KR101798872B1 - 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물 - Google Patents

도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 지붕면이나 도로표면에 코팅하여 방수와 차열 기능을 동시에 가질 수 있는 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)-실리콘(Silicone) 변성아크릴공중합수지를 포함하여 내오염성, 내세척성, 발수성, 내후성, 신축성 및 저온온도 의존성을 향상시킬 수 있으면서, 방수 및 차열 성능을 기존의 물성에 영향을 주지 않으면서 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물{Water-based emulsion type infrared solar reflective waterproofing and floor coating composition}
본 발명은 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물에 관한 것으로, 건축물의 지붕면이나 도로의 표면을 코팅하여 방수와 차열 기능을 가질 수 있는 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 건축 구조물의 옥상지붕이나 외벽 등의 콘크리트 구조물의 방수를 행하기 위한 방수/바닥 코팅공법으로서, 흔히 냉공법을 이용한 도막 방수/바닥 도포를 시행하며, 이를 위해 사용되는 방수용 바닥재 조성물은 시멘트나 규사, 기타 골재에 바인더, 분산제, 충진제를 혼합하여 사용하고 있다. 여기서 차열 방수 효과를 가지기 위하여 다양한 기능성 첨가물을 가진다.
그러나 일반적인 종래의 방수용 바닥재 조성물들은 부가되는 첨가물의 역할을 통하여 차열 기능을 가질 수 있었으나, 보다 효과적인 차열 방수 효과를 가지기 위해서는 차열 방수용 바닥재 기능을 가진 첨가물의 양을 늘려야 하는데, 이렇게 첨가물의 양을 무한정으로 늘리면 방수용 바닥재 조성물의 물성이 변화하는 이유로 시일이 경과되면 차열 방수용 바닥재 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 첨가물의 무한정한 첨가는 방수용 바닥재 조성물의 내오염성, 내세척성, 발수성, 내후성, 신축성 저온온도의존성을 하락시킴으로써 차열과 방수 /바닥재 의 근본적인 기능을 구현할 수 없는 궁극적인 문제점이 발생된다.
방수 및 차열성능의 방수용 바닥재 조성물의 선행기술로서 등록특허공보 제10-0962573, 등록특허공보 10-1243829가 선행되어 왔으나, 차열효과를 가지기 위해 무한정 첨가물을 첨가할 수 없었다. 이에 따라, 방수 및 차열 성능을 첨가물의 과도한 첨가 없이도 효과적인 차열성능과 방수성능을 향상시키기 위한 차열 방수용 바닥재 조성물의 개발이 필요한 상황이다.
한편, 기존의 우레탄계 차열 방수용 바닥재 기술은 생산 및 시공단계에서 토루엔, 키실렌 등의 휘발성유기화합물을 사용한 기술들이 있었다. 그러나, 기존의 우레탄계 차열 방수용 바닥재 기술은 휘발성유기화합물을 다량으로 사용함으로써, 2012년 8월의 국립현대미술관 화재의 위험성 및, 2016년도 중금속 물질로 인해 학교 유치원 등의 방수용 바닥재로 사용되어 어린이들이 중금속위험에 노출되는 것이 이슈화되어 사회적인 환경오염의 문제가 된 바 있다. 따라서 본 발명자는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 세계적인 패러다임에 대응할 수 있는 환경친화적인 성능과 중금속안정성 및 화재안정성을 가진 차열방수기술이 요구되어 생산단계에서부터 시공단계까지 휘발성유기화합물을 사용하지 않고, 중금속이 없는 환경친화적인 기술을 개발하여 기존기술과 차별화되어 중금속 및 VOCs 테스트에서 휘발성유기화합물이 없는 화재안정성 성능이 입증되었다.
이에 따라 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 발명의 목적은 기존의 아크릴 에멀젼계 차열 방수용 바닥재 보다 내오염성, 내세척성, 발수성, 내후성, 신축성 및 저온온도 의존성을 향상시킬 수 있으면서, 방수 및 차열 성능을 기존의 물성에 영향을 주지 않으면서 향상시킬 수 있는 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물을 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 기술로 차열성능과 방수성능을 동시에 해결할 수 있으며, 중금속 및 휘발성유기화합물이 함유되어 있지 않아 화재위험이 없으며, 환경친화적인 세계적인 패러다임에 맞추어 기존기술의 중금속 화재안전성 차열방수성 문제점을 동시에 해결할 수 있으며, 기존기술과 차별화되는 업계최초의 수계 에멀젼형 차열 방수기술로 내오염성, 내세척성, 발수성, 내후성, 내자외선성, 저온신축성을 향상시킬 수 있으며 방수 및 차열성능을 향상시킬 수 있는 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물을 제공하기 위함이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물은시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)-실리콘(Silicone) 변성아크릴공중합수지 20 ~ 35 중량부, 루타일계 산화티탄 15 ~ 20 중량부, 직경 1㎛ 이하의 구형 나노세라믹실리카 4 ~ 8 중량부, 탄산칼슘 20 ~ 25 중량부, 프로필렌글리콜 2 ~ 3 중량부, 바이오사이드 0.08 ~ 1 중량부, 암모니아수 0.08 ~ 1 중량부, 텍사놀 0.5 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.3 ~ 0.4 중량부 및 분산제 0.3 ~ 0.5 중량부를 포함하여 물에 희석된다.
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또한, 상기 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 서로 가교 가능한 반응성 실리콘과 아크릴계 수지가 공중합된 실리콘 아크릴 프리폴리머에 시클로헥실메타크릴레이트를 첨가하여 공중합되어 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 가교 가능한 이중결합 말단을 가진 반응성 유화제가 내재된 75 ~ 90℃의 반응기에서 메틸메타크릴레이트 20 중량부, 부틸아크릴레이트 30 중량부, 시클로헥실메타크릴레이트 10 ~ 50 중량부, 메타크릴산 1 ~ 3 중량부, 실리콘 아크릴 프리폴리머 0.1 ~ 4 중량부, 실란 0.2 ~ 4 중량부를 포함하는 액상 프리폴리머를 분할 투입하면서 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실리콘 아크릴 프리폴리머는 하기 화학식으로 표시되는 반응성 실리콘 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
Figure 112017041710690-pat00001
(여기서, R은 하기 화학식의 말단기이고,
Figure 112017041710690-pat00002
여기서, a, b, c, d는 서로 독립적으로 silicone acrylate-functional pre-polymer의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수)
Figure 112017041710690-pat00003
(여기서, R은 하기 화학식의 말단기이고,
Figure 112017041710690-pat00004
여기서 c, d는 서로 독립적으로 silicone acrylate-functional pre-polymer의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수)
또한, 상기 시클로헥실메타크릴레이트는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112017041710690-pat00005
전술한 바와 같은 본 발명의 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물에 따르면, 내오염성, 내세척성, 발수성, 내후성, 신축성 및 저온온도 의존성을 향상시킬 수 있으면서, 방수 및 차열 성능을 기존의 물성에 영향을 주지 않으면서 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성 아크릴 수지의 UV 저항성 비교를 나타낸 그래프
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에서 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐이며, 첨부되는 특허청구범위에 의해서 한정되는 것이며, 하기 실시예에 한정되는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 발명에서 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한 기술적으로 통상의 기술을 가진자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히, 바람직하거나 유리한 어떤 특징도 바람직하거나 유리한 그외의 어떤 특징들과 결합될 수 있다.
본 발명은 건축물의 지붕이나 도로의 표면에 코팅되어 방수성 및 차열성이 우수한 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물로서, 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)-실리콘(Silicone) 변성아크릴공중합수지를 포함하는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에서 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 20 ~ 35 중량부로 포함한다.
보다 구체적으로 본 발명의 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물은 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지 20 ~ 35 중량부, 루타일계 산화티탄 15 ~ 20 중량부, 직경 1㎛ 이하의 구형 나노세라믹실리카 4 ~ 8 중량부, 탄산칼슘 20 ~ 25 중량부, 프로필렌글리콜 2 ~ 3 중량부, 바이오사이드 0.08 ~ 1 중량부, 암모니아수 0.08 ~ 1 중량부, 텍사놀 0.5 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.3 ~ 0.4 중량부, 분산제 0.3 ~ 0.5 중량부를 포함하여 물에 희석되어 제조된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에서 제1 성분 및 제2 성분이 배합되어 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물을 이룰 수 있다.
구체적으로 제1 성분은 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지가 전체 중량에 대하여 50중량부를 포함한다.
또한 제2 성분은 전체 중량에 대하여 백시멘트 35 중량부, 한수석 백규사 7 ~ 8호 50 중량부, 무수석고 2 중량부, 팽창CAS 3 중량부, 아크릭파우다 1 중량부, 차열안료 5 ~ 10 중량부, 나노세라믹실리카 6 중량부를 포함한다.
본 발명의 또다른 일실시예에서 제1 성분 및 제2 성분은 1 : 2 의 비율로 배합되어 사용될 수 있다.
아크릴 수지는 내열, 내한성, 내후성, 발수성 및 투명성 등이 우수한 바인더의 기능을 가지는 수지로서 널리 알려져 있어, 전기, 전자기기, OA기기, 자동차, 정밀기기 및 건축 재료 등의 각종 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 아크릴 수지는 실리콘 수지와 혼용하여 기존의 단일로 사용되는 아크릴 수지 대비 접착성이 향상되어 건물의 외벽이나 지붕의 상면에 도장됨으로써 방수 및 방열 성능의 조성물로 사용되고 있다. 또 아크릴 수지는 습기에 의한 부식 또한 방지할 수 있다. 이러한 아크릴 수지는 상온에서의 건조만으로도 고강도의 접착이 가능하며, 오랜 기간이 흘러도 수축률이 적고 외부응력하에서도 형상을 유지한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 시클로헥실메타크릴레이트는 하기 화학식 1로 표시된다.
Figure 112017041710690-pat00006
상기 화학식 1에 표시된 바와 같이 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)는 C10H1602 이며, 168.24의 분자량을 가진다.
시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)는 메틸메타크릴레이트(MMA)의 CH3 말단기보다 입체적 간섭이 높은 링 구조에 의해 소수성 효과가 향상되어 내화학성, 가수분해 안정성, 내긁힘성, 내후성을 가지며, 경도의 물성이 높다. 도 1에는 본 발명의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성 아크릴 수지의 UV 저항성 비교를 나타낸 그래프를 첨부하였다.
도 1에서 나타난 바와 같이 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성 아크릴 수지의 UV 저항력이 뛰어난 것을 알 수 있다.
본 발명에서 시클로헥실메타크릴레이트를 실리콘 변성 아크릴 수지와 함께 공중합 반응시켜 제조된다.
본 발명에서 실리콘 변성 아크릴 수지는 반응성 실리콘과 아크릴계의 수지의 가교반응에 의한 공중합을 통하여 슬립, 내손상성, 평탄성 및 유연성을 향상시킬 수 있으며, 실리콘의 장점인 UV저항성을 구현할 수 있다. 이와 동시에 상기 가교 반응의 실리콘의 공중합으로부터 재도장성을 개선할 수 있다.
구체적으로 상기 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 서로 가교 가능한 반응성 실리콘과 아크릴계 수지가 공중합된 실리콘 아크릴 프리폴리머(silicone acrylate-functional pre-polymer)에 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)를 첨가하여 제조된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 반응성 실리콘은 실온에서 액상인 히드록실, 아크릴레이트, 하이드라이드, 이소시아네이트, 아미노, 에폭사이드, 비닐, 트리메톡시실란으로 구성된 군에서 선택되는 동일 또는 상이한 관능기를 말단 또는 사슬 중에 갖는 다관능성 또는 이중관능성의 반응성 실리콘을 단독 또는 2종으로 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기한 실리콘 아크릴 프리폴리머는 하기 화학식을 가지는 화합물 중에서 선택될 수 있다.
Figure 112017093960223-pat00018
Figure 112017093960223-pat00019
(여기서, a, b, c, d는 서로 독립적으로 실리콘 아크릴 프리폴리머의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수)
Figure 112017093960223-pat00020
Figure 112017093960223-pat00021
(여기서 c, d는 서로 독립적으로 실리콘 아크릴 프리폴리머의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수)
상기 화학식을 가지는 실리콘-아크릴 프리폴리머들에서 단위의 반복 갯수를 나타내는 a, b, c, d는 특별히 한정되지는 않으나, 일반적으로 1~ 1000 미만이나, 바람직하게는 1 ~ 200 미만일 수 있다. 실질적으로는 실리콘 아크릴레이트 프리폴리머의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하도록 1 ~ 1000에서 선택되는 것이 바람직하다.
이때, 총 분자량이 10000을 초과하는 경우에는 입자의 크기가 과다하게 커짐에 의해 반응성이 약화될 수 있으므로, 상기 범위의 분자량의 범위에 내에서 사용되는 올리고머인 것이 바람직하다.
본 발명에서의 실리콘 아크릴 프리폴리머의 합성의 일실시예에 따르면, 상기한 다관능성 반응성 실리콘은 아크릴계 수지와 탄소-탄소 결합, 에테르결합, 에스테르결합, 이미노결합, 아미노결합, 에폭시결합 등과 같은 화학적 결합으로 연결될 수 있다. 전술한 탄소-탄소 결합은 아크릴계 수지와 이중결합-함유 실리콘의 이중 결합의 가교 결합 및 공중합에 의해 달성될 수 있으며, 전술한 에테르결합은 에폭시기의 고리열림반응에 의해, 전술한 에스테르 결합은 실리콘에 결합된 히드록실 관능기에 의한 에스테르교환반응 또는 에스테르화 반응에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물의 합성방법으로는 D.I. water(DIW, Deionized Water,탈이온수), 반응성 유화제 0.5 ~ 3중량부, buffer 0.25 ~ 1중량부를 포함하여 온도가 75 ~ 90℃의 반응기에서 프리에멀젼을 반회분식(semi-batch system)으로 중합시킨다.
여기서 프리에멀젼은 D.I. water, 반응성 유화제 0.5 ~ 3중량부, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate, MMA) 20 중량부, 부틸 아크릴레이트(Butyl Acrylate, BA) 30 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexylacrylate, 2-EHA) 30 중량부, 시클로헥실메타크릴레이트 10 ~ 50 중량부, 메타크릴산(Metharcryl Acid, MAc) 1 ~ 3 중량부, 실리콘 아크릴 프리폴리머 0.1 ~ 4 중량부, 실란(silane) 0.2 ~ 4 중량부를 포함하여 미리 유화시켜 사용한다.
여기서 반응성 유화제는 0.5 중량부 미만일 때 유화안정성이 저하되고, 3 중량부를 초과하면 친수성 효과로 인한 내수성이 떨어질 수 있기 때문에 0.5 ~ 3 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 반응성 유화제는 하나의 분자 내에 친수성기와 중합성 이중결합을 둘다 갖는 음이온성 양이온성 비이온성, 양쪽이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있다.
구체적으로 본 발명에서 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 실리콘 아크릴 프리폴리머와 시클로헥실메타크릴레이트와의 가교반응에 의해 수득된다. 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지 합성 시, 내수성 향상과 유화제의 마이그레이션(migration)을 방지하기 위해 가교 가능하게 적어도 하나 이상의 이중결합을 포함하는 반응성 유화제를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 반응성 유화제는 아데카사의 SR-10, DKS사의 KH-10, KAO사의 PD-104등의 APE free인 친환경성 반응성 유화제를 사용할 수 있으며, phosphate ester류 중에서 솔베이사의 RS-710, 반응성형 중에서 아데카사의 PP-70, 솔베이사의 PAM-100, 솔베이사의 PAM-200 중에 적어도 하나 이상으로 사용될 수 있다. 본 발명에서 반응성 유화제와의 중축합을 통해 부착력, 내마모성, 내수성 및 광택을 향상시키기 위함이다.
시클로헥실메타크릴레이트는 에멀젼의 유연성이 만족되는 범위내로 50 중량부까지 사용될 수 있다.
메타크릴산(Metharcryl Acid)은 1중량부 미만일 때에 무기물과의 부착성이 하락될 수 있기 때문에, 1 중량부 이상인 1 ~ 3중량부의 범위로 사용되는 것이 바람직하다.
실리콘 아크릴 프리폴리머는 4 중량부를 초과할 때는 반응물 내에서의 반응성을 저하시키기 때문에 0.1 ~ 4 중량부가 바람직하다.
이하, 본 발명에 따르는 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)-실리콘(Silicone) 변성아크릴공중합수지를 실시예를 통하여 구체적으로 설명하도록 한다. 이는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 하기의 실시예로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지의 제조방법은 가교 가능한 이중결합 말단을 가진 반응성 유화제가 내재된 75 ~ 90℃의 반응기에 메틸메타크릴레이트 20 중량부, 부틸아크릴레이트 30 중량부, 시클로헥실메타크릴레이트 10 ~ 50 중량부, 메타크릴산 1 ~ 3 중량부, 실리콘 아크릴 프리폴리머 0.1 ~ 4 중량부, 실란 0.2 ~ 4 중량부를 포함하는 프리에멀젼을 분할 투입하면서 반응시켜 제조된다.
<실시예>
시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지의 제조방법
본 발명에서의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지의 제조한 실시예 1 및 실시예 2를 하기 표 1에 나타내었다.
그리고 비교예 1은 실리콘-아크릴 프리폴리머를 투입하지 않았다.
Contents 실시예 1(g) 실시예 2(g) 비교예 1(g)
Reactor D.I. water 160 160 160
RS-710 4.0 4.0 4.0
buffer 0.5 0.5 0.5
Pre-emulsion D.I.water 160 160 160
SR-10 13 13 13
MMA 133 60 100
BA 200 200 200
2-EHA 200 200 200
CHMA 67 130 110
MAc 20 20 20
silicone-acrylate 10 20 0.0
silane 3.0 3.0 3.0
그리고 상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1의 내후성, 재도장성, UV저항성, 내오염성, 발수성, 내수성을 확인하여 하기 표 2에 나타내었다.
물성 실시예 1 실시예 2 비교예 1
내후성 o o o
재도장성 o o o
UV 저항성 o o x
내오염성 o o o
발수성 o o o
내수성 o o o
표 2에서와 같이 실시예 1과 실시예 2의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지과 비교예 1의 물성 비교시, acrylate-functional silicone pre-polymer의 장점인 UV 저항성이 부족한 것을 결과로 확인할 수 있다.
[실험예 1]
그리고 실시예 2에서 제조된 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지를 이용하여 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물을 제조하였으며, 이때 사용된 각 재료의 중량은 하기 표 3에 나타내었다.
시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지 350g
루타일계 산화티탄 200g
나노세라믹실리카 80g
탄산칼슘 250g
프로필렌글리콜 30g
바이오사이드 10g
암모니아수 10g
텍사놀 6g
소포제 4g
분산제 5g
물 55g
연번 실험 검사종목 단위 실험 결과
1

인장성능

인장강도 N/mm2 2.4
파단시의 신장률 % 729
항장적 N/mm2 347.6
2 인열성능 Nmm2 19.8
3


 온도
의존성


 인장강도비 -20℃ % 264
60℃ % 69
신장률

 -20℃ % 184
20℃ % 315
60℃ % 206
4 가열신축성상 % -0.1
5 부착성능 무처리 N/mm 이상없음
냉동반복처리후 - 0.7
냉온반복처리후(도막상태) - 0.6
[실험예 2]
상기 실시예 2에서 제조된 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지를 포함하는 수계 에멀젼형 차열 방수재 조성물을 제조하여 휘상설유기화합물(VOCs)의 양을 측정하여 하기 표 5에 표시하였다. 이때, 시험 방법은 KS M ISO 11980-2:2014의 기준에 따랐다.
시험항목 단위 결과치 시험방법
VOCs g/L 0.23 KS M ISO 11980-2:2014
[비교예 1]
상기 실험예 2의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지를 대체하여 우레탄계 수지로 제조한 방수재 조성물의 휘발성유기화합물(VOCs)의 양을 측정하여 하기 표 6에 표시하였다. 이때, 시험 방법은 KS M ISO 11890-1:2012에 따랐다.
시험항목 단위 결과치 시험방법
VOCs g/L 436 KS M ISO 11980-1:2012
상기한 실험예 2 및 비교예 1의 각 방수재 조성물의 휘발성유기화합물(VOCs)의 양을 비교하여 보면, 본 발명의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 비교예 1의 우레탄계 수지에 비하여 휘발성유기화합물의 발생량이 현저하게 낮은 것으로 나타났다.
[실험예 3]
본 발명의 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지를 포함하는 수계 에멀젼형 차열 방수재 조성물은 특히 유색에서의 차열성능이 유효할 수 있다.
본 발명에서 유색 중에 흑색을 나타내기 위해서는 백색안료인 산화티탄을 대신하여 흑색차열안료를 사용할 수 있다.
본 발명에서 산화티탄의 백색과 흑색차열안료 및 나노세라믹실리카를 사용하여 회색을 띄며, 회색에서 차열효과를 증진시킬 수 있으며 각종 유색차열안료와 나노세라믹실리카를 사용하여 밝은색상에서부터 어두운 색상에 이르기까지 유색에서의 차열성능을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 유색에서의 차열효과를 확인하기 위하여 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지에 7 질량부와, 나노사이즈 무기질 세라믹 실리카 7 질량부를 첨가하여 흑색 차열방수코팅제를 제조하였고, 제조된 흑색 차열방수/바닥 코팅제를 은폐율 용지에 도포하여 기존 기술의 흑색과 분광반사율을 측정하였다. 그리고 측정된 분광 반사율을 하기 그래프에 나타내었다.
Figure 112017041710690-pat00011
(예, 흑색에서의 분광반사율 비교 그래프)
상기 그래프와 같이 흑색시편의 분광반사율을 비교시험한 결과 750 ~ 2500nm 파장의 적외선 반사 차열성능이 기존 기술보다 우수함을 나타내고 있다.
[실시예 3]
시클로헥실마타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지 500g을 주성분으로 제조한 제1 성분을 제조하였다.
그리고 백시멘트 700g, 한수석 백규사 7 ~ 8호 1000g, 무수석고 40g, 팽창CAS 60g, 아크릭파우다 20g, 차열안료 140g, 나노세라믹실리카 120g을 주성분으로 제조한 제2 성분을 제조하였다.
그리고 위 제조된 제1 성분과 제2 성분을 배합하여 차열방수바닥재를 제조하였다.
[실험예 4]
상기 실시예 3에서 제조된 차열방수바닥재의 성질 실험을 실시하여 하기 표 7에 표시하였다.
Test Method Property Requirement Test Result
ASTM D 2240
ASTMC836		 Hardness [reading]
slurry coating only;
1specimen;4”x 6”x 60(wet);
Cond.14d@73.4°& 50%RH;
TestwithType00hardnessgauge		 ≥ 50 83
ASTM C 1250 Weight Loss (%)
slurrycoatingonly;
2specimens;5.0
Test72h@158°F 		≤ 20 10
ASTM C 1250 Nonvolatile (% by mass) ≥ 80 90
ASTM C 1305 Low Temperature Crack Bridging [Pass/Fail]
fabric-reinforced system;
5specimens;2”x 2”x 60mils (wet);
Cond.14d@73.4°& 50%RH followed by;
Cond.7d@158°
Test10cycles@-15°
TestRate=0.125”from 0.0”to 0.125”
VisualInspectioninextendedposition		 No Cracking Pass
ASTM C 836 Film Thickness (vertical surface) (mils)
slurrycoatingonly;
1specimen;3”x 6”x 60mils (wet);
Cond.Verticalfor24h@73.4°& 50%RH;
Measurethicknessatfivelocations		 ≥ 60 Pass
ASTM C 794
ASTMC836		 Adhesion-in-Peel (after water immersion) (lbf)
slurrycoatingonly;
4specimens;1”wide; to cement mortar substrate;
Cond.14d@73.4°& 50%RH followed by;
Cond.7d@158°
Immersedindistilledwaterfor7d@73.4°
TestSpeed2.0”
TestCondition73.4°& 50±10%RH 		≥ 1 5
ASTM C 1522
ASTMC836		 Extensibility after Heat Aging [Pass/Fail]
fabric-reinforced system;
3specimens;3”x 4”x 60mils (dry)
Cond.14d@73.4°& 50%RH followed by;
Cond.14d@158°
TestCrackExtension=0.5”””
VisualInspectioninextendedposition		 No Cracking Pass
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물은 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 시클로헥실메타크릴레이트(Cyclohexyl Methacrylate)-실리콘(Silicone) 변성아크릴공중합수지 20 ~ 35 중량부, 루타일계 산화티탄 15 ~ 20 중량부, 직경 1㎛ 이하의 구형 나노세라믹실리카 4 ~ 8 중량부, 탄산칼슘 20 ~ 25 중량부, 프로필렌글리콜 2 ~ 3 중량부, 바이오사이드 0.08 ~ 1 중량부, 암모니아수 0.08 ~ 1 중량부, 텍사놀 0.5 ~ 0.6 중량부, 소포제 0.3 ~ 0.4 중량부 및 분산제 0.3 ~ 0.5 중량부를 포함하여 물에 희석되는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서
    상기 시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는
    서로 가교 가능한 반응성 실리콘과 아크릴계 수지가 공중합된 실리콘 아크릴 프리폴리머에 시클로헥실메타크릴레이트를 첨가하여 공중합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    시클로헥실메타크릴레이트-실리콘 변성아크릴공중합수지는 가교 가능한 이중결합 말단을 가진 반응성 유화제가 내재된 75 ~ 90℃의 반응기에서 메틸메타크릴레이트 20 중량부, 부틸아크릴레이트 30 중량부, 시클로헥실메타크릴레이트 10 ~ 50 중량부, 메타크릴산 1 ~ 3 중량부, 실리콘 아크릴 프리폴리머 0.1 ~ 4 중량부 및 실란 0.2 ~ 4 중량부를 포함하는 액상 프리폴리머를 분할 투입하면서 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 실리콘 아크릴 프리폴리머는 하기 화학식으로 표시되는 반응성 실리콘 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물.
    Figure 112017093960223-pat00022

    (여기서, R은 하기 화학식의 말단기이고,
    Figure 112017093960223-pat00023

    여기서, a, b, c, d는 서로 독립적으로 silicone acrylate-functional pre-polymer의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수),
    Figure 112017093960223-pat00024

    (여기서, R은 하기 화학식의 말단기이고,
    Figure 112017093960223-pat00025

    여기서 c, d는 서로 독립적으로 silicone acrylate-functional pre-polymer의 총 분자량이 1000 ~ 10000을 충족하는 1 ~ 1000인 정수)
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시클로헥실메타크릴레이트는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물.
    Figure 112017093960223-pat00016
KR1020170054750A 2017-04-28 2017-04-28 도심열섬현상을 저감시키는 수계 에멀젼형 차열 방수용 바닥재 조성물 KR101798872B1 (ko)

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