KR101479203B1 - 무기 코팅 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 규산염 76 내지 85 중량부, 규산졸 1 내지 3 중량부, 규산소다 1 내지 6 중량부, 흡습제 8 내지 11 중량부, 수산화 알루미늄 1 내지 3 중량부 및 산화 알루미나 2 내지 4 중량부를 포함하는 코팅 조성물 및 코팅 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 이용하여 코팅하는 경우 방염 및 비산 방지 효과가 있다.

Description

무기 코팅 조성물 및 이의 제조 방법 {Composition for inorganic coating and method for producing thereof}

본 발명은 무기 코팅 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

코팅은 피코팅체 자체를 보호하기 위하여 또는 피코팅체가 갖지 못하는 성질을 보완하기 위하여 수행되어 왔다. 코팅을 통하여 그 목적에 따라 내화성, 내부식성, 내수성, 방염성, 내마모성 또는 비산 방지와 같은 효과를 얻을 수 있다.

다수의 방염 및 비산 방지 코팅제가 공지되어 있으나, 공지의 방염 및 비산 방지 코팅제는 백화현상이 발생하거나 내수성이 약해 물에 풀리는 성향을 보여 다습한 조건에서는 코팅이 장기간 유지되지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 종래 코팅제에 비하여 백화 현상을 완화시키고 내수성을 증진시킨 방염 및 비산 방지 효과가 있는 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 규산염, 규산졸, 규산소다, 흡습제, 수산화 알루미늄 및 산화 알루미나를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅 조성물은 방염 및 비산방지 효과가 있다.

본 발명의 일 구체예에서는 규산염, 규산졸, 규산소다, 흡습제, 수산화 알루미늄 및 산화 알루미나를 60℃ 내지 80℃에서 교반하는 단계를 포함하는 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘규산염’(silicate)은 이산화규소 (SiO₂) 및 금속 산화물로 된 염을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물에 규산염을 사용함으로써 백화 현상을 감소시킬 수 있고, SiO₂의 함량을 증진시켜 내화 기능을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 규산염은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 76 내지 85 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 77 내지 82 중량부 포함되며, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 79 중량부가 포함된다. 그러나 규산염을 76 중량부 미만으로 사용한 경우에는 백화 현상이 나타나게 된다.

규산 염은 예로는 규산 나트륨 (Na₂SiO₂), 규산 칼륨 (K₂SiO₂), 규산 마그네슘 (MgO:XSiO₂, X는 상수) 및 규산 칼슘 (Ca₂SiO₄)을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서 규산염은 규산 칼슘이다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘규산 소다’는 Na₂SiO₂·nH₂O 또는 Na₂O-nSiO₂-xH₂O 로 표시되고, 수용성 규산염 중 하나이며, 물에 대한 용해성이 있기 때문에 물유리로 불리기도 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물에 규산 소다를 사용함으로써 무기물 간에 결합을 증진시켜 내수성을 향상시킬 수 있고, 증점 효과 및 바인다 상승 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 규산 소다는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 6 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 3 내지 6 중량부 포함되며, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 5 중량부가 포함된다. 다만 규산 소다를 6 중량부를 초과하여 사용하는 경우에 내화성은 증진되지만 내수성은 감소된다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘규산졸’은 콜로이드성 실리카(SiO₂) 를 의미하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물에 규산졸을 포함시킴으로써 상기 규산 칼륨에서와 같이 SiO₂ 함량을 증가시켜 내화 기능을 강화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 규산졸은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 2 중량부가 포함된다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘흡습제’는 공기 중의 습기를 빨아들이는 물질을 의미하고, 이런 물질을 흡습성이 있다고 하며, 주변 환경의 물분자를 흡착함으로써 수행된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물에 흡습제 사용함으로써 화학적 결합을 증대시키면서 맑은 액상을 유지하도록 하고 부착력을 높여 코팅이 잘 되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 흡습제는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 8 내지 11 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 9 내지 10 중량부 포함되며, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 9 중량부가 포함된다. 흡습제를 5 중량부 미만으로 포함시키는 경우 부착력이 감소되고 침전물이 발견될 수 있다.

예를 들어 흡습제는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 종이; 설탕; 카라멜; 꿀; 글리세린; 에탄올; 메탄올; 경유; 황산 및 메스암페타민; 및 염화 아연, 산화 아연, 염화 칼슘, 수산화 칼륨 및 수산화 나트륨을 포함하는 염일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서 흡습제는 글리세린이다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘수산화 알루미늄’은 Al(OH)₃로 표시되고 ATH (Aluminium hydroxide) 라고 하기도 한다. 본 발명의 일 실시예에서 수산화 알루미늄은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 2 중량부가 포함된다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘산화 알루미나’는 Al₂O₃로 표시되는 화합물이다. 본 발명의 일 실시예에서 산화 알루미나는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 2 내지 4 중량부 포함되고, 본 발명의 다른 실시예에서는 3 중량부가 포함된다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘코팅’은 대상 물질이나 물건 등의 표면에 형성된 얇은 막을 의미한다.

본 발명에서 사용하는 용어 ‘방염’은 불에 타지 않게 하거나 불이 붙어 번지는 것을 막는 성질을 의미하고, 이러한 성징을 가지는 물질을 방염제라 한다. 방염제의 형태는 방염성이 있는 물질을 유기 또는 무기 용제에 용해한 액체 상태의 방염액 (Flame Retardant Liquid), 방염성이 있는 물질을 도료와 혼합한 방염도료 (Flame Retardant Paint) 및 방염성을 보유한 분말 또는 고체형태의 방염성물질 (Flame Retardant Materials) 일 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 내수성 및 내화성을 모두 가지며 비산을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제조예 1 내지 제조예 3에 따른 코팅 조성물을 이용하여 코팅한 건축자재용 펄라이트 보드를 상당 기간 동안 가습한 결과를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 : 코팅 조성물의 제조

제조예 1.

전체 조성물 100 중량부를 기준으로 규산칼륨 70 중량부, 규산졸 5 중량부, 규산소다 10 중량부, 글리세린 5 중량부, 수산화알루미늄 5 중량부 및 산화알루미나 5 중량부를 교반기에 순차로 투입하고 60℃ 내지 80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 교반하였다.

제조예 2.

전체 조성물 100 중량부를 기준으로 규산칼륨 75 중량부, 규산졸 4 중량부, 규산소다 7 중량부, 글리세린 7 중량부, 수산화알루미늄 4 중량부 및 산화알루미나 3 중량부를 교반기에 순차로 투입하고 60℃ 내지 80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 교반하였다.

제조예 3.

전체 조성물 100 중량부를 기준으로 규산칼륨 79 중량부, 규산졸 2 중량부, 규산소다 5 중량부, 글리세린 9 중량부, 수산화알루미늄 2 중량부 및 산화알루미나 3 중량부를 교반기에 순차로 투입하고 60℃ 내지 80℃에서 1시간 내지 2시간 동안 교반하였다.

	규산칼륨	규산졸	규산소다	글리세린	수산화알루미늄	산화알루미나
제조예 1	70	5	10	5	5	5
제조예 2	75	4	7	7	4	3
제조예 3	79	2	5	9	2	3

(단위: %)

실시예 : 코팅 조성물의 성능 시험

상기 제조예 1 내지 제조예 3에 따라 제조된 코팅 조성물을 건축자재용 펄라이트 보드에 통상의 방법으로 코팅하였으며, 코팅된 펄라이트 보드를 20일 내지 180일 동안 가습하며 상기 보드를 관찰하였다.

그 결과, 제조예 1에 따른 코팅 조성물로 코팅한 경우에는 가습한지 20일 만에 백화현상이 발생되어 하얀 가루가 생성되었고(도 1), 제조예 2에 따른 코팅 조성물로 코팅한 경우에는 가습한지 약 60일이 경과한 때에 약한 백화현상이 발생되었다(도 2). 반면 제조예 3에 따른 코팅 조성물로 코팅한 경우에는 가습을 시작한지 약 180일이 경과한 때에도 백화현상은 전혀 발생되지 않았고, 내수 효과 및 내화 효과가 유지됨을 확인할 수 있었다. 이는 제조예 3에 따른 코팅 조성물을 이용하여 코팅한 경우에는 다습한 조건에서도 코팅제가 안정적으로 유지될 수 있음을 보여준다.

Claims (10)

1. 규산염, 규산졸, 규산소다, 흡습제, 수산화 알루미늄 및 산화 알루미나를 포함하고,
   전체 조성물 100 중량부에 대하여,
   상기 규산염은 76 내지 85 중량부,
   상기 규산졸은 1 내지 3 중량부,
   상기 규산소다는 1 내지 6 중량부,
   상기 흡습제는 8 내지 11 중량부,
   상기 수산화 알루미늄은 1 내지 3 중량부 및
   상기 산화 알루미나는 2 내지 4 중량부이고,
   상기 규산염은 규산칼륨이며,
   상기 흡습제는 글리세린인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 코팅 조성물은 방염 및 비산방지 효과가 있는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
4. 삭제
5. 삭제
6. 규산염, 규산졸, 규산소다, 흡습제, 수산화 알루미늄 및 산화 알루미나를 60℃ 내지 80℃에서 교반하는 단계를 포함하고,
   전체 조성물 100 중량부에 대하여,
   상기 규산염은 76 내지 85 중량부,
   상기 규산졸은 1 내지 3 중량부,
   상기 규산소다는 1 내지 6 중량부,
   상기 흡습제는 8 내지 11 중량부,
   상기 수산화 알루미늄은 1 내지 3 중량부 및
   상기 산화 알루미나는 2 내지 4 중량부이고,
   상기 규산염은 규산칼륨이며,
   상기 흡습제는 글리세린인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물의 제조 방법.
   
7. 삭제
8. 제 6항에 있어서,
   상기 코팅 조성물은 방염 및 비산방지 효과가 있는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물의 제조 방법.
9. 삭제
10. 삭제

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