KR100501405B1 - 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형노출 방수제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 종래의 방수제보다 성능이 우수하면서도 작업 조건이 완화되고 작업 시간이 단축되고, 환경 친화적인 방수제를 얻을 수 있다. 본 발명의 자기 가교성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제는 방수제 조성물의 총 중량부에 대해, 70 중량부의 자기 가교성 변성 아크릴 수지와, 18 내지 23 중량부의 탄산칼슘과, 2 내지 3 중량부의 무기안료와, 0.5 내지 1 중량부의 유기안료와, 2 내지 4 중량부의 폴리에테르 변성 폴리실록산과, 0.1 내지 0.2 중량부의 폴리에테르 폴리디메틸실록산과, 0.5 내지 0.8 중량부이고 비이온계의 폴리아크릴 용액과, 0.2 내지 0.4 중량부이고 아크릴 레이트 공중합체의 암모늄염과, 0.1 내지 0.2 중량부의 방부제와, 0.2 내지 0.4 중량부의 항균제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제{Water soluble 1-packing exposure waterproof agent using self-connecting denatured acrylic-resin}

본 발명은 수용성 1액형 도막 방수제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제에 관한 것이다.

일반적으로 건축물을 형성하는 콘크리트나 몰타르와 같은 무기질 재료의 하지에서는 균열로 인한 누수 및 결로 현상이 발생하며, 이러한 문제점은 건물의 내구성을 약화시켜 건물의 노후화를 촉진시키는 역할을 한다. 따라서, 이러한 하자 발생의 원인을 방지할 수 있도록, 방수층에 탄력성을 부여하여 방수 도막의 파탄에 의한 누수를 방지할 수 있고, 구조물의 크랙으로 인한 도막의 크랙과 파단현상이 발생하지 않는 도막 방수제가 요구되고 있다.

그런데, 종래의 방수 공법으로서의 2액형 우레탄 공법은 혼합 사용시에 교반 및 배합이 부적절하게 된 경우 경화 상태 불량이 발생할 수 있으며, 또한 물 또는 용제의 증기압으로 인해 생기는 압력으로 방수층의 인장력이 작용하여 열화가 촉진되어 기포가 발생하고, 심한 경우는 도막의 이탈 현상이 발생할 수 있다.

또한, 2액형 우레탄 공법은 시공 현장에서 결합제와 충전제를 혼합/교반하는데 따른 시간과 장비가 필요하고 이에 따른 인건비가 상승하는 문제가 있다.

현재 많이 사용되고 있는 이러한 2액형 우레탄 공법의 이러한 설계상, 재료 및 시공 경제성의 문제점을 해결하고자 1액형 우레탄 공법이 제시되고 있다.

그러나, 1액형 우레탄 공법 역시 혼합/교반시의 문제는 발생하지 않는다고 하여도, 방수층이 외부에 노출됨으로써 혹서와 혹한 등의 기온의 편차 및 직사광선에 의한 방수층의 손상과 변질 및 부풀음 현상이 발생하며, 즉 기후 변화에 대한 추종성을 갖고 있으며, 외부의 충격이 방수층에 직접 힘을 가하므로 방수층이 손상되기 쉽고, 인위적인 하자 발생이 일어날 수 있다.

또한, 우레탄 방수제와 같은 유성(유기질) 도막제는 용제로서 석유류의 유기 용제를 사용하여야 하므로, 밀폐된 공간에서 작업하는 시공자가 손상을 입을 염려가 있어 작업성이 나쁘다. 더욱이, 우레탄 방수제는 수용성이 아니므로 콘크리트 슬라브 등의 잔류 수분에 대한 친화력이 낮아 함수율이 높을 경우 시공이 불가능한 문제가 있다.

따라서, 1액형 수용성 방수제로서, 종래 방수제의 작업 공정 및 작업 환경상의 단점을 극복할 수 있는 도막 방수제가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 1액형 우레탄 공법 및 2액형 우레탄 공법의 단점을 극복하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 고탄성, 고강도의 도막을 형성하여 구조물의 크랙 및 파단으로 인한 도막의 파단에 의해 발생하는 누수 현상을 방지할 수 있고, 접착력, 내후성, 내구성 등의 물성이 우수한, 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 1액형 도막 방수제를 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제는, 방수제 조성물의 총 중량부에 대해, 70 중량부의 자기 가교성 변성 아크릴 수지와, 18 내지 23 중량부의 탄산칼슘과, 2 내지 3 중량부의 무기안료와, 0.5 내지 1 중량부의 유기안료와, 2 내지 4 중량부의 폴리에테르 변성 폴리실록산과, 0.1 내지 0.2 중량부의 폴리에테르 폴리디메틸실록산과, 0.5 내지 0.8 중량부이고 비이온계의 폴리아크릴 용액과, 0.2 내지 0.4 중량부이고 아크릴 레이트 공중합체의 암모늄염과, 0.1 내지 0.2 중량부의 방부제와, 0.2 내지 0.4 중량부의 항균제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 자기 가교성 변성 아크릴 수지에 대해 설명한다.

여기서, "자기 가교성"이라고 함은, 물이 존재하고 있을 때는 경화가 되지 않으나, 물이 증발하면서는 별도의 경화제의 첨가 없이 경화가 이루어지는 것을 의미한다.

자기 가교성 수지는 3 ~ 5 가지 정도의 일반 모노머, 가교성 모노머, 첨가제 및 촉매를 첨가하여 중합함으로써 얻어지며, 경화 시스템 인자인 메틸로 구조 폴리머와 폴리아크릴산 구조 폴리머가 결합하여 3차원적 망상 구조를 형성한다.

여기서, "경화 시스템 인자"라고 함은, 자기 가교성 변성 아크릴 중합시 망상 구조를 형성할 수 있는 구조 단위를 말한다.

"3차원적 망상 구조의 형성"에 대해서는 후술하기로 한다.

본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지의 경화 시스템 인자의 경화 온도는 대략 150°C이나, 자기 가교성 변성 아크릴 수지의 중합시 촉매를 첨가함으로써, 상온에서 물이 증발하면 경화가 이루어질 수 있도록 하고 있다.

자기 가교성 변성 아크릴 수지에 촉매를 첨가하지 않을 경우 경화 시스템 인자의 경화 온도는 150°C이나, 촉매를 첨가함으로써 상온에서 경화가 일어날 수 있도록 하고 있다. 즉, 본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제는 상온 경화형으로서 작업 준비가 간단하고 시공 조건이 완화된다. 바람직하게 이 촉매는 산촉매인 디 암모늄 폴스테이트와 암모늄 클로라이트이다.

상술한 것과 같은 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용함으로써, 본 발명의 방수제는 별도의 경화제 없이도 경화를 이룰 수 있게 되고, 상기 자기 가교성 변성 아크릴 수지의 중합시 촉매를 사용한 상온 경화형으로서 작업 조건을 완화시킬 수 있게 된다.

이하, 상술한 자기 가교성 변성 아크릴 수지 외의 각각의 조성물에 대해 설명한다. 탄산칼슘은 충진제로서, 상기 자기 가교성 변성 아크릴 수지와 혼합하여 사용하면 강도가 증가되어 견고한 도막 형성에 도움을 준다.무기안료 및 유기안료는 방수제의 미적인 효과를 얻기 위한 것으로, 상기 무기안료로는 내광성, 내수성, 내열성 그리고 은폐성이 우수한 일반적인 무기안료를 필요에 따라 선택하여 이용할 수 있다. 그리고 상기 유기안료로는 높은 착색력으로 선명한 색상을 얻을 수 있고 내광성, 내열성 등 내구력이 우수한 일반적인 유기안료를 필요에 따라 선택하여 이용할 수 있다. 폴리에테르 변성 폴리실록산은 액상의 자기 가교성 변성 아크릴 수지에 고체의 상기 안료를 균일하게 분산시켜 분산물이 재응집되지 못하도록 안정화시키며 상기 안료와 수지 용액 사이의 계면장력을 감소시키는 기능을 한다. 폴리에테르 폴리디메틸실록산은 방수제의 표면장력을 저하시켜 소재 습윤성을 향상시키고 표면 유동성 및 레벨링성을 향상시키는 기능을 한다. 폴리아크릴 용액은 비이온 계열의 활성성분을 함유하며 방수제의 도막 형성시 분화구 현상이나 핀홀(pinholes)과 같은 표면 불량의 발생을 방지하는 기능을 한다.아크릴 레이트 공중합체의 암모늄염은 광택을 증가시키고 점도를 저하시켜 방수제의 저장 안정성을 증진시키는 기능을 한다.방부제로는 방수제 보관시 부패 방지하는 기능을 하는 일반적인 방부제를 필요에 따라 선택하여 이용할 수 있다.

항균제로는 방수제를 시공한 후의 표면에 곰팡이가 발생하는 것을 억제하는 일반적인 항균제를 필요에 따라 선택하여 이용할 수 있다.

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본 발명의 방수제는, 상술한 것처럼 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용하기 때문에 경화시 상술한 3차원 망상 구조를 형성하는데, 이에 대해 본 발명의 방수제의 경화 과정과 일반적인 아크릴 수지 방수제의 경화 과정, 즉 도막 형성 과정를 비교하여 설명한다. 여기서, "일반적인 아크릴 수지 방수제"는, 일반 모노머(또는 폴리머) 3 내지 5 가지와 첨가제를 투입하여 중합된 아크릴 수지를 이용한 방수제를 의미한다.

먼저, 일반적인 아크릴 수지 방수제의 도막 형성 과정을 설명한다.

도 1a는 방수제가 도포전 균일하게 물 속에서 퍼져 있는 상태이며, 도 1b는 물이 증발하면서 입자가 최고의 밀도로 집적된 상태이다. 이 상태에서 잔존한 물마저 증발하게 되면 도 1c에서와 같이 입자가 구형에서 다면체로 변화하면서 입자간의 공간을 매우게 된다. 계속하여, 도 1d에 나타내는 것처럼 입자를 형성한 방수제 상호간의 입자가 융착하고, 전체적으로 독립 입자의 구별이 없어지면서 하나의 큰 폴리머 도막을 형성하게 된다.

다음으로, 본 발명의 자기 가교성 아크릴 수지를 사용한 방수제의 경화 과정에 대해 설명한다.

본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 방수제는 경화 시스템 인자인 메틸로 구조 폴리머와 폴리아크릴산 구조 폴리머가 결합되어 경화된다.

도 2에서 나타낸 것과 같이, 망사 구조는 카보닐 반응기 또는 알콜반응기의 특수한 모노머인 자기 경화형 모노머와, 중합시의 자기 경화형 모노머가 도포 후의 건조 과정에서 결합하여 crosslinking이 이루어지면서 형성된다.

본 발명의 방수제에서의 경화 과정에서의 3차원 망상 구조를 형성하기 위한 crosslinking은 도포 후 건조가 시작되면서 진행된다. 본 발명의 방수제는 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 방수제이므로, 물이 존재하고 있을 때는 경화가 되지 않으나, 도막을 형성하고 물이 증발하면서 경화가 이루어진다. 즉, 일반적인 노출방수제와는 달리, 별도의 경화제를 투입하여 강제 경화시킬 필요가 없이 도포후 건조 과정에서 자연히 경화된다는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 방수제를 사용하여 도포한 후의, 시간에 따른 도막의 pH 변화 및 crosslinking의 밀도를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 것처럼, 도포 후 도막의 pH는 시간이 지날수록 선형적으로 낮아지고, 즉 액상 상태에서 물이 증발하면서 방수제의 pH가 낮아지게 되고, 건조됨에 따라 crosslinking 밀도는 도포 후 일정 시간 경과 후부터 선형적으로 증가한다. 보통, crosslinking은 도포 후 3일에서 7일 정도 진행된다.

도 4a는 일반적인 아크릴 수지 방수제를 사용한 경우의 도막 형성 상태를 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명의 방수제를 사용한 경우의 도막 형성 상태를 나타내는 도면이다. 도 4에서 알 수 있듯이, 일반적인 아크릴 수지 방수제를 사용한 경우와 달리, 본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 포함한 방수제를 사용한 경우에는 리니어 폴리머(linear polimer)들 사이에 가교가 형성되어 3차원적 망상 구조를 이루고 있다.

도 4b에서 표시된 망사 구조에 의해 본 발명의 방수제는 종래의 방수제에 비해 인장력, 부착력 및 탄성이 우수하게 되어, 각종 하지에 우수하게 밀착되고 하지 균열에 의한 피로 굴곡의 염려가 없어 우수한 방수 성능을 발휘하며, 이런 특성 때문에 방수층 도막이 파괴되는 경우에도 부분 보수가 용이하게 되며, 또한 자외선에 노출되어도 황변 현상이 거의 발생되지 않는다.

또한, 본 발명의 방수제는 수용성 방수제이기 때문에, 습윤 바탕면에서 최적이며, 유기 용제를 사용하지 않으므로 독성, 인화성이 없어 작업 조건이 양호하고 환경 친화적이다.

또한 본 발명의 방수제는 1액형 방수제이므로 복잡한 작업 공정을 개선하여 시간, 비용이 절감되며, 습식 냉공법 및 상온 경화형이므로 작업 준비 소요 시간이 단축이 단축되고 작업 조건이 완화된다.

바람직하게, 본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제는, 자기 가교성 변성 아크릴 수지 70 중량부; 필러 18 내지 23 중량부; 무기안료 2 내지 3 중량부, 유기안료 0.5 내지 1 중량부; 폴리에테르 변성 폴리실록산 2 내지 4 중량부; 폴리에테르 폴리디메틸실록산은 0.1 내지 0.2 중량부; 비이온계 폴리아크릴 용액 0.5 내지 0.8 중량부; 아크릴 레이트 공중합체의 암모늄염 0.2 내지 0.4 중량부; 방부제 0.1 내지 0.2 중량부; 및 항균제 0.2 내지 0.4 중량부;를 포함한다.

다음으로, 본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제의 시공 방법에 대해 설명한다. 본 발명은 노출 방수제에 관한 것으로 방수 도막 바름 공정이 주공정이지만, 시공전의 전처리 작업, 시공후의 도막 양생 과정 등도 중요하므로, 여기에서 함께 설명한다.

1. 바탕면 처리

먼저, 시공할 면의 먼지, 기름, 오물 등을 깨끗히 제거한다. 그리고, 균열 부위나 이음새 등의 결합 요소를 균일하게 보수, 처리하여 평활하게 한다.

2. 프라이머 도포

프라이머를 붓 또는 롤러, 스프레이 등을 이용하여 소정의 도포량을 균일하게 도포한다. 이 때, 1㎡당 0.3Kg/㎡ 정도를 도포하는 것이 바람직하다.

3. 방수재 도포

프라이머가 경화된 후 방수재를 바닥면에 부은 다음 RAKE 또는 헤라를 사용하여 소정의 도막 두께로 일정하게 도포하여 마감한다. 이 때, 사용량은 시방서에 따라 1㎡당 1Kg ~ 2Kg/㎡ 정도인 것이 바람직하다.

4. 양생

시공 후 10시간 이내에 비 등에 노출되는 것을 억제하고, 또한 한냉시 도막이 동결하지 않도록 보호한다.

(시공 실시예)

시공면 상을 인위적으로 습윤 처리 한 후에, 본 발명의 방수제를 평활하게 도포하여 1mm ~ 1.2mm 정도의 도막을 형성한 후 7일이 경과한 후 현장 샘플을 조사해 본 결과 누수가 없었다. 또한, 사계절, 즉 12개월 경과후 상기 현장 샘플의 도막 상태를 확인해 본 결과, 제품의 내후성이 우수하여 별도의 탑코팅 처리를 하지 않았음에도 황변 현상이 일어나지 않았고, 방수는 물론 3차원적 망상 구조로 인해 탄력성이 우수하여 바탕(시공면)의 움직임에 대한 추종성 및 균열 저항성이 우수하였다. 더욱이, KS F 3211 시험 방법에 따라 시험편을 제작하여 인장 성능, 인열 성능, 온도의 의존성, 열화 처리 후의 인장 성능 등의 품질 성능을 확인하였다.

본 발명의 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제는, 자기 가교성 변성 아크릴 수지로 인한 3차원적 망상 구조에 의해 종래의 방수제에 비해 인장력, 부착력 및 탄성이 우수하게 되어, 각종 하지에 우수하게 밀착되고 하지 균열에 의한 피로 굴곡의 염려가 없어 우수한 방수 성능을 발휘하며, 이런 특성 때문에 방수층 도막이 파괴되는 경우에도 부분 보수가 용이하게 된다. 또한, 자기 가교성 변성 아크릴 수지의 특성상 자외선에 노출되어도 황변 현상이 거의 발생되지 않는다.

또한, 본 발명의 방수제는 수용성 방수제이기 때문에, 습윤 바탕면에서 최적이며, 유기 용제를 사용하지 않으므로 독성, 인화성이 없어 작업 조건이 양호하고 환경 친화적이다.

또한, 본 발명의 방수제는 1액형 방수제로 혼합/교반 공정이 불필요해 복잡한 작업 공정을 개선하여 시간 및 비용이 절감된다.

따라서, 본 발명의 방수제를 사용하면, 종래의 우레탄 공법의 단점을 극복하면서, 더 나은 방수 성능을 기대할 수 있다.

도 1은 종래의 일반적인 아크릴 수지 방수제의 도막 형성 과정을 나타내는 설명도.

도 2는 본 발명의 방수제의 경화 과정을 나타내는 설명도.

도 3은 본 발명의 방수제를 도포한 후 건조 과정에서의 시간에 따른 pH 농도와 crosslinking 밀도를 나타내는 도면.

도 4는 종래의 일반적인 방수제의 도막 형성 상태와 본 발명의 방수제의 도막 형성 상태를 나타내는 도면.

Claims (2)

1. 방수제 조성물의 총 중량부에 대해,

   70 중량부의 자기 가교성 변성 아크릴 수지;

   18 내지 23 중량부의 탄산칼슘;

   2 내지 3 중량부의 무기안료;

   0.5 내지 1 중량부의 유기안료;

   2 내지 4 중량부의 폴리에테르 변성 폴리실록산;

   0.1 내지 0.2 중량부의 폴리에테르 폴리디메틸실록산;

   0.5 내지 0.8 중량부이고, 비이온계의 폴리아크릴 용액;

   0.2 내지 0.4 중량부이고, 아크릴 레이트 공중합체의 암모늄염;

   0.1 내지 0.2 중량부의 방부제; 및

   0.2 내지 0.4 중량부의 항균제를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 가교성 변성 아크릴 수지를 이용한 수용성 1액형 노출 방수제.
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