KR101506184B1 - 자동차 중도용 유용성 도료 조성물 - Google Patents

자동차 중도용 유용성 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 중도용 유용성 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물성을 향상시키면서 생산성을 개선하고 제조비용을 절감할 수 있는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 고가의 우레탄 수지 대신 2종의 멜라민 수지를 혼용하여 사용함으로써 가교밀도를 증가시켜 내치핑성을 강화할 수 있고 저가의 알키드 수지를 도입함으로써 제조비용을 절감할 수 있다. 또한 최적의 용제 조성을 통하여 박막에서의 칠퍼짐 현상을 개선할 수 있어 우수한 외관을 구현할 수 있다.

Description

자동차 중도용 유용성 도료 조성물 {OIL-SOULBLE PAINT COMPOSITIONS FOR AUTOMOTIVE INTERMEDIATE COATING}
본 발명은 자동차 중도용 유용성 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물성을 향상시키면서 생산성을 개선하고 제조비용을 절감할 수 있는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물에 관한 것이다.
도료란 고체 물질의 표면에 칠하여 고체 막을 만들어 물체의 표면을 보호하고 아름답게 하는 유동성 물질을 의미한다. 도료는 일반적으로 겔(gel) 모양의 유동상태로서 칠한 후에는 빨리 건조 경화하는 것이 좋다.
도료 공업은 20세기 이후 합성건성유의 기술발전 및 알키드 수지도료와 같은 합성수지의 발전을 계기로 급속하게 발전하고 있다.
우리나라 자동차용 도료 기술은 해외기술의 도입 및 합작에 의해 발전되어 왔으나 90년대에 들어오면서 국내 도료 메이커들의 자체 기술 개발 노력에 의해 기술 자립의 수준이 높아져 가고 있다.
자동차용 도료는 자동차 외관의 완성뿐만 아니라 국가경제와 시장에 미치는 파급효과가 매우 크다는 점에서 기본적으로 경제성 및 품질향상이 필수적이다. 현재 사용되는 자동차 중도용 유용성 도료는 일반적으로 폴리에스터, 멜라민 및 우레탄을 혼합한 수지를 사용하고 있다. 그러나 우레탄은 내치핑성이 우수한 도료임에는 분명하지만 가격이 매우 비싸다는 점에서 원가 경쟁력에 문제가 있다. 따라서 물성이 우수하면서 동시에 원가 경쟁력을 개선할 수 있는 자동차 중도용 도료 조성물에 대한 많은 연구가 필요하다.
대한민국 공개특허 공개특허 10-2007-0072282호
본 발명은 물성을 향상시키면서 생산성을 개선하고 제조비용을 절감할 수 있는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 중도용 유용성 도료 조성물은, 수지 총량 100중량%를 기준으로, 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1) 13~18 중량%; 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 2) 20~26 중량%; 알키드 수지 20~25 중량%; 분산 및 경화제로 사용되는 멜라민 수지(1) 30~35 중량%; 및 경화제로 사용되는 멜라민 수지(2) 4.5~6.5 중량%를 포함한다.
상기 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1)는 수평균 분자량이 3500~5000 이고, 유리전이온도가 20~50℃이며 산가가 1~20mgKOH/g일 수 있다.
상기 폴리에스터 수지 2는 수평균 분자량이 1000~3000 이고, 유리전이온도가 -10~10℃이며 산가가 1~20mgKOH/g일 수 있다.
상기 멜라민 수지(1)은 부톡시 멜라민 수지일 수 있다.
상기 멜라민 수지(2)는 메톡시 멜라민 수지일 수 있다.
본 발명에 따르면 고가의 우레탄 수지 대신 2종의 멜라민 수지를 혼용하여 사용함으로써 가교밀도를 증가시켜 내치핑성을 강화할 수 있고 저가의 알키드 수지를 도입함으로써 제조비용을 절감할 수 있다. 또한 최적의 용제 조성을 통하여 박막에서의 칠퍼짐 현상을 개선할 수 있어 우수한 외관을 구현할 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예 및 실험예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예 및 실험예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기서 소개되는 실시예 및 실험예는 개시된 내용이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수지 총량 100중량%를 기준으로, 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1) 13~18 중량%; 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 2) 20~26 중량%; 알키드 수지 20~25 중량%; 분산 및 경화제로 사용되는 멜라민 수지 (1) 30~35 중량%; 및 경화제로 사용되는 멜라민 수지 (2) 4.5~6.5 중량%를 포함하는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물을 제공한다.
상기 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1)는 수지 총량 100중량 % 기준으로 13~18 중량%인 것이 바람직하다.
상기 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1)는 수평균 분자량이 3500~5000이고, 유리전이온도가 20~50℃이며 산가가 1~20mgKOH/g일 수 있다.
상기 폴리에스터 수지 2는 수지 총량 100중량 % 기준으로 20~26 중량%인 것이 바람직하다.
상기 폴리에스터 수지 2는 수평균 분자량이 1000~3000이고, 유리전이온도가 -10~10℃이며 산가가 1~20mgKOH/g일 수 있다.
상기 폴리에스터 수지 1과 수지 2를 각각 상기 범위로 구성하여 도료 조성물을 제조하는 경우, 박막에서의 칠퍼짐 현상을 상당부분 개선할 수 있고 이에 따라 우수한 외관을 나타낼 수 있다.
상기 알키드 수지는 수지 총량 100중량 % 기준으로 20~25 중량%인 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 내치핑성이 떨어지기 때문에 치핑(chipping)으로부터 도막을 보호하기 어려울 수 있다.
상기 멜라민 수지 (1)은 수지 총량 100중량 % 기준으로 30~35 중량%인 것이 바람직하다. 상기 멜라민 수지 (1)은 부톡시 멜라민 수지일 수 있다.
상기 멜라민 수지 (2)는 수지 총량 100중량 % 기준으로 4.5~6.5 중량%인 것이 바람직하다. 상기 멜라민 수지(2)는 메톡시 멜라민 수지일 수 있다.
상기 멜라민 수지(1), (2)의 함량을 각각 상기 범위로 구성하는 경우 가교밀도를 적절하게 증가시킬 수 있어 내치핑성을 강화할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 전술한 바와 같이 고가의 우레탄 수지 대신 2종의 멜라민 수지를 혼용하여 사용함으로써 가교밀도를 증가시켜 내치핑성을 강화할 수 있고 저가의 알키드 수지를 도입함으로써 제조비용을 절감할 수 있다. 또한 전술한 최적의 용제 조성을 통하여 박막에서의 칠퍼짐 현상을 개선할 수 있어 저렴한 비용으로 우수한 외관을 구현할 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2
하기 표 1에 실시예 및 비교예에서 배합한 공정 원료를 나타내었다.
도료 조성물 제조 (단위; 중량%)
순서 성분 실시예 1
함량		 비교예 1
함량		 비교예 2
함량		 비고
1 멜라민 수지1 1) 18.875 23 23.43 배합공정
2 2 에틸 헥산올 1.091 1.8 2.367 배합공정
3 아로마틱 하이드로 카본 솔벤트 1.126 0.9 2.367 배합공정
4 P.M 아세테이트 2) 1.126 - 2.4 배합공정
5 분산제 3) 0.334 0.3 0.395 배합공정
6 퓸 실리카(Fumed Silica) 0.111 - 0.281 배합공정
7 카본블랙 1.169 0.9 0.789 배합공정
8 바륨 설페이트 13.816 14.4 15.99 배합공정
9 알루미늄 실리케이트 0.638 3.6 5 배합공정
10 부틸 아세테이트 3.819 2.7 0.789 배합공정
분산공정
11 멜라민 수지2 4) 3.143 - - 마감공정
12 폴리에스터 수지 1 5) 7.997 18.8 18.066 마감공정
13 폴리에스터 수지 2 6) 15.001 15 12.859 마감공정
14 알키드 수지 7) 13.091 - - 마감공정
15 우레탄수지 8) - - 1.89 마감공정
16 SAGGING CONTROL AGENT 9) 6.695 6.8 4.36 마감공정
17 아로마틱 하이드로카본 솔벤트　 1.063 4.5 - 마감공정
18 P.M 아세테이트 1.063 - 2.36 마감공정
19 N-부틸알콜 2.728 3.6 3.944 마감공정
20 촉매 10) - 0.1 0.435 마감공정
21 표면 조정제1 11) 0.273 0.3 0.315 마감공정
22 표면 조정제2 12) 0.327 - 0.158 마감공정
23 전기저항 조절제 13) 0.275 0.3 0.158 마감공정
24 저장 안정제 14) - - 0.315 마감공정
25 자일렌 6.239 - 1.34 마감공정
26 P.M 아세테이트 - 3 - 마감공정
합계 100 100 100
1) 멜라민 수지1: 부톡시 멜라민 (제조사: KCC, 상품명: CRK42600)
2) P.M 아세테이트: PROPYLENE GLYCOL METHYL ETHER ACETAE (제조사: DOW, 상품명: DOWANOL PM)
3) 분산제: BYK-167(상품명) (제조사: BYK-CHEM)
4) 멜라민 수지2: 메톡시 멜라민 (제조사: KCC, 상품명: ACM00198)
5) 폴리에스터 수지1: 우레탄 변성 폴리에스터 (제조사: KCC, 상품명: CRU65032)
6) 폴리에스터 수지2: 범용 폴리에스터 (제조사: KCC, 상품명: CRF00129)
7) 알키드 수지: CRL00143(상품명) (제조사: KCC)
8) 우레탄 수지: Crosslinking stoving urethane resin (제조사: Bayer, 상품명: DESMODUR PL 350)
9) SAGGING CONTROL AGENT: SETAL90173(상품명) (제조사: AKZO)
10) 촉매: XC-8212(상품명) (제조사: KING INDUSTRY)
11) 표면 조정제1: BYK-358N(상품명) (제조사: BYK-CHEM)
12) 표면 조정제2: COROC A-620-A2(상품명) (제조사: CRAY VALLEY S.A.)
13) 전기저항 조절제: ES-80(상품명) (제조사: BYK-CHEM)
14) 저장 안정제: BYK-161(상품명) (제조사: BYK-CHEM)
상기와 같은 배합공정 원료(표 1, 1~10)를 투입하고 교반한 후 안료 입도가 10μm이하가 될 때까지 분산하여 혼합물을 제조하였다. 별도의 탱크에서 마감공정 원료(표 1, 11~26) 투입 후 교반기로 믹싱한 다음 상기 분산공정을 거친 혼합물을 첨가하여 교반기로 믹싱하여 실시예 1 및 비교예 1~2에 따른 자동차 중도용 유용성 도료조성물을 제조하였다.
제조된 자동차 중도용 유용성 도료 조성물 내의 수지 구성비를 수지 전체 함량 100%를 기준으로 환산하여 하기 표 2에 나타내었다.
수지구성비 (단위 중량%)
수지구성비 실시예1
(폴리에스터/멜라민/
알키드)		 비교예 1
(폴리에스터/멜라민)		 비교예2
(폴리에스터/멜라민/
우레탄)		 비고
폴리에스터 1 14 33 32 고가
폴리에스터 2 26 26 23
알키드 22 0 0 저가
멜라민 1 33 41 42
멜라민 2 5 0 0
우레탄 0 0 3 고가
합계 100 100 100
실험예
도막의 물성비교
전착 시편 위에 상기 중도를 도막 별(30~40 μm) 도장하여 시편을 10분간 상온 방치 후 건조로에서 140℃×30분간 시편을 건조시킨 후 시편의 도막물성을 확인하였다. 그 결과는 표 3과 같다. 실시예 1에 따른 자동차 중도용 유용성 도료 조성물이 가장 우수한 광택도, L/W, 내칭핑성 및 작업성을 나타내었다.
　 실시예1 비교예1 비교예2
도막두께
(μm)		 35 40 35 40 35 40
수평
(외관)		 광택 1)
(20도)		 43.5 45.4 40 42.2 36.8 36.4
광택
(60도) 		81.8 82.3 79.2 80.1 77.1 76.9
L/W 2) 7.2 6 11 10 7.3 6.3
수직
(외관)		 광택
(20도)		 40.2 42.3 31.9 34.1 38.3 38.7
광택
(60도)		 80.3 81.2 74.8 76.4 78.8 79.9
L/W 7.3 7 10.3 9.6 7.6 7.2
내치핑성 3)
(-20℃×3Hr/45도)		 2급 3급 2급
작업성 4)
(sagging point)		 33 32 33
1)　광택은 광택도 측정기(BYK Gardner사의 micro-gloss)를 이용하여 측정한 값이다. 20도와 60도에서의 반사율을 나타내었다.
2)　L/W(Long-Wave)란 도막 표면의 파장이 0.1~1mm 범위에서의 기기(BYK Gardner사의 Wave-scan DOI) 수치 값을 의미한다. 0에서 100까지 범위가 있으며, 단위 값은 없다. 그 값이 낮을수록 외관이 우수하다.
3) 치핑 등급은 1급(가장 우수) ~ 6급(가장 취약)까지 있다.
4) sagging point란 직경 5mm HOLE 하단부에 칠이 맺히는 것을 관찰하여 측정한 값이다. 흐름 발생이 관찰되는 시작점의 완성도막 막후(㎛)를 흐름 한계막후로 기록한다.

Claims (5)

  1. 내치핑성을 가지는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물로서,
    수지 총량 100중량%를 기준으로,
    우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1) 13~18 중량%;
    폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 2) 20~26 중량%;
    알키드 수지 20~25 중량%;
    분산 및 경화제로 사용되는 멜라민 수지(1) 30~35 중량%; 및
    경화제로 사용되는 멜라민 수지(2) 4.5~6.5 중량%를 포함하고,
    상기 우레탄 변성 폴리에스터 수지(폴리에스터 수지 1)는 수평균 분자량이 3500~5000 이고, 유리전이온도가 20~50℃이며 산가가 1~20mgKOH/g이고,
    상기 폴리에스터 수지 2는 수평균 분자량이 1000~3000 이고, 유리전이온도가 -10~10℃이며 산가가 1~20mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 멜라민 수지(1)은 부톡시 멜라민 수지인 것을 특징으로 하는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 멜라민 수지(2)는 메톡시 멜라민 수지인 것을 특징으로 하는 자동차 중도용 유용성 도료 조성물.
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