KR101969421B1

KR101969421B1 - 내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법

Info

Publication number: KR101969421B1
Application number: KR1020170180676A
Authority: KR
Inventors: 이호규; 김대원; 마영길; 김용현
Original assignee: 주식회사 정석케미칼
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-04-16

Abstract

콘크리트 구조물 외벽 표면의 보호 및 방수를 위해 내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 도막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적 및 물리적 물성이 향상되어 내열성이 개선됨과 동시에 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법{Method of forming polyurethane waterproofing layer having excellent heat resistance and weather resistance}

본 발명은 콘크리트 구조물 외벽 표면의 보호 및 방수를 위해 내열성 및 내수성이 우수한 폴리우레탄 도막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적 및 물리적 물성이 향상되어 내열성이 개선됨과 동시에 내수성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축 및 토목구조물의 보호 시스템으로 사용되는 방수재료에는 그 시공방식에 따라 시트식 방수재료, 도막식 방수재료 및 침투식 방수재료가 있다.

이 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 도료, 폴리우레탄 도료 등을 사용하여 방수/방식 코팅의 시공이 이루어진다.

여기서, 상기 에폭시 도료는 주차장, 공장바닥 및 각종 콘크리트 시설물 등 다양한 현장의 바닥재 용도로 사용되는 것으로, 바닥재 용도로 사용되는 에폭시계 도료는 내약품성, 내충격성 및 접착력, 기계적 강도, 내구성 등이 뛰어나며, 외관이 우수하지만, 동절기에는 에폭시계 도료의 경화속도가 느려 공사기간이 길어지고, 에폭시계 도료의 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, 폴리우레탄 도료는 폴리올을 기초로 하는 화합물과 이소시아네이트의 반응으로 도막을 형성하고, 상기 반응에서는 적정한 촉매와 경화제가 첨가되는 것이 일반적으로, 강인한 방수층과 탄성 및 신장율이 탁월하여 건축물의 수축팽창시 누수침투와 균열을 방지할 수 있지만, 도막의 내구성이 떨어져 외부 요인에 의해 도막의 찢김이나, 파열이 비교적 쉽게 발생되는 단점을 가지고 있다.

종래의 선행문헌으로 한국등록특허 제10-0937609호(2010.01.20.)는 산성비나 유해가스, 먼지 등 각종 유해환경에 의하여 장기간 보존되기 어려운 환경에서도 시간이 흐름에 따라 경도나 인장강도 등 도료의 물성이 유지될 수 있는 도장성이 우수한 콘크리트 바닥재용 폴리우레탄 도료의 제조방법을 제공하며, 또 다른 선행문헌으로 한국등록특허 제10-1310615호(2013.09.24.)에서는 경화속도를 높일 수 있는 조성물의 경화제를 포함시키고, 주제와 경화제를 별도의 경로로 이동, 분사되게 함으로써 상온에서 신속하게 방수막을 형성하도록 하는 스프레이형 도장방법에 관해 제시되어 있다.

그러나, 종래 기술을 포함하는 선행문헌들은 아직도 인장 강도등의 기계적 물성이 개선되며, 또한 장기 내구성 및 내열성이 떨어지는 문제점이 있으며, 특히 내수성에 있어 개선된 특성을 보유하고 있지 못하여, 보다 개선된 물성의 폴리우레탄 도료의 개발은 지속적으로 요구되고 있다.

한국등록특허 제10-0937609호(2010.01.20.) 한국등록특허 제10-1310615호(2013.09.24.)

본 발명의 주된 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 콘크리트 구조물 표면에 시공된 도막 방수제의 장기 내구성 및 내열성이 개선되며, 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선됨과 동시에 내수성을 개선할 수 있는 폴리우레탄 방수 도막을 형성하는 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 폴리우레탄 방수 도막을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 이소시아네이트, 폴리올 및 폴리올계 쇄연장제를 포함하여 이루어지는 프리폴리머 성분(A)과 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)을 준비하는 단계; b) 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계; c) 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자가 혼합된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 반응시킴으로써, 폴리우레탄 수지 조성물을 수득하는 단계; 및 d) 상기 수득된 폴리우레탄 수지 조성물을 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법으로서, 상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)을 기준으로 하여 0.5 ~ 7 중량%로 혼합하고, 점토입자는 프리폴리머 성분(A)을 기준으로 하여 0.2 ~ 1 중량%로 혼합하며, 상기 점토입자는, 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 몬모릴로나이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서,상기 a) 단계에서 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 1 : 1 내지 10 : 1 몰비인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 b) 단계에서 경화제 성분(B)은 폴리올, 지방족디아민, 방향족 디아민 또는 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나이상 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 b) 단계에서 카본 밀드 파이버는 평균 섬유길이가 10 ~ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, b) 단계에서 점토입자는 몬모릴로나이트, 철 몬노릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는 상기 점토 입자는, 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 점토입자일 수 있고, 더욱 바람직하게는 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 몬모릴로나이트를 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, b) 단계에서 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 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 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 폴리올계 쇄연장제는 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 1,6-헥산디올 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 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 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 a) 단계에서 경화제 성분(B)에 추가적으로 탄산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 혼합은 점토 입자 100 중량부에 카본밀드파이버 100 중량부 내지 750 중량부의 범위로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법으로 형성된 폴리우레탄 방수 도막을 제공한다.

본 발명에 따른 방법으로 형성된 폴리우레탄 방수 도막은 종래기술에 따른 도막에 비해, 폴리우레탄 수지에 카본 밀드 파이버를 포함함에 따라 내열성이 개선된 효과가 있어, 도막의 수명을 연장시킬 수 있어 친환경적 측면을 가지며, 또한 장시간 태양과 또는 복사열의 흡수에도 장기 내열성을 가지면서도 도막의 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선됨에 따라 온도차에 의한 반복적인 수축 및 팽창으로 인한 도막의 파손을 방지할 수 있다. 또한 도막내 점토 입자의 도입에 의해 보다 내수성이 강화된 방수제용 도막을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 방수제용 도막을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 내열성 및 내후성이 우수한 폴리우레탄 방수 도막의 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 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법은 a) 이소시아네이트, 폴리올 및 폴리올계 쇄연장제를 포함하여 이루어지는 프리폴리머 성분(A)과 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)을 준비하는 단계; b) 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계; c) 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자가 혼합된 프리폴리머 성분(A)또는 경화제 성분(B)을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 반응시킴으로써, 폴리우레탄 수지 조성물을 수득하는 단계; 및 d) 상기 수득된 폴리우레탄 수지 조성물을 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하며, 이때 상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A) 성분에 대하여 0.5 ~ 7 중량%로 혼합하고, 점토입자는 프리폴리머 성분(A) 성분에 대하여 0.2 ~ 1 중량%로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

이를 도 1를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법은 먼저 이소시아네이트, 폴리올 및 폴리올계 쇄연장제를 포함하여 이루어지는 프리폴리머 성분(A)과 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)을 각각 준비한다[ a) 단계].

이를 위해서, 상기 프리폴리머 성분으로서, 이소시아네이트, 폴리올, 폴리올계 쇄연장제를 혼합하여 반응시킴으로써 프리폴리머 성분(A)을 수득할 수 있다.

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 폴리우레탄은 방수 바닥재용으로 사용되는 폴리우레아와 대비하여, 프리폴리머의 조성 및 경화제로서 사용되는 아민계열의 함량에서 차이가 있어, 서로의 사용되는 용처가 달라질 수 있다.

이때, 상기 a) 단계에서 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 1 : 1 내지 10 : 1의 몰비로 함유될 수 있다.

만일, 상기 폴리올 1몰에 대하여, 이소시아네이트가 1 몰 미만일 경우, 이소시아네이트와 수소 공여체의 반응이 느려져 경화시간이 장시간 소요되며, 미경화 현상이 발생될 수 있고, 이소시아네이트가 10 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 발명에 있어서, 상기 폴리올계 쇄연장제는 폴리우레탄의 사슬 길이를 연장하는 역할을 하는 것으로, 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 1,6-헥산디올 중에서 선택될 수 있으며 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 추가적으로 가소제를 포함할 수 있으며, 상기 가소제는 가소성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 오르쏘-프탈레이트가 함유되지 않는 친환경 가소제로서, 디옥틸테레프탈레이트(DOTP)를 사용할 수 있다.

또한 본 발명에서의 a) 단계내 경화제 성분(B)는 앞서 수득된 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분과 반응을 통해 폴리우레탄을 제조할 수 있는 성분에 해당한다.

여기서, 폴리우레탄의 경우에 상기 프리폴리머 성분의 말단기는 거의 대부분이 이소시아네이트로 캡핑됨으로써, 이와 반응할 수 있는 폴리올 또는 디아민 성분이 경화제 성분으로 사용가능하며, 보다 구체적으로, 폴리올, 지방족디아민, 방향족 디아민 또는 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나이상을 포함할 수 있다.

여기서 상기 지방족 디아민 또는 방향족 디아민의 예로서는, Diethyl methyl benzene diamine, 5-amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethamine 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 혼합되어 사용할 수 있고, 또한 수지내에 혼합되어 사용될 수 있다.

한편, 앞서 제시된 Diethyl methyl benzene diamine, 5-amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethamine 등의 디아민은 종래에 사용되던 아민 경화제내 디아민 성분인 메틸렌비스 2-클로로 아닐린(MOCA)에 비하여 보다 친환경적인 경화제에 해당하여 본 발명의 도막을 보다 친환경적으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 디아민 성분을 다소 많이 사용하는 경우 도막의 경도가 낮아져 원하는 경도를 얻을 수 없으며, 도막의 경화속도가 늦어져 작업시간이 증가하는 요인이 될 수 있어, 이를 경화제 내 총 함량 기준으로 1 내지 10 wt%의 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 경화제 성분은 추가적으로 탄산칼슘을 포함할 수 있으며, 탄산칼슘을 포함하는 경우에 조성물 내에 발생하는 공극을 충전하고 용적을 증대시키며 일정 두께를 형성할 수 있어 충전제 및 증량제로서의 역할을 수행할 수 있고, 경화제 내 총 함량 기준으로 30 내지 70 wt%의 범위를 사용할 수 있고, 40 내지 65 wt%의 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄산칼슘은 카본블랙, 화이트카본, 실리카흄 및 메타카올린으로 이루어지는 군 중에서 선택된 어느 하나 이상의 것들을 사용하는 것보다 경제적으로 유리한 측면이 있어 본 발명의 조성물질 중 하나로 포함하는 것이 바람직하다

상기 탄산칼슘은 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성을 향상시키는 동시에 자외선으로부터 도막을 보호하기 위해 사용된다.

이때, 상기 탄산칼슘은 경화제 성분(B)에 포함되어 입자, 바람직하게는 분말 입자가 건조 중에 스킨코트의 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 스킨코트를 형성하도록 하여, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 뛰어나고 빛을 반사하여 자외선으로부터 폴리우레탄 방수 도막을 보호할 수 있게 된다.

한편, 상기 탄산칼슘은 당업계에서 통상적으로 사용되는 탄산칼슘이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 평균 입경이 500 ~ 1,000 nm인 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서 상기 경화제 성분은 추가적으로 가소제 또는 촉매를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 가소제로서는 앞서 기재된 바와 같이 친환경 가소제로서 옥틸테레프탈레이트(DOTP)를 사용할 수 있고, 촉매로서는 친환경적인 비스무스 촉매를 사용할 수 있다.

아울러, 본 발명의 상기 경화제 성분(B)에는 물성을 저해하지 않는 조건하에서 추가적으로 안료를 포함할 수 있으며, 상기 안료는 경화제 성분(B) 에 대하여 1 ~ 5 중량%를 추가하여 혼합할 수 있다.

본 발명에서의 두 번째 단계는 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계이다.[ b) 단계].

여기서, 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)에 대하여 0.5 ~ 7 중량%로 혼합할 수 있고, 바람직하게는 1 ~ 6 중량%, 더욱 바람직하게는 1 ~ 4 중량%를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 카본 밀드 파이버의 함량이 프리폴리머 성분(A) 및 경화제 성분(B)의 각성분에 대하여 0.5 중량% 미만일 경우, 첨가량 대비 효과가 미미하고, 7 중량%를 초과하는 경우에는 칙소성으로 인해 제품의 점도 상승 문제점이 발생될 수 있으며, 상대적으로 물성 증가폭이 미미하기에 상기의 범위로 혼합하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 카본 밀드 파이버를 함유하는 폴리우레탄 수지 조성물을 적용하여 제조된 방수 도막은 장기 내열성을 가질 수 있고, 이와 더불어 인장강도, 신율 및 내구성 등의 기계적 특성을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 및 열적 특성이 우수한 폴리우레탄 방수제용 도막을 형성할 수 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.

[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 점토입자는 프리폴리머 성분(A)에 대하여 0.2 ~ 1 중량%로 혼합할 수 있고, 바람직하게는 0.3 ~ 0.8 중량% 를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 점토 입자의 함량이 프리폴리머 성분(A)에 대하여 0.2 중량% 미만일 경우, 첨가량 대비 효과가 미미하고, 1 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 증가할 수 록 폴리우레탄 및 카본 밀드 파이버와의 분산성이 양호하지 못할 수 있어 통상적인 방법에 의해서는 균일하게 분산되지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 b) 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 세 번째 단계는 앞서 기재된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 반응시킴으로써, 폴리우레탄 수지 조성물을 수득하는 단계이다[ c) 단계].

상기 카본 밀드 파이버 및 점토 입자가 혼합된 성분이 프리폴리머 성분(A)인 경우에는 경화제 성분(B)과 혼합하여 폴리우레탄을 제조하고, 상기 카본 밀드 파이버가 혼합된 성분이 경화제 성분(B)인 경우에는 프리 폴리머 성분(A)와 혼합하여 폴리우레탄을 제조하며, 본 발명은 양쪽 성분에 모두 카본 밀드 파이버 및 점토 입자를 혼합한 후 이들을 각각 혼합하여 폴리우레탄을 제조하더라도 무방하다.

여기서, 상기 c) 단계에서 프리폴리머 성분(A)내 폴리올과 경화제 성분(B) 내의 아민 총합의 비율은 1 : 1 ~ 3 : 1 몰비일 수 있다.

일반적으로 방수제 도료로서 폴리우레탄을 제조하는 경우에는 상기 프리폴리머 성분과 경화제 성분을 미리 원하는 물리적 특성에 맞추어서 각각 제작한 후에 현장에서 상기 프리폴리머 성분(A)과 경화제 성분(B)을 혼합하여 경화시킬 수 있다.

즉, 본 발명에서의 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자를 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 각각 혼합시킬 수 있고, 상기 카본 밀드 파이버 및 점토입자가 혼합된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 사용자가 도포하고자 하는 표면이 위치한 현장에서 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 폴리우레탄 수지 조성물을 제조할 수 있도록 한다.

본 발명에서의 네 번째 단계는 상기 수득된 폴리우레탄 수지 조성물을 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계[d) 단계]로서, 이는 방수제 도료가 도포될 건축물 표면상에 사용자가 앞서 제조된 폴리우레탄 수지 조성물을 이용하여 스프레이 등의 공법을 이용하여 도막층을 형성함으로써 이루어진다.

본 발명에서의 상기 폴리우레탄 수지 조성물은 방수제로 사용됨으로써, 통상 콘크리트 표면상에 도장될 수 있으며, 바람직하게는 콘크리트 표면상에 형성된 프라이머층의 상부에 도장될 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지 조성물을 이용한 폴리우레탄 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 폴리우레탄 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 우레탄 폴리머가 사용될 수 있는데, 이소시아네이트 말단 우레탄 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 폴리우레탄 수지 조성물을 중도층으로 형성하는 단계는 이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 수득된 프리폴리머 성분(A)과 아민계 화합물을 포함하는 경화제 성분(B)를 중합하여 폴리우레탄 수지 조성물을 수득한 후, 붓, 롤러, 에어리스 스프레이 기기 등을 이용하여 균일하게 도포하여 방수제 중도층을 형성한다.

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 : 1.2 를 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 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법은 장시간 태양과 또는 복사열의 흡수에도 장기 내열성을 가지면서도, 인장강도, 신율, 내구성 등의 기계적 물성이 개선된 폴리우레탄 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.

실시예 1

1-1: 프리폴리머 성분(A) 제조

톨루엔디이소시아네이트 180 g에 폴리프로필렌글리콜 550 g, 1,4-부탄디올 20 g을 용제 250 g에서 혼합하고, 이때의 반응온도 및 시간은 80 ℃에서 3~4시간 동안 반응한 후, 프리폴리머 성분(A)를 제조한다.(이소시아네이트 : PPG 몰비 = 2.4 : 1)

1-2: 카본 밀드 파이버 및 점토입자의 분산

아래에서 예시적으로 실시예 1에 따른, 카본 밀드 파이버와 점토 입자가 중량비로 2:1인 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) 20 g, 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

디아민으로서, Diethyl methyl benzene diamine(DETDA) 35 wt% 및 5-amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethamine 15 wt%를 함유한 Aspartic ester 수지 3 g, 폴리프로필렌글리콜 20 g, 탄산칼슘 54.5 g, 가소제, 용제 및 비스무스 촉매(Bismuth Octoater, 진양화성)의 혼합물 20 g이 혼합된 경화제에 아래 표 1에 기재된 함량 만큼의 카본밀드 파이버와 점토 입자의 혼합슬러리를 투입하고, 여기에 안료 1 g을 추가적으로 투입한 후, 4시간 동안 교반하여 카본 밀드 파이버 및 점토입자가 함유된 경화제 성분(B)를 준비한다.(PPG : 아민 몰비 = 1.4 : 1)

1-4: 폴리우레탄 수지 조성물의 제조 및 도막 형성

실시예 1-1에서 수득된 프리폴리머 성분(A)(NCO% 4.5)에 실시예 1-3에서 수득된 카본 밀드 파이버 및 점토입자가 함유된 경화제 성분(B)을 투입 후 상온에서 2,000 rpm의 고속교반을 통해 급속히 혼합하여 폴리우레탄 수지 조성물을 제조하며, 고속교반으로 혼합하여 경화한 후 얻어진 폴리우레탄을 시편틀에 부어 진공 탈포하여 기포를 제거하여 도막 시편을 제작한다.

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 완전 경화시켜 제조한다.

실시예 2

실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 탄산칼슘의 함량은 52.5 g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 3g, 0.5g의 함량비를 가지도록 조정을 한 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, 탄산칼슘의 함량은 50.5 g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 5g, 0.5g의 함량비를 가지도록 조정을 한 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, 탄산칼슘의 함량은 54.7g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 1g, 0.3g의 함량비를 가지도록 조정을 한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.

실시예 5

실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 탄산칼슘의 함량은 54.3 g, 카본 밀드 파이버와 점토입자를 각각 1g, 0.7 g의 함량비를 가지도록 조정을 한 후 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-4에 기재된 방법과 동일하게 도막 시편을 제조한다.

실시예 6

실시예 2에 기재된 바와 동일하게 하되, 카본 밀드 파이버의 평균길이가 50 um인 것을 사용하여 도막 시편을 제조한다.

비교예 1 (몬모릴로나이트 미사용)

실시예 2에서 기재된 바와 동일하게 하되, 경화제 성분(B) 제조시, 탄산칼슘의 함량은 53 g으로 조정을 하며, 몬모릴로나이트를 사용하지 않고 도막시편을 제조한다.

비교예 2 (몬모릴로나이트 및 카본밀드파이버 미사용)

실시예 1-3에서의 경화제 성분(B) 제조시, 탄산칼슘의 함량은 56 g으로 조정을 하며, 카본 밀드 파이버와 몬모릴로나이트를 사용하지 않은 상태에서 나머지는 동일하게 경화제 성분(B)를 제조하고, 실시예 1-1 내지 1-3과 동일한 방법으로 도막 시편을 제조한다.

비교예 3 ( 카본밀드파이버 미사용)

실시예 1에서 기재된 바와 동일하게 하되, 경화제 성분(B) 제조시, 탄산칼슘의 함량은 55.5 g으로 조정을 하며, 카본 밀드 파이버를 사용하지 않고 도막시편을 제조한다.

실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 내지 비교예 3의 함량에 대하여 하기 표 1에 나타내었다.

[도막 물성 평가]

1. 온도에 따른 점도 변화

실시예 1 내지 7, 비교예 1 및 비교예 2에서 수득된 폴리우레탄 수지 조성물의 온도에 따른 점도 변화를 측정하기 위해 점도계(BROOKFIELD社의 DV-II+PRO)를 이용하여 온도별로 폴리우레탄 수지 조성물의 점도를 측정하고, 이에 따른 점도 변화를 하기 표 2에 나타내었다.

표 2의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 나타난 바와 같이 카본 밀드 파이버의 함량 및 몬모릴로나이트의 함량이 증가할수록 온도별 폴리우레탄 수지 조성물의 점도가 증가하지만 사용상의 문제점은 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

2. 기계적 물성 및 장기 내열성 측정

실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 도막의 기계적 물성과 장기 내구성을 평가하기 위해 KS F 3211 규격에 준하여 인장강도 및 신율을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.

또한, 장기내구성을 평가하기 위해 KS F 3211 1류 규격에 준하여 10주 동안 25 ℃의 오븐에 방치하여 열화처리 평가와 촉진 노출처리에 대한 평가를 진행하였으며, 담수침지(내수성)에 대한 평가는 공인 시험방법의 부재로 인해 KS F 3211 시험방법 중 알칼리 후 인장성능 확인 하는 방법에 알칼리수 대신 일반 민물로 대체하여 KS F 3211에 준하는 시험방법으로 4주동안 담수침지하여 진행 하였으며, 인장비 및 신율 규격은 알칼리 처리 기준으로 하였다.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 도막을 형성하고, 25℃에서 인장강도 및 신율을 평가한 결과, 실시예 1 내지 실시예 5의 카본 밀드 파이버 및 점토입자를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물을 포함하는 방수 도막은 비교예 1 내지 3에 비해 기계적 물성이 우수한 동시에 장기 내구성의 특성이 우수함을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법으로 형성된 폴리우레탄 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.

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.

Claims

a) 이소시아네이트, 폴리올 및 폴리올계 쇄연장제를 포함하여 이루어지는 프리폴리머 성분(A)과 상기 프리폴리머 성분(A)의 말단기 성분에 따라 상기 말단기와 반응할 수 있는 경화제 성분(B)을 준비하는 단계;
b) 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B) 중 어느 하나, 또는 이들 각각의 성분에, 카본 밀드 파이버와 점토 입자를 혼합하는 단계;
c) 상기 카본 밀드 파이버와 점토입자가 혼합된 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)을 이와 반응할 나머지 성분과 혼합하여 반응시킴으로써, 폴리우레탄 수지 조성물을 수득하는 단계; 및
d) 상기 수득된 폴리우레탄 수지 조성물을 방수 도막을 형성하고자 하는 표면에 도포하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법으로서,
상기 카본 밀드 파이버는 프리폴리머 성분(A)을 기준으로 하여 1 ~ 4 중량%로 혼합하고,
점토입자는 프리폴리머 성분(A)을 기준으로 하여 0.2 ~ 1 중량%로 혼합하며,
상기 점토입자는, 말단이 수산기(-OH)를 포함하는 4차 암모늄염으로 양이온이 치환되어 표면이 개질된 몬모릴로나이트를 사용하고,
상기 b) 단계에서 상기 프리폴리머 성분(A) 또는 경화제 성분(B)에 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 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 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계에서 이소시아네이트와 폴리올의 비율은 1 : 1 내지 10 : 1 몰비인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계에서 경화제 성분(B)은 폴리올, 지방족디아민, 방향족 디아민 또는 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항에 있어서,
상기 b) 단계에서 카본 밀드 파이버는 평균 섬유길이가 10 ~ 80 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
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제1항에 있어서,
상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상이고,
상기 폴리올계 쇄연장제는 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 1,6-헥산디올 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
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 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계에서 경화제 성분(B)에 추가적으로 탄산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항에 있어서,
상기 카본 밀드 파이버와 점토 입자의 혼합은 점토 입자 100 중량부에 카본밀드파이버 100 중량부 내지 750 중량부의 범위로 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법.
제1항 내지 제4항, 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항의 폴리우레탄 방수 도막의 형성방법으로 형성된 폴리우레탄 방수 도막.