KR101901624B1 - 금속표면 보호용 코팅제 조성물 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무, 용매 및 첨가제로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 금속표면 보호용 코팅제 조성물은 플랜지와 같은 금속표면에 코팅되어 스크래치나 부식의 발생을 억제하며, 용접 등의 목적으로 코팅막을 벗겨내고 사용하고자 하는 경우 코팅막이 쉽겨 벗겨질 수 있는 효과를 나타낼 뿐만이 아니라, 장시간 보관한 후 코팅막을 제거할 경우에도 코팅막이 잘 끊어지지 않고 쉽게 벗겨지는 효과를 나타낸다.

Description

금속표면 보호용 코팅제 조성물 {COATING COMPOSITION FOR PROTECTING METAL SURFACE}

개시된 내용은 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랜지와 같은 금속표면에 코팅되어 스크래치나 부식의 발생을 억제하며, 용접 등의 목적으로 코팅막을 벗겨내고 사용하고자 하는 경우 코팅막이 쉽겨 벗겨질 수 있는 효과를 나타낼 뿐만이 아니라, 장시간 보관한 후 코팅막을 제거할 경우에도 코팅막이 잘 끊어지지 않고 쉽게 벗겨지는 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 관한 것이다.

코팅제로는 각종 기재 표면에 의장성을 부여할 수 있음과 함께, 기재 표면의 열화를 방지할 수 있는 특성이 구비된 도막을 형성할 수 있는 코팅제 조성물이 요구되고 있다.

특히 근래는, 내수성이나 내용제성에 더하여, 세정제 등의 약품이나 산성비 등의 부착에 의한 기재의 열화를 방지할 수 있는 내약품성이 구비된 도막을 형성할 수 있는 코팅제의 제조가 요구되고 있다.

종래에는 코팅제가 유기 용제나 약품 등의 부착에 의해 열화를 일으키기 쉬운 플라스틱 제품의 표면 보호용으로 사용되는 경우가 많았으나, 최근에는 금속의 수요증가로 인해 강판을 비롯한 금속 기재의 표면 보호용 코팅제의 수요도 높아지고 있어, 상기에 나열된 내용제성 등의 특성 외에, 금속 기재의 부식에 기인한 도막의 벗겨짐이나 부풀음을 방지할 수 있는 수준의 내식성이나, 높은 수준의 내약품성이 요구되고 있다.

특히, 내약품성은, 금속 기재의 표면에 형성된 도막 표면을 알칼리성 세정제 등을 사용하여 세정하는 것이 빈번하게 행해지는 철강업계에서, 그 세정제의 영향에 의한 도막의 박리나 용해 및 금속 기재의 열화 등을 방지하는것이 매우 중요한 과제다.

종래에는 상기의 특성을 만족시키기 위해 비닐계 중합체의 쇄부와 우레탄계 중합체 쇄부가 규소 원자와 산소 원자의 결합을 갖는 연결부를 거쳐 결합한 비닐계-우레탄계 공중합체를 함유하는 수성 코팅제가 주로 사용되었는데, 상기의 코팅제는 상기 비닐계-우레탄계 공중합체로 이루어지는 입자 내부의 가교 밀도가 비교적 높아져 있기 때문에, 조막(造膜)시에 입자간이 융착하기 어렵고, 그 결과, 균일하고 치밀한 조막을 갖는 도막을 형성할 수 없고, 금속기재의 부식이나 열화를 방지하는 효과가 미미한 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 스티렌부타디엔 고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 용액에 산화방지제를 혼합하여 제조된 코팅액을 금속표면에 적용하여 스크래치나 부식을 방지하고자 하는 노력이 이루어졌으나, 스티렌부타디엔 고무 용액을 이용하여 형성된 코팅막의 경우 코팅막이 형성된 후에 제거하는 과정에서 코팅막이 쉽게 찢어지기 때문에 제거공정이 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-0553401호(2006.02.10). 한국특허등록 제10-0819915호(2008.03.31).

개시된 내용은 플랜지와 같은 금속표면에 코팅되어 스크래치나 부식의 발생을 억제하며, 용접 등의 목적으로 코팅막을 벗겨내고 사용하고자 하는 경우 코팅막이 쉽겨 벗겨질 수 있는 효과를 나타낼 뿐만이 아니라, 장시간 보관한 후 코팅막을 제거할 경우에도 잘 끊어지지 않고 쉽게 벗겨지는 코팅막을 형성하는 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 제공하는 것이다.

하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무, 용매 및 첨가제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 대해 기술하고 있다.

바람직하기로는, 상기 금속표면 보호용 코팅제 조성물은 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부, 용매 325 내지 475 중량부 및 첨가제 2.5 내지 25 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

더 바람직하기로는, 상기 용매는 톨루엔, 크실렌 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

더욱 바람직하기로는, 상기 첨가제는 색소 및 소포제로 이루어지는 것으로 한다.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 금속표면 보호용 코팅제 조성물에는 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부 대비 티타늄디옥사이드로 이루어지는 자외선 차단제 20 내지 35 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 금속표면 보호용 코팅제 조성물에는 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부 대비 디메틸에테르로 이루어지는 팽윤억제제 85 내지 100 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.

이상에서와 같은 금속표면 보호용 코팅제 조성물은 플랜지와 같은 금속표면에 코팅되어 스크래치나 부식의 발생을 억제하며, 용접 등의 목적으로 코팅막을 벗겨내고 사용하고자 하는 경우 코팅막이 쉽겨 벗겨질 수 있는 효과를 나타낼 뿐만이 아니라, 장시간 보관한 후 코팅막을 제거할 경우에도 잘 끊어지지 않고 쉽게 벗겨지는 코팅막을 형성하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물로 이루어진 코팅막의 24시간 경과 후에 제거 효율성을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 2는 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물로 이루어진 코팅막의 일주일 경과 후에 제거 효율성을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 3은 개시된 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물로 이루어진 코팅막의 30일 경과 후에 제거 효율성을 측정하여 나타낸 사진이다.
도 4는 개시된 실시예 1 내지 실시예 2를 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물로 코팅된 플랜지의 염수분무테스트 후에 모습을 촬영하여 나타낸 사진이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

개시된 금속표면 보호용 코팅제 조성물은 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무, 용매 및 첨가제로 이루어지며, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부, 용매 325 내지 475 중량부 및 첨가제 2.5 내지 25 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌(SEBS, Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene) 고무는 개시된 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 주재료가 되는 성분으로 스티렌부타디엔 고무를 수소첨가 반응시켜 스티렌부타디엔 고무 분자 내에 있는 부타디엔의 탄소-탄소 이중결합을 탄소-탄소 단일결합으로 변환시킨 구조로 이루어지는데, 금속표면에 스크래치나 부식의 발생이 억제되도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무는 공기 중의 산소와 반응하는 탄소-탄소 이중결합이 없어 산화분해 방지제를 사용하지 않고도 안정한 성질을 나타내며, 스티렌부타디엔 고무보다 박리력이 좋으며, 코팅 후 오랜 시간이 경과한 후에도 코팅막의 노화가 잘 진행되지 않아 코팅막을 박리하는 과정에서 코팅막이 찢어지는 현상이 억제되어, 금속표면에서 코팅막을 쉽게 제거할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무의 함량이 100 중량부 미만이면 코팅막이 지나치게 얇아져 코팅막의 금속표면 보호효과가 저하되며, 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무의 함량이 100 중량부를 초과하게 되면 코팅액의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 두께의 코팅막을 형성하기가 어렵다.

상기 용매는 325 내지 475 중량부가 함유되며, 톨루엔, 크실렌 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 성분을 용융시켜 균일한 두께와 균질한 물성을 나타내는 도막을 형성할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 용매는 용도에 따라 상기에 나열된 용매의 성분을 다양하게 조합하여 사용할 수 있는데, 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 일반 페인트와 같이 도포하는 과정에서는 톨루엔을 사용하는 것이 바람직하며, 스프레이 공정에서는 크실렌을 사용하는 것이 바람직하고, 빠른 건조속도가 필요한 공정에서는 톨루엔 대신에 메틸에틸케톤이나 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 건조속도를 늦출 필요가 있으면 크실렌이나 톨루엔 및 크실렌의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 용매의 함량이 325 중량부 미만이면 금속표면 보호용 코팅제 조성물의 점도가 지나치게 높아 금속표면에 균일한 두께의 코팅막을 형성할 수 없으며, 상기 용매의 함량이 475 중량부를 초과하게 되면 코팅액의 점도가 지나치게 낮아 코팅 공정에서 코팅액이 흘러내리는 등의 문제점이 발생하며, 코팅막의 두께가 지나치게 얇게 형성되어 스크래치나 부식으로부터 금속표면을 보호하는 효과가 미미해진다.

상기 첨가제는 2.5 내지 25 중량부가 함유되며, 색소 및 소포제로 이루어지는데, 색소 100 중량부에 소포제가 120 내지 400 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 색소의 색상은 특별히 한정되지 않고, 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 색상을 부여할 수 있는 다양한 종류의 색소가 사용가능하며, 상기 소포제의 성분은 특별히 한정되지 않고, 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 기포가 생성되는 것을 억제하는 것이면 어떠한 것이든 사용가능하다.

또한, 상기 금속표면 보호용 코팅제 조성물에는 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부 대비 티타늄디옥사이드로 이루어지는 자외선 차단제 20 내지 35 중량부가 더 함유될 수도 있는데, 상기 자외선 차단제는 금속표면 보호용 코팅제 조성물에 불투명성을 부여하며, 상기 코팅제 조성물로 이루어진 도막이 자외선으로 인해 열화되는 것을 억제하는 역할을 한다.

상기 자외선차단제의 함량이 20 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 자외선차단제의 함량이 35 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.

또한, 상기 금속표면 보호용 코팅제 조성물에는 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부 대비 디메틸에테르로 이루어지는 팽윤억제제 85 내지 100 중량부가 더 함유될 수도 있는데, 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무가 팽윤되는 것을 억제하여 균일한 두께의 도막이 형성될 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 팽윤억제제의 함량이 85 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 팽윤억제제의 함량이 100 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무, 용매, 첨가제의 함량이 줄어들어 금속표면 보호용 코팅제 조성물로 이루어진 도막의 물성이 저하될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 금속표면 보호용 코팅제 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

250ml의 플라스크에 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 25g을 톨루엔 73g과 함께 투입하여 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무를 톨루엔으로 용융시킨 후에 판란색 색소 2g 및 소포제 2.5g과 함께 교반기에 투입하고, 200rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 대신 스티렌부타디엔 고무를 사용하여 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 철판의 표면에 0.1 밀리미터의 두께로 도포하고 시간의 흐름에 따른 코팅막의 제거 효율성을 측정하여 표 1 및 도 1 내지 3에 나타내었다.

(단, 코팅막의 제거 효율성은 코팅제 도포 후, 박리시험기를 이용하여 동일한 힘으로 코팅막을 당긴 후에 코팅막의 상태를 육안으로 판단하여 나타내었다.)

<표 1>

위에 표 1 및 아래 도 2에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제로 형성된 코팅막은 오랜 시간이 경과한 후에 제거되는 과정에서 찢어지거나 절단되지 않았으나, 비교예 1을 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제는 일주일 경화 후에는 일부 코팅막이 찢어지고, 한달 후에는 코팅막에 절단현상이 발생하는 것을 알 수 있다.

<실시예 2>

250ml의 플라스크에 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 15g을 크실렌 83g과 함께 투입하여 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무를 크실렌으로 용융시킨 후에 판란색 색소 2g 및 소포제 2.5g과 함께 교반기에 투입하고, 200rpm의 속도로 10분 동안 교반하여 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 2와 동일하게 진행하되, 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 대신 스티렌부타디엔 고무를 사용하여 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 2 및 비교예 2를 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제 조성물을 350ml의 스프레이 캔에 추진체인 디메틸에테르 120g과 함께 투입한 후에 철판의 표면에 0.1 밀리미터의 두께로 스프레이 코팅하고 시간의 흐름에 따른 코팅막의 제거 효율성을 측정하여 표 2에 나타내었다.

(단, 코팅막의 제거 효율성은 코팅제 도포 후, 박리시험기를 이용하여 동일한 힘으로 코팅막을 당긴 후에 코팅막의 상태를 육안으로 판단하여 나타내었다.)

<표 2>

위에 표 2에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 2를 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제로 형성된 코팅막은 오랜 시간이 경과한 후에 제거되는 과정에서 찢어지거나 절단되지 않는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제가 도포된 금속을 염수분무 측정한 후에 모습을 촬영하여 아래 도 4에 나타내었다.

(단, 염수분무 측정은 KS D 9502의 시험방법을 이용하였다.)

아래 도 4에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 금속표면 보호용 코팅제가 도포된 금속은 우수한 내부식성을 나타내는 것을 알 수 있다.

따라서, 개시된 금속표면 보호용 코팅제 조성물은 플랜지와 같은 금속표면에 코팅되어 스크래치나 부식의 발생을 억제하며, 용접 등의 목적으로 코팅막을 벗겨내고 사용하고자 하는 경우 코팅막이 쉽겨 벗겨질 수 있는 효과를 나타낼 뿐만이 아니라, 장시간 보관한 후 코팅막을 제거할 경우에도 잘 끊어지지 않고 쉽게 벗겨지는 코팅막을 형성하는 효과를 나타낸다.

Claims (6)

1. 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부, 용매 325 내지 475 중량부 및 첨가제 2.5 내지 25 중량부로 이루어지며,
   상기 용매는 톨루엔, 크실렌 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고,
   상기 첨가제는 색소 및 소포제로 이루어진
   금속표면 보호용 코팅제 조성물에는 상기 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 고무 100 중량부 대비 디메틸에테르로 이루어지는 팽윤억제제 85 내지 100 중량부 및 티타늄디옥사이드로 이루어지는 자외선 차단제 20 내지 35 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 금속표면 보호용 코팅제 조성물.
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