KR101744450B1 - 친환경 에폭시 조성물 및 시공방법 - Google Patents

친환경 에폭시 조성물 및 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은 소포제, 토너, 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 탄산칼슘, 레베링제 및 황산바륨을 함유하는 주제부; 및 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 벤질알콜 및 이소포론 디아민을 함유하는 경화부를 함유할 수 있다.

Description

친환경 에폭시 조성물 및 시공방법{Eco-friend epoxy composition and flooring material}
본 발명은 친환경 에폭시 조성물 및 시공방법에 관한 것으로, 상세하게는 인체에 유해하지 않은 친환경 용제를 사용한 친환경 에폭시 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 주차장, 병원, 공항, 백화점, 학교 등의 콘크리트 건물이 준공된 후에는 건물 내부의 콘크리트 바닥면을 보호하면서도 외형적인 미감을 향상시키기 위하여 대부분 에폭시계 바닥제 도료를 시공하며, 이러한 에폭시계 바닥제를 시공함으로써 수시로 출입하는 차량이나 사람들의 왕래 시 편안하고 안정적인 주행 및 보행이 가능하면서도 빗물로부터 콘크리트 바닥면의 누수를 방지하게 된다.
종래기술(한국등록특허 제1034561호)를 참조하면, 이러한 용도로 사용되는 에폭시계 바닥제는 수지성분, 경화제, 희석제, 기타 첨가제 등을 액상의 상태로 배합하여 콘크리트 바닥면에 도포한 후 일정시간 동안 경화시키는 것으로서 완성되며, 현재 여러 형태의 에폭시계 바닥제가 시중에 널리 보급되어 있다.
에폭시계 바닥제를 구성하게 되는 액상의 에폭시 도료는 크게 용제형과 무용제 형으로 나누어 구분할 수 있는데, 에폭시 도료는 시멘트 콘크리트 면을 보호하기 위하여 도포하는 도료로서 우수한 접착력, 내화학성, 내수성, 내충격성 등이 유사한 여타의 도료에 비하여 성능이 월등하여 널리 사용되고 있는 실정이다. 특히나 각종 바닥 면에 내약품성, 내수성, 내마모성, 청결을 유지하기 위하여 아크릴, 용제형 에폭시, 무용제형 에폭시, 탄성우레탄 그리고 각종 하드너 등을 시공하는데 이 중에서 성능이나 경제성 등에서 에폭시계의 도료가 가장 널리 사용되고 있다.
상기 용제형 에폭시 도료는 접착력, 내수성, 내약품성, 내마모성 등은 좋지만 용제의 함량이 높아서 도장 작업 중 작업자의 건강을 해치며, 작업이 완료된 후 사용 시에도 잔존의 유기 용제가 공기를 오염시켜 실내 환경기준의 준수가 어렵게 된다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 개발된 도료가 무용제형 자기 수평형 에폭시 도료인데, 이 도료는 퍼짐성이 좋아서 표면의 미려함은 우수하나 표면에 유분이나 수분이 있으면 미끄러짐성이 있어 안전성에 문제가 제기된다.
일반적으로 주차장이나 진입로 등에 대체적으로 녹색 또는 회색 일변도로 도시미관이나 주변환경을 무시한 시공이 이루어지고 있으며, 에폭시 특유의 미끄러짐으로 인하여 많은 사람이 넘어져 다치기 쉬우며 교통사고도 빈번하게 일어나고 있다. 또한, 자전거 도로나 보행로의 칼라 투수콘 위에 에폭시를 뿌려 보행자의 낙상이 우려되고 있다. 따라서, 이러한 기존 에폭시의 단점을 보완할 뿐만 아니라 도시환경과 미관에 어우러지는 디자인 무늬를 도포함으로써 사람들의 안전과 도시환경에 보다 도움을 줄 수 있는 에폭시계 포장재의 개발이 시급한 실정이다.
이에 상기한 문제점을 해결하면서 다양한 무늬와 색상으로 도시 미관에 기여할 수 있는 에폭시계 바닥재를 개발하기 위해 계속 연구를 진행하던 중 에폭시 수지에 특수 변성경화제와 무기질 첨가제 등을 사용하여 전체적인 물성이 매우 우수한 친환경 초무취 차세대 고강도 바닥재를 완성할 수 있었다.
본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 에폭시 수지에 특수 변성경화제와 무기질 첨가제 등을 사용하여 전체적인 물성이 매우 우수한 친환경 초무취 차세대 고강도 바닥재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은 소포제, 토너, 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 탄산칼슘, 레베링제 및 황산바륨을 함유하는 주제부; 및 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 벤질알콜 및 이소포론 디아민을 함유하는 경화부를 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은 상기 주제부와 상기 경화부가,
4:1의 배합 비율인 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 주제부는, 1.1 내지 1.3 중량부 소포제, 3.1 내지 3.3 중량부 토너, 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 16 내지 20 중량부 탄산칼슘, 0.7 내지 0.9 중량부 레베링제 및 18 내지 22 중량부 황산바륨을 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 주제부는, 7 내지 9 중량부 지방성 글라이시딜 에테르를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 주제부는, 0.7 내지 0.9 중량부 세피올라이트 화합물을 더 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 경화부는, 18 내지 22 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 7 내지 9 중량부 벤질알콜 및 68 내지 72 중량부 이소포론 디아민을 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 경화부는, 1 내지 3 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란을 더 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 토너는, 이산화타이타늄 유기 화합물, 카본블랙, 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물의 상기 토너는, 1.4 내지 1.6 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물, 0.01 내지 0.03 중량부 카본블랙, 0.03 내지 0.05 중량부, 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.03 내지 0.05 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 1.4 내지 1.8 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은 1.1 내지 1.3 중량부 소포제, 3.1 내지 3.3 중량부 토너, 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 16 내지 20 중량부 탄산칼슘, 0.7 내지 0.9 중량부 레베링제, 7 내지 9 중량부 지방성 글라이시딜 에테르, 0.7 내지 0.9 중량부 세피올라이트 화합물 및 18 내지 22 중량부 황산바륨을 함유하는 주제부; 및 18 내지 22 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 7 내지 9 중량부 벤질알콜, 1 내지 3 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란 및 68 내지 72 중량부 이소포론 디아민을 함유하는 경화부를 함유하며, 상기 토너는, 1.4 내지 1.6 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물, 0.01 내지 0.03 중량부 카본블랙, 0.03 내지 0.05 중량부 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.03 내지 0.05 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 1.4 내지 1.8 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유할 수 있다.
본 발명에 따르면 특수 변성경화제와 무기질 첨가제 등을 사용하여 전체적인 물성이 우수한 친환경 초무취 고강도 바닥재를 제공할 수 있다.
또한, 바닥면과의 부착력이 우수하여 탈락의 위험이 적을 뿐만 아니라, 횡력에 의한 찢김 저항성이 우수한 바닥재를 제공할 수 있다.
또한, 수분의 흡수가 적어 도막의 연질화를 방지하고, 동절기에도 눈, 얼음 등으로 인한 결빙을 방지할 수 있다.
또한, 휘발성 방향족 탄화수소를 생성하지 않아 시공자나 거주자들에게 쾌적하고 안전한 환경을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 에폭시계 바닥재를 사용하여 유색 도장한 바닥면의 사진.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물을 사용하여 유색 도장한 바닥면의 사진.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물을 이용한 시공방법에 따라 시공된 바닥면의 사진.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은, 기존의 제품에서 점도를 낮추기 위해 사용하던 냄새가 나는 반응성 희석재를 제외하고, 저점도의 다관능 에폭시 수지를 사용하여 냄새를 최소화한 바닥재이다.
상기 다관능의 고급수지를 본 발명에 적용함으로서, 강도 및 여러 가지 물성을 향상시켰고, 아민을 부가시켜 만든 부가생성물인 아민 경화제를 사용하여 제품의 레벨링 특성과 압축강도를 향상시켰다.
일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물은 주제부 및 경화부를 함유할 수 있다.
상기 주제부는 열경화성 수지일 수 있으며, 상기 경화부는 상기 주제부와 혼합되어 상기 주제부의 경화 반응을 촉진하거나 조절할 수 있는 경화제의 역할을 하는 구성요소일 수 있다.
즉, 상기 주제부와 상기 경화부의 혼합 비율은 시공 환경에 따라 다르게 구현될 수 있으나, 바람직하게는 4:1일 수 있다. 이는, 기존의 동급 무용제(도막성)는 배합비율 즉, 혼합비율이 2:1, 2.5:1, 3:1 정도인데 비해 본 발명의 친환경 에폭시 조성물은 주제부의 비율을 높여 바닥재의 효능을 향상시킬 수 있다.
상기 주제부는, 1.1 내지 1.3 중량부 소포제, 3.1 내지 3.3 중량부 토너(Toner), 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F), 16 내지 20 중량부 탄산칼슘(CaCO3), 0.7 내지 0.9 중량부 레베링제 및 18 내지 22 중량부 황산바륨(BaSO4)을 함유할 수 있다.
여기서, 상기 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F)는 비스페놀 F(BPF)와 에피클로로하이드린(ECH, epichlorohydrin)이 반응하여 제조되는 수지일 수 있으며, 낮은 점도를 구비하고, 다른 반응성 희석제와의 상용이 좋으며 경화 후, 기계적 강도, 접착력 및 내 약품성이 우수하다. 또한, 휘발성유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)이 검출되지 않으며 냄새가 적다.
또한, 상기 레베링제는 폴리디메틸실옥산(Polydimethylsiloxane) 용액일 수 있으며, 상기 소포제는 Polysiloxane 용액일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주제부는, 7 내지 9 중량부 지방성 글라이시딜 에테르(Aliphatic glycidyl ether)를 더 함유할 수 있다.
상기 지방성 글라이시딜 에테르(Aliphatic glycidyl ether)는 반응성 회석제로서 냄새가 적고 수지와의 상용성의 좋아 물성에 변화가 없이 점도를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주제부는, 0.7 내지 0.9 중량부 세피올라이트 화합물(Organically Modified Sepiolite)을 더 함유할 수 있다.
세피올라이트 화합물(Organically Modified Sepiolite)은 무기점토질 광물로서 첨가 시 망상구조를 형성하여 침강 방지 효과가 우수하며, 레베링성을 방해하지 않는 친환경 침강방지제일 수 있다.
또한, 상기 토너는, 1.4 내지 1.6 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물(R-TiO2), 0.01 내지 0.03 중량부 카본블랙(Carbon Black), 0.03 내지 0.05 중량부 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.03 내지 0.05 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 1.4 내지 1.8 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F)를 함유할 수 있다.
일반적으로, 무용제 에폭시의 시공방법은 프라이머를 사용하는데 그 이유는 모체(바닥)와 제품(무용제 에폭시, 바닥재)과의 부착력을 높이기 위함인데 반해, 본 발명의 주제부는, 다관능이고 수지의 점도가 낮기 때문에 모체(바닥)에 침투력이 월등하여 부착력이 우수한 효과를 발휘하므로 별도의 프라이머를 사용하지 않아도 된다. 구체적으로, 기존의 동급 무용제는 약간의 용제 냄새가 나며, 희석제(용재)를 3~5% 첨가하여 시공하는 경우인데 반해, 본 발명은 점도가 낮기 때문에 별도의 프라이머 ?이 사용하며 나아가 희석재를 섞지 않아도 우수한 밀도를 확보할 수 있다.
이에 관하여, 이하 실시예 및 비교예를 통해 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기 경화부는, 18 내지 22 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F), 7 내지 9 중량부 벤질알콜(Benzyl alcohol) 및 68 내지 72 중량부 이소포론 디아민(IPDA, Isophorone diamine)을 함유할 수 있다.
상기 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F)에 관하여는 이미 설명한 바 있다.
일 실시예에서 상기 경화부는, 1 내지 3 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란(3-glycidoxy propyltrimethoxy Silane)을 함유할 수 있다.
상기 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란(3-glycidoxy propyltrimethoxy Silane)은 유기재료와 무기재료를 연결시켜주는 재료로서 접착력 증대와 인장강도, 내열성 및 내 약품성 등을 향상시킬 수 있다.
실시예 1
주제부: 1.2 중량부 소포제, 3.2 중량부 토너(Toner), 48 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F), 18 중량부 탄산칼슘(CaCO3), 0.8 중량부 레베링제, 20 중량부 황산바륨(BaSO4), 8 중량부 지방성 글라이시딜 에테르(Aliphatic glycidyl ether) 및 0.8 중량부 세피올라이트 화합물(Organically Modified Sepiolite)로 구성되고, 상기 토너는 1.5 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물(R-TiO2), 0.02 중량부 카본블랙(Carbon Black), 0.04 중량부 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.04 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F)를 함유함
경화부: 20 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F), 8 중량부 벤질알콜(Benzyl alcohol), 70 중량부 이소포론 디아민(IPDA, Isophorone diamine) 및 2 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란(3-glycidoxy propyltrimethoxy Silane)을 함유함
상기 주제부와 상기 경화부의 혼합 비율은 시공 환경에 따라 다르게 구현될 수 있으나, 바람직하게는 4:1일 수 있다. 이는, 기존의 동급 무용제(도막성)는 배합비율 즉, 혼합비율이 2:1, 2.5:1, 3:1 정도인데 비해 본 발명의 친환경 에폭시 조성물은 주제부의 비율을 높여 바닥재의 효능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 경화부는 냄새가 심하게 나는 아민을 특수 adduct반응을 통해 adducted amine 경화제를 만들어 냄새를 최소화한다.
비교예 1
주제부: 상기 실시예 1의 상기 주제부의 구성요소 중, 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르(Diglycidyl ether of bisphenol F), 지방성 글라이시딜 에테르(Aliphatic glycidyl ether) 및 세피올라이트 화합물(Organically Modified Sepiolite)을 사용하지 않고, 나머지 조성물들은 각각의 중량부 비율을 같은 배수로 하여 100%를 구성함.
경화부: 상기 실시예 1의 상기 경화부의 구성요소 중, 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란(3-glycidoxy propyltrimethoxy Silane)을 사용하지 않고, 나머지 조성물들은 각각의 중량부 비율을 같은 배수로 하여 100%를 구성함.
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 친환경 에폭시 조성물의 물성 확인시험을 수행한 결과가 하기 표 1에 기재되었으며, 각 물성의 시험방법은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
[표 1]
Figure 112016082746053-pat00001
① 압축강도: KS M3015(2003년판)에 의거 압축강도를 측정한다.
구체적으로, 상기 압축강도(N/mm2)는,
시험기: 크로스헤드 이동 속도를 일정하게 유지할 수 있는 재료 시험기(재료 시험기의 표준 하중에 대한 허용차는 ±1%로 압축 파괴될 때의 하중이 용량의 15~85% 범위 안에 들어가는 것)
시험편: 상기 실시예 1 및 상기 비교예 1의 친환경 에폭시 조성물을 길이 25.4±0.3mm, 나비 12.7±0.3mm, 두께 12.7±0.3mm로 성형한 것, 또는 길이 약 127mm, 나비 12.7±0.3mm, 두께 12.7±0.3mm로 성형한 것으로부터 잘라서 길이 25.4±0.3mm로 다듬은 것으로 항상 하중이 가해지는 면의 평행도는 0.1mm 이내로 되도록 성형.
방법: 상기 시험편의 길이, 나비 및 두께를 각각 외측 마이크로미터로 0.01mm까지 정확히 재고, 높이는 버니어 캘리퍼스로 0.02mm까지 재어 평행도를 확인한다. 그 다음, 상기 시험편을 상기 시험기에 올려놓고, 크로스헤드 이동 속도 1±0.5mm/min으로 하중을 가하고, 상기 시험편이 파괴되었을 때의 하중을 측정한다.
압축강도는 다음 식에 따라 계산된다.
Figure 112016082746053-pat00002
여기에서 σcB: 압축강도(N/mm2), P: 시험편이 파괴되었을 때의 하중(N), A: 시험편의 파괴 전의 가압 단면적(mm2)을 의미한다.
② 인장 접착(부착)강도: KS M3722(2008년판)에 의거 인장 접착(부착)강도를 측정한다.
구체적으로, 상기 인장 접착(부착)강도는,
시험기: 파괴 하중이 시험기 용량의 15~85%에 해당하는 것을 사용하고 하중 속도는 매분 1.96~3.92Kn으로 한다.
시험편: 접착제를 도포한 시험편 재료의 자연 건조, 예비 경화 또는 상기 시험편을 접착한 후 경화 등의 조작은 특별히 고려한 표준 방법이나 특별히 검토한 특수 조작법이 없는 한 접착제 제조자가 지정하는 조작방법을 적용
방법: 상기 시험편을 상기 시험기에 장착하여 하중을 걸어서 시험을 하고, 시험체가 파괴될 때의 최대 하중 및 접착 면적을 기록.
상기 인장 접착(부착)강도는 최대 하중(N)을 실측한 접착 면적(cm2)으로 나누어 접착 강도를 구하고, 모든 측정값의 평균을 계산하여 정수 자리를 끝맺음 하여 구한다.
③ 인장강도: KS M ISO527-2(2013년판)에 의거 인장강도를 측정한다.
구체적으로, 상기 인장강도(N/mm2)는,
시험기: 시험편을 고정하기 위한 그립은 시험편의 주요 축이 그립 어셈블리의 중앙선을 통과해 신장 방향과 일치하도록 시험기에 부착되어야 한다. 시험편은 조임 집게에 연관된 미끄러짐(slip)이 방지되도록 고정되어야 한다. 조임용 장치는 집게에 때이른(premature) 파절 또는 그립 내의 시험편의 찌그러짐(squashing)을 야기해서는 안 된다.
시험편: 인장 특성을 측정하기 위한 적당한 시험편의 형태는 폭이 10~25mm이고, 길이는 150mm가 넘지 않는 조각으로, 시험편의 중앙 부분에서 50mm 떨어져 있는 두 개의 평행한 표시선을 갖는다. 일부 필름은 시험 장비의 허용값 이상의 높은 신장률을 갖는다. 이 경우에 그립 사이의 초기 거리를 50mm까지로 줄이는 것이 허용된다.
인장강도는 다음 식에 따라 계산된다.
Figure 112016082746053-pat00003
여기서, σ: 인장 응력(MPa), F: 측정 하중(N), A: 시험편의 초기 단면적(mm2)이다.
④ 굴곡강도(굽힘강도): KS M3015(2003년판)에 의거 굴곡강도를 측정한다.
구체적으로, 상기 굴곡강도(N/mm2)는,
시험기: 크로스헤드 이동 속도를 일정하게 유지할 수 있는 적당한 재료 시험기(재료 시험기의 표준 하중에 대하여 허용 오차가±1%로 파단할 때의 하중이 그 용량의 15% 이상 85% 이하에 상당하는 것)
시험편: 길이 80mm 이상, 높이 4±0.2mm, 나비 10±0.5mm로 성형.
방법: 상기 실시예 1 및 상기 비교예 1의 친환경 에폭시 조성물의 높이와 나비를 외측 마이크로미터를 사용하여 각각 0.01mm까지 정확하게 잰 후, 16h±0.5mm의 지점 간의 거리로 상기 시험편을 가압하여 상기 시험편이 부러졌을 때의 무게를 측정한다.
굴곡강도는 다음 식에 따라 계산된다.
Figure 112016082746053-pat00004
여기에서, σFb: 굴곡(굽힘) 강도(N/mm2), P: 시험편이 절단될 때의 하중(N), LV: 지점 간 거리(mm), W: 시험편의 나비(mm), h: 시험편의 높이(mm)를 의미한다.
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물인 실시예 1은 비교예 1에 비하여 3배 이상 우수한 압축강도를 구비하여 외부 충격 및 파손에 강하며, 인장 접착(부착)강도는 3배 이상 우수하여 바닥면으로부터 탈락의 위험이 적다.
또한, 상기 실시예 1의 인장강도는 상기 비교예 1에 비하여 2배 이상으로 횡력에 의한 찢김 저항성이 탁월하며, 상기 실시예 1의 굴곡강도는 상기 비교예 1과 비교하여 2배이상으로 철재 상에 도장 시 외부충격으로 철재가 변형되었을 때도 도막의 파손이 방지될 수 있다.
[표 2]
Figure 112016082746053-pat00005
① 신장율: KS M ISO527-2(2013년판)에 의거 신장율을 측정한다.
시험기: 시험기는 시험 도중에 언제라도 시험편의 표점 거리 변화를 측정할 수 있어야 하며, 시험기가 이 변화를 자동적으로 기록하는 것이 바람직하기는 하지만 이것이 필수적인 것은 아니다. 상기 시험기는 본질적으로 규정된 시험 속도에서 관성 지연(interia lag)이 없어야 한다.
신장율은 다음 식에 따라 계산된다.
Figure 112016082746053-pat00006
여기서, ε: 해당 변형 값(단위: 무차원비 또는 %), L0: 시험편의 표점 거리(단위: mm), ΔL0: 표점 사이에서의 시험편 길이 증가(단위: mm)를 의미한다.
② 내마모성: ASTM D4060-10에 의거 내마모성을 측정한다.
구체적인 시험방법은 ASTM D4060-10을 참조
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물인 실시예 1은 비교예 1과 비교하여, 내마모성이 3배 이상 우수하여 바닥재로 사용 시 차량, 지게차 등에 의한 바닥의 손상을 최소화하여 건물의 수명을 증가시키는 동시에 유지보수 비용을 절감하는 효과가 있다.
[표 3]
Figure 112016082746053-pat00007
① 경도: ASTM D2240-05(2010년판)에 의거 경도를 측정한다.
구체적인 시험방법은 ASTM D2240-05(2010년판)을 참조
② 흡수율: KS M3015(2003년판)에 의거 흡수율을 측정한다.
구체적으로, 상기 흡수율(%)는,
장치: 화학저울(감량 1mg), 무게 다는 병(시험편을 넣었다 꺼낼 수 있는 마개 달린 것), 항온 물중탕(증류수를 23±0.5°C로 조절할 수 있는 것), 항온조(50±2°C로 조절할 수 있는 것), 데시케이터(건조 염화칼슘이 든 것), 유리로 된 뚜껑 달린 흡수용 용기(시험편을 넣었다 꺼낼 수 있는 것), 온도계(최고 50°C까지 표시되어 있고 0.1°C의 눈금을 가진 온도계와 최고 100°C까지 표시되어 있고 1°C의 눈금을 가진 것)
시험편: 지름 50±1mm, 두께 3±0.2mm로 성형
전처리: 50±2°C로 유지한 항온 오븐 속에서 시험편을 24±1시간 건조 처리한다. 이 경우 상기 시험편은 두께 약 10mm의 석면판 위에 놓여 있는 거름종이 위에 놓는다.
방법: 전처리 후의 상기 시험편을 데시케이터 속에서 20±10°C까지 냉각시키고, 그 무게를 1mg까지 정확히 단다. 다음 23±0.5°C의 증류수가 든 흡수용 용기 속에 24±1시간 담가 놓았다가 꺼내어 건조하고, 깨끗한 외올베 등으로 닦고 표면의 먼지를 새깃이나 붓으로 털고, 1분 안에 무게 다는 병에 넣고 흡수후의 무게를 1mg까지 정확히 단다. 여기서, 물 속에 담가 놓았을 때 상기 시험편이 서로 접촉하지 않도록 주의한다.
흡수율은 다음 식에 따라 계산된다.
Figure 112016082746053-pat00008
여기서, A: 흡수율(%), W1: 흡수 전의 시험편의 무게(g), W2: 흡수 후의 시험편의 무게(g)이다.
③ TVOCs: KS M ISO11890-2(2012년판)에 의거 TVOCs를 측정한다.
구체적인 시험방법은 KS M ISO11890-2(2012년판)을 참조
상기 표 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물인 실시예 1은 비교예 1과 비교하여, 경도가 우수하며, 흡수율은 70% 이상 수분의 흡수가 적어 도막의 연질화를 방지하고, 동절기에는 눈, 얼음 등으로 인한 결빙을 방지할 수 있다.
또한, 실시예 1의 TVOCs(Total Volatile Organic Compounds, 총휘발성유기화합물)은 비교예 1의 3% 대기환경청기준의 0.6% 수준으로 이는, 극미량의 VOC로 전세계적으로 판매되는 페인트 중에서도 탑 클래스 수준의 인체에 무해한 친환경페인트이다.
나아가, 상기 실시예 1의 VACs(Volatile Aromatic HydroCarbons, 휘발성 방향족 탄화수소)는 검출되지 않았다. 즉, 인체에 흡수되어 아토피, 알러지와 장기간 노출 시 각종 암을 유발할 수 있는 휘발성 방향족 탄화수소의 검출이 안되어 시공자나 거주자들에게 쾌적하고 안전한 환경을 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물을 이용한 시공방법에 따라 시공된 바닥면의 사진이며, 이하 설명할 바닥재 시공방법에 따라 시공된 바닥을 실제 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 에폭시 조성물(이하, 에폭시 조성물)을 이용한 바닥재 시공방법에 관하여 설명하기로 한다.
우선, 상기 에폭시 조성물을 도포할 바닥의 바탕면을 깨끗하게 준비시킨 후, 상기 에폭시 조성물을 0.3kg 내지 1kg을 로라 또는 레기를 이용하여 도포(제1 단계)할 수 있다. 이 때, 상기 에폭시 조성물 이외의 희석재는 사용되지 않는다.
여기서, 일반적인 바닥재의 경우에는 바닥과 바닥재의 접착력을 향상시키기 위하여 별도의 용제(접착제)가 포함된 프라이머에 희석재를 혼합하여 바닥재를 바닥에 도포하기 전에 미리 도포하나, 본 발명의 에폭시 조성물을 이용한 바닥재의 시공에 있어서는 이러한 단계가 필요치 않다. 이는, 상기 에폭시 조성물의 접착 강도가 상기 용제(접착제)가 불필요할 정도로 우수하여, 상술한 용제(접착제)가 포함된 프라이머를 이용하여 바닥과 바닥재의 접착력을 높일 필요가 없기 때문이다.
상기 용제(접착제)를 이용하여 바닥재를 시공하는 경우에는 상기 용제로 인해 발생하는 유해성분 및 특유의 냄새(악취)가 발생하는데 이러한 유해성분 및 냄새는 바닥재의 시공 과정에서 작업자의 작업 능률을 떨어뜨리거나 시공이 완료된 상태에서 일정 시간 동안 지속되어 바닥재 시공을 거친 공간의 사용을 제약하는 요소로 작용한다. 즉, 이러한 현상을 완화하기 위하여 작업장 내에는 별도의 배풍시설을 설치하여야 한다.
본 발명의 상기 에폭시 조성물은 용제(접착제)를 사용하지 않고도, 바닥 시공을 진행할 수 있어 상기와 같은 문제점이 발생하지 않는다.
즉, 상기 에폭시 조성물을 이용하여 바닥재를 시공하는 과정에서 작업자가 악취로 인한 작업 방해를 받지 않을 뿐만 아니라, 바닥재의 시공 완료 후, 바닥재의 건조가 완료되면 별도의 환기(또는 배풍시설)를 요하지 않아 바닥 시공이 완료된 공간을 활용할 수 있다.
본 발명의 상기 에폭시 조성물을 이용한 시공방법의 다음 단계는, 원하는 바닥재의 두께를 구현하기 위하여 미장칼 또는 레기로 상기 에폭시 조성물을 재차 도포(제2 단계)할 수 있다. 이 때, 상기 에폭시 조성물은 자체수평기능을 보유하고 있다.
여기서, 상기 제1 단계는 통상적으로 하도 작업이라 칭하며, 상기 제2 단계는 통상적으로 상도 작업이라 칭한다. 상기 제1 단계가 완료되면 건조 작업을 거칠 수 있다. 이 때, 상기 제1 단계에 대한 건조 시간은 대략 8시간 정도일 수 있다. 또한, 상기 제2 단계가 완료되면 건조 작업을 거칠 수 있다. 이 때, 상기 제2 단계에 대한 건조 시간은 대략 15시간일 수 있다.
한편, 참고적으로 본 발명의 시공방법과 비교하여 일반적인 바닥재 시공방법을 설명하면, 하도 작업 - 프라이머(용제가 포함된)에 희석재를 넣고 교반 후, 바닥에 도포, 중도 작업 - 바닥재에 희석재를 혼합하여 바닥에 도포, 상도 작업 - 바닥재에 희석재를 혼합하여 바닥에 재차 도포와 같은 과정을 거치며, 각각의 단계의 건조 과정과 배풍 시설 설치 및 보양을 위한 작업을 포함하면, 시공 기간이 대략 6일이 소요될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 조성비에 따라 친환경 에폭시 조성물을 구성하여 설명하였으나, 상기 조성비와는 상이한 조성비로도 제작되어 실시될 수 있음은 당연하다.
또한, 상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

Claims (10)

  1. 이산화타이타늄 유기 화합물, 카본블랙, 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유하는 토너; 소포제; 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르; 탄산칼슘; 레베링제 및 황산바륨을 함유하는 주제부, 및
    비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 벤질알콜 및 이소포론 디아민을 함유하는 경화부
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물로서,
    상기 주제부와 상기 경화부는 4:1의 배합 비율인 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제부는,
    1.1 내지 1.3 중량부 소포제, 3.1 내지 3.3 중량부 토너, 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 16 내지 20 중량부 탄산칼슘, 0.7 내지 0.9 중량부 레베링제 및 18 내지 22 중량부 황산바륨을 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  4. 제3항 있어서,
    상기 주제부는,
    7 내지 9 중량부 지방성 글라이시딜 에테르를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주제부는,
    0.7 내지 0.9 중량부 세피올라이트 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화부는,
    18 내지 22 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 7 내지 9 중량부 벤질알콜 및 68 내지 72 중량부 이소포론 디아민을 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경화부는,
    1 내지 3 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 토너는, 1.4 내지 1.6 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물, 0.01 내지 0.03 중량부 카본블랙, 0.03 내지 0.05 중량부, 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.03 내지 0.05 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 1.4 내지 1.8 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
  10. 1.1 내지 1.3 중량부 소포제, 3.1 내지 3.3 중량부 토너, 46 내지 50 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 16 내지 20 중량부 탄산칼슘, 0.7 내지 0.9 중량부 레베링제, 7 내지 9 중량부 지방성 글라이시딜 에테르, 0.7 내지 0.9 중량부 세피올라이트 화합물 및 18 내지 22 중량부 황산바륨을 함유하는 주제부; 및
    18 내지 22 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르, 7 내지 9 중량부 벤질알콜, 1 내지 3 중량부 3-글리시드옥시 프로필트리메트옥시 실란 및 68 내지 72 중량부 이소포론 디아민을 함유하는 경화부를 함유하며,
    상기 토너는, 1.4 내지 1.6 중량부 이산화타이타늄 유기 화합물, 0.01 내지 0.03 중량부 카본블랙, 0.03 내지 0.05 중량부 산성폴리에스테르와 불포화 폴리아민 아미드염 용액, 0.03 내지 0.05 중량부 불포화 폴리카르복실산 폴리에스테르용액 및 1.4 내지 1.8 중량부 비스페놀 F 디글라이시딜 에테르를 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 에폭시 조성물.
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