KR20050070811A

KR20050070811A - 방식도료 조성물

Info

Publication number: KR20050070811A
Application number: KR1020030101088A
Authority: KR
Inventors: 이혁기; 김세경; 박종인; 홍석찬
Original assignee: 주식회사 케이씨씨
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2005-07-07

Abstract

본 발명은 에폭시 수지로는 에폭시 수지를 지방산 단량체와 반응시켜 얻어진 지방산 변성 에폭시 수지 단독 또는 순수 에폭시 수지와의 혼합물을 사용하고 경화제로는 지방산 변성 폴리아마이드계 경화제를 사용한 방식도료 조성물을 제공하는 바, 이는 도장 후 도막의 백화 현상이 적고 재도장시 층간 부착성이 우수하며 방식성, 내수성, 내약품성 등의 뛰어난 경화 물성을 가져 특히 비침수 부위, 엔진룸의 도장에 유용하고, 최대 재도장 기간에 제한이 없다.

Description

방식도료 조성물{Anticaustic paints composition}

본 발명은 방식도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박외부의 비침수 부위 및 엔진룸과 같은 선박 내부의 도장에 사용되는 방식도료 조성물에 관한 것이다.

종래 선박 등의 방식도료로는 순수 에폭시 도료가 보편적으로 사용되고 있다. 이 도료는 방식성, 내수성, 내약품성 등이 우수하지만 후속 도장 기간에 제한이 주어지는 문제가 있어 신조 선박의 경우 장기간 재도장 가능한 상도를 선 도장한 후 재도장을 해야 하는 불편함이 수반되는 등의 문제가 있다.

이같은 종래의 방식도료들은 순수 에폭시 수지, 아민계 또는 아마이드계 경화제로 이루어져 있어 방청성, 내해수성 등의 물성은 우수하나 일정기간이 지나면 재도장성이 확연히 떨어진다. 이 경우 작업기간이 길어지면 상도도장 횟수가 증가하므로 작업의 불편함을 초래하게 된다. 일반적으로 폴리아마이드계 경화제를 사용하면 후속도장 가능 기간이 길어지는 편이나 그 기간이 1개월 이상은 어려운 문제가 있다.

이러한 재도장 기간을 연장하기 위하여 아크릴 등과 같은 수지를 혼용하여 사용하는 도료도 있는데, 이 경우 후속 도장시 구 도막이 용제에 의해 연화되어 비침수 조건에서 부착성이 장기간 매우 우수하나 에폭시 도료의 중요물성인 내수성, 내해수성 및 방청성에 있어 매우 취약한 결과를 나타낸다.

따라서 본 발명자들은 에폭시 수지와 폴리아마이드 경화제를 포함하는 종래의 방식도료 조성물의 문제점을 해결하기 위해 연구노력하던 중, 에폭시 수지로서 에폭시 수지에 지방산을 변성시킨 지방산 변성 에폭시 수지 단독이나 변성되지 않은 에폭시 수지와의 혼합물을 사용하고 지방산 변성 폴리아마이드 경화제를 사용한 결과, 경화제와 에폭시 수지와의 경화반응이 일어난 후에 후속 도장시 용제에 의한 도막 연화를 발생시켜 상호 부착력의 증대를 가능케 할 수 있게 되어 최대 재도장 기간에 제한이 없고, 도막형성 후 내수성, 내해수성 및 방청성이 우수한 경화 물성을 가질 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 최대 재도장 기간에 제한이 없고, 도막형성 후 내수성, 내해수성 및 방청성이 우수한 경화 물성을 가질 수 있는 방식도료 조성물을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방식도료 조성물은 에폭시 수지와 경화제를 포함하는 것으로서, 이때 에폭시 수지는 다음 화학식 1로 표시되는 지방산으로 변성된 에폭시 수지 60 내지 100중량%와 변성되지 않은 에폭시 수지 0 내지 40중량%로 이루어진 것이고, 경화제는 지방산 변성 폴리아마이드 경화제인 것임을 그 특징으로 한다.

상기 식에서, m은 0 또는 1, n은 7 내지 30이며, p는 0 내지 6이다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 에폭시 수지, 폴리아마이드계 경화제로 이루어진 재도장 가능한 방식도료 조성물에 관한 것이다.

(1)에폭시 수지

본 발명 도료 조성물에 있어서 에폭시 수지는 1분자 중 적어도 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것이며, 에폭시 당량 200~750인 것이 적당하며, 바람직하게는 에폭시 당량 250~700인 것이다.

본 발명의 에폭시 수지는 지방산 변성 에폭시 수지 단독이나 변성되지 않은 에폭시 수지와의 혼합물이다.

지방산 변성 에폭시 수지의 제조에 사용되는 지방산은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.

상기 화학식 1로 표시되는 지방산의 일예로는 1가 지방산으로써, 안식향산, 아크릴산, 메타아크릴산, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 피마자유 지방산, 미강유 지방산, 아마인유 지방산, 코코넛유 지방산, 라우릴산, 리놀레익산, 리놀레닉산, 올레익 펠라고닉산, 아비에틱산 등이 있으며, 2가 이상의 다염기산으로는 무수프탈산, 무수말레인산, 이소프탈산, 아디핀산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 테레프탈산, 아젤레익산, 헤트산, 세바신산, 푸마르산, 석신산, 시트릭산, 디글릭닉산, 다이머릭산 등을 들 수 있다.

이같은 지방산을 에폭시 수지 100중량부에 대해 10∼40중량부 되도록 부가반응시켜 지방산 변성 에폭시 수지를 얻을 수 있는데, 이때 지방산의 변성량이 에폭시 수지 100중량부에 대해 10중량부 미만이면 에폭시 수지의 평균 분자량과 당량이 저하되어 가사시간 및 최대 재도장 기간이 짧아지게 되어 바람직하지 않고 40중량부 초과면 에폭시 수지의 평균 분자량과 당량이 커져서 탈포가 어렵고 고 고형분 도료 제조시 작업성을 저하시키며 완전 경화가 어려워 바람직하지 않다.

여기서의 에폭시 수지는 통상의 비스페놀형 에폭시 수지, 지방족 에폭시수지, 글리시딜에스테르계 에폭시수지, 글리시딜 아민계 에폭시수지, 페놀노블락형 에폭시수지, 크레졸형 에폭시수지 등을 들 수 있다.

이와같이 제조된 지방산 변성 에폭시 수지를 방식도료 조성 중 단독으로 사용하거나 통상의 에폭시 수지와 혼용하여 사용한다.

혼용시 지방산 변성 에폭시 수지는 전체 에폭시 수지 중 60중량% 내지 100중량% 로 사용하는 것이 바람직하다. 지방산 변성 에폭시 수지가 전체 에폭시 수지 중 60중량% 미만이면 방청성 등의 도막물성은 다소 향상되는 경향을 보이나 최대 재도장 기간에 있어 기타 에폭시 수지를 사용한 것과의 차이가 미미하다.

(2)폴리아마이드계 경화제

본 발명에서 사용되는 폴리아마이드계 경화제는 폴리아민 화합물과 지방산을 반응시켜 제조된 경화제이다.

폴리아마이드 경화제를 제조하기 위하여 사용되는 폴리아민 화합물로는 종래 공지된 에폭시 수지용 경화제로서 분자내 적어도 1개 이상의 1급 아민기를 가지는 것으로서, 예컨대 에틸렌디아민, 트리메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 펜타에틸렌헥사아민 등의 지방족 폴리아민류와 오르소크실렌디아민, 메타크실렌디아민, 파라크실렌디아민 등의 방향족 폴리아민류, 그리고 이소포론디아민, 노보네인디아민, 1,3-비스아미노메틸사이클로헥산 등의 지환족 폴리아민류 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

이와같은 폴리아민과 반응되는 지방산은 1가 및 2가 이상의 지방산을 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다.

1가 지방산으로는 안식향산, 아크릴산, 메타아크릴산, 대두유 지방산, 톨유 지방산, 피마자유 지방산, 미강유 지방산, 아마인유 지방산, 코코넛유 지방산, 라우릴산, 리놀레익산, 리놀레닉산, 올레익 펠라고닉산, 아비에틱산 등이 있으며, 2가 이상의 다염기산으로는 무수프탈산, 무수말레인산, 이소프탈산, 아디핀산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 테레프탈산, 아젤레익산, 헤트산, 세바신산, 푸마르산, 석신산, 시트릭산, 디글릭닉산, 다이머릭산 등을 들 수 있다.

상기한 2가 이상의 지방산 중 하나만 사용해도 되지만 1가 지방산과 2가 이상의 지방산을 병용해서 변성시킬 때 장기 재도장 가능한 방식용 에폭시 도료로 적합한 부착성, 안료 혼화성, 내해수성, 방청성 그리고 작업성 등이 우수한 도막을 얻을 수 있다.

지방산 변성 폴리아마이드 제조시 폴리아민과 지방산을 95/5 ~ 80/20중량비 되도록 반응시키는 것이 바람직하다. 만일 반응시 지방산이 5중량% 미만으로 사용되면 후속 도장시 최대 재도장 간격에 있어 향상효과가 감소하고, 20중량% 초과면 방식도료에 요구되는 방청성, 내해수성 등이 도막물성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

그밖에 본 발명의 도료조성물 중에는 통상의 방식도료 조성에서 첨가되는 안료, 충전제, 분산제, 침강방지제 및 용제를 포함함은 물론이다.

이와같이 얻어진 에폭시 도료의 주제와 경화제의 배합비는 통상 93:7 내지 89:11중량비인 것이 바람직하다.

이렇게 변성된 도료의 경화 후 도막은 지방산 부분의 비중차에 의한 도막상위 배향으로 용제에 의한 도막 연화가 가능하여 후속도장에 대한 부착력을 증진시키고, 자외선에 의한 에폭시 도막의 백화 현상을 줄일 수 있으며 도막의 유연성을 보장할 수 있어 상대적으로 도막하향 배치되는 에폭시 부분과 함께 소지면 부착력 및 내충격성 향상의 근원이 된다. 더불어 방식용 에폭시 도료에 요구되는 양호한 물성 결과를 얻을 수 있다.

상기 도료의 도장방법으로 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 롤러, 붓 등 종래 공지의 방법을 채용할 수 있으며, 상기 도료 조성물을 건조도막두께로 100~125㎛를 도장하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3

다음 표 1에 나타낸 조성성분을 포함하여 통상의 방법으로 방식도료를 제조하였다.

제 1단계는 프리믹싱 단계로서, 다음 표1에 나타낸 성분과 조성으로 프리믹싱 탱크에 삽입하고 프리믹싱시켰다. 제2단계는 분산단계로서, 상기 1단계에서 프리믹싱한 도료를 분산기를 이용하여 분산시켜 평균입도 60㎛이내인 도료 조성물을 제조하였다.

구분		실시예			비교예
구분		1	2	3	1	2	3
구 성 성 분 (g)	OREPOXY R8828¹	-	50	100	125	-	200
	변성 에폭시 수지²	250	200	150	125	250	-
	폴리아마이드 경화제³	63	70	77	74	-	80
	아민경화제	-	-	-	-	140	-
	Ancamine K-54⁴	12	12	12	12	12	12
	TiO₂	170	170	170	170	170	170
	Talc	260	260	260	260	260	260
	분산제	2.7	2.7	2.7	2.7	2.7	2.7
	침강방지제	1.4	1.4	1.4	1.4	1.4	1.4
	크실렌	10	10	10	10	10	10
	알코올	5	5	5	5	5	5
(1)비스페놀 A형 에폭시 수지, 에폭시당량 = 184 ~ 194 g/eq (KCC 사 제품)(2)지방산 변성 에폭시 수지(비스페놀A형 에폭시 수지를 지방산으로서 모노 패티 애시드와 다이머 패티 애시드를 혼용하여 35중량%로 변성시킨 에폭시 수지), 에폭시당량 = 570 ~ 670 g/eq (KCC 사 제품)(3)폴리아민으로서 트리에틸렌 테트라아민을 사용하여 지방산으로서 모노 패티 애시드와 다이머 패티 애시드를 혼용하여 70중량%로 변성시킨 폴리아마이드 경화제, (KCC 사 제품)(4)1,1,2,4-트리(디메틸아미노메틸) 페놀(Air-Product 사 제품)

상기 실시예 1~3 및 비교예 1∼3에 따라 얻어진 방식도료 조성물을 다음과 같은 조건으로 도장하였다: 우선 소지표면의 녹, 먼지, 습기, 유분 및 기타 오염물을 청수나 적절한 용제를 사용하여 완전히 제거한 후 표면조도 25∼75㎛로 블라스터 연마하였다. 그리고 준비된 시편에 에어리스 스프레이를 사용하여 노즐 구경 0.019" ~ 0.025", 분사 압력 1,700~2,200psi/120~150atm, 분사각도 65°로 설정 후 건조도막두께 100 ~ 150㎛로 도장하였다.

얻어진 도막물성에 대하여 내수성, 내해수성, 방청성, 내약품성 및 재도장성을 평가하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

구체 평가방법은 다음과 같다.

(1)내수성

도장된 시편을 소지면이 보일때까지 가운데 10cm정도의 길이로 선을 긋고 청수침적 3개월 후 도막 평가.

(2)내해수성

도장된 시편을 소지면이 보일때까지 가운데 10cm정도의 길이로 선을 긋고 해수침적 3개월 후 도막 평가.

(3)방청성

ASTM B117에 따른 도막물성 평가

(4)내약품성

도막 위에 약품이 들어있는 용기를 덮고 밀봉하여 25℃에서 7일동안 유지 후 도막 평가.

(5)재도장성

ASTM D3359에 따른 도막물성 평가

구분			실시예			비교예
구분			1	2	3	1	2	3
내수성(3개월)	Blister		No.8	No.8	No.8	No.8	No.8	No.10
	충격박리직경		8	8	9	9	8	12
	Cross-cut		5B	5B	5B	4B	5B	5B
내해수성(3개월)	Blister		No.6	No.6	No.8	No.8	No.6	No.8
	충격박리직경		8	8	8	10	10	13
	Cross-cut		5B	5B	5B	4B	5B	5B
방청성(염수분무1000hrs)			No.6M	No.6M	No.8MD	No.8M	No.6MD	No.8F
내약품성		(5% 초산)	8M	8F	8F	8F	8M	10
내약품성		(5% 가성소다)	8F	8F	8F	8F	8F	10
재도장성(비침적)			6개월이상	6개월이상	6개월이상	15일	10일	7일

이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 따라 지방산 변성 에폭시 수지 단독 또는 변성되지 않은 에폭시 수지와의 혼합물을 에폭시 수지로 사용하고 지방산 변성 폴리아마이드 경화제를 사용한 방식도료 조성물은 종래의 방식도료 조성물에서 부족하였던 최대 재도장 기간을 개선하였으며 방식도료에서 요구되는 내약품성, 방식성 등의 물성 또한 우수함을 알 수 있다.

Claims

에폭시 수지와 경화제를 포함하는 방식도료 조성물에 있어서,

상기 에폭시 수지는 다음 화학식 1로 표시되는 지방산으로 변성된 에폭시 수지 60 내지 100중량%와 변성되지 않은 에폭시 수지 0 내지 40중량%로 이루어진 것이고, 경화제는 지방산 변성 폴리아마이드 경화제인 것임을 특징으로 하는 방식도료 조성물.

화학식 1

상기 식에서, m은 0 또는 1, n은 7 내지 30이며, p는 0 내지 6이다.
제 1 항에 있어서, 지방산 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지 100중량부에 대하여 지방산 10∼40중량부를 부가반응시켜 얻어지는 것임을 특징으로 하는 방식도료 조성물.
제 1 항에 있어서, 지방산 변성 폴리아마이드 경화제는 폴리아민과 지방산과의 반응물인 것임을 특징으로 하는 방식도료 조성물.
제 3 항에 있어서, 지방산 변성 폴리아마이드 경화제는 폴리아민과 지방산을 95/5∼80/20중량비 되도록 반응시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는 방식도료 조성물.