KR-102961143-B1 - Unused polysilsesquioxane modified epoxy resin paint for painting the inner surface of water pipes, its manufacturing method, and water pipes painted using it

Abstract

본 발명은 에폭시 수지계 도료가 가지고 있는 여러 가지 물성적 한계를 극복하고 장기 내구성을 확보에 하기 위하여 유기계와 무기계 성질을 동시에 갖는 하이브리드 재료인 폴리실세스퀴옥산을 에폭시 수지계 도료의 분자구조 내에 도입하여 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지를 주제로 하는 수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 에폭시 수지 도료 및 이를 이용하여 도장한 수도용 강관에 관한 것이며, 도료는 에폭시수지 내에서 폴리실세스퀴옥산을 합성한 다음 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지를 제조하고 여기에 무기충전제 12 ~ 15중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 칙소성부여제 2 ~ 15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 조합하여 제조한 주제부와 경화제부로 이루어지고, 상기 주제부와 경화제부가 부피단위로 1 ~ 5 : 1의 비율로 조성되는 것으로 이루어진다. 본 발명은 강관의 내면 방식 도장에 사용하기 위한 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법에 있어서, 상기 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료는, a). 에폭시 수지에 크잔틴 유도체와 가수분해성 알콜과 필요에 따라 반응성 용제를 혼합하여 에폭시 분산액을 제조하고, b). 상기 에폭시 분산액에 규소화합물을 첨가하고 가온하여 반응시켜 에폭시규소 화합물을 제조하며, c). 상기 에폭시규소 화합물을 가온하여 반응 숙성하고, d). 상기 숙성된 에폭시규소 화합물에 아담스 촉매(Adams' catalyst)를 투입하고 중합반응(polymerization)으로 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지를 제조하는 한편, e). 상기 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 100중량부에 대하여 무기충전제 12 ~ 15중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 칙소성부여제 2 ~ 15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 주제부를 조성하고, f). 경화제 100중량부에 대하여 경화촉진제 0.3 ~ 1중량부, 칙소성부여제 2 ~15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 경화제부를 조성하며, 상기 주제부와 경화제부가 부피단위로 1 ~ 5 : 1의 비율로 조성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Inventors

• 정범희
• 김연태
• 최영섭
• 이병효

Assignees

• 주식회사 티알신소재

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250618

Claims (8)

1. 강관의 내면 방식 도장에 사용하기 위한 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법에 있어서, 상기 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료는, a). 에폭시 수지에 크잔틴 유도체와 가수분해성 알콜과 필요에 따라 반응성 용제를 혼합하여 에폭시 분산액을 제조하고, b). 상기 에폭시 분산액에 규소화합물을 첨가하고 가온하여 반응시켜 에폭시규소 화합물을 제조하며, c). 상기 에폭시규소 화합물을 가온하여 반응 숙성하고, d). 상기 숙성된 에폭시규소 화합물에 아담스 촉매(Adams' catalyst)를 투입하고 중합반응(polymerization)으로 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지를 제조하는 한편, e). 상기 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 100중량부에 대하여 무기충전제 12 ~ 15중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 칙소성부여제 2 ~ 15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 주제부를 조성하고, f). 경화제 100중량부에 대하여 경화촉진제 0.3 ~ 1중량부, 칙소성부여제 2 ~15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 경화제부를 조성하며, 상기 주제부와 경화제부가 부피단위로 1 ~ 5 : 1의 비율로 조성되는 것을 특징으로 하는 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 크잔틴 유도체는 퓨린, 구아닌, 테오필린, 테오브로민, 하이포잔틴, 잔틴, 메틸잔틴, 아데닌, 파라잔틴, 카페인, 피리미딘 및 이소구아닌 중에서 1 또는 2 이상의 성분이 선택되는 것을 특징으로 하는 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 규소 화합물은 8-메타크릴옥시 옥틸트리메톡시실란, 4-메타크릴옥시 부틸트리메톡시실란, 4-메타크릴옥시부틸트리에톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 알릴트리메톡시실란 및 알릴트리에톡시실란으로부터 1 또는 2 이상의 성분이 선택되는 것을 특징으로 하는 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서, 경화제는 디시안디아미드, 지방족 폴리아미드의 아미드계 경화제, 아민어덕트, 디아미노디페닐메탄, 메타페닐렌디아민, 암모니아, 트리에틸아민, 디에틸아민의 아민계 경화제, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 페놀노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, p-크실렌 노볼락 수지의 페놀계 경화제, 페날카민계 경화제로부터 하나 이상의 성분이 선택되고, 경화촉진제는 2-메틸이미다졸, 2-메틸-4-에틸이미다졸, 2-페닐이미다졸의 이미다졸류, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민의 3급 아민류, 트리부틸포스핀, 트리페닐포스핀의 유기 포스핀류, 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트의 테트라페닐보론염 및 폴리디메틸실록산로부터 1종 또는 2종 이상이 조성되는 것을 특징으로 하는 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료 제조방법.
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Description

수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 도료와 그 제조방법 및 이를 이용하여 도장한 수도용 강관{Unused polysilsesquioxane modified epoxy resin paint for painting the inner surface of water pipes, its manufacturing method, and water pipes painted using it} 본 발명은 수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 도료와 그 제조방법 및 이를 이용하여 도장한 수도용 강관에 관한 것이며, 구체적으로는 취수, 도수, 송수, 급 . 배수 등의 각종 수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 도료와 그 제조방법 및 이를 이용하여 도장한 수도용 강관에 관한 것이다. 일반적으로 지하에 매설된 상태에서 물을 수송하는 수도용 강관은 그 내면이 항상 물과 접촉하고 외면은 부설 토양과 주변 환경의 영향을 받으므로 강관의 부식에 대하여 충분한 대비가 있어야 하며, 수도용 강관의 부식방지를 위한 여러 가지 방안이 실용화되어 있고, 현재까지 알려진 가장 효과적인 방법은 내면은 방식용 에폭시 수지계 도료로 도장하고, 외면은 폴리에틸렌계 수지 도료를 사용하는 피복방법이 적용되고 있다. 지중 매설되는 수도용 강관의 부식진행 속도는 내면이 외면에 비해 매우 빠르기 때문에 지중에 매설되는 수도용 강관의 장기내구수명을 합리적으로 보장하기 위하여 외면 방식방법으로 3층 폴리에틸렌 피복을 적용하는 경우에 내면 방식 수명을 외면 방식의 내구수명과 가급적 동등 수준으로 장기간 확보하는 것이 매우 합리적이고 중요하며 이를 위해 특히, 내면 방식용 도료와 그 도장방법에 대한 기술개발 노력이 지속되고 있지만 내면 방식에 적용되는 에폭시 수지 도료는 용제를 다량 함유함에 따라 위생, 안전 및 환경오염 논란이 있고, 도막의 내구수명 한계 또한 해결되어야 할 과제이므로 수도용 강관의 내면방식에 사용되는 에폭시 수지 도료의 위생 안전성을 개선할 수 있도록 용제 사용을 배제하고, 도막의 내구수명을 높일 수 있는 방안이 강구되어야 한다. 수도용 강관 내면 방식 도장용 도료와 관련하여 선행기술로 예를 들면 특허문헌1에 디이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 얻어진 우레탄 프리폴리머 77 내지 90 중량%, 제1 안료 1 내지 3 중량% 및 제1 증점제, 제1 흡습제, 제1 점도조정제, 표면윤활제 및 에폭시접착증진제를 포함하는 제1 반응 첨가제8.1 내지 20 중량%를 반응시켜 형성된 주제부 100 중량부; 및아민 30 내지 49 중량%, 제2 안료 1 내지 3 중량%, 필러 40 내지 50 중량% 및 제2 증점제, 제2 흡습제, 제2 점도조정제 및 소포제를 포함하는 제2 반응 첨가제 9.5 내지 21 중량%를 반응시켜 형성된 경화제부 40 내지 70 중량부를 포함하되, 상기 주제부의 이소시아네이트기와 상기 경화제부의 아민기의 몰비가 1:0.8 내지 1:1인 것을 특징으로 하는 상수도관 내부코팅용 폴리우레탄-폴리우레아 도료를 개시하 있으며, 특허문허 2에 디이소시아네이트 55 ~ 70중량부, 폴리옥시알킬렌 글리콜 25 ~ 35중량부 및 알킬렌 카보네이트 5 ~ 15중량부의 중합반응에 의해 생성되는 우레탄 프리폴리머 100중량부를 기준으로 중합반응 억제제 0.01 ~ 0.1중량부를함유하는 주제부;폴리에테르아민 100중량부를 기준으로 습윤분산제 0.1 ~ 0.4중량부, 안료 4 ~ 7중량부, 사슬연장제 5 ~ 8중량부, 부착력 증강제 0.4 ~ 0.7중량부, 소포탈포제 0.4 ~ 0.7중량부, 유동성 조절제 0.1 ~ 2.0중량부를 함유하는 경화제부; 로 구성되며,상기 주제부와 경화제부는 각각 40 ~ 60중량%의 비율로 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 강관의 내,외부 코팅용 폴리우레아수지 도료조성물. 또 특허문헌 3에는 우레탄 프리폴리머, 이소시아네이트 모노머, 흡습제 및 필러를 포함하는 경화제부; 및폴리올을 포함하는 알코올 혼합물, 필러, 흡습제, 안료 및 보론 니트라이드를 포함하는 주제부를 포함하며, 상기 주제부의 폴리올기와 상기 경화제부의 이소시아네이트기의 몰비는 1.0 : 1.1 내지 1.0 : 1.0인 것을 특징으로 하는 상수도관 내부 코팅용 폴리우레탄 조성물을 개시하고 있다. 또한, 내부에 에폭시 수지계 도료를 가장 일반적으로 사용하는 것은 KR101583190-도료회사/ KR10-2150829-타강관제조사)등이 있다. 도 1의 a) 내지 h)은 <제조예 1> 내지 <제조예 5> 및 <비교예 1> 내지 <비교예 3>에서 제조한 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지에 대한 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 결과를 나타내는 크로마토그램 도 2는 본 발명의 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 코팅 강관에 대한 사시도 도 3은 본 발명의 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 코팅 강관에 대한 단면도 이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 구체적 내용에 의해 보다 구체적으로 설명하지만 아래 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시 수지 도료의 제조방법은 a). 에폭시 수지에 크잔틴 유도체와 가수분해성 알콜과 필요에 따라 반응성 용제를 혼합하여 에폭시 분산액을 제조하는 제1 단계, b). 상기 에폭시 분산액에 규소화합물을 첨가하고 가온하여 반응시켜 에폭시규소 화합물을 제조하는 제2 단계, c). 상기 에폭시규소 화합물을 가온하여 반응 숙성하는 제3 단계, d). 상기 숙성된 에폭시규소 화합물에 아담스 촉매(Adams' catalyst)를 투입하고 중합반응(polymerization)으로 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지를 제조하는 제4 단계 및 e). 상기 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 100중량부에 대하여 무기충전제 12 ~ 15중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 칙소성부여제 2 ~ 15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 주제부를 조성하는 제 5단계와, f). 경화제 100중량부에 대하여 경화촉진제 0.3 ~ 1중량부, 칙소성부여제 2 ~15중량부 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 경화제부를 조성하는 경화제를 조성하는 제6 단계로 이루어지고, 상기 주제부와 경화제부가 부피단위로 1 ~ 5 : 1의 비율로 조성되는 수도용 강관 내면 방식 도장용 무용제 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 도료의 제조방법으로 이루어진다. 본 발명의 무용제 에폭시 수지 도료의 제조방법에 따른 상기 제1 단계에서 에폭시 분산액 제조를 위하여 선택하는 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 것으로써, 예를 들면, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 페닐벤젠형 골격을 함유하는 에폭시 수지, 나프탈렌골격함유 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 선상 지방족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 복소환식 에폭시 수지로부터 선택되며, 위생안전 측면과 도막의 성능 및 도장 작업 용이성 등의 관점에서 볼 때 비스페놀 F형 수지가 특히 바람직하다. 또 상기 제1 단계에서 선택하는 크잔틴 유도체는 퓨린, 구아닌, 테오필린, 테오브로민, 하이포잔틴, 잔틴, 메틸잔틴, 아데닌, 파라잔틴, 카페인, 피리미딘, 이소구아닌 중에서 1 또는 2 이상의 성분이 선택되며, 필요에 따라 메탄올, 에탄올, 프로필알콜, 부틸알콜, 이소프로필알콜(물을 부분적으로 포함할 수 있음)로부터 선택되는 1 또는 2종 이상의 가수분해성 알콜과 반응성 용제를 혼합하며, 이를 통해서 에폭시기의 개환 반응으로 인한 문제점을 해소할 수 있으므로 반응 후 에폭시 수지의 저장 안전성이 매우 우수하도록 작용한다, 본 발명의 무용제 에폭시 수지 도료의 제조방법에 따른 상기 제2 단계에서 에폭시 분산액에 첨가하는 규소화합물은 8-메타크릴옥시 옥틸트리메톡시실란, 4-메타크릴옥시 부틸트리메톡시실란, 4-메타크릴옥시부틸트리에톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 알릴트리메톡시실란 및 알릴트리에톡시실란 으로부터 1 또는 2 이상의 성분이 선택된다. 본 발명의 무용제 에폭시 수지 도료의 제조방법에 따른 상기 제3 단계는 중합반응에 의해 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지를 제조하며, 중합반응용 촉매로 아담스 촉매(Adams' catalyst)는 수화된 이산화백금(PtO2 . xH20)으로 이산화 백금을 주성분으로 한다. 본 발명의 무용제 에폭시 수지 도료의 제조방법에 따른 상기 제4 단계는 주제부를 조성하는 단계이며 상기 제3 단계에서 제조된 폴리실세스퀴옥산 개질 에폭시수지 100중량부에 대하여 무기충전제 12 ~ 15중량부, 계면활성제 1 ~ 5중량부, 칙소성부여제 2 ~ 15중량부, 체질안료 10 ~ 20중량부 및 착색안료 10 ~ 20중량부를 포함하는 주제부를 조성하는 것으로 이루어진다. 상기 제4 단계에서 선택하는 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 칼슘 . 알루미네이트 수화물 등의 금속수산화물이나, 산화아연, 산화마그네슘, 실리카, 알루미나, 산화지르코늄, 3산화안티몬, 5산화안티몬, 산화티타늄, 산화철, 산화코발트, 산화크롬, 탈크 (talc) 등의 금속산화물, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 철 등의 금속미립자 혹은 카본블랙(carbon black)으로부터 1 또는 2 이상의 성분이 조성된다. 상기 제4 단계에서 선택하는 칙소성 부여제(Thixotropy agent)는 도료의 흐름성과 점도 특성을 조절하여 작업성과 저장 안정성을 개선하는 첨기제이며 예를들면 폴리아마이드 왁스 SG 72