KR20030050067A

KR20030050067A - 수경성 수성 도료 조성물

Info

Publication number: KR20030050067A
Application number: KR1020010080450A
Authority: KR
Inventors: 이범환
Original assignee: 바이켐 주식회사
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-06-25
Also published as: KR100453631B1; CN1427049A; CN1235994C

Abstract

본 발명은 수성 도료 조성물에 있어서, 합성수지 10∼60 중량부 스래그 미분말, 후라이 에쉬, 실리카흄 또는 화산재 중에서 선택되는 수경성 체질안료 20∼50 중량부, 착색안료 1∼15 중량부, 소포제, 분산제 및 가소제등 첨가제 1∼5 중량부 및 물 5∼20 중량부로 조성되는 수경성 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 스래그미분말, 플라이에시등 산업폐기물을 수성 도료의 체질안료로 사용하므로서 접착성과 내후성이 우수한 수성 도료를 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

수경성 수성 도료 조성물 {Composition of hydraulic setting water soluble paint}

본 발명은 수경성 수성(水性)도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 수경성(水硬性)이라 함은 수중에서 스스로 경화되는 성질을 말한다. 일반적으로 도료에서 희석제가 물로 되어 있는 것을 수성 도료(water soluble paint)라하며 희석제가 유기 용제로 되어 있는 것을 유성 도료(Oil paint)라 한다.

수성 도료의 전색제로서는 초산비닐계, 스티렌 부타디엔계, 비닐아세테이트계, 아크릴계 수지가 사용되고 있으며 여기에 체질안료와 분산제, 안정제, 소포제 등의 각종 첨가제를 첨가하여서 수성 도료가 만들어지며 이 도료는 건물 내외부의 도장용으로 많이 사용되고 있다.

도료를 조성함에 있어서, 착색(着色) 안료와 함께 은폐력과 착색력을 높여주고 도막의 두께조절을 용이하게 하여 주기 위하여 사용되는 무채색(無彩色)안료를 체질안료(extender pigment)라 하는데 종래에는 체질안료로서 규사, 고령토, 석회석(CaCO₃),활석(talk), 중정석(BaSO₄)등이 주로 사용되고 있다.

현재 건물 내외부의 도장용 도료로서 KSM 5310, KSM 5320 규격에 만족하는 다양한 수성도료들과 수성 방수 도료가 사용되고 있으나 대부분이 아크릴 에멀젼 수지에 탄산칼슘과 탈크등의 체질안료와 각종 첨가제가 혼합된 형태로서 건조된 도막이 시멘트 몰탈면과 물리적인 힘으로 부착되도록 설계되어 있기 때문에 유성계 도료에 비하여 내후성 및 접착성등 제반 물성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 콘크릿트(concreat)면과의 접착성이 뛰어나고 내산성이 우수한 수경성 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명자들은 가격이 높지 않으면서 기존 제품들 보다 우수한 물성을 가진 수성 도료의 개발에 주력하던중 제철소와 발전소등에서 나오는 산업폐기물의 일종이며 일정한 조건하에서 수경성을 나타내는 슬래그(slag)미분말, 실리카흄(silica fume), 플라이에시(flyash), 화산재 등을 수성 도료의 체질안료로 사용하면 이들이 콘크릿트면의 유리 수산화칼슘과 화학적으로 반응하여 부착강도와 내구성이 우수한 수경성 수성 도료를 얻을 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 수성계 수지에 일정한 조건하에서 수경성을 나타내는 스래그미분말, 플라이에시 실리카흄(Silca fume) 화산재등을 체질안료로 사용하고 여기에 착색안료와 첨가제들을 혼합하여서된 수경성 수성 도료 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 수성 도료는 전색제로 아크릴에멀젼 이나 비닐에멀젼과 같은 수성 에멀젼을 사용하고 여기에 체질안료로서 탄산칼슘이나 탈크 등을 사용하며 각종 첨가제와 착색안료들을 혼합한 형태이며, 수성 도료 제조시 사용된 원료중에 건조된 도막의 물성을 크게 좌우하는 것은 사용량이 많은 수지와 체질안료 이다.

수성 에멀젼 도료의 건조 방식은 자연 건조형 이기 때문에 강제 경화형 유성 도료나 자연건조형의 유성 도료에 비해서는 내구성과 부착강도 등의 물성이 떨어지는 단점이 있으며, 이런 단점들을 일부 보완하여 시판되고 있는 경화형 수성계 도료는 제조비용이 많이 들게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래 사용하던 체질안료대신에 수경성을 나타내는 체질안료(이하 수경성 체질안료라 한다)를 사용하여 수성 에멀젼 도료 조성물을 조성하여 주므로서 콘크릿트면과의 접착성이 뛰어나고 내산성과 내후성이 우수한 수성 도료 조성물을 제공하는데 있다.

화산재(Valcanic Product), 후라이 에쉬, 실리카흄과 같이 고온으로 처리된 실리카 화합물은 활성 실리카(가용성 실리카-Soluble SiO₂-라고도 한다)를 함유하고 있고 이활성 실리카는 수중에서 수산화 칼슘과 결합하여 고강도(高强度)의 규산칼슘을 형성하는 특성을 갖고 있다.

따라서 본 발명의 도료 조성물을 콘크릿트면에 도장시 콘크릿트중의 수산화칼슘과 본 발명에서 사용한 체질안료가 화학적으로 결합하여 규산칼슘을 형성시키면서 경화되므로 본 발명의 도료 조성물은 콘크리트면과의 접착성을 개선 시켜 줄수 있고 또한 체질안료자체가 수경성의 특성을 갖고 있으므로 내구성과 내후성을 개선 시켜 주는 것으로 추정할수 있다.

실리카흄은 실리콘 혹은 페로실리콘 등의 규소합금 제조시에 발생하는 폐가스를 집진하여 얻어지는 부산물의 일종으로 비정질의 이산화규소(SiO₂)를 주성분으로 하는 입자경 1㎛이하의 초미립자이다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

그러나 본 발명이 다음 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

도료 제조

도료에 사용될 안료를 분산제와 소포제 등과 혼합하고 고속교반(2000rpm,1시간)하여 분산 시킨후 각종 첨가제와 수지를 혼합후 저속교반(500rpm,1시간)하여 다음과 같은 조성의 도료를 제조한다.

실시예1

1) TiO₂(안료) 28 wt%

2) 물 12 wt%

3) QP 52000 (증점제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글로콜 1.5 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.2 wt%

7) 슬래그미분말 15.8 wt%

8) Texanol(가소제-아스트만사제품) 0.5 wt%

9) NH₄OH 0.25 wt%

10) 석고 1 wt%

11) 아크릴에멀젼 40 wt%

상기 1)-10)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 여기에 아크릴 에멀젼을 가하고 저속교반으로(500RPM, 1시간) 균일하게 혼합하여 본 발명의 도료조성물을 얻었다.

비교예1

1) TiO₂(안료) 28 wt%

2) 물 12 wt%

3) QP 52000 (증점제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글리콜 1.5 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.2 wt%

7) 탄산 칼슘 16.8 wt%

8) Texanol(가소제-이스트만사제품) 0.5 wt%

9) NH₄OH 0.25 wt%

10) 아크릴에멀젼 40 wt%

상기 1)-9)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 여기에 아크릴 에멀젼을 가하고 저속교반으로 균일하게 혼합하여 도료조성물을 얻었다.

실시예2

1) TiO₂(안료) 5 wt%

2) 물 20 wt%

3) QP 52000 (증점제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글리콜 1.5 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.2 wt%

7) 슬래그미분말 37.8 wt%

8) 활석(Talk) 18 wt%

9) Texanol(가소제-이스트만사제품) 0.5 wt%

10) NH₄OH 0.25 wt%

11) 석고 1 wt%

12) 아크릴에멀젼 15 wt%

상기1)-11)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 여기에 아크릴 에멀젼을 가하고 저속교반으로 균일하게 도료조성물을 얻었다.

비교예2

1) TiO₂(안료) 5 wt%

2) 물 20 wt%

3) QP 52000 (증점제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글라클 1.5 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.2 wt%

7) 탄산 칼슘 38.8 wt%

8) 활석(Talc) 18 wt%

9) Texanol(가소제-이스트만산제품) 0.5 wt%

10) NH₄OH 0.25 wt%

11) 아크릴에멀젼 15 wt%

상기 1)-10)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 여기에 아크릴에멀젼을 가하고 저속교반으로 균일하게 혼합하여 도료조성물을 얻었다.

실시예3

1) TiO₂(안료) 1 wt%

2) 물 12 wt%

3) QP 52000 (증점제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글리콜 1 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.5 wt%

7) 슬래그분말 23 wt%

8) 플라이에시 11 wt%

9) 시아닌그린 (안료) 0.4 wt%

10) 산화철황 (안료) 0.24 wt%

11) DE 옐로우 (안료) 0.36 wt%

12) NH₄OH 0.25 wt%

13) 석고 1 wt%

14) 아크릴에멀젼 48.5 wt%

상기 1)-13)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 아크릴 에멀젼을 가하고 저속교반으로 혼합하여 도료조성물을 얻었다.

비교예3

1) TiO₂(안료) 1 wt%

2) 물 12 wt%

3) QP 52000 (증접제-유니온카바이드사제품) 0.15 wt%

4) Orotan 1288 (분산제-롬앤하스사제품) 0.6 wt%

5) 에틸렌글리콜 1 wt%

6) EDW (소포제-미 HS.Chem사제품) 0.5 wt%

7) 탄산 칼슘 35 wt%

9) 시아닌그린 0.4 wt%

10) 산화철황 0.24 wt%

11) DE 옐로우 0.36 wt%

12) NH₄OH 0.25 wt%

14) 아크릴에멀젼 48.5 wt%

상기 1)-13)의 혼합물을 고속 교반 하여 (2000rpm,1시간) 분산시킨후 여기에 아크릴 에멀젼을 가하고 저속교반으로 균일하게 혼합하여 도료조성물을 얻었다.

상기 실시예 및 비교예에서 사용된 아크릴 에멀젼은

- 메틸메다 아크릴레이트 : 12 중량%

- 아크릴로 니트릴 : 5 중량%

- 부틸 아크릴레이트 모노머 : 27 중량%

- 에틸 헥사 아크릴레이트 : 5 중량%

- 아크릴 산 : 0.5 중량%

을 공중합 시켜서 얻은 아크릴 수지 공중합체를 물 50중량%에 분산시켜서 얻은 것이다.

상기 실시예에 의하여 만들어진 수경성 수성 도료는 기존 사용되던 체질안료들 대신 수경성 체질안료를 사용하고 여기에 수경화 촉진제로 석고(CaSO₄.2H₂O)를 사용하여 도료의 저장중에는 반응이 일어나지 않으나 시멘트 몰탈과 같은 강알카리 성분의 소지와 접촉시에는 경화반응이 진행되어 소지면에 강한 부착력을 가지게 되어 최종적으로 장기적인 내구성이 우수한 도막을 얻게된다.

표1의 결과에서 수경성 체질안료의 사용에 의해 도막의 부착력과 내산성이 우수해 지는 결과를 확인할 수 있었다.

[표 1]

	실시예 1	비교예 1	실시예 2	비교예 2	실시예 3	비교예 3	시험방법
부착력(Kgf/㎠)	13.5	7.3	11.5	6.2	15.4	8.0	KSF-4715
내산성	이상없음	부풀어오름	이상없음	부풀어오름	이상없음	부풀어오름	KSM-5000
내알카리성	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	KSM-5000

본 발명은 스래그미분말, 플라이에시, 실리카흄등 산업폐기물을 수성 도료의 체질안료로 사용하므로서 접착성과 내후성이 우수한 수성 도료를 제조할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

수성 도료 조성물에 있어서, 합성수지 10-60 중량부, 수경성체질안료 20-50 중량부, 착색안료 1-15 중량부, 소포제, 분산제 및 가소제등 첨가제 1-5 중량부, 물 5-20 중량부로 조성되는 수경성 수성 도료조성물.
제1항에 있어서 수경성 체질안료가 슬래그미분말, 플라이에시, 실리카흄 또는 화산재인 것을 특징으로 하는 수경성 수성 도료 조성물.
제1항에 있어서 합성수지가 초산비닐계, 스티렌 부타디엔계, 비닐아세테이트계, 아크릴계 에멀젼 및 수용성 우레탄인 것을 특징으로 하는 수경성 수성 도료 조성물.