KR101444700B1 - 지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법 및 그 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고내식성이 우수한 1액형 지방산 변성 에폭시 수지를 바인더로 사용함을 특징으로 하는 도료의 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
좀 더 상세하게는, 내열성을 갖는 변성 에폭시 수지를 이용하여 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등 강판 자재의 용접성, 용단성(용접기로 철판을 절단하는 성질)이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물을 제조하는 방법 및 그 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 10~30중량부, 습윤분산제 0.05~0.5중량부, 침강방지제로서 합성 비결정성 실리카 0.5~5중량부, 침강방지제로서 벤토나이트계 0.5~5중량부, 증점제로서 포스파티딜콜린 0.05~0.5중량부, 내열성 안료로서 알루미늄 실리케이트 세라믹계 5~25중량부, 방청안료 5~15중량부, 징크 금속 20~55중량부, 가스흡수제로서 제올라이트 0.5~5중량부, 금속 드라이어 0.01~0.5중량부, 피막방지제 0.05~5중량부, 톨루엔 10~35중량부로 구성되는, 지방산 변성 에폭시 수지를 이용한, 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물이다.

Description

지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법 및 그 조성물{The manufacturing method of one component type anti-corrosive zinc primer paint composition having high weldability using Fatty acid modified epoxy resin, and the composition}

본 발명은 내식성이 우수한 1액형 지방산 변성 에폭시 수지를 바인더로 사용함을 특징으로 하는 도료의 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

좀 더 상세하게는, 내열성을 갖는 지방산 변성 에폭시 수지를 이용하여 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등 강판 자재의 용접성, 용단성(용접기로 철판을 절단하는 성질)이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물을 제조하는 방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

근래에 선박, 철강구조물 등의 공정은 강판 전처리, 숍프라이머 도장, 강판 자재의 가공, 소규모 조립, 블록 조립, 선체 완성의 방식을 채택되고 있는 과정 중에서 선체 조립, 도장까지의 방청 효과를 요하며, 또한 건조성, 내구성, 가공성, 용접성, 용단성, 후속 도장작업성 등의 우수성을 요구한다. 이에 강판 자재의 용접성과 용단성에 적용하는 무기질 징크 리치 프라이머로서 무기질계 실리게이트 수지 및 고농도의 징크 금속, 방청안료로 조성되어 있는 2액형 징크 리치 프라이머가 적용되어 왔다.

그러나 도료의 물성 중에서 가사시간(Pot-life)의 제한 및 현장에서 부분 Touch Up을 시행하기 전 도료가 균일하도록 주제와 경화제를 혼합하는 데 있어서의 어려움, 그리고 강판 자재의 대량화 생산으로 용접 스피드가 속도에 따라 진행될 때 관통된 홀(Pit)이나 내부에 기포(blowhole)가 많이 발생되는 문제로 인하여, 징크 금속 함량을 감소하거나 징크 금속의 형상에 따른 구상(球狀)과 플레이크상의 혼합 비율을 조정하고 내열성 및 방청성이 우수한 안료로 대체하려는 추세에 따라, 현장에서 도장 품질향상의 신개념으로 지방산 변성 에폭시 수지를 이용하여 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 개발을 할 것이 요구되어 왔다. 이는 강판 자재의 용접성, 용단성 및 Grinding 후 내식성, 도장 시방서에 따른 후속 도료와의 부착성 등으로 인한 도막의 결함을 방지하는 것을 목적으로 한다.

이에 본 발명자들은 강판 자재의 용접성과 용단성에 적용하는 도료의 품질향상에 기여할 수 있도록 내식성과 도장 시방서에 따른 후속도장의 부착성 등을 위하여 종래 기술의 결점을 검토 시험한 결과, 1액형 지방산 변성 에폭시 수지와 징크 금속의 형상에 따른 구상(球狀)과 플레이크상의 혼합 비율에 따른 용접성, 용단성 및 내열성안료, 방청안료를 기재로 한 내식성과 부착성이 우수한 도막 물성을 가지는 도료를 발명하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 배경하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고내식성의 1액형 지방산 변성 에폭시 수지를 바인더로 사용함을 특징으로 하는 도료의 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

그리하여 내염수분무성, 저장안정성 등의 물성뿐 아니라 도막 적용 시 용접성, 옥외 폭로 상도 부착성, 내염수분무성이 우수하고, 종래 도료와는 달리 내식성이 우수하여 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재에 유효하게 적용할 수 있는 조성물을 제공하고자 한다.

상기와 같은 본 발명은,

강판 자재 용접선용 징크 방청프라이머 도료 조성물 제조방법에 있어서,

(1) 제1단계 : 10~30중량부의 1액형 지방산 변성 에폭시 수지와 0.05~0.5중량부의 습윤 분산제를 분산 용기에서 300~600rpm으로 5~20분간 혼합 교반하는 단계;

(2) 제2단계 : 상기 1단계에서 교반된 교반물에 침강방지제로서 합성 비결정성 실리카 0.5~5중량부, 침강방지제로서 벤토나이트계 0.5~5중량부를 넣고 600~800rpm으로 5~20분간 교반한 후, 0.05~0.5중량부의 증점제를 투입한 후 600~800rpm으로 5~20분간 교반하는 단계;

(3) 제3단계 : 상기 2단계에서 교반된 교반물에 5~25중량부의 내열성안료, 5~15중량부의 방청안료를 투입하여 800~1000rpm으로 10~30분간 교반하면서 습윤시키는 단계;

(4) 제4단계 : 그 후 분산기를 이용하여 연화도가 40~60마이크론의 입자로 분산시킨 후 20~55중량부의 징크 금속을 투입하여 1,000~1,200rpm으로 20~30분간 교반 후 0.5~5중량부의 가스흡수제를 투입하여 800~1,000rpm으로 5~20분간 교반하고, 0.01~0.5중량부의 금속 드라이어, 0.05~5중량부의 피막방지제를 투입하여 800~1,000rpm으로 5~20분간 교반하는 단계와;

(5) 제5단계 : 상기 4단계에서 교반된 교반물에 10~35중량부의 톨루엔을 투입하여 600~800rpm으로 5~20분간 교반하여 1시간 숙성시키는 단계로 이루어지는,

지방산 변성 에폭시 수지를 이용한, 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법인 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제3단계에는 체질안료로서 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 중 적어도 어느 하나가 각각(한 가지 안료당) 1~10중량부의 양으로 더 투입되고,

상기 제5단계에는 1~35중량부의 자일렌과 1~5중량부의 이소프로판올이 더 투입될 수 있다.

또한 위 각 경우에 있어서,

상기 제1단계에서 투입되는 습윤분산제는 안료친화그룹을 갖는 공중합체 용액계인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제3단계에 투입되는 내열성안료는 알루미늄 실리케이트 세라믹계이고, 방청안료는 트리포스포릭 산 알루미늄 염과 징크 포스페이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제4단계에 투입되는 징크 금속은 징크 금속 함량 99%인 것으로 하되, 형상에 따라 평균입자경 3~13마이크론의 징크 구상(球狀)과 평균입자경 10~20마이크론의 플레이크상의 두 가지로 하며, 징크 구상(球狀)과 플레이크상의 혼합비는 1~4 : 1 인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 10~30중량부, 습윤분산제 0.05~0.5중량부, 침강방지제로서 합성 비결정성 실리카 0.5~5중량부, 침강방지제로서 벤토나이트계 0.5~5중량부, 증점제로서 포스파티딜콜린 0.05~0.5중량부, 내열성 안료로서 알루미늄 실리케이트 세라믹계 5~25중량부, 방청안료 5~15중량부, 징크 금속 20~55중량부, 가스흡수제로서 제올라이트 0.5~5중량부, 금속 드라이어 0.01~0.5중량부, 피막방지제 0.05~5중량부, 톨루엔 10~35중량부로 구성되는, 지방산 변성 에폭시 수지를 이용한, 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물인 것을 특징으로 한다.

이때 체질안료로서 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 중 적어도 어느 하나가 각각(한 가지 안료당) 1~10중량부; 그리고 자일렌 1~35중량부, 이소프로판올 1~5중량부가 더 포함될 수 있다.

또한 습윤분산제는 안료친화그룹을 갖는 공중합체 용액계인 것을 특징으로 한다.

또한 내열성안료는 알루미늄 실리케이트 세라믹계이고, 방청안료는 트리포스포릭 산 알루미늄 염과 징크 포스페이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 징크 금속은 징크 금속 함량 99%인 것으로 하되, 형상에 따라 평균입자경 3~13마이크론의 징크 구상(球狀)과 평균입자경 10~20마이크론의 플레이크상의 두 가지로 하며, 징크 구상과 플레이크상의 혼합비는 1~4 : 1 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기와 같은 구성과 관련하여 더 구체적으로 설명한다.

에폭시 수지는 적어도 사용자에게 있어서 작업시간에 제한이 없고, 사용이 간편하고 편리한 1액형이 되어야 하고 또한 성능이 우수한 제품이 얻어져야 한다. 이 고분자량의 수지는 반응성이 있는 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 가지고 있어야 하며, 에폭시 수지의 물성 특징은 중합반응으로 구성되는 단위가 2개 이상 반복 결합하여 우수한 물성을 가지는 수지로 접착성, 기계적 강도가 우수하며, 내열성, 내화학성, 내수성 등의 장점은 있으나, 본 발명으로 구현하고자하는 특징 중 하나는 옥외에 적용시 쵸킹현상으로 재도장성에서 제한을 받아 기존 에폭시의 단점을 지방산으로 변성시켜 쵸킹, 재도장성 제한을 개량하는 것을 특징으로 하는 지방산 변성 에폭시 수지를 선정하며, 에폭시 수지 분자량은 300~5,500의 비스페놀계의 지방산 변성 에폭시 수지를 1종, 2종 이상으로 지방산은 표면 건조성 우수하고, 재도장성 제한을 길게 하는 특징을 가져 저온의 환경 조건에서도 속건형이며, 작업성이 우수하고, 상도 도료류의 적합성 등이 우수한 것과 프탈산 디부틸과 같은 가연제를 혼합하는 것이 좋다. 그리고 본 발명에서 사용되는 에폭시 수지에 들어가는 성분 물질에서 내열성이 우수한 테트라브롬류 등을 1종, 2종 이상 혼합하는 것이 좋다.

안료는 방청성이 우수하며 내열성이 우수한 것을 선택하여 사용한다. 즉 방청안료로는 트리포스포릭 산 알루미늄 염, 징크 포스페이트를 사용한다.

한편 징크 금속은 구상(球狀)과 플레이크상으로 건조도막에 존재하여 강판 자재의 용접성, 용단성의 녹 발생을 장기적으로 억제한다. 징크 금속은 형상에 따라 구상(球狀)의 평균 입자경은 3~13마이크론과 플레이크상의 평균 입자경은 10~20마이크론 크기의 징크 금속을 한 가지 또는 2가지 이상의 혼합물을 사용하는 것이 적당하다.

내열성 안료로는 알루미늄 실리케이트 세라믹계가 적당하고 도막의 내구력을 위하여 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 등의 체질안료를 병행하여 사용하는 것이 바람직하며 한 가지 또는 2가지 이상의 혼합물로 사용할 수도 있다.

침강방지제로는 벤토나이트계 또는 합성 비결정성 실리카 등을 한 가지 또는 2가지 이상의 혼합물로 사용할 수 있다. 도료 조성물에는 도료를 상온 보관 중에 도료의 가스가 발생하여 이를 방지하기 위하여 제올라이트를 사용할 수 있다. 상온에서 도막 건조에 따라 금속 드라이어와 도료의 장기 보관시 피막을 방지하는 피막방지제를 한 가지 또는 2가지 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물을 생산 제조하는 데 있어서 지방산 변성 에폭시 수지와 안료 혼합물 및 본 발명의 조성물의 분산에 사용되는 분산기기로는 세라믹 볼을 이용한 Sandmill, 다이노밀과 임펠러를 이용한 고속분산기기 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료 조성물은 내염수분무성, 저장안정성 등의 물성뿐 아니라 건조성과 도막의 외관도 우수하다.

또한 본 발명의 도료 조성물은 도막으로 적용 시 용접성, 옥외 폭로 상도 부착성, 내염수분무성이 우수한 도막을 형성할 뿐만 아니라, 종래의 도료와는 달리 내식성이 우수하여 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재에 유효하게 적용할 수 있다.

발명자들은 본 발명의 조성 및 응용 실험을 다음과 같이 행하였는바, 이하 본 발명을 실시예와 함께 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 범위가 실시예에 의해 제한되지는 않는다.

<표 1> (중량부)

1) 지방산 변성 에폭시 바인더 분자량 : 300 ~ 5,500(KCI사 합성 수지 제품)

2) 습윤 분산제 : 안료친화 공중합체 BYK-103(BYK Chemi)

3), 4) 침강방지제 : 합성 비결정성 실리카, 벤토나이트

5) 증점제 : 포스파티딜콜린(오씨아이 주식회사)

6) 내열안료 : 알루미늄 실리케이트 세라믹(MMT 주식회사)

7), 8) 방청안료 :　트리포스포릭 산 알루미늄 염, 징크 포스페이트

9), 10), 11) 체질안료 : 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘

12) 징크금속

13) 가스흡수제 : 제올라이트

14) 금속 드라이어 : 5%-코발트

15) 피막방지제 : 옥심 2-부타논

상기 <표 1>에 표시한 것처럼 1~18의 조성물 중 1~2의 조성물을 순서대로 분산용기에 가한 후 10분간 혼합 교반, 3~11을 투입하여 20분간 교반하면서 습윤 시킨다. 그 후, 냉각수가 흐르는 분산기를 이용하여 분산물의 온도를 40~60℃을 유지하면서 연화도가 40~60 마이크론으로 분산시킨 후, 12을 가하여 30분간 고속교반 후 13을 가하여 10분간 중속교반 한다. 그 후 14를 가하여 10분간 중속교반한 후 15를 가하여 10분간 중속교반 한다. 16~18 투입하여 저속교반으로 도료의 점도를 조정한다. 제조 완료 후 설계한 도료의 물성을 시험하여 규격 결과를 비교 검토한다. 이러한 제조 공정으로 제조된 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료는 다량의 기포를 함유하고 있어 일정한 시간동안 숙성 시킨 후 도료를 안정화시킨 다음 강판자재의 용접선이나 용단면에 도포한다.

도포하는 조건으로서는 강판 자재를 아크 용접으로 용접한 후 Spatter 외 이물질 등을 Grinding 한 후 도장 기기인 Airless spray, Brush로 강판 자재, 용접선, 용단면에 상기 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 징크 방청프라이머 도료를 건조 도막으로 15~30 마이크론이 되게 하고, 자연건조 (상온 분위기 온도)시켜 방치하여 지방산 변성 에폭시 수지를 이용하여 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 도막을 형성하였다.

상기와 같이 제조한 본 발명 은 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재의 용접성, 용단성으로 내열성을 갖는 에폭시 수지를 이용하여 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물 및 그 제조방법은 <표 2> 에 나타낸 바와 같이 불휘발분이 중량비로 57~63%로써, 크레브스(Krebs-Unit) 점도계로 65~75KU의 점도를 갖고 있었고, 연화도는 40~60마이크론, 비중은 1.40~1.65 범위였으며, 40℃ 저장 오븐에서 1개월 및 상온에서 6개월간 저장한 후 혼합물의 침강성 정도를 조사한 결과, 도료의 징크 금속의 영향으로 일부분 침전은 있으나 수공구로 교반이 가능하여 양호하였으며, 물론 도료의 점도 변화가 거의 일어나지 않아 매우 높은 안정성을 갖는 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료임이 확인되었다.

본 발명은 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재의 용접성, 용단성으로 내열성을 갖는 에폭시 수지를 이용하여 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물 및 그 제조방법의 도장 작업성 시험 방법은 Airless spray, Brush 장비를 사용하여 도료 단독으로 도장하거나 도료와 신나를 혼합 교반 희석하여 도장한다. 대량의 강판 자재의 도포 작업에서는 혼합조 내부에 도료와 신나의 희석으로 침전을 방지하며 균일한 도료의 조성물이 되도록 교반되는 장치로 항상 임펠라를 가동하도록 하여 사용한다.

이와 같은 방법으로 형성된 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료 및 도막 물성 실험 결과는, <표 2> 기본물성 및 도막물성 시험, <표 3> 용접성 시험, <표 4> 부착성 시험, <표 5> 내염수분무성 시험에 나타내었다.

즉 상기와 같이 형성된 건조도막은 실시예의 조성물이 비교예의 조성물과 시험 비교시 하나 이상의 양호한 결과를 나타내고 있으며, 용접성, 용단성으로 내식성, 부착성 및 도장 시방서, 도료별에 따른 부착성을 실험한 결과 각 도료별로 양호하였으며, 단단한 도막성능 및 우수한 내식성을 발휘하였다.

<표 2> 기본물성 및 도막물성 시험

<범례> ◎ : 매우양호, ○ : 양호, ◐ : 보통, △ : 부족, × : 불량

1) 용기 내의 상태 : 이물질, 티, 침전물 덩어리가 없이 균일함

2) 도장 작업성(Airless spray) : 건조도막 두께를 15~30마이크론으로

도장하여 도막이 평활하게 얻어질 것

3) 내충격성 : 듀폰식 충격시험기로 ½″×500g×30㎝ 균열이 생기지

않는 상태

4) 부착성(1) :　바둑판 모양으로 Cross-cut로 100/100 후 Permacel 99

테이프로 도막 박리 시험(ASTM D3359). 양호함

5) 내염수분무성(1) : 5%-NaCI, 35℃×360시간 분무, 양호한 상태

1일 방치 후 바둑판 모양으로 Cross-cut로 100/100

후 Permacel 99 테이프로 도막 박리 시험

(ASTM D3359). 양호함

6) 도료 저장안정성 : 40℃×1개월 및 상온 6개월 후 점도 측정시

점도변화 10% 이내의 상태

<표 3> 용접성 시험

1) 용접성 : D.N.V의 No 2.9 기공율(%) 요구 품질 : 15% 이내. 양호함.

① 2 Steel plates(300 x 100 x 15 ㎜) of grade NVE-36

② Welding wire : SF-71F 1.2㎜

③ Shielding gas : 75% Ar - 25% CO₂

④ Power : 240 A-30 V, DC +

⑤ Welding speed : Average 330 ㎜/min

⑥ Load gauge : (0 ~ 100) kN

⑦ Bending jig

<표 4> 부착성 시험

1) 부착성(2) : Pull-off Strength of Coatings Using Portable Adhesion

Testers(ASTM D 4541)

각기 하도 도료를 건조도막 25~30마이크론 두께로 도장 한

후 폭로 1, 3, 6개월 기간별로 각기 상도 도료의 추천도막

두께별로 도장 후 부착성 시험.

<표 5> 내염수분무성 시험

<범례> ◎ : 매우양호, ○ : 양호, ◐ : 보통, △ : 부족, × : 불량

1) 내염수분무성(2) :　5%-NaCI, 35℃ × 1,200시간 분무, 각기 상도 도료

의 추천도막두께별로 도장 후 시험. 양호함

상기 <표 2> <표 3> <표 4> <표 5>에 나타난 바와 같이 실시예 1~9의 조성물이 비교예 1~3의 조성물과 비교에서 하나 이상의 양호한 결과를 나타내고 있으며, 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료 조성물은 내염수분무성, 저장안정성 등의 물성은 매우 우수 할 뿐만 아니라 건조성과 도막의 외관도 우수하였다. 그중 실시예 9가 상대적으로 더 우수하였다.

본 발명에서는 용접성시험에서 실시예 1~9는 기공율에서 D.N.V No 2.9 규격 15% 이내에 만족하나 더 우수한 용접성을 가지도록 하고 기공발생을 최대한으로 낮추기 위해 징크 금속의 구상(球狀)과 플레이크상의 혼합 비율을 맞추고 옥외 폭로 부착성 시험에서 부착력을 증대하고 보완하기 위해서 아래와 같이 응용실험을 행하였다.

<표 6> (중량부)

1) 지방산 변성 에폭시 바인더 분자량 : 300~5,500(KCI사 합성 수지 제품)

2) 습윤 분산제 : 안료친화 공중합체 BYK-103(BYK Chemi)

3), 4) 침강방지제 : 합성 비결정성 실리카, 벤토나이트

5) 증점제 : 포스파티딜콜린(오씨아이 주식회사)

6) 내열안료 : 알루미늄 실리케이트 세라믹(MMT 주식회사)

7), 8)　방청안료 : 트리포스포릭 산 알루미늄 염, 징크 포스페이트

9), 10), 11) 체질안료 : 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘

12) 징크금속(구상, 플레이크) : 구상(球狀)의 평균 입자경은 6마이크론,

플레이크 평균 입자경은 12마이크론

13) 가스흡수제 : 제올라이트

14) 금속 드라이어 : 5%-코발트

15) 피막방지제 : 옥심 2-부타논

상기 <표 6> 에 표시한 것처럼 1~19의 조성물 중 1~2의 조성물을 순서대로 분산용기에 가한 후 10분간 혼합 교반, 3~11을 투입하여 20분간 교반하면서 습윤 시킨다. 그 후, 냉각수가 흐르는 분산기를 이용하여 분산물의 온도를 40~60℃을 유지하면서 연화도가 40~60 마이크론으로 분산시킨 후, 12~13을 가하여 30분간 고속교반 후 14을 가하여 10분간 중속교반 한다. 그 후 15를 가하여 10분간 중속교반 한 후 16을 가하여 10분간 중속교반 한다. 17~19 투입하여 저속교반으로 도료의 점도를 조정한다. 제조 완료 후 설계한 도료의 물성을 시험하여 규격 결과를 비교 검토한다. 이러한 제조 공정으로 제조된 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료는 다량의 기포를 함유하고 있어 일정한 시간동안 숙성 시킨 후 도료를 안정화시킨 다음 강판자재의 용접선이나 용단면에 도포한다.

도포하는 조건으로서는 강판 자재를 아크 용접으로 용접한 후 Spatter 외 이물질 등을 Grinding 한 후 도장 기기인 Airless spray, Brush로 강판 자재, 용접선, 용단성에 상기 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료를 건조 도막으로 15~30 마이크론이 되게 하고, 자연건조 (상온 분위기 온도)시켜 방치하여 지방산 변성 에폭시 수지를 이용하여 용접성이 우수한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 도막을 형성하였다.

<표 7> 기본물성 및 도막 물성 시험

<범례> ◎ : 매우양호, ○ : 양호, ◐ : 보통, △ : 부족, × : 불량

1) 용기내의 상태 : 이물질, 티, 침전물 덩어리가 없이 균일함

2) 도장 작업성(Airless spray) : 건조도막 두께를 15~30마이크론으로

도장하여 도막이 평활하게 얻어질 것

3) 내충격성 : 듀폰식 충격시험기로 ½″×500g×30㎝ 균열이 생기지

않는 상태

4) 부착성(1) :　바둑판 모양으로 Cross-cut로 100/100 후 Permacel 99

테이프로 도막 박리 시험(ASTM D3359). 양호함

5) 내염수분무성(1) : 5%-NaCI, 35℃×360시간 분무, 양호한 상태

1일 방치 후 바둑판 모양으로 Cross-cut로 100/100 후

Permacel 99 테이프로 도막 박리 시험(ASTM D3359).

양호함

6) 도료 저장안정성 : 40℃×1개월 및 상온 6개월 후 점도 측정시 점도변

화 10% 이내의 상태

<표 8> 용접성 시험

1) 용접성 : D.N.V의 No 2.9 기공율(%) 요구 품질 : 15% 이내. 양호함.

① 2 Steel plates(300 x 100 x 15 ㎜) of grade NVE-36

② Welding wire : SF-71F 1.2㎜

③ Shielding gas : 75% Ar - 25% CO₂

④ Power : 240 A-30 V, DC +

⑤ Welding speed : Average 330 ㎜/min

⑥ Load gauge : (0 ~ 100) kN

⑦ Bending jig

<표 9> 부착성 시험

1) 부착성(2) : Pull-off Strength of Coatings Using Portable Adhesion

Testers(ASTM D 4541)

각기 하도 도료를 건조도막 25~30마이크론 두께로 도장 한

후 폭로 1, 3, 6개월 기간별로 각기 상도 도료의 추천도막

두께별로 도장 후 부착성 시험. 양호함

<표 10> 내염수분무성 시험

<범례> ◎ : 매우양호, ○ : 양호, ◐ : 보통, △ : 부족, × : 불량

1) 내염수분무성(2) : 5%-NaCI, 35℃ × 1,200시간 분무, 각기 상도 도료

의 추천도막두께별로 도장 후 시험. 양호함

본 발명 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료 조성물을 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재의 용접성, 용단성으로 내열성을 갖는 에폭시 수지를 이용하여 용접성, 후속 상도 도장계와의 부착성을 시험한 결과에서 우수한 물성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

상기 <표 7> <표 8> <표 9> <표 10> 에 나타난 바와 같이 실시예 10~16의 조성물이 비교예 4~6의 조성물과 비교에서 하나 이상의 양호한 결과를 나타내고 있으며, 본 발명의 방법으로 만들어진 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 도료 조성물을 도막으로 적용 후 용접성시험에서 기공율은 D.N.V No 2.9 규격 15% 이내에 아주 우수한 용접성을 가지며, 기공발생을 최대한으로 낮추기 위해 징크 금속의 구상(球狀)과 플레이크상의 혼합 비율을 효율적으로 맞추어서 시험한 결과이며, 옥외 폭로 상도 부착성, 내염수분무성 우수한 도막을 형성할 뿐만 아니라, 종래의 도료와는 달리 내식성이 우수하여 조선소 선박, 해양구조물, 해양ㆍ육상 플랜트, 강교철구조물, 육상 철강구조물 등의 강판 자재에 적용할 수 있어 용이함을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 강판 자재 용접선용 징크 방청프라이머 도료 조성물 제조방법에 있어서,
   (1) 제1단계 : 10~30중량부의 1액형 지방산 변성 에폭시 수지와 0.05~0.5중량부의 습윤 분산제를 분산 용기에서 300~600rpm으로 5~20분간 혼합 교반하는 단계;
   (2) 제2단계 : 상기 1단계에서 교반된 교반물에 침강방지제로서 합성 비결정성 실리카 0.5~5중량부, 침강방지제로서 벤토나이트계 0.5~5중량부를 넣고 600~800rpm으로 5~20분간 교반한 후, 0.05~0.5중량부의 증점제를 투입한 후 600~800rpm으로 5~20분간 교반하는 단계;
   (3) 제3단계 : 상기 2단계에서 교반된 교반물에 5~25중량부의 내열성안료, 5~15중량부의 방청안료를 투입하여 800~1,000rpm으로 10~30분간 교반하면서 습윤시키는 단계;
   (4) 제4단계 : 그 후 분산기를 이용하여 연화도가 40~60마이크론의 입자로 분산시킨 후 20~55중량부의 징크 금속을 투입하여 1,000~1,200rpm으로 20~30분간 교반 후 0.5~5중량부의 가스흡수제를 투입하여 800~1,000rpm으로 5~20분간 교반하고, 0.01~0.5중량부의 금속 드라이어, 0.05~5중량부의 피막방지제를 투입하여 800~1,000rpm으로 5~20분간 교반하는 단계와;
   (5) 제5단계 : 상기 4단계에서 교반된 교반물에 10~35중량부의 톨루엔을 투입하여 600~800rpm으로 5~20분간 교반하여 1시간 숙성시키는 단계로 이루어지는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제3단계에는 체질안료로서 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 중 적어도 어느 하나가 각각 1~10중량부의 양으로 더 투입되고,
   상기 제5단계에는 1~35중량부의 자일렌과 1~5중량부의 이소프로판올이 더 투입되는 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1단계에서 투입되는 습윤분산제는 안료친화그룹을 갖는 공중합체 용액계인 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3단계에 투입되는 내열성안료는 알루미늄 실리케이트 세라믹계이고, 방청안료는 트리포스포릭 산 알루미늄 염과 징크 포스페이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제4단계에 투입되는 징크 금속은 징크 금속 함량 99%인 것으로 하되, 형상에 따라 평균입자경 3~13마이크론의 징크 구상(球狀)과 평균입자경 10~20마이크론의 플레이크상의 두 가지로 하며, 징크 구상과 플레이크상의 혼합비는 1~4 : 1 인 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물의 제조방법.
   
6. 1액형 지방산 변성 에폭시 수지 10~30중량부, 습윤분산제 0.05~0.5중량부, 침강방지제로서 합성 비결정성 실리카 0.5~5중량부, 침강방지제로서 벤토나이트계 0.5~5중량부, 증점제로서 포스파티딜콜린 0.05~0.5중량부, 내열성 안료로서 알루미늄 실리케이트 세라믹계 5~25중량부, 방청안료 5~15중량부, 징크 금속 20~55중량부, 가스흡수제로서 제올라이트 0.5~5중량부, 금속 드라이어 0.01~0.5중량부, 피막방지제 0.05~5중량부, 톨루엔 10~35중량부로 구성됨을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물.
   
7. 제6항에 있어서,
   체질안료로서 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘 중 적어도 어느 하나가 각각 1~10중량부; 그리고 자일렌 1~35중량부, 이소프로판올 1~5중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물.
   
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   습윤분산제는 안료친화그룹을 갖는 공중합체 용액계인 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물.
   
9. 제6항 또는 제7항에서 있어서,
   내열성안료는 알루미늄 실리케이트 세라믹계이고, 방청안료는 트리포스포릭 산 알루미늄 염과 징크 포스페이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
   지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물.
   
10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 징크 금속은 징크 금속 함량 99%인 것으로 하되, 형상에 따라 평균입자경 3~13마이크론의 징크 구상(球狀)과 평균입자경 10~20마이크론의 플레이크상의 두 가지로 하며, 징크 구상과 플레이크상의 혼합비는 1~4 : 1 인 것을 특징으로 하는,
    지방산 변성 에폭시 수지를 이용한 1액형 고내식성 징크 방청프라이머 도료 조성물.