KR101847421B1 - Waterborne paint composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 내장 부품을 도장하는데 사용되는 수성 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a waterborne coating composition used for coating interior parts of automobiles.
일반적으로, 자동차의 내장 부품 중 크래쉬 패드(Crash pad) 등을 형성하는데 사용되는 Filled PolyPropylene 소재(이하, 'PPF 소재'라 함)는 비극성 및 낮은 표면장력 특성을 갖고 있어, 그 표면에 상도 도료를 직접 도장하는 데는 어려움이 있다. 따라서, PPF 소재로 성형된 부품의 표면에 상도 도료를 도장하는 경우에는 상도 도막과 부품의 부착성을 높이기 위해 극성을 갖는 염소화 폴리올레핀 수지를 함유하는 하도 도료가 미리 도장된다.In general, Filled PolyPropylene material (hereinafter referred to as "PPF material") used for forming a crush pad among automobile interior parts has a non-polar and low surface tension characteristic, There are difficulties in applying directly. Therefore, when the top coat is applied to the surface of a component molded of PPF material, a primer coat containing a chlorinated polyolefin resin having polarity is previously coated to improve adhesion of the top coat and parts.
그런데, 상기 염소화 폴리올레핀 수지를 용해시켜 하도 도료를 제조하는 데는 톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 유기 용제가 사용되어, 환경적인 문제가 대두된 바 있다. 이에 따라 유기 용제가 사용되지 않는 수성 염소화 폴리올레핀 수지가 수년 전부터 개발되어, 보다 친환경적인 하도 도료가 등장하게 되었다.However, an aromatic organic solvent such as toluene or xylene has been used to dissolve the chlorinated polyolefin resin to prepare a subbing paint, and environmental problems have arisen. As a result, aqueous chlorinated polyolefin resin, which does not use an organic solvent, has been developed for several years, and a more environmentally friendly primer coating has emerged.
그러나, 수성 염소화 폴리올레핀 수지는 반응성이 매우 강한 염소(Cl)를 포함하고 있어 인체에 유해하다는 인식이 강해짐에 따라 몇몇 국가에서는 사용이 제한되고 있다.However, since the aqueous chlorinated polyolefin resin contains chlorine (Cl), which is very reactive, it is recognized that the chlorinated polyolefin resin is hazardous to the human body, and thus its use is limited in some countries.
더불어, 하도 도료를 코팅한 후 상도 도료를 코팅하는 과정을 거쳐야 하기 때문에 도장 과정에 많은 시간 및 비용이 소비되는 문제점도 있다.In addition, since the top coat must be coated after the top coat is coated, there is a problem that a lot of time and cost are consumed in the coating process.
본 발명은 부착성, 내썬크림성, 내스크래치성, 내광성 등이 우수하고, 친환경적이며 인체에 무해한 도막을 효율적으로 형성할 수 있는 수성 도료 조성물을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a water-based coating composition which is excellent in adhesion, anti-sunscreen property, scratch resistance, light fastness and the like, and is environmentally friendly and capable of efficiently forming a coating film harmless to the human body.
본 발명은, 수용성 비염소화(non-chlorinated) 폴리올레핀 에멀젼 20 내지 35 중량%, 수용성 아크릴 에멀젼 10 내지 20 중량%, 수분산형 폴리우레탄 10 내지 20 중량%, 유리 수산기(free hydroxyl group)가 결합된 수용성 폴리우레탄 10 내지 30 중량%, 용제 10 내지 30 중량%, 및 보조용제 1 내지 5중량%를 포함하는 수성 도료 조성물을 제공한다.The present invention relates to a water-based aqueous emulsion composition comprising 20 to 35% by weight of a water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion, 10 to 20% by weight of a water-soluble acrylic emulsion, 10 to 20% by weight of an aqueous polyurethane, 10 to 30% by weight of a polyurethane, 10 to 30% by weight of a solvent, and 1 to 5% by weight of an auxiliary solvent.
본 발명의 수성 도료 조성물은 비염소화 폴리올레핀 수지를 포함하고, 각 수지의 배합이 최적화되어 있기 때문에 이를 플라스틱 소재(예를 들어, PPF 소재)에 도포하여 도막을 형성할 경우, 부착성, 내썬크림성, 내스크래치성, 내광성 등의 물성이 우수하고 친환경적인 도막을 형성할 수 있다.The water-based coating composition of the present invention contains a non-chlorinated polyolefin resin and its combination is optimized. Therefore, when a coating film is formed by applying it to a plastic material (for example, PPF material) , Scratch resistance, light fastness and the like, and can form an environmentally friendly coating film.
이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명은 플라스틱 소재와의 부착성이 우수하면서도 상도 도막이 가져야 할 물성, 즉, 내썬크림성, 내스크래치성, 내광성 등이 우수한 도막을 형성할 수 있는 수성 도료 조성물에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 하도 도막뿐만 아니라 상도 도막이 가져야 할 물성을 나타내는 도막을 형성하기 위해 수성 도료 조성물에 포함되는 수지 성분을 특정함과 동시에 각 수지 성분의 배합 비율을 최적화한 것으로, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention relates to a water-based coating composition which is excellent in adhesion to a plastic material and capable of forming a coating film excellent in physical properties to be possessed by the top coat, that is, excellent in anti-sunmatic properties, scratch resistance and light fastness. That is, the present invention specifies the resin component contained in the aqueous coating composition and optimizes the compounding ratio of each resin component in order to form a coating film showing not only the undercoat film but also the physical properties to be possessed by the top coat film. Then,
본 발명의 수성 도료 조성물은, 수용성 비염소화(non-chlorinated) 폴리올레핀 에멀전, 수용성 아크릴 에멀전, 수분산형 폴리우레탄, 유리 수산기(free hydroxyl group)가 결합된 수용성 폴리우레탄, 용제, 및 보조용제를 포함한다.The aqueous coating composition of the present invention includes a water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion, a water-soluble acrylic emulsion, a water-dispersible polyurethane, a water-soluble polyurethane bonded with a free hydroxyl group, a solvent, and an auxiliary solvent .
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전은 도막의 부착성 등을 향상시키는 역할을 한다. 여기서, 비염소화 폴리올레핀이란 염소(Cl)를 실질적으로 포함하지(함유하지) 않은 폴리올레핀 수지로 정의될 수 있다. 이러한 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전에 의해 본 발명의 수성 도료 조성물은 인체에 무해하고 친환경적인 도막을 제공할 수 있다. 상기 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전에 함유된 비염소화 폴리올레핀으로는 비염소화 폴리에틸렌, 비염소화 폴리프로필렌, 비염소화 폴리이소프렌, 비염소화 폴리부텐, 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.The water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion contained in the water-base coating composition of the present invention improves the adhesion of the coating film. Here, the non-chlorinated polyolefin may be defined as a polyolefin resin substantially containing (not containing) chlorine (Cl). By the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion, the water-based coating composition of the present invention can provide a coating film that is harmless to the human body and is environmentally friendly. Examples of the non-chlorinated polyolefin contained in the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion include non-chlorinated polyethylene, non-chlorinated polypropylene, non-chlorinated polyisoprene, non-chlorinated polybutene, copolymers thereof and mixtures thereof.
상기 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전에 포함된 고형분의 함량은, 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전 100 중량%를 기준으로, 28 내지 32 중량%일 수 있다. 또한 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전의 pH는 7 내지 9일 수 있고, 중량평균분자량(Mw)은 40,000 내지 80,000일 수 있다.The content of the solid content contained in the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion may be 28 to 32% by weight, based on 100% by weight of the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion. Also, the pH of the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion may be 7 to 9 and the weight average molecular weight (Mw) may be 40,000 to 80,000.
이러한 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 20 내지 35 중량%이며, 구체적으로는 22 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전의 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 소재와 도막의 부착성이 저하될 수 있고, 40 중량%를 초과할 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있다.The content of the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion may be 20 to 35% by weight, specifically 22 to 30% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion is less than 20% by weight, adhesion between the material and the coating film may be deteriorated. If it exceeds 40% by weight, the appearance of the coating film may become poor.
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 수용성 아크릴 에멀전은 도막의 부착성, 내구성, 내습성 등을 향상시키는 역할을 한다. 상기 수용성 아크릴 에멀전에 함유된 아크릴 수지로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.The water-soluble acrylic emulsion contained in the water-base coating composition of the present invention plays a role in improving the adhesion, durability, moisture resistance and the like of the coating film. Examples of the acrylic resin contained in the water-soluble acrylic emulsion include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, copolymers thereof, Can be used.
상기 수용성 아크릴 에멀전에 포함된 고형분의 함량은, 수용성 아크릴 에멀전 100 중량%를 기준으로, 42 내지 48 중량%일 수 있다. 또한 수용성 아크릴 에멀전의 pH는 7 내지 9일 수 있다. 또, 수용성 아크릴 에멀전의 중량평균분자량(Mw)은 60,000 내지 80,000일 수 있고, 유리전이온도(Tg)는 60 내지 70 ℃일 수 있다.The content of the solid content contained in the water-soluble acrylic emulsion may be 42 to 48% by weight based on 100% by weight of the water-soluble acrylic emulsion. The pH of the water-soluble acrylic emulsion may also be from 7 to 9. The weight average molecular weight (Mw) of the water-soluble acrylic emulsion may be from 60,000 to 80,000, and the glass transition temperature (Tg) may be from 60 to 70 ° C.
이러한 수용성 아크릴 에멀전의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 10 내지 20 중량%이며, 구체적으로는 14 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 수용성 아크릴 에멀전의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있고, 20 중량%를 초과할 경우에는 도막의 건조성, 내수성이 저하될 수 있다.The content of the water-soluble acrylic emulsion may be 10 to 20% by weight, specifically 14 to 20% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. When the content of the water-soluble acrylic emulsion is less than 10% by weight, the appearance of the coating film may be poor. When the content of the water-soluble acrylic emulsion exceeds 20% by weight, dryness and water resistance of the coating film may be deteriorated.
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 수분산형 폴리우레탄은 도막의 내구성, 강도 등을 향상시키는 역할을 한다. 상기 수분산형 폴리우레탄에 함유된 폴리우레탄으로는 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에테르에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르카보네이트 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 폴리우레탄, 지방족 탄화수소 폴리우레탄, 방향족 탄화수소 폴리우레탄, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.The water-dispersible polyurethane contained in the water-base coating composition of the present invention has a role of improving the durability and strength of the coating film. Examples of the polyurethane contained in the aqueous polyurethane include polyether polyurethane, polyester polyurethane, polycarbonate polyurethane, polyether ester polyurethane, polyether carbonate polyurethane, polycaprolactone polyurethane, aliphatic hydrocarbon polyurethane, Aromatic hydrocarbon polyurethane, and mixtures thereof, and the like can be used.
상기 수분산형 폴리우레탄에 포함된 고형분의 함량은 수분산형 폴리우레탄 100 중량%를 기준으로, 36 내지 44 중량%일 수 있다. 또한, 수분산형 폴리우레탄의 pH는 7 내지 9일 수 있고, MFFT(Minimum Film Formation Temperture)는 0 ℃ 이하일 수 있다.The content of the solid content in the water-dispersible polyurethane may be 36 to 44% by weight based on 100% by weight of the water-dispersible polyurethane. The pH of the water dispersible polyurethane may be 7 to 9, and the MFFT (Minimum Film Formation Temperature) may be 0 ° C or less.
이러한 수분산형 폴리우레탄의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 10 내지 20 중량%이며, 구체적으로는, 12 내지 18 중량%일 수 있다. 상기 수분산형 폴리우레탄의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있고, 20 중량%를 초과하면 도막의 건조성이 저하될 수 있다.The content of such water-dispersible polyurethane may be 10 to 20% by weight, specifically 12 to 18% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. When the content of the water-dispersible polyurethane is less than 10% by weight, the appearance of the coating film may be poor. When the content of the water-dispersible polyurethane is more than 20% by weight, dryness of the coating film may be deteriorated.
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 유리 수산기(free hydroxyl group)가 결합된 수용성 폴리우레탄은 도막의 내구성, 내화학성 등을 향상시키는 역할을 한다.The water-soluble polyurethane to which the free hydroxyl group contained in the water-base coating composition of the present invention binds improves the durability and chemical resistance of the coating film.
상기 유리 수산기는 폴리우레탄의 분자에 결합되어 있는 수산기를 의미하는 것으로, 본 발명의 수용성 폴리우레탄은 수산기가 결합되지 않은 일반적인 폴리우레탄과는 상이한 폴리우레탄이다. 즉, 일반적인 폴리우레탄은 폴리올에서 유래된 수산기(-OH)와 이소시아네이트에서 유래된 이소시아네이트기(-NCO)가 반응하여 분자 내에 수산기가 존재하지 않는다. 그러나, 본 발명은 일반적인 폴리우레탄에 폴리올을 추가로 반응시켜 분자 내에 수산기가 결합되어 있는 것이다. 구체적으로, 본 발명의 수용성 폴리우레탄에 결합된 유리 수산기의 함량은 2 내지 3 OH%(s)일 수 있다.The free hydroxyl group means a hydroxyl group bonded to a molecule of a polyurethane. The water-soluble polyurethane of the present invention is a polyurethane different from a general polyurethane not bonded with a hydroxyl group. That is, in a general polyurethane, a hydroxyl group (-OH) derived from a polyol reacts with an isocyanate group (-NCO) derived from an isocyanate, and a hydroxyl group is not present in the molecule. However, in the present invention, a polyol is further reacted with a general polyurethane to have a hydroxyl group bound to the molecule. Specifically, the content of the free hydroxyl group bonded to the water-soluble polyurethane of the present invention may be 2 to 3 OH% (s).
이러한 수용성 폴리우레탄에 함유된 폴리우레탄으로는 폴리에테르 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에테르에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르카보네이트 폴리우레탄, 폴리카프로락톤 폴리우레탄, 지방족 탄화수소 폴리우레탄, 방향족 탄화수소 폴리우레탄, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.Examples of the polyurethane contained in such a water-soluble polyurethane include polyether polyurethane, polyester polyurethane, polycarbonate polyurethane, polyether ester polyurethane, polyether carbonate polyurethane, polycaprolactone polyurethane, aliphatic hydrocarbon polyurethane, aromatic Hydrocarbon polyurethane, and mixtures thereof, and the like can be used.
상기 수용성 폴리우레탄에 포함된 고형분의 함량은 수용성 폴리우레탄 100 중량%를 기준으로, 28 내지 34 중량%일 수 있다. 또한, 수용성 폴리우레탄의 pH는 7 내지 9일 수 있다.The content of the solid content contained in the water-soluble polyurethane may be 28 to 34% by weight based on 100% by weight of the water-soluble polyurethane. Further, the pH of the water-soluble polyurethane may be 7 to 9.
이러한 수용성 폴리우레탄의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 10 내지 30 중량%이며, 구체적으로는, 10 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 수용성 폴리우레탄의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 도막의 내화학성이 저하될 수 있고, 30 중량%를 초과하면 도막의 건조성이 저하될 수 있다.The content of such a water-soluble polyurethane may be 10 to 30% by weight, specifically 10 to 20% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the water-soluble polyurethane is less than 10% by weight, the chemical resistance of the coating film may deteriorate. If the content of the water-soluble polyurethane exceeds 30% by weight, the dryness of the coating film may be deteriorated.
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 용제는 조성물의 점도를 조절하고, VOC를 저감시키기 위한 것으로, 탈이온수, 순수, 초순수, 증류수 등이 사용될 수 있다.The solvent included in the water-base coating composition of the present invention may be deionized water, pure water, ultrapure water, distilled water or the like for controlling the viscosity of the composition and reducing VOC.
이러한 용제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 10 내지 30 중량%이고, 구체적으로는 10 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 용제의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 조성물의 점도 상승으로 인해 도막 형성 시 작업성이 저하될 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우에는 도막의 외관이 불량해지거나 도막의 건조성이 저하될 수 있다.The content of such a solvent may be 10 to 30% by weight, specifically 10 to 20% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the solvent is less than 10% by weight, the viscosity of the composition may increase, resulting in deterioration of workability in forming the coating film. If the content of the solvent is more than 30% by weight, the appearance of the coating film may become poor, .
본 발명의 수성 도료 조성물에 포함되는 보조용제로는 글리콜 에테르계 용제가 사용될 수 있다. 상기 글리콜 에테르계 용제는 비중이 0.8 내지 0.95 g/cc일 수 있고, 비점이 150 내지 190 ℃일 수 있다. 구체적으로, 상기 글리콜 에테르계 용제로는 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(부틸 셀로솔브), 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르(부틸 카비톨), 디프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.As the auxiliary agent contained in the water-base coating composition of the present invention, a glycol ether-based solvent may be used. The glycol ether-based solvent may have a specific gravity of 0.8 to 0.95 g / cc and a boiling point of 150 to 190 ° C. Specific examples of the glycol ether-based solvent include ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), diethylene glycol butyl ether (butyl carbitol), dipropylene glycol butyl ether, dipropylene glycol methyl ether, and mixtures thereof. Can be used.
이러한 보조용제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 1 내지 5 중량%이고, 구체적으로는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 보조용제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 도막 형성 시 작업성이 저하될 수 있다.The content of such an auxiliary solvent may be 1 to 5% by weight, specifically 1 to 3% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. When the content of the auxiliary solvent is less than 1% by weight, the appearance of the coating film may be poor. When the content of the auxiliary solvent exceeds 5% by weight, workability in forming a coating film may be deteriorated.
한편, 본 발명의 수성 도료 조성물은 도막의 물성을 보다 향상시키기 위해 안료, 소광제, 왁스, 증점제, 자외선 안정제, 소포제, pH 조정제 및 표면조정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The aqueous coating composition of the present invention may further comprise at least one additive selected from the group consisting of a pigment, a quencher, a wax, a thickener, a UV stabilizer, a defoamer, a pH adjuster and a surface modifier to further improve the physical properties of the coating film have.
상기 안료는 도막에 색상을 부여하기 위한 것으로, 탈크, 탄산칼슘, 카본블랙, TiO2, 산화철, 산화황, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 이러한 안료의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 1 내지 15 중량%일 수 있다. 상기 안료의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 소재의 은폐력이 저하될 수 있고, 15 중량%를 초과할 경우에는 도막의 부착성이 저하될 수 있다.The pigment is for imparting color to the coating film, and talc, calcium carbonate, carbon black, TiO 2 , iron oxide, sulfur oxide, and a mixture thereof can be used. The content of such a pigment may be 1 to 15% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the pigment is less than 1% by weight, the hiding power of the material may be deteriorated. If the content exceeds 15% by weight, the adhesion of the coating film may be deteriorated.
상기 소광제는 도막의 광택을 조절하기 위한 것으로, 상도 도막으로 적용하기 위해서는 외관상 60° 광택 기준보다 1 내지 2 정도 낮은 광택이 요구되는데, 이를 만족시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 소광제로는 3 내지 4 ㎛ 범위의 입경을 갖는 무정형 합성 실리카, 열처리 실리카, 침전형 실리카, 유기코팅 실리카, 흄드 실리카, 왁스 코팅 실리카, 겔형 실리카, 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 이러한 소광제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 1 내지 8 중량%일 수 있고, 구체적으로는, 1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 소광제의 함량인 1 중량% 미만일 경우에는 도막의 광택을 요구되는 조건으로 조절하기 어려울 수 있고, 8 중량%를 초과할 경우에는 도막의 부착성, 내스크래치성이 저하될 수 있다.The quencher is used for controlling the gloss of the coating film. In order to apply the quencher to the coating film, the quenching agent is required to have a gloss of 1 to 2 or so lower than that of the 60 ° gloss reference. As the quencher, amorphous synthetic silica having a particle diameter in the range of 3 to 4 占 퐉, heat-treated silica, precipitated silica, organic coated silica, fumed silica, wax-coated silica, gelatinous silica and mixtures thereof may be used. The content of the quencher may be 1 to 8% by weight, specifically 1 to 3% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. When the content of the quencher is less than 1 wt%, it may be difficult to control the gloss of the coating film to a required level. If the content of the quencher exceeds 8 wt%, the adhesion of the coating film and scratch resistance may be deteriorated.
상기 왁스는 도막의 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 폴리올레핀계 왁스, 불소계 왁스, 파라핀계 왁스 등이 사용될 수 있다. 이러한 왁스의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 1 내지 8 중량%일 수 있고, 구체적으로는, 1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 왁스의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 도막의 내마모성, 내스크래치성을 향상시키기 어려울 수 있고, 8 중량%를 초과할 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있다.The wax is used for improving abrasion resistance of the coating film, and polyolefin wax, fluorine wax, paraffin wax and the like can be used. The content of such a wax may be 1 to 8% by weight, specifically 1 to 3% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the wax is less than 1% by weight, it may be difficult to improve the abrasion resistance and scratch resistance of the coating film, and if it exceeds 8% by weight, the appearance of the coating film may become poor.
상기 증점제는 수성 도료 조성물의 흐름성을 향상시키기 위한 것으로, 우레탄계 증점제 또는 아크릴계 증점제가 사용될 수 있다. 상기 아크릴계 증점제는 극성이 강한 폴리올레핀의 흐름성을 개선하는데 보다 효과적이므로, 본 발명에서는 우레탄계 증점제보다 아크릴계 증점제가 사용될 수 있다. 이러한 증점제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로 1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 증점제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 수성 도료 조성물의 흐름성 개선 효과를 얻기 어려울 수 있고, 10 중량%를 초과할 경우에는 도막의 건조성이 저하될 수 있다.The thickener is used for improving the flowability of the aqueous coating composition, and a urethane-based thickener or an acrylic thickener may be used. Since the acrylic thickener is more effective in improving the flowability of polyolefin having high polarity, an acrylic thickener may be used in the present invention rather than a urethane based thickener. The content of the thickener may be 1 to 10% by weight based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the thickener is less than 1% by weight, it may be difficult to obtain the effect of improving the flowability of the aqueous coating composition. If the content of the thickener exceeds 10% by weight, drying of the coating film may be deteriorated.
상기 자외선 안정제는 도막의 내썬크림성, 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 힌더드 아민계 자외선 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS)가 사용될 수 있다. 이러한 자외선 안정제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 0.1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 자외선 안정제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 도막의 내썬크림성, 내구성이 저하될 수 있고, 3 중량%를 초과할 경우에는 도막의 내수성이 저하될 수 있다.The ultraviolet light stabilizer is used to enhance the inner cream resistance and durability of the coating film, and a hindered amine light stabilizer (HALS) may be used. The content of such ultraviolet stabilizer may be 0.1 to 3% by weight based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the ultraviolet stabilizer is less than 0.1% by weight, the inner cream resistance and durability of the coating film may deteriorate, and if it exceeds 3% by weight, the water resistance of the coating film may be deteriorated.
상기 소포제는 도막 형성 시 기포가 발생되는 억제하기 위한 것으로, 당 업계에 공지된 성분이 사용될 수 있다. 이러한 소포제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 0.1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 소포제의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있다.The antifoaming agent is used to inhibit the generation of bubbles during the formation of the coating film, and components known in the art can be used. Such an antifoaming agent content may be 0.1 to 3% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the defoaming agent is out of the above range, the appearance of the coating film may become poor.
상기 pH 조정제는 수성 도료 조성물의 저장안정성을 향상시키기 위한 것으로, 암모니아수, 디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 아미노메틸프로판올 등이 사용될 수 있다. 이러한 pH 조정제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 0.1 내지 5 중량%일 수 있다. 상기 pH 조정제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 수성 도료 조성물의 젤화(gellation)로 인해 도막 형성 시 작업성이 저하될 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 도막의 외관이 불량해질 수 있다.The pH adjuster is used for improving the storage stability of the water-base coating composition. Ammonia water, diethanolamine, dimethylethanolamine, aminomethylpropanol, and the like may be used. The content of such a pH adjusting agent may be 0.1 to 5% by weight, based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the pH adjusting agent is less than 0.1% by weight, the workability of the coating may be deteriorated due to the gellation of the aqueous coating composition. If the content of the pH adjusting agent is more than 5% by weight, the appearance of the coating may be poor.
상기 표면조정제는 도막의 평활성을 향상시키기 위한 것으로, 폴리아크릴레이트 공중합체, 또는 폴리에테르 실록산계 화합물 등이 사용될 수 있다. 이러한 표면조정제의 함량은 수성 도료 조성물 100 중량%를 기준으로, 0.1 내지 5 중량%일 수 있다. 상기 표면조정제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 도막의 평활성을 향상시키기 어려울 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 도막의 부착성이 저하될 수 있다.The surface modifier may be a polyacrylate copolymer or a polyether siloxane-based compound for improving the smoothness of a coating film. The content of the surface modifier may be 0.1 to 5% by weight based on 100% by weight of the aqueous coating composition. If the content of the surface modifier is less than 0.1% by weight, it may be difficult to improve the smoothness of the coating film, and if it exceeds 5% by weight, the adhesion of the coating film may be deteriorated.
이러한 본 발명의 수성 도료 조성물은 1액형 수성 도료 조성물이기 때문에 플라스틱 소재의 도장 작업 효율을 높일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 수성 도료 조성물은 하도 도막이 가져야 할 물성 및 상도 도막이 가져야 할 물성을 모두 만족시키는 도막을 형성할 수 있기 때문에 플라스틱 소재에 2 회 이상으로 도장 작업을 실시했던 종래와 달리 도장 작업을 1 회로 단축시킬 수 있어 도장 작업 효율을 향상시킬 수 있다.Since the water-base coating composition of the present invention is a one-pack type aqueous coating composition, it is possible to improve the coating operation efficiency of a plastic material. Specifically, since the water-based coating composition of the present invention can form a coating film that satisfies the physical properties that the undercoat film should have and the physical properties that the overcoat film should possess, unlike the prior art in which the coating operation is performed twice or more on a plastic material, 1 cycle can be shortened and the painting operation efficiency can be improved.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
[[ 실시예Example 1] One]
하기 표 1의 조성을 갖는 수성 도료 조성물을 제조하였다. 구체적으로 용제, 수용성 아크릴 에멀전, 수분산형 폴리우레탄, 수용성 폴리우레탄을 용기에 넣고 교반기를 사용하여 저속으로 혼합한 후, 보조용제, 안료, 소광제, 왁스를 첨가하고 고속으로 교반을 실시하였다. 고속으로 교반을 완료한 후 저속으로 교반하면서 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전, 증점제, 자외선 안정제, 소포제, pH 조정제, 표면조정제를 투입하고, 30 분 동안 교반하여 점도 35 내지 45 초(Ford cup#4, 25 ℃기준)를 갖는 수성 도료 조성물을 제조하였다.An aqueous coating composition having the composition shown in Table 1 below was prepared. Specifically, a solvent, a water-soluble acrylic emulsion, a water-dispersible polyurethane, and a water-soluble polyurethane were placed in a container and mixed at a low speed using a stirrer, followed by addition of an auxiliary solvent, a pigment, a quencher, and wax. After the completion of the stirring at high speed, a water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion, a thickener, a UV stabilizer, a defoamer, a pH adjuster and a surface conditioner were added while stirring at a low speed and stirred for 30 minutes to obtain a liquid having a viscosity of 35 to 45 seconds Lt; 0 > C).
[[ 실시예Example 2 내지 4] 2 to 4]
하기 표 1의 조성을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 수성 도료 조성물을 제조하였다.The aqueous coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition shown in Table 1 was used.
[[ 비교예Comparative Example 1 및 2] 1 and 2]
하기 표 1의 조성을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 수성 도료 조성물을 제조하였다.The aqueous coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition shown in Table 1 was used.
주2) 고형분 30 중량%, pH: 7~9, Mw: 60,000~80,000
주3) 고형분 45 중량%, pH: 7~9, Tg 70°C
주4) 고형분 40 중량%, pH: 7~9, MFFT: < 0 ℃
주5) 고형분 30 중량%, pH: 7~8, OH 함량: 2.5 OH%(s)
주6) Ethylene Glycol Monobutyl Ether
주7) Carbon Black
주8) Amorphous silicon dioxide
주9) Polyethylene Wax
주10) Modified Acrylic polymer
주11) Hindered Amine Light Stabiliser
주12) Tetramethyl Decynediol
주13) Aminomethyl propanol
주14) 폴리실록산계 화합물Note 1) DEIONIZED WATER
Note 2) Solid content 30% by weight, pH: 7 to 9, Mw: 60,000 to 80,000
Note 3) Solid content: 45% by weight, pH: 7 to 9, Tg: 70 ° C
Note 4) Solid content: 40% by weight, pH: 7 to 9, MFFT: <0 ° C
Note 5) Solid content 30 wt%, pH 7 to 8, OH content 2.5 OH% (s)
Note 6) Ethylene Glycol Monobutyl Ether
Note 7) Carbon Black
Note 8) Amorphous silicon dioxide
Note 9) Polyethylene Wax
Note 10) Modified Acrylic polymer
Note 11) Hindered Amine Light Stabilizer
NOTE 12) Tetramethyl Decynediol
Note 13) Aminomethyl propanol
Note 14) The polysiloxane-based compound
[[ 제조예Manufacturing example 1 내지 4 및 1 to 4 and 비교제조예Comparative Manufacturing Example 1, 2] 1, 2]
PPF 소재로 이루어진 Crash Pad 상에 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에서 각각 제조된 수성 도료 조성물을 스프레이 도장한 후, 80 ℃에서 30 분 동안 건조하여 도막 두께가 20 내지 25 ㎛인 도막을 형성하였다.The aqueous coating composition prepared in each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was spray-coated on a crush pad made of PPF material and dried at 80 ° C for 30 minutes to obtain a coating film having a thickness of 20 to 25 μm .
[[ 실험예Experimental Example ]]
제조예 1 내지 4 및 비교제조예 1, 2에서 각각 형성된 도막의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Physical properties of the coating films formed in Production Examples 1 to 4 and Comparative Production Examples 1 and 2 were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.
1. 외관: 도막 표면의 기포, 이물, 반점, 홈 및 평활성의 정도를 평가하였다.1. Appearance: The degree of bubbles, foreign matter, spots, grooves, and smoothness on the surface of the coating film was evaluated.
2. 내스크래치성: 0.5R 사파이어침으로 100 ㎜/sec 속도로 긁은 후 도막의 표면을 관찰하였다.2. Scratch resistance: The surface of the coating film was observed after scratching with a 0.5R sapphire needle at a speed of 100 mm / sec.
3. 부착성: ASTM D3359 테이프 부착성 시험 방법에 의거하여 평가하였다.3. Adhesiveness: The adhesive strength was evaluated according to the ASTM D3359 tape adhesion test method.
4. 내썬크림성: 아크릴판(50㎜×50㎜)에 같은 크기의 백면포(Toyosynthetic CH2070-3상당품) 2 장을 겹쳐 올린 후 썬크림(니베아 SPF47) 0.25 g을 전면에 도포하였다. 다음, 썬크림 도포부위를 도막 위에 올리고 아크릴판을 눌러 밀착시켰다. 그 다음, 80±2 ℃의 항온조 내에 1 시간 동안 방치한 후 꺼내어, 백면포와 아크릴판을 제거한 후, 10 내지 15 분 동안 상온에서 방치하였다. 이후, 중성세제로 씻어내고 건조시킨 후 도막의 외관, 부착성, 내스크래치성을 평가하였다.4. Inner Sun Cream Resistance: Two sheets of the same size of white cotton cloth (Toyosynthetic CH2070-3) were laminated on an acrylic plate (50 mm x 50 mm), and then 0.25 g of sun cream (Nivea SPF47) was applied to the entire surface. Next, the application area of the sun cream was put on the coating film, and the acrylic plate was pressed to be in close contact. Then, it was allowed to stand in a thermostatic chamber at 80 ± 2 ° C. for 1 hour and then taken out, and the white cotton sheet and the acrylic plate were removed, and then left at room temperature for 10 to 15 minutes. Thereafter, the coating film was rinsed with a neutral detergent and dried, and then the appearance, adhesion and scratch resistance of the coating film were evaluated.
5. 내습성: 50 ℃, 98 % 상대습도의 항온항습기에 도막을 168 시간 동안 방치한 후 도막의 부착성 및 외관을 평가하였다.5. Moisture resistance: The coating film was allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber at 50 ° C and 98% relative humidity for 168 hours, and the adhesion and appearance of the coating film were evaluated.
6. 내광성: 제논아크 내광성시험기로 1050 kJ/㎡의 광량을 노출시킨 후 도막의 색차, 외관, 부착성을 평가하였다.6. Light resistance: The color difference, appearance, and adhesion of the coating film were evaluated after exposing a light quantity of 1050 kJ / m 2 with a xenon arc light resistance tester.
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 수성 도료 조성물은 수지의 성분 및 배합 비율이 최적화되어 있어, 이를 이용하여 도막을 형성함에 따라 물성이 우수한 도막이 형성됨을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the water-based coating composition of the present invention has optimized components and compounding ratio of the resin, and that a coating film having excellent physical properties is formed by forming a coating film using the components.
Claims (5)
수용성 아크릴 에멀전 10 내지 20 중량%;
수분산형 폴리우레탄 10 내지 20 중량%;
유리 수산기(free hydroxyl group)가 결합된 수용성 폴리우레탄 10 내지 30 중량%;
용제 10 내지 30 중량%; 및
보조용제 1 내지 5중량%를 포함하고,
상기 수용성 아크릴 에멀전의 유리전이온도(Tg)가 60 내지 70 ℃인 수성 도료 조성물.20 to 35% by weight of a water-soluble non-chlorinated polyolefin emulsion;
10 to 20% by weight of a water-soluble acrylic emulsion;
10 to 20% by weight of an aqueous polyurethane;
10 to 30% by weight of a water-soluble polyurethane having a free hydroxyl group bonded thereto;
10 to 30% by weight of a solvent; And
1 to 5% by weight of an auxiliary solvent,
Wherein the water-soluble acrylic emulsion has a glass transition temperature (Tg) of 60 to 70 Lt; 0 > C.
상기 수용성 비염소화 폴리올레핀 에멀전은, pH가 7 내지 9이고, 중량평균분자량이 40,000 내지 80,000인 수성 도료 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the water-borne non-chlorinated polyolefin emulsion has a pH of 7 to 9 and a weight average molecular weight of 40,000 to 80,000.
상기 수용성 아크릴 에멀전은, pH가 7 내지 9이고, 중량평균분자량이 60,000 내지 80,000인 수성 도료 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the water-soluble acrylic emulsion has a pH of 7 to 9 and a weight-average molecular weight of 60,000 to 80,000.
상기 수용성 폴리우레탄에 결합된 유리 수산기의 함량이 2 내지 3 OH%(s)인 수성 도료 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the content of the free hydroxyl group bonded to the water-soluble polyurethane is 2 to 3 OH% (s).
안료, 소광제, 왁스, 증점제, 자외선 안정제, 소포제, pH 조정제 및 표면조정제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 수성 도료 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the aqueous coating composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of a pigment, a quencher, a wax, a thickener, a UV stabilizer, a defoamer, a pH adjuster and a surface modifier.
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