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1. 도료의 구성 요소 : 도료의 구성은 성분에 따라 “수지, 안료, 용제, 첨가제” 4가지 성분으로 이루어져 있고 그 성분이 갖는 역할에 따라서 도막의 주요소(수지, 안료), 도막의 부요소(첨가제), 도막의 조요소(용제)로 분류된다. 1-1. 수지(Resin, Binder) 1) 도료의 기본적인 골격이며, 도료의 특성 및 성능이 결정 짓는 요소가 된다. 2) 중방식용 도료에 적용되는 주요 수지의 종류 및 특성
1-2. 안료(Pigment) 1) 물, 용제 등에 용해되지 않고 색상을 가진 분말을 안료라고 하고 물에 용해되고 색상을 가진 분말을 염료라고 한다. 2) 안료는 성분에 따라 크게 유기안료와 무기안료로 구분될 수 있다. 3) 무기안료는 일반적으로 내광성, 내열성이 우수하고 유기용제에 강하며 값이 싸다 유기안료는 색이 선명하고 착색력이 크지만 내열성/내광성이 약하고 값이 비싸다. 4) 안료는 용도와 특성에 따라 착색안료, 체질안료, 방청안료, 기타 안료로 구분됨. 5) 착색안료 ① 착색안료는 도료에서 색상을 나타내는 성분(분말)으로 물, 기름, 용제에 녹지 않고 햇빛에 견디는 내성이 우수한 것이어야 한다. ② 착색안료 또한 무기안료와 유기안료로 나누게 되는데 유기 착색안료는 Ti, Pb, Fe, Cr 등의 금속화합물과 Carbon Black이 있으며, 무기 착색안료는 염료를 금속화합물 형태로 바꾼 것과 체질안료를 염료로 염색한 것이 있다.
6) 체질안료(Extender) ① 체질안료는 천연석, 백색점토를 분세하여 만들거나 열처리 등의 가공을 거친 후 분세하여 만든 것을 말한다. ② 체질안료는 도막에 강한 성질을 부여하고 살오름성을 좋게 해주는 역할을 함 ③ 광택을 낮추는 역할도 하고 중량에 의해 도료 가격을 낮추는 효과를 준다. ④ 예로 Talc, Silica, 탄산칼슘, Clay, Dolomite 등이 있다. 7) 방청안료 ① 방청안료란 금속을 녹슬게 하는 성분을 녹슬지 않은 성분으로 변화게 하는 반응기, 즉 “적당한 화학활성”을 갖는 안료를 말한다. ② 예를 들면, 도막의 기공이나 Pinhole을 통하여 산성의 물 등이 침투할 때 금속 표면에 닿기 전에 방청안료와 먼저 반응하여 부식성을 잃어버리거나 일부 알카리 분위기로 바뀌어 부식이 되지 않음. ③ 즉, 방청안료가 철재의 발청을 막아주는 기능이 다음 3가지가 있다. ※ 반응억지효과(Inhibitor) : Chromate, Nitrate, Molybate 등의 산화제를 사용하여 철표면에 산화피막을 형성하여 철 표면을 부동태화 시키거나, Boric, Carbonic, Phosphoric 등의 알칼리 금속염을 사용하여 철표면의 pH를 알칼리 분위기로 만들면서 방청효과를 유지함.
: 일반적으로 안료는 구상로 생겼으나 편상(Flake Type)으로 존재하는 안료인 알루미늄 및 MIO(운모상 산화철)를 이용하여 발청의 원인이 되는 물,산소 등의 침투를 차단하거나 지연시킴으로 해서 방청효과를 유지함. (MIO : Fe2O3가 90% 이상 함유되어 있고 입자가 60~70㎛으로 굵 지만 모양이 편상구조로 특이한 금속감을 가진다 Aluminum 보다 안정하고 후도막이 가능하고 색상변화가 적다) ※ 음극보호방식(Cathodic protection) : 철의 부식을 방지하는 가장 적극적인 방법으로 철보다 이온화 경향이 금속을 사용하여 (주로 Zinc powder가 많이 사용됨) 철을 보호하고 자신은(zinc) 희생되면서 방청성을 유지함. 8) 내열안료 ① 내열 도료에 사용되는 안료로 열에 안전한 물질을 사용한다. ② 주로 Aluminum paste를 많이 사용하고 Carbon Black, Zinc Powder가 있다. ③ 일반적으로 200℃ 이하에 적용되는 내열도료(QT6612)는 여러가지 색상이 가능하나 300℃ 이상의 도료(QT604, QT606)에는 3가지 색상으로 한정이 되어 있다. (알루미늄 색상, Black 색상, Zinc Grey 색상) ④ 발광 안료 : 어두운 곳에서 빛을 발광하는 안료 ⑤ 시온 안료 : 온도 변화에 따라 색도가 변화는 안료 10) PVC와 CPVC ① 도막(Dry film)에서 Binder 성분(수지+안료)이 차지하는 용적에 대해서 그 중 안료가 갖는 용적비를 PVC(Pigment Volume Content)라고 한다. (PVC is the ratio of pigment to the total volume content (which is binder + pigment) in the dry coating film.) ② 이 PVC가 어떤 값에 달하면 도막의 물성(광택, 기계적 물성)이 급격하게 변하는 점이 있는데 이점을 Critical PVC라고 하는데, 건조된 도막에서 수지가 안료 입자간의 공간을 충분히 메우는데 필요한 값으로 정의된다. (CPVC is the volume percentage of pigment in the film which possesses sufficient binder to completely fill the voids between pigment particles.) ③ 즉, CPVC 이상의 PVC에서는 도막 중에서 안료 입자 사이의 공간을 충분히 메울 수지가 부족하다는 뜻이 된다. ④ PVC와 광택과의 관계 è Glossy(15~25% PVC), Semigloss(30~40% PVC), Flat(35~50% PVC)
1-3. 첨가제(Additives) 1) 첨가제란 도료의 제조에서부터 도료가 건조되어 도막의 내구력을 지속시킬 때 까지 각각의 단계에서 도료에 필요한 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 가하여 지는 보조적인 역할을 하는 약품을 말한다. 2) 분산제(Dispersing Agent) ① 안료를 수지에 균일하고 안정한 상태로 분산시키는데 필요한 첨가제. ② 원료 : Soya Lecithin, Triton X-100, 등 3) 침전 방지제(Anti-settling Agent) ① 도료의 비중보다 높은 안료가 도료의 저장 중에 용기 밑으로 침전되는 것을 방지하기 위한 첨가제 ② 도장 중에 도료가 흘러 내리는 것(Sagging)을 방지하기 위한 “흐름방지제” or “점증제” 역할도 한다. ③ 원료 : Benton, Natrasol, Thixatrol ST, 등 4) 피막 형성 방지제(Anti-skinning Agent) ① 도료가 저장 중에 용기 안에서 표면이 건조되어 피막이 되는 것을 방지하기 위한 첨가제 ② 저장 중에 도료가 주위의 공기와 산화중합으로 건조되는 도료(Alkyd 도료) 에서는 필수적인 첨가제이다. ③ 원료 : Methyl Ethyl Ketoxime 5) 가소제 ① 도료에 유연성, 내구력, 내한성을 주는 목적으로 사용되는 첨가제, 보강제라고도 한다. ② 가소제를 사용하는 도료의 종류에는 염화 비닐계, 합성고무계, 에멀죤 도료 등이 있다. ③ 수용성의 에멀죤 도료에 물이 증발한 후 수지입자를 뭉치기 쉽도록 하는 성질을 향상시키는 목적으로도 쓰인다. ④ 원료 : 염화 파라핀(Empara 40, 70), 피마자 기름, DOP, DBP 등 6) 소포제(Antifoaming Agent) ① 도료의 제조나 도장할 때에 기포발생을 막기 위하여 가하는 첨가제 ② 기포발생을 방지하는 소표제에는 기포 발생을 어렵게 하는 “억포 효과”와 기포가 나오면 곧 없어지게 하는 “파포 효과”의 2종류가 있으며 주로 파포효과를 갖는 소포제가 많다. ③ 원료 : Silicone, Nopco NDW 7) 기타 첨가제 : 색분리 방지제, 경화촉진제, 건조제, 방부제, 대전 방지제, 자외선 흡수제 소광제 등이 있다 1-4. 용제(Solvent) 1) 용제는 수지를 녹이거나 도료를 묽게할 때 쓰이는 액체이다. 2) 용제에는 일반적으로 다음과 같은 성질이 요구된다. ① 수지에 대한 용해성이 있을 것. ② 무색으로 탁하지 않을 것. ③ 상온에서 전부 증발할 것. ④ 악취나 독성이 적을 것. ⑤ 용제 상호간에 상용성이 있을 것. 3) 용제와 희석제(Thinner)의 구분에 있어 희석제(Thinner)는 복수의 용제를 혼합한 것으로 도장하기에 알맞도록 도료를 "묽게 하는 것"이며, 용제는 수지를 "녹이는 것"의 의미로 쓰인다. 4) 용제는 크게 나누면 “극성용제”와 “비극성용제”로 나누어 진다. ① 극성 용제는 -OH, -COO-, -NH2, -CO- 등의 화학 구조식을 갖고, - / + 전하의 반응기를 갖는 용제로 Alcohol계, Ester계, Keton계 용제를 말함 (IPA, 메틸알콜, 초산에틸, 초산부틸, 아세톤, MEK, MIBK, 에틸셀로솔브 등) ② 비극성 용제는 탄소와 수소로 구성되어 있으므로 탄화수소계 용제라고 부른다. 이 탄화수소계 용제는 다시 그 구조에 따라 지방족 탄화수소와 방향족 탄화수소로 나누어 진다. (가솔린, Hansol, Xylene, Toluene, 등) ③ 극성 용제를 강한 용제( 라고 부르는 수도 있으나 이것은 일반적인 용해력으로 연상된 이름으로 수지의 종류에 따라 맞지 않는 것도 있으므로 적절한 호칭이라 할 수 없다. ④ 지방족 탄화수소 용제 : Mineral Spirits, Gasoline, Hansol 등으로 Oil, 아스팔트, 알키드 등의 용해하는데 사용 ⑤ 방향족 탄화수소 용제 : Toluene, Xylene 이 대표적이며, 다른 용제와 함께 에폭시, 비닐, 우레탄 도료의 희석제로 사용 ⑥ Ketone 용제 : Acetone, MEK, MIBK가 대표적이며, Vinyl에 가장 효과적 이고 에폭시에도 사용된다. ⑦ Ester 용제 : Ethyl acetate, Butyl acetate, Cellosolve acetate 등이 있으 며, 특이하고 기분좋은 바나나 냄새가 난다. Vinyl에 보조용 제로 사용되고 에폭시, 우레탄에도 적용된다. ⑧ Alcohol 용제 : IPA, Methyl alcohol, Ethyl alcohol 등이 있으며, Phenolic 같은 고극성 수지에 알맞은 용제이다. 우레탄 도료에 사용 시 물성 변화가 야기된다. ⑨ 기타 용제 : Ether alcohol, Glycol ether 5) 용제의 휘발속도(Evaporation rate) ① 휘발속도의 영향 : 평활성(Leveling), 흐름성(Sagging), 퍼짐시간(Wet- edge time), 광택(Gloss) ② 휘발속도의 기준 : 실제 계면에서는 공기분자와의 충돌 등이 수반되므로 절대증발속도(Absolute evaporation rate)를 정확히 구하기 어려워 기준용제를 선정하여 상대증발속도(Relative evaporation rate)를 사용한다. è n-Butyl acetate의 휘발속도를 “1”로 보고 다른 용제 의 휘발속도를 상태적으로 표현한다. 6) 주요 용제에 대한 상대증발속도
7) 희석제(Thinner)는 일반적으로 복수의 용제가 혼합되어 만들어진다. 이 혼합된 용제는 그 역할에 따라 진용제, 수 있다. ① 진용제 : 도료를 잘 용해시키는 용제를 말함. ② ③ 희석제 : 도료의 작업성이나 경제성을 가미하는 증량제적 역할을 하는 용제를 말함. 8) Thinner에 대한 용제 조성
9) VOC 규제 ① VOC(Volatile Organic Compound ; 휘발성 유기화합물)는 대기중에 증발하여 햇빛과 광화학 반응을 일으켜 오존(O3)을 생성시키는 유기화합물이다. è VOC + NO2 + O2 -------à O3 + NO2 + CO2 + H2O (햇빛) ② 광화학반응으로 생성된 오존(O3)은 광스모그를 유발시켜 대류권의 오염을 가속시키고 지구 온난화 등으로 환경과 건강에 악영향을 초래한다. ③ VOC에 대한 규제는 1976년 California의 Rule66에 의해 시작되었다. 10) 용제와 안전 ① 화재의 위험 - 발화점(Ignition Point) : 용제의 증기가 불꽃(정전기, 각종 스파크등) 과 같은 발화원으로 부터 불이 붙는 최저 온도. - 인화점(Flash Point) : 불꽃이 접촉되었을 때 연소가 일어나는 데 필요한 최저 온도를 말한다. 즉, 인화점이 낮은 용제일수록 가연성이 높은 물질이다. - 최소 폭발 한계(LEL) : 불이 붙을 수 있는 최소 용제 증기 농도이다. - 최대 폭발 한계(UEL) : 불이 붙을 수 있는 최대 용제 증기 농도이다. ② 건강 위험 - TLV(Threshold Limit Value) : 건강상 나쁜 영향을 미치지 않은 농도 - TWA(Time Weighted Average) / TLV : 시간가중평균/허용농도 1일 8시간 기준으로 하여 유해요인의 측정 농도에 발생 시간을 곱하여 8시간으로 나눈 농도. - STEL(Short-Term Exposure Limit) / TLV : 단시간 노출 허용 / 허용농도 근로자가 1회에 15분간 유해 요인에 노출되는 경우의 허용농도. 2. 도료의 제조 2-1. 도료의 제조 공정 1) 배합(Premixing) : 분산하기 적당한 점도의 Mill Base가 되도록 배합의 각 원료를 투입 2) 분산(Dispersion) :수지에 각 안료의 입자를 떼어놓는 과정. 3) 마감(Let-Down) : 배합의 나머지 원료를 투입하고 점도를 조절한다. 4) 조색 : 조색제로 색상을 보정한다 5) 검사 : 생산 도료를 Sampling하여 검사 6) 여과 / 포장 : 합격 판정을 받으면 포장 실시
<< 원료 창고 내부 모습 >> << 배합에 따라 원료를 투입하는 모습 >>
<< 분산 과정과 분산 기계(Sand Mill) >>
<< 마감과 조색 과정 >> << 여과와 포장 과정 >> 2-2. 안료의 분산 1) 수지 속에서 각 안료의 입자 하나 하나가 서로 뭉치지 않도록 독립적으로 균일 하고 안전하게 분리시키는 것, 또한 그 상태를 지속적으로 유지시키는 것을 분산(Dispersion)이라 한다. 2) 분산은 도료의 품질을 결정하는 모든 면에 큰 영향을 미친다. ① 도막의 외관 ② 도막의 물성 ③ 도료의 안정성 ④ 도료의 작업성 3) 분산 장치 ① Ball Mill ② Sand Grind Mill ③ Roll Mill 3. 도료의 분류 3-1. 도료의 분류 방법 1) 도료의 주성분(수지)에 의한 분류 : 에폭시 도료, 우레탄 도료, 염화고무 도료, 비닐 도료, 알키드 도료, 등 2) 도료의 용도에 의한 분류 : 선박용 도료, 중방식용 도료, 건축용 도료, 자동차용 도료, 목공용 도료, 캔용 도료, 등 3) 도료의 건조 기구에 의한 분류 : 용제증발형 도료, 화학반응형 도료, 산화반응형 도료, 소부형 도료, UV 경화형 도료, 등 3-2. 도료의 주성분(수지)에 의한 분류 1) Epoxy 도료 (Epoxy Resin Type Paint) ① 반응기인 2개 이상의 Epoxide기와 활성수소기를 가진 아민 경화제와 부가중합 으로 도막이 형성되는 도료로 내식성, 내약품성, 등이 매우 우수하여 현재 선박용/중방식용으로 가장 많이 사용되고 있는 도료이다. ② 2액형 도료로 주제(에폭시 수지)와 경화제(폴리 아민)로 구성되어 있어 도장 전에 이 주제와 경화제를 혼합하여 사용한다. è ⓐ 주제 : Epoxide 기 ~ CH – CH2 를 2개 이상 가진 에폭시 수지가 함유
ⓑ 경화제 : 활성수소 기(~R – NH2)를 가진 Polyamine 수지가 함유
③ 주제와 경화제를 혼합하여 도장후 도막이 형성되는 경화 메커니즘
④ 에폭시 수지 도료의 장단점
⑤ 제품의 종류 : EH2350, EH2540, EH4158, ET5740, EP174, EH2630, 등. 2) 우레탄 도료 (Urethane Resin Type Paint) ① Acryl Polyol(-OH)과 Polyisocyanate(-NCO)를 반응시키는 2액형 도료로 내후성이 우수해 주로 상도 마무리용으로 사용된다. ② 2액형 도료로 주제(폴리올 수지)와 경화제(이소시아네이트)로 구성되어 있고 우레탄 결합( -OCONH-)을 가지고 있다 도장전에 이 주제와 경화제를 혼합하여 사용한다. è ⓐ 주제 : 폴리올 기 (~ OH)를 가진 Acryl Polyol 수지가 함유되어 있다. ⓑ 경화제 : 이소시아네이트 기 (-NCO)를 가진 Polyisocyanate 수지가 함유
③ 우레탄 도료 도장시 습도가 높거나 수분이 있으면 물속의 Hydroxyl Group과 반응하여 도막 물성에 영향을 미칠수도 있다. ④ 주제와 경화제를 혼합하여 도장후 도막이 형성되는 경화 메커니즘은
~ - NH – CO – O
(Polyisocyanate) (Thiol) ~ - NH –CO – O
(고분자화) ~ - NH – CO – O CO – NH-~ ⑤ 우레탄 수지 도료의 장단점
⑥ 제품의 종류 : UH279, UT6581, 등 3) 알키드 도료 (Alkyd Resin Type Paint) ① 알키드 수지는 다염기산(프탈산)과 다가알코올을 합성해서 만들어진다. 알키드 도료는 합성수지 조합페인트라고도 한다. ② 알키드 수지 도료의 물성은 주로 원료인 알키드 수지의 변성에 사용한 기름 의 종류 및 Oil Length에 의해 좌우된다 ③ 도막이 유연하고 광택 유지력이 우수하고 건조가 빠르다. ④ 건조기구는 도장후 공기중의 산소와 반응하여 경화가 일어난다. ⑤ 제품의 종류 : MP120, LT313, OT407, 등 4) 염화고무 도료 (Chlorinated Rubber Type Paint) ① 염화고무 수지를 용제에 용해시킨 것을 수지로 사용해 만든 도료로 염화고무 자체만으로는 부숴지기 쉽기 때문에 합성수지나 가소제를 필히 같이 사용 해야 한다. ② 도막을 형성하는 건조기구가 용제 증발이기 때문에 건조가 빠르고 동절기 에도 큰 영향을 받지 않는다. ③ 재도장성 및 내수성이 우수하나 수지가 열가소성이기 때문에 열에 약하다. ④ 약 60℃ ~ 70℃ 부근에서 도막이 연화되고 130℃ 이상에서는 열분해가 된다. ⑤ 제품의 종류 : RP141, RH249, RH248, RT544, RT546, 등 5) 비닐 도료 (Vinyl Type Paint ) ① 염화비닐과 초산비닐의 공중합(70:30)체인 수지를 MEK와 같은 용제에 용해 시켜 만든 도료. ② 내약품성, 내수성, 내후성이 우수하고 속건성이며, 층간 부착성도 우수하다. ③ 70℃ 이상의 온도에 장시간 노출되면 도막구성 성분이 분해되거나 Yellowing 현상이 발생될 수 있다. ④ 제품의 종류 : VP184, VH137, VH173, VT536 등 6) 무기질 도료 (Inorganic Zinc Coating) ① 무기징크 도료는 각종 철구조물을 보호하기 위한 primer로 광범히 하게 적용되고 있으며, 현재 사용되어 지는 도료중에 가장 효과적인 방청도료이다. ② 무기질 수지인 Ethyl Silicate와 안료인 Zinc Filler가 공기중의 수분을 흡수 / 반응하여 망상구조의 고분자 화합물을 형성하여 음극방식에 의한 방청력이 우수할 뿐 아니라 자외선, 비, 세균, 온도 등 주변 환경에 영향을 받지 않으며, 약 400℃ 까지의 내열성과 유기용제에 강하다. ③ Condensed Ethyl Silicate를 수지로 사용하여 도료 제조 과정에서 약 85%까지 가수분해 시키고 나머지 15%는 대기중의 수분과 반응하여 경화되며, Zinc Powder와도 물리적인 반응을 한다. ④ 무기징크 도막의 화학적 결합 상태
⑤ 제품의 종류 : IZ182, IZ180N, IZ1990, IZ4190, 등 7) 방오 도료 (Anti-Fouling Paint) ① 선박이 해수에 침적되면 해양 생물 즉, 물때(Slime), 해초류(Marine Grass) 조개류(Barnacle) 등이 표면에 부착 / 번식하게 된다. 이로 인해 선체저항이 증가되고 항해속도 저하, 연료비가 증가 등 경제적으로 손실을 가져온다.
② 방오도료의 종류 è - Conventional Type : Soluble Matrix Type 과 Insoluble Matrix Type - SPC Type ③ Soluble Matrix Type : 수지가 자연 부산물인 Rosin으로 구성되어 있고 이 Rosin은 바닷물 속에서 아주 느린 속도로 용해되면서 도막으로부터 방오물질이 방출된다. (실질적인 수명은 12개월이다) ④ Insoluble Matrix Type (CDP Type) : 수지(Vinyl or Rubber)가 바닷물 속에서 용해되지 않고 단지 방오물질만 방출되기 때문에 도막은 다공질의 골격을 이루게 된다. 결국 방오물질 이 방출되지 않으면 방오성능은 사라지게 된다. (실질적인 수명은 24개월이다) ⑤ SPC Type (Self-Polishing Copolymer) : TBT SPC 방오도료의 수지는 Acryl Resin에 Tributyl tin oxide(TBTO)를 화학적으로 결합시켜 놓은 구조로서, 이 결합은 pH 8 이상의 알칼리에서 가수분해가 이루어져 수지가 아크릴 산의 공중합체가 되어 약 알칼리인 해수에 용해되는 특성을 부여한다. 즉, 가수분해 되기 전의 수지는 해수에 불용성이지만 가수분해가 되면 아크릴 산의 공중합체가 되므로 수지는 해수 에 가용성이 되어 해수 중에 서서히 녹게 되는 것이다. 방오 독소와 수지분이 동시에 소량씩 해수에 씻겨 없어져 시간이 경과할 수록 평활한 표면을 이루면서 언제나 새로운 방오력이 유지되어 선체에 해중 생장물의 서식이 방지된다.
<< Conventional Type의 방오성능 >>
<< SPC Type의 방오성능 >> ⑦ 유기주석 화합물(TBT ; Tri Butyl Tin)의 상용으로 인해 어패류에 유기주석 화합물의 체내 축적이 되고 사람이 이러한 어패류를 먹게되면 인체에도 부작용을 일어날 수 있어 유기주석 화합물을 함유한 방오도료에 대한 규제 가 IMO(국제 해사 기구)에 의해 발표되었다. è
※ Conventional A/F와 SPC A/F의 방오성능 비교
방 Conventional A/F
성 최소 방오성능 한계선
SPC A/F
8) Tin Free Anti-Fouling 도료 ① Tin Free 방오도료 수지는 Tin Base 방오도료 수지에서 단순히 Tin을 제거 하고 “Si 와 Metal”로 대체하여 제조. 즉, TBTO를 결합한 Tin ester에 대한 대안으로서 Zinc나 Copper를 이용한 Metal ester와 Trialkyl silyl을 이용한 Silyl ester가 개발되었다 - Silyl Ester계 Type : Jotun, CMP - Metal Ester계 Type (Zn, Cu) : IP(Cu), CMP(Cu), KCC(Zn) ② Tin Free SPC 수지의 이해
③ Tin Free A/F 도료의 소개
※ A/F 도료는 따로 자세히 소개합니다. 9) 실리콘 도료 (Silicone Resin Type Paint) ① 실리콘 수지는 실록산(Si-O-Si)을 갖는 폴리머이며, 관능기로서 보통 수산기 (-OH), 메톡시(-OCH3), 메틸기(-CH3), 페닐기(-C6H5)가 사용된다. ② 실리콘 수지도료는 내열성이 매우 우수하여 600℃까지 견디고 내후성 및 내한성도 우수하여 저온시 물성 변화가 적다. ③ 우수한 전기적 특성과 특이한 계면특성을 갖고 있다. ④ 도막의 물성은 Methyl기(-CH3)가 많으면 발수성을 높여 미끄러지기 쉽고 고무 탄성을 띄고 반대로 Phenyl기(-C6H5)가 많으면 경도가 증가하고 내열성이 향상된다 ⑤ 또한 실록산 분자구조 중에 관능기가 적으면 도막이 유연하고 건조성이 좋치 않고 관능기가 많으면 도막이 단단하고 건조성이 향상된다. ⑥ 실리콘 수지의 가교반응(수산기 – 탈수축합 반응 / 메톡시 – 탈알콜축합 반응)
<< Silicon 수지의 가교 반응 >> ⑦ 제품의 종류 : QT604, QT606, 등 3-3. 도막 형성 기구 (경화 메커니즘) 1) 도료가 도장된 후 Wet 도막에서 Dry 도막으로 변하는 경로를 경화 메커니즘 이라 하고 불변형 도료와 가변형 도료로 나누어 진다. 2) 건조/경화 메커니즘을 기초해서 도료는 다음 3가지로 분류된다. è① Physical drying paints (용제 증발 건조형 도료) ② Oxidative drying paints (산화 경화형 도료) ③ Chemical curing paints (화학 반응형 도료) 3) 불변형(Non-Convertible) 수지 도료 (용제 증발 경화 도료) ① 단지 용제 증발에 의해 도막이 형성되는 도료를 말한다. è Vinyl계 도료, Rubber계 도료, 역청질 도료, 등. ② 완전히 경화되기 위해서는 용제가 모두 증발되어야 하기 때문에 도막을 너무 두껍게 도장해서는 안된다. ③ 용제 증발형 도료 위에 강한 용제를 함유하고 있는 도료를 상도로 도장해서는 안된다. è 상도의 강한 용제가 하도의 도막을 다시 용해시키기 때문이다. ④ 용제 증발형 도료는 일반적으로 SVR이 낮아 많은 용제를 함유하고 있어 VOC 규제 때문에 세계적으로 사용은 하고 있으나 점점 줄어들고 있고 머지 않아 사라질 것으로 예상된다. ※) 유합(Coalescence) / 증발 경화 도료 ⓐ 수성 에멀젼 도료처럼 유합은 증발의 특별한 경우로서 수지의 작은 입자가 비누와 같은 물질에 둘러싸여 있어 용제처럼 물에 분산되어 있다. ⓑ 물이 증발되면 수지 입자가 함께 녹아 도막을 형성한다. 이러한 도료는 한번 경화되면 물에 다시 용해되지 않고 강한 용제에 용해된다. 4) 산화 반응형 도료 (Alkyd 도료) ① 도장 후 대기중의 산소와 반응하여 산화 가교 결합하여 도막을 형성한다.
② 오일인 수지와 산소의 반응을 빠르게 하기 위해 건조제(Cobalt, 망간 화합물) 라는 금속 촉매를 사용한다. ③ 과도막 도장 시, 산소가 도막 바닥까지 침투되지 못해 경화 불량이 발생된다. ④ 온도가 증가할수록 공기의 순환 및 움직임이 빨라져 반응 속도가 증가한다. ⑤ 산화 반응 도료는 내알카리성이 불량하기 때문에 콘크리트, 무기징크 도막, 갈바나이징 된 표면에 도장시 비누화 반응으로 도막이 박리된다. ⑥ 산화 반응 도막에 Acetone, MEK, Ethyl acetate, 등과 같은 강한 용제 접촉시 부풀음/주름(Winkling)이 발생된다. 그래서 일반적으로 Vinyl 도료, Epoxy 도료 를 상도로 적용하지 않는다. 5) 화학 반응형 도료 (Epoxy 도료, Urethane 도료) ① 일반적으로 2액형 도료로서 도장전에 주제와 경화제를 혼합하여 도장하게 되면 화학 반응으로 도막을 형성한다. ② 반응 속도는 온도의 영향을 많이 받는다. 온도가 낮으면 분자의 운동이 활발하지 못해 화학 반응이 늦어진다. ③ 화학 반응이 진행되면서 자체에서 열이 발생되어 반응이 촉진된다.
<< 2액형 도료의 Chemical Reaction >>
※) 구도막의 종류를 판별하는 방법
è - 구도막에 대한 정보가 없을 경우 구도막의 종류를 파악해야만 보수 도장에 대한 도장 System이 추천될 수 있다. - 장시간 침적하게 되면 상기의 그림과 같이 판단될 수 있다. - 알키드 도막은 용제와의 충분한 반응시간이 필요하다. 만약 당장의 결과로는 에폭시/우레탄 도막과 동일한 결과가 나온다. - 상기의 경우 칼로 도막을 긁어보면 도막이 얇고 Flexible하면 Alkyd 도막이고 도막이 두텁고 Brittle하면 에폭시 도막이다. 4. 선박 도료의 종류 4-1. Alkyd 도료
4-2. Rubber 도료
4-3. Vinyl 도료
4-4. Epoxy 도료
4-5. Urethane 도료
4-6. Inorganic Zinc 도료
4-7. 내열 도료
4-8. 방오 도료
== 끝 == |
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출처: 페인트 천사 www.paint1004.com 원문보기 글쓴이: 전국도장연합
