KR20150034574A - 분체도료 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

분체도료 조성물 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 분체도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 및 안료 1 ~ 5 중량부를 포함한다. 상기 분체도료 조성물의 제조 방법은, 폴리에틸렌을 무수말레인산으로 변성시켜 변성 폴리에틸렌을 형성하는 단계, 상기 변성 폴리에틸렌을 접착성 수지물, 결합 바인더, 및 안료와 혼합한 후 압출하여 접착수지를 형성하는 단계, 및 상기 접착수지를 분쇄하여 분체 도료를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

분체도료 조성물 및 그 제조 방법{POWDER COATING COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 분체도료 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
분체도료는 용제를 사용하지 않고 분말 상태에서 도장하고 가열하여 용융시켜 도막을 형성하는 도료이다. 최근에 자동차 부품을 코팅하는데 에폭시 분체도료가 사용되고 있다. 그러나, 상기 에폭시 분체도료는 브레이크 오일에 노출되는 경우 도막이 연화되어 도막이 박리되거나 소광 및 외관 불량 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 노볼락 에폭시와 같은 다관능성 에폭시 수지가 제안되고 있으나 상기 다관능성 에폭시 수지는 제조 공정이 복잡하고 가격이 비싸다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 물성이 우수하고 비중이 낮은 분체도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 상기 분체도료 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 분체도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 및 안료 1 ~ 5 중량부를 포함한다. 상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔스티렌, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 결합 바인더는, 부타디엔러버를 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 무수말레인산으로 변성시켜 형성될 수 있다.
상기 분체도료 조성물은, 흐름성 개선제, 산화방지제, 및 자외선 안정제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 분체도료 조성물은 녹는점이 100 ~ 180℃이고, 용융흐름지수가 5 ~ 40g/10분(190℃/230℃, 2.16kg)이며, 비중이 0.93 ~ 0.97일 수 있다.
상기 분체도료 조성물은 자동차 부품을 코팅하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 분체도료 조성물의 제조 방법은, 폴리에틸렌을 무수말레인산으로 변성시켜 변성 폴리에틸렌을 형성하는 단계, 상기 변성 폴리에틸렌을 접착성 수지물, 결합 바인더, 및 안료와 혼합한 후 압출하여 접착수지를 형성하는 단계, 및 상기 접착수지를 분쇄하여 분체 도료를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔스티렌, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 결합 바인더는, 부타디엔러버를 포함할 수 있다.
상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 변성 폴리에틸렌을 형성하는 단계는, 상기 폴리에틸렌에 과산화물을 첨가하는 단계와, 상기 무수말레인산을 상기 폴리에틸렌에 그라프트시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착수지는, 상기 변성 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 상기 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 상기 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 및 상기 안료 1 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 접착수지는, 흐름성 개선제, 산화방지제, 및 자외선 안정제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌과 상기 접착수지는 180 ~ 230℃의 압출 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 접착수지는 형성된 후 분쇄되기 전에 건조 및 숙성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 분체도료는 기계적, 화학적 물성이 우수하고 금속 표면과의 접착력이 우수하다. 특히 내식성 및 내오일성이 우수하여 자동차 부품을 코팅하는데 적합하다. 또, 상기 분체도료는 비중이 낮아 단위질량 당 도포 면적이 넓다. 따라서, 종래의 분체도료에 비하여 작은 양으로도 넓은 면적을 도포할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체도료 조성물의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
분체도료 조성물의 제조 방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체도료 조성물의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 상기 분체도료 조성물의 제조 방법은, 변성 폴리에틸렌 형성 단계(S10), 접착수지 형성 단계(S20), 및 분체도료 형성 단계(S30)를 포함할 수 있다.
폴리에틸렌을 무수말레인산으로 변성시켜 변성 폴리에틸렌을 형성한다(S10).
상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low density polyethylene), 및 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE, linear low density polyethylene) 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리에틸렌에 과산화물(peroxide)과 무수말레인산(MAH, maleic anhydride)이 첨가된다. 상기 과산화물에 의해 상기 폴리에틸렌의 에틸렌 결합이 끊어져서 라디칼이 형성되고, 상기 무수말레인산이 상기 폴리에틸렌에 그라프트된다. 상기 그라프트 반응에 의해 상기 무수말레인산이 상기 폴리에틸렌에 그라프트되어 극성기를 갖는 변성 폴리에틸렌이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에틸렌 92 ~ 98중량부, 무수말레인산 1 ~ 10중량부, 과산화물인 디큐밀 퍼옥사이드 0.2 ~ 3중량부를 혼합하여 180 ~ 230℃의 2축 압출기에서 압출제립하여 펠렛 형태의 변성 폴리에틸렌이 형성될 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌을 접착성 수지물, 결합 바인더, 및 안료를 혼합한 후 압출하여 접착수지를 형성한다(S20).
상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 스티렌부타디엔스티렌(SBS, styrene butadiene styrene), 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌(SEBS, styrene ethylene butadiene styrene) 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 결합 바인더는 부타디엔러버(BR, butadiene rubber)를 포함할 수 있다. 상기 결합 바인더는 분체도료의 열 접착시 금속 표면과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 접착수지를 형성하기 위해 흐름성 개선제, 산화방지제, 및 자외선 안정제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제가 더 혼합될 수 있다.
상기 접착수지는 상기 변성 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 상기 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 상기 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 상기 안료 1 ~ 5 중량부, 상기 흐름성 개선제 0.1 ~ 3중량부, 상기 산화방지제 0.1 ~ 3중량부, 및 상기 자외선 안정제 0.1 ~ 3중량부를 포함할 수 있다.
상기 압출은 180 ~ 230℃의 2축 압출기에서 수행될 수 있고, 펠렛 형태의 접착수지가 형성될 수 있다.
상기 접착수지는 압출된 후 건조 및 숙성될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착수지는 70℃에서 24시간, 20℃에서 48시간 건조 및 숙성될 수 있다.
상기 접착수지를 분쇄하여 분체도료를 형성한다(S30).
상기 접착수지를 기류형 미분쇄기, 에어 제트 밀 등으로 분쇄하여 평균입자크기가 100 ~ 150㎛인 도료입자가 형성될 수 있다. 상기 도료입자를 체로 걸러 최대입자크기가 300㎛ 이하인 도료입자를 포함하는 분체도료가 형성될 수 있다.
분체도료 조성물
본 발명의 실시예들에 따른 분체도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 안료 1 ~ 5 중량부, 흐름성 개선제 0.1 ~ 3중량부, 산화방지제 0.1 ~ 3중량부, 및 자외선 안정제 0.1 ~ 3중량부를 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 무수말레인산으로 변성시켜 형성될 수 있다.
상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔스티렌, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 결합 바인더는, 부타디엔러버를 포함할 수 있다. 상기 결합 바인더는 분체도료의 열 접착시 금속 표면과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 분체도료는 녹는점이 100 ~ 180℃이고, 용융흐름지수가 5 ~ 40g/10분(190℃/230℃, 2.16kg)일 수 있다. 또, 상기 분체도료는 비중이 0.93 ~ 0.97로 종래의 에폭시 분체도료의 비중(1.3 ~ 1.6)보다 낮아 분체도료 kg 당 도포 면적이 넓어 경제적이다. 또, 상기 분체도료는 내식성 및 내오일성이 우수하고 금속과의 접착력이 우수하여, 자동차 부품 등을 코팅하는데 사용될 수 있다.
실시예
고밀도 폴리에틸렌에 무수말레인산을 그라프트시켜 형성된 변성 폴리에틸렌 25중량부, 접착성 수지물로 저밀도 폴리에틸렌 20중량부, 선형저밀도 폴리에틸렌 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 25중량부, 스틸렌에틸렌부타디엔스틸렌 8중량부, 결합바인더로 부타디엔러버 5중량부, 카본블랙 마스터 배치 안료 2중량부, 흐름성 개선제 1,000ppm, 자외선 안정제 1,000ppm을 혼합하여 2축 압출기를 이용하여 180 ~ 230℃의 온도로 압출반응시켜 접착수지를 형성하고, 이를 분쇄하여 최대입자크기 300㎛ 이하의 분체도료를 제조하였다.
100×70×3mm 철판을 200℃, 300℃, 350℃의 온도별로 예열하여 유동침적코팅하여 시험편을 제조하여 아래와 같은 방법으로 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
부착성 : ASTM D3359, 1mm 간격 11줄 교차 절단 후 테이프 박리
광택성 : ASTM D523, 60°광택도
충격성 : ASTM D2793, 듀퐁 충격 시험기, 1kg 30cm
굴곡성 : ASTM D552, 만드렐 바(Mandrel bar)
신장성 : ASTM D2486 에릭센(Erichsen) 시험기
내식성 : ASTM B117, 내염수분무성, 500시간
내오일성 : 브레이크 오일 24시간 침적 후 백열 수은등 아래 24시간 방치 후 외관 확인
예열 온도
200℃ 300℃ 350℃
부착성 100/100 100/100 100/100
광택성 52.1 65.4 78.4
충격성 이상없음 이상없음 이상없음
굴곡성 이상없음 이상없음 이상없음
신장성 3mm 6mm 이상 6mm 이상
내식성 불량 이상없음 이상없음
내오일성 불량 이상없음 이상없음
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 분체도료는 부착성, 광택성, 충격성, 굴곡성, 신장성. 내식성, 내오일성 등의 기계적, 화학적 물성이 우수함을 알 수 있다. 따라서, 상기 분체도료는 자동차 부품 중 내식성이 요구되는 코일 스프링(coil spring), 스태빌라이저 바(stabilizer bar), 토션 바(torsion bar) 등에 적용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관심에서 고려 되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부;
    접착성 수지물 40 ~ 70중량부;
    결합 바인더 5 ~ 10중량부; 및
    안료 1 ~ 5 중량부를 포함하며,
    상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔스티렌, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 결합 바인더는, 부타디엔러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변성 폴리에틸렌은,
    고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 무수말레인산으로 변성시켜 형성된 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    흐름성 개선제, 산화방지제, 및 자외선 안정제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 분체도료 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분체도료 조성물은 녹는점이 100 ~ 180℃이고, 용융흐름지수가 5 ~ 40g/10분(190℃/230℃, 2.16kg)이며, 비중이 0.93 ~ 0.97인 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분체도료 조성물은 자동차 부품을 코팅하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물.
  6. 폴리에틸렌을 무수말레인산으로 변성시켜 변성 폴리에틸렌을 형성하는 단계;
    상기 변성 폴리에틸렌을 접착성 수지물, 결합 바인더, 및 안료와 혼합한 후 압출하여 접착수지를 형성하는 단계; 및
    상기 접착수지를 분쇄하여 분체 도료를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 접착성 수지물은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 스티렌부타디엔스티렌, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 결합 바인더는, 부타디엔러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 변성 폴리에틸렌을 형성하는 단계는,
    상기 폴리에틸렌에 과산화물을 첨가하는 단계와,
    상기 무수말레인산을 상기 폴리에틸렌에 그라프트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착수지는,
    상기 변성 폴리에틸렌 15 ~ 35중량부, 상기 접착성 수지물 40 ~ 70중량부, 상기 결합 바인더 5 ~ 10중량부, 및 상기 안료 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접착수지는, 흐름성 개선제, 산화방지제, 및 자외선 안정제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 변성 폴리에틸렌과 상기 접착수지는 180 ~ 230℃의 압출 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 접착수지는 형성된 후 분쇄되기 전에 건조 및 숙성되는 것을 특징으로 하는 분체도료 조성물의 제조 방법.

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KR101648407B1 (ko) * 2015-09-25 2016-08-16 주식회사 투에이취켐 논슬립 열가소성 분체 도료
KR101655931B1 (ko) * 2015-09-24 2016-09-08 주식회사 투에이취켐 하이브리드 분체 도료
CN109776912A (zh) * 2018-12-25 2019-05-21 浙江瑞堂塑料科技股份有限公司 一种高附着的可喷涂聚乙烯复合材料及其制备方法

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