KR102301145B1 - 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제; 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제;를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법 {Polyurea coating waterproofing material with excellent waterproofing and flame retardant properties, and its manufacturing method}
본 발명은 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
건물의 바닥, 벽 등과 같은 내외부 표면은 콘크리트, 목재, 벽돌, 철골, 대리석, 테라조(terrazzo), 세라믹, 금속판, 합성수지 등과 같은 다양한 기재를 사용한다. 물리적 마모, 긁힘, 얼룩짐 및 화학적 손상 등으로부터 이들 기재를 보호하기 위해 종종 각종 코팅이 입혀지게 된다. 이러한 코팅은 각종 세정제와 세정 도구를 사용하여 유지된다. 따라서, 건물의 내외부 표면의 코팅은 각종 오염원에 대한 내구성이 강하면서 세정제와 세정 도구에 의해 오염원이 쉽게 제거될 수 있어야 한다.
건물의 내외부 표면의 코팅제로는 에폭시 수지가 종종 사용된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0632089호는 수성 에폭시 시스템을 이용한 바닥 코팅 조성물을 개시하고 있으나, 시공된 코팅이 물기에 장시간 노출될 경우 접착성이 떨어지는 문제가 있고, 겨울철에는 수성 제품이기 때문에 영하의 온도에서 시공이 되지 않으며, 경화시간이 길어지게 되는 문제가 있다.
수성 에폭시 시스템의 단점을 극복하기 위해서 무용제형 에폭시 시스템이 사용되기도 하지만, 겨울철 추운 날씨에 초기 경화 속도가 느려 내수백화성이 떨어지고, 완전 경화 역시 지연되므로, 계절에 따른 제약이 있다.
이에, 상기 단점들을 개선할 수 있는 폴리우레아 수지에 대한 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0632089호 (2006.09.27.)
본 발명은 우수한 방수성 및 난연성을 가지며, 내구성, 접착성 및 내화학성 또한 뛰어난 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제; 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제;를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 불소 변성 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기가 3 이상인 다관능성 이소시아네이트 화합물과 불소 함유 알코올 화합물의 반응에 의해 제조된 것일 수 있으며, 이때 상기 불소 함유 알코올 화합물은 퍼플루오로폴리에테르 알코올일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 실리카졸 및 표면개질된 팽창질석은 아민기 함유 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 제2제는 중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 196~210 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 270~284 g/mol인 제1폴리아스파틱 에스테르; 및 중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 180~195 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 285~295 g/mol인 제2폴리아스파틱 에스테르;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 제2제는 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민을 더 포함하는 것일 수 있으며, 이때 상기 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민은 초분지(hyperbranched) 폴리에틸렌이민과 디설파이트 화합물을 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제, 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제를 혼합한 혼합물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 혼합물을 기재 상에 도포한 후 경화시키는 단계;를 포함하는 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리우레아 도막방수재는 제1제에 불소 변성 이소시아네이트 화합물을 첨가함으로써 방수성, 내오염성 및 내화학성을 향상시킬 수 있으며, 제2제에 아민 말단 폴리실록산을 첨가함으로써 뛰어난 부착성 및 내후성을 확보할 수 있다. 아울러, 제2제에 실리카졸을 첨가함으로써 내구성을 향상시킬 수 있으며, 표면개질된 팽창질석을 첨가함으로써 난연성을 향상시킬 수 있다. 특히 표면개질된 실리카졸 및 표면개질된 팽창질석을 첨가함으로써 폴리에테르아민 및 아민 말단 폴리실록산 등과의 혼화성을 증가시켜 실리카졸과 팽창질석의 분산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 각 구성 성분과의 결착성이 향상되어 폴리우레아 도막방수재의 방수성 및 부착성을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제; 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제;를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 폴리우레아 도막방수재는 제1제에 불소 변성 이소시아네이트 화합물을 첨가함으로써 방수성, 내오염성 및 내화학성을 향상시킬 수 있으며, 제2제에 아민 말단 폴리실록산을 첨가함으로써 뛰어난 부착성 및 내후성을 확보할 수 있다. 아울러, 제2제에 실리카졸을 첨가함으로써 내구성을 향상시킬 수 있으며, 표면개질된 팽창질석을 첨가함으로써 난연성을 향상시킬 수 있다. 특히 표면개질된 실리카졸 및 표면개질된 팽창질석을 첨가함으로써 폴리에테르아민 및 아민 말단 폴리실록산 등과의 혼화성을 증가시켜 실리카졸과 팽창질석의 분산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 각 구성 성분과의 결착성이 향상되어 폴리우레아 도막방수재의 방수성 및 부착성을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 예에 따른 제1제에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 제1제는 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하며, 이들을 사용함으로써 폴리우레아 수지 형성 시 방수성을 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 예에 따른 불소 변성 이소시아네이트 화합물은 폴리우레아 수지에 소수성을 증가시켜 방수성을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 불소 변성 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기가 3 이상인 다관능성 이소시아네이트 화합물과 불소 함유 알코올 화합물의 반응에 의해 제조된 것일 수 있다. 이때, 불소 변성 이소시아네이트 화합물 역시 제2제와 반응하여 폴리우레아 수지를 형성해야함에 따라 둘 이상의 이소시아네이트기를 남겨두는 것이 중요하다. 이에 따라, 다관능성 이소시아네이트 화합물 및 불소 함유 알코올 화합물에서 NCO/OH의 당량비는 3 내지 10, 보다 좋게는 3.5 내지 8, 더욱 좋게는 4 내지 6일 수 있다.
상기 다관능성 이소시아네이트 화합물은 디이소시아네이트 화합물과 헥산트리올의 부가물, 디이소시아네이트 화합물과 트리메틸롤프로판의 부가물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이때 상기 헥산트리올 또는 트리메틸롤프로판과 반응하여 다관능성 이소시아네이트 화합물로 합성되는 디이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 방향족 디이소시아네이트는 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아나토비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아나토비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아나토디페닐메탄, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, m-이소시아나토페닐술포닐이소시아네이트 및 p-이소시아나토페닐술포닐이소시아네이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있고, 상기 지방족 디이소시아네이트는 에틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아나토메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아나토에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아나토에틸)카르보네이트, 2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토헥사노에이트, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(수소 첨가 MDI), 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트(수소 첨가 TDI), 비스(2-이소시아나토에틸)-4-디클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난 디이소시아네이트 및 2,6-노르보르난 디이소시아네이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특히 본 발명에 적합한 다관능성 이소시아네이트 화합물은 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 헥산트리올의 부가물일 수 있다.
또한, 상기 불소 함유 알코올 화합물은 퍼플루오로폴리에테르 알코올일 수 있으며, 보다 구체적으로 예를 들면 하기 화학식 1을 만족하며, 중량평균분자량(Mw)이 500 내지 2,000 g/mol, 보다 좋게는 800 내지 1,500 g/mol인 퍼플루오로폴리에테르 알코올일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021043550161-pat00001
이때, 상기 화학식 1에서의 n은 반복단위의 숫자로서 퍼플루오로폴리에테르 알코올의 중량평균분자량에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
이와 같은 불소 변성 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 3 내지 25 중량부, 보다 좋게는 5 내지 20 중량부, 더욱 좋게는 8 내지 15 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 방수성, 접착성, 인열강도, 내마모성, 내화학성 및 내열성 등 향상 효과가 우수하다. 반면, 불소 변성 이소시아네이트 화합물이 3 중량부 미만으로 첨가될 시 상기 방수성 및 내화학성 등의 향상 효과가 미미하며, 불소 변성 이소시아네이트 화합물이 30 중량부 초과로 첨가될 시 부착성 및 인열강도, 내마모성 등이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머(또는 간략하게 프리폴리머라 지칭함)는 성형을 쉽게 하기 위해 비교적 중합도가 낮은 상태에서 중합 반응을 중지시켜 제조된 중합체를 의미하는 것으로, 중량평균분자량은 1,000 내지 5,000 g/mol, 보다 좋게는 1,500 내지 3,000 g/mol일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직한 일 예로, 상기 프리폴리머는 지방족 디이소시아네이트 화합물 및 폴리에테르 폴리올의 반응에 의해 제조된 것일 수 있으며, 말단에 이소시아네이트기를 형성하기 위해 지방족 디이소시아네이트 화합물의 몰수 대비 폴리에테르 폴리올을 소량 사용하는 것이 바람직하다. 일 구체예로 지방족 디이소시아네이트 화합물 : 폴리에테르 폴리올의 몰비는 1 : 0.05 내지 0.9, 보다 좋게는 1 : 0.1 내지 0.5일 수 있다. 이와 같은 범위에서 양말단에 이소시아네이트기가 포함된 우레탄 프리폴리머를 효과적으로 제조할 수 있다.
상기 지방족 디이소시아네이트 화합물은 접착 성능을 향상시키고 자외선에 의한 황변 현상을 억제하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알리파틱 구조 또는 사이클로알리파틱 구조일 수 있다. 더욱 바람직한 일 예로, 상기 지방족 디이소시아네이트 화합물은 에틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 2,6-디이소시아나토메틸카프로에이트, 비스(2-이소시아나토에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아나토에틸)카르보네이트, 2-이소시아나토에틸-2,6-디이소시아나토헥사노에이트, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(수소 첨가 MDI), 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 메틸시클로헥실렌 디이소시아네이트(수소 첨가 TDI), 비스(2-이소시아나토에틸)-4-디클로헥센-1,2-디카르복실레이트, 2,5-노르보르난 디이소시아네이트 및 2,6-노르보르난 디이소시아네이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있고, 가장 바람직하게는 HDI일 수 있다.
또한, 상기 폴리에테르 폴리올은 지방족 디이소시아네이트 화합물을 사용함으로써 저하된 내구성 및 내마모성을 향상시켜주기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중량평균분자량이 1,000 내지 3,000 g/mol, 보다 좋게는 1,500 내지 2,500 g/mol인 폴리에테르 폴리올일 수 있다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 에틸렌옥시드와 프로필렌옥시드의 랜덤 공중합체나 블록 공중합체 및 에틸렌옥시드와 부틸렌옥시드의 랜덤 공중합체나 블록 공중합체 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 예에 따른 제2제에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 예에 따른 제2제는 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하며, 이들을 모두 포함함으로써 폴리우레아 수지가 효과적으로 중합될 수 있을 뿐만 아니라, 방수성, 난영선 및 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
상기 제2제는 제1제 100 중량부에 대하여 50 내지 300 중량부로 혼합될 수 있으며, 보다 좋게는 80 내지 150 중량부로 혼합될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 중합체의 형성이 용이할 수 있으며, 우수한 방수성 및 내구성을 확보할 수 있다. 특히 제1제와 제2제의 혼합물 내 반응성 관능기의 당량비를 적절하게 맞춰주는 것이 좋으며, 일 예시로 상기 혼합물에서 NCO/NH2의 당량비는 1 내지 3, 보다 좋게는 1.2 내지 1.5일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 폴리에테르아민은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중량평균분자량이 300 내지 3,000 g/mol, 보다 좋게는 500 내지 2,500 g/mol인 폴리에테르아민일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 표면개질된 실리카졸은 폴리우레아 수지의 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 표면개질된 실리카졸을 첨가함으로써 폴리우레아 수지의 내마모성 및 인열강도 등을 효과적으로 향상시킬 수 있으면서도, 실리카졸이 제1제 및 제2제 성분들에 잘 혼합 분산될 수 있어 폴리우레아 도막방수재 전체에 걸쳐 균일하게 내구성을 향상시킬 수 있어 좋다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 표면개질된 실리카졸은 아민기 함유 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있다. 이처럼, 아민기 함유 실란 커플링제로 표면이 개질된 실리카졸을 사용함으로써 제1제 성분과 화학적으로 결합시킬 수 있으며, 이를 통해 더욱 우수한 내마모성 및 내구성을 확보할 수 있다.
이때, 상기 아민기 함유 실란 커플링제는 3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디메톡시실란 및 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란을 사용하는 것이 우수한 내구성을 확보하면서 뛰어난 방수성을 유지하기 위한 측면에서 가장 바람직하다.
또한, 상기 실리카졸 입자의 평균 입경은 1 ㎛ 이하일 수 있으며, 보다 좋게는 1 내지 500 ㎚, 더욱 좋게는 10 내지 300 ㎚일 수 있다. 상기 범위에서 제2제에 더욱 잘 분산되면서도 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이와 같은 표면개질된 실리카졸은 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 15 내지 25 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 도막방수재가 우수한 방수성 및 부착성을 유지하면서도 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 반면, 표면개질된 실리카졸이 10 중량부 미만으로 첨가될 시 인열강도 및 내구성 향상 효과가 미미하며, 30 중량부 초과로 첨가될 시 내굴곡성, 인열강도 및 부착성이 오히려 저하될 수 있어 좋지 않다.
본 발명의 일 예에 따른 표면개질된 팽창질석은 폴리우레아 수지의 난연성을 향상시키기 위한 것으로, 표면개질된 팽창질석을 첨가함으로써 팽창질석이 제1제 및 제2제 성분들에 잘 혼합 분산될 수 있어 폴리우레아 도막방수재 전체에 걸쳐 균일하게 난연성을 향상시킬 수 있어 좋다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 표면개질된 팽창질석은 아민기 함유 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있다. 이처럼, 아민기 함유 실란 커플링제로 표면이 개질된 팽창질석을 사용함으로써 제1제 성분과 화학적으로 결합시킬 수 있으며, 이를 통해 더욱 우수한 내마모성 및 내구성을 가진 폴리우레아 수지를 확보할 수 있다.
이때, 상기 아민기 함유 실란 커플링제는 3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디메톡시실란 및 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란을 사용하는 것이 우수한 내구성 및 난연성을 확보하면서 뛰어난 방수성을 유지하기 위한 측면에서 가장 바람직하다.
또한, 상기 표면개질된 팽창질석의 평균 입경은 1 내지 10 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 2 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 제2제에 더욱 잘 분산되면서도 난연성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이와 같은 표면개질된 팽창질석은 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 3 내지 15 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 10 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 도막방수재가 우수한 방수성 및 부착성을 유지하면서도 난연성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 반면, 표면개질된 팽창질석이 1 중량부 미만으로 첨가될 시 난연성 향상 효과가 미미하며, 15 중량부 초과로 첨가될 시 인열강도 및 부착성이 저하될 수 있어 좋지 않다.
본 발명의 일 예에 따른 아민 말단 폴리실록산은 폴리우레아 도막방수재의 부착성, 내후성 및 발수성 등을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 구체적으로는 하기 화학식 2를 만족하며, 수평균분자량이 1,000 내지 5,000 g/mol, 보다 좋게는 수평균분자량이 2,000 내지 3,500 g/mol인 아민 말단 폴리실록산일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112021043550161-pat00002
상기 화학식 2에서, L1 및 L2는 서로 독립적으로 직접 결합, 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기이며, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이다. 이때, 상기 알킬렌기 및 알킬기는 선형 또는 분지형일 수 있다.
상기 아민 말단 폴리실록산은 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 3 내지 20 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 5 내지 15 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 도막방수재가 더욱 우수한 부착성, 내후성 및 발수성을 가질 수 있다. 반면, 아민 말단 폴리실록산이 3 중량부 미만으로 첨가될 시 부착성 및 인열강도 향상 효과가 미미할 수 있으며, 아민 말단 폴리실록산이 20 중량부를 초과할 시 부착성은 더욱 증가하나 인열강도 및 내화학성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 촉매는 폴리우레아 수지 형성 시 반응이 보다 쉽게 진행될 수 있도록 하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 주석계, 비스무트계, 3차 아민계 등의 촉매를 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이와 같은 촉매는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 1.5 내지 3 중량부로 첨가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 제2제는 중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 196~210 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 270~284 g/mol인 제1폴리아스파틱 에스테르; 및 중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 180~195 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 285~295 g/mol인 제2폴리아스파틱 에스테르;를 더 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 중량평균분자량 450~600 g/mol, 아민가 198~205 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 275~280 g/mol인 제1폴리아스파틱 에스테르; 및 중량평균분자량 550~650 g/mol, 아민가 185~194 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 288~292 g/mol인 제2폴리아스파틱 에스테르;를 더 포함할 수 있다. 이처럼, 서로 반응성이 상이한 두 종류의 폴리아스파틱 에스테르를 추가적으로 혼합 사용할 시 제1제와의 반응성이 적정 수준으로 조절되어 작업 시간 동안에 상기 혼합물이 시공에 용이한 점도를 가질 수 있어 안정적인 작업성 및 시공성을 유지할 수 있다.
나아가, 상기 제1제와의 반응성을 적정 수준으로 조절하기 위해서는 제1폴리아스파틱 에스테르와 제2폴리아스파틱 에스테르의 혼합 비율이 특히 중요하며, 바람직하게는 제1폴리아스파틱 에스테르:제2폴리아스파틱 에스테르의 중량비는 3~15 : 1일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 5~10 : 1일 수 있다. 반면, 제2폴리아스파틱 에스테르 대비 제1폴리아스파틱 에스테르의 함량이 3배 미만으로 혼합될 시 반응성이 너무 느려 문제가 발생할 수 있으며, 제2폴리아스파틱 에스테르 대비 제1폴리아스파틱 에스테르의 함량이 15배 초과로 혼합될 시 빠른 반응성으로 인해 점도가 너무 빨리 향상되어 작업성 및 시공성이 저하될 수 있다.
이와 같은 폴리아스파틱 에스테르(제1폴리아스파틱 에스테르+제2폴리아스파틱 에스테르)는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 10 내지 60 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 20 내지 50 중량부, 보다 좋게는 30 내지 40 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 수지 형성 시 경화 속도 조절이 용이하며, 우수한 인장강도 및 신장율을 확보할 수 있어 좋다. 반면, 폴리아스파틱 에스테르가 5 중량부 미만일 시 경화 속도가 느려지고 인장강도 및 신장율과 같은 도막 물성이 불량해질 수 있으며, 폴리아스파틱 에스테르가 100 중량부 초과일 시 경화 후 수지의 경도가 너무 높아지고 취성이 높아지는 단점이 있다.
아울러, 본 발명의 일 예에 따른 제2제는 자가 치유 성능을 위한 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 스크래치나 작은 균열 발생 시 디설파이드기(-S-S-)의 복분해 반응(disulfide metathesis)에 의해 자가 치유(self-healing) 성능이 부가될 수 있으며, 도막방수재 내 폴리우레아와 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민 등이 서로 간에 또는 동일 성분 간에 수소 결합을 근간으로 초분자 네트워크 구조를 형성하여 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민의 재배치를 통해 수소 결합이 재형성되어 보다 빠르게 자가치유가 가능할 뿐만 아니라, 손상된 부분을 수차례 복원할 수 있다는 장점이 있다.
보다 구체적인 일 예시로, 상기 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민은 초분지(hyperbranched) 폴리에틸렌이민과 디설파이트 화합물을 반응시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 초분지 폴리에틸렌이민은 분지형의 주지(main branch)에 곁가지(side branch)가 연결되며, 이 곁가지에 연결되는 잔가지를 가지는, 일반적인 분지형 고분자보다도 더 분지화된 덴드리틱한 구조를 가진 것일 수 있다. 이처럼 주지, 곁가지, 잔가지로 초분지화된 폴리에틸렌이민을 사용함으로써 수소 결합 네트워크를 보다 많이 형성할 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 초분지 폴리에틸렌이민의 중량평균분자량은 500 내지 5,000 g/mol일 수 있으며, 보다 좋게는 700 내지 2,000 g/mol일 수 있다. 이와 같은 범위에서 보다 많은 수소 결합 네트워크를 형성할 수 있을 뿐만 아니라 외부 충격에 의한 초기 파단 시 우레탄기 함유 폴리에틸렌이민이 보다 용이하게 재배치되어 수소 결합이 재형성될 수 있다.
상기 초분지 폴리에틸렌이민과 반응하는 디설파이트 화합물은 구체적인 일 예시로 비스(4-플루오로페닐) 디설파이드, 비스(4-브로모페닐) 디설파이드 및 비스(4-클로로페닐) 디설파이드 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방향족 디설파이드 화합물일 수 있다.
이와 같은 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민은 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 10 내지 25 중량부, 보다 좋게는 12 내지 20 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 폴리우레아 도막방수재의 물성을 저하시키지 않으면서 자가 치유 능력을 확보할 수 있다. 반면, 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민이 10 중량부 미만일 시 자가 치유 능력이 미미할 수 있으며, 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민이 30 중량부 초과일 시 폴리우레아 도막방수재의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 예에 따른 제2제는 필요에 따라 당업계에서 통상적으로 사용하는 성분들을 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 쇄연장제, 가소제 및 안료 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 쇄연장제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 지방족 디아민 단량체일 수 있고, 구체적인 일 예시로 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 2,3-디아미노부탄, 1,5-디아미노펜탄, 1,6-헥사메틸렌디아민 및 1,4-사이클로헥산디아민 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 쇄연장제는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 0.5 내지 15 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 1 내지 10 중량부, 보다 좋게는 3 내지 5 중량부로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 가소제는 폴리우레아 수지에 유연성 및 탄성을 부여하기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적인 일 예시로 디이소노닐프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 벤질부틸프탈레이트, 디노말옥틸프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트 및 프로필렌 카보네이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 가소제는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 3 내지 30 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 5 내지 25 중량부, 보다 좋게는 10 내지 15 중량부로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 안료는 폴리우레아 수지에 색상을 부여하거나 기계적 강도를 높이기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 카본블랙, 이산화티탄, 산화철, 산화아연, 탈크, 운모, 탄산칼슘 및 바륨 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 이와 같은 안료는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 첨가될 수 있으며, 좋게는 5 내지 10 중량부로 첨가될 수 있다.
이에 더하여, 상기 제2제는 수지의 물성을 높이기 위한 측면에서 자외선 안정제, 증점제, 레벨링제, 소포제 및 접착증진제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 첨가할 수 있다. 상기 첨가제는 폴리에테르아민 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 첨가될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 폴리우레아 도막방수재의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게 a) 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제, 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제를 혼합한 혼합물을 제조하는 단계; 및 b) 상기 혼합물을 기재 상에 도포한 후 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 각 구성 성분의 종류 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 제1제와 제2제를 혼합하여 반응시키는 방법은 통상적인 방법을 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재 및 이의 제조 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[실시예 1 내지 25, 및 비교예 1 내지 4]
하기 표 1에 기재된 구성 및 함량(중량부)으로 제1제와 제2제를 각각 준비하고, 제1제 100 중량부에 대하여 제2제 100 중량부를 혼합 및 반응시켜 폴리우레아 도막방수재를 제조하였다.
이때, 제1제의 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머(A-1)는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI)와 중량평균분자량이 1,500 g/mol인 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜 준비하였다. 구체적으로 HDI : PTMG를 1 : 0.35의 몰비로 용기에 투입하고 100℃에서 6시간 동안 교반시킨 후 미반응 단량체를 제거하여 중량평균분자량이 1,857 g/mol인 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 제조하였다.
또한, 불소 변성 이소시아네이트 화합물(A-2)은 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 1,2,6-헥산트리올을 반응시킨 부가물을 퍼플루오로폴리에테르 알코올(Mw=1,000 g/mol)과 반응시켜 제조하였으며, 이때 NCO/OH의 당량비가 5가 되도록 투입하고 65℃에서 3시간 동안 교반시킨 후 미반응물 및 부가생성물을 제거하여 하나의 NCO기만 반응된 불소 변성 이소시아네이트 화합물을 제조하였다.
아울러, 제2제의 폴리에테르아민(B-1)은 상용제품인 ED-900, 표면개질된 실리카졸(B-2)과 표면개질된 팽창질석(평균 입경 3 ㎛)(B-3)은 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란으로 표면개질된 것을 사용하였으며, 아민 말단 폴리실록산(B-4)은 수평균분자량이 2,500 g/mol인 아미노프로필 말단 폴리디메틸실록산(Poly(dimethylsiloxane), bis(3-aminopropyl) terminated)을 사용하였다. 또한, 제1폴리아스파틱 에스테르(B-5)로는 중량평균분자량 554 g/mol, 아민가 200 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 277 g/mol인 폴리아스파틱 에스테르를, 제2폴리아스파틱 에스테르(B-6)로는 중량평균분자량 582 g/mol, 아민가 190 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 290 g/mol인 폴리아스파틱 에스테르를 사용하였다.
또한, 쇄연장제로는 1,6-헥사메틸렌디아민(1,6-HMDA) 5 중량부를, 가소제(B-7)로는 디에틸헥실프탈레이트(DEHP) 10 중량부를, 안료(B-8)로는 이산화티탄 5 중량부를, 촉매(B-9)로는 비스무트 옥토에이트 2 중량부를 사용하였다.
디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민(B-7)의 경우, 테트라히드로퓨란 100 ㎖에 중량평균분자량 800 g/mol의 폴리에틸렌이민 0.1 mol, 비스(4-플루오로페닐) 디설파이드 1.0 mol, 촉매로 팔라듐 아세테이트 0.01 mol 및 리간드로 PPh3 0.1 mol을 넣고 110℃에서 5시간 동안 교반시킨 후 미반응물을 제거하여 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민을 제조하였다.
phr 제1제 제2제
A-1 A-2 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 B-6 B-7
실시예 1 100 1 100 17 8 10 31 4 15
실시예 2 5
실시예 3 10
실시예 4 18
실시예 5 30
실시예 6 100 10 100 1 8 10 31 4 15
실시예 7 10
실시예 8 30
실시예 9 50
실시예 10 100 10 100 17 1 10 31 4 15
실시예 11 3
실시예 12 15
실시예 13 20
실시예 14 100 10 100 17 8 1 31 4 15
실시예 15 25
실시예 16 100 10 100 17 8 10 33.5 1.5 15
실시예 17 32.5 2.5
실시예 18 17.5 17.5
실시예 19 10 25
실시예 20 100 10 100 17 8 10 31 4 1
실시예 21 5
실시예 22 10
실시예 23 25
실시예 24 30
실시예 25 40
비교예 1 100 - 100 - - - - - -
비교예 2 100 - 100 17 8 10 31 4 -
비교예 3 100 10 150 17 8 10 - - -
비교예 4 100 10 100 17 8 - 31 4 -
[특성 평가 방법]
상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 폴리우레아 도막방수재의 물성을 하기 방법에 따라 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
1) 방수성: 제조된 폴리우레아 도막방수재를 40℃의 정제수에 15일간 함침한 후, 도막방수재에 들뜸, 균열, 박리 등이 발생하였는지 육안으로 관찰하고 이를 10점 척도로 나타내었다.(10점: 도막의 들뜸, 균열, 박리 등이 거의 나타나지 않고, 건조 후 도막과 유사함 ~ 1점: 도막의 들뜸, 균열, 박리가 많이 발생함)
2) 부착성: 제조된 폴리우레아 도막방수재를 ASTM D3359에 따라 1 cm 간격으로 서로 교차되게 칼로 긁어 100개의 칸을 만들어 3M 투명 테이프로 그 부위에 접착을 시킨 후 그 떨어진 칸의 개수를 세어 계산식 (A0 - A1)/A0× 100 (A0: 초기 칸의 개수 100개, A1: 떨어진 칸의 개수)에 따라 부착성을 산출하였다.
3) 인열강도(㎫): ASTM D412에 의거하여 측정하였다.
4) 내굴곡성: ISO 1519에 의거하여 원통형 굴대 굴곡 시험(Cylindrical Mandrel Bending test)을 통해 1만회 굴곡 피로를 가한 후 변형 여부를 측정하였으며, 크랙 또는 표면 변형이 없는 경우 ○, 미세한 크랙 또는 약한 표면 변형이 발생한 경우 △, 시료가 파괴된 경우 X로 표시하였다.
5) 난연성: KS F ISO 5660-1에 의거하여 측정하였으며, 난연성이 우수한 경우 ◎, 보통인 경우 ○, 미흡한 경우 △, 불량인 경우 X로 표시하였다.
6) 내화학성: 0.1 N 황산에 도막 시편을 30일 동안 침지시킨 후 변형 정도를 육안으로 관찰하였으며, 변색 및 표면 변형이 없는 경우 ◎, 변색 또는 표면 변형이 있는 경우 ○, 변색 및 표면 변형이 있는 경우 △, 시료가 파괴된 경우 X로 표시하였다.
7) 자가치유력(%): 도막 시편에 길이 1 ㎝의 스크래치 손상을 입히고, 30℃의 온도조건에서 24 시간 노출시켜 회복된 길이를 측정하고, 계산식 (W0 - W1)/W0 × 100 (W0: 초기 스크래치의 길이(㎝), W1: 24 시간 후 스크래치의 길이(㎝))에 따라 자가치유력을 산출하였다.
방수성 부착성 (%) 인열강도 (㎫) 내굴곡성 난연성 내화학성 자가치유력 (%)
실시예 1 8점 99 93 ○ ◎ △ -
실시예 2 9점 99 91 ○ ◎ ○ -
실시예 3 10점 98 90 ○ ◎ ◎ 58.5
실시예 4 10점 97 88 ○ ◎ ◎ -
실시예 5 10점 91 84 ○ ◎ ◎ -
실시예 6 10점 96 83 ○ ◎ ◎ -
실시예 7 10점 99 87 ○ ◎ ◎ -
실시예 8 10점 97 91 ○ ◎ ◎ -
실시예 9 9점 92 88 △ ◎ ◎ -
실시예 10 10점 100 91 ○ △ ◎ -
실시예 11 10점 99 90 ○ ○ ◎ -
실시예 12 10점 98 88 ○ ◎ ○ -
실시예 13 9점 96 85 △ ◎ ○ -
실시예 14 9점 91 84 ○ ◎ ◎ -
실시예 15 9점 99 87 ○ ◎ △ -
실시예 16 9점 84 88 ○ ◎ ○ -
실시예 17 10점 97 89 ○ ◎ ◎ -
실시예 18 9점 90 89 ○ ◎ ○ -
실시예 19 8점 78 85 ○ ◎ ○ -
실시예 20 10점 98 91 ○ ◎ ◎ < 10
실시예 21 10점 98 91 ○ ◎ ◎ 25.7
실시예 22 10점 99 90 ○ ◎ ◎ 50.1
실시예 23 10점 97 88 ○ ◎ ◎ 65.8
실시예 24 9점 96 87 ○ ◎ ○ 72.2
실시예 25 9점 86 83 ○ ◎ △ 78.7
비교예 1 7점 61 80 △ X △ 0
비교예 2 8점 71 81 ○ ◎ △ 0
비교예 3 9점 77 88 ○ ◎ ○ 0
비교예 4 8점 81 82 ○ ◎ ○ 0
상기 표 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 폴리우레아 도막방수재 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제; 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제;를 반응시켜 제조됨에 따라, 비교예 1 대비 보다 우수한 방수성, 부착성, 인열강도, 내굴곡성, 난연성 및 내화학성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 각 성분의 함량이 가장 바람직한 범위로 첨가된 실시예 3의 경우 방수성 9점 이상 및 부착성 95% 이상이면서도, 인열강도 90 ㎫ 이상, 내굴곡성 및 내화학성이 우수하여 방수성 및 내구성이 모두 향상된 것을 확인할 수 있었다.
반면, 불소 변성 이소시아네이트 화합물이 다소 소량 첨가된 실시예 1의 경우 방수성 및 내화학성이 다소 떨어졌으며, 불소 변성 이소시아네이트 화합물이 다소 과량 첨가된 실시예 5의 경우 부착성 및 인열강도가 저하되었다.
또한, 표면개질된 실리카졸이 너무 소량 첨가된 실시예 6의 경우 인열강도가 좋지 않았으며, 너무 과량 첨가된 실시예 9의 경우 방수성 및 부착성이 저하되고 인열강도가 오히려 나빠지는 결과를 보였다.
표면개질된 팽창질석이 너무 소량 첨가된 실시예 10의 경우 난연성이 다소 미흡하였으며, 너무 과량 첨가된 실시예 13의 경우 난연성은 우수하였으나 그 외 다른 물성들이 저하되는 문제가 발생하였다.
아민 말단 폴리실록산이 너무 소량 첨가된 실시예 14의 경우 부착성 및 인열강도가 좋지 않았으며, 너무 과량 첨가된 실시예 15의 경우 인열강도가 오히려 나빠지고, 내화학성이 저하되는 결과를 보였다.
한편, 본 발명에 따른 폴리우레아 도막방수재는 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민이 첨가됨에 따라 자가치유 능력을 보였으며, 특히 이소시아네이트 말단 프리폴리머 100 중량부 기준 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민을 10~30 중량부 범위 내에서 사용한 실시예 3 및 22~24의 경우 자가치유 능력이 우수하면서도 방수성, 부착성, 인열강도 및 내화학 특성이 모두 우수하게 유지되었다.
이에 반해, 실시예 20 및 21의 경우 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민이 너무 소량 첨가됨에 따라 자가치유 능력이 미미하였으며, 실시예 25의 경우 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민이 너무 과량 첨가됨에 따라 수지의 부착성, 인열강도 및 내화학성이 저하되었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제; 및
    폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제;를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하며,
    상기 표면개질된 실리카졸 및 표면개질된 팽창질석은 아민기 함유 실란 커플링제로 표면개질된 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 불소 변성 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기가 3 이상인 다관능성 이소시아네이트 화합물과 불소 함유 알코올 화합물의 반응에 의해 제조된 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 불소 함유 알코올 화합물은 퍼플루오로폴리에테르 알코올인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2제는 중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 196~210 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 270~284 g/mol인 제1폴리아스파틱 에스테르; 및
    중량평균분자량 300~800 g/mol, 아민가 180~195 ㎎ KOH/g 및 아민 당량 285~295 g/mol인 제2폴리아스파틱 에스테르;
    를 더 포함하는 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제2제는 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민을 더 포함하는 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 디설파이드기 함유 폴리에틸렌이민은 초분지(hyperbranched) 폴리에틸렌이민과 디설파이트 화합물을 반응시켜 제조된 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재.
  8. a) 불소 변성 이소시아네이트 화합물 및 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 포함하는 제1제, 및 폴리에테르아민, 표면개질된 실리카졸, 표면개질된 팽창질석, 아민 말단 폴리실록산 및 촉매를 포함하는 제2제를 혼합한 혼합물을 제조하는 단계; 및
    b) 상기 혼합물을 기재 상에 도포한 후 경화시키는 단계;를 포함하며,
    상기 표면개질된 실리카졸 및 표면개질된 팽창질석은 아민기 함유 실란 커플링제로 표면개질된 것인, 방수성 및 난연성이 우수한 폴리우레아 도막방수재의 제조 방법.
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