KR101484986B1

KR101484986B1 - 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물

Info

Publication number: KR101484986B1
Application number: KR20120093996A
Authority: KR
Inventors: 정경식; 강주열; 최재걸; 김효상
Original assignee: 듀라케미 (주)
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2015-01-26
Also published as: KR20140030389A

Abstract

본 발명은 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물, 철재구조물, 목재구조물, 주차장, 정수장, 공장바닥, 주유소, 정유시설, 송유관, 가스관, 해수배관, 강관, 상수도관, 하수도관, 폐수처리장, 화학탱크, 유류저장소 등 방수, 방청, 방식, 내마모성, 내화학성, 내열성, 내구성, 내후성 및 기계적인 물성과 물리적인 물성 등을 요구하는데 필요한 반영구적인 내구성을 유지하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물에 관한 것이다.
본 발명은 분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머 45~80wt%와, 분자량 1000의 폴리옥시프로필렌글리콜 15~35wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트 1~10wt%와, 분자량 102.1의 프로필렌 카보네이트 1~10wt%를 중합하여 이루어지는 경화제인 폴리이소시아네이트 프레폴리머와, 분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너 50~80wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트 1~10wt%와, 분자량 2000의 폴리에테르아민 10~40wt%와, 피그멘트 5~10wt%로 이루어진 주제로 구성되고, 상기 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 이루어지고, 상기 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머는 15~20% 함량의 NCO를 포함하는 것에 특징이 있다.

Description

내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물{Composition resin polyurea aspartic of finishes surface for protection and waterproof high durability excellent wear resistance}

본 발명은 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물, 철재구조물, 목재구조물, 주차장, 정수장, 공장바닥, 주유소, 정유시설, 송유관, 가스관, 해수배관, 강관, 상수도관, 하수도관, 폐수처리장, 화학탱크, 유류저장소 등 방수, 방청, 방식, 내마모성, 내화학성, 내열성, 내구성, 내후성 및 기계적인 물성과 물리적인 물성 등을 요구하는데 필요한 반영구적인 내구성을 유지하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물에 관한 것이다.

일반적으로 금속은 공기 중에 있는 산소, 수분, 이산화탄소 등의 작용에 의해서 그 금속의 산화물, 수산화물, 탄산염 등을 생성하여 피막을 만들어 금속의 표면이 광택을 잃는데, 이들이 녹의 주성분이 되는 수가 많다. 그러나 가장 일반적인 것은 산화물인데, 이를테면 철의 녹은 산화철수화물(Fe₂O₃,nH₂O)가 주성분이다

이것은 공기 중의 이산화탄소와 수분에 의해서 먼저 탄산철(FeCO₃)가 생기고, 이것이 수분과 산소에 의해 분해되어 적갈색의 산화철 수화물과 이산화탄소가 되는 반응을 반복하는 데서 생긴다.

특히, 콘크리트나 철재면의 코팅된 방수 방식재의 노출부는 강한 자외선 및 온도, 수분, 염수, 화학약품, 산소, 등의 영향으로 급속하게 촉진되어 산화와 부식이 초래된다. 결국 산화와 부식의 발생으로 방수 방식재의 수명인 내구성을 단축시키고 방수 방식재가 파괴됨으로써, 콘크리트의 침식, 철재의 부식으로 이어져 파괴가 발생된다.

따라서 콘크리트의 침식이나 철재의 부식을 방지하기 위해서는 산화와 부식이 초래되는 근본적인 요소를 원천적으로 차단함으로써 내구성을 향상시키고 자외선과 기계적, 물리적, 화학적으로 저항성을 갖도록 지방족 화합물인 폴리이소시아네이트 및 지방족 화합물인 아스파틱 에스터 아민의 구조를 설계하여 반영하게 되었다.

또한, 종래의 선행 기술인 방수 방식재 기능의 폴리우레아 구조에서 방향족 화합물(Aromatic) 구조는 자외선과 내화학성, 내열성이 취약하다는 단점을 갖고 있다.

그리고 방향족 화합물인 폴리우레아는 자외선에 장기간 노출되면 표면의 변색이 진행되고 황변 현상이 발생되면서 경도는 높아지고 신장률이 감소하며 방수 방식재 표면에 균열이 발생되어 결국 파괴되어 반영구적인 내구성을 유지하지 못한다.

종래의 방수 방식재 지방족 화합물(Aspartic) 폴리우레아 구조에서 폴리 이소시아네이트와 지방족 화합물인 아스파틱 에스터 아민의 구조, 방향족 화합물(Aromatic)인 가교제 폴리디에틸톨루엔디아민(chain extender)을 혼용하고 사용하여 난 황변 폴리우레아 구조가 형성되어 방수 방식재로 사용되고 있다.

지방족 화합물과 방향족 화합물을 혼용한 난 황변 구조의 폴리우레아는 방향족 화합물인 폴리우레아(Aromatic)와 비교하면, 자외선과 내구성의 저항성이 우수하지만, 물리적, 기계적 물성이 열세하고 반영구적인 내구성은 유지할 수 없다.

또한, 종래의 방수 방식재인 폴리우레탄(Polyurethane)과 에폭시(Epoxy)는 폴리우레아 구조에 비해 인장강도와 신장률, 내화학성, 내후성, 내구성 등의 물성이 열세하다는 단점을 갖고 있다.

특히, 폴리우레탄과 에폭시는 용제를 희석하여 사용하므로 밀폐된 공간에서 시공할 때 질식을 유발하는 문제점을 갖고 있고, 화재 발생의 위험성이 크므로 밀폐된 공간에서의 시공은 바람직하지 않다.

본 발명은 친환경적으로 휘발성 유기화합물(VOCs)이 없으며, 환경호르몬이 검출되지 않으며, 폴리우레아는 용제를 사용하지 않기 때문에 익히 친환경 소재로 널리 알려져 있고, 또한 우레탄 계열과 에폭시 계열의 수지에 비해 환경호르몬, 휘발성 유기화합물, 악취나 인체에 유해한 물질들이 검출되지 않는다.

종래 에폭시 계열의 수지나 우레탄 계열의 수지는 환경호르몬과 휘발성 유기화합물이 검출되고 화학물질의 독성으로 악취가 강하게 발생되고, 인체에 유해하다는 문제점이 있으며, 특히 에폭시 계열의 수지로 도장할 때에는 환경적인 측면에서 볼 때도 바람직하지 않다.

한국 공개특허공보 제2010-0047579호

본 발명은 종래와 같이 에폭시 계열의 수지조성물 및 우레탄 계열의 수지조성물과 지방족 화합물 폴리우레아와 방향족 화합물 폴리우레아를 혼용한 수지조성물을 사용해서 코팅하는 경우에 발생되는 휘발성 유기화합물과 환경호르몬, 내화학성, 내열성, 내자외선, 내후성, 인장강도, 신장률, 내마모성 등과 반영구적인 내구성의 단점을 해결하고자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 분자 구조 내 고분자 사슬의 네트워크 구조를 형성하는 지방족 화합물의 폴리이소시아네이트(PolyIsocyanat) 및 지방족 화합물의 아스파틱 에스터 아민(Aspartic Ester Amine)의 구조로 형성되어 자외선 및 내화학성의 저항성이 높고, 강도와 탄성을 부여하는 합성기술로 외부의 충격 및 크랙의 저항성을 향상시키며, 내구성이 반영구적으로 유지되는 내마모성이 우수함에 따라 토목, 건축 등 각종 산업분야에서 코팅으로 친환경 소재로 적합한 2액형의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물로 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머 45~80wt%와, 분자량 1000의 폴리옥시프로필렌글리콜 15~35wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트 1~10wt%와, 분자량 102.1의 프로필렌 카보네이트 1~10wt%를 중합하여 이루어지는 경화제인 폴리이소시아네이트 프레폴리머와, 분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너 50~80wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트 1~10wt%와, 분자량 2000의 폴리에테르아민 10~40wt%와, 피그멘트 5~10wt%로 이루어진 주제로 구성되고, 상기 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 이루어지고, 상기 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머는 15~20% 함량의 NCO를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머 45~85wt%와 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트 15~55wt%를 중합한 투명 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머와, 분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너 50~90wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트 1~10wt%와, 분자량 2000의 폴리에테르아민 5~40wt%로 이루어진 주제와, 상기 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시에로서 중합된 상기 폴리이소시아네이트프레폴리머의 15% 함량의 NCO는 콘크리트나 토목 건축용의 도막으로 사용하고, 중합된 상기 폴리이소시아네이트프레폴리머의 20%함량의 NCO는 철재나 강관의 플랜트 및 산업용의 도막으로 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 투명 폴리우레아 수지도막의 두께를 20~3000㎛로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물을 제공하여 콘크리트 구조물, 철재 구조물, 목재구조물, 주차장, 정수장, 공장바닥, 주유소, 정유시설, 송유관, 가스관, 해수배관, 강관, 상수도관, 하수도관, 폐수처리장, 화학탱크, 유류저장소 등 방수, 방청, 방식, 내마모성, 내화학성, 내열성, 내구성, 내후성 및 기계적인 물성과 물리적인 물성 등을 요구하는데 필요한 반영구적인 내구성을 유지하는 다양한 종류를 코팅하는데 사용 할 수 있어서, 자외선의 및 내화학성의 저항성이 높고, 강도와 탄성을 부여하는 합성기술로 외부의 충격 및 크랙의 저항성을 향상시키고 내구성이 반영구적으로 수명이 유지되는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 친환경 마감재로 종래의 코팅된 화합물들의 단점을 보완하여 토목, 건축, 산업분야에서 널리 다양하게 적용되는 효과가 있다.

본 발명의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물과 실시예를 설명하기에 앞서 본 발명의 필요성에 대해 간략히 살펴본다.

종래 우레탄 계열의 수지와 에폭시 계열의 수지로 코팅했던 콘크리트 구조물, 철재 구조물, 목재구조물, 주차장, 정수장, 공장바닥, 주유소, 정유시설, 송유관, 가스관, 해수배관, 강관, 상수도관, 하수도관, 폐수처리장, 화학탱크, 유류저장소 등을 코팅 했을 때를 비교하여 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 에폭시 계열의 수지는 환경호르몬이 검출되므로 본 발명은 친환경 소재이다.

둘째, 에폭시 계열의 수지는 에폭시 고유물질의 독성에서 악취가 나므로 본 발명은 악취가 발생하지 않는다.

셋째, 우레탄 계열의 수지와 에폭시 계열의 수지는 용제를 혼합하고 사용하여 휘발성 유기화합물이 검출되므로 본 발명은 인체에 무해하다.

넷째, 에폭시 계열의 수지나 우레탄 계열의 수지는 방향족 계열의 화합물을 포함하므로 자외선의 영향으로 변색되어 내구성이 열세이지만 본 발명은 내구성이 반영구적이다.

다섯째, 우레탄 계열의 수지는 인장강도가 열세이지만 본 발명은 인장강도가 월등히 높다.

여섯째, 에폭시 계열의 수지는 탄성이 부족하여 충격에 균열이 발생하지만 본 발명은 충격에도 균열이 발생하지 않는다.

일곱째, 우레탄 계열의 수지는 휘발유, 경유, 등유, 벙커씨유, 자동차 엔진오일 등에 흡수되어 변형과 파괴가 발생되지만 본 발명은 파괴되지 않는다.

여덟째, 에폭시 계열의 수지나 우레탄 계열의 수지에 비해 속경화로 공사기간이 단축된다.

아홉째, 에폭시 계열의 수지나 우레탄 계열의 수지에 비해 물성이 높다.

열번째, 지방족 화합물 폴리우레아와 방향족 화합물 폴리우레아를 혼용한 수지조성물은 자외선에 노출되어 변색이 진행되어 황변이 발생되는데 본 발명은 황변이 발생되지 않는다.

이와 같이 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물은 용제가 포함되어 있지 않고, 환경호르몬이 검출되지 않으므로 친환경적으로 널리 알려져 있다.

또한, 음용수 관련 까다로운 조건에도 문제가 되지 않아 먹는 물 관련 저장탱크, 상수도관, 정수장 등 범용으로 적용된다.

본 발명에 따른 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물을 이용한 코팅제를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하며, 실시예를 통한 본 발명의 설명은 당업자가 용이하게 실시할 수 있게 설명하기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

먼저, 본 발명은 내마모성과 내구성이 우수한 방수 방식용 코팅제로서, 자외선 노출 시 황변 현상이 발생되지 않으며, 가교제(Chain Extender)의 구성을 반응성 느린 것을 설계 반영하여 스프레이 코팅 및 붓 도장과 롤러 코팅 시에 셀프 레벨링(Self Leveling)이 작용하여 외관 표면이 미려하고 깨끗하게 형성된다.

종래에 사용되는 방향족 화합물의 폴리우레아는 가교제의 구성 자체가 반응성이 빠르므로 코팅면의 외관에 엠보가 형성되는 문제가 있고, 경화 속도를 조절하는데 한계점이 발생된다.

일반적으로 아로마틱 폴리우레아의 경화 속도는 3분 이내에 형성된다. 이러한 단점을 해결하기 위한 수단으로는 바이엘사(Bayer)의 Desmodur N 3900 (Hexamethylen-1,6-Diisocyanat Homopolymer)을 15~20% NCO함량(N=C=O)을 사용하고, 대명테크사(Daming Technology)의 TCPP (Tris(2-hloroisopropyl) Phosphate)를 중합하여 경화제로 구성되고, 바이엘사(Bayer)의 Desmophen NH 1420(Aminofunctional Reactive Thinner) 50~90wt%, 바스프사(Basf)의 D-2000(Polyetheramine) 10~45wt%, 실란 커플링(Silanes Coupling Agent) 1~3wt%, 피그멘트 (Pigment) 5~10wt%를 사용한다.

본 발명은 통상의 프레폴리머(Prepolymer) 경화제 중합 방법으로 바이엘사(Bayer)의 Desmodur N 3900 (Hexamethylen-1,6-Diisocyanat Homopolymer)을 15~20% NCO함량(N=C=O)을 사용하고 KPX사 PP-1000 (Polyoxypropyleneglycol)을 통상의 방법으로 중합을 하고 프레폴리머를 마친 코팅제를 사용할 때, 높은 점도차로 주제와 상반된 점도차를 확인 하였다.

상반된 점도의 차이는 폴리우레아 전용 도장기계 사용에 지장을 초래하고, 붓 도장으로 믹싱 혼합하여 사용 할 때, 혼합의 불균형이 이어져 미 경화 발생으로 이어졌다.

본 발명에서 경화제의 점도 조정은 TCPP와 프로필렌 카보네이트(Propylene Carbonate)를 사용하였으며, % NCO 함량에 따라서 경도가 높고 낮음과 물성의 변화를 확인하였다.

15% NCO 함량일 때 경도는 Shore A 93~95의 경도가 나타나며, 통상의 콘크리트 소재에 적용한다. 콘크리트는 충격이나 진동, 또는 온도의 영향으로 균열이 발생되는 성질이 있다. 이러한 요소들이 콘크리트에 균열을 발생하여 점점 진행하여, 신장률이 부족한 코팅된 도막재는 결국에 파괴로 이어진다.

15% NCO 함량 일 때의 신장률과 인장강도의 물성이 KS F 4922 기준에 신장률 400%이상, 인장강도 20MPa 이상의 결과를 나타냈으며, 15% NCO 함량 이하 일 때, 신장률은 증가하지만 인장강도의 물성이 감소하는 결과를 얻었다. 콘크리트 소재의 적용은 15% NCO 함량이 바람직하다.

또한, 20% NCO 함량일 때 경도는 Shore D 70~72의 경도가 나타나며, 통상의 철재 소재에 적용한다. 철재소재는 신장률이 높으면 높을수록 부착성이 약해지고 코팅재 전체가 철재표면에서 박리 된다

20% NCO 함량 일 때의 신장률과 인장강도의 물성이 KS F 4922 기준에 신장률 100% 이하, 인장강도 35MPa의 결과를 나타냈으며, 20% NCO 함량 이상 일 때, 인장강도는 증가하지만 신장률의 물성이 감소하는 결과를 얻었다. 철재 소재의 적용은 20% NCO 함량이 바람직하다.

(제조예1)

아래의 표 1은 13~21% NCO 함량에 따른 물성 변화를 경화제로 구성하여 A성분(경화제)과 B성분(주제)을 1 : 1 부피비 고온고압 충돌 혼합 분사 방식의 폴리우레아 전용 도장 장비로 코팅 시험을 하였으며, 도막두께는 2mm로 도장하였다.

상기의 표 1과 같이 NCO % 함량의 증가함에 따라 인장강도, 경도, 부착강도의 물성이 증가하며 신장률은 감소하고 지촉건조가 빨라지는 것을 알 수 있다.

또한, NCO % 함량의 감소함에 따라 인장강도, 경도, 부착강도의 물성이 감소하며 신장률은 증가하고 지촉건조는 느린 것을 알 수 있다.

상기와 같은 표 1의 비교예1과 실시예1 내지 실시예5의 배합비를 토대로 도막 시험편을 제작하여 7일간 양생한 후 상온에서 내마모성과 내화학성 시험을 진행 하였다.

아래 표 2는 13~21% NCO 함량에 따른 물성 변화를 경화제로 구성하여 A성분(경화제)과 B성분(주제)을 1 : 1 부피비 고온고압 충돌 혼합 분사 방식의 폴리우레아 전용 도장 장비로 코팅 시험을 하였으며, 도막 두께는 2mm로 도장하였다.

구 분 (침지시험)	휘발유 (30일)	등유 (30일)	경유 (30일)	벙커씨유 (30일)	자일렌 (30일)	황산40% (30일)	내마모성(mg) ASTM D
비교예1	표면 변형	색상 변색	양호	색상 변색	파괴	색상 변색	38
실시예1	파괴	파괴	색상 변색	색상 변색	파괴	파괴	51
실시예2	표면 변형	표면 변형	양호	색상 변색	파괴	표면 변형	45
실시예3	색상 변색	양호	양호	색상 변색	표면 변형	양호	25
실시예4	양호	양호	양호	양호	색상 변색	양호	18
실시예5	양호	양호	양호	양호	양호	양호	12

상기의 표 2와 같이 비교예1과 실시예5를 비교하여 보면, NCO % 함량이 증가할수록 내화학성이 양호하고 내마모성이 증가하는 것을 알 수 있다.

비교예1을 기준으로 NCO % 함량이 감소하면 내화학성과 내마모성의 물성이 감소한다.

그리고, 지방족 화합물 폴리우레아와 방향족 화합물의 폴리우레아의 물성을 비교 시험하였다.

지방족 화합물의 폴리우레아는 통상 비 황변 구조로 특히 자외선에 강한 저항성을 갖고 있으며, 내화학성과 내마모성이 월등하게 높아 장기적인 내구성을 유지한다.

아래의 표 3에서 비교예2는 지방족 화합물의 폴리우레아, 실시예6은 지방족 화합물과 방향족 화합물의 혼용, 실시예7은 방향족 화합물로 물성 비교를 위하여 각 각의 NCO 20% 함량으로 설계 반응 배합하여 구성하였다.

구 분		비교예2 (지방족 화합물)	실시예6 (지방족,방향족 혼용)	실시예7 (방향족)
A 성분	Polyisocyanate Prepolymer NCO: %	100 NCO: 20%	100 NCO: 20% HDI,MDI혼용	100 NCO: 20%
B 성분	NH-1420	88	22
	D-2000	6	39	52
	T-5000			12
	DETDA		5	5
	POLYLINK-4200		28	25
	A-187	1	1	1
	PIGMENT	5	5	5

상기 표 3과 같이 비교예2, 실시예6, 실시예7의 설계 배합으로 A성분(경화제)과 B성분(주제)을 1 : 1 부피비 고온고압 충돌 혼합 분사 방식의 폴리우레아 전용 도장 장비로 코팅 하였으며, 도막두께는 2mm로 도장하고, 시험편을 7일간 상온에서 양생 한 후, 옥외폭로와 내화학성 시험을 아래 표 4와 같이 진행하였다.

구 분 (상온,침지)	지방족 폴리우레아	지방족,방향족 혼용 폴리우레아	방향족 폴리우레아	비 고
옥외폭로 2개월	변화 없음	색상 변색	황변	-
옥외폭로 4개월	변화 없음	황변	황변	-
휘발유 1개월	변화 없음	표면 변형	파괴	-
등유 1개월	변화 없음	색상 변색	표면 변형	-
경유 1개월	변화 없음	색상 변색	황변	-
벙커씨유 1개월	변화 없음	색상 변색	표면 변형	-
자일렌 1개월	변화 없음	파괴	파괴	-
황산40% 1개월	변화 없음	표면변형	파괴	-

상기 표 4와 같이 지방족 화합물의 폴리우레아는 옥외폭로시험 및 내화학성 시험의 변화는 없었다.

반면에 지방족 화합물의 폴리우레아와 방향족 화합물을 혼용한 폴리우레아는 내화학성과 옥외폭로 시험에서 장시간 지날수록 표면의 변형과 파괴가 발생되는 것을 볼 수 있다.

방향족 화합물의 폴리우레아는 옥외폭로 시험과 내화학성에 취약한 것으로 나타냈다.

상기 본 발명에서의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 가교는 NCO % 함량과 Chain Extender의 함량의 당량비로 결정되며, NCO % 함량의 높으면 가교 밀도가 치밀해지고 경도가 증가하고 NCO % 함량이 낮을수록 가교 밀도가 느슨해져 경도는 감소하게 된다.

상기 본 발명에서는 가교 밀도의 치밀함에 따라서 내화학성, 내마모성, 부착성능, 인장강도, 내충격성, 경도 등의 물성이 우수한 것으로 확인 되었다.

또한, 상기 본 발명에서 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 투명(Clear) 폴리우레아를 발명하기 위해 경화제 분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머(Hexamethylen-1,6-Diisocyanat Homopolymer) 45~85wt%, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트(Tris(2-chloroisopropyl) Phosphate) 1~15wt%를 중합한 폴리이소시아네이트프레폴리머(Polyisocyanate)와 주제 분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너(Aminofunctional Reactive Thinner)50~90wt%, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트(Tris(2-chloroisopropyl)Phosphate) 1~10wt%, 분자량 2000의 폴리에테르아민(Polyetheramine)5~40wt%, 구성된 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 구성되는 지방족 화합물의 투명한 폴리우레아를 형성한다.

상기 본 발명의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 투명(Clear) 폴리우레아는 피그먼트를 포함하지 않는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 사용하는 이소시아네이트는(Isocyanate) IPDI, HDI, H12MDI의 지방족 화합물을 사용하는데 지방족 화합물 구조상 벤젠고리가 포함하지 않아서 황변이 발생이 되지 않는다.

상기 본 발명에서 언급된 지방족 화합물의 이소시아네이트는 바이엘사(Bayer)의 Desmodur N 3900 (Hexamethylen-1,6-Diisocyanat Homopolymer) 사용하지만, 이와 유사한 이소시아네이트 는 바이엘사(Bayer)의 Desmodur N 3300, Desmodur N 3600, Desmodur N 3390, Desmodur N 3790, Desmodur N 3800, Desmodur N 3900등의 사용함이 바람직하다.

본 발명의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 투명(Clear) 폴리우레아는 제조예2에 나타낸다.

(제조예2)

다음의 표 5은 20% NCO 함량에 따른 물성 변화를 경화제로 구성하여 A성분(경화제)과 B성분(주제)을 1 : 1 부피비 고온고압 충돌 혼합 분사 방식의 폴리우레아 전용 도장 장비로 코팅 시험을 하였으며, 도막두께는 2mm로 도장하였다

상기 표 5와 같이 폴리에테르 아민 D-2000과 폴리아스파틱 에스터 아민 NH-1420의 증가함으로 지촉건조 시간이 빠른 것을 알 수 있으며 부착강도가 비교예 3과 비교하여 볼 때 감소된다.

비교예3에서 TCPP의 인계 난연제를 사용했을 때 자기소화성 기능이 부여되고, 지촉건조 시간이 늘어남을 확인 하였다.

상기 본 발명에서 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 코팅 방법은 스프레이 방법과 붓 도장이나 롤러도장의 방법으로 코팅한다.

상기 본 발명에서 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 스프레이 코팅 방법은 미국의 그레이코사(Graco)의 폴리우레아 2액형 전용 도장장비 E-10을 사용하고 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 성분 A(경화제)와 성분 B(주제)를 부피 비율로 1 : 1 고온 고압 충돌 혼합 스프레이 방식으로 코팅한다.

폴리우레아 2액형 전용 도장 장비는 수지조성물의 점도나 기온에 따라서 히팅 온도와 압력의 설정 범위는 달라진다. 본 발명의 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 성분 A(경화제)의 점도는 상온 기준으로 700cps이고, 성분 B(주제)의 점도는 상온 기준으로 900cps 점도여서 히팅 온도는 40~50℃를 설정하고, 압력은 2000psi이상으로 설정하고 스프레이건은 FUSION MP GUN을 사용하고 스프레이건의 팁은(TIP) FTM 040과 모듈(Modul)은 XF 3535를 일반적으로 사용한다.

상기 본 발명에서 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물의 붓 도장이나 롤러 코팅의 방법은 통상의 행해지는 방법으로 주제와 경화제를 부피비율 1 : 1로 사용량만큼 계량하고 3분간 충분하게 혼합 믹싱을 하여 붓이나 롤러를 사용하는데 코팅면에 한 번에 두껍게 도장되면 흘러내릴 수가 있으므로 흘러내리지 않는 만큼의 양을 조절하여 사용함이 바람직하고 Gel Time은 15분 내외이므로 가사시간을 고려하여 코팅 할 면의 면적을 산정하여 빠짐없이 균일한 두께로 코팅함이 바람직하다.

본 발명은 발명에서 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물로서 콘크리트 구조물, 철재구조물, 목재구조물, 주차장, 정수장, 공장바닥, 주유소, 정유시설, 송유관, 가스관, 해수배관, 강관, 상수도관, 하수도관, 폐수처리장, 화학탱크, 유류저장소 등 방수, 방청, 방식, 내마모성, 내화학성, 내열성, 내구성, 내후성 및 기계적인 물성과 물리적인 물성 등을 요구하는데 필요한 반영구적인 내구성을 유지하는 다양한 종류를 코팅하는데 사용 할 수 있어서, 자외선의 및 내화학성의 저항성이 높고, 강도와 탄성을 부여하는 합성기술로 외부의 충격 및 크랙의 저항성을 향상시키고 내구성이 반영구적으로 수명이 유지되는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 친환경 마감재로 종래의 코팅된 화합물들의 단점을 보완한 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물로 토목, 건축, 산업분야에서 널리 다양한 적용할 수 있는 것이다.

Claims

분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머 45~80wt%와, 분자량 1000의 폴리옥시프로필렌글리콜 15~35wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트 1~10wt%와, 분자량 102.1의 프로필렌 카보네이트 1~10wt%를 중합하여 이루어지는 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머와,
분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너 50~80wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트 1~10wt%와, 분자량 2000의 폴리에테르아민 10~40wt%와, 피그멘트 5~10wt%로 이루어진 주제로 구성되고,
상기 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 이루어지고,
상기 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머는 15~20% 함량의 NCO를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 폴리우레아 수지조성물.
분자량 180의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트호모폴리머 45~85wt%와, 분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필파스페이트 15~55wt%를 중합한 투명 경화제인 폴리이소시아네이트프레폴리머와,
분자량 276의 아미노펀셔널 리액티브 티너 50~90wt%와,
분자량 327.4의 트리스-2-클로로이소프로필 파스페이트 1~10wt%와,
분자량 2000의 폴리에테르아민 5~40wt%로 이루어진 주제와,
상기 경화제와 주제는 0.95~1.15 당량비로 구성되는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 투명 폴리우레아 수지조성물.
제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
중합된 상기 폴리이소시아네이트프레폴리머의 15% 함량의 NCO는 콘크리트나 토목 건축용의 도막으로 사용하고, 중합된 상기 폴리이소시아네이트프레폴리머의 20%함량의 NCO는 철재나 강관의 플랜트 및 산업용의 도막으로 사용하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 투명 폴리우레아 수지조성물.
제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 투명 폴리우레아 수지도막의 두께를 20~3000㎛로 형성하는 것을 특징으로 하는 내마모성이 우수한 고 내구성 방수 방식용 표면마감재 아스파틱 투명 폴리우레아 수지조성물.