KR20120120239A - 실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법 - Google Patents

실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법 Download PDF

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KR20120120239A
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닛뽄 지코우 가부시키 가이샤
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Abstract

용매로 물을 사용하는 것이면서, 가온하지 않고 상온하에서 피막을 형성하고, 또한, 형성된 피막이 충분한 피막 물성을 가지는 실리콘 레진 조성물이 요구되었다.
본 발명에 관련된 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지 또는 습기경화형 실리콘 수지와, 이들 수지의 경화 촉매가 되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과, 물 또는 수분으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법{SILICONE RESIN COMPOSITION AND PROTECTIVE COATING METHOD USING SILICONE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 실리콘 레진 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가온하지 않고 상온하에서 경화시켜, 피막 물성이 뛰어난 실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법에 관한 것이다.
콘크리트나 강판 등을 부식성 물질이나 사용 환경으로부터 보호하기 위한 보호 피복은 일반적으로 재료 표면에 보호 피복을 위한 조성물을 도포하고 피막을 형성하는 것에 의해 행해진다.
여기서, 이들 보호 피복에 사용되는 조성물로서는 특허문헌 1에 나타난 바와 같은 유기계의 합성 수지로 구성된 조성물을 이용하는 경우가 많다.
또, 보호 피복하는 대상이 되는 재료와의 밀착성이나 형성되는 피막의 내구성, 내후성 등을 고려하여 특허문헌 2에 나타난 바와 같은 무기계의 실리콘 레진 조성물도 이용되고 있다.
또한, 최근에는 환경을 배려하여 특허문헌 3에 나타난 바와 같은 유기용제를 사용하지 않은 수성 타입의 실리콘 레진 조성물이 이용되는 경우도 많다.
일본 공개특허공보 평10-231453호 일본 공개특허공보 2000-26727호 일본 공개특허공보 2006-225629호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 조성물은 유기계의 합성 수지를 사용하고 있는 것에서, 무기질의 재료인 콘크리트 등에 사용한 경우에는 밀착성 등의 점에서 반드시 상성이 좋다고는 할 수 없다. 따라서, 피막이 부풀거나 박리되거나 하는 문제가 있었다.
또, 특허문헌 1에 기재된 조성물은 피막이 탄소 결합에 의해 형성되어 있는 것이다. 따라서, 10년 정도의 내용연수가 요구되는 콘크리트의 보호 피복에 있어서는 내구성이나 내후성의 점에 있어서 반드시 충분하다고는 할 수 없는 문제도 있었다.
한편, 특허문헌 2에 기재된 조성물은 무기계의 실리콘 레진 조성물인 것에서, 무기질의 재료인 콘크리트와는 밀착성이 뛰어나고, 상기한 바와 같은 피막이 부풀거나 박리되거나 하는 문제를 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.
그러나, 특허문헌 2에 기재된 조성물은 용매에 유기용제를 사용하는 것에서, 피막 형성시에 있어서 유기용제가 대기중으로 방출되게 되어 대기 환경을 오염시키는 문제가 있었다.
그런 점에서, 특허문헌 3에 기재된 조성물은 용매로 물을 사용하고 있는 실리콘 레진이라는 것에서, 상기한 바와 같은 대기 환경을 오염시키는 문제를 방지할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
그러나, 특허문헌 3에 기재된 조성물은 피막 형성시에는 가온하는 것이 불가결한 것에서 피막 형성에 시간을 필요로 하고, 콘크리트 등의 보호 피복에 사용할 때에는 작업성의 점에서 문제가 있었다. 또, 이 문제는 특히 동계에 있어서 옥외에서의 작업시에는 현저했다.
또한, 가온을 필요로 하지 않고 공기 중의 수분으로 경화하는 것으로서 습기경화형의 실리콘 수지가 있다. 그러나, 콘크리트 등의 보호 피복은 수백 ㎛의 막 두께가 필요해 진다는 것에서, 이러한 막 두께에 있어서 충분한 피막 물성을 확보하려고 하면, 이들 습기경화형의 실리콘 수지를 단독으로 사용하는 것 만으로는 충분한 성능을 확보할 수 없다는 문제도 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 용매로 물을 사용하는 것이면서 가온하지 않고 상온하에서 피막을 형성하고, 또한, 형성된 피막이 충분한 피막 물성을 가지는 실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실리콘 레진 조성물은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과, 습기경화형 실리콘 수지가 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 철강 슬래그(slag) 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물에서 유래되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과, 실리콘 수지와, 물이 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물에서 유래되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지가 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지가 평균 조성식: [RSiO3/2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이고, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지가 (A) 평균 조성식: [RSiO3/2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이고, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물과, (B) 유화제와, (C) 물을 함유하여 이루어지는 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지가 (A) 평균 조성식: [RSiO3/2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이고, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물과, (B) 유화제와, (C) 물과, (D) SP값이 8.0~11.0인 수혼화성 유기용제를 함유하여 이루어지는 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법은 본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물은 실리콘 수지 또는 습기경화형 실리콘 수지와, 이들 수지의 경화 촉매가 되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과, 물 또는 수분이 필요하며, 이들 각 성분으로 구성되어 있음으로써 가온하지 않고 상온하에서 경화하여 피막을 형성한다.
또한, 습기경화형 실리콘 수지로는 후술하는 분자 말단이 알콕시실릴기로 봉쇄된 비교적 저분자의 실리콘 레진인 실리콘 알콕시 올리고머가 적합하게 사용된다.
여기서, 각 성분의 배합량으로는 사용 환경에 따른 피막 물성이 발현되는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 수지 성분이 습기경화형 실리콘 수지인 경우에는 작업성의 점에서 습기경화형 실리콘 수지가 50~100 중량부, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 50~200 중량부, 물이 200 중량부 이하인 것이 바람직하다.
또, 수지 성분이 실리콘 수지인 경우에는 동일하게 작업성의 점에서 실리콘 수지가 50~100 중량부, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 1~100 중량부, 물이 200 중량부 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 실리콘 레진 조성물에는 필요에 따라서 적절히 규사, 자기(porcelain) 분말, 유리 분말, 시라스 벌룬(Shirasu balloon) 등의 무기질계 벌룬 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실리콘 레진 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 설명한다.
(칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물)
본 발명에 이용되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물은 단체(單體)의 화합물일 수 있고, 후술하는 철강 슬래그나 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물 중에 존재하고 있는 칼슘 알루미네이트류 등과 같이 다른 화합물과의 복합물의 상태로 되어 있는 것일 수도 있다.
그리고, 이들 화합물은 화합물 자체 혹은 화합물로부터 물에 용출된 미량의 금속 이온이 촉매가 되고, 실리콘 레진을 경화시켜 피막을 형성시킨다.
본 발명에 이용되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물의 배합 비율은 작업성의 점에서, 수지 성분이 습기경화형 실리콘 수지인 경우에는 습기경화형 실리콘 수지 50~100 중량부에 대하여 50~200 중량부 배합되어 있는 것이 바람직하고, 수지 성분이 실리콘 수지인 경우에는 실리콘 수지 50~100 중량부에 대하여 1~100 중량부 배합되어 있는 것이 바람직하다.
배합량이 상기 범위보다 적은 경우에는 경화에 장시간을 필요로 하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 반대로 경화가 너무 빨라지므로, 각각 작업성의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
또, 본 발명에 이용되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물은 피복하는 대상 재료가 콘크리트 등으로 대표되는 것과 같은 산성 물질에 약한 재료인 경우에는 물에 금속 이온이 용출되었을 때의 물의 pH가 9~13을 나타내는 것이 바람직하고, pH가 10.5~11.5를 나타내는 것이 더욱 바람직하다. pH가 9보다 작은 경우에는 경화에 장시간을 필요로 하고, 13을 초과하는 경우에는 반대로 경화가 너무 빨라지므로, 각각 작업성의 점에 있어서 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
또한, 상기 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물에 탄산칼슘 등의 단체의 화합물을 사용한 경우에는 수지 성분에 대한 배합량이 적어지는 것에서, 경화 촉매로서의 그 화합물이 조성물 중에 국재하여 분포하게 되어, 드물게 경화에 얼룩이 발생하여 양호한 피막을 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
따라서, 조성물 중에 균일하게 분산시켜 경화를 완만하게 하고, 양호한 피막을 얻기 쉽게 하기 위해서는 상기 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물로는 후술하는 철강 슬래그나 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물 등에 포함되어 있는 칼슘 알루미네이트류 등과 같이 다른 화합물과의 복합물의 상태가 되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
(철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물)
본 발명에 이용되는 철강 슬래그는 금속의 정련시에 부산물로서 회수되는 것이며, 고로(高爐) 슬래그와 철강 슬래그로 분류되는 것이다. 또한, 고로 슬래그는 다시 서냉 슬래그와 수쇄 슬래그로 분류된다.
철강 슬래그의 조성으로는 산화칼슘과 이산화규소를 주성분으로 하고, 그 다른 성분으로서 산화알루미늄, 산화마그네슘, 철, 망간, 황 등이 단체 혹은 칼슘 알루미네이트류 등과 같이 다른 화합물과의 복합물의 상태로 되어 포함되어 있는 것이다.
여기서, 철강 슬래그를 사용하는 경우에는 작업성의 점에서 고로 슬래그를 사용하는 것이 바람직하다. 제강 슬래그에 대해서는 사용하는 그레이드에 의해 실리콘 레진 조성물의 경화가 너무 빨라져서 작업성의 점에서 사용하기 힘든 경우가 있기 때문이다.
본 발명에 이용되는 알루미나 시멘트는 보크사이트와 석회석으로 제조되는 시멘트이며, 알루민산 석회를 주성분으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 이용되는 철강 슬래그와 알루미나 시멘트에 대해서는 상기 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 함유되어 있는 것이라면, 양자가 혼합된 것일 수도 있다.
또한, 본 발명에 이용되는 철강 슬래그나 알루미나 시멘트는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물을 가지는 것이라면, 물성은 특별히 한정되지 않으나, 작업성, 가사시간의 점에서 블레인 비표면적(Blaine's specific surface area)이 3000~10000 cm2/g의 범위인 것이 바람직하다.
블레인 비표면적이 3000 cm2/g보다 작은 경우에는 작업성이 악화되는 문제가 발생하고, 10000 cm2/g을 초과하는 경우에는 작업성의 악화, 가사시간 단축의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
(물)
본 발명의 실리콘 레진 조성물에 있어서의 물의 배합량에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물의 용해성이나 작업성 등의 점에서 적절히 결정할 수 있다.
또한, 수지 성분으로 습기경화형 실리콘 수지를 이용하는 경우에는 공기 중의 수분이 경화에 기여하는 것에서, 원료로서의 물을 특별히 배합하지 않을 수도 있다.
(습기경화형 실리콘 수지)
본 발명에 이용되는 습기경화형 실리콘 수지로는 실리콘 알콕시 올리고머가 적합하게 사용되고, 보다 구체적으로는 하기 일반식 (1)
R1 aSi(OR2)4-a (1)
(식 중, R1은 동일 또는 이종의 탄소수 1~10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기, R2는 탄소수 1~3의 알킬기, 탄소수 2 또는 3의 아실기, 또는 탄소수 3~5의 알콕시알킬기를 나타내고, a는 0, 1, 2 중 어느 숫자이다)로 나타내는 실란 화합물의 부분 (공)가수분해 축합물의 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 실리콘 알콕시 올리고머가 습기경화형 실리콘 수지로서 적합하게 사용된다.
상기 일반식 (1) 중 R1은 동일 또는 이종의 탄소수 1~10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이며, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 알킬기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 또는 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 할로겐 원자로 치환한 클로로메틸기, 클로로프로필기, 트리플루오로프로필기 등, 시아노기로 치환한 시아노에틸기 등, 에폭시기로 치환한 글리시독시프로필기, 에폭시시클로헥실에틸기 등, (메타)아크릴기로 치환한 메타크릴옥시프로필기, 아크릴옥시프로필기 등, 아미노기로 치환한 아미노프로필기, 아미노에틸아미노프로필기 등, 메르캅토기로 치환한 메르캅토프로필기 등이 예시된다.
상기 일반식 (1) 중의 R2는 상기와 마찬가지로 탄소수 1~3의 알킬기, 탄소수 2 또는 3의 아실기, 또는 탄소수 3~5의 알콕시알킬기이다.
또한, 실리콘 레진 조성물로서 사용되었을 때의 경화성이나 피막 특성 조성물의 보존 안정성, 범용성, 코스트 면의 관점에서, 상기 일반식 (1)에 있어서의 R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 비닐기, 페닐기인 것이 바람직하고, 메틸기, 페닐기인 것이 더욱 바람직하다. 또 R2에 대해서도 동일한 관점에서, 메틸기, 에틸기로부터 선택되는 알킬기인 것이 바람직하다.
또, 상기 일반식 (1) 중의 a는 0, 1, 2 중의 어느 숫자이지만, 실리콘 레진 조성물의 경화성, 경화 피막의 표면 경도, 내크랙성, 기재와의 밀착성과 같은 관점에서는, 습기경화형 실리콘 수지 중에서 a=1의 실란 화합물의 부분 (공)가수분해 축합물이 차지하는 비율이 30 몰% 이상인 것이 바람직하고, 40~100 몰%인 것이 보다 더욱 바람직하다.
또, a=0의 실란 화합물의 부분 (공)가수분해 축합물이 차지하는 비율은 습기경화형 실리콘 수지 중 0~40 몰%인 것이 바람직하고, a=2의 실란 화합물의 부분 (공)가수분해 축합물이 차지하는 비율은 습기경화형 실리콘 수지 중 0~60 몰%인 것이 바람직하다.
여기서, 습기경화형 실리콘 수지의 원료인 실란 화합물로서, a=1의 실란 화합물에 더하여 a=0의 실란 화합물을 배합하면 경화 피막의 표면 경도를 보다 높게 할 수 있지만, 배합량이 너무 많으면 크랙이 발생할 우려가 있다. 또, a=2의 실란 화합물을 병용하면 경화 피막에 강인성과 가요성이 부여되지만, 배합량이 너무 많으면 충분한 가교 밀도가 얻어지지 않기 때문에 표면 경도나 경화성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명에 이용되는 습기경화형 실리콘 수지의 원료가 되는 실란 화합물의 보다 구체적인 예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라이소프로폭시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 메틸트리스(메톡시에톡시)실란, 메틸트리스(메톡시프로폭시)실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 프로필트리이소프로폭시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리스(메톡시에톡시)실란, 비닐트리스(메톡시프로폭시)실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 페닐트리이소프로폭시실란, 페닐트리아세톡시실란, 톨릴트리메톡시실란, 톨릴트리에톡시실란, 클로로메틸트리메톡시실란, 클로로메틸트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 시아노에틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-(3,4에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디이소프로폭시실란, 디메틸디아세톡시실란, 디메틸비스(메톡시에톡시)실란, 디메틸비스(메톡시프로폭시)실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디에틸디이소프로폭시실란, 디에틸디아세톡시실란, 메틸에틸디메톡시실란, 메틸에틸디에톡시실란, 메틸에틸디이소프로폭시실란, 메틸에틸디아세톡시실란, 메틸프로필디메톡시실란, 메틸프로필디에톡시실란, 메틸프로필디이소프로폭시실란, 메틸프로필디아세톡시실란, 디비닐디메톡시실란, 디비닐디에톡시실란, 디비닐디이소프로폭시실란, 디비닐디아세톡시실란, 메틸비닐디메톡시실란, 메틸비닐디에톡시실란, 메틸비닐디이소프로폭시실란, 메틸비닐디아세톡시실란, 디알릴디메톡시실란, 디알릴디에톡시실란, 디알릴디이소프로폭시실란, 메틸알릴디메톡시실란, 메틸알릴디에톡시실란, 메틸알릴디이소프로폭시실란, 메틸알릴디아세톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐디이소프로폭시실란, 디페닐디아세톡시실란, 메틸페닐디메톡시실란, 메틸페닐디에톡시실란, 메틸페닐디이소프로폭시실란, 메틸페닐디아세톡시실란, γ-클로로프로필메틸디메톡시실란, γ-클로로프로필메틸디에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필메틸디메톡시실란, 노나플루오로헥실메틸디메톡시실란, 시아노에틸메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, β-(3,4에폭시시클로헥실)에틸메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디에톡시실란 등의 알콕시실란 또는 아실옥시실란을 들 수 있다.
그리고, 본 발명에 이용되는 습기경화형 실리콘 수지가 되는 실리콘 알콕시 올리고머는 상기한 바와 같은 실란 화합물의 부분 (공)가수분해 축합물이고, 특히, 상기한 바와 같은 실란 화합물의 2량체(실란 화합물 2몰에 물 1몰을 작용시켜 알코올 2몰을 탈리시키고, 디실록산 단위로 한 것)~100량체로 한 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2~50량체로 한 것이며, 더욱 바람직하게는 2~30량체로 한 것이다. 또, 2종 이상의 실란 화합물을 원료로 하는 부분 공가수분해 축합물을 사용하는 것도 가능하다.
또, 본 발명의 습기경화형 실리콘 수지는 상기한 부분 (공)가수분해 축합물을 단독으로 사용할 수 있고, 구조가 상이한 2종류 이상의 부분 (공)가수분해 축합물을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 혹은 원료 실란 화합물을 일부 병용하거나 티탄산 에스테르류나 유기 알루미늄 화합물 등의 유기 금속 화합물로 대표되는 경화 촉매를 병용하는 것도 가능하다.
본 발명에 사용되는 습기경화형 실리콘 수지의 점도는 25℃에 있어서 1~5,000 mm2/s인 것이 바람직하고, 3~1,000 mm2/s인 것이 더욱 바람직하다.
(실리콘 수지)
본 발명에 이용되는 실리콘 수지는 실록산 결합을 가지는 것으로서, 상기한 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물 또는 이들 화합물로부터 용출된 금속 이온에 의해 경화하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 또, 본 발명에 이용되는 실리콘 수지는 수용성 타입인 것을 사용할 수도 있지만, 실리콘 레진 조성물의 발수 성능의 면에서, 오르가노실리콘 화합물을 유화제, 물, 수혼화성 유기용제 등에 의해 유화, 분산시킨 에멀전 타입 또는 분산물 타입인 것을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 이용되는 실리콘 수지에 에멀전 타입 또는 분산물 타입인 것을 사용하는 경우에는 이들의 평균 입경은 보존안정성의 점에서 1,000 nm 이하, 특히 800 nm 이하인 것이 바람직하다. 1,000 nm를 초과하는 경우에는 경시 분리의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
또, 본 발명에 이용되는 실리콘 수지에 에멀전 타입 또는 분산물 타입인 것을 사용하는 경우에는 취급성의 점에서 실리콘 수지의 불휘발분(고형분)이 5~80 중량%인 것이 바람직하고, 10~70 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 불휘발분이 5 중량% 보다 작은 경우에는 실리콘 레진 조성물의 점도가 너무 낮아져 성형성 저하의 문제가 발생하며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 실리콘 수지의 점도가 너무 높아져 작업성 저하의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
다음으로, 실리콘 수지에 에멀전 타입 또는 분산물 타입인 것을 사용하는 경우의 각 구성 성분에 대하여 설명한다.
(오르가노실리콘 화합물)
여기서, 에멀전 타입 또는 분산물 타입의 실리콘 수지를 사용하는 경우에는 피막 특성의 점에서, 평균 조성식이 [RSiO3 /2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이며, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물을 이용한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이며, 구체적으로는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 옥타데실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 등의 알킬기, 페닐, 톨릴, 나프틸 등의 아릴기, 비닐, 알릴 등의 알케닐기 등을 들 수 있다.
또, 수소 원자의 일부(1개 또는 그 이상)가 에폭시기, 메르캅토기, 메타크릴기, 아크릴기, 카르복실기, 아미노기, 케토기 등의 반응성기로 치환된 것도 포함된다. 반응성기로 치환된 유기기로는 3-글리시독시프로필, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸, 3-메르캅토프로필, 3-메타크릴옥시프로필, 3-아크릴옥시프로필, 3-아미노프로필, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필, N-페닐-3-아미노프로필, 3-우레이도프로필, 3-클로로프로필, 10-카르복시데실, 2-카르복시에틸, 3-(2-히드록시에톡시)프로필, -C2H4-CHO, -C3H6-S-C2H4-CONH-C(CH3)2-CH2COCH3 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는 내후성의 점에서 R의 30 몰% 이상이 메틸기인 것이 바람직하다.
오르가노실리콘 화합물 중의 [RSiO3 /2] 단위의 몰 비율(m)은 피막의 경도와 내구성의 점에서 0.2~1.0의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3~1.0의 범위이며, 더욱 바람직하게는 0.4~1.0의 범위이다. 0.2보다 작은 경우에는 피막 경도가 약해지고 내구성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또, 오르가노실리콘 화합물 중의 [R2SiO] 단위의 몰 비율(n)도 마찬가지로, 피막의 경도와 내구성의 점에서 0~0.8의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0~0.7의 범위이며, 더욱 바람직하게는 0~0.6의 범위이다. 0.8보다 큰 경우에는 피막 경도가 약해지고 내구성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또한, 오르가노실리콘 화합물에 대해서는 성분 중에 경화성이나 피막 특성을 저해하지 않는 범위에서 [R3SiO1 /2] 단위(R은 상기한 대로) 및/또는 [SiO2] 단위를 미량 포함해도 상관없다. 다만 이 경우에는 m+n은 0.8~1.0인 것이 바람직하고, 0.9~1.0인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 m+n=1.0이 아닌 경우에는 나머지 단위는 [R3SiO1 /2] 단위, [SiO2] 단위이며, 이들의 총계가 1.0이 된다.
오르가노실리콘 화합물은 해당하는 단위의 클로로실란이나 알콕시실란을 가수분해, 축합 반응하는 방법 등 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 이들 공지의 방법으로 제조된 오르가노실리콘 화합물은 말단기로서 소량의 수산기나 경우에 따라 알콕시기를 추가로 함유한다. 그리고, 이 수산기나 알콕시기가 상기한 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물 또는 이들 화합물로부터 용출된 금속 이온을 촉매로 하여 탈수 축합, 탈알코올 축합함으로써 가온하지 않고 상온하에서 경화되어 피막이 되는 것이다.
여기서 경화성의 점에서, 수산기의 양은 0.1~10 중량%, 알콕시기 양은 0.1~10 중량%이며, 수산기와 알콕시기의 합계량은 0.1~15 중량%인 것이 바람직하다. 수산기와 알콕시기의 합계량이 0.1 중량% 보다 작은 경우에는 경화 불량의 문제가 발생하고, 15 중량%를 초과하는 경우에는 수축의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 알콕시기에 대해서는 반응성의 점에서 탄소수가 1~6인 것이 바람직하다.
또, 오르가노실리콘 화합물에 대해서는 필요에 따라 유화제, 물, 수혼화성 유기용제를 이용할 수 있다.
여기서, 오르가노실리콘 화합물에 유화제, 물, 수혼화성 유기용제를 이용하는 경우에는 에멀전 또는 분산물이 되었을 때의 안정성의 점에서, 미리 오르가노실리콘 화합물의 수혼화성 유기용제 용액을 제작해 두고, 다음에 유화제와 물을 혼합하여 교반함으로써 유화 분산시키는 방법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.
(유화제)
유화제로서는, 오르가노실리콘 화합물을 수중으로 유화 분산시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한은 없다. 그리고 이들 유화제로는 예를 들면, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 등의 비이온계 계면활성제, 알킬황산염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬설포숙신산염, 알킬인산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르 황산염 등의 음이온계 계면활성제, 제4급 암모늄염, 알킬아민아세트산염 등의 양이온계 계면활성제, 알킬베타인, 알킬이미다졸린 등의 양성 계면활성제 등을 들 수 있다. 또, 이들 유화제는 단독 혹은 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
그리고 이들 유화제로는 상기 중에서도 안정성의 면에서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르와 같은 비이온계 계면활성제가 바람직하다.
또한, 이들 비이온계 계면활성제의 구체예로서는 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌노닐에테르, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌데실에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌미리스틸에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테알릴에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌스틸렌화 페닐에테르 등을 들 수 있다.
또, 유화제의 첨가량으로는 에멀전화, 피막 경도, 밀착성의 점에서 오르가노실리콘 화합물 100 중량부에 대하여 1~50 중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2~30 중량부이며, 더욱 바람직하게는 3~20 중량부이다. 유화제의 첨가량이 1 중량부 보다 적으면 에멀전화가 곤란해지고, 50 중량부 보다 많으면 피막의 경도나 강도, 기재와의 밀착성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
(수혼화성 유기용제)
수혼화성 유기용제로는 오르가노실리콘 화합물을 유화할 때에 유동성을 부여하거나 오르가노실리콘 화합물의 점도를 조정하거나 하기 위해 사용되는 것이며, SP값(용해 파라미터)가 8.0~11.0이며, 수혼화성인 것이 바람직하다
여기서, SP값이란 용해 파라미터이며, 용해도계수라고도 하는 Hildebrand에 의해 제창된 액체 간의 혼합성의 척도가 되는 특성값이다.
또한, SP값은 오르가노실리콘 화합물의 용해성과 유화했을 때의 에멀전의 안정성의 점에서 8.0~11.0이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8.5~10.5이다. SP값이 8.0보다 작은 경우에는 오르가노실리콘 화합물을 균일용해할 수 없고, 11.0보다 큰 경우에는 유화했을 때의 에멀전의 안정성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또, 그 유기용제는 수혼화성이 필요하며, 수혼화성이 없는 경우에는 유화했을 때의 에멀전의 안정성이 저하되어 버린다. 여기서, 수혼화성으로는 20℃에 있어서의 물 100 g에의 용해도가 1 g 이상인 것일 필요가 있고, 2 g 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 수혼화성 유기용제로는 알코올계 화합물, 케톤계 화합물, 에스테르계 화합물, 에테르계 화합물 등이 있다. 구체적으로는, 셀로솔브, 프로필셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 메틸칼비톨, 칼비톨, 프로필칼비톨, 부틸칼비톨, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 아세트산 칼비톨, 아세트산 부틸칼비톨, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜타디올모노이소부틸레이트 등을 들 수 있다.
그리고 이 중에서도 물에의 용해도의 점에서, 부틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜타디올모노이소부틸레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
수혼화성 유기용제를 배합하는 경우의 첨가량으로는 오르가노실리콘 화합물 100 중량부에 대하여 1~50 중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3~40 중량부이며, 더욱 바람직하게는 5~30 중량부이다. 첨가량이 1 중량부 보다 적으면 오르가노실리콘 화합물 용액의 점도가 높고, 에멀전화가 곤란하며, 유화 안정성도 떨어질 우려가 있기 때문이다. 한편, 첨가량이 50 중량부 보다 많으면 에멀전의 건조에 장시간을 필요로 할 우려가 있기 때문이다.
또, 오르가노실리콘 화합물은 [RSiO3 /2] 단위의 함유율이 높은 경우에는 고체 상태인 것, 또는 축합 반응성이 높은 경우에는 겔화하기 쉬운 것으로부터, 통상은 톨루엔이나 크실렌과 같은 유기용제에 희석된 상태로 취급된다. 본 발명에 있어서는 수혼화성 유기용제 용액을 이와 같은 희석제로서 사용할 수도 있으며, 나아가서는 수혼화성 유기용제 용액을 오르가노실리콘 화합물 제조시의 용제로서 사용하는 것도 가능하다.
여기서, 수혼화성 유기용제 용액을 오르가노실리콘 화합물의 희석제로서 이용할 때에는 유화성의 점에서, 수혼화성 유기용제에 의해 희석된 오르가노실리콘 화합물 용액의 점도가 B형 회전 점도계를 이용하여 측정한 경우에 25℃에 있어서 500~500,000 mPa?s인 것이 바람직하고, 1,000~200,000 mPa?s가 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 오르가노실리콘 화합물의 희석제로는 물을 이용할 수도 있고, 이 경우의 물의 배합량은 오르가노실리콘 화합물 100 중량부에 대하여 25~2,000 중량부인 것이 바람직하며, 50~1,000 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법에 대하여 설명한다.
(실리콘 레진 조성물을 이용한 방식 방법)
본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법으로는 종래의 콘크리트의 보호뿐만 아니라, 예를 들면 공장의 굴뚝의 내면(연도)으로 대표되는 것과 같은 내열, 옥외에서 사용되는 경우의 내후성, 오존 및 염소 등의 가혹한 환경에 노출되는 재료의 보호 피복에 대해서도 사용할 수 있다.
보호 피막의 형성 방법으로는 본 발명의 실리콘 레진 조성물을 대상 재료에 스프레이, 솔, 인두 등으로 도장하는 방법 등을 들 수 있다. 여기서, 피막의 두께에 대해서는 보호 피복성의 점에서 0.5~5 mm인 것이 바람직하다. 막 두께가 0.5 mm보다 얇은 경우에는 차단성의 문제가 발생하며, 5 mm보다 두꺼운 경우에는 경화 수축의 문제가 발생할 우려가 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법으로는 필요에 따라 본 발명의 실리콘 레진 조성물과 대상 재료 사이에 프라이머층을 설치해도 상관없으며, 본 발명의 실리콘 레진 조성물에 의한 피막의 표면에 마무리용의 탑코트층을 추가로 설치해도 상관없다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물에 의하면, 실리콘 수지 또는 습기경화형 실리콘 수지와, 이들 수지의 경화 촉매가 되는 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과, 물 또는 수분이 함유되어 있으므로, 이들 화합물 자체 또는 화합물로부터 물에 용출된 금속 이온이 촉매가 되며, 실리콘 레진을 가온하지 않고 경화시켜 피막을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물에 의하면, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄 중 어느 1개의 원소를 함유하는 화합물이 철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물에서 유래되는 것이므로, 철강 제조 공정의 부산물인 철강 슬래그나 알루미나 시멘트 등을 유효하게 이용할 수 있다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물에 의하면, 실리콘 수지가 수성 에멀전 또는 수성 분산물이므로, 용매에 물을 이용한 실리콘 수지를 사용할 수 있으며 대기 환경을 오염시킨다는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물에 의하면, 실리콘 수지에 특정한 구조의 것을 이용하고 있으므로, 사용 환경, 사용 용도에 따른 실리콘 레진 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법에 의하면, 가온하지 않고 상온하에서 피막을 형성하는 실리콘 레진 조성물을 사용하고 있으므로 작업성이 뛰어난 보호 피복을 행할 수 있다.
이하에, 본 발명의 구체적인 실시예를 그 비교예와 대비하여 자세하게 설명한다.
또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실리콘 수지의 제작)
먼저, 이하에 나타낸 방법으로 실리콘 레진 조성물에 사용하는 실리콘 수지를 3종류 제작했다. 또, 비교예로서 아크릴 수지계 에멀전(BASF재팬사 제, 품번: YJ-2720D)을 사용했다.
(제조예 1)
평균 조성식: [(CH3)SiO3 /2]0.67[(C6H5)SiO3 /2]0.33으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물의 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(SP값 8.9) 용액(실리콘 레진/에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트=83/17 중량비) 530부, 유화제로서 "노이겐 XL40"(상품명, 다이이치공업제약사 제, 폴리옥시알킬렌데실에테르, HLB10.5) 25부, "노이겐 XL400D"(상품명, 다이이치공업제약사 제, 폴리옥시알킬렌데실에테르, HLB18.4의 65% 수용액) 38.5부, "뉴콜 291M"(상품명, 닛폰뉴카자이사 제, 알킬설포숙신산 소다 75%액) 5부 및 탈이온수 401.5부를 호모디스퍼를 이용하여 유화 분산하고, 150℃/3시간에서의 불휘발분이 47 중량%, 평균입경(콜터사 제조 입도 분포 측정 장치 N4Plus로 측정)이 200 nm인 청백색의 오르가노실리콘 화합물 에멀전(A-1)을 얻었다.
(제조예 2)
평균 조성식: [(CH3)SiO3 /2]0.67[(CH3)2SiO2 /2]0.33으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물의 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(SP값 8.9) 용액(실리콘 레진/에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트=93/7 중량비) 530부, 유화제로서 "노이겐 XL40"(상품명, 다이이치공업제약사 제, 폴리옥시알킬렌데실에테르, HLB10.5) 25부, "노이겐 XL400D"(상품명, 다이이치공업제약사 제, 폴리옥시알킬렌데실에테르, HLB18.4의 65% 수용액) 38.5부, "뉴콜 291M"(상품명, 닛폰뉴카자이사 제, 알킬설포숙신산 소다 75%액) 5부 및 탈이온수 401.5부를 호모디스퍼를 이용하여 유화 분산하고, 150℃/3시간에서의 불휘발분이 47 중량%, 평균입경(콜터사 제조 입도 분포 측정 장치 N4Plus로 측정)이 190 nm인 청백색의 오르가노실리콘 화합물 에멀전(A-2)을 얻었다.
(제조예 3)
메틸트리메톡시실란의 부분 가수분해 축합물(평균중합도 15, 점도 40 mm2/s) 33 중량%, 디메틸디메톡시실란 25 몰%와 페닐트리메톡시실란 75 몰%의 부분 공가수분해 축합물(평균중합도 12, 점도 140 mm2/s) 33 중량%, 디메틸디메톡시실란 30 몰%와 페닐트리메톡시실란 50 몰%와 디페닐디메톡시실란 20 몰%의 부분 공가수분해 축합물(평균중합도 4, 점도 20 mm2/s) 33 중량%, 유기 금속계 경화 촉매로서 테트라-n-부틸티타네이트 중합체 1 중량%를 호모디스퍼를 이용하여 혼합하고, 습기경화형 실리콘 수지(A-3)를 얻었다.
(칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물)
칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물에 대해서는 산화 칼슘(특급 시약) 및 후술하는 철강 슬래그, 알루미나 시멘트를 사용했다. 또, 비교예로서 보통 포틀랜드 시멘트를 사용했다.
(철강 슬래그, 알루미나 시멘트의 제작)
다음으로, 철강 슬래그로서는 고로 슬래그를 이용하고, 그 중에서도 블레인 비 표면적이 4000 cm2/g인 것(철강 슬래그 1)과 블레인 비표면적이 10000 cm2/g인 것(철강 슬래그 2)을 사용했고, 알루미나 시멘트로서는 블레인 비표면적이 4600 cm2/g인 것을 사용했다.
또한, 제작한 철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 5 g과 물 100 g을 혼합했을 때의 물의 pH에 대해서는 23℃에 있어서 10.8이었다.
(실시예 1~10, 비교예 1~4)
다음으로, 표 1에 나타낸 배합으로 실시예 1~10과 비교예 1~4의 실리콘 레진 조성물을 제작했다. 또한, 제작 방법에 대해서는 표 1의 원료를 용량 1 L의 용기에 넣은 후 혼련함으로써 제작했다.
Figure pct00001
그리고, 이상의 실시예 1~10 및 비교예 1~4의 실리콘 레진 조성물에 대하여, 작업성 시험, 내약품성 시험(내염소성 시험, 내오존성 시험), 내후성 시험, 내열성 시험, 방오염성 시험, 콘크리트 부착성 시험, 강판 부착성 시험을 각각 이하의 방법으로 실시했다. 단, 작업성 시험 및 콘크리트 부착성 시험, 강판 부착성 시험에서 ×의 평가였던 것에 대해서는 그 외의 시험은 행하지 않았다.
(작업성 시험)
작업성 시험에 대해서는 인두 도포시의 작업성을 평가하는 것에 의해 행하였다. 구체적으로는 조합?교반 직후 및 30분간 방치 후의 실리콘 레진 조성물을 인두 도포 작업했을 때, 작업성이 양호한 경우는 ◎, 작업성이 약간 저하된 경우는 ○, 작업성이 저하된 경우는 △, 작업이 불가능한 경우는 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(내염소성 시험)
내염소성 시험에 대해서는 시험편을 차아염소나트륨 5% 수용액에 침지하는 것에 의해 행하였다. 구체적으로는, 세로 70 mm×가로 70 mm×두께 20 mm의 모르타르판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하고, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시킴으로써 시험편을 제작했다.
그리고, 상기 수용액에 시험편을 30일간 침지한 후 눈으로 관찰을 하고, 외관에 변화가 없는 경우에는 ◎, 약간의 색조 변화가 발생한 경우 ○, 약간의 열화가 발생한 경우는 △, 열화 현상이 발생한 경우는 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(내오존성 시험)
내오존성 시험에 대해서는 시험편을 하수 처리 시설의 오존 처리조에 침지하는 것에 의해 행하였다. 구체적으로는, 세로 80 mm×가로 120 mm×두께 10 mm의 모르타르판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하고, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 상기 처리조에 시험편을 1년간 침지한 후 눈으로 관찰을 하여, 외관에 변화가 없는 경우를 ◎, 약간의 색조 변화가 발생한 경우를 ○, 약간의 열화 현상이 발생한 경우를 △, 열화 현상이 발생한 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(내후성 시험)
내후성 시험에 대해서는 수퍼 UV 테스터 시험기(이와자키전기사 제)를 이용하여 행하였다. 구체적으로는, 세로 70 mm×가로 150 mm×두께 3 mm의 모르타르판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하여, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 1000시간 경과 후 눈으로 관찰을 하여, 외관에 변화가 없는 경우를 ◎, 약간의 색조 변화가 발생한 경우를 ○, 약간의 열화 현상이 발생한 경우를 △, 열화 현상이 발생한 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(내열성 시험)
열성 시험에 대해서는 시험편을 끓는 물에 침지하는 것에 의해 행하였다. 구체적으로는, 세로 70 mm×가로 70 mm×두께 20 mm의 모르타르판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하고, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 상기 끓는 물에 시험편을 7일간 침지한 후 눈으로 관찰을 하여, 외관에 변화가 없는 경우를 ◎, 약간의 색조 변화가 발생한 경우를 ○, 약간의 열화 현상이 발생한 경우를 △, 열화 현상이 발생한 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(방오염성 시험)
방오염성 시험에 대해서는 옥외폭로 시험에 의해 행하였다. 구체적으로는, 세로 70 mm×가로 70 mm×두께 20 mm의 모르타르 판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하여, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 효고현 내에 있어서 반년간 옥외폭로한 후 눈으로 관찰을 하여, 외관에 오염이 없는 경우를 ◎, 약간의 오염이 발생한 경우를 ○, 오염이 발생한 경우를 △, 오염이 많은 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(콘크리트에 대한 부착성 시험)
콘크리트에 대한 부착성 시험에 대해서는, 콘크리트 판에 대한 도포 후의 인장 강도 측정에 의해 행하였다. 구체적으로는, 세로 300 mm×가로 300 mm×두께 60 mm의 모르타르판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 인두 도포로 도장하여, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 소정의 어태치먼트를 접착제로 피막에 접착한 후, 건연식 접착력 시험기로 인장하여, 파단 강도가 1.0 N/mm2 이상인 경우를 ◎, 0.5 이상~1.0 N/mm2 미만인 경우를 ○, 0.5 N/mm2 미만인 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
(강판 부착성 시험)
강판 부착성 시험에 대해서는 강판에 대한 도포 후의 인장 강도 측정에 의해 실시했다. 구체적으로는, 세로 300 mm×가로 300 mm×두께 5 mm인 강판에 실리콘 레진 조성물을 도포량이 1.0 kg/m2가 되도록 쇠 인두에 의한 인두 도포로 도장하여, 온도 20±2℃, 습도 65±10%의 조건하에서 7일 경화시키는 것에 의해 시험편을 제작했다.
그리고, 소정의 어태치먼트를 접착제로 피막에 접착시킨 후, 건연식 접착력 시험기로 인장하여, 파단 강도가 1.0 N/mm2 이상인 경우를 ◎, 0.5 이상~1.0 N/mm2 미만인 경우를 ○, 0.5 N/mm2 미만인 경우를 ×로 평가하는 것으로 하였다.
이상의 시험 결과로부터, 본 발명에 관계되는 실리콘 조성물은 가온하지 않고 상온하에서 경화하고, 뛰어난 피막 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.
[상업상의 이용 가능성]
본 발명의 실리콘 레진 조성물 및 실리콘 레진 조성물을 이용한 보호 피복 공법은 용매로 물을 사용하면서 가온하지 않고 상온하에서 피막을 형성하는 것에서 작업성이 뛰어나고, 또한, 형성된 피막이 충분한 피막 물성을 가진다.

Claims (9)

  1. 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과,
    습기경화형 실리콘 수지가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물에서 유래되는 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  3. 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물과,
    실리콘 수지와,
    물이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 칼슘, 마그네슘, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 화합물이 철강 슬래그 또는 알루미나 시멘트 또는 그 혼합물에서 유래되는 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 실리콘 수지가 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 수지가 평균 조성식: [RSiO3 /2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이며, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물인 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  7. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 수지가
    (A) 평균 조성식: [RSiO3 /2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이며, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물과,
    (B) 유화제와,
    (C) 물을 함유하여 이루어지는 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  8. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 수지가
    (A) 평균 조성식: [RSiO3 /2]m[R2SiO]n (R은 동일 또는 이종의 탄소수 1~20의 1가 유기기이며, m+n이 1.0이다)으로 나타내는 오르가노실리콘 화합물과,
    (B) 유화제와,
    (C) 물과,
    (D) SP값이 8.0~11.0인 수혼화성 유기용제를 함유하여 이루어지는 수성 에멀전 또는 수성 분산물인 것을 특징으로 하는 실리콘 레진 조성물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8에 기재된 실리콘 레진 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 보호 피복 공법.
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