KR20230037072A - 다목적 특수 도료 조성물과 그 제조방법, 및 그 조성물을 이용한 건축용 모르타르 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석유 화학 제품인 합성수지와 아크릴 에멀젼을 혼합 반응시켜 다목적용 특수 도료를 제조하고 이를 이용하여 건축용 모르타르를 제조하는 다목적 특수 도료 조성물과 그 제조방법, 및 그 조성물을 이용한 건축용 모르타르에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다목적 특수 도료 조성물 제조방법은 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류를 폴리머 반응으로 액체화하는 제 1 단계와, 액체화된 합성수지 10 내지 50 중량%와 아크릴 에멀젼 수용액 30 내지 80 중량%를 계면활성제 3 내지 7 중량%와 함께 혼합하는 제2 단계와, 제 2 단계의 혼합물을 30℃ 내지 70℃로 유지하면서 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 소정 시간동안 중합반응시키는 제 3 단계와, 중합반응이 완료된 조성물에 안료 5 내지 15 중량%를 첨가하는 제 4 단계를 포함한다.

Description

다목적 특수 도료 조성물과 그 제조방법, 및 그 조성물을 이용한 건축용 모르타르{Multipurpose special paint composition, method for manufacturing the composition, and mortar for construction using the composition}

본 발명은 석유 화학 제품인 합성수지와 아크릴 에멀젼을 혼합 반응시켜 다목적용 특수 도료 조성물을 제조하는 방법과, 그 조성물을 이용하여 건축자재인 모르타르, 벽돌, 블록, 시트 등을 제조하여 건축 내. 외장용으로 사용할 수 있는 다목적 특수 도료 조성물과 그 제조방법, 및 그 조성물을 이용한 건축용 모르타르에 관한 것이다.

일반적으로, 도료는 페인트나 에나멜과 같이 고체 물질의 표면에 칠하여 고체막을 만들어 물체의 표면을 보호하고 아름답게 하는 유동성 물질의 총칭을 말하는데, 칠한 후에는 빨리 건조 경화하는 것이 좋다. 통상 도료는 전색제와 도막형성 부요소, 도막형성 조요소의 3가지 구성 성분으로 이루어진 투명도료에, 착색안료나 체질안료, 방청안료, 발광안료, 시온안료 등의 여러 가지 특수안료를 용도에 따라 첨가함으로써 착색도료로 사용한다.

전색제는 도료의 최종 목적인 도막(塗膜)의 주성분이 되는 것으로서, 아마인유, 콩기름, 동유(桐油), 옻, 합성건성유 등의 액체나 셸락, 코펄 등의 천연수지, 석회로진 등의 가공수지, 페놀수지·요소수지·멜라민수지·비닐수지 등의 합성수지, 나이트로셀룰로스·아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 합성고무 등의 고무유도체 및 폴리비닐알코올·카세인 등의 수용성 화합물 등의 고체가 사용된다.

도막형성 부요소는 도료의 분산·건조·경화 등의 여러 성질의 향상을 위해 주요소에 소량 첨가된다. 도막 조요소는 도료를 칠하기 쉽게 하기 위하여 사용하는 용제인데, 건조하는 동안에 증발하여 도막에는 남지 않는다. 에탄올·뷰탄올 등의 알코올류, 나프타·등유 등의 탄화수소류, 아세트산에틸·아세트산뷰틸 등의 에스터류, 아세톤·메틸에틸케톤 등의 케톤류, 뷰틸세로솔브 등의 에테르류가 단독 또는 혼합하여 사용되고 있다.

이러한 도료는 용도별로 시장이 세분화되어 있는데, 건축용 도료는 외장용 도료와 내장용 도료, 목재 마루용 도료, 옥상용 도료로 세분되고, 구조물용 도료는 토목 철구조물용 도료와 강관 및 파이프용 도료로 세분된다. 공업용 도료는 금속제품용 도료와 플라스틱용 도료, PCM용 도료로 세분되고, 자동차용 도료는 화성처리제와, 밑칠용 도료, 덧칠용 도료, 보수용 도료로 세분되며, 선박 및 항공 우주용 도료는 선박용 도료, 항공기용 도료, 우주선용 도료로 세분되고, 도로용 도료는 노면 표시용 도료와 컬러 포장용 도료(스쿨존) 등으로 세분된다.

따라서 종래에는 도료를 용도에 따라 구분하여 사용하게 되는데, 예컨대 합성수지류를 이용한 유성도료는 건축용 도료, 구조물용 도료, 공업용 도료, 자동차용 도료, 선박 및 항공우주용 도료, 도로용 도료 등으로 용도별로 나누어져 있으므로 사용처에 따라 제품을 선택해서 사용해야는 불편한 문제점이 있다. 특히 건축용 도료 중에서 내.외장용 도료는 수성용 도료로써 물과 혼합하여 사용되는 수성도료 등으로 모두 목적용 칠을 위한 도료로써 다양한 전문적인 기술을 요하는 문제점이 있다.

또한 주지된 바와 같이 건물의 벽체나 바닥시공을 할 때는 모르타르를 이용하게 된다. 상기한 모르타르는 통상 소정량의 자갈과 모래 및 시멘트를 혼합하고 여기에 소정량의 물을 섞어 조성되며, 이와 같이 자갈이 혼합된 것은 건물의 뼈대나 보를 형성하는데 사용되고 자갈이 혼합되지 않은 것은 외장용 및 바닥표면 미장용 등 주로 마감재로 사용되고 있다. 이러한 모르타르는 사용 용도에 따라 강도나 연성을 가감시키거나 양생속도를 증감하기 위해 시멘트를 더 넣거나 다른 첨가제를 넣어 사용하게 된다.

KR 10-0937977 B1 KR 10-1084703 B1 KR 10-2004-0021885 A

종래의 도료는 유성도료와 수성도료로 구분되어 용도에 따라 유성도료나 수성도료를 구분하여 사용해야 하므로 사용하기 불편한 문제점이 있고, 건축용 모르타르의 경우 다양한 색상 구현이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 유성도료와 수성도료를 혼합하여 다목적 용도로 사용할 수 있는 다목적 특수 도료 조성물과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다목적 특수 도료 조성물을 이용하여 접착력이 우수한 건축용 모르타르를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예는 유성도료와 수성도료를 혼합하여 다목적 용도로 사용할 수 있는 다목적 특수 도료 조성물을 개시한다.

개시된 다목적 특수 도료 조성물은 폴리우레탄, 우레아, EVA,MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류 10 내지 50 중량%와, 아크릴 에멀젼 30 내지 80 중량%와, 계면활성제 3 내지 7 중량%와, 안료 5 내지 15 중량%로 구성된 것이다.

본 발명의 실시예는 유성도료와 수성도료를 혼합하여 다목적 용도로 사용할 수 있는 다목적 특수 도료 조성물 제조방법을 개시한다.

개시된 다목적 특수 도료 조성물 제조방법은 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류를 폴리머 반응으로 액체화하는 제 1 단계와, 액체화된 합성수지 10 내지 50 중량%와 아크릴 에멀젼 수용액 30 내지 80 중량%를 계면활성제 3 내지 7 중량%와 함께 혼합하는 제2 단계와, 제 2 단계의 혼합물을 30℃ 내지 70℃로 유지하면서 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 소정 시간 동안 중합반응시키는 제 3 단계와, 중합반응이 완료된 조성물에 안료 5 내지 15 중량%를 첨가하는 제 4 단계를 포함한다. 상기 소정의 시간은 3 내지 7 시간인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예는 다목적 특수 도료 조성물을 이용한 건축용 모르타르를 개시한다.

개시된 건축용 모르타르는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다목적용 특수 도료 조성물 15 내지 20 중량%를 모래 30 내지 55중량%와 시멘트 20 내지 30 중량%를 배합하여 제조된 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유성도료와 수성도료를 혼합하여 다목적 용도로 사용할 수 있어 사용처에 따라 제품을 선택할 필요없어 사용이 편리하고, 도색 작업시 수성도료와 같이 복잡한 기술을 요하지 않는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 특수 도료 조성물은 녹슨 철에 접착력이 우수하며 부식이 되지 않는다는 점, 곰팡이 균을 제거해 주는 친환경적이라는 점, 아연 도금강에 접착력이 우수한 점, 알루미늄 등 특수물질에 접착력이 우수하다는 점, 염분에 강하며 부식되지 않는다는 점, 콘크리트에 접착력이 우수하다는 점, 접착성이 우수하여 다용도로 사용될 수 있다는 점, 목재의 부식을 방지하고 보수성이 우수하다는 점, 접착성, 촉진 내후성 우수하다는 점 등의 장점이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 건축용 모르타르는 빙점이 높다는 점, 일반모르타르보다 강도가 높다는 점, 다양한 색상을 연출할 수 있다는 점, 사용 용도별로 제품을 다양하게 제조할 수 있는다 점, 화재 등 내화기능이 우수하다는 점, 가격이 저렴하여 경제적이라는 점, 제품을 다양한 장소에 적용할 수 있다는 점, 내구성이 우수하다는 점, 내산성이 우수하다는 점, 보온성이 우수하다는 점 등의 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다목적용 특수 도료 제조절차를 도시한 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다목적용 특수 도료 조성물은 석유 화학 제품인 합성수지와 아크릴 에멀젼을 혼합 반응시켜 제조된 것이고, 본 발명의 실시예에 따른 건축용 모르타르는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 다목적 특수 도료 조성물을 이용하여 건축자재인 모르타르, 벽돌, 블록, 시트 등을 다양한 색상으로 제조하여 건축 내. 외장용으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

[다목적용 특수 도료 조성물 제조예]

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다목적용 특수 도료 조성물 제조절차를 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 다목적용 특수 도료 제조절차는 도 1에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류를 폴리머 반응으로 액체화하는 단계와, 액체화된 합성수지 10 내지 50 중량%와 아크릴 에멀젼 수용액 30 내지 80 중량%를 계면활성제 3 내지 7 중량%와 함께 혼합하는 제2 단계와, 제 2 단계의 혼합물을 30℃ 내지 70℃로 유지하면서 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 소정 시간 동안 중합반응시키는 제 3 단계와, 중합반응이 완료된 조성물에 안료 5 내지 15 중량%를 첨가하는 제 4 단계로 구성된다.

도 1을 참조하면, 합성수지를 액체화하는 단계(S1)에서는 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류를 폴리머 반응으로 액체화하는 것이다.

액화 합성수지를 아크릴 에멀젼 수용액과 혼합하는 단계(S2)는 액체화된 합성수지 10 내지 50 중량%와 아크릴 에멀젼 수용액 30 내지 80 중량%를 계면활성제 3 내지 7 중량%와 함께 혼합하는 것이다.

에멀션(emulsion, 유화액)은 액체가 다른 액체에 작은 방울처럼 퍼져있는 용액이다. 유화액은 섞이지 않는 서로 다른 두 액체에 의해 만들어지는데, 용매와 용질에 따라서 다른 종류의 유화액을 형성한다. 유화액은 연속상과 분산상의 경계에서 빛의 산란이 일어나기 때문에 우리 눈에 뿌옇게 보이게 된다. 유화액이 자발적으로 형성되는 경우는 극히 드물기 때문에 계면활성제(surfactants)와 같은 유화제를 넣고, 대부분 흔들기, 젓기, 균질화(homogenizing), 또는 초음파에 노출시키기 등, 외부의 기계적 수단을 통해 에너지를 가함으로써 형성할 수 있다.

여기서, 계면이란 기체와 액체, 액체와 액체, 액체와 고체가 서로 맞닿은 경계면이다. 계면활성제란 하나의 분자 내에 친수성과 친유성을 가진 화학적 구조를 지니고 있어 계면의 경계를 완화시키는 역할을 한다. 계면활성제는 약간의 화학구조를 변형시킨 것만으로도 특성이 크게 달라져 종류도 다양하다. 대체로 계면활성제는 물에서 해리되었을 때 친수성 부분의 전하에 따라 음이온성, 양이온성, 양쪽성, 비이온성, 특수계면활성제로 분류할 수 있다.

혼합물을 소정 조건에서 중합반응시키는 단계(S3)에서는 혼합물을 30℃ 내지 70℃로 유지하면서 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 3 내지 7 시간동안 중합반응시키는 것이다.

실리카 겔은 SiO2·nH2O의 화학식을 가지며 작은 구멍들이 서로 연결되어 튼튼한 그물 조직을 이루고 그 사이에 용매인 물 등이 들어가 굳어버린 비결정형의 입자이다. 표면적이 매우 넓어 물이나 알코올 등을 흡수하는 능력이 매우 뛰어나 제습제로 많이 사용되는 물질이다.

안료 첨가 단계(S4)에서는 필요로하는 색상의 안료를 중합반응이 완료된 조성물에 5 내지 15 중량% 정도로 첨가하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다목적 특수 도료 조성물은 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 등 합성수지류 10 내지 60 중량%를 일정한 온도로 액체화시켜 아크릴 에멀젼 40 내지 90 중량%와 중합 반응으로 제조된 것이다. 이때 본 발명의 실시예에서는 유기성 합성수지류와 수성용 아크릴 에멀젼을 일정한 온도인 30℃ 내지 70℃의 온도로 중합 반응시키는 것이다. 즉, 본 발명에서는 유기성 수지류와 수성용 아크릴 에멀젼을 일정한 온도에서 중합 반응시켜 다목적 특수 도료를 제조한 것이다.

따라서 종래에는 합성수지류를 이용한 유성 도료가 건축용 도료, 구조물용 도료, 공업용 도료, 자동차용 도료, 선박 및 항공우주용 도료, 도로용 도료 등으로 대부분으로 용도별로 나누어져 있으므로 사용처에 따라 제품을 선택해서 사용해야 하는 불편이 있었으나 본 발명에 따르면, 유성도료와 수성도료를 혼합하여 다목적 용도로 사용할 수 있어 사용처에 따라 제품을 선택할 필요없어 사용이 편리하고, 도색 작업시 수성도료와 같이 복잡한 기술을 요하지 않는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 특수 도료 조성물은 용도별 사용처가 다양하다는 점, 다양한 색상을 연출하면서 디자인성이 우수하다는 점, 특수도료로써 열에 의한 신축 발생이 없다는 점, 다용도 도료로 접착력이 뛰어나다는 점 등의 장점이 있다.

[건축용 모르타르 제조예]

본 발명의 실시예에 따른 건축용 모르타르는 건축물 바탕층의 거동과 수축 팽창에 의한 방수층 등 모르타르층의 파손을 방지하기 위하여 합성수지류인 폴리우레탄, 우레아, MMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS등 폴리머를 포함하는 재질로 제조된다.

즉, 건축용 도료중에서 내외장용 도료는 수성용 도료로써 물과 혼합하여 사용되는 수성도료 등으로, 모두 목적용 칠을 위한 도료로써 다양한 기술을 요하는 반면 본 발명에 따른 다목적용 특수도료 조성물은 폴리우레탄, 우레아, MMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS등 합성수지 10 내지 60 중량%를 폴리머 반응으로 액체화시켜 아크릴 에멀젼 수용액 40 내지 90 중량% 혼합시켜 온도 30℃ 내지 70℃에서 반응시킨 뒤 반응 용액에 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 중합 반응시킴으로써 제조한 것이다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 건축용 모르타르는 이와 같이 제조된 다목적용 특수 도료 조성물 15 내지 20 중량%를 모래 30 내지 55 중량%와 시멘트 20 내지 30 중량%를 배합하여 제조된 것이다.

일반적으로 기존의 수지 모르타르(resin mortar)를 이용한 시공은 공사현장에서 수지(resin)와 경화제를 적정 혼합비로 교반하고 이를 건조된 규사에 부어서 혼합하여 시공면에 일정한 두께로 포설한 후 미장용 장비로 미장하여 경화시키고 도막이 고르게 형성될 때까지 수지(resin)를 반복하여 시공하고 경화시켜 마감하는 방법이다. 이와 같은 종래 방법은 공사현장에서 수지(resin)와 필러(filler)를 직접 혼합하여 미장시공 하는 방법으로서 처리 물량이 제한적이고 많은 인원과 장비에 의해 소량씩 수작업으로 시공되어야 하기 때문에 비효율적이고 처리비용이 높다. 또 공사를 용이하게 하기 위해 수지(resin)에 필러(filler)의 함량을 제한하여 사용하기도 하고 또 그 양이 많으면 작업성과 시공이 곤란하며 이로 인해 소량의 수지가 묻은 필러(filler)는 시간이 지남에 따라 직접적으로 노출되어 각종 충격에서 취약하게 된다. 특히, 필러(filler)로 주로 사용되어지는 규사는 수지(resin)를 흡수하는 성질이 있어 결합의 역할을 하는 수지(resin)의 표면잔류를 결과적으로 방해하여 강도를 약하게 하는 원인이 되어 시공부위에 손상이 발생하기도 한다.

시공 후에도 필러(filler)로서 사용되는 규사가 노출되거나 상부의 코팅막 이 사용중의 여러 원인에 의해 손상이 되면 규사표면에 오염이 고착되어 표면의 미관이 나빠지고, 규사의 특성상 청소가 불가능하여 오염물이 규사의 공극이나 규사내부로 흡입되어 악취발생 및 세균번식도 일어나고 장기적으로 물이나 기름이 유입되면 수지(resin)와 필러(filler)의 계면분리의 원인이 되기도 한다.

그런데 본 발명의 실시예에 따른 건축용 모르타르는 합성수지류 조성물을 이용하여 다양한 색상을 연출하면서 디자인성이 우수하다는 점, 인장강도와 신장율이 일정 이상을 가지고 있는 점, 모르타르 겉표면과 증간층의 접착력이 아주 우수하다는 점, 빙점이 -50℃로 내구성이 우수하다는 점, 열에 의한 신축 발생이 없다는 점, 탄성력을 가지고 있어 외부의 충격으로부터 손상을 방지하는 점, 토목용과 건축용에 동시에 사용할 수 있다는 점, 냉난방 등 단열제로써 아주 뛰어난 성능이 있다는 점, 방수 효과가 아주 우수한 점, 가격 등 재료비가 저렴한 점, 접착력이 뛰어나다는 점 등의 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

S1~S4: 도료 조성물 제조 단계

Claims (5)

1. 폴리우레탄, 우레아, EVA,MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류 10 내지 50 중량%와, 아크릴 에멀젼 30 내지 80 중량%와, 계면활성제 3 내지 7 중량%와, 안료 5 내지 15 중량%로 구성된 다목적용 특수 도료 조성물.
2. 폴리우레탄, 우레아, EVA, MMA, PMMA, PVA, FRP, PE, PP, PVC, PS, ABS 중 어느 하나 이상의 합성수지류를 폴리머 반응으로 액체화하는 제 1 단계;
   액체화된 합성수지 10 내지 50 중량%와 아크릴 에멀젼 수용액 30 내지 80 중량%를 계면활성제 3 내지 7 중량%와 함께 혼합하는 제2 단계; 및
   제 2 단계의 혼합물을 소정 온도로 유지하면서 실리카 겔을 소량씩 첨가하며 소정 시간 동안 중합반응시키는 제 3 단계; 및
   중합반응이 완료된 조성물에 안료 5 내지 15 중량%를 첨가하는 제 4 단계를 포함하는 다목적용 특수 도료 조성물 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 소정 시간은
   3 내지 7 시간인 것을 특징으로 하는 다목적용 특수 도료 조성물 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 소정 온도는
   30℃ 내지 70℃인 것을 특징으로 하는 다목적용 특수 도료 조성물 제조방법.
5. 제1항의 다목적용 특수 도료 조성물 15 내지 20 중량%를 모래 30 내지 55중량%와 시멘트 20 내지 30 중량%를 배합하여 제조된 다목적 특수 도료 조성물을 이용한 건축용 모르타르.

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