KR101247187B1 - 내부식성 실란베이스 코팅조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

내부식성 실란베이스 코팅조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부식성 실란 베이스 무기 코팅조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량%, 방청첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 포함함으로써, 도금 표면에 코팅하여 도금면의 기계적 손상을 억제하고 내부식성, 내약품성 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상온에서 경화가 가능하다.

Description

내부식성 실란베이스 코팅조성물 및 이의 제조방법{Silane based Anti-corrosion coating agent and method for manufacturing thereof}
본 발명은 도금 표면에 코팅하여 도금면의 기계적 손상을 억제하고 내부식성, 내약품성 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상온에서 경화가 가능한 실란베이스 코팅조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도금은 주석 도금, 크롬 도금, 아연 도금, 구리 도금 등의 종류가 있으며, 통상 수용액의 전기분해에 의한 전기도금방식이 금속도금의 주류를 이룬다.
전기도금은 고온처리가 필요 없고 두께나 중량을 세밀히 조절할 수 있으며 완성후의 표면이 미려한 등의 장점이 있다. 특히 전기도금 중에서도 가장 많이 공업화되고 있는 것은 크롬도금인데, 이 크롬도금은 CrO3와 H2SO4를 도금액으로 사용하고 연판을 음극과 양극으로 사용하여 도금을 행하게 된다.
전기도금기술에 의한 크롬 도금방법은 도금 특성이 우수하지만 비용이 많이 들며 특별한 장비나 고급인력을 필요로 한다. 또한 도금과정에서 유해가스나 액체 및 고체 상태의 폐기물이 많이 발생되므로 작업자의 안전을 위협할 뿐만 아니라 환경오염을 일으키는 등 커다란 문제점을 내포하고 있다.
크롬은 오늘날 후두암 등을 일으키는 일급 발암물질로 알려져 있으며, 국제적으로 환경유해 물질로 그 사용을 규제하고 있다.
유럽연합(EU)을 중심으로 한 세계 각국에서는 납(Pb), 카드늄(Cd), 수은(Hg) 등과 함께 크롬(Cr)에 대한 사용을 규제하고 있는데, 이전에는 제조 및 공정배출을 규제하였으나, 최근에는 최종제품에 대해서도 규제하고 있다.
이에 따라 최근에는 크롬을 대체할 물질로서 크롬과 동족인 몰리브덴, 망간 등을 이용하는 연구가 행해지고 있다. 그러나 이들은 크롬도금에 비하여 부착량이 많아야 하고, 내식성도 불충분하기 때문에 크롬의 대체용으로 실용화하는데 제약 요인이 많다.
따라서 크롬을 그대로 사용하면서 인체에 해를 주지 않고 환경적으로 규제를 받지 않기 위하여 크롬이 도금된 도금 표면에 인체에 무해한 코팅막을 형성할 수 있는 코팅조성물이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2009-0055352호 한국공개특허 제2002-0045856호 한국공개특허 제2000-0008569호
본 발명의 목적은 도금 표면에 코팅하여 도금면의 기계적 손상을 억제하고 내부식성, 내약품성 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상온에서 경화가 가능한 실란베이스 코팅조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 실란베이스 코팅조성물을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실란베이스 코팅조성물은 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량%, 방청첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 포함하며, 상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와; 무기산 수용액 또는 유기산 수용액이 혼합된 것일 수 있다.
상기 코팅조성물은 용매와 1:8 내지 10의 중량비로 혼합될 수 있으며, 용매는 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 및 크실렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실란계 올리고머와 실란계 커플링제는 1: 5 내지 15의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와; 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 0.1N 농도의 유기산 수용액이 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합된 것일 수 있다.
상기 실란계 모노머는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 디메톡시디메틸실란(dimethoxydimethylsilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane), 디메톡시디에틸실란(dimethoxydiethylsilane) 및 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxysilne)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 비닐트리클로로실란(vinyltrichlorosilane), 트리메톡시비닐실란(trimethoxyvinylsilane), 트리에톡시비닐실란(triethoxyvinylsilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실에틸)트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexylethyl)trimethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 디에톡시-3-글리시독시프로필메틸실란(diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴옥시프로필디메톡시메틸실란(3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시메틸실란(3-methacryloxypropyltrimethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필디에톡시메틸실란(3-methacryloxypropyldiethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필트리에틸실란(3-methacryloxypropyltriethylsilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)디메톡시메틸실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)dimethoxymethylsilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리메톡시실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)trimethoxysilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리에톡시실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)triethoxysilane), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 실란계 커플링제 1몰에 대하여 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 암모니아 수용액을 3 내지 10몰로 첨가될 수 있다.
상기 무기산은 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있으며, 유기산은 아세트산, 프로피온산 및 개미산으로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 방청첨가제는 벤잘코늄클로라이드, 1H-벤조트리아졸 및 징크아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 금속촉매는 티타늄촉매 또는 알루미늄촉매일 수 있다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코팅조성물의 제조방법은 실란계 모노머와, 0.1N 농도의 무기산 또는 0.1N 농도의 유기산 수용액을 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합하여 실란계 올리고머를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실란계 올리고머, 실란계 커플링제 및 금속촉매가 혼합된 혼합물과 용매는 1:8 내지 10의 중량비로 혼합될 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 실란계 커플링제와; 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 암모니아 수용액을 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합하여 제조된 것일 수 있다.
상기 방청첨가제는 벤잘코늄클로라이드, 1H-벤조트리아졸 및 징크아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 코팅조성물은 도금 표면에 코팅되는 것으로서, 도금 표면은 전하를 띠고 있어 코팅막을 형성시 밀착성에 문제가 있으나 본 발명의 무기 코팅조성물은 가수분해가 된 반응성 관능기를 가지고 있어 이에 따른 화학적 밀착에 따라 도금면과 밀착성이 우수하다.
또한 본 발명의 코팅조성물은 도금 표면에 도포되어 도금 표면의 내구성을 유지할 수 있으며, 기계적 손상 등을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 코팅조성물은 내부식성, 표면경도, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 평활성 및 내마모성이 우수한 코팅막을 형성할 수 있다.
본 발명은 도금 표면에 코팅하여 도금면의 기계적 손상을 억제하고 내부식성, 내약품성 등을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상온에서 경화가 가능한 실란베이스 코팅조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 실란베이스 코팅조성물은 실란계 올리고머, 실란계 커플링제, 방청첨가제, 금속촉매 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와, 무기산 수용액 또는 유기산 수용액의 반응으로 제조된 것으로서, 함량은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%이다. 실란계 올리고머의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 코팅막의 형성이 불가능할 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 코팅막이 평활하게 형성되지 않을 수 있다.
실란계 올리고머는 실란계 모노머가 무기산 수용액 또는 유기산 수용액으로 처리되는데 상기 산이 촉매로 작용하여 실란계 모노머의 말단기가 가수분해됨으로써, 가수분해된 실란계 올리고머와 실란계 커플링제의 결합으로 -Si-O-Si-O-의 골격구조를 갖는 코팅조성물을 형성할 수 있다. 상기와 같은 골격구조를 갖는 본 발명의 코팅조성물은 종래 -C-O-C-O- 골격구조를 갖는 유기 코팅조성물에 비하여 결합 에너지가 크므로 내부식성, 내약품성 등을 향상시킬 수 있으며, 도금 표면에 대한 밀착성이 우수하다.
구체적으로 실란계 모노머와 무기산 수용액 또는 유기산 수용액(0.1N 기준)은 1: 3 내지 10의 몰비, 바람직하게는 1:3 내지 5의 몰비로 혼합된다. 이때 무기산 수용액 또는 유기산 수용액의 농도는 0.1 내지 0.5 N인 것이 바람직하므로 농도에 따라 반응에 사용되는 함량을 조절할 수 있다.
실란계 모노머를 기준으로 무기산 수용액 또는 유기산 수용액(0.1N 기준)의 몰비가 상기 하한치 미만인 경우에는 실란계 모노머가 가수분해되지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 코팅조성물의 안정성이 저하될 뿐만 아니라 도금 표면의 부식을 일으킬 수 있다.
상기 실란계 모노머로는 테트라메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메톡시디메틸실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메톡시디에틸실란 및 페닐트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
또한, 상기 무기산으로는 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 들 수 있으며, 유기산으로는 아세트산, 프로피온산 및 개미산으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 들 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 도금면에 대한 밀착성을 향상시키는 것으로서, 함량은 40 내지 70 중량%, 바람직하게는 50 내지 70 중량%이다. 실란계 커플링제의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 반응시간이 늦어지는 문제가 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 코팅막에 크랙이 발생할 수 있다.
실란계 커플링제로는 비닐트리클로로실란, 트리메톡시비닐실란, 트리에톡시비닐실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실에틸)트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 디에톡시-3-글리시독시프로필메틸실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필디메톡시메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필디에톡시메틸실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에틸실란, 3-(2-아미노에틸아미노프로필)디메톡시메틸실란, 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
본 발명에서 실란계 커플링제로 상기 조성물을 그대로 사용해도 되지만, 도금면과의 밀착속도를 증가시키기 위하여 실란계 커플링제로 사용되는 조성물을 무기산 수용액 또는 암모니아 수용액으로 처리하여 상기 조성물의 말단기를 가수분해 시킬 수 있다.
구체적으로 실란계 커플링제와, 무기산 수용액(0.1N 기준) 또는 암모니아 수용액은 1: 3 내지 10의 몰비, 바람직하게는 1: 3 내지 5의 몰비로 혼합된다. 이때 무기산 수용액의 농도는 0.1 내지 0.5 N인 것이 바람직하므로 농도에 따라 반응에 사용되는 함량을 조절할 수 있다.
실란계 커플링제를 기준으로 무기산 수용액(0.1N 기준) 또는 암모니아 수용액의 몰비가 상기 하한치 미만인 경우에는 도금면과의 밀착속도가 증가되지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 코팅조성물의 저장 안정성이 떨어질 수 있다.
상기 실란계 올리고머와 실란계 커플링제는 1: 5 내지 15의 중량비, 바람직하게는 1:5 내지 10의 중량비로 혼합된다. 실란계 올리고머를 기준으로 실란계 커플링제의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 경화가 불량으로 되어 코팅막의 강도가 저하될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 도금면과 코팅막이 밀착되지 않아 코팅막이 탈락될 수 있다.
상기 방청첨가제는 코팅조성물의 내부식성 및 강도를 향상시킬 수 있는 것으로서, 함량은 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%이다. 방청첨가제의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 코팅막이 형성시에도 도금 표면이 쉽게 부식될 수 있을 뿐만 아니라 코팅막이 약한 충격에도 탈락될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 도금 표면과 코팅막의 밀착성이 저하될 수 있다.
방청첨가제로는 벤잘코늄클로라이드, 1H-벤조트리아졸 및 징크아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
상기 금속촉매는 첨가되어 상온경화형 코팅조성물을 제조하는 것으로서, 함량은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%이다. 금속촉매의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 코팅조성물이 상온에서 경화되지 않고 경화시간이 길어질 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 부반응이 발생하고 밀착성을 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 경우에 따라서 경화되지 않을 수 있다.
금속촉매로는 특별히 한정되지 않고 통상의 금속촉매를 모두 사용할 수 있으나, 바람직하게 티타늄촉매 또는 알루미늄촉매를 들 수 있다.
상기 용매는 본 발명에 사용되는 구성 물질들을 용해시킬 수 있는 물질로서, 구체적으로 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 및 크실렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 이소프로필알코올이다. 이소프로필알코올을 사용한 코팅조성물이 도금면에 대한 젖음성(wetting)이 가장 우수하다.
실란계 올리고머, 실란계 커플링제, 방청첨가제 및 금속촉매의 혼합물과 용매는 1:8 내지 10의 중량비, 바람직하게는 1:9의 중량비로 혼합될 수 있다. 혼합물을 기준으로 용매의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 코팅막이 평활하게 형성되지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 코팅막이 형성되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명은 코팅조성물을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 코팅조성물의 제조방법은 실란계 모노머와, 0.1N 농도의 무기산 또는 0.1N 농도의 유기산 수용액을 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합하여 실란계 올리고머를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량%, 방청첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와, 무기산 또는 유기산 수용액을 혼합하여 60 내지 90 ℃, 바람직하게는 60 내지 70 ℃에서 20 내지 60분, 바람직하게는 40 내지 50분 동안 교반하여 제조된다.
실란계 올리고머를 제조시 온도가 상기 하한치 미만인 경우에는 가수분해가 일어나지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 도금면과의 밀착력이 저하될 수 있다.
또한, 시간이 상기 하한치 미만인 경우에는 가수분해가 일어나지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 추가 반응이 일어나지 않으면서 반응시간만 길어질 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 실란계 커플링제와, 무기산 또는 암모니아 수용액을 혼합하여 60 내지 90 ℃, 바람직하게는 60 내지 70 ℃에서 20 내지 60분, 바람직하게는 40 내지 50분 동안 교반하여 제조된다. 이때 암모니아 수용액을 사용하면 무기산을 사용할 때에 비하여 반응시간이 조금 더 소요될 수 있다.
상기 범위의 온도 및 시간을 벗어난 경우에는 도금면과의 밀착속도를 증가시킬 수 없다.
일반적으로 도금 표면은 전하를 띠고 있어 코팅막이 밀착되게 형성되지 않지만 본 발명의 실란 베이스 코팅조성물은 절연성이 있어 도금 표면과의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 전기적 영향을 받지 않는다. 또한 내부식성, 내약품성 등이 매우 우수하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1. 실란계 올리고머의 제조
실란계 모노머로 메틸트리메톡시실란과 0.1N 염산을 1:4의 몰비로 혼합하여 70 ℃에서 30분 동안 교반하여 실란계 올리고머를 제조하였다.
제조예 2. 산으로 처리된 실란계 커플링제의 제조
실란계 커플링제인 트리메톡시비닐실란과 0.1N 황산을 1:4의 몰비로 혼합하여 70 ℃에서 30분 동안 교반하여 실란계 올리고머를 제조하였다.
실시예 1.
상기 제조예 1에서 제조된 실란계 올리고머 10 중량%, 트리메톡시비닐실란 70 중량%, 벤잘코늄클로라이드 0.2 중량%, 징크아세테이트 0.3 중량%, 티타늄촉매 19.5 중량%, 이소프로필알코올을 혼합하여 코팅조성물을 제조하였다. 이때 이소프로필알코올은 실란계 올리고머, 트리메톡시비닐실란, 벤잘코늄클로라이드, 징크아세테이트, 티타늄촉매 혼합물 100 중량부에 대하여 900 중량부로 사용하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 실란계 커플링제로 트리메톡시비닐실란 대신 상기 제조예 2에서 제조된 실란계 커플링제를 사용하여 코팅조성물을 제조하였다.
비교예 1.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 1의 실란계 올리고머 대신 메틸트리메톡시실란(실란계 모노머)를 사용하여 코팅조성물을 제조하였다.
비교예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 벤잘코늄클로라이드, 징크아세테이트를 사용하지 않고 코팅조성물을 제조하였다. 이때 티타늄촉매를 20 중량%로 하였다.
비교예 3.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 실란계 올리고머 40 중량%, 트리메톡시비닐실란 40 중량%, 벤잘코늄클로라이드 0.2 중량%, 징크아세테이트 0.3 중량%, 티타늄촉매 19.5 중량%로 하여 코팅조성물을 제조하였다. 이때 실란계 올리고머와 트리메톡시비닐실란의 중량비는 1:1이다.
비교예 4.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 실란계 올리고머 4 중량%, 트리메톡시비닐실란 80 중량%, 벤잘코늄클로라이드 0.2 중량%, 징크아세테이트 0.3 중량%, 티타늄촉매 15.5 중량%로 하여 코팅조성물을 제조하였다. 이때 실란계 올리고머와 트리메톡시비닐실란의 중량비는 1:20이다.
비교예 5.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 실란계 올리고머 10 중량%, 트리메톡시비닐실란 50 중량%, 벤잘코늄클로라이드 0.2 중량%, 징크아세테이트 0.3 중량%, 티타늄촉매 39.5 중량%로 하여 코팅조성물을 제조하였다.
비교예 6.
에탄올에 1-옥타데칸티올을 용해하여 0.1M 1-옥타데칸티올 용액을 제조하였다. 그 후 아크릴 수지 99 중량%와 무기계 경화제 1 중량%를 혼합하여 수지 용액을 제조한 후 상기 수지용액과 0.1M 1-옥타데칸티올 용액을 70:30의 부피비로 혼합하여 유기 코팅조성물을 제조하였다.
시험예 .
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 코팅조성물을 크롬으로 도금된 도금면에 붓도장으로 코팅한 후 상온에서 3일 동안 건조시켜 하기와 같은 시험을 실시하였다.
1. 밀착성(crosscut test): 1 X 1 mm크기로 커팅하고, 테이프로 3회 접착하여 표면의 박리를 확인한다(기준치: 박리가 없어야 함).
2. 내부식성: 150 ℃의 오븐에서 5분간 열처리하여 5 중량% 염수분무 시험(KS D9502)하여 내식성을 평가한다(기준치: 72시간 염수 분무 시험 결과, 백청 발생 면적이 약 5% 미만이어야 함).
3. 표면경도: 연필심의 각을 90°로 갈아 연필을 45° 기울기로 하여 시험하며한다(기준치: 2H 이상).
4. 내수성: 물에 48시간 동안 침적한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
5. 내산성: 0.1N 염산에 72시간 동안 침적한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
6. 내알칼리성: 0.1N 수산화나트륨에 72시간 동안 침적한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
7. 평활성: 육안으로 코팅막의 평활도를 측정한다.
8. 내마모성: 지우개를 이용하여 일정한 압력으로 1500회 왕복한다(기준치: 들뜸이나 박리가 없어야 함).
◎: 기준치 만족, 매우 양호
○: 기준치에 90% 도달, 양호
△: 기준치에 70% 도달, 보통
X: 기준치에 30% 도달, 불량
구분 밀착성 내부식성 표면경도 내수성 내산성 내알칼리성 평활성 내마모성
실시예1 ○ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예1 X X △ X X X X △
비교예2 ○ X X △ △ △ ○ △
비교예3 △ △ X △ △ △ X X
비교예4 X X △ △ △ △ △ X
비교예6 △ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ◎
위 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조된 코팅조성물을 크롬도금면에 코팅시 밀착성, 내부식성, 표면경도, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 평활성 및 내마모성이 모두 우수한 것으로 확인하였다.
반면, 비교예 1 내지 4는 모든 시험에서 좋지 않은 결과를 보이는 것으로 확인되었으며, 특히 비교예 2는 내부식성, 표면경도 및 내마모성이 낮은 것으로 확인되었다.
비교예 5는 경화가 이루어지지 않아 시험을 실시할 수 없었으며, 비교예 6은 실란 베이스 코팅조성물인 본 발명과는 다른 유기 코팅조성물로서 밀착성이 낮은 것을 확인하였다.

Claims (16)

  1. 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량%, 방청첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 포함하며;
    상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와, 무기산 수용액 또는 유기산 수용액이 혼합된 것이며;
    상기 금속촉매는 티타늄촉매 또는 알루미늄촉매;인 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실란계 올리고머와 실란계 커플링제는 1: 5 내지 15의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 무기 코팅조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 실란계 올리고머는 실란계 모노머와; 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 0.1N 농도의 유기산 수용액이 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합된 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실란계 모노머는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 디메톡시디메틸실란(dimethoxydimethylsilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane), 디메톡시디에틸실란(dimethoxydiethylsilane) 및 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxysilne)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실란계 커플링제는 비닐트리클로로실란(vinyltrichlorosilane), 트리메톡시비닐실란(trimethoxyvinylsilane), 트리에톡시비닐실란(triethoxyvinylsilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실에틸)트리메톡시실란(2-(3,4-epoxycyclohexylethyl)trimethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 디에톡시-3-글리시독시프로필메틸실란(diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴옥시프로필디메톡시메틸실란(3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시메틸실란(3-methacryloxypropyltrimethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필디에톡시메틸실란(3-methacryloxypropyldiethoxymethylsilane), 3-메타크릴옥시프로필트리에틸실란(3-methacryloxypropyltriethylsilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)디메톡시메틸실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)dimethoxymethylsilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리메톡시실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)trimethoxysilane), 3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리에톡시실란(3-(2-aminoethyllaminopropyl)triethoxysilane), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 실란계 커플링제는 실란계 커플링제 1몰에 대하여 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 암모니아 수용액을 3 내지 10몰로 첨가하는 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  7. 제1항, 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기산은 염산, 황산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유기산은 아세트산, 프로피온산 및 개미산으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방청첨가제는 벤잘코늄클로라이드, 1H-벤조트리아졸 및 징크아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 코팅조성물은 용매와 1:8 내지 10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 무기 코팅조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 용매는 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 및 크실렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅조성물.
  13. 실란계 모노머와, 0.1N 농도의 무기산 또는 0.1N 농도의 유기산 수용액을 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합하여 실란계 올리고머를 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 실란계 올리고머 1 내지 30 중량%, 실란계 커플링제 40 내지 70 중량%, 방청첨가제 0.1 내지 5 중량% 및 금속촉매 1 내지 30 중량%를 혼합하는 단계;를 포함하되,
    상기 금속촉매는 티타늄촉매 또는 알루미늄촉매;인 것을 특징으로 하는 코팅조성물의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 실란계 올리고머, 실란계 커플링제, 방청첨가제 및 금속촉매가 혼합된 혼합물과 용매는 1:8 내지 10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 코팅조성물의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 실란계 커플링제는 실란계 커플링제와; 0.1N 농도의 무기산 수용액 또는 암모니아 수용액을 1: 3 내지 10의 몰비로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 코팅조성물의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 방청첨가제는 벤잘코늄클로라이드, 1H-벤조트리아졸 및 징크아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅조성물의 제조방법.
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