KR20210084321A - 내열성이 향상된 전파흡수도료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 전파흡수도료와 흡수능이 유사하면서 고온 환경을 견디는 내열성을 향상된 전파흡수도료에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전파흡수도료는 실리콘 변성수지 100중량부; 멜라민수지 10 내지 80중량부; 전자파 흡수제 10 내지 80중량부; 기능성 첨가제 1 내지 40 중량부; 및 잔부 용제를 포함한다.
Description
본 발명은 내열성이 향상된 전파흡수도료에 관한 것이다.
기존의 전자파 흡수체는 해군과 육군의 무기체계에 적합했다. 즉, 이 무기체계의 운용환경에 맞도록 내구성을 갖추고 있다. 그렇지만 전투기를 비롯한 고고도 미사일과 같은 유도 무기체계의 발달로 기존의 적용 환경과는 다른 환경을 요구하고 있다. 즉, 고온 환경(200℃~300℃)에서 흡수체의 제 기능을 잘 발휘하게 하는 것이다.
이를 위해서 전자파 흡수체 중 액상 타입(페인트 타입)의 경우 수지를 변경해야 한다. 기존 수지는 주로 해군과 육군 무기체계의 운용환경에 견디는 몇 가지 물성에 견디는 기능을 포함하고 있지만, 내열성은 포함되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 기존의 전파흡수도료와 흡수능이 유사하면서도 고온 환경을 견디는 내열성이 향상된 전파흡수도료를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 내열성이 향상된 전파흡수도료에 있어서, 실리콘 변성수지 100중량부; 멜라민수지 10 내지 80중량부; 전자파 흡수제 10 내지 80중량부; 기능성 첨가제 1 내지 40 중량부; 및 잔부 용제를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 실리콘 변성수지는 알키드 타입 실리콘 변성수지를 포함할 수 있다.
상기 멜라민 수지는 가열에 의해 상기 실리콘 변성수지를 가교시킬 수 있다.
상기 멜라민 수지는 메톡시메틸 기능기를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 변성수지는 분당 10℃ 상승속도의 TGA실험에서 300℃에서 10 내지 40중량%가 중량감소할 수 있다.
상기 전파흡수제는 탄소 안료 및 페라이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 기능성첨가제는 점도 감소제와 레벨링제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 변성수지는 상기 전파흡수도료에서 40 내지 60중량%일 수 있다.
상기 용제는 크실렌과 부틸아세테이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실리콘 변성수지 100중량부; 멜라민수지 15 내지 40중량부; 탄소 안료 15 내지 45중량부; 페라이트 5 내지 15중량부; 기능성 첨가제 1 내지 10 중량부; 및 잔부 용제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 기존의 전파흡수도료와 흡수능이 유사하면서도 고온 환경을 견디는 내열성이 향상된 전파흡수도료가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실험예에서 사용된 실리콘 수지의 TGA 실험결과이고,
도 2는 본 발명의 실험예에서 제조된 실시예의 전파흡수도료를 사용한 도장 시편이며,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실험예서 전파 흡수 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실험예에서 제조된 실시예의 전파흡수도료를 사용한 도장 시편이며,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실험예서 전파 흡수 실험 결과를 나타낸 것이다.
이하 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 전파흡수도료를 설명한다.
본 명세서에서의 '전파'는 전자기파를 포함하며, 특히 목표물의 거리, 방향, 각도 및 속도 등을 측정하는 레이더 장치에 사용되는 전파를 포함한다.
전파흡수도료는 실리콘 변성수지, 멜라민수지, 전자파 흡수제, 기능성 첨가제 및 용제를 포함한다.
실리콘 변성수지는 특히 알키드 타입 실리콘 변성수지일 수 있으며, 전파흡수도료의 내열성을 향상시킨다.
실리콘 변성수지는 분당 10℃ 상승속도의 TGA실험에서 300℃에서 40중량% 이하 또는 30중량%의 중량만이 감소할 수 있으며, 더 자세하세는 10 내지 40중량% 또는 5 내지 30중량%의 중량이 감소할 수 있다.
실리콘 변성수지는 전파흡수도료에서 30 내지 70중량%, 40 내지 60중량% 또는 45 내지 55중량%일 수 있다.
멜라민 수지는 가열에 의해 실리콘 변성수지를 가교시킨다. 멜라민 수지는 메톡시메틸기능기를 포함하고 있으며, 메톡시메틸기능기는 실리콘 변성수지의 알키드기와 반응하여 가교기능을 수행할 수 있다.
멜라민 수지는 고 메틸화된, 모노머 멜라민 가교제일 수 있다.
멜라민 수지는 실리콘 변성수지 100중량부에 대해 10 내지 80중량부, 15 내지 40중량부, 또는 20 내지 30중량부 사용될 수 있다.
전자파 흡수제(안료)는, 이에 한정되지 않으나, 탄소안료와 페라이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
탄소안료는 인산흑연을 포함할 수 있으며, 페라이트는 산화철을 포함할 수 있으며 망간페라이트를 사용할 수 있다.
전자파 흡수제는 실리콘 변성수지 100중량부에 대해 10 내지 80중량부 또는 20 내지 60중량부 사용될 수 있다. 더 구체적으로는 탄소 안료 15 내지 45중량부와 페라이트 5 내지 15중량부를 사용할 수 있다.
기능성 첨가제는 점도 감소제와 레벨링제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
점도 감소제는, 이에 한정되지 않으나, 안료친화기를 포함하는 고분자량의 블록 공중합체를 사용할 수 있다.
레벨링제는, 이에 한정되지 않으나, 폴리에스터-변성 폴리디메틸실록산을 사용할 수 잇다.
기능성 첨가제는 실리콘 변성수지 100중량부에 대하여, 1 내지 40중량부 또는 2 내지 20중량부 또는 2 내지 10중량부 사용될 수 있다. 더 구체적으로는 기능성 첨가제는 점도저하제 1 내지 5중량부와 레벨링제 0.5 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.
잔부를 구성하는 용제는, 이에 한정되지 않으나, 메탄올, 크실렌, 부틸아세테이트 및 세틸아세테이트 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
이하 실험예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
전파흡수도료의 마련
다음 표 1과 같은 조성으로 실시예와 비교예의 전파흡수도료를 마련하였다.(단위; 중량%)
<표 1>
실리콘 수지는 DFC에서 구매한 8503을 사용하였으며, 알키드 타입 실리콘 변성수지이다.
실리콘 수지의 TGA 실험 결과는 도 1과 같다. TGA 실험은 분당 10℃ 상승속도로 수행하였으며, 300℃에서의 중량감소는 27.194중량%였다.
멜라민 수지는 Allnex사의 CYMEL 303 RF resin을 사용하였다. 멜라민 수지에는 메톡시메틸 기능기가 포함되어 있다.
탄소안료는 인산흑연을 사용하였다.
점도저하제는 BYK사의 DISPERBYK-163을 사용하였다. DISPERBYK-163은 안료친화기를 포함하는 고분자량의 블록 공중합체이다.
레벨링제는 BYK사의 BYK-300을 사용하였다. BYK-300은 폴리에스터-변성 폴리디메틸실록산이다.
표 1과 같은 구성성분을 일반 용기에 투입한 후 수동으로 기구를 통해 저은 후에 8시간 습윤하는 단계를 거치고 가공물을 링밀 용기에 각각 옮겨 부어 혼합 후에 적정 위치에서 용기를 이동하고 모터를 가동하고 서서히 RPM을 올리고 RPM을 600으로 20분간 가동하는 단계, 링밀의 모터를 RPM을 서서히 900으로 올리고 7시간을 가동하고, 링밀의 용기내의 가공물의 상태에 따라 수시로 신나로 세척하는 단계, 링밀의 모터를 RPM을 서서히 1100으로 올리고 수시간을 가동하고, 링밀의 용기내의 가공물의 상태에 따라 수시로 신나로 세척하는 단계, 링밀의 모터를 RPM을 서서히 1300으로 올리고 1시간을 가동하고, 링밀의 용기내의 가공물의 상태에 따라 수시로 신나로 세척하는 단계, 현 상태의 분산 상태를 확인한 후에 링밀의 모터를 RPM을 서서히 1450으로 올리고 2시간 가동하고, 링밀의 용기내의 가공물의 상태에 따라 수시로 신나로 세척하는 단계를 거친다.
물성시험
(1) 테스트 시편 제작
30cm*30cm의 철판으로 된 시편을 마련하고, 시편을 소지정리한 후 붓으로 전파흡수도료를 도장하였다. 도장은 적정두께(2mmㅁ10%)가 될 때까지 반복하였으며, 매회 도장시 150℃에서 30분간 가열하였다.
비교예의 경우 도장과정에서 150℃에서의 가열에서 도막이 부풀어 오르고 표면이 균일하지 못하여 시편을 제작하지 못 하였다. 실시예의 경우 도장이 원활하게 수행되었다.
(2) 내열성 시험
실시예에 대해 적정 두께로 도장 이후 200℃에서 20분간 추가 가열하였다.
도 2는 비교예와 실시예에서 마련된 시편을 나타낸 것이다. 왼쪽은 비교예의 전파흡수도료를 이용해 도장과정에서 150℃에서의 가열을 10회 한 이후의 사진이며, 오른쪽은 실시예의 전파흡수도료를 이용해 도장 완료 이후 200℃에서 20분간 추가 가열한 이후의 사진이다.
비교예의 경우 200℃에서의 가열을 거치지 않아도 표면이 고르지 않으나, 실시예에의 경우 200℃에서의 가열을 거쳐도 도막의 벗겨짐이나 균열 현상이 없음을 확인할 수 있다.
(3) RCS 측정
실시예의 시편에 대해 RCS(Radar Cross Section)를 측정하였다.
RCS의 측정방법은 다음과 같다.
① 네트워크 분석기(NA)의 캘리브레이션을 한다.
② 철판을 세워서 RCS(Radar Cross Section)측정을 하고 이것을 레퍼런스로 잡는다.
③ 측정 시편을 올리고 일반 상온에서 RCS(Radar Cross Section)측정을 한다.
④ 측정한 시편을 고온건조기에 넣어 200℃에서 20분을 가열한 후에 꺼내어 RCS(Radar Cross Section)측정을 한다. 시편 표면 온도 측정결과는 175℃였다.
⑤ 시간 경과 후 RCS(Radar Cross Section)측정을 한다.
사용한 측정 기기는 Anritsu의 MS46322B였다.
측정 결과는 표 2과 같다.
<표 2>
가열 후 꺼낸 즉시 흡수능을 측정한 결과 8GHz 내지 12GHz의 X-Band에서 10dB(흡수능 90%)이상의 성능이 나왔다.
가열 후 40분이 지난 후 흡수능을 측정한 결과치는 상온에서 측정한 흡수능과 유사한 성능이 나옴을 알 수 있다.
참고로, 10dB와 90%란 수치는 동일한 측정치수이며 dB는 흡수능의 측정수치를 표현하는 것으로 타젠트 값이고, %는 백분율이다. 10dB는 백분율로 90%, 20dB는 백분율로 99%, 30dB는 백분율로 99.9%, 40dB는 백분율로 99.99%이다.도 3과 도 4는 각각 상온과 가열후 꺼낸 40분 후의 측정결과이다. 가열과 무관하게 전파흡수성능이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.
Claims (10)
- 내열성이 향상된 전파흡수도료에 있어서,
실리콘 변성수지 100중량부;
멜라민수지 10 내지 80중량부;
전자파 흡수제 10 내지 80중량부;
기능성 첨가제 1 내지 40 중량부; 및
잔부 용제를 포함하는 전파흡수도료. - 제1항에 있어서,
상기 실리콘 변성수지는 알키드 타입 실리콘 변성수지를 포함하는 전파흡수도료. - 제2항에 있어서,
상기 멜라민 수지는 가열에 의해 상기 실리콘 변성수지를 가교시키는 전파흡수도료. - 제3항에 있어서,
상기 멜라민 수지는 메톡시메틸 기능기를 포함하는 전파흡수도료. - 제4항에 있어서,
상기 실리콘 변성수지는 분당 10℃ 상승속도의 TGA실험에서 300℃에서 10 내지 40중량%가 중량감소하는 전파흡수도료. - 제5항에 있어서,
상기 전파흡수제는 탄소 안료 및 페라이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전파흡수도료. - 제6항에 있어서,
상기 기능성첨가제는 점도 감소제와 레벨링제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전파흡수도료. - 제7항에 있어서,
상기 실리콘 변성수지는 상기 전파흡수도료에서 40 내지 60중량%인 전파흡수도료. - 제8항에 있어서,
상기 용제는 크실렌과 부틸아세테이트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전파흡수도료. - 제9항에 있어서,
실리콘 변성수지 100중량부;
멜라민수지 15 내지 40중량부;
탄소 안료 15 내지 45중량부;
페라이트 5 내지 15중량부;
기능성 첨가제 1 내지 10 중량부; 및
잔부 용제를 포함하는 전파흡수도료.
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