KR20200113940A - 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 mma 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 다공성 세라믹체의 고른 분산 및 차열안료, 스테아린산 아연, 충진제, MMA계 수지 등을 포함하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이를 이용하여 제조되는 도막은 내후성, 내접착성, 발수성, 미끄럼 방지성 및 물리화학적 성능을 극대화시킨 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

Description

도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법 {Heat-resistant MMA coating flooring composition applied on the surface of a road asphalt or concrete pavement composition and its manufacturing method}
본 발명은 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다공성 세라믹체의 고른 분산 및 차열안료, 스테아린산 아연, 충진제, MMA계 수지 등을 포함하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 이용하여 제조되는 도막은 내후성, 내접착성, 발수성, 미끄럼 방지성 및 물리화학적 성능이 극대화되고, 이를 통하여 시공할 경우에 시공성능 역시 우수한 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 관한 것이다.
고도의 산업화와 인구의 도시 밀집현상으로 인해 현대 사회는 녹지공간이 점점 줄어들고, 대신에 산업화시설, 공공시설, 상업시설 및 주거지의 초고층화로 인하여 각종 인공 열과 대기 오염물질로 인해 주변 지역의 온도가 상승하는 열섬현상이 심각하게 대두되고 있다.
열섬현상은 도시화와 고도의 토지이용이 진행되면서 나타나는 기후적 특성으로서, 도시 안에서 발생하는 인공열과 대기오염, 건축물, 포장 도로 등의 영향으로 도심이 주변의 교외지에 비해 고온의 공기가 섬 모양으로 뒤덮고 있는 상태를 말한다.
또한, 도시 열섬현상은 고층빌딩증가로 인한 건축물 표면온도를 급속히 상승시키고 그 결과 도시 내부의 온도를 상승시키는데 영향을 미치며 또한 건축물과 포장도로의 증가는 녹지공간 비율의 감소로 인한 수목 및 녹지의 차양, 증발산 효과 감소로 인해 나타난다.
또한, 여름철 열섬현상은 내부, 외부 모두 쾌적하지 못한 환경을 만들며 냉방장치가 흔하게 사용되는 지역에서는 냉방장치 가동시간과 에너지 소비의 비율을 증가시키게 된다.
열섬현상으로 인하여 더워진 공기는 도시공간을 뒤덮음으로서 대기오염 확산 및 정화작용을 저하시킨다.
최근 들어 열섬현상 저감을 위해 국내외에서 많은 연구가 수행되고 있으며, 그 해결책의 일환으로서 도시 내 수목 식재에 관련한 다양한 기술들이 제안되고 있다.
기존 연구자료에 의하면 도시내 수목 식재비율을 10% 증가할 경우 여름철 온도를 0.5~1.0℃정도 감소시킬 수 있는 것으로 보고되고 있으며, 도시 내 수목의 식재비율 증가를 위해 그 동안 활용되지 않았던 건축물 옥상, 교량난간, 옹벽, 방음벽 등의 공간을 적극적으로 활용하는 방안들이 제시되고 있다.
이와 같은 방법은 열섬현상 발생 원인을 해소하기 위한 가장 근본적인 방법이라 할 수 있으나 보다 많은 식재공간 조성에는 제한이 따를 수 있으며, 열섬현상 저감을 위한 또 다른 대책으로서 기존 열섬현상의 가장 큰 원인중 하나인 도로 포장체에 복사열의 근적외선을 효율적으로 반사시키는 차열도료를 이용한 방법이 각광받고 있다.
일반적으로 일사에너지(태양 복사열)는 크게 자외선(UV), 가시광선(Visible Ray), 적외선(Infrared Ray)으로 구성되며 각각 4%, 46%, 50%로 지구 표면에 도달한다.
이러한 태양 복사열의 구성 중 열섬현상에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 가시광선 보다 긴 파장을 갖는 적외선이다.
차열도료는 태양 복사 에너지량의 약 반을 차지하는 근적외선을 고반사하여 도포 대상체의 일사 흡수율을 감소시켜 온도를 낮출 수 있는 효과를 가지고 있다.
하지만 기존의 일반적인 차열도료는 도포 후 표면의 오염이나 환경요인 및 기타작용에 의해 도료가 열화될 경우 차열성능이 급격히 저하되는 문제점을 갖고 있는 것이 현실이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 미국, 일본 등에서는 고기능성의 물리화학적으로 안정하고, 다양한 색상이면서도 적외선 반사율이 우수한 안료(Pigment)를 개발하여 건축내외장재에 적용함으로써 해결하려는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부는 실용화 단계에 도달한 상태이다.
따라서, 국내에서도 생활수준의 향상으로 상품감성의 다양화 및 기능성에 대한 요구가 높아져 가고 있기 때문에 높은 안락감 및 안전성을 부여해줄 수 있는 친환경 열차단 도료에 대한 기술이 반드시 필요한 상황이다.
이러한 기술은 도시의 열대야 현상, 축사지붕의 복사열에 의한 가축의 떼죽음, 건물 외벽의 급격한 온도상승등을 방지함으로써 쾌적한 생활환경을 제공할 수 있다.
선행문헌 1: 대한민국 등록특허공보(10-1291894호, 공고일자 2013.07.31.자)
선행문헌 2: 대한민국 등록특허공보(10-1565962호, 공고일자 2015.11.05.자)
선행문헌 3: 대한민국 등록특허공보(10-1434501호, 공고일자 2014.08.26.자)
선행문헌 4: 대한민국 등록특허공보(10-1618528호 공고일자 2016.05.09.자)
선행문헌 1은 차열도료의 조성물에 관한 것으로 차열안료 및 중공비드를 사용하였으나, 고가의 안료의 함량이 상대적으로 높아서 차열 도료의 조성물에 대한 점도제어의 어려움과 접착성능에 대한 문제점을 가지고 있다.
선행문헌 2는 방음용 조성물에 관한 것으로, 탈크 및 금속 나노입자를 포함하는 조성물이며, 이를 통하여 건물의 난방효율을 높일 수 있으나, 차열에 대한 성능이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
선행문헌 3은 차열 도료조성물에 관한 것으로 실란커플링제로 표면처리된 차열 소재 및 중공비드를 사용하였으나, 상도층 및 하도층의 코팅을 하여서, 제조단가가 높고, 적용 공정이 복잡한 등의 문제점을 가지고 있다.
선행문헌 4는 상변환 물질을 포함하는 차열 페인트 조성물에 관한 것으로 상변환물질이 담지된 매크로 다공성 물질을 이용하는 것이나, 접착성능 및 내후성이 떨어지는 등의 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 다공성 세라믹체의 고른 분산 및 차열안료, 스테아린산 아연, 충진제, MMA계 수지 등을 포함하여, 이를 이용하여 제조되는 도막은 내후성, 내접착성, 발수성, 미끄럼 방지성 및 물리화학적 성능을 극대화시킨 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA)계 수지; 다공성 세라믹체, 충진제; 스테아린산 아연; 차열안료; UV 안정제; 산화방지제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다공성 세라믹체는 다공성 알루미늄 실리케이트, 다공성 산화알루미늄로 이루어지며, 상기 다공성 알루미늄 실리케이트와 다공성 산화알루미늄의 중량비는 4:1 내지 1:4인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 충진제는 규사, 펄라이트로 이루어지며, 상기 규사 및 펄라이트의 중량비는 4:1 내지 1:2인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차열안료는 이산화티타늄, 산화아연 중에서 1종이상 선택하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다공성 세라믹체는 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나로 표면처리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은, 상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트계 수지 30 내지 40중량부, 다공성 세라믹체 10 내지 30 중량부, 충진제 40 내지 60중량부, 스테아린산 아연 5 내지 10 중량부, 차열안료 4 내지 10 중량부, UV 안정제 0.5 내지 1 중량부, 산화방지제 0.5 내지 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 가소제, 점도조절제, 표면평활제, 침강방지제, 계면활성제, 경화제, 소포제, 착색제, UV흡수제에서 선택되는 1종이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표면처리된 다공성 세라믹체에 대하여 표면의 활성을 강화하기 위해 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 대상 구조물의 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 세척된 대상 구조물의 표면에 프라이머 처리하는 단계; 상기 프라이머 처리된 표면에 청구항 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도포단계 및 건조 단계를 1회 이상 더 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 다공성 세라믹체의 고른 분산 및 차열안료, 스테아린산 아연, 충진제, MMA계 수지 등을 포함하여, 이를 이용하여 제조되는 도막은 내후성, 내접착성, 발수성, 미끄럼 방지성 및 물리화학적 성능을 극대화하는 효과가 있다.
(도면의간단한설명)
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 벽체의 중성화 방지 및 자정효과를 극대화하는 시공방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA)계 수지; 다공성 세라믹체; 충진제; 스테아린산 아연; 차열안료; UV 안정제; 산화방지제; 를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트계 수지 30 내지 40중량부, 다공성 세라믹체 10 내지 30 중량부, 충진제 20 내지 60중량부, 스테아린산 아연 5 내지 10 중량부, 차열안료 4 내지 10 중량부, UV 안정제 0.5 내지 1 중량부, 산화방지제 0.5 내지 1 중량부를 포함한다.
본 발명의 상기 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA)계 수지는 메틸메타크릴레이트, 폴리 메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA)에서 1종 이상 선택할 수 있다.
또한, 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트계 수지 30 내지 40중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 범위내에서 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 의한 도막형성시에 내구성, 내화학성 등의 효과를 가진다.
본 발명의 상기 다공성 세라믹체는 다공성 알루미늄 실리케이트, 다공성 산화알루미늄을 혼합하여 이루어지며, 상기 다공성 알루미늄 실리케이트와 다공성 산화알루미늄의 혼합 중량비는 4:1 내지 1:4인 것이 바람직하다.
차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 다공성 세라믹체는 10 내지 30중량부의 범위를 가지는 것이 바람직하며, 상기 범위내에서 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 의한 도막 형성시에 차열효과를 극대화 할 수 있다.
이는 다공성 세라믹체인 다공성 알루미늄 실리케이트, 다공성 산화알루미늄은 미세 세공을 가지고 있어서, 열을 쉽게 흡수하여, 차열효과를 극대화시킬 수 있다.
더욱이 상기 다공성 세라믹체는 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나로 표면처리되는 것이 바람직하며, 표면처리를 위하여 함침법, 스프레이법, 또는 기상증착법으로 이루어질 수 있다.
그리고, 표면처리된 다공성 세라믹체의 활성을 위하여 공지의 플라즈마를 이용하여 처리하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 아르곤 또는 수소 등의 분위기에서 플라즈마 처리하는 것이 더욱 바람직하다.
이를 통하여 다공성 세라믹체가 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 투입되었을 때, 다공성 세라믹체의 분산성능을 향상시켜서, 차열성능의 향상을 가져오며, 더욱이 도막으로 형성되었을 때에는 바인더 수지인 MMA계 수지와 다공성 세라믹체와의 결합력을 더욱 향상시키는 등의 효과를 가진다.
특히, 다공성 세라믹체를 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나로 표면처리하는 방법에서는 상기 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나의 화합물을 유기용매와 함께 다공성 세라믹체와 혼합 및 교반 후 유기용매를 제거하는 방법(함침법)과 다공성 세라믹체 표면에 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나의 화합물을 스프레이(spray)법을 통하여 직접 분사 후 혼합하는 방법을 적용할 수 있다.
상기 함침법에서 사용되는 유기용매로는 상기 다공성 세라믹체와 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나를 모두 잘 혼합할 수 있는 용매로 디클로로메탄 (dichloromethane), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 에틸아세테이트(ethylacetate), 디에틸에테르(diethyether) 등의 유기 용매 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 다공성 세라믹체의 표면처리하는 방법에서 혼합시간은 10 분에서 6 시간 정도가 적당하며 이는 제조하는 다공성 세라믹체의 양이나 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나의 화합물의 함량에 따라 적절히 조절이 가능하다.
또한, 표면처리된 다공성 세라믹체에 대하여 표면의 활성을 더욱 강화하기 위해 플라즈마 처리하는 공정을 추가로 수행하여 제조할 수 있다. 이때, 플라즈마 처리 조건은 수소, 아르곤분위기에서 처리하며, 공정 시간은 플라즈마의 출력, 압력에 따라 달라질 수 있다.
또한, 본 발명의 스테아린산 아연은 일반적으로는 연마제, 플라스틱 이형제 및 윤활 작용제로 사용되나, 본 발명에 적용한 결과, 내습성, 발수성 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
스테아린산 아연은 흰색가루로 물에 불용성이므로 수중에서 분말 형태로 부유하며 이것을 물에 분산된 스테아린산 아연의 용액 형태로 만들어서 적용한다.
이러한 스테아린산 아연은 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 부가함으로써 기대하지 않은 내습성, 발수성 등의 특성을 보인다.
관찰에 따르면, 스테아린산 아연은 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에서는 고상으로 존재하고 코팅된 후 건조과정에서 표면 석출되어 도막 표면에 고르게 분포되는 것으로 보인다.
이렇게 형성된 도막 표면은 발수특성을 가지며, 상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 스테아린산 아연은 4 내지 10중량부의 범위를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 범위내에서 도막층에 기능성(발수성, 내습성 등)을 부여하게 된다.
또한, 본 발명의 상기 충진제는 규사, 펄라이트로 이루어지며, 상기 규사 및 펄라이트의 혼합 중량비는 4:1 내지 1:2인 것이 바람직하다. 상기 충진제는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 충진제는 40 내지 60중량부의 범위를 가지는 것이 바람직하며, 상기 함량범위내에서 도막의 내열성, 내구성, 시공성, 미끄럼 방지성능이 가장 우수하며 과량으로 사용될 경우 점도가 시공성이 오히려 저하되며 성능이 현저하게 저하될 수 있다.
본 발명의 차열 안료는 이산화티타늄, 산화아연 중에서 1종이상 선택하는 것것이 바람직하며, 상기 차열 안료의 입경은 1 내지 20nm인 것이 바람직하다.
상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 차열 안료는 4 내지 10중량부를 가지는 것이 바람직하며, 상기 함량범위 내에서 도막의 내열성, 내구성, 시공성능이 우수하다.
또한, 본 발명에서 UV 안정제는 차열성 MMA 바닥재 조성물을 제조하기 위한 원료로, 시중에서 입수가능한 제품을 이용할 수 있으며, 그 예로는 에폭시 베이스 UV 안정제, 아크릴베이스 UV 안정제를 들 수 있고, 상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 UV 안정제는 0.5 내지 1중량부를 가지는 것이 바람직하며, 상기 함량범위 내에서 도막의 내열성, 내구성, 시공성능이 우수하다.
본 발명에서 산화방지제는 차열성 MMA 바닥재 조성물을 제조하기 위한 원료로, 시중에서 입수가능한 제품을 이용할 수 있으며, 그 예로는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-di-t-부틸페놀 등을 사용할 수 있다.
상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 산화방지제는 0.5 내지 1중량부를 가지는 것이 바람직하며, 상기 함량범위 내에서 도막의 내구성, 시공성능이 우수하다.
또한, 본 발명에서는 차열성 MMA 바닥재 조성물에 대하여 아민기를 함유한 아크릴모노머를 더 포함할 수 있으며, 그 예로 디에틸아미노 에틸 메타크릴레이트, 디메틸 아미노에틸메타크릴레이트, (메타)아크릴아마이드 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 중공형상의 필러를 더 포함할 수 있으며, 상기 중공형상의 필러로 붕규산 유리(borosilicate glass)인 것이 바람직하다.
상기 중공형상의 필러는 속이 빈 구형 입자이며, 중공부가 닫혀 있는 중공체가 사용된다.
상기 중공 비드는 저열전도율로 인해 단열성이 우수하지만, 중공체가 다공질 또는 오픈 포어(open pore) 구조인 경우에 페인트와 혼합 시 표면 기공을 통해 도료가 내부에 침투되어 단열효과를 떨어뜨리는 문제점이 있기에 중공부가 닫혀있는 중공체를 사용함으로써 단열 성능을 극대화할 수 있다.
상기 중공형상의 필러는 평균 입자 크기가 10 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 내지 40 ㎛, 좀더 바람직하게는 10 내지 30 ㎛가 될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 중공형상의 필러는 입자의 평균 크기가 20 ㎛이고, 90% 입자 크기가 30 ㎛ 이하이며, 최대 입자 크기가 40 ㎛ 이하인 중공체가 될 수 있다.
이러한 중공형상의 필러는 붕규산 유리(borosilicate glass)가 바람직하며, 상기 중공형상의 필러는 평균 밀도가 0.18 내지 0.22, 특히 0.20 정도가 될 수 있다.
또한, 상기 중공형상의 필러는 저열전도율 특성으로 우수한 차열 성능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 차열성 MMA 바닥재 조성물은 가소제, 점도조절제, 표면평활제, 침강방지제, 계면활성제, 경화제, 소포제, 착색제, UV흡수제에서 선택되는 1종이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 소포제, 가소제는 공지의 소포제, 가소제를 사용할 수 있으며, 이들은 도막의 강도에 대한 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 각각 0.1 내지 1 중량부 범위에서 소량 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 침강방지제는 수지에 분산된 입자들의 재응집을 방지하여 조성물의 저장안정성을 유지하는 역할을 하는 것으로 침강방지제는 공지의 침강방지제를 제한없이 사용할 수 있다. 차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 침강방지제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 재응집에 대한 방지 효과가 우수하게 나타나기 때문이다.
상기 계면활성제로는 예를 들어 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성 계면활성제, 반응성 계면활성제 등을 사용할 수 있다.
계면활성제로는, 통상 탄소수 4 이상의 알킬기, 알케닐기, 알킬아릴기 또는 알케닐아릴기를 소수기로서 갖는 것을 사용한다.
비이온성 계면활성제로는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 모노라우린산 폴리옥시에틸렌솔비탄 등을 들 수 있다.
음이온성 계면활성제로는, 예를 들어 도데실벤젠술폰산 나트륨, 술포숙신산 나트륨, 라우릴황산 나트륨, 폴리옥시에틸렌라우릴 황산 에테르나트륨 등을 들 수 있다. 양이온성 계면활성제로는, 예를 들어 염화 스테아릴트리메틸암모늄, 브롬화 세틸트리메틸암모늄 등을 들 수 있다.
양성 계면활성제로는, 예를 들어 라우릴디메틸아미노아세트산 베타인 등을 들 수 있다.
또, 상기 계면활성제에 라디칼 중합성 관능기를 갖는 이른바 반응성 계면활성제 등을 사용할 수 있고, 반응성 계면활성제를 사용했을 경우에는 이 수지 분산체를 사용하여 형성된 피막의 내수성을 향상시킬 수 있다.
대표적인 시판 반응성 계면활성제로는, 엘레미놀 JS-2 (산요 화성 공업 제조), 라테물 S-180 (카오사 제조) 을 들 수 있다.
차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 계면활성제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 고른 분산효과를 가져오기 때문이다.
상기 착색제는 착색안료 등을 사용할 수 있고, 착색안료에는 예를 들어 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본 블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 미쓰비시 카본 블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 성기 착색제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 도막내의 균일한 착색을 가져오기 때문이다.
상기 UV 흡수제는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 또는 알콕시 벤조페논 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 UV 흡수제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직한데, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 도막의 내구성 향상을 가져오기 때문이다.
상기 점도조절제는 공지의 점도 조절제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 자일렌, 카르복시메틸셀룰로우즈 중에서 1종 이상 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 점도조절제는 도막의 점도를 조절하여, 흐름성을 개선하는 역할을 한다.
차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 점도 조절제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 표면 평활제는 표면의 유동성을 개량하기 위하여 사용하는 것으로, 바람직하게는 산화아민 (amine oxide), 알킬 탄수화물 에스테르 (alkyl carbohydrate esters), 알콕시레이티드 폴리실록산 (alkoxylated polysiloxanes), 디메틸 폴리실톡산 (di-methyl polysiloxane), 및 폴리아크릴산알킬 (poly alkyl acrylate)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 표면 평활제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 표면의 유동성을 개선하여 내구성 등의 향상을 가져올 수 있다.
상기 경화제는 도막의 경화속도를 제어하기 위한 것으로 공지의 경화제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 부타디올(BD), 펜타디올(PD), 과산화벤조일(BPO)로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 경화제는 0.1 ~ 1중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 도막의 안정성을 가져와 제조된 도막의 내구성향상과 크랙방지 등을 가져올 수 있다.
또한, 본 발명에서는 빠른 열확산을 가지기 위한 방열물질(heat sink)을 더 포함할 수 있으며, 상기 방열물질로는 탄화규소, 탄소섬유, 질화알루미늄 중에서 1종 이상 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차열성 MMA 바닥재 조성물 100 중량부에 대하여, 상기 방열물질은 5 내지 10 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 이는 상기의 범위 내로 첨가되어야 과도한 비용 발생 없이 도막의 차열성능 개선을 가져와 제조된 도막의 방열성능 등의 향상을 가져올 수 있다.
또한, 본 발명에서는 아스팔트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 도포하기 위하여 대상 구조물의 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 세척된 대상 구조물의 표면에 프라이머 처리하는 단계; 상기 프라이머 처리된 표면에 본 발명의 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 건조하는 단계;를 포함하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물의 시공방법을 통하여 도포를 실시할 수 있다.
더욱이 본 발명에서는 상기 도포단계와 건조 단계를 1회 이상 더 반복하는 단계를 더욱 포함하여 도포를 실시할 수 있다.
또한, 상기 프라이머는 공지의 프라이머를 이용할 수 있으며, 본 발명의 프라이머의 구체예로 수용성 아크릴계 또는 수용성 라텍스계 프라이머를 물과 1:2~3비율로 희석하여 도포하여 실시할 수 있다.
이하, 본 발명의 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 및 이의 제조방법에 대하여 바람직한 실시형태를 들어 더 자세하게 설명한다.
하기 표 1에 기재된 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA)계 수지; 다공성 세라믹체; 충진제; 스테아린산 아연; 차열안료; UV 안정제; 산화방지제; 를 포함하여 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 제조하였다.
또한, 비교예들은 하기 표 1에서 기재한 함량에 따라서 막형 바닥재 조성물을 제조하였다.
[제조예 1: 표면처리된 다공성 세라믹체]
평균입경 0.03 내지 1um 크기의 다공성 알루미늄 실리케이트 20g, 평균입경 0.03 내지 1um 크기의 다공성 산화알루미늄 10g을 유기 용매인 디클로로메탄 100 mL 및 3-트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란 0.5 g과 혼합하여 25 ℃에서 1 시간 동안 교반한 후, 증류 장치(evaporation)을 통하여 유기 용매를 제거한 뒤 수열 반응기에 넣고 120 ℃에서 12 시간 동안 반응시켰다.
그 후 100 ℃에서 2 시간 동안 건조 공정을 통해, 디클로로메탄을 완전히 제거하여 표면이 개질된 다공성 알루미늄 실리케이트, 표면이 개질된 다공성 산화알루미늄을 제조하였다.
하기의 표 1은 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6에 대하여, 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물의 각 구성성분, 그리고 이들의 함량을 나타내었다.
상기 함량은 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100 중량부를 기준으로 하여, 각 구성성분의 중량부를 나타낸 것이다.
실시예 1 실시예2 실시예3 실시예 4 비교예 1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
MMA계 수지 (1) 30 30 15 15 30 30 30 30
(2) 15 15
아크릴산-메타아크릴산 공중합체 (3) 30 30
제조예 1의 표면처리된 다공성 세라믹체 (4) 30 20 30 20 30 30 30 30
충진제 (5) 30 40 30 40 30 30 30 30 30
스테아린산 아연 (6) 5 5 5 5 5 5 5 5 5
차열안료 (7) 4 4 4 4 4 4 4 4 4
UV 안정제 (8) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
산화방지제 (9) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
- 상기 단위는 중량부 단위임
(1) 메틸메타크릴레이트 수지(LG 화학)
(2) 폴리 메틸메타크릴레이트 수지(LG 화학)
(3) 아크릴산-메타아크릴산 공중합체(애경유화, ACL-1000)
(4) 제조예 1의 표면처리된 다공성 세라믹체
(5) 충진제 : 규사와 펄라이트의 혼합물로 규사와 펄라이트의 중량비는 2:1의 비임
- 펄라이트 : 호현바이오
- 규사 : 대명케미칼
(6) 스테아린산 아연(시그마 알드리치)
(7) 차열안료 : 이산화티타늄(코스모화학)
(8) UV안정제 : SABO®STAB(송원)
(9) 산화방지제 : SONGNOX®(송원)
표 2는 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6에 대하여 제조된 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물에 대한 물성을 테스트한 결과이다.
실시예 1 실시예
2 		실시예
3		 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
고화건조(h) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
내접착성 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 미흡 미흡
내후성 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 불량 불량 불량 불량 불량 불량
표면균열 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 불량 불량
발수성 우수 우수 우수 우수 우수 우수 미흡 우수 우수 우수
미끄럼 방지성능 우수 우수 우수 우수 미흡 미흡 미흡 미흡 우수 미흡
적외선반사율(%) 91 91 92 91 63 77 85 75 90 74
차열성능시험을 통한
샘플표면온도(℃)		 52 54 53 52 71 67 58 66 53 65
발수성능 우수 우수 우수 우수 우수 우수 미흡 우수 우수 우수
[적외선반사율]
본 발명에서 적외선 반사율은 일본공업규격 JIS A 5759에 의해 UV-VIS-NIR 분광광도계(Jasco V-570)를 사용하여 각 적외선 파장별 반사율 값을 아래의 계산식 1을 이용해서 총 적외선 반사율을 수치화한 것으로 수치가 높을수록 적외선 반사 효과가 우수하다는 것을 의미한다.
[계산식 1]
Figure pat00001
상기 계산식 1에서, ρe는 총 적외선 반사율이며, Eλ는 직접 도달하는 태양방사 상대값의 표준 스텍트럼 분포이며, Eλ×△λ는 중가계수이며, ρ1,η(λ)는 각 파장별 반사율이다.
(차열 성능 시험)
차열 성능 시험은 10 mm x 10 mm 철판 위에 실험하고자 하는 실험군을 도포하여 충분히 건조시킨 후 실험을 진행하였고, 일정한 거리에서 태양광선 파장과 유사한 효과를 나타내는 적외선 램프를 조사하면서 시료의 표면 중앙에 온도 측정 센서를 설치하여 시간에 따른 온도 변화를 측정하였다. 이때, 램프 조사시간은 보통 4h 정도되면 정지상(steady-state) 상태에 도달하기에 평균 4h로 측정하였다. 본 실험을 진행하기 위해 오스람(OSRAM)사 100 W 적외선 램프(Infrared Lamp)를 사용하였고, 온도 측정 장치는 미들 로거(Middle logger GL820, Graphtec사) 온도 데이터 로거(Data logger, 스캔 스피드를 1 sec 단위로 세팅함)로 측정 온도 변화 추이를 분석하였다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예의 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 이용하여 구조체에 도포할 경우, 다공성 세라믹체의 고른 분산 및 차열안료, 스테아린산 아연, 충진제, MMA계 수지 등을 포함하여 제조된 도막은 내후성, 내접착성, 발수성, 미끄럼 방지성 및 물리화학적 성능이 극대화된다.
또한, 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 시공성 역시 우수하며, 구조물(도로 포함)에 대한 열차단 및 부식방지, 열화인자를 근본적으로 차단하여 구조물(도로 포함)의 내구성을 증진한다. 본 발명의 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 이용하여 도포할 경우에 적외선 반사율이 뛰어나서, 표면의 온도가 낮은 등의 효과가 있다.
이상 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세하게 설명하였다. 상기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 하는 예시적인 것일 뿐이고, 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 본질이 변하거나 범위가 축소되는 것은 아니다. 상기 실시예에서 제시되지 않은 여러 가지 실시예 및 적용예들이 가능함은 당업자에게 있어 당연할 것이다.

Claims (10)

  1. 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물로서,
    메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA)계 수지;
    다공성 세라믹체,
    충진제;
    스테아린산 아연;
    차열안료;
    UV 안정제;
    산화방지제; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다공성 세라믹체는 다공성 알루미늄 실리케이트, 다공성 산화알루미늄로 이루어지며,
    상기 다공성 알루미늄 실리케이트와 다공성 산화알루미늄의 중량비는 4:1 내지 1:4인 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 충진제는 규사, 펄라이트로 이루어지며,
    상기 규사 및 펄라이트의 중량비는 4:1 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 차열안료는 이산화티타늄, 산화아연 중에서 1종이상 선택하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다공성 세라믹체는 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 중 어느 하나로 표면처리되는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은, 상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물 100중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트계 수지 30 내지 40중량부, 다공성 세라믹체 10 내지 30 중량부, 충진제 40 내지 60중량부, 스테아린산 아연 5 내지 10 중량부, 차열안료 4 내지 10 중량부, UV 안정제 0.5 내지 1 중량부, 산화방지제 0.5 내지 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 것을 특징으로 하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물은 가소제, 점도조절제, 표면평활제, 침강방지제, 계면활성제, 경화제, 소포제, 착색제, UV흡수제에서 선택되는 1종이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 표면처리된 다공성 세라믹체에 대하여 표면의 활성을 강화하기 위해 플라즈마 처리를 하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물.
  9. 대상 구조물의 표면의 이물질이나 파편 등을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 세척된 대상 구조물의 표면에 프라이머 처리하는 단계; 상기 프라이머 처리된 표면에 청구항 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물을 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물의 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 도포단계 및 건조 단계를 1회 이상 더 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로상의 아스팔트 또는 콘크리트 포장체의 표면에 도포하는 차열성 MMA 도막형 바닥재 조성물의 시공방법.
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