KR20010012007A

KR20010012007A - 수성 단열 및 결로방지 도료 조성물

Info

Publication number: KR20010012007A
Application number: KR1019990032225A
Authority: KR
Inventors: 유정찬; 김승준; 김덕호
Original assignee: 유정찬
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-15

Abstract

본 발명은 중공 글라스 비드를 포함하여 단열 성능 및 결로방지 성능이 우수한 수성 도료 조성물에 관한 것이다. 특정적으로 본 발명은 3 내지 35중량%의 중공 글라스 비드가 물 20 내지 30중량%, 증점제 1 내지 5중량%, 아크릴에멀젼 30 내지 60중량%, 유화제 1 내지 7중량%, 분산제 1 내지 7중량%, 방부제 1 내지 7중량%, 안료 5 내지 30중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%를 포함한 수성 도료에 혼입됨을 특징으로 하는 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

Description

수성 단열 및 결로방지 도료 조성물{Aqueous Insulation Paint Composition}

본 발명은 도료 조성물에 관한 것이다. 보다 특정적으로는 본 발명은 단열 성능 및 결로방지 성능이 우수한 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

도료란 물체의 표면에 도장되어 건조 경화하여 물품을 미장 보호하는 기능을 가진 도막을 형성하는 재료이다. 또, 종류에 따라서는 특수한 기능을 겸하여 가진 도막을 형성하는 재료이다.

여기서, 보호란 방녹성, 내수성, 내습성, 방식성, 내유성, 내산성, 내알카리성, 내마모성, 내충격성 등의 점에서 물체 표면의 저항력을 높이는 것이다. 특수한 기능이란 물체의 사용 조건에서 요구되는 특수한 기능이며 예를 들면 배밑에 벌레나 해초 등이 부착되지 않게 하거나, 곰팡이의 발생을 저지하거나 결로를 방지하거나 전기 절연성 또는 전도성을 부여하거나 진동을 흡수하거나 색체에 의해 온도 변화를 나타내거나 방화성을 부여하거나 방사성 방어성을 부여하거나 하는 것 등이다.

건축에서 결로를 방지하는 한 가지 방법으로는 벽면의 단열-단열재를 사용하여 벽면의 온도가 실내의 함유 수증기 량으로 이슬점 이하가 되지 않도록 보온 단열하는 것이다. 그러나, 이 방법으로 완전한 방지를 꾀하기 위해서는 매우 두꺼운 단열층이 필요한데 비용과 공간면에서 실용이 곤란한 경우가 많다. 다른 방법으로는 실내공기의 습도 조절-환기에 의해 실내의 습기를 실외로 방출하거나 제습기에 의해 습기를 제거하는 방법이다. 그러나 이 방법도 난방 에너지의 손실과 적용범위의 제약 등이 있어 실제로는 충분한 조절이 어렵다. 또 다른 방도로서, 환경이 결로 상태가 되어 있더라고 물방울 생성에 의해 실내의 오염, 곰팡이 발생 등의 결함이 생기는 것을 방지하는 기능을 갖는 결로방지도료가 사용된다. 요컨데, 결로방지 도료의 도막에 의해 습도를 조절한다.

결로방지 도료의 종류는 일반적으로 비이클의 종류에 따라 알키드 수지계 등의 합성 수지계, 합성수지 에멀젼계, 시멘트 등을 사용한 무지질계 등, 그외 안료로서는 질석, 펄라이트, 규조토, 석면, 탄산칼슘 등을 사용한 것이 특징적이다.

위와 같이 알려진 여러 가지의 도료 기능에 단열성능을 접목시킨 도료는 거의 개발된 바 없다. 한국공개특허 제97-10899호에는 공중합수지 58중량%, 금홍석 2중량%, 규산마그네슘 18중량%와 비정질규산광염 22중량%를 혼합하고 이들을 산성화 과정 진행상태에서 알카리로 반응시켜 수득한 세라믹 단열도료가 기술되어 있다.

본 발명자들은 중공 글라스비드를 기존의 수성 도료에 첨가하였을 때 매우 우수한 단열성능과 결로방지성능을 얻을 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 기존 수성 도료에 중공 글라스비드를 함유함을 특징으로 하는 신규한 단열성 및 결로 방지성 수성 도료 조성물을 제공한다.

본 발명의 수성 도료 조성물은 빌딩이나 아파트 옥상, 주택지붕, 산업용 저장탱크, 빌딩이나 아파트 지하 천장, 벽체, 창호, 아파트 베이 및 출입문틀 주위, 목조주택 외벽마감재, 온냉수 배관, FRP나 PVC면, 온돌마루 배면, 인테리어 내외부 마감재, 이동식 화장실, 계사, 돈사, 축사, 차량지붕 등 여러 가지 용도로 사용될 수 있다.

본 발명의 도료 조성물은 수용성이므로 별도의 희석제가 필요 없고 현장에서 즉시 사용이 가능하다.

앞서 언급된 바와 같이 본 발명은 수성 도료를 기본으로 하며 기존의 어떠한 수성 도료도 본 발명에서 사용될 수 있다. 본 발명의 수성 도료에 함유되는 중공 글라스 비드는 조성물의 총량을 기준으로 3 내지 35중량%가 바람직하다. 그 이유는 중공 글라스 비드를 3중량% 이하로 사용되는 경우 단열효과가 상당히 떨어지며 만일 35중량% 이상 사용하게 되면 겔화되어 작업성이 곤란하다.

일반적으로, 본 발명은 3 내지 35중량%의 중공 글라스 비드가 물 20 내지 30중량%, 증점제 1 내지 5중량%, 아크릴에멀젼 30 내지 60중량%, 유화제 1 내지 7중량%, 분산제 1 내지 7중량%, 방부제 1 내지 7중량%, 안료 5 내지 30중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%를 포함한 수성 도료에 혼입된 단열성 및 결로 방지성 수성 도료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 수성 도료에 함유되는 중공 글라스 비드는 입도가 약 30 내지 120μ이고 비중이 0.1 내지 0.6 g/cc인 것을 사용하는 것이 적당하다. 이러한 입도와 비중을 갖는 중공 글라스 비드는 프랑스 소재 SOVITEC SA로 부터 구입할 수 있다. 이들 제품의 입도와 비중은 하기 표 1에 기술된 바와 같다.

품명	비중(g/cc)	입자크기(미크론)분포(용량%)
품명	비중(g/cc)	10%	50%	90%
K1	0.125	30	65	110
K15	0.15	30	60	105
S15	0.15	25	55	90
S22	0.22	20	35	60
K20	0.20	30	65	110
K25	0.25	25	55	95
S32	0.32	20	40	75
K37	0.37	20	40	80
S38	0.38	15	40	75
B38/4000	0.38	20	45	75
K46	0.46	15	40	70
S60/10,000	0.60	15	30	55

유화제는 이들로 한정되는 것은 아니지만 예를 들면 폴리옥시에틸렌 지방 알콜 에테르, 지방산 에스테르 또는 폴리올 지방산 에스테르, 폴리옥시프로필렌 지방산 에스테르, 지방 알콜 에테르 또는 폴리지방산 에스테르, 레시틴, 라놀린, N-세틸-N-에틸 모르폴리늄 에토설페이트, 솔비탄 트리올리에이트, 솔비탄 트리스테아레이트, 솔비탄 세스퀴놀리에이트, 솔비탄 모노올리에이트, 솔비탄 모노팔미테이트, 솔비탄 모노스테아레이트, 솔비탄 모노라우레이트, 디에틸렌 글리콜 모노올리에이트, 디에틸렌 글리콜 모노스테아레이트, 디에틸렌 글리콜 모노라우레이트, 테트라에틸렌 글리콜 모노라우레이트, 헥사메틸렌 글리콜 모노스테아레이트, 헥사메틸렌 글리콜 모노스테아레이트, 헥사메틸렌 글리콜 옥시에틸렌 등과 같은 비이온성 계면활성제, 나트륨-스테아레이트, 칼륨-라우레이트, 나트륨-올레인 산 설포네이트와 같은 음이온성 계면활성제, 4급 염화암모늄과 알킬-아민 하이드로클로라이드와 같은 양이온성 계면활성제가 포함된다.

안료는 도료에 도장하는데 적당한 유동성을 가지게 하고 도막에 색채와 은폐성(불투명성)을 주며 또 도막의 두께 유지, 기계적 성질, 투과성을 보장해 주는 성분으로 본 발명에서는 은폐력, 착색력을 가지며 분산성이 좋고 번지지 않으며 독성이 없고 내광성, 내후성, 내수성, 내용제성을 가지고 있는 것이라면 어떠한 것도 사용가능하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 안료로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 산화티탄 또는 아연화와 같은 백안료, 카본블랙과 같은 흑안료, 톨루이딘 레드 또는 퍼머넌트 레드와 같은 적안료, 패스트 옐로와 같은 황안료, 프탈로시아닌 그린과 같은 녹안료, 프탈로시아닌 블루와 같은 청안료, 탄산칼슘과 같은 체질안료, 산화납과 같은 방청안료, 이산화구리와 같은 이산화구리, 미소한 유리 구슬로서 빛 반사용 도료표지용 도료, 트래픽 페인트에 사용하는 글래스 비드 등이 포함된다.

분산제는 도료의 제조공정에서 비이클안으로 안료의 분산을 쉽게하기 위하여 첨가한다. 본 발명에서는 분산제로서 이들로 한정되는 것은 아니나 레시틴과 각종의 계면활성제가 사용될 수 있다.

방부제는 증점제가 부패하는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로 금속계 화합물과 비금속계 화합물로 구분될 수 있으며 또한 무기화합물의 혼합물이 주체가 되는 수용성, 염소계 화합물, 유기주석 화합물, 클로로나프탈렌류, 나프텐산 구리, 벤즈이미다졸 화합물과 같은 유용성, 콜타르의 증류에 의해 분리 제조된 크레오소트유인 유성 등이 어떠한 것도 사용 가능하다.

아크릴 에멀젼으로는 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸헥산, 아세트산비닐, 스티렌, 아크릴로니트릴, 메틸메타아크릴레이트, 에틸헥사아크릴레이트, 부틸아크릴레이트등이 사용될 수 있다.

본 발명을 하기 실시예로 예시한다. 그러나, 이들 실시예는 단지 본 발명에 대해 더욱 이해를 돕고자 기술하는 것에 불과한 것이며 본 발명을 한정하고자 하는 것으로 이해되거나 해석되어서는 아니된다.

실시예

실시예 1

하기 성분을 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	29.3
Na-S^a	0.2
SHMP^b	0.4
NDW^c	0.3
X-100^d	0.3
DOW^e	0.5
NH₄OH	0.5
TiO₂	2.1
K-15	12.1
1302-45^f	53.8
Al-Si^g	0.5
	100

a: 하이드록시에틸 셀룰로즈

b: 나트륨 헥사 메타 포스페이트(분산제)

c: 변성 실리콘 오일(소포제)

d: 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르

e: 알루미늄 실리케이트

f: 아크릴에멀젼수지(메틸메타아크릴레이트+부틸아크릴레이트모노머+스티렌모노머+에틸헥사아크릴레이트 모노머+수용성개시제+물, 고형분 45%)

g: 이소벤조 트리아졸

실시예 2

하기 성분을 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	25.8
Na-S	0.2
SHMP	0.4
NDW	0.3
X-100	0.2
DOW	0.5
NH₄OH	0.5
TiO₂	1.5
K-37	26.3
1302-45	43.8
Al-Si	0.5
	100

비교실시예 1

하기 성분을 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	24.8
Na-S	0.1
SHMP	0.3
NDW	0.2
X-100	0.1
DOW	0.4
NH₄OH	0.4
TiO₂	3.1
SL-75^h	19.2
SL-150ⁱ	19.2
1320-45	31.9
Al-Si	0.3
	100

h: 세라믹(호주 Iritant사의 Microcell, 입도 75μ)

i: 세라믹(호주 Iritant사의 Microcell, 입도 150μ)

비교실시예 2

하기 성분을 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	9.5
Na-S	0.1
CMC	0.2
SHMP	0.4
NDW	0.1
X-100	0.3
Ant #20^j	0.6
DOP	0.3
DOW	0.1
NH₄OH	0.6
TiO₂	1.9
해포석	3.2
펄라이트	6.4
BaSO₄	31.8
탈크	3.2
물유리	12.7
1302-48^K	28.6
	100

j: 비이온성계면활성제 에틸렌옥사이드 20몰

k: 아크릴에멀젼수지(메틸메타아크릴레이트+부틸아크릴레이트모노머+스티렌모노머+에틸헥사아크릴레이트 모노머+수용성개시제+물, 고형분 48%)

비교실시예 3

하기 성분을 혼합하여 수성 도료를 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	20
Ropaque^l	5
Na-S	0.2
SHMP	0.6
X-100	0.3
NDW	0.2
DOW	0.2
NH₄OH	0.5
TiO₂	4
SL-150	20
SL-75	18.2
Al-Si	0.8
1302-48	30
	100

l: 아크릴에멀젼(미국 Rohmanhass사)

비교실시예 4

하기 성분을 혼합하여 수성 도료를 제조하였다.

성분	양(g)
H₂O	20.1
Ropaque	5
Na-S	0.5
SHMP	0.3
X-100	0.3
NDW	0.2
DOW	0.2
NH₄OH	0.5
TiO₂	4
SL-150	20.1
SL-75	18.3
Al-Si	0.5
1302-48	30
	100

열전도율을 다음과 같이 시험하였다.

시험방법: KS L 9016 (ASTM C 518, ISO DIS 8310)

측정기기: TCHM New Rapid-K Tester

측정시료:

실시예 1 및 2의 도료, 비교실시예 1 내지 4의 도료,

일본 간사이 사의 Z Wall (이하, Z 제품) 및

측정결과는 다음과 같다:

실시예 1의 도료 - 0.045 kcal/mh℃ (0.052 W/mK)

실시예 2의 도료 - 0.060 kcal/mh℃

비교실시예 1의 도료 - 0.080 kcal/mh℃

비교실시예 2의 도료 - 0.110 kcal/mh℃

비교실시예 3의 도료 - 0.120 kcal/mh℃

비교실시예 4의 도료 - 0.100 kcal/mh℃

Z 제품 - 0.07 kcal//mh℃ (0.081 W/mk)

또한, 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교실시예 1의 수성 도료에 대하여 물성(점도, 인장강도, 불휘발분, 비중, 흡수율, 건조시간)을 시험하였고 이의 결과는 하기 표 2에 기재된 바와 같다.

시험항목	단위	결과치	시험방법
시험항목	단위	실시예1	시험방법	비교실시예1
점도	CPS	1500	3000	KSL P016 보온재의 열전도율 측정 평판 열류계법 평균온도 25℃
인장강도	kgf/cm²	6.1	4.1	KSM 3705
불휘발분	%	39	56	KSF 3211 만능재료 시험기(양생조건: 실온 x 28일)
비중	-	0.61	0.8	KSM 화학천평비중컵
흡수율(상온수4시간)	%	228.3	139.7	KSM 화학천평비중컵
건조시간	지촉	분	60	60	KSF 4715 Applicator
건조시간	경화	시간	3	3	KSF 4715 Applicator

또한 본 발명에 따른 실시예 1의 수성 도료에 대하여 기타 물성(부착강도, 내충격성 등)을 시험하였고 이의 결과는 하기 표 3에 기재된 바와 같다.

시험항목	단위	결과치	시험방법
부 착강 도	철판	표준양생	㎏f/㎠	2.5	KSF 1715 만능재료 시험기철판 2.5㎝×2.9㎝몰탈 4.0㎝×4.0㎝
	철판	저온양생	㎏f/㎠	1.9
	몰탈	표준양생	㎏f/㎠	2.93
	몰탈	저온양생	㎏f/㎠	2.0
내 충 격 성		이상없음	KSF 4716(구형추 1000g)갈림 및 벗겨짐유
온냉 반복에 대한 저항성		이상없음	KSF 4715(항온항습기)시험체의 표면에잔 갈림 부풀임 및 변색유
내 알 칼 리 성		이상없음	KSF 4715 기포, 균열, 박리, 변색유무
내 후 성		이상없음	(sunshine carbon×250hrs)균열, 박리유무
내 습 성		이상없음	피도물에 3㎜두께 도포 하여 28일간 상온 방치후 (50±2℃×95±5%×336시간)기포, 균열, 박리유무
투 수 성	㎝	0.2	KSF 4715 투수 시험기
흡 수 량	g	0.6	KSF 4716 화학천평
내 마 모 성	㎎	72.5	ASTM D4060 (Wheels: CS-10, 25g×500회전)
용 출시 험	탁 도	도	0.6	KSD 8502 부속서 수도용 액상 에폭시수지도료의 용출 시험(200×70×2㎜)×1000mL×20±1℃×24hr
	색 도	도	1.1
	과망간산 칼륨소량	㎎/L	0.4
	잔류염소의 감량	㎎/L	0.7
	냄 새	-	이상없음
	맛	-	이상없음
	시 안	㎎/L	검출안됨
	페 놀 류	㎎/L	검출안됨
	아 민 류	㎎/L	검출안됨

Claims

기존 수성 도료에 중공 글라스비드를 함유함을 특징으로 하는 수성 단열 및 결로방지 도료 조성물.
제1항에 있어서, 3 내지 35중량%의 중공 글라스 비드가 물 20 내지 30중량%,

증점제 1 내지 5중량%, 아크릴에멀젼 30 내지 60중량%, 유화제 1 내지 7중량%, 분산제 1 내지 7중량%, 방부제 1 내지 7중량%, 안료 5 내지 30중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%를 포함한 수성 도료에 혼입됨을 특징으로 하는 조성물.
제1항 또는 2항에 있어서, 중공 글라스 비드의 입도가 약 30 내지 120μ이고 비중이 0.1 내지 0.6 g/cc인 조성물.