하이솔리드 에폭시 도료의 경화제 종류에 따른 방청성 비교 시험 연구

Abstract

유기 용제 배출 제한 조치가 산업 전반에 걸쳐 시행되고 있으며 선박· 중방식 도료 시장에서도 이러한 움직임이 이루어지고 있다. 새로운 환경규제 규정에 부합하기 위해서는 도료의 하이솔리드화가 새로운 대안으로 선택되고 있다. 특히, 선박·중방식 도료 시장에서 주로 사용하는 하이솔리드 에폭시 수지 도료의 경우 경화제 종류와 주제·경화제의 혼합 당량비의 선택에 따라 다양한 도막 특성을 가져올 수 있으므로 경화제와 혼합 당량비 선택이 매우 중요하다는 것을 본 실험을 통해 알 수 있었다. 본 연구에서는 에폭시 하이솔리드 도료에 있어서 우수한 물리적 특성을 얻을 수 있는 경화제의 종류와 주제·경화제의 혼합 당량비를 평가하여 다음과 같은 결론을 도출 하였다. 1) 아민 별 내염수분무성 비교 시험 결과 MXDA(meta-xylenediamine)을 사용하는 것이 가장 우수한 방청성 결과를 가져왔다. 이는 MXDA의 분자 구조 내에 방향족 고리가 존재하여 내염수분무성, 내수성이 뛰어 나기 때문으로 판단된다. 2) 당량비 별 내 염수분무성 비교 시험 결과 DEAPA, MXDA, TMD는 주제·경화제 혼합 당량비가 1.16 : 1일 때 가장 우수한 방청성 결과를 가져 왔다. 이는 에폭시 당량에 대하여 상대적으로 아민의 당량이 적기 때문에 도막 내 미반응 아민(내수성을 저하시킴)의 영향이 적기 때문으로 판단된다. 3) 각각의 경화제 별 주제·경화제 혼합당량비가 0.8 : 1 일 때에 가장 좋지 않은 결과를 가져 왔다. 이는 도막내에 미반응 아민이 존재하여 내 염수 분무성에 좋지 않은 결과를 가져온 것으로 판단 된다. 4) IPDA의 경우 다른 아민경화제와는 달리 주제·경화제의 혼합 당량비가 1:1 일 때 가장 우수한 방청성 결과를 가져 왔다. 이는 IPDA의 비대칭 적 분자구조로 인한 입체장애 효과가 발생하여 상온에서의 반응성이 낮기 때문으로 판단된다. 5) 아민 경화제 별 부착성 비교 시험 결과 표면장력이 낮은 DEAPA를 사용하는 것이 가장 우수한 부착성 결과를 가져왔다. 6) 아민 경화제 별 내 충격성 비교 시험 결과 낮은 가교 밀도를 가지는 선상구조를 가지는 DEAPA를 사용하는 것이 가장 우수한 내충격성 결과를 가져왔다. 7) 아민 경화제 별 도막 경도 비교 시험 결과 가지 구조를 가지는 TMD 를 사용하는 것이 가장 우수한 도막 경도 결과를 가져 왔다. 8) 도막의 방청성과 동시에 부착성을 향상시키기 위해서는 MXDA와 DEAPA를 혼합 하는 것이 고려된다. 하지만 DEAPA를 과량 투입하는 것은 낮은 가교 밀도를 가지기 때문에 방청성을 저하시키는 요인이 될 수 있을 것으로 판단된다.

VOC emition is one of the serious issue in the world. In the fields of shipbuilding and heavy duty epoxy coatings, high solid and solvent free types of epoxy coatings are alternatives to cut down VOC. To achieve the high solid and Solvent free epoxy coatings, It is recommended to use epoxy resin and amine curing agent which have low molecular weight and low viscosity properties. And it is important that doesn`t affect other physical and chemical properties of coatings in comparison with general solvent-types coating. In this research, epoxy high solid coating was composed by DGEBA(EEW-190), reactive diluent, four different amines (DEAPA -Diethylaminopropylamine, IPDA-Isophoronediamine, MXDA-Meta xylene diamine, TMD-Trimethylhexamethylenediamine), non-reactive diluent and additive. 12 different tested panels were made with four kinds of amine and three different chemical-equivalent ratio between epoxy and amine curing agent. To evaluate the anti-corrosion property of films, it was tested in accordance with ASTM B117(Salt spray exposure test) and Impedance test methods. In the results of test, we found the MXDA type curing agent had best anti-corrostion property when mixed chemical-equivalent ratio was 1.16 : 1. DEAPA type curing agent had good properties in the adhesion test as well as in impact resistance test. In the hardness of film test, TMD had excellent property among four different amines.