분산시킨 후 유리알로 고르게 연마(Grinding)하여 백색 안료를 만들었다. 백색 안료를 고속 교반기에서 800회/분의 속도로 교반하면서 배합비내의 1/4의 탈이온수로 희석한 B수지 30kg을 천천히 첨가하여 D혼합물을 만들었다. 이어서, 배합비내의 나머지 1/4의 탈이온수로 희석한 C수지 10kg과 아미노수지 10kg 및 나머지 원자재를 충분히 교반하여 혼합물 E를 만들었다. D 혼합물을 고속 교반기에서 800회/분의 속도료 교반하면서 E혼합물을 천천히 투입하고 30분간 균일하게 교반하고 여과하여 수성 열경화형 도료를 완성하였다.
실시예 2
(1) 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A)의 제조:
네오펜틸 글리콜 40kg, 디메티오프로피온산 10kg, m-프탈산 40kg, 헥산디옥산 5kg를 오일 가열식 스테인레스 반응기에 투입하였다. 반응기는 외부 냉각식으로서 온도를 180℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)할 수 있어야 한다. 증기(vapor)의 온도를 100℃로 유지하면서 반응물의 온도를 220℃까지 가열하여 약 10시간동안 에스테르화 탈수 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±10에 도달하면 가열을 정지하였다. 온도가 70℃내외로 냉각되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다. 탈이온수로 고형분 함량을 50%로 희석한 후 여과하여 수지(A)를 완성하였다.
(2) 수성 아크릴레이트계 수지(B)의 제조:
메틸 메타크릴레이트 35kg, 부틸 아크릴레이트 40kg, 2-프로페논산 20kg, 메타크릴산 5kg, 아조비스이소부티로니트릴 6kg를 혼합하여 혼합원료를 만들었다. 이어서, 에탄올 60kg을 반응기에 투입하고 온도를 75℃로 가열한 다음 혼합원료를 점차적으로 첨가하면서 2시간 반응시킨 후 1시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절한다.
(3) 수성 폴리에스테르 아크릴레이트 개량수지(C)의 제조:
원료 네오펜틸 글리콜 20kg, 부탄디올 10kg, TMP 10kg, m-프탈산 25kg, 헥산디옥산 10kg, 말레산 무수물 15kg을 중량비로 반응기에 투입하고 온도를 180-190℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)하였다. 증기(vapor)의 온도는 100℃를 유지해야 하며 반응물의 온도는 230℃이하를 유지하면서 약 10시간동안 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±5에 도달하면 온도를 60℃이하로 하강 시킨 후 배합비의 에탄올을 첨가하고 균일하게 교반한다. 온도를 75℃로 상승시키고 메틸 메타크릴레이트 15kg, 부틸 아크릴레이트 5kg, 2-프로페논산 5kg, 메타크릴산 10kg, 아조비스이소부티로니트릴 6kg의 혼합물을 점차적으로 첨가하면서 2시간 반응시킨 후 1시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다.
(3) 수성 열경화형 도료의 배합:
재료 : A수지 20kg, B수지 15kg, C 수지 5kg, 아미노 수지(메틸화된 멜라민 수지) 10kg, 습윤제(폴리에테르 실록산) 0.3kg, 분산제(폴리카르복실레이트) 0.2kg, 소포제(실록산) 0.5kg, 분말 첨가제(이산화티탄) 20kg, 탈이온수 29kg.
방법 : 고속 교반기에 상술한 배합비 내의 탈이온수 2/3을 투입하고 분산제 0.2kg, 분말 첨가제 20kg을 첨가하여 고속으로 균일하게 분산시킨 후 유리알로 고르게 연마(Grinding)하여 백색 안료를 만든다. 백색 안료를 고속 교반기에서 800회/분의 속도로 교반하면서 B수지 15kg을 천천히 첨가하여 D혼합물을 만들었다. 배합비내의 나머지 1/3의 탈이온수로 희석한 C수지 5kg에 A수지 20kg과 아미노수지 10kg 및 나머지 원자재를 첨가하고 충분히 교반하여 혼합물 E를 만들었다. D혼합물을 고속 교반기에서 800회/분의 속도료 교반하면서 E혼합물을 천천히 투입하고 30분간 균일하게 교반하고 여과하여 수성 열경화형 도료를 완성하였다.
실시예 3
(1) 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A)의 제조:
네오펜틸 글리콜 25kg, 디메티오프로피온산 20kg, m-프탈산 28kg, 헥산디옥산 12kg를 오일 가열식 스테인레스 반응기에 투입하였다. 반응기는 외부 냉각식으로서 온도를 180℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)할 수 있어야 한다. 증기(vapor)의 온도를 100℃로 유지하면서 반응물의 온도를 210℃까지 가열하여 약 10시간 동안 에스테르화 탈수 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±10에 도달하면 가열을 정지하였다. 온도가 70℃내외로 냉각되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다. 탈이온수로 고형분 함량을 50%로 희석한 후 여과하여 A수지를 완성하였다.
(2) 수성 폴리에스테르 아크릴레이트 개량수지(C)의 제조:
네오펜틸 글리콜 15kg, 부탄디올 15kg, TMP 8kg, m-프탈산 22kg, 헥산디옥산 18kg, 말레산 무수물 10kg을 중량비로 반응기에 투입하고 온도를 180-190℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수(effluent)하였다. 증기(vapor)의 온도는 100℃를 유지해야 하며 반응물의 온도는 230℃ 이하를 유지하면서 약 10시간동안 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±5에 도달하면 온도를 60℃이하로 하강 시킨 후 배합비의 에탄올을 첨가하고 균일하게 교반하였다. 온도를 75℃로 상승시키고 메틸 메타크릴레이트 12kg, 부틸 아크릴레이트 8kg, 2-프로페논산 8kg, 메타크릴산 8kg, 아조비스이소부티로니트릴 5kg의 혼합물을 점차적으로 첨가하면서 2.2시간 반응시킨 후 1.2시간 보온 시키며 온도가 50℃ 내외로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다.
(3) 수성 열경화형 도료의 배합:
재료 : A수지 30kg, C 수지 8kg, 아미노 수지(메틸화된 멜라민 수지) 8kg, 습윤제(폴리에테르 실록산) 0.2kg, 분산제(폴리카르복실레이트) 0.3kg, 소포제(실록산) 0.5kg, 분말 첨가제(이산화티탄) 30kg, 탈이온수 23kg.
방법 : 고속 교반기에 상술한 배합비 내의 탈이온수 1/2을 투입하고 분산제 0.3kg, 분말 첨가제 30kg을 첨가하여 고속으로 균일하게 분산시킨 후 유리알로 고르게 연마하여 백색 안료를 만들었다. 백색 안료를 고속 교반기에서 800회/분의 속도로 교반하면서 C수지 8kg을 천천히 첨가하여 D혼합물을 만들었다. 배합비내의 나머지 1/2의 탈이온수로 희석한 A수지 30kg과 아미노수지 8kg 및 나머지 원자재를 충분히 교반하여 혼합물 E를 만들었다. D혼합물을 고속 교반기에서 800회/분의 속도로 교반하면서 E혼합물을 천천히 투입하고 30반간 균일하게 교반하고 여과하여 수성 열경화형 도료를 완성하였다.
실시예 4
(1) 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A)의 제조:
네오펜틸 글리콜 15kg, 디메티로프로피온산 30kg, m-프탈산 20kg, 헥산디옥산 3kg를 오일 가열식 스테인레스 반응기에 투입하였다. 반응기는 외부 냉각식으로서 온도를 180℃로 상승시키면 30분간 환류(reflux)를 유지한 후 배수할 수 있어야 한다. 증기(vapor)의 온도를 100℃로 유지하면서 반응물의 온도를 200℃까지 가열하여 약 10시간동안 에스테르화 탈수 반응을 시켰다. 배수량이 이론치에 도달하면 반복적으로 산성도를 측정하였다. 산성도가 50±10에 도달하면 가열을 정지하였다. 온도가 70℃ 내외로 냉각되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다. 탈이온수로 고형분 함량을 50%로 희석한 후 여과하여 A수지를 완성하였다.
(2) 수성 아크릴레이트계 수지(B)의 제조:
메틸 메타크릴레이트 42kg, 부틸 아크릴레이트 37kg, 2-프로페논산 15kg, 메타크릴산 6kg, 아조비스이소부티로니트릴 5kg를 혼합하여 혼합원료를 만들었다. 이어서, 에탄올 50kg을 반응기에 투입하고 온도를 75℃로 가열한 다음 혼합원료를 점차적으로 첨가하면서 2.2시간 반응시킨 후 1.2시간 보온 시키며 온도가 50℃로 하강되면 N-디메틸에탄올아민으로 pH를 7-8로 조절하였다.
(3) 수성 열경화형 도료의 배합:
원료 : A수지 60kg, B수지 5kg, 아미노 수지(메틸화된 멜라민 수지) 5kg, 습윤제(폴리에테르 실록산) 0.3kg, 소포제(실록산) 0.2kg, 탈이온수 29.5kg.
방법 : 고속 교반기에 상술한 배합비 내의 탈이온수 2/3와 B수지 5kg을 투입하고 고속으로 균일하게 분산시켜 D혼합물을 만들었다. 배합비내의 나머지 1/3의 탈이온수로 희석한 A수지 60kg에 아미노수지 5kg 및 나머지 원자재를 충분히 교반하여 혼합물 E를 만들었다. D 혼합물을 고속 교반기에서 800회/분의 속도로 교반하면서 E혼합물을 천천히 투입하고 30반간 균일하게 교반하고 여과하여 수성 열경화형 도료를 완성하였다.
시험예
상기 실시예 1 내지 4로부터 얻은 수성 열경화형 도료에 대한 물리적 및 화학적 성능을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
시험항목
 시험표준
 시험 결과 시험방법
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
무독성 SGS 인증 SGS 인증 SGS 인증 SGS 인증 스위스 SGS-CSTC
VOC
(g/L)		 62 이하 62 이하 62 이하 62이하 미국 66 법규
표준 170
인화점 80℃이상 80℃이상 80℃이상 80℃이상 ISO3679-1983
밀도
(g/㎖)		 1.22 1.20 1.24 1.25 ISO6750-1986
BP(℃) 100℃ 100℃ 100℃ 100℃
MP(℃) 0℃ 0℃ 0℃ 0℃
비중
(g/㎖)		 1.36 1.3 1.35 1.4
pH 7-8 7-8 7-8 7-8
점도(s) 60-150 60-150 60-150 60-150 #4 Zahn Cup,
25℃
고형분
함량		 42% 45% 43% 48%
희석제 탈이온수 탈이온수 탈이온수 탈이온수 탈이온수
광택 60° 86° 85° 83° 87° ASTM D3363-00
연필경도 Mitsubishi uni
Eagle Turquoise		 ＞4H ＞4H ＞4H ＞4H ASTM D 523-80
부착성 1㎜크로스헤치 100/100 100/100 100/100 100/100 ASTM D3359-97
내충격성 1/2"x0.5kgx50㎝ 1.0kg/50㎝ 1.0kg/50㎝ 1.0kg/50㎝ 1.0kg/50㎝ ASTM D2794-93
가공성 2T-벤딩 1-2T 1-2T 1-2T 1-2T ASTM D3261-97
내용제성 MEK-더블럽 120 120 120 120 ASTM D 4752-89
내약품성
24h,스폿테스트
 5% HCl ＞24h ＞24h ＞24h ＞24h ASTM D 2247-87
5% H2SO4 ＞24h ＞24h ＞24h ＞24h "
5% NaOH ＞24h ＞24h ＞24h ＞24h "
5% HNO3 ＞24h ＞24h ＞24h ＞24h "
내오염성 70% HNO3, 증기,30분 , ΔE 1.3 1.3 1.3 1.3 "
내몰탈성 35℃, 24h,
pat 테스트		 ＞24h ＞24h ＞24h ＞24h AAMA 605.2
내세제성 35℃, 3%세제, 72h 침지 ＞72h ＞72h ＞72h ＞72h ASTM D 2248-01
내유리
세제성		 38℃, 3%유리세정제, 72h 침지 ＞72h ＞72h ＞72h ＞72h "
ASTM : American Society for Testing and Materials
AAMA : American Architectural Manufacturers Association
상기 표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수성 도료는 무독성이며, 희발성 유기화합물의 함량이 매우 낮으며, 전체적으로 물리적 및 화학적 특성에 대한 시험 표준을 만족하고 있음을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 디메티오프로피온산(dimethyopropionic acid), m-프탈산(m-phthalic acid) 및 헥산디옥산(hexanedioic acid)의 응축중합 생성물인 무용제 수성 폴리에스테르계 수지(A);
    메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 2-프로페논산(2-propenoic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitril), 및 에탄올의 중합첨가 반응물인 수성 아크릴레이트계 수지(B); 및
    네오펜틸 글리콜, 부탄디올, 트리메틸올프로판(TMP), m-프탈산, 헥산디옥산, 말레산 무수물(maleic anhydride), 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산, 메타크릴산, 아조비스이소부티로니트릴, 및 에탄올의 응축중합?중합첨가 반응물인 폴리에스테르 아크릴레이트 개량 수지(C);로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지; 및 탈이온수를 포함하고,
    상기 수지(C)는 네오펜틸 글리콜, 부타디올, 트리메틸올프로판(TMP), m-프탈산, 헥산디옥산 및 말레산 무수물(maleic anhydride)를 에스테르화 탈수반응시킨 후, 에탄올을 첨가하고, 이어서 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로페논산(2-propenoic acid), 메타크릴산 및 아조비스이소부티로니트릴의 혼합물을 첨가하여 중합시켜 얻은 응축중합?중합첨가 반응물인 수성 열경화영 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아미노 수지; 습윤제; 분산제; 분말 첨가제; 및 소포제를 더 포함하는 수성 열경화형 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지(A), 수지(B) 및 수지(C)로 이루어진 군에서 이종 이상 선택된 수지는 수성 열경화형 도료 조성물 전체 중량에 대해 30 내지 70%의 범위내에서 포함되는 것인 수성 열경화형 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수지(A)는 네오펜틸 글리콜, 디메티오프로피온산, m-프탈산 및 헥산디옥산을 에스테르화 탈수반응시켜 얻어진 응축중합 생성물인 수성 열경화형 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수지(B)는 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-프로피온산, 메타크릴산 및 아조비스이소부티로니트릴를 혼합한 후, 에탄올 중에 상기 혼합물을 첨가하여 중합시킨 중합첨가 반응물인 수성 열경화형 도료 조성물.
  6. 삭제
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JP2002308993A (ja) * 2001-04-09 2002-10-23 Kansai Paint Co Ltd 水性樹脂分散液、及びこれを含む水性塗料組成物
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