KR20010058990A

KR20010058990A - 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물

Info

Publication number: KR20010058990A
Application number: KR1019990066368A
Authority: KR
Inventors: 이윤구; 이진형; 이정현
Original assignee: 김충세; 고려화학 주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-06
Also published as: KR100666206B1

Abstract

본 발명은 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 VOC규제에 대비하여 휘발성 용제가 거의 함유되지 않은 무용제형으로 도장작업상 롤러작업이 가능케 함으로써 작업편리성을 한층 배가시키고, 또한 경화 후 외관이 우수하고 표면저항이 5×10^6∼8Ω인 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물에 관한 것이다.

Description

무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물{A epoxy flooring coating composition having antistatic function}

본 발명은 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 VOC규제에 대비하여 휘발성 용제가 거의 함유되지 않은 무용제형으로 도장작업상 롤러작업이 가능케 함으로써 작업편리성을 한층 배가시키고, 또한 경화 후 외관이 우수하고 표면저항이 5×10^6∼8Ω인 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물에 관한 것이다.

최근 반도체공장, 병원수술실, 전자제품조립공장, 컴퓨터실, 통신관련시설 등 정전기 발생으로 생산에 차질을 가져오거나 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 부위에 이를 해결하기 위한 수단으로서 성능이 우수한 대전방지용 바닥재의 수요가 증가되고 있다.

일반적인 바닥재 피막조성물으로는 에폭시 수지와 경화제가 함유되어 있는 에폭시 수지조성물을 사용하고, 또한 도막에 대전방지능을 부여하거나 요구되는 적정의 표면저항을 얻기 위해서는 백색의 도전성 필러나 흑색계의 도전성 필러를 함유하는 방식을 채택하고 있다. 그러나 흡유량이 높은 백색계 도전성 필러만을 함유시키게 되면 다량의 도전성 필러가 첨가됨으로 인해서 에폭시 수지조성물이 증점되어 도장작업시 롤러 작업이 불가능하게 되고, 흡유량이 낮은 백색계 도전성 필러만을 사용하게 되는 경우 요구되는 표면저항치의 물성기준을 만족하기 어렵다.

본 발명에서는 종래의 피막조성물이 가지고 있는 기능에 있어서 작업환경을 악화시키는 휘발성 용제를 함유하지 않는 무용제 타입으로 롤러 도장이 가능하며 얻어지는 도막의 표면저항치를 만족시키기 위하여 흡유량은 높으나 전도성이 우수한 특정 도전성 백색 안료와 전도성은 다소 미흡하나 흡유량이 낮은 특정 도전성 백색 안료를 일정량 혼합하여 함께 사용함으로써 상기 요구조건을 만족할 수 있는 피막조성물을 얻을 수 있다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 도장작업시 롤러도장이 가능하고 도막 형성시 대전방지 바닥재에서 요구되는 도막외관 및 표면저항치(5×10^6∼8Ω)를 만족시키는 새로운 형태의 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 안료 및 첨가제가 함유되어있는 무용제형 에폭시 바닥재 피막조성물에 있어서, 상기 안료로서 전체 피막조성물중에 구상형 백색 도전성 안료 15 ∼ 20 중량%와 침상형 백색 도전성 안료 30 ∼ 35 중량%를 함께 함유시키는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 에폭시 수지, 반응성 모노머, 경화제, 안료 및 첨가제가 함유되는 통상의 바닥재 피막조성물에 특정 성분으로 구성된 도전성 안료를 함유시켜 대전방지 효과는 물론이고 작업성 및 도막 형성시 바닥재에서 요구되는 도막외관이 우수한 새로운 형태의 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 에폭시 수지는 비스페놀 A와 비스페놀 F 등에 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지 등이다. 이러한 에폭시 수지는 본 발명의 피막조성물중에 22 ∼ 25 중량% 범위내에서 사용한다. 무용제 바닥재 용도로의 배합설계 및 도막외관 등의 물성을 고려한다면, 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 수지와 비스페놀 F형 수지가 특히 바람직하다. 비스페놀 A형 수지 중에서도 에폭시 당량이 150 ∼ 250 g/eq 정도이고, 25 ℃에서 5000 ∼ 15000 cps 정도이며, 고형분이 100%인 것이 적합하다. 본 발명이 사용하는 시판 비스페놀 A형 수지 제품의 예로는 금호쉘 화학(주)의 에피코테 828, 815 시리이즈, 엘지화학(주)의 엘이알 840, 850, 855 시리이즈와 국도화학(주)의 에포토토 와이디 12 시리이즈 등이다.

또한, 비스페놀 F형 수지 중에서도 에폭시 당량이 120 ∼ 220 g/eq 정도이고, 고형분이 100 %인 것이 적합하다. 본 발명이 사용하는 시판 비스페놀 F형수지제품의 예로는, 금호쉘 화학(주)의 에피코테 862, 235 시리이즈와 엘지화학(주)의 엘이알 830 시리이즈와 국도화학(주)의 에포토토 와이디 170, 180 시리이즈 등이다.

본 발명이 100 % 고형분, 무용제 타입을 제조하는데 그 목적이 있는 바, 상기한 에폭시 수지를 희석시키기 위한 반응성 모노머로는 반응성 에폭시기를 가지는 모노머를 사용하도록 한다. 반응성 에폭시기를 가지는 모노머의 구체적인 예로는 부틸 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 크레실 글리시딜 에테르, 2-에틸 헥실 글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸올 글리시딜 에테르 등이 있으며, 저점도화를 위한 에폭시 수지 희석율과 도막물성을 고려한다면 부틸 글리시딜 에테르가 적합하다. 이러한 반응성 모노머는 본 발명의 피막조성물중에 11 ∼ 13 중량% 범위내에서 사용한다.

본 발명에 사용되는 실온경화성 경화제는 상기한 바와 같은 에폭시 수지를 실온에서 경화시킬 수 있는 경화제이다. 구체적으로는 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 메타크실렌 디아민, 이소포론 디아민 등의 변성 아민계 경화제 등을 예시할 수 있는데, 저점도화를 위한 에폭시 수지의 희석율과 도막물성을 고려한다면 이소포론 디아민계 경화제가 적합하다. 실온경화를 위한 경화제의 함량은 특정하게 한정되어 있는 것이 아니며 적량을 사용할 수 있으며 굳이 한정 한다면 본 발명의 피막조성물에 9 ∼ 12 중량% 범위로 함유시키는 것이다.

한편, 본 발명에서는 특징적으로 절연체인 에폭시 도막에 전도성을 부여하기 위하여 특정의 도전성 안료를 선정하여 사용하는 바, 도전성 안료를 사용한 전도성부여의 메카니즘을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 에폭시 도막은 표면저항치가 10^14∼16Ω 정도로서 이상적인 부도도체의 주요 바인더로 사용되고 있으며, 대전방지 목적으로의 규정된 표면저항치인 5×10^6∼8Ω를 얻기 위해서는 도전성 안료가 일정량 투입되어 안료 상호간 접촉에 의하여 이루어지는 통전 효과나 안료 상호간의 접촉이 이루어지지 않더라도 활성화된 자유전자 이동의 역방향으로 전류가 흐르는 원리를 근거로 하여 전자 이동 터널을 만들어 주게 됨으로써 달성할 수 있다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 백색 도전성 안료중 타입별 특성인 흡유량, 입자경, 도전안료 자체의 전도성 및 안료의 구조 등을 고려하여 특정한 것을 선정하여 혼합 사용하였다.

본 발명에서 사용되는 도전성 안료는 안료 그 자체가 도전성을 가지게 되는데, 산화안티몬이 결합된 산화주석을 도핑시킨 도전성 백색 안료이며, 그의 형상에 따라서 구상과 침상으로 구분될 수 있다.

침상구조는 안료 자체의 전도성이 구상구조 대비 떨어지나 구조 자체의 특징으로 동량 투입시 우수한 전도성 도막을 발현할 수 있다. 침상형 백색 도전성 안료는 안료 100 g에 대하여 습윤되는 아마인유 함량으로 측정되는 흡유량이 30 ∼ 100 ㎖ 정도이고 평균길이가 2 ∼ 10 ㎛ 정도인 것이 사용될 수 있는데, 침상형 백색 도전성 안료의 자체 전도성은 100 ㎏/㎠의 압력 조건하에서 비저항치가 100Ω이하인 것이 적합하며, 시판되고 있는 침상형 백색 도전성 안료의 예로는 일본이시하라 산교 가이샤의 티타늄 백색 FT 시리이즈 이다.

구상형 백색 도전성 안료는 안료 100 g에 대하여 습윤되는 아마인유 함량으로 측정되는 흡유량이 10 ∼ 30 ㎖ 정도이고, 평균입자가 1 ∼ 5 ㎛ 정도인 것이 사용될 수 있는데, 구상형 백색 도전성 안료의 자체 전도성은 100 ㎏/㎠의 압력 조건하에서 비저항치가 5 Ω이하인 것이 적합하며, 여타 제품의 문제점인 도막착색(청미)을 보완시킨 구상형 백색 도전성 안료의 예로는 현 시판품인 미국 듀폰사의 젤렉 ECP 시리이즈 이다.

본 발명은 전기에서 기술한 각 백색 도전성 안료인 구상형 백색 도전성 안료 및 침상형 백색 도전성 안료의 혼합비율을 검토한 결과, 에폭시 수지, 모노머 및 경화제로 구성되는 비히클 함량에 대한 구상형 백색 도전성 안료 및 침상형 백색 도전성 안료로 조합되는 도전성 안료의 전체 사용량은 본 발명의 피막조성물중에 50 ∼ 56 중량% 범위내에서 특정 혼합비로 사용되어야만 요구물성을 만족할 수 있게 된다. 피막조성물 중에 함유되는 도전성 안료의 전체량이 50 중량% 미만으로 투입되면 도막내 안료함량이 부족하여 요구되는 표면저항치인 5×10^6∼8Ω을 만족할 수가 없으며, 56 중량%를 초과하여 과량 투입되면 점도상승에 의한 롤러 작업성 부족, 도막외관 불량 등의 제반 문제점이 나타난다.

또한, 본 발명의 피막조성물중에 함유되는 각각의 도전성 안료의 함량비가 매우 중요한 바, 전체 피막조성물 중에는 구상형 백색 도전성 안료는 15 ∼ 20 중량%, 침상형 백색 도전성 안료는 30 ∼ 35 중량% 함유되도록 하는 것이 가장 적합하다. 도전성 안료로서 구상형 백색 도전성 안료는 15 중량% 미만 사용할 때 은폐력이 불량하였으며, 20 중량%를 초과하면 청색미가 너무 진하여 미색으로의 칼라조색이 불가하였다. 또한, 침상형 백색 도전성 안료를 30 중량% 미만 사용할 때 전도성이 미흡하였으며, 35 중량%를 초과하여 사용할 때 도료의 점도가 높아 롤러 작업성과 도막외관(레벨링)이 불량하여 적용할 수 없다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 4

다음 표 1에 나타난 바와 같은 함량비로 하여 대전방지 에폭시 피막조성물을 제조하였다.

에폭시 수지(럭키화학의 엘이알 850™, 고형분 함량 100 중량%, 에폭시 당량 184 ∼ 194 g/eq, 점도 1,1000 ∼ 15,000 cps/25℃)에 반응성 모노머인 부틸 글리시딜 에테르를 투입하였다. 첨가제로서는 안료 친화력기를 갖는 블록공중합체의 분산제(비와이케이사의 디스퍼비와이케이-162™, 불휘발분 38 중량%)를 0.5 중량% 투입하여 일반 교반기를 사용하여 1000 rpm 속도로 5분간 교반한 후 침강방지제인 벤톤 38™(내쇼날리그사 제품)을 0.5 중량% 추가하고 다시 10분간 교반하였다.

상기 용액을 교반기 500 rpm 속도로 회전하면서 침상형 백색 도전성 안료(일본 이시하라 산교 가이샤의 티타니움 백색 에프티 3000™, 입자길이 5 ㎛, 전기저항치 30 Ω, 흡유량 60 ㎖), 구상형 백색 도전성 안료(미국 듀폰사의 젤렉 ECP 1410T™, 산화안티몬이 결합된 산화주석을 도핑시킨 이산화티타늄, 입자길이 2 ㎛. 전기저항치 3 Ω, 흡유량 25 ㎖)를 차례로 서서히 투입한 후 고속 분산기를 사용하여 2000 rpm으로 20분간 교반하여 분산 입도가 50 ㎛ 이하가 되도록 분산시켜 제1조성물인 주제를 제조하였다.

이와는 별도로 이소포론 디아민과 노닐페놀을 70 : 30 중량비로 혼합하여 일반 교반기를 사용하여 1000 rpm 속도로 5분간 교반하여 제2조성물인 경화제를 제조하였다.

이렇게 얻어진 상기 제1조성물 주제와 제2조성물 경화제는 다음 표 1에 나타난 바와 같은 함량비로 혼합시켜서 작업성 실험, 전도성 실험, 도막외관(레벨링, 은폐력, 색상) 실험을 위한 대전방지 에폭시 피막조성물을 제조하였다.

실험예.

상기 실시예 1 ∼ 3과 비교예 1 ∼ 4에서 제조된 조성물에 대해서는 다음과 같은 방법으로 롤러 작업성, 대전방지성, 도막외관 실험을 각각 평가하였다. 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실험방법]

1) 롤러 작업성

유성도료용 일반 롤러를 이용하여 각 에폭시 수지 조성물울 가로 30 ㎝, 세로 60 ㎝인 5 ㎜ 두께의 스레이트판에 건조도막 두께 100 ㎛으로 도포한 후 작업성을 하기기준에 의거하여 평가하였다.

(평가기준)

○ : 스파터링 및 롤러 굴림성 양호.

X : 스파터링 및 롤러 굴림성 불량.

2) 전도성.

각 에폭시 수지 조성물을 가로 15 ㎝, 세로 30 ㎝인 두께 3 ㎜의 유리판 소지에 어플리케이터를 이용하여 건조도막 두께 100 ㎛를 도포한 후 20 ℃ 온도조건 하에서 일주일 건조시켰다. 건조 도막을 온도 20 ℃, 상대습도 55% 조건하 일본 동아전자의 표면전기저항 측정기인 SM8203™을 이용하여 표면저항을 측정하였다.

(평가기준)

○ : 표면저항치가 5×10^6∼8Ω 규격 범위에 들어옴.

X(-) : 표면저항치가 5×10^6∼8Ω 규격 범위 이상임(전도성 규격 미달)

X(+) : 표면저항치가 5×10^6∼8Ω 규격 범위 이하임(전도성 규격 초과)

3) 도막외관.

가) 레벨링 : 유성도료용 롤러를 이용하여 각 에폭시 조성물을 가로 30 ㎝, 세로 60 ㎝인 5 ㎜ 두께의 스레이트판에 건조도막 두께 100 ㎛으로 도포한 후 20 ℃ 온도 조건하에서 일주일 건조시킨 도막레벨링을 다음 기준에 의거하여 평가하였다.

(평가기준)

○ : 도막 레벨링 양호.

X : 도막 레벨링 불량.

나)은페력 : 은페지에 건조도막 두께 100 ㎛으로 도포한 후 20 ℃ 온도조건하 일주일 건조시킨 도막에 색차계를 이용하여 은폐력을 측정한 후 다음 기준에 의거하여 평가하였다.

(평가기준)

○ : 은폐율이 80% 이상임.

X : 은페율이 80% 미만임.

다)색상 : 은페지에 건조도막 두께 100 ㎛으로 도포한 후 20 ℃ 온도조건하 일주일 건조시킨 도막을 육안으로 다음 기준에 의거하여 평가하였다.

(평가기준)

○ : 색상이 밝고 순수 화이트 - 옅은 회색(미색 가능)

X : 색상이 어둡고 진한 회색 및 청색미(미색 불가능)

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 피막조성물은 바닥재 시공시 작업환경을 악화시키는 휘발성 용제의 함량이 없는 무용제형이며 대전방지를 목적으로 투입되는 특정 도전성 필러를 구조, 입자경, 흡유량 등 제반 물성으로 구분하여 혼합 사용함으로써, 종래의 무용제 에폭시 대전방지용 도료와 상응되는 물성수준을 가지면서 기존 제품이 적용 불가능 하였던 롤러 작업을 가능케한 도료이다.

Claims

에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 안료 및 첨가제가 함유되어 있는 무용제 에폭시 바닥재 피막조성물에 있어서,

상기 안료로서 전체 피막조성물중에 구상형 백색 도전성 안료 15 ∼ 20 중량%와 침상형 백색 도전성 안료 30 ∼ 35 중량%가 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 구상형 백색 도전성 안료는 흡유량(안료 100 g에 대하여 습윤되는 아마인유 함량)이 10 ∼ 30 ㎖이고, 평균입경이 1 ∼ 5 ㎛이며, 100 ㎏/㎠의 압력조건하에서 비저항치가 5 Ω 이하인 것임을 특징으로 하는 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 침상형 백색 도전성 안료는 흡유량(안료 100 g에 대하여 습윤되는 아마인유 함량)이 30 ∼ 100 ㎖이고, 평균길이가 2 ∼ 10 ㎛이며, 100 ㎏/㎠의 압력조건하에서 비저항치가 100 Ω이하인 것임을 특징으로 하는 무용제 에폭시 대전방지용 바닥재 피막조성물.