KR102175053B1 - Powder coating composition - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불소 함유 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 분체도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a powder coating composition comprising a fluorine-containing epoxy resin, a rubber-modified epoxy resin, and a curing agent.

Description

분체도료 조성물{Powder coating composition}Powder coating composition {Powder coating composition}

본 발명은 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 향상된 에폭시 수지 분체도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin powder coating composition with improved heat resistance, chemical resistance and mechanical properties.

지하 또는 해저에 매설되는 강관 또는 파이프 라인의 부식 방지와 내열성 및 내구력 확보를 위한 코팅 도료로서 에폭시 수지 도료가 사용되어 왔다. 그러나 최근 유전의 점차적인 고갈 및 기술개발로 인해 가혹한 환경조건에서의 원유 시추 및 이송이 활발히 이루어지고 있으며, 보다 가혹한 환경 하에서 파이프를 부식으로부터 보호하기 위한 에폭시 도막의 열적, 화학적, 물리적 특성의 개선이 요구되고 있다. 특히, 원유의 원활한 이송을 위해 120℃ 이상의 고온으로 유체를 가열하게 되는데, 이러한 고온의 환경에서 충분한 내열성 및 내화학성을 만족하는 도료에 대한 수요가 증가하고 있다.Epoxy resin paints have been used as coating paints to prevent corrosion of steel pipes or pipelines buried underground or in the sea floor, and to secure heat resistance and durability. However, due to the gradual depletion of oil fields and technology development in recent years, crude oil drilling and transportation under severe environmental conditions are being actively carried out, and improvement of the thermal, chemical, and physical properties of the epoxy coating film to protect the pipe from corrosion under harsher environments Is required. In particular, the fluid is heated to a high temperature of 120° C. or higher for smooth transfer of crude oil, and there is an increasing demand for a paint that satisfies sufficient heat resistance and chemical resistance in such a high temperature environment.

미국특허 제9,315,664호에는 시클로알리파틱 에폭시 수지 및 시클로알리파틱 무수물 경화제를 사용하여 높은 유리전이온도를 구현한 도료 조성물에 관한 구성이 개시되어 있다. 그러나 상기 도료는 굴곡성 등의 기계적 물성 및 저장성이 충분하지 않은 문제점이 있다.U.S. Patent No. 9,315,664 discloses a composition related to a coating composition implementing a high glass transition temperature using a cycloaliphatic epoxy resin and a cycloaliphatic anhydride curing agent. However, the paint has a problem in that mechanical properties such as flexibility and storage are not sufficient.

본 발명은 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수한 분체도료 조성물을 제공한다.The present invention provides a powder coating composition excellent in heat resistance, chemical resistance and mechanical properties.

본 발명은 불소 함유 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 분체도료 조성물을 제공한다.The present invention provides a powder coating composition comprising a fluorine-containing epoxy resin, a rubber-modified epoxy resin, and a curing agent.

본 발명은 내열성, 내화학성 및 기계적 물성이 우수한 분체도료 조성물을 제공한다. 특히, 본 발명은 높은 유리전이온도를 갖고 고온의 기체 및 유체 이송에 사용될 수 있는, 고온/고압 내열성 및 이송효율이 우수한 강관 내부 코팅용 분체도료 조성물을 제공한다.The present invention provides a powder coating composition excellent in heat resistance, chemical resistance and mechanical properties. In particular, the present invention provides a powder coating composition for coating inside a steel pipe having a high glass transition temperature and excellent in high temperature/high pressure heat resistance and transport efficiency, which can be used for high temperature gas and fluid transport.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described. However, it is not limited only by the following contents, and each component may be variously modified or selectively used as necessary. Therefore, it is to be understood as including all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에 따른 분체도료 조성물은 불소 함유 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 본 발명의 분체도료 조성물은 필요에 따라, 안료, 체질 안료, 촉매 및 분체도료 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 분체도료 조성물의 조성을 살펴보면 다음과 같다.The powder coating composition according to the present invention includes a fluorine-containing epoxy resin, a rubber-modified epoxy resin, and a curing agent. The powder coating composition of the present invention may further include additives commonly used in the field of pigments, extenders, catalysts, and powder coatings, if necessary. Hereinafter, looking at the composition of the powder coating composition of the present invention is as follows.

불소 함유 에폭시 수지Fluorine-containing epoxy resin

본 발명에 따른 분체도료 조성물은 불소 함유 에폭시 수지를 포함한다. 상기 불소 함유 에폭시 수지를 주(主) 수지로 포함함으로써, 도료의 높은 유리전이온도 및 우수한 내열성을 확보할 수 있다.The powder coating composition according to the present invention includes a fluorine-containing epoxy resin. By including the fluorine-containing epoxy resin as the main resin, a high glass transition temperature and excellent heat resistance of the paint can be secured.

상기 에폭시 수지는 당 분야에 알려진 통상적인 에폭시 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 크레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변형 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라페닐 에탄형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀성 에폭시 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 중 1종 이상을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The epoxy resin is not particularly limited as long as it is a conventional epoxy resin known in the art. Non-limiting examples of usable epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, anthracene epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, Tetramethyl biphenyl-type epoxy resin, phenol novolac-type epoxy resin, bisphenol A novolac-type epoxy resin, bisphenol S novolac-type epoxy resin, biphenyl novolac-type epoxy resin, naphthol novolac-type epoxy resin, naphthol phenol co-condensation furnace Rock type epoxy resin, naphthol cresol co-condensed novolak type epoxy resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin type epoxy resin, triphenyl methane type epoxy resin, tetraphenyl ethane type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, dicyclo At least one of a pentadiene phenol addition reaction type epoxy resin, a phenol aralkyl type epoxy resin, a polyfunctional phenolic epoxy resin, and a naphthol aralkyl type epoxy resin may be mentioned, but is not limited thereto.

상기 불소 함유 에폭시 수지 내에 포함되는 불소 함유 화합물은 용액 내에서 플루오르 이온을 발생시킬 수 있다면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 불소 함유 화합물은 불화암모늄(ammonium fluoride: NH4F), 불화나트륨(sodium fluoride: NaF), 불화칼륨(potassium fluoride: KF), 중불화암모늄(ammonium bifluoride: NH4F·HF), 중불화나트륨(sodium bifluoride: NaF·HF) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride: KF·HF)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The fluorine-containing compound contained in the fluorine-containing epoxy resin is not particularly limited as long as it can generate fluorine ions in the solution. For example, the fluorine-containing compound is ammonium fluoride (NH 4 F), sodium fluoride (NaF), potassium fluoride (KF), ammonium bifluoride (NH 4 F·HF). ), sodium bifluoride (NaF·HF), and potassium bifluoride (KF·HF).

상기 불소 함유 에폭시 수지의 에폭시 당량(EEW)은 특별히 한정되지 않으나, 약 200 내지 1,000 g/eq, 예를 들어 약 200 내지 600 g/eq일 수 있고, 점도는 약 1,000 내지 5,000 mPa·s(180℃ melting 기준)일 수 있다. 상기 불소 함유 에폭시 수지의 점도는 Cone & Plate 점도계를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 불소 함유 에폭시 수지의 에폭시 당량 및 점도가 상기 범위 미만인 경우에는 분산성 및 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 도료의 습윤성이 불량해질 수 있다.The epoxy equivalent (EEW) of the fluorine-containing epoxy resin is not particularly limited, but may be about 200 to 1,000 g/eq, for example, about 200 to 600 g/eq, and the viscosity is about 1,000 to 5,000 mPa·s (180 ℃ melting basis). The viscosity of the fluorine-containing epoxy resin can be measured using a Cone & Plate viscometer. When the epoxy equivalent and viscosity of the fluorine-containing epoxy resin are less than the above range, there is a problem that dispersibility and mechanical properties are deteriorated, and when it exceeds the above range, the wettability of the paint may be poor.

상기 불소 함유 에폭시 수지의 불소 함유량은 특별히 한정되지는 않으나, 약 10 내지 10,000 ppm일 수 있다. 상기 불소 함유 에폭시 수지의 불소 함유량이 상기 범위를 벗어나는 경우 도막의 내열성이 불량해질 수 있다.The fluorine content of the fluorine-containing epoxy resin is not particularly limited, but may be about 10 to 10,000 ppm. When the fluorine content of the fluorine-containing epoxy resin is out of the above range, the heat resistance of the coating film may be poor.

상기 불소 함유 에폭시 수지는 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 40내지 70 중량%, 예를 들어 약 40 내지 60 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 상기 불소 함유 에폭시 수지의 함량이 40 중량% 미만인 경우에는 도막의 유리전이온도의 저하로 인해 충분한 내열성을 확보하지 못할 수 있고, 함량이 70중량% 초과인 경우에는 기계적 물성이 불량해질 수 있다.The fluorine-containing epoxy resin may be used in an amount of about 40 to 70% by weight, for example, about 40 to 60% by weight based on the total amount of the powder coating composition. When the content of the fluorine-containing epoxy resin is less than 40% by weight, sufficient heat resistance may not be secured due to a decrease in the glass transition temperature of the coating film, and when the content is more than 70% by weight, mechanical properties may be poor.

상기 불소 함유 에폭시 수지가 전술한 물성 범위 및 함량 범위로 사용될 때, 내열성이 확보되는 동시에, 저장 안정성, 도막의 외관 특성 및 굴곡성이 향상될 수 있다.When the fluorine-containing epoxy resin is used in the above-described physical property range and content range, heat resistance is secured, and storage stability, appearance characteristics, and flexibility of the coating film may be improved.

고무 변성 에폭시 수지Rubber modified epoxy resin

본 발명에 따른 분체도료 조성물은 고무 변성 에폭시 수지를 포함한다.The powder coating composition according to the present invention includes a rubber-modified epoxy resin.

상기 고무 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지와 고무 변성 중합체를 합성한 것이다. 예를 들어, 에폭시 수지와 고무 변성 중합체를 95:5 내지 40:60의 중량비로 혼합하여 합성한 수지를 사용할 수 있다. 상기 고무 변성 에폭시 수지를 주(主) 수지로 사용함으로써, 분체도료 조성물의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.The rubber-modified epoxy resin is a synthesis of an epoxy resin and a rubber-modified polymer. For example, a resin synthesized by mixing an epoxy resin and a rubber-modified polymer in a weight ratio of 95:5 to 40:60 may be used. By using the rubber-modified epoxy resin as the main resin, the mechanical properties of the powder coating composition can be improved.

상기 에폭시 수지는 당 분야에 알려진 통상적인 에폭시 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 약 350 내지 400 g/mol일 수 있고, 에폭시 당량은 약 170 내지 200 g/eq일 수 있다.The epoxy resin is not particularly limited as long as it is a conventional epoxy resin known in the art. For example, a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin can be used. The weight average molecular weight of the epoxy resin may be about 350 to 400 g/mol, and the epoxy equivalent may be about 170 to 200 g/eq.

상기 고무 변성 중합체는 부타디엔 중합체 또는 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체일 수 있으며, 상기 부타디엔 중합체 또는 부타디엔-아크릴로니트릴은 말단의 작용기를 가질 수 있다. 예를 들면, 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBN: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile), 아민 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(ATBN: Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile), 이 외에도 메타크릴레이트, 에폭시 작용기를 가지는 고무 변성 중합체일 수 있다. 이 때, 상기 고무 변성 중합체에는 고무원료가 20 내지 40 중량% 가량 포함될 수 있다.The rubber-modified polymer may be a butadiene polymer or a butadiene-acrylonitrile copolymer, and the butadiene polymer or butadiene-acrylonitrile may have a terminal functional group. For example, carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile (CTBN: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile), amine-terminated butadiene acrylonitrile (ATBN: Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile), in addition to methacrylate, may be a rubber modified polymer having epoxy functional groups. have. At this time, the rubber-modified polymer may contain about 20 to 40% by weight of a rubber raw material.

상기 고무 변성 중합체는 예를 들면 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBN: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 또는 아민 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(ATBN: Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile)일 수 있고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 나타낼 수 있다.The rubber-modified polymer may be, for example, carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile (CTBN) or amine-terminated butadiene acrylonitrile (ATBN: Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile), and is represented by the following Formula 1 or Formula 2. I can.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018103907610-pat00001
Figure 112018103907610-pat00001

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018103907610-pat00002
Figure 112018103907610-pat00002

상기 고무 변성 에폭시 수지의 경우, 에폭시 수지 자체의 우수한 기계적 물성(부착강도, 산화 안정성, 화학적 안정성 등)을 유지할 뿐만 아니라, 고무 성질을 가지는 에폭시 수지로 개질되어 경화 단계를 수행한 후 탄성이 우수할 뿐만 아니라 저온에서 더욱 유연한 물성을 나타낼 수 있다.In the case of the rubber-modified epoxy resin, it not only maintains excellent mechanical properties (adhesion strength, oxidation stability, chemical stability, etc.) of the epoxy resin itself, but also has excellent elasticity after performing the curing step by being modified with an epoxy resin having rubber properties. In addition, it can exhibit more flexible physical properties at low temperatures.

상기 고무 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량은 특별히 한정되지 않으나, 약 800 내지 1,500 g/eq, 예를 들어 약 925 내지 1,375 g/eq일 수 있다. 상기 고무 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량이 800 g/eq 미만인 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있고, 에폭시 당량이 1,500 g/eq 초과인 경우에는 분산력 및 습윤성이 저하될 수 있다.The epoxy equivalent of the rubber-modified epoxy resin is not particularly limited, but may be about 800 to 1,500 g/eq, for example, about 925 to 1,375 g/eq. When the epoxy equivalent of the rubber-modified epoxy resin is less than 800 g/eq, mechanical properties may be deteriorated, and when the epoxy equivalent is more than 1,500 g/eq, dispersibility and wettability may decrease.

상기 고무 변성 에폭시 수지의 연화점은 약 50 내지 100℃, 예를 들어 약 60 내지 90℃일 수 있다. 상기 고무 변성 에폭시 수지의 연화점이 50℃ 미만인 경우에는 저장성이 불량해 질 수 있고, 연화점이 100℃ 초과인 경우에는 분산성이 불량해질 수 있다.The softening point of the rubber-modified epoxy resin may be about 50 to 100°C, for example about 60 to 90°C. When the softening point of the rubber-modified epoxy resin is less than 50°C, storage may be poor, and when the softening point is more than 100°C, dispersibility may be poor.

상기 고무 변성 에폭시 수지는 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 15 내지 40 중량%, 예를 들어 약 20 내지 35 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 상기 고무 변성 에폭시 수지의 함량이 15중량% 미만인 경우에는 기계적 물성 저하의 문제가 있고, 함량이 40중량% 초과인 경우에는 도막의 유리전이온도 저하 및 습윤성이 불량해질 수 있다.The rubber-modified epoxy resin may be used in an amount of about 15 to 40% by weight, for example, about 20 to 35% by weight based on the total amount of the powder coating composition. When the content of the rubber-modified epoxy resin is less than 15% by weight, there is a problem of deterioration of mechanical properties, and when the content is more than 40% by weight, the glass transition temperature and wettability of the coating film may be lowered.

고무 변성 에폭시 수지를 전술한 물성 범위 및 함량 범위로 사용할 때, 도료의 내마모성 및 굴곡성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.When the rubber-modified epoxy resin is used in the above-described physical property range and content range, it is possible to effectively improve the abrasion resistance and flexibility of the paint.

경화제Hardener

본 발명의 분체도료 조성물은 경화제로서 아민계 경화제 및 페놀계 경화제 중 1종 이상을 포함한다.The powder coating composition of the present invention contains at least one of an amine-based curing agent and a phenolic curing agent as a curing agent.

아민계 경화제는 에폭시 수지와 경화 반응하여 도막의 경화도를 향상시킬 수 있고, 이로 인해 다른 경화제에 비해 도막의 굴곡성을 향상시킬 수 있다. 상기 아민계 경화제는 불소 함유 에폭시 수지 고무 변성 에폭시 수지와 경화 반응이 가능한 아민계 경화제라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 지방족 아민계 경화제, 지환족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 아민계 경화제의 아민가는 특히 한정되지 않으며, 예를 들어 15 내지 30 mgKOH/g일 수 있다.The amine-based curing agent can react with the epoxy resin to improve the degree of curing of the coating film, thereby improving the flexibility of the coating film compared to other curing agents. The amine-based curing agent is not particularly limited as long as it is an amine-based curing agent capable of curing reaction with a fluorine-containing epoxy resin rubber-modified epoxy resin. For example, there are an aliphatic amine-based curing agent, an alicyclic amine-based curing agent, and an aromatic amine-based curing agent, and these may be used alone or in combination of two or more. The amine value of the amine-based curing agent is not particularly limited, and may be, for example, 15 to 30 mgKOH/g.

사용 가능한 아민계 경화제의 비제한적인 예로는 4,4'-디아미노 디페닐 술폰, 4,4'-디아미노 디페닐 메탄, 디시안디아미드 등이 있다. 일례로, 아민계 경화제는 디시안디아미드일 수 있다.Non-limiting examples of amine-based curing agents that can be used include 4,4'-diamino diphenyl sulfone, 4,4'-diamino diphenyl methane, dicyandiamide, and the like. For example, the amine-based curing agent may be dicyandiamide.

페놀계 경화제로는 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 상기 페놀계 경화제는 2개 이상의 관능기를 가지는 다관능 페놀계 수지일 수 있다. 상기 다관능 페놀계 수지는 내열성이 높으면서 분자 중에 소수성기의 농도가 높기 때문에 저흡습성을 발휘할 수 있는 장점이 있어 내솔더(Solder) 크랙성이 우수한 특성을 갖는다. 상기 페놀계 경화제의 수산기 당량은 특히 한정되지 않으며, 예를 들어 200 내지 300 g/eq일 수 있다.As the phenolic curing agent, those commonly used in the powder coating field may be used without limitation. For example, the phenolic curing agent may be a polyfunctional phenolic resin having two or more functional groups. Since the polyfunctional phenolic resin has high heat resistance and a high concentration of hydrophobic groups in a molecule, it has the advantage of exhibiting low hygroscopicity, and thus has excellent solder crack resistance. The hydroxyl group equivalent of the phenolic curing agent is not particularly limited, and may be, for example, 200 to 300 g/eq.

사용 가능한 페놀계 경화제의 비제한적인 예로는 레졸형 페놀계 수지, 노볼락형 페놀계 수지, 폴리히드록시스티렌 수지 등이 있다. 상기 레졸형 페놀계 수지의 예에는 아닐린 변성 레졸 수지, 멜라민 변성 레졸 수지 등이 있다. 상기 노볼락형 페놀계 수지의 예에는 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, tert-부틸페놀 노볼락 수지, 노닐페놀 노볼락 수지, 나프톨 노볼락 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지, 테르펜 변성 페놀계 수지, 트리페놀-메탄형 수지, 나프톨 아르알킬 수지 등이 있다. 상기 폴리히드록시스티렌 수지의 예에는 폴리(p-히드록시스티렌) 등이 있다.Non-limiting examples of the phenolic curing agent that can be used include resol-type phenolic resins, novolac-type phenolic resins, and polyhydroxystyrene resins. Examples of the resol-type phenolic resin include aniline-modified resol resin and melamine-modified resol resin. Examples of the novolak-type phenolic resin include phenol novolac resin, cresol novolac resin, tert-butylphenol novolac resin, nonylphenol novolac resin, naphthol novolac resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, terpene-modified phenol. Type resin, triphenol-methane type resin, naphthol aralkyl resin, and the like. Examples of the polyhydroxystyrene resin include poly(p-hydroxystyrene).

본 발명에서, 상기 경화제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 20 중량%, 다른 예로 약 0.5 내지 10 중량%일 수 있다. 경화제의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 경화도가 높아져 도막의 물성이 향상될 수 있다.In the present invention, the content of the curing agent is not particularly limited, and may be, for example, about 0.1 to 20% by weight, for example about 0.5 to 10% by weight, based on the total amount of the powder coating composition. When the content of the curing agent is within the above-described range, the degree of curing of the coating film is increased, and thus physical properties of the coating film may be improved.

체질 안료Extender pigment

본 발명의 분체도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 체질 안료를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The powder coating composition of the present invention may optionally further include an extender pigment commonly used in the powder coating field within a range that does not impair the intrinsic properties of the composition.

사용 가능한 체질 안료의 비제한적인 예로는, 탄산칼슘, 장석, 바륨설페이트, 실리카, 수산화알루미나, 수산화마그네슘, 티타늄다이옥사이드, 탄산마그네슘, 알루미나, 운모, 몬모롤로나이트, 올라스토나이트, 탈크, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 산화알루미늄, 바륨설페이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 일례로 체질 안료는 바륨설페이트일 수 있다.Non-limiting examples of extender pigments that can be used include calcium carbonate, feldspar, barium sulfate, silica, alumina hydroxide, magnesium hydroxide, titanium dioxide, magnesium carbonate, alumina, mica, montmorolonite, olastonite, talc, aluminum nitride, There are silicon nitride, boron nitride, aluminum oxide, barium sulfate, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. For example, the extender pigment may be barium sulfate.

상기 체질 안료의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 약 1 내지 20 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 체질 안료의 형상은 구형 또는 무정형일 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않는다.The average particle diameter of the extender pigment is not particularly limited, and may be, for example, about 1 to 20 μm. In addition, the shape of the extender pigment may be spherical or amorphous, and is not particularly limited thereto.

본 발명에서, 상기 체질 안료의 함량은 예컨대 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 5 내지 30 중량%, 다른 예로 약 5 내지 15 중량%일 수 있다. 체질 안료의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 기계적 물성, 내충격성, 부착성 등이 향상될 수 있다.In the present invention, the content of the extender pigment may be, for example, about 5 to 30% by weight based on the total amount of the powder coating composition, and in another example, about 5 to 15% by weight. When the content of the extender pigment is in the above-described range, mechanical properties, impact resistance, and adhesion of the coating film may be improved.

안료Pigment

본 발명의 분체도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 안료를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The powder coating composition of the present invention may optionally further include a pigment commonly used in the powder coating field within a range that does not impair the inherent properties of the composition.

안료는 에폭시 수지와 혼합하여 분체도료에 원하는 색상(유색)을 발현하거나 도막의 강도나 광택을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 안료로는 분체도료에 통상적으로 사용되는 유기 안료, 무기 안료, 메탈릭 안료, 알루미늄-페이스트(Al-paste), 펄(pearl) 등을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. 사용 가능한 안료의 비제한적인 예로는, 아조계, 프탈로시아닌계, 산화철계, 코발트계, 탄산염계, 황산염계, 규산염계, 크롬산염계 안료 등이 있으며, 예컨대, 티타늄 디옥사이드, 징크 옥사이드, 비스무스 바나데이트, 시아닌 그린, 카본 블랙, 산화철적, 산화철황, 네이비 블루, 시아닌 블루 및 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다. 일례로, 안료는 산화철계 안료일 수 있다.The pigment may be mixed with an epoxy resin to express a desired color (color) in a powder coating or used to increase the strength or gloss of the coating film. As such pigments, organic pigments, inorganic pigments, metallic pigments, aluminum-paste, pearl, etc., which are commonly used in powder coatings, can be used without limitation, and these may be used alone or in combination of two or more. I can. Non-limiting examples of pigments that can be used include azo-based, phthalocyanine-based, iron oxide-based, cobalt-based, carbonate-based, sulfate-based, silicate-based, chromate-based pigments, and the like, such as titanium dioxide, zinc oxide, bismuth vanadate. , Cyanine green, carbon black, iron oxide, sulfur iron oxide, navy blue, cyanine blue, and mixtures of two or more thereof. As an example, the pigment may be an iron oxide pigment.

본 발명에서, 안료의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 10 중량%, 다른 예로 약 1 내지 5 중량%일 수 있다. 안료의 함량이 전술한 범위일 경우, 본 발명의 분체도료 조성물을 적용한 도막의 색상 발현이 우수하고, 도막의 은폐성 및 기계적 물성이 향상될 수 있다.In the present invention, the content of the pigment is not particularly limited, and may be, for example, about 0.1 to 10% by weight, and in another example, about 1 to 5% by weight based on the total amount of the powder coating composition. When the content of the pigment is in the above-described range, the color expression of the coating film to which the powder coating composition of the present invention is applied is excellent, and the hiding property and mechanical properties of the coating film can be improved.

촉매catalyst

본 발명의 분체도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 촉매를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The powder coating composition of the present invention may optionally further include a catalyst commonly used in the powder coating field within a range that does not harm the intrinsic properties of the composition.

상기 촉매는 주(主) 수지인 에폭시 수지와 경화제 간의 반응을 촉진하는 물질로서, 예컨대 이미다졸계 촉매, 포스포늄계 촉매, 아민계 촉매, 금속계 촉매 등이 있는데, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The catalyst is a material that accelerates the reaction between the epoxy resin and the curing agent, which is the main resin, and includes, for example, an imidazole catalyst, a phosphonium catalyst, an amine catalyst, and a metal catalyst. Can be used by mixing.

상기 이미다졸계 촉매의 비제한적인 예를 들면, 이미다졸, 2-메틸 이미다졸, 2-에틸 이미다졸, 2-데실 이미다졸, 2-헥틸 이미다졸, 2-이소프로필 이미다졸, 2-운데실 이미다졸, 2-헵탄데실 이미다졸, 2-에틸-4-메틸 이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸, 1-벤질-2-메틸 이미다졸, 1-벤질-2-페닐 이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸 이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸 이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실 이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐 이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실 이미다졸 트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐 이미다졸 트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-(2'-메틸 이미다졸-1')-에틸-s-트리아진, 2-페실-4,5-디하이드록시메틸 이미다졸, 2-페실-4-메틸-5-하이드록시메틸 이미다졸, 2-페실-4-벤질-5-하이드록시메틸 이미다졸, 4,4'-메틸렌-비스-(2-에틸-5-메틸 이미다졸), 2-아미노에틸-2-메틸 이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐-4,5-디(시아노에톡시메틸)이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸리늄클로라이드, 이미다졸 함유 폴리아미드 등이 있다.Non-limiting examples of the imidazole-based catalyst include imidazole, 2-methyl imidazole, 2-ethyl imidazole, 2-decyl imidazole, 2-hectyl imidazole, 2-isopropyl imidazole, 2-undee Silimidazole, 2-heptanedecyl imidazole, 2-ethyl-4-methyl imidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methyl imidazole, 1-benzyl-2-methyl imidazole, 1- Benzyl-2-phenyl imidazole, 1-cyanoethyl-2-methyl imidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methyl imidazole, 1-cyanoethyl-2-undecyl imidazole, 1 -Cyanoethyl-2-phenyl imidazole, 1-cyanoethyl-2-undecyl imidazole trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenyl imidazole trimellitate, 2,4-diamino-6 -(2'-methyl imidazole-1')-ethyl-s-triazine, 2-fesyl-4,5-dihydroxymethyl imidazole, 2-fesyl-4-methyl-5-hydroxymethyl imidazole , 2-fesyl-4-benzyl-5-hydroxymethyl imidazole, 4,4'-methylene-bis-(2-ethyl-5-methyl imidazole), 2-aminoethyl-2-methyl imidazole, 1 -Cyanoethyl-2-phenyl-4,5-di(cyanoethoxymethyl)imidazole, 1-dodecyl-2-methyl-3-benzylimidazolinium chloride, imidazole-containing polyamide, etc. .

상기 포스포늄계 촉매의 비제한적인 예로는 벤질트리페닐 포스포늄 클로라이드, 부틸트리페닐 포스포늄 클로라이드, 부틸트리페닐 포스포늄 브로마이드, 에틸트리페닐 포스포늄 아세테이트, 에틸트리페닐 포스포늄 브로마이드, 에틸트리페닐 포스포늄 아이오다이드, 테트라페닐 포스포늄 브로마이드, 테트라페닐 포스포늄 클로라이드 또는 테트라페닐 포스포늄 아이오다이드 등이 있다.Non-limiting examples of the phosphonium-based catalyst include benzyltriphenyl phosphonium chloride, butyltriphenyl phosphonium chloride, butyltriphenyl phosphonium bromide, ethyltriphenyl phosphonium acetate, ethyltriphenyl phosphonium bromide, ethyltriphenyl phosphonium Phonium iodide, tetraphenyl phosphonium bromide, tetraphenyl phosphonium chloride or tetraphenyl phosphonium iodide.

상기 아민계 촉매의 비제한적인 예로는, 트리에틸아민, 트리에틸렌디아민, 테트라메틸-1,3-부탄디아민, 에틸모르폴린, 디아자비시클로운데센, 디아자비시클로노넨 등이 있다.Non-limiting examples of the amine-based catalyst include triethylamine, triethylenediamine, tetramethyl-1,3-butanediamine, ethylmorpholine, diazabicycloundecene, and diazabicyclononene.

상기 금속계 촉매로는 코발트, 구리, 아연, 철, 니켈, 망간, 주석 등의 유기 금속 착체 또는 유기 금속염을 들 수 있다. 상기 유기 금속 착체의 예로는, 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 코발트(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 코발트 착체, 구리(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 구리 착체, 아연(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 아연 착체, 철(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 철 착체, 니켈(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 니켈 착체, 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 망간 착체 등을 들 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 유기 금속염의 예로는, 옥틸산 아연, 옥틸산 주석, 나프텐산 아연, 나프텐산 코발트, 스테아르산 주석, 스테아르산 아연 등을 들 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.Examples of the metal catalyst may include organic metal complexes or organic metal salts such as cobalt, copper, zinc, iron, nickel, manganese, and tin. Examples of the organometallic complex include organic cobalt complexes such as cobalt(II) acetylacetonate, cobalt(III) acetylacetonate, organic copper complexes such as copper(II) acetylacetonate, zinc(II) acetylacetonate, etc. Organic zinc complexes, organic iron complexes such as iron (III) acetylacetonate, organic nickel complexes such as nickel (II) acetylacetonate, and organic manganese complexes such as manganese (II) acetylacetonate. It is not limited. Examples of the organic metal salt include, but are not limited to, zinc octylate, tin octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin stearate, zinc stearate, and the like.

본 발명에서, 상기 촉매의 함량은 주(主) 수지와 경화제의 반응성에 따라 적절히 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 촉매의 함량은 분체도료 조성물의 총량을 기준으로 약 0.01 내지 1 중량%, 다른 예로 약 0.1 내지 1 중량%일 수 있다. 상기 촉매의 함량이 전술한 범위를 벗어날 경우, 도막의 기계적 물성이 저하될 수 있다.In the present invention, the content of the catalyst may be appropriately adjusted according to the reactivity of the main resin and the curing agent. For example, the content of the catalyst may be about 0.01 to 1% by weight, in another example about 0.1 to 1% by weight, based on the total amount of the powder coating composition. When the content of the catalyst is out of the above-described range, mechanical properties of the coating film may be deteriorated.

첨가제additive

본 발명의 분체도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다.The powder coating composition of the present invention may optionally further include additives commonly used in the powder coating field within a range that does not harm the intrinsic properties of the composition.

본 발명에서 사용 가능한 첨가제의 비제한적인 예를 들면, 레벨링제, 핀홀 방지제, 분산제, 부착 증진제, 유동성 첨가제, 흐름성 향상제, 저응력화제, 크래터링 방지제, 커플링제, 광택조절제, 난연제, 소광제, 광 흡수제 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.Non-limiting examples of additives that can be used in the present invention include leveling agents, pinhole inhibitors, dispersants, adhesion promoters, flow additives, flow improvers, low stress agents, cratering inhibitors, coupling agents, gloss modifiers, flame retardants, matting agents. , Light absorbers, etc., which may be used alone or in combination of two or more.

레벨링제는 도료 조성물이 평탄하고 매끄럽게 코팅되도록 레벨링함으로써, 조성물 내의 접착력을 증진시키면서 도막의 외관 특성을 향상시키기 위한 것이다. 예를 들면, 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 아민계 레벨링제 등이 있는데, 이에 특별히 한정되지 않는다.The leveling agent is intended to improve the appearance characteristics of the coating film while improving adhesion in the composition by leveling the coating composition to be coated smoothly and smoothly. For example, there are acrylic, silicone, polyester, and amine leveling agents, but are not particularly limited thereto.

핀홀 방지제는 경화 공정 시 도막으로부터 휘발성 물질이 방출되도록 하여, 도막 내 핀홀 발생을 방지하고 외관 특성을 높여줄 수 있다. 핀홀 방지제의 비제한적인 예로는 아마이드계[예, ceraflour 960(BYK社)], 폴리프로필렌계, 스테아릭산계 핀홀방지제 등이 있다. 일례로, 핀홀 방지제는 벤조인(benzoin) 또는 벤조인과 아마이드계 핀홀 방지제의 혼합물일 수 있다.The pinhole inhibitor allows volatile substances to be released from the coating film during the curing process, thereby preventing the occurrence of pinholes in the coating film and improving appearance characteristics. Non-limiting examples of the pinhole inhibitor include amide-based (eg, ceraflour 960 (BYK)), polypropylene-based, stearic acid-based pinhole inhibitor, and the like. For example, the pinhole inhibitor may be benzoin or a mixture of benzoin and an amide pinhole inhibitor.

상기 분산제로는 당 분야에 알려진 통상적인 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 유색안료 표면에 흡착되어 탈기(degassing) 효과를 극대화시키는 폴리아크릴계 분산제를 사용할 수 있다.As the dispersant, conventional ones known in the art may be used without limitation, and as an example, a polyacrylic dispersant may be used that is adsorbed on the surface of a colored pigment to maximize a degassing effect.

부착 증진제는 도막의 부착성을 증진시키기 위한 물질로서, 실란계 부착 증진제 등을 사용할 수 있다. 상기 부착 증진제의 비제한적인 예로는 머캅토알킬알콕시실란(mercaptoalkylakoxysilane), 감마글리독시프로필트리메톡시실란 등이 있고, 일례로, 부착 증진제는 분자량이 150 내지 300 g/mol인 머캅토알킬알콕시실란일 수 있다.The adhesion promoter is a substance for enhancing the adhesion of the coating film, and a silane adhesion promoter or the like may be used. Non-limiting examples of the adhesion promoter include mercaptoalkylakoxysilane, gammaglydoxypropyltrimethoxysilane, and the like, and as an example, the adhesion promoter is a mercaptoalkylalkoxysilane having a molecular weight of 150 to 300 g/mol. Can be

유동성 첨가제는 유동성 효과를 극대화하기 위해 사용되는 것으로, 도료의 부착성 향상과 함께 장기 유동성을 확보할 수 있다. 상기 유동성 첨가제로는 왁스류, 실리카 등을 사용할 수 있다. 사용 가능한 유동성 첨가제의 비제한적인 예로는 파라핀 왁스, 천연 왁스(예, 카르나우바 왁스 등), 합성 왁스(예, 폴리에틸렌 왁스 등), 실리카 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 또한, 왁스류는 실리카와 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 유동성 첨가제는 칩을 만든 후 첨가하는 후(後) 첨가 성분으로 사용될 수 있다.The fluid additive is used to maximize the fluidity effect, and can secure long-term fluidity while improving the adhesion of the paint. As the flowable additive, waxes, silica, and the like may be used. Non-limiting examples of flowable additives that can be used include paraffin wax, natural wax (e.g., carnauba wax, etc.), synthetic wax (e.g., polyethylene wax, etc.), silica, etc. These are used alone or in combination of two or more. Can be used. In addition, waxes may be mixed with silica and used. The flowable additive may be used as an additive component after adding it after making a chip.

흐름성 향상제는 도막의 표면장력을 낮추고 유연한 외관을 구현하기 위해 사용하는 것으로서, 당 분야에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있다. 비제한적인 예로는 아크릴계 또는 실리콘계 흐름성 향상제 등이 있다.The flow improving agent is used to lower the surface tension of the coating film and realize a flexible appearance, and a conventional one known in the art may be used. Non-limiting examples include acrylic or silicone flow enhancers.

이와 같은 첨가제는 당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 첨가될 수 있으며, 예컨대 분체도료 조성물 총 중량에 대하여 약 0.1 내지 10 중량%, 다른 예로 약 0.1 내지 1.0 중량%일 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 외관 및 경도가 향상될 수 있다.Such additives may be appropriately added within the content range known in the art, and may be, for example, about 0.1 to 10% by weight, for example, about 0.1 to 1.0% by weight, based on the total weight of the powder coating composition. When the content of the additive is within the above-described range, the appearance and hardness of the coating film may be improved.

본 발명에 따른 분체도료 조성물은 당 분야에 알려진 방법에 의해 제조될 수 있으며, 일례로 원료 정량, 건식 예비 혼합, 분산 및 조분쇄, 분쇄 및 분급 등의 공정을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 불소 함유 에폭시 수지 및 고무 변성 에폭시 수지와 선택적으로 경화제, 체질 안료, 안료, 촉매, 기타 첨가제 등을 함유하는 원재료 혼합물을 컨테이너 믹서에 투입하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합된 조성물을 용융 혼합시킨 후 이를 분쇄하여 제조될 수 있다. 일례로, 상기 원재료 혼합물을 니이더(kneader) 또는 익스트루더(extruder) 등의 용융 혼련 장치에 의해 70 내지 130℃로 용융 분산시켜 소정의 두께(예, 1 내지 5 mm)로 칩을 제조한 후, 제조된 칩을 고속믹서 등의 분쇄장치를 이용하여 40 내지 80 ㎛ 범위로 분쇄한 후 분급하여 분체도료 조성물을 제조할 수 있다.The powder coating composition according to the present invention may be prepared by a method known in the art, and for example, it may be prepared through processes such as raw material quantification, dry premixing, dispersion and coarse pulverization, pulverization and classification. For example, a mixture of raw materials containing a fluorine-containing epoxy resin and a rubber-modified epoxy resin and optionally a curing agent, extender pigment, pigment, catalyst, and other additives is added to a container mixer and uniformly mixed, and the mixed composition is melted. After mixing it can be prepared by grinding it. For example, the raw material mixture is melt-dispersed at 70 to 130°C by a melt-kneading device such as a kneader or an extruder to prepare chips with a predetermined thickness (eg, 1 to 5 mm). Thereafter, the prepared chips are pulverized in the range of 40 to 80 μm using a pulverizing device such as a high-speed mixer, and then classified to prepare a powder coating composition.

상기 분급 공정은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 80 내지 120 메쉬로 필터링할 수 있다. 이에 따라, 평균입자의 크기가 40 내지 80 ㎛ 범위인 분체도료를 얻을 수 있다. 분체의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으나, 전술한 범위를 만족할 경우 도장 작업성 및 도막의 외관 특성이 증진될 수 있다.The classification process is not particularly limited, and may be filtered by, for example, 80 to 120 mesh. Accordingly, a powder coating having an average particle size in the range of 40 to 80 μm can be obtained. The average particle diameter of the powder is not particularly limited, but when the above-described range is satisfied, coating workability and appearance characteristics of the coating film may be improved.

분체도료의 유동성 향상을 위해 실리카 등의 미분말로 본 발명에 따른 분체도료 입자의 표면을 피복할 수도 있다. 이러한 처리를 하는 방법으로서는 분쇄 시에 미분말을 첨가하면서 혼합하는 분쇄 혼합법이나 헨셸 믹서 등에 의한 건식 혼합법을 이용할 수 있다.In order to improve the flowability of the powder coating, the surface of the powder coating particles according to the present invention may be coated with a fine powder such as silica. As a method of performing such treatment, a pulverization mixing method in which fine powder is added and mixed during pulverization, a dry mixing method using a Henschel mixer or the like can be used.

본 발명의 분체도료 조성물은 높은 유리전이온도를 구현하고, 고온/고압의 환경에서도 우수한 내열성, 내화학성을 나타내는 도막을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 분체도료 조성물은 고온의 유체의 이송하는데 필요한 강관 내부 코팅용 분체도료로 활용될 수 있다.The powder coating composition of the present invention realizes a high glass transition temperature, and can form a coating film exhibiting excellent heat resistance and chemical resistance even in a high temperature/high pressure environment. Accordingly, the powder coating composition of the present invention can be used as a powder coating for coating the inside of a steel pipe required to transfer a high-temperature fluid.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any sense.

[실시예 1-7][Example 1-7]

하기 표 1에 기재된 조성에 따라 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하여 프리믹싱한 후, 분산기에서 100℃로 용융분산한 후 냉각하여 칩(chip)을 제조하였다. 제조된 칩을 고속 믹서로 분쇄하여 평균입도가 40 내지 80 ㎛인 실시예 1-7의 분체도료 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에서 각 조성물의 사용량 단위는 중량부이다.According to the composition shown in Table 1 below, each component was added to a mixing tank for premixing, melt-dispersed at 100°C in a disperser, and cooled to prepare a chip. The prepared chips were pulverized with a high-speed mixer to prepare a powder coating composition of Example 1-7 having an average particle size of 40 to 80 µm. In Table 1 below, the usage unit of each composition is parts by weight.

Figure 112018103907610-pat00003
Figure 112018103907610-pat00003

[비교예 1-4][Comparative Example 1-4]

하기 표 2에 기재된 조성에 따라 각 성분을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-7와 동일한 방법으로 비교예 1-4의 분체도료 조성물을 각각 제조하였다.Powder coating compositions of Comparative Example 1-4 were prepared in the same manner as in Example 1-7, except that each component was used according to the composition shown in Table 2 below.

Figure 112018103907610-pat00004
Figure 112018103907610-pat00004

불소 함유 에폭시 수지 1: 에폭시 당량: 450 g/eq, 점도(180℃ Melting 기준 ): 3,200 mPa·s, 불소 함유량: 2,500 ppmFluorine-containing epoxy resin 1: Epoxy equivalent: 450 g/eq, viscosity (based on 180℃ melting): 3,200 mPa·s, fluorine content: 2,500 ppm

불소 함유 에폭시 수지 2: 에폭시 당량: 210 g/eq, 점도(180℃ Melting 기준): 3,500 mPa·s, 불소 함유량: 1,100 ppmFluorine-containing epoxy resin 2: Epoxy equivalent: 210 g/eq, viscosity (based on 180°C melting): 3,500 mPa·s, fluorine content: 1,100 ppm

불소 함유 에폭시 수지 3: 에폭시 당량: 560 g/eq, 점도(180℃ Melting 기준): 2,690 mPa·s, 불소 함유량: 3,600 ppmFluorine-containing epoxy resin 3: Epoxy equivalent: 560 g/eq, viscosity (based on 180℃ melting): 2,690 mPa·s, fluorine content: 3,600 ppm

에폭시 수지: KD-214C(국도화학社, 에폭시 당량: 900 내지 1,000 g/eq)Epoxy resin: KD-214C (Kukdo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 900 to 1,000 g/eq)

고무 변성 에폭시 수지 1: 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지(에폭시 당량: 1,050 g/eq, 연화점: 75℃)Rubber Modified Epoxy Resin 1: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile Modified Epoxy Resin (epoxy equivalent: 1,050 g/eq, softening point: 75°C)

고무 변성 에폭시 수지 2: 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지(에폭시 당량: 850 g/eq, 연화점 60℃)Rubber Modified Epoxy Resin 2: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile Modified Epoxy Resin (Epoxy equivalent: 850 g/eq, softening point 60℃)

고무 변성 에폭시 수지 3: 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지(에폭시 당량: 1,400 g/eq, 연화점 80℃)Rubber Modified Epoxy Resin 3: Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile Modified Epoxy Resin (Epoxy equivalent: 1,400 g/eq, softening point 80℃)

경화제: 디시안디아미드(Amine value: 21 mgKOH/g)Hardener: Dicyandiamide (Amine value: 21 mgKOH/g)

체질 안료: 바륨설페이트Extender Pigment: Barium Sulfate

색상 안료: 산화철Color Pigment: Iron Oxide

촉매: 2-Methyl ImidazoleCatalyst: 2-Methyl Imidazole

표면조정제: Acrilic polymerSurface modifier: Acrilic polymer

[실험예 - 물성 평가][Experimental Example-Evaluation of Physical Properties]

실시예 1-7 및 비교예 1-4에서 각각 제조된 분체도료 조성물의 물성을 하기와 같이 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.The physical properties of the powder coating compositions prepared in Examples 1-7 and 1-4, respectively, were measured as follows, and the results are shown in Tables 3 and 4 below.

굴곡성Flexibility

쇼트 시편(크기: 200 mm×25 mm×6 mm)을 준비한 후, 230℃의 온도에서 40분 이상 시편을 예열한 다음, 도장 건을 이용하여 각 분체도료 조성물을 예열된 시편 상에 도장하였다. 이후 시편의 온도는 상온 및 -5℃가 되도록 하고, 굴곡 시험기(Bending Tester)를 이용하여 굴곡성(2˚ Bending)을 측정하였다. After preparing a short specimen (size: 200 mm × 25 mm × 6 mm), the specimen was preheated at a temperature of 230° C. for 40 minutes or more, and then each powder coating composition was coated on the preheated specimen using a painting gun. Thereafter, the temperature of the specimen was set to room temperature and -5°C, and the bending property (2° Bending) was measured using a bending tester.

유리전이온도(Tg)Glass transition temperature (Tg)

시차 주사 열량 측정기(Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여, 도료가 경화되기 이전의 고분자의 유리전이온도(Tg1) 및 도료가 경화된 후 도막의 유리전이온도(Tg2)를 각각 측정하였다.Using a Differential Scanning Calorimeter, the glass transition temperature (Tg1) of the polymer before the coating was cured and the glass transition temperature (Tg2) of the coating film after the coating was cured were measured, respectively.

내음극박리성Cathodic peeling resistance

음극박리 시험용 시편은 상기 내굴곡성 시험과 동일한 방법으로 제작하였으며, 다만, 스틸은 100 ㎜(가로)×100 ㎜(세로)×6 ㎜(두께)인 것으로 준비하였다. 이후, 상기 시편 중앙에 직경 3 ㎜의 구멍을 뚫은 후, 3% 농도의 소금물을 도막표면에 가하여 맞닿게 하고, 용기를 이용하여 증발을 막은 후, 소지에 1.5V 전압을 각각 65℃ 및 180℃에서 28일간 가하여 상기 구멍으로부터의 박리거리를 측정하였다. 박리 거리가 클수록 소지에 대한 분체도료 조성물의 부착력이 떨어지는 것으로 해석할 수 있다. 상기 시편제작과 물성 평가방법은 파이프용 캐나다 규격인 CSA Z245.20에 따라 수행하였다.The specimen for the negative electrode peeling test was prepared in the same manner as in the bending resistance test, except that the steel was prepared to have a thickness of 100 mm (width) x 100 mm (length) x 6 mm (thickness). Thereafter, after a hole having a diameter of 3 mm was drilled in the center of the specimen, salt water of 3% concentration was applied to the surface of the coating film to make contact, and after preventing evaporation using a container, 1.5V voltage was applied to the substrate, respectively, at 65°C and 180°C. Was applied for 28 days to measure the peeling distance from the hole. It can be interpreted that the larger the peeling distance, the lower the adhesion of the powder coating composition to the substrate. The specimen preparation and physical property evaluation methods were performed according to CSA Z245.20, a Canadian standard for pipes.

내비등수성Boiling water resistance

내비등수성 시험용 시편을 제작하기 위하여, 100 ㎜(가로)×100 ㎜(세로)×6 ㎜(두께)의 스틸(steel)을 준비하고, 그리트 블라스팅(grit blasting) 표면처리 하였다. 상기 표면처리된 스틸을 230℃로 예열한 다음, 실시예 1-7 및 비교예 1-4에 따른 분체도료 조성물을 상기 스틸 표면에 정전 스프레이법으로 도막 두께가 약 350 ㎛가 되도록 도장하여 시편을 제작하였다. 이후, 시편을 95℃의 워터베쓰에 침적하고 28일 후 꺼내어 부착력을 평가하였다. 부착력은 꺼내어진 시편을 1시간 동안 상온으로 식힌 후 가로 15 ㎜, 세로 30 ㎜의 직사각형 모양을 칼로 소지가 노출될 때까지 긁고, 소지노출 부위를 중심으로 칼을 도막과 소지 사이에 밀어 넣어 지레의 원리로 부착성을 측정한 후 박리면적 등에 따른 레이팅(Rating)을 구하였다.In order to prepare a specimen for the boiling water resistance test, a 100 mm (width) × 100 mm (length) × 6 mm (thick) steel was prepared and subjected to grit blasting surface treatment. The surface-treated steel was preheated to 230°C, and then the powder coating composition according to Examples 1-7 and Comparative Example 1-4 was coated on the steel surface to have a coating thickness of about 350 μm by electrostatic spraying. Was produced. Thereafter, the specimen was immersed in a water bath at 95° C. and taken out after 28 days to evaluate adhesion. For adhesion, after cooling the removed specimen at room temperature for 1 hour, scrape a rectangular shape of 15 mm in width and 30 mm in length with a knife until the material is exposed, and push the knife between the coating film and the material around the exposed part of the material. After measuring the adhesiveness by the principle, the rating was calculated according to the peeling area.

레이팅 1, 2, 3, 4, 5로 구분되며, 레이팅 1은 도막의 박리가 전혀 되지 않을 경우, 레이팅 2는 도막의 박리가 50% 이내일 경우, 레이팅 3은 도막의 박리가 50% 이상일 경우, 레이팅 4는 도막이 큰 조각으로 쉽게 박리될 경우, 레이팅 5는 도막이 한번에 쉽게 한 조각으로 박리될 경우를 말한다.It is divided into ratings 1, 2, 3, 4, 5, and Rating 1 is when the peeling of the coating film is not at all, Rating 2 is when the peeling of the coating is within 50%, and Rating 3 is when the peeling of the coating is 50% or more , Rating 4 refers to a case where the coating film is easily peeled into large pieces, and Rating 5 is a case where the coating film is easily peeled into one piece at a time.

부착성(Pull-off test)Adhesiveness (Pull-off test)

도장된 시편에 열을 가하여 180℃로 유지한 상태에서 부착성 테스트를 진행하였다. ASTM D4541 규격에 준하여, 시편에 Dolly를 접착시킨 후 압력을 가해 도막이 떨어질 때의 압력을 측정하였다.The adhesion test was performed while maintaining the temperature at 180°C by applying heat to the coated specimen. According to ASTM D4541 standard, after bonding Dolly to the specimen, pressure was applied to measure the pressure when the coating film fell.

내화학성 평가(EIS)Chemical resistance evaluation (EIS)

도장된 시편을 95℃, 28일 동안 물에 침적시킨 후, EIS(Electro Impedance Spectroscopy)를 이용하여 측정하였다.The coated specimen was immersed in water at 95° C. for 28 days, and then measured using EIS (Electro Impedance Spectroscopy).

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상기 표 3 및 4의 결과로부터, 수지 성분으로 불소 함유 에폭시 수지 및 고무 변성 에폭시 수지를 도입한 본 발명에 따른 실시예 1-7의 분체도료 조성물은 180℃ 이상의 유리전이온도를 나타내는 동시에, 내굴곡성, 내비등수성, 내음극박리성 등 측정한 모두 물성이 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다. 반면, 불소 함유 에폭시 수지만을 포함하는 비교예 1-2의 분체도료 조성물은 200℃ 이상의 높은 유리전이온도를 구현할 수 있었으나, 굴곡성, 내음극박리성, 내비등수성 및 부착성이 열악한 것으로 나타났다. 불소 함유 에폭시 수지 대신 에폭시 수지를 포함하는 비교예 3의 분체도료 조성물은 굴곡성 및 내비등수성은 양호하였으나, 유리전이온도, 내음극박리성 및 부착성 항목에서 열악한 물성을 나타냈다. 불소 함유 에폭시 수지 대신 고무 변성 에폭시 수지만을 포함하는 비교예 4의 분체도료 조성물은 굴곡성을 제외한 모든 평가 항목에서 열악한 물성을 나타냈다.From the results of Tables 3 and 4, the powder coating composition of Examples 1-7 according to the present invention, in which a fluorine-containing epoxy resin and a rubber-modified epoxy resin were introduced as resin components, exhibited a glass transition temperature of 180°C or higher, and at the same time, bending resistance. , It was confirmed that all of the measured properties such as boiling water resistance and negative electrode peeling resistance were excellent. On the other hand, the powder coating composition of Comparative Example 1-2 containing only a fluorine-containing epoxy resin was able to achieve a high glass transition temperature of 200°C or higher, but it was found to have poor flexibility, negative electrode peeling resistance, boiling water resistance, and adhesion. The powder coating composition of Comparative Example 3 containing an epoxy resin instead of a fluorine-containing epoxy resin had good flexibility and boiling water resistance, but exhibited poor physical properties in terms of glass transition temperature, negative electrode peeling resistance, and adhesion. The powder coating composition of Comparative Example 4 containing only a rubber-modified epoxy resin instead of a fluorine-containing epoxy resin exhibited poor physical properties in all evaluation items except for flexibility.

Claims (5)

불소 함유 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하고,
상기 불소 함유 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 600 g/eq이고, 불소 함유량이 10 내지 10,000 ppm인 분체도료 조성물.
Including a fluorine-containing epoxy resin, a rubber-modified epoxy resin and a curing agent,
The fluorine-containing epoxy resin has an epoxy equivalent of 200 to 600 g/eq, and a fluorine content of 10 to 10,000 ppm.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 고무 변성 에폭시 수지는 800 내지 1,500 g/eq의 에폭시 당량을 갖는 분체도료 조성물.The powder coating composition of claim 1, wherein the rubber-modified epoxy resin has an epoxy equivalent of 800 to 1,500 g/eq. 제1항에 있어서, 상기 고무 변성 에폭시 수지는 카르복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지, 아민 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile) 변성 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물인 분체도료 조성물.According to claim 1, The rubber-modified epoxy resin is a carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile (Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile) modified epoxy resin, amine-terminated butadiene acrylonitrile (Amine Terminated Butadiene Acrylonitrile) modified epoxy resin or a mixture thereof powder Paint composition. 제1항에 있어서, 분체도료 조성물의 총량을 기준으로, 불소 함유 에폭시 수지 40 내지 70 중량%, 고무 변성 에폭시 수지 15 내지 40 중량% 및 경화제 0.1 내지 20 중량%를 포함하는 분체도료 조성물.The powder coating composition according to claim 1, comprising 40 to 70% by weight of a fluorine-containing epoxy resin, 15 to 40% by weight of a rubber-modified epoxy resin, and 0.1 to 20% by weight of a curing agent based on the total amount of the powder coating composition.
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