KR101025241B1

KR101025241B1 - 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101025241B1
Application number: KR1020100073777A
Authority: KR
Inventors: 고건웅
Original assignee: 케이엘건설 주식회사
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-03-29

Abstract

본 발명은 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제 및 제조 방법에 관한 것으로, 그 목적은 건물의 옥상이나 기타 토목 구조물에 있어 습기가 침투할수 있거나 수압의 영향을 받는 콘크리트면에 도포하여 물을 차단하는 분말형 침투성 방수제로 콘크리트면과의 통기성이 우수하며 접착성, 내마모성, 내충격성 흡수성, 투수성 및 침투성 등의 방수 성능을 향상시키도록 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 이소프로필알콜, 무수말레인산, 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터, 메타아크릴산 및 과황산나트륨 수용액을 혼합조성하여 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 제조한 액상의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체에 실리카를 혼합하여 고체화하는 제 2 단계; 상기 제 2단계에서 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체와, 포틀랜드시멘트, 인조규사, 비이온 계면활성제를 혼합 후 분산시켜 유무기 복합형 침투성 방수제를 제조하는 제 3 단계;로 구성된 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법과 그 방수제를 발명의 특징으로 한다.

Description

메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법{Permeable organic-inorganic complex waterproof agent comprising of methoxypolyethyleneglycol-based copolymer and manufacturing method thereof}

본 발명은 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 자세하게는 건물의 옥상이나 기타 토목 구조물에 있어 습기가 침투할 수 있거나 수압의 영향을 받는 콘크리트면에 도포하여 물을 차단하는 분말형 침투성 방수제로, 특히 콘크리트면과의 통기성이 우수하며 접착성, 내마모성, 내충격성 흡수성, 투수성 및 침투성 등의 방수 성능을 향상시킨 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

기존 시멘트계 분말형 방수제 조성물은 먼저 시멘트와 물에 의해 경화되고, 시멘트 수화시 칼슘하이드록사이드와 같은 염이 발생하게 된다. 그리고 실리카 성분이 시멘트 수화시 발생한 염과 반응하여 Cao·Sio₃와 같은 불용성 결정체가 생성된다.

따라서 불용성 결정체가 시멘트 공극 사이를 채우게 되므로 우수한 수밀성을 갖으며 무기질계 침투성 방수제라는 이름으로 사용되고 있으나, 수압이 강하게 작용하는 지하 방수 공사시에는 접착력이 약하고 물 흡수비와 투수비가 높아 수압에 견디지 못하고 누수가 발생되거나 박리가 일어나는 등의 하자가 발생되고 있다.

또한 기존 시멘트계 분말형 방수제는 지하 구조물 등 수압의 영향을 받는 부위에 주로 사용되고 있으나 지하 3층 이상, 즉 3kgf/cm²이상의 압력을 받는 곳에서는 들뜸 현상과 같이 모체인 지하 구조물로부터 방수층이 형성 되기전에 생기는 수압의 영향으로 방수층 박리현상의 발생 및 방수층의 취약 부위가 발생한다는 구조적 문제점이 있다.

또한 종래 아크릴 에멀젼 첨가된 일부 기존 시멘트계 분말형 방수제는 통기성이 없어 방수층 형성 후 침투성분의 침투가 되지 않는다는 문제점 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 건물의 옥상이나 기타 토목 구조물에 있어 습기가 침투할 수 있거나 수압의 영향을 받는 콘크리트면에 도포하여 물을 차단하는 분말형 침투성 방수제로 콘크리트면과의 통기성이 우수하며 접착성, 내마모성, 내충격성 흡수성, 투수성 및 침투성 등의 방수 성능을 향상시키도록 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 이소프로필알콜, 무수말레인산, 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터, 메타아크릴산 및 과황산나트륨 수용액을 혼합조성하여 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 제 1 단계;

상기 제 1 단계에서 제조한 액상의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체에 실리카를 혼합하여 고체화하는 제 2 단계;

상기 제 2단계에서 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체와, 포틀랜드시멘트, 인조규사, 비이온 계면활성제를 혼합 후 분산시켜 유무기 복합형 침투성 방수제를 제조하는 제 3 단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.

본 발명에서 상기 제 1 단계는 이소프로필알콜 50% 수용액 43.7 ~ 59.8 wt%에 무수말레인산 0.3 ~ 0.4 wt%를 혼합하여 녹인후 60℃~70℃까지 온도를 승온한 후 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터 29.9 ~ 43.7 wt%와 메타아크릴산 3.0 ~ 3.5wt%를 혼합하여 단량체 수용액을 조제하고, 이후 단량체 수용액을 교반하면서 10% 과황산나트륨 수용액 7 ~ 8.7 wt%를 5~6시간 적하한 후 80~85℃로 온도를 올려 2~3시간 반응시켜서 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제 2단계는 제 1단계에서 제조한 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 58.3 ~ 76.9 wt%에 실리카 23.1 ~ 41.7 wt%를 30~50℃에서 9~10시간 혼합하여 실리카에 흡착되어 고체화된 pH(2%증류수 수용액)6 ~ 7인 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제 3 단계는 포틀랜드시멘트 35.1 ~ 62.5 wt%, 인조규사 15.6 ~ 24.6 wt%, 비이온 계면활성제 3.1 ~ 5.3 wt%에 상기 제 2단계에서 제조한 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 18.8 ~ 35.1wt%를 혼합한 후 균일하게 분산시키는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터는 에틸렌옥사이드 평균 부가 몰수가 30개인 70% 수용액인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 비이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌글리콜메틸이서계인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다른 실시형태로 상기 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법 중 어느 하나의 제조 방법에 따라 제조되어 하기표와 같은 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제를 제공함으로써 달성된다.

(표)

상기와 같이 본 발명은 분말형 침투성 방수제 조성에 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 도입함으로써 접착력을 향상시키고 흡수비를 감소시켰다는 장점과,

또한 본 발명은 방수층과 모체의 접착력 향상에 중점을 두었으며 도포층의 경화 시간이 단축되어 기존의 방수층에서 침투성분의 충분한 침투시까지 모체가 견디어야 하는 시간이 단축되므로 기존방수제 보다 안정화되었다는 장점과,

또한 본 발명에 따른 분말형 침투성 방수제는 통기성이 확보됨으로써 종래 일부 아크릴 에멀젼 첨가 제품이 통기성이 없어 방수층 형성 후 침투성분의 침투가 되지 않는다는 단점을 보완함으로써 전체적인 통기성, 충격 강도, 작업성, 흡수비등의 방수 성능도 향상되었다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법은 크게 3 단계로 이루어진다.

먼저 제 1단계는 이소프로필알콜, 무수말레인산, 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터, 메타아크릴산 및 과황산나트륨 수용액을 혼합조성하여 액체상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 단계이고;

제 2단계는 제1단계에서 제조한 액상의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체에 실리카를 혼합하여 고체화하는 단계이고,

제 3단계는 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체와, 포틀랜드시멘트, 인조규사, 비이온 계면활성제를 혼합 후 분산시켜 유무기 복합형 침투성 방수제를 제조하는 단계;로 구성된다.

상기 제 1단계는 전체 조성에 대하여 이소프로필알콜 50% 수용액 43.7 ~ 59.8 wt%에, 무수말레인산 0.3 ~ 0.4 wt%를 혼합하여 녹인후 55~60℃까지 온도를 승온한 후 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터 29.9 ~ 43.7 wt%와 메타아크릴산 3.0 ~ 3.5wt%를 혼합하여 단량체 수용액을 조제하였다.

이후 단량체 수용액을 교반하면서 10% 과황산나트륨 수용액 7 ~ 8.7 wt%를 5~6시간 적하한 후 80~85℃로 온도를 올려 2~3시간 반응시켜서 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하였다. 여기서 온도와 시간을 한정한 이유는 이와 같은 수치구간에서 효과가 가장 좋고 이러한 구간을 벗어나면 효과가 저하되기 때문이다.

상기 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터는 에틸렌옥사이드 평균 부가 몰수가 30개인 70% 수용액으로서 시멘트의 흡수비와 투수비를 감소시키며, 입체 장애 효과에 의하여 무기질의 물 분산성을 극대화 시키는 기능을 한다. 또한 수치 한정을 한 이유는 29.9 wt% 보다 적으면 상기에서 열거한 흡수 투수 등의 성능이 저하하는 문제가 있고 43.7 wt%보다 많으면 물에 용해시 자체 분자의 사슬이 엉켜 분산 기능을 하지 못하는 문제가 있기 때문이다.

상기 제 2단계는 제 1단계에서 제조한 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 58.3 ~ 76.9 wt%에 실리카 23.1 ~ 41.7 wt%를 30~50℃에서 9~10시간 혼합하여 실리카에 흡착되어 고체화된 pH(2%증류수 수용액)6 ~ 7인 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하였다. 여기서 온도와 시간을 한정한 이유는 이와 같은 수치구간에서 효과가 가장 좋고 이러한 구간을 벗어나면 효과가 저하되기 때문이다.

상기 제 3단계는 포틀랜드시멘트 35.1 ~ 62.5 wt%, 인조규사 15.6 ~ 24.6 wt%, 비이온 계면활성제 3.1 ~ 5.3 wt%에 상기 제 2단계에서 제조한 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 18.8 ~ 35.1wt%를 혼합한 후 균일하게 분산시켜 본 발명의 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.

상기 제 3단계에서 사용한 비이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌글리콜메틸이서계로서 콘크리트 침투성을 향상시키며 방수층과 모체층과의 가교 결합을 증대시켜 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 이때 3.1wt%보다 적으면 침투성이 저하하는 문제가 있고, 5.3 wt%보다 많으면 내수성이 감소하는 문제가 있어서 조성 성분의 첨가비를 한정하였다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

(실시예 1 )

이소프로필알콜 50% 수용액 550g에 무수말레인산 4g를 녹인후 60℃까지 온도를 승온한 후 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터 400g과 메타아크릴산 35g을 혼합하여 단량체 수용액을 조제하였다. 이 단량체 수용액을 교반하면서 10% 과황산나트륨 수용액 90g을 5시간 적하한 후 80℃로 온도를 올려 2시간 반응시켜서 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조한다.

이후 상기 방법에 따라 제조된 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 800g에 실리카 400g를 30℃에서 10시간 혼합하여 실리카에 흡착되어 고체화된 pH(2%증류수 수용액)6 ~ 7인 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조한다.

이후 포틀랜드시멘트 100g, 인조규사 50g, 비이온 계면활성제 10g에 상기에서 제조된 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 60g을 혼합한 후 균일하게 분산시켜 본 발명의 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유뮤기 복합형 침투성 방수제를 제조하였다.

(실시예 2)

액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 만들고, 이후 이를 이용하여 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체의 제조하는 방법은 실시예 1과 같다.

이후 포틀랜드시멘트 100g, 인조규사 50g, 비이온 계면활성제 10g에 실시예 1에서 제조한 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 80g을 혼합한 후 균일하게 분산 시켜 본 발명의 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유뮤기 복합형 침투성 방수제를 제조하였다.

(실시예 3)

이후 포틀랜드시멘트 100g, 인조규사 50g, 비이온 계면활성제 10g에 실시예 1에서 제조한 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 100g을 혼합한 후 균일하게 분산시켜 본 발명의 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체로 구성된 유뮤기 복합형 침투성 방수제를 제조하였다.

상기와 같은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에 의하여 유무기 복합형 침투성 방수제를 제조하여 KS L5105-87, KS F2451-99, KS F2451-93방법에 의거하여 시험을 한 결과 표 1과 같이 압축강도, 부착강도 및 흡수비가 시제품 A와 B에 비하여 매우 우수하게 나타났다.

(표 1)

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

이소프로필알콜, 무수말레인산, 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터, 메타아크릴산 및 과황산나트륨 수용액을 혼합조성하여 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 제조한 액상의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체에 실리카를 혼합하여 고체화하는 제 2 단계;
상기 제 2단계에서 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체와, 포틀랜드시멘트, 인조규사, 비이온 계면활성제를 혼합 후 분산시켜 유무기 복합형 침투성 방수제를 제조하는 제 3 단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 단계는 이소프로필알콜 50% 수용액 43.7 ~ 59.8 wt%에 무수말레인산 0.3 ~ 0.4 wt%를 혼합하여 녹인후 60~70℃까지 온도를 승온한 후 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터 29.9 ~ 43.7 wt%와 메타아크릴산 3.0 ~ 3.5wt%를 혼합하여 단량체 수용액을 조제하고, 이후 단량체 수용액을 교반하면서 10% 과황산나트륨 수용액 7 ~ 8.7 wt%를 5~6시간 적하한 후 80~85℃로 온도를 올려 2~3시간 반응시켜서 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2단계는 제 1단계에서 제조한 액체 상태의 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 58.3 ~ 76.9 wt%에 실리카 23.1 ~ 41.7 wt%를 30~50℃에서 9~10시간 혼합하여 실리카에 흡착되어 고체화된 pH(2%증류수 수용액)6 ~ 7인 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체를 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제 3 단계는 포틀랜드시멘트 35.1 ~ 62.5 wt%, 인조규사 15.6 ~ 24.6 wt%, 비이온 계면활성제 3.1 ~ 5.3 wt%에 상기 제 2단계에서 제조한 고체화된 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산과 메타아크릴산 공중합체 18.8 ~ 35.1wt%를 혼합한 후 균일하게 분산시키는 단계인 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노메타아크릴산 에스터는 에틸렌옥사이드 평균 부가 몰수가 30개인 70% 수용액인 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 비이온 계면활성제는 폴리옥시에틸렌글리콜메틸이서계인 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제의 제조방법.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 제조 방법에 따라 제조되어 하기표와 같은 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 메톡시폴리에틸렌글리콜계 공중합체를 포함하는 유무기 복합형 침투성 방수제.
(표 )