KR20080014515A - 고내식성 코팅조성물 - Google Patents

고내식성 코팅조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20080014515A
KR20080014515A KR1020060076324A KR20060076324A KR20080014515A KR 20080014515 A KR20080014515 A KR 20080014515A KR 1020060076324 A KR1020060076324 A KR 1020060076324A KR 20060076324 A KR20060076324 A KR 20060076324A KR 20080014515 A KR20080014515 A KR 20080014515A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
weight
parts
coating composition
silane
Prior art date
Application number
KR1020060076324A
Other languages
English (en)
Inventor
하영철
최동진
Original Assignee
매코텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 매코텍(주) filed Critical 매코텍(주)
Priority to KR1020060076324A priority Critical patent/KR20080014515A/ko
Publication of KR20080014515A publication Critical patent/KR20080014515A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 고내식성 코팅조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 도포 시 금속 소재의 부식 방지능력을 개선하여 부품 소재의 내구성 및 사용연한을 향상시킴과 동시에 피착물의 색상 조절이 용이하고, 에너지 절약이 가능한 친환경 고내식성 코팅조성물에 관한 것이다.
본 발명은 실란계 바인더 100중량부; 콜로이드상 실리카 10 내지 500중량부; 및 용제 10 내지 1000중량부;를 포함하는 고내식성 코팅조성물을 제공한다.

Description

고내식성 코팅조성물 {Anti-corrosion coating composition}
도 1a는 실시예 1에 따른 코팅 조성물을 이용하여 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 나타낸다.
도 1b는 실시예 1에 따른 코팅 조성물을 이용하여 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 사용하여 염수분무시험 250시간 경과 후의 사진을 나타낸다.
도 2a는 실시예 2의 코팅 조성물을 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 나타낸다.
도 2b는 실시예 2의 코팅 조성물을 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 사용하여 염수분무시험 250시간 경과 후의 사진을 나타낸다.
도 3a의 좌측은 실시예 1에 따른 코팅 조성물을 이용하여 아연/철 소재의 볼트재를 코팅한 후 내염수분무시험 240시간 경과 후 사진이고, 우측은 무코팅 아연/철 볼트재의 내염수분무시험 240시간 경과 후 사진을 나타낸다.
도 3b는 무코팅 아연/철 소재 볼트재의 확대 사진을 나타낸다.
도 4a는 브레이크 드럼 및 디스크에 실시예 2의 조성물을 코팅한 경우의 사진을 나타낸다.
도 4b 및 도 4c는 코팅 브레이크 드럼 및 디스크의 내염수 분무시험 900시간 시험 종료된 시점의 사진을 나타낸다.
본 발명은 고내식성 코팅조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 도포 시 금속 소재의 부식 방지능을 개선하여 부품 소재의 내구성 및 사용연한을 향상시킴과 동시에 피착물의 색상 조절이 용이하고, 에너지 절약이 가능한 친환경 고내식성 코팅조성물에 관한 것이다.
일반적으로 자동차와 같은 제품에는 다양한 금속 소재 부품이 사용되고 있으며, 이들의 내구성을 개선하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적으로 표면처리 분야에서 널리 쓰이고 있는 6가 크롬을 함유한 코팅제를 사용하여 상기 금속 소재 부품의 표면을 처리하는 방법을 예로 들 수 있다. 그러나 유럽을 중심으로 한 선진국의 환경규제법 (EU 유해물질 사용제한지침: RoHS, Directive on the Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment, 2003년 2월 13일)이 발효됨으로써 상기 6가 크롬의 사용이 전면 금지될 예정이다.
이러한 RoHs 대상 규제물질 및 허용 함량은 자동차에 대한 지침에도 동일하게 적용되고 있다(EU, 폐차처리지침: ELV, Directive 2000/53/EC on End of Life Vehicle, 2000년 10월 21). 이에 따라 유럽연합은 개별 국가별 6개 유해물질 제한을 실시하여, 6가 크롬 처리된 자동차는 2007년부터 수입을 전면 금지시키기로 합 의가 이루어져 있다.
미국의 경우도 EPA 등에서 유해물질의 대기배출규제, 폐수규제 등을 통하여 6가 크롬의 사용을 제한하고 있으며, 이에 따라 유럽연합 및 미주 대부분의 국가가 비크롬 함유 코팅 기술을 적용하려고 노력하고 있다. 세계 최대 자동차 업체인 GM과 자동차 부품업체인 미국의 Delphi 등에서는, 이미 2000년 이전에 6가 크롬 표면처리를 금지시키고, 고내식성 코팅의 경우 비크롬 코팅 기술을 적용하고 있는 실정이다.
이에 따라 국내에서도 EU 등 선진국 환경규제에 대응하여 국내 기업의 경쟁력을 높이고, 환경규제 제도 도입을 위한 세부적 사항을 환경부에서 검토 중에 있으며, 국내 주요 자동차 메이커 및 부품업체도 해외 수출을 위하여 2006년부터 비크롬 코팅기술을 적용해야 하지만, 실제로는 적용 초기 단계에 머물러 있는 실정이다.
또한 종래 기술인 내식성 향상을 위한 6가 크롬 처리가 향후 원천적으로 봉쇄됨에 따라 3가 크롬 처리를 도입하고 있으나, 내식성 향상을 위한 아연 도금 후처리에 사용되는 3가 크롬산염 처리 후 발생되는 내염수분무시험(SST) 목표치(백청 144hr, 적청 240hr)를 달성할 수 없다는 점과, 특히 아연 도금 후 3가 크롬산염 처리로 인해 발현되는 흑색 색상은 최종 사용자에 의해 선호되지 않는다는 점 등의 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하고자 미국이나 유럽의 선진국 등에서 사용되는 종래 기술인 수용성 규산나트륨, 규산칼륨 또는 리튬실리케이트를 이용한 수용성 투 명 코팅의 방법이 개발되고 있다. 그러나 이들 방법은 경화 후 내수성 및 내염수분무 200 내지 600시간에는 적합하나 그 이상의 물성을 요하는 경우에는 부족하다는 문제가 있다.
또한 종래의 금속 알콕사이드를 이용한 무기질 코팅제의 경우 내수성은 우수하나, 그 특성상 겔화가 빨리 진행되어 대부분 주제와 경화제로 분리되어 있으며, 이를 혼합 반응 후 하절기 2 내지 4시간, 동절기는 6 내지 24시간 경과 후 사용해야 하며, 반응시킨 코팅제의 사용 시간은 24시간 이내에 불과하다는 문제가 있다. 즉, 볼트, 너트, 화스너 등 자동차 부품의 코팅은 그 특성상 커다란 탱크 코팅제를 함유하는 바스켓에 다량의 부품을 일정시간 담근 후 고속회전으로 잔여 코팅제를 털어주는 코팅작업을 연속적으로 실시해야 하므로, 사용가능시간이 24시간 이내인 종래의 금속알콕사이드계 무기질 코팅제로는 작업이 거의 불가능하며, 주기적인 코팅제의 물성저하 및 사용 시간이 경과한 잔여 코팅제의 손실이 지나치게 커지게 된다.
따라서 친환경적이면서도, 작업성이 우수하고 금속 부품의 소재의 표면을 지속적으로 보호할 수 있는 새로운 코팅제의 도입이 시급한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 친환경적이면서도 반응 안정성 및 작업성이 우수한 1액형 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
실란계 바인더 100중량부;
콜로이드상 실리카 10 내지 500중량부; 및
용제 10 내지 1000중량부;를 포함하는 고내식성 코팅조성물을 제공한다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물에 포함되는 실란계 바인더로서 하기 화학식 1로 나타내는 화합물들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112006057655716-PAT00001
식중,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 카르복실기, 히드록시기, 할로겐원자, 아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 2 내지 20의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 혹은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타낸다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물에 포함되는 실란계 바인더로서 메틸트리메톡시실란, 에틸 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리메톡시실란, 트리에틸클로로실란, 디에틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 비닐트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 글리톡시프로필트리에톡시실란 및 (메타)아크릴로프 로필트리에톡시실란로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물에 포함되는 용제로서 알코올류 용매, 에테르류 용매 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물에 포함되는 용제로서 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로필알콜, 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물은 아연화, 크롬산아연 및 아연말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아연화합물을 더 포함하며, 이들의 함량은 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 700중량부가 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물은 실란계 커플링에이전트, 실리콘계 발수제, 열가소성 수지, 계면활성제, 경화촉진제, 안료, 기능성 충진제, 분산제, 소포제, 안정제, 레벨링제 및 점착부여제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하며, 이들의 함량은 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부가 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 조성물은 전체 조성물 중량에 대하여 고형분 함량이 10 내지 40중량%이며, pH는 3 내지 6이 바람직하다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 볼트, 너트, 화스너 등과 같은 금속 부품들의 표면을 보호하기 위 한 고내식성 코팅조성물에 관한 것으로, 철 소지 금속 부품 혹은 상기 철소지 금속 부품의 아연 도금 후 3가 크롬산염으로 처리되는 제품의 내식성 향상을 위한 코팅조성물에 관한 것으로 상기 본 발명에 따른 코팅 조성물로서 투명한 코팅 조성물을 사용하는 경우 아연/철 재질의 금속 부품에 코팅 경화 처리 후 염수 분무시험에서 240시간 이상에서 백청 내지 적청 부식이 없고, 아연화합물을 혼합한 본 발명의 코팅조성물의 경우는 코팅 및 경화 처리 후 염수 분무시험 900시간 이상에서 백청 내지 적청 등의 부식이 없는 코팅조성물을 제공하게 된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 실란계 바인더 및 콜로이드성 실리카를 이용하여 용매 내에서 이들을 가수분해 시킨 후, 적절한 시간에 고비점 용제를 혼합하여 얻어진다. 상기 코팅조성물은 금속 소재 부품에 코팅 후 회전 등의 방법으로 잔여액을 탈루시키는 작업에 적합하고, 탱크에 담아 장시간 사용할 수 있을 정도로 반응 안정성 및 작업성이 개선된 특성을 나타내게 된다. 또한 코팅 후 도막에 의한 내수성과 내염수성이 기존 규산나트륨계나 규산칼륨계보다 뛰어난 특성을 나타내며, 더욱이 상기 코팅조성물에 크롬산아연, 아연말, 아연화, 침강방지제 등을 혼합 후 분산시켜 코팅을 하면 금속소재의 산화 부식 방지로 인하여 부품의 백청 또는 적청의 기준을 대폭 높일 수 있는 장점을 갖게 된다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 실란계 바인더 100중량부; 콜로이드상 실리카 10 내지 500중량부; 및 용제 10 내지 1000중량부;를 포함하는 바, 상기 실란계 바인더는 치환기 4개가 실리콘 원자에 결합되어 있는 화합물을 의미하며, 이들 치환기는 비반응성 작용기, 무기 반응성 작용기, 유기 반응성 작용기 중 어떤 종류의 조합도 될 수가 있으며, 무기 반응성 작용기는 실록산 형태의 결합을 형성하는 것이 바람직하며, 상기 실록산 결합은 산소를 통해 실리콘 원자로 형성된 공유결합을 의미한다. 유기 반응성 작용기는 분자의 유기부에서 발생한다.
이와 같은 실란계 바인더의 예로서는 하기 화학식 1의 실란 화합물을 예로 들 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112006057655716-PAT00002
식중,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 카르복실기, 히드록시기, 할로겐원자, 아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 2 내지 20의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 혹은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타낸다.
상기 화학식 1의 치환기 정의 중, 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 직선형 또는 분지형 알킬기이며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알킬기이다. 상기 알킬기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 1,2-디메틸-프로필, 2-에틸-헥실 등을 들 수 있다. 상기 알킬기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 아미노, 혹은 불소, 염 소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 치환기 정의 중, 알콕시기는 탄소수 1 내지 20의 직선형 또는 분지형 알콕시기이며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알콕시기이다. 상기 알콕시기의 예로는 메톡시, 에톡시기, 프로폭시기 등을 들 수 있다. 상기 알콕시기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 존재하는 하나 이상의 수소원자는 아미노, 혹은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 치환기의 정의 중, 알케닐기는 쇄 내에 이중결합을 하나 이상 포함하는 직선형 또는 분지형 알케닐기이며, 바람직하게는 탄소수 2 내지 12인 직선형 또는 분지형 알케닐기이다. 상기 알케닐기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 아미노, 혹은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 치환기 정의 중, 아릴기는 탄소수 6 내지 30의 방향족 고리를 의미하며, 융합고리를 포함한다. 그 예로는 페닐, 톨릴, 크실릴, 비페닐, o-터페닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐 등을 들 수 있다. 상기 아릴기에 존재하는 하나 이상의 수소원자는 존재하는 하나 이상의 수소원자는 아미노, 혹은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 실란계 바인더의 예로서는 메틸트리메톡시실란, 에틸 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리메톡시실란, 트리에틸클로로실란, 디에틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 비닐 트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 글리톡시프로필트리에톡시실란, 메타아크릴로프로필트리에톡시실란 중에서 단독 또는 1 내지 3성분이 혼합된 것을 사용할 수 있다. 이들은 미국의 다우코닝주식회사. 일본 도시바실리콘주식회사, 일본의 신에쯔주식회사에서 시판중인 제품을 사용할 수 있다.
상기 본 발명의 코팅조성물에 포함되는 콜로이드상 실리카는 상기 실란을 반응시키는 산 또는 알칼리 촉매의 역할과 동시에 바인더로 사용되며, 이 물질은 음(-)전하를 띠는 무정질 실리카(SiO2) 미립자가 수중에서 콜로이드 상태를 이룬 것으로 정의될 수 있으며 실리카졸로도 불리워진다. 외관상 투명하거나 유백색을 띠며, 실리카졸의 실리카 미립자는 일반적으로 구형의 구조를 이루고 있으며, -SiOH 그룹과 -OH 이온이 입자 표면에 존재하며, 알칼리 이온에 의해 이중 전기층 구조를 가지는 것이 일반적이다. 같은 음전하를 띤 입자들 사이의 반발력 때문에 실리카졸은 안정된 상태를 유지할 수 있는 것으로 여겨진다. 이와 같은 콜로이드성 실리카는 예를 들어 일본의 촉매화성주식회사에서 시판중인 상품명 S-20L, S-30L, S-30H, Si-30, Si-80P, Si-45P, SN, SA, SI-45P, SI-80P 등, 일본의 일산화학주식회사에서 시판중인 상품명 스노텍스N, 스노텍스C, 스노텍스K, 미국의 듀퐁주식회에서 시판중인 상품명 Ludox 제품을 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 촉매화성주식회사에서 시판중인 상품명 SN 또는 듀폰주식회사에서 시판중인 상품명 Ludox SHA를 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 콜로이드상 실리카는 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 500중량부의 함량으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 함량이 10중량부 미만이면 점도가 높아져 작업성이 저하되고 후막화가 진행되어 크랙 발생이 초래되는 문제가 있고, 500중량부를 초과하는 경우 상기 콜로이드상 실리카에 포함된 물로 인해 가수분해 반응이 필요이상 진행되어 코팅제의 겔화와 도막의 접착력이 저하되어 건조 후 도막의 탈락 또는 크랙이 발생할 우려가 있다.
상기 조성물에 사용되는 용제로서는 알코올류 용매, 에테르류 용매 혹은 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들의 함량은 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 1000중량부의 함량으로 사용할 수 있으며, 상기 함량이 10중량부 미만이면 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 충분한 가수분해 반응이 일어나기 곤란하며, 후막화가 진행되어 크랙 등이 발생할 우려가 있으며, 상기 함량이 1000중량부를 초과하는 경우에는 가수분해 반응이 필요이상 진행되어 코팅제의 겔화와 도막의 접착력이 저하되어 건조 후 도막의 탈락 또는 크랙이 발생할 우려가 있다.
상기 용제로서 알코올류 용매를 사용하는 경우 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로필알콜 등을 예로 들 수 있으며, 에테르류 용매를 사용하는 경우 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브 등을 예로 들 수 있다.
또한 상기 조성물에 철소지의 부식 방지를 위하여 아연화, 크롬산아연, 아연말 등의 아연 화합물을 1종 이상 첨가할 수 있으며, 이들은 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 700중량부의 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 아연 화합물의 함량이 10중량부 미만이면 부식 방지성의 향상이 다소 부족할 수 있으며, 700중량부를 초과하는 경우 경제성이 저하되어 바람직하지 않다.
또한 상기 조성물은 실란계 커플링에이전트, 발수제, 열가소성 수지, 계면활성제, 경화촉진제, 안료, 기능성 충진제, 분산제, 소포제, 안정제, 레벨링제 및 점착부여제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하며, 이들의 함량은 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부의 함량으로 사용될 수 있다. 이들 첨가제는 상기 조성물의 접착력 및 내수성 강화 등의 역할을 수행하게 된다.
본 발명에 따른 조성물에 첨가되는 상기 계면활성제는 도장 시 도막의 도포성을 원활하게 해주는 역할을 수행하며, 예를 들어 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양쪽성 계면활성제에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 애경유화주식회사의 비이온계 계면활성제인 상품명 ASCO AO를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물에 첨가되는 상기 발수제는 습기나 수분에 의한 금속소지의 부식방지를 위하여 발수 기능을 상승시키는 역할을 수행하며, 예를 들어 다우코닝주식회사의 상품명 2-9034. 520, 772WA, 777WA, IE6683, Z2306 미국 듀폰사의 상품명 Zonyl 225, Zonyl8740, Zonyl321, 일본 아사히주식회사의 아사히가드 등에서 선택될 수 있으나, 바람직하게는 다우코닝주식회사의 2-9034, 772WA, 777WA를 사용할 수 있다. 하기 표 1은 적용 가능한 발수제 종류의 구체적인 성분을 나타낸다.
발수제 대표적인 조성
실리콘계 불소계 왁스계 지르코늄염계 에틸렌 요소계 메틸롤아미드계 피리디늄염계 금속비누계 메틸 하이드로젠 폴리실록산 퍼플루오로 알킬기 함유 공중합체 파라핀 지르코늄 지방산염 옥타데실 에틸렌 우레아 N-메틸롤 스테아라미드 스테아라미도 메틸 피리디늄 클로라이드 알루미늄 스테아레이트
또한 상기 본 발명에 따른 조성물에 첨가되는 열가소성 수지는 접착력 및 유연성 향상을 위한 첨가제로 일본합성화학주식회사, 몬산토주식회사, 동양제철화학주식회사 등에서 판매되는 폴리비닐알콜을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 동양제철화학주식회사의 상품명 POLINOL P17, P17(A), F-17, F17(s), P05,Po5A, P20 등을 사용할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 코팅조성물은 조성물의 전체 중량에 대하여 고형분의 함량이 10 내지 40중량%인 것이 바람직하며, 점도는 15~20±3 sec (3mm Cup, 20℃)인 것이 바람직하고, 비중은 1.0~1.08g/cm3인 것이 바람직하며, pH가 3 내지 6인 것이 바람직하고, 이들은 약 6개월 이상의 장기 보존에도 안정성을 유지하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 코팅 조성물은 다음과 같이 제조할 수 있다.
우선 알코올류 용매 내에서 하나 이상 선택된 실란계 바인더를 산 또는 알칼리성을 띠는 콜로이드성 실리카를 혼합한 후 교반하며, 발열반응이 확인되면 추가적으로 더 교반하여 점성이 생기면, 에테르류 용매와 같은 고비점 용제를 혼합하여 교반한다. 고비점 용제의 첨가 후 일정시간 교반하면 점성을 갖는 조성물이 생성되며, 이들은 본 발명의 코팅 조성물로서 사용할 수 있다. 상기 조성물이 아연 화합물을 추가적으로 더 포함하는 경우에는 상기 조성물에 아연화합물을 더 첨가한 후, 이들은 분산기를 통해 분산시켜 사용할 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
미국 다우코닝사에서 판매되는 메틸트리메톡시실란 100중량부, 에틸 트리메톡시실란 7중량부, 아미노프로필트리에톡시실란 7중량부를 혼합한 후, 1:1중량비의 에탄올과 이소프로필알콜을 66중량부를 첨가하였다. 여기에 산성 콜로이드상 실리카(미국 듀폰사 상품명: Ludox HAS30) 100중량부를 넣어 40℃에서 분당 150회전 속도로 30분간 교반하였다. 교반 후 혼탁액이 맑아지면서 30분 전후 하여 발열반응이 확인되었고 점점 액상이 투명하게 되었다. 동 조건에서 30분 동안 더 교반 후 그 잠열이 식으면 즉시 고비점 용제인 부틸셀로솔브 120중량부, 부탄올 18중량부, 이소프로필알콜 50중량부를 혼합하고 10분간 더 교반하였다
이들 혼합물을 교반하면서 다우코닝사의 772WA 0.3중량부 및 애경유화의 비이온계 계면활성제 ASCO AO를 0.001중량부를 넣고 분당 150 회전속도로 30분간 교반하여 본 발명에 따른 고내식성 코팅조성물을 제조하였다.
실시예 2
실란계 바인더로서 미국 다우코닝사에서 판매되는 메틸트리메톡시실란 100중량부에 에탄올과 이소프로필알콜을 동비로 혼합하여 66중량부를 첨가하였다. 여기에 산성 콜로이드상 실리카(미국 듀폰사제조, 상품명: Ludox HAS30) 100중량부를 넣어 40℃에서 분당 150회전 속도로 30분간 교반하였다. 교반 후 혼탁액이 맑아지면서 30분 전후하여 발열반응이 확인되면 동 조건에서 1시간 동안 교반 후 그 잠열이 식으면 즉시 고비점 용제인 부틸셀로솔브 100중량부, 부탄올 33중량부를 혼합하고 10분간 더 교반하였다. 이렇게 얻어진 혼합물을 교반하면서, 이와는 별도로 동양제철화학의 상품명 Polinol P17 66중량부와 증류수 300중량부를 넣어 90℃에서 분당 150 회전속도로 60분간 교반하여 제조된 투명한 폴리비닐 알콜 조성물을 상기 혼합물에 3중량부 첨가한 후, 분당 250 회전속도 30분 교반한 후 코팅조성물을 제조하였다.
얻어진 상기 코팅조성물 100중량부에 한국에서 생산되는 입자 크기가 2.5~3㎛인 아연말(상품명, EMP-S)을 60중량부를 혼합하여 분당 200 회전속도로 30분간 교반하여 본 발명에 따른 고내식성 코팅조성물을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1에서 제조된 코팅조성물을 이용하여 (a) 니켈-아연 도금, (b) 철-아연 도금 처리 후 3가 크롬 처리된 볼트재들을 대상으로 스핀코팅한 후 DIN 50021-SS 규격에 의한 부식성 테스트(Salt Spray Test)를 실시하였다. 하기 표 2는 스핀코팅 및 경화조건을 정리한 것이며, 표 3은 염수분무 시험 조건을 정리한 것이다.
스핀속도 스핀시간 코팅온도 희석제 경화온도 및 시간 코팅두께
200~400rpm 5~30sec 10~30℃ 탈이온수 180℃, 20분 0.5~3㎛
전처리 스프레이 건 코팅온도 희석제 경화온도 및 시간 코팅두께
Short blast 1.5 mm 10~30℃ IPA 180℃, 20분 30~50㎛
실험예 2
실시예 2에서 제조된 코팅조성물을 이용하여 (a) 브레이크 디스크 및 (b) 브레이크 드럼을 Shotr blast 처리 후 스프레이도장을 2회에 나누어 하되 2번째 코팅은 상기 조성물 100중량부에 부틸셀로솔브와 이소프로필알콜의 동일비 혼합 용제 20중량부를 혼합하여 미세 기공을 막아주는 미스트코팅 방식으로 도포한 후, 이를 180℃에서 20분간 열풍건조하고, 1일간 방치 한 후, DIN 50021-SS 규격에 의한 부식성 테스트 (Salt Spray Test)를 실시하였다. 구체적인 스핀코팅 조건 및 스프레이 코팅 조건은 상기 표 2 및 표 3에 기재한 바와 같다.
상기 실험예 1 및 2의 부식성 테스트 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
구분 실험예 1 구분 실험예 2
소재 구성 백청(h) 적청(h) 소재구성 백청(h) 적청(h)
(a) 볼트재(아연/니켈) 250 800 (a) 브레이크 드럼 900 이상 1200 이상
(b) 볼트재(아연/철) 280 870 (b) 브레이크 디스크 900 이상 1200 이상
상기 표 4에 기재한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1의 코팅조성물을 적용한 실험예 1의 경우 내염수 분무시험 목표치인 백청 144hr 및 적청 240hr을 달성하였으며, 본 발명에 따른 실시예 2의 코팅조성물을 적용한 실험예 2의 경우 기준친 900시간 이상을 만족시켜 내식성이 훨씬 강화되었음을 알 수 있다.
상기 부식성 테스트의 결과는 도 1a 내지 도 4b에도 도시하였는 바, 도 1a는 상기 실시예 1에 따른 코팅 조성물을 이용하여 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 나타내며, 도 1b는 이들 볼트재를 사용하여 염수분무시험 250시간 경과 후의 사진을 나타낸다. 상기 도 1b로부터 본 발명에 따른 코팅 조성물을 적용한 경우 부식이 거의 발생하지 않았음을 알 수 있다.
도 2a는 상기 실시예 2의 코팅 조성물을 스핀코팅한 후 경화된 아연/철 소재의 볼트재를 나타내며, 도 2b는 이들 볼트재를 사용하여 염수분무시험 250시간 경과 후의 사진을 나타낸다. 상기 도 2b로부터 본 발명에 따른 코팅 조성물을 적용한 경우 부식이 거의 발생하지 않았음을 알 수 있다.
도 3a는 내염수분무시험 240시간 경과 후 사진을 나타내며, 좌측에 배치된 볼트재는 코팅된 아연/철 소재의 볼트재를 나타내고, 우측에 배치된 나사는 무코팅 아연/철 소재 볼트재를 나타낸다. 도 3b는 상기 무코팅 아연/철 소재 볼트재의 내염수분무시험 240시간 경과 후의 확대 사진을 나타낸다. 이 결과로부터 상기 볼트재들에 코팅조성물을 적용하지 않은 경우 부식이 상당량 발생하였음을 육안으로 확인할 수 있다.
도 4a는 브레이크 드럼 및 디스크에 실시예 2의 조성물을 코팅한 경우의 사진을 나타내며, 도 4b 및 도 4c는 드럼 및 디스크의 내염수 분무시험 900시간 시험 종료된 시점의 사진을 나타낸다. 이 결과로부터 본 발명에 따른 코팅 조성물이 고내식성을 나타냄을 알 수 있다.
본 발명에 의한 고내식성 코팅조성물은 아연 도금 후 3가 크롬산염 처리된 제품의 내식성을 향상시켜 내염수분무시험(SST) 기준치 240시간 이상을 만족시킬 수 있을 뿐 아니라, 여기에 아연화, 징크크로메이트, 아연말 등을 혼합 후 코팅하면 금속 소재의 부식방지 능력을 향상시켜 내염수분무시험(SST) 기준치 900시간 이상을 만족시켜 부품 소재의 내구성 및 사용연한을 대폭 향상 시키는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 코팅조성물은 실버 및 블랙 실링 처리가 가능하여 피착물 색상을 최종 소비자가 원하는 색상으로 조절할 수 있으며, 작업성이 용이하고 코팅 작업 후 경화 온도가 낮아 에너지 절감형 코팅제임과 동시에 도막의 주성분이 규소로 이루어진 무공해 코팅조성물일 뿐 아니라, 불소 성분 및 산화제가 포함되어 있지 않아 폐수처리에도 유리한 조성물이므로, 고내식성이 요구되는 자동차와 건축용으로 사용되는 볼트류, 나사류, 너트류, 스프링류, 클램프류 등에 널리 적용될 수 있는 코팅조성물이다.

Claims (8)

  1. 실란계 바인더 100중량부;
    콜로이드상 실리카 10 내지 500중량부; 및
    용제 10 내지 1000중량부;를 포함하는 고내식성 코팅조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실란계 바인더가 하기 화학식 1로 나타내는 화합물들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물:
    <화학식 1>
    Figure 112006057655716-PAT00003
    식중,
    R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 카르복실기, 히드록시기, 할로겐원자, 아미노기, 니트로기, 시아노기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 2 내지 20의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 혹은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타낸다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실란계 바인더가 메틸트리메톡시실란, 에틸 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리메톡시실란, 트리에틸클로로실란, 디에틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 비닐트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 글리톡시프로필트리에톡시실란 및 (메타)아크릴로프로필트리에톡시실란로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용제가 알코올류 용매, 에테르류 용매 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용제가 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로필알콜, 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 및 부틸 셀로솔브로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    아연화, 크롬산아연 및 아연말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아연화합물을 더 포함하며, 이들의 함량이 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 10 내지 700중량부인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    실란계 커플링에이전트, 실리콘계 발수제, 열가소성 수지, 계면활성제, 경화촉진제, 안료, 기능성 충진제, 분산제, 소포제, 안정제, 레벨링제 및 점착부여제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하며, 이들의 함량이 상기 실란계 바인더 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    전체 조성물 중량에 대하여 고형분 함량이 10 내지 40중량%이며, pH가 3 내지 6인 것을 특징으로 하는 고내식성 코팅조성물.
KR1020060076324A 2006-08-11 2006-08-11 고내식성 코팅조성물 KR20080014515A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076324A KR20080014515A (ko) 2006-08-11 2006-08-11 고내식성 코팅조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076324A KR20080014515A (ko) 2006-08-11 2006-08-11 고내식성 코팅조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080014515A true KR20080014515A (ko) 2008-02-14

Family

ID=39341789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060076324A KR20080014515A (ko) 2006-08-11 2006-08-11 고내식성 코팅조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080014515A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100861984B1 (ko) * 2008-01-22 2008-10-07 (주)정상 엔지니어링 콘크리트 침투성 방수제 및 그 제조방법
KR101256429B1 (ko) * 2012-10-18 2013-04-18 전영환 도료조성물이 도장된 발열체
KR20200145239A (ko) * 2019-06-21 2020-12-30 주식회사 미림 내스크래치성이 우수한 친수성 코팅 조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100861984B1 (ko) * 2008-01-22 2008-10-07 (주)정상 엔지니어링 콘크리트 침투성 방수제 및 그 제조방법
KR101256429B1 (ko) * 2012-10-18 2013-04-18 전영환 도료조성물이 도장된 발열체
KR20200145239A (ko) * 2019-06-21 2020-12-30 주식회사 미림 내스크래치성이 우수한 친수성 코팅 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101168628B1 (ko) 내식성 도포막을 갖는 부재, 그 제조 방법 및 그것을 제조하기 위한 도료 조성물
KR101257708B1 (ko) 실록산을 함유하는 마이크로 피복
US6451382B2 (en) Method for improving heat efficiency using silane coatings and coated articles produced thereby
US20010056141A1 (en) Non-aqueous coating compositions formed from silanes and metal alcoholates
US20090202815A1 (en) Use of a nanostructured material, as protective coating of metal surfaces
RU2741551C2 (ru) Межоперационная грунтовка
EP3456862A1 (en) Aqueous anti-rust surface treatment composition and surface-coated metal member
KR101865092B1 (ko) 방청용 도료 조성물
JP2006028372A (ja) クロムを含まない防錆用水系コーティング組成物
KR20080014515A (ko) 고내식성 코팅조성물
JP6607848B2 (ja) 合金化処理溶融亜鉛めっき又は亜鉛めっき鋼表面を処理するためのクロムフリー水系コーティング
CN106700680B (zh) 一种改性水性富锌涂料的制备方法
KR101378096B1 (ko) 전처리용 방청 프라이머 도료 및 이를 이용한 도막 형성방법
US20050287376A1 (en) Corrosion protection of zinc surfaces
JP2004256696A (ja) 含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物
JP2003026959A (ja) 無機塗料
KR20080013046A (ko) 고 내식성 수용 무기질 코팅조성물
KR20090061193A (ko) 금속표면의 방청처리를 위한 저점도의 나노 아연-세라믹코팅제조성물
KR100681664B1 (ko) 분체도장성이 우수한 크롬프리 표면처리 용액조성물 및이를 피복한 도금강판의 제조방법
JP2001271185A (ja) 金属表面処理液およびそれを塗布した表面処理金属材料
JP2004197151A (ja) 耐食性鉄材の製造方法
JPS63242383A (ja) 無機質亜鉛末塗膜の改質方法
CN117285832A (zh) 一种石墨烯改性重防腐材料及其应用
CN116463052A (zh) 一种有机硅防腐涂料
CN108530969A (zh) 防水涂料用石墨烯分散体、制备方法和彩钢瓦中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application