KR102103226B1

KR102103226B1 - 해안 강구조물 방식 도장 방법

Info

Publication number: KR102103226B1
Application number: KR1020190147987A
Authority: KR
Inventors: 이정배
Original assignee: 주식회사 지에프시알엔디
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-04-23

Abstract

본 발명은, 해안 강구조물 방식 도장 방법에 있어서, a) 강구조물 표면에 있는 이물질, 구도막, 녹 중 적어도 어느 하나 이상을 제거하는 표면처리 단계; b) 주제부와 경화제부를 분사하여 스프레인 건 내부에서 충돌, 혼합하는 방식으로 도장재를 강구조물 표면에 도포하는 도장 단계; c) 도포된 도장재를 경화시키는 건조 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 주제부는, 헥사메틸렌디이소시아네이트를 포함하고, 상기 경화제부는, 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 해안 강구조물 방식 도장 방법에 관한 것이다.

Description

해안 강구조물 방식 도장 방법{Seaside steel structure anticorrosive painting method}

본 발명은 해안 강구조물의 방식 도장 방법에 관한 것으로, 특히 해상 풍력구조물, 해상 교량, 시추시설과 같이 바다에 설치되거나, 바다에 인접하여 설치되는 강구조물의 부식을 방지하기 위해 도포되는 방식 도장재의 도장방법에 관한 것이다.

해상 또는 연안에 설치되는 시추시설, 발전시설, 등대, 교량 등의 구조물은 일반적으로 강재 또는 철근콘크리트로 건설된다.

해상 또는 연안에 설치되는 철근콘크리트 구조물 역시 염해로 인한 피해를 최소화하기 위한 재료를 사용하고 염해를 줄이기 위한 조치들을 취하고 있으나, 특히 해상 또는 연안에 설치되는 강구조물의 경우 강재의 부식을 방지하기 위한 처리가 필수적이다.

강구조물의 부식을 방지하기 위한 처리로서 일반적으로 사용하는 방법은, 방식 도장재를 강구조물의 표면에 도포하여 도막을 형성함으로써 강구조물의 표면으로 침투하는 수분, 염분, 유해가스, 화학물질 등을 차단하는 방법이다.

종래에는 방식 도장재로 폴리우레탄계와 에폭시계 도료를 많이 사용하였다.

폴리우레탄계 도장재는 폴리올을 기초로 하는 화합물과 이소시아네이트의 반응으로 도막을 형성하게 되는데, 폴리올과 이소시아네이트의 반응에는 적절한 촉매와 경화제가 첨가되는 것이 일반적이다.

폴리우레탄계 도장재는 신장률이 탁월하여 건설구조물의 수축팽창 시 재료의 찢김과 수분침투를 방지할 수 있지만, 도막의 경도 및 신율이 떨어져 지속적인 외부 요인에 의해 찢김이나, 파열이 쉽게 발생되며, 시공 완료 후 사용하기 까지는 시간이 많이 소요되는 단점이 있어, 조수간만의 차가 있는 해안 강구조물의 보수에는 적합하지 않다.

그리고 에폭시계 도료는 강도, 방식성, 방수성, 내약품성이 양호하고, 시공이 간편하다는 장점이 있는 반면, 경화 건조 시 이물질에 의한 오염이 쉽고, 구조물의 연결부위에 파단이 생기기 쉬우며, 시공시 유독성 가스와 환경호르몬이 발생된다는 단점이 있었다.

최근에는 우레아 결합에 존재하는 카르보닐기(C=0)의 추가적인 탄소(C)와 질소원자(N)의 결합에 의한 폴리우레아계 도장재들이 개발되고 있다.

폴리우레아계 도장재는, 이소시아네이트(isocyanate) 프리폴리머(prepolymer)와 아민 혼합물(amine mixture)의 초속경화 반응을 이용하여 현장에서 도포되는 재료로, 폴리우레탄계에 비해 내마모성, 내구성, 습기 저항성과 내열성 등이 더 우수하다는 장점이 있다.

그러나 일반적인 방식 재료로 많이 사용되는 기존의 방식 도장재는 내후성, 특히 UV 안정성이 취약하여 어느 정도 시간이 경과한 후 황변현상이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 해상 강구조물이나 연안 강구조물의 방식 시공에 적합하고, 시공 이후 신속히 경화되며, 경도, 신축성, 내산성, 내알칼리성, 내약품성 등이 우수하고, 자외선에 의한 황변현상이 발생하지 않는 방식 도장재를 활용한 해안 강구조물 방식 도장 방법의 개발이 필요하였다.

한국 등록특허공보 10-1029660호

본 발명은, 해안 강구조물의 보수작업에서 사용할 수 있는 방식 도장 방법으로서, 도포 후 수분(3~5분) 이내에 경화될 수 있으면서 시간이 지나더라도 자외선에 의한 황변현상이 발생하지 않는 방식 도장 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 해안 강구조물의 보수작업시 작업에 필요한 충분한 가사시간(2~3분)을 확보할 수 있으면서, 신속히 경화되고, 경화 후 우수한 경도, 내균열저항성, 내화학성 등이 우수한 방식 도장 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 해안 강구조물 방식 도장 방법에 있어서, a) 강구조물 표면에 있는 이물질, 구도막, 녹 중 적어도 어느 하나 이상을 제거하는 표면처리 단계; b) 주제부와 경화제부를 분사하여 스프레인 건 내부에서 충돌, 혼합하는 방식으로 도장재를 강구조물 표면에 도포하는 도장 단계; c) 도포된 도장재를 경화시키는 건조 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 주제부는, 헥사메틸렌디이소시아네이트를 포함하고, 상기 경화제부는, 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 해안 강구조물 방식 도장 방법을 제공한다.

상기 주제부는, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 70~95 중량%; 트리메틸 헥사메틸렌이소시아네이트 5~30 중량%를 포함하고, 상기 경화제부는, 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%; 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%; 탄산칼슘 15~25 중량%; 폴리하이드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%; 착색제 3~5 중량%; 싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제수지 20~30 중량%; 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%; 비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%; 폴리실록산계 소포제 0.1 - 1.0 중량%; 페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 포함한다.

상기 착색제는, 사이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 45~60 중량%; 습윤분산제 5~15 중량%; 이산화티탄 20~35 중량%; 안료 5~15 중량%를 포함한다.

상기 탄산칼슘의 입경은 10~12 ㎛ 이고, 상기 이산화티탄과 상기 안료의 입경은 5~10 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.

상기 경화제부는, 가) 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%; 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%; 탄산칼슘 15~25 중량%; 폴리하이드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%를 혼합하는 1차 혼합 단계; 나) 상기 가)단계에서 혼합한 것을 2000~3000 rpm 회전속도로 분산하는 분산 단계; 다) 상기 나)단계에서 분산한 것을 냉각하는 냉각 단계; 라) 상기 다)단계에서 냉각한 혼합물에, 착색제 3~5 중량%; 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제수지 20~30 중량%; 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%; 비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%; 폴리실록산계 소포제 0.1~1.0 중량%; 페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 추가 혼합하는 2차 혼합 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 나)단계와 상기 다)단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해안 강구조물 방식 도장 방법은 다음과 같은 특별한 효과가 있다.

조수간만의 차가 있는 해안 강구조물의 보수는 간조 시에만 시공이 가능하고, 조속한 경화가 필요한데, 본 발명은 폴리우레아의 속경성과 시공 편리성을 활용하여, 해상, 해안 강구조물의 보수 도장에 적합한 방식 도장 방법을 제공함으로써, 해상, 해안 강구조물의 보수 도장 작업이 효율적이고, 작업시간이 단축된다.

기존에 사용되는 폴리우레아는 내후성(UV 저항성)이 좋지 않아 황변이 발생하게 되므로, 최상층에는 별도의 도장층(상도용 도료)을 형성하여야 하나, 본 발명의 방식 도장 방법은 황변이 발생하지 않으므로, 별도의 상도용 도료를 도포할 필요 없이 1회의 분사 도포로 도장 작업이 마무리 되므로, 짧은 시간내에 작업을 완료해야 하는 해안 강구조물에 더욱 적합하다.

본 발명의 방식 도장 방법에 의한 도막은 부착력, 방식성, 내후성, 내화학성 등이 우수하다.

도 1은 시편a와 시편b의 부착강도 시험을 실시하는 사진이다.
도 2는 시편a에 대한 염수분무시험 사진이다.
도 3은 시편b에 대한 염수분무시험 사진이다.
도 4는 시편a에 대한 유연성 평가 사진이다.
도 5는 시편b에 대한 유연성 평가 사진이다.
도 6은 본 발명의 방식 도장재가 적용될 수 있는 해상 구조물 사진이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 폴리우레아를 활용한 해안 강구조물 방식 도장 방법에 관한 것으로, 특히 해상 풍력구조물, 해상 교량, 시추시설 등과 같이 바다 위나 바다에 인접하여 설치되는 강구조물에 적합한 방식 도장 방법에 관한 것이다.

폴리우레아는 분자구조 내에 우레아 결합을 가지고 있는 고분자 화합물로, 일반적으로 사슬 확장자와 낮은 분자량을 갖는 디아민류와 합성되어 우레아 단위체를 만든다. 따라서 폴리우레아는 선택된 물질이나 분자량 또는 반응되는 비율 등의 기타 다양한 요소에 의하여 그 성질이 폭넓게 변화되어 나타난다. 즉, 그 성질이 부스러지기 쉬운 물질에서 단단한 물질 또는 부드러운 물질, 더 나아가서는 어떤 점성을 갖는 물질로 변화가 가능하다.

이러한 폴리우레아는 관능기를 갖는 폴리옥시에테르 폴리아민 혼합물과 이소시아네이트 프리폴리머의 반응으로 형성되는 엘라스토머 특성을 갖는 고분자 물질로 아민과 이소시아네이트의 급속한 반응성 때문에 일반적으로 상온에서 혼합하여 사용할 수 없으며 현장에서 주제와 경화제를 혼합하여 분출할 수 있는 스프레이 장비를 이용하여 도장작업을 진행한다.

2액형 고온고압의 도장 장비를 이용하여 별도의 혼합공정 없이 스프레이 건 내부에서 충돌 혼합되고 합쳐져, 스프레이 후 수초 내지 수분 이내에 경화되어 견고하고 두꺼운 도막 형성이 가능하다.

본 발명의 도장 방법에 사용되는 방식 도장재는 주제부와 경화제부로 이루어지고, 시공 시에는 상기 주제부와 경화제부가 고온고압의 스프레이 기기 내부에서 충돌 혼합되어져 도포되고, 도포 후 수분(3~5분) 이내에 경화된다.

본 발명에서는, 이소시아네이트 기를 가진 주제부와 아민기를 가진 경화제부의 조성물과 조성비를 하기와 같이 특정함으로써, 해안 강구조물의 방식 도장에 필요한 최적의 인성, 경화성, 내후성, 내약품성 등을 발휘할 수 있도록 하였다.

상기 주제부는, 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 70~95 중량%, 트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 5~30 중량%를 포함한다.

헥사메틸렌디이소시아네이트의 사용량이 70 중량%보다 적으면 잔존하는 미반응 OH기로 인한 내수성 문제가 발생하고, 사용량이 95 중량%를 초과하면 미반응 이소시아네이트기로 인해 내산성 및 내수성 등의 물성문제를 야기할 수 있다.

트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트는 5~30 중량%에서 반응도 및 내구성 증진이 가장 좋고, 5 중량% 미만이거나 30 중량% 초과 범위에서는 오히려 반응도와 내구성이 낮아진다.

폴리우레아 수지의 황변 현상은, 이소시아네이트기가 있는 수지에 페닐기가 가지고 있는 이중결합에 의해 생기는 것인데, 본 발명에서는 이소시아네이트 수지 중에 이중결합이 없는 헥사메틸렌디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI)를 사용함으로써 황변 현상을 억제한 방식 도장재를 제조할 수 있다.

상기 경화제부는, 싸이클로알리파틱(cyclo-aliphatic) 아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%, 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%, 탄산칼슘 15~25 중량%, 폴리히드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%, 착색제 3~5 중량%, 싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제 수지 20~30 중량%, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%, 비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%, 폴리실록산계 소포제 0.1 - 1.0 중량%, 페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 포함한다.

상기 조성비에서, 싸이클로알리파틱(cyclo-aliphatic) 아민기를 가진 무용제 수지가 두 번에 나누어 특정된 것은, 본 발명의 방식 도장재 제조과정에서, 싸이클로알리파틱(cyclo-aliphatic) 아민기를 가진 무용제 수지가 두 번에 걸쳐 나눠서 투입, 혼합되기 때문이다.

위와 같은 조성비를 가지는 본 발명의 2액형 강구조물 방식 도장재는 아래의 방법으로 제조된다.

상기 주제부는, 위에서 특정한 것과 같이 헥사메틸렌디이소시아네이트 70~95 중량%와 트리메틸 헥사메틸렌디이소시아네이트 5~30 중량%를 제조한다.

그리고 상기 경화제부는 총 4단계를 거쳐 제조된다.

① 첫 번째 단계는, 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%; 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%; 탄산칼슘 15~25 중량%; 폴리하이드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%를 혼합하는 1차 혼합 단계이다.

1차 혼합 단계에서 혼합되는 싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제수지는, 그 사용량이 경화제부 전체 대비 34중량% 미만일 경우, 도장재 도포 후 시간이 경과함에 따라 황변이 발생할 수 있고, 사용량이 55중량%를 초과하면 사용량에 비해 황변저항성이 증진되지 않게 된다. 사용량 34~55중량%에서 비스페놀 구조의 에폭시 수지에 비해, 장시간 경과 후에도 변색 및 황변이 발생하지 않게 되는 특별한 효과가 있다.

폴리히드록시 카르복실산 아미드용액은 도장재의 유동성을 증진시켜주기 위해 사용하는데, 그 양이 0.1중량% 미만일 경우 유동성의 변화가 없고, 1.0중량%를 초과할 경우에는 사용량에 비해 유동성의 증진효과가 미미하여 효율적이지 못하다.

탄산칼슘은 도막의 경도를 증진시키고 은폐력을 증가시키기 위해 사용하는 필러이고, 입경 10~12 ㎛인 분말 형태로 사용한다. 탄산칼슘의 사용량이 15중량% 미만인 경우 도막이 은폐되지 않아 방식성능이 저하할 수 있고, 사용량이 25중량%를 초과하게 되면 경도가 과도하게 증가되어 취성화 되므로 외력에 쉽게 박리되는 문제점이 발생할 수 있다.

다른 필러로서, 황산바륨, 실리카, 탈크 등을 사용할 수도 있다.

폴리하이드록시 흄드 실리카는 도장재의 점도와 칙소성을 개선하려는 목적으로 사용되는데, 그 사용량이 0.1중량% 미만일 경우에는 점도와 칙소성 개선 효과가 거의 발현되지 않고, 1.0중량%을 초과하여 사용하면 그 사용량에 비해 성능 개선효과가 작으므로 효율적이지 못하게 된다. 0.1~1.0중량%에서 적정한 점도와 칙소성을 가지므로 도포시 흐름현상(sagging)을 방지할 수 있게 된다.

② 두 번째 단계에서는, 첫 번째 단계에서 1차 혼합된 재료들을 고속 회전에 의해 분산하는 분산 단계가 진행된다.

분산은 2000~3000 rpm(revolutions per minute)의 회전속도로 이루어진다.

탱크 내부에서 고속회전이 이루어지면 열이 발생하여 40~50℃ 까지 상승하게 된다. 분산에 의해 발생하는 열을 제어하기 위해 냉각용 자켓이 있는 분산 탱크를 사용하는 것이 바람직하다.

③ 세 번째 단계에서는, 두 번째 단계에서 분산과정에서 발생한 열을 냉각시키는 냉각 과정을 거치게 된다. 냉각은 분산 탱크의 냉각용 자켓에 냉각수를 통과시킴으로써 이루어질 수 있다. 두 번째 단계에서 40~50℃ 까지 상승한 열이 냉각 과정을 거치면서 10~20℃로 냉각된다.

위에서는 상기 두 번째 단계(분산단계)를 진행한 후에 상기 세 번째 단계(냉각단계)를 진행하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라 상기 두 번째 단계(분산단계)와 상기 세 번째 단계(냉각단계)를 동시에 진행할 수도 있다. 즉 냉각하면서 분산과정을 진행할 수도 있다.

④ 네 번째 단계는, 냉각 과정을 거친 혼합물에, 착색제 3~5 중량%; 싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제수지 20~30 중량%; 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%; 비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%; 폴리실록산계 소포제 0.1~1.0 중량%; 페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 추가 혼합하는 2차 혼합 단계이다.

상기 착색제는, 사이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 45~60 중량%, 습윤분산제 5~15 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 안료 5~15 중량%를 포함하도록 별도로 제작하여, 경화제부 전체 중량대비 3~5 중량%가 되도록 혼합한다.

착색제에 사용되는 습윤분산제는 안료를 탈응집 시키고 안료 분산을 안정화 시키는 재료로 도료의 색분리를 방지하여 광택, 착색력, 투명성 및 은폐력을 증가시키고 분산물의 점도를 저하시키게 된다. 사용량이 착색제 전체 대비 5중량% 미만에서는 안료 분산이 적절하지 않아 얼룩이 생기거나 안료의 분리가 발생할 수 있으며, 사용량이 15중량%를 넘게 되면 사용량 대비 효율이 떨어지게 된다.

착색제에 혼합하는 상기 이산화티탄과 안료는 입경 5~10 ㎛인 분말 형태를 사용한다.

폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산은 표면장력을 줄여줌으로써 도장재의 습윤성과 분화구 현상을 방지시켜주고, 표면의 광택을 증가시키게 되는데, 그 사용량이 0.1중량% 미만이면 효과가 거의 나타나지 않게 되고, 1.0중량%를 초과하여 사용할 경우에는 사용량 대비 효과가 미미하므로 효율적이지 못하게 된다.

소포제는, 본 발명에서 비실리콘계 및 폴리실록산계 소포제를 각각 사용하는데, 두 가지의 소포제의 총량이 경화제부 전체 대비 0.2중량% 미만이면 미세기포 제거 효과가 거의 나타나지 않아 도막의 강도가 크게 저하될 수 있고, 2.0중량%를 초과하여 사용하면 소포 효과는 더 이상 증대되지 않는다.

페놀릭계 항산화제는 자외선 안정효과와 항산화효과를 병행하는 자외선 안정제로 도막의 광택을 장기간 유지할 수 있게 한다. 사용량은 본 발명의 경화제부 전체 대비 0.1~1.0중량%에서 가장 효과가 큰 것으로 나타났다.

상기 ① 첫 번째 단계 내지 ④ 네 번째 단계를 거쳐 본 발명에 사용되는 강구조물 방식 도장재의 제조가 완료된다.

2액형 도장장비는 주제부와 경화제부를 각각 저장할 수 있는 주제부 탱크와 경화제부 탱크를 구비하고, 주제부를 이송시키는 주제부 이송부, 경화제부를 이송시키는 경화제부 이송부, 가압부, 가열부 및 주제부와 경화제부를 충돌, 혼합시켜 도포하는 스프레인 건을 포함한다.

주제부와 경화제부는 6500~7500psi 의 압력으로 이송되고, 중량비 1:1로 스프레인 건 내부에서 충돌 혼합된다.

종래의 도장 방법은 도막을 도포하기 전에 프라이머를 도포하고, 도막 형성 후에도 상도층을 도포하는 등 과정이 복잡하여 조수간만의 차가 있는 해안 강구조물의 보수에 적합하지 않았으나, 본 발명의 도장 방법은 스프레이 건에 의한 1회의 분사로 보수작업이 완료되므로 해안 강구조물의 보수에 특히 적합하다.

본 발명의 도장 방법을 적용하기 위해 먼저 해안 강구조물 표면의 이물질을 제거한다. 기존의 해안 강구조물을 보수하는 경우에는, 구도막과 시간의 경과로 발생된 녹을 제거하는 표면처리가 먼저 이루어져야 하고, 신설 해안 강구조물에 방식 도장재를 도포하는 경우에는 강구조물 표면에 있을 수 있는 이물질을 먼저 제거하여야 한다.

이물질, 구도막, 녹 등을 제거한 후에는, 주제부와 경화제부를 분사하여 스프레인 건 내부에서 충돌, 혼합하는 방식으로 도장재를 강구조물 표면에 도포하게 된다.

이렇게 도포된 도장재는 건조 과정을 거쳐 수분 후에 경화가 완료된다.

본 발명의 방식 도장 방법에 의해 도포된 도막의 품질을 측정하기 위해 아래와 같이 본 발명의 실시예와 비교예의 비교 시험을 실시하였다.

실시예의 주제부는, 헥사메틸렌디이소시아네이트 70 중량%, 트리메틸 헥사메틸렌이소시아네이트 30 중량%를 혼합하여 제조하였다.

실시예의 경화제부는, 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 45 중량% , 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.9 중량% , 탄산칼슘 18 중량% , 폴리하이드록시 흄드 실리카 0.5 중량%를 1차 혼합한 후, 분산, 냉각 처리하고, 착색제 4 중량% ,싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제수지 30 중량%, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.4 중량%, 비실리콘계 소포제 0.2 중량%, 폴리실록산계 소포제 0.7 중량%, 페놀릭계 항산화제 0.3 중량%를 2차 혼합하여 제조하였다.

실시예의 시편은 주제부 : 경화제부를 1 : 1.35 비율로 180 ㎛로 1회 도포한 시편이다(실시예의 시편 : 시편a).

비교예는 강구조물의 방식에 일반적으로 사용되는 N사의 에폭시 하도, 에폭시 중도, 폴리우레탄 상도를 사용하여 하도 200 ㎛, 중도 200 ㎛, 상도 70 ㎛를 도포한 시편이다(비교예의 시편 : 시편b).

〈부착강도 시험〉

시편a와 시편b의 부착강도를 측정하기 위해, ASTM D 4541(Standard test method for Pul-of strength of coatings using portable adhesion testers)에 준하여 부착강도 시험(Dolly test)을 실시하였다(도 1의 실제 시험사진 참조).

시편a와 시편b에 대해 각각 20개소에서 부착강도를 측정한 결과, 시편a의 부착강도 평균값이 6.08 ㎫로 나타났고, 시편b의 부착강도 평균값이 5.65 ㎫로 나타났다.

시편b의 부착강도에 비해 본 발명에 의한 시편a의 부착강도가 7.6% 정도 높은 것을 확인하였다.

〈염수분무 시험〉

염수에 의한 부식 정도를 측정하기 위해 ASTM B 368(Standard Test Method for Copper-Accelerated Acetic Acid-Salt Spray (Fog) Testing (CASS Test))에 준하여 20일간 염수분무 시험을 실시하였다(도 2, 3의 실제 시험사진 참조).

시험결과, 시편a는 도 2에서 보는 것과 같이 크로스 컷 부위와 바깥 테이핑 부분에서 녹이 일부 발생하였지만, 바깥 테이핑 부분은 상태관찰에 제외되는 부분이며, 크로스 컷 부위의 경우 녹만 일부 발생하고 들뜸이나 탈락현상이 없어 방식 성능이 우수함을 확인하였다.

시편b는 염수를 20일간 분무한 결과, 도 3에서 보는 것과 같이 크로스 컷 안쪽에 녹이 발생하였고, 녹에 의한 도막의 접착력 저하로 인해 도막의 탈락 및 갈라짐 현상이 발생하였다.

〈내마모성 시험〉

시편a와 시편b의 내마모성을 측정하기 위해, ASTM D 4060 (Standard test method for abrasion resistance of organic coatings by the taber abraser)에 준하여 도막의 내마모 성능 시험을 실시하였다.

CS-10 마모 휠 양쪽에 각각 1kg 하중을 가한 상태에서 회전 속도를 30rpm으로 유지하고, 500cycle 연속 회전 후 도막의 손실량을 측정하였다.

시편a의 평균 손실 중량이 19.6 mg으로 나타났고, 시편b의 평균 손실 중량이 40.0 mg으로 나타났다.

본 발명에 의한 시편a는 내마모 성능에서 기존의 비교예에 비해 2배 이상의 성능을 나타내는 것을 확인하였다.

〈유연성 평가〉

시편a와 시편b의 유연성을 평가하기 위해, KS M ISO 17132(도료와 바니시 - T 굴곡시험)에 준하여 도막의 유연성 평가를 실시하였다(도 4, 5의 실제 시험사진 참조).

도막을 맨드릴 주위로 180˚ 굽혔을 때 균열 또는 부착력 상실을 관찰하였는데, 시편a는 Ø 8 mm로 굽혔을 때 도막의 균열 및 탈락이 발생하였고, 시편b는 Ø 10 mm로 굽혔을 때 도막의 균열 및 탈락이 발생하였다. 유연성 평가 결과, 본 발명에 의한 시편a가 기존의 도막 시편b에 비해 유연성이 높은 것으로 나타났다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

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Claims

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해안 강구조물 방식 도장 방법에 있어서,
a) 강구조물 표면에 있는 이물질, 구도막, 녹 중 적어도 어느 하나 이상을 제거하는 표면처리 단계;
b) 주제부와 경화제부를 분사하여 스프레인 건 내부에서 충돌, 혼합하는 방식으로 도장재를 강구조물 표면에 도포하는 도장 단계;
c) 도포된 도장재를 경화시키는 건조 단계를 포함하여 이루어지되,
상기 주제부는,
헥사메틸렌 디이소시아네이트 70~95 중량%;
트리메틸 헥사메틸렌이소시아네이트 5~30 중량%를 포함하고,
상기 경화제부는,
싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%;
폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%;
탄산칼슘 15~25 중량%;
폴리하이드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%;
착색제 3~5 중량%;
싸이클로알리파틱 아민기를 가진 무용제수지 20~30 중량%;
폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%;
비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%;
폴리실록산계 소포제 0.1~1.0 중량%;
페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 포함하는
해안 강구조물 방식 도장 방법.
제2항에 있어서,
상기 착색제는,
사이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 45~60 중량%;
습윤분산제 5~15 중량%;
이산화티탄 20~35 중량%;
안료 5~15 중량%를 포함하는
해안 강구조물 방식 도장 방법.
제3항에 있어서,
상기 탄산칼슘의 입경은 10~12 ㎛ 이고,
상기 이산화티탄과 상기 안료의 입경은 5~10 ㎛ 인 것을 특징으로 하는
해안 강구조물 방식 도장 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경화제부는,
가) 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제 수지 34~55 중량%; 폴리히드록시 카르복실산 아미드 용액 0.1~1.0 중량%; 탄산칼슘 15~25 중량%; 폴리하이드록시 흄드 실리카 0.1~1.0 중량%를 혼합하는 1차 혼합 단계;
나) 상기 가)단계에서 혼합한 것을 2000~3000 rpm 회전속도로 분산하는 분산 단계;
다) 상기 나)단계에서 분산한 것을 냉각하는 냉각 단계;
라) 상기 다)단계에서 냉각한 혼합물에,
착색제 3~5 중량%; 싸이클로알리파틱아민기를 가진 무용제수지 20~30 중량%; 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 0.1~1.0 중량%; 비실리콘계 소포제 0.1~1.0 중량%; 폴리실록산계 소포제 0.1~1.0 중량%; 페놀릭계 항산화제 0.1~1.0 중량%를 추가 혼합하는 2차 혼합 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는
해안 강구조물 방식 도장 방법.
제5항에 있어서,
상기 나)단계와 상기 다)단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는
해안 강구조물 방식 도장 방법.