KR20130083296A - 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제로 이루어진 수성 박리제 조성물은 무기재료의 표면에서 우수한 이형성, 내열성 및 방청성을 나타내며, 이러한 수성 박리제 조성물의 제조방법은 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제를 혼합하는 혼합물제조단계, 전술한 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 교반 및 가열하는 교반가열단계, 전술한 교반가열단계를 거친 혼합물을 중합하는 중합반응단계 및 전술한 중합반응단계를 거친 중합물을 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단량체제거단계로 이루어진다.

Description

내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법{AQUEOUS STRIPPING COMPOSITION HAVING IMPROVED HEAT-RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기재료의 표면에서 우수한 이형성, 내열성 및 방청성을 나타내는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기재료의 표면에서 우수한 이형성, 내열성 및 방청성을 나타내는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
박리제는 종이나 플라스틱 필름의 표면에 분리성이 뛰어난 실리콘 피막을 경화 형성시킨 분리형 시트를 박리지 또는 세퍼레이터(Separater)라 부르고 이러한 박리지 등에 사용되는 실리콘 조성물을 박리제라 한다.
박리제는 점차적으로 가공제품 등에 사용되는 빈도수가 증가하고 있으며, 대표적인 성분으로 실리콘 박리제가 있다. 실리콘 박리제는 실리콘 자체가 지니는 이형성, 발수성, 내한성, 내열성, 내습성, 화학적 안정성 등의 우수한 물성들 때문에 여러 피착 재질에 강한 잔류접착성, 윤활성을 가지고 있어, 라벨용, 점착테이프, 식품 포장 등의 그 산업적 용도가 매우 넓다.
전술한 것처럼 다양한 박리제 중에 금속이나 세라믹 제품과 같은 무기재료의 표면 보호용으로 사용되고 있는 박리제는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은 유기물질을 주성분으로 하는 고분자 필름 또는 합성 고무류와 같은 성분에 실리콘오일이나 왁스류 등의 이형제를 함유하여 이루어지는데, 이러한 성분으로 이루어진 종래에 박리제는 50℃ 이상의 고온에서는 연화되거나 용융되어 무기재료의 표면에 달라붙어 박리가 용이하게 이루어지지 않아 무기재료의 표면을 오염시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 500 내지 600℃의 고온에서도 박리성이 저하되지 않는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 방청효과를 나타내는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수성을 나타내어 무기재료의 표면으로부터 박리된 후에 재활용이 가능하기 때문에, 친환경적이며 비용절감효과가 우수한 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 발람직한 특징에 따르면, 상기 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 실리카 분말 100 중량부에 콜로이달 실리카 90 내지 110 중량부, 수산화알루미늄 40 내지 60 중량부, 수산화마그네슘 40 내지 60 중량부, 바인더 30 내지 40 중량부 및 가교제 8 내지 12 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바인더는 아크릴로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 가교제는 메틸실란 및 불화실란으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물에는 촉매 1 내지 3 중량부가 더 첨가되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 촉매는 테트라부틸티타네이트인 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제를 혼합하는 혼합물제조단계, 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 교반 및 가열하는 교반가열단계, 상기 교반가열단계를 거친 혼합물을 중합하는 중합반응단계 및 상기 중합반응단계를 거친 중합물을 냉각한 후에, 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단량체제거단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 혼합물제조단계와 상기 교반가열단계 사이에는 촉매인 테트라부틸티타네이트를 첨가하는 촉매첨가단계가 더 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 교반가열단계는 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 600 내지 1000rpm의 속도로 교반하고, 90 내지 110℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 단량체제거단계는 상기 중합반응단계를 거친 중합물을 50 내지 60℃로 냉각한 후에, 750mmHg 이상으로 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 500 내지 600℃의 고온에서도 박리성이 저하되지 않는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 우수한 방청효과를 나타내며, 수성이기 때문에 무기재료의 표면으로부터 박리된 후에 재활용이 가능하여 친환경적이며 탁월한 비용절감효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제로 이루어지며, 실리카 분말 100 중량부에 콜로이달 실리카 90 내지 110 중량부, 수산화알루미늄 40 내지 60 중량부, 수산화마그네슘 40 내지 60 중량부, 바인더 30 내지 40 중량부 및 가교제 8 내지 12 중량부를 혼합하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
전술한 실리카분말 및 콜로이달(Colloidal) 실리카는 평균입자크기가 100 마이크론 이하인 것이 바람직하며, 이러한 평균입자크기를 나타내는 실리카분말 및 콜로이달 실리카는 밀링장치를 이용하여 분쇄되며, 전술한 평균입자크기를 갖는 분쇄된 실리카분말 및 콜로이달 실리카는 분산성이 향상되어 균질화된 수성 박리제 조성물로 제조되며, 이러한 성분이 함유된 수성 박리제 조성물은 방청성이 우수할 뿐만 아니라, 내열성이 향상된다.
전술한 수산화알루미늄{Al2O4(OH)2} 및 수산화마그네슘은 {Mg3O4(OH)2} 본 발명에 따른 수성 박리제 조성물의 내열성을 향상시키는 역학을 하며, 전술한 가교제를 통해 전술한 바인더와의 가교결합을 통해 내열성 및 기계적 물성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제공하는 역할을 한다.
전술한 바인더는 아크릴로 이루어지며, 전술한 실리카분말 및 콜로이달 분말을 결속시켜줄 뿐만 아니라, 아크릴이 갖는 우수한 내스크레치성 및 내화학성으로 인해 내스크레치성과 같은 기계적 물성과 내화학성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제공하는 역할을 한다.
전술한 가교제는 메틸실란(Methylsilane) 및 불화실란(Fluorosilane)으로 이루어지며, 메틸실란 4 내지 6 중량부 및 불화실란 4 내지 6 중량부로 이루어지는데, 이러한 성분으로 이루어진 가교제는 전술한 바인더와 전술한 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 가교시켜, 기계적 물성 및 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제공하는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물에는 수성 박리제 조성물에 함유되는 실리카 분말 100 중량부 대비 촉매 1 내지 3 중량부가 더 첨가될 수도 있는데, 이때, 전술한 촉매는 테트라부틸티타네이트로 이루어지며, 전술한 가교시간을 단축시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법은 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제를 혼합하는 혼합물제조단계(S101), 전술한 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 교반 및 가열하는 교반가열단계(S103), 전술한 교반가열단계(S103)를 거친 혼합물을 중합하는 중합반응단계(S105) 및 전술한 중합반응단계(S105)를 거친 중합물을 냉각한 후에, 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단량체제거단계(S107)로 이루어진다.
전술한 혼합물제조단계(S101)는 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제를 혼합하는 단계로, 실리카 분말 100 중량부 대비 콜로이달 실리카 90 내지 110 중량부, 수산화알루미늄 40 내지 60 중량부, 수산화마그네슘 40 내지 60 중량부, 바인더 30 내지 40 중량부 및 가교제 8 내지 12 중량부를 교반장치가 구비된 반응기에 투입하여 혼합물을 제조하는 단계다.
이때, 전술한 혼합물을 구성하는 성분의 역할은 전술한 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물에 사용된 성분과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 교반가열단계(S103)는 전술한 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 교반 및 가열하는 단계로, 전술한 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 혼합물을 반응기에 구비된 교반장치를 이용하여 600 내지 1000rpm의 속도로 교반하고, 90 내지 110℃의 온도로 가열하는 단계다.
이러한 교반가열단계(S103)를 통해 전술한 혼합물제조단계(S101)에서 반응기에 투입된 혼합물이 균질화되고, 전술한 온도로 가열된 혼합물은 가교반응을 진행하기 위한 상태로 전환된다.
전술한 중합반응단계(S105)는 전술한 교반가열단계(S103)를 거친 혼합물을 중합하는 단계로, 전술한 교반가열단계(S103)를 거쳐 90 내지 100℃이 온도로 가열된 혼합물에 함유된 가교제로 인해 중합과정이 6 내지 12시간 동안 진행되는데, 이러한 중합과정을 통해 전술한 가교제, 전술한 바인더, 전술한 수산화나트륨 및 전술한 수산화마그네슘간의 가교 반응이 진행되어 분자량이 향상된 중합물이 제조되며, 분자량이 향상된 중합물은 우수한 내열성 및 기계적 물성을 나타낸다.
전술한 단량체제거단계(S107)는 전술한 중합반응단계(S105)를 거친 중합물을 냉각한 후에, 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단계로, 전술한 중합반응단계(S105)를 거친 중합물을 50 내지 60℃로 냉각한 후에, 750mmHg 이상으로 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단계다.
이러한 단량체제거단계(S107)를 통해 미반응 단량체가 제거된 중합물은 내열성 및 기계적 물성이 더욱 향상되어, 180 내지 220℃에서도 열화되지 않고, 기계적 물성이 우수하여 박리성이 저하되지 않는다.
또한, 전술한 혼합물제조단계(S101)와 전술한 교반가열단계(S103) 사이에는 촉매인 테트라부틸티타네이트를 첨가하는 촉매첨가단계(S102)가 더 이루어질 수도 있는데, 전술한 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 혼합물에 함유된 실리카 분말 100 중량부 대비 1 내지 3 중량부의 촉매가 더 첨가되며, 이러한 촉매첨가단계(S102)를 통해 첨가된 촉매는 전술한 가교제의 활성을 더욱 촉진하여, 전술한 중합반응단계(S105)에서 진행되는 중합과정의 시간을 단축시키기 때문에, 본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 생산성을 향상시킨다.
이때, 상기 촉매는 테트라부틸티타네이트로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 혼합물제조단계(S101), 교반가열단계(S103), 중합반응단계(S105) 및 단량체제거단계(S107)를 거치면 180 내지 220℃의 고온에서도 박리성이 저하되지 않아 우수한 내열성을 나타내며, 우수한 방청효과를 나타내고, 수성이기 때문에 무기재료의 표면으로부터 박리된 후에는 재활용이 가능하여 친환경적인 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물이 제공된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 내열성 및 방청효과를 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
실리카 분말 100 중량부, 콜로이달 실리카 100 중량부, 수산화알루미늄 50 중량부, 수산화마그네슘 50 중량부, 아크릴 바인더 35 중량부 및 메틸실란과 불화실란으로 이루어진 가교제 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 800rpm의 속도로 교반하면서 100℃의 온도로 가열하여 중합물을 제조하고, 중합물을 55℃로 냉각하고, 750mmHg 이상으로 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하여 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
전술한 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 혼합물에 촉매인 테트라부틸티타네이트 2 중량부를 더 첨가하여 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
조광페인트에서 생산중인 유성 타입의 박리제 조성물(스트리퍼블).
<비교예 2>
현대페인트에서 생산중인 박리제 조성물(HD-리무버#100).
<비교예 3>
General Chemical Corporation사의 박리제 조성물{스트리퍼블(HighTemp-coating-4880)}.
전술한 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물과 비교예 1 내지 3의 박리제 조성물의 내열성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 내열성은 상기 실시예 및 비교예의 박리제 조성물을 철판 시편에 도포하고 2시간 경과 후에 가열건조형 멜라민 아크릴계 도료를 박리제 조성물이 도포된 철판에 도포하고 200℃ 내지 600℃의 온도로 3시간 동안 열풍건조한 후에 박리성 여부를 측정하였다.)
<표 1>
Figure pat00001
위에 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 600℃의 온도에서도 용융되거나 탄화되지 않고 박리성이 유지되는 것을 알 수 있다.
전술한 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물과 비교예 1 내지 3의 박리제 조성물의 방청성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 방청성은 상기 실기예 및 비교예의 박리제 조성물을 철판 시편에 도포하고 염수분무시험인 KS D9502으로 100시간 동안 철판 시편의 발청여부로 나타내었다.)
<표 2>
Figure pat00002
위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 우수한 방청성을 나타내는 것을 알 수 있다.
S101 ; 혼합물제조단계
S102 ; 촉매첨가단계
S103 ; 교반가열단계
S105 ; 중합반응단계
S107 ; 단량체제거단계

Claims (10)

  1. 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물은 실리카 분말 100 중량부에 콜로이달 실리카 90 내지 110 중량부, 수산화알루미늄 40 내지 60 중량부, 수산화마그네슘 40 내지 60 중량부, 바인더 30 내지 40 중량부 및 가교제 8 내지 12 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 바인더는 아크릴로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 가교제는 메틸실란 및 불화실란으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물에는 촉매 1 내지 3 중량부가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 촉매는 테트라부틸티타네이트인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물.
  7. 실리카 분말, 콜로이달 실리카, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 바인더 및 가교제를 혼합하는 혼합물제조단계;
    상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 교반 및 가열하는 교반가열단계;
    상기 교반가열단계를 거친 혼합물을 중합하는 중합반응단계; 및
    상기 중합반응단계를 거친 중합물을 냉각한 후에, 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하는 단량체제거단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 혼합물제조단계와 상기 교반가열단계 사이에는 촉매인 테트라부틸티타네이트를 첨가하는 촉매첨가단계가 더 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 교반가열단계는 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 600 내지 1000rpm의 속도로 교반하고, 90 내지 110℃의 온도로 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 단량체제거단계는 상기 중합반응단계를 거친 중합물을 50 내지 60℃로 냉각한 후에, 750mmHg 이상으로 진공감압하여 중합물에 함유된 미반응단량체를 제거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 수성 박리제 조성물의 제조방법.
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