KR20220055124A - 공기 건조형 겔코트 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기와 접촉하는 부분에도 경화가 이루어져 기계적, 전기적, 내수성, 내후성, 광택성이 매우 우수한 겔코트(Gel Coat) 수지조성물에 관한 것으로 겔코트 조성물에 왁스류를 사용하지 않는 관계로 에프알피(FRP) 적층면에 직접 탑코팅을 실시할 수 있어, 표면 코팅 불량율을 현저히 낮추고 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 지니고 있다.
본 발명에서 겔코트에 사용된 수지는 공기 건조형이 가능하도록 설계된 변성 불포화 폴리에스테르수지와 기계적 강도을 유지할 수 있도록 설계된 불포화 폴리에스테르수지를 블렌딩하여 사용하였으며, 겔코트 제조방법을 요변제 및 안료를 각각 페이스트 형태로 제조하여 제조과정에서 균일한 제품이 제조될 수 있도록 공정을 세분하였다.

Description

공기 건조형 겔코트 조성물 및 그의 제조방법 {Composition for air-drying gelcoat and method of preparing the same}
본 발명은 기계적, 전기적, 내수성, 내후성이 강한 특징을 지니며, 또한 공기에 노출되어도 경화가 가능한 공기 건조성 변성 불포화 폴리에스테르 수지를 활용한 겔코트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
겔코트는 불포화 폴리에스테르 수지에 안료, 요변제 및 첨가제 등을 균일하게 혼합 분산시켜 임의의 색상으로 착색한 에프알피(FRP) 및 마블(Marble) 제품의 상도용으로 개발된 도료이다.
이러한 겔코트는 내수성, 내후성, 기계적 특성 및 화학적 특성이 우수하여 에프알피 분야인 선박, 욕조, 물탱크 전기재료, 건축재료 등에 널리 이용되고 있다.
에프알피 제품에 사용되는 겔코트는 통상적으로 두 가지 방법으로 사용된다.
첫 번째 방법은 금형(mold)에 이형제 첨가제를 코팅한 후 스프레이 또는 붓을 이용하여 600g/m2을 도포하여 도막의 두께가 0.3~0.5mm가 되도록 균일하게 겔코트를 도포한다. 표면이 겔화가 진행된 후 40~60℃에서 20~40분간 후경화를 시킨다. 표면 경화가 이루어진 후 유리섬유 등을 이용하여 적층을 실시한다. 제품의 형태를 갖춘 후 경화가 완전히 이루어지면 금형으로부터 탈형을 하여 제품 제작을 완료한다.
두 번째 방법은 에프알피 성형품 표면에 탑코팅(top coating)하는 방법으로, 첫 번째 방법에서 겔코트를 도포하는 공정을 제외하여 실시한다. 금형에서 탈형된 에프알피 제품 표면에 스프레이 또는 붓으로 표면 상태를 확인하면서 첫 번째 방법과 동일한 도포량 및 두께로 균일하게 겔코트를 이용하여 도포를 실시한다.
첫 번째 방법으로 제품을 제작하였을 때 겔코트 표면의 광택, 기계적 강도 등은 우수하지만, 단점으로는 겔코트 도포 후 충분한 경화가 이루어지지 못한 상태에서 에프알피 적층을 실시하게 되면 적층에 사용되는 수지 성분이 겔코트에 스며들어 주름, 얼룩, 변색이 발생할 수 있으며 겔코트 두께의 불균일에 의한 색상차이 발생, 탈형 과정에서 외부 충격에 의한 크랙, 적층 수지의 경화과정에서 전달된 열에 의한 변색, 적층 수지의 수축에 의한 크랙, 금형에 겔코트가 붙어 겔코트가 손실되는 현상 등 다양한 문제가 발생한다는 점이다. 즉, 제품의 표면 불량은 최종적으로 탈형 과정을 거친 후 확인이 되는 관계로 제품 불량률이 높고 작업성이 매우 떨어진다.
반면에 두 번째 방법은 제품 형태를 만든 후 표면에 색칠하는 작업과 유사하여 작업시간이 단축되며 직접 눈으로 확인하면서 표면 코팅을 실시하는 관계로 불량률이 매우 낮다. 하지만 불포화 폴리에스테르 수지는 공기와 접촉한 부분에 미경화가 형성되어 끈적임 현상이 발생하여 겔코트용으로 사용하기에는 적합하지 않은 단점을 지니고 있다. 이 단점을 보완하기 위해 통상적으로 파라핀 왁스류를 첨가하여 해결해 오고 있는데, 이때 사용된 파라핀 왁스류 등의 첨가제는 겔코트의 경화 과정에서 표면으로 부상하여 공기와의 접촉을 차단하여 미경화 형성을 억제하지만, 표면 광택이 현저히 떨어지는 단점이 있다.
따라서 두 번째 방법이 편리하고 작업성 및 불량률이 낮음을 알고 있지만, 대부분의 제품 제작은 첫 번째 방법으로 진행되고 두 번째 방법은 표면 광택이 필요 없는 제품에만 한정적으로 사용되고 있다.
이상의 내용에 비추어, 왁스류 등을 사용하지 않고도 두 번째 방법을 사용할 수 있는 방법이 제공된다면 바람직할 것이다.
이와 관련하여 왁스류를 사용하지 않는 공기 건조형 수지 제조기술 선행기술로서, 국내특허 제10-1668278호에서 산화금속 함유 나노 입자의 금속원자 등을 이용하여 제품이 수성화가 가능하도록 하는 방법이 제안되었지만, 이는 일반 바인더용으로는 적합하나 에프알피용 겔코트로 적용하기에는 내화학성, 흡수율 및 기계적 강도 등에 취약한 단점이 있다. 또한 국내특허 제10-1254942호에서 소개된 변성 비닐에스테르 수지를 활용하여 겔코트를 제조하게 되면 표면 공기 건조성 및 기계적 물성은 해결되지만 외부에 노출되었을 때 비닐에스테르 구조에 포함된 비스페놀에이(bispenol A) 및 우레탄 구조에 포함된 톨루엔디이소시아네이트(TDI, Toluene Didiocyanate) 등이 탈색 및 변색되어 황변되는 문제점이 있다.
본 발명은 공기 건조형 변성 불포화 폴리에스테르수지를 이용한 겔코트 조성물을 제안함으로써 왁스류 등을 사용하지 않고도 표면 공기 건조성, 표면 광택성, 기계적 물성 및 표면 변색에 대한 문제점을 해결하였다.
본 발명은 고광택, 고강도, 고내후성을 유지하면서 왁스류를 사용하지 않고도 공기와 접촉되는 부분의 미경화(경화불량)가 발생되지 않는 공기 건조형 겔코트 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 공기 건조형이 가능하도록 설계된 변성 불포화 폴리에스테르수지와 이소(ISO) 및 올소(Ortho) 타입의 불포화 폴리에스테르수지를 적정 비율로 혼합된 수지를 이용한 겔코트 조성물을 통해 이를 해결하였다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물은,
알코올 및 염기산을 축중합하여 제조되되, 알코올 및 염기산 중의 적어도 하나는 공기 건조가 가능한 성분이 1개 이상 존재하는 것으로 하여 제조되는 불포화 폴리에스테르수지; 및,
기계적 강도를 향상하기 위하여 2중 결합이 있는 다가 염기산과, 다가 알코올을 이용하여 축중합하여 제조된 불포화 폴리에스테르수지;를 블렌딩하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
이때 두 가지 불포화 폴리에스테르수지의 블렌딩 비율은 35~45 : 55~65인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 상기에 있어서, 반응성 희석제로서 SM(스티렌) 70~90 중량부 및 MMA(메틸메타크릴레이트) 10~30 중량부를 혼합한 것을 사용하여 내후성을 개선한 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물의 제조방법은,
(a) 요변화 페이스트 제조 단계,
(b) 안료 페이스트 제조 단계,
(c) 분산단계, 및
(d) 제품 규격 조절 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 이때 상기 제조방법에서,
상기 (a) 요변화 페이스트 제조 단계는 불포화 폴리에스테르수지 50~70 중량부와 흄드실리카 5~15 중량부를 1,500~3,000 rpm으로 고속 분산하여 입자 크기를 1마이크로 이하로 제조하며,
상기 (c) 단계는, 상기 (a) 단계의 제조물과 상기 (b) 단계의 제조물을 디졸버(dissolver)를 이용하여 100~300 rpm으로 교반하면서 분산하여 균일한 제품이 제조될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 구성에 대해 부연하여 설명한다.
본 발명에 따른 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물은 예컨대,
공기 건조형이 가능하도록 설계된 변성 불포화 폴리에스테르수지 20~30 중량부,
기계적 강도를 유지할 수 있도록 설계된 불포화 폴리에스테르수지 30~40 중량부,
반응성 희석제 35~45 중량부,
탑코팅 후 표면 색상과 은폐력을 유지시켜 주는 안료 5~15 중량부,
무기물과 유기물의 분산력을 증가시켜주는 습윤분산제 0~5 중량부,
경사진 면에 겔코트가 흘러내림을 방지하기 위해 요변도를 증가시켜주는 흄드실리카(fumed silica) 5~30 중량부,
요변도(틱스트로픽 인덱스) 향상을 보조하는 첨가제 0~0.5 중량부,
자외선흡수제 0~0.5 중량부,
소포제 0~0.5 중량부,
경화촉진제 0~0.5 중량부를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 구성 중 청구항에서 제외된 성분들은 본 발명만의 특징이 아니며 또한 공지된 재료들에서 선택하여 사용할 수 있는 것이므로 청구항의 구성요소로 포함시키지 않았고, 다만 하기에서 그 종류나 사용예를 예시해 두었음을 밝힌다.
상기 배합에 사용되는 수지 중 공기 건조형이 가능하도록 설계된 변성 불포화 폴리에스테르수지는 알코올과 염기산 중에서 공기 건조가 가능한 성분이 1개 이상 존재하는 알코올과 염기산 및 주쇄에 중합성이 있는 2중결합을 가지도록 다가 불포화 염기산, 다가 포화 염기산, 다가 알코올을 이용하여 축중합반응에 의해 제조하고, 기계적 강도를 유지할 수 있도록 설계된 불포화 폴리에스테르수지 또한 다가 불포화 염기산, 다가 포화 염기산, 다가 알코올 등을 이용한 축중합반응에 의해 제조된다.
상기 공기 건조가 가능한 알코올 성분으로는 통상적으로 잘 알려진 실란올(silianol), 아릴에테르계인 TMPDE(Tri Methylol Propane Diallyl Ether), TMPME(Tri Methylol Propane Monoallyl Ether), 글리콜 계열인 PG(Propylene glycol), PEG(polyethylene glycol)를 예시할 수 있으며, 이들로부터 하나 또는 그 이상 선택하는 것이 바람직하다.
또 상기 공기 건조가 가능한 염기산 성분으로는 식물성 지방산류, 방향족 포화 염기산인 테트라클로로무수프탈산, 지환족 포화 다염기산인 무수테트라히드로프탈산을 예시할 수 있으며, 이들로부터 하나 이상을 선택하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 따른 수지조성물은 불포화 폴리에스테르수지에 통상적으로 사용하는 라디칼 중합성 불포화 모노머(monomer)인 반응성 희석제에 용해시켜 고형분 60%, 수평균 분자량 500~2,000인 액상 수지로 제공되며, 필요에 따라 경화촉진제, 중합방지제 등을 배합하는 것으로 이루어진다.
상기 반응성 희석제로는 희석제 100 중량부에 대하여 스티렌(SM, Styrene) 50~90 중량부, 메틸메타크릴레이트(MMA, Methyl methacrylate) 10~50 중량부를 혼합하는 것이 바람직하며, 스티렌 70~90 중량부, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량부의 범위로 혼합하는 것이 보다 바람직하다. 메틸메타아크릴레이트를 위 중량부 초과로 사용하였을 경우 경화가 지연되고 부분적으로 크랙이 발생할 수 있으며, 10~30 중량부 사용할 경우 내후성과 표면 광택이 향상되는 경향을 보인다.
상기 안료는 안료 100 중량부에 대하여 이산화티타늄(TiO2) 50~100 중량부, 탄산칼슘 0~50 중량부, 기타 무기/유기 안료 0~10 중량부를 혼합하는 것이 바람직하며, 보다 상세하게는 이산화티탄늄 80~100, 탄산칼슘 0~20, 기타 무기/유기 안료 0~10 중량부를 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
유동성 조절 첨가제로서 Tween 20(polyethylene glycol sorbitan monolaurate), BYK-R 605(Solution of polyhydroxycarboxylic acid amides) 등을 사용할 수 있으며, 흄드실리카(fumed silica) 100 중량에 대하여 5~30 중량부를 첨가하는 것이 바람직하며, 보다 상세하게는 5~15 중량부를 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
상기 공기 건조형 변성 불포화 폴리에스테르 수지 조성물의 제조방법은, (a) 다가 알코올과 다염기 산의 축중합 수지제조 단계, (b) 공기 건조성 기능이 부여된 변성 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계, (c) 기계적 강도 강화를 위한 불포화 폴리에스테르 수지 제조 단계, (d) 수지 블렌딩(blending) 단계로 진행될 수 있다.
그리고 겔코트 제조방법은 요변제 및 안료를 각각 페이스트 형태로 제조하여 제조과정에서 균일한 제품이 제조될 수 있도록, (a) 요변화 페이스트 제조 단계, (b) 안료 페이스트 제조 단계, (c) 분산단계, (d) 제품 규격 조절 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 종래에는 (a)와 (c) 단계가 하나의 공정으로 이루어졌으나, 본 발명에서는 이를 세분하였는바, 이로써 수지의 칙소성(Thixotropic)을 향상시키고 안료 페이스트를 균일하게 분산시킬 수 있어 겔코트 색상이 균일하게 유지될 수 있다.
상기 겔코트의 제조방법을 좀 더 세부적으로 설명하면,
(a) 요변화 페이스트 제조 단계는 전술한 두 가지의 불포화 폴리에스테르수지 50~70 중량부와 흄드실리카 5~15 중량부를 고속교반기를 이용하여 1,500~3,000 rpm으로 고속 분산하여 입자 크기를 1마이크로 이하로 제조하는 요변화 페이스트 제조 단계로, 입자 크기가 1마이크로 이상일 경우에 차후 배합 과정에서 흄드실리카의 엉김현상이 발생할 수 있다.
(b) 안료 페이스트 제조 단계는 전술한 두 가지의 불포화 폴리에스테르수지 수지 40~50 중량부와 안료 5~15 중량부를 3롤밀(Three roll mill)을 이용하여 5마이크로 이하로 분쇄하는 단계로, 입자 크기가 5마이크로 이상일 경우 겔코트 색상의 선명도 및 광택도가 낮아지며 또한 안료 엉김현상이 발생할 수 있다.
(c) 분산 단계는 (a)단계 제조물과 (b)단계 제조물을 디졸버(dissolver)를 이용하여 100~300 rpm으로 교반하면서 분산하는 단계이다.
(d) 제품 규격 조절 단계는 공지된 성분들 즉, 유동성 조절 첨가제, 희석제, UV안정제, 소포제, 표면조절제 등을 첨가하여 제품이 원하는 규격에 도달할 수 있도록 조절하는 단계이다.
본 발명에 따른 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물은 공기와 접촉하는 부분에도 경화가 이루어져 기계적 물성 및 광택성이 매우 우수하다. 또한 겔코트 및 수지 조성물에 왁스류를 사용하지 않는 관계로 에프알피 적층면에 직접 탑코팅을 실시할 수 있어 표면 코팅 불량률을 현저히 낮추고 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점을 지닌다.
이하에서는 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다만 아래 실시예의 기재에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용하는 부 및 퍼센트의 단위는 특별한 기재가 없는 한 모두 중량을 기준으로 한다.
아래 실시예에서 사용한 원료는 아래의 약어를 사용하였다.
MMM = 메틸메타크릴레이트 (Methyl methacrylate)
SM = 스티렌 (Styrene)
PG = 프로필렌 글리콜 (Propylene glycol)
EG = 에틸렌 글리콜 (Ethylene glycol)
DEG = 디에틸 글리콜 (Diethylene glycol)
NPG = 네오펜틸 글리콜 (Neopentyl glycol)
FU.A = 푸마르산 (Fumaric acid)
Ad.A = 아딕픽산 (Adipic acid)
IPA = 이소프탈산 (Iso Phthalic acid)
PA = 프탈산 무수물 (Phthalic anhydride)
MA = 말레산 무수물 (Maleic anhydride)
THPA = 4수소 무수프탈산 (Tetrahydrophthalic anhydride)
TMPDE = 트리에틸올프로판디아릴에테르 (Trimethylopropane Diallyl Ether)
(1) 공기 건조성 기능이 부여된 변성 불포화 폴리에스테르 수지 제조
<실시예1-1>
4구 플라스크(1L용기)에 PG 64.8g(0.9mol), EG 248.3g(4.0mol), DEG 54.2g(0.5mol), THPA 181.3g (1.2mol), Fu.A 483.7g(4.2mol)을 투입하고, 온도계, 디스틸링 칼럼(distilling column), 질소 투입관을 설치한 후 질소를 3m3/hr 속도로 유지하면서 플라스크 내부 온도를 160℃까지 승온한 후 1시간 반응을 실시하였다. 이때 디스틸링 칼럼으로 나오는 응축수(H2O)를 제거하여 반응이 원활하게 진행되도록 하였다. 1시간 동안 반응을 한 후 15℃/hr의 속도로 플라스크 내부 온도를 200℃까지 승온하였다. 200℃에서 4시간 반응시켜 산가 65mgKOH/g, 수평균 분자량(Mn) 865인 고상 수지를 제조하였다.
<실시예1-2>
4구 플라스크(1L용기)에 <실시예1-1> 고상수지 500g에 공기건조성을 부여하기 위하여 TMPDE 74.9g(0.35mol)을 투입하고, 온도계, 디스틸링 칼럼(distilling column), 질소 투입관을 설치한 후 질소를 3m3/hr 속도로 유지하면서 플라스크 내부 온도를 120℃까지 승온한 후 반응을 실시하였다. 이때 디스틸링 칼럼으로 나오는 응축수(H2O)를 제거하여 반응이 원활하게 진행되도록 하였다. 산가 45 mgKOH/g 이하가 되면 플라스크 내부 온도를 15℃/hr의 속도로 150℃까지 승온하였다. 150℃에서 6시간 유지반응을 진행한 후 내부 온도를 120℃로 냉각하였다. 이후 SM/MMA(8/2 비율) 혼합액 380g을 첨가하여 산가 18mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 815인 공기 건조가 가능한 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
<실시예1-3>
4구 플라스크(1L용기)에 PG 152.2g(2mol), EG 124.1g(2mol), THPA 152.2g(1mol), Fu.A 348.0g(3mol)을 투입한 후 실시예1-1과 동일한 방법으로 반응을 진행하여 산가 55 mgKOH/g, 수평균 분자량(Mn) 1,020인 고상 수지를 제조하였다.
<실시예1-4>
4구 플라스크(1L용기)에 <실시예1-3> 고상수지 500g, 공기건조성을 부여하기 위하여 TMPDE 42.8g(0.2mo)l을 투입하고, 실시예1-2와 동일한 방법으로 반응을 진행하여 산가 26mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 1,040인 공기 건조가 가능한 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다
(2) 기계적 강도 강화를 위한 불포화 폴리에스테르 수지 제조
<실시예2-1>
4구 플라스크(1L용기)에 EG 62.1g(1mol), PG 197.8g(2.6mol), PA 162.9g(1.1mol), MA 215.7g(2.2mol)을 투입하고, 온도계, 디스틸링 칼럼(distilling column), 질소 투입관을 설치한 후 질소를 3m3/hr 속도로 유지하면서 플라스크 내부 온도를 160℃까지 승온한 후 1시간 반응을 실시하였다. 이때 디스틸링 칼럼으로 나오는 응축수(H2O)를 제거하여 반응이 원활하게 진행되도록 하였다. 1시간 동안 반응을 한 후 15℃/hr의 속도로 플라스크 내부 온도를 200℃까지 승온하였다. 200℃에서 6시간 유지반응을 진행한 후 내부 온도를 120℃로 냉각하였다. 이후 SM/MMA(8/2 무게 비율) 혼합액 386g을 첨가하여 산가 25 mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 792인 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
<실시예2-1-1>
실시예2-1과 동일하게 반응을 진행하지만, <실시예2-1>과 다른 점은 SM/MMA 혼합액을 대신 SM 단독으로 사용하여 제조하였다.
<실시예2-2>
4구 플라스크(1L용기)에 EG 62.1g(1mol), PG 114.1g(1.5mol), NPG 114.6g(1.1mol), PA 162.9g(1.1mol), MA 215.7g(2.2mol)을 투입한 후 실시예2-1과 동일한 방법으로 반응을 진행하였다. 이후 SM/MMA(8/2 무게 비율) 혼합액 407g을 첨가하여 산가 24mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 829인 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다.
<실시예2-2-1>
실시예1-2와 동일하게 반응을 진행하지만, <실시예2-2>와 다른 점은 SM/MMA 혼합액을 대신 SM 단독으로 사용하여 제조하였다
<실시예2-3>
4구 플라스크(1L용기)에 PG 38.0g(0.5mol), DEG 233.5g(2.2mol), IPA 182.8g(1.1mol), MA 78.4g(0.8mol), Ad.A 87.7g(0.6mol)을 투입한 후 실시예2-1과 동일한 방법으로 반응을 진행하였다. 이후 SM/MMA(8/2 무게 비율) 혼합액 363g을 첨가하여 산가 18mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 1,100인 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다
<실시예2-3-1>
실시예2-3과 동일하게 반응을 진행하지만, <실시예2-3>과 다른 점은 SM/MMA 혼합액을 대신 SM 단독으로 사용하여 제조하였다
<실시예2-4>
4구 플라스크(1L용기)에 PG 76.1g(1mol), NPG 156.3g(1.5mol), IPA 133.0g(0.8mol), MA 156.9g(1.6mol)을 투입한 후 실시예2-1과 동일한 방법으로 반응을 진행하였다. 이후 SM/MMA(8/2 무게 비율) 혼합액 310g을 첨가하여 산가 16mgKOH/g, 불휘발분 60%, 수평균 분자량(Mn) 1,450인 액상 불포화 폴리에스테르 수지를 제조하였다
<실시예2-4-1>
실시예1-4와 동일하게 반응을 진행하지만, <실시예2-2>와 다른 점은 SM/MMA 혼합액을 대신 SM 단독으로 사용하여 제조하였다
(3) 겔코트 조성물의 제조
<겔코트 제조 실시예>
<실시예3-1> 요변화 페이스트 제조 단계
100kg 배합용기에 <실시예1-2> 수지 20kg과 <실시예2-1> 수지 30kg를 투입한 후 디졸바(Dissolver)를 이용하여 300rpm으로 30분간 교반한다. 이후 흄드실리카(K-300_OCI사) 6kg을 배합용기에 넣은 후 디졸바를 이용하여 1,500rpm으로 30분간 교반 후 3,000 rpm으로 1시간 추가 교반하여 연화도(입자크기) 1마이크로, 점도 15,000cps, 요변도(Thixotropy) 20인 요변화 페이스트를 제조하였다.
<실시예3-2> 안료 페이스트 제조 단계
100kg 배합용기에 <실시예1-2> 수지 20kg과 <실시예2-1> 수지 30kg를 투입한 후 디졸바를 이용하여 300rpm으로 30분간 교반한다. 이후 이산화티타늄(R-902_Dupont사) 6kg, 습윤분산제(BYK W972_BYK사) 1.5kg을 배합용기에 넣은 후 디졸바를 이용하여 300rpm으로 30분간 교반 후 3롤밀을 이용하여 연화도 5마이크로인 안료 페이스트를 제조하였다.
<실시예3-3> 분산 단계
200kg 배합용기에 <실시예3-1> 요변화 페이스트 50kg과 <실시예3-2> 안료 페이스트 50kg을 투입한 후 디졸바를 이용하여 300rpm으로 30분간 교반한다. 이후 요변화 보조첨가제(BYK R605_BYK사)를 0.3kg, 점도 조절용 SM 10kg을 투입하여 점도 4,500cps, 요변도 7인 분산된 겔코트 수지를 제조하였다.
<실시예3-4> 성적 조절 단계
200kg 배합용기에 <실시예3-3>에서 제조된 분산된 겔코트 100kg을 투입한 후 디졸바를 이용하여 300rpm 교반하면서 경화촉진제인 6% 옥토산코발트(6% Co-Octoate) 0.5kg, 자외선 안정제인 UV-9(2-Hydroxy-4-methoxy-benzotriazole) 0.3kg, 소포제(BYK A501_BYK사) 0.1kg을 순차적으로 첨가한 후 300rpm으로 1시간 교반하여 점도 4,500cps, 요변도 7, 겔타임(gel time) 15분인 겔코트를 제조하였다.
(4) 물성 평가
본 발명에 따른 수지 블렌딩은 하기 표1의 조성으로 제조하였고 겔코트 조성은 표2에 따라 제조하였으며, 물성 시험 평가 결과를 표3에 나타내었다.
수지 블렌딩 배합 (단위 : 무게중량)
　 실시예
공건성 타입 물성 증가 타입
1-2 1-4 2-1 2-1-1 2-2 2-2-1 2-3 2-3-1 2-4 2-4-1
배합1 30 70
배합2 40 60
배합3 50 50
배합4 30 70
배합5 40 60
배합6 50 50
배합7 40 60
배합8 40 60
배합9 40 60
배합10 40 60
배합11 40 60
배합12 40 60
배합13 40 60
배합14 40 60
배합15 40 60
배합16 40 60
배합17 40 60
배합18 40 60
배합19 40 60
배합20 40 60
배합21 50 50
배합22 60 40
겔코트 배합 (단위 : 무게중량)
　 품 명 배합량
1 수지 (블렌딩 수지) 100.0
2 안료 (R-902) 12.0
3 습윤분산제 (BYK W972) 3.0
4 흄드실리카 (K-300) 12.0
5 요변첨가제 (BYK R605) 0.2
6 자외선흡수제 (UV-9) 0.3
7 소포제 (BYK A501) 0.1
8 경화촉진제 (6% Co-Octoate) 0.5
물성 시험 항목 및 판정
　 물성 시험 항목 및 판정
표 면 기계적 강도 경도 내후성 내수성 광택성
끈적임 인장
강도		 인장
변형율		 굴곡
강도		 바콜
경도		 QUV 흡수율 60도 광택기
배합1 X O O O O O O O
배합2 O O O O O O O O
배합3 O O O X X O O X
배합4 X X X O O O X O
배합5 O O O O O O O O
배합6 O X X O X O O X
배합7 O O O O O X O O
배합8 O O O O O O O O
배합9 O O O O O X O O
배합10 O O O O O O O O
배합11 O O O O O X O O
배합12 O O O O O O O O
배합13 O O O O O X O O
배합14 O O O O O X O O
배합15 O O O O O O O O
배합16 O O O O O X O O
배합17 O O O O O O O O
배합18 O O O O O X O O
배합19 O O O O O O O O
배합20 O O O O O X O O
배합 21 O O O X X O O O
배합 22 O X X X X O X O
<물성시험 판정 기준>
[표면 상태]
*시험방법 : 표면 지촉 시험
*판정 : 끈적임 또는 손에 묻는 현상 없음(O), 있음(X)
[기계적 강도]
*시험방법 : KSM ISO 3167 방법으로 아령형 시편 및 직사각형 시편을 이용하여 측정
*판정 : 인장강도(40MPa 이상(O), 미만(X)), 인장 변형율(인장 변형율 : 2.0% 이상(O), 미만(X)), 굴곡강도(80MPa 이상(O), 미만(X))
[경도]
*시험방법 : KSM 3387 방법으로 바콜경도를 이용하여 측정
*판정 : 경도 35 이상(O), 미만(X)
[내후성]
*시험방법 : KSM 3387 방법으로 QUV 30일 가동 후 시험 전후 색상차 측정(ΔE)
*판정 : ΔE 1.0 이하(O), 초과(X)
[내수성]
*시험방법 : KSM ISO 62 방법으로 1주일 동안 증류수에 침전 후 무게변화 측정
*판정 : 무게변화 70mg 이하(O), 초과(X)
[광택성]
*시험방법 : KSM ISO 2813 60도 광택도 측정
*판정 : 광택 95 이상(O), 미만(X)
<시험결과>
상기와 같이, 공기 건조형 불포화 폴리에스테르수지의 블렌딩 비율이 30% 이하에서는 공기 건조 효과가 낮은 결과를 보였다(표변 끈적임 현상 발생). 또한 수지의 블렌딩 비율은 '공기 건조형 타입 : 물성증가 타입 = 40 : 60' 에서 가장 양호한 결과를 보였다. 또한 반응성 희석제로는 SM 단독의 경우보다는 SM과 MMA을 혼합하여 사용한 경우가 양호하였으나, QUV(내후성) 시험결과 불합격 판정을 받은 배합(배합 7, 배합 9, 배합 11 등)의 희석제 함량을 환산해보면 SM : MMA = 90 / 10으로 MMA 함량이 10 이하에서는 내후성이 낮은 결과를 보였다.

Claims (5)

  1. 알코올 및 염기산을 축중합하여 제조되되, 알코올 및 염기산 중의 적어도 하나는 공기 건조가 가능한 성분이 1개 이상 존재하는 것으로 하여 제조되는 불포화 폴리에스테르수지; 및,
    기계적 강도를 향상하기 위하여 2중 결합이 있는 다가 염기산과, 다가 알코올을 이용하여 축중합하여 제조된 불포화 폴리에스테르수지;를 블렌딩하여 제조되는 것을 특징으로 하는 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    두 가지 불포화 폴리에스테르수지의 블렌딩 비율은 35~45 : 55~65인 것을 특징으로 하는 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    반응성 희석제로서 SM(스티렌) 70~90 중량부 및 MMA(메틸메타크릴레이트) 10~30 중량부를 혼합한 것을 사용하여 내후성을 개선한 것을 특징으로 하는 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물.
  4. (a) 요변화 페이스트 제조 단계,
    (b) 안료 페이스트 제조 단계,
    (c) 분산단계, 및
    (d) 제품 규격 조절 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a) 요변화 페이스트 제조 단계는 불포화 폴리에스테르수지 50~70 중량부와 흄드실리카 5~15 중량부를 1,500~3,000 rpm으로 고속 분산하여 입자 크기를 1마이크로 이하로 제조하며,
    상기 (c) 단계는, 상기 (a) 단계의 제조물과 상기 (b) 단계의 제조물을 디졸버(dissolver)를 이용하여 100~300 rpm으로 교반하면서 분산하여 균일한 제품이 제조될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 왁스 비함유 공기 건조형 겔코트 조성물의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090009736A (ko) * 2007-07-20 2009-01-23 에보니크 데구사 게엠베하 신규한 겔 코트 배합물
KR100999374B1 (ko) * 2010-08-13 2010-12-09 (주)에프.알.피상사 걸코트수지

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