KR102039958B1 - 고무표면 처리용 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물 - Google Patents

고무표면 처리용 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업 공정을 단순화하고 작업 생산성을 향상시키고 저소음성을 확보함과 동시에 2액형 수성 도료의 내마모성과 동등 수준 이상으로 향상된 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 종래의 2액형 수성 도료 조성물과 동등 수준 이상의 내마모성, 내약품성, 저소음성과 웨더스트립의 빠른 작업 속도에도 2액형 대비 동등 수준의 경화 효율을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물을 제공할 수 있다.

Description

고무표면 처리용 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물{Single-liquid aqueous rubber paint composition for rubber surface treatment having improved abrasion resistance}
본 발명은 도어 실(seal), 트렁크 실(seal), 글라스 채널(channel), 썬루프 실(seal)을 포함하는 웨더스트립의 표면 코팅에 적용될 수 있는 고무표면 처리용 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업 공정을 단순화하고 작업 생산성을 향상시키고 저소음성을 확보함과 동시에 2액형 수성 도료의 내마모성과 동등 수준 이상으로 향상된 고무표면 처리용 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 관한 것이다.
종래의 고무 도료 조성물은 용제형 고무 도료 조성물이 널리 사용되어 왔지만 고농도의 휘발성 유기 화합물 (VOC: volatile organic compound)을 함유하고 있어 제조 및 사용 과정에서 환경 오염을 유발하고 인체에 유해할 뿐만 아니라 강화되는 화학물질관리법으로 그 제조, 유통 및 사용에 제한을 받아 수성 도료로 바뀌고있다.
이렇게 산업의 흐름이 바뀌면서 사용전 주제와 경화제를 일정 비율로 배합하여 사용하는 2액형 형태의 수성 도료 조성물은 완성차에서 요구하는 높은 수준의 내마모성, 내약품성, 저소음성등을 만족하여 산업 현장에 점진적으로 이용되고 있다.
하지만 우수한 물성이라는 장점에도 불구하고 주제와 경화제를 배합하는 2액형 형태의 수성 도료 조성물은 생산 및 판매 과정에서는 주성분과 경화제를 분리하여 유통하는 번거로움과 함께 많은 비용이 발생하고 생산 현장에서 작업시 사용 전 반드시 배합 과정을 거침으로 작업 공정이 복잡해지고 이 과정에서 작업자의 실수로 인해 최종 물성에 편차가 발생할 가능성이 있다. 또한 배합 과정을 거친 조성물은 Pot-life가 있어 일정 시간이 경과 후 재사용이 불가능한 단점이 있으며 2액형의 특징인 높은 경화 효율을 위해 장시간의 열에너지가 공급 되어야 한다.
그러므로 2액형 고무 도료 조성물과 동등 수준 이상의 내마모성, 내약품성, 저소음성의 물성을 가지며 웨더스트립의 빠른 작업 속도에도 2액형 대비 동등 수준의 경화 효율를 갖는 1액형 수성 도료 조성물을 개발하면 작업 공정의 효율화 및 생산성 향상에 기여함으로 웨더스트립 생산 공정에서 바람직하게 이용될 수 있다.
종래 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제1118070호는 높은 내마모성을 갖는 수계 코팅 조성물에 관한 것으로, 보론 나이트라이드, 실리콘 수지, 하나 이상의 수지 바인더, 및 하나 이상의 가교제를 포함하는 구성을 개시하고 있으나, 2액형 고무 도료 조성물과 동등 수준 이상의 내마모성, 내약품성, 저소음성의 물성을 가지며 웨더스트립의 빠른 작업 속도에도 2액형 대비 동등 수준의 경화 효율를 갖는 1액형 수성 도료 조성물에 대하여는 개시하고 있지 않다.
대한민국 등록특허 제1118070호 (2012.02.13)
따라서 본 발명의 목적은 종래의 2액형 수성 도료 조성물과 동등 수준 이상의 내마모성, 내약품성, 저소음성과 웨더스트립의 빠른 작업 속도에도 2액형 대비 동등 수준의 경화 효율을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물은 수분산 폴리우레탄, 수분산 경화형 실리콘 고분자, 블록화된 폴리이소시아네이트, 이온 교환수 및 카본 블랙을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄의 100% 신장 모듈러스가 30 내지 60 Kgf/㎠인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄은, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르 우레탄 또는 폴리카보네이트 우레탄이 1종 이상 혼합된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄이 20중량%-50중량%이고, 상기 이온교환수가 20중량% 내지 50중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 수분산 PTFE(폴리테트라플로르에틸렌) 또는 PE(폴리에틸렌) 파우더를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더가 10중량%이고, 상기 이온교환수가 25중량%이며, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더의 평균 입자사이즈가 80㎛ 내지 120㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더가 5중량% 내지 15중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더의 평균 입자사이즈가 100㎛이고, 이온교환수가 20중량% 내지 30중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 경화형 실리콘 고분자가 5중량% 내지 20중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더가 10중량%이고, 평균 입자사이즈 100㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 상기 블록화된 폴리이소시아네이트는 DEM(Diethyl malonate) 또는 DMP(Dimethyl pyrazole)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물에 있어서, 침강방지제, 소포제, 분산제, 계면활성제, 유변성 개질제 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 2액형 수성 도료에 블록이소시아네이트를 일정 비율로 첨가함으로써 1액형화하여 작업 공정을 단순화 할 수 있다.
또한, 2액형 수성 도료 대비 짧은 경화 시간으로 작업 생산성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 수분산 폴리우레탄의 100% 신장 모듈러스를 조절하고 수분산 PTFE 파우더와 PE파우더를 일정 비율로 투입함으로써 2액형 수성 도료의 내마모성과 동등 수준 이상으로 향상시킬 수 있다.
또한 수분산 PTFE 파우더와 PE파우더는 경화형 실리콘 고분자와 함께 작용하여 도막층과 자동차 도장판의 경계면에서 발생하는 마찰계수를 줄여 저소음성을 확보할 수 있는 우수한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 조성물에 사용되는 폴리우레탄은 수분산을 위해 DMPA(Dimethylolpropionic acid)와 DMBA(Dimethylolbutanoic acid)등과 같은 친수성기와 (-OH)를 갖는 Polyether polyol, Polyester polyol, Polycarbonate polyol 및 Polybutadiene polyol군에서 선택된 하나 이상의 polyol과 (-NCO)기를 가지는 MDI(Methylene diphenyl diisocyanate), TDI(Toluene Diisocyanate), IPDI(Isophorone diisocyanate), HDI(Hexamethylene diisocyanate)군에서 선택된 하나 이상의 이소시아네이트와 합성한 수분산 폴리우레탄Polyurethanes Dispersions, PUD)을 의미한다.
수분산 폴리우레탄은 내마모성을 결정하는 주요 성분으로 저소음성을 확보할 수 있는 성분인 수분산 PTFE 파우더와 PE파우더의 바인더 역할을 수행한다. 수분산 폴리우레탄의 함량은 20중량%-50중량%이며 바람직하게는 25중량%-45중량%이다. 수분산 폴리우레탄의 함량이 20중량% 미만일 때 EPDM과의 부착력과 파우더의 바인더로써의 기능이 현저히 떨어진다.
상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르 우레탄, 폴리카보네이트 우레탄등이 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 그 이상의 우레탄을 블랜드할 수 있으며 함량이 25중량%-45중량%일때 우레탄의 hardness를 조절함으로 내마모성을 높일 수 있다. 바람직하게는 100% 모듈러스가 30-60Kgf/㎠a고 더 바람직하게는 40-50Kgf/㎠이다. 100% 모듈러스가 30Kgf/㎠ 이하이면 내마모성이 급격히 저하되며 60Kgf/㎠이상이면 피막 형성이 어렵고 피막 형성 후 주름이 잡혀 외관 문제를 발생할 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용되는 경화형 또는 반응형 실리콘 고분자는 규소(organsilicone)와 산소(oxygen)가 실록산 결합으로 연결된 고분자로써 디메틸 실록산의 메틸기를 아미노기, 에폭시기, 하이드록실기, 카르복시등과 같은 작용기로 치환하여 열 또는 촉매에 의해 반응성을 가질 수 있다. 또한 수성 도료에 사용하기 위하여 적절한 계면활성제를 이용하여 물에 유화하여 사용할 수 있다.
상기 수분산 경화형 실리콘의 분자량이 500-50,000에서 선택되어 하나 또는 서로 다른 분자량을 가진 실리콘을 혼합하여 사용할 수 있으며 하나 또는 그 이상의 반응기를 가진 실리콘을 혼합하여 사용할 수 있다. 수분산 경화형 실리콘 고분자의 함유량은 5-20중량%을 특징으로 한다. 바람직하게는 8-15%이다. 20중량% 이상일 때는 후가공의 중첩 코팅시 부착력을 저해할 수 있다.
상기 수분산 경화형 실리콘은 경화 과정을 거치며 도막층의 상층부에 배향이될 수 있다. 이렇게 상층부에 배향된 실리콘은 도막층과 도장판 사이의 슬립성을 부여하고 진동을 흡수하여 마찰계수를 감소시킴으로 저소음성을 높일 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용되는 수분산 블록이소시아네이트는 블록제(blocking agent)와 반응성이 큰 이소시아네이트와 반응시켜 제조된 폴리이소시아네이트를 의미하며 블록제와 이소시아네이트의 화학적 구조와 특성에 따라 특정 온도 범위에서 블록제와 이소시아네이트가 해리(Deblocking)된다.
2액형 수성 도료는 높은 경화 효율을 위하여 장시간의 열을 줌으로 우수한 물성을 얻을 수 있지만 본 발명의 조성물에 1액형 수성 도료에 쓰이는 블록이소시아네이트의 블록제의 해리 속도를 촉진시킴으로 2액형 대비 동등 수준의 경화 속도를 가질 수 있다.
상기 수분산 블록이소시아네이트의 폴리이소시아네이트는 수분산을 위해 카르복실기와 같은 친수기를 함유한 Polyether polyol, Polyester polyol, Polycarbonate polyol 및 Polybutadiene polyol군에서 선택되는 하나 이상의 polyol과 이소시아네이트는 지방족 디이소시아네이트 및 방향족 디이소시아네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 디이소시아네이트와 반응한 폴리이소시아네이트이며 NCO %는 12-18%인 것을 특징으로한다. 바람직하게는 NCO %는 13-16%이고 더 바람직하게는 14-15%이다.
반응성이 큰 말단의 (-NCO)를 블록제와 반응시킬때 Alcohol계, phenol계, Pridinol계, Oxime계, amide계, Pryidinnol계 Cyclic amide계, imide계, Pyrazole계, Triazole계 화합물에서 선택된 하나 이상의 블록제를 사용될 수 있다.
상기 블록제의 Alcohol계는 Butanol, Ethanol, Isopropanol등을 phenol계는 o-cresol, p-chrorphenol등을 Pridinol계는 2-pryidinol,2-chloro-3-pyridinol등을, Oxime 계는 MEKO, Benzophenone Oxime등을 amide계는 Acetanilide, methylacetamide등을, cyclic amide계는 Pyrrolidinone ε-Caprolactam등을, imide계는 Succinimide, N-Hyrdoxyphthalimide등을 Pyrazole계는 Dimethylpyrazole, 2-Methyl-4-ethyl-5-methylpyrazole등을 Triazole계는 Benzotriazole, Triazole등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은아니다.
상기 조성물의 작업 조건을 고려하면 해리(deblocking) 온도는 100-140℃ 것이 바람직하며 블록제는 Pridinol계, Amide계, imide계, pryole계에 선택되는 하나 이상의 해리성 블록제를 더 포함하여 사용 하는 것이 바람직하다.
상기 분산 블록이소시아네이트의 해리 속도를 높여 도료 조성물의 경화를 촉진하기 위하여 촉매를 함께 첨가 할 수 있으며 Diutyltine dilaurate, Bismuthtris(2-ethylhexanoate), Aluminum dionate complex, Cobalt bis(2-ethyl hexanoate),Zr bis(2-ethyl hexanoate), zn bis (2-ethylhexanoate), Chromiumtris(2-ethyl hexanoate)등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.
상기 수분산 블록이소시아네이트는 2액형 수성 도료를 1액형화 하기 위하여 첨가되며 블럭이소시아네이트의 함량은 4-20중량%이 바람직하다. 더 바람직하게는 6-15중량%이며 위의 범위에서 빠른 경화 속도와 양호한 물성을 나타낸다. 4중량% 이하일 때는 불충한 경화에 의해 내약품성의 저하에 따른 물성 저하가 발생하며 20중량% 이상일 때는 형성된 도막에 이물질로 잔존하여 EPDM과의 부착 및 내마모성을 방해할 수 있다.
본 발명의 조성물은 100% 모듈러스가 30-60Kgf/㎠인 수분산 우레탄을 사용하여 일정 부분 내마모성을 향상 시킬 수 있으나 2액형 수성 도료와 동등 수준 이상을 만족시킬 수 없다. 부족한 내마모성을 향상시키기 위해 수분산 PTFE 파우더와 PE 파우더를 단독 또는 일정 비율로 혼합 투입하여 목표하는 2액형과 동등 수준의 내마모성에 도달할 수 있다.이때 사용되는 수분산 PTFE 파우더의 평균 사이즈는 10㎛ 미만인 것이 바람직하다.
또한 PE 파우더는 상층부로 배향되는 실리콘과 함께 작용하여 마찰계수를 현저히 저하시켜 저소음성을 높일 수 있다. PE 파우더는 그 평균 입자 사이즈와 투입량을 조절함으로 도막층과 도장판 사이의 마찰 면적을 줄일 수 있고 파우더의 슬립성을 부여하여 마찰계수를 줄임으로 저소음성을 확보 할 수 있다. 이때 PE 파우더의 평균 입자 사이즈가 10-150 ㎛인 것을 특징으로 하며 바람직하게는 50-120㎛이다. 평균 입자 사이즈가 150㎛이상일 경우 PE 파우더가 도막층에서 탈거 현상이 발생하며 10㎛미만일 경우 마찰계수가 증가하여 저소음성을 확보 할 수 없게 된다.
상기 조성물의 내마모성과 저소음성을 동시에 만족하기 위하여 파우더의 함량은 2-11중량%이 바람직하며 더 바람직하게는 3-8중량%이다. 파우더가 2중량% 미만일 때는 내마모성을 만족할 수 없고 11중량%이상일 때는 저장안정성에 문제가 발생할 수 있고 도막 형성 후 스크레치등의 외력이 가해질 경우 파우더 이탈 현상이 발생하여 도막의 외관 불량을 초래할 수 있다.
이러한 저소음성의 확보를 위해서는 분산상(dispersed phase)인 파우더가 분산매(dispersion medium)인 물에 분산된 현탁액(suspension)으로 제조되는 것이 바람직하며 저소음성을 높이기 위하여 함유량을 증가시키고 파우더의 평균 입자 사이즈를 증가시킬 경우 분산매(dispersion medium)인 극성의 물에서 분산상(dispersed phase)인 비극성인 파우더가 차지하는 단위 면적이 넓어짐으로 분자간의 인력(van der Waals force등)과 상호 작용에 의하여 상분리(phase seperation)가 발생하여 저소음성을 갖춘 도료 조성물로써의 기능을 상실하게된다.
이러한 상분리(phase seperation)를 방지하여 현탁액으로 제조하기 위하여 고속 교반으로 전단응력(shear stress)을 가함과 동시에 침강방지제, 소포제, 분산제, 계면활성제 및 유변성 개질제를 첨가하여 안정적인 현탁액을 제조 할 수 있다. 바람직하게는 5중량%-10중량% 더 바람직하게는 1중량%-6중량%이다. 0.5중량%미만일때는 도료 조성물의 저장안정성이 떨어지며 분산상의 분산이 어렵고 10중량%이상일때는 부착을 방해하고 스프레이 작업성을 저해할 수 있다.
본 발명에 따른 수성 도료 조성물의 계면활성제(Surface active agents)는 분산매와 분산상의 표면 장력(surface tension)을 줄여 조성물의 저장안정성을 높여주며 도막 형성시 기저의 EPDM 고무와 조성물의 표면 장력을 낮춰 도막 형성을 도와 준다. 상기 계면활성제는 Alkoxylated surfactants, modified polysiloxane, Fluorinated Polyacrylates, Sulfosuccinate등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.
본 발명에 따른 수성 도료 조성물의 분산제(Disperant)는 분산상(dispersed phase)의 파우더에 흡착하여 전기적 반발력(electro repulsive force)을 형성하거나 입체 반발력(steric hinderacne)을 도입함으로 파우더 상호간의 응집(Flocculation)을 저하시켜주는 역할을 하며 계면활성제(Surface active agents)와 함께 사용하여 현탁액을 형성하여 조성물의 저장안정성을 높여준다. 상기 분산제는 fatty-acid-midified polymer, modified polyacrylate polymer, styrene-acrylic copolymer, ammonium polyacrylate copolymer, sodium polyacrylate copolymer등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.
본 발명에 따른 수성 도료 조성물의 유변성 개질제 (Rheology Modifiers)는 조성물의 유변성을 변화시켜 스프레이 작업시 도막의 외관과 두께 확보에 중요한 역할을 한다. 분산매(dispersion medium)에 3차원의 그물망three-dimensional network)을 형성하고 계면활성제, 분산제와 함께 작용하여 상분리(Phase seperation)를 방지하고 저장안정성을 높이는데 기여한다. 상기 조성물의 유변성 개질제는 phyllosilicate, polyacrylate copolymer, modified urethane 등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1> 내지 <실시예 3>: 수분산 폴리우레탄의 100%신장 모듈러스에 따른 내마모성 확인
본 발명의 실시예 1의 조성물은 표 1을 바탕으로 제조하였다.
성분 중량% 작업 조건
교반 속도(rpm) 교반 시간(h)
A 수분산 폴리우레탄 35 300 초기 투입
B 경화형 실리콘 고분자 18 300 1
C 분산제 / 계면활성제 0.5 / 0.5 500 1
D 카본블랙 2 1200 2
E 수분산 블록이소시아네이트 8 300 1
F 이온교환수 35 300 0.5
G 유변성 개질제/소포제 1 300 0.5
합계 100 - -
본 발명의 조성물의 실시예 1의 제조는 (A) 100%신장 모듈러스가 45Kgf/㎠인 수분산형 폴리우레탄 35중량% 투입 후 300RPM으로 교반하는 단계, (B) 경화형 실리콘 고분자 18중량% 투입 300RPM 1시간 교반 단계, (C) 분산제 및 계면활성제 각 0.5중량% 투입 500RPM 1시간 교반 단계,(D) 카본블랙 2중량% 투입 1000RPM으로 1시간 교반 단계, (E)Blocking agent(열해리성 블록제)가 Diethyl malonate(DEM) 또는 Dimethyl pyrazole (DMP)으로 사용된 수분산 블록이소시아네이트 8중량% 투입 300RPM 1시간,(H) 이온교환수 35중량% 투입 후 유변성 개질제 및 소포제 1중량% 투입 300RPM 0.5시간 교반 단계로 이루어진다. 이렇게 제조된 수성 도료 조성물은 점도 고형분을 확인 후 130메쉬 거름망을 이용하여 여과 후 용기에 수용하였으며 180℃드라이 오븐 1분 30초 경화하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 30Kgf/㎠로 조절한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 60Kgf/㎠로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예1]
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 20Kgf/㎠로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예2]
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 10Kgf/㎠로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예3]
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 70Kgf/㎠로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예4]
상기 실시예1에서 PUD의 100%신장 모듈러스를 80Kgf/㎠로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<실시예 4> 내지 <실시예 6>: 수분산 폴리우레탄의 함유량에 따른 내마모성 확인
상기 실시예1에서 PUD의 함유량을 20중량%, 이온교환수 함유량을 50중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 35중량%, 이온교환수의 함유량을 35중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 50중량%, 이온교환수의 함유량을 20중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예5]
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 15중량%,이온교환수의 함유량을 55중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예6]
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 10중량%, 이온교환수의 함유량을 60중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예7]
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 55중량%, 이온교환수의 함유량을 15중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예8]
상기 실시예1에서 PUD의 함유량이 60중량%, 이온교환수의 함유량을 10중량%으로 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<실시예 7> 내지 <실시예 9>: 파우더의 평균 입자사이즈별 내마모성 및 마찰계수 변화 확인
상기 실시예1에서 (PE) 파우더 평균 입자사이즈가 80㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
이하의 실시예에서 파우더 투입시 'D 카본블랙' 이후 투입하며 교반속도는 1200 rpm, 교반 시간은 2시간으로 한다.
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 120㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예 9]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 60㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예 10]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 40㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예 11]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 130㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예 12]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 150㎛이며 함유량이 10중량%이고 이온교환수의 ?유량이 25중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<실시예 10> 내지 <실시예 11>: 파우더의 함량에 따른 내마모성 확인
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 5중량%, 이온교환수의 ?유량이 30중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 15중량%, 이온교환수의 ?유량이 20중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예13]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 3중량%, 이온교환수의 ?유량이 32중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예14]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 1중량%, 이온교환수의 ?유량이 34중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예15]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛이고 파우더의 함량이 20중량%, 이온교환수의 ?유량이 15중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예16]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛이고 파우더의 함량이 25중량%이고 이온교환수의 ?유량이 10중량% 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<실시예 12> 내지 <실시예 13>: 경화형 실리콘 고분자의 함유량에 따른 스틱 슬립(stick-slip) 발생 유무 확인
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 10중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 5중량%, 이온교환수의 ?유량이 38중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 10중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 20중량%, 이온교환수의 ?유량이 23중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예13-1]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 20중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 2.5중량%, 이온교환수의 ?유량이 40.5중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예14-1]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 20중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 1중량%, 이온교환수의 ?유량이 42중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예15-1]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 20중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 25중량%, 이온교환수의 ?유량이 18중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예16-1]
상기 실시예1에서 (PE)파우더 평균 입자사이즈가 100㎛, 파우더의 함량이 20중량%, , 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 30중량%, 이온교환수의 ?유량이 13중량%인 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<비교예 17> 내지 <비교예 20>: 실시예 10 대비 블록화된 폴리이소시아네이트의 종류에 따른 내약품성 확인
[비교예17]
상기 실시예10에서 열해리성 블록제를 포함하는 blocked polyisocynate 대신 블록화되지 않은 polyisocynate(none blocked polyisocynate)를 동량 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였으며 이와 같이 만들어진 조성물은 2액형이다.
[비교예18]
상기 실시예10에서 blocked isocyanate의 Blocking agent(열해리성 블록제)가 MethylethylKetoxime(MEKO)으로 변경되어 Blocking agent(열해리성 블록제)의 해리 온도가 140-160℃로 변경된 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예19]
상기 실시예10에서 blocked isocyanate의 Blocking agent(열해리성 블록제)가 ε-caprolactam으로 변경되어 Blocking agent(열해리성 블록제)의 해리 온도가 140-160℃로 변경된 것을 제외하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
[비교예20]
상기 실시예10에서 blocked isocyanate를 couping sliane agent로 변경하고 동일한 방법으로 조성물을 완성하여 시편을 제조하였다.
<실험예>
상기 제조된 실시예 및 비교예 각각의 도료 조성물은 웨더스트립 압출시 플라즈마 또는 프라이머로 처리된 EPDM 표면 위에 1.2*?* 스프레이건으로 도막을 형성 후 1액형의 경우 180℃드라이오븐에 1분30초 경화를 2액형은 3분30초 경화하였으며 테스트전 GM의 GMW 14170 TEST STANDARD에 따라 시편 제작 72시간 이후 8시간 전부터 23 ± 5°C 유지하여 테스트를 실시 하였다.
1) 코팅두께 : GMW 14170 4.2.1 Coating Thickness measurment에 따라 현미경으로 시편의 단면을 측정 후 두께 14 ± 3㎛를 만족하는 시편만 테스트를 실시 하였다.
2) 포내마모 : GMW 14170 4.2.8 Wear Resistance Test의거 하여 150mm의 웨더스트립을 시편을 APG-1000에 장착 후 가로 50mm x 세로 500mm로 준비된 포(MD100-fabric) 끝단에 1kg 하중의 추를 달아 분당 60회의 속도로 테스트를 실시하며 고무층의 손상이 발생되는 시점까지 횟수를 확인 후 기록하였다. 요구 물성은 5000cycle 이상이다.
3) 유리단자 내마모 : 현대자동차의 MS 261-71에 설명에 따라 시편을 가로 50mm x 세로 150mm로 준비한 후 5mm 폭의 유리단자에 올려 3kg 하중으로 분당 60회 왕복시켜 코팅층에 마모가 발생하여 고무층이 노출되어 손상이 발생하는 시점까지 왕복 횟수를 기록하였다. 요구 물성은 1만회 이상이다.
4) 내약품성테스트 (경화테스트) : GMW 14170 4.2.6 Coating Cure Test에 설명에 따라 Crockmeter를 이용하여 4.3N 하중으로 지름 16mm 실린더에 천을 끼워 Naphtha를 적신 후 1cycle에 80mm 총 5cycle 왕복시켰으며 코팅층 벗겨짐 및 포의 색변화를 기록하였다. 요구 물성은 코팅층 벗겨짐 없고 포의 색변화가 없을 것이다.
5) 100% 신장 모듈러스 : 수분산 폴리우레탄을 0.1mm 두께의 필름을 만든 이후 가로 10mm X 세로 80mm로 제작한다. 이렇게 제작된 필름을 인스트롱기에 장착 후 신장 100%된 160mm로 늘어날때 걸리는 힘을 측정하였다.
6) 부착력테스트 : GMW 14170 4.2.2 Adhesion Strength Test에 설명에 따라 1mm cross-hatch 후 시편에 Scotch 8981 테이프로 접착 후 테이프를 때어내어 테이프에 코팅층의 전이 유무를 확인 하였다.
7) 마찰계수 : 가로170x세로10mm 준비된 시편을 FIAT 7-M9000 8.1 TEST STANDARD 설명에 따라 인장시험기(UTM)에 마찰계수 전용 측정 장비에 장착 후 0.5kg하중에서 50mm/min 속도로 200mm까지 측정한다. 마찰계수를 구하기 위하여 50mm와 200mm의 값을 가한 하중으로 환산한 후 최대값과 최소값의 평균값으로 구하며 요구 사항은 마찰계수가 0.4 이하이며 스틱슬립이 (Stick-slip) 발생하지 않아야 한다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 30 60 20 10 70 80
포내마모
(cycle)		 4200 2300 2120 800 430 700 300
유리단자
내마모
(cycle)		 7650 4640 4820 2180 1120 1910 1150
PUD
함유량		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%
표 2로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물 중 PUD 함유량이 35중량%일때 100% 신장 모듈러스에 따른 포내마모와 유리단자 내마모를 살펴보면 실시예 1이 비교예 1보다 포내마모가 1500회 증가하였으며 비교예 2보다 1870회 증가하였고 유리단자 마모는 비교예 1보다 2460회 비교예 2보다 3520회 증가하였다. 또한 실시예 3의 포내마모는 비교예 3보다 1420회 증가하였고 비교예 4보다 1820회 증가하였으며 유리단자 내마모는 비교예 3보다 2910회 비교예 4보다 3670회 증가하였다.
구분 실시예4 실시예5 실시예6 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8
PUD
함유량		 20
중량%		 35
중량%		 50
중량%		 15
중량%		 10
중량%		 55
중량%		 60
중량%
포내마모
(cycle)		 3400 4200 3100 1750 1100 1540 1260
유리단자
내마모
(cycle)		 5100 7650 4920 3000 2200 2850 2400
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 45 45 45 45 45 45
표 3으로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물중 100% 신장 모듈러스가 45Kgf/㎠일 때 PUD의 함유량에 따른 포내마모와 유리단자 내마모를 살펴보면 실시예 4가 비교예 5보다 포내마모가 1650회 증가하였으며 비교예 6보다 2300회 증가하였으며 유리단자 내마모는 비교예 5 2100회 비교예 6보다 2900회 증가하였다. 또한 실시예 6의 포내마모를 살펴보면 비교예 7보다 1560회 증가하였으며 비교예 8보다 1840회 증가하였으며 유리단자 내마모는 비교예 7보다 2070회, 비교예 8보다 2520회 증가하였다.
하지만 위의 PUD 100% 신장 모듈러스 및 PUD의 함유량 조절로는 자동차 회사에서 요구하는 물성인 1kg 하중 포내마모 5000회 이상, 3kg 하중 유리단자 내마모 1만회 이상을 만족 할 수 없는 것이 확인 되었고 이를 개선하기 위하여 평균 입자 사이즈가 40-150㎛인 PE파우더와 10㎛미만의 PTFE파우더를 단독 또는 혼합하여 투입하였다.
구분 실시예7 실시예8 실시예9 비교예9 비교예10 비교예11 비교예12
PE 파우더 입자
사이즈
(㎛)		 80 100 120 60 40 130 150
포내마모
(cycle)		 5500 7120 5870 4300 3500 3980 3320
유리단자
내마모
(cycle)		 10,500 16,500 10,070 9100 8620 9000 8100
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 45 45 45 45 45 45
PUD
함유량		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%
표 4로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물중 PUD 함유량이 35중량%이고 100% 신장모듈러스가 45Kgf/㎠일때 PE 파우더 입자 사이즈에 따른 포내마모와 유리단자내마모를 살펴보면 실시예 7이 비교예 9보다 포내마모가 1200회 증가하였고 비교예 10보다 2000회 증가하였으며 유리단자 내마모는 비교예 9보다 1400회 비교예 10보다 1880회 증가하였다. 또한 실시예 9이 비교예 9보다 포내마모가 1890회 증가하였고 비교예 12보다 2550회 증가하였으며 유리단자 내마모는 비교예 11보다 1070회 증가하였고 비교예 12보다 1970회 증가하였다.
구분 실시예10 실시예11 비교예13 비교예14 비교예15 비교예16
파우더
전체 함유량		 5
중량%		 15
중량%		 3
중량%		 1
중량%		 20
중량%		 25
중량%
PUD
함유량		 35 35 35 35 35 35
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 45 45 45 45 45
입자
사이즈
(㎛)		 100 100 100 100 100 100
포내마모
(cycle)		 6100 6230 4320 2900 3990 3100
유리단자
내마모
(cycle)		 12,500 12,250 9230 8370 9020 8700
표 5로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물의 PUD 함량이 35중량%이고 100%신장 모듈러스가 45Kgf/㎠며 파우더의 평균 입자사이즈가 100㎛일때 파우더 전체 함유량에 따른 내마모를 살펴보면 실시예 10이 비교예 13보다 포내마모가 1780회 증가하였고 비교예 14보다 3200회 증가하였으며 유리단자내마모는 비교예 13보다 3270회 비교예 14보다 4130회 증가하였다. 또한 실시예 11는 비교예 15보다 포내마모가 2240회 비교예 16보다 3130회 증가하였다. 유리단자 내마모는 비교예 15보다 3230회 비교예 16보다 3550회 증가하였다. 이로써 실시예 7,8,9,10,11에서 포내마모는 GMW 14170 4.2.8 Wear Resistance Test을 유리단자 내마모는 자동차 제조회사의 MS 261-71를 만족할 수 있는 것을 알 수 있다.
구분 실시예7 실시예8 실시예9 비교예9 비교예10 비교예11 비교예12
PE 파우더 입자
사이즈
(㎛)		 80 100 120 60 40 130 150
마찰계수 0.35 0.2 0.1 0.48 0.72 0.08 0.05
파우더
함량		 10
중량%		 10
중량%		 10
중량%		 10
중량%		 10
중량%		 10
중량%		 10
중량%
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 45 45 45 45 45 45
PUD
함유량		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%
표 6로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물중 파우더 입자사이즈에 따른 마찰계수 증감을 살펴보면 PE 파우더의 입자사이즈가 커짐에 따라 마찰계수가 줄어들어 저소음성 확보에 유리함을 알 수 있으나 표 4에서 확인한 것처럼 입자 사이즈가 큰 비교예 11,12의 내마모성은 떨어짐을 확인 할 수 있다.
FIAT 7-M9000 8.1 TEST STANDARD에서 요구하는 마찰계수의 허용치는 0.4이하이고 내마모성을 만족하면서 동시에 마찰계수가 0.4이하로 저소음성을 확보 할 수 있는 것은 실시예 7,8,9임을 알수 있다.
구분 실시예12 실시예13 비교예13-1 비교예14-1 비교예15-1 비교예16-1
경화형
실리콘 고분자
함량		 5
중량%		 20
중량%		 2.5
중량%		 1
중량%		 25
중량%		 30
중량%
stick
-slip		 없음
(PASS)		 없음
(PASS)		 발생
(NG)		 발생
(NG)		 없음
(PASS)		 없음
(PASS)
마찰계수 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
부착력
테스트
중첩
코팅 부위 		양호 양호 양호 양호 NG NG
PE 파우더 입자
사이즈
(㎛)		 100 100 100 100 100 100
100% 신장 모듈러스
(Kgf/㎠)		 45 45 45 45 45 45
PUD
함유량		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%		 35
중량%
표 7로부터 상기 1액형 수성 도료 조성물중 경화형 실리콘 고분자 ?유량에 따른 stick-slip 발생 여부를 살펴보면 비교예 13-1, 14-1에서 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 5중량% 미만일 때 stick-slip 발생하여 저소음성 확보에 불리한 것을 알 수 있다. 또한 비교예 15-1,16-1을 살펴 보면 실리콘 고분자 함량이 20%초과 일때는 stick-slip이 발생하지 않는 것을 알 수 있으나 중첩 코팅시 (Doulbe layer coating or overlap coating)부착력을 저해함을 알 수 있다.
이로써 실리콘 자동차에서 요구하는 내마모성을 만족하면서 동시에 저소음성을 만족할 수 있는 조성물은 PE 파우더 입자 사이즈가 80-120㎛이고 파우더 총 파우더 함유량이 5-15중량%이며 경화형 실리콘 고분자의 함유량이 5-20중량%인 것을 알 수 있다.
구분 실시예 10 비교예 17 비교예 18 비교예 19 비교예 20
경화제 종류 Blocked
Poly
isocyanate		 None blocked
Poly
isocyanate		 Blocked
Poly
isocyanate		 Blocked
Poly
isocyanate		 couping
sliane
agent
Blocking agent
(열해리성 블록제)		 Diethyl malonate
(DEM) 또는
Dimethyl pyrazole
(DMP)		 - Methylethyl
Ketoxime
(MEKO)		 ε-caprolactam amin-silane
Blocked agent
해리 온도
(℃)		 100-130 - 140-160 160-180 -
NCO
(%)		 15±1 17±1 15±1 15±1 -
내
약
품
성		 포 양호 양호 양호 색변화 발생
불량		 색변화 발생
불량
코팅층 양호 양호 코팅층 벗겨짐
불량		 코팅층 벗겨짐
불량		 코팅층 벗겨짐
불량
내마모성 7120 6980 2530 1532 1675
유리단자
내마모		 16,500 15320 7560 5600 5980
TYPE 1액형 2액형 1액형 1액형 1액형
경화 온도 180℃ 180℃ 180℃ 180℃ 180℃
경화시간 1분 30초 3분 30초 1분 30초 1분 30초 1분 30초
표 8로부터 blocking agent(열해리성 블록제)의 종류와 그 해리 온도에 따른 내약품성을 살펴보면 실시예 10에서 해리 온도가 100-130℃인 Diethyl malonate (DEM) 또는 Dimethyl pyrazole (DMP)로 isocyanate의 blocking agent로 사용했을시 내약품성이 양호하나 비교예 18과 19에서 Methylethyl Ketoxime (MEKO) 또는 ε-caprolactam로 Blocking agent를 사용하면 내약품성이 떨어지는 것을 확인하였다. 그리고 Blocked Polyisocyanate를 couping sliane agent로 대체한 비교예 20의 내약품성도 동일한 경화 조건에서 내약품성이 떨어지는 것을 확인하였다.
한편 표 8에서 상기 1액형 수성 도료 조성물과 2액형 수성 도료의 조성물의 물성을 비교해보면 실시예 10이 2액형의 비교예 17 대비 동일한 수준의 내약품성을 나타냄을 확인하였다. 포내마모는 140회 유리단자 내마모는 1180회 증가하여 동등 수준 이상의 내마모 물성을 나타냄을 확인하였다. 한편 실시예 10과 비교예 17의 경화 시간을 비교해보면 1액형 수성도료가 2분 짧게 경화하였어도 동등 수준의 내약품성을 나타내었다. 그렇기에 동일 건조로 길이와 동일 건조 온도에서 웨더스트립의 생산성을 높이기 위하여 작업 속도를 높여 경화시간을 줄일지라도 양호한 물성을 보임으로 웨더스트립의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
한편, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 수분산 폴리우레탄, 수분산 경화형 실리콘 고분자, 블록화된 폴리이소시아네이트, 이온 교환수 및 카본 블랙을 포함하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물로서,
    상기 블록화된 폴리이소시아네이트는 DEM(Diethyl malonate) 또는 DMP(Dimethyl pyrazole)로 블록화되고,
    상기 수분산 경화형 실리콘 고분자는 디메틸 실록산의 메틸기를 아미노기, 에폭시기, 하이드록실기 및 카르복시로 이루어진 군으로부터 선택된 1종으로 치환되고,
    상기 수분산 경화형 실리콘 고분자가 5중량% 내지 20중량%이고,
    상기 수분산 폴리우레탄은 20중량%-50중량%이고,
    상기 수분산 폴리우레탄의 100% 신장 모듈러스가 30 내지 60 Kgf/㎠이며,
    상기 조성물은 수분산 PTFE(폴리테트라플로르에틸렌) 또는 PE(폴리에틸렌) 파우더를 더 포함하고, 상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더는 5중량% 내지 15중량%이고,
    상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더의 평균 입자사이즈가 80㎛ 내지 120㎛인 것을 특징으로 하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄은,
    폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르 우레탄 또는 폴리카보네이트 우레탄이 1종 이상 혼합된 것을 특징으로 하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더의 평균 입자사이즈가 100㎛이고, 이온교환수가 20중량% 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수분산 PTFE 또는 PE 파우더가 10중량%이고, 평균 입자사이즈가 100㎛인 것을 특징으로 하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    침강방지제, 소포제, 분산제, 계면활성제, 유변성 개질제 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고내마모성을 갖는 1액형 수성 고무 도료 조성물.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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