KR102010028B1 - 강교량 보호도막용 수지 조성물 및 이를 이용한 강교량 보수공법 - Google Patents
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Abstract
강교량의 표면을 코팅하기 위한 보호도막용 수지 조성물로서, 금속 복합 수지, 암모늄아크로일디메칠타우레이트, 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지, 경화방지제, 경화제 및 성능개선제를 포함하고, 상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상(Flake) 금속 분말을 포함하고 있고, 상기 편상 금속 분말의 평균입도는 0.01 내지 0.5 mm(밀리미터)이며, 상기 편상 금속 분말은 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 강교량 보호도막용 수지 조성물 및 이를 이용한 강교량 보수공법을 제공한다.
Description
본 발명은 강교량의 표면 보호도막용 수지 조성물로서, 신축된 교량뿐만 아니라 사용에 따라 보수가 필요한 교량의 표면을 보수한 후에도 사용할 수 있는 강교량 보호도막용 수지 조성물에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 강교량의 표면 부식을 방지하고, 보호도막층이 장기간 외부 환경에 노출되어 수분, 빛, 온도변화 등의 기상 변화에도 변형되거나 보호도막층에 균열이 형성되는 것이 방지되는 효과를 가진다.
교량과 같은 토목건축물은 10년 이상 장기간 사용하는 것이 일반적이므로, 큰 손상 없이 장기간 사용이 가능하도록 콘크리트나 강철재료 부분의 부식이 방지되도록 표면에 보호도막을 형성하는 것이 필요하다.
교량은 실외에서 장기간 동안 빛, 바람, 비 등에 노출된 상태에 있게 되는데, 이러한 외부의 요인들은 총체적으로 교량에 작용함으로써, 교량의 노후화를 촉진하기 때문에, 이를 방지 하기 위해서는 교량의 보호도막층이 내광성, 내후성, 내마모성 및 내화학성을 가지도록 구성하는 것이 필요하다.
특히, 실외에 설치되는 구조물의 경우, 하루 짧게는 5시간 내지 8시간 가량 햇빛에 노출된 후, 공기 중의 수분과 비오는 날의 다량의 물에 노출되는 일련의 과정이 반복되며 이 과정에서 보호도막층은 교량의 표면으로부터 탈락되거나, 도막층 표면에 균열이 형성되는 등의 문제가 발생된다. 도막층에 형성된 균열은 풍화, 산성비 등에 의해 더욱 악화되고, 이는 콘크리트와 철강재료에 영향을 미쳐, 교량 자체의 수명을 현저히 떨어트리는 원인이 된다.
강교량의 경우에는, 대기오염의 악화에 따른 산성비의 영향으로 더욱 빠르게 노후화되는 경향이 있으므로 이를 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 기술수요가 계속 증가되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1779826호는 강교 도장용 수용성 세라믹 도료의 제조방법 및 이를 이용한 강교 도장 방법에 관한 것으로서, 실란커플링제, 2가알코올, 1가 알코올을 포함하여 부착성, 내마모성 및 방식력이 우수한 도료 조성물을 개시하고 있다.
다만, 본 발명과 같이 빛에 의한 손상을 방지할 수 있는 내광성과 내후성 또한 우수한 보호도막에 관한 기술은 개시되어 있지 않다.
따라서, 강교량 및 일반교량에 적용이 가능하도록 금속재료 및 콘크리트 표면 모두에 우수한 접착성을 가지면서도, 내광성, 내후성, 내수성 및 내구성이 우수한 교량 표면 도막을 형성하는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 강교량의 표면에 도포하여, 교량의 부식과 열화를 방지하기 위해 외부의 수분이나, 빛을 차단할 수 있는 효과를 가지는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 특히, 실외에서 수분, 바람 및 빛에 장기간 노출되어, 외부 요인에 의한 복합적이고 반복적인 물리, 화학적 반응으로 교량의 급속한 부식과 사용 수명이 짧아지는 것을 방지하기 위해, 내광성, 내후성, 내화학성 및 내마모성이 우수한 효과를 가지는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 신축된 교량 뿐만 아니라, 기존에 축조된 교량으로 보수가 필요한 교량에도 적용이 가능하여, 보수된 교량의 표면에 도포하여도 교량의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가지는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 강교량 뿐만 아니라, 콘크리트와 철강재료로 이루어진 일반 교량에도 적용하여 사용이 가능한 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 수지 조성물을 이용하여 교량을 보수하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물은 금속 복합 수지; 암모늄아크로일디메칠타우레이트; 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지; 침강방지제; 경화제; 및 성능개선제; 를 포함하고, 상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상(Flake) 금속 분말을 포함하고 있고, 상기 편상 금속 분말의 평균입도는 0.01 내지 0.5 mm(밀리미터)이며, 상기 편상 금속 분말은 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상 금속 분말이 4~5:5~6의 중량 비율로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 강교량 보호도막용 수지 조성물은 전체 중량을 기준으로, 금속 복합 수지 50 내지 60 중량%, 암모늄아크로일디메칠타우레이트 1 내지 5 중량%, 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지 0.5 내지 4 중량%, 침강방지제 3 내지 7 중량%, 경화제 0.1 내지 5 중량% 및 성능개선제 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성능개선제는 흐름방지제, 소포제, 안료, 광 안정제, 커플링제, 벤토나이트 및 미세 실리카 분말로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용한 강교량 보수공법은, (a) 강교량의 손상부위를 제거 및 불순물을 제거한 후 표면을 연마하는 단계; (b) 상기 (a) 단계를 거친 표면에 프라이머 처리하는 단계; (c) 상기 (b) 단계를 거친 표면에 강교량 보호도막용 수지 조성물을 도포하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 과정을 거친 강교량을 건조시키는 단계; 를 포함한다.
본 발명은 강교량의 표면에 도포하여, 교량의 부식과 열화를 방지하기 위해 외부의 수분이나, 빛을 차단할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 특히, 실외에서 수분, 바람 및 빛에 장기간 노출되어, 외부 요인에 의한 복합적이고 반복적인 물리, 화학적 반응으로 교량의 급속한 부식과 사용 수명이 짧아지는 것을 방지하기 위해, 내광성, 내후성, 내화학성 및 내마모성이 우수한 효과를 가진다.
본 발명은 또한, 신축된 교량 뿐만아니라, 기존에 축조된 교량으로 보수가 필요한 교량에도 적용이 가능하여, 보수된 교량의 표면에 도포하여도 교량의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 철강재료뿐만 아니라, 콘크리트에도 부착력이 우수하여, 일반교량에도 적용 가능한 효과를 가진다.
도 1은 보수가 필요한 부분의 강교량의 내부를 촬영한 사진이다;
도 2는 보호도막을 형성하기 전의 강교량 표면 일부를 촬영한 사진이다;
도 3은 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하여 보호도막을 형성한 후의 강교량을 촬영한 사진이다;
도 4는 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하여 보호도막을 형성한 후, 그 표면에 도색작업을 완료한 사진이다.
도 2는 보호도막을 형성하기 전의 강교량 표면 일부를 촬영한 사진이다;
도 3은 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하여 보호도막을 형성한 후의 강교량을 촬영한 사진이다;
도 4는 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하여 보호도막을 형성한 후, 그 표면에 도색작업을 완료한 사진이다.
이하에서, 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물은 실외에 위치하여 다양한 기상상황에 장기간 노출됨에 따라 변형, 열화의 가능성이 큰 교량 구조물의 표면에 코팅하여 교량의 사용 수명을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물은 금속 복합 수지, 암모늄아크로일디메칠타우레이트, 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지, 침강방지제, 경화제 및 성능개선제를 포함하고, 상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상(Flake) 금속 분말을 포함하고 있고, 상기 편상 금속 분말의 평균입도는 0.01 내지 0.5 mm(밀리미터)이며, 상기 편상 금속 분말은 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함한다.
상기 금속 복합 수지에 포함되는 에폭시 수지는 코팅재료로 사용하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. 에폭시 수지는 열경화성 플라스틱으로서, 내화학성과 접착력이 우수하여 접착제, 보호용 코팅에 사용되는 수지로서, 코팅 조성물을 도포한 후에는 딱딱하게 굳어 표면을 단단하게 보호할 수 있다.
에폭시 수지는 기상변화에도 잘 견디는 수지로 알려져 있어, 건축재에도 사용되는 수지이기는 하나, 실외 환경에서 자외선에 노출됨과 동시에 다양한 기상환경에 노출되는 경우에는 에폭시 수지의 표면에 미세 균열이 쉽게 형성되며, 특히, 이와 같은 현상은 빛에 노출된 후에, 코팅층이 고온과 저온의 급격한 온도변화를 겪을 때 급속히 진전되어 거대한 균열이 형성되거나, 아예 코팅층이 파괴되어 피코팅면으로부터 탈락되는 문제가 발생되기도 한다.
교량과 같은 거대 구조물의 경우에는 자주 보수하는 것이 쉽지 않기 때문에, 신축한 후 또는 교량 자체의 보수 시에 표면에 코팅되는 보호도막층이 파괴되지 않고 견고하게 유지되는 것이 필요한 바, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 교량의 수명과 보호도막 자체의 수명을 향상시킨 수지 조성물을 제공한다.
한편, 상기 금속 복합 수지는 편상 금속 분말을 포함하는데, 상기 편상 금속 분말은 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함한다. 상기 금속들을 포함하는 것이면 순수 금속 분말이든, 합금 분말이든 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
바람직하게는, 상기 금속 원소들을 모두 포함하도록, 금속 분말 혼합물로 포함되는 것이 바람직하다. 혼합물로 구성될 때, 다양한 금속 원소의 물성에 따라 내마모성을 가지면서도 방청효과를 가진다.
교량 구조물의 경우, 철강재료는 외부로 노출되도록 구성되는 것이 일반적이므로, 방청효과를 가지는 것이 반드시 필요한데, 이러한 효과를 얻기 위해 다양한 금속 분말을 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 편상 금속 분말은 편상, 즉, Flake 상을 가지는 데, 아래에서 설명할 바와 같이, 편상 구조를 갖는 분말들의 일면이 서로 인접한 상태에서 네트워크층 즉, 그물망(net) 형태를 이루면서, 적층된 형태의 그물망을 형성할 수 있어 더욱 견고한 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기 편상 금속 분말은 0.01 내지 0.5 mm(밀리미터)의 평균 입도를 가지며, 바람직하게는 0.02 내지 0.1mm, 더욱 바람직하게는, 0.05 내지 0.08 mm인 것이 바람직하다.
일반적으로 보호도막층의 두께가 0.3 내지 0.6 mm의 두께를 갖도록 형성됨에 따라, 상기와 같은 평균 입도를 가지는 경우에 금속 복합 수지 내에서 금속 분말이 형성하는 그물망 네트워크층이 다층으로 형성될 수 있으므로 바람직하다. 상기 평균 입도보다 작은 크기를 가지는 경우에는, 내광성과 내후성을 가지지 않는 문제가 있고, 그물망 형태의 네트워크층이 잘 형성되지 않는 문제가 있어, 내마모성 효과도 크게 떨어지는 문제가 있다.
상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상 금속 분말이 4~5:5~6의 중량비율로 포함될 수 있는데, 상기 비율보다 에폭시 수지가 과다하게 첨가되는 경우에는 내광성과 내후성이 떨어지며, 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 상기 비율보다 에폭시 수지를 소량으로 첨가하는 경우에는, 수지 조성물이 페이스트(paste) 상으로 형성되어, 최종 형성된 보호도막층이 건조된 후 미세 기공이 다수 형성되어 내수성이 크게 떨어지는 문제가 있다.
본 발명에 따른 교량 보호도막용 수지 조성물은 에폭시 수지를 포함하는 금속 복합 수지와 함께, 암모늄아크로일디메칠타우레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 성분을 금속 복합 수지와 함께 사용하는 경우에, 보호도막층이 더욱 견고해지며, 내광성, 내후성과 내화학성을 가지는 효과가 있다. 금속 복합 수지에 포함된 편상 금속 분말의 일면과 다른 일면이 서로 우수한 접착력을 가져 견고한 네트워크 층을 형성함에 따라, 보호도막층의 내구성이 더욱 향상되며, 견고하게 형성된 편상 금속 분말의 네트워크층에 의해 햇빛, 특히 자외선을 완전하게 차단할 수 있는 효과를 가지며, 보호도막층 또한 빛에 의해 파괴되지 않는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물은 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지, 침강방지제, 경화제 및 성능개선제를 더 포함한다.
상기 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지는 우레탄 프리폴리머와 에폭시 수지는 혼성화시켜 얻어진 혼성수지로서, 시중에 판매 중인 제품이라면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다. 또한, 상기 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지를 사용할 때, 광 안정제를 미량첨가하여 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 국도화학㈜의 UME-330, UME-315, UME-305 등의 제품에 광 안정제를 미량 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 침강방지제는 본 발명의 금속 복합 수지와 같이 금속 분말과 같은 고형 입자를 포함할 때, 고형 입자가 침강되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 해당 기술분야에서 널리 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
분산제를 포함하는 경우, 액상 조성물 상태에서 금속 분말이 아래에 침강되지 않으며, 이는 특히, 본 발명에 따른 수지 조성물을 이용하여 실제 도장작업을 진행할 때 작업성을 향상시킬 수 있다. 금속 분말이 조성물 내에 가라앉는 경우에는 코팅 작업 시마다 조성물을 혼합하여 사용하여야 하는 불편함이 있고, 교량의 벽면, 즉, 바닥면과 수직한 면에 액상의 조성물을 도포한 상태에서는 금속 분말이 중력방향으로 가라앉는 문제가 발생될 수 있으므로, 이러한 문제점을 방지하여 도장 작업의 작업성을 향상시키기 위해 침강방지제를 첨가한다.
또한, 상기 경화제는 에폭시 수지와 반응하여 경화 코팅층을 형성하기 위한 것으로서, 해당 기술분야에서 에폭시 수지와 혼합하여 사용할 수 있는 것이면 어떠한 것이든 제한되지 않고 사용이 가능하다. 예를 들면, 아민계 경화제를 사용할 수 있다.
한편, 상기 성능개선제는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 흐름방지제, 소포제, 안료, 광 안정제, 커플링제, 벤토나이트 및 미세 실리카 분말로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것일 수 있다.
본 발명이 목표하는 기본적인 기능 이외에, 필요에 따라서 선택적으로 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 교량 보호도막용 수지 조성물은 조성물 전체 중량을 기준으로, 금속 복합 수지 50 내지 60 중량%, 암모늄아크로일디메칠타우레이트 1 내지 5 중량%, 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지 0.5 내지 4 중량%, 침강방지제 3 내지 7 중량%, 경화제 0.1 내지 5 중량% 및 성능개선제 5 내지 20 중량%를 포함한다.
상기 함량보다 금속 복합 수지를 소량으로 첨가하는 경우에는, 코팅층을 형성하기에 적합하지 않고, 과량으로 첨가하는 경우에는, 경화 속도가 느려져 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 함량보다 암모늄아크로일디메칠타우레이트를 과량으로 첨가하는 경우에는, 수지 조성물의 점도가 높아지고 교량의 표면에 부착력이 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가하는 경우에는 에폭시 수지 또는 금속 복합 수지만을 포함하는 조성물을 이용하여 보호도막을 형성하는 경우와 비교하여, 내마모성 및 내광성, 내후성 내화학성 효과가 현저히 떨어져, 교량의 수명을 향상시키는 효과가 크게 떨어지는 문제가 있다.
한편, 상기 침강방지제를 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우, 보호도막의 내화학성이 크게 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가하는 경우에는, 금속 분말의 분산성이 떨어짐에 따라 보호도막의 도장 작업시 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 경화제는 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우, 수지 조성물이 매우 빠르게 건조됨에 따라 코팅층을 도포 작업의 작업성이 떨어지는 문제가 있고, 반대로 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 경화시간이 과다하게 소요되어서 작업성이 떨어지고, 코팅층이 건조되기 전에 중력방향으로 흘러내리는 문제가 생겨, 균일한 코팅층을 형성하기 어려운 문제점이 있다.
상기 성능개선제는 상기 함량보다 과량으로 첨가하는 경우에는, 본 발명이 목적하는 내마모성, 내광성, 내후성 및 내화학성이 목적하는 효과보다 크게 떨어져, 기존의 도막층이 갖는 효과와 큰 차이가 없는 문제가 있다. 상기 첨가량 내에서 하한은 큰 의미는 없으며, 필요에 따라 상기 함량보다 적게 첨가하는 것도 가능하다.
본 발명은 또한, 상기 교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하여 교량을 보수하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 강교량 보수공법은, (a) 강교량의 손상부위를 제거 및 불순물을 제거한 후 표면을 연마하는 단계; (b) 상기 (a) 단계를 거친 교량의 표면에 프라이머 처리하는 단계; (c) 상기 (b) 단계를 거친 교량의 표면에 교량 보호도막용 수지 조성물을 도포하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 과정을 거친 교량을 건조시키는 단계; 를 포함한다.
구체적으로, 상기 교량의 손상부위는 주로 부식된 부분을 제거하는 과정으로서, 육안으로 확인 가능한 부식부위로부터 3 cm 이상의 추가면적만큼 녹을 제거한 후, 면의 결점을 보수하여 표면을 도장하기 좋은 상태로 매끈하게 정리하는 과정이다. 결점을 보수하는 것은 열경화성 폴리머재를 이용한다.
표면을 매끈하게 정리한 후에는 표면에 잔류하는 먼지, 미세분말 등과 같은 불순물을 깨끗하게 제거하는데, 에어 컴프레셔를 이용하여 표면의 미세 분말을 제거하고, 정제수를 흘려 잔류할 수 있는 수성 화학물질을 제거하는 과정을 거친다.
이 표면에 미세 요철을 형성하기 위한 연마과정을 수행하는 데, 이는 표면에 도포되는 보호도막층과의 접촉면을 늘림으로써, 부착력을 더욱 강화하기 위한 것이다.
상기 (a) 단계를 거친 표면에 프라이머를 처리하여, 이의 표면에 도포되는 강교량 보호도막용 수지 조성물과의 접착력을 더욱 향상시킨다.
상기 프라이머는 강교량의 표면에 사용할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 계열의 프라이머를 사용하여, 보호도막층과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 (b) 단계를 거친 후에는, 앞서 설명한 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 프라이머 처리된 표면에 균일하게 도포한다.
상기 도포방법은 브러쉬, 나이프 등을 이용하여 직접 표면에 바르는 방법이나, 스프레이를 이용하여 분사하는 방법 등 다양한 방법을 적용할 수 있으며, 필요에 따라 도포 방법을 적절히 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
수지 조성물을 도포한 후에는 이를 건조하는 과정을 거치는데, 필요에 따라서는 열풍기 등을 이용하여 건조를 가속화하는 추가 작업을 진행할 수도 있다.
상기에서 설명한 내용은 하도, 중도 작업에 관한 것이나, 필요에 따라 추가 상도 작업을 진행할 수 있다.
구체적으로, 상기와 같이 수지 조성물을 도포하고 건조하는 과정을 거친 후에, 추가 코팅작업을 더 진행할 수 있는데, 이와 같이 상도 작업을 진행하는 경우에는, 본 발명의 강교량 보호도막용 수지 조성물에 경화제를 조성물 전체 중량의 0.5 내지 1.5 중량%를 추가로 첨가하여 상도 작업을 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 강교량 보수공법은 앞서 설명한 강교량 보호도막용 수지 조성물에 관한 구성을 참조할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용하는 경우, 강교량의 표면이 수분, 빛 및 바람에 의해 손상 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 내화학성 또한 우수한 효과를 가지는 바, 실외에 설치되는 교량 구조물의 수명을 향상시키고 손상을 방지할 수 있다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 이로 인해 발명의 권리범위가 제한되지 아니한다.
제조예
하기 표 1을 참조하여, 에폭시 수지와 금속 분말을 혼합한 상태에서 경화제를 제외한 나머지 성분을 추가로 첨가하여 충분히 혼합하여 실시예와 비교예의 조성물을 제조하였다.
|
구분
(중량%) |
실시예 | 비교예 | ||||||
| 1 | 2* | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 금속복합수지 (평균입경 0.07mm의 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti 금속 분말 + 에폭시 수지) |
55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 |
| 금속 분말 : 에폭시 수지 (중량비율) |
5:5 | 5:5 | 5:5 | 5:5 | 5:5 | 5:5 | 3:7 | 7:3 |
| 암모늄아크로일디메칠타우레이트 | 3 | 3 | - | 6 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 침강방지제 | 5 | 5 | 5 | 5 | - | 8 | 5 | 5 |
| 경화제 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지(국도화학㈜ UME-330, 광안정제 미량 첨가) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 성능개선제(소포제, 안료, 광안정제 등) | 10 | 9 | 13 | 7 | 15 | 7 | 10 | 10 |
| 이소부틸알코올 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 |
| 총합 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
* 성능개선제로서 실란 커플링제 첨가
보호도막 성능시험
10*10 cm2 면적, 2 cm 두께의 판 형태의 콘크리트 샘플과 동일한 면적의 판 형태의 스테인리스강 샘플의 표면에 스프레이를 이용하여 에폭시계 방청 프라이머를 2 m2/L로 도포한 후 건조하였다. 여기에 상기 제조예에 따라 제조된 실시예와 비교예의 조성물을 브러시를 이용하여 4 m2/L로 도포한 후 24시간 건조하였다.
상기 비교예 중 비교예 6의 경우, 에폭시 수지에 비해 금속 분말의 함량이 과다하여 액상의 코팅액이 아닌 페이스트형의 조성물이 형성됨에 따라 보호도막용으로 사용하기에 부적합한 것으로 판단되었는 바, 이하의 추가 실험에서 제외하고 진행하였다.
1-1. 부착강도 확인실험
건조된 보호도막층의 부착강도를 측정하여 하기의 표 2에 나타냈다. 시험방법은 ASTM D4541에 준하여 진행하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 콘크리트부착강도 (Kgf/cm2) |
28.5 | 28.8 | 17.3 | 13.2 | 17.3 | 16.0 | 12.2 |
| 스테인리스강 부착강도 (Kgf/cm2) |
28.1 | 18.1 | 17.1 | 13.0 | 15.2 | 16.9 | 17.9 |
1-2. 부착강도 확인실험
옥외 폭로 구 도막에 표면처리하고 실시예와 비교예의 보호도막층을 형성한 후 상기 1-1.의 실험방법에 준하여 부착강도 측정실험을 진행하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 우레탄 구도막*1) (Kgf/cm2) |
33.1 | 21.7 | 29.8 | 28.8 | 19.1 | 19.3 | 14.1 |
| 에폭시 구도막*2) (Kgf/cm2) |
44.8 | 33.7 | 27.8 | 26.7 | 17.4 | 27.6 | 27.1 |
*구도막 표면처리 : 오염부분 용제 클리닝 및 샌드페이퍼 처리
*1) 우레탄 구도막 : 옥외 폭로 5년
*2) 에폭시 구도막 : 옥외 폭로 2년
상기 부착강도 시험결과를 참조하면, 콘크리트, 스테인리스강에 대한 부착력이 양호하며, 옥외 폭로 구도막과의 보수 도장에서도 양호한 부착력을 가지므로 현재 보수 도장재로 내구성이 우수한 것으로 확인되었다.
2. 내광성 확인 실험
건조된 보호도막층에 자외선 내후성 시험기(QUV 사 제품)를 이용하여 내광성 실험을 진행하였다. 상기 시험기를 이용하여 100시간 마다 보호도막층의 균열발생, 박리 또는 변색여부를 확인하였다. 도막층에 균열이 발생하는 경우에는 추가 실험을 진행하지 않았다.
추가로 시중의 철재교량 도장 도료(제비표 페인트)를 이용하여 참고예의 샘플을 제조하여 동일한 실험을 수행하였다.
| 구분 | 참고예 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 100시간 | 균열발생 | 변형없음 | 변형없음 | 균열발생 | 변형없음 | 일부변색 | 변형없음 | 균열발생 |
| 200시간 | - | 변형없음 | 변형없음 | - | 변형없음 | 균열발생 | 변형없음 | - |
| 300시간 | - | 일부변색 | 변형없음 | - | 일부변색 | - | 변형없음 | - |
| 400시간 | - | 일부변색 | 일부변색 | - | 균열발생 | - | 균열발생 | - |
| 500시간 | - | 균열발생 | 일부변색 | - | - | - | 균열발생 | - |
상기 표 4에 나타난 바와 같이 참고예는 100시간 경과 후 균열 발생하였고, 비교예들과 비교하여 실시예들의 내광성이 우수한 것으로 확인되었다.
3. 내화학성 확인 실험
건조된 보호도막층에 강산성용액(50% 농도 황산)을 이용한 내화학성 시험을 진행하였다. 10 ml/cm2을 시편에 뿌린 후 시편의 변화를 관찰하였다.
| 참고예 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| △ | X | X | O | X | X | O | △ |
(X: 변화없음, △: 일부 손상됨, O: 전체 손상됨)
4. 내후성 확인 실험
제조된 샘플을 24시간 동안 물에 침지시켜 둔 후, 상온에서 10시간 자연건조하였다. 이를 오븐에 넣어 60℃로 유지해준 뒤 즉시 꺼내어 영하 20℃의 냉동고에 넣었다. 이러한 과정을 1회, 5회, 10회, 50회, 100회 반복한 후의 보호도막 표면을 관찰하여 균열 및 색차의 발생여부를 확인하여 그 결과를 표 6과 표 7에 나타냈다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1회 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 균열발생 | 변형없음 |
| 5회 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 변형없음 | 균열발생 | 균열발생 |
| 10회 | 변형없음 | 변형없음 | 균열발생 | 도막박리 | 균열발생 | 균열발생 | 도막박리 |
| 50회 | 변형없음 | 일부변색 | 균열발생 | 도막박리 | 균열발생 | 균열발생 | 도막박리 |
| 100회 | 일부변색 | 일부변색 | 균열발생 | 도막박리 및 균열발생 | 균열발생 | 균열발생 | 도막박리 및 균열발생 |
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1회 | 0.5 | 0.4 | 1.0 | 0.8 | 0.6 | 1.1 | 0.3 |
| 5회 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 3.8 | 4.7 | 5.1 | 2.1 |
| 10회 | 3.0 | 3.5 | 3.5 | 5.5 | 5.9 | 6.9 | 5.5 |
| 50회 | 6.5 | 7.4 | 6.8 | 11.8 | 15.9 | 10.5 | 7.9 |
| 100회 | 13.5 | 12.5 | 15.9 | 21.9 | 25.1 | 20.7 | 16.7 |
표 5 내지 7을 참조하면, 실시예들이 비교예들에 비해 내화학성과 내후성 또한 우수한 특성을 가지는 것으로 확인되었다.
Claims (5)
- 강교량의 표면을 코팅하기 위한 보호도막용 수지 조성물로서,
금속 복합 수지; 암모늄아크로일디메칠타우레이트; 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지; 침강방지제; 경화제; 및 성능개선제; 를 포함하고,
상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상(Flake) 금속 분말을 포함하고 있고,
상기 편상 금속 분말의 평균입도는 0.01 내지 0.5 mm(밀리미터)이며,
상기 편상 금속 분말은 K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Ti으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 강교량 보호도막용 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 복합 수지는 에폭시 수지와 편상 금속 분말이 4~5:5~6의 중량 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 강교량 보호도막용 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 강교량 보호도막용 수지 조성물은 전체 중량을 기준으로,
금속 복합 수지 50 내지 60 중량%, 암모늄아크로일디메칠타우레이트 1 내지 5 중량%, 우레탄 프리폴리머 변성 에폭시 수지 0.5 내지 4 중량% 침강방지제 3 내지 7 중량%, 경화제 0.1 내지 5 중량% 및 성능개선제 5 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 강교량 보호도막용 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 성능개선제는 흐름방지제, 소포제, 안료, 광 안정제, 커플링제, 벤토나이트 및 미세 실리카 분말로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 강교량 보호도막용 수지 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 강교량 보호도막용 수지 조성물을 이용한 강교량 보수공법으로서,
(a) 강교량의 손상부위를 제거 및 불순물을 제거한 후 표면을 연마하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계를 거친 표면에 프라이머 처리하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계를 거친 표면에 강교량 보호도막용 수지 조성물을 도포하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 과정을 거친 교량을 건조시키는 단계; 를 포함하는 강교량 보수공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190041043A KR102010028B1 (ko) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 강교량 보호도막용 수지 조성물 및 이를 이용한 강교량 보수공법 |
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| KR1020190041043A KR102010028B1 (ko) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 강교량 보호도막용 수지 조성물 및 이를 이용한 강교량 보수공법 |
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| KR1020190041043A KR102010028B1 (ko) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 강교량 보호도막용 수지 조성물 및 이를 이용한 강교량 보수공법 |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR102172086B1 (ko) | 2020-08-07 | 2020-11-02 | 윤미자 | 초미립자를 포함하고, 내구성 및 부착력이 향상된 콘크리트 및 강교 도장용 도료 조성물 |
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-
2019
- 2019-04-08 KR KR1020190041043A patent/KR102010028B1/ko active
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| KR101787610B1 (ko) * | 2017-06-21 | 2017-11-15 | 창흥건설 주식회사 | 콘크리트 보호도막용 복합수지 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 보수방법 |
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