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KR-20260061882-A - ECO-FRIENDLY ANTIFOULING AGENT COMPOSITION FOR PREVENTING ATTACHMENT OF MARINE ORGANISMS, ANTIFOULING TREATMENT AGENT COMPOSITION, ANTIFOULING COATING FILM AND ANTIFOULING COATING ATTACHMENT SUBSTRATE

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Abstract

본 발명은 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane; MTES), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane; MTMS), 디메틸디메톡시실란(dimethyldimethoxysilane; DMDMS), 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane; DMDES), 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane; TMES), 트리메틸메톡시실란(trimethylmethoxysilane; TMMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종의 비불소계 실란 화합물; 및 폴리디메틸실록산(PDMS);을 포함하는, 해양생물 부착 방지를 위한 친환경 방오제 조성물, 방오 가공제 조성물, 방오 도막 및 방오 도막 부착 기재에 관한 것이다.

Inventors

  • 최철훈

Assignees

  • 주식회사 씨엠

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (11)

  1. 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane; MTES), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane; MTMS), 디메틸디메톡시실란(dimethyldimethoxysilane; DMDMS), 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane; DMDES), 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane; TMES), 트리메틸메톡시실란(trimethylmethoxysilane; TMMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종의 비불소계 실란 화합물; 및 폴리디메틸실록산(PDMS);을 포함하는, 친환경 방오제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비불소계 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane; MTMS) 및 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane; TMES)인 것인, 친환경 방오제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메틸트리메톡시실란과 트리메틸에톡시실란은 1: 0.1 내지 2.0 몰비로 혼합되는 것인, 친환경 방오제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비불소계 실란 화합물과 폴리디메틸실록산의 부피비는 50 :50 내지 90: 10인, 친환경 방오제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 친환경 방오제 조성물은 용매, 유기산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는, 친환경 방오제 조성물.
  6. 제1항에 따른 방오제 조성물로 제조된 방오제; 아크릴계 바인더, 실리콘계 바인더, 우레탄계 바인더 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 바인더; 및 용매;를 포함하는 방오 가공제 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 바인더는 아크릴계 바인더인 것인, 방오 가공제 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 용매 100 중량부을 기준으로, 상기 방오제는 1 내지 50 중량부; 및 상기 바인더는 1 내지 20 중량부;로 포함되는 것인, 방오 가공제 조성물.
  9. 제6항에 따른 방오 가공제 조성물 제조된 방오 가공제로부터 형성된 방오도막.
  10. 제9항에 따른 방오도막을 기재 상에 포함하는, 방오도막이 부착된 기재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기재는 선박, 수중구조물 또는 어구인, 방오도막이 부착된 기재.

Description

해양생물 부착 방지를 위한 친환경 방오제 조성물, 방오 가공제 조성물, 방오 도막 및 방오 도막 부착 기재{ECO-FRIENDLY ANTIFOULING AGENT COMPOSITION FOR PREVENTING ATTACHMENT OF MARINE ORGANISMS, ANTIFOULING TREATMENT AGENT COMPOSITION, ANTIFOULING COATING FILM AND ANTIFOULING COATING ATTACHMENT SUBSTRATE} 본 발명은 해양생물 부착 방지를 위한 친환경 방오제 조성물, 방오 가공제 조성물, 방오 도막 및 방오 도막 부착 기재에 관한 것이다. 해양생물들은 역동적인 해양환경에서 생존하기 위하여 족사, 가근, 점액성 물질, 흡입 등의 방법으로 표면에 부착하는 특성을 지닌다. 그러나, 생물들의 선체 외판, 어망, 해상 구조물 등에 부착은 직접적인 경제적인 손실을 야기한다. 특히, 양식장 어망 등 기자재에 부착되는 해조류 등은 양식장의 유속을 느리게 하고 산소량을 감소시켜 질병발생의 원인이 되며 고부가가치 양식수산물의 경제성에 중대한 영향을 미치는 성장저하의 문제를 일으킨다. 또한 양식장 어망에 달라붙은 부착물은 어망훼손을 가속화시켜 방오 처리가 되지 않은 어망은 청소하거나 교체하는데 소요되는 비용이 매우 크다는 문제점이 있다. 이러한 해양생물의 부착을 방지 또는 억제하기 위하여 종래에는 TBT (Tri Butyl Tin)(유기주석 화합물)를 첨가한 형태의 방오 도료가 가장 많이 사용되어 왔다. 이러한 TBT 도료는 가격이 저렴하고 취급도 용이하며 방오 성능이 뛰어나서 선박, 그물어망 및 어구 등에 널리 사용되고 있다. 특히, TBT 도료를 사용하는 경우에는 해양생물의 부착이 적은 장점이 있다. 그러나, 유기주석 화합물은 환경 호르몬을 방출하여 해양생태계를 파괴하는 해양오염의 주요원인으로 알려지면서 IMO(국제해사기구) 및 MEPC(국제해양환경보호위원회)로부터 제조 및 사용이 금지되었다. 이러한 TBT의 해양생태계 파괴의 문제점을 보완하기 위해 아산화구리(Cu2O)를 40% 이상 함유한 방오 도료의 사용이 증가하고 있다. 이는 유기주석화합물이 없이도 방오 효과를 나타내어 최근 사용되는 방오 도료의 주류를 이루고 있다. 그러나, 아산화구리를 함유하는 방오 도료 역시 중금속에 의한 심각한 해양오염 문제를 낳고 있어 유럽에서는 규제의 움직임을 보이고 있다. 또한 아산화구리를 함유한 대체 방오 도료들은 심각한 해양오염 유발과 함께 그 방오 효과가 미흡하여 양식 어민들이 수시로 그물을 교체하고 청소해야 하는 번거로움으로 인한 경제적, 시간적 손실이 발생하고 있다. 따라서 생물 독성이 적고 환경 친화적이면서도 방오 성능이 우수한 신규 방오제의 개발이 절실히 요구된다. 도 1은 제조예에 따라 제조된 방오제 혼합용액으로 처리한 원단 표면을 촬영한 이미지이다. 도 2는 제조예에 따라 제조된 방오제 혼합용액으로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 도 3은 실시예 및 비교예에 따라 제조된 방오제를 촬영한 이미지이다. 도 4는 실시예에 따라 제조된 방오제로 처리한 원단 표면을 촬영한 이미지이다. 도 5는 실시예에 따라 제조된 방오제로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 도 6은 방오제 농도에 따라 제조된 방오 가공제로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 도 7은 가공 온도 변화에 따라 제조된 방오 가공제로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 도 8은 바인더의 종류에 따라 제조된 방오 가공제로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 도 9는 바인더의 농도 변화에 따라 제조된 방오 가공제로 처리한 원단의 접촉각을 확인한 이미지이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 이하, 본 발명을 자세히 설명한다. 본 발명의 일 구현예에서, 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane; MTES), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane; MTMS), 디메틸디메톡시실란(dimethyldimethoxysilane; DMDMS), 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane; DMDES), 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane; TMES), 트리메틸메톡시실란(trimethylmethoxysilane; TMMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종의 비불소계 실란 화합물; 및 폴리디메틸실록산(PDMS);을 포함하는, 친환경 방오제 조성물을 제공한다. 상기 폴리디메틸실록산은 소수성과 더불어 투명성, 유연성, 윤활성 및 이형성 등의 우수한 물성을 지니는 물질로 친수성 기재를 소수성으로 표면 개발하기에 적합한 실리콘계 고분자이다. 상기 방오제는 해양생물의 기재로의 접착을 방지하기 위한 성분으로서 상기 비불소계 실란 화합물 및 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다. 상기 해양생물의 종류는 제한이 없으며, 구체적으로는 선박, 수중구조물 또는 어구 등의 기재에 부착하는 특성을 갖는 해양생물일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 해양생물은 해초류, 따개비, 서관충, 이끼 벌레, 조개류 등의 생물일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일 구현예에서, 상기 비불소계 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane; MTMS) 및 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane; TMES)일 수 있다. 상기 메틸트리메톡시실란과 트리메틸에톡시실란은 1: 0.1 내지 2.0 몰비, 구체적으로 1: 0.5 내지 1.5 몰비로 혼합될 수 있다. 상기 몰비 범위로 메틸트리메톡시실란과 트리메틸에톡시실란이 혼합되는 경우, 방오 효과가 우수하며, 이를 포함하는 방오 가공제 조성물로 제조된 가공제로 원단을 가공할 때 원단에 방오 가공제가 균일하게 처리될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 비불소계 실란 화합물과 폴리디메틸실록산의 부피비는 50: 50 내지 90: 10, 구체적으로 60: 40 내지 80: 20일 수 있다. 상기 부피비 범위로 비불소계 실란 화합물과 폴리디메틸실록산이 포함되는 경우, 방오 효과가 우수하며, 방오제 제조 시 침전물 생성을 방지할 수 있다. 일 구현예에서, 친환경 방오제 조성물은 용매, 유기산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 이소프로필알코올(IPA), 물, 에탄올, 부탄올, 메탄올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 디메틸포름아미드, 톨루엔 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 유기산은 옥살산, 인산, 구연산, 아세트산, 포름산, 말산, 살리실산, 트리플루오로아세트산, 프로피온산, 레몬산, 피루브산, 글리콜산, 락트산, 타르타르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 유기산은 옥살산, 인산, 아세트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 유기산은 촉매로서 포함될 수 있으며, 과도한 반응으로 응집이 발생하는 것을 방지하기 위해 상술한 약산을 사용할 수 있다. 구체적으로, 약산을 사용하는 경우 투명하고 침전이 발생하지 않는 안정한 용액 상태로 방오제를 제조할 수 있으며, 특히 옥살산을 사용한 경우 높은 소수성을 가질 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 방오제; 아크릴계 바인더, 실리콘계 바인더, 우레탄계 바인더 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 바인더; 및 용매;를 포함하는 방오 가공제 조성물을 제공한다. 일 구현예에서, 상기 방오제는 전술한 방오제 조성물로 제조된 것일 수 있으며, 전술한 방오제 조성물에서 설명한 내용과 중복되는 내용을 다시 설명하지 않는다. 상기 방오제는 용매 100 중량부을 기준으로, 1 내지 50 중량부, 구체적으로 5 내지 50 중량부, 보다 더 구체적으로 20 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 수치 범위로 방오제를 포함하는 경우, 방오 효과가 우수할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 바인더는 아크릴계 바인더, 실리콘계 바인더, 우레탄계 바인더 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 바인더를 포함할 수 있으며, 구체적으로 아크릴계 바인더를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 아크릴계 바인더는 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리에틸아크릴레이트, 스티렌-부타디엔-아크릴레이트(SBA), 스티렌-아크릴레이트 라텍스, 폴리비닐아세테이트(PVA)-아크릴, 비닐클로라이드-아크릴 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 실리콘계 바인더는 폴리메틸페닐실록산(PMPS), 실리콘 개질 아크릴, 아크릴-실리콘 공중합체, 실리콘-폴리우레탄 공중합체, 실리콘 개질 폴리우레탄, 메틸 실리콘 수지, 페닐 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 일 구현예에서, 우레탄계 바인더는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI) 기반 폴리우레탄, 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 기반 폴리우레탄, 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 기반 폴리우레탄, 아크릴-폴리우레탄 공중합체, 음이온 폴리우레탄 분산(PUD), 비이온 폴리우레탄 분산, 불소폴리우레탄 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 바인더는 상기 용매 100 중량부을 기준으로, 1 내지 2