KR101974533B1

KR101974533B1 - 폴리우레아 수지 도막 방수재 및 그 제조방법, 이를 이용한 방수 시공 방법

Info

Publication number: KR101974533B1
Application number: KR1020190031769A
Authority: KR
Inventors: 유재형; 최동훈
Original assignee: 주식회사 제이에스기술
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-09-05

Abstract

본 발명은 폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모; 아민유도체; 폴리비닐알코올 또는 젤라틴; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와, 폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 함유하는 것을 특징으로 하는 2액형 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것으로서, 상기 폴리우레아 수지 도막 방수재는 구조물 표면에 방수층 도막을 형성하기 위하여 주제와 경화제가 각각 별도의 노즐을 통해 동일 영역에 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비, 바람직하게는 1:1의 중량비로 동시 분사되어 경화되는 2액형 형태로 제공되며 기존과 달리 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산을 함유하여 부착성, 내후성, 난연성, 열적 안정성, 내화학성, 방오성, 내마모성, 표면경도 등이 우수한 방수용 코팅재로의 이용이 용이하다.

Description

폴리우레아 수지 도막 방수재 및 그 제조방법, 이를 이용한 방수 시공 방법 {Polyurea resin waterproofing materials and manufacturing method thereof, the waterproof coating method using the same}

본 발명은 폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모; 아민유도체; 폴리비닐알코올 또는 젤라틴; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와, 폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 함유하는 것을 특징으로 하는 부착성, 내후성, 난연성, 열적 안정성, 내화학성, 방오성, 내마모성, 표면경도 등이 우수한 2액형 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 구조물, 돔 구조물의 표면, 공장이나 체육관 등의 건물 지붕의 수분에 의한 부식이나 파손 등을 방지하기 위해서는 구조물 표면에 코팅 처리를 하는 것이 요구된다. 이러한 코팅 처리는 일반적으로 고분자 수지를 콘크리트 구조물의 표면에 도포함으로써 이루어진다.

종래의 이러한 일반적인 구조물 표면의 도막 공법은, 대한민국 등록특허 제 10-1024534호 등에 개시된 바와 같이, 구조물의 표면에 묻은 오염물을 제거하고 평탄화하는 전처리 단계와, 상기 전처리된 표면에 프라이머를 코팅하여 프라이머층을 형성하는 단계와, 상기 프라이머층 상에 폴리우레아를 도포하는 단계를 포함하고 있다. 이 중, 상기 폴리우레아는, 그 분자가 보통의 경우 유연성을 크게 하는 요소와 경도를 크게 하는 요소들이 고르게 분포되어 있는 상태로 구성된다.

여기서, 상기 폴리우레아에 있어서, 일반적으로 알려진 바에 의하면, 유연성을 크게 하는 요소는 낮은 유리전이온도(Tg)를 갖는 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리알킬디올 등이 400 내지 5000 사이의 중량평균분자량(Weight Average Molecular Weight)일 때 이고, 경도를 크게 하는 요소는 높은 유리전이온도를 가지는 준결정성의 방향족 디이소시아네이트가 낮은 분자량의 사슬 확장자에 결합될 때이다. 일반적으로 폴리우레아는, 사슬 확장자와 낮은 분자량을 가지는 디아민류와 합성되어 우레아 단위체를 만드는 것으로, 선택된 물질이나 분자량, 또는 반응 비율 등의 다양한 요소에 의해 그 성질이 폭 넓게 변화되어 나타나는데, 다시 말해서, 그 성질이 부스러지기 쉬운 물질에서 단단한 물질 또는 부드러운 물질, 더 나아가서는 어떤 점성을 가지는 물질로의 변화가 가능하고, 특히 지방산의 아미드 에스테르가 혼합된 결합을 가지므로 고온에서의 성질은 폴리에스테르계와 폴리아미드계의 중간적 성질을 가진다. 이러한 폴리우레아의 합성은 부가반응과 축합반응의 두 개의 큰 영역으로 구분된다. 여기서, 상기 부가반응은 불포화 단량체가 개시단계, 전개단계, 종결단계에서 반응하여 발생되고, 이때, 보통 단량체들은 이중 결합을 가지고 있는 간단한 분자들인데 개시단계에서 두 개의 이중 결합 중 하나가 깨지면서 반응하는데, 미반응 단량체가 거의 희박할 때까지 빠르게 반응이 진행되며, 대부분의 경우 부가반응은 부생산물을 만들지 않고 진행된다. 상기 축합반응(또는 단계적 성장 반응)은 단량체들이 고분자의 사슬을 형성하기 위해 만들어진 단계에서 이중 작용기를 가지는 분자와 반응할 때 발생하며, 작은 분자량을 갖는 분자들 간의 축합반응과 유사하다. 이때, 작은 분자인 물이나 이산화탄소와 같은 물질은 제거되기도 한다. 여기서, 상기 부가반응은 균일 고분자나 공중합체로 구분할 수 있는데, 공중합체의 미세한 형태는 무작위, 교차, 덩어리 형태로 나눌 수 있지만, 이는 반응조건이나 농도, 단량체의 반응성 비율 등에 따라 차이가 있다. 더군다나 최종 반응 생성물인 고분자들의 반응 후 분자량이나 분자량의 분포 등을 제어하는 것은 사슬 형태를 변화시키는 시약을 사용하여 제어하는 축합반응 보다도 더 어려우며, 대부분 음이온 고분자화법에 의해 반응성이 조절되거나 어떤 경우에는 거의 단일 연쇄상 분포의 합성을 통해 반응성이 조절된다. 또한, 상기 축합반응은 공중합 고분자물질을 만들 때도 사용되는데, 이중 작용기를 가지는 단량체들은 사슬형 고분자를 만들기 위해 이용되고 삼중 이상의 작용기를 가지는 단량체들은 3차원적 공간에 교차 결합 고분자 망을 구성할 수도 있다.

한편, 상기와 같은 폴리우레아는, 관능기(또는 작용기)를 가지는 폴리옥시에테르 폴리아민 혼합물과 이소시아네이트 프리폴리머의 반응으로 형성되는 엘라스토머 특성을 갖는 고분자 물질로 아민과 이소시아네이트의 급속한 반응성 때문에 일반적으로 상온에서 혼합 사용할 수 없으며 이에, 특수한 스프레이 장비를 이용하여 도장 작업을 진행하거나 2액형 스프레이 형태로 작업을 진행한다. 또한, 상기와 같은 폴리우레아는 합성고무와 같은 엘라스토머 성질을 가지기 때문에 콘크리트 구조물에 시공 후 자외선 및 대기 오염 물질에 의하여 내구성이 저하되어 물성이 급격히 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

본 발명자들은 이러한 단점을 극복하기 위해 도막 형성용 폴리우레아의 제조시 다면체 올리고머 실세스퀴옥산을 첨가하였을 때 도막 형성이 신속하게 진행되고 방수성 등의 효능이 현저하게 증가하는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허 제10-1585170호 (발명의 명칭 : 폴리우레아 도막 방수제, 그 제조방법 및 그 방수제를 이용한 방수, 방식 공법, 출원인 : 주식회사 제이에스기술, 등록일 : 2016년01월07일) 대한민국 등록특허 제10-1024534호 (발명의 명칭 : 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법, 출원인 : 중동건설(주)/한라케미칼(주), 등록일 : 2011년03월17일) 대한민국 등록특허 제10-1595041호 (발명의 명칭 : 난연성 폴리우레아, 그 폴리우레아 제조방법 및 그 폴리우레아를 이용한 방수 공법, 출원인 : (주)중앙J.S.K건설/(주)리콘스, 등록일 : 2016년02월11일) 대한민국 공개특허 제10-2018-0119223호 (발명의 명칭 : 실라잔계 코팅액을 이용한 코팅 조성물 및 이를 이용한 배리어 도막의 형성방법, 출원인 : 주식회사 앰트, 공개일 : 2018년11월02일)

본 발명의 목적은 폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모; 아민유도체; 폴리비닐알코올 또는 젤라틴; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와, 폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 함유하는 것을 특징으로 하는 부착성, 내후성, 난연성, 열적 안정성, 내화학성, 방오성, 내마모성, 표면경도 등이 우수한 2액형 폴리우레아 수지 도막 방수재를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 폴리올과 이소시아네이트(isocyanate) 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모; 아민유도체; 폴리비닐알코올 또는 젤라틴; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와,

폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

보다 더 자세하게는, 본 발명은 폴리올과 이소시아네이트(isocyanate) 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모 100 중량부, 아민유도체 30~60 중량부, 폴리비닐알코올 또는 젤라틴 15~45 중량부, 및, 인계 난연제 10 내지 15 중량부를 포함하는 주제로서의 제1제; 및,

폴리올 100 중량부, 아민유도체 30~60 중량부, 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 10~50 중량부, 안료 3~8 중량부, 소포제 1~10 중량부, 수분흡수제 1~10 중량부 및 촉매 1~10 중량부가 포함된 경화제로서의 제2제;

를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

상기 폴리우레아 수지 도막 방수재는 구조물 표면에 방수층 도막을 형성하기 위하여 주제와 경화제가 각각 별도의 노즐을 통해 동일 영역에 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비, 바람직하게는 1:1의 중량비로 동시 분사되어 경화되는 2액형 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 주제의 제조를 위한 프리폴리모는 폴리올 100 중량부에 이소시아네이트 화합물 50~80 중량부가 반응하여 제조된 것일 수 있다. 이 때 폴리올 100 중량부 기준으로 이소시아네이트 화합물이 50 중량부 미만으로 반응하거나 80 중량부를 초과하여 반응할 경우, 최종 제조되는 폴리우레아 수지 도막 방수재에 균열이 생길 수 있어 바람직하지 않다.

상기 이소시아네이트 화합물은 2,4-톨리렌 디이소시아네이트(2,4-tolylene diisocyanate, TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethane diisocyante, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocynate, HDI) 및 메틸렌 비스(p-시클로헥실 이소시아네이트)(methylene bis(p-cyclohexyl isocyante, H12MDI))를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

상기 폴리올은 중량평균분자량이 400~3,000인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)인 것을 특징으로 한다.

주제의 제조를 위한 상기 아민유도체는 프리폴리모 100 중량부 기준으로 아민유도체 30~60 중량부가 포함될 수 있는데, 아민 유도체가 30 중량부 미만으로 포함되거나 60 중량부를 초과하여 포함될 경우, 최종 제조되는 폴리우레아 수지 도막 방수재의 방수성이 약해질 수 있어 바람직하지 않다.

또한, 상기 아민유도체는 에틸렌디아민 (H₂NCH₂CH₂NH₂), 트리에틸렌테트라민 (NH₂CH₂CH₂(NHCH₂CH₂)2NH₂), 피페리진(piperazine), 1,6-헥사메틸렌디아민(H₂N(CH₂)₆NH₂), 디에틸렌테트라민((NH₂CH₂CH₂)₂NH), 폴리에틸렌이민 (H(NHCH₂CH₂)_nNH₂) 및 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine) 중 선택되는 1 종이상 일 수 있다.

상기 주제에서 폴리비닐알코올 또는 젤라틴은 안정화제로서 사용되며, 프리폴리모 100 중량부 기준으로 폴리비닐알코올 또는 젤라틴 15~45 중량부가 사용되는 것이 좋은데, 폴리비닐알코올이나 젤라틴이 15 중량부 미만이나 45 중량부를 초과할 경우 난연성 등의 효능이 떨어져 바람직하지 않다. 이 중에서 상기 폴리비닐알코올은 중량평균분자량인 400~2000인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 인계 난연제는 프리폴리모 100 중량부 기준으로 10 내지 15 중량부가 포함될 수 있는데 난연성이 저하될 수 있는 반면, 15 중량부를 초과하면 유동성 및 작업성이 저하될 수 있고, 코팅 후 균열 등이 발생할 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl phosphate), 트리크레실 포스페이트(Tricresyl phosphate), tert-부틸페닐 디페닐 포스페이트(tert-Butylphenyl diphenyl phosphate), 테트라페닐 m-페닐렌 디포스페이트(Tetraphenyl m-phenylene diphosphate) 및 트리스(2,4-디브로모페닐)포스페이트(Tris(2, 4-dibromophenyl) phosphate) 중에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명의 방수재의 경화제로서의 제2제에 사용되는 폴리올 또한 주제인 제1제에 포함되는 것과 마찬가지로 중량평균분자량이 400 ~ 3,000 인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방수재의 경화제로서의 제2제에 사용되는 아민유도체 또한 주제인 제1제에 포함되는 것과 마찬가지로 에틸렌디아민 (H₂NCH₂CH₂NH₂), 트리에틸렌테트라민 (NH₂CH₂CH₂(NHCH₂CH₂)2NH₂), 피페리진(piperazine), 1,6-헥사메틸렌디아민(H₂N(CH₂)₆NH₂), 디에틸렌테트라민 ((NH₂CH₂CH₂)₂NH), 폴리에틸렌이민 (H(NHCH₂CH₂)_nNH₂) 및 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine) 중 선택되는 1 종이상 일 수 있다. 상기 아민 유도체는 제2제의 폴리올 100 중량부 기준으로 30~60 중량부가 포함되는 것이 바람직하며, 아민 유도체가 30 중량부 미만으로 포함될 경우에나 60 중량부를 초과할 경우, 최종 제조되는 폴리우레아 수지 도막 방수재의 방수성이 약해질 수 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 방수재의 경화제로서의 제2제에 사용되는 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산에서, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (Polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)은, 3차원 구조를 가지는 실록산계 물질을 의미하는 것으로, 일반적으로는 (RSiO_1.5)_n(n = 6 내지 16의 정수) 형태의 분자식으로 표시된다. 상기 작용기는 알코올, 아민, 카르복실산, 에폭사이드 중 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있다.

작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산으로서, 구체적으로는, 작용기가 1 이상 치환되고 케이지(cage)구조를 갖는 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, POSS)으로, TMP 디올이소부틸 POSS(DiolIsobutyl POSS)(TMP(Trimethylolpropane) DiolIsobutyl POSS), 사이클로헥산디올 이소부틸 POSS(Cyclohexanediol Isobutyl POSS), 1,2-프로판디올이소부틸 POSS(1,2-Propanediol Isobutyl POSS), 옥타(3-히드록시-3-메틸부틸디메틸실록시) POSS ((Octa(3-hydroxy-3-methylbutyldimethylsiloxy) POSS) 등 알코올이 1 이상 치환된 POSS;

아미노프로필 이소부틸 POSS(Aminopropyl Isobutyl POSS), 아미노프로필 이소옥틸 POSS(Aminopropyl Isooctyl POSS), 아미노에틸아미노프로필 이소부틸 POSS(Aminoethylaminopropyl Isobutyl POSS), N-페닐아미노프로필 POSS(N-Phenylaminopropyl POSS), N-메틸아미노프로필 POSS(N-Methylaminopropyl Isobutyl POSS), 옥타 암모늄 POSS(Octa Ammonium POSS), 아미노페닐 사이클로헥실 POSS(Aminophenyl Cyclohexyl POSS), 아미노페닐 이소부틸 POSS(Aminophenyl Isobutyl POSS) 등 아민이 1 이상 치환된 POSS;

말레아믹산-사이클로헥실 POSS(Maleamic Acid-Cyclohexyl POSS), 말레아믹산-이소부틸 POSS(Maleamic Acid-Isobutyl POSS), 옥타 말레아믹산 POSS(Octa Maleamic Acid POSS) 등 카르복실산이 1 이상 치환된 POSS;

에폭시 사이클로헥실 이소부틸 POSS(Epoxy Cyclohexyl Isobutyl POSS), 에폭시사이클로헥실 POSS(Epoxycyclohexyl POSS), 글리시딜 POSS(Glycidyl POSS), 글리시딜 에틸 POSS(Glycidyl Ethyl POSS), 글리시딜 이소부틸 POSS(Glycidyl Isobutyl POSS), 글리시딜 이소부틸 POSS(Glycidyl Isooctyl POSS) 등 에폭사이드가 1 이상 치환된 POSS 등을 들 수 있다.

덧붙여, 제2제의 폴리올 100 중량부 기준으로 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 10~50 중량부가 포함되는 것이 바람직하며, 10 중량부 미만 또는 50 중량부 초과하여 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산이 포함될 경우에는 균열이 생성되거나, 난연성, 방수성 등이 약해져 방수재로서의 역할을 충분히 할 수 없다.

또한, 상기 안료는 유색안료로서, dyno mill로 온도 35℃~45℃에서 6~8 pass 정도 밀링(milling)하여 입도 분포가 0.06~0.20μm 로 평균 입도가 0.10~0.16μm인 것이 적절하다. 그 함량은 밀 베이스의 3~8중량%가 바람직하며, 상기 범위에서 은폐력이 좋은 것이 특징이다. 본 발명에 사용하는 유색 안료로는 시판되는 유기 안료 또는 무기 안료의 어느 쪽도 좋다. 본 발명에서는 PIGMENT RED 254(CAS NO. 84632-65-5), PIGMENT GREEN 7(CAS NO. 1328-53-6), PIGMENT BLUE 60(CAS NO. 81-77-6), PIGMENT BLACK 7 (CAS NO. 84632-65-5)등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 상기 안료는 제2제의 폴리올 100 중량부 기준으로 3~8 중량부가 포함되는 것이 좋다.

경화제로서의 제2제에 포함되는 소포제는 제품 혼합 시 발생하는 기포와 실리콘계 분말 방수재가 혼합할 때에 발생되는 기포의 생성을 막고 생성된 기포를 제거하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 소포제는 실리콘수지로 포함되거나 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 경화제에는 수분흡수제로서 O-에테르계 수분흡수제를 첨가할 수 있고, 수분흡수제를 첨가함으로써, 최종 제조되는 방수재가 경화도막의 착색방지 및 내후성을 개선하고 도막발포를 억제할 수 있는 이성분계 폴리우레탄 도막 방수재를 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 발명에서는 수분흡수제로서 바람직하게는 TEOF(Hule사의 트리메틸올소포메이트)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 경화제에는 촉매가 첨가될 수 있는데, 주석계 촉매로서 디부틸틴디라우릴레이트(DBTDL)를 사용하는 것이 좋다.

상기 소포제, 수분흡수제, 촉매는 바람직한 코팅하기에 적합한 상태로 조성물을 유지하기 위해, 제2제의 폴리올 100 중량부 기준으로 소포제 1~10 중량부, 수분흡수제 1~10 중량부 및 촉매 1~10 중량부가 포함되는 것이 좋으며, 이들 범위를 벗어날 경우, 균질한 층을 이루는 코팅이 어려울 수 있다.

본 발명은 또한 상기 폴리우레아 수지 도막 방수재의 주제 및 경화제를 분사 장비에 주입하여 각각 서로 다른 노즐을 통해 동시 분사함으로써 경화되도록 하여 도막층을 형성시키는 도장 단계; 도장된 상부에 다시 상기 도장 단계를 1 ~ 3회 반복하여 추가로 도장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 시공 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.

<실시예 1. 폴리우레아 수지 도막 방수재 조성물의 제조 및 분무 경화>

폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모; 아민유도체; 폴리비닐알코올; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와,

폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 다음과 같이 준비하였다.

폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리모는 폴리올 100 중량부에 이소시아네이트 화합물 60 중량부를 혼합하여 제조하였다. 이때 비교용 프리폴리모로서, 폴리올 100 중량부에 이소시아네이트 화합물 30 중량부를 혼합한 것을 준비하였다.

상기 제1제와 제2제의 폴리올로는 중량평균분자량이 2,000인 폴리에테르폴리올을 사용하였고, 아민유도체로는 에틸렌디아민을 사용하였다.

제1제에 사용되는 폴리비닐알코올은 중량평균분자량이 1000인 것을 사용하였다. 인계 난연제로는 트리페닐 포스페이트를 사용하였다.

제2제에 사용되는 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산으로는 사이클로헥산디올 이소부틸 POSS을 사용하였다. 안료로는 유색안료인 PIGMENT RED 254, 소포제로는 실리콘수지, 수분흡수제로는 TEOF(Hule사의 트리메틸올소포메이트), 촉매로는 디부틸틴디라우릴레이트(DBTDL)를 사용하였다.

원료		중량(g)
원료		실시예 1-1	실시예 1-2	실시예 1-3	실시예 1-4
주제 (제1제)	프리폴리모	100	100	100	100
	아민유도체	30	40	60	50
	폴리비닐알코올	45	30	15	25
	인계난연제	10	15	10	10
	총계	185	185	185	185

경화제 (제2제)	폴리올	100	100	100	100
	아민유도체	30	30	60	60
	작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산	29	49	10	10
	안료	5	3	8	3
	소포제	10	1	2	1
	수분흡수제	1	1	3	10
	촉매	10	1	2	1
	총계	185	185	185	185

상기 표 1과 같이 준비된 주제와 경화제를 분사 장비에 주입하여 각각 서로 다른 노즐을 통해 동시 분사함으로써 경화되도록 하여 도막층을 형성시킨 후 상기 2회 도장 단계를 2회 반복하여 추가로 도장하였다.

<비교예 1. 비교대상 폴리우레아 수지 도막 방수재 조성물의 제조 및 분무 경화>

실시예 1에서 준비한 원료를 이용하여 다음의 표 2과 같이 폴리우레아 수지 도막 방수재 조성물을 준비하였고, 실시예 1에서와 동일하게 주제 및 경화제를 분사 장비에 주입하여 각각 서로 다른 노즐을 통해 동시 분사함으로써 경화되도록 하여 도막층을 형성시킨 후 상기 2회 도장 단계를 2회 반복하여 추가로 도장하였다. 비교예 1-5에서는 실시예 1-1과 같은 조건이되 프리폴리머만 실시예 1의 원료 준비에서 제조한 비교용 프리폴리머를 이용하였다.

원료		중량(g)
원료		비교예 1-1	비교예 1-2	비교예 1-3	비교예 1-4	비교예 1-5	비교예 1-6
주제 (제1제)	프리폴리모	100	100	100	100	100 (비교용 프리폴리머 사용)	100
	아민유도체	15	20	60	70	30	30
	폴리비닐알코올	55	60	0	5	45	45
	인계난연제	15	5	25	10	10	10
	총계	185	185	185	185	185	185

경화제 (제2제)	폴리올	100	100	100	100	100	100
	아민유도체	70	0	20	64	30	59
	작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산	0	58	30	5	29	0
	안료	0	0	14	10	5	5
	소포제	0	13	10	0	10	10
	수분흡수제	14	1	1	5	1	1
	촉매	1	13	10	1	10	10
	총계	185	185	185	185	185	185

<실험예 1. 폴리우레아 도막층의 물성 측정>

실시예 1 및 비교예 1에서 각 조성물을 통해 형성된 폴리우레아 도막층의 물성을 폴리우레아 도막재 성능 규정 방법(KS F 4922, KSD 9502:2007, KSF 4936:2008 등)에 따라 성능시험을 실시하여, 이에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

그 결과 하기 표 3의 결과와 같이, 본 발명의 실시예 1과 비교예 1의 폴리우레아 수지 도막 방수재의 물성이 크게 차이가 나고 실시예 1의 방수재는 난연성, 내열성, 내화학성, 방오성, 내마모성, 표면경도 등이 매우 우수하여 견고한 내구성을 지녀 각 실험에서 물성의 상태변화가 거의 없음을 알 수 있지만, 비교예 1의 방수재는 각 실험을 통해 코팅이 벗겨지거나 잔금이 발생하는 등, 코팅제로서 적합하지 않음을 알 수 있다.

시험 항목			검증 기준	실시예 1-1	실시예 1-2	실시예 1-3	실시예 1-4	비교예 1-1	비교예 1-2	비교예 1-3	비교예 1-4	비교예 1-5	비교예 1-6
인장강도(N/mm²)			16 이상	19.0	17.5	19.8	18.1	10.2	12.5	11.6	13.2	14.2	15.3
신장율(%)			300 이상	510	520	560	540	420	430	400	390	440	390
인열강도(N/mm)			50 이상	73.2	65.1	67.4	72.5	32.0	37.1	35.2	41.2	48.2	43.1
열화 처리후 인장 성능	인장 강도비 (%)	가열 처리	80 이상 200 이하	99	98	104	10	86	74	77	81	84	82
		촉진 노출 처리	80 이상 150 이하	95	99	97	96	82	84	81	79	85	82
		알칼리 처리	80 이상 150 이하	93	96	94	90	79	75	79	77	83	85
		산 처리	80 이상 150 이하	99	98	95	99	73	74	75	74	82	85
		염화 나트륨 처리	80 이상 150 이하	105	105	105	105	72	76	75	72	83	79
	파단시 신장률 (%)	가열 처리	250 이상	600	630	640	650	340	330	330	340	360	330
		촉진 노출 처리	250 이상	578	625	624	620	320	335	350	360	395	345
		알칼리 처리	250 이상	585	635	615	640	305	360	355	325	410	350
		산 처리	250 이상	585	628	625	623	320	330	330	320	420	320
		염화나트륨 처리	250 이상	592	645	632	599	250	230	240	250	290	260
신장시 열화 현상	가열처리		이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	벗겨짐	미세 균열	벗겨짐	미세 균열	미세 균열	이상 없음
신장시 열화 현상	촉진노출처리		이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	미세 균열	벗겨짐	벗겨짐	미세 균열	이상 없음	미세 균열
부착 성능	무처리 (N/㎜)		1.5이상	2.0	2.2	2.1	2.1	1.7	1.6	1.8	1.8	1.7	1.6
부착 성능	냉온반복처리후		이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	미세 균열	미세 균열	벗겨짐	벗겨짐	미세 균열	이상 없음
염수 분무 시험	외관		이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 있음	이상 있음	이상 있음	이상 있음	이상 없음	이상 있음
중성화깊이(mm)			0	0	0	0	0	0.5-1	0.5-1	0.5-1	0.5-1	0	0

Claims

폴리올과 이소시아네이트 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리머; 아민유도체; 폴리비닐알코올 또는 젤라틴; 및, 인계 난연제;를 포함하는 주제로서의 제1제와,
폴리올; 아민유도체; 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산; 안료; 소포제; 수분흡수제; 및, 촉매;가 포함된 경화제로서의 제2제를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레아 수지 도막 방수재는 구조물 표면에 방수층 도막을 형성하기 위하여 주제로서의 제1제와 경화제로서의 제2제가 각각 별도의 노즐을 통해 동일 영역에 1:0.8 내지 1:1.2의 중량비로 동시 분사되어 경화되는 2액형 형태인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 화합물은 2,4-톨리렌 디이소시아네이트(2,4-tolylene diisocyanate, TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethane diisocyante, MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocynate, HDI) 및 메틸렌 비스(p-시클로헥실 이소시아네이트)(methylene bis(p-cyclohexyl isocyante, H12MDI))를 포함하는 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 제1제에서 폴리비닐알코올은 중량평균분자량인 400~2000인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 제1제에서 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(Triphenyl phosphate), 트리크레실 포스페이트(Tricresyl phosphate), tert-부틸페닐 디페닐 포스페이트(tert-Butylphenyl diphenyl phosphate), 테트라페닐 m-페닐렌 디포스페이트(Tetraphenyl m-phenylene diphosphate) 및 트리스(2,4-디브로모페닐)포스페이트(Tris(2, 4-dibromophenyl) phosphate) 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 제1제 또는 제2제에 포함되는 폴리올은 중량평균분자량이 400~3,000인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 제1제 또는 제2제에 포함되는 아민유도체는 에틸렌디아민 (H₂NCH₂CH₂NH₂), 트리에틸렌테트라민 (NH₂CH₂CH₂(NHCH₂CH₂)2NH₂), 피페리진(piperazine), 1,6-헥사메틸렌디아민(H₂N(CH₂)₆NH₂), 디에틸렌테트라민((NH₂CH₂CH₂)₂NH), 폴리에틸렌이민 (H(NHCH₂CH₂)_nNH₂) 및 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine) 중 선택되는 1 종 이상 인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
상기 제2제에 사용되는 작용기가 치환된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산은,
작용기로서 알코올, 아민, 카르복실산, 에폭사이드 중 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항에 있어서,
제2제에 포함되는 소포제는 실리콘수지를 포함하며, 수분흡수제로서 O-에테르계 수분흡수제를 사용하며, 촉매로서 디부틸틴디라우릴레이트(DBTDL)를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 수지 도막 방수재.
제1항의 폴리우레아 수지 도막 방수재의 제1제 및 제2제를 분사 장비에 주입하여 각각 서로 다른 노즐을 통해 동시 분사함으로써 경화되도록 하여 도막층을 형성시키는 도장 단계; 및,
도장된 상부에 다시 상기 도장 단계를 1 ~ 3회 반복하여 추가로 도장하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 시공 방법.