KR102623971B1 - 친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법 - Google Patents

친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 친환경적으로 사용할 수 있고, 내부에 고르게 분산된 안료를 포함하여 시각적으로 미려한 효과를 제공할 수 있으며, 우수한 부착성 및 부식 방지 효과를 제공하여 철제 구조물의 마감 도장용으로 적절히 사용할 수 있고, 습기는 물론 공기 중의 CO2가 투과되는 것을 방지하여 우수한 내한성, 내온수성 및 방청성을 가지는 도막을 형성할 수 있는, 친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법을 제공한다.

Description

친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법{GREEN WATER-BASED ANTICORROSIVE PAINT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 친환경적으로 사용할 수 있고, 원하는 색상의 채색안료를 첨가하여 시각적으로 미려한 효과를 제공할 수 있으며, 우수한 부착성 및 부식 방지 효과를 제공하여 철제 구조물의 마감 도장용으로 적절히 사용할 수 있고, 습기는 물론 공기 중의 염분인 Cl-과 CO2가 투과되는 것을 방지하여 우수한 방수성, 내염수성 및 방청성을 가지는 도막을 형성할 수 있는, 친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
건축 구조물 및 철골 구조물은 건축 후 내외벽에 페인트로 칠을 하여 마감을 하게 되는데, 이때 누수 방지를 위해 방수 처리를 철골구조물에는 방청처리가 이루어진다.
그중, 방수 및 방청 도료는 대부분 유성 도료로서 이러한 유성 도료를 건축물의 표면에 칠하기 위해서는 휘발성 유기 화합물로 이루어진 희석제를 사용해야 하고, 이에 인체에 유해하고 독한 냄새가 발생하는 문제가 있다.
또한, 철제로 이루어진 구조물의 경우, 습기는 물론 공기 중의 CO2와의 접촉과 염분환경에서 생성된 Cl- 이온에 의해서 쉽게 부식이 발생한다. 이에 구조물을 장기간에 걸쳐 하자 없이 사용하기 위해서는 추가로 방청 처리를 할 필요가 있다.
그러나, 종래의 방청제는 피구조물과의 접착력이 약하고, 대부분 유성 제품으로서 휘발성 유기 화합물로 이루어진 희석제를 사용해야 하고, 이에 인체에 유해하고 독한 냄새가 발생하여 작업성이 낮고 특히 실내에는 사용이 곤란한 문제가 있다.
방수는 습기가 도막을 투과하는 것을 방지하는 역할을 하는 것이고, 방청은 습기는 물론 Cl-이온과 CO2가 도막을 투과하여 침투되는 것을 방지한다는 점에서 서로 다르다. 다만, 구조물의 표면에 방청제만 도포하는 경우, 종래의 방청제는 저장성 및 부착력이 낮고 색감이 좋지 않아 도막의 품질이 외부 마감용으로 사용할 수 있는 수준에 미치지 못할 수 있고, 도막의 수명이 길지 못하고 유지 보수가 불편한 문제가 있다.
따라서, 종래에는 구조물의 표면에 방청 처리를 한 후 그 위에 다시 방수 도료를 도장해야만 하는 번거로움이 있다.
국내특허공개공보 제2020-0048689호
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 친환경적이고, 채색안료를 사용하여 시각적으로 미려한 효과를 제공할 수 있도록 하고, 우수한 부착성, 내수성 및 부식 방지 효과를 제공하여 철제 구조물의 마감 도장용으로 적절히 사용할 수 있으며, 습기는 물론 공기 중의 염분인 Cl- 과 CO2가 투과되는 것이 방지되도록 하여 우수한 내한성, 방수성, 내염수성 및 방청성을 가지는 도막을 형성할 수 있도록 한, 친환경 수성 방청 도료 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면은, 물과, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 실란계 방수제, 0.54 내지 0.66 중량부의 분산제, 0.9 내지 1.1 중량부의 소포제, 234 내지 286 중량부의 안료, 0.54 내지 0.66 중량부의 pH조절제, 2.1 내지 2.5 중량부의 증점제, 100 내지 124 중량부의 유기 바인더 및 100 내지 124 중량부의 유기 개질제를 포함하고, 상기 안료는, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 적색 안료, 180 내지 220 중량부의 제1 체질 안료 및 18 내지 22 중량부의 제2 체질 안료를 포함하는, 친환경 수성 방청 도료를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 물에 액상의 실란계 방수제, 분산제 및 소포제를 배합하여 제1 재료를 마련하는 단계; 상기 제1 재료에 분말상의 적색 안료와 2가지 종류의 체질 안료를 첨가하고 분산시켜 제2 재료를 마련하는 단계; 및 상기 제2 재료에 pH조절제, 증점제, 유기 바인더 및 유기 개질제를 첨가하고 혼합하는 단계; 를 포함하는, 친환경 수성 방청 도료의 제조 방법을 제공한다
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 분산제는 소듐 헥사메타포스페이트 (Sodium Hexametaphosphate, SHMP) 및 폴리카르복실산이고, 상기 소포제는 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxanes)의 비이온성 수성 에멀젼이고, 상기 적색 안료는 산화철이고, 상기 제1 체질 안료는 탄산칼슘 (CaCO3)이고, 상기 제2 체질 안료는 하소 카오린 (Calcined Kaolin)이고, 상기 pH조절제는 2-아미노-2-메틸-1-프로파놀 (2-Amino-2-methyl-1-propanol)이고, 상기 증점제는 하이드록시에틸셀룰로스 (hydrocyethylcellulose)이고, 상기 유기 바인더는 부틸 아크릴레이트-메틸 메타아크릴레이트 (Butyl Acrylate-Methyl Methacrylate)이고, 상기 유기 개질제는 소수성 개질 폴리에틸렌 옥사이드 우레탄 (Hydrophobically modified polyethylene oxide urethane)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 수성 방청 도료는, 도장 후 건조가 빠르게 진행되므로 작업성을 향상시킬 수 있고, 유기 바인더와 유기 개질제가 복합적으로 포함되어 우수한 부착성 및 부식 방지 효과를 제공하여 철제 구조물을 도장하는 용도로 사용하기에도 적합하고, 습기는 물론 공기 중의 염분인 Cl-이온과 CO2가 투과되는 것을 방지하여 우수한 내한성, 내온수성, 내염수성 및 방청성을 가지는 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 친환경 수성 방청 도료는, 수성 재료로 구성되고 유해하며 냄새가 나는 유성 방청 도료의 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않기 때문에, 인체에 유해하지 않고 냄새가 적고 친환경적이며, 저장성이 좋아 보관이 용이하고, 도장 시 우수한 작업성을 제공할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 친환경 수성 방청 도료로 도장된 도막은 오염이 잘 되지 않을 뿐만 아니라 필요한 경우 물이나 중성 세제 등으로 간편하게 세척할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따른 친환경 수성 방청 도료는, 원하는 채색안료를 사용할 수 있어 시각적으로 미려한 효과를 가지는 도막을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 친환경 수성 방청 도료를 제조하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료는, 물과, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 실란계 방수제, 0.54 내지 0.66 중량부의 분산제, 0.9 내지 1.1 중량부의 소포제, 234 내지 286 중량부의 안료, 0.54 내지 0.66 중량부의 pH조절제, 2.1 내지 2.5 중량부의 증점제, 100 내지 124 중량부의 유기 바인더 및 100 내지 124 중량부의 유기 개질제를 포함하고, 상기 안료는, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 적색 안료, 180 내지 220 중량부의 제1 체질 안료 및 18 내지 22 중량부의 제2 체질 안료를 포함한다.
이러한 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료는, 액상 원료들을 혼합하여 제1 재료를 마련하는 배합 단계(S10), 제1 재료에 고상 원료들을 첨가하고 고르게 혼합시켜 제2 재료를 마련하는 분산 단계(S20) 및 제2 재료의 특성을 개선하기 위한 조정 단계(S30)를 거쳐 제조할 수 있다.
이하, 배합 단계(S10), 분산 단계(S20) 및 조정 단계(S30)를 설명함에 있어서, 각 성분의 함량은 배합 단계(S10)에 사용되는 물의 총 양을 100 중량부로 하고, 그에 대한 상대적인 함량을 나타낸다.
이 중에서 먼저 배합 단계(S10)에 대해 설명하면, 물에 액상의 실란계 방수제, 분산제 및 소포제를 배합하여 제1 재료를 마련한다.
상기 실란(silane)계 방수제는, 포타슘실리케이트, 리튬실리케이트 및 소듐실리케이트 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 실란계 방수제는 도막의 오염, 염해 및 부식을 방지하여 도막의 수명을 연장시키는 작용을 할 수 있다.
또한, 상기 실란계 방수제는 36 내지 44 중량부가 포함될 수 있다. 상기 실란계 방수제의 함량이 36 중량부 미만이면 상기의 효과가 제대로 구현되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 실란계 방수제의 함량이 44 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
상기 분산제는 바람직하게 소듐 헥사메타포스페이트(Sodium Hexametaphosphate, SHMP) 또는 폴리카르복실산 일 수 있다.
또한, 상기 분산제는 0.54 내지 0.66 중량부가 포함될 수 있다. 상기 분산제의 함량이 0.54 중량부 미만이면 도장 후의 도막의 강도가 저하되고 분산 단계에서 첨가되는 안료들이 서로 뭉치게 되어 도장 면의 색상이 변하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 분산제의 함량이 0.66 중량부를 초과하면 도료의 표면 장력이 낮아져 도장 시 표면에 들뜸 현상이 생기고 점도가 낮아져 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 소포제는 바람직하게 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxanes)의 비이온성 수성 에멀젼일 수 있고, BLUESTAR SILICONES SHANGHAI사의 SILCOLAPSE C585라는 제품을 사용할 수 있다.
상기 소포제는 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료 내에 존재하는 기포를 제거하거나 고르게 분포시켜 후술하는 분산 단계(S20)에서 첨가되는 안료의 습윤성을 향상시키되 조정 단계(S30)에서 첨가되는 유기 바인더가 안료를 용이하게 감쌀 수 있도록 하고, 이에 도료가 흘러내리는 것을 방지하여 도막의 외관 품질을 향상시키고 작업성을 개선하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 소포제는 0.9 내지 1.1 중량부가 포함될 수 있다. 상기 소포제의 함량이 0.9 중량부 미만이면 기포 제거 효과가 미비해질 수 있고, 상기 소포제의 함량이 1.1 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
이때, 배합 단계(S10)에서, 제1 방부제를 더 첨가하여 제1 재료를 마련할 수 있다.
상기 제1 방부제는 바람직하게 이소티아졸론일 수 있고, THOR SPECIALTIES사의 ACTICIDE MVK라는 제품을 사용할 수 있다. 상기 제1 방부제는 도료에 곰팡이가 발생하는 것을 억제하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 제1 방부제는 0.36 내지 0.44 중량부가 포함될 수 있다. 상기 제1 방부제의 함량이 0.36 중량부 미만이면 곰팡이 발생 방지 효과가 제대로 구현되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 제1 방부제의 함량이 0.44 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
다음으로, 분산 단계(S20)로서, 상기 제1 재료에 고상 원료로서 분말상의 안료를 첨가하고 후술하는 바인더와 분말상의 안료가 균일하게 섞일 수 있도록 고르게 분산시켜 제2 재료를 마련한다. 이때, 분말상의 안료의 분산도에 따라 도막의 물리적 및 화학적 성질과 색상이 결정될 수 있다.
상기 분산 단계(S20)는, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료로 도장을 실시할 때 도막의 강도를 향상시키고 도막의 색상이 미려해질 수 있도록 하기 위한 과정이다.
이때, 상기 안료는 적색 안료, 제1 체질 안료 및 제2 체질 안료를 포함한다.
상기 적색 안료는 도료의 착색과 은폐력을 부여하고 도막의 색감을 미려하게 하는 역할을 하며, 바람직하게 산화철일 수 있으며, ZHEJIANG DEQING MULTI-SINOX PIGMENT TECHNOLOGY사의 산화철 적130#이라는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 적색 안료는 36 내지 44 중량부가 포함될 수 있다. 상기 적색 안료의 함량이 36 중량부 미만이면 도료의 점도가 적절히 조정되지 못하고 도막의 광택 및 색감이 저하되며, 방청 효과를 악화시키는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 적색 안료의 함량이 44 중량부를 초과하면 도막이 일정 수준의 강도를 유지하지 못하거나 도장 면이 벗겨지는 문제가 발생할 수 있고 더불어 상기 적색 안료가 도료 내에 고르게 혼합되지 못하면서 작업성이 저하되고, 안료 입자의 접착성이 저하되고 밀도 차이로 인해 도막이 시간에 따라 처지게 되는 현상이 발생할 수 있으며 심한 경우 도막이 무너지는 문제가 생길 수 있다.
상기 제1 체질 안료는 도료의 점도를 유지하고 도장 후 도막의 강도를 향상시키는 역할을 하고, 바람직하게 탄산칼슘(CaCO3)일 수 있고, 오미아사의 오미아 10x라는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1 체질 안료는 180 내지 220 중량부가 포함될 수 있다. 상기 제1 체질 안료의 함량이 180 중량부 미만이면 도료의 강도와 점도가 낮아져 도장 면의 건조시간이 증가하게 되고 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 제1 체질 안료의 함량이 220 중량부를 초과하면 고점도로 인한 작업성의 저하와 도막의 벗겨짐 등으로 인해 도막의 수명이 단축되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 제2 체질 안료는 도료의 점도를 유지하는 역할을 하고, 바람직하게 하소 카오린(Calcined Kaolin)일 수 있고, 삼양화인사의 스노우화이트라는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제2 체질 안료는 18 내지 22 중량부가 포함될 수 있다. 상기 제2 체질 안료의 함량이 18 중량부 미만이면 점도가 낮아 작업성이 저하되며, 도료의 색상에 문제가 발생할 수 있고, 상기 제2 체질 안료의 함량이 22 중량부를 초과하면 점도의 증가로 인한 작업성 저하 및 도막 강도의 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
이때, 분산 단계(S20)에서, 건조방지제를 더 첨가하여 제2 재료를 마련할 수 있다.
상기 건조방지제는 바람직하게 모노에틸렌글리콜일 수 있고, 호남석유화학의 MEG라는 제품을 사용할 수 있다. 상기 건조방지제는 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료가 보관 중에 굳는 것을 방지할 수 있고, 겨울 철 온도 하락에 의해 동결되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 더불어, 상기 건조방지제는 도막 형성시 표면의 급격한 건조를 방지하여 도막에 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 건조방지제는 1.8 내지 2.2 중량부가 포함될 수 있다. 상기 건조방지제의 함량이 1.8 중량부 미만이면 상기의 효과가 제대로 구현되지 못할 수 있고, 상기 건조방지제의 함량이 2.2 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
다음으로, 상기 제2 재료에 pH조절제, 증점제, 유기 바인더 및 유기 개질제를 첨가하고 혼합하여 수성 방청 도료의 특성을 조정하는 단계(S30)를 진행하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 친환경 수성 방청 도료를 제조할 수 있다.
상기 pH조절제는 바람직하게 2-아미노-2-메틸-1-프로파놀 (2-Amino-2-methyl-1-propanol)일 수 있고, ANGUS CHEMICAL COMPANY사의 AMP95라는 제품을 사용할 수 있다.
상기 pH조절제는 도료의 pH를 적정한 수준으로 유지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 친환경 수성 방청 도료의 바람직한 pH는 6.5 내지 9일 수 있다.
또한, 상기 pH조절제는 0.54 내지 0.66 중량부가 포함될 수 있다. 상기 pH조절제의 함량이 0.54 중량부 미만이면 도료가 지나치게 산성화되어 겔화 현상이 발생하거나 저장 안정성 등의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 pH조절제의 함량이 0.66 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
상기 증점제는 바람직하게 하이드록시에틸셀룰로스(hydrocyethylcellulose)일 수 있고, ASHLAND사의 나트라졸이라는 제품을 사용할 수 있다. 상기 증점제는 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료가 피도장물에 도장될 때 흘러내리는 것을 방지할 수 있도록 도료의 점도를 증가시키고, 도장 시의 흐름성과 요변성을 개선시키는 작용을 할 수 있다.
또한, 상기 증점제는 2.1 내지 2.5 중량부가 포함될 수 있다. 상기 증점제의 함량이 2.1 중량부 미만이면, 흐름성 등의 작업성이 저하되고, 요변성(Thixotropic)이 저하되어 분산 단계(S20)에서 첨가된 안료의 착색력이 저하되어 도막의 미려함이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 증점제의 함량이 2.1 중량부를 초과하면, 도료의 점도가 지나치게 높아져 도장 시 도막의 표면이 울퉁불퉁해져 깔끔한 외관을 제공하지 못하게 되거나 도막의 두께를 고르게 하기가 힘들어지는 등 도장의 작업성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 도장 시 들뜸 현상이 발생할 수 있다.
또한, 상기 증점제의 함량이 2.1 중량부를 초과하면, 안료의 색상이 저하되어 도막의 미려함이 저하될 수 있고, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료를 보관하는 중에 층 분리가 발생하는 등 도료의 저장성이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
상기 유기 바인더는 메틸 메타아크릴레이트, 메타아크릴릭 산, 부틸 메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트 등과 같은 아크릴 모노머의 공중합체 군 중에서 하나 또는 2 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 유기 바인더의 유리 전이 온도(Tg)가 낮으면 도막의 경도 및 부착성, 오염성, 점착성 및 내마모성이 저하되고, 건조 시간이 길어지며, 상기 유기 바인더의 유리 전이 온도(Tg)가 높으면 도막의 경도, 크랙, 유연성(신축성) 등이 떨어지기 때문에, 유리 전이 온도(Tg)가 0~30℃이고 내후성, 내오염성 및 내수성이 우수한 유기 바인더를 적용하는 것이 도료의 물성에 매우 유리하며, 도막의 경도 및 내구성, 부착성, 유연성(신축성)이 우수해진다.
이러한 점을 고려하여, 일 실시 예에서, 유기 바인더는 더 바람직하게 부틸 아크릴레이트-메틸 메타아크릴레이트(Butyl Acrylate-Methyl Methacrylate)를 사용할 수 있고, 애경화학의 ASA1020이라는 제품을 사용할 수 있다.
상기 유기 바인더는 아크릴 에멀젼 바인더 대비 내후성, 속건성 및 내수성이 향상된 물질로서, 접착력을 부여하여 분말상의 안료가 액상인 제1 재료 내부에 고르게 잘 섞일 수 있도록 하고, 안료 입자를 도막에 접착하여 떨어지지 않도록 하는 역할을 하여 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료로 도장된 도막의 수명을 연장시키고 우수한 물성을 가지도록 하며, 도막의 색상이 미려해지도록 하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 유기 바인더는 100 내지 124 중량부가 포함될 수 있다. 상기 유기 바인더의 함량이 100 중량부 미만이면 안료가 액상의 제1 재료와 잘 섞이지 못하게 되고, 도막의 내수성이 저하되며 도료가 피도장물의 표면에 제대로 부착되지 못하고 흘러내리게 되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 유기 바인더의 함량이 124 중량부를 초과하면 도장 시 작업성이 크게 저하되고 균일한 두께의 도막을 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
상기 유기 개질제는 바람직하게 소수성 개질 폴리에틸렌 옥사이드 우레탄(Hydrophobically modified polyethylene oxide urethane)일 수 있고, RM2020이라는 제품을 사용할 수 있다.
상기 유기 개질제는 개질제의 역할을 하며, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료에 우수한 방청성과 내알칼리성을 부여한다. 도료가 실란계 방수제만 포함하는 경우 단순히 방수성만을 가지게 되지만, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료의 경우 유기바인더와 유기 개질제가 복합적으로 포함되어 향상된 방수성, 내염수성, 방청효과 및 방청 지속성을 가질 수 있다.
또한, 상기 유기 개질제는 100 내지 124 중량부가 포함될 수 있다. 상기 유기 개질제의 함량이 100 중량부 미만이면 도막의 표면이 거칠어지고 내염수성 및 방청성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 유기 개질제의 함량이 124 중량부를 초과하면 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료의 분산성이 저하되어 도장 후 도막의 표면이 거칠어지고 색상 채도가 낮아져 도막의 미려함이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 조정 단계(S30)에서, UV차단제, 제2 방부제 및 가소제를 더 첨가할 수 있다.
상기 UV차단제는 바람직하게 Butanedioc acid, dimethylester, 폴리머(polymer)일 수 있고, BASF사의 tinuvin292라는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 UV차단제는 0.36 내지 0.44 중량부가 포함될 수 있다. 상기 UV차단제의 함량이 0.36 중량부 미만이면 도막 색상의 지속 시간 및 도막의 수명이 단축되는 문제가 발생할 수 있고, 상기 UV차단제의 함량이 0.44 중량부를 초과하면 도료의 특성에는 문제가 없지만 유의적으로 의미가 없이 비용만 증가하게 된다.
상기 제2 방부제는 바람직하게 이소티아졸론일 수 있고, THOR SPECIALTIES사의 ACTICIDE MVK라는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제2 방부제는 0.54 내지 0.66 중량부가 포함될 수 있다. 상기 제2 방부제의 함량이 0.54 중량부 미만이면 곰팡이 발생 방지 효과가 제대로 구현되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 제2 방부제의 함량이 0.66 중량부를 초과하면 유의적인 효과의 상승 없이 생산 비용 증가만을 초래하게 된다.
상기 가소제는 바람직하게 디소부틸 아디페이트(Diisobutyl Adipate) 또는 폴리카르복실산, 또는 두가지를 복합적으로 사용할 수 있다. 상기 가소제는 증발 속도가 작아 친환경 수성 방청 도료로 형성된 도막에 장시간 남아서 높은 탄성율과 유연성을 부여하여 미세 크랙등의 생성을 억제하여 습기의 침투를 방지하는 역할과 피막을 통과한 염분기인 Cl-이온과 대기 중의 CO2 이온을 고정하는 능력이 커서 수성 방청 도료에 방식 및 방청 효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 가소제는 1.8 내지 2.2 중량부가 포함될 수 있다. 상기 가소제의 함량이 1.8 중량부 미만이면 탄성율과 유연성의 저하를 가져와 작업성 뿐만 아니라 도장 후 도막의 품질이 저하되어 내수성, 내염수성, 내방청성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 가소제의 함량이 2.2 중량부를 초과하면 도막의 강도가 저하되고, 친환경 수성 방청 도료의 점도가 너무 낮아져 경화시 도막의 상층부로 가소제의 일부가 석출되는 문제가 발생할 수 있다.
일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료는, 1액형의 친환경 수용성 도료로서, 무취, 비휘발성이므로 도장 시 작업하기가 좋고, 유기 바인더 및 유기 개질제와 첨가물에 의해 도막이 형성된 후 자체적으로 우수한 탄성을 가지게 되어 도장시 튀는 현상이 일어나지 않아 도막에 뭉침 현상이 적거나 발생하지 않게 된다. 또한, 수성 제품이므로 구조물의 외부는 물론 내부에도 용이하게 사용할 수 있다.
일반적으로 콘크리트로 이루어진 건물의 경우 계절에 따른 기온의 차이와 다양한 외력으로 인한 진동, 충격 등의 이유로 일정 시간이 지나면 벽체에 균열이 발생할 수 있다. 이러한 균열은 외부의 이물질이나 빗물이 침투하면서 건물이 부식되거나 손상되는 원인이 될 수 있다.
특히, 구조물이 철제인 경우, 이러한 균열을 통해 외부의 이물질이나 빗물 및 염분이 침투하거나 공기 중의 CO2가 침투하면서 건물이 더욱 심하게 부식되거나 손상될 수 있다. 구체적으로, 염분의 Cl 이온은 해풍이나 겨울철 동결방지제 등에서 날려오며, 콘크리트나 강재의 표면에 축적되어 국부전위차를 형성하여 부식을 일으키며, 수분이 존재시에는 부식 속도가 가속될 수 있다.
그리고, CO2 이온은 건조상태에서는 안정하지만 수분과 반응해 탄산을 형성하여 강재의 부식을 야기시키며 산소가 존재할시는 부식이 격렬해진다.
본 발명에 사용된 바인더와 첨가제를 포함하는 수성 방청 도료로 형성한 도막은 보다 향상된 내수성으로 부식의 공통인자인 습기와 염분 및 CO2의 통과를 억제하여 주어 부식을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 첨가제의 아민카르복실기가 Cl, CO2 등의 음이온과 반응을 하여 이온고정을 시켜주며, 이때 상기 이온들에 대한 고정능력이 타 이온보다 상당히 크기 때문에 금속의 부식을 매우 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같이, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료로 구조물의 내벽 또는 외벽에 도장을 실시하면 도막이 우수한 강도와 증가된 탄성을 가지게 되고, 이에 도막에 실금이나 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이렇게 형성되는 도막은 구조물의 방청 막으로 작용하여 별도의 방청 시공을 하지 않더라도 외부의 이물질이나 빗물, 염분 및 CO2가 구조물로 침투하는 것을 효과적으로 차단할 수 있게 되고, 이에 구조물의 부식 및 손상을 사전에 방지할 수 있기 때문에 구조물의 수명을 연장시키는데 큰 도움을 줄 수 있다. 특히, 철제 구조물의 부식 및 손상을 사전에 방지할 수 있기 때문에 철제 구조물의 방청용으로 사용하기에 유용하다.
또한, 일 실시 예의 친환경 수성 방청 도료로 도장을 하면, 도막에 오염이 잘 생기지 않을 뿐만 아니라 도막이 오염되더라도 우수한 내수성을 가지므로 물이나 중성 세제 등으로 간편하게 세척하여 유지 보수를 할 수 있으며, 원하는 채색안료를 첨가하여 시각적으로 미려한 효과를 가지는 도막을 형성할 수 있기 때문에 추가로 도막 위에 도장을 더 실시하지 않아도 되는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 물과,
    물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 실란계 방수제, 0.54 내지 0.66 중량부의 분산제, 0.9 내지 1.1 중량부의 소포제, 234 내지 286 중량부의 안료, 0.54 내지 0.66 중량부의 pH조절제, 2.1 내지 2.5 중량부의 증점제, 100 내지 124 중량부의 유기 바인더 및 100 내지 124 중량부의 유기 개질제를 포함하고,
    상기 안료는, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 적색 안료, 180 내지 220 중량부의 제1 체질 안료 및 18 내지 22 중량부의 제2 체질 안료를 포함하고,
    상기 분산제가 소듐 헥사메타포스페이트 (Sodium Hexametaphosphate, SHMP) 또는 폴리카르복실산이고,
    상기 소포제가 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxanes)의 비이온성 수성 에멀젼이고,
    상기 적색 안료가 산화철이고,
    상기 제1 체질 안료가 탄산칼슘 (CaCO3)이고,
    상기 제2 체질 안료가 하소 카오린 (Calcined Kaolin)이고,
    상기 pH조절제가 2-아미노-2-메틸-1-프로파놀 (2-Amino-2-methyl-1-propanol)이고,
    상기 증점제가 하이드록시에틸셀룰로스 (hydrocyethylcellulose)이고,
    상기 유기 바인더가 부틸 아크릴레이트-메틸 메타아크릴레이트 (Butyl Acrylate-Methyl Methacrylate)이고,
    상기 유기 개질제가 소수성 개질 폴리에틸렌 옥사이드 우레탄 (Hydrophobically modified polyethylene oxide urethane)인 것을 특징으로 하는,
    친환경 수성 방청 도료.
  2. 삭제
  3. 물에 액상의 실란계 방수제, 분산제 및 소포제를 배합하여 제1 재료를 마련하는 단계;
    상기 제1 재료에 분말상의 적색 안료와 2가지 종류의 체질 안료를 첨가하고 분산시켜 제2 재료를 마련하는 단계; 및
    상기 제2 재료에 pH조절제, 증점제, 유기 바인더 및 유기 개질제를 첨가하고 혼합하는 단계; 를 포함하고
    상기 분산제가 소듐 헥사메타포스페이트 (Sodium Hexametaphosphate, SHMP) 또는 폴리카르복실산이고,
    상기 소포제가 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxanes)의 비이온성 수성 에멀젼이고,
    상기 적색 안료가 산화철이고,
    상기 2가지 종류의 체질 안료 중 제1 체질 안료가 탄산칼슘 (CaCO3)이고,
    상기 2가지 종류의 체질 안료 중 제2 체질 안료가 하소 카오린 (Calcined Kaolin)이고,
    상기 pH조절제가 2-아미노-2-메틸-1-프로파놀 (2-Amino-2-methyl-1-propanol)이고,
    상기 증점제가 하이드록시에틸셀룰로스 (hydrocyethylcellulose)이고,
    상기 유기 바인더가 부틸 아크릴레이트-메틸 메타아크릴레이트 (Butyl Acrylate-Methyl Methacrylate)이고,
    상기 유기 개질제가 소수성 개질 폴리에틸렌 옥사이드 우레탄 (Hydrophobically modified polyethylene oxide urethane)인 것을 특징으로 하는,
    친환경 수성 방청 도료의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 실란계 방수제, 0.54 내지 0.66 중량부의 분산제, 0.9 내지 1.1 중량부의 소포제, 234 내지 286 중량부의 안료, 0.54 내지 0.66 중량부의 pH조절제, 2.1 내지 2.5 중량부의 증점제, 100 내지 124 중량부의 유기 바인더 및 100 내지 124 중량부의 유기 개질제를 포함하고,
    상기 안료는, 물 100 중량부에 대하여, 36 내지 44 중량부의 적색 안료, 180 내지 220 중량부의 제1 체질 안료 및 18 내지 22 중량부의 제2 체질 안료를 포함하는, 친환경 수성 방청 도료의 제조 방법.
  5. 삭제
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