KR20180051085A - 도료 조성물 - Google Patents

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KR20180051085A KR1020160147959A KR20160147959A KR20180051085A KR 20180051085 A KR20180051085 A KR 20180051085A KR 1020160147959 A KR1020160147959 A KR 1020160147959A KR 20160147959 A KR20160147959 A KR 20160147959A KR 20180051085 A KR20180051085 A KR 20180051085A
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Abstract

본 발명은 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하는 도료 조성물 키트를 제공한다.

Description

도료 조성물{Paint composition}
본 발명은 도료 조성물에 관한 것이다.
철을 포함하는 철재 구조물은 대부분 부식환경에 노출되므로, 내구성을 증진시키기 위하여 철재 구조물 표면에 부식방지 처리를 하는 것이 일반화되어 있다. 철재 구조물의 부식이란 녹(rust) 혹은 적청(Fe(OH)3 및 Fe2O3)이 발생됨을 말하는데, 이들의 생성 원인은 공기중의 산소(O2), 수분(H2O) 등이라고 볼 수 있다. 이러한 부식은 오염된 대기, 매연, 해수의 염분, 산성비, 화학물질(산, 알칼리 및 염) 등에 의해서 가속화되는 경향이 있다. 특히, 철재 구조물로서 대형 자동차의 트레일러용 샷시와 같은 수송, 이동 과정 중의 가혹한 환경 하에서는 상기와 같은 부식은 더욱 가속화되는 경향이 있다.
이에, 상기와 같은 철재 구조물의 부식을 억제하기 위한 방법으로는, 반응 억제 기능으로 물이 금속에 닿으면 부동태화하는 광명단, 크롬산 아연 등의 방청 안료를 사용하거나, 부식의 원인이 되는 물 또는 공기의 유입을 차단(barrier)하는 기능을 하는 알루미늄 또는 운모상 산화철 등의 편상 방청안료를 사용하거나, 혹은 음극 방식으로 철보다 이온화 경향이 큰 징크 등의 금속안료를 이용하는 희생 양극법(Sacrificial anode) 등이 사용되고 있다.
특히, 차량 외장의 철재 구조물에는 방청 안료 등을 이용하고, 프라이며, 우레탄 서페이서, 우레탄 탑 코팅의 3중 코팅을 형성하여 외부로부터의 산소와 수분의 유입을 방지하면서, 우수한 도장막을 형성시키는 기술들이 업계에 알려져 있다.
본 발명은 도료 조성물 키트 및 이를 이용한 철재 구조물의 도장방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하는 도료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 상기 도료 조성물을 이용한 철재 구조물의 도장 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 투명 도료 조성물 키트에 의하면, 종래 3중 코팅을 이용하던 것을 하도층 및 상도층으로 형성된 2중 도료층 만으로도, 대등한 물성을 나타낼 수 있고, 부착성 및 내후성이 우수한 도료 조성물 키트를 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "중량부"는 원료 성분 간의 중량비율을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 "도료 조성물 키트"는 하도 주제부와 하도 경화제부로 구성된 2액형 하도 도료 조성물과 상도 주제부와 상도 경화제부로 구성된 2액형 상도 도료 조성물로 구성되는 것일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 하도 도료 조성물은 에폭시 당량이 160내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW))이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 도료 조성물은 하도 주제부에 상기 범위 내의 에폭시 당량을 갖는 에폭시 수지를 사용하고, 아연 함유 방청안료를 상기 범위 내로 포함하면서, 경화제부에는 두 종류의 폴리 아미드와 아미노 레진을 사용함으로써, 조성물의 방청성을 확보하면서도, 에폭시 수지와 아미드와의 결합력을 높여 부착성을 향상시킬 수 있다. 특히, 아연을 포함하는 방청 안료를 포함함으로써, 철재 구조물에 강력한 방청 기능을 발휘할 수 있는 동시에, 철재 구조물의 화학적, 물리적 특성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 하도 주제부에 포함되는 에폭시 수지는 특별히 제한되는 것은 아니나, 비스페놀 A형 에폭시 수지를 이용할 수 있으며, 하도 주제부에 있어서, 에폭시 수지가 상기 범위 미만으로 포함될 경우, 건조성 등이 지연되는 문제점이 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과하여 포함될 경우에는 저장 안정성 등이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 아연 함유 방청안료는 아연계 분말로서, 철재 구조물의 발청을 방지하는 방청 안료로서 작용한다. 아연계 분말로서는, 예를 들면 아연 분말 및 아연 합금 분말로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 아연 합금으로서는, 예를 들면 아연과 알루미늄, 마그네슘 및 주석으로부터 선택되는 1종 이상의 합금을 들 수 있고, 아연- 알루미늄 합금, 아연-주석 합금을 들 수 있다. 상기 아연 분말의 시판품으로서는, 예를 들면 F-2000(상품명；혼죠 케미컬(주) 제조), STANDART Zinc flake GTT, STANDART Zinc flake G, STANDART Zinc flake AT(상품명；ECKART GmbH 제조), STAPA 4 ZNAL7(아연과 알루미늄의 합금；상품명；ECKART GmbH 제조), STAPA 4 ZNSN30(아연과 주석의 합금；상품명；ECKART GmbH 제조) 등을 수 있다. 상기 아연계 분말은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수 도 있다.
상기 아연 함유 방청안료는 하도 주제부에 상기 범위 내로 포함됨으로써, 철재 구조물에 방청성을 부여함과 동시에, 하도층의 철재 구조물과의 부착성을 유지시킬 수 있다.
하도 주제부에서 용제는 에폭시 수지 등을 용해시키고, 점도 상태와 유동성을 조절시키는 것으로, 이소프로필 알코올, 셀루솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸 알코올, 에틸알코올, 자일렌, 코코졸, 프로필렌 글리콜 메틸에터아세테이트, 메틸 이소부틸케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 하도 주제부에 있어서, 용제가 상기 범위 내로 포함되는 것이 용해력을 증진시키고, 작업성을 개선시킬 수 있다.
상기 하도 주제부에 포함되는 침강 방지제는 상기 방청 안료가 침강하지 않고 분산 상태를 유지하게 하는 것으로서, 일 예로서는, 실란계 화합물, 실리카와 디클로로디메틸의 반응물, 폴리올레핀 왁스, 폴리아마이드계 왁스 등을 들 수 있다. 상기 침강 방지제는 하도 주제부 내에 상기 범위 내로 포함됨으로써, 방청 안료의 분산 상태를 고르게 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 하도 주제부에 포함되는 첨가제는 습윤분산제(wetting disper sion agent), 소포제 (defoamer), 흐름방지제(anti-sagging agent), 평활제(leveling agent), 가소제(plasticizer) 등, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 성분을 의미하며, 상기 성분들 중 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 이용되는 첨가제의 일 예로서는 솔로이드 사제 ZN 시리즈, 또는 SOYBEAN LECITHIN을 단독 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 첨가제가 하도 주제부 내에 상기 범위 내로 포함됨으로써, 경화된 하도층의 외관을 우수하게 확보할 수 있다.
한편, 하도 주제부의 에폭시 수지를 경화시키는 경화제를 포함하는 조성, 즉 하도 경화제부는 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 경화제부에서 폴리아미드는 경화 반응성과 작업성 측면에서 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드를 사용할 수 있고, 하도 경화제부 내에 상기 범위 내로 포함됨으로써, 하도 주제부와 혼합시의 점도, 경화온도, 경화시간 등을 용이하게 조절할 수 있다.
상기 아미노 수지는 주제부의 경화를 촉진하는 역할로, 에폭시 비반응성으로서, 건조 속도와 경화 반응성 측면에서 아민가(Amine Value)가 620 - 650mgKOH/g인 방향족 3급 아미노 수지를 사용할 수 있고, 0 내지 5 중량부, 0.5 내지 4 중량부가 포함되는 것일 수 있다.
상기 경화 용제로서는 폴리아미드 또는 아미노 수지 등을 용해시키는 것으로, 이소프로필 알코올, 셀루솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸 알코올, 에틸알코올, 자일렌, 코코졸, 프로필렌 글리콜 메틸에터아세테이트, 메틸 이소부틸케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 하도 주제부에 있어서, 용제가 상기 범위 내로 포함되는 것이 용해력을 증진시키고, 작업성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도료 조성물에서 상기 하도 주제부 및 하도 경화제부는 2:1 - 6:1의 중량비율로 존재하는 것일 수 있다. 혼합 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 내염수성, 내자외선성 등의 내화학성과 내마모성 등의 물리적 성능이 충분히 발휘될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상술한 하도 주제부 및 하도 경화제부를 포함하는 도료 조성물과, 별도의 상도 주제부 및 상도 경화제부를 포함하는 상도 도료 조성물을 포함하는 도료 조성물 키트로서, 상기 상도 도료 조성물은 아크릴 수지 25 내지 40 중량부, 유색 안료 25 내지 40 중량부, 체질 안료 5 내지 10 중량부, 첨가제 5 내지 20 중량부 및 용제 10 내지 25 중량부를 포함하는 상도 주제부 및 폴리이소시아네이트 수지 80 내지 90 중량부 및 경화 용제 10 내지 20 중량부를 포함하는 상도 경화제부를 포함하는 도료 조성물 키트를 제공할 수 있다.
상기 상도 주제부에 포함되는 바인더 수지로는 아크릴 수지가 사용된다. 상기 아크릴 수지는, 내후성과 도막 외관이 우수하기 때문에 고기능성 측면에서, 고형분이 40 내지 80중량%이고, OH 값(OH value)이 100 내지 140mgKOH/g인 열 경화성 아크릴 수지(THERMOSETTING ACRYLIC RESIN)를 이용할 수 있다. 또한, 상기 아크릴 수지는 상도 주제부 내에 상기 범위로 포함됨으로써, 상도층(외부 도막)에 요구되는 내수성, 내산성, 내알칼리성, 내자외선성 등의 내화학성과 내마모성 등을 우수하게 확보할 수 있다.
상기 유색 안료로서는 당 업계에 공지된 안료를 이용할 수 있으며, 일 예로서는 , 카본 블랙(상표명 powcarbon), 티타늄 디옥사이드, iron oxide yellow, CR-80(ISHIHARA), Hematite(태성화학) 등을 단독 또는 조합하여 이용할 수 있다.
상기 체질 안료로서는 체질 안료는 도막내의 기공을 충전시키고 경도, 도막 형성 등의 보완 및 광택을 조절하는 역할을 하며, 구체적인 예로는 마그네슘 실리케이트, 바라이트, 마이카, 실리카, 및 칼슘 카보네이트 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 사용하여 양호한 도막 외관을 얻을 수 있으며 방청성 등을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 예에 따르면, 작업성의 측면에서 칼슘 카보네이트 등을 이용할 수 있으며, 상기 유색 안료 및 체질 안료는 상도 주제부 내에 상기 범위 내로 포함됨으로써, 조성물 내에 용이하게 분산되면서도, 광택 및 색상을 우수하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 상도 주제부에 있어서, 첨가제는 카르본산 암모늄계 등의 분산제, 실리콘계 등의 소포제, 규산염 점토계 등의 증점제, 침강방지제, 흐름방지제, 평활제 등의 통상적으로 사용되는 성분을 의미하며, 상기 성분들중 1 종 이상을 선택하여 사용하는 것이 가능하다. 상기 첨가제는 상도 주제부 내에 상기 범위로 포함됨으로써, 조성물의 점도 상태조절 및 도막형성을 우수하게 확보할 수 있다.
한편, 상도 경화제부에 있어서, 경화제로는 폴리이소시아네이트 수지가 사용되며, 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 폴리이소시아네이트 수지는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 이용하는 것일 수 있다. 경화제가 상도 경화제부에 상기 범위 미만으로 포함되는 경우, 경화 반응이 지연되는 문제점이 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 도막 물성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 수용성 우레탄계 상도재 경화제부에 있어서, 경화 용매로서 셀루 솔브 아세테이트, 부틸아세테이트 등을 사용할 수 있다.
상기 상도 주제부와 상도 경화제부의 존재 비율은 중량비율로 5:1 - 9:1인 것이 바람직하다. 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 내염수성, 내자외선성 등의 내화학성과 내마모성 등의 물리적 성능이 충분히 발휘될 수 있다.
상기 상도 도료 조성물은 전술된 하도 주제부 및 하도 경화제부를 포함하는 조성물로 도장된 방청도료 층과 유기적으로 결합을 형성하는 특징을 갖는다, 즉, 양 도막 상이에 강력한 층간 부착력을 형성하므로 상기 상도 조성물로 형성된 도막(상도층)은 방청 도막(하도층)을 보호하는 기능이 우수하다. 또한 상기 상도층은 내화학성과 물리적 성능이 우수하여 외부환경의 부식인자(산성비, 염분, 매연 등)를 차단시켜 철재 구조물의 부식을 방지하여 내구성을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 도료 조성물 키트는 에폭시 수지의 강력한 부착력과 아연을 포함하는 방청 안료를 이용한 부식의 원인 되는 오염물질의 침투방지 역할이 상호 시너지 작용을 발휘하고, 열 경화성 아크릴 수지를 적용하여 강력한 도막을 형성함으로써, 외부로부터 침투되는 산소와 수분을 억제하면서, 철재 구조물에 뛰어난 부착력과 우수한 방식기능을 부여할 수 있는 도막을 형성할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명은 다른 관점에서, 연마 처리된 철재 구조물 표면을 하도 도료 조성물로 도포하여 상기 구조물 표면 상에 하도층을 형성하며, 상기 하도층 상에 상도 도료 조성물을 도포하여 상도층을 형성하는 것을 포함하는 철재 구조물의 도장방법을 제공할 수 있다.
여기서 상기 하도 도료 조성물은, 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하도록 구성되는 것일 수 있다.
여기서, 상기 하도층을 형성하는 것은, 상기 하도 주제부 및 경화제부가 2:1 - 6:1의 중량비율로 구성된 하도 도료 조성물을 상기 구조물 표면에 도포하고 건조 경화시켜서 이루어지는 것일 수 있다.
상기 상도 도료 조성물은, 아크릴 수지 25 내지 40 중량부, 유색 안료 25 내지 40 중량부, 체질 안료 5 내지 10 중량부, 첨가제 5 내지 20 중량부 및 용제 10 내지 25 중량부를 포함하는 상도 주제부; 및 폴리이소시아네이트 수지 80 내지 90 중량부 및 경화 용제 10 내지 20 중량부를 포함하는 상도 경화제부를 포함하도록 구성되는 것일 수 있다.
여기서, 상기 상도층을 형성하는 것은, 상기 상도 주제부와 상도 경화제부가 5:1 - 9:1의 중량비율로 구성된 상도 도료 조성물을 상기 하도층상에 도포하고 건조 경화시켜서 이루어지는 것일 수 있다.
이하에서는 상기 도장 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
연마 처리 단계
본 발명에 따른 철재 구조물의 연마 처리는 철재 구조물의 표면을 샌드(sand), 그리트(grit), 쇼트 볼(shot ball) 등으로 블라스팅(blasting) 하는 것을 의미한다.
상기 블라스팅 방법은 일정한 크기의 입자를 가속해서 분사하여 외압으로 녹이나, 밀스케일(mill scale)(흑피) 등을 제거하는 방법이다. 구체적으로 연마 처리 등급은 SIS Sa 2½ (또는 SSPC-SP10, Near white metal blast cleaning) 이상이 되도록 철재 구조물 표면을 처리하는 것이 바람직하고, 또한 표면조도는 평균 50㎛ 내외가 되는 것이 바람직하다.
전술된 바와 같이, 연마 처리를 통해서 철재 구조물 표면에 생성되거나 부착되어 있는 유분, 수분, 녹, 밀스케일(흑피), 구도막, 먼지 등의 모든 이물질을 깨끗이 제거한 다음, 곧바로 하도 공정인 조성물을 도포하는 것이 바람직하다.
하도층의 형성
본 발명의 도료 조성물을 표면 처리된 철재 구조물 표면에 도포작업을 실시하는데, 도료 조성물의 하도 주제부를 전동 믹서기를 사용하여 교반한 후에 교반된 주제부에 하도 경화제부를 지정된 배합비로 넣어주면서 전동 믹서기 등의 기계적인 방법으로 충분히 혼합한 다음, 철재 구조물의 구석진 부분이나 모서리 부분을 먼저 붓으로 도포하고, 넓은 면은 롤러, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이 등을 사용하여 빠진 곳 없게 균일한 두께로 도포한다. 본 발명에 따른 하도 도막 형성은 도포 작업 후, 20±5℃에서 약 8시간 이상 경화 건조시키는 것이 바람직하다. 전술된 바와 같이, 형성된 수용성 방청도료 조성물의 도막은 1회 도장으로 50 - 75㎛의 건조 도막 두께를 가지도록 도장하며, 균일한 추천 도막 두께를 확보하는 측면에서 2회 내지 4회 반복하여 재도장하는 것일 수 있다. 이때, 재도장 간격은 20±5℃에서 약 8시간 이상일 수 있다.
여기서 하도층의 형성에 이용되는 하도 도료 도성물은 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하는 것일 수 있다.
상도층의 형성
상기 도료 조성물로 형성된 도막(하도층) 상에, 상도층을 형성하기 위하여 먼저 상도 주제부를 전동 믹서기를 사용하여 교반해 준 후, 상도 경화제부를 지정된 배합비로 교반된 주제에 넣어주면서 전동 믹서기 등의 기계적인 방법으로 균일하게 교반하여 준다. 이렇게 혼합된 상도 조성물을 상기 하도층 표면에 롤러, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 붓 등의 기구를 사용하여 균일한 두께로 도포 작업을 하되, 구석진 곳이나 모서리 부분을 먼저 붓으로 도포해준 다음에 넓은 면을 균일한 두께로 도포해 준다. 상도층은 1회 건조 도막 두께가 35 - 50㎛가 되도록 도장하며, 균일한 추천 도막 두께를 확보하는 측면에서 2회 내지 4회 반복하여 재도장하는 것이 바람직하다. 이때, 재도장 간격은 20±5에서 약 8시간 이상일 수 있다.
여기서, 상기 상도 도료 조성물은 아크릴 수지 25 내지 40 중량부, 유색 안료 25 내지 40 중량부, 체질 안료 5 내지 10 중량부, 첨가제 5 내지 20 중량부, 광안정제 0.5 내지 3 중량부 및 용제 10 내지 25 중량부를 포함하는 상도 주제부 및 폴리이소시아네이트 수지 80 내지 90 중량부 및 경화 용제 10 내지 20 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에서 소망하는 물성을 철재 구조물에 2층 구조의 도막층을 형성하여 확보할 수 있고, 본 발명의 일 예에 의하면, 상기 철재 구조물은 트레일러 샷시인 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 상세히 설명하면, 다음과 같은 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 및 비교예 >
이하 표 1에 따른 구성 및 함량으로 주제부 및 경화제부를 포함하는 하도 조성물을 및 상도 조성물을 제조하였다. 하기 표에서의 단위는 중량부이다.
하도 조성물
(주제부)
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
수지1 비스페놀 A형 에폭시 수지1 10 8 6.5 20 6.5
수지2 비스페놀 A형 에폭시 수지2 0 0 0 10
방청안료1 아연 분말 70 75 85 60 73 0
방청안료2 인산칼슘 0 0 0 85
침강방지제 폴리아마이드 왁스 0.3 0.4 0.6 0.3 0.4 0.6
용제 자일렌, 코코졸, 이소프로필알코올 18.794 15.694 6.994 18.794 15.694 6.994
첨가제 분산제, 소포제 0.906 0.906 0.906 0.906 0.906 0.906
Total 100 100 100 100 100 100
비스페놀 A형 에폭시 수지1 : 에폭시 당량 160 내지 200g/eq(KCC)
비스페놀 A형 에폭시 수지2 : 에폭시 당량 230 내지 260g/eq(KCC)
아연 분말 :F-2000 (혼죠 케미컬)
인산칼슘 : MCP (두길산업)
침강방지제 : hpa-220x (흥산화성)
분산제 : DISPERBYK-170 (BYK Chemie)
소포제 : BYK-054 (BYK Chemie)
용제 : 자일렌, 코코졸, 이소프로필 알코올을 중량비 3:4:4으로 혼합.
(경화제부)
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
수지1 폴리아미드 30.32 34.11 45.48 30.32 34.11 45.48
수지2 아미노 수지 2.4 2.7 3.6 2.4 2.7 3.6
용제 자일렌, 코코졸, 이소프로필알코올 67.28 63.19 50.92 67.28 63.19 50.92
Total 100 100 100 100 100 100
폴리아마이드: 활성수소당량 210 내지 240g/eq (KCC)
아미노 수지 : : 아민가 620 내지 650mgKOH/g (KCC)
용제 : 자일렌, 코코졸, 이소프로필 알코올을 중량비 4:3:1으로 혼합.
상도 조성물
(주제부)
구분 실시예4 실시예5 실시예6 비교예4 비교예5 비교예6
수지1 열경화성 아크릴 수지1 25 30 40 45 20 0
수지2 열경화성 아크릴 수지2 0 0 0 40
유색 안료1 티타늄 디옥사이드 37.08 27.81 25.72 25.72 37.08 24.72
유색 안료2 황색 산화철 0.13 0.1 0.09 0.09 0.13 0.09
유색 안료3 카본블랙 0.05 0.04 0.03 0.03 0.05 0.03
광안정제 tinuvin1130 0.71 0.41 0.38 0.38 0.71 0.38
체질 안료 칼슘카보네이트 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3
용제 코코졸, 자일렌 16.53 21.13 13.28 8..28 21.53 14.28
첨가제 분산제, 소포제, 13.2 13.2 13.2 13.2 13.2 13.2
Total 100 100 100 100 100 100
열경화성 아크릴 수지 1 : 고형분 70중량%, OH value 110mgKOH/g (KCC)
열경화성 아크릴 수지 2 : 고형분 90중량%, g/eq 150mgKOH/g (KCC)
유색안료1 : CR-80(ISHIHARA)
유색안료2 : Hematite(태성화학)
카본블랙 : powcarbon2419 (yongfeng chemicals)
분산제 : DISPERBYK-170 (BYK Chemie)
소포제 : BYK-054 (BYK Chemie)
광안정제 : tinuvin1130 (BASF)
용제 : 자일렌, 코코졸을 중량비 5:4로 혼합.
(경화제부)
구분 실시예4 실시예5 실시예6 비교예4 비교예5 비교예6
수지1 폴리이소시아네이트1 82 80 85 82 80 85
용제 부틸아세테이트 18 20 15 18 20 15
Total 100 100 100 100 100 100
폴리이소시아네이트1:헥사메틸렌 디이소시아네이트
< 물성평가 측정>
상기 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 도료 조성물에 대하여 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표에 나타내었다. 구체적인 측정방법은 다음과 같다.
(1) 방청성 : 염수분무시험 KS D 9502에 따라 수행하였다. 다만 시편은 2매를 만들고 염수를 분무하는 시간은 120시간으로 하였다. 그 결과, 시편 2매 중 2매 모두에서 주름, 부풀음, 갈라짐 및 발청이 없고, 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(2) 작업성 : KSM 5000의 시험방법 2412에 따라 평가하였는바, 도료 조성물을 이용하여 도장된 철판을 거의 수직으로 놓고 흐름(running), 흐림(fogging) 등을 조사하고, 건조 후 더스팅(dusting), 반점, 색얼룩, 기포, 주름, 핀홀(pin-hole), 크래터링(분화구 모양), 백화(blushing) 등을 조사하여 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(3) 저장 안정성 : 조성물을 조제한 후, 40℃의 온도 조건에서 50일간 저장한 후, 도포후의 물성을 확인하여 도료의 보존 안정성을 평가하는 촉진 시험을 실시하였다. 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(4) 광택 : 비와이케이 가드너사 제조의 광택계(마이크로-트리-그로스)를 사용하여 60도 광택치를 측정하였다. 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(5) 충격성 : 일정한 무게(500g-1000g)를 가지는 추를 일정한 높이(약 10센티-50센티)에서 도막위에 떨어뜨려 충격을 주었을 때 도막의 깨짐 또는 부서짐이 없는 최대 조건을 측정하였으며 여기에는 듀퐁식 충격 시험기를 사용하였다. 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(6) 내화학성(내산성) 측정: 시료를 트레일러 샷시용 연강판(150mm × 70mm × 1mm)의 양면에 건조 도막 두께가 125㎛이 되도록 24시간 간격으로 2회 도장하여 24시간 방치한 후, 시편의 가장자리를 앞서 도장된 부분과 5mm 정도로 겹치도록 도장하여 6일 동안 방치하여 경화시켰다. 이와 같이 경화된 시편 가장자리 부분을 녹인 파라핀(녹는점 60℃)에 담가 시편의 가장자리 부분 3mm가 겹치도록 1차 파라핀층을 형성시킨 후에 다시 녹인 파라핀에 담가 가장자리 부분 5mm가 겹치도록 2차 파라핀층을 형성시킨 다음, 1시간 방치하였다. 상기 1차 및 2차 파라핀층이 형성된 시편을 황산 용액(0.5%)에 24시간 동안 담근 다음, 이를 꺼내어 도막면을 관찰하였다. 시편 2매 중 2매 모두에서 갈라짐, 벗겨짐, 부풀음 및 발청이 없고, 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(7) 내알칼리성 : KSM ISO 2812-2(10% NaCl, 240hrs)에 준거하여 평가를 실시하였다. 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(8) 내수성 : KSM ISO 2812-1 (침수 240hrs) 에 준거하여 평가를 실시하였다. 우수한 경우를 '◎', 보통의 경우를 '△', 나쁜 경우를 '×'로 평가하였다.
(하도 도막 평가)
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
방청성 △ ◎ ◎ X X X
작업성 ◎ △ △ ◎ △ X
저장안정성 △ ◎ ◎ △ △ ◎
충격성(하도 단독) ◎ ◎ ◎ △ X △
내산성(하도 단독) ◎ ◎ △ ◎ ◎ △
내알칼리성(하도 단독) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
내수성(하도 단독) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
(하도층 및 상도층이 형성된 도막 평가)
구분 실시예4 실시예5 실시예6 비교예4 비교예5 비교예6
내후성 ◎ ◎ ◎ X X X
은폐력 ◎ △ △ △ △ X
충격성 ◎ △ ◎ △ X ◎
부착성 ◎ ◎ △ X △ △
내산성 ◎ ◎ △ ◎ ◎ △
내알칼리성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
작업성 ◎ ◎ ◎ △ ◎ ◎
내수성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X
상기 결과에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 하도 조성물의 물성 및 하도 및 상도 조성물을 포함한 도료 조성물 키트를 이용하여 제조된 도막은 물리적 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하는 도료 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주제부 및 경화제부는 2:1 - 6:1의 중량비율로 존재하는 것인 도료 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2에 따른 도료 조성물과,
    상도 도료 조성물을 포함하는 도료 조성물 키트로서,
    상기 상도 도료 조성물은,
    아크릴 수지 25 내지 40 중량부, 유색 안료 25 내지 40 중량부, 체질 안료 5 내지 10 중량부, 첨가제 5 내지 20 중량부 및 용제 10 내지 25 중량부를 포함하는 상도 주제부; 및 폴리이소시아네이트 수지 80 내지 90 중량부 및 경화 용제 10 내지 20 중량부를 포함하는 상도 경화제부를 포함하는 것인 도료 조성물 키트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상도 주제부와 상도 경화제부는 5:1 - 9:1의 중량비율로 존재하는 것인 도료 조성물 키트.
  5. 연마 처리된 철재 구조물 표면을 하도 도료 조성물로 도포하여 상기 구조물 표면 상에 하도층을 형성하며,
    상기 하도층 상에 상도 도료 조성물을 도포하여 상도층을 형성하는 것을 포함하는 철재 구조물의 도장방법으로서,
    상기 하도 도료 조성물은, 에폭시 당량이 160 내지 200g/eq인 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 아연 함유 방청안료 70 내지 85 중량부, 용제 1 내지 20 중량부, 침강방지제 0.3 내지 1 중량부 및 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부를 포함하는 하도 주제부; 및 활성 수소 당량(AHEW)이 210 내지 240g/eq인 폴리아미드 30 내지 50 중량부, 아미노 수지 0 내지 5 중량부 및 경화 용제 40 내지 80 중량부를 포함하는 하도 경화제부를 포함하도록 구성되며,
    상기 상도 도료 조성물은, 아크릴 수지 25 내지 40 중량부, 유색 안료 25 내지 40 중량부, 체질 안료 5 내지 10 중량부, 첨가제 5 내지 20 중량부 및 용제 10 내지 25 중량부를 포함하는 상도 주제부; 및 폴리이소시아네이트 수지 80 내지 90 중량부 및 경화 용제 10 내지 20 중량부를 포함하는 상도 경화제부를 포함하도록 구성되는 것인 철재 구조물의 도장방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하도층을 형성하는 것은, 상기 하도 주제부 및 경화제부가 2:1 - 6:1의 중량비율로 구성된 하도 도료 조성물을 상기 구조물 표면에 도포하고 건조 경화시켜서 이루어지는 것인 철재 구조물의 도장방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상도층을 형성하는 것은, 상기 상도 주제부와 상도 경화제부가 5:1 - 9:1의 중량비율로 구성된 상도 도료 조성물을 상기 하도층 상에 도포하고 건조 경화시켜서 이루어지는 것인 철재 구조물의 도장방법.
  8. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철재 구조물은 트레일러 샷시인 것인 철재 구조물의 도장방법.
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