KR20150071907A

KR20150071907A - 이액형 비철금속 코팅제

Info

Publication number: KR20150071907A
Application number: KR1020130159027A
Authority: KR
Inventors: 윤성호; 김남진
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한국무사시도료주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-29

Abstract

본 발명은 이액형 비철금속 코팅제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 수지가 포함된 하도조성물과, 아크릴폴리올 수지, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함된 상도조성물로 이루어진 2액형 비철금속 코팅제에 관한 것이다.
본 발명의 코팅제는 마그네슘, 알루미늄, 티탄과 같은 비철금속 기재에 적용되어, 기재와 경화도막 간의 부착성이 우수함은 물론이고 내스크래치성 등의 도막 물성이 우수하고, 칼라 및 광택 조절이 가능한 장점이 있다.

Description

이액형 비철금속 코팅제{Two-part coating composition for non-ferrous metal}

본 발명은 이액형 비철금속 코팅제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에스테르 수지가 포함된 하도조성물과, 아크릴폴리올 수지, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함된 상도조성물로 이루어진 2액형 비철금속 코팅제에 관한 것이다.

도료는 피코팅체의 표면에 코팅되어 피막을 형성함으로써 피코팅체의 표면을 보호하는 물질로서, 피코팅체에 대한 부착성, 피코팅체의 보호성, 또는 미관 등이 요구된다.

도료의 구성성분을 살펴보면, 피막의 주성분이 되는 전색제인 수지, 피막의 형성에 관여하면서 도료의 분산, 건조 및 경화 등을 제어하기 위한 첨가제, 그리고 도료가 피코팅체의 표면에 코팅되도록 하는 용제를 포함한다. 이러한 도료는 적용되는 피코팅체의 재질 또는 표면의 상태 등에 부합하도록 개발되어야 한다.

최근에는 마그네슘, 알루미늄, 티탄 또는 이들의 합금과 같은 비철금속의 피코팅체에 적용되는 도료의 수요가 급증되고 있는 추세이다. 상기 비철금속류는 난부착성 기재이므로 비철금속류에 강한 부착성을 가지면서도 도막 흠집, 스크래치에 대응할 수 있도록 높은 경도를 가지는 코팅제 개발에 대한 요구가 갈수록 강해지는 추세이다.

이러한 추세에 부응하여 최근 들어 다양한 기술적 진보가 이루어지고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0967713호에는 비철금속 표면을 산으로 에칭한 후에 아크릴수지가 포함된 도료로 도장하여 비철금속 기재에 대한 도료의 부착성을 향상시키는 방법이 제안되어 있다. 상기 발명에서는 산의 높은 부식력을 이용하여 비철금속 표면을 에칭하여 경화 도막이 소재 표면으로 일부 침투하도록 함으로써, 경화 도막과 비철금속 소재 간의 물리적 결합을 구현하고자 하는 것이다. 하지만, 이러한 산의 에칭 효과를 이용한 도막 부착 방법은 유기재료로 구성된 아크릴수지 조성물 내에서 일시적인 초기 부착에는 효과를 발휘하는 장점은 있으나, 무기물인 산의 특성상 단순한 첨가방식으로 도료에 도입되는 경우 시간이 경과함에 따라 도막 내에서 유기물 성분으로부터 상분리 되어 침출 되는 등 오히려 도막과 소재의 분리를 가속화시키는 단점을 가진다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0990724호에는 글리시딜기를 함유한 아크릴공중합체에 인산을 첨가하여 글리시딜과 인산의 반응에 의해 인산기가 골격쇄에 도입된 아크릴수지를 비철금속 코팅에 사용하는 기술이 개시되어 있다. 상기 발명에서와 같이 글리시딜기가 부가된 폴리올을 중간체로 준비하는 예비단계를 거친 후 인산을 도입할 경우, 균일한 반응을 달성하기가 매우 어려우며, 이로 인해 합성되는 수지의 최종 재현 반복성이 매우 취약하여 상업화를 위한 양산 안정성을 달성하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2013-0013452호에는 수평균분자량 13,000∼14,000, 유리전이온도 50∼60℃ 및 수산기가 145∼155 mgKOH인 제1아크릴폴리올 수지; 수평균분자량 10,000∼12,000, 유리전이온도 60∼70℃ 및 수산기가 110∼130 mgKOH인 제1아크릴폴리올 수지; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB) 수지가 포함된 상도용 투명 도료 조성물이 개시되어 있다. 상기 발명에서는 분자량, 유리전이온도, 수산기가가 서로 다른 아크릴폴리올 수지를 혼용하고, 상온에서의 건조속도를 향상시키기 위해 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB) 수지를 사용하여 VOC 발생을 감소시키는 동시에 상온에서의 자연 건조가 가능하도록 하는 효과를 얻고 있다. 하지만 비철금속 코팅 후 가공 시 도막이 깨지는 문제점이 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 내장부품의 고급화에 따른 비철금속 소재의 부품이 증가하고 있지만, 이러한 비철금속 소재는 표면의 경도, 내스크래치성 등이 현저히 떨어지고 광택/칼라 등이 조절하기 힘들어 그대로 내장부품에 적용하기는 어렵다. 따라서 당업계에서는 비철금속 소재의 피코팅체에 도포되어 내스크래치성 등의 도막물성이 우수하면서 칼라 및 광택 조절이 가능한 코팅제의 개발이 시급히 요구되고 있다.

본 발명은 비철금속의 피코팅체에 강한 부착성을 가지면서도 도막 흠집, 스크래치에 대응할 수 있도록 높은 경도를 가지며, 칼라 및 광택 조절이 가능한 이액형 코팅제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 비철금속 피코팅체에, 상기한 코팅제가 도포된 도막을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은 (A1)폴리에스테르 수지가 포함된 하도조성물; 및 (B1)아크릴폴리올 수지, (B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 (B3)폴리에틸렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이의 혼합물로부터 선택된 수지가 포함된 상도조성물; 로 이루어진 2액형 비철금속 코팅제를 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 하도조성물에 포함되는 (A1)폴리에스테르 수지가 중량평균분자량이 11,000∼13,000이고, 유리전이온도가 15∼25℃인 것일 수 있다.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 의하면, 상기 하도조성물은 상기 (A1)폴리에스테르 수지 25∼30 중량%에 방향족 탄화수소류, 에스테르류 및 케톤류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제 69∼74 중량%와 통상의 첨가제 0.1∼2 중량%가 포함될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 상도조성물에는 주 수지로서 (B1-1)중량평균분자량이 30,000∼37,000이고, 유리전이온도가 70∼80℃이고, 수산기 함량이 20∼30%인 제1아크릴폴리올 수지; (B1-2)중량평균분자량이 10,000∼17,000이고, 유리전이온도가 50∼60℃이고, 수산기 함량이 10∼20%인 제2아크릴폴리올 수지; (B2)중량평균분자량이 25,000∼35,000이고, 유리전이온도가 110∼120℃인 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지; 및 (B3)중량평균분자량이 1,000∼3,000 범위인 폴리에틸렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이의 혼합물로부터 선택된 수지가 포함될 수 있다.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 의하면, 상기 상도조성물에는 (B1-1)제1아크릴폴리올 수지 10∼20 중량%; (B1-2)제2아크릴폴리올 수지 1∼10 중량%; (B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 1∼10 중량%; (B3)폴리에틸렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이의 혼합물로부터 선택된 수지 1∼5 중량%; 폴리이소시아네이트 프리폴리머 경화제 15∼25 중량%; 방향족 탄화수소류, 에스테르류, 케톤류 및 에테르류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제 45∼65 중량%; 및 통상의 첨가제 0.1∼10 중량%; 가 포함될 수 있다.

본 발명의 보다 더 바람직한 구현예에 의하면, 상기 2액형 비철금속 코팅제는 알루미늄의 비철금속 피코팅체에 적용될 수 있다.

본 발명의 코팅제는 비철금속의 피코팅체에 강한 부착성을 가지고 있으며, 내스크래치성, 내약품성, 내습성, 내광성이 우수한 효과를 가지고 있다.

특히, 알루미늄 금속의 경우 표면 경도가 무르고 내스크래치성이 좋지 않아서 부품 생산 공정에서 프레스, 인서트 사출 등의 공정을 거치는 동안에 부품 표면이 손상될 위험이 큰데, 본 발명의 코팅제를 도포하였을 경우 이러한 스크래치 등의 표면 손상을 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 코팅제는 비철금속 피코팅체에 도포되어 금속 표면의 광택 및 칼라 조절이 가능하다. 금속은 함유된 성분의 종류와 양에 따라 고유의 광택 및 색상을 가지며, 그것은 금속의 물성(항복강도, 신율 등)과 직접적인 연관성을 갖는다. 금속 표면에 다양한 패턴을 부여하기 위해서는 금속 표면의 광택 및 색상이 중요한 변수로 작용하는데, 코팅제 내에 광택 조절제 또는 칼라 안료를 배합하여 도포 시, 원하는 광택 및 색상으로 조절 가능하며, 이를 통해 내장부품 고급화가 가능하다.

따라서 본 발명의 코팅제는 비철금속 소재의 자동차 내장부품 코팅제로 유용하다.

도 1은 본 발명의 이액형 코팅제가 도포된 도막(실시예 1)과 종래의 플라스틱 피코팅체에 적용된 이액형 코팅제가 도포된 도막(비교예 4)에 대하여, 내스크래치성을 비교한 사진이다.
도 2는 본 발명의 이액형 코팅제가 도포된 도막(실시예 1)과 종래의 플라스틱 피코팅체에 적용된 이액형 코팅제가 도포된 도막(비교예 4)에 대하여, 내광성을 비교한 사진이다.

본 발명은 상도조성물과 하도조성물로 구성된 2액형 비철금속 코팅제에 관한 것이다.

본 발명의 코팅제를 구성하는 하도조성물은 비철금속 피코팅체와 상도 도막과의 부착력을 향상시키는 것을 주요 목적으로 사용된다. 이에 본 발명에서는 하도조성물을 구성하는 주 수지성분으로 폴리에스테르 수지를 사용하여 비철금속 피코팅체에 대한 부착력을 향상시키는 효과를 얻고 있으며, 특히 알루미늄 피코팅체에 대한 부착력이 우수하다. 통상의 첨가제로서 표면조정제 및 분산제를 본 발명의 하도조성물에 첨가하게 되면 보다 도막의 고른 접착력을 구현할 수 있다.

본 발명의 코팅제를 구성하는 상도조성물은 하도 상층부에 도포되어 비철금속 표면을 보호함은 물론이고 코팅체의 칼라변색 및 오염을 방지하는 것을 주요 목적으로 사용된다. 이에 본 발명에서는 상도조성물을 구성하는 주 수지성분으로 아크릴폴리올 수지, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함시켜 상도도막의 내스크래치성, 내약품성, 내습성, 내열성, 내광성, 내마모성 등의 물성을 향상시키는 효과를 얻는다. 통상의 첨가제로서 합성 무정형 실리카를 첨가하면 상도 도막에 소광 효과 및 내스크래치성 보완할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 2액형 비철금속 코팅제에 대해서는 각 구성성분을 중심으로 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

본 발명의 2액형 비철금속 코팅제를 구성하는 하도조성물은 (A1)폴리에스테르 수지; 방향족 탄화수소류, 에스테르류 및 케톤류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제; 및 통상의 첨가제를 포함하고 있다.

(A1)폴리에스테르 수지는 하도조성물에 포함되는 주 수지성분으로, 중량평균분자량이 11,000∼13,000이고, 유리전이온도가 15∼25℃인 것을 사용한다. 하도는 비철금속 기재와 상도도막에 대한 부착성이 우수하여야 하므로, 본 발명에서는 하도용 수지로 상기한 폴리에스테르 수지를 사용한 것이다. 폴리에스테르 수지는 하도조성물 중에 25∼30 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 25 중량% 미만이면 기재 및 상도도막간의 부착력이 약할 수 있고, 30 중량%를 초과하면 도막의 외관(leveling)이 불량하고 경도가 저하될 수 있다.

하도조성물에는 도료의 흐름성 향상과 수지 용해성 향상을 목적으로 용제를 포함시킬 수 있다. 용제로는 방향족 탄화수소류, 에스테르류 및 케톤류로 이루어진 군으로부터 선택된다. 방향족 탄화수소계 용제로는 크실렌, 톨루엔 등을 사용할 수 있고, 에스테르계 용제로는 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트 등을 사용할 수 있고, 케톤계 용제로는 아세톤, 메틸이소아밀케톤, 메틸아밀케톤 등을 사용할 수 있다. 이들 용제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 용제는 하도조성물 중에 69∼74 중량% 범위로 포함될 수 있으며, 바람직하기로는 방향족탄화수소류 30∼40 중량%, 에스테르류 1∼10 중량% 및 케톤류 30∼40 중량%로 이루어진 혼합용제를 사용하는 것이다.

하도조성물은 통상의 첨가제를 0.1∼2 중량% 범위로 포함할 수 있다. 첨가제로서는 대표적으로 표면조정제, 분산제가 포함될 수 있으며, 그 밖에도 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 포함시킬 수도 있다.

상기 표면조정제로는 폴리에테르 변성 폴리실록산 및 폴리아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 하도조성물 중에 0.1∼1 중량% 범위로 포함될 수 있다. 표면조정제를 하도조성물에 포함시킴으로써 건조과정에서 도막표면으로 배향하여 도막의 표면장력을 균일화하여 색얼룩이나 분화구를 방지할 수 있다.

상기 분산제로는 당분야에서 널리 사용되고 있는 저분자량 습윤형 분산제가 사용될 수 있으나, 본 발명이 상기 분산제로 한정된 것은 아니다. 분산제는 하도조성물 중에 0.1∼1 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 분산제는 하도조성물에 또다른 첨가제로 포함될 수 있는 안료 및 기타 첨가제를 도료내분산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 2액형 비철금속 코팅제를 구성하는 상도조성물은 주 수지성분으로서 (B1)아크릴폴리올 수지, (B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 (B3)폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체; 방향족 탄화수소류, 에스테르류, 케톤류 및 에테르류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제; 및 통상의 첨가제를 포함하고 있다.

또한, (B1)아크릴폴리올 수지는 내약품성, 내마모성, 표면경도를 향상시켜 도막에 내구성을 부여해주는 목적으로 사용하며, 본 발명에서는 분자량, 유리전이온도, 수산기가가 서로 다른 제1아크릴폴리올 수지와 제2아크릴폴리올 수지를 혼용한다.

(B1-1)제1아크릴폴리올 수지는 중량평균분자량이 30,000∼37,000이고, 유리전이온도가 70∼80℃이고, 수산기 함량이 20∼30%인 아크릴폴리올 수지이다. 제1아크릴폴리올 수지는 상도조성물 중에 10∼20 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 10 중량% 미만이면 유연성 및 레벨링 효과가 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 하도에 대한 밀착력이 저하되고 도막의 표면물성이 떨어지는 문제가 있다.

(B1-2)제2아크릴폴리올 수지는 중량평균분자량이 10,000∼17,000이고, 유리전이온도가 50∼60℃이고, 수산기 함량이 10∼20%인 아크릴폴리올 수지이다. 제2아크릴폴리올 수지는 상도조성물 중에 1∼10 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 1 중량% 미만이면 하도에 대한 밀착력이 저하되고 도막의 표면물성이 떨어지는 문제가 있고, 10 중량%를 초과하면 유연성 및 레벨링 효과가 저하될 수 있다.

(B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB) 수지는 아크릴 수지의 보조 수지로서, 안료 및 첨가제의 분산성을 확보하고 표면 가교 밀도를 향상시키는 목적으로 사용한다. CAB 수지는 중량평균분자량이 25,000∼35,000이고, 유리전이온도가 110∼120℃인 것을 사용한다. CAB 수지는 상도조성물 중에 1∼10 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 1 중량% 미만이면 도장시에 도료 몰림 현상이 있을 수 있고, 10 중량%를 초과하면 유연성 및 레벨링 효과가 저하될 수 있다.

(B3)폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체는 도막 표면의 내마모성을 보완시킬 목적으로 사용하며, 중량평균분자량이 1,000∼3,000 범위인 것을 사용한다. 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체는 상도조성물 중에 1∼5 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 1 중량% 미만이면 도막 표면의 내마모성이 저하될 수 있고, 5 중량%를 초과하면 도막에 크랙이 발생할 수 있다.

상도조성물에는 경화제가 포함된다. 상기 경화제는 주 수지성분으로 포함된 아크릴폴리올 수지의 수산기와 반응하여 우레탄 결합을 형성하는 것으로, 폴리이소시아네이트 프리폴리머가 포함될 수 있다. 구체적으로 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트 등으로부터 선택되는 이소시아네이트 단량체를 예비중합 중합체로서 중량평균분자량이 900∼1,300 범위인 것을 사용한다. 경화제는 상도조성물 중에 15∼25 중량% 범위로 포함되는데, 그 함량이 15 중량% 미만이면 불완전한 경화로 인해 도막의 경도 및 건조성 등의 물성이 취약해질 수 있고, 25 중량%를 초과하면 경화반응이 과도하게 진행되어 부반응이 진행될 수 있다.

상도조성물에는 도료의 흐름성 향상과 수지 용해성 향상을 목적으로 용제를 포함시킬 수 있다. 용제로는 방향족 탄화수소류, 에스테르류, 케톤류 및 에테르류로 이루어진 군으로부터 선택된다. 방향족 탄화수소계 용제로는 크실렌, 톨루엔 등을 사용할 수 있고, 에스테르계 용제로는 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트 등을 사용할 수 있고, 케톤계 용제로는 아세톤, 메틸이소아밀케톤, 메틸아밀케톤 등을 사용할 수 있고, 에테르계 용제로는 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등을 사용할 수 있다. 이들 용제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 용제는 상도조성물 중에 45∼65 중량% 범위로 포함될 수 있으며, 바람직하기로는 방향족탄화수소류 15∼40 중량%, 에스테르류 10∼20 중량%, 케톤류 1∼10 중량% 및 에테르류 0.01∼1 중량%로 이루어진 혼합용제를 사용하는 것이다.

상도조성물은 통상의 첨가제를 0.1∼10 중량% 범위로 포함할 수 있다. 첨가제로서는 대표적으로 표면조정제, 경화촉매가 포함될 수 있다.

상기 표면조정제로는 폴리에테르 변성 폴리실록산 및 폴리아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상도조성물 중에 0.1∼1.5 중량% 범위로 포함될 수 있다. 표면조정제를 상도조성물에 포함시킴으로써 건조과정에서 도막표면으로 배향하여 도막의 표면장력을 균일화하여 색얼룩이나 분화구를 방지할 수 있다.

상기 경화촉매로는 테트라메틸부탄디아민, 비시클로옥탄, 디부틸틴디라우레이트, 트리에틸렌디아민, 징크옥토에이트 및 칼슘옥토에이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 경화촉매는 아크릴폴리올 수지와 이소시아네이트간의 경화반응을 촉진시키기 위해 사용된다. 경화촉매는 상도조성물 중에 0.01∼1 중량% 범위로 포함될 수 있다.

그 밖에도 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제로서 예를 들면 안료, 안료의 침방 방지를 위한 침전방지제, 빛에너지를 흡수를 방해하여 도막의 안정성을 확보하도록 하는 광안정제, 빛에너지를 열에너지로 변화시켜 방출하여 도막의 내광성을 향상시키는 광흡수제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1 및 비교예 1 ∼ 5

1) 하도조성물의 제조

폴리에스테르 수지(중량평균분자량 12,000, Tg 20℃) 28 중량%, 용제로서 톨루엔 30 중량%, 에틸아세테이트 10 중량%, 메틸아이소아민케톤 30 중량%, 첨가제로서 표면조정제(BYK-306 (BYK-CHEMIE)) 1 중량% 및 분산제(BYK-CHEMIE/DISPERBYK-142) 1 중량%를 혼합하여 하도조성물을 제조하였다.

2) 상도조성물의 제조

하기에 나타낸 조성성분을 하기 표 1의 배합비로 혼합하여 하도조성물을 제조하였다.

[조성성분]

① 주 수지

(B1-1)제1아크릴폴리올 수지(B1-1): ABL-853, DIC, 중량평균분자량(Mw) 35,000, 유리전이온도(Tg) 75℃이고, 수산기 함량 25%

(B1-2)제2아크릴폴리올 수지(B1-2): A-1006-45, DIC, 중량평균분자량(Mw) 15,000, 유리전이온도(Tg) 55℃, 수산기 함량 15%

(B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지: CAB-381-2, EASTMAN, 중량평균분자량(Mw) 30,000, 유리전이온도(Tg) 115℃

(B3)폴리에틸렌 : NEC-10, 흥양화학, 중량평균자량(Mw) 1,200

폴리에틸렌-프로필렌 공중합체: NEC-5, 흥양화학, 중량평균분자량(Mw) 1,500

② 경화제

폴리이소시아네이트 프리폴리머: 헥사메틸렌디아민을 중합한 프리폴리머, 중량평균분자량 1,100

③ 용제

방향족 탄화수소류: 톨루엔

에스테르류: 에틸아세테이트

케톤류: 디이소부틸케톤

에테르류: 디에틸에테르

④ 첨가제

표면조정제: BYK-306 (BYK-CHEMIE)

경화촉매: BORCHI KAT-32 (OMG)

침전방지제: 디스파론 (쿠스모토)

광안정제: T-123 (BASF)

광흡수제: T-400 (BASF)

안료(합성 무정형 실리카): TSC (E-220A)

구 분			조성비(중량%)
			실시예 1	비교예
			실시예 1	1	2	3	4
수지	아크릴 폴리올 수지	B1-1	15	0	0	0	0
	아크릴 폴리올 수지	B1-2	5	28	30	30	40
	셀룰로오스 아세테이트 부티레이트		2	2	2	2	-
	폴리에틸렌		1	0	0	0	0
	폴리에틸렌-프로필렌 공중합체		1	1	0	0	1
경화제	폴리이소시아네이트 프리폴리머		20	8	20	20	20
용제	방향족 탄화수소류		20.9	0	0	0	0
	에스테르류		15	34.9	25	30	17.9
	케톤류		10	15	11.9	6.9	10
	에테르류		0.1	0	0	0	0
	알코올류		0	0.1	0.1	0.1	0.1
첨가제	표면조정제		1	1	1	1	1
	경화촉매		0.5	1	1	1	1
	침전방지제		0.5	1	1	1	1
	광안정제		1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	광흡수제		1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
	안료		5	5	5	5	5
합량(중량%)			100	100	100	100	100

[실험예]

상기 실시예 1 및 비교예 1∼4에서 제조된 하도조성물은 스프레이건을 사용하여 알루미늄 피코팅체에 분무 도포하여 하도도막을 형성하였다. 그리고, 상기 하도도막 위에 상기 표 1에 나타낸 조성을 가지는 상도조성물을 스프레이건을 사용하여 분무 도포하여 하도 및 상도의 2층 층구조를 가지는 도막을 형성하였다. 제조된 도막은 하기의 평가방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[평가방법]

(1) 초기부착성: ISO 2409또는 JIS K 5600-5-6에 따라 테이프 박리시험을 실시하였다.

(2) 내스크래치성: JIS K 6718에 따라 공시품 또는 이것과 동등한 조건으로 제조된 시험편의 표면을 0.5 kgf, 100 mm/sec의 조건으로 긁은 후 표면 상태를 관찰하였다.

(3) 내 썬크림성: 아크릴판(50 mm X 50 mm)에 같은 크기의 백면포 2장을 겹쳐 올린 후 썬크림 0.25 g을 전면(全面)에 도포하였다. 썬크림 도포부위를 공시품 위에 올리고 아크릴판을 눌러 밀착시켰다. 80±2℃의 항온조 내에 1시간 방치한 후 꺼내어, 백면포와 아크릴판을 제거하였다. 10∼15분 정도 실온에 방치한 후 중성세제로 씻어내고 건조하였다. 건조된 도막의 표면상태를 조사하고, 즉시 상기의 스크래치 시험 부착성 시험을 실시하였다.

(4) 내약품성: 가솔린, 엔진오일, 왁스, 그리스, 유리세정제, 알콜을 사용하여 약 4.9 N(0.5 kgf)의 힘으로 10회 왕복하여 도막의 표면을 문질러 외관을 육안으로 조사하였다. 이후 실온에서 1시간 방치하였고, 80±2℃ 조건의 항온 챔버 내에 3시간 방치 후 꺼내어 도막의 표면 상태를 조사하였다.

(5) 내습성: 50℃, 95%RH, 168시간의 조건에 샘플을 방치한 후 꺼내어 실온에서 다시 1시간 방치한 다음, 표면상태를 조사하고 부착성 시험을 실시하였다.

(6) 내열성: 90℃, 300시간의 조건에 샘플을 방치 후 꺼내어 실온에서 1시간 방치 후 표면 상태를 조사하고 부착성 시험을 실시하였다.

(7) 내광성: ISO 105, JIS L 0843, ASTM D 6695, SAE J 1885, SAE J 2412에 규정하는 제논 아크 램프를 이용하여, 89±3℃, 50±5 %RH 조건 및 0.55±0.02 W/(㎡㎚)[340 nm] 또는 65.5±2.5 W/㎡[300 400 nm]의 조도로, 700 KJ/㎡[340 nm] 또는 84 MJ/㎡[300 400 nm]의 광량을 샘플 표면에 조사 후, 표면상태를 조사하고 부착성 평가를 실시하였다.

(8) 내마모성: 1 kgf 하중, 60 rpm 속도의 조건으로 10,000회 실시하여 표면 상태를 조사하였다.

평가항목	실시예 1	비교예
평가항목	실시예 1	1	2	3	4
초기부착성	◎	◎	◎	◎	X
내스크래치성	◎	X	△	△	X
내썬크림성	◎	◎	◎	◎	X
내약품성	◎	◎	◎	◎	◎
내습성	◎	◎	◎	◎	X
내열성	◎	◎	◎	◎	X
내광성	◎	◎	△	△	◎
내마모성	◎	◎	◎	◎	◎
◎ : 매우 우수, ○ : 우수, △ : 보통, X : 취약

상기 표 2의 결과에 의하면, 본 발명에 따른 실시예 1의 도막은 비철금속 피코팅체 기재에 대한 부착성이 우수함은 물론이고, 도막표면 물성으로서 내스크래치성, 내약품성, 내습성, 내열성, 내광성, 내마모성을 모두 만족시킴을 확인할 수 있다.

이에 반하여 비교예 1∼4의 도막은 상도조성물에 고분자량의 아크릴폴리올을 혼용하지 않고 제2아크릴폴리올 수지 단독으로 포함시킨 예로서, 도막의 내마모성이 열악함을 확인하였다.

비교예 2, 3의 도막은 상도조성물에 폴리에틸렌 및/또는 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체를 전혀 포함하지 않는 예로서, 도막의 내마모성 및 내광성 등 내구성이 열악함을 확인하였다.

비교예 4는 통상의 플라스틱 피코팅체에 적용되는 도막으로서 부착성능이 떨어지고 성형 시 도막이 깨지거나 백화되는 현상이 발생하였다.

Claims

주 수지성분으로 (A1)폴리에스테르 수지가 포함된 하도조성물; 및
주 수지성분으로 (B1)아크릴폴리올 수지, (B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 및 (B3)폴리에틸렌 및 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체로부터 선택된 수지가 포함된 상도조성물;
로 이루어진 2액형 비철금속 코팅제.
청구항 1에 있어서, 상기 하도조성물은
(A1)중량평균분자량이 11,000∼13,000 범위이고, 유리전이온도가 15∼25℃인 폴리에스테르 수지가 포함된 것을 특징으로 하는 2액형 비철금속 코팅제.
청구항 2에 있어서, 상기 하도조성물은
(A1)폴리에스테르 수지 25∼30 중량%;
방향족 탄화수소류, 에스테르류 및 케톤류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제 69∼74 중량%; 및
통상의 첨가제 0.1∼2 중량%;
가 포함된 것을 특징으로 하는 2액형 비철금속 코팅제.
청구항 1에 있어서, 상기 상도조성물은
(B1-1)중량평균분자량이 30,000∼37,000 범위이고, 유리전이온도가 70∼80℃이고, 수산기 함량이 20∼30%인 제1아크릴폴리올 수지;
(B1-2)중량평균분자량이 10,000∼17,000 범위이고, 유리전이온도가 50∼60℃이고, 수산기 함량이 10∼20%인 제2아크릴폴리올 수지;
(B2)중량평균분자량이 25,000∼35,000 범위이고, 유리전이온도가 110∼120℃인 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지; 및
(B3)중량평균분자량이 1,000∼3,000 범위인 폴리에틸렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이의 혼합물로부터 선택된 수지;
가 포함된 것을 특징으로 하는 2액형 비철금속 코팅제.
청구항 4에 있어서, 상기 상도조성물은
(B1-1)제1아크릴폴리올 수지 10∼20 중량%;
(B1-2)제2아크릴폴리올 수지 1∼10 중량%;
(B2)셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 수지 1∼10 중량%;
(B3)폴리에틸렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 이의 혼합물로부터 선택된 수지 1∼5 중량%;
폴리이소시아네이트 프리폴리머 경화제 15∼25 중량%;
방향족 탄화수소류, 에스테르류, 케톤류 및 에테르류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제 45∼65 중량%; 및
통상의 첨가제 0.1∼10 중량%;
가 포함된 것을 특징으로 하는 2액형 비철금속 코팅제.
비철금속 피코팅체에,
청구항 1 내지 5 중에서 선택된 어느 한 항의 코팅제가 도포된 도막.
청구항 6에 있어서,
상기 비철금속 피코팅체가 알루미늄인 것을 특징으로 하는 도막.