KR101937201B1 - 페날카민을 적용한 에폭시 도료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 대한 것이다. 보다 상세하게는 에폭시 도료에 있어서, 비스페놀 F타입의 에폭시 수지를 갖는 주제; 및상기 주제에 혼합되며 페날카민을 갖는 경화제;를 포함하여, 내(염)수성, 내화학성은 물론 내마모성이 뛰어나며 알루미늄, 아연, 목재, 콘크리트 및 녹슨철 표면에도 도장이 가능하며 낮은 온도에서 도장이 가능한 것을 특징으로 하는 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 관한 것이다.

Description

페날카민을 적용한 에폭시 도료{Epoxy paint applying Phenalkamine}

본 발명은 페날카민(Phenalkamine)을 적용한 에폭시 도료에 대한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 페날카민을 함유하는 경화제를 적용한 폴리아민 경화형 2액형 에폭시 도료로서 내(염)수성, 내화학성은 물론 내마모성이 뛰어나며 알루미늄, 아연, 목재, 콘크리트 및 녹슨철 표면에도 도장이 가능하며 약 -18℃의 낮은 온도에서 도장이 가능한 에폭시 도료에 관한 것이다.

통상의 에폭시 도료는 에폭시 수지와, 경화제를 혼합하여 구성된다. 에폭시는 화학구조 내에서 에폭시 활성기(Epoxide 기)를 가진 물질이며 상업적으로 특히 도료에 적용되는 에폭시 수지는 에폭사이드가 최소한 2개 이상 가지고 있는 물질을 의미한다.

이러한 에폭시 수지는 다양한 종류가 있으며 에폭시 도료에는 필수적으로 경화제가 혼합되어 사용되게 된다. 즉, 에폭시 도료는 부착성이 우수하며 기계적 강도가 우수하며 내수성 및 내약품성이 우수하고 경화에 따른 변화가 적어 치수 안정성이 우수한 장점이 있으나, 자외선에 약하고 극성이 없는 폴리머계열에는 부착성이 약하며 경화시간이 길어 필수적으로 경화제를 혼용해야하는 특성을 갖는다.

에폭시 경화제라고 일반적으로 지칭하는 경화제는 아민경화제라고도 하는데 에폭시 수지와 반응하여 그물망 형태의 열경화성 수지로 경화시킨다. 화학적 개념으로 말하자면 활성수소(Active Hydrogen)을 가진 아민 화합물을 말한다.

여러종류의 에폭시 도료가 사용되고 있지만 여러종류의 제품으로 나타나는 것은 각각 사용되는 경화제가 서로 다르고 배합비가 다르기 때문이며 에폭시 도료의 물성은 실질적으로 경화제가 좌우하고 있는 상황이다.

종래 에폭시 경화제로서, 폴리아민(Polyamine), 아민 아덕트(amine adduct), 폴리아마이드(Polyamide) 등이 적용되고 있다.

폴리아민은 단단하고 치밀한 도막을 형성하지만 분자구조상 도장 초기의 습기에 취약하고 저온에서 경화속도가 느린 단점을 갖는다.

아민 아덕트는 폴리아민의 단점을 보완하기 위해 주로 지방족 아민(DETA)에 에폭시 수지를 부가반응시켜 만든 경화제로서, 앞서 언급한 폴리아민의 단점이 보완되어 저휘발성이라 냄새가 적고 아민 브러싱이 줄고 내약품성이 우수하나 점도가 높고 저온 경화는 여전히 느리다는 단점이 존재한다.

폴리아미이드는 Fatty acid와 TETA의 탈수축합 반응으로 만들어 지며, 도막성능이 우수하고 가격이 저렴하여 가장 많이 사용되는 경화제로서 도막이 유연하여 내충격성이 우수하고 내수성/방청성이 우수하며 피부 자극성이 적으나 내열성과 내약품성이 떨어지고 역시 저온경화가 느리다는 단점이 존재한다.

이러한 종래 사용되어 오는 경화제는 모두 저온에서의 경화속도가 느리다는 특징을 갖는다.

또한, 이러한 종래의 에폭시 도료는 수분에 매우 취약하다는 단점이 존재한다. 특히 종래의 에폭시 도료는, 앞서 언급한 바와 같이, 동절기에 에폭시 도료를 도장 할 때 발생하는 가장 큰 문제점인 느린 경화로 인한 후속 공정 지연 및 도막 품질 저하가 발생되게 된다.

즉, 저온에서 에폭시의 경화가 장기간 지연되면 주제와 경화제가 반응하지 않은 상태로 엉기게 되고 이것은 시간이 지나도 반응하지 않게 된다. 따라서 이 문제점을 개선, 해결할 수 있는 새로운 조성의 에폭시 도료의 개발이 요구되었다.

대한민국 등록특허 10-0671981 미국 등록특허 US 8293132

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 페날카민을 함유하는 경화제를 적용한 폴리아민 경화형 2액형 에폭시 도료로서 내(염)수성, 내화학성은 물론 내마모성이 뛰어나며 알루미늄, 아연, 목재, 콘크리트 및 녹슨철 표면에도 도장이 가능하며 약 -18℃의 낮은 온도에서 도장이 가능한 에폭시 도료를 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 비스페놀 A타입의 에폭시 수지와 대비하여 접착성이나 내충격성 등이 개선되며, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지의 점도가 비스페놀 A 타입보다 비약적으로 낮기 때문에 도료를 만들면 F 타입 도료의 작업성이 월등하게 우수하며, 점도가 낮기 때문에 희석제(Thinner)의 사용이 줄어들어 환경적인 측면에서 장점을 갖는 비스페놀 F타입의 에폭시 수지와 페날카민을 적용한 에폭시 도료를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시예 따르면, 페날카민 경화제를 적용하게 됨으로써, 뛰어난 저온 경화 성능을 발성할 수 있으며, 폐날카민 분자 특유의 소수성(Hydorphobic)은 물 분자와의 접촉에 의한 영향을 최소화 하여 약간의 수분이 잔존하는 소재 위에도 도장이 가능하여 도장 초기의 수분에 강한 에폭시 도료를 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 비철금속 소지에 부착력이 우수하고, 우수한 내수성, 내염수성, 방청성을 가지며, 저온에서 경화건조가 가능하며 후도막형(250 마이크론/1회가능)이고, 간단한 표면처리후 도장이 가능(들뜨지 않은 녹면, Damp 소지면 도장가능)한 에폭시 도료를 제공하는 데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 에폭시 도료에 있어서, 에폭시 수지를 갖는 주제; 및 상기 주제에 혼합되며 페날카민을 갖는 경화제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 페날카민을 적용한 에폭시 도료로서 달성될 수 있다.

그리고 주제와 상기 경화제는 3 ~ 5 : 0.5 ~ 1.5 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 주제는, 상기 주체 전체 중량에 대하여 에폭시 수지 15 ~ 30중량%, 우레아수지 1 ~ 5중량%, 안료 45 ~ 80중량%, 용제 11 ~ 35중량 %를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 에폭시 수지는 비스페놀 F타입인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 경화제는, 상기 경화제 전체 중량에 대하여 페날카민 80 ~ 89중량%, 용제 10 ~ 15중량%, 경화촉진제 1 ~ 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면, 페날카민을 함유하는 경화제를 적용한 폴리아민 경화형 2액형 에폭시 도료로서 내(염)수성, 내화학성은 물론 내마모성이 뛰어나며 알루미늄, 아연, 목재, 콘크리트 및 녹슨철 표면에도 도장이 가능하며 약 -18℃의 낮은 온도에서 도장이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비스페놀 F타입의 에폭시 수지와 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면, 비스페놀 A타입의 에폭시 수지와 대비하여 접착성이나 내충격성 등이 개선되며, 비스페놀 F 타입 에폭시 수지의 점도가 비스페놀 A 타입보다 비약적으로 낮기 때문에 도료를 만들면 F 타입 도료의 작업성이 월등하게 우수하며, 점도가 낮기 때문에 희석제(Thinner)의 사용이 줄어들어 환경적인 측면에서 장점을 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면, 페날카민 경화제를 적용하게 됨으로써, 뛰어난 저온 경화 성능을 발성할 수 있으며, 폐날카민 분자 특유의 소수성(Hydorphobic)은 물 분자와의 접촉에 의한 영향을 최소화 하여 약간의 수분이 잔존하는 소재 위에도 도장이 가능하여 도장 초기의 수분에 강한 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면,비철금속 소지에 부착력이 우수하고, 우수한 내수성, 내염수성, 방청성을 가지며, 저온에서 경화건조가 가능하며 후도막형(250 마이크론/1회가능)이고, 간단한 표면처리후 도장이 가능(들뜨지 않은 녹면, Damp 소지면 도장가능)한 장점이 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 비스페놀 A의 화학구조식,
도 1b는 비스페놀 F의 화학구조식,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 주제의 구성 성분표,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 경화제 구성 성분표를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료의 구성에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료는, 에폭시 수지를 갖는 주제, 및 이러한 주제에 혼합되며 페날카민을 갖는 경화제를 포함하여 구성된다.

그리고, 본 발명에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 포함되는 주제와 경화제는 3 ~ 5 : 0.5 ~ 1.5 부피비로 혼합된다.

주제에 포함되는 에폭시 수지는 본 발명에서는 비스페놀 F 타입 에폭시 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 도 1a는 비스페놀 A의 화학구조식을 도시한 것이고, 도 1b는 비스페놀 F의 화학구조식을 도시한 것이다.

일반적인 에폭시 수지는 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)과 비스페놀(Bisphenol)을 합성하여 만들어지는데 비스페놀 A와 비스페놀 F는 수많은 비스페놀류 중의 하나이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 분자 중심의 탄소 원자(+부분)에 붙어 있는 작용기만 다를 뿐, 전체적인 구조는 동일하다. 도 1a 및 도 1b에서 각 분자 말단의 -OH 부분이 Epoxide ring으로 치환된 고분자 물질을 통상 에폭시 수지라고 부른다.

분자의 구조를 이론적으로 보면 분자의 비스페놀A type과 비스페놀 F type 에폭시 수지의 내수성, 내화학성, 내마모성은 비슷하나, 접착성이나 내충격성 등은 비스페놀 F type이 우수한 특징을 갖는다.

또한, 비스페놀 F type의 수지의 점도가 비스페놀 A type보다 비약적으로 낮기 때문에 도료를 만들면 F type 도료의 작업성이 월등하게 우수하며, 점도가 낮기 때문에 희석제(Thinner)의 사용이 줄어들어 환경적인 측면에서 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 에폭시 경화제에는 페날카민(Phenalkamine)이 함유되어 구성된다. 이러한 페날카민은 속건형이며 저온 경화성이 우수하고 습도가 높은 상황에서 우수한 성능을 발휘하게 되는 특징을 갖는다.

즉 본 발명에 따른 페날카민 경화제의 가장 큰 장점은 뛰어난 저온 경화 성능을 갖는다는 것이다. 동절기에 에폭시 도료를 도장 할 때 발생하는 가장 큰 문제점이 느린 경화로 인한 후속 공정 지연 및 도막 품질 저하에 해당한다(저온에서 에폭시의 경화가 장기간 지연되면 주제와 경화제가 반응하지 않은 상태로 엉기게 되고 이것은 시간이 지나도 반응하지 않는다). 본 발명의 에폭시 경화제에는 페날카민을 함유하게 됨으로써, 이러한 현상들을 개선할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 페날카민 경화제는 도장 초기의 수분에 강하다는 장점을 갖는다. 최상의 성능을 위해서는 도장 전 수분은 제거되어야 하나 폐날카민 분자 특유의 소수성(Hydorphobic)은 물 분자와의 접촉에 의한 영향을 최소화하여 약간의 수분이 잔존하는 소재 위에도 도장이 가능하게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 페날카민이 적용된 에폭시 도료의 구체적 조성비에 대해 설명하도록 한다. 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 주제의 구성 성분표를 도시한 것이다. 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 경화제 구성 성분표를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 에폭시 수지를 갖는 주제와 페날카민이 함유된 경화제의 혼합비는 4:1로 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 주제는 비스페놀 F 타입의 에폭시수지, 우레아수지(Urea Resin), 안료, 용제를 포함하여 구성된다.

구체적인 조성비는 전제 주체 중량에 대하여, 비스페놀 F 타입의 에폭시 수지15 ~ 30중량%, 우레아수지 1 ~ 5중량%, 안료 45 ~ 80중량%, 용제 11 ~ 35중량 %를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 안료는 도 2a에 도시된 바와 같이, 색상안료로서 티타늄 디옥사이드 10 ~ 15중량%, 흑색안료(Black pigment) 0.02 ~ 0.1 중량%를 포함하여 구성?, 충진제 안료로서 탈크(Talc) 20 ~ 40중량% 및 실리카 파우더 15 ~ 30중량%를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

또한, 용제로서 자일렌(Xylene) 10 ~ 30 중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 1 ~ 5중량%가 포함되어 구성된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 에폭시 경화제는 도 2b에 도시된 바와 같이, 페날카민 80 ~ 89 중량%, 용제로서 자일렌 10 ~ 15% 및 경화촉진제 1 ~ 5 중량%를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면, 페날카민을 함유하는 경화제를 적용한 폴리아민 경화형 2액형 에폭시 도료로서 내(염)수성, 내화학성은 물론 내마모성이 뛰어나며 알루미늄, 아연, 목재, 콘크리트 및 녹슨철 표면에도 도장이 가능하며 약 -18℃의 낮은 온도에서 도장이 가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면, 페날카민 경화제를 적용하게 됨으로써, 뛰어난 저온 경화 성능을 발성할 수 있으며, 폐날카민 분자 특유의 소수성(Hydorphobic)은 물 분자와의 접촉에 의한 영향을 최소화 하여 약간의 수분이 잔존하는 소재 위에도 도장이 가능하여 도장 초기의 수분에 강한 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 페날카민을 적용한 에폭시 도료에 따르면,비철금속 소지에 부착력이 우수하고, 우수한 내수성, 내염수성, 방청성을 가지며, 저온에서 경화건조가 가능하며 후도막형(250 마이크론/1회가능)이고, 간단한 표면처리후 도장이 가능(들뜨지 않은 녹면, Damp 소지면 도장가능)한 장점이 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (5)

1. 에폭시 도료에 있어서,
   에폭시 수지를 갖는 주제; 및 상기 주제에 혼합되며 페날카민을 갖는 경화제;를 포함하고,
   상기 주제와 상기 경화제는 3 ~ 5 : 0.5 ~ 1.5 부피비로 혼합되며,
   상기 주제는,
   상기 주제 전체 중량에 대하여, 비스페놀 F타입의 에폭시 수지 15 ~ 30중량%, 우레아수지 1 ~ 5중량%, 색상안료로서 티타늄디옥사이드 10 ~ 15중량%와 흑색안료 0.02 ~ 0.1중량%, 충진제안료로서 탈크 20 ~ 40중량%와 실리카파우더 15 ~ 30중량%, 및 용제로서 자일렌 10 ~ 30중량%와 프로필렌 글리콜 메틸에테르 1 ~ 5중량%를 포함하고,
   상기 경화제는,
   상기 경화제 전체 중량에 대하여 페날카민 80 ~ 89중량%, 용제로서 자일렌 10 ~ 15중량%, 경화촉진제 1 ~ 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 페날카민을 적용한 에폭시 도료.
   
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