KR20150034572A - 분체 도료 조성물 - Google Patents
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Abstract
분체 도료 조성물이 제공된다. 상기 분체 도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 20 ~ 40중량부, 고밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 저밀도 폴리에틸렌 10 ~ 20중량부, 선형저밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 15 ~ 25중량부, 부타디엔러버 1 ~ 10중량부, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 1 ~ 10중량부를 포함한다.
Description
본 발명은 분체 도료 조성물에 관한 것이다.
각종 산업 및 가정에서 심미적 효과와 제품의 마감을 향상시키기 위해 폭 넓게 사용되고 있는 도료는 액상으로 각종 용제 및 희석제를 포함하고 있다. 그러나 최근 국내외적으로 상기 용제 및 희석제에 의해 발생하는 환경오염에 대한 관심이 증가하고 있으며, 유독성을 가진 휘발성 유기화합물에 대한 규제가 법규화되어 친환경 제품에 대한 요구가 증가하고 있다.
이에 따라, 유독성 용제 및 희석제를 포함하지 않는 분말 코팅제의 사용량이 매년 급증하고 있으며, 그 중에서 화학적으로 안정하고 코팅 도막의 표면 질감 및 촉감이 우수한 열가소성계 분말 코팅제에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다.
이러한 열가소성계 분말 코팅제는 비극성 폴리올레핀의 특성상 피도물과의 접착성이 낮아 코팅 도막의 내구성이 낮은 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 물성이 우수한 친환경 분체 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 분체 도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 20 ~ 40중량부, 고밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 저밀도 폴리에틸렌 10 ~ 20중량부, 선형저밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 15 ~ 25중량부, 부타디엔러버 1 ~ 10중량부, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 1 ~ 10중량부를 포함한다.
상기 변성 폴리에틸렌은, 고밀도 폴리에틸렌에 상기 무수말레인산과 과산화물을 첨가한 후 압출하여 형성될 수 있다. 상기 고밀도 폴리에틸렌의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)는 10 ~ 50g/10분일 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)는 5 ~ 40g/10분일 수 있다.
상기 분체 도료 조성물의 평균 입자 크기는 150 ~ 200㎛일 수 있다.
상기 분체 도료 조성물은 산화방지제, 자외선 안정제, 분산안정제, 가소제, 및 안료 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 변성 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 부타디엔러버, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 등의 성분과 함량을 조절하여 용융 흐름성, 표면 경도 및 접착 강도 등의 물성이 최적화된 분체 도료가 구현될 수 있다. 또, 상기 분체 도료는 용제 및 희석제를 포함하고 있지 않아 친환경적이다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예들에 따른 분체 도료 조성물은, 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 20 ~ 40중량부, 고밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 저밀도 폴리에틸렌 10 ~ 20중량부, 선형저밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부, 에틸렌비닐아세테이트 15 ~ 25중량부, 부타디엔러버 1 ~ 10중량부, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 1 ~ 10중량부를 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌은, 10 ~ 50g/10분의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)를 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high density polyethylene)에 무수말레인산(MAH, maleic anhydride), 과산화물(peroxide), 및 산화방지제를 첨가한 후 120 ~ 200℃의 2축 압출기에서 반응 압출하여 펠렛 형태로 형성될 수 있다. 상기 과산화물에 의해 상기 고밀도 폴리에틸렌의 에틸렌 결합이 끊어져서 라디칼이 형성되고, 상기 무수말레인산이 상기 고밀도 폴리에틸렌에 그라프트된다. 상기 그라프트 반응에 의해 상기 무수말레인산이 상기 고밀도 폴리에틸렌에 그라프트되어 극성기를 갖는 변성 폴리에틸렌이 형성될 수 있다.
상기 무수말레인산은 변성할 상기 고밀도 폴리에틸렌 100중량부에 대하여 0.1 ~ 2중량부로 첨가될 수 있다. 상기 무수말레인산의 함량이 0.1중량부 미만이면 그라프트율이 낮아 접착력이 저하될 수 있고, 2중량부 초과이면 미반응된 무수말레인산이 잔존할 수 있다.
상기 과산화물은 디큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, p-클로로벤조일 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 이소부티레이트, t-부틸퍼옥시 이소프로필 카보네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시 아세테이트, 디-t-부틸 디퍼옥시 프탈레이트, t-부틸퍼옥시 말레산, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 및 디-t-부틸 퍼옥사이드 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 산화방지제는 예를 들어, 알킬페놀, 알킬렌비스페놀, 알킬페놀티오에테르, 방향족 아민 등을 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)는 5 ~ 40g/10분인 것이 바람직하다. 용융흐름지수가 5g/10분 미만이면 도장시 용융되는 분체 도료의 흐름성이 너무 낮아 도막이 제대로 형성되지 않을 수 있고, 40g/10분 초과이면 분체 도료의 흐름성이 너무 높아 도막의 두께가 균일하지 않을 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌의 함량이 상기 분체 도료 조성물 100중량부에 대하여 20중량부 미만이면 접착력이 떨어지거나 도막의 내구성이 저하될 수 있고, 40중량부 초과이면 용융 흐름성이 낮아 도막의 두께가 균일하지 않을 수 있다.
고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형저밀도 폴리에틸렌을 변성 폴리에틸렌과 혼합하여 분체 도료를 형성함으로써 용융 흐름성, 표면 경도 및 접착 강도 등 분체 도료의 물성을 최적화할 수 있다.
또, 에틸렌비닐아세테이트, 부타디엔러버, 및 스티렌에틸렌부타디엔스티렌을 변성 폴리에틸렌과 혼합하여 분체 도료를 형성함으로써 접착 강도나 표면 경도 등의 물성뿐만 아니라 표면 광택과 표면 질감을 향상시킬 수 있다.
상기 분체 도료 조성물은 안료, 분산안정제, 자외선 안정제, 가소제, 및 산화방지제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 분체 도료 조성물은 전체 중량 100중량부에 대하여 상기 안료 1 ~ 3중량부, 상기 분산 안정제 0.5 ~ 3중량부, 상기 자외선 안정제 0.1 ~ 1중량부, 상기 가소제 0.1 ~ 1중량부, 및 상기 산화방지제 0.1 ~ 0.5중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 안료는 예를 들어, 산화철, 감청, 울트라마린블루, 카드뮴레드, 크롬옐로우 등을 포함할 수 있다.
상기 분산 안정제는, 폴리아미드 왁스, 폴리테트라 플로오로에틸렌, 폴리아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 상기 분체 도료 조성물은 다양한 첨가제를 포함할 수 있는데 상기 분산 안정제는 보관 또는 도장 작업시 상기 첨가제의 응집을 방지할 수 있고, 도막의 평활도를 향상시킬 수 있다. 상기 분산 안정제의 함량이 분체 도료 조성물 100중량부에 대하여 0.5중량부 미만이면 도막의 평활도 개선 효과가 저하될 수 있고, 3중량부 초과이면 도장면이 뿌옇거나 탁해질 수 있다.
상기 자외선 안정제는 예를 들어, 벤조트리아졸, 살리실산에스테르, 히드록시벤조페놀, 아크릴로니트릴 등을 포함할 수 있다.
상기 가소제는 예를 들어, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 트리옥틸포스페이트 등을 포함할 수 있다.
상기 산화방지제는 예를 들어, 알킬페놀, 알킬렌비스페놀, 알킬페놀티오에테르, 방향족 아민 등을 포함할 수 있다.
상기 변성 폴리에틸렌, 상기 고밀도 폴리에틸렌, 상기 저밀도 폴리에틸렌, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌, 상기 에틸렌비닐아세테이트, 상기 부타디엔러버, 상기 스티렌에틸렌부타디엔스티렌, 및 상기 첨가제들을 혼합한 후 2축 압출기에서 반응 압출하여 펠렛 형태의 접착 수지가 형성될 수 있다.
상기 펠렛 형태의 접착 수지를 기계적 분쇄 및/또는 냉동 분쇄 등을 이용하여 분쇄하여 250㎛ 이하, 바람직하게는 150 ~ 200㎛의 입자 크기를 갖는 분말 형태의 분체 도료가 형성될 수 있다.
실시예
아래 표 1과 같은 성분과 함량으로 150 ~ 200㎛의 입자 크기를 갖는 분체 도료 조성물을 제조하였다.
| 성분 | 실시예 1 (중량부) |
실시예 2 (중량부) |
실시예 3 (중량부) |
실시예 4 (중량부) |
실시예 5 (중량부) |
| 변성 폴리에틸렌 | 30 | 30 | 30 | 20 | 40 |
| 고밀도 폴리에틸렌 | 15 | 10 | 5 | 10 | 10 |
| 저밀도 폴리에틸렌 | 10 | 15 | 20 | 15 | 15 |
| 선형저밀도 폴리에틸렌 | 10 | 10 | 10 | 15 | 5 |
| 에틸렌비닐아세테이트 | 20 | 20 | 20 | 25 | 15 |
| 부타디엔러버 | 1 | 5 | 9 | 5 | 5 |
| 스티렌에틸렌부타디엔스티렌 | 9 | 5 | 1 | 5 | 5 |
| 안료 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 분산안정제 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 자외선 안정제 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 가소제 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 산화방지제 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
상기 표 1의 분체 도료 조성물로 금속판의 표면에 코팅막을 형성하여 그 물성을 평가하였고, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 접착강도 (kgf/25mm) |
KS F 4737 | 15.6 | 15.9 | 15.8 | 14.5 | 17.2 |
| 용융흐름지수 (g/10분) |
ADTM D 1238 |
31.2 | 31.4 | 31.2 | 33.5 | 29.1 |
| 표면경도 |
Shore A | 98 | 99 | 99 | 97 | 99 |
| 표면거칠기 | KS B ISO 13565-1 |
1.62 | 1.66 | 1.59 | 1.48 | 1.88 |
| 내충격성 | JIS K 5600 |
이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 내굴곡성 | JIS K 5600 |
양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 코팅성 |
육안평가 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
상기 표 2를 참조하면, 변성 폴리에틸렌의 함량이 증가할수록 접착강도가 커지는 반면, 용융흐름지수가 작아짐을 알 수 있다. 또, 실시예 1 내지 5에 따른 조성에 따라 제조된 분체 도료 조성물들은 접착강도, 용융흐름지수, 표면경도, 표면거칠기, 내충격성, 내굴곡성, 코팅성 등 물성이 우수함을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관심에서 고려 되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (6)
- 무수말레인산으로 변성된 폴리에틸렌 20 ~ 40중량부;
고밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부;
저밀도 폴리에틸렌 10 ~ 20중량부;
선형저밀도 폴리에틸렌 5 ~ 15중량부;
에틸렌비닐아세테이트 15 ~ 25중량부;
부타디엔러버 1 ~ 10중량부; 및
스티렌에틸렌부타디엔스티렌 1 ~ 10중량부를 포함하는 분체 도료 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 변성 폴리에틸렌은, 고밀도 폴리에틸렌에 상기 무수말레인산과 과산화물을 첨가한 후 압출하여 형성된 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물. - 제 2 항에 있어서,
상기 고밀도 폴리에틸렌의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)는 10 ~ 50g/10분인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 변성 폴리에틸렌의 용융흐름지수(190℃, 2.16kg)는 5 ~ 40g/10분인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 분체 도료 조성물의 평균 입자 크기는 150 ~ 200㎛인 것을 특징으로 하는 분체 도료 조성물. - 제 1 항에 있어서,
안료, 분산안정제, 자외선 안정제, 가소제, 및 산화방지제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 분체 도료 조성물.
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|---|---|---|---|---|
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| KR101648407B1 (ko) * | 2015-09-25 | 2016-08-16 | 주식회사 투에이취켐 | 논슬립 열가소성 분체 도료 |
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2013
- 2013-09-26 KR KR20130114832A patent/KR20150034572A/ko not_active Ceased
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