KR101518719B1 - 상온경화형 도료 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상온경화형 MMA도료 및 그 제조방법에 대한 것으로, 일반도로, 고속도로, 조경공간, 산책로, 주차장, 광장, 자전거도로, 보행자 도로 등에 활용될 수 있도록 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수한 상온경화형 MMA도료의 제조방법 및 상온경화형 MMA도료를 제공하는 것이다.

Description

상온경화형 도료 및 그 제조방법{ROOM TEMPERATURE CURING PAINT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 상온경화형 도료의 제조방법에 대한 것으로, 일반도로, 고속도로, 조경공간, 산책로, 주차장, 광장, 자전거도로, 보행자 도로 등에 활용될 수 있도록 접착력이 우수하여 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수한 상온경화형 도료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
일반적으로 포장도로의 노면에 차선을 도색하는 방법으로는 핫 페인트 도장방법과 콜드 페인트 도장방법이 도장할 장소와 기후 조건 등에 따라 선택하여 사용하고 있다. 이와 같은 도장 방법에서는 상온경화형 도료로서 도로면에 대한 침투력이 뛰어나고 접착성이 우수한 점도가 50~500mPa·s(at 20℃)인 저점도의 반응성 MMA(Methyl methacrylate) 수지 또는 상기 반응성 MMA수지에 반응성 아크릴 수지를 하나 이상 혼합하여 요구되는 유리전이온도에 맞춰 주제로서 투입하거나, 또는 에폭시수지, 우레탄 수지 등이 사용되고 있다.
전술한 종래의 차선 도색 방법에 의하면 상온 경화시 경화시간이 길어 통행에 방해가 되었으며, 열을 가하여 경화를 해야 하는 등의 시공 시 불편한 점이 있었고, 아스팔트 도로에 대하여는 노면과 도료의 접착력이 좋지 못한 경우 내구성이 약하여 도막이 벗겨지거나 박리되는 문제점이 있었다.
또한, 콘크리트 노면에 도장하는 경우 콘크리트로부터 나오는 강알카리성 용출물에 의하여 도막이 쉽게 벗겨지고 박리되는 현상이 나타나며, 특히 차선 도장용으로 많이 사용되는 알키드계 수지 바인더는 콘크리트 층으로부터 나오는 강알카리성 물질에 의하여 검화되므로 수지가 변성되어 내구성이 약하게 되는 문제가 있었다.
또한 종래의 차선 도색 방법은 융착식으로 노면에 백색 또는 황색의 차선을 일정한 폭으로 도장하였으므로 신설 아스팔트차선과 같이 노면이 흑색으로 된 도로에서는 차선이 선명하게 나타나지만 콘크리트 포장 도로나 또는 장기간 사용에 의하면 노면이 마모된 아스팔트 도로와 같이 회색으로 퇴색된 도로의 노면에서는 차선, 특히 백색 차선이 분명하게 나타나지 않아서 교통사고의 위험성이 있었다.
또한, 종래의 상온 경화형 도료는, PMMA 단수 또는 불포화폴리에스테르 수지를 첨가제를 단순히 혼합하여 도포하는 것으로서, 구성성분들 간의 균일한 혼합이 요구되고, 구성성분들이 균일하게 분산된 상태로 유지되지 않아 저장 안정성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 속건성을 위하여 수지를 용해하기 위하여 용매 등을 사용함에 따라 작업 시 용매가 휘발되면서 인체에 유해한 휘발성 유기화합물이 배출되므로 작업자에게 주의를 필요로 하였다.
대한민국 등록특허 제10-0933923호(2009.12.28.) 대한민국 공개특허 제10-2010-0015036호(2010.02.12.)
본 발명은 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 상온경화형 도료 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법은 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100중량부를 마련하는 S1단계와; 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100 중량부를 기준으로, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA), 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BAM) 및 아크릴산(Acrylic acid, AA) 중에서 적어도 1종이 선택된 아크릴계 화합물 200~400중량부에 유기용매 2~4중량부를 투입하고 교반하여 표면 개질된 아크릴계 복합체를 합성하는 S2단계와; 금속산화물 분산용액을 마련하는 S3단계와; 상기 표면 개질된 아크릴계 복합체 100중량부와, 유기용매 30~45중량부, 가교제 30~45중량부 및 상기 금속산화물 분산용액 10~40중량부를 혼합하는 S4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법의 S1단계는 C18-TMS를 550℃에서 6시간 동안 공기를 흘려 주면서 소성 처리 하면 메조 포어가 생성되어 solid core-mesoporous shell silica sphere를 형성하고 여기에 Tetraethoxysilane(TEOS)를 30℃에서 교반 가열하면서 천천히 첨가해주어 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)를 합성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법의 S2단계는 50~70℃의 온도로 유지되는 반응조에서 이루어지되, 상기 아크릴계 화합물 및 유기용매를 상기 반응조에 투입한 후 40~60분 동안 교반한 다음, 촉매를 투입하고 30~50분 동안 교반한 다음, 클로로포름 8~12중량부를 투입하고 20~40분 동안 교반하는 다음, 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)를 투입하여 6~9시간 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법의 S3단계는 60~80℃의 온도로 유지되는 교반조에서 이루어지되, 분산제 3~5중량부, 평균입경이 5~80nm인 금속 산화물 30~40중량부 및 유기용매 55~65중량부를 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법의 분산제는 폴리에틸렌 왁스, 5-메톡시펜틸옥시아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid), 3,6,9-트리옥사데칸산(3,6,9-Trioxadecane acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 소듐폴리아크릴레트(Sodium polyacrylate) 중에서 적어도 하나가 선택되고, 상기 금속 산화물은 안티몬주석산화물(Antimony Tin Oxide, ATO), 또는 티타늄산화물(Titanium Oxide, TiO2)이며, 상기 가교제는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트에서 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법에서 60~80℃의 온도로 유지되는 반응조에 부틸아크릴레이트모노머(Butyl acrylate monomer, BAM) 15~45 중량% 와 메틸렌클로라이드 20~25중량%를 투입한 후 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 45~60 중량% 를 서서히 투입하여 4~6시간 교반하여 준다. 이 후 BAM/MMA 코폴리머(copolymer) 30~45중량% 금속산화물 분산용액 10~40 중량%를 혼합하여 메틸렌클로라이드 15~45중량%를 투입 6~9시간 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법의 유기용매는 sodium으로 정제한 메탄올, 메틸렌클로라이드, 아이소프로필글리콜, 메틸에틸케톤, 및 다이메틸포름아미드를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상온경화형 도료의 제조방법은 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 상온경화형 도료를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 상온경화형 도료의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 상온경화형 도료의 제조방법은 우수한 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)을 가지며, 인체에 유해한 중금속을 사용하지 않으며, 색상구현이 우수한 상온경화형 도료를 제공할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 도료의 제조방법은 크게 S1 내지 S4단계로 이루어지는 것으로서, TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100중량부를 마련하는 S1단계와, 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100 중량부를 기준으로, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA), 및 아크릴산(Acrylic acid, AA) 중에서 적어도 1종이 선택된 아크릴계 화합물 200~400중량부에 유기용매 2~4중량부를 투입하고 교반하여 표면 개질된 아크릴계 복합체를 합성하는 S2단계와, 금속산화물 분산용액을 마련하는 S3단계와, 상기 표면 개질된 아크릴계 복합체 100중량부와, 유기용매 30~45중량부, 가교제 30~45중량부 및 상기 금속산화물 분산용액 10~40중량부를 혼합하는 S4단계를 포함하여 이루어진다.
상기 S1단계는 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)를 마련하고, 상기 S2단계는 표면 개질된 아크릴계 복합체를 합성하는 것으로서, 여기서 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)는 표면 개질을 위해 사용되며, 표면 개질된 아크릴계 복합체는 표면배향성이 커지고, 분산성 및 열적 안정성 및 내구성 향상에 기여하게 된다.
상기 S1단계는 C18-TMS를 550 에서 6시간 동안 공기를 흘려 주면서 소성 처리 하면 메조 포어가 생성되어 solid core-mesoporous shell silica sphere를 형성하고 여기에 Tetraethoxysilane(TEOS)를 30℃에서 교반 가열하면서 천천히 첨가해주어 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)를 합성하여 이루어지는 것
상기 S2단계는 상기 아크릴계 화합물 및 유기용매를 상기 반응조에 투입한 후 40~60분 동안 교반한 다음, 촉매를 투입하고 30~50분 동안 교반한 다음, 클로로포름 8~12중량부를 투입하고 20~40분 동안 교반하는 다음, 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)를 투입하여 6~9시간 동안 교반하여 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 S2단계는 교반 및 중합반응이 원활히 이루어질 수 있도록 반응조를 50~70℃의 온도로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 촉매는 육염화백금산(H2PtCl6)인 것을 예시할 수 있으며, 중합반응을 빨리진행시킴으로써 부가 반응을 억제하며, 분산된 백금은 광촉매 역할을 수행하게 된다.
상기 클로로포름 또는 HCHO는 세척을 통해 아크릴계 복합체의 순도를 확보하는 역할을 한다.
그리고 상기 S2단계는 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100 중량부를 기준으로, 아크릴계 화합물이 200중량부 미만인 경우에는 경화성이 저하되어 경화 후에 강도가 약하거나 표면이 매끄럽지 못하게 되고, 400중량부를 초과하는 경우에는 경화 후 충격에 약해지기 때문이다.
그리고, 상기 아크릴계 화합물은 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 중에서 선택된 적어도 1종과, 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들어, 아크릴계 화합물 총 중량에 대하여 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 35~40중량%, 메틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BAM) 15~20중량%, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 15~20중량%, 및 잔량의 아크릴산으로 이루어질 수 있다.
다만, 아크릴산은 아크릴계 화합물 총 중량에 대하여 20~3중량%인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 아크릴산이 20중량% 미만인 경우에는 아크릴계 복합체의 합성이 충분히 이루어지지 않고, 30중량%를 초과하는 경우에는 물성이 저하될 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명은 인산 에스테르 화합물을 더 포함할 수 있으며, 도료의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 모노메틸 포스페이트, 디메틸포스페이트, 에틸포스페이트, 디에틸포스페이트 등을 예시할 수 있다. 인산 에스테르 화합물은 1~10중량부인 것이 바람직한데, 1중량부 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하는 경우 경화 속도가 빨라 표면이 빨리 굳어버리므로 내구성이 저하될 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명은 필요에 따라서 선택적으로 아크릴계 화합물 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 왁스 0.1 ~ 10 중량부를 더 포함될 수 있다. 상기 범위로 사용함으로써 조성물의 저장안정성을 높일 뿐만 아니라, 차선조성물 도포 후 표면에 왁스층을 형성하여 산소와의 접촉을 막아 조성물의 라디칼이 소멸되는 것을 방지하여 경화가 방해되는 것을 막아 경화가 잘 될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 필요에 따라서 선택적으로 아크릴계 화합물 100중량부에 대하여 폴리비닐부티랄, 아크릴로니트릴-스티렌(AS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 메타크릴산에스테르-부타디엔-스티렌(MBS), 메타크릴산에스테르-부타디엔-아크릴로니트릴-스티렌(MBAS), 스티렌-부타디엔고무(SBR), 폴리부타디엔고무(BR), 폴리이소프렌고무(IR), 클로로프렌고무(CR), 니트릴고무(NBR),염화고무, 아크릴고무, 에피클로로히드린고무, 액상폴리부타디엔, 액상아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체에서 선택되는 어느 하나 이상의 점도조절제가 10 ~ 20 중량부 더 첨가될 수 있다. 10중량부 미만으로 첨가되는 경우 그 효과가 미미하며, 20중량부를 초과하는 경우 점도가 급격히 상승하게 되므로 바람직하지 않다. 또한 상기 점도조절제는 피막의 탄성을 부여하는 역할을 하기도 한다.
또한, 본 발명은 필요에 따라서 선택적으로 아크릴계 화합물 100 중량부에 대하여 유기안료, 형광안료, 축광안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 안료 1 ~ 80 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 경화제에 사용된 무기안료와는 달리 유색의 색상을 발현하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 S3단계는 금속산화물 분산용액을 마련하는 것으로서, 60~80℃의 온도로 유지되는 교반조에서 이루어질 수 있다.
상기 금속산화물 분산용액은 분산제 3~5중량부, 평균입경이 5~80nm인 금속 산화물 30~40중량부 및 유기용매 55~65중량부를 충분히 교반하여 수득할 수 있다.
상기 분산제는 폴리에틸렌 왁스, 5-메톡시펜틸옥시아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid), 3,6,9-트리옥사데칸산(3,6,9-Trioxadecane acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 소듐폴리아크릴레트(Sodium polyacrylate) 중에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
상기 금속 산화물은 안티몬주석산화물(Antimony Tin Oxide, ATO), 또는 티타늄산화물(Titanium Oxide, TiO2)인 것을 예시할 수 있다. 광산화력을 발휘하고, 아주 작은 자외선에서도 광촉매 작용을 통해 유해가스를 분해할 수 있다.
상기 S4단계는 상기 표면 개질된 아크릴계 복합체와, 유기용매와, 가교제와, 금속산화물 분산용액을 혼합하여 도료를 제조하는 것이다.
상기 유기용매는 sodium으로 정제한 메탄올, 메틸렌클로라이드, 아이소프로필글리콜, 메틸에틸케톤, 및 다이메틸포름아미드를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 예시할 수 있다.
그리고 상기 유기용매는 아크릴계 복합체 100중량부에 대하여 30~45중량부인 것이 바람직하다. 상기 유기용매가 30중량부 미만인 경우에는 상기 아크릴계 복합체의 용해가 충분히 이루어지지 않고 점도가 높아 작업성이 저하되며, 45중량부를 초과하는 경우에는 점도가 낮아지며, 시공시 차선 두께를 정확하게 조절하기 어렵고 내구성 및 표면경화상태가 불량해질 수 있기 때문이다.
상기 가교제(coupling agent)는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트에서 적어도 하나가 선택될 수 있다.
그리고 상기 가교제는 아크릴계 복합체 100중량부에 대하여 30~45중량부인 것이 바람직하다. 상기 가교제가 30중량부 미만인 경우에는 경화성이 저하되며, 45중량부를 초과하는 경우에는 경화 후 피복면의 유연성이 저하되기 때문이다.
상기 금속산화물 분산용액은 액상으로 제조되기 때문에 아크릴계 복합체와 혼합 내지 분산이 잘 이루어진다. 그리고 상기 금속산화물 분산용액은 아크릴계 복합체 100중량부에 대하여 10~40중량부 혼합되는 것이 바람직한데, 10중량부 미만인 경우에는 상술한 차열 효과를 충분히 기대하기 어렵고, 40중량부를 초과하면 금속 산화물의 함량이 과다하여 경도가 증가하고, 도로 표면과의 접착력이 저하될 수 있기 때문이다.
그리고 상기 S4단계는 교반 및 중합반응이 원활히 이루어질 수 있도록 반응조를 90~100℃의 온도로 40분~1시간 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 S4단계에서는 상기 가교제와 함께 반응촉진제를 추가로 투입할 수 있으며, 상기 반응촉진제를 통해 경화시간을 조절할 수 있으며, 디메틸파라톨루이딘, 디메틸아닐린, 디에틸아닐린, 에틸메타톨루이딘, 피리딘, 페닐모르포린, 피페리딘, 디에탄올아닐린 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량은 아크릴계 복합체 100중량부에 대하여, 0.1 ~ 3중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.1중량부 미만으로 사용하는 경우 경화속도가 느려지며, 3중량부를 초과하는 경우 경화 속도가 빨라 표면이 빨리 굳어버리므로 표면이 쉽게 깨지게 된다. 그리고 필요에 따라 공지의 침강방지제, 산화방지제, 자외선흡수제, 소포제, 분산제, 색분리방지제, 경도부여제 등을 사용할 수 있다.
상기 S1단계 내지 S4단계를 통해 제조된 도료는 아스팔트나 콘크리트 노면 등에 대한 부착력이 강하고 내수, 내알카리성 및 차열성능이 우수하여 장기간 사용 시 콘크리트 층으로부터 용출되는 강알카리성 물질에 의하여 콘크리트 층으로부터 쉽게 떨어지지 않음은 물론이고 강알카리성 용출물이 차선 도장용 도료와 접촉하는 것을 방지하게 되고, 상온에서의 속경화가 가능하여 차선 도장시간을 단축시키는 역할을 하는 특징이 있다.
또한 제조된 도료는 스프레이건을 이용하여 도포함으로써 간편하게 도로 마킹을 할 수 있으며, 얇은 두께로 도포가 가능하다. 즉, 본 발명은 본 발명에 따른 도료는 상온에서 스프레이건을 이용하여 노면에 0.1 ~ 5mm 두께로 도포하여 경화시킴으로써 차선 도색을 수행할 수 있으며, 별도의 열경화 장치가 없더라도 상온에서 30분 이내에 경화가 가능하다.
1) TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100중량부를 마련한다.
2) 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 39.1중량%, 메틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BAM) 19.1%, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 16.2중량%, 및 잔량의 아크릴산으로 이루어지는 아크릴계 화합물 300중량부를 마련하여 반응조에 넣고, 60℃에서 부틸글리콜 3중량부를 투입하여 50분 동안 교반한다. 그리고 촉매로서 육염화백금산(H2PtCl6) 0.5중량부를 넣고, 60℃에서 40분 동안 다시 교반한다. 그리고 클로로포름 10중량부를 넣고 20분 동안 교반하여 세척한 다음, TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100중량부를 넣고 6~9시간 동안 교반하여 표면 개질된 아크릴계 복합체를 마련한다.
3) 70℃의 온도로 유지되는 교반조에 분산제로서 폴리에틸렌 왁스 0.2 중량부, 5-메톡시펜틸옥시아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid) 3.8중량부, 평균입경이 50nm인 안티몬주석산화물(Antimony Tin Oxide, ATO) 35중량부와, 유기용매로서 메틸렌클로라이드 62중량부를 넣고 20분 동안 교반하여 금속산화물 분산용액을 마련한다.
4) 반응조에 아크릴계 복합체 100중량부와, 유기용매로서 메틸렌클로라이드 35중량부와, 가교제로서 에틸렌글리콜디아크릴레이트 42중량부를 넣고 10분 동안 교반하면서 금속산화물 분산용액 35중량부를 넣고 반응조의 온도를 100℃로 승온하여 1시간 동안 교반한 다음, 반응조의 온도장치를 OFF한 상태에서 10시간 동안 안치하여 상온경화형 도료를 수득하였다.
촉매인 육염화백금산(H2PtCl6)를 투입하지 않고 아크릴계 복합체를 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 상온경화형 도료를 수득하였다.
아크릴계 복합체의 제조시 반응조에 디메틸포스페이트 5중량부를 더 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 상온경화형 도료를 수득하였다.
아크릴계 화합물로서 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 75중량%와 잔량의 아크릴산을 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 상온경화형 도료를 수득하였다.
[실험예 1]
상기 실시예에 따라 준비된 도료를 스프레이건으로 아스팔트 노면에 2mm 두께로 도포하여 20분간 상온 경화시킨 후 물성을 측정하였다. 그에 따른 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
다음 실시예에서 물성항목 중 사용 가능 시간(가사시간)은 KS M 3705 방법에 의해 측정하였고, 경화시간은 표면이 완전히 경화되어 손으로 눌러도 변화가 없는 상태를 측정하였으며, 점도는 KS M 3825 방법에 의해 측정하였으며, 접착강도는 KS M 3723 방법에 준하여 시험하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
물성 가사시간 (분/23℃) 15 16 16 16
경화시간 (분/23℃) 24 25 25 25
접착강도 (MPa) 2.82 2.26 2.62 2.50
점도 (cps/23℃) 180 190 200 220
적외선 투과율(IR.T%) 0 1.8 1.7 2.1
내마모성(mg) 121 138 144 137
내알칼리성
(수산화칼슘 포화용액에 200시간 침지)		 이상없음 이상없음 부풀음 부풀음
색도(luminance factor)
UV 노화 후(200시간) (△β)		 0.02 0.04 0.03 0.04
상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 제조된 도료를 사용하는 경우 경화시간이 짧아 공사 통행에 불편을 최소화할 수 있었다. 또한 접착강도가 우수하여 아스팔트 노면과의 접착성이 양호한 것을 알 수 있었으며, 조성물의 점도도 노면에 도포하기에 적절하였다. 또한 내마모성, 내알칼리성 및 적외선 투과율이 실시예 1이 실시예 2~4보다 효과가 있음을 알 수 있었으며, 콘크리트 노면에 도포하였을 때에도 동등한 정도의 결과를 달성할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (8)

  1. TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100중량부를 마련하는 S1단계와;
    상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS) 100 중량부를 기준으로, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA), 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BAM) 및 아크릴산(Acrylic acid, AA) 중에서 적어도 1종이 선택된 아크릴계 화합물 200~400중량부에 유기용매 2~4중량부를 투입하고 교반하여 표면 개질된 아크릴계 복합체를 합성하는 S2단계와;
    금속산화물 분산용액을 마련하는 S3단계와;
    상기 표면 개질된 아크릴계 복합체 100중량부와, 유기용매 30~45중량부, 가교제 30~45중량부 및 상기 금속산화물 분산용액 10~40중량부를 혼합하는 S4단계;를 포함하며,
    분산제는 폴리에틸렌 왁스, 5-메톡시펜틸옥시아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid), 3,6,9-트리옥사데칸산(3,6,9-Trioxadecane acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 소듐폴리아크릴레트(Sodium polyacrylate) 중에서 적어도 하나가 선택되고,
    상기 금속 산화물은 안티몬주석산화물(Antimony Tin Oxide, ATO), 또는 티타늄산화물(Titanium Oxide, TiO2)이며,
    상기 가교제는 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨디메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리메타크릴레이트에서 적어도 하나가 선택되고,
    상기 유기용매는 소듐(sodium)으로 정제한 메탄올, 메틸렌클로라이드, 아이소프로필글리콜, 메틸에틸케톤, 및 다이메틸포름아미드를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 상온경화형 도료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S1단계는 C18-TMS(n-octadecyltrimethoxysilane)를 550℃에서 6시간 동안 공기를 흘려 주면서 소성 처리하면 메조 포어가 생성되어 solid core-mesoporous shell silica sphere를 형성하고 여기에 Tetraethoxysilane(TEOS)를 30℃에서 교반 가열하면서 천천히 첨가해주어 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)를 합성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온경화형 도료의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 S2단계는 50~70℃의 온도로 유지되는 반응조에서 이루어지되, 상기 아크릴계 화합물 및 유기용매를 상기 반응조에 투입한 후 40~60분 동안 교반한 다음, 촉매를 투입하고 30~50분 동안 교반한 다음, 클로로포름 8~12중량부를 투입하고 20~40분 동안 교반하는 다음, 상기 TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)를 투입하여 6~9시간 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온경화형 도료의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 S3단계는 60~80℃의 온도로 유지되는 교반조에서 이루어지되, 분산제 3~5중량부, 평균입경이 5~80nm인 금속 산화물 30~40중량부 및 유기용매 55~65중량부를 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온경화형 도료의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    60~80℃의 온도로 유지되는 반응조에 부틸아크릴레이트모노머(Butyl acrylate monomer, BAM) 15~45 중량% 와 메틸렌클로라이드 20~25중량%를 투입한 후 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 45~60 중량% 를 서서히 투입하여 4~6시간 교반하여 준다. 이 후 BAM/MMA 코폴리머(copolymer) 30~45중량% 금속산화물 분산용액 10~40 중량%를 혼합하여 메틸렌클로라이드 15~45중량%를 투입 6~9시간 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온경화형 도료의 제조방법.
  8. 제1항의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로하는 상온경화형 도료.
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