KR101544954B1

KR101544954B1 - 내크랙성 에폭시 도막의 형성 방법 및 상기 방법에 적절한 페인트 조성물

Info

Publication number: KR101544954B1
Application number: KR1020147000347A
Authority: KR
Inventors: 킴 쉐이벨; 존 케일; 마이클 스텐리 페데슨; 라스 토르스런드 페데슨
Original assignee: 헴펠 에이/에스
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2015-08-18
Also published as: WO2006119770A1; US20150191624A1; EP1879967B1; KR20080029964A; JP2008543533A; CN101189311B; JP5294846B2; EP1879967A1; CN101189311A; US9080062B2; ATE448280T1; US8945680B2; US20140314959A1; ES2336244T3; KR20140011423A; DE602006010360D1; US20090274844A1; RU2007146142A; RU2435809C2; US9447289B2

Abstract

본 발명은 내크랙성 에폭시 도막의 형성 방법 및 이 방법에 적절한 페인트 조성물에 관한 것이다. 이 방법은 밸러스트 탱크, 예컨대 선박의 밸러스트 탱크에 사용된다. 이 방법은 (i) 표면에 에폭시계 바인더 시스템을 함유하는 페인트 조성물을 도포시켜 상기 표면에 경화성 페인트막을 형성시키고, (ii) 상기 경화성 페인트막을 경화시켜 에폭시 도막을 형성시키는 2개의 공정을 포함한다. 페인트 조성물은 이 조성물이 사용될 때 점도가 140 KU 이하이다. 페인트 조성물은 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 120:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80% 함유한다. 또한, 페인트 조성물은 1종 이상의 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30% 함유한다. 섬유는 평균 길이가 250 ㎛ 이하이다.

Description

내크랙성 에폭시 도막의 형성 방법 및 상기 방법에 적절한 페인트 조성물{METHOD FOR THE ESTABLISHMENT OF A CRACK RESISTANT EPOXY PAINT COAT AND PAINT COMPOSITIONS SUITABLE FOR SAID METHOD}

본 발명은 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 내부각에 의해 제시되는 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특정 타입의 섬유를 포함시켜 에폭시 도막의 내크랙성을 개선시킨다.

선박 또는 반잠수형 석유 굴착 장치와 같은, 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크에 피복하는 기존의 에폭시 제품을 매우 두꺼운 건조 막 두께로 도포시킬 때, 크랙이 매우 잘 생기는 것을 볼 수 있다. 크랙은 진수 (進水) 중이거나 사용 중 매우 두꺼운 건조 막 두께에 생길 수 있다. 매우 두꺼운 건조 막 두께는 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부 공간에서 특히 관찰되는데, 이곳의 표면 형상은 그러한 두께의 페인트막으로는 결코 달성될 수 없는 그러한 것이다. 종래의 에폭시 제품은 일반적으로 총 건조 막 두께가 250 - 500 ㎛로 특정되지만, 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부와 관련하여서는 특정된 두께보다 훨씬 더 두꺼운 건조 막을 얻게 되는 위험이 있다. 종종 정상적으로 허용될 수 있는 범위를 초과하는 과도한 도막 두께는 상당한 경화 수축 스트레스를 일으키고, 크랙을 더 크게 할 수 있다.

밸러스트 탱크 도막에 크랙이 생기도록 하는 요인은 Askheim 등 ("Why do paints crack. Ballast tank coating study focusing on brittleness and of flexibility" Protective coating Europe, March 2001, pp 49-55) 및 Lim 등 ("Stress Analysis and Evaluation of Cracks Developed on the coatings for Welded Joints of Water Ballast Tanks" Paper presented at "Corrosion 2005", Houston, USA)에 의한 근래의 논문에서 연구되었다.

밸러스트 탱크의 에폭시 도막은 환경적인 영향을 일으키는 많은 스트레스에 노출되어 있는데, 예컨대, 선박의 밸러스트 탱크에 미치는 특별한 환경적 영향으로는 화물 창고 및 엔진 룸에 접한 칸막이 벽과 같은 부분에서의 온도 상승, 주 갑판 하부의 주기적 태양 가열, 물 파도 충격, 무거운 수송 설비로부터의 가역적 충격 및 밸러스팅/디밸러스팅 (ballasting/de-ballasting)의 순환으로 인한 유체 정역학적 압력 변화가 있다. 이러한 환경적 영향으로 인하여 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크 내에 도포되는 에폭시 도막은 유연성 및 크랙 저항성을 가질 필요가 있게 된다. 밸러스트해야 할 때, 물, 일반적으로는 바닷물의 존재로 인하여, 페인트막 내의 크랙은 부식되게 된다.

에폭시 도막의 취성 (brittleness)은 기본적인 에폭시의 화학적 성질인 유연성에 있어서의 한계에 관한 것으로 여겨진다. 에폭사이드기는 여러 다양한 경화제와 반응할 수 있다. 또한, 에폭사이드기는 다양한 정도로 그들 자신끼리 단독중합할 수 있다. 그 결과로 만들어지는 것은 한정된 유연성을 가지는 장사슬 분자의 3차원 네트워크이다. 유연성은 유연화제의 종류 및 양 뿐 아니라 경화제의 종류 및 양에 따라 다양하게 변한다. 만약 화학양론적 양을 훨씬 초과하는 양의 경화제를 에폭시 수지에 가하면, 유연성은 향상되나, 기계적 강도 및 내부식성은 감소된다.

JP 59-78267A에는 에폭시 수지, 경화제, 무기 스테이플 섬유 및 도료 배합제를 함유하는 도료 조성물이 개시되어 있다. 도료 조성물은 주로 강철 파이프 내부 및 외부의 내부식성 도료로서 사용된다.

본 발명의 방법은 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 것을 필요로 한다.

발명의 개요

따라서, 본 발명의 근원적인 문제는 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은

(i) 상기 표면에 에폭시계 바인더 시스템을 함유하는 페인트 조성물을 도포시켜 상기 표면에 경화성 페인트막을 형성시키고,

(ii) 상기 경화성 페인트막을 경화시켜 에폭시 도막을 형성시키는 것을 포함하고,

상기 페인트 조성물은 점도가 140 KU 이하이고, 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 120:100 범위인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80% 함유하며, 천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유, 합성 유기 섬유 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 평균 길이가 250 ㎛ 이하인 1종 이상의 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30% 함유한다.

또한, 본 발명은 그러한 페인트 조성물에 관한 것이다.

발명의 상세한 설명

부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면에, 섬유를 포함하는 에폭시 페인트를 도포시킴으로써 내크랙성 에폭시 도막이 형성된다는 것이 이제 발견되었다.

보다 상세하게, 본 발명은 부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법에 관한 것이다.

본원에서 사용될 때, "밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부"라는 용어는 밸러스트 탱크의 내부 표면을 형성하고, 45°내지 140°의 각을 나타내는 구조 요소 (예컨대, 금속 플레이트) 사이 접합부 (junction)의 양면으로부터 20 cm 확장된 표면을 의미한다. 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면에는 크랙이 생길 수 있는 매우 두꺼운 건조 막 두께와 관련한 문제가 있다.

밸러스트 탱크의 내부 표면을 형성하고, 45°내지 140°의 각을 나타내는 구조 요소들 간의 접합부의 비제한적인 예로는, 수직면들 사이의 접합부, 수직면들과 밸러스트 탱크의 최상부 사이의 접합부, 수직면들과 밸러스트 탱크의 바닥 사이의 접합부 및 수직면들과 밸러스트 탱크의 보강 부재 사이의 접합부가 있다.

밸러스트 탱크의 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부를 도 1에 개괄적으로 도시한다. 도 1을 보면, 수직면들 (I, II, III) 사이, 수직면들 (I, II, III)과 탱크 최상부 (IV) 사이 및 수직면들 (I, II, III)과 탱크 바닥 (V) 사이의 접합부의 양면으로부터 20 cm 확장된, 평행선이 그어진 부분인 표면 (A)는 상기한 정의에 따라 구조 요소들 사이에 형성된 각의 내부이다.

도 2에서는 매우 두꺼운 건조 막 두께로 인한 문제를 개괄적으로 보인다. 도 2는 에폭시 도막 (E)을 도포한 후, 도 1의 표면 (A) 부분의 단면이다.

밸러스트 탱크의 구조 요소, 예컨대 강철 플레이트와 같은 금속 플레이트를 일반적으로 용접으로 접합시킨다. 밸러스트 탱크를 구성하기 위하여 구조 요소의 일부를 접합시켜 45°내지 140°의 내부각을 형성할 필요가 있다.

본원에서 사용될 때, "밸러스트 탱크의 구조 요소"라는 용어는 밸러스트 탱크의 측면, 최상부, 바닥 및 보강 부재를 포함한다. 보강 부재의 예로는 종통재 (longitudinals), 거더 (girders) 및 종재 (stringers)가 있다. 그러한 보강 부재는 당해 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있고, 상세한 예들은 "Guidance manual for tanker structures", Tanker Structure Co-operative Forum. Witherby, London 1997, Figure 1.1에 기재되어 있다.

부분적으로 또는 완전히 잠수할 수 있는 구조물의 예로는 선박 (이에 한정되는 것은 아니지만, 보트, 원양 정기선, 탱커, 컨테이너선 및 기타 화물선, 모든 종류의 잠수함 및 군함을 포함한다) 또는 반수중 석유 굴착 장치 등이 있다.

본 발명의 방법은 또한,

(i) 에폭시계 바인더 시스템을 함유하는 페인트 조성물을 상기 표면에 도포시켜 상기 표면에 경화성 페인트막을 형성시키고,

(ii) 상기 경화성 페인트막을 경화시켜 에폭시 도막을 형성시키는 공정을 포함한다.

페인트 조성물은 페인트 분야 내에서 사용되는 보통의 기술에 의하여 도포될 수 있다. 바람직한 도포 기술은 브러쉬 또는 롤러에 의하고, 분사, 예컨대 무공기 분사이다.

본 발명의 방법은 에폭시 페인트를 구조 요소들 간에 형성되는 각의 내부에 의해 제시되는 표면과 밸러스트 탱크의 기타 표면 모두에 도포시키는 것을 포함한다. 도포된 표면의 일부가 구조 요소들 사이에 형성된 각의 내부에 의해 제시되는 표면의 일부를 포함하는 한, 에폭시 페인트를 밸러스트 탱크의 전체 표면이나 표면의 일부에만 도포시킬 수 있다.

방법에 사용되는 페인트 조성물

본 발명의 방법에서 사용되는 페인트 조성물은 막 형성 페인트 조성물로, 즉 페인트 성분의 조합은 실질적으로 균일한 두께의 막을 제조할 수 있도록 하여야 한다.

본 발명의 방법에서 사용되는 페인트 조성물은 페이스트나 비슷한 제품에 대하여 분사기 또는 브러쉬로 도포시킬 수 있어야 한다. 그러므로 본 발명의 방법에서 사용되는 페인트 조성물은 도포 온도에서 140 Krebs Unit (KU) 이하의 점도를 갖는 것이 이해된다. 점도는 페인트 조성물을 혼합하고 도포할 준비가 된 후에 바로 측정한다. 점도는 시편의 온도를 도포 온도로 하는 변경을 가한 ASTM D562-01에 따라 측정한다.

섬유

일반적으로, "섬유"는 천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유, 합성 유기 섬유와 금속 섬유 또는 이들의 혼합물의 군 내의 어떠한 섬유라도 포괄한다. 그러나, 특별한 이론에 구애되지 않고, 현재에는 이들 종류 중 천연 무기 섬유 및 합성 무기 섬유, 특히 광물성 섬유가 특히 더 바람직하다고 여겨진다.

현재 본 발명에서 사용되는 섬유는 본 발명의 페인트의 성질을 개선하기 위해 치수의 면에 있어서 일정 기준을 만족시켜야 한다. 따라서, 페인트를 제조하는 동안 페인트에 첨가하거나 또는 도포 전에 페인트와 혼합하는 섬유의 평균 길이 및 평균 두께의 면에서 그러한 섬유의 평균 길이는 250 ㎛ 이하이고, 평균 두께는 1-50 ㎛이다.

바람직한 섬유는 평균 두께가 1-25 ㎛이고 평균 길이가 250 ㎛ 이하인, 특히 평균 길이가 25-250 ㎛이고 평균 두께가 1-25 ㎛인, 특히 평균 길이가 50-250 ㎛ (예컨대 50-170 ㎛)이고 평균 두께가 2-10 ㎛인 섬유이다. 또한, 바람직한 섬유의 평균 길이와 평균 두께의 비는 2 이상으로, 예컨대 3 이상, 예컨대 5 이상이다.

"길이"라는 용어는 문제의 섬유 입자에 있어서의 최대 치수를 칭하는 것이다. "평균"이라는 용어는, 길이와 같이 사용될 때, 사용되는 섬유의 분포 내에 섬유 길이의 일정 변형이 존재한다는 것을 나타낸다. 또한, "평균 두께"라는 용어는 개별 섬유 각각의 종단 및 횡단 변이를 고려한, 섬유 분포의 면에서의 문제의 섬유를 지칭하는 것이다.

본 명세서 내에서 섬유로 간주되는 일정 입자가 되기 위하여, 종축 (길이 치수 - 최장 치수)을 따라 실질적으로 모든 점 내의 길이 치수에 수직한 최대 치수와 최소 치수간의 비는 2.5:1를 초과해서는 안되고, 좋기로는 2:1를 초과해서는 안된다. 또한, 최장 치수와 2개의 최단 치수 중 2번째 최단 치수간의 비는 2:1 이상이어야 하고, 좋기로는 5:1 이상이어야 한다. 따라서, 섬유는 하나의 장 치수와 2개의 단 치수를 가지는 특성이 있고, 여기서 장 치수는 2개의 단 치수보다 더 길고 (전형적으로 크기 또는 기타의 것의 순서에 의하여), 2개의 단 치수는 실질적으로 동등하다 (크기의 순서가 동일한). 완벽하게 일정한 섬유, 즉 원통 형상의 섬유에 있어서, "길이" (최장 치수) 및 2개의 (동일한) 최단 치수를 결정하는 방법은 분명하다. 보다 불규칙적인 섬유에 있어서, 치수간의 관계는 다음의 가상의 실험에 의하여 측정될 수 있는 것으로 믿어진다. 일정한 직각 상자를 섬유 주위에 세운다. 상자를 세워서 섬유를 완전히 포함하면서 최소로 가능한 부피가 되도록 한다. 섬유가 구부러질 정도에서, 섬유는 유연하기 때문에 섬유를 "똑바르게 함"으로써 가상의 상자 부피가 최소화될 수 있다고 추정된다 (다시 가상으로). 본 명세서 내에서 그러한 것으로 인식되는 섬유가 되기 위하여는, 상자의 2개의 최소 치수간의 비는 2.5:1 이하 (좋기로는 2:1)이어야 하고, 상자의 최장 치수와 상자의 2개의 최소 치수 중 2번째 최소 치수간의 비는 2:1 이상, 좋기로는 5:1 이상이어야 한다.

상기 내용은 본 발명의 범위 내에서 "섬유"라 칭해지나 덜 만족스러운 성질을 가지는 기타 종류의 입자를 배제하기 위하여 일반적인 가이드라인으로서 주어진다. 특히, "섬유"라는 용어는 충전제 (예컨대 석면과 같이, 잘 한정되지 않은 치수의, 닳은(frayed) 종류의 충전제)로 사용되는, 소위 무기 "섬유" 물질을 포함하는 것으로 의도되지 않는다. 참조 Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 11^th Ed., (Sax and Lewis, eds.), Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1987, page 521. "섬유"는 플레이크 타입 충전제, 예컨대 상기 정의를 참조하여 운모, 플레이크 형상의 점토 미네랄, 알루미늄 플레이크 또는 유리 플레이크를 포함하지 않는다. "구부러진" 섬유와 관련하여, 길이 치수는 섬유에 의하여 한정되는 곡선을 따르는 길이로서 간주되어야 한다.

섬유 표면은 화학적 또는 물리적 프로세스에 의하여 (표면 처리) 개질되거나 개질되지 않을 수 있다. 섬유의 유익한 영향을 향상시키는데 사용하는 그러한 개질 프로세스의 예로는 섬유 제조에 포함되는 개질 프로세스 뿐 아니라 탄소화; 실릴화; 표면 산화; 에칭, 예컨대 알칼리 금속 수산화물로 처리, 플루오르화수소산으로 처리; 피복; 다공성 표면 구조물 내에 폴리전해질의 포집; 흡착 프로세스; 수소-결합 프로세스; 양이온 결합 프로세스; 에스테르화 반응; 음이온 결합 프로세스 등이 있다.

흥미로운 실시 상태에서, 페인트 내에 포함되는 섬유는 생리적 조건하에서, 특히 포유동물, 특히 인간의 호흡 기관 (폐)에서 생물분해성이다. 따라서, 특히 흥미로운 섬유는 WO 96/14454, page 9에 한정된 바와 같은 개질된 Gamble 용액 내에 존재할 때, 생물분해될 수 있는 것이다. 생물분해성의 정도는 WO 96/14454에 설명된 바와 같이 시험시 좋기로는 20 nm/일 이상, 예컨대 30 nm/일 이상, 특히 50 nm/일 이상이어야 한다. 적절한 생물분해성 섬유의 예로는 WO 96/14454 및 WO 96/14274에 개시된 것들이 있다. 이들 중 특정 예는 상업적으로 이용할 수 있는 MS 600 Roxul 1000, 예컨대 Lapinus 섬유 BV (아래 참조)이다. 생물분해성은 특히 광물성 섬유에 관한 것이다.

섬유는 아래의 추가의 제조 프로세스의 설명과는 분명하게 구별될 수 있는 것처럼, 분쇄 전에 잔여 페인트 성분에 첨가되거나 또는 섬유는 분쇄 후에 첨가될 수 있다. 그러나, 섬유의 평균 길이는, 예컨대 적용 전단력 및/또는 분쇄 프로세스로 인하여, 페인트 제조 프로세스 (아래의 추가 내용 참조) 동안에 다소 감소될 것으로 기대될 수 있다. (페인트 조성물 내의 안료 및 기타 입자의 응집을 막기 위하여 분쇄 및 집중 교반을 전형적으로 수행한다). 페인트 제조 프로세스는 사용 바로 직전의 페인트 내의 섬유의 평균 길이가 미리 제조된 평균 길이의 75% 이상에 대응되는 평균 길이를 가지도록 적절하게 수행되어야 한다고 생각된다.

섬유 농도는 일반적으로 페인트의 고체의 부피로 0.5~30%의 범위 내, 예컨대, 페인트의 고체의 부피로 0.5~20%의 범위 내이다. 특히 섬유의 종류 및 크기에 따른 섬유의의 상대적 농도는 페인트의 고체의 부피로 2~20%, 예컨대 3~18%, 예컨대 5~15%일 수 있다.

상기 범위는 섬유의 총량을 지칭하는 것이라는 것이 이해되어야 한다, 따라서, 2종 이상의 섬유가 사용되는 경우에는, 결합량은 상기 범위 내이어야 한다.

무기 섬유

일반적으로, "무기 섬유"는 천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 및 금속 섬유 또는 이들의 혼합물의 군 내의 어떠한 섬유도 포괄한다. 그러나, 특별한 이론에 구애되지 않고, 현재 천연 무기 섬유 및 합성 무기 섬유, 특히 이들 종류의 광물성 섬유가 특히 바람직한 것으로 생각된다.

광물성 섬유는 출발 물질로서 미네랄을 사용하여 만들어진 섬유로 이해되어야 한다. 이러한 정의에 따라, 광물성 섬유는 용융 프로세스에 의하여 형성된 비결정질의 물질 뿐 아니라 결정성 물질도 포함한다.

본 발명에서, 바람직한 무기 섬유는 평균 두께가 1~25 ㎛이고 평균 길이가 250 ㎛ 이하인, 특히 평균 길이가 25~250 ㎛이고 평균 두께가 1~25 ㎛인, 특히 평균 길이가 50~250 ㎛ (예컨대 50~170 ㎛)이고 평균 두께가 2~20 ㎛ (예컨대 2-10 ㎛)인 무기 섬유이다. 또한, 바람직한 무기 섬유는 평균 길이와 평균 두께간의 비가 2 이상, 예컨대 5 이상, 좋기로는 평균 길이와 평균 두께간의 비가 10 이상, 특히 15 이상, 예컨대 20 이상이다.

무기 섬유의 예로는 카바이드 섬유, 예컨대 실리콘 카바이드 섬유, 보론 카바이드 섬유, 니오븀 카바이드 섬유; 질화물 섬유, 예컨대 실리콘 질화물 섬유; 보론 함유 섬유, 예컨대 보론 섬유, 보라이드 섬유; 실리콘-함유 섬유, 예컨대 실리콘 섬유, 알루미나-보론-실리카 섬유, E-유리 (비알칼리성 알루모보로실리케이트) 섬유, C-유리 (비알칼리성 또는 저-알칼리성 소다 석회-알루모보로실리케이트) 섬유, A-유리 (알칼리성 소다 석회-실리케이트) 섬유, S-유리 섬유, CEMFIL-유리 섬유, ARG-유리 섬유, 광물성-유리 섬유, 비알칼리성 마그네시아 알루모실리케이트 섬유, 석영 섬유, 규산 섬유, 실리카 섬유, 고-실리카 섬유, 알루미나 고-실리카 섬유, 알루모실리케이트 섬유, 알루미늄 실리케이트 섬유, 마그네시아 알루모실리케이트 섬유, 소다 보로실리케이트 섬유, 소다 실리케이트 섬유, 폴리카르보실란 섬유, 폴리티타노-카르보실란 섬유, 폴리실라잔 섬유, 히드리도폴리-실라잔 섬유, 토버모라이트 섬유, 사마륨 실리케이트 섬유, 규회석 섬유, 포타슘 알루미늄 실리케이트 섬유; 금속 섬유, 예컨대 철 섬유, 알루미늄 섬유, 강철 섬유, 철 섬유, 아연 섬유; 탄소 섬유, 예컨대 순 탄소 섬유, 흑연 섬유, 슬래그울 섬유, 목탄 섬유; 암면 섬유, 예컨대 순 암면 섬유 및 현무암 암면 섬유; 광물성 울로부터 가공된 광물성 섬유; 화산암 섬유; 애타풀자이트 섬유; 등; 화학적 또는 물리적 프로세스에 의하여 개질된 것; 및 이들의 혼합물이 있다.

섬유 중 가장 흥미로운 군은 무기 섬유, 특히 광물성 섬유로 현재 생각된다. 그러한 섬유의 예로서 특히 바람직한 것은 실리콘-함유 섬유; 금속 섬유; 산화물 섬유; 탄소 섬유; 암면 섬유; 광물성 울로부터 가공된 광물성 섬유; 화산암 섬유; 규회석 섬유; 토버모라이트 섬유; 애타풀자이트 섬유이다.

현재, 특히 바람직한 것은 광물성 섬유, 예컨대 광물성-유리 섬유, 규회석 섬유, 토버모라이트 섬유, 애타풀자이트 섬유, 화산암 섬유, 보크사이트섬유, 암면 섬유, 및 광물성 울로부터 가공된 광물성 섬유이다. 본 발명에 따라 기계적 성질을 개선시키는 것으로 생각되는, 상업적으로 이용할 수 있는 광물성 섬유의 예로는 (평균 섬유 길이 ㎛; 평균 섬유 두께 ㎛) 다음이 있다.

0. CoatForce CF10, ex. Lapinus fiber BV (네덜란드), (125±25;7)

1. MS 600 Roxul 1000, ex. Lapinus fiber BV (네덜란드), 화산암 섬유 (125;5)

2. MS 610 Roxul 1000, ex. Lapinus fiber BV (네덜란드), (225;5.5)

3. FG 400/060, ex. Schwarzwalder Textil-Werke (독일), E-유리 (230;9-14)

4. FG 440/040, ex. Schwarzwalder Textil-Werke (독일), E-유리 (150;9-14)

5. Nyad G, ex. Nyco Minerals (미국), 규회석 (길이/직경 비 15:1)

6. Nyglos M15, ex. Nyco Minerals (미국), 규회석 (길이/직경 비 8:1)

7. Nyglos 8, ex. Nyco Minerals (미국), 규회석 (길이/직경 비 19:1)

8. RCF-160, ex. Sumitomo (일본), C-유리 (250;-)

9. Isofrax 1260C High Index, ex. Unifrax (영국) (-;2-3 ㎛)

유기 섬유

일반적으로, "유기 섬유"는 천연 유기 섬유 및 합성 유기 섬유의 군 내의 어떠한 섬유라도 포괄한다. 본 발명에서, 바람직한 유기 섬유는 평균 두께가 1~25 ㎛이고 평균 길이가 250 ㎛ 이하인, 특히 평균 길이가 25~250 ㎛이고 평균 두께가 1~25 ㎛이며, 특히 평균 길이가 50~250 ㎛ (예컨대 50~170 ㎛)이고 평균 두께가 2~10 ㎛인 유기 섬유이다. 또한, 바람직한 유기 섬유는 평균 길이와 평균 두께의 비가 2 이상, 예컨대 3 이상, 예컨대 5 이상이다.

천연 및 합성 유기 섬유의 예로는 방향족 폴리아미드 섬유, 예컨대 폴리(p-벤즈아미드) 섬유, 폴리(p-페닐렌-테레프탈아미드) 섬유, 폴리(p-페닐렌-2,6-나프탈아미드) 섬유, 폴리(3,4'-디페닐에테르-테레프탈-아미드) 섬유, 폴리(p-페닐렌-(p-벤즈아미드)-테레프탈-아미드) 섬유, 폴리(p-벤즈히드라지드 테레프탈아미드) 섬유, 폴리(m-페닐렌-이소프탈아미드) 섬유, 폴리(N,N'-m-페닐렌-비스(m-벤즈-아미드)-테레프탈아미드) 섬유, 폴리-(N,N'-m-페닐렌-비스(m-벤즈아미드)-2,6-나프탈-아미드) 섬유, 폴리(N,N'-m-페닐렌-비스(m-벤즈아미드)-4,4'-비페닐-디-카르복스-아미드) 섬유, 폴리(4,4'-비스(p-아미노페닐)-2,2'-비티아졸-이소프탈아미드) 섬유, 폴리(2,5-비스(p-아미노-페닐)-1,3,4-옥사-디아졸-이소-프탈아미드) 섬유, 폴리(4,4'-디아미노벤즈아닐리드-이소프탈아미드) 섬유, 폴리(2-메틸-p-페닐렌-2,6-나프탈아미드) 섬유, 폴리(2,6-디클로로-p-페닐렌-2,6-나프탈아미드) 섬유; 방향족 폴리히드라지드 섬유, 예컨대 폴리(테레프탈릭-m-페닐렌-히드라지드) 섬유, 폴리(테레프탈릭-히드라지드) 섬유, 폴리(p-페닐렌-N-메틸-히드라지드) 섬유; 방향족 폴리에스테르 섬유, 예컨대 폴리-(클로로-1,4-페닐렌-에틸렌-디옥시-4,4'-벤조에이트-코-테레프탈레이트) 섬유, 폴리(클로로-1,4-페닐렌-4,4'-옥시디벤조에이트) 섬유, 폴리(메틸-1,4-페닐렌-4,4'-옥시디벤조에이트) 섬유, 폴리(클로로페닐렌-헥사-히드로-테레프탈레이트) 섬유; 방향족 폴리아조메틴 섬유, 예컨대 폴리(니트릴로-(2-메틸-1,4-페닐렌)니트릴로-메틸리딘-1,4-페닐렌-메틸리딘) 섬유; 방향족 폴리이미드 섬유, 예컨대 방향족 폴리파이로-멜리티미드 섬유, 방향족 폴리트리-멜리티미드 섬유, 폴리-에스테르-이미드 섬유, 폴리(4,4'-디페닐-에테르-파이로-멜리트-이미드) 섬유; 방향족 헤테로고리 폴리머 섬유, 예컨대 폴리-벤즈이미다졸 섬유, 예컨대 폴리-(2,2'-(m-페닐렌)-5,5'-비벤즈이미다졸) 섬유, 폴리-벤조티아졸 섬유, 예컨대 폴리(2-(1,4-페닐렌)-2'-(6,6'-비벤조티아졸)) 섬유 및 폴리(2-(1,3-페닐렌)-2'-(6,6'-비벤조티아졸)) 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 예컨대 폴리((1,7-디히드로벤조(1,2-d:4,5-d')디옥사졸-2,6-디일)-1,4-페닐렌) 섬유 및 폴리-((벤조(1,2-d:4,5-d')-비스옥사졸-2,6-디일)-1,4-페닐렌) 섬유, 폴리옥사디아졸 섬유, 예컨대 폴리-아릴렌-1,3,4-옥사-디아졸 섬유; 셀룰로오스 섬유, 예컨대 α-셀룰로오스 섬유, β-셀룰로오스 섬유, 광물성 셀룰로오스 섬유, 메틸셀룰로오스 섬유, 셀루코튼 섬유, 재생 셀룰로오스 (레이온) 섬유, 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 주트 섬유, 면 섬유, 리넨 섬유, 모시 섬유, 사이잘 섬유, 헴 섬유, 아마 섬유, 시아노-에틸화된 셀룰로오스 섬유, 아세틸화된 셀룰로오스 섬유; 목질 섬유, 예컨대 소나무, 스프러스 및 전나무 목질 섬유, 리그닌 섬유 및 리그닌 유도체 섬유; 고무 섬유 및 고무 유도체 섬유; 폴리올레핀 섬유, 예컨대 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리-테트라-플루오로-에틸렌 섬유, 폴리-부타디엔 섬유; 폴리아세틸렌 섬유; 폴리에스테르 섬유; 아크릴 섬유 및 개질된 아크릴 섬유, 예컨대 아크릴산 섬유, 스티롤/아크릴레이트 섬유; 아크릴로-니트릴 섬유, 예컨대 아크릴로니트릴 섬유 및 폴리-아크릴로-니트릴 섬유; 탄성 섬유; 단백질 섬유, 예컨대 카세인 섬유, 옥수수 단백질 섬유, 대두 단백질 섬유, 땅콩 단백질 섬유; 알지네이트 섬유; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 섬유; 폴리비닐 알코올 섬유; 지방족 폴리아미드 섬유, 예컨대 나일론 섬유 예컨대 나일론 6.6 섬유, 나일론 6 섬유, 나일론 6.10 섬유; 폴리(페닐렌 술피드) 섬유; 폴리-비닐-클로라이드 섬유; 폴리클로로에텐 섬유; 폴리(비스벤즈이미다조벤조페난트롤린) 섬유; 폴리옥시-메틸렌 섬유; 폴리우레탄 섬유; 비닐 폴리머 섬유; 비스코스 섬유; 등; 화학적 또는 물리적 프로세스에 의하여 개질된 것; 및 이들의 혼합물이 있다.

본 발명에 따라 기계적 성질을 개선시키는 것으로 여겨지는 유기 섬유로서 상업적으로 이용할 수 있는 예는 다음과 같다 (평균 섬유 길이는 ㎛; 평균 섬유 두께는 ㎛).

10. Arbocel BE 600/30, ex. J. Rettenmaier & Sohne GmbH. (독일), 천연 셀룰로오스 섬유 (40;20)

11. Lignocel C 120, ex. J. Rettenmaier & Sohne GmbH (독일), 목질 섬유 (70-150;-)

12. PAN60 ex. F.H. Wrigley Ltd (영국), 폴리아크릴로니트릴 플록 섬유, (max 250;15)

그러나, 일부 유기 섬유는 본 발명의 범위 내에서 특히 유리할 수 있다고도 여겨진다. 그러한 섬유의 특히 바람직한 예로는 방향족 폴리아미드 섬유; 방향족 폴리에스테르 섬유; 방향족 폴리-이미드 섬유; 셀룰로오스 섬유; 면 섬유; 목질 섬유; 고무 섬유 및 고무 유도체 섬유; 폴리올레핀 섬유 (예컨대 폴리프로필렌 섬유); 폴리-아세틸렌 섬유; 폴리에스테르 섬유; 아크릴 섬유 및 개질된 아크릴 섬유; 아크릴로-니트릴 섬유 (예컨대 예비 산화된 아크릴로니트릴 섬유); 탄성 섬유; 단백질 섬유; 알지네이트 섬유; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 섬유; 폴리비닐 알코올 섬유; 지방족 폴리아미드 섬유; 폴리-비닐-클로라이드 섬유; 폴리우레탄 섬유; 비닐 폴리머 섬유; 및 비스코스 섬유가 있다. 현재 그러한 섬유의 보다 바람직한 예로는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 면 섬유, 셀룰로오스 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 예비 산화된 폴리아크릴로니트릴 섬유, 목질 섬유 및 폴리에스테르 섬유가 있다.

유기 섬유 중 특히 흥미로운 군은 셀룰로오스 섬유, 목질 섬유 및 폴리아크릴로니트릴 섬유로 현재 여겨진다.

에폭시계 바인더 시스템

"에폭시계 바인더 시스템"이라는 용어는 1종 이상의 에폭시 수지, 1종 이상의 경화제, 반응성 에폭시 희석제 및 반응성 아크릴 개질제의 조합으로 해석되어야 한다.

에폭시계 바인더 시스템은, 특히 내부식성의 측면에서 페인트 조성물의 가장 중요한 성분 중의 하나이다. 내부식성 이외에, 페인트 조성물을 도포하여 얻을 수 있는 에폭시 도막이 유연성을 가지는 것과 관련이 있다.

에폭시계 바인더 시스템은 분자 내부, 말단 또는 고리 구조에 분자당 1개 이상의 에폭시기를 갖는 방향족 또는 비방향족 에폭시 수지 (예컨대 수소화된 에폭시 수지)로부터 선택되는 1종 이상의 에폭시 수지를, 가교제로서 작용하는 1종 이상의 적절한 경화제와 함께 함유한다. 점도를 감소시키고, 도포 및 물리적 성질을 개선시키기 위하여, 클래스 모노 기능성 글리시딜 에테르 또는 지방족, 고리지방족 또는 방향족 화합물의 에스테르로부터의 반응성 희석제와의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 바인더 시스템은 2개 이상의 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 함유하고 마이클 타입 첨가 반응을 통하여 1종 이상의 경화제와 반응하는 아크릴레이트 모노머 및 올리고머와 같은 반응성 아크릴 개질제를 함유한다.

적절한 에폭시계 바인더 시스템은 비스페놀 A, 비스페놀 F, 노보락 에폭사이드, 비방향족 에폭사이드, 고리지방족 에폭사이드, 글리시딜 에스테르 및 에폭시 기능성 아크릴 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 에폭시 및 개질된 에폭시 수지를 포함하는 것으로 생각된다.

적절하게 상업적으로 이용할 수 있는 에폭시 수지의 예는 다음과 같다.

Epikote 828, ex. Resolution Performance Products (네덜란드), 비스페놀 A 타입

Araldite GY 250, ex. Huntsman Advanced Materials (스위스), 비스페놀 A 타입

Epikote 1004, ex. Resolution Performance Products (독일), 비스페놀 A 타입

DER 664-20, ex. Dow Chemicals (독일), 비스페놀 A 타입

Epikote 1001 X 75, ex. Resolution Performance Products (네덜란드), 비스페놀 A 타입

Araldite GZ 7071X75BD, ex. Huntsman Advanced Materials (독일), 비스페놀 A 타입

DER 352, ex. Dow Chemicals (독일), 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 혼합물

Epikote 232, ex. Resolution Performance Products (네덜란드), 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 혼합물

Epikote 862, ex. Resolution Performance Products (네덜란드), 비스페놀 F 타입

DEN 438-X 80, ex. Dow Chemical Company (미국), 에폭시 노보락

Epikote 154, ex. Resolution Performance Products (네덜란드), 에폭시 노보락

에폭시계 바인더 시스템은 질소에 결합된 2개 이상의 반응성 수소 원자를 포함하는 화합물 또는 폴리머로부터 선택되는 1종 이상의 경화제를 함유한다.

적절한 경화제로는 지방족 아민 및 폴리아민 (예컨대 고리지방족 아민 및 폴리아민), 폴리아미도아민, 폴리옥시알킬렌 아민 (예컨대 폴리옥시알킬렌 디아민), 아민화된 폴리알콕시에테르 (예컨대 상업적으로 "제파민"으로 판매되는 것), 알킬렌 아민 (예컨대 알킬렌 디아민), 아랄킬아민, 방향족 아민, 마니히 염기 (예컨대 상업적으로 "펜알카민"으로 판매되는 것), 아미노 기능성 실리콘 또는 실란, 및 이들의 에폭시 애덕트 및 유도체를 포함하는 것으로부터 선택되는 아미노 기능성 폴리머가 있다. 적절하게 상업적으로 이용할 수 있는 경화제는 다음과 같다.

Cardolite NC-541, ex. Cardanol Chemicals (미국), 마니히 염기

Cardolite Lite 2001, ex. Cardanol Chemicals (미국), 마니히 염기

Sunmide CX-105X, ex. Sanwa Chemical Ind. Co. Ltd. (싱가폴), 마니히 염기

Epikure 3140 Curing Agent, ex. Resolution Performance Products (미국), 폴리아미도아민

SIQ Amin 2030, ex. SIQ Kunstharze GmbH (독일), 폴리아미도아민

Epikure 3115X-70 Curing Agent, ex. Resolution Performance Products (미국), 폴리아미도아민

SIQ Amin 2015, ex. SIQ Kunstharze GmbH (독일), 폴리아미도아민

Polypox VH 40309/12, ex. Ulf Prummer Polymer-Chemie GmbH (독일), 폴리옥시알킬렌 아민

CeTePox 1490 H, ex. CTP Chemicals and Technologies for Polymers (독일), 폴리옥시알킬렌 아민

Epoxy hardener MXDA, ex. Mitsubishi Gas Chemical Company Inc (미국), 아랄킬 아민

디에틸아미노프로필아민, ex. BASF (독일), 지방족 아민

Gaskamine 240, ex. Mitsubishi Gas Chemical Company Inc (미국), 아랄킬 아민

Cardolite Lite 2002, ex. Cardanol Chemicals (미국), 마니히 염기

Aradur 42 BD, ex. Huntsman Advanced Materials (독일), 고리지방족 아민

Isophorondiamin, ex. BASF (독일), 고리지방족 아민

Epikure 3090 경화제, ex. Resolution Performance Products (미국), 에폭시와의 폴리아미도아민의 애덕트

Crayamid E260 E90, ex. Cray Valley (이탈리아), 에폭시와의 폴리아미도아민 애덕트

Aradur 943 CH, ex. Huntsman Advanced Materials (스위스), 에폭시와의 알킬렌 아민 애덕트

Aradur 863 XW 80 CH, ex. Huntsman Advanced Materials (스위스), 에폭시와의 방향족 아민 애덕트

바람직한 에폭시계 바인더 시스템은 a) 비스페놀 A, 비스페놀 F 및 노보락으로부터 선택되는 1종 이상의 에폭시 수지; 및 b) 마니히 염기, 폴리아미도아민, 폴리옥시알킬렌 아민, 알킬렌 아민, 아랄킬아민, 폴리아민 및 이들의 애덕트 및 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 경화제를 함유한다.

특히 바람직한 에폭시계 바인더 시스템은 1종 이상의 비스페놀 A 에폭시 수지와 마니히 염기, 폴리아미도아민 및 이들의 애덕트 및 유도체로부터 선택되는 1종 이상의 경화제를 함유한다.

좋기로는, 에폭시 수지의 에폭시 당량은 100~2000, 예컨대 100~1500, 예컨대 150~1000, 예컨대 150~700이다.

특히 바람직한 에폭시계 바인더 시스템은 에폭시 당량이 15-~700인, 1종 이상의 비스페놀 A 에폭시 수지와 1종 이상의 폴리아미도아민 또는 이들의 애덕트 및 유도체를 포함한다.

바람직한 에폭시계 바인더 시스템은 환경 경화 바인더 시스템이다.

페인트 조성물에서, 에폭시계 바인더 시스템의 총량은 페인트의 고체 부피로 15~80%, 예컨대 35~80%, 예컨대 40~75%이다.

특정 이론에 구애되지 않고, 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비를 선택하는 것은 도료 조성물을 사용하는데 있어 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다.

본원에서 사용될 때, "수소 당량"이라는 용어는 질소에 결합된 반응성 수소 원자만을 지칭한다.

1종 이상의 경화제와 관련하여 수소 당량의 수치는 1종 이상의 경화제 각각으로부터의 기여의 합이다. 1종 이상의 경화제 각각의 수소 당량에 대한 기여는 경화제의 그램을 경화제의 수소 당량으로 나눈 것으로 정의되는데, 여기서 경화제의 수소 당량은 1몰의 활성 수소에 대한 경화제 당량의 그램으로 정의된다. 에폭시 수지와의 애덕트에 있어서, 애덕트화 전에 반응물의 기여는 에폭시계 바인더 시스템 내에서의 수소 당량의 수치를 결정하는데 사용된다.

1종 이상의 에폭시 수지와 관련한 에폭시 당량의 수치는 1종 이상의 에폭시 수지 각각으로부터의 기여의 합이다. 1종 이상의 에폭시 수지 각각의 에폭시 당량에 대한 기여는 에폭시 수지의 그램을 에폭시 수지의 에폭시 당량으로 나눈 것으로 정의되는데, 여기서 에폭시 수지의 에폭시 당량은 1몰의 에폭시기에 대한 에폭시 수지 당량의 그램으로 정의된다. 에폭시 수지와의 애덕트에 있어서, 애덕트화 전에 반응물의 기여는 에폭시계 바인더 시스템 내에서의 에폭시 당량의 수치를 결정하는데 사용된다.

만약 에폭시계 바인더 시스템이 반응성 아크릴 개질제를 포함한다면, 에폭시 당량의 수치가 그에 따라 증가되는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 만약 에폭시계 바인더 시스템이 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 포함하는 아크릴레이트 올리고머를 함유한다면, "알파, 베타 불포화 카르보닐기 당량"의 수치는 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비를 형성하기 위하여 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량에 더해지게 된다.

좋기로는, 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 20:100 내지 120:100 범위 내이다.

특히, 밸러스트 탱크 도막에서 사용되는 바람직한 에폭시계 바인더 시스템에 있어서의 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 60:100 내지 120:100, 예컨대 70:100 내지 110:100 범위 내이다.

기타 성분

종래에는 에폭시 페인트 조성물 내에 콜타르를 포함하는 것이 일반적이었다. 그러나, 발암성 영향을 줄 우려가 있으므로 에폭시 페인트 조성물은 콜타르를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 콜타르의 존재는 음영을 만들기 어렵게 한다. 음영은 밸러스트 탱크에서 바람직한데, 이는 페인트막에 가능한 손상을 조사하기 용이하게 하기 때문이다. 따라서, 바람직한 실시 상태에 있어서, 도료 조성물은 콜타르를 페인트의 고체의 부피로 0% 함유한다.

페인트 조성물은 가소제를 함유할 수 있다. 가소제의 예로는 탄화수소 수지, 프탈레이트 및 벤질 알코올이 있다. 바람직한 실시 상태에서, 페인트 조성물은 가소제로서 탄화수소 수지를 함유한다.

페인트 조성물에서, 가소제 (예컨대 탄화수소 수지)의 총량은 페인트의 고체 부피로 0~30%, 예컨대 0~25%, 좋기로는 페인트의 고체의 부피로 1~25%, 예컨대 1~20%의 범위 내일 수 있다.

페인트 조성물은 당해 기술 분야의 당업자에게 분명할 기타의 페인트 성분을 함유할 수 있다. 그러한 페인트 성분의 예로는 안료, 충전제, 첨가제 (예컨대 에폭시 촉진제, 계면 활성제, 습윤제 및 분산제, 소포제, 촉매, 안정화제, 부식 억제제, 융착제, 요변제 (예컨대 폴리아미드 왁스), 침전 방지제 및 염료)가 있다.

페인트 조성물에서, 안료 및 충전제의 총량은 페인트의 고체 부피로 0~50%, 예컨대 5~50%, 좋기로는 페인트의 고체의 부피로 10~45%, 예컨대 10~40%의 범위 내일 수 있다.

어떤 안료 및 충전제는 내부식성에 유리한 영향을 주는 것으로 파악된다. 예로는 알루미늄 안료, 아연 포스페이트 및 운모가 있다. 바람직한 실시 상태에서, 페인트 조성물은 알루미늄 안료를 페인트의 고체 부피로 0~10%, 좋기로는 페인트의 고체 부피로 1~7%, 예컨대 2~6% 함유한다. 대안의 실시 상태에서, 조성물은 알루미늄 안료를 페인트의 건조 중량으로 10% 이하 함유한다.

페인트 조성물에서, 첨가제의 총량은 페인트의 고체 부피로 0~10%, 0.1~8%의 범위 내일 수 있다.

페인트 조성물은 에폭시 촉진제를 함유할 수 있다. 예로는 치환 페놀, 예컨대 2,4,6-트리스 (디메틸아미노 메틸) 페놀, p-tert-부틸페놀, 노닐 페놀 등이 있다.

페인트 조성물은 전형적으로 단일 용매 또는 용매들을 함유한다. 용매의 예로는 알코올, 예컨대 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소-프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 벤질 알코올; 알코올/물 혼합물, 예컨대 에탄올/물 혼합물; 지방족, 고리지방족 및 방향족 탄화수소, 예컨대 백유 (white spirit), 시클로헥산, 톨루엔, 자일렌 및 나프타 용매; 케톤, 예컨대 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소아밀 케톤, 디아세톤 알코올 및 시클로-헥사논; 에테르 알코올, 예컨대 2-부톡시에탄올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 부틸 디글리콜; 에스테르, 예컨대 메톡시프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트 및 2-에톡시에틸 아세테이트; 및 이들의 혼합물이 있다.

도포 기술에 따라서, 페인트는 용매(들)을 함유하여 고체의 부피 비 (SVR - 총 부피에 대한 고체 성분의 부피 비)가 30~100%, 좋기로는 50~100%, 특히 55~100% 예컨대 60~100% 범위 내인 것이 바람직하다.

SVR은 더 높은 온도에서 건조시키는 대신, 7일간 20℃ 및 상대 습도 60%에서 건조시키는 변형을 가한 ISO 3233 또는 ASTM D 2697에 따라 측정된다.

페인트 조성물의 제조

페인트 생산 분야에서 일반적으로 사용되는 적절한 기술에 의하여 페인트를 제조할 수 있다. 따라서, 여러 다양한 성분을 고속 분산기, 볼밀, 펄밀 (pearl mill), 3개롤밀 등을 함께 사용하여 혼합시킬 수 있다. 본 발명에 따른 페인트는 백 필터, 패트론 필터, 와이어 갭 필터, 웨지 와이어 필터, 금속 엣지 필터, EGLM 터노클린 필터 (예 Cuno), DELTA 스트레인 필터 (예 Cuno), 및 제네그 스트레인너 필터 (예 Jenag)를 사용하여, 또는 진동 여과법으로 여과시킬 수 있다.

본 발명의 방법에서 사용되는 페인트 조성물은 2개 이상의 성분, 예컨대 2개의 예비 혼합물, 1종 이상의 에폭시 수지를 함유하는 예비 혼합물 및 1종 이상의 경화제를 함유하는 예비 혼합물을 혼합시킴으로써 제조될 수 있다. 페인트 조성물을 기준으로 하여 제조할 때, 그것은 혼합하여 도포시킬 준비가 된 페인트 조성물이라는 것이 이해되어야 한다. 또한, 페인트의 고체 부피 %로 설명되는 모든 양은 도포시킬 준비가 된 혼합 페인트 조성물의 고체 부피 %로 이해되어야 한다.

신규한 페인트 조성물

본 발명의 방법을 위하여 본 명세서에서 한정한 에폭시 페인트 조성물의 적어도 일부는 신규한 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명의 추가의 관점은 30℃에서 점도가 140 KU 이하이고,

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 120:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80% 함유하며,

천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유, 합성 유기 섬유 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 평균 길이가 250 ㎛ 이하인 1종 이상의 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30% 함유하는 페인트 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 또다른 관점은 30℃에서 점도가 140 KU 이하이고,

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 70:100 내지 110:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80% 함유하며,

본 명세서의 하나의 흥미로운 실시 상태에서, 도료 조성물은 가소제를 페인트의 고체 부피로 1~25% 함유한다.

본 명세서의 더 특정한 변형에 있어서, 도료 조성물은

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 70:100 내지 110:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 40~75%,

천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유, 합성 유기 섬유 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 평균 길이가 250 ㎛ 이하인 1종 이상의 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30% 및

가소제를 페인트의 고체 부피로 1~20% 함유한다.

또한, 본 발명의 추가의 관점은 30℃에서 점도가 140 KU 이하이고,

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 70:100 내지 110:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80%,

알루미늄 안료를 페인트의 고체 부피로 1~7% 함유하는 페인트 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 하나의 관점은 30℃에서 점도가 140 KU 이하이고,

1종 이상의 노보락 에폭시 수지와 알킬렌 아민 및 아랄킬 아민으로부터 선택되는 1종 이상의 경화제를 함유하고, 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 50:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 35~80% 함유하고,

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 120:100, 예컨대 60:100 내지 120:100 또는 20:100 내지 50:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 15~80%, 예컨대 35~80%, 예컨대 40~75% 함유하고,

평균 길이가 250 ㎛ 이하인 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30%, 예컨대 2~20%, 예컨대 3~18% 함유하며,

충전제 및 안료를 페인트의 고체 부피로 5~50%, 예컨대 10~45%, 예컨대 10~40% 함유하고,

가소제를 페인트의 고체 부피로 0~30% 또는 1~25%, 예컨대 1-20% 함유하며,

첨가제를 페인트의 고체 부피로 0~10% 또는 0.1~8% 함유하는 페인트 조성물에 관한 것이다.

본 명세서의 보다 특정한 변형에 있어서, 도료 조성물은

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 120:100, 예컨대 60:100 내지 120:100 또는 20:100 내지 50:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피로 35~80%, 예컨대 40~75%,

평균 길이가 250 ㎛ 이하인 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30%, 예컨대 2~20%, 예컨대 3~18%,

충전제 및 안료를 페인트의 고체 부피로 5~50%, 예컨대 10~45%, 예컨대 10~40%,

가소제를 페인트의 고체 부피로 0~30% 또는 1~25%, 예컨대 1-20%,

첨가제를 페인트의 고체 부피로 0~10% 또는 0.1~8% 및

1종 이상의 용매를 함유한다.

상기 언급한 관점에 있어서, 섬유, 에폭시계 바인더 시스템 및 기타 성분의 선택은 필수적으로 위에서 설명되고 예시된 바와 같다.

본 발명의 방법을 위하여 본 명세서에서 한정한 신규 에폭시 페인트 조성물 중에서는, 본 발명의 방법 이외의 기타 방법에서 유리하게 사용될 수 있는 것들이 있다는 것을 예상할 수 있다. 그러한 페인트 조성물은, 예컨대 화물 창고와 물 탱크 및 화학 탱크와 같은 액체 저장 탱크 내에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법 및 예컨대 궤도차 (rail car), 컨테이너, 다리, 크레인 및 풍력 터빈에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법에서 유리하게 사용될 수 있다는 것을 예상할 수 있다.

액체 저장 탱크

하나의 바람직한 실시 상태에서, 본 발명의 방법을 위하여 본원에서 한정한 신규 에폭시 페인트 조성물을 액체 저장 탱크의 내부 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 방법에서 사용하는데, 상기 방법은

(i) 액체 저장 탱크의 내부 표면에 에폭시계 바인더 시스템을 함유하는 페인트 조성물을 도포시켜 상기 표면에 경화성 페인트막을 형성시키고,

여기서, 페인트 조성물은 점도가 140 KU 이하이고,

천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유, 합성 유기 섬유 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 평균 길이가 250 ㎛ 이하인 1종 이상의 섬유를 페인트의 고체 부피로 0.5~30% 함유한다.

이러한 방법이 유리하게 사용될 수 있는 액체 저장 탱크의 예로는 식용유; 경유; 팜유; 윤활유; 식물성유; 원유 및 가솔린, 중연료, 항공유, 정제 연료, 무연 가솔린, 디젤, 등유와 같은 정제 연료 제품; LPG (액화 석유 가스), LNG (액화 천연 가스), 부탄, 질소와 같은 가스; 산업 공정 연수, 미네랄이 제거된 물, 폐수, 음료수와 같은 물; 나프타, 메탄올, 에틸렌 글리콜, 에틸벤젠, 방향족, 벤젠/시클로헥산 혼합물, 벤젠/톨루엔/자일렌 혼합물과 같은 유기 용매; 수산화나트륨, 아스팔트, 프로필렌, 글리세린, 암모니아, 에틸렌과 같은 약품용의 저장 탱크가 있다. 액체 저장 탱크의 예에는 이동 액체 저장 탱크, 예컨대 선상의 액체 저장 탱크 뿐 아니라 정유 탱크도 포함된다.

어떤 타입의 액체 저장 탱크는 화학 내성이 높아야 한다. 화학 내성이 높기 위하여, 높은 화학 내성이 필요한 액체 저장 탱크 내에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키기 위한 방법에서 사용되는 에폭시 페인트 조성물은 좋기로는 1종 이상의 노보락 에폭시 수지 및/또는 비스페놀 F 수지를 함유해야 한다.

하나의 흥미로운 실시 상태에서, 본 발명의 방법을 위하여 본 명세서에서 한정한 신규한 에폭시 페인트 조성물은 높은 화학 내성이 필요한 액체 저장 탱크 내에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키기 위한 방법에서 사용되는데, 상기 방법은

여기서, 페인트 조성물은 점도가 140 KU 이하이고,

1종 이상의 노보락 에폭시 수지와, 알킬렌 아민 및 아랄킬 아민으로부터 선택되는 1종 이상의 경화제를 포함하며, 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 20:100 내지 50:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 35~80% 함유하고,

또한, 본 발명은 궤도차, 컨테이너, 다리, 크레인, 풍력 터빈 등에 내크랙성 에폭시 도막을 형성시키는 간단한 방법에 관한 것이다.

도 1은 밸러스트 탱크의 한 부분을 보이는 것으로, 밸러스트 탱크의 구조 요소들 사이에 형성된 각의 내부에 의해 제시되는 표면을 보여준다. 단순화시키기 위하여 밸러스트 탱크에 일반적으로 존재하는 보강 부재는 도 1에 포함시키지 않는다.
도 2는 밸러스트 탱크의 표면 형상으로 인하여 생기기 쉬운 에폭시 도막의 매우 두꺼운 두께의 건조 막을 보여준다.

실시예

재료

섬유 1: MS 600 Roxul 1000, ex. Lapinus Fibres BV (네덜란드)

섬유 2: Arbocel BE600/30 PU, ex. J. Rettenmaier & Sohne Gmbh (독일)

섬유 3: Nyglos 8, ex. Nyco Minerals (미국)

섬유 4: PAN60 폴리아크릴로니트릴 플록 섬유, ex. F.H. Wrigley Ltd/Wrigley Fibres (영국)

HEMPADUR 45143-11480은 밸러스트 탱크용으로 특정될 수 있는, Hempel A/S의 항부식성 에폭시 페인트이다. 45143-11480의 에폭시계 바인더 시스템은 에폭시 당량이 150~700 범위 내인 비스페놀 A 에폭시 수지와 경화제로서의 폴리아미도아민을 함유한다. 또한, HEMPADUR 45143-11480은 가소제로서 개질된 방향족 탄화수소 수지 (페인트의 고체의 부피로 1~25% 범위 내의 양)를 함유한다. 점도는 30℃에서 140 KU 미만이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 70:100 내지 110:100 범위 내이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 섬유 1 내지 4를 첨가할 때, 영향받지 않는다.

HEMPADUR 15500-50900는 밸러스트 탱크용으로 특정될 수 있는, Hempel A/S의 항부식성 에폭시 페인트이다. HEMPADUR 15500-50900의 에폭시계 바인더 시스템은 에폭시 당량이 150~700 범위 내인 노보락 에폭시 수지, 에폭시 당량이 150~700 범위 내인 비스페놀 A 에폭시 수지와 경화제로서 알킬렌 아민 및 아랄킬 아민을 함유한다. 점도는 30℃에서 140 KU 미만이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 20:100 내지 50:100 범위 내이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 섬유 1 내지 4를 첨가할 때, 영향받지 않는다.

HEMPADUR PRO 45601-19870은 밸러스트 탱크용으로 특정될 수 있는, Hempel A/S의 항부식성 에폭시 페인트이다. HEMPADUR PRO 45601-19870의 에폭시계 바인더 시스템은 에폭시 당량이 150~700 범위 내인 비스페놀 A 에폭시 수지와 경화제로서의 폴리아미도아민을 함유한다. 또한, HEMPADUR PRO 45601-19870은 알루미늄 안료 (페인트의 고체 부피로 1~7% 범위 내의 양) 및 가소제로서 개질된 방향족 탄화수소 수지 (페인트의 고체 부피로 1~25% 범위 내의 양)를 함유한다. 점도는 30℃에서 140 KU 미만이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 60:100 내지 120:100 범위 내이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 섬유 1 내지 4를 첨가할 때, 영향받지 않는다.

Intershield ENA300은 International Marine Coats Ltd의 알루미늄 순 에폭시 항부식성 페인트로서, 이는 제조된 숍프라이머 (shop primer)에 도포하기 적절하다. 페인트는 물 밸러스트 탱크를 포함하는 다양한 분야에서 특정될 수 있다. Intershield ENA300의 에폭시계 바인더 시스템은 에폭시 당량이 150~700 범위 내인 에폭시 수지와 경화제로서의 마니히 염기 타입 애덕트를 함유한다. 점도는 30℃에서 140 KU 미만이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 60:100 내지 120:100 범위 내이다. 1종 이상의 경화제의 수소 당량과 1종 이상의 에폭시 수지의 에폭시 당량간의 비는 섬유 1 내지 4를 첨가할 때, 영향받지 않는다. 에폭시계 바인더 시스템의 총량은 페인트의 고체 부피로 35~80%의 범위 내이다. 안료 및 충전제의 총량은 페인트의 고체 부피로 10~40% 범위 내이다.

HEMPADUR 45143-11480, HEMPADUR 15500-50900, HEMPADUR PRO 45601-19870 및 Intershield ENA 300을 섬유 페인트의 고체 부피로 각각 7.4% 및 10.7% 가하는 것이 본 발명에 따른 페인트 조성물에 있어서 적절하다. 이들 페인트 조성물은 매우 확고하고 밸러스트 탱크의 부식성 환경을 견딜 수 있다.

방법

시험 판넬의 제조

다른 곳에서 특별히 언급하지 아니하는 한, 사용하는 시험 판넬은 아래에 설명한 절차에 따라 도포한다.

무공기 분사법에 의하여 강철 판넬을 시험할 페인트로 2 × 150 ㎛ (건조 막 두께)로 2회 피복하는데, 이 2번의 피복 공정 간에는 24시간의 간격을 둔다. 사용하는 강철 판넬은 모두 냉간 압연 강판으로서, 표면 프로파일 당량이 BN 10 (Rugotest No. 3)인 Sa 3 (ISO 8501-1)로 연마 블라스트 (blast)시킨다. 달리 언급하지 아니하는 한, 시료를 피복한 후, 판넬을 7일간의 기간 동안 온도 23±2℃ 및 상대 습도 50 ± 5%로 맞춘다.

열 주기 저항 시험

이 방법은 Nace standard TG 260에 따라 행하여진다. 이것은 가속 열 피로 시험인데, 여기서 피복은 빠르고 심한 온도 변화로 인하여 피복 내에 열적 및 기계적 피로를 일으키기 쉽다. 이것은 2시간의 내에 +60℃ 내지 -30℃의 상위 및 하위 온도에 도달할 수 있도록 온도를 프로그램화시켜 조절할 수 있는 오븐 내에서 행한다. 사용하는 판넬은 중앙축의 길이를 따라 강철 플레이트 (100 × 200 × 1.5 mm)를 90°굽혀 제조한 V-형상의 강철 판넬이다. 페인트 조성물의 평평한 층은 90°각으로 제시되는 표면 위 20-30 cm의 거리에서 무공기 분사시켜 도포하고, 평균 건조 막의 두께가 대략 1000 ㎛가 되도록 한다. V 바닥에서 얻어지는 최대 건조 막 두께를 관련 표의 페인트 조성물 각각에 표시한다. 표면에 따른 건조 막 두께의 분포는 분사 도포 및 건조 중 판넬을 어떻게 위치시키는지에 따른다. 다음의 2개 변형이 사용된다.

변형 A: 도포하고자 하는 판넬을 V-형상 판넬의 각 면이 수평선과 45°각을 이루도록 둔다.

변형 B: 도포하고자 하는 판넬을 V-형상 판넬의 면 중 하나와 완전하게 접하는 플레이트 위에, 땅에 대하여 수평이 되도록 둔다.

사용되는 변형을 관련 표에 표시한다.

피복 후, 판넬을 60℃에서 1주일간 후 경화시켜 열 주기 시험을 수행하기 전에 휘발성 성분이 건조 제거되도록 할 것이다. 건조 및 후 경화 동안, 판넬을 도포시와 같이 둔다. 각각을 측정할 때, 시료를 제거하여 도막에 있는 크랙을 현미경으로 조사한다.

인장 강도 시험

시험 방법은 ASTM D 2370-92에 기초한다. 이는, 프리 막으로서 측정하고 표준 조건 하에서 인장 강도 시험을 할 때, 페인트, 바니쉬 또는 관련 제품의 도막의 상대적 연신율, 인장 강도 및 강성도 (탄성 계수)를 측정하는 절차를 포괄한다. 50, 500, 또는 2500 N의 로드 셀이 장착된 Zwick Universal Testing Machine Z2.5/TN1S으로 인장 강도 시험을 수행한다. 최종 도료층을 도포한 지 24시간 후, 20 × 100mm의 시험 조각으로 절단한 오버헤드 포일에 도료(2 × 150 ㎛ 건조 막 두께)를 도포한다. 그런 후 오버헤드 포일을 조각으로부터 제거시켜 도막이 없는 시험 조각을 남긴다. 시료의 조건을 조절한 후에, 시험 기계 시료 홀더에 시료를 고정한다. 하나의 시료 홀더는 고정 위치를 가지고, 다른 시료 홀더는 분당 10 mm의 일정한 속도로 이동된다. 페인트 시료는 시료의 파손이 일어날 때까지 신장시키고, 스트레스 (힘/면적) 및 스트레인 (연신율) 수치를 기록한다. 스트레스 수치가 커질수록 인장 강도가 더 커지고, 연신율이 커질수록 더 유연하게 된다. 절차는 제조된 시험 막 각각에 대하여 3차례 반복한다. 파손될 때까지의 평균 연신율을 계산한다. 섬유를 포함하지 않은 기준 조성물의 평균 연신율을 100으로 맞춘다.

인장 파괴 시험

ISO 4624 (ASTM D 4541)에 따라 P.A.T 유압 접착 시험기로 인장 파괴 시험. 이 시험은 물질 플러그를 떼어내기 전에 표면 면적이 견딜 수 있는 최대 수직력 (장력)을 측정함으로써, 도막 또는 도막 시스템의 인장 파괴 강도를 측정하는 것을 포괄한다. 시험 고정물, 접착 도막 시스템 및 기재를 포함하는 시스템 내에서 가장 취약한 면을 따라 파괴가 일어날 것이다. 판넬을 도장하고 조건을 조절한 후, 표면 면적이 1.58 cm²인 강철 핀 돌(steel pin doll)을 Standard Araldit glue로 시험 판넬 (150 × 200 × 1.5 mm)의 페인트 표면 위에 붙이고 24시간 동안 경화시킨다. glue를 경화시킨 후, doll 주위의 페인트막을 자유롭게 잘라서 기재로부터 분리시키고, P.A.T 표면 부착력 시험기를 사용하여 doll을 파괴한다. 인장 파괴 수치 (인장 강도)를 기록하고, doll의 면적과 관련하여 전환시켜 MPa 단위 값으로 바꾼다. 파열 타입도 기록한다 (점착/접착). 섬유가 포함되지 않은 기준 조성물에 대한 인장 파괴 수치를 100으로 맞춘다.

충격 시험

ISO 6272-1DP , 낙하 무게 (Falling-weight) 시험, Erichsen 충격 시험기를 사용한 넓은 면적 압흔기에 따른 충격 (급격한 변형의 효과). 이 시험 방법은 도막과 그 기재에 충격을 가하여 빠른 변형을 일으키는 방법 및 그러한 변형의 효과를 평가하는 방법을 포괄한다. 판넬을 경화시키고 조건을 조절한 후, 압흔기-헤드가 20 mm Ø인 낙하 무게 1 kg을 거리를 두고 시험 판넬 (150 × 100 × 1.5 mm) 위에 떨어드린다. 판넬은 압흔기 아래 중앙에 위치하는, 27 mm Ø의 홀을 가진 강철 고정물에 의하여 지지된다. 압흔기가 판넬을 때릴 때, 도막 및 기재에 손상을 일으킨다. 점차적으로 거리를 멀리함으로써 중량 감소 및 파열이 종종 일어나는 지점을 측정할 수 있다. 충격치는 최대 충격치를 기록하고, 5회 반복하는데, 페인트막에 있어서 가시적인 크랙이 없고 접착 파열도 없는 결과를 얻는다. 충격치의 단위는 kg.m (Joule)이다. 가능한 파열은 접착력 또는 접착력으로 평가한다.

시험 페인트 제조

시중에서 판매되는 페인트의 기본 성분을 완벽하게 교반시키고, 섬유를 첨가하며, 조성물을 Diaf 용해기에서 15분간 1,000 rpm으로 혼합하여 균질한 혼합물을 얻었다. 도포하기 바로 전에, 시중에서 판매되는 경화제를 첨가하고 페인트 조성물을 균질한 혼합물로 혼합하였다. 사용된 물질 뿐 아니라 그 비율은 표 1 내지 3으로부터 알 수 있다. 그 결과는 표 4 내지 11에 나타낸다.

시험 페인트 조성물

	HEMPADUR 45143-11480	모델 페인트 A1
	양 (습시료 중량부)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체부피)
HEMPADUR 기재 (45148-11480)	81.9	81.9
HEMPADUR 경화제 (97820-00000)	18.2	18.1
혼합 생성물	100.0	100.0	92.6
섬유 1	-	-	-
섬유 2	-	-	-
섬유 3	-	-	-
섬유 4	-	5.2	7.4
SVR	60.0	62.8^*
에폭시계 바인더 시스템 %고체부피	52.9	49.3
안료 및 충전제 %고체부피	26.9	25.0

*) HEMPADUR 45143-11480에 대한 측정치를 기준으로 계산

	HEMPADUR 15500-50900	모델 페인트 B1
	양 (습시료 중량부)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체부피)
HEMPADUR 기재 (15509-50900)	93.8	93.8
HEMPADUR 경화제 (97580-00000)	6.2	6.2
혼합 생성물	100.0	100.0	92.6
섬유 1	-	8.2	7.4
섬유 2	-	-	-
섬유 3	-	-	-
섬유 4	-	-	-
SVR	68.0	70.2^*
에폭시계 바인더 시스템%고체부피	59.0	54.6
안료 및 충전제 %고체부피	37.3	34.6

*) HEMPADUR 15500-50900에 대한 측정치를 기준으로 계산

	Hempadur Pro 45601-19870	모델 페인트 C1		모델 페인트 C2		모델 페인트 C3		모델 페인트 C4
	양 (습시료 중량부)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체 부피)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체 부피)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체 부피)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체 부피)
HEMPADUR PRO 기재 (45609- 19870)	85.4	85.4		85.4		85.4		85.4
Hempadur Pro 경화제 (97330- 00000)	14.6	14.6		14.6		14.6		14.6
혼합 생성물	100.0	100.0	89.3	100.0	92.6	100.0	92.6	100.0	92.6
섬유 1	-	15.4	10.7	-	-	-	-	-	-
섬유 2	-	-	-	5.6	7.4	-	-	-	-
섬유 3	-	-	-	-	-	10.8	7.4	-	-
섬유 4	-	-	-	-	-	-	-	5.2	7.4
SVR	66.0	69.3^*		68.3^*		68.3^*		68.3^*
에폭시계 바인더 시스템 (%고체 부피)	51.6	46.1		47.8		47.8		47.8
안료 및 충전제 (%고체 부피)	28.5	25.4		26.3		26.3		26.3

*) HEMPADUR Pro 45601-19870에 대한 측정치를 기준으로 계산.

결과

인장 강도 시험 결과

	HEMPADUR 45143-11480	모델 페인트 A1
파손시 연신율 25℃	100	121
파손시 연신율 60℃	100	117

	HEMPADUR 15500-50900	모델 페인트 B1
파손시 연신율 25℃	-	-
파손시 연신율 60℃	100	162

열 주기 저항 시험 결과

HEMPADUR 15500-50900, HEMPADUR PRO 45601-19870 및 Intershield ENA300와 같이 시중에서 판매되는 제품은 명세서에 따라 도포시킬 때 크랙에 민감하진 않지만, 만약 제품이 1000 ㎛ 이상과 같이 매우 두꺼운 건조 막 두께로 도포된다면 유연성이 높을 필요가 있다.

최대 건조 막 두께 5500~6200 ㎛^*	HEMPADUR 15500-50900	모델 페인트 B1
13번 주기 후	크랙	크랙 없슴

*) 분사 도포 및 건조 동안 판넬을 위치시킴: 변형 A.

최대 건조 막 두께 1600~2200 ㎛^*	HEMPADUR PRO 45601-19870	모델 페인트 C1	모델 페인트 C2	모델 페인트 C3	모델 페인트 C4
13번 주기 후	크랙	크랙 없슴	크랙 없슴	크랙 없슴	크랙 없슴

*) 분사 도포 및 건조 동안 판넬을 위치시킴: 변형 B.

인장 파괴 시험 결과

페인트 조성	인장 파괴 수치
HEMPADUR 45143-11480	100
모델 페인트 A1	100
HEMPADUR 15500-50900	100
모델 페인트 B1	95
HEMPADUR PRO 45601-19870	100
모델 페인트 C1	98

결과는 섬유를 첨가한 후 층간의 양호한 접착과 각 층 내의 높은 강도가 동일하게 높은 수준으로 유지된다는 것을 보여준다.

	인터쉴드 ENA 300	모델 페인트 D1		모델 페인트 D2
	양 (습시료 중량부)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체부피)	양 (습시료 중량부)	양 (%고체부피)
ENA 300 기재	78.3	78.3		78.3
ENA 303 경화제	21.7	21.7		21.7
혼합 생성물	100.0	100.0	92.6	100.0	92.6
섬유 1	-	10.7	7.4	-	-
섬유 2	-	-	-	-	-
섬유 3	-	-	-	11.3	7.4
섬유 4	-	-	-	-	-
SVR	60	61.8^*		61.8^*
에폭시계 바인더 시스템 (% 고체 부피)	73.1% ± 5% ^**	67.7% ± 5% ^**		67.7% ± 5% ^**
안료 및 충전제 (% 고체 부피)	24.4% ± 5%^**	22.6% ± 5% ^**		22.6% ± 5% ^**

*) 데이터쉬트에 적힌 수치를 기준으로 계산함.

**) 생성물 분석으로 결정된 조성을 기준으로 계산함.

열 주기 저항 시험 결과

최대 건조 막 두께: ^*400~550	인터쉴드 ENA 300	모델 페인트 D1	모델 페인트 D2
192 주기 후	크랙 없슴	크랙 없슴	크랙 없슴
252 주기 후	크랙	크랙 없슴	크랙 없슴
384 주기 후	크랙	크랙 없슴	크랙 없슴
500 주기 후	크랙	크랙 없슴	크랙 없슴

*) 분사 도포 및 건조 동안 판넬을 위치시킴: 변형 A

에폭시 도막을 열 주기 저항 시험에서 200회 이상의 주기에 노출시키는 것은 매우 필요한 시험이다. 전형적으로 시중에 판매되는 제품, 예컨대 HEMPADUR PRO 45601-19870은 특정 dft에서 200 내지 250회 주기 후에 크랙이 생기기 시작할 것이다. 이 시험법은 도료를 단지 250~500 ㎛의 총 건조 막 두께 (밸러스트 탱크 도막용으로 특정된 전형적인 dft)로 도포시키는 경우에도, 크랙 저항성의 상대적인 수준을 측정하는데 사용할 수 있다.

충격 시험 결과

페인트 조성	충격치
인터쉴드 ENA300	45
모델 페인트 D1	60
모델 페인트 D2	55
Hempadur Pro 45601	50
모델 페인트 C4	60
Hempadur 45143	40
모델 페인트 A1	50

Claims

수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 60:100 내지 120:100 범위 내인 에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피에 대해 35~80%;
평균 길이가 250 ㎛ 이하인 적어도 1종의 무기 섬유를 페인트의 고체 부피에 대해 0.5~30%; 및
충전제, 안료, 가소제 및 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택되는 기타 성분을 전체 페인트 고체의 부피가 100%가 되도록 포함하는, ASTM D562-01 따라 측정시 30℃에서 점도가 140 KU 이하인 페인트 조성물로서,
상기 에폭시계 바인더 시스템은 (a) 비스페놀 A 및 비스페놀 F로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 에폭시 수지 및 (b) 적어도 1종의 폴리아미도아민 또는 마니히(Mannich) 염기 경화제를 포함하는 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시계 바인더 시스템은 (a) 비스페놀 A 에폭시 수지 및 (b) 적어도 1종의 마니히 염기 경화제를 포함하는 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 적어도 1종의 에폭시 수지의 에폭시 당량은 100 내지 1500인 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 적어도 1종 무기 섬유는 평균 길이가 50 내지 170 ㎛ 이고, 평균 길이와 평균 두께 간의 비율은 2 이상인 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 페인트 조성물은
에폭시계 바인더 시스템을 페인트의 고체 부피에 대해 35 내지 80%;
섬유를 페인트의 고체 부피에 대해 0.5 내지 30%;
안료 및 충전제를 페인트의 고체 부피에 대해 10 내지 45%;
가소제를 페인트의 고체 부피에 대해 0 내지 30%; 및
첨가제를 페인트의 고체 부피에 대해 0 내지 10%의 양으로 포함하는 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 페인트 조성물은 알루미늄 안료를 페인트의 고체 부피에 대해 1 내지 7%의 양으로 포함하는 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시계 바인더 시스템은 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 70:100 내지 110:100 범위 내인 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시계 바인더 시스템은
에폭시 당량이 150 내지 700인 비스페놀 A 에폭시 수지; 및 폴리아미도아민 경화제를 포함하는 것인 페인트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시계 바인더 시스템은
적어도 1종의 노보락(novolac) 에폭시 수지; 및
알킬렌 아민 및 아랄킬아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 경화제를 포함하는 것으로서,
상기 에폭시계 바인더 시스템은 수소 당량과 에폭시 당량간의 비가 60:100 내지 110:100 범위 내인 것을 특징으로 하는 페인트 조성물.
액체 저장 탱크의 내부 표면에 내크랙성 에폭시 도막을 형성하는 방법으로서, 상기 방법은
(i) 제1항에 따른 페인트 조성물을 액체 저장 탱크의 내부 표면에 적용하여 상기 표면에 경화성 페인트막을 형성시키고,
(ii) 상기 경화성 페인트막을 경화시켜 에폭시 도막을 형성시키는 것
을 포함하는 것인 방법.