KR20170088015A - 6가 크롬을 함유하지 않는 코일 코팅용 하도 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 6가 크롬을 함유하지 않는 코일 코팅용 하도 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중금속인 6가 크롬을 포함하지 않고도 내식성능을 종래 하도 수준으로 만족시킬 수 있어 친환경성이 뛰어나고, 상도의 종류와 상관없이 부착성능 및 기타 물성을 확보할 수 있어 코일 코팅용 통합형 하도로서 특히 적합한 조성물에 관한 것이다.

Description

6가 크롬을 함유하지 않는 코일 코팅용 하도 조성물{Chromate-free primary coating composition for coil coating}

본 발명은 6가 크롬을 함유하지 않는 코일 코팅용 하도 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중금속인 6가 크롬을 포함하지 않고도 내식성능을 종래 하도 수준으로 만족시킬 수 있어 친환경성이 뛰어나고, 상도의 종류와 상관없이 부착성능 및 기타 물성을 확보할 수 있어 코일 코팅용 통합형 하도로서 특히 적합한 조성물에 관한 것이다.

코일 코팅(Coil coating)은 평면 형태의 GI(아연도금), GL(갈바륨) 혹은 AL(알루미늄) 강판의 한 면 또는 양면을 코팅하는 공정으로, 여기서 하도는 고착 특성을 높이고 소지를 부식으로부터 보호하는 기능을 하며, 상도는 다양한 색상을 사용하여 외관 품질을 향상 시키는 기능을 한다. 코일 코팅용 하도는 일반적으로 멜라민 수지 또는 이소시아네이트와 결속된 폴리에스터 수지로 만들어진다.

일반적인 건재의 코일 코팅(Coil coating)용 하도의 경우, 내식성능을 만족시키기 위해 중금속류에 포함되는 6가 크롬을 사용한다(한국공개특허 10-2012-0093735호). 6가 크롬은 소재의 내식성능을 향상시키기 위해 전처리 및 하도에 사용되는 대표적인 중금속이다.

하지만 최근 PCM 건재용 하도의 중금속 규제가 강화됨에 따른 친환경성 제품의 필요성이 대두되고 있으며, 특히 유럽 지역에서는 EU REACH 발효에 따라 크롬계 안료 사용이 제한되고 있는 상황이다.

본 발명의 목적은, 코일 코팅용 하도 조성물로서, 중금속인 6가 크롬을 포함하지 않고도 내식성능을 종래 하도 수준으로 만족시킬 수 있어 친환경성이 뛰어나고, 상도의 종류와 상관없이 부착성능 및 기타 물성을 확보할 수 있는 통합형 하도 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은, 수지, 멜라민 경화제, 방청안료, 첨가제 및 용제를 포함하며, 여기서 상기 수지는 폴리에스터 수지를 포함하는 수지 성분이고, 상기 방청안료는 알루미늄계 방청안료를 포함하며, 6가 크롬을 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 코일 코팅용 하도 조성물은, 중금속인 6가 크롬을 포함하지 않고도 내식성능을 종래 하도 수준으로 만족시킬 수 있어 친환경성이 뛰어나고, 상도의 종류와 상관없이 부착성능 및 기타 물성을 확보할 수 있는 통합형 하도로서, 유럽 지역의 규제 물질을 함유하지 않아 국내외 시장의 환경 규제에 대비할 수 있다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은 폴리에스터 수지를 포함한다.

상기 폴리에스터 수지로는, 예컨대, 글리콜 성분과 산 성분의 축합반응에 의해 형성되고, 수평균분자량이 4000 이상인 분자량의 폴리에스터 수지를 사용하는 것이 부착성능 및 가공성능 향상의 측면에서 바람직할 수 있다.

상기 폴리에스터 수지의 수평균분자량은 4,000 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 4,000 내지 5,000 범위이며, 더욱 더 바람직하게는 수평균분자량이 2500 내지 4500인 수지를 선택하여 사용한다. 이때, 폴리에스터 수지의 수평균분자량이 4,000 미만이면 가공성에 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서, 상기 폴리에스터 수지 함량은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 예컨대, 30중량% 이상 또는 40중량% 이상으로, 또한 70중량% 이하 또는 60중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조성물 내의 폴리에스터 수지 함량이 지나치게 적으면 가공성 및 부착성이 열세한 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 내식성능에서 열세한 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 본 발명의 도료 조성물은 폴리에스터 수지 이외의 수지 성분을 하나 이상 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 폴리에스터 수지 이외의 수지 성분으로는, 예컨대, 우레탄 수지 및 에폭시 수지로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은 알루미늄계 방청 안료를 포함한다.

상기 알루미늄계 방청 안료로는, 예컨대, 알루미늄 포스페이트계 방청 안료(예컨대, 개질 알루미늄 트리폴리포스페이트)로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서, 상기 알루미늄계 방청 안료 함량은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 예컨대, 1중량% 이상 또는 2중량% 이상으로, 또한 10중량% 이하 또는 8중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조성물 내의 알루미늄계 방청 안료 함량이 지나치게 적으면 내식성이 열세한 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 가공성이 열세한 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은 멜라민 경화제 수지를 포함한다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 멜라민 경화제 수지는, 예컨대, 메톡시 멜라민수지 또는 메톡시 멜라민 수지와 부톡시 멜라민수지의 혼합형 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서, 상기 멜라민 경화제 수지 함량은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 예컨대, 1중량% 이상 또는 2중량% 이상으로, 또한 10중량% 이하 또는 8중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조성물 내의 멜라민 경화제 수지 함량이 지나치게 적으면 TACKY한 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 부착성이 열세한 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은 첨가제 성분을 포함한다.

상기 첨가제 성분으로는, 예컨대, 안료, 체질 안료, 층간부착 증진제, 레벨링제, 산촉매 및 침강방지제로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.

예컨대, 상기 안료로는 이산화티타늄(TiO₂), 울트라마린 블루, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 카본블랙 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을, 상기 체질 안료로는, 예컨대, 바륨설페이트, 탄산칼슘, 실리카, 수산화 알루미나, 마이카, 탈크, 아연, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을, 상기 층간부착 증진제로는 에폭시 포스페이트, 에스터 포스페이트로부터 선택되는 하나 이상을, 상기 레벨링제로는 아크릴 레벨링제 및 실리콘 변성 레벨링제로부터 선택되는 하나 이상을, 상기 산촉매로는 디노닐나프탈렌설포닉 에시드(Dinonylnaphthalene Sulfonic Acid), 도데실벤젠 설포닉 에시드(Dodecylbenzene Sulfonic Acid, DDBSA) 및 p-톨루엔설포닉 에시드(p-Toluenesulfonic acid)로부터 선택되는 하나 이상을, 상기 침강방지제로는 흄드 실리카, 벤톤 등으로부터 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 도료 조성물에 포함되는 첨가제 성분의 양은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 예컨대, 5중량% 이상 또는 10중량% 이상으로, 또한 30중량% 이하 또는 25중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예컨대, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 상기 안료는 3 중량% 내지 10중량%, 상기 체질 안료는 0.1 중량% 내지 5중량%, 상기 층간부착 증진제는 1 중량% 내지 8중량%, 상기 레벨링제는 0.5 중량% 내지 5중량%, 상기 산촉매는 0.1 중량% 내지 2중량%, 상기 침강방지제는 0.1 중량% 내지 2중량%의 양으로 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은 용제를 포함한다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서, 용제의 함량은, 조성물 총 100중량%를 기준으로, 예컨대, 10중량% 이상 또는 15중량% 이상으로, 또한 50중량% 이하 또는 40중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조성물 내의 용제 함량이 지나치게 적으면 작업성이 불량한 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 외관이 불량한 문제가 있을 수 있다.

수지의 용해성과 도료의 은폐력을 향상시키기 위해서, 상기 용제로는 알코올계 용제와 방향족 용제를 적정한 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

알코올계 용제의 함량은, 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 5 내지 30 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 8 내지 25 중량%일 수 있다. 알코올계 용제의 함량이 5 중량% 미만인 경우 은폐력이 떨어지게 되어 백색도가 저하되고, 건조속도가 느려지며, 30 중량%를 초과하는 경우 도료점도가 상승하고 도막 깊숙이 침투되는 속도가 떨어져 소망하는 효과를 달성하기 어렵다.

방향족계 용제의 함량은, 조성물 총 100 중량%를 기준으로, 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 7 내지 15 중량%일 수 있다. 방향족계 용제의 함량이 5 중량% 미만인 경우 건조속도저하 및 소지탈지효과 저하로 인한 도장성 취약의 문제점이 발생하고, 20 중량% 초과할 경우 수지에 대한 상용성저하로 도장성이 저하되어 은폐력이 낮아지게 되며 이는 도막외관의 백색도를 저하시키게 된다.

상기 알코올계 용제의 예는, 에틸알코올, 이소프로필알코올 및 노르말 부틸알코올에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 방향족계 용제의 예는, 톨루엔, 자일렌, 및 코코졸에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명의 코일 코팅용 하도 조성물은, 상기한 성분들을 사용하여 통상의 도료 조성물 제조방법에 따라 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위는 실시예로 한정되지 않는다.

[ 실시예 ]

1. 도료 조성물의 제조

하기 표 1에 나타낸 조성의 성분들을 배합하여 하도 도료를 제조하였다.

A-1: 폴리에스터 수지(수평균분자량: 2500~3000)

A-2: 고분자량 폴리에스터 수지(수평균분자량: 4000~4500)

B-1: 6가 크롬계 방청안료(스트론튬 크로메이트)

B-2: 알루미늄계 방청안료(개질 알루미늄 트리폴리포스페이트)

C: 멜라민 경화제 수지

D: 안료(TiO₂)

E: 체질안료(알루미늄 실리케이트)

F: 층간부착 증진제(CRE88288, KCC)

G: 레벨링제(CVC59314, KCC 반제품)

H: 산촉매(CVC02851, KCC 반제품)

I: 용제(Kocosol #100)

J: 용제(Kocosol #150)

K: 용제(RPDE)

L: 침강방지제(CVC00817, KCC)

2. 도료 조성물의 물성 평가

(1) 소지에 상기 제조된 각 도료를 하도 도장하고, 그 위에 일반 도료인 RMP(Regular modified polyester) 상도 도장한 후, 하기 표 2에 기재된 각 항목의 물성을 평가하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

비교예로는 크로메이트 전처리된 GI 소지에 기존 크롬하도를 도장하여 사용하였고, 실시 예로는 크로메이트 전처리하지 않은 GI 소지에 크롬을 함유하지 않는 개발하도를 도장하여 물성을 상대 비교하였다.

(2) 소지에 상기 제조된 각 도료를 하도 도장하고, 그 위에 불소 수지 도료를 상도 도장한 후, 하기 표 3에 기재된 각 항목의 물성을 평가하여, 그 결과를 표 3에 나타내었다.

Claims (6)

1. 수지, 멜라민 경화제, 방청안료, 첨가제 및 용제를 포함하며,
   여기서 상기 수지는 폴리에스터 수지를 포함하는 수지 성분이고, 상기 방청안료는 알루미늄계 방청안료를 포함하며,
   6가 크롬을 포함하지 않는, 코일 코팅용 하도 조성물.
2. 제1항에 있어서, 폴리에스터 수지의 수평균분자량이 4,000 이상인 것을 특징으로 하는 코일 코팅용 하도 조성물.
3. 제1항에 있어서, 알루미늄계 방청 안료가 알루미늄 포스페이트계 방청 안료로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코일 코팅용 하도 조성물.
4. 제1항에 있어서, 멜라민 경화제는 메톡시 멜라민수지 또는 메톡시 멜라민 수지와 부톡시 멜라민수지의 혼합형 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 코일 코팅용 하도 조성물.
5. 제1항에 있어서, 용제가 알코올계 용제 및 방향족 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 코팅용 하도 조성물.
6. 제1항에 있어서, 첨가제 성분이 안료, 체질 안료, 층간부착 증진제, 레벨링제, 산촉매 및 침강방지제로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코일 코팅용 하도 조성물.