KR20030054464A - 열가소성 수지 용사 코팅용 프라이머 조성물 및 이로형성된 프라이머 - Google Patents

Abstract

열용사에 의한 열가소성 고분자 피막 형성시, 피도물과 고분자 피막 재료사이의 접착력을 증대시키기 위한 프라이머 조성물 및 이로 제조된 열용사 코팅용 프라이머에 관한 것으로, 본 발명의 플라이머 조성물은 에폭시 수지 및 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부로 구성된다.

Description

열가소성 수지 용사 코팅용 프라이머 조성물 및 이로 형성된 프라이머{Primer Composition for Thermoplastic Thermal Spray Coating And Primer Formed By Using The Same}

본 발명은 열용사에 의한 열가소성 고분자 수지 용사 피막을 형성함에 있어서, 피도물 표면과 고분자 피막 재료사이의 접착력을 증대시키기 위한 프라이머 조성물 및 이로 제조된 열용사 코팅용 프라이머(primer)에 관한 것이다.

고분자 물질로 코팅하는 경우, 코팅과 피도물 표면과의 접착력은 코팅에서 요구되는 물성 중에서 가장 중요한 특성이며, 피도물 표면에서 코팅 도막이 탈착되는 것을 방지하기 위하여 여러가지 방법이 개발되어 왔다.

피도물과 코팅 수지와의 접착력을 증가시키기 위해 샌드블라스트나 쇼트브라스트를 이용하여 피도물 표면의 형상을 거칠게함으로써 피도물과 고분자 피막의 접촉 표면적을 늘리는 방법이 피도물의 표면 전처리에 주로 이용되고 있다.

또한, 피도물의 표면에 피도물과의 접착력이 우수하며 동시에 후속 코팅재와의 접착성이 우수한 수지를 피도물의 표면에 도포함으로서 피도물 표면을 전처리하여 피도물과 코팅재의 접착력을 크게하는 프라이머를 도포하는 방법이 사용되고 있다.

열가소성 고분자의 열용사는 분말상의 열가소성 수지가 열원을 통과하면서 가열 용융되고 피도체의 표면에 액상으로 접촉되어 피막을 형성하며 냉각 고화되어 피막을 형성하는 코팅방법이다. 이 경우 피도체와 코팅재료가 접착력을 갖도록하기 위하여는 코팅재료의 자체특성이 피도체 표면과의 부착력이 커야 하며, 코팅재료의 용융 점도가 충분히 낮아서 피도체 표면을 충분히 적실 수 있어야 우수한 접착력을 얻을 수 있다. 그러나 용융된 유동상의 분말 입자가 피도체의 표면에 닿는 순간 냉각에 의한 고화가 진행되기 시작하므로 표면 거칠기를 증가시키는 표면처리 방법은 표면 거칠기가 증가하여 접촉 표면적을 크게 한 만큼의 효과는 있으나 열가소성 고분자 수지의 특성상 일반적으로 고분자 피막재료에 요구되는 접착력을 나타내지는 못하는 것이 보통이다.

열가소성 고분자 피막의 표면 접착성을 크게 하기 위하여 프라이머를 사용하는 종래의 방법은 유기 용매에 용해된 고분자 수지로 피도물의 표면에 프라이머를 도포하여 프라이머 피막을 형성함으로써 피도물과 고분자 피막 사이의 접착력을 크게하는 방법으로 주로 열가소성 수지의 압출 및 분체 도장에 의한 고분자 피막의 융착에 주로 사용되고 있다. 주로 피도체의 고온 가열을 전제로 하는 프라이머계로서열용사 방식에는 적합하지 않다.

또한, 열경화성 고분자 수지를 사용한 프라이머의 경우에는 프라이머 수지와 열경화성 코팅재 사이의 부착력이 크지 않거나 공정에서 조절이 어려운 단점이 있다.

올레핀계 수용성 프라이머에 관한 한국 특허 92-18188의 경우처럼 염소화 폴리올레핀을 사용하는 경우에는 이를 열용사에 적용하는 경우, 고분자 분말 원료의 부분적 연소에 의해 염산 증기가 발생한다. 또한 프라이머용 수지로 사용된 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체에서 에틸렌의 중량비가 25-30중량%에 불과하여 고분자 사슬중에서 폴리에틸렌이 차지하는 비율이 상대적으로 낮아서 열가소성 고분자 피막 재료와의 상용성, 코팅 후 수분 침투시의 안정성 및 열가소성 고분자 재료에 비하여 도막 자체의 기계적 물성의 저하될 수 있다.

이에 본 발명의 목적은 열용사에 의한 열가소성 수지의 열용사 피막을 형성함에 있어서, 피도물 표면과 고분자 피막 재료사이의 접착력을 증대시키는 열가소성 수지 열용사 코팅용 프라이머 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열용사에 의한 열가소성 수지의 열용사 피막 형성시 피도물 표면과 고분자 피막 재료사이의 접착력을 증대시키는 열가소성 수지 열용사 코팅용프라이머(primer)를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 견지에 의하면,

에폭시 수지 및 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부를 포함하여 구성되는 열가소성 고분자 수지 열용사 코팅용 프라이머 조성물이 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 의하면,

에폭시 수지 및 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부를 포함하여 구성되는 조성물로 형성된 열가소성 고분자 수지 열용사용 프라이머가 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 열가소성 고분자 수지의 열용사 코팅시 피도체와 열가소성 수지 코팅재의 접착력을 증대시키기 위해 피도체상에 형성되는 프라이머 도막을 형성하는 조성물은 에폭시 수지 그리고 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부로 구성된다.

글리시딜 메타크릴레이트가 2중량부 미만으로 혼합되면 용사시 메타크릴레이트기에 의한 충분한 접착력 증대 효과가 얻을 수 없으며, 5중량부를 초과하면 글리시딜 메타크릴레이드중의 에폭시기가 에폭시 수지의 반응위치에 결합되어 에폭시 수지에 의해 형성되는 도막성이 저하될 수 있다.

프라이머 조성물은 프라이머 조성물의 상온 경화시 에폭시 수지의 에폭시 개환 반응에 의해 프라이머 도막을 형성한다.

글리시딜 메타크릴레이트는 에폭시기와 메타크릴레이트기를 갖는 것으로 에폭시기는 에폭시 경화제에 의한 에폭시 개환반응에 의한 피막형성시 피막형성에 참여한다.

한편, 에폭시 반응에 안정하고 라디칼 반응에 민감한 메타크릴레이트기는 프라이머 도막 표면에 잔류한다. 프라이머 도막 표면에 잔류하는 메타크릴레이트기는 이후 열가소성 고분자 수지 분말의 열용사시 불꽃 열에 의해 용사된 열가소성 수지 입자의 표면에 생성되는 라디칼과 반응하여 열가소성 수지의 열용사 도막에 증대된 부착력을 부여한다.

따라서, 종래 용사피막을 형성하는 경우와 같이 열가소성 수지 분말의 습윤성(wetting)을 증대시켜 피도체에 대한 접착력을 증대시키기 위해 수지의 용융점도를 높게 유지하지 않더라도 접착력이 우수한 열용사 피막을 형성할 수 있음으로 보다 낮은 피도체의 표면온도, 예를들어 90-100℃에서 메타크릴레이트기의 라디칼 반응에 의해 밀착력이 우수한 열가소성 수지 열용사 도막을 형성할 수 있다.

상기 프라이머 조성물은 용매에 용해시키고 또한 에폭시 개환반응을 유도하기위해 일반적으로 사용되는 상온 경화형 에폭시 경화제와 혼합한 후, 피도체에 도포한다. 용매 및 에폭시 경화제는 이 기술분야의 기술자에 의해 일반적으로 선택될 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 프라이머 피막을 형성한 후 그 위에 열용사 가능한 열가소성 고분자 수지로는 이로써 한정하는 것은 아니지만 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 에틸렌 아크릴산 공중합체, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체 분말등이 열용사 될 수 있다. 이들 분말의 입자크기는 60-200미크론인 것이 좋다.

본 발명의 프라미어 피막을 형성가능한 피도체의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 열연강판 및 알루미늄 강판등을 포함한다.

프라이머 도막상에 형성되는 열가소성 수지 열용사 코팅의 도막의 부착력은 열가소성 수지 입자에 형성된 라디칼과 메타크릴레이트기의 화학적반응에 의한 것으로,

이상의 과정을 통하여 부착력이 우수한 열용사 코팅 도막이 형성된다. 이와 같은 부착력은 수분에 침적하는 경우에도 유지되며, 프라이머 도막상에 형성되는 열가소성 수지 열용사 피막의 인장강도를 초과하는 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

실시예

에폭시 수지(수소화된 비스페놀 A형 에폭시, 당량 220-240) 100중량부와 글리시딜메타아크릴레이트 5중량부로된 프라이머 조성물에 지방족 아민 변성 경화제를 첨가하고 상온에서 경화시켰다.

그 후, 경화제가 첨가된 프라이머 조성물을 메틸에틸케톤으로 세척하여 표면 오염이 제거된 두께 2-5㎜의 열연강판 표면에 도포하여 프라이머 피막을 형성하였다. 피도체로는 열연 강판을 열연 흑피를 표면처리없이 그대로 사용하였다. 프라이머 조성물 코팅시 열연 강판을 표면온도 약 100℃로 예열하여 코팅하였다.

그 후, 프로판을 연료로하는 불꽃형 용사기로서 입자크기가 60-200미크론인 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 아크릴산 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 열가소성 공중합체 분말을 프라이머 도막 처리된 강판에 건조 피막 두께가 2㎜가 되도록 열용사 코팅하였다(발명예).

한편, 비교예로 프라이머 처리하지 않을 것을 제외하고는 상기한 바와 동일한 방법으로 열연강판에 상기 열가소성 중합체 분말을 열용사하여 코팅하였다.

상기 발명예 및 비교예 시편에 대한 90°박리에 의한 접착력 시험 결과 프라이머 처리한 박리시편에서는 열가소성 수지 도막의 접착력이 도막의 인장 강도보다 커서 도막의 찢김으로 인하여 박리 현상이 관찰되지 않았으며 프라이머 처리하지 않은 비교시편은 시편 성형후 고분자 피막재료의 열 수축에 의해 자연 박리되거나 시험중에 박리되었다.

열용사로 열가소성 고분자를 코팅하는 경우, 피도물의 표면과의 접착이 우수하고 열용사되는 열가소성 고분자 코팅과의 화학적 결합을 유도한 본 발명의 프라이머 조성물을 사용하여 프라이머 피막을 형성함으로써 피도물에 대한 열가소성 수지 코팅의 접착력이 증대되며, 이러한 접착력은 수분 침적시에도 유지된다.

Claims (2)

1. 에폭시 수지 및 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부로 구성되는 열가소성 고분자 수지 열용사 코팅용 프라이머 조성물.
2. 에폭시 수지 및 에폭시 수지 100 중량부당 글리시딜 메타크릴레이트 2-5중량부로 구성되는 조성물로 형성된 열가소성 고분자 수지 열용사용 프라이머.