KR20140039992A - 차량 차체의 도장 표면용 코팅제 - Google Patents

차량 차체의 도장 표면용 코팅제 Download PDF

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Abstract

변성 실리콘계의 차량용 코팅제를 차량의 도장 표면에 있어서, 고정화하여, 경시적으로 변성 실리콘이 이탈해 가는 것을 방지하는 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제를 제공한다.
실리콘알콕시올리고머와 경화 촉매와 분자의 어느 한쪽 말단에 카르비놀 변성기를 가지는 실리콘 오일과 실란커플링제와 용제로 이루어지며, 상온에서 경화 피막을 형성시키는 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.

Description

차량 차체의 도장 표면용 코팅제{COATING AGENTS FOR USE IN COATING SURFACE OF VEHICLE BODY}
본 발명은, 자동차 등의 차량, 특히 그 바디 등의 차체, 그 중에서도 그 도장면에의 코팅제에 관한 것이다.
종래, 차체 표면의 코팅제로서, 습기 경화성 실리콘 올리고머를 주성분으로 하고, 유기 관능기로 변성된 실리콘 오일을 더함으로써, 발수성(撥水性) 등 여러 가지의 성능을 향상시킨 계(系)가 자주 이용되고 있다.
이와 같은 코팅 조성물로서는, 특허 문헌 1에 개시되는 차량용 코팅제를 들 수 있다. 여기에서는, 습기 경화성 실리콘 올리고머와, 경화 촉매와, 분자의 양(兩) 말단에 반응성 관능기를 적어도 가지는 양 말단형 반응성 실리콘 오일을 함유하고, 상기 양 말단형 반응성 실리콘 오일의 배합 비율이, 상기 습기 경화성 실리콘 올리고머 100중량부에 대하여, 25중량부 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 코팅제가 개시되어 있다.
그러나, 이 코팅 조성물로 얻어지는 차량 표면의 광택 피막은, 발수성에 있어서는 문제없지만, 활수성(滑水性), 미끄러짐성, 찰상성(擦傷性)에 있어서 문제가 있는 것이 판명되어, 그 개선이 요구되고 있었다.
일본 공개특허공보 2008－075021호
각종 변성 실리콘, 특히 분자 말단의 실라놀기나 알콕시기와 실리콘 올리고머의 알콕시시릴기를 반응시켜, 변성 실리콘을 고정화(固定化)하는 기술이 있지만, 그것이 충분하지 않고, 경시적으로 변성 실리콘이 이탈해 감으로써, 초기 성능의 유지가 어렵다.
본 발명은, 본 발명의 과제는, 이와 같은 사정하에, 탄소 원자에 결합한 수산기를 가지는 변성 실리콘 오일과 실란커플링제의 유기 반응성기를 반응시키고, 또, 실란커플링제의 알콕시시릴기와 실리콘알콕시올리고머를 반응시키는 것, 즉, 실란커플링제를 양자의 고정화제로서 사용함으로써, 보다 강고하게 고정화할 수 있다. 즉, 본 발명은, 실리콘알콕시올리고머와 경화 촉매와 분자의 어느 한쪽의 말단에 카르비놀 변성기를 가지는 실리콘오일과 실란커플링제와 용제로 이루어지는, 상온에서 경화 피막을 형성시키는 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제이다.
또, 본 발명의 차량용 코팅제에 있어서는, 카르비놀 변성기를 디카르비놀로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 차량용 코팅제는, 실란커플링제가 말단 이소시아네이트를 가지는 실란커플링제 혹은 말단 글리시딜에테르기를 가지는 실란커플링제를 이용할 수 있다.
또, 본 발명의 차량용 코팅제는, 실리콘알콕시올리고머 3.0~15.0질량부, 촉매 0.1~2.0질량부, 변성 실리콘 오일, 1.0~10.0질량부, 실란커플링제 0.1~1.5질량부, 잔부가 용제로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 차량용 코팅제는, 경화 촉매가 알루미늄계 혹은, 티탄계이며, 용제가 이소파라핀계 용제 혹은 이소파라핀계 용제에 소량의 실리콘계 용제를 첨가한 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 결과에 의해, 본 발명의 코팅제는, 매우 우수한 초기 성능을 나타내고, 또, 매우 높은 내구성을 가지고 있다. 따라서, 차량에 시공하면 장기에 걸쳐 우수한 효과(활수성, 미끄러짐성, 찰상성, 발수성 등)를 지속하는 코팅제로 되어, 매우 유용하다고 하는 이점이 있다.
본 발명에서 이용할 수 있는 실리콘알콕시올리고머로서는, 분자의 말단이 알콕시시릴기인 저분자의 실리콘 레진으로서, KC-89 S(신에쓰카가쿠코우교(信越化學工業)제), KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제), BS-290(아사히카세이(旭化成) 바커실리콘제) 등을 들 수 있다.
또, 본 발명에서 이용할 수 있는 경화 촉매로서는, 실리콘알콕시올리고머의 경화 반응을 촉진하는 것이면 좋고, 산류, 아민류, 금속류를 들 수 있지만, 특히 알루미늄계(DX-9740；신에쓰카가쿠코우교 제)나 티탄계(D-25；신에쓰카가쿠코우교제)의 유기 금속 화합물이 바람직하다.
본 발명에서 이용할 수 있는 카르비놀 변성기를 가지는 실리콘 오일로서는, 분자의 한쪽 편의 말단에 카르비놀기를 가지는, X-22-170BX(신에쓰카가쿠코우교 제), X-22-170DX(신에쓰카가쿠코우교 제) 등을 들 수 있다(아래 식).
[식 1]
Figure pat00001

(식 중, n은 0~100의 정수이며, R1은 메틸기 또는 부틸기 등의 탄화수소 기이고, R2는 알킬렌기이며 사이에 산소 원자를 끼운 알킬렌옥시드기라도 좋다.)로 표시되며, 상온에서 액체형상의 것이다.
또, 카르비놀 변성기에 대신하여 디카르비놀 변성기를 가지는 실리콘 오일을 이용할 수 있지만, 이와 같은 디카르비놀 변성기를 가지는 실리콘 오일로서는, 분자의 한쪽 편의 말단에 디카르비놀기를 가지는, X-22-176DX(신에쓰카가쿠코우교 제), X-22-176F 등을 들 수 있다.
[식 2]
Figure pat00002

(식 중, n은 0~100의 정수이며, R3은 메틸기 또는 부틸기 등의 탄화수소기이고, R4는 알킬렌기이며 사이에 산소 원자를 끼운 알킬렌옥시드기라도 좋다. R5 및 R6는 알킬렌기이다.)로 표시되며, 상온에서 액체형상의 것이다.
통상, 실란커플링제는, 유기물과 규소로 구성되는 화합물로, 분자중에 2종 이상의 다른 반응기를 가지고 있기 때문에, 통상으로는 매우 결합되기 어려운 유기 재료와 무기 재료를 연결하는 중개역으로서의 기능을 하지만, 본 발명에서 이용할 수 있는 실란커플링제로서는, 어떠한 것이라도 좋지만, 말단 이소시아네이트를 가지는 커플링제 혹은 말단 글리시딜에테르기를 가지는 커플링제가 바람직하게 이용된다.
또, 본 발명에서 이용할 수 있는 용제로서는, 노멀파라핀이나 이소파라핀계의 석유계 용제 등을 들 수 있다.
특히 이소파라핀계 솔벤트에 소량의 실리콘계 용제를 첨가한 것이 바람직하게 이용된다.
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 자세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
실리콘알콕시올리고머：KC-89S(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, BS-290(아사히카세이 바커실리콘제) 5.0%, 촉매：D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 변성 실리콘：X-22-176DX(한쪽 말단 디카르비놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 2.0%, 실란커플링제：KBE-9007(3-이소시아네이트 프로필트리에톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.1%, 용제：IP솔벤트 1620(이데미츠코우산(出光興産)제) 87.4%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
실시예 2
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, BS-290(아사히카세 바커실리콘제) 5.0%, 촉매：D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, 변성 실리콘：X-22-176DX(한쪽 말단 디카르비놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 실란커플링제：KBE-9007(3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 78.5%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
실시예 3
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, BS-290(아사히카세이 바커실리콘제) 5.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 변성 실리콘：X-22-176DX(한쪽 말단 디카르비놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 2.0%, 실란커플링제：KBE-9007(3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.1%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 81.4%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
실시예 4
실리콘알콕시올리고머：BS-290(아사히카세이 바커실리콘제) 10.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, 변성 실리콘：X-22-176 F(한쪽 말단 디카르비놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 실란커플링제：KBE-9007(3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 78.5%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
실시예 5
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, BS-290(아사히카세이 바커실리콘제) 5.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.2%, 변성 실리콘：X-22-170BX(한쪽 말단 카르비놀타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 실란커플링제：KBE-9007(3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 용제：IP솔벤트 1620(이데미츠 코우산 제) 83.3%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
실시예 6
실리콘알콕시올리고머：BS-290(아사히카세이 바커실리콘제) 10.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 변성 실리콘：X-22-170BX(한쪽 말단 카르비놀타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 실란커플링제：KBM-403(3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 78.0%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
(참고예 1)
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 촉매：D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 변성 실리콘：X-21-5841(양 말단 실라놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 용제：IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 84.5%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
(비교예 1)
실리콘알콕시올리고머：KC-89S(신에쓰카가쿠코우교 제) 10.0%, 촉매：D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 용제：IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 89.5%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
(비교예 2)
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 10.0%, 촉매：D-25(티탄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, 변성 실리콘：X-22-176DX(한쪽 말단 디카르비놀 타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 2.0%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 82.0%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
(비교예 3)
실리콘알콕시올리고머：KC-89S(신에쓰카가쿠코우교 제) 10.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 0.5%, 변성 실리콘：X-22-170BX(한쪽 말단 카르비놀타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 2.0%, 용제：KF-96L-1CS(신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, IP솔벤트 1620(이데미츠 코우산 제) 82.5%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
(비교예 4)
실리콘알콕시올리고머：KR-500(신에쓰카가쿠코우교 제) 10.0%, 촉매：DX-9740(알루미늄계, 신에쓰카가쿠코우교 제) 1.0%, 변성 실리콘：X-22-160 AS(양 말단 카르비놀타입, 신에쓰카가쿠코우교 제) 5.0%, 용제：IP솔벤트 1620(이데미츠코우산 제) 84.0%로 이루어지는 코팅제를 얻었다.
[표 1]
Figure pat00003
(표1)
A: 실리콘알콕시올리고머, B:촉매, C:변성실리콘, D: 실란커플링제, E:용제
각 코팅액에 대해서는, 이하에 나타내는 바와 같은 방법으로 기재(其材)에 처리하고, 각 평가 항목에 대해서는, 이하에 나타내는 방법과 결과로 판정하여, 표 1에 정리했다.
아크릴-멜라민계 수지로 이루어지는 자동차용 도료를 베이스 코트와 톱 코트의 적층 형태로 소부도장(baking finish)하여 제작한 도장판 표면에, 각 코팅액을 함침시킨 크로스를 이용하여 균일하게 처리했다. 처리 후 5분간 상온에서 건조시키고, 새로운 크로스로 얼룩이 없게 닦아내어 마무리하고, 다시 1주간 상온하에서 건조시켰다.
(초기 성능 평가)
(미끄러짐성)
시판되는 타올로 코팅 처리 표면을 문지름으로써, 처리 표면의 미끄러짐성을 확인하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：표면이 매끈매끈하여 잘 미끄러짐
○：약간 매끈거리는 감은 떨어지지만 미끄러짐
△：매끈거리는 감이 별로 없어 미끄러지기 어려움
×：미끄러짐이 나빠 걸림
(내찰상성)
시판되는 타올로 코팅 처리 표면을 문지름으로써, 처리 표면의 내찰상성을 확인하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：상처가 거의 눈에 띄지 않음
○：약간의 상처가 있지만 별로 눈에 띄지 않음
△：상처가 눈에 띔
×：상처가 많이 있음
(발수성(撥水性))
코팅 처리 표면의 물이 튕겨나가는 모습을, 접촉각계(接觸角計)를 이용하여 물의 접촉각을 측정하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：95°이상
○：90° 이상 94° 이하
△：85° 이상 89° 이하
×：84° 이하
(활수성)
코팅 처리 표면의 물방울이 미끄러지는 모습을, 접촉각계를 이용하여 물이 미끄러져 떨어지는 각을 측정하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：25° 이하
○：26° 이상 30° 이하
△：31° 이상 35° 이하
×：36° 이상
(내구성 평가)
「JIS K2396 9.12 발수 지속성의 평가」를 참고로 내구성을 확인했다. 세정 액은 탄산나트륨과 도데실벤젠설폰산 나트륨에 의해 조제(調製)(pH11)하고, 500g의 하중에 마이크로크로스를 감아, 세정기 시험기로 500 왕복 세정 후의 표면 미끄러짐성, 내찰상성, 발수성, 활수성의 내구성을, 초기 성능 평가와 마찬가지로 확인했다. 또, 500 왕복 세정 후의 마이크로 크로스에 의한 상처도 확인했다.
(미끄러짐 내구성)
시판되는 타올로 세정 후의 코팅 처리 표면을 문지름으로써, 처리 표면의 미끄러짐성을 확인하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：표면이 매끈매끈하여 잘 미끄러짐
○：약간 매끈거리는 감은 떨어지지만 미끄러짐
△：매끈거리는 감이 별로 없어 미끄러지기 어려움
×：미끄러짐이 나빠 걸림
(내찰상 내구성)
시판되는 타올로 세정 후의 코팅 처리 표면을 문지름으로써, 처리 표면의 내찰상성을 확인하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：상처가 거의 눈에 띄지 않음
○：약간 상처가 있지만 별로 눈에 띄지 않음
△：상처가 눈에 띔
×：상처가 많이 있음
(발수 내구성)
코팅 처리 표면의 물이 튕겨나가는 모습을, 접촉각계를 이용하여 물의 접촉각을 측정하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：95° 이상
○：90° 이상 94° 이하
△：85° 이상 89° 이하
×：84° 이하
(활수 내구성)
코팅 처리 표면의 물방울이 미끄러지는 모습을, 접촉각계를 이용하여 물이 미끄러져 떨어지는 각을 측정하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：25° 이하
○：26° 이상 30° 이하
△：31° 이상 35° 이하
×：36° 이상
(세정에 의한 상처 확인)
세정기 시험기에서 내구성 확인 시험에 있어서, 500 왕복 세정 후의 코팅 처리 표면의 모습을 마이크로스코프에 의해 50배로 확대하여 확인하여, 이하와 같이 평가했다.
◎：거의 상처는 눈에 띄지 않는다.
○：얕은 상처가 약간 보인다.
△：상처가 많이 보인다.
×：표면이 하얗게 되고(白化) 있다.
[표 2]
Figure pat00004

상기의 표에 의해, 실시예에 나타낸 코팅제는, 참고예에 비하여 우수한 초기 성능을 나타냄으로써, 디카르비놀로 변성된 실리콘 오일이 매우 우수함이 나타났다.
또, 비교예에 비해 내구성능이 우수함으로써, 실란커플링제가, 매우 우수한 고정화제(固定化劑)로서 작용하고 있는 것을 알 수 있다.
산업상의 이용 가능성
본 발명의 차량용 코팅제는, 발수성에 있어서도, 미끄러짐성, 찰상성에 있어서도, 발수성, 활수성에 있어서도 우수한 특성을 기지며, 차량의 도장 표면을 오랫동안 보호할 수 있기 때문에, 산업상 지극히 이용 가능성이 높은 것이다.

Claims (5)

  1. 실리콘알콕시올리고머와 경화 촉매와 분자의 어느 한쪽 말단에 카르비놀 변성기를 가지는 실리콘 오일과 실란커플링제와 용제로 이루어지고, 상온에서 경화 피막을 형성시키는 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    카르비놀 변성기가 디카르비놀인 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    실란커플링제가 말단 이소시아네이트를 가지는 실란커플링제 혹은 말단 글리시딜에테르기를 가지는 실란커플링제인 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실리콘알콕시올리고머 3.0~15.0질량부, 촉매 0.1~2.0질량부, 변성 실리콘 오일, 1.0~10.0질량부, 실란커플링제 0.1~1.5질량부, 잔부가 용제인 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    경화 촉매가 알루미늄계 혹은, 티탄계이며, 용제가 이소파라핀계 용제 혹은 이소파라핀계 용제에 소량의 실리콘계 용제를 첨가한 것을 특징으로 하는 도장 표면을 보호하는 차량용 코팅제.
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