KR101014423B1

KR101014423B1 - 상온경화형 미끄럼방지 포장재

Info

Publication number: KR101014423B1
Application number: KR1020100090224A
Authority: KR
Inventors: 백수현
Original assignee: 중동건설(주); 한라케미칼(주)
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2011-02-15

Abstract

본 발명은 상온경화형 미끄럼방지 포장재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굽힘성능, 외부 충격에 의한 내충격 성능 및 내크랙성능이 우수한 상온경화형 미끄럼방지 포장재에 관한 것이다. 이를 위하여, 주제부와 경화제부로 이루어진 미끄럼방지 포장재에 있어서, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 폴리메틸메타아크릴레이트 5~10 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%로 포함되고, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%로 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

상온경화형 미끄럼방지 포장재{NONSLIP PAVING MATERIAL WHICH CAN BE CURED AT NORMAL TEMPERATURE}

본 발명은 상온경화형 미끄럼방지 포장재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굽힘성능, 외부 충격에 의한 내충격 성능 및 내크랙성능이 우수한 상온경화형 미끄럼방지 포장재에 관한 것이다.

종래의 미끄럼방지를 위한 조성물은 열경화성 에폭시 수지와 메틸메타아크릴레이트 수지를 이용하여 골재를 살포하거나 혼합하는 공정으로 이루어지는 미끄럼방지 포장재가 대부분이다. 이러한 형태의 포장 방법은 니트공법으로서, 대부분 에폭시계 합성 수지를 사용하지만, 에폭시계 수지는 동절 경화와 시공 완료 후 차량 개방을 위해 많은 시간이 필요하며, 이러한 문제점은 통행이 빈번한 도로에서 사용되기에는 시간적 제약에 따른 문제점이 있다.

상기 문제점을 개선하기 위하여 메틸메타아크릴레이트를 이용하는 미끄럼방지 포장재가 개발되어 저온에서의 시공 성능이 매우 개선되었으나, 가교 밀집도가 높은 구조의 수지는 교통개방 후 크랙이 발생하는 문제점이 있고, 이러한 문제점으로 인하여 도로가 파손되는 등의 심각한 결과가 초래되고 있다.

상기 문제점을 개선하기 위하여 신율이 우수한 제품을 개발하고, 더 나아가 고무계를 분산하는 등의 기술개발이 이루어졌으나, 신율이 우수한 제품군은 외부 충격에 의한 들뜸이나 찢어짐 등의 문제가 있고, 고무계 수지 또는 고무 분말을 분산한 제품은 수지와의 접착이나 수지 또는 첨가된 물질, 미끄럼방지를 위한 골재와 혼화성 등의 문제가 있으며, 이렇게 적용된 미끄럼방지포장재는 시공 후에 하자가 발생하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 미끄럼 저항이 크고, 내굽힘 성능과 기계적 물성이 우수한 미끄럼방지 포장재를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리메틸메타아크릴 수지와 골재가 혼합일체되어 경화속도가 빨라서 시공 후 1~2시간 내에 도로의 개방이 가능하고, 외부 조건에 크게 의존적이지 않은 시공성을 가진 미끄럼방지 포장재를 제공하는 데에 있다.

본 발명인 상온경화형 미끄럼방지 포장재는 주제부와 경화제부로 이루어진 미끄럼방지 포장재에 있어서, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 폴리메틸메타아크릴레이트 5~10 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%로 포함되고, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%로 포함되어 이루어진다.

삭제

본 발명인 미끄럼방지 포장재는 미끄럼 저항이 크고, 내굽힘 성능과 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.

또한 폴리메틸메타아크릴 수지와 골재가 혼합일체되어 경화속도가 빨라서 시공 후 1~2시간 내에 도로의 개방이 가능하고, 외부 조건에 크게 의존적이지 않은 시공성을 가지는 효과가 있다.

본 발명에 의한 상온경화형 미끄럼방지 포장재와 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명인 상온경화형 미끄럼방지 포장재는 주제부와 경화제부로 이루어진 미끄럼방지 포장재에 있어서, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 폴리메틸메타아크릴레이트 5~10 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%로 포함되고, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%로 포함되어 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 주제부 100 중량부에 대하여 상기 경화제부는 1~3 중량부가 첨가되어 혼합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 충진제는 알루미나인 것과 알루미나와 삼산화안티몬이 혼합된 것 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 충진제에서 알루미나와 삼산화안티몬이 혼합된 경우, 혼합비율은 1:1인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명인 상온경화형 미끄럼방지 포장재의 제조방법은 반응조의 온도를 서서히 올리면서 주제부 100 중량%에 대하여 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%를 반응조에 넣고 70℃의 온도를 유지한 다음에 폴리메틸메타아크릴 30~50 중량%를 천천히 투입하면서 200rpm의 속도로 3시간 동안 교반하고 30℃의 온도로 냉각한 후 교반기에 넣고, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%를 교반기에 넣어 30~40분간 고르게 균질화하는 상온경화형 미끄럼방지 포장재의 주제부 제조단계, 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%를 포함하여 교반하는 상온경화형 미끄럼방지 포장재의 경화제부 제조단계가 포함되어 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.

본 발명은 주제부와 경화제부로 이루어지고, 주제부는 폴리메틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸헬실아크릴레이트, 석영골재, 용융산화알루미늄, 충진제, 파라핀왁스, 착색안료가 포함되고, 경화제부는 과산화벤조일, 디옥틸프탈레이가 포함되어 이루어진다.

본 발명인 상온경화형 미끄럼방지 포장재 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

반응조의 온도를 서서히 올리면서 주제부 100 중량%에 대하여 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%를 반응조에 넣고 70℃의 온도를 유지한 다음에 폴리메틸메타아크릴 30~50 중량%를 천천히 투입하면서 200rpm의 속도로 3시간 동안 교반하고 30℃의 온도로 냉각한 후 교반기에 넣고, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 첨가제로서 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%을 차례로 투입 후 1,000rpm 속도로 30분간 교반하여 완료한다.

즉, 주제부에는 미끄럼저항성과 내마모성을 향상시키기 위한 골재는 석영골재와 용융산화알루미늄을 사용하는 것이 바람직하고, 바인더는 폴리메틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하며, 충진제는 알루미나를 단독으로 사용하거나, 또는 알루미나와 삼산화안티몬을 혼합하여 사용하는 ㄱ것이 바람직하다. 경화에 필요한 산소차단을 목적으로하는 첨가제는 파라핀왁스를 사용하는 것이 바람직하고, 착색안료로서 적산화철이 바람직하다.

경화제부에는 과산화벤조일과, 디옥틸프탈레가 포함된 것이 바람직하다.

바인더에 해당하는 폴리메틸메타아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트의 사용량은 아스팔트콘크리트의 용해성에 문제가 되기 때문에 그 사용량의 폭이 제한적이고, 특히 메틸메타아크릴레이트의 사용량이 상대적으로 많은 것이 바람직하다. 아크릴 모노머는 용해성이 높아 아스팔트 도로를 용해하기 때문에 도로의 파손이 발생되는데, 이러한 용해에 따른 파손을 최소화하기 위하여 아크릴 모노머 중 메틸메타아크릴레이트의 사용량을 증가시킨다.

제품의 미끄럼 저항성과 내마모성의 향상을 위해 사용된 석영 골재는 주제부 100 중량%에 대하여 10 중량% 미만으로 사용하는 경우에는 미끄럼저항성이 저하되고, 20 중량% 이상으로 사용하는 경우에는 소재와의 젖음성이 부족하여 부착성이 떨어질 수 있으므로 석영골재는 10~20 중량% 범위에서의 사용이 가장 바람직하다.

석영골재의 크기는 3~5호사 범위 내에서 사용하는 것이 미끄럼저항성과 내마모성 및 제품의 도포성을 증대시킨다.

또한 제품의 미끄럼저항성과 내마모성 및 내충격성능 향상을 위하여 용융산화알루미늄은 주제부 100 중량%에 대하여 10 중량% 미만으로 사용하는 경우에는 미끄럼저항성 및 제품의 강도가 저하되고, 20 중량% 이상으로 사용하는 경우에는 도포시 작업성능에 문제가 되기 때문에 용융산화알루미늄은 10~20 중량% 범위에서의 사용이 가장 바람직하며, 특히 용융산화알루미늄의 크기는 5~6호사 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

충진제는 알루미나를 단독으로 사용하거나 또는 알루미나와 삼산화안티몬을 혼합하여 사용할 수 있고, 혼합하는 경우에는 상기 알루미나와 상기 삼산화안티몬을 1:1의 비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 충진제를 주제부 100 중량%에 대하여 25 중량% 미만으로 사용하는 경우에는 내구성과 마모성이 저하되고, 35 중량% 이상으로 사용하는 경우에는 제품의 점도가 상승하여 제품의 사용성이 저하되고 크랙이 발생할 수 있기 때문에 25~35 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

첨가제는 산소를 차단하는 목적으로 사용하는 것으로 파라핀왁스를 주제부 100 중량%에 대하여 1~3중량%로 사용하고, 3 중량% 이하로 사용하는 경우에는 제품의 물성에는 영향을 주지 않는다.

착색안료는 적산화철을 사용하고, 2~4 중량% 범위 내에서 투입할 경우 제품의 물성에 영향을 미치지 않으며, 소지와의 은폐 및 시인성이 매우 좋은 적갈색을 얻을 수 있다.

본 발명은 주제부 100 중량부에 대하여 경화제부는 1~3 중량부가 첨가되어 혼합되는 것이 바람직하다.

표 2는 실시예에 따른 조성물 주제부 함량 비율을 나타낸 것으로, 본 발명의 미끄럼방지 기능을 갖는 제품을 150㎜ × 70㎜ × 2㎜ 크기의 철판에 조도는 약 25㎛가 되도록 전처리를 한 다음에 미끄럼방지 포장재는 2~3㎜가 되도록 도포한 후 촉진내후성능을 측정하기 위하여 1,000시간동안 부착 상태와 마모 후의 상태를 확인하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

촉진내후성능은 KS B 5549에 따라 촉진내후성 장비로 측정하고, 외관의 이상 유무는 ASTM D660, ASTM D661 규격에 따라 크랙 및 체킹을 판단하며, 변색, 들뜸, 박리 등의 표면 이상 유무를 관찰한다.

촉진내후성 장비로 시간별 평가 이후 테버식 마모장비를 이용하여 ASTM D 4060에 따라 CS-17, 1KG, 1,000회의 조건으로 물성을 평가하였다.

표 3은 각 실시에 따른 부착 및 마모상태를 비교한 것으로, 마모상태의 경우 20㎎ 이하는 우수, 50㎎ 이하는 양호, 50㎎ 이상은 저하, 80㎎ 이상은 불량으로 평가하였으며, 부착상태를 위한 돌리 부착 테스트(PULL-UP TEST)는 평가가 적절하지 못하여, 끌을 이용하여 철판과의 벗겨짐(PEEL TEST)을 평가하였다.

표 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 미끄럼방지 기능을 갖는 제품을 시공하면 우수한 내마모성을 가지며, 장기간 미끄럼방지 성능을 유지하게 됨을 알 수 있다.

또한 국토해양부의 유색포장 품질기준 슬러리 기준을 만족하는 미끄럼방지 포장재의 품질을 유지할 수 있다.

표 4는 국토해양부의 유색포장 품질기준 중 슬러리의 기준을 나타낸 것이다.

특히 용제를 사용하지 않는 바인더로 휘발성 유기화합물의 함량이 EPA METHOD 24 시험법으로 중량비 약 2% 이하인 것을 만족하는 제품을 생산할 수 있다.

또한 국제해사기구의 화염전파시험법(IMO. MSC. FTP Code II)의 기준에 의한 연기 밀도 및 독성 기준을 만족하고, 철재 및 선박의 포장재에도 본 발명인 상온경화형 미끄럼방지 포장재의 적용이 가능하여 종래의 미끄럼방지 포장재의 기술 보다 한층 더 증대되고 확대 사용도 가능하게 된다.

종래에 크랙 개선을 위해 합성수지를 혼합 사용하는 미끄럼방지 포장재는 화염전파시험 및 연기 독성시험에 만족되지 않고, 니트공법의 특성상 비산 먼지에 따른 분진이 발생하는 문제가 있다.. 또한 회수되지 못한 골재는 우천시 미끄럼이 발생하는 사고가 증가되는 요인이 되기도 한다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결할 수 있고, 이러한 일체화는 현장에서 시공 중 발생될 수 있는 사용자의 실수 등의 문제점을 근본적으로 차단하며, 누구나 시공가능한 조건을 제시할 수 있다.

상기 표 2와 3에 나타난 실시예 2의 저온 경화시 경화시간에 대한 측정 결과는 다음과 표 5와 같다.

통상적으로 경화제의 비율이 높아질수록 경화물성에 영향을 주게 되는데, 경화제의 사용량이 높아질수록 제품의 경도와 휨강도가 떨어지게 되어 물성에 영향을 끼치게 된다. 따라서 상온경화시에는 3phr 이내, 저온경화시에는 최대 5phr 이내로 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims

주제부와 경화제부로 이루어진 미끄럼방지 포장재에 있어서,
주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 폴리메틸메타아크릴레이트 5~10 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%로 포함되고,
경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%로 포함되어 이루어지며,
상기 충진제는 알루미나인 것과 알루미나와 삼산화안티몬이 혼합된 것 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 상온경화형 미끄럼방지 포장재.
청구항 1에 있어서,
상기 주제부 100 중량부에 대하여 상기 경화제부는 1~3 중량부가 첨가되어 혼합되는 것을 특징으로 하는 상온경화형 미끄럼방지 포장재.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 충진제에서 알루미나와 삼산화안티몬이 혼합된 경우, 혼합비율은 1:1인 것을 특징으로 하는 상온경화형 미끄럼방지 포장재.
삭제