KR101746431B1 - 유기계 징크 리치 방청 프라이머 및 세라믹우레탄 도료를 이용한 철강 구조물의 방식 도장 공법 - Google Patents

유기계 징크 리치 방청 프라이머 및 세라믹우레탄 도료를 이용한 철강 구조물의 방식 도장 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철강 구조물의 표면을 발청(
Figure 112016085363646-pat00002
)이나 부식(腐蝕)으로부터 보호하기 위한 도장 공법에 관한 것으로서, 철강 구조물의 표면을 표면 처리하는 공정, 상기 공정에 의해 표면 처리된 철강 구조물의 표면에 에폭시 수지, 산화철, 아연분말, 세라믹 분체 및 침강 방지제를 포함하는 주제부와 폴리아미드 수지 및 방향족 3급 아민을 포함하는 경화제부가 혼합되어 형성된 방청 프라이머를 도장하는 공정 및 상기 도포된 방청 프라이머 상부면에 아크릴폴리올 수지, 이산화티탄 및 알킬실리케이트 수지를 포함하는 주제부와 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지를 포함하는 경화제부가 혼합되어 형성된 방식 도료를 도장하는 공정을 포함하는 철강 구조물의 표면을 도장하는 공법을 제공한다. 상기와 같은 공법으로 표면이 도장된 철강 구조물은 방청 특성 및 방식 특성이 우수하여 엄격한 품질을 요구하는 현대의 산업 시설 구조물에도 충분히 적용될 수 있다.

Description

유기계 징크 리치 방청 프라이머 및 세라믹우레탄 도료를 이용한 철강 구조물의 방식 도장 공법{Process for Anti-corrosive Coating of Steel Construction Using Organic Zinc-Rich Anti-rust Primer and Ceramic-urethane Coating Materials}
본 발명은 철강 구조물의 도장 공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 철강 구조물의 표면을 발청(
Figure 112016085363646-pat00001
)이나 부식(腐蝕)으로부터 보호하는 공법 및 그에 이용되는 조성물에 관한 것이다.
부식이란 대기 중의 산소(O2), 수분(H2O), 이산화탄소(CO2) 등에 의해 금속 재료에 녹(rust), 적청[Fe(OH)2, Fe2O3]이 발생(발청)하는 등, 화학적인 원인에 의하여 금속 재료가 표면에서부터 침식 또는 소모되어 가는 현상을 말하는데, 이러한 발청이나 부식은 오염된 대기, 산성비, 해수의 염분, 화학물질(산, 알칼리, 염 등)에 의해 촉진되는 경향이 있다. 그럼에도 불구하고 대표적인 금속 재료인 철강으로 이루어지는 구조물은 대부분 대기와 같은 외부 환경에 그대로 노출되는 경우가 많아서, 상기와 같은 발청이나 부식으로부터 그 표면을 보호하기 위한 별도의 처리 과정이 반드시 필요하다.
종래, 상기와 같은 발청이나 부식을 방지하기 위한 다양한 방법이 제시되어 오고 있는데, 그 중에서 가장 대표적인 방법이 도장에 의한 표면 처리이다. 상기와 같이 철강 구조물의 표면에 처리되는 도장은 크게 ⅰ) 발청 유발 인자들로부터 철강 구조물의 표면을 보호하는 초벌 도료인 방청 프라이머(하도재)와 ⅱ) 대기 중의 부식 촉진 인자들(예, 오염된 대기, 산성비, 해수의 염분, 화학물질 등)로부터 철강 구조물의 표면을 보호하기 위해 상기 방청 프라이머 도막 위에 덧칠되는 방식 도료(상도재)로 나뉘어진다.
상기 방청 프라이머의 경우, 방청 안료로 철강 재료보다 이온화 경향이 높아서 그보다 먼저 부식되는 특성을 가진 아연을 분말 또는 함금분말의 형태로 이용하는 것이 일반적이었다. 그런데 상기와 같은 아연 성분은 과량으로 이용되는 경우 방청 유발 인자(예, 산소(O2), 수분(H2O), 이산화탄소(CO2) 등)에 쉽게 노출되어 방청 특성이 저하되는 문제가 있었다.
상기 방식 도료의 경우, 종래 염화고무계 수지 도료, 에폭시 수지 도료, 불소 수지 도료, 아크릴우레탄 수지 도료 등이 개발되어 있었으나, 염화고무계 수지 도료는 내용제성이 없어 재도장시 구도막이 용해되어 재도장 작업 시에 신중을 기해야 하는 문제점이 있었고, 에폭시 수지 도료의 경우 황변, 백화, 쵸킹 현상이 잘 일어나는 문제점이 있었으며, 불소 수지 도료의 경우 경화된 도막의 재도장시 부착성이 불량한 문제점이 있었다. 그래서 최근에는 내후성 및 내화학성이 특히 우수한 아크릴우레탄 수지 도료가 상도재로 가장 널리 이용되고 있는데, 이러한 아크릴우레탄 수지 도료 역시도 내오염성이 불량한 문제가 있었다.
한편, 현대에 들어 산업이 점차 고도화됨에 따라, 그에 기반이 되는 시설 구조물, 예를 들어 육교나 교량 등과 같은 도로시설, 해상·해안·항만 구조물, 발전 설비, 선박, 컨테이너 등의 구조물 표면에 처리되는 도장은 점차 엄격한 품질이 요구되고 있다. 그런데 위와 같은 종래의 방청 프라이머나 방식 도료를 이용하여 철강 구조물의 표면을 도장 처리하면 위와 같은 엄격한 품질을 충족시킬 수 없는 문제가 있다.
이에, 종래의 방청 프라이머와 방식 도료의 문제를 전반적으로 해결하여 현대의 엄격한 품질 기준을 충족시킬 수 있는 기술 및 공법의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
본 발명은 방청 및 방식 특성이 우수한 철강 구조물의 표면을 도장하는 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 공법에서 하도재로 이용되는, 방청 특성이 우수한 2액형의 방청 프라이머용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 공법에서 상도재로 이용되는, 방식 특성이 우수한 2액형의 방식 도료용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 철강 구조물의 표면을 표면 처리하는 공정, 상기 공정에 의해 표면 처리된 철강 구조물의 표면에 방청 프라이머를 도장하는 공정 및 상기 도포된 방청 프라이머 상부면에 방식 도료를 도장하는 공정을 포함하는 철강 구조물의 표면을 도장하는 공법을 제공한다.
상기 공법에 이용되는 방청 프라이머는 에폭시 수지, 산화철, 아연분말, 세라믹 분체 및 침강 방지제를 포함하는 주제부와 폴리아미드 수지 및 방향족 3급 아민을 포함하는 경화제부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공법에 이용되는 방식 도료는 아크릴폴리올 수지, 이산화티탄 및 알킬실리케이트 수지를 포함하는 주제부와 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지를 포함하는 경화제부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방청 프라이머는 아연분말을 과량으로 포함함에도 불구하고 우수한 방청 특성을 그대로 오랜 기간 동안 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 물리적 특성이나 부착력 역시 우수한 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명의 방식 도료는 내화학성이나 물리적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 내오염성까지도 우수한 효과를 나타내는바, 상기와 같은 본 발명의 방청 프라이머와 방식 도료를 이용하는 도장 공법은 엄격한 품질을 요구하는 현대의 산업 시설 구조물에도 충분히 적용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 방청 프라이머와 방식 도료를 이용하여 도장된 철강 구조물의 단면 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 방청 프라이머와 방식 도료를 이용하여 철강 구조물의 도장 공법의 공정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 방청 프라이머용 조성물
본 발명의 일 측면은 철강 구조물의 도장 공법에서 하도재로 이용되는 방청 프라이머용 조성물을 제공한다.
상기 방청 프라이머용 조성물은 주제부와 경화제부로 이루어진 2액형의 조성물이다.
상기 방청 프라이머용 조성물의 주제부는 에폭시 수지, 아연분말, 산화철, 세라믹 분체 및 침강 방지제를 포함한다.
상기 에폭시 수지는 상기 방청 프라이머용 조성물의 바인더 수지로서, 에폭시 당량이 450~500인 변성 에폭시수지가 사용될 수 있다. 상기 에폭시 수지는, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 3중량% 내지 15중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 5중량% 내지 12중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 7.5중량% 내지 10중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 에폭시 수지의 함량이 3중량% 미만인 경우에는 철강 구조물의 표면과 방청 프라이머 간의 부착력이 저하되는 문제가 있고, 상기 에폭시 수지의 함량이 15중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 다른 성분들의 함량이 줄어들게 되어 방청 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기 아연분말은 철강 재료보다 높은 이온화 경향으로 인해 철이 산화되는 것을 방지하는 제1 방청 안료로서, 1㎛ 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 5㎛ 정도의 입자 크기를 가지는 것일 수 있다. 상기 아연분말은, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 50중량% 내지 70중량%의 함량으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 아연분말의 함량이 50중량% 미만인 경우에는 방청 특성이 충분하지 못한 문제가 있고, 상기 아연분말의 함량이 70중량%를 초과하는 경우에는 방청 프라이머의 부착력이 저하되는 문제가 있다.
상기 산화철은 상기 아연분말과 함께 방청 특성을 향상시키는 제2 방청 안료로서, 특히 상기 아연분말이 과량으로 포함됨에도 불구하고 방청 유발 인자들에 의해 급속히 방청 특성이 저하되는 종래의 문제점을 해결한다. 따라서 상기 아연분말과 상기 산화철이 함께 작용함으로써 우수한 방청 특성이 오랜 기간동안 유지될 수 있게 된다. 상기 산화철은, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 3중량% 내지 10중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 5중량% 내지 7중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 산화철의 함량이 3중량% 미만인 경우에는 상기 아연분말의 방청 특성이 저하되는 것을 충분히 방지할 수 없는 문제가 있고, 상기 산화철의 함량이 10중량%를 초과하는 경우에는 역시 방청 프라이머의 부착력이 저하되는 문제가 있다.
상기 세라믹 분체는 제1 및 제2 방청 안료인 아연분말 및 산화철과 혼합되어 방청 프라이머가 형성하는 도막의 경도를 향상시키는 성분으로서, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 5중량% 내지 20중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 8중량% 내지 15중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하고, 8중량% 내지 12중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 세라믹 분체의 함량이 5중량% 미만인 경우에는 방청 프라이머가 형성하는 도막의 경도가 충분하지 못한 문제가 있고, 상기 세라믹 분체의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 다른 성분들의 함량이 줄어들게 되어 방청 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기 침강 방지제는 상기 제1 및 제2 방청 안료 및 상기 세라믹 분체가 침강되지 않고 분산된 상태를 유지할 수 있도록 하는 성분으로서, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.5중량% 내지 5중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 1중량% 내지 5중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하고, 2중량% 내지 3중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 침강 방지제의 함량이 0.5중량% 미만인 경우에는 방청 프라이머용 조성물의 용기내 상태나 혼합성, 저장 안정성 등이 저하되는 문제가 있고, 상기 침강 방지제의 함량이 5중량%를 초과하는 경우에는 작업성이나 부착성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 주제부의 성분들은 용제에 용해 및 분산되는데, 상기 용제로는 자일렌, 톨루엔, 셀루솔브, 셀루솔브아세테이트 및 알킬셀루솔브 등이 이용될 수 있고, 특히 바람직하게는 자일렌이나 셀루솔브아세테이트가 이용될 수 있는데, 본 발명의 구체적인 실시예들에서는, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 자일렌이 3중량% 내지 5중량%의 함량으로, 그리고 셀루솔브아세테이트가 3중량% 내지 10.5중량%의 함량으로 이용되었다.
나아가, 본 발명의 방청 프라이머용 조성물의 주제부에는, 상기와 같은 성분들 외에도 통상적으로 이용되는 분산제, 소포제, 흐름방지제, 평활제 등의 기타 첨가제가 추가적으로 포함될 수 있다. 상기와 같은 기타 첨가제는, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.5중량% 내지 1중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 방청 프라이머용 조성물의 경화제부는 폴리아미드 수지 및 방향족 3급 아민을 포함한다.
상기 폴리아미드 수지는 상기 주제부의 경화를 촉진하기 위한 제1 경화 촉진 성분으로서, 아민가 200 내지 240인 폴리아미드 수지가 사용될 수 있다. 상기 폴리아미드 수지는, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 1중량% 내지 7중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 3중량% 내지 5중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 폴리아미드 수지의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 상기 주제부가 경화되지 않거나 경화 속도가 느려져서 방청 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 폴리아미드 수지의 함량이 7중량%를 초과하는 경우에는 방청 프라이머의 용기 내 상태나 혼합성, 작업성 등이 불량해지고 그로 인해 방청 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기 방향족 3급 아민 역시 상기 주제부의 경화를 촉진하기 위한 제2 경화 촉진 성분으로서, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.3중량% 내지 3중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 0.7중량% 내지 1.5중량%의 함량으로 포함되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 방향족 3급 아민의 함량이 0.3중량% 미만인 경우에는 상기 주제부가 경화되지 않거나 경화 속도가 느려져서 방청 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 방향족 3급 아민의 함량이 3중량%를 초과하는 경우에는 방청 프라이머의 용기 내 상태나 혼합성, 작업성, 저장 안정성 등이 불량해지는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 경화제부의 성분들은 용제에 용해 및 분산되는데, 상기 용제로는 셀루솔브나 알킬셀루솔브 등이 이용될 수 있고, 특히 바람직하게는 알킬셀루솔부가 이용될 수 있는데, 본 발명의 구체적인 실시예들에서는, 상기 방청 프라이머용 조성물 총 중량을 기준으로, 에틸셀루솔브가 2.3중량% 내지 8.3중량%의 함량으로 이용되었다.
본 발명의 방청 프라이머용 조성물의 상기 주제부와 상기 경화제부는 철강 구조물의 표면에 도장되기 전에 서로 혼합되어 방청 프라이머를 형성하는데, 상기 주제부와 상기 경화제부는 80:20 내지 95:5, 보다 바람직하게는 85:15 내지 92.5:7.5, 가장 바람직하게는 87.5:12.5 내지 90:10의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 주제부와 경화제부의 혼합 중량비가 80:20 미만인 경우에는 상기 주제부가 경화되지 않거나 경화 속도가 느려져서 방청 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 주제부와 경화제부의 혼합 중량비가 95:5를 초과하는 경우에는 방청 프라이머의 용기 내 상태나 혼합성, 작업성, 저장 안정성 등이 불량해질 뿐만 아니라, 방청 프라이머의 물리적 특성까지도 함께 저하되는 문제가 있다.
상기와 같은 조성의 본 발명의 방청 프라이머용 조성물이 상기와 같은 비율로 혼합되어 형성되는 방청 프라이머는 충분한 양의 아연분말로 인해 방청 특성이 우수하고, 산화철의 병용으로 인해 그러한 우수한 방청 특성이 장기간 지속적으로 유지될 수 있으며, 세라믹 분체와 에폭시 수지의 이용에 의해 견고하면서도 철강 구조물과 일체를 이룰 수 있게 되는바, 그야말로 극대화된 방청 효과를 얻을 수 있다.
2. 방식 도료용 조성물
본 발명의 다른 측면은 철강 구조물의 도장 공법에서 상도재로 이용되는 방식 도료용 조성물을 제공한다.
상기 방식 도료용 조성물은 주제부와 경화제부로 이루어진 2액형의 조성물이다.
상기 방식 도료용 조성물의 주제부는 아크릴폴리올 수지, 알킬실리케이트 수지 및 이산화티탄을 포함한다.
상기 아크릴폴리올 수지는 하이드록실기(-OH)를 포함하는 제1 바인더 수지로서, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 25중량% 내지 35중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 아크릴폴리올 수지의 함량이 25중량% 미만인 경우에는 방식 도료가 형성하는 도막의 경도가 충분하지 못하게 되는 문제가 있고, 상기 아크릴폴리올 수지의 함량이 35중량%를 초과하는 경우에는 용기 내 상태나 혼합성이 불량해짐에 따라 방식 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기 알킬실리케이트 수지는 상기 아크릴폴리올 수지와 함께 세라믹우레탄 결합을 형성하는 제2 바인더 수지인데, 상기 알킬실리케이트가 첨가됨으로써 아크릴폴리올 수지가 단순한 우레탄 결합을 형성하는 것이 아니라 세라믹우레탄 결합을 형성할 수 있게 되고, 그로 인해 본 발명의 방식 도료용 조성물이 형성하는 방식 도료의 내오염성이 향상되게 된다. 상기 알킬실리케이트 수지는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 15중량% 내지 25중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 제1 바인더 수지인 상기 아크릴폴리올 수지와 마찬가지로, 상기 알킬실리케이트 수지 역시 그 함량이 15중량% 미만인 경우에는 방식 도료가 형성하는 도막의 경도나 내오염성이 충분하지 못한 문제가 있고, 그 함량이 25중량%를 초과하는 경우에는 용기 내 상태나 혼합성이 불량해짐에 따라 방식 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기 이산화티탄은 착색 안료로서, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 20중량% 내지 30중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 이산화티탄의 함량이 20중량% 미만인 경우에는 백색 착색 효과가 저하되고, 상기 이산화티탄의 함량이 30중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 바인더 수지들의 함량이 줄어들게 되어 방식 도료가 형성하는 도막의 경도가 충분후지 못하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 주제부의 성분들은 용제에 용해 및 분산되는데, 상기 용제로는 자일렌, 톨루엔, 셀루솔브, 셀루솔브아세테이트 및 알킬셀루솔브 등이 이용될 수 있고, 특히 바람직하게는 톨루엔이나 셀루솔브아세테이트가 이용될 수 있는데, 본 발명의 구체적인 실시예들에서는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 톨루엔이 3중량% 내지 5중량%의 함량으로, 그리고 셀루솔브아세테이트가 6중량% 내지 14중량%의 함량으로 이용되었다.
또한, 본 발명의 방식 도료용 조성물의 주제부에는 경화촉진제가, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.1중량% 내지 1.0중량%의 함량으로 더 포함될 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예들에서는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.5중량%의 경화촉진제가 이용되었다.
나아가, 본 발명의 방식 도료용 조성물의 주제부에는, 상기와 같은 성분들 외에도 통상적으로 이용되는 침강방지제, 분산제, 소포제, 흐름방지제, 평활제 등의 기타 첨가제가 추가적으로 포함될 수 있다. 상기와 같은 기타 첨가제는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 0.3중량% 내지 0.7중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 방식 도료용 조성물의 경화제부는 이소시아네이트 수지를 포함한다.
상기 이소시아네이트 수지는 이소시아네이트기(-NCO)가 상기 주제부의 아크릴폴리올 및 알킬실리케이트와 반응하여 세라믹우레탄을 형성하는 경화 촉진 성분으로서, 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지가 사용될 수 있다. 상기 이소시아네이트 수지는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 10중량% 내지 20중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 이소시아네이트 수지의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 상기 주제부가 경화되지 않거나 경화 속도가 느려져서 방식 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 이소시아네이트 수지의 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 방식 도료의 용기내 상태나 혼합성, 작업성 등이 불량해지고 그로 인해 방청 특성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 경화제부의 성분은 용제에 용해 및 분산되는데, 상기 용제로는 아세테이트나 알킬아세테이트 등이 이용될 수 있고, 특히 바람직하게는 알킬아세테이트가 이용될 수 있는데, 본 발명의 구체적인 실시예들에서는, 상기 방식 도료용 조성물 총 중량을 기준으로, 부틸아세테이트가 5중량% 내지 10중량%의 함량으로 이용되었다.
본 발명의 방식 도료용 조성물의 상기 주제부와 상기 경화제부는 철강 구조물의 표면에 도장되기 전에 서로 혼합되어 방식 도료를 형성하는데, 상기 주제부와 상기 경화제부는 75:25 내지 90:10, 보다 바람직하게는 77.5:22.5 내지 87.5:12.5, 가장 바람직하게는 80:20 내지 85:15의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 주제부와 경화제부의 혼합 중량비가 75:25 미만인 경우에는 상기 주제부가 경화되지 않거나 경화 속도가 느려져서 방청 특성이 저하되는 문제가 있고, 상기 주제부와 경화제부의 혼합 중량비가 90:10을 초과하는 경우에는 방식 도료의 용기 내 상태나 혼합성, 작업성, 저장 안정성 등이 불량해질 뿐만 아니라, 방식 도료의 물리적 특성이나 내오염성이 충분하지 못한 문제가 있다.
상기와 같은 조성의 본 발명의 방식 도료용 조성물이 상기와 같은 비율로 혼합되어 형성되는 방식 도료는 충분한 양의 아크릴폴리올 수지와 알킬실리케이트 수지가 이소시아네이트 수지와 함께 세라믹우레탄을 형성함으로써 우수한 물리적 특성이나 방식 특성은 물론, 종래 아크릴우레탄 수지 도료에서 문제되던 내오염성까지도 향상되어 대기 중의 먼지나 오물 등의 부착이 감소할 뿐만 아니라 부착된 먼지나 오물 등도 강우시 쉽게 세정될 수 있는바, 철강 구조물의 외관에 미려함을 제공할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
3. 철강 구조물의 표면 도장 공법
본 발명의 또 다른 측면은 철강 구조물의 표면을 도장하는 공법을 제공한다.
상기 철강 구조물의 표면 도장 공법은 철강 구조물의 표면을 표면 처리하는 공정, 상기 공정에 의해 표면 처리된 철강 구조물의 표면에 방청 프라이머를 도장하는 공정 및 상기 도포된 방청 프라이머 상부면에 방식 도료를 도장하는 공정을 포함한다.
상기 철강 구조물의 표면을 표면 처리하는 공정은 철강 구조물의 표면을 와이어 브러쉬(wire brush, 샌드(sand), 그리트(grit) 또는 쇼트볼(shot ball) 등으로 블라스트 세정하는 공정을 의미한다. 특히, 보수 방식 도장인 경우에는 전처리 등급이 SIS SA2 이상, 신설 철강 구조물 방식 도장인 경우에는 전처리 등급이 SIS SA2½ 이상이 되도록 철강 구조물의 표면을 처리하는 것이 바람직하다.
상기 방청 프라이머를 도장하는 공정은 상기 "1. 방청 프라이머용 조성물 " 항목에서 설명된 2액형의 조성물을 이용하여 방청 프라이머를 형성하고, 이를 통상의 도장 도구(예, 스프레이, 붓, 롤러 등)를 이용하여 상기 표면 처리 된 철강 구조물의 표면에 도장하는 공정을 의미한다. 상기 방청 프라이머는 1회 도장하는 것이 바람직하고, 도장된 후에는 완전히 건조 및 경화시키는 것이 바람직하며, 상기와 같이 건조 및 경화된 방청 프라이머는 그 도막이 75㎛ 내지 125㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 방식 도료를 도장하는 공정은 상기 "2. 방식 도료용 조성물 " 항목에서 설명된 2액형의 조성물을 이용하여 방식 도료를 형성하고, 이를 통상의 도장 도구(예, 스프레이, 붓, 롤러 등)를 이용하여 상기 방청 프라이머 위에 덧칠하여 도장하는 공정을 의미한다. 상기 방식 도료는 2회에 걸쳐 도장하는 것이 바람직하고, 도장된 후에는 완전히 건조 및 경화시키는 것이 바람직하며, 상기와 같이 건조 및 경화된 방식 도료는 그 도막이 75㎛ 내지 125㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기와 같은 공법으로 도장된 철강 구조물은 그 표면이 발청이나 부식으로부터 사실상 완전히 보호될 수 있는바, 상기 철강 구조물의 수명이 사실상 반영구적이게 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되지 아니한다.
방청 프라이머(하도재)의 제조
먼저, 범용으로 사용가능한 용기에, 아래 표 1 내지 표 3에서와 같은 함량으로 자일렌, 셀루솔브아세테이트, 에폭시 당량이 450~500인 변성 에폭시 수지(YD-011, 국도화학(주))를 넣고 혼합한 다음, 상기 혼합물에 아래 표 1 내지 표 4에서와 같은 함량으로 아연 분말, 산화철, 세라믹 분체, 침강 방지제 및 기타 첨가제들을 넣고 상온에서 1시간 동안 고속(1500~2000rpm)으로 교반하여 주제부를 준비하였다.
그리고 별도의 범용으로 사용가능한 용기에, 아래 표 1 내지 표 4에서와 같은 함량으로 에틸셀루솔브, 아민가 200~240인 폴리아미드 수지(G-5022, 국도화학(주)) 및 방향족 3급 아민(KH-30, 국도화학(주))을 넣고 상온에서 30분 동안 저속(600~900rpm)으로 교반하여 경화제부를 준비하였다.
상기와 같이 준비된 주제부와 경화제부를 표 1 내지 표 4에서와 같은 혼합 비율로 혼합하여 방청 프라이머를 제조하였다.

 실험군
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


주
제
부

 에폭시 수지 8.5 12 14 5 3 8.5 8.5 8.5 7.5 7.5
아연 분말 50 50 50 60 70 50 50 50 50 50
산화철 5 5 5 5 3 7 10 5 5 3
세라믹 분체 8 8 8 8 5 8 8 12 15 20
침강 방지제 2.5 2.5 2.5 2 0.5 3.5 5 2 2 1
자일렌 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
셀루솔브아세테이트 10.5 7 5 5 3 7.5 3 7 5 3
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제
부		 폴리아미드 수지 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
방향족 3급 아민 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
에틸셀루솔브 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7
주제부:경화제부 90:10

실험군
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


주
제
부

 에폭시 수지 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5
아연 분말 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
산화철 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
세라믹 분체 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
침강 방지제 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
자일렌 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
셀루솔브아세테이트 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제
부		 폴리아미드 수지 1 3 7 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
방향족 3급 아민 0.7 0.7 0.7 0.3 1.5 3 0.7 0.7 0.7 0.7
에틸셀루솔브 8.3 6.3 2.3 5.1 3.9 2.4 4.7 4.7 4.7 4.7
주제부:경화제부 90:10 80:20 85:15 92.5:7.5 95:5

대조군
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


주
제
부


 에폭시 수지 2 20 8.5 2 8.5 8.5 2 8.5 8.5 5.5
아연 분말 50 45 45 73 50 50 50 50 50 45
산화철 5 5 5 3 0 1 12 5 5 3
세라믹 분체 8 8 8 5 8 8 6 0 3 25
침강 방지제 2.5 2.5 2.5 0.5 2.5 2.5 5 2.5 2.5 1
자일렌 5 5 5 3 5 5 5 5 5 5
셀루솔브아세테이트 17 4 15.5 3 15.5 14.5 9.5 18.5 15.5 5
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제
부		 폴리아미드 수지 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
방향족 3급 아민 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
에틸셀루솔브 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7 4.7
주제부:경화제부 90:10

대조군
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


주
제
부

 에폭시 수지 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5
아연 분말 50 45 50 50 50 50 50 50 50 50
산화철 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
세라믹 분체 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
침강 방지제 0 10 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
자일렌 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
셀루솔브아세테이트 13 8 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제
부		 폴리아미드 수지 4.6 4.6 0 0.5 8 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
방향족 3급 아민 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0 0.1 5 0.7 0.7
에틸셀루솔브 4.7 4.7 9.3 8.8 1.3 5.4 5.3 0.4 4.7 4.7
주제부:경화제부 90:10 75:25 97:3
방청 프라이머의 물성 확인
상기 실시예 1에서 제조된 20개의 실험군 방청 프라이머와 20개의 대조군 방청 프라이머를 대상으로 먼저, 용기 내에서의 상태, 혼합성, 작업성 및 저장 안정성을 평가하였다.
그런 다음, 연마지로 표면처리 규격 SIS SA2½ 이상으로 표면처리한 75㎜×150㎜×1.0㎜(가로×세로×두께) 크기의 철판에 상기 실시예 1에서 제조된 20개의 실험군 방청 프라이머와 20개의 대조군 방청 프라이머를 스프레이 도장기로 건조 도막 두께가 100㎛가 되도록 도장한 다음, 도막의 물리·화학적 특성을 평가하였다.
상기와 같은 방청 프라이머의 특성 및 이를 이용한 도막의 물리·화학적 특성의 평가 항목 및 평가 방법은 아래 표 5와 같고, 도막의 물리·화학적 특성은 시편 제작 후 표준 상태에서 7일 경과 후 시험하였다.
평가 항목 평가 방법 또는 평가 기준
용기 내의 상태 주제 및 경화제가 덩어리 없이 균일한 상태일 것
혼합성 균등하게 혼합될 것
작업성 붓, 에어리스 도장 작업에 지장이 없으며,
1회에 건조 도막의 두께가 50~100㎛인 도막이 평활하게 얻어질 것
저장 안정성 상온에서 6개월 저장 후 점도변화가 15%이내일 것
부착성 X-cut test 3A 이상일 것
내충격성 ASTM D 3420에 따라
듀폰식 충격시험기로 1/2×30㎝×500g의 조건에서 측정
내굴곡성 ASTM D 790에 따라
Ф10㎜×180ㅀ의 조건에서 1초 동안 실시하여 측정
내반복습윤냉열성 "상온, 18시간 → -20℃, 3시간 → 50℃, 3시간"을 1사이클로 하여,
10사이클 반복 후, 표면 상태(기포 발생 여부)를 육안으로 관찰
촉진내후성 KS F 2274에 따라, 자외선 카본-아크 램프를 이용하여,
WV-B의 방법으로 500시간 이후의 변화를 관찰
내알칼리성 ℃의 5% NaOH에서 7일 침적시킨 후,
표면 상태(기포 발생 여부)를 육안으로 관찰
내염수분무성 35℃의 5% NaCl을 분무하고 120시간 경과 후,
도막에 이상이 없고 부착성이 양호한지 여부를 육안으로 관찰
내습성 49ㅁ1℃, 습도 95%인 조건에서 3개월 동안 수직으로 세워 둔 후,
도막의 기포 발생 상태를 육안으로 관찰
내수성 도장 후 20℃에서 7일 동안 자연건조하고,
해수조에 3개월 동안 침적시킨 후, 표면 상태를 육안으로 관찰
내온수성 도장 후 20℃에서 7일 동안 자연건조하고, 40℃의 해수에 3개월
동안 침적시킨 후, 표면 상태를 육안으로 관찰
◎: 매우양호, ○: 양호, □: 보통, △: 부족, ×: 불량
그 결과, 아래 표 6과 같이 평가되었다.
평가 항목
실험군
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
용기 내 상태 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
혼합성 ○ ○ ○ ○ ○ □ □ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
작업성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
저장 안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
부착성 ○ ◎ ◎ □ □ ○ ○ ○ ○ ○ □ ○ ◎ ○ ○ ○ □ ○ ○ ○
내충격성 ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ○
내굴곡성 ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ○
내반복
습윤냉열성		 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ □ □ □ ○ ○ □ □ ○ ○ ○
촉진내후성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □ □ ○ ○ □
내알칼리성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □ □ ○ ○ □
내염수분무성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ○ □
내습성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ □ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □
내수성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ □ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □
내온수성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ □ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ ○ □
평가 항목
대조군
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
용기 내 상태 × △ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ △ ○ △ △ △ △ △ △ ○ △
혼합성 △ × ○ □ ○ ○ △ ○ ○ ○ × ○ △ △ × △ △ △ ○ △
작업성 ○ × ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ △ × △ △ × △ △ △ □ △
저장 안정성 ○ △ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ △ △ × ○ △
부착성 × ◎ ○ × ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × × × ◎ ○ ○ ○ ○ △
내충격성 ○ ○ ○ □ ○ ○ □ × × ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
내굴곡성 ○ ○ ○ □ ○ ○ □ × × ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
내반복
습윤냉열성		 △ △ △ □ △ △ ○ △ △ △ □ △ △ △ □ × △ □ ○ △
촉진내후성 □ × × ○ × × ○ △ △ × □ × × △ ○ × △ □ △ △
내알칼리성 □ △ △ ○ × × ○ □ □ △ ○ △ × △ ○ × △ □ △ ○
내염수분무성 ○ × × ○ × × ○ □ □ × ○ × × △ ○ × △ □ △ □
내습성 ○ △ △ ○ △ △ □ ○ ○ △ ○ △ △ △ △ □ □ ○ △ ○
내수성 ○ △ △ ○ △ △ □ ○ ○ △ ○ △ △ △ △ □ □ ○ △ ○
내온수성 ○ △ △ ○ △ △ □ ○ ○ △ ○ △ △ △ △ □ □ ○ △ ○
방식 도료(상도재)의 제조
먼저, 범용으로 사용가능한 용기에, 아래 표 7 및 표 8에서와 같은 함량으로 아크릴폴리올 수지(50%)(A-811-50, 애경화학(주)), 메틸실리케이트(MK 실리케이트 MS 57, 미쓰비시화학(주)), 톨루엔, 셀루솔브아세테이트, 경화촉진제 및 첨가제를 넣고 혼합한 다음, 상기 혼합물에 아래 표 7 및 표 8에서와 같은 함량으로 이산화티탄을 넣고 상온에서 1시간 동안 고속(1500~2000rpm)으로 교반하여 주제부를 준비하였다.
그리고 별도의 범용으로 사용가능한 용기에, 아래 표 7 및 표 8에서와 같은 함량으로 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지(DN-980·S, 애경화학(주))와 부틸아세테이트를 넣고 상온에서 30분 동안 저속(600~900rpm)으로 교반하여 경화제부를 준비하였다.
상기와 같이 준비된 주제부와 경화제부를 표 7 및 표 8에서와 같은 혼합 비율로 혼합하여 방식 도료를 제조하였다.

 실험군
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

주
제
부

 아크릴폴리올 수지 30 25 35 25 25 25 25 30 25 30 30
이산화티탄 20 20 20 25 30 20 20 20 20 20 20
메틸실리케이트 15 15 15 15 15 20 25 15 15 15 15
톨루엔 5 5 3 5 3 5 3 5 5 5 5
셀루솔브아세테이트 9 14 6 9 6 9 6 9 9 9 9
경화촉진제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제
부		 이소시아네이트 수지 10 10 10 10 10 10 10 15 20 10 10
부틸아세테이트 10 10 10 10 10 10 10 5 5 10 10
주제부:경화제부 80:20 90:10 75:25

대조군
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31


주
제
부

 아크릴폴리올 수지 20 40 30 20 40 30 20 30 20 30 30
이산화티탄 20 20 15 35 20 20 20 20 20 20 20
메틸실리케이트 15 15 15 15 0 10 30 15 15 15 15
톨루엔 5 3 5 3 5 5 3 5 3 5 5
셀루솔브아세테이트 19 5 14 6 14 14 6 14 6 9 9
경화촉진제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
기타 첨가제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경
화
제부		 이소시아네이트 수지 10 10 10 10 10 10 10 5 25 10 10
부틸아세테이트 10 6 10 10 10 10 10 10 10 10 10
주제부:경화제부 80:20 60:40 95:5
방식 도료의 물성 확인
상기 실시예 3에서 제조된 11개의 실험군 방식 도료와 11개의 대조군 방식 도료를 대상으로 먼저, 용기 내에서의 상태, 혼합성, 작업성 및 저장 안정성을 평가하였다.
그런 다음, 연마지로 표면처리 규격 SIS SA2½ 이상으로 표면처리한 75㎜×150㎜×1.0㎜(가로×세로×두께) 크기의 철판에 상기 실시예 1에서 제조된 실험군 1의 방청 프라이머를 스프레이 도장기로 건조 도막 두께가 100㎛가 되도록 도장하여 완전히 건조 및 경화시킨 후, 그 위에 상기 실시예 3에서 제조된 11개의 실험군 방식 도료와 11개의 대조군 방식 도료를 스프레이 도장기로 건조 도막 두께가 100㎛가 되도록 2회에 걸쳐 도장하여 상도 도막의 물리·화학적 특성을 평가하였다.
상기와 같은 방식 도료의 특성 및 이를 이용한 상도 도막의 물리·화학적 특성의 평가 항목 및 평가 방법은 상기 표 5와 같고, 추가적인 내산성, 내알칼리성 및 내오염성에 대해서는 아래 표 9에서와 같은 방법으로 평가하였으며, 상도 도막의 물리·화학적 특성은 시편 제작 후 표준 상태에서 7일 경과 후 시험하였다.
평가 항목 평가 방법 또는 평가 기준
내산성 40℃의 5% H2SO4에서 7일 동안 침적시킨 후,
표면 상태(기포 발생 여부)를 육안으로 관찰
내알칼리성 40℃의 5% NaOH에서 7일 침적시킨 후,
표면 상태(기포 발생 여부)를 육안으로 관찰
내오염성 건조된 도막 위에 카본 블랙 시료를 제조하여 드롭시킨 후,
물로 닦아 내어 남아있는 정도를 육안으로 관찰
◎: 매우양호, ○: 양호, □: 보통, △: 부족, ×: 불량
그 결과, 아래 표 10과 같이 평가되었다.
평가 항목
실험군
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
용기 내 상태 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
혼합성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
작업성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
저장 안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
부착성 ○ □ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
내충격성 ○ ○ ○ □ ◎ □ ◎ ○ □ ◎ □
내굴곡성 ○ ○ ○ □ ◎ □ ◎ ○ □ ◎ □
내반복습윤냉열성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
촉진내후성 ○ □ ○ ○ ○ □ ◎ ○ ○ ○ ○
내산성 ○ □ ◎ ○ ○ □ □ □ ○ ○ ○
내알칼리성 ○ □ ◎ ○ ○ □ □ □ ○ ○ ○
내염수분무성 ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ □ ○ ○ ○
내습성 ○ ○ ○ □ ○ ○ ○ □ ◎ ○ ○
내수성 ○ ○ ○ □ ○ ○ ○ □ ◎ ○ ○
내온수성 ○ ○ ○ □ ○ ○ ○ □ ◎ ○ ○
내오염성 ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○
평가 항목
대조군
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
용기 내 상태 ○ △ ○ △ ○ ○ △ ○ △ ○ △
혼합성 ○ △ ○ △ ○ ○ △ ○ △ ○ △
작업성 ○ ○ ○ △ ○ ○ △ ○ △ ○ ×
저장 안정성 ○ ○ ○ × ○ ○ × ○ × ○ ○
부착성 □ ○ × ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○
내충격성 × ○ × □ × × ◎ △ □ □ △
내굴곡성 × ○ × □ × × ◎ △ □ □ △
내반복습윤냉열성 ○ ○ ○ ○ △ △ ○ □ ○ ○ ○
촉진내후성 △ × ○ × × × ◎ ○ ○ ○ ○
내산성 △ × □ × × × □ × △ ○ ○
내알칼리성 △ × □ × × × □ × △ ○ ○
내염수분무성 △ × ○ × ○ ○ ○ × △ ○ ○
내습성 ○ △ △ △ ○ ○ ○ × △ ○ □
내수성 ○ △ △ △ ○ ○ ○ × △ ○ □
내온수성 ○ △ △ △ ○ ○ ○ × △ ○ □
내오염성 □ □ □ □ × △ ◎ △ ○ ◎ ×
강구조물에 적용된 공법의 물성 확인
연마지로 표면처리 규격 SIS SA2½ 이상으로 표면처리한 75㎜×150㎜×1.0㎜(가로×세로×두께) 크기의 철판에 상기 실시예 1에서 제조된 실험군 1의 방청 프라이머를 스프레이 도장기로 건조 도막 두께가 100㎛가 되도록 도장하여 완전히 건조 및 경화시킨 후, 그 위에 상기 실시예 3에서 제조된 실험군 21의 방식 도료를 스프레이 도장기로 건조 도막 두께가 100㎛가 되도록 2회에 걸쳐 도장하여 완전히 건조 및 경화시켜 철판 도장을 완료하였다.
상기와 같이 제작된 철판 도장을 7일간 건조 경화시킨 후, 국가공인 기관인 한국에스지에스(주) 건설시험연구원에 의뢰하여 물성 시험을 수행하였다.
그 결과, 아래 표 11과 같이 평가되었다.
시험 항목 시험 방법 평가 기준 평가 결과
도막의 상태 KS M 5000 흐름, 거품, 주름 등의 정도 이상없음
부 착 성 KS M ISO 16276-2′13 X-cut test 3A 이상일 것 5A
내굴곡성




KS M 5307








 지름 10㎜ 봉에 꺽었을 경우, 견디어야 함 이상없음
내충격성 300㎜의 높이에서 500g의 추를 낙하하였을 때, 추로 인한 균열과 박리가 없어야 함 이상없음
냉·열 반복시험 -20℃와 80℃의 냉·열을 3회 반복하였을 때, 도막에 이상이 없어야 함 이상없음
내알칼리성 5%의 NaOH용액에 168시간 침지 했을 때 이상이 없을 것 이상없음
내 산 성 5%의 H2SO4 용액에 168시간 침지했을 때 이상이 없을 것 이상없음
내휘발유성 시험용 3호 휘발유에 168시간 침지에 이상이 없을 것 이상없음
염수분무시험 120시간의 염수 분무시험에 합격할 것 합격
촉진내후성시험 KS F 2274 500시간 촉진내후성시험에 이상이 없을 것 이상없음
내오염성 KS M 3802-′14 △L 3.0 이하일 것 1.2 이하
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시예에만 한정되지 아니하며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 철강 구조물의 표면을 표면 처리하는 공정;
    상기 공정에 의해 표면 처리된 철강 구조물의 표면에 유기계 방청 프라이머를 도장하는 공정; 및
    상기 도장된 유기계 방청 프라이머 상부면에 유기계 방식 도료를 도장하는 공정;을 포함하는 철강 구조물의 표면을 도장하는 공법으로서,
    상기 유기계 방청 프라이머는 에폭시 수지, 산화철, 아연분말, 세라믹 분체 및 침강 방지제를 포함하는 주제부;와 폴리아미드 수지 및 방향족 3급 아민을 포함하는 경화제부;가 혼합되어 형성된 것이고,
    상기 유기계 방식 도료는 아크릴폴리올 수지, 이산화티탄 및 알킬실리케이트 수지를 포함하는 주제부;와 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지를 포함하는 경화제부;가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 공법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기계 방청 프라이머의 주제부는, 주제부 및 경화제부의 총 중량을 기준으로, 3~15중량%의 에폭시 수지, 3~10중량%의 산화철, 50~70중량%의 아연분말, 5~20중량%의 세라믹 분체 및 0.5~5중량%의 침강 방지제를 포함하고,
    상기 유기계 방청 프라이머의 경화제부는, 주제부 및 경화제부의 총 중량을 기준으로, 1~7중량%의 폴리아미드 수지 및 0.3~3중량%의 방향족 3급 아민을 포함하는 것을 특징으로 하는 공법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기계 방청 프라이머는 상기 주제부와 상기 경화제부가 80:20 내지 95:5의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 공법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기계 방식 도료의 주제부는, 주제부 및 경화제부의 총 중량을 기준으로, 25~35중량%의 아크릴폴리올 수지, 20~30중량%의 이산화티탄 및 15~25중량%의 알킬실리케이트 수지를 포함하고,
    상기 유기계 방식 도료의 경화제부는, 주제부 및 경화제부의 총 중량을 기준으로, 10~20중량%의 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 공법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기계 방식 도료는 상기 주제부와 상기 경화제부가 70:30 내지 90:10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 공법.
  6. 철강 구조물의 표면 도장 공법에서 하도재로 이용되는 2액형의 유기계 방청 프라이머용 조성물로서,
    상기 조성물의 총 중량을 기준으로 3~15중량%의 에폭시 수지, 3~10중량%의 산화철, 50~70중량%의 아연분말, 5~20중량%의 세라믹 분체 및 0.5~5중량%의 침강 방지제를 포함하는 주제부; 및
    상기 조성물의 총 중량을 기준으로 1~7중량%의 폴리아미드 수지 및 0.3~3중량%의 방향족 3급 아민을 포함하는 경화제부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2액형의 유기계 방청 프라이머용 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 주제부와 상기 경화제부는 80:20 내지 95:5의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 2액형의 유기계 방청 프라이머용 조성물.
  8. 철강 구조물의 표면 도장 공법에서 상도재로 이용되는 2액형의 유기계 방식 도료용 조성물로서,
    상기 조성물의 총 중량을 기준으로 25~35중량%의 아크릴폴리올 수지, 20~30중량%의 이산화티탄 및 15~25중량%의 알킬실리케이트 수지를 포함하는 주제부; 및
    상기 조성물의 총 중량을 기준으로 10~20중량%의 무황변의 지방족 이소시아네이트 수지를 포함하는 경화제부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2액형의 유기계 방식 도료용 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 주제부와 상기 경화제부는 70:30 내지 90:10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 2액형의 유기계 방식 도료용 조성물.
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