KR20010066133A - 수용성 알루미늄 코팅 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

가정용 및 자동차용으로 사용되는 알루미늄 열교환기의 핀제에 코팅할 수 있는 알루미늄 코팅 조성물 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 고형분비로 수용성 에폭시-포스페이트 수지 100중량부와 경화제 1-50중량부로 이루어진다. 수용성 에폭시 포스페이트 수지는 분자량 900-7000, 에폭시 당량 450-3500의 비스페놀계 에폭시 100중량부와 포스포닉/포스피닉 산화합물 1-20중량부를 반응시킨후, 아크릭계 또는 비닐계 모노머를 에폭시-포스페이트 수지 100중량부에 대하여 10-100중량부 공중합시키고, 수용성 에폭시-포스페이트 수지를 얻는다. 경화제로서는 멜라민-포름알데히드수지, 우레아-포름알데히드수지, 벤조구아나민-포름알데히드수지를 사용한다. 부착성, 내용제성, 내식성, 상도도장성, 내열성, 작업성이 우수하다.

Description

수용성 알루미늄 코팅 조성물 및 이의 제조 방법{Water-soluble aluminum coating composition and preparation method thereof}
본 발명은 가전이나 자동차에 사용되는 열교환기용 알루미늄 핀 제품에 대한 고내식성 갖는 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 이루어진 알루미늄 코팅 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어컨의 실외기 또는 실내기에 들어있는 열교환기의 제작에 사용되는 알루미늄 및 알루미늄 합금 등으로 만들어지는 핀 제품에 사용할 수 있고, 고내식성과 가공성을 가지며 상도로 사용되고, 부착 성능을 크게 향상시킨 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 이루어진 알루미늄 코팅 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
에어컨의 실외기 또는 실내기와 같은 가전용 제품이나 자동차의 열교환기에 사용되는 핀 제품은 알루미늄을 사용하여 제조하는 것이 일반적이다. 이러한 핀 제품을 제조하는 경우에는 별도의 내식 처리없이 알루미늄을 사용하여 제조하는 것이 일반적이다. 그렇지만 대기오염에 의한 아황산 가스에서 비롯되는 산성비와 대기중에 포함된 염분에 의해 고온 다습한 조건에서 알루미늄의 부식이 촉진되었고, 이로 인한 열 교환기의 부식으로부터 열 교환 능력이 상실되게 되었다.
이들의 내식성을 해결하기 위한 방법으로 기존에 인산염처리 또는 크로메이드 처리를 사용하는 방법이 제안되었다. 이들의 인산염 또는 크로메이트 처리 방법은 처리가 안된 기존보다 월등한 내식 처리 효과를 가졌고, 상도로 사용되는 친수 피복제의 도장성을 크게 개선시켜 상도로 사용되는 친수 피복제의 코팅을 별도의 푸라이머 없이 원활하게 이루어지게 되었다.
그러나, 인산염 또는 크로메이트처리는 많은 양의 폐수처리 비용이 발생하고 표면처리제 자체의 발암성으로 인하여 취급 작업자의 안전에 영향을 끼쳐 사용이 꺼리게 되어 국제 사회에서 규제의 대상으로 선정되기고 하였다.
최근에는 이러한 문제들을 해결하는 방법으로는 도막 두께가 1∼2㎛의 박막형 유성 코팅제를 사용하는 방법이 제안되었다. 이들의 박막형 코팅제는 내식 능력이 기존 인산염 또는 크로메이트 처리제보다 약간 떨어지나 폐수발생이 적고 작업 비용이 적게 들어가며 도막량 조절에 의해 내식성의 조절이 가능하게 제조되었다.
이들 박막형 내식 코팅제는 알루미늄판 및 알루미늄을 이용한 합금등에 적용되고 있으며 이들의 도장 방법으로서는 롤에 감겨있는 알루미늄판에 리버스롤을 사용하여 1㎛ 정도로 도장하여 소재온도(MT)를 180-220℃ 조건에서 연속도장 경화 건조시키는 피시엠(PCM) 도장방법이 사용되고 있다.
그러나, 종래의 박막형 피복제에서는 수지(바인더)로서 에폭시수지, 아크릴수지 또는 변성된 에폭시수지, 변성된 아크릴수지 등이 사용되었으나 이들은 소재에 대한 부착능력과 경화성, 내식성, 가공성, 내열성, 상도 도장성 등에 있어서의 부분적 결함을 지니고 있다. 특히 유성 용제를 주용제로 하는 내식 코팅제는 대기오염방지협약의 휘발성유기화합물 제재 조치 문제 뿐만 아니라 유기 용제에 의한 코팅 고무롤의 유기용제 흡수로 인하여 작업성의 문제가 대두되었다.
또한, 박막의 피복제가 충분히 경화되지 못하였을 경우 피시엠 도장의 후공정 중에 시행되는 핀(fin) 성형 공정 중에서 잔존하는 유기용제 냄새의 발생으로 중요한 작업 환경 문제를 일으킬 수 있다.
따라서 본 발명자들은 지금까지 열거했던 박막형 피복제들의 결함을 개선하고, 현장 적용을 통한 연구와 노력을 계속한 결과, 내식성이 우수하며, 가공성, 상도 도장성 및 내수밀착성 등이 우수하고, 기타 강판에 적용이 가능한 수용성 에폭시-포스페이트 아크릭 수지를 주원료로 사용되는 에너지·환경 친화성의 수용성 피복제 조성물을 개발하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 열교환기의 제조에 사용되는 알루미늄판에 고내식성과 가공성을 비롯한 제반 특성이 우수하고, 환경이나 에너지 문제를 고려한 수용성 알루미늄 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 수용성 알루미늄 코팅 조성물을 제조하는 데 특히 적합한 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시켜 제조한 수용성 에폭시-포스페이트 수지 100중량부; 및 경화제 1 내지 50중량부로 구성된 알루미늄 피복 조성물을 제공한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시켜 수용성 에폭시-포스페이트 수지를 제조하는 단계; 및
상기 수용성 에폭시 수지 100중량부와 경화제 1 내지 50중량부를 혼합하는 단계로 구성된 알루미늄 피복 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 알루미늄 피복 조성물은 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시켜 제조한 수용성 에폭시-포스페이트 수지를 포함한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 에폭시 수지로는 비스페놀 에이형 수지, 비스페놀 에프형 수지 및 노블락 수지 등을 들 수 있다. 에폭시 수지의 분자량이 900보다 작은 경우는 경화도막의 박리가 문제되며 분자량 7000이상이 되면 변성 반응과 수용화가 어렵게 된다. 따라서, 사용하는 에폭시 수지의 분자량은 900∼7000인 것이 바람직하다. 또한, 에폭시수지의 에폭시 당량은 450∼3500인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지의 분자량과 에폭시 당량을 조정하기 위하여 저분자량의 액체 에폭시 수지로부터 비스페놀을 첨가하여 반응시켜 분자량을 조정하는 방법도 있다.
상기 포스포닉/포스피닉산 화합물은 에폭시수지의 금속 소재에 대한 부착성, 도장 작업성을 향상시키고 수용화 및 경화속도를 증진시키기 위하여 사용된다.
본 발명에서 사용되는 포스포닉산의 분자식은 하기 식(1)과 같다.
Rm1[PO(OH)2]n1------------(1)
식 (1)에서, R은 수소원자이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐기 또는 아크릭기로 구성될 수 있고, m1은 0∼2의 정수이고, n1은 1∼3의 정수이다.
또한, 본 발명에 사용되는 포스피닉산의 분자식은 하기 식(2)와 같다.
Rm2R'q[PO(OH)]n2----------(2)
식 (2)에서, R은 수소원자 이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로 비닐기 또는 아크릭기로 구성될 수 있고, m2은 0∼2의 정수이고, R'은 수소원자 이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐기 또는 아크릭 모노머로 구성될 수 있고, q는 0∼2의 정수이고, n2은 1∼3의 정수이다.
상기 포스포닉/포스피닉 산화합물의 예로서는 아미노트리스메틸렌 포스포닉산, 아미노-2-벤질포스포닉산, 3-아미노프로필포스포닉산, o-아미노페닐포스포닉산, 4-메톡시페닐포스포닉산, 아미노페닐포스포닉산, 아미노프로필포스포닉산, 벤질포스포닉산, 부틸포스포닉산, 2-카르복시에틸포스포닉산, 도데실포스포닉산, 에틸포스포닉산, 하이드로겐포스포닉산, 메틸벤질포스포닉산, 메틸포스포닉산, 옥타데실포스포닉산, 페닐포스포닉산, 디페닐포스피닉산, 페닐포스피닉산 등을 들 수 있다. 비닐기 또는 아크릴기를 갖는 포스포닉/포스피닉 산화합물로서는 하이드록시기를 가지는 아크릭 모노머와 포스포닉/포스피닉 산화합물의 축합물인 비닐포스포닉산, 2-에틸메타아크릴레이트포스포릭산, 2-에틸아크릴레이트포스포릭산 등을 들수 있다.
전술한 포스포닉/포스피닉산 화합물은 각각 단독으로 사용하거나 혼합사용이 가능하다. 상기 포스포닉/포스피닉산 화합물이 에폭시 수지 100중량부에 대하여 1중량부 미만이면, 부착성과 내식성, 수용화등의 물성 저하로 인해서 바람직하지 않고, 20중량부를 초과하면, 미반응 산에 의한 내수성의 저하등으로 인해서 바람직하지 않다. 따라서, 포스포닉/포스피닉산 화합물은 에폭시 수지 100중량부에 대하여 1∼20중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 에폭시 수지와 포스포닉/포스피닉산 화합물과의 반응을 촉진시키기 위하여, 반응 촉매로서 3급 아민 및 무기화합물 등이 사용할 수도 있다. 상기 반응 촉매의 양은 에폭시 수지와 포스포닉/포스피닉산 화합물의 반응물 100중량부에 대해서 0∼1중량부 정도를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 반응 촉매의 대표적인 화합물로는 벤질다이메틸아민, 트리부틸아민, N,N-다이메칠아닐린, 트리페닐포스핀, 리튬스테아리트, 스테니어스옥토에이트, 지르코니움옥토에이트, 트리에틸벤질암모니움크로라이드, 벤질트리메틸암모니움하이드록사이드 등을 들 수 있다.
상기 에폭시-포스페이스 수지는 아크릭계 또는 비닐계 모노머로 변성하여 사용하는 것이 바람직다. 변성하는 방법으로는 에폭시-포스페이트 수지에 아크릭계 또는 비닐계 모노머를 그라프트시켜 라디칼 중합하는 방법을 이용하거나 말레익산이나 퓨마릭산과 같은 불포화산을 이용한 중합방법 등을 들 수 있다.
상기 아크릭계 또는 비닐계 모노머로는 비관능성 모노머인 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트 및 로우릴메타아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실 관능기 모노머인 아크릭산, 메타아크릭산, 말레익산, 이타콘산, 크로론산 등이 있고, 수산기 모노머로서 2-하이드록시메타아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이외에도 비닐계 모노머인, 아크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, 그리시딜메타아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트 등을 들 수 있다.
상기 아크릭계 또는 비닐계 모노머가 에폭시-포스페이트 수지 100중량부에 대하여 10중량부 미만이면 변성 효과를 충분히 발휘하기 어렵고 100중량부를 초과하면 내식성 및 내수밀착성과 수용화 등이 급격히 저하된다. 따라서, 상기 아크릭계 또는 비닐계 모노머는 에폭시-포스페이트 수지 100중량부에 대하여 아크릭 또는 비닐계 모노머 10-100중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
이 때, 변성시에 사용되는 반응촉매로는 일반적으로 널리 알려진 퍼옥사이드계 촉매가 바람직하다.
아크릭계 또는 비닐계 모노머가 변성된 에폭시-포스페이트 수지는 수용화시켜서 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 변환시킨다. 수용성 에폭시-포스페이트 수지로 변환시키기 위한 기술적 방법은 수지를 이온화시켜 대전하는 중화제를 사용하여 고분자의 일부를 염(Salt)화시키는 방법을 들 수 있다. 대표적인 이온 수지로서는 음이온성 수지, 양이온성 수지, 비이온성 수지가 있으나 양이온성 수지는 용액의 특성이 산성이므로 용기나 설비를 쉽게 부식시켜 사용이 제한되고 있다. 음이온성 수지의 경우 용액이 알카리이므로 설비에 대한 제한이 적어 일반적으로 많이 사용되고 있다. 음이온성 수지의 대표적인 관능기로서 카복실기를 사용한다.
아크릭 또는 비닐 모노머로 변성된 에폭시수지에 카르복실계 친수기를 도입하는 방법으로는 말레익산, 퓨마릭산, 크로론산, 아크릭산, 메타아크릭산과 같은 불포화성 관능기를 갖는 원료를 사용하여 촉매 존재하에 아크릭 또는 비닐 모노머들과 함께 공중합시킨다. 이 때, 수득한 수용성 에폭시-포스페이트 수지의 산가는 20-200mg KOH/g인 것이 바람직하다. 산가가 20mg KOH/g보다 적은 경우는 수용화가 어렵고 200mg KOH/g보다 큰 경우는 내식성과 내수능력이 급격히 저하된다. 카복실기를 중화시켜 수용화하기 위하여 아민계 또는 알카리 금속의 중화제를 사용하는것이 가능하다.
본 발명에서 사용한 수 있는 경화제로서 아미노계 수지로 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 벤조구아나민-포름알데히드 수지가 있다. 아미노계의 경화제의 사용량이 수용성 에폭시 포스페이트 수지 100중량부에 대하여 1중량비보다 적으면 경화성이 나빠져 내알카리성, 내용제성에 문제가 되며 50중량부보다 크면 취성이 생겨 소재 부착성과 가공성이 나빠진다. 따라서, 아미노계의 경화제의 사용량은 수용성 에폭시 포스페이트 수지 100중량부에 대하여 고형분비로서 경화제 1∼50중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 알루미늄 코팅 조성물은 첨가제로서 용액의 기포를 조정하는 기포방지제, 소지면과 작업성을 위한 표면장력조정제, 녹발청방지제등이 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명되나, 본 발명이 하기의 실시예에 한하는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 및 특허 청구 범위를 기초로 하여 본 발명의 정신 및 범위내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다는 것과 이 변형 및 응용이 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.
수용성 에폭시-포스페이트 수지의 합성
합성예 1
2-부톡시에탄올 150중량부와 비스페놀계 에폭시 당량 1750-2100 수지 200중량부, 포스포릭산(98%) 6중량부를 교반기와 히터, 온도계, 데컨터가 장치된 콘덴서의 4구 플라스크에 넣고 서서히 110-130℃까지 승온하여 가드너 점도가 2-부톡시에탄올과 1:1 희석시 R∼U 이상이 되도록 반응시켜서 에폭시 포스페이트 수지를 얻었다. 반응 생성물에 메타아크릭산 20중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 10중량부, 부틸메타아크릴레이트 30중량부 및 스티렌 20중량부로 이루어진 모노머 혼합물과 개시제로서 큐멘하이드로퍼옥사이드 4중량부를 110-130℃에서 3시간 적하하여 잔류모노머가 0.5%미만 되도록 반응시켰다. 결과물을 80℃이하로 냉각시킨 후, 디메틸에탄올아민 35중량부를 넣어 중화시키고, 540중량부의 물을 첨가하여 고형분 28%, pH 8.5, 점도 20초(훠드컵 4번 20℃)에 반투명 연갈색 용액을 얻었다.
합성예 2
1-메톡시-2-프로판올 100중량부와 에폭시 당량 800-1000인 비스페놀계 에폭시 수지 250중량부, 메틸포스포릭산 18중량부와 트리부틸아민 4중량부를 교반기와 히터, 온도계, 콘덴서가 장치된 4구 플라스크에 넣고 서서히 100-125℃까지 승온하여 가드너 점도가 1-메톡시-2-프로판올과 1:1 희석시 R∼U 이상이 되도록 반응시켜서 에폭시 포스페이트 수지를 얻었다. 수득한 에폭시 포스페이트 수지에 아크릭산 15중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 10중량부, 부틸메타아크릴레이트 25중량부, 스티렌 10중량부로 구성된 모노머 혼합물과 개시제로서 벤조일퍼옥사이드(75%) 6중량부를 100-125℃에서 3시간 적하하여 잔류모노머가 0.5%미만 되도록 반응시켰다. 수득한 결과물을 80℃이하로 냉각시켜 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 25중량부를 넣어 중화시켜 537중량부의 물을 첨가하여 고형분 33%, pH 8.7, 점도 16초(훠드컵 4번 20℃)에 불투명 유백색 용액을 얻었다.
합성예 3
2-부톡시에탈올 130중량부와 에폭시 당량 800-1000인 비스페놀계 에폭시 수지 200중량부를 교반기와 히터, 온도계, 콘덴서가 장치된 4구 플라스크에 넣고 서서히 100-125℃까지 승온시켰다. 여기에 포스포릭산 무수물 5중량부를 2-부톡시에탈올 50중량부와 균일하게 혼합한 다음 반응기에 30분동안 적하하고, 가드너 점도가 2-부톡시에탈올과 1:1 희석시 O∼S 이상이 되도록 반응시켜서 에폭시 포스페이트 수지를 얻었다. 수득한 에폭시-포스페이트 수지에 말레익산 10중량부, 4-하이드록시부틸아크릴레이트 15중량부, 로우릴메타아크릴레이트 20중량부, 스티렌 20중량부로 구성된 모노머 혼합물과, 개시제로서 벤조일퍼옥사이드(75%) 5중량부를 100-125℃에서 3시간 적하하여 잔류모노머가 0.5%미만 되도록 반응시켰다. 결과물을 80℃이하로 냉각시켜 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 32중량부를 넣어 중화시켜 493중량부의 물을 첨가하여 고형분 28%, pH 8.3, 점도 12초(훠드컵 4번 20℃)에 반투명 유백색 용액을 얻었다.
실시예 1-3 및 비교예 1-2
상기 합성예 1 내지 3에서 수득한 수용성 에폭시-포스페이트 수지 조성물을 사용하여 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 도료를 수득하였다.
또한, 비교를 위하여 종래의 에멀젼 수지 또는 변성 에폭시 수지를 이용한 도료를 제조하여 이를 비교예로 하였다. 하기 표 1에서 단위는 중량부를 나타낸다.
실험예원료 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
합 성 예 1합 성 예 2합 성 예 3에멀젼수지주1)변성에폭시수지주2)사이멜 385(80%)사이멜 325(80%)사이멜 327(90%)비와이케이020(소포제)정 수 60.71----3.75--0.3035.24 -48.49----5.00-0.5046.01 --64.20----2.220.5033.08 ---45-2.5--0.252.3 ----35.56--4.440.359.7
합 계 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
주1) 상기 에멀젼 수지로는 수성아크릭에멀젼수지(고형분 40%)를 사용하였다.
주2) 상기 변성 에폭시 수지로는 수분산변성에폭시수지(고형분 45%)를 사용하였다.
시편의 제작
탈지 처리된 70×150×0.1㎜ 크기의 알루미늄판 위에 바코터 4번으로 건조도막두께 1미크론이 되도록 도포하고 소지 표면온도가 220℃ 되도록 강제 열풍 순환 오븐에서 건조시켰다.
상기 표 1에 나타난 각 도료 조성물의 특성을 알아보기 위하여 상기에 언급된 시편의 제작방법으로 도장후 도막의 특성을 다음과 같은 시편의 시험 방법으로 시험하였다.
도막 물성 시험
외관 시험
도장된 시편의 외관이 이물질 및 미도장 부위가 없이 양호한지 평가한다.
부착성 시험
도장된 시편을 가로세로의 크기가 1㎜가 되도록 총 100개를 만들고 쓰리엠 스카치테잎을 붙인다음 떼어내어 도막의 밀착성을 평가한다.
내용제성 시험
거즈에 메틸에틸케톤을 뭍혀 일정한 힘을 가해 왕복으로 문지른후 도막 상태 관찰.
내식성 시험
도장된 시편을 35℃, 95%의 습도에서 5%의 식염수를 연속 분무하여 평가한다.
내수밀착성 시험
내식성 시험전 도막에 일정한 크기로 쓰리엠 스카치 테잎을 붙이고 내식성시험후 테잎을 떼어내어 도막의 내수밀착성을 시험한다.
상도도장성 시험
도장된 시편에 상도로 친수제를 사용하여 친수제 도막의 외관을 시험한다.
내열성 시험
200℃에서 30분간 적치한후 도막의 색변화를 눈으로 평가한다.
작업성 시험
롤코터를 사용하여 작업 전과 작업 2시간 후의 도막 외관을 평가한다.
수득한 도막의 물성 시험 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
실험예항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
외 관 ◎ ◎ ◎ ○ ◎
부착성 ◎ ◎ ◎ ○ ??
내용제성(엠이케이 왕복 러빙) ◎ ◎ ◎ ◎ △
내식성(내염수분무시험1000시간) ○ ◎ ◎ X ◎
내수밀착성 ◎ ◎ ◎ ◎ △
상도도장성 ◎ ○ ◎ △ ○
내열성 ○ ◎ ◎ ◎ X
작업성 ◎ ◎ ◎ △ ○
상기 표 2에서 각 도료의 특성을 표시하는 평가 항목에 있어서, ◎는 매우 양호, ○는 양호, △는 보통 그리고 X는 불량을 의미한다.
상기 표 2로부터, 실시예 1 내지 3에 의하여 수득한 조성물을 사용하는 경우에는 내식성, 내용제성, 내수 밀착성, 내열성등의 면에서 비교예의 조성물에 비하여 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 알루미늄으로 이루어진 핀제에 수용성 에폭시-포스페이트 아크릭 수지를 이용하여 제조된 도료를 사용하면 내식성 및 부착성이 우수한 도막을 얻을 수 있다. 또한, 수용성 에폭시-포스페이트 아크릭 수지를 주원료로 사용하기 때문에 에너지 절약문제, 환경 공해 문제, 작업 위생 안정성 문제 및 화재 위험성도 감소하는 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시켜 제조한 수용성 에폭시-포스페이트 수지 100중량부; 및
    경화제 1 내지 50중량부로 구성된 알루미늄 피복 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용성 에폭시-포스페이트 아크릭 수지가 분자량이 900-7000이고, 에폭시 당량이 450-3500인 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에폭시-포스페이트 수지는 비스페놀계 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉산 화합물를 단독으로 사용되거나 또는 혼합사용하여 반응시켜 수득되고, 사용량이 상기 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여 1-20중량부인 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경화제로서는 멜라민-포름알데히드수지, 우레아-포름알데히드수지, 벤조구아닌 수지 및 우레아 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 포스페이트 수지는 아크릭 또는 비닐계 모노머로 변성된 것임을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 포스포닉산은 하기 식(1)의 구조를 갖고, 상기 포스피닉산은 하기 식(2)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물.
    Rm1[PO(OH)2]n1------------(1)
    (식중, R은 수소원자이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐기 또는 아크릭기로 구성될 수 있고, m1은 0∼2의 정수이고, n1은 1∼3의 정수이다)
    Rm2R'q[PO(OH)]n2----------(2)
    (식중, R 및 R'은 각각 수소원자 이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐 또는 아크릭 모노머로 구성될 수 있고, m2은 0∼2의 정수이고, q는 0∼2의 정수이고, n2은 1∼3의 정수이다)
  7. 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시켜 수용성 에폭시-포스페이트 수지를 제조하는 단계; 및
    상기 수용성 에폭시 수지 100중량부와 경화제 1 내지 50중량부를 혼합하는 단계로 구성된 알루미늄 피복 조성물의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 에폭시 수지를 포스포닉/포스피닉 산 화합물과 반응시킬 때, 반응 촉매로서 3급 아민 또는 무기화합물을 상기 에폭시와 포스포닉/포스피닉산의 반응물에 대하여 0 내지 1중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 포스포닉산은 하기 식(1)의 구조를 갖고, 상기 포스피닉산은 하기 식(2)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 알루미늄 피복 조성물의 제조 방법.
    Rm1[PO(OH)2]n1------------(1)
    (식중, R은 수소원자이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐기 또는 아크릭기로 구성될 수 있고, m1은 0∼2의 정수이고, n1은 1∼3의 정수이다)
    Rm2R'q[PO(OH)]n2----------(2)
    (식중, R 및 R'은 각각 수소원자 이거나 탄소수가 1∼20개로 이루어진 지방족 또는 방향족 탄화수소로서 비닐기 또는 아크릭기로 구성될 수 있고, m2은 0∼2의 정수이고, q는 0∼2의 정수이고, n2은 1∼3의 정수이다)
  10. 제9항에 있어서, 상기 에폭시-포스페이트 수지를 아크릭 또는 비닐계 모노머로 변성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 아크릭 또는 비닐계 모노머는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트 및 로우릴메타아크릴레이트로 이루어진 비관능성 모노머, 아크릭산, 메타아크릭산, 말레익산, 이타콘산, 크로론산, 수산기 모노머로서 2-하이드록시메타아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트로 이루어진 수산기 함유 모노머, 아크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, 그리시딜메타아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴 및 비닐아세테이트로 이루어진 비닐 모노머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 아크릭 또는 비닐계 모노머로써 에폭시-포스페이스 수지를 변성하는 방법으로는 에폭시-포스페이트 수지에 아크릭계 또는 비닐계 모노머를 그라프트시켜 라디칼 중합하는 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 아크릭 또는 비닐계 모노머로써 에폭시-포스페이스 수지를 변성하는 방법으로는 불포화산으로서 말레익산 또는 퓨마릭산을 이용한 중합 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 변성된 에폭시-포스페이트 수지를 수용화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수용화시키는 단계는 상기 변성된 에폭시-포스페이트 수지를 이온화시킨 후, 대전하는 중화제를 사용하여 상기 변성된 에폭시 포스페이트 수지의 분자를 부분적으로 염(Salt)화하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 변성된 에폭시-포스페이트 수지를 이온화시키는 단계는 말레익산, 퓨마릭산, 크로론산, 아크릭산 및 메타아크릭산으로 구성된 군에서 선택된 불포화성 관능기를 갖는 모노머를 촉매 존재하에 아크릭계 또는 비닐계 모노머와 함께 공중합시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 코팅 조성물의 제조 방법.
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