KR101690472B1 - 상온 경화형 차선도색 조성물 - Google Patents

상온 경화형 차선도색 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상온 경화형 차선도색 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로 내구성, 도로 및 글라스 비드와의 접착성능, 내마모성, 내약품성 및 내후성이 우수하며, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 상온 경화형 차선도색 조성물에 관한 것이다.

Description

상온 경화형 차선도색 조성물{Room temperature curing composition painted lane}
본 발명은 상온 경화형 차선도색 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로 내구성, 도로 및 글라스 비드와의 접착성능, 내마모성, 내약품성 및 내후성이 우수하며, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 상온 경화형 차선도색 조성물에 관한 것이다.
차선은 도로에서 안전하고 원활한 소통을 위해 필수적인 것으로서, 주행방향이나 차로와 차로 등을 구분하기 위한 목적으로 이용된다.
이러한 차선은 도로 표지용 도료로 이루어지는데, 도로 표면과의 부착성, 어두운 길에서 빛을 반사하게 하여 도로 표지를 선명하게 해주는 글라스 비드(Glass bead)와의 부착성, 도장 작업시 이로 인하여 이동체 및 보행자의 통행을 제한하는 시간이 짧아야 하므로 빠른 시간 내에 경화되는 속건형이어야 한다.
하지만, 지금까지 사용되고 있는 종래의 상온경화형 유성 도료(1종) 및 수용성 도료(2종)는 건조가 늦어 차량을 통행 시키는데 많은 시간이 소용되어 교통 체증을 유발할 수 있는 문제점이 있고, 또한 2액형 도료(5종)는 도료의 건조는 신속하게 이루어지는 장점이 있지만, 글라스 비드를 고착시키기 위한 부착성의 개선이 필요하며, 동절기 등의 계절 변화에 따른 작업 온도 하락에 의해 도료의 점도 상승에 의한 스프레이 작업성의 균일도 저하의 문제가 발생할 수 있다.
이러한 도로 표지용 도료 중 상기 이액형 도료의 경우 아크릴계열 수지 등을 모체로 하여 경화시 도막의 기계적 물성과 화학적 물성이 우수하고 건조 시간이 매우 빠른 콘크리트 및 아스팔트용 차선용 도료로서, 이와 같은 이액형 도로표지용 도료 조성물에 관한 종래기술로서 공개특허공보 제10-2013-0037392호(2013.04.16.)에서는 도료의 부착성 및 내구성 향상을 위해 아크릴 비드를 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 및 부틸 아크릴레이트 모노머(Butyl acrylate monomer, BAM)의 아크릴 모노머에 용해시켜 제조한 수지용액을 포함하는 주제; 및 액상으로 제조한 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide, BPO)를 포함하는 경화제; 를 포함하는 도로 표지용 이액형 도료 조성물에 관해 기재되어 있고, 또한 등록특허공보 제10-1426172호(2014.08.01.)에서는 아크릴 비드를 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 및 부틸 아크릴레이트 모노머(Butyl acrylate monomer, BAM)의 아크릴 모노머에 용해시켜 제조한 수지용액을 포함하는 주제와; 3급아민 투입량을 현저히 줄여 백색도와 내황변성을 향상시키기 위한 에폭시 계열의 고 반응성 수지를 포함하는 보제와; 액상으로 제조한 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide, BPO)를 포함하는 경화제;를 포함하는 도로 표지용 이액형 도료 조성물에 대해 기재되어 있다.
그러나 상기 선행문헌을 포함하는 종래기술에도 불구하고 글라스 비드의 보다 개선된 부착성질을 가지며, 또한 계절 변화에 따른 작업 온도 하락에 의해 도료의 점도 상승을 억제할 수 있어 작업성의 균일도를 유지시킬 수 있는 보다 개선된 효과를 갖는 도로 표지용 도료 조성물의 개발에 관한 수요는 지속적으로 요구되고 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1461046호 2. 대한민국 공개특허 제10-2010-0023100호 3. 대한민국 등록특허 제10-1311704호 4. 대한민국 공개특허 제10-2009-0128748호 5. 대한민국 등록특허 제10-1050507호 6. 대한민국 공개특허 제10-2013-0037392호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,본 발명의 목적은 내구성, 도로 및 글라스 비드와의 접착성능, 내마모성, 내약품성 및 내후성이 우수하며, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 상온 경화형 차선도색 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물은 주제와, 경화제로 이루어지는 2액형 상온 경화형 차선도색 조성물에 관한 것으로서, 상기 주제는 메틸메타크릴레이트 100중량부를 기준으로, 안료 10~50중량부와; 충진재 1~10중량부와; 부틸아크릴레이트 25~35중량부와; 실란 변성 폴리우레탄 5~10중량부와; 아크릴산노말부틸에스테르 5~10중량부와; 변성 에폭시 수지 1~5중량부와; 실리콘 실란 1~5중량부와; 디메틸아민 1~3중량부와; 왁스 0.5~1중량부와; 분산제 0.5~1중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물에 있어서, 실란 변성 폴리우레탄은 디이소이아네이트와 폴리올을 1 : 0.5~2의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 실란 화합물 1~10중량부와, 유기용제 5~10중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물에 있어서, 변성 에폭시 수지는 스테아린산과 에폭시 수지를 1 : 0.1~0.5의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 실란 화합물 1~10중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물은 내구성, 도로 및 글라스 비드와의 접착성능, 내마모성, 내약품성 및 내후성이 우수하며, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물의 경우, 주제와 경화제에 의해 도료의 건조가 신속하게 이루어지며, 상기 경화제 성분으로서 라디칼 중합반응을 위한 퍼옥사이드 계열의 경화제가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물은 주제 총 중량 대비 경화제가 2~10중량%로 혼합되는 것을 예시할 수 있다.
본 발명에 따른 주제는 메틸메타크릴레이트(MMA) 100중량부를 기준으로, 안료 10~50중량부와, 충진재 1~10중량부와, 부틸아크릴레이트 25~35중량부와, 실란 변성 폴리우레탄 5~10중량부와, 아크릴산노말부틸에스테르 5~10중량부와, 변성 에폭시 수지 1~5중량부와, 실리콘 실란 1~5중량부와, 디메틸아민 1~3중량부와, 왁스 0.5~1중량부와, 분산제 0.5~1중량부와, 촉매 0.1~1중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 부틸아크릴레이트와 아크릴산노말부틸에스테르는 메틸메타크릴레이트(MMA)와 공중합되면서 차선 도료의 전이온도를 낮춰 물성을 보강시키고, 특히 차선 도료의 크랙이 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
이러한 부틸아크릴레이트 및 아크릴산노말부틸에스테르는 각각 메틸메타크릴레이트 100중량부를 기준으로 25~35중량부 및 5~10중량부를 함유하는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우에는 상술한 크랙 발생 효과를 기대하기 어렵고, 초과하면 메틸메타크릴레이트의 상대적인 함량이 줄어들고 경화 속도가 지연되는 문제가 있기 때문에 상술한 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 실란 변성 폴리우레탄은 경화 속도를 기존의 MMA를 포함하는 2액형 도료에 비해 내후성 내지 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 디이소이아네이트와 폴리올을 1 : 0.5~2의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 실란 화합물 1~10중량부와, 유기용제 5~10중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
여기서, 디이소이아네이트는 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 중 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.
상기 실란 화합물은 한쪽 말단에 에폭시기를 가지고, 다른 말단에 실란기를 가지고 있는 것, 또는 한쪽 말단에 아민기를 가지고 다른 말단에 실란기를 가지고 있는 두 종류의 커플링제 사용이 가능하다. 이러한 구조를 가진 실란 화합물은 glycidyloxypropyl trimethoxy silane, glycidoxypropyl triethoxy silane, glycidoxypropyl methyldiethoxy silane, glycidoxypropyl methyldimethoxy silane, 2-(3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy silane, aminopropyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, aminoethyl aminopropyl trimethoxy silane, aminoethyl aminopropyl triethoxy silane, aminoethyl aminopropyl methyldimethoxy silane, phenyl aminopropyl trimethoxy silane, aminopropyl methyldimethoxy silane, aminopropyl methyldimethoxy silane, aminoethyl aminopropyl methyldimethoxy silane, aminoethyl aminopropyl methyltriethoxy silane 등을 들 수 있다.
이러한 실란 화합물은 실란 변성 폴리우레탄과 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트와의 결합력 및 도료의 접착력을 향상시키는 역할을 한다.
상기 유기용매는 아이소프로필글리콜, 메틸에틸케톤 및 다이메틸포름아미드를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 예시할 수 있다.
상기 충진재는 내마모성을 증가시키는 역할을 하는데, TEOS(Tetraethoxysilane)로 표면 개질화된 SCMS(solid core-mesoporous shell silica sphere)(TEOS/SCMS)인 것을 예시할 수 있다.
상기 표면 개질화된 SCMS는 1중량부 미만이면 내마모성의 향상을 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하면 시인성을 저하시키기 때문에 1~10중량부로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 변성 에폭시 수지는 도로과의 접착력을 극대화하고, 신율을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 스테아린산 변성 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
이러한 스테아린산 변성 에폭시 수지는 1중량부 미만인 경우에는 신율 조절 역할을 수행하기 어렵고, 5중량부를 초과하는 경우에는 내마모성이 저하될 우려가 있기 때문에 1~5중량부로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 실란은 충진제와 글라스 비드와의 결합력 향상을 위해 첨가되며, 디메틸아민은 경화 촉진제 역할을 한다.
상기 왁스는 조성물의 저장성을 높일 뿐만 아니라, 차선도색 조성물 도포 후 표면에 왁스층을 형성하여 산소와의 접촉을 막아 조성물의 라디칼이 소멸되는 것을 방지하여 경화가 방해되는 것을 막아 경화가 잘 될 수 있도록 하는 것으로서, 폴리에틸렌 왁스인 것을 예시할 수 있다.
이러한 왁스는 0.5중량부 미만인 경우에는 저장성 효과를 기대하기 어렵고, 1중량부를 초과하는 경우에는 주제와 경화제와의 접촉을 방해하여 물성 저하는 물론, 경화시간이 늘어나기 때문에 상술한 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 분산제는 5-메톡시펜틸옥시아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid)인 것을 예시할 수 있다.
상기 촉매는 도로과 차선도색 조성물의 계면에서의 접착력, 내마모성 및 내후성의 전체적인 향상 및 경화 속도를 단축시키는 역할을 하는 것으로서, H2PtCl6와, 클로로포름과, 디메틸포스페이트, Gd2O3 나노 분말이 각각 1 : 0.1~1 : 0.1~1 : 0.1~1의 중량비로 혼합되는 것을 예시할 수 있다.
여기서, Gd2O3 나노 분말은 자외선 차폐 역할 및 이종의 화합물 간의 결합력을 향상시키는 것으로서, 금속 전구체를 액상에서 환원제를 이용하여 환원시켜 제조하는 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
상기 금속 전구체는 금속 수소화물(metal hydride), 금속 수산화물(metal hydroxide), 금속 황산화물(metal sulfide), 금속 질산화물(metal nitrate), 금속 질화물(metalnitride), 금속 할로겐화물(metal halide), 금속 알킬화합물, 금속 아릴화합물, 이들의 착화합물(coordination compound) 또는 이들의 조합인 것을 예시할 수 있으며, 금속 전구체 원료 물질은 가돌리늄(Gd)이다.
상기 환원제는 NaBH4 또는 LiAlH4인 것을 예시할 수 있다.
[실시예 1]
이하에서는 본 발명을 아래 표 1에서 제시하는 조성물을 통해 보다 상세히 살펴본다.
조성 중량(kg)
메틸메타크릴레이트 24
부틸아크릴레이트 5.3
아크릴산노말부틸에스테르 1.7
실란 변성 폴리우레탄 1.5
스테아린산 변성 에폭시 수지 0.9
실리콘 실란 0.8
디메틸아민 0.5
폴리에틸렌 왁스 0.12
5-메톡시펜틸옥시아세틱산 0.12
안료 2.1
SCMS 1.4
실시예 1에서 제조된 주제 100중량부를 기준으로 경화제로서 BPO를 3중량부를 혼합하여 이액형 도로 표지용 조성물을 제조하고, 이를 400mm*400mm*50mm의 아스팔트 판에 500㎛ 두께로 도포한 다음, 물성 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성 결과
내마모성(mg) 103
가사 시간(분/23℃) 11
내알칼리성 이상 없음
부착강도(N/㎟) 2.7
촉진내후성시험
(WS,300시간)후-겉모양		 이상 없음
* 측정방법
- 내마모성 : KSM 6080 에 규정된 장비로 100회전당 마모 감량 측정
- 가사 시간 : KS M 3705 방법에 준하여 측정
- 내알칼리성 : 수산화칼슘 포화용액에 100시간 침지시 갈라짐 및 변색 유무
- 접착강도 : KS F 4936:2008에 준하여 측정
- 촉진 내후성 : KS F 2274:2007에 준하여 측정
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 상온 경화형 차선도색 조성물은 내마모성, 건조 시간, 내알칼리성, 접착 강도, 내후성의 모든 면에서 우수하며, 특히 접착강도가 우수하여 비드의 탈리가 쉽게 이루어지지 않고 강한 내구성을 가지는 장점이 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (3)

  1. 주제와, 경화제로 이루어지는 2액형 상온 경화형 차선도색 조성물에 있어서,
    상기 주제는,
    메틸메타크릴레이트 100중량부를 기준으로, 안료 10~50중량부와; 충진재 1~10중량부와; 부틸아크릴레이트 25~35중량부와; 실란 변성 폴리우레탄 5~10중량부와; 아크릴산노말부틸에스테르 5~10중량부와; 변성 에폭시 수지 1~5중량부와; 실리콘 실란 1~5중량부와; 디메틸아민 1~3중량부와; 왁스 0.5~1중량부와; 분산제 0.5~1중량부를 포함하여 이루어지되,
    상기 실란 변성 폴리우레탄은,
    디이소이아네이트와 폴리올을 1 : 0.5~2의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 실란 화합물 1~10중량부와, 유기용제 5~10중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 차선도색 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변성 에폭시 수지는,
    스테아린산과 에폭시 수지를 1 : 0.1~0.5의 중량비로 혼합한 혼합물 100중량부에 실란 화합물 1~10중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온 경화형 차선도색 조성물.

  3. 삭제
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