폴리아스파틱 코팅의 확대되는 응용과 신흥 연구 동향

지식

16 Oct, 2025

현재 폴리아스파틱 엘라스토머 소재는 베이징–상하이 고속철도, 올림픽 경기장, 세계박람회 전시관과 같은 국가적 대형 프로젝트부터 배관 라이닝, 농구 코트 바닥재, 타일 줄눈 등 일상 영역까지 적용 범위가 점점 넓어지고 있습니다. 최근에는 폴리우레아 코팅의 장점을 보다 효과적으로 활용하기 위해, 연구자들이 고성능 섬유·직물 등 다른 소재와 결합하여 다양한 응용 요구를 충족하는 고급 복합재를 개발하고 있습니다.

방수 및 방청(내식) 폴리아스파틱 코팅

경화 후 폴리아스파틱 방수 코팅은 기포 없이 신율과 내후성이 우수한 막을 형성하므로 수리(수공) 시설과 대형 저수 설비에 적합합니다. 우수한 방수 성능뿐 아니라 뛰어난 방청성 및 자외선 저항성을 가져, 교량 표면과 축사 구조물 표면에 널리 사용되며 수명을 크게 연장합니다.

워터파크와 같은 응용을 위해서는 고강도·유연성·내식성·방수성을 갖춘 2액형 폴리아스파틱 코팅이 개발되었습니다. 워터파크 표면에 분사·경화하면 내기포·박리 방지·소독제 내성 등의 요구를 충족하는 내구성·내식성·유연성을 지닌 막을 형성합니다. 폴리아스파틱 방수 바닥 시스템을 적용한 일부 워터파크 프로젝트는 우수한 성과를 거두었으나, 장기간 사용 시 박리·층간 분리 등의 문제가 나타난 사례도 있어, 추가적인 기술 개선과 현장 시험이 여전히 필요함을 시사합니다.

압축 성형으로 폴리에틸렌과 폴리아스파틱을 결합한 3층 복합 방청 코팅도 제작되었습니다. 내층에서 외층으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) / 그라프트 개질 폴리에틸렌 / 폴리우레아로 구성되며, 이 구조는 재료의 수명을 연장하고 유지 온도가 상승함에 따라 인발강도를 현저히 향상시킵니다(1.36 MPa → 3.13 MPa, 약 130% 증가). 이 방법은 교량 케이블 보호에의 잠재적 적용을 위한 실험적 근거를 제공합니다.

폴리아스파틱 코팅은 축산 시설에도 사용됩니다. 돼지 분뇨는 부식성이 매우 강해 콘크리트 돈사가 장기간 열화되어 수명이 감소합니다. 따라서 축사 방수층은 방수성과 내식성을 동시에 갖추어야 합니다. 연구에 따르면 상도에 폴리아스파틱, 하도에 폴리우레탄을 사용하는 체계가 분뇨 수로와 저장조에 효과적인 방수·방청 성능을 제공합니다. 또한 코팅의 우수한 내마모성·내후성으로 분뇨 스크레이퍼 장비의 마찰을 견뎌 건축물의 수명을 크게 연장합니다.

폴리아스파틱 보호 소재

폴리아스파틱은 경질 세그먼트 간 강한 분자간 상호작용을 통해 우수한 기계적 성능과 내충격성을 제공합니다. 폭발 저항 벽체, 내충격 구조물 등 보호 용도에 널리 사용됩니다. 또한 높은 계면 접착력으로 다양한 기재에 견고하게 부착되며, 최근에는 군수 보호 시스템에도 점차 적용되고 있습니다.

방폭 및 에너지 흡수 소재는 국방 산업에서 중요합니다. 기존 시스템은 아민 말단 폴리에터와 아민 체인익스텐더를 기반으로 한 전(全) 폴리우레아계 재료를 주로 사용하며, 발포체·직물·허니컴 등 다공성 에너지 흡수 소재를 진동·충격 흡수용으로 병용합니다. 방폭 폴리아스파틱 엘라스토머와 다공성 에너지 흡수 섬유 메쉬를 결합한 복합재가 개발되었으며, 이 폴리아스파틱 복합재는 높은 강도와 인성, 충격 흡수, 폭발 충격 완화 능력을 갖추어 방폭 복합재 개발에 기술적 근거를 제공합니다.

북부 한랭 지역의 댐은 혹한과 큰 온도 변동을 겪어 겨울철 폴리우레탄 단열층에서 빙착 박리와 충격 손상이 발생해 구조 안전을 위협합니다. 이에 폴리아스파틱과 불소계 내후성 폴리아스파틱 상도를 결합한 복합 방빙(방(防) 아이스 풀오프) 코팅 시스템이 제안되었습니다. 이 코팅은 우수한 기계적 성능과 단열층과의 강한 접착, 얼음과의 매우 낮은 결합력을 보여 기포 발생을 억제합니다. 해당 시스템은 댐 단열 표면 보호 요구를 충족하며 현장에서도 성공적으로 적용되었습니다.

기능성 폴리아스파틱 코팅 직물

폴리우레탄 코팅 직물은 널리 사용되고 있으나, 폴리아스파틱은 비황변성, 내화학성 등 우수한 성능을 제공하여 최근 코팅 직물에 적용되고 있습니다. 폴리우레아 코팅 직물은 섬유의 본래 물성을 손상시키지 않으면서 폴리아스파틱 코팅을 섬유에 분사하여 기능성 보호층을 형성함으로써 제조됩니다. 이 공정은 단일 성능의 직물에 기능성을 부여하고, 동시에 우수한 보호 성능을 제공합니다.

폴리아스파틱 수지로 코팅한 면직물을 사용한 실험에서는 탄성이 크게 향상되었고, 형태 유지성과 내구성 또한 개선되었습니다. 코팅의 자외선 저항성은 장시간 노출 시 황변을 방지하여 직물의 수명을 연장합니다. 이러한 코팅 직물은 야외용 직물, 고급 핸드백 등과 같은 용도에 적합합니다.

폴리아스파틱 타일 줄눈 실란트

생활 수준이 향상되면서 타일 표면의 심미성이 더욱 중요해졌고, 이에 따라 줄눈 실란트의 사용이 보편화되었습니다. 초기의 시멘트계 줄눈재는 모래나 탄산칼슘을 충전재로 사용해 시공은 쉬웠지만, 먼지 축적, 낮은 내화학성, 곰팡이 발생에 취약했습니다. 이후 에폭시계와 실리콘계 줄눈재가 개발되어 방수성과 오염 저항은 개선되었으나 비용이 높다는 한계가 있었습니다.

최근에는 용제 무함유·무취의 폴리아스파틱 탄성 방수 실란트가 개발되어 우수한 신율, 인장강도, 내마모성을 보이며, 시멘트계 제품을 빠르게 대체하고 있습니다. 2021년 10월 중국공정건설표준화협회는 폴리아스파틱 타일 줄눈 실란트 표준을 공식 승인했습니다. 해당 제품은 VOC 무배출을 달성해 저탄소·환경보호 목표에 부합하며, 국내 고급 친환경 줄눈재 시장의 공백을 메웠습니다.

폴리아스파틱 소재는 배합이 용이하고 성능이 우수하며 친환경적이어서 현재의 지속가능성 목표에 부합합니다. 전통적 폴리우레탄 수지와 비교하면 가공이 더 단순하고 적용 범위가 넓으며, 영하 환경에서도 신뢰성 있게 성능을 발휘합니다. 그러나 폴리아스파틱의 보호용 응용에 관한 연구는 국내외적으로 여전히 제한적입니다. 성능을 더 최적화하려면 다음 분야에 대한 심층 연구가 필요합니다:

복합화 개발: 폴리아스파틱을 고성능 섬유·직물과 결합해 시너지 효과(1+1>2)를 달성하는 것이 중요한 연구 방향이 될 것입니다.
재료 개질: 실리콘 수지를 고분자 주사슬에 도입하거나 나노입자를 첨가해 가교 네트워크 구조를 형성함으로써 미세구조를 강화하고 고온·방수·내충격 성능을 향상시킬 수 있습니다.
공정 혁신: 폴리아스파틱 구성 성분의 합성에서 핵심 난제를 극복해, 산업 규모의 국내 생산에 적합한 다기능·고강도 폴리아스파틱 소재를 개발합니다.
실란트 고도화: 폴리아스파틱 줄눈 실란트 기술은 아직 개발 단계이며 현재 생산 기업이 많지 않으므로, 시장의 폭넓은 채택을 위해 추가 연구와 보급이 필요합니다.