KR100942027B1 - 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법 - Google Patents

수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛인 수성계 수지, 상기 수성계 수지 100 중량부에 대하여 충진제 2 내지 30 중량부 및 이온교환수 90 내지 130 중량부를 포함하여 가교밀도가 0.1Χ10-1 내지 1.0Χ10-1 mol/cc이며, 부착강도가 125 내지 155 kgf/cm2인 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수공법에 관한 것이다. 본 발명은 유기계가 아닌 수성계 수지를 사용하여 친환경적이며, 콘크리트와 철제 구조물에 공기 및 수분이 침투되는 것을 방지하여 콘크리트 구조물의 중성화 및 철제 구조물의 부식을 방지한다.
도료 조성물, 부식, 중성화

Description

수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법{Aqueous Painting composition and Coating Method for Steel Corrosion·Concrete Blocks Neutralization Prevention Water Proof Using the Same}
본 발명은 구조물의 수명을 연장시키는 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평균입경이 작은 수성계 수지 및 충진제를 사용하여 구조물에 수분 및 공기의 침투를 방지하는 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법에 관한 것이다.
철제 구조물에 발생하는 녹은 철제 구조물의 내구성 저하의 주된 요인이며, 가공된 금속이 자연계의 안정한 산화 화합물(원광석) 상태로 되돌아가려는 과정이다. 이러한 녹은 금속 표면에 녹 발생요인이 부착되면 발생하는데, 이것은 수분이 금속의 산화피막의 결정부분에 침투하여 금속을 용해시키고 수분에 용해된 산소가 금속을 산화(Fe2O3; 적색산화물, Fe3O4; 흑색산화물)시켜 발생된다.
또한 콘크리트 구조물은 중성화가 되면 콘크리트에 균열이 발생하고 강도가 저하되며 백태가 발생하여 내구성이 저하된다. 이러한 중성화는 콘크리트 구조물 내의 pH가 12-13에서 8.5-10 이하로 낮아지는 것으로서 콘크리트 구조물이 공기 중에 노출됨으로써 발생된다.
이와 같은 철제 및 콘크리트 구조물의 부식 및 중성화를 방지하기 위해서는 철제 및 콘크리트 구조물에 도료를 도포하여 도막을 형성하여 공기, 수분 등의 침투를 방지하여야 한다.
그러나 종래의 도료 조성물은 유기계 수지 및 유기용제를 사용하여 인체 내부로 유기물이 흡수됨으로써 중추신경계에 영향을 가하여 작업자 또는 사용자의 건강을 위협하는 요소로 작용한다. 또한 유기용제는 대부분 휘발성이므로 간접적으로 대기오염을 가져올 수 있다.
또한 종래에는 철제 구조물에 도막 형성시 방청을 위해서 크롬, 납 등과 같은 중금속을 함유한 방청안료를 사용하였는데, 이는 호흡기나 피부를 통해 인체에 흡수될 수 있어 주의를 요하고 있다. 뿐만 아니라 종래의 철제 구조물의 부식을 방지하기 위하여 사용된 도료는 일정기간이 지나면 공기 및 수분에 의하여 백청, 갈라짐, 부풀음 등이 일어나 방청효과가 상실되거나 도막이 떨어져 나가므로 도막두께를 2 mm 이상으로 두껍게 도장해야 한다. 따라서 비용이 상승하는 문제가 있다.
따라서 중금속을 포함하지 않거나 특별한 전처리, 즉 인산아연이나 인산철 피막공정을 거치지 않는 상태이면서 도료 조성물을 얇게 도포하여 공기 및 수분의 침투를 방지하여 철제 구조물의 부식을 방지할 수 있으며, 더불어 콘크리트 구조물의 중성화를 방지할 수 있는 친환경 도료 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 수성계 수지 및 충진제를 사용함으로써 얇게 도포하여도 구조물에 공기 및 수분이 침투를 방지하는 수성 도료 조성물을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 수성계 수지 및 충진제를 포함한 수성 도료 조성물 및 상기 수성 도료 조성물에 불연재, 무기질 재료, 첨가제 등이 추가된 수성 도료 조성물을 이용하여 구조물에 도막을 형성하는 도장방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 수성 도료 조성물은 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛인 수성계 수지, 상기 수성계 수지 100 중량부에 대하여 충진제 2 내지 30 중량부 및 이온교환수 90 내지 130 중량부를 포함하는 부식·중성화 방지용 수성 도료 조성물로서, 가교밀도가 0.1Χ10-1 내지 1.0Χ10-1 mol/cc이며, 부착강도가 125 내지 155 kgf/cm2이다.
또한 상기 수성 도료 조성물에 수성계 수지 100 중량부에 대하여 불연재인 탄산칼슘 10 내지 85 중량부, 세라믹 파우더 및 규사로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무기질 재료 5 내지 80 중량부를 더 포함한다.
또한 상기 수성 도료 조성물에 상기 수지 100 중량부에 대하여 무기안료 및 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 5 내지 20 중량부를 더 포함한다.
본 발명의 부식·중성화방지 방수공법은 콘크리트 또는 철제 구조물의 표면에 열화된 부분이나 이물질을 제거하는 표면처리 단계, 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛인 수성계 수지, 충진제 및 이온교환수를 포함하는 수성 도료 조성물로 1-3회 도포하여 건조도막두께가 0.03-0.12 mm인 도막을 형성하는 단계를 포함한다.
또한 상기 수성 도료 조성물을 하도로 하고, 하도용 수성 도료 조성물에 무기안료와 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하여 이루어진 수성 도료 조성물로 1-3회 도포하여 건조도막두께가 0.03-0.12 mm인 상도를 하도 상면에 형성하는 단계를 포함한다.
또한 상기 하도와 상도 사이에, 하도용 수성 도료 조성물에 불연재, 무기질 재료를 더 포함하여 이루어진 수성 도료 조성물로 1-3회 도포하여 건조도막두께가 0.1-0.6 mm인 중도를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 수성 도료 조성물은 유기계 수지 및 유기용제를 사용하지 않음으로써 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물(VOC)이 방출되지 않으므로 작업자 및 사용자의 건강에 위해를 가하지 않는 친환경성 도료이다.
또한 가교밀도가 우수하므로 건조도막두께가 얇게 형성되어도 공기 및 수분이 침투하는 것을 방지하여 장시간 철제 구조물의 부식을 방지하고, 콘크리트 구조물의 중성화를 방지할 수 있다. 따라서 구조물의 수명 및 내구성을 오랫동안 연 장시킬 수 있다.
또한 건조도막두께가 얇게 형성되어도 부착강도, 내수성, 굴곡성, 내산성 및 불연성이 우수하므로 건조도막을 두껍게 형성할 필요가 없으므로 비용절감에 유용하다.
또한 부착강도가 종래의 도료 조성물에 비하여 3배정도 우수하며, 정전기가 발생하지 않아 오염물질이 잘 묻지 않고 쉽게 제거된다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 표면에 도포하여 콘크리트의 중성화를 방지하고, 철제 구조물의 표면에 도포하여 부식을 방지할 뿐만 아니라 인체에 무해한 포름알데히드 및 휘발성 유기화합물(VOC)이 발생되지 않는 수성 도료 조성물 및 이를 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 수성 도료 조성물은 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛인 수성계 수지, 상기 수성계 수지 100 중량부에 대하여 충진제 2 내지 30 중량부 및 이온교환수 90 내지 130 중량부를 포함하는 부식·중성화 방지용 수성 도료 조성물로서, 가교밀도가 0.1Χ10-1 내지 1.0Χ10-1 mol/cc이며, 부착강도가 125 내지 155 kgf/cm2인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 수성 도료 조성물에 수성계 수지 100 중량부에 대하여 불연재인 탄산칼슘 10 내지 85 중량부, 세라믹 파우더 및 규사로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무기질 재료 5 내지 80 중량부를 더 포함하여 중도용 수성 도료 조성물을 제조할 수 있다.
또한 상기 수성 도료 조성물에 수성계 수지 100 중량부에 대하여 무기안료 및 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 5 내지 20 중량부를 더 포함하여 상도용 수성 도료 조성물을 제조할 수 있다.
상기 수성계 수지는 부착성, 내열성, 방음성, 단열성, 내수성, 내구성 등이 우수한 것이 바람직한 것으로서, 예를 들면 수성아크릴 수지, 수성에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 아크릴 실리콘 수지로 이루어진 군에서 하나 또는 2종 이상 사용할 수 있다.
상기 수성계 수지는 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛이며, 바람직하게는 0.08 내지 0.2 ㎛이다. 이때, 평균입경이 0.05 ㎛미만인 경우에는 내구성이 저하될 수 있으며, 0.5 ㎛ 초과인 경우에는 기밀성이 저하될 수 있다.
이러한 수성계 수지는 수평균분자량이 11,400 내지 13,600이고, 산가가 12 mg KOH/g이며, 유리전이온도가 40 내지 50 ℃이다.
이러한 수성계 수지는 일반적인 수성계 수지보다 입경이 약 1/10정도 작은 것으로써 콘크리트 구조물에 대하여 접착되는 면적이 많아지므로 밀착력 및 부착력이 증대된다. 또한 기밀성이 증대 되어 도포되는 구조물(철제 및 콘크리트 등)에 침투를 잘하여 접착성이 우수하며, 가교밀도를 높일 수 있으므로 공기 및 수분의 침투를 방지할 수 있다.
상기 충진제는 본 기술분야에서 사용되는 통상의 충진제를 모두 사용할 수 있으며, 특히 방청효과 및 난-슬립(non-slip)효과를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 충진제는 무기계이고 비전도성인 금속 산화물인 실리카, 산화철, 이산화티탄, 산화아연 및 알루미나 중에서 선택된 하나 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 충진제는 철제 및 콘크리트 구조물과 도료 조성물간에 결합력을 강화시킨다. 또한 충진제가 포함된 도료 조성물은 얇게 도포되더라도 도막의 기계적 성질을 향상시켜 도막의 내구성을 증대시킨다.
충진제는 수성계 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 30 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부이다. 함량이 수성계 수지 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만인 경우에는 철제 및 콘크리트 구조물과 도료의 부착력이 저하되어 도막이 탈락되며 내구성이 저하되고, 함량이 30 중량부 초과인 경우에는 난-슬립효과를 갖지 못하여 도료의 부착성이 저하되며 다른 물질의 함량을 감소시켜 가교밀도 등의 물성저하를 가져올 수 있다.
상기 이온교환수는 수성계 수지 100 중량부에 대하여 90 내지 130 중량부, 바람직하게는 95 내지 110 중량부이다. 함량이 수성계 수지 100 중량부에 대하여 90 중량부 미만인 경우에는 점도가 높아져 도장 작업시 색감이 떨어지고 작업성이 나빠지며, 이색 등의 표면상태가 저하되며, 130 중량부 초과인 경우에는 유동성(rheology)을 조절하기 어렵고 표면장력이 커져서 표면상태, 은폐력 및 도료 조성물의 색감 저하가 발생한다.
상기 불연재는 본 기술분야에서 사용되는 통상의 불연재를 모두 사용할 수 있으며, 특히 불연성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 불연재는 예를 들면, 탄산칼슘인 것이 바람직하다. 특히 이러한 탄산칼슘은 개질한 탄산칼슘으로서 불연재이면서 충진제로 사용할 수 있으므로 불연성을 가지면서 부착성 증대시킬 수 있다.
불연재는 수성계 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 85 중량부, 바람직하게는 20 내지 60 중량부이다. 함량이 수성계 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만인 경우에는 불연 기능을 할 수 없으며, 함량이 85 중량부 초과인 경우에는 부착성이 저하될 수 있다.
상기 무기질 재료는 본 기술분야에서 사용되는 통상의 무기질 재료를 모두 사용할 수 있으며, 특히 고밀도로 견고하며 강도가 우수한 도막을 형성하고 공기 및 수분(물, 습기 등 액체류)의 침투성이 없으며 정전기가 발생하지 않아 오염물질이 잘 묻지 않는 것이 바람직하다. 또한 미끄럼 방지에 우수한 것이 좋다.
이러한 무기질 재료는 예를 들면, 세라믹 파우더, 규사로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 2종 이상이다. 또한 세라믹 파우더는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석중 선택된 하나 또는 2종 이상의 천연석 재질 또는 해조탄, 비장탄중 선택된 하나 또는 2종 이상의 숯탄으로 이루어진다. 또한 순수 무기질 재료를 사용하였기 때문에 자외선에 의한 열화가 없으며 염분에 대한 저항성이 강하다. 또한 우수한 접착력과 내구성, 내산성, 내알칼리성의 특성을 보유하고 있다.
본 발명의 입자가 작은 수성계 수지를 사용하면 공기 및 수분의 침투를 방지할 수 있는데, 여기에 무기질 재료를 더 포함하면 공기 및 수분의 침투를 더욱 방지할 수 있다.
무기질 재료는 수성계 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 80 중량부, 바람직하게는 60 내지 75 중량부이다. 함량이 수성계 수지 100 중량부에 대하여 50 중량부 미만인 경우에는 건조속도가 빨라지는 문제가 발생할 수 있으며, 함량이 80 중량부 초과인 경우에는 도료 입자 크기가 커지므로 부착 및 기밀성이 저하될 수 있다.
상기 첨가제는 무기안료 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 최적의 도막상태를 유지할 수 있도록 한다. 첨가제는 수성계 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부, 바람직하게는 8 내지 15 중량부이다.
첨가제 중 무기안료는 본 기술분야에서 사용되는 통상의 무기안료를 모두 사용할 수 있으며, 도료의 최종색상을 부여하는 역할을 위해 첨가되는 것이 바람직하다.
또한 자외선 흡수제는 파장이 250 ㎛ 내지 400 ㎛의 빛을 흡수한 후 이 UV에너지를 열에너지로 바꾸는 역할을 하며, 광산화 메커니즘 중 자유라디칼을 형성하는 시작단계를 방해함으로써 자외선 안정 효과를 얻고 자외선 흡수제의 자외선 흡수계수가 플라스틱 및 도료의 발색단 보다 크기 때문에 발색단보다 먼저 자외선을 흡수하는 원리를 이용한 형태이다. 이러한 자외선 흡수제로는 벤조트리아졸계, 벤질리덴히단트계, 벤조페논계 및 벤조구아닌계 중에서 어느 하나를 선택할 수 있 다.
본 발명의 부식·중성화방지 방수용 도장방법은 콘크리트 또는 철제 구조물의 표면에 수성 도료 조성물을 도포하는 방법이다.
부식·중성화방지 방수용 도장방법은 수성계의 수지 및 충진제를 주성분으로 한 도료 조성물을 사용함으로써 콘크리트 구조물의 내부로 공기 및 수분이 침투하는 것을 방지하여 콘크리트의 중성화를 방지하고, 철제 구조물에 공기 및 수분이 침투하는 것을 방지하여 철제 구조물이 부식되는 것을 방지하는 공법이다. 따라서 콘크리트 및 철제 구조물의 수명을 보호하고 내구성을 유지한다. 콘크리트 및 철제 구조물에 공기 및 수분이 침투되지 못하는 것은 본 발명의 도료 조성물로 도막을 형성하면 가교밀도가 치밀한 도막이 형성되기 때문이다.
콘크리트 및 철제 구조물에 침투되지 못하는 것은 공기 및 수분외에 오염물질, 먼지 등 다양할 수 있다.
본 발명의 수성 도료 조성물을 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법의 일실시예는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 구조물(110, 콘크리트 또는 철제)의 상면에 프라이머로 하도(120)를 형성하는 단계(S120), 상기 하도(120) 상면에 상도(140)를 형성하는 단계(S140)로 이루질 수 있다.
본 발명의 수성 도료 조성물을 이용한 부식·중성화방지 방수용 도장방법의 다른 실시예는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 프라이머로 하도(120)를 형성하는 단계(S120), 상기 하도(120) 상면에 불에 강하고 더욱 우수하게 공기 및 수분의 침 투를 방지하기 위하여 중도(130)를 형성하는 단계(S130), 및 상기 중도(130) 상면에 방수 및 도막의 수명 보호를 위하여 상도(140)를 형성하는 단계(S140)로 이루어질 수 있다.
또한 하도를 형성하기 전에 구조물의 표면처리단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 표면처리단계는 콘크리트 또는 철제 구조물의 표면에 열화된 부분이나 이물질을 제거하기 위하여 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 수행되고 있는 통상의 방법 중에서 고압세척 또는 SSPC(철강구조물 도장협회)규정에 따라 적절하게 선택하여 수행할 수 있다.
또한 상도를 형성한 후 형성된 도막의 오염방지를 위해 오염방지제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하도(120), 중도(130) 및 상도(140)는 수성계 수지 및 충진제를 주성분으로 포함하는 수성 도료 조성물로 형성되며, 중도(130) 및 상도(140)용 수성 도료 조성물에는 색조, 방청성, 착색력 등의 기능성을 부가적으로 부여하기 위하여 불연재, 무기질 재료 및 첨가제 등을 추가로 첨가한다.
구체적으로, 하도(120)는 수성계 수지, 충진제 및 이온교환수로 이루어진 수성 도료 조성물로 1-3회 도포하여 건조도막두께가 0.03-0.12 mm, 바람직하게는 0.03-0.09 mm가 되도록 한다. 상기 수성 도료 조성물은 원액으로 사용하거나 발림성을 위해 수성 도료 조성물 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하의 이온교환수를 추가로 첨가하여 1-3회 도포한다.
수성 도료 조성물을 도포한 후에는 완전히 건조되도록 충분한 시간동안 양생 한다. 이렇게 양생을 거쳐 형성된 하도의 건조도막두께가 0.03 mm미만인 경우에는 하도 상면에 도포되는 도막과 구조물의 결합이 불안정하고, 0.12 mm초과인 경우에는 도막이 두꺼워 자연적으로 도막이 탈락될 수 있다.
또한 중도(130)는 하도(120)가 완전히 건조된 후에 형성되는 것이 바람직하다.
중도는 하도로 사용된 수성 도료 조성물을 원액 또는 희석시켜 사용할 수 있으며, 방수 및 방청 등의 기능을 부가적으로 부여하기 위하여 하도로 사용된 수성 도료 조성물에 불연재 및 무기질 재료를 더 첨가하여 사용한다.
중도(130)는 하도(120)로 사용된 수성 도료 조성물에 불연재 및 무기질 재료가 추가로 첨가된 수성 도료 조성물이며, 이를 1-3회 도포하여 완전히 건조되도록 충분한 시간 동안 양생한다. 이렇게 양생과정을 거쳐 형성된 중도의 건조도막두께는 0.1-0.6 mm, 바람직하게는 0.1-0.3 mm이다. 도막의 두께가 0.1 mm미만인 경우에는 도막과 구조물의 결합이 불안정하고, 두께가 0.6 mm초과인 경우에는 도막이 두꺼워 자연적으로 도막이 탈락될 수 있다.
또한 상도(140)는 하도(120) 상면 또는 중도(130) 상면에 형성되는 것으로서, 하도(120) 또는 중도(130)가 완전히 건조된 후에 형성되는 것이 바람직하다.
상도(140)는 하도로 사용된 수성 도료 조성물에 색조 및 착색 등의 기능을 부가적으로 부여하기 위하여 무기안료 및 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 첨가하여 사용한다.
상도(140)는 하도로 사용된 수성 도료 조성물에 첨가제를 추가로 첨가한 수 성 도료 조성물로 1-3회 도포한 후 완전히 건조되도록 충분한 시간 동안 양생하여 제조된다. 이렇게 양생과정을 거쳐 형성된 상도(140)의 건조도막두께는 0.03-0.12 mm, 바람직하게는 0.03-0.08 mm이다. 도막의 두께가 0.03 mm미만인 경우에는 상도 하면의 도막과 결합이 불안정하고, 두께가 0.12 mm초과인 경우에는 도막이 두꺼워 자연적으로 도막이 탈락될 수 있다.
상기 하도(120), 중도(130) 및 상도(140)를 형성하기 위한 도포 방식은 본 기술분야에서 사용되는 통상의 도포 방식을 모두 사용할 수 있으며, 구조물에 도막을 고르게 입히는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 붓, 로라, 몰탈건 및 에어스프레이 중에서 선택할 수 있다.
이렇게 본 발명의 수성 도료 조성물로 제조된 도막은 가교밀도가 0.1Χ10-1 내지 1.0Χ10-1 mol/cc이며, 부착강도가 125 내지 155 kgf/cm2이다.
본 발명은 하도용, 중도용, 상도용 수성 도료 조성물로 형성된 도막을 차례로 구비하는 것에 한정하는 것은 아니고, 각각 사용할 수도 있으며 종래의 다른 도료 조성물과 사용할 수도 있다. 예컨대 한 예로 본 발명의 수성 도료 조성물로 하도를 형성한 후 종래의 도료 조성물로 중도 및 상도를 형성할 수 있다.
본 발명의 수성 도료 조성물은 철제 및 콘크리트에만 도포되는 것은 아니고, 건축용에 다양하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실 시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 0.1 ㎛인 수성아크릴 수지 100 g, 산화철 2 g, 실리카 6 g, 이온교환수 110 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 본 발명의 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 2.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 0.1 ㎛인 수성아크릴 수지 100 g, 탄화칼슘 60 g, 규사 12 g, 이산화티탄 12 g, 산화철 2 g, 이온교환수 91 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 본 발명의 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 3.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 0.3 ㎛인 수성에틸렌비닐아세테이트 수지 100 g, 산화칼슘 60 g, 규사 40 g, 이산화티탄 8 g, 산화철 2 g, 이온교환수 91 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 본 발명의 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 4.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 0.3 ㎛인 수성아크릴 수지 100 g, 이산화티탄 9 g, 산화철 2 g, 탄산칼슘 19 g, 세라믹 파우더 62 g, 이온교환수 90 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 본 발명의 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 5.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 0.3 ㎛인 수성아크릴 수지 100 g, 이산화티탄 14 g, 실리카 2 g, 무기안료 10 g, 이온교환수 101 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 본 발명의 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 6.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 1 ㎛ 인 수성아크릴 수지 100 g, 충진제로 실리콘 고무입자 35 g, 이온교환수 90 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 7.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 1 ㎛ 인 수성아크릴 수지 100 g, 이온교환수 90 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 수성 도료 조성물을 제조하였다.
제조예 8.
도료의 제조가 가능한 용기에 평균입경이 1 ㎛ 인 수성아크릴 수지 100 g, 충진제로 실리콘 고무입자 35 g, 탄화칼슘 4 g, 이온교환수 90 g을 순차적으로 투입하고 균일한 상태가 될 때까지 교반하여 수성 도료 조성물을 제조하였다.
실시예
상기 제조예 1 내지 8에서 제조한 도료 조성물을 이용하여 본 발명의 부식·중성화방지 방수용 도장방법을 실시하였다. 인산아연이 처리된 100 X 100 X 1mm의 냉연강판을 자일렌으로 탈지 후 제조예에서 제조된 도료 조성물을 이용하여 냉연강판을 도장하였다.
하기 표 1은 제조예 1 내지 8의 도료 조성물로 냉연강판을 도장한 순서 및 두께를 나타낸 것이다.
하도 중도 상도
사용된 도료 조성물 건조도막두께 (mm) 사용된 도료 조성물 건조도막두께 (mm) 사용된 도료 조성물 건조도막두께 (mm)
실시예 1 제조예 1 0.03 - - 제조예 1 0.07
실시예 2 제조예 1 0.04 제조예 1 0.2 제조예 1 0.04
실시예 3 제조예 1 0.04 - - 제조예 5 0.04
실시예 4 제조예 1 0.04 제조예 2 0.3 제조예 5 0.05
실시예 5 제조예 1 0.05 제조예 3 0.3 제조예 5 0.03
실시예 6 제조예 1 0.05 제조예 4 0.3 제조예 5 0.03
비교예 1 제조예 6 0.03 - - 제조예 6 0.06
비교예 2 제조예 6 2 - - 제조예 6 2.5
비교예 3 제조예 7 0.03 - - 제조예 7 0.10
비교예 4 제조예 6 1.2 제조예 8 1.6 제조예 5 0.05
시험예.
표 1과 같이 제조된 시편에 대하여 부착강도, 가교밀도, 내수성, 굴곡성, 내산성, 내화성에 대한 평가를 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 부착강도: KS F 4715-01 시험법으로 확인하였다.
2. 가교밀도: 미소진동을 주어 도막의 점탄성을 측정하는 동적점탄성측정기(Vibron DDVII, 토요 볼드윈사)를 이용하여 수학식 1에 의해 도막가교밀도(n)을 구하였다.
n=3RT/E'
E': 동적영율(dynamic Young's modulus)
R: 기체정수(gas constant)
T: 절대온도
3. 내수성: KS M ISO 2812-1-02 시험법으로 확인하였다.
4. 굴곡성: KS M 5000-03 시험법으로 확인하였다.
5. 내산성: KSM ISO 2812-1-02 시험법으로 확인하였다.
6. 불연성: KS F 2257-1 시험법으로 1시간 동안 가열하여 확인하였다. 도막이 형성된 철재의 평균온도 538℃이하, 측정온도의 최고온도 649℃이하가 1시간 동안 유지되어야 함.
부착강도(kgf/cm2) 가교밀도(mol/cc) 내수성 굴곡성(Φ 10 ㎜, 180°굴곡) 내산성(10%황산용액, 168시간) 불연성
실시예 1 130 0.5Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 2 132 0.4Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 3 139 0.5Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 4 150 0.7Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 5 152 0.8Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
실시예 6 151 0.8Χ10-1 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
비교예 1 39 3.2Χ10-4 불량 불량 불량 불량
비교예 2 30 3.5Χ10-4 불량 불량 불량 불량
비교예 3 31 3.2Χ10-5 불량 불량 불량 불량
비교예 4 30 3.5Χ10-4 이상없음 불량 이상없음 불량
표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 도료 조성물을 이용한 실시예 1 내지 6은 모든 물성에 대하여 우수한 것을 확인하였다.
반면, 본원발명의 수성계 수지, 충진제 및 불연재를 사용하지 않은 비교예 1 내지 4는 부착강도, 가교밀도가 우수하지 못하며, 내수성, 굴곡성, 내산성 및 불연성에서 불량을 보였다.
도 1은 본 발명의 수성 도료 조성물로 실시예에 따라 하도 및 상도가 차례로 형성된 구조물을 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 수성 도료 조성물로 다른 실시예에 따라 하도, 중도 및 상도가 차례로 형성된 구조물을 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부식·중성화방지 방수용 도장방법을 도시한 흐름도이며,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부식·중성화방지 방수용 도장방법을 도시한 흐름도이다.
** 도면의 주요부호에 대한 설명**
110: 콘크리트 또는 철제 구조물 120: 하도
130: 중도 140: 상도

Claims (9)

  1. 평균입경이 0.05 내지 0.5 ㎛인 수성아크릴 수지 또는 수성에틸렌비닐아세테이트 수지 100 중량부, 충진제 2 내지 30 중량부 및 이온교환수 90 내지 130 중량부를 포함하는 수성 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    충진제는 실리카, 산화철, 이산화티탄, 산화아연 및 알루미나로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 수성 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    불연재로서 탄산칼슘 10 내지 85 중량부 및
    세라믹 파우더 및 규사로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무기질 재료 5 내지 80 중량부를 더 포함하는 수성 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    무기안료 및 자외선 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 5 내지 20 중량부를 더 포함하는 수성 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    수성계 수지는 수평균분자량이 11,400 내지 13,600이고, 산가가 12.9 mg KOH/g이며, 유리전이온도가 40 내지 50℃인 수성 도료 조성물.
  7. 표면처리된 콘크리트 또는 철제 구조물에 제1항의 수성 도료 조성물을 1-3회 도포하여 0.03-0.09 mm의 건조도막두께가 형성하도록 도포하는 단계를 포함하는 도장방법.
  8. 제7항에 있어서,
    건조된 0.03-0.09 mm두께의 도막 위에 제5항의 수성 도료 조성물을 1-3회 도포하여 0.03-0.08 mm의 건조도막두께가 형성하도록 도포하는 단계를 더 포함하는 도장방법.
  9. 제7항에 있어서,
    건조된 0.03-0.09 mm두께의 도막 위에 제4항의 수성 도료 조성물을 1-3회 도포하여 0.1-0.6 mm의 건조도막두께가 형성하도록 도포하여 건조한 후 그 위에 제5항의 수성 도료 조성물을 1-3회 도포하여 0.03-0.08 mm의 건조도막두께가 형성하도록 도포하는 단계를 더 포함하는 도장방법.
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