KR102396355B1 - 유연성 및 미끄럼 저항성이 우수한 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용하여 제조된 미끄럼방지 포장재 - Google Patents

유연성 및 미끄럼 저항성이 우수한 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용하여 제조된 미끄럼방지 포장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이로부터 제조한 미끄럼방지 포장재에 관한 것으로 오랜 기간 미끄럼방지 성능을 유지할 수 있고 내구성, 유연성 및 부착성이 우수하여 크렉과 도막의 탈리 등이 나타나지 않으며, 계절 변화 등에 따른 온도 변화에도 미끄럼방지 포장재 조성물의 물성을 일정하게 유지할 수 있어 시공성이 좋고 미끄럼방지 포장재의 형상 유지 및 내구성을 담보할 수 있다.

Description

유연성 및 미끄럼 저항성이 우수한 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용하여 제조된 미끄럼방지 포장재{Composition for anti-skid material with high flexibility and slip resistance and anti-skid material manufactured by using the same}
본 발명은 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 포함하는 미끄럼방지 포장재에 관한 것으로, 유연성 및 부착성이 우수하여 미끄럼방지 포장재의 크렉(crack)과 도막의 탈리를 예방하고 내구성이 우수하여 미끄럼방지 저항성능이 장기간 유지될 수 있다.
도로의 미끄럼방지 포장은 운전자와 보행자의 안전 확보를 위한 교통안전의 필수 요소이다. 일반적으로 도로의 미끄럼방지 포장은 도로의 내리막 차선, 커브길, 평면 또는 종단 선형이 불량한 곳에 시공해 노면과 자동차 타이어의 사이의 마찰계수를 높여 자동차의 제동거리를 줄이고 감속 운행을 유도하게 된다.
이러한 미끄럼방지 포장과 관련하여 다양한 기술이 존재하는데 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 메틸메타아크릴계 수지 등을 활용한 미끄럼방지 포장재 등이 대표적이다. 외부 환경에 항상 노출되는 미끄럼방지 포장재는 미끄럼 저항성능을 기본으로 내구성, 부착성 등 여러 특성이 요구되는데, 이러한 특성을 가지는 미끄럼방지 포장재를 개발하기 위해서는 미끄럼방지 포장재의 크렉(crack), 골재의 탈락, 부착 불량 등의 현상을 방지할 수 있어야 한다.
미끄럼방지 포장재에 사용하는 대표적인 수지별로 살펴보면 먼저 에폭시 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재는 노면에 대한 부착성은 우수하나, 경화시간이 3~4시간으로 매우 길어 시공성이 불량하고 시공으로 인한 교통체증을 유발할 뿐만 아니라 신장률 및 내충격성이 부족하여 시공 후 차량의 운행에 의한 크렉과 포장재 도막 탈락이 쉽게 일어날 수 있다.
다음으로 불포화 폴리에스테르 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재는 경화시간이 1시간 정도로 양호하나 에폭시 수지와 마찬가지로 내충격성 및 신장률이 약해 차량의 운행에 의한 크렉과 포장재의 부착 불량이 쉽게 일어날 수 있다.
최근에는 한국 등록특허 제10-2309417호, 일본 등록특허 제5634082호 등에 개시된 기술과 같이 메틸메타아크릴계 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재를 사용하여 다른 수지가 가지는 문제점을 다소 보완하였으나, 메틸메타아크릴레이트가 가지는 취성(brittleness) 특성으로 인해 크렉 발생과 부착성에 대한 문제가 여전히 남아 있다.
보다 구체적으로 메틸메타아크릴계 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재는 주로 주제와 경화제를 혼합 사용하는 반응형 제품으로 경화 조건이 맞지 않으면 노면 및 글라스와의 부착력이 불량하게 되며, 포장재의 마모성이 감소해 내구성이 떨어지는 문제를 일으킬 수도 있다. 특히 포장재 시공 작업 시 온도에 민감하게 반응하는데, 노면의 표면 온도가 50℃ 미만일 때 포장 도료 및 포장재의 정상적인 물성이 구현될 수 있으나, 노면의 온도가 50℃ 이상이 되면 포장 도료 및 포장재의 정상적인 물성이 구현되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 메틸메타아크릴계 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재가 가지는 경질 특성으로 인해 겨울철에는 유연성 부족으로 갈라짐이나 깨짐이 쉽게 발생하는 한계가 있다.
이상과 같이 메틸메타아크릴계 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재가 가지는 온도 민감성의 성질로 인하여 내구성 부족, 부착성 불량 문제가 빈번히 발생하고 있어, 메틸메타아크릴계 수지를 이용한 미끄럼방지 포장재의 장점을 구현하기 위해서는 50℃ 이상에서도 안정적인 반응을 할 수 있고 유연성이 보완된 미끄럼방지 포장재의 개발이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 제10-2309417호 일본 등록특허 제5634082호
본 발명의 목적은 유연성, 내구성 및 부착성이 우수하고 장기간 미끄럼 저항성능이 유지되는 미끄럼방지 포장재 조성물과 이를 이용한 미끄럼방지 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노면과의 부착력을 확보하는 동시에 골재와의 결착력이 우수하여 미끄럼 저항성능이 뛰어난 미끄럼방지 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 50℃ 이상의 고온에서 왁스층을 유지하여 내구도가 뛰어난 미끄럼방지 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물 및 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 증점제를 포함하는 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 사용하여 제조한 미끄럼방지 포장재를 제공한다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물 및 1.5 내지 5 중량부의 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 함유하는 수지부 및, 아크릴부 100 중량부 대비 표면개질된 산화그래핀 4.5 내지 25.0 중량부 및 증점제 0.5 내지 3.5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 증점제는 우레탄계 증점제인 것이 특징일 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 규사를 포함할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 톨루이딘계 반응 촉진제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트, 다관능 아크릴 단량체, 하이드록시 아크릴 단량체 및 알킬 아크릴 단량체를 포함할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 아크릴부의 다관능 아크릴 단량체는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 아크릴부의 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 아크릴부의 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물, 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 증점제를 포함하여 온도의 변화에도 유연성 및 내구성이 우수하고, 노면과의 부착력이 뛰어나며 빠른 경화 가능할 뿐만 아니라 저장 안정성도 뛰어난 미끄럼방지 포장재 조성물 및 미끄럼방지 포장재를 제공할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재는 장기간에도 우수한 내구도와 미끄럼방지 성능을 유지할 수 있고, 크렉이 발생되거나 노면에서 이탈되지 않아 도로에서도 오랫동안 미끄럼 방지재로서 그 기능을 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 포함하는 미끄럼방지 포장재로서, 미끄럼방지 포장재 조성물은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물 및 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 증점제를 포함한다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 수지부는 아크릴부를 베이스로 하고 시트르산 에스테르계 화합물 및 파라핀 왁스를 함유하여 유연성과 내충격성이 향상된 미끄럼방지 포장재를 제공할 수 있는 장점이 있다. 종래 도로의 미끄럼방지 포장재는 유연성이 낮아 차량에서 가해지는 충격으로 쉽게 깨지거나 갈라짐이 발생하고 포장재 도막의 탈리가 빈번히 발생하는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재에는 시트르산 에스테르계 화합물과 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스가 포함되어 있어 포장재의 유연성 향상과 동시에 내충격성 또한 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재에는 표면개질한 산화그래핀을 포함하고 있어 기계적 강도를 보다 향상할 수 있고, 증점제 조절을 통해 장기간 외부 환경에 노출되고 마모되어도 우수한 미끄럼방지 성능이 유지될 수 있는 미끄럼방지 포장재를 제공할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 아크릴부를 포함하여 미끄럼방지 포장재와 노면의 부착력을 확보하고 규사, 골재, 실리카 입자, 글라스 비드 등 포장재 조성물에 혼합되는 여러 성분과 우수한 결착력을 나타낼 수 있다. 본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 및 다관능 아크릴 단량체를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트, 알킬 아크릴 단량체, 다관능 아크릴 단량체 및 하이드록시 아크릴 단량체를 포함할 수 있다.
본 발명에서 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트를 중합하여 생성된 것일 수 있으며 중량평균분자량이 100,000 이하, 좋게는 20,000 내지 70,000인 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있다.
본 발명에서 다관능 아크릴 단량체는 아크릴레이트기를 2개 이상 포함하는 것을 이용할 수 있으며, 좋게는 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트를 이용할 수 있다.
본 발명에서 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상을 이용할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 수지부에 포함된 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부 대비 130 내지 160 중량부, 좋게는 140 내지 150 중량부의 알킬 아크릴 단량체와 15 내지 35 중량부, 좋게는 20 내지 30 중량부의 하이드록시 아크릴 단량체 및 15 내지 35 중량부, 좋게는 20 내지 30 중량부의 다관능 아크릴 단량체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 아크릴부가 이러한 범위를 만족함으로써 다관능 아크릴 단량체에 의한 내마모성 향상 효과, 하이드록시 아크릴 단량체에 의한 부착성 향상 효과를 극대화하면서도 빠른 경화로 시공시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 수지부에 포함된 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 좋게는 트리부틸 O-아세틸시트레이트를 포함할 수 있다. 시트르산 에스테르계 화합물에 의해 아크릴부와 상용성을 확보하면서도 유연성 상승에 따른 내마모도 또는 기계 강도 저하를 예방할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미끄럼방지 포장재 조성물의 수지부는 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부, 좋게는 4 내지 10 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물을 포함할 수 있다. 시트르산 에스테르계 화합물을 소량 포함할 경우 내충격성 저하가 발생할 수 있으며, 시트르산 에스테르계 화합물을 다량 포함할 경우 조성물로 형성한 도막의 물성 균일도가 낮아지고 내마모도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 의한 미끄럼방지 포장재 조성물에서 수지부는 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 포함한다. 파라핀 왁스는 미끄럼방지 포장재의 경화 시 도료 표면에 막을 형성하여 산소와의 반응을 차단하여 안정적인 반응을 유도하여 경화 후 내마모성을 향상할 수 있다. 종래 이용되는 파라핀 왁스의 경우 융점이 낮아 여름철 노면이 가열되는 경우 쉽게 소실되는 문제점이 있으며, 이에 따른 내구도 저하를 유발할 수 있다. 반면 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 포함하고 있어 파라핀 왁스층이 쉽게 소실되지 않으며 정상적인 경화가 이루어지게 하여 부착성 및 내마모도가 우수하여 내구도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물에서 수지부에 포함된 파라핀 왁스의 융점은 50℃ 이상, 좋게는 50 내지 60℃일 수 있으며, 융점이 낮은 경우 쉽게 소실될 수 있고, 융점이 높은 경우 상용성이 저하되고 시공성도 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미끄럼방지 포장재 조성물의 수지부는 아크릴부 100 중량부 대비 1 내지 7 중량부, 좋게는 1.5 내지 5.0 중량부의 파라핀 왁스를 포함할 수 있으며, 파라핀 왁스를 소량 포함할 경우 경화 시 산소 차단 효과가 저하될 수 있고, 파라핀 왁스를 다량 포함할 경우 조성물의 시공성 및 부착력 저하를 유발할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 규사를 포함할 수 있고, 평균 입경 0.15 내지 2.0㎜, 좋게는 평균 입경 0.2 내지 1㎜인 규사일 수 있고 단일 규사 또는 입경이 상이한 2종의 규사를 혼합하여 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 미끄럼방지 포장재 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 100 내지 250 중량부, 좋게는 130 내지 230 중량부의 규사를 포함할 수 있다. 규사를 소량 포함하는 경우 미끄럼방지 포장재의 거칠기 감소로 미끄럼 저항성이 저하되거나 강도가 저하될 수 있고, 규사를 다량 포함하는 경우 규사의 결합력이 저하되어 규사의 탈락이 일어나고 미끄럼방지 포장재의 균열이나 갈라짐이 발생할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 착색안료를 더 포함할 수 있고 구체적으로 착색안료는 산화철 안료를 포함할 수 있으며 미끄럼 방지재의 색상을 고려할 때 바람직하게는 산화철 적색 안료를 이용할 수 있다. 착색안료는 평균입경이 10 내지 50㎛, 좋게는 12 내지 40㎛일 수 있으며, 착색안료의 입경이 작은 경우 착색안료 간 응집이 발생할 수 있고, 착색 안료의 입경이 큰 경우 차폐력 등의 저하가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 미끄럼방지 포장재 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부, 좋게는 6 내지 17 중량부의 착색안료를 포함할 수 있으며, 착색안료를 소량 포함하는 경우 차폐력의 저하로 선명한 색상을 나타내기 어렵고, 착색안료를 다량 포함하는 경우 효과의 상승은 크지 않으면서도 생산단가가 지나치게 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 체질안료를 더 포함할 수 있고 구체적으로 체질안료는 탄산칼슘, 탈크, 마이카, 점토 및 황산바륨 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있으며, 좋게는 탄산칼슘을 이용할 수 있다. 체질안료는 평균입경이 10 내지 50㎛, 좋게는 12 내지 40㎛일 수 있으며, 체질안료의 입경이 작은 경우 체질안료 간 응집이 발생할 수 있고, 체질안료의 입경이 큰 경우 차폐력 등의 저하가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 미끄럼방지 포장재 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 100 내지 250 중량부, 좋게는 110 내지 210 중량부의 체질안료를 포함할 수 있으며, 체질안료를 소량 포함하는 경우 차폐력의 저하나 불투명한 색상이 나타날 수 있고 체질안료와 함께 혼합하는 착색안료의 농도 조절이 어려우며, 체질안료를 다량 포함하는 경우 선명한 색상을 나타내기 어려울 수 있고 시공 편의성 또한 감소할 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 표면개질된 산화그래핀을 포함할 수 있고, 표면개질된 산화 그래핀을 포함함으로써 기계강도를 더욱 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 산화그래핀은 평균 입경이 5 내지 30㎛, 좋게는 10 내지 25㎛일 수 있으며 평균입경이 작은 경우 산화그래핀의 응집이 발생할 수 있고, 평균입경이 큰 경우 산화그래핀 투입 효율이 저하될 수 있다.
본 발명에서 산화그래핀은 말단에 아크릴 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제로 표면개질된 것일 수 있으며, 이러한 표면개질제로 표면개질된 산화그래핀을 투입함으로써 분산성을 향상시키며, 균일한 분산에 의하여 산화그래핀 투입량 대비 우수한 기계강도 향상효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로 말단에 아크릴기 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제는 3-메타크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리에톡시실란 및 3-아크릴록시프로필 트리메톡시실란에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미끄럼방지 포장재 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 3.5 내지 30 중량부, 좋게는 4 내지 25 중량부의 표면개질된 산화 그래핀을 포함할 수 있으며, 표면개질된 산화그래핀을 소량 포함할 경우 표면개질된 산화그래핀 첨가에 의한 효과를 나타내기 어려우며, 표면개질된 산화그래핀을 다량 포함할 경우 색상에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 톨루이딘계 반응촉진제를 포함할 수 있으며, 좋게는 N.N-bis-(2-hydroxyethyl)-p-toluidine을 이용할 수 있다. 경화촉진제를 이용함으로써, 통상적으로 알려진 다른 경화촉진제와 대비하여 가사시간은 연장되면서도 경화시간이 단축되어 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미끄럼방지 포장재 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 1 내지 7 중량부, 좋게는 1.5 내지 5 중량부의 톨루이딘계 반응촉진제를 포함할 수 있으며, 반응 촉진제를 소량 포함할 경우 경화시간이 늦어지고 충분한 경화가 일어나기 어려워 내구성이 저하 되며, 반응 촉진제를 다량 포함할 경우 변색, 부착강도 등의 저하가 나타날 수 있다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 증점제를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 증점제는 캐스터 오일계, 금속 비누계, 다이머산계, 폴리에틸렌계, 유기벤토나이트계, 카제인 또는 전분과 같은 천연물계, 셀룰로오스계 및 폴리머계에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 좋게는 폴리머계의 증점제를 이용할 수 있고, 더욱 좋게는 우레탄계, 폴리우레탄계 증점제를 이용할 수 있다. 분산제 및 증점제는 통상적으로 판매되는 시판 분산제 또는 증점제를 이용할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 미끄럼방지 포장재 조성물은 아크릴부 100 중량부 대비 0.5 내지 3.5 중량부, 좋게는 0.5 내지 2.5 중량부의 증점제를 포함할 수 있으며, 증점제를 소량 포함할 경우 칙소성의 저하되어 골재가 묻혀 미끄럼방지 포장재의 미끄럼 저항성능이 저하되고, 증점제를 다량 포함할 경우 지나치게 높은 점도에 의해 작업성이 저하되고 균일한 도막 형성이 어려우며, 미끄럼 저항성능의 불균일성과 유연성의 저하 등의 문제점이 나타날 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 증점제가 적거나 많으면 미끄럼방지 포장재의 초기 미끄럼저항 성능뿐만 아니라 마모 후의 미끄럼저항 성능도 현저히 감소할 수 있고 불균일한 도막 형성 등 시공 불량에 의한 미끄럼방지 포장재의 손상이 쉽게 일어날 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
1.표면개질된 산화그래핀의 제조
에탄올 100g에 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란 5g을 투입하고 균일하게 혼합하여 표면개질제 용액을 제조하였다. 제조된 표면개질제 용액에 평균입경이 15㎛인 산화 그래핀 10g을 투입한 뒤, 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 이후, 산화그래핀 입자를 분리하고 건조하여 표면개질된 산화그래핀을 제조하였다.
2. 미끄럼방지 포장재 조성물의 제조
중량평균 분자량이 약 50,000인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 100 중량부 대비 메틸메타크릴레이트(MMA) 115 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 31 중량부, 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 24.6 중량부를 반응용기에 투입하고 60~70℃에서 3시간 동안 완전히 용해 시킨 후 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA) 24.6 중량부, 트리부틸 O-아세틸시트레이트(이하 TBoAC라 함), 융점이 약 55℃인 파라핀 왁스, 반응 촉진제로 N.N-bis-(2-hydroxyethyl)-p-toluidine을 첨가하고 균일하게 교반하여 수지부를 제조하였다.
이때, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트(MMA) 115 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 31 중량부, 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 및 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA)이 아크릴부이며, 이 아크릴부를 이하 AC라 한다.
제조한 수지부에 우레탄계 증점제(BYK-410, BYK)를 투입하여 1차 교반한다.
이후 표면개질한 산화그래핀, 평균입경 약 0.4㎜인 규사(실리카 샌드), 평균입경이 약 15 ㎛인 탄산칼슘 체질안료 및 산화철 적색 착색안료를 투입하고 균일하게 분산하여 미끄럼방지 포장재를 제조하였다.
상기 미끄럼방지 포장재 조성물은 상기 아크릴부 100 중량부 대비 트리부틸 O-아세틸시트레이트 8.3 중량부, 파라핀 왁스 3.1 중량부, 반응촉진제 3 중량부, 우레탄계 증점제 1.4 중량부, 표면개질한 산화그래핀 10.7 중량부, 실리카샌드 190 중량부, 산화철 착색안료 9.3 중량부 및 탄산칼슘 체질안료 148 중량부를 혼합하여 제조하였다.
[제조예 2 내지 10]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, [표 1]의 중량비에 따라 각 조성의 첨가량을 달리하여 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다. 다만 [표 1]에 기재되지 않은 조성은 제조예 1과 동량 첨가하였다.
제조예 AC TBoAC 파라핀왁스 산화그래핀 증점제
1 100 8.3 3.1 10.7 1.4
2 100 7.2 2.8 5.2 0.6
3 100 9.1 3.5 22.1 2.3
4 100 1.8 3.1 10.7 1.4
5 100 11.5 3.1 10.7 1.4
6 100 8.3 0.6 10.7 1.4
7 100 8.3 7.2 10.7 1.4
8 100 8.3 3.1 3.1 1.4
9 100 8.3 3.1 10.7 0.3
10 100 8.3 3.1 10.7 3.6
[제조예 11 내지 13]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 아크릴부의 함량을 [표 2]와 같이 달리하여 첨가하여 각각 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
제조예 PMMA MMA 2-EHA HPMA TPGDA
1 100 115 31 24.6 24.6
11 100 115 31 12 24.6
12 100 115 31 40 24.6
13 100 115 31 24.6 12.5
유연성 확인
유연성은 KS M ISO 1519 도료와 바니시 - 굴곡시험(원통형 맨드릴)에 의거하여 실시하고 시험편은 1.5mm 두께로 도포하고, 맨드릴 지름은 32mm를 사용하여 굴곡시험을 실시하였고 시험 후 도막의 박리 및 크렉 발생 여부를 관찰하였다.
부착강도
부착강도 시편은 SPS-KSPICKTS-001-7189에 의거하여 25℃와 50℃에서 각각 제조하여 부착강도를 측정 하였다. 그 결과를 25℃에서 제작한 시편의 부착강도와 50℃ 조건에서 제작한 시편의 부착강도 결과를 확인하였다.
미끄럼 저항성(초기) 확인
미끄럼 저항성 시험은 시편을 제작하고 KS F 2375에 따라 미끄럼 저항을 측정하였다.
내마모도 확인
내마모도 시험은 시편을 제작하고 KS M 6080의 5.2.16의 절차에 따라 내마모도 시험 100만 회를 실시한 후 마모율(%)을 측정하였다.
마모 후 미끄럼 저항성 확인
내마도로 시험(100만 회) 후 KS F 2375에 따라 마모된 시편의 미끄럼 저항을 측정하여 마모 후 미끄럼 저항성을 확인하였다.
이상의 시험 결과는 아래 [표 3]과 같다.
유연성 마모율
(%)		 초기
미끄럼저항
(BPN)		 마모 후
미끄럼저항
(BPN)		 25℃ 부착강도
(MPa)		 50℃ 부착강도
(MPa)
제조예 1 양호 0.1 88 85 2.3 2.2
제조예 2 양호 0.2 85 82 2.3 2.1
제조예 3 양호 0.2 85 80 2.2 2.1
제조예 4 도막박리 및 크렉 0.9 84 67 1.9 1.8
제조예 5 양호 0.8 83 68 1.6 1.7
제조예 6 양호 0.7 83 73 1.7 1.4
제조예 7 크렉 0.9 82 73 1.6 1.2
제조예 8 크렉 0.7 83 71 1.8 1.7
제조예 9 양호 0.6 73 61 1.8 1.8
제조예 10 크렉 0.7 79 69 1.9 1.7
제조예 11 크렉 1.3 86 72 1.7 1.7
제조예 12 도막박리 및 크렉 1.2 84 71 1.8 1.7
제조예 13 크렉 1.3 86 70 1.7 1.6
[표 3]을 참고하면, 제조예 1 내지 3이 유연성 및 부착강도(25℃, 50℃)가 우수하고, 동시에 미끄럼 방지재의 마모율, 초기 미끄럼 저항, 마모 후 미끄럼 저항도 우수한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물 및 1.5 내지 5 중량부의 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 함유하는 수지부 및,
    아크릴부 100 중량부 대비 말단에 아크릴 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제로 표면개질된 산화그래핀 3.5 내지 30 중량부 및 증점제 0.5 내지 3.5 중량부를 포함하고,
    상기 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부 대비, 15 내지 35 중량부의 다관능 아크릴 단량체, 15 내지 35 중량부의 하이드록시 아크릴 단량체 및 130 내지 160 중량부의 알킬 아크릴 단량체를 포함하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증점제는 우레탄계 증점제인 미끄럼방지 포장재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미끄럼방지 포장재 조성물은 규사를 포함하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상인 미끄럼방지 포장재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미끄럼방지 포장재 조성물은 톨루이딘계 반응 촉진제를 더 포함하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 아크릴 단량체는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상인 미끄럼방지 포장재 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상인 미끄럼방지 포장재 조성물.
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