KR101405366B1 - 침투성 발수제 및 이를 이용한 그루빙 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 10~40 중량%, 분지형 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%, 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%, 미네랄 스피릿 20~40 중량% 및 경화 촉매 1~5 중량%를 포함하는 침투성 발수제 및 그 침투성 발수제를 이용하여 도로면에 그루빙 시공을 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 침투성 발수제는 무기물질 기공내로의 침투성이 뛰어나 무기물질의 내구성, 내후성 및 내오염성이 우수하고, 통기성이 확보되어 무기물질의 풍화 및 백화현상을 예방할 수 있으며, 또한 상기 침투성 발수제를 이용하여 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공에 적용하면 탁월한 발수효과로 인하여 도로면의 수명을 지속시킬 수 있다.

Description

침투성 발수제 및 이를 이용한 그루빙 시공방법{Penetrating water repellent and method for carrying out groove construction using the same}
본 발명은 침투성 발수제 및 이를 이용한 그루빙 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 10~40 중량%, 분지형 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%, 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%, 미네랄 스피릿 20~40 중량% 및 경화 촉매 1~5 중량%를 포함하는 침투성 발수제 및 그 침투성 발수제를 이용하여 도로면에 그루빙 시공을 하는 방법에 관한 것이다.`
일반적으로 콘크리트, 벽돌, 모르타르 슬래브 등의 무기물질 표면은 모세기공이 많이 형성되어 있어, 이 모세기공으로 물이 스며들면 물속의 염화이온 등이 무기물질을 부식시키거나 동절기에는 동결융해에 의한 균열 및 노화를 촉진시켜 내구성을 단축시키는 문제가 발생한다. 따라서 상기 다공성 무기물질로 이루어진 석조 건축물, 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로 등의 내구성을 향상시키기 위해서 다공성 무기물질 내부에 수분이 침투하는 것을 방지하고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있는바, 소수성의 실리콘계 화합물을 주성분으로 하는 발수제를 무기물질의 표면에 도포하는 방법이 많이 알려져 있다.
그 예로서, 알킬알콕시실란 및 고분자 화합물을 포함하는 침투성 방수제가 공지되었는데, 이는 알킬알콕시실란에 유화제를 혼합하여 물을 용제로 사용할 수 있도록 제조된 크림 형태의 침투성 방수제이지만 내구성 및 내투수성능이 떨어지고, 유화제형인 탓에 공기 중의 수분이 유화제에 의해 방수제에 용해될 수 있으므로 발수력이 약화되는 문제가 발생할 수 있다(특허문헌 1).
또한, 오래전부터 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로면의 미끄럼을 방지하기 위한 그루빙 시공방법이 적용됨에 따라 그루빙 시공시 도로면의 표면을 발수제로 처리하기 위한 발수 침투강화제 조성물도 알려져 있는바, 트리메틸로프로판 트리메타크릴레이트, -메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란, 스티렌 모노머, 경화촉매 및 경화개시제를 포함하는 발수제로서 발수성은 대체로 양호하지만, 메타크릴레이트계모노머와 스티렌 모노머를 사용하여 경화시키는 것이어서 도로면에서는 이들 모노머의 반응성이 떨어지므로 경화하기에 충분한 정도의 고분자로 성장하기가 어려워 발수제의 침투깊이가 충분하지 못하고, 미반응 모노머의 잔류에 따라 도로면의 내후성 및 내오염성이 낮은 단점이 있다(특허문헌 2).
한편, 모르타르 또는 슬레이트 등과 같은 건축물 지붕재의 내후성 및 내오염성을 향상시키기 위하여 경화성 폴리오르가노실록산, 페닐기 함유 실란 및 알콕시실란의 부분 가수분해물을 포함하는 코팅제 조성물이 공지되었는데, 무기물질 표면에 소수성 코팅막이 형성됨으로써 수분의 침투는 방지할 수 있지만, 공기의 유통이 차단되어 풍화 및 백화현상이 발생하는 원인이 될 수 있다(특허문헌 3).
또한, 콘크리트, 석회석 또는 석재와 같은 다공성 기재의 내흡수성을 향상시키기 위하여 다공성 기재에 알킬알콕시실란계 화합물 및 실온경화성 실리콘 고무 등의 혼합물, 티탄 촉매, 알코올 등의 용매를 포함하는 발수제도 알려져 있는데, 그 발수제의 코팅에 의하여 다공성 기재의 내부는 물론 표면 근처에서도 실리콘 매트릭스의 경화 가교밀도가 상승하므로, 내수성 또는 발수성은 양호하지만 침투성 발수제가 아니어서 공기의 유통이 차단됨에 따라 습기, 곰팡이, 결로 및 백화현상이 발생할 여지가 있다(특허문헌 4).
그러므로 본 발명자들은 소수성의 실란과 실록산 혼합물을 주성분으로 하는 고침투성 발수제를 개발할 수 있으면, 콘크리트 모세관 기공 내에서 모세관 표면의 수산기와 화학적으로 결합함과 동시에 방수층을 형성함으로써, 다공성 무기물질에 수분과 염화이온의 침투를 방지하여 내구성, 내후성 및 내오염성을 향상시키고, 또한 통기성을 부여하여 풍화 및 백화현상을 예방할 수 있어 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로의 그루빙 시공에도 적용할 수 있음에 착안하여 본 발명에 이르렀다.
특허문헌 1. 한국등록특허공보 제10-0494993호 특허문헌 2. 한국등록특허공보 제10-1177388호 특허문헌 3. 일본공개특허공보 평11-21508호 특허문헌 4. 미국등록특허공보 제4,846,886호
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무기물질 기공내로의 침투성이 뛰어나 내구성, 내후성 및 내오염성이 우수하고, 통기성이 확보되어 무기물질의 풍화 및 백화현상을 예방할 수 있는 침투성 발수제 및 이를 이용한 도로면의 그루빙 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 10~40 중량%, 분지형 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%, 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%, 미네랄 스피릿 20~40 중량% 및 경화 촉매 1~5 중량%를 포함하는 침투성 발수제를 제공한다.
상기 알킬알콕시실란은 탄소수 1 내지 12의 알킬기 및 탄소수 1 내지 6의 알콕시기를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 알킬알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, n-옥틸에톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.
상기 알킬알콕시실란은 메틸트리메톡시실란과 n-옥틸트리에톡시실란의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
상기 실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산 또는 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산인 것을 특징으로 한다.
<화학식 1>
Figure 112014008426650-pat00001
<화학식 2>
Figure 112014008426650-pat00002
(상기 화학식 1 또는 2에서, R, R' 및 R"는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 알콕시기이고, 이들은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, m은 1 내지 3의 정수, n은 2 내지 5의 정수이다)
상기 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산은 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 디메틸테트라메톡시디실록산, 트리메틸트리메톡시디실록산, 테트라메틸테트라메톡시트리실록산, 헥사메틸테트라메톡시테트라실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.
상기 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산은 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.
상기 경화 촉매는 테트라메틸 티타네이트, 테트라에틸 티타네이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 테트라(2-에틸헥실) 티타네이트, 및 티타늄 테트라아세틸 아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 한다.
상기 경화 촉매는 디부틸주석디라우레이트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계, ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 그루브를 형성하는 단계, 및 iii) 그루브가 형성된 도로면에 상기 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계, ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 상기 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계, 및 iii) 발수층이 형성된 도로면에 그루브를 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 침투성 발수제는 무기물질 기공내로의 침투성이 뛰어나 무기물질의 내구성, 내후성 및 내오염성이 우수하고, 통기성이 확보되어 무기물질의 풍화 및 백화현상을 예방할 수 있으며, 또한 상기 침투성 발수제를 이용하여 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공에 적용하면 탁월한 발수효과로 인하여 도로면의 수명을 지속시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1의 발수제를 Concrete에 도포하여 10% 염화나트륨 용액에 10일간 침윤시킨 후 염화이온의 침투성능을 측정한 결과 그래프.
이하에서는 본 발명에 따른 침투성 발수제 및 이를 이용한 도로면의 그루빙 시공방법에 대하여 실시예와 함께 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 10~40 중량%, 분지형 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%, 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%, 미네랄 스피릿 20~40 중량% 및 경화 촉매 1~5 중량%를 포함하는 침투성 발수제를 제공한다.
먼저, 본 발명은 침투성 발수제로서 소수성의 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물을 주성분으로 하는바, 활성 성분인 알킬알콕시실란과 실록산은 콘크리트, 벽돌, 모르타르 슬래브 등과 같은 다공성 무기물질의 모세 기공을 통하여 표면으로부터 깊이 침투하여 모세기공 내벽의 수분과 반응함으로써 가수분해에 의하여 히드록시기를 갖는 실라놀 및 실록사놀을 형성하게 되고, 이어서 탈수축합에 의하여 고분자로 성장함으로써 다공성 무기물질의 모세기공 내벽 표면에 소수성 막이 형성되는 반응기전을 갖는다.
이러한 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물은 침투성 발수제 전체 중량 대비 10~40 중량%인 것이 바람직한데, 그 함량이 10 중량% 미만이면 수분의 흡수 등으로 인하여 발수력이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과하면 발수제의 침투속도가 떨어져 다공성 무기물질의 모세 기공을 통하여 표면으로부터 깊숙이 침투하기 어려운 단점이 있다.
상기 알킬알콕시실란은 탄소수 1 내지 12의 알킬기 및 탄소수 1 내지 6의 알콕시기를 갖는 것이 바람직하고, 그 예로서 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, n-옥틸에톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 메틸트리메톡시실란과 n-옥틸트리에톡시실란의 혼합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산 또는 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산을 바람직하게 사용할 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112014008426650-pat00003
<화학식 2>
Figure 112014008426650-pat00004
(상기 화학식 1 또는 2에서, R, R' 및 R"는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 알콕시기이고, 이들은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, m은 1 내지 3의 정수, n은 2 내지 5의 정수이다)
상기 실록산은 화학식 1 또는 화학식 2에서 정의된 것이라면 어느 것이든 제한 없이 사용할 수 있으나, 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산으로서는 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 디메틸테트라메톡시디실록산, 트리메틸트리메톡시디실록산, 테트라메틸테트라메톡시트리실록산, 헥사메틸테트라메톡시테트라실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산으로서는 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 바람직하게 사용할 수 있으며, 그 중에서도 옥타메틸사이클로테트라실록산을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 침투성 발수제의 활성 성분으로서 분지형(branched) 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%를 독립적인 필수구성요소로서 함유하는바, 이는 발수제의 소수성을 강화시켜 발수력을 극대화 시키기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 침투성 발수제에는 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%가 함유되는데, 상기 지방족 탄화수소는 발수제의 활성 성분인 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 및 분지형(branched) 옥틸트리에톡시실란의 용매로 작용하여 발수제의 도포작업시 침투를 용이하게 하는 기능을 수행하는바, 실란 또는 실록산 화합물에 대한 용매로 많이 쓰이는 통상의 벤젠 유도체들과 같은 방향족 탄화수소는 인체에 유해하고 환경오염을 유발할 수 있는 여지가 있으므로 본 발명에서는 상기 지방족 탄화수소를 사용한다. 또한, 상기 지방족 탄화수소의 비점이 140℃ 미만이면 쉽게 증발하여 침투성이 저하되는 단점이 있고, 비점이 200℃를 초과하면 증발하지 않은 채로 활성 성분인 실록산이 다공성 무기물질의 모세기공 내벽 표면의 수분과 반응하여 형성된 실록사놀의 탈수축합에 의하여 고분자로 성장하는 과정에서 고분자 사슬에 잔존하여 일종의 가소제 역할을 함으로써 무기물질의 표면에서부터 박리되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 침투성 발수제는 상기 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 이외에 미네랄 스피릿을 함유하는바, 미네랄 스피릿은 발수제의 활성 성분과 경화 촉매의 분산성을 향상시키는 희석제로서의 기능을 수행함과 더불어 본 발명에 따른 침투성 발수제의 저장안정성을 유지하는데 기여한다.
한편, 본 발명의 침투성 발수제에는 경화 촉매 1~5 중량%가 포함되는데, 상기 경화 촉매는 알콕시기의 가수분해 및 축합반응을 용이하게 하는 것으로서, 유기티탄염인 테트라메틸 티타네이트, 테트라에틸 티타네이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 테트라(2-에틸헥실) 티타네이트, 및 티타늄 테트라아세틸 아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 유기 티탄염과 디부틸주석디라우레이트를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 경화 촉매의 함량이 침투성 발수제 전체 중량 대비 1 중량% 미만이면 경화 반응이 원활하게 진행되지 아니하여 다공성 무기물질의 모세기공 내벽 표면에 형성되는 소수성 막으로 인한 충분한 발수 효과를 얻기가 어렵고, 그 함량이 5 중량%를 초과하면 경화반응에 관여하지 않은 잔량의 경화 촉매가 발수제의 저장안정성을 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 침투성 발수제를 이용하여 아스팔트 또는 콘크리트 도로면에 그루빙 시공을 함으로써, 종래 콘크리트 도로면의 미끄럼방지용 그루빙 공사로 인하여 방수가 되지 않아 파손이 되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 아스팔트 포장도로의 경우에는 통상의 발수제를 사용하여 그루빙 시공을 하더라도 그루빙 공사를 하면서 도로 바탕면을 절단하기 때문에 손상을 입고 무기물질(자갈, 모래 등)이 노출되어 방수막이 깨질 수 있고 침투가 잘 되지 않는 단점이 있으나, 본 발명에 따른 상기 침투성 발수제는 콘크리트 도로는 물론이고, 아스팔트 포장도로의 그루빙 공사에 적용하더라도 아스팔트 포장도로 표면으로부터 발수제가 깊숙이 침투하여 모세기공 내벽 표면에 단단한 소수성 막을 형성함으로써 우수한 발수 효과를 나타낸다.
즉, 본 발명은 i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계, ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 그루브를 형성하는 단계, 및 iii) 그루브가 형성된 도로면에 상기 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 침투성 발수제를 이용하여 그루빙 시공을 함에 있어서는 상기 시공방법과 같이 도로면에 그루브 형성 작업을 먼저 시행한 후, 발수제를 시공할 수 있으나, 도로면에 발수제를 도포하여 발수층을 먼저 형성한 후, 그루빙 시공을 할 수도 있다.
즉, 본 발명에서는 i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계, ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 상기 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계, 및 iii) 발수층이 형성된 도로면에 그루브를 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법을 제공한다. 상기 침투성 발수제를 도포함에 있어서는 공지의 도포수단을 적절히 사용할 수 있으나, 롤러 또는 분무기에 의하여 도포하는 것이 바람직하다.
이하 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
( 실시예 1)
발수제 전체 성분 100 중량% 대비 지방족 탄화수소인 데칸(용매) 40 중량%를 교반기가 달린 교반조에 투입하고 20℃에서 700 rpm으로 교반하면서, 메틸트리메톡시실란 5 중량% 및 n-옥틸트리에톡시실란 5 중량%와 옥타메틸사이클로테트라실록산 5 중량%의 혼합물을 부가하여 30분 동안 교반하였다. 이어서, 분지형 옥틸트리에톡시실란 15 중량%를 부가한 후, 미네랄 스피릿 28 중량%를 투입하여 30분 동안 교반하였다. 마지막으로, 경화 촉매로서 테트라부틸 티타네이트 1 중량% 및 디부틸주석디라우레이트 1 중량%를 첨가하여 충분히 교반함으로써 침투성 발수제를 제조하였다.
( 실시예 2)
경화 촉매로서 디부틸주석디라우레이트는 사용하지 않고, 테트라부틸 티타네이트 2 중량%만을 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 침투성 발수제를 제조하였다.
( 실시예 3)
데칸 30 중량%, 메틸트리메톡시실란 10 중량%, n-옥틸트리에톡시실란 10 중량%, 미네랄 스피릿 29 중량% 및 경화 촉매로서 테트라부틸 티타네이트 1 중량%만을 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 침투성 발수제를 제조하였다.
( 비교예 )
통상의 실란계 용제형 발수제 성분으로서 용매인 이소프로필알코올 65 중량%, 활성 성분인 메틸트리메톡시실란 14 중량%, n-옥틸트리에톡시실란 14 중량% 및 경화 촉매인 테트라부틸 티타네이트 7 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 발수제를 제조하였다.
( 시험예 )
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예로부터 제조된 발수제의 발수 성능을 30 MPa Concrete(표 1) 및 Mortar slabs(표 2)를 대상으로 측정하였고(침윤시간 1분), 발수제의 침투 깊이를 비롯하여 내흡수성, 내투수성, 내염화이온침투성, 통기성을 KSF-4930 등의 방법에 따라 측정하여 도로공사 전문시방서의 기준치와 비교평가(표 3) 하였다.
샘플 발수제 흡수
(g/m2)		 침투 깊이
(mm)		 물방울 효과a 물 흡수b
(%)		 물 흡수c
(%)
실시예 1 102 7.0 2 0.1 0.4
실시예 2 101 6.7 2 0.2 0.5
실시예 3 99 6.5 2 0.2 0.5
비교예 70 2.0 4 1.8 2.3
발수제 미도포 - - 5 3.1 3.6
a 1=젖음성 없음, 5=젖음성 현저함을 의미함
b 24시간 침윤 후의 값
c 14일 침윤 후의 값
샘플 발수제 흡수
(g/m2)		 침투 깊이
(mm)		 물방울 효과a 물 흡수b
(%)		 물 흡수c
(%)
실시예 1 164 7.0 1 0.6 2.0
실시예 2 160 6.9 1 0.5 2.1
실시예 3 155 6.7 1 0.5 2.1
비교예 103 3.0 3 2.7 5.2
발수제 미도포 - - 5 6.9 7.6
a 1=젖음성 없음, 5=젖음성 현저함을 의미함
b 24시간 침윤 후의 값
c 14일 침윤 후의 값
상기 표 1, 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3으로부터 제조된 발수제를 도포한 Concrete 및 Mortar slabs는 비교예와 대비하여 기본적으로 발수제의 흡수능 및 발수제의 침투 깊이가 매우 큰 값을 나타냄을 알 수 있고, 그에 따라 발수 성능이 우수함을 확인할 수 있다. 특히, 발수제가 도포되지 않은 경우에 비해서는 내흡수성이 크게 향상됨으로써 침투성 발수제로서 콘크리트 및 모르타르 슬라브를 주성분으로 하는 석조건물 또는 아스팔트 포장도로면에 시공되어 뛰어난 발수 효과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 도 1에는 실시예 1 내지 3 중에서 전반적인 발수 성능이 가장 우수한 것으로 평가된 실시예 1의 발수제를 Concrete에 도포하여 10% 염화나트륨 용액에 10일간 침윤시킨 후 염화이온의 침투성능을 측정한 결과를 나타내었다. 도 1에서 보는 바와 같이 발수제가 도포되지 않은 것에 비하여 표면으로부터 콘크리트의 모세기공 내벽으로 깊이 들어갈수록 침투된 염화이온의 함량이 매우 낮아짐을 알 수 있어, 본 발명에 따른 침투성 발수제는 내염화이온침투성이 우수함을 확인할 수 있다.
그리고 표 3에는 본 발명의 실시예 1에 따른 침투성 발수제를 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로의 그루빙 공사와 같은 도로 시공에 실질적으로 적용할 수 있는지 여부를 확인하고자 상기 실시예 1로부터 제조된 발수제와 종래 발수제 제품의 침투 깊이를 비롯하여 내흡수성, 내투수성, 내염화이온침투성, 통기성을 KSF-4930 등의 방법에 따라 측정하여 도로공사 전문시방서의 기준치와 비교평가한 결과를 나타내었다.
시험항목 기준치 실시예 1 종래 발수제
침투깊이 4.0 mm 이상 6.2 mm 0.1~0.2 mm
내흡수성 표준상태 0.10 이하 0.01 0.2
내알칼리시험후 0.10 이하 0.02 0.3
저온고온반복시험후 0.10 이하 0.01 0.5
촉진내후성시험후 0.20 이하 0.02 0.5
내투수성 0.10 이하 0.03 0.2~0.4
내염화이온침투성 3.0 mm 이하 0 4 mm
통기성 80 이상 90 70
발수제 사용량 : 0.4L/m2
도로공사전문시방서에 준거함
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 침투성 발수제는 모든 시험항목에서 종래 발수제 제품보다 우수한 성능을 나타내고 있어, 본 발명에서 제조되는 침투성 발수제는 콘크리트와 같은 무기물질 기공내로의 침투성이 뛰어나 무기물질의 내구성, 내후성 및 내오염성이 우수하고, 통기성이 확보되어 무기물질의 풍화 및 백화현상을 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 침투성 발수제는 도로공사전문시방서의 기준치도 훨씬 상회하는 뛰어난 발수 성능을 나타내므로 도로면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 공사를 비롯하여 기타 도로 시공의 현장에 침투성 발수제로서 적용이 가능함을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 알킬알콕시실란과 실록산의 혼합물 10~40 중량%, 분지형 옥틸트리에톡시실란 1~20 중량%, 비점이 140~200℃인 지방족 탄화수소 30~50 중량%, 미네랄 스피릿 20~40 중량%, 및 테트라메틸 티타네이트, 테트라에틸 티타네이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 테트라(2-에틸헥실) 티타네이트, 및 티타늄 테트라아세틸 아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 경화 촉매 1~5 중량%를 포함하는 침투성 발수제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알킬알콕시실란은 탄소수 1 내지 12의 알킬기 및 탄소수 1 내지 6의 알콕시기를 갖는 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  3. 제2항에 있어서, 상기 알킬알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, n-옥틸에톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  4. 제3항에 있어서, 상기 알킬알콕시실란은 메틸트리메톡시실란과 n-옥틸트리에톡시실란의 혼합물인 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산 또는 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산인 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
    <화학식 1>
    Figure 112014008426650-pat00005

    <화학식 2>
    Figure 112014008426650-pat00006

    (상기 화학식 1 또는 2에서, R, R' 및 R"는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 알콕시기이고, 이들은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, m은 1 내지 3의 정수, n은 2 내지 5의 정수이다)
  6. 제5항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 선형 구조의 실록산은 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 디메틸테트라메톡시디실록산, 트리메틸트리메톡시디실록산, 테트라메틸테트라메톡시트리실록산, 헥사메틸테트라메톡시테트라실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  7. 제5항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 고리형 구조의 실록산은 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 경화 촉매는 디부틸주석디라우레이트를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성 발수제.
  10. i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계,
    ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 그루브를 형성하는 단계, 및
    iii) 그루브가 형성된 도로면에 제1항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 따른 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법.
  11. i) 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 이물질과 습기를 제거하는 단계,
    ii) 이물질과 습기가 제거된 도로면에 제1항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 따른 침투성 발수제를 도포하고 경화시켜 발수층을 형성하는 단계, 및
    iii) 발수층이 형성된 도로면에 그루브를 형성하는 단계;를 포함하는 아스팔트 또는 콘크리트 도로면의 그루빙 시공방법.
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