KR102186782B1 - 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물 - Google Patents

수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

수중환경에서 우수한 경화성을 갖는 아민계 경화제를 포함함으로써, 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물은 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 노볼락계 에폭시 수지 20~50중량부, 에폭시기를 포함하는 반응성 희석제 1~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부, 흄드 실리카 입자 5~15중량부, 실리콘계 레벨링제 0.1~5중량부, 실리콘계 소포제 0.1~5중량부를 포함하는 주제; 및 상기 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 아민계 경화제 30~80중량부, 아민계 촉진제 10~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부를 포함하는 경화제;를 포함할 수 있다.

Description

수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물{EPOXY RESIN COMPOSITION FOR UNDERWATER REINFORCEMENT WITH EXCELLENT CURABILITY AND RESISTANCE IN AQUATIC ENVIRONMENT}
본 발명은 수중환경에서 우수한 경화성을 갖는 아민계 경화제를 포함함으로써, 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.
에폭시 수지는 굴곡강도 등의 기계적 성질이 우수하고 경화 시 접착성이 우수하여 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.
한편, 해양 구조물의 경우, 콘크리트나 강판 대신에 강도 증진과 표면 보호 기능을 갖는 섬유강화 복합소재를 사용하여 보수 및 보강 공사를 한다.
섬유강화 복합소재는 수중에 노출된 해양 구조물의 보수 보강 시 시간적, 경제적 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있어 여러 분야에 널리 사용되고 있다.
섬유강화 복합소재에 사용되는 수지 조성물은 내수성, 접착성 및 내약품성이 우수한 에폭시 수지 기반의 조성물이 주로 사용되고 있다. 이러한 에폭시 수지 기반의 조성물은 경화성과 작업성을 향상시키기 위해 희석제와 경화제가 더 포함된다. 에폭시 수지, 희석제 및 경화제의 종류와 함량을 달리하여 수중 보수보강용에 적합한 에폭시 수지 조성물을 시도해왔으나, 종래 에폭시 수지 조성물로는 염수, 습윤, 저온 환경에서 장시간 노출되는 경우, 경화성 및 내수성이 우수한 효과를 제공하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 염수, 수중, 0℃ 이하의 저온 환경에서도 경화성 및 내수성이 우수한 에폭시 수지 조성물의 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물은 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 노볼락계 에폭시 수지 20~50중량부, 에폭시기를 포함하는 반응성 희석제 1~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부, 흄드 실리카 입자 5~15중량부, 실리콘계 레벨링제 0.1~5중량부, 실리콘계 소포제 0.1~5중량부를 포함하는 주제; 및 상기 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 아민계 경화제 30~80중량부, 아민계 촉진제 10~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부를 포함하는 경화제;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 5
Figure 112019125254542-pat00001
이하의 저온에서 경화할 수 있는 아민계 경화제를 포함함으로써 수중 또는 습윤 환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 비스페놀계 에폭시 수지를 베이스로 하되 노볼락계 에폭시 수지, 희석제 및 경화제를 포함하여 주제와 경화제를 최적의 비율로 배합함으로써, 내구성 뿐만 아니라, 굴곡강도 등의 기계적 특성이 우수하다.
또한 본 발명의 에폭시 수지 조성물은 섬유 보강재에 함침되어 우수한 계면 접착력과 내구성을 나타낼 수 있어, 해양 구조물의 보수, 보강 용도에 적용 가능하다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물을 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물은 주제와 경화제를 포함한다. 에폭시 수지 조성물은 주제 100중량부에 대하여, 경화제 50~100중량부를 포함한다.
주제는 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 노볼락계 에폭시 수지 20~50중량부, 에폭시기를 포함하는 반응성 희석제 1~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부, 흄드 실리카 입자 5~15중량부, 실리콘계 레벨링제 0.1~5중량부, 실리콘계 소포제 0.1~5중량부를 포함한다.
비스페놀계 에폭시 수지는 상온(25±5℃)에서 액상으로 존재하고, 내수성, 접착성 등이 우수하다. 그 예로 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지 등이 있다.
비스페놀계 에폭시 수지의 당량은 170~180g/eq일 수 있다. 당량이 170g/eq 미만인 경우, 경화 밀도가 높아짐에 따라 경화물의 부착력이 저하될 수 있으며, 내충격성 및 내크랙성이 저하될 수 있다. 반대로 당량이 200g/eq를 초과하는 경우, 에폭시 수지 조성물의 점도가 높아짐에 따라 경화물의 두께를 조절하기에 어려움이 있고, 작업성이 저하될 수 있다. 또한 당량이 이 범위를 벗어나는 경우, 아민브러싱, 미경화, 물성저하 등의 문제점이 발생한다.
노볼락계 에폭시 수지는 페놀 노볼락 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락 에폭시 수지 및 디사이클로펜타디엔(DCPD) 노볼락 에폭시 수지 중 1종 이상을 포함한다.
상기 노볼락계 에폭시 수지의 당량은 170~230g/eq일 수 있다. 당량이 이 범위를 벗어나는 경우 목표로 하는 물성을 확보하기에 불충분할 수 있다.
노볼락계 에폭시 수지는 20~50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 수지 조성물의 내수성 및 접착강도가 다소 저하될 수 있다.
에폭시기를 포함하는 반응성 희석제는 에폭시 수지의 우수한 물성을 유지하면서도 조성물의 점도를 낮추는 물질을 총칭하는 것으로, 지방성 글라이시딜 에테르 형태의 2관능성 에폭시기 등을 포함하는 것이 바람직하다.
에폭시기를 포함하는 반응성 희석제는 1~30중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 1중량부 미만인 경우, 조성물의 점도와 유리 전이 온도가 증가될 수 있다. 반대로, 함량이 30중량부를 초과하는 경우, 조성물의 점도와 유리 전이 온도가 감소될 수 있다.
탄산칼슘은 20~50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 수중 환경에서 경화성 및 내수성 확보가 어려울 수 있다.
황산바륨 20~50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 경우, 수중 환경에서 경화성 및 내수성 확보가 어려울 수 있다.
흄드 실리카 입자는 퓸 형태로 만들어진 무수 규산으로, 조성물의 흐름 방지, 유동성 개선을 위해 에폭시 수지 조성물에 포함되는 것이 바람직하다. 흄드 실리카는 예를 들어, 사염화규소, 산소 및 수소를 900~1100
Figure 112019125254542-pat00002
에서 반응시켜 염화수소와 함께 고순도의 흄드 실리카로 제조될 수 있다.
또한, 아스팔트와 수지 조성물이 분리되는 것을 방지하고, 조성물 경화 후 콘크리트와의 부착력도 향상시킬 수 있으며, 에폭시 수지 조성물 내 요변성(thixotropy)을 증가시킬 수 있다.
이러한 흄드 실리카 입자는 직경이 10~300nm인 구형인 것이 바람직하며, BET 비표면적은 50~200m2/g일 수 있다. 이 범위를 만족함에 따라 요변성 뿐만 아니라 내식성 및 분산성을 증가시킬 수 있다.
에폭시 수지 조성물은 흄드 실리카 입자 5~15중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 함량이 5중량부 미만인 경우, 에폭시 수지 조성물이 섬유 보강재에 함침되기에 불충분할 수 있으며, 섬유 계면과의 접착력이 저하될 수 있다. 반대로, 15중량부를 초과하는 경우, 흄드 실리카 입자의 함량이 너무 많아지면서 물성 향상 효과없이 제조 비용만 상승하게 되고, 작업성이 저하될 수 있다.
실리콘계 소포제는 실리콘이 함유된 아크릴 중합물로, 0.1~5중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1중량부 미만이거나, 5중량부를 초과하는 경우, 경화물의 요구되는 물성을 보다 향상시키기 어려울 수 있고, 경화물의 표면이 불균일해질 수 있다.
실리콘계 레벨링제는 0.1~5중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1중량부 미만이거나, 5중량부를 초과하는 경우, 경화물의 표면 습윤성이 저하되고 경화물의 표면이 불균일해질 수 있다.
상기 주제와 배합되는 경화제는 아민계 경화제, 아민계 촉진제, 탄산칼슘, 황산바륨을 포함한다. 경화제에 포함되는 조성의 함량은 상기 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 한다.
아민계 경화제는 지방족 아민계 경화제, 아미도아민계 경화제 및 페날카민(phenalkamine)계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 지방족 아민계 경화제는 에폭시 수지와의 경화 반응이 빠르고 접착성이 우수하며, 그 예로 에틸렌 디아민, 디에틸렌 트리아민 등이 있다. 아미도아민계 경화제는 화학적 내성과 강한 접착력을 가지며, 그 예로 폴리아미도아민, 폴리키탈 아미도아민 등이 있다. 페날카민계 경화제는 에폭시 수지와의 상용성이 우수하고, 5
Figure 112019125254542-pat00003
이하의 저온에서 경화되며, 경화 속도가 빠른 특징이 있다.
이러한 아민계 경화제의 당량은 200~400g/eq일 수 있으며, 이들 범위를 벗어나는 경우, 물성저하 및 외관상의 문제점이 발생한다.
아민계 경화제는 30~80중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 30중량부 미만인 경우, 경화 속도가 지나치게 느려지는 문제점이 있다. 80중량부를 초과하는 경우 경화 속도가 너무 빨라지게 되어 바람직하지 않다.
아민계 촉진제는 아민계 경화제의 역할을 촉진시켜주는 것으로, 아지리딘 화합물 및 글리시딜 아민 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
아지리딘 화합물은 1,1'-azelaoyl-bis-(2-methylaziridine), N,N'-bis-propylenadipic acid amide(BPA), 1,6-hexamethylendipropylenurea(HMPU), toluene-2,6-dipropylenurea(TPU), N,N'-bis-propylenisophthalic acide amide(BPI), trimethylolpropane-tris-(N-methylaziridinyl)-propionate 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
아민계 촉진제는 10~30중량부로 포함될 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 촉진 기능 효과 없이 제조 비용만 증가하게 된다.
경화제에서 탄산칼슘은 20~50중량부, 황산바륨은 20~50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이에 대한 사항은 주제에서 설명한 바와 같다.
또한, 본 발명의 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물은 경화제에 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 테트라부틸포스포늄 말로네이트(Tetrabutylphosphonium malonate) 0.1~1중량부를 더 포함할 수 있다. 경화제에 테트라부틸포스포늄 말로네이트를 더 포함하는 경우, 점도 조절이 용이하며, 습윤 환경에서 보다 우수한 접착강도를 나타낼 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물은 수중 환경에서 우수한 경화성을 나타내는 아민계 경화제를 포함하고, 비스페놀계 에폭시 수지에 요변성을 부여하는 흄드 실리카를 포함함으로써, 수중 환경에 존재하는 해양 구조물 등에 보수, 보강용으로 적용 가능하다.
아울러, 본 발명의 섬유 함침용 에폭시 수지 조성물은 섬유 보강재에 함침되기에 용이하고, 섬유 계면과의 접착력 및 내구성이 우수한 효과가 있다.
이와 같이 수중환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물의 제조
실시예 1
1g당량이 170g/eq인 비스페놀 A형 에폭시 수지(Huntsman 사) 100중량부에 대하여, 페놀 노볼락 에폭시 수지(Huntsman 사, 1g당량이 170g/eq) 20중량부, 지방성 글라이시딜 에테르 형태의 에폭시기 희석제 1중량부, 탄산칼슘 20중량부, 황산바륨 20중량부, 흄드 실리카 입자(평균 직경이 280~300nm, BET 100m2/g) 5중량부, 실리콘 레벨링제 0.1중량부, 실리콘 소포제(알드리치) 0.1중량부를 투입하여 10분간 교반하여 주제를 제조하였다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 1g당량이 300g/eq인 아민계 경화제(디에틸렌 트리아민:폴리아미도아민=1:1의 혼합비) 30중량부, 1,1'-azelaoyl-bis-(2-methylaziridine) 촉진제 10중량부, 탄산칼슘 20중량부, 황산바륨 20중량부를 혼합하여 경화제를 제조하였다.
상기 주제 100중량부에 대하여, 경화제 100중량부를 혼합하여 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
페놀 노볼락 에폭시 수지 50중량부를 혼합하여 주제를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
주제에 탄산칼슘 50중량부, 황산바륨 50중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4
주제에 흄드 실리카 입자 15중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5
경화제에 아민계 경화제(디에틸렌 트리아민:폴리아미도아민=1:1의 혼합비) 80중량부, 촉진제 30중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6
경화제에 탄산칼슘 50중량부, 황산바륨 50중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 7
경화제에 테트라부틸포스포늄 말로네이트(알드리치) 1중량부를 더 포함한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
주제에 페놀 노볼락 에폭시 수지(Huntsman 사) 10중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
주제에 탄산칼슘 10중량부, 황산바륨 10중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3
주제에 탄산칼슘 60중량부, 황산바륨 60중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 4
주제에 흄드 실리카 입자 20중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 5
경화제에 1,1'-azelaoyl-bis-(2-methylaziridine) 촉진제 5중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 6
경화제에 1,1'-azelaoyl-bis-(2-methylaziridine) 촉진제 40중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 7
경화제에 탄산칼슘 60중량부, 황산바륨 60중량부를 혼합한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 에폭시 수지 조성물을 제조하였다
2. 물성 평가 방법 및 그 결과
상기 실시예 1~7 및 비교예 1~7에서 제조된 에폭시 수지 조성물을 이용하여 다음과 같이, 물성 평가를 실시하였다.
(1) 굴곡강도(MPa) : 콘크리트 면에 롤러를 사용하여 상기 에폭시 수지 조성물을 도포한 후 25도 및 수분 85%의 조건 하에 24시간 동안 경화시켜, ISO 178에 따라 측정하였다.
(2) 접착력(MPa) : asida-DZC-5에 의거하여 측정하였다.
(3) 경화도(%) : 콘크리트 면에 롤러를 사용하여 조성물을 도포한 후, 25
Figure 112019125254542-pat00004
및 수분 85%의 조건 하에 24시간 방치하여 초기 무게 대비 방치한 후의 무게의 비율을 측정하여 경화도(%)를 도출하였다.
(4) 투습도 측정 : ASTME 96의 조건에 따라 투습도를 측정하였으며, 투습도가 1~10 g/m2·day인 경우 "◎ 우수", 10~20 g/m2·day인 경우, "○ 양호", 20 g/m2·day 이상인 경우 "× 나쁨"으로 표시하였다.
[표 1]
Figure 112019125254542-pat00005
표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물의 경화물은 접착강도가 70~95 MPa, 접착력 30~40MPa, 경화도 70~90%, 우수한 투습도를 나타낸다.
따라서, 염수, 수중, 저온 환경에서 우수한 경화성 및 내수성을 나타내기 위해서는 에폭시 수지 조성물에 비스페놀계 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 아민계 경화제를 필수적으로 포함시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (6)

  1. 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 노볼락계 에폭시 수지 20~50중량부, 에폭시기를 포함하는 반응성 희석제 1~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부, 흄드 실리카 입자 5~15중량부, 실리콘계 레벨링제 0.1~5중량부, 실리콘계 소포제 0.1~5중량부를 포함하는 주제; 및
    상기 비스페놀계 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 아민계 경화제 30~80중량부, 아민계 촉진제 10~30중량부, 탄산칼슘 20~50중량부, 황산바륨 20~50중량부를 포함하는 경화제;를 포함하는 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비스페놀계 에폭시 수지의 당량은 170~180g/eq인 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노볼락계 에폭시 수지의 당량은 170~230g/eq인 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노볼락계 에폭시 수지는 페놀 노볼락 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락 에폭시 수지 및 디사이클로펜타디엔 노볼락 에폭시 수지 중 1종 이상을 포함하는 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 경화제의 당량은 200~400g/eq인 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아민계 촉진제는 아지리딘 화합물 및 글리시딜 아민 화합물 중 1종 이상을 포함하는 수중 보수보강용 에폭시 수지 조성물.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102287964B1 (ko) * 2021-01-18 2021-08-09 이수진 습윤성 및 급결성이 우수한 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 균열 보수공법
CN113897160A (zh) * 2021-10-27 2022-01-07 山西省交通科技研发有限公司 一种水下或潮湿环境加固工程用碳纤维布胶粘剂及其制备方法
KR20230040047A (ko) * 2021-09-15 2023-03-22 주식회사 제일화성 수중 구조물 보수 보강에 사용되는 하이브리드 섬유 함침용 수중 경화형 에폭시 수지 조성물

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130024259A (ko) * 2011-08-31 2013-03-08 주식회사 케이씨씨 가스용 강관 내부 무용제형 에폭시 도료 조성물
KR20160001860A (ko) * 2014-06-27 2016-01-07 한국건설생활환경시험연구원 함침성이 우수한 목재 선박용 함침수지 조성물
KR101784335B1 (ko) * 2017-03-28 2017-10-11 주식회사 에코하이텍 수증기 통기성이 있는 보강재 부착용 에폭시 레진 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물 보수보강 및 내진보강 공법
KR101799512B1 (ko) * 2017-08-17 2017-11-20 주식회사 삼성씨앤엠 기능성이 개선된 강구조물 표면보호용 강재 도장재 조성물 및 이를 이용한 강 구조물의 표면보호방법
KR102004913B1 (ko) * 2018-02-22 2019-07-29 주식회사 제일화성 수중 환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 섬유 함침용 에폭시 수지 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130024259A (ko) * 2011-08-31 2013-03-08 주식회사 케이씨씨 가스용 강관 내부 무용제형 에폭시 도료 조성물
KR20160001860A (ko) * 2014-06-27 2016-01-07 한국건설생활환경시험연구원 함침성이 우수한 목재 선박용 함침수지 조성물
KR101784335B1 (ko) * 2017-03-28 2017-10-11 주식회사 에코하이텍 수증기 통기성이 있는 보강재 부착용 에폭시 레진 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물 보수보강 및 내진보강 공법
KR101799512B1 (ko) * 2017-08-17 2017-11-20 주식회사 삼성씨앤엠 기능성이 개선된 강구조물 표면보호용 강재 도장재 조성물 및 이를 이용한 강 구조물의 표면보호방법
KR102004913B1 (ko) * 2018-02-22 2019-07-29 주식회사 제일화성 수중 환경에서 경화성 및 내수성이 우수한 섬유 함침용 에폭시 수지 조성물

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102287964B1 (ko) * 2021-01-18 2021-08-09 이수진 습윤성 및 급결성이 우수한 보수제 및 이를 이용한 콘크리트 균열 보수공법
KR20230040047A (ko) * 2021-09-15 2023-03-22 주식회사 제일화성 수중 구조물 보수 보강에 사용되는 하이브리드 섬유 함침용 수중 경화형 에폭시 수지 조성물
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