KR101045940B1

KR101045940B1 - 기계적 성질 및 내화학성을 개선한 페인트 조성물

Info

Publication number: KR101045940B1
Application number: KR1020110007938A
Authority: KR
Inventors: 김인수; 서정관
Original assignee: (주)신화엔지니어링종합건축사사무소
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-07-01

Abstract

본 발명은 실리카 및 무기 물질을 주성분으로 하고, 천연수지를 포함하는 바닥재용 페인트로서, 콘크리트, 타일 등에 사용할 때 접착력, 내화학성, 내약품성, 내마모성, 내구성, 내충격성, 내후성, 내한성, 내열성 등이 우수한 바닥재 페인트 조성물에 관한 것이다.

Description

기계적 성질 및 내화학성을 개선한 페인트 조성물{Paint Composition Improving Mechanical Properties and Chemical Resistance}

본 발명에 따른 바닥재용 페인트 조성물은, 방진이 요구되는 전자부품 및 정밀기기 공장, 일반 공장, 주차장, 유가공 공장, 식품 제조 공장, 냉동 냉장 물류 창고, 기타 물류 창고, 화공약품 창고, 특히 HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point), CLEAN 사업장, 식품 위해를 중점적으로 관리하는 곳 등의 바닥재로 유용하게 사용된다.

종래의 에폭시 도료는 수분의 양에 따라 접착력이 좌우된다. 특히 물을 많이 사용하는 주방 바닥 및 식품 공장 등의 바닥에 도포되는 경우 수분에 의해 들뜸 현상이 발생되고, 그로 인해 보수 도장을 하게 되는데, 이때 장시간의 휴식시간이 필요할 뿐만 아니라 들뜬 부분의 주변으로 들뜸 현상이 확대되고, 그 들뜬 부위가 오염되어 청소 및 위생상의 문제점이 발생하게 된다.

본 발명자는 이러한 문제점을 인식하고 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위해서 에폭시 대신 우레탄을 사용하고, 실리카 및 무기 물질을 주성분으로 하며, 수분과 반응하여 경화 및 접착되도록 한, 기계적 성질 및 내화학성을 크게 개선한 페인트 조성물을 개발하기에 이르렀다.

그러므로 본 발명의 목적은 접착력, 내화학성, 내약품성, 내마모성, 내구성, 내충격성, 내후성, 내한성, 내열성 등과 같이 기계적 성질 및 내화학성이 우수한 친환경 바닥재 페인트 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 하기 성분을 포함하는 페인트 조성물에 의해 달성된다:

식물성 오일 5.0∼10.0 중량부

가소제 2.0∼5.0 중량부

무기 안료 0.2∼1.0 중량부

탄산칼슘 0.2∼1.0 중량부

우레탄 10.0∼20.0 중량부

실리카 35.0∼45.0 중량부

무기 셀프레벨링제 15.0∼25.0 중량부

물 5.0∼15.0 중량부

소포제 0.2∼1.0 중량부

유화제 0.2∼0.5 중량부

난연제 1.0∼3.0 중량부

본 발명에서 사용되는 식물성 오일의 예로는 우레탄 수지 및 라텍스가 있다. 이들 수지는 친환경적이다. 본 발명에 따라서 식물성 오일은 5.0∼10.0 중량부의 양으로 사용되는데, 그 함량이, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 5.0 중량부보다 적으면 내충격성이 저하되고, 10.0 중량부보다 많으면 경화불량의 문제점이 생긴다.

본 발명에서 사용되는 가소제로서는 에스테르, 카르복실의 방향족 화합물이 있으며, 이들의 예로는 환상 포화 탄화수소 (“ESOL N-200”, 이일산업(주))가 있다.

본 발명에 따라서, 경도와 점도를 조정하여 내충격성을 높게 하기 위해서 가소제를 사용한다. 가소제의 사용량은, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 2.0∼5.0 중량부이다.

본 발명에서 사용되는 가소제의 함량이 2.0 중량부보다 적으면 내충격성이 저하되며, 그 함량이 5.0 중량부를 초과하면 표면 점착성의 문제점이 생긴다.

본 발명에서는 물, 기름, 용제, 산 등의 매체에 녹지 않는 것을 사용해야 하는 데, 이러한 무기 안료의 예로서는 옥사이드그린(Oxide Green 500S, 욱성화학(주))이 있으며, 그 사용량은, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.2∼1.0 중량부이다. 그 함량이 0.2 중량부보다 적으면 경화 후 도막의 색상 선명도가 떨어지는 문제점이 생기며, 그 함량이 1.0 중량부를 초과하면 점도가 상승하여 작업성이 저하되는 문제점이 생긴다. 무기안료는 색상에 따라 첨가량을 증감할 수 있다.

또한 본 발명에서는 물과 접촉시 경화되지 않고 수지와 반응하는 무기질 분체를 사용하는 데, 그 예로서는 탄산칼슘이 있다, 그 사용량은, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.2∼1.0 중량부이다. 그 사용량이 0.2 중량부보다 적으면 경화 후 도막의 경도가 불량해지며, 그 함량이 1.0 중량부를 초과하면 경화 후 도막 경도 불량 및 점도 상승으로 인한 작업성 저하의 문제점이 생긴다.

또한 본 발명에 따라서, 우레탄 경화제로서 메틸렌 비스페닐 함유 폴리머(이소시아네이트)가 사용되며, 그 사용량은 10.0∼20.0 중량부이다. 그 함량이 10.0 중량부보다 적으면 도막이 경화되며, 그 함량이 20.0 중량부를 초과하면 경화 후 도막 강도가 높아져 크랙이 발생하는 문제점이 생긴다.

또한 본 발명에 따라서, 실리카는 50∼100 메쉬의 것을 사용하여야 하며, 파쇠 규사는 강도가 떨어지고 쉽게 부스러지며, 이물질 등이 많아 사용하지 않는다. 그 사용량은, 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 35.0∼45.0 중량부의 양으로 사용되며, 그 함량이 35.0 중량부보다 적으면 경화 후 도막의 강도가 낮아지는 문제점이 생기며, 그 함량이 45.0 중량부를 초과하면 점도 상승으로 인해 작업성(SELF-LEVELLING)이 떨어지는 문제점이 생긴다.

또한 본 발명에 따라서, 크랙 발생을 방지하고 퍼짐성을 높여 주며, 작업성을 용이하게 하기 위해서 무기 셀프 레벨링제가 사용되는 데, 그 예로는 철분이 적은 백색 점토와 석회석이 있다. 그 함량은, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 15.0∼25.0 중량부의 양으로 사용된다. 그 사용량이 15.0 중량부 미만이면 점도 저하로 인해 적당한 두께의 도막(3∼5mm)이 형성되기 어렵고, 25.0 중량부를 초과하면 점도 상승으로 인해 작업성(SELF-LEVELLING)이 나빠지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서는 이소시아네이트와 반응하도록 하기 위해 물을, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 5.0∼15.0 중량부를 사용한다. 그 사용량이 5.0 중량부 미만인 경우는 조성물이 너무 탁하여, 작업성이 저하되는 문제점이 생기고, 15.0 중량부를 초과하면 점도 저하로 적당한 두께 형성이 어려운 문제점이 생긴다.

또한, 본 발명에서는 소포제를 사용하는 데, 그 예로는 폴리실록산 용액 등이 있다. 그 사용량은, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 0.2∼1.0 중량부이며, 그 사용량이 0.2 중량부 보다 적으면 기포 방지 효과 떨어지고, 1.0 중량부를 초과하면 습윤성이 떨어진다.

또한, 본 발명에서는 유화제를 사용하는 데, 그 예로는 계면 활성제 등이 있다. 그 사용량은, 전체 조성물 100 중량부 기준으로, 0.2∼0.5 중량부이며, 그 사용량이 0.2 중량부 보다 적으면 물과 식물성 오일 등이 분리되는 현상이 생기고, 0.5 중량부를 초과하는 경우 내수성이 저하되는 문제가 발생한다.

계면 활성제의 예로는 물에 있는 반 에스테르(half-ester)의 술포숙신산 디나트륨 염이 있다.

본 발명에서는 필요한 경우, 난연제를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 난연제의 예로는 산화안티몬(Sb2O3 또는 Sb2O4), 인화합물(TCPP: Tris(2-Chloro Propyl)Phosphate) 등이 있다.

본 발명에 따른 바닥재용 페인트 조성물은 콘크리트에 뛰어난 접착력과 내화학성, 내약품성, 내마모성, 내구성, 내충격성, 내후성, 내한성, 내열성 등의 기계적 성질 및 내화학성이 우수하다. 특히 영하 50℃∼60℃에서도 물성 변화가 거의 없다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더 상세히 설명한다. 부는 중량부를 의미한다.

<실시예>

(페인트 조성물의 제조)

실시예 1

식물성 오일로서 우레탄 수지 6.3g, 가소제로서 에스테르(“ESOL N-200”, 이일산업(주)) 3.2g, 유화제로서 술포숙신산 디나트륨염 0.2g, 무기안료로서 옥사이드그린(Oxide Green 500S, 욱성화학(주)) 0.6g, 소포제로서 폴리실록산 0.2g, 난연제로서 산화안티몬 1.0g 및 물 10.6g을 교반기가 설치된 용기에서 균일하게 분산 혼합하여 혼합물A를 얻었다.

실리카 39.3g 및 무기 셀프 레벨링제로서 백색 점토 20.3g을 교반기가 설치된 용기에서 균일하게 분산 혼합하여 혼합물B를 얻었다.

이와 같이 혼합물A와 혼합물B를 별도로 만든 이유는 혼합물A와 혼합물B를 함께 섞었을 때 침전물이 생기기 때문이다.

혼합물A와 B를 교반기가 설치된 용기에서 다시 혼합한 다음, 우레탄 경화제로서 메틸렌 비스페닐 함유 이소시아네이트 19.2g을 가하여 혼합함으로써 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

실시예 2

우레탄 수지 대신에 라텍스(“UT-470”, 유니테크(주))를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

실시예 3

에스테르 대신에 환상 포화 탄화수소 (ESOL N-200, 이일산업(주))를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

실시예 4

산화안티몬 대신에 인 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

실시예 5

우레탄 수지 대신에 라텍스(“UT-470”, 유니테크(주))를 사용하고, 에스테르 대신에 환상 포화 탄화수소(ESOL N-200, 이일산업(주) )를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

실시예 6

우레탄 수지 대신에 라텍스(“UT-470”, 유니테크(주))를 사용하고, 산화안티몬 대신에 인 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 본 발명에 따른 페인트 조성물을 제조하였다.

각 실시예에서 사용된 성분의 양을 하기 표 1에 나타냈다.

[표 1]

(수치는 g을 나타냄)

<비교예>

본 발명에 따른 페인트 조성물과 종래에 사용되어 왔던 페인트 조성물의 물성을 비교하기 위해서 다음의 비교예에서와 같이 조성물을 제조하였다.

비교예 1

에폭시 수지로서 “Epoxy828, YD-128“ 36.0g, 반응성 희석제로서 ”BGE“(국도화학) 2.0g, 비반응성 희석제로서 벤질알코올 4.0g, 유색안료로서 ”TiO₂(DuPont), Dark.Green“(욱성화학) 2.1g, 무기안료로서 ”Talc(넥셈). 바라이트”(한국반도체).41.0g, 소포제로서 "Byk-066" (BYK Chemie)0.4g, 레벨링제로서 "Byk-354" (BYK Chemie)0.2g 및 에폭시 경화제로서 "JapamineD-230" (국도화학)14.3g을 교반기가 설치된 용기에서 균일하게 혼합하여 혼합물을 얻었다. 도포하기 전에 상기 혼합물에 에폭시 경화제로서 "JapamineD-230"(국도화학) 14.3g을 첨가하였다.

비교예 2 내지 4

하기 표 2에 나타낸 비와 같이 성분의 비율로 사용하는 것을 제외하고는 비교예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 페인트 조성물을 얻었다.

표 2

(수치는 g을 나타냄)

<물성 시험>

본 발명에 따라 실시예에서 제조된 페인트와 비교예의 비교 대상 페인트에 대한 압축강도, 휨강도, 부착강도, 내마모성, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 내설탕성을 비교하기 위해서 “KSF 4041-2004” 시험방법에 따라 다음과 같은 물성 실험을 실시하였다.

압축강도, 휨강도, 부착강도, 내마모성 및 길이변화율의 기계적 성질은 “KSF 4041-2004” 시험방법에 의해 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 시험하였다.

내수성, 내산성, 내알칼리성 및 내설탕성의 화학적 성질은 자사 실험실 제조 시편을 물에 침적하여 시험하였다.

완전히 경화된 시편(50 mm x 50 mm x 2mm)을 증류수/25℃, 5%H2SO4/25℃, 5%NaOH/25℃, 10%설탕물/25℃ 속에 720 시간 동안 침지시킨 후 침전이 발생되는 시간을 측정하여 다음과 같은 기준으로 평가하였다.

○ : 6개월 후에 침전이 발생된 경우로서 양호한 것으로 평가하였다.

△ : 3개월 내지 6개월 사이에 침전이 발생된 경우로서 보통으로 평가하였다.

× : 1개월 내에 침전이 발생된 경우로서 불량으로 평가하였다.

시험 결과를 하기 표3 및 표4에 나타냈다.

표 3 (기계적 물성)

표 4 (화학적 물성)

상기 표 3 및 4에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 페인트 조성물은 종래의 페인트 조성물에 비해 기계적 물성(압축강도, 휨강도, 부착강도, 내마모성 및 길이 변화율)과 화학적 물성(내수성, 내산성, 내알칼리성 및 내설탕성)이 크게 개선되었음을 알 수 있다.

Claims

조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 하기 성분을 포함하는 페인트 조성물:
식물성 오일 5.0∼10.0 중량부
가소제 2.0∼5.0 중량부
무기 안료 0.2∼1.0 중량부
탄산칼슘 0.2∼1.0 중량부
우레탄 10.0∼20.0 중량부
실리카 35.0∼45.0 중량부
무기 셀프레벨링제 15.0∼25.0 중량부
물 5.0∼15.0 중량부
소포제 0.2∼1.0 중량부
유화제 0.2∼0.5 중량부
난연제 1.0∼3.0 중량부.