KR101986583B1 - 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물 - Google Patents

기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물과, 고온 경화제를 에폭시 수지에 적용함으로써, 난연소재 첨가로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킬 수 있도록 하며, 이로 인해 선박 갑판 등에 대한 화재 예방 및 기계적 물성 보완 효과 등 구현하는 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물{FUNCTIONAL THERMOSETTING RESIN COMPOSITION FOR SHIP DECK COATING}
본 발명은 난연소재의 첨가로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
21세기는 해양산업이 국가경쟁력의 핵심요소로서 국부의 원천이 되는 신해양시대로 진입하고 있으며, 이를 통한 산업의 발전이 국가경쟁력을 좌우할 수 있는 시대이다. 2010년부터 2020년까지 세계 해양산업 연평균 경제 성장률은 약 4%로 예상되고 있으며 대부분의 해양산업의 성장률이 이를 상회할 것으로 예상되기 때문에 해양산업부문에서 포화기에 접어드는 산업은 극소수에 불과할 것이라고 예상된다.
또한 세계 해양산업은 신기술에 의한 신산업의 등장으로 빠르게 성장하면서 역동적으로 변화해 나가고 있으며 이러한 변화에 대응하지 못한다면 세계시장에서 뒤처질 수밖에 없으므로 해양 관련 기반기술이 매우 중요하며, 이러한 해양산업의 동향과 맞물려 최근 해양산업과 융복합 소재를 활용한 산업분야가 각광받고 있으며 이에 대한 핵심 소재 기반 기술에 대한 개발 요구가 대두되고 있다.
특히 해양산업의 경우 구조물 및 선박에 대한 개발은 과거부터 활발히 진행되고 있으나, 소재부분에 대한 연구 개발은 매우 미흡하므로 해양 산업에 널리 사용되어 질 수 있는 내염수성 및 친환경성을 지니는 해양소재에 대한 요소 기술 개발이 필수적인 상황이며, 해외에서는 다양한 고성능 소재를 이용한 해양환경에 적합한 해양 융복합소재 제품화 기술개발이 진행되고 있고, 해양환경 적용 맞춤형 원소재 기술의 수요가 증가하면서 관련 고분자 수지, 섬유 기반 복합소재 등의 시장이 크게 확대될 전망이다. 아울러, 국제해사기구(IMO)의 환경규제에 대응할 수 있는 난연, 내흡습, 저온강도, 내크리프성, 내부식성 등 육상용과는 차원이 다른 해양환경 요구 성능 필요하다.
국내에서는 해양환경 및 조선해양 국제규정에 부합하는 맞춤형 원소재 기술개발은 거의 없는 실정으로 응용 및 성형관련 업체에서 해외에서 개발되어진 소재를 들여와 응용제품에 적용하기 위한 기술개발을 시도하고 있는 수준이며, 각 소재별 관련업체들의 관심이 증대하고 있는 상황이다. 또한 해양산업 분야의 경우 각종 수송기기의 경량화 추진으로 금속을 대체하는 섬유기반 복합재 시장이 급속도로 성장해 감에 따라 고강도 및 내환경 특성을 보유한 섬유의 수요가 급격히 증가하고 있으며 이에 대한 고기능성 소재의 요구도 증대되고 있는 추세이다.
한편, 해양 융복합소재란 염분, 습도 등 해양 환경에 대한 내구성 및 우수한 강도를 가지며 선박, 수상구조물, 네트, 해양 방재 등의 관련 부품과 완제품에 사용되는 고성능 해양 소재로서 고기능성을 요구하는 패러다임의 변화에 따라 범용소재에서 핵심소재 및 기술이 적용된 제품으로 이동하면서 고부가가치화 되고 있다.
또한 최근 친환경 키워드의 부상으로 친환경소재에 대한 관심이 증대되고 있으며 해양환경에 적용되는 소재의 경우에도 오랜 시간 해수에 침지되거나 마찰이 있음에도 부유물이 생기거나 퇴화되지 않는 특성을 요구하고 있다.
복합재가 적용된 부품이 장기간 사용될 경우 자외선, 온도, 수분, 염수 등의 자연환경에 의해 복합재 자체에 노화가 발생되어 수명 및 성능이 저하될 우려가 있음. 특히 해양환경에서 고려되는 수분 및 염분 등의 환경인자는 복합재의 계면 특성을 감소시키는 가소제 역할을 하여 다른 환경인자보다 복합재의 내구성에 지배적인 영향을 미친다.
한편, 섬유기반 복합재가 35℃의 염수분무환경에서 12개월 노출되면 굽힘강도는 노출 전에 비해 27% 정도 감소하고, 35℃의 염수침수환경에서 12개월 노출되면 굽힘강도는 노출 전에 비해 34% 정도 감소한다고 하였음. 또한 복합재가 염수용액에 최대 11개월 노출되면 인장강성과 인장강도는 노출 전에 비해 각각 25.5%와 14.9% 정도 감소한다고 보고된 바 있다(비특허문헌 1).
이러한 해양환경 하에서의 복합재의 물성 저하는 섬유대비 매트릭스(matrix)수지에 의해 그 영향이 매우 크게 지배되는 것으로 보고되고 있으며 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 특히 고분자 재료에서 수분의 흡수는 수지의 자유체적(free volume)내로 물분자의 확산, 마이크로(micro), 매크로 보이드(macro void)에서의 모세관현상에 의한 침투로 이우러지며 확산속도의 양은 수분의 온도, 시험편의 표면적과 질량의 비율, 수지의 특성에 따라 다름. 또한 고분자와 수분자의 친화력, 분자사슬 간에 존재하는 -OH(hydroxyl)기의 숫자와 밀접한 관계가 있으며 시험편 취급 시 생길 수 있는 미세흠 등도 영향을 미친다.
해양환경에서 사용되는 수지의 경우, 저온 및 염수 환경 하에서도 기재의 물성이 저하되지 않도록 하는 서포팅(supporting) 물질로 많은 주목을 받고 있으나 실제 연구개발 및 적용 사례가 매우 미흡한 실정임. 따라서 해양에서 사용되는 수지는 해수 내에서도 우수한 내구성, 접착, 전단 및 굴곡강도를 유지하여야한다.
이러한 해양환경에서 사용되기 위한 수지의 물성향상을 위해 주로 사용되는 기술로는 수지 분자 구조 변경 및 입자 도입을 통한 개발이 있으며, 수지 분자 구조 변경은 기존 수지에 기능성 그룹을 도입하여 합성함으로 인해 기존 물성에 대비해 더 나은 물성을 발현하도록 하는 기술이다. 또한 입자 도입 기술은 입자들이 지닌 뛰어난 물성을 수지에 분산시켜 수지의 내염수특성을 향상 시킬 수 있다. 입자 도입 기술에서 가장 중요한 부분은 입자 분산 기술인데 이는 수지 매트릭스내에 입자 분산 형상에 따라 물성의 차이가 매우 크게 나타나기 때문임. 나노스케일(Nanoscale)의 입자를 수지 매트릭스내에 효과적으로 분산하게 되면 보다 뛰어난 물성 증대가 가능하므로 이에 대한 연구 개발이 매우 중요하다.
일반적으로 해양 산업계에서 주로 사용되는 수지는 열경화성 수지로 불포화 폴리에스터계 수지, 비닐에스터 수지 및 에폭시 수지 등이 있으며, 또한 매트릭스 수지로 적용 시, 강화제인 섬유를 보호하고 외관을 결정하며 섬유가 받은 하중을 매트릭스를 통하여 다른 섬유로 전달하는 역할을 하는 고분자 플라스틱을 의미하는 것으로 섬유강화복합체 적용 시 매우 중요하다.
한편, 상기 에폭시 수지는 최근 고분자 복합재가 자동차 부품 및 항공모함 등에 사용될 정도로 다양한 분야에서 각광을 받고 있으며, 금속을 대체할 정도의 우수한 강도 및 전기 절연 특성 등을 띄고 있다. 특히 에폭시 수지의 경우 가공이 용이하며 전기 절연성, 기계적 물성, 열적 특성이 매우 뛰어나 상업적으로 널리 이용되고 있다.
하지만 상기 에폭시 수지는 열경화성 고분자로 순간적인 충격에 매우 취약하고 습윤한 상황에서는 수분의 침투로 인하여 물성이 저하된다는 단점을 가지고 있으며, 특히 해양용으로 사용하기 위해서는 내충격성과 내염수성이 반드시 확보되어야 하고 기본 물성으로 난연성도 확보되어야 한다.
즉, 에폭시의 취성으로 인해 충격에 매우 약하고, 습윤한 상태에서의 기계적 물성 저하, 해양용으로 사용할 수 있을 정도의 난연성을 확보할 수 있는 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 개발이 절실히 필요한 실정이다.
이를 해결하기 위해, 일반적으로 에폭시 소재를 만드는 과정은 에폭시와 함께 기계적 물성, 열적 특성, 난연 특성 등의 향상을 위해 주로 인계 기능성 첨가제를 첨가한 후 아민 경화제를 사용하여 경화가 진행되면 에폭시 샘플이 완성된다. 여기서 에폭시가 일반 수지에 비해 고점도인 점에 비춰 추가적으로 첨가되는 인계 첨가제의 성질에 따라 분산성의 문제로 인해 첨가량이 많을수록 기계적 강도가 매우 떨어지며, 이로 인해 에폭시의 난연성 및 해양용으로 사용할 수 있을 정도의 내염수성을 향상할 수는 있지만 기계적 강도의 저하는 불가피한 문제점이 있었다.
이에 대하여, 본 발명의 발명자는 난연소재 첨가로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 열경화성 수지를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
비특허문헌 1 : Journal of the Korean Society for railway 제11권, 제4호, 357-363(2008)
본 발명은 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물과, 고온 경화제를 에폭시 수지에 적용함으로써, 난연소재 첨가로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킬 수 있도록 하며, 이로 인해 선박 갑판 등에 대한 화재 예방 및 기계적 물성 보완 효과 등 구현하는 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물을 제공함을 과제로 한다.
본 발명은 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 있어서, 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제 10 ~ 30 중량부 및 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물 5 ~ 15 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서 상기 에폭시 수지는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(bisphenol A type epoxy resin) 또는 비스페놀 F 타입 에폭시 수지(bisphenol F type epoxy resin)을 사용할 수 있다.
그리고 상기 고온 경화제는, IPDA(Isophrone diamine)를 사용할 수 있다.
한편, 상기 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물은,
실리카(fumed silica) 100 중량부에 대하여, GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane) 또는 APTMS((3-Aminopropyl)trimethoxysilane) 5 ~ 30 중량부를 혼합하여, 아래 [화학식 1]과 같은 구조의 표면개질된 실리카를 제조한 후,
인계 첨가제인 DOPO(9, 10-Dihydro-9-dxa-10-phosphaphenanthrene 10-Oxide) 100 중량부에 대하여, 상기 제조된 표면개질된 실리카 5 ~ 20 중량부를 혼합하여, 아래 [화학식 2]와 같은 구조의 합성물을 제조하는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112018027287649-pat00001
[화학식 2]
Figure 112018027287649-pat00002
본 발명은 해양 환경과 직접적으로 연관되는 선박 갑판 피복용 등으로 사용될 수 있는 열경화성 수지로서 난연소재 첨가로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킬 수 있도록 하며, 이로 인해 선박 갑판 등에 대한 화재 예방 및 기계적 물성 보완 효과 등 구현한다.
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제 10 ~ 30 중량부 및 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물 5 ~ 15 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시 수지는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(bisphenol A type epoxy resin) 또는 비스페놀 F 타입 에폭시 수지(bisphenol F type epoxy resin)를 적용할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 에폭시 수지를 적용할 수 있다.
상기 고온 경화제는, 에폭시 수지의 파괴인성 등과 같은 내구성을 향상시키기 위한 것으로, IPDA(Isophrone diamine)를 사용한다. 한편 상기 고온 경화제의 사용량이 10 중량부 미만일 경우 기계적 물성이 저하될 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우 내염수성과 난연성이 미비해질 우려가 있다.
한편, 에폭시 수지의 기계적 물성, 열적 특성, 난연 특성 등의 향상을 위해 상기 고온 경화제와 함께 단순히 인계 첨가제가 첨가될 경우, 첨가량이 많을수록 오히려 기계적 강도가 매우 떨어진다. 즉, 내염수성은 일부 확보할 수 있지만 기계적 강도의 저하는 불가피하다. 따라서 본 발명에서는 인계 첨가제에 표면개질한 실리카를 도입함으로써, 난연소재로 인한 기계적 물성의 저하를 보완함과 동시에 내충격성, 내염수성 및 난연 특성을 향상시킨다.
즉, 본 발명에서는 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물을 사용하며, 상기 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물은, 먼저 실리카(fumed silica) 100 중량부에 대하여, GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane) 또는 APTMS((3-Aminopropyl)trimethoxysilane) 5 ~ 30 중량부를 혼합하여 표면개질된 실리카를 제조한 후, 다음으로 인계 첨가제인 DOPO(9, 10-Dihydro-9-dxa-10-phosphaphenanthrene 10-Oxide) 100 중량부에 대하여, 상기 제조된 표면개질된 실리카 5 ~ 20 중량부를 혼합하여 합성물을 제조하여 첨가한다.
보다 구체적으로 상기 표면개질된 실리카는 에탄올 용매와 증류수를 1 : 1로 혼합한 혼합물에 실리카를 첨가하고 30분간 초음파 분산을 통해 실리카간의 응집을 풀어준 후 핫플레이트스터러(Hotplate stirrers)를 통해 상온에서 교반한다. 그리고 교반 시작과 동시에 황산 2 ~ 3방울을 첨가하여 산성으로 만든 후, 약 20분 뒤 상기 실리카 100 중량부에 대하여, GPTMS 또는 APTMS 5 ~ 30 중량부를 첨가한 후 24시간 반응시키고, 반응이 끝난 후 원심분리기를 통해 용매 및 증류수를 제거하고 에탄올로 3회 세척 후 70℃ 오븐에서 24시간 건조하여 아래 [화학식 1]과 같은 구조의 표면개질된 실리카를 제조한다.
[화학식 1]
Figure 112018027287649-pat00003
그리고 상기 합성물은 케틀(Kettle)에 DOPO를 넣고 135℃에서 녹이고, DOPO가 완전히 녹은 후, DOPO 100 중량부에 대하여, 상기 표면개질된 실리카 5 ~ 20 중량부를 투입하되, 4번 나눠서 10분 간격으로 투입하고 4시간 동안 교반한다. 교반 후 70℃ 오븐에서 건조하여 백색 분말 가루형태의 아래 [화학식 2]와 같은 구조의 합성물을 획득한다.
[화학식 2]
Figure 112018027287649-pat00004
한편, 상기 표면개질된 실리카를 제조하기 위한 실리카, GPTMS 또는 APTMS 함량 및 제조조건과, 또한 합성물을 제조하기 위한 인계 첨가제, 표면개질된 실리카의 함량 및 제조조건은 상기 범위에 한정되는 것은 아니며, 열경화성 수지의 용도, 사용환경 등에 따라 가변적으로 적용할 수 있다. 단, 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물의 함량이 5 중량부 미만일 경우 기계적 물성의 보완 효과가 미비해질 우려가 있으며, 15 중량부를 초과할 경우 사용량 대비 효과의 상승효율이 미비하여 비경제적일 우려가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 들면서 상세히 설명하는 바, 본 발명이 다음의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 열경화성 수지의 제조
(실시예 1)
비스페놀 A 타입 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제인 IPDA 10 중량부 및 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물 5 중량부를 혼합하여 열경화성 수지를 제조하였다.
여기서, 상기 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물은, 먼저 에탄올 용매와 증류수를 1 : 1로 혼합한 혼합물에 실리카를 첨가하고 30분간 초음파 분산을 통해 실리카간의 응집을 풀어준 후 핫플레이트스터러를 통해 상온(15 ~ 25℃)에서 교반한다. 그리고 교반 시작과 동시에 황산 2 ~ 3방울을 첨가하여 산성으로 만든 후, 약 20분 뒤 상기 실리카 100 중량부에 대하여, GPTMS를 5 중량부를 첨가한 후 24시간 반응시키고, 반응이 끝난 후 원심분리기를 통해 용매 및 증류수를 제거하고 에탄올로 3회 세척 후 70℃ 오븐에서 24시간 건조하여 표면개질된 실리카를 제조한 후, 다음으로 케틀에 DOPO를 넣고 135℃에서 녹이고, DOPO가 완전히 녹은 후, DOPO 100 중량부에 대하여, 상기 표면개질된 실리카 5 중량부를 투입하되, 4번 나눠서 10분 간격으로 투입하고 4시간 동안 교반한다. 교반 후 70℃ 오븐에서 건조하여 백색 분말 가루형태의 합성물을 제조하여 사용하였다.
(실시예 2)
비스페놀 F 타입 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제인 IPDA 30 중량부 및 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물 15 중량부를 혼합하여 열경화성 수지를 제조하였다.
여기서, 상기 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물은, 먼저 에탄올 용매와 증류수를 1 : 1로 혼합한 혼합물에 실리카 5 중량부를 첨가하고 30분간 초음파 분산을 통해 실리카간의 응집을 풀어준 후 핫플레이트스터러를 통해 상온(15 ~ 25℃)에서 교반한다. 그리고 교반 시작과 동시에 황산 2 ~ 3방울을 첨가하여 산성으로 만든 후, 약 20분 뒤 상기 실리카 100 중량부에 대하여, APTMS를 30 중량부를 첨가한 후 24시간 반응시키고, 반응이 끝난 후 원심분리기를 통해 용매 및 증류수를 제거하고 에탄올로 3회 세척 후 70℃ 오븐에서 24시간 건조하여 표면개질된 실리카를 제조한 후, 다음으로 케틀에 DOPO 32.6 중량부를 넣고 135℃에서 녹이고, DOPO가 완전히 녹은 후, DOPO 100 중량부에 대하여, 상기 표면개질된 실리카 20 중량부를 투입하되, 4번 나눠서 10분 간격으로 투입하고 4시간 동안 교반한다. 교반 후 70℃ 오븐에서 건조하여 백색 분말 가루형태의 합성물을 제조하여 사용하였다.
(비교예 1)
비스페놀 A 타입 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제인 IPDA 10 중량부를 혼합하여 열경화성 수지를 제조하였다.
(비교예 2)
비스페놀 F 타입 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제인 IPDA 30 중량부 및 DOPO 15 중량부를 혼합하여 열경화성 수지를 제조하였다.
2. 열경화성 수지의 평가
(1) 굴곡강도
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 열경화성 수지를 ASTM D790 시험기준으로 평가하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
(2) 파괴인성
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 열경화성 수지를 ASTM E399 시험기준으로 평가하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
(3) 내염수성
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 열경화성 수지를 담수 및 해수에 각각 2주 침지 후 무게 변화로 내염수성을 측정(초기 무게를 먼저 측정하고, 침지시킨 후 시간에 따라 다시 꺼내 건조 후 무게를 측정하고 아래 (수학식 1)을 계산식으로 하여 그 변화율을 기록)하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure 112018027287649-pat00005
(4) 난연성
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 열경화성 수지를 ASTM D 2863 시험기준에 의한 한계산소지수법(Limit Oxygen Index, LOI)으로 난연성을 평가하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
굴곡강도(MPa) 122 120 118 90
파괴인성
(Mpa.m1/2)		 2.2 2.2 1.8 2.0
내염수성 담수무게
변화량(%)		 0.40 0.39 0.57 0.65
해수무게
변화량(%)		 0.42 0.37 0.60 0.63
난연성
(LOI(%))		 29 30 23 28
상기 [표 1]의 결과를 참조하면, 먼저 굴곡강도와 관련하여 비교예 1 및 2에 비하여 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 열경화성 수지가 굴곡 강도가 오히려 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 특히 비교예 2 보다 약 2배의 첨가량을 첨가한 실시예 2가 굴곡 강도에서 비교예 1 및 2에 비하여 오히려 높은 값을 나타냄을 알 수 있다. 또한 파괴인성과 관련하여 비교예 1 및 2에 비하여 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 열경화성 수지가 파괴인성이 향상됨을 알 수 있다. 상기와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 열경화성 수지가 굴곡 강도와 파괴인성이 향상된 이유는 실리카를 표면개질하여 인계 기능성 첨가제에 적용한 결과로 크랙의 발생 가능성을 낮춰주고 실리카를 유기화시켜 에폭시와의 결합에서도 크랙이 발생되는 요인으로 작용하지 않은 것이 주요한 원인이라 판단된다.
한편, 내염수성과 관련하여 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 열경화성 수지는 비교예 1 및 2에 비하여 내염수성이 매우 우수함을 알 수 있으며, 이는 실리카를 표면 개질하여 도입함으로써 분산성이 향상되어 에폭시 수지의 크랙이 생길 가능성을 낮춰주고, 그로 인해 수분이 침투하여 부식시킬 가능성을 낮춰준 결과로 판단된다.
또한, 난연성과 관련하여 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 열경화성 수지는 비교예 1 및 2에 비해 난연성이 우수함을 알 수 있으며, 이는 실리카 표면개질에 사용한 GPTMS의 glycidyl기 또는 APTMS의 Amino기에 의해 수분과의 접촉을 막아주고 연소과정에서 연소의 방해요인으로 작용한 것으로 판단된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물을 상기의 바람직한 실시 예와 비교 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물에 있어서,
    에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 고온 경화제 10 ~ 30 중량부 및 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물 5 ~ 15 중량부로 이루어지되,
    상기 에폭시 수지는, 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(bisphenol A type epoxy resin) 또는 비스페놀 F 타입 에폭시 수지(bisphenol F type epoxy resin)이며,
    상기 고온 경화제는, IPDA(Isophrone diamine)이고,
    상기 표면개질된 실리카와 인계 첨가제의 합성물은, 실리카(fumed silica) 100 중량부에 대하여, GPTMS((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane) 또는 APTMS((3-Aminopropyl)trimethoxysilane) 5 ~ 30 중량부를 혼합하여, 아래 [화학식 1]과 같은 구조의 표면개질된 실리카를 제조한 후, 인계 첨가제인 DOPO(9, 10-Dihydro-9-dxa-10-phosphaphenanthrene 10-Oxide) 100 중량부에 대하여, 상기 제조된 표면개질된 실리카 5 ~ 20 중량부를 혼합하여, 아래 [화학식 2]와 같은 구조의 합성물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 기능성 선박 갑판 피복용 열경화성 수지 조성물.

    [화학식 1]
    Figure 112019013474991-pat00006

    [화학식 2]
    Figure 112019013474991-pat00007
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