KR20160004503A - 2-Coat형 초발수 코팅도료 및 초발수 코팅막 형성방법 - Google Patents

2-Coat형 초발수 코팅도료 및 초발수 코팅막 형성방법 Download PDF

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Abstract

2-Coat형 초발수 코팅도료 및 초발수 코팅막 형성방법에 관한 것으로서, 상기 2-Coat형 초발수 코팅도료는 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제와, 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스 코팅제로 이루어진다. 이때, 상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자는 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시켜 형성되는 것을 사용한다.

Description

2-Coat형 초발수 코팅도료 및 초발수 코팅막 형성방법{Two-Coats type Super-hydrophobic Coating paint and forming method for Super-hydrophobic coating film}
본 발명은 2-Coat형 초발수 코팅도료 및 초발수 코팅막 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 소재(철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등)에 스프레이 등의 방법으로 코팅하여 수 첩촉각 150ㅀ이상의 초발수 특성을 부여할 수 있는 자연 건조형 2-Coat형 초발수 코팅도료 및 2-Coat형 초발수 코팅막 형성방법에 관한 것이다.
자연모사기술 중 하나인 연잎효과는 연잎의 표면에 미세 돌기에 의해 수 접촉각 150˚이상의 초발수 형태를 나타내어 연잎표면에 있는 먼지 등이 제거되어 광합성을 활발히 할 수 있도록 한다. 이와 같이 구형의 물방울이 구의 형태를 유지하면서 표면을 적시지 않고 외부 힘에 의해 쉽게 흐르는 표면을 가진 대표적인 예로 소금쟁이의 다리, 사막 딱정벌레의 등껍질, 나뭇잎의 표피 등 200여 가지가 넘는다.
대부분의 자연의 초발수성 표면은 마이크로-나노 수준의 고차구조로 인한 표면 거칠기와 왁스 결정과 같은 낮은 표면에너지를 가지고 있다. 이로 인하여 표면에서 물방울이 쉽게 구르고 이때 표면의 오염물질을 효과적으로 씻어내는 자기세정(self-cleaning) 작용을 가지게 된다.
고체 표면이 갖는 고유 접촉각은 그 표면에 미세한 요철이 형성되도록 가공할 경우 그 각이 변하게 된다. 즉 가공되지 않은 물질의 표면에 표면에너지가 낮은 물질을 피복함으로써 미세한 요철을 생성시킴과 동시에 초발수 성능을 부여할 수 있게 된다. 이와 같은 소수성 표면에 관한 연구로 미국 UCLA의 C.J. Kim 연구팀의 "극소수성 나노돌기를 이용한 유체 마찰을 줄인 잠수함 표면"에 관한 연구, 미국 NCSU의 재료화학공학과의 "연꽃잎을 모사한 극소수성 마이크로/나노 돌기표면"에 관한 연구, 미국 MIT 맥킨리교수팀의 "테플론에 있는 불소와 미세구조를 이용하여 물은 배척하고 오일은 통과시키는 극 소유성 물질"에 관한 연구 등이 있다.
그러나 종래의 방법은 대부분 실험실 규모에서 실험이 진행되어 대면적 제작이 어렵고 다양한 표면의 코팅이 불가능하다. 또한 초발수 표면을 제조하기 위한 공정, 고분자 성장, 식각 등과 같은 복잡한 과정이 요구되는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래기술로 대한민국 특허등록 제10-1362511 및 제 10-1406116는 기판의 표면식각 등의 복잡한 공정을 하지 않고 코팅으로도 초발수 특성을 나타낼 수는 있으나 고가의 불소계 원료 및 유리 등의 기판에만 적용 가능하여 그 한계가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 문제점을 인식하고 착안한 것으로 고가의 불소계 원료를 사용하지 않고 금속산화물을 졸-겔 합성에 의해 알킬기로 소수화 표면처리를 하였다. 이로 인해 형성된 미세돌기와 낮은 표면에너지를 갖는 입자를 포함하는 2-Coat형 초발수 코팅도료를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 초발수 코팅막을 형성하기 전에 하도용 베이스 코팅제를 적용함으로서 철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등의 다양한 소재에 초발수 코팅막이 형성될 수 있도록 하는 동시에 초발수 특성이 오랫동안 부여되도록 하는 초발수 코팅막 형성방법을 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 과제를 실현하기 위한 2-Coat형 초발수 코팅도료는 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제와, 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스코팅제로 이루어진다. 이때, 상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자는 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시켜 형성되는 것을 사용한다.
상기 2-Coat형 초발수 코팅도료에 있어서, 상기 금속산화물은 하이드록시기를 갖는 나노 또는 마이크로 입자로서, 실리카, 티타니아, 알루미나 및 실리카에어로겔 등으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 2-Coat형 초발수 코팅도료에 있어서, 상기 알킬기-함유 실란커플링제는 메틸트리클로로실란, 메틸트리메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 헥사메틸디실란잔, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리부톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 디메틸디아미노실란, 디메틸디클로로실란, 디메틸디아세톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디부틸디메톡시실란, 트리메틸클로로실란 등으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 2-Coat형 초발수 코팅도료에 있어서, 상기 합성고무를 포함하는 석유계 수지는 스틸렌-부타디엔, 에틸렌프로필렌디엔, 부타디엔, 클로로프렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 및 니트릴, 테르펜, 수소첨가 로진에스테르 등으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 과제를 실현하기 위한 초발수 코팅막 형성방법은 초발수 코팅 피도면에 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스 코팅제를 코팅하여 베이스 코팅막을 형성하는 단계; 및 베이스 코팅막 상에 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제를 코팅함으로서 초발수 코팅막을 형성할 수 있다. 이때, 적용되는 상기 상도용 초발수 코팅제에 포함된 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자로 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시켜 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2-Coat형 초발수 코팅도료는 금속산화물을 졸-겔 합성에 의해 알킬기로 소수화 표면 처리되어 형성되는 미세돌기와 낮은 표면에너지를 갖는 입자를 포함하고 있다. 이로 인해 다양한 소재(철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등)에 수접촉각 150˚이상의 초발수 효과를 부여하여 상기 소재의 내오염 방지, 결빙 방지 및 내방수성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 하도용 베이스 코팅제로 코팅한 이후 상도용 초발수 코팅제를 코팅하여 초발수 특성을 갖기 어려운 소재에 초발수 특성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초발수 코팅막이 형성된 목재의 초발수 효과를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초발수 코팅막이 형성된 하우스용 비닐의 초발수 효과를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초발수 코팅막이 형성된 철판의 초발수 효과를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
자연건조 가능한 2-Coat형 초발수 코팅도료
본 발명에 따른 자연건조 가능한 2-Coat형 초발수 코팅도료는 제 1 코팅제인 하도용 베이스 코팅제와 제 2 코팅제인 상도용 초발수 코팅제를 포함한다.
상기 하도용 베이스 코팅제는 초발수 특성을 부여하기 위해 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자들이 보다 견고하게 부착될 수 있도록 하기 위해 자연 건조형 베이스 코팅막으로 적용된다.
상기 하도용 베이스 코팅제는 합성고무를 포함하는 석유계 수지, 첨가제, 케톤계와 아세테이트계 혼합용제를 포함하는 조성을 갖고, 바람직하게는 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 조성을 갖는다.
상기 하도용 베이스 코팅제에 적용되는 합성고무를 포함하는 석유계 수지의 예로서는 스틸렌-부타디엔, 에틸렌프로필렌디엔, 부타디엔, 클로로프렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 및 니트릴, 테르펜, 수소첨가 로진에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 이들 중 스틸렌-부타디엔, 테르펜 등의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 석유계 수지는 완전히 용해된 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
일 예로서, 하도용 베이스 코팅제에 적용된 합성고무를 포함하는 석유계 수지의 함량이 10중량% 미만일 경우 상도용 초발수 코팅제 또는 다양한 소재와 부착성이 나타나지 않으며, 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우 높은 점도로 인해 하도용 베이스 코팅제의 작업성에 영향을 미쳐 균일한 코팅막을 형성하기 어려운 문제점이 있다.
상기 하도용 베이스 코팅제에 적용되는 혼합용제는 케톤계 용제와 아세테이트계 용제를 혼합된 것을 사용하고 바람직하게는 혼합용제로 케톤계 용제에의 사용량에 대하여 아세테이트계 용제를 1.3 내지 2.0배의 중량비로 혼합하여 사용한다.
상기 케톤계 용제로서 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등에서 선택하여 사용할 수 있고, 아세테이트계 용제로서 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등에서 선택하여 사용할 수 있다.
일 예로서, 상기 하도용 베이스 코팅제에 적용되는 혼합용제의 사용량이 60중량% 미만일 경우 높은 점도로 인해 하도용 베이스 코팅제의 작업성에 영향을 미쳐 균일한 코팅막 형성하기 어렵하고, 그 사용량 90 중량%를 초과할 경우 상도용 초발수 코팅제 또는 다양한 소재와 부착성이 나타나지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 하도용 베이스 코팅제에는 유기계 또는 무기계의 마이크로 크기의 필러를 포함하는 첨가제가 0.5 내지 3 중량%가 추가적으로 사용될 수 있다. 상기의 유기계 또는 무기계의 마이크로 크기의 첨가제의 경우 하도의 도막 물성을 보다 강하게 해 줌으로써 초발수 코팅효과를 장시간 유지하게 해주는 효과가 있다.
본 발명의 상도용 초발수 코팅제는 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량% 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함한다.
상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자는 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시킴으로서 형성된다.
상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 제조시 사용되는 상기 금속산화물의 예로서는 친수성기(하이드록시기)를 갖는 동시에 나노 및 마이크로 크기를 갖는 입자로서 실리카, 티타니아, 알루미나, 실리카 에어로겔 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 제조시 사용되는 알킬기-함유 실란커플링제는 메틸, 에틸 및 프로필과 같은 알킬기를 1개 이상 필수적으로 포함하는 것으로서, 그의 구체적인 예로서는 메틸트리클로로실란, 메틸트리메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 헥사메틸디실란잔, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리부톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 디메틸디아미노실란, 디메틸디클로로실란, 디메틸디아세톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디부틸디메톡시실란, 트리메틸클로로실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 이들 중 헥사메틸디실라잔, 디메틸메톡시실란, 트리메틸클로로실란 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 제조시 사용되는 산 촉매의 예로는 포름산, 초산 및 시트르산과 같은 유기산; 인산, 황산, 염산, 질산 및 불산과 같은 무기산 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용 가능하며, 특히 염산, 질산과 같은 무기산이 보다 적합하다.
상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자를 제조하기 위한 졸-겔 반응은 40 내지 70℃의 온도에서 수행하고, 바람직하게는 50 내지 60℃의 온도에서 수행하며, 예컨대 6시간 이상 졸-겔 반응을 시킬 수 있다.
상기 상도용 초발수 코팅제에 적용되는 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 함량이 3 중량% 미만일 경우 최종 형성되는 초 발수 코팅막의 발수효과가 낮아지는 문제점이 발생되고, 그 함량이 10중량%를 초과할 경우 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자들이 서로 뭉쳐져 균일하게 코팅되지 않는 문제점이 발생된다. 상기 상도용 초발수 코팅제는 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자를 3 내지 10중량%를 포함하고, 바람직하게는 4 내지 7중량%를 포함한다.
상기 알코올 용매의 예로서는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올 등을 들 수 있다. 상기 상도용 초발수 코팅제에 적용되는 알코올의 사용량은 상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자의 사용량에 따라 그 함량이 달라지기에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 2-Coat형 초발수 도료는 철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등의 다양한 소재에 하도용 베이스 코팅제를 코팅한 후 상도용 초발수 코팅제를 코팅함으로서 초발수 효과가 장기간 유지될 수 있는 초발수 코팅막을 형성할 수 있다.
초발수 코팅막 형성 방법
본 발명에 따른 초발수 코팅막은 자연건조 가능한 2-Coat형 초발수 코팅도료 중에서 제 1 코팅제인 하도용 베이스 코팅제를 코팅한 이후 제 2 코팅제인 상도용 초발수 코팅제를 코팅함으로서 형성할 수 있다.
구체적으로 초발수 코팅 피도면에 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스 코팅제를 코팅하여 베이스 코팅막을 형성한다. 이후, 자연 건도된 상기 베이스 코팅막 상에 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제를 코팅함으로서 초발수 코팅막을 형성할 수 있다. 상기 초발수 코팅막을 형성하는데 사용되는 상도용 초발수 코팅제에 구체적인 설명은 초발수 코팅도료에서 상세히 설명하였기에 중복을 피하기 위해 생략한다.
일 예로서, 초발수 코팅 피도면은 철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등을 예로 들 수 있고, 상기 베이스 코팅막은 하도용 베이스 코팅제를 스프레이 코팅하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상도용 초발수 코팅막은 상기 상도용 초발수 코팅제를 스프레이 코팅하여 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 자연 건조형 2-Coat형 초발수 코팅도료는 스프레이 코팅, 롤 코팅, 슬롯 코팅, 스핀 코팅 및 플로우 코팅 방법 등에 구애받지 않고 코팅 초발수 코팅 피도면에 초발수 특성을 부여할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시하였으나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
온도계, 콘덴서, 교반기가 장착된 2L의 4구 플라스크에 질소가스를 투입하고 가열기 내부에 설치하였다. 플라스크에 부틸아세테이트 500.0g, 메틸이소부틸케톤 290.0g, 스틸렌-부타디엔수지 140.0g, 폴리테르펜수지 60.0g 그리고 첨가제 10.0g을 투입 혼합하여 100℃까지 승온시켜 하도용 베이스 코팅제를 마련하였다.
온도계, 콘덴서, 교반기가 장착된 2L의 4구 플라스크에 질소가스를 투입하고 가열기 내부에 설치하였다. 플라스크에 메틸에틸케톤 790.0g, 실리카 분말 50.0g, 헥사메틸디실란잔 100.0g, 디메틸디메톡시실란 50.0g을 투입한 후 60℃까지 승온하였다. 이후, 물 9.0g 및 질산 수용액 1.0g을 혼합하여 상기 플라스크에 천천히 투입하여 약 6시간 동안 졸-겔 합성 반응을 진행하여 메틸기로 표면처리된실리카 용액을 수득하였다. 이후 메틸기로 표면 처리된 실리카 용액을 80℃에서 1시간 건조시킨다. 이후 다시 150℃에서 2시간 동안 완전히 건조시킨 후 이를 분쇄하여 메틸기로 소수화 표면 처리된 실리카 입자를 수득하였다. 이어서, 수득된 메틸기로 소수화 표면 처리된 실리카 입자 50g을 에탄올 950g에 혼합 분산시켜 상도용 초발수 코팅제를 마련하였다.
<실시예 2>
실시예 1에 기재된 바와 같이 하도용 베이스 코팅제 및 상도용 초발수 코팅제를 마련하되, 실리카 분말 대신에 티타나아 분말 50g을 사용하여 상도용 초발수 코팅제를 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1에 기재된 바와 같이 하도용 베이스 코팅제 및 상도용 초발수 코팅제를 마련하되, 메틸에틸케톤 790.0g, 실리카 분말 50.0g, 헥사메틸디실란잔 100.0g, 디메틸디메톡시실란 50.0g을 사용하는 대신에 메틸에틸케톤 590.0g, 실리카에어로겔 분말 100.0g, 헥사메틸디실란잔 300.0g을 사용하여 상도용 초발수 코팅제를 제조하였다.
[비교 예1]
실시예 1에 기재된 바와 같이 하도용 베이스 코팅제 및 상도용 초발수 코팅제를 마련하되, 메틸에틸케톤 790.0g, 실리카 분말 50.0g, 헥사메틸디실란잔 100.0g, 디메틸디메톡시실란 50.0g을 사용하는 대신에 메틸에틸케톤 540.0g, 실리카에어로겔 분말 100.0g, 헥사메틸디실란잔 350.0g 사용하여 상도용 초발수 코팅제를 제조하였다.
[비교 예2]
실시예 1에 기재된 바와 같이 하도용 베이스 코팅제 및 상도용 초발수 코팅제를 마련하되, 메틸에틸케톤 790.0g, 실리카 분말 50.0g, 헥사메틸디실란잔 100.0g, 디메틸디메톡시실란 50.0g을 사용하는 대신에 메틸에틸케톤540.0g, 실리카에어로겔 분말 150.0g, 헥사메틸디실란잔 300.0g 사용하여 상도용 초발수 코팅제를 제조하였다.
실험예
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2 에 따라 얻어진 2-Coat형 초발수 코팅도료를 목재, 철판, 유리, 콘크리트, 비닐에 각각 스프레이 코팅을 하여 초발수 코팅막을 형성한 후 상기 초발수 코팅막의 수 접촉각, 외관, 분산성을 평가하였다. 그 결과는 표1에 나타내었다.
(1) 외관 : 코팅시 소재의 고르게 분산된 정도로 5점(매우 양호), 4점(양호), 3점(보통), 2점(불량) 그리고 1점(매우불량)으로 5단계로 표시
(2) 수접촉각 :초발수 표면에 3 ㎕의 물을 떨어뜨린 후 물방울과 표면이 이루는 접촉각
시험항목 실험 예 1 실험 예 2 실험예 3 실험 예 4 실험 예 5
외관 5점 4점 5점 1점 3점
유리
수접촉각		 163˚ 152˚ 162˚ 87˚ 129˚
목재
수접촉각		 159˚ 157˚ 164˚ 91˚ 132˚
철판
수접촉각		 161˚ 159˚ 157˚ 88˚ 127˚
콘크리트
수접촉각		 151˚ 155˚ 158˚ 81˚ 114˚
비닐
수접촉각		 159˚ 160˚ 167˚ 103˚ 123˚
비고 실시예 1 실시예 2 실시예 2 비교예 1 비교예 2
표 1에 나타난 결과에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1, 2, 3에서 형성된 코팅막은 외관 및 다양한 소재에 대한 수접촉각 등 만족할 만한 결과가 나타났다. 또한, 도 1 내지 3의 사진에서 알 수 있듯이 초발수 코팅막이 형성된 목재, 하우스 비닐, 철판의 표면에서 우수한 초발수 효과가 나타는 것이 확인되었다.
그러나, 실험 예 4와 같이 알킬기-함유 실란의 조성의 함량이 높을 경우 입자 표면처리 후 건조과정에서 입자들이 서로 뭉쳐 분산성이 떨어져 코팅 외관과 발수도가 떨어지는 문제점이 있다. 실험예 5와 같이 무기입자의 함량이 너무 많이 존재할 경우 표면처리가 완전히 진행되지 않아 수접촉각 150˚이상의 초발수 특성을 나타낼 수 없는 것이 확인되었다.

Claims (7)

  1. 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제; 및
    합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스코팅제를 이루어지되, ,
    상기 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자는 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 2-Coat형 초발수 코팅도료.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속산화물은 하이드록시기를 갖는 나노 또는 마이크로 입자로서 실리카, 티타니아, 알루미나 및 실리카 에어로겔로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2-Coat형 초발수 코팅도료.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 알킬기-함유실란커플링제는 메틸트리클로로실란, 메틸트리메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 헥사메틸디실란잔, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리부톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 디메틸디아미노실란, 디메틸디클로로실란, 디메틸디아세톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디부틸디메톡시실란, 트리메틸클로로실란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2-Coat형 초발수 코팅도료.
  4. 제 1항에 있어서, 합성고무를 포함하는 석유계 수지는 스틸렌-부타디엔, 에틸렌프로필렌디엔, 부타디엔, 클로로프렌, 클로로술폰화폴리에틸렌, 아크릴 및 니트릴, 테르펜, 수소첨가 로진에스테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2-Coat형 초발수 코팅도료.
  5. 초발수 코팅 피도면에 합성고무를 포함하는 석유계 수지 10 내지 40 중량% 및 케톤계와 아세테이트계 혼합용제 60 내지 90중량%를 포함하는 하도용 베이스 코팅제를 코팅하여 베이스 코팅막을 형성하는 단계; 및
    베이스 코팅막 상에 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자 3 내지 10중량 및 알코올 90 내지 97중량%를 포함하는 상도용 초발수 코팅제를 코팅하여 초발수 코팅막을 형성하되,
    상기 상도용 초발수 코팅제에 포함된 알킬기로 소수화 표면 처리된 금속산화물 입자로 금속산화물 1 내지 10중량%, 알킬기-함유 실란커플링제 10 내지 30 중량%, 케톤계 용제 50 내지 80 중량%, 산 촉매 0.1 내지 0.5 중량% 및 여분의 물을 졸-겔 반응시켜 얻어진 결과물을 건조시켜 형성되는 사용하는 것을 특징으로 하는 초발수 코팅막 형성방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 초발수 코팅 피도면은 철판, 목재, 비닐, 유리, 콘크리트, 섬유, 전자제품 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수 코팅막 형성방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 베이스 코팅막은 하도용 베이스 코팅제를 스프레이 코팅하여 형성하고, 상기 초발수 코팅막은 상기 상도용 초발수 코팅제를 스프레이 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 코팅막 형성방법.
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