KR100228555B1 - 금속판 접착 콘크리트, 금속판과 콘크리트의 접착 방법 및 프라이머 - Google Patents

금속판 접착 콘크리트, 금속판과 콘크리트의 접착 방법 및 프라이머 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지는 프라이머를 함침하여 이루어지는 콘크리트 표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트에 관한 것이다.

Description

금속판 접착 콘크리트, 금속판과 콘크리트의 접착 방법 및 프라이머{METAL PLATE ADHESIVE CONCRETE, ADHESION METHOD BETWEEN METAL PLATE AND CONCRETE, AND PRIMER}
본 발명은 콘크리트에 금속판을 접착하여 보강한 구조체인 금속판 접착 콘크리트에 관한 것이다.
콘크리트 구조체의 보강을 목적으로 콘크리트에 강재 등의 보강부재를 새로 설치하는 방법이 사용되고 있고, 주로 콘크리트에 금속판을 접착하여 보강하는 방법이 사용되고 있다. 이 경우에는, 금속판 접착 콘크리트의 강도가 큰 것이 중요하다. 보강방법으로서는, (1) 바닥판, 횡목, 교각 또는 높은 난간에 보강부재로서 강판을 설치, 접착제를 사용하여 일체화하는 공법 (강판접착 보강공법), (2) 바닥판에 보강부재로서의 강횡목을 설치, 접착제를 사용하여 일체화하는 공법 (횡목 증설 보강공법) 등이 있다 [공업재료, 제 41 권 제 12 호, 188 ∼ 193 페이지 (1993년 임시증간호)].
이들의 보강방법에 사용하는 접착제로서는 에폭시수지계 접착제가 사용되어 왔다. 에폭시수지계 접착제로서는 에폭시수지계 접착제를 주제로서, 디시안디아미드 등을 경화제로 혼합한 1액형 접착제나 아민이나 폴리아미드를 경화제로 한 2 액형 접착제 등을 들 수 있다.
그러나, 1액형접착제는 경화에 가열이 필요하고, 보강을 필요로 하는 콘크리트 구조체와의 접착에 사용하는 것이 어렵다는 결점이 있었다. 2액형접착제는 경화불량을 방지하기 위해, 경화제와의 혼합비율을 일정하게 한 완전한 혼합이 필요하고, 가공관리에 힘이 들어, 저온에서의 경화특성이 나쁘다는 등의 결점이 있었다.
이들의 결점을 해결하기 위해, 에폭시수지계 접착제 대신에, 상온경화형 아크릴계 수지조성물을 함유하는 아크릴계 수지접착제를 사용하게 되었다. (메타) 아크릴계 수지접착제로서는 일본국 특공소 58-19807 호 공보에 개시되어 있다.
아크릴계 수지접착제는 저온경화성이 좋고, 충분한 접착강도가 얻어지는 혼합비율범위가 넓기 때문에, 가공관리가 용이하고, 또 아크릴계 수지접착제는 습윤상태하나 건조상태하, 또한 친유성을 갖는 표면에의 접착성에도 우수하기 때문에, 에폭시수지계 접착제에는 필요한 금속판이나 콘크리트의 접착제 표면의 바탕처리공정이 불필요하다는 이점이 있었다. 그러나 콘크리트를 접착하는 경우, 접착강도가 낮다는 결점이 있었다.
콘크리트에 대하는 접착강도를 개량한 아크릴계 수지접착제로서는, 일본국 특공소 60-19789 호 공보에 (메타)아크릴계 단량체, 말단을 (메타) 아크릴변성한 부타디엔계 올리고머, 유기과산화물 및 유기산의 코발크염/금속유기 킬레이트 화합물을 함유하는 아크릴계 수지접착제가 개시되어 있다.
그러나, 이 아크릴계 수지접착제를 사용하여 금속접착 콘크리트를 작성한 경우, 아래 (1), (2) 의 결점이 있기 때문에, 금속판과 콘크리트가 박리되어 콘크리트의 보강공법에는 도저히 사용할 수 없다는 과제가 있었다.
(1) 금속판과 콘크리트라는 이종재료를 접착한 경우, 금속과 콘크리트의 계면에서의 밀착력이 약하기 때문에 접착강도가 작아진다.
(2) 금속판접착 콘크리트는 내수성이 나쁘기 때문에, 비나 습기 등의 수분에 닿은 상태에 있는 경우는, 습기 등의 수분에 의해 접착강도가 저하하여 금속판과 콘크리트가 박리한다.
본 발명자는 이들의 과제를 개량하기 위해 연구를 거듭한 결과, 특정의 프라이머를 사용함으로써 금속판과 콘크리트라는 이종재료간의 접착강도가 좋고, 또한 습기 등의 수분에 의해 접착강도가 저하되지 않는다는 내수성을 갖는 금속판접착 콘크리트를 발견하고 본 발명에 도달하였다.
즉 본 발명은, (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지는 프라이머를 함침하여 이루어지는 콘크리트 표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, 상기 프라이머 중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트가 1 분자중에 카르보닐기와 인접하지 않은 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, 상기 프라이머중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트가 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단관능 (메타)아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, 상기 프라이머중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트가 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 (메타) 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 금속판접착 콘크리트이다.
또, 상기 프라이머중의 (c) 분해촉진제가 유기산의 금속염 및/또는 금속유기 킬레이트 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, 상기 프라이머가 (d) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖지않은 (메타) 아크릴레이트를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이다.
또한, 상기 금속판의 표면이 아연으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, 상기 금속판의 표면이 스텐레스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트이고, (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지는 프라이머를 콘크리트 표면에 함침하고, 이어서 상기 콘크리트 표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판과 콘크리트의 접착방법이고, (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지고, 콘크리트표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지기 전에 콘크리트표면에 함침하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프라이머이다.
아래에 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용하는 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트란, 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖고, 또한, 1 분자중에 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기를 1 개 이상 갖는 것을 말한다. 여기에서 말하는 에틸렌성 불포화 이중결합은 카르보닐기와 인접 (공역) 하지않는 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 것을 말하고, 소위 α,β-불포화카르보닐기를 말하지 않는다. 이 (a) 의 성분에 의해 금속판과 콘크리트라는 이중 재료간의 접착강도가 좋고, 또한, 습기 등의 수분에 의해 접착강도가 저하되지 않는다는 내수성의 효과를 발현할 수 있다.
(a) 성분으로서는, 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 9(메타) 아크릴레이트와 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 (메타) 아크릴레이트를 들 수 있고, 이들의 양방을 병용하여도 좋다.
1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단관능 (메타) 아크릴레이트는, 접착강도가 경화속도 등을 조절할 수 있도록 분자설계하는 것이 용이해진다는 효과를 갖는다. 이들 중에서는 아래의 식에서 나타나는 디시클로펜테닐기를 갖는 (메타) 아크릴레이트가 바람직하다.
Figure pat00001
식 중, R 은 수소 또는 메틸기를 나타내고, n 은 정수에서 0 또는 1 이다. 식중의 화합물로서는, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐메타크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트 및 디시클로펜테닐 옥시에틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트는, 소량의 첨가량으로 접착강도가 향상된다는 효과를 갖는다. 이와 같은 다관능 (메타)아크릴레이트로서는, 양말단 메타크릴변성 액상폴리부타디엔 "TE-2000" (일본 소다쓰 (曹達)사제), 양말단 아크릴변성 액상 폴리아크릴로니트릴부타디엔 "HycarVTBNX" (우베고산 (宇部興産) 사제), 양말단 메타크릴변성 액상부분 수소첨가 폴리부타디엔 "TEAI-1000" (일본소다쓰 (曹達)사제) 및 양말단 아크릴변성 액상 폴리부타디엔 "BAC-45" (오오사카 유기사제) 등을 들 수 있다.
에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 (메타) 아크릴레이트중에서는, 양말단을 (메타)아크릴변성한 부타디엔계 올리고마가 바람직하다. 양말단 (메타)아크릴변성 부타디엔계 올리고머는 평균분자량 1000 ∼ 10000 정도의 것으로, 양말단에 (메타)아크릴로일기를 갖는 부타디엔의 공중합체 또는 중합체이다.
양말단 (메타)아크릴변성 부타디엔계 올리고머는, 예를 들면 아래와 같이 하여 제조된다. 분자내에 1,2-폴리부타디엔골격을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트는 예를 들면, 리빙 음이온중합으로 얻은 수산기말단 1,2-폴리부타디엔의 올리고머에 디이소시아네이트 화합물을 반응시키고, 이어서 잔존 이소시아네이트기에 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 반응시킴으로써 얻어진다.
(a) 성분의 사용량은 (a) 성분과 후술하는 (d) 성분의 합계 100 중량부중 바람직하게는 1 ∼95 중량부, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 80 중량부이다. 1 중량부 미만에서는 접착강도나 내수성이 저하할 우려가 있다. 95 중량부를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하하거나 경화물이 너무 단단해져 접착강도가 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 사용하는 (b) 중합개시제란, 소위 라디칼 중합개시제의 작용을 갖는 것을 말하고, 예를 들면 유기과산화물로서는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) 케톤퍼옥사이드류 ; 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 시클로헥사논퍼옥사이드 3,3,5-트리메틸시클로헥사논퍼옥사이드, 메틸시클로헥사논퍼옥사이드, 메틸아세트아세테이트퍼옥사이드 및 아세틸아세톤퍼옥사이드 등.
(2) 퍼옥시케탈류 ; 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)옥탄, 노르말부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트 및 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄 등.
(3) 하이드로퍼옥사이드류 ; t-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 파라멘탄하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로퍼옥사이드 및 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드 등.
(4) 디알킬퍼옥사이드류 ; 디t-부틸퍼옥사이드, t-부틸크밀퍼옥사이드, 디크밀퍼옥사이드, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시메타이소프로필)벤젠, 2,4-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 및 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3 등.
(5) 디아실퍼옥사이드류 ; 아세틸퍼옥사이드, 이소부틸퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 데카노일퍼옥사이드, 라우릴로일퍼옥사이드, 3,3,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이등, 사쿠시닉어시드퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드 및 메타톨오일퍼옥사이드 등.
(6) 퍼옥시디카르보네이트류 ; 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카르보네이트, 디노르말프로필퍼옥시디카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에톡시에틸퍼옥시디카르보네이트, 디메톡시이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸)퍼옥시디카르보네이트 및 디아릴퍼옥시카르보네이트 등.
(7) 퍼옥시에스테르류 ; t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, 크릴퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디t-부틸퍼옥시이소프탈레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시말레산, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, 크밀퍼옥시옥트에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시피뷔레이트, t-부틸퍼옥시네오헥사노에이트, t-헥실퍼옥시네오헥사노에이트 및 크밀퍼옥시네오헥사노에이트 등.
(8) 그 외의 유기과산화물 ; 아세틸시클로헥실술포닐퍼옥사이드 및 t-부틸퍼옥시아릴카르보네이트 등.
또, 유기과산화물 이외의 중합개시제로서는, 다음과 같은 아조화합물을 들 수 있다.
(1) 아조니트릴화합물류 ; 아조비스이소부틸로니트릴, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레노니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴) 1-[(1-시아노-1-메틸에틸)아조]포름아미드 및 2-페닐아조-4-메톡시-2,4-디메틸발레노니트릴 등.
(2) 아조아미딘화합물류 ; 2,2-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)디하이드로클로라이드 등.
(3) 사이클릭아조아미딘화합물류 ; 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판] 등.
(4) 아조아미드화합물 ; 2,2'-아조비스{2-메틸-노르말-[1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸]프로피온아미드} 및 2,2'-아조비스{2-메틸-노르말-[1,1-비스(히드록시메틸)에틸]프로피온아미드} 등.
(5) 알킬아조화합물류 ; 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄) 등.
이들의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 중합개시제 중에서는 접착강도 및 경화속도의 점에서 유기과산화물이 바람직하다.
(b) 의 사용량은, (a) 성분과 후술하는 (d) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 10 중량부가 바람직하다. 0.5 중량부 미만에서는 경화가 늦어지고, 10 중량부를 초과하여도 경화속도 등은 향상되지 않고 금속판과 콘크리트가 박리할 우려가 있다.
본 발명에서 사용하는 (c) 성분 촉진제는, 중합개시제의 분해를 촉진시키는 화합물이고, 예를 들면 다음과 같은 것을 들 수 있다.
(1) 티오요소유도체 : 디에틸티오요소, 디부틸티오요소, 에틸렌티오요소, 테트라메틸티오요소, 메르캅토벤조이미다졸 및 벤조일티오요소 등.
(2) 아민류 : N,N-디에틸-p-톨루이딘, N,N-디메틸-p-톨루이딘, N,N-디이소프로판올-p-톨루이딘, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 에틸디에탄올아민, N,N-디메틸아닐린, 에틸렌디아민 및 트리에탄올아민 등.
(3) 유기산의 금속염 : 나프텐산코발트, 나프텐산동, 나프텐산아연, 옥틸산코발트 및 옥틸산철 등.
(4) 유기금속 킬레이트 화합물 : 구리아세틸아세트네이트, 티탄아세틸아세트네이트, 망간아세틸아세트네이트, 크롬아세틸아세트네이트, 철아세틸아세트네이트, 바나딜아세틸아세트네이트 및 코발트아세틸아세트네이트 등.
분해촉진제에는 그 외에도 알데히드와 아민의 축합반응물 등을 들 수 있다. 이들의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
이들 중에서는 경화성의 점에서, 티오요소유도체, 유기산의 금속염 또는 유기금속 킬레이트화합물이 바람직하고, 접착강도와 내수성을 보다 향상할 수 있는 점에서 유기산 금속염 및/또는 유기금속 킬레이트화합물이 더욱 바람직하다.
(c) 의 사용량은 (a) 성분과 후술하는 (d) 성분의 합계 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부가 바람직하다. 01. 중량부 미만에서는 경화가 늦어지고, 10 중량부를 초과하여도 경화속도등은 향상되지 않고, 오히려 금속판과 콘크리트가 박리할 우려가 있다.
본 발명에서 사용하는 프라이머에, (d) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지 않은 (메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖지않는 (메타)아크릴레이트를 사용함으로써 점도나 경화속도를 조정하기 쉽다는 특징을 갖는다.
1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖지않는 (메타)아크릴레이트로서는, (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 메톡시화시클로데카트리엔(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알킬옥시폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알킬옥시폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 페녹시폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 테트라히드로플루프릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 카프로락톤변성테트라히드로플루프릴(메타)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 모르폴린(메타)아크릴레이트, 에톡시카르보닐메틸(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성프탈산(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드변성 숙신산 (메타)아크릴레이트, 트리플로로에틸(메타)아크릴레이트, 테트라플로로프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리메틸암모늄클로리드, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리글리세롤디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸이소시아누레이트, 2,2-비스(4-(메타)아크릴록시페닐) 프로판, 2,2-비스(4-(메타)아크릴록시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메타)아크릴록시디에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메타)아크릴록시프로폭시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메타)아크릴록시테트라에톡시페닐)프로판, 에폭시아크릴레이트 "비스코트 #540" (오오사카 유기화학공업사제), 에폭시아크릴레이트 "에폭시에스테르 3000M" (공영사화학사제), 폴리에스테르아크릴레이트 "아로닉스M-6100" (동아합성사제) 및 우레탄아크릴레이트 "아로닉스M-1100" (동아합성사제) 등을 들 수 있다. 이들의 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
(d) 성분의 사용량은, (a) 성분과 (d) 성분의 합계 100 중량부중, 바람직하게는 5 ∼ 99 중량부, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 95 중량부이다. 5 중량부 미만에서는 점도가 높아져 작업성이 저하하고, 경화물이 너무 단단해져 접착강도가 저하될 우려가 있다. 95 중량부를 초과하면 접착강도나 내수성이 저하될 우려가 있다.
또, 본 발명에서 사용하는 프라이머에 공기에 접하고 있는 부분의 경화를 신속히 하기위해 각종 파라핀류를 사용할 수 있다. 파라핀류로서는 예를들면, 파라핀, 마이크로크리스탈린왁스, 카르나바납, 밀납, 라노린, 경납, 세레신 및 칸데릴라납 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 파라핀이 바람직하다. 파라핀류의 융점은 40 ∼ 100 ℃ 의 것이 바람직하다.
파라핀류의 사용량은, (a) 성분과 (d) 성분의 합계 100 중량부데 대하여 0.1 ∼ 5 중량부인 것이 바람직하다. 0.1 중량부 미만에서는, 공기에 접하고 있는 부분의 경화가 나빠질 우려가 있고, 5 중량부를 초과하면 접착강도가 저하될 우려가 있다.
또한, 저장안정성을 개량하는 목적으로 중합금지제를 함유하는 각종의 산화방지제 등을 사용할 수 있다. 산화방지제로서는 예를 들면, 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노에틸에테르, 2,6-디t-부틸-p-크레졸, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 트리페닐포스파이트, 페노티아딘 및 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 하이드로퀴논모노메틸에테르가 바람직하다.
산화방지제의 사용량은, (a) 성분과 (d) 성분의 합계 100 중량부에 대하여, 0.001 ∼ 3 중량부인 것이 바람직하다. 0.001 중량부 미만에서는 효과가 없고, 3 중량부를 초과하면 경화속도가 저하될 우려가 있다.
이 외에 점도나 유동성을 조정하는 목적에서, 아크릴로니트릴부타디엔고무 (NBR), 스틸렌부타디엔고무, 클로로프로렌고무 및 부타디엔고무 등의 각종 합성고무 및 천연고무 등의 엘라스토머성분 및 메타크릴산메틸부타디엔스티렌공중합체 (MBS), 클로로술폰화폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스틸렌아크릴로니트릴공중합체, 아크릴로니트릴스틸렌부타디엔 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 및 선상 폴리우레탄 등의 열가소성 고분자 및 미분말 실리카 등도 사용할 수 있다.
또한 이들 외에도 희망에 따라 가소제, 충전제, 착색제 또는 방청제 등의 이미 알려져 있는 물질을 사용할 수도 있다.
본 발명에서 사용하는 아크릴계 수지접착제는 상온경화형의 것으로, 1 분자 중에 (메타)아크릴로일기를 갖는 접착제이면 특별히 제한은 없지만, 중합개시제나 분해촉진제, 추가로 엘라스토머 성분을 함유시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 아크릴계 수지접착제는 프라이머와 다르고, 1 분자중에 불포화 이중 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트를 함유시키지 않아도 좋다.
본 발명에서 사용하는 금속판의 재료에 대해서는, 아연, 스텐레스, 철, 함석, 본데(BONDE), 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 등 특별히 제한은 없지만, 내후성이나 내부식성의 점에서 금속판의 표면이 아연 또는 스텐레스인 것이 바람직하다. 금속판의 표면이 아연의 경우는 저렴하므로 경제성이 좋고, 금속판이 스텐레스인 경우는 외관이 양호하다는 특징을 갖는다.
본 발명에서 사용하는 콘크리트에 대해서는, 시멘트, 물, 모래, 자갈, 또한 필요에 따라 플라이 애쉬 (FLY ASH) 나 고로슬래그 등을 혼합한 시멘트 콘크리트이면 특별히 제한은 없다.
본 발명에서 사용하는 금속판접착 콘크리트는 아래와 같이 하여 얻어진다. (a) 성분, (b) 성분, (c) 성분 및 필요에 따라 사용하는 (d) 성분으로 이루어지는 프라이머를 조제한다. 프라이머를 콘크리트표면에 0.01 ∼ 1 mm 정도로 균일하게 도포하여 함침경화시킨다. 이어서, 프라이머를 함침경화시킨 콘크리트의 표면과 금속판의 표면이 일방 또는 양방에 아크릴계 수지접착제를 균일하게 도포하여 콘크리트와 금속판을 접착경화시키면, 금속판접착 콘크리트가 얻어진다. 콘크리트표면에 프라이머를 함침시키지않는 경우는 접착강도나 내수성이 저하되어 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용하는 프라이머 조성물 및 아크릴계 수지접착제의 도포는, 프라이머나 솔칠 등 통상의 도료를 도포하는 경우와 동일하게 실시된다.
본 발명에서 사용하는 프라이머의 실시형태로서는 예를들면, 중합개시제 및 분해촉진제를 제외하는 프라이머 필수성분 전부를 저장한 1 액형의 프라이머로 하고, 프라이머를 사용하기 직전에 중합개시제 및 분해촉진제를 첨가하는 방법이 있다.
다른 실시형태로서는, 2 액형의 프라이머로서 사용하는 것을 들 수 있다. 2 액형에 대해서는 본 발명에서 사용하는 프라이머의 필수성분 전부를 저장중은 혼합하지 않고, 프라이머 또는 접착제조성물을 제 1 액 및 제 2 액으로 나누어 제 1 액에 중합개시제를, 제 2 액에 분해촉진제를 분리하여 저장한다. 2 액형에서는 저장안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 이 경우, 양액을 동시 또는 분리하여 도포하여 접촉, 경화함으로써 2 액형의 프라이머로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용하는 아크릴계 수지접착제의 실시형태로서는 예를 들면, 본 발명에서 사용하는 프라이머와 동일한 실시형태를 들 수 있다.
아래에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.
시험편으로서 JIS R 5201 에 준하여 4 cm × 4 cm ×16 cm 로 제작한 모르타르 시험편, 두께 0.4 ×폭 4 cm ×길이 16 cm 의 금속판을 사용하였다.
시판품을 사용하여 표 1 ∼ 표 3 에 나타내는 각 성분을 혼합하여 프라이머와 아크릴계 수지접착제를 조제하였다. 또, 에폭시수지계 접착제나 금속판의 종류로서는 아래의 것을 사용하였다.
성분 조성예
1 2 3 4 5
조성(단위:중량부) (a) 성분디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트 1 5 45 80 95
(b) 성분쿠멘하이드로퍼옥사이드 2 2 2 2 2
(c) 성분옥틸산코발트N,N-디메틸-p-톨루이딘 11 11 11 11 11
(d) 성분2-히드록시에틸메타크릴레이트비스페놀A디글리시딜에테르디아크릴레이트 990 986 550 218 14
성분 조성예
6 7 8 9 10
조성(단위:중량부) (a) 성분디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트TE-2000 100 1 5 50 80
(b) 성분쿠멘하이드로퍼옥사이드 2 2 2 2 2
(c) 성분옥틸산코발트바나딜아세틸아세트네이트N,N-디메틸-p-톨루이딘 11 3 3 3 3
(d) 성분2-히드록시에틸메타크릴레이트메틸메타크릴레이트 5940 5738 3020 128
성분 조성예
11 12 13 14
조성(단위 :중량부) (a) 성분디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트TE-2000TEAI-1000 95 45 50
(b) 성분쿠멘하이드로퍼옥사이드 2 2 2 2
(c) 성분옥틸산코발트바나딜아세틸아세트네이트에틸렌티오요소N,N-디메틸-p-톨루이딘 3 11 3 3
(d) 성분2-히드록시에틸메타크릴레이트메틸메타크릴레이트비스페놀A디글리시딜에테르디아크릴레이트 32 550 3020 30664
그 외NBR (니트릴함유율 15%) 18
(사용재료)
비스페놀A디글리시딜에테르디메타크릴레이트 : 에폭시에스테르 3000M (공영사화학사제)
TE-2000 : 양말단 메타크릴변성 액상폴리부타디엔 (일본소다쓰사제)
TEAI-1000 : 양말단 메타크릴변성 액상부분 수소첨가 폴리부타디엔 (일본소다쓰사제)
NMR : 시판의 아크릴로니트릴부타디엔고무 (니트릴함유율 15 %)
에폭시 1 : 에폭시수지계 접착제 (코니시사제 본드E810)
에폭시 2 : 에폭시수지계 접착제 (코니시사제 본드E2500)
에폭시 3 : 에폭시수지계 접착제 (동연사제 FP-NS)
에폭시 4 : 에폭시수지계 접착제 (동연사제제FR-E3P)
본데 : 시판의 전기아연 도금강판
함석 : 시판의 용융아연 도금강판
철 : 시판의 냉간압연강판 (JIS G 3141 의 SPCC DD)
스텐레스 : 시판의 냉간압연 스텐레스강판 (JIS G 4305 의 SUS304)
(실시예와 비교예)
표 4 ∼ 표 9 에 나타내는 실시예와 비교예의 프라이머를 모르타르시험편에 약 0.3 mm 의 솔칠을 하여 도포하고, 온도 23 ℃, 습도 65 % 의 조건하에서 5 시간 방치하여 함침경화시켰다. 그 후, 금속판에 표 4 ∼ 표 9 에 나타내는 아크릴계 수지접착제를 두께 약 0.2 mm 로 솔칠하여 도포하고, 그 금속판을 프라이머를 함침경화한 모르타르 시험편 표면에 접착경화시켜, 금속판접착 콘크리트의 시험편을 제작하였다.
이 금속판접착 콘크리트에 대하여 상태(常態)에서 4 점 구부림강도와 내온수 시험후의 4 점 구부림강도를 측정하였다. 4 점 구부림강도의 측정에 대해서는, JIS R 6024 의 4.8 의 접착강도의 측정방법에 준하여 하중속도 5 kgf/초로 측정하였다. 단, 4 점 구부림강도의 측정시에는 금속판접착 콘크리트의 시험편은 금속판측을 하측에 배치하여 금속판을 구부려 강도를 측정하는 시험기의 지지대에 접촉하도록 하였다.
상태의 경우에는 금속판접착 콘크리트를 온도 20 ℃, 습도 65 % 의 조건에서 1 주간 양생시킨 후에, 내온수 시험후의 경우에는 60 ℃ 의 온수속에 1 주간 침지시킨 후에, 각각 4 점 구부림강도를 측정하였다. 결과를 표 4 ∼ 표 9 에 병기하였다. 또한, 4 점 구부림강도의 단위는 kg/cm2으로 나타내었다.
성분 실시예
1 2 3 4 5
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 114 214 314 414 514
금속판의 종류 본데 본데 본데 본데 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 213206 221215 232230 224216 214207
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
성분 실시예
6 7 8 9 10
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 614 714 814 914 1014
금속판의 종류 본데 본데 본데 본데 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 201194 252249 263257 272270 261255
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
성분 실시예
11 12 13 14 15
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 1114 1214 1314 314 914
금속판의 종류 본데 본데 본데 본데 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 250247 227216 271265 223217 269266
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
성분 실시예
16 17 18 19 20
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 314 914 314 914 33
금속판의 종류 철 철 스텐레스 스텐레스 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 219217 258254 231228 273271 209202
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
성분 실시예
21 22 23 24
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 93 39 99 1414
금속판의 종류 본데 본데 본데 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 239236 217214 251247 8462
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
성분 비교예
1 2 3 4 5
평가 프라이머(조성예)접착제 (조성예) 없음없음 에폭시 1에폭시 2 에폭시 3에폭시 4 없음3 없음9
금속판의 종류 본데 본데 본데 본데 본데
4점 구부림강도(상태)4점 구부림강도 (내온수처리후) 6062 18070 17368 10179 13793
주) 4점 구부림강도의 단위 : kgfcm2
본 발명에 의해 금속판과 콘크리트라는 이종 재료간의 접착강도가 좋고, 또한 습기 등의 수분에 의해 접착강도가 저하하지 않는다는 내수성을 갖는 금속판접착 콘크리트가 얻어진다. 따라서, 본 발명의 금속판 접착 콘크리트의 접착방법은, 콘크리트의 보강공법에도 충분히 사용할 수 있고, 그 시공적 효과는 크다.

Claims (10)

  1. (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지는 프라이머를 함침하여 이루어진 콘크리트표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  2. 제 1 항에 있어서, 프라이머중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트가 1 분자중에 카르보닐기와 인접하지 않는 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  3. 제 1 항에 있어서, 프라이머중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트가 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 단관능 (메타) 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  4. 제 1 항에 있어서, 프라이머중의 (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타) 아크릴레이트가1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 다관능 (메타) 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  5. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 프라이머중의 (c) 분해 촉진제가 유기산의 금속염, 금속유기 킬레이트 화합물 또는 두 가지 모두를 함유하는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  6. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 프라이머가 (d) 1 분자 중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖지 않는 (메타) 아크릴레이트를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  7. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 금속판의 표면이 아연으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  8. 제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서, 금속판의 표면이 스텐레스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판접착 콘크리트.
  9. (a) 1 분주장에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지는 프라이머를 콘크리트 표면에 함침하고, 이어서 상기 콘크리트 표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판가 콘크리트의 접착방법.
  10. (a) 1 분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트, (b) 중합개시제 및 (c) 분해촉진제를 함유하여 이루어지고, 콘크리트표면에 금속판을 아크릴계 수지접착제를 통하여 접착하여 이루어지기 전에 콘크리트표면에 함침하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프라이머.
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