KR102043857B1 - 탄성 무기질 도막 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 방수, 발수 공법 - Google Patents
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Abstract
콘크리트 기재에 도포되는 탄성 무기질 도막 조성물에 관한 것으로, 제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하고, 제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함하고, 제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제를 포함하며, 제 1 조성물 대비 제 2 조성물의 함량을 0.7 내지 0.8로 하는 콘크리트 기재에 도포되어 방수, 발수능을 부여하는 탄성 무기질 도막 조성물을 제공한다.
Description
콘크리트 구조물의 방수, 발수를 위한 탄성 무기질 도막 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물은 물론 금속재, 직물재 등 다양한 기재에 도포되어 방수, 발수성을 부여하는 탄성 무기질 도막 조성물에 관한 것이다.
콘크리트 구조물의 옥상이나 주차장 등과 같이 외부로 노출되어 있는 구조물의 표면은 공기와 수분에 의해 부식되어 내구성이 저하됨에 따라 구조물의 표면에 도막 조성물을 도포하여 보호층을 형성함으로써 구조물을 보호한다. 일반적으로 도막 조성물에는 방수성이 우수한 폴리우레탄이나 에폭시 수지 방수재가 사용되고 있으나 빛, 풍화에 취약하여 건물 옥상과 같은 실외 구조물의 방수재로는 내구성이 부족한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-0975477호에서는 규산염 33 내지 43 중량부에 대해서, 이산화규소 0.1 내지 5 중량부, 규화수소 2 내지 8 중량부, 증류수 40 내지 60 중량부, 계면활성제 1 내지 3 중량부가 균일하게 혼합, 용해된 콘크리트 침투형 무기질 세라믹 방수제를 모재에 여러번 도포하여 방수제를 모재 내부로 침투시켜 방수층을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 전술한 등록특허에서는 콘크리트와 같이 모재 내부로 침투 가능한 경우에만 적용할 수 있고 침투에 의해 방수층을 형성할 수 없는 경우 예를 들어, 콘크리트 바닥 위에 위치한 환풍기나 에어컨 실외기처럼 콘크리트 구조물 상에 설치된 비콘크리트 설치물에는 함께 도포할 수 없어 별도 조성물로 개별적으로 시공해야 하는 문제점이 있다.
또한, 전술한 등록특허를 포함한 종래 기술에서는 물리적인 충격, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창, 열화, 노화에 대응하지 못해 여전히 방수층에 크랙이 발생하거나 구조물로부터 방수층이 분리되는 문제점이 있었다.
콘크리트, 금속재, 직물재 등 다양한 기재에 접착력이 우수하고 기재의 노화, 거동, 균열에도 기재로부터 박리, 탈리가 일어나지 않으며 방수성, 발수성 뛰어난 도막 조성물을 제공하는 데에 있다. 또한 미끄럼 방지, 색 발현이 가능하고, 시공이 간편하며 국소적으로 보수, 보강이 가능한 도막 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 무기질 도막 조성물은 제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하고, 제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함하고, 제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제를 포함하여 제 1 조성물 대비 제 2 조성물의 함량은 0.7 내지 0.8를 유지한다.
제 1 조성물은 규사 25~40 중량부, 분말수지 3~10 중량부, 항균제 0.5~1.2 중량부, 백색시멘트 35~45 중량부, 소수성 첨가제 1~2.5 중량부, 증점제 0.3~1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 1~5 중량부 및 경화촉진제 1~5 중량부로 혼합한다.
제 2 조성물은 실릴 화합물 1~3 중량부, 유기실란 화합물 1~3 중량부, 아미노 실록산 1~2 중량부, 수성 아크릴 수지 4~12 중량부를 포함하고 조성물의 성능이 저하되지 않는 범위에서 pH 안정제 0.03~0.05 중량부, 킬레이트제 0.003~0.005 중량부, 물 80~92 중량부로 혼합한다.
제 2 조성물을 이루는 수성 아크릴 수지는 부틸아크릴레이트(Butylacrylate), 에틸아크릴레이트(Ethylacrylate), 틸아크릴레이트(Methylacrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl Acrylate), 메타크릴레이트(Methacrylates), 2-클로로에틸 비닐 에테르(2-Chloroethyl vinyl ether), 하이드록시에틸 메타크릴레이트(Hydroxyethyl methacrylate), 부틸 메타크릴레이트(Butyl methacrylate), TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate) 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택한다.
무기질 탄성 수지부는 아크릴 라텍스, 부타디엔, 메타아크릴레이트, 소포제, 증점제, 방부제를 포함하고, 무기질 탄성 분체부는 규사, 탈크, 이산화티탄, 시멘트, 세피올라이트를 포함하며, 무기질 탄성 수지부 대비 무기질 탄성 분체부의 함량이 1 대 1.5 ~ 2로 한다.
수용성 아크릴 수지는 이산화규소, Acrylic acid-2-ethylhexyl acrylate-styrene polymer, 팔리고스카이트, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 수소처리된 중질 파라핀 정제유, 2-Propenoic acid homopolymer sodium salt를 포함한다.
제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하고, 제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함하고, 제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제를 포함하며, 제 1 조성물 대비 제 2 조성물의 함량이 0.7 내지 0.8인 조성물을 형성하여 유무기 성분이 혼합되어 불용성 유기질 결정체를 형성함으로써 방수 기능뿐만 아니라 물에 대한 저항성이 높아 물이 기재 내부로 흡수되는 것을 억제하여 발수성을 더욱 높일 수 있다.
무기계 성분인 제 1 조성물 대비 유기계 성분인 제 2 조성물의 함량이 0.7 내지 0.8인 조성물을 형성하여 콘크리트 뿐 아니라 플라스틱, 직물, 보강포 등 비콘크리트 기재와의 접착력 및 부착력을 높여 콘크리트 바닥 도막 시공시 바닥에 설치된 비콘크리트 구조물에 대해서도 동시에 함께 도막 시공을 할 수 있어 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
실릴 화합물 1~3 중량부, 유기실란 화합물 1~3 중량부, 아미노 실록산 1~2 중량부, 수성 아크릴 수지 4~12 중량부를 포함하고 조성물의 성능이 저하되지 않는 범위에서 pH 안정제 0.03~0.05 중량부, 킬레이트제 0.003~0.005 중량부, 물 80~92 중량부인 제 2 조성물을 포함하여 유기계 성분이 빛에 의해 산화되어 증발하면 무기계 입자기 기재 내부 공극을 채움으로써 들뜸으로 인한 박리를 억제하고 기재가 휘거나 거동에 의해 변형이 일어나도 탄성으로 인해 기재로부터 박리, 탈락되지 않고 우수한 부착력을 갖는다.
규사 25~40 중량부, 분말수지 3~10 중량부, 항균제 0.5~1.2 중량부, 백색시멘트 35~45 중량부, 소수성 첨가제 1~2.5 중량부, 증점제 0.3~1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 1~5 중량부 및 경화촉진제 1~5 중량부인 제 1 조성물을 35~45 중량부 포함하여 무기계 입자들로 인해 표면 마찰력이 증가하여 미끄럼을 방지할 수 있고 낮은 채도로 인해 색 발현이 가능하여 심미성을 부여할 수 있다.
보수, 보강 공사 시 부분 시공이 가능하고 새로 충진된 조성물 입자들이 이웃한 종래 조성물 조직에 침투하여 조직화됨으로써 국소적으로 보수, 보강하여도 경계가 생기지 않고 보수 흔적이 거의 남아있지 않는다.
이 밖에도 유연성 있는 기재에 도포가 가능하고 도막 공정에 우레탄계 도막 조성물이 필요로 하는 스프레이 분사기와 같은 별도의 장비나 기자재가 필요 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 도포된 금속 시편을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 도포된 금속 시편에 물이 떨어지는 모습을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 도포된 금속 시편에 물이 떨어지는 모습을 나타낸 사진이다.
이하에서 설명되는 본 발명은 옥상, 주차장 등 콘크리트 구조물 바닥이나 표면에 도포되어 방수성과 발수성을 부여하고 색 표현이 가능하며 연질의 금속이나 부직포처럼 유연성이 있는 기재에도 도포되어 부착될 수 있는 탄성 무기질 도막 조성물에 관한 것이다. 이하에서는 이러한 탄성 무기질 도막 조성물을 간략하게 “조성물”로 호칭할 수도 있다.
본 발명에 따른 조성물은 제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하고, 제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함하고, 제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제를 포함하며 각각의 성질과 용도에 대한 자세한 설명은 후술하도록 하겠다.
제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함한다. 제 1 조성물은 무기계 조성으로 탄성 계수 및 수축팽창률이 콘크리트와 유사하여 콘크리트와의 접착력이 강하다. 콘크리트 내부에 침투하여 콘크리트 조직과 화학반응을 일으켜 결정체를 만들고 만들어진 결정체가 콘크리트 내부 공극을 채워 조직을 치밀하게 한다.
제 1 조성물은 규사 25~40 중량부, 분말수지 3~10 중량부, 항균제 0.5~1.2 중량부, 백색시멘트 35~45 중량부, 소수성 첨가제 1~2.5 중량부, 증점제 0.3~1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 1~5 중량부 및 경화촉진제 1~5 중량부 로 혼합한다.
본 발명에서 사용되는 제 1 조성물은 35~45 중량부가 바람직하다. 제 1 조성물의 함량이 35 중량부 미만이면 콘크리트 기재와의 결합력이 약해서 내구성이 저하되고 표면의 젖음성이 높아지게 되어 발수력이 저하된다. 또한 탁도가 높아지게 되어 안료를 첨가하여도 색이 발현되기 어렵다. 제 1 조성물의 함량이 45 중량부를 초과하면 상대적으로 유기계 성분이 부족해져 금속이나 부직포와 같은 직물 등 콘크리트 외의 기재와의 접착력이 감소하게 되므로 본 발명에서 제시한 범위에 유의하도록 한다.
제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제, 물을 포함한다. 유기계 조성인 제 2 조성물은 기재 내부에 침투하여 내부 조직을 치밀하게 함으로써 내구성을 향상시키고 기재 표면에 막을 형성하여 방수성과 발수성을 부여한다.
본 발명에서 제 2 조성물의 실릴 화합물은 경화 속도에 영향을 주고 그 구조는 다음과 같다.
단, R1 는 탄소수 1∼5의 직쇄상 또는 분기상 포화 알킬기이며, R2 는 탄소수 1∼18의 직쇄상 또는 분기상의 포화 알킬기이다.
구체적으로, 제 2 조성물의 실릴 화합물은 상기 실릴 화합물로서는 메틸트리메톡시실릴, 에틸트리메톡시실릴, 프로필트리메톡시실릴, 부틸트리메톡시실릴, 펜틸트리메톡시실릴, 헥실트리메톡시실릴, 헵틸트리메톡시실릴, 옥틸트리메톡시실릴, 노닐트리메톡시실릴, 데실트리메톡시실릴, 운데실트리메톡시실릴, 도데실트리메톡시실릴, 트리데실트리메톡시실릴, 테트라데실트리메톡시 실릴, 펜타데실트리메톡시실릴, 헥사데실트리메톡시실릴, 헵타데실트리메톡시실릴, 옥타데실트리메톡시실릴, 메틸트리에톡시실릴, 에틸트리에톡시실릴, 프로필트리에톡시실릴, 부틸트리에톡시실릴, 펜틸트리에톡시실릴, 헥실트리에톡시실릴, 헵틸트리에톡시실릴, 옥틸트리에톡시실릴, 노닐트리에톡시실릴, 데실트리에톡시실릴, 운데실트리에톡시실릴, 도데실트리에톡시실릴, 트리데실트리에톡시실릴, 테트라데실트리에톡실시릴, 헵타데실트리에톡시 실릴, 헥사데실트리에톡시실릴, 헵타데실트리에톡시실릴, 옥타데실트리에톡시실릴 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 제 2 조성물의 실란 화합물은 기재 표면의 발수력을 높이며 그 구조는 다음과 같다.
단, R3은 탄소수 1~12의 알킬기이며, R4는 탄소수 1~6의 알콕시기이다.
구체적으로, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, n-옥틸에톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진다.
본 발명에서 제 2 조성물의 아미노 실록산 화합물은 기재 내부에 침투하여 방수력을 높이며 그 구조는 다음과 같다.
단, R5는 탄소수 1∼5의 포화 알킬기이며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기이며, R6은 1개 이상의 질소를 포함하는 탄소수 1∼18을 가지는 알킬기이며, n은 3 이상이며 n개가 반복구조로 이루어진 것이다.
제 2 조성물 100 중량부에 대해 실릴 화합물 1~3 중량부, 유기실란 화합물 1~3 중량부, 아미노 실록산 1~2 중량부, 수성 아크릴 수지 4~12 중량부를 포함하고 조성물의 성능이 저하되지 않는 범위에서 pH 안정제 0.03~0.05 중량부, 킬레이트제 0.003~0.005 중량부, 물 80~92 중량부로 혼합한다.
본 발명에서 사용되는 제 2 조성물은 25~35 중량부가 바람직하다. 제 2 조성물의 함량이 25 중량부보다 미만이면 기재 내부로 물이 침투하기 쉬워 방수능과 내구성이 약해지고 발수력도 저하되어 기재의 표면장력이 낮아져 물이 기재 표면에 덮게 된다. 제 2 조성물의 함량이 35 중량부보다 초과이면 기재와의 접착력이 약해지고 도포 후 시간이 경과함에 따라 기재 표면으로부터 조성물 입자의 탈리가 일어나게 된다.
제 1 조성물과 제 2 조성물 간의 함량비는 제 1 조성물 대비 제 2 조성물이 0.7 내지 0.8이 바람직하다. 제 2 조성물이 제 1 조성물 대비 0.7 미만이면 유기계 성분이 낮아 충분한 발수성을 발휘하기 어렵고 제 2 조성물이 제 1 조성물 대비 0.8 초과이면 기재와의 접착성, 부착성이 낮아지고 따라서 충분한 내구성을 확보할 수 없다.
무기질 탄성 수지부와 무기질 탄성 분체부는 조성물에 탄성을 부여하고 기재 내부의 균열에 높은 대항성을 갖도록 한다. 무기질 탄성 수지부는 아크릴 라텍스, 부타디엔, 메타아크릴레이트, 소포제, 증점제, 방부제를 포함하는 액상형이고, 분체부는 규사, 탈크, 이산화티탄, 시멘트, 세피올라이트를 포함하여 제 1 조성물의 역할을 보충, 보강하여 조성물의 성능 및 시공에 영향을 준다.
무기질 탄성 수지부는 3~7 중량부가 바람직하다. 무기질 탄성 수지부가 3 중량부 미만이면 기재 표면으로부터 유기물이 빠져나오고 빈 공간이 생겨 기재의 내구성이 저하되고, 무기질 탄성 수지부가 7 중량부 초과이면 무기질 함량이 높아져 젖음성이 증가하여 기재 표면에 대한 물의 표면장력이 증가하여 발수력이 저하된다.
무기질 탄성 분체부는 8~12 중량부가 바람직하다. 무기질 탄성 분체부가 8 중량부 미만이면 이산화티탄 함량이 낮아 물에 대한 저항성이 충분하지 않고 색 발현이 어렵다. 무기질 탄성 분체부가 12 중량부보다 많이 첨가되어도 12 중량부 첨가되었을 때의 발수 효과와 크게 다르지 않으므로 본 발명에서 제시한 범위에 유의하도록 한다.
본 발명에서 무기질 탄성 수지부 대비 무기질 탄성 분체부의 함량은 1 대 1.8 내지 2.2가 바람직하다. 무기질 탄성 수지부 대비 무기질 탄성 분체부가 1.8 미만이면 무기질 성분 함량이 낮아 기재와의 접착성, 마찰력이 낮아지고 무기질 탄성 수지부 대비 무기질 탄성 분체부가 2.2 초과이면 콘크리트 기재 외의 금속이나 직물과 같은 기재에는 접착성이 낮아 도포되기 어렵다.
수용성 아크릴 수지는 기재와의 접착력에 영향을 준다. 접착력이 강하여 콘크리트, 금속, 부직포, 플라스틱 등 기재의 종류와 관계없이 기재와의 상호작용이 우수하다.
본 발명에서 수용성 아크릴 수지의 함량은 3~7 중량부이고 이산화규소, Acrylic acid-2-ethylhexyl acrylate-styrene polymer, 팔리고스카이트, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 수소처리된 중질 파라핀 정제유, 2-Propenoic acid homopolymer sodium salt를 포함한다.
수용성 아크릴 수지 함량이 3 중량부 미만이면 콘크리트 기재의 경우 조성물이 콘크리트 내부까지 침투되기 어렵고 기재가 금속판, 보강포 등 비콘크리트기재의 표면과의 접착력과 부착력이 저하되고, 수용성 아크릴 수지 함량이 7 중량부보다 초과이면 7 중량부보다 많이 첨가하여도 기재와의 접착력이 크게 다르지 않으므로 본 발명에서 제시한 범위에 유의하도록 한다.
본 발명에서 조성물의 충진 성분으로서 시멘트 또는 글라스비드를 사용한다. 시멘트는 조성물의 충진 성분으로서 조성물의 성분들 중 물과 혼합되면 수화 반응을 통해 응결, 경화되면서 높은 강도를 부여하고 접착력을 향상 시키는데 기여한다. 한편, 글라스비드(Glass beads)는 조성물의 충진 성분으로서 분산성을 향상시킨다. 입자 크기는 100 ~ 1000㎛가 바람직하며, 상기 입자 크기가 100㎛ 미만일 경우, 단순 충진 효과만 있을 뿐 분산성 향상 기능을 구현하지 못할 우려가 있으며, 1000㎛를 초과할 경우, 입자 크기에 비례하여 분산성이 계속 향상되지 못해 비효율적일 우려가 있다. 본 발명에서 사용하는 시멘트 또는 글라스비드는 8~12 중량부가 바람직하다. 시멘트 또는 글라스비드의 함량이 8 중량부 미만이면 조성물이 균일하게 혼합되기 어렵고 시멘트 또는 글라스비드의 함량이 12 중량부 초과이면 조성물에 투입되는 물의 함량이 많아져 조성물을 기재에 도포 후 건조 시간이 늘어나게 되는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 도포된 금속 시편을 나타낸 사진이다. (a)는 금속 시편을 굽힌 상태의 사진이고 (b)는 펼친 상태의 사진이다. 도 1을 참조하면, 기재가 휘어져도 도포된 조성물이 기재로부터 탈리되지 않고 그대로 부착되어 기재에 방수성, 발수성을 부여한다.
이하 실시예, 비교예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하도록 하겠다. 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3에 혼합되는 물의 양은 각 실시예 및 비교예 100 중량부를 기준으로 10~15 중량부를 투입하여 혼합하였다.
조성물의 제조
(1) 제 1 조성물
규사 43 중량부, 에틸렌 초산비닐 공중합체 4 중량부, 라텍스 분말 3 중량부, 은 0.75 중량부, 아미드 0.25 중량부, 포틀랜드 시멘트 40 중량부, 징크스테아레이트 2 중량부, 메틸셀룰로오스 1 중량부, 셀룰로오스 섬유 3 중량부, 소듐티오시아네이트 3 중량부를 혼합한 후 물 30 중량부를 혼합 및 교반함으로써 제 1 조성물을 제조하였다.
(2) 제 2 조성물
실릴 화합물 2 중량부, 유기 실란 화합물 2 중량부, 아미노 실란 화합물 1 중량부, 아크릴 수지 7.5 중량부, 물 87.445 중량부, pH 조절제 0.05 중량부, 킬레이트제 0.005 중량부를 혼합 및 교반함으로써 제 2 조성물을 제조하였다.
(3) 무기질 탄성 수지부
아크릴 라텍스 70 중량부, 부타디엔 5 중량부, 메타아크릴레이트 20중 량%, 소포제 0.3 중량부, 증점제 0.3 중량부 및 방부제 0.4 중량부를 혼합 및 교반함으로써 무기질 탄성 수지부를 제조하였다. 이때, 아크릴 라텍스는 Tg가 -10 ℃이고, 고형분이 50% 인 것을 사용하였으며, 메타아크릴레이트로는 이소트리데실 메타아크릴레이트를, 소포제로는 지방산계 에스테르를, 소포제로는 메틸셀룰로오스(methy cellulose)를, 방부제로는 벤조산을 이용하였다.
(4) 무기질 탄성 분체부
규사 60 중량부, 탈크 4 중량부, 이산화티탄 4 중량부, 시멘트 30 중량부 및 세피올라이트 2 중량부를 혼합 및 교반함으로써 무기질 탄성 분체부를 제조하였다. 이때, 탈크, 산화티탄 및 세피올라이트의 입도는 약 200 메쉬였으며, 규사는 6호사와 7호사를 1:1 중량비로 혼합하여 사용하였다. 그리고 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 알루미나 시멘트를 1:0.5 중량비로 혼합하여 사용하였다.
(5) 수용성 아크릴 수지
이산화규소 57 중량부, 물 25 중량부, Acrylic acid-2-ethylhexyl acrylate-styrene polymer 15 중량부, 그리고 팔리고스카이트, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 수소처리된 중질 파라핀 정제유, 2-Propenoic acid homopolymer sodium salt의 혼합물 3 중량부를 혼합 및 교반함으로써 수용성 아크릴 수지를 제조하였다.
실시예 1
제 1 조성물 40 중량부, 제 2 조성물 30 중량부, 무기질 탄성 수지부 5 중량부, 무기질 탄성 분체부 10 중량부, 수용성 아크릴 수지 5 중량부, 시멘트 10 중량부로 하여 투입 및 혼합하고 500 rpm 속도로 교반하였다(온도 23 ℃, 습도 40).
실시예 2
제 1 조성물 44 중량부, 제 2 조성물 34 중량부, 무기질 탄성 수지부 3 중량부, 무기질 탄성 분체부 6 중량부, 수용성 아크릴 수지 5 중량부, 시멘트 8 중량부로 하여 투입 및 혼합하고 500 rpm 속도로 교반하였다(온도 23 ℃, 습도 40).
비교예 1
제 1 조성물 40 중량부, 제 2 조성물 26 중량부, 무기질 탄성 수지부 7 중량부, 무기질 탄성 분체부 12 중량부, 수용성 아크릴 수지 5 중량부, 시멘트 10 중량부로 하여 투입 및 혼합하고 500 rpm 속도로 교반하였다(온도 23 ℃, 습도 40).
비교예 2
제 1 조성물 40 중량부, 제 2 조성물 34 중량부, 무기질 탄성 수지부 4 중량부, 무기질 탄성 분체부 8 중량부, 수용성 아크릴 수지 5 중량부, 시멘트 8 중량부로 하여 투입 및 혼합하고 23 ℃에서 500 rpm 속도로 교반하였다.
비교예 3
제 1 조성물 43 중량부, 제 2 조성물 30 중량부, 무기질 탄성 수지부 5 중량부, 무기질 탄성 분체부 10 중량부, 수용성 아크릴 수지 2 중량부, 시멘트 10 중량부로 하여 투입 및 혼합하고 23 ℃에서 500 rpm 속도로 교반하였다.
시험예 1
시험예 1에서는 실시예 1, 2와 비교예 1~3에서 제조된 조성물을 사용하여 제작된 시편에 대해 부착강도, 내잔갈림성, 흡수량, 인장 성능, 내투수성 시험을 시행하였으며 그 결과를 [표 1]에 개시하였다. 시험은 KS F 4919 (시멘트계 폴리머 혼입 방수재)에 의거하여 시편을 제작하고 온도 20±15℃, 습도 60±20%에서 시행하였고, 내균열성 시험은 실내 온도 0℃, 20℃, 실외 온도 -10℃, 20℃에서 진행하였다. 시편에 사용된 기재는 300 X 300 X 60 mm 크기의 콘크리트, 금속, 플라스틱을 사용하였다.
| 항목＼구분 | 시험용 기재 | KS기준 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | |
| 부착강도(N/㎠) | 콘크리트 | 80 이상 | 122 | 120 | 110 | 88 | 70 | |
| 금속 | 80 이상 | 120 | 111 | 62 | 46 | 24 | ||
| 부직포 | 80 이상 | 118 | 126 | 98 | 58 | 22 | ||
| 내잔갈림성 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 균열있음 | 균열있음 | 균열있음 | |
| 흡수량 (g) | 콘크리트 | 2 이하 | 0.4 | 0.5 | 1.8 | 1.4 | 0.6 | |
| 내투수성 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 투수있음 | 투수있음 | 이상없음 | |
| 인장강도(N/㎠) | 금속 | 100 이상 | 138 | 140 | 74 | 58 | 62 | |
| 플라스틱 | 100 이상 | 126 | 132 | 68 | 62 | 58 | ||
| 내균열성 | 실내 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 균열발생 |
| 실외 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 균열발생 | 균열발생 | 균열발생 | |
| 인열강도(N/) | 금속 | 50 이상 | 70 | 67 | 24 | 32 | 18 | |
| 플라스틱 | 50 이상 | 66 | 59 | 26 | 28 | 24 | ||
| 내알칼리성 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 균열,기포발생 | 균열,기포발생 | 균열 | |
| 내산성 | 콘크리트 | - | 이상없음 | 이상없음 | 균열,기포발생 | 균열,기포발생 | 균열 | |
표 1의 결과를 보면, 부착강도는 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에서 KS F 4919 인증기준 80 이상에 적합한 기준을 보이지만 콘크리트 이외의 금속이나 플라스틱과 같은 다른 재질의 기재에서는 낮은 부착성을 가지는 것을 알 수 있다. 또한 비교예 3은 수용성 아크릴 수지 함량이 5 중량부 미만으로 부착강도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터 본 발명에서 제시한 범위와 다르게 설계된 비교예 1 내지 3은 콘크리트 이외의 기재에 대해서는 부착성이 낮아 방수 도막재로서는 적절하지 않은 것으로 판단된다.
내잔갈림성에서는 비교예 1 내지 3에서는 미세한 갈림이 일어나는 반면 실시예 1, 2는 기재의 거동에도 균열 발생이 없이 양호하였다.
내투수성은 실시예 1, 2와 비교예 3에서 이상이 없는 반면 비교예 1, 2에서 약간의 투수가 나타났는데 이는 기재 표면에 발생한 미세한 균열을 통해 물이 들어간 것으로 판단된다.
흡수량은 실시예 1,2 및 비교예 1 내지 3에서 KS F 4919 인증기준 2 이하에 적합한 기준을 보이지만 실시예 1, 2의 흡수량이 비교예 1 내지 3에 비해 더 낮은 값을 나타내므로 방수성이 더 높은 것을 확인할 수 있다.
인열강도 및 인장강도에서는 실시예 1, 2에서 비교예 1 내지 3보다 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이것으로부터 본 발명에서 제시한 범위와 다르게 설계된 비교예 1 내지 3이 콘크리트 이외의 금속이나 플라스틱과 같은 다른 재질의 기재에서는 기재와의 접착성이 약한 것으로 판단된다.
내알칼리성, 내산성 시험에서는 실시예 1, 2의 외관은 조성물이 벗겨지거나 균열이나 기포 발생이 없이 양호하였다. 그러나 비교예 1 내지 3은 표면에 균열, 기포가 발생된 것을 확인할 수 있었다. 이것으로부터 본 발명에서 제시한 범위와 다르게 설계된 비교예 1 내지 3이 알칼리 및 산성 조건에서 발수성 및 내화학성이 떨어지며 기재 표면에 균열, 기포를 발생하는 등 방수재로서 적합하지 않은 것으로 판단된다.
시험예 2
시험예 2에서는 실시예 1, 2와 비교예 1~3에서 제조된 조성물을 사용하여 제작된 시편에 대해 발수성 시험을 시행하였으며 그 결과를 [표 2]에 개시하였다. 시멘트 혼입 폴리머계 방수재의 규격인 KS F 4919에 발수성에 대한 시험항목이 규정되어 있지 않아 방수 또는 발수 가공된 섬유 원단에 대한 규격인 KS K 0590을 차용하였다. 시편에 사용된 기재는 300 X 300 X 60 mm 크기의 금속을 사용하였고, 시편을 발수도 측정기의 집게에 끼운 후 물 250 ml를 깔때기에 부어 25~30초 사이에 시험편에 뿌려지도록 하였다. 젖은 쪽을 아래로 향하여 여분의 물방울을 털어낸 후, 발수도 판정표와 비교하여 판정하였다.
| 발수도 등급 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 |
| 초기 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 |
| 14일 경과 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 |
| <발수도 등급> 5 : 표면에 부착 또는 습윤이 없는 것 4 : 표면에 약간의 부착 또는 습윤을 나타내는 것 3 : 물이 떨어진 자리에 습윤을 나타내는 것 2 : 전 표면에 걸쳐 부분적 습윤을 나타내는 것 1 : 전 표면에 습윤을 나타내는 것 0 : 표면과 이면이 완전히 습윤된 것 |
|||||
실시예 1 및 2와 비교예 1을 비교해보면, 초기 발수도와 14일 경과 후 발수도 모두에서 실시예 1 및 2의 발수도가 더 높은 것을 확인할 수 있다. 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 모두 제 1 조성물 및 제 2 조성물의 함량이 본 발명에서 제시한 범위 내로 설계되었으나 비교예 1은 제 1 조성물 대비 제 2 조성물의 함량비가 0.65로 0.7 미만이다. 이것으로부터 제 1 조성물 대비 제 2 조성물의 비율이 0.7 미만의 경우 조성물의 발수도를 저하시키는 것으로 판단된다.
실시예 1 및 2와 비교예 2, 3을 비교해보면, 초기 발수도 등급은 동일하지만 14일 경화 후의 발수도 등급은 실시예 1 및 2는 유지되는 반면 비교예 2, 3의 발수도 등급은 낮아진 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터 본 발명에서 제시한 범위와 다르게 설계된 비교예 2, 3이 초기에는 물에 대한 저항성을 갖지만 빛이나 내화학성에 대한 내구성이 떨어져 발수성이 감소되는 것으로 판단된다.
발수성과 관련하여 도 2를 참조하면, 도 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물이 도포된 금속 시편에 물이 흐르는 자리에서만 약간의 습윤을 나타내었다. 일반적으로 무기질 도막재의 경우 미세 균열이 많아 콘크리트 기재 내부로 물의 침투가 일어날 수 있는데 본 발명에서는 기재 표면 조직이 치밀하게 연결되어 습윤되지 않는 것으로 판단된다.
시험예 3
시험예 3에서는 실시예 1, 2와 비교예 1~3에서 제조된 조성물을 사용하여 제작된 시편에 대해 미끄럼 저항 시험을 시행하였으며 그 결과를 [표 3]에 개시하였다. 시멘트 혼입 폴리머계 방수재의 규격인 KS F 4919에 미끄럼 방지에 대한 시험항목이 규정되어 있지 않아 노면 미끄럼 방지 포장에 대한 규격인 KS F 2375를 차용하였다. 시편에 사용된 기재는 300 X 300 X 60 mm 크기의 콘크리트를 사용하였고, 3 mm 두께로 도포 및 건조 후 미끄럼 저항 시험을 수행하였다.
| 구분 | 미끄럼 저항성 (BPN) |
| 실시예 1 | 90 |
| 실시예 2 | 86 |
| 비교예 1 | 52 |
| 비교예 2 | 48 |
| 비교예 3 | 44 |
표 3의 결과를 보면, 실시예 1 및 2와 비교예 1~3 모두 KS F 4919 인증기준 40 이상에 적합한 결과를 보이고 있으나 실시예 1 및 2는 비교예 1~3보다 훨씬 높은 미끄럼 저항값을 나타내어 비교예 1~3보다 우수한 결과를 보였다.
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 (8)
- 콘크리트 기재에 도포되는 탄성 무기질 도막 조성물에 관한 것으로,
제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하고,
제 1 조성물은 규사, 분말수지, 항균제, 백색시멘트, 소수성 첨가제, 증점제, 셀룰로오스 섬유, 경화촉진제를 포함하고,
제 2 조성물은 실릴 화합물, 유기실란 화합물, 아미노 실록산, 수성 아크릴 수지, pH 안정제, 킬레이트제를 포함하며,
제 1 조성물 1 중량부 대비 제 2 조성물의 함량이 0.7 내지 0.8 중량부이고,
무기질 탄성 수지부는 아크릴 라텍스, 부타디엔, 메타아크릴레이트, 소포제, 증점제, 방부제를 포함하고, 무기질 탄성 분체부는 규사, 탈크, 이산화티탄, 시멘트, 세피올라이트를 포함하며, 무기질 탄성 수지부 1 중량부 대비 무기질 탄성 분체부의 함량이 1 대 1.8 내지 2.2 중량부이며,
수용성 아크릴 수지는 이산화규소, Acrylic acid-2-ethylhexyl acrylate-styrene polymer, 팔리고스카이트, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 수소처리된 중질 파라핀 정제유, 2-Propenoic acid homopolymer sodium salt를 포함하는 콘크리트 기재에 도포되어 방수, 발수성을 부여하는 탄성 무기질 도막 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 조성물은 규사 25~40 중량부, 분말수지 3~10 중량부, 항균제 0.5~1.2 중량부, 백색시멘트 35~45 중량부, 소수성 첨가제 1~2.5 중량부, 증점제 0.3~1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 1~5 중량부 및 경화촉진제 1~5 중량부인 탄성 무기질 도막 조성물. - 제 1 항에 있어서,
제 2 조성물은 실릴 화합물 1~3 중량부, 유기실란 화합물 1~3 중량부, 아미노 실록산 1~2 중량부, 수성 아크릴 수지 4~12 중량부를 포함하고 조성물의 성능이 저하되지 않는 범위에서 pH 안정제 0.03~0.05 중량부, 킬레이트제 0.003~0.005 중량부, 물 80~92 중량부인 탄성 무기질 도막 조성물. - 제 1 항에 있어서,
수성 아크릴 수지는 부틸아크릴레이트(Butylacrylate), 에틸아크릴레이트(Ethylacrylate), 틸아크릴레이트(Methylacrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl Acrylate), 메타크릴레이트(Methacrylates), 2-클로로에틸 비닐 에테르(2-Chloroethyl vinyl ether), 하이드록시에틸 메타크릴레이트(Hydroxyethyl methacrylate), 부틸 메타크릴레이트(Butyl methacrylate), TMPTA(Trimethylolpropane triacrylate) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 탄성 무기질 도막 조성물. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항의 탄성 무기질 도막 조성물을 이용하여 콘크리트 기재에 방수, 발수성을 부여하는 방법에 있어서,
제 1 조성물 35~45 중량부, 제 2 조성물 25~35 중량부, 무기질 탄성 수지부 3~7 중량부, 무기질 탄성 분체부 8~12 중량부, 수용성 아크릴 수지 3~7 중량부, 시멘트 또는 글라스비드 8~12 중량부를 포함하는 탄성 무기질 도막 조성물에 물을 투입 및 혼합하여 혼합 조성물을 형성하는 혼합단계;
콘크리트 기재에 상기 혼합 조성물을 도포하는 도포단계;
상기 콘크리트 기재에 도포된 혼합 조성물을 건조시킴으로써 상기 콘크리트 기재에 상기 도막 조성물에 의한 도막을 형성하는 건조단계;를 포함하고,
상기 혼합단계에서 제 1 조성물 1 중량부 대비 제 2 조성물이 0.7 내지 0.8 중량부인 것을 특징으로 하는 탄성 무기질 도막 조성물을 이용하여 콘크리트 기재에 방수, 발수성을 부여하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 혼합단계에서 무기질 탄성 수지부 1 중량부 대비 무기질 탄성 분체부의 함량은 1 대 1.8 내지 2.2 중량부인 것을 특징으로 하는 탄성 무기질 도막 조성물을 이용하여 콘크리트 기재에 방수, 발수성을 부여하는 방법.
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