KR102176669B1 - 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물 - Google Patents

결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102176669B1
KR102176669B1 KR1020200090312A KR20200090312A KR102176669B1 KR 102176669 B1 KR102176669 B1 KR 102176669B1 KR 1020200090312 A KR1020200090312 A KR 1020200090312A KR 20200090312 A KR20200090312 A KR 20200090312A KR 102176669 B1 KR102176669 B1 KR 102176669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
icing
pigment
coating composition
agent
Prior art date
Application number
KR1020200090312A
Other languages
English (en)
Inventor
최재원
김용현
마영길
김대원
민경수
김대호
Original Assignee
주식회사 정석케미칼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 정석케미칼 filed Critical 주식회사 정석케미칼
Priority to KR1020200090312A priority Critical patent/KR102176669B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102176669B1 publication Critical patent/KR102176669B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10—Metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
    • C08K2003/24—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 30,000~100,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 불소 변성 아크릴 수지, 아크릴레이트계 단량체, 규사, 안료 및 경화촉진제를 포함하는 성능 개선 결합재 30~60 중량%; 중질탄산칼슘, 황산바륨, 산화칼륨, 규불화마그네슘, 파인세라믹 및 안료를 포함하는 개질 충전재 10~50 중량%; 결빙방지제 총 중량 중 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 결빙방지제 10~20 중량%; 개시제 0.5~3 중량%; 및 경화제 2~10 중량%;를 포함하는 안티아이싱 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물 {Anti-icing road marking paint composition for improving driving safety on freezing road}
본 발명은 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물에 관한 것이다.
도로에서는 다양한 원인에 의해 슬립 현상이 발생하며, 이에 의해 주행하던 차량이 제어되지 않아 큰 사고로 이어질 수 있다. 특히 동절기에는 도로 표면에 결빙이 발생하여 슬립 현상이 더욱 자주 발생하곤 한다.
종래에는 도로의 결빙 방지를 위해, 모래를 뿌리거나 염화칼슘 등을 뿌리는 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 갑자기 폭설이 내리는 경우 모래 또는 염화칼슘을 도로에 직접 살포해야 하므로 신속한 융설 작업이 어려우며, 많은 인원 및 장비가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 염화칼슘은 살포 후 결빙방지 성능이 1회만 발현되어 매번 염화칼슘을 재살포 해야 하고, 지속적으로 눈이 내리면 염화칼슘의 농도가 낮아져 결국 다시 결빙이 일어날 수 있다. 또한, 과량의 염화칼슘은 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 초래하는 문제점이 있다.
이에 따라, 결빙방지 효과가 뛰어나면서도, 한 번의 포장으로 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 적어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있는 결빙방지 도료 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1421069호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1421069호 (2014.07.14.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 결빙방지 효과가 뛰어나면서도, 한 번의 포장으로 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 적어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있는 안티아이싱 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 우수한 내구성, 동절기 빠른 경화성 및 냄새저감 효과를 가지는 안티아이싱 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 30,000~100,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 불소 변성 아크릴 수지, 아크릴레이트계 단량체, 규사, 안료 및 경화촉진제를 포함하는 성능 개선 결합재 30~60 중량%; 중질탄산칼슘, 황산바륨, 산화칼륨, 규불화마그네슘, 파인세라믹 및 안료를 포함하는 개질 충전재 10~50 중량%; 결빙방지제 총 중량 중 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 결빙방지제 10~20 중량%;개시제 0.5~3 중량%; 및 경화제 2~10 중량%;를 포함하는 안티아이싱 도료 조성물에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 결빙방지제는, a) 염화나트륨, 염화칼슘 및 실리코네이트계 화합물을 포함하는 혼합물을 용매에 녹여 혼합용액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합용액에 산 화합물을 첨가하고 교반하는 단계; 및 c) 용매를 제거하는 단계;를 포함하는 방법으로부터 제조된 것일 수 있으며, 상기 산 화합물이 첨가된 혼합용액의 산도는 pH 3~6일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 실리코네이트계 화합물은 소듐 메틸 실리코네이트, 소듐 에틸 실리코네이트, 포타슘 메틸 실리코네이트 및 포타슘 에틸 실리코네이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 성능 개선 결합재는 성능 개선 결합재 총 중량 중 불소 변성 아크릴 수지 30~80 중량%, 아크릴레이트계 단량체 10~40 중량%, 규사 5~30 중량%, 안료 0.1~15 중량% 및 경화촉진제 0.1~15 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 개질 충전재는 개질 충전재 총 중량 중 중질탄산칼슘 40~98 중량%, 황산바륨 0.1~20 중량%, 산화칼륨 0.1~20 중량%, 규불화마그네슘 0.01~15 중량%, 파인세라믹 1~35 중량% 및 안료 0.01~15 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 안티아이싱 도료 조성물은 결빙방지 효과가 뛰어나면서도, 한 번의 포장으로 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 적어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있다.
또한, 불소 변성 아크릴 수지를 첨가함으로써 향상된 내구성을 가질 수 있으며, 불소 변성 아크릴 수지 제조 시 속경화 및 저취형 물성의 단량체를 함께 중합 반응 시킴으로써 동절기 작업시 빠른 경화성 및 냄새저감 효과를 가질 수 있다.
이하 본 발명에 따른 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 30,000~100,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 불소 변성 아크릴 수지, 아크릴레이트계 단량체, 규사, 안료 및 경화촉진제를 포함하는 성능 개선 결합재 30~60 중량%; 중질탄산칼슘, 황산바륨, 산화칼륨, 규불화마그네슘, 파인세라믹 및 안료를 포함하는 개질 충전재 10~50 중량%; 결빙방지제 총 중량 중 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 결빙방지제 10~20 중량%; 개시제 0.5~3 중량%; 및 경화제 2~10 중량%;를 포함하는 안티아이싱 도료 조성물에 관한 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 안티아이싱 도료 조성물은 결빙방지 효과가 뛰어나면서도, 한 번의 포장으로 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 적어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있다.
또한, 불소 변성 아크릴 수지를 첨가함으로써 향상된 내구성을 가질 수 있으며, 불소 변성 아크릴 수지 제조 시 속경화 저취형 단량체를 함께 중합 반응 시킴으로써 동절기 속경화성 및 냄새저감 효과를 가질 수 있다.
한편, 본 발명에서 안티아이싱 도료 조성물은 이액형 도료일 수 있으며, 이액형 도료란 주제와 경화제가 따로 분리되어 있어 사용 시 혼합하여 도장해야하는 도료를 지칭하는 것일 수 있다. 구체적으로 성능 개선 결합재, 개질 충전재 및 결빙방지제를 포함하는 주제부;와 경화제를 포함하는 경화제부;로 이루어진 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 안티아이싱 도료 조성물의 각 성분에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 성능 개선 결합재에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 성능 개선 결합재는 30,000~100,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 불소 변성 아크릴 수지, 아크릴레이트계 단량체, 규사, 안료 및 경화촉진제를 포함하는 것일 수 있다.
보다 구체적으로 성능 개선 결합재는 성능 개선 결합재 총 중량 중 불소 변성 아크릴 수지 30~80 중량%, 아크릴레이트계 단량체 10~40 중량%, 규사 5~30 중량%, 안료 0.1~15 중량% 및 경화촉진제 0.1~15 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 불소 변성 아크릴 수지 40~75 중량%, 아크릴레이트계 단량체 15~35 중량%, 규사 10~25 중량%, 안료 0.1~10 중량% 및 경화촉진제 0.1~5 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 조성 및 함량 범위를 만족함으로써 작업성, 강도, 내마모성, 내약품성 및 내구성 등의 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 불소 변성 아크릴 수지는, 전술한 바와 같이 중량평균분자량이 30,000~100,000 g/mol일 수 있으며, 더욱 좋게는 50,000~75,000 g/mol일 수 있다. 이러한 범위를 만족함으로써 내구성을 보다 크게 향상시킬 수 있다.
구체적으로 상기 불소 변성 아크릴 수지는 메틸메타크릴레이트계 공중합체에 불소기가 도입된 것으로, 메틸메타크릴레이트(MMA)와 하나 이상의 서로 다른 에틸렌성 불포화기 함유 단량체, 이중 결합을 가지는 불소 화합물 및 이중 결합을 가지는 헤테로고리 화합물을 공중합하여 제조된 것일 수 있다.
일 구체예로, 상기 에틸렌성 불포화기 함유 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 단량체류; 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 등의 공액 디엔계 단량체류; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 에틸렌성 불포화 모노카르복실산류; 아크릴산메틸 에스테르, 아크릴산에틸 에스테르, 아크릴산부틸 에스테르, 아크릴산-2-에틸헥실 에스테르, 메타크릴산메틸 에스테르, 메타크릴산에틸 에스테르, 메타크릴산부틸 에스테르, 메타크릴산-2-에틸헥실 에스테르 등의 에틸렌성 불포화 모노카르복실산 에스테르류; 이타콘산디메틸, 말레산디에틸, 말레산모노부틸, 푸마르산모노에틸, 푸마르산디부틸 등의 에틸렌성 불포화 폴리카르복실산 에스테르류; 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등의 에틸렌성 불포화 디카르복실산류; 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기 함유 단량체류; 2-히드록시에틸아타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 알코올성 수산기 함유 단량체류; 메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸메크릴레이트 등의 알콕시기 함유 단량체류; 아크릴로니트릴 등의 니트릴기 함유 단량체류; 아크릴아미드 등의 아미드기 함유 단량체류; 및 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 아미노기 함유 단량체류; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 이중 결합을 가지는 불소 화합물은 비닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기를 포함하는 것일 수 있으며, 구체적인 일 예시로 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르), 퍼플루오로(프로필비닐에테르), 퍼플루오로(부틸비닐에테르), 퍼플루오로(이소부틸비닐에테르) 등의 퍼플루오로 알킬비닐에테르계; 퍼플루오로(프로폭시프로필비닐에테르) 등의 퍼플루오로 알콕시알킬비닐에테르계; 트리플루오로에틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로프로필 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로-1-트리플루오로메틸에틸 (메타)아크릴레이트, 테트라플루오로-t-아밀 (메타)아크릴레이트, 헥사플루오로부틸 (메타)아크릴레이트 등의 플루오로알킬 아크릴레이트계; 및 히드록시 옥타플루오로-6-트리플루오로메틸헵틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시 도데카플루오로-8-트리플루오로메틸노닐 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시 플루오로알킬 아크릴레이트계; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 이중 결합을 가지는 헤테로고리 화합물은 비닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기 등의 이중 결합을 가지면서, 5 원자 이상의 고리상 구조 중 하나 이상의 탄소가 산소(O), 질소(N) 또는 황(S) 등의 헤테로원자로 치환된 화합물로, 바람직하게는 산소 원자로 치환된 고리상 구조를 가진 것일 수 있으며, 구체적인 일 예시로 테트라히드로퍼푸릴 아크릴레이트 및 테트라히드로퍼푸릴 메타크릴레이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이들 단량체는 분자량이 130 g/mol 이상임에 따라 상온 대기압에서 낮은 휘발량을 가질 수 있으며, 이를 통해 냄새 저감 효과를 달성할 수 있다.
이때, 상기 불소 변성 아크릴 수지 제조 시 메틸메타크릴레이트 : 에틸렌성 불포화기 함유 단량체 : 이중 결합을 가지는 불소 화합물 : 이중 결합을 가지는 헤테로고리 화합물의 몰비는 1 : 0.05~2 : 0.001~0.5 : 0.05~2일 수 있으며, 보다 좋게는 1 : 0.1~1.5 : 0.01~0.35 : 0.1~1.5일 수 있고, 더욱 좋게는 1 : 0.1~0.5 : 0.03~0.2 : 0.1~0.5일 수 있다.
또한, 불소 변성 아크릴 수지 제조 시 연쇄이동제가 더 포함될 수 있다. 즉 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸렌성 불포화기 함유 단량체, 이중 결합을 가지는 불소 화합물, 이중 결합을 가지는 헤테로고리 화합물 및 연쇄이동제를 포함하는 조성물을 공중합하여 불소 변성 아크릴 수지를 수득할 수 있다.
이때, 상기 연쇄이동제는 공중합체의 분자량 등을 조절하기 위하여 사용되는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 일 구체예로 α-메틸스티렌다이머; 옥틸 머캅탄, t-데실 머캅탄, n-데실 머캅탄, t-도데실 머캅탄, n-도데실 머캅탄 등의 머캅탄류; 사염화탄소, 염화메틸렌, 브롬화 메틸렌 등의 할로겐화 탄화수소류; 및 테트라에틸 티우람 디설파이드, 디펜타메칠렌 티우람 디설파이드, 디이소프로필키산토겐 디설파이드 등의 함유황 화합물; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 연쇄이동제의 첨가량은 그 종류에 따라서 달라질 수 있으며, 일 예로 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부, 좋게는 0.5~3 중량부로 첨가될 수 있다.
이 외에도 공중합체 제조 시 중합개시제 등이 더 첨가될 수 있음은 물론이며, 중합개시제는 라디칼 개시제가 바람직할 수 있다. 구체적으로 상기 라디칼 개시제는 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과인산칼륨, 과산화수소 등의 무기 과산화물; t-부틸 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로 퍼옥사이드, p-멘탄하이드로 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥산올 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 iso 부틸레이트 등의 유기 과산화물; 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 아조비스시클로헥산카르보니트릴, 아조비스 이소낙산(부틸산)메틸 등의 질소화합물; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 중합 개시제의 첨가량은 총 단량체 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부, 바람직하게는 1~3 중량부이다.
한편, 상기 아크릴레이트계 단량체는 점도 조절 및 접착력 향상을 위해 사용되는 것으로, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌, (메타)아크릴로니트릴 및 알파메틸스티렌 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 좋게는 이 중 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 규사는 강도, 미끄럼저항성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 성능 개선 결합재와 개질 충전재에 각각 첨가함으로써 혼합 시 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 이때 상기 규사는 입경이 0.01~2 ㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 안료는 색상 구현과 미관을 개선하기 위한 것으로, 성능 개선 결합재와 개질 충전재에 각각 첨가함으로써 혼합 시 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다. 상기 안료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예로 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 자색 산화철, 흑색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 카본블랙 및 휘스커 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 경화촉진제는 조성물의 경화를 촉진하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예로 트리-n-부틸아민, N-에틸-N-히드록시에틸아닐린 및 N,N-디메틸아닐린 등의 아민 화합물류; N,N-다이메틸-p-톨루이딘, N,N-다이(2-히드록시 프로필)p-톨루이딘계 등의 톨루이딘 화합물류; 나프탈렌산코발트, 옥틸산코발트, 아세트아세틸산코발트 등의 코발트 화합물류; 디부틸주석디라우레이트, 디옥틸주석디라우레이트, 옥틸산제1주석 및 디부틸주석옥사이드 등의 유기 주석 화합물류; 테트라부틸티타네이트 등의 유기 티탄 화합물류; 나프텐산 납 및 옥틸산 납 등의 유기 납 화합물류; 신데칸산비스무트 및 옥틸산비스무트 등의 유기 비스무트 화합물류; 트리에틸렌디아민, 트리에틸아민, 테트라메틸렌디아민, N-미텔몰호린, N,N-디메틸에탄올아민 및 디메틸이미다졸 등의 제3급 아민류; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
다음으로, 개질 충전재에 대하여 설명한다.
개질 충전재는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 전술한 바와 같이, 중질탄산칼슘, 황산바륨, 산화칼륨, 규불화마그네슘, 파인세라믹, 규사 및 안료를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 개질 충전재 총 중량 중 중질탄산칼슘 40~98 중량%, 황산바륨 0.1~20 중량%, 산화칼륨 0.1~20 중량%, 규불화마그네슘 0.01~15 중량%, 파인세라믹 1~35 중량% 및 안료 0.01~15 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 조성 및 함량 범위를 만족함으로써 작업성, 강도, 내마모성, 내약품성 및 내구성 등의 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 중질탄산칼슘(ground calcium carbonate)은 강도, 충전성, 내충격성 등을 개선하기 위한 것으로, 탄산칼슘의 제조방법에 따라 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘(precipitated calcium cabonate) 2가지로 크게 구분되며, 중질탄산칼슘은 백색결정질 방해석(CaCO3)을 분쇄·분급시켜 제조된 탄산칼슘으로 백색도가 높기 때문에, 백색 탄산칼슘으로도 불린다. 한편, 경질 탄산칼슘은 석회석을 소성시켜 화학적으로 제조된 탄산칼슘으로서 침강성 탄산칼슘이라고도 불린다.
상기 파인세라믹은 규사 등일 수 있으며, 규사 및 안료는 전술한 성능 개선 결합재에 첨가된 것과 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 성능 개선 결합재와 개질 충전재에 각각 규사 및 안료를 첨가함으로써 조성물 제조 시 보다 균일하게 규사 및 안료가 분포되도록 할 수 있다.
다음으로, 결빙방지제에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 결빙방지제는 결빙방지제 총 중량 중 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 것일 수 있으며, 보다 좋게는 염화나트륨 75~85 중량%, 염화칼슘 5~15 중량% 및 실리코네이트계 화합물 5~15 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 결빙방지 효과가 뛰어나면서도, 한 번의 포장으로 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 적어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있다.
바람직하게, 상기 결빙방지제는, a) 염화나트륨, 염화칼슘 및 실리코네이트계 화합물을 포함하는 혼합물을 용매에 녹여 혼합용액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합용액에 산 화합물을 첨가하고 교반하는 단계; 및 c) 용매를 제거하는 단계;를 포함하는 방법으로부터 제조된 것일 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 염화나트륨 및 염화칼슘의 표면을 실리콘 화합물로 개질할 수 있으며, 도막 형성 시 결빙방지제가 도막으로부터 빠르게 탈리되는 것이 방지되어 장기간 결빙방지 기능을 발휘할 수 있으며, 염분 배출이 조절되어 포장도로 및 차량 타이어의 부식을 최소화할 수 있다.
먼저, 전술한 바와 같이, 혼합물 총 중량 기준 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 혼합물을 먼저 용매에 용해시켜 혼합용액을 제조할 수 있다. 용매의 첨가량은 혼합물을 충분히 용해시킬 수 있을 정도면 족하며, 일 구체예로 1 내지 30 중량%, 보다 좋게는 5 내지 20 중량%의 농도일 수 있다. 이때 용매는 상기 혼합물이 잘 용해되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물일 수 있다.
한편, 본 발명에 적합한 실리코네이트계 화합물은 소듐 메틸 실리코네이트, 소듐 에틸 실리코네이트, 포타슘 메틸 실리코네이트 및 포타슘 에틸 실리코네이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
또한 상기 실리코네이트계 화합물은 부착증진제로서 알콕시실란계 화합물을 더 포함할 수 있는데, 이를 통해 규사, 안료 등이 수지혼합물과 보다 단단히 부착되도록 할 수 있으며, 도막의 내구성을 향상시킬 수 있다. 구체적인 일 예시로 상기 알콕시실란계 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리프로폭시실란, N-(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리프로폭시실란, 3-아크릴옥시프로필메틸비스(트리메톡시)실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리프로폭시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필트리프톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필트리프로폭시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)트리에톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)메틸디메톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 클로로프로필트리메톡시실란, 크롤로프로필트리에톡시실란 및 헵타데카플루오르데실트리메톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 N-(아미노에틸-3-아미노프로필)트리메톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)트리에톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)메틸디메톡시실란, N-(아미노에틸-3-아미노프로필)메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 아미노 알콕시실란계 화합물일 수 있다.
이처럼 알콕시실란계 화합물이 더 추가되는 경우, 상기 실리코네이트계 화합물 : 알콕시실란계 화합물의 중량비는 1 : 0.01~5일 수 있으며, 보다 좋게는 1 : 0.1~2일 수 있다.
다음으로, a)단계에서 제조된 혼합용액에 산 화합물을 첨가하여 산도를 조절함으로써 용매 제거 후 실리코네이트계 화합물로 표면개질된 염화나트륨 및 염화칼슘 결빙방지제를 수득할 수 있다. 이때, 상기 산 화합물이 첨가된 혼합용액의 산도는 pH 3~6일 수 있는데, 이와 같은 범위에서 표면개질이 효과적으로 일어날 수 있으며, 장기간 결빙방지 성능을 유지할 수 있어 좋다. 아울러, 상기 산 화합물은 초산, 구연산, 숙신산, 주석산, 개미산, 옥살산, 사과산, 말론산, 안식향산, 말레인산, 글루콘산, 글리콜산, 젖산 등의 유기산; 및 염산, 질산, 황산, 인산 등의 무기산; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
산도 조절 후에는 1 내지 24시간 동안 교반하여 반응시킬 수 있으며, 보다 좋게는 3 내지 12시간 동안 반응시킬 수 있다.
이후, 건조 등의 방법을 통해 용매를 제거함으로써 결빙방지제를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 결빙방지제는 잠열 성능을 가지는 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 첨가제는 잠열 효과를 부여하여 자체적으로 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 열을 방출함으로써 더욱 효과적으로 결빙을 방지하기 위한 것으로, 구체적인 일 예시로 상기 첨가제는 LiClO3의 수화물 등의 무기계 첨가제; 및 n-테트라데칸, n-헥사데칸 등의 유기계 첨가제; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 보다 구체적인 일 예시로, LiClO3의 수화물은 LiClO3·3H2O(Lithium chlorate trihydrate)일 수 있다. 상기 LiClO3의 수화물, n-테트라데칸 및 n-헥사데칸은 낮은 온도에서 상변화가 일어남에 따라 결빙현상 방지에 더욱 효과적일 수 있다.
특히 바람직하게는 상기 무기계 첨가제와 유기계 첨가제를 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 무기계 첨가제는 일반적으로 잠열과 열전도도가 높다는 장점이 있으나 상분리 현상이 발생할 수 있으며, 유기계 첨가제는 무기계 첨가제에 비해 상분리 현상이 적어 도막의 수명이 길다는 장점이 있으나, 가격면에서는 비싸다는 단점이 있다. 이에 무기계 첨가제와 유기계 첨가제를 적절한 조성비로 결빙방지제에 적용하여 결빙방지 효과를 최대화함과 동시에 도막의 내부결함을 최소화할 수 있다. 이때, 특히 바람직하게 LiClO3·3H2O 및 n-테트라데칸을 혼합 사용하는 것이 상기 효과를 극대화할 수 있어 좋으며, LiClO3·3H2O : n-테트라데칸의 중량비는 20:80 내지 80:20일 수 있으며, 보다 좋게는 30:70 내지 60:40일 수 있다. 이와 같은 중량비 범위로 혼합 사용할 경우, 뛰어난 결빙방지 및 잠열 효과를 장기간 확보할 수 있으면서도 도막의 내부결함을 최소화하여 내구성 및 강도를 향상시킬 수 있다.
이와 같은 첨가제는 염화나트륨 100 중량부에 대하여 5~20 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 낮은 온도에서도 잠열 효과가 우수하여 겨울에 쌓인 눈이 보다 쉽게 융해 및 증발되도록 유도할 수 있으면서, 도막 형성 시 다른 물성을 저하시키지 않을 수 있다.
다음으로, 경화제에 대하여 설명한다.
상기 경화제는 조성물의 경화를 개시하여 경화 속도를 조절하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게 라디칼 개시제일 수 있다, 보다 구체적으로 상기 라디칼 개시제는 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과인산칼륨, 과산화수소 등의 무기 과산화물; t-부틸 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로 퍼옥사이드, p-멘탄하이드로 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥산올 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 iso 부틸레이트 등의 유기 과산화물; 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 아조비스시클로헥산카르보니트릴, 아조비스 이소낙산(부틸산)메틸 등의 질소화합물; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 경화제의 첨가량은 전체 조성물 중 0.1~5 중량%가 바람직하다. 0.1 중량% 미만의 첨가 시에는 경화 속도가 느려 도막의 기계적 물성의 저하를 일으키며, 5 중량% 초과하여 첨가 시에는 가사 시간이 빨라 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[특성 평가 방법]
1) 미끄럼 저항(BPN):
실시예들 및 비교예들에서 각각 제조된 조성물을 KS F 2375 기준(50만회 마모 후)에 의거하여 측정하였다.
2) 빙착인장강도(㎫):
실시예들 및 비교예들에서 각각 제조된 조성물을 아스콘 상에 도포 및 포장하여 공시체를 제조하였다(가로세로 각 300 ㎜, 두께 50 ㎜).
다음으로, 지그 하단에 부착된 부직포를 12℃의 수돗물에 1시간 동안 담근 후 물을 충분히 흡수하도록 한 후, 공시체 위에 지그를 올려놓고 강구(420±10 g)를 25 ㎝ 높이에서 10회 자유낙하시켜 일정한 압력으로 달라붙게 하였다.
다음으로 지그가 부착된 공시체를 영하 5℃의 냉동고에 2시간 동안 방치하여 공시체와 부직포가 얼어붙도록 한 후, 냉동고에서 유압식 인장시험기를 이용하여 빙착인장강도를 측정하였다. 이 과정을 3회 반복하여 평균값을 산출하였다.
3) 장기 빙착인장강도(㎫):
상기 2)와 동일하게 공시체를 제조한 후 흐르는 물에 회당 20분 동안 문질러서 20회 세척하였다. 이후 상기 2)와 동일하게 빙착인장강도를 측정하였다.
4) 내마모성 (g):
실시예들 및 비교예들에서 각각 제조된 조성물을 아스콘 상에 도포 및 포장하여 공시체를 제조하였다(가로세로 각 300 ㎜, 두께 50 ㎜). 이후 KS M 5333의 4.8에 의거하여 테버형 마모 시험기와 연마지 180번을 사용하여 100회 회전 시에 마모된 감량(초기 무게 - 마모된 무게, g)을 구하였다.
5) 냄새 저감:
실시예들 및 비교예들에서 각각 제조된 조성물을 아스콘 상에 도포 및 포장하여 공시체를 제조하였다(가로세로 각 300 ㎜, 두께 50 ㎜). 공시체 제조 시 악취 유발 정도에 따라, 악취가 미미한 경우 ○, 악취가 다소 심한 경우 △, 악취가 매우 심한 경우 X로 표시하였다.
6) 차열 성능 평가:
아스팔트 공시체의 한면을 제외하고 다른 면이 모두 감싸지도록 스티로폼 단열재를 설치하고, 아스팔트 공시체 상에 처리시간 2~4시간에서 공시체의 표면 온도가 60℃가 되는 램프 높이를 측정한다. 2시간 이내에 표면 온도가 60℃를 넘거나, 4시간 이후에도 표면온도가 60℃를 넘지 않는 경우에는 공시체를 상온으로 식힌 후 램프 높이를 조정하여 다시 실시하였다.
실시예들 및 비교예들에서 각각 제조된 조성물을 아스팔트 공시체 위에 2~3 ㎜ 두께로 도포하고, 24시간 이상 건조하여 충분히 경화시켜 각 시험편을 제조한다. 각 시험편의 도장면을 제외하고 스티로폼으로 감싸 단열을 수행한다. 앞서 측정된 램프 높이로 램프를 설치하였으며, 램프가 시험편의 중앙에 오도록 설치하였다. 이때 램프는 산광형 BRF110V150W를 이용하였다.
공시체 상에 설치된 램프와 시험편 상에 설치된 램프를 동시에 점등하였으며, 공시체가 60℃가 되는 시점에서 각 시험편의 온도를 측정하였으며, 공시체와의 온도차를 계산하였다.
[제조예 1] 불소 변성 아크릴 수지 제조
메틸메타아크릴레이트 단량체(MMA) 430 g(4.294 mol), n-부틸아크릴레이트 단량체(n-BA) 100 g(0.78 mol), 테트라히드로퍼푸릴메타크릴레이트 단량체(THFMA)180 g(1.058 mol), 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-HEMA) 100 g(0.768 mol) 및 트리플루오로에틸메타크릴레이트(TFEMA) 65 g(0.387 mol)을 혼합하고, 이 혼합물에 n-도데실머캅탄(n-DDM) 10 g을 첨가한 후 80 ~ 85℃로 승온하였다. 이어서 혼합물 총량 기준 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(V-65) 2 중량%를 소분 투입하면서 95℃ 온도를 넘지 않는 발열에 주의하여 80 ~ 95℃ 사이에서 중합 합성한다. 반응 종료 후 혼합물 총량 기준 0.1 중량%의 2,6-디-t-부틸-4-메틸 페놀(BHT)을 투입하고 냉각하여 불소 변성 아크릴 수지를 수득하였다. 제조된 불소 변성 아크릴 수지는 중량평균분자량이 58,000 g/mol인 것을 확인하였다.
[비교제조예 1] 일반 아크릴 수지 제조
메틸메타아크릴레이트 단량체(MMA) 650 g(6.492 mol), n-부틸아크릴레이트 단량체(BAM) 190 g(1.482 mol), 및 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA) 160 g(0.868 mol)을 혼합하고, 이 혼합물에 n-도데실머캅탄(n-DDM) 10 g을 첨가한 후 80 ~ 85℃로 승온하였다. 이어서 혼합물 총량 기준 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(V-65) 2 중량%를 소분 투입하면서 95℃ 온도를 넘지 않는 발열에 주의하여 80 ~ 95℃ 사이에서 중합 합성한다. 반응 종료 후 혼합물 총량 기준 0.1 중량%의 2,6-디-t-부틸-4-메틸 페놀(BHT)을 투입하고 냉각하여 아크릴 수지를 수득하였다. 제조된 아크릴 수지는 중량평균분자량이 57,000 g/mol인 것을 확인하였다.
[실시예 1]
성능 개선 결합재 59 중량%, 개질 충전재 30 중량%, 결빙방지제 10 중량% 및 벤조일 퍼옥사이드(경화제) 1 중량%를 강제식 믹서로 3분간 교반하여 안티아이싱 도료 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 성능 개선 결합재는 제조예 1의 불소 변성 아크릴 수지 60 중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 19 중량%, 인조규사 6호 20 중량%, 이산화티탄 0.5 중량% 및 n.n-디메틸 아닐린(DMA, 경화촉진제) 0.5 중량%를 혼합하여 제조하였다.
상기 개질 충전재는 중질탄산칼슘 65 중량%, 황산바륨 5 중량%, 산화칼륨 5 중량%, 규불화마그네슘 5 중량%, 파인세라믹 5 중량%, 인조규사 6호 10 중량% 및 이산화티탄 5 중량%를 혼합하여 제조하였다. 이 때, 안료는 이산화티탄을 사용하였다.
상기 결빙방지제는 하기와 같이 제조하여 사용하였다.
먼저, 염화나트륨 80 중량%, 염화칼슘 10 중량% 및 소듐 메틸 실리코네이트(Na-MS) 10 중량%를 혼합한 후, 이 혼합물 20 g을 물 250 ㎖에 용해시켜 혼합용액을 제조하였다.
상기 혼합용액에 초산을 첨가하여 산도는 pH 4로 조절한 후 8시간 동안 교반하여 반응시켰다. 반응 종료 후 물을 건조시켜 결빙방지제를 수득하였다.
[실시예 2 내지 7]
결빙방지제의 함량을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 달리하여 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 1]
결빙방지제를 첨가하지 않고, 성능 개선 결합재 64 중량%, 개질 충전재 35 중량% 및 벤조일 퍼옥사이드 1 중량%를 강제식 믹서로 3분간 교반하여 안티아이싱 도료 조성물을 제조하였다.
[비교예 2 내지 5]
결빙방지제의 함량을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 달리하여 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 6]
염화나트륨 80 중량%, 염화칼슘 10 중량% 및 소듐 메틸 실리코네이트(Na-MS) 10 중량%를 혼합한 후, 이 혼합물을 산 처리하지 않고 그대로 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
결빙방지제 (중량%)
NaCl CaCl 2 Na-MS
실시예 1 80 10 10
실시예 2 70 20
실시예 3 80 1 19
실시예 4 5 15
실시예 5 15 5
실시예 6 70 10 20
실시예 7 90 5 5
비교예 1 - - -
비교예 2 80 20 -
비교예 3 80 - 20
비교예 4 - 80 20
비교예 5 60 30 10
비교예 6
(산처리x) 		80 10 10
미끄럼저항
(BPN) 		빙착인장강도(㎫)
-5℃ -10℃ -15℃
실시예 1 84 0 0 0.10
실시예 2 84 0 0 0.11
실시예 3 84 0 0.04 0.19
실시예 4 84 0 0.03 0.14
실시예 5 82 0 0.02 0.18
실시예 6 84 0 0.08 0.21
실시예 7 85 0 0.09 0.24
비교예 1 80 0.28 0.51 0.62
비교예 2 83 0.12 0.23 0.36
비교예 3 85 0.18 0.31 0.44
비교예 4 84 0.15 0.29 0.41
비교예 5 84 0.09 0.17 0.29
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 안티아이싱 도료 조성물(실시예 1 내지 7)은 결빙방지 성능이 우수하여 영하 15℃ 이하의 가혹한 온도 조건에서도 빙착인장강도가 0.25 ㎫ 이하인 것을 확인할 수 있었다.
반면, 염화나트륨, 염화칼슘 및 실리콘 화합물이 적정 비율로 첨가되지 않은 비교예 1 내지 5의 경우 결빙 효과가 떨어져 빙착인장강도가 실시예 대비 크게 좋지 않음을 확인할 수 있었다.
또한, 하기 표 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 산처리된 안티아이싱 도료 조성물(실시예 1)은 20회 세척 후에도 결빙방지 성능이 유지되어 영하 15℃ 이하의 가혹한 온도 조건에서도 빙착인장강도가 0.20 ㎫ 이하로 나타났다.
반면, 산처리하지 않은 혼합물을 그대로 사용한 비교예 6의 경우 초기 빙착인장강도는 실시예 1과 유사하였으나, 20회 세척 후에는 결빙방지 성능이 저하되어 영하 15℃에서의 빙착인장강도가 0.41 ㎫로 크게 증가하였다.
빙착인장강도(㎫) 장기 빙착인장강도(㎫)
-5℃ -10℃ -15℃ -5℃ -10℃ -15℃
실시예 1 0 0 0.10 0 0.02 0.19
비교예 6 0 0.08 0.21 0 0.22 0.41
[비교예 7]
제조예 1의 불소 변성 아크릴 수지 대신 비교제조예 1의 아크릴 수지를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
내마모성 (g) 냄새 저감
실시예 1 76.8 ○
비교예 7 256.4 △
상기 표 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 불소 변성 아크릴 수지를 첨가한 안티아이싱 도료 조성물(실시예 1)은 내마모 실험 시 마모량이 76.8 g으로 낮아 우수한 내마모성을 보였으며, 공시체 제조 시 냄새도 거의 나지 않아 냄새 저감 효과가 매우 우수하였다.
반면, 제조예 1의 불소 변성 아크릴 수지 대신 비교제조예 1의 아크릴 수지를 사용한 비교예 7의 경우 마모량이 256.4 g으로 실시예 1 대비 크게 높았으며, 공시체 제조 시 악취가 다소 발생하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 같이, 중질탄산칼슘 40 중량%, 황산바륨 5 중량%, 산화칼륨 5 중량%, 규불화마그네슘 5 중량%, 파인세라믹 5 중량%, 인조규사 6호 10 중량%, 이산화티탄 5 중량% 및 Black 3300(아사히社, 열반사 안료) 25 중량%를 혼합하여 개질 충전재로 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
미끄럼저항
(BPN) 		빙착인장강도(㎫) 차열성능
(℃)
-5℃ -10℃ -15℃
실시예 1 84 0 0 0.10 1.4
실시예 8 84 0 0 0.12 13.0
상기 실시예 8 및 표 5는 도료 조성물의 차열 성능을 평가한 것으로, 개질 충전재에 열반사 안료를 첨가함에 따라 차열 성능이 매우 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 9]
실시예 1과 같이, 염화나트륨 80 중량%, 염화칼슘 10 중량% 및 소듐 메틸 실리코네이트(Na-MS) 10 중량%를 혼합하여 결빙방지제를 제조한 후, 염화나트륨 100 중량부에 대하여 리튬 클로레이트 트리하이드레이트(LiClO3·3H2O, 잠열재) 1 중량부를 결빙방지제에 첨가하고 혼합하여 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 10]
LiClO3·3H2O 대신 n-테트라데칸을 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 9와 동일하게 진행하였다.
[실시예 11]
LiClO3·3H2O : n-테트라데칸을 1 : 1의 중량비로 혼합 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 9와 동일하게 진행하였다.
[실시예 12]
LiClO3·3H2O 대신 FeCl3·6H2O를 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 9와 동일하게 진행하였다.
[실시예 13]
LiClO3·3H2O 대신 n-옥타데칸을 사용한 것 외 모든 공정을 실시예 9와 동일하게 진행하였다.
빙착인장강도(㎫)
-5℃ -10℃ -15℃ -20℃
실시예 1 0 0 0.10 0.32
실시예 9 0 0 0 0.29
실시예 10 0 0 0 0.26
실시예 11 0 0 0 0.25
실시예 12 0 0 0.10 0.31
실시예 13 0 0 0.10 0.33
상기 표 6을 통해 알 수 있는 바와 같이, 첨가제로 LiClO3·3H2O 및/또는 n-테트라데칸을 넣은 실시예 9 내지 11은 결빙 방지 성능이 더욱 향상됨을 확인할 수 있었다.
반면, FeCl3·6H2O 또는 n-옥타데칸를 넣은 실시예 12 또는 13은 결빙 방지 성능에 큰 차이가 없었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 30,000~100,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 불소 변성 아크릴 수지, 아크릴레이트계 단량체, 규사, 안료 및 경화촉진제를 포함하는 성능 개선 결합재 30~60 중량%;
    중질탄산칼슘, 황산바륨, 산화칼륨, 규불화마그네슘, 파인세라믹 및 안료를 포함하는 개질 충전재 10~50 중량%;
    결빙방지제 총 중량 중 염화나트륨 70~90 중량%, 염화칼슘 1~20 중량% 및 실리코네이트계 화합물 3~20 중량%를 포함하는 결빙방지제 10~20 중량%;
    개시제 0.5~3 중량%; 및
    경화제 2~10 중량%;
    를 포함하는 안티아이싱 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결빙방지제는,
    a) 염화나트륨, 염화칼슘 및 실리코네이트계 화합물을 포함하는 혼합물을 용매에 녹여 혼합용액을 제조하는 단계;
    b) 상기 혼합용액에 산 화합물을 첨가하고 교반하는 단계; 및
    c) 용매를 제거하는 단계;
    를 포함하는 방법으로부터 제조된 것인, 안티아이싱 도료 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 산 화합물이 첨가된 혼합용액의 산도는 pH 3~6인, 안티아이싱 도료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실리코네이트계 화합물은 소듐 메틸 실리코네이트, 소듐 에틸 실리코네이트, 포타슘 메틸 실리코네이트 및 포타슘 에틸 실리코네이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 안티아이싱 도료 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 성능 개선 결합재는 성능 개선 결합재 총 중량 중 불소 변성 아크릴 수지 30~80 중량%, 아크릴레이트계 단량체 10~40 중량%, 규사 5~30 중량%, 안료 0.1~15 중량% 및 경화촉진제 0.1~15 중량%를 포함하는 것인, 안티아이싱 도료 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 개질 충전재는 개질 충전재 총 중량 중 중질탄산칼슘 40~98 중량%, 황산바륨 0.1~20 중량%, 산화칼륨 0.1~20 중량%, 규불화마그네슘 0.01~15 중량%, 파인세라믹 1~35 중량% 및 안료 0.01~15 중량%를 포함하는 것인, 안티아이싱 도료 조성물.
KR1020200090312A 2020-07-21 2020-07-21 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물 KR102176669B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090312A KR102176669B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200090312A KR102176669B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102176669B1 true KR102176669B1 (ko) 2020-11-10

Family

ID=73548995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200090312A KR102176669B1 (ko) 2020-07-21 2020-07-21 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102176669B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910004766A (ko) * 1989-08-14 1991-03-29 오까모도 기네오 도료용 수지조성물
KR101421069B1 (ko) 2012-06-29 2014-07-18 김정호 열선을 이용한 도로결빙 방지 시스템
KR101885813B1 (ko) * 2018-04-25 2018-09-06 도경건설 주식회사 도로 포장용 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법
KR101985520B1 (ko) * 2019-02-28 2019-06-03 강기수 기능성이 우수한 도로 포장용 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 도로 포장 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910004766A (ko) * 1989-08-14 1991-03-29 오까모도 기네오 도료용 수지조성물
KR101421069B1 (ko) 2012-06-29 2014-07-18 김정호 열선을 이용한 도로결빙 방지 시스템
KR101885813B1 (ko) * 2018-04-25 2018-09-06 도경건설 주식회사 도로 포장용 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법
KR101985520B1 (ko) * 2019-02-28 2019-06-03 강기수 기능성이 우수한 도로 포장용 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 도로 포장 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101885813B1 (ko) 도로 포장용 결빙방지 표면처리 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙방지 표면 처리 방법
KR101954235B1 (ko) Sis 및 sbs를 포함하는 아스팔트 도막 방수제 조성물 및 이의 시공방법
KR102142987B1 (ko) 도로 포장 결빙 방지용 표면처리제 조성물 및 이를 이용한 도로 포장 결빙 방지 표면 처리 방법
KR101958226B1 (ko) 친환경 속경성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 인공 조형물의 제조방법
KR101838896B1 (ko) 아스팔트 콘크리트 포장용 결빙 방지제 조성물 및 이의 제조방법
KR102221359B1 (ko) 차열 성능이 우수한 미끄럼방지 폴리우레아 도막형바닥재 포장용 조성물
KR101961270B1 (ko) Sis를 이용한 칼라 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR101734136B1 (ko) 바잘트 섬유를 이용한 보강제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102570136B1 (ko) 낮은-오염성 콜드 플라스틱 표시용 반응성 수지 시일
KR101985520B1 (ko) 기능성이 우수한 도로 포장용 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 도로 포장 방법
KR101964047B1 (ko) 보도용 연성샌드 칼라 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR102194685B1 (ko) 염해 및 동결융해 저항성을 향상시킨 초속경 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 보수보강 공법
KR101545635B1 (ko) 방수용 몰탈 조성물 및 그 제조방법
US7459495B2 (en) Acrylic rubber composition and crosslinked object
KR101790990B1 (ko) 탄성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 시공방법
WO2011004753A1 (ja) 厚塗り用塗料組成物
KR101961280B1 (ko) Sis를 이용한 구스 매스틱 아스팔트 콘크리트 조성물 및 현장이송장치을 이용한 이의 시공방법
KR102138777B1 (ko) 장기 결빙방지 및 차열 성능과 내구성이 우수한 이액형 상온경화형 도로포장용 도료 조성물
KR102119756B1 (ko) Sis, sebs 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 아스팔트 도막 방수제 조성물 및 이의 시공방법
KR102176669B1 (ko) 결빙 노면 주행 안전성 향상을 위한 안티아이싱 도료 조성물
KR102420753B1 (ko) 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법
KR101129457B1 (ko) 강도, 신율 및 내구성이 우수한 아스팔트 콘크리트용 보수재 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 포장의 보수방법
KR101946448B1 (ko) 복층유리용 폴리설파이드 실란트 조성물
KR101907054B1 (ko) 철 및 콘크리트 구조물용 친환경 코팅제 조성물 및 이의 시공방법
KR102291788B1 (ko) 개선된 염분침투저항성, 동결융해저항성 및 스케일링저항성을 갖는 고성능 라텍스 개질 속경성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 교량 및 포장도로의 보수방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant