KR100564098B1 - Urethane-composite including polyol for pavement of road - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고강도의 물성을 가질 뿐 아니라 탄성력을 발휘하여 차량의 하중과 충격을 흡수할 수 있고 속건타입으로 시공성이 우수하며 반응열의 미발생으로 작업성이 뛰어나 도로 포장의 균열 보수부위, 맨홀의 인상부 및 맨홀 주변부, 교량의 연결부 또는 도로면의 미끄럼방지 포장부위 등 도로에서 범용적으로 사용가능한 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a road-based urethane-based composition using a polyol resin, and more particularly, has not only high strength physical properties, but also exhibits elastic force to absorb the load and impact of a vehicle, and is quick-drying type, excellent in workability, and beautiful in heat of reaction. The road urethane composition using the polyol resin which can be used universally on the road such as crack repairing part of road pavement, impression part of manhole and periphery of manhole, bridge part or non-slip pavement part of road pavement will be.
본 발명은 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조되는 도로용 조성물에서, 상기 주제(主劑)는 일반 범용 폴리올 수지 25~30 중량%, 아민화합물 13~16 중량%, 가소제 10~13 중량%, 충진제 28~32 중량%, 안료 3~5 중량%, 경화촉진제 2~3 중량% 및 침강방지제 8~12 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제는 일반 범용 폴리올 수지 58~63 중량%, 가교제 3~6 중량%, 가소제 4~5 중량%, 크실렌 1~2 중량%, 디이소시아네이트 27~29 중량% 및, 1.3 부틸렌글리콜 2~3 중량%를 포함하여 이루어지되, 상기 주제와 경화제는 1~3:1~3의 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공한다. 또한, 여기에 규사를 일정 중량비로 혼합함으로써 도로용 모르타르로 활용가능한 도로용 우레탄계 조성물을 제공한다.The present invention is a road composition in which the main body and the curing agent are separately prepared in two-part form, wherein the main body is 25 to 30% by weight of general-purpose polyol resin, 13 to 16% by weight of amine compound, 10 to 13% by weight of plasticizer, 28 to 32% by weight of the filler, 3 to 5% by weight of the pigment, 2 to 3% by weight of the curing accelerator and 8 to 12% by weight of the antisettling agent, wherein the curing agent is 58 to 63% by weight of the general-purpose polyol resin, crosslinking agent 3 6 wt%, plasticizer 4-5 wt%, xylene 1-2 wt%, diisocyanate 27-29 wt%, and 1.3 butylene glycol 2-3 wt%, wherein the subject and the curing agent is 1 ~ It provides a road-based urethane composition using a polyol resin, characterized in that used by mixing in a weight ratio of 3: 1 to 3. In addition, it provides a road-based urethane-based composition that can be utilized as a mortar for road by mixing silica sand in a certain weight ratio.
폴리올 수지, 우레탄, 도로, 맨홀, 균열, 보수, 미끄럼방지Polyol Resin, Urethane, Road, Manhole, Crack, Repair, Anti-Slip
Description
본 발명은 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고강도의 물성을 가질 뿐 아니라 탄성력을 발휘하여 차량의 하중과 충격을 흡수할 수 있고 속건타입으로 시공성이 우수하며 반응열의 미발생으로 작업성이 뛰어나 도로 포장의 균열 보수부위, 맨홀의 인상부 및 맨홀 주변부, 교량의 연결부 또는 도로면의 미끄럼방지 포장부위 등 도로에서 범용적으로 사용가능한 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a road-based urethane-based composition using a polyol resin, and more particularly, has not only high strength physical properties, but also exhibits elastic force to absorb the load and impact of a vehicle, and is quick-drying type, excellent in workability, and beautiful in heat of reaction. The road urethane composition using the polyol resin which can be used universally on the road such as crack repairing part of road pavement, impression part of manhole and periphery of manhole, bridge part or non-slip pavement part of road pavement will be.
도로는 차량 및 자연물(비, 눈, 우박 등)의 충격으로 파손(함몰, 균열, 마모 등)되며 특히 아스팔트 포장의 경우에는 온도변화에 의한 수축이나 침투한 물의 동결에 의한 팽창으로 도로의 파손이 진행된다. 도로가 파손되면 통행하는 차량의 안정상 문제가 되므로 파손된 도로는 조속히 보수해야 한다. 이러한 도로의 파손 문제는 지하 시설물의 유지, 보수를 위하여 설치된 맨홀에 특히 심각하였으며, 파 손된 도로를 보수(맨홀의 인상 및 맨홀 주변부의 도로 보수, 콘크리트 및 아스팔트 도로 균열 보수 등 포함)하기 위하여 다양한 방법이 개발되고 있는 실정이다. 다만, 도로보수공사를 하기 위해서는 차량 통행을 차단해야 하기 때문에 도로보수공사방법은 교통흐름에 방해를 덜 주는 방향으로 신속하고, 안정적이며 경제적일 것이 요구되며, 나아가 도로의 안정성을 위해 적정 강도를 확보할 수 있는 재료를 선택하여 적용하여야 할 것이다. Roads are damaged due to the impact of vehicles and natural objects (rain, snow, hail, etc.) (depression, cracks, abrasion, etc.). Especially in the case of asphalt pavement, road damage is prevented by contraction due to temperature change or expansion due to freezing of infiltrated water. Proceed. If the road is damaged, it is a problem for the stability of the traffic. The damaged road must be repaired as soon as possible. These road breakage problems were particularly severe in manholes installed for the maintenance and repair of underground facilities, and various methods for repairing damaged roads (including manhole hikes and road repairs around manholes, and repairing concrete and asphalt road cracks). This situation is being developed. However, the road repair construction method must be fast, stable and economical in the direction that less disturbs the traffic flow because road traffic must be blocked in order to perform road repair construction. It will be necessary to choose and apply the material.
한편, 교량의 경우 기온의 변화에 따라 수축 및 팽창되기 때문에 이를 고려하여 신축줄눈이 설계된다. 신축줄눈 부위를 그대로 방치하게 되면 주행시 차량에 충격을 주기 때문에 이를 방지하기 위해 신축줄눈 부위에는 고무 등의 탄성체를 설치하거나 파형의 금속판을 상호 어긋나게 설치해 왔다. 그러나, 탄성체는 시간이 경과하면 쉽게 파손되어 제역할을 다하지 못하게 되고 파형의 금속판 사이에는 이물질이 쉽게 끼어서 신축줄눈의 역할을 방해하게 되는 바, 이러한 구성은 교량의 신축줄눈부위의 하자요인으로 작용할 수 있다.On the other hand, since the bridge is contracted and expanded in accordance with the change in temperature, the expansion joint is designed in consideration of this. If the expansion joint is left as it is, the impact on the vehicle when driving, the elastic joint, such as rubber or the installation of the corrugated metal plate to prevent it. However, the elastic body easily breaks down over time and cannot perform its proper role, and foreign matter is easily caught between the corrugated metal plates, which interferes with the role of the expansion joint. Such a configuration can act as a defect in the expansion joint of the bridge. have.
또한, 도로에는 도로면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에서 포장 도로면의 미끄럼 저항력을 높여 주어 자동차의 제동 거리를 짧게 하기 위한 목적으로 미끄럼방지 포장이 설치된다. 이러한 미끄럼방지 포장은 특히, 도로안전시설 설치 및 관리지침상 기존의 노면 마찰계수가 도로교통조건에 부합하지 않고 낮아서 위험한 구간, 도로의 선형에 있어서 전, 후 선형의 연속성이 이루어지지 않아 주행속도의 차이가 20km/hr 이상인 구간의 변화구간, 기타 사고 발생의 위험이 높아 미끄럼방지포장을 설치하는 것이 효과가 있다고 인정 되는 구간(예를 들면 급경사 구간, 작은 곡선반경의 곡선부, 경사구간의 교차점, 시거불량구간, 보행자가 많은 횡단보도 앞부분)에 설치하도록 되어 있다. In addition, the road is provided with a non-slip pavement for the purpose of shortening the braking distance of the car by increasing the sliding resistance of the pavement surface in places where the slip resistance of the road surface is low, the plane and the longitudinal linearity of the road is poor. Such anti-skid pavement is especially low in the road safety facility installation and management guidelines because the existing road surface friction coefficient does not meet the road traffic conditions. In areas where the difference is more than 20 km / hr, and where there is a high risk of other accidents, installing an anti-slip package is considered effective (for example, the steep slope, the curve of a small radius of curvature, the intersection of the slope section, It is supposed to be installed in the section of bad riders and in front of pedestrian crossings with lots of pedestrians.
지금까지는 상기와 같은 요구조건을 만족시키는 위해 주로 에폭시 수지를 이용하여 도로 포장, 도로 균열부, 맨홀 인상부 및 주변부, 교량의 연결부 등의 도로를 보수하거나 미끄럼방지 포장하는 방법에 관하여 개발이 이루어져 왔다. 그러나, 에폭시 수지는 물성상 고강도 경질로서 지나치게 강한 성질을 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 도로보수공사를 하게 되는 경우 시공 후 상부차량의 하중과 충격을 흡수하지 못해 쉽게 깨지고 마모되며 균열이 발생하게 된다. 또한, 에폭시 수지는 가격이 고가이어서 시공비를 증대시키고, 낮은 온도(5℃이하)에서 발열반응을 유도하지 못해 겨울철 공사에서는 그 적용성이 떨어졌으며, 속건으로 경화를 유도하기 위해 경화촉진제를 사용하게 되면 반응에 의해 뜨거운 열을 발생시켜 작업성을 떨어뜨릴 뿐 아니라 반응열에 의한 작업자의 화상 문제를 유발했다. 나아가, 경화반응시 냄새가 심하여 오랜시간 작업할 경우 작업자가 두통을 호소하는 등 작업환경이 그다지 좋지 못했다.Until now, in order to satisfy the above requirements, the development of road pavement, road cracks, manhole impressions and peripheries, bridges, bridges, etc., mainly using epoxy resins, has been developed. . However, since the epoxy resin has excessively strong properties as a high-strength rigid in physical properties, when the road repair construction using this, it does not absorb the load and impact of the upper vehicle after construction, it is easily broken, worn and cracks occur. In addition, the epoxy resin is expensive, which increases the construction cost, and inability to induce exothermic reactions at low temperatures (below 5 ° C). In addition, the heat generated by the reaction not only lowered the workability but also caused the burn problem of the worker due to the reaction heat. In addition, the working environment was not very good, such as workers complain of headaches when working for a long time due to the bad smell during the curing reaction.
상기와 같은 에폭시 수지계가 갖는 단점을 개선한 것으로, SBS(스티렌-부티디엔-스티렌) 삼블록 공중합체를 아스팔트에 첨가한 고분자 개질 아스팔트 실란트를 180~200℃로 용융시킨 아스팔트 실란트가 있는데, 이는 주로 아스팔트 도로 포장 균열 공사에 적용해왔다. 이러한 아스팔트 실란트는 폐기물로 버려지는 페타이어를 분쇄한 분말을 첨가하여 실라트의 원상회복력 및 탄성을 증가시키는 특징이 있으나, ①시공후에 지나친 탄성으로 인해 하자 발생시 하자의 진행속도를 가속시키는 점, ②노면 색상과 다른 진한 흑색으로 표현되어 운전자의 시야를 방해할 수 있다는 점 ③고온 용융을 위한 고가의 장비를 필요로 한다는 점 ④적정한 주입공간을 요구하는 관계로 노면의 크랙상태에서 2~3㎝ 혹은 그 이상 컷팅공정이 이루어져야 한다는 점 등이 단점으로 지적되었다.As an improvement of the disadvantages of the epoxy resin system as described above, there is an asphalt sealant obtained by melting a polymer-modified asphalt sealant added with SBS (styrene-butydiene-styrene) triblock copolymer to asphalt at 180 to 200 ° C. Asphalt pavement cracks have been applied. This asphalt sealant is characterized by increasing the original recovery strength and elasticity of the sealant by adding the powder pulverized waste tires as waste, ① ① accelerates the speed of defects when the defect occurs due to excessive elasticity after construction, ② It is expressed in dark black different from the road surface, which may obstruct the driver's vision. ③ It requires expensive equipment for high temperature melting. ④ It requires 2 ~ 3cm or It was pointed out that the cutting process should be more than that.
이에, 본 발명자는 상기와 같은 종래의 도로용 조성물이 갖는 여러가지 문제를 해결하면서 도로 포장의 균열 보수부위, 맨홀의 인상부 및 맨홀 주변부, 교량의 연결부 또는 도로면의 미끄럼방지 포장부위 등 범용적으로 사용하여 높은 강도로 유지하고 충격을 효과적으로 흡수하여 균열을 방지하며 단시간 내에 경화되어 교통의 통행을 원활하게 할 수 있는 도로용 우레탄계 조성물을 개발하게 되었다. Therefore, the present inventors have solved various problems of the conventional road composition as described above, while the crack repairing part of the road pavement, the lifting part of the manhole and the periphery of the manhole, the connection part of the bridge or the non-slip pavement part of the road surface It has been used to develop a urethane-based composition for roads that maintains high strength, effectively absorbs shocks, prevents cracking, and cures in a short time, so that traffic can flow smoothly.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 고강도의 물성과 우레탄의 장점인 우수한 탄성력 및 접착성을 가짐으로써 차량의 하중과 충격을 흡수하여 균열발생을 억제시킬 수 있는 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the present invention has excellent elasticity and adhesiveness which is an advantage of high-strength physical properties and urethane can absorb the load and impact of the vehicle to suppress the occurrence of cracks The purpose is to provide a road-based urethane composition using a polyol resin.
또한, 본 발명은 주위의 온도에 무관하게 적용할 수 있고 짧은 속건타입으로 시공성이 우수하며 시공 중 반응열과 냄새가 발생하지 않아 작업성이 좋은 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공함에 그 목적이 있다. In addition, the present invention can be applied irrespective of the ambient temperature, the short quick-drying type is excellent in workability and does not generate reaction heat and odor during construction to provide a road-based urethane composition using a good polyol resin workability have.
본 발명의 또 다른 목적은 온도 변화에 대한 수축 및 팽창이 일어나지 않으며, 경화수축이 적고 경화반응시 휘발분의 발생이 없어 100%의 도막형성율을 나타내는 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a urethane-based composition for roads using a polyol resin that exhibits 100% coating film formation rate due to no shrinkage and expansion due to temperature change, less curing shrinkage, and no volatile content during the curing reaction. .
본 발명의 또 다른 목적은 도로 포장의 균열 보수부위, 맨홀의 인상부 및 맨홀 주변부, 교량의 연결부 또는 도로면의 미끄럼방지 포장부위 등 도로에서 범용적으로 적용가능한 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a road-based urethane-based composition using a polyol resin that can be universally applied on roads such as crack repair parts of road pavements, manhole hikes and manhole periphery, bridge connections or non-slip pavement areas. To provide.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 교량 연결부, 맨홀 인상, 맨홀 주변, 미끄럼방지 포장 등 도로에 사용되어 강도를 증가시키고 탄성력을 발휘하여 충격을 효과적으로 흡수할 수 있으며, 속건타입으로 단시간 내에 작업이 완료될 수 있도록 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention can be used in bridges, manholes, manholes, non-slip pavement, etc. to increase the strength and exert elastic force to effectively absorb shocks, and the work is completed in a short time as a quick-drying type. To provide a road-based urethane-based composition using a polyol resin.
즉, 본 발명은 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조되는 도로용 조성물에서, 상기 주제(主劑)는 일반 범용 폴리올 수지 25~30 중량%, 아민화합물 13~16 중량%, 가소제 10~13 중량%, 충진제 28~32 중량%, 안료 3~5 중량%, 경화촉진제 2~3 중량% 및 침강방지제 8~12 중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제는 일반 범용 폴리올 수지 58~63 중량%, 가교제 3~6 중량%, 가소제 4~5 중량%, 크실렌 1~2 중량%, 디이소시아네이트 27~29 중량% 및, 1.3 부틸렌글리콜 2~3 중량%를 포함하여 이루어지되, 상기 주제와 경화제는 1~3:1~3의 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 특징 으로 하는 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물을 제공한다. That is, the present invention is a road composition in which the main body and the curing agent are separately prepared in two-part form, wherein the main body is 25 to 30% by weight of general-purpose polyol resin, 13 to 16% by weight of amine compound, and 10 to 13% by weight of plasticizer. %, 28 to 32% by weight of the filler, 3 to 5% by weight of the pigment, 2 to 3% by weight of the curing accelerator and 8 to 12% by weight of the anti-settling agent, the curing agent is 58 to 63% by weight of general-purpose polyol resin, 3 to 6% by weight of crosslinking agent, 4 to 5% by weight of plasticizer, 1 to 2% by weight of xylene, 27 to 29% by weight of diisocyanate, and 2 to 3% by weight of 1.3 butylene glycol. It provides a road-based urethane composition using a polyol resin, characterized in that used by mixing in a weight ratio of 1 to 3: 1 to 3.
또한, 여기에 규사를 일정 중량비로 혼합함으로써 도로용 모르타르로 활용가능한 도료용 우레탄계 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a urethane-based composition for paints that can be utilized as mortar for roads by mixing silica sand in a certain weight ratio.
우레탄(Urethane, -OCONH-)은 수산기(-OH)가 두 개 이상 가진 활성화수소 화합물인 폴리올 수지와 이소시아네이트기(-NCO)를 가진 화합물이 반응하여 생성된다. 이렇게 생성된 우레탄은 탄력성이 매우 높고, 내마모성 및 접착력이 우수하여 다양한 용도의 건축용 재료로 사용되고 있으며, 특히 도막방수재의 실링재나 기포성 제품으로 가공하여 보온재나 쿠션재로 사용되고 있다. 본 발명은 이러한 우레탄의 성질을 가지면서 고강도를 확보하기 때문에 도로용으로 적용할 때, 차량의 하중 및 충격에 대하여 우수한 저항력을 발휘하여 균열발생을 억제할 수 있다는데 그 특징이 있다.Urethane (Orethane, -OCONH-) is produced by the reaction of a polyol resin, which is an active hydrogen compound having two or more hydroxyl groups (-OH), and a compound having an isocyanate group (-NCO). Thus produced urethane is very high in elasticity, excellent wear resistance and adhesive strength is used as a building material for a variety of uses, and in particular used as a heat insulating material or a cushioning material by processing into a sealing material or a foaming product of waterproofing coating film. The present invention is characterized in that it is possible to suppress the occurrence of cracks by exhibiting excellent resistance to the load and impact of the vehicle when applied for roads, because of securing high strength while having the properties of such urethane.
본 발명의 폴리올 수지를 이용한 우레탄계 도로용 조성물은 주제와 경화제가 2액형으로 분리하여 제조되거나, 규사를 더 포함하여 3액형으로 분리하여 제조되며 현장에서 이들을 적정 비율로 혼합하여 사용하게 된다. 주제와 경화제는 1~3:1~3의 범위 내의 비율로 혼합하여 사용하게 되는데, 계절 및 적용용도에 따라 그 비율을 적당히 조절한다. 주제와 경화제의 혼합 조성물에 대하여 400~1000중량%의 규사를 더 혼합하면 도로용 우레탄계 모르타르로서 활용할 수 있게 되며 이때 규사의 양을 그 적용용도에 따라 조절하여 사용한다. 특히 미끄럼방지용으로 채택하는 경 우에는 3㎜이하의 규사를 적용한다.The urethane-based road composition using the polyol resin of the present invention is prepared by separating the main body and the hardener into a two-part type, or by separately separating the three-part type including silica sand and mixing them in a suitable ratio in the field. The main agent and the hardener are mixed and used in a ratio within the range of 1 to 3: 1 to 3, and the ratio is appropriately adjusted according to season and application. By mixing 400 to 1000% by weight of silica sand with respect to the main composition and the curing agent, it can be utilized as a road urethane-based mortar, and the amount of silica sand is adjusted according to its application. Particularly, in case of adopting anti-slip, silica sand less than 3mm is applied.
주제는 일반 범용 폴리올 수지 25~30 중량%, 아민화합물 13~16 중량%, 가소제 10~13 중량%, 충진제 28~32 중량% 및, 안료 3~5 중량%, 경화촉진제 2~3 중량%, 침강방지제 8~12 중량%를 포함하여 이루어진다.The main materials are 25-30% by weight of general-purpose polyol resin, 13-16% by weight of amine compound, 10-13% by weight of plasticizer, 28-32% by weight of filler, 3-5% by weight of pigment, 2-3% by weight of curing accelerator, It comprises 8 to 12% by weight of anti-settling agent.
일반 범용 폴리올 수지는 폴리에테르계 또는 폴리에스테르계 어느 것을 사용해도 무방하나, 주제가 경화제와 반응하여 우레탄을 생성시킬 때 짧은 경화시간과 강인한 탄성체의 경화물을 확보하기 위해 분자량은 3000정도의 폴리올 수지를 채택하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 폴리에테르 폴리올 수지를 사용하였다.The general purpose polyol resin may be either polyether or polyester, but the molecular weight is about 3000 in order to ensure a short curing time and a hardened product of a tough elastomer when the main material reacts with the curing agent to produce urethane. It is preferable to adopt. In the embodiment of the present invention, a polyether polyol resin was used.
아민화합물은 우레탄에서 우레아 반응의 쇄연장제로 사용되는 것으로, 본 발명의 실시예에서는 아민화합물로 3.3'-디클로로-4.4'-디아미노디페닐메탄을 사용하고 있다. The amine compound is used as a chain extender for the urea reaction in urethane. In the embodiment of the present invention, 3.3'-dichloro-4.4'-diaminodiphenylmethane is used as the amine compound.
가소제는 탄성력의 증대를 위한 것으로 본 발명의 실시예에서는 디옥틸프탈레이트(DOP)를 채택 적용하고 있다. The plasticizer is for increasing the elastic force, and the embodiment of the present invention employs dioctylphthalate (DOP).
충진제는 석분, 탄산칼슘, 소석회, 탈크, 알루미나 등 통상 사용되는 것을 채택할 수 있는데, 이러한 충진제는 기계적 강도를 향상시키면서 제조비용을 감소시키기 위해 구비되는 구성요소이다. Fillers may be those commonly used, such as lime powder, calcium carbonate, slaked lime, talc, alumina, etc. These fillers are components provided to reduce the manufacturing cost while improving mechanical strength.
안료는 상기 충진제와 동일한 역할을 하면서 본 발명을 도료보수용으로 적용가능하도록 구성성분으로 포함되는 것으로, 기존 도로색과 일치시킬 수 있는 것을 채택하는 것이 바람직하며 본 발명의 실시예에서는 내후성이 우수한 카본블랙 (carbon black)을 채택하고 있다. 또한, 채택하는 안료의 종류에 따라 다양한 색상으로도 생산이 가능하게 된다.The pigment is included as a constituent so that the present invention can be applied for the repair of the paint while playing the same role as the filler, and it is preferable to adopt one that can be matched with the existing road color, and in the embodiment of the present invention, carbon having excellent weather resistance It adopts carbon black. In addition, it is possible to produce in a variety of colors depending on the type of pigment to be adopted.
경화촉진제는 본 발명을 도로용으로 적용가능하도록 속경화를 위해 첨가되는 것으로 본 발명의 실시예에서는 금속촉매로서 납화합물인 나프텐산 납(Pb naphthanate)을 첨가하고 있다. 상기 나프텐산 납은 주제를 경화제와 혼합하여 우레탄계 도료 조성물이 완성될 때 경화 반감기를 짧게 하여 현장 적용성(경화속도의 증가로 차량 제한시간을 축소시켜 줌)을 좋게 만들어 준다.A hardening accelerator is added for fast curing so that the present invention can be applied for road use. In an embodiment of the present invention, lead naphthenate (Pb naphthanate), which is a lead compound, is added as a metal catalyst. The lead naphthenate is mixed with a hardener to shorten the curing half-life when the urethane-based paint composition is completed, thereby improving the field applicability (reducing the vehicle time limit by increasing the curing speed).
침강방지제는 주제혼합시 비교적 비중이 큰 충진제가 침전되지 않도록 하기 위해 첨가하는 일종의 분산제이다. 본 발명의 실시예에서는 벤톤계열의 침강방지제를 사용하고 있다.Sedimentation inhibitors are a type of dispersant added to prevent the precipitation of relatively large fillers in the subject mix. In the embodiment of the present invention, bentonic antisettling agents are used.
경화제는 일반 범용 폴리올 수지 58~63 중량%, 가교제 3~6 중량%, 가소제 4~5 중량%, 크실렌 1~2 중량%, 디이소시아네이트 27~29 중량% 및, 1.3 부틸렌글리콜 2~3 중량%를 포함하여 이루어진다. 폴리올 수지와 디이소시아테이트가 반응하여 우레탄 결합하게 되나, 반응하지 않는 잔류 디이소시아네이트는 주제의 폴리올 수지와 우레탄 결합하게 된다.58 to 63 wt% of general purpose polyol resin, 3 to 6 wt% of crosslinking agent, 4 to 5 wt% of plasticizer, 1 to 2 wt% of xylene, 27 to 29 wt% of diisocyanate, and 2 to 3 wt% of 1.3 butylene glycol Including%. The polyol resin and the diisocyanate react to form a urethane bond, but the remaining diisocyanate that does not react becomes the urethane bond to the main polyol resin.
일반 범용 폴리올 수지는 폴리에테르계 또는 폴리에스테르계 어느 것을 사용해도 무방하며, 이때 주제와 동일한 것을 채택하여 안정성을 확보하도록 하는 것이 바람직하다. The general purpose polyol resin may be either polyether or polyester, and at this time, it is preferable to adopt the same one as the main material to ensure stability.
화학결합성을 증대시키기 위한 가교제(cross linker)가 포함되는데, 본 발명 의 실시예에서는 이러한 가교제로 트리메틸올프로판(trimetylol propane)을 사용하고 있다. A cross linker is included to increase chemical bondability. In an embodiment of the present invention, trimethylolpropane is used as the crosslinker.
주제에서와 마찬가지로 경화제에도 가소제가 포함되며 본 발명의 실시예에서는 상기 가소제로 디옥틸프탈레이트를 사용하고 있다.As in the subject matter, the curing agent includes a plasticizer, and in the embodiment of the present invention, dioctylphthalate is used as the plasticizer.
크실렌(xylene)은 상기 폴리올 수지, 가교제 및 가소제를 용해시기기 위한 점도 조절용 혼합용제로서 채택하고 있는 것이다.Xylene is adopted as a mixed solvent for viscosity adjustment to dissolve the polyol resin, crosslinking agent and plasticizer.
디이소시아네이트는 이소시아네이트기를 포함하고 있어 폴리올과 반응하여 우레탄을 생성시키는 주원료가 된다. Diisocyanate contains an isocyanate group and becomes a main raw material which reacts with a polyol to produce urethane.
부틸렌클리콜은 폴리올 수지와 디이소시아네이트의 결합 가교제로서 사용된다.Butylene glycol is used as a bonding crosslinking agent of polyol resin and diisocyanate.
이하, 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
[실시예 1] 각 조성재료의 준비Example 1 Preparation of Each Composition Material
[실시예 2] 주제(主劑)의 제조Example 2 Preparation of Subject
(1) 폴리에테르수지, 아민(3.3'-디클로로-4.4'-디아미노디페닐메탄) 및 디옥틸프탈레이트를 혼합한 혼합물을 65~70℃로 승온, 30분간 유지하여 용해시킨다.(1) The mixture which mixed polyether resin, amine (3.3'- dichloro-4.4'- diamino diphenylmethane), and dioctyl phthalate is heated and dissolved at 65-70 degreeC for 30 minutes, and is dissolved.
(2) 용해된 혼합물을 상온으로 냉각시키고 여기에 충진제, 카본블랙, 나프텐산 납, 벤톤계 침강방지제를 넣고 1000~1200 rpm의 교반속도로 30분간 교반하여 균일한 액상으로 제조한다.(2) The dissolved mixture is cooled to room temperature, and the filler, carbon black, lead naphthenate and bentonic anti-settling agent are added thereto and stirred for 30 minutes at a stirring speed of 1000 to 1200 rpm to prepare a uniform liquid.
(3) 이렇게 해서 제조된 주제는 점도(25℃)가 105~115 KU(Krebs Unit)이고 비중(25℃)이 1.35~1.5로 나타났다.(3) The main material thus prepared had a viscosity (25 ° C) of 105 to 115 KU (Krebs Unit) and a specific gravity (25 ° C) of 1.35 to 1.5.
[실시예 3] 경화제의 제조Example 3 Preparation of Hardener
(1) 폴리에테르 폴리올 수지, 트리메틸올프로판, 디옥틸프탈레이트 및 크실렌을 반응기에 넣고 50~55℃로 승온, 30분 유지하여 용해시킨다.(1) A polyether polyol resin, trimethylolpropane, dioctylphthalate, and xylene are placed in a reactor and heated to 50-55 ° C for 30 minutes to dissolve.
(2) 디이소시아네이트를 2시간동안 적하(滴下)한다. 이때, 반응물이 발열반응을 하므로 냉각장치가 있는 반응기를 사용한다.(2) Diisocyanate is dripped for 2 hours. At this time, since the reactants exothermic, a reactor with a cooling device is used.
(3) 적하가 끝나면 1.3 부틸렌글리콜을 투입, 70~75℃로 승온하여 잔류 NCO 함량이 5중량%, 점도가 10~20 포이즈가 되었을 때 반응을 중지하고 상온까지 냉각한다.(3) After the dropwise addition, add 1.3 butylene glycol and raise the temperature to 70 ~ 75 ℃ to stop the reaction when the residual NCO content is 5% by weight and the viscosity is 10 ~ 20 poise. Cool down to room temperature.
(4) 이렇게 해서 제조된 경화제는 점도(25℃)가 80~90 KU이고 비중(25℃)이 0.98~1.1로 나타났다.(4) The curing agent thus produced had a viscosity (25 ° C) of 80 to 90 KU and a specific gravity (25 ° C) of 0.98 to 1.1.
[실시예 4] 우레탄계 도로용 조성물의 제조Example 4 Preparation of Urethane-based Composition
(1) 실시예 1의 방법으로 제조된 주제와 실시예 2의 방법으로 제조된 경화제를 1:1의 중량비로 혼합하여 우레탄 반응을 유도함으로써 우레탄계 도로용 조성물을 제조한다. (1) A urethane-based composition is prepared by mixing a main ingredient prepared by the method of Example 1 and a curing agent prepared by the method of Example 2 in a weight ratio of 1: 1 to induce a urethane reaction.
(2) 이렇게 해서 제조된 우레탄계 도로용 조성물은 가사시간이 25℃에서 10~15분으로 확인되었고(다만, 계정에 따라 가감 조정하여 생산 가능하다), 경화시간은 10℃에서 30분, 20℃에서 20분, 30℃에서 10분으로 나타났다. 그리고, 경화반응시에는 수축이 진행되지 않았으며 휘발분의 발생이 없는 것으로 미루어 볼 때 조성물 100% 모두가 도막을 형성시킨다고 할 것이다.(2) The urethane-based roadway composition thus prepared was found to have a pot life of 10 to 15 minutes at 25 ° C. (however, it can be produced by adjusting the temperature according to the account), and the curing time was 30 minutes at 10 ° C. and 20 ° C. 20 minutes at and 10 minutes at 30 ° C. In the curing reaction, shrinkage did not proceed and no volatile matter was generated, and thus 100% of the composition would form a coating film.
결국, 이와같은 2액형의 도로용 조성물은 빠른 작업성과 방수, 강도, 부착성이 요구되는 부분 특히, 도로면의 균열부위 또는 도로의 함몰로 인한 추가 포장부위 등에 적용하면 우수한 성능을 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.As a result, such a two-component road composition may exhibit excellent performance when applied to areas requiring rapid workability, water resistance, strength, and adhesion, in particular, cracked areas on road surfaces or additional pavement areas caused by road depressions. It is expected.
[실시예 5] 도로용 우레탄계 모르타르의 제조Example 5 Preparation of Urethane-Based Mortar for Roads
(1) 실시예 1의 방법으로 제조된 주제 10중량%, 실시예 2의 방법으로 제조된 경화제 10중량%, 선별된 규사(자연사 2 ㎜이하) 80%를 단시간 내에 균일하게 기계식 혼합믹서로 배합하여 25℃에서 10~15분 동안 경화반응을 일으켜 도로용 우레탄계 모르타르를 제조하였다. (1) 10 wt% of the main ingredient prepared by the method of Example 1, 10 wt% of the curing agent prepared by the method of Example 2, and 80% of the selected silica sand (less than 2 mm of natural yarn) are uniformly mixed in a short time by a mechanical mixing mixer By curing the reaction for 10 to 15 minutes at 25 ℃ to prepare a road urethane-based mortar.
(2) 상기 비율로 제조된 도로용 우레탄계 모르타르를 양생하여 부착성, 내마 보성, 압축강도, 휨강도를 양생기간에 따라 KS M5000 시험방법으로 시험한 결과 하기 표와 같은 결과가 나왔다. 특히 시험 4의 조성물로 배합되어 완성된 도로용 우레탄계 모르타르의 압축강도 및 휨강도는 각각 1096kgf/㎝, 224kgf/㎝로 확인되었다.(2) Curing the road urethane-based mortar prepared in the above ratio to test the adhesion, wear resistance, compressive strength, bending strength according to the curing period according to the KS M5000 test method, the results are shown in the following table. In particular, the compressive strength and flexural strength of the road-based urethane-based mortar compounded with the composition of Test 4 were confirmed to be 1096 kgf / cm and 224 kgf / cm, respectively.
결국, 상기와 같은 제조된 우레탄계 모르타르는 도로용으로 사용할 때 고강도의 물성과 우수한 탄성력, 부착성, 내마모성을 가짐으로써 차량의 하중과 충격을 흡수하여 균열발생을 억제시킬 수 있게 될 것으로 기대된다. 나아가, 우수한 부착력을 발휘하기 때문에 규사의 입경이 큰 것을 배합하여 도로면의 미끄럼방지를 위한 포장용으로 채택할 때 아스팔트에 용이하게 부착되고 박리현상과 미끄럼방지용 골재의 탈락현상을 방지할 수 있게 될 것으로 기대된다.As a result, the urethane-based mortar prepared as described above is expected to be able to suppress the occurrence of cracks by absorbing the load and impact of the vehicle by having high-strength physical properties and excellent elasticity, adhesion, and wear resistance when used for road use. In addition, since it exhibits excellent adhesion, it can be easily attached to asphalt and prevents peeling and dropping of aggregates for slipping when adopting a large particle size of silica sand for paving to prevent slipping of road surfaces. It is expected.
본 발명의 폴리올 수지를 이용한 도로용 우레탄계 조성물에 따르면, 교량 연결부, 맨홀 인상, 맨홀 주변 등 도로에 적용할 수 있는 고강도의 초속경 우레탄계 조성물을 확보할 수 있게 됨으로써 차량의 하중과 충격을 흡수하여 균열발생을 억제시킬 수 있게 되며, 그 결과 안정된 도로면의 유지기간이 연장될 것으로 기대된 다. 우수한 접착력을 발휘하기 때문에 특히 도로면의 미끄럼 방지용으로 채택할 때 아스팔트에 용이하게 부착되며 박리현상과 미끄럼방지용 골재의 탈락현상을 방지할 수 있게 된다. According to the road-based urethane composition using the polyol resin of the present invention, it is possible to secure a high-strength super hard urethane-based composition that can be applied to the road, such as bridge connection, manhole pull, manhole periphery, so as to absorb the load and impact of the vehicle and crack it. It is expected to reduce the occurrence, and as a result, it is expected that the maintenance period of the stable road surface will be extended. Since it exhibits excellent adhesion, it is easily attached to asphalt, especially when it is adopted for the prevention of slippage of the road surface, and it is possible to prevent the phenomenon of peeling and dropping of the slip aggregate.
또한, 짧은 속건타입의 조성물이기 때문에 시공 후 빠른 시간내에 차량 통행이 가능하게 되고, 시공 중 반응열과 냄새가 발생하지 않아 작업성이 좋아지며, 경화수축이 적고 경화반응시 휘발분의 발생이 없어 100% 도막형성율을 확보할 수 있게 된다. 결국, 본 발명은 도로 포장의 균열 보수용, 맨홀의 인상부 및 맨홀 주변부, 교량의 연결부 또는 도로면의 미끄럼방지용 등 도로에서 범용적으로 적용가능할 것으로 기대된다.In addition, because it is a short-drying composition, it is possible to pass the vehicle within a short time after construction, and it does not generate reaction heat and odor during construction, resulting in better workability, less curing shrinkage, and no volatilization during curing reaction. It is possible to secure a coating film formation rate. As a result, the present invention is expected to be universally applicable to roads for crack repair of road pavements, lifting portions of manholes and periphery of manholes, bridge joints or slippage of road surfaces.
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