KR101753523B1 - 소음 방지 효과가 우수한 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물 - Google Patents

소음 방지 효과가 우수한 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물에 관한 것다. 본 발명은 에폭시 수지, 희석제, 입자 상의 충전제, 및 왁스를 포함하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따르면, 자동차 타이어 등의 마찰에 의한 소음이 적고, 빛 반사에 의한 시력 방해(시인성의 방해)가 적다.

Description

소음 방지 효과가 우수한 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물 {EPOXY PAINT COMPOSITION HAVING EXCELLENT NOISE REDUCTION PROPERTY FOR COATING FLOOR}
본 발명은 소음 방지 효과가 우수한 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바닥 마감재로 적용되어 자동차 타이어 등의 마찰에 의한 소음이 적고, 빛 반사에 의한 시력 방해(시인성의 방해)가 적은 무광 타입의 에폭시 도료 조성물에 관한 것이다.
에폭시(epoxy) 수지는 내약품성, 내마모성, 내충격성 및 내열성 등은 물론 우수한 접착성과 기계적 강도를 갖는다. 또한, 에폭시 수지는 경화 후, 높은 접착 강도와 함께 우수한 방수성(내수성) 및 방식성 등을 갖는다. 이에 따라, 에폭시 수지는 각종 산업 분야에서 도막 코팅제, 접착제 및 밀봉제 등의 주성분으로 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 주차장, 병원, 공항, 백화점, 학교 등의 건물이나 자전거 도로 등에는 콘크리트 바닥이나 아스팔트 바닥을 보호하고, 바닥의 미감을 위해 대부분의 경우 에폭시 도료 조성물을 코팅(피복)하여 마감하고 있다. 이러한 에폭시 도료 조성물은 바닥에 소정 두께의 층이나 도막을 형성하여, 차량이나 사람의 안정적인 주행 및 보행이 가능하게 하면서 빗물 등으로부터 바닥의 누수를 방지한다.
일반적으로, 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물은 주성분으로서의 에폭시 수지와, 에폭시 수지의 점도를 낮추기 위한 희석제를 포함한다. 또한, 대부분의 경우, 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물에는 미끄럼 방지능을 부여하기 위해 광물 입자나 무기물 입자 등의 충전제가 첨가되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2004-0014157호, 대한민국 공개특허 제10-2007-0050604호 및 대한민국 등록특허 제10-0920245호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
그러나 종래 기술에 따른 에폭시 도료 조성물은, 예를 들어 자동차 타이어 등의 마찰에 의한 소음이 심하고, 타이어의 마모를 가중시키는 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 따른 에폭시 도료 조성물은 광택성으로 인해 불빛 반사가 심하여 시력을 방해(시인성을 방해)하는 문제점이 있다. 부가적으로, 종래 기술에 따른 에폭시 도료 조성물은 휘발성 유기화합물(VOC)의 방출량이 높아 친환경성이 떨어지는 문제점도 지적된다.
대한민국 공개특허 제10-2004-0014157호 대한민국 공개특허 제10-2007-0050604호 대한민국 등록특허 제10-0920245호
이에, 본 발명은 자동차 타이어 등의 마찰에 의한 소음이 적고, 빛 반사에 의한 시력 방해가 적은 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물을 제공하는 데에 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 휘발성 유기화합물(VOC)의 방출량이 낮아 우수한 친환경성을 갖는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
에폭시 수지;
희석제;
입자 상의 충전제; 및
왁스를 포함하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물을 제공한다.
예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 왁스는 파라핀계 왁스를 포함한다. 또한, 상기 에폭시 수지는, 당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지; 및 당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 충전제는 2㎛ 내지 10㎛의 평균 입자 크기를 갖는 탄산칼슘; 및 0.1㎛ 내지 2㎛의 평균 입자 크기를 갖는 규사(silica)를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘은 40 내지 60 중량부로 포함되고, 상기 규사는 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 희석제는, 비점이 250℃ 이상이고, 분자 내에 에스테르기와 에테르기 중에서 선택된 하나 이상의 작용기 및 하이드록시기를 함유하는 하이드록시기 함유 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 개선된 에폭시 도료 조성물이 제공된다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 자동차 타이어 등의 마찰에 의한 소음이 적고, 빛 반사에 의한 시력 방해가 적은 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 휘발성 유기화합물(VOC)의 방출량이 낮아 우수한 친환경성을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물 내에서 에폭시 수지의 망상 구조 내에 충전제가 분산된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다.
본 발명은, 소음 방지 효과가 우수한 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물(이하, "조성물"로 약칭한다.)은 건물이나 도로 등의 바닥 마감재로 적용된다. 본 발명에 따른 조성물은, 예를 들어 주차장, 병원, 공항, 백화점, 학교 등의 건물이나 자전거 도로 등의 콘크리트 바닥이나 아스팔트 바닥 등에 적용된다. 본 발명에 따른 조성물은 바닥에 코팅(피복)되어 소정 두께의 층이나 도막을 형성하거나, 경우에 따라서는 바닥에 형성된 구멍이나 균열 등을 메우기 위한 용도로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 에폭시 수지, 희석제, 충전제, 및 왁스(wax)를 포함한다. 본 발명에 따라서, 상기 왁스는 무광을 위한 소광제, 및 소음 방지를 위한 소음 방지 개선제로서 작용한다. 본 발명에 따른 조성물은 무광 타입 및/또는 무용제 타입으로서, 바닥에 코팅(피복) 후 다양한 경화조건에 따라 완전히 경화(full curing)되는 경우, 적어도 소음 방지 효과가 우수하고 시력 방해(시인성의 방해)가 적다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 우수한 내구성, 내수성(방수성), 접착성, 내열성 및 기계적 물성(내마모성, 내충격성 및 내스크래치성 등) 등을 갖는다. 이하, 본 발명에 따른 조성물을 구성하는 각 구성요소의 예시적인 실시 형태를 설명한다.
[1] 에폭시 수지
본 발명에서, 상기 에폭시 수지는 분자 내에 적어도 하나 이상의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 에폭시 수지는, 예를 들어 주쇄 및/또는 측쇄에 하나 이상의 에폭시 고리를 포함하는 것이라면 그 종류에 관계없이 모두 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는, 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지((Diglycidyl Ether of Bisphenol A; DGEBA), 비스페놀 F형 에폭시 수지(Diglycidyl Ether of Bisphenol F; DGEBF), 페놀 노볼락 에폭시 수지(Phenol Novolac Epoxy) 및/또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지(Cresol Novolac Epoxy) 등과 같은 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지(Brominated Epoxy) 등과 같은 할로겐화 에폭시 수지(Halogenated Epoxy), 지환족 에폭시 수지(Cycloaliphatic Epoxy), 고무 변성 에폭시 수지(Rubber modified Epoxy), 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 수지(Aliphatic polyglycidyl Epoxy), 글리시딜 아민형 에폭시 수지(Glycidylamine Epoxy), 폴리글리콜 에폭시 수지(Polyglycol Epoxy) 및 카다놀 에폭시 수지(Cardanol-based Epoxy) 등으로부터 선택된 하나 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적인 예를 들어, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 노볼락형 에폭시 수지 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적인 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지는 상용화된 제품으로서, 예를 들어 YD-128, R1475, KEM-128M, KEM-128-70, KEM-134-60, KEM-101-50, KEM-172-60, KEM-638-60, KEM-500-90P40, R-1039, R-1415-1, R-1508(이상, 국도화학 제품) 및/또는 R-828(금호피앤비 제품) 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 에폭시 수지는 상기 예시된 물질들의 다양한 조합을 통하여 이루어질 수 있으며, 그 조합이 특별히 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 조성물은 에폭시 수지로서 적어도 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지는 대표적인 에폭시 수지로서, 이는 주쇄의 말단에 에폭시 고리(epoxy ring)를 갖는다. 비스페놀 A형 에폭시 수지는 분자의 말단에 에폭시 고리가 형성되어 반응성이 우수하고, 경화제와 변성 성분의 선택에 따라 광범위한 경화물성을 얻을 수 있다는 장점이 있으며, 또한 다른 열경화성 수지에 비하여 경화수축이 적고, 비스페놀의 골격이 대칭성이 우수하고 강직한 구조로 이루어져 있다. 이에 따라, 비스페놀 A형 에폭시 수지는 적어도 기계적 물성 등이 우수하여 본 발명에 유용할 수 있다.
또한, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 액상 에폭시 수지 및 고상 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이때, 비스페놀 A형 에폭시 수지가 액상 에폭시 수지 및 고상 에폭시 수지를 포함하는 경우, 에폭시 수지 전체 100 중량부 중에 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지는 20 내지 50 중량부로 포함되고, 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지는 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 액상 에폭시 수지가 20 중량부 미만으로 함유되거나 고상 에폭시 수지가 40 중량부를 초과하여 함유되는 경우, 상대적으로 가교밀도가 낮아져 열 안정성이 저하될 우려가 있으며, 상기 액상 에폭시 수지가 50 중량부를 초과하여 함유되거나 고상 에폭시 수지가 10 중량부 미만으로 함유되는 경우, 도막에 크랙(crack) 등이 발생할 우려가 있다. 아울러, 상기 액상 에폭시 수지는 340 내지 500의 무게평균분자량(weight average molecular weight)을 가질 수 있고, 상기 고상 에폭시 수지는 1,400 내지 12,000의 무게평균분자량을 가질 수 있으나, 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
하나의 실시 형태에 따라서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지가로서 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 하기 화학식 1로 표시되는 비스페놀 A형 에폭시 수지는, 예를 들어 접착성은 물론, 경화 후 도막의 기계적 물성이 우수하여 본 발명에 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112016034286543-pat00001
상기 화학식 1에서, n은 0(zero) 또는 1 이상의 정수이다. 상기 화학식 1에서, n의 상한치는 제한되지 않는다. n은, 예를 들어 0(zero) 내지 10 이내의 정수일 수 있으며, 구체적인 예를 들어 0(zero) 내지 5 이내의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 화학식 1의 비스페놀 A형 에폭시 수지는 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 이는 예를 들어 당 분야에서 공지된 통상의 제조방법(예, 직접법 및/또는 간접법 등)을 통하여 제조될 수 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지는, 예를 들어 수산화나트륨(NaOH) 등을 촉매로 이용하고, 비스페놀 A(BisphenolA;BPA)와 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin; ECH)을 반응시켜 제조할 수 있고, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르와 비스페놀 A를 반응시켜 제조할 수도 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 화학식 1의 비스페놀 A형 에폭시 수지는 하기 반응식 1에 따른 반응을 통하여 제조될 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
[반응식 1]
Figure 112016034286543-pat00002
상기 노볼락형 에폭시 수지는 측쇄에 에폭시기를 가지는 에폭시 수지로서, 이는 경화 시에 내열도가 우수한 도막(경화물)을 얻을 수 있으며, 이는 또한 내약품성 및/또는 접착력 등이 우수하다는 장점이 있다. 이에 따라, 상기 노볼락형 에폭시 수지는 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 경우, 이는 도막에 우수한 내열성 및/또는 접착 강도 등을 나타내어 본 발명에 유용하다. 상기 노볼락형 에폭시 수지는 페놀 노볼락 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 노볼락형 에폭시 수지의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으나, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서 상기 페놀 노볼락 에폭시 수지는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 크레졸 노볼락 에폭시 수지의 경우에는 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 사용할 수 있다. 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 노볼락형 에폭시 수지는 내열성 및/또는 접착 강도 등이 우수하여 본 발명에 유용하다.
[화학식 2]
Figure 112016034286543-pat00003
[화학식 3]
Figure 112016034286543-pat00004
상기 화학식 2 및 화학식 3에서, n은 각각 0(zero) 또는 1 이상의 정수로서, n의 상한치는 제한되지 않는다. 상기 화학식 2 및 화학식 3에서, n은 예를 들어 0(zero) 내지 10 이내의 정수일 수 있으며, 구체적인 예를 들어 0(zero) 내지 5 이내의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로, 에폭시 수지는 당량이 작을수록 에폭시 고리 사이의 사슬 길이가 짧아져 가교밀도가 높아지고, 당량이 클수록 가교밀도는 상대적으로 낮아진다. 이에 따라, 당량이 작은 에폭시 수지를 사용하는 경우, 가교밀도가 높아져 내마모성 및 내열성 등은 향상되나, 가교밀도가 너무 높아지면 도막이 브리틀(brittle)해지거나 크랙 등이 발생하기 쉽다.
본 발명에서, 상기 에폭시 수지의 당량은 특별히 제한되지 않으나, 위와 같은 기계적 물성, 내열성 및/또는 표면 크랙 등을 고려하여 아래와 같은 범위를 가지는 것이 좋다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지로서 고상 에폭시 수지를 사용하는 경우, 상기 고상 에폭시 수지는 700 내지 6,000g/eq의 당량을 가지는 것이 좋으며, 더욱 구체적으로는 1,700 내지 2,100g/eq의 당량을 가지는 것이 좋다. 또한, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지로서 액상 에폭시 수지를 사용하는 경우, 상기 액상 에폭시 수지는 170 내지 250g/eq의 당량을 가지는 것이 좋으며, 더욱 구체적으로는 180 내지 200g/eq의 당량을 가지는 것이 좋다. 아울러, 상기 노볼락형 에폭시 수지로서 페놀 노볼락 에폭시 수지 및/또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지를 사용하는 경우, 이들은 각각 150 내지 250g/eq의 당량을 가지는 것이 좋으며, 더욱 구체적으로는 190 내지 220g/eq의 당량을 가지는 것이 좋다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 에폭시 수지는 당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지 및 당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이와 같이, 에폭시 수지로서, 당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지 및 당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함하는 경우, 열에 대한 내열성이 우수하고, 가교 밀도가 향상되어 시공후 도막이 일정하게 유지될 뿐 아니라 장기간의 하중 인가 시에도 균일한 도막 특성 및 우수한 내구성을 가지는 장점이 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 에폭시 수지는 당량이 1,700 내지 2,100g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지 및 당량이 190 내지 220g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 에폭시 수지는 당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지, 당량이 170 내지 250g/eq인 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지, 및 당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이 경우, 열에 대한 내열성이 더욱 우수하고, 기타 도막의 제반 물성이 우수하여 본 발명에 바람직하다.
또한, 상기 에폭시 수지는 본 발명에 따른 조성물 전체 100 중량부 기준으로, 예를 들어 15 내지 60 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 에폭시 수지의 함량이 15 중량부 미만으로서 너무 작은 경우, 에폭시 수지의 사용에 따른 적절한 도막 물성을 보이기 어려울 수 있다. 그리고 에폭시 수지의 함량이 60 중량부를 초과하여 너무 많은 경우, 상대적으로 다른 성분들의 함량이 낮아져 예를 들어 코팅성, 평활성 및/또는 소음 방지 특성 등이 미미해질 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 에폭시 수지는 본 발명에 따른 조성물 전체 100 중량부 기준으로, 예를 들어 20 내지 40 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 노볼락형 에폭시 수지를 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명에 따른 조성물 전체 100 중량부 기준으로 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 15 내지 40 중량부로 포함되고, 상기 노볼락형 에폭시 수지 5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 이때, 비스페놀 A형 에폭시 수지가 15 중량부 미만으로 함유되거나 노볼락형 에폭시 수지가 20 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 예를 들어 가교밀도가 높아져 도막이 브리틀(brittle)해지거나 크랙 등이 발생할 우려가 있다. 그리고 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지가 40 중량부를 초과하여 포함되거나 노볼락형 에폭시 수지가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 예를 들어 가교밀도가 낮아져 내열성 및/또는 내구성 등이 미미해질 수 있다.
[2] 희석제
상기 희석제는 점도 조절을 위한 것으로서, 이는 적어도 상기 에폭시 수지를 희석하여 점도를 낮추기 위해 사용된다. 본 발명에서, 희석제는 적어도 에폭시 수지의 희석(용해) 용매로서, 점도를 조절할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 희석제는 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 이는 반응성 희석제 및/또는 비반응성 희석제로부터 선택될 수 있다.
상기 희석제는, 예를 들어 에테르계 및 글리콜계 등으로부터 선택될 수 있다. 희석제는, 구체적인 예를 들어 에폭시프로판 노닐에테르, 폴리글리시딜 에테르, 부틸글리시딜 에테르, 크레실글리시딜 에테르, 2-에틸헥실글리시딜 에테르, 트리에틸렌 글리콜 및/또는 벤질알코올 등을 포함할 수 있다. 또한, 희석제는 식물성 및/또는 동물성 기름(오일) 등을 포함할 수 있다.
상기 희석제는 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 2 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 에폭시 수지와 희석제를 20 내지 40 : 2 내지 30의 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 희석제의 사용량이 2 중량부 미만인 경우, 이의 사용에 따른 점도 조절능(희석능)이 미미하여 코팅 작업성이 떨어질 수 있다. 또한, 희석제의 사용량이 30 중량부를 초과하는 경우, 점도가 너무 낮아질 수 있고 상대적으로 에폭시 수지의 함량이 낮아져 도막 물성 및 접착성 등이 떨어질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 희석제는 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 5 내지 25 중량부, 또는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
바람직한 형태에 따라서, 상기 희석제는 본 발명에 따라서 분자 내에 하나 이상의 하이드록시기(-OH)를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 좋다. 더욱 구체적으로, 희석제는 본 발명에 따라서 분자 내에 에스테르기(COO-)와 에테르기(-O-) 중에서 선택된 하나 이상의 작용기(functional group)와 하이드록시기(-OH)를 동시에 함유하는 화합물(이하, "하이드록시 함유 화합물"이라 한다)을 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서, 하이드록시 함유 화합물은 상기 작용기(에스테르기 및/또는 에테르기)와 함께 적어도 하나 이상의 하이드록시기(-OH)를 동시에 포함하는 화합물을 의미한다. 아울러, 상기 하이드록시기 함유 화합물은 250℃ 이상의 비점을 가지는 것이 좋다. 본 발명에서, 휘발성을 고려한다면 희석제의 비점은 높을수록 좋으므로 비점의 상한치는 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 상기 희석제로서 위와 같은 하이드록시기 함유 화합물을 사용하는 경우, 적어도 친환경적이고 인체에 무해하다. 또한, 상기 에폭시 수지에 대한 점도 조절능(희석능)이 우수하다.
바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물의 친환경성을 위해서 가장 중요하게 고려되어야 할 성분이 희석제로 볼 수 있다. 또한, 희석제는 기본적으로 에폭시 수지와 상용성이 좋아 점도를 떨어뜨리는 점도 조절능이 우수하여야 하고, 친환경을 위해 적어도 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량이 낮아야 한다. 부가적으로, 희석제는 250℃ 이상의 비점을 가지는 경우, 적어도 상온에서는 휘발성이 없거나 최소화되어 일반적인 유기용제의 범주에서 벗어날 수 있다.
본 발명에서 특정하는 상기 하이드록시기 함유 화합물은 위와 같은 특성을 만족한다. 상기 하이드록시기 함유 화합물은, 먼저 에스테르기 및/또는 에테르기를 포함하여 우수한 점도 조절능(희석능)을 갖는다. 구체적으로, 에폭시 수지는 주쇄 및/또는 측쇄에 작용기로서 에테르기를 가지고 있는데, 상기 하이드록시기 함유 화합물 또한 에스테르기 및/또는 에테르기를 포함하고 있어 에폭시 수지와의 상용성이 높다. 이에 따라, 에폭시 수지의 희석능이 매우 뛰어나 우수한 점도 조절능(희석능)을 갖는다.
또한, 상기 하이드록시기 함유 화합물은 하이드록시기(-OH)를 포함하여, 상기 하이드록시기(-OH)의 수소 결합에 의해 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량이 극소화되어 우수한 친환경성을 도모하고, 이와 함께 점도 조절능(희석능)을 개선한다. 구체적으로, 하이드록시기(-OH)는 희석제(하이드록시기 함유 화합물) 상호간의 수소 결합을 유도하여 희석제의 용출을 막아 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량을 극소화시킨다. 즉, 하이드록시기(-OH)의 O에 H가 결합되어 희석제의 용출이 방지된다. 구체적인 예를 들어, 어느 하나의 희석제에 포함된 하이드록시기(-OH)의 O에 다른 하나의 희석제에 포함된 하이드록시기(-OH)의 H가 끌리어 결합된다.
본 발명에서, 상기 수소 결합은 화학적 결합을 의미하는 것은 아니며, 이는 전기음성도의 차이에 의한 물리적 결합을 의미한다. 구체적으로, 수소(H)의 전기음성도는 약 2.1이고, 산소(O)의 전기음성도는 약 3.5이다. 이러한 전기음성도의 차이(약 1.4)에 의해, 어느 하나의 희석제에 포함된 하이드록시기(-OH)의 O에 다른 하나의 희석제에 포함된 하이드록시기(-OH)의 H가 끌리어 물리적인 인력에 의해 결합된다. 이와 같은 하이드록시기(-OH)의 수소 결합에 의해, 희석제 상호간이 물리적으로 결합되어 희석제의 용출이 방지되며, 이에 따라 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량이 극소화된다.
또한, 상기 하이드록시기 함유 화합물의 하이드록시기(-OH)는 에폭시 수지의 주쇄 및/또는 측쇄에 포함된 수소(H)와도 위와 같은 물리적인 수소 결합을 구현한다. 이러한 에폭시 수지와의 수소 결합에 의해 상용성이 향상되어 점도 조절능(희석능)이 효과적으로 개선된다.
본 발명의 실시 형태에 따라서, 상기 하이드록시기 함유 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 벤젠 고리를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 하이드록시기 함유 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 에스테르기 및/또는 에테르기와, 하이드록시기 및 벤젠 고리를 동시에 포함하는 화합물로부터 선택될 수 있다. 이 경우는, 예를 들어 에폭시 수지가 주쇄 및/또는 측쇄에 벤젠 고리를 가지는 경우에 바람직하다. 희석제는 에폭시 수지와의 상용성(희석능)을 고려한다면, 에폭시 수지와 동등 유사한 화학적 구조를 가지는 경우가 최적이라 할 수 있으므로, 에폭시 수지가 벤젠 고리를 포함하는 경우에는 희석제(하이드록시기 함유 화합물) 또한 벤젠 고리를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따라서, 상기 하이드록시기 함유 화합물은 분자 내에 하나 이상의 카르보닐기(-CO-) 및/또는 에스테르(-COO-) 등의 작용기를 포함할 수 있다. 상기 하이드록시기 함유 화합물은 이러한 작용기의 유무에 따라, 예를 들어 에폭시계 화합물, 에테르계 화합물, 카르보닐계 화합물 및/또는 에스테르계 화합물 등으로 명명될 수 있다.
바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 하이드록시기 함유 화합물(희석제)은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 하이드록시기 함유 화합물(희석제)은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물이거나, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 적어도 포함하되, 여기에 에테르기 및 하이드록시기를 가지는 다른 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 4]
R1-(CH2)n-O-CH2-CH(OH)-CH2-Om-(CO)K-R2
상기 화학식 4에서, R1과 R2는 서로 종속적이지 않다. 즉, R1과 R2는 서로 무관하게 독립적으로 단일 원소나 탄화수소계로 구성된다. 상기 화학식 4에서, R1과 R2는 서로 같거나 다르고 수소(H), 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소로부터 선택된다. 상기 R1과 R2는, 예를 들어 지방족 탄화수소로부터 선택되는 경우, 이는 포화 탄화수소 또는 하나 이상의 불포화기(2중결합 및/또는 3중결합)를 가지는 불포화 탄화수소일 수 있다. 이러한 R1과 R2는, 예를 들어 C1 ~ C20의 탄소수를 가질 수 있다. 또한, 상기 R1과 R2는 방향족 탄화수소인 경우, 이는 하나 또는 2 이상의 벤젠 고리를 포함할 수 있다.
상기 화학식 4에서, n은 0(zero) 또는 1 이상의 정수이다. 상기 화학식 4에서, n의 상한치는 제한되지 않는다. n은, 예를 들어 0(zero) 내지 10 이내의 정수일 수 있으며, 구체적인 예를 들어 0(zero) 내지 5 이내의 정수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 화학식 4에서, m과 k는 서로 종속적이지 않고, m은 0(zero) 또는 1이며, k는 0(zero) 또는 1이다.
상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 적어도 하나 이상의 에테르기와 하이드록시기를 포함하여, 본 발명에서 추구하고자 하는 하이드록시기 함유 화합물(희석제)의 최적 특성을 구현한다. 또한, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 250℃ 이상의 비점을 갖는다. 상기 화학식 4의 화합물은, 예를 들어 R1 및/또는 R2의 분자량에 의해 적어도 250℃ 이상의 높은 비점을 가질 수 있다. 상기 화학식 4의 화합물은 R1 및/또는 R2의 종류에 따라, 예를 들어 250 ~ 350℃의 비점을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 희석제로서 위와 같은 하이드록시기 함유 화합물을 포함함으로 인하여, 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량이 예를 들어 0.2mg/㎡ㆍh 이하일 수 있다. 본 발명에서, 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량은 낮을수록 좋으므로 이의 하한치는 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 조성물은, 바람직하게는 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량이 0.1mg/㎡ㆍh 이하, 더욱 바람직하게는 0.08mg/㎡ㆍh 이하이다.
본 발명에서, 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량은 당업계에서 통용되는 측정방법에 준하여 측정된 것으로서, 이는 예를 들어 에폭시 도료 조성물의 경화 후, 소정 기간 동안 방출된 휘발성 유기화합물(VOC)의 총 방출량(mg/㎡ㆍh)일 수 수 있다. 구체적인 예를 들어, 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량은 KS 측정방법에 준하여, KS I ISO 16000－11에 따라 시편을 제작한 후, 상기 시편에 대해 KS I ISO 16000－3과 KS I ISO 16000－6에 규정된 시험방법을 사용하여 오염 물질 방출 시험을 실시하였을 때의 휘발성 유기화합물(VOC)의 방출량일 수 있다.
[3] 충전제
상기 충전제는 에폭시 수지와 혼합되어 도막의 기계적 물성(내마모성 및 내충격성 등)을 보강하고, 이는 또한 내구성 및/또는 내수성 등을 제공해주는 역할도 할 수 있다.
본 발명에서, 상기 충전제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 이는 당분야에서 통상적으로 사용되는 다양한 입자들이 사용될 수 있다. 충전제는, 예를 들어 무기물 입자 및/또는 광물 입자 등으로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 탄산칼슘, 활석(talc), 수산화알루미늄, 규사(silica), 규산염 광물, 알루미늄규산염 광물 및 이들 중에서 하나 이상을 포함하는 혼합물 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 충전제는 본 발명에서 소음 방지제로서 작용한다. 충전제는, 구체적으로 본 발명에 따른 조성물에 입자 상으로 포함되어, 이는 도막 표면에 적절한 거칠기(표면 조도)를 형성하여, 예를 들어 자동차 타이어 등과의 마찰에 의해 발생되는 소음을 최소화한다. 이때, 충전제는 0.1㎛ 내지 20㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것이 좋다. 충전제의 입자 크기가 0.1㎛ 미만으로서 너무 작은 경우, 이의 사용에 따른 거칠기(조도) 효과가 미미하여 소음 방지능이 다소 약할 수 있으며, 20㎛를 초과하여 너무 큰 경우에는 도막으로부터 이탈될 우려가 있다. 이러한 점을 고려할 때, 충전제는 0.2㎛ 내지 10㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것이 바람직하다.
상기 충전제는 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 40 내지 80 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 에폭시 수지와 충전제를 20 내지 40 : 40 내지 80의 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 충전제의 사용량이 40 중량부 미만인 경우, 이의 사용에 따른 기계적 물성 보강 및 소음 방지능 등이 미미할 수 있다. 그리고 충전제의 사용량이 80 중량부를 초과하는 경우 코팅 작업성이 떨어지고, 상대적으로 에폭시 수지의 사용량이 낮아 접착성이 떨어져 도막으로부터 충전제가 이탈될 수 있다.
또한, 상기 충전제는 탄산칼슘 및 규사(silica)를 포함하는 것이 좋다. 상기 충진제가 탄산칼슘 및 규사를 포함하는 경우, 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 상기 탄산칼슘은 40 내지 60 중량부로 포함되고, 상기 규사는 5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 좋다. 아울러, 상기 탄산칼슘은 2㎛ 내지 10㎛의 평균 입자 크기, 구체적으로는 2㎛ 내지 5㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것이 좋으며, 상기 규사는 0.1㎛ 내지 2㎛의 평균 입자 크기, 구체적으로는 0.2㎛ 내지 1㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것이 좋다. 이와 같이 충전제가 탄산칼슘 및 규사의 혼합으로서, 각각 적정 함량 및 입자 크기를 갖는 경우, 우수한 소음 방지능 및 기계적 물성 등을 가질 뿐만 아니라 양호한 작업성을 가지면서 균일한 도막을 형성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조성물 내에서 에폭시 수지의 망상 구조 내에 충전제가 분산된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 1을 참조하면, 에폭시 수지(100)는 에폭시기의 반응에 의하여 망상 구조를 형성하며, 망상 구조의 각 사슬을 서로 연결하는 지점이 가교 포인트(cross-linking point)(P)이다. 충전제(200)는 에폭시 수지(100)의 망상 구조 내에 균일하게 분산되어 도막의 기계적 물성 등을 보강한다. 이때, 상기한 바와 같이, 충전제(200)로서, 큰 입경의 탄산칼슘(2㎛ 내지 10㎛)과 작은 입경의 규사(0.1㎛ 내지 2㎛)를 적정 함량으로 혼합 사용하는 경우, 예를 들어 큰 입경의 탄산칼슘은 도막 표면에 적절한 거칠기를 형성하고, 작은 입경의 규사는 큰 입경의 탄산칼슘들 사이에 분산(혼입)되어 에폭시 수지와 함께 결합 매개체를 형성하여, 우수한 소음 방지능 및 기계적 물성 등을 갖게 한다.
[4] 왁스
상기 왁스(wax)는 앞서 언급한 바와 같이 소광제 및 소음 방지 개선제로서 작용한다. 먼저, 왁스는 소광제로 작용하여 빛 반사에 의한 시력 방해(시인성 방해)를 최소화한다. 또한, 왁스는 도막 표면에 완충성을 제공하여 소음 방지능을 개선한다. 예를 들어, 왁스는 자동차 타이어 등으로부터 전달되는 압력(하중)과 상기 충전제(소음 방지제) 간의 마찰을 완충시켜 소음 방지능을 개선한다.
본 발명에서, 상기 왁스는 석유계 왁스, 천연 왁스 및/또는 합성 왁스 등을 포함하며, 이는 당업계에서 왁스로 불리는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 왁스는 지방산 에스테르계로서, 예를 들어 식물성 천연 왁스 및/또는 동물성 천연 왁스 등을 사용할 수 있다. 또한, 왁스는 석유계 왁스로서, 파라핀계 왁스(paraffin wax)를 유용하게 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 왁스는 파라핀 왁스 계열의 상용화된 제품으로서, BYK사의 AQAMAT 270 및/또는 CERAFLOUR 913 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 왁스는 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 에폭시 수지와 왁스를 20 내지 40 : 0.1 내지 10의 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 왁스의 사용량이 0.1 중량부 미만인 경우, 이의 사용에 따른 소광 및 소음 방지 개선능이 미미할 수 있다. 그리고 왁스의 사용량이 10 중량부를 초과하는 경우, 예를 들어 코팅 작업성이 떨어질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 왁스는 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여 0.2 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
[5] 경화제
본 발명에 따른 조성물은 상기 성분들 이외에 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 경화제의 함량은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 2 내지 50 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 이때, 경화제의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 경화속도가 느려지고, 상대적으로 에폭시 수지의 함량이 커져 에폭시의 자가반응에 의한 에테르화(etherification)가 수반됨에 따라 에테르기(ether group)가 만들어 질 수 있으며, 경화제의 함량이 50 중량부를 초과하는 경우, 도막에 크랙을 형성하거나 기계적 강도를 떨어뜨려서 도막 편차가 커질 우려가 있다. 이러한 점을 고려할 때, 경화제는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.
상기 경화제는 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 아민계, 산무수물계, 폴리아미드계, 폴리아미드아민계, 페놀계 및 카복실산 폴리에스테르 등으로부터 선택된 하나 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 경화제는, 구체적인 예를 들어 지환족 아민, 방향족 아민, 지방족 아민 및 디시안디아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 하나의 예시에서 아민가가 200 내지 500인 지환족 아민을 포함할 수 있다. 이때, 경화제로서, 아민가가 200 내지 500인 지환족 아민을 사용하는 경우, 방향족 아민과 비교하여 저온에서도 우수한 도막 경화 특성을 나타낼 뿐 아니라 우수한 내화학성, 내습성, 내용제성 및 접착력을 가진다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 상기한 바와 같이 경화제를 추가로 포함하여, 상기 경화제에 의해 경화될 수도 있지만, 다른 예를 들어 촉매에 의한 호모중합(homopolymerization)을 통하여 경화될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 조성물은 제1제와 제2제를 포함하는 2액형의 제형을 가질 수 있다. 상기 제1제는 주제로서, 이는 에폭시 수지, 희석제, 충전제 및 왁스를 포함할 수 있으며, 상기 제2제는 적어도 경화제를 포함할 수 있다. 이때, 제2제는 주제와 반응할 수 있는 경화제의 활성수소 당량 수를 주제의 에폭시 당량 수와 비교하여 조성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조성물은 제1제(주제) 100 중량부에 대하여 제2제(경화제) 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
[6] 첨가제
또한, 본 발명에 따른 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 특별히 제한되지 않으며, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 첨가제는, 예를 들어 개질제, 소포제, 흐름성 조절제, 분산제, 난연제, 침강 방지제 및 색상 안료 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 사용할 수 있다. 이러한 첨가제들은, 그의 사용 목적에 따라 본 발명에 따른 조성물의 도막 특성을 저해하지 않는 범위에서 에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대해, 예를 들어 0.001 내지 10 중량부로 각각 사용될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 0.01 내지 5 중량부로 각각 사용될 수 있다.
또한, 첨가제로서, 예를 들어 상기 개질제는 본 발명에 따른 조성물의 물리적 특성을 개질할 수 있는 것으로서, 이는 실리카, 활석 및/또는 벤톤 등이 사용될 수 있다. 아울러, 상기 소포제 및 흐름성 조절제는 본 발명에 따른 조성물의 작업성 및 생산성 등을 향상시켜 주는 것으로서, 상기 소포제는 예를 들어 비실리콘계 소포제 등이 사용될 수 있고, 상기 흐름성 조절제는 예를 들어 BYK-103 등의 상용화된 제품이 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 조성물은 바닥 마감재로 적용되어 우수한 도막 특성을 가지면서 소음 방지 효과가 우수하고, 빛 반사에 의한 시력 방해(시인성의 방해)가 적다. 또한, 휘발성 유기화합물(VOC)의 방출량이 극소화되어 우수한 친환경성을 갖는다.
이하, 본 발명의 실시예(실험예)를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 5]
하기 [표 1]에 보인 바와 같은 성분 및 함량으로 에폭시 도료 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 각 실시예에 따라 하기 [표 1]에 보인 바와 같은 성분 및 함량으로, 먼저 주제로서 에폭시 수지에 희석제와 각 첨가제를 넣고, 약 40분 동안 2,000rpm으로 고속 교반하였다. 이후, 충전제를 더 투입한 다음, 약 1시간 동안 1,500rpm으로 고속 교반하여 주제를 제조하였다. 다음으로, 상기 주제 100 중량부에 대하여 경화제 20 중량부를 혼합하여 에폭시 도료 조성물을 제조하였다.
상기 각 실시예에 따른 에폭시 도료 조성물에 대하여, 다음과 같은 방법으로 접착 강도, 내마모성 및 소음 방지성을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
(1) 접착 강도
접착 강도는 아스팔트 표면에 에폭시 도료 조성물을 코팅/경화시키고, 20℃에서 7일 동안 양생한 후, KSF 2761의 콘크리트용 접착제의 접착강도 시험방법에 따라 인장 시험기로 접착 강도를 측정하였다. 실시예 1에 따른 시편의 측정값을 "양호"로 하여 기준으로 정하고, 측정값이 실시예 1에 따른 시편보다 높으면 "우수", 실시예 1에 따른 시편보다 낮으면 "보통"으로 평가하여 [표 1]에 나타내었다.
(2) 내마모성
내마모성은 냉간압연강판에 에폭시 도료 조성물을 코팅/경화시키고, ASTM D-4060에 준하는 도료의 내마모성 시험방법에 따라 측정하였다. 실시예 1에 따른 시편의 측정값을 "양호"로 하여 기준으로 정하고, 측정값이 실시예 1에 따른 시편보다 높으면 "우수", 실시예 1에 따른 시편보다 낮으면 "보통"으로 평가하여 [표 1]에 나타내었다.
(3) 소음 방지성
소음 방지성은 냉간압연강판에 에폭시 도료 조성물을 코팅/경화시킨 다음, 코팅 도막 표면에 고무를 일정한 압력으로 왕복 3회 문지르는 경우에 발생되는 소음값(dB값)을 소음측정기로 측정하였다. 실시예 1에 따른 시편의 측정값(평균)을 "100"으로 하여 기준으로 정하고, 실시예 1에 따른 측정값의 상대적인 비율로 평가하여 [표 1]에 나타내었다.
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상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 왁스를 포함하는 시편(실시예 5)의 경우, 제반 물성이 우수하면서 소음 방지능이 개선됨을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 4를 대비해 보면, 에폭시의 종류(및 당량)에 따라 접착 강도와 내마모성이 달라짐을 알 수 있었다.
[실시예 6]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, 희석제의 종류를 달리하였다. 구체적으로, 본 실시예에서는 희석제로서 아래와 같이 제조된 하이드록시 함유 화합물(1-벤즈옥시-2-하이드록시-지방산 에스테르)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하여 에폭시 도료 조성물을 제조하였다. 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 2]에 보인 바와 같다.
또한, 본 실시예에 따른 에폭시 도료 조성물에 대하여, 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량(mg/㎡ㆍh)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 [표 2]에 함께 나타내었다. 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량(mg/㎡ㆍh)은 아래의 KS 측정 방법에 준하여 측정하였다. 아울러, 상기 실시예 5에 따른 에폭시 도료 조성물에 대하여 총 휘발성 유기화합물(TVOC)의 방출량(mg/㎡ㆍh)을 동일한 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기 [표 2]에 함께 나타내었다.
< 하이드록시 함유 화합물(희석제)의 제조예 >
깨끗하게 세척된 3리터 4구 플라스크(flask) 반응기에 벤질알콜 432g과 트리프로로보론 0.1g을 넣고, 질소를 공급하여 10분간 상온에서 교반하여 주었다. 이후, 반응기에 에피크로로하이드린 372g을 3시간에 걸쳐 적하하였다. 이때, 적하하는 동안 온도가 40℃를 넘지 않도록, 반응기 아래에 냉탕 용기를 받쳐주어 온도를 떨어뜨리면서 적하하였다. 적하가 끝난 후, 1시간 동안 유지 반응을 진행한 다음, 탄산나트륨 500g을 넣고, 2시간에 걸쳐 120℃까지 온도를 승온시켰다.
다음으로, 승온 후 반응기에 대두유 지방산 1,200g을 3시간에 걸쳐 적하하고, 150℃까지 승온시켜 5시간 동안 반응시켰다. 반응이 진행되면서 탄산가스가 발생되었으며, 탄산가스의 발생이 멈추자 약 80℃로 냉각시켰다. 냉각 후, 소금층을 여과 걸러내어, 분자 내에 에폭시기와 하이드록시기를 동시에 가지는 약 1,280g의 하이드록시 함유 화합물(1-벤즈옥시-2-하이드록시-지방산 에스테르)을 얻었다.
< TVOC의 방출량 측정 >
(1) KS I ISO 16000－11의 규격에 따라 오염물 방출이 없는 유리판에 접착제 조성물을 도포하여 시편을 제작하였다.
(2) 시편의 지촉건조(손가락으로 가볍게 댔을 때 접착성은 있으나 접착제가 손가락에 묻지 않는 상태)시까지 온도 25 ± 1.0℃, 상대습도 50 ± 5%의 조건에서 경화를 실시한 후, 시편 고정 틀에 시편을 고정하여 챔버 내에 설치하였다. 이후, 시편을 챔버 내에서 7일(168 ± 2시간) 동안 정치시킨 후, KS I ISO 16000－3과 KS I ISO 16000－6에서 규정된 시험방법을 통하여 오염 물질 방출량을 측정하였다.
Figure 112016034286543-pat00006
상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 희석제로서 하이드록시 함유 화합물을 사용하는 경우(실시예 6)가 그렇지 않는 경우(실시예 5)보다 TVOC의 방출량(mg/㎡ㆍh)이 매우 낮게 평가됨을 알 수 있었다. 현재, 국내 LH 공사에서 0.1mg/㎡ㆍh 이하일 경우를 친환경 제품으로 인정하고 있음을 볼 때, 상기 실시예 6에 따른 도막 시편은 매우 친환경적이다.
이상의 실험예를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따라서 충전제 및 왁스를 동시에 포함하는 경우, 우수한 소음 방지능을 가짐을 알 수 있다. 또한, 희석제로서 분자 내에 에폭시기와 하이드록시기를 동시에 가지는 희석제(하이드록시기 함유 화합물)를 사용하는 경우, TVOC의 방출량이 극소화되어 우수한 친환경성을 가짐을 알 수 있다.
100 : 에폭시 수지 200 : 충전제
P : 가교 포인트(cross-linking point)

Claims (5)

  1. 에폭시 수지;
    희석제;
    입자 상의 충전제; 및
    왁스를 포함하여 이루어지되,
    상기 에폭시 수지는,
    당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지; 및
    당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 왁스는 파라핀계 왁스를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는,
    당량이 700 내지 6,000g/eq인 비스페놀 A형 고상 에폭시 수지;
    당량이 170 내지 250g/eq인 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지; 및
    당량이 150 내지 250g/eq인 노볼락형 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전제는,
    2㎛ 내지 10㎛의 평균 입자 크기를 가지는 탄산칼슘; 및
    0.1㎛ 내지 2㎛의 평균 입자 크기를 가지는 규사(silica)를 포함하며,
    에폭시 수지 20 내지 40 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘은 40 내지 60 중량부로 포함되고, 상기 규사는 5 내지 20 중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 바닥 마감재용 에폭시 도료 조성물.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20210040320A1 (en) * 2018-02-09 2021-02-11 Pressing Developments, L.L.C. Stainable laminate products, compositions, and methods of manufacture

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