KR102543761B1 - 친환경 수용성 페인트 도장 시스템 - Google Patents

친환경 수용성 페인트 도장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 하도 조성물; 제2 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제1 상도 조성물; 및 제3 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제2 상도 조성물;을 포함하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 제공한다.

Description

친환경 수용성 페인트 도장 시스템{Eco-friendly water soluble paint painting system}
본 발명은 친환경 수용성 페인트 도장 시스템에 관한 것이다.
최근 국내·외적으로 도료 내 VOCs(휘발성 유기화합물)의 규제 등 친환경 도료에 대한 요구가 늘어나면서 유성계 도료가 아닌 물을 주용제로 하는 수용성 도료 개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히, 중장비, 선박용, 철도 차량 등에 적용하는 상도 도료의 경우, 광택, 외관, 내수성, 내용제성, 내후성, 부착성, 내식성, 경도 등이 우수해야 한다. 이를 위해, 기존 유성계 도료와 유사한 도막 물성을 가지면서 상도 도료에 적용이 가능한 수용성 수지의 개발이 필요한 실정이다.
또한, 수용성 수지는 도막의 물성뿐만 아니라 저장시 침강이 발생하지 않는 우수한 안정성이 필요하다. 이로 인해, 저장 안정성이 우수하고, 상온 건조시 비교적 내구성이 양호한 도막을 형성할 수 있는 수용성 아크릴계 수지를 포함하는 상도 도료 조성물이 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 종래 수용성 아크릴계 수지는 음이온성 계면활성제를 유화제로 사용하여 유화중합하여 제조되는 것이 일반적이다. 그러나, 음이온성 유화제 또는 음이온성 계면활성제는 도막 표면에서 기포가 발생하는 원인이 되며, 도막의 내수성도 감소시키는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 대한민국등록특허 제10-1677427호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도막이 광택 등의 외관 특성, 내수성, 내후성, 경도, 부착성 등이 우수하고, 소포성이 우수한 친환경 페인트 도장용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
제1 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 하도 조성물;
제2 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제1 상도 조성물; 및
제3 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제2 상도 조성물;을 포함하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 하도 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 수산화탄산마그네슘 3-7 중량부, 멜라민폴리포스페이트 3-7 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 2-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 1-5 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.1-1 중량부, 메틸셀룰로오스 0.1-1 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.1-1 중량부 및 물 21-25 중량부를 포함하고,
상기 제1 아크릴계 혼합물은 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 4:4:2의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
<화학식 1>
Figure 112023038766885-pat00001
(상기 화학식 1에서 n1은 20-30이고, m1은 20-30이고, p1은 20-30이고, q1은 20-30이다.)
상기 제1 상도 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 48-52 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 우레탄계 첨가제 3-7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 3-7 중량부, 탄산칼슘 3-7 중량부, 카본블랙 3-7 중량부, 프로필렌글리콜 1-5 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 1-5 중량부 및 물 13-17 중량부를 포함하고,
상기 제2 아크릴계 혼합물은 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 3:3:4의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
상기 우레탄계 첨가제는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine)을 첨가하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 폴리우레탄에 에틸메타크릴레이트(ethylmetaacrylate) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것이고,
<화학식 2>
Figure 112023038766885-pat00002
(상기 화학식 2에서 n2은 20-30이고, m2은 20-30이고, p2은 20-30이고, q2은 20-30이고, x는 5-50이다.)
상기 제2 상도 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 5-9 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
<화학식 3>
Figure 112023038766885-pat00003
(상기 화학식 3에서 n3은 20-30이고, m3은 20-30이고, p3은 20-30이고, q3은 20-30이다.)
<화학식 4>
Figure 112023038766885-pat00004
또한, 본 발명은
구조물 표면에 고압수를 가하여 이물질을 제거하고, 건조시킨 후, 전처리제를 이용하여 전처리하는 단계;
전처리된 구조물 표면 상에 하도 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 단계;
상기 하도층 상에 제1 상도 조성물을 도포하여 제1 상도층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 상도층 상에 제2 상도 조성물을 도포하여 제2 상도층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 하도 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 수산화탄산마그네슘 3-7 중량부, 멜라민폴리포스페이트 3-7 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 2-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 1-5 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.1-1 중량부, 메틸셀룰로오스 0.1-1 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.1-1 중량부 및 물 21-25 중량부를 포함하고,
상기 제1 아크릴계 혼합물은 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 4:4:2의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
<화학식 1>
Figure 112023038766885-pat00005
(상기 화학식 1에서 n1은 20-30이고, m1은 20-30이고, p1은 20-30이고, q1은 20-30이다.)
상기 제1 상도 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 48-52 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 우레탄계 첨가제 3-7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 3-7 중량부, 탄산칼슘 3-7 중량부, 카본블랙 3-7 중량부, 프로필렌글리콜 1-5 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 1-5 중량부 및 물 13-17 중량부를 포함하고,
상기 제2 아크릴계 혼합물은 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 3:3:4의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
상기 우레탄계 첨가제는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine)을 첨가하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 폴리우레탄에 에틸메타크릴레이트(ethylmetaacrylate) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것이고,
<화학식 2>
Figure 112023038766885-pat00006
(상기 화학식 2에서 n2은 20-30이고, m2은 20-30이고, p2은 20-30이고, q2은 20-30이고, x는 5-50이다.)
상기 제2 상도 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 5-9 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
<화학식 3>
Figure 112023038766885-pat00007
(상기 화학식 3에서 n3은 20-30이고, m3은 20-30이고, p3은 20-30이고, q3은 20-30이다.)
<화학식 4>
Figure 112023038766885-pat00008
본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물은 도막이 광택 등의 외관 특성, 내수성, 내후성, 경도, 부착성 등이 우수하고, 소포성이 우수하다.
이하에서는 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명은
제1 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 하도 조성물;
제2 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제1 상도 조성물; 및
제3 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제2 상도 조성물;을 포함하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
상기 하도 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 수산화탄산마그네슘 3-7 중량부, 멜라민폴리포스페이트 3-7 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 2-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 1-5 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.1-1 중량부, 메틸셀룰로오스 0.1-1 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.1-1 중량부 및 물 21-25 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 39-41 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 8-10 중량부, 수산화탄산마그네슘 4-6 중량부, 멜라민폴리포스페이트 4-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 3-5 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 2-4 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.3-0.7 중량부, 메틸셀룰로오스 0.3-0.7 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.3-0.7 중량부 및 물 22-24 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
<화학식 1>
Figure 112023038766885-pat00009
(상기 화학식 1에서 n1은 20-30이고, m1은 20-30이고, p1은 20-30이고, q1은 20-30이다.)
상기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지는 트리이소프로필실릴 메타크릴레이트(tri(isopropyl)silyl methacrylate), 하이드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 글리시딜메타크릴레이트 및 n-부틸메타크릴레이트 단량체로부터 합성된 아크릴계 공중합체를 적용한다. 상기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지는 상기와 같은 구조를 포함하여 친환경적일 뿐만 아니라 높은 접착 특성을 가지고 내구성이 우수한 아크릴계 고분자 수지로서 적용될 수 있다. 상기 화학식 1에서 n1은 23-27이고, m1은 23-27이고, p1은 23-27이고, q1은 23-27인 것이 더욱 바람직하고, 에서 n1은 25이고, m1은 25이고, p1은 25이고, q1은 25인 것이 가장 바람직하다.
상기 제1 아크릴계 혼합물은 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 4:4:2의 중량비율로 혼합된 혼합물이고, 상기 아크릴계 혼합물로 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜의 혼합물을 포함하여 더욱 우수한 부착강도와 유지력을 나타낸다.
상기 수산화탄산마그네슘은 난연제로 적용되어 난연성을 향상시킨다.
상기 멜라민폴리포스페이트는 난연제로 적용되어 난연성을 향상시킨다.
상기 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 및 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자는 무기항균제로 적용된 것으로, 은 나노입자는 박테리아 및 세균을 99.99% 이상 살균시키거나 생성 자체를 억제하는 효과를 나타내어 항균성이 우수하다. 산화아연 나노입자는 태양 빛을 에너지원으로 촉매 반응(산화, 환원 반응)을 촉진해 각종 세균 및 오염물질을 분해시켜주는 물질이다. 산화아연은 바이러스나 박테리아의 신진대사를 저해시킴으로써 이를 고사시켜 제거하는 메커니즘도 수행될 수 있다. 상기 산화아연 나노입자는 비표면적이 증가하여 벌크 재료가 구비하지 못한 표면효과를 가지며, 건조된 도막이 공기 중의 수분과 접촉하게 될 때, 표면에 존재하는 산화아연의 아연 금속 성분이 이온화되어 용출되면서 박테리아 등의 유해균에 항균제로서 작용하게 된다.
상기 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA)은 유기항균제로 적용된 것으로, 무기 항균제와 유기 항균제를 모두 적용하여 복합화시킴으로써 아크릴레이트계 수지 기반의 프라이머층 형성용 조성물 자체의 내충격성, 열안정성 등 제반물성을 저하시키지 않으며, 세균 뿐만 아니라 곰팡이에 대한 항균성 및 항균성 지속력을 개선시킬 수 있다.
상기 하도 조성물은 메틸셀룰로오스를 포함하며, 증점제로 적용된다.
상기 하도 조성물은 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유를 포함하며, 강화제로 적용되며, 동시에 그래핀 산화물이 코팅되어 항균 기능을 더 높여준다.
상기 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유는, 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 섬유를 질소분위기에서 1-2℃/분의 승온속도로 300-400℃의 온도까지 승온시킨 후 2-4시간 동안 1차 열처리하여 탄소섬유 전구체를 제조하는 단계; 상기 탄소섬유 전구체를 질소분위기에서 4-6℃/분의 승온속도로 700-800℃의 온도까지 승온시킨 후 0.5-2시간 동안 2차 열처리하여 탄소섬유를 제조하는 단계; 상기 탄소섬유를 이용하여 산소플라즈마 처리하는 단계; 카르복시기를 포함하는 그래핀 산화물과 10 중량%의 황산 수용액을 준비하여, 상기 황산 수용액 100 중량부에 대하여 상기 그래핀 산화물을 1 중량부 포함하는 분산액을 제조한 후, 상기 분산액에 산소플라즈마 처리된 탄소섬유를 침지한 후, 40-60℃의 온도에서 6-10시간 동안 반응시켜 산소플라즈마 처리된 탄소섬유를 그래핀 산화물로 코팅하는 단계; 및 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유를 물 및 에탄올을 1:1의 중량비율로 포함하는 세정제를 이용하여 세척하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
먼저, 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 섬유를 질소분위기에서 1-2℃/분의 승온속도로 300-400℃의 온도까지 승온시킨 후 2-4시간 동안 1차 열처리하여 탄소섬유 전구체를 제조한다. 바람직하게는 1-2℃/분의 승온속도로 330-370℃의 온도까지 승온시킨 후 2.5-3.5시간 동안 1차 열처리한다.
다음, 상기 탄소섬유 전구체를 질소분위기에서 4-6℃/분의 승온속도로 700-800℃의 온도까지 승온시킨 후 0.5-2시간 동안 2차 열처리하여 탄소섬유를 제조한다. 바람직하게는 5℃/분의 승온속도로 730-770℃의 온도까지 승온시킨 후 0.8-1.2시간 동안 1차 열처리한다.
다음, 상기 탄소섬유를 이용하여 산소플라즈마 처리한다. 상기 산소플라즈마 처리를 통해 탄소섬유 표면에 균일한 작용기를 도입할 수 있다. 이는 후단에서 그래핀 산화물을 용이하게 코팅하기 위한 전처리 공정이다.
다음, 카르복시기를 포함하는 그래핀 산화물과 10 중량%의 황산 수용액을 준비하여, 상기 황산 수용액 100 중량부에 대하여 상기 그래핀 산화물을 1 중량부 포함하는 분산액을 제조한 후, 상기 분산액에 산소플라즈마 처리된 탄소섬유를 침지한 후, 40-60℃의 온도에서 6-10시간 동안 반응시켜 산소플라즈마 처리된 탄소섬유를 그래핀 산화물로 코팅한다.
산소플라즈마 처리된 탄소섬유는 히드록시기 등의 작용기를 포함하고 있기 때문에, 그래핀 산화물에 포함된 카르복시기와 탈수축합반응하기에 용이하다.
또한, 상기 그래핀 산화물에 포함된 카르복시기는 산 촉매 존재 하에서 탄소섬유에 포함되어 있는 히드록시기와 반응하여 새로운 공유결합을 형성할 수 있다.
탄소섬유의 표면에 그래핀 산화물이 코팅된 후에도, 그래핀 산화물에 포함된 적어도 일부의 카르복시기는 반응에 참여하지 않은 상태로 남아있게 된다. 또한, 대기 조건에서 상술한 작용기들은 산소분자와 반응하여 쉽사리 라디칼화 되며 활성 산소종을 생성한다. 그 결과, 섬유의 표면에서 그램 음성 세균 혹은 그램 양성 세균이 번식하는 것을 지연시키거나 방지할 수 있다.
이와 같은 반응은 달리 트랜스-에스테리피케이션(trans-esterification) 반응이라 칭해질 수 있으며, 에스테르기 또는 히드록시기가 교환되는 반응에 해당한다. 따라서, 그래핀 산화물의 코팅은 산 촉매 조건에서 섬유의 표면에 위치한 작용기 및 그래핀 산화물의 작용기 사이의 트랜스-에스테리피케이션(trans-esterification) 반응에 의하여 수행된 것이 바람직하다.
전술한 바와 같은 트랜스-에스테리피케이션은 그래핀 산화물 분산액에 섬유를 침지하고 촉매인 산을 첨가함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 산이란 루이스 산(Lewis acid)를 의미한다. 루이스 산은 전자를 공여받을 수 있는 종으로서, 황산, 질산, 염산 외에도 금속염을 포함하는 개념이며, 아연 양이온, 이리듐 양이온 등을 포함한다.
또한, 상기 트랜스-에스테리피케이션은 40-60℃의 온도조건에서 6-10시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 온도조건이 40℃ 미만이거나 반응시간이 6시간 미만이 경우에는 트랜스-에스테리피케이션이 충분히 진행되지 아니할 가능성이 상당하고, 온도조건이 60℃를 초과하거나 반응시간이 10시간을 초과하는 경우에는 섬유의 훼손이 문제될 수 있다.
다음, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유를 물 및 에탄올을 1:1의 중량비율로 포함하는 세정제를 이용하여 세척한다.
상기 제1 상도 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 48-52 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 우레탄계 첨가제 3-7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 3-7 중량부, 탄산칼슘 3-7 중량부, 카본블랙 3-7 중량부, 프로필렌글리콜 1-5 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 1-5 중량부 및 물 13-17 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 49-51 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 8-10 중량부, 우레탄계 첨가제 4-6 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 4-6 중량부, 탄산칼슘 4-6 중량부, 카본블랙 4-6 중량부, 프로필렌글리콜 2-4 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 2-4 중량부 및 물 14-16 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
<화학식 2>
Figure 112023038766885-pat00010
(상기 화학식 2에서 n2은 20-30이고, m2은 20-30이고, p2은 20-30이고, q2은 20-30이고, x는 5-50이다.)
상기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지는 실리콘 변성 아크릴계 고분자 수지로, 폴리디메틸실록산과 하이드록시에틸메타크릴레이트를 이용하여 합성된 화합물, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산 및 비닐트리에톡시실란(vinyltriethoxysilane) 단량체로부터 합성된 아크릴계 공중합체를 적용한다. 상기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지는 상기와 같은 구조를 포함하여 중성화 방지가 가능하고 높은 접착 특성 및 내구성이 우수한 아크릴계 고분자 수지로서 적용될 수 있다. 상기 화학식 2에서 n2은 23-27이고, m2은 23-27이고, p2은 23-27이고, q2은 23-27이고, x는 5-30인 것이 더욱 바람직하고, 에서 n2은 25이고, m2은 25이고, p2은 25이고, q2은 25이고 x는 15인 것이 가장 바람직하다.
상기 제2 아크릴계 혼합물은 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 3:3:4의 중량비율로 혼합된 혼합물이고, 상기 아크릴계 혼합물로 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜을 포함하여 더욱 우수한 내구성을 나타낼 수 있다.
상기 우레탄계 첨가제는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine)을 첨가하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 폴리우레탄에 에틸메타크릴레이트(ethylmetaacrylate) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 우레탄계 첨가제를 적용하여 탄성층의 인장강도 등 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무를 포함하여 내열성 등의 특성을 향상시킨다.
상기 탄산칼슘은 첨가제로 적용되어 방수층을 향상시킨다.
상기 프로필렌글리콜은 분산제로 적용된다.
상기 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트(CAB, Cellulose Acetate Butyrate)는 성형성 및 내구성이 우수하고 아크릴계 고분자 수지와 상용성이 우수하며 분산성을 높여준다.
상기 제2 상도 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 5-9 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 39-41 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 19-21 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 6-8 중량부, 구리분말 6-8 중량부, 탄산칼슘 6-8 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 4-6 중량부, 활성탄 분말 3-5 중량부, 셀룰로오스계 증점제 1-3 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 1-3 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.5-1.5 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.3-0.7 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
<화학식 3>
Figure 112023038766885-pat00011
(상기 화학식 3에서 n3은 20-30이고, m3은 20-30이고, p3은 20-30이고, q3은 20-30이다.)
<화학식 4>
Figure 112023038766885-pat00012
상기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지는 징크-2-에틸헥사노에이트 메타크릴레이트(zinc-2-ethylhexanoate methacrylate), 메타크릴산, 글리시딜메타크릴레이트 단량체로부터 합성된 아크릴계 공중합체에, 3-(Dimethylamino)-1-propylamine과 같은 아민 화합물을 이용해 글리시딜메타크릴레이트에 포함된 에폭시기를 통해 결합하여 하이드록시기(-OH)와 2차 아민 링커(-NH-) 및 3차 아민기를 구성할 수 있다. 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지는 상기와 같은 구조를 포함하여 친환경적일 뿐만 아니라 높은 방오 특성을 가지는 효과적인 아크릴계 고분자 수지로서 적용될 수 있다. 상기 화학식 3에서 n3은 23-27이고, m3은 23-27이고, p3은 23-27이고, q3은 23-27인 것이 더욱 바람직하고, 에서 n3은 25이고, m3은 25이고, p3은 25이고, q3은 25인 것이 가장 바람직하다.
상기 아크릴 변성 폴리우레탄은, 디이소시아네이트(diisocyanate), 폴리올(polyol) 및 유기용제 혼합하여 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액을 반응시켜 이소시아네이트 말단기를 가지는 폴리우레탄을 제조하고, 상기 이소시아네이트 말단기를 가지는 폴리우레탄에 하이드록시 그룹을 포함하는 모노머를 투입하면서 반응시켜 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄을 제조하고, 상기 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄에 모노머를 투입하면서 반응시켜 제조되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리올은 폴리에테르폴리올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 디이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate)) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용한다.
상기 유기용제는 메틸포름아미드(Dimethylformamide) 및 Texanol Ester Alcohol을사용할 수 있고, 바람직하게는 Texanol Ester Alcohol을 사용한다.
상기 하이드록시 그룹을 포함하는 모노머는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트(2-hydroxypropyl methacrylate), 2-하히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate) 및 알릴 알코올(allyl alcohol) 등이고, 바람직하게는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트이고,
상기 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄에 투입되는 모노머는 글리시딜 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 변성 폴리우레탄을 적용하여 인장강도 및 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 실리콘계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 실리콘메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하며, 실리콘메타크릴레이트를 포함하여 도포되는 프라이머층과의 접착력을 높여주고, 내구성을 더 높여줄 수 있다.
상기 구리분말은 충전제로서 사용되어 방수층의 물성을 향상시킨다.
상기 탄산칼슘은 충전제로서 사용되어 방수층의 물성을 향상시킨다.
상기 소듐 도데실 벤젠 설포네이트는 음이온 계면활성제로서 제1 폴리우레아 방수층 형성용 조성물을 분산시키기 위해 적용된다.
상기 활성탄 분말은 높은 공극율로 인하여 분산성을 향상시키는 동시에 조성물 내 성분간의 결합력을 증진시켜 도막의 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 셀룰로오스계 증점제는 보수성을 가질 수 있다.
상기 로진 에스테르계 부착증진제는 대상면에 접착이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀)은 산화방지제로 사용된다.
상기 염화나트륨은 기계적/열적 안정제로 사용된다.
상기 힌더드 아민(hindered amine)은 자외선 안정제로 사용된다.
또한, 본 발명은
구조물 표면에 고압수를 가하여 이물질을 제거하고, 건조시킨 후, 전처리제를 이용하여 전처리하는 단계;
전처리된 구조물 표면 상에 하도 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 단계;
상기 하도층 상에 제1 상도 조성물을 도포하여 제1 상도층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 상도층 상에 제2 상도 조성물을 도포하여 제2 상도층을 형성하는 단계;를 포함하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법은 구조물 표면에 고압수를 가하여 이물질을 제거하고, 건조시킨 후, 전처리제를 이용하여 전처리하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 고압수를 이용해 구조물 표면의 이물질을 제거하는 세척단계를 수행하고, 세척단계를 수행하고난 후 표면을 건조시키고, 건조된 표면에 전처리제를 이용해 전처리한다.
상기 전처리제는 수산화나트륨 33-37 중량부, 디메틸에탄올아민 15-19 중량부, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 0.5-4 중량부, N,N-디메틸도데칸-1-아민 옥사이드(N,N-dimethyldodecan-1-amine oxide) 0.5-4 중량부, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스포닌산 0.3-3 중량부 및 물 41-45 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 수산화나트륨 34-36 중량부, 디메틸에탄올아민 16-18 중량부, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 1-3 중량부, N,N-디메틸도데칸-1-아민 옥사이드(N,N-dimethyldodecan-1-amine oxide) 1-3 중량부, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스포닌산 0.5-1.5 중량부 및 물 42-44 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 수산화나트륨 35 중량부, 디메틸에탄올아민 17 중량부, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 2 중량부, N,N-디메틸도데칸-1-아민 옥사이드(N,N-dimethyldodecan-1-amine oxide) 2 중량부, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스포닌산 1 중량부 및 물 43 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
일반적으로 시공을 위한 표면은 도료 등으로 도장되어 있으며, 이를 제거하였음에도 일부 도료가 남아 있을 수 있어 이러한 도료의 가교결합을 절단하여 제거하는 것으로 디메틸에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등을 포함하는 전처리제를 이용하여 짧은 시간에 효과적으로 바닥면을 전처리한다.
상기 전처리제는 수산화나트륨을 포함하며, 상기 수산화나트륨은 전처리를 위한 주성분으로 적용한다.
상기 전처리제는 디메틸에탄올아민을 포함하며, 상기 디메틸에탄올아민을 포함하여 수산화나트륨과 함께 바닥면의 전처리를 위한 성분으로 적용된다.
상기 전처리제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 포함하며, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르는 계면활성제 성분으로 물에 의한 전처리제의 성능을 향상시킨다.
상기 전처리제는 N,N-디메틸도데칸-1-아민 옥사이드(N,N-dimethyldodecan-1-amine oxide)를 포함하며, 수산화나트륨 및 디메틸에탄올아민과 함께 전처리를 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 전처리제는 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스포닌산을 포함하며, 전처리제의 용액 안정성을 향상시키고, 수산화나트륨, 디메틸에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르와 함께 전처리를 효과적으로 수행할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법은 전처리된 구조물 표면 상에 하도 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 하도 조성물을 이용해 하도층을 형성한다.
상기 하도 조성물은 전술한 바와 같으므로 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법은 상기 하도층 상에 제1 상도 조성물을 도포하여 제1 상도층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 제1 상도 조성물을 이용해 제1 상도층을 형성한다.
상기 제1 상도 조성물은 전술한 바와 같으므로 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법은 상기 제1 상도층 상에 제2 상도 조성물을 도포하여 제2 상도층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 제2 상도 조성물을 이용해 제2 상도층을 형성한다.
상기 제2 상도 조성물은 전술한 바와 같으므로 이하에서는 자세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 친환경 페인트 도장용 조성물의 제조
아래 조성으로 각 성분들을 혼합하여 친환경 페인트 도장용 조성물을 제조하였다.
상기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 40 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 9 중량부, 수산화탄산마그네슘 5 중량부, 멜라민폴리포스페이트 5 중량부, 입자크기가 23-27 nm인 은 나노입자 4 중량부, 입자크기가 23-27 nm의 산화아연 나노입자 3 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.5 중량부 및 물 23 중량부를 혼합하여 하도 조성물을 제조하였다. 이때, 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지에서 n1은 25이고, m1은 25이고, p1은 25이고, q1은 25인 것을 사용하였다.
상기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 50 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 9 중량부, 우레탄계 첨가제 5 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 5 중량부, 탄산칼슘 5 중량부, 카본블랙 5 중량부, 프로필렌글리콜 3 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 3 중량부 및 물 15 중량부를 혼합하여 제1 상도 조성물을 제조하였다. 이때, 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지에서 n2은 25이고, m2은 25이고, p2은 25이고, q2은 25이고, x는 15인 것을 사용하였다.
상기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 40 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 20 중량부, 상기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 7 중량부, 구리분말 7 중량부, 탄산칼슘 7 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 5 중량부, 활성탄 분말 4 중량부, 셀룰로오스계 증점제 2 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 2 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 1 중량부, 염화나트륨 0.5 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.5 중량부를 혼합하여 제2 상도 조성물을 제조하였다. 이때, 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지에서 n3은 25이고, m3은 25이고, p3은 25이고, q3은 25인 것을 사용하였다.
<실험예 1> 특성 평가
상기 실시예 1의 조성물을 이용하여 하도, 제1 상도 및 제2 상도 순서로 도장하고 상온에서 20분 동안 건조한 후 60℃에서 4시간 경화하여 시편 도막을 제조하였다. 이후 조성물 및 시편 도막의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 외관
시편 도막의 외관 특성을 평가하였으며, 표면에 핀홀 및 크래터링이 없는 경우 우수(◎), 핀홀 및 크래터링이 시편당 1 내지 5개 발생한 경우 양호(○), 5개 초과 10개 이하로 발생한 경우 보통(△), 10개 초과로 발생한 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(2) 광택 및 광택 유지율 [0124]
시편 도막을 대상으로 도막 표면의 60°광택을 광택 측정기로 측정하였으며, 측정된 광택(이하, "초기 광택"으로 기재)이 80% 이상일 경우 우수로, 70% 이상일 경우 광택이 양호한 것으로 판단하였다. 이후 시편 도막을 상온에서 5시간 보관한 후 도막 표면의 60°광택(이하, "보관 후 광택"으로 기재)을 광택 측정기로 측정하였으며, 상기 초기 광택을 기준으로 광택 유지율을 하기 수학식 1로 계산하였으며, 90% 이상일 경우 우수로, 70% 이상일 경우 광택이 양호한 것으로 판단하였다.
[수학식 1]
광택 유지율(%) = (보관 후 광택/초기 광택) × 100
(3) 경도
미쯔비시 연필을 이용하여 시편 도막의 연필 경도를 측정하였다. 구체적으로, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H 및 3H 각각의 연필을 이용하여 시편 도막에 손상을 주지 않는 최대 경도를 측정하였다(3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H: 열세⇔우수).
(4) 부착성
ASTM D3359 테이프 부착성 시험 방법에 의거하여, 시편 도막의 표면에 커터칼을 이용하여 2㎜×2㎜(가로×세로)의 25개의 정사각형을 형성한 후, 테이프를 사용하여 정사각형을 떼어내어 부착성을 측정하였다. 이때, 25개의 정사각형이 100% 온전히 붙어있는 경우 5B, 남은 정사각형이 95% 이상 100% 미만인 경우 4B, 85% 이상 95% 미만인 경우 3B, 65% 이상 85% 미만인 경우 2B, 35% 이상 65% 미만인 경우 1B, 35% 미만인 경우 0B로 평가하였다.
(5) 소포성
도장 후 시편 도막의 표면으로부터 기포가 없어지는 시간을 측정하였으며, 상기 시간이 5초 미만인 경우 우수(◎), 5 내지 30 초인 경우 양호(○), 30초 초과 60초 미만인 경우 보통(△), 60초 이상인 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(6) 내충격성
ASTM D2794에 의거하여, 500g의 추를 10인치(inch) 이상 높이에서 시편 도막에 떨어뜨린 후 도막 표면을 관찰하여 도막에 균일 및 박리가 발생하지 않는 최대 높이를 측정하여 내충격성을 평가하였다.
외관 초기 광택
(%)		 광택 유지율 (%) 경도 부착성 내충격성
(inch)		 소포성
실시예 1 ◎ 90% 97% 2H 5B 32 ◎
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 페인트 도장용 조성물은 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 제1 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 하도 조성물;
    제2 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제1 상도 조성물; 및
    제3 아크릴계 고분자 수지를 포함하는 제2 상도 조성물;을 포함하고,
    상기 하도 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 수산화탄산마그네슘 3-7 중량부, 멜라민폴리포스페이트 3-7 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 2-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 1-5 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.1-1 중량부, 메틸셀룰로오스 0.1-1 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.1-1 중량부 및 물 21-25 중량부를 포함하고,
    상기 제1 아크릴계 혼합물은 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 4:4:2의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
    <화학식 1>
    Figure 112023049304560-pat00013

    (상기 화학식 1에서 n1은 20-30이고, m1은 20-30이고, p1은 20-30이고, q1은 20-30이다),
    상기 제1 상도 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 48-52 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 우레탄계 첨가제 3-7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 3-7 중량부, 탄산칼슘 3-7 중량부, 카본블랙 3-7 중량부, 프로필렌글리콜 1-5 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 1-5 중량부 및 물 13-17 중량부를 포함하고,
    상기 제2 아크릴계 혼합물은 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 3:3:4의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
    상기 우레탄계 첨가제는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine)을 첨가하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 폴리우레탄에 에틸메타크릴레이트(ethylmetaacrylate) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것이고,
    <화학식 2>
    Figure 112023049304560-pat00014

    (상기 화학식 2에서 n2은 20-30이고, m2은 20-30이고, p2은 20-30이고, q2은 20-30이고, x는 5-50이다),
    상기 제2 상도 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 5-9 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 도장용 조성물:
    <화학식 3>
    Figure 112023049304560-pat00015

    (상기 화학식 3에서 n3은 20-30이고, m3은 20-30이고, p3은 20-30이고, q3은 20-30이다),
    <화학식 4>
    Figure 112023049304560-pat00016
    .
  2. 삭제
  3. 구조물 표면에 고압수를 가하여 이물질을 제거하고, 건조시킨 후, 전처리제를 이용하여 전처리하는 단계;
    전처리된 구조물 표면 상에 하도 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 단계;
    상기 하도층 상에 제1 상도 조성물을 도포하여 제1 상도층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 상도층 상에 제2 상도 조성물을 도포하여 제2 상도층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 하도 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 제1 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 제1 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 수산화탄산마그네슘 3-7 중량부,멜라민폴리포스페이트 3-7 중량부, 입자크기가 20-30 nm인 은 나노입자 2-6 중량부, 입자크기가 20-30 nm의 산화아연 나노입자 1-5 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.1-1 중량부, 메틸셀룰로오스 0.1-1 중량부, 그래핀 산화물이 코팅된 탄소섬유 0.1-1 중량부 및 물 21-25 중량부를 포함하고,
    상기 제1 아크릴계 혼합물은 에틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 4:4:2의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
    <화학식 1>
    Figure 112023038766885-pat00017

    (상기 화학식 1에서 n1은 20-30이고, m1은 20-30이고, p1은 20-30이고, q1은 20-30이다),
    상기 제1 상도 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 제2 아크릴계 고분자 수지 48-52 중량부, 제2 아크릴계 혼합물 7-11 중량부, 우레탄계 첨가제 3-7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM) 3-7 중량부, 탄산칼슘 3-7 중량부, 카본블랙 3-7 중량부, 프로필렌글리콜 1-5 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트 1-5 중량부 및 물 13-17 중량부를 포함하고,
    상기 제2 아크릴계 혼합물은 하이드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 및 디메타크릴레이트 디에틸렌글리콜이 3:3:4의 중량비율로 혼합된 혼합물이고,
    상기 우레탄계 첨가제는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine)을 첨가하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 폴리우레탄에 에틸메타크릴레이트(ethylmetaacrylate) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것이고,
    <화학식 2>
    Figure 112023038766885-pat00018

    (상기 화학식 2에서 n2은 20-30이고, m2은 20-30이고, p2은 20-30이고, q2은 20-30이고, x는 5-50이다),
    상기 제2 상도 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 아크릴계 고분자 수지 38-42 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 5-9 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 페인트 도장용 조성물을 이용한 시공방법:
    <화학식 3>
    Figure 112023038766885-pat00019

    (상기 화학식 3에서 n3은 20-30이고, m3은 20-30이고, p3은 20-30이고, q3은 20-30이다),
    <화학식 4>
    Figure 112023038766885-pat00020
    .
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