KR20060124426A

KR20060124426A - 방청 코팅 조성물 및 이를 코팅한 전기아연도금 강판

Info

Publication number: KR20060124426A
Application number: KR1020050046351A
Authority: KR
Inventors: 조두환; 진영술; 진석환
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-05
Also published as: KR100685027B1

Abstract

본 발명은 크롬을 함유하지 않는 환경 친화적인 방청 코팅 조성물 및 이를 코팅한 전기아연도금강판에 관한 것이다. 상기 방청코팅 조성물은 전체 중량을 기준으로, 실란커플링제 0.5 내지 5 중량%, 금속 실리케이트 화합물 1 내지 5 중량%, 티타늄 화합물 2 내지 6 중량%, 알코올 0.2 내지 0.5 중량% 및 잔부의 순수로 이루어진다. 이와 같은 방청 코팅 조성물로 코팅된 전기아연도금 강판은 크롬을 함유하지 않으므로 환경 친화적인 것이며, 전자파 차폐능과 가공후 우수한 내식성을 제공한다.

전기아연도금 강판, 방청 코팅, 전자파 차폐, 실란 커플링제

Description

방청 코팅 조성물 및 이를 코팅한 전기아연도금 강판{Anticorrosive Coating Composition And Eletro-Galvanized Steel Sheet Coated Therewith}

도 1은 본 발명에 따른 방청 코팅 피막을 화학적 결합 구조로 나타낸 것이다.

본 발명은 크롬을 함유하지 않는 방청 코팅 조성물 및 이를 코팅한 전기아연도금 강판에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 전자파 차폐능 및 가공후 내식성이 우수한 크롬을 함유하지 않는 방청 코팅 조성물 및 이를 코팅한 전기아연도금 강판에 관한 것이다.

아연도금강판 표면의 부식 방지를 위해 백여년 전부터 크로메이트 코팅 처리를 하였다. 기존의 크로메이트 방청 코팅 처리는 크게 2가지로 분류할 수 있는데, 이 중 하나는 수지 하지 처리로 수지층의 방식기능을 보완하고 강판에 대한 도장 밀착성을 향상시키기 위한 방법으로 이에 대한 예가 대한민국 특허 출원 제1999-51479호에 기술되어 있다. 또 다른 예로는 반응형 크로메이트로서 전해형(Electrolytic reaction type)과 반응형(Reaction type)이 있다. 반응형 크로메이트 코팅은 코팅량이 5-120mg/[Cr]으로 강판의 방청요구 특성에 따라 다양하게 처리하고 있는데 주로 무도장 강판의 방청성을 강화하기 위해서 처리된다.

Cr(VI)를 포함하고 있는 크로메이트는 값이 싸고 내식성이 우수하여 오랫동안 사용되어 왔으나, 후두암 등을 일으키는 일급 발암물질로 알려져 그 사용이 규제되고 있다. 유럽연합(EU)을 중심으로 한 세계 각국에서는 납(Pb), 카드늄(Cd), 수은(Hg) 등과 함께 Cr(VI)에 대한 사용을 규제하고 있는데, 이전에는 제조 및 공정배출에 대한 규제만을 실시하였으나, 최근에는 최종 제품에 대한 규제도 강화하고 있는 실정이다. 자동차에 관한 폐차조례(ELV; End of Life Cycle)에서는 2007년 1월부터 상기 금속에 대하여 전면적인 규제를 시행할 예정이며, 전기 및 전자기기에 관한 RoHS(Restriction of Hazardous Substance) 규정에서는 2006년 7월부터 상기 환경부하 물질이 포함되어 있는 제품의 폐기를 전면 금지하는 규제를 시행할 예정이다. 따라서 현재 전세계적으로 건축, 가전 및 자동차용으로 크롬(Cr)을 사용하지 않는 부식 방지제 즉 방청제의 개발에 부심하고 있다.

크롬을 포함하지 않는 방청제의 개발은 오래 전부터 다양한 각도에서 행해져 왔다. 그 대표적인 방법으로 고분자 수지 조성물을 이용하는 방법과 크롬과 동족 인 몰리브덴 음이온(Molybdate, MoO₄ ^2-) 부동태 피막, 실리카를 이용한 방법, 중인산염(MH₂PO₄) 피막을 이용한 방법, 탄닌산(Tannic acid) 등의 유기물의 피막에 대한 연구 등이 행해져 왔다. 또한 최근에는 지르코늄 및 티타늄 화합물 혹은 실란 커플링제를 이용하여 내식성을 보강하기 위한 많은 방청제가 개발되고 있다.

그러나 이들은 크로메이트 피막에 비하여 부착량이 많고, 보호막 (barrier)특성과 자기수복(self-healing)성이 떨어지며, 내식성도 불충분하기 때문에 아연도금 강판의 크로메이트 대체 실용화에 제약요인이 되고 있다. 특히 수지를 기본으로 한 유기 화합물계 방청제는 코팅층이 부도체인 관계로 용접성 및 전기 전도성이 낮아 가전 및 자동차 부품용의 사용에 제한을 받고 있다.

특히 가전 기기용으로 사용되는 코팅강판은 내식성 및 우수한 전자파 차폐능을 요구하고 있다. 전자파는 인체에 유해할 뿐만 아니라 기기의 수명을 감소시키고 각종 기기의 결함을 일으키는 원인이 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하는 수단으로서 전자파 차폐성이 우수한 무기 화합물계 방청제의 개발이 요구되고 있다. 그러나 무기 화합물계 방청 코팅은 내식성이 낮고, 내화학성이 취약하므로, 이를 해결하는 수단으로서 무기계 고분자 화합물을 사용하거나, 유기고분자 수지의 함량을 획기적으로 줄인 우수한 전자파 차폐능을 가진 무기 화합물계 방청 코팅 조성물의 개발이 요구된다.

이에 본 발명의 목적은 자동차나 가전 기기에 사용되는 전기아연 도금강판에 가공후 내식성을 부여하면서 전자파 차폐성이 우수한 환경 친화적인 크롬을 함유하지 않는 방청 코팅 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방청 코팅 조성물이 코팅된 전기아연도금 강판을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 전체 중량을 기준으로, 실란커플링제 0.5 내지 5 중량%, 금속 실리케이트 화합물 1 내지 5 중량%, 티타늄 화합물 2 내지 6 중량%, 알코올 0.2 내지 0.5 중량% 및 잔부의 순수로 이루어지는 방청 코팅 조성물이 제공된다.

또한, 본 발명에 따라서, 상기 방청 코팅 조성물이 코팅된 아연도금 강판이 제공된다.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 발명에 따라 제공되는 방청 코팅 조성물의 일 성분인 실란커플링제의 예 로는 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란 ((CH₃O)₃Si-C₃H₆OCH₂CH-(η-1,2-O)CH₂)), 감마-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 ((C₂H₅O)₂Si(CH₃)-C₃H₆OCH₂CH-(η-1,2-O)CH₂)), 감마-아미노 프로필트리메톡시실란 ((CH₃O)₃Si-C₃H₆NH₂)), 감마-아미노프로필트리에톡시실란 ((C₂H₅O)₃Si-C₃H₆NH₂)), 및 감마-아미노프로필메틸디메톡시실란((CH₃O)₂Si(CH₃)-C₃H₆NH₂)) 등이 바람직하다. 첨가되는 실란커플링제의 양은 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%이며, 바람직하게는 2 내지 4 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실란 커플링제의 양이 0.5 중량% 미만이면 고품질의 코팅강판을 얻을 수 없으며, 5 중량%를 초과하게 되면 코팅용액의 제조비가 높고 품질특성이 낮은 문제가 있어 바람직하지 못하다.

상기 실란커플링제 화합물은 분자내에 2개 이상의 다른 반응기를 포함하고 있어 각종 유기질 재료와 무기질 재료를 화학적으로 결합시키는 역할을 한다. 즉, 수용액에서 메톡시 혹은 에톡시 반응기는 산촉매 가수 분해되어 실란올(-Si(OH)₃)이 되고, 이는 무기물 표면과의 축합반응을 통해 Si-O-M 결합을 형성한다. 또한 실란올 기는 강판표면의 산화층과 강하게 결합한다. 또한 말단에 존재하는 에폭시기의 고리 열림 반응에 의해 혹은 아미노기는 아미노 결합을 통하여 쉽게 다른 유기물과의 결합을 형성하는 역할을 한다. 따라서 실란커플링제는 각종 유기물 및 무기물과 삼차원의 무기 고분자 사슬구조를 형성하여 내식성을 증가시키는 역할을 한다.

본 발명의 방청 코팅 조성물에 첨가되는 금속 실리케이트 화합물로는 하기 화학식 1 및 화학식 2 중에서 선택되는 적어도 하나의 화합물이 사용될 수 있다.

[화학식 1]

MSiO₃ (M = Li, Na 또는 K 이다).

[화학식 2]

M₂Si₅O₁₁ (M = Li 또는 Na 이다).

상기 금속 실리케이트 화합물은 강판에 코팅시, 3차원의 망상구조를 형성하므로 그 자체만으로 내식성이 큰 화합물이다. 이와 같은 금속 실리케이트 화합물은 내식성은 물론 아연 도금층과의 결합력이 우수하여 도장 하지용으로 많이 이용되고 있고, 도금층과 수지층을 결합시키는 가교역할을 한다. 그러나 너무 많은 양을 사용할 경우에는 코팅도막의 결합력이 약해지는 특성이 있다.

본 발명의 방청 코팅 조성물에 첨가되는 금속 실리케이트 화합물은 1 내지 5 중량%의 양으로 사용되며, 바람직하게는 2 내지 4 중량%의 양으로 사용된다. 금속 실리케이트 화합물의 사용량이 1 중량% 미만이면 부착량이 적어 우수한 품질의 강판을 제공할 수 없고, 5 중량%를 초과하면 부착량이 많아 수지 층과의 결합력이 약해지는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

또한, 본 발명의 방청 코팅 조성물에 첨가되는 티타늄 화합물로는 하기 화학식 3 내지 5의 화합물 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.

[화학식 3]

[Ti^IV(L₁)₂(L₂)₂] (L₁ = 트리에탄올아미네이트이고 L₂= 이소프로폭시드이다).

[화학식 4]

[Ti(L₃)₂(L₂)₂] (L₃ = 아세틸아세토네이트이다.)

[화학식 5]

[Ti(L₄)₂(OH)₂](NH₄)₂ (L₄ = 락테이트이다.)

이와 같은 티타늄 화합물은 2 내지 6 중량%의 양으로 사용되며, 바람직하게는 3 내지 5 중량%의 양으로 사용된다. 티타늄 화합물의 사용량이 2 중량% 미만이면 내식성을 저하되며, 6 중량%를 초과하면 용액 제조비가 상승되며, 경제성이 떨어지는 문제가 있다.

상기 티타늄 화합물은 아주 소량을 첨가하여도 우수한 내식성을 나타내는데, 그 원리는 앞서 언급한 화합물의 보호막 효과(Barrier effect)에 이들 화합물의 자기수복효과(Self-healing effect) 때문인 것으로 생각된다. 즉 2자리 혹은 4자리 결합능력을 가진 L₁, L₃ 및 L₄ 리간드에 의해 수용액에 안정한 구조의 킬레이트 화 합물을 형성하고, 말단 리간드인 이소프로폭시드기가 수용액에서 서서히 가수 분해되어 [Ti(L)(OH)₂]가 되며, 이 구조는 말단 하이드록시기에 의해 강판 표면과의 우수한 결합력을 제공할 뿐만 아니라 실란 및 실리케이트 화합물과 무기고분자 3차원 구조를 형성하여 내식성을 크게 증가시킬 수 있는 것으로 예상된다. 상기 티타늄 화합물 중 화학식 2가 내식성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그 코팅피막 구조를 도 1에 표시하였다. 코팅강판의 티타늄 화합물은 공기 중에서 점차 산화되어 킬레이트 고리가 끊어지면서 최종적으로 TiO₂의 산화막을 형성하게 된다. 이러한 과정에 의해 도금강판의 아연층을 보호하게 되고, 우수한 내식성의 강판을 제공한다.

또한 본원발명의 방청 코팅 조성물에 메탄올, 에탄올, 또는 이소프로판올과 같은 알코올이 첨가될 수 있으며, 이소프로판올이 가장 바람직하다. 본 발명의 방청 코팅 조성물에 첨가되는 알코올의 양은 전체 중량을 기준으로 0.2 내지 0.5 중량%가 바람직하다.

상기 무기계 방청 코팅 조성물은 그 자체만으로도 내식성, 전자파 차폐성 및전기 전도성이 우수하지만, 여기에 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지 조성물을 도입하여 외관 및 백색도가 추가로 향상될 수 있다.

본 발명의 방청 코팅 조성물에 추가로 첨가되는 에틸렌 아크릴레이트 수지는 상기 무기계 수용액과 같은 알카리계 수지로서 서로 잘 혼합되고 용액 안정성이 뛰어나다. 따라서 본 발명의 크롬 미함유 방청용액은 장시간 보관 시에도 안정하고, 용액의 냄새가 거의 없으며, 점도가 4~8cps로 적절하여 작업성이 우수하다는 장점이 있다.

상기 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지의 평균 분자량(Mw)은 5,000~20,000이며, 에틸렌:아크릴레이트의 몰비가 6:1 내지 3:1이며, 바람직하게는 4:1이다.

이러한 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지 조성물은 경화제를 추가로 포함하며, 이 때 첨가되는 바람직한 경화제는 멜라민 수지이다. 경화제의 첨가량은 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 7 중량%, 바람직하게는 5 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지와 경화제로 이루어진 고분자 수지 조성물은 전체 방청 코팅 조성물의 중량을 기준으로 0 내지 5중량%의 양으로 첨가되며, 이 때 수지 조성물의 첨가량이 5중량% 이상이면 전자파 차폐성이 제공되지 않는 문제가 있다.

상기 방청 코팅 조성물의 고형분의 함량은 5 내지 20 중량%이고 바람직하게는 7 내지 16 중량% 가 사용되며, 점도는 약 4 내지 8cps인 것이 작업성이 우수하다.

상기 방청 코팅 조성물은 실란커플링제, 금속 실리케이트 화합물 및 티타늄 화합물로 이루어지는 무기계 방청 코팅용액과 에틸렌 아크릴레이트, 경화제로 이루어지는 고분자 수지 용액을 각각 제조한 후 이를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.

상기 방청 코팅 조성물을 전기아연도금 강판(EG, Electrogalvanized Steel Sheet), Zn-Ni 합금화 전기아연도금 강판(Zn-Ni) 혹은 Zn-Fe 합금화 전기아연도금 강판(Zn-Fe)에 코팅한 후 강판도달온도(Peak Metal Temperature) 120-180℃로 소부 건조하고 수냉하여 코팅강판을 제조할 수 있다. 이때 코팅두께는 0.2-1.5㎛ 가 바람직하고, 부착량은 200 - 1500 mg/m²인 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 제공되는 방청 코팅 조성물은 크롬을 포함하지 않아 환경 친화적이고, 무기계 코팅제의 우수한 자기수복 방청효과에 의한 평판 및 가공부 내식성을 나타내고, 우수한 전도성으로 인해 가전기기에 대한 전자파 차폐능이 우수한 강판을 제공하기 때문에 자동차 또는 전자기기용 강판으로 바람직하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 방청 코팅 조성물은 알카리계 수용성 용액으로 전기아연 도금 강판에 대한 도포성이 우수하고, 상온에서 안정하고 냄새가 적어 작업성이 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이하고 기존의 다른 크롬을 포함하지 않은 방청제보다 값이 저렴하다는 잇점이 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

실시예 1 내지 16 : 방청 코팅 조성물

순수에 실란커플링제로 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란(SinEtsu Chemical Co.)을 첨가하고 인산(H₃PO₄)을 가하여 pH = 2로 조정한 다음 30분 이상 교반하여 제조하거나, ㈜ 범우에서 시판하는 상품명 Cr Link B-145을 그대로 사용할 수 있다. 이 용액에 화학식 1의 리튬 폴리실리케이트 화합물(Dupont Chemical Co.), 및 화학식 3의 티타늄 화합물(Dupont Chemical Co.)을 첨가한 다음 1시간 이상 교반하여 무기계 용액을 제조하였다.

고분자 수지 조성물은 순수에 에틸렌 아크릴레이트 수지 100 중량부와 경화제인 멜라민 수지 5 중량부를 첨가하여 고형분 함량이 16중량%인 고분자 수지용액을 제조하거나, ㈜ 범우에서 시판하는 상품명 K-200 을 그대로 사용할 수 있다.

상기 무기계 조성물과 고분자 수지용액을 첨가하여 실시예 1 내지 16의 고형분 함량이 7~16중량%인 방청코팅 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 16의 방청 코팅 조성물의 각 성분의 함량은 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

실시예	고형분 함량 (%)	실란커플링제 (중량%)	실리케이트 화합물 (중량%)	티타늄 화합물 (중량%)	고분자 수지 조성물 (중량%)
1	7	2	2	3	0
2	10			3	3
3	9			5	0
4	12			5	3
5	9		4	3	0
6	12			3	3
7	11			5	0
8	14			5	3
9	9	4	2	3	0
10	12			3	3
11	11			5	0
12	14			5	3
13	11		4	3	0
14	14			3	3
15	13			5	0
16	16			5	3

실시예 17-32: 코팅강판의 제조

상기 실시예 1-16의 방청 코팅 조성물을 롤-코트 도장 시험기를 사용하여 전기아연도금 강판(EG, Zn-Ni 혹은 Zn-Fe)에 코팅을 실시하고 (코팅두께 0.2-1.5㎛, 코팅부착량 200 - 1500 mg/m²) 자동배출형 열풍 건조로에서 강판도달온도(Peak Metal Temperature) 120-165℃로 소부 건조하고 수냉하여 코팅강판을 제조하였다.

비교예 1

대한민국 특허 출원 제1999-51479호에 기재된 크롬 환원비 (Cr³⁺/Cr⁶⁺) 가 0.52이며, 콜로이드 실리카, 불산, 및 인산이 첨가된 주제용액에 에폭시계 실란 커플링제와 인산이 포함된 경화제를 첨가하여 제조된 도포형 크로메이트 방청 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 방청 코팅 조성물을 상기 실시예와 동일한 방법으로 전기아연도금 강판에 코팅을 실시하고 자동 배출형 열풍 건조로에서 강판도달온도 (Peak Metal Temperature) 120-165℃로 소부건조하고 수냉하여 코팅강판을 제조하였다.

비교예 2 및 비교예 3

현재 POSCO에서 양산 중인 크로메이트 코팅강판을 사용하였고, 크롬(Cr) 코팅량이 20mg(전해형, EL)(비교예 2) 및 80mg(반응형, CH) (비교예 3)인 크로메이트 강판을 사용하여 실시예와 비교 평가하였다.

성능평가

상기 실시예 및 비교예에서 사용된 강판은 각각 다음과 같다. 전기아연도금 (EG)강판은 편면당 20-40g/m² 인 강판, Zn-Ni 합금화 전기도금(Zn-Ni) 강판은 편면당 도금량이 20-40g/m², 도금층 내 Ni함량은 10-14%인 강판, Zn-Fe 합금화 전기 도금(Zn-Fe) 강판은 편면당 도금량이 20-40g/m², 도금층 내 Fe함량은 14-20% 인 강판을 사용하였다.

내식성은 상기 발명예에서 제조한 시편을 염수분무장치(일본공업표준 시험법 JIS E2731)를 이용하여 35℃, 5% NaCl, 분산압 1 Kg/m²의 분사압력으로 분사한 후 5% 백청 발생까지의 소요시간으로 평가하였다. 가공부 내식성은 시편을 에릭센 (Ericksen) 25mmφ, 7mm 가공하여 상기 조건의 염수분무실험으로 평가하였다. 평점은 5% 백청 발생까지의 시간으로 평가하였다. 가공부 내식성 평가는 평판내식성의 절반일 때의 백청발생 여부로 평가하였다.

[평가기준] ◎; 144Hr 이상, Ο ; 96~144Hr, Δ ; 48~96Hr.

도장밀착성의 평가는 용제 도장인 경우 아연도금 강판에 멜라민 알키드 (Melamine-Alkyd) 수지를 롤-코터 도장시험기로 약 20㎛ 두께로 코팅한 다음 강판도달온도(PMT) 160℃ 에서 30초간 소부하고 수냉하여 시편을 제작하였다. 제작된 시편을 50℃의 증류수에 넣고 240시간 동안 침지한 다음 건조시킨다. 이 시편의 도 막표면에 1mm 간격으로 바둑판 형태의 눈금을 100개 만든 다음 스카치 테이프로 도막을 박리시켰을 때 테이프에 박리되어 나오는 도막의 개수로 도막의 밀착성을 평가하였다.

[평가기준] ◎ ; 박리없음, Ο ; 박리율 5% 미만, Δ ; 박리율 5% 이상.

전착도장은 H 자동차사 조건으로 아연도금 강판에 20㎛ 내외로 전착도장을 한 다음 상기 용제도장과 같은 방법으로 바둑판 눈금으로 평가하였다.

내흑변성 시험은 온도 60℃, 습도 95% 조건에서 110시간 방치 후 색차 변화(ΔE)를 조사하여 평가하였다.

전도성은 LORESTA GP 기기를 이용하여 코팅면의 저항 값(mΩ)을 측정하여 평가하였다.

전자파 차폐성은 국내가전 생산업체인 S사에서 EMI 테스트로 평가하였다. 가전기기 적용 모델은 LCD Monitor 에 적용하였고, 코팅강판으로 제작된 판넬을 적용하여 주파수(30MHz~1GHz) 영역에서 평가하였다. 합격기준은 30~230MHz 범위 주파수 대역에서는 30dB, 230~1GHz 주파수 대역에서는 37dB의 상한치를 가지며 각각 3dB 이상의 차이를 가질 때 합격으로 간주하였다.

용접성은 공기 압축식 용접기(DAIHEN PRA-33A)를 사용하여 점용접 (Spot Welding)을 행하였고, 가압력 250kgf, 용접시간 13 cycles조건으로 CF type 전극을 사용하여 용접 후 표면외관의 용접탄흔 유무 및 용접가능 전류범위 (KA)를 측정하여 평가하였다.

내지문성은 코팅강판을 인공 지문액에 5초간 침지한 후 색차변화(ΔE)를 측정하여 평가하였다.

내용제성 평가는 가아제에 MEK(Methyk Ethyl Ketone)용제를 10회 왕복 문지른 후 코팅도막이 변색되는 색차변화(ΔE)를 측정하여 평가하였다. 상기 평가 결과를 표 2에 기재하였다.

[표 2]

실시예	강판	코팅용액	부착량 (mg/m²)	내식성		도장성		내지문성 (ΔE)
실시예	강판	코팅용액	부착량 (mg/m²)	평판	가공	전착	용제	내지문성 (ΔE)
17	EG	실시예 1	300	Δ	Δ	◎	◎	0.4-0.6
18		실시예 2	600	○	○	◎	◎	0.4-0.5
19		실시예 3	500	Δ	Δ	◎	◎	0.4-0.6
20		실시예 4	800	○	○	◎	◎	0.4-0.5
21		실시예 5	500	Δ	Δ	◎	◎	0.4-0.6
22		실시예 6	800	◎	◎	◎	◎	0.4-0.5
23		실시예 7	700	○	○	◎	◎	0.4-0.6
24		실시예 8	1000	◎	◎	◎	◎	0.4-0.5
25		실시예 9	500	Δ	Δ	◎	◎	0.4-0.6
26		실시예 10	800	○	○	◎	◎	0.4-0.5
27		실시예 11	700	○	○	◎	◎	0.4-0.6
28		실시예 12	1000	◎	◎	◎	◎	0.4-0.5
29		실시예 13	700	○	○	◎	◎	0.4-0.6
30		실시예 14	1000	◎	◎	◎	◎	0.4-0.5
31		실시예 15	900	◎	◎	◎	◎	0.4-0.6
32		실시예 16	1200	◎	◎	◎	◎	0.4-0.5
비교예 1	EG	유기피복 크로메이트	100mg/ [Cr]	○	◎	◎	◎	-
비교예 2		EL	20mg/ [Cr]	Δ	Δ	◎	◎	-
비교예 3		CH	80mg/ [Cr]	◎	◎	◎	◎	-

[표 2](계속)

실시예	전기 전도성 (mΩ)	전자파 차폐성	내흑변성 (ΔE)	내화학성		스팟 용접성 (KA)	색상 (백색도)
실시예	전기 전도성 (mΩ)	전자파 차폐성	내흑변성 (ΔE)	용제성	알칼리성	스팟 용접성 (KA)	색상 (백색도)
17	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
18	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	75-76
19	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
20	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	75-76
21	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
22	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	75-76
23	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
24	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	6.0-9.5	75-76
25	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
26	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	75-76
27	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
28	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	6.0-9.5	75-76
29	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	5.8-9.5	74-75
30	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	6.0-9.5	75-76
31	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	6.0-9.5	74-75
32	< 0.05	합격	< 1.0	< 0.5	< 0.5	6.0-9.5	75-76
비교예 1	0.058	합격	0.45	-	-	5.5-9.8	78
비교예 2	0.053	합격	0.78	-	-	5.5-9.8	78
비교예 3	0.065	미실시	0.54	-	-	5.5-9.8	77

상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 사용된 모든 아연도금 강판에 대한 평판내식성 평가에서 부착량에 따라 백청 5% 발생시간은 최소 48시간에서 최대 168시간을 나타내었다. 고형분의 함량 혹은 무기계 성분의 함량이 많아질수록 내식성은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 본원발명에 따른 방청 코팅 조성물을 사용하는 경우에 품질이 기존 크로메이트(비교예 1, 2, 및 3)와 동등 이상이라면 기술적으로 굉장히 진보한 것이라 할 수 있다.

본 발명의 방청 코팅 조성물은 크롬을 사용하지 않기 때문에 환경 친화적이고 제조 및 작업성이 용이하며, 이를 코팅한 전기아연도금 강판(EG)은 내식성은 물론 전자파 차폐성, 도장성 및 내화학성이 우수하다.

Claims

전체 중량을 기준으로, 실란커플링제 0.5 내지 5 중량%; 금속 실리케이트 화합물 1 내지 5 중량%; 티타늄 화합물 2 내지 6 중량%; 알코올 0.2 내지 0.5 중량% 및 잔부의 순수로 이루어지는 방청 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실란커플링제는 감마-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 감마-글리시독시프로필메틸 디에톡시실란, 감마-아미노프로필트리메톡시실란, 감마-아미노프로필트리 에톡시실란 및 감마-아미노프로필메틸디메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 금속 실리케이트 화합물은 하기 화학식 1 및 화학식 2로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.

[화학식 1]

MSiO₃ (M = Li, Na, 또는 K이다.)

[화학식 2]

M₂Si₅O₁₁ (M = Li 또는 Na 이다).
제1항에 있어서, 상기 티타늄 화합물은 하기 화학식 3 내지 5의 화합물 중에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.

[화학식 3]

[Ti^IV(L₁)₂(L₂)₂] (L₁ = 트리에탄올아미네이트이고 L₂= 이소프로폭시드이다).

[화학식 4]

[Ti(L₃)₂(L₂)₂] (L₃ = 아세틸아세토네이트이다.)

[화학식 5]

[Ti(L₄)₂(OH)₂](NH₄)₂ (L₄ = 락테이트이다.)
제 1항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올인 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제 1항에 있어서, 전체 중량을 기준으로 0 내지 5중량%의 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지 조성물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 에틸렌 아크릴레이트 고분자 수지는 분자량이 5000~20000이며, 에틸렌과 아크릴레이트의 몰비가 6:1 내지 3:1인 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 고분자 수지 조성물은 고분자 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 7 중량%의 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 경화제는 멜라민 수지인 것을 특징으로 하는 방청 코팅 조성물.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 따른 방청 코팅 조성물로 코팅된 아연 도금 강판.
제 10항에 있어서, 상기 강판은 전기아연도금 강판, Zn-Ni 합금 전기아연도금 강판, 또는 Zn-Fe 합금 전기아연도금 강판인 것을 특징으로 하는 아연도금강판.