KR101557189B1 - 고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물, 강재 및 타일 등의 계면에 사용되어 계면 접착성과 고신축성능이 있는 콘크리트, 강재 및 타일 등 다양한 마감재료의 계면 접착성 마감재에 관한 것으로써, 우수한 기계적, 화학적 성질을 가지는 고분자로서 무독성으로 청정 소재로의 응용이 가능한 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(Aceroacetoxyethyl methacrylate, AAEM)를 기재로 하여 다양한 고분자와의 유화중합에 의한 고분자 에멀젼과 속경성 시멘트 재료의 특성을 갖고 있어 시공시 빠른 경화 시간과 함께 코팅 도막의 강도 및 경도를 향상시킬 수 있는 분체가 혼합된 유·무기 복합 고내구성 및 고탄성의 시멘트 모르타르 조성물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 유·무기 복합 고내구성 및 고탄성의 시멘트 모르타르 조성물은 우수한 항장력, 인장 강도, 내마모성 등을 가지고 있으며, 특히 산소 차단성, 강인성, 고탄성이 우수하여 콘크리트 구조물의 계면 접착용, 열화 방지용 표면 코팅 및 토목·건축 구조물용 콘크리트, 강재 및 타일 등 다양한 마감재료의 표면 마감재 및 계면 접착재료로 사용되어 우수한 마감특성과 콘크리트의 열화를 방지하는 탁월한 효과가 있다.
[색인어]
아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트, 고탄성, 고내구성, 계면접착, 표면마감

Description

고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물 및 그 제조방법{A Composite of organic·inorganic composite cementitious materials with high-performance and high elastic properties and manufacturing method thereof}

본 발명은 콘크리트 구조물, 강재 및 타일 등의 계면에 사용되어 계면 접착성과 고신축성능이 있는 콘크리트, 강재 및 타일 등 다양한 마감재료의 계면 접착성 마감재에 관한 것으로써, 우수한 기계적, 화학적 성질을 가지는 고분자로서 무독성으로 청정 소재로의 응용이 가능한 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(Aceroacetoxyethyl methacrylate, AAEM)를 기재로 하여 다양한 고분자와의 유화중합에 의한 고분자 에멀젼과 속경성 시멘트 재료의 특성을 갖고 있어 시공시 빠른 경화 시간과 함께 도막의 강도 및 경도를 향상시킬 수 있는 분체가 혼합된 유·무기 복합 고내구성 및 고탄성의 시멘트 모르타르 조성물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

통상적으로, 콘크리트, 철강재, 목재 등은 대기 중의 다양한 환경 변화, 즉 온도나 습도의 변화 등에 의해 빠르게 열화되어 본래의 설계 내구 수명을 유지하지 못하는 단점이 있다.

시멘트 재료는 경제적이고 고강도의 재료라는 점에서는 매우 좋은 재료이나, 다공성이라는 취약점으로 인하여 여러 가지 단점이 노출되어 왔다. 이러한 시멘트계 재료의 약점을 보완하기 위하여 시멘트계 재료에 유기물의 기능을 동시에 갖는 폴리머 시멘트 모르터가 콘크리트 구조물의 표면 마감용 재료로 활용되고 있다.

폴리머 시멘트 모르터에 관한 종래의 기술 및 특허를 보면, 한국특허 제 294805호에서는 아크릴 수지 23-31 중량％, 시멘트 23-31 중량％, 규사 30-48 중량％ 및 기타 첨가제로 구성되는 방수 마감용 시멘트 모르타르가 개시되어 있으며,

한국공개특허 제 2000-17879호 에서는 시멘트 57％, 규사 7％, 에틸렌 비닐 아세테이트 ％, 활성 실리카 1％, 물 34％로 구성된 방수 마감용 시멘트 모르타르가 개시되어 있다.

또한 한국공개특허 제2002-31684에는 유화 분산시킨 스테아린산 칼슘과 아크릴 에멀젼 수 공중합체로 구성된 A제와, 백시멘트, 규사, 폴리옥시 에틸렌 라우릴 에테르 등으로 구성된 B제를 1:0.25 중량비로 혼합하는 단계로 이루어지는 표면 마감용 시멘트 모르타르가 개시되어 있다.

또한 한국공개특허 공보 제 10-2004-0067060 에는 시멘트, 규사, 스테아린산 마그네슘, EVA, 세노스피어 등으로 구성되는 단열성 방수 몰탈이 개시되어 있다.

폴리머 시멘트 모르터는 유기 재료와 무기재료의 복합 기능을 갖는 재료로서 현재 다양한 공법이나 마감재로 여타 다른 마감재의 기능을 대체하고 있으며, 무기질 재료인 시멘트계 재료의 단점을 보완할 수 있는 유용한 재료이기는 하나, 무기질 재료와 유기질 재료의 조합에 따른 다양한 문제점으로써 표면 부착성능 저하, 통기성 저하 등이 나타나고 있다.

폴리머 모르터 복합체에 대해서는 한국 공개특허 특2000-0000485 에서는 폴리머 모르타르를 제조함에 있어 불포화 폴리에스테르 모르타르 수지를 결합재로 하여 금형몰드에 넣고 20 ℃에서 양생하여 제조하고 있는데, 이는 불포화 폴리에스터 수지를 사용함으로 인하여 상온에서의 양생이 곤란하고, 일반 건축물에서의 다양한 형태로의 적용 및 시공이 불편할 뿐 아니라, 그 범위가 성형품으로만 국한되는 단점이 있다.

또한 한국공개특허 특2001-0046911에서는 폴리머 모르터와 시멘트 모르터 복합체를 제조함에 있어 중앙에 제거 가능한 격막을 설치한 후 모르터가 경화되기 전에 격막을 제거하여 모르터를 혼합 시키는 방법을 제시하고 있어 역시 다양한 형태로의 사용이 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 내수성 및 내구성의 유지를 위하여 콘크리트, 강재 및 타일 등의 계면에 사용되어 재료와 재료 사이의 부착이 용이하고, 콘크리트 구조물의 균열을 감소 시키며, 콘크리트 구조물의 팽창 수축에 대한 추종성을 향상시킴으로써 구조물 사이의 균열 박리, 탈락을 방지하고, 진동, 하중 및 환경적 영향에 의한 다양한 내구성 저하요인을 저하시킴으로써 콘크리트, 강재 및 타일 등의 초기 성능을 유지시키고, 방수는 물론 콘크리트, 강재 및 타일 등의 내부 및 외부를 보호해 줄 수 있는 새로운 고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(Aceroacetoxyethyl methacrylate, 이하 "AAEM"이라 함)를 2 내지 10 중량％, 부틸 아크릴레이크 8 내지 16 중량％, 메틸메타크릴레이트 15 내지 25 중량％를 고르게 혼합한 후, 개시제로 암모니움 퍼설페이트 0.01 내지 1.00 중량％를 혼합한다. 또한, 버퍼제로서 탄산 나트륨을 0.02 내지 1.20 중량％와 계면활성제로서 소디움 라우릴 설페이트계 재료를 0.05 내지 2.00 중량％, 그리고 물을 40 내지 70 중량％를 혼합한다. 이때, 회전 속도 200, 온도 60 내지 100℃에서 30분 이상 동안 반응시켜 폴리머 에멀젼을 얻는 단계; 무기질 분체 혼합물로써, 보통 시멘트 50-70 중량％, 속경성 시멘트 15-30 중량％, 무수석고계 팽창재 5-10 중량％, 스테아릭산염 3-8 중량％ 및 첨가제 1-2 중량％를 포함하는 속경성 시멘트 조성물을 구성한다.

상기에서 구한 속경성 시멘트 조성물을 100 중량을 기준하여 합성한 폴리머 에멀젼을 50 중량으로 다시 혼합하여 본 발명품을 얻는다. 본 발명품은 콘크리트, 강재 타일 등의 계면에 사용되어 고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물의 기본 성능을 유지하게 된다.

일 구현예에서, 무수석고계 팽창재는 분말도가 2,500∼3,500 브레인의 것을 사용하나 바람직하게는 2,900∼3,200 브레인 범위의 것을 사용한다.

일 구현예에서, 상기 스테아릭산 염은 스테아릭 아연 또는 스테아릭 칼슘 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상이다.

본 발명의 고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물은 우수한 항장력, 인장 강도, 내마모성 등을 가지고 있으며, 특히 산소 차단성, 강인성, 고탄성이 우수하여 콘크리트 구조물의 계면 접착용, 열화 방지용 표면 코팅 및 토목·건축 구조물용 콘크리트, 강재 및 타일 등 다양한 마감재료의 표면 마감재로 사용되어 우수한 마감특성과 콘크리트의 열화를 방지하는 탁월한 효과가 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트 (Aceroacetoxyethyl methacrylate, 이하 "AAEM"이라 함)를 2 내지 10 중량％, 부틸 아크릴레이크 8 내지 16 중량％, 메틸메타크릴레이트 15 내지 25 중량％를 고르게 혼합한 후, 개시제로 암모니움 퍼설페이트 0.01 내지 1.00 중량％를 혼합한다. 또한, 버퍼제로서 탄산 나트륨을 0.02 내지 1.20 중량％와 계면활성제로서 소디움 라우릴 설페이트계 재료를 0.05 내지 2.00 중량％, 그리고 물을 40 내지 70 중량％를 혼합한다. 이때, 회전 속도 200, 온도 60 내지 100℃에서 30분 이상 동안 반응 시켜 폴리머 에멀젼을 얻는 단계; 무기질 분체 혼합물로써, 보통 시멘트 50-70 중량％, 속경성 시멘트 15-30 중량％, 무수석고계 팽창재 5-10 중량％, 스테아릭산 염 3-8 중량％ 및 첨가제 1-2 중량％를 포함하는 속경성 시멘트 조성물을 구성한다

한편, 상기의 발명품의 콘크리트, 강재 및 타일 등의 표면에의 부착성능을 강화하기 위하여, 콘크리트 또는 강재 구조물 및 타일 등의 표면에 적당한 하도제를 선택적으로 사용할 수 있으며, 하도제는 공지의 아크릴-비닐 바사테이트 계 에멀젼과 물을 중량부로 1:3의 비율로 혼합된 것을 사용한다.

상기에서 구한 속경성 시멘트 조성물을 100 중량을 기준하여 합성한 폴리머 에멀젼을 50 중량으로 다시 혼합하여 본 발명품을 얻는다.

Claims (5)

1. "아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트(Acetoacetoxyethyl methacrylate, AAEM)를 2 내지 10 중량%, 부틸 아크릴레이크 8 내지 16 중량%, 메틸메타크릴레이트 15 내지 25 중량%를 고르게 혼합하는 단계; 개시제로 암모니움 퍼설페이트 0.01 내지 1.00 중량%를 혼합하는 단계; 버퍼제로서 탄산 나트륨을 0.02 내지 2.0 중량%와 계면활성제로서 소디움 라우릴 설페이트계 재료를 0.05 내지 2.00 중량%, 그리고 물을 44 내지 70중량%를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 1분당 회전 속도 200, 온도 60 내지 100℃에서 30분 이상 동안 반응 시켜 폴리머 에멀젼을 얻는 단계; 무기질 분체 혼합물로써, 보통 시멘트 50-70 중량％, 속경성 시멘트 15-30 중량％, 무수석고계 팽창재 5-10 중량％, 스테아릭산 염 3-8 중량％ 및 첨가제 1-2 중량％를 포함하는 속경성 시멘트 조성물을 구성하는 단계; 속경성 시멘트 조성물 100 중량부를 기준하여 합성한 폴리머 에멀젼을 50 중량부로 다시 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고내구성 및 고탄성의 유·무기 복합 시멘트 모르타르 조성물 제조방법
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