KR102313313B1 - 방수막 하도용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수 구조 시공 방법 - Google Patents

방수막 하도용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수 구조 시공 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 방수막 하도용 폴리우레아 조성물은 주제부 및 경화제부를 포함한다. 상기 주제부는, 방향족 고리 구조를 갖지 않는 아민 화합물 20 중량% 내지 50 중량%, 폴리올 5 중량% 내지 30 중량%, 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 흑색 착색제 1 중량% 내지 10 중량%를 포함한다. 상기 경화제부는 우레탄 프리폴리머 10 중량% 내지 40 중량%, 이소시아네이트 화합물 10 중량% 내지 40 중량%, 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 습기 차단제 0.1 중량% 내지 3 중량%를 포함한다. 따라서, 방수 시공 시간을 단축하고, 방수 구조의 층간 결합력을 개선할 수 있다.

Description

방수막 하도용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수 구조 시공 방법{POLYUREA COMPOSITION FOR A LOWER LAYER OF A WATER-PROOF FILM AND METHOD FOR FORMING A WATER-PROOF STRUCTURE}
본 발명은 방수 구조 시공에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 방수막 하도용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수 구조 시공 방법에 관한 것이다.
건축물의 내외부 또는 선박의 바닥이나, 주차장, 운동장, 야외광장, 야외 구조물 등과 같이 수분과 접할 수 있는 부위에는 수분이 내부로 스며드는 것을 방지하기 위하여 구조물의 표면에 불투수성의 방수층을 형성하는 방수 공사가 행해진다.
기존 방수공법의 문제점을 개선하기 위해 최근 폴리우레아를 방수재로 사용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 폴리우레아는 인장강도 및 신장률이 우수하고, 내화학성이 뛰어나며, 내구성이 우수하여 건설, 산업, 선박 등의 방수 분야에 널리 사용되고 있다. 또한, 폴리우레아는 경화속도가 빨라서 시공기간을 단축시킬 수 있고, 폴리우레탄이나 에폭시와는 달리 물과의 친화력이 적은 소수성을 가지고 있기 때문에 표면에 습기가 있거나 낮은 온도의 표면에도 직접 분사가 가능하고 열에도 매우 강한 특징이 있어 그 적용범위가 점차 확대되어 가고 있다.
그러나, 폴리우레아를 사용하는 방수공법은 우수한 방수성능을 나타내지만 바닥면에 전면밀착하는 공법이므로 소지의 재질 또는 상태의 영향을 많이 받는다. 특히, 폴리우레아를 콘크리트 등의 소지에 직접 도포할 시에는 콘크리트의 재료 분리, 공극 등에 의해 표면이 평탄하지 못하여 핀홀(pin-hole)이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 현행 방수 시공 방법은, 1액형 우레탄 하도/2액형 우레탄바탕조정 공정(콘크리트 미세공극을 메꾸는 공정)/폴리우레아/상도 로 총 4회 도장하고 있다. 그러나, 이러한 공정은 본래 폴리우레아가 갖는 특장점(빠른 경화)이 퇴색되고, 공기가 지연되어 작업자 인건비 부담이 가중되는 문제가 있으며, 우레탄/우레아 간 상용성 부족으로 인한 계면박리가 종종 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 친환경적이며, 우레탄 바탕조정 공정을 생략함으로써 작업 능률을 크개 개선할 수 있는 프라이머 성능을 갖는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는 상기 폴리우레아 조성물을 이용한 방수 구조의 시공 방법을 제공하는 것에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예 들에 따른 방수막 하도용 폴리우레아 조성물은 주제부 및 경화제부를 포함한다. 상기 주제부는, 방향족 고리 구조를 갖지 않는 아민 화합물 20 중량% 내지 50 중량%, 폴리올 5 중량% 내지 30 중량%, 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 흑색 착색제 1 중량% 내지 10 중량%를 포함한다. 상기 경화제부는 우레탄 프리폴리머 10 중량% 내지 40 중량%, 이소시아네이트 화합물 10 중량% 내지 40 중량%, 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 습기 차단제 0.1 중량% 내지 3 중량%를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 아민 화합물은 4-4-메틸렌비스(2-디클로로아닐린), 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민, 4,4-메틸렌비스[N-메틸프로필]사이클로헥산아민 및 테트라에틸 N,N’-(메틸렌디-4,1-시클로헥산디일)비스(아스파르테이트)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 아민 화합물은 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리올은 오일변성 폴리올을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 희석제는 프로필렌카보네이트 및 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올 디이소부티레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 흡습제는 산화칼슘, 제올라이트 및 산화마그네슘으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 우레탄 프리폴리머는 메틸렌디페닐이소시아네이트, 폴리옥시알킬렌글리콜 및 1,3-부틸렌글리콜을 반응시켜 얻어지며, 잔류 이소시아네이트 함량은 15% 내지 30%이고, 중량 평균분자량은 2,000 내지 4,000이다.
일 실시예에 따르면, 상기 습기 차단제는 4-메틸벤젠설포닐 이소시아네이트 및 옥사졸리딘으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 흑색 착색제는, 카본 블랙 및 산화철 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 방수 구조 시공 방법은, 상기 폴리우레아 조성물을 콘크리트 바탕면 상에 직접 코팅하여 하도층을 형성하는 단계; 상기 하도막 위에 중도용 폴리우레아 조성물을 코팅하여 중도층을 형성하는 단계; 및 상기 중도층 위에 상도층을 형성하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 콘크리트에 폴리우레아 도장시스템 적용 시 하도 자체의 핀홀 커버 성능이 우수하여 우레탄 바탕조정 공정을 생략 및 경화시간이 빨라 시공 시간을 단축할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물을 형성되는 하도막은 후속 도장되는 폴리우레아와 동일계열로 상용성 문제가 없으며 황변 현상을 억제함에 따라 후속 도장되는 폴리우레아와 층간 결합력이 우수한 방수막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 흑색 착색제를 포함하고, 정상적인 우레아 반응 시 백화가 발생됨에 따라, 정상 반응 여부(정상 혼합비 유지 여부)를 육안으로 확인할 수 있다. 따라서, 하자 발생시 즉각적인 보수가 가능하다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수 구조 시공 방법을 도시한 단면도들이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
방수막 하도용 폴리우레아 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레아 조성물은, 주제부 및 경화제부를 포함하는 2액형 조성물일 수 있다.
상기 주제부는 아민 화합물(폴리아민) 및 폴리올을 적어도 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 주제부는 흡습제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 아민 화합물은, 방향족 고리 구조를 갖지 않는 무황변형(또는 저황변형) 폴리아민을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 아민 화합물은 4-4-메틸렌비스(2-디클로로아닐린), 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민, 4,4-메틸렌비스[N-메틸프로필]사이클로헥산아민, 테트라에틸 N,N’-(메틸렌디-4,1-시클로헥산디일)비스(아스파르테이트) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 아민 화합물들은 황변의 방지하거나 저감할 수 있으며, 중도 폴리우레아와의 상용성이 높아 층간 결합력을 증가시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 아민 화합물은 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민을 포함할 수 있다.
상기 폴리올은 오일변성 폴리올, 폴리에틸렌/폴리프로필렌글리콜 공중합 폴리올 또는 이들의 조합을 포함 할 수 있다. 상기 오일변성 폴리올은 피마자유, 해바라기씨유와 같은 꽃이나 씨로부터 얻어진 천연오일을 알코올 화합물과 반응시키거나, 변성 (에폭시화, 개환 반응, 에스테르 교환 반응, 에톡시화, 프로폭시화 등)시켜 얻어질 수 있으며, 식물성 유래의 성분이므로 우수한 친환경성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레아 조성물은, 경화 속도를 조정하고 핀홀 커버 성능을 개선(평활성 증가)하기 위하여 희석제를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 희석제는 프로필렌카보네이트, 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올 디이소부티레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 희석제 투입에 의해 발생하는 부작용(표면 부유물 이행)을 막기 위하여, 흡습제를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 흡습제는 산화칼슘, 제올라이트, 산화마그네슘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 주제부는 필요에 따라 분산제, 증점제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제부는 흑색 착색제를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 폴리우레아 조성물은 도장 장비를 이용하여 분사될 수 있다. 예를 들어, 상기 도장 장비는 상기 주제부 및 상기 경화제부를 각각 혼합 및 보관하는 저장부를 포함한다. 상기 주제부 및 상기 경화제부는 스프레이 건에서 약 1:1의 부피비로 혼합 분사될 수 있다. 본 발명의 폴리우레아 조성물은, 경화가 종결되면 도막이 백화된다. 따라서, 정상적으로 주제부 및 경화제부가 혼합되어 경화된 도막은 균일하게 회색이 나타날 수 있다. 그러나, 상기 도장 장비의 이상 등으로 적정 토출비가 유지되지 않는 경우, 백화 현상이 진행되지 않는 부분이 흑색으로 나타난다. 따라서, 도막의 경화 이후 작업자가 도막의 표면 색상만으로 도막의 하자 여부를 빠르게 확인함으로서, 즉각적인 보수가 가능하다. 예를 들어, 상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 산화철 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 주제부는 상기 아민 화합물 20 중량% 내지 50 중량% 및 상기 폴리올 5 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 주제부는 상기 희석제 30 중량% 내지 50 중량% 및 상기 흡습제 1 중량% 내지 10 중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 주제부는 상기 흑색 착색제 1 중량% 내지 10 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 희석제의 함량이 과소할 경우 핀홀 커버 성능이 저하될 수 있으며, 과다할 경우, 경화 속도가 감소하고, 중도층과의 결합력이 저하될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 주제부는 상기 아민 화합물 30 중량% 내지 40 중량%, 상기 폴리올 10 중량% 내지 20 중량%, 상기 희석제 35 중량% 내지 45 중량%, 상기 흡습제 3 중량% 내지 7 중량% 및 상기 흑색 착색제 3 중량% 내지 7 중량%를 포함할 수 있다.
상기 경화제부는 우레탄 프리폴리머 및 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있으며, 흡습제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화제부는 필요에 따라 분산제, 증점제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 우레탄 프리폴리머는 방향족 디이소시아네이트 및 폴리올을 반응시켜 얻어질 수 있다. 예를 들어, 상기 방향족 디이소시아네이트는, 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate; MDI) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올, 알키드 폴리올 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 우레탄 프리폴리머는 메틸렌디페닐이소시아네이트, 폴리옥시알킬렌글리콜 및 1,3-부틸렌글리콜을 반응시켜 얻어질 수 있으며, 말단에 이소시아네이트기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 우레탄 프리폴리머는 메틸렌디페닐디이소시아네이트 15 내지 30 중량부, 폴리옥시알킬렌글리콜 5 내지 10 중량부 및 1,3-부틸렌글리콜 0.1 내지 5 중량부를 반응시켜 얻어질 수 있으며, 상기 반응은 약 50℃에서 진행될 수 있다. 상기 우레탄 프리폴리머의 잔류 이소시아네이트 함량은 15% 내지 30%일 수 있으며, 중량 평균분자량은 약 2,000 내지 약 4,000일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이소시아네이트 화합물은, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 등과 같은 지방족 이소시아네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시네이트 등과 같은 방향족 이소시아네이트를 포함할 수 있다.
상기 흡습제 및 희석제는 상기 주제부에 사용된 것과 동일한 것이 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 폴리우레아 조성물의 경화제부 및 주제부 각각에 흡습제 및 희석제가 투입되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 경화제부 또는 상기 주제부 어느 한쪽에만 희석제가 투입되는 경우 점도 차이로 인한 토출비 불균형이 발생할 수 있다. 또한, 상기 경화제부 또는 상기 주제부 어느 한쪽에만 흡습제를 투입하는 경우, 흡습제 함량이 과도하게 증가하여 분말침전이 나타날 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 경화제부는 저장 안정성을 개선하기 위하여, 습기 차단제(선 반응제)를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제부가 흡습제를 더 포함할 경우, 교반 과정에서 대기에 노출됨에 따라 이소시아네이트기가 공기 중의 습기와 반응하여 겔을 형성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 경화제부의 이소시아네이트 성분보다 먼저 수분과 반응하는 습기 차단제를 추가하여 저장 안정성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 습기 차단제는 4-메틸벤젠설포닐 이소시아네이트, 옥사졸리딘 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 경화제부는 상기 우레탄 프리폴리머 10 중량% 내지 40 중량% 및 상기 이소시아네이트 화합물 10 중량% 내지 40 중량%를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 경화제부는 상기 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 상기 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 상기 습기 차단제 0.1 중량% 내지 3 중량%를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 경화제부는 상기 우레탄 프리폴리머 10 중량% 내지 30 중량, 상기 이소시아네이트 화합물 20 중량% 내지 40 중량%, 상기 희석제 40 중량% 내지 50 중량%, 상기 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 상기 습기 차단제 0.5 중량% 내지 2 중량%를 포함할 수 있다.
방수 구조 시공 방법
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수 구조 시공 방법을 도시한 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 소지(10)의 바탕면 상에 폴리우레아 조성물을 제공하여 도막(22)을 형성한다. 상기 소지(10)는 콘크리트 등일 수 있다. 상기 폴리우레아 조성물을 제공하기 전에, 소지(10) 상에 존재하는 이물질 및 레이턴스를 그라인딩 공정으로 제거하거나, 200bar 이상의 고압살수(워터젯)하여 세정할 수 있다. 상기 콘크리트 소지는 재료 성질에서 기인하는 미세 공극(PH, 핀홀)을 가질 수 있다.
상기 폴리우레아 조성물은 기설명된 2액형 폴리우레아 조성물과 동일하다.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리우레아 조성물은 폴리우레아 전용 도장 장치에 의해 상기 소지(10)에 분사될 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리우레아 조성물은 저온 저압 조건 또는 고온 고압 조건에서 분사될 수 있다. 예를 들어, 상기 저온 저압 조건은, 약 30℃ 내지 약 50℃, 토출 압력은 약 100 psi 내지 약 500 psi일 수 있고, 상기 고온 고압 조건은, 약 60℃ 내지 약 70℃, 토출 압력은 약 1,500 psi 내지 약 2,000 psi일 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리우레아 조성물은 경화 속도를 조절하기 위하여, 또는 비산분진을 최소화하기 위하여 저온 저압 조건에서 분사될 수 있다. 또한, 도장시 발생될 수 있는 미세 부유물을 억제(작업자 안전 및 주변 구조물에 영향 최소화)할 수 있으며, 소지와의 기질과의 기밀성이 높고, 평탄한 상면을 형성하여 후속 도장되는 폴리우레아 중도층의 마감면을 미려하게 유지시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 상기 폴리우레아 조성물은 고온 고압 조건에서도우 우수한 하도막을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리우레아 조성물의 경화제부와 주제부는 스프레이 건(30)에서 고온 고압으로 충돌 혼합된 후 분사될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 폴리우레아 조성물의 경화제부와 주제부는 저온 저압 상태에서 스태틱 믹서(static-mixer)에 의해 스크류 혼합될 수도 있다.
예를 들어, 상기 주제부와 경화제부의 배합비는 부피비로 약 1:1 이 될 수 있으며, 상기 주제부의 반응기(아민기 및 히드록시기)와 경화제부의 이소시아네이트기의 몰비는 약 1.0:1.1 내지 약 1.0:1.2일 수 있다.
상기 폴리우레아 조성물은, 낮은 경화 속도와 높은 유동성을 가짐으로써 상기 소지(10)의 미세 공극(PH)을 충분히 충진할 수 있다. 따라서, 종래의 폴리우레탄 바탕 조정층 없이 하도층을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 경화된 하도층(23)은, 상기 주제부에 포함되는 흑색 착색제와 백화 현상에 의해 회색을 나타낼 수 있다. 상기 경화제부와 상기 주제부의 혼합의 토출비가 어긋날 경우, 흑색 부분 또는 백색 부분이 나타날 수 있다. 이에 따라 상기 하도층(23)의 하자 여부를 작업자가 빠르게 인지함으로써, 즉각적인 보수가 가능하다.
도 3을 참조하면, 상기 하도층(23) 위에 중도층(24)을 형성한 후, 상기 중도층(24) 위에 상도층(26)을 형성한다.
상기 중도층(24)은 폴리우레아 조성물로 형성될 수 있다. 상기 중도층용 폴리우레아 조성물은, 상기 하도층용 폴리우레아 조성물보다 경화 속도 및 도막 경도가 높도록 준비될 수 있다. 예를 들어, 상기 중도층(24)은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려진 중도층용 또는 베이스층용 폴리우레아 조성물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 중도층(24)은, 폴리우레아 전용 도장 장치에 의해 고온 고압 조건으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 상도층(26)은, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 우레탄아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하도층(23)은, 핀홀 커버 성능이 우수하고, 폴리우레아 조성물로 형성되며 중도층(24)과의 부착성이 우수하다. 또한, 폴리우레아 도장 장비(분사 장치)로 도장이 가능하므로, 작업자의 작업 능력에 품질에 좌우되는 일반 수작업형 도료보다 도막 품질이 우수하다.
이하에서는, 구체적인 실시예 및 실험을 통하여, 본 발명에 따른 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수 구조의 효과에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
아래 표 1 및 표 2에 따라 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 주제부 및 경화제부를 준비하였다. (함량: 중량%)
주제부 성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
오일변성폴리올: HS 3G-100M
(일본, Hokoku corporation)		 10 15 25 10 5 15 25
아민(저황변/중속경화): 4-4-메틸렌비스(2-디클로로아닐린) 40 - - - - - -
아민(무황변/중속경화): 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민 - 35 - - - - -
아민(무황변/고속경화):4,4-메틸렌비스[N-메틸프로필]사이클로헥산아민 - - 25 - - - -
아민(무황변/저속경화):테트라에틸 N,N’-(메틸렌디-4,1-시클로헥산디일)비스(아스파르테이트) - - - 40 - - -
아민: 4,4'- 비스-sec-부틸 아미노 디 페닐 메탄 - - - - 45 - -
아민: 디메틸 Thio-톨루엔디아민 - - - - - 35 -
아민: 디에틸톨루엔디아민 - - - - - - 25
분산제: EFKA-5065
(독일, EFKA)		 0.5
희석제: 프로필렌카보네이트 39.5
흡습제: 제올라이트 5
흑색안료: BAYFERROX 303T (한국,LANXESS KOREA) 5
경화제부 성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
우레탄 프리폴리머 15 20 25 30 25 35 10
이소시아네이트 화합물:
폴리메틸렌 폴리페닐 이소시네이트
 35 30 25 20 25 15 40
분산제: EFKA-5065
(독일, EFKA)		 0.5
희석제: 프로필렌카보네이트 39.5
흡습제: 제올라이트 5
흑색안료: BAYFERROX 303T
(한국,LANXESS KOREA)		 5
표 2에서 우레탄 프리폴리머는, 메틸렌디페닐디이소시아네이트 15 내지 30 중량부, 폴리옥시알킬렌글리콜 5 내지 10 중량부 및 1,3-부틸렌글리콜 0.1 내지 5 중량부를 약 50℃ 반응시켜 얻어진 것이며, 잔류 이소시아네이트 함량은 15% 내지 30%일 수 있으며, 중량 평균분자량은 약 2,000 내지 약 4,000이다.
상기 실시예 1 내지 4의 조성물로부터 얻어진 도막 시편의 도막경도(Shore D) 측정, 바탕과의 부착성, 후속중도와의 부착성 시험을 실시하였으며, 추가로 공기단축이라는 본 개발품의 취지에 부합되는지를 살펴보고자 경화시간(지촉건조, 경화건조, 고화건조)를 측정 후 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다. 추가로 다공성인 콘크리트 표면에 도장 시 공극 커버능력을 비교하기 위해 핀홀발생정도를 비교하였다. 부착강도는 ASTM D-4541 방법에 의해 시험을 실시하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비고
경도(SHORE D) 60 55 50 55 58 62 60 ASTM D2240
바탕과의 부착성(Dolly test, MPa) 3.5 4.5 5.0 3.5 4.0 4.2 4.8 ASTM D4541
후속 중도와 부착성(Peel off) △ ○ ◎ ◎ △ Ｘ Ｘ~△ 직관
시험
지촉건조(분) 10분 10분 7분 40분 20분 35분 5분 KSM
5000
고화건조(분) 10분 15분 15분 60분 30분 55분 10분
경화건조(분) 30분 35분 20분 120분 50분 100분 20분
핀홀발생정도 양호 양호 불량 양호 양호 양호 불량 육안
관찰
황변발생정도 중간 양호~
중간		 양호 양호 보통~
심함		 심함 보통
[후속 중도와의 부착성 판정 방법]
판 정 상 태
◎ Peel off 시 후속 폴리우레아와 부착상태 우수. 강제 박리 시 박리 미 발생
○ Peel off 시 후속 폴리우레아와 부착상태 우수. 강제 박리 시 힘들게 박리발생되며, 후속 폴리우레아와 부착면적 다수.
△ Peel off 시 후속 폴리우레아와 부착상태 우수. 강제 박리 시 박리 발생되나 후속 폴리우레아와 부착면적 다수.
Ｘ~△ Peel off 시 후속 폴리우레아와 부착상태 보통. 강제 박리 시 박리 발생되고, 후속 폴리우레아와 부착면적 거의 없음.
Ｘ Peel off 시 후속 폴리우레아와 부착상태 불량. 후속 폴리우레아와 부착면적 없음
상기 도막들은 폴리우레아 도장장비(GRACO HXP3)를 사용하여 도장되었으며(압력조건:1,500 ~ 2,000 psi, 온도조건:60~70℃), 상기 지촉건조, 고화건조, 경화건조는 25℃ 에서 측정되었다. 또한, 후속 중도는 초속경화형 순수 폴리우레아(슈퍼데크 U-285)를 이용하여 형성하였다.
표 3의 실험 결과를 참조하면, 폴리아민 중 경화속도가 빠른 단분자(4,4-메틸렌비스[N-메틸프로필]사이클로헥산아민) 사용 시 경화가 빨라 콘크리트 미세기공으로 흘러들어 가는 유동성이 부족하여 결과적으로 폴리우레아 도장 시 핀홀이 다수 발생되는 것을 확인하였다.
또한, 바탕(콘크리트)에 도장 시, 바탕과의 부착성은 실시예 1~4 및 비교예 1~3 모두 큰 차이 없이 부착강도 3.5~5.0 Mpa 수준으로 확인되었으나, 후속중도와의 부착성은 차이가 있으며, 하도의 경화속도가 느릴수록 콘크리트 미세기공을 메꿔줘 후속 도장재의 핀홀 발생정도가 현저히 줄어드는 것으로 확인할 수 있었다. 또한, 실험 결과에 따르면, 하도의 황변발생이 억제될수록(표면 구조 변형 혹은 발색단 형성이 안될수록) 후속 도장재(중도)와의 부착성능이 높아짐을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예 들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 조성물은 다양한 콘크리트 구조의 방수 시공에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 주제부 및 경화제부를 포함하고, 상기 주제부는, 4,4-메틸렌비스(2-디클로로아닐린), 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민, 4,4-메틸렌비스[N-메틸프로필]사이클로헥산아민 및 테트라에틸 N,N’-(메틸렌디-4,1-시클로헥산디일)비스(아스파르테이트)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 아민 화합물 20 중량% 내지 50 중량%, 오일변성 폴리올 5 중량% 내지 30 중량%, 프로필렌카보네이트 및 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올 디이소부티레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 흑색 착색제 1 중량% 내지 10 중량%를 포함하고,
    상기 경화제부는 우레탄 프리폴리머 10 중량% 내지 40 중량%, 이소시아네이트 화합물 10 중량% 내지 40 중량%, 프로필렌카보네이트 및 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올 디이소부티레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 희석제 30 중량% 내지 50 중량%, 흡습제 1 중량% 내지 10 중량% 및 습기 차단제 0.1 중량% 내지 3 중량%를 포함하는,
    방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 아민 화합물은 테트라키스 (2-히드록시프로필) 에틸렌디아민을 포함하는 것을 특징으로 하는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 흡습제는 산화칼슘, 제올라이트 및 산화마그네슘으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 프리폴리머는 메틸렌디페닐이소시아네이트, 폴리옥시알킬렌글리콜 및 1,3-부틸렌글리콜을 반응시켜 얻어지며, 잔류 이소시아네이트 함량은 15% 내지 30%이고, 중량 평균분자량은 2,000 내지 4,000인 것을 특징으로 하는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 습기 차단제는 4-메틸벤젠설포닐 이소시아네이트 및 옥사졸리딘으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 흑색 착색제는, 카본 블랙 및 산화철 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수막 하도용 폴리우레아 조성물.
  10. 청구항 1항, 3항 및 6항 내지 9항 중에서 선택된 어느 하나의 폴리우레아 조성물을 콘크리트 바탕면 상에 직접 코팅하여 하도층을 형성하는 단계;
    상기 하도층 위에 중도용 폴리우레아 조성물을 코팅하여 중도층을 형성하는 단계; 및 상기 중도층 위에 상도층을 형성하는 단계를 포함하는 방수 구조 시공 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하도층의 폴리우레아 조성물은 스프레이 건을 포함하는 도장 장비를 이용하여 상기 콘크리트 바탕면 상에 직접 분사되는 것을 특징으로 하는 방수 구조 시공 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하도층의 폴리우레아 조성물은, 1,500 psi 내지 2,000 psi의 압력 및 60℃ 내지 70℃의 온도에서 분사되는 것을 특징으로 하는 방수 구조 시공 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 하도층의 폴리우레아 조성물은, 100 psi 내지 500 psi의 압력 및 30℃ 내지 50℃의 온도에서 분사되는 것을 특징으로 하는 방수 구조 시공 방법.
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