KR20170007983A - 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물 - Google Patents

상온 경화형 도로표지용 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

상온경화형 도로표지용 도료 조성물로서, 이 도료 조성물은 1차 아민; 및 2차 아민을 포함하는 주제; 및 이소시아네이트; 및 폴리에테르폴리올을 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 1차 아민 및 상기 2차 아민의 혼합비는 25 : 75 내지 30 : 70 중량비이고, 상기 이소시아네이트 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%인 조성물이다.

Description

상온 경화형 도로표지용 도료 조성물{ROOM TEMPERATURE CURABLE PAINT COMPOSITION FOR ROAD GUDIANCE SIGN}
본 발명은 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 도로의 노면에는 주행방향이나 차로와 차로 사이의 경계를 목적으로 도로표지용(차선용) 도료를 이용하여 차선을 표시하고 있다. 종래 도료표지용 도료 중, 상온 경화형 도료는 노면에 도포 후, 도료 내 포함되어 있는 용매를 휘발시켜 건조되거나 도료를 용융시켜 융착하는 도료이다.
이러한 도료표지용 도료로 석유 수지를 주재료로 포함하는 조성물을 주로 사용하고 있다. 이러한 도료를 이용하여 차선을 표시하는 경우, 상기 석유 수지가 상온에서는 고상이므로, 조성물에 열을 가하여 석유 수지를 용융시킨 후, 용융된 조성물을 도장기를 이용하여 아스팔트 도로에 차선 도색을 실시한다. 또한, 야간시에 시인성을 향상시키기 위하여 이 조성물로 도포된 차선 위로 유리 비드를 도포하는 공정을 실시하고 있다.
그러나 석유 수지 자체의 물성 한계로 차선이 부스러지고 마모가 빨라서 차선 도색을 자주해야 하는 문제가 있다.
또한 조성물을 가열하더라도, 도색 공정에서 열이 식는 경우 조성물이 바로 굳어버리므로 상부에 유리 비드 도포시 도료 조성물 표면에 잘 붙지 않는 현상이 발생되어 도색 공정을 새로 실시하더라도 유리 비드가 차량 이동시 마찰에 의해 쉽게 떨어져 나갈 수 있다. 이에 야간에 시인성 향상에 도움을 주지 못하는 문제가 있다.
또한, 석유 수지는 신율이 낮아서 석유 수지를 포함하는 도료 조성물은 아스팔트가 온도에 의해 늘어나거나 수축시 크랙(crack)을 발생시키는 문제가 있다.
본 발명의 일 구현예는 단시간 내 경화가 가능하고, 접착성이 우수하며, 우수한 신율을 갖는 상온 경화형 도로 표지용 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 1차 아민(primary amine); 및 2차 아민(secondary amine)을 포함하는 주제(主劑); 및 이소시아네이트; 및 폴리에테르폴리올을 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 1차 아민 및 상기 2차 아민의 혼합비는 25 : 75 내지 30 : 70 중량비이고, 상기 이소시아네이트 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 아민은 폴리옥시프로필렌디아민, 메틸아민(methylamine), 에탄올아민(ethanolamine) 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 아민은 아민-기능성 수지(amine-functional resin)을 사용할 수 있으며, 상기 아민-기능성 수지의 구체적인 예로는 폴리아스파틱 산 에스테르(polyaspartic acid ester), 디메틸아민, 메틸에탄올아민 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물에서, 상기 주제는 CaCO3 및 TiO2를 더욱 포함할 수 있고, 이때, 상기 1차 아민, 상기 2차 아민, 상기 CaCO3 및 상기 TiO2를 상기 주제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 35 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 20 중량% 내지 30 중량% 및 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트(polycarbodimide-modified diphenylmethane diisocyanate) 또는 이들의 조합일 수 있다. 이때, 상기 경화제는 상기 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 상기 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트를, 상기 경화제 100 중량%에 대하여 10 중량% 내지 19 중량% 및 9.4 중량% 내지 17.8 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물은 2액형 도료 조성물일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도로표지용 도료 조성물은 경화 시간이 짧고, 접착력이 우수하다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물은 1차 아민; 및 2차 아민을 포함하는 주제; 및 이소시아네이트; 및 폴리에테르폴리올을 포함하는 경화제를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물은 KSM-6080 규격에 따른 5종에 해당, 즉 상온 경화형 도료표지용 도료 조성물에 해당한다.
이하 주제 및 경화제에 대하여 각각 자세하게 설명하기로 한다.
1) 주제
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 주제는 1차 아민 및 2차 아민을 포함한다.
상기 1차 아민으로는 폴리옥시프로필렌디아민, 메틸아민, 에탄올아민, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 1차 아민은 상기 도료 조성물의 경화 반응인 우레아 반응에 참여하는 주성분으로서, 1차 아민을 사용하는 경우, 2차 아민 또는 3차 아민을 사용하는 경우에 비하여 반응 속도가 매우 빠른 장점을 얻을 수 있다.
상기 2차 아민으로는 아민-기능성 수지를 사용할 수 있고, 아민-기능성 수지의 구체적인 예로는 폴리아스파틱 산 에스테르(polyaspartic acid ester), 디메틸아민, 메틸에탄올아민 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 이러한 2차 아민은 신장율이 우수하고, 내마모성이 우수하며, 안정성이 우수한 코팅막을 제공할 수 있다. 따라서, 2차 아민이 포함된 본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물로 도로표지용 차선을 형성하는 경우, 우수한 신장율 및 내마모성을 갖는 차선을 형성할 수 있고, 따라서 기온이 올라가서 아스팔트가 팽창하는 경우 차선이 부서지는 현상, 차량 이동 압력에 따른 부서짐 등이 감소된 차선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 2차 아민은 1차 아민의 반응 속도를 적절하게 조절할 수 있다. 따라서, 1차 아민의 너무 빠른 경화 반응 시간을 2차 아민을 사용함에 따라 연장시킬 수 있기에, 상기 2차 아민을 포함하는 도료 조성물은 경화제와 혼합시 고상으로 경화되지 않고 액상으로 존재하는 웨트 시간(wet time)이 충분하다. 따라서, 상기 도료 조성물을 아스팔트 위에 도포한 후, 일정 시간 액상으로 존재할 수 있으므로, 이 위에 유리 비드를 살포시 유리 비드가 조성물 내로 존재할 수 있고, 이에 유리 비드에 대한 우수한 접착력과 경화후 고착율이 높아질 수 있고, 이에 야간의 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 2차 아민을 포함하는 주제를 경화제와 혼합하여 경화 반응을 야기하는 경우, 경화 반응을 40분 내로 완료할 수 있어, KS 규격에 의한 40분 내 불점착성(print resistance)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 아민 및 상기 2차 아민의 혼합비는 25 : 75 내지 30 : 70 중량비가 바람직하다. 상기 1차 아민 및 상기 2차 아민의 혼합비가 상기 범위를 벗어나는 경우, 경화제와 혼합시, 경화 반응 시간이 장시간 소요되거나, 경화 반응이 거의 일어나지 않는 문제가 있어 적절하지 않다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 1차 아민의 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 2차 아민의 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 70 중량% 내지 75 중량%일 수 있다.
상기 1차 아민 및 2차 아민의 함량이 상기 범위에 포함되는 경우, 경화제와 혼합시, 경화 반응 시간이 상대적으로 짧고, 경화 반응이 잘 일어날 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 주제는 안료로 사용되는 CaCO3 및 TiO2를 더욱 포함할 수 있다. 주제가 CaCO3 및 TiO2를 더욱 포함하는 경우, 상기 1차 아민의 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 35 중량%일 수 있고, 상기 2차 아민의 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 40 중량% 내지 50 중량%일 수 있다.
또한, 이때, CaCO3 및 TiO2는 적절한 함량으로 사용하면 되며, 예를 들어 CaCO3 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 20 중량% 내지 30 중량%일 수 있고, TiO2 함량은 상기 주제 100 중량%에 대하여 5 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.
2) 경화제
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 경화제는 이소시아네이트; 및 폴리에테르폴리올을 포함한다.
상기 이소시아네이트로는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 이소시아네이트 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%가 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 이 범위를 벗어나는 경우, 경화제와 혼합시 경화 반응이 완료되는데 장시간이 소요되어 적절하지 않다.
상기 경화제에서 이소시아네이트로 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트를 사용하는 경우, 각각의 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 10 중량% 내지 19 중량% 및 9.4 중량% 내지 17.8 중량%일 수 있다.
상기 이소시아네이트로 경화제로 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트를 함께 사용하는 경우, 반응 속도와 도료 코팅막의 경도를 적절하게 조절할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올의 함량은 경화제 100 중량%에 대하여 70 중량% 내지 75 중량%일 수 있다. 상기 폴리에테르 폴리올의 함량이 이 범위에 포함되는 경우, 이소시아네이트의 급격한 반응을 억제할 수 있는, 즉 반응이 적절하게 일어나게 할 수 있다.
상기 경화제는 안료로 사용되는 CaCO3를 더욱 포함할 수도 있다. 경화제가 CaCO3를 더욱 포함하는 경우, 이소시아네이트 함량은 경화제 전체 중량에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%일 수 있고, 폴리에테르 폴리올의 함량은 15 중량% 내지 25 중량%일 수 있다. 또한, CaCO3 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 50 중량% 내지 60 중량%일 수 있다. 그러나 CaCO3는 적절한 함량으로 사용되므로, 그 함량을 특별하게 한정할 필요는 없다.
3) 기타 첨가제
본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물은 안료를 더욱 포함할 수 있다. 상기 안료는 도로표시용 도료 조성물로 색상을 부여할 수 있으면 어떠한 것도 사용할 수 있다. 안료의 예로는 유기 안료, 무기 안료, 탄산칼슘, 규사, 마이카, 실리카 등의 도로표지용 도료 조성물에 사용될 수 있는 안료는 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 또한, 안료를 더욱 사용하는 경우 그 함량 또한 적절하게 조절하면 되며, 특별하게 한정할 필요는 없다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물은 2액형 도료 조성물이다. 또한 본 발명의 일 구현에에 따른 도료 조성물은 추가적인 외적 조건없이, 상온 상태에서 주제와 경화제를 혼합하는 것만으로도 경화 반응이 야기되기에, 상온 경화형 도료 조성물이라 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물, 즉 주제의 1차 아민 및 2차 아민을 25 : 75 중량% 내지 30 : 70 중량%의 중량비로 포함하고, 경화제에 이소시아네이트를 경화제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%로 포함하는 도료 조성물은 주제와 경화제를 혼합하여 경화 반응을 야기할 때, 적정한 시간 내에 경화 반응을 완료할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 도료 조성물을 아스팔트 위에 도포한 후, 이 위에 유리 비드를 도포하기 전에는 경화가 완료되지 않아 액상을 유지할 수 있고, 불점착 반응이 40분 이내에 완료될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 5)
하기 표 1에 나타낸 조성으로 폴리옥시프로필렌디아민 및 폴리아스파틱 산 에스테르 아민-기능성 수지를 혼합하여 주제를 제조하였다.
또한, 하기 표 1에 나타낸 조성으로, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 폴리에테르 폴리올을 혼합하여 경화제를 제조하였다.
제조된 주제 50 중량%와 경화제 50 중량%를 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
주제 폴리옥시프로필렌디아민 (중량%, 1차 아민) 12.5 12.5 13.7 13.7 15
아민-기능성 수지(중량%, 2차 아민) 37.5 37.5 36.3 36.3 35
1차 아민:2차 아민(중량비) 25:75 25:75 27.4:72.6 27.4:72.6 30:70
경화제 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트
(중량%)		 5 4.7 5 4.9 5
폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트(중량%) 9.5 8.9 9.5 9.2 9.5
폴리에테르 폴리올(중량%) 35.5 36.4 35.5 35.9 35.5
경화제 100 중량%에 대한 이소시아네이트 함량(중량%) 29.0 27.2 29.0 28.2 29.0
주제 함량(중량%) 50 50
 50 50 50 50
경화제 함량(중량%) 50 50 50 50 50 50
전체 함량(중량%) 100 100 100 100 100 100
(비교예 1 내지 4)
하기 표 2에 나타낸 조성으로 폴리옥시프로필렌디아민 및 폴리아스파틱산 에스테르 아민-기능성 수지를 혼합하여 주제를 제조하였다. 또한, 하기 표 2 나타낸 조성으로, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트, 및 폴리에테르 폴리올을 혼합하여 경화제를 제조하였다.
제조된 주제 50 중량%와 경화제 50 중량%를 혼합하여 도료 조성물을 제조하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
주제 폴리옥시프로필렌디아민 (중량%, 1차 아민) 16.2 16.2 17.5 17.5
아민-기능성 수지(중량%, 2차 아민) 33.8 33.8 32.5 32.5
1차 아민:2차 아민(중량비) 32.4:67.6 32.4:67.6 35.0:65.0 35.0:65.0
경화제 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트
(중량%)		 5 5.2 5 5.3
폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트(중량%) 9.5 9.8 9.5 10.1
폴리에테르 폴리올(중량%) 35.5 35 35.5 34.6
경화제 100 중량%에 대한 이소시아네이트 함량(중량%) 29.0 30.0 29.0 30.8
주제 함량(중량%) 50 50
 50 50 50
경화제 함량(중량%) 50 50 50 50 50
전체 함량(중량%) 100 100 100 100 100
* 물성 평가
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 도료 조성물의 경화 반응에 따른 웨트 시간(wet time), 택 시간(tack time) 및 경화 시간(curing time)을 3회 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
이때, 웨트 시간, 택 시간 및 경화 시간의 정의는 다음과 같다.
웨트 시간: 수지가 고상으로 경화되지 않고 액상으로 있는 시간
택 시간: 수지의 경화가 진행되어 손가락으로 만졌을 때 수지가 묻어나는 않는 시간
경화 시간: 수지가 완전 경화되는 시간
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
웨트 시간(min) 5.3 6.5 5.1 5.8 4.8 4.6 4.3 4.6 4.1
택 시간(min) 25.6 25.8 20.8 18.6 15.5 16.1 13.8 15.1 13.1
경화시간(min) 30.5 37.6 29.6 28.5 26.8 24.6 22.3 23.6 20.6
상기 표 3에 나타낸 것과 같이, 실시예 1 내지 5의 도료 조성물의 경우 웨트 시간 및 택 시간이 비교예 1 내지 4에 비하여 장시간이며, 이는 실시예 1 내지 5의 도료 조성물은 경화제와 혼합시 고상으로 경화되지 않고 액상으로 존재하는 시간이 충분함을 의미한다.
아울러, 실시예 1 내지 5의 도료 조성물의 경화 시간은 비교예 1 내지 4에 비하여 기나, 40분 이내이므로, KSM 6080 5종 규격에 의한 40분 내 불점착성을 가짐을 예측할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (7)

1차 아민; 및 2차 아민을 포함하는 주제; 및
이소시아네이트; 및 폴리에테르폴리올을 포함하는 경화제를 포함하고,
상기 1차 아민 및 상기 2차 아민의 혼합비는 25 : 75 내지 30 : 70 중량비이고,
상기 이소시아네이트 함량은 상기 경화제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 30 중량%인
상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 1차 아민은 폴리옥시프로필렌디아민, 메틸아민, 에탄올아민 또는 이들의 조합인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 2차 아민은 아민-기능성 수지인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 주제는 CaCO3 및 TiO2를 더욱 포함하고,
상기 주제는 상기 1차 아민, 상기 2차 아민, 상기 CaCO3 및 상기 TiO2를 상기 주제 100 중량%에 대하여 25 중량% 내지 35 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 20 중량% 내지 30 중량% 및 5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 포함하는 것인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트 또는 이들의 조합인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트이고,
상기 경화제는 상기 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 상기 폴리카르보디이미드-개질된 디페닐메탄 디이소시아네이트를, 상기 경화제 100 중량%에 대하여 10 중량% 내지 19 중량% 및 9.4 중량% 내지 17.8 중량%의 양으로 포함하는 것인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 도료 조성물은 2액형 도료 조성물인 상온 경화형 도로표지용 도료 조성물.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095020B1 (ko) 2019-08-21 2020-03-30 주식회사 정석케미칼 내구성 및 시인성이 우수한 2액형 폴리우레아 노면 표지용 도료 조성물 및 이를 이용한 노면 표지용 도막을 형성하는 방법
KR102488792B1 (ko) 2022-09-29 2023-01-16 김재학 우천시 재귀반사·내마모성이 우수한 포장면 마킹용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 시공방법

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