KR101391407B1

KR101391407B1 - 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR101391407B1
Application number: KR1020130169133A
Authority: KR
Inventors: 설태윤
Original assignee: 설태윤
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-05-27

Abstract

본 발명은 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 바닥의 방수방식용 조성물에 있어서, 폴리올 25~35중량%, 에폭시 수지 15~20중량%, 반응성 희석제 5~10중량%, 아크릴 단량체 3~10중량%, 체질안료 20~40중량%, 세라믹 분말 10~20중량%, 무기안료 1~3중량% 및 첨가제 1~3중량%를 포함하는 주제부와, 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트 25~35중량%와 폴리올 65~75중량%를 포함하는 제1 경화제부 및 상기 제1 경화제부 100중량% 대비 10~15중량%의 폴리아마이드 수지인 제2 경화제부를 포함하는 경화제부로 이루어지고, 상기 주제부와 경화제부가 100:110~115의 비율로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
상기 본 발명에 따르면, 에폭시 수지와 우레탄 수지를 하이브리드하고, 아크릴 단량체에 의하여 가교가 잘 이루어지도록 함으로써 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 가질 수 있게 되고, 세라믹 분말을 포함함에 따라 기계적 물성은 물론 내방사성 등을 향상시켜 발전소를 비롯한 특수건물의 방호 바닥재로도 적용가능할 수 있게 된다. 특히 원전설계 기준사고인 냉각재 상실사고(Loss of coolant Accident, LOCA) 및 주증기관 파단사고 (Main Steam Line Break, MSLB) 조건에서 발생하는 고온, 고압 및 방사선 조사 상태에서 내구성을 유지시켜 주는 효과가 있다.

Description

우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법{URETHAN-EPOXY-CERAMIC HYBRID COATING COMPOSITION FOR FLOOR-WATERPROOF AND ANTICORROSION, AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 및 세라믹 분말을 하이브리드한 바닥 방수방식용 도장재 조성물로써, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 가지게 되어 발전소를 비롯한 특수건물의 방호바닥재로도 적용이 가능한 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 지붕, 바닥, 지하 주차장, 건축물의 이음부 등과 같이 수분과 접할 수 있는 부위에는 수분이 내부로 스며드는 것을 방지하기 위하여 구조물의 표면에 불투수성의 방수층을 형성하는 방수공사가 행해진다. 방수처리될 부위에 따라, 그리고 철근콘크리트, 경량콘크리트, ALC, PC 등의 바탕재료, 바탕 상태 및 방수재료에 따라 그 구조와 시공방법 등에 다소의 차이가 발생하나, 일반적으로 쓰이는 방법은 아스팔트 방수공법, 시트 방수공법, 도막 방수공법 등이 있으며, 최근에는 이들을 복합하여 조합 적층하는 방법 등 상황에 맞는 복합 방수 공법도 적용하고 있다.

이러한 방수공법 중에서 지금까지는 주로 경제적인 면을 감안하여 아스팔트 방수공법이 많이 이용되어 왔지만, 최근에는 성능과 내구성 면에서 폴리우레탄계 수지를 피 처리면에 도포하여 이음매가 없는(seamless) 일체상의 방수도막을 형성시키는 우레탄 도막방수공법이 급속도로 증가하고 있다. 이중에서 도막 방수 공법은 소재의 종류에 따라 몇 가지가 있는데, 우레탄 방수공법이 대표적이다. 우레탄 방수 공법은 시공할 바닥 등을 정리하고, 이에 프라이머를 도포하여 바닥에 충분히 침투시켜 건조한 뒤, 바닥면에 액상 우레탄 수지를 도포하여 건조 및 경화시켜 일정 두께의 우레탄 도막을 형성하여 이를 통해 방수를 하는 방법으로, 비교적 콘크리트 면과의 접착이 잘되고 신축성이 우수하여 균열에 대해서도 어느 정도 방수 성능을 유지할 수 있다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 협소한 곳이나 복잡한 부위에 시공이 상대적으로 용이하고, 이음매없는 시공이 가능할 뿐만 아니라 보수가 비교적 용이한 점이 있어 장점이 있고, 도막의 물성을 개선하기 위해 다양한 첨가제 등을 포함할 수 있다.

한편, 철근콘크리트 구조물은 동결융해, 염해, 중성화, 화학약품 등에 의하여 손상을 입게 되면 콘크리트 내부에 공극이 형성되고 균열이 발생되어 강도가 떨어지고 침투수에 의해 철근이 부식되며 내구성이 저하되는 결과를 초래함으로써 구조물의 제성능을 발휘하지 못하게 된다.

또한, 국내 발전소의 경우 온배수 배출의 문제점 및 안전상 문제로 인해 대부분의 발전소가 해안가에 위치해 있는데 현재 범용적으로 사용되고 있는 발전소 바닥 콘크리트의 경우 염소성분의 함량을 필수적으로 제한하고 있어 현저한 물성저하고 인해 발전소 바닥 콘크리트로 사용되는데 적합하지 않은 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점에 착안하여, 철근 콘크리트 구조물의 방수방식재, 발전소를 비롯한 특수건물의 방호바닥재로도 사용가능한 도막방수공법을 개발하고 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명에서는, 바닥의 방수방식용 도장재 조성물로 이용되는 에폭시 수지와 우레탄 수지를 하이브리드하고, 세라믹 분말을 하이브리드 수지에 도입함으로써, 에폭시 수지와 우레탄 수지의 장점을 취하여 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 가지게 하고, 더나아가서는 발전소를 비롯한 특수건물의 방호 바닥재로도 적용가능한 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,

바닥의 방수방식용 조성물에 있어서,

폴리올 25~35중량%, 에폭시 수지 15~20중량%, 반응성 희석제 5~10중량%, 아크릴 단량체 3~10중량%, 체질안료 20~40중량%, 세라믹 분말 10~20중량%, 무기안료 1~3중량% 및 첨가제 1~3중량%를 포함하는 주제부와,

헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트 25~35중량%와 폴리올 65~75중량%를 포함하는 제1 경화제부 및 상기 제1 경화제부 100중량% 대비 10~15중량%의 폴리아마이드 수지인 제2 경화제부를 포함하는 경화제부로 이루어지고,

상기 주제부와 경화제부가 100:110~115의 비율로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 제공한다.

바람직하게는, 상기 폴리올은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜 및 폴리이소프렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 에폭시 수지는 에폭시 당량(EEW)이 150~200g/eq이고 25℃에서의 점도가 500~1000cps인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 반응성 희석제는 네오펜틸 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄 디글리시딜 에테르 및 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 아크릴 단량체는 비닐클로라이드, 비닐아세테이트, 아크릴 에시드, 메타아크릴 에시드, 부틸아세테이트, 메틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 세라믹 분말은 일라이트-운모(Illite-Mica), 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석), 에어로겔(Aerogel), 플라이에쉬(Fly ash) 및 고로슬래그 분말 중에서 단독 또는 혼합 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 폴리아마이드는 아민가(amine value)가 200~350 mgKOH/g이고 25℃에서의 점도가 300~1000cps인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물은, 방수용 조성물로 이용되는 에폭시 수지와 우레탄 수지를 하이브리드 하고, 세라믹 분말을 하이브리드 수지에 도입함으로써, 에폭시 수지와 우레탄 수지의 장점을 취하여 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 갖는 효과가 있다.

또한, 에폭시 수지의 경도와 우레탄 수지의 탄성적인 부분이 적절히 조화가 되어 내구성이 뛰어나고 색감의 발현성에 있어서도 향상된 결과를 가져오며, 아크릴 단량체가 더 포함됨으로써, 조성물의 기계적 물성은 물론 하이브리드 되는 수지간의 결합력을 향상시키고, 바탕면과의 부착력을 높이도록 한 효과가 있다.

또한, 에폭시 수지와 무용제형 폴리우레탄 수지가 하이브리드됨으로써, 주기능인 방수 기능이 좋아짐은 물론 내화학성, 내가수분해성이 향상되고, 최종 점도가 낮아져 시공시 무용제 타입이 가능해짐과 동시에 젖음성이 뛰어나므로 들뜸현상이 저하되어, 콘크리트 하지면의 공극메꿈성 및 보수성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

뿐만 아니라 상기 하이브리드 수지에 세라믹 분말이 도입됨으로써 발전소를 비롯한 특수건물의 방호바닥재로도 적용이 가능하고, 특히 원전설계 기준사고인 냉각재 상실사고(Loss of coolant Accident, LOCA) 및 주증기관 파단사고 (Main Steam Line Break, MSLB) 조건에서 발생하는 고온, 고압 및 방사선 조사 상태에서 내구성을 유지시켜 주는 효과가 있다.

이하 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명은 에폭시 수지와 우레탄 수지를 하이브리드 하고, 세라믹 분말을 하이브리드 수지에 도입함으로써, 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 가지고, 내화학성 및 내방사성이 향상된 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물에 관한 것이다.

일 양태로서 본 발명은, 바닥의 방수방식용 조성물에 있어서,

헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트 25~35중량%와 폴리올 65~75중량%를 포함하는 제1 경화제부 및 상기 제1 경화제부 100중량% 대비 폴리아마이드 10~15중량%인 제2 경화제부를 포함하는 경화제부로 이루어지고,

본 발명에 있어서, 상기 주제부 중 상기 폴리올은 조성물에 인장강도, 인열강도, 내마모성 등의 기능을 부여하기 위하여 첨가되는 물질로서, 바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜 및 폴리이소프렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 선택할 수 있다. 이 때, 상기 폴리올이 조성물 전체 중량에 대하여 25 중량%미만으로 포함시에는 조성물의 점도상승으로 인한 흐름성 및 작업성이 떨어지고 35 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 경화에 의하여 형성된 도막의 기계적 물성이 현저하게 떨어져 작업성 및 도막 강도의 저하를 가져올 수 있으므로, 25 내지 35 중량%의 범위로 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 폴리올은 KPX 케미칼사의 PP-2000 및 GP-4000을 혼합하여 사용하였다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 주제부 중 상기 에폭시 수지는 조성물의 강도, 강인성 및 기계적 물성에 기여하는 수지성분으로서 제품에 대한 부착력과 내구성 등의 주된 기능을 부여하는 조성물로서, 바람직하게는, 에폭시 당량(EEW)이 150~200g/eq이고 25℃에서의 점도가 500~1000cps인 것을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 에폭시 수지는 조성물 전체 중량에 대하여 15 중량%미만으로 포함시에는 조성물의 강도 및 강인성의 효과가 미비하고. 20 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 점도 상승 및 상대적으로 다른 조성물의 함량이 적어지므로 물성 저하의 문제점이 있으므로, 15 내지 20 중량%의 범위로 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 주제부 중 상기 반응성 희석제는 주제부의 점도 조절 및 옥실란기 함량을 조절하는 역할을 하게되는 물질로서, 구체적인 예로서는, 네오펜틸 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄 디글리시딜 에테르 및 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 중에서 하나 이상인 것을 선택할 수 있다. 이 때, 상기 반응성 희석제는 5~10 중량% 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 반응성 희석제의 함량이 5 중량% 미만인 경우 함량이 적어 점도 저하의 효과가 미비하고, 경화속도가 현저히 떨어지며 10 중량% 초과의 경우에는 최종 경화물의 경도 등 기계적 물성 저하로 인해 원하는 물성을 얻기 어렵다.

또한 본 발명에 있어서 상기 주제부 중 상기 아크릴 단량체는, 조성물의 기계적 물성, 수지간의 결합력 및 부착력과 내구성 등의 주된 기능을 부여하는 물질로 구체적인 예로서는, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트, 아크릴 에시드, 메타아크릴 에시드, 부틸아세테이트, 메틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 중합시켜 이루어진 것을 사용할 수 있다. 상기 아크릴 단량체의 함량은 3~10 중량% 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴 단량체의 함량이 3 중량% 미만인 경우 조성물간의 결속력이 미비하고, 10 중량% 초과일 경우 최종 조성물의 기계적 물성이 저하된다.

또한 본 발명에 있어서 상기 주제부 중 상기 체질안료는, 도막내의 기공을 충전시키고 경도, 도막 형성 등의 보완 및 광택을 조절하는 역할을 하며, 구체적인 예로는 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 마그네슘 실리케이트, 카올린, 마이카, 실리카, 알루미늄 실리케이트, 알루미늄하이드록사이드, 황산바륨, 바륨설페이트 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상을 사용하여 양호한 도막 외관을 얻을 수 있음은 물론이고, 경도, 내충격성, 방청성 등을 향상시킬 수 있다. 이 때, 상기 체질안료는 전체 조성물 중량에 대하여 20 중량% 미만으로 포함시, 경도, 인열강도 등에 영향을 미쳐 물성이 저하되고, 40 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 점도 상승 및 흐름성 부분에 영향을 미쳐 기계적 물성을 저하시키므로, 바람직하게는 20~40 중량% 범위내에서 적절하게 포함되도록 한다. 보다 바람직하게는 평균 입경이 500~1000nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서 상기 주제부 중 상기 세라믹 분말은 열적·물리적 강도향상, 마모방지 및 인열에 영향을 미치며 내부식성, 내후성 및 광택을 향상시키는 기능을 부여하고, 고온에 장시간 노출에 의한 도막의 도화 또는 열화현상을 방지하여 차열기능을 높이면서 방사능 저항성을 나타내게 된다. 이러한 세라믹 분말의 구체적인 예로서, 일라이트-운모(Illite-Mica), 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석), 에어로겔(Aerogel), 플라이에쉬(Fly ash) 및 고로슬래그 분말 중에서 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 상기 세라믹 분말은 단독으로 사용하는 경우보다 적합한 비율로 여러 가지 재료를 혼합하여 사용하는 것이 재료간의 결합력, 도막의 치밀성, 도막의 차열성, 도막의 방사능 저항성을 향상시켜 강도, 부착성 내후성, 내부식성, 내마모성 등의 우수한 특성을 부여하고, 공극메꿈에 있어서도 우수한 성능을 나타낼 수 있게 된다.

이 때, 상기 세라믹 분말의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여 20~40 중량% 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 분말이 20 중량% 미만일 경우 열적·물리적 강도가 저하될 뿐 아니라 내후성, 내부식성, 내방사성 등 물성 부여 효과가 미비하고, 40 중량% 초과일 경우 단가 상승 및 점도 상승으로 인해 작업성이 좋지 못해 원하는 물성을 나타낼 수 없게 되는 문제점이 있기 때문이다.

또한 본 발명에 있어서 상기 주제부 중 상기 무기안료는 본 발명의 색상을 부여하는 물질로서, 구체적인 예로는 TiO2, 카본블랙, 옐로우 안료, 블루 안료, 그린 안료 및 레드 안료 중에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 무기안료는 전체 조성물 중량에 대하여 1 중량% 미만으로 포함시 착색 및 은폐가 잘 되지 않는 문제가 있고, 3 중량%를 초과하면 조성물의 물성이 약해지는 문제가 있으므로, 1 내지 3 중량% 범위 내에서 적절히 포함하도록 한다.

또한 본 발명에 있어서 상기 주제부 중 상기 첨가제는 최종 물성에 영향을 미치는 부분을 보완해 주기 위하여 첨가되는 것으로서, 통상적으로 방수용 조성물에 사용되는 접착증진제, 소포제 등을 1~3 중량% 범위 내에서 혼합 또는 단독으로 사용할 수 있다.

상기 소포제는 기포의 발생을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로 미네랄 오일계 소포제, 실리콘계 소포제, 비실리콘계 폴리머 소포제 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다. 상기 접착증진제는 조성물을 구성하는 물질간의 화학적인 작용을 통하여 바탕면에 대한 부착력 보강 및 조성물의 강도를 보강하는 역할을 한다. 이러한 접착증진제로는 실란 커플링제 등의 실란 화합물, 수분산 폴리올레핀 등을 사용할 수 있다.

상기 첨가제는 조성물의 물성을 고려하여 기포의 억제 및 바탕면에의 부착력 보강 등을 고려하여 첨가하되, 1 중량% 미만으로 포함시 그 효과가 미미하고, 3 중량%를 초과하여 포함시 그 효과가 더 이상 현저히 향상되지 않고 조성물의 다른 물성을 저하시킬 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.

또한 본 발명에 있어서 상기 경화제부는, 제1 경화제부와 제2 경화제부로 이루어지도록 함으로써 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하여 추가적으로 물성을 강화시킬 수 있게 된다.

이 때 상기 제1 경화제부는, 헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트 25~35중량%에 대하여, 폴리올 65~75중량%을 반응온도 80~120℃에서 3~5시간 유지시켜 얻어진 것으로서, NCO함량이 7~20 중량%이고 점도를 200~1200cps/25℃인 것이 바람직하다.

제2 경화제부는 상기 제1 경화제부 100중량% 대비 10~15중량%의 폴리아마이드 수지로서, 상기 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하여 추가 물성 강화 역할을 한다. 바람직하게는 아민가(amine value)가 200~350 mgKOH/g이고 25℃에서의 점도가 300~1000cps인 것을 사용할 수 있다. 이 때 상기 폴리아마이드 수지는 10 중량% 미만으로 추가될 경우 전체 수지의 경화 속도가 떨어짐과 동시에 최종 경화물의 물성이 약해지는 경향을 보이고, 15 중량%를 초과하여 포함되는 경우첨가시 외관상 미반응 물질이 상층부에 남아 도막에 염 잔류물이 남을 수 있게 되므로, 상기 폴리아마이드 수지는 10~15 중량% 범위로 포함하는 것이 바람직하다.

또한 기타 본 발명 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 용도에 따라 이 분야에서 알려진 공지의 첨가제가 사용될 수 있다. 이러한 첨가제로는 커플링제, 레벨링제, 안료 분산제, 다용도 첨가제, 방수제, 방유제, 발수제, 안정제, 증점제, 방부제, 녹 제거제, 대정 방지체 등이 사용될 수 있다. 상기 첨가제의 함량 및 선택은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택 및 변형될 수 있고, 적용하고자 하는 피도체의 종류에 따라 바람직하게 변경될 수 있다.

또한 상기 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 이용한 시공은, 바탕면을 전처리한 후, 상기 코팅제 조성물을 도포하여 방수도막을 형성함으로써 완료된다. 구체적으로 본 발명의 조성물을 이용한 시공방법은, 바탕면을 전처리하는 단계; 상기 전처리된 바탕면에 상기 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 도포하여 방수 도막을 형성하는 단계를 포함하는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 이용한 시공방법이 제공된다.

상기 본 발명의 시공공법을 구체적으로 살펴보면, 먼저 바탕면의 오염물질을 제거하고 파공 부위를 메우는 등의 전처리한다. 바탕면의 레이턴스층 및 기타 오염물질을 제거하고, 다음으로 파공부위가 있는 부위는 실링제 등으로 메우는 작업을 하게 된다.

다음으로, 상기 전처리된 바탕면에 상기 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물을 도포함으로써 방수방식 도막을 형성하게 된다. 상기 형성된 도막은 상술한 바와 같이 에폭시 수지와 우레탄 수지의 장점 및 세라믹 분말의 도입에 의하여 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 가지게 하고, 더나아가서는 발전소를 비롯한 특수건물의 방호 바닥재로도 적용가능할 수 있게 된다.

이하 실시예를 통해 본 발명의 내용을 더욱 상세히 설명하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

주제부 수지 혼합물은, 폴리올 32중량% (KPX사의 PP-2000 20중량%+GP-4000 12중량%), 에폭시 22중량%(에폭시 수지 :국도화학의 YD-115G 15중량%+반응성 희석제 : 국도화학의 EPIOL-LD111 7중량%), 아크릴 단량체(Aldrich사의 글리시딜 메타아크릴레이트) 5중량%, 체질안료 탄산칼슘 25중량%, 세라믹 10중량%, 카본블랙 3중량%(새론테크의 S.R.T#1), 첨가제 3중량%(분산제 1중량%+접착증진제 2중량%)로 혼합하여 제조하였다.

제1 경화제부는, 이소시아네이트(톨루엔 디이소시아네이트, TDI) 35중량%, 폴리올(KPX사의 GP-5000 35중량%+PP3000 30중량%) 65중량%를 80~90℃의 온도에서 3시간동안 혼합하여 제조하고 사용하였고, 제2 경화제부로 폴리아마이드 수지(국도화학의 KH-816)를 더 혼합하였다.

비교예 1

주제부 수지 혼합물은, 폴리올 32중량% (KPX사의 PP-2000 20중량%+GP-4000 12중량%), 에폭시 30중량%(에폭시 수지 :국도화학의 YD-115G 20중량%+반응성 희석제 : 국도화학의 EPIOL-LD111 10중량%), 아크릴 단량체(Aldrich사의 글리시딜 메타아크릴레이트) 8중량%, 체질안료 탄산칼슘 27중량%, 카본블랙 1중량%(새론테크의 S.R.T#1), 첨가제 2중량%(분산제 1중량%+접착증진제 1중량%)로 혼합하여 제조하였다.

제1 경화제부는, 이소시아네이트(톨루엔 디이소시아네이트, TDI) 40중량%, 폴리올(KPX사의 GP-5000 30중량%+PP3000 30중량%) 60중량%를 80~90℃의 온도에서 3시간동안 혼합하여 제조하고 사용하였고, 제2 경화제부로 폴리아마이드 수지(국도화학의 KH-816)를 더 혼합하였다.

비교예 2

주제부 수지 혼합물은, 폴리올 35중량% (KPX사의 PP-2000 20중량%+GP-4000 15중량%), 에폭시 25중량%(에폭시 수지 :국도화학의 YD-115G 15중량%+반응성 희석제 : 국도화학의 EPIOL-LD111 10중량%), 아크릴 단량체(Aldrich사의 글리시딜 메타아크릴레이트) 5중량%, 체질안료 탄산칼슘 29중량%, 카본블랙 3중량%(새론테크의 S.R.T#1), 첨가제 3중량%(분산제 1중량%+접착증진제 2중량%)로 혼합하여 제조하였다.

제1 경화제부는, 이소시아네이트(톨루엔 디이소시아네이트, TDI) 40중량%, 폴리올(KPX사의 GP-5000 25중량%+PP3000 35중량%) 60중량%를 80~90℃의 온도에서 3시간동안 혼합하여 제조하고 사용하였고, 제2 경화제부로 폴리아마이드 수지(국도화학의 KH-816)를 더 혼합하였다.

비교예 3

주제부 수지 혼합물은, 폴리올 35중량% (KPX사의 PP-2000 20중량%+GP-4000 15중량%), 아크릴 단량체(Aldrich사의 글리시딜 메타아크릴레이트) 10중량%, 체질안료 탄산칼슘 30중량%, 세라믹 19중량%, 카본블랙 3중량%(새론테크의 S.R.T#1), 첨가제 3중량%(분산제 1중량%+접착증진제 2중량%)로 혼합하여 제조하였다.

제1 경화제부는, 이소시아네이트(톨루엔 디이소시아네이트, TDI) 30중량%, 폴리올(KPX사의 GP-5000 40중량%+PP3000 30중량%) 70중량%를 80~90℃의 온도에서 3시간동안 혼합하여 제조하고 사용하였고, 제2 경화제부로 폴리아마이드 수지(국도화학의 KH-816)를 더 혼합하였다.

비교예 4

주제부 수지 혼합물은, 폴리올 35중량% (KPX사의 PP-2000 20중량%+GP-4000 15중량%), 에폭시 26중량%(에폭시 수지 :국도화학의 YD-115G 16중량%+반응성 희석제 : 국도화학의 EPIOL-LD111 10중량%), 아크릴 단량체(Aldrich사의 글리시딜 메타아크릴레이트) 5중량%, 체질안료 탄산칼슘 24중량%, 세라믹 10중량%, 카본블랙 3중량%(새론테크의 S.R.T#1), 첨가제 2중량%(분산제 1중량%+접착증진제 1중량%)로 혼합하여 제조하였다.

제1 경화제부는, 이소시아네이트(톨루엔 디이소시아네이트, TDI) 32중량%, 폴리올(KPX사의 GP-5000 38중량%+PP3000 30중량%) 68중량%를 80~90℃의 온도에서 3시간동안 혼합하여 제조하고 사용하였고, 제2 경화제부로 폴리아마이드 수지(국도화학의 KH-816)를 더 혼합하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에 따른 조성물 함량을 하기 표 1에 나타내었다.

<시험예> 도막 물성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 하기 조건으로 도장한 후, 물성을 측정하였다.

-표면이 정리된 콘크리트 시편 준비 200X200(mm)

-작업 온도 : 20~25℃, 상대습도 80%이하

-도장후 24시간 건조

부착강도 시험

표면이 정리된 콘크리트 시편준비 200 X 200 (mm)에 상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 각각의 조성물을 스프레이 도포한 다음, 접착불량으로 인한 도막의 박리현상이 있는지 여부를 검토하였다.

내마모성 - 테이버 마모시험법

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 회전하는 원판에 시편을 고정 시킨 다음, 시편의 위를 자유로 회전하는 마모륜을 일정한 하중을 압부하여 마모시켜 마모현상이 있는지 여부를 검토하였다(CS-17 : 마모륜의 종류, 1Kg: 마모륜의 무게, 1,000회: 회전수).

내충격성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 300mm 의 높이에서 강구를 시편위에 떨어뜨린 후, 도막에 박리 또는 균열 발생 유무를 검토하였다.

굽힘성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 시편을 구부리고, 도막에 박리 또는 균열 발생 유무를 검토하였다.

용출시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법에 준해서 용출시험을 하였다.

내가수분해성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 각각의 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, NaOH 10%용액에 24시간 침지한 후, 흐르는 물에 세척하고 자연상태에서 시편을 건조한 후 표면의 크랙상태를 확인하여, 가수분해에 의한 경도의 저하에 대한 시험을 하였다.

내후성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 촉진내후 시험을 하였다.

내화학성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 각각의 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 5% 염산에 720시간 침지 후 제작시편의 이상 유무 변화를 관찰하였다.

내방사성 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 각각의 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 2.0ㅧ10⁴Gy로 방사선 조사시 표면 균열, 조각 벗겨짐, 탈락, 벗겨짐 부풀음등 외관 상태를 확인하여 판정하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조된 조성물의 물성 시험에 따른 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시험항목	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
부착 강도	◎	△	△	△	△
내마모성	◎	△	◎	◎	◎
내충격성	◎	△	△	◎	△
굽힘성	◎	◎	X	◎	◎
용출 시험	◎	◎	◎	◎	◎
내가수분해성	◎	△	△	◎	◎
내후성	◎	△	X	◎	◎
내화학성	◎	△	△	◎	△
내방사성	◎	X	X	◎	△

( ◎ : 양호 , △ : 보통 , X : 불량 )

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 에폭시-우레탄 하이브리드 수지에 세라믹 분말을 도입한 실시예 1의 조성물은, 우수한 부착성을 나타내고, 모든 물성시험에서 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

반면, 세라믹 분말을 포함하지 않은 비교예 1 및 비교예 2의 조성물은 용출 시험 결과는 양호한 것으로 나타났으나, 부착강도, 내충격성, 내가수분해성 등의 물성이 저하되었고, 특히 내방사성 시험결과가 불량한 것으로 나타났다.

또한 에폭시 수지가 하이브리드 되지 않은 비교예 3의 조성물은, 내마모성, 내충격성 등의 대부분의 물성에 대해 우수한 결과를 나타냈지만 부착강도에 있어서 물성이 저하되는 것으로 나타났고, 아크릴 단량체를 포함하지 않는 비교예 4의 조성물은 내가수분해성, 내후성 등의 물성에서는 우수한 결과를 나타냈지만 부착강도, 내화학성, 내방사성 등의 물성이 저하된 것을 확인할 수 있었다.

상기 실시예 및 시험예의 결과로부터 본 발명의 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물은, 에폭시 수지와 우레탄 수지를 하이브리드하되 아크릴 단량체에 의하여 가교가 잘 이루어지도록 함으로써 우수한 콘크리트 부착성을 가지면서, 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성 및 공극메꿈성 등을 향상시켜 우수한 보수성을 가질 수 있게 되고, 세라믹 분말을 포함함에 따라 기계적 물성은 물론 내방사성 등을 향상시켜 발전소를 비롯한 특수건물의 방호 바닥재로도 적용가능할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명을 실시예를 중심으로 설명하였으나, 해당 분야의 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이며, 본 발명의 권리범위는 상기 실시 예에 한정하여 해석될 수 없고, 이하에서 기재하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 한다.

Claims

바닥의 방수방식용 조성물에 있어서,
폴리올 25~35중량%, 에폭시 수지 15~20중량%, 반응성 희석제 5~10중량%, 아크릴 단량체 3~10중량%, 체질안료 20~40중량%, 세라믹 분말 10~20중량%, 무기안료 1~3중량% 및 첨가제 1~3중량%를 포함하는 주제부와,
헥사 메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone Diisocyanate, IPDI), 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate, MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트 25~35중량%와 폴리올 65~75중량%를 포함하는 제1 경화제부 및 상기 제1 경화제부 100중량% 대비 10~15중량%의 폴리아마이드 수지인 제2 경화제부를 포함하는 경화제부로 이루어지고,
상기 주제부와 경화제부가 100:110~115의 비율로 혼합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 폴리올은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜 및 폴리이소프렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 에폭시 당량(EEW)이 150~200g/eq이고 25℃에서의 점도가 500~1000cps인 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 반응성 희석제는 네오펜틸 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄 디글리시딜 에테르 및 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 중에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 아크릴 단량체는 비닐클로라이드, 비닐아세테이트, 아크릴 에시드, 메타아크릴 에시드, 부틸아세테이트, 메틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 분말은 일라이트-운모(Illite-Mica), 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석), 에어로겔(Aerogel), 플라이에쉬(Fly ash) 및 고로슬래그 분말 중에서 단독 또는 혼합 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 폴리아마이드는 아민가(amine value)가 200~350 mgKOH/g이고, 25℃에서의 점도가 300~1000cps인 것을 특징으로 하는, 우수한 부착성·보수성·내화학성·내방사성을 갖는 우레탄-에폭시-세라믹 하이브리드 바닥 방수방식용 도장재 조성물.