아크릴 분체도료의 경화거동과 도막물성의 상관관계 연구
초록/요약
This thesis discusses the studies for the correlation between thermal behavior during curing and film properties using acrylic powder coatings. Acrylic powder coatings are an eco-friendly paint composed of solvent-free solids which has an excellent durability and corrosion resistance. It is composed of an acrylic resin with glycidyl group, an acid curing agent with a carboxyl group, a catalyst, and other additives. The curing behavior of the acrylic powder coating proceeds with the glycidyl group and the curing agent through an acid-epoxy bond. If the curing is not sufficient, problems may occur. As described above, the curing behavior of acrylic powder coatings affects various physical properties of the coating film, it is important to study the correlation between curing and final film properties. In this study, a catalyst capable of controlling the curing rate was added, curing characteristics and physical property evaluation were compared with or without a catalyst. The curing characteristic of the coating was investigated by using Differential Scanning Calorimetry(DSC). The activation energy of the curing reaction was derived through the iso-conversional method, and the curing conversion rate in each isothermal condition was predicted. As a result, under the same conditions, complete curing was reached with a catalyst while in the absence of a catalyst acrylic powder coatings were not reached in completely cure. The effects of the curing conditions were evaluated by tests of adhesion, impact resistance, corrosion resistance and recoatability. Most of the properties except recoatability has improved when catalyst was used. We observed sufficient curing improve adhesion, impact and corrosion resistance while recoatability was degraded because no reacted monomer on the surface of the coating film. The unreacted monomer was confirmed using a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and a contact angle analyzer.
more초록/요약
본 논문에서는 아크릴 분체도료를 이용하여, 경화 중 열적거동과 도막 물성 간의 상관관계를 연구하였다. 아크릴 분체도료는 무용제 고형분으로 구성된 친환경 도료로 내구성과 내식성이 뛰어나, 다양한 부식환경으로부터 소지를 보호한다. 아크릴 분체도료는 글리시딜기(Glycidyl group)를 가진 아크릴 수지, 카르복실기(Carboxyl group)를 가진 산 경화제, 촉매, 기타 첨가제로 구성된다. 아크릴 분체도료의 경화반응은 아크릴 분체도료는 글리시딜기와 경화제 간의 산-에폭시 결합을 통해 진행되며, 경화 반응이 충분하지 않으면 코팅의 박리와 같은 문제를 야기시킬 수 있다. 이와 같이, 아크릴 분체도료의 경화 거동은 도막의 다양한 물성에 영향을 미치므로 경화 특성과 최종물성 간의 상관관계를 연구하는 것은 중요하다. 이 연구에서는 경화 속도를 조절할 수 있는 촉매를 첨가하여, 촉매 유무에 따른 경화특성과 물성평가를 비교하였다. 경화특성을 평가하기 위해 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC)를 사용하였다. Isoconversional method를 통해 경화반응의 활성화에너지를 도출하였으며 각 등온조건에서의 경화전환율을 예측하였다. 그 결과 동일한 조건에서 촉매가 없는 경우 완전한 경화에 도달하지 않았으며 촉매를 넣은 도료의 경우, 100% 경화에 도달하였다. 경화 조건에 따른 도막 물성평가를 수행하기 위해 부착성, 충격성, 내식성, 재도장성 실험을 진행하였으며, 촉매를 사용한 경우에 재도장성을 제외한 물성이 향상되었다. 충분한 경화로 인해 부착성, 충격성, 내식성은 향상되었으나, 도막 표면에 미반응 모너머가 존재하지 않아 재도장성은 저하되었다. 미반응 모너머는 푸리에 변환 적외선 분광기(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)와 접촉각 측정기를 이용해 확인하였다.
more목차
1. 서론 1
2. 실험방법 4
가. 시료준비 4
나. 시차주사열량계(DSC) 측정 4
다. 물성평가 6
3. 결과 및 논의 9
가. 아크릴 분체도료의 경화특성 9
나. 물성평가 20
4. 결론 29
5. 참고문헌 30
