KR20230168442A - 전착 도료 조성물 - Google Patents

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KR20230168442A
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Abstract

본 발명은 수세성 및 기포 안정성이 우수한 전착 도료 조성물에 관한 것으로, 에폭시 수지, 우레탄 경화제 및 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하는 에멀젼 수지 조성물 및 안료 분산물을 포함하는 전착 도료 조성물을 제공한다.

Description

전착 도료 조성물{Electrodeposition coating composition}
본 발명은 수세성 및 기포 안정성이 우수한 전착 도료 조성물에 관한 것이다.
금속 재료의 부식을 방지하기 위한 방안으로 그 표면을 도장하는 것이 일반적으로 행해지고 있고, 붓 도장, 롤러 도장, 전착 도장, 분체 도장, 스프레이 도장 등 다양한 도장 방법이 적용되고 있다. 이중 전착 도장은 도장성이 우수하고 환경 오염의 문제도 적어 널리 사용되는 방법이다. 특히, 양이온 전착 도장은 연속 도장이 가능하여 대형 피도체에 적용하기에 유리하다.
우수한 작업성, 내부식성, 도막 외관 특성 등을 부여하기 위하여, 다양한 조성의 전착 도료 조성물이 제안되고 있다. 일례로, 한국 등록특허 10-0211079호는 폴리에폭사이드로부터 유도되고, 수지 분자 내에 지방족 하이드록실, 1급 아미노 및 2급 아미노로부터 선택되는 활성 수소기 및 양이온염 기를 함유하는 겔화되지 않은 양이온 수지; 및 유리 이소시아네이트기를 실질적으로 함유하지 않는 완전히 캡핑된 폴리이소시아네이트 경화제를 포함하는 전착 조성물을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 전착 도료는 수세성이 열세하여 얼룩이 발생하거나, 기포 안정성이 열세하다는 문제가 있다. 이에, 우수한 외관 특성을 갖는 도막을 제공할 수 있는, 수세성 및 기포 안정성이 우수한 전착 도료 조성물에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은 수세성 및 기포 안정성이 우수한 전착 도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 에폭시 수지, 우레탄 경화제 및 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하는 에멀젼 수지 조성물 및 안료 분산물을 포함하는 전착 도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 수세성 및 기포 안정성이 우수한 전착 도료 조성물을 제공한다. 본 발명의 전착 도료 조성물은 수세성이 우수하여 전착 도장 공정 시 발생되는 물 얼룩을 최소화하는 동시에 기포 안정성이 우수하여, 이를 적용한 도막에 우수한 외관을 부여할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 “수평균분자량" 또는 "중량평균분자량"은 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph) 방법으로 측정할 수 있다. "점도"는 해당 기술분야에 알려진 통상의 방법에 의해 측정된 것이며, 예를 들어 상온(25 ℃)에서 가드너 점도계(기포 점도계, Bubble Viscometer)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물은 에폭시 수지, 우레탄 경화제 및 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하는 에멀젼 수지 조성물 및 안료 분산물을 포함한다. 본 발명의 전착 도료 조성물은 필요에 따라 pH 조절제, 웨팅제, 촉매, 가소제, 크레터 방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
<에멀젼 수지 조성물>
에폭시 수지
본 발명의 전착 도료 조성물의 에멀젼 수지 조성물은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지는 경화되어 도막을 형성하는 베이스 수지(주 수지) 성분으로, 형성된 도막에 부착성, 내열성 등의 물성을 부여하는 역할을 한다.
상기 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 알킬페놀 노볼락형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150 내지 250 g/eq, 예를 들어 180 내지 200 g/eq 일 수 있다. 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량이 전술한 범위 미만인 경우 경화제와 가교 결합이 잘 일어나지 않아 경화성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막 표면이 거칠어지는 등 외관 특성이 저하될 수 있다.
상기 에폭시 수지의 점도(25 ℃)는 10,000 내지 20,000 cPs, 예를 들어 11,000 내지 14,000 cPs일 수 있다. 상기 에폭시 수지의 점도가 전술한 범위 미만인 경우 도막의 유연성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막 표면이 거칠어지는 등 외관 특성이 저하될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 5 내지 20 중량부, 예를 들어 10 내지 14 중량부 포함될 수 있다. 에폭시 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 내굴곡성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 내수성이 열세해질 수 있다.
우레탄 경화제
상기 에멀젼 수지 조성물은 우레탄 경화제를 포함한다. 상기 우레탄 경화제는 베이스 수지를 가교시켜 경화시키는 역할을 하는 성분으로, 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 단량체의(monomeric) 이소시아네이트 또는 중합된(polymeric) 이소시아네이트일 수 있다. 예를 들어, 상기 이소시아네이트계 화합물은 메틸 비스페닐 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, p-페닐렌 이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 트리페닐메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물 등의 단량체의 이소시아네이트이거나, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트와 같은 중합된 이소시아네이트일 수 있다.
상기 우레탄 경화제는 알코올 등의 차단제로 차단된 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 이소시아네이트계 화합물에 함유된 이소시아네이트기(-NCO)가 상온에서 활성 수소와 반응하고, 쉽게 자가중합하는 것을 차단할 수 있다. 일례로, 상기 우레탄 경화제는 분자 내에 에테르기(-O-)를 3개 이상 함유하는 직쇄형의 알코올로 차단된 이소시아네이트계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 분자 내에 에테르기(-O-)를 3개 이상 함유하는 직쇄형의 알코올은 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 및 테트라에틸렌글리콜모노부틸에테르 중 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 우레탄 경화제의 NV는 75 내지 85 %, 예를 들어 79 내지 81 %이고, 점도(25℃)는 500 내지 6,000 cPs, 예를 들어 1,000 내지 4,000 cPs이고, NCO 함량은 0.5 % 이하, 예를 들어 0.2 % 이하일 수 있다. 상기 우레탄 경화제의 NV가 전술한 범위 미만인 경우 경화성이 저하되어 내식성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 수지 저장성이 저하될 수 있다. 우레탄 경화제의 점도가 전술한 범위 미만인 경우 내부 도장성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막 오름성이 저하될 수 있다. 우레탄 경화제의 NCO 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우 미경화 NCO가 남아 수지 안정성이 저하될 수 있다.
상기 우레탄 경화제는 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 10 내지 20 중량부, 예를 들어 13 내지 18 중량부 포함될 수 있다. 우레탄 경화제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 경화성이 취약하여 내식성에 문제가 발생할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 과도한 전착 도막 상승을 유발할 수 있다.
폴리에테르 변성 실리콘 화합물
상기 에멀젼 수지 조성물은 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함한다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물은 높은 분자량을 가진 물질로 전착 도막 표면의 표면 에너지를 상승시켜 수세성 및 기포 안정성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물은 친수성기인 폴리에테르기와 소수성기인 폴리디알킬실록산기를 갖는다. 상기 구조에 의해 실리콘의 표면 장력 에너지가 낮고, 그 결과 전착 표면에서 물의 접촉각을 감소시키고 표면 에너지를 상승시킴으로 전착 표면의 퍼짐성이 넓어지면서 고착되어 있는 물을 더 쉽게 뭉치게 하여 제거할 수 있다.
폴리에테르 변성 실리콘 화합물은 폴리디알킬실록산의 알킬기 일부가 폴리옥시알킬렌기를 가지는 기로 치환된 것이다. 폴리디알킬실록산에 포함되는 알킬기는 탄소 수 1 내지 6의 알킬기일 수 있고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 페닐기 등일 수 있다. 폴리디알킬실록산으로는 폴리디메틸실록산, 메틸에틸실록산-디메틸실록산 코폴리머, 메틸페닐실록산-디메틸실록산 코폴리머 등을 사용할 수 있다. 폴리옥시알킬렌기의 예로는 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 등을 들 수 있다. 폴리옥시알킬렌기를 가지는 치환기의 예로는 하이드록시(폴리옥시알킬렌)프로필렌, 메톡시(폴리옥시알킬렌)프로필렌, 에톡시(폴리옥시알킬렌)프로필렌, 하이드록시 폴리옥시알킬렌, 메톡시 폴리옥시알킬렌, 에톡시 폴리옥시알킬렌 및 폴리옥시알킬렌 등을 들 수 있다.
상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 HLB(hydrophilic lipophilic balance)는 9 내지 14, 예를 들어 10 내지 13, 수평균분자량은 3,000 내지 15,000 g/mol, 예를 들어 5,000 내지 12,000 g/mol, 프로필렌 옥사이드(Propylene Oxide, PO) 함량이 5 내지 50 중량%, 예를 들어 10 내지 40 중량% 일 수 있다.
폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 HLB가 전술한 범위 미만인 경우 폴리디알킬실록산기가 많음으로 인해 소수성이 높아 유분이 발생할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 과량의 폴리에테르기로 인한 높은 친수성으로 인해 다량의 기포가 발생할 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 수평균분자량이 전술한 범위 미만인 경우 표면 에너지를 효과적으로 상승시키지 못함으로 인하여 소포성이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 분산이 용이하지 못하여 외관 특성이 저하되거나 유분이 발생할 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 PO 함량이 전술한 범위 미만인 경우 기포가 많이 발생하여 수세성 개선 효과가 불충분할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 기포 제거 효과는 우수하지만 유분이 발생할 수 있다.
상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물은 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 0.01 내지 5 중량부, 예를 들어 0.01 내지 2 중량부, 다른 예로 0.03 내지 1 중량부 포함될 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 수세성 개선 효과가 불충분할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 소포성이 열세해지거나 외관이 열세해질 수 있다.
상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물은 전착 도료 조성물 총 중량을 기준으로 0.01 내지 0.5 중량% 포함될 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 수세성 개선 효과가 불충분할 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 소포성이 열세해지거나 외관이 열세해질 수 있다.
폴리올
상기 에멀젼 수지 조성물은 폴리올을 더 포함할 수 있다. 폴리올은 베이스 수지인 에폭시 수지의 쇄 연장에 도움을 주어 도막에 유연성을 부여할 수 있고, 수분산성을 강화시켜 작업성 및 도막의 외관을 개선하는 역할을 한다.
상기 폴리올로는 화합물 내에 2개 이상의 히드록시기를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 비스페놀 A, 에톡시레이티드 비스페놀 A(Ethoxylated BPA), 비스페놀 A-산화에틸렌 부가물, 글리세롤, 트리메틸올프로판 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 폴리올의 중량평균분자량은 200 내지 300 g/mol, 예를 들어 220 내지 280 g/mol이고, 에폭시 당량은 100 내지 200 g/eq, 예를 들어 130 내지 170 g/eq일 수 있다. 상기 폴리올의 중량평균분자량이 전술한 범위 미만인 경우 외관이 열세해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 내부 도장성이 저하될 수 있고, 폴리올의 에폭시 당량이 전술한 범위 미만인 경우 방청성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 외관이 열세해질 수 있다.
상기 폴리올은 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 1 내지 10 중량부, 예를 들어 3 내지 6 중량부 포함될 수 있다. 폴리올의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 에폭시 수지의 쇄 연장 효과가 줄어들어 도막의 외관이 거칠어질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 내부 도장성이 열세해질 수 있다.
아민 화합물
상기 에멀젼 수지 조성물은 아민 화합물을 더 포함할 수 있다. 아민 화합물은 에폭시 수지 반응 종료 및 쇄 연장 역할을 한다.
상기 아민 화합물로는 전착 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 아민 화합물은 1급 아민; 2급 아민; 1급 아민과 케톤 화합물이 반응하여 얻어지는 케티민 유도체; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 아민 화합물은 모노아민 화합물, 디아민 화합물, 트리아민 화합물, 테트라아민 화합물, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 예를 들어 디에탄올아민, 메틸에틸렌아민, 디메틸프로판디아민, 벤질아민, n-부틸아민, 아닐린, 사이클로펜탄아민, 사이클로헥실아민, 2-아미노페놀, 2-브로모아닐린, 에틸렌디아민, 헥사메틸디아민, 아미노에틸에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 벤질디메틸아민, 케티민, 디케티민, 디에틸아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 부탄올아민, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 아민 화합물은 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 1 내지 4 중량부, 예를 들어 2 내지 3 중량부 포함될 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 도막의 내부 도장성이 불량해질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 입자가 커져 저장성, 수분산성 및 외관 특성이 열세해질 수 있다.
첨가제
상기 에멀젼 수지는 반응 촉매, 가소제, 중화제, 크레터 방지제(anti crater agent), 에지 커버리지 첨가제(edge coverage additive) 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
중화제는 에폭시 수지의 산성을 중화시켜 전착 수지 조성물의 pH를 조절하는 것으로, 알킬 설폰산(예를 들어, 메탄 설폰산) 등을 사용할 수 있다. 크레터 방지제(anti crater agent)와 에지 커버리지 첨가제(edge coverage additive)는 전착 수지 조성물의 유분내성을 강화하고 유동성을 조절하는 것으로, 마이크로겔(microgel) 등을 사용할 수 있다. 반응 촉매로는 에틸트리페닐 포타슘 브로마이드 등을 사용할 수 있고, 가소제로는 에톡시레이티드 비스페놀 A(Ethoxylated Bisphenol A) 등을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 해당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 첨가될 수 있으며, 예를 들어 에멀젼 수지 조성물 100 중량부 기준으로 각각 0.1 내지 10 중량부 포함될 수 있다.
<안료 분산물>
분산 수지
본 발명의 전착 도료 조성물의 안료 분산물은 분산 수지를 포함한다. 분산 수지는 안료의 웨팅성(wetting)을 향상시켜 이를 분산시키는 역할을 한다.
상기 분산 수지는 아민 변성 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 아민 변성 에폭시 수지의 NV는 51 내지 60 %, 예를 들어 53 내지 55 %이고, 점도(25 ℃)는 1,000 내지 8,000 cPs, 예를 들어 3,000 내지 6,000 cPs 일 수 있다. 상기 에폭시 수지의 NV가 함량이 전술한 범위 미만인 경우 안료 분산성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 고점도로 인해 도료 생산성이 저하될 수 있고, 에폭시 수지의 점도(25 ℃)가 전술한 범위 미만인 경우 안료 분산성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 고점도로 인해 도료 생산성이 저하될 수 있다.
상기 분산 수지는 안료 분산물 100 중량부 기준으로 1 내지 10 중량부, 예를 들어 5 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 상기 분산 수지의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 안료 분산성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도료 생산성 저하가 있을 수 있다.
안료
상기 안료 분산물은 안료를 포함한다. 상기 안료로는 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 카올린, 점토, 탄산칼슘, 탈크(talc), 실리카, 산화철, 크롬산납, 카드뮴, 산화크롬, 카본블랙, 징크크로메이트, 스트론튬크로메이트, 아연포스페이트, 인산염, 규산염, 황산바륨 등의 무기 안료를 사용할 수 있으며, 이는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 안료는 안료 분산물 100 중량부 기준으로 30 내지 50 중량부, 예를 들어 35 내지 45 중량부 포함될 수 있다. 상기 안료의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 소지에 대한 은폐력이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 도막의 외관 및 전착 과정에서의 작업성이 저하될 수 있다.
첨가제
상기 안료 분산물은 경화 촉매, pH 조절제, 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
경화 촉매는 안료 분산물 또는 이들 포함하는 전착 도료의 경화성을 향상시킬 수 있다. 상기 경화 촉매로는 주석 함유 화합물, 비스무스 함유 화합물, 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있고, 예를 들어 디부틸틴옥사이드, 디부틸틴디라우릴레이트, 디부틸틴클로라이드, 디옥틸틴클로라이드, 디옥틸틴옥사이드 등의 주석 함유 화합물; Bi2O3 또는 Bi(OH)2가 락트산(Lactic acid), 아세트산(Acetic acid), 포름산(Formic acid), 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, DMPA), 또는 메탄설폰산(Methanesulfonic acid, MSA) 등의 산과 혼합된 비스무스 함유 화합물; 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
pH 조절제로는 아세트산 등의 산을 사용할 수 있고, 분산제로는 웨팅제를 사용할 수 있다.
경화 촉매는 안료 분산물 100 중량부 기준으로 10 내지 50 중량부, 예를 들어 30 내지 40 중량부 포함될 수 있다. 상기 경화 촉매 이외 첨가제는 해당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 첨가될 수 있으며, 예를 들어 안료 분산물 100 중량부 기준으로 각각 0.1 내지 10 중량부 포함될 수 있다.
본 발명의 전착 도료 조성물은 전술한 에멀젼 수지 조성물, 안료 분산물 및 물을 포함한다. 일례로, 전착 도료 조성물 100 중량부 기준으로 상기 에멀젼 수지 조성물 40 내지 60 중량부, 예를 들어 45 내지 55 중량부, 상기 안료 분산물 2 내지 8 중량부, 예를 들어 4 내지 6 중량부 및 물 40 내지 60 중량부, 예를 들어 45 내지 55 중량부를 포함한다.
상기 에멀젼 수지 조성물 함량이 전술한 범위 미만인 경우 내부 도장성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 경화성이 저하되어 내식성이 저하될 수 있고, 안료 분산물 함량이 전술한 범위 미만인 경우 경화성이 저하되어 내식성이 저하될 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 내부 도장성이 저하될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[에멀젼 수지 프리조성물 제조]
[제조예 1]
하기 표 1에 기재된 조성에 따라 제조예 1의 에멀젼 수지 프리조성물을 제조하였다.
에폭시 수지: 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(에폭시 당량 188 g/eq, 점도(25 ℃) 12,500 cPs)
우레탄 경화제: 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PAPI2940, 다우 케미컬) 380.4 중량부, 메틸 이소부틸 케톤 200 중량부, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올 325.9 중량부, 트리메틸올 프로판 19.2 중량부, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올 74.5 중량부로부터 제조된 우레탄 경화제
디케티민: 디에틸렌트리아민을 메틸이소부틸케톤으로 캐핑한 디케티민의 73% 메틸이소부틸케톤 용액
[에멀젼 수지 조성물 제조]
[실험예 1-13]
하기 표 2, 3에 기재된 조성에 따라 각 실험예의 에멀젼 수지 조성물을 제조하였다.
에멀젼 수지 프리조성물: 제조예 1의 에멀젼 수지 프리조성물
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 1: HLB 12, 수평균분자량(Mn) 8,000, Propylene oxide(PO) 함량 30%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 2: HLB 10, Mn 5,000, PO 함량 25%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 3: HLB 13, Mn 11,000, PO 함량 35%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 4: HLB 6, Mn 2,800, PO 함량 30%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 5: HLB 12, Mn 18,000, PO 함량 35%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 6: HLB 8, Mn 6,000, PO 함량 60%
폴리에테르 변성 실리콘 화합물 7: HLB 17, Mn 3,500, PO 함량 30%
유기 화합물: 폴리아크릴레이트 코폴리머(HLB 12, Mn 750, PO 함량 20%)
[안료 분산물 제조]
[제조예 2]
하기 표 4에 기재된 조성에 따라 제조예 2의 안료 분산물을 제조하였다.
분산 수지: 아민 변성 에폭시 수지(NV 54 %, 점도(25 ℃) 4,800 cPs)
경화 촉매: 디부틸틴옥사이드(DBTO) 페이스트(분산 수지 303 중량부, DBTO 193 중량부, 탈이온수 504 중량부)
[전착 도료 조성물 제조]
각 실험예의 에멀젼 수지 467 g과 탈이온수 480 g을 혼합하여 교반하면서, 제조예 2의 안료 분산물 53 g을 서서히 첨가하여 고형분 20 %의 양이온 전착 도료 조성물을 제조하였다. 24 시간 동안 교반 상태로 방치한 후, 28 ℃의 온도에서 3분 동안 220 V의 직류 전압으로 전착 도장하였다. 시편으로 인산 아연으로 표면 처리된 냉연 강판을 사용하였으며, 도장된 피도물은 160 ℃오븐에서 25 분간 경화시켰다. 건조된 도막의 물성을 하기 방법으로 평가하였고, 평가 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
조도값
조도계 Cot off=2.5 mm로 측정하였다. 일정거리 내에서 높낮이 편차를 나타내는 수치로써 수치가 작을수록 외관이 우수하다.
Crater 발생 여부
육안으로 음각 형태의 유분 발생 유무를 확인하였다.
수세성
전착 도장 직후 수세 공정 없이 160 ℃에서 25 분간 경화하여 도막에 잔존하는 전착액의 얼룩을 확인하였다. 평가 기준은 하기와 같다.
기포 안정성
500 ml 용적의 매스 실린더(mass cylinder)에 전착 도료액 200 ml를 투입하고, 상부에 뚜껑을 덮은 후 상하 역전을 1회/1초로 20회 행한 후, 역전 직후의 기포 발생량과 2분 후 잔존하는 기포량을 확인하였다.
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하는 실험예 1 내지 7의 전착 도료는 측정 항목 전반적으로 우수한 물성을 나타내었다. 반면, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하지 않은 실험예 8의 전착 도료는 수세성이 열세하게 나타났다. 본 발명의 물성 범위를 벗어나는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용한 실험예 9 내지 12 의 전착 도료는 모두 열세한 수세성을 나타내었다. 특히, 본 발명의 범위에 미달하는 HLB 및 수평균분자량의 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용한 실험예 9의 경우 크래터가 다량 발생하였고, 본 발명의 범위를 초과하는 수평균분자량의 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용한 실험예 10의 경우 조도값이 높게(외관 불량) 나타났고, 본 발명의 범위에 미달하는 HLB의 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용한 실험예 11의 경우 크래터가 발생하였고, 본 발명의 범위를 초과하는 HLB의 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용한 실험예 12의 경우 기포 안정성이 열세하게 나타났다.
또한, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 대신 폴리아크릴레이트 코폴리머를 사용한 실험예 13의 전착 도료는 기포 안정성이 열세하게 나타났다.

Claims (6)

  1. 에폭시 수지, 우레탄 경화제 및 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 포함하는 에멀젼 수지 조성물 및 안료 분산물을 포함하고,
    상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 HLB(hydrophilic lipophilic balance)가 9 내지 14이고, 수평균분자량이 3,000 내지 15,000 g/mol인 전착 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 프로필렌 옥사이드(Propylene Oxide, PO) 함량이 5 내지 50 중량%인 전착 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 전착 도료 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 0.01 내지 0.5 중량%를 포함하는 전착 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지의 에폭시 당량이 150 내지 250 g/eq이고, 점도(25 ℃)가 10,000 내지 20,000 cPs인 전착 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 경화제의 NV가 75 내지 85 %이고, 점도(25 ℃)가 500 내지 6,000 cPs이고, NCO 함량이 0.5 % 이하인 전착 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안료 분산물은 분산 수지 및 안료를 포함하고,
    상기 분산 수지가 NV가 51 내지 60 %이고, 점도(25 ℃)가 1,000 내지 8,000 cPs인 아민 변성 에폭시 수지를 포함하는 전착 도료 조성물.
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