KR20070050709A

KR20070050709A - 유기점토를 포함하는 부식방지용 코팅제 조성물 및 이의제조 제법

Info

Publication number: KR20070050709A
Application number: KR1020050108255A
Authority: KR
Inventors: 이영철
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-16
Also published as: WO2007055498A1; JP5188979B2; KR100872833B1; JP2009516017A

Abstract

본 발명은 유기용매에 용해되는 단량체 또는 반응기를 가진 고분자와 경화제를 주반응 성분으로 하고 기타 첨가제를 첨가하여 제조하는 종래의 부식방지용 코팅제 조성물에서, 상기 주반응 성분 내에 초음파에 의해 분산된 유기화된 점토를 더 포함하는 부식방지용 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 조성물의 제조 방법은 유기화된 점토를 초음파를 이용하여 유기용매에 용해되는 단량체 또는 반응기를 가진 고분자 및/또는 아민기를 가지는 경화제 내에 균일하게 분산시킨 후, 이들 유기화된 점토가 균일하게 분산된 단량체 또는 반응기를 가지 고분자와 경화제를 혼합하고, 여기에 기타 첨가제를 더 혼합하는 단계를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 부식방지용 조성물은 자동차용 아연 강판을 비롯한 여러 피코팅제에 피복되어 내부식성을 현저히 향상시킬 수 있다.

유기화된 점토, 나노점토, 내부식성 코팅, 무크롬 내식성 코팅제, 유기화된 점토, 층상구조 실리케이트, 나노복합재

Description

유기점토를 포함하는 부식방지용 코팅제 조성물 및 이의 제조 제법 {ORGANO CLAY CONTAINING ANTICORROSIVE COATING COMPOSITION AND PREPARATION METHOD THEROF}

본 발명은 유기화된 점토를 포함하는 부식방지용 코팅제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 유기용매에 용해되는 에폭시(EPOXY) 등의 경화 가능한 단량체 또는 고분자와, 2개 이상의 아민기를 가지는 경화제, 및 상기 단량체 또는 고분자와 경화제 중 어느 하나 또는 이들 모두에 초음파에 의해 균일하게 분산된 유기 점토를 포함하여 구성되는 부식방지용 코팅제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 코팅제 조성물은, 이에 제한되지 않으나, 특히 아연도금 강판 등 금속 표면의 부식방지용으로 사용될 수 있는 내부식성을 가진 코팅제이다.

냉간 압연 강판에 내식성을 부가하기 위하여 강판 표면에 아연 등 금속을 도금하여 아연 도금 강판 및 각종 도금 강판을 제조한다. 이러한 금속 도금 강판은 습기, 공기 등에 장시간 노출되면서 백청, 적청 등의 금속산화물이 발생한다.

자동차 등 용도에 사용되는 아연-니켈 도금 강판의 내식성 처리는 도포형 크로메이트 처리 후 유기 수지를 피복하는 경우가 많았으나, 최근 인체에 유해한 크롬을 사용하지 않는 추세이므로 수지 피복층의 역할이 더욱 중요해진다(박찬섭 외 2인, Polymer Science & Technology, 12(5), 660, 2001).

이에, 크롬을 사용하지 않고 내부식성을 향상시키기 위한 모크롬 내부식성 코팅제 및 그 제조방법에 관하여 대한민국 등록특허 제443259 호 및 제428562호 등이 알려져 있다. 상기 등록특허 제443259호에서는, 알루미나 졸을 기본 조성으로 하고 여기에 알킬실란과 특정 수용성 고분자 및 몰리브덴 함유 부식 억제제를 일정 함량비로 함유시켜 제조한 코팅 조성물이 개시되어 있고, 등록특허 제428562호에는 수용성 유기수지와 무기성분이 70:30-30:70 고형분비로 혼합된 혼합수지 80-50 중량%, 금속 산화물의 포스페이트계 내식성 방청제 10-40 중량% 및 유기 금속 착화합물 1-20 중량%를 포함하여 구성되는 코팅제 조성물이 개시되어 있다.

한편, 대한민국 공고특허 제2005-63979호에서는, 수평균분자량이 15,000-60,000인 에폭시수지 100 중량부, 고분자-클레이 나노복합체 5-30 중량부, 멜라민 수지 5-20 중량부, 왁스 1-5 중량부, 및 금속분말 80-300 중량부로 구성되는 프리실드 강판용 수지 조성물이 개시되어 있다.

상기 공고특허 제2005-63979호에서는 상기 조성으로 이루어진, 고분자-클레이 나노복합체를 포함하는 코팅제 조성물을 에폭시 수지의 분자량 및 함량의 변화, 경화제 함량 변화 및 고분자-클레이 나노복합체 함량 등을 변화시키면서 아연 강판에 코팅한 경우 수지 코팅물의 물성을 평가하고, 상기 특허공보의 청구범위에 기재된 것과 같은 특정 조성비를 갖는 경우 우수한 내부식성 및 전착도장성 등을 갖는 코팅 조성물을 얻을 수 있었다고 개시하였다.

본원 발명자는 상기 공고특허 제2005-63979호에서 개시한 것과 다른 분자량 범위를 가지는 에폭시 수지 및/또는 멜라민계 경화제에 특정 방법에 의해 유기화된 점토를 균일하게 분산시킨 후 이들 성분 및 기타 성분을 혼합하여 제조한 코팅제가 보다 우수한 내부식성 효과를 가질 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 상기 공고특허에서는 상기 공고특허의 상기 기재한 범위의 분자량 범위를 가지는 에폭시 수지를 사용하지 않는 경우 우수한 효과를 얻을 수 없다고 개시하였으나, 이와는 달리, 상기 공고특허에 기재된 것에 비하여 현저히 낮은 분자량 단위를 갖는 에폭시 단량체 또는 올리고머 등을 사용하는 경우에도, 본원 발명에서와 같은 특정 방법에 따라 주성분을 혼합하기 전에 유기 점토를 미리 균일하게 분산시킨 후 코팅제 조성물을 제조하는 경우, 상기 공고특허에서 개시한 것보다 우수한 내식성 효과를 가지는 코팅제 조성물을 제조할 수 있었다.

따라서, 본 발명은 초음파를 이용한 새로운 방법에 따라 유기점토를 균일하게 분산시킨 에폭시 단량체 또는 올리고머와 멜라민계 경화제를 포함하는 새로운 부식방지용 코팅 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 또한 초음파에 의하여 에폭시 단량체 또는 올리고머 및/또는 멜라민계 경화제에 미리 유기 점토를 균일하게 분산시킨 후, 이들을 기타 첨가제와 혼 합하여 내부식성이 향상된 부식방지용 코팅 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 유해한 크롬(Cr) 성분을 전혀 사용하지 않음으로써 친환경적인 아연도금 강판 등 금속표면용 내부식성 코팅제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기타 다양한 표면에 적용함으로써 내부식성을 향상시킬 수 있는 코팅제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 양태에서는, 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머 100중량부와 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제 5～80 중량부, 및 상기 에폭시 단량체 또는 올리고머와 경화제 중 어느 하나 또는 두 성분 모두에 초음파에 의해 분산된 유기 점토를 포함하되 상기 유기점토의 총량은 0.1～20 중량부인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 코팅제 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 하나의 바람직한 양태에서는, 수평균 분자량이 340～2,000g/mole인 에폭시 단량체 또는 올리고머 100중량부와 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제 5～80 중량부, 및 상기 에폭시 단량체 또는 올리고머와 경화제 중 어느 하나 또는 두 성분 모두에 초음파에 의해 분산된 유기 점토를 포함하되 상기 유기점토의 총량은 0.1~20 중량부인 것을 특징으로 하는 부식방지용 코팅제 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 하나의 바람직한 양태에서는, 상기 첫번째 및 두번째 양태에 따른 부식방지용 코팅제 조성물의 제조방법이 제공되는데, 이 방법은, 100 중량부의 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머와 5~30 중량부의 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제 중 어느 한 성분 또는 두 성분 모두에, 초음파를 이용하여 총 중량이 0.1~20 중량부인 유기점토를 균일하게 분산시킨 후, 상기 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머와 경화제를 혼합한 후, 기타 첨가제를 혼합하는 것을 포함하여 구성된다.

상기 조성물의 성분 중 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제는 1차아민, 2차아민, 3차아민, 4차아민 및 모든 아민 유도체를 포함하는 경화제로서, 주로 멜라민계 경화제를 의미한다.

기타 첨가제라 함은 코팅 조성물 내에서 경화 반응에 참여하지 않는 알루미나, 실리카졸 등의 무기물질과, 용접성 향상을 위한 금속분말, 및 윤활성을 향상시키기 위한 왁스 등의 성분을 의미하며, 포스페이트계 내식성 방청제, 유기금속착화합물 등도 첨가될 수 있다. 이러한 기타 첨가제는 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 잘 알려져 있는 것 중에서 코팅 조성물의 용도에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있음을 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본원 발명의 조성물에 사용되는 유기점토는, 예컨대, Southern Clay사 등에서 Cloisite 30B 등 상품명 하에 판매되고 있는 상업적인 유기화된 점토(Clay)를 사용하거나, 또는 당해 분야에서 공지된 방법에 따라 일반 점토를 유기화시켜 사용할 수도 있다.

에폭시 단량체는 양 말단에 에폭시 기가 붙어 있어서 아민기 등과 반응하여 고분자가 생성된다. 에폭시의 중합 또는 경화에 사용되는 두 개 이상의 아민기를 가진 멜라민 유도체로는 메톡시메틸(Methoxymethyl) 멜라민(Melamine), 메톡시메틸 부톡시메틸(Methoxy Methyl Butoxymethyl) 멜라민, 헥사메톡시메틸(Hexa Methoxymethyl) 멜라민 등이 있는데, 에폭시와의 반응에 2 개의 아민기만 참여한다면 에폭시와 멜라민계 경화제의 몰(mole) 비가 1:1 정도에서 고분자량의 에폭시-멜라민 폴리머가 생성된다.

고분자와 점토(clay)의 나노복합재는 인장강도 등 기계적물성, 내열성, 습기, 산소 등의 기체에 대한 투과 방지 효과가 우수하여 현재 많은 연구가 진행되고 있다. 점토는 층상 구조(layered structure)를 가지는 실리케이트(silicate)등으로 구성된 무기화학물질에 대한 총칭인데, 각각의 층은 불규칙한 원판형으로 두께가 약1㎚이며 지름은 약 0.1～100㎛ 정도이다.

점토의 종류로는 카올린(Kaolin), 셀펜틴(Ser pentine), 마이카(Mica), 버미큘라이트(Vermiculite), 스멕타이트(Smectite) 또는 필로실리케이트(Phyllosilicate) 등이 있다. 스멕타이트의 종류에는 벤토나이트(Bentonite), 몬모릴로나이트(Montmorillonite, MMT), 사포나이트(Saponite), 알마고사이트(Armargosite), 메타벤토나이트(Metabentonite), 헥토라이트(Hectorite), 베이델라이트(Beidellite), 스티븐사이트(Stevensite), 할로이사이트(halloysite), 논트로나이트(Nontronite) 등이 있다.

본 발명은 프리실드 강판 뿐 아니라 다른 금속 소재의 표면 보호용으로 사용 되는 에폭시 단량체 또는 올리고머(Oligomer)(수평균 분자량이 340～2,000g/mole)를 주제 수지로 하는 용제형 부식방지 코팅제 조성물로도 사용될 수 있다.

이하, 하기 비제한적인 실시예를 통해 본 발명을 추가 기술한다.

[실시예 1]

용제형 코팅액의 주반응 성분으로는 평균 분자량 380 달톤의 에폭시(epoxy) 단량체와 멜라민계 경화제를 사용하였으며, 선택적으로, 수지 성분으로 평균 분자량 5,000-50,000 사이의 크실렌(Xylene)에 용해되는 폴리우레탄 수지를 더 포함할 수도 있다. 이들 주반응 성분 각각에 유기화된 점토를 분산시켜 나노복합재형 코팅제 조성물을 제조하였다.

에폭시 단량체는 국도화학에서 생산하는 YD-128(diglycidyl ether of Bisphenol-A, Epoxy equivalent weight, 186.4g/eq, 수평균분자량 372.8g/mole)을 사용하였고, 경화제는 미국 사이텍사(Cytec Industries Inc.)의 멜라민 유도체와 DDS(4,4'-diaminodiphenylsulfone)를 사용하였다. 유기화된 점토는 Southern-clay사의 Cloisite 30B를 사용하였는데, Cloisite 30B는 Monmorillonite(MMT)의 층간에 유기물인 methyl, tallow, bis-2-hydroxy ethyl, quaternary ammonium 이온을 도입시킨 것이다.

아래 표1의 시료 2는 Cloisite 30B, 2.5 중량부를 에폭시 단량체 100 중량부에 초음파(최대출력 750w)를 사용하여 20분간 분산시키고, 또한 Cloisite 30B, 2.5중량부를 멜라민계 경화제 15 중량부에 초음파를 사용하여 분산시켜 각각 제조 된 에폭시/유기점토(유기점토가 분산된 에폭시 단량체)와 멜라민계 경화제/유기점토(유기점토가 분산된 멜라민계 경화제)를 폴리우레탄 10 중량부, DDS 10 중량부와 함께 다시 초음파를 20 분간 사용하여 혼합하였다.

시료 1은 유기점토가 포함되지 않은 시료이므로 초음파를 사용하지 않고 일반 교반기를 사용하여 혼합하였다.

X-ray 회절기(포항가속기, 4C1와 5C2, SAXS)로 측정한 결과, 분산 과정에서 에폭시 단량체와 멜라민계 경화제는 Cloisite 30B 층간에 각각 침투하여 층간 간격을 1.8㎚에서 각각 8.3㎚와 3.8㎚로 증가시켰음을 알 수 있었다. 일반 교반기를 사용하여 분산시키는 경우에는 이러한 층간 간격 증가를 관찰할 수 없었다.

표1의 두 시료를 일반 교반기를 사용하여 두 시료의 점도가 같아지도록 크실렌의 양(에폭시 100 중량부 대비 크실렌 약 30 중량부)을 조절하여 혼합하였다. 두 시료의 점도가 같아야 바코터(bar coater)에 의한 코팅 필름 두께가 같아지며 조성차이에 의한 내식성 변화를 알수 있다.

표1의 두 시료를 바코터를 사용하여 아연도금 강판에 코팅하고 강판의 온도가 250℃로 유지되는 오븐(oven)에서 60초간 반응시켜 코팅제 부착량이 약 2.0g/m²인 코팅된 아연도금 강판을 제작하였다.

코팅된 아연도금 강판을 각 시료당 3개씩 염수 분무 장치(Saltwater Spray Tester, SST)에 넣고 적절한 시간 간격으로 표면 상태를 사진으로 기록하였으며, 육안으로 적청(red rust)이 발생할 때의 시간을 측정하여 평균값을 내식성 결과로 서 표 1에 정리하였다. 염수 분무 시험기는 36℃에서 염수분무압이 1㎏/㎠, 상대습도가 99% 조건에서 운전하였다.

표1의 두 가지 코팅제에 대한 염수 분무실험 결과를 보면, 유기점토가 첨가되지 않을 경우 평균 792 시간 경과 시 적청이 발생하였다. 그러나 유기점토가 첨가된 코팅액은 1848 시간까지 적청 발생이 없었다.

코팅 후 용접성을 확보하기 위하여 금속 분말 및 기타 첨가제를 부식방지 코팅제에 첨가시켜 코팅액을 제조할 수 있다. 표1의 두 시료에 각각 같은 양의 금속 분말과 기타 첨가제를 혼합하여 아연도금 강판에 코팅 및 경화시켜 내부식성을 실험한 결과 유기점토가 포함된 코팅제의 내식성이 더 우수함을 알 수 있었다. 또한 표 1의 두 가지 시료에 각각 금속 분말과 기타 첨가제를 같은 양 첨가하여 코팅하고 경화시킨 후 컵 가공 후 밀착성 실험을 수행하였다. 또한 컵 가공 후 끓는 물(100℃)에 1 시간 동안 담근 후의 밀착성 실험인 비등수 밀착성 실험을 하였다.

밀착성 실험은 접착 테이프를 동일한 크기로 하여 강판에 부착 후 순간적으로 잡아당겼을 때 코팅이 벗겨지는지 가부로 확인하였다. 컵 가공 후 밀착성은 유기점토가 첨가되지 않은 코팅액과 유기점토가 첨가된 나노복합재형 코팅액의 경우 모두 코팅이 벗겨지지 않았다. 그러나 컵 가공 후 비등수 밀착성 실험결과에서는 유기점토가 포함된 코팅액의 경우는 코팅이 떨어지지 않았지만 유기점토가 첨가되지 않은 코팅액(시료1)의 경우는 일부 코팅이 떨어졌다. 또한 컵 가공 보다 더욱 가혹한 조건인 cross-cut 후 밀착성 실험에서도 유기점토가 포함된 코팅액의 경우 코팅이 떨어지지 않고 안정된 코팅면을 유지하고 있음을 알 수 있었다. Cross-cut 밀착성 실험은 코팅면에 가로 세로 1cm 범위에 100 개의 면을 만든 후 접착 테이프를 붙였다 뗌으로써 밀착성을 평가하는 것이다.

수지, 경화제와 클레이 조제에 따른 내식성 시험결과

시 료 명	수지			경화제			에폭시대비 유기점토총량 (중량부)	내식성(36℃) (시간)
	에폭시/유기점토		폴리 우레탄 (중량부)	멜라민계 경화제 /유기점토		DDS (중량부)
	에폭시 (중량부)	유기점토 (30B) (중량부)	폴리 우레탄 (중량부)	멜라민계 경화제 (중량부)	유기점토 (30B) (중량부)	DDS (중량부)
1	100	-	10	15	-	10	0	792
2	100	2.5	10	15	2.5	10	5	1848이상

[실시예 2]

상기한 실시예 1에서 설명한 방법대로, 평균 분자량 2000 달톤의 에폭시 올리고머에 유기점토(Cloisite 30B)를 초음파 발생기(최대출력 750w)를 사용하여 분산시킨 후, 다른 조성물과 혼합할 때 다시 초음파 발생기를 사용하여 코팅제(시료2)를 제조하였고, 그 구성 성분 및 중량 비율을 표 2에 정리하였다.

코팅제 조성물을 실시예 1에서 설명한 방법으로 아연도금 강판에 코팅한 후 오븐에서 경화시켰다. 코팅된 아연도금 강판을 각 시료당 3개씩 염수분무장치(SST)에 넣어 내부식성을 측정하였다. 실시예 1과는 달리 실시예 2에서는 염수분무장치를 42℃에서 운전하여 적청이 빠른 시간에 발생하도록 하였으며, 코팅된 아연도금 강판의 표면에 적청이 발생하는 시간의 평균을 표 2에 정리하였다.

유기점토가 첨가된 코팅제(시료4)의 내식성은 평균 744시간으로 유기점토가 첨가되지 않은 코팅제(시료3)보다 내식성이 우수하였다.

수지, 경화제와 클레이 조제에 따른 내식성 시험결과

시 료 명	수지			멜라민계 경화제 (중량부)	에폭시대비 유기점토 총량 (중량부)	내식성(42℃) (시간)
	에폭시/유기점토		폴리우레탄 (중량부)
	에폭시 (중량부)	유기점토 (30B) (중량부)
3	100	-	10	15	0	456
4	100	5	10	15	5	744

[실시예 3]

상기한 실시예 1과 2의 유기점토를 포함하는 코팅제 제조는 유기점토 함량을 에폭시 단량체 100 중량부 대비 5 중량부로 하여 제조하였는데, 유기점토의 함량을 최적화하기 위하여 유기점토 함량을 변화시켜 코팅제를 제조하였다. 또한 실시예 1또는 2와 달리 초음파에 의한 분산 및 혼합을 한 번만 수행하였다. 즉 표 3의 시료6,7,8을 제조할 때 에폭시 단량체, 폴리우레탄, 멜라민계 경화제, DDS와 유기점토를 표 3에 정리한 대로 모두 혼합한 후 초음파 발생기를 사용하여 20분간 분산시켰다. 유기점토가 첨가되지 않은 시료는 288 시간 경과시 적청이 발생하였으나 유기점토가 첨가된 시료는 288 시간 경과시 적청 발생은 없었고 백청이 발생하였는데, 그 발생 비율이 유기점토가 증가함에 따라 낮아짐을 알 수 있었다. 유기점토 함량이 2.5 중량부일 때는 유기점토가 첨가되지 않은 코팅액보다 100% 이상 향상된 624 시간 경과시 적청이 발생하였으며, 6.5 중량부일 때는 720 시간 경과시 적청이 발생하였고, 유기점토 함량이 4.5중량부일 때는 792 시간 경과시 적청이 발생하였다. 이러한 결과로 보아 유기점토가 포함된 강판코팅용 코팅액에 첨가되는 유기점토의 최적 함량은 4.5 중량부 정도인 것을 알 수 있었다.

유기점토 함량이 4.5 중량부일 때 코팅액을 강판에 코팅 후 경화시키고 코팅층을 필름으로 분리하여 XRD(포항가속기, 5C2, SAXS)로 분석하였다. Cloisite 30B의 고유 d-spacing은 1.8㎚이나 경화 후의 d-spacing은 4.7㎚로 이동하여 점토의 분산이 잘 되어있음을 알 수 있었고, 유기점토가 분산이 잘 되어 차단특성(Barrier property)이 향상되어 내식성도 우수한 것으로 판단된다.

클레이 함량에 따른 내식성 시험결과

시료명	에폭시 (중량부)	폴리우레탄 (중량부)	멜라민계 경화제 (중량부)	DDS (중량부)	유기점토(30B) 함량(중량부)	내식성(42℃) (시간)
5	100	10	15	10	0	288
6	100	10	15	10	2.5	624
7	100	10	15	10	4.5	792
8	100	10	15	10	6.5	720

[실시예 4]

유기점토를 제외한 나머지 아연도금 강판 코팅제의 조성은 같고 유기점토를 수지 대비 3 중량부 또는 5 중량부 첨가할 때 분산 방법을 달리하여 시료를 제조하였다. 표 4의 시료 9, 10, 11을 서로 비교하면, 시료 9는 유기점토를 포함하지 않으며, 시료 10 은 유기점토가 에폭시와 멜라민계 경화제에 분산될 때와 코팅제로 혼합될 때 모두 일반 교반기가 20 분간 사용되었으며, 시료 11은 시료 10과 같은 조성비이나 유기점토가 에폭시와 멜라민계 경화제에 분산될 때와 코팅제로 혼합될 때 모두 초음파 발생기를 20 분간 사용하였다. 실시예 1에서 사용된 코팅 및 경화방법이 사용되었고 42℃로 온도가 고정된 SST에서 내식성을 측정하였다.

내식성 실험 결과에서 알 수 있듯이, 유기점토가 내식성 향상에 기여하며 또한 초음파 발생기로 분산 및 혼합시키는 것이 유기점토의 층간까지 수지 또는 경화제를 확산시킴으로써 일반 교반기에 의한 단순 혼합으로 제조한 코팅제 보다 내식성이 우수한 것을 알 수 있다. 표 4의 조성물의 구성비가 같은 시료 12, 13, 14, 15를 서로 비교하면, 시료 12는 유기점토가 일반 교반기에 의해 혼합되었으며, 시료 13, 14, 15는 각각 에폭시, 멜라민계 경화제, 에폭시와 멜라민계 경화제 모두에 초음파에 의해 분산시킨 뒤 혼합할 때 다시 초음파 발생기를 사용하였다.

에폭시 또는 멜라민계 경화제에 유기점토가 분산될 때와 이들 성분이 함께 혼합될 때 초음파를 사용한 경우(시료 13, 14, 15)의 내식성은 408 내지 444 시간으로, 초음파가 사용되지 않은 경우(시료 12) 보다 현저히 우수하였다.

시료명	에폭시/유기점토		멜라민계경화제/ 유기점토		유기점토 (중량부)	DDS (중량부)	총유기 점토 (중량부)	분산 방법 (중량부)	내식성(42℃) (시간)
시료명	에폭시 (중량부)	유기점토 (중량부)	멜라민계경화제 (중량부)	유기점토 (중량부)	유기점토 (중량부)	DDS (중량부)	총유기 점토 (중량부)	분산 방법 (중량부)	내식성(42℃) (시간)
9	100	-	15	-	-	-	0	단순 교반	120
10	100	2.5	15	2.5	-	-	5	단순 교반	240
11	100	2.5	15	2.5	-	-	5	초음파	408
12	100	-	15	-	3	10	3	단순 교반	228
13	100	3	15	-	-	10	3	초음파	408
14	100	-	15	3	-	10	3	초음파	444
15	100	1.5	15	1.5	-	10	3	초음파	444

본원 발명에 따라, 초음파에 의해 코팅제의 주반응 성분에 각각 미리 유기점토를 분산시킨 후, 이들을 기타 첨가제와 함께 혼합하여 제조한 코팅제 조성물이 공지된 나노-클레이 나노복합체 포함 코팅 조성물에 비하여 현저히 우수한 내식성을 가짐을 알 수 있었고, 용접성이나 밀착성 등 다른 물성도 우수하였다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅제 조성물은 비단 아연도금 강판 뿐 아니라 다른 금속 표면에도 유리하게 적용되어 내부식성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims

에폭시 수지 단량체 또는 올리고머 100 중량부와 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제 5～80 중량부, 및 상기 에폭시 단량체 또는 올리고머와 경화제 중 어느 하나 또는 두 성분 모두에 각각 초음파를 사용하여 분산된 유기 점토를 포함하되, 상기 유기점토의 총량이 0.1～20 중량부인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 단량체 또는 올리고머의 수평균 분자량이 340～2,000g/mole 인 것을 특징으로 하는 부식방지용 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 유기화된 점토는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트(hectorite), 할로이사이트(halloysite), 벤토나이트(bentonite), 논트로나이트(nontronite) 및 베이델라이트(beidellite)로 구성되는 군으로부터 선택되는 스멕타이트(Smectite) 층상 화합물에서 선택된 유기화된 점토인 것을 특징으로 하는 부식방지용 코팅제 조성물.
제3항에 있어서, 유기화된 점토가 몬모릴로나이트에 methyl, tallow, bis-2-hydroxy ethyl, quaternary ammonium 이온을 층간에 도입시켜 유기화 된 것임을 특징으로 하는 부식방지용 코팅제 조성물.
제1항에 있어서, 유기화된 점토가 에폭시 단량체를 기준으로 3～6 중량% 포함되는 부식방지용 코팅제 조성물.
100 중량부의 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머와 5~30 중량부의 2 이상의 아민계 관능기를 가지는 경화제 중 어느 한 성분 또는 두 성분 모두에, 초음파를 이용하여 총 중량 0.1~20 중량부의 유기점토를 균일하게 분산시킨 후, 상기 유기점토가 분산된 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머와 경화제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 부식방지용 코팅제 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 알루미나졸, 실리카졸, 금속분말, 왁스 및 포스포이트계 내식성 방청제로 구성되는 군으로부터 선택되는 첨가제를 더 포함하여 구성되는 조성물.
제6항에 있어서, 알루미나졸, 실리카졸, 금속분말, 왁스 및 포스포이트계 내식성 방청제로 구성되는 군으로부터 선택되는 첨가제를, 상기 유기점토가 분산된 에폭시 수지 단량체 또는 올리고머와 경화제를 혼합한 후 이에 첨가하여 혼합하는 단계를 더 포함하여 구성되는 방법.
제1항에 따른 내부식성 코팅제로 코팅된 아연도금 강판.