KR101846441B1 - 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물, 및 상기 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물이 코팅된 성형품에 관한 것이다.

Description

상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물{ONE-COMPONENT TYPE MATT SOLVENT PAINT COMPOSITION FOR AUTOMOTIVE TOP COATING}

본 발명은 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물, 및 상기 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물이 코팅된 성형품에 관한 것이다.

현대 사회는 산업화의 진행으로 인간의 삶이 윤택해짐에 따라 사람들은 자신만의 소유물을 만들어 가고자 하였으며, 그 대상을 소유함으로 만족감을 느끼게 되었다. 그러나 산업화에 따라 모두가 같은 모양과 색상의 제품을 소유함에 따라 그 만족감의 크기는 작아지고, 남들과는 새로운 다른 무언가를 가지고 싶어하는 경향이 있다. 차량을 구매하는 사람들도 종래의 광이 많이 나는 실버, 화이트, 블랙과 같은 보편적인 색상이 아닌 다른 색상과 다른 질감의 차량을 요구하게 되었다.

이와 같은 소비자의 요구에 따라 국내외의 모터쇼 등에서 자동차에 무광의 질감을 나타내는 도료를 도장하여 선보이고 있으며, 벤츠, BMW, 현대자동차와 같은 자동차 업체에서도 무광의 자동차를 출시하여 판매하고 있다.

기존의 유광 도료는 일반적으로 도장 후 광택이 60˚에서 80%이상인 것을, 무광 도료는 60˚에서 40%이하인 것을 지칭한다. 무광 도료는 도장 후 표면을 거칠게 하여 빛의 난반사가 일어나도록 함으로써 무광의 효과를 나타내는데, 여기서 표면을 거칠게 하기 위해 실리카(SiO₂)로 제조된 작은 입자인 소광제를 사용하게 된다. 무광 도료에 함유되는 상기 실리카 입자의 함량 및 크기에 따라 도장 표면의 거칠기가 달라져 도료의 광택 저하 효과가 달라지게 된다. 보통 무광 도료에서 실리카 입자의 함량은 전체 도료 조성물을 기준으로 5% 이상 함유되는데, 이 입자들은 도료 내에서 침전되고 뭉침을 발생시킨다. 이러한 현상은 도료의 도장 시 도료가 표면에 불균일하게 도장되어 오물처럼 나타나고, 광택이 균일하게 도장되지 않아 얼룩이 발생하여 외관 품질 불량을 발생시킨다. 또한 도료 배관 내에 입자들이 굳어 막힘을 발생시킨다. 이러한 문제들로 인해 재도장을 필요로 하는 경우 생산비가 상승하는 한편, 도료 배관 및 도장기의 막힘으로 인해 수리 유지비 역시 증가하게 된다.

이러한 제반 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 있어 왔으며, 예를 들어 대한민국 공개특허 제2013-0013232호 등에서 소광제로서 실리카 및 탈크 등을 함유하는 차량용 무광택 도료 조성물 등을 개시하고 있으나, 여전히 실리카의 침전 및 뭉침 현상을 개선시킨 자동차 상도용 무광 도료의 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 종래의 유성 무광 도료에서 나타나는 실리카 소광제의 침전 및 뭉침 현상을 해결한 상도용 유광 무광 1액형 도료 조성물을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 전체 도료 조성물의 중량 기준으로 실란아크릴 수지 15 내지 60 중량%, 아크릴 폴리올 수지 1 내지 30 중량%, 멜라민 경화제 3 내지 20 중량%, 및 소광제페이스트 30 내지 50 중량%을 포함한다.

본 발명의 도료 조성물은 종래의 유성 무광 도료에서 나타나는 소광제 뭉침 및 침전 현상을 해결함에 따라 외관 품질 불량으로 발생하는 생산비를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 도장 장비의 유지 보수비용의 절감 및 도료의 사용기한 증가에 따라 도료의 생산성 역시 향상시킬 수 있다.

동시에, 종래의 상도 유성 무광 1액형 도료와 동등한 수준의 물성을 나타낼 수 있기 때문에, 특히 자동차용 1액형 클리어 코트로 적합하다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 전체 도료 조성물의 중량 기준으로 실란아크릴 수지 15 내지 60 중량%, 아크릴 폴리올 수지 1 내지 30 중량%, 멜라민 경화제 3 내지 20 중량%, 및 소광제페이스트 30 내지 50 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물을 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기 실란아크릴 수지는 고형분 함량이 40~80 중량%이고, 수산기가 고형분 중량기준으로 30~200 mg KOH/g일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 실란아크릴 수지는 모노머 성분으로서 에틸렌성 불포화 모노머 및 알콕시 실란 화합물을 일반적인 아크릴 수지의 제조에 사용되는 용제 내에서 통상적인 개시제의 존재하에 중합함으로써 제조될 수 있다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 에틸렌성 불포화 모노머는 스티렌, 메틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 노말부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 터셔리부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것일 수 있다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 알콕시 실란화합물은 알콕시 실란기에 하나 이상의 비닐기, 아크릴기, 메타아크릴기가 치환된 것으로, 알콕시 실란화합물은 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐부틸렌트리에톡시실란, 비닐트리(베타-메톡시)실란, 비닐트리(베타-에톡시)실란, 아크릴록시프로필트리메톡시실란, 아크릴록시프로필트리에톡시실란, 아크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 감마-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 감마-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 감마-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 및 감마-메타크릴록시프로필메틸디이소프로폭시실란, 감마-글리시딜록시프로필트리메톡시실란, 및 감마-글리시딜록시프로필트리에톡시실란 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것일 수 있다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 수산기를 함유한 모노머는 2-히드록실에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 알릴 알코올 및 메타크릴 알코올 및 이들의 조합로부터 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물의 주수지 성분으로서 실란아크릴 수지는 멜라민과 경화반응을 하여 무광 클리어의 도막을 형성하고, 도막의 물리적, 화학적 성능을 부여하며, 탄소 결합보다 결합력이 강하여 내스크래치성과 내산성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 실란아크릴 수지를 조성물 총 중량을 기준으로 15 내지 60 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 도료 조성물 중의 실란아크릴 수지의 양이 15 중량% 미만이면 도장의 기계적인 물성이 저하될 수 있는 문제가 있고, 60 중량%를 초과하면 작업성이 나쁘고 외관이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 상도용 1액형 유성 무광 도료 조성물은 보조수지 성분으로서 아크릴 폴리올 수지를 포함한다. 상기 아크릴 폴리올 수지는 수지내 단량체 100 중량부를 기준으로 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머 10 ~ 80 중량부, 에틸렌성 불포화 모노머 10 ~ 80 중량부, 개시제 0.1 ~ 15 중량부를 중합하여 제조될 수 있고, 상기 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머는 수산기를 함유한 에틸렌성 불포화 모노머 1 몰에 대하여 탄소수 4 내지 8의 고리형 탄소원자를 갖는 락톤 화합물 1 내지 5.5 몰을 사용하여 고리열림 중합을 시켜 락톤-유래 알리파틱 선형 구조 및 다관능성의 하이드록실기를 갖는 것일 수 있다.

상기 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머는, 분자내 -COO-를 함유하는 헤테로 고리화합물인 락톤 화합물에 하이드록시기를 함유하는 아크릴레이트 모노머를 작용시켜 고리열림 중합을 함으로써 중합성 이중결합과 하이드록시기를 연결하는 직쇄상의 원소가 단일결합을 갖는 탄소구조가 반복되는 것을 특징으로 하는 것을 의미할 수 있다.

상기 락톤 화합물은, 본 발명의 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머에 락톤-유래 알리파틱 선형구조 및 다관능성의 하이드록실기를 부여할 수 있다면 특별히 한정하지 않으나 ε-카프로락톤, β-메틸-ζ-발레로락톤, δ-카프로락톤, γ-카프로락톤, γ-부티로락톤 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것일 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 락톤 화합물을 이용하여 고리열림 중합을 시킬 수 있는 바, 이때 고리 열림 중합을 위한 촉매를 더 포함시킬 수 있다. 상기 촉매는 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머의 전체 중량에 대하여 1000 ppm 이하로 사용될 수 있다. 상기 촉매는 고리열림 중합시 촉매로 사용될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 주석 화합물, 유기납 또는 망간 화합물류가 바람직하며, 구체적인 예에는 테트라페닐 틴, 테트라옥틸 틴, 디페닐 틴 라우레이트, 디메틸 틴옥사이드, 디부틸 틴 옥사이드, 레드(lead) 아세테이트 또는 마그네슘 아세테이트 등이 있다.

본 발명의 락톤 변성 아크릴레이트를 중합하기 위해, 수산기를 함유한 에틸렌성 불포화 모노머 1몰에 대하여 탄소수 4 내지 8의 링 탄소원자를 갖는 락톤 화합물 1 내지 5.5몰을 사용할 수 있다. 구체적으로, 락톤 화합물 1몰 미만을 사용하는 경우 다량의 잔여 하이드록시기가 남아 경화반응에 참여하게 될 수 있고 5.5몰을 초과하는 경우 경화제와 경화반응을 할 수 있는 부위가 적어 경도를 저하시킬 수 있으며, 내습성, 내후성, 내화학성 등을 저하시킬 수 있으므로, 바람직하지 않다.

본 발명의 아크릴 폴리올 수지를 중합하기 위해, 중합된 락톤 변성 아크릴 레이트 올리고머는 수지 내 단량체 100 중량부를 기준으로 10 내지 80 중량부를 사용할 수 있다. 10 중량부 미만인 경우 소망하는 효과를 기대하기 어렵고, 80 중량부를 초과하는 경우 경화제와 경화반응할 수 있는 부위가 적어 경도를 저하시키고, 이로인해 내습성, 내후성, 내화학성 등을 저하시킬 수 있으므로, 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 아크릴 폴리올 수지는, 특별히 한정하지 않으나 중량 평균 분자량은 5,000 내지 30,000이고, 수지 고형분 함량은 40 내지 90 중량%이며, 수산기가는 고형분 중량 기준으로 80 내지 200mg KOH/g일 수 있다.

본 발명의 아크릴 폴리올 수지를 중합하기 위해 수지 내 단량체 100 중량부를 기준으로 에틸렌성 불포화 모노머 10 내지 80 중량부를 사용할 수 있다. 에틸렌성 불포화 모노머가 10 중량부 미만인 경우 락톤 변성 아크릴레이트 올리고머의 함량이 초과되어 과량의 경화제 및 경화촉매의 사용이 불가피하여 기계적 물성 등을 확보하기 어려울 수 있다. 반면에, 에틸렌성 불포화 모노머가 80 중량부를 초과하는 경우 수지의 반응성이 향상되는 효과를 발휘하기 어려워 바람직하지 않다.

특별히 한정하지 않으나, 상기 에틸렌성 불포화 모노머는 스티렌, 메틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 노말부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 터셔리부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 및 이들의 조합로부터 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 아크릴 폴리올 수지를 중합하기 위해 개시제가 사용될 수 있으며, 상기 개시제는 수지 내 단량체 100 중량부를 기준으로 개시제 0.1 내지 15중량부를 사용할 수 있다.

상기 개시제로는 연쇄반응을 개시시킬 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 2,2'아조비스(2-메틸부틸로니트릴), 2,2'아조비스이소부틸로니트릴, 디벤조일 퍼옥사이드, 터셔리부틸퍼옥시 벤조에이트, 디터셔리부틸퍼옥사이드, 터셔리부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 터셔리부틸퍼옥시 아세테이트, 터셔리아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디터셔리아밀퍼옥사이드, 큐밀하이드로퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드 및 이들의 조합을 사용할 수 있다.

또한, 분자량 조절을 위해 연쇄 이동제가 더 포함될 수 있는 바, 연쇄 이동제는 전체 중량에 대하여 10 중량부 이내로 포함될 수 있다. 연쇄 이동제로는 예를 들어 라우릴 메르캅탄, 글리시딜 메르캅탄, 메르캅토 초산, 2-메르캅토 에탄올, 티오 글리콜산, 티오글리콜산 2-에틸헥실, 2,3-디메르캅토 1-프로파놀 등 또는 이들의 조합일 수 있다.

본 발명의 아크릴 폴리올 수지를 중합하는데 사용될 수 있는 용제는 반응에 악영향을 미치지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 탄화수소계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤과 같은 케톤계 용제; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 이소프로필, 부틸 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트와 같은 에스테르계 용제; 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 용제는 에틸렌성 불포화 모노머 100 중량부를 기준으로 10 내지 60 중량부가 사용될 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물에 사용되는 아크릴 폴리올 수지는, 멜라민과 경화반응을 하며, 실란아크릴 수지보다 하이드록실값(OHV)이 높아 가교도가 향상되어, 내수성 및 내습성, 내후성등을 향상시키는 역할을 하며, 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 포함할 수 있다.

상기 아크릴 폴리올 수지가 조성물 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만이거나 30 중량%을 초과하는 경우, 기계적 물성, 내습성, 내후성, 내화학성, 제조 및 도장 작업성과 같은 물성이 저하될 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 멜라민 경화제를 포함한다. 상기 멜라민 경화제는 실란아크릴 수지와 아크릴 폴리올 수지와 경화반응을 하는 경화제로 도막을 형성하고, 도막의 물리적, 화학적 성능을 부여하는 역할을 하며, 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 및 이들의 조합들로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 멜라민 경화제가 전체 도료 조성물의 중량 기준으로 3 중량% 미만 또는 20 중량% 초과로 사용되는 경우 도장의 기계적인 물성이 저하될 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 전체 조성물의 중량 기준으로 30 내지 50 중량%의 소광제페이스트를 포함할 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물에 포함되는 상기 소광제페이스트는 실리카 입자, 용제 및 침강방지제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

상기 소광제페이스트는, 소광제페이스트 100 중량%를 기준으로 실리카 입자는 7.5 내지 23.5 중량%; 및 침강방지제는 5 내지 20 중량%이 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물의 상기 소광제페이스트에 포함되는 상기 실리카 입자는 평균 직경이 3 내지 15 ㎛이며 100 내지 350 g/100 g의 흡유량을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물에 포함되는 상기 소광제페이스트는 방향족 탄화수소 용제, 알코올 용제, 에스테르 용제 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 용제를 포함할 수 있으며, 상기 용제 내에 상기 실리카 입자가 분산된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

상기 소광제페이스트가 전체 도료 조성물의 중량 기준으로 30 중량% 미만일 경우 유성 도료에서 무광의 효과를 충분히 가지지 못할 수 있으며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 기계적인 물성, 작업성 및 외관이 저하될 수 있다. 특히, 상기 소광제페이스트는 소광제인 실리카 입자를 용제에 분산하여 제조함으로써 소광제의 뭉침 및 침강 문제를 효율적으로 해결하였다.

상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물의 실리카 입자들은 뭉침과 침전 현상이 발생하기 쉽기 때문에, 이를 방지하는 방법 중의 하나로 침강방지제를 사용하였다. 상기 침강방지제는 폴리아마이드와 산화 폴리에틸렌의 입체구조를 가지는 것을 특징으로 하며, 입체구조가 사슬이나 솜의 형태이기 때문에 실리카 입자의 침강을 구조적으로 방지하는 역할을 한다. 상기 침강방지제는 소광제페이스트 100 중량%을 기준으로 하여 5 내지 20 중량% 포함될 수 있는데, 상기 침강방지제가 소광제페이스트 100 중량%을 기준으로 하여 5 중량% 미만으로 포함될 경우 실리카 입자의 뭉침과 침전이 발생할 수 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우 기계적인 물성이 저하될 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 핀홀방지제, 표면조정제, 광안정제, 산촉매 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

상기 성분 이외에도, 본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 용제를 포함할 수 있다. 상기 용제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 톨루엔 크실렌과 같은 방향족 탄화수소계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤과 같은 케톤계 용제; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, 이소프로필아세테이트, 이소프로필, 부틸아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트와 같은 에스테르계 용제; 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 도료 조성물내 용제의 함량에도 특별한 제한은 없으며 당업자가 적의 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물이 코팅된 성형품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 성형품은 금속 또는 비금속 재질일 수 있으며, 예를 들어, 자동차 부품일 수 있다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물은 종래의 유성 무광 1액형 도료에서 발생하는 소광제의 뭉침 및 침전 현상을 해결하여 외관 품질 불량으로 발생하는 비용을 줄이고, 도장 장비의 유지 보수비용을 절감하였으며, 도료의 사용기한을 증가시킴으로써 도료의 생산성을 향상시켰다.

본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료는 실란아크릴 수지, 아크릴 폴리올 보조수지, 멜라민 경화제, 소광제, 및 침강방지제 외에도, 광안정제, 표면조정제, 광안정제, 및/또는 소포제 등을 더 포함함으로써 상도도료의 저장성, 부착성, 내수성, 내충격성, 내한치핑성과 같은 도막의 제반물성을 향상시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

아래에 예시한 실시예에서 사용된 성분은 구체적으로 예시된 경우를 제외하고는 각각 다음 성분을 사용하여 실시한 것이다:

실란아크릴 수지 : 고형분 함량이 40 내지 80 중량%이고, 수산기가 고형분 중량기준으로 30 내지 200 mg KOH/g인 실란아크릴 수지

아크릴 폴리올 수지 : 중량 평균 분자량은 5,000 ~ 30,000이고, 수지 고형분 함량은 40 내지 90 중량%이며, 수산기가는 고형분 중량 기준으로 80 내지 200 mg KOH/g인 아크릴 폴리올 수지

멜라민경화제 : 헥사메틸올멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 및 이들의 조합으로부터 선택되는 멜라민경화제 수지 (ALLNEX사의 Cymel1130, Cymel1133, Cymel1161, Cymel1168, Resimene 717 및 INEOS사의 Resimene 718)

침강방지제 : Solvesso 100 / Ethanol / IPA 용제 내의 고형분 함량이 5 내지 50 중량%, 예를 들어 7 중량%이고, 지방산 폴리아마이드 왁스(Fatty acid polyamide wax) 와 산화 폴리에틸렌(Oxidized polyethylene)으로 구성되어 있으며, 약간 옐로쉬한 화이트 색상의 점성이 높은 유체인 침강방지제 (6900, NS-5500, F-9050 등 KUSUMOTO사).

제조예 1 : 소광제페이스트 1

고형분 함량이 100 중량%이고 직경이 7 μm이고 흡유량이 320인 실리카 입자 75 g에, 방향족 탄화수소계 용제 131 g, 알코올 98 g, 에스테르계 용제 240 g과, 고형분 함량이 5 내지 50 중량%이고 폴리아마이드와 산화 폴리에틸렌의 입체구조를 가지고 있는 침강방지제 60 g을 투입하고 2000 rpm으로 20 분 이상 교반 혼합하여 소광제페이스트 1을 제조하였다.

제조예 2 : 소광제페이스트 2

고형분 함량이 100 중량%이고 직경이 7 μm이고 흡유량이 290인 실리카 입자 95 g에, 방향족 탄화수소계 용제 126 g, 알코올 94 g, 에스테르계 용제 229 g과, 고형분 함량이 5 내지 50 중량%이고 폴리아마이드와 산화 폴리에틸렌의 입체구조를 가지고 있는 침강방지제 60 g을 투입하여 2000 rpm으로 20 분 이상 교반 혼합하여 소광제페이스트 2를 제조하였다.

제조예 3 : 소광제페이스트 3

고형분 함량이 100 중량%이고 직경이 9 μm이고 흡유량이 290인 실리카 입자 90 g에, 방향족 탄화수소계 용제 126 g, 알코올 94 g, 에스테르계 용제 229 g과, 고형분 함량이 5 내지 50 중량%이고 폴리아마이드와 산화 폴리에틸렌의 입체구조를 가지고 있는 침강방지제 60 g을 투입하여 2000 rpm으로 20분 이상 교반 혼합하여 소광제페이스트 3을 제조하였다.

비교 제조예 1 : 소광제페이스트 4

고형분 함량이 100 중량%이고 직경이 7 μm이고 흡유량이 320인 실리카 입자 75 g에, 방향족 탄화수소계 용제 131 g, 알코올 98 g, 에스테르계 용제 240 g과, 고형분 함량이 80 내지 100 중량%이고, 변형된 폴리에테르 구조를 가지고 있는 분산제 20 g을 투입하여 2000 rpm으로 20 분 이상 교반 혼합하여 소광제페이스트 4를 제조하였다.

아래의 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 1000 rpm으로 20 분 이상 교반 혼합하여 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2의 도료 조성물을 각각 제조하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 3은 상기 제조예 1 내지 3에 따라 제조된 소광제페이스트 1 내지 3을 각각 함유하도록 제조되었고, 비교예 1은 상기 비교 제조예 1에 따라 제조된 소광제페이스트 4를 함유하도록 제조되었으며, 비교예 2는 소광제페이스트 1을 함유하되 실란 아크릴 수지와 아크릴 폴리올 수지의 중량%을 다르게 하여 제조되었다.

자동차용 중도도료가 피복된 시편에 베이스 도료를 일정한 (10 내지 20 μm) 도막 두께로 피복하고, 그 위에 본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료를 도장한 후 10 분간 상온 건조 후 140℃에서 30 분간 소부 경화시켜 최종 도막을 형성하였다. 최종 도막의 물성은 아래의 시험방법 및 조건하에서 시험하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

부착성: 건조도막에 가로 세로 2 cm를 2 ㎜ 간격 바둑목법으로 크로스컷하여 스카치 테잎을 사용하여 떼어낸 후 평가 실시, M-2.5급 이상이어야 함.

내수성: 도장된 시편을 40℃ 항온수조에 240 시간 동안 침적시킨 후, 1 시간 동안 상온에서 방치한 뒤, 바둑목 부착성 평가로 박리시험을 행하여 외관의 이상 유무를 육안 관찰. 시험 후의 외관은 연화, 백화, 광택불량, 벗겨짐, 부풀음, 변색 등이 없어야 하며, 침적부와 미침적부의 외관 차이가 없어야 하고, 부착성 평가를 실시하여 M-2.5급 이상이어야 함.

내한치핑성: 도장된 시편을 -20℃에서 3시간 방치 후 50 g 칩핑스톤을 사용하여 5 bar 압력으로 50 g의 칩핑스톤을 밀어내어 도막 표면에 부딪쳐서 손상된 정도를 측정하는 방법으로, 3 급 이하이어야 함.

재도장성: 도료의 재도장시 발생되는 부착성능을 평가하기 위한 것으로 재도장된 시편에 부착성을 실시하여 평가하며, M-2.5급 이상이어야 함.

O/B 부착성: 도료가 재도장이 될 때 1 도 도장된 시편을 과소부하여 이때의 부착성능을 평가하는 것으로, M-2.5급 이상이어야 함.

내용제성: 시편에 시험용 용제(XYLENE)를 묻힌 면포를 올려둔 뒤, 매 1 분마다 손톱으로 2 Kg의 힘으로 4 회 긁어 하층 도막면이 나타난 시간을 기록하며 5 분 이내에 긁힘이 발생하지 않을 것.

내스크래치성: 자동세차기 및 걸레질에 의한 스크래치 발생에 대한 완성 도막의 저항도를 측정하는 것으로 광택유지율이 55%이상일 것.

경도: 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H 각각의 연필로 도막에 손상을 주지 않는 경도 측정하여 B이상에서 양호할 것.

흐름성: 도료가 수직부에 도장될 때 흐르지 않은 한계 도막 두께를 측정하는 것으로 40 μm 이하에서 칠이 맺히지 않을 것.

광택안정성: 광택이 도막의 변화에 따라 변화는 정도를 측정하는 것으로 도막 40 μm와 20 μm에서의 광택차이가 5 이하일 것

상온저장성: 도료의 안정성을 평가하는 것으로 35℃에서 3 개월을 방치 후 도료의 점도변화를 확인하며, 시험전에 비해서 점도가 2 배 이상이 되지 않을 것

열저장성: 도료의 안정성을 평가하는 것으로 60℃에서 3 일을 방치 후 도료의 상태를 확인하며, 침전과 엄김이 발생하지 않으며, 시험전에 비해서 점도가 2 배 이상 되지 않을 것.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 도료 조성물은 상온저장성, 열저장성, 흐름성, 부착성, 내수성, 광택안정성 등의 물성이 비교예 1 내지 2에 비해 우수하였고, 기존 유성 무광 상도 도료와 동등한 수준의 물성을 나타내었다.

따라서, 본 발명의 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물을 사용하면 소광제의 뭉침현상으로 발생하는 도장시 발생하는 외관불량을 해결하여 재도장 등으로 인한 생산비용을 절감할 수 있고, 소광제의 침전에 의한 도장 설비 및 장비의 막힘 등의 고장으로 인한 유지보수 비용을 줄일 수 있고 도료의 안정성이 향상되어 도료 제조시 생산성을 향상할 수 있으며, 도료의 안정성이 향상되어 도료를 대량으로 생산가능하여 따라 제조 원가를 감소시킬 수 있고, 기존 상도용 유성 유광 1액형 도료와 동일한 시스템을 사용하면서, 물성 및 작업성이 유사 및 동등한 도료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (5)

1. 전체 도료 조성물의 중량 기준으로,
   실란아크릴 수지 15 내지 60 중량%;
   아크릴 폴리올 수지 1 내지 30 중량%;
   멜라민 경화제 3 내지 20 중량%; 및
   소광제페이스트 30 내지 50 중량%을 포함하고,
   상기 소광제페이스트는 실리카 입자, 용제 및 침강방지제를 포함하며,
   상기 소광제페이스트는 소광제페이스트 100중량%를 기준으로, 실리카 입자는 7.5 내지 23.5 중량%; 및 침강방지제는 5 내지 20 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 실리카 입자는 평균 직경이 3 내지 15 ㎛ 이며 100 내지 350 g/100 g 의 흡유량을 가지는 것을 특징으로 하는 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 침강방지제는 폴리아마이드와 산화 폴리에틸렌의 입체구조를 갖는 것을 특징으로 하는 상도용 유성 무광 1액형 도료 조성물.