KR100912257B1 - 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 금속용 페인트 첨가제 조성물은 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하고, 금속용 페인트 조성물은 페인트 주제 100중량부에, 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부, 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

금속용, 아연도금, 페인트, 첨가제, 방식, 몽고토

Description

페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법{Additive Composition for Paint and Paint Composition for metal using thereof and Method for producing the paint composition}

본 발명은 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아크릴 에멀젼과 폴리우레탄 수지를 중합시켜 접착력 및 접착강도가 우수하고, 방식성이 뛰어난 금속용 페인트 첨가제 조성물 및 이를 세라믹 분말과 함께 페인트 주제에 첨가한 1액형의 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

철은 성형성이 우수하고, 가격이 상대적으로 저렴할 뿐 아니라 적절한 강성을 가졌기 때문에 금속 중에서 가장 널리 사용되고 있는 금속이나 그 표면이 대기 또는 수분 중에 노출되는 경우 쉽게 녹이 발생한다는 문제가 있다.

그래서 이러한 철 표면의 녹 즉, 부식을 방지하기 위하여 사용되는 방법으로는 금속 표면에 다른 금속 또는 합금의 얇은 층을 입히는 도금법 및 금속 표면에 도료층을 피복시키는 도장법이 각각 또는 함께 사용되고 있다. 상기와 같은 도금법은 상대적으로 비용이 적게 드는 아연 도금법이 가장 널리 사용되고 있고, 도장법 은 보통의 경우 금속의 표면에 광명단 등으로 1차 도포를 한 후 색상표현, 미려한 외관 및 표면 보호를 위하여 페인트층 및 투명한 피복층을 순차적으로 피복하여 이루어진다.

최근에는 상기 도금법 및 도장법이 함께 사용되는 추세이고, 이에 따라 산업현장에 사용되는 각종 금속 재료, 특히 금속 가스 파이프는 제조단계에서 아연 도금이 실시되고, 산업현장에서는 광명단과 에나멜 페인트의 2중 도포를 통하여 금속 재료의 부식방지를 위한 2단계의 조치를 취하고 있는 실정이다.

하지만, 이러한 방식은 각기 다른 종류의 도료를 여러 번 덧칠해야 하는 작업상의 불편함과 희석제로 신나를 사용함에 따라 인체에 해로운 영향을 미치는 점 등이 지적되고 있다. 또한, 광명단의 경우에는 중금속이나 그외 인체에 해로운 성분을 다량 포함하고 있어 점차 그 사용을 줄이고 이를 대체하는 고기능의 페인트 첨가제 및 페인트 제품이 요구되고 있다.

더불어 근래에는 부식방지를 위한 페인트로서 종래의 광명단과 에나멜 페인트의 성능을 그대로 발휘하면서 2종의 페인트를 1종의 페인트로 대체하여 작업성이 편리하고, 희석제로 신나가 아닌 물을 이용할 수 있는 고기능의 페인트 첨가제 및 페인트 제품이 요구되고 있는 추세이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유해물질이 배출되지 않으면서도, 1종의 페인트로 부식방지 기능 및 미려한 외관을 위한 도장기능을 동시에 발휘할 수 있는 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 제공하면서 물에 쉽게 희석되어 작업성을 향상시킬 수 있는 수용성을 갖는 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 페인트 첨가제 조성물은 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 혼합하여, pH가 7.5 ~ 9.5이고, 점도는 최대 35mPa·s이며, 비중이 1.26 ~ 1.34인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 아크릴 에멀젼은 pH가 8.0 ~ 9.0이고, 점도는 최대 30mPa·s이며, 비중이 1.25 ~ 1.33인 것을 특징으로 하고, 상기 폴리 우레탄 수지는 pH가 7.5 ~ 8.5이고, 점도는 최대 40mPa·s이며, 비중이 1.29 ~ 1.35인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 첨가제 주제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 7:3의 중량 비로 혼합하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 페인트 조성물은 페인트 주제 100중량부에 대하여 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부, 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 포함한다.

이때 상기 페인트 첨가제와 세라믹 고형분은 6 : 4의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 페인트 첨가제에는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지가 혼합된 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부가 더 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.1 ~ 0.3 중량부 또는 레벨링제 0.01 ~ 0.1 중량부 중 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 세라믹 고형분은 몽고토 분말인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 몽고토 분말은 실리콘옥사이드(SiO₂) 상과 카올리나이트(Al₂Si₂O₅) 상이 혼합되어 이루어지는 세라믹 분말인 것을 특징으로

또한, 상기 세라믹 고형분은 몽고토 분말에 이산화티탄니움이 포함되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 희석제 1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 희석제는 물인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 페인트 조성물 제조방법은 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합하고 교반한 다음, 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 첨가하고 교반하여 중합반응된 페인트 첨가제를 생성하는 단계와; 페인트 주제 100 중량부에 상기 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부 및 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 혼합하고 교반하여 페인트 조성물을 생성하는 단계를 포함한다.

상기 페인트 첨가제를 생성하는 단계는 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부를 더 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 한다.

상기 페인트 조성물을 생성하는 단계는 상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.1 ~ 0.3 중량부 또는 레벨링제 0.01 ~ 0.1 중량부 중 선택되는 적어도 어느 하나를 더 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페인트 조성물을 생성하는 단계 후에는 상기 페인트 조성물에 페인트 조성물 100중량부 대하여 물 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 희석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면 아크릴 에멀젼에 방식기능을 가진 폴리 우레탄 수지를 중합하여 금속용 페인트 첨가제를 제조하고, 이를 페인트 주제에 혼합하여 1액형의 수용성 페인트 조성물을 제조하여 사용함으로써, 종래의 광명단 및 에나멜 페인트 도포와 같이 두 번의 작업으로 이루어지던 금속 표면의 도포를 한 번의 작업으로 완료할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 이렇게 작업을 한번에 완료를 하면서도 방식성능을 비롯한 각종 물성을 유지 및 향상시키는 동시에 작업성을 향상시키고, 광명단이 포함하고 있던 유해물질로부터 작업자를 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 가격이 싸고 윤활성이 우수한 몽고토 분말을 고형분으로 사용함에 따라 페인트의 제조 및 도포시 고형분의 분산능력 및 작업성을 향상시키고, 원료비 및 시공시간의 절감을 도모할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 현재 배관시공 및 관련 시공 현장에서 작업자의 안전을 보장하고, 간단한 공정과 작업의 편리성을 제공하여 광명단과 에나멜 페인트를 덧칠하는 복잡한 시공방식을 대체할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 페인트 첨가제 조성물을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 금속용 페인트 첨가제 조성물은 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 혼합하여 이루어진다.

상기 아크릴 에멀젼은 아크릴 모노머를 중합반응시켜 생성되는 고분자의 총징으로 점성을 갖는 유백색의 액체로서, 페인트 주제와 고형분의 바인더 역할을 한다.

본 발명에 사용되는 아크릴 에멀젼의 성상을 아래의 표 1에 나타내었다.

구 분	특 성
고형분(%)	50 ~ 51
pH	8.0 ~ 9.0
점도(mPa·s)	〈 30 mPa·s
최소필름 형성온도(℃)	1℃
비중(20℃)	1.25 ~ 1.33
외관	유백색 액체

상기 폴리 우레탄 수지는 우레탄결합으로 결합되어 있는 고분자 화합물의 총칭으로서, 상기 아크릴 에멀젼과 중합반응하여 페인트 조성물에 내부식성, 내마모성, 내오존성 등을 부여하는 역할을 한다.

본 발명에 사용되는 폴리 우레탄 수지의 성상을 아래의 표 2에 나타내었다.

구 분	특 성
고형분(%)	55 ~ 57
pH	7.5 ~ 8.5
점도(mPa·s)	〈 40 mPa·s
최소필름 형성온도(℃)	5℃
비중(20℃)	1.29 ~ 1.35
외관	유백색 액체

상기 첨가제 주제는 본 발명에 따른 페인트 첨가제의 기지 조직(matrix)을 이루는 것으로서, 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 중합반응시켜 제조된다.

상기 첨가제 주제는 후술되는 페인트 조성물에 고형분으로서 세라믹 분말이 혼합될 때 바람직한 점도, 접착성 및 퍼짐성 등을 유지하기 위하여 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지가 바람직한 중량비로 혼합되어야 한다.

하기의 표 3은 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지의 혼합비율별 물성을 나타내는 것으로서, 표 3에서 퍼짐성은 혼합된 첨가제 주제 2cc를 자유적화시킨 후 그 퍼지는 길이를 측정하였다.

아크릴 에멀젼 : 폴리우레탄수지	점도(mPa·s)	접착성	퍼짐성(cm)
90 : 10	33	양호	≒ 4.9
70 : 30	33	양호	≒ 4.4
50 : 50	35	양호	≒ 4.1
30 : 70	36	양호	≒ 3.7
10 : 90	38	양호	≒ 3.2

표 3에서 알 수 있듯이 혼합된 첨가제 주제는 아크릴 에멀젼에 혼합되는 폴리 우레탄 수지의 함량이 증가할수록 점도가 상승하는 반면에, 퍼짐성이 둔화되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 페인트 첨가제가 페인트 조성물에 혼합되어 최적의 효과를 내는 점도 35mPa·s 이하를 유지하기 위해서는 아크릴 에멀젼과 폴리우레탄수지를 9:1 내지 1:1의 중량비 범위 내에서 혼합하는 것이 좋고, 바람직하게는 7 : 3의 중량비로 혼합한다. 또한, 상기 범위 내에서 접착성 및 퍼짐성이 양호한 것을 확인할 수 있다.

그리고, 상기 아크릴 에멀젼 및 폴리 우레탄 수지가 혼합한 첨가제 주제에는 첨가제 주제 100중량부에 대하여 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부가 혼합된다.

상기 계면활성제는 상기 첨가제 주제가 물에 잘 분산되도록 하는 역할을 하는데, 만약 계면활성제의 함량이 0.5 중량부를 초과하는 경우에는 입자 감소 효과가 미미하고, 0.1 중량부 미만으로 첨가되는 경우에는 입자의 크기가 오히려 더 커지게 되는 문제점이 발생된다.

그리고, 상기 중합개시제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지의 중합반응을 개시하는 역할을 하는데, 0.001 ~ 0.5 중량부의 범위를 벗어나는 경우에는 중합반응의 반응성 면에서 바람직하지 못한 결과를 초래한다.

하기의 표 4는 본 발명에 따른 페인트 첨가제의 성상을 나타내는 표로서, 페인트 첨가제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 7 : 3 중량비로 혼합한 첨가제 주제 100중량부에 대하여 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 혼합한 다음 중합반응시켜 제조한 것을 조사하였다.

구 분	특 성
고형분(%)	52 ~ 54
pH	7.5 ~ 9.0
점도(mPa·s)	〈 35 mPa·s
최소필름 형성온도(℃)	1℃
비중(20℃)	1.26 ~ 1.34
외관	유백색 액체

상기 표 4에서 나타난 바와 같은 특성을 갖는 페인트 첨가제는 후술되는 페인트 조성물에 포함되어 페인트 조성물이 최적의 효과를 얻을 수 있도록 한다. 상기의 성상은 폴리 우레탄 수지를 사용함으로써 폴리 우레탄 수지가 경화되었을 때 방식성을 갖는 동시에 유연성을 가질 수 있는 최적의 조건이다.

한편, 본 발명에 따른 페인트 조성물은 페인트 주제 100중량부에, 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부, 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 포함하여 이루어진다.

상기 페인트 주제는 통상적으로 사용되는 수용성 페인트로서, 작업자가 원하는 색상을 갖는 수용성 페인트를 의미한다.

상기 페인트 첨가제는 전술된 본 발명에 따른 페인트 첨가제로서, 본 발명에 사용되는 세라믹 고형분과 최적의 조합비를 이루어 페인트 조성물이 바람직한 물성을 갖도록 한다. 이때 상기 페인트 첨가제는 상기 페인트 조성물의 중량 100중량부에 대하여 50 ~ 70 중량부를 혼합하고, 바람직하게는 60중량부를 혼합한다.

상기 세라믹 고형분은 페인트의 점도, 퍼짐성 및 은폐율 등과 같은 물성을 향상시키기 위하여 페인트 조성물에 포함되는 것으로서, 윤활성이 뛰어나고, 도포시에 퍼짐성을 향상시키며, 건조 후 은폐율을 보장할 수 있는 분말이 사용된다. 본 발명에서는 세라믹 고형분으로 몽고토 분말을 사용하였다.

상기 몽고토 분말은 실리콘옥사이드(SiO₂)와 카올리나이트(Kaolinite; Al₂Si₂O₅)를 주성분으로 하는 세라믹 분말로서, 몽고토는 자원이 풍부하고 가격이 저렴하여 구입이 용이하고, 분말의 윤활성이 뛰어나 유기바인더 내에서 고형분의 분산을 용이하게 촉진하며, 퍼짐성이 뛰어나 분말의 함량(페인트 내 고형분의 함량)을 늘려도 도포시에 부드럽고 자연스러운 도포작업(붓칠 또는 스프레이)이 가능하고, 평활도 및 은폐율도 뛰어나며, 유해물질을 포함하고 있지 않다. 이러한 몽고토 분말은 대략 산소(O) 50중량%, 알루미늄(Al) 14중량%, 실리콘(Si) 36중량%로 이루어지는 광물로서, 상기의 3가지 성분들이 모여서 두 개의 상을 형성하는데, 하나는 실리콘옥사이드(SiO₂) 상이고, 나머지 하나는 카올리나이트(Al₂Si₂O₅) 상이다. 상기 두 개의 상이 서로 혼합되어 몽고토 분말을 이루는 것이다.

도 1은 본 발명에 사용되는 몽고토 분말의 미세구조를 보여주는 사진이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 몽고토 분말의 X선회절분석패턴을 보여주는 사진이다.

도 1에서 알 수 있듯이 본 발명에서는 약 2 ~ 15㎛크기를 갖는 몽고토 분말이 사용된다. 그리고, 도 2에서 알 수 있듯이 몽고토 분말은 SiO₂와 카올리나이트(Kaolinite)가 주요 결정상으로 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.

한편, 제조된 페인트 첨가제에 고형성분인 몽고토 분말을 첨가하여 그 첨가량에 따른 페인트의 점도 및 물성변화를 알아보았고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 이때 상기 페인트 첨가제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지의 비율을 7 : 3의 중량비 혼합하였고, 몽고토 분말은 입도의 크기가 2 ~ 15㎛인 것을 사용하였다.

페인트용제:몽고토분말 (wt%)	점도 (mPa·s)	퍼짐성 (cm, 2cc자유적하)	은폐율 (%, 건조후)
9 : 1	159	≒3.4	19
8 : 2	213	≒3.1	22
7 : 3	580	≒2.9	51
6 : 4	710	≒2.4	83
5 : 5	1320	≒1.9	91

표 5에서 알 수 있듯이, 페인트 첨가제의 양에 대하여 몽고토 분말의 첨가량이 증가함에 따라 점도가 증가되었고, 퍼짐성은 낮아졌으며, 은폐율은 높아졌다.

일반적으로 금속의 도포에 사용되는 페인트는 점도가 약 700 ~ 750 mPa·s 정도를 유지하는 것이 작업성 면에서 양호하기 때문에, 본 발명에서도 페인트의 최종 점도를 650 ~ 800 mPa·s로 조정하기 위하여 고형분(몽고토 분말)의 함량을 조절하였다. 그 결과는 표 5에서도 알 수 있듯이, 페인트 첨가제와 몽고토분말의 6 : 4의 중량비로 혼합되는 것이 점도면에서 적합하였다.

그리고, 본 발명에서는 은폐력, 접착강도 및 백색도 향상을 위하여 보조재료로서 이산화티탄니움을 페인트 조성물에 첨가하여 물성 향상을 도모하였다.

상기 이산화티탄니움(TiO₂)은 백색을 띠는 분말로서 점도상승에 따른 작업성을 조절하고, 페인트의 백색도를 증가시키며, 빛의 반사에 의한 은폐율을 증가시키는 역할을 한다. 하지만, 가격이 몽고토 분말보다 비싸다는 단점이 있다. 이러한 이산화티탄니움은 페인트 첨가제와 혼합되는 고형분인 몽고토 분말의 일부를 대체하여 은폐율을 더욱 향상시킨다. 그래서, 이산화티탄니움의 함량은 페인트 조성물의 최종 가격대에 맞추어 적절한 양만큼 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 이산화티탄니움은 하기의 표 6과 같은 성상을 갖는다.

구분	비중(25℃)	%Min. TiO2	pH	분말크기(㎛)	Bulk value(L/kg)
TiO2	4.0	91	8.1	평균 40	0.250

페인트 첨가제, 몽고토 분말 및 이산화티탄니움의 함량에 따른 점도 및 물성변화를 하기의 표 7에 나타내었다. 이때 상기 페인트 첨가제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지의 비율을 7 : 3의 중량비 혼합하였고, 몽고토 분말은 입도의 크기가 2 ~ 15㎛인 것을 사용하였으며, 이산화티탄니움은 입도의 크기가 평균 40㎛인 것을 사용하였다.

페인트용제:몽고토분말:TiO2 (wt%)	점도 (mPa·s)	은폐율 (%, 건조후)
7 : 2 : 1	512	72
7 : 2.5 : 0.5	533	81
6 : 3 : 1	611	93
6 : 2 : 2	587	94

표 7에서 알 수 있듯이,이산화티탄니움의 함량이 증가하고, 몽고토 분말의 함량이 줄어들수록 은폐율이 상승하였고, 점도가 다소 떨어지는 현상을 보였다.

한편, 페인트 첨가제와 고형분의 혼합을 위한 교반시에 발생되는 기포에 의해서 핀홀현상(분화구형상의 표면결함)이 발생되고, 핀홀현상때문에 은폐율이 98% 이상이 되지 못하였다. 이러한 기포는 접착강도에도 영향을 미치기 때문에 교반시에 기포를 제거하여야 한다.

따라서, 본 발명에서는 페인트 조성물의 혼합시 교반과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위하여 페인트의 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 소포제를 첨가하고, 바람직하게는 소포제의 함량이 페인트 조성물 100중량부에 대해서 0.1 ~ 0.3 중량부를 벗어나지 않는 범위에서 첨가한다. 상기 소포제의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 기포제거 효과를 보기가 어렵고, 0.3 중량부를 초과하는 경우에는 핀홀현상과는 반대로 움푹 파인 오목홈 형상의 결함이 발생된다.

또한, 본 발명에서는 페인트 조성물의 평활도 향상 및 점도를 조절하여 페인트 도포시 페인트 조성물이 흘러내리는 현상을 방지하지 위하여 레벨링제를 첨가한다. 이러한 레벨링제는 도포면이 굴곡 없이 평탄하게 형성되도록 하여 시각적으로 미려한 외관을 보여주는 효과도 향상시킨다. 상기 레벨링제는 페인트 조성물 100중량부에 대해서 0.01 ~ 0.1 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 레벨링제의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 레벨링제의 효과를 보기가 어렵고, 0.1 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 급격히 상승하여 붓칠이나 스프레이 작업이 불가능하게 되며, 붓칠 시 붓자국이 그대로 남게 되며, 코팅제의 도막이 너무 두꺼워 지는 문제점이 야기된다.

그리고, 본 발명에 따른 페인트 조성물은 점도가 높다거나, 작업의 편의를 위하여 희석이 필요할 때에는 물로서 희석을 한다. 이때 희석제인 물의 양은 페인트 조성물 100중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부를 희석하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때 물의 양이 1 중량부 미만이면 물의 첨가에 따른 효과를 기대하기 어렵고, 5 중량부를 초과하며 은폐율이 현저히 감소하게 되고, 도포시에 흘러내리는 현상을 보이는 등 페인트 특성의 물성이 저하되는 현상이 일어난다.

전술된 페인트 조성물의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 페인트 조성물의 제조방법은 페인트 첨가제를 생성하는 단계와, 상기 페인트 첨가제를 이용하여 페인트 조성물을 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기에서 생성된 페인트 조성물에 희석제인 물을 첨가하여 페인트 조성물을 희석시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

먼저, 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합하고 교반한 다음, 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 첨가하고 교반하여 중합반응시킴에 따라 페인트 첨가제를 생성한다. 이때 상기 페인트 첨가제에는 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부를 더 첨가하여 교반할 수 있다.

그리고, 작업자가 원하는 색상을 갖는 수성용 페인트 주제를 준비하고, 준비된 수성용 페인트 주제 100중량부에 대하여 상기 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부 및 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 혼합하고 교반기에서 충분히 교반하여 페인트 조성물을 생성한다.

이때 상기 페인트 조성물에는 상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.1 ~ 0.3 중량부 또는/및 레벨링제 0.01 ~ 0.1 중량부를 더 첨가하여 교반할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고, 그에 따라 제조되는 금속용 페인트 조성물의 물성을 조사한다.

페인트 첨가제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 7 : 3의 중량비로 혼합한 다음, 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지의 혼합물 100중량부에 계면활성제 0.1 중량부 및 중합개시제 0.1 중량부를 첨가하고 중합시켜 제조하였다.

그리고, 페인트 주제를 준비한 다음, 상기 페인트 주제 100중량부에 대하여 페인트 첨가제 60중량부, 몽고토 분말 30중량부 및 이산화티탄니움 10중량부를 혼합하고, 이렇게 혼합된 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.2중량부 및 레벨링제 0.05중량부를 첨가하여 충분히 교반하였다.

그런 다음, 교반된 페인트 조성물 100중량부에 대하여 희석제로 물 3 중량부를 혼합하고 교반하여 작업성이 좋은 페인트 조성물을 제조하였으며, 제조된 페인트 조성물을 가지고 아연이 도금된 금속 파이프에 도포한 다음 충분히 건조하였다. 이에 따라 아연도금 금속 파이프용 페인트가 갖추어야 할 항목에 대하여 테스트를 실시하였으며, 그 결과를 아래의 표 8에 나타내었다.

접착강도 Cross cut(1.5mm)	방식	크랙유무	작업성	은폐력
100/100	부식없음 (용제인 물에 30일 동안 침전)	없음 (육안 관찰)	스프레이 및 롤러 작업 모두 양호	99%

표 8에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 금속용 페인트 조성물은 금속용 페인트 조성물이 갖추어야 하는 접착강도, 방식효능, 크랙생성 유무, 작업서 및 은폐력 모두 양호한 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 금속용 페인트 첨가제 조성물과 이를 이용한 금속용 페인트 조성물 및 그 제조방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 사용되는 몽고토 분말의 미세구조를 보여주는 사진이고,

도 2는 본 발명에 사용되는 몽고토 분말의 X선회절분석패턴을 보여주는 사진이다.

Claims (17)

1. 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 혼합하여,

   pH가 7.5 ~ 9.5이고, 점도는 최대 35mPa·s이며, 비중이 1.26 ~ 1.34인 것을 특징으로 하는 페인트 첨가제 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 아크릴 에멀젼은 pH가 8.0 ~ 9.0이고, 점도는 최대 30mPa·s이며, 비중이 1.25 ~ 1.33인 것을 특징으로 하는 페인트 첨가제 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 폴리 우레탄 수지는 pH가 7.5 ~ 8.5이고, 점도는 최대 40mPa·s이며, 비중이 1.29 ~ 1.35인 것을 특징으로 하는 페인트 첨가제 조성물.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 첨가제 주제는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 7:3의 중량비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 페인트 첨가제 조성물.
5. 페인트 주제 100중량부에 대하여 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합한 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부, 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 포함하는 페인트 조성물.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 페인트 첨가제와 세라믹 고형분은 6 : 4의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 페인트 첨가제에는 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지가 혼합된 첨가제 주제 100중량부에 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부 및 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.1 ~ 0.3 중량부 또는 레벨링제 0.01 ~ 0.1 중량부 중 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
9. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 세라믹 고형분은 몽고토 분말인 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 몽고토 분말은 실리콘옥사이드(SiO₂) 상과 카올리나이트(Al₂Si₂O₅) 상이 혼합되어 이루어지는 세라믹 분말인 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
11. 제 5항 또는 6항에 있어서.

    상기 세라믹 고형분은 몽고토 분말에 이산화티탄니움이 포함되는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
12. 제 5항에 있어서,

    상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 희석제 1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물
13. 제 12항에 있어서,

    상기 희석제는 물인 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
14. 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄 수지를 9:1 내지 1:1의 중량비로 혼합하고 교반한 다음, 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 중합개시제 0.001 ~ 0.5 중량부를 첨가하고 교반하여 중합반응된 페인트 첨가제를 생성하는 단계;

    페인트 주제 100 중량부에 상기 페인트 첨가제 50 ~ 70 중량부 및 세라믹 고형분 20 ~ 40 중량부를 혼합하고 교반하여 페인트 조성물을 생성하는 단계를 포함하는 페인트 조성물 제조방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 페인트 첨가제를 생성하는 단계는 상기 아크릴 에멀젼과 폴리 우레탄의 교반물 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.1 ~ 0.5 중량부를 더 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조방법.
16. 제 14항에 있어서,

    상기 페인트 조성물을 생성하는 단계는 상기 페인트 조성물 100중량부에 대하여 소포제 0.1 ~ 0.3 중량부 또는 레벨링제 0.01 ~ 0.1 중량부 중 선택되는 적어도 어느 하나를 더 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조방법.
17. 제 14항에 있어서,

    상기 페인트 조성물을 생성하는 단계 후에는 상기 페인트 조성물에 페인트 조성물 100중량부에 대하여 물 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 희석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트 조성물 제조방법.

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