KR20010035294A

KR20010035294A - 속건성 방청 코팅제

Info

Publication number: KR20010035294A
Application number: KR1020010004860A
Authority: KR
Inventors: 정형동
Original assignee: 정형동
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2001-05-07
Also published as: WO2002061004A1

Abstract

본 발명은 속건성 방청 코팅제에 관한 것으로, 우레탄 결합을 함유한 수지에 주제와 경화제를 각각 10:1 비율로 혼합시키고, 그 혼합물에 신나와, 소포제, 건조 촉진제를 일정 비율로 혼합시켜 피도체에 분사함으로써 내맥성, 내산성, 내마모성, 부착성 등의 성질이 보강된 상태에서 신속하게 건조되어 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 속건성 방청 코팅제에 관한 것이다.

본 발명을 적용하면, 부착력, 내맥성, 내약품성, 경도, 내산성이 보다 보강된 상태에서 프레스 등의 고속 가공물에 도포되는 즉시 건조되게 되므로 이어지는 후순위 작업을 신속하게 행할 수 있게 된다.

Description

속건성 방청 코팅제{COATING PAINT BEING DRIED SPEEDLY FOR RUST PROOFING}

본 발명은 속건성 방청 코팅제에 관한 것으로, 보다 상세하게 우레탄 결합을 함유한 수지에 주제와 경화제를 각각 10:1 비율로 혼합시키고, 그 혼합물에 신나와, 소포제, 건조 촉진제를 일정 비율로 혼합시킨 속건성 방청 코팅제에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 코일, 강판 등에 도료의 경화시스템에 의해 생성된 도막은 화학반응에 의해 거대 분자화되어 조밀한 구조를 갖게 된다. 따라서, 용제에 대한 저항성이 크고 수분이나 가스 등의 외부물질에 대한 차단성이 매우 좋으므로 열가소성 수지에 비해서 장기적인 내구성을 가지게 된다.

그러나, 상기한 도료들은 여러가지 문제점을 갖고 있는데, 비스페놀A형 에폭시 수지는 도료 분야에서 가장 많이 사용되어지는 수지의 하나로 부착성, 내약품성 등의 성질이 우수하며 기계적 강도가 뛰어나고 가격도 비교적 저렴하며 상온에서 쉽게 경화되는 등의 장점이 있으나, 아민을 경화제로 사용할 경우 심한 냄새와 독성 등의 문제점이 있다.

이런 문제점 때문에 폴리아미드 수지를 경화제로 사용하기도 하나, 이 경우 다가 아민을 사용할 때 만큼 가교도를 올리기 어려우므로 건조가 느리고 물성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 비스페놀A형 에폭시 수지는 그 자체의 고유한 구조로 인해 내후성이 열악하며 아민경화에 따른 황변현상이 있어 외부폭로부위에 적용하기 어렵다.

따라서, 위와같은 문제점들을 해결하기 위한 여러 방안이 강구되어졌는데, 특히 미국특허 제4,525,521호에서는 카르복실기가 포함된 아크릴 수지와 알킬렌아민, 또는 글리시딜기가 포함된 아크릴 수지와 암모니아를 반응시켜 1급아민이 펜던트된아크릴 수지를 제조한 후 이를 에폭시 수지와 경화시키는 방법을 소개하고 있으며, 일본국 특허공개 제63-30521호는 상기아크릴 수지에 케톤을 반응시켜 케티민이 펜던트된 수지를 제조하는 방법을 소개하고 있다.

상기한 방안은 내후성이 우수한 아크릴 수지를 도입하는 동시에 아민기와 에폭시 수지간의 속경화는 그대로 유지시키는 것을 특징으로 하고 있으나 실제 적용에 있어서는 경제성이 없을 뿐만 아니라 사용원료의 독성과 취급 등의 문제점을 가지고 있어 실용화하기 어렵다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 우레탄 결합을 함유한 수지에 주제와 경화제를 각각 10:1 비율로 혼합시키고, 그 혼합물에 신나와, 소포제, 건조 촉진제를 일정 비율로 혼합시켜 피도체에 분사함으로써 내맥성, 내산성, 내마모성, 부착성 등의 성질이 보강된 상태에서 신속하게 건조되어 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 속건성 방청 코팅제를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 폴리 우레탄(Polyurethane) 타입으로 이소시아네이트(Isocyanate)와 수산기를 갖는 화합물의 반응 생성체로 우레탄 결합을 함유한 수지에 있어서, 상기 우레탄 결합을 함유한 수지에, 폴리욜(Polyol) 용액인 주제와 폴리 이소시아네이트(Polyisocyanates)용액으로 이루어진 경화제를 각각 10:1 비율로 혼합하고, 그 혼합물에 신나와 소포제, 건조 촉진제를 일정 비율로 혼합하여 피도체에 분사하고 건조시킴으로써 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제가 제공된다.

바람직하게, 상기 주제(主劑)는 지방산 변성 폴리에스테르(Polyester), 비닐 변성 폴리에스테르, 아크릴 폴리욜(Acryl Polyol), 오일 프리 폴리에스테르(Oil Free Polyester) 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 경화제는 헥사 메칠렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate), 디페닐메탄 디-이소시아네이트(Dipheylmethane Di-isocyanate:MDI), P-페닐렌 디-이소시아네이트(P-Phenylene Di-isocyanate) 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제가 제공된다.

보다 바람직하게, 상기 신나는 단독으로 수지를 용해할 수 있는 진용제로 100℃이하의 비점을 갖는 저 비점용제를 50∼100% 희석시켜 사용하며, 상기 소포제는 실리콘(Sillicone)류, 아크릴 레진(Acryl Resin)이고, 상기 건조 촉진제는 3급 아민(Amine)류 또는 금속염(Co, Pb, Mn) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제가 제공된다.

또한, 상기 코팅제는 솔리드(Solid)가 20내지 30% 정도이며, 상기 코팅제의 피도체에 대한 도막형성의 건조조건은 상온에서 30sec이고, 60℃ 오븐에선 5∼10sec 인 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제가 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

스프레이 도장은 압축공기를 이용해서 도료를 무화 분출하여 피도물에 충격적으로 부착되기 때문에 도료 손실은 50∼90% 정도이다. 스프레이 도장 중 약 70%가 에어 스프레이 도장인 바, 그 중에서 본 발명에 따른 코팅제는 흡상식 방법을 채택함이 바람직하다. 흡상식, 압송식, 중력식은 도료 공급법에 의해 구분이 되는 데 그 중에 흡상식은 미세한 미립화가 가능하고 스프레이 패턴의 조절이 자유롭고 점도가 낮은 도료일 때 유리하다.

또한, 에어 스프레이 경우 스프레이 건의 구경은 소형(1∼1.3mm)을 사용하고, 스프레이 거리는 10∼20cm가 적당하나 국소 코팅시에는 거리를 좁힐 수 있으며, 스프레이 속도는 통상 20∼50cm/sec 정도로 운행시킨다.

한편, 도료의 비산이 적고 균일하게 도장할 수 있는 에어레스(airless) 방식도 본 코팅제를 분사시키기에 바람직하다. 에어레스 스프레이는 스프레이 노즐쪽의 작은 구멍으로 고압의 도료가 압송되어 무화되는 원리인 바, 노즐은 0.381m/m 사용하고 도장각도는 60°이다. 공기압력은 3.0∼4.5kg/cm, 도료 압력은 60∼90kg/cm 으로 맞춘다.

이때, 펌프의 최고압력은 보통 3,000psig 정도이고 호스는 8000∼10,000psig에 견딜 수 있는 6∼9m/m 인치의 굵기를 사용한다.

스프레이 도장은 점도가 높으면 평골성(平滑性)이 나쁘고 토출이 나쁘게 되고 도료 점도가 낮으면 불휘발분이 낮게 되고 살오름이 나쁘게 되어 방청 효과에 불리할 수 있다.

본 발명에 따른 속건성 방청 코팅제의 점도는 포드 컵(Ford cup) 4로 20∼30초 정도가 좋고 일반적인 도장실의 온도는 20±5℃가 최적이다.

본 발명에 따른 속건성 방청 코팅제는 틴 플레이트(Tin Plate), TFS판, 코일의 절단부분의 부식 방지용으로 사용 가능하며 순간 건조성을 크게 보완 시켰으며(여기서 건조는 표면 트랙 프리: Track Free), 소지와의 부착력, Retort性, 내 맥(MEK)성, 중상경도, 내산성을 크게 보강시켰다.

또한, 본 발명에 따른 속건성 방청 코팅제는 지정된 신나를 사용하여야 흐름(Sagging)이 적어진다. 압축 공기질은 수분, 유분, 먼지가 있어서는 안되고 너무 공기가 차거나 뜨거워서는 안된다. 이런 불순물이 콤프레샤, 실린더 등 기타 부속품의 기능을 충분히 하지 못하게 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 속건성 방청 코팅제의 조성에 대하여 상세하게 기술한다.

(실시예)

속건성 방청 코팅 조성

본 코팅제는 폴리 우레탄(Polyurethane) 타입으로 이소시아네이트(Isocyanate)와 수산기를 갖는 화합물의 반응 생성체로 우레탄 결합을 함유한 수지를 갖는다.

이때, 상기 우레탄 도료는 우수한 광택을 가지며 밀도가 큰 도막을 얻을 수 있다. 또, 내 마모성, 내 약품성, 내 충격성, 부착성, 경도, 굴곡성, 레토르트(Retort)성 등 물리적 성질이 우수하다.

본 코팅제는 상기한 우레탄 결합을 함유한 수지에 폴리욜(Polyol) 용액인 주제(主劑)와 폴리 이소시아네이트(Polyisocyanates) 용액인 경화제를 각각 다른 용기에 저장하고 사용하며, 사용시 신나와 함께 혼합해서 사용한다.

본 코팅제의 반응 매커니즘은 식 1과 같다.

(식 1)

R-N=C=O+R'-HO(Polyisocyanate) →R-N-C-O-R'(Polyurethane)

상기 주제(主劑)로는 지방산 변성 폴리에스테르(Polyester), 비닐 변성 폴리에스테르, 아크릴 폴리욜(Acryl Polyol), 오일 프리 폴리에스테르(Oil Free Polyester) 중 어느 한 물질을 사용한다.

먼저, 아크릴 폴리욜(Acryl Polyol)은 속건성과 투명성이 우수하고 내 황변성(黃變性)이 양호하고, 폴리에스테르 폴리욜은 유연성과 내 용제성이 우수하고 마모성, 강인성, 광택도 양호하다. 폴리에스테르 폴리욜은 유연성은 우수하나 건조가 늦고, 알키드 폴리욜은 속건성이고 가격은 싸다.

또한, 경화제인 이소시아네이트와 주제(主劑)의 활성 수소 화합물과의 반응은 이소시아네이트에 대한 활성수소 화합물의 부가반응으로, 그 속도는 일반적으로 활성 수소 화합물의 염기성이 높은 것이 빠르고 중성보다 산성이 좀 늦다.

단, 주제(主劑)의 OH%가 올라가면 밀착성, 약품성, 경도, 건조성 등은 향상되나 유연성 등은 감소하게 된다.

상기 경화제로는 예컨대, 헥사 메칠렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate), 디페닐메탄 디-이소시아네이트(Dipheylmethane Di-isocyanate:MDI), P-페닐렌 디-이소시아네이트(P-Phenylene Di-isocyanate) 등 본 발명의 도료는 주제와 경화제를 10:1 비율에 지정된 신나로 작업성에 맞춰 희석시켜 사용한다.

상기 신나는 50∼100% 희석시켜 사용한다. 이때, 신나는 단독으로 수지를 용해할 수 있는 진용제로 100℃이하의 비점을 갖는 저 비점용제를 사용한다. 이는 작업성, 저장성, 도막물성에도 영향을 미친다.

단, 하이드록시(Hydroxy)기가 있는 것은 가사시간, 건조불량, 기포의 원인이 될 수 있다. 예컨대, 하이드록시가 포함되어 있는 것은 I.B. 아세테이트(Acetate), 시클로헥산(Cyclohexane), E. 아세테이트(Acetate), β-부탄올(Butanol), I.P. 아세테이트(Acetate) 등이다.

한편, 오렌지 필(Orange Peel), 크래터링(Cratering), 시딩(Seeding), 브러싱(Brushing), 핀홀(Pinhole) 시 발생될 수 있는 도막 결함을 방지하기 위해 적당량의 첨가제를 사용할 수 있다.

상기 첨가제는 소포제 및 건조 촉진제가 더 포함되어 사용될 수 있는 바, 상기 소포제로는 실리콘(Sillicone)류, 아크릴 레진(Acryl Resin)을 사용하고, 상기 건조 촉진제로는 3급 아민(Amine)류나, 금속염(Co, Pb, Mn)을 사용한다. 또, 레벨링 작용제(Levelling Agent)로는 실리콘, N.C, 비닐을 사용함이 바람직하다.

본 발명은 솔리드(Solid)가 20내지 30% 정도이고, 건조조건(여기서는 표면 Tack Free)은 상온에서 30sec, 60℃ 오븐에선 5∼10sec 이다.

또한, 본 발명은 함석판(Tin Plate), TFS판, 코일의 피도체 자체뿐만 아니고 그 위에 코팅되는 사이저 코팅(Sizer Coating)이나 화이트 코팅(White Coating)에도 부착이 될 수 있도록 설계되어 후가공이나 저장 중에 녹리가 일어나지 않는다.

이때, 사이저 코팅(Sizer Coating)은 열경화성 에폭시(Epoxy)계, 비닐계이고, 화이트 코팅은 폴리 에스테르 레진(Resin) 타입, 에폭시-우레아(Epoxy-Urea) 레진 타입, 비닐 레진 타입, 아크릴 레진 타입이다.

도료내에는 먼지나 이물질이 유입되지 않도록 하며, 작업이 끝나면 노즐과 필터를 세척한다. 가장 작업하기 용이한 조건은 습기가 없는 맑은 날씨이다. 장마철같은 다습한 경우에는 표면에 하얗게 서리가 앉는 것 같은 현상이 발생되고, 도막에 발포, 핀 홀(Pin Hole) 등이 발생하니 주의하고, 도장후에도 먼지나 이물질에 주의한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 속건성 방청 코팅제는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 속건성 방청 코팅제는 부착력, 내맥성, 내약품성, 경도, 내산성이 보다 보강된 상태에서 프레스 등의 고속 가공물에 도포되는 즉시 건조되게 되므로 이어지는 후순위 작업을 신속하게 행할 수 있게 하는 코팅제이다.

Claims

폴리 우레탄(Polyurethane) 타입으로 이소시아네이트(Isocyanate)와 수산기를 갖는 화합물의 반응 생성체로 우레탄 결합을 함유한 수지에 있어서,

상기 우레탄 결합을 함유한 수지에, 폴리욜(Polyol) 용액인 주제와 폴리 이소시아네이트(Polyisocyanates)용액으로 이루어진 경화제를 각각 10:1 비율로 혼합하고, 그 혼합물에 신나와 소포제, 건조 촉진제를 일정 비율로 혼합하여 피도체에 분사하고 건조시킴으로써 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 주제(主劑)는 지방산 변성 폴리에스테르(Polyester), 비닐 변성 폴리에스테르, 아크릴 폴리욜(Acryl Polyol), 오일 프리 폴리에스테르(Oil Free Polyester) 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 경화제는 헥사 메칠렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate), 디페닐메탄 디-이소시아네이트(Dipheylmethane Di-isocyanate:MDI), P-페닐렌 디-이소시아네이트(P-Phenylene Di-isocyanate) 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 신나는 단독으로 수지를 용해할 수 있는 진용제로 100℃이하의 비점을 갖는 저 비점용제를 50∼100% 희석시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 소포제는 실리콘(Sillicone)류, 아크릴 레진(Acryl Resin)인 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 건조 촉진제는 3급 아민(Amine)류 또는 금속염(Co, Pb, Mn) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 코팅제는 솔리드(Solid)가 20내지 30% 정도인 것을 특징으로 한 속건성 방청 코팅제.
제 1항에 있어서, 상기 코팅제의 피도체에 대한 도막형성의 건조조건은 상온에서 30sec이고, 60℃ 오븐에선 5∼10sec 인 것을 특징으로 하는 속건성 방청 코팅제.