KR101144227B1

KR101144227B1 - 방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물

Info

Publication number: KR101144227B1
Application number: KR1020120013720A
Authority: KR
Inventors: 오재연; 윤종구
Original assignee: (주) 바이오 특수
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-05-10

Abstract

본 발명은 방수 라이닝 공사에서 코팅제로 사용하거나 방수시트의 부착용도로 사용하기 위한 에폭시수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방수 라이닝 시공용 변성 세라믹계 항균 에폭시수지 조성물은, 비스페놀형 에폭시수지 10~25중량%, 러버, 다이머산, 모노머산, 우레탄, CTBN 중 하나 이상에 의한 변성 에폭시수지 30~80중량%, 충전제 5~50중량%를 포함하는 주제;와, 변성 지방족 아민 67~100중량%, 경화촉진제 0~3중량%, 충전제 0~30중량%를 포함하는 경화제;로 이루어지되, 상기 주제 100중량부에 경화제 10~40중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 시공용 변성 세라믹계 항균 에폭시수지 조성물을 제공한다.

Description

방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물{Epoxy-resin Composition for Waterproof Lining}

본 발명은 방수 라이닝 공사에서 코팅제로 사용하거나 방수시트의 부착용도로 사용하기 위한 새로운 에폭시수지 조성물에 관한 것이다.

물탱크, 저수조, 배수지, 정수장, 염전 등은 콘크리트, 철강 등으로 구조체를 시공하는데. 이러한 구조체에는 방수 라이닝 공사를 실시한다.

방수공사는 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 우레탄 수지 등을 사용하여 도포하는 습식방법 등이 일반적이나, 습식방법은 현장작업이 번거로울 뿐만 아니라 유해한 작업환경이 우려되고 또한 균일한 방수품질을 확보하기 어려운 단점이 있다.

이에 따라 최근에는 스테인리스나 폴리에틸렌 계열의 방수시트 등을 부착 설치하는 건식방법이 적용되고 있다, 하지만, 스테인리스를 이용한 경우는 초기 비용이 비싸고 설치 시간이 길어지는 단점이 있을 뿐만 아니라, 스테인리스의 용접 부분에서 화학적 반응이 일어나 저장수의 오염을 일으키거나 인장강도를 떨어뜨리는 문제가 초래되기 쉽다. 한편 종래의 경질 폴리에틸렌 계열의 방수시트를 이용하면 그 두께가 두껍기 때문에 겹침 이음부에서 방수시트가 들뜨기 쉬워서 하자 우려가 클 뿐만 아니라 겹침 이음부에 물때 등 이물질이 끼는 문제가 있었다.

위와 같은 문제를 개선하기 위해 본 발명자는 두께가 얇은 연질 타입의 폴리프로필렌 롤시트를 개발하여 특허출원 제10-2011-0111227호로 출원하였다. 특허출원 제10-2011-0111227호는 방수성능이 우수한 경질의 폴리프로필렌을 연질화하여 얇은 두께의 롤시트 타입의 방수 라이닝재로 제조하기 위한 수지 조성물과 이 조성물로 바람직하게 제조한 방수 라이닝용 폴리프로필렌계 롤시트에 관한 것이다. 이와 같은 연질 타입의 롤시트는 종래 도포형식으로 사용하던 에폭시계 수지류를 그대로 이용하여 부착 설치하기 부적합하다. 에폭시계 수지류는 경화물성이 경질(하드)이기 때문이다.

일반적으로 사용하는 에폭시계 수지는 비스페놀에이형 에폭시수지, 비스페놀에프형 에폭시수지, 비스페놀에스형 에폭시수지 등이 있는데, 통상 점도 조정을 위하여 반응성 희석제, 비반응성 희석제, 용제 등을 일부 사용하고, 경화제로 폴리아미드 수지계를 사용하고 있으고 규사, 탈크, 탄산칼슘 등의 무기질 충전제 등을 사용한다. 이러한 종래 에폭시계 수지는 경화물의 물성으로 내약품성, 내구성, 내수성 등 기계적 강도가 우수하나 경도가 높은 특성이 있다. 이에 따라 종래 에폭시수지를 연질 타입의 롤시트 부착에 사용하면, 신율이 좋은 연질의 롤시트와 신율이 낮은 에폭시수지 경화물 사이에서 선팽창계수의 차이에 의해 박리현상이 발생하기 쉽다.

종래 에폭시수지 사용에 따른 문제를 개선하고자 아크릴수지 내지 우레탄수지를 고려해 볼 수 있으나, 이들은 열팽창계수 값의 차이로 인한 박리현상은 적으나 내약품성, 내구성 및 전반적인 기계적 강도가 에폭시수지에 비해 떨어지기 때문에, 방수시트에 사용하기는 부적합하다.

본 발명은 종래 에폭시수지의 단점을 개선하고자 개발된 것으로서, 유해물질 용출이 없고 신율과 접착력이 우수하여 저수조 등의 표면 코팅제로 이용하는 것은 물론, 방수 라이닝용 시트 특히 연질의 폴리프로필렌계 롤시트를 부착하는데 유리하게 사용하기 위한 새로운 에폭시수지 조성물을 제공하는데 기술적 과제가 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 비스페놀형 에폭시수지 10~25중량%, 러버, 다이머산, 모노머산, 우레탄, CTBN 중 하나 이상에 의한 변성 에폭시수지 30~80중량%, 충전제 5~50중량%를 포함하는 주제;와, 변성 지방족 아민 67~100중량%, 경화촉진제 0~3중량%, 충전제 0~30중량%를 포함하는 경화제;로 이루어지되, 상기 주제 100중량부에 경화제 10~40중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 주제로 종래 에폭시수지와 가소성과 접착력을 향상시킨 변성 에폭시수지를 병행하여 사용하고 경화제로 변성 지방족 아민을 사용한 결과 가소성, 신율, 접착력 등 우수한 물성의 새로운 에폭시수지 조성물을 제공할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 에폭시수지 조성물은 방수 라이닝 공사에 코팅제는 물론 연성 폴리프로필렌 롤시트의 부착용도로 바람직하게 사용할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물은 유해물질의 용출이 없고 경화물의 선팽창계수가 크기 때문에 저수조의 방수 라이닝 공사에서 연성 폴리프로필렌 롤시트의 부착용도로 유리하게 사용할 수 있으며, 특히 내후성 변화 등에 의한 크랙 및 박리현상을 방지할 수 있어 장기간 수중에 침적되더라도 제품의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 종래 저수지 방수 라이닝 공사의 하자사례를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물을 이용한 저수지 방수 라이닝 시공사례를 보여준다.

본 발명은 본 발명은 방수 라이닝 공사에서 코팅제로 사용하거나 방수시트의 부착용도로 사용하기 위한 에폭시수지 조성물에 관한 것으로, 경화물의 물성으로 기본적인 방수성능을 확보하면서 우수한 접착성과 신율을 확보하도록 구성한 수지 조성물에 관한 것이다. 특히 본 발명은 특허출원 제10-2011-0111227호에 따른 폴리프로필렌 계열 롤시트를 이용한 방수 라이닝 시공을 유리하게 활용하기 위한 재료가 된다.

특허출원 제10-2011-0111227호에는, 프로필렌 단독 중합체, 탄소수가 4~20인 알파-올레핀-프로필렌 공중합체, 에틸렌 함량이 0.5~15중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 중에서 1종 이상 선택되되, 용융질량흐름(MFR, ASTM D1238)이 1~5g/10분(230℃/2.16kg)인 폴리프로필렌 수지 30~40중량부; 용융질량흐름(MFR, ASTM D1238)가 1~20g/10분(230℃/2.16kg)인 열가소성 엘라스토머 수지 60~70중량부;로 조성된 폴리프로필렌계 수지 조성물을 이용하여 T-다이 성형법으로 롤시트(Roll-Sheet)를 제조하는 방법이 개시된다.

본 발명에 따른 에폭시수지 조성물은 주제와 경화제로 구성되는데, 주제는 비스페놀형 에폭시수지 10~25중량%; 러버, 다이머산, 모노머산, 우레탄, CTBN 중 하나 이상에 의한 변성 에폭시수지 30~80중량%; 충전제 5~50중량%;를 포함하여 구성되고, 경화제는 변성 지방족 아민 67~100중량%; 경화촉진제 0~3중량%; 충전제 0~30%;를 포함하여 구성된다. 나아가 주제는 안료 1-2중량%, 요변성 부여제 1-2중량%, 자외선 안정제 0.1-1중량%, 항균제 1-2중량% 중에서 하나 이상 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 주제와 경화제는 주제 100중량부에 경화제 10~40중량부로 혼합하여 사용하면 적당하며, 이러한 범위에서가 반응성과 사용성이 우수하다.

주제에서 비스페놀형 에폭시수지는 기계적, 전기적 특성이 뛰어나고 내약품성 및 등이 뛰어나므로 저수지 등의 방수 라이닝을 위한 주요한 재료로 바람직하다. 이러한 비스페놀형 에폭시수지는 당량이 184~220이고 점도가 10,000~13,000cps인 액상 타입의 것이 적합한데, 이는 반응성과 사용성을 고려한 결과이다. 이와 같은 비스페놀형 에폭시수지의 점도 조정을 위해서 주제에는 반응성 희석제를 더 포함할 수 있으며, 이때 반응성 희석제로는 탄소길이가 C4~C16을 갖는 글리시딜에스테르 계통의 것이 바람직하고, 비스페놀에이형 에폭시수지를 기준으로 5-15중량% 사용하는 것이 바람직하다. 반응성 희석제를 15중량% 이상 사용하면 경화물의 접착력 등 물성저하 요인이 될 수 있고, 또한 점도 저하로 인한 수지 조성물의 흐름성에 영향을 줄 수 있다.

변성 에폭시수지는 가소성과 신율 및 접착성을 보완하는 재료가 되는데, 본 발명에서는 러버, 다이머산, 모노머산, 우레탄, CTBN 중 하나 이상에 의한 변성 에폭시수지로 사용한다. 나아가 본 발명은 변성 에폭시수지에 의한 효과를 최적화하기 위해, 변성 에폭시수지로 당량이 200~400이고 점도가 20,000~50,000cps인 고무변성 에폭시수지와 당량이 300~500이고 점도가 300~1,000cps인 다이머변성 에폭시수지로 함께 사용할 것을 제안한다. 이때, 고무변성 에폭시수지는 주제의 20~50중량%로 사용하고 다이머변성 에폭시수지는 주제의 10~30중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

충전제는 충진효과를 위해 사용하는데, 세라믹 분말이면 항균효과까지 기대할 수 있어 바람직하고, 그 크기는 5㎚ 내지 20㎛인 것이 적당하다.

안료는 색상을 부여하기 위한 첨가제가 되며, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등과 같은 유기안료, 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬, 카본블랙 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물 등과 같은 무기 안료 중에 1종 이상을 선택하면 적당하다. 안료는 선택된 종류에 따라, 충진효과 내지 항균효과를 발휘하기도 한다.

자외선 안정제는 자외선 차단 내지 산란 효과를 부여하기 위한 첨가제가 되는데, 비스벤조트리아졸, 신나메이트, 살리실레이트, 벤조페논, 트리아진 및 트리아존계 중에서 1종 이상을 선택하면 적당하다. 더욱 바람직하게는 트리아진 및 트리아존계를 채택한다.

요변성 부여제는 수지 조성물의 흐름성을 조정하는 재료가 된다. 요변성 부여제의 첨가로 한 번의 도포만으로도 적절한 도막 두께 3~4mm, 최대 10mm를 유지할 수 있어 작업성 면에서도 경제적인 효과를 얻을 수 있다. 요변성 부여제는 통상 수지 조성물에 사용하는 것을 채택하면 된다. 요변성 부여제는 주제에서 1~2중량% 정도 첨가할 때 적절한 흐름성을 부여하고, 경화 후의 표면상태가 양호하다. 요변성 부여제를 이보다 적게 사용하면 흐름성 조절이 어렵고, 과량 사용하면 경화물의 수축 발생이 우려된다.

항균제는 항균성 확보를 위해 첨가하며, 특히 본 발명에 따른 수지 조성물을 저수조 등의 방수 라이닝 공사에 사용할 경우 유리하게 역할한다. 항균제는 통상 수지 조성물에 사용하는 것을 채택하면 된다.

본 발명에서 경화제는 변성 지방족 아민을 주요 재료로 사용한다. 변성 지방족 아민은 가사시간의 연장, 경화속도의 조정, 에폭시와의 상용성 향상, 공기중 CO2의 흡수억제, 독성의 감소, 작업성 향상 등에서 우수하다. 특히 아민가가 400~600mgKOH/g이고, 점도가 500~5,000cps이고, 활성수소당량 50~100인 변성 지방족 아민이 경화제로서의 성능 발휘에 적합하다. 즉 가사시간이 적절하고 경화가 상온에서도 용이하게 이루어지며 최종 경화물의 독성 등의 부수물이 적다.

변성 지방족 아민 외에 경화제에는 경화속도 단축을 위한 경화촉진제와 충진효과를 위한 충전제를 더 포함할 수 있다. 경화촉진제는 3중량% 이하 범위에서 사용하며, 바람직하게는 트리에탄올아민계 경화촉진제 2-3중량%을 사용한다. 충전제는 30%이하 범위에서 사용하며, 바람직하게는 세라믹 분말을 변성 지방족 아민 기준으로 10~30중량% 사용한다. 즉 변성 지방족 아민 67~100중량%; 경화촉진제 0~3중량%; 충전제 0~30중량%;를 포함하면서 사용한다.

본 발명은 하기 실시예에 의하여 보다 구체적으로 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.

[ 실시예1 ] 에폭시수지 조성물

아래 [표 1]과 같은 조성비로 에폭시수지 조성물을 준비하였으며, 주제와 경화제는 중량비로 10:3으로 준비하였다.

에폭시수지 조성물

구분		함량(중량%)	특성
주제	비스페놀에이형 에폭시수지	12	당량 187.8, 점도 11,500cps
	고무변성 에폭시수지	35	당량 295.5, 점도 28,000cps
	다이머변성 에폭시수지	20	당량 414, 점도 490cps
	충전제	29	세라믹 분말
	안료	1	우신화학 청색
	요변성 부여제	1	일진화학
	자외선 안정제	0.5	트리아진 및 트리아존계
	항균제	1.5	다우코팅
	계	100	-
경화제	변성 지방족 아민	90	아민가 475mgKOH/g, 점도 1,180cps, 활성수소당량 74.7
	경화촉진제	2	트리에탄올아민계
	충전제	8	세라믹 분말
	계	100	-

[ 실시예2 ] 용출시험

상기 [실시예2]에 따른 에폭시수지 조성물을 저수조의 방수 라이닝 공사에 사용할 경우를 고려하여 장기침수 시 유해물질의 용출여부를 확인하는 용출시험을 실시하였다. 그 결과 아래 [표 2]와 같이 나타냈으며, 보는 바와 같이 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물은 유해물질이 검출되지 않는 것으로 확인되었다.

[ 실시예3 ] 선팽창계수 측정

본 발명에 따른 에폭시수지 조성물이 특허출원 제10-2011-0111227호에 따른 연질 폴리프로필렌 롤시트의 부착용도로 적합한지를 확인하기 위하여 선팽창계수를 측정하였다. 시험방법은 TMA을 사용하였으며, 시험결과 아래 [표 3]과 같이 나타냈다.

선팽창계수 측정결과

	연질 폴리프로필렌 롤시트	[실시예1]의 에폭시수지 조성물
선팽창계수(ppm)	1.1×10^-4	1.58 x 10^-4

위의 [표 3]에서와 같이 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물의 선팽창계수가 연질 폴리프로필렌 롤시트보다 큰 값으로 측정되었다. 이와 같은 결과에 따라, 본 발명의 에폭시수지 조성물은 방수 라이닝 공사에서 연질 폴리프로필렌 롤시트의 부 착용도로 바람직하게 사용할 수 있다. 즉 방수 라이닝이 저수조에 함침되어 내후성 등 외부적인 물성변화가 일어나더라도, 연질 폴리프로필렌 롤시트와 에폭시수지 조성물의 수축/팽창의 차이가 크지 않기 때문에 크랙 발생 및 접착력 저하 요인을 방지할 수 있는 것이다.

[ 실시예4 ] 신율 및 접착력 시험

본 발명에 따른 에폭시수지 조성물에 대하여 신율, 접착력 등 물성 시험을 진행하였으며, 그 결과 [표 4]와 같이 나타냈다.

신율 및 접착력 시험결과

	단위	종래 에폭시수지	[실시예1]의 에폭시수지	시험규격
접착력	Kgf/cm²	90	144	JIS-6911
신율	%	0.5	10	"
경도	-	88	77	Shore-D

위 [표 4]에서와 같이 저수조용 종래 에폭시수지에 비하여 본 발명에 따른 에폭시수지의 경화물성이 접착력과 신율이 더 높으면서 경도가 낮은 것으로 확인되었으며, 이에 따라 본 발명의 에폭시수지 조성물은 연질 폴리프로필렌 롤시트의 부착용도로 사용하기 적합하다.

Claims

방수 라이닝 공사에서 코팅제로 사용하거나 방수시트의 부착용도로 사용하기 위한 에폭시수지 조성물로서,
비스페놀형 에폭시수지 10~25중량%; 러버, 다이머산, 모노머산, 우레탄, CTBN 중 하나 이상에 의한 변성 에폭시수지 30~80중량%; 충전제 5~50중량%;를 포함하는 주제;
변성 지방족 아민 67~100중량%; 경화촉진제 0~3중량%; 충전제 0~30중량%;를 포함하는 경화제;
로 이루어지되, 상기 주제 100중량부에 경화제 10~40중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 공사용 변성 세라믹계 항균 에폭시수지 조성물.
제1항에서,
상기 주제는, 안료 1~2중량%, 요변성 부여제 1~2중량%, 자외선 안정제 0.1~1중량%, 항균제 1~2중량% 중에서 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물.
제1항 또는 제2항에서,
상기 주제의 비스페놀형 에폭시수지는, 당량이 184~220이고 점도가 10,000~13,000cps인 것이며,
상기 주제의 변성 에폭시수지는, 당량이 200~400이고 점도가 20,000~50,000cps인 고무변성 에폭시수지와 당량이 300~500, 점도가 300~1,000cps인 다이머변성 에폭시수지로 구성되되, 고무변성 에폭시수지는 주제의 20~50중량%로 포함되고 다이머변성 에폭시수지는 주제의 10~30중량%로 포함되며,
상기 경화제의 변성 지방족 아민은, 아민가가 400~600mgKOH/g이고 점도가 500~5,000cps이고 활성수소당량 50~100인 것이며,
상기 경화제의 경화촉진제는 트리에탄올아민계이며,
상기 주제와 경화제의 충전제는, 세라믹 분말인 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물.
제3항에서,
상기 주제는, 비스페놀형 에폭시수지 중량의 5~15중량%의 반응성 희석제;를 더 포함하되, 상기 반응성 희석제는 탄소길이가 C4~C16을 갖는 글리시딜에스테르 계통인 것을 특징으로 하는 방수 라이닝 공사용 항균 변성 세라믹계 에폭시수지 조성물.