KR100251269B1 - 폴리우레탄 방수적층쉬트 - Google Patents

Abstract

폐기되는 우레탄폼에 가수분해 방지제로서 폴리카보디이미드, 폐놀계의 산화방지제, UV 흡수제인 벤조페논등의 첨가제를 첨가한 폴리우레탄쉬트조성물로 가수분해 방지를 위한 폴리우레탄폼의 전처리 건조공정, 열화변성방지 및 쉬트화에 알맞는 온도유지를 위한 장치를 사용하여 물성이 개량된 폴리우레탄 쉬트를 얻고 이 쉬트에 방수기능 및 접착성이 우수하며 보호층인 폴리우레탄쉬트를 용해하거나 침식에 의한 손상이 없는 방수접착층을 첨착 적층시켜서된 폴리우레탄 방수적층쉬트에 관한 것임.

Description

폴리우레탄 방수적층쉬트

본 발명은 산업폐기물인 폴리우레탄폼옴을 재생처리하여 폴리우레탄쉬트를 얻고 이 쉬트에 고무화아스팔트를 접착하여 고무화아스팔트층을 형성한 다음 그 위에 이 형 필름을 적층시킨 폴리우레탄 방수적층쉬트에 관한 것이다.

종래 쉬트방수용으로는 폴리에치렌필름과 아스팔트층을 적정시킨 방수쉬트가 주종을 이루고 있으나 이는 아스팔트의 온도변화에 따른 상태의 변화 즉 점도의 변화 때문에 장기간이 경과하면 점성이 없어져 경화되고 경화된 아스팔트층은 온도변화에 따라 팽창과 수축이 되풀이 되는 과정에서 접착성이 극히 불량한 폴리에치렌필름층 사이에 간극을 발생시키고 또 박막의 폴리에치렌필름은 시공전의 작업부주이나 몰탈시공시 참예한 돌이나 이물질이 혼입되면 표면손상이 쉽게 올수 있으므로 상술한 간극과 필름의 파손은 방수기능을 저하시킨다.

또 이와같은 방수쉬트는 쉬트 접착후 그위에 필티 몰탈 시공이 있어야 하는바 바닥 방수시공시는 몰탈시공작업이 용이하나 벽면 방수시공시는 미끄러운 포리에치렌의 표면 때문에 벽돌을 쌓거나 거푸집을 설치해야 하는 등 시공작업이 극히 번거롭다.

또 E.C.B쉬트나 PVC쉬트, EP DM쉬트 등의 방수쉬트가 있으나 모재와의 접착불량으로 지수효과가 없으며 별도의 접착제를 하지에 도포후 쉬트를 붙이기 때문에 접착력에 문제가 있고 작업성이 좋지 않으며 하자부위 발견이 쉽지않아 방수성이 떨어진다.

그 밖에도 천연고무 또는 합성고무 쉬트를 표면 보호층으로 하여 콜탈 또는 아스팔트를 접착기능 및 방수기능을 갖도를 하는 적층 방수쉬트는 표면보호층이 접착층에 용해되어 보호층의 기능을 다하지 못하는 결점이 있었다.

원래 폴리우레탄은 이소시아네이트와 반응하는 폴리에스텔, 폴리에텔폴리올, 아크릴폴리올, 피마자유의 유도체, 기타 함수산기 화합물에 따라 물성이 상이한 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리우레탄폼, 도료, 우레탄접착제, 합성피혁 우레탄 고무 등의 제품이 얻어지고 있으나 본 발명에서는 히드록실 말단기의 고분자와 디이소시아네이트기가 수가교에 의한 탄성체 생성반응에 따라 쇄연장, 가교망상화 반응을 일으켜 분자를 거대화 시킴과 동시에 이때 발생하는 가스에 의해 팽창하여 구형 또는 다각형의 세포상 조직을 갖는 폴리우레탄폼 다시말하면 이들의 폐기물로부터 폴리우레탄 쉬트를 얻는 것이기 때문에 폴리우레탄쉬트화에 요구되는 물성변화가 크게 요구되고 있다.

우선 폐기물의 우레탄포옴으로부터 폴리우레탄쉬트를 제조함에 있어서는 폴리우레탄폼 고유의 물리적 특성이 용융시 순간적으로 유동성이 커지기 때문에 쉬트화에 필요한 점도를 갖는 온도범위가 극히 제한되어 있어 이에대한 물성변화가 요구되며 수분이 함유되면 가수분해 반응을 일으켜 쉬트의 물성이 극히 약해지므로 포옴내에 존재하는 수분의 제거가 극히 중요하다.

또 고무화 아스팔트조성물은 방수기능이 우수하고 표면보호층인 폴리우레탄쉬트를 용해하거나 침식에 의하여 손상되지 않아야 하며 특히 장기간에 걸친 온도변화에 따라 점도, 접착성 등의 상태 변화가 적어야 하는 방수접착층 조성물이어야 한다.

이상과 같은 요건을 구비할 수 있는 폴리우레탄쉬트의 제조방법과 그 조성물을 기술하면 아래와 같다.

폐기도는 연질우레탄포옴 또는 반열질폴리우레탄포옴을 2-4m/m 정도의 크기로 절단하거나 파쇄하여 온도 100-115℃를 유지하면서 감압하에 건조하여 수분함량이 적어도 2% 이하가 되도록 건조한후 우레탄포옴에 첨가제로서 페놀계의 산화방지제, 가수분해 방지제로서 방향족 폴리카보디이미드, 울트라바이오래드 흡수제인 벤조페논(benzophenone), 안료로 카본블랙, 항뉵제로 벤지미다조릴 메칠카바메이트를 첨가하여 브렌딩한 다음 압출기 실린더를 통과하는 5개 구간의 온도를 175℃, 170℃, 185℃, 176℃, 185℃ 유지하면 서 통과하여 T-다이 로울러를 거쳐 폴리우레탄판상쉬트를 얻게 된다.

위의 방법에서 실린더로 통과하는 지정온도보다 높아질 경우에는 폴리우레탄스크랩에 과다한 열이 가해지므로써 순간적으로 점도가 떨어져 쉬트 성형이 어려우며, 열에 의한 노화가 촉진되며 열분해로 인한 분자 파괴가 발생되어 인장강도, 인열강도, 신장강도등 물성이 크게 떨어지며 지정온도 보다 낮을 경우 미용융된 스크랩이 함유되므로 제품재질의 균질성이 결여되어 가공성과 물리적 특성이 떨어진다.

더욱이 혼련과정에서 마찰에 의한 온도상승으로 과열되기 쉬우므로 실린더 구간에서 소폭으로 상승하강 시키면서 충분히 혼련되도록 하므로서 균질의 폴리우레탄폼의 용융체를 얻을 수 있다.

즉 폴리우레탄폼을 시트화할수 있는 점도범위는 극히 제한되어 있다고 말할수 있다.

사용되는 압출기는 1축 벤트(Vent)용 SM 스크류타입으로 1차 압축부 끝부분에 혼련부분을 추가시켜 실린더 베럴과 재료사이의 마찰력에 의한 마찰열을 유발시켜 발열에 의한 스크랩용융으로 Tg(Glass transition Temperature)이하에서 가공함을 요점으로 하고 있으며 또 스크랩건조가 불충분한 경우 압출기내에서 수분으로 인한 가수분해와 수분 가열에 의해 T-다이배출구에서 발포현상이 발생하여 물성이 크게 감소하므로 압출기의 벤트(Vent)에서의 수분제거를 하여야 한다.

특히 온도 100-115℃를 유지함은 폴펼치우레탄폼 내에 깊숙이 존재하는 수분을 충분히 기화시킬수 있는 온도이고 감압하에서 건조시켜야만 기포내의 수분을 흡인하여 수분함량 2% 이하 까지 제거 건조시킬 수 있다.

그리고 폴리우레탄쉬트의 제조방법에 사용되는 조성물과 조성비는 아래와 같다.

[폴리우레탄쉬트 조성비]

상기에서 폴리우레탄쉬트를 제조하는 주재료가 폐기되는 폴리우레탄의 연질 또는 반연질의 폼이므로 가공내에 다량의 수분을 포함하고 있어 제조공정중 건조공정을 거치나 잔여수분이 존재하거나 공기중에서 수분을 흡수하여 가수분해를 일으킬 소지가 있으므로 폴리카보디이미드와 같은 가수분해 방지제를 첨가해야 하고 상기 조성비보다 많이 첨가할 경우 물성에 미치는 영향에 더 이상 기여하지 않는 상한선의 량이라 할 수 있다.

또 주재료는 사용 폐기된 재료이기 때문에 산화방지제나 울트라 바이오래드흡수제를 첨가하지 않으면 사용에 따라 물성의 열화가 급진적으로 진행된다.

그밖에 사용중 세균이나 곰팡이의 발생을 억제하기 위하여 미량의 항균제를 사용한다.

또 방수접착층을 형성하는 고무화아스팔트층이 제조방법과 조성물은 아래와 같다.

탱크에 브라운아스팔트를 넣고 온도 110℃로 유지하면서 완전히 용융시키고 별도의 탱크에 SBS고무, 방향록불건성유, 로진, 충진제를 넣고 120℃로 유지하면서 용융 및 용해시킨 다음 여기에 전술한 용융아스팔트를 첨가 6-8시간 혼합한 점성의 방수접착 조성물을 얻고 이를 폴리우레탄시트에 코팅함과 동시에 이형필림을 첨착하므로서 폴리우레탄 방수 적층쉬트를 얻게 되며 본 발명에 사용되는 구체적인 조성물의 조성비는 아래와 같다.

[방수접착층 조성물]

상기 조성물의 특성으로는 브라운아스팔트를 방수접착, 부식방지을 갖고 있지만 본 조성물에서는 방수 및 접착능을 주기능으로 하여 이의 사용량이 많을 경우 계절변화에 따라 온도가 상승하면 유동성이 커져 보호층쉬트의 밀림현상이 발생할수 있고 이음부에서 유동성의 용액이 침출되는 경우가 있으며 방수성 및 밀착성이 떨어진다.

또 합성고무는 접착성과 충격흡수성을 갖게 되며 사용량이 많을 경우 아스팔트내에서 분산시키는 것이 어려우며 고온유지와 오랜 혼합시간이 요구되고 불균일한 혼합물을 만들 수 있다.

그리고 송지역시 접착력을 증가시키나 많은 량을 사용하면 접착층이 경화되어 뻣뻣해지는 경향이 발생한다.

그밖에 불건섬유는 온도변화에 따라 온도가 낮아질 경우 경화를 방지하고 항상 일정한 점도를 유지하게 하는 작용을 하게된다.

이상과 같은 조성비를 갖는 폴리우레탄쉬트에 도포첨착되는 방수접착층 조성물은 우수한 밀착성, 접착성 및 방수기능을 동시에 가지며 표면보호층의 폴리우레탄쉬트를 침식이나 용해에 의하여 손상시키지 않음은 물론 폴리우레탄 표면층과도 강력한 접착력은 갖는 조성물이라 하겠다.

이와같은 도막방수쉬트를 구조물에 있어서 매몰되는 모막방수쉬트로서 사용은 물론 표면이 질긴 폴리우레탄쉬트의 특성과 방수 접착층의 우수한 충격흡수성 때문에 실내바닥, 옥상의 바닥등 직접노출 방수쉬트로도 사용할 수 있는 잇점이 있다 하겠다.

본 발명을 더욱 구체적으로 표현하고 그 효과를 알아보기 위해 실시예를 들면 아래와 같다.

[실시예 1]

페폴리우레탄폼을 2-4㎜ 크기로 절단파쇄하여 온도 100-115℃를 유지하면서 감압하여 수분함량 1.2%로 건조한 원료 100㎏에 폴리카보디이미드 0.5㎏, 폐놀계산화방지제 0.3㎏, UV 흡수제 0.2㎏, 벤조미다조릴 카바메이트 0.1㎏, 카본블랙 0.3㎏을 혼합하여 브렌딩한다음 압출기 실린더를 170℃-185℃로 유지한 가운데 통과하여 T-다이 로울러를 거쳐 2㎜ 두께의 폴리우레탄시트를 얻고 별도로 부라운아스팔트 60㎏, SBS계합성고무 15㎏, 알킬벤젠오일 1㎏을 가열용융시켜 혼합한후 로진 7.5㎏와 체질안료 7.5㎏을 첨가하여 점착제를 얻은다음 이를 2.5㎜ 두께로 상기 폴리우레탄시트에 첨착시켜 폴리우레탄 방수적층쉬트를 얻었다.

위의 방수적층쉬트로 물성시험을 한결과 아래와 같은 시험성적서를 얻었다.

[시험성적서]

Claims (3)

1. 폐폴리우레탄폼으로 재생처리한 폴리우레탄쉬트에 방수접착층을 형성하고 그위에 이형필름을 적층시킨 폴리우레탄 방수적층쉬트.
2. 제1항에 있어서, 방수접착층 조성물의 조성비가 아래와 같음을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수적층쉬트

   [방수접착층 조성물 및 조성비]
3. 제1항에 있어서, 폴리우레탄쉬트는 폐기되는 연질우레탄포옴 또는 반연질폴리우레탄포옴 2-4㎜ 정도의 크기로 절단하거나 파쇄하여 온도 100-115℃를 유지하면서 감압하에 건조하면서 수분함량 2% 이하가 되도록 건조한 우레탄포옴에 폐놀계산화방지제 가보디이미드계의 가수분해 방지제, 벤조페논, 카본블랙, 벤지미드졸계의 항균제를 첨가한 혼합물을 브렌딩한 다음 압출기 실린더를 통과하는 5개 구간의 온도를 175℃, 170℃, 185℃, 185℃로 유지하여 통과시키고 T-다이, 로울러를 거쳐 제조됨을 특징으로 하는 폴리우레탄쉬트.