KR102310558B1 - 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료 - Google Patents

기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 주제부 및 상기 주제부와 혼합되어 사용되는 경화제부를 포함하고, 상기 주제부는 에폭시수지, 색상안료, 체질안료, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 및 제1 첨가제를 포함하며, 상기 경화제부는 지환족 아민, 지방족 아민, 폴리아마이드, 페날카민, 경화촉진제, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 및 제2 첨가제를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 변성 에폭시수지에 기능성 무기재료와 페날카민(Phenalkamine)이 첨가되어 제조됨으로써 내수성, 내염수성, 내화학성, 내용제성, 내마모성, 내스크래치성 등 내식성이 우수한 도막을 형성할 수 있고 부착력이 우수하며 일반 에폭시수지에 비해 인장강도, 굴곡강도, 내충격성 등 물성이 우수하고 저온경화성능이 우수하다.

Description

기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료{LOW TEMPERATURE CURABLE MODIFIED EPOXY RESIN PAINT CONTAINING FUNCTIONAL INORGANIC MATERIALS}
본 발명은 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변성 에폭시수지에 기능성 무기재료와 페날카민(Phenalkamine)을 첨가하여 도료를 제조함으로써 내수성, 내염수성, 내화학성, 내용제성, 내마모성, 내스크래치성 등 내식성이 우수한 도막을 형성할 수 있고 부착력이 우수하며 일반 에폭시수지에 비해 인장강도, 굴곡강도, 내충격성 등 물성이 우수하고 저온경화성능이 우수한 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 관한 것이다.
에폭시 수지는 일반적으로 고 내식성, 고 내화학성의 특성을 갖고 있어 선박 도료, 중방식 도료 및 산업 전반에 가장 광범위하게 사용되는 수지이다.
일반적으로 비스페놀 A에 에피클로로하이드린의 중축합 반응을 통하여 액상 BPA 에폭시 수지를 제조하여 많이 사용되며, 비스페놀 A와 ECH(Epichloro Hydrin)의 몰비를 조절하여 분자량 및 에폭시 당량에 따른 제품의 용도에 맞게 사용된다.
하지만 일반적인 에폭시 수지의 경우 점도가 상온 25℃에서 13,000cps로 선박 도료 및 중방식 도료 제조시에 다량의 자이렌 및 알코올류 등의 휘발성 유기 용제가 사용되며, 이로 기인하여 대기 환경 오염 및 작업자 인체에 유해한 결과를 초래한다.
또한, 이러한 액상 에폭시 수지의 경우 도료로 제조되어 에폭시 경화제와 경화 반응 후 생성된 도막이 취성을 가져 외부의 충격에 의해 도막의 균열을 야기하며 외부 환경에 피도착물이 도출되어 선박 및 철 구조물 등에 부식 등의 큰 결함을 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 비스페놀 A의 추가 중합 반응을 통해 분자량 및 에폭시 당량을 상승시킨 제품을 사용해야만 한다.
그러나 이러한 경우 분자량 상승에 따른 점도 상승으로 액상 제품이 반 고상 및 고상으로 전이되어 더 많은 양의 휘발성 유기 화합물인 유기 용제가 사용되어야 하며, 더욱이 분자량 상승에 따른 에폭시 수지의 경화제로 사용되는 폴리 아마이드 또는 펜알카민 등과의 상용성이 문제가 야기되며 이런 경우 도막의 경화 불량 및 부착력 불량 등의 문제를 초래하게 된다.
또한, 최근 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds; VOC)사용 규제에 따른 휘발성 유기 용제의 사용량이 규제되고 있는 실정이어서 이러한 문제를 해결할 수 있는 도료용 수지의 연구가 시급한 실정이다.
국내등록특허 제10-1556706호(2015년 09월 23일 등록) 국내등록특허 제10-0768906호(2007년 10월 15일 등록) 국내등록특허 제10-1011337호(2011년 01월 20일 등록)
본 발명은 변성 에폭시수지에 기능성 무기재료와 페날카민(Phenalkamine)을 첨가하여 도료를 제조함으로써 내수성, 내염수성, 내화학성, 내용제성, 내마모성, 내스크래치성 등 내식성이 우수한 도막을 형성할 수 있고 부착력이 우수하며 일반 에폭시수지에 비해 인장강도, 굴곡강도, 내충격성 등 물성이 우수하고 저온경화성능이 우수한 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 1회에 도막 두께 500㎛ 이상 후막 도장이 가능하고 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOC)을 함유하지 않아 환경 친화적이며 용제의 휘발에 따른 환경 파괴, 생산설비의 오염, 인체에 대한 유해성 등의 문제가 없으며 치밀한 도막을 형성하여 구조물의 장기 내구성을 확보할 수 있는 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 상하수도, 농업용수, 콘크리트 구조물, 발전소 플랜트, 탈황 설비 및 폐수처리 시설물 등의 부식방지에 사용되고 바닥코팅제, 결로방지 도료, 내열 도료, 내마모성 및 내스크래치성 도료로 사용될 수 있는 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 주제부 및 상기 주제부와 혼합되어 사용되는 경화제부를 포함하고, 상기 주제부는 에폭시수지, 색상안료, 체질안료, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 및 제1 첨가제를 포함하며, 상기 경화제부는 지환족 아민, 지방족 아민, 폴리아마이드, 페날카민, 경화촉진제, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 및 제2 첨가제를 포함한다.
상기 주제부는 에폭시수지 55 내지 65 중량부, 색상안료 1 내지 5 중량부, 체질안료 20 내지 30 중량부, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 1 내지 5 중량부 및 제1 첨가제 2 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 경화제부는 지환족 아민 20 내지 30 중량부, 지방족 아민 5 내지 15 중량부, 폴리아마이드 20 내지 30 중량부, 페날카민 10 내지 20 중량부, 경화촉진제 0.5 내지 2 중량부, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 10 내지 20 중량부 및 제2 첨가제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 변성 에폭시수지에 기능성 무기재료와 페날카민(Phenalkamine)이 첨가되어 제조됨으로써 내수성, 내염수성, 내화학성, 내용제성, 내마모성, 내스크래치성 등 내식성이 우수한 도막을 형성할 수 있고 부착력이 우수하며 일반 에폭시수지에 비해 인장강도, 굴곡강도, 내충격성 등 물성이 우수하고 저온경화성능이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 1회에 도막 두께 500㎛ 이상 후막 도장이 가능하고 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOC)을 함유하지 않아 환경 친화적이며 용제의 휘발에 따른 환경 파괴, 생산설비의 오염, 인체에 대한 유해성 등의 문제가 없으며 치밀한 도막을 형성하여 구조물의 장기 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 상하수도, 농업용수, 콘크리트 구조물, 발전소 플랜트, 탈황 설비 및 폐수처리 시설물 등의 부식방지에 사용되고 바닥코팅제, 결로방지 도료, 내열 도료, 내마모성 및 내스크래치성 도료로 사용될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용하여 부착력시험을 수행하는 시험편을 보여주는 사진이다.
도 2는 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용하여 염수분무시험을 수행하는 시험편을 보여주는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 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 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료는 주제부 및 상기 주제부와 혼합되어 사용되는 경화제부를 포함한다.
상기 주제부는 에폭시수지, 색상안료, 체질안료, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 및 제1 첨가제를 포함한다.
또한, 상기 주제부는 에폭시수지 55 내지 65 중량부, 색상안료 1 내지 5 중량부, 체질안료 20 내지 30 중량부, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 1 내지 5 중량부 및 제1 첨가제 2 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 에폭시수지는 공업적으로 폭넓은 용도로 사용되고 있는데, 본 발명에서 상기 에폭시수지로는 비스페놀 F형 에폭시수지가 사용될 수 있다.
상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 분자 가운데 CH3 대신에 H가 있는 수지로서, 비스페놀 A형에 비해 저점도이며 가소성이 우수하며 고반응성이다. 전기전자재료로 내열성 및 기계적 물성이 좋게 하기 위하여 필러의 고충진화가 지향되면서 저점도 에폭시수지가 개시되고 있는데, 상기 저점도 에폭시수지로서는 비스페놀 F형 에폭시수지가 널리 알려져 있다.
일반적으로 에폭시수지로서 비스페놀 A형 에폭시수지가 널리 알려져 있고, 고형 에폭시수지로서는 비스페놀 A형 에폭시수지를 축합반응을 하여 분자량을 증대시킨 것이 사용되고 있으나, 비스페놀 A형 고분자 에폭시수지는 블록킹을 초래하는 경우가 있다.
이러한 이유로 노블락형 고형 에폭시수지를 넓게 사용되고 있지만, 이러한 고분자량수지는 점도가 높고, 유동성, 평활성이 좋지 않은 결점이 있다. 이외에도 테트라메틸비페놀의 디글리시딜 에테르, 트리글리시딜 이소시아누레이트 등이 제안되지만, 이들 모두 보존안정성이 우수한 반면, 경화물의 탄성율이 높고 유연성이 결여되어 있다.
상기 색상안료는 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 포함되어 특정한 색상을 내기 위해 포함되는 것으로, 예를 들어, 상기 색상안료로는 이산화티타늄, 카본블랙 또는 시아닌 그린 중에서 선택된 어느 하나 이상의 무기안료가 사용될 수 있다.
상기 체질안료는 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료로 생성되는 도막의 기계적 특성을 강화하기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 체질안료로는 탄산칼슘, 산화칼슘, 마이카, 견운모, 운모, 탈크, 황산바륨 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide; MoS2)은 그래핀과 유사한 층상구조를 가지는 전이금속 칼코게나이트 물질 중 하나로 벌크물질일 경우 약 13eV의 간접형 띠틈(indirect bandgap)을 가지지만 나노 두께의 박막으로 얇아지면 18 eV의 직접형 띠틈(direct bandgap)을 가지는 것으로 알려져 있다.
상기 이황화몰리브덴(MoS2)은 전이금속 디칼코게나이드 화합물(Transition Metal Dichalcogenides,TMDs)로서 결정은 그래핀(Graphene)과 같이 반데르발스 인력에 의해 서로 결합된 단일층으로 형성되고, 최근 Flexible Display를 구현하기 위한 연성을 갖는 신소재 물질로 Oxide TFT, Graphene TFT를 대체하여 적용될 수 있는 물질로 각광받고 있다.
상기 제1 첨가제는 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 구성하는 주제부에 포함되어 주제부의 물성을 안정화시키기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제1 첨가제로는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 제1 첨가제를 구성하는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제 등의 구성은 공지의 구성이고, 이외에도 주제부의 물성을 안정화시킬 수 있는 당해 기술분야에서 공지된 다양한 첨가제가 포함될 수 있는바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 경화제부는 지환족 아민, 지방족 아민, 폴리아마이드, 페날카민, 경화촉진제, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 및 제2 첨가제를 포함하는데, 본 발명에서 상기 주제부 및 경화제부는 1 : 0.5~1.0 중량부의 중량 비율로 혼합되어 사용될 수 있다.
또한, 상기 경화제부는 지환족 아민 20 내지 30 중량부, 지방족 아민 5 내지 15 중량부, 폴리아마이드 20 내지 30 중량부, 페날카민 10 내지 20 중량부, 경화촉진제 0.5 내지 2 중량부, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 10 내지 20 중량부 및 제2 첨가제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 지환족 아민은 경화제로 작용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 지환족 아민으로는 이소포론디아민, 멘탄디아민, N-아미노에틸피페라진, 3,9-비스(3-아미노프로필) 2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸 어덕트, 비스(4-아미노-3-메틸시클로헥실)메탄 및 비스(4-아미노시클로헥실)메탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 지방족 아민은 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 이미노비스프로필아민, 비스(헥사메틸렌)트리아민, 1,3,6-트리스아미노메틸헥산, 폴리메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민 및 폴리에테르디아민으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 폴리아마이드는 에폭시수지 경화제로 사용되며, 상기 폴리아마이드는 부착성, 내수성 및 내충격성이 우수하다. 상기 폴리아마이드는 다가의 지방산과, 디아민 또는 폴리아민의 축합 반응을 통해 수득될 수 있는데, 예를 들어, 상기 폴리아마이드는 아민가가 100~400mgKOH/g이고 25℃에서의 점도는 300~5,000cps인 것이 바람직하다.
상기 페날카민(Phenalkamine)은 캐슈너트 쉘 액체(CNSL)에서 합성될 수 있고, 폴리아마이드(저 독성, 우수한 유연성 및 내화학성)의 특성과 지방족 아민(빠른 경화, 우수한 내화학성)의 특성을 동시에 갖는다.
또한, 상기 페날카민은 저온에서 뛰어난 경화 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성 때문에 페날카민은 해양, 산업 유지 보수 및 토목공학 응용 분야에서 널리 사용되고 있다.
또한, 상기 페날카민은 저온에서의 경화 특성(35"F), 비임계 혼합비(넓은 범위의 혼합비), 우수한 내수성, 유연성 및 다양한 유형의 에폭시 수지와의 우수한 혼화성(호환성), 불충분한 표면처리면에 대해서도 우수한 접착력을 가지며, 거의 모든 에폭시 도장에 적합한 경화제로서 기능할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 페닐카민(Phenalkamine)은 속건형이며 저온 경화성이 우수하고 습도가 높은 상황에서 우수한 성능을 발휘하는데, 상기 페날카민을 포함하는 경화제의 가장 큰 장점은 뛰어난 저온 경화 성능을 갖는다는 것이다.
예를 들어, 동절기에 에폭시 도료를 도장할 때 발생하는 가장 큰 문제점으로 느린 경화로 인한 후속 공정 지연 및 도막 품질 저하를 들 수 있는데(저온에서 에폭시의 경화가 장기간 지연되면 주제와 경화제가 반응하지 않은 상태로 엉기게 되고 이것은 시간이 지나도 반응하지 않는다), 본 발명에서는 페날카민을 함유하는 경화제를 사용함으로써 이러한 현상들을 개선할 수 있다.
또한, 상기 페날카민을 포함하는 경화제는 도장 초기의 수분에 강하다는 장점을 갖는데, 상기 폐날카민 분자 특유의 소수성(Hydorphobic)은 물 분자와의 접촉에 의한 영향을 최소화하여 약간의 수분이 잔존하는 소재 위에도 도장이 가능하게 된다.
바람직하게는, 본 발명에서 상기 페날카민은 아민가 120~600mgKOH/g, 점도 500~10,000cps(25℃)를 갖는 것을 사용할 수 있다.
상기 경화촉진제로는 에폭시수지의 경화제 성분에 사용되는 일반적인 경화촉진제를 사용하는 것도 가능하지만, 바람직하게는 2,4,6-트리스((메틸아미노)메틸)페놀을 사용할 수 있다. 상기 2,4,6-트리스((메틸아미노)메틸)페놀을 경화촉진제로 사용하게 되면, 가사시간의 조절 및 원하는 기계적 물성을 얻는데 유리하게 된다.
상기 지르코늄옥사이드(ZrO2)는 산과 알칼리에서도 거의 녹지 않고, 고온의 물속에서의 내식성은 다른 금속에 비해 월등히 우수하고, 기계적 특성 및 열전도도가 기존의 스테인레스 스틸계 및 티타늄계 소재와 유사한 특징이 있다.
즉, 상기 지르코늄옥사이드(ZrO2)는 파인 세라믹스의 한 종류로서 하얀 결정질의 산화물로, 이것은 금속에 가장 가까운 세라믹 소재로서 우수한 기계적 성질로 인해 금속류의 단점을 보완하여 대체할 수 있는 소재이다. 또한, 밀도가 높고 열팽창률이 금속에 가까워서 금속과의 접합이 가능한 장점이 있다.
이에 따라, 지르코늄은 핸드폰, 보철재료, 합성섬유, 석유화학 공업용 부품에 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라, 중성자 흡수 단면적이 작은 특징이 있기 때문에 원자로 부품으로 활용도가 높다.
상기 제2 첨가제는 충진제는 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 구성하는 경화제부에 포함되어 경화제부의 물성을 안정화시키기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제2 첨가제로는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 제2 첨가제를 구성하는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제 등의 구성은 공지의 구성이고, 이외에도 경화제부의 물성을 안정화시킬 수 있는 당해 기술분야에서 공지된 다양한 첨가제가 포함될 수 있는바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료에 대한 실시예 및 비교예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
주제부 및 경화제부를 1:0.8의 중량 비율로 혼합하여 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료를 제조하였다.
이때, 상기 주제부는 비스페놀 F형 에폭시수지 60 중량부, 색상안료 3 중량부, 체질안료 25 중량부, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 3 중량부 및 분산제로 구성된 제1 첨가제 3.5 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되었다.
또한, 상기 경화제부는 지환족 아민 25 중량부, 지방족 아민 10 중량부, 폴리아마이드 25 중량부, 페날카민 15 중량부, 경화촉진제 1.3 중량부, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 15 중량부 및 분산제로 구성된 제2 첨가제 3 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되었다.
< 비교예 >
시중에 판매되고 있는 일반 에폭시수지도료(D사 제조)를 준비한 후 이를 비교예에 따른 에폭시수지도료로 사용하였다.
1. 부착력 및 염수분무시험 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료의 부착력시험 및 염수분무시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용하여 부착력시험을 수행하는 시험편을 보여주는 사진이고, 도 2는 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용하여 염수분무시험을 수행하는 시험편을 보여주는 사진이다.
상기 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용한 부착력시험은 ASTM D-4541, Pull-off adhesion Test / Dolly Test로 수행하였고, 상기 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료를 이용한 염수분무시험은 KS D-9502, Salt Spray Test / 3,000시간 경과 후로 수행하였다.
구분 실시예 비교예
부착력(MPa) 20 이상(접착제 탈락) 12~15(소지면 탈락)
염수분무시험(시간) 3,000(양호) 2,000(양호)
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따른 에폭시수지도료는 부착력 및 염수분무가 우수한 것을 확인할 수 있다.
2. 물성 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료의 인장강도, 굴곡강도, 저온경화성능 등의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
인장강도(MPa) 58.6 44.0
굴곡강도(MPa) 83.5 62.4
내충격성(500g×1/2inch×50cm) 이상없음 미세크랙발생
연필경도 4H 이상 3H
수증기 투과율(g/m2·24hr) 0.03 0.07
내마모성(mg) 35 87
저온경화성능(0℃, 고화건조시간) 26hrs 60hrs
상기 [표 2]를 참조하면, 실시예에 따른 에폭시수지도료는 일반에폭시수지도료(비교예)에 비해 인장강도, 굴곡강도, 내충격성, 내마모성, 저온경화성능 등의 물성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
3. 저온경화성능 시험
상기 실시예 및 비교예에 따른 에폭시수지도료의 온도별 건조시간을 측정하여 저온경화성능을 시험하였고, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
온도
(℃)		 실시예 비교예
지촉건조(시간) 고화건조(시간) 지촉건조(시간) 고화건조(시간)
0℃ 8.0 26.0 15.0 60.0
5℃ 4.5 15.0 7.0 28.0
25℃ 1.5 5.5 2.1 10.0
40℃ 0.7 1.3 1.3 4.5
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따른 에폭시수지도료는 비교예에 따른 에폭시수지도료와 비교하여 저온경화성능(0℃, 고화건조시간)이 26시간(hrs)으로 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예에 따른 에폭시수지도료를 사용하는 경우, 작업 시간이 1/2 이상 단축될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (3)

  1. 주제부 및 상기 주제부와 혼합되어 사용되는 경화제부를 포함하고,
    상기 주제부는 에폭시수지, 색상안료, 체질안료, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 및 제1 첨가제를 포함하며,
    상기 경화제부는 지환족 아민, 지방족 아민, 폴리아마이드, 페날카민, 경화촉진제, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 및 제2 첨가제를 포함하고,
    상기 주제부 및 경화제부는 1 : 0.5~1.0 중량부의 중량 비율로 혼합되어 사용되되,
    상기 주제부는 에폭시수지 55 내지 65 중량부, 색상안료 1 내지 5 중량부, 체질안료 20 내지 30 중량부, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide) 1 내지 5 중량부 및 제1 첨가제 2 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함되고,
    상기 에폭시수지는 비스페놀 F형 에폭시수지가 사용되고, 상기 색상안료는 이산화티타늄, 카본블랙 또는 시아닌 그린 중에서 선택된 어느 하나 이상의 무기안료가 사용되며, 상기 체질안료는 탄산칼슘, 산화칼슘, 마이카, 견운모, 운모, 탈크, 황산바륨 및 실리카로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 제1 첨가제는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며,
    상기 경화제부는 지환족 아민 20 내지 30 중량부, 지방족 아민 5 내지 15 중량부, 폴리아마이드 20 내지 30 중량부, 페날카민 10 내지 20 중량부, 경화촉진제 0.5 내지 2 중량부, 지르코늄옥사이드(ZrO2) 10 내지 20 중량부 및 제2 첨가제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함되고,
    상기 지환족 아민은 이소포론디아민, 멘탄디아민, N-아미노에틸피페라진, 3,9-비스(3-아미노프로필) 2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸 어덕트, 비스(4-아미노-3-메틸시클로헥실)메탄 및 비스(4-아미노시클로헥실)메탄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 지방족 아민은 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 이미노비스프로필아민, 비스(헥사메틸렌)트리아민, 1,3,6-트리스아미노메틸헥산, 폴리메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민 및 폴리에테르디아민으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 폴리아마이드는 아민가가 100~400mgKOH/g이고 25℃에서의 점도는 300~5,000cps이며, 상기 페날카민은 아민가 120~600mgKOH/g이고 25℃에서의 점도는 500~10,000cps이며, 상기 경화촉진제는 2,4,6-트리스((메틸아미노)메틸)페놀이 사용되고, 상기 제2 첨가제는 커플링에이전트, 분산제, 소포·탈포제, 레벨링제, 침강방지제 및 흐름방지제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 기능성 무기재료 함유 저온 경화형 변성 에폭시수지도료.
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