KR102440823B1 - 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법 - Google Patents

고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 입체 망상 구조형 아크릴은
산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계;
중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 하기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 사용함으로써;
우수한 내후성, 강력한 부착강도, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 광택 등의 내구성이 매우 우수하여, 콘크리트 구조물의 사용수명이 획기적으로 개선될 수 있는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112022060201119-pat00005

상기 식에서 a는 1 내지 6의 정수이다.

Description

고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법{AQUEOUS HYBRID COATING COMPOSITION HAVING HIGH WEATHERABILITY AND DURABILITY, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND CONSTRUCTING METHOD FOR PROTECTING AND FINISHING CONCRETE SURFACE USING THE SAME}
본 발명은 우수한 내후성, 강력한 부착강도, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 광택 등의 내구성이 매우 우수하여, 콘크리트 구조물의 사용수명이 획기적으로 개선될 수 있는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법에 관한 것이다.
우리나라 같이 사계절이 뚜렷하고 온도변화가 많은 지역의 콘크리트 건물 또는 구조물은 해마다 50 내지 60 ℃의 여름철 고온과 영하의 겨울철 저온을 견디면서, 지속적인 팽창과 수축을 반복하게 되어, 고유의 물성이 약화되고 부식 및 파열이 발생하여 균열이 발생하기 쉽다. 특히 최근에는 지구온난화로 인한 잦은 기후변화로 상기한 문제점은 더욱 심각해지고 있다. 또한, 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투는 콘크리트의 내구성에 큰 악영향을 미친다. 이는 장기적으로 콘크리트 건물 또는 구조물에 치명적인 구조적 결함을 가져올 수 있다.
따라서 콘크리트 구조물의 장기적인 내구성을 확보하고 표면으로부터 작용하는 수분 및 유해 화학성분 등의 열화인자로부터 콘크리트 구조물을 보호할 필요가 있다. 이러한 콘크리트의 표면보호를 통해, 콘크리트 구조물의 기능유지 및 사용수명을 연장하여 안전과 경제성을 확보하기 위하여 다양한 방법들이 적용되고 있다.
보다 구체적으로 콘크리트 구조물의 표면을 발수처리하여 표면에 발수성을 부여하는 비도막식 공법이 사용되었는데, 상기 비도막식 공법은 초기에는 발수 및 방수효과가 우수하나, 발수제와 콘크리트 표면과의 물리적, 화학적 결합이 약해 시간이 지나면서 우수에 의해 씻겨져 나가 장기간 효과를 거두기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 콘크리트 구조물의 표면에 차단성과 방수성을 갖는 보호피막을 형성하는 도막식 공법이 사용되었다. 이러한 도막식 공법은 콘크리트 구조물의 기능 유지 및 사용수명을 연장하여 안전과 경제성을 확보하는 기술 중에 가장 효과적인 방법으로서, 대표적으로 에폭시계, 우레탄계 및 아크릴계 도막식 공법이 널리 사용되고 있다. 특히, 이러한 도막식 공법은 가공성이 좋고 접착성 및 유연성이 우수한 장점이 있으나, 콘크리트 내부와 외부의 증기흐름이 차단되어, 내부에서 형성되는 증기압에 의해 부풀음, 벗겨짐 등이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 자외선, 오존이나 수분에 의한 열화가 쉽게 발생하여 내구성이 쉽게 저하되며, 내열성이 낮고 기름과 같은 유기물질에 의하여 오염되기 쉬운 문제점이 있다. 또한, 경화 시 휘발성 유기 화합물의 방출과 경화 후의 다양한 환경요소, 특히 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등에 의해 열화되기 쉬우며, 자외선에 의한 황변현상, 잦은 기후변화로 인한 갈라짐, 부풀어 오름 현상 등에 의해 사용수명이 빠르게 떨어져 내후성 및 내구성의 확보에 어려움이 대두되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1794471호 대한민국 등록특허 제10-1797971호 대한민국 등록특허 제10-1996331호 대한민국 등록특허 제10-2135604호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 자외선 및 오존에 의한 황변현상, 잦은 기후변화로 인한 갈라짐, 부풀어 오름 현상 등의 문제점을 방지하고, 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투를 방지하며, 콘크리트 내부에서 형성되는 증기압에 의한 부풀음, 벗겨짐 등의 문제점을 방지할 수 있도록 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 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 구현예는 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 입체 망상 구조형 아크릴은
산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계;
중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 하기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것인 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022060201119-pat00001
상기 식에서 a는 1 내지 6의 정수이다.
상기 실리카 기반의 금속알콕사이드는
테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)의 실리콘 알콕사이드 100 중량부에 대하여; 테트라메톡시 게르마늄, 테트라에톡시 게르마늄, 테트라-n-프로폭시 게르마늄, 테트라-iso-프로폭시 게르마늄, 테트라-n-부톡시 게르마늄, 테트라-tert-부톡시 게르마늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 게르마늄 알콕사이드 10 내지 30 중량부; 및 테트라메톡시 티타늄, 테트라에톡시 티타늄, 테트라-n-프로폭시 티타늄, 테트라-iso-프로폭시 티타늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 티타늄 알콕사이드 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 실란 화합물은 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyltrimethoxy silane) 100 중량부에 대하여, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)ethyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)ethyl)butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필) 펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl)pentanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) pentanebis(thioate)] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 실란 화합물 1 내지 20 중량부를 포함하는 것이고;
상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트는 2-(퍼플루오로헥실) 부틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로헥실) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorohexyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로옥틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorooctyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로부틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물은 규소-함유 페로센 화합물 0.05 내지 10 중량%를 더 포함하는 것이고;
상기 규소-함유 페로센 화합물은 1,1'-디클로로-2-트리클로로실라닐-페로센, 비스(1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-실란, (1,1'-옥타메틸-페로세닐렌)-디메틸실란, (1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-디페닐실란, 1,1'-디[α-히드록시-α-(트리실릴프로필)에틸]페로센, 1,1'-디(프탈이미드메틸디실릴)페로센 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 제조방법으로서,
산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계; 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 하기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계; 및
상기 제조된 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 혼합하여, 1 내지 5 시간 동안 1000 내지 2000 rpm으로 숙성 및 교반시킴으로써, 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법으로서,
바탕면에 부착된 이물질 및 분진을 제거한 후, 세척 및 건조시켜 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 아크릴계 프라이머를 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 크랙이 존재하는 경우, 탄성 아크릴계 퍼티로 크랙을 보수한 후, 아크릴계 프라이머를 2차 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 1차 도포하는 단계; 및 상기 도포된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 2차 도포하는 단계;를 포함하는 것인 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법에 의하면; 고내후성 및 고내구성을 구현하여, 자외선 및 오존에 의한 황변현상, 잦은 기후변화로 인한 갈라짐, 부풀어 오름 현상 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 콘크리트 내부로 침투하여 콘크리트를 조밀하게 강화시킴과 동시에, 콘크리트와 물리적, 화학적으로 강력한 부착강도를 갖는 발수층을 형성하고, 콘크리트 표면에는 얇은 통기성 도막을 형성함으로써; 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투를 효과적으로 방지할 수 있고, 콘크리트 내부에서 형성되는 증기압에 의한 부풀음, 벗겨짐 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 내후성, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 광택 등의 내구성이 매우 우수하고, 건조경화가 빨라 후속 공정이 용이한 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 사용수명이 획기적으로 개선되어 산책길이나 광장 등 외부에 노출된 콘크리트 구조물에 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 크롬(Cr), 납(Pb) 등이 전혀 검출되지 않고, 휘발성 유기용매를 사용하지 않기 때문에 냄새가 없고, 친환경적이며, 시공환경이 쾌적하여, 실내 다중이용시설, 주차장, 공장 및 창고 등에도 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 제조방법의 개략적인 제조순서도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법의 개략적인 시공순서도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 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 구현예는 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 입체 망상 구조형 아크릴은
산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계;
중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 하기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것인 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022060201119-pat00002
상기 식에서 a는 1 내지 6의 정수이다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법에 의하면; 고내후성 및 고내구성을 구현하여, 자외선 및 오존에 의한 황변현상, 잦은 기후변화로 인한 갈라짐, 부풀어 오름 현상 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 콘크리트 내부로 침투하여 콘크리트를 조밀하게 강화시킴과 동시에, 콘크리트와 물리적, 화학적으로 강력한 부착강도를 갖는 발수층을 형성하고, 콘크리트 표면에는 얇은 통기성 도막을 형성함으로써; 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투를 효과적으로 방지할 수 있고, 콘크리트 내부에서 형성되는 증기압에 의한 부풀음, 벗겨짐 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 내후성, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 광택 등의 내구성이 매우 우수하고, 건조경화가 빨라 후속 공정이 용이한 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 사용수명이 획기적으로 개선되어 산책길이나 광장 등 외부에 노출된 콘크리트 구조물에 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 크롬(Cr), 납(Pb) 등이 전혀 검출되지 않고, 휘발성 유기용매를 사용하지 않기 때문에 냄새가 없고, 친환경적이며, 시공환경이 쾌적하여, 실내 다중이용시설, 주차장, 공장 및 창고 등에도 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기한 본 발명의 효과는 입체 망상 구조형 아크릴을 사용함으로써, 더욱 효과적으로 구현할 수 있다. 특히 상기 입체 망상 구조형 아크릴은 콘크리트와 물리적, 화학적으로 강력한 부착강도를 구현할 수 있고, 고내후성 및 고내구성을 구현할 수 있는 기능을 한다.
보다 구체적으로, 상기 입체 망상 구조형 아크릴은 산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계; 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 상기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
먼저, 상기 입체 망상 구조형 아크릴은 산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계;를 수행한다.
이때, 산촉매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 염산, 질산, 황산, 인산, 아세트산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 실리카 기반의 금속알콕사이드는 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)의 실리콘 알콕사이드를 사용함으로써, 조성물이 콘크리트의 내부로 깊숙히 침투하여, 우수한 부착강도와 고내구성 및 고내후성을 구현할 수 있도록 할 수 있는 것이다.
또한, 상기 실리카 기반의 금속알콕사이드는 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)의 실리콘 알콕사이드 100 중량부에 대하여; 테트라메톡시 게르마늄, 테트라에톡시 게르마늄, 테트라-n-프로폭시 게르마늄, 테트라-iso-프로폭시 게르마늄, 테트라-n-부톡시 게르마늄, 테트라-tert-부톡시 게르마늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 게르마늄 알콕사이드 10 내지 30 중량부; 및 테트라메톡시 티타늄, 테트라에톡시 티타늄, 테트라-n-프로폭시 티타늄, 테트라-iso-프로폭시 티타늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 티타늄 알콕사이드 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것을 사용함으로써; 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 표면에는 얇은 통기성 도막을 형성함으로써; 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투를 효과적으로 방지할 수 있고, 콘크리트 내부에서 형성되는 증기압에 의한 부풀음, 벗겨짐 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 보다 바람직한 상기 실리카 기반의 금속알콕사이드는 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)의 실리콘 알콕사이드 100 중량부에 대하여; 테트라메톡시 게르마늄 10 내지 30 중량부; 및 테트라-iso-프로폭시 티타늄 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것을 사용함으로써 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 알코올 화합물은 상기 금속알콕사이드를 용해시키기 위한 용매로서 사용된다. 이러한 상기 알코올 화합물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기성 촉매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 암모니아(ammonia), 트리에틸아민(triethylamine, TEA), 에탄올아민(ethanolamine, EA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
이후, 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 상기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계;를 수행한다.
이때, 상기 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 상기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트는 우수한 바인더로서의 기능을 한다. 보다 구체적으로, 상기한 금속산화물의 표면에 입체 망상 구조형 아크릴을 형성할 수 있도록 하고, 콘크리트 구체에 보다 우수한 내구성 및 내후성을 구현하면서 단단히 부착할 수 있도록 하는 기능을 한다. 상기 중량 평균 분자량(Mw)이 너무 낮은 경우에는 상기한 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 중량 평균 분자량(Mw)이 너무 높은 경우에는 상기한 효과는 개선될 수 있지만, 점도가 지나치게 상승하여, 도막 불량이 발생하거나 콘크리트 내부 침투성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트는 우수한 접착력 뿐만 아니라, 특히, 발수, 내후성, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성의 성능을 매우 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트는 2-(퍼플루오로헥실) 부틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로헥실) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorohexyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로옥틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorooctyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로부틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트는 상기한 폴리 아크릴레이트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과를 기대하기는 어렵고, 콘크리트 내부 침투성능이 저하되거나, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 실란 화합물은 우수한 접착력 뿐만 아니라, 고분산성, 발수, 내후성, 내오염성, 내수성, 내화학성, 침투성의 성능을 매우 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 실란 화합물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyltrimethoxy silane), 3-비닐트리메톡시 실란(3-vinyltrimethoxy silane), 3-이소시아나토프로필트리메톡시 실란(3-isocyanatopropyltrimethoxy silane) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 실란 화합물은 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyltrimethoxy silane) 100 중량부에 대하여, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)ethyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)ethyl)butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필) 펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl)pentanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) pentanebis(thioate)] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 실란 화합물 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 실란 화합물은 상기한 폴리 아크릴레이트 100 중량부에 대하여, 30 내지 70 중량부 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 실란 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 실란 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과를 기대하기는 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 알코올 화합물은 용매로서 사용된다. 이러한 상기 알코올 화합물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 알코올 화합물은 상기한 폴리 아크릴레이트 100 중량부에 대하여, 30 내지 70 중량부 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 알코올 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 알코올 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 접착력 등의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 하이드록시 설포네이트계 계면활성제는 구성성분 간의 분산성을 향상시킴으로써 안정적인 입체 망상 구조를 형성할 수 있도록 하는 기능을 한다. 이로써, 고내후성 및 고내구성을 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 광택 및 마모성능이 매우 개선되는 효과가 있다.
이러한 상기 하이드록시 설포네이트계 계면활성제의 비제한적인 예를들면, 소듐 라우릴글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트, 소듐 코코글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트, 소듐 데실글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 하이드록시 설포네이트계 계면활성제는 상기한 폴리 아크릴레이트 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부 범위로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 하이드록시 설포네이트계 계면활성제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 하이드록시 설포네이트계 계면활성제의 함량이 너무 많은 경우에는 접착력 등의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 산촉매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 염산, 질산, 황산, 인산, 아세트산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
이후, 상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계;를 수행한다.
이때, 상기 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체는 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴 전구체의 함량이 너무 적은 경우에는 접착력 및 내구성의 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아크릴 전구체의 함량이 너무 많은 경우에는 콘크리트 내부 침투성능 및 내마모성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 산촉매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 예를들면, 염산, 질산, 황산, 인산, 아세트산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
이러한 상기 제조된 입체 망상 구조형 아크릴은 pH 8 내지 9이고, 비중이 1.05 내지 1.25이며, 평균입경이 1 내지 20 nm인 고형분이 30 내지 55 중량%인 것일 수 있다.
또한, 상기 입체 망상 구조형 아크릴은 본 발명의 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물에 60 내지 99 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 입체 망상 구조형 아크릴의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 입체 망상 구조형 아크릴의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체는 접착력 및 내구성을 개선하는 기능을 한다.
상기 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체는 본 발명의 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물에 0.1 내지 15 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체는 강도, 수밀성, 내수성, 내화학성, 내마모성 및 내구성을 개선하는 기능을 한다.
상기 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체는 본 발명의 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물에 0.1 내지 15 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 강도, 내후성, 내수성, 내화학성 및 내구성을 개선하는 기능을 한다.
상기 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 본 발명의 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물에 0.05 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA)는 접착력, 강도, 내후성, 내화학성, 내마모성 및 내구성을 개선하는 기능을 한다.
상기 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA)는 본 발명의 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물에 0.05 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA)의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물은 규소-함유 페로센 화합물 0.05 내지 10 중량%를 더 포함함으로써, 내후성, 내오염성 및 내열성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 규소-함유 페로센 화합물은 1,1'-디클로로-2-트리클로로실라닐-페로센, 비스(1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-실란, (1,1'-옥타메틸-페로세닐렌)-디메틸실란, (1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-디페닐실란, 1,1'-디[α-히드록시-α-(트리실릴프로필)에틸]페로센, 1,1'-디(프탈이미드메틸디실릴)페로센 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물은 피록톤올아민 0.01 내지 5 중량%를 더 포함함으로써, 내후성, 내마모성, 내화학성 및 빠른 건조시간을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 제조방법으로서,
산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계; 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 상기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계; 및
상기 제조된 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 혼합하여, 1 내지 5 시간 동안 1000 내지 2000 rpm으로 숙성 및 교반시킴으로써, 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 제조방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 제조방법의 개략적인 제조순서도를 도 1에 도시하였다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법으로서,
바탕면에 부착된 이물질 및 분진을 제거한 후, 세척 및 건조시켜 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 아크릴계 프라이머를 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 크랙이 존재하는 경우, 탄성 아크릴계 퍼티로 크랙을 보수한 후, 아크릴계 프라이머를 2차 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 1차 도포하는 단계; 및 상기 도포된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 2차 도포하는 단계;를 포함하는 것인 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법의 개략적인 시공순서도를 도 2에 도시하였다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법에 의하면; 고내후성 및 고내구성을 구현하여, 자외선 및 오존에 의한 황변현상, 잦은 기후변화로 인한 갈라짐, 부풀어 오름 현상 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 콘크리트 내부로 침투하여 콘크리트를 조밀하게 강화시킴과 동시에, 콘크리트와 물리적, 화학적으로 강력한 부착강도를 갖는 발수층을 형성하고, 콘크리트 표면에는 얇은 통기성 도막을 형성함으로써; 유해한 외기와 수분 뿐만 아니라, 환경오염으로 인한 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물 및 해양환경에서의 염소이온 등 화학성분의 침투를 효과적으로 방지할 수 있고, 콘크리트 내부에서 형성되는 증기압에 의한 부풀음, 벗겨짐 등의 문제점을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 내후성, 내오염성, 내열성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 광택 등의 내구성이 매우 우수하고, 건조경화가 빨라 후속 공정이 용이한 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 사용수명이 획기적으로 개선되어 산책길이나 광장 등 외부에 노출된 콘크리트 구조물에 매우 유용하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 크롬(Cr), 납(Pb) 등이 전혀 검출되지 않고, 휘발성 유기용매를 사용하지 않기 때문에 냄새가 없고, 친환경적이며, 시공환경이 쾌적하여, 실내 다중이용시설, 주차장, 공장 및 창고 등에도 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>
입체 망상 구조형 아크릴의 준비
테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate) 및 에탄올을 1.5: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 후, 상기 금속알콕사이드 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 이와는 별도로 증류수 및 암모니아를 5: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 준비된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 2 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하였다.
한편, 중량 평균 분자량(Mw)이 8,550 g/mol이고, 하기 화학식 1-1의 말단 하이드록시 C4 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 2-(퍼플루오로부틸) 에틸 메타크릴레이트 22 중량부, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 50 중량부, 에탄올 50 중량부 및 소듐 라우릴글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트 3 중량부를 혼합한 혼합물에, 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하였다.
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 4 중량비율로 혼합 및 70 ℃의 온도에서 1 시간 동안 교반한 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 염산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112022060201119-pat00003
상기 식에서 a는 3의 정수이다.
<제조예 2>
입체 망상 구조형 아크릴의 준비
테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate) 100 중량부에 대하여; 테트라-iso-프로폭시 티타늄 7 중량부를 더 포함하는 금속알콕사이드 및 에탄올을 1: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 후, 상기 금속알콕사이드 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 이와는 별도로 증류수 및 암모니아를 5: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 준비된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 2 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하였다.
한편, 중량 평균 분자량(Mw)이 8,550 g/mol이고, 상기 화학식 1-1의 말단 하이드록시 C4 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 2-(퍼플루오로옥틸) 에틸 메타크릴레이트 22 중량부, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 50 중량부, 에탄올 50 중량부 및 소듐 라우릴글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트 3 중량부를 혼합한 혼합물에, 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하였다.
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 4 중량비율로 혼합 및 70 ℃의 온도에서 1 시간 동안 교반한 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 염산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하였다.
<제조예 3>
입체 망상 구조형 아크릴의 준비
테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate) 100 중량부에 대하여; 테트라메톡시 게르마늄 18 중량부; 및 테트라-iso-프로폭시 티타늄 7 중량부를 더 포함하는 금속알콕사이드 및 에탄올을 1: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 후, 상기 금속알콕사이드 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 이와는 별도로 증류수 및 암모니아를 5: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 준비된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 2 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하였다.
한편, 중량 평균 분자량(Mw)이 8,550 g/mol이고, 상기 화학식 1-1의 말단 하이드록시 C4 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 2-(퍼플루오로옥틸) 에틸 메타크릴레이트 22 중량부, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 50 중량부, 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트) 7 중량부, 에탄올 50 중량부 및 소듐 데실글루코사이드 하이드록시프로필설포네이트 3 중량부를 혼합한 혼합물에, 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하였다.
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 4 중량비율로 혼합 및 70 ℃의 온도에서 1 시간 동안 교반한 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 염산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하였다.
<비교제조예 1>
비교용 아크릴의 준비
테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate) 및 디에틸렌 글리콜을 1: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 후, 상기 금속알콕사이드 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 이와는 별도로 증류수 및 암모니아를 5: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 준비된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 2 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하였다.
한편, 메타크릴산메틸 100 중량부, 아크릴산n-부틸 50 중량부, 메타크릴산 12 중량부, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 15 중량부 및 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 50 중량부를 혼합한 혼합물에, 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하였다.
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 4 중량비율로 혼합 및 70 ℃의 온도에서 1 시간 동안 교반한 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 염산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 비교용 아크릴을 제조하였다.
<비교제조예 2>
비교용 아크릴의 준비
테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate) 및 디에틸렌 글리콜을 1: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 후, 상기 금속알콕사이드 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 이와는 별도로 증류수 및 암모니아를 5: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 준비된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 2 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하였다.
한편, 중량 평균 분자량(Mw)이 8,550 g/mol이고, 상기 화학식 1-1의 말단 하이드록시 C4 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 50 중량부, 에탄올 30 중량부 및 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 10 중량부를 혼합한 혼합물에, 9 중량% 농도의 질산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하였다.
상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 4 중량비율로 혼합 및 70 ℃의 온도에서 1 시간 동안 교반한 혼합물 100 중량부에 9 중량% 농도의 염산 수용액 10 중량부를 드롭핑(dropping)한 후, 70 ℃의 온도에서 2 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하였다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 혼합함으로써, 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
입체 망상 구조형 아크릴 65
[제조예1]		 63
[제조예2]		 61
[제조예 3]		 - -
비교용 아크릴 - - - 65
[비교제조예1]		 65
[비교제조예2]
에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 10 10 10 10 10
아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 12.5 12 12.5 12.5 12.5
에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 7 7 7 7 7
폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
규소-함유 페로센 화합물
[1,1'-디[α-히드록시-
α-(트리실릴 프로필)
에틸]페로센]		 - 2.5 2.5 - -
피록톤올아민 - - 1.5 - -
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예>
상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물 및 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물을 이용하여 도막을 형성한 후, 형성된 도막의 물성을 각각 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 시험방법 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
광택도(60˚) KS M ISO 2813-07 65 69 70 55 59
재도장성 KS M 6020-14 ◎ ◎ ◎ △ ○
인화점(℃) KS M 2010-08 100℃까지 불꽃 발생없음 100℃까지 불꽃 발생없음 100℃까지 불꽃 발생없음 71 88
부착강도
(N/㎟)		 KS F 4929-10 2.9 3.1 3.2 1.8 2.1
내충격성 KS F 4929-10 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 이상없음
내열성
(70℃, 48hr)		 KS M ISO 2812(1)-12 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 이상없음
내수성
(증류수, 168hr)		 KS M ISO 2812(1)-12 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내알칼리성
(5% NaCl, 168hr)		 KS M ISO 2812(1)-12 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 이상없음
내산성
(5% HCl, 168hr)		 KS M ISO 2812(1)-12 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 들뜸발생
촉진내후성 시험후 외관상태
(300시간)		 KS F 2274-02 이상없음 이상없음 이상없음 변색발생 변색발생
내세척성
(1000회)		 KS M 5000-14 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
연필경도 KS M ISO 15184-13 H H 2H F H
지촉건조(hr) KS M 5000-14 1.0 0.7 0.4 3.4 2.8
경화건조(hr) KS M 5000-14 2.0 1.9 1.7 4.2 3.1
내마모성
(g, CS-17, 1,000g,
1,000회전)		 ASTM D 4060 :1 0.29 0.21 0.15 0.43 0.37
(◎:아주 양호함 ○:우수함 △:보통 ×:불량)
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 우수한 물성을 나타내는 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. 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 포함하되;
    상기 입체 망상 구조형 아크릴은
    산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계;
    중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 하기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및
    상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112022060201119-pat00004

    상기 식에서 a는 1 내지 6의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 기반의 금속알콕사이드는
    테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)의 실리콘 알콕사이드 100 중량부에 대하여; 테트라메톡시 게르마늄, 테트라에톡시 게르마늄, 테트라-n-프로폭시 게르마늄, 테트라-iso-프로폭시 게르마늄, 테트라-n-부톡시 게르마늄, 테트라-tert-부톡시 게르마늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 게르마늄 알콕사이드 10 내지 30 중량부; 및 테트라메톡시 티타늄, 테트라에톡시 티타늄, 테트라-n-프로폭시 티타늄, 테트라-iso-프로폭시 티타늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 티타늄 알콕사이드 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실란 화합물은
    3-메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyltrimethoxy silane) 100 중량부에 대하여, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)ethyl) butanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)에틸)부탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)ethyl)butanebis(thioate)], 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필) 펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(triethoxysilyl)propyl)pentanebis(thioate)], 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)펜탄비스(티오에이트)[bis(3-(trimethoxysilyl)propyl) pentanebis(thioate)] 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 실란 화합물 1 내지 20 중량부를 포함하는 것이고;
    상기 퍼플루오로알킬 아크릴레이트는 2-(퍼플루오로헥실) 부틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로헥실) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorohexyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로옥틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorooctyl) Ethyl Methacrylate), 2-(퍼플루오로부틸) 에틸 메타크릴레이트(2-(Perfluorobutyl) Ethyl Methacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물은 규소-함유 페로센 화합물 0.05 내지 10 중량%를 더 포함하는 것이고;
    상기 규소-함유 페로센 화합물은 1,1'-디클로로-2-트리클로로실라닐-페로센, 비스(1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-실란, (1,1'-옥타메틸-페로세닐렌)-디메틸실란, (1,1'-디클로로-2,2'-페로세닐렌)-디페닐실란, 1,1'-디[α-히드록시-α-(트리실릴프로필)에틸]페로센, 1,1'-디(프탈이미드메틸디실릴)페로센 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 제조방법으로서,
    산촉매 존재하에서 테트라메틸오르토 실리케이트(Tetramethylortho silicate) 또는 테트라에틸오르토 실리케이트(Tetraethylortho silicate)를 포함하는 실리카 기반의 금속알콕사이드 및 알코올 화합물을 1 내지 2: 1 중량비율로 혼합하여 금속알콕사이드 혼합물을 제조한 이후, 증류수 및 염기성 촉매를 3 내지 15: 1 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 제조된 금속알콕사이드 혼합물을 드롭핑(dropping)하여 상온에서 1 내지 3 시간 동안 가수분해시킴으로써, 금속산화물의 전구체를 제조하는 단계; 중량 평균 분자량(Mw)이 5,000 내지 10,000 g/mol이고, 상기 화학식 1의 말단 하이드록시 C1 내지 C7 알킬 디페닐 기를 갖는 폴리 아크릴레이트 100 중량부, 퍼플루오로알킬 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 실란 화합물 30 내지 70 중량부, 알코올 화합물 30 내지 70 중량부 및 하이드록시 설포네이트계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 혼합한 혼합물에, 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 아크릴 전구체를 제조하는 단계; 및 상기 각각 제조된 금속산화물의 전구체 및 아크릴 전구체를 1: 3 내지 7 중량비율로 혼합 및 65 내지 85 ℃의 온도에서 1 내지 3 시간 동안 교반한 혼합물에 5 내지 20 중량% 농도의 산촉매 수용액을 드롭핑(dropping)한 후, 65 내지 85 ℃의 온도에서 2 내지 5 시간 동안 반응시킴으로써, 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계를 포함하는 제조방법으로 입체 망상 구조형 아크릴을 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 입체 망상 구조형 아크릴 60 내지 99 중량%, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 0.1 내지 15 중량%, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.05 내지 10 중량% 및 폴리 n-부틸메타크릴레이트(PBMA) 0.05 내지 10 중량%를 혼합하여, 1 내지 5 시간 동안 1000 내지 2000 rpm으로 숙성 및 교반시킴으로써, 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 이용한 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법으로서,
    바탕면에 부착된 이물질 및 분진을 제거한 후, 세척 및 건조시켜 바탕면을 정리하는 단계; 상기 정리된 바탕면에 아크릴계 프라이머를 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 크랙이 존재하는 경우, 탄성 아크릴계 퍼티로 크랙을 보수한 후, 아크릴계 프라이머를 2차 도포하는 단계; 상기 도포된 프라이머의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 1차 도포하는 단계; 및 상기 도포된 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물의 상면에 상기 고내후성 및 고내구성을 갖는 수성 하이브리드 코팅재 조성물을 2차 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면의 보호 및 마감 시공방법.
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