KR101478536B1 - 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법 - Google Patents

상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법에 관한 것으로서, 상하수도 수처리 구조물에 대한 방수성 및 방식성이 우수하고 내구성, 내수성, 내후성 등의 물리적 특성이 우수한 동시에 시공이 간편하며, 유해 물질 방출이 없어 환경 친화적인 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법을 제공한다.

Description

상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법{Ceramic metal resin-based and epoxy resin-based waterproof and anticorrosion coating composition for water treatment structure of water supply and drainage and construction method for waterproof and anticorrosion of water treatment structure of water supply and drainage using the same}
본 발명은 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법에 관한 것으로서, 상하수도 수처리 구조물에 대한 방수성 및 방식성이 우수하고 내구성, 내수성, 내후성 등의 물리적 특성이 우수한 동시에 시공이 간편하며, 유해 물질 방출이 없어 환경 친화적인 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 메탈 수지계 및 에폭시 수지계 방수 방식 도료 조성물, 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법에 관한 것이다.
최근에는 여러 환경적 요인으로 수질 오염이 확대되고 있는데 이로 인해 수처리 방법의 개선과 수처리 기술의 발전이 필요시되어 이에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 특히 식용이나 농업용, 산업용 등에 사용되는 물의 규제가 강화되는 추세이고 소비자들도 더욱 깨끗하고 안심할 수 있는 물에 대한 요구가 강화되는 추세이다.
수처리 시설은 일반적으로 수처리 공정에 따라 물을 저수하는 처리조가 필요하며, 처리조는 주로 콘크리트 구조물로 형성된다. 이러한 수처리용 콘크리트 구조물은 다양한 화학적 환경과 물리적 환경이 작용하고 있기 때문에 여러 원인에 의해 부식 및 열화가 발생하고 이로 인하여 수처리 시설의 성능 저하가 유발될 수 있다.
따라서 수처리 시설의 콘크리트 내부는 다양한 외적 요인으로부터 콘크리트를 보호하고 수질을 안정화시키기 위해 방수 및 방식 기술이 적용되는 것이 일반적이며, 상기 방수 및 방식 기술은 수처리 시설의 내구성, 내화학성, 내후성, 내수성 등의 물성이 요구되고, 방수 및 방식 도막에서 환경에 유해한 물질이 유출되지 않아야 하므로 친환경적인 특성도 요구된다.
이에 현재까지 다양한 수처리 시설 방수 방식 기술이 제안되고 있으며, 몇가지 예를 들면 다음과 같다.
대한민국 등록특허 제10-0963615호는 폴리우레탄, 폴리우레아 등의 도포제를 콘크리트 구조물에 도포하여 콘크리트 구조물을 방수 방식하는 기술을 제안하며, 상기 도포제를 콘크리트 구조물에 도포하기 전에 수용성 에폭시 수지 혼합물로 이루어진 하도제를 도포함으로써 상기 도포제가 화학물질이나 자외선, 풍화작용 등에 의해 콘크리트 구조물에서 탈리되는 것을 방지함으로써 내구성을 개선하는 기술을 제안한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1402370호는 결정성 산화규소, 나노 산화티탄이 포함된 이산화티타늄, 방해석, 페로시안, 알루미나 수화물, 비스페놀A형 에폭시 수지, 4차 암모늄화합물, 비결정성 산화규소, 비스페놀F형 에폭시 수지로 이루어진 주재를 경화제와 함께 구성한 2액형의 방수 방식 도료를 제안하며, 상기 방수 방식 도료가 접착성, 방수성이 우수하고 항균성 및 흡착성이 우수하여 장기간 사용시에도 방수 성능이 확보되고 상하수의 청결성이 우수하다는 것을 장점으로 설명하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1355034호는 환상지방족 에폭시 수지, 반응성희석제, 접착향상제, 탄산칼슘, 스테아르산을 극성 용매에 용해시킨 후 2관능성실란과 축합촉매를 첨가하여 반응시킴에 의해 얻어진 나노 세라믹메탈 등을 포함하는 방수 방식재를 콘크리트 구조물 표면에 도포하여 방식 방식 성능을 개선하는 기술을 제안하며, 위와 같은 방수 방식재를 사용함에 의해 내후성, 내수성, 항균성 등의 특성이 향상될 수 있음을 장점으로 설명하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1002094호는 비스페놀F계 에폭시수지, 테트라에톡시실란, 지방족에폭시 수지, 환상지방족 에폭시수지, 에폭시 실란, 비이온계 계면활성제, 실리콘계 소포제, 텅스텐 분말, 몰리브덴 분말, 세라믹 분말 등을 포함하는 주재와 지방족 폴리아민계 경화제, 무수계 경화제 등을 포함하는 경화제의 2액형으로 구성된 방수 방식 조성물을 제안하며, 위와 같은 방수 방식 조성물이 습윤 상태에서도 시공이 가능하고 부착성이 우수하게 유지된다는 것을 장점으로 설명한다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2014-0064420호는 아크릴 우레탄 공중합 에멀젼 수지에 수용성 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 수지를 결합시켜 1액형의 방수 방식재를 형성하고 이를 이용하여 수처리 시스템의 바탕면 상에 적어도 3층의 방수 방식층을 형성함에 의해 방수 방식이 달성되도록 하는 기술을 제안하며, 위와 같은 기술에 의해 오존에 의한 고도 수처리 환경에서의 방식 방식 성능이 우수하며 친환경적이고 내구성이 좋은 방수 방식이 가능하다는 것을 장점으로 설명하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 상하수도 수처리 구조물, 특히 콘크리트 구조물에 대한 접착력이 우수하고 환경 유해물질인 비스페놀A, 휘발성 유기용제, 납, 크롬, 카드늄, 수은 등의 중금속이 발생되지 않아 친환경적이며, 습윤상태에서도 콘크리트와의 부착력이 우수하고, 내구성, 내수성, 내후성, 내약품성 등의 물리적 특성이 우수한 동시에 시공이 간편한 특성을 갖는 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성되며,
상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(1) 상하수도 수처리 구조물의 표면에 도료로 처리하기 위하여 전처리하는 단계;
(2) 상기 전처리된 표면에 구조물의 바탕 정리 및 블록 조정을 위한 바탕제를 도포하는 단계; 및
(3) 상기 바탕제가 처리된 표면에
(a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성되며,
상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합되어 제조되는 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 2~3회 도포하여 도막을 형성하고 건조시키는 단계;를 포함하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물 및 이를 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 먼저, 본 발명에 따른 방수 방식 도료 조성물의 주재에 포함된 수성 에폭시 수지 성분(비스페놀F계 에폭시 수지)과 경화제 성분 간의 강력한 가교 결합에 의해 수처리 시설 표면에 견고하게 고정될 수 있어 접착성 및 부착성이 향상되고, 수처리 시설물과의 일체성이 향상되어 박리, 균열 들의 하자가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
2. 또한, 상기 주재 및 경화제에 유기 용제가 사용되지 않고 소포제나 레벨링제와 같은 유기 물질이 사용되지 않으며, 에폭시 수지로서 환경호르몬이 발생되는 비스페놀A계 에폭시 수지를 전혀 사용하지 않고, 환경호르몬 용출이 없는 비스페놀F계 에폭시 수지를 사용하기 때문에 상하수도에 관련되는 콘크리트 구조물 수처리 시설에 사용되기 적합하다.
3. 또한, 세라믹 메탈계 무기 충전재를 포함함으로써 내수성 및 내식성이 향상되며 치밀한 도막을 형성하기 때문에 화학적 환경에 대한 높은 방수성 및 방식성을 나타내며, 항균성, 항세균성 및 내구성 증대 효과도 나타낸다.
4. 또한, 폐자재로부터 얻어지는 각종 분말, 예를 들어 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택하여 혼합함으로써 표면 강도가 강화될 수 있고 산업 폐기물의 재활용 효과도 얻을 수 있다.
5. 또한, 자외선에 대한 안정성이 높기 때문에 옥외 수처리 시설물에 사용되기도 적합하며, 오존에 의한 산화에도 강한 내성을 나타내므로 고도 수처리 시설과 같은 특수 수처리 시설의 방수 방식용으로 사용되기도 적합하다.
이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물은 하기 주재 및 경화제의 2액형으로 구성되며, 하기의 조성을 갖는다. 즉,
(a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성된다.
또한, 상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성을 위한 도포 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합된다.
본 발명에 사용되는 주재 성분은 경화제 성분에 의해 경화되어 가교결합이 증대되며, 경화 반응에서 단계적인 속도 제어로 간력의 활성화를 가져와 우수한 경화 물성을 갖는다.
또한, 원하는 양 만큼의 물을 자유롭게 후첨가할 수 있어 시공성이 매우 우수하며, 유해 물질 방출이 없으므로 작업성도 우수하다. 또한, 아민을 사용함에도 불구하고 경화반응으로 인해 아민으로부터 암모늄 가스가 발생하는 것을 차단할 수 있다.
또한, 경화 과정에서 상기 비스페놀F계 에폭시 수지는 응집제의 작용에 의해 내측에 밀착 형성되어 표면으로 노출되지 않고 세라믹 메탈계 무기질 성분은 표면으로 응집되어 무광택의 무기질 층을 형성하므로 상기 무기질 층이 비스페놀F계 에폭시 수지 부분에 의해 건축물의 표면에 강력하게 고정되는 효과가 있다.
이에 따라 세라믹 메탈을 포함하는 무기질 층의 박리 및 균열을 방지할 수 있고, 내습성 및 내후성이 향상되며, 표면 열화가 방지되어 내구성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 사용되는 각 화합물에 관하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 상기 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물에 포함되는 상기 주재 성분은 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되고,
상기 경화제 성분은 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 주재 성분과 상기 경화제 성분은 사용 직전에 혼합되어 사용되며 그 혼합 비율은 상기 주재 성분 100 중량부에 대하여 경화제 성분 5 ~ 150 중량부로 구성된다.
본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 상기 에폭시 수지는 비스페놀F계 에폭시 수지를 사용한다. 상기 비스페놀F계 에폭시 수지는 비스페놀A계 에폭시 수지와 같은 환경 호르몬을 발생시키지 않으므로 상하수도의 수처리 시설물 방수 방식용으로 사용되기 접합한 수지이다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 반응성 희석제는 모노-에폭시, 디-에폭시, 트리-에폭시로 n-부틸글리시딜에테르, 알리파틱글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, O-크레실글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, p-터트부틸페닐글리시딜에테르, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리시딜에테르, 1.4-사이클로헥산디메틸올디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 레조어사이놀디글리시딜에테르, 하이드로겐네이트비스페놀에이글리시딜에테르, 트리메틸올프로펜트리글리시딜에티르, 글리세롤폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜테리트리톨폴리글리시딜에테르, 케스톨글리시딜에테르, 서비톨폴리글리시딜에테르, 네오케녹에시드글리시딜에테르, 디글리시딜-1.2-사이클로핵산디카복실레이트, 디글리시딜-O-프탈레이트, n,n-디글리시딜아민, n,n-디글리시딜-O-톨루디엔, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜-이소시아네이트, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리프러필렌글리시딜디글리시딜에테르, 트리에틸롤프로펜트리글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 상기 응집제는 실리콘 디옥사이드, 에어로질, 벤토나이트 나노입자, 실리카 나노입자, 화이트카본, 실리케이트 및 아소베스트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 가능하며, 더욱 바람직하게는 실리콘 디옥사이드이다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 상기 세라믹 메탈계 무기물 충전재는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 세라믹, 점토, 실리카, 산화아연 및 백운석 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘 또는 탈크이다. 상기 세라믹 메탈계 무기물 충전재는 에폭시 수지와 경화 성분 간의 반응으로 생성되는 가교 결합 사이에 치밀한 도막을 형성하기 때문에 방수 및 방식 성능을 향상시키고 아울러 그 자체의 특성으로 인해 항균성, 항세균성 증대 효과도 나타낸다. 본 발명에서 상기 세라믹 메탈계 무기물 충전재는 약 100~200 ℃의 고온에서 소성 처리한 후 미세 분말화된 것을 사용하는 것이 방수 및 방식 성능 향상을 위해 바람직하며, 구체적으로는 평균 직경이 10 ~ 1000 nm를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 ~ 200 nm이다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 상기 촉진제는 페놀, 노닐페놀, 3급아민, 머켑탄류 외 디브틸틴디아세데이트, 스텐너스옥데이트, 디브틸틴디라우레이트, 모노브틸틴옥사이드, 모노브틸틴클로라이드디하이드록시드, 부틸틴트리(2-에틸헥산네이트), 디브틸틴멜라이트, 포테이즘옥데이트, 비스무스트리-2-에틸헥산네이트, 벤질트리에틸암모니윰 클로라이드, 60-구리콤플렉스컴파운드, Ni-Al콤플렉스, 상품명 A-399(국도화학) 등을 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 페놀이다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 또는 비반응성 유화제를 사용하는 것이 가능하다. 그 외 알킬페놀 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 폴리에테르 실록산 베이스 계면활성제로 이루어지 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체이다.
또한, 본 발명에서 상기 주재 성분에 포함되는 폐자재 분말은 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말을 사용할 수 있다. 상기 폐자재 분말은 에폭시 수지의 표면 강도를 강화시키고 내화학성, 내수성을 향상시켜 방수 및 방식 효과를 더욱 증대시키는 역할을 한다.
본 발명에서 사용되는 물은 증류수, 수돗물, 천수, 지수, 지하수, 녹녹물, 연수, 경수, 등 일반적으로 사용되는 물을 사용할 수 있으며 특별히 제한하지는 않는다.
이어서, 본 발명에 따른 상기 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물에 포함되는 경화제 성분에 관하여 설명한다.
본 발명에서 상기 경화제 성분에 포함되는 상기 폴리아미드는 중량평균분자량이 1,000~5,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,000~4,000이다. 상기 폴리아미드의 중량평균분자량이 상기 범위보다 작으면 원하는 점도를 얻을 수 없어 부동성을 확보하는 것이 곤란하고, 상기 범위보다 크면 반대로 점도 조절이 용이하지 않으므로 상기 범위의 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 폴리아미드는 그 종류에 관계없이 상기 중량평균분자량을 갖는 것이면 모두 사용 가능하다.
또한, 본 발명에서 상기 경화제 성분에 포함되는 상기 아민 화합물은 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민 및 멘탄 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리옥시프로필렌 디아민을 사용하고 추가로 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민 및 멘탄 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 경화제 성분에 포함되는 상기 유화제, 촉진제 및 물은 상기 주재 성분에 사용되는 유화제와 동일한 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 주재 성분과 경화제 성분은 사용 직전에 혼합되어 시간에 따라 경화가 진행된다.
본 발명에서 상기 방수 방식 도료 조성물은 상하수도 수처리 시설이 옥외 시설물인 경우 자외선에 대한 안정성을 향상시키기 위하여 자외선 안정제를 추가로 포함할 수 있다.
특히, 상기 상하수도 수처리 시설물이 오존 처리조와 같은 고도 수처리 시설 등 특수 시설인 경우 오존에 의한 부식 및 열화를 방지하기 위하여 추가 화합물을 더 포함시키는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 오존 처리에 대한 저항성을 향상시키기 위해 페닐렌 디아민을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 상기 페닐렌 디아민은 상기 주재 성분에 포함될 수도 있고 경화제 성분에 포함될 수도 있으며, 각각의 성분에서 0.1 ~ 2.0 중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명에 따른 상기 상하수도 수처리 구조물용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 이용한 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법은 하기의 단계로 진행된다. 즉,
(1) 상하수도 수처리 구조물의 표면에 도료로 처리하기 위하여 전처리하는 단계;
(2) 상기 전처리된 표면에 구조물의 바탕 정리 및 블록 조정을 위한 바탕제를 도포하는 단계; 및
(3) 상기 바탕제가 처리된 표면에
(a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성되며,
상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합되어 제조되는 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 2~3회 도포하여 도막을 형성하고 건조시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 (1)의 전처리 단계는 상하수도 수처리 구조물 표면의 레이턴스 및 이물질을 제거하기 위한 것으로 통상적으로 샌드페이퍼 폴리싱 또는 그라인딩 등과 같은 과정을 진행하고 고압 살수기 등을 이용하여 상하수도 수처리 구조물 표면의 분진 및 먼지 등을 제거하는 단계이다.
또한, 상기 (2)의 바탕제 도포 단계는 상하수도 수처리 구조물의 외부 방수 및 표면 강화 보호를 위하여 바탕제(프라이머제)를 도포하여 바탕정리 및 블록 조정을 실시한다. 이러한 바탕제의 도포는 상하수도 수처리 구조물 표면의 고르지 않은 부분을 도장 전에 면처리하는 공정이다. 상기 바탕제 처리는 온도, 하중, 충격 또는 오파손 등의 유해한 영향을 최소화하기 위해 1~2일 동안 양생하는 것이 바람직하다.
이어서, (3)의 도료 조성물 도포 단계는 상하수도 수처리 구조물의 표면에 본 발명에 따른 세라믹 에폭시 방수 방식 도료 조성물을 반복 도장하는 공정이다.
본 발명에 따른 상기 세라믹 에폭시 방수 방식 도료 조성물은 1회 도장만으로도 내구성, 내후성, 표면 강도 및 내수성 강화 효과가 뛰어나지만, 그 기능을 최적으로 발휘하기 위해서는 2~3회 재도장하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 상하수도 수처리 구조물 도료 조성물은 20~200g/m2로 도포하고 도포 두께는 건조 전 단계에서 50 ~ 300㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하며, 각 도장 작업 사이에는 2~6 시간 정도의 휴지 기간을 두는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 (3)단계 이후에 표면 오염 방지를 위한 탑코팅제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 탑코팅제는 공지의 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 공법은 방수 방식 도료 조성물로서 상기에서 설명된 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 사용하여 도포하는 것으로서, 별도로 설명되지 않은 것은 상기 본 발명에 따른 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물에 관한 설명 부분에서 설명된 것과 같으므로 중복 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
(제조예 1) 세라믹 메탈계 무기물 충전재의 제조
약 100~200 ℃의 고온에서 산화아연과 탄산칼슘의 혼합물로 이루어진 세라믹 메탈계 무기물 충전재를 소성 처리한 후 미세 분말화하여 평균 직경이 약 200 nm인 세라믹 메탈계 무기물 충전재를 얻었다.
(제조예 2) 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물의 주재 성분 제조
비스페놀F계 에폭시 수지 45 중량%에 3관능성 에폭시 글리시딜 에테르 6 중량%와 실리콘 디옥사이드 1.1 중량%, 제조예 1에서 얻은 세라믹 메탈계 무기 충전재 10 중량%, 페놀 0.4 중량%, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 0.1 중량%, 및 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말로 이루어진 혼합 분말 15 중량%를 잔량의 물과 혼합하여 100 중량%의 주재 성분을 얻었다.
(제조예 3) 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물의 주재 성분 제조
비스페놀F계 에폭시 수지 45 중량%에 3관능성 에폭시 글리시딜 에테르 6 중량%와 실리콘 디옥사이드 1.1 중량%, 제조예 1에서 얻은 세라믹 메탈계 무기 충전재 10 중량%, 페놀 0.4 중량%, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 0.1 중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말로 이루어진 혼합 분말 15 중량%, 및 페닐렌 디아민 0.2 중량%를 잔량의 물과 혼합하여 100 중량%의 주재 성분을 얻었다.
(제조예 4) 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물의 경화제 성분 제조
폴리옥시 프로필렌 디아민 16 중량%, 폴리아미드(중량평균분자량 3000) 45 중량%, 트리에틸렌 테트라아민 5.0 중량%, 페놀 5.0 중량%, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 블록 공중합체 5.0 중량%을 잔량의 물과 혼합하여 100 중량%의 주재 성분을 얻었다.
(비교제조예 1) 에폭시계 방수 방식 도료 조성물의 주재 성분 제조
에피클로로히드린과 비스페놀A계 에폭시 수지의 공중합체 45 중량%에 3관능성 에폭시 글리시딜 에테르 6 중량%와 실리콘 디옥사이드 1.1 중량%, 탈크 10 중량%, 페놀 0.4 중량%, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 0.1 중량%를 잔량의 물과 혼합하여 100 중량%의 주재 성분을 얻었다.
(비교제조예 2) 에폭시계 방수 방식 도료 조성물의 주재 성분 제조
비스페놀F계 에폭시 수지 45 중량%에 3관능성 에폭시 글리시딜 에테르 6 중량%와 실리콘 디옥사이드 1.1 중량%, 탈크 10 중량%, 페놀 0.4 중량%, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 0.1 중량%를 잔량의 물과 혼합하여 100 중량%의 주재 성분을 얻었다.
[실시예 1]
상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 세척 및 전처리하고 상기 전처리된 표면에 바탕제를 도포한 후에 상기 제조예 2에서 얻은 주재 성분과 제조예 4에서 얻은 경화제 성분을 100:30 중량비로 혼합하여 얻은 도료 조성물을 100㎛ 두께로 2회 도장한 후 경화 및 건조하여 도포 작업을 마무리하였다.
[실시예 2]
상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 세척 및 전처리하고 상기 전처리된 표면에 바탕제를 도포한 후에 상기 제조예 3에서 얻은 주재 성분과 제조예 4에서 얻은 경화제 성분을 100:30 중량비로 혼합하여 얻은 도료 조성물을 100㎛ 두께로 2회 도장한 후 경화 및 건조하여 도포 작업을 마무리하였다.
[비교예 1]
상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 세척 및 전처리하고 상기 전처리된 표면에 바탕제를 도포한 후에 상기 비교제조예 1에서 얻은 주재 성분과 제조예 4에서 얻은 경화제 성분을 100:30 중량비로 혼합하여 얻은 도료 조성물을 100㎛ 두께로 2회 도장한 후 경화 및 건조하여 도포 작업을 마무리하였다.
[비교예 1]
상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 세척 및 전처리하고 상기 전처리된 표면에 바탕제를 도포한 후에 상기 비교제조예 2에서 얻은 주재 성분과 제조예 4에서 얻은 경화제 성분을 100:30 중량비로 혼합하여 얻은 도료 조성물을 100㎛ 두께로 2회 도장한 후 경화 및 건조하여 도포 작업을 마무리하였다.
성능평가
1. 기계적 성능 평가
1) 내후성 평가
ASTM G 155에 따라 400시간 측정하였다.
2) 표면 경도 평가
KS D 6711에 따라 연필경도를 측정하였다.
3) 내수성 평가
90℃ 열수에서 연속으로 표면 변형(균열, 블리스터 등)이 일어나는 시간을 측정하였다.
상기 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
내후성(백색) 표면경도 내수성
실시예 1 △E1.2 5H 950hr
실시예 2 △E1.0 6H 990hr
비교예 1 △E1.5 4H 500hr
비교예 2 △E1.4 4H 550hr
상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 사용하여 상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 도장한 경우 비교예의 경우에 비하여 내후성, 표면 경도 및 내수성이 현저하게 우수함을 확인할 수 있다.
2. 도막 균일성 및 표면 균열 평가
상기 실시예 및 비교예에 의한 도막 형성 후 1개월 경과 후에 도막의 균일성 및 표면 균열 발생 여부를 육안으로 평가하여 최상의 경우는 ◎, 우수한 정도는 ○, 보통의 경우는 △, 열악한 경우는 X로 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
도막 균일성 표면 균열
실시예 1 ◎ ◎
실시예 2 ◎ ◎
비교예 1 ○ ○
비교예 2 △ ○
표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 사용하여 상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 도장한 경우 도막 균일성이 우수하고 표면 균열도 발생하지 않는데 비해, 비교예에 따른 도료의 경우는 도막 균일성이 비교적 떨어지고 표면 균열도 일부 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
3. 방수, 방식 성능 실험
상기 실시예 및 비교예에 따른 도료 조성물을 이용하여 ASTM F-1249의 방법에 의해 투습도를 측정하고, KSM ISO 11997-1의 방법에 의거하여 염화물 이온 침투 저항성 및 복합 사이클 내식 저항성을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
투습도(g/m2, day) 염화물이온 침투저항성(coulombs) 복합사이클 내식저항성(600hr, %)
실시예 1 0.26 0.0 0.0
실시예 2 0.20 0.0 0.0
비교예 1 5.7 12.0 5.6
비교예 2 3.8 9.6 6.9
표 3의 결과로부터 본 발명에 따른 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 사용하여 상하수도 수처리 콘크리트 구조물 표면을 도장한 경우 방수 및 방식 성능이 매우 우수한 것에 비해, 비교예에 따른 도료의 경우는 비교적 그 성능이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
이상의 실험 결과로부터 본 발명에 따른 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물은 피도체인 상하수도 수처리 콘크리트 구조물과의 부착성이 뛰어나고, 내구성, 내후성, 내수성 등의 물성도 우수하며, 아울러 도막 형성의 균일성과 표면 균열 발생 방지 성능도 매우 우수하고, 특히 방수 및 방식 성능이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. (a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 에폭시 글리시딜 에테르 1~25중량%, 실리콘 디옥사이드, 0.1~15중량%, 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 세라믹, 점토, 실리카, 산화아연 및 백운석 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 페놀 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
    (b) 폴리아미드(중량평균분자량 3000) 5~50중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 및 트리에틸렌 테트라아민 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 페놀 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성되며,
    상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 또는 (b) 성분에 페닐렌 디아민 0.1~2.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식용 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물.
  4. (1) 상하수도 수처리 구조물의 표면에 도료로 처리하기 위하여 전처리하는 단계;
    (2) 상기 전처리된 표면에 구조물의 바탕 정리 및 블록 조정을 위한 바탕제를 도포하는 단계; 및
    (3) 상기 바탕제가 처리된 표면에
    (a) 비스페놀F계 에폭시 수지 10~50중량%, 에폭시 글리시딜 에테르 1~25중량%, 실리콘 디옥사이드, 0.1~15중량%, 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 세라믹, 점토, 실리카, 산화아연 및 백운석 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 세라믹메탈계 충전재 1~20중량%, 페놀 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량%, 굴껍질 분말, 정수 슬러지 분말, 폐유리 분말 및 폐석고 분말 중에서 선택되는 1종의 분말 또는 2종 이상의 혼합 분말 1 내지 20 중량% 및 물 10~50 중량%를 포함하여 구성되는 주재 성분; 및
    (b) 폴리아미드(중량평균분자량 3000) 5~50중량%, 폴리옥시프로필렌 디아민 및 트리에틸렌 테트라아민 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 페놀 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성되는 경화제 성분;의 2액형으로 구성되며,
    상기 주재와 경화제는 방수 방식 도막 형성 전에 100 : 5~150 중량부의 비율로 혼합되어 제조되는 세라믹 에폭시계 방수 방식 도료 조성물을 2~3회 도포하여 도막을 형성하고 건조시키는 단계;를 포함하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 (3)단계에서 (a) 또는 (b) 성분에 페닐렌 디아민 0.1~2.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 (3)단계 이후에 표면 오염 방지를 위한 탑코팅제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수도 수처리 구조물의 방수 방식 시공 방법.
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