KR920000957B1 - 무기질계 피복 조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

무기질계 피복 조성물

본 발명은 유기 관능성 실란 화합물을 포함하는 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제로 구성된 2액형 무기질계 피복 조성물에 관계되는 것으로서, 특히 유기 관능성 실란 화합물과 pH 변환제를 포함하는 주제와 알카리 실리카졸을 포함하는 경화제로 구성된 상은 경화형 무기질계 피복 조성물에 관한 것이다.

한국 특허 공개 공보 공개번호 제88-529호에는 유기 관능성 실란 화합물을 포함하는 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제를 구성한 2액형 무기질계 피복 조성물이 알려졌고, 유기 관능성 실란화합물을 포함하는 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제를 혼합하여 도장하면 실란 화합물이 실리카졸과 반응하여 접착력이 우수하고, 내식, 내열성 등의 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있다는 것이 알려졌다.

전술한 공개 발명에 의하여 바인더 주제인 유기 관능성 실란 화합물에 혼합되는 경화제가 pH 5 이하의 산성 실리카졸이나 또는 실리카졸을 포함하는경화제 용액에 산을 가하여 산성 실리카졸로 변환 시킨 다음에 바인더 주제와 혼합하여 도장 하였다.

실리카졸에는 산성 실리카졸과 알카리 실리카졸이 있는바, 유기 관능성 실란 화합물과 반응 하였을 때 물성이 우수한 도막이 형성되는 것은 산성 실리카졸이나 알카리 실리카졸이 동일하지만 도막 형성 과정에서는 현저한 차이를 나타낸다. 즉 전기한 공개 발명에서 사용 된 산성 실리카졸은 50℃ 이상의 온도로 가열 하였을때 도막이 형성되므로 주제와 경화제를 혼합하여 도장 하는데는 문제가 없는 반면 도장후 50-250℃에서 10분이상 소부처리하여야 도막이 경화되므로 일반 도료와 같이 도장할 수 없으며 도장후 도막을 경화시키기 위하여는 소부 처리하여야 하는 문제점이 나타났다. 반면에 알카리성 실리카졸은 유기 관능성 실란화합물과 혼합 즉시 급격히 반응하여 겔을 형성하므로 도장하기 위하여 유기 관능성 화합물을 포함하는 주제와 혼합하면 도장 하기전에 겔이 형성되어 도장이 불가능 하였다.

본 발명자는 유기 관능성 화합물을 포함하는 주제와 실리카 졸을 포함하는 경화제로 구성된 2액형 무기질 피복 조성물을 일반 도료와같이 간단하게 도장하고 상온에서 경화되도록 하는 방법을 연구한 결과 바인더 주제로서 유기 관능성 실란화합물을 사용하고 경화제로서 알카리 실리카졸을 사용하되 유기 관능성 실란 화합물과 알카리 실리카졸간의 겔화 반응은 지연시키면 일반 도료와 같이 도장할 수 있으면서 상온에서 경화되는 도막을 형성할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.

본 발명의 목적은 일반 도료와 같이 도장할 수 있고 상온에서 경화되며, 내식내열성 등의 물성이 우수한 유기 관능성 실란 화합물과 실리카졸로 된 2액형 무기질계 피복 조성물을 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 바인더 주제로서 유기 관능성 실란 화합물을 사용하고 경화제로서 알카리 실리카졸을 사용하되 유기관능성 실란화합물과 실리카졸의 겔화 반응을 지연시키기 위하여 유기 관능성 실란 화합물에 알카리성을 산성으로 변환 시키는 pH변환제를 첨가 하므로서 달성됨을 알게 되었다.

본 발명의 한 형태를 구체적으로 설명하면 본 발명은 다음의 일반식(I)로 표시되는 유기 관능성 실란화합물과 pH 변화제 및 필요에 따라 부착증진제를 포함하는 주제 용액과 알카리 실리카졸을 포함하는 경화제 용액으로 구성 된 2액형 무기질계 조성물로 구성된다.

식중 R은 탄소수 3개 이하의 알킬기이고 Y는 탄소수 4개 이하의 알콕시기이며 n은 1 내지 3의 정수이다.

상기 일반식에서 R로 표시되는 알킬기로는 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필기가 있고 알케닐기로는 비닐, 또는 프로페닐기가 있으며, Y로 표시되는 알콕시기로는 데톡시, 에톡시, 아세톡시, 부톡시기가 있다.

본 발명에 사용되는 실란계 화합물의 대표적인 예로는 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸 디에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시 실란등이 있다.

본 발명에 사용되는 알카리 실리카졸은 pH가 9.0-10.5이고 고형분이 20-50중량%이며 입도가 5-200mμ이고 Na₂O함량이 0.65%이하인 것이 좋다. 또한 바인더 주제에 참가되는 pH 변환제는 알카리성을 산성으로 변환 시키는 물질로서, 예를들면 염산, 황산, 질산과 같은 무기산 일수도 있고 초산, 개미산, 옥살산, 올레인산과 같은 유기산일수도 있으나 주제와의 혼합 사용할 때 초성물의 물성과 피도물에 나쁜 영향을 미치지 않으면서 도장후 신속하게 휘발되는 탄소수 5이하의 유기산이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 pH 변환제의 함량은 경화제와 혼합시 알카리 실리카졸의 pH를 4.0-6.0정도로 변화시킬 정도로 사용하는바, pH 변환제의 종류와 농도에 따라 차이가 있으나 일반적으로 알카리 실리카졸의 무게를 기준으로 0.5-5%정도로 되게 사용하는 것이 좋다. 사용량이 너무 적으면 겔화 반응이 빨리 일어나게 되어 도장할 수 없게 되고 다량으로 사용하면, 특히 무기산의 경우 피도물이 침식되는 경우가 나타나게 된다.

주제에 첨가되는 부착 증진제는 피도물이 철판이나 스테인레스 스틸인 경우 피도물에 대한 부착력을 증진시키기 위한 것으로서, pH가 산성인 금속 포스페이트를 사용한다. 부착증진제의 대표적인 것으로는 칼슘포스페이트, 암모늄포스페이트 칼륨포스페이트, 나트륨포스페이트, 마그네슘포스페이트, 알미늄포스페이트등이 사용된다. 부착 증진제는 알카리 실리카졸의 사용량을 기준으로 하여 1-20% 범위에서 사용하는 것이 좋다. 부착증진제의 사용량이 1%이하인 경우에는 부착증진 효과가 약하고 20%이상을 초과하면 도막이 너무 딱딱하여 깨지기 쉽게 된다.

유기 관능성 실란 화합물에 대한 알카리 실리카졸의 첨가량은 실란 화합물 100부에 대하여 실리카졸 50-250중량부의 비율로 되게 혼합 사용한다.

전술한 본 발명의 조성물은 도장후 상온에서 20분 정도면 건조 되고 1주일 정도 경과되면 완전히 경화되므로 일반 도료와 같이 도장 처리할 수 있을 뿐만 아니라 산성 실리카졸을 경화제로 사용하였을때와 같이 내식, 내열성이 우수하고 접착성이 우수한 도막이 얻어진다.

본 발명의 무기질계 피복 조성물에는 색상을 얻기 위하여 요구하는 색상의 안료를 첨가할 수 있음은 물론이고 내식, 내마모, 내열성을 향상 시키기 위하여 세라믹 분말 등의 첨가제를 첨가 할 수도 있다. 세라믹 분말이나 무기질 안료는 실리카졸을 포함하는 경화제 용액에 첨가 화합하여 사용하는바, 침강 방지 및 점도 유지를 위하여는 “에어로실” (독일, 덱거스사 제품)과 같은 무기 증점제를 첨가할 수 있으며 분말의 입도는 1mμ이하의 미세한 분말 상태로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 무기질 중량제로 첨가되는 세라믹 분말로는 실리카 알루미나, 수산화알미늄, 산화지르코늄, 규산지르코늄, 탄화규소, Si₃N₄, TiB₂등의 고경도 분말과 운모, 활석, 장석, 카올리나이트, 알미늄실리케이트 등의 편상 광물등이 있다. 일반적으로 세라믹 분말과 무기 안료는 pH7-8의 약 알카리성을 띠고 있어서 실리카졸을 포함하는 경화제용액에 첨가할 경우 pH 변화에 큰 영향을 미치지 않지만 산화티탄 같은 산성안료나 산성 중량제는 알카리 실리카졸에 첨가하면 시간이 경과함에 따라서 점도가 증가하여 겔화 되므로 사용할 때 그 사용량 등을 주의하여 조정할 필요가 있다. 일반적으로 세라믹 중량제의 사용량은 바인더의 종류, 형성할 도막의 종류 등에 따라 달라질 수 있으나 도료로서의 기본 부착성 등을 고려할 때 바인더 100 중량부에 대하여 300 중량부를 초과하지 않도록 하는 것이 좋다.

이하 실시예를 기재하는 바, 실시예의 부는 중량부를 의미한다.

[실시예 1]

다음의 조성 비율에 따라 주제와 경화제를 제조하고 주제와 경화제의 비율이 1 : 1로되게 혼합하여 샌드블라스트로 전처리한 소지 금속에 도포한 다음 250℃에서 14일간 경화시킨다. 형성된 도막의 물성은 표 1에 기재한다.

주제조성

메틸 트리메톡시 실란 70g

초산(pH 조절제) 5g

칼륨 포스페이트, 일염기(부착증진제) 5g

경화제 조성

알카리 실리카졸 35% 100g

ZrO₃(중량제) 50g

Al₂O₃(중량제) 20g

에어로실 380(독일 덱거스사 제품) 3g

활석(중량제) 10g

[실시예 2]

다음의 조성으로 주제와 경화제를 제조하고 실시예 1의 방법으로 도장하고 상온 경화시킨다.

주제조성

메틸트리메톡시 실란 100g

r-머캅토 프로필 트리메톡시 실란 30g

초산(pH 조절제) 5g

알미늄 포스페이트(부착 증진제) 5g

경화제 조성

알카리 실리카졸 45% 100g

Al(OH)₃(중량체) 30g

SiO₂(중량제) 10g

Zr SiO₄(중량제) 20g

[표 1]

Claims (9)

1. 유기 관능성 실린화합물을 포함하는 바인더 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제로 구성된 2액형 무기질계 피복조성물에 있어서 주제가 다음의 일반식(Ⅰ)로 표시되는 유기 관능성 실란화합물과 알카리성을 산성으로 변화 시키는 pH 변환제 및 부착증진제를 포함하고 경화제가 알카리 실리카졸을 포함함을 특징으로 하는 무기질계 피복 조성물

   

   (식중 R은 탄소수 3개 이하의 알킬기이고, Y는 탄소수 4개 이하의 알콕시기이며, n은 1 내지 3의 정수이다)
2. 청구범위 1항에서, 실리카졸이 pH 9.0-10.5의 알카리 실리카졸임을 특징으로 하는 조성물.
3. 청구범위 1항에서, pH 변환제가 염산, 황산, 질산, 초산, 개미산, 옥살산, 또는 올레인산 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 조성물.
4. 청구범위 1항에서, pH 변환제가 탄소수 5 이하의 휘발성 유기산임을 특징으로 하는 조성물.
5. 청구범위 1항에서, pH 변환제가 실리카 졸의 pH를 4-6으로 변환시킬 수 있는 양으로 사용됨을 특징으로 하는 조성물.
6. 청구범위 1항에서, 알카리 실리카졸의 고형분이 20-50%이고 입도가 5-200mμ임을 특징으로 하는 조성물.
7. 청구범위 1항에서, 유기 관능성 실란 화합물과 알카리 실리카졸이 실란 화합물 100부에 대하여 실리카졸 10-250부의 비율로 사용됨을 특징으로 하는 조성물.
8. 청구범위 1항에서, 부착증진제가 칼슘포스페이트, 암모늄 포스페이트 칼륨포스페이트, 나트륨포스페이트, 마그네슘포스페이트 알미늄포스페이트 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 조성물.
9. 청구범위 1항에서, 부착 증진제가 알카리 실리카졸의 무게를 기준으로 1-20% 사용됨을 특징으로 하는 조성물.