KR20090047265A - The air-driable inorganic coating composition and method for preparing same - Google Patents

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KR20090047265A
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방재현
박준교
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세진세라믹(주)
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Abstract

본 발명은 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 친환경성 및 내약품성과 같은 우수한 물리·화학적 물성을 지니는 무기질 함유 99% 이상의 코팅제를 상온 경화가 가능하고, 가사시간(Pot life)도 크게 늘려 시공상의 곤란한 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a pure inorganic room temperature-curable coating composition and a method for manufacturing the same, which is capable of curing at least 99% of an inorganic-containing coating agent having excellent physical and chemical properties such as environmental friendliness and chemical resistance, and pot life (Pot life) ) Aims to solve the difficult problems in construction.

이를 위해 알콕시실란(Alkoxy-silane)을 나노크기의 산화규소(SiO2)입자가 존재하는 콜로이달 용액과 가수분해 및 축중합하여 형성되는 무기질 용액에 기능성 충진제, 무기질 안료 및 기능성 첨가제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.For this purpose, the inorganic solution formed by hydrolysis and polycondensation of an alkoxysilane (Alkoxy-silane) with nano-sized silicon oxide (SiO 2 ) particles is included, including a functional filler, an inorganic pigment and a functional additive. It features.

알콕시실란(Alkoxy-silane), 콜로이달 실리카용액, 축중합 반응, 옥산결합, 무기질 안료, 기능성 첨가제 Alkoxy silane, colloidal silica solution, polycondensation reaction, oxane bond, inorganic pigment, functional additive

Description

순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물 및 그 제조방법{The air-driable inorganic coating composition and method for preparing same}Pure inorganic type room temperature hardening coating composition and its manufacturing method {The air-driable inorganic coating composition and method for preparing same}

본 발명은 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알콕시실란과 나노 크기의 산화규소(SiO2)입자를 분산되어 있는 물과 반응시켜 가수분해 반응을 시킨 후 연속하여 축중합(Polycondensation polymerization)한 용액에, 도막의 물리·화학적 기능성을 부여하기 위한 기능성 충진제와, 무기질 안료 및 기능성 첨가제를 혼합하여 이루어지는 것으로, 친환경성 및 여러 우수한 물성을 갖는 순수 무기질계 코팅제를 상온에서 경화가 가능할 뿐만 아니라, 도료의 가사시간을 길게 하여 그 작업 편리성을 높이기 위한 것이다.The present invention relates to a pure inorganic room temperature-curable coating composition and a method for preparing the same. More particularly, the alkoxysilane and nano-sized silicon oxide (SiO 2 ) particles are reacted with dispersed water to undergo a hydrolysis reaction, followed by continuous By mixing a functional filler for imparting the physical and chemical functionality of the coating film with an inorganic pigment and a functional additive to a solution obtained by polycondensation polymerization, and a pure inorganic coating agent having environmental friendliness and various excellent physical properties at room temperature. It is not only possible to cure at, but also to increase the pot life of the paint to increase its working convenience.

일반적으로 도료 또는 코팅제는 구조물, 건축물 등의 보호를 통한 수명 연장과 미관을 아름답게 하여 장기간 보존하는 것을 목적으로 한다. 따라서 도료 또는 코팅제는 광택이나 색 등을 잘 나타낼 수 있어야 하며(의장성), 작업이 쉽고 냄새 가 없어야 하고(작업성), 도장 또는 코팅층이 장기간 보존되어야 하며(보존성), 화학적으로 내성이 높고(내용제성, 내약품성, 내후성, 내수성, 항균성 등), 물리적으로도 좋은 특성들(불연, 난연, 방수, 부착강도, 전기절연성 등)을 가질 뿐만 아니라, 인체에 무해하거나 환경오염을 유발하지 않도록 하여 안전성을 확보하는 것이 도료 또는 코팅제가 추구해야 할 궁극적인 목표라 할 수 있다.In general, paints or coatings are intended for long-term preservation by extending the life and aesthetics through protection of structures, buildings, and the like. Therefore, paints or coatings must be able to exhibit good gloss or color (designability), be easy to work and smellless (workability), paint or coating layers must be preserved for a long time (preservation), chemically resistant ( Solvent resistance, chemical resistance, weather resistance, water resistance, antibacterial, etc., physical properties (non-flammable, flame retardant, waterproof, adhesion strength, electrical insulation, etc.), as well as harmless to humans or cause environmental pollution Ensuring safety is the ultimate goal of a paint or coating.

종래의 일반적인 건축용 도료들은 원유에서 추출되는 유기물에 다양한 화학약품들을 혼합하여 제조되었으므로 대부분 유기물이 포함되며, 이로 인하여 도장 후 시간이 경과 함에 따라 도장층에 형성되는 미세한 균열들 사이에서 미생물이 번식하여 결국 군데군데 박리가 되는 문제점이 있었으며, 또한 자외선에 지속적으로 노출될 경우 탈색되며, 열에 약하여 방염효과가 낮은 게 문제였다. 또한 대부분의 유기물계 도료들에는 인체에 해로운 각종 오염물질이 포함되는데, 이러한 오염물질들로 인하여 아토피 피부염, 두통, 구토 등 새집증후군과 같은 환경성 질병을 유발하기도 하였다.Conventional general building paints are prepared by mixing various chemicals with organic materials extracted from crude oil, and most of them contain organic materials. As a result, microorganisms multiply among the fine cracks formed in the coating layer as time passes after coating. There was a problem of peeling in several places, and also decolorized when continuously exposed to ultraviolet rays, the problem was that the flame retardant effect is low due to weak heat. In addition, most organic paints contain various contaminants that are harmful to the human body. These contaminants have caused environmental diseases such as sick house syndrome such as atopic dermatitis, headache, and vomiting.

또한 무기물을 포함하는 종래의 페인트 또는 코팅제들은 대부분 경직성이 강하여 크랙(crack) 발생이 심하고 두껍게 코팅하기가 어려웠다.Also, conventional paints or coatings containing inorganic materials are mostly rigid, so that cracks are severe and hard to coat thickly.

또한 종래에 무기질 도료 및 코팅제 조성물의 대부분은 상온 경화가 불완전하다는 문제를 안고 있어, 실제 산업 현장에서 적용하기에 많은 어려움이 있었다.In addition, most of the inorganic paint and coating composition in the prior art has a problem that the room temperature curing is incomplete, there were a lot of difficulties to apply in actual industrial sites.

특히 근래에 소개된 진전된 무기계 상온 경화형 도료 및 코팅제의 경우에, 1액형으로 제조시 도료의 가사시간(Pot life)이 길지 않아 시공이 곤란한 문제점이 있었고, 그 무기질 함량이 70~90% 미만으로, 무기질 도료만이 갖는 많은 장점들을 극대화하는데는 한계가 있었다.In particular, in the case of the recently developed advanced inorganic room temperature-curable paints and coatings, the pot life of the coating is not long when it is manufactured in one-part type, so that the construction is difficult, and the inorganic content is less than 70 to 90%. However, there was a limit to maximizing many of the advantages of only inorganic paints.

따라서 본 발명에서 이루고자하는 기술적 과제는, 친환경성 및 여러 우수한 물성을 제공하는 무기질 함유 99% 이상의 코팅제를 1 액형으로 제조함에 있어, 상온에서 경화가 가능할 뿐만 아니라 도료의 가사시간을 길게 하여 그 작업 편리성을 높이는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved in the present invention, in the production of more than 99% of inorganic-containing coatings that provide environmental friendliness and various excellent physical properties in one-part type, not only can be cured at room temperature, but also to increase the pot life of the paint to facilitate its work. It is in raising the castle.

또한 상기 코팅제에 기능성 첨가제를 포함함으로써 무기계 코팅제가 갖는 고질적인 경직성 문제를 해결하여 크랙 발생을 방지할 수 있는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.In addition, by including a functional additive in the coating agent to solve the problem of the rigidity of the inorganic coating agent to provide a pure inorganic-based room temperature-curable coating composition and a method of manufacturing the same that can prevent cracking.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물은, 알콕시실란을 콜로이달 실리카용액과 가수분해 및 축중합하여 형성되는 무기질 용액 60~70중량%와, 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나를 포함하는 기능성 충진제 15~20중량%와, 금속산화물로 이루어지는 안료분 3~8중량%와, 기능성 첨가제 2~22중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Pure inorganic inorganic room temperature-curable coating composition of the present invention for solving the above technical problem, the inorganic solution formed by hydrolysis and polycondensation of alkoxysilane with colloidal silica solution, one of potassium titanate and alumina 15 to 20% by weight of a functional filler comprising a, 3 to 8% by weight of a pigment powder consisting of a metal oxide, and 2 to 22% by weight of a functional additive.

상기 코팅제 조성물에서 무기물이 차지하는 비율은 전체의 99~100%로써, 고순도 무기질계 코팅제가 지니는 우수한 물리·화학적 물성을 제공하는 것을 특징으로 한다.The ratio of the inorganic material in the coating composition is 99 to 100% of the total, characterized in that it provides excellent physical and chemical properties possessed by a high purity inorganic coating.

상기 콜로이달 실리카용액은 산화규소(SiO2) 입자가 20~40중량% 존재하고 PH가 알카리성 또는 산성인 것을 특징으로 한다.The colloidal silica solution is characterized in that the silicon oxide (SiO 2 ) particles are present in 20 to 40% by weight and the pH is alkaline or acidic.

상기 기능성 첨가제는 무기질 코팅제의 경직성을 보완하고 신축성을 부여하기 위해 티탄산칼륨 휘스커 3~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.The functional additive is characterized in that it comprises 3 to 5% by weight of potassium titanate whisker in order to supplement the rigidity of the inorganic coating and to give elasticity.

상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란과 테트라에톡시실란 중에 하나인 300~400중량부에 대하여 초산과 인산 중에 하나인 5~10중량부를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.The alkoxysilane is used by mixing 5 to 10 parts by weight of one of acetic acid and phosphoric acid with respect to 300 to 400 parts by weight of one of methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane.

상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 외에 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란도 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.The alkoxysilane can be used in addition to methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane and phenyltrimethoxysilane.

또한 본 발명의 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제의 제조방법은 알콕시실란에 콜로이달 실리카용액을 혼합하고, 40~50℃에서 5~10분간 교반하여 졸 상태의 무기질 용액을 제조하는 단계와, 상기 단계에서 제조된 무기질 용액, 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나로 이루어지는 기능성 충진제, 산화철로 이루어지는 안료분과 기능성 첨가제를 반응기에 투입하여 혼합액을 교반하는 단계와, 상기 단계에서 교반된 물질을 균질기에 넣고 1~2시간 동안 교반하여 입자를 균일하게 하는 단계와, 및 상기 단계에서 입자가 균일화된 물질을 일정 크기의 망을 통과시켜 걸러진 입자를 추출하는 단계를 거치는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for preparing a pure inorganic room temperature-curable coating agent of the present invention comprises the steps of mixing a colloidal silica solution with an alkoxysilane and stirring for 5 to 10 minutes at 40 ~ 50 ℃ to prepare a sol inorganic solution, in the step The prepared inorganic solution, a functional filler consisting of potassium titanate and alumina, a pigment powder consisting of iron oxide and a functional additive are added to a reactor to stir the mixed liquid, and the stirred material is added to a homogenizer and stirred for 1 to 2 hours. And uniformly aligning the particles, and extracting the filtered particles by passing a material of which the particles are homogenized in a predetermined size through a mesh.

상기 무기질 용액을 제조하는 단계에서 알콕시실란 100중량부에 대하여 콜로 이달 실리카용액 35~45중량부를 혼합하는 것을 특징으로 한다.In the preparing of the inorganic solution, 35 to 45 parts by weight of colloidal silica solution is mixed with respect to 100 parts by weight of alkoxysilane.

상기 무기질 용액을 제조하는 단계에서 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 알코올 혼합물 중에 하나를 투입하여 용액의 점도 및 반응속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In preparing the inorganic solution, one of methanol, ethanol, isopropanol, and an alcohol mixture is added to control the viscosity and reaction rate of the solution.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물 및 그 제조방법으로서, 기존의 무기질 코팅제를 1액형으로 제조할 때 곤란했던 상온에서의 경화를 가능하게 할 뿐만 아니라 도료의 가사시간을 길게 하여 산업 현장에서의 적용을 쉽게 하였다. As described above, the present invention is a pure inorganic room temperature-curable coating composition and a method for preparing the same, which not only enables curing at room temperature, which is difficult when the conventional inorganic coating agent is prepared in one-part form, and also prolongs the pot life of the paint. This makes it easy to apply in industrial sites.

또한 본 발명의 99% 이상 모든 구성요소들이 무기물이기 때문에 인체에 무해하며 친환경적일 뿐 아니라, 고경도, 내약품성, 내마모성 같은 물리·화학적 내성들이 좋아져 미려한 도막을 장기간 유지할 수 있게 된다.In addition, since all the components of 99% or more of the present invention are inorganic, they are harmless to the human body and are environmentally friendly, and physical and chemical resistance such as high hardness, chemical resistance, and abrasion resistance are improved, so that a beautiful coating can be maintained for a long time.

또한 무기질을 포함하는 종래의 도료 및 코팅제들은 대부분 경직성이 강하여 크랙 발생이 심하고 두꺼운 도막 작업이 불가하였으나, 본 발명에 일정량의 기능성 첨가제를 포함함으로써 신축성을 부여하고 상기 후막 문제를 해결하게 된다.In addition, the conventional paints and coatings containing minerals are mostly rigid, hard to crack and thick coating operation is impossible, but by providing a certain amount of functional additives in the present invention, it provides elasticity and solves the thick film problem.

본 발명에 의한 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물은, 알콕시실란을 콜로이달 실리카용액과 가수분해 및 축중합하여 형성되는 무기질 용액 60~70중량% 와, 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나를 포함하는 기능성 충진제 15~20중량%와, 금속산화물로 이루어지는 안료분 3~8중량%와, 기능성 첨가제 2~22중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Pure inorganic inorganic room temperature-curable coating composition according to the present invention is a functional filler containing 60 to 70% by weight of an inorganic solution formed by hydrolysis and condensation polymerization of an alkoxysilane with a colloidal silica solution, and a functional filler comprising 15 to one of potassium titanate and alumina. It is characterized by including 20 weight%, 3 to 8 weight% of pigments which consist of metal oxides, and 2 to 22 weight% of functional additives.

본 발명에 따른 무기질계 코팅제 조성물에서 무기물이 차지하는 비율은 전체의 99~100%로써, 고순도 무기질계 코팅제가 지니는 우수한 물리·화학적 물성을 제공하게 된다.In the inorganic coating composition according to the present invention, the ratio of the inorganic material is 99 to 100% of the total, thereby providing excellent physical and chemical properties of the high purity inorganic coating agent.

또한 상기 콜로이달 실리카용액은 산화규소(SiO2) 입자가 20~40중량% 존재하고 PH가 알카리성 또는 산성인 것을 특징으로 한다.In addition, the colloidal silica solution is characterized in that the silicon oxide (SiO 2 ) particles are present in 20 to 40% by weight and the pH is alkaline or acidic.

상기 콜로이달 실리카용액은 콜로이달 실리카 및 이온교환수, 알코올로 이루어지는데, 제조방법은 우선 콜로이달 실리카를 교반하면서 알코올을 서서히 첨가한 후 계속 교반을 진행하면서 이온교환수를 연속적으로 첨가한다. 이때 콜로이달 실리카와 이온교환수의 혼합과정 중 발열이 생길 수 있으므로, 반응기 내부의 온도가 40도 이상으로 올라가지 않도록 반응온도제어를 해야 한다.The colloidal silica solution is composed of colloidal silica, ion-exchanged water and alcohol. In the manufacturing method, first, alcohol is slowly added while stirring colloidal silica, and ion-exchanged water is continuously added while continuing stirring. At this time, since the exotherm may occur during the mixing process of the colloidal silica and ion-exchanged water, the reaction temperature control should be performed so that the temperature inside the reactor does not rise above 40 degrees.

상기 알콕시실란은 본 발명의 경화액에 함유되는 것으로, 메틸트리메톡시실란과 테트라에톡시실란 중에 하나인 300~400중량부에 대하여 초산과 인산 중에 하나인 5~10중량부를 혼합하여 사용한다.The said alkoxysilane is contained in the hardening liquid of this invention, It mixes and uses 5-10 weight part which is one of acetic acid and phosphoric acid with respect to 300-400 weight part which is one of methyl trimethoxysilane and tetraethoxysilane.

또한 본 발명에 사용되는 상기 메틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 외에 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란도 사용할 수 있다.In addition to the methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane used in the present invention, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane and phenyltrimethoxysilane can also be used.

상기 알콕시실란은 분자식 RnSi(OR')4-n으로 표현되는데, 이때 R은 알킬기로 서 메틸기, 에틸기, 페닐기, CF3CH2CH2, CF3(CF2)5CH2CH2, CF3(CF2)7CH2CH2 등이고, OR'은 가수분해성 알콕시기로서 물 또는 공기 중의 수분이나 소재 표면의 수분에 의하여 가수분해되어 실라놀기(Si-OH)를 생성하며, 상기 실라놀기는 소재의 표면(M-OH)사이에서 옥산결합(Si-O-M)을 형성하여 소재와 강한 힘으로 결합된다. 상기와 같이 규소-산소로 이루어지는 안정된 무기질 축은 다음 표 1에서 보는 바와 같이 결합에너지가 다른 결합에 비하여 높은 편이며, 또한 규소가 갖는 내후성, 내화학성, 내마모성, 고경도 등의 특징을 함께 발현할 수 있을 뿐만 아니라, 규소-산소 결합이 갖는 유연성 및 탄력성으로 인해 내한성 및 반복적인 열 충격에 대한 내성이 강하다.The alkoxysilane is represented by the molecular formula RnSi (OR ') 4-n, wherein R is an alkyl group, methyl, ethyl, phenyl, CF3CH2CH2, CF3 (CF2) 5CH2CH2, CF3 (CF2) 7CH2CH2 and the like, and OR' is hydrolyzable alkoxy. As a group, it is hydrolyzed by water or air in the air or water on the surface of the material to generate silanol groups (Si-OH), and the silanol groups form oxane bonds (Si-OM) between the surface of the material (M-OH). Formed and combined with the material with strong force. As described above, the stable inorganic axis made of silicon-oxygen has a higher binding energy than other bonds as shown in Table 1 below, and can also express features such as weather resistance, chemical resistance, wear resistance, and high hardness of silicon. In addition, the flexibility and elasticity of the silicon-oxygen bonds make them resistant to cold resistance and repeated thermal shock.

[표 1] 각 분자간의 결합에너지[Table 1] binding energy between molecules

결 합Combination 에너지(Kal/mol)Energy (Kal / mol) 길이(Å)Length Si-HSi-H 7676 1.481.48 Si-OSi-O 108108 1.631.63 Si-FSi-F 135135 1.541.54 C-CC-C 8383

또한 코팅제가 형성하는 도막의 물리·화학적 특성을 개선하기 위하여 티탄산칼륨이나 알루미나 등을 기능성 충진제로서 사용할 수 있는데, 이러한 물질들은 침상 또는 판상의 입자형태를 가지고 있으므로 크랙을 방지하거나 코팅제의 점도를 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 이때 이러한 기능성 충진제는 15중량% 이하로 첨가될 경우 광택이나 접착력의 저하를 야기할 수 있으며, 20중량% 이상 첨가될 경우 도막의 표면을 거칠게 만드는 등의 악영향을 미칠 수 있기 때문에 15~20중량%의 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.In addition, in order to improve the physical and chemical properties of the coating film formed by the coating agent, potassium titanate or alumina, etc. may be used as a functional filler. Since these materials have needle or plate-like particle shape, they prevent cracking or adjust the viscosity of the coating agent. Can play a role. In this case, when the functional filler is added in an amount of 15% by weight or less, it may cause a decrease in gloss or adhesion, and when it is added in an amount of 20% by weight or more, 15 to 20% by weight may adversely affect the surface of the coating. It is preferable to add in the range of.

본 발명에 의한 무기질계 세라믹 코팅제 조성물은 종전의 페인트 대용으로 사용될 수도 있는데, 이를 위해서는 다양한 색상을 나타낼 수 있어야 한다. 종래에는 색상을 나타내기 위해 유기질 안료 또는 염료를 사용하는 경우가 대부분이었으나, 이러한 유기물들은 전술하였던 다양한 문제들을 초래할 수 있으므로, 본 발명에 의한 무기질계 세라믹 코팅제 조성물에서는 무기질이면서도 색상을 나타낼 수 있도록 금속산화물계 안료를 첨가하도록 하였다. 이러한 안료분은 약 3~8중량% 정도가 함유되는 것이 바람직하며, 그 이하로 함유될 경우 색상을 제대로 나타내지 못할 수도 있고, 그 이상으로 함유될 경우에는 결합력 약화를 초래할 수 있다.The inorganic ceramic coating composition according to the present invention may be used as a substitute for conventional paint, and for this purpose, it should be able to exhibit various colors. Conventionally, organic pigments or dyes have been used in order to exhibit color. However, since these organic materials may cause various problems described above, in the inorganic ceramic coating composition according to the present invention, the metal oxide may be inorganic and exhibit color. The pigment was added. It is preferable that such a pigment content is contained in about 3 to 8% by weight, and if it is contained below it, it may not show the color properly, and when it is contained above, it may cause a weakening of the binding force.

상기한 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물에는 각종 기능성 부여를 위해 기능성 첨가제를 2~22중량% 함유할 수 있도록 하였다.The pure inorganic room temperature-curable coating composition described above was able to contain 2 to 22% by weight of functional additives for imparting various functionalities.

또한 상기 기능성 첨가제는 무기질 코팅제의 경직성을 보완하고 신축성을 부여하기 위해 티탄산칼륨 휘스커 3~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이는 평균 길이가 10~20 ㎛(평균 두께 0.3~0.6 ㎛)이고, 섬유상의 형상을 가짐으로 보강재로서 기능을 부여할 수 있다.In addition, the functional additive is characterized in that it comprises 3 to 5% by weight of potassium titanate whisker to supplement the rigidity of the inorganic coating agent and give elasticity, which has an average length of 10 to 20 ㎛ (average thickness 0.3 ~ 0.6 ㎛) It has a fibrous shape and can provide a function as a reinforcing material.

본 발명에 의한 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물은 크게 무기질 용액 제조, 혼합액 교반, 균일화, 코팅제 추출의 네 단계를 거쳐 제조되는데, 다음 실시예로서 더 상세히 설명한다. 하지만 이러한 실시예들은 단지 본 발명의 설명을 위한 것이지 그 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Pure inorganic room temperature-curable coating composition according to the present invention is largely prepared through four steps of inorganic solution preparation, mixed solution stirring, homogenization, coating extraction, it will be described in more detail as follows. However, these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope thereof.

(실시예 1)(Example 1)

본 발명의 무기질 용액 제조 단계에서는, 알콕시실란 특히 메틸트리메톡시실란 또는 테트라에톡시실란 중 선택된 하나 또는 이들의 혼합물질 100중량부에 대하여 콜로이달 실리카용액 35~45중량부를 혼합하고, 40~50℃에서 약 5~10분간 교반하는데, 상기 알콕시실란과 콜로이달 실리카의 혼합용액은 화학반응에 의하여 발열반응이 일어나며, 반응 중 혼탁한 상태에서 맑은 투명액 상태로 변화된다.In the inorganic solution preparation step of the present invention, 35 to 45 parts by weight of colloidal silica solution is mixed with 40 to 50 parts by weight of alkoxysilane, in particular one selected from methyltrimethoxysilane or tetraethoxysilane, or a mixture thereof, and 40 to 50 Stirring at about 5 to 10 minutes, the mixed solution of the alkoxysilane and colloidal silica is exothermic reaction occurs by a chemical reaction, it changes from a cloudy state to a clear transparent state during the reaction.

이때 용액의 점도 및 반응속도를 조절하기 위해 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 알코올 혼합물 중에 하나를 투입하여 조정할 수 있으며, 이러한 공정을 거쳐 졸(Sol) 상태의 무기질 용액이 제조된다.At this time, in order to control the viscosity and reaction rate of the solution can be adjusted by adding one of methanol, ethanol, isopropanol, alcohol mixture, through this process an sol (Sol) inorganic solution is prepared.

(실시예 2)(Example 2)

본 발명의 혼합액 교반 단계에서는, 상기 단계에서 제조된 무기질 용액 60~70중량%와, 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나로 이루어지는 기능성 충진제 15~20중량%와, 산화철로 이루어지는 안료분 3~8중량%와, 기능성 첨가제 2~22중량%를 반응기에 투입하여 혼합액을 교반하여 무기질 혼합물을 형성하게 된다.In the mixed liquid stirring step of the present invention, 60 to 70% by weight of the inorganic solution prepared in the above step, 15 to 20% by weight of a functional filler consisting of potassium titanate and alumina, and 3 to 8% by weight of a pigment powder consisting of iron oxide, 2 to 22% by weight of a functional additive is added to the reactor to agitate the mixed solution to form an inorganic mixture.

(실시예 3)(Example 3)

본 발명의 균일화 단계에서는, 상기 단계에서 교반된 물질을 균질기에 넣고 1~2시간 동안 교반하여 입자를 균일하게 한다.In the homogenization step of the present invention, the material stirred in the step is placed in a homogenizer and stirred for 1 to 2 hours to homogenize the particles.

(실시예 4)(Example 4)

본 발명의 코팅제 추출단계에서는, 상기 단계에서 입자가 균일화된 물질을 일정 크기의 망을 통과시켜 걸러진 입자를 추출하여 코팅제를 완성하게 된다.In the coating agent extraction step of the present invention, the material is uniform in the above step is passed through a mesh of a predetermined size to extract the filtered particles to complete the coating agent.

상기 실시예에 따라 얻어진 도막의 물성시험 결과는 아래의 표 2와 같다.Physical property test results of the coating film obtained according to the above embodiment are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

물성 항목Property item 실 시 예Example 시판품(불소수지)Commercial item (fluorine resin) 시험 방법Test Methods 비고Remarks 광택도Glossiness 0~850 to 85 20~3020-30 광택미터Gloss meter 연필경도Pencil hardness 7H-9H7H-9H 3H3H Uni 연필경도, 미쯔비시Uni pencil hardness, Mitsubishi 부착성Adhesion 100/100100/100 100/100100/100 대각선 절단 1mm 폭Diagonal Cutting 1mm Width 내충격성Impact resistance OKOK OKOK 1Kg 볼/1m1kg ball / 1m 내마모성Wear resistance 99.9999.99 6565 마모 계수값Wear factor value 20분20 minutes 내오염성Pollution resistance 비오염Non-pollution 비오염Non-pollution 5E (헌터) Max5E (Hunter) Max 내산성Acid resistance OKOK 좋지않음Not good 5% H2SO4/48시간 담굼5% H 2 SO 4/48 sigan damgum 내알칼리성Alkali resistance OKOK OKOK 5%Na2CO3/15분 4회 스팟5% Na 2 CO 3/15 minutes 4 times a spot 내비등수성Boiling water resistance OKOK 변색/광택변화Discoloration / Glossy 98℃/2시간 물에 담굼Soak in water at 98 ℃ / 2 hours 내열성Heat resistance OKOK 탄화/균열Carbonization / crack 300℃/1시간 & 급랭300 ℃ / 1 hour & quenching 내염수성Saline resistance OKOK 균열/벗겨짐Crack / peel 5%NaCl/1,000시간 스프레이5% NaCl / 1,000 hour spray 내후성Weather resistance OKOK 광택감소Gloss reduction 웨더링-오-미터(1,000시간)Weathering-o-meter (1,000 hours) 색상도Color diagram 적용가능Applicable 제한적임Limited

또한 상기 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제는 1 액형과 2 액형으로 동시에 제조 가능하므로 사용상의 폭과 편리성이 증대된 것을 특징으로 하는데, 특히 본 발명의 가사시간(Pot life)이 7~10일 정도이므로 현장에서 연속적인 작업공정이 가능하고, 코팅제의 손실을 최소화하는 것을 특징으로 한다.In addition, since the pure inorganic room temperature-curable coating agent can be manufactured simultaneously in one-component and two-component forms, the width and convenience of use are increased. In particular, the pot life of the present invention is about 7 to 10 days. Continuous work processes are possible in the field and are characterized by minimizing the loss of coating.

Claims (9)

알콕시실란을 콜로이달 실리카용액과 가수분해 및 축중합하여 형성되는 무기질 용액 60~70중량%;60 to 70% by weight of an inorganic solution formed by hydrolysis and polycondensation of an alkoxysilane with a colloidal silica solution; 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나를 포함하는 기능성 충진제 15~20중량%;15 to 20% by weight of a functional filler comprising one of potassium titanate and alumina; 금속산화물로 이루어지는 안료분 3~8중량%; 및3 to 8% by weight of a pigment powder consisting of a metal oxide; And 기능성 첨가제 2~22중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.Pure inorganic room-temperature-curable coating composition comprising a 2 to 22% by weight of a functional additive. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 코팅제 조성물에서 무기물이 차지하는 비율은 전체의 99~100%로써, 고순도 무기질계 코팅제가 지니는 우수한 물리·화학적 물성을 제공하는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.The inorganic material in the coating composition is a ratio of 99 to 100% of the total, pure inorganic type room temperature-curable coating composition characterized in that it provides excellent physical and chemical properties of the high-purity inorganic coating agent. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콜로이달 실리카용액은 산화규소 입자가 20~40중량% 존재하고 PH가 알카리성 또는 산성인 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.The colloidal silica solution is 20 to 40% by weight of silicon oxide particles present in pure inorganic type room temperature curing coating composition, characterized in that the alkaline or acidic PH. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기능성 첨가제는 무기질 코팅제의 경직성을 보완하고 신축성을 부여하기 위해 티탄산칼륨 휘스커 3~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.The functional additive is a pure inorganic systemic room temperature-curable coating composition comprising 3 to 5% by weight of potassium titanate whisker in order to supplement the rigidity of the inorganic coating agent and to give elasticity. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란과 테트라에톡시실란 중에 하나인 300~400중량부에 대하여 초산과 인산 중에 하나인 5~10중량부를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.The alkoxysilane is a pure inorganic based room temperature-curable coating composition, characterized in that used by mixing 5 to 10 parts by weight of one of acetic acid and phosphoric acid with respect to 300 to 400 parts by weight of one of methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane. . 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 외에 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란도 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제 조성물.The alkoxysilane may be ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, or phenyltrimethoxysilane in addition to methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane. 알콕시실란에 콜로이달 실리카용액을 혼합하고, 40~50℃에서 5~10분간 교반 하여 졸 상태의 무기질 용액을 제조하는 단계;Mixing a colloidal silica solution with the alkoxysilane and stirring the mixture at 40 to 50 ° C. for 5 to 10 minutes to prepare an inorganic solution in a sol state; 상기 단계에서 제조된 무기질 용액과, 티탄산칼륨과 알루미나 중에 하나로 이루어지는 기능성 충진제, 산화철로 이루어지는 안료분과, 기능성 첨가제를 반응기에 투입하여 혼합액을 교반하는 단계;Adding a mineral solution prepared in the above step, a functional filler consisting of potassium titanate and alumina, a pigment powder consisting of iron oxide, and a functional additive into a reactor to stir the mixed liquid; 상기 단계에서 교반된 물질을 균질기에 넣고 1~2시간 동안 교반하여 입자를 균일하게 하는 단계; 및Putting the stirred material in the homogenizer into a homogenizer to stir for 1 to 2 hours to homogenize the particles; And 상기 단계에서 입자가 균일화된 물질을 일정 크기의 망을 통과시켜 걸러진 입자를 추출하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제의 제조방법.The method of producing a pure inorganic-based room temperature-curable coating agent, characterized in that the step of extracting the filtered particles by passing the material homogenized in a predetermined size through a network. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 무기질 용액을 제조하는 단계에서 알콕시실란 100중량부에 대하여 콜로이달 실리카용액 35~45중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제의 제조방법.Method for producing a pure inorganic systemic room temperature-curable coating agent, characterized in that 35 to 45 parts by weight of colloidal silica solution is mixed with respect to 100 parts by weight of alkoxysilane in the step of preparing the inorganic solution. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 무기질 용액을 제조하는 단계에서 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 알코올 혼합물 중에 하나를 투입하여 용액의 점도 및 반응속도를 조절하는 것을 특징으 로 하는 순수 무기질계 상온 경화형 코팅제의 제조방법.In the step of preparing the inorganic solution, one of methanol, ethanol, isopropanol, alcohol mixture is prepared by adjusting the viscosity and reaction rate of the solution, characterized in that the method for producing a pure inorganic-based at room temperature-curable coating.
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KR101254487B1 (en) * 2012-08-10 2013-04-23 삼성세라믹(주) Nature hardening type water-soluble mineral paint

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