KR100959564B1 - 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 스트레이트 아스팔트 30-50중량부, 개질제 5-10중량부, 프로세스 오일 10-30중량부, 충진제 10-30중량부, 및 저인화점 오일 5-20중량부를 주성분으로 하고, 여기에 소포제, 가소제, 산화방지제, 노화방지제를 부성분으로 포함하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재가 제공된다.

냉공법, 개질아스팔트, 도막 방수재, 무용제

Description

무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법{Solvent-free Modified Asphalt Waterproofing Material for Cold Applications and Preparing Method for the Same}

본 발명은 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉공법으로 시공이 가능하여 작업시 유해가스의 발생이 억제되고 화재를 예방함과 동시에 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라, 유기용제가 혼합되지 않아 친환경적이며 인체에 무해하고, 또한 비수용성이므로 기온에 상관없이 사계절 시공이 가능한 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 도막방수재는 고무아스팔트 도막방수재, 용제형 도막방수재, 수용성 도막방수재 등으로 구별되는데, 종래의 열공법용 개질아스팔트 도막방수재는 도막재를 녹이고 도막재의 평활도를 유지하기 위하여 용융 가마에서 180~250℃의 고온으로 장시간 가열함으로써 스트레이트 아스팔트가 끓으면서 아스팔트 흄(fume)과 같은 유해가스와 악취로 인하여 환경을 저해할 뿐 아니라, 화재의 위험성과 함께 도막방수재의 물성에 나쁜 영향을 미쳐 내한성, 내균열성, 신장률 및 내열성이 현 격히 저하되며 산화 및 노화현상이 급격히 진행되어 건축물의 누수에 의한 하자 발생의 원인이 되기도 한다.

또한 용제형 도막방수재는 용제로써 솔벤트나 톨루엔과 같은 석유계 유기용제를 사용함으로써 독성이 있어 환경공해의 유발과 함께 인체에 유해하며, 수용성 도막방수재는 수분이 함유되어 있어 동절기 시공에 취약한 문제점을 드러내고 있다.

한편, 한국특허 공고번호 제10-0272949호에는 내균열 추종성과 접착성 및 내열성을 향상시킬 목적으로 열가소성 고무화 아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법을 개시하고 있다. 그러나, 이 도막방수재 조성물에는 열가소성 수지(SBS, SIS)와 합성수지(쿠마론인덴수지, 폴리프로필렌, 폴리스티렌)의 함량이 지나치게 많아 기계적 강도와 같은 물성은 향상되지만, 열공법용으로 제조된 것으로, 방수재 조성물의 융점이 높아 시공현장에서의 작업성이 나쁘고 환경오염을 야기하는 등의 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은, 냉공법으로 시공이 가능하여 작업시 유해가스의 발생이 억제되고 화재를 예방함과 동시에 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지할 수 있는 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 솔벤트나 톨루엔과 같은 석유계 유기용제가 혼합되 지 않아 친환경적이며 인체에 무해하고, 또한 비수용성이므로 기온에 상관없이 사계절 시공이 가능한 무용제형 개질아스팔트 도막방수재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면, 스트레이트 아스팔트 30-50중량부, 상기 스트레이트 아스팔트 개질제 5-10중량부, 프로세스 오일 10-30중량부, 충진제 10-30중량부, 및 파라핀계 프로세스 오일에서 폴리아로매틱 계열의 성분을 제거하여 인화점을 110℃로 한 저인화점 오일 5-20중량부를 주성분으로 하고, 여기에 소포제, 가소제, 산화방지제, 노화방지제를 부성분으로 포함하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재가 제공된다.

상기 개질 아스팔트 도막방수재는 천연 광물질 섬유 0.1-1중량부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, (1)스트레이트 아스팔트 30-50중량부에 개질제 5-10중량부, 프로세스 오일 10-30중량부를 각각 혼합하여 180~190℃에서 균일한 상 전환이 되도록 교반하여 개질 아스팔트를 얻는 단계; (2)상기 개질 아스팔트에 난연성 및 강도보강, 상온에서의 형태 안정을 위하여 충진재 10~30중량부를 투입, 교반하여 분산시키면서 온도를 100℃로 하강시키는 단계; (3)상기 (2) 단계 후, 상온에서의 분산성과 작업성, 온도변화에 따른 저항성, 접착력, 및 시공 부착력을 강화하기 위하여, 파라핀계 프로세스 오일에서 폴리아로매틱 계열의 성분을 제거하여 얻은 비중 0.8~0.85이고 인화점 110℃이며 유동점 -50℃인 저인화점 오일 5~20중량부를 투입, 교반하여 개질 아스팔트 도막방수재를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재의 제조방법이 제공된다.

상기 (1)단계에서는 천연 광물질 섬유(펄프) 0.1-1중량부를 더 투입하여 30분간 교반할 수 있다.

본 발명의 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재는 솔벤트나 톨루엔과 같은 석유 용제를 유기용제로 사용하지 않으면서도 상온에서 시공이 가능한 것이며, 유기용제의 최대 단점으로 지적되고 있는 악취 및 인체 유해성을 제거한 것으로, 본 발명의 이러한 결과는 특수한 성분의 스트레이트 아스팔트 개질제와 프로세스 오일, 저인화점 오일 등의 적절한 배합으로 달성 가능하게 하였다.

본 발명의 도막방수재 조성물의 구성성분 및 함량을 제한한 이유를 설명한다.

먼저, 본 발명에서 스트레이트 아스팔트는 방수재의 주성분으로서 역할을 하며, 그 종류로는 AP-3 또는 AP-5를 예로 들 수 있다. 스트레이트 아스팔트의 함량은 30-50중량부가 적당한데, 함량이 30중량부 미만으로 되면 상온에서 유동성이나 가소성이 저하되는 문제가 있고, 또한 50중량부를 초과하는 경우에는 접착력이 감소되고, 경도가 상승되는 등의 이유로 바람직하지 못하다.

본 발명에서 스트레이트 아스팔트를 개질하기 위하여 사용하는 개질제로는 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS)중합체와 같은 열가소성 엘라스토머, 아탁틱 폴리프로필렌(atactic polypropylene; APP), 또는 열가소성 폴리올레핀(thermoplastic polyolefin; TPO) 등이 있다.

개질제의 함량이 5중량부 미만으로 되면 스트레이트 아스팔트의 개질이 충분하지 않으며, 반대로 그 함량이 10중량부를 초과하면 도막방수재의 경도가 높아져 상온에서의 유동성이 떨어지므로 냉공법용 도막방수재로서의 기능을 할 수 없어 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

프로세스 오일은 조성물의 유동성, 분산성 및 개량아스팔트의 물성 강화제로 사용되며, 소량 사용시 아스팔트를 포함하는 구성성분의 혼합시 급격한 물성변화를 억제할 수 없을 뿐 만 아니라, 방수재의 인장성능이나 내열성능 향상을 확보하기 곤란하며, 그 양이 지나치게 많을 경우 가소성을 상실하여 형태적 안정성을 유지할 수 없으므로 프로세스 오일의 적정 함량은 10∼30중량부이다.

본 발명에서 사용가능한 프로세스 오일의 종류로는 크게 나프탄계, 파라핀계, 아로매틱계 등이 있고, 열가소성 수지와의 상용성을 고려하면 나프탄계 프로세스 오일이 특히 바람직하다.

천연 광물질 섬유는 본 발명의 방수재의 물리적 강도와 점착력 및 결합력을 강화시키기 위한 것으로, 시공 부위에 따라 예를 들면, 벽체용과는 달리 바닥용의 경우에는 이러한 천연 광물질 섬유를 포함하지 않을 수도 있다. 본 발명에서 사용가능한 천연 광물질 섬유의 종류로는 셀룰로오스, 유리섬유 등이 있다. 이러한 천연 광물질 섬유의 함량이 0.1중량부 미만이면 점착 및 결합력을 충분히 확보할 수 없으며, 1.0중량부를 초과하면 이들이 서로 뭉쳐지거나 침전되어 덩어리 상태로 남게 되며 점도가 지나치게 상승하여 고품질을 유지하기 어렵고 시공시에 작업성이 떨어진다.

충진제는 도막 방수재의 강도 및 형태적 안정성을 확보하기 위한 것으로, 그 양이 30중량부를 초과하면 도막재의 점도가 상승하고 경도가 지나치게 높아져 고유 의 물성을 유지하기 어려우며 도막재의 급격한 알카리화로 인해 시멘트화 현상이 발생하는 문제가 있다. 본 발명에서 사용가능한 충진제로는 규회석이나 탄산칼슘 또는 돌로마이트를 예로 들 수 있다.

저인화점 오일은 파라핀계 프로세스 오일에서 폴리아로매틱 계열의 성분을 제거한 무색, 무취의 오일로 인화점이 110℃로 매우 낮으며 개질제의 분산을 좋게 하고 도막재의 유동성, 흐름 저항성, 점도 등을 향상하는 물성을 가진 오일이다. 그 함량이 5중량부 미만이면 개질제의 분산성과 작업성, 온도변화에 따른 저항성, 접착력, 시공 부착력 등이 현저히 감소하는 문제가 있고, 20중량부 초과시 점도가 지나치게 낮아져 감온성이 높아지고 시공시 작업성을 확보하는 데 어려움이 있다.

아울러, 본 발명에서는 가소제, 산화방지제, 노화방지제 등을 부성분으로 포함하는데 이러한 성분은 통상의 개질아스팔트 방수재의 제조시에 필수적으로 포함되는 성분으로 그 기능이나 역할이 종래의 것과 동일하다.

가소제는 각종 물성의 균형을 양호하게 할 목적으로 사용한다. 본 발명에서 사용되는 가소제로는 프탈레이트(Phthalate)계 DOP를 예로 들 수 있고, 산화방지제로는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀레인 (2,2,4-trimetyl-1,2-dihydroquinoleine)가 사용 가능하고, 노화방지제로는 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀레인(6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) 등이 사용 가능하다. 그리고 이러한 부성분의 각 함량은 일반적으로 0.1중량부 이하의 범위가 적당하다.

본 발명의 개질아스팔트 도막방수재는 특수한 배합 조성물과 제조공정을 개발하여 제조된 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재로서 용융가마에서 가열 용융시킬 필요가 없는 냉공법으로 시공이 가능하여 작업시 유해가스의 발생이 억제되고 화재를 예방할 수 있고, 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 개질아스팔트 도막방수재는 유기용제가 혼합되지 않아 친환경적이며 인체에 무해하고, 또한 비수용성이므로 기온에 상관없이 사계절 시공이 가능하고, 시공시 도막재의 평활도를 유지하기 쉽고 시공 후에도 도막재가 굳지 않고 겔 상태로 유지됨으로 도막재의 경화로 균열에 의한 누수를 방지할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하기로 한다.

(실시예 1)

벽체용 개질아스팔트 도막방수재의 제조:

스트레이트 아스팔트 50중량부를 180℃로 가열하여 열가소성 폴리올레핀(TPO; ADFLEX) 6중량부와 나프탄계 프로세스 오일 15중량부를 혼합, 투입하여 로우 쉐어 믹서(low share mixer)로 1시간 저속 교반하여 균일한 형태의 단일 화합물을 얻었다.

이 후 온도를 150℃로 조정하고, 천연 광물질 섬유 0.5중량부를 투입한 다음 30분간 교반하여 균일하게 분산되도록 한 후, 충진재로 규회석 13중량부와 탄산칼 슘 7.5중량부를 투입하고 다시 30분간 저속 교반한 후 온도를 100℃로 조정하였다. 위 공정 중 천연 광물질 섬유 및 규회석과 탄산칼슘의 투입온도는 영향을 받지 않는다.

100℃로 맞추어진 상기 조성물에 저인화점 오일 8중량부를 소량씩 투입하여 60분간 저속 교반하였다. 이때 조성물의 온도가 110℃ 이상이 되면 저인화점 오일의 기화로 인하여 정량의 투입이 어려우므로 주의하여야 한다.

이렇게 하여 얻어진 개질아스팔트 도막 방수재에 대하여 대한주택공사의 전문 시방서의 시험방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

본 발명에 의한 벽체용 개질아스팔트 도막방수재의 물성

시험결과
흐름저항 성능	이상 없음
저온굴곡 성능	-20℃ 이상 없음
흘러내림 저항성능	이상 없음
내열 성능(60℃)	이상 없음

(실시예 2)

바닥용 개질아스팔트 도막방수재의 제조:

스트레이트 아스팔트 35중량부를 180℃로 가열하여 열가소성 폴리올레핀(TPO; ADFLEX) 4중량부와 나프탄계 프로세스 오일 15중량부를 혼합, 투입하여 로우 쉐어 믹서(low share mixer)로 1시간 저속 교반하여 균일한 형태의 단일 화합물을 얻었다.

충진재로 돌로마이트를 14중량부를 투입하고 다시 30분간 저속 교반하여 균일하게 분산되도록 한 후 작업성, 시공 부착력을 강화하기 위하여 탄산칼슘 14중량부를 투입하고 다시 30분간 저속 교반한 후 온도를 100℃로 조정하였다.

100℃로 맞추어진 상기 조성물에 저인화점 오일 18중량부를 소량씩 투입하여 60분간 저속 교반하였다. 이때 조성물의 온도가 110℃ 이상이 되면 저인화점 오일의 기화로 인하여 정량의 투입이 어려우므로 주의하여야 한다.

이렇게 하여 얻어진 개질아스팔트 도막 방수재에 대하여 대한주택공사의 전문 시방서의 시험방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

본 발명에 의한 바닥용 개질아스팔트 도막방수재의 물성

시험결과
흐름저항 성능	이상 없음
저온굴곡 성능	-20℃ 이상 없음
흘러내림저항 성능	이상 없음
내열 성능(60℃)	이상 없음

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 제한되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정과 변형이 가능하다.

Claims (9)

1. 스트레이트 아스팔트 30-50중량부, 상기 스트레이트 아스팔트 개질제 5-10중량부, 프로세스 오일 10-30중량부, 충진제 10-30중량부, 및 파라핀계 프로세스 오일에서 폴리아로매틱 계열의 성분을 제거하여 인화점을 110℃로 한 저인화점 오일 5-20중량부를 주성분으로 하고, 여기에 소포제, 가소제, 산화방지제, 노화방지제를 부성분으로 포함하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개질아스팔트 도막방수재는 천연 광물질 섬유 0.1-1중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 개질제는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)중합체, 아탁틱 폴리프로필렌(atactic polypropylene; APP), 또는 열가소성 폴리올레핀(thermoplastic polyolefin; TPO) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 프로세스 오일은 C18 내지 C50인 나프탄계 프로세스 오일인 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 천연 광물질 섬유는 셀룰로오스 또는 유리섬유인 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 충진제는 규회석, 탄산칼슘, 돌로마이트 중에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재.
7. 삭제
8. (1)스트레이트 아스팔트 30-50중량부에 개질제 5-10중량부, 프로세스 오일 10-30중량부를 각각 혼합하여 180~190℃에서 균일한 상 전환이 되도록 교반하여 개질 아스팔트를 얻는 단계;

   (2)상기 개질 아스팔트에 난연성 및 강도보강, 상온에서의 형태 안정을 위하여 충진재 10~30중량부를 투입, 교반하여 분산시키면서 온도를 100℃로 하강시키는 단계;

   (3)상기 (2) 단계 후, 상온에서의 분산성과 작업성, 온도변화에 따른 저항성, 접착력, 및 시공 부착력을 강화하기 위하여, 파라핀계 프로세스 오일에서 폴리아로매틱 계열의 성분을 제거하여 얻은 비중 0.8~0.85이고 인화점 110℃이며 유동점 -50℃인 저인화점 오일 5~20중량부를 투입, 교반하여 개질 아스팔트 도막방수재를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 (1)단계에서 얻은 개질 아스팔트에, 천연 광물질 섬유(펄프) 0.1-1중량부를 추가로 더 투입하는 것을 특징으로 하는 무용제형 냉공법 개질아스팔트 도막방수재의 제조방법.