KR20100061216A

KR20100061216A - 도료 조성물 및 이를 이용한 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법

Info

Publication number: KR20100061216A
Application number: KR1020080120126A
Authority: KR
Inventors: 정용수; 이영수; 박종찬; 이준호; 김인태
Original assignee: 현대하이스코 주식회사
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-07
Also published as: KR101007096B1

Abstract

도료 조성물 및 이를 이용한 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법에 관하여 개시한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은 전체 도료 조성물 100중량% 기준으로, (1)에폭시 수지 : 10~30중량%, (2)경화제로서 페놀수지 및 보조경화제로서 이소시아네이트 화합물 : 합산으로 1~10중량%, (3)경화촉매로서 주석계 촉매 : 0.01~2중량%, (4)방청안료 및 전도성안료 : 합산으로 50~80중량%, (5)첨가제로서 폴리에틸렌왁스 혼합물 : 0.5~2중량% 및 (6)침강방지제로서 흄드실리카 및 하이드록시프로필셀룰로오즈 중 적어도 하나 : 합산으로 0.5~1중량%를 함유하고, 잔부 유기용제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

도료 조성물 및 이를 이용한 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법{Coating Composition and method of manufacturing pre-sealed galvannealed steel sheet for automobile with using the coating composition}

본 발명은 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판(Galvannealed Steel Sheet, 이하 GA강판이라 한다)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 방청 연한 20년 이상을 보증할 수 있는 내식성이 우수하고 용접가능한 자동차용 강판제조를 위한 도료 조성물 및 이를 이용한 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법에 관한 것이다.

종래의 자동차용 강판은 내식성을 부여하여 소비자의 요구를 만족시킨다는 목표를 이루기 위해 끊임없이 발전되어 왔다. 자동차용 강판의 요구물성에서 부식방지에 대한 요구가 증가하고, 도장기술이 진보함에 따라 자동차용 강판의 표면처리에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

자동차 제조에 사용되는 냉연강판(Cold Rolled Steel Sheet)은 내식성을 높 여주기 위해 용융아연도금(Hot-dip Galvanized) 또는 전기아연도금(Electrolytic Galvanized) 으로 이루어진다.

이러한 강판들을 사용해서 자동차 제조시, 차체를 성형하고 수세, 표면조정, 인산염 처리, 전착도장을 거치게 된다. 다만, 전착도장(Electro-deposition Coating)시 헴 플랜지(Hem Flange)와 같이 강판이 겹쳐진 부위에서는 실질적으로 전착도장이 되지 않고 있기 때문에 틈 부식이 발생할 가능성이 높고, 실질적으로도 그 부위에서 부식이 진행되고 있다.

그로 인해, 헤밍 실러(Hemming Sealer)나 왁스 등의 수작업을 통해 임시적으로 부식을 방지하고 있으나, 이러한 방법들은 틈 부식을 근본적으로 해결할 수 있는 방법이 아니다.

따라서, 헴 플랜지와 같이 강판이 겹쳐서 전착도장이 되지 않는 부위의 내식성을 근본적으로 해결할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명의 하나의 목적은 에폭시 수지, 경화제, 방청안료, 전도성안료 등이 혼합되어, 내식성이 우수하고 용접 가능한 자동차용 강판 제조를 위한 도료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전착도장 전에 상기의 도료 조성물을 롤 코팅 방식 등으로 미리 코팅(Pre-Coating) 함으로써, 헴 플랜지와 같이 강판이 겹쳐서 전착도 장이 되지 않는 부위의 내식성을 확보할 수 있는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도료 조성물은 전체 도료 조성물 100중량% 기준으로, (1)에폭시 수지 : 10~30중량%, (2)경화제로서 페놀수지 및 보조경화제로서 이소시아네이트 화합물 : 합산으로 1~10중량%, (3)경화촉매로서 주석계 촉매 : 0.01~2중량%, (4)방청안료 및 전도성안료 : 합산으로 50~80중량%, (5)첨가제로서 폴리에틸렌왁스 혼합물 : 0.5~2중량% 및 (6)침강방지제로서 흄드실리카 및 하이드록시프로필셀룰로오즈 중 적어도 하나 : 합산으로 0.5~1중량%를 함유하고, 잔부 유기용제 및 물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 도료 조성물은 (7)분산제로서 알키드계수지 및 아크릴계수지 중 적어도 하나 : 합산으로 0.5~20중량%, 및 (8)점탄성 조절제 : 0.5~4중량% 중에서 적어도 하나를 추가적으로 함유할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법은 상기 조성을 갖는 도료 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 도료 조성물을 합금화용융아연도금 소지강판 상에 코팅하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 도료 조성물 코팅 이전에 상기 합금화용융아연도금 소지강판 표면에 크롬프리(Cr-Free) 전처리제를 먼저 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도료 조성물을 이용하여 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판을 제조할 경우, 자동차용 강판에서 전착도장이 잘 되지 않는 헴 플랜지와 같은 부위에서 발생하는 국부적인 부식에 대한 내식성을 기존의 무처리 강판에 비하여 2~10배 이상 확보할 수 있어서 자동차의 내식보증연한을 늘려줄 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도료 조성물이 프리 코팅된 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판은 용접성 또한 확보할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도료 조성물 및 이를 이용한 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 도료 조성물은, 도료 조성물 총 100중량% 기준으로

(1)에폭시 수지 : 10~30중량%,

(2)경화제로서 페놀수지 및 보조경화제로서 이소시아네이트(Isocyanate) 화합물 : 합산으로 1~10중량%,

(3)경화촉매로서 주석(Tin)계 촉매 : 0.01~2중량%,

(4)방청안료 및 전도성안료 : 합산으로 50~80중량%,

(5)첨가제로서 폴리에틸렌왁스(Polyethylene Wax) 혼합물 : 0.5~2중량%, 및

(6)침강방지제로서 흄드실리카(Fumed Silica) 및 하이드록시프로필 셀룰로오즈(Hydroxypropyl Cellulose) 중 적어도 하나 : 합산으로 0.5~1중량%를 함유하고, 나머지 용제 및 물로 이루어진다.

에폭시 수지

에폭시 수지는 소재와의 밀착성 및 내식성을 확보하는 역할을 한다. 이러한 에폭시 수지는 가장 일반적인 형태인 에피클로로히드린과 비스페놀A에서 얻어지는 디글리시딜 에테르계 에폭시 수지가 적합하다. 또한, 수평균분자량 3,000~10,000을 갖고, 유리전이온도 -5~80℃ 및 당량값이 2,000~4,000 정도인 에폭시 수지가 적합하게 사용될 수 있다. 에폭시 수지는 단독으로도 사용할 수 있으나, 물에 에폭시 수지를 분산시킨 에폭시 수지용액으로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 이용되는 에폭시 수지는 폴리올과 반응되도록, 말단의 일부가 아민으로 치환되어 에폭시 말단에 1차 히드록시기를 형성한 것이 바람직하다.

이러한 에폭시 수지는 도료 조성물 중 10~30중량%정도 포함되는 것이 바람직한데, 10중량% 미만으로 첨가되면 소재와의 밀착성이 떨어지게 되고, 30중량%를 초과하여 첨가되면 용접성이 크게 저하되기 때문이다.

경화제 및 보조경화제

상기의 에폭시 수지에 대한 경화제로는 산무수물, 폴리아마이드, 폴리설파이드, 페놀류, 아민류 등이 사용될 수 있다. 이 중에서, 페놀수지의 경우 용접시 발 생할 수 있는 용접열에 대한 저항성을 가질 수 있고, 에폭시와 페놀수지로 경화된 단단한 가교 구조로서 내식성과 약품성을 높여줄 수 있으므로, 경화제로 페놀수지가 가장 적합하다.

또한 본 발명에 따른 도료 조성물에는 보조경화제가 포함될 수 있는데, 보조경화제는 에폭시 수지와의 우레탄 반응을 통하여 내약품성이 강한 도막형성 및 수분의 소재침투를 차단하는 역할을 하며, 후도장성을 확보하는 기능을 한다. 이러한 보조경화제로는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 3량체(Trimer HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 크실렌 디이소시아네이트(XDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 라이신 디이소시아네이트(LDI) 등의 이소시아네이트 화합물을 들 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물 중 선택되는 보조경화제는 말로네이트로 차폐되어 있어, 상온에서 경화가 일어나지 않도록 마스킹된 것이 바람직하다.

이러한 경화제 및 보조경화제는 선택적 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 합산으로 전체 도료 조성물 중 1~10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 그 이유는 보조경화제가 1중량% 미만으로 함유된 경우 도막의 내산성 향상 효과가 떨어지게 되고, 10중량%를 초과하여 함유될 경우, 경화반응의 증대효과가 없으며, 자체 축합 반응 등으로 인하여 오히려 다른 물성을 저해시킬 수 있기 때문이다.

경화촉매

또한, 본 발명에 따른 도료 조성물에는 에폭시 수지에 대한 경화를 촉진시켜 내산성 향상 효과를 높이기 위하여 경화촉매가 포함된다. 이러한 경화촉매는 디노릴나프탈렌술폰산(DNNSA), 디부틸-틴-디라울레이트(DBTDL), 기타 주석(Tin)계 촉매를 이용할 수 있다.

이러한 경화촉매는 전체 도료 조성물 중 0.01~2중량%, 바람직하게는 0.05~1중량% 함유되는 것이 바람직하다. 경화촉매의 함량이 0.01중량% 미만이면 촉매로서의 효과가 떨어져 내산성 향상의 효과가 저하되고, 2중량%를 초과하여 사용될 경우에는 황변현상이 발생할 수 있기 때문이다.

방청안료

본 발명에서는 내식성 확보를 위해 무독성 방청안료를 사용할 수 있는데, 대표적으로 칼슘 실리카와 같은 칼슘이온교환(CALCIUM IONS EXCHANGE) 실리카 타입의 무독성 방청안료를 선정하여 적용할 수 있다.

이러한 칼슘이온교환타입의 방청안료를 전체 도료 조성물 대비, 3~10중량% 첨가함으로써 내식성을 확보할 수 있다. 칼슘이온교환타입의 방청안료의 함량 제한 이유는 칼슘이온교환타입의 방청안료가 3중량% 미만으로 첨가될 경우 내식성 향상 효과가 미비하고, 10중량%를 초과하여 첨가될 경우, 용접성이 저하되고 막표면의 윤활성이 저하되기 때문이다.

또한, 상기 방청안료에 존재하는 많은 수산기들이 산촉매에 흡착되어 제 기능을 발휘하지 못하는 것을 방지하기 위하여 숙신산 [1-(Benzothiazol-2-ylthio) succinic acid] 을 함께 적용하여 미리 방청안료의 수산기에 흡착되어 산촉매의 제 기능을 살려주어 내식성을 향상시킬 수 있도록 약산인 숙신산을 전제 도료 조성물 대비 0.1~1 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.

전도성안료

전도성안료는 우선적으로 용접성을 확보하고, 부대적으로 내식성을 확보하는 역할을 한다. 내식성 및 용접성을 확보하기 위하여 방청안료 및 전도성안료는 합산하여, 도료 조성물 전체 대비 50~80중량%정도 함유될 수 있다.

전도성안료로 아연(ZINC) 파우더가 적합하다. 아연의 경우, 희생방청으로 철을 보호함으로써 내식성을 확보하고, 높은 전기전도도를 이용하여 용접성을 확보할 수 있기 때문이다. 결국 아연 파우더의 경우 방청안료이면서 전도성안료의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

이러한 방청 및 전도성 안료로서 아연 파우더는 도료 조성물 중 50~70중량% 함유되는 것이 바람직하다. 아연 파우더가 50중량%미만으로 함유될 경우 용접성을 확보하는데 문제가 있으며, 아연 파우더가 70중량%를 초과하여 함유될 경우 아연의 높은 비중으로 인해 안료 침강이 심해지는 문제점이 있다.

첨가제

본 발명에 따른 도료 조성물에서 첨가제는 윤활성을 부여하여 합금화용융아연도금강판(GA강판)의 성형 중 도료 조성물의 탈막을 방지하기 위하여 첨가된다. 이러한 첨가제는 폴리에틸렌왁스 혼합물이 이용될 수 있으며, 그 함량비는 전체 도료 조성물 대비 0.5~2중량%가 적당하다. 그 이유는 첨가제가 0.5중량%미만인 경우 표면 마찰력이 크게 작용하여 도료 조성물이 GA강판으로부터 탈막될 가능성이 있고, 2중량%를 초과하여 첨가될 경우, 도막 건조 중 왁스 성분의 표면 용출로 인하여 부식인자가 도막 내로 침투할 수 있으며, 이에 따라 내식성이 저하될 우려가 있기 때문이다.

침강방지제

본 발명에 따른 도료 조성물은 침강방지제로서 흄드실리카 및 하이드록시프로필셀룰로오즈를 각각 단독으로 또는 혼합하여 첨가할 수 있다. 이들 물질들은 도료 조성물의 레올로지(Rheology)를 컨트롤하여 방청안료나 전도성안료의 침강을 막아주는 역할을 한다. 이러한 침강방지제는 0.5~1중량%정도가 적당한데, 0.5중량%미만으로 첨가될 경우, 레올로지 컨트롤 효과가 미미하고, 1중량%를 초과하여 첨가할 경우, 비용상승을 초래하고, 도료 조성물의 물성을 변화시킬 수 있기 때문이다.

유기용제

유기용제는 솔벤트로서의 역할 및 도료의 점도를 조절하는 역할을 한다. 이러한 유기용제로는 부틸아세테이트, 시클로헥사논 및 피엠아세테이트 중 어느 하나 또는 이들이 혼합된 혼합용제가 이용될 수 있으며, 전체 유기용제의 함량은 도료 조성물 전체의 5~10중량%정도가 될 수 있으나, 유기용제는 물의 함량비, 도료의 점 도 등에 따라, 즉 필요에 따라 적절히 조절 가능하며, 어느 범위로 반드시 한정되는 것은 아니다.

아울러, 본 발명에 따른 도료 조성물에는 상기의 필수 요소들 외에 하기의 분산제, 점탄성 조절제 및 경화보조제 중에서 필요에 따라서 하나 또는 둘 이상이 추가적으로 첨가될 수 있다.

분산제

분산제는 도료의 레오로지 조절 및 도료유동성을 확보하는 역할을 한다. 분산제로는 레오로지를 해치지 않는 조건을 만족하는 분산제가 적합하고, 이러한 예로는 분자구조상 말단에 카르복시기와 아민기가 붙어있는 알키드계 수지나 아크릴계 수지를 들 수 있다. 레오로지를 해치지 않는 분산제만 단독으로 사용시에는 도료에 색분리 현상이 발생하거나, 안료 침강 현상이 발생할 우려가 있으므로, 고분자형 분산제가 적당량 혼합되어 있는 것이 바람직하다.

분산제는 안료의 함량에 따라 조절되는 것이 보편적이나, 도료의 생산성 및 배합 안정성도 고려되어야 한다. 따라서, 분산제는 안료량의 0.5~20중량%(도료 조성물 총 100중량% 기준으로 0.25~16중량%)가 적당하고, 유기안료의 경우에는 그 비율이 상대적으로 증가하고, 무기안료를 사용할 경우에는 그 비율을 줄여 주는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 분산제는 유기안료의 경우, 안료량의 10~20중량%, 무기안료의 경우, 안료량의 0.5~2중량% 정도가 바람직하다.

점탄성 조절제

점탄성 조절제는 도료의 레오로지를 변경하기 위하여 사용된다. 점탄성 조절제는 표면에 많은 수산기가 있어 도료의 칙소성을 부여하는 특성을 가지는 것이 사용될 수 있으며, 차이나 크레이계 점탄성 조절제나 흄드실리카계 점탄성 조절제 등이 사용될 수 있다. 점탄성 조절제는 전체 도료 조성물 중 0.5~4중량%가 적당하다. 점탄성 조절제의 함량비가 0.5중량% 미만인 경우 레오로지 컨트롤 효과가 미미하고, 4중량%를 초과하면 가격 상승효과가 크고, 내수성 등의 물성저하가 발생하는 단점이 있다.

경화보조제

경화보조제로서 불화금속산과 같은 약산을 추가적으로 함유할 수 있는데, 약산은 도료 조성물과 GA강판 또는 크롬프리 전처리제와의 결합력, 용접성 등에 악영향을 주지 않으면서 에폭시 수지의 반응 온도를 낮추어 경화를 보조하는 역할을 한다. 이러한 경화보조제는 전체 도료 조성물 대비 0.1~1중량% 정도가 바람직한데, 0.1중량%미만으로 함유될 경우, 에폭시 수지의 반응 온도를 낮추는데 기여하지 못하며, 1중량%를 초과하여 첨가될 경우 첨가되는 약산이 에폭시 수지 자체와 반응하여 도막 밀착성이 저하되기 때문이다.

이하, 본 발명에 따른 도료 조성물의 물성을 실시예 및 비교예를 통하여 검 토키로 한다.

하기 실시예 1 및 2, 비교예 1 내지 10에서 주요 성분을 달리하여 도료 조성물을 제조하였다. 여기서, 도료 조성물 제조 과정에서 기재된 예를 들어 에폭시 수지 6중량%와 같은 함량비는 첨가되는 순간의 함량비가 아닌, 최종 도료 조성물에서의 함량비를 의미한다.

실시예 1

1)에폭시 수지 6중량%가 포함된 용액을 담은 주석(Tin) 캔에 유기용제로서 부틸아세테이트 3중량%, 시클로헥사논 2중량% 및 피엠아세테이트 2중량%의 혼합용제를 투입 후 충분히 교반하였다.

2)분산제로서 DISPERBYK170(BYK사 제조) 0.5중량%를 교반 중에 투입한 뒤, 충분히 교반한 후, 침강방지제인 하이드록시프로필셀룰로오즈 0.04중량%을 제조하여 서서히 투입 후 교반하였다.

3)다른 침강방지제인 흄드실리카 0.5중량%를 서서히 투입하고 교반하였다.

4)무독성 방청안료인 칼슘 실리카 5중량%와 방청 및 전도성 안료인 아연 파우더(ZINC DUST #550, HANCHANG사 제조) 65중량%를 투입 후 교반하였다.

5)교반이 끝난 후, 직경 2~3mm 크기의 유리비드를 넣고 쉐이크형 분산기로 1~2시간 충분히 분산을 시켜주었다.

6)분산 후 그라인드 게이지를 이용하여 입도를 측정하여, 입도가 20㎛일 때 종료하였다.

7)다시 에폭시 수지 9중량%를 투입한 후 교반하였다.

8)보조경화제로서 헥사메틸렌 디소시아네이트 3량체(Trimer HMDI) 1.25중량% 투입하여 교반하였다.

9)첨가제로서 폴리에틸렌 왁스를 1중량% 투입하고 충분히 교반하였다.

10)경화촉매로서 디노릴나프탈렌술폰산(DNNSA) 0.2중량%를 서서히 투입한 후 충분히 교반하였다.

11)교반을 충분히 한 후, 용기 내에 유리비드 및 불순물을 150메쉬망을 통해 여과하였다.

12)상기의 혼합용제를 적용하여 도료점도가 약 25~35초(포드컵 #4, 25℃)가 되도록 조정하여 도료 조성물을 수득하였다.

실시예 2

상기 실시예 1의 보조경화제 투입 후, 경화제로서 페놀수지 3중량%를 투입하여 충분히 교반하고, 상기 경화촉매로서 DNNSA 대신에 디부틸-틴-디라울레이트(DBTDL) 0.05중량%를 서서히 교반하면서 투입 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 1

1)에폭시 수지 7중량%가 포함된 용액을 담은 주석 캔에 유기용제로서 시클로헥사논 7중량%를 투입 후 충분히 교반하였다.

2)이어서, 교반 중에 하이드록시프로필셀룰로오즈 0.04중량%를 제조하여 서서히 투입 후 교반하였다.

3)흄드실리카 0.5중량%를 서서히 투입하고 교반하였다.

4)칼슘 실리카 6중량%와 방청 및 아연 파우더(ZINC DUST #550) 65중량%를 투입후 교반하였다.

5)체질안료인 알루미늄실리케이트 6중량%를 투입하여 충분히 교반하였다.

6)교반이 끝난 후, 직경 2~3mm 크기의 유리비드를 넣고 쉐이크형 분산기로 1~2시간 충분히 분산을 시켜주었다.

7)분산 후 그라인드 게이지를 이용하여 입도를 측정하여, 입도가 20㎛일 때 종료하였다.

8)다시 에폭시 수지 5중량%를 투입한 후 교반하였다.

9)헥사메틸렌 디소시아네이트 3량체(Trimer HMDI) 1중량% 및 메톡시형 멜라민수지(CYMEL325, Cytec사 제조) 0.5중량% 투입하여 교반하였다.

10)폴리에틸렌 왁스를 1중량% 투입하고 충분히 교반하였다.

11)DNNSA 0.2중량%를 서서히 투입한 후 충분히 교반하였다.

12)약산을 용제에 희석하여 0.5중량% 투입하고 교반한다.

13)교반을 충분히 한 후, 용기 내에 유리비드 및 불순물을 150메쉬망을 통해 여과하였다.

14)상기의 혼합용제를 적용하여 도료점도가 약 25~35초(포드컵 #4, 25℃)가 되도록 조정하여 도료 조성물을 수득하였다.

비교예 2~10

비교예 2의 경우, 상기 비교예 1의 칼슘실리카를 미적용하고, 비교예 1과 동일한 방법에 의해 제조하였다.

비교예 3의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, 비교예 1과 동일한 방법에 의해 제조하였다.

비교예 4의 경우, 상기 비교예 1의 1)의 에폭시 수지량을 10중량%로 늘리고, 혼합용제를 부틸카비톨과 부틸아세테이트로 변경하고, 하이드록시프로필셀룰로오즈 를 미적용하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 5의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, 폴리에틸렌 왁스를 미적용하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 6의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, CYMEL325 대신 CYMEL303으로 동량대체 적용하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 7의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, CYMEL325를 미적용하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 8의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, ZINC DUST #550 대신에 ZINC DUST #330으로 동량대체 적용하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 9의 경우, 상기 비교예 1의 흄드실리카를 미적용하고, ZINC DUST #550 65중량% 대신에 ZINC DUST #550 및 ZINC DUST #330을 각각 32.5중량%를 적용 하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

비교예 10의 경우, 상기 비교예 1의 알루미늄실리케이트를 미적용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

이를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

테스트 방법

1. 내식성 테스트

내식성 테스트는 복합 순환 부식 시험 법을 사용하였으며 샘플은 프렌지 부분을 제작하여 틈 부식에 따른 도막 표면의 부식 상태를 관찰하였다. 플렌지 샘플은 자동차 전착도장을 실시한 이후 부식 사이클 별로 표면 관찰을 하였다.

그 부식 시험 방법은 1사이클이 35℃의 온도에서 95%의 상대습도와 6.5~7.2정도의 산성도 분위기 조건에서 5%의 염수 액을 0.5~3ml/hr로 24시간 동안 분무하고 습윤 상태로 40℃의 온도와 100%의 상대습도로 8시간과 23℃의 온도와 50%의 상대습도인 건조상태 유지를 16시간 동안 3회 반복 후 48시간 동안 동일한 건조 상태 유지 이후 염수분무시험 직전 까지를 반복 사이클로 해서 20 주 즉, 20 cycle동안 부식 시험 이후 적청 발생 시점을 관찰하였다. 20 cycle 은 약 20년 상당의 방청성을 나타낸다.

2. 용접성 테스트

용접성 테스트를 진행하기 위해 임시적인 방법으로 전기저항치를 각각 측정하였다. 테스트 방법으로 도장된 시편 위에 지름 6.5cm, 무게 2.3kg의 전극봉을 위치시키고 500V의 전압을 인가하여 표면저항치를 전압 측정기(3453 모델, HIOKI사 제조)로 측정하였다.

3. 테스트 결과 해석

(1)내식성 평가는 적청 발생 시간을 측정하여 부식상태를 조사하였으며, 평 가기준은 다음과 같다.

아주양호(5점): 20 사이클, 양호(4점): 15~18 사이클, 보통(3점): 10~14 사이클, 약간불량(2점) : 5~9 사이클, 불량(1점): 5 사이클 이내

(2)용접성 평가는 표면저항치 측정값이다.

(3)도료저장성은 Vial 병에 도료를 담고 1일 경과후 침강상태를 눈으로 확인하고 긴 스틱으로 도료를 긁어서 침전상태를 확인한다.

평가기준 : 아주양호(5점), 양호(4점), 좋음(3점), 보통(2점), 약간불량(1점), 불량(0점)

(4)외관은 바코팅 도장을 한 뒤, 고온(232~241℃) 소부하여, 육안으로 레벨링이나 핀 홀 등 외관상태를 확인한다.

테스트 결과

실시예 1 및 2, 비교예 1 내지 10의 상기 각 물성의 테스트 결과를 표 2에 정리하였다.

[표 2]

표 2를 참조하면 실시예 1, 2의 경우 내식성, 용접성 도료저장성 및 외관 모두에서 양호한 결과를 보였으나, 비교예의 경우, 전반적으로 내식성 및 용접성이 좋지 못한 결과를 보였다.

또한, 상기 표 2에 기재하지는 않았으나, 무처리 GA강판의 경우, 전기저항치는 5x10³Ω으로 실시예 1,2의 경우처럼 비교적 양호한 값을 보였으나, 내식성 테스트 결과 상대적으로 양호하지 못했다.

도 1은 종래의 합금화용융아연도금강판(GA강판) 및 본 발명에 따른 프리실드 GA강판의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1의 (a)의 경우, 종래에는 GA강판의 표면을 처리하지 않아 내식성 등의 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 도 1의 (b)의 경우, GA 소지강판(110) 표면에 상기의 도료 조성물(120)이 코팅되어 있다.

상기 제조된 도료 조성물(120)은 GA 소지강판(110) 상에 코팅함으로써, 자동차용 프리실드 GA강판을 제조하는데 이용할 수 있다. 이때, 도료 조성물(120)의 코팅은 롤-코팅 방식으로 이루어질 수 있으며, 대략 3~4㎛의 두께로 코팅할 경우 충분한 내식성 및 용접성의 효과를 얻을 수 있다.

다만, 도료 조성물(120)이 GA 소지강판(110) 상에 코팅이 잘 되지 않을 수 있다. 이 경우, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, GA 소지강판(110) 표면에 50~150nm 정도의 두께로 크롬프리(Cr-Free) 전처리제(115)를 먼저 코팅한 후, 그 위에 도료 조성물(120)을 코팅함으로써 그 문제점을 해결할 수 있다. 이러한 크롬프리 전처리제(115)는 Ti, Mn 및 Zr 중 적어도 하나의 전이금속, 접착촉진제로서 실란 및 유기분자를 포함하여 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 GA강판 및 본 발명에 따른 프리실드 GA강판의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

Claims

(1)에폭시 수지 : 10~30중량%,

(2)경화제로서 페놀수지 및 보조경화제로서 이소시아네이트 화합물 : 합산으로 1~10중량%,

(3)경화촉매로서 주석계 촉매 : 0.01~2중량%,

(4)방청안료 및 전도성안료 : 합산으로 50~80중량%,

(5)첨가제로서 폴리에틸렌왁스 혼합물 : 0.5~2중량%, 및

(6)침강방지제로서 흄드실리카 및 하이드록시프로필셀룰로오즈 중 적어도 하나 : 합산으로 0.5~1중량%를 함유하고,

잔부 유기용제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서,

(7)분산제로서 알키드계수지 및 아크릴계수지 중 적어도 하나의 합산으로 0.25~16중량%, 및

(8)점탄성 조절제 : 0.5~4% 중에서 적어도 하나를 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 디이소시아네이트는

헥사메틸렌 디이소시아네이트 3량체(Trimer HMDI)인 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지는

말단 일부분이 아민으로 치환되어 형성된 히드록시기를 포함하는 것으로서,

유리전이온도 -5~80℃, 당량값이 2,000~4,000을 갖는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서, 전도성 안료는

아연(ZINC) 파우더인 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제5항 있어서, 상기 아연 파우더는

도료 조성물 총 중량 대비, 50~70중량% 함유된 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제1항에 있어서,

상기 방청 안료는 칼슘이온교환 실리카 타입에 무독성이며,

내식성 보조 향상을 위하여 도료 조성물 총 중량 대비, 숙신산 0.1~1 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
제7항에 있어서, 상기 방청 안료는

도료 조성물 총 중량 대비, 3~10중량% 함유된 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
(a)제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 기재된 도료 조성물을 제조하는 단계; 및

(b)상기 도료 조성물을 합금화용융아연도금 소지강판 상에 코팅하는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 (b)단계는

롤-코팅 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 (b)단계는

상기 도료 조성물을 3~4㎛의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 (b)단계 이전에,

상기 합금화용융아연도금 소지강판 표면에 크롬프리(Cr-Free) 전처리제를 먼저 코팅하는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 크롬프리 전처리제는

50~150nm의 두께로 코팅하는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 크롬프리 전처리제는

Ti, Mn 및 Zr 중 적어도 하나의 전이금속, 접착촉진제로서 실란 및 유기분자 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 프리실드 합금화용융아연도금강판 제조방법.