KR101944674B1 - 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장 - Google Patents

콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장에 관한 것이다. 일 구체예에서 상기 도장은 에폭시 수지 100 중량부; 알칼리 실리케이트 15~60 중량부; 아민계 경화제 5~30 중량부; 부착증진제 0.5~5 중량부; 산화철 5~30 중량부; 및 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(CeO2) 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 포함하는 제1 혼합물 1~15 중량부;를 포함하고, 상기 부착증진제 및 제1 혼합물은 1:1~1:8 중량비로 포함된다.

Description

콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장{A PAINT COMPOSITION FOR IMPROVING DURABLE PROPERTY OF CONCRETE AND STEEL STRUCTURE}
본 발명은 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 징크(Zn)계 성분을 미포함하며, 콘크리트 기재 및 철재 기재 모두에 적용 가능하고, 상용성 및 부착력이 우수하면서, 방청성, 내구성이 우수한 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장에 관한 것이다.
자동차, 전자제품, 산업기계, 플랜트, 전력시설 등 각종 구조물에 사용되는 강재는 대기 중의 부식원인물질(SOx, NOx 및 염분 등) 및 악조건 하에서 쉽게 부식된다. 또한, 콘크리트로 이루어진 구조물은 건설 후 염해나 물의 침투 등에 의해 강도가 저하될 뿐만 아니라 시간 경과에 따라 내구성이 떨어져 사용 수명이 감소하게 된다. 특히 건축물이 바닷가에 축조될 경우 염분의 침투를 받는 경우가 많으며 공장 폐수 지역이나 하수 지역에 축조될 경우에는 여러 화학 약품에 의한 침투를 받아 심각한 내구성 저하가 발생할 수 있다.
상기한 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 저하를 감소시키기 위하여 구조물의 표면을 프라이머 도장재로 도장 후, 프라이머층을 형성하는 것이 일반적이다.
이러한 프라이머 도장은, 강판 및 콘크리트 기재 표면에 수백~수천 ㎛ 두께의 방식 도막을 형성하도록 프라이머 도장용 조성물을 도포하여 강판 등의 표면을 그 방식 도막으로 차폐함으로써, 기재와 산소, 염분 및 수증기 등의 접촉을 방지하여 부식을 방지하게 된다.
종래 사용되는 프라이머 도장용 조성물의 경우 방식성을 확보하기 위해 주로 징크(Zn), 크롬(Cr) 및 납(Pb)계 성분을 포함하였다. 그러나 상기 성분을 포함하여 콘크리트 또는 철재 기재층에 프라이머층을 형성하는 경우, 부착성이 낮아 도막이 쉽게 탈락될 뿐만 아니라, 내구성이 낮아 고온 환경에서 도막이 쉽게 팽윤되는 등 외관이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1752581호(2017.06.23. 공개, 발명의 명칭: 방식도료 조성물, 방식 도막 및 기재의 방식방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 방식성 및 외관성이 우수한 도장을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 징크계 성분을 미포함하여 친환경성이 우수하며 콘크리트 기재 및 철재 기재에 적용 가능하고, 상용성 및 부착력이 우수한 도장을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 기재 및 철재 기재의 보수 및 신축에 모두 사용 가능한 도장을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상온 저장 안정성, 내후성, 내수성, 내스크래치성, 내화학성 및 내열성이 우수한 도장을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 도장에 관한 것이다. 구체예에서 상기 도장은 에폭시 수지 100 중량부; 알칼리 실리케이트 15~60 중량부; 아민계 경화제 5~30 중량부; 부착증진제 0.5~5 중량부; 산화철 5~30 중량부; 및 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(CeO2) 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 포함하는 제1 혼합물 1~15 중량부;를 포함하고, 상기 부착증진제 및 제1 혼합물은 1:1~1:8 중량비로 포함된다.
일 구체예에서 상기 에폭시수지는 비스페놀형 에폭시수지, 노볼락 에폭시수지, 다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시수지 및 지방족 에폭시수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 혼합물은 산화이트륨, 산화세륨 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 1:1~3:2~8 중량비로 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 부착증진제는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 포스페이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트 포스페이트 및 2-하이드록시 에틸 메타아크릴 레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 실란커플링제 1~20 중량부;를 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 혼합물 및 산화철은 1:0.5~1:4 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 도장은 징크(Zn)계, 납(Pb)계 및 크롬(Cr)계 성분을 미포함하여 친환경성이 우수하면서, 콘크리트 기재 및 철재 기재 모두에 적용시 상용성 및 부착력이 우수하며, 방식성, 외관성 및 내화학성이 우수하고, 콘크리트 기재 및 철재 기재의 보수 도장 및 신축 도장 모두에 사용 가능하며, 조성물의 상온 저장 안정성, 내후성, 내수성, 내스크래치성, 내화학성 및 내열성 등의 물성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 프라이머층을 포함하는 성형품을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 프라이머층 형성방법을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도장
본 발명의 하나의 관점은 도장에 관한 것이다. 구체예에서 상기 도장을 위한 조성물은 에폭시 수지 100 중량부; 알칼리 실리케이트 15~60 중량부; 아민계 경화제 5~30 중량부; 부착증진제 0.5~5 중량부; 산화철 5~30 중량부; 및 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(CeO2) 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 포함하는 제1 혼합물 1~15 중량부;를 포함하고, 상기 부착증진제 및 제1 혼합물은 1:1~1:8 중량비로 포함된다.
이하, 본 발명에 따른 도장을 구성하는 성분을 보다 상세히 설명하도록 한다.
에폭시 수지
상기 에폭시 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 5,000~50,000g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량 범위에서 상기 도장의 기계적 강도와 기재와의 부착성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 상기 에폭시 수지의 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 법에 의해 측정한 표준 폴리스티렌 환산 값일 수 있다.
일 구체예에서 상기 에폭시 수지는 1 분자 중에 적어도 2개 이상의 에폭시기를 가지며, 에폭시 당량이 150~500 g/eq 일 수 있다. 상기 에폭시 당량 조건에서 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 에폭시 수지는, 비스페놀형 에폭시수지, 노볼락 에폭시수지, 다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시수지 및 지방족 에폭시수지 중 하나 이상 포함하여 사용할 수 있다.
예를 들면, 비스페놀형 에폭시 수지로, 비스페놀 A형의 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함시, 프라이머층의 내구성 등의 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 폴리프로필렌 옥시드 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 에틸렌 옥시드 디글리시딜 에테르, 수소첨가 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 수소첨가 비스페놀 A 프로필렌 옥시드 디글리시딜 에테르 등의 비스페놀 A형 디글리시딜 에테르 등을 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 노볼락 에폭시 수지는 페놀노볼락형 에폭시 수지 및 크레졸노볼락형 에폭시 수지 등을 포함할 수 있다.
알칼리 실리케이트
상기 알칼리 실리케이트는 도장의 내식성, 상용성 및 부착성을 확보하기 위해 포함된다. 구체예에서 상기 알칼리 실리케이트는 리튬 실리케이트, 소듐 실리케이트 및 칼슘 실리케이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 실리케이트는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 15~60 중량부 포함된다. 상기 알칼리 실리케이트를 15 중량부 미만으로 포함시 내식성 및 방청성이 저하되며, 60 중량부를 초과하여 포함시 상기 도장의 혼합성과, 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 20~50 중량부 포함될 수 있다.
아민계 경화제
상기 아민계 경화제로는 폴리아민계 경화제, 폴리아미드계 경화제 및 변성 폴리아미드계 경화제 등을 들 수 있다.
예를 들면 상기 폴리아민계 경화제로는 알킬렌폴리아민 및 폴리알킬렌폴리아민 등을 들 수 있다. 상기 알킬렌폴리아민은 화학식：H2N-R-NH2로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 상기 식에 있어서 R은 탄소수 1~30의 2가의 탄화수소기이고, 분기를 가질 수 있다. 구체예에서 메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,5-디아미노펜탄, 1,6-디아미노헥산, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노옥탄, 1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 2-메틸펜타메틸렌디아민 및 트리메틸헥사메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 폴리알킬렌폴리아민은 화학식：H2N-(CnH2mNH)nH로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 상기 화학식에서, 상기 m은 1~10의 정수이고, n은 2~10의 정수이다. 구체예에서 디에틸렌트리아민, 디프로필렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 트리프로필렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 테트라프로필렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 노나에틸렌데카민 등을 들 수 있다.
구체예에서 상기 아민계 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 5~30 중량부 포함된다. 상기 아민계 경화제를 5 중량부 미만으로 포함시, 상기 에폭시 수지의 경화가 용이하게 이루어지지 않아 도장의 기계적 물성이 저하되며, 30 중량부를 초과하여 포함시, 본 발명의 도장층과 기재와의 부착성과, 내구성 등의 기계적 물성이 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 10~20 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 15~20 중량부 포함될 수 있다.
부착증진제
상기 부착증진제는 도장과 콘크리트 또는 철재 기재와의 밀착력을 향상시키고, 형성된 도장층의 내구성을 향상시킬 수 있다.
구체예에서 상기 부착증진제는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 포스페이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트 포스페이트 및 2-하이드록시 에틸 메타아크릴 레이트 중 하나 이상 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 부착증진제는 25℃에서 측정된 점도가 500~10000 cps일 수 있다. 상기 조건에서 도장의 혼합성, 상용성과 작업성이 우수할 수 있다.
구체예에서 상기 부착증진제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 0.5~5 중량부 포함된다. 상기 부착증진제를 0.5 중량부 미만으로 포함시 부착성이 저하되며, 5 중량부를 초과하여 포함시 도장층의 외관성 및 기계적 물성이 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 1~4 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 1.5~3 중량부 포함될 수 있다.
실란커플링제
본 발명의 구체예에서 상기 도장을 구성하는 성분에 실란커플링제가 더 포함될 수 있다. 상기 실란커플링제는 본 발명의 에폭시 수지 등의 수지 성분과, 기타 성분을 배합시, 혼합성 및 기재와의 부착성을 증진시키는 목적으로 포함된다.
일 구체예에서 상기 실란커플링제로는 에폭시 함유 실란, 아민기 함유 실란, 및 머캅토 함유 실란 등을 사용할 수 있다. 에폭시 함유 실란으로는 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 포함할 수 있다. 상기 아민기 함유 실란으로는 N-2-(아미노에틸)-3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다. 상기 머캅토 함유 실란으로는 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란 및 3-머캅토프로필트리에톡시실란 등을 포함할 수 있다.
상기 실란커플링제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 1~20 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 상기 도장의 상용성 및 혼합성이 우수하며, 부착성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~15 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 5~10 중량부 포함될 수 있다.
산화철
상기 산화철(Fe2O3)은 방식성 확보를 목적으로 포함된다. 구체예에서 상기 산화철은 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 5~30 중량부 포함된다. 상기 산화철을 5 중량부 미만으로 포함시 방식성 및 방청성 확보가 어려우며, 30 중량부를 초과하여 포함시 도장층의 기계적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면 5~20 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 8~15 중량부 포함될 수 있다.
제1 혼합물
상기 제1 혼합물은 상기 도장의 내열성, 내식성 및 부착성을 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 제1 혼합물은 산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(CeO2) 및 바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate)를 포함한다.
일 구체예에서 상기 제1 혼합물은 산화이트륨, 산화세륨 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 1:1~3:2~8 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량범위로 포함시, 상기 제1 혼합물 구성 성분이 갖는 상승 효과가 우수하여, 조성물의 상온 저장안정성이 우수하고, 내열성, 상용성과 혼합성이 우수하며, 프라이머층의 부착성 및 기계적 강도가 모두 우수할 수 있다. 예를 들면 1:1~2:2~4 중량비로 포함할 수 있다.
또한, 일 구체예에서 상기 제1 혼합물 및 산화철은 1:0.5~1:4 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량범위로 포함시 도장의 상온 저장안정성이 우수하고, 상용성과 혼합성이 우수하며, 도장층의 내열성, 부착성 및 기계적 강도가 모두 우수할 수 있다.
일 구체예에서 상기 제1 혼합물은 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 1~15 중량부 포함된다. 상기 제1 혼합물을 1 중량부 미만으로 포함시 부착성과 내식성이 저하되며, 15 중량부를 초과하여 포함시 도장층의 기계적 물성 또는 외관성이 저하될 수 있다. 예를 들면 3~13 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 5~10 중량부 포함될 수 있다.
일 구체예에서 상기 부착증진제 및 제1 혼합물은 1:1~1:8 중량비로 포함된다. 상기 부착증진제에 대하여 제1 혼합물이 1:1 중량비 미만으로 포함되는 경우, 본 발명의 내열성 및 내식성 확보가 어렵고, 상기 부착증진제에 대하여 제1 혼합물을 1:8 중량비를 초과하여 포함되는 경우, 도장의 혼합성이 저하되며, 도장층의 외관성 또는 기계적 강도가 오히려 저하될 수 있다. 예를 들면 1:2~1:5 중량비로 포함될 수 있다.
용제
일 구체예에서 상기 도장을 구성하는 성분에 용제가 더 포함될 수 있다. 상기 물은 상기 도장의 성형성 및 혼합성을 확보하기 위해 더 포함될 수 있다. 예를 들면 상기 용제는 물, 알코올계 용제, 방향족 및 탄화수소계 용제, 염화탄화수소계 용제, 에스테르계 용제, 에테르계 용제 및 케톤계 용제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
예를 들면 상기 알코올계 용제는 부틸 알코올, 에틸 알코올, 메틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올 및 터셔리부틸 알코올 등을 포함할 수 있다. 상기 방향족 및 탄화수소계 용제는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 등을 포함할 수 있다. 상기 염화탄화수소계 용제는 클로로벤젠, 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 테트라클로로에틸렌 등을 포함할 수 있다. 상기 에스테르계 용제는 부틸아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 노말프로필아세테이트 및 카비톨아세테이트 등을 포함할 수 있다. 상기 에테르계 용제는 이소프로필에테르를 포함할 수 있다. 상기 케톤계 용제는 아세톤, 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸프로필케톤 및 메틸아밀케톤 등을 포함할 수 있다.
상기 용제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 20~300 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 혼합성 및 작업성이 우수할 수 있다.
첨가제
본 발명의 다른 구체예에서 상기 도장은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 일 구체예에서 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 경화촉진제, 가소제, 소포제, 증점제, 침강방지제, 산화방지제, 광안정제, 습윤제, 중합제 및 안료 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
일 구체예에서 상기 첨가제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부 더 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도장은 각종 콘크리트 건축물과, 자동차, 전기 전자, 건설, 선박 등의 금속 구조물의 프라이머층 형성에 사용될 수 있다.
도장을 이용한 프라이머층 형성방법
본 발명의 다른 관점은 상기 도장을 이용한 프라이머층 형성방법에 관한 것이다. 구체예에서 상기 프라이머층 형성방법은, 상기 도장을 기재 표면의 적어도 일부에 도포하는 단계; 및 상기 도장을 경화하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 포함한다. 상기 기재는, 콘크리트계 기재 또는 철강 기재일 수 있다.
일 구체예에서 상기 도장을 도포한 다음, 25~110℃에서 6~12시간 동한 경화시켜, 프라이머층을 형성할 수 있다. 상기 조건에서 프라이머층이 용이하게 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 프라이머층을 포함하는 건축물을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면 건축물(100)은 기재(10); 및 상기 기재의 적어도 일표면에 형성되는 프라이머층(20);을 포함한다. 프라이머층(30)은 상기 기재의 적어도 일면에 전술한 도장을 도포 및 건조하여 형성된다.
일 구체예에서 프라이머층(20)은, 1~500㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 조건에서 외관성, 부착성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면, 5~100㎛의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 도장은 징크(Zn)계, 납(Pb)계 및 크롬(Cr)계 성분을 미포함하여, 친환경성과, 콘크리트 기재 및 철재 기재에 대한 부착력이 모두 우수하며, 상용성이 우수하고, 방식성 및 외관성이 우수하고, 조성물의 상온 저장 안정성 및 작업성이 우수하고, 상기 도장을 이용하여 형성되는 프라이머층은 내수성, 내후성, 내스크래치성, 내화학성, 내열성, 및 강성 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다. 또한 본 발명의 조성물로 형성된 프라이머층은, 부착성이 우수하고 도막의 팽윤, 터짐 등의 외관 결함을 방지할 수 있다.
일 구체예에서 본 발명의 도장은 콘크리트 기재 및 철재 기재의 보수 및 신축에 모두 사용 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 및 비교예
실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(A) 에폭시 수지: 중량평균 분자량: 15,000~35,000g/mol이며, 에폭시 당량이 150g/eq인 비스페놀 A형 에폭시수지를 사용하였다.
(B) 알칼리 실리케이트: 리튬 실리케이트 및 소듐 실리케이트를 사용하였다.
(C) 아민계 경화제: 트리메틸헥사메틸렌디아민을 사용하였다.
(D) 부착증진제: 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트 포스페이트를 사용하였다.
(E) 산화철(Fe2O3)을 사용하였다.
(F) 제1 혼합물 (F1) 산화이트륨(Y2O3)을 사용하였다. (F2) 산화세륨(CeO2)를 사용하였다. (F3) 바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate)를 사용하였다.
(G) 실란 커플링제: γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용하였다.
(H) 용제: 톨루엔 및 메틸에틸케톤을 사용하였다.
실시예 1~3 및 비교예 1~5
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 포함하는 도장을 제조하였다.
Figure 112018086093481-pat00001
프라이머층 형성
철제 기재의 일 표면에 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 조성물을 도포하고, 60~80℃에서 8시간 건조하여 두께 30㎛의 프라이머층을 형성하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예 프라이머층에 대하여 하기와 같은 물성평가를 실시하여 그 결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(1) 방식성 시험(염수분무 폭로시험): 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 시편을 KS D 9502에 따라 5 중량% 농도의 NaCl 수용액이 35℃로 분사되는 솔트스프레이에 넣어 폭로시켜 1,000 시간 경과 후의 도막 상태를 조사하여, 발청 여부를 평가하여 표 2에 나타내었다.
(2) 내수성 시험: 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 시편을 청수에 1,000 시간 동안 침지한 다음, 발청, 부풀음 및 박리 등을 육안으로 관찰하여, ◎: 매우 우수 ○: 양호, △: 보통, 및 X: 불량의 4 단계로 구분하여 판정하였다.
(3) 내약품성 시험: 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 시편을, KS ISO 2812 규격에 의거하여 시험하였다. 내산성 시험의 경우 10% 황산 용액에 시편을 108 시간 동안 침지하였고, 내알칼리 시험은 10% 수산화나트륨 용액에 시편을 108 시간 동안 침지한 다음, 프라이머층의 발청, 부풀음 및 박리 등을 육안으로 관찰하여, 이상 없음(◎), 발청, 부풀음 및 박리 발생(X)로 구분하여 판정하였다.
(4) 내열성(내열변색성) 시험: 내열변색성 시험은 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 시편을 적외선 노에서 500℃에서 30초간 유지하여 프라이머층의 변색 여부를 육안으로 관찰하였으며, 변색 없음(◎), 매우 미세한 변색(○), 약간 변색(△), 완전 변색(X)으로 구분하여 판정하였다.
(5) 부착성 시험(1): ASTM D 3359 시험 방법에 따라, 상기 실시예 및 비교예 시편 표면에 칼로 흠집을 내고, 흡집이 난 부위가 고르게 부착되도록 셀로판 테이프를 밀착시킨 다음, 상기 셀로판 테이프를 박리시켜 흠집이 생긴 부위의 도막박리 상태를 육안으로 비교하여 5B 내지 0B로 구분하여 평가하였다. 이때, 상기 5B는 박리가 전혀 없는 상태를 나타내고 0B는 완전히 박리된 상태를 나타낸다.
(6) 부착성 시험(2): 콘크리트계 기재 표면에, 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~5의 조성물을 각각 도포하고, 60~80℃에서 8시간 건조하여 두께 30㎛의 프라이머층을 형성하였다. 그 다음에, KS M 6715 시험 방법에 따라, 상기 실시예 및 비교예의 프라이머층의 부착강도를 평가하였다. 부착강도가 35kgf/cm2 초과: ◎, 30~35kgf/cm2: ○, 30 kgf/cm2 미만: X로 판정하였다.
Figure 112018086093481-pat00002
Figure 112018086093481-pat00003
상기 표 2 및 표 3의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~3의 경우, 염수 분무 시험 1000 시간 이상 기준을 통과하여 방식성이 우수하였으며, 콘크리트 및 철재 기재와의 부착성이 모두 우수하였고, 접착성, 내약품성 및 내열성이 우수하였음을 알 수 있었다.
반면, 본 발명 알칼리 실리케이트 함량에 미달하는 비교예 1의 경우, 실시예 1~3에 비해 방식 특성이 저하되고, 프라이머층의 부착성 및 내열성 등이 저하되었으며, 본 발명 알칼리 실리케이트 함량을 초과 적용한 비교예 2의 경우, 상기 실시예 1~3 보다 부착성이 저하되으며, 본 발명의 부착증진제를 미적용한 비교예 3의 경우, 부착성이 현저히 저하되었다.
또한, 본 발명의 제1 혼합물 중, 일부 성분을 미적용한 비교예 4의 경우, 방식성 및 내열성이 저하되어 고온 조건에서 프라이머층의 벗겨짐 또는 터짐이 발생하였고, 본 발명의 부착증진제와 제1 혼합물의 혼합 중량비를 벗어난 비교예 5의 경우, 부착성 및 내약품성이 오히려 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10: 기재 20: 프라이머층
100: 건축물

Claims (4)

  1. 에폭시 수지 100 중량부;
    알칼리 실리케이트 15~60 중량부;
    아민계 경화제 5~30 중량부;
    부착증진제 0.5~5 중량부;
    산화철(Fe2O3) 5~30 중량부; 및
    산화이트륨(Y2O3), 산화세륨(CeO2) 및 바나딜 아세틸아세토네이트(Vanadyl acetylacetonate)를 포함하는 제1 혼합물 1~15 중량부;를 포함하고,
    상기 부착증진제 및 제1 혼합물은 1:1~1:8 중량비로 포함되며,
    상기 제1 혼합물은 산화이트륨, 산화세륨 및 바나딜 아세틸아세토네이트를 1:1~3:2~8 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시수지는 비스페놀형 에폭시수지, 노볼락 에폭시수지, 다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시수지 및 지방족 에폭시수지 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 및 강재 구조물의 내구성 향상을 목적으로 한 도장.












  3. 삭제
  4. 삭제
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