KR101812097B1 - 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 voc프리 하도코팅재 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지, 이미다졸 및 하드케익 방지제를 포함하는 친환경 주제 및 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지, 수용성 보호콜로이드, 고분자유화제, 수용성 알콕시실란 및 물을 포함하는 친환경 경화제로 된 수성 유화형 VOC-프리 하도코팅재 조성물이 제공된다.
본 발명에 따른 수성유화형 VOC-프리 하도코팅재 조성물은, 유기용제를 사용하지 않고 물을 용제로 사용하므로 유해한 VOC를 거의 배출하지 않고 친환경적이고 작업성이 우수할 뿐만 아니라, 유기도막 및 무기물 표면에 침투성 및 부착성이 뛰어나며, 도막이 치밀하고 내수성이 우수하며, 폴리머 융합구조를 가져 층간부착성이 우수한 하도코팅재막을 형성할 수 있다.

Description

층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 하도코팅재 조성물 {WATER-BASED EMULSIFIED VOC-FREE UNDERCOAT MATERIALS HAVING A POLYMER INTEGRATED STRUCTURE WITH AN OUTSTANDING INTERCOAT ADHESION}

본 발명은 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC-프리 하도코팅재 조성물에 관한 것이다.

생활근린시설의 바닥재시공 현장에서 아스팔트, 에폭시, 아크릴 또는 우레탄 방수 시공에서 부착력 증진과 후속 도포의 용이함을 위해서 하도코팅재를 선시공하고 있다. 하도코팅재는 후속 도포에서 편리한 작업성과 함께 시멘트 콘크리트 표면에 대한 부착성, 침투성, 내수성, 내용제성, 차단성 등의 성능이 뛰어나야 한다.

실제 시공현장에서는 하도코팅재는 후속 도포되는 코팅재의 유형과 종류에 따라 그의 유형과 종류가 결정되기 때문에, 관련 종사자들의 업무 및 재고관리가 복잡다단하다. 하도코팅재는 대부분이 유성이고 VOC를 방출하는 유기용매가 구성성분의 최소 60% 이상을 차지하고 있기 때문에, 환경적으로도 문제가 많을 뿐만 아니라 화재나 안전사고의 위험성을 항상 내포하고 있을 뿐만 아니라, 우천과 같은 경우에는 바닥이 마르기를 기다렸다가 시공을 해야 한다. 따라서 신속히 공사를 진행하여 수익을 남겨야 하는 시공업자로서는 유성 하도코팅재의 작업조건에 매우 불편함을 느끼고 있는 실정이다.

수용성 혹은 수성 하도코팅재가 제안되어 있지만, 그의 성분에는 VOC 및/또는 환경호르몬이 여전히 포함되어 있고 가격도 비싸기 때문에, 일반 시공이나 대규모 공사에 적용하기에는 현실적으로 어려운 실정이다. 게다가, 기존의 수용성 혹은 수성 하도코팅재는 부착 성능이 열악하여 이를 사용한 시공 시에도 일부 제한적인 장소에만 사용되고 있는 실정이다.

일반적으로, 아스팔트면, 콘크리트 바닥면 위에 1액형 또는 2액형 에폭시, 아크릴, 우레탄 수지로 방수 도막을 시공하고자 할 때, 시멘트 콘크리트 표면에 부착이 잘되면서 외관이 평탄한 도막을 얻기 위하여, 유기용제를 주성분으로 하는 유성 하도코팅재가 주로 사용하고 있다. 이러한 유성 하도코팅재는 에폭시, 아크릴, 우레탄 수지층과의 접촉 및 결합을 위해 다량의 유기용제 및 미반응된 화학적 관능기를 포함할 수 있다.

그러나, 유성 하도코팅재는 메틸에틸케톤, 부틸아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 유독성 유기용제를 사용함으로써 작업시 심한 약품 냄새로 인하여 작업자의 두통이나 호흡곤란을 일으켜 안전사고를 유발할뿐 아니라 작업자의 건강에 나쁜 영향을 끼친다. 때문에, 유기용제를 사용하는 유성 하도코팅제는 VOC를 배출하고 이산화탄소를 발생시켜 독성물질 방출, 오존층 파괴, 대기 오염 등의 환경 파괴적인 악영향을 야기시킬 뿐만 아니라, 가연성 물질이기 때문에 화재와 폭발의 위험성이 상존하고 있다.

일반적으로, 유기용제를 주성분으로 하는 유성 하도코팅제는 도포 직후의 건조성이 우수한 동시에 시멘트콘크리트 표면에 대한 부착성, 침투성, 내용제성, 차단성 등의 성능이 뛰어나야 한다. 그러나, 물을 기반으로 하는 수계 하도코팅제에서 이러한 성능을 만족시키기 위해서는 수용성 또는 수분산성 수지들 사이에서 또는 다른 구성성분과의 사이에서 고분자 경화 네트웍을 통한 경화시스템이 요구된다.

하도코팅재의 수용성화를 통하여 유기용제의 사용을 줄이고 친환경적으로 제조하려는 시도가 있었다.

대한민국 특허출원 10-2004-7006303호 (특허문헌1)에는 경화시스템으로 발명한 수용성 수지 조성물이 개시되어 있다. 이것은 유기용제의 함량을 줄인 수용성 및 친수용성 수분산성 Si가 주성분이 실리콘, 실란함유수지를 베이스로 하기 때문에, 침투성, 강인성, 밀착성, 내수성등 제반물성은 우수하나, 그 가격이 매우 비싸 산업현장에서 건축용 하도코팅재로써 사용이 어렵고, 그 조성물의 배합을 보았을 때, 경화제의 하드케익이 필수적으로 생길 수 있고, 일부 유기용제가 혼합되어 다소 VOC를 방출하는 그러한 단점을 지니고 있다. 따라서 경제성 및 환경성 측면에서 여러 단점이 나타날 수밖에 없다.

특허등록된 대한민국 특허출원 10-2009-0084636호 (특허문헌2)에는 수용성 에폭시 에멀젼 수지, 오르가노실란,, 물 및 친수성 유기용제를 포함하는 복합A액 및 변성지방족 아민또는 아마이드, 자기 경화형 아크릴 에멀젼 수지 및 액상규산염을 포함하는 복합B액으로 된 복합 경화형 프라이머 조성물, 즉 하도코팅재 조성물이 개시되어 있다. 상기 조성물은 수용성이고 환경친화적이지만, 첫째, 계면활성제의 사용조건과 성분을 고려하면 내수성이 현저히 떨어지고 환경호르몬을 유발하는 단점이 있으며, 둘째, 친수성 유기용제를 사용하므로 VOC (최대 TVOC 100)를 방출할 수도 있으며, 셋째, 후속적으로 도포되는 상층 코팅이 유성 에폭시, 아크릴, 우레탄, 또는 옥시란링-함유 코팅재와 같이 유기용제가 많이 함유된 경우에는, 하층의 하도코팅재에서 함침 현상으로 인한 박리 현상이 발생하여 부착불량을 유발할 수 있어, 사용범위가 제한되는 단점이 있다. 또 상기 조성물에는 배합상 주제의 하드케익을 방지할 수 있는 성분이 전혀 없어 장기간의 보관에 대한 품질보증이 취약하다는 단점을 지니고 있어, 실제 유통에 많은 어려움이 발생할 수 있다.

이런 상황에서, 유기용제를 사용하는 유성 하도코팅제를 대체할 수 있는 새로운 유형의 친환경적인 하도코팅재의 필요성이 크게 대두되고 있는 실정이다.

이를 위해서는, 전술한 기존의 제품과 선행된 특허에서, 첫째, 지구환경 오염방지, 작업안전, 화재방지, 대형안전사고방지를 TVOC (Total VOC) 함유량을 대폭 줄이고 (TVOC 5ppm 이하), 둘째, 이러한 옥시란링 함유 하도코팅재액에서 발생할 수 있는 하드케익을 방지하여 장기간의 보관에도 품질을 보증할 수 있고, 셋째, 친환경 조성물로 만들기 위해 시도한 수용성화로 인한 부작용인 내수성, 침투성 등을 향상시키는 기술의 개발도 함께 필요하다.

특허문헌1: 출원번호: 10-2004-7006303호 특허문헌2: 출원번호: 10-2009-0084636호

본 발명의 새로운 하도코팅제 조성물을 개발함에 있어서, 첫째, TVOC를 대폭 (TVOC 5ppm 이하) 저감하여 친환경적이고, 둘째, 옥시란링을 함유하는 조성물에서 하드케익을 방지하여 장기보관이 가능하고, 셋째, 침투성, 밀착성, 내수성을 향상시켜 키는 것을 주요 기술적 과제목표로 하면서 연구개발 설계에 반영하였다. 아울러, 유성 하도코팅재의 장점인 건조성과 부착성을 그대로 유지하면서, 산업현장이나 시공현장에 실제로 적용할 수 있는 경제성, 편리성 및 안정성을 갖는 하도코팅재 조성물을 개발하고자 하였다.

본 발명자들은 고분자 구조적인 최적화 하이브리드 시스템을 감안하여 친환경 주제 및 친환경 경화제로 된 2액형 하도코팅재 조성물을 설계하고 이들의 구성성분을 선정하였으며, 실험을 통해, 필수유효한 성분으로 수용성 폴리에틸렌옥사이드 변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드 아민, 상온경화형 아크릴산에스테르수용성 에멀젼 수지, 하드케익 방지제, 이미다졸 및 경화촉진제 등을 혼합하여 친환경 주제를 제조하고 옥시란링 함유 수용성 에멀젼수지, 친환경 고분자 유화제 및 수용성 알콕시실란을 적절한 온도에서 물에 유화분산시켜 친환경 경화제를 제조하였다.

더나가서, 상기 친환경 주제 및 친환경 경화제를 서로 혼합하여 시멘트 콘크리트 표면과 같은 기재층 위에 도포함으로써, 우수한 부착력, 건조성, 내수성, 내알칼리성, 강한 침투성을 가질 뿐만 아니라 구성성분들 사이에 폴리머 융합 구조를 형성하여 우수한 층간부착성을 나타내는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따른 친환경 주제 및 친환경 경화제로 된 2액형 하도코팅재 조성물은 작업시 유해한 작업환경을 조성치 아니하므로, 친환경적이고, 경제적이고, 산업적으로 적용 가능한 우수한 수용성 다용도 하도코팅재 조성물로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 수성유화형 VOC-프리 하도코팅재 조성물은, 유기용제를 사용하지 않고 물을 용제로 사용하므로 유해한 VOC를 거의 배출하지 않아 친환경적이고 작업성이 우수할 뿐만 아니라, 유기도막 및 무기물 표면에 침투성 및 부착성이 뛰어나며, 도막이 치밀하고 내수성이 우수하며, 폴리머 융합구조를 가져 층간부착성이 우수한 하도코팅재막을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 경화 네트워크 구조의 하이브리드 시스템에 대한 전체적인 개요를 보여주는 도면이다.

본 발명의 첫 번째 목적은 친환경 주제 및 친환경 경화제로 구성된 수성 유화형 VOC-프리 프라이머 조성물을 제공하는 것으로서, 전술한 친환경 주제는 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지, 이미다졸 및 하드케익 방지제를 포함하며, 상기 친환경 경화제는 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지, 수용성 보호콜로이드, 고분자유화제, 수용성 알콕시실란 및 물을 포함하며, 전술한 친환경 주제의 경화성 관능기 당량에 대한 상기 친환경 경화제의 경화성 관능기 당량의 당량비 (주제/경화제)가 0.95 ~ 1.15, 바람직하게는 1.00 ~ 1.10 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 구현예에 있어서, 전술한 수성 유화형 VOC-프리 프라이머 조성물에 있어서, 전술한 친환경 주제 및 친환경 경화제는 2:1 ~ 3:1의 중량비로 사용될 수 있으며, 전술한 친환경 주제 및 친환경 경화제를 혼합한 후의 점도가 200cps 이하 (20℃), 구체적으로는 5 ~ 200cps(20℃)일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 전술한 친환경 주제는 고분자 내에 존재하는 활성수소 수가 평균 2 ~ 6인 폴리에틸렌옥사이드 변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드 10 ~ 25중량%, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지 3.0 ~ 15.0중량%, 이미다졸 0.5 ~ 1.0중량% 및 하드케익 방지제 0.1 ~ 1.5중량%를 포함하며, 전술한 친환경 경화제는 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지 50 ~ 70중량%, 수용성 보호콜로이드 0.1 ~ 5.0중량%, 고분자 유화제 3.0 ~ 10.0중량% 및 수용성 알콕시실란 0.5 ~ 1.0중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지는 옥시란링 함유 수지가 비스페놀 A형 옥시란링 함유 수지, 비스페놀 S형 옥시란링 함유 수지, 비스페놀 F형 옥시란링 함유 수지, 브롬화 비스페놀 A형 옥시란링 함유 수지 및 분자내 2 개 이상의 옥시란링 함유기를 갖는 옥시란링 함유 수지로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택될 수 있다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 전술한 상온경화 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지는 유리전이온도가 25℃ 이상이며, 모노머와 스티렌 모노머의 공중합체 또는 아크릴 모노머 종류로만 합성된 공중합 수지를 1종 이상 함유하면서, 아민-변성 아크릴 모노머를 0.5% 이상 함유할 수 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 토목 건축물 현장이나 토목현장에서 도로, 주차장, 옥상 등의 시멘트 콘크리트 표면으로 된 기재층 위에, 상술한 바의 하도코팅재 수지층 및 추가의 도막층을 포함하는 방수 바닥재를 제공하는 것으로, 전술한 추가의 도막층은, 유성 또는 수성에 관계없이, 아스팔트 수용성 에멀젼, 유성 아크릴 코팅재, 아크릴 수용성 에멀젼 수지 또는 도료 코팅제 도막, 옥시란링 함유 수지도막, 에폭시수지 도막, 아크릴수지 도막, 우레탄수지 도막, 무기질 도막으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 상술한 바와 같은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 여러 가지의 의미있는 기술을 달성하기 위해, 유기용제를 일절 사용치 않는 기술을 고분자화학과 물리화학적인 상관관계를 살피면서 설계하였고, 유화제도 친환경 고분자유화제를 적용할 수 있는 화학적, 물리적 시스템을 연구개발 시도하였다. 특히 이러한 친환경 수용성 수계시스템에선 상술한 단점을 극복하고, 기존의 하도코팅재로서의 상술한 단점을 해결하고 그 실제적인 필요성을 만족하는 친환경 하이브리드 수용성 다용도 하도코팅재 조성물을 여러 가지 실험을 반복하는 과정 속에서 본 발명과 같이 상기 용도로 적합한 기술을 얻게 되었다.

하이브리드 경화 네트웍을 베이스로 하는 고분자 하이브리드 경화시스템으로서, 전술한 유기 및 무기의 필수 유효 성분과, 수용성이나 수분산성 수지의 구성성분들과 상호간의 화학적, 물리적 하이브리드 경화 네트웍를 통한 경화시스템을 설계하여 반영하였다. 이러한 하이브리드 경화 시스템을 위해, 친환경 주제와 친환경 경화제의 2액형으로 구성하였다.

구체적으로, 친환경 주제는 고분자내에 존재하는 활성수소 수가 평균 2 ~ 6인 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드 10 ~ 25중량부; 모노머들과 스티렌 모노머의 공중합체 또는 아크릴 모노머 종류로만 합성된 공중합 수지로서, 적어도 1개 이상의 아민변성 아크릴 모노머를 0.5%이상 함유하며, 유리전이온도가 25℃이상인 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 수지 3.0 ~ 15.0중량부; 하드케익 방지제 0.1 ~ 1.5중량부; 및 이미다졸 0.1 ~ 1.0중량부를 필수 성분으로 하여 이온수 75 ~ 90중량부 내에 첨가하고 고속 디졸바로써 균일하게 혼합하여 제조할 수 있다.

친환경 경화제는 비스페놀-A 혹은 비스페놀-F, 비스페놀-S에 옥시란링을 180 ~ 400g/eq의 당량으로 함유하는 옥시란링-함유 수용성 수지 60 ~ 70중량부 (고형분환산, 이하동일); 수용성 알콕시실란 0.1 ~ 0.5중량부 (고형분환산, 이하 동일); 향료 0.1 ~ 0.5 중량부; 친환경 고분자유화제 3.0 ~ 10.0중량부를 이온수 30 ~ 40중량부에 첨가하여 고속 디졸바로써 균일하게 혼합하여 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 친환경 주제와 친환경 경화제는 각각 200cps 이하의 점도, 구체적으로는 5 ~ 200cps (20℃)의 점도를 가질 수 있다.

상기 친환경주제와 친환경경화제는, 각각의 필수 성분 이외에, 필요에 따라 통상의 수용성 에멀젼 도료에 사용될 수 있는 분산제, 소포제, 안정제, 레벨링제, 가스 흡수제, 습기 흡수제, 점착부여제, 촉매, 습윤제, 증점제, 리올로지(rheology) 컨트롤제, 방부제, 동결 방지제, 바이러스 방지제, pH 조정제, 방청제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 및 유화제 등의 첨가제를 포함할 수 있으며, 그 범위와 량은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 통상적으로 적용되는 바에 따라 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 하도코팅재는 상기 기술된 친환경주제와 상기 기술된 친환경경화제를 서로 일정비율에 따라 혼합함으로써 그 기능을 나타낼 수 있다.

통상적으로 하도코팅재 위에 도포 되는 유성 에폭시, 아크릴 또는 우레탄 도막은 잉여의 화학적 반응 관능기들이 존재하는 상태로 혼합되어 도포되는데, 일부의 화학적 반응 관능기들은 물(수분)과 반응을 일으키며 다른 일부의 화학적 반응 관능기들은 옥시란링-함유 수지의 히드록실기 등과 반응하여 에테르, 에스테르 및/또는 우레탄 결합을 형성함으로써 층간 부착을 증진시키는 효과를 나타낸다.

상기 친환경 주제와 친환경 경화제를 혼합하여 하도코팅재를 제조할 때, 상기 친환경 주제와 친환경 경화제에 각각 존재하는 경화가능한 화학적 관능기들의 당량비(주제/경화제)는 0.95 ~ 1.15 사이가 적합하며, 바람직하게는 1.00 ~ 1.10 일 수 있다. 상기 당량비율이 0.95 미만이면 경화밀도가 낮아 건조성이나 경화성, 부착성, 차단성이 나빠지고 유성 에폭시, 아크릴, 우레탄과 같은 후속 도막의 도포 시에 하도코팅재 도포면의 대부분이 녹아 도막이 박리되는 현상이 발생할 수 있다. 만일 상기 당량비율이 1.15를 초과하면 미반응 활성수소가 많이 잔류하여 도막의 내후성과 내수성에 문제를 일으키고, 후속으로 시공되는 에폭시, 아크릴, 우레탄 도막의 화학적 반응 관능기와 반응하여 미세기포를 형성함으로써 부착력에 나쁜 영향을 끼치게 된다.

본 발명에서는 하이브리드 결합 시스템을 위한 층간부착성이 우수한 화학적 반응 메카니즘을 설계하였고, 그 구체적 경화 내용은 반응의 비율을 조절하여 완전한 반응으로 야기되는 발생하는 입체장애를 줄임으로써 후경화의 효과를 극대화하고, 강력한 수소결합을 형성할 수 있는 반응구조를 남겨서 층간 부착력을 향상시키는 것이다. 이와 같이 하도코팅재 도막을 형성한 다음, 첫번째 복합 경화 및 잠재적 후경화의 과정은 옥시란링 함유 수지의 수산기와 후속 도포되는 에폭시, 아크릴, 우레탄 방수재의 잉여 화학적 반응 관능기와의 에테르, 에스테르, 우레탄 결합이 형성되어 층간 부착성이 매우 증진되고, 두번째로는 수용성 알콕시실란 화합물의 가수분해에 의해 실라놀이 형성된 후 후속 도포되는 에폭시, 아크릴, 우레탄 방수재의 잉여 화학적 반응 관능기와의 에테르, 에스테르, 우레탄 결합이 형성됨과 동시에 시멘트 콘크리트 깊숙이 침투하여 규소화합물과 실록산 결합을 형성함으로써, 폴리머 융합 구조를 형성할 수 있다.

한편, 수용성 다용도 하도코팅재 조성물은 이미다졸이 시멘트 콘크리트 내부로 침투하여 규사, 모래 시멘트 속의 수산기(-OH)와 반응하여 경화가 일어나기 때문에, 콘크리트 기재층, 하도코팅재의 하도층, 및 하도코팅재 위에 도포되는 유성 및 수성 도막층 (방수재 혹은 바닥재)가 화학적으로 서로가 하나의 네트워크로 결합되는 구조를 형성하게 되며, 이에 의해 차단성이 매우 뛰어나고 우수한 부착성, 내수성을 나타내어 유기 도막 및 무기물 표면에 부착성이 매우 우수한 하도코팅재 조성물로서의 기능을 나타내는 것이다.

본 발명에서 사용될 수 있는 원료들은 저렴하고 용이하게 입수가능하므로 경제성이 있는데, 예를들면 가격은 알리파틱 우레탄이나 에폭시계통의 화학적 반응 관능기에 비해 경제성이 뛰어나다.

아래에, 본 발명의 친환경 주제 및 친환경 경화제로 된 수성 프라이머 조성물을 사용하여 하도코팅재를 형성시킬 때 일어나는 여러 가지 화학적 반응의 주요 반응메카니즘을 반응식을 이용하여 설명한다.

하기 반응식 1은 친환경 경화제에 함유된 옥시란링 함유수지와 친환경 주제에 함유된 폴리아민의 경화 네트워크의 반응시스템을 보여준다.

[반응식 1]

(상기 반응식에서, R은 알킬 또는 알케닐이다.)

하기 반응식 2는 친환경 경화제에 함유된 수용성 알콕시실란과 기재층으로 사용되는 무기물질(콘크리트)의 커플링반응의 반응 메카니즘을 보여준다.

[반응식 2]

(상기 반응식에서, R은 실라놀의 주사슬로서, 알킬, 페닐, 아미노알킬, 알킬에테르, 페닐에테르, 하이드록실, 옥시란링 함유-알킬 등을 나타내고, M은 무기물질로서, 콘크리트 표면을 나타낸다.)

하기 반응식 3는 친환경 주제에 함유된 이미다졸과 친환경 경화제에 함유된 옥시란링-함유 수지의 경화반응의 반응 메카니즘을 보여준다.

[반응식 3]

참고로, 상기의 반응이 본 발명의 경화 네트워크 구조의 하이브리드 시스템에 대한 전체적인 것을 나타내는 것은 아니다. 부연 설명하자면, 상술한 주 반응들이 폴리머 알로이 혹은 다중의 상호 경화 시스템으로 구성되면서 하도층과 후속 시공되는 상도층 사이에 강력한 부착효과를 나타내어 우수한 층간부착성을 제공하게 되는데, 이들을 포함한 세부적인 개요는 도 1에 도표로 설명되고 있다.

이후, 토목공사나 건축물의 방수재 또는 바닥재의 시공 작업시에, 시멘트 콘크리트 표면에 도포되는 유성 또는 수성 방수재 조성물 혹은 바닥재 조성물과 같은 하도코팅재 조성물로 적합한 수용성 다용도 하도코팅재 조성물을 구성하는 성분들을 설명한다. 이후 설명에 나타내는 함량은 특별한 지시가 없으면 중량%를 기준으로 한다.

친환경 경화제에 포함되는 수용성 옥시란링 함유 수지는 비스페놀-S, 비스페놀-A, 비스페놀-F 형의 화합물에 옥시란링을 반응성 당량 180 내지 400 g/eq 으로 포함하는 수용성 또는 수분산성 에멀젼 수지로서, 친환경 주제에 포함되는 아민-관능기 함유 성분과 반응하여, 콘크리트 표면에 부착성, 내수성, 내알칼리성 등을 향상시키는 역할을 한다. 수용성 옥시란링 함유 수지는 고형분으로 환산하여 친환경 경화제의 50 ~ 70중량%의 함량으로 사용할 수 있다. 상기 옥시란링 함유 수지의 함유량이 50중량% 미만이면, 최종적인 수성 경화 하도코팅재 도막의 부착성 및 내수성의 문제점이 발생하고, 옥시란링 함유 수지의 사용량이 70중량%를 초과하면, 친환경경화제의 유동성이 저하되어 하도코팅재로서의 작업성이 나빠지고, 경화제를 혼입할 때, 하도코팅재 도막이 너무 두껍게 도포되어 하도코팅재의 침투성이 급격히 나빠지는 문제점이 발생한다. 상기의 원료에 대한 구체적인 예로서, TWP-100, SPOREXY-939, EHB264, KER-828, DER-331, DER-324 등을 들 수 있고, 유사한 특성을 갖는 다른 회사의 제품도 사용이 가능하다. 본 발명에서는 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지로서 SPOREXY-939와 자체개발수지인 DER-324 제품을 사용하였다.

본 발명에서 사용하는 친환경 고분자 유화제는 기존의 음이온이나 비이온 유화제와는 달리 환경호르몬이나 인체에 유해한 성분이 없는 물질을 선택하여 사용한다. 예를들면 비이온성 친환경 고분자 유화제로서 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 카르복실메틸셀룰로스 등과 같이 VOC가 없는 고분자 유화제를 언급할 수 있으며, 이들은 강제적인 고속교반을 하지 않아도 옥시란링 함유 수지와 수용성 유화를 잘 시킬 수 있게 하는 유화 장점을 나타낸다. 고형분기준 3.0 ~ 10.0%의 범위 내에서 사용하고, 바람직스럽게는 4 ~ 8% 정도 사용하는 것이 바람직하다. 함량이 10.0%를 초과하면 친환경 경화제의 친수성의 증가로 내수성 및 부착성이 나빠지고, 3.0중량% 미만 사용시는 내수성이 떨어지고, 유화안정성이 나빠진다. 구체적인 상품명으로는, Maxemul9107, PVP-K30, PVP-K90, Maxemul7201, Maxemul7201, LB83845, Plantcare-2000UP 등이 있으며, 본 발명에서는 Maxemul7201, Plantcare-2000UP 등이 바람직하게 사용될 수 있다.

수용성 알콕시실란은 유연한 분자구조와 저분자량의 고침투성 성질을 지니고 있다, 도료나 방수재 등에 포함될 경우에 시멘트 콘크리트 등의 무기화합물 표면에 침투할 수 있어 층간 부착을 증진시킬 수 있다. 본 발명의 조성물에서, 수용성 알콕시실란은 옥시란링 함유 수지와 폴리아민 수지 성분이 침투하지 못하는 곳까지 침투하여 가수분해반응을 일으켜 실라놀을 형성하는 역할을 한다. 그런 다음, 형성된 실라놀은 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼의 수산기 및 콘크리트 표면의 수산화물이나 금속 화합물과 반응하여 그물망 형태의 경화구조를 생성하면서 강력한 부착력을 나타내고, 차단기능을 더욱 증가시킨다. 수용성 알콕시실란은 친환경 주제에서 0.1 ~ 1.0중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 함량이 1% 이상이면, 친환경 경화제의 유화분산성이 불안정하여 층분리가 생기고 친환경 주제와의 혼합시 점증 현상이 심하게 일어나 올바른 경화반응 조성물을 얻을 수 없다. 또한 경제성 측면에서도 하도코팅재의 가격이 높아지게 되어, 산업 적용성 측면에서 현실성이 낮아진다. 상기 함량이 0.1% 이하이면, 하도코팅재층과 시멘트콘크리트 표면의 층간 부착력이 나빠지게 된다.

상술한 수용성 알콕시실란의 예로서 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 플루오르프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디메톡시실란, β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-머켑토프로필트리메톡시실란, β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란 및 글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 언급할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 사용될 수 있다. 바람직하게는, 수용성에 적용하기 쉬운 메틸트리아세톡시실란,아미노프로필트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 시판되는 수용성 알콕시실란으로 ESL-8325, ESL-8331, EL1338-G10, ESL-8355, ESL-8380, ESL-8330(이성소재상품명), 바람직하게는 EL1338-G10 등을 업급할 수 있으며, 유사한 특성을 갖는 다른 페인트 회사 (예. KCC, DOW CORNING 등)의 제품도 사용이 가능하다.

친환경 주제의 주성분 중 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드, 또는 수분산 폴리아민계 경화제 또는 수분산 폴리아마이드는 친환경경화제는 친환경주제의 경화제 역할을 하며 부착성을 향상시키고, 내수성 및 내화학적 성질을 증가시키는 데 큰 영향을 미친다. 친환경주제에서 아민값이 200 ~ 400m gKOH/g인 것을 10 ~ 25중량% 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량이 10% 미만이면 옥시란링 함유 수지의 경화가 제대로 일어나지 않아 부착성, 내수성 등이 떨어지고, 25% 이상이면 경화가 일어나지도 않으면서 황변현상이 심하게 나타난다. 이러한 원료로는 WS-9232, KH-701, H4121, H-23, EPIKURE-8530등이 있으며, 본 발명에선 WS-9232, EPIKURE-8530등을 사용하였으며, 유사한 다른 제품을 사용하여도 가능하다.

상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지는 도막의 건조성과 차단성을 위해 겔크로마토그래피로 측정하였을 때 200,000 ~ 400,000의 분자량을 가질 수 있다. 상온경화형 아크릴산에스테르는 경화하면서 분자량이 증가하므로 다른 아크릴 수용성 에멀젼 수지에 비해 분자량이 낮아도 건조가 빠르고 차단성이 뛰어난 특징이 있다. 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼은 옥시란링 함유 수지와 스스로 반응함과 동시에, 가수분해된 수용성 알콕시실란과도 일부 반응하여 시멘트 콘크리트 내부에서 고분자 성분 및 콘크리트 성분과의 그물망 경화 구조 (네트웍 경화 구조)를 형성할 수 있으며, 이에 의해 경화 밀도를 증가시키고 건조를 빠르게 한다. 또한 자체적으로도 경화하는 기능이 있어 시공 현장에서 약간의 믹싱 불량이나 배합비의 실수가 일어나더라도 시공 불량이 발생할 소지가 훨씬 적어 쉽고 편하게 사용할 수 있다. 전술한 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼은 모노머들과 스티렌계 모노머의 공중합체 또는 아크릴계 모노머 종류로만 합성된 공중합 수지이다. 본 발명에서는, 적어도 1개 이상의 상온경화형 아크릴산에스테르 모노머와 하이드록시 아크릴 모노머를 각각 0.5%이상 함유하고 있는 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지를 3.0 ~ 15.0중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에걸젼 수지가 15중량%를 초과할 경우, 친환경 경화제의 점도가 높아져 침투성이 나빠지며, 3% 미만일 경우에는 그물망 구조가 느슨해져 부착성 혹은 차단성이 나빠진다. 상온경화형 아크릴 모노머는 아세트아세톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 디아세톤아크릴아마이드, 큐밀디하이드라지드, 아디픽액시드디하이드라지드, 석시닉액시드디하이드라지드 등이 있다. 하이드록시 아크릴 모노머는 2-하이드록시 에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 아크릴레이트 등이 있다. 본 발명에서 사용한 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 수지는 오아시스산업의 AC-100, AC-390, 나노켐의 CJ-45H, MH-200 등이 있으며, 본 발명에서는 AC-390, CJ-45H를 사용하였다.

하드케익 방지제는 하절기의 높은 온도에서도 친환경주제의 함유 수지인 하이브리드화된 아크릴이 폴리아민, 폴리아마이드 및 수용성 유기실리콘 또는 알콕시실란이 하드케익이 형성되지 않도록 함으로써 다용도 하도코팅재 조성물의 저장안정성을 개선시킬수 있는 역할을 한다. 이러한 역할을 하는 성분들은 크게 극성수지인 폴리하이드록실수지, 폴리아크릴산, 카복시메틸셀룰로스 등의 음이온 극성 고분자수지와 그의 염, 그리고 다공질의 미세 공극에 수지를 함축하고 있거나, 흡유량 또는 흡수량이 높은 무기염 등으로 구분된다.

하드케익 방지제로서 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 잔탄검, 폴리아크릴릭산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 카복실메틸셀룰로오스, 친유성 하이드록시 복합셀룰로오스, 탄산칼슘, 실리카, 탈크, 흄실리카, 황산바륨, 경탄, 중탄, 옥염화, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 이미다졸 등을 언급할 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2개 이상 혼용될 수 있다. 바람직하게는 탄산칼슘 Omycarb-5 (Omyakorea사) 또는 Carbopol941 (Lubrizol사)을 사용할 수 있다.

하드케익 방지제는 친환경주제에서 0.1 ~ 1.5% 정도의 함량으로 사용될 수 있다. 그 사용량이 0.1% 미만이면 하드케익의 방지효과가 급격히 떨어지고, 1.5%이상이면, 점도가 높아지고 경화조건에 악영향을 미쳐서, 경화성 및 작업성에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

본 발명에서, 이미다졸은 옥시란링 함유 수지의 옥시란링과 개환 반응하여 고분자 사슬을 빠르게 그리고, 강하게 결합시키는 역할을 하는 이미다졸계 화합물을 의미한다. 이미다졸은 친환경 주제에 고형분 기준으로 0.1 ~ 1.0중량%, 바람직하게는 0.3 ~ 0.8중량%의 양으로 포함될 수 있다. 그의 함량이 1.0중량%를 초과하면 경화제 및 촉매로서의 효율이 더 이상 증가되지 않고, 0.1중량% 미만이면 경화성 및 촉매로서의 효율이 급격히 떨어진다. 본 발명에서 사용할 수 있는 이미다졸의 예로는 2-에틸-4-메틸이미다졸, N-이미다졸, 2-메틸이미다졸 등을 언급할 수 있으며, 바람직하게는 2-에틸-4-메틸이미다졸을 언급할 수 있다.

한편, 보호콜로이드는 폴리머 입자들의 수중 분산을 향상시켜 이들을 안정화시킴으로써 케이크 형성을 방지하는 역할을 한다. 보호콜로이드는 수용성 보호콜로이드가 바람직하다. 보호콜로이드의 예로는, 부분 가수분해되거나 완전 가수분해된 폴리비닐 알코올; 폴리비닐피롤리돈; 폴리비닐 아세탈; 수용성 형태의 다당류, 예를 들면 전분(아밀로오스 및 아밀로펙틴), 셀룰로오스 및 그의 카르복시메틸, 메틸, 하이드록시에틸 또는 하이드록시프로필 유도체; 카제인이나 카제이네이트와 같은 단백질, 콩 단백질, 또는 젤라틴; 리그노술포네이트; 폴리(메타)아크릴산, (메타)아크릴레이트와 카르복시-작용성 코모노머 단위의 코폴리머, 폴리(메타)아크릴아미드, 폴리비닐술폰산 및 그의 수용성 코폴리머, 멜라민-포름알데히드술포네이트, 나프탈렌포름알데히드술포네이트, 스티렌-말레산 코폴리머 및 비닐 에테르-말레산 코폴리머와 같은 합성 폴리머 등을 언급할 수 있으며, 바람직하게는 부분적으로 또는 완전 가수분해된 폴리비닐 알코올을 언급할 수 있으며, 특히 바람직하게는 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올로서, 가수분해도가 80 ~ 95 mol%이고, 4% 강도의 수용액 중 회플러 점도(Hoeppler viscosity)가 1 ~ 30 mPas(20℃에서의 회플러법, DIN 53015)인 것을 언급할 수 있다.

상기 보호 콜로이드제의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 고형분 기준으로 0.01 ~ 5 중량％ 인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 하도코팅재 조성물은 친환경적이고 수용성이고 다용도를 가지며, 콘크리트 표면과 같은 무기질 표면에 도포하거나 적용할 때, 표면에는 그물망 복합 경화를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 표면 내부에 깊숙이 침투 및 경화함으로써, 탁월한 차단성 및 우수한 부착성과 내수성을 나타낼 수 있다. 이러한 특성으로, 유성 또는 수성 코팅제, 페인트 및 후막코트 등의 대부분의 하도코팅재에 모두 적용 가능하다. 특히, VOC를 많이 배출되는 유성 하도코팅재가 주로 사용되는 옥시란링 함유 바닥재 혹은 에폭시, 아크릴, 우레탄 바닥재, 방수재 시공작업에서, 전술한 유성 하도코팅재를 대체하여 사용할 수 있다.

또, 유독한 유기용제를 포함하지 않는 수용성 하도코팅재이기 때문에, 작업성이 우수하고 사용방법이 까다롭지 않으며, 따라숴 시공현장에서 쉽게 사용할 수 있다. 아울러, 유해한 VOC를 배출하지 않아 친환경적이면서도, 경제성이 우수하고 결과된 도막의 물성도 우수하여, 곧바로 산업에 적용하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 수성 유화 조성물은 유해한 유기용제를 거의 배출하지 않아 지구환경보호에 크게 이바지할 수 있고, 하드케익이 생기지 않고, 투명성이 우수하며, VOC를 포함하지 않을 뿐만 아니라, 부착성과 작업성이 뛰어난 하도코팅제로서 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 하도코팅재는 친환경 주제 A액 및 친환경 수용성 경화제B액으로 된 2액 조성물로서, 수성 유화형 VOC프리 하도코팅재로 칭해질 수 있는데, 전술한 친환경 주제 A액 (이하 친환경주제라 칭함)는 유효한 필수 물질로서 폴리에틸렌옥사이드-변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지, 고극성 고분자수지 또는 다공성 무기질성분의 하드케익 방지제 및 이미다졸을 함유하며, 전술한 친환경 수용성 경화제B액(이하 친환경경화제라 칭함)는 옥시란링 함유 수용성 에멀젼 수지, 수용성 알콕시실란, 친환경 고분자 유화제 및 보호콜로이드를 함유하며, 주제:경화제의 비율이 내부에 포함된 경화가능한 화학적 관능기에 대한 당량 기준으로 주제/경화제 = 0.95 ~ 1.15 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수성 유화형 VOC프리 하도코팅재 조성물은 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하며, 기존의 공지된 제품 또는 조성물에서 사용되는 거의 모든 유해 VOC를 물로 대체하였기 때문에, 화재의 위험이 거의 없어 대형인명 사고 방지에 매우 효과적이다. 따라서, 도장작업, 도막코팅작업, 바닥, 방수시공 등 화재와 안전사고의 위험이 도사리는 시공현장에서, 그리고 주차장, 공장, 건축물 내의 바닥재나 방수공사, 바닥재 도포공사에서 친환경 폴리머융합 VOC프리 하도코팅재로서 사용될 수 있다.

일반적으로 유기용제가 포함된 유성 하도코팅재를 사용하고 있는 유성 에폭시, 아크릴, 우레탄 방수재 시공이나 바닥재 시공에도 본 발명에 따른 수성 유화형 VOC프리 하도코팅재 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 의해 유성 하도코팅재 사용으로 인해 발생하는 유기용제의 양을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 지구온난화의 주범이 되는 이산화탄소의 발생도 완전히 줄일 수 있다. 또, 비가 내리거나 비가 내린 후에, 수분과 습기가 남아 있더라도 즉시 시공이 가능하므로 공사기간 및 공사비용을 줄일 수 있어 매우 현실적이고 경제성 높은 효과를 나타낼 수 있다. 또, 물성적 측면에서도, 유성 하도코팅재와 동등하거나 개선된 물성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 친환경적인 효과도 또한 기대할 수 있다.

본 발명은 아래의 참고예 및 실시예를 근거로 더욱 상세하게 설명되지만, 본 발명이 이들로 한정되지는 않는다.

참고예 1 ~ 6의 실험은 친환경주제에서 폴리에틸렌옥사이드 변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드 및 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 수지의 조성비를, 친환경 경화제에는 옥시란링 함유 에멀젼 수지 및 친환경 고분자 유화제의 조성비를 변화시켜서 실험하였으며, 결과된 조성물 및 코팅재의 중요한 물성의 변화를 체크 비교하였다.

참고예 7 ~ 12의 실험은 친환경주제에서 하드케익 방지제 및 이미다졸의 조성비를, 친환경 경화제에서는 수용성 알콕시실란의 함량을 변화시켜서 실험하였으며, 결과된 조성물 및 코팅재의 중요한 물성의 변화를 체크 비교하였다.

친환경주제					친환경경화제
원료명	참고예1 (A1)	참고예2 (A2)	참고예3 (A3)	비고	원료명	참고예4 (B1)	참고예5 (B2)	참고예6 (B3)	참고예7 (B4)
WS-9232	100		90		TWP-101	700.0			600
EPIKURE-8530		250			EHB-288		500.0	490.0
AC-390	90	30	160		Maxemul 7201	10.0
CJ-45H	60	0	0		Plantcare-2000up	20.0	100.0	60.0	110
기타첨가제	11	11	11		기타첨가제	14.0	14.0	14.0	14
물	733.1	703.1	733.1		물	249.5	379.5	429.5	269.5
Omycarb-5	3.5	3.5	3.5		EL-1338-G10	6.5	6.5	6.5	6.5
2-Ethyl-4-methyl imidazole	2.4	2.4	2.4
합계	1,000.0	1,000.0	1,000.0			1,000.0	1,000.0	1,000.0	1,000.0

친환경주제					친환경경화제
원료명	참고예8 (A4)	참고예9 (A5)	참고예10 (A6)	비고	원료명	참고예11 (B5)	참고예12 (B6)	참고예13 (B7)	비고
WS-9232	200		190		TWP-101	680.0
EPIKURE-8530		180			EHB-288		520.0	630.0
AC-390	60		40		Maxemul 7201	40.0
CJ-45H		50	0		Plantcare-2000up	20.0	70.0	60.0
기타첨가제	11	11	11		기타첨가제	14.0	14.0	14.0
물	725.6	741.6	757.2		물	245	386	295.1
Omycarb-5	1.0	15.0	0.9		ESL-8350	1	10	0.9
2-Ethyl-4-methyl imidazole	2.4	2.4	0.9
합계	1,000.0	1,000.0	1,000.0			1,000.0	1,000.0	1,000.0

참고예에서 얻어진 친환경주제와 친환경경화제을 각각 중복되지 않게 혼합하여 프라이머 조성물을 얻었다. 이 프라이머 조성물을 이용하여 방수, 바닥재 시공 시스템 구조체를 시편으로 제조하고, 조성물의 기본물성 및 부착성, 내수성, 내알칼리성, 건조성 등을 시험했다. 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4에서는 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드와 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성수지, 친환경경화제에서는 옥시란링 함유 에멀젼 수지와 친환경 고분자 유화제의 조성비를 변화시켜서 만든 조성물을 이용하여 중요한 물성의 변화를 비교 시험하였고, 실시예 5 ~ 8 및 비교예 5 ~ 7에서는 친환경주제에서 하드케익 방지제와 이미다졸의 조성비를, 친환경경화제에서는 수용성 알콕시실란의 함량을 변화시킨 조성물을 이용하여 중요한 물성의 변화를 비교 시험하였다.

<콘크리트 부착성 테스트 방법>

KSF-3211-아크릴, 우레탄 고무계 1류 제품의 규격에서 부착성 시험 방법에 준하여, 시험 하도코팅재를 도포하고 24시간(20℃) 경과한 후에, 도막재를 후속 도포하여 경화시킨다 (통풍이 잘되는 곳에서 20℃*7일 양생). 결과된 방수, 바닥재의 시공 시스템 구조체 테스트 시편을 만들고, 규정에 준해 측정하여 실험한다..

<건조성 시험 방법>

KSM 5000-2511에 준하여 시험한다.

젖은 도막의 두께가 0.038mm가 되도록 어플리케이터를 사용하여 유리판에 칠한 다음, 온도 25℃ 및 습도 50% 분위기 하에서 통풍이 잘 되는 곳에서 건조시킨다. 도막의 시험은 시험편 끝부분으로 부터 1 cm이상 떨어진 지점에서 실시하여 손가락 끝을 도막에 가볍게 접촉하였을 때 손가락에 하도코팅재 조성물이 묻어나지 않으면 지촉 건조가 이루어진 것으로 판단한다.

<내수성 시험 방법>

KSF4921에 준하여 내수성을 시험한다.

<혼합점도 측정방법>

ASTM D-4212를 기준으로 시험한다.

항목		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	프라이머(유성)	시험방법
경화가능한 화학적 관능기에 대한 당량비 (경화제/주제)		B1/A1	B1/A2	B2/A1	B2/A2	B3/A1	B1/A3	B3/A3	B4/A2
		0.960	1.140	1.060	1.090	0.940	1.160	1.090	1.020
혼합시점도 (25,cps)		60	191	113	150	31	204	146	96	34	ASTM D 4212
침전(60C*7일)		하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케?揚痼?	하드케익없을것
중요 응용물성	건조성	3h30m	3h10m	4h10m	3h40m	4h40m	3h50m	3h20m	3h40m	3h10m	KS M 5000-2511
	부착성	1.82	1.85	2.13	1.95	0.65	0.7	0.61	0.68	1.94	KSF 3211
	내수성	양호	양호	양호	양호	불량	불량	불량	불량	양호	KSF 4921
	냄새	무	무	무	무	무	무	무	무	유독함	KS M5000-2041

* 하도코팅재(유성): 에폭시, 아크릴, 우레탄 방수마스터 100(삼화페인트)

항목		실시예5	실시예6	실시예7	실시예8	비교예5	비교예6	비교예7	프라이머(유성)	시험방법
경화가능한 화학적 관능기에 대한 당량 기준(경화제/주제)		B5/A4	B5/A5	B6/A4	B6/A5	B7/A4	B5/A6	B7/A6
		0.960	1.140	1.090	1.040	0.940	1.160	1.040
혼합시 점도 (25,cps)		60	191	113	150	31	204	146	34	ASTM D 4212
친환경주제 침전 (60C*7일)		하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익없음	하드케익발생	하드케익발생	하드케익 없음	하드케익 없을 것
중요 응용 물성	건조성	3h30m	3h10m	4h10m	3h40m	4h40m	3h50m	3h20m	3h10m	KS M 5000-2511
	부착성	1.82	1.85	2.13	1.95	0.7	1.886	0.66	1.94	KSF3211
	내수성	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	KSF4921
	냄새	무	무	무	무	무	무	무	유독함	KS M5000-2041

상기 실험결과에서처럼 수용성 다용도 하도코팅재 조성물로 시험한 시편은 실시예에서와 같은 배합비율에서는 건조성, 부착성, 내수성, 내알칼리성이 모두 뛰어난 물성을 나타내었으며, 유성 하도코팅재와 비교해도 유사하거나 동등이상의 물성을 나타내고 있다.

본 발명은 도장이나 도막코팅작업, 바닥, 방수시공등 화재와 안전사고의 위험이 도사리는 시공현장에서 주차장, 공장, 건축물 내의 바닥재나 방수공사, 바닥재도포공사에서 친환경 폴리머융합 VOC프리 하도코팅재로서 사용할 수 있다.

Claims (6)

1. 친환경 주제 및 친환경 경화제로 구성된 수성 유화형 VOC-프리 프라이머 조성물로서,
   전술한 친환경 주제는 폴리에틸렌옥사이드변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지, 이미다졸 및 하드케익 방지제를 포함하며,
   상기 친환경 경화제는 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지, 수용성 보호콜로이드, 고분자유화제, 수용성 알콕시실란 및 물을 포함하며,
   전술한 친환경 주제의 경화성 관능기 당량에 대한 상기 친환경 경화제의 경화성 관능기 당량의 당량비(주제/경화제)가 0.95 ~ 1.15인 것을 특징으로 하는, 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성 유화형 VOC-프리 프라이머 조성물.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   전술한 친환경 주제 및 친환경 경화제는 2:1 ~ 3:1 의 중량비로 사용되고,
   전술한 친환경 주제 및 친환경 경화제를 혼합한 후의 점도가 200cps 이하 (20℃)인 것을 특징으로 하는, 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 프라이머 조성물.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   전술한 친환경 주제는 고분자 내에 존재하는 활성수소 수가 평균 2 ~ 6인 폴리에틸렌옥사이드 변성 수용성 폴리아민 혹은 폴리아마이드 10 ~ 25중량%, 상온경화형 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지 3.0 ~ 15.0중량%, 이미다졸 0.5 ~ 1.0중량% 및 하드케익 방지제 0.1 ~ 1.5중량%를 포함하며,
   전술한 친환경 경화제는 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지 50 ~ 70중량%, 수용성 보호콜로이드 0.1 ~ 5중량%, 고분자 유화제 3.0 ~ 10.0중량% 및 수용성 알콕시실란 0.5 ~ 1.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 프라이머 조성물.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 수용성 옥시란링 함유 수용성 수지는 옥시란링 함유 수지가 비스페놀 A형 옥시란링 함유 수지, 비스페놀 S형 옥시란링 함유 수지, 비스페놀 F형 옥시란링 함유 수지, 브롬화 비스페놀 A형 옥시란링 함유 수지 및 분자내 2 개 이상의 옥시란링 함유기를 갖는 옥시란링 함유 수지로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는, 층간부착성이 우수한 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 프라이머 조성물.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   전술한 상온경화 아크릴산에스테르 수용성 에멀젼 수지는 유리전이온도가 25℃ 이상이며, 모노머들과 스티렌 모노머의 공중합체 또는 아크릴 모노머 종류로만 합성된 공중합 수지를 1종 이상 함유하면서, 아민-변성 아크릴 모노머를 0.5% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 프라이머 조성물.
   
6. 토목 건축물 현장이나 토목현장에서 도로, 주차장, 옥상 등의 시멘트 콘크리트 표면으로 된 기재층 위에,
   제 1 항에 따른 폴리머 융합 구조를 형성하는 수성유화형 VOC프리 프라이머 조성물을 사용한 하도코팅재 수지층; 및
   상기 수지층 위에 아스팔트 수용성 에멀젼, 유성 아크릴 코팅재, 아크릴 수용성 에멀젼 수지 또는 도료 코팅제 도막, 옥시란링 함유 수지 도막, 에폭시수지 도막, 아크릴수지 도막, 우레탄수지 도막, 무기질 도막으로 이루어진 군에서 유성 또는 수성에 관계없이 선택되는 도막층을 포함하는 방수 바닥재.
   

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