KR20160069190A

KR20160069190A - 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 기능성 도료

Info

Publication number: KR20160069190A
Application number: KR1020140174843A
Authority: KR
Inventors: 어정선; 전춘길
Original assignee: 주식회사 레오; 전춘길
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-06-16
Also published as: KR101719467B1

Abstract

본 발명은 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백색 수지 및 희석제를 혼합하고, 우레탄계 바인더를 첨가하고, 1500~2000 메쉬의 비드를 첨가하고, 조색제, 나노 메탈 파우더 및 경화제 를 첨가한 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 본 발명은 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 만족하는 조성물을 이용하면 회귀반사 기능이 있으며, 직사 및 광·조도 조절이 되고, 조·변색안정성이 증대될 뿐만 아니라 매끄러운 표면에서의 결합성이 높아지고, 비수축성이 우수한 도료를 제공할 수 있다.

Description

회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료{SPECIAL FUNCTIONAL PAINTS THAT REGRESSION REFLECTION AND LIGHT DIMMING FUNCTION}

본 발명은 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백색 수지 및 희석제를 혼합하고, 우레탄계 바인더를 첨가하고, 1500~2000 메쉬의 비드를 첨가하고, 조색제, 나노 메탈 파우더 및 경화제 를 첨가한 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 도료는 에폭시 수지를 혼합하여 사용되고 있다. 에폭시수지 주제로 가장 많이 사용되고 있는 수지는 비스페놀A형, 비스페놀F형, 삼관능성 에폭시수지, 사관능성 에폭시수지, 노볼락 에폭시수지 및 가소성 에폭시수지 등이다.

상기 에폭시 수지는 내수성, 접착성 및 내약품성이 우수하여 도료 뿐만아니라 구조물의 접착제 및 코팅제 등으로 널리 사용되고 있다.

그러나 상기의 에폭시수지들을 주제로 사용하는 종래의 에폭시 도료는 내약품성, 부착성 및 기계적 특성 등이 우수한 반면, 에폭시수지의 분산에 사용되는 유기용제로 인하여 환기가 원활하지 않은 곳에서의 작업성이 저하되고, 화재나 폭발에 대한 위험성도 클 뿐만 아니라 유해 유기용제의 배출에 따른 환경오염 유발 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 보완한 선행기술로는 미국 등록 특허 제04755418호(1988.07.05)에는 에폭시 전착 도료에 황변 타입의 블록화된 폴리 이소시아네이트 경화제 대신 무황변 타입의 블록화된 폴리 이소시아네이트 경화제를 적용하여 가열 경화 후 황변 현상을 개선하고자 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 이는 단순히 도장 후 건조시 도막의 황변성을 개선하기 위한 방법에 불과하다. 즉, 기존 하도 도료로서 건조시 발생되는 황변 현상에는 개선 효과가 있으나 이를 이용하여 내후성이 필요한 도료로서는 적용하기가 어렵다는 단점이 있다.

또한, 한국 등록 특허 제10-0589737(2006.06.07)호에는 에폭시 수지에 염료를 분산하는 기술을 개시하고 있는데, 캡슐화된 염료를 이용하여 피도물에 전착 코팅 하는 방법과 관련이 있다. 염료는 투명성이 우수하여 투명한 색감의 코팅막을 얻을 수 있으나 도료로 사용된 에폭시 수지 자체의 내후성이 좋지 못하며 염료의 내후성, 내열성, 용출성이 취약하다는 단점이 있다.

따라서, 상기와 같은 에폭시 수지에 다른 첨가물을 더하여 문제를 해결하거나 에폭시 수지는 사용하지 않고 우레탄 수지를 이용한 도료를 개발할 필요가 있다.

본 발명은 백색 수지 및 희석제를 혼합하고, 우레탄계 바인더, 1500~2000 메쉬의 비드, 조색제, 나노 메탈 파우더 및 경화제를 첨가하여 회귀반사 기능이 있으며, 직사 및 광·조도 조절이 되고, 조·변색안정성이 증대될 뿐만 아니라 매끄러운 표면에서의 결합성이 높아지고, 비수축성이 우수한 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 일면에 있어서, 백색 수지 30~45 중량%, 희석제 25~40 중량%, 바인더 20~30 중량%, 1500~2000 메쉬의 비드 0.5~0.8 중량%, 조색제 0.5~0.8 중량%, 나노 메탈 파우더 0.5~0.8 중량% 및 경화제 0.5~0.8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 백색 수지는 수산화 알루미늄(Aluminium hydroxide) 0.01~5 중량%, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether) 0.01~5 중량%, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 0.01~5 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 0.01~5 중량%, 헥산다이오익 산 폴리머(1,4-부탄다이올 및 1,2-에탄다이올 함유)(Hexanedioic acid polymer with 1,4-butanediol and 1,2-ethanediol) 0.01~5 중량%, 1-(2-부톡시-1-메틸헨톡시)-2-프로판올(1-(2-BUTOXY-1-METHYLETHOXY)-2-PROPANOL) 0.01~ 5 중량%, 자일렌(Xylene) 35~50 중량%, 퍼플루오로 화합물(Perfluoro compounds (C=5-18)) 20~30 중량%, Methyl methacrylate, butylacrylate, nbutyl 20~30 중량%, 이산화 티타늄(Titanium dioxide) 5~15 중량%, 물 1~10 중량%, 에탄올 0.1~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제공한다

본 발명은 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 경화제는 (클로로메틸)옥시레인과의 4.4-(1-메틸에틸리덴) 비스페놀 중합체 85 ~ 90 중량%, N-부틸 글리시딜 에테르 5 ~ 10 중량% 및 단쇄염화파라핀(C=10~13) 1~5 중량%로 구성된 주제와;

2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물 1 ~ 5 중량%, 아미도-아민 수지 80 ~ 90 중량% 및 트리에틸렌테트라민 7 ~ 16 중량%로 구성된 경화제가 4 ~ 8:1의 중량비로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 본 발명은 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 만족하는 조성물을 이용하면 회귀반사 기능이 있으며, 직사 및 광·조도 조절이 되고, 조·변색안정성이 증대될 뿐만 아니라 매끄러운 표면에서의 결합성이 높아지고, 비수축성이 우수한 도료를 제공할 수 있다.

본 발명은. 일면에 있어서, 백색 수지 30~45 중량%, 희석제 25~40 중량%, 바인더 20~30 중량%, 1500~2000 메쉬의 비드 0.5~0.8 중량%, 조색제 0.5~0.8 중량%, 나노 메탈 파우더 0.8~0.8 중량% 및 경화제 0.5~0.8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제공한다.

상기 백색 수지는 수산화 알루미늄(Aluminium hydroxide) 0.01~5 중량%, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether) 0.01~5 중량%, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 0.01~5 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 0.01~5 중량%, 헥산다이오익 산 폴리머(1,4-부탄다이올 및 1,2-에탄다이올 함유)(Hexanedioic acid polymer with 1,4-butanediol and 1,2-ethanediol) 0.01~5 중량%, 1-(2-부톡시-1-메틸헨톡시)-2-프로판올(1-(2-BUTOXY-1-METHYLETHOXY)-2-PROPANOL) 0.01~ 5 중량%, 자일렌(Xylene) 35~50 중량%, 퍼플루오로 화합물(Perfluoro compounds (C=5-18)) 20~30 중량%, Methyl methacrylate, butylacrylate, nbutyl 20~30 중량%, 이산화 티타늄(Titanium dioxide) 5~15 중량%, 물 1~10 중량%, 에탄올 0.1~10 중량%를 포함할 수 있다.

상기 백색 수지는 조색제와 혼합되어 다양한 색상을 구현할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 희석제는 통상의 페인트용 신나를 사용할 수 있으며, 톨루엔 66~70중량%, 솔벤트 나프타(페트롤륨,heavyarom) 1~10 중량%를 함유하는 것이 더욱 바람직할 수 있다. 이러한 신너는 삼화페인트공업(주)의 에코포트 1000 신나의 상품명으로 상업적으로 입수 가능하다.

상기 바인더는 우레탄계 수지를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 우레탄 수지는 주제(isocyanate terminated prepolymer) 70~80 중량%, 경화제 15 ~ 25 중량%및 가교제 1 ~ 5 중량%를 포함한다.

상기 우레탄 수지의 주제는 p-phenylene diisocynate(PPDI), 1.6-Henamethylene diisocyanate, Toluene diisocyanate(TDI), 1.5-Naphthalene diisocyanate, Isoporon diisocyanate(IPDI), 4,4-Diphenylmethane diisocyanate(MDI) 또는 Cyclohexylmethane diisocyanate(H12MDI)를 포함하는 이소시아네이트 군 중에 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

우레탄 수지의 경화제(polyol mixture)는 폴리에테르를 다양한 분자량의 제품으로 자체적으로 합성하여 사용할 수 있고, 상업적으로 입수가능한 폴리에테르계 경화제를 사용할 수 있다.

상기 가교제는 1,6-hexamediol, glycerine 또는 triethylamine 중에 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

상기 우레탄수지는 반응 촉매로 금속 촉매, Tin계 촉매 T-9 (STANNOUS OCTOATE), T-12 (DI-N-BUTYLTIN DILAURATE), Amine계 촉매 DABCO (TRI ETHYLENE DIAMINE)으로 구성된 일군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용하여 반응이 빠르게 진행시킬 수 있다.

상기 비드는 아크릴레이트계 단량체로서 n-부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate))와 스티렌계단량체를 60 중량부 : 40 중량부의 비율로 섞고, ADVN(2,2’- azobisisobutyronitrile) 개시제와 탄산마그네슘이 녹아 있는 물에 넣은 후, 호모게나이저를 이용해 유화시켰다. 이후 유화액을 반응관에 넣고 70 ℃에서 4시간 동안 반응시키고, 온도를 85 ℃로 올려 15~25시간 동안 반응시켰다. 상기 반응에 의하여 합성된 액체 상태의 비드를 여과한 후, 물, 에탄올 수용액 및 메탄올 수용액으로 세척한 후 여과물을 80 ℃ 건조오븐에 넣어 하루 동안 건조시켜 1500 ~ 2000 메쉬이며, 0.02 ~ 0.03의 굴절율을 가지도록 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 조색제는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료에 대하여 0.5~0.8 중량%으로 사용되어야 하는데, 그 사용량이 0.5 중량% 미만이면, 조색제를 사용하는 공정효율성이 떨어지고, 0.8 중량% 초과하면 도료 외관저하 및 기포발생에 의한 불량을 일으킬 수 있다.

상기 나노 메탈 파우더는 1000 ~ 1500 메쉬이며, 광도 및 조도 조절을 원활하게 할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 나노 메탈 파우더는 나노입자 형태의 실버페이스트나 알루미나 파우더 또는 다양한 착색이 가능한 메탈 파우더 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 경화제는 (클로로메틸)옥시레인과의 4.4-(1-메틸에틸리덴) 비스페놀 중합체 85 ~ 90 중량%, N-부틸 글리시딜 에테르 5 ~ 10 중량% 및 단쇄염화파라핀(C=10~13) 1~5 중량%로 구성된 A부와 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물 1 ~ 5 중량%, 아미도-아민 수지 80 ~ 90 중량% 및 트리에틸렌테트라민 7 ~ 16 중량%로 구성된 B부가 4 ~ 8:1의 중량비로 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물은 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀 80~90중량% 및 비스(디메틸아미노메틸)페놀 10~20중량%로 구성된다.

<실시예>

이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 백색 수지의 제조

상기 백색 수지는 수산화 알루미늄(Aluminium hydroxide) 0.05 중량%, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether) 0.05 중량%, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 0.05 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 0.01~5 중량%, 헥산다이오익 산 폴리머(1,4-부탄다이올 및 1,2-에탄다이올 함유)(Hexanedioic acid polymer with 1,4-butanediol and 1,2-ethanediol) 0.05 중량%, 1-(2-부톡시-1-메틸헨톡시)-2-프로판올(1-(2-BUTOXY-1-METHYLETHOXY)-2-PROPANOL) 0.05 중량%, 자일렌(Xylene) 40 중량%, 퍼플루오로 화합물(Perfluoro compounds(C=5-18)) 25 중량%, Methyl methacrylate, butylacrylate, nbutyl 20 중량%, 이산화 티타늄(Titanium dioxide) 5 중량%, 물 5 중량%, 에탄올 2 중량%를 혼합하여 백색 수지를 제조하였다.

실시예 2: 경화제의 제조

(클로로메틸)옥시레인과의 4.4-(1-메틸에틸리덴) 비스페놀 중합체 87 중량%, N-부틸 글리시딜 에테르 9 중량% 및 단쇄염화파라핀(C=10~13) 4 중량%로 A부를 제조하고, 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀 85 중량% 및 비스(디메틸아미노메틸)페놀 15 중량%을 혼합하여 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물을 제조한 후 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물 3 중량%, 아미도-아민 수지 87 중량% 및 트리에틸렌테트라민 10 중량%로 구성된 B부를 제조하여 A부와 B부를 4:1의 중량비로 혼합하여 경화제를 제조하였다.

실시예 3: 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료의 제조

상기 실시예 1의 백색수지를 제조하고, 실시예2와 같은 경화제를 제조한 후, 하기 표 1에 나타낸 조성비에 따라 조성물을 교반기에 투입하여 혼합하되 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제조하였다.

배합량에 따른 조성표

성분	실시예(함량: 중량%)			비교예
성분	3-1	3-2	3-3	1	2
백색수지	30	45	37	50	25
희석제	37	25	40	23	50
바인더	30	28	20	18	18
비드	0.8	0.5	0.7	2	1
조색제	0.6	0.5	0.8	2	2
나노 메탈 파우더	0.8	0.5	0.7	2	2
경화제	0.8	0.5	0.8	3	2

시험예 1: 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료의 물성 시험

상기의 시험예에 따라 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료를 제조하고 1.0T 알루미늄판에 전착 도장하여 물성시험을 실시하여 물성을 측정하였다 그 결과는 표 2에 나타내었다.

* 외관 평가방법 : Gloss meter로 광택을 측정하여 투명성 평가

* 부착성 평가방법 :　가로, 세로 1mm 크기로 시편에 칼집을 내고 셀로판 테이프를 부착한 후 수직방향으로 5회 탈착 후 평가

* 황변성 평가방법 : 시편을 24 시간 동안 UV에 노출시켜 변색 평가

* 내후성 : sunshine weather-O-meter 200시간 경과 후 도막의 광택 및 색상변화 평가

* 내열성 : 150℃ 항온기에 시편을 투입한 후 2시간 경과 후 도막의 광택 및 색상변화 평가

*용출성 평가방법 : 98% 에탄올을 도포한 면포를 균일한 힘을 가하여 500회 문지른 후 면포에 안료 또는 염료가 묻어나는 현상 평가

시험항목	실시예(함량: 중량%)			비교예		비고
시험항목	3-1	3-2	3-3	1	2
외관	◎	◎	◎	◎	◎
부착성	○	◎	◎	◎	◎
황변성	◎	◎	○	○	◎
내후성	◎	○	◎	×	×
내열성	◎	○	◎	○	×
용출성	○	◎	◎	×	○

◎ : 우수 ○ : 보통 × : 불량

상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 실시예 3-1~3을 만족하는 혼합물을 이용하여 도료를 형성하는 경우 외관, 부착성, 황변성, 내후성, 내열성 및 용출성이 비교예 1 및 2 보다 우수한 것이 확인되었다.

Claims

백색 수지 30~45 중량%, 희석제 25~40 중량%, 바인더 20~30 중량%, 1500~2000 메쉬의 비드 0.5~0.8 중량%, 조색제 0.5~0.8 중량%, 나노 메탈 파우더 0.5~0.8 중량% 및 경화제 0.5~0.8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료.
제 1항에 있어서,
상기 백색 수지는 자일렌(Xylene) 35~50 중량%, 퍼플루오로 화합물(Perfluoro compounds (C=5-18)) 20~30 중량%, Methyl methacrylate, butylacrylate, nbutyl 20~30 중량%, 이산화 티타늄(Titanium dioxide) 5~15 중량%, 물 1~10 중량%, 에탄올 0.1~10 중량%, 수산화 알루미늄(Aluminium hydroxide) 0.01~5 중량%, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether) 0.01~5 중량%, N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 0.01~5 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 0.01~5 중량%, 헥산다이오익 산 폴리머(1,4-부탄다이올 및 1,2-에탄다이올 함유)(Hexanedioic acid polymer with 1,4-butanediol and 1,2-ethanediol) 0.01~5 중량% 및 1-(2-부톡시-1-메틸헨톡시)-2-프로판올(1-(2-BUTOXY-1-METHYLETHOXY)-2-PROPANOL) 0.01~ 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료.
제 1항에 있어서,
상기 경화제는 (클로로메틸)옥시레인과의 4.4-(1-메틸에틸리덴) 비스페놀 중합체 85 ~ 90 중량%, N-부틸 글리시딜 에테르 5 ~ 10 중량% 및 단쇄염화파라핀(C=10~13) 1~5 중량%로 구성된 A부와;
2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물 1 ~ 5 중량%, 아미도-아민 수지 80 ~ 90 중량% 및 트리에틸렌테트라민 7 ~ 16 중량%로 구성된 B부가 4 ~ 8:1의 중량비로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료.
제 3항에 있어서,
상기 B부의 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀과 비스(디메틸아미노메틸)페놀의 혼합물은 2,4,6-트리스[(디메틸아미노)메틸]페놀 80~90중량% 및 비스(디메틸아미노메틸)페놀 10~20중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료.
제 1항에 있어서,
상기 나노 메탈 파우더는 나노입자 형태의 실버페이스트나 알루미나 파우더 또는 착색이 가능한 메탈 파우더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 회귀 반사 기능과 광·조도 조절이 되는 특수 기능성 도료.