KR102389713B1 - 농기계의 상도 도장방법 - Google Patents

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율천공업(주)
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Abstract

본 발명은 농기계의 상도 도장방법에 관한 것으로서, 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 이용하여 농기계의 상도 도장을 수행하며, 상기 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 우수한 기계적 물성, 부착력, 광택도를 가질 뿐만 아니라, 방식성이 우수하고, 수분반발성 및 오염방지성 또한 우수한 농기계의 상도 도장방법에 관한 것이다.

Description

농기계의 상도 도장방법{top coat coating method for agricultural machine}
본 발명은 농기계의 상도 도장방법에 관한 것으로서, 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 이용하여 농기계의 상도 도장을 수행하며, 상기 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 우수한 기계적 물성, 부착력, 광택도를 가질 뿐만 아니라, 방식성이 우수하고, 수분반발성 및 오염방지성 또한 우수한 농기계의 상도 도장방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 도장은 다층 도장 형식으로 이루어지며, 그 과정은 전착, 중도, 유색 상도 및 투명 상도 도장으로 이루어진다.
종래 자동차 상도용 도료 조성물은 작업성만을 강조한 저가형 제품으로 시장이 형성되었으나, 이러한 제품은 도막의 외관이 불량하고 광택 저하와 함께 후막감이 약해 보이며, 또한 환경설비가 갖추어지지 않은 곳에서 도장 시 유기용제가 많이 나타나기 때문에 환경오염도 발생시킨다는 문제가 있었다.
외국업체의 도료가 국내에 소개되기 시작한 90년대부터는 유용성 1액형 베이스코트의 한계가 점점 노출되면서 국내의 모든 업체들은 이러한 부분을 해결하기 위하여 부단한 노력을 하고 있으나 미 해결 과제로 남아 있다. 외국 선진 업체들과 비교하여 현 국내의 1액형 베이스코트의 경우 광택, 외관 등의 기타 물성에서는 비슷한 양상을 보이나 도장 얼룩성 및 층간 부착성에 있어서 아직도 해결이 안된 부분이 있으며 현재 이러한 요구는 자동차 시장의 개방에 따라 더욱 더 절실히 요구되고 있으며, 향후 유색상도 시장에 있어서 특히 도장 얼룩성은 자동차 도료의 핵심이라고 할 수 있는 색상 매칭(matching)의 일정한 재현성을 확보하기 위해서는 반드시 해결되어야 하는 과제로 남아 있다.
한편, 자동차용 유색 상도로 사용되어온 상온건조형의 1액형 피막 조성물은 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 수지, 아크릴계 수지, 멜라민 수지, 왁스, 경화촉진제, 첨가제 및 용제로 이루어져 안료와의 배합 등을 통해 제조되었는 바, 여기서 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 수지로는 점도 50∼60KU인 것이 주로 사용되어 왔다. 그런데, 이같은 피막 조성물은 부착성이 떨어지고 은분 배향(orientation)이 좋지 않으며, 점도가 낮아 스프레이 분산성이 나쁜, 즉 작업성이 떨어지는 문제가 있었다.
종래 자동차 상도용 도료 조성물은 작업성만을 강조한 저가형 제품으로 시장이 형성되었으나, 이러한 제품은 도막의 외관이 불량하고 광택 저하와 함께 후막감이 약해 보이며, 또한 환경설비가 갖추어지지 않은 곳에서 도장 시 유기용제가 많이 나타나기 때문에 환경오염도 발생시킨다는 문제가 있었다.
한국 등록특허번호 제10-0607725호(공개일 : 2000.07.25)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 우수한 기계적 물성, 부착력, 광택도를 가질 뿐만 아니라, 방식성이 우수하고, 수분반발성 및 오염방지성 또한 우수한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 이용한 농기계의 상도 도장방법을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 농기계의 상도 도장방법은 농기계 표면에 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 분사하여 도막을 형성시키는 단계를 포함하고, 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지, 경화제, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 유색안료 및 용매를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112022017983310-pat00001
상기 화학식 3에 있어서, B3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, n는 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, m은 1 ~ 15를 만족하는 유리수이다.
본 발명의 농기계의 상도 도장방법은 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 이용하여 농기계의 상도 도장을 수행하며, 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 우수한 기계적 물성, 부착력, 광택도를 가질 뿐만 아니라, 방식성이 우수하고, 수분반발성 및 오염방지성 또한 우수하다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
하기 언급하는 수용성 도료 조성물은 자동차 상도용으로서, 특히 자동차 중에서도 농기계에, 더욱 바람직하게는 농기계 중에서도 트렉터에 사용가능한 도료 조성물일 수 있다.
또한, 본 발명의 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 자동차 도장 중 유색 상도용으로 사용할 수 있다.
본 발명의 농기계의 상도 도장방법은 농기계 표면에 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 분사하여 도막을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
농기계 도장은 전착 도장, 중도 도장, 상도 도장(유색 상도 도장, 투명 상도 도장)순으로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 농기계 부품 중 엔진후드를 준비하고, 전착 도장 공정에서, 엔진후드는 전착 도료에 침지되고, 엔진후드에 전류를 인가함으로써 엔진후드의 표면에 도막을 형성시킬 수 있다. 또한, 중도 도장 공정에서, 전착 도장이 완료된 엔진후드의 표면에 스프레이 방식으로 중도 도장용 도료 조성물을 분사할 수 있다. 상도 도장 공정에서, 중도 도장이 완료된 엔진후드의 표면에 스프레이 방식으로 본 발명의 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 분사하여 원하는 색상의 도막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 및 경화제를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 폴리올 수지는 아크릴 폴리올 수지 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있고, 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 아크릴 폴리올 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 ~ 40 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 아크릴 폴리올 수지 65 ~ 75 중량% 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 25 ~ 35 중량%를 포함할 수 있다. 만일 폴리올 수지가 아크릴 폴리올 수지 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 모두 포함하지 않거나, 상기 기재된 중량% 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
한편, 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene), n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 및 메타아크릴산(methacrylic acid)의 반응물일 수 있다.
구체적으로, 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene) 100 중량부에 대하여, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 115 ~ 135 중량부, 바람직하게는 120 ~ 130 중량부, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 65 ~ 85 중량부, 바람직하게는 70 ~ 80 중량부 및 메타아크릴산(methacrylic acid) 2 ~ 20 중량부, 바람직하게는 5 ~ 15 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물일 수 있으며, 만일 이와 같은 중량부 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol), 이소프탈산(isophthalic acid), 무수프탈산(phthalic anhydride) 및 아디픽산(adipic acid)의 반응물일 수 있다.
구체적으로, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 100 중량부에 대하여, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol) 1.5 ~ 3.5 중량부, 바람직하게는 2 ~ 3 중량부, 이소프탈산(isophthalic acid) 73.5 ~ 93.5 중량부, 바람직하게는 78.5 ~ 88.5 중량부, 무수프탈산(phthalic anhydride) 8 ~ 28 중량부, 바람직하게는 13 ~ 23 중량부 및 아디픽산(adipic acid) 25 ~ 45 중량부, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물일 수 있으며, 만일 이와 같은 중량부 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 경화제는 폴리이소시아네이트 경화제 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제를 포함할 수 있고, 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 폴리이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량% 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 폴리이소시아네이트 경화제 45 ~ 55 중량% 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 45 ~ 55 중량%를 포함할 수 있다. 만일 경화제가 폴리이소시아네이트 경화제 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제를 모두 포함하지 않거나, 상기 기재된 중량% 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
한편, 폴리이소시아네이트 경화제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트(4,4-methylene dicyclohexyl diisocyanate) 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 반응물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022017983310-pat00002
상기 화학식 1에 있어서, B1은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 1에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 2]
Figure 112022017983310-pat00003
상기 화학식 2에 있어서, B2은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 2에 있어서, R5, R6 및 R7는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
구체적으로, 폴리이소시아네이트 경화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 15 ~ 35 중량부, 바람직하게는 20 ~ 30 중량부 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 8 중량부, 바람직하게는 6 ~ 7 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물일 수 있으며, 만일 이와 같은 중량부 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제는 폴리올 수지 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 반응물일 수 있다. 이 때, 폴리올 수지는 제1혼합물 및 제2혼합물의 반응물일 수 있고, 제1혼합물은 부틸 아세테이트(butyl acetate), 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene)을 포함할 수 있고, 제2혼합물은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate), 스티렌(styrene), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate), 메타크릴산(methacrylic acid) 및 1,1'-아조비스(사이클로헥산카보니트릴)[(1,1′-Azobis(cyclohexanecarbonitrile)]을 포함할 수 있다.
구체적으로, 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제는 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 25 중량부, 바람직하게는 10 ~ 20 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물일 수 있다. 또한, 폴리올 수지는 제1혼합물 100 중량부에 대하여 제2혼합물 800 ~ 1200 중량부, 바람직하게는 950 ~ 1050 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물일 수 있다. 또한, 제1혼합물은 부틸 아세테이트(butyl acetate) 100 중량부에 대하여, 톨루엔(toluene) 80 ~ 120 중량부, 바람직하게는 90 ~ 110 중량부 및 자일렌(xylene) 180 ~ 220 중량부, 바람직하게는 190 ~ 210 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 제2혼합물은 전체 중량%에 대하여, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate) 15 ~ 35 중량%, 바람직하게는 20 ~ 30 중량%, 스티렌(styrene) 15 ~ 35 중량%, 바람직하게는 20 ~ 30 중량%, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 3 ~ 7 중량%, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 15 ~ 35 중량%, 바람직하게는 20 ~ 30 중량%, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 1 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 15 중량%, 메타크릴산(methacrylic acid) 1 ~ 5 중량%, 바람직하게는 2 ~ 4 중량% 및 1,1'-아조비스(사이클로헥산카보니트릴)[(1,1′-Azobis(cyclohexanecarbonitrile)] 3 ~ 10 중량%, 바람직하게는 5 ~ 9 중량%를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 30 ~ 50 중량부, 바람직하게는 35 ~ 45 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 이와 같은 중량부 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112022017983310-pat00004
상기 화학식 3에 있어서, B3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 3에 있어서, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람지가헥는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
상기 화학식 3에 있어서, n는 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 1 ~ 5를 만족하는 유리수이다.
상기 화학식 3에 있어서, m은 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 1 ~ 5를 만족하는 유리수이다.
또한, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 5 ~ 12 중량부, 바람직하게는 6 ~ 10 중량부를 포함할 수 있으며, 만일 이와 같은 중량부 범위를 벗어나게 된다면 기계적 물성, 부착력, 광택도, 방식성, 수분반발성 및 오염방지성 효과에 대하여 목적하는 물성을 모두 달성하기는 어려운 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 유색안료를 더 포함할 수 있으며, 유색안료로 당업계에서 사용할 수 있는 다양한 유색안료는 제한없이 사용할 수 있고, 일 예로서, 케이씨씨 사의 CL4960-녹색(1), CL4960-마룬색(2), CL4960-바이올렛색(2), CL4960-바이올렛색(3), CL4960-백색(1), CL4960-분홍색, CL4960-오렌지색(4), CL4960-적색(1), CL4960-적색(6), CL4960-적색(8), CL4960-적색(10), CL4960-적색(15), CL4960-적색(18), CL4960-청색(1), CL4960-청색(2), CL4960-청색(5), CL4960-청색(8), CL4960-황색(2), CL4960-황색(6), CL4960-황색(9), CL4960-황색(11), CL4960-흑색(3) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 유색안료 1 ~ 8 중량부, 바람직하게는 2 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 용매를 더 포함할 수 있으며, 용매로서 당업계에서 사용할 수 있는 다양한 용매는 제한없이 사용할 수 있고, 유기 용제 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 일 예로서, 물은 탈이온수(DIW) 및 증류수 등을 사용할 수 있다. 유기 용제는 물과 상용성이 있는 용제라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 이소프로판올, 프로필렌글리콜, 노말프로필 에테르, 프로필렌글리콜 노말부틸 에테르, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌글리콜노말부틸 에테르, 디베이직 에테르, 프로판디올 디아세테이트 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 용매 20 ~ 50 중량부, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 분산제, 경화촉진제 및 첨가제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 각 성분은 도료 조성물에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않고, 통상적으로 상도 도료 조성물에 적용할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
일 예로서, 본 발명의 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 분산제 1 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.1 ~ 3 중량부 및 첨가제 2 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 하는 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조방법은 제1단계 및 제2단계를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 하는 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조방법의 제1단계는 폴리올 수지 및 경화제를 각각 준비할 수 있다.
폴리올 수지는 아크릴 폴리올 수지 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 혼합한 것일 수 있다. 구체적으로, 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여, 아크릴 폴리올 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 ~ 40 중량%를 혼합한 것일 수 있으며, 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 아크릴 폴리올 수지 65 ~ 75 중량% 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 25 ~ 35 중량%를 혼합한 것일 수 있다.
아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene), n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 및 메타아크릴산(methacrylic acid)의 반응물일 수 있다. 구체적으로, 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene) 100 중량부에 대하여, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 115 ~ 135 중량부, 바람직하게는 120 ~ 130 중량부, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 65 ~ 85 중량부, 바람직하게는 70 ~ 80 중량부 및 메타아크릴산(methacrylic acid) 2 ~ 20 중량부, 바람직하게는 5 ~ 15 중량부를 혼합하여 반응시킨 반응물일 수 있다. 더욱 구체적으로, 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene) 100 중량부에 대하여, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 115 ~ 135 중량부, 바람직하게는 120 ~ 130 중량부, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 90 ~ 110 중량부, 바람직하게는 95 ~ 105 중량부, 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 65 ~ 85 중량부, 바람직하게는 70 ~ 80 중량부 및 메타아크릴산(methacrylic acid) 2 ~ 20 중량부, 바람직하게는 5 ~ 15 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 제조한 혼합물 100 중량부에 대하여 개시제 5 ~ 15 중량부 및 중합조절제 0.1 ~ 1.0 중량부를 혼합한 후, 유기용매에 적정한 후 유지시켜 제조한 것일 수 있다.
아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol), 이소프탈산(isophthalic acid), 무수프탈산(phthalic anhydride) 및 아디픽산(adipic acid)의 반응물일 수 있다. 구체적으로, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 100 중량부에 대하여, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol) 1.5 ~ 3.5 중량부, 바람직하게는 2 ~ 3 중량부, 이소프탈산(isophthalic acid) 73.5 ~ 93.5 중량부, 바람직하게는 78.5 ~ 88.5 중량부, 무수프탈산(phthalic anhydride) 8 ~ 28 중량부, 바람직하게는 13 ~ 23 중량부 및 아디픽산(adipic acid) 25 ~ 45 중량부, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 반응시킨 반응물일 수 있다. 더욱 구체적으로, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 100 중량부에 대하여, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol) 1.5 ~ 3.5 중량부, 바람직하게는 2 ~ 3 중량부, 이소프탈산(isophthalic acid) 73.5 ~ 93.5 중량부, 바람직하게는 78.5 ~ 88.5 중량부, 무수프탈산(phthalic anhydride) 8 ~ 28 중량부, 바람직하게는 13 ~ 23 중량부 및 아디픽산(adipic acid) 25 ~ 45 중량부, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 제조한 혼합물에 주석계 촉매를 넣은 후 질소를 첨가하면서 혼합물의 온도가 90 ~ 110℃가 되도록 가열하고, 가열된 혼합물을 교반 및 축합수(H20)를 제거하면서 220 ~ 240℃까지 가열한 후, 환류 반응을 수행하여 제조한 것일 수 있다.
경화제는 폴리이소시아네이트 경화제 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제를 혼합한 것일 수 있다. 경화제는 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 폴리이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량% 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량%를 혼합한 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 전체 중량%에 대하여, 폴리이소시아네이트 경화제 45 ~ 55 중량% 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 45 ~ 55 중량%를 혼합한 것일 수 있다.
폴리이소시아네이트 경화제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트(4,4-methylene dicyclohexyl diisocyanate) 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물의 반응물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022017983310-pat00005
상기 화학식 1에 있어서, B1은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 1에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 2]
Figure 112022017983310-pat00006
상기 화학식 2에 있어서, B2은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 2에 있어서, R5, R6 및 R7는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
구체적으로, 폴리이소시아네이트 경화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 15 ~ 35 중량부, 바람직하게는 20 ~ 30 중량부 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 8 중량부, 바람직하게는 6 ~ 7 중량부를 혼합하여 반응시킨 반응물일 수 있다.
더욱 구체적으로, 폴리이소시아네이트 경화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 15 ~ 35 중량부, 바람직하게는 20 ~ 30 중량부 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 8 중량부, 바람직하게는 6 ~ 7 중량부를 혼합하고, 질소 하에 교반하면서 50 ~ 70℃로 승온한 다음, 인산을 적하한 후 80 ~ 100℃로 승온한 다음, 환류 반응을 수행하여 제조한 것일 수 있다.
또한, 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제는 폴리올 수지 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 반응물, 바람직하게는 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 25 중량부, 바람직하게는 10 ~ 20 중량부를 적하하여 반응시킨 반응물, 더욱 바람직하게는 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 5 ~ 25 중량부, 바람직하게는 10 ~ 20 중량부를 적하한 후, 70 ~ 90℃로 승온한 다음, 환류 반응을 수행하여 제조된 것일 수 있다. 이 때, 폴리올 수지는 제1혼합물 및 제2혼합물의 반응물일 수 있고, 제1혼합물은 부틸 아세테이트(butyl acetate), 톨루엔(toluene) 및 자일렌(xylene)을 혼합한 것일 수 있고, 제2혼합물은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate), 스티렌(styrene), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate), 메타크릴산(methacrylic acid) 및 1,1'-아조비스(사이클로헥산카보니트릴)[(1,1′-Azobis(cyclohexanecarbonitrile)]을 혼합한 것일 수 있다.
구체적으로, 폴리올 수지는 제1혼합물 100 중량부에 대하여 제2혼합물 800 ~ 1200 중량부, 바람직하게는 950 ~ 1050 중량부를 적하하여 반응시킨 반응물, 바람직하게는 제1혼합물 100 중량부에 대하여 제2혼합물 800 ~ 1200 중량부, 바람직하게는 950 ~ 1050 중량부를 적하한 후, 1 ~ 4시간 동안 유지하여 제조된 것일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 하는 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조방법의 제2단계는 제1단계에서 준비한 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 제1단계에서 주닙한 경화제 30 ~ 50 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 5 ~ 12 중량부, 유색안료 1 ~ 8 중량부 및 용매 20 ~ 50 중량부를 혼합하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물를 제조할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112022017983310-pat00007
상기 화학식 3에 있어서, B3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 3에 있어서, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람지가헥는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
상기 화학식 3에 있어서, n는 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 1 ~ 5를 만족하는 유리수이다.
상기 화학식 3에 있어서, m은 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 1 ~ 5를 만족하는 유리수이다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
준비예 1 : 아크릴 폴리올 수지의 제조
(1) 스티렌(styrene) 100 중량부에 대하여, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 100 중량부, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 125 중량부, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 100 중량부, 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 75 중량부 및 메타아크릴산(methacrylic acid) 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
(2) 제조한 혼합물 100 중량부에 대하여, 개시제인 터트-부틸퍼옥사이드(tert-butylperoxide) 10 중량부, 중합조절제인 n-옥틸메르캅탄(1-Mercaptooctane) 0.3 중량부를 혼합한 후, 유기용매(ExxonMobil, SolvessoTM 100)에 4시간에 걸쳐 적정한 후 3시간동안 유지시켜, 아크릴 폴리올 수지를 제조하였다.
준비예 2 : 아크릴 변성 폴리에스테르 수지의 제조
(1) 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 100 중량부에 대하여, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol) 2.5 중량부, 이소프탈산(isophthalic acid) 83.5 중량부, 무수프탈산(phthalic anhydride) 18 중량부 및 아디픽산(adipic acid) 35 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 혼합물에 주석계 촉매를 넣은 후 질소를 조금씩 첨가하면서 혼합물의 온도가 100℃가 되도록 가열하였다. 다음으로, 가열된 혼합물이 용융되면 교반 및 축합수(H20)를 제거하면서 230℃까지 서서히 가열하였다. 다음으로, 혼합물의 온도가 230℃에 도달하면 환류 반응을 수행하여 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
(2) 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 및 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate)를 1 : 0.5 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하고, 질소하에 교반하면서 70℃로 서서히 승온하였다. 다음으로, 혼합물의 온도가 70℃에 도달하면 환류 반응을 수행하여 아크릴 우레탄 폴리머를 제조하였다.
(3) 상기 폴리에스테르 수지 및 상기 아크릴 우레탄 폴리머를 1 : 0.15 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하고, 질소하에 교반하면서 80℃로 서서히 승온하였다. 혼합물의 온도가 80℃에 도달하면 환류 반응을 수행하여 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
준비예 3 : 폴리이소시아네이트 경화제의 제조
(1) 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 4,4-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트(4,4-methylene dicyclohexyl diisocyanate) 25 중량부 및 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 6.5 중량부를 혼합하고, 질소 하에 교반하면서 60℃로 서서히 승온한 다음, 인산 0.15 중량부를 1시간 동안 적하한 후 90℃로 서서히 승온한 다음, 환류 반응을 수행하여 폴리이소시아네이트 경화제를 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112022017983310-pat00008
상기 화학식 1-1에 있어서, B1은 -CH2-이고, R1, R2, R3 및 R4는 각각 메틸기이다.
[화학식 2-1]
Figure 112022017983310-pat00009
상기 화학식 2-1에 있어서, B2은 -CH2-이고, R5, R6 및 R7는 각각 메틸기이다.
준비예 4 : 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제의 제조
(1) 부틸 아세테이트(butyl acetate) 100 중량부에 대하여, 톨루엔(toluene) 100 중량부 및 자일렌(xylene) 200 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 제1혼합물 100 중량부에 대하여 제2혼합물 1000 중량부를 2시간 동안 균일하게 적하한 후, 2시간 동안 유지하여 폴리올 수지를 제조하였다. 이 때, 제2혼합물은 전체 중량%에 대하여, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate) 25 중량%, 스티렌(styrene) 25 중량%, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 5 중량%, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 25 중량%, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 10 중량%, 메타크릴산(methacrylic acid) 3 중량% 및 1,1'-아조비스(사이클로헥산카보니트릴)[(1,1′-Azobis(cyclohexanecarbonitrile)] 7 중량%가 혼합된 것을 사용하였다.
(2) 제조한 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 2-2로 표시되는 화합물 15 중량부를 1시간 동안 균일하게 적하한 후, 80℃로 서서히 승온한 다음, 환류 반응을 수행하여 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제를 제조하였다.
[화학식 2-2]
Figure 112022017983310-pat00010
상기 화학식 2-2에 있어서, B2은 -CH2CH2CH2-이고, R5, R6 및 R7는 각각 에틸기이다.
실시예 1 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 40 중량부, 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물 8 중량부, 분산제(BYK, BYK-164) 2.5 중량부, 경화촉진제(테트라메틸부탄디아민) 1 중량부, 첨가제(EFKA, EFKA-2023) 7 중량부, 유색안료(케이씨씨, CL4960-적색(1)) 3.5 중량부 및 용매(프로필렌글리콜) 35 중량부를 1,500 rpm으로 30분 동안 교반하여 자동차 상도용 도료 조성물을 제조하였다. 이 때, 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여 준비예 1에서 제조된 아크릴 폴리올 수지 70 중량% 및 준비예 2에서 제조된 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 30 중량%로 혼합된 것을 사용하였고, 경화제는 전체 중량%에 대하여, 준비예 3에서 제조된 폴리이소시아네이트 경화제 50 중량% 및 준비예 4에서 제조된 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 50 중량%로 혼합된 것을 사용하였다.
[화학식 3-1]
Figure 112022017983310-pat00011
상기 화학식 3-1에 있어서, B3는 -CH2CH2CH2-이고, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16는 각각 메틸기이며, n는 1, m은 3을 만족하는 유리수이다.
실시예 2 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 상기 화학식 3-1로 표시되는 화합물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 8 중량부가 아닌 3 중량부를 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 3 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 상기 화학식 3-1로 표시되는 화합물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 8 중량부가 아닌 13 중량부를 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 4 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 폴리올 수지는 준비예 1에서 제조된 아크릴 폴리올 수지만을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 5 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 폴리올 수지는 준비예 2에서 제조된 아크릴 변성 폴리에스테르 수지만을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 6 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여 준비예 1에서 제조된 아크릴 폴리올 수지 50 중량% 및 준비예 2에서 제조된 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 50 중량%로 혼합된 것을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 7 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여 준비예 1에서 제조된 아크릴 폴리올 수지 90 중량% 및 준비예 2에서 제조된 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 10 중량%로 혼합된 것을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 8 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 준비예 3에서 제조된 폴리이소시아네이트 경화제만을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 9 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 준비예 4에서 제조된 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제만을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 10 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 전체 중량%에 대하여, 준비예 3에서 제조된 폴리이소시아네이트 경화제 30 중량% 및 준비예 4에서 제조된 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 70 중량%로 혼합된 것을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 11 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 전체 중량%에 대하여, 준비예 3에서 제조된 폴리이소시아네이트 경화제 70 중량% 및 준비예 4에서 제조된 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 30 중량%로 혼합된 것을 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 12 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 40 중량부가 아닌 20 중량부를 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 13 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 경화제는 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 40 중량부가 아닌 60 중량부를 사용하여 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 제조하였다.
비교예 1 : 자동차 상도용 수용성 도료 조성물의 제조
폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 40 중량부, 분산제(BYK, BYK-164) 2.5 중량부, 경화촉진제(테트라메틸부탄디아민) 1 중량부, 첨가제(EFKA, EFKA-2023) 7 중량부, 유색안료(케이씨씨, CL4960-적색(1)) 3.5 중량부 및 용매(프로필렌글리콜) 35 중량부를 1,500 rpm으로 30분 동안 교반하여 자동차 상도용 도료 조성물을 제조하였다. 이 때, 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여 준비예 1에서 제조된 아크릴 폴리올 수지 70 중량% 및 준비예 2에서 제조된 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 30 중량%로 혼합된 것을 사용하였고, 경화제는 전체 중량%에 대하여, 준비예 3에서 제조된 폴리이소시아네이트 경화제 50 중량% 및 준비예 4에서 제조된 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 50 중량%로 혼합된 것을 사용하였다.
실험예 1 : 연필경도 측정
JIS K 5400에 의거하여 실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각의 연필경도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2 : 부착력 측정
ISO-2409에 의거하여 실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각의 부착력을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 3 : 광택도 측정
KSM 5000-3312에 의거하여 실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각의 광택도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 4 : 방식성 측정
내수성 분무시험법 및 내염수 분무시험법을 이용하여 방식성을 측정하였다. KSD 9502에 의거하여 실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각을 이용한 도막을 X자로 절개하여 상수에 침적시험 및 염수분무 시험을 24시간부터 240시간까지 실시 후 광택소실, 부풀음의 크기 및 편측 부식 폭 3 mm까지의 진행 시간을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 5 : 수분반발성 측정
실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각을 이용한 도막을 먼지 및 차량 배기가스 등의 오염발생이 심한 도로주변에 30일간 노출시킨 후, 수압이 일정한 호스에서 나오는 물을 도막에 1분간 분사하였다. 그 후, 도막 표면에서 제거되는 오염물질의 정도에 따라 오염물질이 완전히 제거된 상태를 10, 전혀 제거되지 않은 상태를 1로 평가하여 도막 각각의 수분반발성을 상대적으로 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 6 : 오염방지성 측정
실시예 1 ~ 13 및 비교예 1에서 제조한 자동차 상도용 수용성 도료 조성물 각각을 이용한 도막을 먼지 및 차량 배기가스 등의 오염발생이 심한 도로주변에 30일간 노출시킨 후, 수압이 일정한 호스에서 나오는 물을 도막에 1분간 분사하였다. 그 후, 도막 표면에 붙은 오염물질의 정도에 따라 오염의 정도가 가장 심한 경우는 10, 오염의 정도가 가장 적은 경우는 1로 평가하여 도막 각각의 오염방지성을 상대적으로 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
연필경도 H HB HB HB HB
부착력(1mm) 90/100 85/100 75/100 75/100 55/100
광택도(%) 108.0 105.0 99.0 105.3 106.0
방식성 염수분무(h) 210 200 200 155 145
내수성(h) 230 220 220 193 183
수분반발성 8 5 8 7 6
오염방지성 3 7 3 4 5
구분 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
연필경도 HB HB B B HB
부착력(1mm) 75/100 80/100 70/100 60/100 80/100
광택도(%) 107.5 107.0 99.7 101.5 102.0
방식성 염수분무(h) 160 165 120 104 155
내수성(h) 199 205 192 168 210
수분반발성 6 7 6 5 6
오염방지성 4 4 4 4 4
구분 실시예 11 실시예 12 실시예 13 비교예 1
연필경도 HB B B HB
부착력(1mm) 75/100 60/100 80/100 85/100
광택도(%) 103.0 106.0 99.0 104.0
방식성 염수분무(h) 142 102 98 190
내수성(h) 203 115 100 210
수분반발성 6 6 5 3
오염방지성 4 4 5 9
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에서 제조된 자동차 상도용 수용성 도료 조성물는 실시예 2 ~ 13 및 비교예 1에서 제조된 자동차 상도용 수용성 도료 조성물보다 우수한 기계적 물성, 부착력, 광택도를 가질 뿐만 아니라, 방식성이 우수하고, 수분반발성 및 오염방지성 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (5)

  1. 농기계 표면에 자동차 상도용 수용성 도료 조성물을 분사하여 도막을 형성시키는 단계; 를 포함하고,
    상기 자동차 상도용 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지, 경화제, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 유색안료 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 농기계의 상도 도장방법.
    [화학식 3]
    Figure 112022017983310-pat00012

    상기 화학식 3에 있어서, B3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15 및 R16는 각각 독립적으로, -H, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, n는 1 ~ 15를 만족하는 유리수이고, m은 1 ~ 15를 만족하는 유리수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 도료 조성물은 폴리올 수지 100 중량부에 대하여, 경화제 30 ~ 50 중량부, 상기 화학식 3로 표시되는 화합물 5 ~ 12 중량부, 유색안료 1 ~ 8 중량부 및 용매 20 ~ 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농기계의 상도 도장방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴리올 수지는 전체 중량%에 대하여, 아크릴 폴리올 수지 60 ~ 80 중량% 및 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 20 ~ 40 중량%를 포함하고,
    상기 경화제는 전체 중량%에 대하여, 폴리이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량% 및 폴리올 변성 이소시아네이트 경화제 40 ~ 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 농기계의 상도 도장방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene), n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 및 메타아크릴산(methacrylic acid)의 반응물이고,
    상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol), 이소프탈산(isophthalic acid), 무수프탈산(phthalic anhydride) 및 아디픽산(adipic acid)의 반응물인 것을 특징으로 하는 농기계의 상도 도장방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 아크릴 폴리올 수지는 스티렌(styrene) 100 중량부에 대하여, n-부틸메타크릴레이트(n-butyl methacrylate) 90 ~ 110 중량부, n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate) 115 ~ 135 중량부, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate) 90 ~ 110 중량부, 2-하이드록실에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate) 65 ~ 85 중량부 및 메타아크릴산(methacrylic acid) 2 ~ 20 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물이고,
    상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol) 100 중량부에 대하여, 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol) 1.5 ~ 3.5 중량부, 이소프탈산(isophthalic acid) 73.5 ~ 93.5 중량부, 무수프탈산(phthalic anhydride) 8 ~ 28 중량부 및 아디픽산(adipic acid) 25 ~ 45 중량부를 포함하여 반응시킨 반응물인 것을 특징으로 하는 농기계의 상도 도장방법.
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