KR101954135B1 - Organic/inorganic hybridized anticorrosive coating composition and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방청 코팅 조성물 제조 방법은 a) 질소 분위기 하에서, 아미노기를 가지는 알코올 화합물과 에폭시기를 가지는 실란 화합물을 반응시켜 하이드록시기를 가지는 실란 화합물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 제조된 실란 화합물을 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하여 이루어지거나, a) 질소 분위기 하에서, 아미노기를 가지는 알코올 화합물과 에폭시기를 가지는 실란 화합물을 반응시켜 하이드록시기를 가지는 실란 화합물을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 실란 화합물과 비스페놀 에폭시 화합물을 반응시켜 유/무기 하이브리드 전구체 화합물을 제조하는 단계; 및 c) 상기 제조된 전구체 화합물을 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a process for preparing an anticorrosive coating composition of organic / inorganic hybrid type, wherein a process for preparing a rust-inhibitive coating composition comprises the steps of: a) reacting an alcohol compound having an amino group with a silane compound having an epoxy group in a nitrogen atmosphere, A silane compound; And b) subjecting the prepared silane compound to a sol-gel reaction, or a) reacting an alcohol compound having an amino group with a silane compound having an epoxy group in a nitrogen atmosphere to prepare a silane compound having a hydroxy group step; b) reacting the prepared silane compound with a bisphenol epoxy compound to prepare an organic / inorganic hybrid precursor compound; And c) sol-gel-reacting the prepared precursor compound.
Description
본 발명은 알루미늄과 같은 금속 표면의 부식 방지를 위한 방청 코팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유/무기 하이브리드형 화합물을 유효성분으로 하여 금속 표면에 고경도(high hardness)로 코팅되고, 내알칼리성, 내산성, 내염수성, 내수밀착성 등 제반 물성이 우수한 방청 코팅 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an anticorrosive coating composition for preventing corrosion of a metal surface such as aluminum, and more particularly to an anticorrosive coating composition for preventing corrosion of a metal surface such as aluminum. More specifically, the present invention relates to an anticorrosive coating composition for coating a metal surface with high hardness using an organic / inorganic hybrid compound as an active ingredient, , Acid resistance, salt water resistance, water resistance and the like, and a method for producing the same.
현재 에너지 효율에 대한 관심이 크게 고조됨에 따라서 경량 금속에 대한 수요가 급격하게 증대되고 있다. 대표적인 경량 금속은 알루미늄과 마그네슘으로 건축, 기계부품, 의료용 부품, 수송 및 항공 부품 등 다양한 분야에서 사용량이 크게 증대하고 있다. 특히, 현대 건축공사에서 많은 비중을 차지하는 골조 공사는 경제적으로나 공기 면에서 단축이 필요한 데, 합성 목재와 같은 재래식 거푸집(예컨대, EURO-FORM)을 이용한 시공은 골조 품질의 고급화 및 안전의 한계성으로 인해 알루미늄 거푸집(AL-FORM)으로 대체되고 있다. AL-FORM은 기존 거푸집에 비해서 여러 가지 장점들을 가지고 있지만 콘크리트 및 시멘트 접촉에 의한 알칼리 용액에 매우 쉽게 부식 또는 변색이 발생하여서 내구성이나 골조 외관, 품질을 크게 저하시키는 결과를 야기한다. 이러한 부식, 변색 방지를 위하여 다양한 표면 처리 공정 및 표면 코팅제가 개발되고 있으나, 이러한 금속 방청용 표면 코팅제들은 모두 아크릴 수지나 폴리우레탄 수지를 방향족 유기 용매(40-45 wt%)에 용해시킨 도료 형태로서 AL-FORM 표면 코팅 작업시에 다량의 유해한 유기 용매들이 휘발하여서 환경오염 발생 및 작업장 화재 발생 위험이 매우 크고 악취 문제로 인한 작업자의 작업 기피 및 산업재해 우려가 매우 크며, 향후 유독성 유기 용매의 사용 규제가 더 강화됨에 따라 기존의 표면 코팅제는 사용이 제한될 가능성이 매우 높은 실정이다.Demand for lightweight metals is rapidly increasing as interest in energy efficiency increases significantly. Representative light metals are aluminum and magnesium, and their usage is greatly increased in various fields such as construction, machinery parts, medical parts, transportation and aviation parts. Especially, the frame construction, which occupies a large portion in modern construction works, needs to be shortened economically and in terms of air. However, the construction using conventional formwork such as synthetic wood (for example, EURO-FORM) Aluminum form (AL-FORM) has been replaced. AL-FORM has many advantages compared to conventional formwork but it causes corrosion or discoloration very easily in alkali solution by contact with concrete and cement, resulting in durability, appearance and quality of drastically reduced. Various surface treatment processes and surface coating agents have been developed to prevent such corrosion and discoloration. However, all of these surface coating agents for metal rust prevention are in the form of a coating in which an acrylic resin or a polyurethane resin is dissolved in an aromatic organic solvent (40-45 wt%) AL-FORM In the surface coating process, a lot of harmful organic solvents volatilize and there is a great risk of environmental pollution and fire in the workplace. There is a great concern about worker avoidance and industrial accidents due to odor problem. The use of existing surface coatings is very likely to be limited.
현재 가장 많이 사용되고 있는 부식 방지 기술은 (1) 고분자와 같은 유기물질을 코팅하는 공정(polyvinyl butyral, acrylic 수지, polyurethane, vinyl epoxy, phenolic 수지, polyether imide), (2) 크롬계 화학물질들을 이용한 화성 처리 공정, (3) 전기 화학적 반응을 이용하는 양극 산화법, 도금법, (4) Plasma Electrolytic Oxidation(PEO) 공정 (5) Sol-gel 코팅 공정 등이 있다. 각 공정마다 장단점이 존재하므로 제품 및 공정에 따라서 사용되는 공정이 결정된다. 가장 보편적으로 사용되는 공정인 화성 공정 및 전기화학적 처리 공정은 매우 우수한 표면 처리 효과를 나타내지만, 다량의 유해 화학물질 사용으로 인한 환경오염 문제 및 작업장 위험성이 높으므로 대체 공정 개발이 절실하게 요구되고 있다. 대체 공정으로 개발되고 있는 Sol-gel 코팅 공정은 기존의 화성 처리 공정이나 전기 화학적 처리 공정에 비해서 낮은 독성(유해 물질 발생이 가장 적음)과 간편한 코팅 공정이지만, 표면 처리 효과가 떨어지는 문제점을 가지고 있어, 유기 알콕시 실란 (Organo(alkoxysilane)) 화합물들과 메탈 알콕사이드의 혼합물을 이용하여서 Sol-gel 코팅 공정의 단점을 개선하고자 하는 연구가 이루어져 일부 상용화된 제품들이 있으나, 현재로서는 코팅 경도나 내알칼리성, 장기간 부식 방지 기능을 만족하는 제품은 없는 실정이다. 이러한 상용화된 제품들의 경우에는 위에서 언급한 유기 알콕시 실란 화합물을 대부분 사용하여 제조하기 때문에 연속상을 만들 수 있는 알킬기 그룹(R)들이 짧아 균일하고 조밀한 도막을 형성하지 못하며, 저장 안정성도 떨어져 실제로 요구되는 물성을 만족하지 못하는 실정이다. 따라서 친환경적이며, 우수한 내구성(내알칼리성 등)과 기계적 경도를 가지는 금속 방청 코팅제의 개발이 절실히 요구된다.Currently, the most commonly used corrosion protection technologies are (1) coating of organic materials such as polymers (polyvinyl butyral, acrylic resin, polyurethane, vinyl epoxy, phenolic resin, polyether imide), (2) (3) Electro-chemical anodizing, plating, (4) Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) process, and (5) Sol-gel coating process. Since each process has advantages and disadvantages, processes to be used depend on products and processes. The most commonly used process, the chemical process and the electrochemical process, show very good surface treatment effect. However, since the use of a large amount of toxic chemicals, the environmental pollution problem and the risk of the workplace are high, alternative process development is urgently required . The sol-gel coating process, which has been developed as an alternative process, has lower toxicity (least harmful substances occur) and easier coating process than existing chemical and electrochemical processes, Some studies have been made to improve the disadvantages of the sol-gel coating process by using a mixture of organic alkoxysilane compounds and metal alkoxides, and there have been some commercially available products. However, at present, coating hardness, alkali resistance, There is no product satisfying the prevention function. In the case of these commercially available products, since the above-mentioned organic alkoxysilane compounds are mostly used, the alkyl groups (R) capable of forming a continuous phase are short and can not form a uniform and dense coating film. It does not satisfy the physical properties. Therefore, it is urgently required to develop a metal rust-preventive coating agent that is environment-friendly, has excellent durability (such as alkali resistance) and mechanical hardness.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크롬계 중금속 표면 처리제와 고가의 도금 장치 및 유독한 방향족 용매들을 사용하지 않아 친환경 저독성이고, 높은 경도 및 장시간 방청기능을 가지며, 내알칼리성, 내산성, 내염수성, 내수밀착성, 접착력 등 방청(방식)에 대해 제반 물성이 우수한 방청 코팅 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a chromium-based heavy metal surface treatment agent, an expensive plating apparatus, and a toxic aromatic solvent, Which is excellent in various physical properties against rust prevention (method) such as water resistance, water resistance, water resistance, adhesion and the like.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다양한 유기 관능기를 가지는 신규 실란화합물 또는 새로운 형태의 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체를 합성하고, 이를 이용하여서 졸-겔 반응을 통하여 방향족 용매를 포함하지 않는 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a novel silane compound having various organic functional groups or a new type epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor, / Inorganic hybrid type rust-preventive coating composition.
본 발명은 a) 질소 분위기 하에서, 아미노기를 가지는 알코올 화합물과 에폭시기를 가지는 실란 화합물을 반응시켜 하이드록시기를 가지는 실란 화합물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 제조된 실란 화합물을 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하는, 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for preparing a silane compound, comprising: a) reacting an alcohol compound having an amino group with a silane compound having an epoxy group in a nitrogen atmosphere to produce a silane compound having a hydroxy group; And b) subjecting the prepared silane compound to a sol-gel reaction. The present invention also provides a process for producing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
다른 한편, 본 발명은 a) 질소 분위기 하에서, 아미노기를 가지는 알코올 화합물과 에폭시기를 가지는 실란 화합물을 반응시켜 하이드록시기를 가지는 실란 화합물을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 실란 화합물과 비스페놀 에폭시 화합물을 반응시켜 유/무기 하이브리드 전구체 화합물을 제조하는 단계; 및 c) 상기 제조된 전구체 화합물을 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하는, 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a method for producing a silane compound, comprising: a) reacting an alcohol compound having an amino group with a silane compound having an epoxy group in a nitrogen atmosphere to prepare a silane compound having a hydroxy group; b) reacting the prepared silane compound with a bisphenol epoxy compound to prepare an organic / inorganic hybrid precursor compound; And c) subjecting the prepared precursor compound to a sol-gel reaction. The present invention also provides a process for producing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
상기 아미노기를 가지는 알코올 화합물은 2-아미노-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올, 3-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 디에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 이 중에서 2-아미노-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올이 더욱 바람직하다.The alcohol compound having an amino group may be at least one selected from the group consisting of 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 3-amino-1-propanol, Amino-2-methyl-1-propanol, 1-amino-2-propanol and diethanolamine are preferable, and 2-amino- 1,3-propanediol, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, and the like.
상기 에폭시기를 가지는 실란 화합물은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 5,6-에폭시헥실트리에톡시실란, 디에톡시(3-글리시딜옥시프로필)메틸실란, 2-(3,4-에폭시싸이클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 이 중에서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란이 더욱 바람직하다.The epoxy group-containing silane compound is preferably a 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 5,6-epoxyhexyltriethoxysilane, diethoxy (3-glycidyloxypropyl ) Methylsilane, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. Of these, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferable.
상기 비스페놀 에폭시 화합물은 비스페놀 A 타입 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F 타입 디글리시딜 에테르, 페놀 노볼락 중에서 선택되는 것이 바람직하다.The bisphenol epoxy compound is preferably selected from bisphenol A type diglycidyl ether, bisphenol F type diglycidyl ether, and phenol novolak.
한편 본 발명의 방청 코팅 조성물의 경도를 증가시키기 위하여 상기 졸-겔 반응시, 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란(PTMS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 티타늄이소프로폭사이드(TTiP), 지르코늄부톡사이드로 이루어진 알콕사이드 화합물에서 선택된 1종 또는 이의 혼합물을 더 첨가하고 졸-겔 반응시키는 것이 바람직하다.Meanwhile, in order to increase the hardness of the rust-preventive coating composition of the present invention, it is preferable to use at least one of gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS), methyltrimethoxysilane (MTMS), titanium isopropoxide (TTiP ) And an alkoxide compound composed of zirconium butoxide, or a mixture thereof is further added and sol-gel-reacted.
또한, 본 발명의 방청 코팅 조성물은 경화제(경화촉진제)를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 폴리에테르아민계 경화제가 이용될 수 있으며, 제파민(Jeffamine)을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the rust-preventive coating composition of the present invention may further comprise a curing agent (curing accelerator), preferably a polyether amine curing agent, and more preferably Jeffamine.
본 발명에 따른 방청 코팅 조성물은 유기 관능기를 가지는 새로운 실란화합물 또는 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체를 이용하여 종래 기술에 비해 간단한 졸-겔 반응을 통하여 제조되며, 방향족 용매를 포함하지 않아 환경 친화적이며, 기존 졸-겔법에 따른 코팅제에 비해 고경도(high hardness)를 가지며, 내알칼리성, 내산성, 금속 표면 접착력 등 제반 물성이 우수하여 금속 부식 방지 코팅제, 특히 건축용 알루미늄 거푸집(AL-FORM)의 방청 코팅제로 효과적으로 이용될 수 있다.The rust-preventive coating composition according to the present invention is prepared through a simple sol-gel reaction using a novel silane compound having an organic functional group or an epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor as compared with the prior art, and is environmentally friendly , High hardness compared to the existing sol-gel method, excellent chemical resistance such as alkali resistance, acid resistance, and metal surface adhesion, and thus can be used as a metal corrosion inhibiting coating agent, especially a rust inhibitive coating agent for AL- Can be effectively used.
도 1은 본 발명의 실시예 3, 10, 17 및 23에 따라 합성된 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방청 코팅된 알루미늄 판의 사진이다.
도 3은 실시예 20 내지 22에 따른 방청 코팅 조성물 사진으로, 알콕시실란 화합물로 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 첨가하여 졸-겔 반응시킨 경우이다.1 is a photograph of an organic / inorganic hybrid type antirust coating composition synthesized according to Examples 3, 10, 17, and 23 of the present invention.
2 is a photograph of a rust-coated aluminum plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of a rust-inhibiting coating composition according to Examples 20 to 22, in which tetraethyl orthosate (TEOS) was added to an alkoxysilane compound to perform sol-gel reaction.
본 발명은 연속상을 만들 수 있는 충분히 긴 사슬을 가지며 다관능의 하이드록시기를 가지는 유기 알콕시 실란 화합물을 합성하고, 상기 실란 화합물을 졸-겔 공정을 통하여 가교시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a process for synthesizing an organic alkoxysilane compound having a sufficiently long chain having a multifunctional hydroxy group capable of forming a continuous phase and cross-linking the silane compound through a sol-gel process to form an organic / inorganic hybrid anti- The method comprising:
본 발명의 상기 다관능의 하이드록시기를 가지는 유기 알콕시 실란 화합물은 아미노기를 가지는 알코올 화합물(물질 A)과 에폭시기를 가지는 실란 화합물(물질 B)을 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 물질 A의 아미노기는 물질 B의 에폭시기(글리시돌기)와 반응하여 연속상을 만들 수 있을 정도의 긴 사슬을 제공하는 한편, 반응에서 생성되는 하이드록시기는 물질 A의 하이드록시기와 함께 다관능성을 가짐으로써 졸-겔 반응시 알콜시 실란과 우수한 가교능력을 가진다.The organic alkoxysilane compound having the polyfunctional hydroxy group of the present invention can be prepared by reacting an alcohol compound having an amino group (substance A) with a silane compound having an epoxy group (substance B). The amino group of the substance A provides a long chain capable of reacting with the epoxy group (glycidyl group) of the substance B to form a continuous phase, while the hydroxy group generated in the reaction is multifunctional with the hydroxy group of the substance A And has excellent cross-linking ability with alcoholic silane in sol-gel reaction.
한편, 본 발명은 보다 우수한 물성을 위하여 상기 다관능의 하이드록시기를 가지는 유기 알콕시 실란 화합물을 이용하여 새로운 형태의 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체를 합성하고, 상기 전구체를 졸-겔 공정을 통하여 가교시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체는 상기 합성된 다관능의 하이드록시기를 가지는 유기 알콕시 실란 화합물에 비스페놀계 에폭시 화합물(물질 C)을 추가로 반응시켜 제조될 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 비스페놀계 에폭시 화합물은 디글리시돌 에테르 화합물로 하나의 에폭시기는 물질 A의 아민기와 반응하고, 또 다른 에폭시는 남아 있는 구조를 가진다. 상기 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체는 A-C 또는 B-A-C의 구조일 일 수 있으며, 상기 A-C, B-A-C가 어느 정도 가교된 구조일 수 있다.The present invention also relates to a process for synthesizing a novel epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor using an organoalkoxysilane compound having a polyfunctional hydroxy group for better physical properties, and crosslinking the precursor through a sol- To provide a method for preparing an oil / inorganic hybrid rust-preventive coating composition. The epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor of the present invention can be prepared by further reacting a bisphenol-based epoxy compound (substance C) with the synthesized polyalkoxylated hydroxyalkanoylated organic alkoxysilane compound. In the present invention, the bisphenol-based epoxy compound is a diglycidyl ether compound in which one epoxy group reacts with an amine group of the substance A, and another epoxy remains. The epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor may be a structure of A-C or B-A-C, and the structure of A-C and B-A-C may be somewhat crosslinked.
본 발명의 금속 방청 코팅 조성물은 전형적인 졸-겔 공정을 통하여 제조되므로써, 전기화학적 반응이나 대규모 고가 도금 장치 없이도 알루미늄 판에 고경도의 무기물 층 형성이 (비교적 저온에서; <150℃) 가능하고, 장기간 방청기능을 수행할 수 있는 데 그 특징이 있다.Since the metal anticorrosive coating composition of the present invention is prepared through a typical sol-gel process, it is possible to form a hard inorganic layer on an aluminum plate (at a relatively low temperature, < 150 ° C) without electrochemical reaction or large- It has a feature that it can perform anti-rust function.
본 발명에 적용될 수 있는 상기 물질 A, B, C의 대표 물질을 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.Representative materials of the materials A, B and C applicable to the present invention are shown in Tables 1 to 3 below.
A
A
B
B
C
C
(비스페놀 A 디글리시딜 에테르)Bisphenol A type
(Bisphenol A diglycidyl ether)
(비스페놀 F 디글리시딜 에테르) Bisphenol F type
(Bisphenol F diglycidyl ether)
본 발명의 방청 코팅 조성물 제조에 이용되는 유기관능기를 가지는 실란화합물 및 새로운 형태의 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체의 합성은 다음과 같은 공정을 통해 수행된다.Synthesis of a silane compound having an organic functional group and a novel type epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor used for preparing the rust-preventive coating composition of the present invention is performed through the following process.
다관능의 하이드록시기를 가지는 실란화합물 합성Synthesis of silane compounds with multifunctional hydroxy groups
질소 분위기 하에서, 하이드록시기와 아미노기를 동시에 가지는 상기 물질 A와, 1개 이상의 에폭시기를 가지는 실란화합물 B를 1:2 ~ 2:1, 바람직하게는 1:1의 당량비로 70 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 합성한다. 상기 물질 A의 아미노기는 물질 B의 에폭시기와 결합하여 긴 사슬 구조가 형성되며, 아미노기와 에폭시기 반응에 따라 하이드록시기 생성되고, 물질 A의 하이드록시기와 함께 다관능성을 가지게 된다. 상기 합성된 다관능의 하이드록시기를 가지는 실란화합물을 전형적인 졸-겔 반응을 통해 가교된다.Under the nitrogen atmosphere, the substance A having the hydroxy group and the amino group simultaneously and the silane compound B having at least one epoxy group were stirred at 70 DEG C for 4 hours in an equivalent ratio of 1: 2 to 2: 1, preferably 1: . The amino group of the substance A bonds with the epoxy group of the substance B to form a long chain structure, and a hydroxyl group is generated according to an amino group and an epoxy group reaction, so that the amino group of the substance A is multifunctional together with the hydroxy group of the substance A. The synthesized polyfunctional hydroxy group-containing silane compound is crosslinked through a typical sol-gel reaction.
에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 합성Epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor synthesis
본 발명에 따른 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체는 아래와 같이 제1단계 및 제2단계를 통해 제조될 수 있다.The epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor according to the present invention can be produced through the first step and the second step as follows.
제1단계: 질소 분위기 하에서, 하이드록시기와 아미노기를 동시에 가지는 물질 A와, 1개 이상의 에폭시기를 가지는 실란화합물 B를 1:1 ~ 2:1, 바람직하게는 2:1의 반응 당량비로 70 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 다관능의 하이드록시기를 가지는 실란화합물을 합성한다. 이때 상기 제조된 실란화합물에는 합성된 A-B 화합물 뿐 아니라, 미반응의 물질 A가 존재할 수 있다.Step 1: A mixture of a substance A having a hydroxy group and an amino group at the same time and a silane compound B having at least one epoxy group in a reaction equivalent ratio of 1: 1 to 2: 1, preferably 2: 1, And stirred for 4 hours to synthesize a silane compound having a polyfunctional hydroxy group. At this time, not only the synthesized A-B compound but also unreacted material A may be present in the silane compound.
제2단계: 상기 제1단계에서 얻어진 합성물에 비스페놀계 에폭시 화합물 C를 첨가하고 반응시키면, A-C 또는 B-A-C 구조 또는 이들 화합물의 실록산 결합 또는 가교 결합된 2차 반응물이 합성된다. 상기 물질 C의 반응 몰비는 물질 A에 대해서 다양한 당량비로 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체가 합성된다.Step 2: Bisphenol-based epoxy compound C is added to the compound obtained in the first step and reacted to synthesize an A-C or B-A-C structure or a siloxane bond or cross-linked secondary reaction product of these compounds. The reaction mole ratio of the material C is reacted with the material A at various equivalence ratios to synthesize an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor.
유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조Preparation of Oil / Inorganic Hybrid Rust Coating Composition
본 발명에 따른 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물은 상기 합성된 다관능의 하이드록시기를 가지는 실란화합물 또는 상기 에폭시 기반 반응성 유/무기 하이브리드 전구체를 사용하여 전형적인 졸-겔 공정을 통해서 제조되며, 제조된 금속 방청 코팅 조성물은 투명할 뿐만 아니라 우수한 방청능 및 우수한 경도를 나타낸다.The organic / inorganic hybrid type rust-preventive coating composition according to the present invention is prepared through a typical sol-gel process using the synthesized polyfunctional hydroxy group-containing silane compound or the epoxy-based reactive organic / inorganic hybrid precursor, The metal anti-corrosive coating composition is not only transparent, but also exhibits excellent anti-corrosive properties and excellent hardness.
본 발명에 따라 제조되는 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 물성은 사용되는 알콕시실란 화합물 종류와 에폭시 화합물 종류 및 함량에 따라서 다양하게 조절이 가능하며, 용액을 제조하는 공정은 다음과 같다.The physical properties of the organic / inorganic hybrid type anticorrosive coating composition prepared according to the present invention can be variously controlled depending on the type of alkoxysilane compound used and the type and content of the epoxy compound, and the process for producing the solution is as follows.
본 발명의 새로운 형태의 실란화합물 또는 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체를 에탄올 또는 테트라히드로퓨란과 1: 1 무게비로 70℃에서 혼합한다. 상기 용액에 다양한 농도의 염산 수용액을 서서히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물을 제조한다.A novel type of silane compound or epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor of the present invention is mixed with ethanol or tetrahydrofuran at a weight ratio of 1: 1 at 70 占 폚. An aqueous solution of hydrochloric acid in various concentrations was gradually added dropwise to the solution while vigorously stirring to prepare an aluminum anti-corrosion coating composition.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail through examples.
다관능의 하이드록시기를 가지는 실란화합물 합성Synthesis of silane compounds with multifunctional hydroxy groups
실시예 1Example 1
질소 분위기 하에서, 2-아미노-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올(물질 A)과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(물질 B)을 1:1 당량비로 하여 70℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 1-1을 합성하였다. Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol (Substance A) and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (Substance B) were mixed in a nitrogen atmosphere at a ratio of 1: For a period of time to synthesize a new type of silane compound 1-1.
실시예 2Example 2
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-아미노-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 2:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 1-2을 합성하였다. 2-hydroxymethyl-1,3-propanediol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in the same manner as in Example 1 at a 2: 1 equivalent ratio to obtain a novel silane compound 1-2 were synthesized.
실시예 3Example 3
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 1:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 2-1을 합성하였다. Amino-2-methyl-1,3-propanediol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in the same manner as in Example 1 at a 1: 1 equivalent ratio to obtain a novel silane compound 2- 1 was synthesized.
실시예 4Example 4
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 2:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 2-2을 합성하였다. Amino-2-methyl-1,3-propanediol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in the same manner as in Example 1 at a 2: 1 equivalent ratio to obtain a novel silane compound 2- 2 were synthesized.
실시예 5Example 5
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 1:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 3-1을 합성하였다. 2-methyl-1-propanol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in an equivalent ratio of 1: 1 to synthesize a new type of silane compound 3-1 Respectively.
실시예 6Example 6
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 2:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 3-2을 합성하였다. Amino-2-methyl-1-propanol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted in a 2: 1 equivalent ratio to synthesize a novel silane compound 3-2 Respectively.
실시예 7Example 7
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디에탄올 아민과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 1:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 4-1을 합성하였다. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that diethanolamine and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted at an equivalent ratio of 1: 1 to synthesize a novel silane compound 4-1.
실시예 8Example 8
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디에탄올 아민과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 2:1 당량비로 반응시켜 새로운 형태의 실란화합물 4-2을 합성하였다. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that diethanolamine and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane were reacted at an equivalent ratio of 2: 1 to synthesize a novel silane compound 4-2.
에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 합성Epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor synthesis
실시예 9Example 9
실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 (DGEBA)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1-D0를 합성하였다.An epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 1-D0 was synthesized by adding bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA) at an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 2 .
실시예 10Example 10
실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(비스페놀 A 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1-A를 합성하였다.A bisphenol A type epoxy resin (bisphenol A diglycidyl ether) was added in an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 2, and the mixture was stirred to obtain an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 1- A was synthesized.
실시예 11Example 11
실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 F 타입 에폭시 수지(비스페놀 F 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1-F를 합성하였다.A bisphenol F type epoxy resin (bisphenol F diglycidyl ether) was added in an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 2, and the mixture was stirred to produce an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 1- F was synthesized.
실시예 12Example 12
실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(비스페놀 A 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 4-A를 합성하였다.A bisphenol A type epoxy resin (bisphenol A diglycidyl ether) was added in an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 4, and the mixture was stirred to produce an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 4- A was synthesized.
실시예 13Example 13
실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 F 타입 에폭시 수지 (비스페놀 F 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 4-F를 합성하였다.A bisphenol F type epoxy resin (bisphenol F diglycidyl ether) was added in an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 4 and stirred to obtain an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 4- F was synthesized.
실시예 14Example 14
실시예 6와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 A 타입 에폭시 수지 (비스페놀 A 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 6-A를 합성하였다.Bisphenol A type epoxy resin (bisphenol A diglycidyl ether) was added at an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 6, and the mixture was stirred to produce an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 6- A was synthesized.
실시예 15Example 15
실시예 6와 동일한 방법으로 실시하여 얻어진 합성물 1-2에 비스페놀 F 타입 에폭시 수지 (비스페놀 F 디글리시딜 에테르)를 1:1의 당량비로 첨가하여 교반 반응시켜 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 6-F를 합성하였다.A bisphenol F type epoxy resin (bisphenol F diglycidyl ether) was added in an equivalent ratio of 1: 1 to the compound 1-2 obtained in the same manner as in Example 6, and the mixture was stirred to produce an epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor 6- F was synthesized.
도 1은 본 발명의 실시예 3, 10, 17 및 23에 따라 합성된 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 사진이다.1 is a photograph of an organic / inorganic hybrid type antirust coating composition synthesized according to Examples 3, 10, 17, and 23 of the present invention.
실험예 1: 실시예 1 내지 15의 내알칼리성 테스트Experimental Example 1: Alkali resistance test of Examples 1 to 15
알루미늄 판에 상기 실시예 1에서 실시예 19까지 제조된 방청 코팅 조성물을 딥코팅하여 30 내지 40 μm 두께로 도포하여 도막을 형성한 다음, 100 ℃의 온도에서 약 12 시간 경화시켜 방청 코팅을 실시하였다.The anticorrosive coating composition prepared in Example 1 to Example 19 was coated on an aluminum plate by dip coating to a thickness of 30 to 40 μm to form a coating film and then cured at 100 ° C. for about 12 hours to perform anti- .
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방청 코팅된 알루미늄 판의 사진이다.2 is a photograph of a rust-coated aluminum plate according to an embodiment of the present invention.
하기 표 4에 따른 방법으로 방청 코팅된 알루미늄 판의 내알칼리성 및 연필경도를 실험하여 그 결과를 표 5에 나타내었다.The alkali resistance and the pencil hardness of the anti-rust coated aluminum sheet were measured by the method shown in Table 4, and the results are shown in Table 5.
시험 규격; KS M ISO 2812-1 : 20125% KOH aqueous solution or saturated Ca (OH) 2 solution, no swelling, cracking or dropping after 24 hours of immersion
Test specification; KS M ISO 2812-1: 2012
시험 규격; KS M ISO 15184 : 2013 Using Miss Bishi Pencil
Test specification; KS M ISO 15184: 2013
(양호: O, 불량: X)(Good: O, poor: X)
졸-겔 반응을 통한 가교 화합물 제조Preparation of crosslinked compounds by sol-gel reaction
상기 실험예 1에서 내알칼리성이 우수한 실란화합물(실시예 3)과 전구체(실시예 10, 11 및 13)에 대하여 하기와 같이 졸-겔 반응을 통해 가교된 방청 코팅 조성물을 제조하였다. In Example 1, a rust-inhibitive coating composition crosslinked through a sol-gel reaction was prepared on the silane compound (Example 3) having excellent alkali resistance and the precursors (Examples 10, 11 and 13) as described below.
실시예 16Example 16
질소 분위기 하에서, 실시예 3으로 합성된 새로운 형태의 실란화합물 1 중량부에 에탄올 또는 테트라히드로퓨란 5 중량부를 혼합하였다. 제조된 용액에 0.1M 농도의 염산 수용액을 서서히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 70 ~ 80 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하였다.Under a nitrogen atmosphere, 1 part by weight of a silane compound of a novel type synthesized in Example 3 was mixed with 5 parts by weight of ethanol or tetrahydrofuran. An organic / inorganic hybrid anticorrosive coating composition was prepared by slowly stirring the aqueous solution with a 0.1 M hydrochloric acid solution and agitating the mixture at 70 to 80 ° C for 4 hours with stirring.
실시예 17Example 17
질소 분위기 하에서, 실시예 10으로 합성된 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1 중량부에 에탄올 또는 테트라히드로퓨란 5 중량부를 혼합하였다. 제조된 용액에 0.1M 농도의 염산 수용액을 서서히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 70 ~ 80 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하였다.Under nitrogen, 1 part by weight of the epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor synthesized in Example 10 was mixed with 5 parts by weight of ethanol or tetrahydrofuran. An organic / inorganic hybrid anticorrosive coating composition was prepared by slowly stirring the aqueous solution with a 0.1 M hydrochloric acid solution and agitating the mixture at 70 to 80 ° C for 4 hours with stirring.
실시예 18Example 18
질소 분위기 하에서, 실시예 11으로 합성된 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1 중량부에 에탄올 또는 테트라히드로퓨란 5 중량부를 혼합하였다. 제조된 용액에 0.1M 농도의 염산 수용액을 서서히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 70 ~ 80 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하였다.Under nitrogen, 1 part by weight of the epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor synthesized in Example 11 was mixed with 5 parts by weight of ethanol or tetrahydrofuran. An organic / inorganic hybrid anticorrosive coating composition was prepared by slowly stirring the aqueous solution with a 0.1 M hydrochloric acid solution and agitating the mixture at 70 to 80 ° C for 4 hours with stirring.
실시예 19Example 19
질소 분위기 하에서, 실시예 13으로 합성된 에폭시 기반 유/무기 하이브리드 전구체 1 중량부에 에탄올 또는 테트라히드로퓨란 5 중량부를 혼합하였다. 제조된 용액에 0.1M 농도의 염산 수용액을 서서히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 70 ~ 80 ℃에서 4시간 동안 교반 반응시켜 유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물을 제조하였다.Under nitrogen, 1 part by weight of the epoxy-based organic / inorganic hybrid precursor synthesized in Example 13 was mixed with 5 parts by weight of ethanol or tetrahydrofuran. An organic / inorganic hybrid anticorrosive coating composition was prepared by slowly stirring the aqueous solution with a 0.1 M hydrochloric acid solution and agitating the mixture at 70 to 80 ° C for 4 hours with stirring.
실험예 2: 실시예 16 내지 19의 내알칼리성 테스트Experimental Example 2: Alkali resistance test of Examples 16 to 19
상기 실시예 16 내지 19에서 제조된 방청 코팅 조성물을 알루미늄 판에 딥코팅하여 30 내지 40 μm 두께로 도포하여 도막을 형성한 다음, 100 ℃의 온도에서 약 12 시간 경화시켜 방청 코팅을 실시하고, 알루미늄 판의 내알칼리성 및 연필경도를 실험하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.The rust-preventive coating compositions prepared in Examples 16 to 19 were dip-coated on an aluminum plate and coated to a thickness of 30 to 40 탆 to form a coated film. The coating was cured at a temperature of 100 캜 for about 12 hours to perform anti- The alkali resistance and pencil hardness of the plate were tested and the results are shown in Table 6.
상기 실시예와 같이 졸-겔 가교 반응을 통한 방청 코팅 조성물은 양호한 경도를 보였으며, 내알칼리성도 우수한 것으로 확인되었다.The rust-preventive coating composition through the sol-gel crosslinking reaction showed good hardness and excellent alkali resistance as in the above examples.
알콕시실란 화합물 첨가에 따른 방청 코팅 조성물 제조 Preparation of rust-inhibiting coating composition by addition of alkoxysilane compound
실시예 20Example 20
실시예 16과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 10 중량부 첨가하고, 졸-겔 반응을 통해 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.10 parts by weight of tetraethyl orthosate (TEOS) was added in the same manner as in Example 16, and the rust-preventive coating composition of the present invention was prepared through a sol-gel reaction.
실시예 21Example 21
실시예 17과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 10 중량부 첨가하고, 졸-겔 반응을 통해 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.10 parts by weight of tetraethyl orthosate (TEOS) was added in the same manner as in Example 17, and the rust-preventive coating composition of the present invention was prepared through a sol-gel reaction.
실시예 22Example 22
실시예 19와 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 10 중량부 첨가하고, 졸-겔 반응을 통해 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.10 parts by weight of tetraethyl orthosate (TEOS) was added in the same manner as in Example 19, and the rust-preventive coating composition of the present invention was prepared through a sol-gel reaction.
실시예 23Example 23
실시예 17과 동일한 방법으로 실시하되, 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (PTMS)과 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 각각 5 중량부 첨가하고, 졸-겔 반응을 통해 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS) and methyltrimethoxysilane (MTMS) were added in the same manner as in Example 17, Coating composition.
실시예 24Example 24
실시예 19과 동일한 방법으로 실시하되, 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (PTMS)과 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 각각 5 중량부 첨가하고, 졸-겔 반응을 통해 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS) and methyltrimethoxysilane (MTMS) were added in the same manner as in Example 19, Coating composition.
실험예 3 : 실시예 20 내지 24의 내알칼리성 테스트Experimental Example 3: Alkali resistance test of Examples 20 to 24
도 3은 실시예 20 내지 22에 따른 방청 코팅 조성물 사진으로, 알콕시실란 화합물로 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 첨가하여 졸-겔 반응시킨 경우에는 용액이 뿌옇게 석출되었다.FIG. 3 is a photograph of the rust-inhibiting coating composition according to Examples 20 to 22, wherein when the tetraethyl orthosate (TEOS) was added to the alkoxysilane compound to perform a sol-gel reaction, the solution precipitated precipitously.
상기 실시예 20 내지 24에서 제조된 방청 코팅 조성물을 알루미늄 판에 딥코팅하여 30 내지 40 μm 두께로 도포하여 도막을 형성한 다음, 100 ℃의 온도에서 약 12 시간 경화시켜 방청 코팅을 실시하고, 알루미늄 판의 내알칼리성 및 연필경도를 실험하여 그 결과를 표 7에 나타내었다.The rust-preventive coating compositions prepared in Examples 20 to 24 were dip-coated on an aluminum plate and coated to a thickness of 30 to 40 탆 to form a coating film. The coated film was then cured at a temperature of 100 캜 for about 12 hours, The alkali resistance and the pencil hardness of the plate were tested and the results are shown in Table 7.
(양호: O, 불량: X)(Good: O, poor: X)
상기 표 7에 보이는 바와 같이, 테트라에틸오르소케이트 (TEOS)를 첨가한 경우에는 내알칼리성이 불량한 반면, 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (PTMS)과 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 첨가한 경우에는 투명도 뿐 아니라, 경도가 매우 우수하고, 내알칼리성도 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 7, when tetraethyl orthosate (TEOS) was added, the alkali resistance was poor, while gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS) and methyltrimethoxysilane (MTMS) It is confirmed that not only the transparency but also the hardness are excellent and the alkali resistance is also excellent.
경화제 종류에 따른 방청 코팅 조성물의 제조Preparation of rust-inhibiting coating composition according to kind of curing agent
실시예 25Example 25
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민(TETA)을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.In order to improve the crosslinking density, triethylenetetramine (TETA), which is a typical amine-based aliphatic curing agent, was added to 10 parts by weight of the representative aluminum-based anti-corrosion coating composition in the same manner as in Example 3, A composition was prepared.
실시예 26Example 26
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 10과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민(TETA)을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.In order to improve the crosslinking density, 10 parts by weight of triethylenetetramine (TETA), which is a typical amine-based aliphatic curing agent, was added to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 10, A composition was prepared.
실시예 27Example 27
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민(TETA)을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.In order to improve the crosslinking density, triethylenetetramine (TETA), which is a typical amine-based aliphatic curing agent, was added to 10 parts by weight of the representative aluminum-based anti-corrosive coating composition in the same manner as in Example 13, A composition was prepared.
실시예 28Example 28
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 23과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민(TETA)을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.In order to improve the crosslinking density, triethylenetetramine (TETA), which is a typical amine-based aliphatic curing agent, was added to 10 parts by weight of the representative aluminum-based anti-corrosion coating composition and crosslinked to prepare the anti- A composition was prepared.
실시예 29Example 29
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 24와 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민(TETA)을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.In order to improve the crosslinking density, 10 parts by weight of triethylenetetramine (TETA), which is a typical amine-based aliphatic curing agent, was added to the aluminum anti-corrosion coating composition prepared in the same manner as in Example 24, A composition was prepared.
실시예 30Example 30
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 폴리에테르아민계 경화제인 제파민을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.The anti-corrosive coating composition of the present invention was prepared by adding 10 parts by weight of Zephamine, a representative polyether amine hardener, to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 3 to improve the crosslinking density .
실시예 31Example 31
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 10과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 폴리에테르아민계 경화제인 제파민을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.The rust-preventive coating composition of the present invention was prepared by adding 10 parts by weight of Zephamine, a representative polyether amine hardener, to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 10 to improve the crosslinking density .
실시예 32Example 32
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 폴리에테르아민계 경화제인 제파민을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.The anti-corrosive coating composition of the present invention was prepared by adding 10 parts by weight of Zephamine, a representative polyether amine hardener, to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 13 to improve the crosslinking density .
실시예 33Example 33
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 23과 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 폴리에테르아민계 경화제인 제파민을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.The anti-corrosive coating composition of the present invention was prepared by adding 10 parts by weight of Zephamine, a typical polyether amine hardener, to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 23 to improve the crosslinking density .
실시예 34Example 34
가교 밀도를 향상시키기 위하여 실시예 24와 동일한 방법으로 실시하되, 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물에 대표적인 폴리에테르아민계 경화제인 제파민을 10 중량부 첨가하여 가교시켜서 본 발명의 방청 코팅 조성물을 제조하였다.The anti-corrosive coating composition of the present invention was prepared by adding 10 parts by weight of Zephamine as a typical polyether amine hardening agent to the aluminum corrosion inhibiting coating composition prepared in the same manner as in Example 24 to improve the crosslinking density .
실험예 4 : 실시예 25 내지 34의 내알칼리성 테스트Experimental Example 4: The alkali resistance test of Examples 25 to 34
상기 실시예 25 내지 24에서 제조된 방청 코팅 조성물을 알루미늄 판에 딥코팅하여 30 내지 40 μm 두께로 도포하여 도막을 형성한 다음, 100 ℃의 온도에서 약 12 시간 경화시켜 방청 코팅을 실시하고, 알루미늄 판의 내알칼리성 및 연필경도를 실험하여 그 결과를 표 8에 나타내었다.The rust-preventive coating compositions prepared in Examples 25 to 24 were dip-coated on an aluminum plate and coated to a thickness of 30 to 40 탆 to form a coating film. The coated film was then cured at a temperature of 100 캜 for about 12 hours, The alkali resistance and the pencil hardness of the plate were tested, and the results are shown in Table 8.
(양호: O, 불량: X)(Good: O, poor: X)
상기 표 8에 보이는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 알루미늄 부식 방지 코팅 조성물들은 투명도 99.4% 이상으로 매우 투명하였으며, 연필 경도 또한 4-5H로 매우 우수한 경도를 나타내었다. 내알칼리성의 경우, 사용된 알콕시실란 화합물의 종류와 에폭시 종류 및 함량에 따라서 달라졌으며, 사용된 경화제 종류에 따라서도 각각 변화였다.As shown in Table 8, the aluminum anticorrosion coating compositions prepared according to the present invention were transparent with a transparency of 99.4% or more and had a pencil hardness of 4-5H. In the case of alkali resistance, the type of alkoxysilane compound used, the type and content of epoxy, and the kind of curing agent used varied.
실험예 5 : 제반 물성 테스트Experimental Example 5: All properties test
상기 실시예에서 제조된 우수한 내알칼리성을 나타내는 조성물만을 선택하여 하기 표 9의 평가 방법으로 내염수성, 접착력, 내산성, 내수밀착성을 테스트하여 그 결과를 나타내었다.Only the compositions exhibiting the excellent alkali resistance produced in the above Examples were selected and tested for their salt resistance, adhesive strength, acid resistance and water resistance by the evaluation method shown in Table 9, and the results are shown.
대상evaluation
object
시험 규격; ASTM B117-11 (KS M2109)After 24 hours of immersion in 5% NaCl aqueous solution, there should be no white rust
Test specification; ASTM B117-11 (KS M2109)
시험 규격; ASTM D 3002, D3359 (ISO 2409)tape test (cross cut)
Test specification; ASTM D 3002, D3359 (ISO 2409)
(양호: O, 불량: X)(Good: O, poor: X)
상기 표 9에 나타낸 바와 같이, 경화제를 첨가한 코팅 조성물들은 경화제를 첨가하지 않은 코팅 조성물보다 우수한 내알칼리성, 내식성(내산성), 경도, 접착력을 나타냈다. 이는 가교 밀도가 향상됨에 따라 표면에 핀홀과 같은 기공이 거의 존재하지 않기 때문이고, 아민계 지방족 경화제인 트리에틸렌테트라민보다 폴리에스터아민계 경화제인 제파민을 사용했을 때 우수한 방식 특성을 나타낸 것은 알루미늄 판과 코팅막의 부착력이 더 우수하기 때문인 것으로 생각된다.As shown in Table 9, the coating compositions to which the curing agent was added exhibited superior alkali resistance, corrosion resistance (acid resistance), hardness, and adhesion than the coating compositions to which no curing agent was added. This is because, as the crosslink density increases, almost no pores such as pinholes are present on the surface. When polyphenamine, which is a polyester amine-based curing agent, is used rather than amine-based aliphatic curing agent triethylenetetramine, And the adhesion between the plate and the coating film is more excellent.
Claims (8)
b) 상기 제조된 실란 화합물과 비스페놀 A 타입 디글리시딜 에테르를 반응시켜 유/무기 하이브리드 전구체 화합물을 제조하는 단계; 및
c) 상기 제조된 전구체 화합물과 알콕사이드 화합물을 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하는,
유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법.
a) preparing a silane compound having a hydroxy group by reacting 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol with 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane in a nitrogen atmosphere;
b) reacting the prepared silane compound with bisphenol A diglycidyl ether to prepare an organic / inorganic hybrid precursor compound; And
c) sol-gel-reacting the prepared precursor compound with an alkoxide compound.
A method for preparing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
상기 알콕사이드 화합물은 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란(PTMS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 티타늄이소프로폭사이드(TTiP), 지르코늄부톡사이드로 이루어진 알콕사이드 화합물에서 선택된 1종 또는 이의 혼합물인 것을 특징으로 하는,
유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The alkoxide compound may be at least one selected from the group consisting of gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS), methyltrimethoxysilane (MTMS), titanium isopropoxide (TTiP), and zirconium butoxide ≪ / RTI >
A method for preparing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
상기 졸-겔 반응시켜 제조된 방청 코팅 조성물의 경화제로서 제파민(Jeffamine)을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는,
유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Characterized in that Jeffamine is further added as a curing agent of the rust-preventive coating composition prepared by the sol-gel reaction.
A method for preparing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
b) 상기 제조된 실란 화합물과 비스페놀 A타입 디글리시딜 에테르를 반응시켜 유기/무기 하이브리드 전구체 화합물을 제조하는 단계; 및
c) 상기 제조된 전구체 화합물에 감마-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란(PTMS), 메틸트리메톡시실란(MTMS) 또는 이의 혼합물을 첨가하고 졸-겔 반응시키는 단계를 포함하여 이루어지는,
유/무기 하이브리드형 방청 코팅 조성물의 제조 방법.a) In a nitrogen atmosphere, 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are reacted at an equivalent ratio of 1: 1 to 2: 1 to prepare a silane compound step;
b) reacting the prepared silane compound with bisphenol A diglycidyl ether to prepare an organic / inorganic hybrid precursor compound; And
c) adding to the prepared precursor compound gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS), methyltrimethoxysilane (MTMS) or a mixture thereof and sol-gel reaction.
A method for preparing an organic / inorganic hybrid rust-preventive coating composition.
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