KR100890372B1

KR100890372B1 - 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100890372B1
Application number: KR1020080095882A
Authority: KR
Inventors: 엄점동
Original assignee: 엄점동
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2009-03-25

Abstract

본 발명은 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 방수재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 먼저, 폴리머계 시멘트 액체형 방수재는, 물 100 중량부에 대하여, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 제조방법은, 물을 밀폐된 가열 탱크에 넣고 50 ~ 60℃로 가열하는 단계와; 저속 교반 도중에 물 100 중량부에 대하여 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부를 투입하는 단계와; 다시 1380rpm으로 고속 회전으로 변경하고, 10 ~ 60분간 진공상태로 유지한 다음 진공상태를 해제시키는 단계와; 고속 1380rpm으로 교반속도를 변경하고 2시간 동안 진공상태로 유지시키는 단계와; 교반을 멈추고 자연 공랭상태로 12시간 이상을 숙성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

메틸셀룰로오스, 규산나트륨, 카오린, 폴리머계합성수지, 가소제, 소포제, 항곰팡이제, 몰탈

Description

폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법{Cement mortar mixed liquid waterproofing agent and the finishing materials thereof}

본 발명은 폴리머계 시멘트 액체형 방수재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조체 표면에 미장 또는 도포하여 방수층을 형성하기 위해, 시멘트 몰탈 또는 시멘트 풀에 혼입하여 사용하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 옥상이나 기타 토목 구조물에서는 습기가 침투하거나 수압의 영향을 받을 수 있으므로 그 콘크리트 표면의 방수를 필요로 하고 있다. 이 같은 종래의 방수재로는 무기질 도포형 시멘트 방수재, 침투형 방수재, 규산질계 방수재, 분말형 방수재, 액체형 방수재, 아스팔트 방수재 등이 있다.

이와 같은 종래의 방수재 중 액체형 방수재는 시멘트에 적용할 시 양질의 시멘트 페이스트 몰탈은 얻을 수 있었으나 시멘트 중에 함유되어 있는 수산화칼슘에 의한 풍화를 방지하지 못하여 방수재로서의 안정성, 흡수성, 투수성, 압축강도 등의 기능에서 제성능을 발휘하지 못하였다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 몰탈과 결합하여 몰탈내에 존재하는 기공을 제거하고 콘크리트 본체와의 결합시 몰탈이 본체와 박리되지 않도록 하는 접착제 역할을 하는 폴리머계 합성수지를 첨가한 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 시공후 풍화작용에 의하여 약화된 방수층에 외부로부터 유입된 곰팡이균의 증식을 제어하는 항곰팡이제가 첨가된 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트로부터 발생되는 유해성 독성 물질을 중화시키는 카오린과, 몰탈과 방수재 혼합물에서 수분의 증발을 막아 혼합물이 경화되는 것을 방지하여 작업성을 향상시키고, 작업 후 수분 부족으로 발생할 수 있는 본체와 방수층의 박리를 예방하기 위한 메틸셀룰로오스와, 몰탈과 방수재 혼합물의 점도를 증가시켜 본체와 방수층의 접착력을 향상시키는 접착제가 첨가된 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재는 물 100 중량부에 대하여, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재를 제조하는 방법은, 물을 밀폐된 가열 탱크에 넣고 50 ~ 60℃로 가열하는 단계와;

저속 교반 도중에 물 100 중량부에 대하여 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부를 투입하는 단계와;

다시 1380rpm으로 고속 회전으로 변경하고, 10 ~ 60분간 진공상태로 유지한 다음 진공상태를 해제시키는 단계와;

고속 1380rpm으로 교반속도를 변경하고 2시간 동안 진공상태로 유지시키는 단계와;

교반을 멈추고 자연 공랭상태로 12시간 이상을 숙성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

결과적으로, 본 발명에 따른 폴리머계 액체형 시멘트 방수재에 의하면, 접착력이 향상되고 흡수비와 투수비가 감소되며, 통기성, 충격 강도, 작업성, 흡수비 등의 방수성능이 향상되어 제품성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 폴리머계합성수지로 인하여 몰탈과 결합하여 몰탈 내에 존재하는 기공을 제거하고 콘크리트본체와의 결합시 몰탈이 본체와 박리되지 않도록 하며, 항곰팡이제로 인하여, 시공후 풍화작용에 의하여 약화된 방수층에 외부로부터 유입된 곰팡이균의 증식을 억제하며, 카오린으로 인하여, 콘크리트로부터 발생되는 유해성 독성물질을 중화시키고, 메틸셀룰로오스로 인하여 몰탈과 방수재 혼합물에서 수분의 증발을 막아 혼합물이 경화되는 것을 방지하여 작업성을 향상시키고, 작업후 수분 부족으로 발생할 수 있는 본체와 방수층의 박리를 예방하며, 본체와 방수층의 접착력을 향상시키는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. 그러나 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명의 기술적인 범위를 한정하려는 것은 아니며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고, 용이하게 설명하려는 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재는, 물 100 중량부에 대하여, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부가 혼합되어 구성된다.

또한 본 발명의 첨가제로서 규산나트륨 1.5 ~ 6.1 중량부가 더 첨가되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 첨가제로서 카오린 3.1 ~ 7.1 중량부가 더 첨가되는 것이 바 람직하다.

또한 본 발명의 첨가제로서 항곰팡이제 0.2 ~ 0.6 중량부가 더 첨가되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 첨가제로서 메틸셀룰로오스 1.2 ~ 2.2 중량부가 더 첨가되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서, 폴리머계합성수지는 스타이렌부타디엔 디스퍼션(styreme butadiene dispersion), 스타이렌부타디엔-카르복실레이트 스타이렌부타디엔, 스타일렌부타디엔러버(SBR) 또는 이 중 두 개 이상 선택되는 폴리머계합성수지이다.

본 발명의 실시예에서 가소제는 프탈산계, 트리멜리트산계, 에폭시계, 폴리에스터계, 알리페틱계, 항염소계 또는 이 중 두 개 이상 선택되는 가소제이다.

본 발명의 실시예에서 항곰팡이제는 테트라크로로이소후탈나트린인 것이 바람직하다.

여기서, 물은 염소이온량이 7PPm이고, pH가 7.1인 지하수를 사용하였다. 단, 물의 염소이온량과 pH의 수치는 단지 설명의 편의를 위한 특정 시험값의 수치이며, 이에 한정함이 없이 얼마든지 변경할 수 있다. 물의 함량은 전체 혼합물의 총 중량을 기준으로 하였을 때, 100 중량%를 맞추는 역할을 할 뿐, 본 발명의 폴리머계 시멘트 액체형 방수재를 얻고자 하는 목적에는 영향을 미치지 않는다.

이와 같은 본 발명의 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 조성물을 물 100 중량부에 대하여 정리하면 아래의 [표 1]과 같다.

물질명	조성물(중량부)	구분
폴리머계합성수지	18.5 ~ 51	기본물질
비닐아세트-에틸렌공중합체	9.2 ~ 40.8
가소제	0.2 ~ 0.6
소포제	0.2 ~ 0.6
메틸셀룰로오스	1.2 ~ 2.2	첨가제
규산나트륨	1.5 ~ 6.1
항곰팡이제	0.2 ~ 0.6
카오린	3.1 ~ 7.1

[표 1] 본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 조성물

본 실시예에서, 접착제인 폴리머계합성수지는 스타이렌부타디엔 디스퍼션으로서 접착력이 우수한 바스프사의 제품명 Styrofan D623을 사용하였으며, 이 폴리머계합성수지는 무독성이며, 비가연성 물질로서 접착력을 증대시키는 역할과 마모 저항을 증대시키는 역할을 하며, 수분 흡수율을 감소시키는 역할을 한다.

또한 접착제인 비닐아세트-에틸렌 공중합체(EP706K)는 백색의 유동성 액체로 연화제와 용매를 첨가하여 미분지접합, 비닐 장판 접합, 봉투접합 등 종이, 종이판, 목재의 접합 및 봉합에 사용되며, 시멘트 몰타르 접합제의 첨가제로 사용된다.

메틸셀룰로오스는 수용성 고분자로서, 건축, 토목, 페인트, 화학산업, 세제, 화장품, 의약품 등 다양한 산업분야에서 핵심 첨가제로 사용되는 고기능성 정밀화학 제품으로 방수재와 모르타르의 혼합시 유연성과 균질성을 향상시킨다.

가소제는 수분의 흡수없이 액상 페인트의 가소성을 높이는 액상 물질로서, 본 실시예에서는 물성의 품질적 신뢰성이 높은 바스프사에서 생산되는 가소제(Plastilit 3060)를 사용하였다.

소포제는 유효성분 100%의 액상 소포제로 합성 라텍스, 에멀젼을 베이스로 하는 도료나, 접착제, 건축용 퍼티 등에 광범위하게 사용된다. 라텍스계 에멀젼에 대해 우수한 소포성을 보일 뿐만 아니라 특히 아크릴계, 초산 비닐계 및 초산 비닐 아크릴계 에멀젼에 대해 우수한 억포 및 파포효과를 발휘한다.

규산나트륨은 수용성 규산염 중 가장 널리 사용되고 있는 무기화합물로서, 방수층의 강도를 향상시키고, 투수성을 줄여주며, 댐, 탄광, 터널, 기타 굴착공사 시 규산나트륨으로 토양을 안정화 및 견고화시키면 상부로부터의 하중을 견디고 기초공사 중 측면 토양의 유실을 방지하며 지하수의 흐름을 차단할 수 있으며, 기공이 많은 토양을 규산나트륨으로 안정화시키면 규산나트륨의 겔화에 의해서 토양 구조를 개량하여 강도를 향상시키고 투수성을 줄여준다.

항곰팡이제는 수용성 페인트 및 접착제의 장기 보관성 증진을 위한 항균제이며, 항균페인트, 항균 접착제 및 항균 PVC 필름용 항균제로 쓰이는 분말 형태 물질로서 테트라크로로이소후탈나트린의 화학명을 가진 노프코사이드 N-96(NOPCOCIDE N-96)를 사용하였다. 미분말의 형상으로 저독성이며 우수한 항곰팡이제의 효과를 나타낸다.

카오린은 게르마늄이 포함된 천연 광물로서, 분말형태로 혼합되며, 분말의 직경은 30 ~ 60 메쉬 정도가 바람직하며, 유독성 VOC를 흡수하여 방출되지 않게 한다.

본 발명의 실시예에서 상기 물질들 외에, 점도증가제(폴리아크릴네이트계; Latekoll D) 등이 첨가될 수 있다.

[표 2]은 본 발명에 의한 폴리머계 시멘트 액체형 방수재와 시중에서 사용되 고 있는 시중제품의 물리적 특성을 각각 측정하여 정리한 시험 결과표이다. 품질 시험은 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 측정하였으며, 한국산업규격 KS F 4925 시험방법을 수행하였다.

구분	압축강도(N/㎟)	물흡수계수비	안정성	투수비	응결시간(시:분)		부착강도(N/㎟
구분	압축강도(N/㎟)	물흡수계수비	안정성	투수비	초결	종결	부착강도(N/㎟
본발명시험1	31	0.62	팽창성의 균열 및 비틀림 이상없음	0.36	3:40	6:35	0.82
본발명시험2	32	0.63	팽창성의 균열 및 비틀림 이상없음	0.42	3:30	6:20	0.89
본발명시험3	31	0.61	팽창성의 균열 및 비틀림 이상 없음	0.51	3:45	6:50	0.85
시중제품	25.5	0.57	팽창성의 균열 및 비틀림 이상없음	0.61	4:50	7:40	0.8

[표 2] 폴리머계 시멘트 액체형 방수재와 시중제품의 시험결과표

위의 [표 2]에 의해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 폴리머계 시멘트 액체형 방수재와 기존의 시중제품을 비교하여 볼 때 압축강도, 물흡수계수비, 투수비, 응결시간, 부착강도 등이 전반적으로 향상되어 방수재의 제품성 및 신뢰성이 우수함을 알 수 있다.

[표 3]은 본 발명에 의한 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 환경유해물질 검출시험 결과표이다. 본 시험방법은 폐기물고정시험법에 의해 수행하였다.

시험항목	단위	시험결과	시험방법
구리	㎎/L	0.02	페기물공정시험법
납	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법
시안	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법
육가크롬	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법
카드늄	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법
비소	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법
수은	㎎/L	검출안됨	페기물공정시험법

[표 3] 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 환경유해물질 검사표

[표 3]의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 폴리머계 시멘트 액체형 방수재에서는 환경유해물질이 용출되지 않았음을 알 수 있다.

[표 4]는 본 발명에 의한 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 항곰팡이 검출시험 결과표이다. 본 시험방법은 ASTM G - 21에 의해 수행하였으며, 곰팡이 균주(혼합균주)는 Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliosiadium virens ATCC 9645, Aureobasidium pullulans ATCC 15233 를 대상으로 하였다.

시험항목	항곰팡이 시험
	배양 시험의 기간
	1주후	2주후	3주후	4주후
시험결과	0	0	0	0
시험방법	ASTM G - 21

[표 4] 폴리머계 시멘트 액체형 방수재의 항곰팡이 검출 시험결과표

상기 [표 4]에서 알 수 있듯이, 본 발명의 폴리머계 시멘트 액체형 방수재에서는 곰팡이균의 증식이 억제됨을 알 수 있다.

다음, 상기와 같은 폴리머계 시멘트 액체형 방수제를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 밀폐된 탱크에 물을 넣고 50~60℃로 가열한다.

그 다음, 상기 밀폐된 탱크에 메틸셀룰로오스 분말 1.2 ~ 2.2 중량부를 투입한 다음에 1380rpm으로 10 ~ 15분간 고속교반한 후, 400rpm의 저속교반으로 변경하여 30 ~ 40분 동안 저속교반한다.

저속 교반 도중에 물 100 중량부에 대하여 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부를 투입하며, 여기서, 항곰팡이제 0.2 ~ 0.6 중량부가 선택적으로 더 첨가될 수 있다. 상기 폴리머계합성수지는 스타이렌부타디엔 디스퍼션(styreme butadiene dispersion), 스타이렌부타디엔-카르복실레이트 스타이렌부타디엔, 스타일렌부타디엔러버(SBR) 또는 이 중 두 개 이상 선택되는 폴리머계합성수지이며, 상기 가소제는 프탈산계, 트리멜리트산계, 에폭시계, 폴리에스터계, 알리페틱계, 항염소계 또는 이 중 두 개 이상 선택되는 가소제이며, 상기 항곰팡이제는 테트라크로로이소후탈나트린인 것이 바람직하다.

또다시, 1380rpm으로 고속 회전으로 변경한 후, 진공펌프를 가동하여 탱크내의 기공(기포) 등을 빼내어 진공상태로 10 ~ 60분간 유지한 다음 진공상태를 해제시킨다.

이번엔, 800rpm으로 교반 속도를 변경하고, 규산나트륨 1.5 ~ 6.1 중량부, 카오린 3.1 ~ 7.1 중량부를 택일적으로 또는 이중 두 개 이상 선택 투입하여 온도를 60℃ 이상으로 가열하면서 120~180분 동안 유지한다.

또다시 고속 1380rpm으로 교반속도로 변경하고, 탱크 내의 기공(기포)를 제거하기 위해 진공펌프를 가동하여 진공상태로 한 다음 2시간 동안 유지시킨다.

그 다음, 교반을 멈추고 자연 공랭상태로 12시간을 숙성시킨다.

숙성이 완료되면 완성된 제품을 밀폐된 용기에 개별 포장한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims

물 100 중량부에 대하여, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부가 혼합되며,

상기 폴리머계합성수지는 스타이렌부타디엔 디스퍼션(styreme butadiene dispersion), 스타이렌부타디엔-카르복실레이트 스타이렌부타디엔, 스타일렌부타디엔러버(SBR) 중 어느 하나이상 선택된 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재.
제1항에 있어서, 규산나트륨 1.5 ~ 6.1 중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재.
제1항에 있어서, 카오린 3.1 ~ 7.1 중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재.
제1항에 있어서, 항곰팡이제 0.2 ~ 0.6 중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재.
제1항에 있어서, 메틸셀룰로오스 1.2 ~ 2.2 중량부가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재.
물을 밀폐된 가열 탱크에 넣고 50 ~ 60℃로 가열하는 단계와;

400rpm의 저속 교반 도중에 물 100 중량부에 대하여 소포제 0.2 ~ 0.6 중량부, 가소제 0.2 ~ 0.6 중량부, 폴리머계합성수지 18.5 ~ 51 중량부, 비닐아세트-에틸렌 공중합체 9.2 ~ 40.8 중량부를 투입하는 단계와;

다시 1380rpm으로 고속 회전으로 변경하고, 10 ~ 60분간 진공상태로 유지한 다음 진공상태를 해제시키는 단계와;

고속 1380rpm으로 교반속도를 변경하고 2시간 동안 진공상태로 유지시키는 단계와;

교반을 멈추고 자연 공랭상태로 12시간 이상을 숙성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 가열단계 후에, 상기 탱크에 메틸셀룰로오스 분말 1.2 ~ 2.2 중량부를 투입하고 1380rpm으로 10 ~ 15분간 고속교반 한 후 400rpm으로 30 ~ 40분간 저속교반으로 교반속도를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 제조방법.
제6항에 있어서, 투입단계에서, 항곰팡이제 0.2 ~ 0.6 중량부가 더 투입되는 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 제조방법.
제8항에 있어서, 진공상태 해제단계 후에, 800rpm으로 교반속도를 변경하고, 규산나트륨 1.5 ~ 6.1 중량부, 카오린 3.1 ~ 7.1 중량부를 투입하고 온도를 60℃ 이상으로 가열상태에서 120분 ~ 180분 동안 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머계 시멘트 액체형 방수재 제조방법.