KR102322661B1 - 수용성 피씨엠 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내식성, 부착성 및 굴곡성이 우수하고, 친환경적인 수용성 PCM용 도료 조성물 및 이를 적용한 PCM 강판을 제공한다.

Description

수용성 피씨엠 도료 조성물{Aqueous PCM Coating Composition}
본 발명은 내식성, 부착성 및 굴곡성이 우수하고, 친환경적인 수용성 피씨엠(PCM: Pre-Coated Metal)용 도료 조성물 및 이를 적용한 PCM 강판을 제공한다.
PCM용 도료는 코일 코팅(Coil coating)용 도료라고도 하며, 표면이 균일한 강판 위에 롤(Roll)을 사용하여 도장되어 도장 속도가 매우 빠르고 균일한 도막을 형성할 수 있어서, 균일한 품질의 제품을 대량 생산하기에 적합하다.
기존의 PCM용 도료는 휘발성이 강한 유기용제를 다량 함유하고 있어 도료 제조나 도장 작업 환경이 열악하다는 문제가 있다. 이와 함께 대기 환경 오염을 방지하기 위하여 휘발성 유기화합물(VOC: Volatile Organic Compound)에 관한 규제가 점차 강화되고 있어, 환경 친화적인 PCM용 도료를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
일례로, 한국 등록특허 제10-1257076호는 폴리에테르-이미드 분자결합 구조체를 갖는 바인더 및 폴리에스테르-이미드 분자구조 결합체를 갖는 올리고머를 포함하는, 휘발성 유기화합물(VOC)을 사용하지 않는 무용제 타입의 PCM 도료 조성물을 개시하고 있다. 그러나 상기 도료 조성물은 내식성 및 부착성 등, 도료 조성물에 요구되는 기본 물성이 열악하다는 한계가 있어, 친환경적인 동시에 도료 조성물의 기본 물성을 유지할 수 있는 PCM용 도료 조성물에 대한 요구가 계속되고 있는 실정이다.
본 발명은 내식성, 부착성 및 굴곡성이 우수하고, 친환경적인 수용성 PCM용 도료 조성물 및 이를 적용한 PCM 강판을 제공한다.
본 발명은 폴리에스테르 수지 및 멜라민 수지를 포함하는 수용성 PCM용 도료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 강판 및 상기 강판의 표면 상에 형성된 도막층을 포함하고, 상기 도막층은 전술한 수용성 PCM용 도료 조성물의 경화물인 PCM 강판을 제공한다.
본 발명은 내식성, 부착성 및 굴곡성이 우수한 PCM용 도료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 PCM용 도료 조성물은 유기 용제 대신 물을 용제로 사용하여 휘발성 유기 화합물의 함량을 감소시킴으로써 친환경성을 확보할 수 있다. 본 발명에 따른 PCM용 도료 조성물은 강판(예컨대 가전용 칼라 강판)에 적용 가능하며, 하도로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 PCM용 도료 조성물이 적용된 PCM 강판은 우수한 외관 특성 및 내구성을 갖는다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 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.
<도료 조성물>
본 발명에 따른 수용성 PCM용 도료 조성물은 폴리에스테르 수지 및 멜라민 수지를 포함한다. 본 발명의 도료 조성물은 필요에 따라 중화제, 방청 안료, 유색 안료, 용제 및 도료 분야에서 통상적으로 사용하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
폴리에스테르 수지
본 발명에 따른 도료 조성물은 주(主) 수지로서 폴리에스테르 수지를 포함한다. 폴리에스테르 수지는 경화제와 반응하여 도막을 형성하고, 광택을 부여하며, 도막의 기본 물성과 내식성, 가공성, 내약품성, 경도 및 부착성 등을 확보하는 역할을 한다.
상기 폴리에스테르 수지는 알코올 모노머 및 산 모노머를 용매 하에서 중합하여 제조된 것일 수 있다.
상기 알코올 모노머로는 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 1,2-부틸렌글리콜(1,2-Butylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 트리메틸올프로판(Trimethylol propane), 글리세롤(Glycerol), 에톡시화된 비스페놀 에이(Ethoxylated BPA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 알코올 모노머는 폴리에스테르 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 20 내지 45 중량% 포함될 수 있다.
본 발명에서, 상기 알코올 모노머는 벤젠링(benzene ring)을 갖는 알코올 모노머를 포함할 수 있다. 상기 벤젠링을 갖는 알코올 모노머는 알코올 모노머의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 예를 들어 20 내지 40 중량% 포함될 수 있다. 벤젠링을 갖는 알코올 모노머의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 우수한 가공성 및 내약품성을 확보할 수 있다.
상기 산 모노머로는 이소프탈산(Isophthalic acid), 무수프탈산(Phthalic anhydride), 아디픽산(Adipic acid), 세바식산(Sebacic acid), 석신산(succinic acid), 테레프탈산(terephthalic acid), 트리멜리트산 무수물(Trimellitic anhydride), 트리카르복실산 무수물(tricarboxylic acid anhydride), 벤젠트리카르복실산 무수물(benzenetricarboxylic acid anhydride), 나프탈렌 트리카르복실산 무수물(naphthalene tricarboxylic acid anhydride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 산 모노머는 폴리에스테르 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 50 중량% 포함될 수 있다.
상기 용매로는 톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 탄화수소계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 에틸프로필케톤과 같은 케톤계 용제, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, n-프로필아세테이트, n-부틸아세테이트, 에틸에톡시프로피오네이트 등과 같은 에스테르계 용제 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 예를 들어 부틸 셀로솔브, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르, 프로필렌 글리콜 n-프로필에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸에테르 등의 친수성 용제를 사용할 수 있다.
상기 용매는 폴리에스테르 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30 중량% 포함될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 방법으로 제조될 수 있다. 일례로, 알코올 모노머와 산 모노머를 반응기에 투입한 후, 230 ℃까지 서서히 승온하여 반응시킨다. 소정의 산가(예컨대 5 mgKOH/g 이하)가 되면 반응기를 160 ℃ 이하로 냉각한 후, 무수산을 추가하여 산가를 소정의 범위(예컨대 15 내지 25 mgKOH/g)로 조정한다. 반응 완료 후, 용제로 희석하여 수용화가 가능한 폴리에스테르 수지를 얻을 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 수평균분자량은 500 내지 8,000 g/mol, 예를 들어 1,000 내지 4,000 g/mol이고, 수산기가는 20 내지 150 mgKOH/g, 예를 들어 30 내지 80 mgKOH/g이고, 산가는 10 내지 30 mgKOH/g, 예를 들어 15 내지 25 mgKOH/g이고, 유리전이온도는 20 내지 60 ℃, 예를 들어 30 내지 45 ℃일 수 있다. 폴리에스테르 수지의 수평균분자량, 수산기가, 산가 및 유리전이온도의 범위가 전술한 범위를 만족하는 경우, 형성된 도막이 우수한 내식성, 내후성 및 경도를 나타낼 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 15 내지 65 중량%, 예를 들어 25 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 기본 물성이 양호하며, 우수한 내식성, 내약품성 및 외관 특성을 발현하고, 다른 기재층과의 부착성을 개선할 수 있다.
멜라민 수지
본 발명에 따른 도료 조성물에서, 멜라민 수지는 전술한 폴리에스테르 수지를 경화시켜 안정한 도막을 형성하는 경화제(가교제) 역할을 한다.
본 발명에서 사용 가능한 멜라민 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 메톡시 멜라민 수지, 부톡시 멜라민 수지, 이미노 멜라민 수지, 부톡시/메톡시 혼합형 멜라민 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 메톡시 멜라민 수지로는 CYMEL-303, CYMEL-327, CYMEL-370(CYTEC社), BE-370, BE-3717(BIP社), RESIMINE AQ-717, RESIMINE AQ-730, RESIMINE AQ-747, RESIMINE AQ-7550(SOLUTIA社), 부톡시 멜라민 수지로는 RESIMINE-750, RESIMINE-7512(SOLUTIA社), BE-630, BE-692(BIP社), 이미노 멜라민 수지로는 CYMEL-325, CYMEL-327, CYMEL-328(CYTEC社), 부톡시/메톡시 혼합형 수지로는 CYMEL-254, CYMEL-235, CYMEL-1168, CYMEL-1156, CYMEL-1170(CYTEC社), RESIMINE-751, RESIMINE-755(SOLUTIA社) 등이 있다.
상기 멜라민 수지의 수평균분자량은 200 내지 800 g/mol, 예를 들어 300 내지 450 g/mol, 점도(23 ℃ 기준)는 3,000 내지 6,000 mPas, 예를 들어 4,000 내지 5,000 mPas, 고형분 함량은 60 내지 100%, 예를 들어 80 내지 100%일 수 있다. 상기 멜라민 수지의 수평균분자량, 점도 및 고형분 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 경화도가 높아 장기 내식성 및 부착성 등이 향상될 수 있다.
상기 멜라민 수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%, 예를 들어 3 내지 10 중량%일 수 있다. 멜라민 수지의 함량이 1 중량% 미만일 경우 내용제성 및 경도가 저하될 수 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우 도막의 유연성과 상도 및 하도 도막 간의 부착성이 저하될 수 있다.
중화제
본 발명에 따른 도료 조성물은 중화제를 더 포함할 수 있다. 상기 중화제는 도료 조성물의 pH를 조절하는 역할을 한다. 상기 중화제는 본 발명의 도료 조성물의 pH를 7.0 내지 9.0, 예를 들어 8.5 내지 9.0 범위로 조절하여 도료의 수용화를 용이하게 하는 역할을 한다.
상기 중화제로는 가성소다, 소다회, 암모니아, 수산화칼륨 및 아민 중화제 중에서 선택되는 1종 이상의 알칼리 성분을 사용할 수 있다. 상기 아민 중화제로는 아민 화합물이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 트리에틸아민, 메탄올아민, 디메탄올아민, 트리메탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 디메틸프로판올아민, 페닐디에탄올아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민, 암모니아 중에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 중화제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 0.3 내지 3 중량%, 예를 들어 0.5 내지 1.5 중량%일 수 있다. 중화제의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 도료 조성물의 pH를 효과적으로 조절할 수 있다.
안료
본 발명에 따른 도료 조성물은 방청 안료를 포함할 수 있다. 방청 안료는 내식성 향상을 위해 투입되는 물질로서, 당 분야에 알려진 통상적인 방청 안료, 예컨대 비(非)크롬계 안료 등을 사용할 수 있다.
상기 비크롬계 안료의 비제한적인 예로는 징크 포스페이트, 실리케이트, 알루미늄 징크 트리포스페이트, 변성 바륨 메타보레이트, 징크 몰리브데이트, 칼슘이온 치환 실리카 등이 있으며, 전술한 성분을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다. 일례로, 상기 방청 안료는 칼슘이온 치환 실리카를 포함하는 것일 수 있다. 칼슘이온 치환 실리카는 독성이 없는 물질로서 친환경 도료 조성물에 사용될 수 있다. 상기 칼슘이온 치환 실리카로는 실덱스 C303, 실덱스 CS311(실덱스社), ECO ANTICO 301, ECO ANTICO 303(삼보정밀화학社), NOVINOX ACE 110, NOVINOX PAT 15(SNCZ社) 등을 사용할 수 있다.
상기 방청 안료의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%, 예를 들어 1 내지 15 중량%일 수 있다. 방청 안료의 함량이 1 중량% 미만일 경우 내식성을 확보하기 어려울 수 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우 가공성이나 내알칼리성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 도료 조성물 분야에서 사용되는 통상적인 유색 안료를 더 포함할 수 있으며, 일례로 상기 유색 안료는 티타늄 디옥사이드를 포함하는 것일 수 있다.
상기 유색 안료의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%, 예를 들어 3 내지 10 중량%일 수 있다. 유색 안료의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 도막의 색상 발현이 우수하고 도막의 기계적 물성, 내충격성, 부착성 등이 향상될 수 있다.
용제
본 발명에 따른 도료 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 도료 조성물은 수용성으로 용제의 대부분은 물로 구성될 수 있으며, 물이 주용제로 사용됨으로써 친환경적인 수용성 도료를 제공할 수 있다. 물로는 탈이온수 또는 순수 등을 사용할 수 있다. 상기 용제는 물과 함께 유기용제를 더 포함할 수 있다.
상기 유기용제는 용해력 및 안정성이 우수하며, 주 반응을 방해하지 않는 한 특별한 제한 없이 사용 가능하며, 예를 들어 방향족 탄화수소계, 에스테르계 용제, 에테르계 용제, 알코올계 용제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 사용 가능한 유기용제의 비제한적인 예를 들면 사이클로헥사논, 자일렌, 톨루엔, 셀로솔브 아세테이트, 메틸에틸케톤, 디베이직에스터, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트, 3-메톡시 부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에테르, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 아밀알콜, 부틸 카비톨, 파라핀 오일 또는 이들의 혼합 용제 등이 있다.
본 발명에서, 상기 용제의 함량은 도료 조성물의 총 중량을 만족시키는 잔량일 수 있으며, 예를 들어 도료 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 용제의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우 작업성이 개선되고 도막의 우수한 물성을 발휘할 수 있다.
첨가제
본 발명에 따른 도료 조성물은 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 도료 조성물 분야에서 사용되는 통상적인 첨가제를 더 포함할 수 있다.
사용 가능한 첨가제의 비제한적인 예로는, 분산제, 레벨링제, 부착 증진제, 광안정제, 표면조정제, 소포제, 계면활성제, 유연제, 증점제, 내후성 첨가제, 건조제, 외관 조절제, 흡습제, 소광제, 커플링제, 침강 방지제, 경화 촉진제 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다.
분산제는 조성물을 구성하는 각 재료들을 분산시키고 거리 유지를 통해 재응집을 막아 도막의 균일한 물성을 발현하도록 하는 역할을 한다. 상기 분산제로는 당 분야에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 일례로, 고분자량의 블록 공중합체 타입의 분산제 등을 사용할 수 있다.
레벨링제는 수용성 도료의 표면장력을 낮추고 레벨링을 개선하는 목적으로 사용된다. 상기 레벨링제로는 당 분야에 알려진 통상적인 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로, BYK-381, BYKETOL-AQ, BYK-3455, BYK-348, BYK-349(BYK-Chemie社) 등을 사용할 수 있다.
침강 방지제는 재료들의 침강을 막아 도막이 균일한 성상으로 형성하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 당 분야에 알려진 통상적인 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 인산에폭시계, 실리카, 클레이(clay) 타입의 침강 방지제 등을 사용할 수 있다.
경화 촉진제는 폴리에스테르 수지와 멜라민 수지의 경화를 촉진시킴으로써 도막의 치밀도를 개선시키는 역할을 한다. 사용 가능한 경화 촉진제로는 술폰산계 화합물이 있으며, 예를 들어 열에 의해 해리될 수 있는 물질인 아민 또는 에폭시 수지로 차폐된 형태의 술폰산 화합물을 사용할 수 있다. 비제한적인 예로는, NACURE 2107, NACURE 2500, NACURE 2547 등의 P-톨루엔 술폰산, NACURE 1323, NACURE 1419, NACURE 1557, NACURE 1953 등의 디노닐 나프탈렌 술폰산, NACURE 3483, NACURE 3327, NACURE 155, NACURE 3525 등의 디노닐 나프탈렌 디술폰산, NACURE 5225, NACURE 5414 등의 도데실 벤젠 디술폰산을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 첨가될 수 있으며, 예컨대 도료 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 외관 및 경도가 향상될 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 당 분야에 공지된 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 일례로 전술한 조성의 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 중화제, 방청 안료, 유색 안료, 용제 및 첨가제를 각각 구성한 후, 이들을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
<PCM 강판>
본 발명은 전술한 도료 조성물을 이용하여 형성된 도막층을 구비하는 PCM 강판을 제공한다.
상기 PCM 강판은 강판 및 상기 강판의 표면 상에 형성된 1층 이상의 도막층을 포함하고, 상기 1층 이상의 도막층 중 적어도 하나는 전술한 PCM용 도료 조성물을 도포한 후 경화시켜 형성된 도막층을 포함한다. 일례로, 본 발명에 따른 PCM용 도료 조성물을 적용하여 형성된 도막층은 하도층일 수 있다.
상기 강판으로는 당 분야에서 사용되는 금속판을 제한 없이 사용할 수 있다. 비제한적인 예로는, 아연 핫디핑 강철(GI), 일렉트로-아연강철(EGI), 용융아연도금강판, 합금화용융아연도금강판, 전기아연도금강판, 용융알루미늄-아연합금도금강판, 알루미늄판 등이 있다.
상기 강판 상에 형성되는 하도 도막층은 일례로 건조 도막 두께가 3 내지 10 ㎛, 다른 예로 5 ㎛ 정도일 수 있으며, 상도 도막층은 일례로 건조 도막 두께가 10 내지 20 ㎛일 수 있다. 도막층의 두께가 전술한 범위에 해당할 경우, 은폐가 확보되는 동시에 도막 결함을 최소화 할 수 있다.
본 발명에 따른 PCM 강판은 당 분야의 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 일례로 기재(Substrate)인 금속판 상에 전술한 PCM용 도료 조성물을 도장한 후 건조하는 단계로 구성될 수 있다.
PCM 도료 조성물의 도장 방법으로는 당 분야에 알려진 통상적인 도장 방법이 적용 가능하며, 일례로 커튼 도장, 롤 도장, 침지 도장, 바 도장 및 스프레이 도장 등이 적용될 수 있다. 소부 조건은 소부 금속판의 폭 및 두께, 라인 스피드 등의 조건에 따라 적절히 변경 가능하며, 일례로 PMT(peak metal temperature)가 190 내지 230 ℃인 조건에서 35 내지 40초동안 수행될 수 있다. 필요에 따라, 상기 금속판은 도장 전에 비크로메이트계 화합물로 전처리될 수 있다.
상기와 같이 제조된 PCM 강판은 우수한 내식성, 내약품성 및 부착성을 나타내므로, 가전 제품 용도로 사용될 수 있다.
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.
[실시예 1-11]
하기 표 1 및 표 2에 기재된 조성에 따라 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 중화제, 방청 안료, 유색 안료, 용제 및 첨가제를 혼합하여, 실시예 1-11의 도료 조성물을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 수지는 알코올 모노머와 산 모노머를 반응기에 투입한 후, 230 ℃까지 서서히 승온하여 반응시키고, 산가가 3 mgKOH/g이 되면 반응기를 160 ℃ 이하로 냉각한 후, 무수산을 추가하여 산가를 20 mgKOH/g으로 조정하여 제조하였다. 반응 완료 후, 프로필렌 글리콜 n-프로필에테르로 희석하여 수용화된 폴리에스테르 수지를 사용하였다. 하기 표 1 및 표 2에 따른 각 성분의 사용량 단위는 중량%이다.
[비교예 1-2]
하기 표 3에 기재된 조성에 따라 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 중화제, 방청 안료, 유색 안료, 용제 및 첨가제를 혼합하여, 비교예 1-2의 도료 조성물을 제조하였다. 상기 폴리에스테르 수지로는 실시예 1-11과 동일한 방법으로 제조된 수지를 사용하였다. 하기 표 3에 따른 각 성분의 사용량 단위는 중량%이다.
Figure 112019081558012-pat00001
Figure 112019081558012-pat00002
Figure 112019081558012-pat00003
폴리에스테르 수지 1: 에톡시화된 비스페놀 에이(BSA20, 한농화성社), 네오펜틸글리콜(NPG) 및 트리메틸올프로판(TMP)을 30:60:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,088 g/mol, 수산기가 54.4 mgKOH/g, 산가 20 mgKOH/g, 유리전이온도 33.3 ℃)
폴리에스테르 수지 2: BSA20, NPG 및 TMP를 30:60:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,043 g/mol, 수산기가 54.7 mgKOH/g, 산가 15 mgKOH/g, 유리전이온도 31.3 ℃)
폴리에스테르 수지 3: BSA20, NPG 및 TMP를 40:50:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,223 g/mol, 수산기가 50.2 mgKOH/g, 산가 20 mgKOH/g, 유리전이온도 33.4 ℃)
폴리에스테르 수지 4: BSA20, NPG 및 TMP를 30:60:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,106 g/mol, 수산기가 51.4 mgKOH/g, 산가 25 mgKOH/g, 유리전이온도 45 ℃)
폴리에스테르 수지 5: BSA20, NPG 및 TMP를 55:35:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,417 g/mol, 수산기가 44.9 mgKOH/g, 산가 20 mgKOH/g, 유리전이온도 36.1 ℃)
폴리에스테르 수지 6: BSA20, NPG 및 TMP를 7:83:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 1,764 g/mol, 수산기가 67.2 mgKOH/g, 산가 20 mgKOH/g, 유리전이온도 27.2 ℃)
폴리에스테르 수지 7: BSA20, NPG 및 TMP를 30:60:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,043 g/mol, 수산기가 62.3 mgKOH/g, 산가 7 mgKOH/g, 유리전이온도 18.9 ℃)
폴리에스테르 수지 8: BSA20, NPG 및 TMP를 30:60:10의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,141 g/mol, 수산기가 45.3 mgKOH/g, 산가 35 mgKOH/g, 유리전이온도 53.8 ℃)
폴리에스테르 수지 9: 1.6-헥산디올(1.6HD), NPG 및 TMP를 16.9:75.4:7.7 의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 2,096 g/mol, 수산기가 54.3 mgKOH/g, 산가 20 mgKOH/g, 유리전이온도 17.5 ℃)
폴리에스테르 수지 10: 1.6HD, NPG 및 TMP를 16.9:75.4:7.7의 중량비로 사용하여 제조된 수지(수평균분자량 1,600 g/mol, 수산기가 60.5 mgKOH/g, 산가 30 mgKOH/g, 유리전이온도 -3.3 ℃)
멜라민 수지 1: 수평균분자량 306.28 g/mol, 점도(23 ℃ 기준) 4,500 mPas, 고형분 90%인 멜라민 수지
멜라민 수지 2: 수평균분자량 132.34 g/mol, 점도(23 ℃ 기준) 2,800 mPas, 고형분 90%인 멜라민 수지
중화제: 디메틸에탄올아민
방청 안료: 칼슘이온 치환 실리카
유색 안료: 티타늄 디옥사이드(TiO2)
첨가제 1: 분산제(DISPERSE 752W, TEGO社)
첨가제 2: 분산제(DISPERSE 760W, TEGO社)
첨가제 3: 레벨링제(BYK-381, BYK-Chemie社)
첨가제 4: 표면 조정제(SURFYNOL 104, EVONIK社)
첨가제 5: 침강 방지제(R-972, EVONIK社)
첨가제 6: 산촉매(NACURE-X155, KING INDUSTRIES,INC社)
용제 1: 탈이온수
용제 2: 하이드로카본
용제 3: 프로필렌 글리콜 N-프로필 에테르
[실험예 - 물성 평가]
실시예 1-11 및 비교예 1-2에 따라 제조된 도료 조성물의 물성을 하기와 같이 측정한 후, 그 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타내었다.
시편 제조
각 실시예 및 비교예에 따라 제조된 도료 조성물을 사용하여 아연도금강판에 하도 두께가 5 ㎛가 되도록 도장한 후, PMT(Peak Metal Temperature) 기준으로 210 내지 216 ℃에서 경화시켰다. 그 위에 수용성 상도 도료 조성물을 사용하여 상도 두께가 20 ㎛가 되도록 도장한 후, PMT 기준으로 224 내지 232 ℃에서 경화시켜 시편을 제조하였다.
내산성
25 ℃ 조건에서 5% HCl에 시편을 침적한 후, 24시간 경과 후 표면에 블리스터 발생 유무를 평가하였다.
우수 : 이상 없음
양호 : 8 이상 Grade (ASTM D714)
미흡 : 6 이상 내지 8 미만 Grade (ASTM D714)
불량 : 6 미만 Grade (ASTM D714)
내알칼리성
25 ℃ 조건에서 5% NaOH에 시편을 침적한 후, 24시간 경과 후 표면에 블리스터 발생 유무를 평가하였다.
우수 : 이상 없음
양호 : 8 이상 Grade (ASTM D714)
미흡 : 6 이상 내지 8 미만 Grade (ASTM D714)
불량 : 6 Grade 미만 (ASTM D714)
가공성
실온에서 2T 가공하여 크랙이 발생한 정도를 평가하였다.
우수 : 크랙 없음
양호 : 점 크랙 발생
불량 : 크랙 발생
내식성
ASTM B117 규격에 의하여, 칼로 시편 중앙에 X자 흠집을 낸 후 240시간 동안 X자 흠집을 중심으로 발생한 백청 길이와 단면부에서 발생한 블리스터 발생 길이에 따라 평가하였다.
우수 : X-CUT 1mm 이하
양호 : X-CUT 1mm 초과 2mm 미만
미흡 : X-CUT 2mm 이상 3mm 미만
불량 : X-CUT 3mm 이상
Figure 112019081558012-pat00004
Figure 112019081558012-pat00005

Claims (6)

  1. 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지 및 아민 화합물인 중화제를 포함하는 도료 조성물에 있어서,
    상기 폴리에스테르 수지는 알코올 모노머 및 산 모노머를 중합하여 제조된 것이고, 상기 알코올 모노머는 알코올 모노머의 총 중량을 기준으로 벤젠링을 갖는 알코올 모노머를 20 내지 40 중량% 포함하고,
    상기 폴리에스테르 수지의 산가는 15 내지 25 mgKOH/g이고,
    도료 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 아민 화합물인 중화제를 0.3 내지 3 중량% 포함하는 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지의 수평균분자량은 500 내지 8,000 g/mol, 수산기가는 20 내지 150 mgKOH/g, 유리전이온도는 20 내지 60 ℃인 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멜라민 수지의 수평균분자량은 200 내지 800 g/mol, 점도(23 ℃ 기준)는 3,000 내지 6,000 mPas, 고형분 함량은 60 내지 100%인 도료 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 폴리에스테르 수지 15 내지 65 중량% 및 멜라민 수지 1 내지 20 중량%를 포함하는 도료 조성물.
  6. 강판 및 상기 강판의 표면 상에 형성된 1층 이상의 도막층을 포함하고, 상기 도막층 중 1개층 이상이 제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 기재된 도료 조성물로부터 형성되는 것인 PCM 강판.
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