KR101969419B1 - 고내구성을 지니는 폴리우레아 도막 방수재 조성물 - Google Patents

고내구성을 지니는 폴리우레아 도막 방수재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 외벽 표면의 보호 및 방수를 위해 기계적 물성과 열적 특성을 함유한 폴리우레아 도막 방수재 조성물 및 이를 이용하여 폴리우레아 방수 도막을 형성하는 방법을 제공하며, 또한, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 또는 이들의 혼합에 따른 조성물을 교반하는 교반장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)을 각각 분사하는 개량된 충돌식 스프레이 장치를 제공한다.

Description

고내구성을 지니는 폴리우레아 도막 방수재 조성물{COMPOSITION FOR POLYUREA WATERPROOFING LAYER WITH HIGH DURABILITY}
본 발명은 콘크리트 구조물 외벽 표면의 보호 및 방수를 위한, 기계적 물성과 열적 특성을 함유한 폴리우레아 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 폴리우레아 도막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축 및 토목구조물의 보호 시스템으로 사용되는 방수재료에는 그 시공방식에 따라 시트식 방수재료, 도막식 방수재료 및 침투식 방수재료가 있다.
이들 중 침투식 방수재료를 이용하여 시공하는 방법은 과거에 교량 상판 등의 방수시공에 사용하던 방법으로, 주로 실리콘을 강력한 용제로 용해하여 액상의 침투방수제로 사용한 공법이다. 이러한 침투식 방수재료를 사용한 시공방법은 균열에 대한 저항성이 낮고, 300 kgf/cm2 이상의 고강도 콘크리트에는 침투가 되지 않는 문제점이 있어 최근에는 거의 사용하지 않고 있다.
시트식 방수시공은 균일하고 우수한 방수효과를 발휘하기는 하지만, 비용이 많이 들고, 시공과정에서 시트 간의 연결작업이 어려워 표면이 균일하지 못하고, 연결부위 누수로 인하여 방수기능을 상실하는 경우도 있다.
한편, 도막식 방수시공은 연결부위가 없는 연속시공이 가능하고, 보수가 비교적 용이할 뿐만 아니라, 협소한 곳이나 복잡한 부위에 시공이 상대적으로 용이하며, 효과면에서도 우수한 성능을 갖고 있다.
일반적으로 건축 및 토목용으로 도막식 방수시공에 사용되는 방수제로는 에폭시 수지계, 폴리우레탄계 등을 사용하여 방수/방식 코팅의 시공이 이루어진다.
여기서, 상기 에폭시 수지계는 주차장, 공장바닥 및 각종 콘크리트 시설물 등 다양한 현장의 바닥재 용도로 사용되는 것으로, 바닥재 용도로 사용되는 에폭시 수지계는 내약품성, 내충격성 및 접착력, 기계적 강도, 내구성 등이 뛰어나며, 외관이 우수하지만, 동절기에는 에폭시 수지계의 경화속도가 느려 공사기간이 길어지고, 에폭시 수지계의 조성물 중에 포함된 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F)가 잔존하여 인체에 치명적인 악영향을 줄 수 있으며, 내충격성, 내굴곡성이 저하되어 충격에 의한 손상이나 굴곡부위에서의 부분 박리가 일어날 가능성이 높은 단점을 가지고 있다.
또한, 폴리우레탄계는 폴리올을 기초로 하는 화합물과 이소시아네이트의 반응으로 도막을 형성하고, 상기 반응에서는 적정한 촉매와 경화제가 첨가되는 것이 일반적으로, 신장률이 탁월하여 건축물의 수축팽창시 재료의 찢김과 누수침투를 방지할 수 있지만, 도막의 내구성이 떨어져 지속적인 외부 요인에 의해 찢김이나, 파열이 쉽게 발생되는 단점을 가지고 있다.
이에, 최근에는 우레아 결합에 존재하는 카르보닐기(C=0)의 추가적인 탄소(C)와 질소원자(N)의 결합에 기인하여 폴리우레아계보다 내마모성과 내구성이 더 좋으며, 습기 저항성과 내열성이 더 강하고 입체적으로 더 안정적인 동시에 신축성, 내산성, 내알칼리성, 내약품성, 자외선에 잘 견디는 폴리우레아계를 도막 방수재가 사용되고 있다.
이러한 폴리우레아계는 이소시아네이트(isocyanate) 프리폴리머(prepolymer)와 아민 혼합물(amine mixture)의 초속경화 반응을 이용하여 현장에서 도포되는 재료로, 신속히 경화되는 것이 특징이다.
이러한 폴리우레아계 도막 방수재와 관련된 종래기술로서, 한국등록특허 제10-1024534호(2011.03.31.)는 콘크리트 구조물의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층을 형성시키는 하도 시공단계, 콘크리트 구조물의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트를 설치하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계, 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계, 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계, 자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법이 기재되어 있고, 또한, 한국등록특허 제10-0397812호(2003.09.13.)는 표면처리한 콘크리트 구조물의 표면에 수지를 스프레이 코팅하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 표면에 페이스트로 페이스트층을 형성한 후 상기 페이스트가 완전경화되기 전에 다시 프라이머층을 형성하고 최종적으로 폴리우레아 수지로 피막을 형성하는 폴리우레아 스프레이 코팅을 위한 콘크리트 표면의 하지처리 방법에 관해 기재되어 있다.
그러나, 종래 기술을 포함하는 선행문헌들은 아직도 인장 강도등의 기계적 물성이 개선되며, 또한 장기 내구성 및 내열성이 떨어지는 문제점이 있어, 보다 개선된 물성의 폴리우레아계 도막 방수재 조성물에 대한 개발의 필요성은 지속적으로 요구되고 있다.
한편, 일반적으로 상기와 같은 도막 방수재 조성물은 주제와 경화제 재료로 이루어져 있으며, 각각의 재료는 드럼 형태의 용기에 포장되어 보관하다가, 사용시 용기 상부에 있는 개봉부에 펌프를 설치하여 재료를 이송하게 된다.
이 때 용기에 재료를 포장한 후 시일이 경과하면, 각 재료를 구성하는 성분들의 비중차에 의해 용기 내 재료의 층분리 현상이 발생하게 된다. 이와 같이 층분리된 재료를 그대로 사용하게 되면, 주제와 경화제를 반응시킬 때 반응불량이 야기되며, 이로 인해 도막 미경화 현상 및 도막두께 불균질 등의 각종 하자가 발생되고, 결국 품질 저하를 일으키게 된다.
이와 같은 문제를 방지하고자 종래의 경우 현장에서 시공 시 재료가 담긴 용기를 개봉한 후 개봉부에 펌프를 설치하기 전에 교반을 실시하고 있으나, 포장 그대로 사용하는 도막 방수재 조성물 원료(예: 폴리우레아)의 특성상 교반이 상당히 번거로우며, 더욱이 교반을 위해 별도의 교반기를 사용하고 있는 실정이다.
이와 같은 종래의 펌프와 교반기의 이원화 방식은 작업 준비 과정을 길어지게 하며, 교반기 삽입 및 제거 과정에서 교반기에 재료가 묻어, 그 만큼 재료의 손실이 발생하게 되는 문제가 있어 개선을 요구하고 있다.
이러한 도료 조성물 교반장치에 관한 선행기술로서 한국공개실용신안 20-2015-0001563(2015.04.24.)에서는 도료첨가제 공급장치가 내장된 교반기에 관한 기술이 기재되어 있으나, 교반기와 교반된 재료를 이송하는 펌프가 일체화된 기술에 관한 내용은 기재되어 있지 않다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 펌프와 교반기를 일체화한 기술을 제시하고자 한다.
한편, 상기 펌프와 교반기를 일체화한 장치에 추가하여, 본 발명은 충돌식 스프레이 장치를 제공할 수 있다.
일반적으로 통상의 도막 방수재 조성물은 앞서 기재된 바와 같이, 주제와 경화제 재료로 이루어져 있으며, 도막 시공시에는 충돌식 스프레이 방식을 사용할 수 있는데, 이는 두 개의 노즐에서 각각 주제와 경화제를 고압으로 분사하여 노즐 끝단에서 인위적인 재료적 충돌을 유도하여 혼합하는 방식이다.
이와 같은 충돌식 스프레이 방식은 고압에 의한 스프레이 시공중 재료 간 충돌시 배합의 정밀도 확보가 다소 어려운 단점이 있다. 이러한 배합 정밀도는 형성되는 도막의 품질을 좌우하는 매우 중요한 요소이며, 배합 정밀도가 떨어지면 재료의 미반응에 따른 재료의 손실율도 커지게 되는 문제가 발생한다. 이러한 스프레이 방식의 종래기술로서 한국등록특허 특2003-0049435(2003.06.25.)는 수용성 고무 아스팔트와 경화제를 분리된 노즐을 통하여 스프레이방식으로 방수층을 도포하는 방법이 기재되어 있는데, 이러한 종래의 충돌식 스프레이 방식은 노즐 외부에 별도의 장치가 장착되지 않은채로 재료가 직분사되므로 고압에 의한 재료의 비산이 심각하게 발생하며, 이에 따라 재료 손실 및 비산에 의한 민원발생의 문제가 있어 개선의 여지가 있었다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 노즐부에 노즐 캡을 설치한 새로운 충돌식 스프레이 장치를 제시하고자 한다.
한국등록특허 10-1024534(2011.03.31.) 한국등록특허 10-0397812(2003.09.13.) 한국공개실용신안 20-2015-0001563(2015.04.24.) 한국등록특허 특2003-0049435(2003.06.25.)
본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 콘크리트 구조물 표면에의 방수 도막을 형성하기 위한 방수재 조성물로서, 장기 내열성을 가지면서도, 내화학성 및 기계적 물성이 개선된 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 구조물 표면에 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용한 방수 도막의 형성방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 주제 또는 경화제를 보관 용기에서 교반하고 이송할 수 있도록 하는 펌프 기능을 포함하는 교반 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하여 방수 도막을 형성하는 데 있어서, 효과적으로 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 주제 또는 경화제를 충돌, 반응 및 분사시킬 수 있는 충돌식 스프레이 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이소시아네트와 폴리올의 반응에 의한 프리폴리머 성분(A); 및 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B);의 혼합에 따른 반응에 의해 얻어지는 폴리우레아 도막 방수재 조성물로서, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물은 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 포함하며, 상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 하여 0.5 ~ 7 중량%로 함유되고, 상기 점토입자는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자로서, 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 하여 0.2 ~ 2 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 제공한다.
일 실시예로, 상기 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 6 : 1 내지 20 : 1 몰비일 수 있다.
일 실시예로, 상기 경화제 성분(B)은 모노아민, 디아민, 트리아민 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합 성분일 수 있다.
일 실시예로, 상기 프리폴리머 성분(A)내 폴리올과 경화제 성분(B)내의 아민 총합의 비율은 5 : 1 내지 20 : 1 몰비일 수 있다.
일 실시예로, 상기 카본 밀드 파이버는 평균 섬유길이가 10 ~ 80 ㎛ 일 수 있다.
일 실시예로, 상기 점토입자는 몬모릴로나이트, 철 몬노릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일 실시예로, 상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자는 혼합되어 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 투입되며, 이들의 혼합은 카본 밀드 파이버와 점토입자를 알코올 용매하에 볼밀을 통해 분산시켜 분산액을 제조하여 건조한 후, 이를 분쇄하여 얻어진 혼합 분말을 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합하는 것일 수 있다.
일 실시예로, 상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 실시예로, 상기 이소시아네이트는 메틸렌 다이페닐 디이소사이아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HMDI), 이소프론 디이소시아네이트(IPDI), 메타 자일렌 디이소시아네이트(MXDI), 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), MDI의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(H12 MDI) 및 자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(수첨 XDI)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 실시예로, 상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 혼합은 점토 입자 100 중량부에 카본밀드파이버 100 중량부 내지 750 중량부의 범위로 혼합될 수 있다.
일 실시예로, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물은 경화제 성분(B)에 추가적으로 안료 또는 산화 방지제를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하는 폴리우레아 방수 도막의 형성방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 펌프 기능을 포함하는 교반기로서, 회전식 전동모터; 상기 회전식 전동모터내 모터축의 하부방향으로 연결되고, 상기 회전식 전동모터의 동작에 의해 회전하며, 외면에 적어도 하나 이상의 교반용 날개가 형성되어 있는 교반 회전축; 하기 펌프에 의해 하부방향인 교반용 날개방향 또는 그 반대방향인 상부방향으로 재료를 이송하기 위해 상기 교반 회전축의 길이 방향을 따라 형성되는 재료 이송관; 및 상기 재료 이송관에 연결되어 재료를 이송하는 펌프;를 포함하며, 상기 교반 회전축내 형성되는 교반용 날개는 상기 교반 회전축 외면에 힌지 방식으로 고정되어, 교반 회전축 외면에 결합될 수 있도록 구성되며, 상기 재료 이송관은 상기 교반 회전축의 내부에 중공을 포함하여 형성되며, 상기 중공을 통해 상기 펌프의 펌핑에 의해 재료가 이송될 수 있도록, 상기 교반 회전축의 내부에 축의 길이 방향을 따라 형성되거나, 또는 상기 교반 회전축의 외부를 감싸는 내부면과 상기 내부면의 외측면에 형성되는 외부면을 포함하며, 상기 내부면과 외부면 사이의 중공을 통해 상기 펌프의 펌핑에 의해 재료가 이송될 수 있도록, 상기 교반 회전축의 외부에 축의 길이 방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프 기능을 포함하는 교반기를 제공한다.
일 실시예로서, 상기 교반기내 상기 재료 이송관이 교반 회전축 외부에 형성되는 경우에 재료 이송관은 교반용 날개가 위치한 부분까지만 형성되거나, 또는 상기 재료 이송관이 교반 회전축 외부에 형성되는 경우에 교반용 날개는 교반 회전축의 외면에 형성되는 것이 아니라 재료 이송관의 외측면에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 교반 장치는, 상기 펌프 기능을 포함하는 교반기; 적어도 하나 이상의 폴리우레아 도막 방수재 조성물 또는 이의 원료가 저장되는, 원통형 내부 공간이 형성되어 있는 하우징; 및 상기 하우징의 상부에는 상기 교반기의 교반 회전축이 삽입될 수 있도록 형성되는 개구부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 주제 또는 경화제 또는 이들의 혼합물을 교반 하는 방법으로서, 본 발명에 따른 상기 교반 장치를 이용하여, 폴리우레아 도막 방수재 조성물에 사용되는, 프리폴리머 성분(A), 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하는 폴리우레아 도막 방수재 주제; 또는 경화제 성분(B), 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하는 폴리우레아 도막 방수재 경화제; 또는 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)의 혼합에 따른 조성물에 카본 밀드 파이버 및 점토 입자가 포함된 폴리우레아 도막 방수재 조성물; 중 적어도 하나를 교반하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 주제 또는 경화제 또는 이들의 혼합물을 교반 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 분사 노즐과 제2 분사 노즐을 포함하며, 각각의 노즐을 통하여 서로 다른 재료를 분사함으로써, 상기 제1 분사 노즐과 제2 분사 노즐에 의해 분사된 각각의 재료의 충돌을 유도하여 재료를 혼합 및 반응시키는 분사 노즐부; 및 일단부가 상기 분사 노즐부의 외측면을 감싸며 내부에 빈 공간을 포함하고, 타단부에 상기 분사된 재료의 혼합 및 반응에 따른 반응물이 분사되도록 개구부가 형성된 분사 노즐 캡;을 포함하는 충돌식 스프레이 장치로서, 상기 분사 노즐 캡은, 내부에 원통형의 빈 공간을 포함하며, 일단부가 상기 분사 노즐부의 외측면을 감싸며, 타단부는 하기 혼합 분사부에 연결되고, 상기 타단부 방향의 원통형 내부 빈 공간을 통하여 상기 분사 노즐부에서 분사되는 재료들을 수용하는 연결부;와, 일단부는 상기 연결부의 타단부와 연결되고, 타단부는 소정의 직경을 갖는 개구부가 형성되며, 상기 일단부에서 타단부 방향으로 단면이 원형으로서 이의 지름이 감소하는 테이퍼 형태의 내부 공간을 갖는 혼합 분사부;를 포함하되, 상기 혼합 분사부의 내부는 일단부에서 타단부 방향을 향해 강선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충돌식 스프레이 장치를 제공한다.
일 실시예로서, 상기 충돌식 스프레이 장치내 분사 노즐 캡은 상기 분사 노즐부와 착탈식으로 설치될 수 있도록 상기 연결부에 고정용 걸쇠;를 포함할 수 있고, 또한, 상기 분사 노즐 캡내 혼합 분사부의 내부 공간은 25 내지 60도의 테이퍼 각도를 가지며, 상기 강선은 나선형의 형태를 갖도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 충돌식 스프레이 장치를 이용하여, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하기 위해 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)을 각각 분사하되, 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B) 중 적어도 하나의 성분에 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하도록 하여, 폴리우레아 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 방수 도막의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법으로 형성된 폴리우레아 도막 방수재는 종래기술에 따른 도막 방수재에 비해, 폴리우레아 수지에 카본 밀드 파이버를 포함함에 따라 장시간 태양과 또는 복사열의 흡수에도 장기 내열성을 가지면서도 도막의 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선될 수 있어, 온도차에 의한 반복적인 수축 및 팽창으로 인한 도막의 파손을 방지하고, 방수 기능을 유지시킬 수 있는 동시에 도막의 수명을 연장할 수 있다.
또한 도막내 점토 입자의 도입에 의해 보다 내수성이 강화됨과 동시에 도막의 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선됨에 따라 온도차에 의한 반복적인 수축 및 팽창으로 인한 도막의 파손을 방지할 수 있다
또한 본 발명에 따른 폴리우레아 도막 방수재의 형성방법은 스프레이 작업이 가능하여 도막 형성시 작업능률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 교반 장치는 펌프 기능을 포함함으로써, 교반기와 펌프의 이원화에 따른 재료의 손실을 방지하며, 시공 전 재료를 효과적으로 교반하여 반응성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 충돌식 스프레이 장치는 분사 노즐부에 분사 방향을 향해 강선이 형성되어 있는 테이퍼 형태의 내부를 갖는 분사 노즐 캡을 포함하여 구성함으로써, 주제와 경화제의 반응성을 향상시켜 재료 손실 방지 및 도막의 품질을 향상시킬 수 있으며, 재료의 비산을 최소화하여 재료 손실 및 민원발생 요인을 배제할 수 있고, 또한 배합의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레아 도막 방수재의 형성방법 및 이를 이용한 도막을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 기능을 포함하는 교반기에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 기능과 작동에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌식 스프레이 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 폴리우레아 도막 방수재의 형성방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 폴리우레아 도막 방수재 조성물은 이소시아네트와 폴리올의 반응에 의한 프리폴리머 성분(A); 및 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B);의 혼합에 따른 반응에 의해 얻어지는 폴리우레아 도막 방수재 조성물로서, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물은 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 포함하며, 상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 하여 0.5 ~ 7 중량%로 함유되고, 상기 점토입자는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자로서, 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 하여 0.2 ~ 2 중량%로 함유되는 것을 특징으로 한다.
도 1에서는 본 발명에 따른 예시적 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 형성방법 및 이를 이용한 도막을 형성하는 방법을 도시하였고, 이는 (i) 이소시아네트와 폴리올의 반응에 의해 프리폴리머 성분(A)을 수득하는 단계; (ii) 상기 수득된 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)을 준비하는 단계; (iii) 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계; (iv) 상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자가 혼합된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 반응시킴으로써, 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 수득하는 단계; 및 (v) 상기 수득된 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함한다.
이들 각 단계에 대한 보다 구체적인 설명으로서, 먼저, 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 프리폴리머 성분(A)을 수득하는 단계[(i) 단계]를 설명한다.
상기 프리폴리머 성분(A)은 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 얻어지는 적은 분자량의 고분자 화합물 또는 올리고머 형태의 화합물로서, 양 말단이 이소시아네이트기로 결합된 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 폴리우레아는 기존의 또 다른 재료로서, 방수 바닥재용으로 사용되는 폴리우레탄과 대비하여, 프리폴리머의 조성 및 경화제로서 사용되는 아민계열의 함량에서 차이가 있어, 서로의 사용되는 용처가 달라질 수 있다.
이때, 상기 (i) 단계에서 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 6 : 1 ~ 20 : 1 몰비일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10 : 1 ~ 15 : 1 몰비로 함유될 수 있다.
만일, 상기 폴리올 1몰에 대하여, 이소시아네이트가 6 몰 미만일 경우, 이소시아네이트와 수소 공여체의 반응이 느려져 경화시간이 장시간 소요되며, 미경화 현상이 발생될 수 있고, 이소시아네이트가 20 몰을 초과할 경우에는, 조성물의 도막이 견고하게 되어 구조물의 신축팽창에 따른 변형을 견디지 못하여 부풀음, 크랙, 들뜸, 박리 등의 현상이 발생될 수 있다.
상기 이소시아네이트와 폴리올의 반응은 용매 내에서 반응시킬 수도 있고, 용매를 사용하지 않는 환경에서도 각각의 모노머를 적당한 점도하에서 반응시킴으로써 이루어질 수 있다. 이 경우에 촉매로서 3차 아민, 비양성자성 염(aprotic salt), 또는 유기금속화합물이 사용될 수 있다.
상기 프리폴리머 성분의 제조에 사용되는 이소시아네이트로는 메틸렌 다이페닐 디이소사이아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HMDI), 이소프론 디이소시아네이트(IPDI), 메타 자일렌 디이소시아네이트(MXDI), 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), MDI의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(H12 MDI) 및 자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(수첨 XDI)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 폴리올 이외에 아민 등의 수소 공여체를 사용할 수 있다.
본 발명에서의 두 번째 단계는 앞서 수득된 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)를 준비하는 단계이다[(ii) 단계].
여기서, 통상적으로 폴리우레아의 경우에 상기 프리폴리머 성분의 말단기는 거의 대부분이 이소시아네이트로 캡핑됨으로써, 이와 반응할 수 있는 아민 화합물이 경화제 성분으로 사용가능하다.
여기서, 상기 경화제 성분(B)은 모노아민, 디아민, 트리아민 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합 성분일 수 있다.
또한, 상기 경화제 성분(B)에는 도막의 색상을 나타내도록 하거나 또는 내산화성을 가지도록 하기 위해 추가적으로 안료 또는 산화 방지제를 포함할 수 있으며, 상기 안료 또는 산화방지제는 경화제 성분(B) 에 대하여 1 ~ 3 중량%를 추가하여 혼합할 수 있다.
통상적으로, 산화방지제는 단분자 유기화합물, 고분자 등의 산화를 방지하기 위한 기능을 가지며, 대부분의 고분자내에 첨가제로서 포함되고 있다. 본 발명에서도 경화제에 의한 경화반응에 의해 생성되는 폴리우레아의 산화방지를 위한 기능을 한다.
본 발명에서의 상기 산화방지제로서는 분자내에 부피가 큰 알킬 그룹을 포함하는 페놀기를 포함하는 화합물로서, 추가적으로 탄소수 2 내지 12의 방향족 헤테로고리를 포함할 수 있으며, 이러한 헤테로고리의 예서적인 고리로서, 피리딘계, 피리미딘계, 트리아진계 등의 고리하는 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서의 세 번째 단계는 앞서 기재된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계이다[(iii) 단계].
상기 카본 밀드 파이버(carbon milled fiber)는 탄소 섬유를 분쇄하여 파우더처럼 단섬유화시킨 것으로, 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)내에서도 분산성, 유동성이 좋고, 도막의 내부식성, 내마찰성, 내열성, 내구성 등의 기계적 물성과 화학적 물성을 보강시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 카본 밀드 파이버는 평균 섬유길이가 10 ~ 80 ㎛인 카본 밀드 파이버를 사용할 수 있고, 바람직하게는 평균 섬유길이가 10 ~ 40 ㎛인 카본 밀드 파이버를 사용하는 것이 좋다. 만일, 카본 밀드 파이버의 평균 섬유길이가 10 ㎛ 미만일 경우에는 작은 크기로 인해 분산성 불량 및 제품의 점도 상승으로 인해 작업성등의 문제점이 발생될 수 있고, 80 ㎛를 초과할 경우에는 제품 경화 후 치밀성 부족으로 인해 도막의 인장성능 및 표면 불량 문제점이 발생될 수 있다.
상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에 혼합될 수 있으며, 이의 함량은 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버가 우선적으로 혼합되었다고 가정하는 경우에 상기 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 기준하여 카본밀드 파이버의 함량이 0.5 ~ 7 중량%로 함유되도록 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에 혼합하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 4 중량%로 함유될 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는 0.8 ~ 2 중량%로 함유되도록 혼합하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서는 상기 프리폴리머성분 보다 경화제 성분에 이를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 카본 밀드 파이버의 함량이 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 기준하여 0.5 중량% 미만으로 함유될 경우, 첨가량 대비 효과가 미미하고, 7 중량%를 초과하여 함유되는 경우에는 제품의 점도 상승 문제점이 발생될 수 있으며, 색상문제가 발생할 수 있고, 또한 상대적으로 물성 증가폭이 미미하기에 상기의 범위로 혼합하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 카본 밀드 파이버를 함유하는 폴리우레아 도료 조성물을 적용하여 제조된 방수 도막은 장기 내열성을 가질 수 있고, 이와 더불어 인장강도 등의 기계적 특성을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 카본 밀드 파이버가 균일하게 분산되는 경우에 장기내열성 및 향상된 기계적 물성을 가질 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에서, 상기 점토 입자는 천연물 또는 합성물로 이루어진 점토 광물을 들 수 있으며, 몬모릴로나이트, 철 몬노릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 점토 입자는 바람직하게는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자일 수 있다. 일반적으로 점토입자는 양이온이 나트륨 또는 칼슘 이온으로 이루어진 점토의 표면 개질에 의해 상기 나트륨 이온 또는 칼슘 이온이 유기 양이온으로 치환된 점토를 얻을 수 있고, 이경우에 유기 탄소 성분에 의해 점토의 성질을 친수성에서 친유기성으로 전환시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 점토 입자내 양이온을 4차 암모늄 양이온으로 처리하여 표면을 개질하되, 상기 4차 암모늄 염의 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 양이온이 되도록 표면이 개질된 점토를 사용함으로써, 카본 밀드 파이버와의 상용성과 혼련성을 강화함과 동시에 폴리우레탄의 기계적 물성과 내수성을 강화시킬 수 있다.
본 발명에서의 앞서의 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 개질된 점토의 바람직한 예로서, 2-히드록시에틸기를 포함하는 4차 암모늄염을 나트륨이온 또는 칼슘이온 대신에 양이온으로 포함하는 몬모릴로나이트를 사용할 수 있고, 이의 개질된 점토입자의 구조를 아래 그림 A에서 도식화하여 나타내었다.
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[그림 A]
본 발명에 따른, 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 개질된 점토입자는 개질되지 않아서 유기물과의 흡착이 어려운, 나트륨 양이온 등을 포함하는 통상의 점토입자에 비해서는 친유기성에 해당하여 폴리우레탄 및 카본밀드 파이버와 상용성이 우수하여 분산성을 강화시킬 수 있으면서도, 소수성 알킬기 등의 암모늄 염으로 개질된 점토입자에 비해서 상기 수산기가 극성의 친수성 성질을 가짐으로써 고분자내 또는 프라이머층으로부터 이동되는 수분을 흡수할 수 있어 내수성이 우수한 효과를 가질 수 있다.
또한 상기 친수성 수산기를 포함하는 4차 암모늄염으로 개질된 점토 입자는 박리(Expoliate) 가능하여 박편화된 형태로 존재할 수 있다. 본 발명에서는 상기 박리과정을 거쳐 박편화된 2차원 평면 구조 형태의 점토입자를 보다 효과적으로 얻기 위해, 프라어머층을 형성하기 전에 프라이머용 조성물을 초음파 처리 등을 수행할 수 있다.
상기 점토입자의 함량은 앞서의 카본밀드 파이버에서와 마찬가지로 프리폴리머 성분(A)과 점토 입자가 우선적으로 혼합되었다고 가정하는 경우에 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 기준하여 0.2 ~ 2 중량%로 함유되도록 혼합할 수 있고, 바람직하게는 0.2 ~ 1.5 중량%로 함유되도록 혼합할 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 0.3 ~ 1 중량% 를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 점토 입자의 함량이 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 기준하여 0.2 중량% 미만일 경우, 첨가량 대비 효과가 미미하고, 2 중량%를 초과하는 경우에는 폴리우레탄 및 카본 밀드 파이버와의 균일한 분산성을 유지하기 어렵고, 또한 제품의 점도 상승 문제점이 발생될 수 있으며, 상대적으로 물성 증가폭이 미미하기에 상기의 범위로 혼합하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 상기 수산기를 포함하는 4차 암모늄염으로 개질된 점토 입자는 내수성을 향상시킬 수 있는 장점을 가지나, 투입되는 함량이 증가할수록 폴리우레탄 및 카본 밀드 파이버와의 분산성이 양호하지 못할 수 있어 통상적인 방법에 의해서는 균일하게 분산되지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 iii) 단계에서 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합함에 있어, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 알코올 용매하에 볼밀을 통해 분산시켜 분산액을 제조하여 건조한 후 이를 분쇄하여 얻어진 혼합 분말을 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합할 수 있다.
이 경우에 사용되는 알코올은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 10개의 알킬기를 가지는 알코올, 에틸렌글리콜, 글리세롤 등의 다가 알코올 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 한편, 상기 알코올의 함량은 카본 밀드 파이버와 점토입자의 총 합을 100 중량부로 하였을 때, 50 내지 2000 중량부의 범위로 사용할 수 있다. 또한 볼밀의 경우에, 통상적인 지르코니아 볼밀 등을 사용하며, 분산은 50 내지 1000 rev/min의 속도로 20분 내지 10시간동안 이루어지도록 하여 슬러리 상태로 오븐 또는 열풍 건조하고 이로부터 건조된 슬러리를 균일하게 분쇄시킨 후 이를 프리폴리머 성분 또는 경화제 성분에 혼합하도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자를 알코올 용매하에 볼밀을 통해 분산시켜 분산액을 제조하여 건조한 후 이를 분쇄하여 얻어진 혼합 분말을 용매에 혼합하여 이를 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합할 수 있다. 이때 사용되는 용매는 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 또는 디메틸포름아미드, 디메틸포름아세트아미드 등의 지방족 아미드 화합물이 용매로 사용될 수 있다.
한편, 상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 혼합비는 바람직하게는, 점토 입자 100 중량부에 카본밀드파이버 100 중량부 내지 750 중량부의 범위로 혼합할 수 있다. 만약 카본 밀드 파이버의 함량이 상기 범위보다 높거나 또는 낮은 범위인 경우에는 점토와의 분산성이 안 좋아지며, 추후의 프리폴리머 또는 경화제 성분과 균일하게 분산되지 못하여 기계적 물성을 감소시키거나 점토의 내수성 효과를 낮출 수 있다.
본 발명에서의 네 번째 단계는 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자가 혼합된 성분을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 수득하는 단계이다[(iv) 단계].
상기 카본 밀드 파이버와 점토입자가 혼합된 성분이 프리폴리머 성분(A)인 경우에는 경화제 성분(B)과 혼합하여 폴리우레아를 제조하고, 상기 카본 밀드 파이버가 혼합된 성분이 경화제 성분(B)인 경우에는 프리 폴리머 성분(A)과 혼합하여 폴리우레아를 제조한다.
여기서, 상기 (iv) 단계의 프리폴리머 성분(A)내 폴리올과 경화제 성분(B) 내의 아민 총합의 비율은 5 : 1 ~ 20 :1 몰비일 수 있다.
일반적으로 방수제 도료로서 폴리우레아를 제조하는 경우에는 상기 프리폴리머 성분(A)과 경화제 성분(B)을 미리 원하는 물리적 특성에 맞추어서 각각 제작한 후에 현장에서 상기 프리폴리머 성분과 경화제 성분을 혼합하여 경화시킬 수 있다.
즉, 본 발명에서의 상기 카본 밀드 파이버 및/또는 점토를 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합시킬 수 있고, 상기 카본 밀드 파이버 및/또는 점토가 혼합된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 사용자가 도포하고자 하는 표면이 위치한 현장에서 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 제조할 수 있도록 한다.
본 발명에서의 폴리우레아 방수 도막의 형성방법의 마지막 단계는 얻어진 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계[(v) 단계]로서, 이는 방수제 도료가 도포될 건축물 표면상에 사용자가 앞서 제조된 폴리우레아 수지 조성물을 이용하여 스프레이 등의 공법을 이용하여 도막층을 형성함으로써 이루어진다.
본 발명은 또한, 상기 폴리우레아 방수 도막의 형성방법으로 형성된 폴리우레아 방수 도막을 제공하며, 이는 앞서 기술한 폴리우레아 방수 도막의 형성방법에 의해 얻어지는 방수도막으로서, 본 발명에서의 상기 폴리우레아 수지 조성물은 방수제로 사용됨으로써, 통상 콘크리트 표면상에 도장될 수 있으며, 바람직하게는 콘크리트 표면상에 형성된 프라이머층의 상부에 도장될 수 있다.
상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용한 폴리우레아 방수 도막의 형성방법의 보다 상세한 단계로서는, 콘크리트 표면을 보수하고 세정하여 도막처리할 수 있도록 표면처리하는 단계; 상기 콘크리트 표면에 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 프라이머층 상부에 본 발명에서의 상기 폴리우레아 방수 도막층을 중도층으로 형성하는 단계; 상기 중도층 상에 자외선에 변색 또는 변형이 일어나지 않는 성분의 상도층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 콘크리트층의 표면처리 단계는 상기 콘크리트 구조물의 바닥층에 대한 균열상태와 누수 및 용수 부분을 보강하거나, 상기 콘크리트 구조물의 바닥층으로 프라이머 침투가 용이하게 이루어지도록 먼지, 표면의 유분, 염분, 수분, 먼지 등 기타 이물질을 제거하는 단계로서, 표면이 깨끗한 경우에는 통상 생략 가능하다.
상기 프라이머층의 형성단계는 상기 표면 처리된 콘크리트층 전체에 프라이머층을 형성하는 것으로, 예컨대, 상기 프라이머층은 습기 경화형 이소시아네이트 말단의 우레아 폴리머가 사용될 수 있는데, 이소시아네이트 말단 우레아 폴리머를 40 ~ 60 중량% 및 희석제 40 ~ 60 중량%를 포함하는 조성물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 프라이머층은 콘크리트나 모체에 있는 습기와 반응하여 견고한 도막을 형성하는 방식으로 롤러, 붓, 에어리스 스프레이 등을 이용하여 도포하는 방식으로 콘크리트 표면에 도장할 수 있다.
상기 프라이머층의 도장두께는 0.05 ~ 0.2 ㎜ 범위 내에서 하는 것이 바람직하며, 이는 1회 도장시의 두께가 0.2 ㎜ 이상인 경우, 건조가 매우 느려 24시간 이상 경과하여도 도막 밀림 현상이 발생할 수 있고, 바탕체의 수분이 효과적으로 배출될 수 없으며, 0.3 ㎜ 이상으로 과도장을 할 경우에는 크랙이 발생할 수 있기 때문이다.
이후의 단계로서 또한 본 발명에서의 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 중도층으로 형성하는 단계는 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 수득된 프리폴리머 성분(A)과 아민계 화합물을 포함하는 경화제 성분(B)를 중합하여 폴리우레아 수지 조성물을 수득하며, 이때 상기 카본 밀드 파이버 및 점토입자는 프리폴리머 또는 경화제 성분 중 어느 하나 또는 이들 모두에 혼합되어 포함되게 된다. 이후공정으로서, 얻어진 폴리우레아 수지 조성물을 붓, 롤러, 에어리스 스프레이 기기 등을 이용하여 균일하게 도포하여 방수제 중도층을 형성하며, 이들을 상황에 맞게 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
이후의 단계로서 상도층 형성단계는 상기 중도층 상에 자외선에 의하여 변색 또는 변형이 일어나지 않는 아크릴, 아크릴우레탄, 불소, 실리콘 성분 등으로 이루어진 성분으로 상도층을 형성할 수 있고, 이는 통상 우레아 아크릴레이트 등의 수지를 도포함으로써 형성한다.
구체적으로는 우레아 아크릴레이트 수지 60 ~ 90 wt%와 색상안료 5 ~ 15 wt% 희석제 5 ~ 20 wt%, 첨가제 0.1 ~ 2 wt%를 지니고 있는 주제와 이소시아네이트를 관능기로 지니고 있는 프리폴리머 또는 모노머, 폴리머를 당량비 1 : 0.8 ~ 1 : 1.2를 유지하며 혼합한 후, 스프레이 기기를 이용하여 균일하게 도포한다.
본 발명에 있어서, 상도층의 도장 방법에는 특별한 제한이 없으며, 예컨대 스프레이(spray) 또는 롤러(roller)를 사용하여 건조도막 두께가 바람직하게는 50 ㎛ 이상이 되도록 도장할 수 있다. 또한, 상기 상도층은 필요에 따라 형성하지 않을 수도 있다.
본 발명에 따른 폴리우레아 방수 도막의 형성방법은 장시간 태양과 또는 복사열의 흡수에도 장기 내열성을 가지면서도, 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선된 폴리우레아 방수 도막을 콘크리트 구조물에 용이하게 도장할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
제조예 1
1-1: 프리폴리머 성분(A) 제조
메틸렌디페닐디이소시아네이트 300g(NCO% 16.1), 폴리프로필렌글리콜(Mw 3000) 200g에 촉매로서 인산(H3PO4) 0.01 g을 사용하고, 80℃의 온도에서 6시간 동안 반응시켜 프리폴리머를 제조한다.(이소시아네이트 : 폴리프로필렌글리콜의 몰비 = 13 : 1)
1-2: 카본 밀드 파이버 및 점토입자의 분산
아래에서 예시적으로 실시예 1에 따른, 카본 밀드 파이버와 점토 입자가 중량비로 2:1 인 혼합 슬러리의 제조 단계를 기재하였으며, 나머지의 함량비를 갖는 혼합슬러리도 이를 응용하여 제조할 수 있다.
용매로 이소프로필알콜(IPA) 70 g에 평균 섬유길이가 30 ㎛인 카본 밀드 파이버(ZOLTEK사) 20g, 몬모릴로나이트(MMT, Cloisite 30B, methyl,tallow, bis-2-hydroxyethyl 암모늄염으로 치환) 10 g 을 동시에 투입한 후에 볼밀(지르코늄 볼밀)를 이용하여 100 ~ 500 rev/min의 속도로 3 시간 동안 처리하여 슬러리를 분산시킨다. 분산된 슬러리를 건조(150℃ 오븐, 24 ~ 48시간) 시킨 후 건조된 슬러리를 균일하게 분쇄시킨다.
1-3: 카본 밀드 파이버 및 점토 입자가 함유된 경화제 성분(B) 준비
디에틸톨루엔디아민 60g, 디페닐아민 12g, 폴리에테르디아민(Mw: 2,000) 157.5g 및 폴리에테르트리아민(Mw: 5,000) 60 g이 혼합된 경화제에 아래 표 1에 기재된 함량만큼 카본 밀드 파이버와 점토 입자가 혼합되어 분산된 혼합 슬러리를 투입하고, 여기에 안료 4.5 g 및 산화방지제 1.5 g을 추가적으로 투입한 후, 2시간 동안 교반하여 카본 밀드 파이버 및 점토입자가 함유된 경화제 성분(B)를 준비한다.(PPG : 아민 몰비 = 9.2 : 1)
1-4: 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 제조 및 도막 형성
제조예 1-1에서 수득된 프리폴리머 성분(A)(이소시아네이트 함량기준 300 g)에 실시예 1-3에서 수득된 카본 밀드 파이버 및 점토입자가 함유된 경화제 성분(B)을 투입 후 온도 60~70℃ 승온하여 압력 1500Psi 이상에서 폴리우레아 시편틀에 스프레이하여 도막 시편을 제작 한다.
성형 후 시편의 원활한 이탈을 위해 시편틀을 이형지로 사용하며 시편의 두께를 3 mm로 유지한다. 시편의 온도조건을 유지하기 위해 25 ℃의 항온실에 168 시간 동안 경화시켰으며, 이후 완전경화를 위해 60 ℃ oven에 24시간 방치하여 도막 시편을 완전경화시켜 제조한다.
실시예 2
실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 폴리에테르디아민(Mw: 2,000)의 함량은 151.5g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 9g, 1.5g을 넣어서, 분산된 혼합 슬러리를 제조한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.
실시예 3
실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 폴리에테르디아민(Mw: 2,000)의 함량은 158.1g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 동일한 3g, 3g을 넣어서, 분산된 혼합 슬러리를 제조한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.
실시예 4
실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 폴리에테르디아민(Mw: 2,000)의 함량은 156.9g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 3g, 1.5g을 넣어서, 분산된 혼합 슬러리를 제조한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.
비교예 1 (몬모릴로나이트 미사용)
실시예 1에서 기재된 바와 동일하게 하되, 실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 폴리에테르디아민의 함량은 162g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 포함하는 분산된 혼합 슬러리를 미포함하여 제조한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.
실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 함량에 대하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
주제 이소시아네이트 300 300 300 300 300
NCO% 16.1 16.1 16.1 16.1 16.1
경화제 디에틸톨루엔디아민 60 60 60 60 60
디페닐아민 12 12 12 12 12
폴리에테르디아민
(분자량 2000)		 157.5 151.5 156 154.5 162
폴리에테르트리아민
(분자량 5000)		 60 60 60 60 60
안료 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
산화방지제 및
기타 첨가제		 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
카본밀드화이버 3 9 3 3 0
몬모릴로나이트 1.5 1.5 3 4.5 0
[도막 물성 평가]
1. 온도에 따른 점도 변화
실시예 1 내지 4와 비교예 1에서 수득된 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 온도에 따른 점도 변화를 측정하기 위해 점도계(BROOKFIELD社의 DV-II+PRO)를 이용하여 온도별로 폴리우레아 수지 조성물의 점도를 측정하고, 이에 따른 점도 변화를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
0 ℃(CPS) 1,300 2,800 1,500 2,100 900
25℃(CPS) 700 2,000 800 1,500 400
45℃(CPS) 250 1,400 300 1,000 150
65℃(CPS) 100 500 100 400 50
표 2의 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 나타난 바와 같이 카본 밀드 파이버 및 몬모릴로나이트를 포함한 폴리우레아 수지 조성물(실시예 1 내지 4)은 카본 밀드 파이버 및 몬모릴로나이트를 미포함 폴리우레아 수지 조성물(비교예 1)과 비교하여, 상대적으로 점도는 높게 측정되었으나 고온에서의(60℃ 이상) 스프레이 공정에는 영향이 미비하여 스프레이 작업이 가능한 것을 알 수 있다.
2. 기계적 물성 및 장기 내열성 측정
실시예 1 내지 4와 비교예 1에서 제조된 도막의 기계적 물성과 장기 내구성을 평가하기 위해 KS F 4922 규격에 준하여 인장강도 및 신율을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.
또한, 장기내구성을 평가하기 위해 KS F 4922 규격에 준하여 140℃의 오븐에 방치하여 열화처리 후, 인장강도 및 신율을 평가를 진행하였으며, 추가적으로 담수침지(내수성)에 대한 평가를 진행하였다.
KS F 4922 규격 25℃ 내구성능
140℃ 열화처리 담수침지
인장
(N/mm2)		 신율
(%)		 1주
인장비
(%)		 1주
신율
(%)		 3주
인장비
(%)		 3주
신율
(%)		 3주
인장비
(%)		 3주 신율
(%)
16 이상 300 이상 80 이상 250 이상 KS 규격 없음
실시예1 20 450 105 430 100 430 95 420
실시예2 17 380 90 390 90 380 80 350
실시예3 21 470 120 450 110 440 105 450
실시예4 18 400 100 410 95 410 95 400
비교예1 16 330 80 300 60 150 55 170
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 도막을 형성하고, 25℃에서 인장강도 및 신율을 평가한 결과, 실시예 1 내지 실시예 4의 카본 밀드 파이버 및 점토입자를 포함하는 폴리우레아 수지 조성물을 포함하는 방수 도막은 비교예 1에 비해 기계적 물성이 우수한 동시에 장기 내구성의 특성이 우수함을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법으로 형성된 폴리우레아 방수 도막은 카본 밀드 파이버 및 점토입자를 포함함에 따라 도막의 기계적 물성이 개선되며, 또한 장기 내구성과 내수성이 우수함에 따라, 외부환경 온도차에 의한 반복적인 수축 및 팽창으로 인한 도막의 파손을 방지하고, 방수 기능을 유지시킬 수 있는 동시에 장기간 사용되는 경우에도 도막의 물성이 안정적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 교반기와 펌프의 이원화에 따른 재료의 손실을 방지하며, 시공 전 재료를 효과적으로 교반하여 반응성을 높일 수 있는 장치로서, 펌프 기능을 포함하는 교반기(100);와 이를 이용하여 상기와 같은 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 저장, 교반 및 이송할 수 있는 교반 장치(200);를 추가적으로 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 기능을 포함하는 교반기(100)에 대해 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 펌프 기능을 포함하는 교반기(100)는 용기 내 담겨진 액상 재료를 교반하여 이송할 때 별개로 사용되는 각각의 펌프와 교반기를 교체할 필요가 없도록 펌프와 교반기를 일체화한 것으로서, 회전식 전동모터(110), 교반 회전축(130), 재료 이송관 및 펌프(120)를 포함하여 구성된다.
더욱 상세하게는, 상기 교반 회전축(130)은 상기 회전식 전동모터(110)내 모터축의 하부방향으로 연결되고, 상기 회전식 전동모터(110)의 동작에 의해 회전하며, 외면에 적어도 하나 이상의 교반용 날개(140)가 형성되어 있도록 구성된다.
이때, 상기 교반 회전축(130) 외면에 형성되는 교반용 날개(140)는 상기 교반 회전축(130) 외면에 힌지 방식으로 고정되어, 교반 회전축(130) 외면에 결합될 수 있도록 구성되며, 상기 교반용 날개(140)는 1 내지 20 개 바람직하게는 2 내지 10개가 구비될 수 있다.
또한, 상기 재료 이송관은 상기 펌프(120)에 의해 하부방향인 교반용 날개(140)방향 또는 그 반대방향인 상부방향으로 재료를 이송하기 위해 상기 교반 회전축(130)의 길이 방향을 따라 형성된다. 즉, 상기 펌프(120)는 상기 재료 이송관에 연결되어 펌핑에 의해 재료를 하부방향 또는 상부방향으로 이송한다.
여기서, 상기 재료 이송관은 상기 교반 회전축(130)의 내부에 형성되거나, 교반 회전축(130)의 외부에 형성되어 있을 수도 있다.
보다 구체적으로는, 상기 재료 이송관은 상기 교반 회전축(130)의 내부에 중공을 포함하여 형성되며, 상기 중공을 통해 상기 펌프(120)의 펌핑에 의해 재료가 이송될 수 있도록, 상기 교반 회전축(130)의 내부에 축의 길이 방향을 따라 형성되어 있을 수도 있고, 또는 상기 교반 회전축(130)의 외부를 감싸는 내부면과 상기 내부면의 외측면에 형성되는 외부면을 포함하며, 상기 내부면과 외부면 사이의 중공을 통해 상기 펌프(120)의 펌핑에 의해 재료가 이송될 수 있도록, 상기 교반 회전축(130)의 외부에 축의 길이 방향을 따라 형성되어 있을 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 펌프 기능을 포함하는 교반기(100)는, 상기 재료 이송관이 교반 회전축(130) 외부에 형성되는 경우에 재료 이송관은 교반용 날개(140)가 위치한 부분까지만 형성되거나, 또는 상기 재료 이송관이 교반 회전축(130) 외부에 형성되는 경우에 교반용 날개(140)는 교반 회전축(130)의 외면에 형성되는 것이 아니라 재료 이송관의 외측면에 형성되어 있을 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 상기 교반기를 포함하는 교반 장치(200)에 대해 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 폴레아 도막 방수재 조성물 또는 이의 원료를 저장, 교반 및 이송할 수 있는 교반 장치(200)를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 교반 장치(200)는 상기 도 2를 참조하여 설명한 펌프 기능을 포함하는 교반기(100)를 포함하여 구성될 수 있으며, 더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 교반 장치(200)는 상기 도 2의 펌프 기능을 포함하는 교반기(100)와 적어도 하나 이상의 폴리우레아 도막 방수재 조성물 또는 이의 원료가 저장되는 원통형 내부 공간이 형성되어 있는 하우징(210)을 포함하여 구성되며, 상기 하우징(210)의 상부에는 상기 교반 장치(200)의 교반 회전축(130)이 삽입될 수 있도록 형성되는 개구부(220);를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 교반 장치(200)를 이용하여 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 주제 또는 경화제 또는 이들의 혼합물을 교반 하는 방법을 제공할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 교반 장치(200)는 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 주제 또는 경화제 또는 이들의 혼합물을 교반 할 수 있으며, 이를 위해, 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 주제 또는 경화제를 보관, 교반 및 이송할 수 있도록 하우징(210), 펌프, 교반기 기능을 포함하고, 특히 펌프와 교반기를 일원화 함으로써, 종래 교반기와 펌프의 이원화에 따른 재료의 손실을 방지하며, 시공 전 재료를 효과적으로 교반하여 재료의 품질을 향상시키고 반응성을 높여 고품질의 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 상기 교반 장치(200)를 이용하여, 상기 프리폴리머 성분(A), 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하는 폴리우레아 도막 방수재 주제; 또는 상기 경화제 성분(B), 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하는 폴리우레아 도막 방수재 경화제; 또는 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)의 혼합에 따른 조성물에 카본 밀드 파이버 및 점토 입자가 포함된 폴리우레아 도막 방수재 조성물; 중 적어도 하나를 교반하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물내 주제 또는 경화제 또는 이들의 혼합물을 교반 하는 방법을 제공한다.
한편, 본 발명은 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물과 같이 2액형(주제 및 경화제) 원료를 반응시켜 도막을 시공하기 위한 충돌식 스프레이 장치(300)을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌식 스프레이 장치(300)에 대해 설명하기 위한 도면으로서, 상기 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 충돌식 스프레이 장치(300)는 분사 노블부 및 분사 노즐 캡을 포함하며, 상기 분사 노즐부(310)의 외부 측면을 상기 분사 노즐 캡이 감싸는 구조를 갖도록 함으로써, 분사노즐부에서 분사되는 주제 및 경화제의 반응성을 향상시키고, 외부로 비산되는 재료를 최소화할 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 충돌식 스프레이 장치(300)는, 제1 분사 노즐(311)과 제2 분사 노즐(312)을 포함하며, 각각의 노즐을 통하여 서로 다른 재료를 분사함으로써, 상기 제1 분사 노즐(311)과 제2 분사 노즐(312)에 의해 분사된 각각의 재료의 충돌을 유도하여 재료를 혼합 및 반응시키는 분사 노즐부(310); 및 일단부가 상기 분사 노즐부(310)의 외측면을 감싸며 내부에 빈 공간을 포함하고, 타단부에 상기 분사된 재료의 혼합 및 반응에 따른 반응물이 분사되도록 개구부(220)가 형성된 분사 노즐 캡;을 포함하도록 구성된다.
여기서 상기 분사 노즐부(310)는 제1 분사 노즐(311)에서 분사되는 재료와 제2 분사 노즐(312)에서 분사되는 재료가 소정 거리를 갖는 전방 위치의 충돌점에서 충돌 혼합될 수 있도록, 제1 분사 노즐(311)과 제2 분사 노즐(312)의 분사 방향은 각각 상기 충돌점을 향하도록 구성된다.
한편, 상기 분사 노즐 캡은, 연결부(320)와 혼합 분사부로 구성되며, 보다 상세하게는, 상기 연결부(320)는 내부에 원통형의 빈 공간을 포함하며, 일단부가 상기 분사 노즐부(310)의 외측면을 감싸며, 타단부는 하기 혼합 분사부에 연결되고, 상기 타단부 방향의 원통형 내부 빈 공간을 통하여 상기 분사 노즐부(310)에서 분사되는 재료들을 수용하며, 또한, 상기 혼합 분사부(330)는 일단부가 상기 연결부(320)의 타단부와 연결되고, 타단부는 소정의 직경을 갖는 개구부(220)가 형성되며, 상기 일단부에서 타단부 방향으로 단면이 원형으로서 이의 지름이 감소하는 테이퍼 형태의 내부 공간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 분사부(330)의 내부는 일단부에서 타단부 방향을 향해 강선(331)이 형성되어 있도록 구성함으로써, 분사된 각각의 주제와 경화제가 강선을 따라 회전하면서 혼합되어 반응성이 향상되도록 한다.
상기 분사 노즐 캡내 혼합 분사부의 내부 공간의 테이퍼 각도는 수평방향을 기준으로 하여 25 내지 60도를 가질 수 있고, 바람직하게는 30 내지 50도를 가지는 것인 바람직하며, 상기 혼합 분사부 내 강선(331)은 나선형의 형태를 갖도록 할 수 있다.
또한 상기 강선은 전체적으로 하나의 연결된 형태를 가질 수도 있고, 적어도 일부분이 부분적으로 단절된 형태를 나타낼 수 도 있으며, 작업하고자 하는 환경 및 사용자의 선호에 따라 적절히 이를 선택할 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐 캡은 상기 분사 노즐부(310)와 착탈식으로 설치될 수 있도록 상기 연결부(320)에 고정용 걸쇠;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 충돌식 스프레이 장치를 이용한 폴리우레아 방수 도막의 시공방법을 제공할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 충돌식 스프레이 장치(300)를 이용하여, 상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하기 위해 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)을 각각 분사하되, 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B) 중 적어도 하나의 성분에 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 포함하도록 하여, 폴리우레아 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이, 본 발명의 충돌식 스프레이 장치(300)는 폴리우레아 도막 방수재 조성물의 주제와 경화제를 각각 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐로 분사하여 고압으로 충돌 시키되, 상기 주제와 경화제가 상기 분사 노즐 캡 내부에 형성된 강선(331)을 따라 와류를 형성하면서 분사되도록 함으로써, 재료의 비산을 최소화하고, 주제와 경화제의 혼합 및 반응률을 높이며, 이로 인하여 재료 손실 방지 및 도막의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명은 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100 : 펌프 기능을 포함하는 교반기
110 : 회전식 전동모터
120 : 펌프
130 : 교반 회전축
140 : 교반용 날개
200 : 교반 장치
210 : 하우징
220 : 개구부
300 : 충돌식 스프레이 장치
310 : 분사 노즐부
311 : 제1 분사 노즐
312 : 제2 분사 노즐
320 : 연결부
330 : 혼합 분사부
331 : 강선

Claims (20)

  1. 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의한 프리폴리머 성분(A); 및
    상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B);의 혼합에 따른 반응에 의해 얻어지는 폴리우레아 도막 방수재 조성물로서,
    상기 폴리우레아 도막 방수재 조성물은 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 포함하며,
    상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 하여 0.8 ~ 2 중량%로 함유되고,
    상기 점토입자는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자로서, 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 하여 0.3 ~ 1 중량%로 함유되며,
    상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자는 혼합되어 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 투입되며, 이들의 혼합은 카본 밀드 파이버와 점토입자를 알코올 용매하에 볼밀을 통해 분산시켜 분산액을 제조하여 건조한 후, 이를 분쇄하여 얻어진 혼합 분말을 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 6 : 1 내지 20 : 1 인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 성분(B)은 모노아민, 디아민, 트리아민 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합 성분인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리폴리머 성분(A)내 폴리올과 경화제 성분(B)내의 아민 총합의 비율은 5 : 1 내지 20 : 1 몰비인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카본 밀드 파이버는 평균 섬유길이가 10 ~ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 점토입자는 몬모릴로나이트, 철 몬노릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트는 메틸렌 다이페닐 디이소사이아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HMDI), 이소프론 디이소시아네이트(IPDI), 메타 자일렌 디이소시아네이트(MXDI), 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), MDI의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(H12 MDI) 및 자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 벤젠고리에 수소를 첨가하여 지환족으로 만든 디이소시아네이트(수첨 XDI)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 성분(B)에 추가적으로 안료 또는 산화 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수재 조성물.
  12. 제1항 내지 제6항, 제8항, 제9항 및 제11항 중 어느 한 항의 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하는 폴리우레아 방수 도막의 형성방법.
  13. 제1 분사 노즐과 제2 분사 노즐을 포함하며, 각각의 노즐을 통하여 서로 다른 재료를 분사함으로써, 상기 제1 분사 노즐과 제2 분사 노즐에 의해 분사된 각각의 재료의 충돌을 유도하여 재료를 혼합 및 반응시키는 분사 노즐부; 및 일단부가 상기 분사 노즐부의 외측면을 감싸며 내부에 빈 공간을 포함하고, 타단부에 상기 분사된 재료의 혼합 및 반응에 따른 반응물이 분사되도록 개구부가 형성된 분사 노즐 캡;을 포함하는 충돌식 스프레이 장치를 이용하는 폴리우레아 방수 도막의 시공방법으로서,
    상기 분사 노즐 캡은, 내부에 원통형의 빈 공간을 포함하며, 일단부가 상기 분사 노즐부의 외측면을 감싸며, 타단부는 하기 혼합 분사부에 연결되고, 상기 타단부 방향의 원통형 내부 빈 공간을 통하여 상기 분사 노즐부에서 분사되는 재료들을 수용하는 연결부;와, 일단부는 상기 연결부의 타단부와 연결되고, 타단부는 소정의 직경을 갖는 개구부가 형성되며, 상기 일단부에서 타단부 방향으로 단면이 원형으로서 이의 지름이 감소하는 테이퍼 형태의 내부 공간을 갖는 혼합 분사부;를 포함하되, 상기 혼합 분사부의 내부는 일단부에서 타단부 방향을 향해 강선이 형성되어 있으며,
    제1항의 폴리우레아 도막 방수재 조성물을 이용하는 방수 도막을 형성하기 위해 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)을 각각 분사하되, 상기 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B) 중 적어도 하나의 성분에 카본 밀드 파이버 및 점토입자를 포함하도록 하여, 폴리우레아 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하고,
    상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)과 카본 밀드 파이버의 혼합물을 100으로 하여 0.8 ~ 2중량%로 함유되며,
    상기 점토입자는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자로서, 프리폴리머 성분(A)과 점토입자의 혼합물을 100으로 하여 0.3 ~ 1중량%로 함유되고,
    상기 카본 밀드 파이버와 점토입자는 카본 밀드 파이버와 점토입자를 알코올 용매하에 볼밀을 통해 분산시켜 분산액을 제조하여 건조한 후, 이를 분쇄하여 얻어진 혼합 분말을 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 방수 도막의 시공방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분사 노즐 캡은 상기 분사 노즐부와 착탈식으로 설치될 수 있도록 상기 연결부에 고정용 걸쇠;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 방수 도막의 시공방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 분사 노즐 캡내 혼합 분사부의 내부 공간은 25 내지 60도의 테이퍼 각도를 가지며, 상기 강선은 나선형의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 방수 도막의 시공방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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