KR102324161B1 - 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법. - Google Patents
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Abstract
콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 1)불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지와, 2)반응성 계면활성제와, 3)백색안료와, 4)무기필러와, 5)증점제와, 6)습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제 등을 포함하는 첨가제 및 물을 포함한다.
Description
본 발명은 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 KS M 6010 1종1급 규격을 만족하면서 고내후성 발수탄성 수성 페인트인 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
수성 페인트는 대기 환경 문제가 적기 때문에 용매계 페인트 조성물보다 점점 더 중요해지고 친환경 페인트로 발전 되고 있다.
일상적으로 옥외에 노출되는 외부 도료의 경우, 도료 조성물이 내수성 및 빗 물자국에 대한 저항성을 신속하게 발현 되어야 하고 더불어 자외선(UV) 노출로부터 우수한 내구성을 갖는 코팅을 제공할 필요가 있다. 아파트와같은철근콘크리트건축물의경우수분이콘크리트에침투하면중성화현상이나타난다.
경화(硬化)한 콘크리트는 시멘트의 수화생성물로서 수산화칼슘을 함유하여 강알칼리성(pH 12~13)을 나타낸다. 공기 중의 탄산가스(CO2)또는 산성비가 콘크리트 중의 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 화학 반응하여 서서히 탄산칼슘(CaCO3)이 되면서 콘크리트의 알칼리성을 상실한다. 이와 같은 현상을 '콘크리트 중성화'라고 한다. 탄산화(Carbonation)라고도 한다.
CaO (시멘트 성분) + H2O(수분) → Ca(OH)2(수산화 칼슘)
Ca(OH)2＋CO2→CaCO3＋H2O[CaCO3 ↑ ⇒ 중성화 ↑]
콘크리트 내부의 pH가 11이상에서는 철근의 표면에 부동태 피막이 형성되므로 산소가 존재해도 녹슬지 않지만, 중성화에 의하여 pH가 11보다 낮아지면 철근에 녹이 발생하고, 또 이러한 녹에 의하여 철근은 약 2.5배까지 체적이 팽창한다. 즉, 콘크리트 중성화(pH 8.5~10)로 철근이 부식하고 팽창압이 발생하는데, 이 팽창압이 콘크리트 응력을 넘어서면 균열이 발생하고 균열부로 물과 이산화탄소가 침투하여 열화(劣化, 노후화)가 급격히 진행된다.
아파트와 같은 건축물도 콘크리트 철근 구조의 건축물로 외부로 빗물이 유입되면 콘크리트 중성화가 진행되어 균열이 발생하고 균열된 부분으로 빗물이 추가 유입되어 중성화가 가속화 된다. 건축물의 빗물 유입은 옥상에서 주로 발생하지만 벽체에서 구조적 균열 및 미세 균열을 통해서도 빗물이 유입되어 건물의 안정성을 악화 시킬 수 있다.
수분이 벽체에 흡수 되는 것을 막는 방법은 크게 2가지로 표면을 hydrophobic하게 조정해 물의 접촉각을 높여 수분이 흡수되지 않고 굴러 떨어지게 하는 방법과 도막에 탄성을 부여하여 크랙(Crack)을 방지하는 방법이 있다.
아파트 외벽 도장에 사용되는 KS M 6010 1종 1급 및 2급 페인트는 연속적인 도막 형성으로 일정 부분 수분흡수를 방지할 수 있으나 발수성과 탄성은 없어 효과적인 수분 흡수는 방지 할 수 없다. 또한 이런 벽체에서의 수분 흡수로 인해 건축물의 중성화 방지를 할 수 없어 건축물의 안정성에 도움이 되지 못하고 있다. 건축물 외부 페인트 신축도장 및 재도장에 요구되는 물성은 건물의 균열, 누수, 부식에 따른 노후화된 콘크리트에 대한 구도막의 접착강도를 보완하는 기능, 형성된 도막 자체의 장기적인 내구성 유지 기능뿐만 아니라 노후화된 구도막 또는 콘크리트를 은폐하여 신규 색상을 연출하는 미적 부분도 중요한 기능이다.
일반적으로 표면이 hydrophobic한 경우 물에 대한 접촉각은 높아 수분이 맺히지 못하고 굴러 떨어지는 발수성을 나타내지만 반대로 먼지 및 친유성 물질이 잘 달라 붙어 시간이 경과하면서 오염이 빗물 자국을 따라 일자로 발생하는 Rain mark가 발생하여 미관에 좋지 않다. 또한, 탄성을 보유한 도막을 만들기 위해서는 수지의 Tg(glass transition temperature)가 낮아야 하는데Tg가 낮은 도막은 온도가 높으면 끈적임(Tacky)가 발생하고 먼지 등이 쉽게 달라붙어 외관이 불량해 질 수 있다.
또한 도료 수지의 결합에너지 및 함량에 따라 도료의 내후성이 차이가 있는데 기존 KS M 6010 1종1급은 300시간의 카본-아크 또는 제논-아크 노출 후에 일정 기준을 만족하도록 되어 있다. 하지만 KS M 6010 1종1급을 만족하는 도료도 통상 5년~7년 정도면 도막이 노화 되어 색상의 변색 및 분해되어 쵸킹(Chalking)현상이 나타나 외관 및 내후성에 문제가 있다.
이와 같이 건축물의 수분 흡수를 막아 중성화 방지에 도움을 줄 수 있도록 도막에 발수성과 탄성을 보유하면서 외부 노출에 의한 오염이 적으면서 내후성이 기존 KS M 6010 1종1급 수준을 넘는 건축용 수성 페인트에 대한 지속적인 요구가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 발수와 탄성이 있는 수성페인트 도막형성을 통해 수분 흡수를 방지하여 콘크리트 건축물의 중성화 방지를 지원하고 먼지 및 오염물의 흡착이 적어 내오염성을 발휘 할 수 있는 건축용 외부 수성페인트 조성물 및 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/쉘 구조의 수성 수지, 반응성 계면활성제와, 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제등을 포함하는 첨가제와, 백색안료와, 무기필러와, 증점제 및 물을 포함한다.
일 실시예로서, 상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/쉘 구조의 수성 수지는 불포화된 산염 안정제와 1~2관능기 불포화 작용기를 갖는 실리콘 폴리머 구조 단위를 포함하는 제1 단계 단량체 프리에멀젼과, 불포화된 산염 안정제와 가수분해성 알콕시실란 작용기의 구조 단위를 포함하는 제2 단계 단량체 프리에멀젼을 이용한 2단계 중합반응으로 수득되는 중합체이다.
상기 제1 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.8 내지 2중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 4.5중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 50 내지 70중량%, 스티렌 단량체 9 내지 20중량%, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체 2 내지 5 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조된다.
상기 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체는 아크릴 변성 실리콘 폴리머, 비닐 변성 실리콘 폴리머 및 이들의 유도체를 적어도 하나 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 제2 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.5 내지 1.6 중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 5 중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 64 내지 82 중량%, 알콕시 실란 작용성 단량체 0.5 내지 2 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조된다.
일 실시예로서, 알콕시 실란 작용성 단량체는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리알콕시실란, 알킬비닐디알콕시실란, (메트)아크릴옥시에틸트리메톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, (메트)아크릴옥시알킬트리알콕시실란류 및 이들의 유도체를 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 불포화된 산염 안정제는 아크릴아미도 2-메틸프로판 설폰산염, 알릴록시 2-하이드록시 프로판 설폰산염, 스틸렌 설폰산염, 알킬 알릴 포스페이트염, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 등을 예로 들 수 있다.
일 실시예로서, 상기 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지 30 내지 50 중량%와, 백색안료 15 내지 30 중량%와, 무기필러 5 내지 20 중량%와, 증점제 0.5 내지 3 중량%; 반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제를 포함하는 첨가제 0.5 내지 4중량% 및 여분의 물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트의 제조방법은 물에 비이온계면활성제, 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제를 포함하는 첨가제와, 백색안료와, 무기필러를 혼합하여 분산 교반하는 하는 단계; 및 분산 교반된 혼합물에 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지와 증점제를 투입 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 실불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지를 사용하여 일반 KS M 6010 1종1급 대비 내후성이 우수하며 발수성과 탄성을 가진 도막으로 건축물의 수분 침투를 방지하여 콘크리트의 중성화 방지 효과를 주며 기존 실리콘 첨가제로 발수성을 부여하는 페인트와 달리 먼지 등의 오염물의 흡착이 적어 빗물자국 등 오염 발생이 적은 효과를 갖는다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트
본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 1)불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지와, 2)반응성 계면활성제와, 3)백색안료와, 4)무기필러와, 5)증점제와, 6)습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제 등을 포함하는 첨가제 및 물을 포함한다.
일 실시예로서, 본 발명의 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트에 적용되는 상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지는 불포화된 산염 안정제와 1~2관능기 불포화 작용기를 갖는 실리콘 폴리머 구조 단위를 포함하는 제1 단계 단량체 프리에멀젼과, 불포화된 산염 안정제와 가수분해성 알콕시실란 작용기의 구조 단위를 포함하는 제2 단계 단량체 프리에멀젼을 이용한 2단계 유화 중합반응으로 수득되는 중합체의 신규성 수성 수지이다.
상술한 본 발명은 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지는 본 발명의 고내후성 저오염 중성화 방지 수성 페인트 내에서 도막 표면을 hydrophobic하게 조정해 물의 접촉각을 높여 수분이 흡수되지 않고 굴러 떨어지게 하는 성질과 도막의 탄성을 부여하여 신장율(%)이 높아 미세크랙(Hair crack)을 방지하여 수분의 침투를 막아주어 콘크리트의 중성화 방지 기능을 부여하는 중심 수지이다.
일 예로서, 상기 제1 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제, 반응성 계면활성제, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체, 스티렌 단량체, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체(에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실록산 단량체) 및 물을 혼합 반응시켜 제조될 수 있다.
예시적인 일 예로서, 상기 제1 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.8 내지 2중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 4.5중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 50 내지 70중량%, 스티렌 단량체 9 내지 20중량%, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체 2 내지 5 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 제2 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제, 반응성 계면활성제, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체, 알콕시 실란 작용성 단량체(하나의 알콕시실란 작용기를 갖는 하나 이상의 에틸렌계 불포화 단량체) 및 물을 혼합 반응시켜 제조될 수 있다.
예시적인 일 예로서, 상기 제2 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.5 내지 1.6 중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 5 중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 64 내지 82 중량%, 알콕시 실란 작용성 단량체 0.5 내지 2 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체는 바람직하게는 1~2관능기 불포화 작용기를 갖는 실리콘 폴리머 구조 단위를 포함하며, 상기 실리콘 단량체의 예로서는 아크릴 변성 실리콘 폴리머, 비닐 변성 실리콘 폴리머, 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 알콕시 실란 작용성 단량체의 예로서는 비닐트리메톡시실란과 같은 비닐트리알콕시실란; 알킬비닐디알콕시실란; (메트)아크릴옥시에틸트리메톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 (메트)아크릴옥시알킬트리알콕시실란류; 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체의 예로서는 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 알파 메틸스티렌, p-메톡시스티렌, 또는 이들의 혼합물 등을 예로들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 에틸렌계 불포화 비이온성 단량체(에틸렌계 불포화 단량체)의 예로서는 (메틸)아크릴산의 알킬 에스테르, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 제1 및 제2 단량체 프리에멀젼 및 수지를 제조하는데 적용되는 반응성 계면활성제의 예로서는 다이치 코규 세이야쿠 캄파니 리미티드(Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)로부터의 하이테놀(Hitenol: 등록상표) BC-10(APEO), 하이테놀(등록상표) BC-2020, 하이테놀(등록상표) KH-05 또는 KH-10, 아쿠아론(Aquaron: 등록 상표) HS-1025 및 루브리졸(Lubrizol)로부터의 C12-AMPS, 크로다(Croda)로부터의 맥스에뮬(Maxemul: 등록상표) 6106, 6112, 5010, 5011; 로디아(Rhodia)로부터의 시포머(Sipomer: 등록상표) PAM 100, PAM 200, PAM 4000, COPS-1, 아데카(Adeka)로부터의 아데카(Adeka: 등록상표) 레아솝(Reasoap) SE-10N, SE-1025A, SR-10, SR-1025, SR-20, ER-10, ER-20, ER-30, ER-40; 바스프 에스이(BASF SE)로부터의 플루리올(Pluriol: 등록상표) A 010 R, A 12 R,) A 23 R,) A 46 R, A 750 R, A 950 R, 카오(Kao)로부터의 라테뮬(Latemul: 등록상표) S 180A , S 180;산유 카세이(Sanyou Kasei)로부터의 엘레미놀 (Eleminol: 등록상표) JS-2 유화제등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지를 제조하는데 적용되는 상기 불포화된 산염 안정제의 예로서는 아크릴아미도 2-메틸프로판 설폰산염, 알릴록시 2-하이드록시 프로판 설폰산염, 스틸렌 설폰산염, 알킬 알릴 포스페이트염 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
일 실시예로서, 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지 30 내지 50 중량%와 백색안료 15 내지 30중량%와 무기필러 5 내지 20 중량%와 증점제 0.5 내지 3 중량%와 반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제를 포함하는 첨가제 0.5 내지 4중량% 및 여분의 물을 포함하는 것이 포함하는 것이 바람직하다.
상기 증점제의 예로서는 Cellulose, Akali swellable, Urethane associative 중 하나 이상을 포함을 한다. 이들 증점제는 Thixotropic 과 Leveling 두 가지 특성을 가지고 있으며 도료의 저장성, 도장시 페인트 튀는 현상(Spatter) 방지 등에 영향을 줄 수 있다.
상기 백색안료는 Titanium Dioxide를 사용하는데 Rutil type과 Anatase type로 나눌 수 있으나 Anatase type은 내후성이 약해 도장 후 시간이 지나면 쵸킹 및 변색이 올 수 있어 Rutil type의 Titanium Dioxide 사용하는 것이 바람직하고 Rutil type 의 Titanium Dioxide는 제조 방법에 따라 염소법과 황산법으로 나눌 수 있는데 염소법의 Titanium Dioxide가 흡유량이 낮아 안정성이 우수하여 염소법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 무기필러의 예로서는 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, Talc, Clay, 규조토 등을 들 수 있다. 입자 size 및 성분에 따라 도막의 충진 역할 및 광택 조정 등을 위해 이들은 단독 또는 둘 이상을 함께 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제, 응착제, 소포제, 중화제 등을 포함한다. 첨가제중 반응성 계면활성제가 0.1 중량% 미만이면 고온저장성 및 냉동안정성에서 점도 상승이 클 수 있고 0.3 중량% 이상이면 내수성이 불량하여 물에 노출 시 색상이 변색되고 부풀음 현상이 발생할 수 있다. 상기 첨가제중 습윤 분산제의 예로서는 암모늄계 코폴리머를 들 수 있다.
상기 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 본 발명의 수성 코팅 조성물이 기재에 적용된 후, 수성 코팅 조성물은 실온(20-25℃)에서 건조되거나 건조되어 필름(즉, 코팅)을 형성할 수 있거나, 수성 코팅 조성물 단독으로, 또는 다층 코팅을 형성하기 위해 다른 코팅과 조합하여 사용될 수 있다. 건조시 놀라울 정도로 개선된 초기 내수성, 물 줄무늬 저항성을 갖는 코팅을 제공하는 동시에 QUV 테스트시 우수한 내구성을 갖습니다.
상술한 특성을 갖는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 다양한 기재에 도포 및 접착될 수 있다. 적합한 기질의 예로는 목재, 금속, 플라스틱, 발포체, 석재, 엘라스토머 기질, 유리, 벽지, 직물, 중간 밀도 섬유판(MDF), 파티클 보드, 석고 보드, 콘크리트 또는 시멘트 기질 등 다양한 소재에 적용 될 수 있다.
일 예로서, 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 브러싱, 침지, 롤링 및 스프레이를 포함하는 기존 수단에 의해 기재에 적용될 수 있다. 수성 조성물은 바람직하게는 분무에 의해 적용된다. 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 고용량 저압 스프레이, 정전식 벨 적용과 같은 정전기 스프레이와 같은 스프레이를 위한 표준 스프레이 기술 및 장비와 수동 또는 자동 방법을 사용할 수 있습니다.
수성 페인트는 해양 및 보호 코팅, 자동차 코팅, 교통 페인트, 외부 단열 및 마감 시스템(EIFS), 지붕 매스틱, 목재 코팅, 코일 코팅, 플라스틱 코팅, 캔 코팅, 건축 코팅 및 토목 공학 코팅. 수성 코팅 조성물은 건축 코팅에 특히 유용하다.
콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트의 제조방법
본 발명 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 물에 비이온계면활성제, 습윤 분산제, 방부제 응착제 및 소포제등을 포함하는 첨가제와, 백색안료와, 무기필러를 혼합하여 분산 교반하는 하는 단계와 분산 교반된 혼합물에 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지와 증점제를 투입 혼합하는 단계를 수행함으로서 제조될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트는 전체 100 중량%를 사용량을 기준으로 여분의 물에 반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제 응착제 및 소포제를 포함하는 첨가제 0.5 내지 4중량%와, 백색안료 15 내지 30중량%와 무기필러 5 내지 20 중량%를 투입 혼합하여 분산 교반한다. 분산 교반된 혼합물에 상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지 30 내지 50중량%와 증점제 0.5 내지 3중량%를 투입 혼합하는 단계를 수행함으로서 제조될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지를 제조하기 위해서는 먼저, 이온교환수, 반응성계면활성제, 불포화된 산염 안정제 혼합물에 상기 제1 단계 단량체 프리에멀젼을 적하 제1 중합 반응시킨다. 상기 제1 중합 반응시 반응개시제를 투입하는 것이 바람직하다. 제1 중합반응 이후, 제2 단계 단량체 프리에멀젼을 적하하여 제2 유화 중합 반응시킴으로서 Core/Shell 구조를 가진 중합체 수지를 수득한다. 제2 유화 중합 반응시 반응 개시제 및 환원제를 투입하여 진행하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 단계 단량체 프리에멀젼 및 제2단계 단량체 프리에멀젼에 대한 구처젝인 설명은 위에서 상세히 설명하였기에 중복을 피하기 위해 생략하였다.
상술한 방법으로 제조되는 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지는 중화제로서 하나 이상의 염기에 의해 pH 값, 예를 들어, 적어도 7 내지 10로 중화될 수 있다. 또한, Brookhaven BI-90 또는 90Plus 입자로 측정할 때 50 나노미터(nm) 내지 200 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
상기 수지를 제조하기 위한 유화 중합반응의 적합한 온도는 100℃ 미만, 60℃ ~ 95℃ 범위에 있습니다. 상기 수지를 제조하는 중합 과정에서 반응개시제로 자유 라디칼 개시제가 사용될 수 있다. 중합 공정은 열 개시 또는 산화환원 개시 유화 중합일 수 있다.
상기 반응 개시제의 예로서는 과산화수소, t부틸 히드로퍼옥시드, 쿠멘 히드로퍼옥시드, 암모늄 및/또는 알칼리 금속 과황산염, 과붕산나트륨, 과인산, 및 이들의 염을 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 환원제의 예로서는 나트륨 설폭실레이트 포름알데히드, 아스코르브산, 이소아스코르브산, 아황산나트륨, 아황산수소염, 티오황산염, 히드로술파이트, 황화물, 히드로술파이드 또는 디티오나이트와 같은 황 함유 산의 알칼리 금속 및 암모늄 염, 포르마딘술핀산, 아세톤 아황산, 글리콜산, 히드록시메탄술폰산, 글리옥실산, 수화물, 글리세르산, 말산, 타르타르산 및 진행하는 산의 염. 철, 구리, 망간, 은, 백금, 바나듐, 니켈, 크롬, 팔라듐 또는 코발트의 금속 염을 사용하여 산화환원 반응을 촉매할 수 있습니다. 또한, 금속에 대한 킬레이트제가 선택적으로 사용될 수 있다. 글리옥실산 수화물, 젖산, 글리세린산, 말산, 타르타르산 및 진행하는 산의 염. 철, 구리, 망간, 은, 백금, 바나듐, 니켈, 크롬, 팔라듐 또는 코발트의 금속 염을 사용하여 산화환원 반응의 촉매로 이용할 수 있다.
상술한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지를 중화하기 위해 사용되는 중화제의 예로서는 염기는 부분 또는 중합체의 이온성 또는 잠재적 이온성 기의 완전한 중화. 적합한 염기의 예로서는 암모니아; 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 산화아연, 산화마그네슘, 탄산나트륨 등의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물; 트리에틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 모노이소프로필아민, 모노부틸아민, 헥실아민, 에탄올아민, 디에틸아민, 디메틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, 디메톡시에틸아민, 2-에톡시에틸아민, 3-에톡시프로필아민, 디메틸에탄올아민, 디이소프로판올아민과 같은 1차, 2차 및 3차 아민, , 에틸렌디아민, 2디에틸아미노에틸아민, 2,3-디아미노프로판, 1,2-프로필렌디아민, 네오펜탄디아민, 디메틸아미노프로필아민, 헥사메틸렌디아민, 4,9-디옥사도데칸-1,12-디아민, 폴리에틸렌이민 또는 폴리비닐아민; 수산화알루미늄; 또는 이들의 혼합물을 사용 할 수 있다
상기 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 코팅의 조기 내수 저항성 개선에 대한 상승효과를 갖도록 할 수 있으며, 우수한 물 줄무늬 저항성 및 우수한 내구성을 갖는 코팅을 제공한다.
이하에 본 발명을 함성예, 제조예 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 국한되는 것은 아니며, 실시예에서, 부 및 %는 각각 중량부 및 중량%를 나타낸다.
제1 단계 단량체 프리에멀젼 합성예
이온교환수, 반응성 계면활성제(SR-1025, ADEKA), 불포화된 산염 안정제인 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체인 2-에틸헥실 아크릴레이트와 메틸 메타크릴레이트, 스티렌 단량체인 스틸렌, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체인 아크릴 변성 실리콘 폴리머, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체인 메틸 메타크릴산을 하기 표1에 개시된 혼합비로 혼합하여 합성예 1 내지 2 및 비교 합성예 1 내지 2의 제1 단계 단량체 프리에멀젼을 각각 제조였다.
제2 단계 단량체 프리에멀젼 합성예
이온교환수, 반응성 계면활성제(SR-1025, ADEKA), 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체인 2-에틸헥실 아크릴 레이트와 메틸 메타 크릴 레이트, 알콕시실란 작용성 단량체인 메타크릴록시 프로필 트리메톡시실란 등을 하기 표 2에 개시된 함량으로 혼합하여 합성예 3 내지 4 및 비교 합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼을 제조하였다.
제조예 1
아크릴 변성 실리콘 폴리머를 함유한 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 합성예1의 제1단계 단량체 프리에멀젼 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분동안 유지하고 상기 합성예 1의 제1단계 단량체 프리에멀젼 431g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하한다. 동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다.
상기 제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼 236.8g을 약 60분 동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 프 에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한 후 투입하고, 30분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 56 %, pH는 8.0 이었습니다.
제조예 2
아크릴 변성 실리콘 폴리머를 함유한 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 합성예2의 제1단계 단량체 프리에멀젼 중에 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분동안 유지하고 상기 합성예 2의 1 단계 단량체 프리에멀젼 431g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하 한다.동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다.
제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 후 합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼 236.8g을 약 60분 동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 단량체 프리에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한 후 투입하고, 30분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 55.8%, pH는 7.9 이었습니다.
제조예 3
아크릴 변성 실리콘 폴리머를 함유한 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 합성예2의 제1단계 단량체 프리에멀젼 중에 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분동안 유지하고 상기 제1단계 단량체 프리에멀젼 431g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하 한다.동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다.
제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 합성예 4의 제2단계 단량체 프리에멀젼 234.7g을 약 60분 동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 단량체 프리에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한 후 투입하고, 30분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 56.2%, pH는 8.1 이었습니다.
비교 제조예 1
아크릴 변성 실리콘 폴리머를 함유한 코어/셀 구조의 순수 아크릴 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 제1단계 단량체 프리에멀젼 중에 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분 동안 유지하고 비교 합성예 1의 제1단계 단량체 프리에멀젼 431g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하 한다. 동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다.
제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 상기 합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼 236.8g을 약 60분 동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 단량체 프리에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한 후 투입하고, 30분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 56.2%, pH는 8.1 이었습니다.
비교 제조예 2
실리콘 폴리머를 함유하지 않은 코어/셀 구조의 아크릴 스틸렌 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 비교 합성예 2의 제1단계 단량체 프리에멀젼 중에 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분동안 유지하고 1 단계 단량체 프리에멀젼431g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하 한다.동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다.
제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼 236.8g을 약 60분 동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 단량체 프리에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한 후 투입하고, 30분동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 56.2%, pH는 8.1 이었습니다.
비교 제조예 3
코어/셀 구조의 아크릴 스틸렌 수지
응축기가 장착 된 2L 수지 반응기에 이온 교환수 230.8g, 반응성 계면활성제 (SR-1025, ADEKA) 1.7g, 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염 용액 1.1g을 투입하고 질소를 퍼지 하면서 80℃로 승온 하고 200rpm으로 교반 하였다. 반응기 내부 온도 가 80℃에 도달하면 비교 합성예 2의 제1단계 단량체 프리에멀젼 50g을 투입하고 3분간 유지한 후 이온교환수 5.8g에 용해 된 0.2 g과황산 암모늄 (APS)을 반응기에 첨가 하였다. 이후 10분 동안 유지하고 1 단계 단량체 프리에멀젼을 435g을 혼합물에 약 120 분에 걸쳐 적하 한다.동시에 17.5g의 이온 교환수, 3.0 g의 과황산 암모늄(APS)의 개시제 용액을 120분 동안 적하 한다. 제1단계 단량체 프리에멀젼 혼합물 적하가 완료 되면 80℃에서 40분간 유지한 후 비교합성예 3의 제2단계 단량체 프리에멀젼232.6g을 약 60분동안 일정하게 적하 한다. 제2단계 단량체 프리에멀젼 적하가 완료되면 80℃에서 60 분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 60℃이하로 냉각한 후 4.0g의 이온교환수에 t-하이드로퍼옥사이드를 0.3g의 투입하고, 1분 동안 유지 후 8.0g의 이온교환수에 환원제(TP-1651)를 0.3g을 용해한후 투입하고, 30분 동안 유지 반응시킨다. 반응기 온도를 40℃이하로 냉각한 후1.6g의 이온교환수에 디메틸에탄올아민을 1.2g을 희석하여 투입하고 교반 하였다. 반응이 완료된 수지는 100μm 스크린을 통해 여과 하였다. 이 에멀젼 수지의 고형분은 약 56.2%, pH는 8.1 이었습니다.
실시예 1
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 제조예 1의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
실시예 2
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 제조예 2의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
실시예 3
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 제조예 3의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
비교예 1
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 비교 제조예 1의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
비교예 2
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 비교 제조예 2의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
비교예 3
도료 혼합용 플라스크에 물18 중량%, 에틸렌글리콜 2중량%, 비이온계면활성제 0.1 중량%, 암모늄염계 코폴리머 습윤분산제 0.8 중량%, 방부제 0.1 중량%, 소포제 0.25 중량%, 응착제 1 중량%, 백색안료 21.5 중량%, 무기필러 16 중량%, 앞에서 제조한 비교 제조예 3의 수지 39 중량%, 증점제 1 중량%, 암모니아수 0.25 중량%를 투입 교반하여 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트를 제조하였다.
콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 평가
상기 실시예 및 비교예를 통하여 제조된 중성화 방지 수성 페인트를 이용하여 다음과 같은 실험을 진행하여 그 물성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 개시하였다.
표 3의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 고내후성 저오염 중성화 방지 수성 페인트는 실리콘 변성 아크릭 수지를 2단계 중합반응으로 합성하여 Core/Shell 구조로 만들어 Shell에 변성 실리콘 폴리머를 이용해 가교를 한번 더해 표면에 Hydrophobic한 성질을 부여하여 발수성을 가지게 하며 Core 부분은 비교적 부드러워 도막에 탄성을 유지하고 도막이 신장율이 높아 미세크랙을 방지하여 수분 침투를 막아 준다. 또한 가교 밀도가 높아 촉진내후성이 우수하며 발수성을 가지고 있으나 내오염성도 우수하다. 수분침투와 발수도의 영향으로 중성화 깊이 성능도 우수하게 나타난다.
그러나 비교예1와 같이 변성 실리콘 모노머를 사용해도 모노머 조성에 따라 중성화 깊이와 내오염성이 불량한 것이 확인되었다. 또한, 비교예 2 내지 3에서도 Shell에 아크릴 변성 실리콘 폴리머로 추가 가교가 없으면 발수도가 낮고 중성화 깊이가 낮아지는 것을 확인되었다.
1.
발수도
도료 제조 후 상온에서 7일간 건조 후 KS M 7057 시험방법에 따라 발수도를 을 측정하였다. 이에 따른 발수도 측정 결과치는 다음과 같이 구분하였다.
R6 이상 : ◎ 우수, R2~R4 : ○ 양호, R2미만 : X 효과 미비
2.
탄성(신장율)
도료 제조 후 KS F3211의 시험방법에 따라 시험편 제조 및 측정하였다. 이에 따른 신장율 측정 결과치는 다음과 같이 구분하였다.
150% 이상 : ◎ 우수, 100~150% : ○ 양호, 100% 미만: X 취약
3. 촉진내후성
도료 제조 후 KS M 5000 3231 시험방법에 따라 시간에 따른 촉진내후성을 측정하여 다음과 같이 구분하였다.
500시간 : ◎ 우수, 300~500시간: O 양호, 300시간 미만: X 불량
4.
내오염성
도료제조후CRC보드(Cellulose reinforced cement board)에2회도장후1일간건조후45˚기울여옥외에90일간폭로후빗물이흐른부분과흐르지않은부분의색상차(ΔE)를측정한다. 이에따른 내오염성을 다음과 같이 구분하였다.
0.5 미만 : ◎ 우수, 0.5~0.7% : ○ 양호, 0.7 이상 : X 효과 미비
5. 중성화 깊이
도료 제조 후 KS F 4936(콘크리트 보호용 도막재)의 중성화 깊이 시험방법에 따라 시험용 밑판을 제작하고 도료를 도포 후 7일간 건조 후에 중성화 깊이를 측정하였다. 이에 따른 깊이를 다음과 같이 구분하였다.
1.0 ㎜이하 : ◎ 우수, 1.0~2.0 ㎜: O 양호, 2.0 ㎜ 이상: X 불량
Claims (12)
- 불포화된 산염 안정제 0.8 내지 2중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 4.5중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 50 내지 70중량%, 스티렌 단량체 9 내지 20중량%, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체 2 내지 5 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조된 제1 단계 단량체 프리에멀젼과, 불포화된 산염 안정제와 가수분해성 알콕시실란 작용기의 구조 단위를 포함하는 제2 단계 단량체 프리에멀젼을 이용한 2단계 중합반응으로 수득되는 중합체 수지인 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지;
반응성 계면활성제; 백색안료; 무기필러; 증점제; 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제를 포함하는 첨가제 및 물을 포함하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체는 아크릴 변성 실리콘 폴리머, 비닐 변성 실리콘 폴리머 및 이들의 유도체를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.5 내지 1.6 중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 5 중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 64 내지 82 중량%, 알콕시 실란 작용성 단량체 0.5 내지 2 중량%, 및 여분의 물을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트.
- 제5항에 있어서, 알콕시 실란 작용성 단량체는 비닐트리알콕시실란, 알킬비닐디알콕시실란, (메트)아크릴옥시알킬트리알콕시실란 및 이들의 유도체를 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트.
- 제1항에 있어서, 상기 불포화된 산염 안정제는 아크릴아미도 2-메틸프로판 설폰산염, 알릴록시 2-하이드록시 프로판 설폰산 염, 스틸렌 설폰산 염, 알킬 알릴 포스페이트 염 및 알킬 에테르 포스페이트 암모늄 염을 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트.
- 제 1항에 있어서, 상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지 30 내지 50 중량%;
백색안료 15 내지 30중량%;
무기필러 5 내지 20 중량%;
증점제 0.5 내지 3 중량%;
반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제, 응착제 및 소포제 등을 포함하는 첨가제 0.5 내지 4중량%; 및
여분의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트. - 물에 반응성 계면활성제, 습윤 분산제, 방부제 응착제 및 소포제 등을 포함하는 첨가제와, 백색안료와, 무기필러를 혼합하여 분산 교반하는 하는 단계; 및
분산 교반된 혼합물에 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지와 증점제를 투입 혼합하는 단계를 포함하되,
상기 불포화된 산염 안정제를 함유한 실리콘 변성 아크릭 코어/셀 구조의 아크릴-스틸렌 수지는
불포화된 산염 안정제 0.8 내지 2중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 4.5중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 50 내지 70중량%, 스티렌 단량체 9 내지 20중량%, 에틸렌계 불포화기를 갖는 폴리 실리콘 단량체 2 내지 5 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조되는 제1 단계 단량체 프리에멀젼과, 불포화된 산염 안정제와 가수분해성 알콕시실란 작용기의 구조 단위를 포함하는 제2 단계 단량체 프리에멀젼을 이용한 2단계 중합반응으로 수득하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제 9항에 있어서, 상기 제2 단계 단량체 프리에멀젼은 불포화된 산염 안정제 0.5 내지 1.6 중량%, 반응성 계면활성제 2 내지 5 중량%, 에틸렌계불포화 비이온성 단량체 64 내지 82 중량%, 알콕시 실란 작용성 단량체 0.5 내지 2 중량%, 및 여분의 물을 혼합 반응시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트의 제조방법.
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| KR1020210108637A KR102324161B1 (ko) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법. |
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| KR1020210108637A KR102324161B1 (ko) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | 콘크리트 구조물의 중성화 방지 수성 페인트 및 이의 제조방법. |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102324161B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102619813B1 (ko) * | 2023-04-07 | 2024-01-03 | (주)노루페인트 | 콘크리트 탄산화 방지를 고려한 외벽용 도료 조성물 및 이의 제조 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120008322A (ko) * | 2010-07-16 | 2012-01-30 | 주식회사 케이씨씨 | 고내후성 아크릴 에멀젼 수지 및 이를 포함하는 도료 조성물 |
| KR20170127268A (ko) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 한국화학연구원 | 저장안정성과 내수성이 향상된 실란 부가 아크릴 라텍스 및 이의 제조방법 |
| KR102184077B1 (ko) * | 2020-05-22 | 2020-11-30 | (주)모니터 | 코어-쉘 구조의 실리콘 변성 아크릴계 폴리올 중합체의 제조방법 및 이를 포함하는 고내후성 친환경 수성 초중방식 도료조성물 |
-
2021
- 2021-08-18 KR KR1020210108637A patent/KR102324161B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20170127268A (ko) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 한국화학연구원 | 저장안정성과 내수성이 향상된 실란 부가 아크릴 라텍스 및 이의 제조방법 |
| KR102184077B1 (ko) * | 2020-05-22 | 2020-11-30 | (주)모니터 | 코어-쉘 구조의 실리콘 변성 아크릴계 폴리올 중합체의 제조방법 및 이를 포함하는 고내후성 친환경 수성 초중방식 도료조성물 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102324161B9 (ko) | 2021-12-07 |
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