KR102243203B1

KR102243203B1 - 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법

Info

Publication number: KR102243203B1
Application number: KR1020200139085A
Authority: KR
Inventors: 서원교; 서치식
Original assignee: 서원교
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-04-22

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 콘크리트 구조물의 표면에 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도포해서 하도층을 형성하고, 하도층 상면에 차열안료 및 대전방지제를 포함하는 방수성이 우수한 폴리우레아 조성물을 도포해서 상온에서 중도층을 형성한 다음, 중도층 상면에 차열안료 및 대전방지제를 포함하면서 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 조성물을 도포해서 상도층을 형성함으로써 방수성, 차열성 및 대전 방지 기능이 우수한 수지 조성물을 제공하도록 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법에 관한 것이다.

Description

차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법{RESIN COMPOSITION OF CONCRETE STRUCTURE WITH SUPERIOR HEAT SHIELDING AND ANTISTATIC FUNCTION AND CONSTRUCTING METHOD USING THEREOF}

여름철 건물의 내부 온도를 상승시키는 것은 외부 기온보다도 지붕 혹은 옥상 표면의 온도이다.

우리나라 여름철 태양열 에너지는 평균 5,900㎉/㎡에 달하고 있으며, 건축물의 지붕이나 옥상표면은 이를 그대로 받아들여 실내온도 상승으로 인한 냉방 부하의 문제점을 유발시킨다.

하지만 우리나라 건축물의 대다수는 옥상이나 지붕에 누수를 막기 위해 방수공사만 시공하는 실정이고, 이러한 상기 방수층은 방수기능만 존재할 뿐 차열이나, 단열효과는 거의 없어서 차열 문제를 해결할 수 없다는 구조적 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 근래에 건축물에 시공된 방수재 상부에 도장되는 차열 도료에 관한 연구가 진행되고 있다.

구체적으로 종래 차열 도료 관련한 기술을 찾아보면, 대한민국 등록 특허 제10-1169183호(명칭 : 차열 상도 조성물과 그 제조방법, 차열 상도 조성물을 이용한 차열방수시공방법)， 대한민국 등록 특허 제10-1886687호(명칭 : 차열 및 단열이 우수한 친환경 폴리우레아수지 도막 방수 공법), 대한민국 등록 특허 제10-2056574호(명칭 : 차열성능을 갖는 폴리우레아 도막 방수재 및 이를 이용한 방수 시공 방법) 등이 있다.

상기 대한민국 등록 특허 제10-1169183호의 차열구조를 살펴보면, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 20~40wt%, 폴리올 1~10wt%, 가소제 1~15wt%, 탄산칼슘10~20wt%, 차열안료 10~20wt%, 방열을 위한 금속성 무기안료 1~5wt%, 중공안료 10~20wt%, 분산제 0.2~2wt%, 색분리 방지제 0.2~2wt%, 소포제 0.2~2wt%, 레벨링제0.2~2wt%로 조성되어 차열성을 제공하는 제 1 조성물과; 폴리올 70~85wt%, 1,3-부틸렌 글리콜 0.1~1wt%, 이소시아네이트 14~24wt%, 크실렌(XYLENE) 0.5~6wt%로 조성되어 접착력을 증진시키는 제 2 조성물; 및 경화제인 과산화벤조일(BPO)；를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 차열 상도조성물이 개시되어 있다.

또한, 상기 대한민국 등록 특허 제10-1886687호의 차열구조를 살펴보면, 코팅대상 바닥면에 프라이머층을 형성하는 단계와; 상기 프라이머층 위에 폴리우레아 수지와 제 1기능성 분말을 함유하는 제 1 방수 조성물을 도포하여 중도층을 형성하는 단계와; 상기 중도층 위에 MMA(methyl methacrylate)와 제 2 기능성 분말을 함유하는 제 2 방수 조성물을 도포하여 상도층을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 방수 조성물은 폴리우레아 수지 100중량부를 기준으로 제 1 기능성 분말 1~10중량부를 포함하며, 상기 제 1기능성 분말은 알루미노 실리케이트로 이루어지는 구형 중공채 표면에 텅스텐 전구체와, 아연 전구체를 이용한 화학기상증착 방식으로 산화텅스텐과 산화아연의 중량비가 1:0.1~0.3인 복합 산화 금속이 증착된 것을 특징으로 하는 폴리우레아수지 도막 방수공법이 개시되어 있다.

또, 상기 대한민국 등록 특허 제10-2056574호의 차열구조를 살펴보면, 폴리올과 이소시아네이트(isocyanate) 화합물이 반응하여 말단에 이소시아네이트를 포함하는 프리폴리머 100 중량부, 표면개질된 실리카 10~25 중량부, 폴리비닐알코올 20~40 중량부, 이소시아네이트기를 포함한 표면개질제로 개질된 차열소재 15~25 중량부, 및, 인계 난연제 5~10 중량부를 포함하는 주제로서의 제1제; 및, 폴리올 100 중량부, 아민유도체 40~65 중량부, 안료 3~8 중량부, 소포제 1~10 중량부, 수분흡수제 1~10 중량부 및 촉매 1~10 중량부가 포함된 경화제로서의 제2제;를 함유하는 방수재로서, 상기 표면개질된 실리카는 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 3-아미노프로필트리메톡시실란에서 선택되는 1종 이상으로부터 표면개질된 것이고, 상기 이소시아네이트기를 포함한 표면개질제는 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 중 선택되는 1 종 이상이며, 상기 차열소재는 입자크기가 50~500nm를 갖고 산화티타늄, 산화주석, 산화아연, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 산화세륨 및 산화안티몬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 차열성능을 갖는 폴리우레아 도막 방수재가 개시되어 있다.

상기한 도료들은 콘크리트 구조물에서의 방수 및 태양열에 의한 차열효과를 발휘하고, 초기 접착성은 양호하나 열팽창계수나 건조, 수축 등의 변형특성이 콘크리트와 큰 차이를 나타내어 장기적으로 콘크리트의 계면에서 탈락이 발생하고, 이로 인하여 접착 강도가 저하되고, 표면의 내오염성이 불량하여 장기적인 내구성 확보가 곤란한 단점을 내포하고 있다. 이러한 현상은 구조물의 수명을 단축시키고, 또한 구조물의 안전에 중대한 영향을 끼쳐 환경, 교통문제 등을 야기시켜 국가경제에 막대한 손실을 주고 있기 때문에 초기단계부터 완벽한 시공으로 차후에 유지보수를 최소화하는 방향으로 변하고 있다.

따라서 본 발명은 상기 기술에서 진일보하여 콘크리트 구조물의 방수, 차열 기능의 우수한 물성을 그대로 확보함과 동시에 대전방지 기능을 부여하여 표면 오염성을 획기적으로 개선한 내후성이 우수한 표면 코팅제를 연구한 끝에 본 발명을 완성하기 에 이르렀다.

대한민국 등록 특허 제10-1169183호 대한민국 등록 특허 제10-1886687호 대한민국 등록 특허 제10-2056574호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘크리트 구조물의 표면에 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도포해서 하도층을 형성하고, 하도층 상면에 차열안료 및 대전방지제를 포함하는 방수성이 우수한 폴리우레아 조성물을 도포해서 상온에서 중도층을 형성한 다음, 중도층 상면에 차열안료 및 대전방지제를 포함하면서 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 조성물을 도포해서 상도층을 형성함으로써 방수성, 차열성 및 대전 방지 기능이 우수한 수지 조성물을 제공하도록 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

하도층과, 중도층 및 상도층으로 이루어지는 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물에 있어서, 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도포하여 상기 하도층을 형성하고, 상기 하도층 상면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 상기 중도층을 형성하며, 상기 중도층 상면에 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 조성물을 도포하여 상기 상도층을 형성하되, 상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은 각각 조성물 100 중량부를 기준으로 차열안료 및 대전방지제를 15~40 중량부를 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 차열안료는 상기 차열안료는 4~10㎛ 크기의 세라믹 스피어 차열안료와 금속성 무기 방열안료를 병용하여 차열 시너지 효과를 부여한 것으로, 상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부에 대하여 각각 세라믹 스피어 차열안료 5~10 중량부와, 방열안료 1~10 중량부를 사용한다.

여기에서 또한, 상기 대전방지제는 금속산화물계 도전성 필러와 탄소계 도전성 필러로 이루어진다.

여기에서 또, 상기 금속산화물계 도전성 필러는 상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 각각 5~30 중량부가 혼합된다.

여기에서 또, 상기 탄소계 도전성 필러는 상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 각각 나노 카본블랙인 경우 3~10 중량부, 그라파이트인 경우 1~5 중량부가 혼합된다.

여기에서 또, 상기 폴리우레탄 프리폴리머 하도 조성물은 Crude MDI(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate, 관능기=2.7, 분자량 340), PPG-400(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 400), PPG-1000(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 1000) 및 Trimethylolpropane(관능기 =3, 분자량 135)를 반응시켜 NC0(%)=6~7로 제조하고, 소포제, 수분흡수제 및 용제를 첨가 혼합하여 교반한 후 사용시 반응촉매로 디부틸틴디라우레이트(DBTDL)을 0.05~0.2 중량부 혼합하여 사용한다.

여기에서 또, 상기 폴리우레아 조성물은 이소시아네이트 100 중량부를 기준으로 폴리올 50~80 중량부가 혼합하여 이루어지는 이소시아네이트 프리폴리머 주제와; 관능기 2~3개를 가진 아민 75~90 중량부와, 사슬연장제 5~20 중량부 및 착색안료 2~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 경화제로 구성된다.

여기에서 또, 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지가 30~50 중량부, 1관능성 단량체 30~90 중량부, 2관능성 단량체 2~5 중량부 및 산가 조절제 2~5 중량부를 혼합하여 이루어지고, 신장률 100% 이상, 인장강도 lOMPa 이상이다.

여기에서 또, 상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 중량평균분자량 5,000~200,000g/㏖, 유리전이온도 20~l00℃이다.

본 발명의 다른 특징은,

제 1 항의 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 시공 방법에 있어서, 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도막 두께 40~60㎛로 형성시켜 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계와; 상기 하도층 위에 폴리우레아 조성물을 상온에서 도막 두께 1~3㎜로 형성하는 중도층 형성 단계; 및 상기 상도층 위에 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지 조성물을 도막 두께 50~100㎛로 형성시켜 상도충을 형성하는 상도층 형성 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법에 따르면, 콘크리트 구조물의 방수, 차열 기능의 우수한 물성을 그대로 확보함과 동시에 대전방지 기능을 부여하여 표면 오염성을 획기적으로 개선한 내후성이 우수한 폴리우레아 수지 조성물 및 이를 이용한 시공 방법을 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물에 의해 코팅된 콘크리트 구조물을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 시공 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

이하, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물에 의해 코팅된 콘크리트 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 시공 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 콘크리트 구조물에 상단으로 방수, 차열 및 대전방지 기능을 부여하는 표면 코팅층을 형성시키되, 먼저 콘크리트 구조물(1) 표면에 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도포하여 하도층(10)을 형성하고(S10), 하도층(10) 상면에 상온에서 폴리우레아 조성물을 도포하여 중도층(20)을 형성하며(S20), 중도층(20) 상면에 탄성, 경도 및 내후성이 우수한 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지 조성물을 도포하여 상도층(30)을 형성한다(S30).

먼저, 하도층(10)을 형성하는 폴리우레탄 프리폴리머 조성물은 이소시아네이트 화합물과 폴리올 성분을 반응시켜 합성하여 얻어진 것으로서, 콘크리트 구조물 상층의 폴리우레아와의 밀착성을 향상시키기 위해 사용된다.

폴리우레탄 프리폴리머 조성물로는 통상의 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 Crude MDI(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate, 관능기=2.7, 분자량 340) 와 PPG-400(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 400), PPG-l000(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 1000) 및 Trimethylolpropane(관능기=3, 분자량 135)를 반응시켜 제조된 NC0(%)=6~7인 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 제조하여 사용하였다.

이와 같이 제조된 폴리우레탄 프리폴리머 조성물은 통상적으로 첨가되는 소포제, 수분 흡수제, 용제를 첨가 혼합하여 교반한 후 사용시 반응촉매로 디부틸틴디라우레이트(DBTDL) 0.05~0.2 중량부를 혼합하여 사용하면 된다.

이때, 상기 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 콘크리트 구조물에 도포시 도막 두께는 40~60㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 도막 두께가 40㎛ 미만인 경우 피도물인 콘크리트 구조물과의 부착력이 저하하여 상층에 부착되는 폴리우레아 조성물과의 결합력이 부족하여 중간에 들뜨는 현상이 발생할 수 있고, 반대로 도막 두께가 60㎛ 이상인 경우에는 건조시간이 길어져 작업성이 불량하게 되기 때문이다.

폴리우레탄 프리폴리머 조성물은 촉매를 사용하여 롤러나 스프레이법으로 코팅하여 상온에서 30분~1시간에 경화 및 건조시킨 후, 곧바로 다음 공정인 폴리우레아 조성물을 시공하여 방수, 차열 및 대전방지 기능을 부여하는 표면 코팅층을 형성하게 된다.

그리고, 중도층(20)에 사용되는 폴리우레아 조성물은 분자 구조 내에 우레아 결합기를 갖는 고분자 화합물로서, 활성 아민기(-NH2)를 갖고 있는 아민과 이소시아네이트기(-NCO)를 갖고 있는 이소시아네이트 화합물이 부가중합 반응을 통하여 우레아 결합을 형성한다. 따라서 폴리우레아 조성물은 합성고무와 같은 엘라스토머 성질을 가지므로 내한성, 내열성, 내수성, 내구성, 내후성, 내화학성, 내총격성, 내마모성 등 우수한 물성을 나타내어, 우레탄과 에폭시로 대표되는 유기 방수 재료에 비하여 뛰어난 내후성 및 내구성을 발휘할 수 있다.

뿐만 아니라, 폴리우레아 조성물은 경화속도가 빨라서 시공 시간이 짧을 뿐만 아니라, 우레탄이나 에폭시 수지에 비하여 소수성을 가지고 있어, 표면에 습기가 있거나 낮은 온도의 표면에도 직접 분사가 가능하고, 원하는 두께의 도막을 자유롭게 조정할 수 있으며, 다양한 바탕면 재질에 높은 접착력을 나타내어, 그 적용 범위가 넓은 장점이 있다. 더욱이 경화 후 인체에 유해한 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)이 발생하지 않는 환경친화적 특성이 있다.

폴리우레아 조성물은 조성물 전체 100중량부를 기준으로 차열안료 및 대전방지제를 15~40 중량부를 포함하는 것을 예시할 수 있다.

상기 폴리우레아 조성물은 이소시아네이트 100중량부를 기준으로 폴리올 50~80 중량부가 혼합하여 이루어지는 이소시아네이트 프리폴리머 주제와, 관능기 2~3개를 가진 아민 75~90 중량부와, 사슬연장제 5~20 중량부 및 착색안료 2~5 중량부로 이루어지는 경화제로 구성되는 것을 예시할 수 있다.

상기 이소시아네이트는 메틸렌 다이페닐 디이소사어아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(I-IMDI), 이소프론 디이소시아네이트(IPDI), 메타 자일렌 디이소시아네이트(MXDI) 중 적어도 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.

상기 폴리올은 프탈레이트계 디올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올 및 알키드 폴리올 중 적어도 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.

상기 아민 화합물은 폴리에테르아민, 디에틸톨루엔디아민 및 폴리프로필렌디아민 중 적어도 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.

상기 사슬연장제는 디올(diol)로 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene glycol) 또는 1,4-부타디엔(1,4-Butadiene)이고, 트리올(triol)로 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 아민알콜(Aminealcohol)로 디 에 탄올아민 (Diethanolamine), 트리에탄올아민(Triethanolamine) 중 적어도 어느 하나이며, 디아민(Diamne)으로 헥사메틸렌디아민(Hexamethylenediamine), 메타페닐렌아민 (m-Phenyleneamine) 중 적어도 하나인 것을 예시할 수 있다.

상기 착색안료는 코팅제의 색상을 부여하기 위한 것으로, 그 함량은 전체경화제 성분 100 중량부에 대하여 2~5 중량부인 것이 바람직하다. 착색안료의 함량이 2 중량부 미만일 경우 은폐력이 떨어지며, 5 중량부 초과인 경우 그 사용량에 비하여 은폐력 향상 효과가 떨어진다. 착색 안료의 일예로는 Ti02, 코발트블루, 시아닌 블루, 카본블랙, 산화철 혹, 산화철 적, 옥사이드 그린 등이 사용되며, 이 중에서 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있다.

상기 차열안료는 근적외선 파장영역인 300~2,500㎚ 파장을 90% 이상 반사하고, 건조 후 도막 내에 세라믹 거품을 생성하여 열에너지를 흡수 및 소멸시킴으로서 열에너지 전도를 차단하는 세라믹 스피어(ceramic spheres)임이 바람직하다.

상기 세라믹 스피어는 세라믹을 4~10㎛ 크기를 가지는 무공질의 구형태로 제조한 것으로서, 세라믹 구에 의해 빛이 열에너지로 전환되지 못하도록 산란시키는 열반사(reflectance) 기능을 수행하여 차열성능을 발휘하게 된다. 이 경우, 상기 차열안료는 폴리우레아 조성물 100중량부를 기준으로 5~10 중량부인 것이 바람직하다. 5 중량부 미만이면 요구되는 단열성능을 발휘할 수 없고, 10 중량부 초과하면 다른 물성에 영향을 미쳐 차열성능이 유지되나 도막의 부착성 및 방수성능을 저하시키는 문제점이 있다. 한편, 상기 차열안료는 방열성을 지닌 금속성 무기 방열안료를 병용하면 시너지 효과를 거둘 수 있다. 방열안료로는 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물(Antimony Tin Oxide), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide), 몰리브덴옥사이드(Mo03), 산화탄탈(Ta205), 오산화바나듐(V205), 산화니오브(Nb205), 보론 니트로나이트(BN), 육방정계 질화붕소(h-BN), 알루미늄 옥사이드(AL203)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 조성될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 무기 방열안료 중에서도 특히 육방정계 질화붕소(hexagonal boron nitride, 이하 'h-BN'으로 칭함)는 2차원 구조를 갖는 물질로서, 붕소원자와 질소 원자의 육각 배열로 이루어져 있으며, 약 5.9eV의 큰 밴드갭으로 인해 전기적 절연특성을 가지고, 물리적 및 기계적으로 안정한 물질에 해당한다. h-BN의 결정은 흑연과 유사한 육각방면의 적층 구조를 가져 매우 단단한 결합을 형성하며, 윤활성을 갖는다. 또한 h-BN 시트는 원자 번호가 낮은 원소의 공유결합물질로서 높은 열전도성을 가지며, 융점을 가지지 않고 약 3,000℃에서 승화되므로 고온에서 높은 안정성을 가지고, 전기 저항이 매우 높아 l,000℃를 넘는 고온영역에서 105Ω의 저항을 가지며, 매우 안정한 육각면의 결합을 가지므로 높은 화학적 안정성을 가지고, 진비중이 2.26으로서 세라믹 중에서는 매우 낮은 편이므로 항공기, 우주재료 등의 부품 경량화를 유도할 수 있다. 이와 같은 h-BN은 벌크타입의 구조체를 형성한 후 기계적 박리법을 이용하여 분리하여 사용하는데, 품질은 우수하나 크기가 5㎛ 이하에 불과하며, 상기 방열안료는 폴리우레아 조성물 100중량부를 기준으로 1~10 중량부인 것이 바람직하다. 1 중량부 미만이면 요구되는 시너지 효과를 발휘할 수 없고, 10 중량부 초과하면 다른 물성에 영향을 미쳐 차열성능이 유지되나 도막의 부착성이 저하되고 원가가 상승하는 문제점이 있다.

대전방지제는 표면저항치인 10^4~9Ω/sq를 얻기 위해서는 도전성 안료가 일정량 투입되어 안료 상호간 접촉에 의하여 이루어지는 통전 효과나 안료 상호간의 접촉이 이루어지지 않더라도 활성화된 자유전자 이동의 역방향으로 전류가 흐르는 원리를 근거로 하여 전자 이동 터널을 만들어 주게 됨으로써 달성할 수 있다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 금속산화물계 도전성 필러 및 탄소계 도전성 필러로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고, 금속산화물계 도전성 필러 성분으로 안티몬 도프 산화주석(AT0), 불소 도프 산화주석, 인 도프 산화주석(PT0), 알루미늄 도프 산화주석, 니오브 도프 산화주석, 탄탈 도프 산화주석, 텅스텐 도프 산화주석, 인듐 도프 산화주석, 산화주석, 주석 도프 산화인듐(ITO), 불소 도프 산화인듐, 카드뮴 도프 산화인듐, 인듐 도프 산화아연, 불소 도프 산화아연, 알루미늄 도프 산화아연, 갈륨 도프 산화아연, 마그네슘 도프 산화아연, 실리콘 도프 산화아연, 주석 도프 산화아연, 붕소 도프 산화아연, 산화아연, 안티몬산 아연(AZ0) 및 니오브 도프 산화티탄 등을 들 수 있고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서도, 특히 안티몬 도프 산화주석, 주석 도프 산화인듐, 인 도프 산화주석, 산화주석, 알루미늄 도프 산화아연, 갈륨 도프 산화 아연 및 안티몬산아연 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 고전압으로 인가하여도 표면저항률이 상승하는 것을 억제하는 관점에서, 특히 안티몬 도프 산화주석, 주석 도프 산화인듐, 인 도프 산화주석, 산화주석, 알루미늄 도프 산화아연, 갈륨 도프 산화아연 및 안티몬산아연이 바람직하다. 금속산화물계 도전성 필러 성분의 형상은 특별하게 한정되지 않고, 분말 및 유기용매졸 등을 들 수 있다. 분말상(粉末狀)의 금속산화물계 도전성 필러 성분으로서는 예를 들면 산화티탄 등의 무기입자(無機粒子)를 금속산화물계 도전성 필러 성분으로 피복한 것도 들 수 있다.[FT-2000(산화주석(Sn02)이 코팅된 티타니아(Ti02) 도전성 입자(ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.)]

금속산화물계 도전성 필러 성분의 시판품으로서는, 예를 들면 T-1, S-2000, S-1, SP-2, E-ITO, TDL-1, TDL-SA, SPDL 및 SDL(이상, 미쓰비시메테리얼(주)(Mitsubishi Material C0., Ltd.) 제품)， 셀낙스CX-Z330H,C X-Z610-F2, CX-Z 410K, CX-S 301H, CX-S 204 I P 및 CX-S 501M(이상, 닛산화학공업(주)(Nissan Chemical Industries C0., Ltd.) 제품)， 파젯(PAZET) CK 및 파젯 GK-40(이상, 하쿠스이텍(주)(HakusuiTech Co., Ltd.) 제품) 등을 들 수 있고, 2종 이상을 병용하더 라도 좋다.

금속산화물계 도전성 필러 성분을 사용하는 경우에, 그 함유량은 폴리우레아 조성물 100중량부에 대하여 5~30 중량부이며, 5 중량부 미만이면, 본 발명에 관한 경화피막의 표면저항률이 고전압으로 인가하면 크게 상승하는 경향이 있다. 또한 30 중량부를 넘으면, 경화피막의 투명성 저하 및 원가 상승의 문제점이 있다. 이러한 관점에서 금속산화물계 도전성 필러 성분의 함유량은, 바람직하게는 7~25 중량부 정도이다.

탄소계 도전성 필러 성분으로는 카본나노튜브, 카본나노와이어, 아세틸렌블랙 및 퍼니스블랙 등의 카본블랙이나, 그라파이트 및 활성탄 등을 들 수 있고, 시판품으로서는, 예를 들면 UW-153, UW-253(이상, 우베코산(주)(Ube Industries C0., Ltd.)제품), CARBOBYK-9810(빅케마재팬(주)(BYK Japan KK C0., Ltd.) 제품) 등을 들 수 있고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다. 이들 중에서, 상기 전도성 나노 카본블랙 및 전도성 그라파이트는 가격이 저렴하고 전도성 및 방열성을 향상시키기 위하여 바람직하다. 전도성 나노 카본블랙은 크기가 40~100㎚인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 전도성 그라파이트는 1~20㎛ 크기인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

나노 카본블랙의 함량은 폴리우레아 조성물 100 중량부에 대하여 3~10 중량부 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 3 중량부 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 점도가 지나치게 상승하여 가공성에 문제가 있다. 상기 카본블랙은 도전성 카본블랙인 것이 바람직하다. 도전성 나노카본블랙으로는 구체적으로 케첸(Ketjen)블랙 EC-300JD, 케첸블랙 EC-600JD 등을 들 수 있는데, 그 밖에 아세틸렌블랙 등의 각종 도전성 카본블랙을 이용할 수 있다. 아세틸렌블랙의 일예로는 덴카블랙(덴키화학공업(주)）등을 들 수 있다.

상기 그라파이트는 폴리우레아 조성물 100 중량부에 대하여 1~5 중량부 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만으로 사용하는 경우는 나노카본과 열전도 네트워크를 형성하기에는 부족하고, 5 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 방열성능을 저하시킨다. 상기 전도성 그라파이트는 인상흑연으로써 구체적으로 독일 GK사의 COND5, 8 등을 들 수 있다. 그밖에 인상흑연으로써 4~17㎛ 크기의 전도성 그라파이트 분중도층의 두께는 고온 고압의 충돌 혼합 스프레이 장비를 이용하여 토출 분사식으로 도포하여 건조도막 두께가 1~3㎜가 되도록 하는 것이 바람직하다. 1회 도장작업에서 올릴 수 있는 건조 도막두께가 3㎜보다 클 경우에는 도막두께가 두꺼워 인장강도, 저온유연성, 내충격성, 접착성, 내약품성 및 내마모성이 우수해 내구성은 우수해지나 도장 작업시 흐름현상과 내외부 건조 상태가 달라져 들뜸, 박리, 부풀음 및 핀홀 등의 문제점이 발생하고, 1㎜보다 작을 경우에는 건조시간이 단축되는 장점은 있으나 건조도막 두께가 얇아 접착성, 내약품성 및 내마모성을 발휘하지 못하고 도막이 오래동안 견디지 못하고 닳아 없어지기 때문에 내구성이 떨어져 콘크리트 구조물의 노화 현상을 효율적으로 방지할 수 없다.

또한, 상도층(30)에 사용되는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물에도 차열안료 및 대전방지제가 중도층(20)에 사용된 폴리우레아 조성물과 동일한 종류와 함량을 동일하게 사용된다.

속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은 탄성, 경도 및 내후성이 우수한 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 주성분으로 사용한다.

PMMA 수지는 메틸메타크릴레이트 단량체를 주성분으로 하는 수지를 말하며, 인간의 일상생활에 널리 사용되고 있는 소재로 콘택트렌즈나 인공관절, 뼈 등으로 사용되고 있으며, 이런 PMMA 수지를 이용하여 수십 년간 바닥재 및 보수재의 용도로 널리 사용되고 있다. PMMA 수지는 규칙적인 결합체로 구성되어 있어 미반웅 물질로 인한 환경오염이 적고 작업 및 화재 시 유독가스를 발생치 않아 친환경적이며 인체에 안전하다. 그리고 빠른 건조 성능으로 인하여 바닥재의 경우 영하 30℃ 까지 작업가능하며, 마감공정 후 1시간 이내에 차량통행이 가능하여 도로보수공사에 적합하기에 널리 각광받고 있다.

또한, 도막이 단단하고 내구성능이 좋아 내구수명이 긴 장점을 지니고 있으나, 빠른 건조로 인한 크랙이 발생될 수 있는 문제점이 있어, 고탄성 PMMA 수지를 사용하여 제품화하고 있다. 이러한 고탄성 PMMA 수지는 신장률은 우수하나, 인장강도가 불량하여 고진동이나 큰 힘을 받는 고속철과 같은 특수부위에 사용하기 곤란한 문제점을 지니고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1045106호의 경우 초속경화형 복합 방수시스템으로 고탄성 PMMA 수지를 사용하고 있음에도 불구하고, 신장률이 5~10% 정도에 지나지 않는다. 대한민국 등록 특허 제10-1058231호의 경우 콘크리트 및 강상판의 무이음 방수시공에서 사용된 PMMA 수지의 경우도 신장률 45%에 인장강도가 9.3MPa 정도이다.

이에 본 발명자는 신장률 100% 이상으로 인장강도가 lOMPa 이상인 고탄성 및 고인장강도 PMMA 수지 조성물을 제조하기 위하여, PMMA 수지에 1관능성 단량체 및 2관능성 단량체의 함량을 조절하여 고탄성 및 고인장강도 PMMA 수지 조성물을 제조하여, 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부를 기준으로 중도에 적용한 차열안료 및 대전방지제의 종류와 함량을 동일하게 사용하여 15~40 중량부를 포함하는 것을 예시할 수 있다.

본 발명의 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부 대비 PMMA 수지 30~50 중량부, n-butyl acrylate(BA) 단량체 20~40 중량부, methyl methacrylate(MMA) 단량체 10~30 중량부, 2-hydroxy ethyl methacrylate(2-HEMA) 단량체 5~10 중량부, methacrylic acid(MAA) 단량체 2~5 중량부, tripropyleneglycol diacrylate(TPGDA) 단량체 2~5 중량부를 혼합하여 60~70℃로 가온하고 균일하게 혼합하는 제 1단계와; 상기 제 1단계의 결과물에 경화촉진제인 n,n-dimethyl-p-toluidine(DMPT) 0.1~1.0 중량부를 50℃ 이하에서 혼합하는 제 2단계와; 상기 제 2단계의 결과물을 상온으로 냉각하여 경화제인 dibenzoyl peroxide(BPO) 1~2 중량부를 혼합하는 제 3단계를 포함한다. 상기 제 3단계의 결과물인 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물의 신장률과 인장강도를 확인하고 그 값이 신장률 100% 이상, 인장강도 lOMPa 이상을 벗어나지 않도록 관능성 단량체를 보정하는 제 4단계를 더 포함할 수 있다.

PMMA 수지는 메틸 메타아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 스데아릴 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트계 단량체와 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸핵실아크릴레이트 등의 아크릴레이트계 단량체 그리고 메타아크릴산, 아크릴산 등과 같이 산가를 가지는 단량체를 단독 또는 2종 이상을 이용하여 현탁중합, 벌크중합, 용액중합 등의 방법으로 제조할 수 있다.

상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은 중량평균분자량 5,000~200,000g/㏖에 유리전이온도 20~l00℃가 적당하며, 중합시 사용하는 산가를 가진 단량체는 중합 단량체 총량 대비 0.1~5 중량부가 바람직하다.

또한, PMMA 수지는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부 대비 30~50 중량부의 범위가 바람직하다. 30 중량부 이하의 경우, 점도가 너무 낮아 휘발이 많아 경화가 잘 일어나지 않으며, 50 중량부 이상의 경우, 시럽의 점도가 증가하여 작업성이 현저히 저하되는 문제가 있다.

1관능성 단량체에는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 트리데실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트계 단량체와 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 등의 아크릴레이트계 단량체를 단독 혹은 2종류 이상의 단량체를 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 1관능성 단량체는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부 대비 30~90 중량부의 범위가 바람직하다. 30 중량부 이하의 경우, 시럽의 점도가 증가하여 작업성이 저하되고, 90 중량부 이상의 경우 점도가 너무 낮아 쉽게 홀러내리며, 단량체의 휘발이 많아 경화성이 저하되는 문제가 있다.

상기 2관능성 단량체인 가교성 단량체는 한 분자 내에 라디칼 중합 가능한 이중결합을 2개 이상 가지고 있는 단량체로서 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,2-프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,2-프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산다이올디아크릴레이트, 1,6-헥산다이올디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 또는 2종 이상 병용해 사용할 수 있다.

2관능성 단량체인 가교성 단량체는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 중량부 대비 2~5 중량부가 바람직하다. 2 중량부보다 적을 경우 내화학성에 문제가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우 경화물의 유연성에 문제가 있다.

산가 조절제는 기재와의 접착력을 증가시키기 위하여 사용하며, 한 분자 내에 중합 가능한 이중결합과 카르복실기를 함유한 화합물이면 어느 것도 가능하다. 구체적인 예로서는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산 등이 사용될 수 있다. 산가 조절제는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부 대비 2~5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 산가조절제의 함량이 5 중량부를 초과하면, 내수성이 떨어지고, 2 중량부 이하일 경우 기재와의 접착력이 떨어지는 문제가 있다.

상도층(30)의 두께는 50~100㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 도막의 두께가 50㎛ 미만인 경우 중도층(20)과 상도층(30)에 부착되는 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물과의 결합력이 부족하여 중간에 들뜨는 현상이 발생할 수 있고, 반대로 도막의 두께가 100㎛ 이상인 경우에는 건조시간이 길어져 작업성이 불량하게 되기 때문이다.

이하에 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다. 단 하기 실시 예들이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명에서 제공하는 콘크리트 구조물의 폴리우레아 표면 코팅 조성물의 성분 실시예를 표 1에 나타내었다. 표 1의 실시예 1 내지 3 조성에는 차열안료 12 중량%와 대전방지제 12 중량%를 사용하였으며, 그 구체적인 조성 비율을 달리 사용한 경우이다.

이들과의 성능을 비교하기 위해서 비교예는 차열안료로 시판되는 세라믹 스피어 Zeeospheres Microspheres G-600(Zeelan Industries, Inc 제품)를 구입하여 실험하였다.

도막성능 시험 시편은 다음과 같이 3종류(콘크리트, 철재 및 유리)의 시편을 제조하였다.

콘크리트, 철재 및 유리 표면의 소지 정리를 한 다음, 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 사용한 하도를 건조도막두께(DFT) 50㎛로 붓으로 도장하여 1일 동안 자연 건조시킨 후에, 중도인 폴리우레아 조성물을 고온 고압의 충돌 혼합 스프레이 장비를 이용하여 토출 분사식으로 도포하여 건조도막 두께가 2㎜가 되도록 분무도장하여 건조시켰다. 1일 동안 자연건조 시킨 후, 상기 배합에 의해 제조된 상도인 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 조성물을 건조도막두께(DFT) 80㎛로 분무도장 후 7일간 자연건조시켜 시험도막을 얻은 후 도막성능을 조사하여 표 2에 나타내었다.

도막 성능시험은 다음과 같이 일반적인 도막물성 평가빙법에 따라 평가하였다 .

1. 부착강도는 KSF4922의 폴리우레아수지 도막 방수재의 시험방법에 따라 평가하였다.

2. 투습도는 KS F 4936 의 콘크리트 보호용 도막재의 시험방법에 따라 평가하였다.

3. 차열성은 상기 철판(300㎜×300㎜×0.5㎜)에 도장한 시편을 스티로품의 재질로 지붕부분이 개방되게 제작된 모형집(250㎜×250㎜×150㎜)의 지붕부분에 외부공기가 유입되지 않도록 밀봉거치시킨다. 시험편 상부 30㎝ 높이에 적외선 램프(오스람사, E27 screw base, 250W)를 30분간 시간대별 지붕내부표면과 실내의 온도를 디지털 온도센서(OMEGA, Model HH21)로 측정하여 초기 및 30분 조사 후의 온도차로서 상대적 차열성능을 측정한다. 이때 이러한 차열 성능 측정기기는 밀폐된 장소에 설치한다.

4. 태양방사 반사율 측정은 KSM 5987 차열도료의 태양방사 반사율 측정방법에 따라 가로와 세로가 각각 20㎝×30㎝이고, 두께가 3.0㎜인 유리기판에 도장한 시편을 UV Visible spectro photometer(분광측정기, Jasco V-670, 파장 250~2500㎚)를 이용하여 태양방사 반사율을 측정하였다.

5. 표면저항은 가로 15㎝×세로 30㎝인 두께 3㎛의 유리판 소지에 도포한 시편을 ASTM-D257 측정 방법에 따라 Agilent사의 High resistance meter를 사용하여 온도 23℃, 상대습도 50%에서 인가전압 100V로 표면저항을 측정하였다.

6. 촉진오염성

촉진오염성 시험은 콘크리트 시편에 미네랄스피리트에 흑색의 카본을 20%로 분산시킨 것을 사용하여 스프레이 후 80±2℃, 5시간 침적 건조시킨 후 물 세척 실험을 통하여 물세척 전후의 명도지수차로 판정하였다.

명도지수차 측정은 KS M 5000-3031의 도료색상의 명도지수차 시험방법에 따라 45°, 0°확산반사율 측정기를 사용하여 명도지수를 측정하였으며, 명도지수값은아래의 수학식 1, 2에 의해 계산하였다.

여기서, L은 명도지수, Y는 시감확산 반사율이다.

여기에서, ΔL은 폭로 시험전후에 있어서 두시험판의 명도지수차이다.

이때, 명도지수차가 작을수록 내오염성이 양호하다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물을 이용했을 때보다 비교예의 조성물을 이용했을 때, 30분 동안 지붕표면온도차 및 실내온도차가 더 크다는 것을 알 수 있다. 상기 결과를 토대로, 실시예 조성물의 차열안료와 방열을 위한 금속성 무기안료를 병용했을 때 차열성능이 우수하다는 것을 알 수 있다. 또한 태양방사 반사율에서도 실시예 1 내지 3의 조성물에 형성된 도막은 태양방사 반사율이 60% 이상으로 태양광 반사에 우수한 효과를 갖는 것을 확인하였다.

그리고, 대전방지제를 사용한 실시예1 내지 3의 조성물은 비교예와 비교해 보면, 표면저항이 낮아 대전방지 기능을 가짐을 확인할 수 있고, 아울러 도막 표면의 내오염성이 매우 우수함을 확인하였다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 콘크리트 구조물 10 : 하도층
20 : 중도층 30 : 상도층

Claims

하도층과, 중도층 및 상도층으로 이루어지는 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물에 있어서,
폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도포하여 상기 하도층을 형성하고, 상기 하도층 상면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 상기 중도층을 형성하며, 상기 중도층 상면에 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 조성물을 도포하여 상기 상도층을 형성하되,
상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은,
각각 조성물 100 중량부를 기준으로 차열안료 및 대전방지제를 15~40 중량부를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 차열안료는,
4~10㎛ 크기의 세라믹 스피어 차열안료와 금속성 무기 방열안료를 병용하여 차열 시너지 효과를 부여한 것으로, 상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100중량부에 대하여 각각 세라믹 스피어 차열안료 5~10 중량부와, 방열안료 1~10 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 대전방지제는,
금속산화물계 도전성 필러와 탄소계 도전성 필러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 금속산화물계 도전성 필러는,
상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 각각 5~30 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 탄소계 도전성 필러는,
상기 폴리우레아 조성물 및 상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 각각 나노 카본블랙인 경우 3~10 중량부, 그라파이트인 경우 1~5 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리우레탄 프리폴리머 하도 조성물은,
Crude MDI(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate, 관능기=2.7, 분자량 340), PPG-400(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 400), PPG-1000(Polypropylene Glycol, 관능기=2, 분자량 1000) 및 Trimethylolpropane(관능기 =3, 분자량 135)를 반응시켜 NC0(%)=6~7로 제조하고, 소포제, 수분흡수제 및 용제를 첨가 혼합하여 교반한 후 사용시 반응촉매로 디부틸틴디라우레이트(DBTDL)을 0.05~0.2 중량부 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리우레아 조성물은,
이소시아네이트 100 중량부를 기준으로 폴리올 50~80 중량부가 혼합하여 이루어지는 이소시아네이트 프리폴리머 주제와;
관능기 2~3개를 가진 아민 75~90 중량부와, 사슬연장제 5~20 중량부 및 착색안료 2~5 중량부를 혼합하여 이루어지는 경화제로 구성되는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물은,
상기 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 조성물 100 중량부에 대하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지가 30~50 중량부, 1관능성 단량체 30~90 중량부, 2관능성 단량체 2~5 중량부 및 산가 조절제 2~5 중량부를 혼합하여 이루어지고, 신장률 100% 이상, 인장강도 lOMPa 이상인 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 8 항에 있어서,
상기 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는,
중량평균분자량 5,000~200,000g/㏖, 유리전이온도 20~l00℃인 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물.
제 1 항의 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 시공 방법에 있어서,
폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 도막 두께 40~60㎛로 형성시켜 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계와;
상기 하도층 위에 폴리우레아 조성물을 상온에서 도막 두께 1~3㎜로 형성하는 중도층 형성 단계; 및
상기 상도층 위에 속경화형 폴리메틸메타크릴레이트 수지 조성물을 도막 두께 50~100㎛로 형성시켜 상도충을 형성하는 상도층 형성 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차열성 및 대전방지 기능이 우수한 콘크리트 구조물의 폴리우레아 수지 조성물을 이용한 시공 방법.