KR102160782B1 - 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.
구체적으로는, 기존의 방수 기능을 위하여 도포되어 도막을 형성하는 방수재의 황변이 발생되는 것을 방지하기 위하여 Alipahtic 폴리우레아를 대신 적용하고, 더불어 자외선 안정제를 더 첨가함으로써 황변을 방지하면서도 방수가 가능한 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

Description

무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재{NON-YELLOWING TYPE POLYUREA RESIN COATING WATERPROOFING MATERIAL}

본 발명은 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

구체적으로는, 기존의 방수 기능을 위하여 도포되어 도막을 형성하는 방수재의 황변이 발생되는 것을 방지하기 위하여 Alipahtic 폴리우레아를 대신 적용하고, 더불어 자외선 안정제를 더 첨가함으로써 황변을 방지하면서도 방수가 가능한 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 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.

등록특허공보 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, 등록특허공보 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, 등록특허공보 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, 등록특허공보 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, 등록특허공보 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.

상술된 바와 같이 종래 기술들은 방수재 구현을 위하여 통상적으로 에폭시, 우레탄 등을 사용하고 있는데, 일반적으로 우레탄은 황변 특성에 매우 취약하다.

일부 기술에서는, 황변을 방지하기 위하여 자외선의 영향을 감소시킬 수 있는 방안을 적용하고 있지만, 우레탄이 가지는 고유 특성에 의한 황변을 방지하는데에는 무리가 있었다.

등록특허공보 제10-1385668호(2014.04.15. 공고)) 등록특허공보 제10-0963615호(2010.06.15. 공고) 등록특허공보 제10-1402370호(2014.06.27. 공고) 등록특허공보 제10-1355034호(2014.01.29. 공고) 등록특허공보 제10-1002094호(2010.12.16. 공고)

본 발명의 목적은, 기존의 방수 기능을 위하여 도포되어 도막을 형성하는 방수재의 황변이 발생되는 것을 방지하기 위하여 Alipahtic 폴리우레아를 대신 적용하고, 더불어 자외선 안정제를 더 첨가함으로써 황변을 방지하면서도 방수가 가능한, 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재를 제공하는데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재는, 폴리이소시아네이트 및 폴리아민을 주원료로 포함하고, 침강방지제, 자외선 안정제 및 기름분말을 기능원료로 포함한 원료를 이용하여 제조된 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재로서,

상기 원료는, 상기 주원료를 100중량부 기준으로, 침강방지제 3~5중량부, 자외선 안정제 10~15중량부 및 기름분말 1~3중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 자외선 안정제는, 자외선 흡수제, 켄처(Quencher), 과산화 분해제, 라디칼 스케빈저 및 HALS(Hindered Amine Light Stabilizer) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기름분말은 식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것을 말토덱스트린을 이용하여 분말화한 것 또는 식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것을 냉각시켜 고체로 준비한 뒤, 디하이드레이트를 시켜서 갈아서 분말화한 것 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기름분말은 아마의 성숙한 종자 아마인에서 채유되는 건성유인 린시드 오일을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 의하면, 기존의 우레탄 등을 이용하는 도박 방수재에 비하여 황변의 발생을 방지할 수 있는 도막 방수재를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실험예 2에 따른 결과를 표로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실험예 3에 따른 결과를 표로 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

실시예 1. 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재

본 발명은 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

구체적으로는, 기존의 방수 기능을 위하여 도포되어 도막을 형성하는 방수재의 황변이 발생되는 것을 방지하기 위하여 Alipahtic 폴리우레아를 대신 적용하고, 더불어 자외선 안정제를 더 첨가함으로써 황변을 방지하면서도 방수가 가능한 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 다른 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재는, 폴리이소시아네이트 및 폴리아민을 주원료로 포함하고, 침강방지제, 자외선 안정제 및 기름분말을 기능원료로 포함하되, 상기 주원료와 기능원료를 통상의 폴리우레아 제조 방식을 이용하여 제조된다.

다만, 통상의 폴리우레아 제조 방식을 이용하되, 제조를 위한 온도와 시간을 다소 증가시킬 수 있다.

구체적으로는, 주원료 100중량부를 기준으로, 침강방지제 3~5중량부, 자외선 안정제 10~15중량부 및 기름분말 1~3중량부를 포함하도록 한다.

상기 폴리우레아는 경화제와 반응하면서 급속히 경화를 시작하기 때문에, 본 발명과 같이 도막 방수재로 사용되는 경우, 신속한 경화가 가능한 이점이 있지만, 상술된 급속한 경화의 문제로 인해 우레탄 등과 같은 종래 Premix 타입의 방법으로의 제조는 불가능하다.

따라서, 폴리우레아는 전용장비가 필요하며, 이는 통상의 폴리우레아 제조용 전용장비를 사용하는 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

이러한 전용장비는 고온과 고압을 형성하는데, 일예로 65℃의 온도와 1,500psi의 압력을 가진다. 즉, 본 발명에 따른 폴리우레아 제조를 위해서는 위 온도와 압력에 대하여 +10~15℃의 온도와 +100~150psi의 압력을 증가시킬 수 있는 것이다.

이렇게 제조되는 폴리우레아는 Aliphatic으로 제조되며, 일반적으로 폴리우레아는 Aromatic과 Aliphatic으로 구분되는데, 이 중 무황변에 기능성을 가지는 Aliphatic으로 제조되도록 한다. 이러한 Aliphatic으로의 제조는 폴리우레아를 다루는 통상의 기술자에게 자명한 것이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

침강방지제는 각 조성물을 균일하게 하고 점성을 부여한다. 폴리에틸렌계 분말, 폴리에틸렌계 왁스, 고급 지방산 아미드계 등이 통상적으로 사용된다.

이러한 침강방지제는, 본 발명에 따른 조성물이 혼합될 때, 각 조성물들에 포함된 불용성 성분이 잔여하게 되어 혼합 중 침강이 발생되는 것을 방지하도록 하고, 이에 따라 조성물의 혼합이 균일해지지 못하는 것을 방지하도록 한다.

자외선 안정제는 자외선 흡수제, 켄처(Quencher), 과산화 분해제, 라디칼 스케빈저, HALS(Hindered Amine Light Stabilizer) 등이 있다. Hydroxy benzophenone과 Hydrixyphenyl benzotriazole이 가장 많이 사용되며 Arylester나 Oxanilides 등이 통상적으로 사용될 수 있다.

기름분말은, 식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것을 말토덱스트린을 이용하여 분말화한 것 또는, 식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것을 냉각시켜 고체로 준비한 뒤, 디하이드레이트를 시켜서 갈아서 분말화한 것 등을 사용할 수 있다.

이때, 식물씨앗은, 식물의 모든 씨앗을 채용할 수 있으나, 황변 방지를 목적으로 아마의 성숙한 종자 아마인에서 채유되는 건성유인 린시드 오일(Linseed oil, 아마인유, 亞麻仁油)을 사용할 수 있다.

실험예 1. 실시예 1에 따른 내수성 평가

상술된 실시예 1에 기반하여 '무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재'를 제조하였다. 다만 기름분말은 린시드 오일을 사용하였다.

이러한 실시예 1에 대하여, 일반적으로 도막 방수재로 사용되는 시중의 타사제품 A를 대조군으로 하고, 비교예 1로서 린시드 오일을 제거한 것을 사용하고, 다른 비교예로서 기름분말의 함량을 조절하여 다음과 같이 시료를 준비하였다.

	대조군	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	비교예 4
기름분말	-	-	1	2	3	4
흡수량(g)	2.8	3.0	2.9	2.8	2.8	2.8

※ 단위 : 중량부

실험은, 각 시료에 따라 제조된 조성물을 육면체(가로, 세로, 높이 각각 50mm)로 이루어진 상자 내부 바닥면을 제외한 5면 각각에 도포하여 수밀처리 한 뒤, 24시간 경과 후 바닥면에서의 흡수량을 측정하였다.

위의 [표 1]과 같이, 각 시료별로 유의한 수준으로 나타났다. 다만, 기름분말의 함량이 증가함에 따라 흡수량이 다소 증가하는 경향을 보이긴 했지만, 유의한 수준이다.

또한, 통상의 시중 제품에 비하여, 본 발명에 따른 '무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재'는 동일한 내수성을 가졌다. 즉, 시중제품만큼의 방수 기능을 수행할 수 있다는 것이다.

그러면서도, 폴리우레아의 사용을 통해 황변 방지 기능이 가능하고, 나아가 기름분말 및 자외선안정제를 통해 황변 방지에 대한 효과를 향상시킬 수 있다.

실험예 2. 마찰력 평가

본 발명에 따른 '무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재'는 기름분말을 사용함에 따라 미끄럼의 우려가 있다. 따라서 [표 1]의 비교예들과 실시예 1에 따른 시료를 통해 마찰력 평가를 수행하였다.

미끄럼 저항 평가는, ASTM E274 시험 방법에 따라 시험을 수행하였다. 시험에 사용된 측정 장치는 M1200 Skid Friction Tester로 Locked Wheel Trailer 방식을 사용하였으며 센서는 Two-Axis-Force Transducer를 모든 측정 및 결과처리작업을 견인차 내부에 장착된 컴퓨터로 처리하였다.

그 결과는 첨부된 도면의 도 1을 참조할 수 있다. 도 1은 본 발명의 실험예 2에 따른 결과를 표로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1과 같이, 기름분말이 4중량 이상으로 함유되는 경우 국토해양부에서 기준하는 미끄럼 저항에 대한 안전 평가에 미달인 것으로 나타났다.

또한, 기름분말이 함유되지 않은 비교예 1은 물론 실시예를 비롯한 비교예 2 및 비교예 3은 안전 평가 기준에 적합한 것으로 나타났다.

따라서, 기름분말이 포함됨에 의해 미끄럼을 유발할 우려는 없는 것으로 확인되었고, 기름분말의 함량은 1 내지 3의 경우가 적합한 것으로 확인되었다.

실험예 3. 물이 존재하는 상태에서의 마찰력 평가

실험예 3에서는 실험예 2와 동일한 실험을 수행하되, 각각의 시료에 물 300ml를 부은 뒤 5분 경과 후에 미끄럼 저항에 대한 평가를 수행하였다.

그 결과는 첨부된 도면의 도 2와 같다. 도 2는 본 발명의 실험예 3에 따른 결과를 표로 나타낸 것이다.

전반적으로, 각 시료의 미끄럼 저항이 감소하는 것으로 나타났으나, 실험예 2에서 안전 기준을 충족하는 시료들은 여전히 안전 기준에 적합한 것으로 확인되었다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

Claims (5)

1. 폴리이소시아네이트 및 폴리아민을 주원료로 포함하고, 침강방지제, 자외선 안정제 및 기름분말을 기능원료로 포함한 원료를 이용하여 제조된 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재로서,
   상기 원료는,
   상기 주원료를 100중량부 기준으로, 침강방지제 3~5중량부, 자외선 안정제 10~15중량부 및 기름분말 1~3중량부 포함하되,
   상기 기름분말은,
   식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것인 아마의 성숙한 종자 아마인에서 채유되는 건성유인 린시드 오일을,
   ① 말토덱스트린을 이용하여 분말화한 것 또는,
   ② 식물씨앗을 추출하여 기름으로 획득된 것을 냉각시켜 고체로 준비한 뒤, 디하이드레이트를 시켜서 갈아서 분말화한 것 중 어느 하나를 사용함으로써,
   폴리우레아에 의한 황변 방지와; 기름분말에 의한 내수성 확보와; 물이 존재 유무와 관계없이 국토해양부에서 기준하는 미끄럼 저항에 대한 안전 평가에 부합하는 효과;를 가지는 것을 특징으로 하는, 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 자외선 안정제는, 자외선 흡수제, 켄처(Quencher), 과산화 분해제, 라디칼 스케빈저 및 HALS(Hindered Amine Light Stabilizer) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 무황변 타입의 폴리우레아 수지 도막 방수재.
   
4. 삭제
5. 삭제

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