WO2011090292A2 - 나노 플레이크를 이용한 방수 및 방식 세라믹 코팅제 - Google Patents

나노 플레이크를 이용한 방수 및 방식 세라믹 코팅제 Download PDF

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WO2011090292A2
WO2011090292A2 PCT/KR2011/000277 KR2011000277W WO2011090292A2 WO 2011090292 A2 WO2011090292 A2 WO 2011090292A2 KR 2011000277 W KR2011000277 W KR 2011000277W WO 2011090292 A2 WO2011090292 A2 WO 2011090292A2
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김성길
최대원
김의용
정원용
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    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds

Definitions

  • the present invention relates to a composition for anti-corrosion coating to prevent corrosion and erosion of metal and concrete structures exposed to corrosive environments, and more particularly, as a polymer resin, a curing agent, a ceramic powder, and a filler. It comprises a layered silicate and a plate-shaped glass flake together, the plate-shaped glass flake has a length less than the thickness of the coating layer formed by the composition and has a property that is arranged parallel to the coating surface of the coating layer It relates to a composition.
  • coating materials containing ceramic fillers may be added to the curable polymer resin having a low diffusion rate to elements or molecules causing corrosion. Has been used.
  • This corrosion is mostly caused by the penetration of moisture (H 2 O), halogenated elements (Cl, Br, etc.), acids or alkali ions.
  • moisture H 2 O
  • halogenated elements Cl, Br, etc.
  • acids or alkali ions.
  • the ceramic filler since the diffusion of these corrosion-causing substances is prevented, the diffusion progresses by bypassing the filler as schematically shown in FIG. That is, the addition of fillers bypasses the diffusion path of the corrosion causing materials and increases the penetration length, thereby reducing the permeability of the corrosion causing materials and improving the anticorrosive performance of these coatings.
  • the transmittance (P) of the coating layer to which the layered ceramic filler is added may be expressed as a function of the transmittance (P 0 ) of the known material (LE Nielsen, J. Macromol. Sci. ), A1 (5): 929 (1967).
  • ⁇ f is the filler fraction
  • ⁇ is a tortuosity factor indicating the degree of bending of the diffusion path.
  • Equation 2 the factor ⁇ indicating the bending degree of the diffusion path is given by Equation 2 below.
  • L is the long axis length of the plate-like filler
  • W is the thickness of the plate-shaped filler
  • the permeability of the corrosion-inducing material through the coating layer containing the filler is determined by the permeability (P 0 ) of the polymer matrix itself, the fraction of the filler ( ⁇ f ), and the aspect ratio of the filler (L). / W).
  • a polymer base having a low permeability should be selected, and the addition fraction of the filler having a high aspect ratio should be increased. Accordingly, a variety of corrosion resistant coating layers have been provided that use layered silicate materials having a few to tens of nanometers thick and very high aspect ratios as fillers in the polymer matrix (EL Cussler et al, J. Membrane Sci. 38: 161-174 ( 1988); C. Liu et a I, Phy.Rew. Lett, 95: 088303 (2005) ; E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292: 133 44 (2007); Chang, J.
  • Equation 3 RK Bharadwaj, Macromolecules 34). : 9189 (2001).
  • the S value indicating the arrangement degree of the filler decreases, which results in an increase in the transmittance of the coating layer.
  • the aspect ratio (L / W) of the added layered filler in order to improve the anti-corrosion performance by reducing the permeability of the corrosion causing material through the coating layer, the aspect ratio (L / W) of the added layered filler must be greater than several hundreds. And they should be arranged parallel to the coating surface.
  • the aspect ratios of currently available layered silicate materials generally range from about 6 to 40 (E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292 : 133-44 (2007)) and parallel these materials with the coating layer. There is a problem that it is difficult to arrange uniformly in one direction.
  • a method of arranging the plate-shaped filler in parallel with the coating layer is disclosed in US Pat. No. 4,443,503.
  • a plate-shaped glass flake having a sufficiently large aspect ratio is used to be arranged in parallel with the coating layer.
  • the patent has a long axis length of the plate-like filler should be similar to or longer than the thickness of the coating layer, the coating layer using a filler having such a large aspect ratio is significantly improved compared to the conventional coating layer irregular filler (anti -corrosion) property.
  • the filler may protrude to the surface of the coating layer, or the filler may prevent the level of the coating layer from being leveled, thereby making the surface of the coating layer not smooth. Therefore, the use of the filler of such a long length will cause a poor appearance of the coating layer.
  • the coating layer contains volatiles
  • the diffusion of these volatiles to the outside is hampered by the filler, which increases the drying and curing time of the coating layer. This increases the working time of the coating, which leads to an increase in the process cost.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • the inventors of the present application have disclosed a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures as described later, in which a layered silicate and a plate glass flake are filled together as a filler in a polymer resin.
  • the glass flakes can be arranged parallel to the coating surface to reduce the permeability of corrosion-inducing factors, and can solve the problems of the prior art by not using a filler having a long axis of length greater than the thickness of the coating layer. It confirmed and completed this invention.
  • the composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures comprises a layered silicate and a plate glass flake together as a polymer resin, a curing agent, a ceramic powder, and a filler, and the plate glass flake is It has a length smaller than the thickness of the coating layer formed by the composition and has a property of being arranged parallel to the coating surface of the coating layer.
  • the layered silicate and the plated glass flakes are added together, it is thought that such a regular arrangement of the fillers occurs due to the constraining effect of the layered silicates located between the layers on which the plated glass flakes are arranged. Specifically, it is expected that the layered silicate is positioned between the plate glass flakes to constrain the movement of the plate glass flakes, thereby exhibiting the effect of arranging the plate glass flakes in a constant direction.
  • This phenomenon is an unexpected phenomenon in the situation where the technique using the layered silicate and the technique using the plated glass flakes are known, respectively, and the present invention cannot be obtained by a simple combination of these prior arts. Prove it.
  • the polymer resin may be used without limitation so long as it is a polymer resin having a low diffusion rate for an element or molecule causing corrosion.
  • the polymer resin may be a thermosetting epoxy resin
  • the thermosetting epoxy resin may preferably be a bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin and the like.
  • the polymer resin may be included in an amount of 15 to 40 wt% based on the total weight of the composition. If the content is less than 15% by weight, the absolute amount of the resin may not be enough to act as a binder as a matrix, and thus the crosslinking density may be lowered when crosslinking with the curing agent, thereby deteriorating physical properties such as acid resistance and alkali resistance. If it exceeds 40% by weight, the flowability may increase and the content of other components may be insufficient, resulting in poor physical properties and workability.
  • the curing agent is not particularly limited as long as it allows the polymer resin to be cured at room temperature, and preferably may be an amine curing agent, and representative examples thereof include aliphatic amines, alicyclic amines, aromatic amines, amido amines, and amine compounds. Ducts, penalcamine and the like.
  • the amine curing agent is preferably included in 10 to 30% by weight based on the total weight of the composition.
  • the above composition range is an appropriate ratio for adjusting the equivalence ratio with the polymer resin, preferably 1: 1. When one component is present in excess, an unreacted excess of substance remains in the composition, resulting in slow drying and low crosslinking density. Physical properties such as water resistance and weather resistance may be poor.
  • Ceramic powder one or more selected from the group consisting of titanium oxide, talc, calcium carbonate, and silica having a particle size distribution in the range of 0.2 to 50 ⁇ m may be used.
  • Ceramic powder is a pigment component in paints and plays a role of giving color, hiding power, improving durability, enhancing mechanical strength, improving workability and adjusting gloss.
  • Ceramic powder may be included in 30 to 50% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 30% by weight, the mechanical strength may be lowered. If the content is less than 50% by weight, it may be difficult to manufacture the paint by exceeding the critical pigment volume concentration, and the coating film properties may be rapidly decreased.
  • the layered silicate for example, at least one selected from the group consisting of montmorillonite, mica, kaolinite and vermiculate can be used.
  • the layered silicate preferably has a particle size distribution in the range of 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the organic layered silicate Since the layered silicate is exfoliated and uniformly dispersed in a plate form composed of a single layer to several tens of layers in a composition containing a polymer resin, the organic layered silicate that has been intercalated with an organic material ( Preference is given to using organic silicates). In some cases, a conventional method such as high speed / high temperature stirring and ultrasonic dispersion may be applied to the material.
  • the layered silicate is preferably included in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the composition. When it is included in less than 1% by weight it may be difficult to express the blocking effect of the filler, when it exceeds 20% by weight may increase the viscosity sharply it is difficult to manufacture the paint and the film properties may be sharply lowered. More preferred content range is 2 to 7% by weight.
  • the plate-shaped glass flake has a length smaller than the thickness of the coating layer formed by the composition, it is preferable that the average length of the long axis is 1/4 or less than the thickness of the coating layer. Therefore, in the prior art as described above, it is possible to solve the problems caused by the length of the long axis being larger than the thickness of the coating layer.
  • the plate-shaped glass flakes may have an average length of 10-50 ⁇ m and a thickness of 0.1-0.5 ⁇ m.
  • a glass material including a network former and a network modifier.
  • the glass mesh former is preferably SiO 2
  • the mesh modifier is preferably Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, ZnO, in order to control various physical properties of the material.
  • One or more selected from the group consisting of Na 2 O, Li 2 O, K 2 O and mixtures thereof may be used.
  • Plate glass flakes are required to have characteristics that can prevent the phenomenon of cracking by preventing diffusion and permeation of water, water vapor, halogen group ions, acids and alkali ions, and improving the strength and wear resistance of the coating film to reduce the curing shrinkage. do. Therefore, the glass mesh former is 50 to 70% by weight based on the total weight of the plate glass flakes, the mesh modifier is preferably included in the composition range of 30 to 50% by weight based on the total weight of the plate glass flakes. .
  • the mesh modifier is 5 to 35% MgO + CaO + SrO + ZnO based on the total weight of the plate glass flakes, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1 to 20% by weight 2 O 3 + B 2 O 3 It may be made of a composition of 1 to 10% by weight.
  • the plate glass flakes are preferably included in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the composition. When included in less than 1% by weight it may be difficult to properly exhibit the intrinsic function of the plate-shaped glass flakes, when exceeding 20% by weight may increase the viscosity may be poor workability. More preferred content range may be 2 to 5% by weight.
  • the coating composition according to the invention comprises: (a) a main component of a polymer resin, ceramic powder, layered silicate, plate glass flakes, additives and diluents; And (b) a curing agent mixed with an amine curing agent, a ceramic powder, a layered silicate, a plate glass flake, an additive, and a diluent.
  • the main component (a) and the curing component (b) may be mixed in a ratio of 1: 3 to 3: 1 by volume, preferably in a ratio of 1: 2 to 2: 1, more preferably Preferably in a ratio of 1: 1.
  • This range can be determined in the range in which the equivalent ratio of the polymer resin in the main component (a) and the amine-based curing agent in the curing component (b) is preferably adjusted to 1: 1.
  • the additive is included in the composition for formation of the coating film, improvement of the coating film properties and workability improvement, and an antifoaming agent, a dispersant, a plasticizer, a thickener, an antisettling agent, an adhesion promoter, a coupling agent, and the like may be used.
  • the additive is preferably included in the composition at 2 to 5% by weight based on the total weight of the subject component (a) and 1 to 12% by weight based on the total weight of the curing component (b). If the amount is less than the above range, problems may occur in the coating film and workability, and in the case of exceeding the above range, cratering or deterioration of the coating film may occur.
  • the diluent adjusts the viscosity to improve workability, control the film thickness and contribute to the storage stability of the coating material.
  • Such diluent is not particularly limited as long as it is a substance capable of achieving the above object.
  • Non-limiting examples that can be used as a diluent include, but are not limited to, reactive diluents such as butylglycidyl ether, phenylglycidyl ether, aliphatic glycidyl ether (C 12 -C 14 ); Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Esters such as normal butyl acetate and ethylene glycol ethyl ether acetate; Ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl normal amyl ketone; Alcohols such as isopropanol, normal butanol and isobutanol; And glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and propy
  • the diluent is preferably included in the composition in each of the main component (a) and the curing component (b) at 1 to 15% by weight, based on the weight of each. If it is included in less than 1% by weight, the dilution effect is low, the viscosity may be high and stirring may not be possible. If it exceeds 15 parts by weight, the viscosity of the composition is excessively reduced, making it difficult to secure the thickness of the coating film and adhesion may be reduced. have.
  • the ceramic powder, layered silicate, plate glass flakes, additives, diluents, etc. which are included in both the main component (a) and the curing component (b), may be of the same kind or different from each other. .
  • the present invention is also coated with the coating composition, to provide an anti-corrosion coating layer having a thickness of 200 to 500 ⁇ m after drying.
  • This coating layer is characterized in that, as described above, the plate-shaped glass flakes are arranged parallel to the coating surface.
  • the dry coating thickness obtained in one painting operation is about 100 to 250 ⁇ m
  • the coating thickness is thick and the durability is excellent, but the number of painting operations increases, so that the work time is long.
  • the performance and the productivity is lowered, and when the thickness is smaller than the thickness range, there is an advantage of shortening the working time, but there is a problem in that the dry film thickness is thin and the durability and corrosion resistance are poor.
  • the thickness is less than 200 ⁇ m, since the coating film does not endure for a long time and wears off, a problem arises in that the coating needs to be repeated at any time.
  • the present invention provides a method for coating the coating composition on a metal and concrete structure using airless spray, a brush and an actuator. Since the coating method using the anticorrosive coating composition is well known in the art, a detailed description thereof is omitted herein.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a diffusion path of a material causing corrosion in a coating layer by an anticorrosive coating material having regularly arranged fillers;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a coating layer by an anticorrosive coating material having irregularly arranged fillers;
  • Figure 4 is a photograph of the cross-sectional microstructure of the coating layer of Example 1 observed with a scanning electron microscope.
  • Bisphenol F type epoxy resin (Kukdo Chemical YDF-162, epoxy equivalent 180g / eq) 35 parts by weight, ceramic powder (titanium oxide, silica, talc, calcium carbonate, mica) 42 parts by weight, layered silicate (Sud Chemi (93A)) 5 parts by weight, plated glass flakes (Micronized glass flake from Glass flake limitted) 5 parts by weight, additives (defoamer, dispersant, plasticizer, leveling agent, thickener, coupling agent) 3 parts by weight and diluent (reactive diluent, non-reactive diluent) 10 The parts by weight were mixed to prepare the subject component (a).
  • phenalkamin Cardolite lite-2001, manufactured by Cardolite
  • ceramic powder equivalent
  • 5 parts by weight of layered silicate homologous
  • 5 parts by weight of plate glass flake homologous
  • additive defoamer, dispersant
  • Plasticizer plasticizer
  • water absorbent diluent
  • xylene diluent
  • the coating component was prepared by mixing the main component (a) and the curing component (b) prepared in a 1: 1 (volume ratio).
  • a coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the layered silicate and the plate glass flakes were not added.
  • a coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the plate glass flakes were added to the main component and the curing agent without adding the layered silicate.
  • Example 1 The compositions of Example 1, Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.
  • Example 1 and Comparative Example 2 were coated with a thickness of 200 ⁇ m on an iron plate base by an airless spray method, and cured at room temperature for 24 hours, and then the microstructure of the cross section was observed with a scanning electron microscope.
  • 3 shows the microstructure of the coating layer of Comparative Example 2
  • FIG. 4 shows the microstructure of the coating layer of Example 1.
  • some of the added plate glass flakes are arranged parallel to the coating surface, while others are arranged perpendicular to the coating surface. That is, it can be seen that the plate-shaped glass flakes are arranged irregularly, such an arrangement of irregular glass flakes reduces the blocking effect of the filler.
  • the added plate glass flakes are mostly arranged almost parallel to the coating surface, so that only the cross section of the plate glass flakes can be observed, and the glass appears when arranged perpendicular to the coating surface as shown in FIG. 3. It can be seen that the plane of flakes is not observed.
  • the fine white structure observed between the glass flakes in FIG. 4 is a layered silicate filler.
  • Moisture permeability was measured using a moisture-permeability measurement device, PERMATRANS-W Model 3/61, was measured according to the method specified in the ASTM F-1249 standard. Corrosion resistance experiments were evaluated for corrosion performance according to the combined cycle corrosion resistance test method (KSM ISO 11997-1).
  • the corrosion resistance is also increased similarly to the decreasing tendency of moisture permeability and chloride ion penetration resistance. That is, the plate glass flakes arranged parallel to the coating layer increase the barrier resistance to various ions causing moisture and corrosion, thereby improving the waterproof / corrosion performance of the coating.
  • the anti-corrosion coating composition according to the present invention provides excellent anticorrosive performance by the added filler is arranged parallel to the coating surface, to prevent the occurrence of defects such as pinholes in the coating layer, coating layer
  • the content of the inorganic material added to the inside it is possible to prevent clouding defects of the coating layer due to a decrease in density and a decrease in viscosity, thereby providing an increase in productivity and excellent overall performance of the anticorrosive coating.

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Abstract

본 발명은 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 포함하고 있고, 상기 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물을 제공한다. 이러한 코팅용 조성물은 부식 유발 물질에 대한 차단 효과가 우수하여 방식 성능이 획기적으로 개선되고, 고가의 충진재 사용량을 최소화하는 것이 가능하고, 코팅재의 핀홀 결함 등의 발생 가능성이 적고, 코팅 작업성이 우수하여 코팅의 경제성을 향상시킬 수 있으며, 금속 및 콘크리트 구조물의 사용 수명을 향상시키고, 유지, 보수 원가를 감소시킬 수 있다.

Description

나노 플레이크를 이용한 방수 및 방식 세라믹 코팅제
본 발명은 부식 환경에 노출되어 있는 금속 및 콘크리트 구조물의 부식 및 침식을 방지하기 위한 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 포함하고 있고, 상기 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 각종 금속 및 콘크리트 구조물의 부식 및 침식을 방지하기 위하여, 부식을 유발하는 원소 또는 분자에 대한 확산 속도가 낮은 경화형 폴리머 수지 내에 이들 확산을 더욱 저지할 수 있는 세라믹계 충진재가 첨가된 코팅재가 많이 사용되어 왔다.
이러한 부식은 대부분 수분(H2O), 할로겐족 원소(Cl, Br 등), 산 또는 알칼리 이온 등의 침투에 의하여 발생한다. 이에 대해, 상기와 같이 세라믹계 충진재를 사용하는 경우, 이들 부식 유발 물질의 확산을 저지하기 때문에, 도 1에 모식적으로 나타낸 바와 같이 충진재를 우회하여 확산이 진행된다. 즉, 충진재의 첨가는 부식 유발 물질의 확산 경로를 우회하게 하여 침투 길이를 증가시키기 때문에, 부식 유발 물질의 투과도를 감소시켜 이들 코팅재의 방식 성능이 개선된다.
상기와 같이 층상 세라믹 충진재가 첨가된 코팅층의 투과도(P)는, 하기 식 1에서와 같이, 기지 재료의 투과도(P0)의 함수로 나타낼 수 있다 (L.E. Nielsen, J. Macromol. Sci. (Chem), A1(5):929(1967)).
Figure PCTKR2011000277-appb-I000001
(1)
상기 식에서, ψ f 는 충진재 분율이고, τ는 확산 경로의 구부러짐 정도를 나타내는 인자(tortuosity factor)이다.
도 1과 같이 코팅층에 평행하게 배열된 판상의 충진재를 가진 경우, 확산 경로의 구부러짐 정도를 나타내는 인자(τ)는 하기 식 2와 같이 주어진다.
Figure PCTKR2011000277-appb-I000002
(2)
상기 식에서, L은 판상 충진재의 장축 길이이고, W는 판상 충진재의 두께이다.
상기 식 1 및 2를 참조하면, 충진재를 포함하고 있는 코팅층을 통한 부식 유발 물질의 투과도는 폴리머 기지 자체의 투과도(P0), 충진재의 분율(ψ f ), 충진재의 종횡비(aspect ratio)(L/W)에 의하여 좌우되는 것임을 알 수 있다.
따라서, 코팅 재료의 방수 및 방식 성능을 증가시키기 위해서는 투과도가 낮은 폴리머 기지를 선정해야 하고, 종횡비가 큰 충진재의 첨가 분율을 증가시켜야 한다. 이에 따라, 수 내지 수십 나노 미터 두께를 가져 종횡비가 매우 높은 층상 실리케이트 재료를 폴리머 기지 내에 충진재로 사용한 내식 코팅층이 다양하게 제공되어 있다 (E. L. Cussler et aI, J. Membrane Sci. 38:161-174 (1988); C. Liu et aI, Phy. Rew. Lett, 95:088303(2005); E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292:133 44(2007); Chang, J. et aI, Journal ofApplied Polymer Science,84:2294 (2002); Messersmith, P. B. and Giannelis, E. P, Journal of Polymer Science A: Polymer Chemistry 33:1047 (1995); J.K. Kim et al, Composites Science and Technology 65:805 (2005); 미국 등록특허 2006/0110615; 4,889,485; 4,911,218; 4,960,639; 4,983,432; 5,091,467; and 5,049,609 등 참조).
그러나, 상기 나노미터 두께의 층상 실리케이트 재료를 충진재로 사용한 코팅 재료는, 부식 유발 물질의 투과도가 폴리머 기지만을 사용한 코팅 재료에 비하여, 최대 10% 정도 감소하는 것에 그친 것으로 보고되고 있다. 이것은 층상 실리케이트 충진재가 1 마이크론 크기 정도의 도메인 내에서는 서로 같은 방향으로 배열되어 있으나, 이들 도메인이 코팅층 내에서 불규칙하게 배열되어 있어 (W. J. Boo, et al., J. of Polymer Sci.: Part B: Polymer Phys., 45:14592007), 충진재의 차단 효과가 떨어지기 때문인 것으로 알려져 있다. 도 2에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 코팅재 내에 첨가된 층상 실리케이트 재료가 불규칙적으로 배열되어, 코팅면과 각도 θ를 이루는 경우, 코팅층을 통한 투과도는 하기 식 3으로 나타낼 수 있다 (R. K. Bharadwaj, Macromolecules 34:9189 (2001)).
Figure PCTKR2011000277-appb-I000003
(3)
상기 식에서,
Figure PCTKR2011000277-appb-I000004
이다.
즉, 코팅면과의 각도가 증가함에 따라 충진재의 배열 정도를 나타내는 S값이 감소하고, 이는 코팅층의 투과도 증가로 나타나게 된다.
상기 식 1, 2 및 3을 종합하면, 코팅층을 통한 부식 유발 물질의 투과도를 감소시켜 방식(anti-corrosion) 성능을 개선하기 위해서는, 첨가된 층상 충진재의 종횡비(L/W)가 수백 이상으로 커야 하며, 이들이 코팅면에 평행하게 배열되어야 한다. 그러나, 현재 사용 가능한 층상 실리케이트 재료의 종횡비는 대부분 6 내지 40 정도의 범위를 가지는 것이 일반적이며 (E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292:133-44(2007)), 이들 재료를 코팅층과 평행한 방향으로 균일하게 배열하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 판상형 충진재를 코팅층과 평행하게 배열하는 방법이 미국 등록특허 제4,443,503호에 개시되어 있다. 즉, 종횡비가 충분히 큰 판상형 유리 플레이크를 사용하여 코팅층과 평행하게 배열되도록 하는 방식이다. 이를 위해, 상기 특허에서는 판상형 충진재의 장축 길이가 코팅층의 두께와 유사하거나 더 길어야 하며, 이와 같은 큰 종횡비를 가지는 충진재를 사용한 코팅층은 기존의 충진재가 불규칙하게 배열된 코팅층에 비하여 현저하게 향상된 방식(anti-corrosion) 특성을 나타낸다.
그러나, 이와 같이 코팅층의 두께와 유사한 길이 또는 더 긴 길이를 갖는 충진재의 사용은 하기와 같은 몇 가지 문제점들을 가지고 있다.
첫째, 코팅층 표면으로 충진재가 돌출되거나, 코팅층이 평탄화(leveling) 되는 것을 충진재가 방해하여 코팅층 표면이 매끄럽지 못하게 된다. 따라서, 이와 같이 긴 길이의 충진재의 사용은 코팅층의 외관 불량을 유발하게 된다.
둘째, 코팅 과정에서 코팅층 내부에 기공 포획이 쉽게 일어나 핀홀(pin hole) 등의 결함이 많이 발생하게 된다. 대부분의 코팅층은 스프레이, 브러쉬, 어플리케이터 등을 사용하여 막을 형성하는 것이 일반적인데, 이 과정에서 기포가 코팅층 내에 발생 또는 포집된다. 이들 기포의 대부분은 부력에 의하여 코팅층 상부로 부유되어 제거되는 것이 일반적이다. 그러나, 충진재의 장축 길이가 증가하면 기포가 충진재에 의하여 포집될 확률이 증가하고, 이는 핀홀 등 코팅층의 결함 발생에 따른 성능 저하로 이어지게 된다.
마지막으로, 코팅층이 휘발성 물질을 함유하고 있을 경우, 이들 휘발성 물질이 외부로 확산되는 것이 충진재에 의하여 방해를 받게 되어 코팅층의 건조 및 경화 시간이 증가하게 된다. 이에 따라 코팅의 작업 시간이 증가하고, 이는 공정 비용의 증가로 이어지게 된다.
따라서, 부식 유발 물질의 투과도를 감소시키면서 상기의 문제점들을 초래하지 않는 코팅용 조성물 개발에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같은 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물로서, 폴리머 수지 내에 층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크가 충진재로서 함께 첨가하는 경우, 상기 유리 플레이크가 코팅면에 평행하게 배열되어 부식 유발 인자의 투과도를 줄일 수 있으며, 코팅층의 두께보다 큰 길이의 장축을 가지는 충진재를 사용하지 않아 종래기술의 문제점을 해소할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물은, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 포함하고 있고, 상기 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는다.
본 발명에 따른 조성물을 사용하여 금속 및 콘크리트 구조물에 소정의 코팅층을 형성할 때, 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가진 판상 유리 플레이크가 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 이유는 명확하지 않다. 다만, 본 발명의 범주가 한정적으로 해석되지 않는 범위에서 다음과 같이 추측된다.
층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 첨가하면, 판상 유리 플레이크가 배열된 층들 사이에 위치한 층상 실리케이트의 구속 효과(constraining effect)에 의해, 상기와 같은 충진재의 규칙적인 배열 현상이 일어나는 것으로 생각된다. 구체적으로, 판상 유리 플레이크들 사이에 층상 실리케이트가 위치함으로써 판상 유리 플레이크의 움직임을 구속하게 되고, 그에 따라, 판상 유리 플레이크를 일정한 방향으로 배열하는 효과를 나타내는 것으로 예상된다.
이러한 현상은 충진재로서 층상 실리케이트를 사용하는 기술과 판상 유리 플레이크를 사용하는 기술이 각각 공지되어 있는 상황에서 전혀 예상하지 못한 현상으로서, 본 발명이 이들 종래기술들의 단순한 조합에 의해 얻어질 수는 없음을 입증한다.
상기 폴리머 수지는 부식을 유발하는 원소 또는 분자에 대한 확산 속도가 낮은 폴리머 수지라면 한정되지 않고 사용될 수 있다. 하나의 바람직한 예에서, 상기 폴리머 수지는 열경화성 에폭시 수지일 수 있으며, 상기 열경화성 에폭시 수지는 바람직하게는 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지 등일 수 있다.
폴리머 수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 15 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 15 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 수지의 절대량이 부족하여 기지 재료(matrix)로서의 바인더 역할을 할 수 없어서 경화제와의 가교 결합시 가교 밀도가 떨어져 내산성, 내알칼리성과 같은 물성이 저하될 수 있으며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 흐름성이 증가하고 기타 성분의 함량이 부족하여 물성 및 작업성이 불량하게 될 수 있다.
상기 경화제는 폴리머 수지가 상온에서 경화될 수 있도록 하는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 아민계 경화제일 수 있으며, 그것의 대표적인 예로는 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민, 아미도 아민, 아민 어덕트, 펜알카민 등을 들 수 있다.
아민계 경화제는 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기의 조성 범위는 폴리머 수지와의 당량비를 바람직하게는 1:1로 맞추기 위한 적절한 비율로서, 한쪽 성분이 과량으로 존재할 경우에는 미반응된 과잉의 물질이 조성물 내에 잔존하여 건조가 느려지고 가교밀도가 낮아져 내수성, 내후성 등의 물성이 불량해질 수 있다.
상기 세라믹 분말로는 입도 분포가 0.2 내지 50 ㎛ 범위의 산화티탄, 탈크, 탄산칼슘, 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 세라믹 분말은 도료에서의 안료 성분으로 색상, 은폐력 부여, 내구력 향상, 기계적 강도 보강, 작업성 향상 및 광택 조정의 역할을 한다.
세라믹 분말은 조성물 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 30 중량% 미만으로 함유하는 경우에는 기계적 강도가 저하될 수 있고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 임계 안료 체적 농도를 초과하여 도료제조가 곤란하고 도막 물성이 급격히 저하될 수 있다.
상기 층상 실리케이트로는, 예를 들어, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 운모(mica), 카올리나이트(kaolinite) 및 질석(vermiculate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 층상 실리케이트는 입도 분포가 0.1 내지 50 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
층상 실리케이트는 폴리머 수지를 포함하는 조성물 내에서 단일층 내지 수십 층으로 구성된 판상 형태로 박리(exfoliation)되어 균일하게 분산되어 있는 것이 중요하기 때문에, 유기물로 인터칼레이션(intercalation) 처리된 유기 층상 실리케이트(organic silicates) 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는, 상기 재료에 통상적인 고속/고온 교반, 초음파 분산법 등의 방법을 적용할 수도 있다.
층상 실리케이트는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 충진재의 차단 효과를 발현하기 어려울 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 급격히 증가하여 도료 제조가 곤란하고 도막 물성이 급격히 저하될 수 있다. 더욱 바람직한 함량 범위는 2 내지 7 중량%이다.
상기 판상 유리 플레이크는, 앞서 설명한 바와 같이, 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지는 바, 장축의 평균 길이가 코팅층의 두께 대비 1/4 이하인 것이 바람직하다. 이로 인해, 앞서 설명한 바와 같은 종래기술에서 장축의 길이가 코팅층의 두께보다 커짐으로써 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다. 하나의 구체적인 예에서, 판상 유리 플레이크는 장축의 평균 길이가 10 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 0.5 ㎛일 수 있다.
이러한 판상 유리 플레이크(glass flake)로는 유리 망목 형성제(network former)와 망목 수식제(network modifier)를 포함하는 유리 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유리 망목 형성제로는 바람직하게는 SiO2를 사용하고, 상기 망목 수식제로는 재료의 다양한 물리적 성질을 조절하기 위해 바람직하게는 Al2O3, B2O3, MgO, CaO, SrO, ZnO, Na2O, Li2O, K2O 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
판상 유리 플레이크는, 물, 수증기, 할로겐족 이온, 산 및 알칼리 이온 등의 확산 및 투과를 저지할 수 있고, 도막의 강도와 내마모성을 향상시켜 경화수축을 적게 함으로써 크랙 현상을 방지하는 특성을 가지는 것이 요구된다. 따라서, 상기 유리 망목 형성제는 판상 유리 플레이크 전체 중량을 기준으로 50 내지 70 중량%이고, 상기 망목 수식제는 판상 유리 플레이크 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%의 조성 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 망목 수식제는 판상 유리 플레이크 전체 중량을 기준으로 MgO+CaO+SrO+ZnO 5 내지 35 중량%, Li2O+Na2O+K2O 1 내지 20 중량% 및 Al2O3+B2O3 1 내지 10 중량%의 조성으로 이루어질 수 있다.
판상 유리 플레이크는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 판상 유리 플레이크 고유의 기능을 제대로 발휘하기 어려울 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 상승하여 작업성이 불량해질 수 있다. 더욱 바람직한 함량 범위는 2 내지 5 중량%일 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 본 발명에 따른 코팅용 조성물은, (a) 폴리머 수지, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 주제 성분; 및 (b) 아민계 경화제, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 경화제;의 혼합물 형태일 수 있다.
상기 조성물에서 주제 성분(a)와 경화 성분(b)는 부피 기준으로 1:3 내지 3:1의 비율로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 1:2 내지 2:1의 비율의 비율, 더욱 바람직하게는 1:1의 비율로 혼합될 수 있다. 이러한 범위는 주제 성분(a) 중의 폴리머 수지와 경화 성분(b) 중의 아민계 경화제의 당량비가 바람직하게는 1:1로 조절되는 범위에서 결정할 수 있다.
상기 첨가제는 도막의 형성, 도막 물성의 향상 및 작업성 향상을 위해 조성물에 포함되며, 여기에는 소포제, 분산제, 가소제, 증점제, 침강방지제, 접착증진제, 커플링제 등이 사용될 수 있다.
첨가제는 주제 성분(a)의 전체 중량을 기준으로 2 내지 5 중량%, 및 경화 성분(b)의 전체 중량을 기준으로 1 내지 12 중량%로 조성물 내에 포함되는 것이 바람직하다. 상기의 범위보다 적은 양을 포함하는 경우에는 도막 및 작업성에 문제점이 발생할 수 있고, 상기의 범위를 초과하는 경우에는 도막에서의 크레이터링 발생 또는 도막의 열화 현상이 발생할 수 있다.
상기 희석제는 점도를 조정하여 작업성을 향상시키고 도막 두께를 조절하며 코팅 재료의 저장 안정성에 기여한다. 이러한 희석제는 상기의 목적을 달성할 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 희석제로 사용될 수 있는 비제한적인 예로는, 부틸글리시딜에테르, 페닐그리시딜에테르, 지방족 글리시딜에테르(C12~C14) 등의 반응성 희석제; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계 탄화수소; 노말부틸아세테이트 및 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; 메틸이소부틸케톤, 메틸노말아밀케톤 등의 케톤류; 이소프로판올, 노말부탄올 및 이소부탄올 등의 알코올류; 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 등을 들 수 있다.
희석제는 주제 성분(a)와 경화 성분(b) 각각에, 각각의 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%로 조성물 내에 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 희석 효과가 떨어져 점도가 높고 교반이 불가능해질 수 있으며, 15 중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 지나치게 감소하여 도막 두께를 확보하기 곤란하고 부착성이 저하될 수 있다.
상기 조성물에서, 주제 성분(a)와 경화 성분(b)에 모두 포함되는 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제, 희석제 등은 그것의 종류가 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있음은 물론이다.
본 발명은 또한 상기 코팅용 조성물을 도포하여, 건조 후의 두께가 200 내지 500 ㎛인 방식(anti-corrosion) 코팅층을 제공한다. 이러한 코팅층은 앞서 설명한 바와 같이, 판상 유리 플레이크가 코팅면에 대해 평행하게 배열되어 있는 것을 특징을 갖는다.
1회 도장작업에서 얻을 수 있는 건조 코팅두께가 약 100 내지 250 ㎛이기 때문에, 상기 두께 범위보다 클 경우에는 코팅 두께가 두꺼워 내구성은 우수해지나 도장 작업 횟수가 늘어나 작업시간이 길어지기 때문에, 현장작업성과 생산성이 떨어지는 문제점이 발생하고, 상기 두께 범위보다 작을 경우에는 작업시간이 단축되는 장점은 있으나 건조도막두께가 얇아 내구성과 방식성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 두께가 200 ㎛ 미만일 경우에는 도막이 오랫동안 견디지 못하고 닳아 없어지기 때문에 수시로 도장을 다시 해야 하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기의 코팅용 조성물을 금속 및 콘크리트 구조물에 airless spray, 붓 및 어클리케이터를 사용하여 코팅하는 방법을 제공한다. 방식 코팅용 조성물을 사용하여 코팅하는 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
도 1은 규칙적으로 배열된 충진재를 가진 방식 코팅 재료에 의한 코팅층에 있어서 부식을 유발하는 물질의 확산 경로를 모식적으로 도시한 단면도이다;
도 2는 불규칙하게 배열된 충진재를 가진 방식 코팅 재료에 의한 코팅층의 단면을 모식적으로 도시한 단면도이다;
도 3은 비교예 2의 코팅층의 단면 미세 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다;
도 4는 실시예 1의 코팅층의 단면 미세 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
이하에서는 실시예 등을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
비스페놀 F형 에폭시 수지(국도화학 YDF-162, 에폭시 당량 180g/eq) 35 중량부, 세라믹 분말(산화티탄, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카) 42 중량부, 층상 실리케이트(Sud Chemi(93A)) 5 중량부, 판상 유리 플레이크(Glass flake limitted사의 Micronized glass flake) 5 중량부, 첨가제(소포제, 분산제, 가소제, 레벨링제, 증점제, 커플링제) 3 중량부 및 희석제(반응성 희석제, 비반응성 희석제) 10 중량부를 혼합하여 주제 성분(a)을 제조하였다.
또한, 펜알카민(Cardolite사의 Cardolite lite-2001) 30 중량부, 세라믹 분말(상동) 42 중량부, 층상 실리케이트(상동) 5 중량부, 판상 유리 플레이크(상동) 5 중량부, 첨가제(소포제, 분산제, 가소제, 수분흡수제) 8 중량부 및 희석제(크실렌) 10 중량부를 혼합하여 경화 성분(b)를 제조하였다.
상기에서 각각 제조된 주제 성분(a)과 경화 성분(b)를 1:1(부피비)로 혼합하여 코팅용 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
층상 실리케이트를 첨가하지 않고, 판상 유리 플레이크를 주제 성분과 경화제에 각각 10 중량부씩 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1, 비교예 1 및 2의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
<표 1>
Figure PCTKR2011000277-appb-I000005
<실험예 1> 코팅면 미세구조
상기 실시예 1 및 비교예 2의 조성물을 airless spray법으로 철판 기지상에 200 ㎛ 두께로 코팅하고, 상온에서 24 시간 동안 경화시킨 후, 단면의 미세 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 비교예 2의 코팅층의 미세조직을 나타낸 것이 도 3이고, 실시예 1의 코팅층의 미세조직을 나타낸 것이 도 4이다.
도 3을 참조하면, 첨가된 판상 유리 플레이크의 일부가 코팅면에 평행하게 배열되어 있으나, 나머지는 코팅면에 수직으로 배열되어 있는 것을 볼 수 있다. 즉, 판상 첨가된 유리 플레이크가 불규칙하게 배열되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이와 같은 불규칙한 유리 플레이크의 배열이 충진재의 차단 효과를 감소시킨다.
도 4를 참조하면, 첨가된 판상 유리 플레이크는 대부분 코팅면에 거의 평행하게 배열되어 판상 유리 플레이크의 단면만이 관찰되는 것을 볼 수 있고, 도 3에서와 같이 코팅면에 수직으로 배열될 경우 나타나는 유리 플레이크의 평면이 관찰되지 않는 것을 볼 수 있다. 도 4에서 유리 플레이크 사이에서 관찰되는 흰색의 미세 구조가 층상 실리케이트 충진재이다.
따라서, 나노 크기의 층상 실리케이트 재료와 수백 나노미터 크기의 판상 유리 플레이크를 혼합하여 충진재로 사용함으로써 유리 플레이크를 코팅면에 평행하게 배열하는 효과를 얻게 된다.
<실험예 2> 방수/내식 성능 실험
상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물을 실험예 1과 같은 방법으로 코팅한 후, 코팅층의 수분 및 염소 이온 투과도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
투습도는 MOCON사 투습도 측정 장치인 PERMATRANS-W Model 3/61을 사용하여 측정하였고, ASTM F-1249 규격에 정해진 방법에 따라 측정하였다. 내식성 실험은 복합사이클 내식성 시험법(KSM ISO 11997-1)에 의거하여 내식 성능을 평가하였다.
<표 2>
Figure PCTKR2011000277-appb-I000006
표 2를 참조하면, 비교예 2의 조성으로 제조된 코팅층은 비교예 1에 대비하여 수분 및 염소 이온의 투과도의 현저한 감소가 얻어지는 것을 볼 수 있다. 이러한 현상은 수백 나노미터 두께의 유리 플레이크의 수분 차단 성능이 매우 뛰어나기 때문이다.
그러나, 실시예 1의 조성으로 제조된 코팅층의 수분 및 염소 이온 투과도는 비교예 2보다 더욱 감소하는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 투과도가 획기적으로 감소하는 것은, 이들 이온의 확산에 대하여 첨가된 충진재가 코팅면에 평행하게 규칙적으로 배열되어 있어, 코팅층을 통하여 수직으로 확산하는 물질에 대해서 효과적으로 차단하는 역할을 하기 때문이다.
또한, 투습도 및 염화물 이온 침투 저항성의 감소 경향과 유사하게 내식 성능도 증가하는 것을 볼 수 있다. 즉, 코팅층에 평행하게 배열된 판상 유리 플레이크가 수분 및 부식을 유발하는 각종 이온에 대한 차단 저항성을 증가시키고, 이에 따라, 코팅의 방수/내식 성능이 개선된다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물은 첨가된 충진재가 코팅면에 평행하게 배열되어 우수한 방식 성능을 제공하고, 코팅층 내의 핀홀과 같은 결함의 발생을 방지하고, 코팅층 내에 첨가되는 무기질 재료의 함량을 낮춤으로써 밀도 감소 및 점도 감소에 의한 코팅층의 흐림 결함을 방지하여, 생산성의 증가 및 방식 코팅의 우수한 종합 성능을 제공할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (13)

  1. 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 포함하고 있고, 상기 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 열경화성 에폭시 수지이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 15 내지 40 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 경화제는 아민계 경화제이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 세라믹 분말은 입도 분포가 0.2 내지 50 ㎛ 범위의 산화티탄, 탈크, 탄산칼슘, 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 층상 실리케이트는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 운모(mica), 카올리나이트(kaolinite) 및 질석(vermiculate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고, 입도 분포가 0.1 내지 50 ㎛ 범위이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 판상 유리 플레이크는 장축의 평균 길이가 코팅층의 두께 대비 1/4 이하이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 판상 유리 플레이크는 장축의 평균 길이가 10 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 0.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 판상 유리 플레이크는 유리 망목 형성제(network former)와 망목 수식제(network modifier)를 포함하는 유리 재료인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유리 망목 형성제는 SiO2이고, 상기 망목 수식제는 Al2O3, B2O3, MgO, CaO, SrO, ZnO, Na2O, Li2O, K2O 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은, (a) 폴리머 수지, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 주제 성분; 및 (b) 아민계 경화제, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 경화제;의 혼합물 형태인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 주제 성분(a)와 경화 성분(b)는 부피 기준으로 1:3 내지 3:1의 비율로 혼합되며, 주제 성분(a) 중의 폴리머 수지와 경화 성분(b) 중의 아민계 경화제의 당량비가 1:1인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 코팅용 조성물을 도포하여 건조 후의 두께가 200 내지 500 ㎛이며, 코팅 중의 판상 유리 플레이크가 코팅면에 대해 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 방식 코팅층.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 코팅용 조성물을 사용하여 금속 및 콘크리트 구조물을 코팅하는 것을 특징으로 하는 방식 조성물의 코팅 방법.
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