KR20240035257A - 수용성 베이스 코트 조성물 - Google Patents

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조수영
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주식회사 케이씨씨
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Abstract

본 발명은 제1 아크릴 수지, 제2 아크릴 수지, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민계 경화제를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물에 관한 것이다.

Description

수용성 베이스 코트 조성물{WATER-SOLUBLE BASE COAT COMPOSITION}
본 발명은 수용성 베이스 코트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 차체 외판은 도막의 열화 및 녹 발생이 없어야 하고, 도막의 광택이나 색채를 유지할 수 있는 내구성을 가져야 한다. 따라서, 차량의 도장공정은 통상적으로 전처리 공정을 거친 차체를 전착 도장한 후 밀착성 및 평활성의 향상을 위해 중도 도장을 실시하고, 차체의 미관을 위해 중도 도장된 차체에 베이스 도장을 실시한다. 이후 상기 베이스 코트의 색상을 보호하고 외관을 좋게 하며 외부로부터 베이스 코트를 보호하기 위해 클리어 코트를 도장하는 것이 일반적이다. 또한, 최근 각 산업계에 적용되고 있는 중요한 캐치프레이즈들 중 친환경성은 휘발성 유기화합물의 사용을 적극 제한하는 형태로 구체화되고 있다.
상기 휘발성 유기화합물은 상온에서 쉽게 휘발하는 특성이 있어 기체상태로 존재하게 될 때, 대기환경 중에 자연적으로 발산되어 대기오염의 중요한 원인이 되는 물질이다. 이러한 휘발성 유기화합물은 고유한 생체 독성 및 화학 반응성을 내재하여, 다양한 형태의 환경문제를 유발할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 대류권의 오존층 생성 및 성층권 파괴 원인, 온실효과 발생, 악취 발생 등 심각한 환경파괴를 일으키고 있다.
이에, 자동차 도장 분야에서도 친환경성을 높이기 위해 용제계 도료 조성물로부터 수성 도료 조성물로의 이행이 진행되고 있으며, 최근에는 용제계 금속성 착색 베이스 도료 조성물 대신 수성 금속성 착색 도료 조성물로의 이행이 진행되고 있다.
이와 관련하여, 한국 등록특허 제1,221,276호(특허문헌 1)에는 폴리우레탄 디스퍼션 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 안료, 레벨링제, 실리콘계 소포제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 분산제, 이온수 및 증점제를 포함하는 수성 베이스 코트 도료 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1과 같이 종래 수성 착색 베이스 도료 조성물은 건조속도가 느려 건조에 따른 체적수축 감소로 인해 휘도가 저하되거나, 조성물 내 용제 함량이 감소되어 휘도가 저하되고, 조성물 내의 안료나 고형분 등의 침강이 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 건조속도가 빨라 건조에 따른 체적수축 감소로 인한 휘도 저하를 방지하고, 조성물 내 유기용제 함량의 감소로 인해 발생하는 휘도 저하를 개선하며, 유기 용제의 함량을 낮춤으로 인해 VOC 저감 및 친환경적이고, 조성물 내의 안료나 고형분이 침강되는 문제가 발생하지 않는 수성 베이스 도료 조성물에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 제10-1221276호(2013.01.11)
본 발명은 건조에 따른 체적수축 감소로 인한 제조된 도막의 변형이 방지되어, 고채도 및 고휘도 구현이 가능하고, 기계적 물성이 우수한 도막을 제조할 수 있는 수용성 베이스 코트 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 하나의 양상에서 제1 아크릴 수지, 제2 아크릴 수지, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민계 경화제를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 수용성 베이스 코트 조성물은 건조속도가 상이한 수지를 포함하여 건조에 따른 체적수축 감소로 인한 제조된 도막의 변형이 방지되어, 고채도 및 고휘도 구현이 가능하다. 또한, 상기 조성물로부터 제조된 도막의 기계적 물성, 특히 광택, 내충격성, 내수성, 내한치핑성 등의 물성이 우수하여 차체 도장용으로 유용하게 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 하나의 양상에 따른 수용성 베이스 코트 조성물은 제1 아크릴 수지, 제2 아크릴 수지, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민계 경화제를 포함하며, 제1 아크릴 수지는 유리전이온도가 15 내지 25 ℃이고, 중량평균분자량이 11,000 내지 15,000 g/mol이며, 제2 아크릴 수지는 유리전이온도가 1 내지 10 ℃이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 10,000 g/mol인, 수용성 베이스 코트 조성물을 제공한다.
상술한 바와 같이, 유리전이온도 및 중량평균분자량이 상이한 2종의 아크릴 수지를 사용하는 경우, 도막의 건조 속도 및 가교 밀도를 조절하여 도막의 외관 특성 및 기계적 물성을 향상시키고 조성물 내 유기용제 함량이 낮아 친환경적이면서도 작업성이 우수한 효과가 있다.
예를 들어, 2종의 아크릴 수지의 상이한 유리전이온도는, 본 발명의 수용성 베이스코트 조성물의 도막의 건조 속도 및 표면 장력을 조절하여 고채도 및 고휘도 구현이 가능하여 도막 외관특성이 우수하며, 또한 2종의 아크릴 수지의 상이한 중량평균분자량은, 도막의 가교 밀도를 조절하여 부착성 및 기계적 물성을 향상시키는 효과가 있다.
제1 아크릴 수지
제1 아크릴 수지는 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물로부터 제조된 도막의 레올로지 및 경도를 향상시키는 역할을 한다.
제1 아크릴 수지는 공지된 방법에 따라 직접 합성된 것을 사용하거나, 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴 수지는 알릴 메타크릴레이트(AMA), 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 아크릴레이트(EA), 하이드로 에틸 아크릴레이트(HEA) 및 메타크릴산(MAA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체 유래 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴 수지는 모노머로서 알릴 메타크릴레이트(AMA), 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 아크릴레이트(EA), 하이드로 에틸 아크릴레이트(HEA) 및 메타크릴산(MAA)를 포함하는 혼합물로부터 제조된 것일 수 있다.
또한, 상기 혼합물은 2가 아크릴 모노머를 더 포함할 수 있다. 2가 아크릴 모노머는 예를 들어, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트(1,4-Butanediol diacrylate), 1,4-부탄디올 디메타트릴레이트(1,4-Butanediol dimethacrylate), 1,5-펜타디올 디메타크릴레이트(1,5-Pentanediol dimethacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate), 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트(1,6-Hexanediol dimethacrylate), 1,9-노난디올 디메타크릴레이트(1,9-Nonanediol dimethacrylate), 1,10-데칸디올 디메타크릴레이트(1,10-Decanediol dimethacrylate), 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Ethylene glycol diacrylate), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등을 들 수 있다.
제1 아크릴 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 32 내지 38 중량%, 또는 34 내지 36 중량%일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 수지의 저장 안정성이 개선되고 작업성이 우수할 수 있다. 제1 아크릴 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우 점도가 지나치게 낮아져 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 제1 아크릴 수지의 점도가 지나치게 높아 반응 중 안정성이 떨어지며, 분산 안정성이 나빠져 시간이 지나면 응집이 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 25℃에서의 점도가 8 내지 320 cps, 또는 10 내지 300 cps일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 제1 아크릴 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 산가(Av)가 1 내지 10 mgKOH/g, 또는 3 내지 10 mgKOH/g일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 반응성을 조절하여 이로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 제1 아크릴 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 수산기가(OHv)가 11 내지 20 mgKOH/g, 또는 11 내지 17 mgKOH/g일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 수산기가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 반응성을 조절하여 이로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 제1 아크릴 수지의 수산기가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 pH가 6 내지 10, 또는 7 내지 9일 수 있다. 제1 아크릴 수지는의 pH가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 제1 아크릴 수지는의 pH가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 15 내지 25 ℃, 또는 16 내지 20 ℃일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 경도 및 외관 특성이 향상되는 효과가 있다. 제1 아크릴 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우 도막의 건조 속도 및 가교밀도가 저하되어 제조된 도막의 경도 및 외관 특성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 도막이 브리틀(brittle)해져 제조된 도막의 외관 특성 및 내치핑성이 부족해질 수 있다.
제1 아크릴 수지는 중량평균분자량(Mw)이 11,000 내지 15,000 g/mol, 또는 12,500 내지 14,500 g/mol일 수 있다. 제1 아크릴 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 도막의 내구성, 부착성, 경도 및 내후성 등의 장기 물성이 우수할 수 있다. 제1 아크릴 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 분자량이 작아 제조된 도막의 내수성, 내후성, 내스크래치성이 부족해지고, 상기 범위 초과인 경우 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 불량해지고 표면평활성이 좋지 않아 우수한 외관을 갖는 도막을 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
제1 아크릴 수지는 탈이온수(deionized water)와 같은 용매에 분산된 에멀젼 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴 수지는 용매에 분산된 에멀젼 형태이며, 평균 직경이 70 내지 170 nm, 또는 80 내지 160 nm일 수 있다. 제1 아크릴 수지가 탈이온수에 분산된 에멀젼 형태일 경우, 도료의 휘발성 유기 화합물(VOC, Volatile organic compounds) 함량을 낮출 수 있는 효과가 있으며, 평균 직경이 상기 범위 내일 경우, 외관 및 입자 안정성이 양호하다.
제1 아크릴 수지는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 3 내지 17 중량%, 5 내지 15 중량%, 또는 7 내지 13 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 제1 아크릴 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 도막의 부착성, 내구성, 경도 및 내스크래치성을 개선하는 효과가 있다. 제1 아크릴 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우 건조성이 저하되어 도막의 부착력, 광택, 경도 및 내구성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 건조가 빨리 진행되어 조성물의 도장 작업성 및 칠흐름성이 부족하여 도막 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지
제2 아크릴 수지는 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물로부터 제조된 도막의 레올로지 및 경도를 향상시키는 역할을 한다.
제2 아크릴 수지는 이하에서 설명하는 것을 제외하고는 제1 아크릴 수지에 대하여 설명한 것과 동일할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 42 내지 50 중량%, 또는 45 내지 47 중량%일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 수지의 저장 안정성이 개선되고 작업성이 우수할 수 있다. 제2 아크릴 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우 점도가 지나치게 낮아져 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 제2 아크릴 수지의 점도가 지나치게 높아 반응 중 안정성이 떨어지며, 분산 안정성이 나빠져 시간이 지나면 응집이 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 25℃에서의 점도가 180 내지 550 cps, 또는 200 내지 500 cps일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 제2 아크릴 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 산가(Av)가 11 내지 20 mgKOH/g, 또는 12 내지 18 mgKOH/g일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 반응성을 조절하여 이로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 제2 아크릴 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 수산기가(OHv)가 1 내지 10 mgKOH/g, 또는 2 내지 9 mgKOH/g일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 수산기가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 반응성을 조절하여 이로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 제2 아크릴 수지의 수산기가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 pH가 7 내지 9, 또는 7.5 내지 8.5일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 pH가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 제2 아크릴 수지의 pH가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 유리전이온도(Tg)가 1 내지 10 ℃, 또는 2 내지 9 ℃일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 경도 및 외관 특성이 향상되는 효과가 있다. 제2 아크릴 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우 도막의 건조 속도 및 가교밀도가 저하되어 제조된 도막의 경도 및 외관 특성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 도막이 브리틀(brittle)해져 제조된 도막의 외관 특성 및 내치핑성이 부족해질 수 있다.
제2 아크릴 수지는 중량평균분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol, 또는 6,000 내지 9,000 g/mol일 수 있다. 제2 아크릴 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 도막의 내구성, 부착성, 경도 및 내후성 등의 장기 물성이 우수할 수 있다. 제2 아크릴 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 분자량이 작아 제조된 도막의 내수성, 내후성, 내스크래치성이 부족해지고, 상기 범위 초과인 경우 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 불량해지고 표면평활성이 좋지 않아 우수한 외관을 갖는 도막을 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
제2 아크릴 수지는 탈이온수(deionized water)와 같은 용매에 분산된 에멀젼 형태일 수 있다. 제2 아크릴 수지가 탈이온수에 분산된 에멀젼 형태일 경우, 도료의 휘발성 유기 화합물(VOC, Volatile organic compounds) 함량을 낮출 수 있는 효과가 있다.
제2 아크릴 수지는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 3 내지 17 중량%, 5 내지 15 중량%, 또는 7 내지 13 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 제2 아크릴 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 도막의 부착성, 내구성, 경도 및 내스크래치성을 개선하는 효과가 있다. 제2 아크릴 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우 건조성이 저하되어 도막의 부착력, 광택, 경도 및 내구성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 건조가 빨리 진행되어 조성물의 도장 작업성 및 칠흐름성이 부족하여 도막 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지
폴리우레탄 디스퍼션 수지는 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 건조성을 향상시키고, 상기 조성물로부터 제조된 도막의 유연성을 향상시키는 역할을 한다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 폴리에스테르-폴리카보네이트(polyester-polycarbonate) 유래 폴리우레탄 디스퍼젼 수지일 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 폴리에스테르-폴리카보네이트 디올(polyester-polycarbonate diol) 유래 폴리우레탄 디스퍼젼 수지일 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 30 내지 40 중량%, 또는 34 내지 36 중량%일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 수지의 저장 안정성 및 수용성 베이스 코트 조성물의 저장 안정성이 개선되고 작업성이 우수할 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우 점도가 지나치게 낮아져 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 점도가 지나치게 높아 반응 중 안정성이 떨어지며, 분산 안정성이 나빠져 시간이 지나면 응집이 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 폴리우레탄 수지가 용매에 분산된 형태일 수 있다. 폴리우레탄 수지를 분산시키는 수계 매체는 물용제이거나, 물과 친수성 유기 용제의 혼합 매체일 수 있다. 예를 들면 물용제는 상수, 이온 교환수, 증류수, 초순수 등일 수 있다. 특히, 입수의 용이함이나 염의 영향으로 입자가 불안정해지는 것을 방지하기 위하여 이온 교환수를 사용할 수 있다. 또한 친수성 유기 용제는 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 저급 1가 알코올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 다가 알코올, N-메틸모르폴린, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드 등의 비양성자성 친수성 유기 용제일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 탈이온수에 분산된 분산액 형태이고, 평균 직경이 10 내지 120 nm, 또는 20 내지 100 nm일 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 25℃에서의 점도가 5 내지 550 cps, 또는 10 내지 500 cps일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 산가(Av)가 15 내지 30 mgKOH/g, 또는 18 내지 25 mgKOH/g일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 반응성을 조절하여 이로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 pH가 6 내지 10, 또는 7 내지 9일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 pH가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 pH가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 유리전이온도(Tg)가 -45 내지 -20 ℃, 또는 -40 내지 -25 ℃일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내일 경우, 도막의 유연성 및 경도가 향상되는 효과가 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우 수용성 베이스 코트 조성물의 건조속도가 지연되어 제조된 도막의 내용제성 및 내치핑성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 도막이 브리틀(brittle)해져 도막의 외관 특성 및 경도가 부족해질 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 중량평균분자량이 35,000 내지 60,000 g/mol, 또는 40,000 내지 50,000 g/mol일 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 건조성, 내한치핑성 및 내충격성이 우수한 효과가 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 분자량이 작아 제조된 도막의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 도막이 브리틀(Brittle)해져 평활성이 감소하고 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 수용성 베이스 코트 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 7 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 또는 0.2 내지 3 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 폴리우레탄 디스퍼젼 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 인장강도, 유연성, 신율, 접착력, 내마모성, 내스크래치성 및 도막 평활성 향상의 효과가 있다. 조성물 내 폴리우레탄 디스퍼젼 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우 유연성이 저하되어 인장강도 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 점도가 과도하게 높아져 작업성 및 건조성이 저하되어 외관 및 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리에스터 수지
폴리에스터 수지는 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물로부터 제조된 도막의 유연성 및 외관 특성을 향상시키는 역할을 한다.
폴리에스터 수지는 카르복실산 화합물과 디올 화합물을 반응시켜 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리에스터 수지는 아디프산(AA), 이소프탈산(IPA), 트리말레트산 무수물(TMA), 지환족산, 프탈산무수물, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산, 아디프산, 푸마르산, 말레산 무수물, 테트라하이드로프탈산무수물, 헥사히드로 프탈산무수물 및 이들의 유도체를 사용할 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 카르복실산 화합물; 및 1,6-헥산디올(1,6-HD), 네오펜틸글리콜(NPG), 트리메틸올 프로판(TMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 1,4-헥산디올 및 3-메틸펜탄디올 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 디올 화합물;을 반응시켜 제조될 수 있다.
폴리에스터 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 70 내지 90 중량%, 또는 75 내지 85 중량%일 수 있다. 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 수지의 저장 안정성이 개선되고 작업성이 우수할 수 있다. 폴리에스터 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우 점도가 지나치게 낮아져 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 폴리에스터 수지의 점도가 지나치게 높아 반응 중 안정성이 떨어질 수 있다.
폴리에스터 수지는 25℃에서의 점도가 2,000 내지 5,000 cps, 또는 2,200 내지 4,700 cps일 수 있다. 폴리에스터 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 폴리에스터 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리에스터 수지는 산가(Av)가 1 내지 10 mgKOH/g, 또는 3 내지 8 mgKOH/g일 수 있다. 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 저장안정성 및 가교밀도가 향상되어 내한치핑성이 양호한 효과가 있다. 폴리에스터 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리에스터 수지는 수산기가(OHv)가 80 내지 110 mgKOH/g, 또는 85 내지 105 mgKOH/g일 수 있다. 폴리에스터 수지의 수산기가가 상기 범위 내일 경우 이를 포함하는 조성물의 저장안정성 및 가교밀도가 향상되어 내한치핑성이 양호한 효과가 있다. 폴리에스터 수지의 수산기가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
폴리에스터 수지는 유리전이온도(Tg)가 -50 내지 -25 ℃, 또는 -40 내지 -30 ℃일 수 있다. 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 경도 및 내용제성이 향상되는 효과가 있다. 폴리에스터 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우 도막의 건조 속도 및 가교밀도가 저하되어 제조된 도막의 경도 및 내용제성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 도막이 브리틀(brittle)해져 제조된 도막의 외관 특성 및 내치핑성이 부족해질 수 있다.
폴리에스터 수지는 중량평균분자량이 6,000 내지 12,000 g/mol, 또는 7,000 내지 11,000 g/mol일 수 있다. 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 도막의 내구성, 부착성, 경도 및 내후성 등의 장기 물성이 우수할 수 있다. 폴리에스터 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 분자량이 작아 제조된 도막의 내수성, 내후성, 내스크래치성이 부족해지고, 상기 범위 초과인 경우 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 불량해지고 표면평활성이 좋지 않아 우수한 외관을 갖는 도막을 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
폴리에스터 수지는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 폴리에스터 수지가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 우수한 외관, 내충격성 및 내한치핑성이 확보할 수 있다. 폴리에스터 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우 건조성이 저하되어 도막의 부착력, 광택, 경도 및 내구성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 건조가 빨리 진행되어 조성물의 도장 작업성 및 칠흐름성이 부족하여 도막 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
우레탄 수지
우레탄 수지는 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성을 향상시키고, 상기 조성물로부터 제조된 도막의 외관 특성을 향상시키는 역할을 한다.
우레탄 수지는 우레탄 디올계 화합물일 수 있다. 예를 들어, 우레탄 수지는 아미노 에탄올 또는 아미노 이소프로판올과 같은 일차 아미노 알코올; 또는 에틸렌 디아민, 프로필렌 디아민, 2-메틸-펜탄 디아민-(1,5) 또는 헥산 디아민-(1,6)과 같은 일차 디아민;과 에틸렌 또는 프로필렌 카보네이트와 같은 알킬렌 카보네이트의 반응에 의해 얻어진 우레탄 디올일 수 있다.
우레탄 수지는 고형분 함량(NV)이 수지 총 중량에 대하여 30 내지 40 중량%, 또는 34 내지 36 중량%일 수 있다. 우레탄 수지의 고형분 함량이 상기 범위 내일 경우, 수지의 저장 안정성이 개선되고 작업성이 우수할 수 있다. 우레탄 수지의 고형분 함량이 상기 범위 미만인 경우 점도가 지나치게 낮아져 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 우레탄 수지의 점도가 지나치게 높아 반응 중 안정성이 떨어질 수 있다.
우레탄 수지는 25℃에서의 점도가 5 내지 600 cps, 또는 10 내지 500 cps일 수 있다. 우레탄 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 우레탄 수지의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
우레탄 수지는 산가(Av)가 15 내지 30 mgKOH/g, 또는 18 내지 25 mgKOH/g일 수 있다. 우레탄 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 제조된 도막의 광택 및 외관 특성이 양호한 효과가 있다. 우레탄 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 수지 안정성이 저하되어 제조된 도료 조성물의 저장성이 저하되는 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우 수지 응집성 증대로 조성물의 점도가 증가하여 작업성 및 도막의 내수성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
우레탄 수지는 pH가 6 내지 10, 또는 7 내지 9일 수 있다. 우레탄 수지의 pH가 상기 범위 내인 경우, 수용성 베이스 코트 조성물의 점도가 적절하여 작업성이 상향되는 효과가 있다. 우레탄 수지의 pH가 상기 범위 미만인 경우 조성물의 점도가 너무 낮아 제조된 도막의 미형성으로 칠흐름성, 부착성 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 조성물의 작업성이 부족하여 제조된 도막의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
우레탄 수지는 유리전이온도(Tg)가 -40 내지 -10 ℃, 또는 -35 내지 -15 ℃일 수 있다. 우레탄 수지의 유리전이온도가 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 경도 및 내용제성이 향상되는 효과가 있다. 우레탄 수지의 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우 도막의 건조 속도 및 가교밀도가 저하되어 제조된 도막의 경도 및 내용제성이 부족해지는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 도막이 브리틀(brittle)해져 제조된 도막의 외관 특성 및 내치핑성이 부족해질 수 있다.
우레탄 수지는 용매에 분산된 형태일 수 있으며, 평균 직경이 30 내지 110 nm, 또는 40 내지 100 nm일 수 있다. 우레탄 수지의 평균 직경이 상기 범위 내일 경우, 외관 및 입자 안정성이 양호하다.
우레탄 수지는 중량평균분자량(Mw)이 200 내지 900 g/mol, 또는 400 내지 700 g/mol일 수 있다. 우레탄 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 도막의 내구성, 부착성, 경도 및 내후성 등의 장기 물성이 우수할 수 있다. 우레탄 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 분자량이 작아 제조된 도막의 내수성, 내후성, 내스크래치성이 부족해지고, 상기 범위 초과인 경우 분자량 증가에 따른 흐름성이 저하되어 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물의 작업성이 불량해지고 표면평활성이 좋지 않아 우수한 외관을 갖는 도막을 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
우레탄 수지는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 우레탄 수지의 함량이 상기 범위 내일 경우, 도막의 유연성 및 외관 개선 효과가 있다. 우레탄 수지의 함량이 상기 범위 미만인 경우 건조성이 저하되어 도막의 부착력, 광택, 경도 및 내구성이 저하되는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우 건조가 빨리 진행되어 조성물의 도장 작업성 및 칠흐름성이 부족하여 도막 외관 및 내스크래치성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
멜라민계 경화제
멜라민계 경화제는 수용성 베이스 코트 조성물의 각 성분들과 가교 반응하여 경화시키는 역할을 하며, 이를 포함하는 수용성 베이스 코트 조성물로부터 제조된 도막의 외관 특성 및 광택을 향상시키는 역할을 한다.
멜라민계 경화제는 이미노기를 포함하는 친수성 멜라민 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멜라민계 경화제는 이미노기를 포함하는 친수성 멜라민 수지를 함유하는 액상 형태일 수 있다. 다른 예로, 멜라민계 경화제는 이미노기를 포함하는 친수성 멜라민 수지를 함유하고, 멜라민계 경화제 총 중량을 기준으로 고형분 함량(NV)이 90 내지 98 중량%, 또는 93 내지 96 중량%인 액상 형태일 수 있다.
멜라민계 경화제의 시판품으로는 Cytec사의 Cymel-325, Cymel-327 및 Cymel-385, INEOS사의 Resimene HM-2608, Resimene 718 및 Resimene 717, 및 BASF사의 Luwipal 052, 072 등을 들 수 있다.
멜라민계 경화제는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 3 내지 8 중량%, 또는 4 내지 7 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 멜라민계 경화제의 함량이 상기 범위 내일 경우, 적절한 코팅물성을 확보할 수 있다.
용제
본 발명에 따르는 수용성 베이스 코트 조성물은 용제를 추가로 포함할 수 있다. 용제는 조성물의 점도를 조절하고, 휘발성 유기화합물(VOC)의 발생을 저감시키는 역할을 한다. 예를 들어, 용제는 탈이온수, 순수, 초순수 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물을 포함할 수 있다. 용제는 물 이외에 유기 용제를 추가로 포함할 수 있다.
용제는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%, 또는 30 내지 40 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 조성물 내의 용제 함량이 상기 범위 내일 경우 조성물 내 수지들의 수분산성이 저하는 문제, 수성 도료의 장점인 환경 친화성이 저하되는 문제, 및 물의 증발이 충분히 되지 않아 최종 도막에 핀홀 발생 등의 도막 결함과 얼룩 발생 등의 문제를 방지할 수 있다.
안료
본 발명에 따르는 수용성 베이스 코트 조성물은 안료를 추가로 포함할 수 있다. 안료는 제조된 도막에 색상을 부여하는 역할을 한다. 예컨대, 수용성 베이스 코트 조성물은 도막에 메탈릭 효과를 부여하기 위한 이펙트 안료, 도막형성 물질과 조합하여 색상 및 은폐 효과를 부여하는 착색 안료, 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.
이펙트 안료의 예로는, 수성화 처리된 알루미늄 플레이크, 마이카 안료, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 착색 안료의 예로는, 옥사이드계의 무기안료, 아조(Azo), Vat 안료를 함유하는 폴리사이클릭계의 유기안료, 안트라퀴논계의 유기안료, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
안료는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 15 내지 35 중량%, 또는 17 내지 32 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 수용성 베이스 코트 조성물 내의 안료 함량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 막의 은폐력이 부족한 문제, 및 조성물의 안정성 저하 및 안료의 분산성 저하 등의 문제를 방지할 수 있다.
첨가제
본 발명에 따르는 수용성 베이스 코트 조성물은 조용제, 중화제, 촉매, 자외선 흡수제, 레벨링제, 소포제, 습윤제 및 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
첨가제는 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%, 또는 3 내지 9 중량%의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다.
조용제는 제조되는 도막의 평활성에 영향을 주고, 수용성 베이스 코트 조성물의 저장 안정성을 부여하며, 최저 도막 형성 온도를 낮추고, 도장 작업시 용제의 휘발성을 조절하는 역할을 한다.
조용제는 예를 들어, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜, N-메틸-2-피롤리돈, n-프로필알콜, i-프로필알콜, n-부탄올, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 부틸 글리콜, 헥실 글리콜, 2-에틸헥실알콜, 부틸 카르비톨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
중화제는 수용성 베이스 코트 조성물의 저장안정성 향상시키고, pH를 조절(pH 7.5∼9.0 수준으로)하는 역할을 한다.
중화제는 예를 들어, 트라이메틸아민, 트라이에틸아민 및 트라이뷰틸아민 등의 트라이알킬아민류, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디메틸프로판올아민, N,N-디프로필에탄올아민 및 1-디메틸아미노-2-메틸-2-프로판올 등의 N,N-디알킬알칸올아민류, N-알킬-N,N-다이알칸올아민류 및 트라이에탄올아민 등의 트리알칸올아민류 등의 3급 아민 화합물; 암모니아; 트라이메틸암모늄하이드록사이드; 수산화나트륨; 수산화칼륨; 및 수산화리튬 등을 들 수 있다.
촉매는 수용성 베이스 코트 조성물의 불완전한 경화를 막아 이로부터 제조된 도막의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다. 촉매는 예를 들어, 아민기 함유 포스페이트계 화합물 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제는 제조된 도막에 도달하는 자외선을 막아 최종 도막의 내후성을 향상시키는 역할을 한다.
자외선 흡수제는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제일 수 있다. 예를 들어, 상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 α-[3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥사프로필]-ω-하이드록시폴리(옥시-1,2-에탄디일)(α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-ω-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanediyl)), α-[3-[3-(2H-벤조트리라졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥사프로필]-ω-[3-[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-1-옥사프로폭시]폴리(옥시-1,2-에탄디일)(α-[3-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropyl]-ω-[3-[3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropoxy]poly(oxy-1,2-ethanediyl)), 3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시-메틸 에스테르(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-methyl ester) 등을 들 수 있다.
레벨링제는 제조된 도막의 레벨링성 및 습윤성을 부여하는 역할을 한다. 레벨링제는 양이온계, 음이온계, 또는 비이온계 계면활성제일 수 있으며, 예를 들어, 비이온계 계면활성제를 포함할 수 있다.
소포제는 도료 제조시 발생되는 기포 발생을 억제하고 도막 형성시 야기되는 핀홀 또는 팝핑(popping) 등의 현상을 억제 내지 제거하는 역할을 한다. 소포제는 도료 조성물에 사용될 수 있는 통상적인 것이라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 소포제의 시판품으로는 BYK사의 BYK-011, BYK-015, BYK-072, Air Product사의 DF-21, Munzing사의 agitan 281 및 산노프코사의 Foamster-324 등을 들 수 있다.
습윤제는 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 레벨링성 및 습윤성을 향상시키는 역할을 하며, 도료 조성물에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 습윤제는 폴리에테르 변성 폴리실록산 계 또는 아세틸렌 알코형 습윤제 등을 들 수 있다.
왁스는 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 도막의 건조 속도가 느려 늘어짐(sagging) 등이 발생하는 문제를 방지하는 역할을 하며, 도료 조성물에 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 왁스는 에틸렌-비닐-아세테이트계 왁스 등을 들 수 있다.
본 발명에 따르는 수용성 베이스 코트 조성물은 25℃에서 포드컵 4호를 기준으로 30 내지 100 초, 또는 50 내지 70초의 포드컵 점도를 갖고, 조성물 총 중량을 기준으로 15 내지 50 중량%, 또는 20 내지 45 중량%의 고형분을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 수용성 베이스 코트 조성물은 건조속도가 상이한 수지를 포함하여 건조에 따른 체적수축 감소로 인한 제조된 도막의 변형이 방지되어, 고채도 및 고휘도 구현이 가능하다. 또한, 상기 조성물로부터 제조된 도막의 기계적 물성, 특히 광택, 내충격성, 내수성, 내한치핑성 등의 물성이 우수하여 차체 도장용으로 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 수지의 '산가' 및 '수산기가'와 같은 작용기가는 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 적정(titration)의 방법으로 측정한 값을 나타낼 수 있다.
또한, 수지의 '중량평균분자량'은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 GPC(gel permeation chromatograph)의 방법으로 측정한 값을 나타낼 수 있다.
또한, 수지의 '유리전이온도'는 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어 시차주사열량분석법(differential scanning calorimetry, DSC)의 방법으로 측정한 값을 나타낼 수 있다.
[실시예]
실시예 및 비교예. 수용성 베이스 코트 조성물의 제조
하기 표 1 내지 표 3에 기재된 바와 같은 조성으로 각 성분들을 교반 혼합하면서 점도가 25℃에서 포드컵 4호를 기준으로 55초가 되도록 수용성 베이스 코트 조성물을 제조하였다.
성분 (중량%) 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
제1 아크릴 수지-1 11.3 6 14 3 17 11.3 11.3 11.3 11.3 　
제1 아크릴 수지-2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 11.3
제1 아크릴 수지-3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-4 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-6 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-7 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-1 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 5.8 13.9 3.6 16.8 10.5
제2 아크릴 수지-2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-4 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-6 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-7 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
폴리우레탄 디스퍼젼 수지 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
폴리에스터 수지 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
우레탄 수지 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6
멜라민계 경화제 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9
조색제 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
레벨링제 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
자외선 흡수제 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
경화촉매 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
제 1용제 28 32.5 27 33.9 23 32 26.5 33 21.4 28
제 2용제 8 8.8 6.3 10.4 7.3 8.7 6.1 9.9 8.3 8
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
성분 (중량%) 실시예
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
제1 아크릴 수지-1 　 　 　 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3 11.3
제1 아크릴 수지-2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-3 11.3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-4 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-6 　 11.3 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-7 　 　 11.3 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-1 10.5 10.5 10.5 　 　 　 　 10.5 10.5 10.5 10.5
제2 아크릴 수지-2 　 　 　 10.5 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-3 　 　 　 　 10.5 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-4 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-6 　 　 　 　 　 10.5 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-7 　 　 　 　 　 　 10.5 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
폴리우레탄 디스퍼젼 수지 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.2 4 0.05 7
폴리에스터 수지 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
우레탄 수지 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6
멜라민계 경화제 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9
조색제 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
레벨링제 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
자외선 흡수제 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
경화촉매 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
제 1용제 28 28 28 28 28 28 28 28.5 26 29 25
제 2용제 8 8 8 8 8 8 8 8 6.7 7.65 4.7
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
성분 (중량%) 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
제1 아크릴 수지-1 　 11.3 11.3 　 　 　 　 11.3 11.3 11.3 11.3
제1 아크릴 수지-2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-4 　 　 　 11.3 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-5 　 　 　 　 11.3 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-6 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-7 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 11.3 　 　 　 　 　
제1 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 11.3 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-1 10.5 　 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-3 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-4 　 　 　 　 　 　 　 10.5 　 　 　
제2 아크릴 수지-5 　 　 　 　 　 　 　 　 10.5 　 　
제2 아크릴 수지-6 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-7 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
제2 아크릴 수지-8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 10.5 　
제2 아크릴 수지-9 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 10.5
폴리우레탄 디스퍼젼 수지 0.7 0.7 　 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
폴리에스터 수지 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
우레탄 수지 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6
멜라민계 경화제 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9
조색제 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
레벨링제 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
자외선 흡수제 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
경화촉매 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
제 1용제 35 32 28.7 28 28 28 28 28 28 28 28
제 2용제 12.3 14.5 8 8 8 8 8 8 8 8 8
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
이하, 비교예 및 실시예에서 사용한 각 성분들의 제조사 및 제품명 등은 하기 표 4에 나타냈다.
　성분 물성, 또는 제조사 및 제품명
제1 아크릴 수지-1 Tg 18℃, Mw 13,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-2 Tg 15℃, Mw 13,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-3 Tg 22℃, Mw 13,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-4 Tg 13.1℃, Mw 13,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-5 Tg 28.3℃, Mw 13,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-6 Tg 18℃, Mw 11,900g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-7 Tg 18℃, Mw 14,800g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-8 Tg 18℃, Mw 10,200g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제1 아크릴 수지-9 Tg 18℃, Mw 16,200g/mol, OHv 12.2mgKOH/g, Av 9mgKOH/g, NV 35중량%
제2 아크릴 수지-1 Tg 7℃, Mw 7,200g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-2 Tg 2℃, Mw 7,200g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-3 Tg 9℃, Mw 7,200g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-4 Tg 0.3℃, Mw 7,200g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-5 Tg 12.6℃, Mw 7,200g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-6 Tg 7℃, Mw 5,600g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-7 Tg 7℃,Mw 9,200g/mol,OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-8 Tg 7℃, Mw 4,300g/mol, OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
제2 아크릴 수지-9 Tg 7℃, Mw 10,800g/mol,OHv 6.4mgKOH/g, Av 15mgKOH/g, NV 46중량%
폴리우레탄 디스퍼젼 수지 Tg -36℃, Mw 45,100g/mol, Av 22mgKOH/g, NV 35중량%
폴리에스터 수지 Tg -32℃, Mw 9,000g/mol, OHv 95.4mgKOH/g, Av 6.7mgKOH/g, NV 80중량%
우레탄 수지 Tg -25℃, Mw 550g/mol, Av 21.7mgKOH/g, NV 35중량%
멜라민계 경화제 Av: 0.2mgKOH/g, Mw 630g/mol, NV: 95중량%, 25℃에서의 점도 4,560 cps
조색제 White(Nv 76중량%, 점도14,300cps, 비중 1.9) 제조사: KCC, 제품명: YF4208B
레벨링제 제조사: Air product, 제품명: Surfynol 104
자외선 흡수제 제조사: BASF, 제품명: TINUVIN 5341
경화촉매 제조사: KING, 제품명: NACURE-5543
제 1용제 DI-Water
제 2용제 Butyl cellosolve
시험예: 제조된 도막의 특성 평가
시편에 중도 도료(제조사: KCC, 제품명: FU2290)를 도포 및 건조하여 중도 도막을 형성한 후, 편평한 곳에서 실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 11의 수용성 베이스 코트 조성물을 15㎛의 두께로 벨 도장하였다. 이후 80℃에서 3분 동안 에어를 불어주며 도료 내에 잔존하는 물을 증발시켰다(건조). 베이스 코트 상에 클리어 도료(제조사: KCC)를 40㎛의 두께로 도장하고, 오븐에서 140℃로 25분간 경화시켜 최종 도막을 형성하였다. 최종 도막의 외관 특성 및 물성들을 하기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 5 내지 표 7에 나타냈다.
(1) 도장작업성
수용성 베이스 코트 조성물의 벨 도장시 조성물의 분무 상태로 도장작업성을 평가하였으며, 분무 상태를 보고 판단하며 미립화 상태에 따라 비교 평가하였다.
(2) 외관
최종 도막을 대상으로 자동차 외관 측정기인 Wave Scan DOI(BYK Gardner)를 이용하여 CF값을 측정하였으며, 상기 CF값은 높을수록 도막의 외관 특성이 우수한 것으로 판단하였다. 구체적으로, CF값이 65 이상일 경우 우수(◎), 60 이상 65 미만일 경우 양호(○), 55 이상 60 미만일 경우 보통(△), 55 미만일 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(3) 광택
최종 도막의 20° 광택을 측정하였으며, 측정된 광택값이 90 이상일 경우 우수(◎), 88 이상 90 미만일 경우 양호(○), 86 이상 88 미만일 경우 보통(△), 86 미만일 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(4) 부착성
실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 11의 베이스 코트 조성물과 클리어 코트 조성물을 도장하고 경화시킨 후 바둑목법을 이용하여 부착성을 평가하였다.
구체적으로, 상기 바둑목법은 칼날로 재도장 도막에 가로 및 세로 각각 100개의 정사각형(가로 2mm × 세로 2mm)으로 긋고 테이프를 사용하여 떼어내어 부착성을 측정하였다. 이때, 100개의 정사각형이 100% 온전히 붙어있는 경우 우수(◎), 남은 정사각형이 70% 이상 100% 미만인 경우 양호(○), 50% 이상 70% 미만인 경우 보통(△), 50% 미만인 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(5) 내충격성
30cm 높이에서 500g의 추를 최종 도막에 떨어뜨렸을 때, 최종 도막의 표면을 관찰하여 내충격성을 평가하였다. 구체적으로, 표면에 깨짐(CRACK)이나 충격의 흔적이 없는 경우 (◎), 흔적이 있는 경우 보통(△), 최종 도막이 깨지거나 벌어진 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(6) 내수성
40℃ 항온조에 최종 도막을 10일간 침적한 후 항목 (4)의 바둑목법과 동일한 방법으로 부착성을 측정하였으며, 평가 기준도 동일하게 적용하여 도막의 내수성을 평가하였다.
(7) 칠흐름성
중도 도막이 형성된 시편을 수직으로 걸어놓고 실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 11의 수용성 베이스 코트 조성물을 상술한 바와 동일한 방법으로 도장하고 건조 및 경화한 후 제조된 도막의 표면을 관찰하여 조성물의 칠흐름성을 평가하였다.
전작 도장된 직경 5 mm 홀이 뚫린 강판에 상술한 바와 같이 중도 및 클리어 도장을 실시한 다음, 홀 하단부에 칠이 맺히는 것을 관찰했다. 흐름 발생이 관찰되는 시작점의 최종 도막 막후 ㎛를 흐름 한계 막후로 기록하였다. 이때, 측정된 흐름 한계 막후 수치가 낮을수록 칠흐름성이 부족한 것으로 판단했다.
구체적으로, 흐름 한계 막후가 40 ㎛ 이상일 경우 우수(◎), 35㎛ 이상 40㎛ 미만일 경우 양호(○), 30㎛ 이상 35㎛ 미만일 경우 경우 보통(△), 30㎛ 미만일 경우 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(8) 내한치핑성
최종 도막을 -20℃에 3시간 방치한 후 4bar의 압력으로 50g의 칩핑 스톤을 밀어내어 최종 도막의 표면을 가격하였다. 이때, 최종 도막의 손상부위가 1mm 이하 일 경우 우수(◎), 1mm 초과 2mm 이하일 경우 양호(○), 2mm 초과 3mm 이하일 경우 보통(△), 3mm 초과일 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(9) 재도장 부착성
최종 도막 중 베이스 코트와 클리어 코트를 박리한 후, 상술한 바와 동일한 방법으로 실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 11의 수용성 베이스 코트 조성물과 클리어 도료를 재도장 및 경화시켜 재도장 도막을 제조하였다. 이후 재도장 도막에 바둑목법으로 부착성을 측정하였다.
구체적으로, 항목 (4)의 바둑목법과 동일한 방법과 평가 기준으로 부착성을 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
도막 작업성 ◎ ◎ ○ ◎ △ ◎ ○ ◎ △ ◎
도막 외관 ◎ ◎ ○ ◎ △ ◎ ○ ◎ △ ○
광택 ◎ ○ ◎ △ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎
부착성 ◎ ○ ◎ △ ◎ ○ ◎ △ ◎ ◎
내충격성 ◎ ○ ◎ △ △ ○ ○ △ △ ○
내수성 ◎ ◎ ◎ △ ◎ ◎ ○ ○ △ ○
칠 흐름성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내한치핑성 ◎ ◎ ○ ◎ △ ○ ◎ △ ○ ○
재도장 부착성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
도막 작업성 ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎ ◎ ○ ○ △ △
도막 외관 ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ △ △
광택 ○ ◎ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ○ △ △
부착성 ◎ ○ ◎ ◎ ○ ○ ◎ ○ ◎ ○ ◎
내충격성 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ △ △
내수성 ◎ ○ ◎ ○ ◎ ○ ○ ◎ ○ ◎ △
칠 흐름성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
내한치핑성 ○ ○ ◎ ○ ◎ ○ ○ ○ ○ △ △
재도장 부착성 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
도막 작업성 ○ ○ ○ ◎ △ ◎ X ○ △ ○ ○
도막 외관 X ○ X ○ X ◎ X X X ◎ X
광택 X △ ○ ○ X ◎ X X △ ○ ○
부착성 △ ○ X ○ ○ X ◎ ○ X X ○
내충격성 X X X X ○ X X X X X ◎
내수성 △ ○ X X ○ X ◎ X ○ X X
칠 흐름성 △ ○ ○ △ ◎ ◎ △ ○ ○ ◎ X
내한치핑성 △ X X X X X △ X ○ X X
재도장 부착성 △ ○ X △ ○ △ ○ ○ X △ ○
표 5 내지 표 7에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 21의 수용성 베이스 코트 조성물은 제조된 도막의 특성 평가 시험에서 모든 물성이 우수, 양호, 또는 보통으로 평가되었다.
그러나 제1 아크릴 수지가 포함되지 않은 비교예 1은 도막 외관, 광태, 내충격성이 불량이었고, 제2 아크릴 수지가 포함되지 않은 비교예 2는 내충격성 및 내한치핑성이 불량이었다.
폴리우레탄 디스퍼젼 수지가 포함되지 않은 비교예 3은 도막 외관, 부착성, 내충격성, 내수성, 내한치핑성 및 재도장 부착성이 불량이었다.
제1 아크릴 수지의 유리전이온도가 본 발명의 수치 범위에 미달하는 비교예 4는 내충격성, 내수성 및 내한치핑성이 불량이었고, 제1 아크릴 수지의 유리전이온도가 본 발명의 수치 범위를 초과하는 비교예 5는 도막 외관, 광택 및 내한치핑성이 불량이었다.
제1 아크릴 수지의 중량평균분자량이 본 발명의 수치 범위에 미달하는 비교예 6은 부착성, 내충격성, 내수성 및 내한치핑성이 불량이었고, 제1 아크릴 수지의 중량평균분자량이 본 발명의 수치 범위를 초과하는 비교예 7은 도막 작업성, 도막 외관, 광택 및 내충격성이 불량이었다.
제2 아크릴 수지의 유리전이온도가 본 발명의 수치 범위에 미달하는 비교예 8은 도막 외관, 광택, 내충격성, 내수성 및 내한치핑성이 불량이었고, 제2 아크릴 수지의 유리전이온도가 본 발명의 수치 범위를 초과하는 비교예 9는 도막 외관, 부착성, 내충격성 및 재도장 부착성이 불량이었다.
제2 아크릴 수지의 중량평균분자량이 본 발명의 수치 범위에 미달하는 비교예 10은 부착성, 내충격성, 내수성 및 내한치핑성이 불량이었고, 제2 아크릴 수지의 중량평균분자량이 본 발명의 수치 범위를 초과하는 비교예 11은 도막 외관, 내수성, 칠 흐름성 및 내한치핑성이 불량이었다.
이하 본 발명의 다양한 실시 형태를 설명한다.
(1) 제1 아크릴 수지, 제2 아크릴 수지, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민계 경화제를 포함하며, 제1 아크릴 수지는 유리전이온도가 15 내지 25 ℃이고, 중량평균분자량이 11,000 내지 15,000 g/mol이며, 제2 아크릴 수지는 유리전이온도가 1 내지 10 ℃이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 10,000 g/mol인, 수용성 베이스 코트 조성물.
(2) 제1 아크릴 수지는 수산기가가 11 내지 20 mgKOH/g이고, 산가가 1 내지 10 mgKOH/g이며, 제2 아크릴 수지는 수산기가가 1 내지 10 mgKOH/g이고, 산가가 11 내지 20 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
(3) 폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 유리전이온도가 -45 내지 -20 ℃이고, 중량평균분자량이 35,000 내지 60,000 g/mol이며, 산가가 15 내지 30 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
(4) 폴리에스터 수지는 유리전이온도가 -50 내지 -25 ℃이고, 중량평균분자량이 6,000 내지 12,000 g/mol이며, 수산기가가 80 내지 110 mgKOH/g이고, 산가가 1 내지 10 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
(5) 우레탄 수지는 유리전이온도가 -40 내지 -10 ℃이고, 중량평균분자량이 200 내지 900 g/mol이며, 산가가 15 내지 30 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
(6) 수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로, 제1 아크릴 수지 5 내지 15 중량%, 제2 아크릴 수지 5 내지 15 중량%, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지 0.1 내지 5 중량%, 폴리에스터 수지 1 내지 5 중량%, 우레탄 수지 1 내지 5 중량%, 및 멜라민계 경화제 3 내지 8 중량%를 포함하는, 수용성 베이스 코트 조성물.

Claims (6)

  1. 제1 아크릴 수지, 제2 아크릴 수지, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민계 경화제를 포함하며,
    제1 아크릴 수지는 유리전이온도가 15 내지 25 ℃이고, 중량평균분자량이 11,000 내지 15,000 g/mol이며,
    제2 아크릴 수지는 유리전이온도가 1 내지 10 ℃이고, 중량평균분자량이 5,000 내지 10,000 g/mol인, 수용성 베이스 코트 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 아크릴 수지는 수산기가가 11 내지 20 mgKOH/g이고, 산가가 1 내지 10 mgKOH/g이며,
    제2 아크릴 수지는 수산기가가 1 내지 10 mgKOH/g이고, 산가가 11 내지 20 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    폴리우레탄 디스퍼젼 수지는 유리전이온도가 -45 내지 -20 ℃이고, 중량평균분자량이 35,000 내지 60,000 g/mol이며, 산가가 15 내지 30 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    폴리에스터 수지는 유리전이온도가 -50 내지 -25 ℃이고, 중량평균분자량이 6,000 내지 12,000 g/mol이며, 수산기가가 80 내지 110 mgKOH/g이고, 산가가 1 내지 10 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    우레탄 수지는 유리전이온도가 -40 내지 -10 ℃이고, 중량평균분자량이 200 내지 900 g/mol이며, 산가가 15 내지 30 mgKOH/g인, 수용성 베이스 코트 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    수용성 베이스 코트 조성물 총 중량을 기준으로, 제1 아크릴 수지 5 내지 15 중량%, 제2 아크릴 수지 5 내지 15 중량%, 폴리우레탄 디스퍼젼 수지 0.1 내지 5 중량%, 폴리에스터 수지 1 내지 5 중량%, 우레탄 수지 1 내지 5 중량%, 및 멜라민계 경화제 3 내지 8 중량%를 포함하는, 수용성 베이스 코트 조성물.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101221276B1 (ko) 2010-12-31 2013-01-11 조광페인트주식회사 수성 하이글로시 블랙 베이스코트 도료 조성물 및 수성 하이글로시 투명 탑코트 도료 조성물

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100500027B1 (ko) * 2002-05-10 2005-07-07 주식회사 케이씨씨 도장 온습도 영역이 확대된 자동차용 수용성 상도 도료조성물
KR101803437B1 (ko) * 2016-03-03 2017-12-28 (주)노루페인트 자가 치유용 투명 도료 조성물 및 이를 사용한 투명 도막의 형성방법
CN109423129B (zh) * 2017-06-21 2020-08-28 广东华润涂料有限公司 适用于在三片罐上形成侧缝条或侧缝涂层的水性涂料组合物
JP6700340B2 (ja) * 2018-06-27 2020-05-27 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 水性塗料組成物および水性塗料組成物の製造方法
KR102468328B1 (ko) * 2018-08-10 2022-11-17 주식회사 케이씨씨 핫-스탬핑된 금속 소재용 도료 키트

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101221276B1 (ko) 2010-12-31 2013-01-11 조광페인트주식회사 수성 하이글로시 블랙 베이스코트 도료 조성물 및 수성 하이글로시 투명 탑코트 도료 조성물

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