KR20000053686A - 피복재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에폭시 수지와 식물성 지방산을 1 : 0.3 내지 1의 몰비로 유기용매와 반응 촉매 존재 하에 에스테르화 반응시키는 것을 특징으로 하는, 소부건조용 일액형 피복재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 피복재는 광택성, 접착력, 내스크렛치성, 내굴곡성, 내충격성 등이 우수한 도막을 형성할 뿐 아니라, 도료의 열경화 또는 열건조 공정 및 시간이 대폭 단축되므로 생산성을 향상시킨다. 본 발명에 따른 피복재는 텐트용 지지대, 실내 골프장 또는 야구장용 네트 지지대의 표면 피복용으로 특히 적합하다.

Description

피복재의 제조방법{A process for preparing a coating material}

본 발명은 피복재의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에폭시 수지와 식물성 지방산의 에스테르화 반응에 의해 제조되며, 표면경도와 접착력 및 광택이 우수하고, 비교적 짧은 시간 내에 건조되는 피복재의 제조방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 피복재는 야외용 또는 산업용으로 사용되는 조립식 텐트의 뼈대를 이루는 지지대(pole, 일명 '폴대' 또는 '뽈대'라고도 함)의 표면을 피복하는데 유용하게 사용된다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따라 제조되는 피복재는 실내 야구장의 네트 지지대 및 실내 골프장의 네트 지지대의 표면을 피복하는데도 유용하게 사용된다. 그 외에도, 우수한 내후성, 표면경도, 접착력 및 광택이 요구되는 금속, 합성수지 등의 표면에 유용하게 사용될 수 있다.

종래에는 이와 같은 용도의 피복을 위하여 일반적으로 시판되는 투명 아크릴 소부도료 등을 사용하여 왔으나, 이와 같은 도료는 광택성이 떨어지고, 피복될 대상을 이루는 소재와의 접착력이 약하여 쉽게 벗겨지며, 표면경도도 약하여 쉽게 흠집이 생길 뿐 아니라, 피복 공정 면에 있어서도 건조를 위해 복잡한 공정과 비교적 긴 건조 시간을 요구하므로 생산성이 낮은 등의 문제가 있었다.

본 발명자는 이와 같은 종래 피복재의 문제점을 해결하여 우수한 도료물성을 갖는 피복재를 개발하고자 연구 노력을 거듭하였다.

그 결과, 본 발명자는 에폭시 에스테르 수지와 식물성 지방산의 에스테르화 반응에 의하여 제조된 피복재가 상기 용도의 피복을 위하여 사용될 경우, 광택성, 접착력 및 내스크래치성이 우수하고, 열경화 또는 열건조 공정과 시간을 대폭 단축시켜 생산성을 향상시킨 피복재를 제조할 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따르는 피복재는 에폭시 수지로부터 출발한다. 바람직하게 사용되는 것으로는 에피클로로히드린과 비스페놀A를 중합시켜 제조한, 다음 구조식으로 표시되는 디글리시딜에테르 비스페놀A 에폭시 수지로서, 이는 액상 또는 고상의 형태로 시판되는 것이다.

디글리시딜 에테르 - 비스페놀 A 에폭시 수지

디글리시딜에테르 비스페놀 A 에폭시 수지는 상기 구조식에 나타난 바와 같이 수산기가 분자 상에 일정한 간격으로 존재하기 때문에 다가 알코올의 성질을 가지며, 따라서, 이러한 에폭시 수지는 식물성 지방산과 에스테르화가 가능하다. 또한, 별도의 경화제가 필요한 이액형(二液型)의 에폭시 수지와는 달리 일액형(一液型)의 도료성 수지가 됨으로써 응용면에서 일반적인 알키드 수지나 바니쉬 같이 에폭시 수지와 불포화 폴리에스테르 수지의 물성을 겸한 다양하고 쉽게 사용할 수 있는 수지를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 에스테르화 반응에 사용되는 에폭시 수지와 지방산의 배합 비율은 에폭시 수지의 에스테르화 당량 1몰에 대하여 지방산 0.3 내지 1.0몰의 범위가 적당하며, 특히, 0.5 내지 0.8 몰의 범위가 바람직하다.

본 발명의 방법에 사용되는 지방산은 일반적인 식물성 지방산이 특별한 제한 없이 사용될 수 있지만, 바람직한 예로서, 탈수 피마자유 지방산, 아마인유 지방산, 대두유 지방산, 동유 지방산, 텔(Tall)유 지방산, 야자유 지방산, 피마자유 지방산 등을 들 수 있다.

상기 에스테르화 반응을 위한 용매로서는 톨루엔, 크실렌 같은 방향족 탄화수소계 용매와 미네랄 스피리트 같은 지방족 탄화수소계 용매가 적절히 사용될 수 있다.

에스테르화 반응의 촉매로서는 염화 리튬(LiCl), 리튬 리시놀레이트(LiOOC17H32OH), 칼슘 옥토에이트, 산화 칼슘, 나프텐산 아연, 안식향산 나트륨 등이 바람직하게 사용되며, 촉매의 양은 0.05 내지 0.8 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 0.5 중량%로 사용된다.

본 발명에 따른 에폭시에스테르 피복재는 다양한 용도에 적합하도록 통상의 도포 방법에 의해 도포되고, 통상의 건조 방법에 의해 건조되며, 도포나 건조 방법이 특별히 제한되지는 않는다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 실시예를 들어 설명하나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

실시예 1

교반기와 온도계, 불활성가스(질소가스) 도입관, 환류 냉각기(Reflux Condenser) 및 물 트렙(Dean Stark Trap)이 장착된 5구 반응플라스크에 200g의 탈수 피마자유 지방산과 300g의 디글리시딜에테르 비스페놀 A 에폭시수지, 1.6g의 안식향산 나트륨 및 100g의 크실렌을 넣고 에스테르 반응을 수행한다.

가열을 시작하면서 질소가스를 유입시키고, 지방산과 에폭시 수지가 완전히 용해한 후 교반을 시작하면서 서서히 온도를 상승시켜 1∼2시간 내에 온도를 260℃까지 올리고 이 온도를 유지하여 약 2시간 동안 반응을 진행시킨다.

이때, 반응이 잘 진행되는 것은 물트렙에 고이는 반응수와 그 양을 보고 판단할 수 있다.

반응이 끝나면 온도를 150℃까지 냉각시킨 다음 400g의 크실렌을 넣고 희석하여 50%농도의 피복용 에폭시 에스테르 수지를 제조하였다.

아연도 강판에 함침 피복하여 상온 또는 저온에서 용제를 휘발시킨 뒤 180℃의 건조기에서 약 5분간에 걸쳐 건조하여 시편으로 하였다.

수득된 도막의 물성 시험결과를 표 1에 나타내었다.

실시예 2

교반기와 온도계, 불활성가스(질소가스) 도입관, 환류 냉각기(Reflux Condenser) 및 물 트렙(Dean Stark Trap)이 장착된 5구 반응플라스크에 220g의 텔(Tall)유 지방산과 350g의 디글리시딜 에테르 비스페놀 A 에폭시 수지, 2.3g의 염화리튬 및 110g의 톨루엔을 넣고 에스테르반응을 수행한다.

가열을 시작하면서 질소가스를 유입시키고, 지방산과 에폭시수지가 완전히 용해한 후 교반을 시작하면서 서서히 온도를 상승시켜 1∼2시간 내에 온도를 260℃까지 올리고 이 온도를 유지하여 약 1.5시간 동안 반응을 진행시킨다.

반응이 끝나면 온도를 150℃까지 냉각시킨 다음 460g의 톨루엔을 넣고 희석하여 50%농도의 피복용 에폭시에스테르 수지를 제조한다.

아연도 강판에 함침 피복하여 상온 또는 저온에서 용제를 휘발시킨 뒤 200℃의 건조기에서 약 3분간에 걸쳐 건조하여 시편으로 하였다.

수득된 도막의 물성 시험결과를 표 1에 나타내었다.

비교예 1

일반시중의 투명 아크릴 소부도료를 아연도 강판에 함침 피복하여 상온 또는 저온에서 용제를 휘발시킨 뒤 180℃의 건조기에서 약 20분간에 걸쳐 건조하여 시편으로 하였다.

수득된 도막의 물성 시험결과는 표 1에 나타내었다.

피복도막의 물성시험 결과

시험항목	실시예 1	실시예 2	비교예
지촉건조	10분	10분	15분
건조시간	5분	3분	20분
연필경도	4-5H	6H	2H
부착성	100/100	100/100	93/100
에릭션	A 11.9 mm	A 12.3 mm	A 12.7 mm
비등수성	이상없음	이상없음	이상없음
내충격성	이상없음	이상없음	불량
내굴곡성	이상없음	이상없음	크렉발생
내산성	이상없음	이상없음	이상없음
내알칼리성	이상없음	이상없음	이상없음

<시험규격>

1. 지촉건조 : 상온에서 자연 건조하여 손가락으로 피복 면에 접촉하였을 경우 손에 수지가 묻어나지 않는 시간.

2. 건조시간 : 180℃의 건조기에서 완전히 건조되는데 걸리는 시간.

3. 연필경도 : "H"종류의 연필을 사용하여 도막면을 45°각도로 그었을 경우 흠집이 나지 않는 경도.

4. 부착성 : 크로스 컷 테스트, 1.5㎜(간격) 모눈 100개(10×10)를 스캇치 테이프로 박리시켰을 경우 테이프에 묻어나지 않는 모눈수.

5. 내비등수성 : 98±2℃의 물에서 1시간 침적 후 관찰하여 광택감소, 기포나 크렉이 없어야 한다.

6. 내충격성 : 1". 500g추를 30㎝상부에서 낙하하여 시험.(시험편 3T기준)

7. 내굴곡성 : 3㎜의 지름(R)으로 굴곡시켰을 경우에 표면에 크렉이나 박리가 없어야 한다.

8. 내산성 : 10% 염산용액(상온)에서 200시간 침적하여 색상, 광택변화가 없어야 함.

9. 내알카리성 : 5% 가성소다용액(상온)에서 15분x4회 스팟 테스트(Spot Test)하여 색상, 광택변화가 없어야 함.

위 실시예의 시험결과에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 도료는 광택성, 접착력, 내스크렛치성, 내굴곡성, 내충격성 등이 우수한 도막을 제공하며, 열경화 또는 열건조 공정과 시간을 대폭 단축시킴으로써 생산성을 현저히 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 에폭시 수지와 식물성 지방산을 1 : 0.3 내지 1의 몰비로 유기용매와 반응 촉매 존재 하에 에스테르화 반응시키는 것을 특징으로 하는, 소부건조용 일액형 피복재의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 에폭시 수지는 디글리시딜 에테르 비스페놀 A 에폭시 수지이고, 식물성 지방산은 탈수 피마자유 지방산, 아마인유 지방산, 대두유 지방산, 동유 지방산, 텔(Tall)유 지방산, 야자유 지방산 및 피마자유 지방산으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 유기 용매는 톨루엔, 크실렌 및 미네랄 스피리트로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 촉매는 염화리튬, 리튬 리시놀레이트, 칼슘 옥토에이트, 산화 칼슘, 나프텐산 아연 및 안식향산 나트륨으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매의 사용량은 0.05 내지 0.08 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.