KR102640735B1 - 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불연성 및 내후성이 우수한 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

도료 조성물{Coating Composition}
본 발명은 불연성 및 내후성이 우수한 도료 조성물에 관한 것이다.
PCM(Pre-Coated Metal) 도료는 우수한 가공성, 경도, 내스크래치성 등을 확보할 수 있어 가전제품용, 건재용 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 그러나, 종래의 PCM 도료에는 폴리에스테르, 에폭시, 우레탄, 아크릴, 폴리비닐리덴 플로우라이드(PVdF)와 같이 불에 타기 쉬운 수지가 적용되어, 불연성 확보에 어려움이 있었다. 불연성 확보를 위해 세라믹 수지와 난연제를 적용하는 기술이 제안되기도 하였으나, 수지의 부서지기 쉬운 특성 때문에 PCM 도료에서 요구되는 가공성과 부착성을 만족시키기 어려웠다.
특히, 건재의 외장재용으로 적용되는 PCM 도료의 경우에는 도막에 우수한 내후성이 요구되는 바, 도료 조성물의 내후성을 향상시키기 위한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 일례로, 공개특허 제2019-0045165호는 실온 경화성 수지와 주석 및 망가니즈를 고용한 정방정계 산화타이타늄 고용체 미립자를 핵으로 하고, 이 핵의 외측에 산화규소의 껍질을 가지는 코어 셸 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 종래의 도료 조성물은 가혹한 환경 하에서의 열화를 방지하기에 내후성이 부족하여, 특히 일조량이 많은 지역이나 연간 강수량이 많은 지역에 사용되는 경우, 색상 변화, 광택 저하, 초킹(Chalking) 발생 등 도막의 열화 정도가 심하게 나타나는 문제가 있다.
이에, 불연성을 확보하는 동시에 가공성, 부착성, 내식성 및 내후성이 우수한 도료 조성물에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은 불연성 및 내후성이 우수한 도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 실리콘 변성 폴리에스테르 수지, 경화제, 안료 및 난연제를 포함하는 도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 불연성을 발휘하는 동시에 우수한 가공성, 부착성, 내식성 및 내후성을 나타낸다.
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.
본 명세서에서 사용된 “유리전이온도”는 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 시차주사열량분석법(differential scanning calorimetry, DSC)으로 측정할 수 있다. “점도” 는 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 상온(25 ℃)에서 가드너 점도계(기포점도계, 버블점도계, Bubble Viscometer)를 사용하여 측정할 수 있다. “중량평균분자량"은 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph) 방법으로 측정할 수 있다. “산가” 및 “수산기가”와 같은 작용기가는 당업계에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 적정(titration)의 방법으로 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 실리콘 변성 폴리에스테르 수지, 경화제, 안료 및 난연제를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 도료 조성물은 필요에 따라 용제 및 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
실리콘 변성 폴리에스테르 수지
본 발명에 따른 도료 조성물은 주 수지로서 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(Silicone modified polyester(SMP))를 포함한다. 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 경화제와 반응하여 도막을 형성하고, 내식성, 가공성, 내약품성, 경도, 부착성 등 도막의 기본 물성을 확보하는 역할을 하며, 특히 도막의 내후성 및 불연성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 실리콘 중간체, 알코올 모노머 및 산 모노머의 축합 중합에 의해 제조될 수 있다.
상기 실리콘 중간체는 분자 내에 실록산기 또는 메톡시기와 같은 반응기를 갖는 폴리실록산 수지일 수 있다.
상기 알코올 모노머로는 다관능 알코올을 사용할 수 있고, 지방족 알코올, 방향족 알코올, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 1,2-부틸렌글리콜(1,2-Butylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 펜타에리트리톨(Pentaerythritol), 트리메틸올프로판(Trimethylol propane), 글리세롤(Glycerol), 비스페놀-A(BPA), BA320TK와 같은 알콕시화 알코올(alkoxylated alcohol) 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
일례로, 상기 알코올 모노머는 3관능 이하의 지방족 알코올 및 4관능의 지방족 알코올을 포함할 수 있고, 예를 들어 1,6-헥산디올과 펜타에리트리톨을 포함할 수 있다. 상기 알코올 모노머는 3관능 이하의 지방족 알코올과 4관능의 지방족 알코올을 80 내지 60 : 20 내지 40, 예를 들어 75 내지 65 : 25 내지 35의 중량비로 포함할 수 있다. 3관능 이하의 지방족 알코올과 4관능의 지방족 알코올을 상기 혼합 비율로 사용함으로써, 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 가교 밀도를 높일 수 있고, 그 결과 도막의 가공성 및 내후성이 향상될 수 있다. 4관능의 지방족 알코올에 대한 3관능 이하의 지방족 알코올의 혼합 비율이 전술한 범위 미만인 경우 가교 밀도가 높아지기 때문에 가공성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 가교 밀도가 낮아지기 때문에 내후성이 저하될 수 있다.
상기 산 모노머로는 지방족 산, 방향족 산, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 아디프산(Adipic acid), 세바스산(Sebacic acid), 석신산(succinic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 무수프탈산(Phthalic anhydride), 테레프탈산(terephthalic acid), 트리멜리트산 무수물(Trimellitic anhydride), 벤젠트리카르복실산 무수물(benzenetricarboxylic acid anhydride), 나프탈렌 트리카르복실산 무수물(naphthalene tricarboxylic acid anhydride) 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 산 모노머는 방향족 산 및 지방족 산을 포함할 수 있고, 예를 들어 무수프탈산 및 아디프산을 포함할 수 있다. 상기 조합의 산 모노머를 사용할 경우, 내후성과 가공성이 더욱 향상될 수 있다. 일례로, 상기 산 모노머는 방향족 산 및 지방족 산을 20 내지 40 : 80 내지 60, 예를 들어 25 내지 35 : 75 내지 65의 중량비로 포함할 수 있다. 방향족 산에 대한 지방족 산의 혼합 비율이 전술한 범위 미만인 경우 주쇄의 길이가 짧아지기 때문에 가공성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 내후성이 저하될 수 있다.
상기 알코올 모노머와 상기 산 모노머의 혼합비는 1.0 내지 2.0 : 1, 예를 들어 1.2 내지 1.4 : 1일 수 있다. 산 모노머에 대한 알코올 모노머의 혼합비가 전술한 범위 미만인 경우 분자량이 커지기 때문에 겔화될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 분자량이 작아지기 때문에 내후성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 30,000 g/mol, 예를 들어 20,000 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량이 전술한 범위 미만인 경우 소지와의 부착성 및 가공성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 상용성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 유리전이온도가 5 내지 30 ℃, 예를 들어 5 내지 15 ℃일 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 유리전이온도가 전술한 범위 미만인 경우 내약품성 및 내수성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 수지의 유연성이 낮아져 도료의 가공성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 수산기가가 80 내지 160 KOHmg/g, 예를 들어 120 내지 160 KOHmg/g이고, 산가가 20 KOHmg/g 이하, 예를 들어 5 내지 20 KOHmg/g일 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 수산기가 및 산가가 전술한 범위 미만인 경우 내수성 및 경화성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 가공성 및 성형성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 실리콘 함량(고형분 기준)이 60 내지 80 중량%, 예를 들어 65 내지 75 중량%일 수 있다. 실리콘 함량이 전술한 범위를 벗어날 경우 겔화될 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 고형분 함량이 60 내지 95%, 예를 들어 70 내지 80%이고, 점도가 Z 내지 Z6일 수 있다.
상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 함량은 도료 조성물 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 예를 들어 15 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 함량이 전술한 범위를 벗어날 경우 도료의 상용성이 저하되고, 이로 인하여 내후성이 저하될 수 있다.
경화제
본 발명에 따른 도료 조성물은 경화제를 포함한다. 경화제는 전술한 실리콘 변성 폴리에스테르 수지 성분과 경화 반응을 일으켜 안정한 도막을 형성하는 역할을 한다. 상기 경화제는 멜라민 수지 또는 우레탄 수지를 포함할 수 있다.
상기 멜라민 수지로는 메톡시 멜라민 수지, 부톡시 멜라민 수지, 메톡시/부톡시 혼합형 멜라민 수지 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 멜라민 수지는 중량평균분자량이 100 내지 3,000 g/mol, 예를 들어 300 내지 1,000 g/mol이고, 고형분 함량이 70 내지 100%, 예를 들어 75 내지 100%일 수 있다. 상기 멜라민 수지의 중량평균분자량이 전술한 범위 미만인 경우 소지와의 부착성 및 가공성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 상용성이 저하될 수 있다. 상기 멜라민 수지는 점도가 X 내지 Z2이고, 비중이 1.15 내지 1.25일 수 있다.
상기 우레탄 수지는 폴리올과 이소시아네이트의 반응에 의해 제조된다.
상기 폴리올로는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리테트라메틸렌에테르 디올, 폴리부타디엔 디올, 폴리테트라메틸렌에테르 디올, 폴리프로필렌 옥사이드 디올, 폴리부틸렌옥사이드 디올, 트리올 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다.
상기 이소시아네이트로는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 메타 자일렌 디이소시아네이트(MXDI), 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), 상기 MDI의 벤젠 고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(H12 MDI), 자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 벤젠 고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(수첨 XDI) 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다.
상기 우레탄 수지의 점도(23 ℃)는 1,000 내지 7,000 mPa.s, 예를 들어 2,800 내지 5,800 mPa.s일 수 있고, 고형분 함량(NV)은 60 내지 90%, 예를 들어 70 내지 80%일 수 있고, 수평균분자량은 500 내지 3,000 g/mol, 예를 들어 1,000 내지 1,500 g/mol일 수 있고, 중량평균분자량은 1,000 내지 5,000 g/mol, 예를 들어 1,700 내지 2,300 g/mol일 수 있고, 이소시아네이트 당량은 200 내지 600 g/eq, 예를 들어 350 내지 450 g/eq일 수 있다. 상기 우레탄 수지의 수평균분자량이 전술한 범위 미만일 경우 경화도 및 가공성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 경도 및 부착성이 저하될 수 있다. 상기 우레탄 수지의 이소시아네이트 당량이 전술한 범위 미만일 경우 경도 및 내약품성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 가공성이 저하될 수 있다.
상기 경화제의 함량은 도료 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 도막의 경화도가 높아져 도막의 물성이 향상될 수 있다.
안료
본 발명에 따른 도료 조성물은 안료를 포함한다. 상기 안료로는 해당 기술분야에 알려진 통상적인 유색 안료를 사용할 수 있다.
유색 안료는 도료에 원하는 색상을 부여하거나 도막의 강도나 광택을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 유색 안료로는 유기 안료, 무기 안료, 메탈릭 안료, 알루미늄-페이스트(Al-paste), 펄(pearl) 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. 예를 들어, 산화티탄 백색, 시아닌 블루, 산화철 적색, 카본 블랙, 크롬 옐로우 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
상기 안료의 함량은 도료 조성물 총 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%, 예를 들어 25 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 안료의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 도막의 경화도 및 은폐력이 향상될 수 있다.
난연제
본 발명에 따른 도료 조성물은 난연제를 포함한다. 난연제는 도막의 연소 시간을 지연시키고, 연소 가스의 유독성을 감소시키는 역할을 한다.
본 발명의 도료 조성물은 난연제로서 인(P)계 난연제 및 비(非)인계 난연제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 인계 난연제 및 비(非)인계 난연제는 할로겐 난연제와 달리 연소될 때 발암물질인 다이옥신이 발생하지 않아 친환경적이면서, 연소 과정에서 열을 효과적으로 차단하여 우수한 난연성을 확보할 수 있다.
상기 인계 난연제로는 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium Polyphosphate), 적린(Red Phosphorus), 트리스(2-클로로에틸)포스페이트(Tris(2-chloroethyl)Phosphate), 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(Isopropylphenyl Diphenyl Phosphate), 트리페닐 포스페이트(Triphenyl Phosphate), 트리에틸 포스페이트(Triethyl Phosphate), 트리옥틸 포스페이트(Trioctyl Phosphate), 레조르시놀 디포스페이트(Resorcinol diphosphate), 트리크레실 포스페이트(Tricresyl Phosphate) 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 일례로, 인계 난연제는 암모늄 폴리포스페이트일 수 있다.
상기 비(非)인계 난연제로는 수산화알루미늄(Al(OH)3), 탄산칼슘(CaCO3), 삼산화 안티몬(Antimony trioxide, Sb2O3), 오산화 안티몬(Sb2O5), 삼산화 몰리브덴(MoO3), 주석산아연(Zn2SnO4), 탄산마그네슘(Mg(HCO3)2), 징크 보레이트(zinc borate), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 멜라민 시아누레이트 (melamine cyanurate) 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 일례로, 비(非)인계 난연제는 수산화알루미늄일 수 있다.
상기 난연제는 에폭시 도료 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 35 중량%, 예들 들어 20 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 난연제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 도막이 충분한 난연성을 확보하지 못할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 내구성, 내식성, 외관 특성이 열세해질 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 바인더 성분(실리콘 변성 폴리에스테르 수지 및 멜라민 수지)과 피그먼트 성분(안료 및 난연제)을 1 : 1 내지 5, 예를 들어 1 : 2 내지 3 중량비로 혼용할 수 있다. 상기 바인더 성분에 대한 피그먼트 성분의 혼합 비율이 전술한 범위 미만인 경우 도막 내 유기 성분의 수지 함량이 높기 때문에 불연성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 도료내 안료 함량이 높아 경화도 및 도료 저장성이 저하되고, 도막이 부서지기 쉬워 가공성이 저하되고, 쵸킹 발생의 우려가 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물은 실리콘 변성 폴리에스테르 수지와 난연제를 1 : 0.5 내지 2, 예를 들어 1 : 0.8 내지 1 중량비(고형분 기준)로 혼용할 수 있다. 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지에 대한 난연제의 혼합 비율이 전술한 범위 미만인 경우 불연성이 저하될 수 있고, 전술한 범위 초과인 경우 내후성과 경화도가 저하될 수 있다.
용제
본 발명에 따른 도료 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 용제는 도료의 작업성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 용제로는 방향족 탄화수소계, 에스테르계 용제, 에테르계 용제, 알코올계 용제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 사용 가능한 용제의 비제한적인 예로는 사이클로헥사논, 자일렌, 톨루엔, 셀로솔브 아세테이트, 메틸에틸케톤, 디베이직에스터, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트, 3-메톡시 부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, 아밀알콜, 부틸 카비톨, 이소포론 또는 이들의 혼합 용제 등이 있다.
상기 용제의 함량은 도료 조성물의 총 중량 100 중량%를 만족시키는 잔량일 수 있으며, 예를 들어 도료 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 25 중량%, 예를 들어 10 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 용제의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우 작업성이 개선되고 도막의 우수한 물성을 발휘할 수 있다.
첨가제
본 발명의 도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 도료 분야에 통상적으로 사용되는 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 첨가제의 비제한적인 예로는 레벨링제, 소포제, 촉매 등이 있다.
레벨링제는 도료 조성물이 평탄하고 매끄럽게 코팅되도록 레벨링함으로써, 조성물 내의 접착력을 증진시키면서 도막의 외관 특성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 레벨링제로는 해당 기술분야에 알려진 통상의 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 아민계 레벨링제 등을 사용할 수 있다.
소포제는 도장 시 발생되는 기포를 억제함으로써 도막의 외관 특성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 소포제로는 해당 기술분야에 알려진 통상의 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 실리콘계 또는 비실리콘계(예, 아크릴계) 소포제를 사용할 수 있다.
촉매는 경화 반응을 촉진하고, 도막의 고온 신뢰성 및 연속 작업성의 주기를 향상시키는 역할을 한다. 상기 촉매로는 아민계 화합물, 인계 화합물, 산 화합물(예, p-톨루엔 설폰산(p-TSA)) 및 주석계 화합물 등을 사용할 수 있다.
이 외에, 도료의 침전을 방지하는 침강 방지제(예, 흄드 실리카(fumed silica), 도막 표면에 슬립(slip)성을 부여하는 왁스(예, 파라핀 왁스), 자외선에 의해 발생하는 라디컬을 흡수하는 광안정제(예, HALS), 광택을 조절하는 소광제(예, 실리콘 다이옥사이드) 등을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 해당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 첨가될 수 있으며, 예컨대 도료 조성물 총 중량에 대하여 각각 0.1 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 외관 및 경도가 향상될 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.
[실험예 1-12]
하기 표 1 및 표 2에 기재된 조성에 따라 실리콘 변성 폴리에스테르 수지, 경화제, 안료, 난연제, 용제 및 첨가제를 혼합하여, 각 실험예의 도료 조성물을 제조하였다.
수지 1: 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(1,6-헥산디올: 펜타에리트리톨=70:30, 무수프탈산:아디프산=25:75, 알코올:산=1.2:1, Mw 22,000, Tg 10 ℃, OHv 130 KOHmg/g, 실리콘 함량 66%, NV 75%, 점도 Z6)
수지 2: 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(1,6-헥산디올:펜타에리트리톨=65:35, 무수프탈산:아디프산=35:65, 알코올:산=1.3:1, Mw 28,000, Tg 15 ℃, OHv 140KOHmg/g, 실리콘 함량 73%, NV 75%, 점도 Z4)
수지 3: 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(1,6-헥산디올:펜타에리트리톨=75:25, 무수프탈산:아디프산=30:70, 알코올:산=1.6:1, Mw 25,000, Tg 7 ℃, OHv 160KOHmg/g, 실리콘 함량 60%, NV 65%, 점도 Z2)
수지 4: 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(1,6-헥산디올:펜타에리트리톨=70:30, 무수프탈산:아디프산=25:75, 알코올:산=1.5:1, Mw 32,000, Tg 12 ℃, OHv 155 KOHmg/g, 실리콘 함량 32%, NV 70%, 점도 Y)
수지 5: 실리콘 변성 폴리에스테르 수지(1,6-헥산디올: 트리메틸올프로판= 85:15, 무수프탈산:테레프탈산=75:25, 알코올:산=1.5:1, Mw 25,000, Tg 18 ℃, OHv 150 KOHmg/g, 실리콘 함량 70%, NV 65 %, 점도 Z1)
경화제 1: 멜라민 수지(Mw 350, NV 95%, 점도 X, 비중 1.2)
경화제 2: 멜라민 수지(Mw 850, NV 100%, 점도 X, 비중 1.15)
경화제 3: 멜라민 수지(Mw 550, NV 100%, 점도 Z2, 비중 1.25)
경화제 4: 멜라민 수지(Mw 3,200, NV 100%, 점도 X, 비중 1)
안료: 이산화티탄
난연제: 수산화알루미늄
침강 방지제: Fumed Silica(Silicon dioxide)
산촉매: p-TSA(para-toluenesulfonic acid)
레벨링제: Acrylic copolymer(고형분 45%, 비중 0.94)
소포제: Thermo Plastic Acryl(고형분 63%, 비중 0.93)
왁스: Paraffin Wax
광안정제: HALS(Hindered amine light stabilizer)
소광제: SiO2(Particle size 6.5-7.5 ㎛, Pore Volume 2.0 ml/g)
용제: K #100/#150/PMA/Cyclohxanone
[물성 평가]
각 실험예에 따라 제조된 도료 조성물의 물성을 하기 방법으로 측정한 후, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
경화도(MEK Rubbing)
메틸에틸케톤(M.E.K)을 거즈에 묻혀 1Kg 하중으로 왕복한 횟수를 측정하였다(우수: 1OO회 이상, 양호: 50회 이상 100회 미만, 미흡: 20회 이상 50회 미만, 불량: 20회 미만).
가공성
실온에서 180도 가공하여, 크랙 상태 및 부착 정도를 측정하였다.
연필 경도
미츠비시 유니(Mitsubishi Uni) 연필로 도장된 시편 상에 5줄을 그어서 흔적 개수를 관찰하였다(우수: 3H 이상, 양호: H-2H, 미흡: HB-F, 불량: HB 미만).
부착성(C.C.E.T.)
시편을 1 mm 간격으로 가로, 세로 100개의 크로스 컷(Cross cut)을 한 후, 6 mm 압입하여 테이프로 떼어낸 후 박리 상태를 평가하였다.
내충격성
직경이 1/2 인치인 볼(ball)을 500 g 하중으로 50 cm 거리에서 떨어뜨려 도막의 크랙 발생 유무를 관찰하였다.
내후성
ASTM D 4587에 따라, Q-LAB사 QUV-A TEST로 5,000 시간 조사 후, 색차 및 광택유지율, 쵸킹을 측정하였다.
(우수: 색차 2.0 이하, 광택유지율 70% 이상, 쵸킹 미발생,
양호: 색차 2.0 초과 3.0 이하, 광택유지율 50% 이상 70% 미만, 쵸킹 미발생,
미흡: 색차 3.0 초과 5.0 이하, 광택유지율 30% 이상 50% 미만, 쵸킹 미발생,
불량: 색차 5.0 초과, 광택유지율 30% 미만, 쵸킹 발생)
불연성
국토교통부 고시 제2020-263호에 따라 불연재료 인증 시험을 실시하였다. 불연성 시험 결과 질량감소율, 최고온도와 최종평형온도간 온도차 및 가스유해성시험 적합성을 평가하였다.
(우수: 질량감소율 10% 이하, 온도차 10K 미만, 가스유해성시험 적합,
양호: 질량감소율 10% 초과 30% 이하, 온도차 10K 초과 20K 이하, 가스유해성시험 적합,
미흡: 질량감소율 10% 초과 30% 이하, 온도차 20K 초과 30K 이하, 가스유해성시험 적합,
불량: 질량감소율 30% 초과, 온도차 30K 초과, 가스유해성 시험 부적합)
가공 성형성
프레스 작업 시 도막의 까짐 발생 여부를 확인하였다.
상기 표 3, 4의 결과로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 실리콘 변성 폴리에스테르 수지를 사용한 실험예 1-11의 도료 조성물의 경우, 본 발명의 범위를 벗어나는 조성의 실리콘 변성 폴리에스테르 수지를 사용한 실험예 12의 도료 조성물에 비해 측정 항목 전반적으로 우수한 물성을 나타내었다.

Claims (6)

  1. 실리콘 변성 폴리에스테르 수지, 경화제, 안료 및 난연제를 포함하는 도료 조성물로서,
    상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지는 실리콘 중간체, 알코올 모노머 및 산 모노머의 축합 중합에 의해 제조되는 것이며,
    상기 알코올 모노머는 3관능 이하의 지방족 알코올 및 4관능의 지방족 알코올을 80 내지 60 : 20 내지 40의 중량비로 포함하고,
    상기 산 모노머는 방향족 산 및 지방족 산을 20 내지 40 : 80 내지 60의 중량비로 포함하고,
    상기 알코올 모노머와 상기 산 모노머의 혼합비가 1.0 내지 2.0 : 1의 중량비이고,
    상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량이 10,000 내지 30,000 g/mol이고, 유리전이온도가 5 내지 30 ℃이고, 수산기가가 80 내지 160 KOHmg/g이고, 산가가 20 KOHmg/g 이하이고, 실리콘 함량(고형분 기준)이 60 내지 80 중량%이고, 고형분 함량이 60 내지 95%이고, 점도가 Z 내지 Z6인 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 중량평균분자량이 100 내지 3,000 g/mol이고, 고형분 함량이 70 내지 100이고, 점도가 X 내지 Z2이고, 비중이 1.15 내지 1.25인 멜라민 수지를 포함하는 것인 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 도료 조성물 총 중량을 기준으로 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지 10 내지 50 중량%, 상기 경화제 1 내지 10 중량%, 상기 안료 20 내지 50 중량% 및 상기 난연제 5 내지 35 중량%를 포함하는 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 바인더 성분(상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지 및 상기 경화제)과 피그먼트 성분(상기 안료 및 상기 난연제)을 1 : 1 내지 5의 중량비로 포함하는 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 변성 폴리에스테르 수지와 상기 난연제를 1 : 0.5 내지 2의 중량비(고형분 기준)로 포함하는 도료 조성물.
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