KR102003753B1 - 수처리 구조물용 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물 - Google Patents

수처리 구조물용 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물 Download PDF

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Abstract

수처리 구조물에 도포되는 방수 방식재 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 방수 방식재 조성물은 저탄성 아크릴계 수지 40 ~ 50 중량부, 안료 3 ~ 5 중량부, 침강방지제 1 ~ 2 중량부, 자외선 안정제 1 ~ 2 중량부, 아민 1 ~ 2 중량부를 포함함으로써 방수 방식재로서 향상된 물성을 갖고 수처리 구조물에 대해 방수, 방식 성능을 부여하고 부착성, 내열성, 내약품성, 내오존성 등이 우수하다.

Description

수처리 구조물용 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물 {Low elastic arcylic composition for waterproof and anticorrosive for water treatment structure}
정수장, 하폐수 처리장 등 수처리 구조물에 도포되는 방수 방식재 조성물에 관한 것이다.
상하수도장, 폐수처리장, 화학공장의 외벽 또는 바닥, 화학탱크 등과 같은 수처리 구조물에 내수성, 내화학성 향상 등을 위해 방수 방식재를 도포할 수 있다.
수처리 구조물로는 콘크리트 기재가 많이 사용되어 이에 적용될 수 있는 방수 방식재는 통상적으로 폴리에스터계 수지, 우레아계 수지, 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지 등이 있다. 그러나 종래 사용되던 방수 방식재는 기재와의 부착이 약하고, 표면에 균열이 생기거나 박리되는 등 내구성이 약하고 독성 물질을 배출하는 문제점이 있다.
이에 현재까지 다양한 수처리 시설의 방수 방식 기술이 제안되고 있으며, 몇가지 예를 들면 다음과 같다.
대한민국 등록특허 제10-1385668호는 아크릴레이트 모노머, 아크릴 수지, 우레탄 수지에 대해 플라이애쉬 또는 천매암을 추가한 아크릴 수지 조성물을 방수 방식하는 기술을 제안하며, 수처리 탱크에 사용됨으로써 음용수의 품질을 향상시키며, 시간에 따른 마모성이 낮아 보수 및 교체 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0963615호는 폴리우레탄, 폴리우레아 등의 도포제를 콘크리트 구조물에 도포하여 콘크리트 구조물을 방수 방식하는 기술을 제안하며, 상기 도포제를 콘크리트 구조물에 도포하기 전에 수용성 에폭시수지 혼합물로 이루어진 하도제를 도포함으로써 상기 도포제가 화학물질이나 자외선, 풍화작용 등에 의해 콘크리트 구조물에서 탈리되는 것을 방지함으로써 내구성을 개선하는 기술을 제안한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1402370호는 결정성 산화규소, 나노 산화티탄이 포함된 이산화티타늄, 방해석, 페로시안, 알루미나 수화물, 비스페놀A형 에폭시 수지, 4차 암모늄화합물, 비결정성 산화규소, 비스페놀F형 에폭시 수지로 이루어진 주재를 경화제와 함께 구성한 2액형의 방수 방식 도료를 제안하며, 상기 방수 방식 도료가 접착성, 방수성이 우수하고 항균성 및 흡착성이 우수하여 장기간 사용시에도 방수 성능이 확보되고 상하수의 청결성이 우수하다는 것을 장점으로 설명하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1355034호는 환상지방족 에폭시 수지, 반응성희석제, 접착향상제, 탄산칼슘, 스테아르산을 극성 용매에 용해시킨 후 2관능성실란과 축합촉매를 첨가하여 반응시킴에 의해 얻어진 나노 세라믹 메탈 등을 포함하는 방수 방식재를 콘크리트 구조물 표면에 도포하여 방식 방식 성능을 개선하는 기술을 제안하며, 위와 같은 방수 방식재를 사용함에 의해 내후성, 내수성, 항균성 등의 특성이 향상될 수 있음을 장점으로 설명하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1002094호는 비스페놀F계 에폭시수지, 테트라에톡시실란, 지방족에폭시 수지, 환상지방족 에폭시수지, 에폭시 실란, 비이온계 계면활성제, 실리콘계 소포제, 텅스텐 분말, 몰리브덴 분말, 세라믹 분말 등을 포함하는 주재와 지방족 폴리아민계 경화제, 무수계 경화제 등을 포함하는 경화제의 2액형으로 구성된 방수 방식 조성물을 제안하며, 위와 같은 방수 방식 조성물이 습윤 상태에서도 시공이 가능하고 부착성이 우수하게 유지된다는 것을 장점으로 설명한다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0064420호는 아크릴 우레탄 공중합 에멀젼 수지에 수용성 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 수지를 결합시켜 1액형의 방수 방식재를 형성하고 이를 이용하여 수처리 시스템의 바탕면 상에 적어도 3층의 방수 방식층을 형성함에 의해 방수 방식이 달성되도록 하는 기술을 제안하며, 위와 같은 기술에 의해 오존에 의한 고도 수처리 환경에서의 방식 방식 성능이 우수하며 친환경적이고 내구성이 좋은 방수 방식이 가능하다는 것을 장점으로 설명하고 있다.
수처리 구조물에 도포되어 방수, 방식 성능을 부여하고 부착성, 내열성, 내약품성, 내오존성 등이 우수한 방수 방식재 조성물을 제공하고자 한다.
종래 폴리에스터계, 우레아계 수지, 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지를 대체할 수 있는 친환경성 아크릴계 방수 방식재 조성물을 제공하고자 한다.
상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 방수 방식재 조성물은 아크릴계로서, 저탄성 아크릴계 수지 40 ~ 50 중량부, 안료 3 ~ 5 중량부, 침강방지제 1 ~ 2 중량부, 자외선 안정제 1 ~ 2 중량부, 아민 1 ~ 2 중량부를 포함한다.
저탄성 아크릴계 수지는 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 아크릴 축중합 시키고, n-부틸메타크릴레이트(n-BMA), iso-부틸메타크릴레이트(iso-BMA), n-부틸아크릴레이트(n-BAM) 중에서 선택되는 아크릴 모노머와 개시제를 첨가하여 아크릴 공중합 시키고, 희석용 아크릴 모노머와 개시제를 첨가하여 희석시킨 후 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시켜 분자량을 더욱 높여 형성됨으로써 낮은 유리전이온도를 가지기 때문에 겔화가 일어나지 않는 반면 높은 가교 밀도로 인해 탄성이 낮아 방수 방식재 조성물의 물성을 향상시킨다.
저탄성 아크릴계 수지 40 ~ 50 중량부, 안료 3 ~ 5 중량부, 침강방지제 1 ~ 2 중량부, 자외선 안정제 1 ~ 2 중량부, 아민 1 ~ 2 중량부를 포함함으로써 종래 폴리에스터계, 우레아계 수지, 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지보다 방수, 방식 효과가 우수하고 친환경적인 아크릴계 방수 방식재를 제공한다.
카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 먼저 아크릴 축중합 시키고 아크릴 모노머와 아크릴 공중합 시킴으로써 겔화되지 않으면서 탄성이 낮은 아크릴계 수지가 형성되어 물성 저하가 일어나지 않는다.
도 1은 실시예 및 비교예 각각에 대한 내약품성 질량감소율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 및 비교예 각각에 대해 약품 처리 후 7일 경과한 모습을 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 및 비교예 각각에 대한 수분 흡수량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명 일 실시예에 대한 유해 성분 검출 결과를 나타낸 표이다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 하수처리장, 정수장 등 수처리 콘크리트 구조물의 방수, 방식 성능을 부여하기 위해 구조물 표면에 도포되는 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방수 방식재 조성물은 저탄성 아크릴계 수지 40 ~ 50 중량부, 안료 3 ~ 5 중량부, 침강방지제 1 ~ 2 중량부, 자외선 안정제 1 ~ 2 중량부, 아민 1 ~ 2 중량부를 포함한다.
본 발명 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물에 포함되는 저탄성 아크릴계 수지는 OH기를 포함하는데, 이로 인해 접착성이 증가하여 콘크리트 구조물과 같은 기재에 도포될 수 있고 습윤 환경에서도 부착력이 강하다. 저탄성 아크릴계 수지는 2 ~ 3 %의 OH기를 포함하는 것으로서, OH기가 2 % 미만이면 기재 표면에 존재하는 기능기와 결합하지 못해 부착력이 약하고, OH기가 3 % 초과이면 친수성이 증가하여 온도, 습기와 같은 외부 요인에 쉽게 영향을 받는 문제점이 있다.
본 발명에서, 저탄성 아크릴계 수지의 제조는 하기 단계를 포함한다.
(1) 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 아크릴 축중합 시키는 단계;
(2) 아크릴 축중합된 중합체와 아크릴 모노머를 아크릴 공중합 시키는 단계;
(3) 희석용 아크릴 모노머를 첨가하여 희석시키는 단계; 및
(4) 디이소시아네이트(diisocyanate)를 첨가하여 분자량을 높이는 단계.
단계(1)에서, 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 아크릴 축중합 시킴으로써 형성된 중합체는 유리전이온도가 낮고 고탄성을 갖게 된다. 카르복실기 모노머로서 아크릴산(Acrylic acid), 메타 아크릴산(Metha acrylic acid), 무수말레인산(Maleic acid), 이타콘산(Itaconic acid) 등을 사용한다. 수산기 모노머로서 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA), 히드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA), 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA), 히드록시프로필아크릴레이트(HPA) 등을 사용한다.
카르복실기 모노머와 수산기 모노머의 몰비는 1 : 1.2 ~ 2로서, 카르복실기 모노머에 대해 수산기 모노머의 몰비가 1.2 미만인 경우 반응하지 않고 남은 카르복실기 모노머로 인해 수지가 산성화되고, 카르복실기 모노머에 대해 수산기 모노머의 몰비가 2 초과인 경우 반응하지 않고 남은 수산기 모노머에 의해 부반응이 일어나 겔화(gelation)로 진행되는 문제점이 있다.
단계(2)에서, 단계(1)에서 형성된 중합체와 아크릴 모노머를 아크릴 공중합 시킴으로써 형성된 공중합체는 가교밀도가 높고 저탄성을 갖게 된다. 일반적으로 방수 방식재 조성물은 도포된 후 시간이 경과할수록 빛에 의한 열화, 건조수축, 외기 등에 의한 초기 상태 상실 등으로 인해 표면에 균열이 일어난다. 본 발명에서는 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 아크릴 축중합 시킨 후 아크릴 모노머를 첨가하여 가교 정도를 높임으로써 인장강도가 증가하게 되고 따라서 도포 후 조성물의 균열 발생을 억제할 수 있다.
아크릴 모노머로서 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA), iso-부틸메타크릴레이트(iso-BMA), n-부틸아크릴레이트(n-BA)를 사용한다. 이 때에 개시제로 BPO(benzoyl peroxide) 등을 함께 사용할 수 있다.
단계(1)과 단계(2)를 구분하지 않고 카르복실기 모노머와 수산기 모노머, 그리고 아크릴 모노머를 동시에 혼합하는 경우 무정형의 분자량이 높은 중합체가 형성되어 유리전이온도가 높기 때문에 수지에 겔화(gelation)가 일어나기 쉽다. 겔화가 진행되면 용해도, 유동성 등이 낮아지고 이는 조성물의 물성 저하와 직결된다. 반면, 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 먼저 축중합 시켜 유리전이온도가 낮은 고탄성의 중합체를 형성한 후, 아크릴 모노머와 공중합 시키면 유리전이온도는 낮은 상태로 유지되지만 가교로 인해 밀도가 높아지면서 탄성이 낮아지게 된다. 따라서 겔화(gelation)로 인한 물성 저하를 억제하고 유리전이온도를 낮게 유지시키기 위해 단계적으로 중합 반응을 수행한다.
단계(3)에서, 단계(2)에서 형성된 공중합체에 희석용 아크릴 모노머를 첨가하여 농도를 감소시킨다. 희석용 아크릴 모노머로서 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA), iso-부틸메타크릴레이트(iso-BMA), n-부틸아크릴레이트(n-BA), 디아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트(hexanediol diacrylate; HDDA)를 사용한다. 이 때에 개시제로 BPO(benzoyl peroxide) 등을 함께 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 희석용 아크릴 모노머는 저탄성 아크릴계 수지 100 중량부에 대해 40-50 중량부로서, 40 중량부 미만인 경우 희석 정도가 미미하여 점성이 높고 50 중량부 초과인 경우 현저하게 낮아진 점성으로 인해 유동성이 증가하여 조성물이 쉽게 흘러내리고 일정한 두께로 도포하는 데에 어려움이 있다.
단계(2) 및 단계(3)에서 사용되는 개시제는 저탄성 아크릴계 수지 100 중량부에 대해 0.2 ~ 1.5 중량부로서, 0.2 중량부 미만인 경우 단계(1)에서 형성된 중합체 또는 단계(2)에서 형성된 공중합체와 모노머들 간의 반응이 시작되기 어려우며 1.5 중량부 초과인 경우 반응하지 않고 남은 개시제에 의해 조성물에 변색이 일어날 수 있다.
단계(4)에서, 단계(3)에서 희석된 공중합체와 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시킴으로써 분자량을 더욱 극대화시키고 부착성을 높인다. 단계(3)에서 희석된 공중합체와 디이소시아네이트(diisocyanate)는 우레탄 반응을 통해 분자량이 급격히 증대되는데 이 때에 겔화의 우려가 있어 작업장에서 반응을 시키는 것이 적절하다. 디이소시아네이트(diisocyanate)로서 MDI(methylenediphenyl diisocyanate), IPDI(isophorone diisocyanate), HMDI(Hexamethylene diisocyanate), DDI(Dimeryl diisocyanate) 등을 사용할 수 있다.
안료는 물 및 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상(粉末狀)의 착색제이다. 백색 또는 유색이며, 아마인유·니스·합성수지액·아라비아고무 등 전색제(展色劑)에 섞어서 도료·인쇄잉크·그림물감 등을 만들어 물체 표면에 착색하거나, 고무·합성수지 등에 직접 섞어서 착색한다. 이밖에 도자기의 유약(釉藥)이나 화장품, 합성섬유 원료의 착색에도 사용된다.
본 발명에서 사용되는 안료는 3-5 중량부로서, 3 중량부 미만인 경우 색상이 원활히 발현될 수 없고 5 중량부 초과인 경우 상대적으로 다른 성분의 비중이 줄어들어 내약품성, 부착강도 등을 충분히 확보할 수 없다.
침강방지제는 비중이 높은 수지, 안료, 자외선 안정제, 아민, 개시제 등의 침전, 침강을 방지하여 조성물을 균일하게 하고 점성을 부여한다. 폴리에틸렌계 분말, 폴리에틸렌계 왁스, 고급 지방산 아미드계 등이 통상적으로 사용된다.
본 발명에서 사용되는 침강방지제는 1-2 중량부로서, 1 중량부 미만인 경우 비중이 높은 성분들의 침강이 일어나 조성물이 균일해지지 못한다. 2 중량부 초과인 경우 상대적으로 다른 성분의 함량이 줄어들어 방수, 방식성 및 부착성을 충분히 확보할 수 없다.
자외선 안정제는 자외선 흡수제, 켄처(Quencher), 과산화물 분해제, 라디칼 스케빈저, HALS(Hindered Amine Light Stabilizer) 등이 있다. Hydroxy benzophenone과 Hydroxyphenyl benzotriazole이 가장 많이 사용되며 Arylester 나 Oxanilides 등이 통상적으로 사용된다.
본 발명에서 사용되는 자외선 안정제는 1-2 중량로서, 1 중량부 미만인 경우 자외선으로부터 차단 작용이 충분하지 않고 2 중량부 초과인 경우 상대적으로 다른 성분의 함량이 줄어들어 방수, 방식성 및 부착성을 충분히 확보할 수 없다.
아민은 경화제 또는 경화촉진제로서 사용되며 방향족 아민, 지방족 아민, 방향족 3급 아민 등이 통상적으로 사용된다.
본 발명에서 사용되는 아민은 1-2 중량부로서, 1 중량부 미만인 경우 조성물의 경화가 일어나지 않으며, 2 중량부 초과인 경우 상대적으로 다른 성분의 비중이 줄어들어 방수, 방식성 및 부착성을 충분히 확보할 수 없다.
이하 실시예, 비교예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 하겠다.
저탄성 아크릴계 수지의 제조
(1) SBS resin
교반기에 아크릴산(Acrylic acid) 72 kg와 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-HEMA) 180 kg를 넣고 120℃에서 4 시간 동안 교반하였다(OH%=2.79; 아크릴산 MW 72, 2-HEMA MW 130, OH MW 17로 계산). 여기에 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA) 100 kg, n-부틸아크릴레이트(n-BAM) 100 kg, 그리고 BPO 0.5 kg를 첨가하여 4 시간 동안 교반하였다. 다시 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA) 100kg, n-부틸아크릴레이트(n-BAM) 100kg, 메틸메타크릴레이트아크릴 100kg, 디아크릴레이트 100kg, 그리고 BPO 0.5 kg를 첨가하여 4 시간 동안 교반하였다. 이후 MDI(methylenediphenyl diisocyanate) 52 kg를 넣고 1 시간 동안 교반하여 아크릴계 수지를 준비하였다(이하 SBS resin).
(2) ST resin
교반기에 아크릴산(Acrylic acid) 72 kg, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA) 180 kg, n-부틸메타크릴레이트(n-BMA) 100 kg, n-부틸아크릴레이트(n-BAM)100 kg와 BPO 0.5 kg를 동시에 첨가한 후 4 시간 동안 교반하였다. 다시 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA) 100kg, n-부틸아크릴레n-BAM) 100kg, 메틸메타크릴레이트아크릴 100kg, 디아크릴레이트 100kg, 그리고 BPO 0.5 kg를 첨가하여 4 시간 동안 교반하였다. 이후 MDI(methylenediphenyl diisocyanate) 52 kg를 넣고 1 시간 동안 교반하여 아크릴계 수지를 준비하였다(이하 ST resin).
실시예 1.
상기 (1)에서 제조된 SBS resin 40 kg, 안료 3 kg, 침강방지제 1 kg, 자외선 안정제 1 kg, 아민 1 kg를 배합하여 교반기에 넣고 1분 동안 교반하여 아크릴계 조성물을 제조하였다.
비교예 1.
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 (1)에서 제조된 SBS resin 대신 불포화 폴리에스터계 수지 40 kg, 안료 3 kg, 침강방지제 1 kg, 자외선 안정제 1 kg, 아민 1 kg을 혼합하여 불포화 폴리에스터계 조성물을 얻었다.
비교예 2.
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 (1)에서 제조된 SBS resin 대신 우레아계 수지 40 kg, 안료 3 kg, 침강방지제 1 kg, 자외선 안정제 1 kg, 아민 1 kg을 혼합하여 우레아계 조성물을 얻었다.
비교예 3.
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 (1)에서 제조된 SBS resin 대신 비스페놀F계 수지 40 kg, 안료 3 kg, 침강방지제 1 kg, 자외선 안정제 1 kg, 아민 1 kg을 혼합하여 비스페놀F계 조성물을 얻었다.
비교예 4.
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 (1)에서 제조된 SBS resin 대신 크레졸 노블락계 수지 40 kg, 안료 3 kg, 침강방지제 1 kg, 자외선 안정제 1 kg, 아민 1 kg을 혼합하여 크레졸 노블락계 조성물을 얻었다.
시험예 1. 점도 측정
상술한 바와 같이 제조된 (1) SBS resin과 (2) ST resin 각각에 대해 점도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 점도 측정은 SV-100 (AND사) 측정기기를 이용하여 수행하였다.
시료명 점도 (단위 Pa.s)
SBS resin 302
ST resin 498
단위 : g
표 1에 나타난 바와 같이, SBS resin과 ST resin을 비교해 보면 ST resin의 점도가 더 높은 것을 확인할 수 있다. 점도가 높을수록 겔화(gelation) 되었음을 의미하는데, 겔(gel) 상태일수록 용해도 및 유동성이 감소하여 방수 방식재 조성물로서의 물성이 저하된다. 이것으로부터 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 아크릴 축중합시킨 후 아크릴 모노머를 순차적으로 반응시키는 것이 카르복실기 모노머, 수산기 모노머, 아크릴 모노머를 동시에 반응시키는 경우보다 겔화(gelation)가 일어나지 않아 조성물의 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
시험예 2. 내열성 평가
상술한 바와 같이 제조된 실시예 및 비교예 각각의 내열성을 평가하기 위하여, 실시예 및 비교예 각각에 대해 제조된 조성물의 일부를 95 ℃에서 24시간 동안 처리하여 질량감소율을 측정하였고 그 값을 하기 표 2에 나타내었다(수행기관 : 한국산노프코 기술연구소, 수행기간 : 2018년 5월 2일부터 2018년 6월 14일).
시료 초기 24시간 후 감소율
실시예1 18.45 18.34 0.6%
비교예1 21.89 21.34 2.5%
비교예2 20.21 19.35 4.3%
비교예3 24.48 24.36 0.5%
비교예4 18.69 18.56 0.7%
단위 : g
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1-2를 비교해 보면 실시예1에서 비교예1-2에 비해 질량감소율이 작은 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터 방수 방식재 조성물에 있어서 아크릴계 수지를 포함하는 것이 불포화 폴리에스터계 수지 또는 우레아계 수지를 포함하는 것보다 열에 더 강한 것을 알 수 있다. 실시예 1과 비교예 3-4를 비교해 보면, 실시예1이 비교예 3-4보다 질량감소율이 크게 차이나지 않음을 확인할 수 있다. 비교예 3에 포함된 비스페놀F계 수지와 비교예4에 포함된 크레졸 노블락계 수지는 내열성이 우수하지만 독성이 아주 강한 물질로 알려져 있다. 이것으로부터 방수 방식재 조성물에 있어서 아크릴계 수지가 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지를 대체함으로써 친환경적인 방수 방식재를 제공할 수 있을 것으로 보인다.
시험예 3. 내약품성 평가
상술한 바와 같이 제조된 실시예 및 비교예 각각의 내약품성을 평가하기 위하여, 실시예 및 비교예 각각에 대해 제조된 조성물의 일부를 수산화나트륨(NaOH) 30%, 질산(HNO3) 30%, 황산(H2SO4) 30%, 불산(HF) 30% 용액에 7일 동안 침지하여 질량 감소율을 측정하였고 그 값을 하기 표 3에 나타내었고 그래프를 도 1에 나타내었다(수행기관 : 한국산노프코 기술연구소, 수행기간 : 2018년 5월 2일부터 2018년 6월 14일). 도 2는 실시예 및 비교예 각각에 대해 약품 처리 후 7일 경과한 모습을 나타낸 사진이다.
시료 수산화나트륨 질산 황산 불산
실시예1 0.2% -0.4% 0.2% 5.6%
비교예1 1.4% -0.3% -0.5% 14.8%
비교예2 2.6% 1.2% 2.9% 17.0%
비교예3 0.2% -0.2% -0.6% 22.0%
비교예4 0.3% -0.2% 0.2% 21.6%
표 3과 도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1-4를 비교해 보면 실시예1에서 비교예 1-4에 비해 수산화나트륨(NaOH) 30%, 질산(HNO3) 30%, 황산(H2SO4) 30%, 불산(HF) 30%에 대한 질량감소율이 작은 것을 확인할 수 있다. 특히 불산(HF)에 대한 질량감소율이 실시예1에서 비교예 1-4에 비해 현저히 작은 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터 방수 방식재 조성물에 있어서 아크릴계 수지를 포함하는 것이 불포화 폴리에스터계 수지, 우레아계 수지, 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지를 포함하는 것보다 산, 알칼리 등의 화학약품에 더 강한 것을 알 수 있다.
시험예 4. 내수성 평가
상술한 바와 같이 제조된 실시예 및 비교예 각각의 내수성을 평가하기 위하여, 실시예 및 비교예 각각에 대해 제조된 조성물의 일부를 육면체(가로, 세로, 높이 각각 50 mm)로 이루어진 상자 내부 바닥면을 제외한 5면에 각각 도포하여 수밀 처리하고 24시간 경과 후 바닥면에서의 흡수량을 측정하였고 그 값을 표 4에 나타내었고 그래프를 도 3에 나타내었다(KSF 4925에 따름).
시료 흡수량(단위 g)
실시예1 2.8
비교예1 4.3
비교예2 3.9
비교예3 3.6
비교예4 3.2
표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1-4를 비교해 보면 실시예1에서 비교예 1-4에 비해 수분흡수량이 작은 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터 방수 방식재 조성물에 있어서 아크릴계 수지를 포함하는 것이 불포화 폴리에스터계 수지, 우레아계 수지, 비스페놀F계 수지, 크레졸 노블락계 수지를 포함하는 것보다 내수성이 더 우수한 것을 알 수 있다.
시험예 5. 친환경성 평가
상술한 바와 같이 제조된 실시예의 친환경성을 평가하기 위하여, 각 독성 성분에 대한 검출 정도를 측정하여 도 4에 그 결과를 나타내었다. 하기 표 5에는 독성 검출 시험에 대한 수행기관 및 방법, 조건에 대해 나타내었다.
수행기관 한국환경수도연구원
시험방법 ① 먹는물수질공정시험기준(환경부고시 제2013-30호)
② 수질오염공정시험기준(환경부고시 제2012-99호)
③ EPA Method 200.7 (2001)
④ 먹는물수질감시항목운영지침 (2012)
⑤ 용매추출 후 GC/MS 분석
⑥ EPA Method 524.2 (P&T)
⑦ 내분비계장애물질시험방법 (2002)
⑧ 수도용 자재 및 제품의 위생안전공정시험방법 (환경부고시 제2009-184호)
⑨ 용매추출 후 HPLC 분석
⑩ EPA Method 300.0 (1993)
시험환경 온도 : (23 ~ 27) ℃, 상대습도 : (53 ~ 77) % R.H
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물은 방수 방식재의 친환경성 기준에 적합하며 특히 비스페놀a가 전혀 검출되지 않은 점에서 비스페놀계 수지와 같은 독성 물질을 배출하는 수지보다 친환경적인 것을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예, 비교예 및 시험예를 살펴보았다. 본 발명의 실시예, 비교예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명하였으나 이는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니며 단지 본 발명을 입증하기 위한 것이다. 따라서 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 저탄성 아크릴계 수지 40 ~ 50 중량부, 안료 3 ~ 5 중량부, 침강방지제 1 ~ 2 중량부, 자외선 안정제 1 ~ 2 중량부, 아민 1 ~ 2 중량부를 포함하고,
    상기 저탄성 아크릴계 수지는 카르복실기 모노머와 수산기 모노머를 1 : 1.2 ~ 2로 하여 아크릴 축중합 시키고,
    n-부틸메타크릴레이트(n-BMA), iso-부틸메타크릴레이트(iso-BMA), n-부틸아크릴레이트(n-BAM) 중에서 선택되는 아크릴 모노머와 개시제 BPO(benzoyl peroxide)를 첨가하여 아크릴 공중합 시키고,
    희석용 아크릴 모노머와 개시제 BPO(benzoyl peroxide)를 첨가하여 희석시킨 후,
    디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시켜 형성되고,
    상기 저탄성 아크릴계 수지는 2 ~ 3 %의 OH기를 포함하는 것인 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 카르복실기 모노머는 아크릴산(Acrylic acid), 메타 아크릴산(Metha acrylic acid), 무수말레인산(Maleic acid), 이타콘산(Itaconic acid) 중에서 선택되는 것인 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수산기 모노머는 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA), 히드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA), 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA), 히드록시프로필아크릴레이트(HPA) 중에서 선택되는 것인 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 희석용 아크릴 모노머는 n-부틸메타크릴레이트(n-BMA), iso-부틸메타크릴레이트(iso-BMA), n-부틸아크릴레이트(n-BAM), 디아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트(hexanediol diacrylate; HDDA) 중에서 선택되는 하나 이상인 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트는 MDI(methylenediphenyl diisocyanate), IPDI(isophorone diisocyanate), HMDI(Hexamethylene diisocyanate), DDI(Dimeryl diisocyanate) 중에서 선택되는 것인 저탄성 아크릴계 방수 방식재 조성물.
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