KR800001191B1 - 1차방식 도료 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

1차방식 도료

본 발명은, (i) 폴리비닐 부틸알수지, (ii) 붕산염화합물과, 축합인산염화합물 또는 몰리브데산염 화합물과의 혼합물, 및 (iii) 인산으로 이루어지는 조성물이며, 일반적으로 워시 프라이머(wash primer), 숍 프라이머(shop primer) 또는 프리파브리케이숀 프라이머(prefabrication primer)라고 불리고 있는 1차방식 도료 조성물에 관한 것이다. 종래, 선반, 교량등의 철강구조물용의 철골 혹은 금속판은, 그 가공 및 조립기간중의 녹발생을 방지할 목적으로 미리 브라스트(blast)에 의해 완전히 녹이나 밀스케일(mill scale)등을 제거후, 1차방식도료 즉 숍 프라이머를 도장(塗裝)하는 것이 보통이었다.

예컨대, D.A.Bayliss 등은 Oil and Colour Chemists′ Association 발행의 Journal of the Oil and Colour Chemists′ Association, Volume 51, pages 792-815(1968)에서 각종의 프리파브리케이숀(숍) 프라이머를 제시하고 또 비교 검토하고 있다.

이와같은 숍 프라이머에는, 화성처리(化成處理)와 도장을 동시에 행하도록 한, 소위 화성처리형 방식도료라고도 불리워지는 워시 프라이머가 있다.

이 워시 프라이머는, 폴리비닐 부틸알수지를 전색제(展色劑)로 하여 인산, 무수크롬산, 크롬산아연, 알코올 등을 가한 조성물이 일반적이다.

예컨대, 폴리비닐부틸알수지를 알코올류에 용해하고 크롬산아연 안료를 배합한 주제와 인산을 함유하는 첨가제와를 혼합하여, 금속도장의 전처리에 적합하도록 만들어진 단기 폭로형 워시 프라이머가 알려져 있다. 이것은 보통 상도까지의 기간이 짧은 경우에 사용되며, 주로 금속과 상도도막과의 밀착성을 향상시키기 위해서 사용되고 있다.

즉 단독막으로의 방식성은 장기 폭로형 만큼 필요하지는 않다. 이와같은 단기폭로형의 워시 프라이머의 예로서는, 예컨대 폴리비닐부틸알수지, 인산, 크롬산아연으로 이루어지는 조성이 예로부터 알려져 있고(미국특허 No, 2525107), 더우기 비닐수지에 크롬산아연, 인산을 반응시켜서 얻어진 변성비닐수지와 염기성 크롬산아연으로 이루어지는 조성물도 알려져 있다(미국특허 No. 2488651). 그러나 전기와 같은 종래의 워시 프라이머는 크롬산아연 안료나 무수크롬산을 배합하기 때문에 도장시에 발생하는 스프레이 다스트(spray dust)를 도장작업자가 흡인한 경우 크롬 금속이온에 의한 소위 크롬공해의 문제가 있었다. 특히 최근에는 크롬공해가 널리 사회적인 문제로 되고 있으며, 그런고로 이것에 대신하는 무공해의 워시 프라이머의 출현이 업계에서 강하게 요망되고 있다. 그 일환으로서, 예컨대 크롬계안료를 다른 무공해 안료로 대치하는 시도가 행해지고 있다. 그러나 얻어진 도막은 방식성이나 밀착성면에서 결점이 있고, 현재 가능한 무공해 워시 프라이머는 얻을수가 없다.

구체적으로 예를들면 폴리비닐부틸알수지, 크롬산아연, 메타붕산바륨 등으로 이루어지는 1차방식도료가 특허공개(소)48-44322호 공보로서 알려져 있다. 그러나 이 도료는 크롬산아연의 일부를 메타붕산바륨으로 대치하였을뿐, 안전위생상의 문제점은 전혀 해결되지 않고 있다. 그래도 이 공개공보에도 기재되어 있는 바와 같이, 폴리비닐부틸알수지와 메타붕산바륨만의 조합에서는, 일단 크롬이 없기 때문에 무공해이지만 방식성이 현저하게 나빠 실용적으로 사용할 수가 없는 것이다. 또 오일바니쉬, 오일-변성 알키드수지, 또는 드라잉오일을 전색제로 하고 붕산바륨을 함유하는 페인트 조성물도 알려져 있지만, (미국특허 제2818344호) 이 조성물은 몰드-레지스턴스(mold resistance) 또는 쵸크-레지스턴스(Chalk-resistance)를 개량한 필름을 부여할뿐, 워시 프라이머로서의 특성은 거의 갖추고 있지 않다.

한편, 워시 프라이머의 방식안료로서 몰리브덴산염 화합물을 사용하는 것이 미국특허 제3,272,663호 및 제3,528,860호로서 알려져 있다. 그러나 이 도료도 방식성은 현저하게 나쁜 것이다. 더우기 크롬산아연 연료를 인산염, 예컨대 인산아연으로의 대치시험도 행해지고 있다(전기 D.A. Bayliss등). 또 인산실리콘, 인산지르코늄, 인산아연, 인산티탄등의 백색안료와 알키드수지, 에폭시수지, 에어-드라잉오일, 페놀수지, 폴리비닐아세테이트, 염화비닐수지, 또는 폴리비닐 아세탈로 이루어지는 내열 또는 내식성 페인트도 알려져 있지만(미국특허 제3,892,577호) 이것도 워시 프라이머로서의 특성을 거의 갖지 않는다. 또 숍 프라이머의 일종으로서 전색제중에 아연분말을 고농도로 배합한, 소위 아연리치(rich) 프라이머가 알려져 있다.

그러나, 이 프라이머는 방식성이 매우 우수함에도 불구하고, 용접성이 나쁘다는 결점이 있다. 즉, 이 프라이머 도포의 강재는 용접시에 발생하는 가스로 인한 기공(블로우홀)의 생성에 의해, 용접강도가 낮아진다고 하는 결점을 가지고 있다. 그밖에, 아연휴움(Fume)의 발생에 의한 작업원의 건강관리, 안전위생상의 문제등 인체에 대한 악영향의 문제가 미해결로 남아 있다. 상기와 같이, 방식성, 상도성(上塗性), 용접성, 작업성(작업시의 환경위생상의 문제) 등에 있어서, 우수한 숍 프라이머는 아직 제공되어 있지않은 실정이다.

본 발명은 상술한 바와같이 종래의 도료조성물이 가지는 결점을 제거하기 위한 것이다.

본 발명의 제1의 목적은 크롬독성이 없는 무공해의 1차방식도료 조성물을 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 방식성, 용접, 용단성, 밀착성등이 우수한 도막을 부여하는 1차방식 도료조성물을 제공하려는 것이다. 즉, 본 발명은 (i) 폴리비닐부티알수지, (ii) 붕산염화합물과, 축합인산염화합물 또는 몰리브덴산염 화합물과의 혼합물, (iii) 인산으로 이루어지는 단기폭로형 1차방식 도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 폴리비닐부틸알수지로는, 평균중합도 약 500-1,000, 부틸화도 57-70몰%의 것으로 통상 시판되고 있는것을 그대로 사용하는 것이 가능하다.

또, 본 발명에서 사용하는 붕산염화합물로서는, 붕산아연(2ZnO. 3B₂O₃. 3.5H₂O), 붕산바륨(BaB₂O₄. H₂O), 붕산칼슘(CaO. B₂O₃. 5H₂O), 4붕산칼륨(K₂B₄O₇. 5H₂O), 4붕산칼슘(CaB₄O₇, 6H₂O), 4붕산나트륨(Na₂B₄O₇), 4붕산바륨(BaB₄O₇), 4붕산망간(MnB₄O₇. 8H₂O), 4붕산아연(ZnB₄O₇), 4붕산리티움(Li₂B₄O₇), 메타붕산마그네슘(Mg₂B₂O₄. 8H₂O), 올소붕산알루미늄(Al₂O₃. B₂O₃), 등이 포함되고 이들은 1종 혹은 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 특히 바람직하게는 붕산아연 및/또는 붕산바륨의 사용이 바람직하다. 또, 본 발명에 사용되는 축합인산염화합물로는, 인산과 2가에서 6가의 금속 또는 그 산화물 혹은 그 수산화물(X로서 표시)을 몰비 P₂O₅/X=1-6의 비율로, 가열하에서 축합 반응시켜서 얻어진 화합물이다.

전기 X로서는 Mg, Al, Ca, Zn, Mn, Fe, Ba 등의 금속 : MgO, Al₂O₃, CaO, ZnO, MnO₂, FeO, MoO₃, BaO, WO₃등의 산화물 : Mg(OH)₂, Al(OH)₃, Ca(OH)₂, Zn(OH)₂, Ba(OH)₂, Fe(OH)₃등의 수산화물을 열거할 수 있다.

전기 축합인산염화합물은 1종 혹은 2종 이상의 혼합물로서 사용한다. 특히 바람직하게는, 축합인산아연축합인산알루미늄, 축합인산칼슘의 1종 혹은 2종 이상의 혼합물이다. 축합인산알루미늄으로서는 시판되고 있는 K-50, K-80, K-82[帝國化工(株)제상품명], HB-하드너(HB hardner)(훽스트사제 상품명) 등이 사용 가능하다. 더우기 본 발명에 있어서 사용되는 인산은 5산화 2인이 수화하여 이루어지는 산을 말한다. 구체적으로는 메타인산, 피로인산, 올소인산, 3인산, 4인산 등을 열거할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서는, 폴리비닐부틸알수지 100부에 대하여 붕산염화합물과 축합인산화합물 또는 몰리브덴산염 화합물과의 혼합물(양자의 혼합비는 중량비로 9/1-1/9, 바람직하게는 8/2-4/6이다)은 20-350중량부, 바람직하게는 50-250중량부, 인산은 5-50중량부, 바람직하게는 15-40중량부의 비율로 한것이 바람직한 결과를 부여한다.

전기 붕산염화합물과 축합인산염화합물 또는 몰리브덴산염화합물의 혼합물이 전기범위외의 경우는, 어느것도 방식성이 저하하는 경향이 보였다.

본 발명의 도료 조성물에 있어서는, 전기 폴리비닐부틸알수지, 인산, 붕산염화합물과 축합인산염화합물 또는 몰리브덴산염화합물과의 혼합물을 필수의 구성성분으로 한다.

즉, 폴리비닐부틸알수지, 인산 및 붕산염화합물의 조합, 혹은 폴리비닐부틸알수지, 인산 및 몰리브덴산염화합물, 또 폴리비닐부틸알수지와 인산 및 축합인산염화합물과 같은 1성분이 없는 조합에 있어서는, 본 발명의 목적으로 하는 방식성은 거의 기대할 수 없다.

본 발명의 조성물에 있어서는, 폴리비닐부틸알수지, 붕산염화합물과 축합인산염화합물 또는 몰리브덴산염화합물의 혼합물, 및 통상 워시 프라이머에 있어서의 용제, 예컨대 알코올계용제, 더우기 필요에 따라 다른 안료, 예컨대 체질안료 혹은 착색안료등, 그밖의 상용성을 갖는 수지 혹은 첨가제등을 함께 배합하여 주제로 한다. 한편, 인산용액은 달리만들어, 사용시에 전기주제와 혼합한다. 이와같이 하여 얻어진 본 발명의 조성물은, 통상의 도포방법에 따라 피도포물, 예컨대, 철, 알루미늄, 아연등에 도포한다. 도포후 얻어진 도막은, 붕산염화합물과 축합인산염 화합물 또는 몰리브덴산염 화합물과의 혼합물의 상승작용에 의해 강고히 금속과 밀착하고, 따라서 우수한 방식성을 갖는 도막을 부여한다.

본 발명의 1차방식 도료에 있어서, 폴리비닐부틸알수지, 인산, 붕산염화합물과 축합인산염화합물 또는 몰리브덴산염 화합물과의 혼화물로 이루어지는 계를, 단기폭로형 워시 프라이머로서 사용한 경우, 우수한 방식성, 용접, 용단성, 전자사진 마이킹성, 상도성이 달성되고, 게다가 크롬이 없는 무공해성 도료 조성물인고로 숍 프라이머로서의 공업적 가치는 극히 높다.

이하 본 발명에 상세한 것을 실시예에 의해 설명한다. 실시예에 있어서, “부” 또는 “%”는 “중량부” 또는 “중량%”를 표시한다.

[실시예 1]

전기주제를 폿트밀로 1주야 배합한후,주제와 첨가제를 80 : 20(중량부)의 비율로 혼합하여, 본 발명의 도료조성물을 얻었다. 다음에 연강판(軟鋼板)상에 에어스프레이로 20μ의 막두께로 되도록 도장하고, 20℃ 75%RH의 실내에서 3일간 건조후 비교시험에 제공했다. 그 결과를 제3표에 표시했다.

[실시예 2-9]

제1표에 표시하는 배합으로 주제를 배합한후, 이 주제와 첨가제를 85 : 15의 비율로 혼합하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교시험에 제공했다.

결과는 실시예 1과 마찬가지로 우수한 방식성을 갖는 도막을 얻었다.

[제1표]

[비교예 1-4]

제2표에 표시한 주제를 배합후, 이 주제와 첨가제를 80 : 20의 비율로 혼합하고, 실시예 1과 마찬가지로 도포, 건조하여 비교시험에 사용했다.

결과는 제3표에 나타냈다.

[제2표]

[제3표]

상기 비교시험 결과 표에서 명확히 알수 있는 바와같이 본 발명의 도료조성물과 같이, 폴리비닐부틸알수지, 붕산염 화합물과 축합이산염화합물 또는 몰리브덴산염화합물과의 혼합물 및 인산으로 이루어지는 도료조성물(단기폭로형 워시프라이머 : 시시예 1,2,3,5,7,9)는 종래의 단기폭로형 워시 프라이머(비교예 1)에 비하여, 방식성이 한층 우수하고, 더우기 크롬이 없는 무공해 도료이기 때문에 작업성(작업자 및 환경의 안전위생상)에 있어서 비교할 수 없을 정도로 우수한 효과를 나타낸다. 또한 종래의 아연리치의 페인트에 비하여 용접성이 한층 향상하였다.

더우기 붕산염화합물 몰리브덴산염화물, 축합인산염화합물을 각기 단독으로 사용한 경우(비교예 2,3,4)는 방식성이 현저하게 떨어지는 것이 판명됐다.

Claims (1)

1. (i) 폴리비닐부틸알수지……100중량부,

   (ii) (가) 붕산염화합물과, (나) 몰리브덴산염화합물 또는 축합인산염화합물의 혼합물(양자의 중량 혼합비는 가/나=1/9-9/1)……20-350중량부 및

   (iii) 인산……5-50중량부의 비율로 이루어지는것을 특징으로 하는 1차방식도료.