KR101437879B1 - 전도성 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 코팅 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 a) 셀룰로오스; b) 유리분말; c) 바인더 수지; 및 d) 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 금속분말을 사용하지 않고도 전도성을 나타내어 원가부담이 현저히 적으며, 코팅의 부착성 및 안정성이 뛰어난 전도성 코팅 조성물을 제공한다.

전도성 코팅, 셀룰로오스, 유리분말, 전자파차폐

Description

전도성 코팅 조성물{CONDUCTIVE COATING COMPOSITION}

본 발명은 금속분말을 사용하지 않고도 전도성을 나타내어 원가부담이 현저히 적으며, 코팅의 부착성 및 안정성이 뛰어난 전도성 코팅 조성물에 관한 것이다.

최근 들어 전자파 차폐 또는 정전기 방지를 목적 등 전도성 코팅에 대한 요구가 여러 분야에서 요청되고 있다. 종래 전도성 코팅은 대부분 금속분말과 바인더, 용제로 구성되어 있으며, 금속분말을 많이 사용할수록 전도성은 향상되나 원가부담이 너무 크며, 소지에 대한 부착성 및 안정성 저하가 문제가 되고 있으며, 이에 원가부담을 줄이면서 전도성을 나타낼 수 있는 원료에 대한 개발이 계속 요청되고 있다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명은 금속분말을 사용하지 않고도 전도성을 나타내어 원가부담이 현저히 적으며, 코팅의 부착성 및 안정성이 뛰어난 전도성 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

a) 셀룰로오스;

b) 유리분말;

c) 바인더 수지; 및

d) 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 바인더 수지와 용제의 혼합시 셀룰로오스와 유리분말을 혼합할 경우 혼합이 용이해지고, 특히 전도성을 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물은 a) 셀룰로오스; b) 유리분말; c) 바인더 수지; 및 d) 용제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물에 있어서 상기 셀룰로오스는 바인더 수지와 용제의 혼합을 용이하게 하고, 유리분말 및 용제와 작용하여 전도성을 나타내는 역할을 한다. 상기 셀룰로오스는 결정성 셀룰로오스인 것이 좋으며, 셀룰로오스의 산 가수분해 또는 알칼리 산화성 분해에 의해 수득되는 일정한 중합도를 갖는 셀룰로오스 단결정 응집물이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하기로는 결정성 셀룰로오스 의 크기가 스토크(Stokes) 직경을 기준으로 평균입자크기가 0.1 내지 10 ㎛ 인 것이 좋으며, 구체적인 일예로 미국특허 제4,383,111호 및 일본특허출원 제1992-259396호에 기재된 방법으로 제조된 미세 결정성 셀룰로오스인 것이 좋다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물에 있어서 상기 셀룰로오스의 함량은 0.01 내지 10 중량% 인 것이 좋으며, 상기 범위 내인 경우 전도성, 분산안정성, 코팅의 부착성 및 안정성을 위하여 모두 좋다.

또한 본 발명의 전도성 코팅 조성물의 본 발명에 사용되는 상기 유리분말(glass power)은 바인더 수지의 분산성을 용이하게 하고, 셀룰로오스와 함께 전도성을 나타내는 작용을 한다. 또한 바인더 수지의 경도를 증가시키며 코팅의 마모를 방지하며, 코팅의 작업성 및 부착성을 증대시키는 작용을 한다.

상기 유리분말은 다양한 입자 형상과 입자 크기의 것을 사용할 수 있음은 물론이며, 유리분말의 입자는 유리, 파유리, 유리섬유, 또는 유리 커렛 등을 분쇄하여 얻는 것으로, 유리 조성은 A, C, E, 내알칼리성 유리분말 조성 등 수지와의 상용성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 특히 E-글래스 조성의 유리분말이 각종 소지의 부착성 면에서 더욱 바람직하다.

상기 유리분말의 입경은 특별히 한정되는 것은 아니나, 특히 5 ㎛ 내지 1 ㎜인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 내지 0.3 ㎜인 것이 작업성, 강도, 수축 및 팽창성을 모두 만족시킬 수 있어 좋다.

특히, 상기 유리분말은 본 발명의 전도성 코팅 조성물에 0.01 내지 10 중량% 로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 내인 경우 전도성, 분산안정성, 코팅의 부착성 및 안정성을 위하여 모두 좋다.

또한 본 발명의 바인더 수지는 에폭시계 수지, 아크릴계, 우레탄계, 알키드계, 폴리에스테르계, 폴리비닐클로라이드계, 및 상기 수지의 에멀젼으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다.

상기 에폭시계 수지(epoxy based resin)는 디글리실(diglycidyl) 타입과 트리글리실(triglycidyl) 타입 중에서 분자량이 350 내지 10,000 MW의 범위인 용매 희석용 에폭시 수지가 바람직하다.

상기 아크릴계 수지(arcryl based resin)는 메타아크릴산 유도체를 주성분으로 하는 용매형의 아크릴 우레탄, 수성 아크릴하이드로졸, 에멀젼 무용매형 아크릴 실란, 또는 자외선 경화형 아크릴 등이 바람직하다.

상기 우레탄 수지는 폴리우레탄 수지나 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymers)로서 여러 가지 유기성 폴리이소시아네이트(polyisocyanates)와 폴리하이드릭 하이드록시 화합물(polyhydric hydroxy compounds)와의 중합반응에 의하여 형성된 폴리우레탄, 우레탄 프로폴리머 등과 같은 하이드로필릭 그룹(hydrophilic group)의 에멀젼이 바람직하다.

상기 알키드계 수지(alkyd based resin)는 다염기산과 다가알코올 에스테르 화합물로 변성시킨 도료형태의 알키드 수지가 바람직하며, 로진(rosin), 페놀(phenol), 에폭시(epoxy), 비닐스티렌 모노머(vinyl styrene monomer), 이소시아 네이트(isocyanate), 또는 실리콘(silicon) 등으로 변성시킨 알키드 수지들도 사용이 가능하다.

상기 폴리비닐클로라이드계는 PVC의 플라스틱졸 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하기로는 상기 수지는 에폭시 수지인 것이 좋으며, 또한 상온(약 20 ℃ 내외)에서 약 6시간 내지 12시간 정도 경과되었을 때 경화될 수 있는 수지재료인 것이 작업성을 위하여 좋으며, 수지 종류에 따라서 경화촉진제가 추가될 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물에 있어서 상기 바인더 수지의 함량은 1 내지 90 중량%인 것이 전도성, 분산안정성, 코팅의 부착성 및 안정성을 위하여 모두 좋다.

또한 본 발명의 용제는 상기 바인더 수지와 상용성이 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 구제적인 예로 IPA, 크실렌, 및 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸카비톨), 디에틸케톤, 메틸부틸케톤, 디프로필케톤, 테르피네올, 시클로헥사논, n-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 시클로헥산올, 디아세톤알콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 아세트산-n-부틸, 아세트산 아밀, 물, 락트산 에틸, 락트산-n-부틸, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트 등을 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 용제의 함량은 상기 셀룰로오스, 유리분말, 바인더 수지를 제외한 잔량으로 포함되며, 당업자가 코팅에 적합하게 조절할 수 있음은 물론이며, 전도성 코팅 조성물에 1 내지 90 중량%인 것이 전도성, 분산안정성, 코팅의 부착성 및 안정성을 위하여 모두 좋다.

또한 본 발명의 전도성 코팅 조성물은 필요에 따라 유리섬유(glass fiber)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 유리섬유는 전도성 코팅 조성물의 인장력 및 내크랙성을 증가시키는 작용을 한다.

상기 유리섬유는 E 조성의 장유리섬유 또는 내알칼리성 조성의 섬유를 사용할 수 있으며, 구체적으로 섬유경이 10 내지 20 ㎛인 유리섬유 또는 탄소 섬유를 균일한 스트랜드(strand) 길이로 절단한 절단 섬유(chopped fiber) 또는 평균 섬유 길이로 분쇄하여 제조한 분쇄 섬유(milled fiber)가 사용될 수 있다. 특히, 절단 섬유는 2 내지 12 ㎜ 정도의 섬유 길이로 재단된 것이 바람직하며, 분쇄 섬유는 평균 섬유길이가 100 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 특히, 분쇄 섬유가 본 발명의 전도성 코팅 조성물의 인장력 보강 및 분산성 면을 고려할 때 바람직하며, 절단 섬유와 분쇄 섬유를 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 유리섬유는 전도성 코팅 조성물에 0.1 내지 20 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 유리섬유의 함량이 상기 범위내인 경우에는 경화된 전도성 코팅 조성물의 코팅성, 균열, 수축, 및 팽창을 보완하는 장점이 있다.

또한 본 발명의 상기 전도성 코팅 조성물은 필요에 따라 통상의 충전제, 분 산제, 안료, 반응촉매, 증점제, 유동성조절제, 습윤제, 자외선 안정제, 또는 침강방지제 등의 첨가제를 전도성 코팅 조성물에 0.01 내지 10 중량%의 범위 내에서 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물은 상기 셀룰로오스, 유리분말, 바인더 수지 및 용제, 필요에 따라 유리섬유 및 첨가제를 공지의 통상적인 혼합방법을 이용하여 혼합하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 셀룰로오스, 유리분말을 용제에 혼합한 후, 바인더 수지를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 전도성 코팅 조성물은 전도성 코팅이 요청되는 부분에 공지의 코팅방법을 이용하여 코팅후 경화시킴으로써 전도성을 부여할 수 있다. 구체적인 일예로 상기 코팅방법은 침지, 헤라, 브러쉬, 스프레이 또는 롤러 등을 사용할 수 있으며, 경화는 열경화 또는 광경화가 모두 적용될 수 있다.

상기 전도성 코팅 조성물의 코팅두께는 전도성 코팅이 요청되는 부분의 특성에 따라 당업자가 적절히 조절할 수 있음은 물론이며, 바람직하게는 반도체 공장과 같은 공장의 바닥면은 내구성, 경제성 등을 고려하여 100 내지 7000 ㎛의 두께로 코팅하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 1000 내지 3000 ㎛의 두께로 코팅하는 것이 좋으며, 또한 전자파 자폐를 위하거나 정전기 방지를 위한 제품, 일예로 플라스틱 제품에 적용시에는 0.1 내지 100 ㎛로 적용하는 것이 좋다.

본 발명의 전도성 코팅 조성물을 사용한 전도성 코팅은 금속분말 대신에 셀룰로오스와 유리분말을 이용하여 전도성을 부여하기 때문에 종래의 원가부담이 현저히 경감되며, 또한 코팅의 부착성 및 안정성이 금속분말을 사용하는 것에 비하여 월등히 향상된다. 따라서 공장이나 건축물의 바닥면과 같은 대면적에 전도성을 부여하거나 인체와 직접적으로 접촉이 되는 물건의 부분에 전도성을 부여를 목적으로 코팅을 하는 경우에 특히 우수한 장점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

결정성 셀룰로오스 100 g, 평균입도가 200 메쉬이고 비중이 2.54인 유리분말 100 g을 1000 g의 용제과 혼합한 후 에폭시 수지 300 g을 더욱 혼합하여 전도성 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 유리분말과 용제의 혼합시 평균섬유두께 13.5 ㎛, 평균 섬유길이 300 ㎛의 분쇄 유리섬유 100 g을 더욱 혼합하여 전도성 코팅 조성물을 제 조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 에폭시 수지 대신에 아크릴계 수지 100 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 에폭시 수지 대신에 아크릴계 수지 150 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 코팅 조성물을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 2에서 분산제 10 g을 더욱 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 전도성 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 셀룰로오스와 유리분말 대신에 평균입도가 20 ㎛인 동분말 200 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 셀룰로오스를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 5에서 제조한 전도성 코팅 조성물은 비교예 1의 코팅 조성물에 비하여 금속분말을 포함하지 않기 때문에 제조비용이 현저히 저렴하였으며, 코팅의 기재에 대한 부착성 및 안정성이 뛰어났으며, 전도성은 대등한 수준을 나타내었다. 그러나 비교예 2의 코팅 조성물은 전도성을 나타내지 않았다.

상기와 같은 본 발명의 전도성 코팅 조성물은 금속분말을 사용하지 않고도 전도성을 나타내어 원가부담이 현저히 적으며, 코팅의 부착성 및 안정성이 뛰어난 장점이 있으며, 특히 공장이나 건축물의 바닥면과 같은 대면적에 전도성을 부여하거나 인체와 직접적으로 접촉이 되는 물건의 부분에 전도성을 부여를 목적으로 코팅을 하는 경우에 적합하다.

Claims (9)

1. a) 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량%;

   b) 입경이 5 ㎛ 내지 1 mm인 유리분말 0.01 내지 10 중량%;

   c) 바인더 수지 1 내지 90 중량%; 및

   d) 잔량의 용제

   를 혼합한 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 셀룰로오스는 스토크(Stokes) 직경을 기준으로 평균입자크기가 0.1 내지 10 ㎛ 인 결정성 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 바인더 수지는 디글리실(diglycidyl) 타입 또는 트리글리실(triglycidyl) 타입으로서 평균 분자량이 350 내지 10,000 MW인 에폭시계 수지(epoxy based resin)인 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
6. 제 1항에 있어서,

   0.1 내지 20 중량%의 유리섬유를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
7. 제 1항에 있어서,

   충전제, 분산제, 안료, 반응촉매, 증점제, 유동성 조절제, 습윤제, 자외선 안정제, 또는 침강방지제를 전도성 코팅 조성물에 0.01 내지 10 중량%더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 전도성 코팅 조성물은 전자파 차폐용인 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 전도성 코팅 조성물은 정전기 방지용인 것을 특징으로 하는 전도성 코팅 조성물.