KR20190142533A - 방오 코팅제 조성물 및 이들의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리막 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기폴리실라잔에 불소계 실란을 일정농도로 첨가하여 코팅제를 제조함으로써, 발수성 뿐만 아니라 발유성, 접착강도, 표면경도 또한 우수하게 개선된 유리막 코팅제에 관한 것이다.
이에, 본 발명은 방오코팅을 위한 코팅제 조성물에 있어서, 불소 작용기가 도입된 불소계 폴리실라잔을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불소계폴리실라잔을 포함하는 방오코팅제 조성물을 제공한다.

Description

방오 코팅제 조성물 및 이들의 제조방법{Antifouling coating agent and manufacturing method of it}

본 발명은 유리막 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기폴리실라잔에 불소계 실란을 일정농도로 첨가하여 코팅제를 제조함으로써, 발수성 뿐만 아니라 발유성, 접착강도, 표면경도 또한 우수하게 개선된 유리막 코팅제에 관한 것이다.

일상 생활에 사용되는 물질의 표면은 물과 기름 등과 같은 오염원에 항상 노출되어 있다. 이러한 물질 표면의 오염을 제거하지 않으면 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 각종 벌레, 세균의 온상이 되기도 한다. 이러한 물질 표면의 오염을 방지하거나 세척을 용이하게 하는 다양한 기술들이 개발되고 있다. 대표적 오염방지 기술로는 발수코팅 기술이 있다. 발수 코팅은 물질의 표면이 물에 젖지 않고 물방울이 굴러 떨어질 수 있도록 표면 특성을 바꿔준다. 이러한 발수 코팅이 적용된 표면은 물과 접촉하였을 때 물방울을 형성하여 굴러 떨어짐으로써 물에 녹는 오염물질이나 먼지등이 물방울과 함께 제거되는 특징을 가진다. 또한 발수 코팅이 적용된 표면은 오염물질이 흡착된 경우에도 기존의 표면에 비해 손쉽게 오염을 제거할 수 있는 easy cleaning 이 가능해진다.

기존의 발수 코팅으로는 실리콘, 왁스, 폴리실라잔 및 실리카졸 등을 이용한 기술이 널리 이용되고 있다. 특히 폴리실라잔을 이용한 코팅의 경우 유리막 코팅이라고 불리며 차량, 욕실, 싱크대, 세면대등의 오염에 취약한 표면에 널리 이용되고 있다.

한편, 기존 발수 코팅은 물에 젖지 않는 발수 성능은 우수하나 기름 성분에는 오히려 취약한 특성을 가진다. 예를 들면, 유리막 코팅에 사용되는 유기폴리실라잔이 코팅된 표면의 경우 100도 정도의 수접촉각이 형성되어 발수 능력은 확인되지만, Hexadecane 이용한 기름 접촉각 측정에서는 젖음현상이 발생하여 전혀 접촉각을 형성하지 못한다. 즉, 발수 능력은 있으나 기름에는 쉽게 젖는 친유성 표면이 형성되는 것이다.

일상 생활에서 발생하는 오염은 물에 녹는 친수성과 물에 녹지 않는 친유성 성분의 복합체라고 할 수 있다. 이에 상기 설명한 유리막 코팅의 경우 기존 표면을 친유성으로 바꿔주게 되어 친수성의 오염은 제거가 가능하나 기름 성분은 오히려더 쉽게 흡착하는 특성을 가진다. 이때 한번 흡착된 기름성분이 유리막 코팅의 성능을 저하시켜 물, 기름 등으로 구성된 오염이 더욱 가중되는 결과를 낳게 되어 결과적으로 오염이 가중되는 심각한 결과를 초래한다.

본 발명은 상기 기술한 문제점을 해결하기 위한 내용으로 이루어 졌다. 따라서 본 발명의 목적은 물질의 표면에 도포하여 접착력이 우수한 코팅면을 형성하고 내부식성, 내 스크래치성 및 발유성능이 부여된 코팅 용액을 제공하는 것이다.

등록특허 제10-1808433호

본 발명은 불소계 폴리실라잔을 제조하고 이를 기재에 코팅하여 접착력, 기계적성질, 내화학성등의 성질이 우수하고 고경도를 가지며 발수 및 발유성이 크게 향상된 기능성 코팅액을 제공하는데 있다.

이에, 본 발명은 고경도, 고내구성, 내화학성, 발수 및 발유성 코팅을 위한 코팅제 제조에 있어서 유기폴리실라잔과 불소계실란을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 불소계 폴리실라잔을 포함하는 코팅제 조성물을 제공함으로써 상기의 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 유리, 스테인리스, 알루미늄, 차량도장면, 타일 등 기재의 특성과 관계없이 모든 표면에 코팅이 가능하다. 또한 110~120^o 의 수접촉각과 기름(hexadecane) 접촉각 (Oil CA)은 60~95^o 범위이며 연필경도는 4H 이상, 접착강도는 5B인 코팅 조성물을 제공한다.

도1은 불소계 폴리실라잔의 화학식이다.
도2는 본 발명의 코팅조성물이 코팅된 표면의 수접촉각 및 기름 접촉각 결과이다.
도3은 본 발명의 코팅조성물이 코팅된 표면의 방오성능 테스트 결과 이다.

이하 첨부된 발명을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 유기폴리실라잔의 측쇄에 불소사슬을 도입하고 이를 기재의 표면에 코팅함으로써 방오성을 가지는 표면을 형성하는 법에 관한 것이다.

<실시예1>

불소계 폴리실라잔의 제조 방법은 다음과 같다.

80g의 Durazane 1800에 20g의 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실 트리메톡시 실란을 녹인 후 질소분위기 하에서 교반하며 80^oC의 온도로 12시간동안 반응을 진행한다. 반응이 완료된 후 반응 부산물을 제거하기 위하여 고 진공하에서 24시간 동안 건조하였다. 건조된 액체 상태의 생성물은 별도의 여과 없이 코팅 용액 제조에 사용하였다.

<실험1>

불소계 폴리실라잔 20g을 미네랄 스피릿 80g에 녹인 후 철판에 Dip 코팅한 후 120^oC의 오븐에 넣고 5시간 건조하였다. 불소계 폴리실라잔이 코팅된 철판 표면의 물과 기름접촉각을 측정하였으며 그 결과를 도 2에 도시하였다. 도8에 도시된 바와 같이 수접촉각(Water CA)은 115.6° 기름(hexadecane) 접촉각(Oil CA)은 65°로 확인되었다. 또한 코팅면의 연필경도, 접착강도 및 내오염 테스트를 수행하였으며 그 결과 연필경도는 4H, 접착강도는 5B를 나타내었다. 도 3에 내오염성 테스트 결과를 도시하였으며 내오염성에서 전혀 이상이 없음을 확인하였다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

Claims (5)

1. 발수 및 발유성 코팅을 위한 코팅제 조성물에 있어서,
   [화학식1]
   

   

   
   
   상기 화학식 1(상기 식에서 R은 수소 또는 메틸기임)로 표현되는 불소계 폴리실라잔, 희석 용매 및 촉매를 포함하는 방오코팅제 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서, 희석 용매로써 석유용매, 방향족 또는 지환족 용매, 에테르 또는 이들 용매의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
3. 제 2항에 있어서, 희석 용매로써 파라핀계 용매, 미네랄스피리트, 또는 이들의 혼합물이 사용되는 코팅 용액.
4. 제2항 내지 제3항 중, 불소계 폴리실라잔의 농도가 1 내지 30% 중량인 코팅 용액.
5. 제품 또는 물품의 기재 물질 표면의 내식성, 방오성, 세척용이성, 내약품성의 향상을 위해 기재 물질의 표면을 코팅하기 위한 코팅 용액의 용도.

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