KR20110089835A - 고밀도 나노 코팅 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저밀도의 나노 물질을 고압축화하여 고유 성능 및 변환된 우수 특성의 효용성을 높이고 도료화한 고밀도 나노 코팅 조성물에 관한 것이다. 교반 시 폴리아크릴아마이드 등으로 에어로젤의 소수성 표면을 습윤화하고 친화력을 높여 점착하고 다가의 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 수분을 일부 배출하며 점성을 줄여 에어로젤을 코팅하는 종래의 1차적 압축기술에 비해서 본 발명은 교반 시 및 도포 후 도막 건조 시 1차적 압축과 더불어 인산염 등의 재료로 착염 및 이온 교환으로 2차적으로 고압축되어 고밀도화가 진행되며 열저항값 및 발열 특성, 인장력, 신율, 강도 등이 증대한다. 에어로젤(aerogel) 및 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 풀러렌(fullerene) 등이 나노 물질로 코팅 적용되며 복잡한 과정이 필요치 않고 간편하게 교반 및 건조 시 고압축화가 자연적으로 진행되며 혼화된 액상을 붓, 로울러. 에어리스 스프레이 등으로 일반 유기 도료와 동일한 방식으로 코팅한다. 저비용 고효율의 에너지 절감 등의 고압축화된 고밀도 나노 코팅 기술로 기초 적용된다.
[색인어]
에어로젤(에어로겔, aerogel) 탄소나노튜브 그래핀 풀러렌 코팅제

Description

고밀도 나노 코팅 조성물{HIGH DENSITY NANO COATING COMPOSITIONS}

본 발명은 초단열성 등의 우수 특성을 갖는 에어로젤 등의 나노 물질을 마이크로 시멘트 등으로 복합화하고 코팅제로 조성하여 그 기능을 쉽고 간편하게 실용화할 수 있게 한 고밀도 나노 코팅 조성물에 관한 것이다.

에어로젤 등으로 코팅제로 만들어 지금까지 사용되고 있는 제품은 국내외 없는 상태이고 나노 물질을 복합화하여 실적용하기 위해 많은 개발이 이루어지고 있다. 나노 물질을 함유하며 이를 일체화하고 복합화하기 위해서 경질 패널 및 연질 시트 등이 개발되어 왔다.

그러나 나노 물질의 초경량성, 초소수성 등으로 인해 뭉침 현상, 기공의 무너짐 등으로 혼합이 제대로 이루어지지 않고 복합체가 되더라도 압축되지 않고 접착력의 결여로 쉽게 분리되는 현상이 발생하는 등 많은 어려움을 겪고 있다. 에어로젤 분말은 기본적으로 저밀도, 낮은 열전도율, 높은 기공도, 고비표면적, 초소수성, 나노 기공구조를 가지며 제조사별 차이가 있으나 '1kg에 부피가 몇 리터 인가?' 가 중요하다.

가장 중요한 문제는 기본적으로 화학적 결합이 아닌 물리적 표면 점착을 통한 그 자체 나노 기공의 유지가 필요하며 기타 재료와 복합화를 하더라도 성형 공간 내에 나노 물질이 이격되어 연속 연결성을 보유하지 못한다면 제대로 그 성능을 발휘하지 못한다. 또한 이를 고압축화 하지 못하면 재료 분리, 부착력 저하 등으로 인해 바로 성능저하 현상이 발생한다. 종적 압축이 아닌 횡적으로 고압축이 형성되어야 한다. 복합화에 있어 이미 공장에서 성형된 부착식 시트 및 판상형 패널과 달리 코팅제는 현장의 여러 환경에서 유동성 등 작업성이 보장되어야 하고 특히 표면 점착된 소수성 에어로젤 등의 나노 물질이 함유된 상태이므로 도포할 면과의 부착성, 강도 및 신축성, 굽힘성 등 일반 유기 코팅제 대비 동등 내지 그 이상의 물성을 가져야 한다. 또한 고압축되지 못하면 나노 물질의 특성이 제대로 발휘되지 못한다. 투입비용 대비 비효율적이다. 용도는 일부 다를 수 있으나 부착식 복합체 패널 및 시트에 비해 작업성이 우수하고 모든 소재에 직접 도포할 수 있는 코팅 기술이 필요하며 얇은 피막형성, 부착력, 내열성, 작업성 등 효용성 및 효율성을 높이는 기술 개발이 시급한 실정이다.

본 출원인의 종래의 코팅 기술(출원 번호 대한민국 10-2009-0042942호)에 비해 본 발명은 고압축성 및 결합 성능을 한층 높여 얇은 피막형성이 가능하고 다기능의 나노 물질이 추가 조성되며 그 성능을 배가한 고압축된 고밀도 나노 코팅 조성물이다. 에어로젤, 탄소나노튜브가 결합 재료로 소량 첨가되는 것이 아니라 그 자체 특성을 발휘하기 위하여 최대한 함유되어야 할 형태로 소수성 에어로젤과 친수성 결합 재료의 친화도를 높여 고압축하는 것이 중요하다.

본 출원과 종래 기술의 차별성을 한 예로 보면

에어로젤 입경 700마이크로미터 이하의 과립형이 적용되지 않으며 기타 에어로젤 외 그래핀 등의 나노 물질이 여러 형태로 적용된다. 전자의 이유는 코팅화를 함에 있어서 700마이크로미터 이하 입자의 경우 교반 시의 뭉침 현상 등 입자의 크기가 큰 관계로 얇은 피막 형성에 이롭지 않고 표면이 매끄럽지 못하다. 후자는 본 조성물로 에어로젤 외 기타 재료와의 혼화력 및 결합력을 한층 높이고 고압축화하여 다용도로 나노 물질을 축적할 수 있게 한 것이 특징이라 하겠다.

그 외 재료 중 섬유의 미적용은 균열 방지 결합력 증대, 굽힘성을 좋게 하는 역할을 섬유가 일부 하지만 고압축화에 있어서는 섬유로 인해 오히려 방해를 받으며 부피 팽창을 가져올 수 있고 섬유로 인한 열교 현상 등으로 절연성 등으로 성능 저하가 나타날 수 있다. 또한 발포체 형성은 나노 물질이 이격되어 그 성능을 기대하기 어렵다.

녹말 등 전분질의 미적용은 점착력은 증대하나 차체 물질이 도막 내에 잔존하고 있으므로 기본적으로 체적 증가를 불러오고 나노 물질과 기타 재료가 오히려 도막 내에서 이격되는 현상이 발생될 수 있다. 고유 성능이 그대로 유지되기 위해서는 고압축화가 우선이므로 이를 배제한다.

그 외 항균제의 미적용, 원광 채굴된 화학적으로 미처리된 단독 물성 제올라이트 광물의 미적용, 안료의 미적용, 규산알루미늄 등의 미적용은 흡착력의 결여, 부착력 및 침강 결합력의 부족 등이 일부 초래되어 배제하고 그 외 조성 성분의 변화가 있다.

또한 본 출원은

그래핀 등의 다 용도로 적용 가능한 나노 물질의 적용과 고압축화를 진행하기 위한 탈크의 적용 및 인산염의 적용, 산화구리의 적용, 여러 공정상 성능이 향상되고 복합화된 소디움알루미늄실리케이트의 적용, 이트륨-바륨-구리산화물, 황산암모늄 등의 적용 및 조성 성분 및 조성물 비율의 변화를 들 수 있다. 조성 성분의 차별성은 과제의 해결 수단에서 설명한다.

그 외 위 종래의 코팅 기술의 재료와 더불어 기타 이유로 적용할 수 없는 재료는 셀룰로오스계 증점제로 점착력은 보유하나 나노 물질과 기타 결합성 재료를 서로 이격시켜 성능이 저하되고 점도 상승으로 인해 압축화를 방해하여 미적용되며 섬유의 열교현상, 전분질의 점도 상승, 고분자 다당체의 점도 상승과 내열성 부족. 공기연행제의 '갇힌공기' 형태로의 나노 물질과의 분산성 저하로 인한 교반불량과 균열발생. 석고는 건조시간이 빨라 잔균열 발생으로 도막형성이 잘되지 않고 자체 점도의 상승과 압축성의 결여로 배제되며 그 외 단백질류, 탄산리튬의 미적용 등이 있다 또한 용도 및 제조 과정상의 차이점은 성형판으로의 주입형 성형, 두루마리형 시트화 및 복잡한 제조 공정이 필요 없고 본 출원은 코팅제로 개발하여 적용처를 넓히며 섭씨 10℃내외의 응축수 저장조 및 파이프라인의 결로현상 방지 및 일반주거지 등 실생활에 간편하고 손쉽게 적용될 수 있게 한 것이 특징이라 할 수 있다. 그리고 일반적인 시멘트, 콘크리트 타설 시의 시멘트 대비 혼입 수량 배합비와 달리 본 출원은 나노 물질의 자체 부피로 인해 기타 첨가 재료가 이를 점착하기 위한 혼합 수량의 증대가 이루어진다. 또한 최대한 많은 나노 물질을 고착하여 침지하고 성능을 제고하기 위해서는 기타 결합 재료의 소량 사용은 불가피하다.

본 발명의 목적은 우수 특성을 보유하나 오히려 그 특성을 보유하게 하는 저밀도, 초소수성 등으로 인하여 기타 재료와의 복합화가 쉽지 않고 자체적 단독 적용의 한계를 갖고 있는 에어로젤 등의 나노 물질을 기타 첨가 재료로 점착하고 축적, 침지, 고압축하고 고밀도화하여 코팅제로 적용하며 효용성 및 효율성을 높인다. 고압축하여 그 성능이 크게 증가된 물성을 가지는 고밀도 나노 코팅 조성물을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여

본 발명의 일 측면에 따르면

실리카에어로젤, 탄소에어로젤, 알루미나에어로젤, 티타니아에어로젤, 실리카-티타니나에어로젤, 바나디아에어로젤, 지르코니아에어로젤, 탄소나노튜브에어로젤, 아세테이트 셀룰로오스질 유기에어로젤로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에어로젤을 총 중량비에 대해서 1.0∼12중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

그래핀, 산화그래핀, 풀러렌, 탄소나노튜브, 질화붕소나노튜브, 산화니켈나노튜브, 산화텅스텐나노튜브, 산화구리-산화텅스텐나노튜브, 산화세륨나노튜브, 산화망간나노튜브로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.01∼6중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

마이크로시멘트를 총 중량비에 대해서 3∼17중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

칼슘설포알루미네이트를 총 중량비에 대해서 0.2∼3.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

소석회, 생석회로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 1∼7중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

탈크를 총 중량비에 대해서 0.2∼4.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

알루미나, 지르코늄티탄산염, 알루미늄티탄산염, 탄화티탄, 질화티탄, 티탄산리튬, 발포알루미나, 질화알루미늄, 제련마그네슘금속분말로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼3.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

실리카흄을 총 중량비에 대해서 0.4∼2.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

산화마그네슘, 스트론튬티탄산염, 티탄산마그네슘나노분말, 티탄산칼륨, 티탄산바륨, 불소함유산화마그네슘, 나노산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼7.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

오산화인, 인산수소알루미늄, 인산수소마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.3∼14중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

소디움알루미늄실리케이트를 총 중량비에 대해서 0.4∼6중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

황산암모늄, 염화암모늄, 이트륨-바륨-구리산화물, 인산암모늄으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼2.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

폴리아크릴산 에스테르를 총 중량비에 대해서 0.2∼8중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

음이온성 폴리아크릴아마이드, 비이온성 폴리아크릴아마이드, 양이온성 폴리아크릴아마이드로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.04∼1.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

산화구리, 실리콘카바이드나노분말, 산화텅스텐, 산화망간, 산화주석나노분말, 산화구리나노분말, 란탄산화물, 산화니켈, 산화철, 스트론튬, 산화안티몬, 탄화텅스텐, 산화세륨, 실리콘페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트, 산화지르코늄분말, 탄화규소, 탄화이트륨, 산화이트륨, 질화규소, 산화크롬, 산화하프늄, 산화코발트, 탄화코발트로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼4.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

나노실리카에멀젼, 지르코니아졸, 실리카졸, 알루미나졸로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.2∼7중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

페놀, 우레아, 우레탄, 실리콘, 아크릴, 에폭시, 멜라민, 알키드, 실란변성페놀, 멜라민변성아크릴, 페놀변성알키드, 페놀변성에폭시, 아크릴변성우레탄, 폴리스티렌아크릴, 부틸티타네이트, 클로로실란, 반응성실록산올리고머, 알콕시실란변성축합물, 비닐실란, 메르캅토실란, 불소알킬실란, 페닐실란, 알킬실란, 아미노실란, 실란변성에폭시, 실란변성아크릴, 실란변성우레탄, 메틸페닐실리콘, 알키드변성실리콘, 시클로펜타실란, 옥타페닐시클로테트라실록산, 불화탄소수지, 퓨란변성우레아수지, 알킬실록산중합체, 에톡시계실란, 플루오르화케톤계화합물, 폴리카르보실란, 폴리에테르에테르케톤수지, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 부틸고무, 니트릴고무, 폴리크롤로프렌고무로 구성된 군으로부터 선택되는 액상 및 미세분말상의 수지 1종 이상을 총 중량비에 대해서 1∼15중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

폴리나프탈렌설포네이트, 폴리카르복실레이트, 폴리리그닌설포네이트로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.04∼2중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.

물을 총 중량비에 대해서 40∼75중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물을 포함하는 고밀도 나노 코팅 조성물을 제시할 수 있다.

이하 나노 코팅 조성물을 구성하는 성분에 대해서 설명한다. 단위는 중량％이다.

실리카에어로젤, 탄소에어로젤, 알루미나에어로젤, 티타니아에어로젤, 실리카-티타니아에어로젤, 바나디아에어로젤, 지르코니아에어로젤, 탄소나노튜브에어로젤, 아세테이트 셀룰로오스질 유기 에어로젤 등의 금속산화물 및 폴리머계, 유기 에어로젤(aerogel)은 실리카 에어로젤의 예로 보면 저밀도(0.003∼0.35g/㎤), 낮은 열전도율(0.008∼0.02W/mk), 높은 기공도(80∼99.8％), 고비표면적(500∼2,000㎡/g), 초소수성, 평균 입자크기 분포는 0.1∼20마이크로미터, 평균 기공 분포는 1∼50나노미터의 성상이며 수치상 제약은 없으며 위 해당되는 소재가 코팅제로 적당하다. 그 함량은 총 중량의 1.0∼12중량％가 적당하며 상기 범위에서 단열 등의 성능이 좋다. 단열성 등의 주요 기능성 재료로 적용된다. 1중량％ 미만 사용하면 성능이 미미하고 12중량％ 초과 사용되면 기타 재료와의 결합력 부실로 균열이 발생되어 그 기능을 수행하기 어렵다. 정전기가 발생되는 에어로젤 분말의 경우에는 점도 상승에 주의해야 한다.

본 발명에 사용되는 실리카 에어로젤(통상 명칭:aerogel, 에어로겔, 나노겔:미국 캐보트 코포레이션의 상품명으로 1kg에 약 20리터 정도로 저밀도.)은 제조상 상압 건조방식, 초임계 건조방식, 초음파 발생 및 질소투입 제조방식 및 이미 소수성 처리된 에어로젤에 재차 친수막을 형성하여 제조된 소재 등 어느 쪽도 좋다. 기공도, 기공 분포 사이즈, 밀도의 차이는 있을 수 있으나 제조 방식에 따른 상용성의 문제는 없다. 통상 낮은 열전도율(0.006∼0.02W/mk)을 가지는 소재는 모두 적용될 수 있으며 이에 제한되지 않는다. 또한 본 발명은 불투명 코팅제로 에어로젤 분말의 투명도는 의미를 두지 않고 사용된다. 에어로젤은 단열 등의 역할을 한다.

그래핀(graphene), 산화그래핀, 풀러렌(fullerene), 탄소나노튜브(CNT), 질화붕소나노튜브, 산화니켈나노튜브, 산화텅스텐나노튜브, 산화구리-산화텅스텐나노튜브, 산화세륨나노튜브, 산화망간나노튜브 또한 주요 기능성 재료로 적용된다. 탄소나노튜브는 인장력이 강철보다 매우 강하고 전기 전도도, 열전도도가 구리 수준을 초과하고 신율이 좋으며 그래핀은 전도체 형성이 좋고 유연성을 보유하여 태양 전지판 등에 적용할 수 있는 소재 등으로 단독 적용의 한계를 기타 조성물과 복합화를 이루고 고밀도 복합체로 제조하여 간편하게 코팅화하여 실적용되게 하며 효율성을 높인다. 에어로젤과 함께 주요 기능성 재료로 적용되며 나노 물질로 통칭한다. 일반적인 유기나노튜브도 본 조성물로 고압축화를 할 수 있음을 배제할 수 없다.

상기 그래핀, 탄소나노튜브, 금속산화물나노튜브 등의 함량은 0.01∼6중량％가 바람직하며 0.01중량％ 미만 사용하면 고유 기능을 하지 못하고 6중량％ 초과 사용되면 또한 기타 재료 대비 결합력의 부재로 균열을 초래한다.

마이크로시멘트는 일반 포틀랜트 시멘트와 달리 미립형 시멘트(분말도 5,000∼9,000㎠/g, 평균 입경 5마이크로미터)로 저밀도의 가벼운 나노 물질과의 결합력 증대로 기타 재료와 점착하고 침지되며 이후 화학적 결합으로 견고한 도막을 형성한다 기본적인 주요 결합제로 적용되며 부착력 및 지지력 향상에도 기여한다. 일반 포틀랜트 시멘트는 분말 입자가 마이크로 시멘트에 비해 큰 관계로 초경량의 소수성 나노 물질과 교반 시 상호 부착성 및 점착력이 낮아 적용될 수 없고 자체 침지 기능이 빨라서 혼화하는데 무리가 따르고 건조 시는 점착력의 결여로 층분리로 인한 나노 물질의 표면에 주로 점착하지 않고 침지되며 강도가 낮아질 수 있다.

적용 함량은 3∼17중량％가 바람직하며 3중량％ 미만 사용하면 결합력이 약하고 부착력 등이 부족하고 17중량％ 초과 사용하면 도막 건조 후 균열 발생 및 강도가 낮아진다.

칼슘설포알루미네이트(CSA팽창재)는 교반 시 셀룰로오스의 증점 형태와 다른 침상 구조의 콜로이드상의 '겔'이 생성되며 압축성 팽창으로 나노 물질과 기타 재료를 압축하고 혼화성, 신축성을 좋게 하여 빠른 혼합이 이루어지게 한다. 건조 시는 도막의 건조 수축에 의한 균열을 방지한다.

적용 함량은 0.2∼3.5％가 바람직하며 0.2중량％ 미만 사용하면 혼합성이 좋지 않고 건조 시 균열이 발생될 수 있다. 3.5중량％ 초과 사용하면 고팽창과 신율의 상승으로 인해 교반 시 기포 발산이 억제될 수 있고 오히려 팽윤성의 증대로 뭉침 현상 및 재료분리 현상이 발생될 수 있다. 또한 건조 수축 시 시멘트 등의 층간에 다량의 공극을 형성하여 재료간 이격시켜 결합력을 방해하여 긴 균열이 발생될 수 있다.

소석회, 생석회는 나노 물질, 마이크로 시멘트 등과의 표면 점착력의 증대 및 얇은 피막의 형성으로 고점착성을 부여하며 이로 인해 층간 이격되지 않고 고부착성 및 고압축성을 생성한다. 도막 표면을 평활하고 매끄럽게 한다. 일반적 석고는 수화 시 점도 상승으로 인한 점착 혼합성은 일부 좋게 하나 코팅 후 도막 건조 시 그 자체의 부피가 다공질로 인해 그대로 유지되는 현상과 비중차로 인한 층분리 현상 및 건조 시기가 타 재료에 비해 빨라 압축되지 않고 경화되는 현상으로 도막의 부피가 늘어날 수 있다. 이에 잔균열 및 점도 상승으로 인한 성능의 저하를 초래할 수 있고 건조 시 휨성이 발생될 수 있다. 이에 석고의 적용을 배제하고 소석회, 생석회의 적용으로 이를 해소한다. 그러나 소석회는 자체 성질의 점성 및 과도한 피막 형성으로 인해 재료간 이격될 수 있어 탈크의 적용으로 이를 해소 한다. 탈크는 윤활성의 증대 및 유기물과의 흡착력의 증대로 소석회 자체 피막에 의한 교반 시의 일부 생성된 기포의 발산을 돕고 기포 생성 자체를 억제, 완화하는 기능으로 적용된다. 반드시 석회와 탈크는 동시 적용된다. 압축화에 있어 매우 중요한 역할로 적용된다.

적용 함량은 1∼7중량％가 바람직하며 1중량％ 미만 사용은 점착력의 결여로 압축성이 매우 낮고 7중량％ 초과 사용은 높은 피막의 형성으로 가벼운 나노 물질이 부유한 채로 그대로 유지되며 잘 혼합되지 않을 수 있다.

탈크(Talc)는 앞서 언급한 바와 같이 유동성과는 다른 윤활성을 가지며 나노 물질과 무기물 및 유기물과 친화도를 높이며 고부착력을 가지며 유동적 점성을 보유한다. 미립자이고 비중이 낮은 탈크가 상용성이 좋아 이를 적용한다. 소석회의 적용은 고압축화를 형성할 수 있으나 자체 피막이 형성되어 한편으로는 교반 시 생성된 기포 발산을 억제할 수 없다. 탈크의 적용으로 이를 해소하며 윤활성이 증대되고 높은 유기물과의 친화성 및 압축된 윤활성을 부여하여 재료간 윤활성을 생성시켜 나노 물질과 기타 경화 재료와의 층간을 줄이고 교반 시 기포 생성을 상당 부분 억제하고 석회와 동시 적용되어 고압축화를 진행한다. 한편 생성된 기포 발산을 위한 실리콘 계열 소포제의 적용은 할 수 없다. 그 이유는 교반 시 기포의 상층 발산과 동시에 물리적으로 표면 점착을 하고 있는 가벼운 나노 물질을 기포 발산과 동시에 외부로의 튕겨 나가게 하는 현상으로 인해 많은 30％ 이상의 나노 물질이 교반물 표면 위로 분출하여 성능 저하를 초래한다. 또한 코팅 후 건조 시도 실리콘계 소포제가 역할을 충실히 하므로 코팅 도막의 굴곡 현상과 더불어 나노 물질을 계속 튕겨 나가게 한다. 이와 같이 일반적인 소포제 및 공기연행제는 당연히 적용될 수 없다. 화학적으로 결합화하는 일반적인 시멘트, 콘크리트 등의 기포 발산과는 전혀 다른 개념으로 매우 다르게 보아야 한다.

적용 함량은 0.2∼4.5중량％가 바람직하며 0.2중량％ 미만의 사용은 이미 생성된 기포의 발산이 어려워지고 재료간 부착성의 부족과 윤활성의 저하로 소석회 등의 적용에 무리가 있고 4.5중량％의 초과의 사용은 윤활성의 과생성으로 인해 증점력의 초기 발생으로 나노 물질과 기타 재료를 점착하는 폴리아크릴아마이드의 점착력 형성에 방해되며 기타 재료와의 균형이 무너져 압축된 에멀젼 형성이 어렵고 기타 재료의 적정량 사용이 무너지며 전체적으로 뭉침 현상이 따른다. 또한 교반기 회전속도의 상승이 요구되며 재료가 잘 혼합되지 않는다.

알루미나, 지르코늄티탄산염, 알루미늄티탄산염, 탄화티탄, 질화티탄, 티탄산리튬, 발포알루미나, 질화알루미늄, 제련마그네슘금속분말은 인산염과의 이온 결합력의 증대로 나노 물질과 기타 재료를 축적, 침지되며 고압축한다. 또한 내열 부착성을 부여하고 부피 팽창을 억제하며 강도를 한층 높인다.

적용 함량은 0.1∼3.5중량％가 바람직하며 0.1중량％ 미만 사용은 이온 결합력이 낮아 축적, 침지로 인한 압축성 및 내열, 부착력성이 매우 낮아지며 3.5중량％ 초과 사용은 기타 재료와의 결합력이 낮아지고 부착력 및 지지력이 낮아지고 균열을 초래한다.

실리카흄은 실리콘 제조 시 발생되는 가스를 수집, 여과, 포집한 것으로 통상적 흄드 실리카와는 성상, 용도, 단가, 제조방법 등이 확연히 다르게 구분되며 점착력 증대 및 보강용으로 적용된다.

적용 함량은 0.4∼2.5중량％가 바람직하며 0.4중량％ 미만 사용은 교반 시 점성이 줄어 혼합성이 좋지 않고 코팅 후 건조 시 균열 발생 및 건조 후 도막이 약해질 수 있다. 2.5중량％ 초과 사용은 점도 상승으로 인한 뭉침 현상 및 체적 증가를 불러와 압축되지 않으며 재료간 이격되고 균열이 발생되어 성능 저하를 초래한다. 점도 상승으로 인해 코팅 도막의 표면 상태가 고르지 못하다.

산화마그네슘, 스트론튬티탄산염, 티탄산마그네슘나노분말, 티탄산칼륨, 티탄산바륨, 불소함유산화마그네슘, 나노산화마그네슘은 점도조절 및 균열 방지, 보강용으로 적용되며 인산염과의 이온 결합력이 증대되며 압축화를 진행한다.

적용 함량은 0.1∼7.5중량％가 바람직하며 0.1중량％ 미만 사용은 점도가 낮아져 폴리아크릴아마이드 및 실리카흄의 과사용을 유도할 수도 있고 혼합성이 낮고 점착력 및 부착력이 줄어 건조 후 도막의 표면 경도가 약하고 균열이 발생할 수 있다. 7.5중량％의 초과 사용은 점도의 과상승으로 인해 교반 불량 및 뭉침 현상이 발생되고 유동성이 매우 낮아져 에어리스 스프레이 방식에 의한 코팅을 할 수 없다.

오산화인, 인산수소알루미늄, 인산수소마그네슘은 수소 결합을 갖는 망목 구조로 만들어지며 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 등과의 이온 결합력의 증대로 활성도가 양호해지고 균일하게 분산되어 축적, 침지되며 이로 인해 교반 시 및 건조 시 고압축화가 매우 빠르게 진행되어 고압축된 고밀도 나노 코팅 조성물을 형성한다. 본 출원에서 매우 중요한 재료로 적용되며 기계적 강도 및 고압축성, 내열성 등을 높이는 역할을 한다. 교반 시 압축성을 부여하고 혼화성을 좋게 하며 나노 물질과 기타 재료와의 층간을 줄이며 고압축한다. 나노 물질을 혼합하는 기술도 중요하나 고압축화하지 못하면 성능을 기대하기 어렵다.

적용 함량은 0.3∼14중량％가 바람직하며 0.3중량％ 미만 사용은 고압축이 제대로 이루어지지 않으며 내열 부착력이 낮아진다. 14중량％ 초과는 기타 재료와의 몰비가 맞지 않고 결합력이 낮아지며 부착력 및 지지력이 부실하여 도막의 균열을 초래한다.

소디움알루미늄실리케이트(Na₁₂[(AlO₂)·(SiO₂)]₁₂·27H₂O)는 나노 물질, 유기물, 무기물을 흡착하고 축적, 침지하여 고압축화를 진행한다. 자체의 나트륨 이온을 수용액 상태에서 다른 양이온으로 치환한다. 인산염이 물속에서 용해되어 칼슘 이온과 착염을 형성하며 고압축화를 진행하고 알루미늄실리케이트와 달리 소디움알루미늄실리케이트는 수화 시 불용인 채로 교반 시 자체의 나트륨 이온과 이온 교환하여 재차 압축화를 진행한다. 이소프로필알코올 등의 적용으로 성분의 잔존 및 화학적 이온 교환을 하면 기공의 무너짐과 그 자체의 물성이 변화를 가져오므로 배제되며 물리적 점착을 통한 결합체를 형성하는 저밀도 나노 물질과 기타 점착성 유기물 및 결합성 무기물을 축적, 침지하고 고압축화를 진행한다. 이는 본 출원에서 매우 중요하게 다루어지며 핵심적 역할을 하는 고압축성 재료로 적용된다.

종래의 에어로젤 코팅 기술은 에어로젤을 폴리아크릴아마이드로 점착하고 교반 시 수분을 일부 배출하여 1차적으로 압축화가 이루어졌다. 본 출원은 1차적 압축과 더불어 탈크, 소석회, 인산염 및 소디움알루미늄실리케이트로 착염, 이온 결합력 증대 및 윤활성, 부착력의 증대 등으로 2차적으로 고압축화를 진행한다. 종래의 압축성은 출발 부피 1기준에서 0.7 내외로 교반 시 압축이 형성되었고 본 출원은 여러 나노 물질의 적용과 함께 출발 부피 1기준에서 0.5 내외로 교반 및 건조 시 고압축이 이루어진다. 이로 인하여 코팅제의 압축으로 인한 결합력 증대로 부착성, 내열성, 표면경도, 강도, 내구성, 지지력, 얇은 피막형성, 다용성 등이 확장되고 구비되어 한층 성능이 진보된 나노 코팅이 형성된다. 에어로젤 등의 나노 물질을 다용도의 코팅제로 적용하는 부분과 2차적으로 고압축화를 진행하는 것이 본 출원의 주요 특징이라 할 수 있다.

적용 함량은 0.4∼6중량％가 바람직하고 0.4중량％ 미만은 고압축성이 현저히 낮고 6중량％ 초과는 뭉침 현상이 발생되고 고착, 점결되는 현상 및 재료분리 현상이 발생될 수 있다.

황산암모늄, 염화암모늄, 이트륨-바륨-구리산화물, 인산암모늄은 결합력을 높이고 열원에 의한 영향을 받으면 수분을 흡수하고 암모니아가 유리되어 피막을 형성하여 열을 차단하는 역할 등을 한다. 에어로젤 등 나노 물질의 성능을 보완하는 기능 및 기타 무기물과의 결합력의 증대로 강도를 높이며 치밀한 도막을 형성하고 결정이 미세할수록 고결성이 증대한다. 또한 나노 물질의 전도체 형성을 보완한다. 조성비 내에서 성분의 적정 조절로 코팅 표면의 광택도를 일부 조정할 수 있다.

적용 함량은 0.1∼2.5중량％가 바람직하고 0.1중량％ 미만 사용은 낮은 피막의 형성과 부착성 및 열 차단성이 낮아질 수 있다. 2.5중량％ 초과 사용은 나노 물질을 제외한 기타 재료의 뭉침 현상의 과발생으로 혼합성 불량 및 혼화성 결여 등으로 오히려 균열이 발생될 수 있다.

폴리아크릴산 에스테르는 점착력의 증대로 인해 부착력의 향상을 가져 오며 교반 시 혼합성을 좋게 한다. 재료 제조 시 폴리비닐알코올로 표면 코팅된 폴리아크릴산 에스테르가 적용성이 좋다. 유동성이 있는 PAE 및 유동성이 없는 PAE, 유리전이온도가 각각 다른 기타 PAE가 모두 적용될 수 있고 사용상에 제한을 두지 않는다.

적용 함량은 0.2∼8중량％가 바람직하고 0.2중량％ 미만 사용은 부착력 및 점착력이 낮고 8중량％ 초과는 자체 피막 및 점착력의 과잉 생성으로 오히려 혼합성이 낮고 재료분리 현상이 발생될 수 있고 '볼'형태의 잔균열이 발생되며 점도 상승이 초래될 수 있다.

음이온성 폴리아크릴아마이드, 비이온성 폴리아크릴아마이드, 양이온성 폴리아크릴아마이드는 나노 물질과 기타 결합제의 중요 연결고리 역할을 한다. 기본적으로 음이온성 폴리아크릴아마이드는 무기물과의 상용성이 양호하고 비이온성은 유,무기물과의 상용성이 좋고 양이온성은 나노 물질과의 상용성이 좋다. 그러나 1:1 단독으로 적용되는 조성물이 아니므로 제조사별 염점도가 다른 여러 형태의 음이온성, 비이온성, 양이온성 모두 적용할 수 있고 사용상에 제한을 두지 않는다. 1종 및 2 종 이상 적용될 수 있다.

기본적으로는 교반 시 폴리아크릴아마이드는 수분 흡수와 동시에 '겔'화가 진행되며 이로 인해 증점되는 현상이 발생되고 나노 물질의 표면을 습윤화하고 기타 유,무기물과 점착력의 증대로 서로 물리적으로 표면 결합이 이루어지고 기타 무기물이 화학적 결합을 일으키며 혼화가 형성되며 일체화가 진행된다. 이와 동시에 폴리아크릴아마이드는 다가의 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 수분을 일부 배출하며 점성을 줄인다 이에 전체 재료가 하부로 압축되며 서로 치밀하게 점착된 상태에서 자연스럽게 결합한다. 모든 재료를 점착하고 결합시키는 중요한 역할을 한다. 또한 코팅 후 건조 시 잔존 결합수는 증발하여 소멸되며 이에 폴리아크릴아마이드의 역할도 종료되며 도막 내에 적용량 대비 과량 잔존하지 않는다. 내열성에 영향을 주지 않는다.

본 발명에서 기본적으로 나노 물질을 점착하고 압축하는 제일 중요한 가교제의 역할을 한다. 모든 전체 재료가 적용되고 폴리아크릴아마이드가 적용되지 않으면 나노 물질과의 복합체 형성이 되지 않으며 코팅화 자체를 할 수 없다.

적용 함량은 0.04∼1.5중량％가 바람직하며 0.04중량％ 미만 사용은 나노 물질과 기타 재료가 혼합이 되지 않아 복합화할 수가 없고 1.5중량％ 초과 적용은 점도 상승으로 인해 뭉침 현상 및 재료간 이격, 교반 불량, 점도 상승, 층분리 등의 여러 문제점이 발생된다. 신중한 함량 적용이 요구된다.

산화구리, 실리콘카바이드나노분말, 산화텅스텐, 산화망간, 산화주석나노분말, 산화구리나노분말, 란탄산화물, 산화니켈, 산화철, 스트론튬, 산화안티몬, 탄화텅스텐, 산화세륨, 실리콘페라이트, 니켈페라이트 , 코발트페라이트, 산화지르코늄분말, 탄화규소, 탄화이트륨, 산화이트륨, 질화규소, 산화크롬, 산화하프늄, 산화코발트, 탄화코발트는 전체 코팅제의 충진제 역할을 하며 단열, 전도체 형성, 인장력 증대, 충격강도 향상, 전기전도도 및 열전도도 상승, 신축성 확장 등 나노 물질의 성능을 보완하며 유·무기물 재료의 결합력을 높이는 역할을 한다. 그 외 기계적 강도, 압축성 부여, 고온에서의 부식 방지, 오염방지 기능 등의 역할을 수행한다.

적용 함량은 0.1중량％∼4.5중량％가 바람직하며 0.1중량％ 미만 사용은 코팅제의 결합성이 낮아지고 나노 물질의 성능을 보완하는 역할을 하지 못한다. 4.5중량％ 초과 사용은 마이크로 시멘트 등 자체적으로 수경화성이 가능한 수경성 재료와 자체적 비수경성 재료인 충진물과의 부조합으로 인해 결합력의 부실로 부착력이 낮아지고 나노 물질의 성능을 보완 하지 못한다. 오히려 균열이 발생되고 코팅 도막이 부실해진다.

나노실리카에멀젼, 지르코니아졸, 실리카졸, 알루미나졸은 일반적인 분말상의 실리카, 알루미나와는 구분되며 기타 안정화제로 나트륨 등이 제거된 여러 제조 공정을 거친 재료가 상용성이 좋으며 내열성 및 결합력을 증대하고 점결력 증가 및 보강 역할을 한다.

적용 함량은 0.2∼7중량％가 바람직하며 0.2중량％ 미만 및 7중량％ 초과는 내열 결합력이 부족하고 강도가 약해질 수 있다.

페놀, 우레아, 우레탄, 실리콘, 아크릴, 에폭시, 멜라민, 알키드, 실란변성페놀, 멜라민변성아크릴, 페놀변성알키드, 페놀변성에폭시, 아크릴변성우레탄, 폴리스티렌아크릴, 부틸티타네이트, 클로로실란, 반응성실록산올리고머, 알콕시실란변성축합물, 비닐실란, 메르캅토실란, 불소알킬실란, 페닐실란, 알킬실란, 아미노실란, 실란변성에폭시, 실란변성아크릴, 실란변성우레탄, 메틸페닐실리콘, 알키드변성실리콘, 시클로펜타실란, 옥타페닐시클로테트라실록산, 불화탄소수지, 퓨란변성우레아수지, 알킬실록산중합체, 에톡시계실란, 플루오르화케톤계화합물, 폴리카르보실란, 폴리에테르에테르케톤수지, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 부틸고무, 니트릴고무, 폴리크롤로프렌고무는 액상 및 미세분말상 수지로 나노 물질 등의 전체 재료의 결합력을 증대하여 부착력을 높이는 역할을 한다. 또한 무기물 표면의 금속산기와 화학적으로 결합을 하거나 표면에 점착하며 무기질 재료에 소수성을 제공한다. 수용성 액상의 포괄적 범위 내의 수용성 및 수성의 재료가 적용될 수 있다. 분산성, 방청성, 내한성, 기계적 강도, 내수성, 접착성, 신축성 및 압축성을 부여한다.

적용 함량은 1중량％∼15중량％가 바람직하며 1중량％ 미만 사용은 혼합성 및 부착력이 낮아지고 15중량％ 초과 사용은 오히려 점도 상승으로 인해 단열 성능 등이 오히려 감소되며 뭉침 현상 등으로 인해 도막이 형성되지 않는다.

폴리나프탈렌설포네이트, 폴리카르복실레이트, 폴리리그닌설포네이트는 전체 재료의 유동성을 부여하며 혼화력을 좋게 하고 혼입 수량을 줄여 층간을 밀착하여 느슨한 공극을 줄여 강도 향상에 기여한다.

적용 함량은 0.04∼2중량％가 바람직하며 0.04중량％ 미만 사용은 유동성이 줄어 혼입 수량의 증대를 가져 오고 교반 시 점도 상승으로 인한 교반 불량과 더불어 도막의 형성이 어렵다. 2중량％ 초과 사용은 유동성의 증대로 혼합이 이루어지지 않고 코팅 시 흘러내림 현상으로 치밀성이 낮아 성능 저하가 따른다. 또한 교반 시 점도 상승을 위한 폴리아크릴아마이드가 추가로 동일 비율 수준으로 투입되는 등 전체 재료간 함량의 혼란이 발생하고 균형이 맞지 않아 도막이 제대로 형성되지 않는다.

물은 코팅제의 혼합, 화합, 수경성 재료에 수분을 제공하고 결합력을 높이는 기본 재료이다. 나노 물질의 초경량성 및 저밀도로 인해 많은량의 혼수량이 필요하며 에어로젤 등 투입되는 나노 물질의 부피에 근접할 정도로 필요로 한다. 이는 나노 물질을 점착하기 위한 기타 재료와의 표면 접촉을 원활하게 하기 위함이고 코팅 후 경화체가 완성되면서 잔 수분은 자연적으로 증발하고 소멸된다.

적용 함량은 나노 재료의 투입 비율에 따라 많은 변화가 발생되며 40∼75중량％가 바람직하다. 40중량％ 미만 및 75중량％ 초과 사용은 교반, 도포, 건조 및 나노 물질이 함유된 코팅 막 자체가 제대로 이루어지지 않는다.

이상의 재료로 구성되며 여기에

2∼10분, 500∼1500rpm의 교반기를 통한 교반으로 혼합이 이루어지고 혼화된 액상으로 붓, 로울러, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이 코팅 방법 등 간편한 방법으로 일반 유기 도료와 동일한 방식으로 코팅한다.

본 발명은 종래의 기술에 비해 2차적으로 고압축화를 진행하여 우수 특성의 나노 물질을 효과적으로 실적용되게 한 것으로 고압축화로 인해 열저항값 및 발열특성 증대, 전도체 형성, 인장력, 표면경도 증대, 결로현상 방지, 신축율 부여 등 성능이 최대한 향상되고 다양한 형태로 코팅 적용 가능하다. 고압축화로 인해 혼합성이 좋아 빠른 교반이 이루어지며 치밀한 도막 형성으로 성능향상 및 고강도의 압축성 코팅도막이 오랜 시간 지속된다. 내구성, 부착력, 내열성이 증대한다. 종래의 1mm 내외의 코팅 도막 형성에 비해 0.5mm 내외의 도막 형성으로 동일 수준 이상의 성능을 발휘한다. 또한 플랜트, 장비산업, 전자, 전기, 정밀기기, 일반 주거지 등에 일반적 코팅 및 침지코팅 등으로 광범위 하게 적용된다. 고압축화하여 단열 및 발열 성능을 배가하는 기능 외에 중요한 부분은 여러 종류의 나노 물질을 간편하고 쉽게 실적용할 수 있는 고밀도 코팅제로 개발하여 효용성을 높인 것이 중요하고 또한 저비용 고효율의 에너지 절감 등의 기술로 효율성을 최대한 높여 실제 적용할 수 있게 한 것이 주요 특징이라 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 구성 및 역할, 작용을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수 없다. 여기에 기재되지 않는 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자 이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다. 실리카에어로젤 분말은 캐보트 코포레이션의 나노겔(에어로젤)적용. 1kg에 약 20리터로 저밀도. 실시예로 사용되었고 제한되지 않으며 향후 제조사별 가격대비 성능으로 적용.

실리카에어로젤 5％, 탄소나노튜브 1％, 마이크로시멘트 6％, 칼슘설포알루미네이트 1％, 소석회 2％, 탈크 1％, 알루미나 1％, 실리카흄 1％, 산화마그네슘 5％, 인산수소알루미늄 4％, 소디움알루미늄실리케이트 2％, 황산암모늄 0.5％ 폴리아크릴산 에스테르 1％, 음이온성 폴리아크릴아마이드 0.5％, 탄화규소 2％, 실리카졸 4％, 수성우레탄 2％, 폴리나프탈렌설포네이트 1％, 물 60％로 이상은 중량비이며 교반기 800rpm, 3분 교반을 하여 가로300mm×세로300mm×두께1.5mm의 알루미늄 판 및 스티로폼 판에 0.5mm로 붓으로 코팅를 하였다. 2일간 상온 건조를 하였다. 나노 물질이 함유된 압축화된 고밀도 코팅물이 형성 되었다.

출발 자체 1기준 부피 대비 0.5 내외로 고압축화된 코팅 도막이 형성 되었다. 균열이 발생되지 않고 나노 물질의 기공이 그대로 유지되며 묻어나지 않았다.

코팅된 알루미늄 판을 가열판에 올리고 섭씨 400도의 열을 도장 면 반대편에 가하고 20분간 방치 했다. 300도의 열을 차단하고 100도(접촉식 온도계)가 측정되었다.(대기온도 20도) 고압축화되어 부착력, 표면 경도, 압축 강도, 단열 성능이 증대하였다.

코팅된 스티로폼을 160도의 각도로 휘었다. 휨성이 좋고 균열이 발생되지 않았다. 은폐력이 매우 우수하고 인장력이 증대하고 신율 및 내열성이 증가하였다.

[비교 예1]

아래의 [비교 예]는 모든 상황이 [실시 예]와 동일하고 적용된 각각의 재료의 함량에 따른 물 비율을 가감하여 전체 함량을 100％로 조정한 것이고 나노 물질의 함량 변화는 주지 않았다.

1.마이크로 시멘트 1％ 적용-교반 불량. 혼합이 되지 않음.([실시 예])와 모든 재료의 적용이 동일하고 다만, 마이크로 시멘트를 6％에서 1％로 하고 물 비율을 60％에서 65％로 조절하여 전체 조성물 함량을 100％로 하였다.

2.마이크로 시멘트 19％ 적용-교반 양호. 코팅 표면상태 양호. 건조 후 균열 발생. 부착력 저하. 강도 약함.

3.칼슘설포알루미네이트 0.1％ 적용-교반은 이루어지나 압축성 부족. 팽윤성 결여로 점도 상승.

4.칼슘설포알루미네이트 4％ 적용-팽창성의 증대로 점도 상승. 교반 불량. 건조 후 균열 발생.

5.소석회 0.2％ 적용-교반, 혼합성은 양호하나 압축성, 부착력 부족. 점도 상승. 교반 시 생성된 일부 기포만 발산. 건조 후 점착력의 결여로 균열 발생.

6.소석회 8％ 적용-압축성은 양호하나 기포발산 억제. 점도 상승과 피막으로 인한 뭉침 현상 및 재료 분리로 건조 후 균열 발생.

7.탈크 0.1％ 적용-윤활성의 부족으로 점도 상승. 건조 후 균열 발생. 교반 시 생성된 기포의 발산이 억제됨. 고착성, 부착력의 부족으로 압축되지 않음.

8.탈크 6％ 적용-윤활성은 증대되나 재료분리 현상 및 많은 윤활성으로 인한 점착력의 부족으로 건조 후 균열 발생. 압축되지 않고 부착력, 강도 저하.

9.알루미나 0.05％ 적용- 인산염 등과의 이온 결합력이 낮아 강도 저하 및 압축성이 낮고 대량의 침지가 되지 않음. 점도 상승. 도막의 부착력, 강도 약함.

10.알루미나 5％ 적용- 인산염 등과의 이온 결합력이 높아 뭉침 현상 및 건조 후 균열 발생.

11.실리카흄 0.1％ 적용- 점성이 줄어 혼합이 느리고 건조 후 부착력, 강도가 약함.

12.실리카흄 4％ 적용- 교반 시 혼합성은 좋으나 점도 상승. 건조 후 부피팽창 상태 유지. 도막의 굴곡 발생. 점도의 상승으로 재료간 이격되어 강도 저하 및 균열.

13.산화마그네슘 0.02％ 적용- 교반 시 혼합이 빠르게 되지 않고 폴리아크릴아마이드의 점성이 그대로 유지. 건조 후 점도 상승. 균열 발생.

14.산화마그네슘 9％ 적용- 교반 시 뭉침현상 발생. 점도 상승. 건조 후 점도 상승인 채로 유지됨. 성능 저하.

15.인산수소알루미늄 0.1 적용- 교반 시 압축성이 낮고 혼합 속도가 느림. 건조 후 균열 발생. 단열 성능 저하. 점도 상승.

16.인산수소알루미늄 16％ 적용- 점결 현상이 강해서 무기질 성분만 분리되어 고착화. 건조 후 잔균열 발생. 도막의 표면 경도 및 부착력 부족. 성능 저하.

17.소디움알루미늄실리케이트 0.1％ 적용- 결합력의 부족으로 압축화가 되지 않고 점도 상승. 건조 후 부착력 저하. 균열 발생.

18.소디움알루미늄실리케이트 8％ 적용- 점결력의 증대로 재료분리 현상 발생. 건조 후 균열. 부착력 낮음. 강도 낮음. 지지력 낮음.

19.황산암모늄 0.02％ 적용- 피막의 부족으로 내열 성능 저하. 부착력 낮음.

20.황산암모늄 4％ 적용-과잉 피막 형성으로 재료 분리. 균열 발생. 부착력 저하. 도막의 강도 저하.

21.폴리아크릴산 에스테르 0.05％ 적용- 점착력의 부족으로 교반 불량. 부착력 저하. 도막의 강도 약함. 균열 발생.

22.폴리아크릴산 에스테르 10％ 적용- 과점도의 상승으로 재료 분리. 뭉침 현상. 점도 상승. 건조 후 둥근 '공' 형태의 잔균열 발생.

23.폴리아크릴아마이드 0.01％ 적용- 혼합이 되지 않음.

24.폴리아크릴아마이드 2.5％ 적용- 점도 상승으로 인한 교반 불량, 뭉침 현상. 재료간 이격. 증점 현상이 그대로 유지됨. 복합체 형성이 어렵다.

25.탄화규소 0,02％ 적용- 나노 물질의 보조적 결합성 및 단열 성분 부족. 압축 강도, 표면 경도 약함. 부착력 낮음.

26.탄화규소 6％ 적용- 수경성 재료와의 적용 함량％의 불균형으로 강도 저하. 부착력 저하 및 균열 발생. 에어로젤 등의 나노 물질이 소수성으로 인해 결합제는 자체 수경화성이 있는 유,무기물의 적용이 유리.(조성비율 내로 정량 적용)

27.실리카졸 0.05％ 적용- 점결력의 부족으로 부착성 낮음. 강도 저하. 내열성 부족. 표면 경도 약함. 미세 균열 발생.

28.실리카졸 8％ 적용- 무기물만 따로 고착함. 교반 불량. 건조 후 부착력 저하. 균열 발생. 나노 물질과 기타 재료 분리. 층분리 심화.

29.수성우레탄 0.1％ 적용- 부착력 부족. 도포 시 흐름성 부족. 강도 저하. 교반 불량. 점착성 부족. 코팅 도막의 소수성 표면 부족.

30.수성우레탄 17％ 적용- 뭉침 현상. 교반 불량. 점도 상승. 건조 후 균열 발생. 내열성 약함.

31.폴리나프탈렌설포네이트 0.01％ 적용- 교반 시 유동성 부족. 교반 불량. 뭉침 현상. 점도 상승.

32.폴리나프탈렌설포네이트 4％ 적용- 유동성 증대로 교반 완료 시기가 오히려 느리고 점성의 부족으로 재료분리 현상 발생. 도포 시 흘러내림 현상 및 건조 후 점착력의 결여로 균열 발생. 층분리, 고착력 저하. 압축성 감소.

이상과 같이 [실시 예]는 고압축화되어 고밀도의 코팅 도막이 형성되었고 [비교 예]는 초과 및 미만으로 조성 비율 외로 적용되어 압축성 부족 및 균열 발생 등 여러 문제점이 발생되었다.

Claims (1)

1. 실리카에어로젤, 탄소에어로젤, 알루미나에어로젤, 티타니아에어로젤, 실리카-티타니나에어로젤, 바나디아에어로젤, 지르코니아에어로젤, 탄소나노튜브에어로젤, 아세테이트 셀룰로오스질 유기에어로젤로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에어로젤을 총 중량비에 대해서 1.0∼12중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   그래핀, 산화그래핀, 풀러렌, 탄소나노튜브, 질화붕소나노튜브, 산화니켈나노튜브, 산화텅스텐나노튜브, 산화구리-산화텅스텐나노튜브, 산화세륨나노튜브, 산화망간나노튜브로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.01∼6중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   마이크로시멘트를 총 중량비에 대해서 3∼17중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   칼슘설포알루미네이트를 총 중량비에 대해서 0.2∼3.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   소석회, 생석회로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 1∼7중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   탈크를 총 중량비에 대해서 0.2∼4.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   알루미나, 지르코늄티탄산염, 알루미늄티탄산염, 탄화티탄, 질화티탄, 티탄산리튬, 발포알루미나, 질화알루미늄, 제련마그네슘금속분말로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼3.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   실리카흄을 총 중량비에 대해서 0.4∼2.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   산화마그네슘, 스트론튬티탄산염, 티탄산마그네슘나노분말, 티탄산칼륨, 티탄산바륨, 불소함유산화마그네슘, 나노산화마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼7.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   오산화인, 인산수소알루미늄, 인산수소마그네슘으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.3∼14중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   소디움알루미늄실리케이트를 총 중량비에 대해서 0.4∼6중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   황산암모늄, 염화암모늄, 이트륨-바륨-구리산화물, 인산암모늄으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼2.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   폴리아크릴산 에스테르를 총 중량비에 대해서 0.2∼8중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   음이온성 폴리아크릴아마이드, 비이온성 폴리아크릴아마이드, 양이온성 폴리아크릴아마이드로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.04∼1.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   산화구리, 실리콘카바이드나노분말, 산화텅스텐, 산화망간, 산화주석나노분말, 산화구리나노분말, 란탄산화물, 산화니켈, 산화철, 스트론튬, 산화안티몬, 탄화텅스텐, 산화세륨, 실리콘페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트, 산화지르코늄분말, 탄화규소, 탄화이트륨, 산화이트륨, 질화규소, 산화크롬, 산화하프늄, 산화코발트, 탄화코발트로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.1∼4.5중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   나노실리카에멀젼, 지르코니아졸, 실리카졸, 알루미나졸로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.2∼7중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   페놀, 우레아, 우레탄, 실리콘, 아크릴, 에폭시, 멜라민, 알키드, 실란변성페놀, 멜라민변성아크릴, 페놀변성알키드, 페놀변성에폭시, 아크릴변성우레탄, 폴리스티렌아크릴, 부틸티타네이트, 클로로실란, 반응성실록산올리고머, 알콕시실란변성축합물, 비닐실란, 메르캅토실란, 불소알킬실란, 페닐실란, 알킬실란, 아미노실란, 실란변성에폭시, 실란변성아크릴, 실란변성우레탄, 메틸페닐실리콘, 알키드변성실리콘, 시클로펜타실란, 옥타페닐시클로테트라실록산, 불화탄소수지, 퓨란변성우레아수지, 알킬실록산중합체, 에톡시계실란, 플루오르화케톤계화합물, 폴리카르보실란, 폴리에테르에테르케톤수지, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 부틸고무, 니트릴고무, 폴리크롤로프렌고무로 구성된 군으로부터 선택되는 액상 및 미세분말상의 수지 1종 이상을 총 중량비에 대해서 1∼15중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   폴리나프탈렌설포네이트, 폴리카르복실레이트, 폴리리그닌설포네이트로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 총 중량비에 대해서 0.04∼2중량％ 함유하는 고밀도 나노 코팅 조성물.
   물을 총 중량비에 대해서 40∼75중량％ 함유함을 특징으로 하는 고밀도 나노 코팅 조성물.