KR950011507B1 - 무기질 피복 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

무기질 피복 조성물

본 발명은 유기관능성 실란화합물을 물이 함유된 산성 실리카졸로 가수분해시킨 가수분해물을 함유하는 무기질 결합제로 된 주제와 아민류의 염기성 경화촉매를 포함하는 경화제로 구성된 상온 경화형 무기질계 피복조성물에 관한 것이다.

한국 특허 공개 제88-529호에는 유기관능성 실란화합물을 포함하는 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제로 구성된 2액형 무기질계 피복조성물이 알려졌고, 유기관능성 실란화합물을 포함하는 주제와 실리카졸을 포함하는 경화제를 혼합하여 반응시킨 후 도장하면 접착력이 우수하고 내식 내열성이 우수한 도막을 얻을 수 있다는 것이 알려졌다. 전술한 공개 발명에 의하면 결합제 주제인 유기관능성 실란화합물을 포함하는 주제에 pH 5이하의 산성 실리카졸 또는 알카리 실리카졸에 산을 가하여 산성실리카졸로 변화시킨 경화제를 혼합하여 도장하도록 되었다. 도막 형성과정에서 산성 실리카졸은 50℃이상의 온도로 가열했을 때 도막을 형성하므로 주제와 경화제를 혼합하여 도장하는데 문제가 없는 반면 도장후 50~250℃에서 10분 이상 소부 처리하여야 하는 불편한 작업공정을 거치도록 되었다.

한편, 무기질 도료의 상온 경화방법으로 알귀리 실리카졸을 산 촉매 존재 하에 유기관능성 실란으로 가수분해시킨 후 상온에 방치하므로서 산 촉매의 비산에 의해서 상온 경화가 촉진되도록 하는 방법이 있으나, 이 방법은 가사 시간에 한계가 있으며 알카리 실리카졸에 존재하는 나트륨 성분에 의하여 도막이 너무 단단하게 되어 깨지기 쉬운 단점이 있다.

이에 본 발명자는 이러한 소부처리를 해야만 하는 작업공정을 없애고 소지와의 접착력을 증진시키며 깨지기 쉬운 단점을 보완한 상온 경화형 무기질계 피복조성물을 제조하기 위하여 연구한 결과, 유기관능성 실란화합물을 나트륨 성분이 거의 없는 산성 실리카졸을 사용하여 가수분해시킨 가수분해물을 포함하는 무기 결합제를 용제로 희석하고 아민류의 염기성 경화촉매를 첨가하면 가사시간이 향상되면서 상온 경화가 가능함을 알게되었다.

실록산 망목 구조를 형성하는 방법은 전술한 공개공보에 알려진 소부 경화하는 방법이 있으나 상온에서는 탈수 축합이 불가능함을 확인하고 아민류의 염기성 경화촉매는 첨가하는 방법을 착안하였다. 아민류의 염기성 경화촉매는 산성 분위기에서 유기관능성 실란의 가수분해 조성물의 말단에 있는 하이드록 시기의 탈수 축합 반응을 촉진하고 반응이 끝난 후에는 원상태로 존재하는 것으로 알려졌다.

또한 아민류의 염기성 경화촉매는 끊는점이 130℃ 이상의 물질로서 상온에서 가소제로서 작용하여 도막의 유연성을 한층 보강하며 미려한 외관을 발현하는 데도 도움이 된다는 사실을 알게되었다.

본 발명의 주제인 무기질 결합제로는 유기관능성 실란화합물을 산성실리카졸로 가수분해시킨 가수분해물을 사용하고 경화제로는 아민류의 염기성 경화촉매를 사용한다. 본 발명의 조성물은 내오염성, 고경도성, 내후성을 요구하고 상온 경화가 필요한 건축용 내외장재 또는 산업용 플란트등에 작용하기 위한 피복조성물로서 유용하게 사용된다.

본 발명에 사용되는 경화촉매로는 트리에탄올 아민, 디메틸에탄올아민에틸아미노에탄올, 디아자비사이크로운데센등이 사용되는바, 이들은 물 또는 알콜에 혼합 될 수 있는 물질 중 선택적으로 경화시간과 가사 시간의 조절 필요에 따라 단독 또는 2종 이상을 배합하여 사용하므로서 상온 경화 효과를 극대화 시켰다. 또한 그 사용량은 0.01~5중량%사용하는바, 0.01%이하 소량 사용 시에는 경화시간이 현저히 늦게 되고 5% 이상 과량 사용 시에는 가사 시간이 불량하여 작업성에 문제가 있고 도막의 경도 및 부착성을 저하시키는 요인이 된다.

본 발명에 사용된 무기 결합제는 앞에서 설명한 유기관능성 실란화합물을 산성 실리카졸을 이용하여 가수분해시킨 가수분해물을 사용하였는데 이 가수분해물이 경화과정에서 강력한 실록산 화합물을 형성하여 도막을 이를 때 고경도 고내열성의 물성을 발현한다.

무기질 결합제의 사용량은 전체 무기질 피복조성물 100중량%에 대하여 40~50중량% 사용하는바, 40%이하 사용시에는 광택도와 내열성이 저하되고 50% 이상의 과량을 사용하였을 때는 도막에 균열이 생길 수 있으며 가사시간을 저하시키게 된다.

본 발명에서는 또한 도료 저장 안정성을 보강하기 위하여 알콜, 케톤류의 용제를 단독 또는 혼합하여 사용하는바, 용제는 전체 조성물 100중량%에 대하여 10~50% 사용한다. 이 혼합용제의 성분은 메틸셀로설브, 메틸에킬케톤, 이소프로필알코올을 1:1:2 중량비로 균일하게 혼합한 것이 좋다. 이 혼합용제의 함량을 10% 이하 사용시는 도료의 저장 안정성이 불량하고 50% 이상 사용시에는 침강이 용이해지며 도장할 때 흐름 현상으로 적정 도막두께를 유지할 수 없게 된다.

상온 경화형 무기질 피복조성물의 효율적인 물성 발현을 위해서는 도막 두께를 10~250㎛을 유지하여야 하는데, 과량 도포 시에는 균열현상으로 오히려 반대의 효과가 나는 경우가 있으므로 주의해야 하며, 10㎛ 이하 도포 시에는 도막의 내구성이 저하되고 내후성과 내식성을 저하시키는 요인이 된다.

한편 본 발명에서는 부착성 및 내열성을 보강하기 위하여 입자경 5㎛ 이하의 저융점 그라스 프리트를 1~5중량% 첨가하였는데 이 저융점 그라스 프리트는 355℃~456℃에서 소지에 융착되어 소지와의 부착성을 향상시킨다. 본 발명에 사용된 그라스 프리트는 실리카, 알루미나, 붕소산화물, 산화리튬, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨등을 포함하는데 본 발명에서는 함량이 20% 이상인 그라스 프리트를 사용하였다. 이 산화리튬 함량이 20%이상의 그라스 프리트는 비교적 저온인 355℃~450℃의 연화점을 갖고 있는바, 산화리튬의 함량은 그라스 프리트의 연화점과 반비례한다. 즉, 산화리튬의 함량이 10%이하인 그라스 프리트는 연화점이 600℃ 이상으로 알려져 있다.

이하 본 발명을 실시 예에 의하여 상세히 설명한다.

[실시예 1~4 ]

주제성분을 표1에 따라 제조하고 경화제의 성분을 달리하여 본 발명의 조성물을 얻고 주제와 경화제를 혼합하여 철판에 처리하여 200㎛의 두께를 갖는 도막을 형성한 후 도막 경화후의 물성을 시험하였다, 별도로 표1에 따라 주제를 제조하되 경화제를 사용하지 아니한 비교용 조성물을 제조하여 동일한 물성 시험을 실시하였다. 물성시험 결과는 표2에 기재하였다.

조성물의 가사시간은 주제와 경화제를 혼합한 후 처리하기 곤란할 정도로 겔화 될 때까지의 시간을 측정하여 결정하였고, 도막의 부착성은 도막을 1m/m 간격으로 100개의 도막편이 형성되도록 크로스 카팅한 후 테이프를 부착하였다가 떼어 내었을 때 박리되는 도막면의 수를 측정하여 결정하였다. 그리고 완전경화 시간은 메틸에틸케톤을 함침시킨 직포로 도막면을 왕복시키면서 문질러 도막 손상이 나타나지 않는 상태까지 경화되는 시간을 측정하여 결정하였고, 유연성 시험은 철관을 꾸부린 후 도막이 박리되는 정도를 측정하여 결정하였다. 또한 경도는 미쓰비시 연필 경도로 나타내었다.

물성시험 결과를 표2에 기재한다.

[표 1]

[표 2]

물성시험 결과에 의하면 본원 발명과 관계되는 실시 예1~4에서는 경화제의 종류를 달리하는 경우 가사시간과 완전 경화시간이 다르게 나타남을 알 수 있다. 그리고 비교 예1에서 경화제를 사용하지 아니하는 경우에는 도막을 형성한 7일 후에도 도막이 박리됨을 알 수 있다. 또한 알카리성 콜로이달 실리카와 메틸트리톡시실란만으로 된 비교 예2의 경우에는 부착성은 우수하지만 가사시간이 짧고 완전 경화시간이 길며 유연성이 불량한 것으로 나타났다.

Claims (3)

1. 유기관능성 실란화합물을 산성 실리카졸로 가수분해시킨 가수분해물을 포함하는 무기질 결합제 40~50중량%, 염기성 경화촉매인 아민류 0.01~5중량%, 알콜과 지방족 탄화수소 화합물의 혼합용제 10~60중량%, 저융점 그라스 프리트 1~5중량%를 포함하는 피복조성물.
2. 청구범위 1항에서, 아민류의 화합물이 상온에서 끓는점이 130℃ 이상인 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 에틸아미노에탄올 및 디아자비사이클로운데센 중에서 선택한 1종 혹은 2종이상의 혼합물임을 특징으로 하는 피복조성물.
3. 청구범위 1항에서, 그라스 프리트가 산화리튬 20%이상을 포함하는 것이고 비교적 저온인 35℃~450℃에서 소지와 융착할 수 있는 것임을 특징으로 하는 피복조성물.