[go: up one dir, main page]

KR101365040B1 - 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법 - Google Patents

수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101365040B1
KR101365040B1 KR1020110143513A KR20110143513A KR101365040B1 KR 101365040 B1 KR101365040 B1 KR 101365040B1 KR 1020110143513 A KR1020110143513 A KR 1020110143513A KR 20110143513 A KR20110143513 A KR 20110143513A KR 101365040 B1 KR101365040 B1 KR 101365040B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
coating composition
particles
weight
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020110143513A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130075217A (ko
Inventor
지현구
백승재
김영일
최승영
Original Assignee
주식회사 노루홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 노루홀딩스 filed Critical 주식회사 노루홀딩스
Priority to KR1020110143513A priority Critical patent/KR101365040B1/ko
Priority to CN201210236046.4A priority patent/CN103184002B/zh
Publication of KR20130075217A publication Critical patent/KR20130075217A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101365040B1 publication Critical patent/KR101365040B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C08K5/34922—Melamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/43—Thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

자동차용 수용성 도료 조성물은 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 폴리에스테르 수지 2~15 중량%; 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기의 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 포함하는 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%; 경화제 5~15 중량%; 분산제 0.5~10 중량%; 안료 10~25 중량%; 및 여분의 물을 포함한다. 도료 조성물은 외관 및 기계적 물성이 우수한 도막을 제공해 줄 뿐 아니라 도막의 작업성 향상에 현저한 효과를 가지며 친환경적이다.

Description

수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법{WATER-SOLUBLE PAINT COMPOSITION AND METHOD OF FORMING PAINT FILM WITH HIGH SMOOTHNESS USING THE SAME}
본 발명은 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 도막의 형성방법에 관한 것으로서, 상세하게는 외관 및 기계적 물성이 우수하고 친환경적인 자동차용 수용성 중도 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법에 관한 것이다.
현대 사회에서 자동차는 생활의 필수품이 되었으며 기술적 성장과 더불어 대량 생산이 이루어지고 있다. 이에 따라 휘발성 유기 화합물 (volatile organic compound; VOC)의 배출이 급격하게 증가하게 되었다.
특히 자동차 차체 도장과 관련하여 수 년 전부터 이슈가 되고 있는 VOC의 배출에 대한 규제로 인하여 자동차 도료 산업도 많은 변화를 겪고 있다. 유럽 및 선진국에서는 VOC 의 사용을 적극적으로 제한하고 있으며 이를 사용한 제품에 대한 제재 조치를 가하고 있는 실정이기도 하다.
일반적으로 VOC 는 상온에서 쉽게 휘발되는 특성이 있으므로 기체 상태로 존재시 대기 환경 중에 자연적으로 발산되어 대기 오염의 중요한 요인이 되고 있다. 또한 상기 VOC 는 생체 독성 및 화학 반응성을 내재하여 오존층 파괴, 온실 효과 및 악취 발생 등의 원인이 되므로 심각하게 환경을 파괴한다.
자동차용 도료는 외관뿐 아니라 환경에 대한 중요한 명제 이외에 국가경제와 시장에 미치는 파급 효과가 매우 크다. 따라서, VOC에 대한 배출 규제 정책으로 인하여 환경 보존 및 작업장의 환경 개선 측면에서 자동차 도료를 수성화 하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
일반적으로, 자동차 도장 공정은 하도 공정, 중도 공정 및 상도 공정 등의 다층 도장 공정을 수행하여 이루어진다. 이들 중에서 하도 공정에 사용되는 전착 도료 및 상도 공정에 사용되는 상도 베이스코트 도료에는 수성 도료가 많이 사용되고 있지만 중도 공정에 사용되는 중도 도료는 유성 도료 조성물이 많이 사용되는 실정이다. 유성 중도 도료는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 유기 용제 등이 주로 사용되고 있으며 이는 외관 및 부착성, 안정성, 내충격성, 내한칩핑성 등의 기계적 물성이 우수하다. 그러나 전술한 바와 같이 유기 용제를 포함하는 도료는 VOC를 배출하기 때문에 환경 오염의 주범이 된다. 따라서 상기 중도 도료를 대체할 수 있는 친환경적인 수용성 도료의 개발이 요구된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 외관 및 광택, 기계적 물성과 팝핑(popping)등 작업성이 뛰어나면서 친환경적인 새로운 조성의 수용성 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 수용성 도료 조성물을 사용하여 외관이 양호한 도막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 수용성 도료 조성물은 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 폴리에스테르 수지 2~15 중량%; 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기의 제2 입자를 갖는 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 포함하는 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%; 경화제 5~15 중량%; 분산제 0.5~10 중량%; 안료 10~25 중량%; 및 여분의 물을 포함하여 이루어진다.
일실시예에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 입자의 크기가 30~80nm 범위이고, 고형분 함량이 50~80 중량% 범위이고, 산가가 20~50 mgKOH/g 범위이고, 수평균 분자량이 2,000~6,000 범위인 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 입자 및 제2 입자는 100~300nm 범위의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 입자와 제2 입자는 크기비가 1 : 1.1~3 범위인 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 고형분 함량이 30~60 중량% 이고, 산가가 20~50 mgKOH/g 이고, 수평균 분자량이 3,000~9,000 범위인 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 경화제는 메틸화멜라민 경화제 및 메틸부틸믹스 멜라민 경화제 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 도료 조성물은 중화제, 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제, 표면 조정제 및 습윤제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 도료 조성물은 블록 폴리이소시아네이트 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 다른 목적은 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 폴리에스테르 수지 2~15 중량%; 제1 입자 크기를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 제2 입자 크기를 갖는 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 포함하는 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%; 경화제 5~15 중량%; 분산제 0.5~10 중량%; 안료 10~25 중량%; 및 여분의 물을 포함하는 도료 조성물을 대상체에 코팅하는 단계; 및 상기 코팅물을 경화시키는 단계를 포함하는 도막의 형성방법에 의해 달성된다.
일실시예에 있어서, 상기 코팅은 스프레이 방식으로 수행되는 것이 바람직하다.
일실시예에 있어서, 상기 도료 조성물은 자동차용 중도 도료 조성물인 것이 바람직하다.
이러한 자동차용 수용성 중도 도료 조성물은 자극적인 유기 용제를 사용하지 않으므로 작업 환경이 개선되고 휘발성 유기 화합물의 배출로 인한 환경 오염 문제를 해결할 수 있다. 또한 형성되는 도막은 외관 및 기계적 물성이 우수하다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 수용성 도료 조성물은 주성분으로서 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 폴리에스테르 수지 2~15 중량%; 제1 입자 크기를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 제2 입자 크기를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%; 분산제 0.5~10 중량%; 경화제 5~15 중량%; 안료 10~25 중량%; 및 여분의 물을 포함하여 이루어진다.
수용성 도료 조성물의 제조를 위하여 폴리우레탄 수지를 사용하는 경우가 많이 있다. 그런데 폴리우레탄 수지를 사용하면 수분산하는 공정의 차이에 의해서도 입자의 사이즈나 저장성이 나빠지는 경우가 발생하는 등 수지 생산시 제품 품질의 일관성이 비교적 낮다. 또한 비용면에서도 고가의 이소시아네이트 모노머를 사용해야 하는 단점이 있다. 이에 따라 본 발명에서는 폴리우레탄 수지 대신에 폴리에스테르 수지를 사용하여 수용성 도료 조성물을 제조하고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료 조성물에는 먼저, 폴리에스테르 수지가 포함된다. 상기 폴리에스테르 수지는 입자 크기가 30~80nm 이고, 고형분 함량이 50~80 중량% 이고, 산가가 20~50 mgKOH/g 이고, 수평균분자량이 2,000~6,000 범위일 수 있다. 폴리에스테르 수지는 수화능이 높은 수용성 타입이 유리하며 소수기를 도입하면 안료와의 소수성 상호작용이 일어나 안료흡착성이 향상되어 외관 및 광택이 개선된다.
안료의 분산성과 외관 및 광택 향상을 위해 사용되는 폴리에스테르 수지의 경우, 소수성을 갖는 안료 성분과 수지와의 친화성을 향상시켜 안료의 분산성을 높이기 위해 수지의 주쇄는 소수성을 나타냄과 동시에 주쇄에 친수성 관능기를 갖는 모노머를 그래프트화 시켰다. 이는 수성 중도에 포함되는 여러 다른 성분과 고르게 혼합되어 우수한 외관 및 광택을 가질 수 있도록 하기 위해서이다. 이러한 폴리에스테르 수지를 적용함으로써 안료 분산성 향상을 꾀하고 목표로 하는 광택 및 외관을 얻을 수 있게 된다.
상기 폴리에스테르 수지는 도료 조성물 총량에 대하여 2~15 중량% 범위로 사용하도록 한다. 만약 이의 사용량이 2 중량% 미만이면 적용된 안료의 분산 입도가 커져 외관 및 칼라에 영향을 줄 수가 있으며 만약 이의 사용량이 15 중량%를 초과하면 친수성 성분이 많아짐에 따른 내수성, 건조성 및 내충격성 등이 불량해지기 때문이다. 폴리에스테르 수지의 구체적인 예로서는 노루홀딩스사의 판매품인 Noruster 8270을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 고형분 함량이 50~80 중량% 범위인 것이 좋다. 만약 고형분 함량이 50 중량% 미만이면 도료의 저점도화로 인한 도막 형성 저하로 인해 기계적 물성이 저하되며 분산 성능이 저하될 수 있고 고형분 함량이 80 중량%를 초과하면 점성 제어력이 저하되어 분산시 온도 제어가 어렵고 도장 작업성이 저하될 수 있기 때문이다.
그리고 상기 폴리에스테르 수지는 산가가 20~50 mgKOH/g 범위인 것이 좋다. 만약 수지의 산가가 20 mgKOH/g 미만이면 수용성 수지와의 적합성이 저하될 뿐 아니라 안료 분산이 잘 되지 않고 광택이 저하될 수 있으며 만약 수지의 산가가 50 mgKOH/g을 초과하면 친수성이 강화되어 내수부착성과 내약품성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 폴리에스테르 수지는 수평균분자량이 2,000~6,000 범위인 것이 좋다. 만약 수평균분자량이 2,000 미만이면 안료 분산 안정성 및 부착성이 불량해질 수 있고 수평균분자량이 6,000을 초과하면 건조성이 빨라져 작업성이 떨어질 수 있기 때문이다.
이러한 폴리에스테르 수지는 글리콜 및 산을 탈수 축합 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지 중 글리콜 성분으로서는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메탄올 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 폴리에스테르 수지 중 에스테르 결합 및 친수성 성분을 그래프트화 시킬 산성분으로서는 아디프산, 이소프탈산, 이소프탈릭산, 아젤라익산, 세바스산, 테레프탈산, 프탈릭 언하이드라이드, 트리멜리틱 언하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료 조성물에 포함되는 두 번 째 성분으로서 폴리에스테르 디스퍼젼 수지가 있다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 고형분 함량이 30~60 중량% 이고, 산가가 20~50 mgKOH/g 이고, 수평균분자량이 3,000~9,000 범위일 수 있다. 이러한 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 사용함으로써 전착조도 은폐성, 레벨링성 및 팝핑(poping) 현상을 방지할 수 있다.
제1 폴리에스테르 디스퍼젼 및 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지에 각각 포함되는 상기 제1 입자 및 제2 입자는 입자의 크기가 100~300nm 범위일 수 있다. 만약 상기 제1 입자 및 제2 입자의 크기가 약 100nm 미만이면 입자 크기에 따른 외부에너지로 인해 도막 내에 균일하게 분산되기 어려워져서 충격성 및 내한칩핑성이 저하될 수 있다. 또한 만약 상기 제1 입자 및 제2 입자의 크기가 약 300nm를 초과하면 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지의 점성 거동이 불편해지므로 블렌딩이 어려워져서 레벨링성이 저하될 수 있다. 따라서 상기 제1 입자 및 제2 입자의 크기는 100~300nm 범위인 것이 바람직하다.
상기 제1 입자와 제2 입자는 크기의 비가 1:1.1~3 범위일 수 있다. 이는 제1 입자 및 제2 입자의 크기 범위인 100~300nm 범위를 만족할 수 있는 크기의 비이고, 이로 인한 효과도 동일하다. 단, 입자 및 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 "제1" 및 "제2"로 언급한 것은 입자 및 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 입자 및 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1" 및 "제2"는 각 입자 및 폴리에스테르 디스퍼젼 수지에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 수용성 도료 조성물 총량에 대하여 20~55 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 20 중량% 미만이면 도막 형성 능력 저하에 따른 도료 안정성 및 기계적 물성이 불량해지고 만약 이의 사용량이 55 중량%를 초과하면 상대적으로 안료의 함량이 감소하게 되므로 전착조도 은폐성이 불량해지기 때문이다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지의 고형분 함량은 30~60 중량% 범위인 것이 좋다. 만약 고형분 함량이 30 중량% 미만이면 도료의 저점도화로 인한 도막 형성 저하로 인하여 기계적 물성이 저하될 수 있고 고형분 함량이 60 중량%를 초과하면 점성 제어력이 저하되어 도장 작업성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 산가가 20~50 mgKOH/g 범위인 것이 좋다. 만약 상기 수지의 산가가 20 mgKOH/g 미만이면 수용성 수지와의 적합성이 저하되고 도막이 불투명해질 수 있고, 만약 상기 수지의 산가가 50 mgKOH/g을 초과하면 친수성이 강화되어 내수부착성이 저하될 수 있기 때문이다.
또한 상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 수평균분자량이 3,000~9,000 범위인 것이 좋다. 만약, 상기 수지의 수평균분자량이 3,000 미만이면 안정성 및 부착성이 불량해질 수 있고 만약 상기 수지의 수평균분자량이 9,000을 초과하면 작업성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지는 제1 입자를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 크기를 갖는 제2 입자를 포함하는 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 포함하는데 이는 글리콜 및 산을 탈수 축합 반응시켜 합성할 수 있다.
상기 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 중 글리콜 성분으로서는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 메틸프로판디올, 사이클로헥산디메탄올 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 중 산성분으로서는 아디프산, 이소프탈산, 이소프탈릭산, 아젤라익산, 세바스산, 테레프탈산, 프탈릭 언하이드라이드, 트리멜리틱 언하이드라이드, 헥사하이드로프탈릭 언하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 수용성 도료 조성물에 포함되는 경화제는 고온 소부시 멜라민계 경화제가 적합하다. 멜라민계 경화제 중에서도 메틸화멜라민 경화제 및 메틸부틸믹스멜라민 경화제 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 메틸화멜라민 경화제는 반응성 및 경도가 우수하나 외관이 취약하다는 단점이 있다. 또한 메틸부틸믹스 멜라민 경화제는 반응성이 느리고 외관과 부착성이 우수한 장점이 있는 반면에 경도가 떨어지는 단점이 있다. 상기 메틸화멜라민 경화제 및 메틸부틸믹스멜라민 경화제를 병용하여 사용함으로써 경도, 반응성 및 외관을 향상시킬 수 있다.
상기 메틸부틸믹스 멜라민은 메틸과 부틸이 섞인 수지로서 정식 명칭은 메틸부틸믹스 에테리파이드 멜라민 레진(methyl/butyl mixed etherified melamine resin)으로 수용성에서는 메틸/부틸 비율이 95/5 내지 40/60 비율인 것이 적절하다.
상기 부틸화 멜라민은 소수성 수지로서 단독으로는 물에 잘 용해가 되지 않아서 수용성 도료에 적용하기가 어렵지만 메틸부틸믹스 타입 멜라민은 적용이 가능하다.
외관 향상을 목적으로 저분자량 멜라민 수지인 메틸화 멜라민을 배합하여 열용융 점성을 저하시켜 고평활 외관을 얻을 수 있다. 경화제 일부에 저반응성 소수성 멜라민 수지인 메틸부틸믹스 멜라민을 병용함으로써 용융 점성이 더욱 저하되고 전착조도 은폐성이 향상된다.
메틸화 멜라민으로는 사이멜(Cymel) 202, 사이멜 303, 사이멜 325, 사이멜 327, 사이멜 328, 루비팔(Luwipal) 063, 루비팔 066, 루비팔 068, 루비팔 073, 마프레날(Maprenal) MF900, 마프레날 MF 915, 레지민(Resimene) 717, 레지민 718 등을 예로 들 수 있다. 메틸부틸믹스 타입의 멜라민은 사이멜 1123, 사이멜 1130, 루비팔 8955, 루비팔 052, 마프레날 VMF 3924, 마프레날 3935, 레지민 MF 905 등을 예로 들 수 있다.
상기 경화제는 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 5~15 중량% 범위로 사용하도록 한다. 만약 이의 사용량이 5 중량% 미만이면 경도 및 반응성이 저하되고 만약 이의 사용량이 15 중량%를 초과하면 열저장성 및 부착성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 수용성 도료 조성물은 분산제를 포함할 수 있다. 분산제는 타입별로 지방산 분산제, 폴리우레탄 분산제, 폴리아크릴레이트 분산제, 인산에스테르 분산제, CPT-아크릴레이트 분산제 등이 있다. 분자량 별로는 저분자량 타입(Mw 8,000~2,000)과 고분자량 타입(Mw 5,000~30,000)으로 나누어진다. 저분자량 타입은 화학 구조에 따라 음이온, 양이온, 전기적 중성 이온, 비이온계로 분류된다. 분산제는 극성기의 안료 표면 흡착 또는 비극성 사슬이 그 입자의 표면을 둘러싸는 형태로 안료를 안정화시킨다. 고분자량 타입 분산제는 폴리우레탄 또는 폴리 아크릴레이트 구조를 가진 선상 또는 망상 형태의 분자로서 유기안료 표면에 흡착하는 사슬이 달린 흡착기를 가지고 있다. 이는 보통 수소결합, 쌍극자결합(dipole-dipole forces) 및 반데르 발스 결합(Van der Waals forces)의 형태로 상당히 많은 안료 흡착 그룹을 가지고 있다.
상기 분산제는 도료 조성물 총량에 대하여 0.5~10 중량% 범위로 사용된다. 만약 이의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 분산 효율이 저하되어 외관 저하 문제가 발생하며 만약 10 중량%를 초과하면 초기 부착 및 내수 부착 문제가 발생하게 된다.
본 발명에 따른 도료 조성물에 사용되는 안료로는 무기안료, 유기안료 등이 있다. 상기 안료는 도료 조성물 총량에 대하여 10~25 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 10 중량% 미만이면 중도 외관 및 최종 외관이 불량해지고 만약 이의 사용량이 25 중량%를 초과하면 도료 안정성, 안료 분산성 및 도료의 레벨링성 저하가 초래되기 때문이다.
상기 수용성 도료 조성물에 사용되는 중화제로는 디메틸 에틸 아민(DMEA), 2-아미노메틸-1-프로파놀(AMP), 트리에틸 아민(TEA), 디이소프로판올아민(DIPA), 암모니아 등을 예로 들 수 있다. 이의 사용량은 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1~10 중량% 범위가 되도록 하는 것이 바람직하고 보다 바람직하게는 0.5~5 중량% 범위이다. 만약 중화제를 0.1 중량% 미만으로 사용하면 도료 겔화와 같은 저장성 문제가 발생하며 만약 10 중량%를 초과하면 도료 점도 상승에 의한 도료 불휘발분의 저하로 작업성 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명의 수용성 도료 조성물에는 필요에 따라 블록 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 블록 폴리이소시아네이트는 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기에 블록제를 첨가시킨 것이다. 그리고 첨가에 의해 생성되는 블록 폴리이소시아네이트 화합물은 상온에서는 안정적이지만 도막의 건조 온도 (통상 약 100~200℃)로 가열하였을 때 블록제가 해리하여 유리된 이소시아네이트기를 재생시킬 수 있는 것이 바람직하다. 블록이소시아네이트로는 트리메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트에 활성 수소를 갖는 블록제를 부가시킴으로써 얻을 수 있다. 가열에 의해 블록제가 해리하여 이소시아네이트기가 발생하고 상기 수지 성분 중의 관능기와 반응하여 경화할 수 있다.
상기 수용성 도료 조성물에는 필요에 따라 추가로 경화 촉매를 사용할 수 있다. 경화 촉매로서는 산 촉매 예를 들면 P-톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 디노닐나프탈렌술폰산, 이들 산의 아민 중화물 등을 예로 들 수 있다. 산촉매는 상기한 폴리올류 100 중량%에 대하여 1~5 중량% 범위가 적절하다. 만약 이의 함량이 1 중량% 미만이면 경화 미비로 인한 도막의 경도 및 화학적 물성이 저하될 수 있으며 만약 이의 함량이 5 중량%를 초과하면 도막의 황변 및 저장성이 저하되고 가격이 상승될 수 있다.
상기 수용성 도료 조성물에 포함되는 물은 유기 용제를 대체하는 주용제로서 친환경적인 수용성 도료를 제공하는 역할을 한다. 물의 예로는 탈이온수, 순수 등을 들 수 있다.
상기 도료 조성물은 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제, 표면 조정제 및 습윤제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 수용성 도료 조성물의 외관 및 기계적 물성을 부가적으로 향상시키는 역할을 한다.
구체적으로, 증점제는 도료 조성물의 점도를 높여주어 도료가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 증점제는 회합형 우레탄 증점제 및 알칼리 증점제를 병행하여 사용함으로써 수직 방향으로 흐르는 문제를 해결할 수 있다.
조용제는 친수성 용제로서 에틸렌글리콜 모노 부틸에테르, 노르말부틸알콜, 이소프로필알콜 등을 포함한다.
상기 소포제 및 탈포제는 유해한 기포가 발생하는 것을 억제하는 역할을 한다. 에어 프로덕트사의 S-104E, Tego사의 Airex 901, Byketol AQ 등을 사용할 수 있다.
상기 습윤제는 주용제로 물을 사용함에 따라 온도 및 습도에 의해 영향을 받을 수 있으므로 이를 방지하는 역할을 하며 BYK-Chemie사의 BYK-346을 사용할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 수용성 도료 조성물을 사용하여 도막을 형성하도록 한다.
먼저, 도료 조성물 총량을 기준으로 할 때 폴리에스테르 수지 2~15 중량%, 제1 입자 크기를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 제2 입자 크기를 갖는 제2 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%, 경화제 5~15 중량%, 분산제 0.5~10 중량%, 안료 10~25 중량% 및 여분의 물을 포함하는 수용성 도료 조성물을 제조하였다. 수용성 도료 조성물어을 대상체 상에 균일한 두께를 갖도록 코팅하였다. 코팅은 스프레이 방식 등을 이용하여 수행하고 상기 코팅된 도료를 경화하였다. 외관 및 안정성, 부착성, 내한칩핑성등 기계적 물성이 우수한 도막을 제조하였다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.
<실시예 1>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 100g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 300g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
<실시예 2>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
<실시예 3>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 300g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 100g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
<실시예 4>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
<실시예 5>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
<실시예 6>
용기에 탈이온수 30g, 폴리에스테르 수지(NORUSTER 8270) 100g, 분산제(Disperbyk 190) 30g, 소포제(Airex 901W) 5g, 탈포제(Byketol AQ) 5g, 안료(Blancfix IT Extra, TiO2 R-706, Talkum IT Extra, MA-100) 180g 및 조용제(에틸렌 글리콜 모노부틸에테르) 10g을 넣고 샌드밀을 이용하여 약 2시간 동안 분산시키면서 교반하였다. 교반하여 얻어진 혼합물의 최종 입도가 약 5㎛ 이하가 되는 것을 확인하였다. 그 후, 네오펜틸 글리콜 및 아디픽산의 축합반응으로 얻어진 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g과 네오펜틸 글리콜 및 이소프탈릭산의 축합반응으로 얻어진 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 200g, 경화제(사이멜 328, 루비팔 8955) 90g 및 탈이온수 70g을 투입하고 충분히 교반하였다. 이어서 조용제(노르말부틸 알콜, 이소프로필알콜) 30g, 습윤제(BYK346) 50g, 증점제(회합형 우레탄 증점제, 알칼리 증점제) 50g을 투입하여 작업 점도 0~60초(포드컵 #4)가 되도록 여분의 물로 조정하여 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료를 제조하였다.
상기 각 실시예에서 사용된 성분에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
폴리에스테르 수지: NOROO사의 NORUSTER 8270 으로서 수평균분자량은 4,000, 산가는 35~40 mgKOH/g, 입자크기는 30~60 nm 범위이다.
제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지: 수평균분자량은 5,000, 산가는 35~40 mgKOH/g, 입자크기는 150~200 nm 범위이다.
제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지: 수평균분자량은 6,000, 산가는 45~50 mgKOH/g, 입자크기는 180~240 nm 범위이다.
메틸화 멜라민: CYTEC 사의 CYMEL 328 로서, 메틸기를 포함하는 통상의 멜라민 수지이다.
메틸부틸믹스 멜라민: BASF 사의 LUWIPAL 8955 로서, 메틸기와 부틸기가 믹스되어 있는 통상의 멜라민 수지이다.
안료: 통상적으로 적용되는 유무기 안료로서 이산화티탄, 카본 블랙, 바륨, 탈크 등이다.
분산제: BYK-CHEMIE 사의 BYK-190 으로서, 안료친화그룹을 가진 고분자량 블록 공중합체 분산제이다.
증점제: 알칼리 용해 증점제로서 BASF 사의 RHEOVIS 및 회합형 우레탄 증점제로서 EVONIK 사의 TEGO VISCOPLUS 3060을 사용하였다.
소포제: EVONIK 사의 TEGO AIREX 901W 로서 폴리에테르 실록산폴리머를 가진 소포제이다.
탈포제: BYK-CHEMIE 사의 BYKETOL AQ 로서, 표면활성을 갖는 저분자 탈포제이다.
습윤제: BYK-CHEMIE 사의 BYK-346 으로서, 폴리에테르변성 폴리디메틸실록산 실리콘 습윤제이다.
각 실시예에서 적용된 원료명 및 사용량을 아래 표 1에 요약하여 나타내었다.
Figure 112011103968542-pat00001
<비교예>
노루홀딩스사의 유성 중도 도료인 DVD-8423 L/gray Primer Surfacer를 사용하였다.
물성을 평가하기 위하여 실시예 1~6 및 비교예에 따른 제조된 도료 조성물을 준비하였다. 자동차용 도료 시험용 도장 시편에 하부 도막으로 노루홀딩스사의 KED-2000 Gray 양이온 전착도료를 도장하였다. 상기 하도 도막상에 중도 도막으로서 실시예 1~6에 따른 수용성 도료 조성물 및 비교예에 따른 유성 도료 조성물을 코팅하였다. 약 140℃의 온도 및 상대 습도 70%의 조건하에서 약 30분 동안 경화시켜 도막을 형성하였다. 이후 상도베이스와 상도 클리어 도료를 피복하여 상도 도막을 형성하였다. 상기 중도 도막은 약 20~40㎛, 상도베이스는 약 10~30㎛, 상기 상도 클리어 도료는 약 30~60㎛ 두께가 되도록 도장하였다.
각종 물성 실험은 다음과 같은 방법으로 수행하였다.
1. 도료 안정성 평가: 포드컵 #4를 이용하여 저장 전 및 후의 점도 변화를 측정하였다. 점도 변화가 약 -20% ~ +20% 범위 내 인지 확인하였다.
2. 분산 안정성 평가: 헤그만 분쇄 게이지(Hegman grinding gauge)를 이용하여 분산 입도를 측정하였다. 상기 분산 입도가 약 5㎛ 이하인지 확인하였다.
3. 중도 외관: 하도 도막을 도장하기 전에 경화된 중도 도막의 광택 및 맑기 정도를 육안으로 확인하였다.
4. 최종 외관: Wave-scan DOI를 이용하여 도장 표면의 구조 스펙트럼(structure spectrum)을 분석함으로써 표면 굴곡의 크기 및 외관 품질을 측정하였다.
5. 부착성: 2mm 크로스컷을 약 100개 제작하여 테이프를 이용하여 떼어낸 후, 박리되는 면이 있는지 측정하였다.
6. 내충격성: Dupont사의 충격기를 사용하여 약 300g의 추를 사용할 경우, 약 40cm 이상의 높이에서 충격을 가했을 경우, 충격이 있는지를 측정하였다.
7. 내수부착성: 약 40~50℃의 온수에서 시편을 약 10일간 침적한 후, 도막의 이상 유무를 육안으로 확인하였다.
8. 내한칩핑성: 약 -20℃에서 약 3시간 동안 방치시킨 후 약 50g의 칩핑스톤을 사용하여 약 4bar의 압력으로 가격함으로써 손상 여부를 확인하였다.
9. 작업성: 도장기 작업시, 도장면의 흐름 정도를 육안으로 확인하였다.
10. 팝핑: 도장후, 도막상의 팝핑 개수를 확인하였다.
11. 중도 평활성: 피지디(portable gloss distinctivenss: PGD) 측정기를 이용하여 선영성을 측정하였다. 피지디 수치가 0.9 이상 및 수직 0.7 이상인지 확인하였다.
물성 실험 결과를 아래 표 2에 요약하여 나타내었다. 표 2에서 ◎는 우수, ○는 양호, △는 보통, ㅧ 는 불량을 나타낸다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예
도료안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
분산안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
중도외관 ○ ◎ ○ ○ ◎ ○ ○
최종외관 67 69 65 63 70 64 65
부착성 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내충격성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
내수부착성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
내한칩핑성 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ◎
작업성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
팝핑 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○
중도평활성 ○ ○ △ △ ◎ ◎ ○
상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수용성 도료 조성물은 외관 및 부착성, 안정성, 내충격성, 내한칩핑성 등의 기계적 물성이 유성 도료와 거의 유사하게 우수함을 알 수 있다. 본 발명의 실시예 1~3에서는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지의 함량비를 다르게 하여 도료 조성물을 제조하였다. 상이한 입자를 가지는 2종의 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 이용함으로써 팝핑 현상을 양호하게 방지할 수 있게 된다. 실시예 4~6에서는 메틸화 멜라민과 메틸부틸믹스 멜라민의 함량비를 다르게 하여 도료 조성물을 제조하였다. 물성 및 작업성이 우수하고 특히 실시예 5의 경우, 외관 및 전착조도 은폐성이 우수하다. 결국 본 발명의 실시예에 따른 도료 조성물은 친환경적인 수용성 도료 조성물이면서도 기능적인 측면에서 매우 우수하여 기존의 유성 도료 조성물을 대체할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 수용성 도료 조성물은 외관 및 기계적 물성이 우수한 도막을 제공해 줄 뿐 아니라 팝핑 및 핀홀 제거등 도막의 물성 작업성 향상에 현저한 효과를 가지며 친환경적이다.
또한 본 발명의 도료 조성물은 수용성 중도 도료의 가장 큰 단점인 전착조도 은폐성이 저하되는 문제를 해결하였다. 또한 기존의 생산성과 비용면에서 불리한 폴리우레탄 수지를 사용하지 않고 폴리에스테르 수지만으로 구성하여 생산성을 향상시키고 비용면에서도 유리하다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 도료 조성물 총량을 대하여 입자의 크기가 30~80nm 범위이고, 고형분 함량이 50~80 중량% 범위이고, 산가가 20~50 mgKOH/g 범위이고, 수평균 분자량이 2,000~6,000 범위인 폴리에스테르 수지 2~15 중량%;
    제1 입자를 크기를 갖는 제1 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 및 상기 제1 입자와 상이한 제2 입자 크기를 갖는 제2 폴리에스테르 디스퍼젼 수지를 포함하며, 산가가 20~50 mgKOH/g 이고, 수평균 분자량이 3,000~9,000 범위인 폴리에스테르 디스퍼젼 수지 20~55 중량%;
    경화제 5~15 중량%;
    분산제 0.5~10 중량%;
    안료 10~25 중량%; 및
    여분의 물을 포함하는 수용성 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 입자 및 제2 입자는 100~300nm 범위의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 입자와 제2 입자는 크기비가 1 : 1.1~3 범위인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 메틸화멜라민 경화제 및 메틸부틸믹스 멜라민 경화제 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 중화제, 증점제, 조용제, 소포제, 탈포제, 표면 조정제 및 습윤제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 블록 폴리이소시아네이트 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도료 조성물.
  9. 청구항 제1항에 따른 수용성 도료 조성물을 대상체에 코팅하는 단계; 및
    상기 대상체에 코팅된 수용성 도료 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 도막의 형성방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 코팅은 스프레이 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 도료 조성물은 자동차용 중도 도료 조성물인 것을 특징으로 하는 도막의 형성방법.
KR1020110143513A 2011-12-27 2011-12-27 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법 Active KR101365040B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143513A KR101365040B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법
CN201210236046.4A CN103184002B (zh) 2011-12-27 2012-06-29 水溶性涂料组合物及用其形成外观良好涂层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143513A KR101365040B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130075217A KR20130075217A (ko) 2013-07-05
KR101365040B1 true KR101365040B1 (ko) 2014-02-20

Family

ID=48675456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110143513A Active KR101365040B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101365040B1 (ko)
CN (1) CN103184002B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104312389A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 苏州Ppg包装涂料有限公司 含高Mn 聚酯和低Mn 聚酯的涂料组合物
KR102212543B1 (ko) * 2020-07-20 2021-02-08 문갑중 수용성 도료를 이용한 자동차의 친환경 보수도장 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000273390A (ja) 1999-03-23 2000-10-03 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 粉体塗料組成物
JP2001335738A (ja) * 2000-05-26 2001-12-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 塗装金属板とそのための塗料組成物
JP2007023260A (ja) 2005-06-14 2007-02-01 Sanyo Chem Ind Ltd 合着防止性水分散スラリー塗料
KR100773135B1 (ko) * 2006-12-21 2007-11-02 (주)디피아이 홀딩스 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002097410A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Kansai Paint Co Ltd 塗料組成物
DE102006048926A1 (de) * 2006-10-17 2008-04-24 Bayer Materialscience Ag Wässriges Beschichtungsmittel auf Basis eines Bindemittelgemisches als Basislack
JP5219641B2 (ja) * 2007-08-28 2013-06-26 関西ペイント株式会社 水性樹脂組成物、水性塗料組成物及びプラスチック成形品の塗装方法
CN101486863B (zh) * 2008-01-18 2012-12-12 深圳市海川实业股份有限公司 一种抗菌型水性涂料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000273390A (ja) 1999-03-23 2000-10-03 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 粉体塗料組成物
JP2001335738A (ja) * 2000-05-26 2001-12-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 塗装金属板とそのための塗料組成物
JP2007023260A (ja) 2005-06-14 2007-02-01 Sanyo Chem Ind Ltd 合着防止性水分散スラリー塗料
KR100773135B1 (ko) * 2006-12-21 2007-11-02 (주)디피아이 홀딩스 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130075217A (ko) 2013-07-05
CN103184002B (zh) 2015-11-25
CN103184002A (zh) 2013-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1216927C (zh) 包含多异氰酸酯和由多元醇、多元羧酸和一元羧酸制备的聚酯低聚物的涂料组合物
JP6710282B2 (ja) 自動車中塗り用水溶性塗料組成物、及びこれを利用した自動車塗装方法
KR101732918B1 (ko) 자동차용 수용성 도료 조성물
CN109312189B (zh) 水性涂料组合物
JP2020022948A (ja) 塗装体の補修塗装方法
KR101310616B1 (ko) 다종 클리어코트에 적용 가능한 자동차용 수용성 상도 도료 조성물
KR102217675B1 (ko) 수용성 베이스 코트 조성물
KR101365040B1 (ko) 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 고외관 도막의 형성방법
KR101798264B1 (ko) 자동차용 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 자동차 도장방법
CA3066860A1 (en) One-component coating composition and substrates coated with the same
KR102791917B1 (ko) 고내후성 수성 상도 도료 조성물
KR102263132B1 (ko) 수성 베이스 코트 조성물
KR100773135B1 (ko) 수용성 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법
AU2314101A (en) Method of forming coatings
KR100948993B1 (ko) 자동차의 복층 도막 형성방법
KR102764362B1 (ko) 자동차 중도용 수용성 도료 조성물
KR20120021739A (ko) 자동차용 플라스틱 부품의 도장 방법
KR20130081046A (ko) 친환경 기능성 상도 도료 조성물 및 이의 제조 방법
KR102817059B1 (ko) 수용성 베이스 코트 조성물
KR102245709B1 (ko) 수용성 베이스 코트 조성물
JP2003251275A (ja) 複層塗膜形成方法及び水性中塗り塗料組成物
JP2012067197A (ja) チッピングプライマー及びバンパープライマー共用塗料組成物
KR20110053005A (ko) 진공증착용 수용성 클리어 도료
KR20200096365A (ko) 중도용 도료 조성물
HK1195092A (zh) 塗料系統

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20111227

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130614

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20131227

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140213

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140213

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170106

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170106

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171127

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171127

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181211

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191204

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191204

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210106

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221206

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240104

Start annual number: 11

End annual number: 11