KR102309784B1

KR102309784B1 - 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법

Info

Publication number: KR102309784B1
Application number: KR1020210027404A
Authority: KR
Inventors: 이병준
Original assignee: 이병준
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2021-10-08

Abstract

본 발명은 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 부식과 마모저항성이 강항 폴리우레아의 특성에 폴리테트라플루오로에틸렌을 배합하여 오염방지의 효율성을 극대화 한 것으로 친환경성, 짧은 경화시간, 화학 및 마모저항, 내후성, 내식성, 내열성, 내습성 등 폴리우레아 수지의 특성을 최대한 유지하면서 추가로 내오존성과 오염방지 기능을 갖도록 개선된 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법에 관한 것이다.

Description

내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법{Ozone-resistant pollution prevention polyurea coating method}

시설물 유지보수에 있어 중요한 요소중 하나인 방수공법에는 다양한 특허 및 기술들이 보급되고 있다.

그러나, 기존의 주된공법인 우레탄공법 혹은 폴리우레아공법에서 크게 벗어나지 못하고 있다.

이는 우레탄공법류 수지의 특성이 고탄성을 가지며 부재를 외부 충격으로부터 보호하고 자외선이나 눈·비 등으로부터 안전하게 보호할 수 있기 때문이다.

하지만, 이런 공법의 경우라도 태양빛에 장시간 노출될 경우 변색 및 탈색의 진행이 빠르고 쉽게 노후화 된다.

이런 노후화된 표면에 눈이나 빗물이 스며들 경우 도장면이 들뜸이나 갈라짐 혹은 잘게부서지는 단점이 자주 발생하곤 한다.

또한, 폴리우레아 코팅공법의 특성은 최근 뛰어난 물성으로 인해 오랜 수명을 보장하지만 방수제로서의 기능성에만 국한되게 초점을 맞추고 있어 이에 대한 다양한 개량이 필요한 시점이다.

대한민국 등록특허 제10-1000069호(2010.12.03.), '항균성 제올라이트 및 항균성 수지 조성물'

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기존 부식과 마모저항성이 강항 폴리우레아의 특성에 폴리테트라플루오로에틸렌을 배합하여 오염방지의 효율성을 극대화 한 것으로 친환경성, 짧은 경화시간, 화학 및 마모저항, 내후성, 내식성, 내열성, 내습성 등 폴리우레아 수지의 특성을 최대한 유지하면서 추가로 내오존성과 오염방지 기능을 갖도록 개선된 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 오염방지 친수성 불소수지를 제조하는 제1단계와, 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지를 이용하여 폴리아민수지 원료를 만드는 제2단계와, 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 혼합하여 내오존성 도료를 제조하는 제3단계와, 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 가열 분사하여 도장하는 제4단계로 이루어진 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법에 있어서;

상기 제1단계는 성분 계량과정과, 계량된 성분 혼합과정으로 이루어지되, 성분 계량과정은 폴리테트라플루오로에틸렌을 물 속에 분산시킨 수성분산액 5-30중량%, 폴리프론 PTFE(polytetrafluoroethylene) 1-5중량%, 폴리프론 PTFE-M(몰딩 파우더) 1-10%중량%, 아크릴수지 10-50중량%, 첨가제 0.3-4중량%, 안료 1-10중량% 및 나머지 용제로 이루어지고; 성분 혼합과정은 계량된 성분들을 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열하면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반하는 과정으로 이루어지며;

상기 제2단계는 폴리아민수지 100중량부에 대해, 상기 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지 10-20중량부와, 아세트산에틸에스테르 1.0-1.5중량부와, 폴리프로필렌글리콜 4.5-6.5중량부와, 클로로프렌고무 20-25중량부, 소포제 0.1-0.2중량부, 자외선 안정제 0.1-0.2중량부 및 분산제 0.1-0.2중량부가 첨가된 조성물이 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열되면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반되는 단계이고;

상기 제3단계는 상기 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 만들고, 이 혼합물 100중량부에 대해 제올라이트 분말 5-10중량부와, 제1인산암모늄 2.5-5.0중량부와, 크실렌 25-30중량부, ATO(Antimony doped Tin Oxide) 1.5-2.5중량부 및 바나듐 옥사이드(V₂O₅) 1.5-2.5중량부 첨가되어 조성된 혼합물을 교반조에서 30분동안 150rpm의 속도로 교반하는 단계이며;

상기 제4단계는 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 관리할 시설물에 가열 분사하여 도장하는 단계인 것을 특징으로 하는 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 기존 부식과 마모저항성이 강항 폴리우레아의 특성에 폴리테트라플루오로에틸렌을 배합하여 오염방지의 효율성을 극대화 한 것으로 친환경성, 짧은 경화시간, 화학 및 마모저항, 내후성, 내식성, 내열성, 내습성 등 폴리우레아 수지의 특성을 최대한 유지하면서 추가로 내오존성과 오염방지 기능을 갖도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 폴리우레아의 특성에 내오존성을 강화시키고 향균성을 더해 인체에 무해한 폴리우레아 수지를 사용한 공법을 만드는 것으로 기존 옥상의 공간을 더욱 폭넓게 활용가능케 만드는 것이다.

본 발명에 따른 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법에 의해 제조된 도료는 기존의 우레탄 방수공법에 오염방지 기능을 추가하여 눈이나 비 등으로부터 부재를 안전하게 보호한다.

또한, 폴리우레아에 불소수지를 추가하여 내오존성을 향상시킬 수 있다.

이에 더하여, 제1인산암모늄을 첨가하여 도료에 난연기능을 부여하고. 충분한 단열기능을 더하여 부재와 접촉면의 공간온도가 다소 차이 나더라도 결로의 발생을 많이 억제한다.

이때, 기능성 파우더인 폴리테트라플루오로에틸렌과 제1인산암모늄이 고형분 비율을 높여주며, 높은 고형분 비율은 도료와 안료의 결합을 용이하게 하여 더욱 다양한 색상을 조색할수 있고 보다 적은량은 안료로 동일한 색상을 표현할 수 있다.

이러한 본 발명의 기본개념은 등록특허 제10-2204064호(2021.01.12.)에 개시된 구성 일부를 그대로 이용하며, 그 개념에서 내오존성과 항균성 및 결로방지성 특성을 구현하도록 더욱 개량한 것이다..

즉, 본 발명은 오염방지 친수성 불소수지를 제조하는 제1단계와, 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지를 이용하여 폴리아민수지 원료를 만드는 제2단계와, 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 혼합하여 내오존성 도료를 제조하는 제3단계와, 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 가열 분사하여 도장하는 제4단계로 이루어진다.

먼저, 상기 제1단계는 등록특허 제10-2204064호에 개시된 것과 동일한 개념으로 성분 계량과정과, 계량된 성분 혼합과정으로 이루어진다.

이때, 성분 계량과정은 폴리테트라플루오로에틸렌을 물 속에 분산시킨 수성분산액 5-30중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 1-5중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌 분말 1-10%중량%, 아크릴수지 10-50중량%, 첨가제 0.3-4중량%, 안료 1-10중량% 및 나머지 용제로 이루어지도록 계량된다.

여기에서, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)은 구조식(-CF2-CF2-)n이며, 이를 물 속에 분산시켜 액체 상태를 유지함으로써 내열·내약품성을 갖도록 하며, 이를 사용한다.

또한, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)은 저분자량의 PTFE(4F(사플루오린화) 에틸렌수지)이며, 미립자 분말로 불소의 특징을 활용한 윤활성을 증대시키기 위해 첨가된다.

아울러, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 분말은 뛰어난 내열성, 내약품성, 내후성, 윤활성을 보유한 4F(4불화) 에틸렌수지 분말이다. 특히, 용융 점도가 매우 높기 때문에 수지 분말을 압축한 후 융점 이상으로 가열(소성)해 분말끼리 융착시켜 성형하며, 불소수지 파우더로서 평균입경 300-1000마이크로미터 크기로서 기존 고형분을 대체함과 동시에 불소수지로서의 역할도 겸하기 위해 첨가된다.

특히, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 분말은 탈크보다 뛰어난 오염방지 효과를 나타낸다.

그리고, 아크릴수지는 점착성을 확보하기 위해 첨가되며, 첨가제는 통상적으로 흔히 쓰는 분산제나 광안정제, 소포제를 말하며, 각각 0.1-1중량% 범위 내에서 첨가될 수 있다.

또한, 용제는 이소포론, 이세테이트, 시클로헥사논, 자일렌, 크실렌, 셀로솔보, 아세테이트, 톨루엔등, 메텔에틸케톤 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

이렇게 계량된 성분들은 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열되면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반된다.

이것은 각 성분들이 충분히 분산되면서 교합되게 하여 자외선 및 적외선에 대한 강한 저항성을 가지면서 빗물이나 눈 등의 수분에 대한 방습, 발수 기능이 구현되도록 하기 위함이다.

이와 같은 방식으로 오염방지 친수성 불소수지가 제조되면, 이어 폴리아민수지 원료를 만드는 제2단계가 수행된다.

상기 제2단계는 폴리아민수지 100중량부에 대해, 상기 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지 10-20중량부와, 아세트산에틸에스테르 1.0-1.5중량부와, 폴리프로필렌글리콜 4.5-6.5중량부와, 클로로프렌고무 20-25중량부, 소포제 0.1-0.2중량부, 자외선 안정제 0.1-0.2중량부 및 분산제 0.1-0.2중량부가 첨가되어 조성된다.

이때, 아세트산에틸에스테르(Acetic Acid Ethyl Ester)는 폴리프로필렌글리콜과 폴리아민수지 사이에서 반응하면서 내산화성을 강화시켜 내오존성을 증대시킨다.

또한, 클로로프렌고무는 오존의 산화력을 억제하여 수지의 변성을 막기 위해 첨가된다.

이들 원료도 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열되면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반되어 내오존성 및 결로방지 특성을 얻도록 제조된다.

이렇게 제2단계가 완료되면, 이어 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 혼합하여 내오존성 도료를 제조하는 제3단계가 수행된다.

상기 제3단계는 상기 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 만들고, 이 혼합물 100중량부에 대해 제올라이트 분말 5-10중량부와, 제1인산암모늄 2.5-5.0중량부와, 크실렌 25-30중량부, ATO(Antimony doped Tin Oxide) 1.5-2.5중량부 및 바나듐 옥사이드(V₂O₅) 1.5-2.5중량부 첨가되어 조성된다.

여기에서, 제올라이트는 천연 항균제로서의 역할을 담당하며, 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)은 인산암모늄으로 고유한 특징으로 인해 도료의 난연성을 강화시킨다.

그리고, 크실렌은 안정적인 용제 역할을 담당하며, ATO는 안티몬이 도핑되어 자외선 차단율 99%를 유지시키는 물질로서, 나노 파우더 형태로 첨가되어 자외선 차단 효과를 높이게 된다.

또한, 바나늄 옥사이드는 적외선 차단율을 높여 내열성을 강화시키도록 첨가된다.

이렇게 조성된 혼합물은 교반조에서 30분동안 150rpm의 속도로 교반되어 분산유지된다.

마지막으로, 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 관리할 시설물에 가열 분사하여 도장하는 제4단계가 수행된다.

상기 제4단계는 제3단계에서 만들어진 도료를 가열조에 넣고 100℃로 가열한 상태에서 분사건을 이용하여 관리할 시설물 표면에 분사 코팅하는 방식으로 도장하는 단계이다.

이때, 상기 가열조에 혼합물 100중량부에 대해, 디아조늄염 5중량부, 메타크릴산 10중량부를 더 첨가하여 사용할 수 있다.

이 경우, 디아조늄염은 경화를 촉진하고, 메타크릴산은 도장면의 균열과 크랙을 방지한다.

Claims

오염방지 친수성 불소수지를 제조하는 제1단계와, 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지를 이용하여 폴리아민수지 원료를 만드는 제2단계와, 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 혼합하여 내오존성 도료를 제조하는 제3단계와, 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 가열 분사하여 도장하는 제4단계로 이루어진 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법에 있어서;
상기 제1단계는 성분 계량과정과, 계량된 성분 혼합과정으로 이루어지되, 성분 계량과정은 폴리테트라플루오로에틸렌을 물 속에 분산시킨 수성분산액 5-30중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 1-5중량%, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 분말 1-10%중량%, 아크릴수지 10-50중량%, 첨가제 0.3-4중량%, 안료 1-10중량% 및 나머지 용제로 이루어지고; 성분 혼합과정은 계량된 성분들을 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열하면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반하는 과정으로 이루어지며;
상기 제2단계는 폴리아민수지 100중량부에 대해, 상기 제1단계에서 제조된 친수성 불소수지 10-20중량부와, 아세트산에틸에스테르 1.0-1.5중량부와, 폴리프로필렌글리콜 4.5-6.5중량부와, 클로로프렌고무 20-25중량부, 소포제 0.1-0.2중량부, 자외선 안정제 0.1-0.2중량부 및 분산제 0.1-0.2중량부가 첨가된 조성물이 교반조에 순차 투입된 후 30-40℃로 가열되면서 50-100rpm의 속도로 1-2시간 동안 저속교반되는 단계이고;
상기 제3단계는 상기 제2단계에서 제조된 폴리아민수지 원료와 폴리이소시아네이트수지를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 만들고, 이 혼합물 100중량부에 대해 제올라이트 분말 5-10중량부와, 제1인산암모늄 2.5-5.0중량부와, 크실렌 25-30중량부, ATO(Antimony doped Tin Oxide) 1.5-2.5중량부 및 바나듐 옥사이드(V₂O₅) 1.5-2.5중량부 첨가되어 조성된 혼합물을 교반조에서 30분동안 150rpm의 속도로 교반하는 단계이며;
상기 제4단계는 제3단계에서 제조된 내오존성 도료를 관리할 시설물에 가열 분사하여 도장하는 단계인 것을 특징으로 하는 내오존성 오염방지 폴리우레아 코팅공법.