KR20060133164A - 크롬 프리 저온 경화형 금속 표면처리조성물 및 이를이용한 표면처리강판 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 제공되는 크롬 프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물은 전체 용액 100중량부를 기준으로, 에폭시기를 갖는 실란화합물 및 아미노기를 갖는 실란화합물 또는 이들의 가수분해 축합물 5~30중량부; 바나듐 화합물 0.1~5중량부; 마그네슘 화합물 0.1~5중량부; 유/무기산 1~10 중량부; 가교촉진 및 커플링제 0.05~2중량부; 소포제 0.01~1중량부; 웨팅제 1~2중량부; 및 잔부의 물과 에탄올로 이루어지며, 이와 같이 제공되는 크롬 프리 저온 경화형 금속 표면처리 조성물로 코팅된 강판은 저온 경화가 가능하며, 크롬 성분을 전혀 포함하지 않아 내식성을 확보할 수 있다.
크롬 미함유, 실란 화합물, 바나듐, 마그네슘

Description

크롬 프리 저온 경화형 금속 표면처리조성물 및 이를 이용한 표면처리강판{Chrome-Free Composition of Low Temperature Curing For Treating a Metal Surface and a Metal Sheet Using The Same}
본 발명은 크롬 프리 금속 표면처리 조성물 및 이를 이용한 표면처리강판에 관한 것이며, 특히 저온 경화가 가능하며, 크롬 성분을 전혀 포함하지 않아 금속 강판의 내식성을 확보할 수 있는 초박막형 금속 표면처리 조성물 및 이를 이용한 표면처리 강판에 관한 것이다.
최근 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 환경 오염물질 즉, Cr, Pb, Cd, H 중량부, PBB, PBDE 등에 대한 사용 규제가 강화되고 있는 실정이다. 특히 EU에서 도입한 유해물질 사용제한 지침(RoHS; Restriction of Hazardous Substances, '06.7.1 시행), 폐 가전 처리지침(WEEE; Waste from Electrical and Electronic Equipment, 2006.7.1 시행), 폐차 처리지침(ELV; End-of-Life Vehicles, 2007.1.1 시행), 신환경 규제 관리법(REACH; Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals) 등이 대표적인 예로서, 이에 따라 환경 친화적인 제품의 개발, 공장 내의 폐기물 삭감, 그린조달 등 새로운 환경관리 정책에 대한 적극적인 대응책이 요구되고 있다.
종래에는, 자동차 재료, 가전제품, 건축재료 등의 용도로 사용되는 아연도금 강판 및 아연계 합금도금 강판, 알루미늄 도금강판, 알루미늄계 합금도금강판, 냉연강판, 열연강판에 내식성 및 도장 밀착성 등을 부여하기 위해 표면에 크롬을 주성분으로 하는 크로메이트 피막을 코팅하는 표면 처리법이 일반적으로 실시되고 있다. 주요한 크로메이트 처리로는 전해형 크로메이트와 도포형 크로메이트가 있으며, 이중에서 전해형 크로메이트 처리는 6가 크롬을 주성분으로 하고 그 외에 황산, 인산, 붕산 및 할로겐 등의 각종 음이온을 첨가한 처리액을 이용하여 금속판을 음극 전해하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다. 한편, 도포형 크로메이트 처리는 미리 6가 크롬의 일부를 3가로 환원한 용액에 무기 콜로이드, 무기 이온을 첨가한 처리액으로 금속판을 그 안에 침적하거나, 처리액을 금속판에 스프레이하는 방법이 일반적으로 실시되고 있다.
이러한 방법들을 사용할 경우 크로메이트 처리액에 함유된 6가 크롬의 유독성으로 인해 작업환경 및 배수처리 등에서 다양한 대책을 필요로 하며, 상기 표면처리금속을 사용한 자동차, 가전, 건재 제품 등의 리사이클 및 폐기처리에 있어서도 인체 유해성과 환경오염 문제를 야기 시키고 있다.
따라서 각 철강사들은 6가 크롬을 함유하지 않으면서도 내식성, 전도성 등을 비롯한 각종 요구 특성을 만족할 수 있는 크롬을 함유하지 않는 표면처리 강판을 개발하는데 주력하고 있다. 종래에는 강판의 표면에 주로 인산염을 주성분으로 조성한 금속염 피막을 1차로 코팅시킨 후 그 상부에 주로 아크릴 및 우레탄 수지를 주성분으로 조성한 수지계 피막을 2차로 코팅시켜 제조하는 방법, 또는 상기 1차 피막과 2차 피막을 수지계 피막으로 형성시키는 방법을 통하여 크롬을 함유하지 않는 표면처리 금속강판이 제조되었다.
또한 현재까지 크롬이 함유되지 않은 내식용 금속 코팅제 등의 표면처리제의 개발에 대한 다수의 방법이 제안되고 있는데 이러한 방법으로는 일본국 특개평 11-29724호에 나타낸 바와 같이, 수성 수지에 티오카르보닐기 함유 화합물과 인산이온, 또한 수분산성 실리카를 함유하는 크롬 프리 방청처리제가 개시되어 있다. 이 계는 크로메이트 수준의 내식성을 갖기는 하지만, 저장안정성이 불충분하며, 또한 박막의 내식성능이 약한 단점이 있다.
또한 일본국 특개평 10-60315호에는 수계 에멀젼과 반응하는 특정 관능기를 갖는 실란커플링제를 함유하는 강구조물용 표면처리제가 개시되어 있으나, 이 경우에 요구되는 내식성은 습윤시험과 같이 비교적 온화한 시험에 대한 것으로, 본 발명과 같이 박막에서 염수분무시험과 같은 가혹한 조건을 견디는 본 발명의 내식성 과는 비교되지 않는다.
또한, 종래 6가 크롬을 전혀 포함하지 않으면서도 전도성을 고려한 코팅처리법으로서 폴리 아닐린을 금속판상에 코팅하는 방법이 일본 특허공개 평8-92479호, 특허공개 평8-500770호에 개시되어 되어 있다. 그러나, 강직성(剛直性)이 높고 밀착성이 낮은 폴리아닐린이 금속과 수지 피막간에 존재하기 때문에 폴리아닐린과 금속계면 및 폴리아닐린과 수지계면에서 피막이 쉽게 박리될 수 있다. 이 때문에 강판에 의장성, 더욱이 내식성 및 기타 기능들을 부여하기 위하여 상부에 도장을 할 경우에 문제점이 있다. 밀착성이 낮은 피막은 일반적으로 내식성이 낮은 것으로 알려져 있다. 또한 용액안정성이 낮아서 침전물이 많이 발생하고, 독한 냄새가 발생하여 전반적으로 작업환경의 저해 등 작업성이 떨어지는 문제점도 있다. 그리고 이러한 용액 조성들은 고온에서의 건조 및 경화 조건을 필요로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 크롬을 함유하지 않은 조성물로 후처리된 금속 강판에 있어서, 내식성을 확보하고, 전기전도도 및 저온 경화가 가능한 무기계 수성 금속의 표면처리 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 표면 처리 조성물을 코팅하여 표면 처리된 금속 강판을 제공 하는 것이다.
본 발명에 따라서,
전체 용액 100중량부를 기준으로, 에폭시기를 갖는 실란화합물 및 아미노기를 갖는 실란화합물 또는 이들의 가수분해 축합물 5~30중량부; 바나듐 화합물 0.1~5중량부; 마그네슘 화합물 0.1~5중량부; 유/무기산 1~10 중량부; 가교촉진 및 커플링제 0.05~2중량부; 소포제 0.01~1중량부; 웨팅제 1~2중량부; 및 잔부의 물과 에탄올로 이루어지는 크롬 프리 저온 경화형 금속 표면처리 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명에 따라서, 상기 크롬 프리 저온 경화형 금속 표면처리 조성물이 코팅된 강판이 제공된다.
본 발명의 크롬 프리 금속 표면처리 조성물의 제조에 있어서, 실란 화합물 및/또는 그 가수분해 축합물이 사용되며, 여기서 실란화합물의 가수분해 축합물이란 실란화합물을 원료로 하여 가수분해 중합시킨 실란화합물의 올리고머를 말한다.
본 발명의 조성물에 사용되는 실란화합물의 양은 전체 용액 100중량부에 대하여 5 내지 30중량부, 바람직하게는 5 내지 20중량부의 농도로 사용된다. 이 때 실란화합물이 5중량부 미만이 되면, 내식성, 밀착성의 향상 효과가 부족하며, 30중량부를 넘으면 저장안정성이 저하되어 바람직하지 않다.
특히 (a): 아미노기를 갖는 실란화합물, 그리고 (b): 한 개 이상의 에폭시기를 갖는 실란 화합물을 병용 사용하며, 이 때 (a):(b)의 혼합비율은 5~10:15~20이 바람직하며, 보다 바람직하게는 7:13이다.
본 발명의 크롬 프리 금속표면 처리 조성물에 사용되는 실란화합물은 특별히 제한하는 것은 아니나, 예를 들어 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐에폭시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-글리시독시 프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필 트리메톡시 실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시 실란)-1-프로판아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노 프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토 프로필트리에톡시실란, N-[2-(비닐벤질아미노)에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란 등이 바람직하다.
본 발명의 조성물에 첨가되는 바나듐 화합물 및 마그네슘 화합물의 양은 각각 0.1~5중량부인 것이 바람직하다. 각각의 금속 화합물이 0.1 중량부로 첨가되는 경우, 금속 킬레이트 화합물의 형성이 어렵고 5 중량부 이상으로 첨가되는 경우에 는 미반응 금속화합물이 잔존하여 용액의 물성이 저하된다. 이 때 바나듐화합물은 0.5중량부, 마그네슘 화합물은 2.0중량부가 바람직하다.
본 발명의 금속표면 처리 조성물에 함유되는 바나듐 화합물로는 바나듐의 산화수가 2∼5가인 바나듐화합물, 예컨대, 5산화 바나듐, 3산화바나듐, 2산화바나듐, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트, 3염화바나듐, 일산화바나듐, 메타바나드산암모늄 등이 바람직하며, 마그네슘 함유 화합물로는 예를 들어, 이들의 산화물, 수산화물, 착화합물, 혹은 염화합물과 같은, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 산화마그네슘 등이 바람직하다.
또한, 본 발명의 금속 표면처리 조성물에 사용되는 유/무기산은 피막의 밀착성 향상에 기여할 수 있다. 바람직한 산으로는 인산과 같은 무기산 및 포름산, 에틸렌디아민 테트라아세트산과 같은 유기산을 사용할 수 있다. 유/무기산의 함량은 1~10중량부가 바람직하며, 유/무기산이 1중량부 미만으로 첨가되는 경우 금속 소재의 에칭에 취약하고 10중량부 이상으로 첨가되는 경우에 용액의 안정성과 도막물성에 바람직하지 않다.
추가로 실란 축합 반응물의 가교촉진 및 커플링제로서 티탄 및 지르코늄 화합물을 첨가하여 경화를 촉진하고 도막의 견고함을 유지할 수 있다. 본 발명에 사용되는 티탄 화합물로는 디이소프로필디트리에탄올아미노 티타네이트, 락틱산 티타 늄킬레이트, 및 티타늄 아세틸아세토네이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 최소 1종 이상의 화합물이 바람직하며, 또한, 본 발명에 사용되는 지르코늄 화합물로는 질산지르코닐, 아세트산지르코닐, 탄산지르코닐암모늄, 지르코늄아세틸아세토네이트이 바람직하다. 이 때 사용되는 가교 촉진 및 커플링제의 양은 0.05~2중량부로 제한되는데, 0.05중량부 이하로 첨가되는 경우 도막의 내식성 확보가 어렵고 2중량부 초과 사용시에는 저장안정성 및 도막의 물성 저하가 발생할 수 있다.
그리고 용액의 기포 제거를 위해 소포제로서 N-메틸에탄올아민을 0.01~1중량부 첨가한다. 이 때 소포제 함량이 0.01중량부 이하로 첨가되는 경우 소포기능을 하지 못하며 1중량부 이상으로 첨가되는 경우에는 내식성 저하의 원인이 된다.
또한 용액의 웨팅성 향상을 위해 웨팅제로서 이소프로필알콜이 첨가되는데 그 함량은 1~2중량부로 제한된다. 1중량부 이하로 첨가되는 경우 웨팅성의 향상이 없고, 2중량부 이상으로 첨가되는 경우에는 물성의 저하는 없으나 웨팅성의 향상 또한 없기 때문에 경제적으로 바람직하지 않다.
그리고 나머지는 물 60~80중량부와 빠른 건조를 위해 에탄올 10~20중량부를 첨가할 수 있다. 순수와 에탄올의 함량을 제한할 필요는 없으며 필요 고형분에 따라 통상적인 수준으로 사용한다.
이어서 본 발명에 따른 크롬 프리 금속 표면처리 조성물이 코팅된 강판에 대해 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 크롬 프리 금속표면처리 조성물의 코팅은 건조도막이 0.05~1.0g/㎡, 더욱 바람직하게는 0.1~0.5중량부/㎡의 양이 되도록 처리액을 금속소재의 표면에 도포한 후, 0.1~30초 동안 건조 시킨다.
본 발명에서 코팅층에 대한 수성 조성물의 pH값은 상기된 바와 같이 유/무기산을 사용하여 3.0~7.0 사이로 조정하는 것이 바람직하다. pH를 3.5~5.0 사이로 조절하는 것이 보다 바람직하다. 이 때 pH의 값이 3.0 이하이면, 처리제액에 의한 소재표면의 과엣칭 반응으로 인해 내식성이 불충분해지며 pH값이 7.0이상이면 처리제액의 안정성이 감소해 겔화 되거나 침전이 발생할 수 있다.
본 발명에 있어서, 소재표면에 처리액을 코팅 후 가열온도는 PMT(Peak metal temperature)가 30~250℃가 바람직하며 도포방법은 특별히 제한하지 않아도 된다. 통상적인 방법으로는 소재표면에 코팅액을 롤전사하는 롤코우터법, 혹은 스프레이 등에 의해 스프레이한 후에 롤에서 처리제를 짜내는 방법, 처리액 중에 소재를 침지하는 방법 등의 방법이 사용될 수 있다.
그리고 예비 처리공정에 대해서도 특별히 정하지는 않으나 통상적으로 코팅 을 적용하기 전에 소재에 부착한 유분, 얼룩을 제거하기 위하여 알카리 또는 산성탈지제로 세정하거나, 뜨거운 물에 세정, 용제 세정 등을 행한다. 그 후 필요에 따라 산, 알카리 등에 의해 표면조정을 한다. 소재표면의 세정에 있어서는 세정제가 소재표면에 될 수 있는 한 잔류하지 않도록 세정 후에 수세하는 것이 바람직하다. 소재금속 표면을 세정한 후에 본 발명의 처리액을 직접 적용할 수 있으나, 인산염계의 화성처리를 한 후에 적용하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 실시예에 사용되는 금속재료
상업적으로 구입이 가능한 용융 아연도금 강철판(HGI: Hot dipping galvanizing steel)을 사용하였다.
2. 용액의 제조
본 발명의 용액제조는 전체 용액 100중량부를 기준으로 순수 60중량부와 에탄올 10중량부의 혼합물에 에폭시계 실란 화합물로서 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란과 아미노계 실란 화합물로서 3-아미노프로필트리에톡시실란을 5~20중량부로 첨가하여 가수 분해시킨다. 그리고 유기산 및 인산 1~10중량부에 금속 화합물로 서 바나딜아세틸아세토네이트와 산화마그네슘을 각각 0.1~5중량부를 용해 시킨후 이 용액을 실란 화합물 용액에 첨가하여 30분간 교반한다. 최종적으로, 디이소프로필 트리에탄올 아미노티타네이트 0.05~2중량부와 기타 첨가제인 소포제로 N-메틸에탄올아민을 0.01~1중량부, 웨팅제로 이소프로필알콜을 1~2중량부를 첨가한 후 30분간 상온에서 1000rpm의 속도로 교반하여 제조한다.
아래 표 1과 표 2에 발명예와 비교예를 나타내었다. 다음 표 1의 조성은 전체 용액 100 중량부를 기준으로 표시하였다. 첨가물을 제외한 나머지는 순수(물)와 에탄올이다.
[표 1]
발명예 조성물
구분 수지 실란화합물 실리카 금속화합물 에칭제 커플링제 경화온도 (℃)
발 명 예 1 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 티탄화합물 (2) 60
2 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 티탄화합물 (0.5) 60
3 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 티탄화합물 (0.4) 60
4 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 티탄화합물 (0.3) 60
5 - 에폭시실란(10) 아미노실란(3) - 바나듐(1) 마그네슘(4) HCOOH(1) EDTA(1) 티탄화합물 (0.5) 60
6 - 에폭시실란(5) 아미노실란(2) - 바나듐(2) 마그네슘(3) HCOOH(0.5) EDTA(0.5) 티탄화합물 (0.1) 60
7 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 지르코늄 화합물(2) 60
8 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) 지르코늄 화합물(0.5) 60
*EDTA : 에틸렌 디아민 테트라아세트산
[표 2]
비교예 조성물
구분 수지 실란화합물 실리카 금속화합물 에칭제 커플링제 경화온도 (℃)
비교예 1 - 에폭시실란(20) 아미노실란(15) - 바나듐(1) 마그네슘(3) H3PO4(3) HCOOH(3) 티탄화합물 (2) 60
2 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) 옥살산(3) 티탄화합물 (0.5) 60
3 - 에폭시실란(13) 아미노실란(7) - 바나듐(0.5) 마그네슘(2) H3PO4(3) HCOOH(3) - 60
4 우레탄수지 (20) 에폭시실란(12) - 바나듐(1) H3PO4(3) - 180
5 우레탄수지 (20) 에폭시실란(3) 아미노실란(3) - 바나듐(0.5) 마그네슘(1) H3PO4(3) - 180
6 아크릴수지 (20) 비닐실란(5) 80 몰리브덴(3) H3PO4(3) - 150
7 에폭시수지 (30) 에폭시실란(13) - 바나듐(3) H3PO4(3) 티탄화합물 (0.5) 150
3. 물성평가
하기 조건으로 발명예 및 비교예의 금속 표면처리 조성물의 성능을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
1) 내식성
ASTM B117에 규정한 방법에 의거하여 도장강판의 시간의 경과에 따른 백청 발생율을 확인하여 내식성을 측정하고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
우수 : 24 시간후 백청발생 면적 0%
양호 : 24 시간후 백청 발생 면적 5% 미만
불량 : 24 시간후 백청 발생 면적 5% 이상
2) 밀착성
ASTM D3359에서 규정한 방법에 의거하여 도막을 1mm 간격으로 가로 세로 11줄씩 그어 100칸을 만든 후 셀로판 테이프를 이용하여 밀착성을 측정하였고, 다음 기준에 의해 평가하였다.
우수 : 도막 잔존율 100%
양호 : 도막 잔존율 95% 이상
불량 : 도막 잔존율 95% 이하
3) 저장안정성
방청 코팅용 수성 무기계 금속표면처리제 조성물을 40℃의 항온 장치 내에 2개월 동안 저장 한 후의 조성물의 점도상승, 겔화 및 침전의 상태를 관찰하고, 다음 기준에 따라 평가한다.
○ : 조성물의 점도상승, 겔화 및 침전 등의 변화가 인정되지 않는다.
× : 조성물의 점도상승, 겔화 및 침전 등의 변화가 인정된다.
4) Cr 반응성
제조된 용액과 Cr용액을 1:1로 혼합하여 24hr 방치 후 용액의 상태를 육안으로 조사한다.
○ : 조성물의 점도상승, 겔화 및 침전 등의 변화가 인정되지 않는다.
× : 조성물의 점도상승, 겔화 및 침전 등의 변화가 인정된다
[표 3] 물성평가 결과
구분 내식성 밀착성 저장안정성 Cr 반응성 도막두께 (㎛)
발 명 예 1 우수 우수 ○ ○ 0.15
2 우수 우수 ○ ○ 0.15
3 우수 우수 ○ ○ 0.15
4 우수 우수 ○ ○ 0.15
5 우수 우수 ○ ○ 0.15
6 우수 우수 ○ ○ 0.15
7 우수 우수 ○ ○ 0.15
8 양호 우수 ○ ○ 0.15
비 교 예 1 불량 양호 ○ ○ 0.15
2 불량 양호 ○ ○ 0.15
3 불량 양호 ○ ○ 0.15
4 불량 우수 ○ ×(겔화) 0.15
5 불량 우수 ○ ×(겔화) 0.15
6 불량 우수 ○ ×(겔화) 0.15
7 불량 우수 ○ ×(겔화) 0.15
발명예와 비교예를 물성평가 결과를 상기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에서와 같이 발명예 1 내지 8의 조성물은 전체적으로 우수한 물성을 확보 하였고, 비교예의 경우 내식성이 모두 불량한 결과를 나타내었다. 비교예 4 내지 7의 경우 내식성의 확보를 위해서는 실제 도막의 두께를 0.5㎛ 이상으로 도포하여야 하나 발명예의 경우 0.1㎛ 이상에서는 안정적인 내식성을 얻을 수 있다. 그리고 현재 크롬을 함유하지 않은 설비에서 크롬을 함유하는 표면처리 강판과 함께 생산이 이루어져야 하므로 Cr과의 반응성이 없어야 하는 특징을 가진다. 그런데 비교예의 경우 Cr용액의 혼입시 겔화가 발생하여 설비 고장의 원인을 제공 할 수 있다.
그리고 비교예 1에서는 과량의 실란화합물을 사용하여 내식성 확보가 어렵고 비교예 2의 경우에는 금속 에칭제로 옥살산을 사용하여 내식성 확보에 실패하였다. 또한 비교예 3의 경우 가교 촉진제인 티탄화합물이 첨가되지 않아 내식성 확보가 어렵다.
그리고 발명예 1 내지 6 및 비교예 1내지 3의 경우 저온(60℃)에서 건조 및 경화가 이루어져 목표한 값을 얻을 수 있었으나 비교예 4 내지 7의 경우는 150℃ 이상의 고온에서 작업이 이루어져야만 경화 및 건조가 이루어진다. 만일 도막의 미건조 및 경화가 이루어지지 않을 경우 도막의 물성을 확보하기 어렵다. 따라서 본 발명에 따른 발명예 1 내지 6의 경우에는 저온 경화형의 내식성이 높은 금속 표면 처리 조성물이다.
본 발명에 따라 제공되는 크롬 미함유 금속표면 처리 조성물은 기존의 크롬처리 설비(spray)를 변화시키지 않고 사용이 가능한 것으로 코팅용액을 도장 후 금속강판의 내식성 및 밀착성이 우수하고, 저온에서 경화되며, 크롬 성분을 포함하지 않아 환경 친화적인 것이다.

Claims (13)

  1. 전체 용액 100중량부를 기준으로, 에폭시기를 갖는 실란 화합물 및 아미노기를 갖는 실란화합물 또는 이들의 가수분해 축합물 5~30 중량부; 바나듐 화합물 0.1~5 중량부; 마그네슘 화합물 0.1~5 중량부; 유/무기산 1~10 중량부; 가교 촉진 및 커플링제 0.05~2중량부; 소포제 0.01~1 중량부; 웨팅제 1~2중량부; 및 그 나머지는 물과 에탄올로 이루어지는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 실란 화합물로는 비닐메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐에폭시 실란, 비닐트리에폭시 실란, 3-아미노프리필트리에폭시 실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란, 3-메타글리독시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리에폭시 실란)-1-프로판아민, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, N-(β-아미노 에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시 트리메틸 디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-메타크릴 옥시 프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토 프로필 트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, 및 N-[2-(비닐벤질 아미노) 에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란으로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징 으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유/무기산은 포름산, 에틸렌디아민테트라 아세트산 또는 인산임을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 바나듐 화합물은 바나듐의 산화수가 2∼5가인 바나듐화합물이고, 상기 마그네슘 화합물은 황산 마그네슘, 질산 마그네슘 및 산화 마그네슘으로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 바나듐 화합물은 5산화 바나듐, 3산화바나듐, 2산화바나듐, 바나듐옥시아세틸아세토네이트, 바나듐아세틸아세토네이트, 3염화바나듐, 일산화바나듐 및 메타바나드산암모늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 가교촉진 및 커플링제로는 지르코늄 또는 티탄화합물 이 사용됨을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 티탄 화합물은 디이소프로필디트리에탄올아미노 티타네이트, 락틱산 티타늄킬레이트, 및 티타늄 아세틸아세토네이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 최소 1종 이상의 티탄 화합물임을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 소포제는 N-메틸에탄올아민인 것을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 웨팅제는 이소프로필알콜인 것을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 금속 표면 처리 조성물의 pH는 3~7임을 특징으로 하는 크롬-프리 저온 경화형 금속 표면 처리 조성물.
  11. 청구항 제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 크롬-프리 경화형 금속 표면 처리 조성물이 코팅된 강판.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 금속 표면 처리 조성물의 코팅 온도는 30~250℃임을 특징으로 하는 강판.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 금속표면처리 조성물의 코팅 건조도막은 0.05~1.0g/㎡임을 특징으로 하는 강판.
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