KR102424682B1 - 황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 - Google Patents

황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 황철석을 포함하는 무독성 및 아산화동-프리 방오도료 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 해양 환경오염의 주원인인 구리 화합물 및/또는 유기 주석 화합물을 포함하지 않으면서 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장을 억제하여 방오 효과를 향상시킬 수 있는 황철석과 무기 광물질 그리고 실릴 수지를 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 {Cuprous oxide free silyl antifouling coating composition comprising pyrite}
본 발명은 황철석을 포함하는 무독성 및 아산화동 프리(Cuprous oxide-free) 실릴 방오도료 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 방오도료 조성물 중 해양 환경오염의 주원인인 물질인 구리 화합물 및/또는 유기 주석 화합물을 포함하지 않으면서 황철석과 무기광물질을 포함하는 실릴 방오도료 조성물을 통해 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장을 억제하여 방오 효과를 향상시킬 수 있는 황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물에 관한 것이다.
선저(선박의 하부)에는 조개류, 해조류 등의 해중생물의 부착으로 인하여 선체의 부식과 손상을 일으키며, 또한 선속의 감속을 유발하여 연비가 상승되고 엔진 부하로 엔진의 수명이 단축된다. 이와 같은 문제를 방지하고자 여러가지 방오 선저도료가 개발되고 있다.
방오 선저도료로서 오랫동안 사용되어온 주석(tin) 함유 가수분해형 도료는 방오성능이 우수하였으나, 2001년 10월 5일 국제 해사기구(IMO)의 뉴욕회의에서 해양오염의 원인인 주석을 선저도료에 함유시키는 것을 금지키로 합의하였고, 2008년 이후 모든 선박은 기존 도막(주석 함유한 도막)을 벗겨야 하는 강제 규약의 발효를 앞두고 있다. 이에 최근에는 주석을 함유치 않는 Tin-free형 도료로 아크릴 수지의 측쇄에 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 등을 지닌 가수분해형 방오 선저도료가 주류를 이루게 되었다.
기존의 방오도료는 주석, 아산화동 등 유기방오제를 사용하여 도막으로부터 유독 물질이 용출됨으로써 해양생물의 신경계 질환 및 개체변이를 가중시키는 문제가 있기 때문에 환경에 대한 관심이 점차 증가해 가는 추세와 함께 기존 방오도료의 독극물 환경규제 운동으로 인해 환경친화형의 선박용 방오도료의 연구 및 실험이 계속되고 있다.
상기 가수분해형 선저도료의 경우 대다수는 아크릴 수지의 측쇄에 연결된 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn) 등의 양이 적기 때문에 방오성능을 보강하기 위해 아산화동을 병행하고 있으나, 알루미늄 선박에 아산화동을 함유하는 도료를 사용하면 원하지 않는 화학적 반응을 일으킬 수 있으며, 또한 아산화동-함유 도료는 레드 브라운 또는 브라운 색상 이외의 색상 발휘가 가능하지 않았다.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 아산화동을 포함하지 않으면서 우수한 방오 효과를 갖는 방오 도료의 개발이 시급하다고 인식하여, 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1963940호
본 발명의 목적은 현재 사용되는 방오도료의 주요 성분이며 해양 환경 파괴의 원인이 되는 구리 화합물 및/또는 유기 주석 화합물을 포함하지 않으면서 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장을 억제하여 방오 효과를 향상시킬 수 있는 황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방오도료 표면에서 자유 라디칼을 생성하는 황철석을 포함함으로써, 높은 반응성을 가지면서 긴 수명을 갖는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 황철석을 포함하는 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 황철석(FeS2); 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체가 1 내지 1.5 : 1의 중량비로 혼합되어 이루어진 공중합체; 및 무기광물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방오도료 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 방오 도료용 조성물은 아산화동 프리(Cu2O free)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 방오도료 조성물은 황철석 1 내지 20 중량%; 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 25 내지 50 중량%; 및 무기광물질 10 내지 50 중량%;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아크릴 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 및 메타크릴산(Methacrylic acid) 단량체의 1:1 혼합물인 아크릴 단량체 및 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hydroxyethyl acrylate)인 관능성 단량체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체는 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트(Triethylsilyl methacrylate);인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무기광물질은 엘바이트(elbaite); 조장석(albite); 석영(quartz); 돌로마이트(dolomite); 및 알만딘(almandine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 무기광물질은 석영; 돌로마이트; 및 알만딘의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속산화물은 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3, BaO, Rb2O, Cs2O, TiO2, MnO, SrO 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 황철석을 포함하는 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법에 언급된 모든 사항은 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.
본 발명의 황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법은 해양 환경오염의 주원인인 구리 화합물 및/또는 유기 주석 화합물을 포함하지 않으면서 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장을 억제하여 장기간 지속적으로 방오 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 황철석을 포함하는 아산화동 프리 실릴 방오도료 조성물 및 이의 제조방법은 방오도료 표면에서 자유 라디칼을 생성하는 황철석을 포함함으로써, 높은 반응성을 가지면서 긴 수명을 가질 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 (a) 실시예 1, (b) 실시예 2, (c) 비교예 1 및 (d) 비교예 2에 제조된 방오도료가 도포된 도막의 방오 성능을 확인한 이미지이다.
도 2는 (a) 실시예 1, (b) 실시예 2, (c) 비교예 1 및 (d) 비교예 2에 제조된 방오도료가 도포된 도막의 침지 전, 침지 6개월 후 및 침지 12개월 후의 방오 성능을 확인한 이미지이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 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 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
아산화동 프리 방오도료 조성물
본 발명은 황철석(pyrite, FeS2); 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체가 1 내지 1.5 : 1의 중량비로 혼합되어 이루어진 공중합체; 및 무기광물질;을 포함하는 방오도료 조성물을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 방오도료 조성물은 황철석 1 내지 20 중량%; 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 25 내지 50 중량%; 및 무기광물질 10 내지 50 중량%;을 포함할 수 있다.
상기 방오 도료용 조성물은 아산화동 프리(Cu2O free)인 실릴 방오 도료용 조성물이다.
상기 황철석은 다이아몬드와 같은 결정구조를 갖는 등축정계(cubic crystal system)에 속하는 광물로, 본 발명에 적용된 상기 황철석은 비중이 4.8 내지 5.3이며, 모스 굳기는 5.8 내지 6.8인 등축정계 광물일 수 있다.
상기 황철석은 250 내지 2000 매쉬(mesh) 입경을 갖는 분말(powder) 형태일 수 있다.
상기 황철석은 상기 아산화동 프리 방오도료에 포함됨으로써, 상기 방오도료의 표면에서 자유 라디칼을 생상하고, 상기 자유 라디칼의 높은 반응성으로 우수한 방오 효과를 나타낼 수 있는 친환경 구성일 수 있다.
[황철석 방오 메카니즘]
Figure 112021019084919-pat00001
상기 아크릴 단량체는 부틸아크릴레이트(Butyl acrylate), 스타이렌(Styrene), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate), 에틸메타크릴레이트(Ethyl methacrylate), n-부틸메타크릴레이트(n-Butyl methacrylate), t-부틸메타크릴레이트(t-Butylmethacrylate), 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile), 메타크릴로나이트릴(Methacrylonitrile), 이소보닐아크릴레이트(Isobornyl acrylate), 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hydroxyethyl acrylate) 및 메타크릴산(Methacrylic acid) 중에서 선택되는 1종 이상의 수지일 수 있으며, 바람직하게 상기 아크릴 단량체는 상기 메틸메타크릴레이트 및 메타크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 가장 바람직하게는 상기 메틸메타크릴레이트 및 메타크릴산의 1:1 혼합물인 아크릴 단량체일 수 있다.
상기 메틸메타크릴레이트 또는 메타크릴산은 동일한 곁가지를 가진 아크릴레이트계 단량체보다 내약품성과 강도면에서 우수하며, 유연성이 풍부하여 굴곡성을 부여하고 기관에 대한 밀착성이 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
상기 관능성 단량체는 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate), 하이드록시에틸아크릴레이트(Hydroxyethyl acrylate), 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hydroxyethyl acrylate), 하이드록시프로필메타아크릴레이트(Hydroxypropyl methacrylate), 하이드록시프로필아크릴레이트(Hydroxypropyl acrylate), 이타콘산(Itaconic acid, IA) 및 글리시딜메타아크릴레이트(Glycidylmethacrylate, GMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 2-하이드록시에틸아크릴레이트 및 글리시딜메타아크릴레이트에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 2-하이드록시에틸아크릴레이트일 수 있다.
상기 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체는 트리메틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리프로필실릴(메타)아크릴레이트, 트리이소프로필실릴(메타)아크릴레이트, 트리부틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리이소부틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리헥실실릴(메타)아크릴레이트, 트리옥틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리도데실릴(메타)아크릴레이트, 에틸디메틸실릴(메타)아크릴레이트, 부틸디메틸실릴(메타)아크릴레이트 및 옥틸디부틸실릴(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1조 이상일 수 있고, 바람직하게는 트리메틸실릴(메타)아크릴레이트, 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트 및 트리프로필실릴(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트(Triethylsilyl methacrylate)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 무기광물질은 엘바이트(elbaite); 조장석(albite); 석영(quartz); 돌로마이트(dolomite); 및 알만딘(almandine)의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 상기 엘바이트; 조장석; 석영; 돌로마이트; 및 알만딘이 1.0 내지 2.0 : 1.0 내지 2.0 : 1.0 내지 3.0 : 0.5 내지 1.0 : 0.5 내지 1.0의 부피비로 혼합된 혼합물일 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 엘바이트; 조장석; 석영; 돌로마이트; 및 알만딘이 1.0 내지 1.5 : 1.0 내지 1.5 : 1.2 내지 2.0 : 0.8 내지 1.0 : 0.8 내지 1.0의 부피비로 혼합된 혼합물일 수 있다.
상기 엘바이트는 H8Na2Li3Al15B6Si12O62 조성을 갖는 전기석의 한 성분 광물로서, 프리즈마틱 결졍상을 가지며 6.0 내지 8.0의 경도를 갖는 광물일 수 있다.
상기 조장석은 사장석과 같은 결정구조를 가지는 삼사정계에 속하는 광물로서, NaAlSi3O8 조성을 가질 수 있다.
상기 석영은 산소와 규소 원자로 구성된 광물로써, 규소(Si) 또는 이산화규소(SiO2)로 구성되어 있다. 상기 석영의 결정 구조는 삼방정계(trigonal crystal system)에 속하며, 이상적인 단결정의 형태는 결정의 끝이 육각-피라미드형으로 끝나는 육각-프리즘 형태일 수 있다.
상기 돌로마이트는 방해석의 돌로마이트화로 형성되는 삼방정계의 광물로써, 결정질의 칼슘-마그네슘 탄산염(CaMg(CO3)2) 성분으로 이루어진 탄산염 광물일 수 있다.
상기 알만딘은 등축정계의 유산염광물로서, Fe3+2Al2(SiO4)3 조성을 갖는다.
상기 무기광물질은 전기장 성질을 갖는 전기석일 수 있다.
상기 방오도료 조성물은 금속산화물을 추가적으로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 금속산화물은 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3, BaO, Rb2O, Cs2O, TiO2, MnO, SrO 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3, TiO2 및 MnO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 황철석을 포함하는 실릴 방오도료 조성물은 해양 환경오염의 주원인인 구리 화합물 및/또는 유기 주석 화합물을 포함하지 않으면서도 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장을 억제하여 장기간 지속적으로 방오 효과를 향상시킬 수 있다.
아산화동 프리 방오도료 조성물의 제조방법
본 발명은 황철석(FeS2); 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체; 및 무기광물질;을 혼합하여 아산화동이 포함되지 않아 친환경적인 방오도료 조성물을 제조할 수 있다.
상기 아산화동 프리 방오도료 조성물은 앞서 언급한 바와 같다.
상기 황철석(; 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체; 및 무기광물질;을 혼합할 시 유기용제를 첨가하여 제조될 수 있다.
상기 자일렌. 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 시클로펜탄, 옥탄, 헵탄 또는 화이트 스피리트(White spirit)를 포함하는 탄화수소류; 디옥산, 테트라히드로퓨란, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 또는 디에틸렌글리콜모노에틸에테르를 포함하는 에테르류; 아세트산부틸, 아세트산프로필, 아세트산벤질, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 또는 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트를 포함하는 아세테이트류; 에틸이소부틸케논 또는 메틸이소부틸케논을 포함하는 케톤류; 및 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 또는 이소부탄올을 포함하는 알콜; 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 당업계에 통상적으로 사용되며 상기 황철석(; 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체; 및 무기광물질;을 용해시킬 수 있는 유기용제라면 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 방오도료 조성물은 방오 용출 조절제, 가소제, 흐름 방지제, 침강 방지제, 소포제, 착색안료, 유기 보조 방오제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 적절히 조절하여 적용될 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예 1. 아산화동 프리 방오도료 1 제조
황철석 10 중량%;과 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 45 중량%;를 부탄올에 용해하였다. 이때, 상기 아크릴 단량체는 메틸메타크릴레이트 및 메타크릴산의 1:1(v/v) 혼합물이고, 상기 관능성 단량체는 2-하이드록시에틸아크릴레이트이며, 상기 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체는 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트이다. 또한, 상기 공중합체는 상기 아크릴 단량체와 관능성 단량체가 1:1(v/v) 혼합물인 아크릴 수지 : 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체가 1.2 : 1의 중량비로 혼합된 형태이다. 상기 황철석과 공중합체의 용해물에 무기광물질 40 중량%; 및 금속산화물 5 중량%를 첨가하여 본 발명에 따른 아산화동 프리 방오도료 1을 제조하였다. 이때, 상기 무기광물질은 엘바이트; 조장석; 석영; 돌로마이트; 및 알만딘이 1.2 : 1.2 : 1.5 : 0.9 : 0.9의 부피비로 혼합된 혼합물이며, 상기 금속산화물은 SiO2; CaO; Al2O3; MgO; K2O; Na2O; Fe2O3; TiO; 및 MnO;이 45.0 : 4.6 : 25.5 : 6.0 : 0.4 : 1.8 : 15.2 : 1.0 : 0.5의 중량%로 혼합된 금속산화물이다.
실시예 2. 아산화동 프리 방오도료 2 제조
황철석 12 중량%;과 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 48 중량%;를 아세트산프로필에 용해하였다. 이때, 상기 아크릴 단량체는 메틸메타크릴레이트 및 메타크릴산의 1:1(v/v) 혼합물이고, 상기 관능성 단량체는 2-하이드록시에틸아크릴레이트이며, 상기 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체는 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트이다. 또한, 상기 공중합체는 상기 아크릴 단량체와 관능성 단량체가 1:1(v/v) 혼합물인 아크릴 수지 : 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체가 1.2 : 1의 중량비로 혼합된 형태이다. 상기 황철석과 공중합체의 용해물에 무기광물질 35 중량%; 및 금속산화물 5 중량%를 첨가하여 본 발명에 따른 아산화동 프리 방오도료 2를 제조하였다. 이때, 상기 무기광물질은 엘바이트; 조장석; 석영; 돌로마이트; 및 알만딘이 1.2 : 1.2 : 1.5 : 0.9 : 0.9의 부피비로 혼합된 혼합물이며, 상기 금속산화물은 SiO2; CaO; Al2O3; MgO; K2O; Na2O; Fe2O3; TiO; 및 MnO;이 45.0 : 4.6 : 25.5 : 6.0 : 0.4 : 1.8 : 15.2 : 1.0 : 0.5의 중량%로 혼합된 금속산화물이다.
비교예 1. 비교 방오도료 1 제조
상기 실시예 1의 모든 조건은 동일하게 수행하되, 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 55 중량%;를 부탄올에 용해하고, 상기 용해물에 무기광물질 40 중량%; 및 금속산화물 5 중량%를 첨가하여 비교 방오도료 1을 제조하였다.
비교예 2. 비교 방오도료 2 제조
상기 실시예 2의 모든 조건은 동일하게 수행하되, 아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 60 중량%;를 아세트산프로필에 용해하고, 상기 용해물에 무기광물질 35 중량%; 및 금속산화물 5 중량%를 첨가하여 비교 방오도료 2를 제조하였다.
실험예 1. 방오 성능 시험
1.1. 방오 성능 정량화
본 발명에 따른 아산화동 프리 방오도료의 방오 성능을 확인하기 위해, 상기 실시예 1 및 2; 비교예 1 및 2에서 제조된 방오 도료를 분산기를 사용하여 교반하여 분산한 후, 200 메쉬 필터를 사용하여 여과하여 제조된 방오 도료조성물 각각을 샌드 블라스팅 처리된 강판에 도포 및 건조하여 도막을 형성하였다. 상기 도막을 2020년 09월 25일에서 2020년 10월 30일 동안 해수에 침적하였다. 그리고, 상기 도막에 대한 이미지(사진)를 촬영하고, 상기 이미지를 Image J 및 포토샵을 이용하여 gray scale 전환; 및 white&black 전환을 순차적으로 수행하고, 흑색(식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장 부분) 및 백색면적을 측정하였으며, 전체 면적 대비 흑색 면적의 비를 백분율로 계산하였고 이를 하기 [표 1] 및 도 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112021019084919-pat00002
상기 [표 1] 및 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 황철석을 포함하는 아산화동 프리 방오도료((a) 실시예 1 및 (b) 실시예 2)는 황철석을 포함하지 않는 (c) 비교예 1 및 (d) 비교예 2와 비교하여 식물성 조류 및/또는 동물성 유충의 부착 및/또는 생장 부분이 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다.
상기 결과로부터, 본 발명에 따라 황철석을 주요 구성으로 포함함으로써 보다 향상된 방오 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
1.2. 방오 성능 확인
본 발명에 따른 아산화동 프리 방오도료의 방오 성능을 확인하기 위해, 상기 실시예 1 및 2; 비교예 1 및 2에서 제조된 방오 도료를 분산기를 사용하여 교반하여 분산한 후, 200 메쉬 필터를 사용하여 여과하여 제조된 방오 도료조성물 각각을 샌드 블라스팅 처리된 강판에 도포 및 건조하여 도막을 형성하였다. 상기 도막을 2019년 09월 25일에서 2020년 09월 30일 동안 해수에 침적하였다. 이에 대한 침지 전, 침지 6개월 후 및 침지 12개월 후의 이미지를 촬영하였으며, 이를 도 2에 나타내었다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따라 황철석을 포함하는 (a) 실시예 1 및 (b) 실시예 2의 방오도료가 도포된 도막은 시간의 흐름과 상관없이 도막 전체가 매우 깨끗하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 황철석을 포함하지 않는 (c) 비교예 1 및 (d) 비교예 2의 방오도료는 전반적으로 바이오필름(Bio Film) 형성 및 식물성 조류 (갈색 조류)가 다수 부착되었음을 확인할 수 있다.
상기 결과로부터, 본 발명에 따라 황철석을 주요 구성으로 포함함으로써 바이오필름이 형성되지 않고 식물성 조류 부착이 관찰 되지 않아 보다 우수한 방오 성능을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로써 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 황철석(FeS2);
    아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체가 1 내지 1.5 : 1의 중량비로 혼합되어 이루어진 공중합체; 및
    무기광물질을 포함하고,
    상기 무기광물질은 엘바이트(elbaite); 조장석(albite); 석영(quartz); 돌로마이트(dolomite); 및 알만딘(almandine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이며,
    아산화동 프리(Cu2O free)인 방오도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방오도료 조성물은
    황철석 1 내지 20 중량%;
    아크릴 단량체 및 관능성 단량체가 공중합 된 아크릴 수지와 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체로 이루어진 공중합체 25 내지 50 중량%; 및
    무기광물질 10 내지 50 중량%;을 포함하는 방오도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 및 메타크릴산(Methacrylic acid) 단량체의 1:1 혼합물인 아크릴 단량체 및 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hydroxyethyl acrylate)인 관능성 단량체로 구성되며,
    상기 트리알킬실릴기를 포함하는 단량체는 트리에틸실릴(메타)아크릴레이트(Triethylsilyl methacrylate);인 방오도료 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방오도료 조성물은 금속산화물을 추가적으로 포함할 수 있고,
    상기 금속산화물은 SiO2, CaO, Al2O3, MgO, K2O, Na2O, Fe2O3, BaO, Rb2O, Cs2O, TiO2, MnO, SrO 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 방오도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 황철석은 250 내지 2000 매쉬(mesh) 입경을 갖는 분말(powder) 형태인 방오도료 조성물.
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