KR930011154B1

KR930011154B1 - 비점착성 피복 조성물

Info

Publication number: KR930011154B1
Application number: KR1019900022426A
Authority: KR
Inventors: 유원균
Original assignee: 고려화학 주식회사; 김충세
Priority date: 1990-12-29
Filing date: 1990-12-29
Publication date: 1993-11-24
Also published as: KR920012340A

Abstract

내용 없음.

Description

비점착성 피복 조성물

본 발명은 금속 또는 비철금속 표면에 도장하는 비점착성을 부여하는 내오염성, 미끄럼성 및 내열성이 우수한 고경도 비점착성 피복 조성물에 관한 것이다. 종래의 무기질 도료는 내열성, 내마모성 등이 우수하나 비점착성이 불량하여 주방용기 등의 내부에 도장하는 경우 용기 내벽면이 쉽게 오염되며, 비점착성 도료로 적용되고 있는 미국특허 제4070525호에 기술된 불소 수지 도료 등은 비점착성은 양호하나 경도 및 내열성이 열약하여 장기간 사용시 도막이 박리되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 기존 무기질 도료의 장점인 내열성, 내마모성, 고경도의 특성을 유지하면서 불소수지 도료의 장점인 비점착성을 보유하는 피복 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명에서는 무기질 결합제로서 실리카졸, 알루미나졸 또는 이들의 혼합액을 경화제로 하며 유기 관능성 실란 화합물을 주제로하되 여기에 비점착성 부여물질로서 저 표면장력을 부여해주는 폴리테트라플로로에틸렌이나 폴리페닐 설파이드 수지 및 불소계 실리콘 화합물을 첨가하여 표면의 마찰력을 저하시킴으로서 내열성, 내마모성을 향상시킴과 동시에 비점착성을 향상시켰다.

본 발명은 무기질 결합제 40-50중량%, 비점착성 부여 물질인 폴리테트라플로로에틸렌 10-50중량%, 혼합용제 10-40중량%, 저용점 그라스프리트 1-5중량%, 유기 티타늄화합물 0.5-5중량%로 이루어진 비점착성 피복 조성물로 구성된다.

본 발명에 사용된 비점착성 부여 물질인 폴리테트라플로로에틸렌 또는 불소계 실리콘 화합물등은 저표면 장력의 물질인바, 평균 입자경을 10㎛ 이하의 미립자를 선택하여 비표면적을 최대로 하여 비점착성 효과를 증진시켰다. 전기한 비점착성 부여 물질은 10㎛ 이상의 거대 입자를 사용하면 도막을 형성했을때 외관이 불량할 뿐만 아니라 외부의 오염물질이 도막 표면에 접촉했을때 미끄럼성을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 비점착성 부여 물질 전체 중량의 10-50% 범위로 사용하는바, 10% 이하 소량 사용시에는 비점착성 효과가 현저히 저하되며 50% 이상 과량 사용시에는 도막의 경도 및 부착성이 저하된다.

본 발명에 사용된 결합제는 비점착성 부여 물질인 폴리테트라플로로에틸렌 또는 불소계 실리콘 화합물과 분산성이 용이하고 내열성이 충분하면서 치밀한 도막을 형성하는 실록산 계열의 무기질 결합제를 사용한다. 이러한 실록산 계열의 무기질 결합제는 실리카졸, 알루미나졸 또는 이들의 혼합액으로 유기 관능성 실란화합물을 가수분해시켜서 된 것으로 이 실록산 화합물은 도막을 이룰때 고경도 고내열성의 물성을 발현한다. 실록산 계열의 무기질 결합제의 사용량은 전체피복 조성물의 중량을 기준으로 40-50중량 % 사용하는 바, 40% 이하 사용시에는 내열성이 저하되고 50% 이상 과량 사용시에는 도막에 균열이 생길 수 있으며 비점착성이 저하된다.

상기 실록산계 무기 결합제는 비점착성 부여 물질인 폴리테트라플로로에틸렌 또는 불소계 실리콘 화합물과의 분산성이 용이하지 않으므로 이들의 분산성을 용이하게 하기 위하여 분산제로 테트라이소프로필티타네이트, 트리에탄올아민티타늄 테트라스테아릴티타네이트 등 유기티타늄 화합물을 0.5-5중량% 사용한다. 이 유기티타늄 화합물을 무기결합제 말단의 알콕시 관능기와 친화력이 있는 말단의 유기 관능기(-OH) 및 폴리테트라플로로에틸렌의 말단기인 불소기와 친화력을 가지고 있는 관능기(-NH₂)도 함께 가지고 있다. 분산제 유기 티타늄 화합물을 0.5% 이하 사용시는 분산제에 의한 친화력이 감소되는데 이는 무기 결합제의 알콕시기와 폴리테트라플로로에틸렌의 불소기가 서로 반발하여 균일한 분산액을 이루지 못하는 것이다. 유기 티타늄 화합물을 5% 이상 과량 사용하면 무기 결합제와 폴리테트라플로로에틸렌의 친화력이 너무 강해져 가사시간이 짧아지는 단점이 있다.

본 발명에서는 또한 도료 저장 안정성을 보강하기 위하여 강한 수소 결합력이 있는 알콜, 산 등의 사용을 억제하고 방향족 또는 지방족 탄화수소 화합물의 혼합물 용제를 사용하였다. 이 혼합용제는 전체 조성물 중량을 기준으로 10-40% 사용하였으며 이 혼합용제는 자이렌, 톨루엔, 에틸렌그리콜모노부틸에테르, 메틸에틸케톤을 일정 비율로 혼합하여 사용한다. 이 혼합 용제를 사용하면 도료의 저장성이 안정화된다. 이 혼합용제를 10% 이하로 사용하였을때는 점도가 상승하여 작업성이 불량하게 되며 40% 이상 사용시에는 침강이 용이해지고 도장할 때 흐름현상이 나타나 적정 도막 두께를 유지할 수 없게 된다. 효율적인 비점착성을 발현하기 위해선 도막두께를 20-30㎛을 유지하여야 하는데 과량 도포시에는 균열 현상으로 오히려 반대의 효과가 나는 경우가 있으므로 주의해야하며 20㎛ 이하로 도포시에는 도막의 내구성이 저하되고 비점착성 효과를 저하시키는 요인이 된다.

한편, 본 발명의 부착성 및 내열성을 보강하기 위하여 5㎛ 이하의 입도를 갖는 저융점 그라스 프리트를 1-5중량% 첨가하는바, 이 저융점 그라스프리트는 355℃∼ 450℃에서 소지에 융착되어 소자와의 부착성을 향상시킨다. 일반적으로 그라스 프리트는 실리카, 알루미나, 붕소산화물, 산화리튬, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨등을 포함하는데 본 발명에서는 산화리튬의 함량이 20% 이상인 그라스프리트를 사용하였다. 이 산화 리튬의 함량은 연화점과 반비례하는바, 본 발명에 사용되는 20% 이상의 산화 리튬함량을 갖는 그라스프리트는 비교적 저온인 355℃∼450℃의 연화점을 갖고 있다. 즉, 산화리튬의 함량이 10% 이하인 그라스프리트는 연화점이 600℃ 이상으로 알려져 있다.

본 발명에서 사용된 폴리테트라플로로에틸렌의 융점은 325℃∼410℃로 소부 경화시 그라스프리트와 폴리테트라플로로에틸렌은 400℃ 부근에서 함께 융착되어 보다 치밀하고 견고한 도막을 만들어 우수한 비점착성을 발현하게 된다. 이상과 같은 방법으로 제조된 비점착성 피복 조성물의 실시예와 물성예를 기술하면 다음과 같으며 비교예는 미국특허 제4070525호에서 제시된 배합으로 도료를 제조하여 시험하였다.

[실시예 1-2]

표1의 배합비율에 따라 콜로이달 실리카와 메틸트리메톡시실란을 혼합하고 상온에서 고속 교반기로 3시간 가량 교반하여 가수 분해하여 무기질 결합제를 합성한다. 상기 무기질 결합제에 자이렌 37%, 톨루엔 18%, 에틸렌글리콜모노부틸에텔 20%, 메틸에틸케톤 25%로 조성된 혼합용제, 폴리테트라플로로에틸렌, 그라스프리트, 트리에탄올아민티타늄을 차례로 투입하여 30분간 교반후 평균 입자크기 5㎛ 이하로 분산한 다음 샌드브라스팅 전처리한 알루미늄판에 도장하여 시편을 제작하고 도막의 물성을 시험한다. 시험 결과는 표 1에 기재한다.

[표 1]

성분 배합표

[비교예 1]

18% 퍼프릴알콜, 10% 메틸피롤리돈을 포함하는 폴리아미드산아민염용액 15%, 퍼프릴알콜 1.5%, 증류수 52%, 60% 고형분 테트론 분산액 22%, 안료분산액(이산화티타늄 44%, 증류수 48% 트리에탄올아민과 올레인산의 2 : 1, 용액 8.86%로 조성) 리튬규산염용액(21% 고형분 폴리실리케이트 85) 3.5%을 교반하면서 차례로 투입후 30분간 계속한 다음 샌드르라스팅 전처리한 알루미늄판에 도장하여 물성시험한다.

시험 결과는 표 2에 기재한다.

[표 2]

물성시험성적

* 시험방법 부착성 : 크로스 카트후 테이프 테스트.

비점착성 : 도막의 표면 장력 측정(단위 : N/m).

내열성 : 400℃×1시간×3회 수냉시험

Claims

무기질 결합제 40-50중량%, 비점착성부여물질인 폴리테트라플로로에틸렌 10-50중량%, 혼합용제 10-40중량%, 저융점 그라스프리트 1-5중량%, 분산제인 유기 티타늄화합물 0.5-5중량%로 이루어진 비점착성 피복 조성물.
청구범위 1항에서, 무기질 결합제가 실리카 졸, 알루미나 졸 또는 이들의 혼합물로 유기관능성 실란화합물을 가수분해시켜서된 실록산계 결합제임을 특징으로 하는 피복 조성물.
청구범위 1항에서, 비점착성 부여물질인 폴리테트라플로로에틸렌이 융착 온도가 325℃-410℃이고 평균 입자경이 10㎛ 이하의 것임을 특징으로 하는 피복 조성물.
청구범위 1항에서, 그라스프리트가 산화리튬 20% 이상이 포함된 355℃-450℃에서 소지와 융착할 수 있는 것임을 특징으로 하는 피복 조성물.
청구범위 1항에서, 그라스프리트와 폴리테트라플로로에틸렌의 융착 온도가 비슷한 범위의 것임을 특징으로 하는 피복 조성물.