KR102379004B1 - 수분 경화형 변성실리콘 도막방수재 및 이를 이용한 복합 방수공법 - Google Patents

수분 경화형 변성실리콘 도막방수재 및 이를 이용한 복합 방수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수분경화형 변성실리콘 방수재 및 이를 이용한 복합 방수공법에 관한 것으로 2액형 수분경화형 변성실리콘 방수재와 방수 시트 또는 방수 필름을 이용하여 시트 및 도막 복합 방수공법을 통하여 보다 시공이 쉽고 효과적인 방수공사를 실시하기 위한 것이다. 또한, 본 발명에 따른 수분경화형 변성실리콘 방수재를 사용하여 코너부 씰링 밴드, 상기 수분경화형 변성실리콘 방수재 및 방수시트 또는 방수 필름을 적층 시공하는 방수공법을 제공한다. 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 방수재 및 방수공법은 수분경화형 변성실리콘 방수재를 이용하여 건축물의 옥상, 지하주차장 및 구조물의 상부 및 외벽 방수와 토목구조물의 외벽방수, 교량 및 고가도로의 교면방수, 터널 외부 방수 등 광범위한 분야에 적용 가능하다.

Description

수분 경화형 변성실리콘 도막방수재 및 이를 이용한 복합 방수공법{Modified silicon waterproofing coating agent cured by water and a complex waterproof method therewith}
본 발명은 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 및 이를 이용한 복합 방수공법에 관한 것으로, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 주된 방수층으로 사용하되, 선택적으로 바탕 기재의 코너부에 씰링밴드를 부착하고, 바탕 기재 혹은 씰링밴드 위에로 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 일정 두께로 도포한 후, 방수시트 또는 방수 필름을 사용하여 완성되는 방수공법을 제공한다.
일반적으로, 건축물의 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등 토목 구조물에 빗물 또는 지하수가 침투하게 되는 경우 콘크리트 재료의 결합력을 저하시키고 온도변화에 따른 공극 균열이 발생되어 건축 및 토목 구조물의 수명 저하가 초래되므로 방수는 콘크리트 구조물에 있어 매우 중요한 요소이므로, 콘크리트 구조물에는 방수시공이 요구되고 있다.
이러한 방수시공 시 사용되는 재료로는, 시트 방수재, 도막 방수재 혹은 메스틱 방수재 등이 있다.
먼저, 시트 방수재의 경우에는, 시공시 가열 토치를 사용하여 융착식으로 시공하기 때문에 시공이 매우 까다롭고 시공 시간이 매우 길다. 시공시 화상의 위험이 있고 시공 후 하자 발생시 누수된 물이 시트와 피착면 사이의 공간을 따라 이동하여 파손 부분과 함께 다른 곳에서도 누수가 일어나므로 하자 지점을 찾을 수가 없어 방수층 전체를 재시공해야 하는 단점이 있고, 일부 자착식 시트방수재는 상온시공으로 시공은 간편하나 방수 컴파운드의 탄성이 너무 높아 균열에 대한 충진 및 수밀성을 발휘할 수 없는 단점이 있다. 또한, 방수 시공시 시트 방수재와 바탕면 사이에 기포가 발생하기 쉬워 시공 후 방수 하자의 원인이 되는 단점도 있다.
도막 방수재의 경우에는, 스프레이 및 롤러로 시공함에 따라 시공은 간편하고 시공 속도도 빠르나, 시공 후 경화 또는 건조 공정이 요구되어 공기가 상당히 길어지며, 수성 도막 방수재의 경우에는 동절기에 시공할 수 없다는 문제점이 있다. 일부 도막 방수재의 경우에는, 시공 후 경화 건조된 방수 도막층이 구조물의 피착면과 강하게 고착되어 있어 구조물에 균열이 발생하면 방수층이 균열을 따라 늘어나지 못하고 찢어짐으로써 균열을 추종하지 못해 누수가 일어나는 등의 문제점이 존재한다.
일반 메스틱 방수재는 방수재를 인력으로 모두 펴 발라서 시공하여야 함에도 제품 자체의 점도가 매우 높아 시공성이 좋지 못함은 물론 방수층 두께가 균일하지 않게 시공되며, 인력시공에 의해 공사기간이 장기화되고 비용이 증가하는 등의 단점이 있을 뿐 아니라, 하절기 수직 벽 부위의 시공 후 고온으로 인해 방수재가 흘러 내려 상, 하부의 방수층 두께가 균일하지 않고, 시공 후 구조물의 균열된 틈 사이로 방수제가 압력에 의해 흘러나와 구조물 내부로 메스틱이 침투되어 내부에 있는 차량 등의 오염 및 벽면의 오염을 발생시키는 등의 문제가 보고되고 있고, 시공 후 콘크리트 타설과 되메우기 공사시 방수재가 압력에 의해 한쪽으로 쏠려 보호 시트 밖으로 메스틱 방수재가 튀어나오는 경우도 있는 등의 단점이 있다.
또한 기존의 메스틱 방수재는 제품의 고형분이 70~85중량% 이므로 방수재를 시공한 후 휘발분이 날아가면 메스틱 방수재 특유의 유동성이 사라져 딱딱하게 굳어버리고 그로 인해 저온 성능 및 구조물 균열에 대한 추종성이 매우 약화되어 동절기 및 구조물 균열 등의 원인으로 방수층 파괴에 의한 누수가 발생되는 등의 단점이 있다.
따라서 본 발명의 발명자는 상기 언급된 문제점들을 해소하기 위해, '스프레이식 고무화 아스팔트 메스틱 방수재 및 그 제조방법'을 발명하였으나, 상기 스프레이식 고무화 아스팔트 메스틱 방수재는 방수재를 시공하기 위해 고가의 스프레이 장비가 필요함은 물론, 고온에서 스프레이 하기 때문에 재료의 가열이 필요하고, 스프레이 시공 기계가 들어가지 못하는 좁거나 복잡한 구조물의 방수 시공이 어렵고, 재료를 가열 용융하는 과정에서 화재의 위험성이 있으며, 재료에서 증기가 발생하여 좋지 않은 취기가 발생할 뿐만 아니라, 작업자가 화상을 입을 수 있는 등의 단점이 있다.
본 발명자는 상기한 문제를 해결하기 위하여 고고형분 매스틱 방수재 및 그 제조 방법을 고안하기도 하였으나, 상기 고고형분 메스틱 방수재는 시공 전 후 제품의 상태가 변화가 없는 방수재로서 상온에서 시공할 수 있으나 매스틱 방수재의 내열 흐름성 등의 물성을 확보하기 위하여 점도가 상당히 높게 제조되는바 현장에서 방수시공을 하는데 있어서 작업자의 체력소모가 매우 많고 도포 후 자가 평활성(self-leveling)이 없어 상부에 방수시트를 시공할 때 기포가 혼입되는 경우가 많아 시공 후 방수 하자의 원인이 되는 등의 문제점이 존재하였다.
본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 상기한 단점들을 모두 보완할 수 있는 제품으로 우선 우레탄 방수재나 용제형 도막 방수재의 단점인 기포현상이나 부풀음 현상이 없고 상온에서 시공함으로서 가열할 필요가 없으며 공기중의 수분이나 바탕 기재가 포함한 수분과 반응하여 경화하므로 별도의 환기나 양생이 필요없고 저온에서 점도의 급격한 변화가 없어 동절기 시공이 용이하고, 칙소성은 있으나 점도가 낮아 시공성이 좋고 변성실리콘 계통의 제품이라 내후성 또한 매우 우수하다. 또한 반응 경화형 제품이라 매스틱 제품과 같이 구조물 틈으로 제품이 흘러나오는 누유현상이 없고, 상부 누름 콘크리트 타설시에 제품의 밀림현상이 발생하지 않는다.
대한민국 등록특허 제10-0977160호
본 발명의 목적은 앞서 살펴본 종래의 시트 방수재, 도막 방수재 및 메스틱 방수재 등이 갖는 제반문제점을 해결하기 위한 것으로, 방수층의 내구성 향상, 시공성 향상, 수밀성 확보, 균열 추종성 및 충진성 확보를 통한 구조물 진동에 대응할 수 있는 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 및 이를 이용한 방수공법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 주재로 포함하고 여기에 상부 자재를 다양하게 적용하여 노출 및 비노출 방수시공을 모두 가능하게 하는 복합방수공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 시공함에 있어서 바탕기재와 밀착 시공을 가능케 하기위하여 필요시 프라이머를 적용하는바 구조물의 위치 즉 지상 또는 지하 구조물에 따라 적용하는 프라이머를 유성 및 수성으로 달리하여 시공자 및 현장의 안전성을 확보하는 방수공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 성형된 자착식 충진 밴드인 부틸 합성고무밴드를 사용하여 방수공사 시 가장 취약한 부위인 방수 바탕기재의 코너부에 적용함으로써, 방수시트의 코너부 들뜸 현상을 억제하여 보다 완벽한 방수시공을 가능케 하고, 자착식 충진 밴드를 부착하여 작업하므로 시공성 또한 편리한 방수공법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 이용하여 건축물의 옥상, 지하주차장, 토목구조물, 철도 및 도로 교량, 터널등 사용범위에 제한받지 않고 사용할 수 있는 방수공법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물은, 변성 실리콘 5~30중량%, 연화제 10~45중량%, 무기질 필러 30~84.55중량%, 분산제 0.05~1.0중량% 및 안료 0,3~5중량%, 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 A액; 및 반응촉매 100 중량%로 이루어지거나, 반응촉매와 연화제가 1:9 ~ 9:1의 중량비로 혼합된 B액;으로 구성될 수 있다.
상기 변성실리콘은, 분자쇄 말단에 2개의 실릴기(-Si(CH3)(OCH3)2)를 갖고, 주사슬은 PPG(Poly Propylene Glycol)로 구성되는 변성 실리콘인 것이 바람직하다.
또한, 상기 연화제는, 프탈레이트계 가소제인 디옥틸프탈레이트(DOP), 디이소노닐프탈산(DINP) 및 친환경 가소제인 DIDP-S, DOTP, DINCH, NEO-T3, GL-100) 중에서 선택되는 가소제를 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용되고, 상기 무기질 필러는, 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 마이카, 클레이, 플라이에쉬, 벤토나이트, 시멘트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 반응촉매는 주석계 촉매인 Dibutyl-tin계, Dioctyl-tin계 혹은 Monobutyl-tin계가 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용되고, 안료는 카본블랙, 백색 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철 및 산화철 그린 중에서 선택되는 무기안료와 각 색상별 유기안료를 단독 또는 2종 이상으로 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태로, 콘크리트, 벽돌, 블록, 목재, 금속 판, 건축용 패널 및 비철금속 판으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 바탕 기재를 준비하는 단계; 상기 바탕 기재 위로 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 본 발명의 일 실시 형태에 따른 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용하여 도포층을 형성하는 단계; 및 상기 도포층의 위로, 양면 바깥쪽이 부직포, 실리콘 이형처리된 방수시트 또는 양면 실리콘 이형처리된 방수 필름을 적층하는 단계;를 포함하는 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용한 복합방수 시공 방법을 들 수 있다.
상기 바탕 기재가 코너부를 포함할 경우, 프라이머층을 형성하는 단계와 도포층을 형성하는 단계의 사이에, 바탕 기재의 코너부를 부틸 합성고무밴드를 사용하여 씰링하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 부틸 합성고무밴드는, 부틸고무 10~30중량%, 연화제 3~20중량%, 무기질 필러 20~70중량%, 점착부여제 8~25중량%, 개질재 4~15중량%, 점도 조정제 4.8~25중량% 및 안료 0.1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 본 바와 같이 본 발명의 방수재 및 시공 방법은 특별한 도구의 사용이 불필요하고, 상온 시공으로 시공이 간편하고 우수한 점착력 혹은 접착력으로 수밀성이 우수하며, 부틸합성고무 밴드의 보강으로 방수 하자의 위험성을 현저히 줄이는 매우 우수한 방수재 및 시공 방법을 제공한다.
특히 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 자체의 우수한 내열성 및 내한성으로 하절기 고온으로 인한 방수재의 흘러내림이나 동절기 저온으로 인한 방수재의 균열 등의 문제점이 발생하지 않고, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재의 특유의 저온 탄성으로 방수 공사 후의 구조물 균열, 진동 등의 문제가 발생되어도 우수한 방수 성능을 발휘하는 등의 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 휘발성 유기용제를 포함하지 않아 작압환경이 매우 친환경적이며 주변 환경에도 아무런 악영향을 미치지 않는 장점이 있다.
그리고 상온 시공이 가능하여 시공이 간단할 뿐만 아니라 시공 부위가 복잡하고 까다로운 부위도 쉽게 시공이 가능하며, 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재와 방수시트를 동시에 시공함으로서 별도의 경화를 위한 양생시간을 단축하여 공기가 대폭 단축되는 등의 효과를 제공한다.
수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 상온으로 시공이 간편하고 침투성이 우수하여 하지와의 부착성이 뛰어나고 칙소성이 있어 도막 두께 형성이 용이하며 경화 후 우수한 탄성과 방수성을 반영구적으로 유지함으로서 수밀성 및 충진성이 우수한 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 제공한다.
또한, 본 발명은 코너부 씰링 밴드, 상기 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 및 방수시트 또는 방수 필름을 적층 시공하여 이루어지는 복합방수공법으로서 상온시공으로 시공성이 우수하고, 경화 후 내열 흐름성 및 저온특성이 우수한 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용함으로서 하절기 내열흐름성이 우수하고, 동절기 저온 균열저항성이 우수한 보다 안정되고 완벽한 방수를 실현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복합 방수층의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복합 방수층이 코너부에 형성된 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 복합 방수층들의 겹침부의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀 둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
앞서 살펴본 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결하고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 일 실시 형태에 따른 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물은, 변성실리콘 5~30중량%, 연화제 10~50중량%, 무기질 필러 30~84.5중량%, 분산제 0.05~1.0중량%, 반응 촉매 0.05~1.5중량%, 안료 0,3~5중량% 및 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 들 수 있는데, 변성실리콘 5~30중량%, 연화제 10~45중량%, 무기질 필러 30~84.55중량%, 분산제 0.05~1.0중량%, 안료 0,3~5중량%, 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 A액과, 반응촉매 100중량%로 이루어지거나, 반응촉매와 연화제가 1:9 ~ 9:1의 중량비로 혼합된 B액으로 구성되는, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 형태로, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 및 양면 바깥쪽이 부직포 처리되거나 실리콘 이형처리된 방수시트 또는 방수 필름 층을 시공하여 이루어지는 복합방수공법을 제공한다.
바탕 기재가 코너부를 포함하는 경우, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용한 복합방수 시공 방법은, 선택적으로 부틸고무 10~30중량%, 연화제 3~20중량%, 무기질 필러 25~67중량%, 점착부여제 10~30중량%, 개질재 5~20중량%, 점도 조정제 4.8~25중량%, 안료 0.1~5중량% 및 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 부틸 합성고무밴드를 모서리의 모양과 같은 삼각형으로 성형된 충진 밴드를 적용하는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명은 방수성과 수밀성, 균열 충진성 및 내구성이 우수한 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 제조하여, 프라이머 처리된 바탕기재의 위로 도포한 후, 방수 시트를 위치시켜 복합 방수 시공을 수행할 수 있다.
이때 방수 시트는, 양면이 부직포 이형처리되거나, 양면이 실리콘 이형처리된 방수시트 혹은 방수 필름이 사용될 수 있으며, 이러한 도막방수재와 방수 시트의 복합 방수 시공을 통해 더욱 완벽한 방수 성능을 구현할 수 있는 복합방수 시공 방법이 제공될 수 있다.
본 발명은 주로 건설분야의 방수공사에 적용하기 위한 방수재 및 시공 방법에 관한 것으로, 종래 시트형 방수제에서 가장 문제가 되고 있는 코너부 들뜸 현상과 시트 사이의 이음매 접착불량으로 인한 방수 하자요인을 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물과 양면 바깥쪽이 부직포 또는 실리콘 이형처리된 방수 시트 또는 방수 필름을 사용함으로서 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물 자체의 뛰어난 점·접착력으로 시트와의 접합 불량 및 기포발생을 줄일 수 있다. 선택적으로 성형 충진 밴드로 모서리 부분을 1번 더 보강하여 방수함으로서 시공 하자의 위험성을 현격히 줄이는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 수분 반응 경화형 수지를 적용하여 콘크리트에 존재하는 수분과 반응 경화하도록 함으로서 습기에 의한 방수재의 부착 불량을 방지할 수 있다.
지하 구조물의 경우에는 구조물 콘크리트가 항상 습기를 많이 함유하고 있어 방수제의 부착 불량이 많았으나, 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 구조물 콘크리트가 함유하고 있는 수분을 사용하여 경화하므로 구조물 콘크리트에 보다 효과적으로 접착력을 발휘할 수 있는 장점이 있는 복합방수공법을 제공한다.
본 발명에 따라 각종 구조물의 바탕기재에 적용되는 방수재는, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물이 사용됨으로써, 기존의 시트 방수재, 도막 방수재 및 다른 메스틱 방수재와 차별화된 점·접착력, 수밀성, 균열 충진성, 시공 편리성 및 내구성을 발휘하여 방수 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는, 변성실리콘 5~30중량%, 연화제 10~50중량%, 무기질 필러 30~84.5중량%, 분산제 0.05~1.0중량%, 반응 촉매 0.05~1.5중량%, 안료 0,3~5중량% 및 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 1액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는, 변성실리콘 5~30중량%, 연화제 10~45중량%, 무기질 필러 30~84.55중량%, 분산제 0.05~1.0중량%, 안료 0,3~5중량%, 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 A액과, 반응촉매 100중량% 또는 반응촉매 와 연화제가 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합된 B액으로 구성되는 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재일 수 있다.
상기 변성실리콘은, 하기의 화학식 1과 같이, 분자 쇄 말단에 2개의 실릴기(-SiCH3(OCH3)2)를 갖고, 주 사슬(main chain)은 PPG(Poly Propylene Glycol)로 이루어진 변성 실리콘으로, 촉매에 의해 수분과 반응하여 경화된다.
Figure 112020036590256-pat00001
(화학식 1)
이러한 변성실리콘의 경화 메카니즘(mechanism)은 하기의 화학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112020036590256-pat00002
(화학식 2)
본 발명에서 사용되는 연화제로는, 프탈레이트계 가소제인 디옥틸프탈레이트(DOP), 디이소노닐프탈산(DINP), 친환경 가소제인 DOTP(EASTMAN KODAK), DINCH(BASF), NEO-T3(애경유화), GL-100(LG화학) 등의 가소제가 사용할 수 있으며, 이들의 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
무기질 필러로는, 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 마이카, 클레이, 플라이에쉬, 벤토나이트, 시멘트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용될 수 있다.
반응촉매는 주석계 촉매인 Dibutyl-tin계, Dioctyl-tin계 혹은 Monobutyl-tin계가 단독 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다.
안료는 카본블랙, 백색 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화철 그린 등의 무기안료와 각 색상별 유기안료를 사용할 수 있으며 단독 또는 2종 이상으로 조합하여 사용될 수 있다. 다만, 크롬, 코발트, 납, 수은 등의 중금속이 포함된 안료의 사용은 바람직하지 않다.
분산제로는 특별히 제한되지 않으나, 일반적으로 사용되는 도료용 범용 분산제인 산성기를 포함하는 블록공중합체, 예를 들어 인산에스테르 공중합체가 사용되는 것이 바람직하다.
기타 첨가제로는, 침강방지제, 활성화제, 실란커플링제, 습기제거제 등이 포함될 수 있으며, 범용적으로 상용화된 제품을 사용하는 것이므로 특별히 구체적인 종류로 제한되지 않지만, 침강방지제로는 왁스형제품, 나노실리카, 벤토나이트 등이 사용될 수 있다.
침강방지제를 활성화하여 성능이 극대화 되도록 하는 물질인 활성화제는, 침강방지제의 종류에 따라 각각 다른 물질이 사용될 수 있는데, 유기용제, 알코올, 케톤 등이 사용될 수 있다.
실란커플링제는, 방수제와 구조물의 피착면과의 접착을 강화해주는 첨가제로, 기존의 상용화된 다양한 제품들 중에서 적절히 선택하여 사용될 수 있다.
습기제거제는 조성물 내부에 포함된 수분(습기)를 제거하여 제품이 사용되기 전에 경화하는 현상을 막아주는 첨가제로, 일 실시 형태에 따른 1액형 제품에 사용되는 것이 바람직하며, A액과 B액으로 구성되는 2액형 제품에는 사용되지 않을 수 있다.
수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 구성하는 A액의 제조 방법은, 각 조성 성분을 정량으로 계량한 후, 믹싱 탱크에 투입하여 균일 분산 혼합한다. 각 조성 성분의 투입 순서는 액상재료를 먼저 투입한 한 후, 고상의 분말 재료를 이후에 투입하여 이들 조성 성분을 균일하게 분산 혼합한다. 이렇게 제조된 A액 조성물을 일정 용량의 금속 또는 플라스틱 용기에 밀봉 포장하여 제품을 완성한다.
수분경화형 변성실리콘 도막방수재의 B액은, 앞서 설명한 주석계 반응촉매 100중량%로 이루어지거나, 반응촉매와 연화제를 1:9 ~ 9:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 B액의 상기 A액에 대한 배합량은 상기 A액의 중량에 따른 비율을 산정하여 필요한 비율로 정하여 사용하는 것이 바람직한데, 이는 각 시공현장의 여건과 사용자의 편의성을 고려하여 배합 비율을 산정하는 것이 최적의 시공성을 확보할 수 있기 때문이다. 바람직하게는 A액 : B액의 배합 비율은 중량을 기준으로 98:2 ~ 99.8:0.2의 범위로 사용될 수 있으는데, 시공 시점의 온도에 따라 B액의 첨가량을 변화시킴으로써 가사시간 및 경화시간을 조절할 수 있기 때문이다.
즉, 하절기에는 B액의 사용량을 감소시키고, 동절기에는 B액의 사용량을 상대적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는 건축 및 토목 구조물의 방수 재료로 사용할 수 있으며 보다 구체적으로는 건축물의 옥상, 지하주차장, 토목구조물, 철도 및 도로 교량, 터널등 사용범위에 제한받지 않고 사용될 수 있다.
한편 본 발명의 또 다른 실시 형태는, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재, 양면 바깥쪽이 부직포 또는 실리콘 이형처리된 방수시트 또는 방수 필름을 이용하여 건축물이나 토목 구조물의 방수 시공에 적용할 수 있는 복합방수공법을 제공한다.
여기에서 방수 시트 또는 방수 필름은, 양면의 외부(즉, 바깥쪽으로)에 실리콘 이형처리 되거나 부직포 마감된 것을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 본 발명의 수분경화형 변성실리콘 도막방수재의 특성상 부직포 및 실리콘 이형처리된 표면에 매우 우수한 접착력을 발휘하기 때문이다.
이러한 방수공법의 일 실시 형태로 도 1에 제시된 것처럼, 바탕기재, 면고르기 몰탈 또는 바탕 마감층, 프라이머 층, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재층, 방수층 보호 및 복합 방수를 위한 양면 바깥쪽이 부직포 마감 혹은 실리콘 이형처리된 방수 시트, 보호몰탈층 및 보호누름층을 차례로 적층 시공하여 방수 시공을 수행할 수 있다.
상기 방수공법의 또 다른 일례로 도 2에 제시된 것처럼, 바탕기재, 면고르기 몰탈 또는 바탕 마감층, 프라이머, 성형 부틸합성고무 밴드, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재, 방수층 보호 및 복합 방수를 위한 양면 바깥쪽이 부직포 또는 실리콘 이형처리된 방수 시트, 보호몰탈층, 보호누름층을 차례로 적층 시공함으로써, 코너 부위의 방수 시공을 수행할 수 있다.
상기 코너 부위의 방수 시공에 사용되는 성형 충진 밴드의 단면은, 코너 부위의 형태에 따라 변화될 수 있지만, 중심각의 크기가 80~110°이고, 밑변과 높이가 각각 2~7㎝인 것이 바람직하다.
이러한 도 2에 제시된 방수 시공은, 바탕기재의 코너부에 프라이머를 먼저 도포하고, 성형 충진 밴드인 성형 부틸합성고무 밴드를 시공한 후, 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 도포하고 그 위로 앞서 도 1에서 설명된 방수 시트 또는 방수 필름을 시공하여 복합방수시공을 완성하게 된다.
방수 시공 과정에서는, 불가피하게 복수의 방수 시트들 사이에 방수 시트 연결부가 도 3과 같이 형성될 수 있다. 상기 도 3에서 확인되듯이, 폭 방향으로 약 100~150mm 범위로 복수의 방수 시트들이 서로 겹치도록 한 후, 겹친 부분을 수분경화형 변성실리콘 도막방수재로 접착하여 마무리 할 수 있다.
상기와 같이 시공된 본 발명의 시공 방법은 건축물의 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등 토목 구조물에 시공되어 우수한 유동성과 접착력을 발휘하고 저온에서 뛰어난 신축성을 발휘하며 고온에서 흘러내리지 않아 매우 우수한 방수층을 형성할 수 있다.
또한 물과 습기의 침투를 방지함은 물론 알칼리나 산성 물질의 영향을 전혀 받지 않고, 탄성 및 피착제와의 접착력이 우수하고 수분 경화형 타입으로 경화 후 탄성이 우수하고 특히 저온에서 탄성이 매우 우수한 특성이 있어 계절에 관계없이 매우 우수한 방수성능이 발휘될 수 있는 장점이 존재한다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 설명한다. 단, 본 발명이 하기의 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 1) 변성실리콘의 제조
5L의 내압 유리 반응 용기에 분자량 15,000의 폴리옥시프로필렌 트리올(Mw/Mn=1.38) 401g을 질소 분위기에서 투입하였다. 137℃의 온도에서 가열하여 나트륨 메톡사이드가 28wt% 포함된 메탄올 용액 19.1g을 적하면서 1.5시간 동안 반응시키고, 28wt%의 나트륨 메톡사이드가 포함된 메탄올 용액 5.6g과 염화알릴 2.7g의 혼합물을 사용하여 알릴화를 수행하였다.
이후, 질소 분위기에서 염화 백금산 촉매 용액(H2PtCl6·6H2O 25g을 이소프로필 알코올 500g에 녹인 용액) 0.075ml을 적하한 후, 디메톡시메틸실란 6.24g을 가하여 90℃에서 4시간 동안 반응시켜 화학식 1의 변성실리콘을 제조하였다.
( 실시예 2) 1액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 1액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재는, 하기 표 1과 같은 조성비의 성분들을 정량으로 계량한 후, 믹싱 탱크에 투입하여 균일 분산 혼합하였다. 각 조성 성분의 투입 순서는 액상재료를 먼저 투입한 한 후, 고상의 분말 재료를 이후에 투입하여 이들 조성 성분을 균일하게 분산 혼합한다. 이렇게 제조된 A액 조성물을 일정 용량의 금속 또는 플라스틱 용기에 밀봉 포장하여 제품을 완성하였다.
성분명 배합비(중량%) 비고
변성실리콘 20 실시예 1
연화제 30 DOP(디옥틸프탈레이트)
무기질 필러 42.3 탄산칼슘
1 벤토나이트
분산제 0.1 -
반응 촉매 0.1 Tin 계
안료 1 카본 블랙
기타 첨가제 0.5 활성화제
2 습기제거제
( 실시예 3) 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물
본 발명의 다른 실시형태인, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재의 A액을 아래의 표 2와 같이 다양한 조성비를 사용하여 제조하였으며, B액은 각 실험예와 비교예 모두 공통적으로 반응 촉매로 Dibutyl Tin, 연화제로 DOP를 각각 50wt%로 혼합하여 제조하였다.
성분 실험예 1 실험예 2 실험예 3 비교예 1 비교예 2
A액 변성실리콘(실시예 1) 20 25 6 4 31
연화제(DOP) 30 15 31.4 21 19
무기질 필러(탄산칼슘) 47.4 57.9 60 74.4 47.4
무기질 필러
(벤토나이트)		 1 1 1 1 1
분산제(인산에스테르) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
안료(카본블랙) 1 0.5 1 1 1
활성화제
(프로판올)		 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
*)배합비 : 중량%
이렇게 제조된 A액과 B액을 99.5 : 0.5의 중량비로 혼합하여 제조된 수분경화형 변성실리콘 도막방수재의 물성을 측정한 결과는 아래의 표 3과 같다.
항목 시험조건 및 단위 실험예 1 실험예 2 실험예 3 비교예 1 비교예2 비고
색상 - 흑색 흑색 흑색 흑색 흑색 육안검사
비중 25℃ 1.25 1.51 1.55 1.67 1.40 고체비중계
내열 흐름성 ℃ ≥ 80 ≥ 80 ≥ 80 ≥ 80 ≥ 80 항온기
내한성 -20℃, 180°꺾음 균열없음 균열없음 균열없음 균열발생 균열없음 항온냉동기
부착 강도 N/20mm 21 29 15 9 36 만능 인장시험기
불휘발분 105℃, 3hr, % 99.8 99.8 99.75 93.8 99.8 항온기
인장강도 kg·f/㎠ 11 16 5.3 1.5 18 만능 인장시험기
신장율 % 560 350 540 75 180 만능 인장시험기
수지인 변성실리콘 및 연화제의 조성비가 적절한 수준인 실험예 1 및 실험예 2의 경우에는 측정된 물성의 전 항목에서 양호한 결과를 보였으나, 수지의 양이 적은 비교예 1의 경우에는 균열이 발생하였을 뿐만 아니라, 신장율과 인장강도가 감소하는 현상을 보였다.
아울러 수지의 양이 과량으로 포함된 비교예 2의 경우에는, 비록 균열이 발생하지 않았으나, 인장 강도가 너무 증가하여 도막방수재로의 적용이 곤란하였으며, 신장율이 여전히 낮은 수준임을 확인할 수 있었다.
( 실시예 4) 부틸합성고무 밴드의 제조
하기의 표 4와 같은 조성을 사용하여, 부틸합성고무 밴드를 제조하였으며, 이렇게 제조된 부틸합성고무 밴드의 물성은 표 5와 같으며, 이러한 부틸합성고무 밴드 조성물을 압출기로 압출 성형하여 두 변의 길이가 2cm인 직각 이등변 삼각형의 형태로 부틸합성고무 밴드를 제조한 후, 인장시험기로 측정한 부착 강도(N/mm)는 1 이상이었다.
자재명 배합비(중량%) 비고
부틸합성고무 15 1675N(제품명)
연화제 7 DOP
무기질 필러 55.7 탄산칼슘(325메쉬)
점착부여제 4 폴리부텐
8 액상 폴리이소부틸렌
개질제 4 SBR
안료 1 카본블랙
점도조정제 5 프로세스 오일(아로마틱계)
기타첨가제 0.3 내열안정제
항목 시험조건 및 단위 물성치 비고
색상 - 흑색 육안검사
비중 25℃ 1.42 고체비중계
내열성 ℃ 100 이상 항온기
내한성 -20℃, 180°꺾음 균열없음 항온냉동기
신장율 200mm/min, % 600 이상 인장시험기
침입도 25℃, 1/10mm 80 침입도시험기
바탕 기재로 콘크리트를 사용하여 실시예 4의 부틸합성고무 밴드를 모서리 부에 시공한 후, 실험예 2에 따른 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재를 도포하고, 그 위로 양면 바깥표면이 이형처리된 방수시트를 시공하여 비노출 복합방수층을 형성하였다(도 2 참조).
같은 방법으로 방수층을 형성한 것 위에 무용제 노출 우레탄 도막방수제를 도포 시공하고 상부에 우레탄 탑코팅제로 마무리하여 노출 복합 방수층을 형성하였다.
이상과 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예 및 실험예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예 및 실험예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 바탕기재 100: 프라이머층
200: 수분경화형 변성실리콘 방수도막
300: 방수시트 400: 누름 콘크리트
500: 부틸합성고무 밴드

Claims (5)

  1. 변성 실리콘 5~30중량%, 연화제 10~45중량%, 무기질 필러 30~84.55중량%, 분산제 0.05~1.0중량% 및 안료 0,3~5중량%, 기타 첨가제 0.1~5중량%를 포함하는 A액; 및
    반응촉매 100 중량%로 이루어지거나, 반응촉매와 연화제가 1:9 ~ 9:1의 중량비로 혼합된 B액;으로 구성되며,
    상기 A액과 B액은 중량을 기준으로 98:2 ~ 99.8:0.2의 범위로 혼합되어 사용되고,
    상기 변성 실리콘은, 분자쇄 말단에 2개의 실릴기(-Si(CH3)(OCH3)2)를 갖고, 주사슬은 PPG(Poly Propylene Glycol)로 구성되는 화학식 1의 변성 실리콘이며,
    상기 연화제는, 프탈레이트계 가소제인 디옥틸프탈레이트(DOP), 디이소노닐프탈산(DINP) 및 친환경 가소제인 DIDP-S, DOTP, DINCH, NEO-T3, GL-100) 중에서 선택되는 가소제를 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용되고,
    상기 반응촉매는, 주석계 촉매인 Dibutyl-tin계, Dioctyl-tin계 혹은 Monobutyl-tin계가 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용되는 것을 특징으로 하는, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물.
    Figure 112022000207995-pat00006
    (화학식 1)
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기질 필러는, 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 마이카, 클레이, 플라이에쉬, 벤토나이트, 시멘트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    안료는 카본블랙, 백색 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철 및 산화철 그린 중에서 선택되는 무기안료와 각 색상별 유기안료를 단독 또는 2종 이상으로 조합하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물.
  4. 콘크리트, 벽돌, 블록, 목재, 금속 판, 건축용 패널 및 비철금속 판으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 바탕 기재를 준비하는 단계;
    상기 바탕 기재 위로 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
    제1항 또는 제3항에 기재된 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용하여 도포층을 형성하는 단계; 및
    상기 도포층의 위로, 양면 바깥쪽이 부직포, 실리콘 이형처리된 방수시트 또는 양면 실리콘 이형처리된 방수 필름을 적층하는 단계;를 포함하는 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용한 복합방수 시공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바탕 기재가 코너부를 포함할 경우, 프라이머층을 형성하는 단계와 도포층을 형성하는 단계의 사이에, 바탕 기재의 코너부를 부틸 합성고무밴드를 사용하여 씰링하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 부틸 합성고무밴드는, 부틸고무 10~30중량%, 연화제 3~20중량%, 무기질 필러 20~70중량%, 점착부여제 8~25중량%, 개질재 4~15중량%, 점도 조정제 4.8~25중량% 및 안료 0.1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2액형 수분경화형 변성실리콘 도막방수재 조성물을 사용한 복합방수 시공 방법.
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