KR101926654B1 - 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용제를 이용하지 않고도, 충분히 저점도에서 작업성이 좋으며, 상온에서 경화하고, 경화 후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑코트의 접착성이 뛰어난 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여,
에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25 중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물을 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법은 습윤상태의 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 일정두께 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상에 폴리우레아 수지조성물을 일정두께 도포하여 폴리우레아 수지조성물 도막층을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법{Polyurea resin composition and method of coating concrete structure using the same}

본 발명은 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법에 관한 것으로, 특히 용매를 사용하지 않고도 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 상온에서 경화하는 경화성 및 경화 후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑 코트의 접착성이 뛰어난 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법에 관한 것이다

일반적으로 콘크리트 구조물의 표면방수는 에폭시수지를 이용한 방수공법, 폴리우레탄을 이용한 방수공법 등이 있으나, 폴리우레아를 이용한 방수공법은 폴리우레아 자체가 가지고 있는 탄성체의 성질이 있어 매우 탄력적이고 강한 내화학성이 있다는 장점으로 많이 이용되고 있다.

또한, 폴리우레아 수지는 경화속도도 빨라서 분사 후 불과 1분 이내에 사용할 수도 있고, 그 위를 걸을 수도 있을 정도의 이음매 없는 단단한 막이 형성되는 특성이 있다.

그리고, 일반적인 폴리우레탄이나 에폭시수지와는 달리 물과의 친화력이 적은 친수성을 가지기 때문에 표면에 습기가 있거나 낮은 온도의 표면에도 직접 분사가 가능하고, 열에도 매우 강한 특성이 있어 그 적용범위가 점차 확대되어 가고 있는 실정이다.

여기서, 상기한 바와 같은 폴리우레아를 이용한 방수공법에 대해서 살펴본다.

먼저, 등록특허 제10-0408010호 폴리우레아 방수공법은 부직포, 또는 플라스틱 콘을 설치한 다음, 그 위에 폴리우레아를 분사하여 이루어지는 방수공법을 이용하여 일반 방수공법과 달리 이음매가 없는 일체형 방수막을 형성함으로써, 오수의 누수를 방지하고, 공기단축과 함께 시공단가와 유지비용의 절감을 가져올 수 있는 기초부재에 폴리우레아를 시공현장에서 분사하는 폴리우레아 방수공법에 있어서,

기초부재에 보강부재인 부직포를 대고 못과 와셔를 이용하여 상기 부직포가 기초부재에 고정되도록 체결하는 보강부재 체결단계; 상기 부직포가 고정된 보강부재 위에 폴리우레아를 분사하는 폴리우레아 분사코팅단계: 상기 분사코팅된 폴리우레아를 상온에서 20~30초 자연건조하여 고착되게 하는 폴리우레아 건조단계로 이루어지되, 상기 폴리우레아는 아민-터미네이티드, 폴리에테르 레진, 아민 고리 확장물 및 엠디아이 프리폴리머(MDI Prepolymer)로 조성된 것을 특징으로 한다.

또한, 등록특허 제10-0324364호 방수시트 및 그 방수시트를 이용한 방수공법은 폴리우레아로 제조되며, 직사각형 또는 정사각형의 평판부 및 폴리우레아로 제조되며, 상기 평판부 일정한 폭 만큼 내부에서 돌출된 돌출부로 구성된 평판형 폴리우레아 방수시트와 이를 이용한 방수공법이 개시된다.

상기한 바와 같은 종래의 방수시트 및 그 방수시트를 이용한 방수공법은 종래의 폴리우레아를 분사 도포하는 것에 비해 고가의 원재료인 폴리우레아의 사용량을 현저하게 줄일 수 있고, 폴리우레아 방수시트는 공장에서 균일한 품질을 지닌 제품으로 생산 및 공급되므로 현장 시공에서 올 수 있는 품질의 편차를 줄일 수 있다.

또한, 등록특허 제10-0649988호 교면 방수방법은 콘크리트 또는 철근 구조 교면의 내구성을 향상시키기 위한 방수처리 방법에서, 콘크리트 또는 철근 구조물의 교면에 에폭시 프라이머를 도포한 다음 폴리우레아를 도포하고, 우레탄계 프라이머에 실란계 접착부여제를 포함하는 접착 증강용 프라이머를 도포한 후, 에폭시수지에 무기 충전제를 혼합한 바탕 조정제를 도포한다 상기 방수 처리 방법은 방수제 간의 접착 성능을 강화하여 콘크리트 또는 철근 구조 교면의 뛰어난 방수성 및 내구성을 부여한다.

또한, 등록특허 제10-0956489호 콘크리트 구조물에 대한 폴리우레아 방수 코팅공법은 콘크리트 구조물의 바닥층을 표면 처리하는 제1단계; 상기 제1단계로부터 표면 처리된 바닥층 전체에 프라이머층을 형성하는 제2단계; 상기 제2단계에서 형성되는 프라이머층 위에 바탕조정재인 도막층을 시공하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 형성되는 도막층 위에 초속 경화형 폴리우레아 수지를 포함하는 코팅재를 분사하여 코팅층을 형성하는 제4단계로 구성된다.

여기서, 상기 제3단계의 도막층은 3액형 바탕조정재로 구성하되, 상기 3액형 바탕조정재는 분자 내 2개의 에폭시기를 함유하고, 비이온성 유화제를 첨가하여 물을 용매로 강제 유화시킨 에폭시 에멀젼 수지를 주제로 하고, 폴리알킬옥사이드 화합물과 아민기가 하나 이상인 아민과의 반응으로 얻어지는 수용성 화합물을 경화제로 사용하며, 분체는 색상안료 1~5중량부에 대하여, 체질안료로 규사 20~40 중량부, 시멘트 20~40 중량부, 및 기타 첨가제(침전방지제 등) 1~5 중량부 비율로 구성하는 3액형 바탕조정재로 구성한다.

또한, 상기 제4단계의 코팅층은 초속 경화형 폴리우레아 수지를 도막 조성물 형태로 제공하며, 상기 폴리우레아 수지는 이소시아네이트 프리폴리머를 A성분인 주제로 하고 폴리아민 혼합물인 경화제를 B성분으로 하는 2액형의 코팅재로 구성되며, 상기 2액형의 코팅층 두께는 15~20㎜ 이고, 경도화는 Shore A 경도계로 측정하여 85 이상이어야 하며, 인장강도 200±30kgf/㎠ 이고, 인열강도는 100±15kgf/㎝ 이며, 신장율은 300% 이상으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 콘크리트 구조물에 대한 폴리우레아 방수 코팅공법은 폴리우레아 수지는 재료 자체의 우수한 물성 때문에 콘크리트 방수 코팅분야에서 많이 사용되나, 폴리우레아 수지의 코팅 전에 콘크리트에 도포되는 프라이머에 따라 코팅면(방수면)의 물성에 큰 차이를 나타낸다.

특히, 콘크리트 타설시나 방수재 도포시 발생하는 핀홀이나, 작업시 발생한 구멍, 패인홈 등을 보수하고 메우는 등의 작업을 위해서는 이에 맞는 프라이머의 선택이 중요한 문제로 대두되고 있다.

등록특허 제10-0408010호(등록일: 20031120) 등록특허 제10-0324364호(등록일: 20020131) 등록특허 제10-0649988호(등록일: 20061120) 등록특허 제10-0956489호(등록일: 20100428)

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용제를 이용하지 않고도, 충분히 저점도에서 작업성이 좋으며, 상온에서 경화하고, 경화 후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑코트의 접착성이 뛰어난 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여,

에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료를 필수성분으로 포함하고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25 중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물을 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법은 습윤상태의 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 일정두께 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상에 폴리우레아 수지조성물을 일정두께 도포하여 폴리우레아 수지조성물 도막층을 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 용제를 사용하지 않고도 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 상온에서 경화하는 경화성과, 경화후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑코트의 접착성과 수지의 냄새가 적기 때문에 안전문제가 적고, 또한 충분한 경화성을 가지며, 상온에서 경화를 충분히 만족함과 동시에 얻어진 경화수의 기계 강도 및 성장 성능이 뛰어난 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 워커빌리티가 양호하고, 작업에 적합한 유동성을 확보하기 위해 사용하는 수량의 저감과 완성된 경화물은 콘크리트 모재와의 접착 강도 향상, 길이 변화율이 나타내는 건조수축의 감소, 균열의 발생의 어려움, 굴곡강도향상, 투수시험이나 열화시험의 결과를 나타내는 외부 환경에서의 부식인자의 침투 억제 등이 뛰어난 코팅조성물이 얻어지며, 이 코팅조성물은 건축 구조물에만 한정하지 않고, 토목 구조물 등의 철근콘크리트나 일반 콘크리트의 보수재료 또는 피복재료로 적합한 이점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여,

에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료를 필수성분으로 포함하고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25 중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합된다.

즉, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 이소시아네이트기 함유화합물을 포함하는 주제와, 방향족폴리아민을 포함하는 경화제로 구성되는 폴리우레아 수지조성물로서, 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 15℃에서 점도가 15mPa·s 이하의 가소제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리우레아 수지조성물은 용제를 사용하지 않고도, 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 상온에서 경화하고, 경화성, 경화 후의 도막 외관, 기계 강도 및 탑 코트의 우수한 조성물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 폴리우레아 수지조성물은 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시 프로필렌 폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4 디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄 프리폴리머이다.

그리고, 상기 폴리우레아 수지조성물은 주제의 냄새가 적기 때문에 안전문제가 적고, 또한 충분한 경화성을 갖는 폴리우레아 수지조성물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 폴리우레아 수지조성물은 방향족 폴리아민은 4, 4 메틸렌비스 (2-클로로 아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민 및 디 에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 혼합물이다.

그리고, 상기 폴리우레아 수지조성물은 상온에서 경화를 충분히 만족함과 동시에 얻어진 경화물의 기계 강도 및 성장 성능이 뛰어난 폴리우레아 수지조성물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 폴리우레아 수지조성물은 가소제를 조성물 전량에 대하여 1 내지 30중량%를 포함한다.

그리고, 상기 폴리우레아 수지조성물은 용매를 사용하지 않고도 충분히 저점으로 작업성이 좋고, 또한, 탑코트의 접착성이 뛰어난 폴리우레아 수지조성물을 제공할 수 있다.

또한, 상기 폴리우레아 수지조성물은 수작업 유형 또는 초속경화 스프레이 타입의 방수재, 바닥재 재료이고, 작업성이 좋은 수제 유형 또는 초속경화 스프레이 타입의 조성물을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 폴리우레아 수지조성물에서는 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올의 에스테르(이하, 지방족 모노 카르 복실 산 알킬에스테르이라 한다)의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 15℃에서 점도가 15mPa·s 이하의 가소제가 사용된다.

여기서, 상기한 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 가소제는 15℃에서 점도가 1~15mPa·s가 바람직하고, 3~10mPa·s 특히 바람직하다.

상기 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 가소제로 사용함으로써 용제를 사용하지 않고 주제와 경화제의 혼합액의 점도를 크게 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 폴리우레아계의 조성물의 가소제로는 지방족 모노 카르 복실산 알킬 에스테르 이외에, 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르복시산과 탄소수 2~10의 디올과 디 에스테르를 병용해도 좋다.

여기서, 상기 탄소수 12~24의 지방족 모노 카르 복실산으로는, lauric, 미리 스틴산, 팔 미트 산, 스테아르 산, 올레산, 바쿠센, 리놀레산, 리놀렌산, 에이코산 산, 도코산 산, 테토라코산 산 등을 들 수 있다.

또한, 상기 탄소수 1~10의 모노올로는 탄소수 1~5의 모노올이 특히 바람직하고, 메탄올이 가장 바람직하다.

그리고, 식물성 유지와 동물성 유지를 변성하여 얻은 모노 카르복시산 알킬 에스테르 화합물도 들 수 있다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서는 콩기름 지방산, 강유 지방산, 유채 지방산 등의 지방산의 메탄올 에스테르인 모노 카르복시산 메틸 에스테르 혼합물이 낮은 점도(15℃에서 점도는 5~8mPa·s)이며, 특히 휘발성이 낮은 점에서 가장 바람직하다.

한편, 프탈산 디 옥틸 프탈레이트 디 부틸 프탈레이트 지노니루 프탈산 노닐, 아디프산 디 옥틸, 염화 파라핀, 석유계 가소제 등의 범용 가소제는 소량 병용할 수 있지만, 충분한 점도 감소 효과가 얻을 수 없기 때문에 사용하지 않는 것이 바람직하다.

만약, 병용하는 경우 그 사용량은 상기 지방족 모노 카르 복실 산 알킬 에스테르를 포함 가소제 전량에 대하여 50중량 % 이하가 바람직하고, 30중량 % 이하가 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서는 가소제로서 지방족 모노 카르복실 산 알킬 에스테르를 조성물 전량에 대하여 2~15중량 % 이용하는 것이 바람직하다.

가소제의 사용량이 2중량% 미만이면 충분한 점도 감소 효과를 얻을 수 없고, 15중량% 초과인 경화 도막이 출혈하기 쉬워, 탑 코트의 접착성이 저하된다.

상기 가소제는 수지 및 / 또는 경화제에 첨가할 수 있지만, 손으로 그리는 타입의 조성물에서 경화제에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다.

경화제 상기한 가소제를 첨가하여 충전제를 더 균일하게 효율적으로 혼련할 수 경화 도막의 표면 외관이 두드러지게 된다.

그 첨가량은 경화제 중 30중량% 이하가 바람직하고, 5~25중량%가 보다 바람직하다.

한편, 초속 경화 스프레이 타입의 조성물에서는 수지의 것이 특히 점도가 높기 때문에, 수지에 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 가소제를 사용함으로써보다 낮은 점도 되므로 종래 분사 시공시 수지 및 경화제를 50~70℃로 가온할 필요가 있었지만, 40~60℃ 정도의 가열로 충분히 시공할 수 있다.

그 첨가량은 수지의 30중량 % 이하가 바람직하고, 5~25중량 %가보다 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서 주제에 포함되는 이소시아네이트기 함유 화합물로는 폴리이소시아네이트 및 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄 프레 폴리머 등을 들 수 있다.

이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 양자를 혼합하여 사용해도 좋다.

폴리이소시아네이트로는 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 방향족계 폴리이소시아네이트, 지방족 계 폴리이소시아네이트 또는 변성 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 방향족계 폴리이소시아네이트 또는 그 변성 체가 바람직하며, 구체적으로는 4, 4 디 페닐 메탄 디 이소시아네이트(이하, MDI한다), 폴리 페닐 폴리 메틸렌 폴리이소시아네이트 (이하 쿠루 MDI한다), 카 보디이 미드 변성 디 페닐 메탄 디 이소시아네이트 (이하, 카르 보디이미드 변성 MDI이러한다) 등의 액상의 것이 특히 바람직하다.

이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 양자를 혼합하여 사용해도 좋다.

또한, 이소시아네이트 기 말단 프리폴리머의 원료가 되는 폴리올로는 폴리에스테르 폴리올과 폴리 옥시 프로필렌 폴리올, 폴리 옥시 프로필렌 옥시 에틸렌폴리올, 폴리 옥시 테트라 메틸렌 글리콜 등의 폴리 에테르 폴리올, 피마자유계 폴리올, 폴리부타디엔계 폴리올 등을 들 수 있다.

피마자계 폴리올은 피마자유, 피마자유에 더 수산기를 도입하여 이루어지는 변성 폴리올을 말한다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서는 폴리 에테르 폴리올이 바람직하고, 폴리 옥시 프로필렌 폴리올보다 바람직하다.

또한, 폴리 옥시 프로필렌 디올 및 폴리 옥시 프로필렌 트리 올의 혼합물도 바람직하게 사용된다.

그 경우, 그 몰비는 60~90 / 40~10이 바람직하다.

상기 폴리올의 수산기 수는 2~4가 바람직하고, 3 이하, 특히 평균 25 이하, 심지어는 평균 21~24가 바람직하다.

수산기 수가 2 미만에서는 경화 도막의 분자량 화가 곤란하므로 경화물의 기계강도가 불충분하게 되고, 4를 초과하면 가교 밀도가 너무 높아 경화물의 성장 성능이 악화된다.

또한, 상기 폴리올의 수산기 가치는 손으로 그리는 타입의 조성물에 사용되는 경우 15~80mgKOH / g이 바람직하고, 40~70mgKOH /g이 특히 바람직하다.

한편, 초속경화 스프레이 타입의 조성물에 사용되는 경우 25~280mgKOH /g이 바람직하고, 30~115mgKOH / g이 특히 바람직하다.

수산기 수 및 수산기 가치가 상기 범위 외면 얻어지는 경화 도막의 기계 강도가 불충분하거나 경화 도막의 탄성과 성장에 떨어진다. 또한, 상기 폴리올의 분자량은 얻을 수 프리폴리머의 점도, 경화 도막의 강도, 연신율 성능의 균형에서 수산기 당 분자량은 150~7,000이 바람직하고, 특히 700~1,500가 바람직하다.

그리고, 이소시아네이트기 말단 우레탄 프레폴리머의 원료가 되는 폴리이소시아네이트로는 상기 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물은 손으로 그리는 타입의 조성물에 사용되는 경우, 얻어지는 프리폴리머의 점도, 경화성, 경화 도막의 기계 강도의 점에서 트릴렌 이소시아네이트가 바람직하고, 특히 2,4 이성체의 함유율이 80 질량 % 이상인 릴렌 이소시아네이트가 바람직하다.

한편, 초속 경화 스프레이 타입의 조성물에 사용되는 경우, 경화성 점에서 MDI가 바람직하다.

그리고, 이소시아네이트 기 말단 우레탄 프레 폴리머의 이소시아네이트기 함량은 손으로 그리는 타입의 방수재는 2~5 중량%, 바닥재는 4~8 중량%, 방수재로는 8~15 중량 %가 바람직하다.

또한, 초속 경화 스프레이 타입의 방수 재료는 10~15 중량 %, 바닥재는 15~25 중량 %, 방 재료는 15~30 중량 %가 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물의 경화제에 포함된 방향족 폴리아민으로는 4,4- 메티렌비스 (2 - 클로로 아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민, 디에틸 톨루엔 디아민, 4,4- 메틸렌비스 (3 - 클로로 -2,6- 디 에틸 아닐린) 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서는 4,4- 메틸렌비스 (2 - 클로로아닐린), 비스 메틸 티오 톨루엔 디아민, 디 에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물이 바람직하다.

또한, 상기 방향족 폴리아민을 비교적 분자량이 높은 폴리올과 함께 사용함으로써, 적당한 경화성이 얻어진다.

경화제로 사용되는 폴리올의 수산기 수는 2~4가 바람직하고, 2~3보다 바람직하다.

또한, 수산기 가치는 10~112mgKOH/g이 바람직하고, 16~56mgKOH/g이 보다 바람직하다.

또한, 폴리올은 폴리 옥시 프로필렌 폴리올이 바람직하다.

수산기 수가 2 미만에서는 경화 도막의 분자량 화가 곤란하므로 경화성이 악화되면서 경화 물의 기계 강도가 불충분하게 수산기 수가 4를 초과하는 가교 밀도가 너무 높아 경화 물의 성장 성능이 악화된다.

또한, 수산기 가치가 10mgKOH / g 미만에서는 폴리올의 점도가 높아지나 112mgKOH/g을 초과하면 분자량이 작기 때문에 경화제의 배합량이 적어지고, 그 대안으로 가소제의 사용량이 많아지기 때문에 바람직하지 않다.

이 폴리올은 수산기 수 2~4,보다 바람직하게는 수산기 수 2~3 개시제에 프로필렌 옥사이드를 반응시켜 얻을 수있는 것이 바람직하다.

또한, 경화제는 충분한 경화성을 만족하기 위해 경화 촉매를 포함한다.

경화촉매로는 우레아 우레탄화 반응을 촉진하는 공지의 촉매를 사용할 수 있어 예를 들어 유기납, 유기산석 3급 아민 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 경화제는 상기 기본 성분 외에, 충전제, 안료, 안정제으로부터 선택되는 첨가제를 포함할 수 있다.

필러로는 탄산 칼슘, 탈크, 클레이, 실리카, 카본 등을 들 수 있다.

안료로는 산화 크롬, 산화 티탄 등의 무기 안료 및 프탈로시아닌 안료 등의 유기안료를 들 수 있다. 안정제로는 폴리우레아/폴리우레탄 수지에 일반적으로 사용되는 산화 방지제, 자외선 흡수제, 탈수제 등을 들 수 있다.

본 발명에서 폴리우레아 수지조성물이 실질적으로 용제를 포함하지 않는 첨가제 등에 미리 포함되는 용제까지도 포함한다는 의미가 아니라 점도 저감을 목적으로 첨가되는 용매 를 포함하지 않는 것을 의미한다.

구체적으로는 주제 및 경화제중인 용제의 함량이 3 중량% 이하, 보다 바람직하게는 1 중량% 이하이다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서 수지 중의 이소시아네이트기가 경화제 중의 활성 수소 함유 기와의 몰비 {NCO / (NH2 + OH)}는 10~13가 바람직하다. 상기 몰비가 10 미만에서는 충분한 경화 도막의 기계강도를 얻을 수 없거나 도막표면에 정력이 남아있을 수 있다.

또한, 상기 몰비가 13 이상에서는 과잉의 이소시아네이트 기가 수분의 영향을 발포하기 쉬워 지거나 경화 도막 취성 경향이 보인다.

한편, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물의 실시예로는 에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료를 필수성분으로 포함하고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~ 20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25 중량%로 구성된다.

상기 에스테르형 수계 우레탄수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며 또한, 자기유화형 또는 강제유화형으로 되어 있다. 또한, 이러한 것은 평균 입경이 20μm 이하의 미세이며 물과의 결합도 좋고, 고성능 감수제나 고성능 AE감수제를 포함한 분체부와 반죽 혼합 때 폴리우레아 수지조성물의 성질로 증가점성, 유동성, 인두조각성, 브리징 및 재료 분리에 대한 저항성 등의 향상, 즉 워커빌리티가 향상된다.

그 결과 완성된 콘크리트 모재와의 접착강도향상, 건조수축저감, 균열의 발생의 어려움, 굴곡강도향상, 탄성부여 및 외부 환경에서의 부식인자의 침투억제 등이 현저하게 개선된다.

특히 상기 에스테르형 수계 우레탄수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기유화형 또는 강제유화형이다.

이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 에스테르계에는 에스테르 에테르계를 포함한다.

여기서 수계 우레탄수지는 폴리우레탄 또는 그 프리폴리머가 물에 분산된 상태이다.

이 수계 우레탄수지는 그 입자 크기에 의해 0001μm 다음은 수용액 0001~01μm 콜로이드 분산, 01μm 이상에서는 에멀젼의 3종류로 분류할 수 있지만, 본 발명은 평균 입자 직경이 20μm 이하인 것이 바람직하다.

또한, 이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 지방족계 무황변형)과 방향족계 이소시아네이트 계(황변형)이다.

또한, 이 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼은 음이온계, 양이온계, 비이온계 약한 음이온 계 및 비이온/ 약점 음이온계이다.

또한 이 에스테르형 수계 우레탄수지는 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 그 유리 전이온도 (Tg)는 -60℃~ 50℃이다.

에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율은 1 중량%∼20중량% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에 있어서, 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율은 1~25 중량% 범위이다.

본 발명의 폴리우레아 수지조성물에 있어서, 수경성 분말은 물과 반죽 혼합 시 경화 또는 응결한다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물에서 골재는 무기계 골재 또는 유기계 골재가 있다.

또한, 본 발명의 폴리우레아 수지조성물에서 혼화재료로는 혼화재와 혼화제에 구별된다.

혼화재는 규산질 미분말, 석회석 미분말, 부부 방지제의 총 트린 가이드계와 석회계 착색제, 초조강 혼화재가 있다.

또한 혼화제는 워커빌리티을 개선하는 AE제, 감수제, AE감수제, 고성능 감수제, 고성능 AE감수제, 유동화제는 응결경화시간을 조절할 촉진제, 지연제, 초지연제, 급결성제가 방수효과를 주는 방수제가 기포를 제어하는 기포방지제, 발포제가 다른 것은 보습제(증점제), 건조수축 저감제, 소포제 등이 있다.

상기한 폴리우레아 수지조성물에 병행하여 사용할 수 있는 것으로 고무 라텍스계에서는 천연 고무라텍스와 합성고무 라텍스 계에서는 스티렌 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 메틸 메타 크릴 레이트 부타디엔 고무, 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무, 수지 에멀젼 계는 폴리 아크릴산 에스테르, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌 아크릴산 에스테르, 프로피온산 비닐, 폴리 프로필렌, 폴리 비닐 아세테이트, 에폭시수지의 아스팔트와 고무 아스팔트와 파라핀이 혼합 디스 파 존 계의 혼합 라텍스와 혼합 유제가 있다.

또한, 다시 유화형 분말수지(분말 에멀젼을 포함)으로는 에틸렌 비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트 비닐 바사 테이트, 스티렌 아크릴산 에스테르, 폴리 아크릴산 에스테르가 있다.

또한 수용성 폴리머 (모노머를 포함)는 셀룰로오스 유도체, 폴리 비닐 알코올, 아크릴 산염이있다 또한 액상 폴리머는 불포화 폴리 에스테르수지, 에폭시수지 등을 병용하여 사용할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 폴리우레아 수지조성물의 시공에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 습윤상태의 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 일정두께 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상에 폴리우레아 수지조성물을 일정두께 도포하여 폴리우레아 수지조성물 도막층을 형성하는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 프라이머층이 에폭시수지 조성물 및 / 또는 폴리우레탄수지 조성물로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 습윤상태의 콘크리트 표면에 에폭시수지 조성물 및/ 또는 폴리우레탄 수지 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성한 후, 상기 프라이머층에 코팅 조성물을 일정 두께 도포하여 폴리우레아 수지조성물 도포층을 형성한다.

여기서, 상기 폴리우레아 수지조성물은 이소시아네이트기 함유 화합물을 포함하는 주제와; 방향족 폴리아민을 포함하는 경화제로 구성되는 폴리우레아 수지조성물로서, 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'-메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량% 포함한다.

또한, 상기 폴리우레아 수지조성물은 에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료를 필수성분으로 포함하고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르 계 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~ 20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 시멘트 비율이 1~25 중량%로 구성된다.

상기한 바와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 미경화의 함수콘크리트 수분에 부관능성의 폴리우레아 수지조성물을 스프레이로 도포함으로써 매우 짧은 공사기간으로 방수·방식 피복을 갖는 콘크리트 구조물을 형성할 수 있다.

종래의 콘크리트의 경화 완료 후, 즉 일정한 강도에 도달한 후에 방수·방식 공사를 시작하지만, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 콘크리트의 경화 완료 시점에서 방수·방식 공사가 완료되기 때문에 콘크리트가 경화되면 즉시 다음 공정으로 이행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 콘크리트 표면에서 수분의 증발을 방지하는 양생효과가 기대된다.

따라서 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 하수처리장, 정수장, 화학공장의 수처리탱크, 맨홀 등의 콘크리트 시설의 방식라이닝, 저수조 폐기물 처분장, 댐, 지하 구조물이나 건물 옥상 등의 방수 라이닝, 또한 기밀성을 갖는 콘크리트 사일로의 내면 라이닝, 교량 등의 콘크리트 구조물의 열화 방지 라이닝 등에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 콘크리트의 경화 전에 방수·방식 공사가 가능해져, 공사기간의 단축을 도모할 수 있다.

또한 종래의 콘크리트를 타설 후의 경화하기까지 외기에 닿지 않도록 양생하거나 콘크리트의 경화에 필요한 수분을 공급하기 위해 물을 살포하는 등의 작업이 필요하지만 본 발명에 따른 폴리우레아 수지조성물 시공방법은 콘크리트 타설 후의 콘크리트가 외력에 의하지 않고 자체의 모양을 유지할 수 있을 정도로 경화가 진행된 후, 방수·방식 피막을 표면에 형성할 수 있기 때문에 다시 양생 시트를 씌우거나 경화할 때까지 콘크리트 표면에 살수작업이 불필요함으로 작업량의 현저한 감소가 가능한 작용효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에 기재한 바람직한 실시예는 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타나 있고, 그들 특허청구범위의 의미중에 들어가는 모든 변형예는 본 발명에 포함되는 것이다.

Claims (4)

1. 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여,
   에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 골재 비율이 1~25 중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 하는 폴리우레아 수지조성물.
2. 습윤상태의 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머를 일정두께 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상에 폴리우레아 수지조성물을 일정두께 도포하여 폴리우레아 수지조성물 도막층을 형성하는 단계로 이루어지고,
   상기 프라이머층은 에폭시수지 조성물 및 / 또는 폴리우레탄 수지 조성물로 구성되며,
   상기 폴리우레아 수지조성물은 탄소수 12~24의 지방족 모노카르복시산 및 탄소수 1~10의 모노올과의 에스테르의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 20℃에서 점도가 20mPa·s 이하의 가소제를 함유하고, 이소시아네이트기 함유 화합물이 폴리옥시프로필렌폴리올과 트릴렌 이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 우레탄프레폴리머이며, 방향족 폴리아민이 4,4'- 메틸렌비스(2- 클로로아닐린), 비스메틸티오 톨루엔 디아민 및 디에틸 톨루엔 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, 상기 가소제를 조성물 전량에 대하여 1~30 중량%를 포함한 주제 100중량부에 대하여, 에스테르형 수계 우레탄수지, 수경성 분체, 골재 및 혼화재료가 필수성분으로 구성되고, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지가 에스테르계 또는 폴리에스테르형 수계 우레탄수지 성분을 주체로 한 수용성 수지 또는 수계 에멀젼이며, 자기 유화형 또는 강제유화형이며, 에스테르형 수계 우레탄수지가 평균 입경이 20μm 이하이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 수경성 분체 비율이 1~20중량%이며, 상기 에스테르형 수계 우레탄수지(고형분)/ 골재 비율이 1~25 중량%로 구성되는 보조제 10중량부가 첨가 혼합됨을 특징으로 하는 폴리우레아 수지조성물을 이용한 콘크리트 구조물 코팅방법.
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