KR101429221B1 - 우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 습윤면 적용을 위한 에폭시계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 습윤면 적용을 위한 에폭시계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무용제 에폭시계 다목적 도료 조성물 및 이를 이용한 방수방식 시공방법에 관한 것으로, 고형분 에폭시 수지 50~72 중량%와, 비반응성 희석제 12~20 중량%, 체질안료 15~20 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 주제; 및 변성 아민 50~75 중량%와, 체질안료 14~50 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 주제와 경화제가 1~5 :1 의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 우수한 에폭시계 도료 조성물과, 이를 이용한 방수방식 시공방법이 제공된다.
상기 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물은 콘크리트, 스텐레스, FRP에 이르는 다양한 소재의 바탕면에 우수한 부착력을 나타냄은 물론, 습윤면에 적용성이 탁월하여 습윤 또는 수중 환경에서도 탁월한 접착력을 가지고 있어, 다양한 소재로 이루어진 바탕면과 습윤조건에서 강한 결합을 형성한 방수방식 도막을 형성시킬 수 있고, 상기 형성된 에폭시계 도막은 우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 나타낼 수 있는 효과가 있다.

Description

우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 습윤면 적용을 위한 에폭시계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법{EPOXY-BASE PAINT COMPOSITION FOR WETTING SURFACE WITH EXCELLENT CHEMICAL-RESISTANCE, THERMOELASTIC PROPERTY, WATERPROOF PROPERTY, ANTI-CORROSIVENESS AND COATABILITY}
본 발명은 우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 습윤면 적용을 위한 에폭시계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
에폭시 도료 조성물은 에폭시 수지에 경화제 수지를 적절히 배합하여 다양한 용도로 널리 사용되는 도료 조성물 중에 하나이다. 에폭시 도료 조성물은 우수한 부착성을 가지며, 철재를 보호하기 위한 다른 수지 타입의 도료에 비해 낮은 수축성을 가진다. 그리고 에폭시 도료 조성물은 기계적 및 화학적 내성이 커서 고기능성 도료로 철재, 스텐레스, FRP 합성 수지, 콘크리트 등 다양한 종류에 표면을 갖는 물탱크, 정수장, 선박, 구조물 등에 널리 사용되고 있다.
에폭시 도료 조성물은 용제형과 무용제형으로 나눌 수 있다. 에폭시수지들을 주제로 사용하는 종래의 용제형 에폭시 도료는 내약품성, 부착성 및 기계적 특성 등이 우수한 반면, 에폭시수지의 분산에 사용되는 유기 용제로 인하여 환기가 원활하지 않은 곳에서의 작업성이 저하되고, 화재나 폭발에 대한 위험성도 클 뿐만 아니라 유해 유기용제의 배출에 따른 환경오염 유발 등의 문제점이 있었다. 그리고 상기 문제점의 해결을 위해 수용성 에폭시 도료가 연구된 바 있으나, 도막 물성이 유기용제를 사용한 경우에 미치지 못하여, 친환경성 에폭시 도료에 대한 산업계 요구는 몹시 큰 실정이다.
이와같이 종래에는 용제형 에폭시 도료 조성물이 많이 사용되었지만, 친환경적인 도료 조성물의 적용 요구에 따라 점차적으로 무용제 에폭시 도료 조성물의 사용이 늘고 있는 추세이다. 특히 이와 같은 에폭시 도료 조성물은 수도강관, 식수탱크, 밸브 등과 같은 수도용 부재의 내면을 코팅하는 용도로 널리 사용되고 있다. 수도용 부재의 내면에 에폭시 도료 조성물로 코팅된 도료층은 수도용 부재의 내면을 보호한다. 이러한 수도용 부재의 내부 코팅용 도료의 경우, 수도용 부재의 특성상 내수성, 내식성, 내구성, 내굴곡성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 만족하며, 음용수 기준에도 부합되어야 한다. 또한 도막의 크랙발생 등이 발생하지 않아야 하므로, 이를 위해서 수도용 부재 내부 코팅용 도료에 의한 도막 형성시 내구성, 내충격성, 내한성 및 접착력의 특성이 좋아야 하고, 도막의 균일한 도포가 가능하여야 한다.
또한, 상기 무용제형 에폭시 도료 조성물을 콘크리트 구조물에 적용할 경우, 형성된 도막이 압축강도면에서 만족스러운 물리적 특성을 나타낼 수 있어야 함은 물론, 건조 또는 습윤한 콘크리트 표면에서 양호한 부착강도를 나타낼 수 있어야 한다. 또한 바닥재로의 적용시 주방이나 식음료가공 공장 등과 같은 음식물 조리기 하단부에서는 고열에 의하여 경화체가 부풀어올라 박리되지 않아야 한다.
더욱이, 철재, 스텐레스, FRP 합성 수지, 콘크리트 등 다양한 종류에 표면을 갖는 정수장, 하수시설물, 물탱크 등 수도용 부재, 선박, 교량, 교각, 터널, 해양 및 육상 구조물 등은 시간의 흐름에 따라 보수보강 또는 긴급보수 등이 반드시 필요하게 되는바, 노후화 또는 부분적 노화로 인한 교체시에는 막대한 비용이나 시간이 투입되어야 하므로, 완벽한 보수보강이 가능하면서 방수방식성을 나타내는 도료조성물의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허등록 제10-1291114호
이에 본 발명은 상기와 같은 에폭시계 도료 조성물의 개발요구에 착안하여 발명한 것으로, 내화학성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 탁월하여 물탱크, 정수장 등의 수도용 부재, 선박, 콘크리트 구조물 등 다양한 표면에 적용하여 우수한 내화학성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 나타낼 수 있고, 열탄성 및 보수보강성이 우수하여 습윤면의 코팅을 비롯하여 보수보강 또는 긴급보수시에도 적용가능한, 다목적 무용제 에폭시계 도료 조성물을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
또한, 본 발명은 상기 무용제 에폭시계 도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법을 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
또한, 본 발명은 상기 무용제 에폭시계 도료 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법을 제공하는 것을 또다른 해결과제로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,
고형분 에폭시 수지 57~72 중량%와, 비반응성 희석제 12~20 중량%, 체질안료 15~20 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 주제; 및
변성 아민 50~75 중량%와, 체질안료 24~49 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 경화제를 포함하고,
상기 주제와 경화제가 1~5 :1 의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 우수한 에폭시계 도료 조성물이 제공된다.
바람직하게는 상기 에폭시 수지는 에폭시당량이 160~250이고, 25℃에서 10,000~20,000 cps의 점도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 변성 아민은, 변성 지방족 아민, 변성 방향족 아민 또는 이들의 혼합물이고, 상기 변성 지방족 아민은 디에틸렌트리아민(Diethylene Triamine : DETA) 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine: TETA), 디에틸아미노프로필아민(Diethylamino propyl amine: DEAPA), 멘탄디아민(Menthane diamine: MDA), N-아미노에틸피페라진(N-aminoethyl piperazine: N-AEP), 엠크실렌디아민( M-xylene diamine: MXDA) 및 이소포론디아민(Isophorone diamine: IPDA)군에서 선택된 하나 이상이고, 상기 변성 방향족 아민은 메타 페닐렌 디아민(Meta phenylene diamine: MPD), 디아미노디페닐메탄(Diaminodiphenyl methane: DDM) 및 디아미노디페닐 설폰(Diaminodipheny sulphone: DDS)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 체질 안료는 상기 체질 안료는 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 마그네슘 실리케이트, 마이카 또는 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 측면에 의하면,
바탕면을 고압세척한 후, 평활처리하는 바탕면의 전처리 단계;
상기 전처리된 바탕면에 상기 도료 조성물을 도포하는 에폭시계 도막의 형성단계; 및
상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 우수한 에폭시계 도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법이 제공된다.
바람직하게는 상기 세척된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 또다른 측면에 의하면,
콘크리트 구조물의 바탕면을 고압세척하는 단계;
상기 세척된 바탕면에 무기 규산염계 침투성 도료를 도포하여 상기 콘크리트 바탕면의 강도를 증가시키는 침투성 도막의 형성단계;
상기 형성된 침투성 도막을 평활처리하는 단계;
상기 평활처리된 침투성 도막의 상면에 상기 도료 조성물을 도포하여 에폭시계 도막을 형성하는 단계; 및
상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 우수한 에폭시계 도료 조성물을 이용한 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법이 제공된다.
바람직하게는 상기 세척된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 침투성 도료는 무기 규산염 30~40 중량%와, 실란 혼합물 40~50 중량% 및 첨가제 10~30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물은 콘크리트, 스텐레스, FRP에 이르는 다양한 소재의 바탕면에 우수한 부착력을 나타냄은 물론, 습윤면에 적용성이 탁월하여 습윤 또는 수중 환경에서도 탁월한 접착력을 가지고 있어, 다양한 소재로 이루어진 바탕면과 습윤조건에서도 강한 결합을 형성한 도막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 에폭시계 도료 조성물의 우수한 부착력으로 인하여 별도의 프라이머를 도포하지 않고도 에폭시계 도막을 형성할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물에 의하여 형성된 도막은 우수한 방수방식기능, 습윤코팅성 및 열탄성을 나타내어 습윤면에서도 접착 시공되어 방수방식효과를 나타냄은 물론, 100℃의 온수탱크에서도 탈락없이 접착되어 방수방식 및 보수보강을 할 수 있게 되는 효과가 있고, 온도변화에 거의 무관하게 시공이 가능하면서 온도 변화에 대응하여 크랙이나 들뜸 등이 발생하지 않는 효과가 있다.
또한 본 발명의 에폭시계 도료 조성물은 내화학성이 우수하여 특히 수도용 부재 등에 적용될 수 있고, 무용제 도료 조성물로서 냄새가 거의 없어 지하저수조 등의 지하 시공, 실내 시공에서도 위험성이 없는 효과가 있다.
또한 본 발명의 상기 에폭시계 도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법에 의하면 고압세척 및 평활처리에 의한 전처리 후, 부착력이 우수하면서 우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 에폭시계 도료 조성물에 의하여 에폭시계 도막을 형성하고, 형성된 도막을 다시 고압세척에 의하여 완벽하게 세척하게 되므로, 특히 온수탱크, 지하저수조, 정수장 등 수도용 부재의 내부 표면의 방수방식 시공에 적합하고, 이러한 시공에 의하여 인체에 유해한 성분이 남아있지 않도록 하면서 완벽하게 방수방식이 이루어질 수 있게 된다.
또한 본 발명의 상기 에폭시계 도료 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법에 따르면, 고압세척 후 침투성 도료를 이용하여 침투성 도막을 형성시켜 콘크리트의 강도를 강화시킨 다음, 평활처리하고, 다시 상기 우수한 물성을 갖는 에폭시계 도료 조성물을 이용하여 도막을 형성하게 된다. 따라서 콘크리트 구조물에 대한 방수 성능의 결함으로 압축 강도, 동결융해 저항성, 화학적 침식에 대한 저항성 등의 저하, 물리적, 화학적인 환경조건에 의한 열화 현상 등에 의한 콘크리트 구조물의 수명이 단축되는 것을 막기 위한 콘크리트 구조물의 보수시에, 콘크리트 구조물의 표층을 강화 및 보호하면서 방수방식 시공을 하게 되어 완벽하게 방수방식 및 보수보강이 이루어질 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따른 방수방식 시공방법의 적용시, 상기 우수한 물성을 갖는 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 코팅 도막을 형성함으로써 내마모성, 내부식성, 내후성 등의 기계적 물성을 더욱 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시계 도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법을 나타낸 절차흐름도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 에폭시계 도료 조성물을 이용하고 세라믹 코팅도막을 형성하는, 방수방식 시공방법을 나타낸 절차흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법을 나타낸 절차흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물을 이용하고 세라믹 코팅도막을 형성하는, 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법을 나타낸 절차흐름도이다.
이하, 본 발명을 자세히 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 발명에서 '콘크리트 구조물'이라 함은, 화학공장, 식품공장, 축사 바닥 등의 관련 구조물, 해양콘크리트 구조물, 건축구조물, 하수종말처리장, 수영장, 수중콘크리트 구조물, 지수구조물, 수리구조물, 지중구조물, 하수관거, 도로의 노면, 교량 교면, 교량의 콘크리트 슬래브, 교량 신축이음부, 프리캐스트 제품 등의 구조물로서 콘크리트로 이루어진 구조물을 의미하는 것으로 사용한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
고형분 에폭시 수지 57~72 중량%와, 비반응성 희석제 12~20 중량%, 체질안료 15~20 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 주제; 및
변성 아민 50~75 중량%와, 체질안료 24~49 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 경화제를 포함하고,
상기 주제와 경화제가 1~5 :1 의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성이 우수한 에폭시계 도료 조성물이 제공된다.
본 발명에 있어서 상기 주제를 구성하는 에폭시 수지는 고형분의 에폭시 수지로서, 에폭시당량이 160~250이고, 25℃에서 10,000~20,000 cps의 점도를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서 상기 에폭시 수지는 고형분 100%의 에폭시 수지를 이용함으로써 시공시의 손실을 2% 이하로 최소화하고 단 1회 시공만으로도 400㎛이상의 도막두께를 형성할 수 있는 효과를 가져오게 되고 시공시 인체에 유해한 휘발성분의 배출이 거의 없도록 한 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에폭시 수지는 도막을 형성하는 경우 도막의 강인성 및 고온특성이 우수하고, 내약품성 및 내수성이 우수한 특징이 있다. 또한 경화 시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 경화할 때는 피도체의 표면에 큰 접착력을 가지게 된다. 따라서 상기 에폭시 수지가 경화되어 우수한 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성을 갖도록 하기 위해서는 주제 전체 중량에 대하여 50~72 중량%를 포함하도록 한다. 50 중량% 미만으로 포함시 경화 후 강도가 저하되는 문제점이 있고, 72 중량%를 초과하여 포함하는 경우에는 작업시 흐름성이 저하되고 점도가 높아져 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 주제를 구성하는 비반응성 희석제는 본 발명 조성물의 점도를 조절하고, 부착성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 페닐글리시딜에테르(Phenyl glycidyl ether), 크레실글리시딜에테르(Cresyl glycidyl ether), 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether), 1,4-부타디엔디올디글리시딜에테르(1,4-Butadiene diol diglycidyl ether), 살리실산(C7H6O3) 및 벤질알콜(C7H8O)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 비반응성 희석제는 주제 전체 중량에 대하여 12~20 중량% 함유되는 것이 바람직한데, 12 중량% 미만이면 점도 조절 및 부착성 향상의 효과가 거의 없으며, 20 중량%를 초과하면 경화가 지연되고 표면의 경도가 저하되는 단점이 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기 경화제는 그 종류 및 투입량에 따라 가사시간, 경화시간, 경화 후 물성에 영향을 주게 되는바, 본 발명에서는 다양한 표면에 적용시킬 수 있도록 아민계 경화제 중에서 변성 아민을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 변성 아민은, 사슬구조를 갖고 있는 것으로, 주제의 유기기와 가교결합 밀도를 높이면서 반응하여 표면경도와 부착력을 향상시키며 경화를 촉진하는 역할을 한다. 본 발명의 변성 아민은 저점도로서 상기 에폭시 수지와 혼합이 용이하며 가사시간이 길고 독성이 거의 없는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 변성 아민은, 변성 지방족 아민, 변성 방향족 아민 또는 이들의 혼합물이고, 상기 변성 지방족 아민은 디에틸렌트리아민(Diethylene Triamine : DETA) 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine: TETA), 디에틸아미노프로필아민(Diethylamino propyl amine: DEAPA), 멘탄디아민(Menthane diamine: MDA), N-아미노에틸피페라진(N-aminoethyl piperazine: N-AEP), 엠크실렌디아민( M-xylene diamine: MXDA) 및 이소포론디아민(Isophorone diamine: IPDA)군에서 선택된 하나 이상이며, 상기 변성 방향족 아민은 메타 페닐렌 디아민(Meta phenylene diamine: MPD), 디아미노디페닐메탄(Diaminodiphenyl methane: DDM) 및 디아미노디페닐 설폰(Diaminodipheny sulphone: DDS)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 이 때, 상기 변성 아민은 아민가가 300~400 mg KOH/g이고, 활성수소 당량이 80~100 이며, 점도가 1,000~2,500 cps(25℃)인 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 경화제 전체 중량에 대하여 50~75 중량%를 포함하도록 한다. 만일 상기 범위 미만으로 포함시 적절한 경화효과를 부여할 수 없고, 상기 범위를 초과하여 포함하는 경우에는 과도한 경화로 인하여 도막의 경도가 지나치게 높아지는 문제점이 있게 되므로 상기 범위 내에서 적용되는 표면에 따라 적절하게 사용하도록 한다.
또한 본 발명에 있어서 상기 체질안료는 도막내의 기공을 충전시키고 경도, 도막 형성 등의 보완 및 광택을 조절하는 역할을 하며, 구체적인 예로는 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 마그네슘 실리케이트, 마이카, 실리카 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 선택된 하나 이상을 사용하여 양호한 도막 외관을 얻을 수 있음은 물론이고, 방청성 등을 향상시킬 수 있다. 상기 체질안료는 작업성 및 도막 형성의 효과를 높일 수 있도록, 주제 및 경화제에 각각 포함하도록 한다. 바람직하게는 상기 체질안료는 주제 전체 중량에 대하여 15~20 중량%로, 경화제 전체 중량에 대하여 14~50 중량%로 포함된다. 상기 범위 미만으로 포함시 적절한 색상 및 기계적 물성 보완의 효과를 나타낼 수 없고, 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 효과상 증가가 없고 비경제적이며 일부 침전이 발생할 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 주제 및 경화제에 적절하게 포함되도록 한다. 보다 바람직하게는 평균 입경이 500 내지 1000nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다
또한 본 발명에 있어서 상기 착색안료는 통상적으로 에폭시계 무용제 도료에 사용되는 안료면 어느 것이든 가능하고, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 상기 착색 안료는 백색 또는 유색 안료들이 사용되는데, 백색안료는 루틸타입의 티타늄 디옥사이드 중 종류에 상관없이 사용이 가능하고, 유색 안료는 2가 이상의 금속이온을 함유하지 않으며 반응성이 없는 무기성분의 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 산화철 계통의 무기 착색 안료 또는 카본블랙 등을 사용할 수 있다. 상기 착색 안료는 적절한 색상을 나타낼 수 있도록 주제 및 경화제에 포함되도록 한다. 이 때, 주제 전체 중량에 대하여 1∼3 중량%, 경화제 전체 중량에 대하여 1~3 중량% 포함하도록 한다. 상기 범위 미만으로 포함시 적절한 색상을 나타낼 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 효과상 증가가 없고, 비경제적이며, 일부 침전이 발생할 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 주제 및 경화제에 적절하게 포함되도록 사용한다.
또한 바람직하게는 상기 주제부와 경화제부는 1~5 :1 의 비율로 혼합되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 주제부와 경화제부의 혼합비율이 상기 범위를 만족하는 경우, 다양한 소재로 이루어진 바탕면과 강한 결합을 형성한 도막을 형성시킬 수 있고, 우수한 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 발휘할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 상기한 조성 이외에 이 분야에서 알려진 공지의 첨가제가 사용될 수 있다. 이러한 첨가제로는 커플링제, 레벨링제, 안료 분산제, 다용도 첨가제, 방수제, 방유제, 발수제, 안정제, 증점제, 방부제, 녹 제거제, 대전 방지제 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 본 발명의 다른 측면에 따르면,
바탕면을 고압세척한 후, 평활처리하는 바탕면의 전처리 단계;
상기 전처리된 바탕면에 상술한 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성이 우수한 에폭시계 도료 조성물을 도포하는 에폭시계 도막의 형성단계; 및
상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성이 우수한 에폭시계 도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법이 제공된다.
상기 본 발명에 따른 방수방식 시공방법은 도 1에 나타내었다.
먼저, 바탕면을 전처리하는 단계는, 고압세척 및 평활처리에 의하여 수행된다. 구체적으로 고압세척은 바탕면의 파인 부분 등 세척이 잘 안 이루어지는 부분까지 완벽하게 세척이 이루어질 수 있도록 하는 단계이다. 이 때, 상기 고압 세척은 150~200 bar 의 압력으로 회전 노즐을 이용하여 바탕면 일체를 세척함으로서 탈락의 경계점에 있는 레이턴스, 이물질 등을 측면에서도 분사될 수 있도록 하여 최적의 모재 상태가 될 수 있도록 한다. 또한 상기 고압세척이 이루어진 바탕면은, 바탕면의 돌출부위를 제거하고 파인 부분은 메꿈하여 바탕면을 평탄하게 정리되도록 하여 최대한 평활한 작업면을 확보할 수 있도록 하는 평활처리를 수행하게 된다. 이러한 평활처리에 의하여 바탕면에 도료가 일정한 두께로 도포되어 일정한 두께의 평활한 도막을 형성할 수 있게 되어, 크랙 등에 대한 저항성 및 바탕면과의 접착력을 증대시킬 수 있게 된다.
다음으로 상기 에폭시계 도막의 형성단계는, 상기 전처리된 바탕면에 상술한 에폭시계 도료 조성물을 도포하여 에폭시계 도막을 형성하는 단계이다. 상기 고압세척에 의하여 바탕면을 거의 완벽하게 세척될 수 있도록 한 후에, 평활처리를 거치는 전처리 단계를 거침으로써 바탕면에 도막을 형성하기에 최적화된 상태에서 상기 에폭시계 도료 조성물을 도포하게 된다. 더욱이, 상기 에폭시계 도료 조성물은 상술한 바와 같이 우수한 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성을 나타냄은 물론 우수한 밀착력을 가지고 있어, 바탕면에 별도의 프라이머를 도포하지 않고도 붓, 롤러, 에어스프레이, 에어리스 스프레이 등을 사용하여 균일한 두께로 도포함으로써 바탕면에 완벽하게 밀착 및 부착된 에폭시계 도막을 형성할 수 있다. 상기 에폭시계 도료 조성물은 습윤면에의 부착강도 및 열탄성이 우수하기 때문에 습윤 콘크리트면, 온수탱크, 지하저수조, 결로가 진행 중인 바탕면 등에도 시공하여 에폭시계 도막을 형성할 수 있다.
이 때, 바탕면의 종류 및 상태 등에 따라서 원하는 두께로 도포될 수 있도록 수 회 도포할 수 있으나, 1회 도포에 의해서 200~400㎛의 도막두께를 형성할 수 있어 1~2회 도포만으로도 우수한 물성을 나타내는 도막을 형성할 수 있어, 시간 및 비용 면에서도 경제적인 효과를 나타낼 수 있다.
다음으로 상기 형성된 에폭시계 도막은 고압세척함으로써 상기 형성된 도막에 미량의 불순물도 존재하지 않도록 하는 고압세척단계를 수행하도록 한다. 상기 에폭시계 도료 조성물의 우수한 부착력에 의하여 바탕면에 완벽하게 밀착 및 부착된 에폭시계 도막을 형성하게 되므로 이러한 고압세척에 의해서도 도막이 탈락되거나 하지 않는 특징이 있다. 상기 고압세척은 상기 전처리와 마찬가지로 150~200 bar의 압력으로 회전 노즐을 이용하여 도막 일체를 세척함으로서 도막 형성을 위한 시공시에 부착된 이물질 등을 측면에서도 분사될 수 있도록 하여 미량의 불순물도 존재하지 않도록 세척하게 된다.
특히 본 발명에 따른 상기 방수방식 시공방법에 의하면 고압세척 및 평활처리에 의한 전처리 후, 부착력이 우수하면서 우수한 방수방식성 및 보수보강성을 갖는 에폭시계 도료 조성물에 의하여 에폭시계 도막을 형성하고, 형성된 도막을 다시 고압세척에 의하여 완벽하게 세척하게 되므로, 특히 온수탱크, 지하저수조, 정수장 등 수도용 부재의 내부 표면의 방수방식 시공에 적합하고, 이러한 시공에 의하여 인체에 유해한 성분이 남아있지 않도록 하면서 완벽하게 방수방식 및 보수보강이 이루어질 수 있게 된다.
상기 본 발명의 시공방법에 있어서 상기 고압세척이 완료된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 도료는 세라믹 분말을 함유하는 도료로서, 세라믹 분말에 의하여 열적·물리적 강도향상, 마모방지 및 인열에 영향을 미치며 내부식성, 내후성 및 광택을 향상시키는 기능을 부여하고, 고온에 장시간 노출에 의한 도막의 노화 또는 열화현상을 방지하여 차열기능을 높일 수 있게 된다.
이러한 세라믹 분말의 구체적인 예로서, 일라이트-운모(Illite-Mica), 이산화티타늄, 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석, 고령토, 규산염 광물, 규조토, 규회석, 납석, 돌로마이트, 리튬광물, 마그네사이트, 보크사이트, 벤토나이트, 세피오라이트, 산화철, 흑연, 탈크, 점토광물, 티타늄 광물, 전기석, 플라이애쉬 및 고로슬래그 분말 중에서 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 세라믹 분말은 단독으로 사용하는 경우보다 적합한 비율로 여러 가지 재료를 혼합하여 사용하는 것이 재료간의 결합력, 도막의 치밀성, 도막의 차열성, 강도, 부착성, 내후성, 내부식성, 내마모성 등의 우수한 특성을 부여할 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이산화티타늄과, Al2O3를 포함하는 세라믹 도료(세라시드™, 대한세라믹 제조)를 이용하였다.
또한 콘크리트 구조물의 경우에는, 콘크리트의 특성에 적합한 방수방식 시공방법을 적용하는 것이 바람직한 바, 본 발명의 또다른 측면에 따르면,
콘크리트 구조물의 바탕면을 고압세척하는 단계;
상기 세척된 바탕면에 무기 규산염계 침투성 도료를 도포하여 상기 콘크리트의 강도를 증가시키는 침투성 도막의 형성단계;
상기 형성된 침투성 도막을 평활처리하는 단계;
상기 평활처리된 침투성 도막의 상면에 상기 에폭시계 도료 조성물을 도포하여 에폭시계 도막을 형성하는 단계; 및
상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는, 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성이 우수한 에폭시계 도료 조성물을 이용한 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법이 제공된다.
상기 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법은 도 2에 나타내었다.
먼저, 바탕면을 전처리하는 단계는, 상술한 바와 같이 고압세척 및 평활처리에 의하여 수행된다. 구체적으로 상기 고압 세척은 150~200 bar 의 압력으로 회전 노즐을 이용하여 바탕면 일체를 세척함으로서 탈락의 경계점에 있는 레이턴스, 이물질 등을 측면에서도 분사될 수 있도록 하여 콘크리트 바탕면이 최적의 모재 상태가 될 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 침투성 도막을 형성하는 단계는, 상기 세척된 바탕면에 무기 규산염계 침투성 도료를 도포하여 상기 침투성 도료가 상기 콘크리트와 반응하여 콘크리트 구조물의 표층을 강화 및 보호하여 콘크리트의 강도를 증가시킬 수 있도록 하는 단계이다.
바람직하게는 상기 침투성 도료는 무기 규산염 30~40 중량%와, 실란 혼합물 40~50 중량% 및 첨가제 10~30 중량%를 포함하도록 한다. 상기 무기 규산염은 규산칼륨 또는 규산나트륨 등의 알칼리 실리케이트를 포함할 수 있으며, 또한 상기 침투성 도료는 실란혼합물을 더 포함하여 콘크리트의 수밀성, 내수성 및 발수성을 보다 개선할 수 있도록 포함한다. 즉, 무기 규산염 또는 실란 혼합물을 포함하는 침투성 도료와 콘크리트의 이산화탄소 성분과 반응하여 콘크리트 내의 수산화칼슘을 불용성의 규산칼슘으로 변형시켜 수산화칼슘을 탄산칼슘화하여 콘크리트의 중성화 및 노후화를 억제하여 내수성 및 강도를 개선하게 된다. 이 경우, 상기 무기 규산염 및 실란 혼합물은 상기 범위 미만으로 포함시 수밀성 및 내수성 개선 효과가 미미하여 콘크리트의 강도를 증가시키는 효과가 미약하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 강도 저하 또는 가격경쟁력이 문제될 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 포함되도록 사용하는 것이 좋다.
다음으로 상기 평활처리 단계는 상기 형성된 침투성 도막의 상면을 평활하게 처리하는 단계로, 상기 침투성 도막의 돌출부위를 제거하고 파인 부분은 메꿈하여 바탕면을 평탄하게 정리되도록 하여 최대한 평활한 작업면을 확보할 수 있도록 하는 평활처리를 수행하게 된다. 이러한 평활처리에 의하여 상기 침투성 도막의 상면에 상기 에폭시계 도료가 일정한 두께로 도포되어 일정한 두께의 평활한 도막을 형성할 수 있게 되어, 크랙 등에 대한 저항성은 물론, 침투성 도막과의 접착력을 증대시킬 수 있게 된다. 보다 바람직하게는 상기 평활처리는 그라우팅 공법을 적용하여 크랙면 자체를 전체적으로 메꿈 발포 처리할 수 있고, 퍼티 등을 이용하여 파인 부분을 메꾸어 평탄하게 할 수 있다.
다음으로 상기 에폭시계 도막의 형성단계는, 상기 침투성 도막의 상면에 상술한 에폭시계 도료 조성물을 도포하여 에폭시계 도막을 형성하는 단계이다. 상기 에폭시계 도료 조성물은 상술한 바와 같이 우수한 방수방식성, 보수보강성 및 열탄성을 나타냄은 물론 우수한 밀착력을 가지고 있어, 콘크리트의 강도를 증가시킨 침투성 도막의 상면에 별도의 프라이머를 도포하거나 하지 않고, 붓, 롤러, 에어스프레이, 에어리스 스프레이 등을 사용하여 균일한 두께로 도포함으로써 바탕면에 완벽하게 밀착 및 부착된 에폭시계 도막을 형성할 수 있다.
이 때, 바탕면의 종류 및 상태 등에 따라서 원하는 두께로 도포될 수 있도록 수 회 도포할 수 있으나, 1회 도포에 의해서 200~400㎛의 도막두께를 형성할 수 있어 1~2회 도포만으로도 우수한 물성을 나타내는 도막을 형성할 수 있어, 시간 및 비용 면에서도 경제적인 효과를 나타낼 수 있다.
다음으로 상기 형성된 에폭시계 도막은 고압세척함으로써 상기 형성된 도막에 미량의 불순물도 존재하지 않도록 하는 고압세척단계를 수행하도록 한다. 상기 에폭시계 도료 조성물의 우수한 부착력에 의하여 바탕면에 완벽하게 밀착 및 부착된 에폭시계 도막을 형성하게 되므로 이러한 고압세척에 의해서도 도막이 탈락되거나 하지 않는 특징이 있다. 상기 고압세척은 상기 전처리와 마찬가지로 150~200 bar의 압력으로 회전 노즐을 이용하여 도막 일체를 세척함으로서 도막 형성을 위한 시공시에 부착된 이물질 등을 측면에서도 분사될 수 있도록 하여 미량의 불순물도 존재하지 않도록 세척하게 된다.
또한 상기 본 발명의 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법에 있어서 상기 고압세척이 완료된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 도료는 세라믹 분말을 함유하는 도료로서, 세라믹 분말에 의하여 열적·물리적 강도향상, 마모방지 및 인열에 영향을 미치며 내부식성, 내후성 및 광택을 향상시키는 기능을 부여하고, 고온에 장시간 노출에 의한 도막의 노화 또는 열화현상을 방지하여 차열기능을 높일 수 있게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이산화티타늄과, Al2O3를 포함하는 세라믹 도료(세라시드™, 대한세라믹 제조)를 이용하였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 상기 방수방식 시공방법에 의하면 고압세척에 의한 전처리 후, 침투성 도막을 형성하여 콘크리트 자체의 강도를 강화시키고, 부착력이 우수하면서 우수한 방수방식성 및 보수보강성을 갖는 에폭시계 도료 조성물에 의하여 에폭시계 도막을 형성하고, 형성된 도막을 다시 고압세척에 의하여 완벽하게 세척하게 된다. 또한 세라믹 도료의 코팅에 의하여 내마모성, 내후성 등의 기계적 물성을 향상시키게 된다. 따라서 콘크리트 구조물에 대한 방수 성능의 결함으로 압축 강도, 동결융해 저항성, 화학적 침식에 대한 저항성 등의 저하, 물리적, 화학적인 환경조건에 의한 열화 현상 등에 의한 콘크리트 구조물의 수명이 단축되는 것을 막기 위한 콘크리트 구조물의 보수시에, 완벽한 보수보강은 물론이고 우수한 내화학성, 열탄성 및 방수방식성을 나타낼 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하기로 하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
주제부는 에폭시 수지 일부와, 착색 안료, 체질 안료를 투입하여 분산시킨 후, 나머지 에폭시 수지와 비반응성 희석제를 투입하고 균질화하여 제조하였다.
경화제부는 변성 아민 일부와, 착색 안료 및 체질안료를 투입하여 분산시킨 후, 나머지 변성 아민을 투입하고 균질화하여 제조하였다.
배합비 및 제품은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
주제부 YD-134 65 49 80
Hisol 8 8 5
벤질 알콜 4 15 5
TALC 20 25 7
Tio 3 3 3
합 계 100 100 100
경화제부 TH-439N 50 38 60
TALC 47 59 37
카본 블랙 3 7 3
합 계 100 100 100
주제부:경화제부의 혼합비 2:1 2:1 2:1
<시험예 1>
상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 배합비율로 제조된 도료 조성물의 물성에 대한 시험 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
주제부 점도 (25℃/cps) 15000 7000 25000
경화제부 점도 (25℃/cps) 1000 800 2300
흐 름 성 (200㎛) 양 호 불 량 불 량
경 도 98 83 93
습윤 접착성 양 호 불 량 불 량
내 충 격 성 이상없음 균 열 균열, 박리
작 업 성 양 호 불 량 불 량
투 수 성 양 호 불 량 양 호
내 습 성 양 호 불 량 양 호
열 탄 성 양 호 불 량 불 량
방수, 방식성 양 호 불 량 불 량
100℃ 온수탱크 양 호 불 량 불 량
스텐레스,FRP,주철 부착성 양 호 불 량 불 량
동절기 시공 양 호 미 흡 미 흡
지하실 시공 양 호 불 량 불 량
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물(실시예 1)의 경우, 에폭시계 함량이 낮거나 높은 비교예 1 및 2에 비하여 점도 및 흐름성이 양호하여 작업성이 양호하면서, 스텐레스, FRP, 주철 및 100℃의 온수탱크에도 작업이 양호한 것으로 확인되었다. 특히 실시예 1의 경우에는 비교예 1, 2와 달리 특히 습윤 접착성이 우수하고 경도가 우수한 도막이 형성됨을 확인할 수 있었다.
또한 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물(실시예 1)의 경우, 비교예 1 및 2와 비교할 때, 내충격성, 투수성, 내습성, 열탄성, 방수방식성 등에 있어서도 우수한 물성을 나타내는 것으로 확인되었는바, 본 발명 도료 조성물은 온수탱크 등의 긴급보수 등에도 사용가능할 정도로 습윤코팅성, 열탄성, 방수방식성이 우수한 것으로 확인되었다.
<시험예 2> 도막의 물성 시험
상기 실시예 1에 따른 에폭시계 도료를 이용하여 형성된 도막의 물리적 특성에 대한 시험결과는 다음과 같다.
항 목 시험방법 결 과
저온 고온 반복 시험 KS D 8502:2010 이 상 없 음
염수 분무 시험 KS D 8502:2010 이 상 없 음
내 습 성 KS D 8502:2010 이 상 없 음
부 착 강 도 KS F 4921:2011 박 리 없 음
내 충 격 성 KS F 4921:2011 균 열 박 리 없 음
내 산 성 KS M 5307:2002 이 상 없 음
촉 진 내 후 성 KSM 5000:1990 이 상 없 음
굽 힘 시 험 KSM 3015:1997 이 상 없 음
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 에폭시계 도료 조성물을 이용하여 형성된 도막은 부착강도가 우수하고, 부착된 도막의 열탄성이 우수하여 저온 고온의 반복시험에 의해서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 도막의 내수성, 내산성 등이 내화학성과 내약품성의 면에서도, 기계적 물성 면에서도 우수한 물성을 나타내는 것으로 확인되었다.
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 (9)

  1. 고형분 에폭시 수지 57~72 중량%와, 비반응성 희석제 12~20 중량%, 체질안료 15~20 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 주제; 및
    변성 아민 50~75 중량%와, 체질안료 24~49 중량%, 착색안료 1~3 중량%를 포함하는 경화제를 포함하고,
    상기 주제와 경화제가 1~5 :1 의 비율로 혼합되고,
    상기 에폭시 수지는 에폭시당량이 160~250이고, 25℃에서 10,000~20,000 cps의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는,
    내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변성 아민은, 변성 지방족 아민, 변성 방향족 아민 또는 이들의 혼합물이고,
    상기 변성 지방족 아민은 디에틸렌트리아민(Diethylene Triamine : DETA) 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine: TETA), 디에틸아미노프로필아민(Diethylamino propyl amine: DEAPA), 멘탄디아민(Menthane diamine: MDA), N-아미노에틸피페라진(N-aminoethyl piperazine: N-AEP), 엠크실렌디아민( M-xylene diamine: MXDA) 및 이소포론디아민(Isophorone diamine: IPDA)군에서 선택된 하나 이상이고,
    상기 변성 방향족 아민은 메타 페닐렌 디아민(Meta phenylene diamine: MPD), 디아미노디페닐메탄(Diaminodiphenyl methane: DDM) 및 디아미노디페닐 설폰(Diaminodipheny sulphone: DDS)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체질 안료는 탄산칼슘, 클레이, 탈크, 마그네슘 실리케이트, 마이카 또는 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물.
  5. 바탕면을 고압세척한 후, 평활처리하는 바탕면의 전처리 단계;
    상기 전처리된 바탕면에 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 도료 조성물을 도포하는 에폭시계 도막의 형성단계; 및
    상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세척된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물을 이용한 방수방식 시공방법.
  7. 콘크리트 구조물의 바탕면을 고압세척하는 단계;
    상기 세척된 바탕면에 무기 규산염계 침투성 도료를 도포하여 상기 콘크리트 구조물 바탕면의 강도를 증가시키는 침투성 도막의 형성단계;
    상기 형성된 침투성 도막을 평활처리하는 단계;
    상기 평활처리된 침투성 도막의 상면에 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 도료 조성물을 도포하여 에폭시계 도막을 형성하는 단계; 및
    상기 에폭시계 도막을 고압세척하는 고압세척단계를 포함하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물을 이용한 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세척된 에폭시계 도막의 상면에 세라믹 도료를 도포하여 세라믹 코팅 도막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물을 이용한 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 침투성 도료는 무기 규산염 30~40 중량%와, 실란 혼합물 40~50 중량% 및 첨가제 10~30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내화학성, 열탄성, 방수방식성 및 습윤코팅성을 갖는 무용제형 에폭시계 방수도료 조성물을 이용한 콘크리트의 구조물의 방수방식 시공방법.
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