KR20080093787A - 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 도료 조성물에 대하여 에폭시 수지와 비닐 수지를 공중합한 에폭시 수지 25~45중량%, 체질 안료 10~30중량%, 폴리실리콘계 표면윤활제 0.5~5중량%, 폴리아마이드 경화제 10~25중량%, 및 잔량의 용제를 포함하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물에 관한 것이다.

자동차, 내장제, 샤시, 도료, 아민류

Description

자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물{CORROSION-RESISTANT COATING COMPOSITION FOR METAL PART AUTOMOBILE}

본 발명은 전착도장이 곤란한 철재 제품에 사용되는 도료 조성물에 관한 것이다.

철의 특성상 오랜시간 외부환경에 노출되면 부식이 진행되어 제품의 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. 따라서 거의 모든 철재 제품에 대하여 내식성을 향상시키기 위한 전착도장이 행해지고 있으며, 이러한 전착도장을 통하여 제품의 방청성능을 향상시킴으로써 제품의 신뢰성 및 부가가치를 높이고 있다. 이러한 전착도장에 사용되는 도료를 전착도료라고 한다.

그러나, 전착도료를 사용하는 도장 공정에서는 도장 후 150℃ 이상의 고온에서 가열 건조하는 공정이 필수적으로 요구되므로 샤시제품과 같이 고무소재와 철재소재가 같이 존재하는 제품의 경우 적용하기 어려운 점이 있다. 왜냐하면, 그러한 공정을 시행할 경우 높은 온도로 인해 고무소재의 물성변화 등 제품의 열화현상이 야기되기 때문이다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스프레이 방식에 의하여 간편하게 도장이 가능하며, 건조 온도가 낮으며, 내식성이 우수한 도료 조성물로서, 특히, 샤시제품과 같이 고무소재와 철재소재가 같이 존재하는 제품의 경우 간편하게 도장이 가능한 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전체 도료 조성물에 대하여 에폭시 수지와 비닐 수지를 공중합한 에폭시 수지 25~45중량%, 체질 안료 10~30중량%, 폴리실리콘계 표면윤활제 0.5~5중량%, 폴리아마이드 경화제 10~25중량%, 및 잔량의 용제를 포함하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 에폭시-비닐 공중합체 에폭시 수지는 수평균 분자량이 5,000∼30,000 정도가 바람직하다.

상기 에폭시-비닐 공중합체 에폭시 수지는 전체 도료 조성물에 대하여 20~35중량%를 사용하며, 그 사용량이 25중량% 미만이면 도막의 부착성 및 방청성능이 저하되며, 45중량%가 초과되면 도료가격 상승 및 안료의 비율의 감소에 의한 도막의　은폐력 저하가 문제된다.

본 발명에 사용되는 체질 안료는 물성 안정을 위해 사용되며, 체질 안료로는 탈크(TALC), 중정석(BARYTE) 과 아연(ZINC) 계통 등이 사용될 수 있으며, 본 발명의 도료 조성물에서는 아연 계통의 체질 안료가 바람직하다.

상기 체질 안료의 입도는 10~30마이크론 정도가 바람직하며, 10마이크론 미만이면 효과 차이 없이 분산 시간만 오래 걸리고, 30마이크론을 초과하면 분산이 제대로 안되기 때문에 표면이 거칠어지는 문제가 발생한다.

상기 체질 안료는 전체 도료 조성물에 대하여 10~30중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 10중량% 미만일 경우에는 광택 및 소광효과가 저하된다는 문제점이 있으며, 30중량%를 초과할 경우에는 도막의 무기물 성분이 높아져 외관 불량, 부착 불량등의 물성이 떨어지는 문제점이 발생 할 수 있다.

본 발명에 사용되는 표면윤활제로는 도막평활성 확보를 위해 폴리 실리콘계 표면윤활제로서 디메틸폴리실록산 또는 메틸페닐폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산 또는 이들의 변성체, 예를 들면 에폭시계 또는 알킬계, 아미노계 또는 카복실계, 알콜계 또는 불소계, 알킬·아르알킬폴리에테르계 또는 에폭시·폴리에테르계, 폴리에테르계 등의 변성체 등을 들 수 있다. 특히, 디메틸폴리실록산계 표면윤활제가 바람직하며, 전체 도료 조성물에 대하여 0.5∼5중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 폴리아마이드 경화제는 통상 50∼1,000, 바람직하게는 80∼500의 아민 가(amine value)를 갖는 것이 바람직하다. 경화제의 아민 가가 이 범위내에 있을 때, 건조성과 접착 강도사이의 균형이 개선되는 경향이 있다. 경화제는 일반적으로 액상 내지 고체상태이다.

상기 폴리아마이드 경화제의 예로는 상표명으로 럭아마이드 N-153(Luckamide N-153; 다이닛본 잉크 & 화학주식회사로부터 구입 가능, 아민 가: 80∼120), 럭아마이드 TD-966(다이닛본 잉크 & 화학주식회사로부터 구입 가능, 아민 가: 150∼190) 및 선미드 315(Sunmide 315; 상와 화학 공업주식회사로부터 구입 가능, 아민 가: 280∼340)를 포함한다.

상기 폴리아마이드는 전체 도료 조성물에 대하여 10~25중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 10중량% 미만으로 포함되면 경화 시간이 현저히 늦게 되고, 25중량%를 초과하면 가사 시간이 불량하여 작업성에 문제가 있고 도막의 경도 및 부착성을 저하시키는 요인이 된다.

본 발명에서는 플라스틱 소재의 표면 습윤을 위해 비이온계 소수성 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 실록산계, 술폰계, 에톡시 변성 폴리에테르계 계면활성제를 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 소포성 및 동적 표면장력 저하 효과가 우수한 아세틸 레닉 디올계 계면활성제를 전체 도료 조성물에 대하여 0.1~1중량% 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 도료 조성물에는 상기에서 언급된 성분 외에 본 분야에 공 지된 통상의 첨가제 및 착색 안료 등이 필요에 따라 사용될 수 있다.

상기에서 첨가제는 분산제, 레벨링(LEVELLING)제 등을 의미하며, 이 분야에서 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다.

상기의 착색 안료로는 당업자에게 주지된 것이면 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로 이산화 티탄, 백연(white lead), 흑연, 황화 아연, 산화 아연, 산화 크롬, 크롬산 아연, 크롬산스트론튬, 크롬산발륨, 황색니켈티탄, 황색크롬티탄, 그라파이트, 카본 불랙, 산화철, 황색 산화철, 적색 산화철, 흑색 산화철, 프탈로시아닌 불루, 프탈로시아닌 그린, 울트라마린불루, 퀴 나크리돈, 인단스론, 이 소인돌리 논, 안슬라키 논, 디 옥사딘바이 올렛, 페릴렌, 안트라피리미딘, 벤즈이미다졸른, 황화 카드뮴 및 디케토피롤로피롤 등이 있다. 이러한 착색 성분은 사용 목적에 따라서 조합해서 사용할 수 있다.

본 발명에서 안료는 전체 도료 조성물에 대하여 0.5~5중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 0.5중량% 미만으로 포함되면 안료대비 수지 함량이 높아 은폐력이 저하되며, 컬러 및 외관 불량 문제가 발생하고, 5중량%를 초과하면 가격이 상승하는 단점이 있다.

본 발명에서 용제는 점도 조절을 위하여 사용되며 n-부탄올, 시크로헥사놀, 셀로솔브 아세테이트, 자일렌 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 구체적으로 서술한다. 그러나, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1, 비교예 1 및 2: 도료 조성물의 제조

하기 표 1에 나타낸 조성 성분 및 함량으로 하기에 기재된 방법으로 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물을 제조하였다.

	A	B	C	D	E	F	G
실시예 1	35		20	1.5	0.5	2	20
비교예 1	20	2	20	1.5	0.5	2	20
비교예 2		5	20	1.5	0.5	2	20

조성비 단위: 중량%, 잔량: 용제(자일렌)

A) 수평균 분자량이 5,000∼30,000이고, 연신율 400~800%인 에폭시-비닐 공중합체 에폭시 수지(제조사:DOW, 상품명:YD-128)

B) 비스페놀계 에폭시 수지(제조사:DOW, 상품명:VAGH)

C) 아연 체질 안료

D) 디메틸폴리실록산계 표면윤활제

E) 아세틸레닉 디올계 비이온계면활성제

F) 카본 블랙

G) 럭아마이드 N-153(Luckamide N-153; 다이닛본 잉크 & 화학주식회사로부터 구입 가능, 아민 가: 80∼120),

[제조방법]

에폭시-비닐 공중합체 에폭시 수지 (A) 및 용제(자일렌)를 용기에 넣고 교반기를 사용하여 저속으로 교반하면서 체질 안료(C) 및 착색 안료(F)를 투입한다. 교반 한 뒤 분산기를 사용하여 2000rpm으로 30분간 분산한다. 아세틸레닉 디올계 계면활성제 (E) 및 디메틸폴리실록산계 표면윤활제 (D)를 투입하여 500rpm에서 10분간 교반한다. 럭아마이드 N-153 (G)과 용제(자일렌)를 혼합하여 점도를 포드컵 NO.4 70-100초로 조정한다. 상기 주제부와 경화제부를 혼합한다.

시험예.

상기에서 제조된 각각의 조성물을 이용하여 시편(P/shaft 소재)에 건조 도막을 두께 25~30마이크론으로 스프레이 도장한 후, BASE 도료(POLYURETHANE)를 15~20 마이크론으로 스프레이 도장 후 80℃의 온도 조건에서 20분 동안 건조하여 24시간 방치한 시편을 사용하여 물성을 평가 하였다.

상기와 같이 제조된 도막에대하여 표 2에 나타낸 대로 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

항 목	규격	시험방법
외 관	-	소지노출, 부풀음, 깨어짐, 벗겨짐, 핀홀(Pin Hole), 기포, 이물, 흠, 칠얼룩, 오렌지필 등 불량이 없을 것
초기 부착성	M-2.5 ↓	JIS D0202에 준하며 2 mm 간격으로 평행선을 그어 셀로판테이프를 접착한 뒤 떼어내어 도막의 상태를 등급판정한다.
연필경도	HB 이상	JIS D0202에 준하며 HB연필로 300g하중으로 그어 표면의 파힘이 없어야 한다.
내염수 분무성	결함 x	분위기온도 35℃하에서 5%의 염수를 분무하는 챔버 내에서 10일간 방치한 뒤 도막의 외관 및 부착성능을 조사한다.
내유성	결함 x	시편을 HMC 순정 엔진오일에 침적시켜 16시간 방치한 뒤 도막의 외관 및 부착성능을 조사한다.
내수성	결함 x	시편을 40℃의 항온수조에 10일간 침적시킨 뒤 도막의 외관 및 부착성능을 조사한다.
내충격성	외관	500g의 쇠구슬을 20 cm 높이에서 떨어뜨려 표면의 파힘이 없어야 한다.

항 목	규격		실시예 1	비교예 1	비교예 2	비고
외 관	-		양호	양호	양호	-
초기 부착성	M-2.5 ↓		M-1	M-1	M-1	-
연필경도	HB 이상		HB	HB	HB	-
내염수 분무성	결함 x	외관	360 hrs	144 hrs	72 hrs	5% 염수
		부착	M-1	M-5	M-5
내유성	결함 x	외관	양호	양호	박리	-
		부착	M-1	M-3	M-5
내수성	결함 x	외관	360 hrs	96 hrs	72 hrs	-
		부착	M-1	M-5	M-5
내충격성	외관		양호	양호	양호	-

본 발명의 도료 조성물은 스프레이 방식에 의하여 간편하게 도장이 가능하며, 건조 온도가 낮으며, 내식성이 우수하다. 특히, 샤시제품과 같이 고무소재와 철재소재가 같이 존재하는 제품의 경우 간편하게 도장이 가능한 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 본 발명은 전체 도료 조성물에 대하여 에폭시 수지와 비닐 수지를 공중합한 에폭시 수지 25~45중량%, 체질 안료 10~30중량%, 폴리실리콘계 표면윤활제 0.5~5중량%, 폴리아마이드 경화제 10~25중량%, 및 잔량의 용제를 포함하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 체질 안료가 아연 안료인 것을 특징으로 하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리실리콘계 표면윤활제가 디메틸폴리실록산 또는 메틸페닐폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산 또는 이들의 변성체인 것을 특징으로하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리아마이드 경화제는 통상 50∼1,000의 아민 가(amine value)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 용제가 n-부탄올, 시크로헥사놀, 셀로솔브 아세테이트, 자일렌, 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자동차 철제 부품용 고내식성 방청 도료 조성물.