KR101905772B1 - 폴리알킬렌카보네이트 다이올 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리알킬렌카보네이트(Polyalkylene carbonate) 도료 조성물에 관한 것으로, 고경도가 요구되는 건축용, 가전용, 캔 코팅 등의 다양한 분야에 적용이 가능한 PCM(Pre-Coated Metal) 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조성물은 연기밀도가 매우 낮으며, 기존의 라미네이트 강판 및 고광택 필름에 비하여 화재 시, 연소에 의한 유해 가스와 연기 방출이 현저히 적은 PCM 도료를 제공할 수 있으며, 금속 소재에 대한 밀착성과 내구성이 우수한 특성을 보여 가전 제품에 적용되는 PCM 프린트 강판에 매우 유용한 고경도 도료 조성물을 제공한다.

Description

폴리알킬렌카보네이트 다이올 도료 조성물{Polyalkylenecarbonate Diol Dye Composition}
본 발명은 폴리알킬렌카보네이트 다이올 도료 조성물에 관한 것이다.
종래 가전용 강판은 피씨엠(PCM; Pre-coated metal) 강판을 후가공하거나 강판을 가공 후 분체 도장하는 방식으로 제조되었다. 그러나, 최근 가전 제품의 고급화 추세에 따라 기존 단색 톤의 PCM 및 분체 도장 패널은 차별화된 색상과 다양한 광택을 구현할 것이 요구되고 있다. 이에 잉크 인쇄를 이용한 PCM 라미네이팅(Laminating) 도장 방식이 사용되고 있다.
상기 PCM 도장 방식으로 강판에 부착된 라미네이트는 도료 도장 시스템에 비하여 광택이 우수하고 별도의 잉크 인쇄 공정이 필요하지 않다. 하지만, 접착제만으로 부착이 이루어지므로 도료에 비하여 소재와의 밀착성이 불량하고, 내식성, 내수성, 내구성이 저하되는 등의 많은 문제점이 있다.
또한, 상기 라미네이트는 두께가 150 내지 160 ㎛인 필름으로 도료의 도막의 두께보다 두껍고, 고급화에 대한 지나친 비용 상승 부담을 주는 문제점도 있다.
또한, 라미네이트 필름 자체에 이미 잉크가 인쇄되어 있어 도장 업체 및 가전 업체에서의 독자적인 디자인 관리가 어렵다. 더구나, 화재 발생 시 유독가스에 의한 중독 또는 많은 연기로 인한 추가 피해를 키울 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점들 중에서 고객의 고급화된 요구를 충족시키기 위하여 도장 라인에 잉크 인쇄가 가능한 도장 시설을 갖추고 웨트-온-웨트(Wet-On-Wet)로 투명 도료를 도장하는 4코팅 3베이킹 시스템 도장이 시도되고 있다. 이러한 잉크 인쇄 시스템은 라미네이트 필름에 비하여 박막의 도장이 가능하고, 하도 도료-베이스 도료-잉크-투명 도료 시스템으로 도막물성을 향상시키며 경제적이다. 하지만, 상기 방법은 기존 수지를 적용해서는 저연기밀도, 도료밀착성, 내구성 등을 달성하기 어렵다.
한편, 지방족 폴리카보네이트 수지는 우수한 가공성 및 생분해성으로 다양한 분야에 적용되고 있는 친환경 소재이다. 그러나, 탄성률이 낮고, 쉽께 깨지는 특성 때문에 그 적용에 제한이 있다. 이에 다양한 수지와의 블랜드를 통하여 내열성 또는 기계적 물성을 개선시키는 기술이 요구되고 있다.
예를 들어, 미국등록특허 제4,946,884호(특허문헌 1)에는 폴리프로필렌카보네이트를 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 용융 혼련시키거나 세라믹스나 금속 분말의 성형 가공용 바인더를 포함한 수지 조성물이 개시되어 있으나, 이종 수지와의 블랜드만으로 물성 향상에 한계가 있다.
IPN(Interpenetrating Polymer Networks)은 적어도 한 성분 이상이 가교구조를 갖고, 다른 성분 존재 하에서 적어도 한 성분 이상이 중합 내지 가교 되어 고분자 사슬사이에 상호침투가 일어나는 다성분계 고분자이다. 이는 가교구조로 인하여 고분자 사슬정도가 크기 때문에 고분자 블랜드에서 흔히 발생하는 상분리(phase separation)가 억제되고 두 성분이 연속상을 이루는 2중 연속상(dual phase continuity)구조를 갖음으로써 다양한 물성 향상을 기대할 수 있다.
따라서, PCM 라미네이트 필름에 폴리프로필렌카보네이트 수지를 적용하고, 이의 한계를 극복하여 응용 범위를 더욱 넓히기 위한 IPN 구조를 적용하는 기술이 필요한 실정이다.
미국등록특허 제4,946,884호 (1990.08.07)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 환경친화적이면서 연소 시 연기 또는 유독 가스가 거의 발생하지 않고, 고밀도 가교를 통하여 기계적 물성 및 내구성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 금속에 대한 접착력이 우수하고, 특히 종래 PCM 도료에 비하여 얇은 두께를 가지면서도 동등 수준 이상의 도막 성능을 보이고, 경제적인 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
a) 수산가(OH value)가 3 내지 10 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 1,000 내지 30,000g/mol인 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지;
b) 수산가(OH value)가 51 내지 61 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 200 내지 30,000g/mol인 폴리올 화합물;
c) 경화제;
d) 경화촉매; 및
e) 유기용매;
를 포함하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물에 있어서, 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지(a) 및 폴리올 화합물(b)의 중량혼합비는 65 : 35 내지 95: 5일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물에 있어서, 경화제는 폴리아민계 화합물 및 폴리이소시아네이트계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물에 있어서, 경화제는 전체 조성물 내 0.1 내지 30중량%, 경화촉매는 전체 조성물 내 0.01 내지 0.5중량% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물에 있어서, 경화촉매는 도데실벤젠설폰산, 디부틸틴디라우레이트, p-톨루엔 술폰산, 디노닐 디나프탈렌 술폰산 및 디나프탈렌 디술폰산 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화티타늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 미결정실리카, 흄드실리카, 천연제올라이트, 합성제올라이트, 벤토나이트 및 백토로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 무기질 충전제; 아크릴계 분산제; 실리콘계 소포제; 및 안료; 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 염료, 산화방지제, 자외선차단제, 대전방지제, 블록킹 방지제, 슬립제, 혼련제, 안정제, 점착부여수지, 형광증백제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제 및 윤활제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 환경 친화적이며, 상용성, 가공성, 및 내구성이 우수한 이점이 있다.
또한, 연기밀도가 낮고, 유독 가스가 거의 발생하지 않으며, 고밀도 가교를 통하여 기계적 물성을 극대화시켜 도막 경도, 충격강도 및 박리 특성이 우수하며 금속에 대한 접착력이 뛰어난 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 색상 구현이 뛰어나며, 광택성 및 내용제성 등이 우수하여, PCM 도료 분야에서 건축용, 자동차용 외장재 뿐만 아니라 가전용 등에 다양하게 활용 가능한 이점이 있다.
이하 본 발명의 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 환경 친화적이면서, 낮은 연기밀도 및 유해가스 발생 방지 및 우수한 기계적 물성, 가공성, 내구성, 색상 구현성, 광택성 및 내용제성을 구현할 수 있는 도료 조성물을 개발하기 위하여 연구한 결과, 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지와 폴리올 화합물을 혼용하고, 이들 화합물의 수산가 및 중량평균분자량과 동시에 혼합비를 조절하면서 경화제, 경화촉매 및 용매를 포함함으로써 상기 효과뿐만 아니라, 금속에 대한 접착력 강화, 도막 경도, 충격강도 및 박리 특성을 크게 개선시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 a) 수산가(OH value)가 3 내지 10 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 1,000 내지 30,000g/mol인 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지; b) 수산가(OH value)가 51 내지 61 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 200 내지 30,000g/mol인 폴리올 화합물; c) 경화제; d) 경화촉매; 및 e) 유기용매;를 포함한다.
본 발명은 주수지로서, 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지를 사용하고, 보조수지로 폴리올 화합물을 포함하여 상용성을 증대시킬 수 있으며, 신속하고 효율적인 경화반응을 유도할 수 있다. 특히, 경화 반응 속도 차이에 의한 상호침투형 가교구조(IPN; Interpenetrating Polymer Networks)를 갖도록 함으로써 가교 밀도를 향상시키고 그에 따른 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리알킬렌카보네이트는 에스케이 이노베이션에서 기 출원(한국공개특허공보 제2008-0015454호, 제2009-0090154호, 제2010-067593호 및 제2010-0013255)된 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리알킬렌카보네이트는 이산화탄소와 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C2-C20)알킬렌옥사이드; 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시 또는 (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시로 치환 또는 비치환된 (C4-C20)사이클로알킬렌옥사이드; 및 할로겐, (C1-C20)알킬옥시, (C6-C20)아릴옥시, (C6-C20)아르(C1-C20)알킬(aralkyl)옥시 또는 (C1-C20)알킬로 치환 또는 비치환된 (C8-C20)스타이렌옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 에폭사이드 화합물의 공중합 반응에 의해 제조될 수 있다.
상기 폴리알킬렌카보네이트는 바람직하게는 폴리프로필렌카보네이트일 수 있다. 상기 폴리프로필렌카보네이트는 이산화탄소와 프로필렌옥사이드의 반응에 의해 합성된 것으로, 이산화탄소의 카보네이트와 프로필렌옥사이드가 교차로 연결되며, 프로필렌옥사이드가 연결된 에테르 결합이 NMR 분석에 의해 3 몰% 이하일 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000g/mol일 수 있다. 상기 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지의 중량평균분자량이 1,000g/mol 미만이면 내충격성, 내구성 및 기계적 강도가 저하될 수 있으며, 35,000g/mole 초과하면 분산성, 광택 특성 및 내용제성이 저하될 수 있으며 경화 반응이 잘 이루어지지 않을 수 있다.
본 발명에서 주수지인 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지는 우수한 기계적 강도 및 가공성 등의 물성을 가진다. 하지만, IPN 반응이 충분하게 이루어져 가교밀도를 높이기에는 수산화가(OH value)가 낮아 보조수지로 폴리올 화합물을 혼용하여 상호침투형 가교구조를 갖도록 하는 IPN 반응을 보다 효과적으로 이룰 수 있다.
상기 폴리올 화합물은 중량평균분자량이 바람직하게는 200 내지 30,000g/mol, 보다 바람직하게는 15,000 ~ 25,000g/mol 일 수 있다.
상기 폴리올 화합물은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 바람직한 폴리올 화합물은 폴리카보네이트 다이올 수지일 수 있다.
상기 폴리올 화합물은 수산가가 51 내지 61 mgKOH/g, 산가 0.5 mgKOH/g 이하일 수 있다. 이때, 상기 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지 및 폴리올 화합물의 중량혼합비는 경화도, 광택성, 기계적 물성, 가공성 및 경제성 등의 향상을 위하여 65 : 35 내지 95 : 5일 수 있다. 바람직하게는 70 : 30 내지 95 : 5, 보다 바람직하게는 80 : 20 내지 95 : 5일 수 있다. 상기 중량혼합비는 선택되는 물성에 따라 조절할 수 있다.
본 발명에서 폴리알킬렌카보네이트는 유리전이온도가 바람직하게는 30 내지 40℃일 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 도막의 가공성이 떨어지거나 도막 경도가 저하될 수 있다.
또한, 상기 폴리알킬렌카보네이트는 도료 조성물 전체의 25 내지 65 중량%를 포함될 수 있다. 상기 폴리알킬렌카보네이트 함량이 25 중량% 미만이면 도장 공정 시 도막 두께의 조절이 어려워 박막 도장되기 때문에 도료의 도장감이 떨어지고 안료가 있는 경우 안료 부착력이 감소될 수 있다. 또한, 상기 함량이 65 중량% 초과이면 도장 공정 시 점도 조절이 어려워 평활성, 소포성, 파핑(Popping) 등이 발생할 수 있다.
본 발명에서 경화제는 폴리아민계 화합물 및 폴리이소시아네이트계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 있다.
상기 폴리아민계 화합물은 바람직하게는 멜라민계 화합물일 수 있다. 상기 멜라민계 화합물로는 헥사 메톡시 메틸 멜라민, 헥사 에톡시 메틸 멜라민, 헥사 프로폭시 메틸 멜라민, 헥사 부톡시 메틸 멜라민, 헥사 펜틸 옥시메틸멜라민, 헥사 헥실 옥시 메틸 멜라민 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
상기 폴리이소시아네이트계 화합물로는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아네이트메틸 시클로헥산, 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에서 상기 경화제는 도막 경도 및 내구성을 포함한 기계적 물성을 부여할 수 있는 것으로, 선택되는 경화제에 따라 사용량을 조절할 수 있다. 바람직하게는 도료 조성물 전체의 0.1 내지 30중량%를 사용할 수 있다. 일예로, 부틸화 멜라민 포름알데히드 수지를 사용하는 경우에는 2 내지 20중량%, 헥사메틸렌디이소시아네이트삼량체를 사용하는 경우에는 0.5 내지 5중량%를 사용할 수 있다.
이때, 상기 폴리아민계 화합물과 폴리이소시아네이트계 화합물은 수지의 IPN 구조를 형성하기 위하여 바람직하게는 상기 각 화합물을 동시에 또는 순차적으로 반응시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용제는 폴리알킬렌카보네이트를 용해할 수 있는 용매를 포함할 수 있다. 이는 웨트-온-웨트(wet-on-wet) 시스템에 적용되는 베이스에 들어가는 잉크의 수지를 녹이지 않는 용제라면 크게 제한이 되지 않는다. 일예로, 케톤, 에테르, 에스테르, 알코올 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate, PMA), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone, MEK) 등을 사용할 수 있다. 이때, 함량은 적절히 조절할 수 있으나, 바람직하게는 PMA와 MEK를 0.5 내지 1.5: 1 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 PMA와 MEK를 0.8 내지 1.2: 1의 부피비로 혼합하여 사용할 수 있으며, 조성물 전체 중량의 0.5 내지 70중량%의 범위로 사용할 수 있다.
본 발명에서 경화제와 함께 경화촉매를 포함하여 사용할 수 있다. 일예로, 상기 경화제는 디이소시아네이트와 부틸화 멜라민 포름알데히드 수지를 사용할 수 있으며, 이 경우, 도데실벤젠설폰산, 디부틸틴디라우레이트(DBTDL)과 p-톨루엔 술폰산(p-Toluene Sulfonic Acid), 디노닐 나프탈렌 술폰산(Dinonyl Naphthalene Sulfonic Acid) 및 디노닐 나프탈렌 디술폰산(Dinonyl Naphathalene DiSulfonic Acid) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 경화촉매를 사용할 수 있다. 이때, 상기 경화촉매는 조성물 전체 중량의 0.01 ~ 0.5 중량%를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 안료; 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화티타늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 미결정실리카, 흄드실리카, 천연제올라이트, 합성제올라이트, 벤토나이트 및 백토 중에서 선택되는 무기질 충전제; 아크릴계 분산제; 및 실리콘계 소포제; 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 안료는 이산화티탄, 시안블루, 마젠타, 옐로 안료 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 안료의 함량은 조성물 전체 중량의 0.1 내지 30중량% 범위로 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 안료의 안정화 및 분산성을 높이기 위하여 오가노클레이(Organo clay)등과 같은 백토(Clay)나 흄드 실리카 (Humed silica) 등의 무기질 충전제를 사용할 수 있다. 상기 무기질 충전제의 함량은 조성물 전체 중량의 0.001 내지 5중량%, 바람직하게는 0.01 내지 2중량%일 수 있다. 이는 다른 물성을 유지하면서 비광택 등의 효과를 줄 수 있다. 또한, 분산제, 평활제, 색감증가제, 침강방지제, 새깅방지제(Anti-Sagging) 등을 더 포함할 수 있으며 그 함량은 각각 0.01 내지 5 중량%일 수 있다.
본 발명은 평활성 및 소포성을 향상시키기 위하여 아크릴계, 비닐계 및 실리콘계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 일예로, BYK사의 143, 356, 410, 2163, 2105 등을 들 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 조성물에서 아크릴 변성 폴리에스테르(modified polyester) 수지를 포함하는 경우에는 평활성, 소포성, 광택특성 및 필름 형성성이 월등하게 향상될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 도료의 평활성을 확보하고, 광택 특성을 높이기 위하여 우수한 용제의 용해력을 갖는다. 일예로, PMA-MEK 용제계는 폴리알킬렌카보네이트 수지에 대한 용해력이 좋아, 우수한 도료의 평활성을 나타내고, 무기 안료 입자의 분산 안정성을 높일 수 있다. 이때, 안료들의 안정성을 높이기 위해 백토나 흄 실리카를 0.001 내지 5 중량% 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물은 180℃ 내지 280℃에서 10초 내지 1분간 소부하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 선택적인 물성 향상을 위하여 염료, 산화방지제, 자외선차단제, 대전방지제, 블록킹 방지제, 슬립제, 혼련제, 안정제, 점착부여수지, 형광증백제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제 및 윤활제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 앞서 상술한 폴리알킬렌카보네이트 다이올 도료 조성물을 포함하는 성형체를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것으로서 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
금속 캔에 중량평균분자량이 25,000g/mol이고, 분자사슬 양쪽 말단에 수산기를 가지며 유리전이온도가 35℃인 폴리프로필렌카보네이트 다이올(PPC diol) 70 중량부와 사이클로헥산(Cyclo hexane) 및 메틸에틸케톤(MEK)을 1:1 중량비로 혼합한 용제 150 중량부를 넣은 뒤 교반하여 혼합용액을 얻었다. 상기 혼합용액에 티타늄 다이옥사이드(titanium dioxide) 100 중량부를 서서히 투입하면서 교반한 다음, 직경 2 내지 3mm 크기의 유리 구슬을 넣고 파쇄형 분산기로 1시간 동안 분산시켰다. 이때, 그라인드 게이지(Grind Gage)로 측정하여 평균입경이 5㎛ 이하로 조절하였다. 상기 분산물에 폴리카보네이트 다이올(PCDL; Polycarbonate diol) 수지 20 중량부, 멜라민 20 중량부, 사이클로헥산(Cyclo hexane) 및 메틸에틸케톤(MEK)을 1:1 중량비로 혼합한 용제 10 중량부를 넣고 교반하였다. 또한, 분산 안정성을 위해 첨가제로서 BYK-180 0.1 중량부를 넣고 교반하였다. 다음으로, 경화촉매로서 p-톨루엔 술폰산(p-Toluene Sulfonic Acid) 0.5 중량부 및 도데실벤젠 술폰산(Dodecylbenzene Sulfonic Acid) 0.5 중량부를 서서히 투입하여 폴리프로필렌카보네이트 도료 조성물을 제조하였다.
도장 전 상기 도료 조성물을 도장점도(포드컵 No.4, 25 ℃에서 80초)로 PMA으로 희석하였다.
Epoxy 타입의 하도를 건조 도막두께 5 ㎛로 도장된 0.4T의 GI강판 상에, 상기 희석된 PPC도료 조성물을 바코터를 이용하여 상도로 15㎛ 도장하고, 224 ℃에서 30초간 소부하여 물성시험 시편을 작성하였다.
상기 도막물성을 시험한 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
폴리프로필렌카보네이트 다이올 수지를 65 중량부, 폴리카보네이트 다이올을 30 중량부, 멜라민 15 중량부로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[실시예 3]
폴리프로필렌카보네이트 다이올 수지를 75 중량부, 폴리카보네이트 다이올을 25 중량부, 멜라민 15 중량부로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[실시예 4]
폴리프로필렌카보네이트 다이올 수지 70중량부, 폴리카보네이트 다이올 40중량부 및 멜라민 20중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[실시예 5]
폴리프로필렌카보네이트 다이올 수지 98중량부, 폴리카보네이트 다이올 2중량부 및 멜라민 20중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[실시예 6]
폴리카보네이트 다이올 대신에 폴리에스테르 폴리올을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[실시예 7]
폴리카보네이트 다이올 대신에 폴리에스테르 폴리올을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다.
[비교예 1]
중량평균분자량이 40,000g/mole인 폴리프로필렌카보네이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[비교예 2]
멜라민 대신에 메틸렌 디페닐 이소시아네이트(MDI)를 동량대체하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
[비교예 3]
멜라민 대신에 벤조구아나민(2.4-diamino-6-phenyl-s-triazine)를 동량대체하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
Figure 112014015856419-pat00001

상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 광택성 및 가공성이 뛰어나며, 경도, 충격 및 박리특성이 우수하여 내구성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 이에 반해, 분자량이 높은 PPC 수지를 적용한 비교예1의 경우, 반응성이 낮아 경화도가 떨어져 물성이 저하됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 폴리알킬렌카보네이트 다이올 도료 조성물은 상용성, 가공성, 광택성 및 내용제성이 좋고, 도막 경도, 충격 및 박리특성이 우수하며 접착성이 뛰어나 건축용뿐만 아니라 가전용 등 다양한 분야에 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. (a) 수산가(OH value)가 3 내지 10 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 1,000 내지 30,000g/mol인 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지;
    (b) 수산가(OH value)가 51 내지 61 mgKOH/g이며, 중량평균분자량(MW)이 200 내지 30,000g/mole인 폴리올 화합물;
    (c) 경화제;
    (d) 경화촉매; 및
    (e) 유기용매;를 포함하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 폴리알킬렌카보네이트 다이올 수지 및 (b) 폴리올 화합물의 중량혼합비는 65 : 35 내지 95 : 5인 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올 화합물은 폴리카보네이트 다이올 수지인 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는 폴리아민계 화합물 및 폴리이소시아네이트계 화합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 포함하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는 전체 조성물 내 0.1 내지 30중량%, 경화촉매는 전체 조성물 내 0.01 내지 0.5중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 경화촉매는 도데실벤젠설폰산, 부틸틴디라우레이트, p-톨루엔 술폰산, 디노닐 나프탈렌 술폰산 및 디노닐 나프탈렌 디술폰산 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화칼슘, 산화티타늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 미결정실리카, 흄드실리카, 천연제올라이트, 합성제올라이트, 벤토나이트 및 백토로 이루어진 무기질 충전제; 아크릴계 분산제; 및 실리콘계 소포제; 및 안료; 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    염료, 산화방지제, 자외선차단제, 대전방지제, 블록킹 방지제, 슬립제, 혼련제, 안정제, 점착부여수지, 형광증백제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제 및 윤활제로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함하는 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중에서 선택되는 어느 하나의 폴리알킬렌카보네이트 도료 조성물로부터 제조되는 성형체.

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