KR102335507B1 - 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제 45 내지 75 중량%, 성능개선 혼화재 0.1 내지 5 중량%, 기능성 충전재 10 내지 20 중량%, 적외선 반사 안료 5 내지 15 중량%, 중공상 유리 안료 1 내지 10 중량% 및 경화제 1 내지 10 중량%를 포함하고;
상기 성능개선 혼화재는 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 0.1 내지 10 중량부 및 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 기능성 충전재는 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부에 대하여, 슈도보헤마이트(pseudoboehmite) 30 내지 50 중량부, 산화세륨 1 내지 20 중량부 및 세리사이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 사용하여;
도시의 열섬현상 및 열대야 현상을 효과적으로 억제할 수 있도록, 내구성이 우수하고, 빠른 경화시간을 구현할 수 있으며, 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 동시에, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법에 관한 것이다.

Description

향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법{Eco-friendly ultra rapid hardening type composition for road pavement having improved thermal barrier performance and road pavement construction method using the same}
본 발명은 도시의 열섬현상 및 열대야 현상을 효과적으로 억제할 수 있도록, 내구성이 우수하고, 빠른 경화시간을 구현할 수 있으며, 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 동시에, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법에 관한 것이다.
최근 도시에서는 인구의 집중, 도심지의 확대에 따른 냉방기기 사용의 증가로 연평균기온이 상승하고, 그에 따른 열섬현상(Heat Island)이 사회문제로 대두되고 있다. 열섬현상은 도심과 주변지역의 온도를 연결하는 등온선을 그릴 경우, 섬의 등고선과 비슷하게 나타난다고 해서 도심의 고온부를 열섬이라 부르며, 이러한 열섬에 의해 도시 전체가 비닐하우스에 둘러싸인 것과 같은 온실효과가 나타나는 것을 말한다.
상기 열섬현상이 발생하는 대표적인 원인 중 하나로서 아스팔트 및 콘크리트 포장도로의 고온화가 꼽힌다. 특히, 아스팔트 포장도로는 도시면적의 약 20%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 통상적으로 포장도로는 주간에는 태양광에 의해 열을 흡수 및 축적하여 고온화되고, 대기를 가열시켜, 무더운 여름철 낮의 노면 온도를 60℃까지 상승시킨다. 또한, 야간에는 주간에 축척된 열이 대기로 방출되어, 대기를 가열하기 때문에 열대야의 원인이 될 수 있다.
이러한 아스팔트 및 콘크리트 포장도로의 고온화는 자동차 바퀴를 손상시킬 수 있고, 포장도로 자체의 내구성을 저하시킬 수 있다. 이에 여름에는 포장도로에 물을 뿌리는 작업을 수행하기도 하나, 이러한 방법은 많은 노동력이 소요되고 효과가 일시적인 단점이 있었다. 따라서, 고온의 열 및 마찰로부터 도로를 보다 근본적으로 보호하기 위해 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 포장재 조성물의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 일사 에너지의 약 절반을 차지하고 물체에 흡수가 가장 용이하며, 도로를 가열하는 근적외선 및 복사열을 효과적으로 반사시킴으로써, 낮에는 도로의 축열 및 고온화를 막아 대기의 가열을 억제하고, 야간에는 도로의 축열량을 감소시켜 복사열이 경감됨으로써 열대야의 해소에도 기여하며, 도로 자체의 내구성을 향상시켜 도로의 수명을 연장시킬 수 있는 도로포장용 포장재 조성물의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 종래에는 도로에 상기한 차열성능 뿐만 아니라, 미끄럼 방지성능 등의 기능성을 부여하기 위하여, 에폭시나 아크릴, 우레탄 타입의 유기용제형 바인더 수지에 마찰재료(규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 등) 및 재귀반사성 중공체 등을 혼합한 도로포장용 포장재 조성물이 사용되었다. 그러나 이러한 도로포장용 포장재 조성물은 시공 후 경화 및 양생시간이 길어 작업 후, 자동차 통행까지의 시간이 지연되어 도로 작업시 교통정체를 유발하거나 교통사고 발생의 위험을 초래하는 문제점이 있었다. 또한, 유기용제의 사용으로 환경 친화적이지 못한 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 메틸메타아크릴계(MMA) 수지에 마찰재료(규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 등) 및 재귀반사성 중공체 등의 기능성 첨가제를 혼합한 도로포장용 포장재 조성물이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 그러나 이러한 도로포장용 포장재 조성물 역시, 장기간 사용될 경우 노면(소지)과의 유연성이 부족하여 균열과 탈착이 발생하고, 내후성 등의 내구성이 약해 변색이 발생하는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 기능성 부여를 위하여 혼합되는 마찰재료(규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 등) 및 재귀반사성 중공체 등의 결합력이 약해 쉽게 이탈되어 기능성을 상실함에 따라, 단시일내 재시공이 요구되는 문제점이 여전히 남아있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0866067호 대한민국 등록특허 제10-1094429호 대한민국 등록특허 제10-2090316호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현 예는 내구성이 우수하고, 빠른 경화시간을 구현할 수 있으며, 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 동시에, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용한 도로포장 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예는 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제 45 내지 75 중량%, 성능개선 혼화재 0.1 내지 5 중량%, 기능성 충전재 10 내지 20 중량%, 적외선 반사 안료 5 내지 15 중량%, 중공상 유리 안료 1 내지 10 중량% 및 경화제 1 내지 10 중량%를 포함하고;
상기 성능개선 혼화재는 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 0.1 내지 10 중량부 및 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 기능성 충전재는 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부에 대하여, 슈도보헤마이트(pseudoboehmite) 30 내지 50 중량부, 산화세륨 1 내지 20 중량부 및 세리사이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 것인 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 제공한다.
상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트는 비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트 및 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트를 1: 1 내지 3 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 산화세륨은 판상의 산화세륨 분말인 것이고;
상기 판상의 산화세륨 분말은 질산세륨 또는 염화세륨과, 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨과, 물을 함유하는 수용액을 세륨 이온에 대한 탄산 이온의 몰비가 1 내지 5의 범위가 되도록 제조하는 단계; 상기 수용액을 10 내지 20 ℃에서 교반하여 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 함유하는 수화물 용액을 제조한 후, 여과 및 건조하여, 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 제조하는 단계; 및 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 350 내지 700 ℃의 온도로 소성하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
상기 세리사이트는 마그네슘과 응집된 마그네슘-세리사이트 응집체의 형태를 갖는 것이고;
상기 마그네슘-세리사이트 응집체는 세리사이트 100 중량부와 MgCl2·H2O 15 내지 25 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 세리사이트 및 MgCl2·H2O에 증류수 150 내지 300 중량부를 혼합하여 5 내지 30 시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반한 세리사이트, MgCl2·H2O 및 증류수를 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트 응집체를 수득하는 단계; 상기 수득한 마그네슘-세리사이트 응집체를 네오헤스페리딘과 1: 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합한 후, 볼 밀링 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 마그네슘-세리사이트 응집체는 50 내지 80 ℃의 온도에서 건조하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 준비되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용한 도로포장 시공방법으로서,
도로 표면의 레이탄스, 불순물 및 열화부위를 제거하고 청소하는 전처리 단계; 및 상기 전처리 단계를 거친 도로 표면에 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 타설 및 건조하여, 상도를 형성하는 상도형성 단계;를 포함하는 도로포장 시공방법을 제공한다.
상기 도로포장 시공방법은 상기 전처리 단계 이후 및 상도형성 단계 이전에; 백색의 적외선 반사 안료를 포함하는 하도용 프라이머 조성물을 타설 및 건조하여, 하도를 형성하는 하도형성 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법에 의하면, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있도록 향상된 차열성능을 갖는 바, 도시의 열섬현상 및 열대야 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다. 특히, 하절기 노면의 온도상승을 더욱 억제함으로써, 고온의 날씨에 의해 거동되고 취성화되는 아스팔트 자체의 내유동성을 향상시켜 크랙 및 들뜸이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 아스팔트 자체의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로와의 접착성, 내마모성 및 내후성이 우수하여 하중 및 충격 등에 의해 포장면이 쉽게 균열되거나 마모되지 않고, 변색되지 않는 등 내구성이 우수한 효과가 있다.
또한, 실온에서 빠른 경화시간을 제공할 수 있어, 시공이 편리할 뿐만 아니라, 시공후 신속한 차량통행이 가능하여, 교통정체 및 교통사고 발생위험을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각종 VOC관련 유기용제, 포름알데히드, 암모니아, 납 등의 중금속과 같은 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 효과가 있다.
뿐만 아니라, 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현할 수 있어, 아스팔트 또는 콘크리트가 포장된 일반도로 뿐만 아니라 자전거 도로, 콘크리트 구조물의 바닥면에도 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 도로포장용 포장재 조성물 및 본 발명에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물의 차열성능을 구현하는 원리를 개략적으로 설명한 이미지이다.
도 2는 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물의 적외선 반사율 평가결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 3은 시간대별 시험체의 표면온도를 측정한 결과 그래프를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용하여 도로포장 시공한 도로 표면을 일반카메라 및 열화상카메라를 사용하여 촬영한 이미지이다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예는 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제 45 내지 75 중량%, 성능개선 혼화재 0.1 내지 5 중량%, 기능성 충전재 10 내지 20 중량%, 적외선 반사 안료 5 내지 15 중량%, 중공상 유리 안료 1 내지 10 중량% 및 경화제 1 내지 10 중량%를 포함하고;
상기 성능개선 혼화재는 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 0.1 내지 10 중량부 및 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 기능성 충전재는 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부에 대하여, 슈도보헤마이트(pseudoboehmite) 30 내지 50 중량부, 산화세륨 1 내지 20 중량부 및 세리사이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 것인 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법에 의하면, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있도록 향상된 차열성능을 갖는 바, 도시의 열섬현상 및 열대야 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다. 특히, 하절기 노면의 온도상승을 더욱 억제함으로써, 고온의 날씨에 의해 거동되고 취성화되는 아스팔트 자체의 내유동성을 향상시켜 크랙 및 들뜸이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 아스팔트 자체의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로와의 접착성, 내마모성 및 내후성이 우수하여 하중 및 충격 등에 의해 포장면이 쉽게 균열되거나 마모되지 않고, 변색되지 않는 등 내구성이 우수한 효과가 있다.
또한, 실온에서 빠른 경화시간을 제공할 수 있어, 시공이 편리할 뿐만 아니라, 시공후 신속한 차량통행이 가능하여, 교통정체 및 교통사고 발생위험을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각종 VOC관련 유기용제, 포름알데히드, 암모니아, 납 등의 중금속과 같은 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 효과가 있다.
뿐만 아니라, 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현할 수 있어, 아스팔트 또는 콘크리트가 포장된 일반도로 뿐만 아니라 자전거 도로, 콘크리트 구조물의 바닥면에도 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 구현 예에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제 45 내지 75 중량%, 성능개선 혼화재 0.1 내지 5 중량%, 기능성 충전재 10 내지 20 중량%, 적외선 반사 안료 5 내지 15 중량%, 중공상 유리 안료 1 내지 10 중량% 및 경화제 1 내지 10 중량%를 포함한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제는 내구성, 내열성, 내화학성, 내마모성, UV안전성이 뛰어나고, 햇빛 등의 날씨 및 기후에 견디는 성질인 내후성이 우수하여 외부 환경 변화(날씨 및 기후 변화)에 의한 부식 등을 억제함과 동시에 포장체로 침투하여 일체화시킴으로써 부착강도 및 인성을 개선하고, 안료 등에 의한 착색성을 좋게 하는 기능을 한다.
보다 구체적으로, 상기 주제는 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 1 내지 5: 1 중량비율로 혼합하여, 상기한 효과 뿐만 아니라, 열안정성이 매우 개선되는 효과가 있다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 45 내지 75 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 내마모성이 저하되거나, 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 성능개선 혼화재는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 대한 개선된 부착강도 및 향상된 내구성을 구현하고, 외부 온도변화에 대한 재료 및 시공상의 안정성이 우수하고, 매우 향상된 작업성을 제공하는 기능을 한다. 또한, 본 발명에서 사용하는 상기 성능개선 혼화재는 각종 VOC 관련 유기용제, 포름알데히드, 암모니아, 납 등의 중금속과 같은 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 효과가 있다.
상기 성능개선 혼화재는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 0.1 내지 5 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 성능개선 혼화재의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 성능개선 혼화재의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 성능개선 혼화재는 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 0.1 내지 10 중량부 및 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지는 우수한 부착강도, 휨, 인성 등의 강도 특성을 매우 개선할 수 있고, 특히 충격강도를 매우 개선하는 기능을 한다. 또한, 실온에서 뿐만 아니라, 저온에서도 빠른 경화시간을 제공할 수 있어, 시공이 편리할 뿐만 아니라, 시공후 신속한 차량통행이 가능하여, 교통정체 및 교통사고 발생위험을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 상기 성능개선 혼화재를 구성하는 성분들의 함량은 상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 2-하이드록시(메트)아크릴레이트는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 대한 더욱 개선된 부착강도 및 향상된 내구성을 구현하는 기능을 한다.
상기 2-하이드록시(메트)아크릴레이트는 상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 2-하이드록시(메트)아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 2-하이드록시(메트)아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 대한 개선된 부착강도 및 향상된 내구성을 구현하고, 외부 온도변화에 대한 재료 및 시공상의 안정성을 개선하는 기능을 한다.
상기 N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트는 상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드는 우수한 부착성능 및 빠른 경화시간을 제공하는 기능을 한다.
상기 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드는 상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트는 향상된 내구성 및 내후성을 구현하고, 외부 온도변화에 대한 재료 및 시공상의 안정성이 우수하고, 매우 향상된 작업성을 제공하는 기능을 한다. 또한, UV 안전성이 뛰어나고, 햇빛 등의 날씨 및 기후에 견디는 성질인 내후성이 우수하여 외부 환경 변화(날씨 및 기후 변화)에 의한 부식 등을 억제하는 기능을 한다.
상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트는 비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트 및 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트를 1: 1 내지 3 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트는 상기 메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 5 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 기능성 충전재는 향상된 차열성능, 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 우수한 치수 안정성, 내마모성, 칙소성을 부여하여 크랙 및 들뜸이 발생되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이로써, 하중 및 충격 등에 의해 포장면이 쉽게 균열되거나 마모되지 않고, 변색되지 않는 등 내구성 및 내후성을 향상시킬 수 있다. 또한, 실온에서 빠른 경화시간을 제공할 수 있어, 시공이 편리할 뿐만 아니라, 시공 후 신속한 차량통행이 가능하여, 교통정체 및 교통사고 발생위험을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 기능성 충전재는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 10 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 충전재의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 기능성 충전재의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 기능성 충전재는 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부에 대하여, 슈도보헤마이트(pseudoboehmite) 30 내지 50 중량부, 산화세륨 1 내지 20 중량부 및 세리사이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재는 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 우수한 치수 안정성, 내마모성, 칙소성을 부여하여 크랙 및 들뜸이 발생되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이로써, 하중 및 충격 등에 의해 포장면이 쉽게 균열되거나 마모되지 않고, 변색되지 않는 등 내구성 및 내후성을 향상시킬 수 있다.
이하, 상기 기능성 충전재를 구성하는 성분들의 함량은 상기 규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 슈도 보헤마이트(pseudoboehmite)는 깁사이트(Gibbsite) 또는 베이어라이트(Bayerlite)를 탈수화시켜 제조된 것으로, 향상된 차열성능, 내충격성 및 수축 방지효과를 더욱 개선하는 기능을 한다. 뿐만 아니라, 중금속, 유기화합물과 같은 유해물질에 대한 흡착성능이 우수하여, 친환경성을 더욱 향상시키는 기능을 한다.
상기 슈도보헤마이트(pseudoboehmite)는 상기 충전재 100 중량부에 대하여, 30 내지 50 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 슈도보헤마이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 슈도보헤마이트의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 산화세륨은 향상된 차열성능, 강도, 내수성, 내식성, 내구성 및 내후성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 산화세륨은 판상의 산화세륨 분말인 것을 사용하여, 우수한 피복력을 제공하여 더욱 향상된 차열성능을 제공할 수 있고, 접착강도가 장기간 유지되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 판상의 산화세륨 분말은 질산세륨 또는 염화세륨과, 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨과, 물을 함유하는 수용액을 세륨 이온에 대한 탄산 이온의 몰비가 1 내지 5의 범위가 되도록 제조하는 단계; 상기 수용액을 10 내지 20 ℃에서 교반하여 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 함유하는 수화물 용액을 제조한 후, 여과 및 건조하여, 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 제조하는 단계; 및 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 350 내지 700 ℃의 온도로 소성하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 산화세륨은 상기 충전재 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 산화세륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화세륨의 함량이 너무 많은 경우에는 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 세리사이트는 입자형태가 작은 비늘 모양이나 엽상 구조로 이루어지고, 입자가 미세하며, 우수한 피복력을 제공하여 향상된 차열성능, 강도, 내수성, 내식성, 내구성 및 내후성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 세리사이트는 마그네슘과 응집된 마그네슘-세리사이트 응집체의 형태를 갖는 것을 사용하여, 상기한 개선효과 뿐만 아니라, 내구성 및 내후성 개선에 더욱 기여할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로 상기 마그네슘-세리사이트 응집체는 세리사이트 100 중량부와 MgCl2·H2O 15 내지 25 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 세리사이트 및 MgCl2·H2O에 증류수 150 내지 300 중량부를 혼합하여 5 내지 30 시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반한 세리사이트, MgCl2·H2O 및 증류수를 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트 응집체를 수득하는 단계; 상기 수득한 마그네슘-세리사이트 응집체를 네오헤스페리딘과 1: 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합한 후, 볼 밀링 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 마그네슘-세리사이트 응집체는 50 내지 80 ℃의 온도에서 건조하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 준비되는 것일 수 있다. 이로써, 상기한 효과를 더욱 더 개선할 수 있는 효과가 있고, 산화방지 성능이 개선되는 효과가 있다.
상기 세리사이트는 상기 충전재 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 세리사이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 세리사이트의 함량이 너무 많은 경우에는 점도상승 및 유동성 저하에 따른 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 적외선 반사 안료는 태양광에서 전환되는 열의 대부분(약 52%)을 차지하는 적외선을 고반사(예를 들면, 반사율이 50 % 이상, 바람직하게는 60% 이상)시켜, 도로에 축열되는 것을 방지하는 기능을 한다.
보다 바람직하게는 상기 적외선 반사 안료는 검은색의 흑색 차열 안료(예를 들면, IR BLACK 등)를 사용할 수 있다.
상기 적외선 반사 안료는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 5 내지 15 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 적외선 반사 안료의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 적외선 반사 안료의 함량이 너무 많은 경우에는 강도 및 내구성의 개선효과가 저하되거나, 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 중공상 유리 안료는 내부에 기공을 포함하고, 우수한 분산성을 가져, 우수한 열 전달 저항성 및 낮은 열 투과도를 구현하고, 입사한 광선을 광원으로 그대로 되돌려 보내는 재귀반사효과를 구현함으로써 도로에 축열되는 것을 방지하는 기능을 한다.
보다 바람직하게는 상기 중공상 유리 안료는 0.05 내지 0.5 g/cc의 밀도를 갖는 것(예를 들면, Glass Bubble K20(3M사) 등)을 사용할 수 있다.
상기 중공상 유리 안료는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 중공상 유리 안료의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 중공상 유리 안료의 함량이 너무 많은 경우에는 강도 및 내구성의 개선효과가 저하되거나, 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 경화제는 조성물에 포함되어 있는 각종 성분을 경화 및 결합시켜 강도 및 내구성이 우수한 포장층을 형성시키는 기능을 한다.
이러한 상기 경화제는 과산화물계 경화제를 바람직하게 사용할 수 있고, 과산화물계 경화제는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), t-부틸퍼옥시벤조에이트(tert-butyl peroxybenzoate), 메틸에틸케톤퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide), 큐멘하이드로퍼옥사이드(cumene hydroperoxide), 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트(2,5-dimethylhexyl-2,5-diperoxybenzoate), 아세톤 퍼옥사이드(acetone peroxide), 피난퍼옥사이드(pinane peroxide), 디에틸 에테르 퍼옥사이드(diethyl ether peroxide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 경화제는 벤조일퍼옥사이드를 사용할 수 있다.
상기 경화제는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 경화제의 함량이 너무 많은 경우에는 경화가 지나치게 빠르게 진행되어 시공성이 저하되거나, 강도 및 내구성의 개선효과가 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 반응성을 개선하여, 경화속도를 더욱 신속하게 개선하기 위하여, 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.
상기 경화촉진제로는 n,n-디메틸 아닐린(nn-dimethyl aniline; DMA), 2-에틸렌헥소네이트(2-ethylhexonate), 코발트 카르복실레이트(cobalt carboxylate), n,n-디에틸 아닐린(nn-diethyl aniline; EMA), n-디-p-톨루이딘(n-di-p-toluidine), 디-메틸 아크릴아미드(d-methyl acylamide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 경화촉진제는 본 발명의 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물에 대하여, 0.01 내지 5 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 경화촉진제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 경화촉진제의 함량이 너무 많은 경우에는 경화가 지나치게 빠르게 진행되어 시공성이 저하되거나, 강도 및 내구성의 개선효과가 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용한 도로포장 시공방법으로서,
도로 표면의 레이탄스, 불순물 및 열화부위를 제거하고 청소하는 전처리 단계; 및 상기 전처리 단계를 거친 도로 표면에 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 타설 및 건조하여, 상도를 형성하는 상도형성 단계;를 포함하는 도로포장 시공방법을 제공한다.
보다 구체적으로 상기 도로 표면의 레이탄스, 불순물 및 열화부위를 제거하고 청소하는 전처리 단계는 물리적으로 시공대상 도로 표면에 존재하는 레이탄스, 불순물 및 열화부위를 제거하고, 표면을 평탄하게 다듬어 바탕조정한 후, 청소함으로써 수행될 수 있다.
이때, 상기 도로 표면의 레이탄스, 불순물 및 열화부위의 제거는 숏블라스트, 평삭기, 연마기 등을 이용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도로 표면에 균열이 있거나 파손된 부분이 있는 경우, V 커팅 또는 연마한 후, 퍼티제 또는 실링제를 이용하여 충진함으로써, 시공대상 도로 표면을 정리 및 청소함으로써 수행될 수 있다.
이때, 상기 도로 표면이 일반도로 뿐만 아니라, 자전거 도로, 콘크리트 구조물의 바닥면인 경우, 상기 도로 표면은 물구배가 잘 이루어지도록 반듯하게 정리 및 충분히 건조시키고, 유분, 녹 등의 이물질이 없도록 이물질을 제거 및 청소함으로써 수행될 수 있다.
상기 도로포장 시공방법은 상기 전처리 단계 이후 및 상도형성 단계 이전에; 백색의 적외선 반사 안료를 포함하는 하도용 프라이머 조성물을 타설 및 건조하여, 하도를 형성하는 하도형성 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 하도용 프라이머 조성물은 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물이 상기 도로 표면에 부착되기 용이하게 하는 기능을 한다.
이러한 상기 하도용 프라이머 조성물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 백색의 적외선 반사 안료는 태양광에서 전환되는 열의 대부분(약 52%)을 차지하는 적외선을 고반사(예를 들면, 반사율이 50 % 이상, 바람직하게는 60% 이상)시켜, 도로에 축열되는 것을 더욱 방지하는 기능을 한다.
이러한 상기 백색의 적외선 반사 안료는 상기 하도용 프라이머 조성물에 대하여, 5 내지 50 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 백색의 적외선 반사 안료의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 백색의 적외선 반사 안료의 함량이 너무 많은 경우에는 부착력의 개선효과가 저하되거나, 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 하도의 두께는 100 내지 800 μm로, 보다 바람직하기로는 300 내지 500 μm로 형성되는 것이 바람직하고; 상기 상도의 두께는 1 내지 4 mm로, 보다 바람직하기로는 1.5 내지 2.5 mm로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법에 의하면, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로에 태양열이 흡수되는 것을 감소시켜 노면의 온도상승을 억제할 수 있도록 향상된 차열성능을 갖는 바, 도시의 열섬현상 및 열대야 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 있다. 특히, 하절기 노면의 온도상승을 더욱 억제함으로써, 고온의 날씨에 의해 거동되고 취성화되는 아스팔트 자체의 내유동성을 향상시켜 크랙 및 들뜸이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 아스팔트 자체의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로와의 접착성, 내마모성 및 내후성이 우수하여 하중 및 충격 등에 의해 포장면이 쉽게 균열되거나 마모되지 않고, 변색되지 않는 등 내구성이 우수한 효과가 있다.
또한, 실온에서 빠른 경화시간을 제공할 수 있어, 시공이 편리할 뿐만 아니라, 시공 후 신속한 차량통행이 가능하여, 교통정체 및 교통사고 발생위험을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각종 VOC관련 유기용제, 포름알데히드, 암모니아, 납 등의 중금속과 같은 유해물질의 용출이 거의 없어 친환경적인 효과가 있다.
뿐만 아니라, 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현할 수 있어, 아스팔트 또는 콘크리트가 포장된 일반도로 뿐만 아니라 자전거 도로, 콘크리트 구조물의 바닥면에도 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<제조예 1>
판상 산화세륨 분말의 제조
탄산수소나트륨 54.6질량부를 물 1200질량부에 용해시켜 교반했다. 그 용액에 염화세륨 수용액(세륨 농도 18.7질량%） 197.7질량부를 첨가했다. 세륨 이온과 탄산 이온의 몰비는 1:4.3이다. 상기 혼합액을 온도 18℃에서 1시간 교반하여 판상 탄산세륨 8수화물 입자를 함유하는 수화물 용액을 얻었다. 얻어진 수화물 용액으로부터 판상 탄산세륨 8수화물 입자를 여과에 의해 회수하고, 세정한 후에 건조시키고, 그 후 판상 탄산세륨 8수화물 입자를 대기 중에서 온도 400℃에서 1시간 동안 소성하여, 평균 1차입경은 7.1 μm이며, 평균 두께는 0.51 μm이며, 어스펙트비(평균 1차입경/평균 두께)는 13.9인 판상 산화세륨 분말체를 얻었다.
<제조예 2>
마그네슘-세리사이트 응집체의 제조
마그네슘-세리사이트 응집체의 형태를 사용하였다. 상기 마그네슘-세리사이트 응집체는 세리사이트 100 중량부와 MgCl2·H2O 22 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 세리사이트 및 MgCl2·H2O에 증류수 210 중량부를 혼합하여 19 시간 동안 교반하는 단계; 및 상기 교반한 세리사이트, MgCl2·H2O 및 증류수를 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트 응집체를 수득하는 단계; 상기 수득한 마그네슘-세리사이트 응집체를 네오헤스페리딘과 1: 0.2 중량부로 혼합한 후, 볼 밀링 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 마그네슘-세리사이트 응집체는 70 ℃의 온도에서 건조하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 준비되는 것을 사용하였다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
주제 MMA 수지 33 48 44 68 58
PMMA 수지 33 16 22 - 7
성능개선 혼화재 3 3 3 - 3
(중량부) MABS 수지 100 100 100 - -
2-하이드록시(메트)아크릴레이트 14 11 18 - 100
N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트 9.5 18 12 - -
비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 5 7.5 3 - -
비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트 1.5 - 0.5 - -
비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트 - 1.5 1.5 - -
기능성 충전재 12 17 18 13 13
(중량부) 충전재 1) 100 100 100 100 100
슈도보헤마이트 42 33 37 - -
산화세륨 5
(통상의
산화세륨 분말)		 5
(제조예1)		 5
(제조예1)		 - -
세리사이트 3
(통상의
세리사이트 분말)		 3
(통상의
세리사이트 분말)		 3
(제조예2)		 - -
적외선 반사 안료
(IR BLACK)		 14 11 9 14 14
중공상 유리 안료
(Glass Bubble K20(3M사) )		 3 3 2.2 3 3
경화제(벤조일퍼옥사이드) 2 1.5 1.5 2 2
경화촉진제(n,n-디메틸 아닐린) - 0.5 0.3 - -
1) 충전재: 규사, 보크사이트 및 제강슬래그를 2: 2: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용
아래의 시험예들은 상기에 개시한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
기본 특성 평가
상기 실시예에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교예에서 제조된 비교용 조성물의 기본적인 특성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
-. 가사시간은 주제와 경화제를 혼합한 후, 도료의 유동성이 없어지는 시간을 측정함으로써 평가하였다.
-. 경화시간은 주제와 경화제를 혼합한 후, 도료를 은폐율지에 500 ㎛의 두께로 도장한 다음, 도막을 엄지 손가락에 힘을 주어 비틀었을 때 도막에 손의 지문이 남지 않는 시간을 측정함으로써 평가하였다.
-. 부착강도는 KS F 4936(콘크리트 보호용 도막재)에 규정한 방법에 따라서 측정함으로써 평가하였다.
-. 내마모성은 윤하중 내마모 시험장비를 이용하여, 50만회 후의 마모율을 측정함으로써 평가하였다.
-. 촉진내후성은 KS F 2274(건축용 합성수지재의 촉진 노출 시험 방법) 및 KS M ISO 7724-2에 규정한 방법에 따라서 측정함으로써 평가하였다.
-. 미끄럼 저항성은 미끄럼 방지 포장재 단체 규격(KS F 2375)에 따라 미끄럼 마찰계수(British Pendulum Tester, BPN)을 이용하여 측정함으로써 평가하였다.
-. 중금속 함량은 KS M ISO 3856에 규정한 방법에 따라서 측정함으로써 평가하였다.
-. VOC 함량은 US EFA methods 24에 규정한 방법에 따라서 측정함으로써 평가하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
가사시간(min, 25℃) 2 2 2 3 2
경화시간(min, 25℃) 16 14 11 22 19
부착강도 (N/mm2) 표준양생후 1.9 2.0 2.1 0.5 0.9
온,냉 반복시험후 1.7 1.8 2.0 0.6 1.0
내마모성(마모율, %) 0.2 0.1 0.1 0.5 0.3
촉진내후성 겉모양 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 이상없음
색차(ΔE*ab) 1.1 0.7 0.3 2.7 2.3
미끄럼 저항성(BPN) 63 65 69 32 47
중금속 함량 (%) 납(Pb) 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
카드뮴(Cd) 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
6가 크롬(Cr6+) 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
수은(Hg) 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨 검출안됨
VOC 함량 (%) 1.6 1.8 0.7 1.9 1.7
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 비슷한 수준의 가사시간을 가지면서도, 짧은 경화시간을 갖고; 우수한 부착강도, 내마모성, 촉진내후성 및 미끄럼저항성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 조성물은 모두 중금속이 검출되지 않았고, VOC 함량이 5.0 이하의 품질기준을 모두 만족하는 바, 친환경적인 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
적외선 반사율 평가
상기 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물의 적외선 반사율을 평가하여 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 780 내지 2500 nm 파장의 적외선 영역에서의 반사율이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
차열성능 평가
상기 실시예에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교예에서 제조된 비교용 조성물의 차열성능을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.
먼저, 상기 실시예에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교예에서 제조된 비교용 조성물이 도포된 아스팔트 시험체를 제조한 후, 상기 각각의 시험체를 실내 온도가 25 ℃인 실험대에 배치하였다. 이후, 상기 시험체의 20 cm 높이에서 적외선 램프(Lapm)(150W)를 조사하여, 각각 시험체의 표면온도를 측정하였고, 이를 어느 조성물도 도포하지 않은 아스팔트 시험체의 표면온도와 비교평가하였다.
(℃) 아스팔트 시험체 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
초기 25 25 25 25 25 25
10분후 34 28 27 27 31 30
20분후 46 34 32 30 42 39
30분후 57 41 37 33 51 46
40분후 62 43 40 35 54 50
50분후 68 45 41 39 59 55
60분후 72 47 43 41 63 58
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 시험체의 표면온도 상승을 더욱 효과적으로 억제하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 상기 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물 및 비교예 1에서 제조된 비교용 조성물이 도포된 아스팔트 시험체를 제조한 후, 상기 각각의 시험체를 야외 실험대에 배치하였다. 이후, 시간대별 각각 시험체의 표면온도를 측정하였고, 이를 시험체 주변의 대기온도와 비교평가하여, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 비교예 1에서 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 시험체의 표면온도 상승을 더욱 효과적으로 억제하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 상기 실시예 3에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 본 발명의 도로포장 시공방법에 따라, 아스팔트 도로에 포장 시공하였다. 이후, 시공이 완료된 도로 표면에 대하여, 일반카메라 및 열화상카메라를 사용하여 촬영하였고 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용하여 도로포장 시공한 도로 표면은 주변부와 비교하여, 표면온도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있었다.
이로써, 본 발명의 실시예에서 제조된 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물은 비교예에서 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 우수한 차열성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 주제 45 내지 75 중량%, 성능개선 혼화재 0.1 내지 5 중량%, 기능성 충전재 10 내지 20 중량%, 적외선 반사 안료 5 내지 15 중량%, 중공상 유리 안료 1 내지 10 중량% 및 경화제 1 내지 10 중량%를 포함하고;
    상기 성능개선 혼화재는
    메틸메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(MABS) 수지 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, N,N-디메틸아미노(C1 내지 C6의 알킬)(메트)아크릴레이트 1 내지 20 중량부, 비스(에틸디메틸실란올)폴리설파이드 0.1 내지 10 중량부 및 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
    상기 기능성 충전재는
    규사, 보크사이트, 모래, 제강슬래그 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 충전재 100 중량부에 대하여, 슈도보헤마이트(pseudoboehmite) 30 내지 50 중량부, 산화세륨 1 내지 20 중량부 및 세리사이트 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비스((C3 내지 C10의 알킬)4-피퍼이딜) 세바케이트는
    비스-(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트 및 비스-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피퍼이딜) 세바케이트를 1: 1 내지 3 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산화세륨은 판상의 산화세륨 분말인 것이고;
    상기 판상의 산화세륨 분말은 질산세륨 또는 염화세륨과, 탄산수소나트륨 또는 탄산나트륨과, 물을 함유하는 수용액을 세륨 이온에 대한 탄산 이온의 몰비가 1 내지 5의 범위가 되도록 제조하는 단계;
    상기 수용액을 10 내지 20 ℃에서 교반하여 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 함유하는 수화물 용액을 제조한 후, 여과 및 건조하여, 판상의 탄산세륨 수화물 입자를 제조하는 단계; 및
    판상의 탄산세륨 수화물 입자를 350 내지 700 ℃의 온도로 소성하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세리사이트는 마그네슘과 응집된 마그네슘-세리사이트 응집체의 형태를 갖는 것이고;
    상기 마그네슘-세리사이트 응집체는
    세리사이트 100 중량부와 MgCl2·H2O 15 내지 25 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 세리사이트 및 MgCl2·H2O에 증류수 150 내지 300 중량부를 혼합하여 5 내지 30 시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반한 세리사이트, MgCl2·H2O 및 증류수를 원심분리한 후, 상등액을 추출하여 마그네슘-세리사이트 응집체를 수득하는 단계; 상기 수득한 마그네슘-세리사이트 응집체를 네오헤스페리딘과 1: 0.1 내지 0.5 중량부로 혼합한 후, 볼 밀링 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 마그네슘-세리사이트 응집체는 50 내지 80 ℃의 온도에서 건조하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 준비되는 것을 특징으로 하는향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 이용한 도로포장 시공방법으로서,
    도로 표면의 레이탄스, 불순물 및 열화부위를 제거하고 청소하는 전처리 단계; 및 상기 전처리 단계를 거친 도로 표면에 상기 향상된 차열성능을 갖는 도로포장용 친환경 초속경성 포장재 조성물을 타설 및 건조하여, 상도를 형성하는 상도형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도로포장 시공방법은
    상기 전처리 단계 이후 및 상도형성 단계 이전에,
    백색의 적외선 반사 안료를 포함하는 하도용 프라이머 조성물을 타설 및 건조하여, 하도를 형성하는 하도형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장 시공방법.
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