KR101251066B1 - 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물과 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주제부와 경화제부로 이루어지는 2액형 도료 조성물에 있어서, 상기 주제부는 아민 폴리올 20~35 중량%, 폴리옥시프로필렌 아민 30~35 중량%, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 5~15중량%, 가교제 20~30 중량%, 안료 5~8 중량% 및 첨가제 5~8 중량%로 구성되고, 상기 경화제부는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트계 화합물 75~80 중량부에 대하여, 실리콘 수지 또는 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 20~25 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 주제부와 경화제부가 1:1의 부피비로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
상기 본 발명의 도료 조성물은 낮은 표면장력의 특성을 가지는 실리콘 수지 및 불소 수지를 도료 조성물에 포함함으로써, 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 매끄러운 도막을 형성하여, 외부 오염물질의 부착을 방지하여 내오염성 및 오염 방지의 효과가 있다.

Description

내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법{PAINT COMPOSITION HAVING EXCELLENT FOULING RESISTANCE AND ANTI-FOULING, AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 내오염성 및 오염 방지 기능이 우수한 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낮은 표면장력의 특성을 가지는 실리콘 수지 및 불소 수지를 도료 조성물에 포함함으로써, 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 매끄러운 도막을 형성하여 외부 오염물질의 부착을 방지하여 내오염성 및 오염 방지 기능을 가지며, 외부 마찰에 의해서 발생되는 긁힘 현상에 대한 우수한 저항성을 가지는 도료 조성물 및 그를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 상수도관, 공업 용수관, 하수도관 등의 강관 구조물, 콘크리트 수조 등과 같은 흄관 및 선저면, 해양 구조물 등은 물에 의하여 높은 수압, 유속, 와류, 물의 낙하 등에 의한 물리적으로 마모, 침식이 쉽게 일어날 수 있고, 화학적으로도 염수, 탄산 등에 의한 부식 등의 쉽게 일어날 수 있는 환경에 노출되어 수질을 오염시키는 문제를 일으킨다. 또한 해양 구조물에는 선박, 어망, 수중생물 등 각종 오염물질이 부착된다. 특히, 부착된 각종 오염물질은 선박의 효율적인 운행을 방해하며, 각종 오염물질로 인한 해양 구조물의 부식이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 도장 재료를 코팅하는 보수작업이 요구되고 있다. 일반적으로는 아스팔트, 콜탄에나멜, 에폭시 수지, 폴리우레아, 폴리우레탄 등을 도장재료로 사용하고 있다. 그러나 이러한 물질을 이용할 경우, 내구성, 내수성, 내식성, 내약품성, 접착력 및 내마모성의 특성이 떨어져, 토양오염 및 수질오염을 야기하는 문제점이 발생하게 된다.
특히 에폭시 수지를 사용할 경우, 신장율이 적어 모체에 대한 균열추종성이 부족하고, 도장 작업 후 건조시간이 길어져 시공성이 떨어질 뿐 만 아니라, 벤젠과 톨루엔 등의 성분이 함유된 용제를 사용하기 때문에 용출시 환경오염 등의 문제점이 발생하게 된다.
따라서 최근에는 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 내마모성, 강인성, 접착성능이 우수한 친환경적인 도장 재료가 널리 이용되고 있다.
여기서 폴리우레아는 분자구조 내에 우레아 결합을 갖고 있는 고분자 화합물로, 일반적으로 사슬 확장자와 낮은 분자량을 갖는 디아민류와 합성되어 우레아 단위체를 만들어진다. 따라서 폴리우레아는 선택된 물질이나 분자량, 또는 반응되는 비율 등의 기타 다양한 요소에 의하여 그 성질이 폭넓게 변화되어 나타난다. 즉, 그 성질이 부스러지기 쉬운 물질에서 단단한 물질 또는 부드러운 물질, 더 나아가서는 어떤 점성을 갖는 물질로 변화가 가능하다. 특히 폴리우레아의 경우에는 지방산의 아미드 에스테르 결합이 혼합된 결합을 가지므로 고온에서의 성질은 이들 폴리에스테르계와 폴리아미드계의 중간적 성질을 가지고 있다.
그러나 일반적으로 폴리우레아는 합성고무와 같은 엘라스토머 성질을 가지므로 유연성 및 신율 등의 좋은 특성을 보유하지만, 분자 내 옥시에테르의 반복구조와 현재 상용중인 원료의 제한성 때문에 강도 및 강인성에 대한 특성부여가 어렵다는 문제점이 있다.
이에, 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 낮은 표면장력의 특성을 가지는 실리콘 수지 및 불소 수지를 도료 조성물에 포함시킴으로서, 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 매끄러운 도막을 형성하여 외부 오염물질의 부착에 대한 내오염성 및 오염 방지 기능을 향상시키고, 외부 마찰에 의해서 발생되는 긁힘 현상에 대한 우수한 저항성을 가지는 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
주제부와 경화제부로 이루어지는 2액형 도료 조성물에 있어서,
상기 주제부는 아민 폴리올 20~35 중량%, 폴리옥시프로필렌 아민 30~35 중량%, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 5~15중량%, 가교제 20~30 중량%, 안료 5~8 중량% 및 첨가제 5~8 중량%로 구성되고,
상기 경화제부는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트계 화합물 75~80 중량부에 대하여, 실리콘 수지 또는 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 20~25 중량부를 혼합하여 이루어지며,
상기 주제부와 경화제부가 1:1의 부피비로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 주제부 중 아민 폴리올은 아민가(amine value)가 300~500 mgKOH/g이고, 수산가(hydroxyl value)가 600~800 mgKOH/g인 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(Ethylene diamine base polyether polyol)인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 주제부 중 폴리옥시프로필렌 아민은 중량평균분자량이 200~5000인, 폴리옥시프로필렌 디아민 또는 폴리옥시프로필렌 트리아민 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 주제부 중 실리콘 수지 또는 불소 수지는 수산가(hydroxyl value)가 50~80 mgKOH/g 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면의 이물질을 제거하는 전처리 단계; 상기 전처리한 피착면에 프라이머를 도포하는 단계; 및 상기 도료 조성물에서 주제부와 경화제부를 혼합하여 스프레이 방법으로 도포하는 단계;를 포함하고, 상기 혼합 시 액 온도를 50~80℃로 하고, 스프레이 분사 시 압력을 1500~2500 psi로 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물을 이용한 시공방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 도료 조성물은 낮은 표면장력의 특성을 가지는 실리콘 수지 및 불소 수지를 포함함으로써, 강관, 콘트리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 매끄러운 도막을 형성하여 외부 오염물질의 부착을 방지하여 쉽게 오염되지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 도료 조성물은 외부 마찰에 의해서 발생되는 긁힘 현상에 대한 저항성을 향상시켜 피착면의 부식을 방지하고, 내마모성, 내구성 등이 우수한 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물을 제공할 수 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
일 양태로서 본 발명은, 주제부와 경화제부로 이루어지는 2액형 도료 조성물에 있어서,
상기 주제부는 아민 폴리올 20~35 중량%, 폴리옥시프로필렌 아민 30~35 중량%, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 5~15중량%, 가교제 20~30 중량%, 안료 5~8 중량% 및 첨가제 5~8 중량%로 구성되고,
상기 경화제부는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트계 화합물 75~80 중량부에 대하여, 실리콘 수지 또는 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 20~25 중량부를 혼합하여 이루어지며,
상기 주제부와 경화제부가 1:1의 부피비로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 주제부는 아민 폴리올 20~35 중량%, 폴리옥시프로필렌 아민 30~35 중량%, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 5~15중량%, 가교제 20~30 중량%, 안료 5~8 중량% 및 첨가제 5~8 중량%로 구성된다.
상기 주제부 중 상기 아민 폴리올은 산화알킬렌과 아민 화합물의 반응생성물로 제조되는 것으로, 본 발명에서는 특별한 합성방법에 국한되지 않고 일반적으로 최소한 한개 이상의 아민기를 가지는 폴리올이라면 어느 것이나 무방하고, 도료 조성물을 형성함에 있어서, 강인성 및 도장된 표면에 대하여 부착력을 부여하는 기능을 한다.
본 발명에서 이용되는 상기 아민 폴리올은 에틸렌 디아민(ethylene diamine)에 산화 프로필렌(propylene oxide) 혹은 산화 에틸렌(ethyleneoxide)을 부가반응 시켜 관능기가 4개인 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(Ethylene diamine base polyether polyol)이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 아민 폴리올은 아민 가(amine value)가 300~500 mgKOH/g이고, 수산가(hydroxyl value)가 600~800 mgKOH/g인 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올인 것을 특징으로 한다. 구체적으로 KPX케미칼 사의 가교제(NEWPOL NP-300, NEWPOL NP-400, KONIX KR-6350, 이상 제품명) 등을 예로 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
또한 상기 아민 폴리올 함량은 20 내지 35 중량%인 것이 바람직하다. 상기 아민 폴리올 함량이 20 중량% 미만일 경우, 도료 조성물의 강도, 강인성 및 내마모성의 효과가 미비하고, 35 중량%를 초과하는 경우는 도료 조성의 점도가 상승하여 시공 시 불편을 초래할 수 있으며, 상대적으로 다른 조성물의 함량이 적어짐으로 인하여 원하는 물성의 도료 조성물을 제조할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 바람직하게는, 상기 주제부 중 폴리옥시프로필렌 아민은 중량평균분자량이 200 내지 5000인, 폴리옥시프로필렌 디아민 또는 폴리옥시프로필렌 트리아민 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 폴리옥시프로필렌 디아민 22~27 중량%와 폴리옥시프로필렌 트리아민 6~10 중량%를 혼합하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 폴리옥시프로필렌 아민의 함량은 30 내지 35 중량%가 바람직하다. 상기 폴리옥시프로필렌 아민의 함량이 30 중량% 미만일 경우 도료의 내충격성 및 내마모성이 저하되어 바람직하지 못하고, 35 중량%를 초과할 경우에도 내마모성이 떨어져 내구성 저하를 초래하고, 상대적으로 다른 조성물의 함량이 적어짐으로써 원하고자 하는 도료를 만들 수 없기 때문에 바람직하지 못하다. 예를 들면 구체적으로 huntsman사의 Jeffamine 시리즈(Jeffamine T-5000, Jeffamine D-230, Jeffamine D-400, Jeffamine D-2000, 이상 제품명) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 실리콘 수지 및 불소 수지는 표면 장력을 낮추고 매끄러운 도막을 형성시키며, 도료 조성물의 레벨링(Leveling)과 유동성을 향상시켜 주는 것으로, 바람직하게는 본 발명에 있어서 상기 실리콘 수지 및 불소 수지는 수산가(hydroxyl value)가 50~80 mgKOH/g 인 것을 특징으로 한다. 구체적으로 상기 실리콘 수지는 Dow Corning사의 실리콘 수지를 사용함이 바람직하고, 상기 불소 수지는 OMNOVA사의 불소 수지를 사용함이 바람직하다. 여기서, 이들은 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
또한 본 발명에서의 상기 실리콘 수지 및/또는 불소 수지의 함량은 5~15 중량% 인 것이 바람직하다. 상기 실리콘 수지 및/또는 불소 수지의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 표면 장력을 낮추는 효과가 미미하기 때문에 바람직하지 못하고, 15중량% 를 초과하는 경우에는 층간 접착력 저하 및 경제성(가격이 고가)이 떨어지는 문제점이 있기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명 도료 조성물의 겔화 시간(Gel time)을 조절하는데 기여하는 가교제(Cross-linking agent)는 사슬 연장제로 사용되는 방향족계 또는 지환족계의 아민 화합물이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 반응성이 낮은 2-functional diamine류 사용이 적당하다. 그 중에서도 디에틸톨루엔 디아민과 폴리에테르아민 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 자세하게는 1차 아민은 상기 폴리우레아 도료의 겔화 시간을 단축시킬 수 있고, 2차 아민은 상기 도료의 겔화 시간을 연장시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 가교제의 함량은 20 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 가교제의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 사슬 연장제로의 효과가 미미하여 기계적 물성의 향상을 기대하기가 어렵기 때문에 바람직하지 못하고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 지나친 경도 향상 및 신장율의 저하를 초래하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 안료는 본 발명 도료 조성물의 색상을 부여하기 위한 것으로 5 내지 8 중량%를 사용하는 것이 바람직하지만 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 상기의 범위에만 반드시 한정되지 아니하고 적절히 조절될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 첨가제는 상적으로 도장용 도료의 조성물에 사용되는 UV-안정제, 접착증진제 등을 5 내지 8 중량% 범위 내에서 혼합 또는 단독으로 사용한다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 UV 안정제는 자외선에 의한 조기 열화 현상을 방지하며, 2 내지 4 중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 UV 안정제의 첨가량이 2 중량% 미만인 경우에는 자외선에 의한 조기 열화 현상의 방지 효과가 저하되고, UV 안정제의 첨가량이 4 중량%를 초과할 경우에는 자외선에 의한 조기 열화 방지 효과는 더 이상 향상되지 않는 반면 코팅제 조성물의 다른 물성을 저하시킬 우려가 있다. UV 안정제의 예를 구체적으로 들면 Ciba사의 티누빈 571(Tinuvin 571, 이상 제품명)을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 접착증진제는 소재에 대한 도료 조성물의 부착력 보강 및 강도를 보강하는 역할을 하며, 3 내지 4 중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 접착증진제의 첨가량이 3 중량% 미만인 경우에는 도료조성물과 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면과의 접착력이 더 이상 현저히 향상되지 않고, 4 중량%를 초과할 경우에는 도료 조성물의 다른 물성을 저하시킬 우려가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 구체적으로 Dow Corning사의 실란 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서 상기 경화제부는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트계 화합물 75~80 중량부에 대하여, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 20~25 중량부를 혼합하고, 반응온도 60~120 ℃에서 3~5시간 유지시켜 제조하되, NCO함량이 15~25 중량%이고, 점도는 200~2000 cps/25 ℃ 인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 주제부와 경화제부가 1:1의 부피비로 혼합되도록 한다. 또한, 상기 경화제부 중 상기 실리콘 수지 및 불소 수지는 수산가(hydroxyl value)가 50~80 mgKOH/g 인 것을 사용할 수 있다.
이와 같이 상기 본 발명의 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물은 2액형 도료 조성물로, 아민 폴리올과, 폴리옥시프로필렌 아민, 실리콘 수지 및/또는 불소 수지, 가교제, 안료, 첨가제 등이 혼합된 주제부와, 이소시아네이트계 화합물과 실리콘 수지 및/또는 불소 수지를 반응시켜 얻은 경화제부를 1:1로 혼합하여 완성된다.
상기 도료 조성물에 포함된 상기 실리콘 수지 및 불소 수지의 낮은 표면장력의 특성을 이용하여 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면에 매끄러운 도막을 형성시킬 수 있으므로, 각종 생물 및 오염 물질의 부착을 방지할 수 있어 주위의 유체의 흐름을 원활하게 할 뿐만 아니라, 피착면의 부식을 방지할 수 있다.
다른 양태로서 본 발명은, 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면의 이물질을 제가하는 전처리 단계; 상기 전처리한 피착면에 프라이머를 도포하는 단계; 및 상기 도료 조성물에서 주제부와 경화제부를 혼합하여 스프레이 방법으로 도포하는 단계를 포함하는 시공방법으로서, 상기 혼합 시 액 온도를 50~80℃로 하고, 스프레이 분사 시 압력을 1500~2500 psi로 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
작업공정을 구체적으로 살펴보면, 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물에 있어서 도료 조성물을 도포하고자 하는 피착면의 이물질을 제거하는 전처리 단계를 거친다. 다음으로 전처리 단계를 거친 상기 구조물의 피착면에 프라이머를 도포하는 단계를 거친다. 이 단계에서는 상기 구조물의 피착면에 파공부위가 있는지 확인하고, 실링제로 메우는 보수단계가 더 포함될 수 있다. 그리고 상기 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물을 스프레이 방법으로 도포하여 완성한다.
본 발명에 따른 시공에서 2액형 고온 고압의 스프레이 기기의 조건은 다음과 같다. 주제부와 경화제부를 혼합 충돌시의 스프레이 기기의 압력은 1500 내지 2500 psi로 유지하는 것이 바람직하다. 압력이 1500 psi 보다 낮아질 경우에는 혼합 불량으로 미경화가 발생하여 물성 저하의 문제점이 있고, 압력이 2500psi 보다 높아질 경우 평활하고 균일한 도장면을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
한편, 혼합 충돌시의 주제부와 경화제부의 혼도는 50 내지 80℃로 유지하는 것이 바람직하다. 온도가 50 ℃ 이하가 될 경우에는 혼합 불량의 문제점이 생기고, 온도가 80 ℃ 이상이 되면 주제와 경화제의 반응속도가 빨라져 평활한 도장면을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
본 발명의 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물은 낮은 표면장력을 가지는 실리콘 수지 및 불소 수지를 포함하고 있기 때문에 매끄러운 도막을 형성시킴으로서 도료 조성물의 레벨링 성능과 유동성을 향상시켜 작업성이 현저히 향상될 수 있다. 또한 외부 오염물질 및 각종 생물들의 부착을 방지하여 도막 표면이 오염되거나 부식됨을 방지할 수 있어 기존의 도료 조성물에 비해 기계적 물성이 현저히 향상될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 들어 상세히 설명하기로 하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
먼저 경화제를 제조하기 위하여 메틸렌 디페닐 디이소이아네이트(MDI) 75.2중량%와 실리콘 수지(Dow Corning사의 실리콘 수지) 24.8중량%를 혼합하여 반응온도 80 ~ 90℃에서 4시간 유지시켜 NCO 함량이 21%인 경화제를 제조하였다.
다음으로 수지 혼합물을 제조한다. 여기서 아민 폴리올은 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(KPX케미칼 사의 NEWPOL NP-300)을 23중량%로 사용하였다. 또한 폴리옥시프로필렌 디아민 D-2000 18중량%와 폴리옥시프로필렌 트리아민 T-5000 10중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 D-230 4중량%를 함유한 폴리옥시프로필렌 혼합물 32중량%를 얻었다. 또한 실리콘 수지 7중량%를 혼합하였다. 그리고 디에틸톨루엔 디아민 12중량%와 폴리링크(polylink 4200) 16중량%을 포함한 가교제 28중량%를 제조하고 혼합하였다. 안료 TiO2 5중량%, 첨가제로서 UV Absorber (Ciba사의 Tinuvin 571) 2중량%와 접착증진제(Dow Corning사의 실란 화합물) 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
실시예 2
먼저 경화제를 제조하기 위하여 메틸렌 디페닐 디이소이아네이트(MDI) 78.2중량%와 실리콘 수지(Dow Corning사의 실리콘 수지) 10.9중량%와 불소 수지(OMNOVA사의 불소 수지) 10.9중량%를 혼합하여 반응온도 80 ~ 90℃에서 4시간 유지시켜 NCO 함량이 22%인 경화제를 제조하였다.
다음으로 수지 혼합물을 제조한다. 여기서 아민 폴리올은 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(KPX케미칼 사의 NEWPOL NP-300)을 25중량%로 사용하였다. 또한 폴리옥시프로필렌 디아민 D-2000 21중량%와 폴리옥시프로필렌 트리아민 T-5000 8중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 D-400 6중량%를 함유한 폴리옥시프로필렌 혼합물 35중량%를 얻었다. 또한 불소 수지 7중량%를 혼합하였다. 그리고 디에틸톨루엔 디아민 19중량%와 폴리링크(polylink 4200) 4중량%을 포함한 가교제 23중량%를 제조하고 혼합하였다. 안료 TiO2 5중량%, 첨가제로서 UV Absorber (Ciba사의 Tinuvin 571) 2중량%와 접착증진제(Dow Corning사의 실란 화합물) 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
실시예 3
먼저 경화제를 제조하기 위하여 메틸렌 디페닐 디이소이아네이트(MDI) 77.1중량%와 불소 수지(OMNOVA사의 불소 수지) 22.9 중량%를 혼합하여 반응온도 80 ~ 90℃에서 4시간 유지시켜 NCO 함량이 21.5%인 경화제를 제조하였다.
다음으로 수지 혼합물을 제조한다. 여기서 아민 폴리올은 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(KPX케미칼 사의 NEWPOL NP-300)을 27중량%로 사용하였다. 또한 폴리옥시프로필렌 디아민 D-2000 19중량%와 폴리옥시프로필렌 트리아민 T-5000 6중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 D-400 5중량%를 함유한 폴리옥시프로필렌 혼합물 30중량%를 얻었다. 또한 실리콘 수지 6중량%와 불소 수지 3 중량%를 혼합하여 사용하였다. 그리고 디에틸톨루엔 디아민 10 중량%와 폴리링크(polylink 4200) 14 중량%을 포함한 가교제 24 중량%를 제조하고 혼합하였다. 안료 TiO2 5중량%, 첨가제로서 UV Absorber (Ciba사의 Tinuvin 571) 2중량%와 접착증진제(Dow Corning사의 실란 화합물) 3중량%를 사용하여 혼합하여 사용하였다.
비교예 1
먼저 경화제를 제조하기 위하여 메틸렌 디페닐 디이소이아네이트(MDI) 78중량%와 실리콘 수지(Dow Corning사의 실리콘 수지)11중량%, 폴리프로필렌 글리콜 PP-2000 11중량%를 혼합하여 반응온도 80 ~ 90℃에서 4시간 유지시켜 NCO 함량이 22%인 경화제를 제조하였다.
다음으로 수지 혼합물을 제조한다. 여기서 아민 폴리올은 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(KPX케미칼 사의 NEWPOL NP-300)을 18중량%로 사용하였다. 또한 폴리옥시프로필렌 디아민 D-2000 20중량%와 폴리옥시프로필렌 트리아민 T-5000 13중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 D-400 7중량%를 함유한 폴리옥시프로필렌 혼합물 40중량%를 얻었다. 그리고 디에틸톨루엔 디아민 20 중량%와 폴리링크(polylink 4200) 12 중량%을 포함한 가교제 32 중량%를 제조하고 혼합하였다. 안료 TiO2 5중량%, 첨가제로서 UV Absorber (Ciba사의 Tinuvin 571) 2중량%와 접착증진제(다우코닝사의 실란 화합물) 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
비교예 2
먼저 경화제를 제조하기 위하여 메틸렌 디페닐 디이소이아네이트(MDI) 72중량%와 폴리프로필렌 글리콜 PP-2000 28중량%를 혼합하여 반응온도 80 ~ 90℃에서 4시간 유지시켜 NCO 함량이 20%인 경화제를 제조하였다.
다음으로 수지 혼합물을 제조한다. 여기서 아민 폴리올은 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(KPX케미칼 사의 NEWPOL NP-300)을 37중량%로 사용하였다. 또한 폴리옥시프로필렌 디아민 D-2000 12중량%와 폴리옥시프로필렌 디아민 D-230 8중량%를 함유한 폴리옥시프로필렌 혼합물 20중량%를 얻었다. 그리고 디에틸톨루엔 디아민 15중량%와 폴리링크(polylink 4200) 18중량%을 포함한 가교제 33중량%를 제조하고 혼합하였다. 안료 TiO2 5중량%, 첨가제로서 UV Absorber (Ciba사의 Tinuvin 571) 2중량%와 접착증진제(다우코닝사의 실란 화합물) 3중량%를 혼합하여 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 상기 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 대한 상세 함량을 하기 표 1에 나타내었다.
항 목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2






주 제		 Amine polyol 23 25 27 18 37

Polyoxypropylene Amine		 D-2000 18 21 19 20 12
T-5000 10 8 6 13 -
D-230 4 - - - 8
D-400 - 6 5 7 -
실리콘 수지 7 - 6 - -
불소 수지 - 7 3 - -
가교제
(Chain Extender)		 디에틸톨루엔디아민 12 19 10 20 15
Polylink
4200		 16 4 14 12 18
Pigment 안료 (TiO2) 5 5 5 5 5
첨 가 제 UV안정제 2 2 2 2 2
접착 증진제 3 3 3 3 3
합 계 100 100 100 100 100



경 화 제		 MDI 75.2 78.2 77.1 78 72
실리콘수지 24.8 10.9 - 11 -
불소수지 - 10.9 22.9 - -
PP-2000 - - - 11 28
합계 100 100 100 100 100
반응온도 80~90℃ 80~90℃ 80~90℃ 80~90℃ 80~90℃
반응시간 4시간 4시간 4시간 4시간 4시간
NCO% 21 22 21.5 22 20
<도료 조성물의 물성 시험>
실시예 1 내지 3, 비교예 1, 2에서 제조된 도료 조성물의 물성을 하기 시험 방법에 의하여 측정하였다.
이 때, 스프레이 도장방법은 다음의 조건으로 수행하였다.
- 도장기계 : Gusmer 사의 폴리우레아 전용 도장기계 사용
- 스프레이시 액의 온도 : 65℃
- 스프레이 분사시의 압력 : 2000psi
1. 부착강도 시험
전처리 된 철 시편에 상기 실시예 1~3 및 비교 1, 2에서 제조한 각각의 도료 조성물을 스프레이 도포한 다음 접착불량으로 인한 도막의 박리현상이 있는지 여부를 검토하였다.
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
2. 내마모성 - 테이버 마모시험법
상기 실시예 1~3 및 비교예 1, 2에서 제조한 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 회전하는 원판에 시편을 고정 시킨 후, 시편의 위를 자유로 회전하는 마모륜을 일정한 하중을 압부하여 마모시켜 마모현상이 있는지 여부를 검토하였다.
( CS-17 : 마모륜의 종류 , 1Kg :마모륜의 무게, 1,000회 : 회전수)
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
3. 내충격성
상기 실시예 1~3 및 비교예 1, 2에서 제조한 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 300mm 의 높이에서 강구를 시편위에 떨어뜨린 후, 도막에 박리 또는 균열 발생 유무를 검토하였다.
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
4. 굽힘성
상기 실시예 1~3 및 비교예 1, 2에서 제조한 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 시편을 구부린 후 도막에 박리 또는 균열 발생 유무를 검토하였다.
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
5. 용출시험
상기 실시예 1~3 및 비교예 1, 2에서 제조한 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법에 준해서 용출시험을 하였다.
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
6. 내오염성 시험
상기 실시예 1~3 및 비교예 1, 2에서 제조한 각각의 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 낙서도구를 이용하여 도막을 오염시키고 상온에서 24시간 방치한 다음 오염물질을 제거한 후 도막의 오염상태를 육안으로 판정하였다.
( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )
<도료조성물의 물성 시험 결과>
도료조성물의 물성 시험에 따른 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
부착강도 ◎ ◎ ◎ △ ◎
내마모성 ◎ ◎ ◎ ◎ X
내충격성 ◎ ◎ ◎ ◎ X
굽힘성 ◎ ◎ ◎ ◎ X
용출시험 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
내오염성 ◎ ◎ ◎ △ X
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 또는 비교예의 도료조성물은 일정 정도 양호한 물성을 나타내지만, 특히 실시예 1 내지 실시예 3의 도료조성물의 경우, 부착 강도, 내마모성, 내충격성, 굽힘성, 용출 시험 등에서 우수한 결과를 나타내고 있다. 또한 실시예 1 내지 3의 경우에는 내오염성 시험의 결과도 양호하여 실리콘 수지 및 불소 수지가 포함된 본 발명의 도료 조성물이 내오염성의 특징을 가짐을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1은 부착강도 및 내오염성이 다소 실시예 1 내지 3과 비교하여 낮은 것으로 나타났고, 비교예 2의 경우에는 내마모성, 내충격성, 굽힘성 등의 내구성이 현저히 저하된 결과를 확인할 수 있다. 또한 내오염성 시험에서도 실시예 1 내지 3과 비교하여 물성 기준을 만족시키지 못하는 결과를 나타내고 있다.
따라서 이상의 시험결과로 부터 본 발명에 따른 도료 조성물은 마모상태, 부착상태가 우수하고, 경도, 인장강도를 비롯한 기계적 강도가 우수하며, 내오염성과 오염방지 성능이 우수한 도료 조성물 이라는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 주제부와 경화제부로 이루어지는 2액형 도료 조성물에 있어서,
    상기 주제부는 아민 폴리올 20~35 중량%, 폴리옥시프로필렌 아민 30~35 중량%, 실리콘 수지 및 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 5~15중량%, 가교제 20~30 중량%, 안료 5~8 중량% 및 첨가제 5~8 중량%로 구성되고,
    상기 경화제부는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI), 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트계 화합물 75~80 중량부에 대하여, 실리콘 수지 또는 불소 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지 20~25 중량부를 혼합하여 이루어지며,
    상기 주제부와 경화제부가 1:1의 부피비로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제부 중 아민 폴리올은 아민가(amine value)가 300~500 mgKOH/g이고, 수산가(hydroxyl value)가 600~800 mgKOH/g인 에틸렌 디아민 베이스 폴리에테르 폴리올(Ethylene diamine base polyether polyol)인 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제부 중 폴리옥시프로필렌 아민은 중량평균분자량이 200~5000인, 폴리옥시프로필렌 디아민 또는 폴리옥시프로필렌 트리아민 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주제부 중 실리콘 수지 또는 불소 수지는 수산가(hydroxyl value)가 50~80 mgKOH/g 인 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지성능이 우수한 도료 조성물.
  5. 강관, 콘크리트 흄관 및 해양 구조물의 피착면의 이물질을 제거하는 전처리 단계;
    상기 전처리한 피착면에 프라이머를 도포하는 단계; 및
    상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 도료 조성물에서 주제부와 경화제부를 혼합하여 스프레이 방법으로 도포하는 단계;를 포함하고,
    상기 혼합 시 액 온도를 50~80℃로 하고, 스프레이 분사 시 압력을 1500~2500 psi로 하는 것을 특징으로 하는, 내오염성 및 오염 방지 성능이 우수한 도료 조성물을 이용한 시공방법.
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