KR20160037598A - 스크래치 방지용 투명 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기재수지에 반응촉매제, 습윤첨가제, 광안정제 및 용제가 포함된 투명 도료 조성물에 있어, 상기 기재수지로서 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올과 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지가 일정 함량비로 포함되어 있음으로써 내 스크래치성이 우수한 투명 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

스크래치 방지용 투명 도료 조성물{TRANSPARENCY PAINTING COMPOSITION WITH IMPROVED SCRATCH-RESISTANCE}
본 발명은 기재수지에 반응촉매제, 습윤첨가제, 광안정제 및 용제가 포함된 투명 도료 조성물에 있어, 상기 기재수지로서 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올과 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지가 일정 함량비로 포함되어 있음으로써 내 스크래치성이 우수한 투명 도료 조성물에 관한 것이다.
최근 자동차 부품은 연비효율성 증대 목적으로 경량화를 진행하고 있다. 그 중 일반적인 방법으로 금속에서 플라스틱으로 대체를 하고 있으며 특히 외장 부품에 적용시 플라스틱 부품의 고급화 및 내구성 향상을 위해 도장 사양을 적용하고 있다. 외장부품 도장사양은 고급화의 일환으로 블랙 하이글로시 사양이 많이 적용되고 있는데, 하이글로시 사양은 스크래치가 많이 발생되는 편이며 특히 블랙 계통의 색상들은 발생되는 스크래치가 육안으로 쉽게 보이는 단점이 있다. 이와 같은 이유로 하이글로시 적용 시 발생되는 스크래치는 매년 고객 불만 사항으로 언급되는 항목으로 상품성 향상 및 고급화를 위해 필수적으로 개선되어야 할 사항이다.
현재 자동차 경질용 부품(일반적으로 ABS, PC-ABS)은 소재와의 부착과 블랙 하이글로시 색상을 부여하는 하도 블랙도료 도장 후 투명도료가 도장되는 2코트 1베이킹(2 Coat - 1 Baking) 방식으로 도장된다. 상기 투명도료는 일반적으로 수산기를 가지고 있는 아크릴수지 단독 또는 아크릴과 폴리에스터 수지를 혼용하여 사용하는 주제와 3관능 헥사메틸렌디이소시아네이트를 사용하는 경화제로 이루어져 있어 높은 광택과 도장성을 구현하고 내약품성, 내수성, 내후성 등과 함께 중요한 물성항목을 만족하고 있다. 그러나 상기 투명 도료는 내스크래치성이 취약하다는 단점이 지적되어 왔다.
투명 도료의 내스크래치성을 개선하기 위한 일반적인 방법으로서 유리전이온도(Tg)가 높은 아크릴 수지를 사용하여 도막의 경도를 높여 스크래치 발생을 방지하는 방법이 있으나, 내충격성에 취약한 단점이 있다. 또한, 일본공개특허 제2000-293895호에서는 알루미나 또는 실리카를 이용하여 도막의 경도를 높여 스크래치를 방지는 방법이 개시되어 있으나, 고광택 구현에 한계가 있고 원재료비 상승으로 상업화에 한계가 있다. 또한, 상기 방법들은 발생된 스크래치가 복원이 되지 않는 단점이 있다. 또한 대한민국등록특허 제10-0643335호에서는 아크릴 수지, 지방족폴리에스터 수지와 이소시아네이트 경화제를 반응시켜 분자내 치밀한 우레탄 분자구조와 사다리 구조를 가짐으로써 스크래치가 시간이 경과되면서 자기복원되는 성능을 개선하고자 하였으나 자동차 외장부품에서 요구하는 신뢰성을 만족시키는 데는 한계가 있다.
일본공개특허 제2000-293895호 "아크릴계 실리카로 처리된 플라스틱 필름" 대한민국등록특허 제10-0643335호 "긁힘방지 및 자기복원성을 갖는 수지조성물"
본 발명은 스크래치가 잘 발생되지 않은 탄성을 가지고 있으며 경질성을 부여하여 고광택의 느낌을 부여하는 투명 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은 (A)기재수지, (B)반응촉매제, (C)습윤첨가제, (D)광안정제 및 (E)용제가 포함된 투명 도료 조성물에 있어서, 상기 기재수지가 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올과 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 투명 도료 조성물은 미세한 외부 자극에 스크래치가 쉽게 발생하지 않으며, 또한 발생된 스크래치는 시간이 경과되면서 자기복원되는 성능을 가지고 있다.
따라서 본 발명의 투명 도료 조성물은 범퍼, 사이드실 몰딩, 아웃사이드 미러 커버와 같이 자동차 외장 부품에 적용하여 자동차의 상품성을 향상시키게 된다.
본 발명은 스크래치 방지용 투명 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 투명 도료 조성물은 (A)기재수지, (B)반응촉매제, (C)습윤첨가제, (D)광안정제 및 (E)용제를 포함하며, 보다 구체적으로는
(A1) 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올 20 ∼ 40 중량%,
(A2) 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지 40 ∼ 60 중량%,
(B) 반응촉매제 0.1 ∼ 2 중량%,
(C) 습윤첨가제 0.1 ∼ 5 중량%,
(D) 광안정제 1 ∼ 10 중량%, 및
(E) 용제 15 ∼ 35 중량%를 포함한다.
본 발명의 투명 도료 조성물을 구성하는 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
(A)기재수지
본 발명에서는 기재수지로서 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올과 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지를 함께 사용한다.
상기 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올은 중량평균분자량(Mw)이 5,000 ∼ 12,000 범위이며, 수산기 함량이 5 ∼ 10%인 것을 사용하며, 별도의 용기에 담겨진 이소시아네이트 경화제와 가교반응하여 치밀한 망상구조를 가지는 투명 도막을 형성하게 된다. 상기 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올은 고형분 함량이 80% 이상인 것을 사용하는 것이 도막의 신뢰성을 부여할 수 있다.
상기 (A1)수지는 폴리에스터 수지에 다가 알코올을 반응시켜 분지화된 폴리에스터 수지를 합성한 것이며, 분지형 폴리에스터 폴리올의 합성방법을 설명하면 하기와 같다.
먼저, 다가 카르복시산 및/또는 그의 산 무수물과 같은 산(acid) 성분과, 알코올(alcohol) 성분을 축중합시켜 폴리에스터 수지를 제조한다.
상기 폴리에스터 수지를 구성하는 산(acid) 성분으로서는 적어도 다염기산 성분을 사용하고, 필요에 따라 모노카복실산이 사용될 수 있다. 다염기산 성분으로서는 예를 들면 방향족 다이카복실산, 지방족 다이카복실산, 지환족 다이카복실산 등이 포함될 수 있다. 상기 방향족 다이카복실산을 구체적으로 예시하면, 테레프탈산, 아이소프탈산, 프탈산, 무수 프탈산, 나프탈렌다이카복실산, 이페닐다이카복실산 등이 포함될 수 있다. 상기 지방족 다이카복실산을 구체적으로 예시하면, 옥살산, 말론산, 석신산, 무수석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 도데케인산, 수첨 다이머산 등의 포화 지방족 다이카복실산이 포함될 수 있다. 상기 지방족 다이카복실산을 구체적으로 예시하면 퓨마르산, 말레산, 무수 말레산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 시트라콘산, 무수 시트라콘산, 다이머산 등의 불포화 지방족 다이카복실산이 포함될 수 있다. 상기 지환족 다이카복실산을 구체적으로 예시하면, 1,4-사이클로헥세인다이카복실산, 1,3-사이클로헥세인다이카복실산, 1,2-사이클로헥세인다이카복실산, 2,5-노보넨다이카복실산, 무수 2,5-노보넨다이카복실산, 테트라하이드로프탈산, 무수 테트라하이드로프탈산 등이 포함될 수 있다.
상기 폴리에스터 수지를 구성하는 알코올(alcohol) 성분으로서는 적어도 다가 알코올 성분을 사용하고, 필요에 따라 모노알코올이 사용된다. 상기 다가 알코올으로서는 예를 들면 지방족 글라이콜, 지환족 글라이콜, 에터 결합 함유 글라이콜 등이 포함될 수 있다. 상기 지방족 글라이콜을 구체적으로 예시하면 에틸렌글라이콜, 1,2-프로페인다이올, 1,3-프로페인다이올, 1,4-뷰테인다이올, 2-메틸-1,3-프로페인다이올, 1,5-펜테인다이올, 네오펜틸글라이콜, 1,6-헥세인다이올, 3-메틸-1,5-펜테인다이올, 1,9-노난다이올, 2-에틸-2-뷰틸프로페인다이올 등이 포함될 수 있다. 상기 지환족 글라이콜을 구체적으로 예시하면 1,4-사이클로헥세인다이메탄올 등이 포함될 수 있다. 상기 에스터 결합 함유 글라이콜을 구체적으로 예시하면 다이에틸렌글라이콜, 트라이에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜 등이 포함될 수 있고, 그 밖에도 2,2-비스[4-(하이드록시에톡시)페닐]프로페인과 같은 비스페놀류(비스페놀A)의 에틸렌옥사이드부가체, 비스[4-(하이드록시에톡시)페닐]설폰과 같은 비스페놀류(비스페놀 S)의 에틸렌옥사이드 부가체, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜, 폴리테트라메틸렌글라이콜 등이 포함될 수 있다.
그런 다음, 상기 폴리에스터 수지에 다가 알코올 등의 분지화 단량체를 반응시켜 분지형 폴리에스터 폴리올을 제조한다. 탄성이 보다 우수한 분지형 폴리에스터 폴리올을 합성하기 위해서 2가 알코올류 이외에도 3가 이상의 다가 알코올류를 사용하는 것이 좋다. 상기 다가 알코올류를 구체적으로 예시하면 글리세린, 트라이메틸올에테인, 트라이메틸올프로페인, 펜타에리트리톨 등의 분지화 단량체가 포함될 수 있다. 분지화 단량체로서는 다가 산 또는 다가 알코올이 포함될 수 있는데, 구체적으로 트라이멜리트산, 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 이무수물, 트라이메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 시트르산, 타르타르산, 3-하이드록시글루타르산 등이 포함될 수 있으며, 본 발명이 이들 성분으로 제한되는 것은 아니다. 바람직하기로는 상기 분지화 단량체로는 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 무수물, 글리세롤, 솔비톨, 1,2,6-헥산트라이올, 펜타에리트리톨, 및 트라이메틸올프로판으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기한 분지화 단량체의 사용으로도 구조적 특성상 탄성이 우수한 폴리에스터 폴리올을 수득할 수 없었다.
이에 본 발명에서는 보다 탄성이 우수한 분지형 폴리에스터 폴리올을 합성하기 위하여, 중량평균분자량이 200 ∼ 2,500 범위이고 3 ∼ 4 관능성의 폴리카프로락톤 폴리올을 분지제로 사용하였다. 즉, 본 발명이 사용하는 분지화된 폴리에스터 폴리올은 '카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올'이다.
본 발명이 기재수지로 사용하는 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올을 화학구조식으로 나타내면 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, R1, R2, 및 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, n은 17 ∼ 50의 정수이다)
상기 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올은 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 20 ∼ 40 중량% 범위로 포함된다. 상기 (A1)수지의 함량이 20 중량% 미만으로 적게 포함되면 사용시 경질성이 증가하여 연필경도는 좋아지나 내세차성과 생활스크래치성이 저하될 수 있고, 40 중량%를 초과하여 과량 포함되면 반응성이 느려지고 연질성이 증가하여 경도관련 항목인 연필경도가 저하될 수 있다.
본 발명의 투명 도료 조성물에는 또 다른 기재수지로서, (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지가 포함된다.
상기 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 중량평균분자량(Mw)이 6,000 ∼ 15,000 범위이고, 수산기 함량이 1 ∼ 5%이고, 산가가 3 ∼ 10 mg/KOH이고, 도막의 끈적임을 최소화하기 위하여 유리전이온도가 60℃ ∼ 70℃인 것을 사용한다. 또한, 상기 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 고형분 함량이 60% 이상인 것을 사용하는 것이 도막의 신뢰성을 부여할 수 있다.
일반적으로 아크릴 수지는 아크릭계 또는 비닐계 모노머 등과 같은 이중결합을 갖는 여러 종류의 단량체들을 열분해 개시제를 사용하여 용액 내에서 라디칼 중합시켜 제조하게 된다. 상기 아크릭계 또는 비닐계 모노머로는 비관능성 모노머, 카복실계 모노머, 수산기계 모노머, 비닐계 모노머 등이 포함될 수 있다. 상기 비관능성 모노머를 구체적으로 예시하면, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 헥실메타아크릴레이트, 로우릴메타아크릴레이트 등이 포함될 수 있다. 상기 카복실계 모노머를 구체적으로 예시하면, 아크릭산, 메타아크릭산, 말레익산, 이타콘산, 크로론산 등이 포함될 수 있다. 상기 수산기계 모노머를 구체적으로 예시하면, 2-하이드록시메타아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 등이 포함될 수 있다. 상기 비닐계 모노머를 구체적으로 예시하면, 아크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, 그리시딜메타아크릴레이트, 스티렌, 비닐톨루엔, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트 등이 포함될 수 있다.
본 발명에서는 아크릴 수지를 글리시딜 네오데카노에이트와 반응시킨 변성 아크릴 수지를 기재수지로 사용한다. 상기 글리시딜 네오데카노에이트는 에폭시기를 가지고 있어서 동일한 유리전이온도(Tg)를 가지는 다른 모노머 대비 경도 및 내화학성이 우수하고, 또한 부피가 큰 에스터 결합이 존재하기 때문에 외관이 우수하고, 저점도의 아크릴 수지를 합성 할 수 있는 장점이 있다. (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 글리시딜 네오데카노에이트와 카르복실기를 가지는 아크릴 모노머의 산-에폭시 반응을 통해서 합성할 수 있다.
본 발명이 기재수지로 사용하는 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지를 화학구조식으로 나타내면 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 화학식 2에서, Ra 및 Rb는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, K, L, M, N, 및 O는 각 반복단위의 개수비로서 K+L+M+N+O = 1이고, 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 반복단위 K는 0.2 ∼ 0.5이고, 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate) 반복단위 L은 0.1 ∼ 0.25이고, 디메틸옥타노에이트 개질된 아크릴레이트(Dimethyloctanoate modified acryl monomer) 반복단위 M은 0.1 ∼ 0.3이고, 부틸 메타크릴레이트(Butyl methacrylate) 반복단위 N은 0.1 ∼ 0.2이고, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate) 반복단위 O는 0.1 ∼ 0.3이다)
상기 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 40 ∼ 60 중량% 범위로 포함된다. 상기 (A2)수지의 함량이 40 중량% 미만으로 적게 포함되면 내수성과 내후성 항목에서 외관에 미세한 반점이 발생될 수 있고, 60 중량%를 초과하여 과량 포함되면 내세차성과 생활스크래치성이 크게 떨어지며 내열후 부착이 좋지 않을 수 있다.
(B) 반응촉매제
본 발명에서의 반응촉매제는 우레탄 반응촉매제로서, 주제(수산기)와 경화제(이소시아네이트)의 반응속도를 향상시키기 위해 사용된다. 상기 반응촉매제로는 대표적으로 디부틸 틴 디라우레이트가 사용될 수 있다.
상기 반응촉매제는 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 0.1 ∼ 2 중량% 범위로 포함된다. 상기 반응촉매제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 촉매효과를 전혀 기대할 수 없고, 2 중량%를 초과하여 과량으로 포함되면 반응속도가 너무 빨라서 가사 시간이 짧아져 작업성 저하가 발생할 수 있다.
(C) 습윤첨가제
본 발명에서의 습윤첨가제는 습윤성과 도막의 레벨링성을 향상시킬 목적으로 사용된다. 상기 습윤첨가제로는 대표적으로 폴리디메틸실록산 계열을 사용한다.
상기 습윤첨가제는 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 0.1 ∼ 5 중량% 범위로 포함된다. 상기 습윤첨가제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 습윤첨가제의 첨가효과가 미미하고, 5 중량%를 초과하여 과량으로 포함되면 재도장성 불량 현상이 발생할 수 있다.
(D) 광안정제
본 발명에서의 광안정제는 자외선 흡수제 또는 라디칼 스캐빈저(scavenger)로서 도막의 내후성 향상시키는 목적으로 사용된다. 상기 광안정제로서 티누빈(Tinuvin) 계열을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 자외선 흡수제(UNA)인 Tinuvin 1130, 또는 라디칼 스캐빈저인 힌더드아민(HALS) 계열의 Tinuvin 292 등을 사용할 수 있다.
상기 광안정제는 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 1 ∼ 10 중량% 범위로 포함된다. 상기 광안정제의 함량이 1 중량% 미만이면 광안정제의 첨가효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하여 과량으로 포함되면 도료의 저장성이 불안정하게 되는 문제와 원재료 가격이 상승할 수가 있다.
(E) 용제
본 발명에서의 용제는 도장 작업을 용이하도록 하는 역할을 한다. 또한, 용제의 휘발속도 조절에 의해 도막의 평활성을 유지할 수도 있다. 상기 용제로서 에스테르계, 방향족 탄화수소계, 케톤계 등으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 용제의 함량에 의해 요구되는 도막의 두께 및 도막 형성 방법에 따라 변경될 수 있는데, 본 발명의 투명 도료 조성물 중에 용제는 15 ∼ 35 중량% 범위로 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 조성성분 및 조성비를 이루고 있는 투명 도료 조성물을 주제로 사용하고, 별도의 경화제(이소시아네이트) 및 희석용제를 혼합한 후에 도장 및 경화하여 투명 도막을 형성할 수 있다. 상기 경화제는 무황변과 내후성이 우수한 헥사메틸렌디이소시아네이트 트라이머계가 바람직하다. 이때 주제 : 경화제의 혼합비는 2.0 : 1 ∼ 4.0 : 1 중량비를 이루는 것이 좋다. 상기 희석용제는 에스테르계, 탄화수소계계 중에서 선택된 1종 이상이 적합하며, 희석용제의 함량 조절을 통해 도장의 점도를 약 13.0 ∼ 15.0 sec(포드컵 #4)으로 맞추어 도장하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 하기 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 및 비교예 1 내지 5. 투명 도료의 제조
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분과 성분비로 투명 도료를 제조하였다.
구 분 투명 도료 조성물(중량%)
실시예 1 비교예
1 2 3 4 5



기

재		 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올 1) 30 - - 30 10 50
폴리에스터 폴리올2) - 30 30 - - -
글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지3) 50 - 50 - 70 30
아크릴 수지4 ) 0 50 0 50 - -
반응촉매제5 ) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
습윤첨가제6 ) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
광안정제7 ) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
용제8 ) 18.4 18.4 18.4 18.4 18.4 18.4
[사용성분]
1) 화학식 1의 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올: 중량평균분자량 5,000 ∼ 12,000, 수산기 함량 8 ∼ 9%,
2) 폴리에스터 폴리올: 중량평균분자량 3,000 ∼ 10,000, 수산기 함량 : 2 ∼ 4%
3) 화학식 2의 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지: 중량평균분자량 6,000 ∼ 15,000, 수산기 함량 1 ∼ 5%, 유리전이온도 60 ∼ 70℃, 산가 3 10 mg/KOH
4) 아크릴 수지 : 중량평균분자량 9,000 ∼ 15,000, 수산기 함량 0.1 ∼ 0.5%, 유리전이온도 70 ∼ 80℃, 산가 : 0.05 mg/KOH
5) 반응촉매제: 디부틸 틴 디라우레이트
6) 습윤첨가제: BYK-310, BYK-Chemie사, 폴리디메틸실록산계
7) 광안정제: Tinuvin 1130, Tinuvin 292 혼용
8) 용제: 크실렌, 부틸 아세테이트
[실험예]
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 도료에 대한 물성을 측정하기 위하여, 하기의 방법으로 도장 및 경화하여 시편을 제작하였다.
즉, 제조된 도료와 경화제(3관능 헥사메틸렌디이소시아네이트)를 3 : 1 중량비로 혼합한 후, 희석용제로서 크실렌, 부틸 아세테이트 등을 사용하여 도장점도 15 sec(포드컵 #4) 조건으로 도장 및 경화하여 시편 도막을 제작하였다.
상기 방법으로 제조된 도막은 하기의 실험방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 정리하여 나타내었다.
[실험방법]
1) 내세차성:
시편 도막의 초기 광택을 측정하였다 (60도). 그리고, 시편을 시험대에 장착하고 규정된 DUST 액을 교반 후 지속적으로 분사하면서 폴리스타일렌으로 구성된 브러쉬를 이동속도 5 m/min의 속도로 10 cycle 왕복 테스트하였다. 평가가 끝나 시편을 비눗물로 깨끗이 씻고 실온에 방치한 후 유기 세척제로 표면 이물질을 제거하였다. 최종 시편의 광택을 측정하였으며, 자동세차 전,후의 광택 유지율을 계산하였다.
2) 생활스크래치
도장된 시편을 시험대에 장착하고, 극세사 부직포(1 데니아 이하)를 이용하여 500g 하중, 300회 왕복 마모 실험을 실시하였다. 자연광 또는 6,500K 인공광원 조건에서 육안 평가 시 스크래치 발생 정도로 평가하였다.
3) 연필경도 : ISO 15184 및 JIS K 5600-5-4에 의해 평가하였다. HB 이상일 때 양호로 판단하였다.
4) 내약품성 : 규정된 약품을 사용하여 5N 힘으로 10회 왕복 닦은 후 80 2 ℃ 조건의 항온 챔버 내에 3시간 방치 후 꺼내어 도막의 표면상태를 확인하여 판단하였다.
5) 내열성 : 시험 온도 90 2℃ 조건의 챔버에 시험편을 300시간으로 방치한 후 꺼내어 외관평가 및 초기 부착성 실험을 실시하여 평가하였다.
6) 내수성 : 시험 온도 50 2℃ 수조에 시험편을 240시간으로 침적시킨 후 꺼내어 외관평가 및 초기 부착성 실험을 실시하여 평가하였다.
7) 내후성 : SAE J1960에 따라 2500 kJ/㎡ 조사 후에 외관 변화를 확인하였다.
8) 자기복원성 : 상기한 생활 스크래치 실험에 의해 흠집을 발생시킨 후, 24시간 경과한 후에 표면 긁힘 현상이 사라지는 정도를 현미경관찰을 통하여 확인 한 후에, 아래 수학식 1에 대입하여 계산하였다.
[수학식 1]
Figure pat00003

구 분 실시예 1 비교예
1 2 3 4 5
내세차성
(광택유지율)		 92% 95% 93% 88% 80% 95%↑
생활 스크래치 양호 N.G
(발생		 N.G
(발생		 N.G
(발생		 N.G
(발생		 양호
연필경도 HB 2B B HB F B
내약품성 양호 N.G
(변색)		 양호 양호 양호 양호
내열성 양호 양호 양호 양호 N.G
(부착		 양호
내수성 양호 양호 양호 양호 양호 N.G
(외관)
내후성 양호 양호 양호 양호 양호 N.G
(외관)
자기복원성 95% ↑ 90% 90% 70% 10% 95% ↑
상기 표 2의 결과에 의하면, 비교예 1, 2는 분지형 폴리에스터 폴리올이 아닌 선형구조의 폴리에스터 폴리올을 기재수지로 사용한 예로서, 내세차성 실험후 광택유지율은 90% 이상이나 연필경도가 가장 낮은 수준이며 내약품성에서 변색이 발생되었다. 비교예 3은 분지형 폴리에스터 폴리올과 함께 유리전이온도가 높은 일반적인 아크릴 수지를 기재수지로 적용한 예로서, 연필경도는 좋은 편이나 광택유지율과 생활스크래치성이 좋지 않다. 비교예 4, 5는 본 발명이 제안하고 있는 분지형 폴리에스터 폴리올과 변성 아크릴 수지를 기재수지로 사용하고 있으나, 그 함량이 본 발명의 권리범위를 벗어난 예이다. 비교예 4에 의하면 분지형 폴리에스터 폴리올의 함량이 적을수록 연필경도는 좋지만 내세차성과 생활스크래치는 좋지 않았으며, 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지가 과량 포함되어 내열후 부착이 좋지 않음을 확인할 수 있다. 또한 비교예 5에 의하면 분지형 폴리에스터 폴리올의 함량이 증가할수록 내세차성과 생활스크래치 항목은 좋아지나 연필경도가 떨어지는 경향이 있으며, 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지의 함량이 적어서 내수 및 내후성 후 도막 표면 손상(미세기포)이 확인되었다.
이에 반하여, 실시예 1은 분지형 폴리에스터 폴리올과 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지를 특정의 함량비로 사용한 예로서, 스크래치 관련 항목인 내세차성(광택유지율), 생활스크래치, 연필경도를 만족하고 있으며, 자기복원성이 우수하여 미세한 스크래치는 일정 시간이 경과되면서 복원됨을 확인할 수 있었다.
따라서 본 발명의 투명 도료 조성물은 자동자 외장부품용 소재로 특히 유용하다.

Claims (9)

  1. (A)기재수지, (B)반응촉매제, (C)습윤첨가제, (D)광안정제 및 (E)용제가 포함된 투명 도료 조성물에 있어서,
    상기 기재수지가 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올과 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (A1) 카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올 20 ∼ 40 중량%,
    (A2) 글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지 40 ∼ 60 중량%,
    (B) 반응촉매제 0.1 ∼ 2 중량%,
    (C) 습윤첨가제 0.1 ∼ 5 중량%,
    (D) 광안정제 1 ∼ 10 중량%, 및
    (E) 용제 15 ∼ 35 중량%,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올은 중량평균분자량(Mw)이 5,000 ∼ 12,000 범위이며, 수산기 함량이 5 ∼ 10%인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 (A1)카프로락톤 변성 분지형 폴리에스터 폴리올은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    (상기 화학식 1에서 R1, R2, 및 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, n은 17 ∼ 50의 정수이다)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 중량평균분자량(Mw)이 6,000 ∼ 15,000 범위이고, 수산기 함량이 1 ∼ 5%이고, 산가가 3 ∼ 10 mg/KOH이고, 유리전이온도가 60℃ ∼ 70℃인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  6. 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 (A2)글리시딜 네오데카노에이트 변성 아크릴 수지는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00005

    (상기 화학식 2에서, Ra 및 Rb는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, K, L, M, N, 및 O는 각 반복단위의 개수비로서 K+L+M+N+O = 1이고, K는 0.2 ∼ 0.5이고, L은 0.1 ∼ 0.25이고, M은 0.1 ∼ 0.3이고, N은 0.1 ∼ 0.2이고, O는 0.1 ∼ 0.3이다)
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반응촉매제는 디부틸 틴 디라우레이트인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 습윤첨가제는 폴리디메틸실록산계인 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광안정제는 자외선 흡수제 및 라디칼 스캐빈저(scavenger)로부터 선택된 것을 특징으로 하는 스크래치 방지용 투명 도료 조성물.
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