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KR102172043B1 - 상도용 2액형 무황변 중방식 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 방법 - Google Patents

상도용 2액형 무황변 중방식 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 방법 Download PDF

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KR102172043B1
KR102172043B1 KR1020200056493A KR20200056493A KR102172043B1 KR 102172043 B1 KR102172043 B1 KR 102172043B1 KR 1020200056493 A KR1020200056493 A KR 1020200056493A KR 20200056493 A KR20200056493 A KR 20200056493A KR 102172043 B1 KR102172043 B1 KR 102172043B1
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yellowing
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변문수
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주식회사 평강산업개발
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Abstract

본 발명은 중방식 도장의 상도용 도료에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 휘발성 높은 유기용매 사용량을 최소하면서 상도용 중방식 도료로서 요구되는 높은 물성을 만족시키는 2액형 상도용 중방식 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 방법에 관한 것이다.

Description

상도용 2액형 무황변 중방식 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 방법{two component heavy duty paint with non-yellowing for top coating and Heavy duty painting method using the same}
본 발명은 선박, 교량 등 강재 포함하는 구조물에 대한 중방식 도장 시공시, 상도에 사용되는 2액형 무황변 중방식 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 철을 포함하는 구조물은 대부분 자연환경에 노출되어 부식되기 쉬우며 철 구조물의 내후성을 증진하기 위해 부식을 방지할 수 있도록 철 구조물 표면에 부식방지처리하는 것이 일반적이다. 철구조물의 부식은 건식, 습식부식으로 나누는데 건식부식은 고온가스 등에 의한 부식이며, 습식부식은 수중(담수, 해수 등), 대기중부식, 산, 알카리, 염 등에 의한 부식이 발생할 수 있으며, 땅속에서의 부식은 습식부식이라고 표현할 수 있다.
이러한, 부식환경으로부터 철 구조물을 보호하는 방법으로 중방식 도장을 수행하고 있다.
중방식 도료(Heavy duty coating 또는 High performance coating)은 교량, 해상구조물, 발전설비, 각종 플랜트의 대형 구조물, 선박, 컨테이너 또는 심한 부식 환경에 놓여있는 기타 철 구조물을 부식으로부터 보호하기 위한 도료 및 그 도장방법으로, 장기간에 걸쳐서 심한 부식 환경에 견딜 수 있는 방식 도장 시스템의 총칭을 말하는 것이다.
중방식 도료는 높은 내수성 및 내습성이 요구되는데, 녹의 발생을 방지하기 위해서는 산소나 물을 통과하지 않는 것이 가장 효과적이기 때문에 도막은 투수성, 산소 투과성이 적어야 함은 물론이고 흡수성이 적어야 하며, 도막상의 수가용물은 부식을 촉진시키기 때문에 가능한 배제한다. 또한, 중방식 도료는 높은 내이온 투과성, 내산성 및 내알칼리성이 요구되는데, 이는 아황산가스, 염소가스, 탄산가스, 염화물, 유산염, 탄산염, 산, 알카리 등과 같이 철강류의 녹을 촉진시키는 유해물을 통과시키지 않아야 하기 때문이다. 또한, 중방식 도료는 도막의 경도 및 탄성이 좋아야 하며, 충격이나 마찰에 따라 도막에 상처, 결함 등의 발생이 일어나기 쉽기 때문에 물리적 성질이 우수해야 하며, 내후성, 내구성, 보수도장성, 도장작업성, 금속면이나 타 도장막에 대한 높은 밀착성이 요구된다.
또한, 최근 국제적으로 강화되고 있는 대기 환경 오염에 대한 VOCs 규제는 환경 친화성 도료의 개발을 요구하고 있으며, 최근에 들어서는 작업장에서 작업자들이 유기 용매의 무방비한 노출에 의해서 페인트 도장공들의 건강을 위협하고 있으며, 특히 밀폐된 공간 내에서의 도장 작업은 유기 용매에 의한 질식, 화재위험이 높기 때문에, 수성도료가 필요가 증가되고 있는 실정이다.
대한민국 특허공고번호 제96-010251호(1996.07.26)
본 발명은 중방식 도장의 상도용 중방식 도료에 관한 것으로서, 휘발성 높은 유기용매 사용량을 최소하면서 상도용 중방식 도료로서 요구되는 높은 물성을 만족시키는 도료 및 이를 이용한 중방식 도장 방법을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상도용 중방식 도료는 2액형 무황변 중방식 도료에 관한 것으로서, 주제(제1액) 및 경화제(제2액)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 주제(제1액)는 수용성 아크릴 우레탄 수지, 음이온성 분산제, 유동화제, 소포제, 안료 및 물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 주제는 수용성 아크릴 우레탄 수지 60 ~ 70 중량%, 음이온성 분산제 2 ~ 5 중량%, 유동화제 1 ~ 3 중량%, 소포제 0.1 ~ 1 중량%, 안료 0.1 ~ 5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 경화제(제2액)은 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트, 점도조절제 및 용매를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 경화제는 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트 70 ~ 80 중량%, 점도조절제 5 ~ 10 중량% 및 잔량의 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 2액형 무황변 중방식 도료는 무황변 도료 도장시, 상기 경화제 및 주제를 1 : 5.0 ~ 7.5 중량비로 혼합 사용한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 수용성 아크릴 우레탄 수지는 폴리올 및 디이소시아네이트를 반응촉매 및 용매 하에서 NCO/OH= 0.6 ~ 0.8 단량비로 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 폴리올은 중량평균분자량 200 ~ 500인 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜 15 ~ 25 중량%, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리올 5 ~ 15 중량% 및 잔량의 아크릴 폴리올을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112020047800342-pat00001
화학식 1에서, R1은 H, C1-5의 직쇄형 알킬기 또는 C3-5의 분쇄형 알킬기이고, R2는 C1-5의 직쇄형 알킬렌기이며, n은 1 ~ 4의 자연수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 아크릴 폴리올은 아크릴산, 2-하이드록시메타아크릴레이트, 아크릴아마이드 및 N-메틸올아크릴아마이드를 포함하는 혼합 단량체 35 ~ 45 중량%, 중합개시제 0.5 ~ 1 중량% 및 잔량의 용매를 혼합한 후, 70 ~ 80℃ 하에서 1 ~ 2 시간 동안 천천히 교반 및 예비 반응을 수행한 후, 85 ~ 90℃에서 2 ~ 3시간 동안 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 혼합 단량체는 아크릴산 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시메타아크릴레이트 35 ~ 50 중량부, 아크릴아마이드 5 ~ 10 중량부 및 N-메틸올아크릴아마이드 25 ~ 35 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 수용성 아크릴 우레탄 수지 성분 중 상기 디이소시아네이트는 4,4`-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 주제 성분 중 상기 음이온성 분산제는 DMPA(Dimethyl propionic acid) 및 DMBA(Dimethyl butanoic acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 주제 성분 중 상기 유동화제는 폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제, 폴리카르본산계(PC) 계면활성제 및 폴리멜라민슬폰산나트륨축합물계(PMS) 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 경화제 성분 중 상기 점도조절제는 아디핀산디옥틸, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올디이소부틸레이트, 트리메리트산에스테르(trimellitate) 및 에틸사이클로헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 경화제의 상기 용매는 알코올 및 물을 1 : 5 ~ 10 부피비로 포함하며, 상기 알코올은 t-부틸 알코올(tert-butyl alcohol), t-아밀 알코올(tert-amyl alcohol), 디아세톤 알코올 및 알파-테르피네올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 상도용 2액형 무황변 중방식 도료를 사용하여 도장 시공을 수행하는 중방식 도장 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 중방식 도장 방법은 중방식 도장 시공물의 표면처리하는 1단계; 표면 처리된 시공물의 표면에 프라이머를 도포하여 하도를 수행하는 2단계; 하도 수행된 시공물의 표면에 에폭시계 도료를 도포하여 중도를 수행하는 3단계; 및 중도 수행된 시공물의 표면에 앞서 설명한 상기 상도용 2액형 무황변 중방식 도료를 도포하여 상도를 수행하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 중방식 도장 시공물은 강재(steel material)를 포함하는 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 2액형 무황변 중방식 도료는 휘발성 높은 용매를 최소한으로 사용하면서도 우수한 도장 작업성, 보수 도장성이 우수할 뿐만 아니라, 하도 및/또는 중도 도막에 대한 접착성, 밀착성이 우수하고, 도막의 경도, 탄성이 좋으며, 내산성, 내알칼리성 등의 내화학성 및 내후성이 우수하여 황변이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 높은 내수성 및 낮은 산소 투과성으로 수가용물에 대한 부식 방지 효과가 우수하다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 중방식 도료는 중방식 도장시 상도에 적용되는 도료로서, 제1액인 주제와 제2액인 경화제를 포함하는 2액형 중방식 도료이다.
상도 도장시, 상기 경화제(제2액)와 상기 주제(제1액)를 1 : 5.0 ~ 7.5 중량비로, 바람직하게는 경화제 및 주제를 1 : 5.5 ~ 7.0 중량비로, 더욱 바람직하게는 1 : 6.0 ~ 7.0 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 주제 사용량이 5.0 중량비 미만이면 경화 속도가 너무 빨라서 도장 작업성이 떨어질 수 있다. 주제 사용량이 7.5 중량비를 초과하면 도막 형성이 너무 늦어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
[주제]
중방식 도료 성분 중 상기 주제는 수용성 아크릴 우레탄 수지, 음이온성 분산제, 유동화제, 소포제, 안료 및 물을 포함한다.
주제 성분 중 상기 수용성 아크릴 우레탄 수지의 함량은 주제 전체 중량 중 60 ~ 70 중량%, 바람직하게는 63 ~ 70 중량%, 더욱 바람직하게는 64.5 ~ 68.5 중량%이며, 60 중량% 미만이면 도막 형성이 잘 되지 않을 수 있고, 도막의 물성이 오히려 저조할 수 있으며, 70 중량%를 초과하면 도료의 점도가 너무 높아서 도장성이 오히려 떨어지는 문제 및 용매인 물에 용해가 되지 않은 수지가 잔존하여 뭉치는 문제가 있을 수 있다.
주제 성분 중 상기 수용성 아크릴 우레탄 수지는 폴리올 및 디이소시아네이트를 반응촉매 및 용매 하에서 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함한다.
수용성 아크릴 우레탄 수지 제조에 사용되는 상기 폴리올은 중량평균분자량 200 ~ 500인 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜 15 ~ 25 중량%, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리올 5 ~ 15 중량% 및 잔량의 아크릴 폴리올을 포함할 수 있고, 바람직하게는 중량평균분자량 250 ~ 450인 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜 18 ~ 24 중량%, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리올 5 ~ 12 중량% 및 잔량의 아크릴 폴리올을 포함할 수 있다.
폴리올 성분 중 상기 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜은 본 발명의 중방식 도료로 형성된 도막의 산소투과 방지 및 도막의 부착성을 증가시키기 위해 도입한 것이며, 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜의 함량이 폴리올 전체 중량 중 15 중량% 미만이면 산소투과 방지성 및 부착성이 떨어질 수 있고, 25 중량%를 초과사용하면 오히려 도막의 유연성 및 경도가 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
그리고, 폴리올 성분 중 하기 화학식 1로 표시되는 폴리올은 도막의 내화학성, 내후성, 내황변성을 증가시키는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 폴리올 전체 중량 중 5 중량% 미만이면 도막의 내황변성 및 내화학성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 15 중량%를 초과하여 사용하면 오히려 내수성, 내알칼리성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
[화학식 1]
Figure 112020047800342-pat00002
화학식 1에서, R1은 H, C1-5의 직쇄형 알킬기 또는 C3-5의 분쇄형 알킬기이고, 바람직하게는 R1은 H 또는 C1-5의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 H 또는 C1-2의 직쇄형 알킬기이다. 또한, 화학식 1의 R2는 C1-5의 직쇄형 알킬렌기이며, 바람직하게는 C1-3의 직쇄형 알킬렌기이다. 그리고, 화학식 1의 n은 1 ~ 4의 자연수이고, 바람직하게는 1 ~ 2의 자연수이다.
그리고, 폴리올 성분 중 상기 아크릴 폴리올은 중량평균분자량 3,500 ~ 15,000, 바람직하게는 중량평균분자량 4,500 ~ 12,000, 더욱 바람직하게는 6,500 ~ 10,500인 아크릴 폴리올이다.
상기 아크릴 폴리올은 아크릴산, 2-하이드록시메타아크릴레이트, 아크릴아마이드 및 N-메틸올아크릴아마이드를 포함하는 혼합 단량체 35 ~ 45 중량%, 중합개시제 0.5 ~ 1 중량% 및 잔량의 용매를 혼합한 후, 70 ~ 80℃ 하에서 1 ~ 2 시간 동안 천천히 교반 및 예비 반응을 수행한 후, 85 ~ 90℃에서 2 ~ 3시간 동안 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 혼합 단량체는 아크릴산 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시메타아크릴레이트 35 ~ 50 중량부, 아크릴아마이드 5 ~ 10 중량부 및 N-메틸올아크릴아마이드 25 ~ 35 중량부를, 바람직하게는 상기 혼합 단량체는 아크릴산 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시메타아크릴레이트 40 ~ 50 중량부, 아크릴아마이드 6 ~ 8 중량부 및 N-메틸올아크릴아마이드 25 ~ 32 중량부를, 더욱 바람직하게는 한 포함할 수 있다.
상기 혼합 단량체 내 아크릴산, 2-하이드록시메타아크릴레이트, 아크릴아마이드 및 N-메틸올아크릴아마이드 함량이 상기 범위를 벗어나면 본 발명의 도료로 형성된 도막의 기계적 물성, 접착성 등의 물성이 저조한 문제가 있을 수 있다. 그리고, 아크릴 폴리올 합성시, 혼합 단량체 함량이 35 중량% 미만이면 아크릴 폴리올의 중량평균분자량이 너무 낮아서 충분한 내수성, 내습성 및 도장성을 확보하지 못할 수 있으며, 45 중량%를 초과하면 상대적으로 용제 함량이 낮아서 반응액의 점도가 너무 높아서 반응성이 낮아질 수 있으므로, 상기 함량 범위로 중합개시제 및 용매와 혼합한 후, 반응을 수행하는 것이 좋다.
그리고, 아크릴 폴리올 합성시 사용되는 상기 중합개시제는 당업계에서 사용하는 일반적인 중합개시제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥사이드 및 포타슘퍼설페이트(potassium per sulfate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 t-부틸퍼옥사이드 및 포타슘퍼설페이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고 아크릴 폴리올 합성시 사용되는 상기 용매는 혼합 단량체에 대한 용해성이 우수한 용매를 사용할 수 있으며, 특별하게 한정하지 않으나, 바람직한 일례를 들면, NMP(N-메틸피롤리돈)을 사용하는 것이 좋다.
상기 수용성 아크릴 우레탄 수지는 상기 폴리올 및 디이소시아네이트를 반응시킨 제조한 반응생성물을 포함하는데, 상기 디이소시아네이트는 4,4`-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, HDI 및 IPDI 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 HDI 및 IPDI를 1 : 2 ~ 3 중량비로 포함할 수 있다. 디이소시아네이트 사용량은 폴리올과 디이소시아네이트를 NCO/OH=0.6 ~ 0.8 단량비로, 바람직하게는 NCO/OH=0.65 ~ 0.75 단량비로 반응이 되도록 사용한다.
수용성 아크릴 우레탄 수지 합성시 사용되는 반응촉매는 3급 아민계 촉매를 포함할 수 있고, 바람직하게는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 에틸렌디아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6-트리스 (디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비사이클로 (5,4,0)-운데센 등의 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
수용성 아크릴 우레탄 수지 합성시 사용되는 상기 용매는 특별하게 한정하지 않으나, 바람직한 일례를 들면, NMP(N-메틸피롤리돈)을 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 음이온성 분산제는 두개 이상의 수산기 및 하나 이상의 카르복시기를 갖는 화합물로서, 주제 내 수용성 아크릴 우레탄 수지가 용매인 물에 용해되는 것을 도우며, 다른 성분들과의 상용성을 증대시키는 역할을 한다. 상기 음이온성 분산제로는 디메틸 프로피오닉 에시드(DMPA) 및 디메틸 부타노익 에시드(DMBA)를 사용할 수 있다. 이때, 음이온성 분산제의 함량은 주제 전체 중량 중 2 ~ 5 중량%, 바람직하게는 2.5 ~ 4.5 중량%이며, 이때, 음이온성 분산제는 함량이 2중량% 미만이면 도막의 부착성이 감소하고, 5중량%를 초과하면 도막의 내수성이 오히려 감소할 수 있다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 유동화제는 주제의 흐름성 증대 및 용제인 물에 대한 수용성 아크릴 우레탄 수지의 용해성을 증대를 위해 사용하는 것으로서, 폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제, 폴리카르본산계(PC) 계면활성제 및 폴리멜라민슬폰산나트륨축합물계(PMS) 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 유동화제의 함량은 주제 전체 중량 중 1 ~ 3 중량%, 바람직하게는 1.0 ~ 2.5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.2 ~ 2.2 중량%인 것이 좋으며, 이때, 유동화제 함량이 1 중량% 미만이면 주제의 흐름성이 좋지 않아서 제2액인 경화제와 혼합이 잘 되지 않는 주제가 생겨서 도막 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 유동화제 함량이 3 중량% 미만이면 과량 사용으로 오히려 도막의 경도 등의 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 소포제는 주제와 경화제 혼합 및/또는 도료 시공시 발생할 수 있는 기포 발생을 억제하기 위해 사용하는 것으로서, 상기 소포제는 변성 실리콘류, 지방산류, 고급알콜류, 광물류, 고급 지방산 글리세라이트, 디메틸 폴리실록산, 폴리프로필렌 글리콜 및 소수성 실리카로 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 고급 지방산 글리세라이트, 디메틸 폴리실록산 및 폴리프로필렌 글리콜 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 소포제의 함량은 주제 전체 중량 중 0.1 ~ 1.0 중량%, 바람직하게는 0.1 ~ 0.8 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 중량%로 사용하는 것이 좋으며, 소포제 함량이 0.1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 소포제 사용 효과가 미비할 수 있고, 1.0 중량%를 초과사용하는 것은 과다 사용으로서, 오히려 도료의 물성을 저하시킬 수 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 안료는 도료의 색상 발현을 위해 사용하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 안료를 사용할 수 있으며, 그 종류는 원하는 색상의 도료를 얻기 위해 사용할 수 있고, 상기 안료로는 산화티탄, 산화철과 같은 금속산화물 안료, 티탄 옐로 등의 복합 산화 안료, 카본블랙, 아조계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 페릴렌계 안료, 페리논계 안료, 금속 킬레이트 아조계 안료, 착색안료, 알루미늄, 동, 아연, 니켈, 산화 알루미늄, 운모, 산화티탄 또는 산화철로 피복된 산화 알루미늄 등을 목적하는 바에 따라 색채나 도막 성능에 따라 1종 또는 그 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 그리고, 안료 함량은 주제 전체 중량 중 4.0 중량% 이하로 사용하는 것이 좋다.
그리고, 주제 성분 중 상기 물은 주제 내 성분에 대한 용매 역할을 하며, 그 사용량은 수용성 아크릴 우레탄 수지, 음이온성 분산제, 유동화제, 소포제, 안료 등 성분 외에 나머지 잔량이다.
본 발명 도료 성분인 주제는 앞서 설명한 수용성 아크릴 우레탄 수지, 음이온성 분산제, 유동화제, 소포제, 안료, 물 외에 도료 적용 환경 내지 얻고자 하는 도막 물성 효과에 따라, 도막의 기본 물성을 해하지 않는 범위 내에서 당업계에서 일반적으로 사용되는 산화방지제, 자외선 차단제, 충진제, 레벨링제 등의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
[경화제]
도료 성분 중 제2액인 경화제는 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트, 점도조절제 및 용매를 포함하며, 경화촉진제를 더 포함할 수도 있다.
경화제 성분 중 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트는 주제 성분의 수용성 아크릴 우레탄 수지와 반응하여 도막을 형성하는 역할을 하는 것으로서, 상기 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트의 경화제 내 함량은 70 ~ 80 중량%, 바람직하게는 72 ~ 80 중량%, 더욱 바람직하게는 74.0 ~ 78.5 중량%를 포함하는 것이 좋다.
다음으로, 경화제 성분 중 상기 점도조절제는 주제와 경화제 반응에 의해 급격한 점도 증가를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 아디핀산디옥틸, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올디이소부틸레이트, 트리메리트산에스테르(trimellitate) 및 에틸사이클로헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 점도조절제의 함량은 경화제 전체 중량 중 5 ~ 10 중량%, 바람직하게는 6 ~ 10 중량%, 더욱 바람직하게는 6.0 ~ 8.5 중량%를 포함하는 것이 좋으며, 이때, 점도조절제 함량이 5 중량% 미만이면 급격한 점도 증가 방지 효과가 미비할 수 있고, 10 중량%를 초과하면 오히려 도료의 적정 점도를 맞추기가 어려워서 도료의 도장성이 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 경화제 성분 중 상기 용매는 물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트의 용매에 대한 용해성을 위해 알코올 및 물을 혼합한 용매를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 알코올 및 물을 1 : 5 ~ 10 부피비로, 더 더욱 바람직하게는 알코올 및 물을 1 : 6 ~ 8 부피비로 포함하는 것이 좋다. 그리고, 상기 알코올은 t-부틸 알코올(tert-butyl alcohol), t-아밀 알코올(tert-amyl alcohol), 디아세톤 알코올 및 알파-테르피네올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 디아세톤 알코올 및 알파-테르피네올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2액인 경화제는 상기 경화촉진제는 경화 반응을 촉진시켜주기 위한 것으로 동계시 선택적으로 추가 적용할 수 있다. 상기 경화촉진제는 금속계 경화촉진제, 이미다졸계 경화촉진제 및 아민계 경화촉진제 중에서 선택된 1종 이상을, 경화제 전체 중량 중 1 중량% 이하로 포함할 수 있으며, 1 중량% 초과 사용하면 경화촉진 효과로 인한 이득보다 도료의 다른 물성 저하(예를 들면, 크랙 발생) 등으로 인한 손실이 클 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
상기 금속계 경화촉진제로는 코발트, 구리, 아연, 철, 니켈, 망간, 주석 등의 금속의 유기 금속 착체 또는 유기 금속염을 사용할 수 있으며, 상기 유기 금속 착체의 구체적인 예로서는, 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트, 코발트(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 코발트 착체, 구리(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등 의 유기 구리 착체, 아연(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 아연 착체, 철(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 철착체, 니켈(Ⅱ) 아세틸아세트네이트 등의 유기 니켈 착체, 망간(Ⅱ) 아세틸아세토네이트 등의 유기 망간 착체 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기 금속염은 옥틸산아연, 옥틸산주석, 나프텐산아연, 나프텐산코발트, 스테 아린산주석 및 스테아린산아연 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 이미다졸계 경화 촉진제는 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데 실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데 실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 및 2,3-디하이드록시-1H-피로로[1,2-a]벤즈이미다졸 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 상기 아민계 경화촉진제는 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4- 디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6-트리스 (디메틸아미노메틸)페놀 및 1,8-디아자비사이클로 (5,4,0)-운데센 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2액인 경화제는 평탄하고 매끄럽게 코팅될 수 있게 레벨링함으로써 조성물 내의 접착력을 보다 상승시켜주기 위해 선택적으로 레벨링제를 소량 더 포함할 수도 있다. 상기 레벨링제는 아크릴계, 실리콘계 등을 들 수 있고, 이들 실리콘계 혹은 아크릴계 등 비실리콘계 레벨링제를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 2액형 무황변 중방식 도료를 이용하여 중방식 도장 시공을 수행하는 방법을 설명한다.
본 발명의 본 발명의 2액형 무황변 중방식 도료는 중방식 도장 시공시 상도용 도료로 적용되며, 중방식 도장 시공물의 표면처리하는 1단계; 표면 처리된 시공물의 표면에 프라이머를 도포하여 하도를 수행하는 2단계; 하도 수행된 시공물의 표면에 에폭시계 도료를 도포하여 중도를 수행하는 3단계; 및 중도 수행된 시공물의 표면에 앞서 설명한 상기 상도용 2액형 무황변 중방식 도료를 도포하여 상도를 수행하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행할 수 있다.
상기 중방식 도장 시공물은 강재(steel material)를 포함하는 구조물로서, 교량, 해상구조물, 발전설비, 각종 플랜트의 대형 구조물, 선박, 컨테이너 또는 심한 부식 환경에 놓여있는 기타 철 구조물을 포함한다.
1단계의 표면처리 방법은 당업계에서 사용하는 일반적인 표면처리 방법을 수행할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 중방식 도장 시공물의 강재 표면에 도포하였던 기존 도장을 벗겨내고, 기존 도장이 들떠 있는 위치에 발생한 강재 표면의 녹이나 먼지 유제분 등의 오염물질을 제거할 수 있다. 좀 더 구체적으로는 고압수를 이용해 강재 표면의 오염물질의 불림 및 탈락시킨 후, 집진장치가 연결되어 있는 다이아몬드 팁이 포함된 연마재가 포함된 핸드형 그라인더를 이용해 작업이 수행할 수 있다.
다음으로, 2단계의 프라이머는 당업계에서 사용하는 일반적인 프라이머를 사용할 수 있으며, 일례를 들면, 부식억제제가 포함된 프라이머를 도포하여 하도를 수행할 수 있다.
다음으로, 3단계의 중도는 에폭시계 도료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 무용제 에폭시계 도료를 사용할 수 있다. 바람직한 일례를 들면, 상기 무용제 에폭시계 도료는 주제(제1액) 및 경화제(제2액)을 포함하는 2액형 도료로서, 상기 주제는 액상 에폭시 수지, 반응성 희석제, 충전제를 포함하며, 상기 경화제는 아민계 수지 및 물 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 주제와 경화제를 혼합한 후, 하도 수행된 시공물 표면에 도포하여 중도를 수행할 수 있다.
다음으로, 4단계의 상도는 앞서 설명한 본 발명의 2액형 무황변 중방식 도료를 사용하여 수행하며, 도포 방법은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법으로 수행할 수 있으며, 특별하게 한정하지는 않는다. 그리고, 도포량은 10 m2 당 2액형 무황변 중방식 도료 0.9 ~ 1.2 L 정도로 도포를 수행하는 것이 바람직하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
준비예 1 : 수용성 아크릴 우레탄 수지의 제조
(1) 폴리올 제조
중량평균분자량 300 ~ 400인 폴리옥시에틸렌글리콜 22.5 중량%, 하기 화학식 1-1로 표시되는 폴리올 7.2 중량% 및 중량평균분자량 8,200 ~ 8,500인 아크릴 폴리올 잔량을 혼합하여 폴리올을 준비하였다.
상기 아크릴 폴리올은 아크릴산 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시메타아크릴레이트 45.5 중량부, 아크릴아마이드 7.1 중량부 및 N-메틸올아크릴아마이드 27.8 중량부를 혼합한 혼합 단량체 42 중량%, 중합개시제인 포타슘설페이트 0.7 중량%를 N-메틸피롤리돈(용매)에 투입한 다음 74~75℃에서 1시간 동안 천천히 교반 및 예비 반응을 수행한 다음, 88~90℃에서 2시간 동안 반응시킨 반응생성물이다.
[화학식 1-1]
Figure 112020047800342-pat00003
화학식 1에서, R1은 메틸기이고, R2는 에틸기이며, n은 2이다.
(2) 수용성 아크릴 우레탄 수지 합성
1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 1 : 2.6 중량비로 혼합하여 디이소시아네이트를 준비하였다.
교반기, 환류 냉각기, 질소 주입구, 온도계가 장착된 반응기에 용매인 N-메틸피롤리돈을 투입한 다음, 앞서 제조한 상기 폴리올 및 상기 디이소시아네이트를 NCO/OH=0.70 단량비로 반응하도록 반응기에 투입한 후, 반응촉매인 4-디메틸아미노피리딘 투입하였다. 그리고, 질소분위기 및 90℃ 하에서 3시간 동안 반응을 수행하였으며, NCO%를 측정하여 3.5% 이내이면 반응물의 온도를 상온으로 냉각 및 반응 종결 후, DMEA(Di Methyl Ethanol Amine)를 투입하여 중화시킨 다음 필터링하여 수용성 아크릴 우레탄 수지를 수득하였다.
준비예 2 ~ 5 및 비교준비예 1 ~ 4
상기 준비예 1과 동일한 방법으로 수용성 아크릴 우레탄 수지를 각각 제조하되, 하기 표 1과 같이 합성에 사용된 폴리올의 조성을 각각 달리하여 수용성 아크릴 수지를 각각 제조하여 준비예 2 ~ 5 및 비교준비예 1 ~ 4를 실시하였다.
구분 폴리올 종류 및 함량
폴리옥시에틸렌글리콜 화학식 1-1로 표시되는 폴리올 아크릴 폴리올
준비예 1 22.5 중량% 7.2 중량% 나머지 100 중량%
준비예 2 18.0 중량% 7.2 중량% 나머지 100 중량%
준비예 3 25.0 중량% 7.2 중량% 나머지 100 중량%
준비예 4 22.5 중량% 5.0 중량% 나머지 100 중량%
준비예 5 22.5 중량% 12.0 중량% 나머지 100 중량%
비교준비예 1 13.0 중량% 7.2 중량% 나머지 100 중량%
비교준비예 2 27.5 중량% 7.2 중량% 나머지 100 중량%
비교준비예 3 22.5 중량% 3.5 중량% 나머지 100 중량%
비교준비예 4 22.5 중량% 17.0 중량% 나머지 100 중량%
실시예 1 : 2액형 상도용 중방식 도료 제조
(1) 제1액(주제)의 제조
준비예 1의 수용성 아크릴 우레탄 수지 66.5 중량%, 음이온성 분산제로서 디메틸 프로피오닉 에시드(DMPA) 3.0 중량%, 유동화제로서 폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제 1.8 중량%, 소포제로서 디메틸 폴리실록산 0.3 중량%, 안료인 산화티탄 0.8 중량% 및 잔량을 물을 혼합 및 교반하여 주제(제1액)을 제조하였다.
(2) 제2액(경화제)의 제조
에틸렌글리콜에틸에테르 아세테이트 75.3 중량%, 점도조절제인 아디핀산디옥틸 7.4 중량%, 디아세톤 알코올 및 물을 1 : 7 부피비로 혼합한 용매 잔량을 혼합 및 교반하여 경화제를 제조하였다.
실시예 2 ~ 5 및 비교예 1 ~ 4
상기 실시예 1과 동일한 조성으로 제1액 및 제2액을 각각 제조하되, 하기 표 2와 같이 제1액 성분 중 준비예 1의 수용성 아크릴 우레탄 수지 대신 준비예 2 ~ 5 및 비교준비예 1 ~ 4의 수용성 아크릴 우레탄 수지 각각을 사용하여 실시예 2 ~ 5 및 비교예 1 ~ 4를 각각 실시하여 2액형 상도용 중방식 도료를 각각 제조하였다.
실시예 6 ~ 9 및 비교예 5 ~ 9
상기 실시예 1과 동일한 조성으로 제1액 및 제2액을 각각 제조하되, 하기 표 2와 같이 제1액 성분의 조성에 대한 함량을 달리하여 실시예 6 ~ 9 및 비교예 5 ~ 9를 각각 실시하여 2액형 상도용 중방식 도료를 각각 제조하였다.
구분
(중량%) 		수용성 아크릴 우레탄 수지 음이온성 분산제 유동화제 소포제 안료
종류 함량 함량 함량 함량 함량
실시예1 준비예1 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예2 준비예2 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예3 준비예3 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예4 준비예4 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예5 준비예5 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예6 준비예1 63.0 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예7 준비예1 68.5 3.0 1.8 0.3 0.8
실시예8 준비예1 66.5 4.5 1.8 0.3 0.8
실시예9 준비예1 66.5 3.0 3.0 0.3 0.8
비교예1 비교
준비예1		 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예2 비교준비예2 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예3 비교준비예3 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예4 비교준비예4 66.5 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예5 준비예1 58.0 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예6 준비예1 72.0 3.0 1.8 0.3 0.8
비교예7 준비예1 66.5 1.0 1.8 0.3 0.8
비교예8 준비예1 66.5 6.0 1.8 0.3 0.8
비교예9 준비예1 66.5 3.0 4.2 0.3 0.8
주제 성분 중 100 중량% 중 나머지 잔량의 중량%는 용매이다.
제조예 1
크롬 처리된 넓이 70㎟, 두께 1㎜의 철판의 철판에 하도(DJP-5228 HS primer, PPG코리아)를 건조도막 두께 약 6㎛로 도장하여 하도 처리하였다.
다음으로, 하도 처리한 시편 상부에 중도용 도료(상품명 세뉴폰 HB 3334, 정석페인트)를 건조도막 두께 약 15㎛로 도장하여 중도 처리하였다.
다음으로, 중도 처리한 시편 상부에 상기 실시예 1의 2액형 상도용 중방식 도료를 도포량 10 m2 당 1L으로 도포하여 건조도막 두께 약 12㎛로 도장하여 상도 처리하였다.
상도 처리시, 2액형 상도용 중방식 도료는 주제(제1액) 및 경화제(제2액)을 6.5 : 1 중량비로 혼합 및 충분히 교반하여 사용하였다.
제조예 2 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 9
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 하도, 중도 및 상도 처리하여 도막을 형성시키되, 하기 표 3과 같이 상도에 사용되는 도료를 각각 달리하여 제조예 2 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 9를 실시하였다.
구분 상도 도료 구분 상도 도료
제조예 1 실시예 1 비교제조예 1 비교예 1
제조예 2 실시예 2 비교제조예 2 비교예 2
제조예 3 실시예 3 비교제조예 3 비교예 3
제조예 4 실시예 4 비교제조예 4 비교예 4
제조예 5 실시예 5 비교제조예 5 비교예 5
제조예 6 실시예 6 비교제조예 6 비교예 6
제조예 7 실시예 7 비교제조예 7 비교예 7
제조예 8 실시예 8 비교제조예 8 비교예 8
제조예 9 실시예 9 비교제조예 9 비교예 9
실험예 1 : 도막의 물성 측정
상기 제조예 1 ~ 9 및 비교제조예 1 ~ 9의 철판에 형성된 도막의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
(1) 도막경화도
메틸에틸케톤 용제로 도막의 표면을 문질러 도막이 벗겨지는 회수를 측정하였다.
(2) 부착강도
KSM6715-01에 의거하여 측정하였다.
(3) 연필경도
UNI-pencil(미쓰비시)을 이용하여 도막의 경도를 측정하였다.
(4) 내수성
KSM SI02812-2-02에 의거하여 측정하였으며, 부풀음, 갈라짐, 벗겨짐, 변색 등에 이상이 없는지 여부를 측정하였다.
(5) 내알칼리성 및 내산성
내알칼리성은 10 부피% NaOH 수용액에 72시간을 침적 후, 부풀음, 갈라짐, 벗겨짐, 변색 등에 이상이 없는지 여부를 측정하였다.
내산성은 KSM SI02812-1-02에 의거하여 측정하였으며, 부풀음, 갈라짐, 벗겨짐, 변색 등에 이상이 없는지 여부를 측정하였다.
(6) 내황변성
KS F 2274(WA-A, 20시간)의거하여 측정하였으며, 변색이 발생 여부를 측정하였다.
구분 도막경화도
(회) 		부착강도
(kgf/cm 2 ) 		연필경도 내수성 내알칼리성
/내산성 		내황변성
제조예 1 161 38.5 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
제조예 2 162 39.2 H 이상없음 이상없음/
이상없음		 이상없음
제조예 3 157 37.4 H 이상없음 이상없음/
이상없음		 이상없음
제조예 4 163 38.7 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
제조예 5 154 37.8 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
제조예 6 155 36.2 H 이상없음 이상없음/
이상없음		 이상없음
제조예 7 167 39.6 H 이상없음 이상없음/
이상없음		 이상없음
제조예 8 162 35.8 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
제조예 9 158 37.7 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
비교제조예 1 164 27.8 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
비교제조예 2 141 33.5 F 부풀림 발생 이상없음/
이상없음		 이상없음
비교제조예 3 163 38.9 H 갈라짐
발생		 변색발생/
벗겨짐 발생		 변색발생
비교제조예 4 142 36.8 F 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
비교제조예 5 130 30.2 F 부풀음발생 이상없음/
이상없음		 이상없음
비교제조예 6 170 39.8 H 부풀음
발생		 이상없음/
이상없음		 이상없음
비교제조예 7 164 29.3 H 이상없음 이상없음/
이상없음		 이상없음
비교제조예 8 157 38.2 H 갈라짐발생 이상없음/
벗겨짐 발생		 이상없음
비교제조예 9 134 37.5 H 이상없음 이상없음/이상없음 이상없음
상기 표 4의 물성 측정 결과를 살펴보면, 본 발명의 2액형 상도용 중방식 도료로 도막 형성된 제조예 1 ~ 9의 경우, 전반적으로 높은 기계적 물성, 내수성, 내알칼리성, 내산성 및 내황변성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해, 주제 제조시, 폴리옥시에틸렌글리콜을 15 중량% 미만인 13 중량% 사용한 비교예 1의 도료를 사용한 비교제조예 1의 경우, 제조예 2(18 중량)와 부착강도가 크게 낮은 문제가 있었다. 그리고, 주제 제조시, 폴리옥시에틸렌글리콜을 25 중량% 초과한 27.5 중량% 사용한 비교예 2의 도료를 사용한 비교제조예 2의 경우, 제조예 3(25 중량%)와 비교할 때, 도막의 유연성이 떨어졌고, 경도가 낮아지는 문제 및 내수성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 주제 제조시, 폴리올 내 화학식 1로 표시되는 폴리올을 5 중량% 미만인 3.5 중량%로 사용한 비교예 3의 도료를 사용한 비교제조예 3의 경우, 제조예 4(5 중량)와 비교할 때, 내황변성 및 내화학성이 떨어지는 문제가 있었다. 그리고, 주제 제조시 폴리올 내 화학식 1로 표시되는 폴리올을 17 중량%로 사용한 비교제조예 4의 경우, 내화학성, 내황변성(촉진내후성)이 우수하나, 제조예 5(12 중량%)와 비교할 때, 오히려 도막의 경화도 및 연필 경도가 크게 낮아지는 문제가 있었다.
또한, 수용성 아크릴 우레탄 수지를 60 중량% 미만인 58.0 중량%로 포함하는 주제가 적용된 비교예 5의 도료를 사용한 비교제조예 5의 경우, 제조예 6(63 중량%)와 비교할 때, 전반적으로 도막의 기계적 물성이 저조한 결과를 보였다. 그리고, 수용성 아크릴 우레탄 수지를 70 중량% 초과한 72.0 중량%로 포함하는 주제가 적용된 비교예 6의 도료를 사용한 비교제조예 6의 경우, 제조예 7(68.5 중량%)와 비교할 때, 기계적 물성 등의 전반적인 물성은 좋으나, 도막 표면이 고르지 못한 문제가 있었다.
또한, 음이온성 분산제를 2 중량% 미만인 1.0 중량%로 포함하는 주제가 적용된 비교예 7의 도료를 사용한 비교제조예 7의 경우, 제조예 1과 비교할 때, 부착강도가 크게 떨어지는 문제가 있었으며, 음이온성 분산제를 5 중량% 초과한 6.0 중량%로 포함하는 주제가 적용된 비교예 8의 도료를 사용한 비교제조예 8의 경우, 제조예 8(4.5 중량%)와 비교할 때, 부착강도는 우수하나, 내수성 및 내산성이 좋지 않은 결과를 보였다.
또한, 유동화제를 3중량% 초과한 4.2중량%로 포함하는 주제가 적용된 비교예 9의 도료를 사용한 비교제조예 9의 경우, 제조예 1(1.8중량%) 및 제조예 9(3.0 중량%)과 비교할 때, 도막의 경도가 급격하게 감소하는 문제가 있었다.

Claims (13)

  1. 수용성 아크릴 우레탄 수지, 음이온성 분산제, 유동화제, 소포제, 안료 및 물을 포함하는 주제; 및
    (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트, 점도조절제 및 잔량의 용매를 포함하는 경화제;를 포함하며,
    상기 수용성 아크릴 우레탄 수지는 폴리올 및 디이소시아네이트를 반응촉매 및 용매 하에서 NCO/OH= 0.6 ~ 0.8 단량비로 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함하며,
    상기 폴리올은 중량평균분자량 200 ~ 500인 폴리옥시(C2-3의 알킬렌)글리콜 15 ~ 25 중량%, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리올 5 ~ 15 중량% 및 잔량의 아크릴 폴리올을 포함하고,
    무황변 도료 도장시, 상기 경화제 및 주제를 1 : 5.0 ~ 7.5 중량비로 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
    [화학식 1]
    Figure 112020084312611-pat00004

    화학식 1에서, R1은 H, C1-5의 직쇄형 알킬기 또는 C3-5의 분쇄형 알킬기이고, R2는 C1-5의 직쇄형 알킬렌기이며, n은 1 ~ 4의 자연수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주제는 수용성 아크릴 우레탄 수지 60 ~ 70 중량%, 음이온성 분산제 2 ~ 5 중량%, 유동화제 1 ~ 3 중량%, 소포제 0.1 ~ 1 중량%, 안료 0.1 ~ 5 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 (C1-5의 알킬렌)글리콜(C1-3의 알킬)에테르 아세테이트 70 ~ 80 중량%, 점도조절제 5 ~ 10 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 아크릴 폴리올은
    아크릴산, 2-하이드록시메타아크릴레이트, 아크릴아마이드 및 N-메틸올아크릴아마이드를 포함하는 혼합 단량체 35 ~ 45 중량%, 중합개시제 0.5 ~ 1 중량% 및 잔량의 용매를 혼합한 후, 70 ~ 80℃ 하에서 1 ~ 2 시간 동안 천천히 교반 및 예비 반응을 수행한 후, 85 ~ 90℃에서 2 ~ 3시간 동안 반응시켜 제조한 반응생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  6. 제1항에 있어서, 상기 혼합 단량체는
    아크릴산 100 중량부에 대하여, 2-하이드록시메타아크릴레이트 35 ~ 50 중량부, 아크릴아마이드 5 ~ 10 중량부 및 N-메틸올아크릴아마이드 25 ~ 35 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  7. 제1항이 있어서, 상기 디이소시아네이트는 4,4`-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 및 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  8. 제1항에 있어서, 상기 음이온성 분산제는 DMPA(Dimethyl propionic acid) 및 DMBA(Dimethyl butanoic acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 유동화제는 폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제, 폴리카르본산계(PC) 계면활성제 및 폴리멜라민슬폰산나트륨축합물계(PMS) 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점도조절제는 아디핀산디옥틸, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올디이소부틸레이트, 트리메리트산에스테르(trimellitate) 및 에틸사이클로헥산 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  10. 제1항에 있어서, 경화제의 상기 용매는
    t-부틸 알코올(tert-butyl alcohol), t-아밀 알코올(tert-amyl alcohol), 디아세톤 알코올 및 알파-테르피네올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 알코올 및 물을 1 : 5 ~ 10 부피비로 포함하는 것을 특징으로 하는 상도용 2액형 무황변 중방식 도료.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 상도용 2액형 무황변 중방식 도료를 사용하여 도장 시공을 수행하는 것을 특징으로 하는 중방식 도장 방법.
  12. 중방식 도장 시공물의 표면처리하는 1단계;
    표면 처리된 시공물의 표면에 프라이머를 도포하여 하도를 수행하는 2단계;
    하도 수행된 시공물의 표면에 에폭시계 도료를 도포하여 중도를 수행하는 3단계; 및
    중도 수행된 시공물의 표면에 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 상도용 2액형 무황변 중방식 도료를 도포하여 상도를 수행하는 4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중방식 도장 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중방식 도장 시공물은 강재(steel material)를 포함하는 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중방식 도장 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960010251A (ko) 1994-09-16 1996-04-20 야스카와 히데아키 잉크공급식 프린터와 잉크공급탱크
KR0158534B1 (ko) * 1995-10-07 1998-12-15 한영재 폴리에틸렌 튜브 코팅용 아크릴 우레탄 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법
JP2005299103A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 I C K Kk ウレタン防水構造とこれに用いる湿気硬化型ウレタンプライマー。
JP5062814B2 (ja) * 2003-05-15 2012-10-31 ザ ルブリゾル コーポレイション ポリウレタン分散剤
KR20160039889A (ko) * 2014-10-02 2016-04-12 김석 스프레이 분사용 무기질계 도료 조성물 및 이를 이용한 바닥마감공법
JP6348589B2 (ja) * 2013-11-27 2018-06-27 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 硬化性ポリウレタンコーティング組成物及びその調製方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960010251A (ko) 1994-09-16 1996-04-20 야스카와 히데아키 잉크공급식 프린터와 잉크공급탱크
KR0158534B1 (ko) * 1995-10-07 1998-12-15 한영재 폴리에틸렌 튜브 코팅용 아크릴 우레탄 조성물 및 이를 이용한 코팅 방법
JP5062814B2 (ja) * 2003-05-15 2012-10-31 ザ ルブリゾル コーポレイション ポリウレタン分散剤
JP2005299103A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 I C K Kk ウレタン防水構造とこれに用いる湿気硬化型ウレタンプライマー。
JP6348589B2 (ja) * 2013-11-27 2018-06-27 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 硬化性ポリウレタンコーティング組成物及びその調製方法
KR20160039889A (ko) * 2014-10-02 2016-04-12 김석 스프레이 분사용 무기질계 도료 조성물 및 이를 이용한 바닥마감공법

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