KR102312833B1

KR102312833B1 - 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 및 그 이용방법

Info

Publication number: KR102312833B1
Application number: KR1020210015846A
Authority: KR
Inventors: 김정희; 김성린
Original assignee: 김정희; 김성린
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-10-14

Abstract

본 발명은 신ㆍ구의 콘크리트구조물, 철강구조물, 전기전자제품 등의 표면이나 이들 제품의 보수 또는 보강공정에 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등을 확보하도록 제공되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 관련 기술이다.
본원은 상온경화형 1액형 세라믹코팅제를 제공하되, 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제 23~28중량%와 포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응을 거친 결과물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 교반하여 비중 0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성을 확보하도록 제공되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 및 그 이용방법 관련 기술이다.

Description

상온경화형 1액형 세라믹코팅제 및 그 이용방법{Flame retardant one liquid type Ceramic Coating Agents Having Excellent Chemical Resistance}

본 발명은 콘크리트구조물, 철강구조물, 전기전자제품 등의 표면이나 이들 제품의 보수 또는 보강 공정에 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등을 확보하도록 제공되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 관련 기술이다.

본원 기술로 제공되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제는 실란화합물과 실리카분산제와 이소프로필알콜 및 노르말부탄올과 부틸셀로솔브와 개미산, 하이드록시프로필셀루로스에 증류수가 잔량으로 포함되어 100중량%를 이루며 비중 0.94(±0.03), 점도 20cps 이하, active concent 25 이상의 범위를 확보하는 규격으로 콘크리트 표면보호 바닥재, 철구조물 도막피복제나 공장, 구조물 등의 표면에 도막을 형성하여 내구수명 연장이나 유지보수 등에 사용되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 관련 기술이다.

일반적으로 콘크리트구조물 또는 철강구조물의 방수도장 시에 외부 환경의 변화에 따라 건조 또는 수축이 일어나고 온도변화에 따른 신축 및 팽창 작용의 반복과 관리부실에 따른 결함 발생 등으로 균열 유발요인이 상존하므로, 콘크리트 구조물 및 철강구조물의 완전한 방식을 기대하기는 어려운 실정이다.

또한, 콘크리트구조물 및 철강구조물은 물리적이거나 화학적인 열화요인에 따라 구조물의 침식과 부식에 영향을 크게 받고 있으며 콘크리트구조물 및 철강구조물의 재료물의 특성강화나 또는 철저한 시공관리를 통하여 완전한 방식을 도모하기도 현실적으로 쉬운 일이 아니다.

콘크리트구조물 및 철강구조물로 이루어지는 대다수의 토목, 건축 구조물은 외부에 노출되어 태양광선, 눈, 비 등 자연환경으로부터 영향을 받게 되며 유기계 도장재료는 자외선으로 인해 도장표면이 황변현상이 발생하여 미관을 저해하거나, 취성화(표면이 딱딱해짐)현상으로 인해 도막이 갈라지고 박리, 탈색, 탈락되어 구조물을 보호할 수 없어 내구성이 저하되며, 이로 인해 지속적으로 재 도장을 실시해야 하는 번거로움과 추가비용의 발생으로 인한 경제적 손실이 크다.

또한 전자기기제품의 금속 케이스는 다이캐스팅(die casting), 압출 성형 등과 같은 방법으로 성형물을 제조한 후에 그 표면 상에 코팅제를 도포시키는데, 지금까지 코팅제를 도포하기 전에 성형물의 금속 표면에 부착되어 있는 이물질을 제거하기 위하여 화학물질인 산(酸)으로 처리하여 세척하거나 금속 표면을 물리적 표면처리방법인 쇼팅(shotting)으로 처리한 다음 프라이머를 도포하고 코팅제를 도포하는 공정 등으로 전처리 비용이 상승할 뿐만 아니라 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있어 왔다..

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 개시된 관련 종래기술로, 등록 특허공보 제10-0984935호에서는“에폭시계 실란커플링제 9~13 중량%, 아미노계 실란커플링제 5~9 중량%, 바나듐화합물 0.5~1 중량%, 인산 0.5~1 중량%, 유기산 0.5~1 중량%, Ti-알콕사이드 0.1~10 중량%, 킬레이트제 0.1~2 중량%, 인산칼슘계 화합물 0.1~5 중량% 및 콜로이달 실리카 0.2~10 중량% 및 잔량의 용제를 포함하는 하는 금속 표면 처리용액“이 개시되어 있다.

그러나 상기기술은 기존 코팅제의 구성물질로 사용되던 대표적인 공해물질인 크롬을 대체하기 위한 것일 뿐이고, 종래의 코팅제가 가지는 단점으로 공정이 복잡하고 전처리 비용이 상승하는 점 및 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 해소되지 않은 기술이었다.

또한 등록특허 10-1573137호 "전기기기 표면보호용 세라믹코팅제" 기술에서는 알콕시실란에 금속산화물졸을 투입하여 반응시킨 후에 이소프로판올을 넣은 다음 가열 교반시키면서 니켈(Ni), 코발트(Co), 주석(Sn), 구리(Cu) 중에서 선택되는 어느 하나의 금속촉매를 넣어 반응속도를 조절하고 나서 무기안료를 첨가하여 제조되는 전기기기 표면보호용 세라믹코팅제가 제시되어 있다 .

또한 특허 10-1892898호 기술에서는 내약품성이 우수한 침투성 세라믹코팅제 및 방수도장공법관련 기술에서 1) 콘크리트구조물 및 강구조물의 표면 위에 존재하는 이물질을 제거하기 위하여, 변형, 박리, 풍화된 부분의 이물질을 제거하는 바탕면 정리 및 청소작업을 하는 바탕만들기단계; 2) 상기 바탕만들기단계의 피처리물 표면 위에 알콕시실란 150중량부와 실란커플링제 30중량부를 혼합한 용액에 10~20㎚의 금속산화물졸 170중량부를 첨가한 후에 지르코늄 화합물 10~20중량부와 알루미늄 화합물 10~20중량부를 투입하여 12시간 동안 반응시켜 제조되는 하도용 세라믹코팅제를 0.10~0.30㎏/㎡ 도포하는 하도 처리단계; 3) 상기 하도 처리단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 380중량부에 무기안료 230중량부 및 첨가제 6중량부가 첨가된 중도용 세라믹코팅제를 0.15~0.40㎏/㎡ 도포하는 중도처리단계; 4) 상기 중도 처리단계 후 상기 중도용 세라믹코팅제 616중량부에 불소실란 10~20중량부가 함유된 상도용 세라믹코팅제를 0.10~0.45㎏/㎡ 도포하는 상도처리단계로 이루어지는 방수도장공법이 제시되어 있다.

본 발명의 목적은 세라믹계 고분자화합물이 주원료로 사용되는 자연경화형으로 적용되며 표면강도, 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등의 물리,화학적 특성을 갖고 방염성을 확보하는 1액형 액상 세라믹 코팅제를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본 발명은 특정원료가 특정조성비를 이루도록 적용되어 비중 0.94(±0.03), 점도 20cps 이하, active concent 25 이상의 범위를 확보하는 상온 경화형 일액형 세라믹 코팅제를 제공하여 내염, 방식, 방청, 불연성, 중성화 방지용, 방염용 세라믹 도막 코팅 층을 형성하는 세라믹코팅제 이용방법을 제공하고자 하는 목적도 갖는다

본 발명의 일 적용양태는 콘크리트 등의 표면보호 등을 목적으로 공장바닥 표면 도막코팅이나 또는 철구조물의 도막, 피복 등에 사용되어 화제 안정성을 도모하면서 콘크리트구조물, 전기전자부품, 철강구조물 중에서 선택되는 피체의 사용수명 연장과 유지보수 비용의 절감을 이루도록 구조물의 보수 또는 보강에 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등을 확보하도록 제공되는 상온경화형 일액형 세라믹코팅제 조성물로 적용되는 기술이다.

종래기술에서도 알콕시실란류 38 ~ 43중량%, 실리카분산제 25~30중량%, 이소프로필알콜 20~30중량%, 포름산 0.32 내지 0.36중량% 등를 포함하여 제공되는 코팅제 조성물이 부분적으로 유사하게 적용되는 기술이 있었으나, 본원의 특징부는 상기 알콕시실란류가 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65±10 중량부에 트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane) 35±10 중량부 비율로 혼합된 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 후 투명색을 이루기까지 혼합 및 교반시키는 제1단계 공정과, 상기 제1단계 공정을 거친 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제 23~28중량%와 포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응시키는 제2단계 공정과, 상기 제2단계 공정을 거친 반응물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 교반하여 비중 0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하도록 제공되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제를 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

또한 본원은 상기 조성으로 제공되는 1액형 세라믹코팅제 100중량부 기준으로 이산화티타늄 1~3중량부, 마이카 1~3중량부, 실리콘카바이드 8~10중량부가 추가되어 방열코팅 용도로 사용되도록 적용되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제를 특징으로한다.

따라서 본원은 구조물의 보수 또는 보강을 위해 알콕시실란류 38 ~ 43중량%, 실리카분산제 23~28중량%, 이소프로필알콜 29~34중량%, 포름산 0.32 내지 0.36중량%를 포함하여 제공되는 상온 경화형 세라믹코팅제의 이용방법으로서, 상기 알콕시실란류는 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65±10 중량부에 트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane) 35±10 중량부 비율로 혼합된 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 후 투명색을 이루기까지 혼합 및 교반시켜 1차 반응물을 얻고, 상기 1차 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제 23~28중량%와 포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응시켜 2차 반응물을 얻으며, 상기 2차 반응물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 교반하여 비중 0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하는 1액형 세라믹코팅제를 얻고, 상기 세라믹코팅제가 콘크리트구조물, 전기전자부품, 철강구조물 중에서 선택되는 피체에 1차 도포량 0.1~0.3 L/㎡ 코팅 후 2차 도포량 0.1~0.2 L/㎡ 범위로 도포되어 피체에 염해, 중성화, 화학적 침식으로부터 노출면을 보호하고 난연성을 확보하도록 적용되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제의 이용방법으로 적용될 수 있다.

또한 본원기술은 상온경화형 1액형 세라믹코팅제의 이용방법으로서 상기 조성으로 이루어지는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제 100중량부 기준으로 이산화티타늄 1~3중량부, 마이카 1~3중량부, 실리콘카바이드 8~10중량부 범위로 추가되어 전기전자제품의 방열용도료로 사용되도록 적용되는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제의 이용방법을 특징으로 한다.

본원 기술상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 란에서 상세하게 설명된다.

본 발명에 따른 액상 세라믹코팅제는 현장작업 적응성이 뛰어나도록 비중 0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하는 특정규격의 상온경화형 1액형 세라믹코팅제를 제공할 수 있고 우수한 표면강도, 내마모성, 내화학성, 내열성, 내오염성 등의 물리,화학적 특성 및 방염성을 갖는 액상 세라믹 코팅제를 제공하는 효과를 갖는다.

종래기술로 제공되는 세라믹코팅제는 피체 표면에 형성된 도막이 하드(hard)하여 대기 중 햇빛에 노출되면 쉽게 크랙이 발생하는 등 내후성과 내구성이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본원 기술로 제공되는 세라믹코팅제 약간의 소프트 탄성력을 제공하면서 코팅 도막이 매끄럽게 나오고 두께 감을 제공하며 부착강도를 높여주는 효과를 제공한다.

도 1 : 본원 세라믹코팅제에 대한 방염성 시험결과보고서
도 2 : 본원 세라믹코팅제에 대한 부착강도, 내세척성, 산 및 알카리 약품에 대한 액체저항성 시험결과보고서
도 3 : 본원 세라믹코팅제에 대한 미끄럼 저항성 시험결과보고서
도 4 : 본원 세라믹코팅제에 대한 광택도 시험결과보고서
도 5 : 본원 세라믹코팅제에 대한 유해중금속 포함여부 실험결과보고서

본원 기술과 같이 세라믹계 고분자화합물이 주원료로 사용되어 표면강도, 내화학성, 내열성, 내오염성 등의 물리,화학적 특성을 갖춘 액상 세라믹 코팅제에서는 예전부터 실란류가 많이 사용되어 왔는바, 실란류와 관련된 종래 연구에 있어서 M. SHeffer(M.sheffer, A. Groysman, D. Mandler, Electrodepostion of sol-gel films on Al for corrosion, Corrosion. Science, Vol 45, 2893, 2003.)가 여러 silane을 전구체로 사용하여 연구한 결과 메틸 트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane)과 페닐 트리메톡시 실란(phenyl trimethoxy silane)이 우수한 방식성을 나타냄을 보고된 바 있다.

다른 한편으로, A.J. Atanacio((A. J Atanacio, B.A. Latella, c. J. Barbe, M.V. Swain; Mechanical properties and adhesion characteristic of hybrid sol-gel thin films, Surface and Coatings Technology, Vol 192, 354, 2005)은 실란의 물리적 특성과 접착성을 연구하여 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane)은 크랙의 밀도를 높으며 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxy propyl trimethoxy silane)은 크랙의 밀도가 낮고 접착력이 우수함이 보고된바 있다.

본원은 종래의 기술에서 콘크리트 등으로 이루어진 토목이나 건축구조물의 바닥 표면 도막코팅, 철구조물의 보수 또는 보강을 위해 알콕시실란류로서 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane : CAS No : 1185-55-3)가 38 ~ 43중량%, 실리카분산제 23~28중량%, 이소프로필알콜 29~34중량%, 포름산 0.32 내지 0.36중량%를 포함하여 제공되는 상온 경화형 세라믹코팅제의 사용과정에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 연구과정에서 이루어진 결과물로서, 본원에서는 상기 알콕시실란류가 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65±10 중량부에 트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane : CAS No : 2031-67-6) 35±10 중량부 비율로 혼합된 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스( CAS No : 9004-64-2)가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 후 투명색을 이루기까지 혼합 및 교반시켜 1차반응물을 얻고,

상기 1차 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제( CAS No : 7631-86-9) 23~28중량%와 85%-포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응시켜 2차반응물을 얻으며,

상기 2차 반응물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올( CAS No : 71-36-3) 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브( CAS No : 111-76-2) 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 10여 시간 교반하는 경우 비중 0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하는 특정규격의 상온경화형 1액형 세라믹코팅제를 통하여 발명자가 원하는 우수한 표면강도, 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등의 물리,화학적 특성 및 방염성을 갖는 액상 세라믹 코팅제를 얻을 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

세라믹류 코팅제에서 종래기술에서는 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane)을 이용하여 우수한 방식성과 도막의 기계적 물성을 유지하면서, crack free의 성질을 제공하기 위해 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (3-glycidoxy propyl trimethoxy silane)을 추가하여 소지면에 대한 코팅이 보다 용이하도록 하고, 우수한 접착성과 방식성을 가지는 유-무기 하이브리드 코팅제를 제조하여 사용하는 기술이 주로 사용되어 왔으나, 종래기술로 적용되는 기술은 피체 표면에 형성된 도막이 하드(hard)한 대신 대기 중 햇빛에 노출되면 내후성이 떨어지는 문제점을 가지므로 이를 해소하기 위해 본원에서는 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65~75 중량부에 독일 WACKER사 제품인 트리에톡시메틸실란(CAS No;2031-67-6) 제품을 국내 처음으로 도입하여 메틸트리메톡시실란과 적정 비율로 혼합하여 사용되는 경우 약간의 탄성력을 제공하면서 코팅 도막이 매끄럽게 나오고 두께감을 제공하며 부착강도도 높여주는 사실을 확인하였다.

또한 본원에서는 상기 메틸트리메톡시실란과 트리에톡시메틸실란의 혼합과정에서 하이드록시 프로필 셀룰로스를 첨가제로 추가해주는 경우 점도를 증가시켜 도막 두께를 형성하는데 도움을 주면서 약간의 탄성력을 부여하고 도막의 크렉 발생을 방지해주는 효과를 얻을 수 있었는바 이의 대체 물질로 점도졸절제로 메틸셀룰로스나 실리콘계 증점제도 사용하여 보았으나 하이드록시 프로필 셀룰로스가 제공하는 효과를 대체할 수 없었으며 하이드록시 프로필 셀룰로스는 칼라를 갖는 세라믹코팅제를 제공하기 위해 안료가 사용되는 경우에도 장해요인이 발생하지 않았다.

또한 본원에서는 실리카분산제가 코팅액 중 25~29 중량% 범위로 사용되어 코팅액의 우수한 내화학성, 내열성 도막의 기계적 물성을 제공하도록 적용되는데, 국산이나 중국산에 비해 일본 Nissan Chemical의 콜로이드 모양의 실리카 분산제(일본 Nissan Chemical ST-30, ST-O 제품이 반응 안정성이 가장 뛰어난 효과를 확인할 수 있었다.

본원에서 사용되는 이소프로필알콜이 코팅액 중 29~34중량% 범위로 사용되어 코팅액이 도막피체로의 침투속도를 균일하게 조절할 수 있었으며, 또한 본원 코팅액 중 노르말 부탄올이 0.1~1.0 중량% 범위로 포함되어 사용되는 경우 세라믹 코팅제가 보관용기 내부에서 반응을 중단시켜 보관기간 중 변질을 방지하도록 기능하므로 완제품 보관 기간을 늘려주도록 기능하며, 또한 본원 코팅액 중 BUTYL CELLOSOLVE가 첨가되는 경우 세라믹코팅제에 안정성을 제공하며 계절별 가사 시간 조절이 가능하도록 하고, 본원 코팅액 중 80~90% 농도의 개미산 0.3~0.4중량% 범위로 사용되어 도막의 크랙이 발생하지 않도록 기능하는 세라믹코팅제를 얻을 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

<원료준비>

메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane CAS No;1185-55-3) : Dow Corning 제품

트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane : CAS No : 2031-67-6) 독일 바커사 제품

실리카 분산제( CAS No : 7631-86-9 : 일본 Nissan Chemical의 ST-30)

<코팅제 제조 실시예>

① 메틸트리메톡시실란 2.8 ㎏와 트리에톡시메틸실란과 1.2 ㎏을 반응조에 넣고 혼합하고 하이드록시프로필셀룰로스 25g 을 투입하고 약 60분 정도 투명색상이 될 때까지(완전히 녹을 때까지) 교반하여 1차 반응액을 얻었다.

② 상기 1차 반응액에 실리카 분산제(ST-30) 2.5㎏을 넣고 85% 포름산 32g 을 첨가하여 반응조에 적당량의 속도로 투입하여 반응시키면 약 5분 후부터 반응이 시작되고 온도가 60~80℃까지 약 3시간에 걸쳐 상승하다가 3시간 30분 정도의 시간이 지나면 온도가 서서히 하락하여 약 8~10시간이 지나 상온으로 온도가 내려오면반응이 완료되는데 반응조에서의 교반속도는 경진기계 10HP 기준으로 처음부터 끝까지 300±50RPM을 유지하는 경우 처음 약 5분 후부터 반응 시작 시 우윳빛으로 변할 때 RPM을 200±50RPM 범위로 낮춰주면서 교반을 계속하면 우윳빛이 없어지고 원색으로 돌아온 2차 반응물을 얻었다(우윳빛으로 반응을 한다는 것은 불안정 한 반응으로 도막을 형성했을 때 광택도가 떨어지고 깨짐 현상이 나타날 수 있으며 잔유물도 형성되는 경우가 발생하는 원인이 된다.)

③ 상기 1차 반응액에 IPA 3.3㎏을 넣고, NORMAL BUTANOL(N-부탄올) 5g을 투입하여 용해시키며 30분 정도 반응시킨 후 부틸셀로솔브 5g을 추가하고 잔량을 정제수로 채워 100 중량%를 이루고 약 30분간 300±50 rpm으로 교반하는 경우 본원에서 목적하는 상온 경화형 세라믹코팅제를 얻을 수 있다.

본원 발명자는 본원 제조실시예로부터 얻은 세라믹코팅제의 성능을 평가하기 위해 아래의 시험을 실시하였다.

(1) 재도장 간격시험

CRC(Cellulose fiber Reinforced Cement) 보드 300*200 규격에 1차 도포하고 상온(22±3℃)에서 건조하고 1시간 경과 후, 2시간 경과 후, 3시간 경과 후, 4시간 경과 후, 1차 도포면에 재도장 가능시간을 측정한 결과 3시간 경과 후부터 2차 재도장이 가능함을 확인하였다.

(2) 밀착성시험

시료 도막의 밀착성을 시험하기 위해 KS 규격 KS M ISO 2409의 시험절차에 따라 경질의 철 소재에 도막을 형성하여 1mm 간격으로 가로*세로 100개의 칸(10mm*10mm)을 만들고, 3M 테이프로 접착력을 시험하기 위해 테이프를 붙였다 떼어냈을 때 잔류하는 칸수의 백분율로 밀착성 결과를 확인하고자 하였으며 크로스컷 영역이 5% 이내로 확인되었다.

(3) 저장안정성 시험

시료 저장시험을 시험하기 위해 KS M ISO 8130 및 KS F 4715의 규격을 준용하여 시험절차에 따라 금속제용기(높이 130mm, 지름 110~120mm) 또는 투명한 유리용기(길이 200mm, 지름 40mm) 에 시료를 80~100% 넣고 밀폐하여 상온에 방치하면서 겔화가 일어나는 시점을 육안으로 평가하고자 하였는바 6개월의 저장기간 내에 겔화가 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.

(4) 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제의 공적 성능실험을 위해 한국화학융합시험연구원(KTR)에 실험을 의뢰하여 국토교통부고시 2019-473호에 따른 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재확산 방지 기준을 충족시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위해 방염성능을 확인받기 위한 시험결과보고서를 도 1로 첨부하였고, 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제의 내세척성, 산 및 알카리에 대한 내약품저항성 등을 확인받기 위한 시험결과보고서를 도 2로 첨부하였으며 도 2에서 [KS F 4936 : 2018] 실험방법에 의한 부착강도 실험결과 2.4 MPa로 확인되었으며, 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제에 대한 미끄럼 저항성을 확인받기 위해 [KS F 2375 : 2016]에 따른 시험결과에서 47 BPN 결과보고서를 도 3으로 첨부하였고, 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제에 대한 광택도 정도를 확인받기 위해 [KS M ISO 2813 : 2014]에 따른 시험결과에서 116 GU 결과보고서를 도 4로 첨부하였고, 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제에 대한 유해중금속 포함여부를 확인받기 위해 납, 카드미움, 수은, 크롬의 잔량실험결과에서 검출안됨의 결과보고서를 도 5로 첨부하였다.

이상의 실험결과로부터 본 발명의 세라믹코팅제는 부착력, 내마모성, 내염, 방식, 내약품저항성, 중성화, 불연성, 비유해성 등의 특성을 갖는 우수한 코팅제임을 확인할 수 있었고 이에 따라 특허출원에 이르게 되었다.

도 1은 본원기술로 제공되는 세라믹코팅제에 대한 방염성능을 확인받기 위한 시험결과보고서이고, 도 2는 내세척성, 산 및 알카리에 대한 액체저항성을 확인받기 위한 시험결과보고서이며, 도 3은 미끄럼 저항성을 확인받기 위한 시험결과보고서이고, 도 4는 본원 세라믹코팅제에 대한 광택도 시험결과보고서이며, 도 5는 본원 세라믹코팅제에 대한 유해중금속 포함여부 실험결과보고서로서 별도의 부호설명은 필요없다 할 것이다.

Claims

구조물의 보수 또는 보강을 위해 알콕시실란류 38 ~ 43중량%, 실리카분산제 23~28중량%, 이소프로필알콜 29~34중량%, 포름산 0.32 내지 0.36중량%를 포함하여 제공되고 방열코팅용으로 사용되는 상온 경화형 세라믹코팅제에 있어서,
상기 알콕시실란류는 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65±10중량부에 트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane) 35±10 중량부 비율로 혼합된 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 후 투명색을 이루기까지 혼합 및 교반시키는 제1단계 공정과
상기 제1단계 공정을 거친 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제 23~28중량%와 포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응시키는 제2단계 공정과
상기 제2단계 공정을 거친 반응물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 교반하여 비중0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하는 1액형 세라믹코팅제를 얻고 상기 공정으로 얻은 1액형 세라믹코팅제 100중량부 기준으로 이산화티타늄 1~3중량부, 마이카 1~3중량부, 실리콘카바이드 8~10중량부가 추가되어 방열코팅 용도로 사용되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제
삭제
구조물의 보수 또는 보강을 위해 알콕시실란류 38 ~ 43중량%, 실리카분산제 23~28중량%, 이소프로필알콜 29~34중량%, 포름산 0.32 내지 0.36중량%를 포함하여 제공되는 상온 경화형 세라믹코팅제의 이용방법에 있어서,
상기 알콕시실란류는 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 65±10중량부에 트리에톡시메틸실란(triethoxy methyl silane) 35±10 중량부 비율로 혼합된 알콕시실란류가 세라믹코팅제의 38 ~ 43중량% 범위를 이루도록 혼합된 후 하이드록시프로필셀루로스가 0.1~1.0중량% 범위로 추가된 후 투명색을 이루기까지 혼합 및 교반시켜 1차 반응물을 얻고
상기 1차 반응물에 콜로이드 모양의 실리카분산제 23~28중량%와 포름산 0.32~0.36중량%가 추가되어 60~80℃ 범위에서 200~350 rpm 범위로 교반하며 우윳빛이 없어지고 맑은 색상을 이루기까지 반응시켜 2차 반응물을 얻으며,
상기 2차 반응물에 이소프로필알콜 29~34중량%와 노르말부탄올 0.1~1.0중량%, 부틸셀로솔브 0.1~1.0중량% 범위로 추가하고 200~350 rpm 범위로 교반하여 비중0.94±0.03, 점도 20cps이하, active concent 25 이상을 확보하며 불연성을 확보하는 1액형 세라믹코팅제를 얻고,
상기 세라믹코팅제 100중량부 기준으로 이산화티타늄 1~3중량부, 마이카 1~3중량부, 실리콘카바이드 8~10중량부 범위로 추가되어 전기전자제품의 방열용 도료로 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 상온경화형 1액형 세라믹코팅제의 이용방법.
삭제