KR100921923B1

KR100921923B1 - 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법.

Info

Publication number: KR100921923B1
Application number: KR1020080082328A
Authority: KR
Inventors: 윤승우; 이춘배
Original assignee: 주식회사페트로산업; 이경아
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2009-10-16

Abstract

본 발명은 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트에 가소제, 아스팔트 개질제, 무기질 필러, 수분 흡수제, 우레탄 경화제, 점도 조절제, 경화 촉매, 분산제 등을 균일 분산하여 제조한 제1분산액과 이소시아네이트기 말단 프리폴리머와 가소제, 점도 조절제, 반응 반응 속도 조절제 등이 균일 혼합 분산된 제2분산액으로 구성된 2액형 아스팔트 우레탄 도막 방수재로서 시공이 간편하고 도막의 물성이 우수한 아스팔트 우레탄 도막 방수재에 관한 것이다.

아스팔트, 상온시공, 우레탄, 방수재

Description

아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법.{The Asphalt Urethane Membrane material for waterproofing and method for producing thereof}

본 발명은 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트에 가소제, 아스팔트 개질제, 무기질 필러, 수분 흡수제, 우레탄 경화제, 점도 조절제, 경화 촉매, 분산제 등을 균일 분산하여 제조한 제1분산액과 이소시아네이트기 말단 프리폴리머와 가소제, 점도 조절제, 반응 속도 조절제 등이 균일 혼합 분산된 제2분산액으로 구성된 2액형 아스팔트 우레탄 도막 방수재로서 시공이 간편하고 도막의 물성이 우수한 아스팔트 우레탄 도막 방수재에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등 토목 구조물에 빗물 또는 지하수가 침투하게 되는 경우 콘크리트 재료의 결합력을 저하시키고, 온도변화에 따른 공극, 균열이 발생되어 건축 및 토목 구조물의 수명 저하가 초래되므로 방수는 콘크리트 구조물에 있어 매우 중요한 요 소이므로, 콘크리트 구조물에는 반드시 방수시공이 요구되고 있다.

종래 상기한 방수시공시 사용되는 재료로는 시트 방수재, 도막 방수재 및 매스틱 방수재가 있다.

먼저 상기 시트 방수재의 경우 시공시 가열 토치를 사용하여 가열 융착식으로 시공하기 때문에 시공이 매우 까다롭고 시공 시간이 매우 길며, 시공시 화상의 위험이 있고, 시공 후 하자가 발생될 경우 누수된 물이 시트와 피착면 사이의 공간을 따라 이동하여 파손 부분과 함께 다른 곳에서도 누수가 일어나므로 하자 지점을 찾을 수가 없어 방수층 전체를 재시공해야 하는 문제점이 있다.

그리고 도막 방수재는 스프레이, 롤러 및 스퀴지로 시공함에 따라 시공은 간편하고 시공 속도도 빠르나, 시공 후 경화 또는 건조 공정이 요구되어 공기가 상당히 길어지며, 수성 도막 방수재의 경우에는 동절기에 시공할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 우레탄 도막 방수재의 경우 방수 성능은 뛰어나지만 고가의 가격으로 인해 노출 및 특수 부위의 방수에 제한적으로 사용되고 있으며 우레탄 방수재 중에 가장 가격이 저렴한 타르 우레탄 방수재가 건축물의 비노출 방수에 많이 적용되고 있었으나 고유가로 인한 우레탄 원료의 가격상승 및 타르 특유의 악취와 독성 때문에 최근 들어 사용을 기피하는 추세이다.

또한 매스틱 방수재는 방수재를 인력으로 모두 펴 발라서 시공하여야 함에 따라 시공성이 좋지 못함은 물론 방수층 두께가 균일하지 않게 시공되며, 고체화 되지 않는 매스틱의 특징으로 인해 하절기 수직 벽 부위의 시공 후 고온으로 인해 방수재가 흘러 내려 상, 하부의 방수층 두께가 균일하지 않고, 보호 시트를 시공할 때도 부착된 시트가 흘러내리는 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 아스팔트 시트 방수재, 아스팔트 도막 방수재, 타르 우레탄 방수재 및 매스틱 방수재 등이 가지고 있는 제반 문제점을 해결하기위한 것으로, 아스팔트에 무기질 필러, 수분 흡수제, 우레탄 경화제, 가소제, 점도 조절제, 분산제, 경화 촉매, 아스팔트 개질제 등을 균일 분산하여 제조한 제1분산액과 이소시아네이트기 말단 프리폴리머와 가소제, 점도 조절제, 반응 속도 조절제 등이 균일 혼합 분산된 제2분산액으로 구성된 2액형 아스팔트 우레탄 도막 방수재를 제조함으로써, 상온 시공이 가능하여 시공성이 우수하고, 하절기 고온 내구성 및 동절기 저온 탄성이 우수할 뿐만 아니라, 수성 및 유성 아스팔트 도막 방수재의 건조시간에 비해 짧은 경화시간으로 공기를 단축하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종래의 타르 우레탄의 타르를 아스팔트로 대체함으로써 타르의 악취와 인체에 유해한 독성을 제거하여 보다 친환경적이고 가격이 저렴한 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 아스팔트 우레탄 도막 방수재는, 제1분산액과 제2분산액의 2액형으로 이루어지되, 상기 제1분산액은 아스팔트 15～50중량%, 가소제 2～20중량%, 아스팔트 개질제 1～5중량%, 무기질 필러 25～75중량%, 수분 흡수제 3 ～20중량%, 우레탄 경화제 1.89～20중량%, 점도 조절제 2～20중량%, 경화 촉매 0.01～2중량% 및 분산제 0.1～5중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 제2분산액은 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 60～96중량%, 가소제 3～24중량%, 점도 조절제 0.9～13중량%, 반응 속도 조절제 0.1～3중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 그 제조방법은, 제1분산액과 제2분산액의 2액형으로 되는 도막방수재를 제조하되, 상기 제1분산액은 100～180℃의 아스팔트 15～50중량%에 가소제 2～20중량%와 아스팔트 개질제 1～5중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 1차 분산단계와, 상기 1차 분산물에 무기질 필러 25～75중량%와 수분 흡수제 3～20중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 2차 분산단계와, 상기 2차 분산물에 우레탄 경화제 1.89～20중량%와 점도 조절제 2～20중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 3차 분산단계와, 상기 3차 분산물에 경화 촉매 0.01～2중량%와 분산제 0.1～5중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 4차 분산단계를 포함하여 제조되고,

상기 제2분산액은, 밀폐된 반응기에서 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 60～96중량%에 가소제 3～24중량%, 점도 조절제 0.9～13중량% 및 반응 속도 조절제 0.1～3중량%를 투입하여 균일하게 혼합 분산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 기존 타르 우레탄의 타르를 아스팔트로 대체함으로 인하여 타르의 악취와 인체에 유해한 독성을 제거하여 보다 친환경적인 제품인 아스팔트 우레탄 도막 방수재 및 그 제조방법을 제공함은 물론 상온 시공이 가능하여 시공성우 우수하고, 시공 부위가 복잡하고 까다로운 부위도 쉽게 시공이 가능하며, 하절기 고온 내구성 및 동절기 저온 탄성이 우수할 뿐만 아니라 수성 및 유성 아스팔트 도막 방수재의 건조시간에 비해 짧은 경화시간으로 인해 공기가 대폭 단축되는 등의 유용한 효과를 제공한다.

또한 가격이 저렴한 아스팔트를 재료로 사용함으로써 고가의 우레탄을 저가로 시공할 수 있는 경제적인 효과도 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명에 따른 우레탄 도막 방수제는 제1분산액과 제2분산액의 2액형으로 이루어지는 바, 이하에서 설명되는 배합비율은 제1분산액과 제2분산액 각 100중량%를 기준으로 하였다.

본 발명의 제1분산액은 아스팔트, 가소제, 아스팔트 개질제, 무기질 필러 ,수분 흡수제, 우레탄 경화제, 점도 조절제, 경화 촉매 및 분산제를 포함하여 이루어진다.

상기 아스팔트는 본 발명에 따른 방수재를 구성하는 주요 물질로서 방수성능 및 도막의 치밀성을 확보하기 위한 것이며 종래 타르의 사용을 대체한 것으로 방수재의 가격 또한 저렴하게 할 수 있는 것이다. 상기 아스팔트의 종류로는 스트레이트 아스팔트, 부로운 아스팔트, 천연 아스팔트 및 용제 아스팔트로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것을 사용할 수 있다. 그리고 상기 스트레이트 아스팔트로는 침입도 등급을 기준으로 AP-00, AP-0, AP-3, AP-5, AP-7 등이 사용될 수 있으며, 상기 부로운 아스팔트는 침입도 등급을 기준으로 BA 0-5, BA 5-10, BA 10-20, BA 20-30, BA 30-40이 사용될 수 있고, 상기 천연 아스팔트로는 트리니다드 레이크 아스팔트(TLA), 길소나이트 등이 사용될 수 있다.

상기 아스팔트는 제1분산액 내에서 15～50중량%로 배합되는 바, 상기 아스팔트의 배합비가 15중량% 미만이면 도막의 치밀성이 떨어지고 아스팔트 특유의 방수 효과도 부족하여 우수한 방수 도막을 형성하기 어렵고, 50중량%를 초과하면 아스팔트와 우레탄 수지와의 상호 상용성 밸런스가 맞지 않아 상 분리가 일어나는 등의 문제점이 발생기 때문이다.

그리고 상기 가소제는 방수재의 유동성을 좋게 하는 것은 물론, 방수 도막의 우레탄이 경화할 때 경화된 우레탄에 유연성을 부여하기 위해 사용하는 것으로, 그 종류로는 프탈산 에스테르, 프로세스 오일, 글리세린 등이 사용될 수 있다. 이때 상기 프탈산 에스테르로는 디옥틸프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등이 사용될 수 있으며, 프로세스 오일로는 아로마틱계, 나프텐계, 파라핀계 등을 사용될 수 있다.

또한 상기 가소제는 제1분산액 내에서 2～20중량%로 배합되는 바, 상기 가소제의 배합비가 2중량% 미만이면 유연성 증가 및 유동성 향상 효과가 거의 없어 탄성 및 유연성이 우수한 도막을 얻을 수 없고, 제1분산액의 유동성이 충분히 확보되지 못해 점도가 높아져 시공이 어려워지는 단점이 있으며, 20중량%를 초과하면 우레탄 방수 도막이 너무 물러져 방수 도막에 요구되는 물리적, 기계적 강도를 만족시키지 못하게 될 뿐 아니라, 가소제의 과량 사용으로 제품의 가격이 상승하여 가격경쟁력을 갖출 수 없기 때문이다.

상기 아스팔트 개질재는 도막 방수재의 탄성, 점성, 내구성 등을 더욱 강화하기 위한 것으로, 그 종류로는 고무, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 사용되는 바, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록코폴리머(SBS), 스티렌-이소프렌고무(SIS), 스티렌-부타디엔고무(SB), 스티렌-부타디엔 고무라텍스(SBR), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌고무(SEBS), 에틸-비닐-아세테이트(EVA), 아타틱폴리 프로필렌(APP), 비정형폴리올래핀(APAO), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 석유수지(C5, C9, C5-C9공중합), 천연 수지(로진, 에스테르), 쿠마론 수지, 폐타이어 분말(30∼120매쉬) 등이 이용될 수 있으며, 단독 또는 2종 이상의 혼합사용이 가능함은 물론이다.

특히 상기 폐타이어 분말은 입도가 30～120매쉬(mesh)의 것을 사용하는 것이 바람직한 바, 이는 폐타이어 분말의 입도가 30매쉬 미만이 되면 입자의 직경이 너무 커 가공이 용이하지 않을 뿐만 아니라 개질효과가 떨어지는 단점이 있고, 120매 쉬를 초과하면 폐타이어 분말의 제조가 어려워 가격이 상승함은 물론 공급이 원활하지 않은 문제점이 있기 때문이다.

그리고 상기 개질재는 제1분산액 내에서 1～5중량%로 배합되는 바, 상기 아스팔트 개질재의 배합비가 1중량% 미만이면 개질재로서의 효과가 매우 미약하여 방수 도막의 내구성을 충분히 향상시키지 못하고, 5중량%를 초과하면 우레탄 방수재의 점도가 높게 되어 시공성이 악화되고 과량의 개질재를 사용함으로써 제품의 단가가 상승하여 제품의 경쟁력이 약화되는 결과를 초래하기 때문이다.

상기 무기질 필러는 방수재의 원가절감 및 물리적 강도를 높이기 위하여 사용되는 것으로, 그 종류로는 탄산칼슘(중탄, 경탄), 탈크, 마이카, 클레이, 침상형 무기질 분말(wallastonite, pangel 이상 상품명) 등을 이용할 수 있다.

이때 상기 무기질 필러는 제1분산액 내에 25～75중량%로 배합되는 바, 무기질 필러의 배합비가 25중량% 미만이면 원가절감 및 강도 증가 효과가 매우 낮아 가격 경쟁력이 우수한 제품을 제조하기 어렵고, 75중량%를 초과하면 제품의 점도가 높아지고 점착력이 약화되며 방수 도막의 탄성이 줄어들어 우수한 물성의 제품을 제조할 수 없기 때문이다.

상기 수분 흡수제는 방수재 내부에 있는 수분 및 외부로부터 침투하는 수분을 제거하기 위한 것으로, 방수재를 구성하는 각 구성물질에 함유되어 있는 수분을 흡수하거나 반응하여 수분을 제거함으로써 하기에서 설명되는 제2분산액의 이소시 아네이트와의 반응을 방지하는 것이다. 즉 이소시아네이트와의 반응을 방지하여 이산화 탄소의 발생을 억제함으로써, 도막의 부풀음 현상을 방지하여 조직이 치밀한 방수 도막을 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 수분 흡수제의 종류로는 벤토나이트, 석회, 시멘트, 실리카겔, 합성 흡수 수지 등을 사용할 수 있는 바, 그 종류를 제한하지 않는다. 그리고 상기 수분 흡수제는 제1분산액 내에서 3～20중량%로 배합되는 바, 수분 흡수제의 배합비가 3중량% 미만이면 수분 흡수 효과를 충분히 발휘할 수 없어 도막의 부풀음 현상을 방지하지 못해 우수한 방수 도막을 형성하기 어렵고, 20중량%를 초과하면 과량이 되어 도막 조직의 치밀성을 해치고, 방수재의 가격을 상승시키는 역효과가 나타나기 때문이다.

상기 우레탄 경화제는 제2분산액의 이소시아네이트와 반응하여 우레탄 도막을 형성하는 것으로, 관능기의 종류와 수 그리고 분자의 구조 및 중량 분자량에 따라 도막의 물성이 결정된다. 따라서 본 발명에 있어서 그 선택이 상당히 중요한 요소로 작용하는 바, 상기 경화제로는 1가 알코올, 다가 알코올(이하 폴리올), 폴리아민 등을 사용할 수 있다. 이때 상기 알코올 및 아민의 종류는 제한하지 않으나 그 중량 평균 분자량은 알코올은 3000이하, 아민은 1000 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 우레탄 경화제는 제1분산액 내에서 1.89～20중량%로 배합되는 바, 이는 상기한 배합비가 가장 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있기 때문이다.

상기 점도 조절제는 제1분산액의 점도를 사용하기 편리하도록 조절하기 위한 것으로, 그 종류로는 탄화수소류와 기타 용제류 등을 사용할 수 있다. 이때 상기 석유계 탄화수소는 톨루엔, 자이렌, 공업용제 1호～5호, 고비점 용제 등이 사용될 수 있으며, 기타 용제류로는 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 아세톤 등의 케톤류, 셀로솔브아세테이트, 부틸아세테이트 등의 아세테이트류, N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF) 등이 사용될 수 있다. 이때 상기 점도 조절제는 제1분산액 내에서 2～20중량%로 배합되는 바, 상기 점도 조절제의 배합비가 2중량% 미만이면 투입량이 너무 적어 점도 조절 효과를 기대할 수 없고, 20중량%를 초과하면 방수재의 점도가 너무 묽어 무기질 필러 및 수분 흡수제가 바닥으로 침강하여 층분리가 발생하므로 방수재로서 사용할 수가 없고, 가격도 상승하여 가격 경쟁력이 낮아지기 때문이다.

상기 경화 촉매는 상기 우레탄 경화제와 하기에서 설명되는 제2분산액의 이소시아네트 말단 프리폴리머의 반응을 촉진하여 경화시켜주는 물질로서, 방수재의 가사시간과 방수 도막의 경화시간을 조절하기 위해 사용하는 것으로서, 그 종류로는 주석계 촉매, 납계 촉매, 코발트계 촉매, 아연계 촉매 등이 사용될 수 있으며 상기의 촉매 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하여 효과를 극대화할 수 있는 것으로, 경화 촉매의 종류는 제한하지 않는다.

이때 상기 경화 촉매는 제1분산액 내에서 0.01～2중량%로 배합되는 바, 경화 촉매의 배합비가 0.01중량% 미만이면 그 함량이 너무 적어 가사시간 및 경화 속도를 조절할 수 없고, 경화 촉매의 배합비가 2중량%를 초과하면 경화 속도가 급격히 빨라져 가사시간을 충분히 확보할 수 없어 방수재를 시공할 수 없게 되기 때문이다.

상기 분산제는 아스팔트에 무기질 필러, 수분 흡수제, 우레탄 경화제, 점도 조절제, 경화 촉매 등이 균일 분산될 수 있도록 하기 위한 것으로, 특히 비극성인 아스팔트와 극성의 관능기를 가진 우레탄 경화제의 상용성 향상 및 균일분산을 주목적으로 하고 그 외 다른 구성물질의 균일 분산을 2차 목적으로 한다.

즉, 상기 분산제는 1종으로 제한하여 사용하는 것이 아닌, 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 적절히 사용하여 상 분리 및 무기질 필러 등의 침강을 방지하는 것으로서, 그 종류로는 저분자 불포화 폴리 카르복실릭 산 폴리머계, 폴리실릭산 공중합체류, 고분자 블록 공중합물류, 폴리 카르복실릭 산 아민염계, 아민계 등이 사용될 수 있다.

상기 분산제는 제1분산액 내에서 0.1～5중량%로 배합되는 바, 분산제의 배합비가 0.1중량% 미만이면 분산제의 분산 효과가 충분히 발휘되지 못하여 방수재의 상 분리와 무기질 필러 및 수분 흡수제의 침강현상이 발생되고, 이로 인해 균일한 조직의 방수도막을 형성하기 어려워 물성이 우수한 방수재를 생산하기 어렵고, 5중량%를 초과하면 필요 이상의 분산제를 사용하는 것으로 고가의 분산제로 인하여 방수재의 가격이 높아져 가격 경쟁력을 상실하기 때문이다.

그리고 상기 제2분산액은 이소시아네이트기 말단 프리폴리머, 가소제, 점도 조절제, 반응 속도 조절제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 경화된 방수 도막의 기계적 물성을 결정하는 주요 재료로서 이소시아네이트기 말단 프리폴리머의 관능기 수, 중량 평균 분자량 및 당량, 사용된 쇄 연장제의 종류에 따라 그 물성이 결정된다.

상기 이소시아네이트기 말단 프리폴리머에 요구되는 조건으로서는 말단 이소시아네이트 관능기 수는 2～4개, 중량 평균 분자량은 300～6000인 것, 당량은 100～2000 g/eq인 것이 가장 바람직하고, 가장 바람직하게는 관능기의 수는 2～3개인 것이다. 이때 쇄 연장제는 요구되는 물성에 따라 다양하게 선택될 수 있으므로 그 종류는 제한하지 않는다.

상기 이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 제2분산액 내에서 60～96중량%로 배합되는 바, 배합비가 60중량% 미만이면 프리폴리머의 함량이 너무 적어 방수 도막의 인장강도 및 신장률 등의 물성이 매우 약해져 방수 기능이 떨어지고, 96중량%를 초과하면 프리폴리머의 점도가 너무 높아 사용상에 문제가 있으며 가령 점도가 적당한 프리폴리머가 있어도 그것은 본 발명에서 제시한 당량 및 중량 평균 분자량의 범위를 벗어나는 것이므로 본 발명에는 사용하지 않는다.

그리고 상기 가소제는 제1분산액에 사용한 것과 같은 것으로 이소시아네이트기 말단 프리폴리머에 적정한 유연성 및 유동성을 부여하고, 방수 도막의 우레탄이 경화할 때 경화된 우레탄에 유연성을 부여하기 위한 것이다. 상기 가소제는 제2분산액 내에서 3～24중량%로 배합되는 바, 상기 가소제의 배합비가 3중량% 미만이면 유연성 증가 및 유동성 향상 효과가 거의 없어 탄성 및 유연성이 우수한 도막을 얻을 수 없고, 제2분산액의 유동성이 충분히 확보되지 못해 점도가 높아져 시공이 어려워지는 문제점이 있고, 24중량%를 초과하면 경화된 우레탄 방수 도막이 너무 물러져 방수 도막에 요구되는 물리적, 기계적 강도를 만족시키지 못하게 되기 때문이다.

그리고 상기 점도 조절제는 제2분산액의 점도를 조절하여 시공성능을 확보하기 위한 것으로, 그 종류 역시 제1분산액과 동일한 것을 사용할 수 있다. 그리고 상기 점도 조절제는 제2분산액 내에서 0.9～13중량%로 배합되는 바, 점도 조절제의 배합비가 0.9중량% 미만이면 투입량이 너무 적어 점도 조절 효과를 기대할 수 없고, 점도 조절제의 배합비가 13중량%를 초과하면 경화된 우레탄 방수도막의 물성에 악영향을 미치게 되므로 13중량%를 초과하지 않는 것이 좋다.

그리고 상기 반응 속도 조절제는 이소시아네이트기 말단 프리폴리머의 자가 경화를 방지하고, 제1분산액과 혼합되어 우레탄 반응이 진행될 때 너무 급격하거나 느리게 반응하지 않도록 반응 속도를 적절히 조절해주기 위한 것으로서 그 종류로는 유, 무기산류 및 각종 알칼리류를 사용할 수 있으며 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있으므로 그 종류를 제한하지 않는다.

상기 반응 속도 조절제는 제2분산액 내에서 0.1～3중량%로 배합되는 바, 반응 속도 조절제의 배합비가 0.1중량% 미만이면 그 함량이 너무 적어 우레탄의 반응 경화 속도를 조절하는 효과가 반응 속도 조절제를 사용하지 않는 것과 별 차이가 없어 가사시간 및 경화 속도를 조절할 수 없고, 반응 속도 조절제의 배합비가 3중량%를 초과하면 그 사용량이 필요 이상으로 많아 제품의 가격이 상승하고, 방수 도막의 물성에도 악영향을 미칠 수 있으므로 그 배합비가 3중량%를 초과하지 않는 것이 좋다.

이하 본 발명의 아스팔트 우레탄 도막 방수재의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 제조방법에 사용되는 물질 및 그 투입량은 이미 상기에서 충분히 설명되었으므로 그 설명을 생략하도록 한다.

먼저 본 발명에 의한 제1분산액의 제조방법을 설명하면, 100～180℃의 아스팔트 15～50중량%에 가소제 2～20중량%와 아스팔트 개질제 1～5중량%를 투입하여 균일하게 1차 분산하고, 상기 1차 분산물에 무기질 필러 25～75중량%와 수분 흡수제 3～20중량%를 투입하여 균일하게 2차 분산한 후, 상기 2차 분산물에 우레탄 경화제 1.89～20중량%와 점도 조절제 2～20중량%를 투입하여 균일하게 3차 분산하고, 상기 3차 분산물에 경화 촉매 0.01～2중량%와 분산제 0.1～5중량%를 투입하여 균일하게 4차 분산함으로써 제조한다.

이때 상기 아스팔트의 온도를 100～180℃로 하는 이유는, 상기 아스팔트의 온도가 100℃ 미만이 되면 아스팔트의 유동성이 떨어져 사용하기가 어렵고, 온도가 낮아 아스팔트 개질재를 용융 및 분산하기 위해 온도를 상승시켜야 하므로 가열하는데 추가 비용이 발생하는 문제점이 있고, 180℃를 초과하면 필요 이상으로 높은 온도 때문에 아스팔트를 가열하는데 비용이 또한 많이 들어가는 문제점이 발생되기 때문이다.

이때 상기 1차 분산 시에는 분산물의 온도를 130∼180℃로 유지하는 데, 이는 상기 분산물의 온도가 130℃ 미만이면 아스팔트 개질재를 용융 및 분산하기가 매우 어려운 문제점이 있고, 180℃를 초과하면 아스팔트 개질재의 물성이 파괴되고, 가소재의 증발에 의한 중량 손실이 일어나는 문제점이 있기 때문이다. 그리고 2차 분산단계부터 4차 분산단계까지는 가열하지 않는 상태, 즉 더 이상 온도를 조절하지 않은 채로 제조를 진행하는 데, 특히 3차 분산 단계에서는 2차 분산물의 온도가 100℃ 이하로 되었을 때 3차 분산단계를 진행하는 것이 바람직하다. 상기 3차 분산단계를 100℃ 이하에서 진행하는 이유는 아스팔트 경화제나 분산제 등이 100℃ 이상에서 증발하거나 물성이 변하기 때문이다.

한편, 상기 2차 분산시 투입되는 무기질 필러 및 수분 흡수제는 1차 분산시 가소제, 아스팔트 개질제, 무기질 필러 및 수분 흡수제를 동시에 투입하여 1차 분산 및 2차 분산이 동시에 이루어지도록 할 수도 있고, 상기 3차 분산시 투입되는 우레탄 경화제 역시 그 종류에 따라 무기질 필러 및 수분 분산제와 같이 1차 분산시 함께 투입하여 분산할 수 있는 것으로, 무기질 필러, 수분 흡수제 및 우레탄 경 화제의 투입순서를 제한하는 것은 아니다.

그리고 제2분산액은,

밀폐된 반응기에서 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 60～96중량%에 가소제 3～20중량%, 점도 조절제 0.9～10중량%, 반응 속도 조절제 0.1～3중량%를 투입하여 균일하게 혼합 분산하여 제조한다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 아스팔트 우레탄 방수제는 건축물의 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등 토목 구조물에 도포 시공되는 아스팔트 우레탄 방수재로서, 우수한 유동성과 접착력을 발휘하고 저온에서 뛰어난 신축성을 발휘하며 고온에서 흘러내리지 않아 매우 우수한 방수층을 형성할 수 있는 것이다.

또한 물과 습기의 침투를 방지함은 물론 알칼리나 산성 물질의 영향을 전혀 받지 않고, 피착제와의 접착력 및 탄성이 우수하여 방수 도막이 피착면으로부터 박리되거나 들뜨지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서의 제1분산액과 제2분산액은 5:1～10중량비로 혼합하여 사용하는 데, 상기 혼합비가 5:1 중량비 미만이 되면, 즉 제2분산액의 사용량이 적게 될 경우, 우레탄 방수 도막의 물리적 성능이 너무 취약하여 방수재로서 요구되는 최소의 규격을 만족할 수 없는 문제점이 있으며, 5:10 중량비를 초과하여 제2분산액을 많 이 사용할 경우, 상대적으로 기존이 우레탄 도막 방수재보다 가격이 비싸지기 때문에 제품의 경제적 효과인 가격 경쟁력을 상실하는 문제점이 있기 때문이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

먼저 하기 표 1 및 표 2와 같은 배합비로서 본 발명의 실시예를 제조하였다.

실시예에 따른 제1분산액 배합비

구분	배합비(중량%)	비고
아스팔트	27	AP-3
가소제	4	DOP
가소제	3	아로마틱계 오일
아스팔트 개질제	4	SBS, Resin
무기질 필러	35	탄산칼슘
무기질 필러	10	탈크
수분 흡수제	5	석회석
우레탄 경화제	4.5	PPG
점도 조절제	7	탄화수소계 용제
경화 촉매	0.1	DBTDL
분산제	0.4	-

실시예에 따른 제2분산액의 배합비

구분	배합비(중량%)	비고
이소시아네이트기 말단 프리폴리머	90	중량 평균 분자량 3000-4000, 평균 관능기수 2.5
가소제	5	DOP
점도 조절제	4.7	탄화수소계 용제
반응 속도 조절제	0.3	인산

그리고 상기 실시예에 대한 비교예로서 표 3 및 표 4와 같이 제1분산액과 제2분산액을 제조하였다.

비교예에 따른 제1분산액 배합비

구분	배합비(중량%)	비고
아스팔트	10	AP-3
가소제	3	DOP
가소제	3	아로마틱계 오일
아스팔트 개질제	4	Resin
무기질 필러	40	탄산칼슘
무기질 필러	30	탈크
수분 흡수제	2	석회석
우레탄 경화제	1.5	PPG
점도 조절제	6	탄화수소계 용제
경화 촉매	0.5	DBTDL
분산제	-	-

비교예에 따른 제2분산액의 배합비

구분	배합비(중량%)	비고
이소시아네이트기 말단 프리폴리머	55	중량 평균 분자량 3000-4000, 평균관능기수 2.5
가소제	15	DOP
가소제	10	나프텐 오일
점도 조절제	19.7	탄화수소계 용제
반응 속도 조절제	0.3	약산성 물질

상기 실시예 및 비교예에 따른 비중, 내열 흐름성, 저온 유연성, 점도 등의 물성을 측정하여 하기 표 5에 그 조건과 함께 나타내었다.

실시예 및 비교예에 따른 물성측정 결과(제1분산액:제2분산액 = 3:1 중량비)

구분	단위	시험조건	규격	실시예	비교예
비중	-	25℃	1이상	1.18	1.27
불휘발분	wt%	105℃, 3hr	92이상	94	89.5
점도	CPS	100℃	20000이하	8700	12000
가사 시간	분	25℃	30분 이상	50	60이상
내열 흐름성	mm	60℃, 24hr, 수직방치	5이하	0	0
저온 유연성	-	-20℃, 180°, 10mm	No crack	Pass	crack
인장 강도	kg·f/㎠	25℃, 500mm/min	3이상	4.5	1.6
신장률	%	25℃, 500mm/min	300이상	450	250
도막상태	-	25℃, 24시간 경화	부풀음 없을 것	이상 없음	부풀음 있음

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1, 2의 방수재는 비중, 내열 흐름성, 저온 유연성, 점도, 불휘발분, 가사시간, 인장강도, 신장율, 도막상태 등의 규격에 모두 만족됨을 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 1, 2의 경우 제품의 요구 물성 중 불휘발분, 인장강도 및 신장률이 낮으며 도막 상태도 부풀음이 발생하여 요구 조건을 만족시키지 못하는 결과로 나타남으로 규격에 맞지 않는 제품으로 제조되었음을 알 수 있었다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명하였지만, 이를 반드시 제한하는 것은 아닌 것으로, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

Claims

아스팔트 우레탄 도막 방수재에 있어서,

제1분산액과 제2분산액의 2액형으로 이루어지되,

상기 제1분산액은 아스팔트 15～50중량%, 가소제 2～20중량%, 아스팔트 개질제 1～5중량%, 무기질 필러 25～75중량%, 수분 흡수제 3～20중량%, 우레탄 경화제 1.89～20중량%, 점도 조절제 2～20중량%, 경화 촉매 0.01～2중량% 및 분산제 0.1～5중량%를 포함하여 이루어지고,

상기 제2분산액은 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 60～96중량%, 가소제 3～24중량%, 점도 조절제 0.9～13중량%, 반응 속도 조절제 0.1～3중량%를 포함하여 이루어지며,

상기 우레탄 경화제는 분자 쇄 말단에 하나 이상의 관능기를 가지는 것으로서 그 관능기의 종류는 알콜기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군 중 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재.
제 1항에 있어서,

상기 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 부로운 아스팔트 및 천연 아스팔트로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재
삭제
제 1항에 있어서,

상기 아스팔트 개질재는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머, 스티렌-이소프렌고무, 스티렌-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무라텍스, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌고무, 에틸-비닐-아세테이트, 아타틱 폴리프로필렌, 비정형폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 석유수지, 천연 수지, 쿠마론 수지, 폐타이어 분말로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재.
제 1항에 있어서,

상기 이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 관능기의 수가 2～4개이고, 중량 평균 분자량은 300～6000이며, 당량은 100～2000 g/eq인 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재.
제 1항, 제 2항, 제 4항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1분산액과 제2분산액은 5 : 1 ~ 10 중량비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재.
아스팔트 우레탄 도막 방수재의 제조방법에 있어서,

제1분산액과 제2분산액의 2액형으로 되는 도막방수재를 제조하되,

상기 제1분산액은

100～180℃의 아스팔트 15～50중량%에 가소제 2～20중량%와 아스팔트 개질제 1～5중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 1차 분산단계와,

상기 1차 분산물에 무기질 필러 25～75중량%와 수분 흡수제 3～20중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 2차 분산단계와,

상기 2차 분산물에 우레탄 경화제 1.89～20중량%와 점도 조절제 2～20중량% 를 투입하여 균일하게 분산하는 3차 분산단계와,

상기 3차 분산물에 경화 촉매 0.01～2중량%와 분산제 0.1～5중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 4차 분산단계를 포함하여 제조되고,

상기 제2분산액은

밀폐된 반응기에서 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 60～96중량%에 가소제 3～24중량%, 점도 조절제 0.9～13중량% 및 반응 속도 조절제 0.1～3중량%를 투입하여 균일하게 분산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재의 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 제1분산액을 제조함에 있어서,

상기 1차 분산 단계 시 130～180℃의 온도를 유지하면서 분산하고, 2차 분산단계부터 4차 분산단계까지는 가열하지 않는 상태로 분산하되, 상기 3차 분산단계 에서는 상기 2차 분산물의 온도가 100℃ 이하로 되었을 때 3차 분산단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 우레탄 도막 방수재의 제조방법.