KR100566548B1 - 실리콘 중간체를 포함하는 상온경화형 수지 조성물 및이를 포함하는 도료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘 중간체를 포함하는 상온경화형 수지조성물 및 이를 포함하는 도료에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 (A)말단에 2급 또는 3급 아민을 갖는 아크릴 단량체와 말단에 산을 갖는 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 제조된 아크릴 수지, (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체, 그리고 (C)한 말단에 상기 아크릴 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기 및 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제를 포함하여 상온에서 경화속도가 빠른 수지 조성물로서, 이를 도료에 포함하는 경우 방청성, 내수성 등이 우수하며 특히 내후성이 뛰어나 선박이나 철 구조물 등 중방식 분야의 외부도장이나 일반 건축분야, 자동차 보수도장 분야에 적용이 가능하다.

Description

실리콘 중간체를 포함하는 상온경화형 수지 조성물 및 이를 포함하는 도료{Resin composition comprising silicone intermediate and paints containing it}

본 발명은 실리콘 중간체를 포함하는 상온경화형 수지조성물 및 이를 포함하는 도료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (A)말단에 2급, 또는 3급 아민을 갖는 아크릴 단량체와 말단에 산을 갖는 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 제조된 아크릴 수지, (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체, 그리고 (C)한 말단에 아크릴 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기 및 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제를 필수성분으로 하는 상온경화형 수지 조성물과 이를 포함하는 도료에 관한 것이다.

일반적으로 도료에 적용되는 상온경화 시스템은 에폭시/아민 경화 시스템이나 폴리올/이소시아네이트와 같은 2액형 경화 시스템, 알키드와 같이 공기 중에 노 출시 산화에 의하여 자체 경화되는 시스템 등이 널리 알려져 있다.

경화에 의해 생성되는 도막은 가교반응에 의해 거대 분자량을 갖는 조밀한 도막구조를 형성함으로써 용제에 대한 저항성이 크고, 수분이나 가스 등 외부물질에 대한 차단성이 좋고 내약품성이 우수하여 열가소성 수지를 채용한 도료에 비하여 장기적인 내구성이 보장된다.

에폭시/아민 경화 도료는 현재 중방식 분야에서 가장 널리 채택되고 있으며 부착성 및 내약품성 등의 물성이 우수하고 기계적 강도가 뛰어난 장점이 있다. 그러나 아민 경화제의 심한 냄새와 독성 등의 문제점을 갖고 있으며, 경화초기에 아민에 의한 백화 현상이 일어나기 쉽다. 이러한 문제점 때문에 폴리아미드 경화제를 사용하기도 하나, 이때는 가교도가 아민 경화제에 비해 떨어지고 건조가 느려지는 단점이 있다. 또한, 에폭시 도료를 상도로 채용할 경우에는 에폭시 고유의 구조로 인한 원인으로 내후성이 크게 열악하여 단시간 내에 광택소실, 황변, 쵸킹(chalking) 등 많은 도막열화 현상을 나타낸다. 현재 선박도료 등에는 상도로 에폭시 도료를 사용하는 경우가 많으나 위와 같은 문제점 때문에 다른 방향을 모색하고 있는 실정이다.

위와 같은 문제점의 대안으로 우레탄 도료를 사용하고 있다. 아크릴 폴리올을 이소시아네이트로 경화시키는 형태의 우레탄 도료는 내후성이 비교적 우수하여 선박이나 기타 철 구조물 등의 상도로서 많이 채택되어지고 있다.

그러나 우레탄 도료는 습기에 매우 민감하여 도장조건이 까다롭고, 후속도장 또는 전 도막과의 부착성이 떨어지며, 1회 도장으로 도장 가능한 도막의 두께가 얇 아 중방식 도료로는 문제점을 내포하고 있다. 또한 경화제로 사용되는 이소시아네이트는 인체에 유해하여 점점 그 사용을 기피하는 추세에 있다.

현재의 중방식 상도 분야의 추세는 초기 또는 재도장 비용의 증가로 인하여 장기간의 내구성을 요구하고 있으며 이러한 특성을 가장 잘 충족시키는 도료가 상온경화형 불소 도료이다.

불소 도료는 10년 이상의 장기 외부 폭로에도 변색, 광택소실 등의 문제점이 없는 내후성이 매우 우수한 도료로 알려져 있다. 그러나 불소도료 또한 이소시아네이트를 경화제로 채용하고 있어 우레탄과 유사한 문제점을 가지고 있다. 또한 도료 가격이 에폭시나 우레탄과 비교시 매우 고가이기 때문에 여러 적용처에 폭넓게 적용되기에는 무리가 있다.

이러한 관점에서 중방식 상도에 실리콘 수지를 적용하는 방안이 강구되어지고 있다. 실리콘은 장기적인 내후성을 보장하는 동시에 내구성, 내약품성, 다른 여타의 유기 수지와의 상용성 등이 우수한 장점을 가지고 있다.

미국특허 제5,618,860호에서는 내후성이 우수한 비방향족 에폭시와 아미노 실란 커플링제, 실리콘 수지로 구성되어 있는 에폭시 폴리실록산 코팅제에 대하여 설명하고 있다. 이 조성물은 상온에서 에폭시와 아미노실란의 아미노기가 반응하고 실리콘의 반응기가 자체 또는 아미노실란의 알콕시와 축합반응함으로써 내구성 있는 네트윅 구조를 형성한다. 이 시스템은 조밀한 도막구조를 형성하고 내후성이 매우 우수하며, 내약품성이나 방청성, 내충격성 등이 탁월하여 여러 분야에 폭넓게 적용 가능하다. 다만 에폭시와 아민의 반응에 의한 황변 문제와 적정한 물성을 유 지하기 위해서 고가의 실리콘 수지를 어느 한도 이상 사용해야 한다는 문제점이 있다.

미국특허 제5,760,155호에서는 우레탄 수지를 실리콘 중간체로 변성시킨 수지를 주바인더로 하여 도막상태에서 대기 중의 습기에 의해 경화도막을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 먼저, 폴리올을 폴리이소시아네이트와 반응시켜 양 말단에 이소시아네이트기가 있는 폴리우레탄 수지를 합성한 후 이를 다시 실라놀기를 관능기로 하는 실리콘과 반응시켜 실라놀 관능기의 폴리우레탄-실리콘 수지를 합성하여, 도막으로 적용되었을 때 실라놀 간의 축합반응으로 경화도막을 형성한다. 이러한 방법은 1액형 도료가 가능하여 도장작업이 간편해지고 수지에 이소시아네이트기가 없어 환경친화적이며 실리콘 변성을 통해 기존의 우레탄 도료에 비하여 내후성이 우수한 장점이 있다. 그러나 수지의 제조공정 및 도료 장기 저장시 안정성이 문제될 수 있으며, 적용되는 기후 조건에 따라 도막의 경화 진행이 좌우되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 중방식 상도에 실리콘 수지를 적용하는 데 있어서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, (A)말단에 2급 또는 3급 아민을 갖는 아크릴 단량체, 말단에 산을 갖는 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 제조된 아크릴 수지, (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체, 그리고 (C)한 말단에 아크릴 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기 및 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제를 필수성분으로 하여 이를 도료에 적용할 경우 내후성이 우수하여 장기간에 걸친 옥외 폭로에도 내후성을 유지하며, 내약품성, 방청성 등이 우수하여 오랜 기간 내구성을 유지하는 피막을 제공할 수 있는 상온경화형 수지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

더욱이, 본 발명에서는 종래의 에폭시 수지와 아민의 반응에 의한 황변문제를 에폭시 수지 대신 아크릴 수지를 사용함으로써 개선하였고, 고가의 실리콘 중간체의 사용량을 오가노 실란과의 혼용 등의 방법으로 적절한 수준으로 조정하여 비용 문제를 개선하였다.

또한, 본 발명은 이와같은 상온경화형 수지를 포함하는 도료를 제공하는 데도 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상온경화형 수지 조성물은 본 발명의 조성물은 (A)말단에 2급 또는 3급 아민기를 갖는 아크릴 단량체와 말단에 산을 갖는 아크릴 단량체의 관능성 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 얻어진 아크릴 수지; (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체; 및 (C)일 말단은 상기 아크릴 수지와 반응 가능한 관능기를 갖고 다른 말단에는 알콕시기를 갖는 실란 커플링제를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 상온경화형 수지 조성물은 크게는 (A)아크릴 수지, (B)실리콘 중간체, 및 (C) 실란 커플링제를 포함한다.

(A)아크릴 수지

본 발명 상온경화형 수지 조성물에 있어서 아크릴 수지는 말단에 2급 또는 3급 아민을 함유하는 아크릴 단량체와 산을 함유하는 아크릴 단량체의 관능성 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 중합시켜 얻어진다.

여기서, 아민을 함유하는 단량체의 구체적인 예로는 N,N'-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N'-디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N'-디메틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N'-디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 부틸아미노에틸 메타크릴레이트 등이 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

산을 함유하는 단량체로는 아크릴산 또는 메타크릴 산 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 관능성 아크릴 단량체와 공중합 가능한 단량체는 수지의 주쇄를 유지하기 위한 목적으로 사용되며, 메타크릴산 에스테르류, 아크릴산 에스테르류, 불포화 디카본산의 디아킬에스테르류, 방향족 불포화탄화수소류, 또는 비닐 아세테이트류 등이 있다. 일반적으로 반응성이 우수한 단량체로서 구체적인 예로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 노르말 부틸 아크릴레이트, 노르말 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 아밀 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트 등의 메타크릴산 또는 아크릴산 에스테르류, 이타코닉산, 푸마릭산, 말레익산과 같은 불포화디카본산의 디알킬에스테르류, 스타이렌, 메칠스타이렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 불포화 탄화수소류, 이외에 에틸 비닐 에테르, 부틸 비닐 에테르, 비닐 아세테이트, 비닐 부틸레이트, 비닐 벤조에이트, 아크릴로니트릴, 또는 메타크릴로니트릴 등이 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

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아크릴 수지 중에서, 아민 함유 단량체는 공중합체 고형분 기준으로 아민가가 5-100, 가장 좋게는 20-60의 범위가 되도록 사용하는 것이 적당하며, 산 함유 당량체는 공중합체 고형분 기준으로 산가가 5-100, 가장 좋게는 20-60의 범위가 되도록 사용하는 것이 적당하다.

이같은 단량체로부터 아크릴 공중합체를 제조하는 방법으로는 여러 공지의 중합방법이 가능하며 그 중 특히 용액중합이 적당하다. 중합개시제로는 아조비스이소부치로니트릴, 아조비스메틸부치로니트릴, 트리페닐아조벤젠 등의 아조화합물이나, 벤조질퍼폭사이드, 디터셔리부칠퍼록사이드, 디터셔리부칠퍼벤조에이트 등과 같은 과산화물을 단독 또는 혼용할 수 있다. 중합개시제의 양은 중합체의 수평균 분자량이 1000-100000 범위가 되도록 조정하며, 필요에 따라서 분자량 조절을 위해 머캅탄류 등의 연쇄이동제를 사용할 수 있다.

용액 중합시 고형분이 수지용액 전체의 30-80중량부가 되도록 조정하는 것이 적당하며 크실렌, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류와 메칠이소부칠케톤 등의 케톤류, 부칠 아세테이트와 같은 아세테이트류, 부탄올과 같은 알코올류가 사용될 수 있다. 합성온도는 50-200℃ 범위가 적당하며 개시제와 용제의 선택에 따라 결정될 수 있다.

이와 같이 얻어진 아크릴 수지는 전체 상온경화형 수지 조성물 중 고형분 함량 기준으로 20∼90중량% 되도록 포함되는 것이 바람직한 바, 만일 그 함량이 20중량% 미만이면 경화도막의 유연성이 떨어지고 부착성이 나빠지며, 90중량% 초과면 도막의 경화밀도가 떨어져 내구성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

(B)실리콘 중간체

본 발명 상온경화형 수지 조성물에는 상기 아크릴 수지와 더불어 (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체를 포함한다. 구체적인 화합물의 예로는 다음 화학식 1과 같은 것을 들 수 있다.

상기 식에서, R₁은 수소기, 알킬기, 알릴기이며, R₂는 하이드록시기, 알킬기, 알릴기 또는 알콕시기이며, n은 실리콘 중간체의 수평균분자량이 500-5000이 되는 범위에서 정해진다.

메톡시기를 반응기로 할 경우 메톡시기가 전체 실리콘 수지의 5-40중량부인 것을 사용하는 것이 좋다. 실라놀기를 반응기로 할 경우 1-20중량부인 것이 적당하다.

상기와 같은 실리콘 중간체는 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 메톡시 관능기를 가진 제품으로 대표적인 것은 신에츠사의 KR-9218, KR-213, KR-510, 다우코닝사의 DC3074, DC3037, 바커사의 SY-550 등이 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

실라놀 관능기를 가진 제품 중 대표적인 것은 신에츠사의 KR-211, KR-212, KR-214, 다우코닝사의 Z-6018등이 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.

이같은 실리콘 중간체는 전체 상온경화형 수지 조성물에 있어서 고형분 함량 기준으로 5∼60중량%로 함유되는 것이 바람직한 바, 그 함량이 5중량% 미만이면 내 후성이 떨어지며, 60중량% 초과면 경화속도가 느려지며 도장 시스템상 하도와의 부착성에 문제가 있을 수 있다.

필요할 경우 실리콘 중간체와 함께 오가노 실란 화합물을 사용하는 것도 가능하다. 이때 사용할 수 있는 오가노 실란 화합물은 다음 화학식 2로 표시되는 바와 같다.

R_aSiX_4-a

상기 식에서, R은 수소, 메틸, 페닐 또는 탄소수 6이하의 유기기이며, X는 염소 또는 탄소수 6이하의 알콕시기이며, a는 0∼3의 정수이다.

상기 화학식 2로 표시되는 오가노 실란의 구체적인 예로는, 테트라메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 헥실트리메톡시시란 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

오가노 실란을 포함할 경우 그 함량은 실리콘 중간체를 기준으로 50중량% 이하인 것이 바람직한 바, 그 함량이 50중량%를 초과할 경우 도막이 브리틀해지고 내충격성이 떨어지는 한 문제가 있을 수 있다.

(C)실란 커플링제

본 발명 상온경화형 수지 조성물 중에서 실란 커플링제는 일 말단은 상기 아크릴 수지의 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 갖고, 다른 말단에는 상기 실리콘 중간체와 반응할 수 있도록 알콕시기를 갖는 것이 바람직하다.

실란 커플링제의 유기관능기는 아크릴 수지의 관능기 종류에 따라 달라질 수 있는데, 보통 글리시딜기나 이소시아네이트기, 아민기 등이 일반적이다.

일 말단에 글리시딜기를 갖고 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제로 대표적인 것은 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)-에칠트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 등이 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.

상기와 같은 에폭시 실란은 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 대표적인 것으로는 신에츠사의 KBM-403, KBE-403, KBM-303 등이 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.

일 말단에 이소시아네이트기를 갖고 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제로 대표적인 것은 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란 등이 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.

그리고, 일 말단에 아민기를 갖고 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제로 대표적인 것은 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 등이 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.

상기와 같은 아미노 실란은 상업적으로 생산되는 제품을 사용할 수 있다. 대표적인 것으로는 신에츠사의 KBM602, KBM603, KBE603, KBM903, KBE903 등이 있으며 이에 한정하는 것이다.

이러한 성분이외에 필요에 따라서 비닐, 아크릴록시, 머캅토기 등 다른 관능기를 갖는 실란 커플링제의 사용도 가능하다.

실란 커플링제의 함량은 전체 수지 조성물에 있어서 고형분 함량 기준으로 5∼30중량%인 것이 바람직한 바, 그 함량이 5중량% 미만이면 도막의 경화도가 떨어지고, 30중량% 초과면 유연성과 내충격성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

상기 성분(A), (B) 및 (C)를 배합함으로써 경화도막을 형성할 수 있는데 이 때 반응촉매를 사용할 경우 도막이 경화되는 속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 때 사용할 수 있는 반응 촉매는 금속 드라이어로서, 징크 옥토에이트, 징크 나프타네이트, 코발트 옥토에이트, 코발트 나프타네이트, 지르코늄 옥토에이트, 지르코늄 나프타네이트, 디부칠틴디로레이트, 디부틸틴디아세테이트과 같은 금속 에스테르와; 테트라 이소프로필 티타네이트, 테트라 노말부틸 티타네이트 등의 금속 알콕사이드류; 티타늄 아세틸아세토네이트 등의 금속 킬레이팅제 등이 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

상기와 같은 상온경화형 수지 조성물을 이용한 도료는 수지에 매달려 있는 관능기의 작용에 의하여 안료분산성이 뛰어나며 상온에서도 경화가 가능하다. 특히 내후성이 매우 탁월하고 방식성능이 뛰어나며 도료 배합에 따라 1회 도장으로 후막도장이 가능한 장점이 있다. 이러한 특성 때문에 선박이나 철 구조물 등 중방식 분야의 외부도장이나 일반건축분야, 자동차 보수도장 분야 등에 적용 가능하다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다. 아래의 단위 '부'는 '중량부'를 의미한다. 아래의 실시예 및 비교예는 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.

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제조예 2: 아크릴 수지의 제조(성분A-2의 제조)

콘덴서가 부착되어 있고, 질소의 공급 및 교반이 가능한 반응조에 질소를 공급하면서 자일렌 40부와 부틸 아세테이트 10.8부를 넣고 내용물이 환류할 때까지 승온시켰다. 내용물의 온도가 일정하게 유지되면 미리 준비된 스타이렌 28부, 라우릴 메타크릴레이트 50부, 디메칠아미노에칠 메타크릴레이트 15부, 아크릴 산 5부, 아조비스이소부티로니트릴 2부의 혼합용액을 적가장치를 이용하여 4시간 동안 균일하게 적가하였다.
적가가 끝나면 2시간 동안 유지반응시킨 후 자일렌 3부에 터셔리부틸퍼벤조에이트 0.2부의 혼합용액을 10분에 걸쳐 적가한 후 3시간 동안 유지반응시켰다. 적가반응 및 유지반응시 항상 환류상태가 유지될 수 있도록 반응온도를 올렸다.

생성된 중합체의 고형분은 64-66%이며, 수지용액의 점도는 Z4-Z5이고, 수지의 아민가 및 산가는 고형분 기준으로 각각 43-48, 38-42이다.

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비교제조예 1: 아크릴 수지의 제조

콘덴서가 부착되어 있고, 질소의 공급 및 교반이 가능한 반응조에 질소를 공급하면서 자일렌 50.8부를 넣고 내용물이 환류 할 때까지 승온시켰다. 내용물의 온도가 일정하게 유지되면 미리 준비된 스타이렌 30부, 부칠 아크릴레이트 40부, 2-하이드로 에틸 메타크릴레이트 30부, 아조비스이소부티로니트릴 2부의 혼합용액을 적가장치를 이용하여 4시간 동안 규일하게 적가하였다. 적가가 끝나면 2시간 동안 유지반응시킨 후 자일렌 3부에 터셔리부틸퍼벤조에이트 0.2부의 혼합용액을 10분에 걸쳐 적가한 후 3시간 동안 유지반응시켰다. 적가반응 및 유지반응시 항상 환류상태가 유지될 수 있도록 반응온도를 올렸다.

생성된 중합체의 고형분은 64-66%이며, 수지용액 점도는 25℃에서 가드너 버블 점도로 V-W이고 수지의 수산기가 고형분 기준으로 125-135이다.

실시예

상기 제조예 2로부터 얻어진 아크릴 수지를 이용하여 다음과 같은 방법으로 도료를 제조하였다.

먼저 아크릴 수지 80부에 분산제(소야 레시틴) 0.5부와 용제(자일렌) 9부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1000으로 5분간 혼합하였다. 이 혼합물에 평균입도 5마이크론의 충진제(실리카) 20부와 평균입도 1마이크론의 백색안료(티타늄 디옥사이드) 45부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1500으로 도료의 입도가 20마이크론 이하가 될 때까지 계속 교반하였다. 입도가 확인되면 이 혼합물에 아크릴 수지 20부와 아마이드계 증점제 5부, 디부틸틴디로레이트 1부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1500으로 15분간 혼합한 후, 도장시에 아미노 실란(신에츠 제조, KBM603), 에폭시실란(신에츠 제조, KBM403), 이소시아나토실란(신에츠 제조, KBE9007) 및 실리콘 중간체(다우코닝사 제조, DC3074), 메틸트리메톡시실란(신에츠 제조, KBM13)를 사용하였으며, 각각에 대한 배합 및 그 혼합비는 다음 표 1에 기재하였다.

시험시편은 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

150×300×2mm의 철 시편을 샌드브라스트 처리한 후 깨끗한 자일렌 용제로 세척하여 표면의 기름기나 불순물을 제거한 후 건조도막의 두께가 80±10마이크론이 되도록 에어스프레이 방법으로 도장하였다. 도장된 시편은 25℃, 상대습도 50%의 조건에서 10일간 건조시킨 후 도막물성 시험을 진행한다.

비교예

상기 제조예 2 및 비교제조예 1로부터 얻어진 아크릴 수지를 이용하여 다음과 같은 방법으로 도료를 제조하였다.

먼저 아크릴 수지 80부에 소야 레시틴 0.5부와 자일렌 9부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1000으로 5분간 혼합하였다. 이 혼합물에 평균입도 5마이크론의 실리카 20부와 평균입도 1마이크론의 티타늄 디옥사이드 45부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1500으로 도료의 입도가 20마이크론 이하가 될 때까지 계속 교반하였다. 입도가 확인되면 이 혼합물에 아크릴 수지 20부와 아마이드계 증점제 5부, 디부틸틴디로레이트 1부를 넣고 고속교반기를 이용하여 분당회전수 1500으로 15분간 혼합한 후, 도장시에 아민 경화제(에어 프로덕트사 제조 ANCANINE 2320)와 에폭시 당량 190인 디글리시딜비스페놀 A 타입의 에폭시 수지(금강고려화학 제조, R8828), 이소시아네이트(아사히 화성 제조, DURANATE 24A-100)를 사용하였으며, 각각에 대한 배합 및 그 혼합비는 다음 표 1에 기재하였다.

시험시편은 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

150×300×2mm의 철 시편을 샌드브라스트 처리한 후 깨끗한 자일렌 용제로 세척하여 표면의 기름기나 불순물을 제거한 후 건조도막의 두께가 80±10마이크론이 되도록 에어스프레이 방법으로 도장하였다. 도장된 시편은 25℃, 상대습도 50%의 조건에서 10일간 건조시킨 후 도막물성 시험을 진행한다.

다음 표 1은 실시예 및 비교예의 건조 후 도막물성을 나타낸 것이다.

상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 의한 수지 조성물을 포함하는 도료는 상온에서의 경화가 빠르고, 방청성, 내수성 등이 우수하며 특히 내후성이 뛰어남을 확인할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 말단에 2급 또는 3급 아민을 갖는 아크릴 단량체와 산을 갖는 아크릴 단량체의 관능성 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 제조된 아크릴 수지와 경화제로서 메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체 및 일 말단에는 아크릴 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기를 갖고 다른 말단에 알콕시기를 갖는 실란 커플링제를 포함하는 수지 조성물은 상온에서의 경화속도가 빠르며 방청성, 내수성 등이 우수하며 특히 내후성이 뛰어나 선박이나 철 구조물 등 중방식 분야의 외부도장이나 일반 건축분야, 자동차 보수도장 분야 등의 도료에 적용이 가능하다.

Claims (4)

1. (정정) (A)말단에 2급 또는 3급 아민기를 갖는 아크릴 단량체와 말단에 산을 갖는 아크릴 단량체 및 이와 공중합 가능한 비닐계 단량체를 반응시켜 제조된 아크릴 수지 20∼90중량%;

   (B)메톡시 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 하기 화학식 1 구조의 실리콘 중간체 5∼60중량%; 및

   화학식1

   

   상기 식에서, R₁은 수소기, 알킬기, 알릴기이며, R₂는 하이드록시기, 알킬기, 알릴기 또는 알콕시기이며, n은 실리콘 중간체의 수평균분자량이 500-5000이 되는 범위에서 정해진다.

   (C)일 말단에 상기 (A)아크릴 수지의 관능기와 반응 가능한 관능기를 갖고 다른 말단에는 알콕시기를 갖는 실란 커플링제 5∼30중량%를 포함하는 상온경화형 수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, (B)메톡시기 또는 실라놀기를 반응기로 갖는 실리콘 중간체와 더불어 다음 화학식 2로 표시되는 오가노실란 화합물을 포함함을 특징으로 하는 상온경화형 수지 조성물.

   화학식2

   R_aSiX_4-a

   상기 식에서, R은 수소, 메틸, 페닐 또는 탄소수 6이하의 유기기이며, X는 염소 또는 탄소수 6이하의 알콕시기이고, a는 0∼3의정수이다.
3. (삭제)
4. 제 1 항에 따른 상온경화형 수지조성물을 포함하는 상온경화형 도료.