KR20090039701A

KR20090039701A - 불연소재인 세라믹 및 불소를 이용한 초내후성 오염방지공법

Info

Publication number: KR20090039701A
Application number: KR1020090029028A
Authority: KR
Inventors: 노창섭; 최영선; 조재현
Original assignee: 티오켐 주식회사
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2009-04-22
Also published as: KR100935808B1

Abstract

본 발명은 철재, 시멘트, 타일, 콘크리트, 아연도금강판, 스테인레스 및 플라스틱류 표면에 코팅 시 인체에 무해하며 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성이 있고 불연재료인 무기질 세라믹코팅제와 오염방지 기능이 있는 불소를 사용하는 것으로써 상기 구조물에 세라믹코팅제와 불소가 혼합된 초내후성 오염방지 공법에 관한 것이다. 상기한 초내후성 오염방지 공법은 소재 표면 위를 고압수 세정기를 이용하여 청소하고 보수하는 표면처리단계, 상기 소재 보수단면 부위에 세라믹코팅제를 도포하는 하도처리단계, 상기 하도처리단계위에 세라믹코팅제에 각종 색상의 무기안료 및 나노크기의 실리카, 티타니아, 알루미나졸이 첨가된 무기질 세라믹 코팅제를 코팅하는 중도처리단계, 상기 중도처리단계위에 세라믹코팅제 및 불소가 함유된 오염방지 세라믹 코팅제를 코팅하는 상도처리단계로 이루어져 있으며 철재, 시멘트, 타일, 콘크리트, 아연도금강판, 스테인레스 및 플라스틱류에 적용가능하다.

초내후성, 세라믹, 코팅제, 오염방지

Description

불연소재인 세라믹 및 불소를 이용한 초내후성 오염방지공법{Ultra-weatherability antipollution process over ceramics of nonflammable materials and fluorine}

본 발명은 초내후성 오염방지공법에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 철재, 시멘트, 타일, 콘크리트, 아연도금강판, 스테인레스 및 플라스틱류 표면에 코팅 시 인체에 무해하며 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성이 있는 무기질 세라믹코팅제와 오염방지 기능이 있는 불소를 사용하는 것으로써 상기 구조물에 세라믹코팅제와 불소가 혼합된 초내후성 오염방지공법에 관한 것이다. 코팅하고자 하는 표면은 알루미늄, 콘크리트, 철재, 스테인레스, 아연도금관, 시멘트, 타일, 목재, 세라믹, 플라스틱 및 기타물질이 포함될 수 있다. 철근 콘크리트 구조물의 벽면 및 각종 시설물에는 대기 중의 유,무기물질이 흡착되어 여러 곰팡이 및 세균이 번식할 수 있는 적당한 환경이 제공된다. 이는 인간의 건강을 위협하고 있으며, 곰팡이 뿐만 아니라 각종 광고물이 부착되어 도시미관을 저해하고 있어 구조물에 오염방지 코팅이 요구되고 있다. 또한 침투수로부터 구조물을 효과적으로 차단시킬 수 있는 피막을 형성하여 수밀성을 확보해야하며, 구조물의 중성화가 진행되거나 철근의 부식, 백화현상등을 방지하는 방법과 구조물 표면의 풍화와 같은 자연현상에 내구성이 있는 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성능이 요구된 코팅공법이 요구되고 있다. 기존 코팅제는 가 수분해 매체인 알콜 및 물 등의 용매에 콜로이드 실리카 분산액 또는 실리카겔 등의 실리카를 첨가한 다음, 가수분해를 할 수 있는 실리콘 알콕사이드와 혼합하여 내마모성 코팅제를 제조하는 방법이 미합중국 특허 제 3,708,225 호, 제 3,976,497 호, 제 3,986,997 호, 제 4,027,073 호, 제 4,159,206 호 및 제 4,117,315 호에 기술되어 있다. 한편, 우천시에 유리에 닿은 빗방울이 창유리 표면에 달라붙는 것을 방지하기 위한 소수성 처리제는 알킬 폴리 실록산, 무기산 및 수계 용매로 제조하는 방법이 미합중국 특허 제 3,579,540 호, 일본국 특허 공개 공보 제 1975-15473 호 등에 기술되어 있다. 그러나, 종래의 기능성 코팅제는 한두 가지의 제한된 성능 밖에 제공하지 못하는 제한적인 문제점이 있다. 또한 종래의 유기계 코팅제(에폭시, 우레탄, 아크릴등)은 콘크리트와의 열팽창계수, 탄성계수의 차이 등으로 인해 접착강도가 저하, 햇빛에 장기간 노출 시 변색, 결로현상 및 들뜸현상이 발생되는 문제가 있다. 따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 코팅하고자하는 기재의 표면에 세라믹 및 불소를 이용한 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성, 오염방지 공법을 제공하여 기재의 특성을 획기적으로 향상시키는데 그 목적이 있다.

종래의 기능성 코팅제는 한두 가지의 제한된 성능 밖에 제공하지 못하는 제한적인 문제점이 있다. 또한 종래의 유기계 코팅제(에폭시, 우레탄, 아크릴등)은 콘크리트와의 열팽창계수, 탄성계수의 차이 등으로 인해 접착강도가 저하, 햇빛에 장기간 노출 시 변색, 결로현상 및 들뜸현상이 발생되는 문제가 있다. 따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 코팅하고자하는 기재의 표면에 세라믹 및 불소를 이용한 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성, 오염방지 공법을 제공하여 기재의 특성을 획기적으로 향상시키는데 그 목적이 있다.

초내후성 오염방지 공법은 소재 표면위를 고압수 세정기를 이용하여 청소하고 보수하는 표면처리단계, 상기 콘크리트 보수단면 부위에 세라믹투명을 도포하는 하도처리단계, 상기 하도처리단계위에 세라믹코팅제에 각종 색상의 무기안료 및 나노크기의 실리카, 티타니아, 알루미나졸이 첨가된 무기질 세라믹 코팅제를 코팅하는 중도처리단계, 상기 중도처리단계위에 세라믹코팅제 및 불소가 함유된 초내후성 오염방지 세라믹 코팅제를 코팅하는 상도처리단계로 이루어져 있다. 즉 표면처리단계, 하도처리단계, 중도처리단계, 상도처리단계를 순차적으로 수행하여 상기 구조물의 표면을 초내후성 오염방지 기능을 부여한다.

본 발명에 따른 초내후성 오염방지 공법은 무변색, 불연성의 소재로 여러 구조물 표면에 코팅 시 접착력이 우수하고 수밀성이 뛰어나며 구조물의 중성화, 철근의 부식, 백화현상등을 방지하며 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성능이 우수하다. 또한 불소를 함유하여 발수기능, 오염방지, 부착방지기능이 부가된다. 상기한 초내후성 오염방지 공법은 알루미늄, 콘크리트, 철재, 스테인레스, 아연도금관, 시멘트, 타일, 목재, 세라믹, 플라스틱에 적용 가능한 공법이다.

본 발명은 철재, 시멘트, 타일, 콘크리트, 아연도금강판, 스테인레스 및 플라스틱류 표면에 코팅 시 인체에 무해하며 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성이 있고 불연재료인 무기질 세라믹코팅제와 오염방지기능이 있는 불소를 사용하는 것으로써 콘크리트 표면에 초내후성 오염방지 공법에 관한 것이다.

상기한 초내후성 오염방지 공법은 소재 표면위를 고압수 세정기를 이용하여 청소하고 보수하는 표면처리단계, 상기 콘크리트 보수단면 부위에 세라믹투명을 도포하는 하도처리단계, 상기 하도처리단계위에 세라믹코팅제에 각종 색상의 무기안료 및 나노크기의 실리카, 티타니아, 알루미나졸이 첨가된 무기질 세라믹 코팅제를 코팅하는 중도처리단계, 상기 중도처리단계위에 세라믹코팅제 및 불소가 함유된 초내후성 오염방지 세라믹 코팅제를 코팅하는 상도처리단계로 이루어져 있는 코팅공법이다. 즉, 본 발명에 따른 초내후성 오염방지 공법은 표면처리단계, 하도처리단계, 중도처리단계, 상도처리단계를 순차적으로 수행하여 상기 구조물의 표면을 코팅하는 공법이다. 이하, 상기한 바와 같은 단계로 이루어지는 본 발명에 따른 초내후성 오염방지공법을 각 단계별로 나누어 상세히 설명한다.

표면처리단계는 시공 대상 구조물의 소재 표면에 먼지, 오일, 왁스, 양생제, 백화, 레이턴스등과 같은 이물질 부위를 고압수 세정기를 이용하여 깨끗하게 청소한다. 크랙이나 파손된 소재는 필요시 보수작업을 한다.

이어서 하도처리단계는 표면처리된 부위에 세라믹으로 이루어진 코팅제를 적절하게 도포하는 바 이 코팅제의 제조방법은 다음과 같다. 냉각기 및 교반기가 부착된 5 리터 반응기에 메틸트리에톡시실란 200 g, γ-아미노프로필에톡시실란 40～50 g을 혼합한 다음 이소프로판올 150 g을 넣고 50～60℃에서 1 시간 동안 가열 교반 시키면서 평균 입자 크기가 12 nm인 실리카졸(Ludox LS-30, 30 wt% SiO2, Dupont) 50～60g을 서서히 적하시켰다. 모두 적하시킨 후 초산을 적당량 투입하여 pH를 4～5정도로 조정하고 12시간 동안 계속 반응시켜 세라믹코팅제 하도를 얻었다. 상기 코팅제를 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 도포부위에 따라 적절하게 코팅제를 도포한다.

이어 중도처리단계의 코팅제는 하도처리단계의 코팅제에 다양한 색상의 무기안료를 첨가하고 평균입자크기가 20～30 nm인 티타늄졸 50～60 g과 알루미나졸 50～60 g을 첨가하여 중도처리용 세라믹코팅제를 제조한다.

입자 크기가 10～30 nm 정도인 금속 산화물-졸(실리카, 알루미나, 티타니아)을 첨가하면 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성이 우수한 특성을 얻을 수 있다. 내열, 내식 및 내마모성 충진 재료는 알루미나졸이나 실리카 졸 등이 좋고 항균 및 방오 특성은 티타늄 졸, 도전막은 주석화합물, 자외선 흡수 용도로 세륨 산화물을 함유하는 충진제를 사용한다.

상기한 중도처리용 세라믹 코팅제는 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 도포하며 도막두께는 50~150㎛로 스프레이 도포 시 1~2회 도포하며 시공장비로 에어리스건, 페인트건을 사용한다.

마지막으로 상도처리단계의 코팅제는 하도처리단계 코팅제에 불소수지(FC-C-1022, 한국정밀화학)를 전체 조성물의 2～5 wt% 첨가시키고 경화촉매로 트리메틸아민 10g을 가한 후 상온에서 5일간 숙성 시켜 오염방지 상도처리용 코팅액을 제조하였다.

불소화합물은 모든 화합물 중 가장 분자 간 인력이 작고 표면 에너지가 낮다. 일례로 -CF3는 임계 표면 장력이 6 dyne/cm로 메틸기(-CH3)의 표면장력 22～24 dyne/cm의 1/4의 수준으로 표면 코팅시 우수한 발수, 발유 효과를 나타낸다. 따라서 불소는 오염방지성능과 부착방지성능이 있는 것이다. 그러나 실제 적용 시에는 경제성 문제도 고려해야 하므로 폴리 실록산에 불소 화합물을 소량 첨가하여 사용하는 것이 좋은 것으로 알려져 있다. 또한 축합 반응을 촉진시키고 코팅액의 저장 안전성을 위해서 촉매의 도입이 요구되는데 촉매로서는 산, 염기 및 금속 유기화합물 등이 있으며 shelf life와 경화 속도의 균형이 양호한 특성을 갖는 것으로 완충 잠재성 축합 촉매인 나트륨 아세테이트, 칼륨 아세테이트 및 4차 암모늄 카르복실레이트, 트리메틸아민 및 피리딘과 같은 아민류 염기성 pH를 갖는 콜로이드 실리카 등이 대표적이다.

상기한 상도처리용 세라믹 코팅제는 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 도포하며 도막두께는 20~40㎛로 스프레이 도포 시 1~2회 도포하며 시공 장비로 에어리스건, 페인트건을 사용한다.

상기한 바와 같은 4단계를 통하여 시공되는 구조물은 그 구조물의 표면코팅 시 본 발명에 따른 초내후성 오염방지공법이 사용됨으로써 통기성, 부착방지, 내마모성, 내후성, 내식성, 내열성, 오염방지 기능이 우수한 효과가 있다.

Claims

알루미늄, 콘크리트, 철재, 스테인레스, 아연도금관, 시멘트, 타일, 목재, 세라믹, 플라스틱 소재 표면위를 고압수 세정기를 이용하여 청소하고 보수하는 표면처리단계, 상기 소재 보수단면 부위에 세라믹코팅제를 도포하는 하도처리단계, 상기 하도처리단계위에 세라믹코팅제에 각종 색상의 무기안료 및 나노크기의 실리카, 티타니아, 알루미나졸이 첨가된 무기질 세라믹 코팅제를 코팅하는 중도처리단계, 상기 중도처리단계위에 세라믹코팅제 및 불소가 함유된 코팅제를 코팅하는 상도처리단계로 이루어진 초내후성 오염방지공법.