KR102465240B1 - 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부; 및 경화제부;로 이루어진 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물에 관한 것으로, 내마모성, 내수성, 내충격성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 아스팔트 및 콘크리트 도로면에 대한 부착력이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 제공한다.

Description

내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법 {Two-component room temperature curing type paint composition for road marking with excellent wear resistance and manufacturing method thereof}
본 발명은 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
노면표지용 도료는 교통 표지선을 그리는데 사용되는 도료로, 이액형 도료, 융착식 도료, 가열형 도료 또는 수용성 도료 등으로 구분된다.
이들 노면표지용 도료는 콘크리트나 아스팔트와 같은 도로 위의 노면에 시공되며, 시공 시 시공자의 안전과 차량 및 보행자의 통행제한을 최소화할 수 있도록 속경화성 이어야 하고, 시공 후 시인성이 장기간 유지될 수 있도록 노면과의 부착성, 글라스비드와의 고착성 및 내마모성 등이 우수해야함에 따라 이를 만족시키기 위한 노면표지용 도료의 연구가 지속적으로 이어지고 있다.
한편, 이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-17680811호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-17680811호 (2017.08.08)
본 발명은 내마모성, 내수성, 내충격성 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 아스팔트 및 콘크리트 도로면에 대한 부착력이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 제조 방법과 이를 이용한 노면표지용 도막의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부; 및 경화제부;로 이루어진 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000 g/mol일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 초고분자량폴리에틸렌 입자의 입경은 50 내지 300 ㎛일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 주제부는 셀룰로오스계 화합물을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 배합하는 단계;를 포함하는, 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 a) 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 포함하는 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 바닥면의 표면에 도장하는 단계; b) 도장면 상에 유리비드를 도포하는 단계; 및 c) 양생시키는 단계;를 포함하는, 내마모성이 우수한 노면표지용 도막의 형성 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물은 분자량이 매우 큰 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함함으로써 뛰어난 내마모성, 내수성 및 내충격성을 제공할 수 있으며, 무기입자 대비 아크릴계 고분자와의 혼용성이 우수하여 향상된 내구성을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부; 및 경화제부;로 이루어진 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물은 분자량이 매우 큰 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함함으로써 뛰어난 내마모성, 내수성 및 내충격성을 제공할 수 있으며, 무기입자 대비 아크릴계 고분자와의 혼용성이 우수하여 향상된 내구성을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 아크릴계 고분자는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있는데, 예를 들면 아크릴계 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있고, 보다 구체적인 일 예시로, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 알킬 (메타)아크릴레이트; 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 아미노알킬 (메타)아크릴레이트; 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산, 카르복시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 카르복시기 함유 아크릴 단량체; 글리시딜 (메트)아크릴레이 등의 에폭시 함유 아크릴 단량체; 에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트 등의 글리콜계 아크릴 단량체; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 중합시켜 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 초고분자량폴리에틸렌은 이름과 같이 분자량이 매우 큰 폴리에틸렌으로, 강도는 매우 높은 반면 마찰 계수가 작아 도막의 내마모성을 크게 향상시킬 수 있으며, 또한 내충격성, 내화학성 및 열안정성이 뛰어나다는 장점이 있다. 바람직하게, 상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000 g/mol일 수 있으며, 보다 좋게는 2,000,000 내지 9,000,000 g/mol일 수 있고, 더욱 좋게는 3,000,000 내지 7,000,000 g/mol일 수 있다. 이와 같은 범위에서 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 내마모성 및 내충격성이 가장 우수하여, 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 도로면에 도장한 후에도 노면표지가 장기간 유지될 수 있다.
이때, 상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것일 수 있다. 이처럼, 아크릴계 단량체를 초고분자량폴리에틸렌 입자의 표면에 미리 중합 코팅시킴에 따라 조성물 내 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체와의 혼용성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 도막 형성 후 입자의 탈리 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상세하게, 상기 아크릴계 단량체는 전술한 아크릴계 단량체와 동일할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 알킬 (메타)아크릴레이트; 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 아미노알킬 (메타)아크릴레이트; 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산, 카르복시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 카르복시기 함유 아크릴 단량체; 글리시딜 (메트)아크릴레이 등의 에폭시 함유 아크릴 단량체; 에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트 등의 글리콜계 아크릴 단량체; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 개시제는 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등의 퍼옥사이드계; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스2,4-디메틸발레로니트릴, 2,2'-아조비스2-메틸이소부티로니트릴 등의 아조계; 및 암모늄퍼설페이트, 포타슘퍼설페이트, 소듐퍼설페이트, 암모늄바이설페이트, 소듐바이설페이트 등의 설페이트계;로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 개시제는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량부로 첨가될 수 있다.
이 외에도 중합코팅층의 가교도의 향상을 위하여 표면개질제는 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 다관능성 아크릴계 단량체일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 부탄디올(메타)아크릴레이트, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨트리(메타)아크릴레이트 및 펜타에릴트리톨디(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 가교제는 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 25 중량부로 첨가될 수 있다.
또한, 상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 입경은 50 내지 300 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 100 내지 200 ㎛일 수 있다. 이와 같은 범위에서 우수한 내마모성 및 내충격성 등을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 아크릴계 고분자 등과 균일하게 혼합되어 도로면에 대한 부착력이 우수할 수 있다.
상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 50 내지 300 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 80 내지 250 중량부, 더욱 좋게는 150 내지 200 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 우수한 내마모성 및 내구성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물은 셀룰로오스계 화합물을 더 포함할 수 있다. 이처럼, 셀룰로오스계 화합물을 더 포함함으로써 도료의 점도를 보다 용이하게 조절할 수 있으며, 도장 후 글라스비드 등의 침강을 효과적으로 방지하여 우수한 재귀반사도를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 도막 형성 후 균열 발생을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 셀룰로오스계 화합물로는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 메틸히드록시프로필셀룰로오스, 셀룰로오스 (메타)아크릴레이트 및 셀룰로오스 디(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 아크릴계 고분자 및 아크릴계 단량체와의 결합을 통해 내구성을 향상시키기 위한 측면에서 셀룰로오스 (메타)아크릴레이트, 셀룰로오스 디(메타)아크릴레이트 또는 이들의 혼합물인 아크릴기 함유 셀룰로오스계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 셀룰로오스계 화합물의 중량평균분자량은 100,000 내지 500,000 g/mol, 보다 좋게는 200,000 내지 400,000 g/mol일 수 있다. 이를 만족함으로써 글라스비드의 침강 방지 효과 및 도막 형성 후 균열 방지 효과가 우수하다.
상기 셀룰로오스계 화합물은 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 3 내지 20 중량부, 더욱 좋게는 5 내지 15 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 점도 조절 및 침강 방지 효과가 우수하다. 반면, 셀룰로오스계 화합물을 1 중량부 미만으로 첨가될 시 침강 방지 효과 및 균열 발생 방지 효과가 미미할 수 있으며, 30 중량부 초과로 첨가될 시 점도가 지나치게 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 예에 따른 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물은 통상적인 상온경화형 노면표지용 도료, 즉 5종 노면표지용 도료에 첨가되는 성분을 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 주제부는 착색안료 및 체질안료를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 착색안료는 도료의 색상을 구현하고, 착색 및 은폐력 부여를 위해 첨가되는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 노면표지의 목적에 따라 그 색상을 달리 조절할 수 있다. 구체적인 일 예시로 상기 착색안료는 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 자색 산화철, 흑색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 카본블랙 및 휘스커 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 착색안료는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부, 보다 좋게는 20 내지 80 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 착색 및 은폐력 부여 효과가 우수하다. 반면, 착색안료가 10 중량부 미만으로 첨가될 시 착색 및 은폐력이 저하될 수 있으며, 100 중량부 초과로 첨가될 시 도료 조성물의 부착력이 저하될 수 있고, 점도가 높아져 작업성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 체질안료는 노면표지용 도료 조성물의 유동성, 점도 등을 조절하고, 도장 후 도막의 경도 및 내마모성 등을 조절하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 탄산칼슘, 탈크, 규사, 마이카 및 카오린 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 체질안료는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 30 내지 200 중량부, 보다 좋게는 50 내지 150 중량부로 첨가될 수 있다. 반면, 체질안료가 30 중량부 미만으로 첨가될 시 유동성이 높고 점도가 낮아 도장성이 저하될 수 있으며, 체질안료가 200 중량부 초과로 첨가될 시 도료 조성물의 저장안정성 및 부착력이 저하될 수 있고, 점도가 높아져 작업성이 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 주제부는 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 촉매는 중합 반응을 촉진하기 위한 것으로 중합촉진제라고도 칭할 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적인 일 예시로, 상기 촉매는 디부틸주석디라우레이트, 디옥틸주석디라우레이트, 옥틸산제1주석 및 디부틸주석옥사이드를 포함하는 유기 주석 화합물계; 테트라부틸티타네이트를 포함하는 유기 티탄 화합물; 나프탈렌산코발트, 옥틸산코발트 및 아세트아세틸산코발트를 포함하는 코발트계 화합물; 신데칸산비스무트 및 옥틸산비스무트를 포함하는 유기 비스무트화합물; 트리-n-부틸아민, N-에틸-N-히드록시에틸아닐린, N,N-디메틸아닐린, 트리에틸렌 디아민, 트리에틸아민, 테트라 메틸렌디아민, N-미텔몰호린, N,N-디메틸 에탄올 아민 및 디메틸 이미다졸을 포함하는 아민계 화합물; 및 N,N-다이메틸-p-톨루이딘 및 N,N-다이(2-하이드록시 프로필)p-톨루이딘을 포함하는 톨루이딘계 화합물; 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 촉매는 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 15 중량부, 보다 좋게는 0.5 내지 10 중량부, 더욱 좋게는 1 내지 5 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 적절한 중합 속도를 가질 수 있어 작업성이 향상될 수 있다.
이 외에도 속건제, 소포제, 계면활성제, 가소제, 동결방지제, 왁스 및 분산제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이들의 첨가량은 당업계에서 통상적으로 사용되는 수준으로 조절될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 아크릴계 고분자 100 중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부로 첨가될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 경화제부는 라디칼 중합 반응을 위한 경화제를 함유하여 주제부의 아크릴기 함유 화합물들이 서로 중합 반응되도록 하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 벤조일 퍼옥사이드(BPO), 디쿠밀 퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드계 경화제를 사용할 수 있다. 상기 경화제부는 주제부 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 배합하는 단계;를 포함하는, 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 이때 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 구성 성분 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 배합은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 수행될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것일 수 있으며, 이때 표면개질제는 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략한다.
초고분자량폴리에틸렌 입자의 표면개질 방법은, 상기 표면개질제(아크릴계 단량체 100 중량부 기준)에 200 내지 500 중량부의 초고분자량폴리에틸렌 입자를 100 내지 130℃의 온도에서 6 내지 48 시간 동안 교반함으로써 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 a) 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 포함하는 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 바닥면의 표면에 도장하는 단계; b) 도장면 상에 유리비드를 도포하는 단계; 및 c) 양생시키는 단계;를 포함하는, 내마모성이 우수한 노면표지용 도막의 형성 방법에 관한 것이다. 이 역시 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 구성 성분 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 도장 및 양생은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 수행될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물 및 이의 제조 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[제조예 1]
에탄올 450 ㎖와 증류수 50 ㎖가 혼합된 혼합용매에 초고분자량폴리에틸렌 입자(Mw 5,500,000 g/mol, 밀도 0.93 g/㎤, 입경 125 ㎛) 150 g, 메틸메타크릴레이트 50 g, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 5 g, 벤조일퍼옥사이드 1 g을 넣고 110℃의 온도에서 3 내지 20 시간 동안 중합반응시켜 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 제조하였다.
[제조예 2]
중량평균분자량이 500,000 g/mol인 초고분자량폴리에틸렌 입자(밀도 0.93 g/㎤, 입경 125 ㎛)를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 제조하였다.
[제조예 3]
중량평균분자량이 1,000,000 g/mol인 초고분자량폴리에틸렌 입자(밀도 0.93 g/㎤, 입경 125 ㎛)를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 제조하였다.
[제조예 4]
중량평균분자량이 2,500,000 g/mol인 초고분자량폴리에틸렌 입자(밀도 0.93 g/㎤, 입경 125 ㎛)를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 제조하였다.
[제조예 5]
중량평균분자량이 7,000,000 g/mol인 초고분자량폴리에틸렌 입자(밀도 0.93 g/㎤, 입경 125 ㎛)를 사용한 것 외 모든 과정을 제조예 1과 동일하게 진행하여 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 제조하였다.
[실시예 1]
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, 중량평균분자량 48, 000 g/mol) 100 중량부에 대하여, 메틸메타크릴레이트 단량체 45 중량부, n-부틸아크릴레이트 단량체 35 중량부, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 23 중량부 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 12 중량부, 벤질메타크릴레이트 8 중량부, 제조예 1에서 제조된 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자(UHMWPE) 50 중량부, 셀룰로오스 디아크릴레이트(CDA, Mw 300,000 g/mol) 10 중량부, 착색안료(TiO2) 50 중량부, 체질안료(CaCO3) 100 중량부, 중합촉진제 3 중량부를 배합하여 주제부를 준비하였다.
상기 주제부 100 중량부에 대하여 경화제부로서 벤조일 퍼옥사이드 3 중량부를 혼합하여 노면 표지용 조성물을 제조하였다.
[실시예 2 내지 6]
제조예 1에서 제조된 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 함량을 달리 조절한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 7 내지 10]
표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량을 달리한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
(실시예 7-제조예 2/ 실시예 8-제조예 3/ 실시예 9-제조예 4/ 실시예 10-제조예 5)
[비교예 1]
표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자(UHMWPE)를 첨가하지 않은 것 외 모든 과정을 실시예 3과 동일하게 진행하였다.
[비교예 2]
셀룰로오스 디아크릴레이트(CDA)를 첨가하지 않은 것 외 모든 과정을 실시예 3과 동일하게 진행하였다.
중량부 PMMA UHMWPE CDA 착색안료 체질안료
Mw (×104 g/mol) 중량부
실시예 1 100 550 50 10 50 100
실시예 2 100 550 80 10 50 100
실시예 3 100 550 150 10 50 100
실시예 4 100 550 200 10 50 100
실시예 5 100 550 250 10 50 100
실시예 6 100 550 300 10 50 100
실시예 7 100 50 150 10 50 100
실시예 8 100 100 150 10 50 100
실시예 9 100 250 150 10 50 100
실시예 10 100 700 150 10 50 100
비교예 1 100 - - 10 50 100
비교예 2 100 550 150 - 50 100
[특성 평가]
한국산업표준 KS M 6080(노면표지용 도로)의 기준에 따라 상기 실시예 1 내지 실시예 10 및 비교예 1 및 2에 따라 제조된 도료 조성물을 피도면 상에 도장하고, 글라스비드(평균 입경 1 ㎜)를 도포하여 도막을 형성하였다. 윤하중 내마모성 평가로서 20만회부터 200만회까지의 교통량에 따른 건조 노면의 재귀반사도를 KS M 6080:2014에 따라 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
재귀반사도, mcd/(㎡·lx)
초기 20만회 50만회 100만회 200만회
실시예 1 661 641 617 589 551
실시예 2 658 638 616 591 560
실시예 3 676 659 643 628 614
실시예 4 669 655 638 625 609
실시예 5 660 648 633 612 567
실시예 6 668 656 641 618 562
실시예 7 665 629 580 511 395
실시예 8 672 645 629 583 549
실시예 9 662 643 625 608 585
실시예 10 668 651 640 624 611
비교예 1 661 621 572 505 380
비교예 2 644 605 552 481 367
상기 표 1 및 2를 참조하면, 중량평균분자량이 500만 g/mol인 초고분자량폴리에틸렌 입자를 첨가한 실시예 1 내지 6의 도료 조성물의 경우, 아크릴 고분자 100 중량부 대비 150 내지 200 중량부로 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 첨가했을 시 내마모도가 가장 우수하였다. 이보다 첨가량이 적을 시 내마모도 향상 효과가 실시예 3 대비 적었으며, 이보다 과량 첨가했을 시 부착력이 다소 저하되어 교통량이 증가함에 따라 재귀반사도가 더욱 크게 저하되는 현상을 보였다. 반면, 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 첨가하지 않은 도료 조성물의 경우 내마모도가 크게 떨어져 교통량에 따른 재귀반사도가 점차 크게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 폴리에틸렌 입자의 분자량을 달리한 실시예 3과 7 내지 10의 경우, 중량평균분자량이 100만 이상이 되어야 내마모도 향상 효과를 보였으며, 바람직하게 250만 이상, 특히 좋게는 500만 이상일 때 특히 우수한 내마모도를 보였다.
나아가, 셀룰로오스 디아크릴레이트(CDA)를 첨가하지 않은 비교예 2의 경우, 침강 방지 효과가 떨어져 실시예 대비 초기 재귀반사도가 낮았으며, 교통량이 증가함에 따라 재귀반사도 역시 점차 크게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체, 셀룰로오스계 화합물 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부; 및 경화제부;로 이루어진 조성물로,
    상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 고분자 100 중량부 대비 80 내지 250 중량부로 첨가되며, 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것이고,
    상기 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000 g/mol인, 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자의 입경은 50 내지 300 ㎛인, 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체, 셀룰로오스계 화합물 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 배합하는 단계;를 포함하며,
    상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 고분자 100 중량부 대비 80 내지 250 중량부로 첨가되며, 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것이고,
    상기 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000 g/mol인, 내마모성이 우수한 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물의 제조 방법.
  7. a) 아크릴계 고분자, 아크릴계 단량체, 셀룰로오스계 화합물 및 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자를 포함하는 주제부 및 경화제부를 포함하는 이액형 상온경화형 노면표지용 도료 조성물을 바닥면의 표면에 도장하는 단계;
    b) 도장면 상에 유리비드를 도포하는 단계; 및
    c) 양생시키는 단계;를 포함하며,
    상기 표면개질된 초고분자량폴리에틸렌 입자는 아크릴계 고분자 100 중량부 대비 80 내지 250 중량부로 첨가되며, 아크릴계 단량체 및 개시제를 함유하는 표면개질제로 개질된 것이고,
    상기 초고분자량폴리에틸렌 입자의 중량평균분자량은 1,000,000 내지 10,000,000 g/mol인, 내마모성이 우수한 노면표지용 도막의 형성 방법.
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