KR102336007B1 - 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법 - Google Patents

콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머, 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 모노올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 우레탄계 가소제, 충전제 및 극세섬유를 포함하여 이루어진 우레탄 주제;와, 폴리올 경화제 및 충전제를 포함하여 이루어진 경화제;가 중량비로 100 : 20~60의 비율로 혼합되어 이루어진 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 도막의 내후성이 향상되고, 도막의 인장강도와 신장률을 향상하여 콘크리트의 변형과 균열이 발생하더라도 도막의 균열이 발생하는 것을 억제한다.

Description

콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법{waterproof-anticorrosion coating material with polyurethane for concrete and waterproof-anticorrosion method using thereof}
본 발명은 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법에 관한 것으로, 콘크리트의 표면에 용이하게 코팅되어 방수·방식 기능의 발현과 재균열의 발생을 억제하는 도막을 형성하는 도막재 및 이를 이용한 방수·방식 도장 공법에 관한 것이다.
종래 건물의 방수재료로서 아스팔트나 콜타르 피치 등의 재료를 건축물의 표면에 분사하여 방수층을 형성하였으나 구조물에 균열이 발생할 경우에 방수층이 파괴되어 방수 효과를 달성할 수 없는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 폴리우레아 수지를 이용한 방수 공법이 제안되었는데, 콘크리트의 수밀성이 좋지 않아 핀홀이 발생하고 표면이 평탄하지 못한 문제점이 있었다.
다시 이를 해결하기 위해 폴리우레아 수지를 도장하기 전에 보강부재로 부직포를 방수 바탕면에 고정하는 방법이 대한민국 등록특허 제0408010호에 제안되었다. 다른 예로서 대한민국 등록특허 제0956489호에 바닥면에 표면처리를 하고 프라이머층, 도막층 및 코팅층을 순서대로 형성하는 방법이 제안되고 있다.
그런데 이러한 방법은 별도의 보강부재 또는 재료를 더 사용하므로 공정이 복잡해지고 작업 시간이 길어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제1643519호(슈퍼마이크로 섬유를 이용한 바탕조정재)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방수·방식성과 재균열 억제성이 우수하고 이러한 우수한 특성이 장기간 유지되어 내구성이 우수한 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머 40~60 중량%, 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 모노올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 우레탄계 가소제 20~40 중량%, 충전제 10~20 중량% 및 극세섬유 0.1~1 중량%를 포함하여 이루어진 우레탄 주제;와, 폴리올 경화제 70~100 중량% 및 충전제 0~30 중량%를 포함하여 이루어진 경화제;가 중량비로 100 : 20~60의 비율로 혼합되어 이루어진 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재를 제공한다.
본 발명에 따르면 도막재가 우레탄계 가소제를 함유함으로써 유연성, 흐름성이 향상되면서도 우레탄계 가소제의 마이그레이션 현상이 발생하지 않아 내후성, 접착성 및 내오염성이 향상된 방수 도막을 제공한다.
또한, 도막재가 극세섬유를 함유함으로써, 도막의 인장강도와 신장률을 향상하여 콘크리트의 변형과 균열이 발생하더라도 도막의 균열이 발생하는 것을 억제한다.
본 발명은 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머 40~60 중량%, 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 모노올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 우레탄계 가소제 20~40 중량%, 충전제 10~20 중량% 및 극세섬유 0.1~1 중량%를 포함하여 이루어진 우레탄 주제;와, 폴리올 경화제 70~100 중량% 및 충전제 0~30 중량%를 포함하여 이루어진 경화제;가 중량비로 100 : 20~60의 비율로 혼합되어 이루어진 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재에 관한 것이다.
상기 우레탄 주제에서 상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머는 폴리이소시아네이트와 폴리올의 반응으로 이루어진 것이다.
상기 폴리이소시아네이트는 통상의 폴리우레탄 제조에 사용되는 것을 사용할 수 있는데, 예를 들면, 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 자일렌디이소시아네이트(XDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 및 나프탈렌디이소시아네이트(NDI) 등이 있고, 반응성 측면에서 TDI와 MDI를 사용할 수 있다.
상기 폴리올은 2~6가의 고분자 폴리올(Mn=500~4,000)을 사용할 수 있는데, 예를 들면, 알코올류, 페놀류 및 아민류의 알킬렌 옥사이드 부가물 등을 사용할 수 있다.
상세하게는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 비스페놀-A, 글리세린, 트리메티롤프로판, 펜타에리스리톨, 솔비톨, 부틸아민, 에틸렌디아민 등의 활성수소를 가지는 화합물에 에틸렌옥사이드(EO), 프로필렌옥사이드(PO), 부틸렌옥사이드(BO) 및 테트라히드로퓨란(THF) 등의 알킬렌옥사이드를 부가한 것이다.
상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머의 제조에서 NCO/OH의 당량비는 1.2~2.5인 것이 점도의 관점에서 좋다.
상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머의 NCO 함량은 0.5~4%인 것이 발포의 위험성을 낮추기 위해 좋다.
상기 가소제는 아릴 알코올 또는 프로페닐 알코올에 알킬렌옥사이드를 부가하여 얻어진 모노올(monool)과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 알코올은 아릴 알코올인 것이 양호한 내후성을 얻을 수 있는 불포화기 관점에서 좋다.
상기 알킬렌옥사이드는 에틸렌옥사이드(EO), 프로필렌옥사이드(PO), 부틸렌옥사이드(BO) 및 THF 등이 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 통상의 폴리우레탄 제조에 사용되는 것을 사용할 수 있는데, 예를 들면, TDI, MDI, HDI, XDI, IPDI 및 NDI 등이 있고, TDI, MDI, HDI, XDI가 상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머와의 상용성 관점에서 좋다.
상기 가소제의 수평균 분자량(Mn)은 1,000~10,000이 좋다.
Mn이 1,000 미만이면, 경화 도막재에서 가소제의 마이그레이션 현상이 발생할 수 있고, 10,000을 초과하면 점도가 높아져 취급시의 작업성이 저하하게 된다.
상기 가소제의 옥시 에틸렌기의 함유량은 5~30 중량%인 것이 좋다.
옥시 에틸렌기의 함유량이 5 중량% 미만이면 도막의 밀착성이 저하하고, 30 중량%를 초과하면 가소제의 마이그레이션 현상이 발생할 수 있다.
상기 우레탄 주제에서 상기 가소제의 함량이 20 중량% 미만이면 점도가 높아져 작업서이 나빠지고, 40 중량%를 초과하면 가소제의 마이그레이션 현상이 발생할 수 있다.
경화제는 통상의 폴리올이 사용될 수 있는데, 예를 들면 상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머의 제조에 사용되는 폴리올을 사용할 수 있다.
본 발명의 도막재는 우레탄 주제에 가소제가 함유되어 있어 유연성이 향상되는데, 디옥틸프탈레이트(DOP)와 같은 저분자 가소제와 비교하여 본 발명의 아릴 알코올의 알킬렌 옥사이드 부가물로부터 유래하는 본 발명의 가소제를 사용함으로써, 프리폴리머와의 상용성이 향상되어 마이그레이션 발생이 억제되고, 표면의 오염이 방지되고, 내후성이 향상되어 재균열의 발생이 억제될 수 있다.
상기 극세섬유는 도막의 방수성을 향상하고, 도막의 인장강도를 향상시켜 경화에 따른 수축, 도장 이후에 온도, 충격 등 외부 환경의 영향으로 도막에서 재균열의 발생을 억제하고, 극세화로 인해 도막에서 단위당 수량이 많아 극세섬유로 인한 효과가 극대화되며, 롤러 또는 스프레이 건을 이용하여 도포를 하여도 형성된 도막의 표면에서 섬유의 돌출이 억제된다.
또한, 도막의 내화학성, 내마모성을 향상할 수 있다.
또한, 도막재에 요변성을 부여하여 바닥면 이외에 경사면과 수직면에서의 도포 작업이 가능해지도록 한다.
이를 위해 본 발명의 극세섬유는 직경이 슈퍼 마이크로미터 수준인 0.1~1데니어의 섬도를 가지고 길이가 3~20㎜인 것을 사용하는 것이 방수성, 기계적 강도 및 도장 후 외관 관점에서 좋다.
극세섬유의 섬도가 0.1데니어 미만이면 섬유가 너무 가늘어 도막재의 가공 과정에서 절단 등 손상이 발생할 수 있고, 1데니어를 초과할 경우에는 도장 표면에서 섬유의 돌출이 심하게 발생하고 외관이 나빠질 수 있다.
또한, 길이가 3㎜ 미만이면 도막의 강도 향상이 미미하고, 20㎜를 초과하면 도막에서 섬유의 균일한 분산이 어렵게 된다. 또한, 상기 범위를 벗어날 경우에 도막을 구성하는 성분 사이의 접착력이 저하하여 바람직하지 못하다.
우레탄 주제에서 극세섬유의 함량이 0.1 중량% 미만이면 기계적 강도의 향상이 미미하고 핀홀의 발생을 억제하지 못하고, 1 중량%를 초과하면 섬유가 도막 중에서 부분적으로 불균일하게 분포하는 문제가 있다.
본 발명의 극세섬유는, 폴리에틸렌, 고강력 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론, 폴리비닐알코올, 아라미드 등의 섬유가 사용될 수 있다.
본 발명의 극세섬유는, 초산비닐계 중합체 에멀젼으로 처리된 것을 사용하는 것이, 우레탄 수지 및 충전제와의 접착력을 향상하고, 도막재의 저장, 교반·혼합 및 도포과정에서 물리적 충격에 의해 극세섬유의 절사와 같은 손상이 발생하지 않고, 유연성이 향상되어 도장할 때에 도막에서 균일하게 분산이 이루어지고, 도장할 때에 요변성을 향상하여 콘크리트의 수직 벽면에도 용이하게 도장할 수 있으므로, 좀 더 바람직하다.
상기 초산비닐계 중합체 에멀젼은 초산비닐과 아크릴산 및 글리시딜메타크릴레이트를 수용성 고분자인 폴리비닐알코올(PVA)의 존재하에 유화중합하여 제조된 것을 사용할 수 있다.
상기 초산비닐계 중합체 에멀젼에서 아크릴산 및 글리시딜메타크릴레이트를 변성을 위한 공단량체로 사용함으로써 도막재를 구성하는 다른 성분과의 접착력의 향상이 이루어지게 된다.
이때 PVA의 중합도는 500~1,800이 바람직한데, 500 미만이면 유화 안정성이 저하하고, 1,800을 초과하면 유화 중합시에 겔화하여 응집할 수 있다.
상기 유화중합에서 중합개시제는, 과황산암모늄, 과황산칼륨 등의 과황산염, 큐멘하이드로퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 과산화수소 등의 과산화물, 주석산 등이 있다. 중합 개시제의 사용량은 단량체 성분에 대해 0.05~2 중량%인 것이 좋다.
상기 유화중합에서 중합온도는 50~85℃이고, 중합시간은 3~20시간이 좋다.
상기 유화중합에 의해 제조된 에멀젼의 증발잔분은 20~40 중량%인 것이 바람직한데, 20 중량% 미만이면 에멀젼 입자가 침강하고, 40 중량%를 초과하면 에멀젼이 겔화하여 바람직하지 못하다.
상기 초산비닐계 중합체 에멀젼으로 상기 극세섬유를 처리하는 것은 통상의 방법이 사용될 수 있지만, 침지 처리하고 110~250℃에서 건조하는 것이 바람직하다.
이때 극세섬유를 침지 처리하기 전에 자일렌으로 처리하여 팽윤시켜 섬유 조직을 이완하고 분자 사이의 간격을 넓힌 다음에 하는 것이 초산비닐계 중합체 에멀젼의 피복이 용이하고 빠르고 견고하게 이루어질 수 있다.
극세섬유를 폴리비닐알코올(PVA)의 존재 없이 유화 중합한 초산비닐계 중합체 에멀젼으로 처리를 할 경우에, 도막에서 극세섬유에 의한 섬유의 그물망 구조의 형성이 약하여 내구성이 저하하고, 요변성 향상이 미미할 수 있다.
본 발명의 도막재에 의한 도막은 섬유가 도막의 표면으로 돌출하지 않고 매립상태가 되어 도막의 단면에서 볼 때에 섬유가 그물 형태로 교락되어 강력이 향상된다.
본 발명의 충전제는, 탄산칼슘, 탈크, 마이카, 실리카 중에서 선택되며, 10 중량% 미만일 경우 내후성과 내구성이 저하하고 충전제로서의 역할을 수행할 수 없고, 20 중량%를 초과할 경우에는 접착력과 신축성이 나빠지는 문제가 발생하게 된다.
상기 충전제는 에폭시 화합물이 코팅되어 있는 것이, 충전제에의 표면이 활성화되어 우레탄 수지 및 극세섬유와 충전제 사이에 계면 접착성이 향상되면서 충전제의 분산성도 향상되어 도막의 기계적 강도가 향상될 수 있다.
또한, 분산이 양호하여 도막의 표면에 충전제의 응집이 발생하지 않아 외관이 우수해지게 된다.
상기 에폭시 화합물은 다관능성 에폭시 화합물과 폴리에틸렌글리콜 쇄사슬을 가지는 지방족 에폭시 화합물이 90/10~70/30의 중량비로 이루어질 수 있다.
상기 다관능성 에폭시 화합물은 1분자에 3개 이상의 에폭시기를 가지는 것이, 충전제 표면에 안정적인 코팅막을 형성하고, 가교 밀도가 높고 견고한 코팅막을 형성하고, 에폭시기에 의해 극성 관능기를 갖게 하여 표면을 활성화할 수 있으므로, 바람직하게 사용될 수 있다.
다관능성 에폭시 화합물로는, 폴리에폭시 화합물, 예를 들면 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 헥산트리올, 소르비톨, 트리메티롤프로판, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리글리세린 등의 지방족 다가 알코올류와 에피클로로히드린과의 반응 생성물, 레조르신, 카테콜, 하이드로퀴논, 1,3,5-트리 히드록시 벤젠, 비스(4-히드록시 페닐) 메탄 등의 페놀류와 에피클로로히드린과의 반응 생성물로부터 얻을 수 있는 폴리글리시딜에테르 등이 있다.
본 발명에 대해 특히 범용성이 높은 글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜타에리스리톨폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 솔비톨폴리글리시딜에테르로부터 선택되는 다관능성 지방족 에폭시 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜 쇄사슬을 가지는 지방족 에폭시 화합물은, 상기 다관능성 에폭시 화합물과 공유결합을 이루고, 폴리에틸렌글리콜 쇄사슬이 그래프트 결합과 같이 배치되어 우레탄 수지와 앵커 효과를 발휘하는 것에 의해 친화성이 높아 접착력과 내충격성이 향상된다.
상기 폴리에틸렌글리콜 쇄사슬을 가지는 지방족 에폭시 화합물은, 분자에 탄소수 3 이상의 탄화수소 쇄사슬 내지는 폴리에틸렌 글리콜 쇄사슬을 가지고, 한편 1 분자에 1개 혹은 2개의 에폭시기를 가지는 지방족 에폭시 화합물, 예를 들면, 알킬렌폴리에틸렌옥사이드 글리시딜에테르, 페닐폴리에틸렌옥사이드 글리시딜에테르, 1,6－헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 폴리에틸렌글리콜 쇄사슬을 가지는 지방족 에폭시 화합물이 중량비로 10 미만이면 접착력과 내충격성의 향상이 미미하고, 30을 초과하면 충전제 표면의 가교 밀도 저하에 의해 취성이 높아져 오히려 접착력과 내충격성이 저하할 수 있다.
본 발명의 도막재에 스틸렌-말레인산 수지 분산제를 더 첨가할 수 있다.
스틸렌-말레인산 수지 분산제의 첨가에 의해 극세섬유의 함량이 적어도 도막 당 많은 극세 단섬유가 얽히면서 균일하게 분산하는 효과가 있다. 그리고 이와 같이 분산제 첨가의 것은 무첨가에 비교해 인장 강도의 향상이 나타난다.
이로 인해 중도 및 상도 처리를 하지 않아도 표면의 외관이 좋고 도막의 강도와 내수성, 내구성이 유지된다.
상기 스틸렌-말레인산 수지 분산제는 스틸렌과 말레인산 무수물을 중합하여 스틸렌-말레인산 무수물 공중합체를 제조한 후, 암모니아, 알코올 등의 알칼리 용매를 첨가하여 제조한 것으로, pH감소를 억제하기 위해 25℃의 용액상태에서 pH가 8~11인 것이 좋다.
주제와 경화제를 본 발명의 범위 비율에 따라 RPM 500∼1,000의 고속교반기로 약 3∼10분간 균일하게 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 콘크리트 구조물의 이물질을 제거하는 전처리 단계; 상기 전처리한 표면에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머를 도포한 표면에 본 발명의 방수·방식 도막재를 도포하는 단계;를 포함하여 이루어지는 콘크리트 구조물의 방수·방식공법을 제공한다.
상기 프라이머는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리우레아 수지 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 도막재에 의해 도장 후에 경화되는 과정에서 도막재를 구성하는 재료 사이의 접착력이 강하게 유지되므로 팽창과 수축이 억제된다. 이로 인해 재료 사이의 분리가 발생하지 않아 본 발명의 도막재는 균열이 발생하지 않는 견고한 도막이 형성되고 유지되는 것이 가능해지므로 방수 내구성이 우수해진다.
또한, 이렇게 견고하게 형성된 도막이 콘크리트의 부식을 유발하는 각종 물질(수분, 황산염, 탄산염 등)이 투과되는 것을 차단하고 오염 물질이 용이하게 제거되므로 방식 기능이 더욱 향상 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.
단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[제조예 1]
폴리옥시프로필렌글리콜(Mn=1,000) 15중량부와 트리메틸올프로판의 PO부가물(Mn=5,000) 70중량부를 반응용기에 넣고 120℃에서 0.01MPa로 감압하고 탈수하여 수분을 0.03중량% 이하로 하였다. 이후에 80℃로 냉각하고 톨루엔디이소시아네이트 15 중량부를 투입하고 80℃에서 4시간 반응시켜 말단 NCO 함량이 3.0%인 프리폴리머를 제조하였다.
[제조예 2]
아릴 알코올 5 중량부, 촉매로서 수산화칼륨 0.25 중량부를 혼합하고 110℃에서 1시간 교반을 했다. 이후, 프로필렌 옥사이드 95 중량부를 적하하면서 110℃에서 10시간 교반을 하여 부가 반응을 시켰다.
반응 이후 80℃로 냉각하고, 비정질의 합성 규산마그네슘으로 잔존 촉매를 흡착하여 제거하여 Mn=1,200의 아릴 알코올 PO부가물을 얻었다.
얻어진 아릴 알코올 PO부가물 90 중량부를 120℃에서 0.01 MPa 이하로 감압하고 2시간 탈수하여 수분 함량이 0.02 중량% 이하로 하였다. 이후, 80℃로 냉각하고 TDI 10 중량부를 투입한 후에 80℃에서 2시간 교반을 한 후에, 납계 경화 촉진 촉매 0.5 중량부를 투입하고 80℃에서 4시간 우레탄화 반응을 시켰다.
반응 후 말단 NCO 함량이 0.04%, 수산기값 2.0의 우레탄계 가소제를 얻었다.
[제조예 3]
질소 분위기에서 이온 교환수 173 중량부, 폴리비닐 알코올(검화도 98.5, 중합도 500)을 15 중량부를 혼합하고 교반을 시작하여 온도를 80℃로 승온하였다. 여기에 초산비닐 모노머 100 중량부, 아크릴산 1 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 2.5 중량부 및 10% 과산화수소수 1 중량부와 10% 주석산 수용액 1.5 중량부를 각각 4시간 연속 추가했다. 그 후, 80℃로 1시간 반응을 계속(5시간 반응)한 후 30℃로 냉각했다.
증발잔분 35.0%의 초산비닐계 중합체 에멀젼을 제조하였다.
[제조예 4]
다관능성 에폭시 화합물로서 솔비톨폴리글리시딜에테르 80 중량부 및 지방족에폭시 화합물로서 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르 20 중량부를 혼합하고, 연화수로 희석하고, 에폭시 화합물의 총량에 대해서 1/30 중량의 수산화나트륨을 가하여 용액을 조제한 후, 상기 용액에 탄산칼슘을 침지하고 150℃에서 2분간, 240℃에서 1분간의 열처리를 하여 에폭시 부착량이 3 중량%인 에폭시 처리(부착) 탄산칼슘을 제조하였다.
[실시예 1]
상기 제조예 1의 프리폴리머 52 중량%, 상기 제조예 2의 가소제 32 중량%, 탄산칼슘 15.5 중량% 및 0.5데니어의 폴리프로필렌 단섬유 0.5 중량%를 함유한 우레탄 주제를 준비하였다.
폴리옥시프로필렌글리콜(Mn=5,000) 80 중량% 및 탄산칼슘 20 중량%를 함유한 경화제를 준비하였다.
상기 우레탄 주제와 경화제를 중량비로 100 대 30의 비율로 혼합하고 RPM 800의 고속교반기로 10분간 균일하게 혼합하여 도막재를 준비하였다.
50X150X5mm 크기의 시험용 콘크리트 밑판을 전처리한 표면에 국내에서 범용으로 사용되고 있는 우레탄 프라이머(㈜삼화페인트공업으로부터 구입)와 상기 도막재를 순서대로 도포하여 콘크리트 위에 방수 도막을 형성하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서, 상기 폴리프로필렌 단섬유가 상기 제조예 2의 초산비닐계 중합체 에멀젼의 고형분이 5중량% 코팅된 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 콘크리트 위에 방수 도막을 형성하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서, 상기 탄산칼슘으로 상기 제조예 3의 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 콘크리트 위에 방수 도막을 형성하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 2에서, 상기 폴리프로필렌 단섬유가 자일렌 용액에서 상온에서 2시간 동안 침지된 후에 상기 제조예 2의 초산비닐계 중합체 에멀젼의 고형분이 5중량% 코팅되어 제조된 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 콘크리트 위에 방수 도막을 형성하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서, 상기 도막재로 시판되는 우레탄 방수제(우레탄 중도, 그린방수마스터, 삼화페인트(주))를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 콘크리트 위에 방수 도막을 형성하였다.
1. 방수성 평가
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1에 따라 제작한 시험용 시편을 KS L 1001의 방법(0.12MPa 의 증기압을 168시간동안 시편에 가한 후 외관 변화(부풀음 발생유무 등)를 확인)으로 그 성능을 평가하였다.
실시예 1 내지 4의 것은 외관상태가 양호하고 도막의 부풀음이나 균열이 나타나지 않아 본 발명의 도막재는 방수성능이 우수한 것이 확인된다.
2. 도막의 기계적 강도와 외관의 평가
도막의 인장강도와 신장율을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
외관은 도막재의 표면을 눈으로 관찰하여 아래와 같이 평가한다.
○ : 분산이 양호하여 표면이 평활한 경우
X : 표면에 섬유, 충전제 및 수지가 응집된 것이 다수 관찰되는 경우
△ : 표면에 섬유, 충전제 및 수지가 응집된 것이 소수 관찰되는 경우
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
인장강도
(N/㎟)		 7.5 8.6 8.1 9.3 4.5
신장률(%) 652 712 701 779 455
표면외관 ○ ○ ○ ○ ○
상기 표 1의 결과로부터 콘크리트의 변형과 균열이 발생하더라도 본 발명의 도막재의 인장강도와 신장률이 향상되어 도막의 균열이 발생되는 것이 억제된다.
또한, 충전제와 극세섬유가 함유되어도 형성된 도막의 표면 외관이 깨끗하고 균일하고, 도막의 충격강도가 향상되므로, 별도의 상도 처리를 하지 않아도 방수 도막재로 사용이 가능해진다.
3. 도막의 내후성 평가
UV테스터를 이용하여 50℃, 50% 상대습도에서 70㎜ X 50㎜ X 5㎜ 크기의 시료에 UV 조도 100mW의 조건으로 50시간 동안 자외선을 조사하여, 표면의 균열발생을 확인하였다.
그 결과 비교예 1의 것은 균열이 6개 이상 발생하였지만, 실시예 1 내지 4의 것은 균열이 전혀 발생하지 않아 본 발명의 도막재는 내후성이 향상된 것이 확인되다.
4. 도막의 내오염성 평가
시료 위에 실시예 1 내지 4에 의해 도막을 형성하고, 형성된 도막에 미세한 규사 분말을 도포하고 80℃, 70% 상대습도에서 1시간 정치한 후에, 시료의 뒷부분을 두드려 도막 위에 부착해 있는 규사 분말을 눈으로 관찰하였다.
그 결과 부착된 규사 분말이 거의 관찰되지 않아 본 발명에 의해 형성된 도막은 끈적이지 않고 내오염성이 향상되는 것이 확인된다.

Claims (6)

  1. 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머 40~60 중량%, 알코올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 모노올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조된 우레탄계 가소제 20~40 중량%, 충전제 10~20 중량% 및 극세섬유 0.1~1 중량%를 포함하여 이루어진 우레탄 주제;와, 폴리올 경화제 70~100 중량% 및 충전제 0~30 중량%를 포함하여 이루어진 경화제;가 중량비로 100 : 20~60의 비율로 혼합되어 이루어진 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트기 함유 우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트와 폴리올이 반응하여 제조된 것으로서, 상기 폴리올은 알코올류, 페놀류 및 아민류의 알킬렌 옥사이드 부가물인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 알코올은 아릴 알코올이며, 상기 알킬렌 옥사이드는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 및 테트라히드로퓨란 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 우레탄계 가소제는 수평균 분자량이 1,000~10,000인 것을 특징으로 하는 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 극세섬유는 초산비닐계 중합체 에멀젼이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 초산비닐계 중합체 에멀젼은, 초산비닐과, 아크릴산 및 글리시딜메타크릴레이트를 폴리비닐알코올의 존재하에 유화중합하여 제조된 것을 특징으로 하는 콘크리트용 우레탄계 방수·방식 도막재.
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