WO2022154225A1 - 고온표면 부위 단열 및 열차폐용 수성 코팅제 조성물 - Google Patents

고온표면 부위 단열 및 열차폐용 수성 코팅제 조성물 Download PDF

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micro
high temperature
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최장식
백성빈
김보은
김혁민
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(주)이유씨엔씨
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Definitions

  • the present invention relates to an aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area, and more particularly, industrial facilities (boilers and surrounding facilities, high temperature steam transfer pipes and surrounding facilities, dry ovens, High-temperature reactors, storage tanks, incinerator facilities, heat exchangers, etc.) to prevent heat loss through insulation and insulation, and to save energy, and to protect the old coatings formed on iron, aluminum, stainless steel, galvanized steel, tin, concrete, and coated objects without undercoating or intermediate. It relates to a water-based thermal insulation coating composition for coating a high-temperature area that can form a dry film of 1 mm (1000 ⁇ m) or less and exhibit excellent thermal insulation performance.
  • the maximum thickness of the dry film is 25mm (25,000 ⁇ m) in order to exhibit thermal insulation performance when the equipment temperature is 600°C.
  • the number of coatings increased, resulting in a longer coating work and an increase in the amount of coating agent required.
  • the present inventors recognized the above problems and formed a thin dry film thickness of the insulating coating agent applied to the existing industrial equipment handling high temperature heat while preventing heat loss (heat dissipation) and improving the heat shielding effect.
  • An aqueous thermal insulation coating composition for coating a high-temperature area was completed.
  • An object of the present invention is to increase solar reflectance, lower thermal conductivity, and increase energy efficiency by adjusting the weight mixing ratio of the ceramic non-porous body and hollow body based on the limited and combination of the physical properties of the ceramic non-porous body and the hollow body particle.
  • An object of the present invention is to provide an eco-friendly water-based thermal insulation coating agent.
  • the present invention can form a film on concrete, cement mortar, iron, stainless, aluminum, tin, galvanized steel, wood, and all old coatings with only top coating without simple background treatment and no undercoating and intermediate coating is in the possibility
  • an aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area in the range of 300 to 600° C. includes an alkali aluminosilicate nonporous body; Soda lime borosilicate hollow body having an average particle diameter of 1 to 100 ⁇ m; an aluminosilicate hollow body having an average particle diameter of 10 to 300 ⁇ m; a binder comprising at least one of a silicone acrylic copolymer emulsion and a fluorine-based emulsion; and one or more fillers selected from micro-calcined silica, micro-calcined alumina, micro-calcined zinc phosphate, and micro-calcined aluminum titanate, and the dry film thickness after coating may be 100 to 1,000 ⁇ m.
  • the weight mixing ratio of the alkali aluminosilicate-based hollow body and the silicate-based hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature site may be 1:2 to 1:8.
  • the weight mixing ratio of the soda lime boro silicate hollow body and the alumino silicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may be 1:1 to 3:1.
  • the alkali aluminosilicate non-porous body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature site may have an average particle diameter of 0.5 to 25 ⁇ m and a sphericity of 0.8 or more.
  • the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a sphericity of 0.7 or more.
  • the dry coating film formed through the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a thermal conductivity of 0.03 W/mK or less.
  • the micro-calcined silica included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high-temperature area may be included in a concentration of 1 to 10% by weight based on the total weight of the coating composition.
  • the micro-calcined alumina included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in a concentration of 1 to 10% by weight based on the total weight of the coating composition.
  • the micro-calcined zinc phosphate included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in a concentration of 1 to 10% by weight based on the total weight of the coating composition.
  • the micro-calcined titanate included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in a concentration of 1 to 10% by weight based on the total weight of the coating composition.
  • a dry coating film is formed by applying an aqueous thermal insulation coating prepared by mixing a ceramic hollow body, a ceramic hollow body, a binder, a special filler (filler), and various additives in an optimal weight ratio to a high temperature area in the range of 300 to 600 ° C. And, by maximizing the function of insulation and preventing heat loss, there is an effect of reducing energy and CO2 emission at the same time.
  • the present invention uses acrylic copolymer emulsion, fluorine-based emulsion, and micro-calcined zinc phosphate in the water-based thermal insulation coating composition for coating high temperature areas, so the emission of volatile organic compounds (VOCs) is lower than 0.0076 g/L, which is eco-friendly.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the present invention provides excellent heat resistance (interrupted and continuous), adhesion, durability, It can exhibit corrosion resistance, impact resistance, chemical resistance, salt water resistance, condensation prevention, and corrosion prevention performance.
  • the present invention can secure work safety by forming a dry coating film to prevent burns of workers through heat shielding of high-temperature areas of industrial facilities that handle high-temperature heat of 600° C. or less, and can facilitate surface treatment of objects to be coated. Therefore, time and labor costs are reduced, and since there is no separate painting operation to form a primer and a middle layer, material costs are reduced and economic efficiency is improved.
  • the water-based thermal insulation coating composition for coating a high-temperature area forms a dry coating film having a thickness of 100 to 1,000 ⁇ m on the outer surface of the high-temperature device, thereby lowering the surface temperature of the high-temperature device, which is 300 to 600° C., to a level of 100 to 120° C. can be lowered to
  • the time interval between the number of coatings may be within 2 hours, and the complete curing time is 72 hours, which shortens the time taken for about 14 days in the prior art.
  • the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area can reduce the number of coatings by forming a thin dry film thickness of 100 to 1,000 ⁇ m in lowering the external surface temperature of the high temperature device, Since the time interval between the number of times of painting can be reduced to 30 minutes, the overall construction cost and time can be dramatically reduced.
  • the dry coating film formed through the water-based thermal insulation coating composition for coating a high temperature area according to an embodiment of the present invention has improved ultraviolet reflection function, so that the solar reflectance is 96% or more, and the thermal conductivity is improved by improving the thermal insulation and heat shielding properties of thermal energy at high temperature. It can be lowered to less than 0.03W/mK.
  • the aqueous insulation coating composition for coating a high-temperature area has excellent rust prevention properties during construction. No, it is possible to scrape off any molten iron with a hand tool, and simply remove it with a molten iron brush in the cluster.
  • the water-based thermal insulation coating composition for coating a high temperature area does not require intermediate or undercoating, so it forms a dry film thickness of 150 ⁇ m or more with just one coating, so that the coating agent can adhere well to the object to be coated. Accordingly, the construction time can be significantly shortened.
  • the water-based thermal insulation coating composition for coating a high temperature area has the ability to withstand high temperatures of about 600° C. for up to 10 hours without changing physical properties by forming a dry film on the outside of high-temperature industrial equipment, and operation of the equipment during painting work Coating can be done without interruption.
  • the present invention has excellent incombustibility, which is a property that does not easily catch fire or burns quickly, and has excellent accelerated weather resistance, which is a property to withstand various climates, so that it can withstand more than 1200 hours.
  • Aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area in the range of 300 to 600 °C is an alkali aluminosilicate non-porous body; Soda lime borosilicate hollow body having an average particle diameter of 1 to 100 ⁇ m; an aluminosilicate hollow body having an average particle diameter of 10 to 300 ⁇ m; a binder comprising at least one of a silicone acrylic copolymer emulsion and a fluorine-based emulsion; It may contain one or more fillers selected from micro-calcined silica, micro-calcined alumina, micro-calcined zinc phosphate and micro-calcined aluminum titanate, and the dry film thickness after coating is preferably 100 to 1,000 ⁇ m, more preferably 200 to It may be 600 ⁇ m.
  • the weight mixing ratio of the alkali aluminosilicate-based hollow body and the silicate-based hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is preferably 1:2 to 1:8, more preferably may be 3:16 to 5:18.
  • the weight mixing ratio of the soda lime borosilicate hollow body and the alumino silicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is preferably 1:1 to 3:1, more preferably 3:2 to 11:8 days.
  • the weight mixing ratio of the alkali aluminosilicate-based hollow body and the silicate-based hollow body is preferably 1:2 to 1:8, more preferably 3:16 to 5:18, and the soda lime borosilicate hollow body
  • heat shielding performance to reflect infrared rays and thermal insulation to block the movement of infrared rays Performance can be balanced, and the raw material blending with one or more fillers selected from micro-calcined silica, micro-calcined alumina, micro-calcined zinc phosphate and micro-calcined aluminum titanate in the present invention is optimized to provide heat insulation and The insulation effect can be maximized.
  • the ceramic hollow body or ceramic hollow body included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be used without particular limitation as long as it is a conventional ceramic hollow body or ceramic hollow body used in the art, but preferably ceramic
  • the sieve may be alkali aluminosilicate, and the ceramic hollow body may be one or more selected from soda lime borosilicate, aluminosilicate, and INSULAD.
  • the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area includes an alkali aluminosilicate porous body, which reflects infrared or near infrared rays of sunlight to block radiant heat, thereby achieving a solar reflectance of 96% or more.
  • the alkali aluminosilicate nonporous body is in a state in which the paint and powder are mixed before drying, and is added in the form of forming a ceramic film on the inside and outside of the paint after drying. And by improving water repellency, it is possible to prevent moisture and condensation from occurring.
  • the alkali aluminosilicate non-porous body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have an average particle diameter of 0.5 to 25 ⁇ m, preferably 1 to 5 ⁇ m, and when less than 0.5 ⁇ m, the coating film is cured After arranging the particles, there may be a problem that sufficient NIR reflection efficiency cannot be obtained because they are buried in the ceramic hollow bodies. problems may arise.
  • the ceramic non-porous body included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may have a softening point of 900 to 1200 ° C.
  • the softening point is less than 900 ° C, the heat resistance of the processed ceramic particles is weakened, so that the dry coating film is When it is exposed to a high temperature and high humidity environment, the strength of the ceramic particles may be weakened, and when it exceeds 1200° C., there may be a problem that the hardness of the processed ceramic particles may be weakened.
  • the ceramic porous body included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may have a sphericity of 0.8 or more, through which the ceramic porous body hardly absorbs heat and can form a very dense structure. For this reason, heat is not transferred without accumulating inside the dry coating film, so there is an effect that can fundamentally block the inflow of heat by reflecting it.
  • the ceramic non-porous body included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may contain 1 to 10% by weight based on the total weight of the composition.
  • thermal properties There is a problem of thermal properties, and when the content range is exceeded, there is a problem of thermal insulation of the dry coating film during internal coating.
  • the solar reflectance which is a heat blocking effect, can be exhibited as 96%, but when it is out of the above limited range, a problem in which the heat blocking effect is lowered may occur.
  • the ceramic non-porous body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a thermal conductivity of 0.03 W/mK or less. Problems may arise that may reduce effectiveness.
  • the lower limit may be 1 W/mK in consideration of the average particle diameter and other physical properties of the ceramic non-porous body.
  • the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is added to block heat transfer between objects to improve thermal insulation properties that lower thermal conductivity, and noise reduction characteristics There is this.
  • the average particle diameter of the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 50 ⁇ m, particularly preferably It may be 15-20 ⁇ m, but if the average particle diameter is less than 1 ⁇ m, there may be a problem that sufficient thermal insulation effect cannot be obtained due to the influence of other ceramic particles or pigments when the particles are arranged after curing the coating film. This may cause a problem in that the heat insulation effect decreases due to the decrease in dispersibility in the paint.
  • the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a sphericity of 0.7 or more, through which a very dense structure can be formed in the dry coating film, Since the fluidity of the hollow body in the paint is improved, efficient dispersion can be achieved, and the specific surface area is reduced, so that the insulation effect can be maximized.
  • the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a softening point of 600° C., but when the softening point is 600° C. or less, the heat resistance of the processed ceramic particles is weakened and dried If the coating film is exposed to a high temperature and high humidity environment, the strength of the ceramic particles may be weakened.
  • the soda lime borosilicate hollow body included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in 5 to 15% by weight based on the total weight of the composition, but when it is less than 5% by weight, the thermal insulation effect is insufficient There may be, and if it exceeds 15% by weight, there may be a problem in that the heat shielding effect related to the ceramic non-porous body is deteriorated.
  • the aluminosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is added to improve thermal insulation properties of lowering thermal conductivity by blocking heat transfer between objects, and has a high softening point, It has eco-friendly features.
  • the average particle diameter of the aluminosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area is preferably 10 to 300 ⁇ m, more preferably 50 to 150 ⁇ m, particularly preferably 50 It may be ⁇ 100 ⁇ m, but if the average particle diameter is less than 10 ⁇ m, there may be a problem that sufficient thermal insulation effect cannot be obtained due to the influence of other ceramic particles or pigments when arranging the particles after curing the coating film. It becomes smaller and the dispersibility in the paint is lowered, which may cause a problem in that the insulation effect is reduced.
  • the aluminosilicate hollow body included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may have a softening point of 1800 ° C., but when the softening point is 1800 ° C or less, the heat resistance of the processed ceramic particles is weakened and the dry coating film is The strength of ceramic particles may be weakened when exposed to high temperature and high humidity environment.
  • the aluminosilicate hollow body included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in an amount of 1 to 10% by weight based on the total weight of the composition. There may be, and if it exceeds 10% by weight, there may be a problem in that the heat shielding effect related to the ceramic non-porous body is deteriorated.
  • the thermal conductivity may be exhibited to less than 0.03 W/mK, but outside the limited range, the thermal insulation effect may be deteriorated.
  • the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may further include a silicone acrylic copolymer emulsion and an acrylic modified fluorine emulsion.
  • the silicone acrylic emulsion included in the heat shielding and heat insulating paint composition according to an embodiment of the present invention is a silicone acrylic resin 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane (MPTS) and the following acrylic monomer ( a) to (f)
  • styrene (b) n-butyl acrylate (BA); (c) methylmethacrylate (MMA); (d) n-butylmethacrylate (BMA); (e) dimethylaminoethyl methacrylate (DMEMA); and (f) 'copolymer of methyl methacrylate and n-butyl methacrylate' can be prepared by reacting any one of, It is possible to enhance the high corrosion resistance and high weather resistance of the dried coating film.
  • the acrylic modified fluorine emulsion included in the heat shielding and heat insulating paint composition according to an embodiment of the present invention is vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, cyclotrifluoroethylene (CTFE), tetrafluoroethylene (TFE) ) and hexafluoropropylene (HFP) may be a homopolymer composed of at least one monomer selected from or a copolymer obtained by dispersing water by polymerizing methyl methacrylate and ethyl acrylate at the end of the polymer.
  • CTFE cyclotrifluoroethylene
  • TFE tetrafluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • the silicone acrylic copolymer emulsion contained in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area can serve to secure durability by imparting elasticity to the dry coating film, and the emission of volatile organic compounds (VOCs) is reduced. It is eco-friendly as it is less than 0.0076 g/L, and it can improve the weather resistance, high corrosion resistance, and heat resistance of the dried coating film.
  • the silicone acrylic copolymer emulsion may be included in an amount of 30 to 50% by weight based on the total weight of the composition. When included in an amount of less than 30% by weight, a problem of reduced adhesion of the dry coating film may occur, and when included in an amount exceeding 50% by weight, the coating composition There may be a problem that the overall dispersion power of
  • silicone acrylic copolymer emulsion By including the silicone acrylic copolymer emulsion in the above weight % range, it is possible to exhibit the effect of well adhering the coating agent to the substrate surface with only one coating.
  • the acrylic-modified fluorine emulsion contained in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area can serve to secure abrasion resistance and long-term weather resistance of the dry coating film, and the emission of volatile organic compounds (VOCs) is 0.0076 It is eco-friendly as it is less than g/L, and can improve the stain resistance, heat resistance, and flame retardancy of a dry coating film.
  • VOCs volatile organic compounds
  • the acrylic-modified fluorine emulsion may be included in an amount of 1 to 10% by weight based on the total weight of the composition. When included in an amount of less than 1% by weight, insufficient improvement in stain resistance, heat resistance, and flame retardancy may occur, and when included in an amount exceeding 10% by weight There may be a problem that the adhesive strength is lowered.
  • the acrylic-modified fluorine emulsion included in the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may be prepared by polymerizing and dispersing the fluorine-based polymer to the acrylic resin in a weight % ratio of 7:1 to 1:7, If the polymer weight % ratio is 1 or less, stain resistance and flame retardancy may be insufficient, and if the weight % ratio of the acrylic resin is 1 or less, the adhesion of the dry coating film may be deteriorated.
  • the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may contain 1 to 10% by weight of micro-calcined silica based on the total weight of the composition in order to improve the adhesion of the dry film, and when it is less than 1% by weight, the adhesion is improved There is a problem that the effect of the film is insufficient and the infrared blocking effect is lowered, and when it exceeds 10% by weight, there may be a problem that the durability of the dry coating film is reduced.
  • the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may contain 1 to 10% by weight of micro-calcined alumina based on the total weight of the composition in order to improve durability by suppressing deterioration and shrinkage expansion of the coating film, 1 If it is less than 10% by weight, there may be a problem in that the heat resistance of the dried coating film is weakened, and if it exceeds 10% by weight, a problem in that the durability of the dried coating film is reduced may occur.
  • the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may contain 1 to 10% by weight of micro-calcined zinc phosphate based on the total weight of the composition in order to improve rust prevention performance. Minor problems may occur, and if it exceeds 10% by weight, a problem in that the film forming power of the coating film is weakened may occur.
  • the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may contain 1 to 10% by weight of micro-calcined aluminum titanate based on the total weight of the composition in order to lower the coefficient of thermal expansion and thermal shock, when it is less than 1% by weight
  • a problem occurs in that the heat resistance of the dry coating film is weakened, and when it exceeds 10 wt%, the painting operation is not smooth, and problems such as poor painting quality may occur.
  • the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include a white pigment, and the white pigment may be at least one selected from the group consisting of anatase-type titanium dioxide and rutile-type titanium dioxide, , preferably rutile titanium dioxide.
  • the white pigment included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may serve to supplement the function of reflecting the infrared or near-infrared rays of sunlight of the non-porous ceramic particles by realizing the white color of the paint.
  • the white pigment included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be included in 5 to 15 wt% based on the total weight of the coating composition.
  • complementation of the function of reflecting near-infrared rays may be insufficient, and when included in an amount exceeding 15% by weight, there may be a problem in that the hardness of the dry coating film is lowered.
  • the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include a fluorine-based surfactant.
  • the fluorine-based surfactant may contain a perfluoroalkyl group, and may contain 3% by weight or less based on the total weight of the composition. It can prevent and improve cleaning properties, and can provide excellent smoothness of the coating film.
  • Fluoro stain resistant additive included in the aqueous heat insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in 1 to 5% by weight based on the weight of the coating composition, in the range of the above weight% By including it, it is used as a durability enhancer of the coating film, and the water repellency and oil repellency of the coating film can be improved to facilitate stain removal of the coating film.
  • the fluorine-based stain resistant additive may include at least one component of a polyurethane containing fluorine group, a polyacrylic emulsion containing a fluorine group, and a polyacrylic modified urethane emulsion containing a fluorine group.
  • the zirco-aluminate coupling agent (ZIRCO-ALUMINATE COUPLING AGENT) included in the aqueous thermal insulation coating composition for coating a high temperature area may be included in 1 to 10% by weight based on the weight of the coating composition, the weight% It can be used for the purpose of increasing the adhesion with the metal by including it in the range of.
  • the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include additives in addition to the above-described components, and the additives include pigments, dispersants, thickeners, silica powder, pH adjusters, film formers, antibacterial agents, preservatives and defoaming agents. It may be one or more selected from the group consisting of.
  • the heat shielding or pigment means a pigment having infrared reflection properties of solar heat.
  • the heat-shielding pigment those used in the art can be used without particular limitation, for example, inorganic heat-shielding pigments (chromium-based, non-chromium-based), organic heat-shielding pigments (azomethine-azo-based, perylene system), a dark blue mixed pigment monochromatic system, etc. are mentioned.
  • inorganic heat-shielding pigments chromium-based, non-chromium-based
  • organic heat-shielding pigments azomethine-azo-based, perylene system
  • a dark blue mixed pigment monochromatic system etc.
  • the dispersant is a component included to uniformly disperse a solid pigment in a liquid binder resin in the manufacturing process of a colored paint composition containing a pigment to improve softening performance and prevent re-agglomeration of the pigment, and is used in the art. It can be used without any particular limitation, and when the coating composition of the present invention further includes a dispersant, the dispersibility of the pigment in the coating composition is improved, thereby improving the visual effect and hiding power of the formed coating film.
  • the thickener is a composition included to further improve the storage stability of particles such as viscosity control, thickening and thixotropic properties of the coating composition, preventing particle settling, improving redispersibility, improving flowability, etc. It can be used without limitation, for example, hydroxyethyl cellulose, etc., and when the coating composition of the present invention further includes a thickener, there is an advantage that the physical properties and storage properties of the coating composition can be further improved.
  • the silica powder has strong properties against ultraviolet rays and various weathering actions, and when it is further included, there is an advantage that durability can be further improved, such as excellent adhesion or strength of the coating composition.
  • the pH adjusting agent is a component that can be added to adjust the acidity of the coating composition to a stable range.
  • the type of the pH adjusting agent is not particularly limited in the present invention, and those used in the art may be used without particular limitation, for example, volatile hydrochloric acid, ammonia, aminomethylpropanol, etc. may be used, and medium-carbon as a buffer. Salts, phosphates, etc. can be used.
  • the coating film forming agent may be included in a configuration for controlling the coating film formation property, physical properties, staining property, adhesiveness, etc. of the coating composition, and those used in the art may be used without particular limitation, for example, trimethyl-1,3- and pentanediol monoisobutyrate.
  • the antibacterial agent is a composition that can be included for the purpose of improving mold resistance, bacteria resistance or insect repellency in the coating composition, and those used in the art can be used without particular limitation, and when it further includes it, the storage property of the coating composition This can be improved, and there is an advantage that physical properties can be maintained for a longer period of time after forming the coating film.
  • the preservative has the effect of preventing decay in the container of the coating composition by the action of microorganisms (bacteria or bacteria, etc.) or the collapse of the coating film formed by the coating composition. There is an advantage that the durability of the coating film formed by the coating composition can be further improved.
  • the preservative may be used without any particular limitation as used in the art.
  • the antifoaming agent has a configuration that may be further included to suppress the formation of bubbles that may occur during coating film formation after coating the coating composition or to remove the generated bubbles, and those used in the art may be used without particular limitation, but in one example For example, a polypropylene glycol-based compound may be used.
  • the coating composition of the present invention further includes an antifoaming agent, bubbles generated in the coating composition are removed during the preparation or application of the coating composition, so that the appearance of the coating film can be improved when the coating film is dried after application.
  • Example 1 Alkali aluminosilicate unporous body 5% by weight, soda lime borosilicate hollow body 11% by weight, silicone acrylic copolymer emulsion 40% by weight, acrylic modified fluorine emulsion 5% by weight, micro-calcined silica 4% by weight, micro-calcined 4 wt% of alumina, 2 wt% of micro-calcined aluminum titanate, 5 wt% of micro-calcined zinc phosphate, 16 wt% of water, 0.3 wt% of propylene glycol (freeze stabilizer), 0.5 wt% of fluorine surfactant , Hydroxyethylcellulose (HEC) 0.3% by weight, Corrosion inhibitor 1% by weight, Film forming agent 2% by weight, Titanium dioxide (TiO2) 10% by weight, Adenosine monophosphate (AMP) ) 0.5% by weight, VOC Free silicone defoamer 0.5% by weight, Insulad 8% by weight, Fu
  • Example 1 an aqueous high-temperature insulation coating agent for heat insulation and heat shielding of a high-temperature surface area (surface temperature of 600° C. or less) according to the present invention was prepared, and Comparative Examples 1 and 2 are alkali aluminosilicate nonporous body, soda lime boro A paint was prepared by changing the weight content ratio of silicate hollow body, micro-calcined silica, micro-calcined alumina, micro-calcined aluminum titanate, and micro-calcined zinc phosphate, It is shown in [Table 2] below.
  • Example performance evaluation A comparison table of performance results of Examples is shown in [Table 3] below.
  • Example 1 When the thickness of the coating film produced by the above manufacturing method was 300° C. high temperature surface, 457 ⁇ m was formed in Example 1, so the thickness was the thinnest compared to Comparative Examples 1 and 2 was formed, and when it was 400°C high temperature surface, 620 ⁇ m was formed in Example 1, and when it was 600° C. high temperature surface, 763 ⁇ m was formed, so it was confirmed that the thickness was the thinnest compared to Comparative 1 and 2. In addition, in Example 1, when the dry film thickness was 457 ⁇ m when the surface was 300° C. high temperature, the surface temperature was 130° C.
  • Waterproof rate (permeability) %, rust prevention and non-combustibility % As a result of measuring waterproof rate (permeability), rust prevention and non-combustibility according to KSF-4929-2010, KSM ISO 11997-2, and KSF ISO 1182, respectively, Example 1 showed very good results.
  • Example 1 had the best durability for 1200 hours compared to Comparative Examples 1 and 2, and continuous heat resistance was also Example It was confirmed that 1 was the best for 10 hours compared to Comparative Examples 1 and 2.

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Abstract

본 발명은 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체; 평균 입경이 1~100㎛인 소다 라임 보로 실리케이트 중공체; 평균 입경이 10~300㎛인 알루미노 실리케이트 중공체; 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼, 불소계 에멀젼 중 하나 이상을 포함하는 바인더; 및 마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 인산아연 및 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 충전제를 포함하며, 코팅 후 건조도막두께가 100~1,000㎛인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 관한 것이다.

Description

고온표면 부위 단열 및 열차폐용 수성 코팅제 조성물
본 발명은 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 표면온도가 600℃이하의 고온 열을 취급하는 산업설비(보일러 및 주변 설비, 고온 스팀 이송배관 및 주변설비, 드라이 오븐, 고온반응기, 저장탱크, 소각장설비, 열교환기 등)에 단열 및 절연으로 열손실을 막아 에너지 절감하고 피도물에 하도와 중도 없이 철재, 알루미늄, 스테인레스, 아연도 강판, 함석, 콘크리트, 피도물에 형성된 구도막에 1mm(1000㎛) 이하의 건조도막을 형성하여 우수한 단열성능을 발휘할 수 있는 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 보일러 및 주변 설비, 고온이송배관 및 주변설비, 드라이 오븐, 고온반응기, 저장탱크, 소각장설비, 열교환기 등 산업 전반에 걸쳐 고온 열을 취급하는 산업설비는 산업현장 도처에서 많이 활용되고 있다. 하지만 종래 고온 열을 취급하는 산업설비 대부분은 열손실율이 높아 에너지 낭비의 큰 요인이 되고 있을 뿐만 아니라 CO₂ 발생량이 증가하는 문제점이 있다.
또한 기존 출시된 고온 열을 취급하는 산업설비에 적용되는 단열 코팅제들은 제조사마다 차이는 있을 수 있지만 설비의 온도가 600℃일 때, 단열 성능을 발휘하기 위해서는 건조도막의 두께가 최고 25mm(25,000㎛)까지 요구되어 건조도막의 두께가 두꺼워져 도장 횟수가 증가하여 도장작업공수가 길어지고, 코팅제 소요량이 증가하는 문제점이 발생했다.
아울러, 고온 열을 취급하는 산업설비 단열 코팅제들은 코팅전에 반드시 전처리를 엄밀하게 하여 설비 표면에 있는 녹, 구도막 등의 이물질을 제거하는 작업이 필수적으로 요구되기 때문에 도장 작업의 경제성과 효율성이 떨어지는 문제점 또한 있었다.
상기와 같이 종래기술에 따른 단열 코팅제를 많은 곳에서 사용함에도 불구하고 열손실율이 높아 에너지 낭비가 크고, 열 차단 효과도 특별히 우수하지 않으며, 대부분 환경 공해 제품이므로 과다 사용시 환경에 악영향을 끼쳐 왔다.
따라서, 본 발명자들은 상기의 문제점을 인지하여 기존의 고온 열을 취급하는 산업설비에 적용되는 단열 코팅제의 건조도막의 두께를 얇게 형성하면서도 열손실을 방지하고(방열), 열 차단 효과를 향상시킨 친환경 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 세라믹 무공체 및 중공체 입자의 물성을 한정하고 조합한 것을 바탕으로 세라믹 무공체 및 중공체 중량 혼합비를 조절함으로써, 일사 반사율를 높이고 열전도율을 낮추고 에너지 효율을 높일 수 있는 고온 부위 코팅용 친환경 수성 단열 코팅제를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 간단한 바탕처리와 하도 및 중도 도장 없이 상도 도장만으로 콘크리트, 세멘트몰탈, 철재, 스테인레스, 알루미늄, 함석, 아연도 강판, 목재 및 모든 구도막에 도막형성이 가능하면 신규 및 보수도장 적용이 가능함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태로써, 300~600℃ 범위의 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체; 평균 입경이 1~100㎛인 소다 라임 보로 실리케이트 중공체; 평균 입경이 10~ 300㎛인 알루미노 실리케이트 중공체; 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼, 불소계 에멀젼 중 하나 이상을 포함하는 바인더; 및 마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 인산아연 및 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있으며, 코팅 후 건조도막 두께는 100~1,000㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 알칼리 알루미노 실리케이트계 무공체 및 상기 실리케이트계 중공체의 중량 혼합비는 1:2 내지 1:8일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 및 상기 알루미노 실리케이트 중공체의 중량 혼합비는 1:1 내지 3:1일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체는 평균 입경 0.5~25㎛, 진구도 0.8이상 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 진구도가 0.7이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물을 통해 형성된 건조도막은 열전도율이 0.03W/mK이하 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 마이크로 소성 실리카는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 마이크로 소성 알루미나는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 마이크로 소성 인산아연은 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태로써, 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 마이크로 소성 티타네이트는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함될 수 있다.
본 발명은 세라믹 무공체, 세라믹 중공체, 바인더, 특수필러(충전제) 및 각종 첨가제를 최적 중량비로 혼합하여 제조된 수성 단열 코팅제를 300~600℃ 범위의 고온 부위에 도포하여 건조도막을 형성하여 차열 및 단열의 기능을 극대화시키고 열손실을 막음으로써, 에너지 절감과 동시에 CO₂ 발생량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 아크릴 공중합 에멀젼, 불소계 에멀젼 및 마이크로 소성 인산아연을 포함하여 사용하므로, 휘발성유기화합물(VOCs)배출량이 0.0076g/L 보다 낮아 친환경적이다.
본 발명은 하도와 중도 없이 철재, 알루미늄, 스테인레스, 아연도 강판, 함석, 콘크리트, 피도물에 형성된 구도막에 1mm(1000㎛) 이하의 건조도막을 형성하여 우수한 내열성(단속 및 연속), 부착력, 내구성, 방식성, 내충격성, 내화학성, 내염수성, 결로방지, 부식방지 성능을 발휘할 수 있다.
본 발명은 건조도막을 형성하여 600℃ 이하의 고온 열을 취급하는 산업설비의 고온부위 열차폐를 통해 작업자의 화상을 방지하여 작업 안전성을 확보할 수 있으며, 피도물의 표면처리 작업을 용이하게 할 수 있어 시간 및 인건비가 절감되고, 하도와 중도를 형성하는 별도의 도장작업이 없으므로 재료비가 절감되어 경제성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하며, 300~600℃ 범위의 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 고온장치의 외부 표면에 두께 100~1,000㎛의 건조도막을 형성하여 300~600℃인 고온장치의 표면온도를 100~120℃ 수준까지 낮출 수 있다.
이때, 도장 횟수간 시간 간격은 2시간 이내 일 수 있고, 완전 경화시간은 72시간으로 종래 14일 정도 소요되었던 시간을 단축시킬 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 고온 장치의 외부 표면온도를 낮추는 것에 있어서, 건조도막 두께를 100~1,000㎛로 얇게 형성하여 도장횟수를 줄일 수 있고, 도장 횟수간 시간 간격을 30분으로 줄일 수 있어 전체 시공비용 및 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물을 통해 형성된 건조도막은 자외선 반사 기능이 향상되어 일사 반사율이 96% 이상이고, 고온에서의 열에너지의 단열 및 열차폐성을 향상시켜 열전도율을 0.03W/mK 이하로 낮출 수 있다.
코팅하기 전에는 반드시 전처리를 엄밀하게 하여 녹, 구도막 등 이물질을 제거하는 것이 필수인 종래 기술과 달리, 본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 시공 시 방청성이 우수하여 기포가 없으며, 철재의 웬만한 녹은 수공구로 긁어내고, 군집의 녹은 철재 브러시로 간단히 제거 후 먼지와 이물질은 털어낸 뒤에 간단하게 피도물의 표면처리를 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 중도 또는 하도 도장작업이 필요하지 않아, 1회 도장만으로도 150㎛ 이상의 건조도막 두께를 형성하여 코팅제가 피도물에 잘 부착되도록 할 수 있어 그에 따른 시공시간도 현저히 단축할 수 있다.
아울러, 본 발명의 도장을 2회 한다고 할 때, 중도 또는 하도가 필요 없고, 1회 도장과 2회 도장의 도장 횟수간 간격시간이 30분에 불과하여 경제적인 시공이 가능하다. 종래기술은 중도 또는 하도가 필요하고 도장 횟수 간 간격시간이 2시간이 소요되기 때문에 도장 작업의 효율성이 떨어졌다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 고온 산업설비 외부에 건조도막을 형성하여 물성 변화 없이 600℃ 정도의 고온을 10시간까지 견디는 능력이 있고, 도장 작업시 설비의 가동 중단하지 않고도 코팅할 수 있다.
또한 본 발명은 쉽게 불이 붙거나 빠르게 연소되지 않는 성질인, 불연성이 우수하고, 각종 기후에 견디는 성질인 촉진내후성이 우수하여 1200시간 이상을 견딜 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 300~600℃ 범위의 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물은 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체; 평균 입경이 1~100㎛인 소다 라임 보로 실리케이트 중공체; 평균 입경이 10~300㎛인 알루미노 실리케이트 중공체; 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼, 불소계 에멀젼 중 하나 이상을 포함하는 바인더; 마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 인산아연 및 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있으며, 코팅 후 건조도막 두께는 바람직하게는 100~1,000㎛, 더욱 바람직하게는 200~600㎛일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 상기 알칼리 알루미노 실리케이트계 무공체 및 실리케이트계 중공체의 중량 혼합비가 바람직하게는1:2 내지 1:8, 더욱 바람직하게는 3:16 내지 5:18 일 수 있다.
고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 및 알루미노 실리케이트 중공체의 중량 혼합비는 바람직하게는 1:1 내지 3:1, 더욱 바람직하게는 3:2내지 11:8일 수 있다.
상기와 같이 알칼리 알루미노 실리케이트계 무공체 및 실리케이트계 중공체의 중량 혼합비를 바람직하게는1:2 내지 1:8, 더욱 바람직하게는 3:16 내지 5:18 로, 상기 소다 라임 보로 실리케이트 중공체와 알루미노 실리케이트 중공체의 중량 혼합비를 바람직하게는 1:1 내지 3:1, 더욱 바람직하게는 3:2내지 11:8로 한정함으로써, 적외선을 반사하는 차열 성능과 적외선의 이동을 차단하는 단열 성능의 균형을 이룰 수 있으며, 본 발명에서의 마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 인산아연 및 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 충전제와의 원료 배합이 최적화되어 고온 표면 부위에서의 차열 및 단열 효과를 극대화 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 세라믹 무공체 또는 세라믹 중공체는 당 업계에서 사용되는 통상적인 세라믹 무공체 또는 세라믹 중공체라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게 세라믹 무공체는 알칼리 알루미노 실리케이트 일 수 있으며, 세라믹 중공체는 소다 라임 보로실리케이트, 알루미노 실리케이트 및 인슐래드(INSULAD) 중 선택되는 하나 이상 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에는 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체가 포함되는 데, 이는 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시켜 복사열를 차단하는 기능을 함으로써 일사반사율 96% 이상을 달성할 수 있다.
상기 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체는 건조 전에는 도료와 분말이 혼합된 상태였다가 건조 후에는 도료의 내외부에 세라믹 피막을 형성하는 형태로 첨가되며, 도막 표면에 메틸확산 피복막을 형성하여 도막의 소수성, 내수성 및 발수성을 향상시킴으로써 습기 및 결로 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체는 평균입경 0.5~25㎛, 바람직하게는 1~5㎛일 수 있는데, 0.5㎛ 미만일 경우 도막 경화 후 입자 배열 시 세라믹 중공체들에 묻혀버려서 충분한 근적외선 반사 효율을 얻을 수 없는 문제가 있을 수 있으며, 25㎛를 초과할 경우 비표면적이 작아지고 도료 내 분산성이 저하되어 근적외선 반사효율이 미비해 질 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 세라믹 무공체는 연화점이 900~1200℃일 수 있는데, 연화점이 900℃ 미만일 경우 가공된 세라믹 입자의 내열성이 약화되어 건조 도막이 고온 다습한 환경에 도출되면 세라믹 입자의 강도가 약해질 수 있으며, 1200℃를 초과할 경우 가공된 세라믹 입자의 경도가 약해질 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 세라믹 무공체는 진구도가 0.8이상일 수 있는데, 이를 통해 세라믹 무공체가 열을 거의 흡수하지 않고 매우 치밀한 구조를 형성할 수 있기 때문에 건조 도막 내부에 열을 축적하지 않고 전달하지 않아, 근본적으로 열의 유입을 반사하여 차단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 세라믹 무공체는 전체 조성물 중량 대비 1~10 중량%를 포함할 수 있는데, 상기 함량 범위 미만에서는 외부도장 시 건조도막의 차열성의 문제점이 있으며, 상기 함량 범위를 초과하면 내부도장 시 건조도막의 단열성의 문제점이 있다. 세라믹 무공체의 물성과 중량을 한정하는 상기의 함량 범위에서는 열의 차단 효과인 일사 반사율를 96%로 발휘할 수 있지만 상기 한정 범위를 벗어나는 경우에는 열의 차단 효과가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 세라믹 무공체는 열전도도가 0.03W/mK이하일 수 있는데, 0.03W/mK를 초과하면 조성물의 열전도도가 전체적으로 상승하여 단열효과를 저하시킬 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 하한은 세라믹 무공체의 평균 입경 및 다른 물리적 성질을 고려해 볼 때, 1W/mK일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 물체간의 열이동을 차단하여 열전도율을 낮추는 열의 단열성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 소음저감의 특징이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체의 평균입경은 바람직하게는 1~100㎛, 더욱 바람직하게는 10~50 ㎛, 특히 바람직하게는 15~20 ㎛ 일 수 있는데, 평균입경이 1㎛ 미만일 경우 도막 경화 후 입자 배열 시 다른 세라믹 입자 또는 안료들의 영향으로 충분한 단열 효과를 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 100㎛를 초과할 경우 비표면적이 작아지고 도료 내 분산성이 저하되어 단열효과가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 진구도가 0.7이상 일 수 있는데, 이를 통해 건조도막 내에서 매우 치밀한 구조를 형성할 수 있고, 도료 내 중공체의 유동성이 향상되어 효율적인 분산이 이루어질 수 있으며, 비표면적이 감소되므로 단열효과도 극대화 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 연화점이 600℃일 수 있는데, 연화점이 600℃ 이하일 경우 가공된 세라믹 입자의 내열성이 약화되어 건조 도막이 고온 다습한 환경에 노출되면 세라믹 입자의 강도가 약해질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 전체 조성물 중량 대비 5 내지 15중량% 포함될 수 있는데, 5 중량% 미만에서는 단열 효과가 미비해지는 문제가 있을 수 있고, 15 중량%를 초과하면 세라믹 무공체와 관련한 차열 효과가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 알루미노 실리케이트 중공체는, 물체간의 열이동을 차단하여 열전도율을 낮추는 열의 단열성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 연화점이 높고, 친환경적인 특징이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 알루미노 실리케이트 중공체의 평균입경은 바람직하게는 10~300㎛, 더욱 바람직하게는 50~150 ㎛, 특히 바람직하게는 50~100 ㎛ 일 수 있는데, 평균입경이 10㎛ 미만일 경우 도막 경화 후 입자 배열 시 다른 세라믹 입자 또는 안료들의 영향으로 충분한 단열 효과를 얻을 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 300㎛를 초과할 경우 비표면적이 작아지고 도료 내 분산성이 저하되어 단열효과가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 알루미노 실리케이트 중공체는 연화점이 1800℃ 일 수 있는데, 연화점이 1800℃이하일 경우 가공된 세라믹 입자의 내열성이 약화되어 건조 도막이 고온 다습한 환경에 노출되면 세라믹 입자의 강도가 약해질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 알루미노 실리케이트 중공체는 전체 조성물 중량 대비 1~10중량% 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만에서는 단열 효과가 미비해지는 문제가 있을 수 있고, 10 중량%를 초과하면 세라믹 무공체와 관련한 차열 효과가 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 세라믹 중공체의 입자의 물성 및 중량의 한정 범위에서는 열전도율을 0.03W/mK 미만으로 발휘할 수 있지만, 상기 한정 범위를 벗어나는 경우에는 단열 효과가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 및 아크릴 변성 불소 에멀젼을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 실리콘 아크릴 에멀젼은, 실리콘 아크릴수지인 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란(3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, MPTS)과 하기의 아크릴 단량체 (a)~(f)
(a) 스티렌(styrene); (b) n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate, BA); (c) 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA); (d) n-부틸메타크릴레이트(n-butylmethacrylate, BMA); (e) 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate, DMEMA); 및 (f) '메틸메타크릴레이트와 n-부틸메타크릴레이트의 공중합체' 중 어느 하나를 반응시켜 제조될 수 있으며, 상기 실리콘 아크릴 에멀젼을 조성함으로써, 본 발명의 차열 및 단열 도료 조성물을 통해 형성된 건조 도막의 고방식성, 고내후성을 강화시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀전은 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 시클로트리플루오로에틸렌(CTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 헥사플루오로프로필렌(HFP) 중에서 선택한 1종 이상의 단량체로 구성된 단독중합체 또는 중합체 말단에 메틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트를 중합하여 수분산시킨 공중합체 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼은 건조 도막의 탄력성 부여를 통한 내구성을 확보하는 역할을 할 수 있고, 휘발성유기화합물(VOCs)의 배출량이0.0076 g/L 미만으로 친환경적이며, 건조도막의 내후성, 고방식성, 내열성을 향상시킬 수 있다.
상기 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼은 전체 조성물 중량 대비 30~50중량% 포함될 수 있는데, 30 중량% 미만으로 포함될 경우 건조 도막의 부착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 50 중량%를 초과하여 포함될 경우 도료 조성물의 전체적인 분산력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼을 상기의 중량% 범위로 포함함으로써, 단 1회의 도장만으로도 코팅제를 소지면에 잘 부착시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀젼은 건조 도막의 내마모성과 장기내후성을 확보하는 역할을 할 수 있고, 휘발성유기화합물(VOCs)의 배출량이0.0076 g/L 미만으로 친환경적이며, 건조 도막의 내오염성, 내열성, 난연성을 향상시킬 수 있다.
상기 아크릴 변성 불소 에멀젼은 전체 조성물 중량 대비 1~10 중량% 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만으로 포함될 경우 내오염성, 내열성, 난연성 기능 향상이 미비한 문제가 발생할 수 있고, 10 중량%를 초과하여 포함될 경우 부착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀젼은 불소계 폴리머 대 아크릴 수지가 7:1~1:7의 중량% 비율로 중합하여 수분산 시켜 제조될 수 있는데, 불소계 폴리머 중량% 비율이 1 이하일 경우 내오염성, 난연성 기능이 미비할 수 있으며, 아크릴 수지의 중량% 비율이 1 이하일 경우 건조 도막의 부착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에는 건조도막의 부착력을 향상시키기 위해 전체 조성물 중량 대비 1~10중량%의 마이크로 소성 실리카가 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만일 경우 부착력 향상의 효과가 미비하고 적외선 차단 효과가 저하되는 문제가 발생하며, 10 중량%를 초과하면 건조도막의 내구성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에는 도막의 열화 및 수축 팽창을 억제하여 내구성을 향상시키기 위해 전체 조성물 중량 대비 1~10 중량%의 마이크로 소성 알루미나가 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만일 경우 건조도막의 내열성이 약화되는 문제가 발생하며, 10 중량%를 초과하면 건조도막의 내구성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에는 방청성능의 향상을 위해 전체 조성물 중량 대비 1~10 중량%의 마이크로 소성 인산아연이 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만일 경우 방청성능이 미비한 문제가 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하면 도막의 피막 형성력이 약화되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에는 열팽창율 및 열충격성을 낮추기 위해 전체 조성물 중량 대비 1~10중량%의 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트가 포함될 수 있는데, 1 중량% 미만일 경우 건조도막의 내열성이 약화되는 문제가 발생하며, 10 중량%를 초과하면 도장 작업이 원활하지 않아서 도장 품질의 불량 등 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 백색안료를 더 포함할 수 있는데, 백색안료는 아나타제형(anatase) 이산화티탄 및 루타일형(rutile) 이산화티탄으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 루타일형(rutile) 이산화티탄 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 백색안료는 도료의 백색을 구현함으로써 무공형 세라믹 입자의 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시키는 기능을 보완하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 백색안료는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 5~15 중량% 포함될 수 있는데, 5 중량% 미만으로 포함될 경우 무공형 세라믹 입자의 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시키는 기능 보완이 미비할 수 있고, 15 중량%를 초과하여 포함될 경우 건조 도막의 경도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 불소계 계면 활성제(Fluoro surfactant)는 퍼플루오로 알킬기를 포함할 수 있으며, 전체 조성물 중량 기준을 3중량% 이하로 포함될 수 있는데, 상기 중량%의 범위로 포함시킴으로써 도막의 표면장력을 저하시켜 오염을 방지하고 세정성을 향상시킬 수 있으며, 우수한 도막의 평활성을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 불소 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive)는 코팅제 조성물 중량 기준으로 1~5중량% 포함될 수 있는데, 상기 중량%의 범위로 포함시킴으로써 도막의 내구성 증진제로 사용되며, 도막의 발수성 및 발유성을 향상시켜 도막의 얼룩제거를 용이하게 할 수 있다.
상기 불소계 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive)는 불소기를 함유한 폴리우레탄, 불소기를 함유한 폴리아크릴에멀젼 및 불소기를 함유한 폴리아크릴 변성우레탄 에멀젼 중 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 따른 고온 부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물에 포함되는 지르코 알루미네이트 커플링제(ZIRCO-ALUMINATE COUPLING AGENT)는 코팅제 조성물 중량 기준으로 1~10 중량% 포함될 수 있는데, 상기 중량%의 범위로 포함시킴으로써 금속과의 밀착력을 증가시키는 용도로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에는 전술한 구성 이외에 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 안료, 분산제, 증점제, 실리카 분말, pH 조절제, 도막 형성제, 항균제, 방부제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 차열 또는 안료는 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료를 의미한다. 상기 차열 안료는 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 태양열의 적외선 반사 특성을 갖는 무기계 차열안료(크롬계, 비크롬계), 유기계 차열안료(아조메틴-아조계, 페릴렌계), 감색 혼합 안료 단색계 등을 들 수 있다. 그 중에서도 본 발명의 일 실시형태에 따르면 태양광선 중에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 갖고 있는 산화 알루미늄을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 분산제는 안료를 포함하는 유색의 도료 조성물의 제조공정에서 액상의 바인더 수지에 고체 안료를 균일하게 분산시켜 연화성능의 향상 및 안료의 재응집을 방지하기 위해 포함되는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명의 도료 조성물이 분산제를 더 포함하는 경우 도료 조성물 내에서 안료의 분산성이 향상되어 이를 통해 형성된 도막의 시각적 효과 및 은폐력이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 증점제는 도료 조성물의 점도 조절, 증점 및 칙소성 부여, 입자의 침강 방지, 재분산성 개선, 흐름성 개선 등과 같은 입자의 저장 안정성을 보다 향상시키기 위해 포함되는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들면 히드록시에틸셀룰로오스 등을 들 수 있고, 본 발명의 도료 조성물이 증점제를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 물성 및 저장성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 실리카 분말은 자외선 및 각종 풍화작용에 강한 특성을 가지며, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 부착성 또는 강도가 우수해 지는 등 내구성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 pH 조절제는 도료 조성물의 산도를 안정한 범위로 조절하기 위해 첨가될 수 있는 구성이다. 상기 pH 조절제의 종류는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니고, 당 업계에서 사용하는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 휘발성의 염산, 암모니아, 아미노메틸프로판올 등을 사용할 수 있고, 완충제로서 중탄소염류, 인산염류 등을 사용할 수 있다.
상기 도막 형성제는 도료 조성물의 도막 형성성, 물성, 오염성, 점착성 등을 조절하기 위한 구성으로 포함될 수 있으며, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들면 트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트 등을 들 수 있다.
상기 항균제는 도료 조성물에 내 곰팡이성, 내 박테리아성 또는 방충성의 향상을 위한 목적으로 포함될 수 있는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있고, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 보관성이 향상될 수 있고, 도막 형성 후 물성이 보다 장기간 유지될 수 있는 이점이 있다.
상기 방부제는 미생물(세균 또는 박테리아 등)의 작용에 의해 도료 조성물의 용기 속에서 부패되거나 도료 조성물에 의해 형성된 도막의 붕괴를 막아줄 수 있는 효과가 있어, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물을 보다 장기간 보전할 수 있고, 도료 조성물에 의해 형성된 도막의 내구성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. 상기 방부제는 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 소포제는 도료 조성물의 도장 후 도막 형성 시에 발생할 수 있는 기포의 형성을 억제하거나, 발생한 기포를 제거하기 위해 더 포함될 수 있는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 일 예를 들면 폴리프로필렌 글리콜계 화합물을 사용할 수 있다. 본 발명의 도료 조성물이 소포제를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 제조나 도포 시 도료 조성물 내에 발생하는 기포가 제거됨으로써 도포 후 도막의 건조 시 도막의 외관을 양호하게 할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명을 아래의 실시예를 통해 상세히 설명하지만, 실시예에 의해 반드시 한정하는 것은 아니다.
실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서 본 발명의 자가 고온표면 부위(표면온도 600℃이하) 단열 및 열차폐용 수성 고온단열 코팅제 조성물의 구성물질 및 기능은 아래의 [표1]과 같다.
1. 고온표면 부위(표면온도 600℃이하) 단열 및 열차폐용 수성 고온단열 코팅의 제조
NO 구성물질 기능
1 물 상수도
2 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 냉동안정제
3 불소계 계면 활성제
(Fluoro surfactant)		 불소계 분산 및 Levelling제 / 오염방지 및 세정성 향상
4 하이드 록시 에틸 셀룰로오스
(Hydroxyethylcellulose, HEC)		 증점제
5 부식 억제제(Corrosion inhibitor) 부식억제제
6 필름 형성제(Film forming agent) 조막제
7 이산화 티타늄(TiO₂) 백색안료
8 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 고내열성 및 고온안정성
9 마이크로 소성 소성 알루미나 소지와 밀착성 및 부착성 향상, 고내열성, 방열성
10 마이크로 소성 실리카 소지와 밀착성 및 부착성 향상, 내구성 향상
11 마이크로 소성 인산아연 방청성, 밀착성, 내구성, 피막형성력 향상
12 실리콘아크릴공중합 에멀젼 내후성, 내구성, 고방식성, 내열성
13 아크릴변성불소 에멀젼 장기내후성, 내오염성, 내열성, 난연성
14 아데노신 일인산(AMP) PH조절제
15 VOC 무료 실리콘 소포제
(voc Free silicone defoamer)		 소포제
16 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체 (1~5㎛, 무공체) 차열 Filler
17 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 (<20㎛, 중공체, 진구도 0.7이상) 단열 Filler
18 인슐래드 초고온 열차폐 및 단열 FILLER
19 흄드 실리카(Fumed silica) 침강방지 alc 저장안정 향상 filler
20 아연 피리티온(Zinc Pyrithion) 곰팡이방지 및 항균제
21 살 생물제 3300N (biocide3300N) 방부제
22 불소 얼룩 방지 첨가제
(Fluoro stain resistant additive)		 발수 발유제 및 도막내구성 증진제
23 지르코 알루미네이트 카플링제(Zirco-ALUMINATE COUPLING AGENT) 금속과의 밀착증진제
(실시예 1)알칼리 알루미노 실리케이트 무공체 5중량%, 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 11중량%, 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 40중량%, 아크릴 변성 불소 에멀젼 5중량%, 마이크로 소성 실리카 4중량%, 마이크로 소성 알루미나 4중량%, 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 2중량%, 마이크로 소성 인산아연 5중량%, 물 16중량%, 프로필렌 글리콜(Propylene glycol, 냉동안정제) 0.3중량%, 불소계 계면 활성제(Fluoro surfactant) 0.5중량%, 하이드 록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxyethylcellulose, HEC) 0.3중량%, 부식 억제제(Corrosion inhibitor) 1중량%, 필름 형성제(Film forming agent) 2중량%, 이산화 티타늄(TiO₂) 10중량%, 아데노신 일인산(AMP) 0.5중량%, VOC 무료 실리콘 소포제(voc Free silicone defoamer) 0.5중량%, 인슐래드 8중량%, 흄드 실리카(Fumed silica) 2중량%, 아연 피리티온(Zinc Pyrithion) 0.2중량%, 살 생물제3300N(biocide3300N) 0.3중량%, 불소 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive) 2중량%, 지르코 알루미네이트 카플링제(Zirco-ALUMINATE COUPLING AGENT) 0.5중량%를 교반하여 수성 코팅제를 제조하였다.
(비교예 1)
알칼리 알루미노 실리케이트 무공체 7중량%, 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 10중량%, 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 40중량%, 아크릴 변성 불소 에멀젼 5중량%, 마이크로 소성 실리카 5중량%, 마이크로 소성 알루미나 5중량%, 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 0중량%, 마이크로 소성 인산아연 5중량%, 물 16중량%, 프로필렌 글리콜(Propylene glycol, 냉동안정제) 0.3중량%, 불소계 계면 활성제(Fluoro surfactant) 0.5중량%, 하이드록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxyethylcellulose, HEC) 0.3중량%, 부식 억제제(Corrosion inhibitor) 1중량%, 필름 형성제(Film forming agent) 2중량%, 이산화 티타늄(TiO₂) 10중량%, 아데노신 일인산(AMP) 0.5중량%, VOC 무료 실리콘 소포제(voc Free silicone defoamer) 0.5중량%, 인슐래드 7중량%, 흄드 실리카(Fumed silica) 2중량%, 아연 피리티온(Zinc Pyrithion) 0.2중량%, 살 생물제 3300N(biocide3300N) 0.3중량%, 불소 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive) 2중량%, 지르코 알루미네이트 카플링제(Zirco-ALUMINATE COUPLING AGENT) 0.5중량%를 교반하여 수성 코팅제를 제조하였다.
(비교예 2)
알칼리 알루미노 실리케이트 무공체 6중량%, 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 10중량%, 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 40중량%, 아크릴 변성 불소 에멀젼 5중량%, 마이크로 소성 실리카 5중량%, 마이크로 소성 알루미나 4중량%, 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 2중량%, 마이크로 소성 인산아연 4중량%, 물 16중량%, 프로필렌 글리콜(Propylene glycol, 냉동안정제) 0.3중량%, 불소계 계면 활성제(Fluoro surfactant) 0.5중량%, 하이드 록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxyethylcellulose, HEC) 0.3중량%, 부식 억제제(Corrosion inhibitor) 1중량%, 필름 형성제(Film forming agent) 2중량%, 이산화 티타늄(TiO₂) 10중량%, 아데노신 일인산(AMP) 0.5중량%, VOC 무료 실리콘 소포제(voc Free silicone defoamer) 0.5중량%, 인슐래드 7중량%, 흄드 실리카(Fumed silica) 3중량%, 아연 피리티온(Zinc Pyrithion) 0.2중량%, 살 생물제 3300N(biocide3300N) 0.3중량%, 불소 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive) 0중량%, 지르코 알루미네이트 카플링제(Zirco-ALUMINATE COUPLING AGENT) 0중량%를 교반하여 수성 코팅제를 제조하였다.
상기와 같이 실시예 1은 본 발명에 따른 고온표면 부위(표면온도 600℃이하) 단열 및 열차폐용 수성 고온단열 코팅제를 제조한 것이며, 비교예1, 2는 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체, 소다 라임 보로 실리케이트 중공체, 마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트, 마이크로 소성 인산아연의 중량 함량비를 변화하여 도료를 제조한 것으로서, 상기 각 실시예1, 비교예1, 2의 구성성분을 아래 [표2]에 나타내었다.
NO 구분 실시예1
(본발명품)		 비교예1 비교예2 비고
1 물 16 16 16 Water
2 냉동안정제(Propylene glycol) 0.3 0.3 0.3 PG
3 불소계 계면 활성제
(Fluoro surfactant)		 0.5 0.5 0.5 3M FC4430
4 하이드 록시 에틸 셀룰로오스(Hydroxyethylcellulose,HEC) 0.3 0.3 0.3 NATRASOL 250HHR
5 부식 억제제(Corrosion inhibitor) 1 1 1 Synthro cor B
6 필름 형성제(Film forming agent) 2 2 2 texanol
7 이산화 티타늄(TiO₂) 10 10 10 TiO2 R901
8 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 2 - 2
9 마이크로 소성 알루미나 4 5 4
10 마이크로 소성 실리카 4 5 5
11 마이크로 소성 인산아연 5 5 4
12 실리콘아크릴공중합 에멀젼 40 40 40 KJ Chemical
13 아크릴변성불소 에멀젼 5 5 5 ARKERMAR KYNAR
AQUATEC FMA12
14 아데노신 일인산(AMP) 0.5 0.5 0.5 AMP95
15 VOC 무료 실리콘 소포제
(voc Free silicone defoamer)		 0.5 0.5 0.5 BYK024
16 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체 (1~5㎛, 무공체) 5 7 6 3M W-410
17 소다 라임 보로 실리케이트 중공체(<20㎛, 중공체, 진구도 0.7이상) 11 10 10 3M H32HS
18 인슐래드 8 7 7 INSULAD
19 흄드 실리카(Fumed silica) 2 2 3 K-300
20 아연 피리티온(Zinc Pyrithion) 0.2 0.2 0.2 ZPD-1
21 살생물제3300N(biocide3300N) 0.3 0.3 0.3 BIOCIDE 3300N
22 불소 얼룩 방지 첨가제(Fluoro stain resistant additive) 2 2 - 3M SRC220
23 지르코 알루미네이트 카플링제(Zirco-ALUMINATE COUPLING AGENT) 0.5 0.5 - 구스모트
합계 120.1 120.1 117.6
2. 실시예 성능 평가 실시예의 성능 결과 비교표는 아래 [표3]에 나타내었다.
구분 실시예1
(본발명품)		 비교예1 비교예2 비고
300℃ 고온표면저감온도 △T(℃) 170 155 161
건조도막두께 450±50㎛ 457 493 486 도장횟수3회
400℃ 고온표면저감온도 △T(℃) 250 232 242
건조도막두께 600±50㎛ 620 648 640 도장횟수4회
600℃ 고온표면저감온도 △T(℃) 380 320 349
건조도막두께 750±50㎛ 763 779 770 도장횟수5회
열전도율(W/mK)(KSM3809:2006) 0.03 - -
방수율(투수율)%(KSF-4929-2010) 우수 우수 양호
방청성(KSM ISO 11997-2) 우수 우수 양호
촉진내후성(KSM ISO 4892-1&2) 1200hrs
우수		 1200hrs
우수		 1200hrs
양호
불연성:질량감소율(%)KSF ISO 1182 우수 양호 양호
연속내열성 10hrs우수 10hrs
양호		 10hrs
우수
(1) 건조 도막의 두께 및 고온표면 저감온도: 상기 제조방법에 의해 생성된 도막의 두께는 300℃ 고온표면일때, 실시예1에서는 457㎛ 형성되었으므로, 비교예1, 2 에 비하여 두께가 제일 얇게 형성되었고, 400℃ 고온표면일때, 실시예1에서는 620㎛ 형성되었고, 600℃ 고온표면일때, 763㎛ 형성되었으므로 비교 1,2에 비하여 두께가 제일 얇게 형성된 것으로 확인되었다. 또한, 실시예1에서 300℃ 고온표면일때 건조도막 두께가 457㎛를 형성할 때, 표면온도가 130℃가 되면서 온도가170℃ 저감 되었으므로, 비교예1, 2에 비하여 저감되는 온도의 수치가 가장 크고, 400℃ 고온표면일때와 600℃ 고온표면일때 적용해도 실시예1이 저감되는 온도가 가장 크다는 것을 확인하였다.(2) 열전도율(W/mK): KSM3809: 2006의 기준으로 측정한 결과, 비교1, 2에서는 열전도율을 보이지 않고, 실시예1에서만 0.03 W/mK의 열전도율을 보이는 것을 확인하였다.
(3) 방수율(투수율)%, 방청성 및 불연성%: 방수율(투수율), 방청성 및 불연성을 각각 KSF-4929-2010, KSM ISO 11997-2, KSF ISO 1182 의 기준으로 측정한 결과 실시예1에서 매우 우수한 결과를 보인 것을 확인하였다.
(4) 촉진내후성, 연속내열성: 촉진내후성을 KSM ISO 4892-1&2의 기준으로 측정한 결과 실시예1이 1비교예1, 2에 비해 1200시간동안 견디는 성질이 제일 우수했으며, 연속내열성 또한 실시예1이 비교예1,2에 비해 10시간동안 제일 우수하다는 것을 확인하였다.

Claims (10)

  1. 300~600℃ 범위의 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물로써,
    알칼리 알루미노 실리케이트 무공체;
    평균 입경이 1~100㎛인 소다 라임 보로 실리케이트 중공체;
    평균 입경이 10~300㎛인 알루미노 실리케이트 중공체;
    실리콘 아크릴 공중합 에멀젼, 불소계 에멀젼 중 하나 이상을 포함하는 바인더; 및
    마이크로 소성 실리카, 마이크로 소성 알루미나, 마이크로 소성 인산아연 및 마이크로 소성 알루미늄 티타네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 충전제를 포함하며, 코팅 후 건조도막두께가 100~1,000㎛인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노 실리케이트계 무공체 및 상기 실리케이트계 중공체의 중량 혼합비가 1:2 내지 1:8인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소다 라임 보로 실리케이트 중공체 및 알루미노 실리케이트 중공체의 중량 혼합비가 1:1 내지 3:1인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노 실리케이트 무공체는 평균 입경 0.5~25㎛, 진구도 0.8이상인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 소다 라임 보로 실리케이트 중공체는 진구도가 0.7이상인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 건조도막은 열전도율이 0.03W/mK이하인 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 소성 실리카는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함되는 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 소성 알루미나는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함되는 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 소성 인산아연은 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함되는 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 소성 티타네이트는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~10 중량% 농도로 포함되는 고온부위 코팅용 수성 단열 코팅제 조성물.
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