KR102214479B1

KR102214479B1 - 수용성 단열 탄성 방수제 및 그의 시공 방법

Info

Publication number: KR102214479B1
Application number: KR1020190011720A
Authority: KR
Inventors: 김진아
Original assignee: 주식회사 신영기업; 앰앤씨씨 주식회사
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2021-02-09
Also published as: KR20200094347A

Abstract

본 발명은 수용성 단열 탄성 방수제 및 그의 시공 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 물의 침투를 막는 방수 기능을 가지면서도 환경 친화적 성분들을 사용하여 탄성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호한 일액형 수성 탄성 도막 방수제 및 이를 이용한 시공 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제는 탄력성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호하여 경제성이 매우 뛰어나다.

Description

수용성 단열 탄성 방수제 및 그의 시공 방법{Water soluble elastic insulation waterproof agent and method for pavement marking using the same}

본 발명은 수용성 단열 탄성 방수제 및 그의 시공 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 물의 침투를 막는 방수 기능을 가지면서도 환경 친화적 성분들을 사용하여 탄력성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호한 일액형 수성 탄성 도막 방수제 및 이를 이용한 시공 방법을 제공하는 것에 있다.

도막방수제는 합성수지 재료를 바탕에 발라 방수도막을 만드는 공법에 사용되는 방수제로서, 고무아스팔트, 아크릴고무 또는 아크릴수지 등이 주성분인 에멀젼형과 클로로프렌이나 클로로설폰화폴리에틸렌이 함유된 용액형 우레탄이나 에폭시 수지가 주성분인 반응형이 있으며, 이들 중 고무아스팔트계와 우레탄계 도막방수제가 많이 사용되고 있다.

고무아스팔트계 도막방수제는 아스팔트에 합성고무와 각종 수지를 혼합하여 고분자의 열가소성 성질을 이용하여 급격히 경화시키는 열공법과 합성라텍스에 아스팔트를 유화시킨 후 수분의 증발에 의해 자연경화시키는 냉공법에 의해 제조되며, 보통 아스팔트에는 스티렌 계통의 중합체, 어탁틱폴리프로필렌, 스티렌부타디엔 라텍스 등이 혼합 사용되고 있다.

그리고 우레탄계 도막방수제는 용제형 우레탄계가 많이 사용되며, 최근에는 환경공해나 독성에 대한 작업안전성을 고려하여 폴리우레탄 에멀젼, 폴리우레탄 콜로이드 분산체, 폴리우레탄 수용액 등의 성상으로 수용성 우레탄계 방수제를 개발하여 사용하고 있으나, 아직 내구성을 비롯한 물성면에서는 기존 용제형 우레탄계 방수제보다 미흡한 점이 많다.

이러한 도막방수제는 건축물 등에서의 누수를 방지코자 하는 방수제로서의 기본기능 이외에, 최근 방수제로서 요구되고 있는 건축물의 부식과 잡초 및 해충의 서식 방지, 건물 옥상의 화단 조성이나 수목 식재가 가능토록 하는 미장성, 그리고 급격한 외부온도의 변화에 의해 발생하는 크랙에 대한 저항성 등에는 문제가 있다. 특히 종래 고무아스팔트 방수제의 경우에도 고무 성분이 적어 건축물의 균열을 방지하는 기능은 거의 갖지못하고 있다.

또한, 종래의 이액형무기질 탄성도막방수제는 현장에서 액상과 파우더를 혼합하는 공정상 숙련된 작업자가 아니면 부정확하게 혼합하게 되어 방수재의 품질이 균일하지 못하며, 매끈한 표면을 가지고 있어 타일부착 등의 후 공정이 원활하지 못하는 단점이 있다.

이와 관련하여 한국 등록특허 제10-1122254호호에는 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제 및 그 제조방법을 개시하고 있다. 그러나, 이 문헌에 개시된 수용성 도막방수제는 부착강도는 양호하나, 화학 합성재료들을 혼합 이용하고 있어 환경 친화성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 종래의 유성 도막 방수제는 톨루엔, 자일렌, 부칠아세테이트, 메틸이소부틸케론과 같은 발암성 유기용제를 다량으로 함유하고 있어 사용자 등의 인체에 해를 끼치는 문제점이 있어서 이를 개선할 필요성이 있다.

한국 등록특허 제10-0657020호(2006년12월06일) 한국 등록특허 제10-1042282호(2011년06월10일) 한국 등록특허 제10-1253028호(2013년04월03일)

본 발명자는 위와 같은 종래의 문제점들을 개선하고 물성 및 환경친화성이 뛰어난 도막 방수제를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 친환경 소재들을 사용하여 제조한 일액형 수성 탄성 도막 방수제가 탄력성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호한 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은, 일면에 있어서, 환경 친화적 성분들을 사용하여 탄력성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호한 일액형 수성 탄성 도막 방수제 및 이를 이용한 시공 방법을 제공하는 것에 있다.

위와 같은 본 발명의 목적은 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제 조성물에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 목적은, 추가의 일면에 있어서,

(a) 물 25~35 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부 순차적으로 첨가하여 혼합하면서 60~80℃에서 600~800rpm으로 1~3 시간 동안 교반하여 혼합물을 제조하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계를 거친 혼합물에 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부를 첨가한 후, 80~90℃에서 1000~1200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하는 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계를 거친 혼합물에 수성 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부를 소량씩 첨가하면서 80~100℃에서 1,000~1,200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제의 제조 방법에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 목적은, 추가의 일면에 있어서,

a) 방수제를 시공할 바닥면이나 벽체면의 표면을 정리하는 단계;

b) 정리된 표면을 메탈 다이아몬드 패드를 사용하여 연삭하는 단계;

c) 연삭 처리된 표면에 프라이머를 도포하여 하도처리하는 단계; 및

d) 양생 처리 후 수용성 단열 탄성 방수제를 2~3회 코팅하여 방수층을 시공하는 단계;를 포함하고,

상기 수용성 단열 탄성 방수제는

수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제를 이용한 시공 방법에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제는 탄력성, 내구성, 단열성 등의 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 이액형 용액에 비해 현장에서 간편하게 도포 가능하고, 친환경적인 성분들을 포함하여 작업성과 시공성이 양호하여 경제성이 매우 뛰어나다.

도 1은 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제의 시공 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명은, 일면에 있어서,

수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제 조성물을 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서

(c) 상기 (b) 단계를 거친 혼합물에 수성 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부를 소량씩 첨가하면서 80~100℃에서 1,000~1,200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서

상기 수용성 단열 탄성 방수제는 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제를 이용한 시공 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제 조성물, 이로 부터 제조된 방수제 및 그의 시공 방법의 전체적인 구성을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 방수제의 수지 성분으로서는 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼을 전체 조성물의 중량을 기준으로 90~110 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 수지 성분은 발명의 수용성 단열 탄성 방수제의 내화학성, 내용제성, 접착강도, 인장강도 및 탄성력을 부여하여 시공 구조물의 수축, 팽창에 의한 내균열 저항성을 제공한다.

상기 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼은 조성물 전체의 중량을 기준으로 에틸렌비닐-아세테이트 공중합체 40~60 중량부, 에틸헥실아크릴레이트 30~50 중량부 및 고형분이 약 25%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻거나 또는 메틸메타크릴레이트 40~50 중량부, 에틸아세테이트 20~30 중량부, 아크릴산 5~10 중량부 및 고형분이 약 25 중량%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻을 수 있다.

상기 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체는 방수제의 경도 및 접착력을 위한 기초 폴리머로서, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 수지의 함량이 조성물의 전체 중량을 기준으로 40 중량부 미만이면 도막 방수제의 방수성과 접착강도가 떨어지고, 60 중량부를 초과하면 수성 폴리우레탄과의 혼화성이 감소하여 도막의 표면에 응집물이 존재하여 장기간 방치하게 되면 누수로 이어지기 때문에 40~60 중량부가 가장 바람직하다.

상기 에틸헥실아크릴레이트 역시 방수제의 경도와 접착력을 부가하기 위한 성분으로서 함량이 상기 범위를 벗어나면 탄성 도막 방수제의 방수기능, 접착강도 등의 특성이 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 수성 폴리우레탄은 폴리우레탄을 물에 분산 또는 용해시킨 것으로서, 고형분 함량은 20-30 중량%이고 나머지 성분은 물이 70-80 중량%를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 수성 폴리우레탄은 크랙이나 핀홀 등의 침투에 용이하며, 세라믹 성분들과의 결속력을 강화시키고 경화를 촉진시키는 기능을 위한 성분으로서 이용되고, 고형분이 25중량%인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 수지 성분들의 함량이 상기 범위를 벗어나면 수지합성 공정에서 반응성이 떨어지고, 요구하는 경도 등의 물성을 갖는 수지를 얻기 어렵고 탄성 도막 방수제의 부식과 크랙에 대한 저항성, 방수 기능 등이 저하되어 바람직하지 못하다.

본 발명은 추가의 일면에 있어서 상기 수지 성분의 건조를 지연시키기 위하여 폴리에틸렌글리콜 5~7 중량부를 포함하도록 하여 급속한 건조를 방지하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 방수제의 세라믹 성분으로서는 조성물의 전체 중량을 기준으로 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부를 포함한다.

상기 세라믹 성분은 방수제의 강도를 보강함과 동시에 미세한 균열부위에 침투한 후, 콘크리트 내부에 잔존하는 수산화칼슘과 반응하여 결정성 물질인 규산칼슘으로 변화됨으로써 공극을 충진함으로써 내구성, 내충격성을 강화한다.

또한, 상기 세라믹 성분들은 방수제 조성물을 구성하는 고분자 수지의 중성화/염화를 방지하여 도막의 내구성을 장기간 유지시킬 수 있다.

상기 알루미나 시멘트는 알루미나 함량이 30~40중량%인 고급 시멘트를 말하며, 겉보기 비중이 395, 입경이 10~50um 의 범위인 것이 바람직할 수 있다.

상기 알루미나 시멘트의 함량이 35 중량부 미만이면 경화속도가 느리고 상기 범위를 초과하면 경화 속도가 촉진되어 시공성이 불량해질 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

상기 규산계 화합물은 방수제 조성물에 포함되어 입자, 바람직하게는 분말 입자가 표면경화 및 방수제 조성물의 건조 중에 도막의 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 도막을 형성하도록 하여, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 뛰어나 도막을 보호할 수 있도록 한다

상기 규산계 화합물은 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 리듐실리케이트 및 칼슘실리케이트로 이루어진 군 중에서 선택된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 탄산칼슘은 통상적으로 사용되는 탄산칼슘이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 평균 입경이 500 내지 1,000nm인 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 세라믹 성분은 추가로 실리콘카바이드, 실리카, 산화아연, 및/또는 이산화티타늄을 포함시켜 사용할 수도 있다.

상기 세라믹 입자는 그 크기가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 마이크로미터, 보다 바람직하게는 나노미터 크기의 입자를 사용하는 것이 좋고, 구체적으로 평균입경이 200 내지 1,000nm인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제 조성물에 있어서 상기 세노스피어는 산성과 알칼리에 매우 높은 저항력을 가지며 열전도성이 낮아 내화제 및 단열재의 역할을 하는 성분으로서 15~25 중량부를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

세노스피어(cenosphere)는 석탄화력발전소에서 석탄 연소후 발생되는 부산물의 하나로 얇은 벽을 가진 구형의 유리이다. 세노스피어는 내부에 N₂ 또는 CO₂가 충진되어 있어 매우 가볍다. 또한, 세노스피어는 용융점이 높고 강도가 높아 표면이 단단하고 구형이므로 유동성이 우수하여 가동성(workability)이 좋다.

따라서, 세노스피어의 함량이 상기 설정한 범위 이내에서는 단열성이 떨어지고, 상기 설정한 범위 이상에서는 다른 성분과의 조화가 어려울 우려가 있다.

닥나무는 주로 그 수피(나무 껍질)를 사용하여 예로 부터 한지, 지폐, 합죽선, 한지장판, 문풍지 등에 사용되었으며, 목질부는 파쇄 후, 퇴비 등으로 사용되어 왔다. 닥나무에서 채취된 섬유질은 동종계통의 인피섬유 중에서도 섬유질이 비교적 약하고 섬유장이 짧다는 이유 등으로 섬유제품용으로는 거의 활용되지 않았으며, 종이류의 제조에 국한되어, 전통적으로 주로 한지 제조에 이용되어 왔다.

이러한 닥나무는 뽕나무과(Moraceae), 낙엽활엽 관목으로 학명은 Broussonetia kazinoki Sie이며, 딱나무, 꾸지닥나무, 저목 등으로 불린다. 주로 한국(중남부), 일본, 동남아 등지에 분포한다. 특히 한지를 만드는 닥나무는 야생종인 닥나무와 꾸지나무의 교잡종인 꾸지닥나무이나, 일반적으로 닥나무라고 한다.

닥나무 껍질은 겉껍질(흑피)과 속껍질(백피)로 이루어져 있는데 닥나무의 인피섬유, 속대 또는 이들의 분쇄 혼합물을 사용할 수 있다. 이를 위해서 채집한 닥나무의 줄기를 절단기에 투입하여 일정크기로 절단한 다음, 이를 분새기를 사용하여 100~300 메쉬의 고운 분말로 만들어 사용하는 것이 바람직하다.

이는 닥섬유 같은 인피섬유의 특징으로 섬유와 섬유질을 결속시키는 펙틴, 리그닌 등의 물질들이 세라믹 성분과 결합되어 도막의 결합을 강화하면서도 탄성과 유연성을 제공한다. 상기 닥나무 섬유는 결합 강화제 및 충진제로서 사용되고, 10~20 중량부로 사용되는 것이 바람직하다.

상기 닥나무의 함량이 상기 설정한 범위를 벗어나면 도막의 신장력과 유동성및 내균열성이 떨어지게 된다.

상기 폴리비닐알코올은 유화제로 기능하여 수지 혼합물과 다수의 첨가제를 서로 원활하게 혼합 및 교반이 되게 하는 분산성을 제공하고, 30~50 중량부로 사용되는 것이 바람직하다.

상기 소듐퍼설페이트는 반응 개시제로서 사용되고 조성물을 보다 원활하게 혼합하기 위해서 사용되고, 전체 조성물을 기준으로 10~20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 리그닌술폰산나트륨은 분산제로서 기능하고, 도막의 내수성, 내마모성, 부착성, 내약품성과 도료의 저장성 및 안료, 충진제 등과의 분산 안정성을 제공하는 성분이다.

상기 리그닌술폰산나트륨 분산제는 전체 조성물의 중량을 기준으로 10~15 중량부로 사용하는 것이 바람직하고 분산제의 양이 10 중량부 미만이면, 안료의 분산이 불량하여 도막의 마모가 쉽게 일어나며 저장 중 안료의 응집으로 인하여 도료의 점도가 상승된다. 한편, 분산제의 사용량이 15 중량부를 초과하면, 내수성, 부착성, 내마모성이 불량해진다.

용제로서는 다른 것도 사용가능하나 물이나 정제수를 전체 조성물의 중량을 기준으로 25~35 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 소듐 아세테이트는 pH 조절제로서 기능하고, 0.1~1 중량부를 사용하여 pH를 7~12로 유지시켜 전체 조성물의 물성을 안정화시키는 것이 바람직하다. pH가 7 미만이면 질산칼슘과의 반응성이 떨어질 우려가 있다.

또한, 상기 부탄디올은 분자량조절제로 작용하며, 0.5~3 중량부를 사용하여 도막 시공 후 도막방수층이 발생하는 노화현상을 방지하는, 즉 크랙 부위의 방지를 위한 작용을 한다.

상기 분자량 조절제의 사용량이 0.5 중량부 미만이면, 도막의 부착성이 저하되는 문제점이 있고, 크랙의 방지력이 떨어질 우려가 있다.

상기 옥틸프탈레이트는 가소제로서 사용되고, 도막의 유연성과 크랙을 방지하는 작용을 한다. 0.5~3 중량부를 포함하는 것이 좋다.

상기 조성물은 이상 설명한 성분 외에 필요에 따라 수용성 방수제의 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 기타 첨가제를 0.1~5 중량부의 범위 이내에서 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 기타 첨가제는 특별히 한정되지 않으며, 안정화제, 노화방지제, 항산화제, 오존화 방지제, 광 보호제, 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 무기 열안정제, 유기 열안정제, 광라이트너, 가공보조제, 유동보조제, 윤활제, 연화제 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

이하 본 발명에 따른 수용성 무기질 탄성 단열 방수제의 제조 방법에 관련하여 설명한다.

(a) 먼저, 물 25~35 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부 순차적으로 첨가하여 혼합하면서 60~80℃에서 600~800rpm으로 1~3 시간 동안 교반하여 혼합물을 제조한다.

이어서, (b) 단계에서는 상기 (a) 단계를 거친 혼합물에, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부를 첨가한 후, 80~90℃에서 1000~1200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반한다.

그 다음, (c) 단계에서는 상기 (b) 단계를 거친 혼합물에 수성 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부를 소량씩 첨가하면서 80~100℃에서 1,000~1,200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하여 수용성 단열 탄성 방수제를 제조한다.

한편, 상기 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼은 에틸렌비닐-아세테이트 공중합체 40~60 중량부, 에틸헥실아크릴레이트 30~50 중량부 및 고형분이 약 25%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻거나 또는 메틸메타크릴레이트 40~50 중량부, 에틸아세테이트 20~30 중량부, 아크릴산 5~10 중량부 및 고형분이 약 25 중량%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 열처리 반응에 의해 (메타)아크릴계 수지 형성 모노머들의 중합 반응이 진행되어 목적하는 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼이 얻어진다.

상기 에멀젼의 제조 공정에 있어서, 각 성분의 함량이 상기 설정한 범위를 벗어나면 도막 방수제의 강도와 및 탄력성이 조화를 이루이 못하고 기제 폴리머 성분과의 혼화성이 떨어지게 되어 바람직하지 못하다.

이하, 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제의 시공 방법에 관하여 간단히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제의 시공 방법을 나타내는 순서도이다. 도 1에 개시된 바와 같이, 먼저 방수제를 시공할 바닥면이나 벽체면의 각종 이물질을 제거하여 정리한다. 즉 바닥면이나 벽체면의 돌출부분이나 이물질, 먼지 또는 돌출된 못 또는 레이턴스 등의 제거하여 표면을 정리한다.

이어서 정리된 표면을 메탈 다이아몬드 패드를 사용하여 연삭한다. 이 단계는 바탕면의 내구성을 극대화하기 위하여 메탈 다이아몬드 패드 #30을 사용하여 2.5 ~ 3.5mm의 깊이로 연삭을 실시하는데, 연삭 결과에 따라 1-2회 실시하고, 바닥에 종석이 존재할 경우에는 이를 제거한다.

그 다음, 좀 더 정밀한 메탈 다이아몬드 패드 #80을 사용하여 콘크리트 바닥을 0.4 ~ 0.6 mm의 깊이로 연삭을 수행하는데, 이 공정은 바닥을 고르게 하고, 미세한 스크레치 등을 좀더 깔끔하게 정리하기 위하여 1-2회 실시한다. 연삭 후 필요에 따라 콘크리트 바닥에 잔존하는 미세 분진을 고압진공청소기 또는 습식청소차를 이용하여 제거한다.

이어서, 연삭 처리된 표면에 프라이머를 도포한 후 3~4 시간 동안 건조시켜 양생한다. 프라이머는 통상의 제품을 사용할 수 있다.

양생 처리 후, 본 발명의 수용성 단열 탄성 방수제를 2~3회 코팅하여 방수층을 시공한다. 이 때 붓, 롤러, 에어스프레이 등을 이용할 수 있는데, 초박리층(40~70㎛)을 형성하기 위해 에어스프레이를 사용하는 것이 바람직하다.

<실시예>

이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼의 제조

에틸렌비닐-아세테이트 공중합체 50 중량부, 에틸헥실아크릴레이트 40 중량부 및 고형분이 약 25%인 수성 폴리우레탄 10 중량부를 200℃에서 3시간 동안 반응시켜 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼을 제조하였다.

실시예 2: 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼의 제조

메틸메타크릴레이트 50 중량부, 에틸아세테이트 30 중량부, 아크릴산 7 중량부 및 고형분이 약 25 중량%인 수성 폴리우레탄 10 중량부를 200℃에서 4시간 동안 반응시켜 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼을 얻었다.

실시예 3~6: 수용성 단열 탄성 방수제의 제조

반응 용기에 다음의 표 1에 나타낸 바와 같이 물, 세노스피어, 닥나무 섬유, 폴리비닐알코올, 소듐퍼설페이트, 리그닌술폰산나트륨, 소듐 아세테이트, 부탄디올, 및 옥틸프탈레이트를 순차적으로 첨가하여 혼합하면서 700℃에서 600rpm으로 2시간 동안 교반하여 혼합물을 얻었다. 상기 혼합물에 알루미나 시멘트, 포타슘 실리케이트, 탄산칼슘을 첨가한 후, 90℃에서 1,000 rpm으로 2시간 동안 교반시킨 후, 상기 실시예 1, 2의 수성 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼을 소량씩 첨가하면서 100℃에서 1,200 rpm으로 3 시간 동안 교반하여 수용성 단열 탄성 방수제를 제조하였다. 각 재료의 입도는 200~500 메쉬의 것을 사용하였다.

함량(Kg)	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6
폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼(실시예 1)	90	-	100	-
우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼(실시예 2)	-	100	-	110
PEG	-	5	-	-
알루미나 시멘트	35	35	45	40
포타슘 실리케이트	19	15	15	25
탄산칼슘	7	7	20	3
세노스피어	25	15	15	15
닥나무 섬유	10	20	20	20
폴리비닐 알코올	50	30	30	35
소듐 설페이트	10	20	18	10
리그닌술폰산나트륨	15	15	10	10
물	35	35	25	25
소듐 아세테이트	0.2	0.1	1	1
부탄디올	2.8	0.9	0.5	3
옥틸프탈레이트	1	2	0.5	3
합계	300	300	300	300

시험예 1: 물성 시험

상기 실시예 3~6의 방수제를 이용하여 시험 시편을 제조하고 아래에 나타낸 물성에 대하여 비교 시험하고 그 결과를 표 2에 나타내었다. 비교품은 아크릴에멀젼형 도막 방수제를 사용하고, 시험 결과 우수한 상태는 "○"로 표기하였고 보통인 상태를 "△" 그리고 불량한 상태는 "X"로 표시 하였다.

시험항목	단위	실시예					시험방법
시험항목	단위	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	비교품	시험방법
도막의 상태		○	○	○	○	○	대한주택공사 전 문시방서
부착강도	N/㎟	2.7	2.8	2.7	2.8	2.2	대한주택공사 전 문시방서
내알칼리성		○	○	○	○	△	대한주택공사 전 문시방서
내산성(HCl 5%)	168hr	○	○	○	○	△	KS M ISO 2812-1
연필 경도	H	2.3	2.6	2.4	2.4	1.2	KS M ISO 15184
내마모성 (CS-17,1000cycle)	mg	33	35	33	35	45	ASTM D 4060
염수분무시험	72hr	○	○	○	○	△	KS D 9502
인장강도	kgf/ ㎠	58	57	56	58	46	ASTM D 638-91
신장률	%	235	245	246	247	220	ASTM D638-91
열안정성		○	○	○	○	△	KS F 3211:08

상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 수용성 단열 탄성 방수제를 시공하여 형성된 도막은 비교품에 비하여 접착강도와 인장 강도가 우수하고, 인장강도가 증가되면서도 신장률이 큰 폭으로 저하하는 경향은 보이지 않았다. 또한, 도막의 상태가 균질하고 경도가 연필경도 2H 이상으로 높고, 내마모성 시험결과 40mg 이하로 나타났으며, 내알칼리성, 염수분무시험 및 열안정성에 대한 결과가 우수하게 나타났다.

이와 같이, 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제는 균열부위 및 취약부위에 질긴 탄성막을 형성하며, 내부의 수증기 확산을 방해하지 않는 상태로 콘크리트를 양생시킴으로써 우수한 도막 방수제가 된다. 또한, 도막 속의 무기질 세라믹과 활성 실리카 성분은 미세한 균열부위에 침투한 후,콘크리트 내부에 잔존하는 수산화칼슘과 반응하여 결정성 물질인 규산칼슘으로 변화됨으로써 공극을 충진한다.

도포막은 염화물 침투 등 내화학적 성능을 가지고 있으며, 장기간의 노출상태에서도 내후성이 뛰어난 탄성 도막을 유지한다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명은 수용성 단열 탄성 방수제는 인체에 해로운 발암성 유기용제를 포함하지 않는 수용성으로 만들어진 환경친화적 제품으로서 실내 공기가 탁해지는 것을 방지하여 사용자 및 입주자에게 쾌적한 환경을 제공하는 효과가 있다. 또한, 이액형과 다르게 현장에서 액상과 파우더를 혼합하지 않고, 일액형으로 되어 있어 바로 현장에서 간편하게 시공할 수 있어 비전문가라도 방수재를 균일하게 도포하여 시공 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명에 따른 수용성 단열 탄성 방수제 조성물 및 이를 이용한 시공 방법의 다양한 형태에 대하여 자세히 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 범위는 오직 하기의 청구범위의 기재에 의하여 정하여지는 것임에 유의하여야 할 것이다.

Claims

수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 규산계 화합물은 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 리듐실리케이트 및 칼슘실리케이트로 이루어진 군 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제 조성물.
청구항 1에 있어서,
추가로 폴리에틸렌글리콜 5~7 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제 조성물.
(a) 물 25~35 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부 순차적으로 첨가하여 혼합하면서 60~80℃에서 600~800rpm으로 1~3 시간 동안 교반하여 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계를 거친 혼합물에 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부를 첨가한 후, 80~90℃에서 1000~1200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계를 거친 혼합물에 수성 우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부를 소량씩 첨가하면서 80~100℃에서 1,000~1,200 rpm으로 1~3 시간 동안 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제의 제조 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼은 에틸렌비닐-아세테이트 공중합체 40~60 중량부, 에틸헥실아크릴레이트 30~50 중량부 및 고형분이 25%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻거나 또는 메틸메타크릴레이트 40~50 중량부, 에틸아세테이트 20~30 중량부, 아크릴산 5~10 중량부 및 고형분이 25 중량%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻은 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제의 제조 방법.
a) 방수제를 시공할 바닥면이나 벽체면의 표면을 정리하는 단계;
b) 정리된 표면을 메탈 다이아몬드 패드를 사용하여 연삭하는 단계;
c) 연삭 처리된 표면에 프라이머를 도포하여 하도처리하는 단계; 및
d) 양생 처리 후 수용성 단열 탄성 방수제를 2~3회 코팅하여 방수층을 시공하는 단계;를 포함하고,
상기 수용성 단열 탄성 방수제는
수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼 90~110 중량부, 알루미나 시멘트 35~45 중량부, 규산계 화합물 15~25 중량부, 탄산칼슘 3~7 중량부, 세노스피어 15~25 중량부, 닥나무 섬유 10~20 중량부, 폴리비닐알코올 30~50 중량부, 소듐퍼설페이트 10~20 중량부, 리그닌술폰산나트륨 10~15 중량부, 물 25~35 중량부, 소듐 아세테이트 0.1~1 중량부, 부탄디올 0.5~3 중량부, 및 옥틸프탈레이트 0.5~3 중량부를 포함하는 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제를 이용한 시공 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 b) 연삭 단계는 메탈 다이아몬드 패드 #30을 사용하여 2.5 ~ 3.5mm의 깊이로 연삭을 1~2회 실시한 후 메탈 다이아몬드 패드 #80을 사용하여 바닥을 0.4 ~ 0.6 mm의 깊이로 연삭을 수행하는 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제를 이용한 시공 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 수성 폴리우레탄-아크릴 혼합 수지 에멀젼은 에틸렌비닐-아세테이트 공중합체 40~60 중량부, 에틸헥실아크릴레이트 30~50 중량부 및 고형분이 25%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻거나 또는 메틸메타크릴레이트 40~50 중량부, 에틸아세테이트 20~30 중량부, 아크릴산 5~10 중량부 및 고형분이 25 중량%인 수성 폴리우레탄 5~15 중량부를 150~250℃에서 3~4시간 동안 반응시켜 얻은 것을 특징으로 하는 수용성 단열 탄성 방수제를 이용한 시공 방법.