KR100369840B1 - 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료 - Google Patents

Abstract

본발명은 진차단 효과가 있는 속건성 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료에 관한 것으로, 건조시간을 최대로 단축하여 진차단의 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 도막의 물성이 우수한 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료를 제공하는데 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알키드 수지를 필수구성요소로 하며 여기에 모노머, 용제 및 기타첨가제를 첨가하여 통상적인 방법으로 알키드수지와 모노머를 부가반응시켜 변성 알키드수지를 제조하는 변성 알키드수지의 제조방법에 있어서, 상기 모노머로 비닐계 모노머 40중량부 내지 70중량부, 알킬아크릴레이트 모노머 20중량부 내지 50중량부, 수산기함유 모노머 5중량부 내지 25중량부 혼합한 모노머 혼합물을 알키드 수지 100중량부에 대하여 70중량부 내지 400중량부 첨가하여 부가반응시키는 것을 특징으로 하는 변성 알키드 수지의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료{A manufacturing method of modified alkyd resin and a wood seeling paint using the alkyd resin}

본발명은 진차단 효과가 있는 속건성 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수산기 활성의 스티렌변성 알키드수지 조성물을 이용하여 도료를 제조함으로서 건조가 빠르고 충분한 가교결합을 이루어지므로 목재도장시 나무진에 의해 유발되는 색번짐, 경화불량 및 도막의 연화 등의 도장장애를 효과적으로 차단할 수 있도록 한 스티렌 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료에 관한 것이다.

일반적인 목재용 도료의 도장공정은 소지; 눈메꿈 및 착색; 하도투명 도장; 샌딩실라 도장; 연마; 중도 도장; 및 상도 도장으로 이루어져 있다.

이때 상기 도장공정중 소지공정에서 나무진이 발생하게 되는데, 상기 나무진으로 인하여 착색시 색이 번지는 현상이 발생하고, 또한 착색후 도장과정에서 도막의 부착상태가 불량할 뿐만 아니라 도장재의 온도상승에 따라 목재중 나무진의 유동성이 증가되고, 따라서 상기 나무진이 도막을 통하여 표면에 유출되는 문제점이 발생하였다. 또 테레핀유의 움직임에 의한 유바니시나 불포화포리에스테르, 유페인트의 경화불량 및 도막의 연화, 나무진의 농색화에 의한 도장재가 변색되는 등의 문제점이 발생하였다.

상기한 문제점으로 인하여 도장시 나무진을 차단 또는 제거하여 도장을 하는 것이 일반적이다. 상기 나무진을 차단하는 방법으로는 용제를 사용하여 제거하는 방법, 인공건조시켜 제거하는 방법, 알칼리로써 추출하는 방법 및 우드실라에 의한 차단법 등이 사용되고 있다.

상기한 방법들중에서도 특히 처리공정이 간단하면서도 진차단이 용이한 우드실라에 의한 차단방법이 주로 사용되고 있다. 상기 우드실라로는 주로 섬유소계, 산경화형 아미노알키드계, 불포화폴리에스테르계, 폴리우레탄계, U.V경화계 등의 도료가 사용되고 있으며, 특히 OH기를 갖는 폴리올성분과 NCO기를 갖는 폴리이소시아네이트가 반응하여 가교결합을 형성하여 경화되는 폴리우레탄계 2액형 도료가 주로 사용되고 있다. 이는 상기 폴리우레탄계 도료가 목재의 셀룰로스와 화학적으로 결합하기 때문에 밀착성이 우수하고 경화도막의 유연성이 뛰어날 뿐만 아니라 내갈라짐성이 우수하며, 또한 내수성 및 내약품성 등의 화학적 성질이 우수하고 광택이 뛰어나기 때문이다.

그러나 상기 폴리우레탄계 우드실라를 유지분이 많은 목재( 흑단목, 로즈목, 티크 등)에 도장하는 경우 목재에서 배어나오는 진의 차단이 어렵다는 문제점이 있었다.

그에 따라 본 발명자들은 상기한 단점을 보완하기 위한 우드실라에 대한 연구를 하던중 속건형 타입의 스티렌 변성 알키드수지를 사용한 주제와 폴리이소시아네이트의 경화제를 혼합사용시 경화시간이 짧아져 진을 신속히 차단할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 건조시간을 최대로 단축하여 진차단의 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 도막의 물성이 우수한 변성 알키드수지의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지를 함유하는 우드실라용 도료를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

알키드 수지를 필수구성요소로 하며 여기에 모노머, 용제 및 기타첨가제를 첨가하여 통상적인 방법으로 알키드수지와 모노머를 부가반응시켜 변성 알키드수지를 제조하는 변성 알키드수지의 제조방법에 있어서,

상기 모노머로 비닐계 모노머 40중량부 내지 70중량부, 알킬아크릴레이트 모노머 20중량부 내지 50중량부, 수산기함유 모노머 5중량부 내지 25중량부 혼합한 모노머 혼합물을 알키드 수지 100중량부에 대하여 70중량부 내지 400중량부 첨가하여 부가반응시키는 것을 특징으로 하는 변성 알키드 수지의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

본 발명에서는 먼저 알키드 수지와 모노머 혼합물을 부가반응시켜 변성알키드수지를 제조하게 된다.

이때 상기 알키드 수지는 지방산과, 다염기산 또는 산무수물 및 다가알콜 등을 주원료로 하여 통상의 제조방법에 의해 제조된 알키드 수지를 이용할 수 있다. 그러나 본 발명에서는 진차단효과를 보다 극대화시키기 위하여 그 원료와 배합비를 한정하고 200℃ 내지 230℃의 온도에서 솔벤트 순환방법을 적용하여 수시간에 걸쳐 축합반응시켜 알키드 수지를 제조하였다. 특히, 본 발명에서는 산에 대한 알코올의 당량비를 1 내지 1.5로 조절한 후 축합반응시켜 유장이 20wt% 내지 40wt%이고, 수산기 함량이 4wt% 내지 7wt%를 갖는 알키드수지를 제조하였다.

상기에서 유장이 40wt%를 초과할 경우 이 알키드수지를 사용하여 제조된 변성 알키드수지의 Tg를 낮추어 건조성이 저하되고 도막경도가 떨어지는 문제점이 있으며, 유장이 20wt% 미만일 경우 도막이 지나치게 딱딱하여 깨지기 쉬운 문제점이 있으므로 상기 범위내의 유장을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또 수산기 함량이 7wt%를 초과할 경우 이 알키드 수지를 사용하여 제조된 변성 알키드수지를 도료에 적용시 도막이 지나치게 딱딱하여 깨지기 쉬운 문제점이 있으며, 수산기의 함량이 4wt% 미만일 경우 가교결합이 충분히 이루어지지 않아 진차단 효과가 저하되는 문제점이 있으므로 상기 범위내의 수산기 함량을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이때 상기 알키드수지 제조시 사용가능한 지방산류로는 아마인유, 대두유, 톨오일, 미강유, 탈수피마자유등의 지방산이 있으며, 포화다염기산으로는 무수프탈산, 프탈산, 테트라하이드로 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 아디픽산 등에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 불포화 이염기산으로는 무수말레인산, 말레인산, 푸마르산 등에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 또, 다가 알코올류로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 디글리세롤, 모노펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등에서 선택된 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 알키드수지 합성에 있어서 상기한 유지의 지방산중 하나, 포화다염기산의 하나 또는 둘이상을 혼합하여 사용하고 불포화 이염기산은 사용하는 지방산의 불포화도에 따라 소량 사용하며 분자량 조절을 위해 1가산인 안식향산을 소량 사용하였다.

다가알콜은 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하게 되는데, 이때 2가알코올과 3가 또는 4가알코올을 함께 사용하면 속건성이면서도 고경도를 가지는 수지의 제조가 가능하게 된다. 또한 반응의 진행을 원활하게 이루어지도록 하기 위해 디부틸 틴옥사이드와 같은 틴화합물을 반응촉매로 사용하면 더욱 용이하다.

상기와 같이 제조된 알키드 수지와 본 발명에 의한 모노머를 부가반응하면 본 발명에 의한 변성 알키드 수지가 제조되는데, 이때 상기 모노머는 알키드 수지 100중량부에 대하여 70중량부 내지 400중량부 첨가하게 된다. 상기에서 모노머의 첨가량이 70중량부 미만일 경우 안료분산성, 도장작업성, 내구성이 양호하나 도막의 건조속도가 느려져 나무진 차단력이 떨어지는 문제점이 있으며, 모노머의 첨가량이 400중량부를 초과할 경우 가사시간이 단축되고, 경화가 빠르게 진행되어 나무의 진차단력이 향상되는 이점은 있으나 건조도막이 필요이상으로 딱딱해지는 문제점이 있다. 따라서 상기범위내로 알키드수지와 모노머를 혼합하는 것이 바람직하며, 특히 알키드수지 100중량부에 대하여 모노머 100중량부 내지 230중량부 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 모노머로 비닐계모노머 40중량부 내지 70중량부, 알킬아크릴레이트 모노머 20중량부 내지 50중량부 및 수산기함유 모노머 5중량부 내지 25중량부 혼합한 혼합물을 사용하였다.

상기에서 비닐계모노머는 광택, 내수성, 내약품성 등의 도막물성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 그 첨량이 40중량부 미만일 경우 그 충분한 효과를 볼 수 없으며, 70중량부를 초과할 경우 도막이 필요 이상으로 딱딱해져 깨지기 쉽고 아크릴계 모노머와의 공중합성이 떨어져 수지의 투명성이 불량해지거나 저장중 외관이 저하되며 분리침전되는 현상이 나타나는 문제점이 있으므로 비닐계모노머는 상기 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 비닐계모노머로 스티렌 또는 비닐톨루엔 등에서 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 알킬아크릴레이트 모노머는 내후성 및 경화후 도막의 경도와 화학적 저항성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 그 첨가량이 20중량부 미만일 경우 그 충분한 효과를 볼 수 없으며, 50중량부를 초과할 경우 도료의 경화제로 쓰이는 폴리 이소시아네이트와 혼합사용시 상용성이 떨어지며 외관이 헤이즈(Haze)해 지는 문제점이 있으므로 상기 범위내에서 알킬아크릴레이트 모노머를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 아크릴계 모노머로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 등에서 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 수산기 함유 알킬아크릴 모노머는 도료의 경화제로 쓰이는 폴리이소시아네이트와 혼합사용시 가교밀도를 높여 진차단성을 증진시키기 위하여 첨가하는 것으로 그 첨가량이 5중량부 미만일 경우 도막의 경화건조가 느려지고 가교밀도가 적어 나무진의 차단력이 저하되는 문제점이 있으며, 그 첨가량이 25중량부를 초과할 경우 폴리이소시아네이트와 혼합사용시 가교밀도가 너무 높아져 도막 형성전 이미 용융점도가 크게 높아 도막 외관이 불량해지고 깨지기 쉬운 문제점이 있으므로 상기 범위내에서 수산기 함유 알킬아크릴 모노머를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 수산기 함유 모노머로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시 부틸(메타)아크릴레이트 등에서 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 사용할 수 있다.

또한 본 발명에서는 변성 알키드수지를 제조하는 과정에서 기타첨가제로 접착력을 향상시키기 위해 아크릴산, 메타아크릴산 등의 아크릴 액시드(Acid)류를 소량 첨가할 수도 있다.

이외에도 상기 기타첨가제로 과산화물계의 벤조일퍼옥사이드, 디터셔리부틸 퍼옥사이드, 터셔리 부틸 퍼벤조에이트와, 아조계의 아조비스부틸니트릴 등에서 선택된 중합개시를 첨가하게 되는데, 이때 상기 중합개시제의 첨가량은 모노머 첨가량에 대하여 1.0중량부 내지 5.0중량부 사용하는 것이 바람직하다.

또한 용제로는 키실렌, 톨루엔 등의 탄화수소계, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트 등의 에스테르계와 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 켄톤류를 적절히 혼합사용하여 사용하는 것이 바람직하며, 그 첨가량은 변성 알키드수지 고형분 100중량부에 대하여 40중량부 내지 100중량부 첨가하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 알키드 수지에 모노머, 용제 및 기타첨가제를 첨가하여 통상적인 방법으로 알키드수지와 모노머를 부가반응시켜 변성 알키드수지를 제조할 수 있다. 상기 제조방법으로는 전량투입법과 모노머 적하법이 있으나, 본 발명에서는 알키드수지와 용제의 일부를 반응기에 먼저 투입하고 내용물의 온도를 130℃ 내지 150℃로 조정한 후 중합개시제가 포합된 모노머혼합액을 2시간 내지 3시간에 걸쳐 적하하면서 중합율을 높이고 반응을 충분히 완결시키기 위해 중합개시제를 추가로 투입하고 반응을 유지한 후 용제로 희석하여 반응을 종결하여 변성 알키드수지를 얻었다.

상기 변성 알키드수지는 제조시 모노머의 조성에 따라 그 Tg가 변화되는데, 가장 바람직한 Tg범위는 30℃ 내지 100℃의 범위이며, 특히 도막이 쉽게 깨지는 현상을 방지하고 유연성을 향상시키며 진차단 효과를 높이기 위해서는 60℃ 내지 90℃의 범위를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서는 상기와 같은 제조방법에 따라 제조된 변성 알키드수지 조성물을 폴리우레탄 2액형도료로 적용할 수 있다. 이때 상기 폴리우레탄 2액형도료는 본 발명에 의해 제조된 변성 알키드수지 30중량부 내지 60중량부, 경화촉진제 5중량부 내지 10중량부, 소포제 0.1중량부 내지 1중량부, 용제 30중량부 내지 60중량부로 구성되어 있으며, 경화제는 폴리이소시아네이트 50중량부 내지 80중량부 및 용제 20중량부 내지 50중량부로 구성된 우드실라용 도료를 제공한다.

상기와 같이 제조된 우드실라용 도료는 건조가 빠르고 충분한 가교결합을 이루므로 목재도장시 나무진에 의해 유발되는 색번짐, 경화불량 및 도막의 연화등의 도장장애를 효과적으로 차단한다는 이점이 있다.

이하 본 발명을 하기한 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<제조예 1>

알키드수지의 제조

교반기, 온도계, 콘덴서, 물분리기가 장착된 4구 플라스크에 대두유 지방산 170중량부, 안식향산 30중량부, 무수프탈산 240중량부, 에틸렌 글리콜 60중량부, 펜타에리트리톨 140중량부, 키실렌 30중량부를 넣고 210℃로 승온 후 3시간 동안 탈수반응시켜 산가가 15이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨후 산가가 30이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여, 유장이 29wt%이고 수산기 함량이 4.0wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<제조예 2>

알키드수지의 제조

제조예1과 동일한 장치에 대두유 지방산 170중량부, 안식향산 30중량부, 무수프탈산 230중량부, 에틸렌 글리콜 70중량부, 펜타에리트리톨 140중량부, 디부틸 틴옥사이드 0.2중량부를 넣고 210℃로 승온 후 3시간동안 탈수반응시켜 산가가 15이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨 후 산가가 25이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여 유장이 29wt%이고 수산기 함량이 5.5wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<제조예 3>

알키드수지의 제조

제조예1과 동일한 장치에 대두유 지방산 90중량부, 안식향산 30중량부, 무수프탈산 230중량부, 에틸렌 글리콜 60중량부, 펜타에리트리톨 140중량부, 디부틸 틴옥사이드 0.2중량부를 넣고 210℃로 승온 후 3시간동안 탈수반응시켜 산가가 12이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨 후 산가가 25이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여, 유장이 18wt%이고 수산기 함량이 6.2wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<제조예 4>

알키드수지의 제조

제조예1과 동일한 장치에 대두유 지방산 250중량부, 안식향산 20중량부, 무수프탈산 180중량부, 에틸렌 글리콜 50중량부, 펜타에리트리톨 140중량부, 디부틸 틴옥사이드 0.2중량부를 넣고 210℃로 승온 후 3시간 동안 탈수반응시켜 산가가 12이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨 후 산가가 25이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여, 유장이 42wt%이고 수산기 함량이 5.0wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<제조예 5>

알키드수지의 제조

제조예1과 동일한 장치에 대두유 지방산 180중량부, 안식향산 20중량부, 무수프탈산 240중량부, 에틸렌 글리콜 70중량부, 펜타에리트리톨 110중량부, 디부틸 틴옥사이드 0.2중량부를 넣고 210℃로 승온 후 3시간동안 탈수반응시켜 산가가 15이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨 후 산가가 30이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여, 유장이 31wt%이고 수산기 함량이 3.0wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<제조예 6>

알키드수지의 제조

제조예1과 동일한 장치에 대두유 지방산 170중량부, 안식향산 30중량부, 무수프탈산 220중량부, 에틸렌 글리콜 100중량부, 펜타에리트리톨 150중량부, 디부틸 틴옥사이드 0.2중량부를 넣고 넣고 210℃로 승온 후 3시간 동안 탈수반응시켜 산가가 10이하이면 1차 반응을 종료한다. 여기에 다시 무수말레인산 20중량부를 넣고 150℃에서 60분간 반응시킨 후 산가가 20이하이면 반응을 종료하고 키실렌 300중량부를 넣어 희석하여, 유장이 28wt%이고 수산기 함량이 8.7wt%인 알키드수지용액을 제조하였다.

<실시예 1>

상기 제조예1에 따라 제조된 알키드수지 250중량부, 디터셔리 부틸 퍼옥사이드 1중량부, 부틸아세테이트 80중량부를 넣고 140℃로 승온하여 스티렌 220중량부, 메틸 메타 아크릴레이트 70중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 30중량부, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 60중량부, 메타 아크릴릭산 5중량부, 디터셔리 부틸 퍼옥사이드 9중량부, 부틸 아세테이트 40중량부의 혼합물을 3시간에 걸쳐 적하시킨다. 적하 후 디터셔리 부틸 퍼옥사이드 1중량부, 부틸 아세테이트 10중량부의 혼합물을 투입한다. 반응이 종결되면 키실렌, 톨루엔 부틸 아세테이트 혼합용제(30:30:40wt%의 혼합비) 250중량부로 희석시켜 수지를 제조한다.

상기 제조된 변성 알키드 수지 400중량부와, 소포제로 비이크-066(BYK-066; 비이크사) 1중량부, 경화촉진제로 나이트로셀룰로스(Nitrocellulose) 50중량부, 셀룰로스 아세테이트 부틸레이트(celluulose acetate butyrate) 및 톨루엔과 메틸이소부틸케톤(methyl iso-butyl ketone; 이하 MIBK라 함)을 5:5로 혼합한 용제 540중량부를 혼합하여 주제를 제조하였으며, 경화제로는 데스모더 엘-75(Desmodur L-75; 바이엘사)과 부틸아세테이트를 각각 500중량부 첨가혼합하여 상기 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 우드실라용 도료를 제조하였다.

이렇게 제조된 우드실라용 도료를 하기한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

- 지촉 및 경화 건조시간 -

KS M 5000의 시험방법 2511에 따라 주제와 경화제를 1:1로 혼합하여 유리판에 75㎛ 두께로 도포한 후, 손가락 끝을 도막에 가볍게 대었을 때 점착성이 있으나 손끝에 묻어나지 않을 때까지 걸리는 지촉건조시간을 측정하고, 도막면에 팔이 수직이 되도록 하여 힘껏 엄지손가락으로 누르면서 90 각도로 비틀어 도막이 늘어나거나 주름이 생기지 않을 때까지 걸리는 경화시간을 측정한다.

- 가사시간 -

플라스틱 용기에 주제와 경화제를 1:1로 혼합한 도료를 약 50g 정도를 부어서 손가락으로 도막의 표면을 눌렀을 때 표면이 경화될 때 까지 걸리는 시간을 측정하였다.

- 작업성 -

KS M 5000의 시험방법 2421에 따라 목재에 붓 또는 스프레이로 도장하여 퍼짐성이 양호한 가를 검사한다.

◎ : 스프레이 및 붓 도장시 표면이 매끄럽다.

○ : 스프레이 도장시에는 양호하나, 붓 도장시 붓자국으로 인해 표면에 굴곡이 생긴다.

△ : 스프레이 도장시 도료입자가 미세하게 발생하며, 붓 도장시 붓자국으로인해 표면에 굴곡이 생긴다.

× : 스프레이 도장시 도료입자가 발생하며, 붓 도장시 붓자국으로 인해 굴곡이 심하게 생긴다.

- 냉열반복시험 -

KS M 5307의 시험방법 4.10항에 따라 MDF판에 건조 도막의 두께가 40㎛가 되도록 24시간 간격으로 2회 도장하여 7일 동안 방치하여 시험편을 만든다. 이 시험편을 -20±2℃가 유지되는 항온기에 1시간 방치한 다음 꺼내어 20℃의 실내에서 30분 동안 방치한다. 이후 80±2℃로 유지되는 항온기에 1시간 가열한 후 꺼내어 20℃의 실내에서 30분 동안 방치한다. 이 조작을 수회 반복한 후 도막의 균열이나 뒤틀림성을 하기한 방법으로 평가하였다.

◎ : 6회 초과 반복시험시 도막의 균열이나 뒤틀림이 나타난다.

○ : 4회 이상 6회 미만 반복시험시 도막의 균열이나 뒤틀림이 나타난다.

△ : 2회 이상 4회 미만 반복시험시 도막의 균열이나 뒤틀림이 나타난다.

× : 1회 반복시험시 도막의 균열이나 뒤틀림이 나타난다.

- 진차단시험 -

흑단목에 주제와 경화제를 1:1로 혼합한 도료를 건조 도막의 두께가 40㎛가 되도록 도장하여 완전건조 시킨 후 그 위에 착색제를 도장하여 착색제가 목재에 흡착할 때 나무진이 조해하여 색번짐이 일어나는지를 검사한다.

◎ : 도막 전체에 색번짐 현상이 발생하지 않았다.

○ : 도막 전체 면적의 10% 미만에서 색번짐 현상이 발생했다.

△ : 도막 전체 면적의 10% 이상 내지 30% 미만에서 색번짐 현상이 발생했다.

× : 도막 전체 면적의 30% 이상에서 색번짐 현상이 발생했다.

<실시예 2>

변성 알키드수지의 제조시 제조예2에 따라 제조된 알키드수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예1와 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<실시예3 내지 8>

변성 알키드수지 제조시 비닐계 모노머인 스티렌, 아크릴계 모노머인 메틸 메타 아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트 및 수산기함유 모노머로 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트를 하기 표1에 나타난 비율로 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<비교예 1>

변성 알키드수지의 제조시 제조예3에 따라 제조된 알키드수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예1와 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<비교예 2>

변성 알키드수지의 제조시 제조예4에 따라 제조된 알키드수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예1와 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<비교예 3>

변성 알키드수지의 제조시 제조예5에 따라 제조된 알키드수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예1와 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을 실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<비교예 4>

변성 알키드수지의 제조시 제조예6에 따라 제조된 알키드수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예1와 동일한 방법으로 스티렌 변성 알키드수지를 제조한 다음 2액형 도료를 제조하였다. 이렇게 제조된 도료를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 지촉 건조시간과 경화 건조시간, 가사시간, 작업성, 냉열반복시험 및 진차단시험을실시하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

구분	스티렌첨가량(중량부)	MMA첨가량(중량부)	2-EHA첨가량(중량부)	2-HEMA첨가량(중량부)	지촉건조시간(분)	경화건조시간(시간)	가사시간(시간)	작업성	냉열반복시험	진차단시험
실시예1	220	70	30	60	8	0.8	2.5	◎	◎	◎
실시예2	220	70	30	60	8	0.8	2.5	◎	◎	◎
실시예3	50	70	30	60	12	1.2	3	×	△	○
실시예4	400	70	30	60	6	0.8	2	○	×	△
실시예5	220	20	30	60	9	1	2.5	○	△	○
실시예6	220	270	30	60	6	0.8	2	×	△	○
실시예7	220	70	30	5	12	1.3	3.5	◎	◎	×
실시예8	220	70	30	150	8	0.8	2	×	×	◎
비교예1	220	70	30	60	6	0.8	2	△	△	◎
비교예2	220	70	30	60	15	1.5	3.5	◎	◎	×
비교예3	220	70	30	60	8	0.8	2.5	○	○	×
비교예4	220	70	30	60	12	1.2	3.5	○	×	○

상기 표1에서 보는 바와 같이 유장과 수산기 함량 및 모노머의 첨가량을 본 발명의 범위내에서 실시한 실시예1 및 실시예2의 경우 지촉건조시간, 경화건조시간 및 가사시간이 양호하고, 특히 작업성, 냉열반복시험, 진차단시험에서 매우 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다.

그러나 유장을 본 발명의 범위 미만에서 한 비교예1의 경우 지촉건조시간, 경화건조시간 및 가사시간은 양호한 편이나 작업성 및 냉열반복시험에서 저조한 결과를 나타냈다. 또한 유장을 본 발명의 범위를 초과하도록 한 비교예2의 경우 지촉건조시간, 경화건조시간 및 가사시간이 길어지고, 또한 진차단시험에서 불량한 결과를 나타냈다.

또, 수산기 함량을 본 발명의 범위 미만에서 한 비교예3의 경우 진차단시험에서 불량한 결과를 나타냈으며, 수산기 함량이 본 발명의 범위를 초과하도록 한 비교예4의 경우 냉열반복시험에서 불량한 결과를 나타내었다.

마찬가지로 모노머의 첨가량을 본 발명의 범위를 벗어나도록 실시한 실시예3내지 8의 경우 본 발명의 바람직한 범위 내에서 실시한 실시예1내지 2에 비하여 그 물성치가 저하된 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 건조시간을 최대로 단축하여 진차단의 효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라 도막의 물성이 우수한 변성 알키드수지 조성물 및 이를 함유한 우드실라용 도료를 제공하는 유용한 발명이다. 특히, 본 발명에 의한 우드실라용 도료조성물은 수산기 활성의 스티렌변성 알키드수지를 사용한 것으로서 건조가 빠르고 충분한 가교결합을 이루어지므로 목재도장시 나무진에 의해 유발되는 색번짐, 경화불량 및 도막의 연화 등의 도장장애를 효과적으로 차단하기 때문에 진차단 우드실라용 도료조성물의 제조에 유용하다.

Claims (4)

1. 알키드 수지를 필수구성요소로 하며 여기에 모노머, 용제 및 기타첨가제를 첨가하여 통상적인 방법으로 알키드수지와 모노머를 부가반응시켜 변성 알키드수지를 제조하는 변성 알키드수지의 제조방법에 있어서,

   상기 모노머로 비닐계 모노머 40중량부 내지 70중량부, 알킬아크릴레이트 모노머 20중량부 내지 50중량부, 수산기함유 모노머 5중량부 내지 25중량부 혼합한 모노머 혼합물을 알키드 수지 100중량부에 대하여 70중량부 내지 400중량부 첨가하여 부가반응시키는 것을 특징으로 하는 변성 알키드 수지의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 알키드수지가 그 유장이 20wt% 내지 40wt%이고, 수산기 함량이 4wt% 내지 7wt%인 것임을 특징으로 하는 변성 알키드 수지의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 비닐계모노머로는 스티렌 또는 비닐톨루엔 등에서 선택된 것을 사용하며, 아크릴계 모노머로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 등에서 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 사용하며, 수산기 함유 모노머로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시 부틸(메타)아크릴레이트 등에서 선택된 적어도 하나 이상의 화합물을 사용함을 특징으로 하는 변성 알키드수지의 제조방법.
4. 변성 알키드수지를 주성분으로 하는 주제와 폴리이소시아네이트를 주성분으로 하는 경화제로 구성되는 폴리우레탄 2액형 우드실라용 도료에 있어서, 상기 주제가 청구항1 내지 청구항3의 제조방법에 의해 제조된 변성 알키드수지 30중량부 내지 60중량부, 경화촉진제 5중량부 내지 10중량부, 소포제 0.1중량부 내지 1중량부, 용제 30중량부 내지 60중량부로 구성되며, 경화제는 폴리이소시아네이트 50중량부 내지 80중량부 및 용제 20중량부 내지 50중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 우드실라용 도료.