KR100564909B1 - 수계 도료를 이용한 단열 및 난연성의 탄성 방수 또는 방식도막의 형성공법 - Google Patents

수계 도료를 이용한 단열 및 난연성의 탄성 방수 또는 방식도막의 형성공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법에 관한 것으로서, (S1) 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분을 포함하는 수계 도료를 이용하여 피도포체 표면에 프라이머층을 형성하는 단계; (S2) 상기 프라이머층 표면에 순차적으로 탄성 도막층 및 무기질계 단열 도막층을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 단열 도막층 표면에 난연제 및 (실리콘)아크릴 수지를 함유하는 수계 도료를 이용하여 내마모성 난연 도막층을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 탄성 방수 또는 방식 도막 형성공법은 수계 도료를 이용한 친환경적인 공법으로서, 피도포체에 대한 접착력이 뛰어나 잘 들뜨지 않으며, 신율이 우수한 탄성 도막층, 단열 도막층 및 난연 도막층이 순차적으로 형성하므로서, 방수 또는 방식 도막의 물성과 내구성을 향상시키면서도 목적하는 난연성을 경제적으로 부여할 수 있다.
단열, 탄성, 방수, 방식, 도막, 다층구조

Description

수계 도료를 이용한 단열 및 난연성의 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법{A process for forming elastic and waterproof or anticorrosive coating layers having adiabatic and flame retardant properties using water paint}
본 발명은 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법에 관한 것이다.
각종 건축물의 옥상, 외벽, 터널, 지하실 등의 표면에는 방수 또는 방식 도막을 형성하는 것이 일반적이다. 또한, 선박이나 철재 구조물에는 방식 도막을 형성한다. 방수 또는 방식 도막은 피착체에 충분히 접착하여 수밀성이 확보되어야 하며, 하절기와 동절기의 온도 차이에 의한 부피변형을 충분히 견딜 수 있도록 유연성이 부여되어야 한다. 또한, 최근 환경 및 안전성에 대한 문제가 강조됨에 따라, 친환경적이면서 난연성 등의 기능도 부여되어야 한다.
방수 또는 방식 도막의 형성공법으로서 유기 에멀젼을 이용한 탄성도막 방수제를 피착층에 도포하는 방법이 일반적으로 사용되어 왔다. 이러한 탄성도막 방수제는 초산비닐수지 공중합체를 포틀란트 시멘트나 규사와 일정 비로 혼합하여 제조된다. 초산비닐계 수지는 내수성이 약하므로 건물이 오랫동안 지속적인 수분의 영 향을 받게 되면, 시공 당시의 피착제에 대한 접착성을 계속 유지하지 못하고 박리되므로서 누수를 일으키게 된다. 특히 이와 같은 종래의 고분자 무기질계 탄성 도막 방수제를 이용하여 옥상 바닥에 방수 또는 방식 도막을 형성하는 경우, 콘크리트면과 도막 사이의 접착부위에 작용하는 수증기압 때문에 기온이 상승하는 여름철에는 이와 같은 박리 현상이 더욱 심해진다.
또한, 종래의 무기질계 탄성도막 방수제만을 이용하여 방수 또는 방식 도막을 형성하는 것만으로는 도막에 단열성과 난연성의 기능을 부여하는 것이 용이치 않고 그 효율도 저하된다는 문제점이 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0000816호에는 도막층에 난연 및 단열성능을 부여하기 위하여 다공성 세라믹과 인계 난연제를 첨가한 탄성도막 방수제를 이용하여 2층 이상 도포하여 형성한 방수 또는 방식 도막의 형성공법이 개시되어 있다.
그러나, 전술한 공개특허에 개시된 바와 같이, 단열물질 및 난연물질을 각 도포층에 모두 첨가하는 경우, 목적하는 정도의 난연 또는 단열성능을 부여하기 위해서는 첨가량이 지나치게 많아져서 비경제적이며, 탄성이나 내구성 등 형성되는 도막의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 수계 도료를 이용한 친환경적인 공법으로서 피도포체에 대한 접착력이 뛰어나 잘 들뜨지 않으며, 신율이 우수한 탄성 도막층, 단열 도막층 및 난연 도막층을 순차적으로 형성하므로서, 방수 또는 방식 도막의 물성과 내구성 을 향상시키면서도 목적하는 난연성을 경제적으로 부여할 수 있는 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법은, (S1) 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분을 포함하는 수계 도료를 이용하여 피도포체 표면에 프라이머층을 형성하는 단계; (S2) 상기 프라이머층 표면에 순차적으로 탄성 도막층 및 무기질계 단열 도막층을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 단열 도막층 표면에 난연제 및 (실리콘)아크릴 수지를 함유하는 수계 도료를 이용하여 내마모성 난연 도막층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법에 있어서, 상기 프라이머층을 형성하는 수계 도료는 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분 10 내지 60중량%, 아크릴계 수지 40 내지 90중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법에 있어서, 상기 무기질계 단열 도막층은 초산비닐아크릴레이트 30 내지 50중량%, 내부에 기공을 함유한 중공형 고분자 비드 10 내지 30중량%, 무기질 필러 10 내지 50중량% 및 경질 PVC 파우더 10 내지 20중량%를 포함하는 수계 도료로 형성된 것이 바람직하고, 상기 내마모성 난연 도막층을 형성하는 수계 도료는 삼산화안티몬, 오산화안티몬 및 데카브롬으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 난연제를 20 내지 50중량% 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법은 수계 도료를 이용하여 서로 다른 기능을 갖는 도막층을 다층으로 형성하므로서, 다양한 기능을 갖는 탄성 방수 또는 방식 도막을 효율적으로 형성하는 방법이다. 본 발명에 따르면 먼저, 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분을 포함하는 수계 도료를 이용하여 피도포체 표면에 프라이머층을 형성한다(S1 단계). 하이드로카본계 수지, 로진, 로진에스테르 변성수지는 피착체와의 접착력을 높여 주는 점착증진의 기능을 한다. 따라서, 이들 수지를 단독으로 또는 이들을 일종 이상 혼합한 혼합물을 포함하는 수계 도료로 프라이머층을 피도포체 표면에 형성하므로서, 온도 변화 등에 따라 방수 또는 방식 도막이 피착체로부터 박리되는 형성을 완화시킨다. 상기 프라이머층을 형성하는 수계 도료는 예를 들어 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분 10 내지 60중량%, 아크릴계 수지 40 내지 90중량%를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 이산화티탄, 소포제 등의 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.
이어서, 프라이머층 표면에 순차적으로 탄성 도막층 및 무기질계 단열 도막층을 형성한다(S2 단계). 탄성 도막층과 무기질계 단열 도막층은 대한민국 공개특허 제10-2005-0000816호에 개시된 바와 같이, 통상적으로 알려진 도료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 탄성 도막층은 아크릴로니트릴과 부틸아크릴레이트 공 중합체, 무기질 필러, 우레탄 증점제, 레벨링제 등을 포함하는 수계 도료를 이용하여 형성할 수 있다. 무기질계 단열 도막층 또한, 공지의 도료를 이용하여 형성할 수 있으나, 본 발명에 따라 초산비닐아크릴레이트 30 내지 50중량%, 내부에 기공을 함유한 중공형 고분자 비드 10 내지 30중량%, 무기질 필러 10 내지 50중량% 및 경질 PVC 파우더 10 내지 20중량%를 포함하는 수계 도료로 형성하는 것이 바람직하다. 내부에 기공을 함유한 중공형 고분자 비드와 PVC 파우더는 도막층의 단열성을 높여준다. 무기질 필러로는 이산화티탄, 지르코늄비드, 탈크, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다. 필요에 따라, 탄성 도막층을 형성하기 전에 프라이머층 표면에 유리섬유로 된 직물, 아스팔트 시트, 보강 천 등을 먼저 부착하여 도막의 내균열성을 향상시킬 수 있다.
그런 다음, 단열 도막층 표면에 난연제 및 (실리콘)아크릴 수지를 함유하는 수계 도료를 이용하여 내마모성 난연 도막층을 형성한다(S3 단계). (실리콘)아크릴 수지는 도막층의 내마모성을 증진시킨다. 난연제로는 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 데카브롬 등을 사용할 수 있다. 내마모성 난연 도막층을 형성하는 수계 도료는 예를 들어 난연제를 도료 총 중량을 기준으로 20 내지 50중량% 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 피착체에 형성된 4층 구조의 탄성 방수 또는 방식 도막에 화재가 발생한 경우, 최외부 도포층인 내마모성 난연 도막층에 의해 화염 전달이 차단되므로, 단열 도막층 이하로 화염이 전파되지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따라 무기질계 단열 도막층 내부에 첨가된 PVC 파우더는 화염전파를 방지하는데 시너지즘을 발휘한다.
이와 같이, 본 발명에 따라 서로 다른 기능을 갖는 도막층을 다층으로 형성하므로서, 목적하는 기능들을 효율적으로 부여할 수 있다. 예를 들어, 난연제를 포함하는 도료만으로 난연성을 부여한 방수 또는 방식 도막을 형성하는 경우, 최외층에만 난연제를 포함시킨 본 발명의 방수 또는 방식 도막 형성공법보다 난연제 함량이 4배 이상 소요되어야 하며 탄성이나 내구성 등 형성되는 도막의 물성이 저하될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1
프라이머층 형성
메틸메타아크릴레이트, 뷰틸메타크릴레이트, 메틸아크릴릭에시드 공중합체로 구성되고 유리전이 온도가 10도인 수성 아크릴 에멀젼 50중량%, 디사이클페타디엔하이드로카본(Dicyclopentadiene Hydrocarbon Resin) 유화 중합체(고형분 60%) 30 중량, 이산화티탄 10중량, 클레이 8중량%, 분산제 Nopcosperse 44S 0.2중량%, 소포제 Surfynol DF-58 0.3중량%, 에틸렌 글리콜1.0중량% 방부제 Bactrol UB 0.3%, 우레탄계 증점제인 BR-100P 0.2를 혼합하여 점도 1000cps의 프라이머를 제조하였다.
전술한 조성으로 제조된 수성도료들을 이용하여 실험 대상 콘크리트 표면에 스프레이법으로 분사하여 각각 50㎛의 두께로 도포된 프라이머층을 형성하였다.
탄성 도막층 형성
롬앤하스사(Rohm and Haas)사에서 구입한 Primal 2438 바인더 45중량%, 무기질 안료 총 53중량%, 분산제 Nopcosperse 44S 0.2중량%, 소포제 Surfynol DF-58 0.3중량%, 에틸렌 글리콜1.0중량% 방부제 Bactrol UB 0.3%, 우레탄계 증점제인 BR-100P 0.3를 혼합하여 점도 8000cps의 탄성 도막제를 제조하였다.
전술한 조성으로 제조된 수성도료들을 이용하여 전술한 방법으로 형성된 프라이머층 표면에 스프레이법으로 분사하여 각각 200㎛의 두께로 도포된 탄성 도막층층을 형성하였다.
단열 도막층 형성
포스텍사에서 구입한 유리전이 온도가 0도인 PTACRYL 7000 바인더 20중량%, 에어프로덕트사에서 구입한 EVA 706 20중량%, 탄산칼슘 30중량, 중공 고분자 10중량, PVC POWER P-1000 18중량%, 분산제 Nopcosperse 44S 0.2중량%, 소포제 Surfynol DF-58 0.3중량%, 에틸렌 글리콜1.0중량% 방부제 Bactrol UB 0.3%, 우레탄계 증점제인 BR-100P 0.3를 혼합하여 점도 10000cps의 단열 도막제를 제조하였다.
전술한 조성으로 제조된 수성도료들을 이용하여 전술한 방법으로 형성된 탄성 도막층 표면에 스프레이법으로 분사하여 각각 400㎛의 두께로 도포된 단열 도막층층을 형성하였다.
난연 도막층 형성
포스텍사에서 구입한 PT50 바인더 68중량%, 이산화티탄 5중량%, 삼산안티몬 15중량, 데카브롬(FM-2100) 10중량%, 분산제로는 Agitan 280(Munzing사) 0.2% 소포제로는 Surfynol 104E(Air Products) 0.5%, 에틸렌 글리콜 0.5%, 텍산올 1.0%, Biocide로는 Skane M-8(롬앤드하스사) 0.3%를 첨가하여 수성 난연 도료 조성물을 제조하였다.
전술한 조성으로 제조된 수성도료들을 이용하여 전술한 방법으로 형성된 단열 도막층 표면에 스프레이법으로 분사하여 각각 50㎛의 두께로 도포된 난연 도막층을 형성하였다.
실시예 2
전술한 실시예 1과 동일한 방법에 따라 도막을 형성하되, 탄성 도막층과 단열 도막층 형성시 각각의 도료에 도료 총 중량을 기준으로 시멘트 10중량%와 규사 10중량%를 혼합하여 시공하였다.
비교예 1
유리전이 온도가 0도인 아크릴수지 공중합체 50중량%, 분산제 0.5중량%, 소포제 0.5중량%, 시멘트 10중량%, 규사 20중량%, 탄산칼슘 10중량%, 인산계 난연제 10중량%를 포함하는 수계 무기질 탄성 도료를 제조하였다.
전술한 조성으로 제조된 수계 도료를 이용하여 콘크리트 표면에 스프레이법으로 분사하여 600㎛의 두께로 도포된 도막층을 형성하였다.
전술한 실시예 및 비교예에 따라 형성된 도막의 물성을 시험하여 하기 표 1에 나타냈다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 비교예 1
부착강도(kgf/cm2) 15 17 10
인장강도(kgf/cm2) 38 45 30
신장률(%) 300 250 70
잔갈림성 없음 없음 없음
열전도율(kcal/mhr℃) 0.25 0.24 0.41
탄화면적 25 23 측정불가
수분 흡수율 3.1 2.4 70
내후성 색상 변화 없음 색상 변화 없음 황변
내마모성 우수 우수 보통
내염수성 우수 우수 보통
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 탄성 방수 또는 방식 도막 형성공법은 수계 도료를 이용한 친환경적인 공법으로서, 피도포체에 대한 접착력이 뛰어나 잘 들뜨지 않으며, 신율이 우수한 탄성 도막층, 단열 도막층 및 난연 도막층이 순차적으로 형성하므로서, 방수 또는 방식 도막의 물성과 내구성을 향상시키면서도 목적하는 난연성을 경제적으로 부여할 수 있다.

Claims (4)

  1. (S1) 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분을 포함하는 수계 도료를 이용하여 피도포체 표면에 프라이머층을 형성하는 단계;
    (S2) 상기 프라이머층 표면에 순차적으로 탄성 도막층 및 무기질계 단열 도막층을 형성하는 단계; 및
    (S3) 상기 단열 도막층 표면에 난연제 및 (실리콘)아크릴 수지를 함유하는 수계 도료를 이용하여 내마모성 난연 도막층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머층을 형성하는 수계 도료는 하이드로카본계 수지, 로진 및 로진에스테르 변성수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 점착증진 성분 10 내지 60중량%, 아크릴계 수지 40 내지 90중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기질계 단열 도막층은 초산비닐아크릴레이트 30 내지 50중량%, 내부에 기공을 함유한 중공형 고분자 비드 10 내지 30중량%, 무기질 필러 10 내지 50중 량% 및 경질 PVC 파우더 10 내지 20중량%를 포함하는 수계 도료로 형성된 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내마모성 난연 도막층을 형성하는 수계 도료는 삼산화안티몬, 오산화안티몬 및 데카브롬으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 난연제를 20 내지 50중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성능을 구비한 탄성 방수 또는 방식 도막의 형성공법.
KR1020050086405A 2005-09-15 2005-09-15 수계 도료를 이용한 단열 및 난연성의 탄성 방수 또는 방식도막의 형성공법 KR100564909B1 (ko)

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KR1020050086405A KR100564909B1 (ko) 2005-09-15 2005-09-15 수계 도료를 이용한 단열 및 난연성의 탄성 방수 또는 방식도막의 형성공법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100593460B1 (ko) 2006-03-03 2006-07-03 주식회사 테크닉스디앤씨 수계도료 및 섬유시트를 이용한 복합 방수 및 방식 공법
KR102064527B1 (ko) 2019-04-29 2020-01-10 류승호 부식, 차열 및 스크래치 기능이 개선된 금속패널 및 그 제조방법

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