KR102469909B1

KR102469909B1 - 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재 및 이를 사용한 도막층 형성 방법

Info

Publication number: KR102469909B1
Application number: KR1020200150690A
Authority: KR
Inventors: 안준모; 정경진; 김태균
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-11-22
Also published as: KR20220064534A

Abstract

본 발명은 상온에서 도장 작업성 및 경화 특성이 우수한 상온 경화형 폴리우레아 코팅재, 이를 사용한 도막층 형성 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 도막층에 관한 것이다. 상기 코팅재는 주제와 경화제로 구성되며, 주제는 이소시아네이트 프리폴리머, 유동성 조절제를 포함하여 이루어지고, 경화제는 폴리에테르 아민 혼합물을 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 코팅재는 도장 작업시 피도물에 부착된 코팅재의 유동성을 조절함과 동시에 초속경화성을 부여함으로써, 도장 작업성 향상에 대한 종래의 요구를 해결할 수 있다.

Description

도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재 및 이를 사용한 도막층 형성 방법{Room temperature curing polyurea coatings for improving painting work and method of forming coating film using the same}

본 발명은 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재 및 이를 사용한 도막층 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막(high thickness film)을 형성시킬 수 있어서 기존 폴리우레탄 코팅재 대비 최종 도막 두께 확보를 위한 도장 회수를 줄일 수 있고, 최종 도막의 기계적 물성이 우수한 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재, 이를 사용한 도막층 형성 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 도막층에 관한 것이다.

통상적으로, 이소시아네이트의 -NCO-기와 아민의 -NH-기의 반응으로 우레아 결합을 하는 코팅재를 폴리우레아(Polyurea) 코팅재라고 부르며, 이는 반응이 매우 빨라 무촉매 반응으로 수초 내에 도막이 형성된다.

상기 폴리우레아 코팅재에 관한 종래기술로는 이소시아네이트에 폴리에테르아민과 고경질 폴리올(Super-hard polyol)을 첨가함으로써, 신장율 보완과 경화시간 연장에 따른 소지와의 부착력을 증대시키는 효과가 있고, 저온에서도 도막 크랙이 없는 고경질 폴리우레아 코팅재(특허문헌 1), 이소시아네이트 프리폴리머를 주재로 하고, 여기에 폴리에테르 아민과 방향족 아민으로 이루어진 경화제를 포함하는 초속경화 수작업용 폴리우레아 코팅재(특허문헌 2) 등이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 폴리우레탄 코팅재는 스프레이 도장 작업시 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막을 형성시키기 위한 기술적인 한계가 있었고, 그로 인해 원하는 도막 두께를 확보하기 위해서는 반복 도장을 실시해야 하기 때문에, 인건비, 시간 및 에너지의 과소비가 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1614079호(2016.04.14. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-2145949호(2020.08.12. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막 형성이 가능하도록 도장 작업성을 확보함으로써, 기존 폴리우레탄 코팅재 대비 최종 도막 두께 확보를 위한 반복 도장 회수를 줄일 수 있는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용함으로써, 기존 폴리우레탄 코팅재 대비 최종 도막 두께 확보를 위한 반복 도장 회수를 줄일 수 있는 도막층 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용하여 형성함으로써, 기존 폴리우레탄 코팅재를 사용하여 형성된 도막층에 비하여 후막인 도막층을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막이 형성되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 코팅재가 주제 및 경화제를 포함하고, 상기 주제는 이소시아네이트 프리폴리머 및 유동성 조절제를 포함하여 이루어지며, 상기 경화제는 폴리에테르 아민 혼합물을 포함하여 이루어지는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 이소시아네이트 프리폴리머가 이소시아네이트기의 함량이 10 내지 15 중량%인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기와 상기 폴리에테르 아민 혼합물의 아민기의 중량비가 1.0~1.2 : 1로 포함되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 유동성 조절제가 폴리아마이드계 화합물 또는 벤토나이트계 화합물인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 이소시아네이트 프리폴리머가 이소시아네이트기의 함량이 14.5 중량% 인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에테르 아민 혼합물은 분자량이 2,000~5,000이고, 관능기가 2~3개인 폴리에테르 아민 화합물 중 2종 이상의 혼합물인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다

또한, 본 발명은 상기 폴리에테르 아민의 혼합물이, 수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 수평균 분자량이 5,000인 폴리에테르 아민의 혼합물인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에테르 아민의 혼합물이, 상기 수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 상기 수평균 분자량이 5000인 폴리에테르 아민이 10~15:1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 주제 및 경화제가 1 : 0.1~10의 부피비로 포함되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 주제 및 경화제가 1 : 1의 부피비로 포함되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 후도막이 500㎛ 내지 700㎛인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 주제가 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하고, 상기 경화제가 가교제, 경화지연제, 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 제공한다.

또한, 본 발명은 하지 정리를 수행하는 단계; 프라이머 도포를 시행하는 단계; 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계; 탑 코팅의 상도 작업을 실시하는 단계; 및 마무리 단계를 포함하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계에서, 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 1회 스프레이 도포하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 도막이 500㎛ 이상의 후도막인 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 형성된 도막층을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 도막이 500㎛ 이상의 후도막인 도막층을 제공한다.

본 발명에 의한 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막을 형성시켜 원하는 도막 두께 확보를 위한 반복 도장 회수를 줄임으로써, 종래의 반복 도장으로 인해 발생되는 인건비, 시간 및 에너지의 과소비 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 수지 특성상 탄성이 풍부하고, 인장강도, 신율 등의 기계적 강도 및 내약품성이 우수하여 방수 및 방식 코팅에 응용될 수 있다.

또한, 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 도장 작업시 피도물에 부착된 코팅재의 유동성을 조절함과 동시에 초속경화성을 부여함으로써, 도장 작업성 향상에 대한 종래의 요구를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용하여 도막층을 형성하는 공정의 흐름도를 나타낸 것이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명의 제1 구현예는 스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막이 형성되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재에 관한 것이다

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 후도막은 500㎛ 내지 700㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 주제 및 경화제를 포함하고, 상기 주제는 이소시아네이트 프리폴리머 및 유동성 조절제를 포함하여 이루어지며, 상기 경화제는 폴리에테르 아민 혼합물을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 이소시아네이트 프리폴리머는 분자 사슬 내에 우레탄 결합을 가지고 있으면서 분자 말단에 이소시아네이트기를 가지고 있는 프리폴리머를 지칭하며, 프리폴리머 내 이소시아네이트기 함유율은 10 내지 15 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 프리폴리머 내 이소시아네이트기 함유율은 코팅재의 물성 및 도장 작업성에 특히 많은 영향을 줄 수 있으며, 보다 상세하게는 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기 함유율은 본 발명의 폴리우레아 코팅재를 이용해 형성되는 도막의 강도, 신율 및 부착성 등에 영향을 미칠 수 있고, 특히 후도막 형성에 필요한 경화 시간을 크게 좌우할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기 함유율이 10 내지 15%인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 만약 이의 함유율이 10% 미만이면 경화 시간이 지연되는 문제점이 발생될 수 있고, 반대로 15%를 초과할 경우에는 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

상기 이소시아네이트 프리폴리머의 일 예로는 이소시아네이트기의 함량이 14.5 중량% 인 N1-1288을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동성 조절제는 코팅재 내에 첨가되어 요변성과 틱소트로픽성(thixotropic)을 부여하는 것을 지칭하며, 상기 유동성 조절제로는 폴리아마이드계 화합물 또는 벤토나이트계 화합물이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 폴리아마이드계 화합물로는 폴리아마이드 왁스, HPA-202 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 벤토나이트계 화합물로는 벤톤34 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 유동성 조절제를 사용함으로써, 코팅재의 물성 및 도장 작업성에 많은 영향을 줄 수 있으며, 1 내지 5 중량% 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 만약 이의 사용량이 1 중량% 미만이면 코팅재의 요변성 및 틱소트로픽성 부여가 어려워 도장 작업성 향상에 대한 효과를 기대하기 어렵고, 반면에 5 중량%를 초과할 경우 코팅의 층간 부착 불량, 광택 감소 등의 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리에테르 아민 혼합물은 분자량이 2,000~5,000이고, 관능기가 2~3개인 폴리에테르 아민 화합물 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 폴리에테르 아민은 아민기를 포함하며, 아민기가 주제의 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기와 반응하여 본 발명에 따른 폴리우레아를 생성한다.

상기 폴리에테르 아민의 혼합물의 일 예로는 수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 수평균 분자량이 5000인 폴리에테르 아민의 혼합물을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리에테르 아민의 혼합물은, 상기 수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 상기 수평균 분자량이 5000인 폴리에테르 아민이 10~15:1의 중량비로 혼합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기와 상기 폴리에테르 아민 혼합물의 아민기의 중량비는 1.0~1.2 : 1로 포함하는 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

만약 이소시아네이트기가 과량으로 포함될 경우, 경화가 느려지는 문제가 발생될 수 있고, 반대로 아민기가 과량으로 포함될 경우, 경화성이 떨어져 도막 물성을 저하시키는 문제가 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주제 및 경화제는 1:0.1~10의 부피비로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주제 및 경화제는 바람직하게는 1 : 0.5~2, 보다 바람직하게는 1:1의 부피비로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 상기 주제가 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바람직하게는 상기 주제는 분산제 및 탄산칼슘을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 상기 경화제가 가교제, 경화지연제, 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바람직하게는 상기 경화제는 가교제, 경화지연제, 분산제 및 탄산칼슘을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 제1 구현예에 따른 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 상온에서 도장 작업성 및 경화 특성이 우수하고, 도장 작업시 피도물에 부착된 코팅재의 유동성을 조절함과 동시에 초속경화성을 부여함으로써, 도장 작업성 향상에 대한 종래의 요구를 해결할 수 있게 된다.

본 발명의 제2 구현예는 하지 정리를 수행하는 단계; 프라이머 도포를 시행하는 단계; 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계; 탑 코팅의 상도 작업을 실시하는 단계; 및 마무리 단계를 포함하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 이용한 도막층 형성 방법은, 도 1에 나타난 바와 같이, 다음과 같은 순서에 의해 시행될 수 있다.

먼저, S1 단계로, 바탕면인 하지 정리를 수행한다. 본 단계의 경우, 하지층이 콘크리트인 경우, 레이턴스 및 이물질, 구도막 등 결함이 예상되는 부위 등을 제거하고, 철재구조물인 경우 녹, 유분, 구도막(페인트 및 기타 도막) 등을 그라인더, 연마포, 블라스트 등의 방법으로 제거한다.

또한, 요철이나 모공, 심하게 폐인 부위 등을 레기 또는 흙손 등으로 정리작업을 한다. 이때, 우레탄계 씰란트, 폴리머시멘트, 퍼티(우레탄계, 에폭시계), 수지몰탈 등으로 처리할 수 있다. 특히, 본 단계 시행 후 충분히 건조하여 표면 함수율을 8% 이하로 유지한다.

다음으로, S2 단계로, 프라이머 도포를 시행하는데, 이 단계는 바탕면과 코팅재와의 접찹력을 증대시키기 위하여 프라이머를 도포한다. 도포 후 건조시간을 준수하는 동안 다음 공정을 위하여 오염되지 않도록 주의한다.

참고로, 건조시간은 하절기에는 1-3시간, 동절기에는 3-6시간을 준수한다. 간혹 프라이머 도포 및 경화 후 버블 현상이 발생되는 경우가 있으며, 이러한 원인은 표면에 모공이 많기 때문에 발생되는 현상이므로 1차 도장 작업 전 주의를 기울여야 한다.

다음으로, S3 단계로, 본 발명에 따른 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계가 다음과 같이 1회의 도장 작업으로 시행될 수 있다.

상기 1회의 도장 작업은 상기 S2 단계에서 프라이머로 하도가 도장된 표면에 도장 작업을 바람직하게는 500㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 내지 700㎛가 되도록 실시하는 것으로, 핀홀 및 결함 등이 있는지 확인하여, 결함이 없을 경우 요구된 도막 두께로 도장 작업을 실시한다. 만일, 결함이 발생한 부위는 즉시 동일 수지를 사용하여 보수작업을 실시한 후 도장 작업을 실시할 수 있다.

이때, 상기 도장 작업은 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 1회 스프레이 도포하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 1회 스프레이 도포함으로써, 500㎛ 이상의 후도막을 형성할 수 있게 된다.

다음으로, S4 단계로, 탑 코팅(Top Coating)의 상도작업을 실시한다. 이때, 보수 부위가 있을 경우 동일제품으로 보수 및 경화 완료 후 상도를 도포한다. 본 발명에 따른 상온 경화형 폴리우레아 코팅제 도포 완료 후 48시간 내에 상도를 실시하며, 그 이후에는 상도 코팅재의 습윤성이 저하되어 부착 불량이 발생될 수 있으므로, 시간을 준수하는 것이 바람직하다.

마지막으로, S5 단계의 마무리 단계로, 도막 두께, 핀홀 버블, 기타 결함 부위 등이 있는지 검사하며, 결함 부위 발생시 즉시 보수 부위를 도려낸 후 결함이 없는 끝단부까지 청소 및 프라이머를 얇게 도포한 다음, 동일제품으로 보수하고 상도를 실시한다. 그런 다음, 최종적으로 보양재를 철거하고 작업현장 주변정리 작업을 실시하여 도포 공정을 완료한다.

본 발명의 제3 구현예는 또한, 상기의 방법에 의해 형성된 도막층에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도막은 500㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 내지 700㎛의 후도막일 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 범위는 하기 제시된 실시예 이외에도 다양한 변형이 가능하며, 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1>

본 발명의 실시예 1에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

주제는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 프리폴리머(N1-1288, (주)노루페인트) 25.9 중량%, 자이렌 5.8 중량%, 유동성 조절제(BYK-430, BYK社) 2.0 중량% 분산제 1.2 중량%, 탄산칼슘 65.1 중량%를 배합 용기에 투입한 후, 1,500rpm으로 30분 이상 교반하여 제조하였다.

경화제는 폴리에테르 아민(ZD-1200, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 17.4 중량%, 폴리에테르 아민(ZT-1500, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 1.4 중량%, 가교제 3.7 중량%, 경화 지연제 2.8 중량%, 분산제 1.2 중량% 탄산칼슘 73.5 중량%를 배합 용기에 투입한 후, 1,500rpm으로 30분 이상 교반하여 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1:1 이었다.

<실시예 2>

본 발명의 실시예 2에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

주제는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 프리폴리머(N1-1288, (주)노루페인트) 25.9 중량%, 자이렌 5.8 중량%, 유동성 조절제(HPA-202, HSA社) 2.0 중량% 분산제 1.2 중량%, 탄산칼슘 65.1 중량%를 배합 용기에 투입한 후, 1,500rpm으로 30분 이상 교반하여 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1:1 이었다.

<실시예 3>

본 발명의 실시예 3에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

경화제는 폴리에테르 아민(ZD-1200, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 21.0 중량%, 폴리에테르 아민(ZT-1500, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 1.4 중량%, 가교제 3.7 중량%, 경화 지연제 2.8 중량%, 분산제 1.2 중량% 탄산칼슘 69.9 중량%를 배합 용기에 투입한 후, 1,500rpm으로 30분 이상 교반하여 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1:1 이었다.

<실시예 4>

본 발명의 실시예 4에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

경화제는 폴리에테르 아민(ZD-1200, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 14.0 중량%, 폴리에테르 아민(ZT-1500, ZIBO ZHENGDA POLYURETHANE社) 1.4 중량%, 가교제 3.7 중량%, 경화 지연제 2.8 중량%, 분산제 1.2 중량% 탄산칼슘 76.9 중량%를 배합 용기에 투입한 후, 1,500rpm으로 30분 이상 교반하여 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1:1 이었다.

<실시예 5>

본 발명의 실시예 5에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1 : 1.1이었다.

<실시예 6>

본 발명의 실시예 6에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 1 : 1.2이었다.

<실시예 7>

본 발명의 실시예 7에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 0.9 : 1이었다.

<실시예 8>

본 발명의 실시예 8에 따른 도장 작업성이 향상된 상온 경화형 폴리우레아 코팅재는 다음과 같이 제조하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율(부피비)은 0.8 : 1이었다.

<비교예 1>

비교예 1은 일반적인 폴리우레탄 코팅재로서, 주제는 폴리올 25.0 중량%, 자이렌 7.0 중량%, 탄산칼슘 62.0 중량%, 소포제 1.0 중량%, 분산제 5.0 중량%로 이루어지고, 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트 프리폴리머 100 중량%로 이루어졌다.

상기 주제와 경화제 혼합 비율(부피비)은 1:1 이었다.

<실험예>

상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따라 제조된 코팅재를 사용하여 아래와 같은 방법으로 도장 작업성 및 도막 물성을 평가하였다.

1. 도장 작업성 평가

1) 소재 준비

30*30cm, 0.8T CR 소재를 자일렌으로 탈지하였다.

2) 실시예 1, 2 및 비교예에 따른 코팅재의 도장

탈지된 소재를 수직면으로 세운 후, 에어리스 스프레이 건을 사용하여 스프레이 도장을 실시하였다.

3) 도장 작업성 시편 제작

습도막 게이지로 습도막 두께를 측정하면서 습도막별로 시편을 제작하였다. 이때, 상기 시편 제작은 도장면에 흐름 현상이 발생할 때까지 진행하였다.

4) 도장 작업성 평가

습도막별로 제작된 시편을 24시간 상온 건조를 실시하였다. 24시간 경과 후 건조 도막의 흐름 현상 유무를 확인한 다음, 도막 두께를 확인하였다.

2. 도막 물성 평가

1) 인장 부착력 평가

(1) 하도 도장

7.5*7.5cm, 5.0T 알루미늄 시편에 에폭시 하도(DHDC-0690, (주)노루페인트)를 약 10~15㎛이 되도록 도장한 후, 70℃에서 4시간 동안 건조를 실시하였다.

(2) 실시예 1, 2 및 비교예에 따른 도료 조성물의 도장

0.76±0.2mm 두께가 되도록 도장한 후, 상온에서 30일 간 건조를 실시하였다.

(3) 물성 평가

인장 속도 2.5mm/min으로 물성을 평가하였다.

2) 인장 강도 평가

(1) 실시예 1, 2 및 비교예에 따른 도료 조성물의 도장

0.76±0.2mm 되도록 이형필름이 부착된 알루미늄 평판 위에 도장한 후, 상온에서 30일 간 건조를 실시하였다. 제작된 필름을 KS M 6518에 규정된 아령형 3호 시편을 제작하였다.

(2) 물성 평가

인장 속도 500±25 mm/min으로 물성을 평가하였다.

이상과 같은 방법으로 평가된 도장 작업성 및 도막 기계적 물성 결과를 하기 표 1 및 표 2에 각각 나타내었다.

구분	습도막(㎛)	건조도막(㎛)	흐름 현상 유무
실시예 1	100	70	X
	250	180	X
	400	280	X
	550	380	X
	700	500	X
	850	620	O
실시예 2	100	70	X
	250	180	X
	400	280	X
	550	380	X
	700	500	X
	850	610	O
비교예 1	100	80	X
	250	160	X
	400	260	X
	550	370	O

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	목표 기준
인장 부착력 (psi)	목표 만족	목표 만족	목표 만족	700 이상
인장 강도 (psi)	목표 만족	목표 만족	목표 만족	300 이상

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 2에 따른 본 발명의 도료는 건조 도막 500㎛에서 흐름 현상이 발생되지 않았으며, 비교예 1 대비 1회 도장으로 약 2배 정도 높은 도막 두께를 확보할 수 있었다. 이 결과는 도료의 반응 속도 조절 및 유동성 조절제의 종류에 따른 결과로 보여진다.

또한, 상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1, 2에 따른 본 발명의 도료는 도막의 기계적 물성이 확보됨을 확인할 수 있었다. 이 결과는 도장 작업성 확보로 인한 도막의 기계적 물성 저하가 발생되지 않음을 의미하기 때문에, 본 발명의 도료는 도막의 기계적 물성과 함께 도장 작업성을 동시에 만족할 수 있음을 보여준다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 경화형 폴리우레아 코팅재에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

스프레이 1회 도장으로 500㎛ 이상의 후도막이 형성되는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재로서,
상기 코팅재는 주제 및 경화제를 포함하고, 상기 주제는 이소시아네이트 프리폴리머 및 유동성 조절제를 포함하여 이루어지며, 상기 경화제는 폴리에테르 아민 혼합물을 포함하여 이루어지고,
상기 주제는 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하고,
상기 경화제는 가교제, 경화지연제, 분산제 및 탄산칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
삭제
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기의 함량이 10 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기와 상기 폴리에테르 아민 혼합물의 아민기의 중량비는 1.0~1.2 : 1로 포함되는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 유동성 조절제는 폴리아마이드계 화합물 또는 벤토나이트계 화합물인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트기의 함량이 14.5 중량% 인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 폴리에테르 아민 혼합물은 분자량이 2,000~5,000이고, 관능기가 2~3개인 폴리에테르 아민 화합물 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 폴리에테르 아민의 혼합물은,
수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 수평균 분자량이 5000인 폴리에테르 아민의 혼합물인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 폴리에테르 아민의 혼합물은,
수평균 분자량이 2,000인 폴리에테르 아민과 수평균 분자량이 5000인 폴리에테르 아민이 10~15 : 1의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 주제 및 경화제는 1 : 0.1~10의 부피비로 포함되는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제10항에 있어서,
상기 주제 및 경화제는 1 : 1의 부피비로 포함되는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
제1항에 있어서,
상기 후도막은 500㎛ 내지 700㎛인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재.
삭제
바탕면인 하지 정리를 수행하는 단계;
프라이머 도포를 시행하는 단계;
제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항의 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계;
코팅의 상도 작업을 실시하는 단계; 및
마무리 단계를 포함하는
상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법.
제14항에 있어서,
상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 도포하는 단계에서, 상기 상온 경화형 폴리우레아 코팅제를 1회 스프레이 도포하는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법.
제14항에 있어서,
상기 도막은 500㎛ 이상의 후도막인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 폴리우레아 코팅재를 사용한 도막층 형성 방법.
제14항의 방법에 의해 형성된 도막층.
제17항에 있어서,
상기 도막은 500㎛ 이상의 후도막인 것을 특징으로 하는 도막층.