WO2020179987A1 - 분체도료 조성물 - Google Patents

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WO2020179987A1
WO2020179987A1 PCT/KR2019/016276 KR2019016276W WO2020179987A1 WO 2020179987 A1 WO2020179987 A1 WO 2020179987A1 KR 2019016276 W KR2019016276 W KR 2019016276W WO 2020179987 A1 WO2020179987 A1 WO 2020179987A1
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polyester resin
powder coating
weight
coating composition
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PCT/KR2019/016276
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Inventor
황상옥
이진석
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주식회사 케이씨씨
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    • C09D167/00—Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
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    • C08K5/3472—Five-membered rings
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic

Definitions

  • the present invention relates to a powder coating composition capable of securing excellent weather resistance and mechanical properties while implementing a matte appearance.
  • the powder coating composition includes various types of curing agents in order to secure physical properties such as flexibility and heat resistance of the coating film, and to control the smooth curing reaction and speed of the coating composition.
  • triglycidyl isocyanurate has excellent weather resistance and mechanical properties, and is easy to cure at low temperatures, so it has been widely used as a curing agent in the field of matte powder coating compositions.
  • triglycidyl isocyanurate is classified as a toxic substance with strong genetic variation, and its use range is gradually limited.
  • the present invention provides a powder coating composition capable of securing excellent weather resistance and mechanical properties while implementing a matte appearance.
  • the present invention comprises a first polyester resin, a first composition comprising a curing agent and an ultraviolet absorber; And as a powder coating composition comprising a second composition comprising a second polyester resin, a curing agent and an ultraviolet absorber, the powder coating composition provides a powder coating composition comprising a benzotriazole-based compound and a triazine-based compound as an ultraviolet absorber. .
  • the present invention provides a powder coating composition capable of securing excellent weather resistance and mechanical properties while implementing a matte appearance.
  • the powder coating composition according to the present invention is eco-friendly by applying a non-toxic curing agent, and can realize excellent weather resistance and a matte appearance, so it is suitable for application to automobile exterior parts (eg, wiper).
  • the powder coating composition according to the present invention comprises a first polyester resin, a first composition comprising a curing agent and an ultraviolet absorber; And a second composition comprising a second polyester resin, a curing agent, and an ultraviolet absorber, wherein the powder coating composition includes a benzotriazole compound and a triazine compound as ultraviolet absorbers.
  • the powder coating composition of the present invention may further include additives commonly used in the field of pigments and powder coatings, if necessary.
  • looking at the composition of the powder coating composition of the present invention is as follows.
  • the powder coating composition according to the present invention contains a polyester resin as the main resin.
  • the polyester resin reacts with the curing agent to form a coating film, and serves to secure the basic properties of the coating film, high corrosion resistance, processability, chemical resistance, hardness and adhesion.
  • the polyester resin may be a carboxyl polyester resin having a carboxyl (-COOH) group at the end of the polymer.
  • the carboxyl polyester resin has a crosslinked structure introduced therein, and is prepared by polymerizing at least one of monomers and polymers having a hydroxyl group as a terminal functional group and one or more of monomers and polymers having a carboxyl group as a terminal functional group under a catalyst. Can be.
  • the monomer having the hydroxyl group as a terminal functional group may include a polyfunctional alcohol, and the polyfunctional alcohol may be a bifunctional or higher, for example, 2-4 functional alcohol.
  • the type of the polyfunctional alcohol is not particularly limited, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane.
  • Methyl Propanediol Methyl Propanediol, Pentaethylene glycol, Tripropylene Glycol, Cyclohexanedimethanol, 1,2-Butylene glycol, Neopentyl glycol (Neopentyl glycol), 1,6-hexanediol (1,6-Hexanediol), glycerol (Glycerol) one selected from the group consisting of or a mixture thereof may be used.
  • the polymer having the hydroxyl group as a terminal functional group may be prepared by polymerizing a monomer having the hydroxyl group as a terminal functional group.
  • the type of the polymer having the hydroxyl group as a terminal functional group is not particularly limited, and for example, one selected from the group consisting of polyethylene glycol and poly propylene glycol or a mixture thereof may be used. have.
  • the polymer having the hydroxyl group as a terminal functional group may contain 1 to 20 parts by weight, for example, 1 to 10 parts by weight of a polyfunctional alcohol, based on a total of 100 parts by weight of the polymerization unit.
  • the monomer having the carboxyl group as a terminal functional group may include a polyfunctional acid, and the polyfunctional acid may be a bifunctional or higher, for example, 2 to tetrafunctional acid.
  • the kind of the polyfunctional acid is not particularly limited, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexane dicarboxylic acid, and adipic acid. (Adipic acid), Sebacic acid, Phthalic anhydride, Trimellitic anhydride, Benzoic acid, Tetrahydrophthalic anhydride (Tetrahydrophthalic anhydride) or Mixtures of these can be used.
  • the polyfunctional acid may be isophthalic acid.
  • the polyfunctional acid of the polyester resin contains isophthalic acid, excellent weather resistance and a matte appearance can be ensured.
  • the polymer having the carboxyl group as a terminal functional group may be prepared by polymerizing a monomer having the carboxyl group as a terminal functional group.
  • polyester resin two or more types of polyester resins having different acid values and viscosity may be mixed. By mixing polyester resins having different acid values and viscosity, excellent workability, corrosion resistance, adhesion, weather resistance and appearance can be secured.
  • the polyester resin is a first polyester resin having an acid value of 10 to 30 mgKOH/g, for example 15 to 25 mgKOH/g, and a first polyester resin having an acid value of 40 to 70 mgKOH/g, for example 50 to 62 mgKOH/g. 2 It may include a polyester resin.
  • the acid value of the first polyester resin and the second polyester resin exceeds the above range, the pinhole phenomenon may be limited due to the formation of matte gloss or moisture generated by the condensation reaction, and if it is less than the above range, crosslinking and mechanical strength Physical properties are deteriorated, and weather resistance and corrosion resistance may be deteriorated.
  • the viscosity (200° C., ICI viscometer) of the first polyester resin may be 30 to 70 poise, for example, 40 to 60 poise
  • the viscosity of the second polyester resin (200° C., ICI viscometer) is It may be 10 to 50 poise, for example 20 to 40 poise.
  • the content of the first polyester resin may be 60 to 90% by weight, for example, 65 to 85% by weight, based on the total weight of the first composition including the first polyester resin.
  • the content of the second polyester resin may be 60 to 90% by weight, for example, 65 to 85% by weight, based on the total weight of the second composition including the second polyester resin.
  • the content of the polyester resin may be 60 to 90% by weight, for example, 65 to 85% by weight, based on the total weight of the powder coating composition.
  • the content of the polyester resin falls within the above-described range, the basic physical properties of the coating film are good, excellent corrosion resistance, chemical resistance, and appearance characteristics may be expressed, and adhesion to other substrate layers may be improved.
  • the powder coating composition according to the present invention includes a curing agent.
  • the curing agent acts to prevent deformation by heat by causing a curing reaction with the polyester resin, and to increase the adhesion strength of the coating film.
  • the curing agent may include a hydroxy alkyl amide resin.
  • the hydroxyalkyl amide resin may improve the flexibility and crosslinking density of the coating film through condensation or addition reaction with the polyester resin, thereby improving mechanical properties and scratch resistance.
  • the curing rate of the first composition including the first polyester resin and the curing rate of the second composition including the second polyester resin may be different.
  • the curing reaction of the first composition may proceed at a slow rate, for example, 140 seconds or more
  • the curing reaction of the second composition may proceed at a high rate, for example, within 50 seconds.
  • the content of the curing agent included in the first composition may be 0.1 to 10% by weight, for example, 1 to 5% by weight, based on the total weight of the first composition, and the content of the curing agent included in the second composition is second It may be 0.1 to 20% by weight, for example 5 to 15% by weight, based on the total weight of the composition.
  • the content of the curing agent of the first composition is less than the above range, the adhesion of the coating film may decrease due to the decrease in the crosslinking density, and when the content of the curing agent of the second composition exceeds the above range, pinholes and appearance properties may decrease.
  • the content of the curing agent may be 1 to 15% by weight, for example, 2 to 10% by weight, based on the total weight of the powder coating composition.
  • the content of the curing agent is less than 1% by weight, the degree of curing, corrosion resistance, and chemical resistance of the coating film may be deteriorated, and when it exceeds 15% by weight, the workability of the coating film may decrease.
  • the powder coating composition according to the present invention includes two types of ultraviolet absorbers.
  • the type of the ultraviolet absorber is not particularly limited, but, for example, a benzotriazole-based compound and a triazine-based compound may be mixed and used.
  • the benzotriazole-based ultraviolet absorber is not particularly limited as long as it is a compound derived from benzotriazole, and for example, 2(2'-hydroxy-5'-methyl-phenyl)benzotriazole, (2'-hydroxy-5 '-Phenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-4-(2-ethylhexyl)phenoxy)benzotriazole, or a compound derived from the above compound may be used.
  • triazine-based ultraviolet absorber examples include 6-[bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, 6-[bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3, 5-triazine, compounds derived from hydroxyphenyl-s-triazine, such as tris[2,4,6-[2- ⁇ 4-(octyl-2-methylethanoate)oxy-2hydroxyphenyl ⁇ ]-1,3,5-triazine compounds and the like may be used, but are not limited thereto.
  • the molecular weight of the ultraviolet absorber is not particularly limited, for example, the molecular weight of the benzotriazole-based ultraviolet absorber may be 300 g/mol or more, for example, 310 to 6OO g/mol, and the molecular weight of the triazine compound is 450 g /mol or more, for example 550 to 7OO g/mol.
  • the molecular weight of the ultraviolet absorber satisfies the above-described range, durability and weather resistance of the coating film may be improved.
  • the range of the wavelength absorbed by the ultraviolet absorber is not particularly limited, for example, among ultraviolet absorbers absorbing wavelengths in the UVA (320 to 400 nm) region and ultraviolet absorbers absorbing wavelengths in the UVB (280 to 320 nm) region. More than one type can be used. For example, an ultraviolet absorber that absorbs a wavelength in the UVA (320 to 400 nm) region and an ultraviolet absorber that absorbs a wavelength in the UVB (280 to 320 nm) region may be mixed and used.
  • the content of the ultraviolet absorber included in the first composition may be 1 to 10% by weight, for example, 1 to 5% by weight based on the total weight of the first composition, and the content of the ultraviolet absorber included in the second composition is It may be 1 to 10% by weight, for example 5 to 10% by weight, based on the total weight of the second composition.
  • a decrease in weather resistance may occur.
  • the content of the ultraviolet absorber may be 1 to 10% by weight, for example, 1 to 5% by weight, based on the total weight of the powder coating composition.
  • weather resistance and accelerated weather resistance (WOM) of the powder coating composition may be improved.
  • the powder coating composition of the present invention may include conventional pigments known in the art, such as extender pigments, colored pigments, or mixtures thereof.
  • the extender pigment fills the pores in the coating film, complements the formation of the coating film, and plays a role of imparting rusting or mechanical properties to the coating film. Therefore, when the extender pigment is included, a good coating film appearance can be obtained, and hardness, impact resistance, and rust prevention properties can be improved.
  • extender pigments those commonly used in powder coating compositions may be used without limitation, and non-limiting examples include calcium carbonate, clay, talc, magnesium silicate, kaolin, mica, silica, aluminum silicate, aluminum hydroxide, sulfuric acid. Barium, etc.
  • the above-described components may be used alone or two or more types may be used in combination.
  • Colored pigments can be used to express a desired color (color) in powder coatings or to increase the strength or gloss of the coating film.
  • organic pigments, inorganic pigments, metallic pigments, aluminum-paste, pearl, etc. which are commonly used in powder coatings, can be used without limitation. These pigments can be used alone or in combination of two or more. Can be mixed.
  • Non-limiting examples of pigments that can be used include azo-based, phthalocyanine-based, iron oxide-based, cobalt-based, carbonate-based, sulfate-based, silicate-based, chromate-based pigments, and the like, such as titanium dioxide, zinc oxide, bismuth vanadate. , Cyanine green, carbon black, iron oxide, sulfur iron oxide, navy blue, cyanine blue, and mixtures of two or more thereof.
  • the pigment may be included in an amount of 1 to 40% by weight, for example, 5 to 25% by weight, based on the total weight of the powder coating composition.
  • content of the pigment is in the above-described range, the color expression of the coating film is excellent, and mechanical properties, impact resistance, adhesion, etc. of the coating film may be improved.
  • the powder coating composition of the present invention may optionally further include additives commonly used in the powder coating field within a range that does not harm the intrinsic properties of the composition.
  • Non-limiting examples of additives that can be used in the present invention include leveling agents, pinhole inhibitors, waxes, low stress agents, dispersants, flow improvers, cratering inhibitors, coupling agents, gloss modifiers, adhesion improvers, flame retardants, matting agents, etc. There are, however, these may be used alone or in combination of two or more.
  • the leveling agent is intended to improve the appearance characteristics of the coating film while improving adhesion in the composition by leveling the coating composition to be coated smoothly and smoothly.
  • the pinhole inhibitor allows volatile substances to be released from the coating film during the curing process, thereby preventing the occurrence of pinholes in the coating film and improving appearance characteristics.
  • pinhole inhibitors include amide-based, polypropylene-based, stearic acid-based pinhole inhibitors, and the like.
  • the pinhole inhibitor may be benzoin or a mixture of benzoin and an amide pinhole inhibitor.
  • additives that can be used include light stabilizers (e.g., HALS), antioxidants (e.g., phenolic antioxidants), heat stabilizers (e.g., phenolic heat-resistant stabilizers), wetting agents (e.g., polyether-modified polydimethylsiloxane), lubricants, Surface modifiers, surfactants, defoaming agents (eg, dimethylpolysiloxane), slip agents, stain inhibitors, softeners, thickeners, polymers, waxes, and the like. These may be used alone or two or more may be used in combination. These additive components enhance the workability of the paint and the smoothness of the coating film.
  • light stabilizers e.g., HALS
  • antioxidants e.g., phenolic antioxidants
  • heat stabilizers e.g., phenolic heat-resistant stabilizers
  • wetting agents e.g., polyether-modified polydimethylsiloxane
  • lubricants
  • the additive may be added within the content range known in the art, and for example, may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the powder coating composition.
  • the content of the additive is within the above-described range, the appearance and hardness of the coating film may be improved.
  • the powder coating composition according to the present invention comprises a first polyester resin, a first composition comprising a curing agent and an ultraviolet absorber; And a second composition comprising a second polyester resin, a curing agent, and an ultraviolet absorber, wherein the powder coating composition includes a benzotriazole-based compound and a triazine-based compound as ultraviolet absorbers.
  • the mixing ratio of the first composition and the second composition is not particularly limited, but may be 40:60 to 60:40, for example, 45:55 to 55:45 by weight. When the blending ratio of the first composition and the second composition satisfies the above-described range, a matte surface can be effectively implemented.
  • the powder coating composition according to the present invention may be prepared by a method known in the art, and for example, may be prepared through processes such as basis weight of raw materials, dry premixing, dispersion and coarse pulverization, pulverization and classification.
  • a raw material mixture containing a polyester resin, a curing agent, an ultraviolet absorber, and optionally a pigment, an additive, etc. is added to a container mixer to be uniformly mixed, and the mixed composition is melt-mixed and then pulverized.
  • a melt-kneading device such as a kneader or an extruder to prepare chips with a predetermined thickness (eg, 1 to 5 mm).
  • the prepared chips are pulverized in the range of 40 to 80 ⁇ m using a pulverizing device such as a high-speed mixer, and then classified to prepare a powder coating composition.
  • the classification process is not particularly limited, and may be filtered by, for example, 80 to 120 mesh. Accordingly, a powder coating having an average particle size in the range of 25 to 55 ⁇ m can be obtained.
  • the average particle diameter of the powder is not particularly limited, but when the above-described range is satisfied, coating workability and appearance characteristics of the coating film may be improved.
  • the surface of the powder coating particles according to the present invention may be coated with a fine powder such as silica.
  • a pulverization mixing method in which fine powder is added and mixed during pulverization, a dry mixing method using a Henschel mixer or the like can be used.
  • each component was added to a mixing tank for premixing, and then melt-dispersed at 100°C in a disperser to prepare a chip.
  • the prepared chips were pulverized with a high-speed mixer to prepare a first composition and a second composition having an average particle size of 25 to 55 ⁇ m, and then the first composition and the second composition were mixed in a weight ratio of 50:50, and Example 1-5 A powder coating composition was prepared.
  • the usage unit of each composition is% by weight.
  • each component was added to a mixing tank for premixing, and then melt-dispersed at 100°C in a disperser to prepare a chip.
  • the prepared chips were pulverized with a high-speed mixer to prepare a first composition and a second composition having an average particle size of 25 to 55 ⁇ m, and then the first composition and the second composition were mixed in a weight ratio of 45:55, and Example 6-10 A powder coating composition was prepared.
  • the usage unit of each composition is% by weight.
  • each component was added to a mixing tank for premixing, and then melt-dispersed at 100°C in a disperser to prepare a chip.
  • the prepared chips were pulverized with a high-speed mixer to prepare a first composition and a second composition having an average particle size of 25 to 55 ⁇ m, and then the first composition and the second composition were mixed in a weight ratio of 60:40, and Examples 11-13 A powder coating composition was prepared.
  • the usage unit of each composition is% by weight.
  • a powder coating composition of Comparative Example 1-6 was prepared in the same manner as in Example 1-5, except that it was prepared according to the compositions shown in Tables 4 and 5 below.
  • Polyester resin 1 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 20 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 53 poise)
  • Polyester resin 2 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 15 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 40 poise)
  • Polyester resin 3 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 25 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 60 poise)
  • Polyester resin 4 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 50 mgKOH/g, viscosity (200°C, ICI viscometer) 24 poise)
  • Polyester resin 5 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 62 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 16 poise)
  • Polyester resin 6 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 55 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 33 poise)
  • Polyester resin 7 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 5 mgKOH/g, viscosity (200 °C, ICI viscometer) 60 poise)
  • Polyester resin 8 Polyester resin at the end of the carboxyl group (acid value 75 mgKOH/g, viscosity (200°C, ICI viscometer) 20 poise)
  • UV absorber 1 benzotriazole (molecular weight: 316 g/mol)
  • UV absorber 2 benzotriazole (molecular weight: 560 g/mol)
  • UV absorber 3 benzotriazole (molecular weight: 442 g/mol)
  • UV absorber 4 hydroxyphenyl-s-triazine (molecular weight: 630 g/mol)
  • UV absorber 5 hydroxyphenyl-s-triazine (molecular weight: 678 g/mol)
  • UV absorber 6 hydroxyphenyl-s-triazine (molecular weight: 584 g/mol)
  • Colored pigment carbon black (orion engineered carbon)
  • Additive 1 Leveling agent (Estron)
  • Additive 3 Antioxidant (Double bond chemical company)
  • HALS (BASF company)
  • a specimen of 75 mm (width) x 150 mm (length) x 0.4 mm (thickness) was prepared and treated with chromate to prepare a specimen.
  • the powder coating compositions according to Examples 1-13 and Comparative Examples 1-6 were each electrostatically spray-coated to form a coating film having a thickness of 60 to 80 ⁇ m.
  • Example 1-13 and Comparative Example 1-6 0.1 g of the powder coating composition according to Example 1-13 and Comparative Example 1-6 was heated with a hot plate at 205° C., and the time (sec) it took to become a liquid and solidify was measured.
  • the gloss of the coating film formed on each specimen was measured using a BYK Glossmeter.
  • Example 1-13 Using the powder coating composition according to Example 1-13 and Comparative Example 1-6, the thickness of the coating film in which pinholes were generated was measured.
  • each specimen was irradiated for 500 hours in a UVB 313 lamp area, and then gloss was measured. The gloss retention rate was calculated by comparing the gloss of the specimen coating film before and after the test.
  • the gloss was measured after carrying out a 3,000 KJ test on each specimen.
  • the gloss retention rate was calculated by comparing the gloss of the specimen coating film before and after the test.
  • the coating film formed of the powder coating composition of Example 1-13 according to the present invention was generally superior to the coating film formed of the powder coating composition of Comparative Example 1-6.
  • the coating film formed of the powder coating composition of Example 1-13 secured matte properties and had excellent weather resistance.
  • the present invention provides a powder coating composition capable of securing excellent weather resistance and mechanical properties while implementing a matte appearance.
  • the powder coating composition according to the present invention is eco-friendly by applying a non-toxic curing agent, and can realize excellent weather resistance and a matte appearance, so it is suitable for application to automobile exterior parts (eg, wiper).

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Abstract

본 발명은 무광 외관을 구현하면서, 우수한 내후성 및 기계적 물성을 확보할 수 있는 분체도료 조성물에 관한 것이다.

Description

분체도료 조성물
본 발명은 무광 외관을 구현하면서, 우수한 내후성 및 기계적 물성을 확보할 수 있는 분체도료 조성물에 관한 것이다.
최근 자동차의 외관 및 상품성을 향상시키기 위해 무광 또는 저광택 특성을 갖는 분체도료 조성물의 사용이 증가하고 있으며, 무광 효과를 구현하는 동시에 우수한 기계적 및 화학적 물성을 갖는 분체도료 조성물에 대한 소비자의 요구가 지속적으로 증대되고 있다.
분체도료 조성물은 도막의 굴곡성 및 내열성 등의 물성을 확보하고, 도료 조성물의 원활한 경화 반응 및 속도를 조절하기 위하여 다양한 종류의 경화제를 포함한다. 일례로, 트리글리시딜 이소시아누레이트는 내후성 및 기계적 물성이 우수하고 저온 경화가 용이하여 무광 분체도료 조성물 분야에서 경화제로 널리 사용되어 왔다. 그러나 트리글리시딜 이소시아누레이트는 유전자 변이성이 강한 독성 물질로 분류되어 사용범위가 점차 제한되고 있다.
트리글리시딜 이소시아누레이트 경화제를 대체하기 위한 연구가 계속되고 있으며, 일례로 한국 공개특허 10-2007-0092586에서는 저광택을 구현하고 내충격성 및 부착성 등 기계적 물성을 확보하기 위해, 폴리에틸렌 왁스, 메르캅토벤조티아졸, 아크릴레이트 단량체 및 스티렌 단량체를 포함하는 분체도료 조성물을 개시하고 있다. 그러나 상기 도료는 내후성이 부족할 뿐 아니라, 최근 자동차 부품 분야에서 요구되는 무광택 특성을 만족하지 못한다.
본 발명은 무광 외관을 구현하면서, 우수한 내후성 및 기계적 물성을 확보할 수 있는 분체도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 제1 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제1 조성물; 및 제2 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제2 조성물을 포함하는 분체도료 조성물로서, 상기 분체도료 조성물은 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸계 화합물 및 트리아진계 화합물을 포함하는 분체도료 조성물을 제공한다.
본 발명은 무광 외관을 구현하면서, 우수한 내후성 및 기계적 물성을 확보할 수 있는 분체도료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 분체도료 조성물은 무독성 경화제를 적용하여 친환경적이며, 우수한 내후성 및 무광택 외관을 구현할 수 있어서 자동차 외장 부품(예컨대, 와이퍼)에 적용하기에 적절하다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 제1 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제1 조성물; 및 제2 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제2 조성물을 포함하는 분체도료 조성물로서, 상기 분체도료 조성물은 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸계 화합물 및 트리아진계 화합물을 포함한다. 본 발명의 분체도료 조성물은 필요에 따라, 안료 및 분체도료 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 발명의 분체도료 조성물의 조성을 살펴보면 다음과 같다.
폴리에스테르 수지
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 주(主) 수지로서 폴리에스테르 수지를 포함한다. 폴리에스테르 수지는 경화제와 반응하여 도막을 형성하고, 도막의 기본 물성과 고내식성, 가공성, 내약품성, 경도 및 부착성 등을 확보하는 역할을 한다.
상기 폴리에스테르 수지는 고분자 말단에 카르복실(-COOH)기를 가지는 카르복실 폴리에스테르 수지일 수 있다. 상기 카르복실 폴리에스테르 수지는 내부에 가교 구조가 도입된 것으로서, 수산기를 말단 관능기로 가지는 모노머 및 폴리머 중 1종 이상과 카르복실기를 말단 관능기로 가지는 모노머 및 폴리머 중 1종 이상을 촉매 하에서 중합하여 제조된 것일 수 있다.
상기 수산기를 말단 관능기로 가지는 모노머는 다관능 알코올을 포함할 수 있고, 상기 다관능 알코올은 2관능 이상, 예를 들어 2 내지 4관능의 알코올일 수 있다. 상기 다관능 알코올의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 메틸프로판디올(Methyl Propanediol), 펜타에틸렌글리콜(Pentaethylene glycol), 트리프로필렌글리콜(Tripropylene Glycol), 사이클로헥산디메탄올(Cyclohexanedimethanol), 1,2-부틸렌글리콜(1,2-Butylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 글리세롤(Glycerol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 수산기를 말단 관능기로 가지는 폴리머는 상기 수산기를 말단 관능기로 가지는 모노머를 중합하여 제조된 것일 수 있다. 상기 수산기를 말단 관능기로 가지는 폴리머는 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 폴리 에틸렌글리콜(Poly ethylene glycol) 및 폴리 프로필렌글리콜(Poly propylene glycol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 수산기를 말단 관능기로 가지는 폴리머는 중합 단위 총 100 중량부에 대해 다관능 알코올을 1 내지 20 중량부, 예를 들어 1 내지 10 중량부 포함할 수 있다.
상기 카르복실기를 말단 관능기로 가지는 모노머는 다관능산을 포함할 수 있고, 상기 다관능산은 2관능 이상, 예를 들어 2 내지 4관능의 산일 수 있다. 상기 다관능산의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 테레프탈산(Terephthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 1,4-사이클로헥산디카르복실산(1,4-Cyclohexane dicarboxylic acid), 아디프산(Adipic acid), 세바식산(Sebacic acid), 무수프탈산(Phthalic anhydride), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 벤조산(Benzoic acid), 테트라하이드로무수프탈산(Tetrahydrophthalic anhydride)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 일례로 상기 다관능산은 이소프탈산일 수 있다. 폴리에스테르 수지의 다관능산이 이소프탈산을 포함하는 경우, 우수한 내후성과 무광택 외관을 확보할 수 있다.
상기 카르복실기를 말단 관능기로 가지는 폴리머는 상기 카르복실기를 말단 관능기로 가지는 모노머를 중합하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명에서는 폴리에스테르 수지로서 산가 및 점도가 상이한 2종 이상의 폴리에스테르 수지를 혼용할 수 있다. 산가 및 점도가 상이한 폴리에스테르 수지를 혼용함으로써, 우수한 작업성, 내식성, 부착성, 내후성 및 외관을 확보할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 산가가 10 내지 30 mgKOH/g, 예를 들어 15 내지 25 mgKOH/g인 제1 폴리에스테르 수지 및 산가가 40 내지 70 mgKOH/g, 예를 들어 50 내지 62 mgKOH/g인 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 것일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르 수지 및 제2 폴리에스테르 수지의 산가가 상기 범위를 초과하는 경우 무광 광택 구현에 제한을 받거나 축합 반응에 따른 수분 생성으로 핀홀 현상이 심해질 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 가교 결합력과 기계적 물성이 저하되며, 내후성 및 내식성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
일례로, 상기 제1 폴리에스테르 수지의 점도(200 ℃, ICI 점도계)는 30 내지 70 poise, 예를 들어 40 내지 60 poise일 수 있고, 제2 폴리에스테르 수지의 점도(200 ℃, ICI 점도계)는 10 내지 50 poise, 예를 들어 20 내지 40 poise일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르 수지 및 제2 폴리에스테르 수지의 점도가 상기 범위를 만족하는 경우, 흐름성 및 분산성이 우수하고 도료 조성물의 작업성을 확보할 수 있다.
상기 제1 폴리에스테르 수지의 함량은 제1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제1 조성물 총 중량을 기준으로, 60 내지 90 중량%, 예를 들어 65 내지 85 중량%일 수 있다. 상기 제2 폴리에스테르 수지의 함량은 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제2 조성물 총 중량을 기준으로, 60 내지 90 중량%, 예를 들어 65 내지 85 중량%일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르 수지 및 제2 폴리에스테르 수지의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 기본 물성이 양호하며, 우수한 내식성, 내약품성 및 외관 특성을 발현하고, 다른 기재층과의 부착성을 개선할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 함량은 분체도료 조성물 총 중량을 기준으로, 60 내지 90 중량%, 예를 들어 65 내지 85 중량%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 도막의 기본 물성이 양호하며, 우수한 내식성, 내약품성 및 외관 특성을 발현하고, 다른 기재층과의 부착성을 개선할 수 있다.
경화제
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 폴리에스테르 수지와 경화 반응을 일으켜 열에 의한 변형을 막고, 도막의 부착강도를 상승시키는 역할을 한다.
일례로 상기 경화제는 하이드록시 알킬 아마이드 수지를 포함할 수 있다. 상기 하이드록시 알킬 아마이드 수지는 폴리에스테르 수지와 축합 또는 부가 반응을 통해서 도막의 유연성 및 가교 밀도를 향상시킴으로써, 기계적 물성 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 분체도료 조성물에서, 제1 폴리에스테르 수지를 포함하는 제1 조성물의 경화 속도와 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 제2 조성물의 경화 속도는 상이할 수 있다. 일례로, 제1 조성물의 경화 반응은 느린 속도, 예를 들어 140초 이상의 속도로 진행될 수 있고, 제2 조성물의 경화 반응은 빠른 속도, 예를 들어 50초 이내의 속도로 진행될 수 있다.
상기 제1 조성물에 포함되는 경화제의 함량은 제1 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%일 수 있으며, 상기 제2 조성물에 포함되는 경화제의 함량은 제2 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 예를 들어 5 내지 15 중량%일 수 있다. 제1 조성물의 경화제 함량이 상기 범위 미만인 경우 가교 밀도 저하로 인해 도막의 부착성 저하가 발생할 수 있으며, 제2 조성물의 경화제 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 핀홀 발생 및 외관 물성 저하가 발생할 수 있다.
상기 경화제의 함량은 분체도료 조성물 총 중량을 기준으로, 1 내지 15 중량%, 예를 들어 2 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 1 중량% 미만일 경우 도막의 경화도, 내식성, 내화학성 등이 저하될 수 있고, 15 중량%를 초과할 경우 도막의 가공성 등이 저하될 수 있다.
자외선 흡수제
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 자외선 흡수제 2종을 포함한다. 상기 자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 벤조트리아졸계 및 트리아진계 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 벤조트리아졸로부터 유도된 화합물이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 2(2'-하이드록시-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸, (2'-하이드록시-5'-페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-4-(2-에틸헥실)페녹시)벤조트리아졸 또는 상기 화합물로부터 유도된 화합물을 사용할 수 있다.
상기 트리아진계 자외선 흡수제로는, 예를 들어 6-[비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트리아진, 6-[비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트리아진, 하이드록시페닐-s-트리아진으로부터 유도된 화합물, 예컨대 트리스[2,4,6-[2-{4-(옥틸-2-메틸에타노에이트)옥시-2하이드록시페닐}]-1,3,5-트리아진 화합물 등이 사용될 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 자외선 흡수제의 분자량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 분자량은 300 g/mol 이상, 예를 들어 310 내지 6OO g/mol일 수 있으며, 트리아진계 화합물의 분자량은 450 g/mol 이상, 예를 들어 550 내지 7OO g/mol일 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 분자량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 도막의 내구성 및 내후성이 향상될 수 있다.
상기 자외선 흡수제가 흡수하는 파장의 범위는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 UVA(320 내지 400 nm) 영역의 파장을 흡수하는 자외선 흡수제 및 UVB(280 내지 320 nm) 영역의 파장을 흡수하는 자외선 흡수제 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 일례로, UVA(320 내지 400 nm) 영역의 파장을 흡수하는 자외선 흡수제 및 UVB(280 내지 320 nm) 영역의 파장을 흡수하는 자외선 흡수제를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제1 조성물에 포함되는 자외선 흡수제의 함량은 제1 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%일 수 있으며, 상기 제2 조성물에 포함되는 자외선 흡수제의 함량은 제2 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 예를 들어 5 내지 10 중량%일 수 있다. 제1 조성물의 자외선 흡수제의 함량 및 제2 조성물의 자외선 흡수제의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 내후성 저하가 발생할 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 함량은 분체도료 조성물 총 중량을 기준으로, 1 내지 10 중량%, 예를 들어 1 내지 5 중량%일 수 있다. 자외선 흡수제의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 분체도료 조성물의 내후성 및 촉진 내후성(WOM)을 향상시킬 수 있다.
안료
본 발명의 분체도료 조성물은 당 분야에 알려진 통상적인 안료, 예컨대 체질 안료, 유색 안료 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
체질 안료는 도막 내의 기공을 충전시키고, 도막 형성을 보완하며, 도막에 살오름성 또는 기계적 성질을 부여하는 역할을 한다. 따라서, 체질 안료를 포함할 경우, 양호한 도막 외관을 얻을 수 있음과 동시에 경도, 내충격성 및 방청성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 체질 안료로는 분체도료 조성물에 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 비제한적인 예로는 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 마그네슘 실리케이트, 카올린, 마이카, 실리카, 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 하이드록사이드, 황산바륨 등이 있다. 전술한 성분을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다.
유색 안료는 분체도료에 원하는 색상(유색)을 발현하거나 도막의 강도나 광택을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 안료로는 분체도료에 통상적으로 사용되는 유기 안료, 무기 안료, 메탈릭 안료, 알루미늄-페이스트(Al-paste), 펄(pearl) 등을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다. 사용 가능한 안료의 비제한적인 예로는, 아조계, 프탈로시아닌계, 산화철계, 코발트계, 탄산염계, 황산염계, 규산염계, 크롬산염계 안료 등이 있으며, 예컨대, 티타늄 디옥사이드, 징크 옥사이드, 비스무스 바나데이트, 시아닌 그린, 카본 블랙, 산화철적, 산화철황, 네이비 블루, 시아닌 블루 및 이들의 2종 이상의 혼합물 등이 있다.
상기 안료는 분체도료 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 40 중량%, 예를 들어 5 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 안료의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 색상 발현이 우수하고, 도막의 기계적 물성, 내충격성, 부착성 등이 향상될 수 있다.
첨가제
본 발명의 분체도료 조성물은 상기 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 범위 내에서, 분체도료 분야에 통상적으로 사용되는 첨가제를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 첨가제의 비제한적인 예를 들면, 레벨링제, 핀홀 방지제, 왁스, 저응력화제, 분산제, 흐름성 향상제, 크래터링 방지제, 커플링제, 광택조절제, 접착력 개선제, 난연제, 소광제 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
레벨링제는 도료 조성물이 평탄하고 매끄럽게 코팅되도록 레벨링함으로써, 조성물 내의 접착력을 증진시키면서 도막의 외관 특성을 향상시키기 위한 것이다. 예를 들면, 아크릴계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 아민계 레벨링제 등이 있는데, 이에 특별히 한정되지 않는다.
핀홀 방지제는 경화 공정 시 도막으로부터 휘발성 물질이 방출되도록 하여, 도막 내 핀홀 발생을 방지하고 외관 특성을 높여줄 수 있다. 핀홀 방지제의 비제한적인 예로는 아마이드계, 폴리프로필렌계, 스테아릭산계 핀홀 방지제 등이 있다. 일례로, 핀홀 방지제는 벤조인(benzoin) 또는 벤조인과 아마이드계 핀홀 방지제의 혼합물일 수 있다.
사용 가능한 다른 첨가제로는 광안정제(예컨대, HALS), 산화 방지제(예컨대, 페놀계 산화 방지제), 내열 안정제(예컨대, 페놀계 내열 안정제), 습윤제(예컨대, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산), 윤활제, 표면 조정제, 계면 활성제, 소포제(예컨대, 디메틸폴리실록산), 슬립제, 얼룩 방지제, 유연제, 증점제, 폴리머, 왁스 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼용할 수 있다. 이러한 첨가제 성분들은 도료의 작업성 및 도막의 평활성을 강화시킨다.
상기 첨가제는 당 기술분야에 공지된 함량 범위 내에서 첨가될 수 있으며, 예컨대 분체도료 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 전술한 범위일 경우, 도막의 외관 및 경도가 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 제1 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제1 조성물; 및 제2 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제2 조성물을 포함하고, 상기 분체도료 조성물은 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸계 화합물 및 트리아진계 화합물을 포함한다. 상기 제1 조성물 및 제2 조성물의 배합비는 특별히 한정되지 않으나, 40 : 60 내지 60 : 40, 예를 들어 45 : 55 내지 55 : 45 중량비일 수 있다. 상기 제1 조성물 및 제2 조성물의 배합비가 전술한 범위를 만족할 경우, 무광택 표면을 효과적으로 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 분체도료 조성물은 당 분야에 알려진 방법에 의해 제조될 수 있으며, 일례로 원료 평량, 건식 예비 혼합, 분산 및 조분쇄, 분쇄 및 분급 등의 공정을 통해 제조될 수 있다.
예를 들어, 폴리에스테르 수지, 경화제, 자외선 흡수제 및 선택적으로 안료, 첨가제 등을 함유하는 원재료 혼합물을 컨테이너 믹서에 투입하여 균일하게 혼합하고, 상기 혼합된 조성물을 용융 혼합시킨 후 이를 분쇄하여 제조할 수 있다. 일례로, 상기 원재료 혼합물을 니이더(kneader) 또는 익스트루더(extruder) 등의 용융 혼련 장치에 의해 70 내지 130 ℃로 용융 분산시켜 소정의 두께(예, 1 내지 5 mm)로 칩을 제조한 후, 제조된 칩을 고속믹서 등의 분쇄 장치를 이용하여 40 내지 80 ㎛ 범위로 분쇄한 후 분급하여 분체도료 조성물을 제조할 수 있다.
상기 분급 공정은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 80 내지 120 메쉬로 필터링할 수 있다. 이에 따라, 평균입자의 크기가 25 내지 55 ㎛ 범위인 분체도료를 얻을 수 있다. 분체의 평균 입경은 특별히 제한되지 않으나, 전술한 범위를 만족할 경우 도장 작업성 및 도막의 외관 특성이 증진될 수 있다.
분체도료의 유동성 향상을 위해 실리카 등의 미분말로 본 발명에 따른 분체도료 입자의 표면을 피복할 수도 있다. 이러한 처리를 하는 방법으로서는 분쇄 시에 미분말을 첨가하면서 혼합하는 분쇄 혼합법이나 헨셸 믹서 등에 의한 건식 혼합법을 이용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-5]
하기 표 1에 기재된 조성에 따라 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하여 프리믹싱한 후, 분산기에서 100 ℃로 용융 분산시켜 칩(chip)을 제조하였다. 제조된 칩을 고속 믹서로 분쇄하여 평균입도가 25 내지 55 ㎛인 제1 조성물 및 제2 조성물을 제조한 후, 제1 조성물 및 제2 조성물을 50 : 50의 중량비로 배합하여 실시예 1-5의 분체도료 조성물을 제조하였다. 하기 표 1에서 각 조성물의 사용량 단위는 중량%이다.
[실시예 6-10]
하기 표 2에 기재된 조성에 따라 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하여 프리믹싱한 후, 분산기에서 100 ℃로 용융 분산시켜 칩(chip)을 제조하였다. 제조된 칩을 고속 믹서로 분쇄하여 평균입도가 25 내지 55 ㎛인 제1 조성물 및 제2 조성물을 제조한 후, 제1 조성물 및 제2 조성물을 45 : 55의 중량비로 배합하여 실시예 6-10의 분체도료 조성물을 제조하였다. 하기 표 2에서 각 조성물의 사용량 단위는 중량%이다.
[실시예 11-13]
하기 표 3에 기재된 조성에 따라 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하여 프리믹싱한 후, 분산기에서 100 ℃로 용융 분산시켜 칩(chip)을 제조하였다. 제조된 칩을 고속 믹서로 분쇄하여 평균입도가 25 내지 55 ㎛인 제1 조성물 및 제2 조성물을 제조한 후, 제1 조성물 및 제2 조성물을 60 : 40의 중량비로 배합하여 실시예 11-13의 분체도료 조성물을 제조하였다. 하기 표 3에서 각 조성물의 사용량 단위는 중량%이다.
[비교예 1-6]
하기 표 4 및 표 5에 기재된 조성에 따라 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-5와 동일한 방법으로 비교예 1-6의 분체도료 조성물을 제조하였다.
Figure PCTKR2019016276-appb-T000001
Figure PCTKR2019016276-appb-T000002
Figure PCTKR2019016276-appb-T000003
Figure PCTKR2019016276-appb-T000004
Figure PCTKR2019016276-appb-T000005
폴리에스테르 수지 1: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 20 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 53 poise)
폴리에스테르 수지 2: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 15 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 40 poise)
폴리에스테르 수지 3: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 25 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 60 poise)
폴리에스테르 수지 4: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 50 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 24 poise)
폴리에스테르 수지 5: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 62 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 16 poise)
폴리에스테르 수지 6: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 55 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 33 poise)
폴리에스테르 수지 7: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 5 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 60 poise)
폴리에스테르 수지 8: 카르복실기 말단의 폴리에스테르 수지(산가 75 mgKOH/g, 점도(200 ℃, ICI 점도계) 20 poise)
경화제: 하이드록시 알킬 아마이드 경화제(수소 당량(HEW): 84)
자외선 흡수제 1: 벤조트리아졸(분자량: 316 g/mol)
자외선 흡수제 2: 벤조트리아졸(분자량: 560 g/mol)
자외선 흡수제 3: 벤조트리아졸(분자량: 442 g/mol)
자외선 흡수제 4: 하이드록시페닐-s-트리아진(분자량: 630 g/mol)
자외선 흡수제 5: 하이드록시페닐-s-트리아진(분자량: 678 g/mol)
자외선 흡수제 6: 하이드록시페닐-s-트리아진(분자량: 584 g/mol)
체질 안료: Heavylite(Sibelco社)
유색 안료: 카본 블랙(orion engineered carbon社)
첨가제 1: 레벨링제(Estron社)
첨가제 2: 벤조인(미원스페셜티케미칼社)
첨가제 3: 산화 방지제(Double bond chemical社)
첨가제 4: HALS(BASF社)
첨가제 5: Matting wax(Sibelco社)
[실험예 - 물성 평가]
실시예 1-13 및 비교예 1-6에서 각각 제조된 분체도료 조성물의 물성을 하기와 같이 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 6 내지 표 10에 나타내었다.
시편 제조
75 ㎜(가로) x 150 ㎜(세로) x 0.4 ㎜(두께)의 알루미늄을 준비하고, 크로메이트로 처리하여 시편을 제조하였다. 준비된 시편 상에 실시예 1-13 및 비교예 1-6에 따른 분체도료 조성물을 각각 정전스프레이 도장하여 두께 60 내지 80 ㎛의 도막을 형성하였다.
Gel time
실시예 1-13 및 비교예 1-6에 따른 분체도료 조성물 0.1 g을 205 ℃ Hot plate로 가열하여, 액체 상태로 되었다가 굳어지는데 걸리는 시간(sec)을 측정하였다.
광택
BYK Glossmeter를 이용하여 각 시편에 형성된 도막의 광택을 측정하였다.
(25% 미만: 우수, 25% 이상 30% 미만: 양호, 30% 이상: 불량)
부착성
ISO 2409에 준하여, 각 시편에 1 mm 간격으로 10개의 칸을 만들어 테이프 접착성 시험 후 박리된 부분의 정도를 관찰하였다.
(박리 미발생: 합격, 박리 발생: 불합격)
핀홀
실시예 1-13 및 비교예 1-6에 따른 분체도료 조성물을 사용하여, 핀홀이 발생되는 도막의 두께를 측정하였다.
(130 ㎛ 이상: 우수, 120 ㎛ 이상 130 ㎛ 미만: 보통, 120 ㎛ 미만: 불량)
촉진내후성(QUV-B)
1) ASTM G154에 준하여, 각 시편에 UVB 313 lamp 영역에서 700 시간 조사한 후 광택을 측정하였다. 시험 전후 시편 도막의 광택을 비교하여 광택 유지율을 산정하였다.
(65% 이상: 우수, 55% 이상 65% 미만: 양호, 50% 이상 55% 미만: 보통, 50% 미만: 불량)
2) ASTM G154에 준하여, 각 시편에 UVB 313 lamp 영역에서 500 시간 조사한 후 광택을 측정하였다. 시험 전후 시편 도막의 광택을 비교하여 광택 유지율을 산정하였다.
(80% 이상: 우수, 70% 이상 80% 미만: 양호, 50% 이상 70% 미만: 보통, 50% 미만: 불량)
촉진내후성(WOM)
SAE J2527에 준하여, 각 시편에 3,000 KJ 시험을 진행한 후 광택을 측정하였다. 시험 전후 시편 도막의 광택을 비교하여 광택 유지율을 산정하였다.
(80% 이상: 우수, 70% 이상 80% 미만: 양호, 50% 이상 70% 미만: 보통, 50% 미만: 불량)
Figure PCTKR2019016276-appb-T000006
Figure PCTKR2019016276-appb-T000007
Figure PCTKR2019016276-appb-T000008
Figure PCTKR2019016276-appb-T000009
Figure PCTKR2019016276-appb-T000010
상기 표 6 내지 표 10에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1-13의 분체도료 조성물로 형성된 도막은 비교예 1-6의 분체도료 조성물로 형성된 도막에 비해 전반적으로 물성이 우수하였다. 특히 실시예 1-13의 분체도료 조성물로 형성된 도막은 무광 특성을 확보함과 동시에, 우수한 내후성을 가짐을 확인할 수 있었다.
본 발명은 무광 외관을 구현하면서, 우수한 내후성 및 기계적 물성을 확보할 수 있는 분체도료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 분체도료 조성물은 무독성 경화제를 적용하여 친환경적이며, 우수한 내후성 및 무광택 외관을 구현할 수 있어서 자동차 외장 부품(예컨대, 와이퍼)에 적용하기에 적절하다.

Claims (4)

  1. 제1 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제1 조성물 및 제2 폴리에스테르 수지, 경화제 및 자외선 흡수제를 포함하는 제2 조성물을 포함하고,
    상기 제1 폴리에스테르 수지의 산가는 10 내지 30 mgKOH/g이고, 제2 폴리에스테르 수지의 산가는 40 내지 70 mgKOH/g인 분체도료 조성물로서,
    상기 분체도료 조성물은 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸계 화합물 및 트리아진계 화합물을 포함하는 것인 분체도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 제1 폴리에스테르 수지의 점도(200 ℃, ICI 점도계)는 30 내지 70 poise이고, 제2 폴리에스테르 수지의 점도(200 ℃, ICI 점도계)는 10 내지 50 poise인 분체도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물은 제1 폴리에스테르 수지 60 내지 90 중량%, 경화제 0.1 내지 10 중량% 및 자외선 흡수제 1 내지 10 중량%를 포함하고,
    상기 제2 조성물은 제2 폴리에스테르 수지 60 내지 90 중량%, 경화제 0.1 내지 20 중량% 및 자외선 흡수제 1 내지 10 중량%를 포함하는 분체도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 조성물 및 제2 조성물의 배합비는 40 : 60 내지 60 : 40 중량비인 분체도료 조성물.
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