KR101682673B1 - 점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법에 있어서, 아스팔트 100중량부에 개질첨가제 5~35중량부, 무기충전재 5~20중량부를 혼합하여 제1 조성물을 제조하는 제1 조성물 제조단계; 물 100중량부에 접착증진제 0.2~5중량부, 이온화제 0.2~5중량부를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 제2 조성물 제조단계; 및 상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 0.5~5중량부를 150~180℃에서 혼합하는 혼합단계를 포함하는 점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법에 관한 것이다

Description

점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법{Waterproofing Agent With Enhanced Adhesion and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법에 관한 것으로 도막방수제의 점착성을 향상을 통해 도막방수제의 방수기능은 물론 내구성이 향상되는 점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

상기 도막 방수제는 일반적으로 건축, 토목 구조물의 외부 방수와, 지하구조물의 옹벽 내지 천정의 방수 등을 위해 사용되는 것으로 콘크리트, 목재, 금속 등에 도포되는 도막방수제는 표면보호, 방수, 녹방지, 부식방지, 그리고 표면 강도 등을 증가시키는 작용을 한다.

특히, 건축물의 슬래브(slab), 도로 등의 콘크리트 구조물은 방수, 열화나 노후 방지를 위해 도막 방수제가 코팅되고 있다.

상기와 같은 도막 방수제는 방수성은 물론 내구성, 내후성, 신축성, 강도, 유연성 그리고 피착물과의 우수한 접착성이 요구된다.

종래, 도막 방수제는 주로 원유의 정제과정에서 얻은 아스팔트, 에폭시나 아크릴 수지, 우레탄 수지 등을 주재료로 하되, 무기물 등의 충전제와, 희석제로서 유기용제가 혼합 조성되는 것이 일반적으로 아스팔트를 개질시켜 만든 시트방수와, 고무 아스팔트계열, 아크릴(acryl)고무계열 및 아크릴 수지계열과 같은 수분의 증발로 인해 도막이 형성되는 에멀젼형이나, 우레탄 고무계 및 에폭시 고무계와 같은 2액형 반응경화형이 주로 사용되고 있다.

대한민국 특허등록 제0445811호에는 메타크릴 단량체, 에폭시 수지, 휘발성 용제, 경화제 및 경화보조제를 적정 함량으로 조성한 방수 프라이머 조성물이 제시되어 있으며, 대한민국 실용신안등록 제0373002호에는 아스팔트에 합성고분자 수지 접착제, 천연광물질 섬유, 석유수지 및 이소부틸렌 등을 혼합물로 제조된 아스팔트 도막 방수층을 적용한 도막 및 펠트 적층 방수재가 제시되어 있다.

상기와 같은 종래의 도막 방수제는 아스팔트 또는 아스팔트와 같은 접착성분인 고무를 통해 피부착물에 부착되는 것으로 점착성이 높지 않아 내구성에 한계가 있어 일정시간이 경과되면 도막방수제가 쉽게 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 아스팔트의 바인더(binder) 기능의 향상 및 도막방수제 전체의 점착력을 향상시킬 수 있는 접착증진제를 통해 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 내구성이 우수한 도막방수를 형성할 수 있는 점착성이 향상된 도막방수제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법에 있어서, 아스팔트 100중량부에 개질첨가제 5~35중량부, 무기충전재 5~20중량부를 혼합하여 제1 조성물을 제조하는 제1 조성물 제조단계; 물 100중량부에 접착증진제 0.2~5중량부, 이온화제 0.2~5중량부를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 제2 조성물 제조단계; 및 상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 0.5~5중량부를 150~180℃에서 혼합하는 혼합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 개질첨가제는 스티렌부타디엔스티렌(SBS), 스티렌 이소프렌 스티렌(SIS), 스티렌에틸렌부틸렌스티렌(SEBS), 부틸고무(BR), 스티렌부타디엔고무(SBR) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 무기충전재는 탄산칼슘, 콜로이드 점토, 경질 히드록시탄산마그네슘, 규조토, 이산화규소, 카본 블랙, 리토폰, 산화납(Ⅱ), 황산바륨 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 접착증진제는 지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 이온화제는 산성 또는 염기성 화합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법을 제공한다.

또한, 상기의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제를 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법은 이온화된 접착증진제가 아스팔트의 점착성 향상 및 다른 소재간의 점착성을 향상하여 도막방수제의 점착성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 도막방수제의 향상된 점착성으로 내구성이 높은 방수도막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 불법적으로 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명은 점착성이 향상된 도막방수제 및 그의 제조방법에 관한 것으로 본 발명의 점착성이 향상된 도막방수제 제조방법은 제1 조성물 제조단계, 제2 조성물 제조단계, 혼합단계를 포함하는 제조방법이다.

상기 제1 조성물 제조단계는 아스팔트 100중량부에 개질첨가제 5~35중량부, 무기충전재 5~20중량부를 혼합하여 제1 조성물을 제조하는 단계이다.

일반적으로 아스팔트는 석유를 구성하는 성분 중에서 경질(輕質) 부분이 자연적 또는 인위적인 방법에 의해 증발된 후 잔류하는 흑색 또는 흑갈색의 반고체 상태의 교상물질(膠狀物質)을 칭하는 것으로 본 발명에 사용되는 아스팔트는 KS F 2389 공용성등급(PG등급)에 의한 도로포장용 아스팔트 PG등급 46-22, 52-22, 58-22, 64-22, 70-22, 76-22, 82-22 중 어느 것이나 사용가능할 것이다.

상기 개질첨가제는 상기 아스팔트가 가지지 못한 우수한 신장율, 내균열성, 내한성 및 접합성 등의 특성이 부여되도록 아스팔트를 개질시키는 것으로 상기 개질첨가제는 스티렌부타디엔스티렌(SBS), 스티렌 이소프렌 스티렌(SIS), 스티렌에틸렌부틸렌스티렌(SEBS), 부틸고무(BR), 스티렌부타디엔고무(SBR) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.

상기 무기충전재는 도막방수제의 부피를 증가시켜 도막방수제의 방수기능을 높이는 작용을 하는 것으로 탄산칼슘, 콜로이드 점토, 경질 히드록시탄산마그네슘, 규조토, 이산화규소, 카본 블랙, 리토폰, 산화납(Ⅱ), 황산바륨 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.

상기 제1 조성물은 상기 개질첨가제가 용융되는 온도에서 상기 아스팔트, 개질첨가제, 무기충전재를 혼합하는 것이 바람직하며, 약 150~200℃에서 혼합하는 것이 바람직할 것이다.

상기 제2 조성물 제조단계는 물 100중량부에 접착증진제 0.2~5중량부, 이온화제 0.2~5중량부를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 단계이다.

상기 접착증진제는 화학구조상의 한쪽에는 친화성이 큰 친수기(親水基)가 있고, 반대쪽에는 기름과 친화성이 큰 친유기를 가지고 있는 화합물로 물과 아스팔트가 균일하게 혼합될 수 있도록 한다.

상기 접착증진제는 지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 접착증진제는 이온화제를 통해 이온화되는 것으로 지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유는 산성 화합물을 통해 접착증진제를 양이온화 시킬 수 있으며, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염은 염기성 화합물을 통해 접착증진제를 음이온화 시킬 수 있을 것이다.

상기 이온화제는 상기 접착증진제를 이온화시켜 아스팔트와 결합력을 높이고 이를 통해 아스팔트가 다른 아스팔트, 무기충전재 등의 다른 소재와 결합력을 높일 수 있으며, 도막방수제의 점착성을 향상시키는 작용을 한다.

[화학식 1]

(1) RNH₂ + HCl = RH₃ ⁺ + Cl^-

(2) RCOOH + NaOH= RCOO^- + Na⁺

*R은 선형, 고리형 등의 알킬기 또는 방향족기 임

일예로, 상기 화학식 (1)과 같이 상기 접착증진제가 아민염인 경우에는 상기 이온화제를 염산, 황산, 인산과 같은 산성 화합물을 사용하여 접착증진제를 양이온화시킬 수 있으며, 상기 화학식 (2)와 같이 상기 접착증진제가 지방산염인 경우에는 상기 이온화제를 수산화나트륨, 수산화칼슘, 탄산수소나트륨과 같이 염기성 화합물을 사용하여 접착증진제를 음이온화시킬 수 있을 것이다.

상기 접착증진제는 사용되는 도막방수제가 사용되는 도로 또는 건물의 무기질 소재에 따라 적절한 화합물을 선택하여 사용하는 것이 바람직한 것으로 무기질 소재는 석영(SiO₂)의 함량이 높은 골재일수록 음이온화 경향이 있고, 석회암의 함량이 높은 골재일수록 양이온화 경향을 가지는 것으로 사용되는 골재의 종류에 따라 접착증진제와 이온화제를 선택하여 사용하여야 할 것이다.

상기 제2 조성물 제조단계는 상온에서 물에 접착증진제, 이온화제를 혼합하여 제조할 수 있는 것으로 약 10~50℃에서 혼합할 수 있을 것이다.

상기 혼합단계는 상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 0.5~5중량부를 150~180℃에서 교반을 통해 혼합하여 제2 조성물의 이온화된 접착증진제와 아스팔트가 화학적으로 결합할 수 있도록 분위기를 조성하는 단계이다.

상기 제1 조성물과 제2 조성물의 혼합은 다양한 방법으로 혼합될 수 있는 것으로 제1 조성물에 제2 조성물을 첨가한 후 가열하면서 교반하여 혼합할 수 있으며, 또는 제1 조성물을 먼저 가열한 후에 제2 조성물을 첨가하여 교반할 수 있을 것이다.

상기와 같이 제1 조성물과 제2 조성물을 150~180℃에서 교반 시에 제2 조성물에 포함된 물이 기화되어 제1 조성물과 제2 조성물의 혼합물이 끓어 오르는 포밍현상으로 점도가 낮아져 교반이 원활히 진행되어 이온화된 접착증진제와 아스팔트가 결합이 활성되어 도막방수제가 제조되며, 물은 대부분 기화되고 상기 도막방수제에는 미량의 물이 잔존하게 된다.

상기 제1 조성물에 제2 조성물을 첨가한 후 가열하면서 포밍현상을 유도할 경우에는 포밍현상이 천천히 발현되나, 제1 조성물을 먼저 가열한 후에 제2 조성물을 분사등의 방법으로 첨가할 경우에는 포밍현상이 즉각적으로 발현되어 교반이 더욱 원활해지므로 제1 조성물을 가열한 후에 제2 조성물을 첨가하는 방식으로 혼합하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 혼합단계에서 이온화제를 통해 이온화된 접착증진제가 아스팔트에 결합되어 도막방수제의 점착성을 향상 시키게 된다.

상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 점착성이 향상된 도막방수제는 사용시에 도막방수제를 100~180℃도 가열한 후 사용할 수 있을 것이다.

상기 도막방수제를 가열함에 따라 도막방수제 내의 잔존하는 물이 기화되어 도막방수제의 점도를 떨어뜨려 도막방수제의 도포를 용이하게 하며, 잔존하는 물은 대부분 기화되어 도막방수제의 점착성을 저하시키지 않는다.

상기와 같이 도포된 도막방수제는 아스팔트에 결합된 이온화된 접착증진제가 아스팔트의 점착성을 향상시켜 내구성이 높은 방수성의 도막을 형성하게 된다.

이하 본 발명에 따른 점착성이 향상된 도막방수제를 제조하는 실시예를 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

공용성등급(PG등급) 64-22인 아스팔트 100중량부에 개질첨가제 10중량부, 무기충전재 10중량부를 약 160℃에서 혼합하여 제1 조성물을 제조하였다.

상기 개질첨가제는 스티렌부타디엔스티렌과 스티렌부타디엔고무를 중량비 1:1로 혼합하여 사용하였으며, 무기충전재는 탄산칼슘과 규조토를 중량비 3:7으로 혼합하여 사용하였다.

물 100중량부에 접착증진제((CH₃)₁₀-NH₂) 1중량부, 이온화제로 염산(농도 35%) 1중량부를 약 40℃에서 혼합하여 제2 조성물을 제조하였다.

상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 2중량부를 혼합하는 160℃에서 혼합하였으며, 상기 혼합은 160℃로 가열된 제1 조성물에 제2 조성물을 분사방식으로 첨가하여 포밍현상을 발생시켜 교반하여 본 발명에 따른 점착성이 향상된 도막방수제를 제조하였다.

실시예 2

공용성등급(PG등급) 70-22인 아스팔트 100중량부에 개질첨가제 15중량부, 무기충전재 20중량부를 약 165℃에서 혼합하여 제1 조성물을 제조하였다.

상기 개질첨가제는 스티렌 이소프렌 스티렌과 스티렌에틸렌부틸렌스티렌을 중량비 6:4로 혼합하여 사용하였으며, 무기충전재는 콜로이드 점토, 경질 히드록시탄산마그네슘, 이산화규소, 카본 블랙을 중량비 1:1:2:1로 혼합하여 사용하였다.

물 100중량부에 접착증진제((CH₃)₁₀-NH₂) 2중량부, 이온화제로 염산 1.5중량부를 약 40℃에서 혼합하여 제2 조성물을 제조하였다.

상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 2중량부를 혼합하는 170℃에서 혼합하였으며, 상기 혼합은 170℃로 가열된 제1 조성물에 제2 조성물을 분사방식으로 첨가하여 포밍현상을 발생시켜 교반하여 본 발명에 따른 점착성이 향상된 도막방수제를 제조하였다.

◈ 도막방수제의 물성평가

상기 실시예 1,2에서 제조된 본 발명의 점착성이 향상된 도막방수제를 150℃로 가열한 후에 콘크리트 벽면에 도포하고 40시간 방치한 후에 KS F 3211:2015에 의한 물성을 평가하였다.

비교예 1로 (주)중앙방수의 도막 방수제 제품인 '합성씰'을, 비교예 2로 (주)한국석유공업의 도막 방수제 제품인 '한석씰을 사용하여 상기와 동일하게 콘크리트 벽면에 도포한 후 물성을 평가하였다.

상기 실시예 1,2와 비교예 1,2의 물성을 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서와 같이 본 발명에 따른 실시예 1,2는 비교예 1,2와 비교하여 인장성능, 인열성능, 온도의존성, 열화처리 후의 인장성능이 우수한 것으로 측정되었으며, 특히 부착성능이 매우 우수한 것으로 측정되었다.

상기와 같은 결과는 본 발명의 도막방수제에 함유된 접착증진제가 아스팔트 및 다른 조성물의 점착성을 향상시켜 부착성능을 높이는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 점착성이 향상된 도막방수제에 있어서,
   아스팔트 100중량부에 개질첨가제 5~35중량부, 무기충전재 5~20중량부를 혼합하여 제1 조성물을 제조하는 제1 조성물 제조단계;
   물 100중량부에 접착증진제 0.2~5중량부, 이온화제 0.2~5중량부를 혼합하여 제2 조성물을 제조하는 제2 조성물 제조단계; 및
   상기 제1 조성물 100중량부에 제2 조성물 0.5~5중량부를 150~180℃에서 혼합하되, 제1 조성물을 가열한 후에 제2 조성물을 분사하여 포밍현상을 유도하여 혼합하는 혼합단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제.
2. 제1항에 있어서,
   상기 개질첨가제는 스티렌부타디엔스티렌(SBS), 스티렌 이소프렌 스티렌(SIS), 스티렌에틸렌부틸렌스티렌(SEBS), 부틸고무(BR), 스티렌부타디엔고무(SBR) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제.
3. 제1항에 있어서,
   상기 무기충전재는 탄산칼슘, 콜로이드 점토, 경질 히드록시탄산마그네슘, 규조토, 이산화규소, 카본 블랙, 리토폰, 산화납(Ⅱ), 황산바륨 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제.
4. 제1항에 있어서,
   상기 접착증진제는 지방산염, 알코올 황산에스테르염, 알킬 또는 알킬아릴술폰산염, 황산화유, 아민염, 4차 암모늄, 알킬피리늄염 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이온화제는 산성 또는 염기성 화합물인 것을 특징으로 하는 점착성이 향상된 도막방수제.
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