KR20020052553A

KR20020052553A - 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물

Info

Publication number: KR20020052553A
Application number: KR1020000081936A
Authority: KR
Inventors: 전재현; 이진형; 남기원
Original assignee: 정종순; 주식회사 금강고려화학
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-04
Also published as: KR100751072B1

Abstract

본 발명은 무용제형 에폭시 바닥재 피막조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업환경 저하 및 대기 공해를 유발하는 용제의 함량이 거의 없는 고형분 용적비가 99% 이상인 무용제형 도료로서, 경화제의 적정한 선택으로 기계적 강도 개선효과를 얻고 있음은 물론 무용제형 도료와 칼라규사를 혼합하여 도장시에 규사 혼합물을 바탕면 위에 타설 및 미장하여 미끄러움을 방지하며, 분진을 방지하는 무용제형 에폭시 바닥재 피막조성물에 관한 것이다.

Description

무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물{A epoxy flooring coating composition}

에폭시 수지는 적합한 경화제와 결합하여 여러 가지 용도에 널리 쓰일 수 있다. 에폭시 수지가 가지는 특성으로서 콘크리트 소지에의 우수한 부착력은 가장 주요한 장점이라 할 수 있으며, 콘크리트를 보호하기 위한 다른 타입의 도료에 비해 수축성이 적음은 물론 기계적, 화학적 내성이 커서 고기능성 도료에 사용하는데 적합하다.

현재 상품화가 되어 있는 에폭시 바닥재 시스템은 다음과 같이 크게 두 가지로 분류 되어질 수 있다: 용제형 하도 1회, 용제형 중도 2회, 용제형 상도 1회로 마감하는 용제형 박막도장 시스템. 용제형 하도 1회, 무용제형 중도 1회, 용제형 상도 1회로 마감하는 무용제형 후막도장 시스템.

용제형(박막형) 타입의 경우, 로울러 작업성 및 레벨링 등이 양호한 도막을 얻기 위해서는 휘발성 용제를 다량 사용해야 하고, 이에 따라 대기 환경오염 및 작업자의 건강에의 유해성 및 미끄러움이 있다는 단점이 있다. 무용제형 타입으로서는 레끼 등을 이용하여 2000 ㎛ 이상을 도장하는 후막형(셀프레벨링 타입) 등이 있는데, 도막외관은 양호하나 최종 도막외관이 매끄러워 바퀴와의 마찰시 미끄러움과 소음이 심하다는 단점이 있다.

또한, 에폭시 바닥재를 현장적용시 도장도막이 브리틀(brittle)하여 쉽게 파괴되는 경향이 있으므로 도막의 경도가 있으면서 인장강도 및 압축강도가 양호하게 나타나는 도료가 절실히 필요하게 되었다.

본 발명에서는 경화제에 적용된 아민류의 혼합 조성물 및 에폭시와 희석제의 적용은 그 혼합조성에 따라 경화가 너무 늦거라 빨라 현장적용에 문제가 될 뿐 아니라 기계적 강도에도 크게 영향을 미쳐 경화제의 적정한 혼합비를 얻는 것이 본 발명의 기술적 과제라 하겠다. 또한 미끄러움을 방지하기 위해 크기가 0.2 ∼ 1.0 mm 정도의 칼라규사를 적용 하였으며, 기계적 물성이 우수한 조성물을 얻기 위해 특정 경화제의 적용을 기반으로 하였다.

따라서, 본 발명은 작업환경을 악화 시키는 휘발성 용제의 함량이 거의 없는고형분 용적비가 99% 이상인 무용제형으로서 기존 도장도막과는 달리 미끄러움이 없을 뿐만 아니라, 자동차의 운전시 바퀴의 마찰음이 거의 없으며, 기계적 강도가 우수한 무용제형 에폭시 바닥재의 피막조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 에폭시수지, 비반응성 희석제, 경화제, 경화촉진제가 함유되어 있는 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물에 있어서,

25 ℃에서 11,000 ∼ 14,000 cps의 점도를 가지며 에폭시 당량(EEW)이 184 ∼ 194인 에폭시수지 65 ∼ 73 중량%; 퍼퓨릴알코올 및 벤질알코올 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 비반응성 희석제 2 ∼ 10 중량%; 그리고 2급 또는 3급아민이 1 : 0.25 ∼ 0.08 몰비를 이루고 있는 경화제 19 ∼ 31 중량%가 함유된 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 사용하는 에폭시수지는 흔히 비스페놀-A라 불리는 디페닐을 에피클로로히드린과 반응시켜 생성되는 비스페놀 A의 디글리시딜에테르(DGEBA)로서, 평균 n값은 0.2 이하이고, 25 ℃에서 11,000 ∼ 14,000 cps의 점도를 가지며 에폭시 당량(EEW) 184 ∼ 194 범위의 것이다. 이러한 에폭시수지는 전제 도료조성물중에 65 ∼ 73 중량% 함유되는 바, 그 함량이 65 중량% 미만이면 도막의 강도가 불량하며, 73 중량%를 초과하면 점도가 높아 작업성이 떨어지게 된다.

비반응성 희석제는 기본적으로 수지의 고점도로 인한 작업의 제한성을 극복할 수 있게 하기 위하여 도료에 적용되며, 높은 비휘발성으로 인하여 도막에 잔존, 경화된 도막의 일부분으로 형성하게 되는데 비반응성 희석제의 적용은 도막물성 저하(특히 경도)에 직접적인 원인이 되므로 적용에 제한을 받는다. 비반응성 희석제로는 퍼퓨릴알코올 및 벤질알코올 중에서 선택된 1종 또는 2종이 사용되며, 전제 도료조성물중에 2 ∼ 10 중량% 적용가능한데, 그 함량이 2 중량% 미만이면 도료의 점도가 높아 작업성이 불량해지는 경향을 보이고, 그 함량이 10 중량%를 초과하면 경도 등의 도막물성이 저하된다.

경화제는 사용된 수지에 가장 적합한 것을 선택 사용하는 것이 주요하며, 경화제의 선택에 의해 최적의 물성을 나타낼 수 있다. 이에, 본 발명에서도 경화제의 종류 및 함량비를 적절히 조절하여 고강도의 에폭시 바닥재 도료를 제조할 수 있었다. 본 발명에 적용될 수 있는 경화제는 2급 아민과 3급아민의 혼합물으로서, 에폭시수지 및 비반응성 희석제의 종류에 따라 2급아민 : 3급아민을 1 : 0.25 ∼ 0.08 몰비의 범위로 유지시킴으로써 고경도의 기계적 물성이 우수한 도료조성물을 얻을 수 있다. 경화제로서 2급아민 : 3급아민의 혼합비가 1 : 0.25 몰비를 초과하면 3급아민에 의한 반응속도가 빨라 급속히 겔화되므로 작업성 및 도료안정성이 저하되고, 1 : 0.08 몰비 미만이면 반응속도가 느려 작업성 및 도료안정성은 향상되나 기계적 강도 및 경도가 저하되는 단점이 발생한다. 2급아민으로는 폴리옥시프로필렌디아민을 사용하며, 3급아민으로는 아미노에틸피페라진 또는 트리스디메틸아미노메틸페놀 중에서 사용할 수 있다. 이러한 경화제는 전제 도료조성물 중에 19 ∼ 31 중량% 함유되는 바, 그 함량이 31 중량%를 초과하면 미반응된 유리아민(free amone)이 물과 반응함에 따라 도막의 내수성이 저하되고 도막 외관이 불량해질 수 있으며, 경화제의 함량이 19 중량% 미만 함유될 경우 에폭사이드기의 미반응으로 인해 내용제성 및 경도 등이 저하된다.

그 밖에도 무용제형 에폭시 바닥재 피막조성물에 함유될 수 있는 통상의 첨가제가 필요에 따라 첨가될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 도료조성물에 구경이 0.2 ∼ 1.0 mm 정도되는 칼라규사를 중량대비 1 ∼ 5 배 정도 혼합하여 도장하였을 때 미끄럼 현상이나 운전시 바퀴의 마찰음이 거의 없다.

이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 70 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 5 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 20 중량%, 아미노에틸피페라진 5 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

실시예 2

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 70 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 5 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 17 중량%, 아미노에틸피페라진 8 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

실시예 3

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 70 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 5 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 23 중량%, 아미노에틸피페라진 2 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

실시예 4

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 73 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 2 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 20 중량%, 아미노에틸피페라진 5 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

실시예 5

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 65 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 10 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 20 중량%, 아미노에틸피페라진을 5 중량% 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

비교예 1

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 70 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 5 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 25 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻는다.

비교예 2

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 70 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 5 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 15 중량%, 아미노에틸피페라진 10 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

비교예 3

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 75 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 20 중량%, 아미노에틸피페라진 5 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

비교예 4

비스페놀-A 타입의 무용제형 에폭시수지(고형분 100%, 점도 11,000∼14,000 cps, EEW: 184 ∼ 194) 60 중량%, 벤질알콜 타입의 비반응성 희석제 15 중량%, 폴리옥시프로필렌디아민 20 중량%, 아미노에틸피페라진 5 중량%를 투입 교반시켜 원하는 도료조성물을 얻었다.

실험예

상기 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 4에서 얻어진 도료조성물 각각에 대해서는 다음과 같은 규격에 따라 시편능 제작하여 물성 측정한 결과를 다음 표 1에 나타 내었다.

[실험방법]

1. 인장강도 : KS M3006에 의거 1호형 시편으로 몰드를 제작하여 인장강도를 시험 측정하였다.

2. 압축강도 : KS M3015에 의거 시험몰드를 제작하여 압축강도를 시험 측정하였다.

3. 경도 : KS M3015에 의거 시험몰드를 제작하여 경도(SHORE-D)를 시험 측정하였다.

4. 작업성 : 도료조성물에 칼라규사를 1 : 4 중량비로 혼합하고 콘크리트 바닥에 3 mm 두께로 도장하여 도장의 용이성을 평가하였다.

5. 가사시간: 도료조성물을 틴캔에 80 부피% 정도 담은 후 스티로폴 박스로 단열을 시킨 상태에서, 도료의 온도가 최고로 상승할 때까지의 경과시간과 온도를 측정하고, 가사시간은 최고온도까지의 도달시간에 0.7을 곱하여 측정하였다.

구 분	인장강도	압축강도	경 도	작 업 성	가사시간, 25℃
실시예 1	◎	◎	◎	◎	◎
실시예 2	◎	◎	◎	Ｏ	Ｏ
실시예 3	◎	Ｏ	Ｏ	◎	◎
실시예 4	◎	◎	◎	Ｏ	◎
실시예 5	Ｏ	Ｏ	Ｏ	◎	◎
비교예 1	△	△	X	◎	◎
비교예 2	◎	◎	◎	△	X
비교예 3	◎	◎	◎	X	△
비교예 4	△	△	X	◎	◎
◎;우수, ○;양호, △;보통, X;불량

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물은 인체 및 환경에 유해한 용제를 거의 사용하지 않아 시공이 안전하며, 기계적 강도가 우수하며 기존 도장도막과는 달리 칼라규사 사용에 따른 미끄러움 및 운전시 바퀴의 마찰음이 거의 없다.

Claims

25 ℃에서 11,000 ∼ 14,000 cps의 점도를 가지며 에폭시 당량(EEW)이 184 ∼ 194인 에폭시수지 65 ∼ 73 중량%; 퍼퓨릴알코올 및 벤질알코올 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 비반응성 희석제 2 ∼ 10 중량%; 그리고 2급 또는 3급아민이 1 : 0.25 ∼ 0.08 몰비를 이루고 있는 경화제 19 ∼ 31 중량%가 함유된 것임을 특징으로 하는 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 2급아민은 폴리옥시프로필렌디아민이고, 3급아민은 아미노에틸피페라진 또는 트리스디메틸아미노메틸페놀인 것임을 특징으로 하는 무용제형 에폭시 바닥재 도료조성물.