KR19990088094A - 역청기질코팅방법 - Google Patents

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KR19990088094A
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켈리데이빗고드로
양후일링
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마크 에스. 아들러
롬 앤드 하스 캄파니
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Abstract

역청 기질(bituminous substrate)용 마스틱(mastic) 코팅 시스템의 품질은 물-불용성 라텍스 중합체로 이루어지는 상부 코팅 조성물 및/또는 결착코팅(tiecoat) 조성물의 사용을 통하여 개선된다. 상기 라텍스 중합체는 Tg가 -25∼20℃이며,
(a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%;
(b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%,
여기서 (a)와 (b)의 중량합은 단량체 혼합물의 최소 25중량%를 이루며;
(c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%; 및
(d)아크릴산 혹은 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며,
여기서 (b)가 단량체 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 최대 3중량%미만의 범위내에 있다.
상기 마스틱 코팅 시스템은 코팅이 고인 물에 노출될 때 개선된 접착력 및 블리스터링 저항성을 갖으며, 역청 기질로부터 화학 약품이 배어나는 것을 감소시킬 수 있다.

Description

역청 기질 코팅 방법{COATING BITUMINOUS SUBSTRATES}
본 발명은 역청 기질을 코팅하는데 관한 것이다. 보다 상세하게는 이에 한정하는 것은 아니나, 본 발명은 마스틱 코팅 시스템의 품질을 개선시키는 방법에 관한 것이다.
대부분의 루우핑(roofing) 시장은 내구성(아스팔트 퇴화)을 개선시키고, 에너지 절약(흑색 아스팔트에 대한 백색 코팅)을 제공하고, 화재 등급을 감소시키고, 심미성을 증진시키기 위하여, 그위에 통상의 루우프 마스틱(roof mastic)으로 상부코팅되는 기초 기질로서 아스팔트계 산물, 예를 들면 개질된 역청 롤(bituminous roll)을 사용한다. 이러한 코팅은 본 명세서에서 사용된 "마스틱 코팅물"이 예를 들면 루우프 덱크(roof deck)와 같은 실질적으로 수평인 표면에, 예를 들면 벽과 같은 실질적으로 수직인 표면에, 혹은 다른 기질 표면에 적용된 어떠한 두꺼운 코팅을 포함한다고 할지라도, 종종 "루우프 마스틱(roof mastic)"으로 언급된다. 불행히도, 이들 마스틱 코팅물은 다수의 결점들을 갖는다. 루우프 덱크, 혹은 다른 표면들은 고의로 혹은 결함때문에 물을 보유할 수 있다. 이 고인(ponded) 물은 접착 및 블리스터링(blistering)의 손실을 낳아 마스틱 코팅을 실패로 이끈다. 이는 또한 마스틱이 적용되는 아스팔트 기질로부터 흑색 화학 약품의 배어남(bleedthrough)에 의해 마스틱 코팅물을 변색시키는 경향이 있다.
특히 고인 물에 노출될 때 우수한 접착력 및 탁월한 블리스터링에 대한 저항성을 나타내는 마스틱 코팅 시스템이 US-A-5059456에 개시되어 있다. 이 시스템은 기질과 마스틱 코팅간의 물-기초한 결착코팅(tiecoat)의 사용에 의존한다. 상기 결착코팅은 물-불용성 라텍스 중합체와 다가 금속 이온으로 이루어지며, 여기서 라텍스 중합체는 단량체 혼합물의 중량 기준으로 (C4∼C20)-알킬 메타크릴레이트 및 (C8∼C20)-알킬 아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%, 및 단량체 혼합물의 중량 기준으로 메타크릴산 3.0∼7.5중량%로 이루어진 단량체 혼합물로 부터의 제조에 기인한 단위체로 이루어지며, 그리고 여기서 상기 라텍스 중합체의 유리전이 온도는 -20∼5℃이며, 다가 금속 이온 대 라텍스 중합체내 메타크릴산의 몰비는 약1:1∼0.375:1이다. 상기 결착코팅은 마스틱 코팅의 차후 적용전에 기질에 적용된다. 비록 이 시스템이 통상의 마스틱 시스템보다 탁월한 접착력 및 블리스터링 저항 특성들을 제공한다고 하여도, 여전히 이들 특성에 대한 개선이 요망시되고 있다.
본 발명의 목적은 US-A-5059456에 기술된 것보다 증진된 접착력과 블리스터링에 대한 저항성을 제공하는 마스틱 코팅 시스템을 제공하고자 하는 것이다. 또한 이와 같은 마스틱 코팅 시스템의 품질에 있어서의 개선이 본질적으로 기질과 마스틱 조성물사이에 결착코팅을 사용하는 것에 의존하지 않는 시스템으로 이루어질 수 있다면 바람직하다.
본 발명의 일견지에 의하면,
(A)마스틱 상부코팅 조성물 및 임의의 결착코팅 조성물을 형성하는 단계;
(B)상기 결착코팅 조성물을 역청 기질상에 임의로 적용하는 단계;
(C)상기 마스틱 상부코팅 조성물을 역청 기질상에 직접 적용하거나 혹은 존재할 경우에는, 상기 역청 기질상에 이미 적용되어 있는 결착코팅 조성물상에 적용하는 단계; 로 이루어지며,
여기서 상기 마스틱 상부코팅 조성물 및 임의의 결착코팅 조성물중 최소 1종은 물-불용성 라텍스 중합체로 이루어지며;
여기서 라텍스 중합체의 Tg는 -25∼20℃, 바람직하게는 -10∼0℃이며,
상기 라텍스 중합체는
(a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%, 바람직하게는 30∼70중량%;
(b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%, 바람직하게는 0 혹 은 최대 35중량%, 보다 바람직하게는 0 혹은 최대 10중량%;
(c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%, 바람직하게는 최대 74.5중량%, 보다 바 람직하게는 5∼70중량%, 한층 바람직하게는 5∼50중량%; 및
(d)아크릴산 혹은 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최 대 5중량%, 바람직하게는 0.5∼2.5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며;
만약 (b)가 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 최대 3중량%미 만, 바람직하게는 0.05∼3중량%미만의 범위내이며;
그리고 여기서 (a)와 (b)의 중량합은 상기 단량체 혼합물의 중량을 기준으로 최 소 25중량%, 바람직하게는 30중량%이상, 보다 바람직하게는 35중량%이상, 한층 바람직하게는 45중량%이상을 이루는,
마스틱 코팅 시스템의 품질 개선 방법이 제공된다.
본 발명의 제2견지에 의하면,
물-불용성 라텍스 중합체로 이루어지며,
단, 라텍스 중합체의 Tg는 -25∼20℃, 바람직하게는 -10∼0℃이며,
상기 라텍스 중합체는
(a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%, 바람직하게는 30∼70중량%;
(b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%, 바람직하게는 0 혹 은 최대 35중량%, 보다 바람직하게는 0 혹은 최대 10중량%;
(c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%, 바람직하게는 최대 74.5중량%, 보다 바 람직하게는 5∼70중량%, 한층 바람직하게는 5∼50중량%; 및
(d)아크릴산 혹은 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최 대 5중량%, 바람직하게는 0.5∼2.5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며;
만약 (b)가 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 최대 3중량%미 만, 바람직하게는 0.05∼3중량%미만의 범위내이며;
그리고 (a)와 (b)의 중량합은 상기 단량체 혼합물의 중량을 기준으로 최소 25 중량%, 바람직하게는 30중량%이상, 보다 바람직하게는 35중량%이상, 한층 바람 직하게는 45중량%이상을 이루는,
마스틱 상부코팅 조성물 혹은 마스틱 결착코팅 조성물로서 사용하기 적절한 조성물이 제공된다.
본 발명의 제3견지에 의하면,
물-불용성 라텍스 중합체로된 마스틱 상부 코팅의 접착력 및 블리스터링에 대한 저항성을 증진시키는데 사용되는 마스틱 코팅 시스템이 제공되며,
여기서 라텍스 중합체의 Tg는 -25∼20℃, 바람직하게는 -10∼0℃이며,
상기 라텍스 중합체는
(a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하 나의 소수성 단량체 최소 20중량%, 바람직하게는 30∼70중량%;
(b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%, 바람직하게는 0 혹 은 최대 35중량%, 보다 바람직하게는 0 혹은 최대 10중량%;
(c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%, 바람직하게는 최대 74.5중량%, 보다 바 람직하게는 5∼70중량%, 한층 바람직하게는 5∼50중량%; 및
(d)아크릴산 혹은 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최 대 5중량%, 바람직하게는 0.5∼2.5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며;
만약 (b)가 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 최대 3중량%미 만, 바람직하게는 0.05 혹은 3중량%미만의 범위내이며;
그리고 (a)와 (b)의 중량합은 상기 단량체 혼합물의 중량을 기준으로 최소 25중 량%, 바람직하게는 30중량%이상, 보다 바람직하게는 35중량%이상, 한층 바람직 하게는 45중량%이상을 구성한다.
바람직하게는 (b) 및 (d)의 최소 1종이 단량체 혼합물내에 존재하는 것이다.
본 발명의 상부 코팅 및/또는 결착코팅을 사용하는 마스틱 코팅 시스템은 특히 고인 물에 노출될 때, 예기치않게 개선된 접착력 및 블리스터링에 대한 저항성을 나타낸다. 이들은 또한 역청 기질로부터의 흑색 화학 약품의 배어남에 대한 저항성이 있다.
본 발명을 적용하기 위한 통상의 기질은 개질된 역청 시이트이다.
상기 라텍스 중합체는 이 기술 분야에서 잘 알려진 에멀션 중합 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, US-A-5521266호는 낮은 물 용해도를 갖는 단량체를 함유하는 중합체를 형성하기에 적합한 매우 적절한 수성 중합 공정이 개시되어 있다.
최소 하나의 소수성 단량체(a)는 에틸헥실 아크릴레이트(EHA), 옥틸 메타크릴레이트, 이소옥틸 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트(n-DMA), 이소데실 메타크릴레이트(IDMA), 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 펜타데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트(SMA), 옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트(LA) 및 (C12∼C15)알킬 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. LMA, IDMA 및 (C12∼C15)알킬 메타크릴레이트가 가장 바람직한 단량체이다.
상기 최소 하나의 소수성 단량체(a)는 단량체 혼합물내에 30∼70중량%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.
최소 하나의 비닐 방향족 단량체는 스티렌(Sty), 비닐 톨루엔, 2-브로모 스티렌, o-브로모 스티렌, p-클로로 스티렌, o-메톡시 스티렌, p-메톡시 스티렌, 알릴 페닐 에테르, 알릴 톨일 에테르 및 α-메틸 스티렌으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택되는 것이 바람직하다. 스티렌이 가장 바람직한 단량체이다.
상기 최소 하나의 비닐 방향족 단량체는 단량체 혼합물내에 35중량%미만, 보다 바람직하게는 0 혹은 최대 10중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
바람직한 (C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 아크릴레이트(EA) 및 부틸 아크릴레이트(BA)이다.
라텍스 중합체를 제조하는데 사용된 단량체 혼합물은 메타크릴산을 약0.5∼3중량%미만(총 단량체의 중량 기준)으로 함유하는 것이 바람직하다. 메타크릴산의 바람직한 수준은 1∼2중량%이다.
본 명세서에서 사용된 "유리 전이 온도" 혹은 "Tg"는 ASTM E-1356-91에 따라 차등 주사 열량계로 측정시 중합체의 중점 유리 전이 온도를 의미한다.
라텍스 중합체의 단량체 성분은 건조된 라텍스 중합체의 Tg가 -25∼+20℃, 바람직하게는 Tg가 -10∼0℃가 되도록 선택되어야 한다. Tg가 +5℃이상인 중합체는 저온에서 그 휨성을 잃을 수 있는 코팅물을 산출한다. Tg가 -25℃이하인 중합체는 배어나기 쉬우며, 기질내 변색된 화합물은 상부 코팅과 결착 코팅내로 이동되어 마스틱 코팅 시스템의 성능을 열화시키게 된다.
상기 라텍스 중합체의 분자량은 블리스터 저항성 및 접착력에 영향을 미친다. 중합체의 분자량을 감소시키면 블리스터 저항성 및 접착력이 개선된다. 바람직하게는 상기 라텍스 중합체가 최상의 블리스터링에 대한 저항성 및 접착력을 부여하는 약10,000∼150,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이다. 이 기술 분야에서 숙련된 자에 의해 잘 알려진 바와 같이, 분자량은 광범위한 종류의 사슬 전달제에 의해 조절될 수 있다. 이들은 예를 들면, 알킬 메르캅탄, 할로겐 화합물 및 기타 잘 알려진 제제를 포함한다. 예를 들어, 약0.1∼2.5중량%(총 단량체의 중량 기준)의 수준으로 사용된 n-도데실 메르캅탄(n-DDM)과 같은 사슬 전달제는 원하는 분자량을 제공하는데 효과적일 것이다. 중량 평균 분자량(Mw)은 수성 겔 침투 크로마토그래피에 의해 측정된다.
본 발명의 마스틱 상부코팅 조성물 및 결착코팅 조성물은 상기 라텍스 중합체에 부가하여 최소 하나 이상의 다음 성분들을 전형적으로 포함할 것이다: 안료, 증량제, 분산제, 계면활성제, 합착제, 습윤제, 농조화제, 유동성 개질제, 건조 억제제, 가소화제, 살생물제, 항곰팡이제, 소포제, 착색제, 왁스, 접착 촉진제, 아연 산화물 및 고형분 실리카. 상기 조성물은 또한 상기 한정된 물-불용성 라텍스 중합체를 부분적으로 치환하는 하나 이상의 다른 라텍스 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 마스틱 상부코팅 조성물은 예를 들면 티타늄 디옥사이드 혹은 Rohm and Haas Company로부터의 Ropaque 불투명 중합체와 같은 안료를 항상 포함할 것이다.
본 발명의 마스틱 상부 코팅 및 결착코팅 조성물들은 Rohm and Haas Company로부터의 Kathon 887 혹은 Skane M-8과 같은 살생물제 및/또는 항곰팡이제를 보통 포함할 것이다.
Tg가 약-25∼+5℃인 라텍스 중합체에 기초한 본 발명의 결착코팅 조성물은 루우핑재(roofing material)가 전형적으로 적용되는 온도에서 충분하게 점착성이 없지 않다. 따라서 점착성-없는 코팅을 얻기 위해서는, 다가 금속 이온 착물과 같은 화합물을 상기 결착코팅 조성물내로 편입하는 것이 바람직하다. 칼슘, 마그네슘, 아연, 바륨 및 스트론튬 이온과 같은 다가 금속 이온이 사용될 수 있다.
징크 헥사암모니아등과 같은 다가 금속 이온의 착물 및 클로라이드, 아세테이트, 비카보네이트등과 같은 중심이온(counterion)을 갖는 다가 금속 이온의 염들이 이온을 지지하는데 사용될 수 있다. 아연이 바람직한 다가 금속 이온이다. 결착코팅 조성물내 다가 금속 이온의 수준은 점착성-없는 코팅을 얻도록 조절될 수 있으며, 이는 부가된 다가 금속 이온 대 중합체 결착코팅내 메타크릴산의 몰비를 조절함으로써 달성된다. 약0.375:1만큼 낮고 약1:1만큼 높은 다가 금속 이온/메타크릴산의 몰비가 사용될 수 있다. 몰비가 약0.5:1인 것이 바람직하다.
비교예를 포함하여 하기 실시예는 단지 본 발명의 상세한 설명을 예시할 목적으로 기재된 것으로서, 이에 한정하는 것은 아닌 것이다.
실시예 1. 비교 라텍스 중합체 A의 제조
부틸 아크릴레이트 1323.0g, 메틸 메타크릴레이트 684.6g 및 메타크릴산 17.1g의 혼합물로부터 통상의 방법(예를 들면, US-A-5356968, 실시예 1 참조)으로 84℃에서 3시간 20분에 걸쳐 라텍스 중합체를 제조하였다. 물의 양은 1648.8g이었으며; 사용된 자유 라디칼 개시제는 암모늄 퍼술페이트 5.6g이었고, 사용된 에멀션화제는 소디움 도데실 벤젠 술포네이트 2.0g이었다. 결과 중합체 라텍스는 총 고형분이 55.7%(이론적 고형분은 55.9%)였으며; pH 9.7, 평균 입경 337nm(Brookfield Particle Size Analyzer, Model BI-90), 점도 0.200Paㆍs(Brookfield Viscometer, Spindle #2, 60rpm), 차등 주사 열량계에 의해 측정된 중점 유리 전이 온도는 -6.6℃이었다. 중량 평균 분자량은 500,000이상이었다.
실시예 2. 비교 라텍스 중합체 B의 제조
부틸 아크릴레이트 1188.0g, 메틸 메타크릴레이트 552.6g, 메타크릴산 59.4g 및 n-도데실 메르캅탄 5.4g의 혼합물로부터 통상의 방법(예를 들면, US-A-5356968, 실시예 1 참조)으로 84℃에서 3시간에 걸쳐 라텍스 중합체를 제조하였다. 물의 양은 1474g이었으며; 사용된 자유 라디칼 개시제는 암모늄 퍼술페이트이었고, 사용된 에멀션화제는 소디움 도데실 술페이트 3.6g이었다. 결과 중합체 라텍스는 총 고형분이 55.60%(이론적 고형분은 55.96%)이었으며; pH 7.2, 평균 입경 338nm(Brookfield Particle Size Analyzer, Model BI-90), 점도 0.128Paㆍs(Brookfield Viscometer, Spindle #2, 60rpm), 차등 주사 열량계에 의해 측정된 중점 유리 전이 온도는 -0.8℃이었으며, 중량 평균 분자량은 170,000이었다.
실시예 3. 라텍스 중합체 1의 제조
부틸 아크릴레이트 543.6g, 메틸 메타크릴레이트 270g, 스티렌 201.6g, 이소데실 메타크릴레이트 756g, 메타크릴산 28.8g 및 n-도데실 메르캅탄 5.4g의 혼합물로부터 통상의 방법(예를 들면, US-A-5356968, 실시예 1 참조)으로 84℃에서 3시간에 걸쳐 라텍스 중합체를 제조하였다. 물의 양은 1474g이었으며; 사용된 자유 라디칼 개시제는 암모늄 퍼술페이트이었고, 사용된 에멀션화제는 소디움 도데실 술페이트 3.6g이었다. 결과 중합체 라텍스는 총 고형분이 55.7%(이론적 고형분은 55.9%)이었으며; pH 6.7, 평균 입경 332nm(Brookfield Particle Size Analyzer, Model BI-90), 점도 0.135Paㆍs(Brookfield Viscometer, Spindle #2, 60rpm), 차등 주사 열량계에 의해 측정된 중점 유리 전이 온도는 -6.1℃이었으며, 중량 평균 분자량은 92,000이었다.
예시된 본 발명의 여러가지 다른 중합체 조성물은 라텍스 중합체 1의 제조 방법에 따라 실질적으로 제조되었다.
라텍스 중합체 1에 따라 제조된 여러가지 라텍스 중합체의 조성(중량%)
라텍스# BA MMA Sty MAA 소수성 Tg
1 30.2 15 11.2 1.6 42IDMA -6
2 33 30.7 3.3 33IDMA 4
3 18 28.7 3.3 50IDMA 5
4 40.4 3.3 56.3LMA 10
5 26.7 3.3 70.0IDMA 14
6 22.7 22.4 3.4 51.5IDMA -6
7 37.4 3.3 59.3EHA -8
8 18 28.7 3.3 50nDMA -10
9 30.7 3.3 66LMA -5
10 10 36.7 3.3 50SMA 4
11C 28.1 40.4 3.3 28.2LMA 18
12 28.1 20.2 20.2 3.3 28.2LMA 11
13 28.1 40.4 3.3 28.2LMA 10
14 20.2 20.2 3.3 56.3LMA 20
15 26 25.9 1.1 47IDMA -7
16 26 24.5 2.5 47IDMA -5
17 31.1 25.3 1.6 42IDMA -4
18C 18 28.7 3.3 50IDMA 15
19C 22.7 22.4 3.4 51.5 0
B 비교예 66 30.7 3.3 -1
A 비교예 65.4 33.8 0.8 -5
20 35.7 26.9 1.6 35.8IDMA -3
21 18 20.4 1.6 60IDMA -6
22 38 30.4 1.6 30LMA -8
23 20 28.4 1.6 50LMA -9
마스틱 코팅물은 다수의 성분들을 혼합하여 제조될 수 있다. 아래에, 본 발명자들이 APP 모드-비트(APP mod-bit)상에서 마스틱 코팅물 성능을 시험하는데 사용하였던 3가지 실시예를 나타내었다. 실시예 4에 나타낸 마스틱 코팅물 1은 실시예 1에 나타낸 표준 라텍스 중합체로 제조하였다.
실시예 4:마스틱 코팅물 1의 제조
물질명 중량(g)
하기 성분들을 결합하였으며 15분간 고속 Cowles 분산기에서 혼합하였다.
물 160.5
분산제(Tamolⓡ901) 5.0
소포제(NopcoⓡNXZ) 2.0
포타슘 트리폴리포스페이트 1.5
칼슘 카보네이트(Duramiteⓡ) 383.2
티타늄 디옥사이드(Ti-PureⓡR-960) 73.7
혼합 속도를 감소시키면서 다음 성분들을 첨가하였다.
표준 라텍스 중합체 A 492.7
소포제(NopcoⓡNXZ) 2.0
합착제(Texanolⓡ) 7.3
보존제(SkaneⓡM-8) 1.0
에틸렌 글리콜 25.5
히드록시에틸 셀룰로오스(Natrosolⓡ250MXR) 4.4
마스틱 코팅물 2 및 3은 라텍스 중합체 1에 대한 제조 방법에 따라 제조된 라텍스 중합체를 사용하여 제조하였다.
실시예 5: 마스틱 코팅물 2의 제조
물질명 중량(g)
하기 성분들을 결합하였으며 15분간 고속 Cowles 분산기에서 혼합하였다.
물 109.4
분산제(Tamolⓡ165A) 8.8
소포제(NopcoⓡNXZ) 3.0
수성 암모니아(28%) 3.0
칼슘 카보네이트(Duramiteⓡ) 409.6
티타늄 디옥사이드(Ti-PureⓡR-960) 65.2
혼합 속도를 감소시키면서 다음 성분들을 첨가하였다.
물 16.6
계면활성제(TritonⓡX-405) 1.0
소포제(NopcoⓡNXZ) 3.0
합착제(Texanolⓡ) 6.2
라텍스 중합체(55% 고형분) 521.4
농조화제 #1(AcrysolⓡRM-12W) 0.6
농조화제 #2(AcrysolⓡRM-8W) 1.6
실시예 6: 마스틱 코팅물 3의 제조
물질명 중량(g)
하기 성분들을 결합하였으며 15분간 고속 Cowles 분산기에서 혼합하였다.
물 126.7
분산제(Tamolⓡ165A) 4.0
소포제(NopcoⓡNXZ) 3.0
수성 암모니아(28%) 2.0
칼슘 카보네이트(Camel-TEXⓡ) 411.5
티타늄 디옥사이드(Ti-PureⓡR-960) 65.5
혼합 속도를 감소시키면서 다음 성분들을 첨가하였다.
물 5.1
보존제(SkaneⓡM-8) 3.0
소포제(NopcoⓡNXZ) 3.0
합착제(Texanolⓡ) 6.3
라텍스 중합체(55% 고형분) 513.8
농조화제 #1(AcrysolⓡRM-12W) 0.5
농조화제 #2(AcrysolⓡRM-8W) 1.0
농조화제 #3(AcrysolⓡRM-2020NPR) 2.5
마스틱 시스템의 시험
모든 시험을 위해 사용된 기질은 US Intec(BraiⓡSP4)에 의해 제조된 어택틱(atactic) 폴리프로필렌-개질된 역청 루우핑재이었다.
마스틱 시스템의 블리스터링
APP 모드-비트 개질된 역청 롤의 1/2을 가로질러 14cm 스트립을 절단함으로써 블리스터링 측정용 샘플을 제조하였다. 상기 코팅물을 Paul & Gardner Co., Incorporated에 의해 제조된 드로우다운 바(drawdown bar)를 사용하여 습윤 두께 0.64mm로 APP 모드-비트 샘플을 적용하였다. 상기 샘플을 24시간동안 24℃ 및 50% 상대 습도에서 건조시킨 다음, 8cm 섹션으로 절단하였다. 이 샘플을 탈이온수 4cm하에 재치하고, 제1일후 그리고 14일후 측정하였다. 블리스터링 수준을 ASTM D-714에 따른 표준에 따라 등급화하였다.
코팅물 배어남(황변)
동일한 방식으로 제조된 추가 샘플을 ASTM G-26(0.30W/m2조사로 개질됨)에 따라 Atlas Weather-O-Meterⓡ내에서 인공적인 풍화 조건에 노출시켰다. 330시간 노출후, 샘플을 제거하고 황변도를 측정하였다. 배어남 혹은 변색도는 L a b 칼라 스케일을 사용하여; b, 청색에 초점을 맞추어 황색 스케일에 대하여 측정하였다.
마스틱 코팅물의 접착력
마스틱 코팅물의 APP 모드-비트 기질에 대한 접착력을 다음과 같이 측정하였다. 대략 20g의 마스틱 코팅물을 APP 모드-비트 샘플(7.5×15cm)에 적용하였다. 마스틱내에 매립된 것은 폴리에스테르/면 직물의 2.5cm 너비 스트립 2조각이었다. 마스틱을 최소 14일간 24℃ 및 50% 상대 습도에서 건조시킨 다음, 박리 강도(단위 너비당 힘)를 측정하였다("건조 접착력"). 습윤 접착력은 건조 접착력 측정후에 상기 건조된 마스틱을 탈이온수내에서 APP 모드-비트상에 7일간 침지시켜 측정하였다.
바인더 조성물이 코팅 블리스터링에 미치는 영향을 나타내는 실시예
상기 언급된 절차에 따라 블리스터링 측정을 위한 마스틱 샘플을 제조하였다.
다수의 중합체 조성물이 APP 모드-비트에 있어서 마스틱 코팅물의 블리스터링에 미치는 영향. 상기 블리스터링 스케일은 2가지 지시;사이즈(2-큰 기포, 8=매우 작은 기포), 및 밀도(F=거의 없음, M=보통, MD=보통보다 조밀함, D=조밀함)를 갖으며, 이들을 하기표 2에 예시하였다.
라텍스# 마스틱 블리스터 등급 습윤 접착력(N/m)
표준 라텍스 A 1 2MD 20
표준 라텍스 A 2 8F 90
라텍스 2 2 6F 180
라텍스 3 2 6F 260
라텍스 4 2 6F 310
바인더 조성물이 코팅 접착력 및 배어남에 미치는 영향을 나타내는 실시예
다수의 중합체 조성물이 APP 모드-비트에 대한 접착력(습윤 및 건조)에 있어서 마스틱 코팅물의 접착력 및 배어남에 미치는 영향을 하기표 3에 나타내었다.
라텍스# 마스틱 배어남 건조 접착력(N/m) 습윤 접착력(N/m)
표준 라텍스 A 1 4.3 30 30
비교예 B 2 2.1 30 70
라텍스 2 2 2.5 90 180
라텍스 3 2 3.1 210 320
라텍스 5 2 2.0 280 330
라텍스 6 3 3.3 140 210
라텍스 7 3 11.5 140 190
라텍스 8 3 7.6 190 300
라텍스 9 3 9.7 400 630
라텍스 10 3 11.4 260 370
소수성 조성물이 코팅 접착력에 미치는 영향을 나타내는 실시예
스티렌 및 LMA 수준이 APP 모드-비트에 대한 접착력(습윤 및 건조)에 있어서, 마스틱 코팅물 (2)의 접착력에 미치는 영향을 하기표 4에 나타내었다.
라텍스# 상부코팅 건조 접착력(N/m) 습윤 접착력(N/m)
라텍스 11C 2 30 70
라텍스 12 2 50 70
라텍스 13 2 160 250
라텍스 14 2 140 180
라텍스 4 2 390 460
스티렌 및 MAA 수준이 코팅 접착력에 미치는 영향을 나타내는 실시예
산 및 스티렌 수준이 APP 모드-비트에 있어서 마스틱 코팅물(3)의 접착력(습윤 및 건조)에 미치는 영향을 하기표 5에 도시하였다.
라텍스# 건조 접착력(N/m) 습윤 접착력(N/m)
라텍스 6 110 210
라텍스 15 440 790
라텍스 16 180 330
라텍스 17 90 140
라텍스 18C --- 70
라텍스 19C 50 80
라텍스 1 110 190
라텍스 20 70 120
라텍스 21 120 150
라텍스 22 160 190
라텍스 23 250 270
상기한 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 마스틱 코팅 시스템은 코팅이 고인 물에 노출될 때 개선된 접착력 및 블리스터링 저항성을 갖으며, 역청 기질로부터의 화학 약품이 배어나는 것을 감소시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. (A)마스틱 상부코팅 조성물 및 임의의 결착코팅 조성물을 형성하는 단계;
    (B)상기 결착코팅 조성물을 역청 기질상에 임의로 적용하는 단계;
    (C)상기 마스틱 상부코팅 조성물을 역청 기질상에 직접 적용하거나 혹은 존재할 경우에는, 상기 역청 기질상에 이미 적용되어 있는 상기 결착코팅 조성물상에 적용하는 단계로 이루어지며,
    여기서 상기 마스틱 상부코팅 조성물 및 임의의 결착 코팅 조성물중 최소 1종은 물-불용성 라텍스 중합체로 이루어지며;
    단, 라텍스 중합체의 Tg는 -25∼20℃이며,
    상기 라텍스 중합체는
    (a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%;
    (b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%,
    단, (a)와 (b)의 중량합은 단량체 혼합물의 최소 25중량%를 이루며;
    (c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%; 및
    (d)아크릴산 및 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며;
    여기서 (b)가 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 최대 3중량%미만의 범위인, 마스틱 코팅 시스템의 품질 개선 방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 최소 하나의 소수성 단량체(a)는 에틸헥실 아크릴레이트(EHA), 옥틸 메타크릴레이트, 이소옥틸 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트(n-DMA), 이소데실 메타크릴레이트(IDMA), 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 펜타데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트(SMA), 옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트(LA) 및 (C12∼C15)알킬 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최소 하나의 비닐 방향족 단량체(b)는 스티렌(Sty), 비닐 톨루엔, 2-브로모 스티렌, o-브로모 스티렌, p-클로로 스티렌, o-메톡시 스티렌, p-메톡시 스티렌, 알릴 페닐 에테르, 알릴 톨일 에테르 및 α-메틸 스티렌으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택됨을 특징으로 하는 방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 (C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트(c)는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 아크릴레이트(EA) 및 부틸 아크릴레이트(BA)로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 라텍스 중합체는 중량평균분자량이 10,000∼150,000임을 특징으로 하는 방법
  6. 물-불용성 라텍스 중합체로 이루어지며,
    단, 라텍스 중합체의 Tg는 -25∼20℃이며,
    상기 라텍스 중합체는
    (a)(C8∼C24)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 소수성 단량체 최소 20중량%;
    (b)최소 하나의 비닐 방향족 단량체 0 혹은 최대 45중량%,
    여기서 (a)와 (b)의 중량합은 단량체 혼합물의 최소 25중량%를 이루며;
    (c)(C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 최소하나의 단량체 0 혹은 최대 75중량%; 및
    (d)아크릴산 혹은 메타크릴산으로 부터 선택된 최소 하나의 단량체 0 혹은 최대 5중량%;로 이루어지는 단량체 혼합물로부터 제조되며,
    여기서 (b)가 단량체 혼합물내에 존재하지 않는다면, (d)의 양은 0 혹은 3중량% 미만의 범위인,
    마스틱 상부코팅 혹은 결착코팅으로서 사용하기에 적절한 조성물
  7. 제6항에 있어서, 상기 최소 하나의 소수성 단량체(a)는 에틸헥실 아크릴레이트(EHA), 옥틸 메타크릴레이트, 이소옥틸 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트(n-DMA), 이소데실 메타크릴레이트(IDMA), 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 펜타데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트(SMA), 옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트(LA) 및 (C12∼C15)알킬 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물
  8. 제6항에 있어서, 상기 최소 하나의 비닐 방향족 단량체(b)는 스티렌(Sty), 비닐 톨루엔, 2-브로모 스티렌, o-브로모 스티렌, p-클로로 스티렌, o-메톡시 스티렌, p-메톡시 스티렌, 알릴 페닐 에테르, 알릴 톨일 에테르 및 α-메틸 스티렌으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물
  9. 제6항에 있어서, 상기 (C1∼C4)알킬 (메트)아크릴레이트(c)는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 아크릴레이트(EA) 및 부틸 아크릴레이트(BA)로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물
  10. 제6항에 있어서, 상기 라텍스 중합체는 중량 평균 분자량이 10,000∼150,000임을 특징으로 하는 조성물
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