기획특집 : 기능성도료신기술 선박용 Re-coating Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 이기동 김차근 정승훈 임종윤 * 건설화학공업주식회사, * 기술연구소 Re-coating Interval Free Epoxy Coating for Ship and Performance Testing Kydong Lee, Chakeun Kim, Seounghoon Chung, and Jongyoon Lim* KUNSUL CHEMICAL IND. C. LTD., Gyeongsangnam-do, 637-941, Korea *R&D Center, Haman-gun 637-941, Korea Abstract: 선박의건조과정에서에폭시도료의사용비율이 80% 이상을차지하며, 그중에서도가장많은도료가사용되는부위는 Water ballast tank (W.B.T) 이다. 선행 ( 블록탑재전공정 (pre-election)) 에서도장된블록을후행에서마감도장할경우, 작용된도막의짧은 re-coating interval 로인해후속도장의부착불량방지를위하여후행도장공정에서동력공구등으로도막을제거하는공정을추가로실시하고있다. 또한, 현재생산되고있는대부분에폭시도료는고형분이 60% 이하의형태로방식도료로적용부위가제한되고, 일부 70 80% 이상의고형분이생산되고있으나재도장간격이 1 개월이내로제한되어있다. 조선소에서재도장간격이지나도장하는후속공정으로발생하는추가작업을개선하여인건비절감, 고형분 Up 으로 VCs 배출량감소, 그리고작업자근골격계질환예방에매우큰효과가있을것으로기대하고있다. 이에 W.B.T 적용을목표로재도장간격, 고형분용적비, 경화건조, 흐름성 (D.F.T), 내 crack 성, 부착성 ( 재도장간격별 ), 내해수성, 도막방식성능 (EIS) 등으로연차별로개발목표치를기술하였다. Keywords: high solid epoxy, SVR, hydrogenated bisphenol-a, re-coating interval, ballast tank coatings 1. 서론 1) 선박은항상해수와해양환경에있으며강렬한일광과해염입자나해수비말을받으므로선체각부의방식ㆍ오염방지ㆍ미관의유지와도장에의존하고있으며, 도장효과가선박의수명을좌우한다고하여도과언이아니다. 조선현장은어느장소나해안에위치하고있어도장작업환경으로서는가장불리한조건하에있게되며, 광범위한면적의공사를정해진건조일정안에서완수해야하므로항상 100% 의효과는기대하기어렵다. 따라서고품질의도장을보다신속하고더욱쉽게실시하는것을목표로하여도장공작법의개선과신규도장기술이조합된신뢰성이있는고도의도장기술이요구된다. 선체는많은구획으로구성되어있으며, 각각의부위에는다양한도막성능이요구되어지고있다. 해운산업의발달은선박의현대화, 대형화, 고속화및경제적인운항이요구되고있으며고품질의방청도료의연계연구가선적용도료기술의가장중요한부분으로차지하고있다. 선박도장의가장큰목적은일반적으로사용되는철판을부식으로부터보호함으로서선체를보존하는데있다고해도과언이아니다. 염분과침수는그리고건조가반복되는선박의운항환경에서도료의역할은아주중요하다. 이런환경에서는에폭시도료의적용이가장폭넓게확대되어지고있다. 주저자 (E-mail: leekid@jebi.co.kr) KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 43
lys기획특집 : 기능성도료신기술 H CH 2 CH CH 2 ta CH 2 CH CH 2 CH 2 n +C C C CH 2 CH 2 H CH CH H CH 2 CH 2 tfigure 1. 지방산변성 hydrogenated bisphenol-a 형에폭시수지합성메카니즘. CH 2 CH nhc CH CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 조선도장공정은크게선행 ( 탑재전블록도장 ) 작업과후행 ( 블록탑재후선체도장작업 ) 으로나누어지며, 선행작업이전체도장작업의약 85 98%, 그리고후행작업이약 15 20% 를차지한다. 특히선행도장작업에서선박방식을담당하는 A/C (anti-corrosive paint) 도료의시공이대부분이루어진다. 선박방식도막에요구되는특성들중에상도도막과의혼화성및밀착성등은하도도막의재도장간격 (re-coating interval) 에막대한영향을미치며, 이로인해선박의마감도장작업이나후속도장작업중에도막수정작업이나보수작업등이필연적으로발생하며제한된하도의재도장간격으로인해예상치못한작업들이추가로발생하고있는실정이다. 현재대부분 epoxy 도막의재도장간격은 7 15일이내로후행도장작업을위한도막전처리작업을추가로실시하고있으며후행도장작업량증가의주된원인으로작용한다. 만일 epoxy 도막의재도장간격을약 6개월정도로증가시킨다면, 후행도장작업전실시하던도막전처리작업을현격히감소시킬수있고, 수정작업및추가작업을미리예상하여마감도장작업에서자유롭게후속도장이가능해져불필요한작업시수 (M/H) 감소, 도장공정의간소화, 적용도막의불량감소, 그리고선박건조공기단축등에기여할것이라예상된다. 2. 수지개발 2.1. 1차년도수지개발일반 bisphenol-a형에폭시수지와같이일반방향족에폭시수지는빛이조사에의해, 방향족이빛을흡수하여라디칼을발생하는것으로부터분해반응이일어난다. 이로인해황변및쵸킹현상이발생하기때문에 bisphenol-a형에폭시수지는제한적인재도장성을갖는다. 따라서도료는물론 LED 등의전기 전자재료분야등에서분자중에방향족을가지지않으며, bisphenol-a형에폭시수지와비슷한구조의 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지에대한요구가높아지고있다. Figure 1과같이합성된 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지의접착력및유연성을개선하기위해다이머지방산을사용하여변성에폭시수지를합성하였다. 본실험은지방산변성저점도형에폭시수지의합성조건과동일하게 150 에서 300 ppm의촉매를사용하여반응을진행하였다. 반응분석은반응물의 epoxide group과 acid value를 auto titrator를사용하여적정분석을실시하였다. 합성된지방산변성 44 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 hydrogenated bisphenol- A형에폭시수지는 epoxy equivalent weight는 380 430 g/eq이고, Xylene으로 10 wt% 희석하여 2.5 5.0 Pa.s (25 ) 의점 9도를갖는다. Hydrogenated bisphenol-a형액상에폭시수지로일반 bisphenol-a형액상에폭시수지와비교하여기계적물성은비슷하지만건조경화시간이길다는것이확인되었다. 이는 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지의분자내부에전자주개로작용하는 Phenol 구조를가지고있지않아에폭시기의반응성이 bisphenol-a형에폭시수지에비해떨어지는것으로나타났다. 지방산변성 Hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지는분자량이크고, 충격강도및유연성의물성은우수하지만경화시간이더길다는단점이있었다. 전반적으로 bisphenol-a형에폭시수지에비해 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지의건조시간이훨씬길어이를개선하는연구가더진행되어야할것이다. 2.2. 2차년도수지개발도막의부착성및유연성확보를위한 BPA형에폭시수지합성과에폭시수지의유연성 (flexibility), 부착력 (adhesion) 및응집력 (cohesion) 이향상된변성수지기술및저온속경화및기타물성향상을위한경화제첨가형 polyol epoxy resin 수지개발기술을시도하였다. 1 불포화지방산변성 Epoxy Resin 에 Vinyl Silane 주쇄에도입 Figure 2 참조. Figure 2. Fatty acid 및 vinyl silane 에따른변성. 2 Rubber 및불포화지방산변성 Epoxy Resin 에 Vinyl Silane 도입 Figure 3 참조. KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 45
* n: 기획특집 : 기능성도료신기술 CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 RUBBER CMPUND CATALYST H H CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 RUBBER CMPUND CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 H C CH2CH CH 2 * Figure 3. butadiene rubber/fatty acid 및 vinyl silane 에따른변성. 3 경화제첨가형 Polyol Epoxy Resin 도입 Figure 4 참조. CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 FATTY ACID CATALYST PLYL CMPUND * C CH 2 CH CH 2 * H CH 2 CH n CH 2 CH 2 CH CH 2 FATTY ACID PLYL CMPUND H H CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2 FATTY ACID PLYL EPXY RESIN H : Figure 4. 경화제첨가형 polyol epoxy resin structure. 4 저온속경화를위한 polyol epoxy resin 개발저온에서의속경화를위해서는경화제의선택이매우중요하다. 따라서본연구에서는이미상업화된경화제에첨가가가능한 polyol epoxy resin 개발및경화제에첨가되는 polyol epoxy resin은 epoxide group을포함하고있으면안되기때문에위의 Figure 4와같이 epoxide group이완전히개환된변성 epoxy resin를개발하고자한다. 또한, 에폭시수지및경화제에많은양의 -H group 도입함으로써상도로에폭시및우레탄코팅시에도재도장간격을늘릴수있으리라예상된다. 5 저온속경화형 polyol epoxy resin 의기대되는효과로는경화제에일정량의 polyol epoxy resin 첨가 46 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 Figure 5. 에폭시수지와금속과의결합 [12]. Figure 6. 도료가철소지면과의부착메카니즘. 로 epoxy 수지와의상용성우수하며, 경화제일정량의 polyol epoxy resin 첨가로피착제와의접착력향상 과경화제에일정량첨가된 polyol epoxy resin 내에 -H functional group contents 가높음에따라 epoxy - amine 경화촉진역할예상으로저온속경화가기대된다. 6 경화제물성개선을위한방법 기존의상업화된경화제에 polyol epoxy resin 일정량을첨가 - phenalkamine 경화제 + polyol epoxy resin 첨가 (Figure 4 참조 ) Phenalkamine - polyamide 경화제 + polyol epoxy resin 첨가 - polyamidoamine 경화제 + polyol Epoxy Resin 첨가 - m-xda 및 IPDA 변성경화제 + polyol epoxy resin 첨가 2.3. 3차년도수지개발 2차년도연구수행시 bisphenol-a형에폭시수지에 soft segment ( 지방산혹은 CTBN 고무 ) 를도입하여경화밀도를낮추고, 유연한성분의도입으로새로운도막의침투가용이하도록수지를설계하였다 (2차년도연구수행물 ). 2차년도연구수행물은범용 DGEBPA형에폭시수지와물성비교테스트가수행되어결과를얻었다. Bisphenol-A형에폭시수지와비교하여기계적물성및건조시간, 부착력에서큰차이를보이지않지만, 연구수행물인저분자량의수지로내굴곡성및내충격성이좋지못하였다. 하지만분자구조적으로 soft segment를가지고있으면서범용 bisphenol-a 에폭시수지와비슷한물성을지닌다는점과비교적낮은점도를가져작업성이좋고, 도료의고형분용적비를올릴수있다는장점이있었다. 따라서 3차년도연구에서는 2차년도연구수행물인에폭시수지와분자량이큰고상에폭시수지를 xylene으로용액화한개발에폭시수지에 blending하여재도장작업시새로운도막의성분이기존도막에침투가용이할수있도록 Figure 7과같이경화밀도를조절하고, 분자량이큰수지의도입으로내충격성과내굴곡성을개선할예정이다. 하지만분자량이큰수지의양이증가할수록점도가높아져용제의사용량 KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 47
기획특집 : 기능성도료신기술 에폭시분자량이작은경우 Figure 7. 에폭시수지의분자량에따른경화밀도차이. 에폭시분자량이큰경우 빈디스크 빈디스크무게측정 (M 1) 빈디스크수중무게측정 (M 2) 디스크도장 도장된디스크건조 (105 3 hrs) 건조된디스크무게측정 (M 3) 건조된디스크수중무게측정 (M 4) SVR 측정완료 Figure 8. 고형분용적비측정방법. 이늘어나고, 경화속도가늦어지는단점이있기때문에저분자량과고분자량의수지배합을최적화하는실험진행이필요하다. 재도장성 3개월부착력기술연구와검증으로표면장력및표면에너지조정과지속적으로유지가가능한배합검토로에폭시수지와금속표면과의결합및도료가철소지면과의부착메카니즘을 Figures 5와 6에나타내었다. 고분자의혼합으로도막의경화밀도를줄이고, 도막내의프리볼륨을높여새로운도막성분의침투가 48 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 용이하게하는기술과고분자량에폭시수지와의 blending 으로도막의경화밀도를부착력및내충격성 등의물성향상을기대하고있다. 3. 성능시험및결과 3.1. 재도장간격 도장조건 ( 옥외폭로 ) 1 회도장과 2 회도장, 보수도장등기간별후속도장의조건 (1) 조건 : 재도장간격을 1, 2, 3, 6 개월이상 3.2. 고형분용적비 (SVR) 도료중고형분이차지하는부피의비율로건조도막의두께, 도표면적, 도료소요량등의실측치를구하 는방법이다. (1) 실험결과 : KTR 결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 고형분용적비결과 (%) 81 75 86 시험진행중 3.3. 경화건조 (20 ) 도료가건조하는때에따라필요한시간, 가열건조에서는가열장치에넣고부터건조상태로될때까지의시간, 칠한도료의얇은층이액체에서고체로변화되는현상, 도료건조의기구에는용매의휘발, 증발, 도막형성요소의산화, 중합, 축합등이있고, 건조의조건에는자연건조, 강제건조, 가열건조등이있다. drying recorder Figure 9. 건조성측정기기. (1) 실험결과 : KTR 결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 경화건조 (20, 시간 ) 19 7 9 시험진행중 3.4. 흐름성 (DFT) 도료가경화되는과정에서흐른흔적, 러닝 (running) 은가늘고길게봉처럼생긴흔적이고, 커테이닝 (curtaining) 은넓게휘장처럼흐르는상태를확인하였다. KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 49
기획특집 : 기능성도료신기술 Figure 10. 흐름성측정기기. 600 1,000 µm 350 1,500 µm (1) 실험결과 : KTR 결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 흐름성 (DFT, µm) 710 420 1,200 시험진행중 3.5. 내Crack성실제도막크랙은블록단계에서노화가진행되어구조물설치조건으로확장되어발생하므로본시험의조건은국제규격시험법 (NACE standard method, TM03304-2004, section 9 ; thermal-cycling resistance test) 에따라노출환경을최저온도는 -20 최고온도는하절기블록표면철판의최고온도인 60 로하였다. 도막시험편 T-bar에도막별로 1차도장한후폭로 1개월후에 2차도장하여건조시킨시험편을 16시간을 1 cycle로 cycling chamber (J-RHCI-500-T) 에서냉온반복실험을진행하는방법이다. 냉열사이클도식 Figure 11. 냉열사이클측정기기. Cycling chamber (1) 실험결과 : 참여기관결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 T-Bar Crack 결과 20 사이클, 양호 30 사이클, 양호 40 사이클, 시험진행중 50 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 3.6. 부착성 ( 재도장간격 1, 2, 3, 6개월 ) 도료의 pull-off 강도 ( 부착력 ) 에대한장치와시험과정을포함하고, 도막표면의 Dolly가분리되기전까지견디는수직력 ( 인장력 ) 을측정하고, 만약에도막표면이규정된힘에그대로남아있다면 ( 합격, 파손 ) 파손은도막표면의약한곳에서일어날것이다. 시험고정구, 점착성도장시스템, 소지또는시험결과가수치로나오는유일한방법이다. Figue 12. 부착성측정기기. Elcometer adhesion tester Testing (1) 실험결과 : 참여기관결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 pigments 분산성 size 1st+2nd, coated 시험진행중 부착성결과 (MPa) 5.5 5.7 9.6 시험진행중 3.7. 내해수성개발도료의도장 system 160 µm 2회로 1회도장 160 µm으로도장하여폭로 2, 3, 6개월기간별로 ( 기준 6개월 ) 2회후속도장 20 7일간자연건조시킨후도막표면에수직으로 cut하여해수에침적한결과 cut주위녹발청상태를확인하는시험이다. (1) 실험결과 : 당사 Lab 2 개월 3 개월 5 개월 6 개월 해수침적 결과 Cut 주의녹외양호 Cut 주의녹외양호 Cut 주의녹및도막부풀음 Cut 주의녹및도막부풀음 KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 51
기획특집 : 기능성도료신기술 3.8. 도막방청성능 (NRSK M-501 및 EIS 측정 ) 교류전기회로상에서전류의흐름에방해가되는인자들로부터생기는복합저항측정시험방법이며, 부식과방식의연구분야널리사용되고있다. 도장된금속의내식성평가및부식메카니즘등유기도막이갖는전지화학적파라미터를통해유기도막의성능을평가한결과도막방청성능시험은 IS 20340의 NRSK M-501의 cycle 시험방법 (UV조사 72시간, 염수분무 72시간, 저온 -20 24시간노출, 1cycle, 총 25 cycle) 을적용하여평가하는시험방법이다. (1) 시험평가법 (a) Nyquist plot Figure 13. 교류임피던스측정결과도시방법. (b) Bode plot Figure 14. 금속의노화과정에따른등가회로, Nyquist plot 과 Bode plot. 52 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 - EIS 측정은 Table 1 과같은조건으로측정하였다. Table 1. 임피던스측정조건 회사명 Solartron 모델명 SI 1260 / 1296 Frequency range 10 5 Hz 0.01 Hz 용액 0.5 M-NaCl 전극 3전극시스템 (SCE, Carbon전극, Working 전극 ) 전극면적 13.9 cm 2 Amplitude 50 mv Figure 15. 도막방식성능측정기기. EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) (2) 실험결과 : 참여기관결과 1 차년도 2 차년도 3 차년도 25 사이클시험편진행중 25 사이클, EIS 그래프 진행중 도작방식성능 (Ωcm 2 ) 10 9 10 9 시험진행중 KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 53
기획특집 : 기능성도료신기술 4. 에어리스도장작업성 도장작업성시험 비고 에어리스도장기기 (73:1) 조선소현장 에어압력 (bar) 6.5 Tip size 521 호스길이 30 m 에어리스도장작업성사진 작업자도장 에어리스 anti-sagging 사진 습도막두께 고찰 1) KCI RFE-21, 23 의 2 종도료도장작업성에서현재 Ballast 도장시방에따른 160 µm 2 coat 에만족하며, 도장스프레이에서분무상태가양호하고습도막 (WFT) 는 1,000 µm 이상의결과를규정도막보다우수한결과를얻었다. 따라서조선소현장작업성에서는도료의도장안전성을확보하고도장작업자의숙련도에충분한만족을할수있을것판단된다. 2) 개발된 re-coating interval free epoxy primer (SVR 75%) 는상용 epoxy primer (SVR 80%) 에점성도가낮아상대적으로적은양의용제희석과압력으로도원활한도장작업이가능하였다. 5. W.B.T (Water Ballast Tank Simulation) System 시험 Water ballast tank simulation system 시험은국제해사기구 (IM) 가규정한선박의선체보호도장 (PSPC) 기준에따라적용하여평가하였다. 본시험은 wave tank test ( 선박평형수탱크, water ballast tank 시뮬레이션시험 ) 와 condensation chamber test ( 응축쳄버시험 ) 으로나뉜다. Wave tank test는 Figure 16과같이 35 해수가 1/3채워진 wave movement tank에 4장의시편을부착 ( 위, 아래, 양측면 ) 하고 cycle test를 54 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 총 180일동안시험을진행하며, 총 180일경과후도막부풀음, 녹발생및음극박리면적을확인하여적합성을판정한다. condensation chamber test는 Figure 17과같이 chamber 바닥에정수를채우고 40 온도로유지하고 15 기울기의 Top에시편을고정하여총 180일동안시험을진행하며, 총 180일경과후도막부풀음, 녹발생및음극박리면적을확인하여적합성을판정한다. Figure 16. Wave Tank Test 사진. Figure 17. Condensation Chamber Test 사진. 5.1. 시험평가법 Figure 18 과같이총 180 일동안진행되며, 180 일경과후도막부풀음, 녹발생및음극박리면적을 확인하여적합성판정한다. Figure 18. Water Ballast Tank Simulation System Test. KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 55
기획특집 : 기능성도료신기술 평가항목은 Table 2 에서주어진것과같고, 평가항목에대한관련규격은 Table 3 과같다. Table 2. Water Ballast Tank Simulation System Test 평가항목 평가항목 Blister 합격조건 No blister Rust Ri 0 (0%) Pinhole 수 0 Adhesive Failure Cohesive Failure > 3.5 MPa > 3.0 MPa Cathodic protection current demand < 5 ma/m 2 Cathodic protection disbondment Undercutting from scribe < 8 mm < 8 mm U-bar 모서리, 용접부위에결함없을것. 합격조건에는포함되지않으나평가되어야하는항목 - DFT - Flexibility (ASTM D 4145) : 3 mm 의시편에 300 µm 도도장한시편을 90 도로 Mandrels Bending 한후 Crack 평가 - Cathodic protection weight loss Test 보고서상언급되어야하는항목 - 주제및경화제의 IR Identification - 주제및경화제의비중 - 핀홀수 (90V 저전압 ) Table 3. Water Ballast Tank Simulation System Test 관련규격 Check 항목관련규격소요시험기기및부자재 Simulated Ballast Tank Condition MSC216(82) Appendix 1 Wave Tank Convection ven Condensation Chamber Condition Blister Grade 판정 Rust Grade 판정도막부착성판정 MSC216(82) Appendix 2 IS6270-1 : 1998 MSC216(82) Appendix1 & 2 IS4628-2 : 2003 MSC216(82) Appendix1 & 2 IS4628-3 : 2003 MSC216(82) Appendix1 & 2 IS4624 : 2002 Condensation Chamber Pictorial Standard of Blister Grade Pictorial Standard of Rust Grade Pull-off Tester(Dolly Tester) Flexibility Test ASTM D4145 : 1983 Cylindrical mandrel Tester 5.2. 시험결과국제해사기구 (IM) 가규정한선박의선체보호도장 (PSPC) 기준에따른 water ballast tank simulation system 시험은총 180일로관련규격의평가항목에이상없이양호하였다. 56 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013
선박용 Re-coting Interval Free 에폭시도료의개발및성능시험 6. 연구결과 6.1. 1차년도연구결과본시험은차년도품질계획에따른연구개발로시험한결과를기초로하여 low-vocs 친환경적으로고형분용적비 (SVR) 를 80% 로설계한신규배합구성으로시험한결과현재까지재도장성 1개월이상, 부착성 5.6MPa, 도막방식성능, 내해수성, 건조성이우수한결과를얻었다. 또한, 공인기관 (KTR) 에도료의신뢰성을확보하고자검사를의뢰한결과고형분용적비 (SVR) 81%, 부착성 (Dolly) 5.5 MPa, 건조성 (5 ) 19시간, 흐름성 (DFT) 710 µm에서만족하는결과를얻었다. 그리고도막방식성능 (EIS; 교류임피던스, NSRK M501 시험법 ), 내crack성 ( 용접선부분 ) 은기준도막두께및과잉도막두께별로참여기관에서공동으로진행하여 25 cycle에서양호한결과를얻었으나, 도막두께 1,695 2,357 µm에서 19 cycle에서 crack이발생하여최대내crack성은발생도막두께는 1,500 µm 이내로설정하고, 현장도장작업성및내crack성품질신뢰평가를위하여참여기업인조선소시험을진행한결과에어리스도장작업성에서는만족하는결과를얻었으며, 내crack성도양호한결과를나타내었다. 참여기관인수지제조사는 bisphenol-a형에폭시수지의쵸킹및황변현상을줄이기위해고내후성에폭시수지인 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지를합성하였고, 이를지방산변성을통하여유연성및부착력이우수한지방산변성 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지로변성하였다. 그러나수지를적용한도료시험결과 20 에서경화건조는 50시간이상장시간소요되고그영향으로도막의부착력이약하게되는것을확인할수있었다. 따라서 hydrogenated bisphenol-a형에폭시수지가경화건조의결과가만족하기위해이를개선하는것과더불어부착력및유연성과도막물성개선을위한에폭시수지및경화제에대한연구를 2차년도에더진행되어야한다. 6.2. 2차년도연구결과 2차년도개발목표는 water ballast tank용으로재도장간격이 2개월이고, 목표달성을위하여안료의분산성기술로설계를검증하였고, 여기에도막의부착성및유연성확보를위하여 BPA형에폭시수지합성수지개발로 re-coating interval free 에폭시수지및 epoxy coating high solid화로고형분용적비 (SVR) 가상승된 re-coating interval free 에폭시도료를개발하였다. 또한, 공인기관 (KTR) 에도료의신뢰성을확보하고자검사를의뢰한결과고형분용적비 (SVR) 75 83%, 부착성 (Dolly) 5.7 9.6 MPa, 건조성 (2 0 ) 7 9시간, 흐름성 (DFT) 420 1,200 µm에서만족하는결과를얻었다. 7. 맺음말 상기연구결과에따라 1, 2차년도에걸쳐개발된에폭시수지와도료배합기술등요구되는품질목표치달성도에만족하였으며, 진행중인 3, 4차년도에는재도장간격 3, 6개월이상의적합한도료개발과조선소에요구되는 IM PSPC 규격검증및선급인증으로에폭시도료상용화를위한많은노력이필요할것으로판단된다. KIC News, Volume 16, No. 5, 2013 57
기획특집 : 기능성도료신기술 참고문헌 1. 大日本途料株式會社, やさしい技術解設シリーズ, 防食途料と途裝 (1996). 2. 金傳允역, 플라스틱材料講座에폭시樹脂 (1962). 3. 손태만 이충영, 도료기초공학, (2009). 4. 이명한역, 도료학, (2009). 5. Denny A. Jones, 부식과방식의원리 (2004). 6. 황순재, 페인트용수지기술자의위한합성수지 (2008). 7. 境鶴雄, 최신안료응용기술, (1986). 8. Joseph V. Koleske, Painting and Coating Testing Manual, ASTM, 333 (1995). 9. Arthue Goldschmidt and Hans-Joachim Streitberger, BASF HANDBK on Coating Technology, BASF coatings, 546 (2003). 10. 박승덕외 5, 기본유체역학, 형설출판사, 161 (1996). 11. 境鶴雄저, 最新顔料應用技術, (1986). 12. 佐藤弘三저, 塗膜の付着, (1980). 이기동 1981 동아대학교화학공학학사 1981 현재 건설화학공업 ( 주 ) 기술연구소 기술이사 김차근 1990 경상대학교화학과학사 1990 현재 건설화학공업 ( 주 ) 기술연구소 수석연구원 정승훈 1990 경남대학교화학과학사 1990 현재 건설화학공업 ( 주 ) 기술연구소 수석연구원 임종윤 2002 동아대학교화학과학사 2002 현재 건설화학공업 ( 주 ) 기술연구소 책임연구원 58 공업화학전망, 제 16 권제 5 호, 2013