KR102383854B1 - 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법 - Google Patents

콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에, 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부, 기능성 무기충전제 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 5 중량부, 증점제 0.1 내지 5 중량부, 소포제 0.1 내지 5 중량부 및 물 100 내지 300 중량부를 포함하는 주제부; 및
지방족 디이소시아네이트 100 중량부, 비이온성 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 퍼플루오로알킬 알코올 1 내지 10 중량부 및 비이온성 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제부를 포함하되;
상기 주제부 및 경화제부는 1: 0.1 내지 0.8 중량비율로 혼합한 것이고;
상기 기능성 무기충전제는 탄산칼슘 100 중량부, 황산바륨 50 내지 80 중량부, 산화 스트론튬 칼슘 50 내지 80 중량부, 수산화바륨티타네이트 10 내지 30 중량부 및 인산지르코늄 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성, 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 구현하여 장기적인 내구성을 확보함으로써, 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시킬 수 있고, 친환경적인 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법{ACRYL-URETHANE TYPE COATING COMPOSITION FOR REINFORCING AND FINISHING SURFACE OF CONCRETE STRUCTURE AND CONSTRUCTING METHOD FOR REINFORCING AND FINISHING SURFACE OF CONCRETE STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성, 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 구현하여 장기적인 내구성을 확보함으로써, 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시킬 수 있고, 친환경적인 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물의 표면은 대개 외부로 노출이 되어 있어서, 시간이 지남에 따라 노후화되어 심미성이 떨어지고, 그 표면에 균열이 발생하여 구조물의 강도 및 내구성을 떨어뜨린다. 또한, 이 균열로 수분이 침투하면, 추가적인 균열을 더 쉽게 유발하는 원인이 될 뿐만 아니라, 침투된 수분은 내부에 배근된 철근을 쉽게 부식시키는 원인이 될 수 있다. 따라서 이러한 콘크리트 구조물에 대한 표면강화 및 마감 처리가 필요하게 된다.
이러한 콘크리트 구조물을 보수하여 표면강화 및 마감을 수행함으로써, 구조물의 기능유지 및 사용수명을 연장하여 안전과 경제성을 확보하기 위하여, 종래에는 에폭시계, 우레탄계 및 아크릴계 수지 도료 등의 성분으로 이루어진 도료가 주로 사용되었다.
그러나 상기 도료의 경우는 가공성이 좋고 콘크리트와의 초기 접착성, 신율, 방수성, 내산성, 내알칼리성 등의 성능이 우수한 장점이 있으나, 열팽창계수나 건조, 수축 등의 변형특성이 콘크리트와 큰 차이를 나타내어 장기적으로 콘크리트의 계면에서 탈락이 발생하고 이로 인하여 부착강도가 저하되고 장기적인 내구성 확보가 곤란한 문제점이 있었다. 또한, 중금속이나 휘발성 유기 화합물과 같은 여러 공해물질과 유해물질을 배출하는 문제점이 있었다. 또한, 경화 후, 산성비, 자동차 배기가스에 의한 질소산화물, 황산화물, 탄산가스 및 해양환경에서의 염소이온 등과 같은 다양한 환경요소에 의해 쉽게 열화되고, 오존이나 자외선에 의한 황변현상, 수분에 의한 갈라짐, 부풀어 오름 현상에 의해 사용수명이 빠르게 떨어져 내후성 저하 등과 같은 내구성 확보에 어려움이 있었다. 또한, 내열성이 낮고, 대기오염 정도가 심해짐에 따라 기름과 같은 유기물질이 혼입되어 구조물이 오염되기 쉬우며, 이에 의한 유지관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 결국 이러한 현상은 콘크리트 구조물의 수명을 단축시키고 또한 구조물의 안전에 중대한 영향을 끼쳐 환경, 교통문제 등을 야기시켜 국가경제에 막대한 손실을 주고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 콘크리트와의 부착강도 및 방수성이 우수한 표면마감제를 1차 시공한 후, 황변현상 및 내후성 저하 등과 같은 열화를 방지하고, 내열성, 내오염성 등의 내구성능을 개선하기 위한 별도의 표면강화제를 2차적으로 시공하는 방법을 사용하였다.
그러나 이러한 시공방법은 여전히 열팽창계수나 건조, 수축 등의 변형특성이 서로 상이하기 때문에 균열에 취약할 뿐만 아니라, 1차 시공 이후, 도료를 교체하기 위하여, 별도의 장비를 도입해야 하는 등 시공시간이 지연되고, 작업성이 저하되는 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0601882호 대한민국 등록특허 제10-1177349호 대한민국 등록특허 제10-2056127호 대한민국 등록특허 제10-2190713호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현 예는 별도의 성능개선을 위한 표면강화제의 사용없이도, 우수한 균열 대응성능, 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성 등의 장기적인 내구성을 확보하여, 시공기간을 단축하고, 용이한 작업성으로 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시킬 수 있는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에, 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부, 기능성 무기충전제 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 5 중량부, 증점제 0.1 내지 5 중량부, 소포제 0.1 내지 5 중량부 및 물 100 내지 300 중량부를 포함하는 주제부; 및
지방족 디이소시아네이트 100 중량부, 비이온성 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 퍼플루오로알킬 알코올 1 내지 10 중량부 및 비이온성 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제부를 포함하되;
상기 주제부 및 경화제부는 1: 0.1 내지 0.8 중량비율로 혼합한 것이고;
상기 기능성 무기충전제는 탄산칼슘 100 중량부, 황산바륨 50 내지 80 중량부, 산화 스트론튬 칼슘 50 내지 80 중량부, 수산화바륨티타네이트 10 내지 30 중량부 및 인산지르코늄 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 제공한다.
상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자를 1: 0.1 내지 1 중량비율로 혼합하여, 유기용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 계면활성제가 함유된 수용액에 투입 및 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 상기 유화액을 가온하여 유기용매를 증발시키는 단계; 및 상기 유기용매를 증발시킨 후 가라앉은 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자를 세척 및 건조하는 단계; 상기 세척 및 건조된 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 100 중량부를 벤조산나트륨 0.1 내지 10 중량부와 혼합한 후 수분함량 20 내지 35 %의 혼합반죽을 만드는 단계; 상기 혼합반죽을 자외선 조사장치에 넣고 자외선을 조사하는 단계; 및 상기 자외선 조사장치의 내부에서 자외선에 노출된 혼합반죽을 수분함량 15 % 이하로 건조한 후, 평균 입자 크기 5 내지 30 μm로 분쇄하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 산화 스트론튬 칼슘은 스트론튬(Sr)질산화합물 및 칼슘(Ca)질산화합물을 Sr 대 Ca의 몰비가 1: 0.8 내지 1.2가 되도록 혼합 및 교반하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시킨 후, 800 내지 1,200 ℃에서 열처리하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시키는 단계는 상기 혼합용액 100 중량부를 거미줄 가수분해물 1 내지 10 중량부와 더욱 혼합한 후, 전분 20 내지 60 중량부에 함침시킴으로써 수행되는 것이고;
상기 거미줄 가수분해물은 거미줄을 5 내지 20배 중량 및 0.5 내지 8N의 염산으로 가수분해하는 단계, 및 상기 가수분해물을 감압 농축한 후, 동결건조하여 분말화하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 표면에 있는 불순물 또는 이물질을 제거하고 청소하는 단계; 상기 청소하는 단계 이후 발생된 균열, 홈 또는 열화부위를 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 상기 바탕면 처리된 부위에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 형성된 프라이머층의 표면에 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법에 의하면, 별도의 성능개선을 위한 표면강화제의 사용없이도, 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 시공기간을 단축하고, 용이한 작업성으로 장기적인 내구성을 확보함으로써, 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시키고, 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 구현 예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 중금속이나 휘발성 유기 화합물과 같은 공해물질과 유해물질을 배출하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에, 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부, 기능성 무기충전제 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 5 중량부, 증점제 0.1 내지 5 중량부, 소포제 0.1 내지 5 중량부 및 물 100 내지 300 중량부를 포함하는 주제부; 및
지방족 디이소시아네이트 100 중량부, 비이온성 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 퍼플루오로알킬 알코올 1 내지 10 중량부 및 비이온성 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제부를 포함하되;
상기 주제부 및 경화제부는 1: 0.1 내지 0.8 중량비율로 혼합한 것이고;
상기 기능성 무기충전제는 탄산칼슘 100 중량부, 황산바륨 50 내지 80 중량부, 산화 스트론튬 칼슘 50 내지 80 중량부, 수산화바륨티타네이트 10 내지 30 중량부 및 인산지르코늄 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 제공한다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법에 의하면, 별도의 성능개선을 위한 표면강화제의 사용없이도, 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 시공기간을 단축하고, 용이한 작업성으로 장기적인 내구성을 확보함으로써, 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시키고, 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 구현 예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 중금속이나 휘발성 유기 화합물과 같은 공해물질과 유해물질을 배출하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 주제부는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에, 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부, 기능성 무기충전제 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 5 중량부, 증점제 0.1 내지 5 중량부, 소포제 0.1 내지 5 중량부 및 물 100 내지 300 중량부를 포함한다.
먼저, 상기 주제부에 포함되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지는 우수한 부착강도, 방수성, 내후성, 뿐만 아니라, 우수한 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 분산성 및 작업성 등을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지는 상기 아크릴 혼합물의 우수한 강인성, 내후성, 반응성, 타 수지와의 상용성, 무기입자와의 혼화성, 광택, 가격경쟁력과, 상기 수분산 폴리우레탄의 유연성, 신율, 접착력, 경도 등의 물성을 상호 보완함에 따라, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 30 내지 50 중량%, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트 30 내지 50 중량%, 부틸(메트)아크릴레이트 1 내지 10 중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 1 내지 10 중량% 및 비닐 (메트)아크릴레이트 1 내지 10 중량%로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 1: 0.8 내지 1.2 중량비율로 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 아크릴 혼합물에 함유되는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트는 수분산폴리우레탄과의 상용성과 신장율 및 균열저항 성능을 개선하는 기능을 한다. 상기 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 아크릴 혼합물에 30 내지 50 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 혼합물에 함유되는 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트는 결합력, 강인성, 반응성, 경도 및 내마모성을 개선하는 기능을 한다. 상기 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 아크릴 혼합물에 30 내지 50 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 혼합물에 함유되는 부틸(메트)아크릴레이트는 결합력, 강인성, 내후성을 개선하는 기능을 한다. 상기 부틸(메트)아크릴레이트는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 아크릴 혼합물에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 혼합물에 함유되는 2-에틸헥실아크릴레이트는 강인성, 내후성, 타 수지와의 상용성, 무기입자와의 혼화성, 신장율 및 균열저항 성능을 개선하는 기능을 한다. 상기 2-에틸헥실아크릴레이트는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 아크릴 혼합물에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 혼합물에 함유되는 비닐 (메트)아크릴레이트는 결합력, 강인성, 반응성, 경도 및 내마모성을 개선하는 기능을 한다. 상기 비닐 (메트)아크릴레이트는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 아크릴 혼합물에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 수분산 폴리우레탄은 중량평균분자량이 500 내지 2,500인 폴리올 100 중량부, 퍼플루오로 프로피온산 5 내지 15 중량부, 양쪽성 용매 10 내지 30 중량부 및 지방족 이소시아네이트 화합물 10 내지 30 중량부를 반응시킨 후, 중화제를 첨가하여 중화하고 이온교환수로 수분산시키는 단계 및 쇄연장제 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트기로 관능화된 우레이도-피리미디논 화합물 0.1 내지 5 중량부를 첨가하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되어, 고형분 함량이 7 내지 25 중량%이고, 산가가 50 내지 100 mgKOH/g이며, 평균입경이 50 내지 200 nm인 것을 바람직하게 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 내오존성 및 내오염성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
[화학식 1]
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상기 식에서, n은 1 내지 30의 정수이다.
이때, 상기 폴리올은 폴리에틸아디페이트디올, 폴리부틸아디페이트디올, 폴리에틸아디페이트디올, 폴리네오펜틸아디페이트디올, 폴리1,6-헥실아디페이트디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 양쪽성 용매는 아세톤, NMP(N-methyl pyrolidone), DMF(Dimethyl formamide), THF(Tetrahydro furan) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 지방족 이소시아네이트 화합물은 이소포론 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1.4-테트라메틸렌디이소시아네이트, 1,12-도데카메틸렌디이소시아네이트, 사이클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 옥타데실렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실렌 디이소시아네이트 및 이들 화합물의 올리고머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 중화제는 디메틸아미노에탄올, N-메틸모르포린 또는 트리에틸아민과 같은 3급아민을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 쇄연장제는 디아민류 및 디올을 사용할 수 있는 바, 보다 구체적으로는 1급 또는 2급 아미노기 및 수산기를 2개 함유하는 화합물로서 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌디아민, 펜틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 에틸렌디올, 프로필렌디올, 부틸렌디올, 펜틸렌디올, 헥사메틸렌디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
이하, 상기 주제부를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 한다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내후성, 뿐만 아니라, 우수한 내마모성 및 차열성능을 제공하는 기능을 한다.
상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 내오존성 및 내후성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자를 1: 0.1 내지 1 중량비율로 혼합하여, 유기용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 계면활성제가 함유된 수용액에 투입 및 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 상기 유화액을 가온하여 유기용매를 증발시키는 단계; 및 상기 유기용매를 증발시킨 후 가라앉은 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자를 세척 및 건조하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되어, 평균입경이 5 내지 30 μm이고, 평균 기공크기가 0.1 내지 2 μm인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 물에 잘 녹는 성질을 가진 플루로닉 고분자는 유화되면서 수용액 상으로 이동하게 되고, 이 이동방향에 따라 폴리메틸메타아크릴레이트 입자에서 다공성 구조가 형성되는 것이다. 이로써, 매우 우수한 차열성능, 인장강도, 방수성 및 내수성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자의 혼합물은 유기용매에 대하여, 0.001 내지 2 g/mL 범위의 농도로 용해시켜 혼합용액이 제조될 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를들어, 메틸렌클로라이드, n-헥사논, 메틸이소프로필케톤, 이소아밀알콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 35 내지 40℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 쉽게 증발되는 메틸렌클로라이드를 사용할 수 있다.
또한, 상기 혼합용액을 계면활성제가 함유된 수용액에 투입 및 유화시켜 유화액을 제조하는 단계;는 상기 혼합용액 0.5 내지 5 부피부를, 계면활성제가 함유된 수용액 100 부피부에 투입 및 1,000 내지 10,000 rpm의 속도로 교반하여 유화시켜 유화액을 제조함으로써, 수행될 수 있다. 또한, 상기 계면활성제가 함유된 수용액은 0.01 내지 10 중량% 농도가 되도록 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 계면활성제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를들어, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 메틸에테르, 폴리에틸렌이민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 자외선을 조사한 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 우수한 내마모성 및 차열성능을 제공하고, 분산성 및 상용성을 제공하여, 재료분리 억제 및 재료손실을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자를 1: 0.1 내지 1 중량비율로 혼합하여, 유기용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 계면활성제가 함유된 수용액에 투입 및 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 상기 유화액을 가온하여 유기용매를 증발시키는 단계; 및 상기 유기용매를 증발시킨 후 가라앉은 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자를 세척 및 건조하는 단계; 상기 세척 및 건조된 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 100 중량부를 벤조산나트륨 0.1 내지 10 중량부와 혼합한 후 수분함량 20 내지 35 %의 혼합반죽을 만드는 단계; 상기 혼합반죽을 자외선 조사장치에 넣고 자외선을 조사하는 단계; 및 상기 자외선 조사장치의 내부에서 자외선에 노출된 혼합반죽을 수분함량 15 % 이하로 건조한 후, 평균 입자 크기 5 내지 30 μm로 분쇄하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 자외선을 조사하는 단계는 자외선 조사장치에서, 단위면적당 20 내지 100 W의 에너지가 공급되도록 자외선을 3 내지 24시간 동안 조사함으로써 수행되는 것일 수 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 기능성 무기충전제는 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 제공하는 기능을 한다. 또한, 도장면이 빛을 반사하여 자외선으로부터 도막을 보호할 수 있도록 한다.
상기 기능성 무기충전제는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 무기충전제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 기능성 무기충전제의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하되거나, 점도가 지나치게 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 기능성 무기충전제는 탄산칼슘 100 중량부, 황산바륨 50 내지 80 중량부, 산화 스트론튬 칼슘 50 내지 80 중량부, 수산화바륨티타네이트 10 내지 30 중량부 및 인산지르코늄 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
먼저, 상기 탄산칼슘은 치밀하고 경도가 높은 도막을 형성하도록 하여, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성을 향상시키는 기능을 한다.
이하, 상기 기능성 무기충전제를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 탄산칼슘 100 중량부를 기준으로 한다.
또한, 상기 황산바륨은 내구성, 내수성, 경도, 내마모성 및 차열성능을 향상시키고, 장면이 빛을 반사하여 자외선으로부터 도막을 보호할 수 있도록 한다. 보다 구체적으로, 상기 황산바륨은 평균입경이 0.1 내지 5 μm인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 황산바륨은 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 50 내지 80 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 황산바륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 황산바륨의 함량이 너무 많은 경우에는 균열저항성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 산화 스트론튬 칼슘은 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 내오존성, 내후성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 제공하는 기능을 한다.
상기 산화 스트론튬 칼슘은 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 50 내지 80 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화 스트론튬 칼슘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화 스트론튬 칼슘의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 산화 스트론튬 칼슘은 스트론튬(Sr)질산화합물 및 칼슘(Ca)질산화합물을 Sr 대 Ca의 몰비가 1: 0.8 내지 1.2가 되도록 혼합 및 교반하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시킨 후, 800 내지 1,200 ℃에서 열처리하여 제조되는 것을 사용하여, 우수한 균열 대응성능을 더욱 효과적으로 개선시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 상기 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시키는 단계에서, 상기 혼합용액 100 중량부를 거미줄 가수분해물 1 내지 10 중량부와 더욱 혼합한 후, 전분 20 내지 60 중량부에 함침시킴으로써, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 내후성, 내오존성, 내충격성, 내약품성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 거미줄 가수분해물은 거미줄을 5 내지 20배 중량 및 0.5 내지 8N의 염산으로 가수분해하는 단계, 및 상기 가수분해물을 감압농축한 후, 동결건조하여 분말화하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것일 수 있다.
또한, 상기 수산화바륨티타네이트는 우수한 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 내마모성 및 차열성능을 제공하는 기능을 한다. 또한, 도장면이 빛을 반사하여 자외선으로부터 도막을 보호할 수 있도록 한다.
상기 수산화바륨티타네이트는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 수산화바륨티타네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 수산화바륨티타네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 수산화바륨티타네이트는 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 알코올에 바륨티타늄 복합알콕사이드를 0.01 내지 0.15 mol/ℓ 용해하여 얻어진 용액 40 내지 70 부피%와; 메틸에틸케톤 25 내지 45 부피%를 20 내지 60 ℃의 온도에서 혼합하여, 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 에탄올과 0.03 내지 0.30 mol/ℓ의 물을 혼합하되, 상기 에탄올과 물의 합이 5 내지 15 부피%가 되도록 혼합하여 반응용액을 제조하는 단계; 및 상기 반응용액을 상온에서 0.2 내지 1.5 시간동안 교반하면서 상기 반응용액 형성 초기에 핵생성된 수산화 바륨티타네이트 미립자 핵을 성장시키는 단계;를 포함하는 제조방법으로 제조되어, 평균입경이 100 내지 800 nm이고 구상인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 인산지르코늄은 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 제공하는 기능을 한다.
상기 인산지르코늄은 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 인산지르코늄의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 인산지르코늄의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 실란 커플링제는 상기 주제부의 가교밀도를 개선하여, 더욱 우수한 부착강도를 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 실란 커플링제는 비닐메톡시실란, γ-멜캅토프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필메틸-디에톡시실란, γ-아미노프로필메틸-트리에톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 실란 커플링제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 실란 커플링제의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 분산제는 용제인 물에 대한 분산안정성, 내후성 및 작업성을 개선하는 기능을 한다. 이러한 상기 분산제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를들면, 폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제, 폴리카르본산계(PC) 계면활성제, 폴리멜라민슬폰산나트륨축합물계(PMS) 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 분산제는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 분산제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 분산제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 도막의 기계적 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 증점제는 도료에 점성을 부여하고 흐름성을 향상시킴으로써, 점도 유지력, 상용성 및 저장안정성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 증점제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 증점제는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 증점제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 증점제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 작업성이 저하되거나, 내수성 및 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 소포제는 기포 발생을 억제하는 기능을 한다. 이러한 상기 소포제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등을 사용할 수 있고; 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등을 사용할 수 있고; 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등을 사용할 수 있고; 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등을 사용할 수 있고; 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등을 사용할 수 있고; 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등을 사용할 수 있다.
상기 소포제는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 소포제의 함량이 너무 많은 경우에는 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 주제부에 포함되는 물은 친환경적인 용제로서의 기능을 한다.
상기 물은 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 100 내지 300 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 물의 함량이 너무 적은 경우에는 저장 안정성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 상기 물의 함량이 너무 많은 경우에는 도료의 점도가 낮아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 경화제부는 지방족 디이소시아네이트 100 중량부, 비이온성 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 퍼플루오로알킬 알코올 1 내지 10 중량부 및 비이온성 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 포함한다.
먼저, 상기 경화제부에 포함되는 지방족 디이소시아네이트는 상기 수분산성 아크릴-우레탄 수지와 반응하여 경화시킴으로써, 우수한 부착강도, 방수성 및 우수한 균열 대응성능을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 지방족 디이소시아네이트는 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트(Tetramethyl xylene diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이하, 상기 경화제부를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 지방족 디이소시아네이트 100 중량부를 기준으로 한다.
또한, 상기 경화제부에 포함되는 비이온성 아크릴레이트는 우수한 부착강도, 내오염성, 내오존성, 내후성, 내마모성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 비이온성 아크릴레이트는 폴리에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜폴리테트라메틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜폴리테트라메틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 비이온성 아크릴레이트는 상기 지방족 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비이온성 아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 비이온성 아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하되거나, 균열 대응성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 경화제부에 포함되는 퍼플루오로알킬 알코올은 내오염성, 내오존성, 내후성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 퍼플루오로알킬 알코올은 펜타플루오로에탄올, 펜타플루오로프로판올, 헵타플루오로프로판올, 헵타플루오로부탄올, 노나플루오로헥산올, 트리데카플루오로옥탄올, 헵타데카플루오로도데칸올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 퍼플루오로알킬 알코올은 상기 지방족 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 퍼플루오로알킬 알코올의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 퍼플루오로알킬 알코올의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하되거나, 부착강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 경화제부에 포함되는 비이온성 계면활성제는 물과의 상용성을 극대화하고, 응집을 방지하여, 도막의 외관 및 기계적 물성, 부착 성능을 더욱 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 비이온성 계면활성제는 글리세린지방산에스테르, 소르비탄지방산에스테르, 수크로오스지방산에스테르, 지방 알코올에톡실레이트, 폴리옥시알킬렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌아릴페닐에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제는 상기 지방족 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비이온성 계면활성제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 비이온성 계면활성제의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하되거나, 내수성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기한 본 발명의 주제부 및 경화제부는 경화속도, 작업성 및 본 발명의 효과를 고려하여, 1: 0.1 내지 0.8 중량비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 표면에 있는 불순물 또는 이물질을 제거하고 청소하는 단계; 상기 청소하는 단계 이후 발생된 균열, 홈 또는 열화부위를 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 상기 바탕면 처리된 부위에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 형성된 프라이머층의 표면에 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법을 제공한다.
이때, 상기 콘크리트 구조물의 표면에 있는 불순물 또는 이물질을 제거하고 청소하는 단계는 구조물의 불순물, 이물질 또는 열화부위를 그라인더, 평삭기, 숏블라스터, 핸드 워터젯, 고압살수기 등으로 제거하고, 진공 흡입기 등으로 청소할 수 있다.
또한, 상기 청소하는 단계 이후 발생된 균열, 홈 또는 열화부위를 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면 처리하는 단계는 청소된 부위의 균열, 홈, 핀홀 등의 열화부위를 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리할 수 있다. 이때, 상기 속경성 퍼티재는 에폭시 퍼티, 우레탄 퍼티 및 초속경 시멘트계 퍼티 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 프라이머는 아크릴, 아크릴-우레탄, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 스티렌-부타디엔 및 실리카졸 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 형성된 프라이머층의 표면에 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 도포하는 단계는 붓, 롤러, 에어리스, 뿜칠 장비 등을 이용하여 도포할 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 건조후 도막 두께가 1.5 내지 7 mm가 되도록 도포되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 3 내지 5 mm가 되도록 도포되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물의 도포는 상기 도막 두께로 형성될 수 있도록 다수 회 수행될 수 있다. 보다 바람직하기로는 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물의 도포는 1 내지 3 회 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법에 의하면, 별도의 성능개선을 위한 표면강화제의 사용없이도, 우수한 균열 대응성능을 갖고, 우수한 부착강도, 방수성, 내오존성, 내후성, 내오염성 뿐만 아니라, 우수한 내화학성, 내산성, 내알칼리성, 염화물이온 침투저항성, 중성화저항성, 동결융해저항성, 탈취성, 불연성, 내마모성 및 차열성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 시공기간을 단축하고, 용이한 작업성으로 장기적인 내구성을 확보함으로써, 콘크리트 구조물의 사용기간을 증가시키고, 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 중금속이나 휘발성 유기 화합물과 같은 공해물질과 유해물질을 배출하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<제조예 1>
수분산성 아크릴-우레탄 수지의 제조
2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 45 중량%, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트 36 중량%, 부틸(메트)아크릴레이트 7 중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 7 중량% 및 비닐 (메트)아크릴레이트 5 중량%를 혼합하여 아크릴 혼합물을 준비하였다.
이와는 별도로, 중량평균분자량이 1,300인 폴리부틸아디페이트디올 100 중량부, 퍼플루오로 프로피온산 11 중량부, NMP 20 중량부, 이소포론 디이소시아네이트 12 중량부 및 2,2,4-트리메틸 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 7 중량부를 반응시킨 후, 트리에틸아민을 첨가하여 중화하고 이온교환수로 수분산시킨 후, 에틸렌디아민 4 중량부 첨가하여, 고형분 함량이 13 중량%이고, 산가가 77 mgKOH/g이며, 평균입경이 105 nm인 수분산 폴리우레탄을 준비하였다.
상기 준비된 아크릴 혼합물과 수분산 폴리우레탄을 1: 1 중량비율로 혼합 조성 후 85 ℃에서 5시간 동안 적하하여 수분산성 아크릴-우레탄 수지를 제조하였다.
<제조예 2>
수분산성 아크릴-우레탄 수지의 제조
2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 45 중량%, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트 36 중량%, 부틸(메트)아크릴레이트 7 중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 7 중량% 및 비닐 (메트)아크릴레이트 5 중량%를 혼합하여 아크릴 혼합물을 준비하였다.
이와는 별도로, 중량평균분자량이 1,300인 폴리부틸아디페이트디올 100 중량부, 퍼플루오로 프로피온산 11 중량부, NMP 20 중량부, 이소포론 디이소시아네이트 12 중량부 및 2,2,4-트리메틸 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 7 중량부를 반응시킨 후, 트리에틸아민을 첨가하여 중화하고 이온교환수로 수분산시킨 후, 에틸렌디아민 4.5 중량부 및 하기 화학식 1-1로 표시되는 아크릴레이트기로 관능화된 우레이도-피리미디논 화합물 1.5 중량부를 첨가하여, 고형분 함량이 12 중량%이고, 산가가 83 mgKOH/g이며, 평균입경이 117 nm인 수분산 폴리우레탄을 준비하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112021086021611-pat00002
상기 식에서, n은 6의 정수이다.
상기 준비된 아크릴 혼합물과 수분산 폴리우레탄을 1: 1 중량비율로 혼합 조성 후 85 ℃에서 5시간 동안 적하하여 수분산성 아크릴-우레탄 수지를 제조하였다.
<비교 제조예 1>
수분산성 아크릴-우레탄 수지의 제조
2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 45 중량%, 부틸(메트)아크릴레이트 12 중량% 및 2-에틸헥실아크릴레이트 43 중량%를 혼합하여 아크릴 혼합물을 준비하였다.
이와는 별도로, 중량평균분자량이 1,800인 1,2-폴리부타디엔 폴리올 100 중량부, NMP 25 중량부 및 이소포론 디이소시아네이트 16 중량부를 반응시킨 후, 트리에틸아민을 첨가하여 중화하고 이온교환수로 수분산시킨 후, 에틸렌디아민 4 중량부 첨가하여, 고형분 함량이 10 중량%이고, 산가가 75 mgKOH/g이며, 평균입경이 97 nm인 수분산 폴리우레탄을 준비하였다.
상기 준비된 아크릴 혼합물과 수분산 폴리우레탄을 1: 1 중량비율로 혼합 조성 후 85 ℃에서 5시간 동안 적하하여 수분산성 아크릴-우레탄 수지를 제조하였다.
<제조예 3>
다공성 폴리메틸메타아크릴레이트의 제조
0.5 중량% 농도의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA, 88 % hydrolyzed, 분자량 146,000 내지 186,000) 계면활성제 수용액을 준비하였다.
이어서 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly methyl methacrylate, PMMA, 분자량 50,000)과 플루로닉(Pluronic F-127)을 1: 1 중량비율로 혼합한 후, 여기에 메틸렌 클로라이드(methylene chloride, MC)를 혼합하여, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자의 혼합물의 농도가 0.7 g/mL인 혼합용액을 준비하였다. 이어서, 상기 혼합용액을 담은 용기의 뚜껑을 닫은 뒤 테플론 테이프로 완전히 봉인하고 교반시키며 완전히 녹였다. 상기 혼합용액 1.8 부피부를 미리 준비해 두었던 계면활성제 수용액 100 부피부에 넣고, 호모게나이저(고속 교반기)를 이용하여 5000 rpm의 속도로 10분 동안 유화시켰다. 상기 유화액을 비이커, 혹은 결정체 디쉬(crystalizing dish)에 넣고, 흄 후드에 곧바로 옮겨 300rpm 이상으로 3시간 동안 37℃에서 교반시키며 유기용매를 증발시켰다. 상기 유화액을 원심분리로 침전시킨 이후 상층액을 제거한 후, 다수회 세척하였다. 상기 세척한 다공성 미립구는 동결건조를 통해 완전히 수분을 제거하였다.
<제조예 4>
다공성 폴리메틸메타아크릴레이트의 제조
0.5 중량% 농도의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA, 88 % hydrolyzed, 분자량 146,000 내지 186,000) 계면활성제 수용액을 준비하였다.
이어서 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly methyl methacrylate, PMMA, 분자량 50,000)과 플루로닉(Pluronic F-127)을 1: 1 중량비율로 혼합한 후, 여기에 메틸렌 클로라이드(methylene chloride, MC)를 혼합하여, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자의 혼합물의 농도가 0.7 g/mL인 혼합용액을 준비하였다. 이어서, 상기 혼합용액을 담은 용기의 뚜껑을 닫은 뒤 테플론 테이프로 완전히 봉인하고 교반시키며 완전히 녹였다. 상기 혼합용액 1.8 부피부를 미리 준비해 두었던 계면활성제 수용액 100 부피부에 넣고, 호모게나이저(고속 교반기)를 이용하여 5000 rpm의 속도로 10분 동안 유화시켰다. 상기 유화액을 비이커, 혹은 결정체 디쉬(crystalizing dish)에 넣고, 흄 후드에 곧바로 옮겨 300rpm 이상으로 3시간 동안 37℃에서 교반시키며 유기용매를 증발시켰다. 상기 유화액을 원심분리로 침전시킨 이후 상층액을 제거한 후, 다수회 세척하였다. 상기 세척 및 건조된 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 100 중량부를 벤조산나트륨 7 중량부와 혼합한 후 수분함량 30 %의 혼합반죽을 만든 후, 상기 혼합반죽을 자외선 조사장치에 넣고 단위면적당 100 W의 에너지가 공급되도록 자외선을 12시간 동안 조사하였다. 상기 자외선 조사장치의 내부에서 자외선에 노출된 혼합반죽을 수분함량 15 % 이하로 건조한 후, 평균 입자 크기 11 μm로 분쇄하였고, 상기 분쇄된 분말은 동결건조를 통해 완전히 수분을 제거하였다.
<제조예 5>
산화 스트론튬 칼슘의 제조
Sr(NO3)2를 사용하여 고형분 함량이 60중량%인 용액과, Ca(NO3)2ㆍ4H2O을 사용하여 고형분 함량이 30중량%인 용액을 각각 제조한 후, 두 용액을 혼합 및 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액 100 중량부를 전분 50 중량부에 함침 후 전기로에서 1,100 ℃의 온도로 열처리하여, 산화 스트론튬 칼슘(SrCaO)분말을 제조하였다.
<제조예 6>
산화 스트론튬 칼슘의 제조
Sr(NO3)2를 사용하여 고형분 함량이 60중량%인 용액과, Ca(NO3)2ㆍ4H2O을 사용하여 고형분 함량이 30중량%인 용액을 각각 제조한 후, 두 용액을 혼합 및 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액 100 중량부를 거미줄 가수분해물 5 중량부와 더욱 혼합한 후, 전분 55 중량부에 함침 후 전기로에서 1,100 ℃의 온도로 열처리하여, 산화 스트론튬 칼슘(SrCaO)분말을 제조하였다.
이때, 상기 거미줄 가수분해물은 야생 및 실내에서 수거된 거미줄을 10 배 중량의 1N의 HCl용액에 3시간 동안 교반 후, 1N의 NaOH 용액으로 중화시켜 거미줄을 가수분해하였고, 이후, 상기 가수분해물을 감압농축한 후, 동결건조하여 분말화하여, 제조된 것을 사용하였다.
<제조예 7>
수산화바륨티타네이트의 제조
옥탄올에 바륨티타늄 복합알콕사이드 0.15 mol/ℓ을 용해하여 얻어진 용액 55 부피%와; 메틸에틸케톤 35 부피%를 45 ℃의 온도에서 혼합하여, 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액에 에탄올과 0.22 mol/ℓ의 물을 혼합하되, 상기 에탄올과 물의 합이 10 부피%가 되도록 혼합하여 반응용액을 제조하였다. 이후, 상기 반응용액을 상온에서 1 시간동안 교반하면서 상기 반응용액 형성 초기에 핵생성된 수산화 바륨티타네이트 미립자 핵을 성장시켰다. 이후, 원심분리기로 상기 생성된 미립자와 용매를 분리하고, 분리된 침전물을 200℃의 진공건조기에서 6시간 동안 건조시켜 평균입경이 370 nm이고 구상인 수산화바륨티타네이트를 제조하였다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 혼합된 주제부 및 경화제부를 혼합함으로써, 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 비교용 도료조성물을 제조하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
주제부: 경화제부의 중량비율 1:0.3 1:0.7 1:0.5 1:1 1:0.5
주제부
(중량부)		 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100
[제조예1]		 100
[제조예1]		 100
[제조예2]		 100
[비교
제조예1]		 100
[제조예1]
다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 42
[제조예3]		 42
[제조예4]		 42
[제조예4]		 42
[통상의 폴리메틸메타아크릴레이트 분말]		 42
[통상의 폴리메틸메타아크릴레이트 분말]
기능성 무기충전제 28 28 28 28 28
(중량부) 탄산칼슘 100 100 100 100 100
황산바륨 75 75 75 75 75
산화 스트론튬 칼슘 68
[제조예5]		 68
[제조예5]		 68
[제조예6]		 - -
수산화바륨티타네이트
[제조예7]		 14 14 14 - -
인산지르코늄 3 3 3 - -
비닐메톡시실란 커플링제 - 4 4 - -
γ-아미노프로필메틸-트리에톡시실란 커플링제 6 2 2 6 6
폴리리그닌슬폰산축합물계(LSF) 계면활성제 분산제 2 2 2 2 2
하이드록시에틸 셀룰로오스 증점제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
실리콘계 소포제 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
물 170 170 170 170 170
경화제부
(중량부)		 지방족 디이소시아네이트 100 1) 100 1) 100 1) 100 2) 100 2)
비이온성 아크릴레이트 3) 22 22 22 -
퍼플루오로알킬 알코올[헵타플루오로프로판올] 5 5 5 -
비이온성 계면활성제
[소르비탄지방산에스테르]		 3 3 3 3 3
1) 지방족 디이소시아네이트: 4,4'-메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트(H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate)을 1: 1: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용.

2) 지방족 디이소시아네이트: 이소포론디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate)

3) 비이온성 아크릴레이트: 폴리에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트 및 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트를 4: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용.
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
도막 물성평가
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물과, 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물을 사용하여, KS F 4936(콘크리트 보호용 도막재)에 따라 도막 물성평가 시험을 실시하였고, 각각의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
도막형성 후 겉모양 표준양생 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
온·냉반복시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸 이상없음
내알칼리성시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내염수성시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
중성화깊이 (mm) 0.32 0.25 0.20 1.5 1.1
염화물이온 침투저항성(Coulombs) 13 11 5 95 83
투습도(g/m2·℃) 15 13 11 54 27
부착강도
(N/mm2)		 표준양생 후 1.65 1.73 1.80 1.28 1.36
촉진내후성시험 후 1.59 1.67 1.74 1.12 1.21
온·냉반복시험 후 1.62 1.65 1.72 1.04 1.20
내알칼리성시험 후 1.58 1.61 1.71 1.06 1.15
내염수성시험 후 1.61 1.66 1.75 1.10 1.23
내투수성 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수됨 투수됨
균열대응성 -20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 갈라짐
20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸 이상없음
촉진내후성 시험 후 이상없음 이상없음 이상없음 황변현상 황변현상
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물 및 비교예 2에 따라 제조된 비교용 도료조성물은 모두 도막형성 후의 겉모양은 이상없이 나타났으나, 비교예 1에 따라 제조된 비교용 도료조성물은 온·냉반복시험 후 도막에서 들뜸 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 도료조성물보다 중성화 저항성 및 염화물 이온 침투 저항성이 매우 우수하고, 낮은 투습도, 높은 부착강도를 갖으며, 우수한 내투수성 및 균열대응성을 갖는 바, 성능이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물과, 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물에 대하여, KS M ISO 2812에 의하여 내약품성(황산, 염산, 수산화 나트륨) 시험을 수행하였고, KS D 6711에 의하여 내충격성 시험을 수행하였고, 주택공사 전문시방-2006에 의하여 내오염성 시험을 수행하였고, 국토교통부고시 제 2015-744호에 의하여 불연성 및 가스유해성 시험을 수행하였고, KS F 2813에 의하여 내마모성 시험을 수행하였고, KFIA-FI-1004에 의하여 암모니아 가스검지관에 따른 탈취성 시험을 수행하여, 각각의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
내약품성 황산 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 이상없음
염산 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 갈라짐
수산화나트륨 이상없음 이상없음 이상없음 부스러짐 갈라짐
내충격성 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 갈라짐
내오염성 이상없음 이상없음 이상없음 흔적발생 흔적발생
불연재료(불연성, 가스유해성) 적합 적합 적합 부적합 부적합
내마모성 (500g, 500회) (%) 0.13 0.11 0.10 0.35 0.31
탈취성 (탈취율, %) 83 85 88 68 72
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물보다 내약품성성, 내충격성, 내오염성, 불연성, 내마모성, 탈취성의 성능이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
<시험예 3>
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물과, 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물을 세척된 아스팔트 및 콘크리트의 표면에 최소 건조 도막두께 3 mm 이상이 될 때까지 도포한 뒤 온도가 가장 높은 시간인 오후 3시에 표면온도 변화 시험을 실시하였고, KS F 4039에 의하여 열전도율 시험을 수행하였고, KS M ISO 11507(도료의 촉진 내후성 시험-UV의 형광성 노출)에 의하여 내후성 시험을 수행하여, 각각의 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
표면온도 (℃) 콘크리트 아스팔트
47.5 59.7 33.4 33.4 32.8 40.1 39.7
열전도율 (W/mk) 0.078 0.062 0.054 1.01 0.83
내후성 (168시간, △E) 0.45 0.41 0.36 1.5 1.2
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물보다 표면 온도가 낮게 측정되었으며, 열전도율이 낮게 나타나 차열성이 우수함을 알 수 있었다. 또한, UV에 대한 저항성도 우수하게 나타나 내후성이 우수한 결과를 나타내었다.
<시험예 4>
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물과, 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물에 대하여, 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(환경부 고시 제 2015-103)에 의하여 중금속 용출시험을 실시하여 각각의 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
중금속용출
(mg/L)		 1,2-디클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1-디클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1,2-트리클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
트리클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
벤젠 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1,1-트리클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
디클로로메탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
시스-1,2-디클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
에피클로로히드린 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
아세트산비닐 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
스티렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,2-부타디엔 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출
1,3-부타디엔 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
N,N-디메틸아닐린 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
Hg 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
사염화탄소 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물은 비교예 1 및 2에서 제조된 비교용 도료조성물과 비교하여, 중금속을 포함한 유해성분이 검출되지 않아 친환경적인 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 아다만틸 (메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 비닐 (메트)아크릴레이트로 이루어진 아크릴 혼합물과, 수분산 폴리우레탄을 혼합 조성 후 80 내지 85 ℃에서 5 내지 7시간 동안 적하하여 제조되는 수분산성 아크릴-우레탄 수지 100 중량부에, 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트 20 내지 50 중량부, 기능성 무기충전제 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 0.1 내지 5 중량부, 증점제 0.1 내지 5 중량부, 소포제 0.1 내지 5 중량부 및 물 100 내지 300 중량부를 포함하는 주제부; 및
    지방족 디이소시아네이트 100 중량부, 비이온성 아크릴레이트 10 내지 30 중량부, 퍼플루오로알킬 알코올 1 내지 10 중량부 및 비이온성 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제부를 포함하되;
    상기 주제부 및 경화제부는 1: 0.1 내지 0.8 중량비율로 혼합한 것이고;
    상기 기능성 무기충전제는 탄산칼슘 100 중량부, 황산바륨 50 내지 80 중량부, 산화 스트론튬 칼슘 50 내지 80 중량부, 수산화바륨티타네이트 10 내지 30 중량부 및 인산지르코늄 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트는
    폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 고분자 및 플루로닉 고분자를 1: 0.1 내지 1 중량비율로 혼합하여, 유기용매에 용해시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액을 계면활성제가 함유된 수용액에 투입 및 유화시켜 유화액을 제조하는 단계; 상기 유화액을 가온하여 유기용매를 증발시키는 단계; 및 상기 유기용매를 증발시킨 후 가라앉은 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 입자를 세척 및 건조하는 단계; 상기 세척 및 건조된 다공성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 100 중량부를 벤조산나트륨 0.1 내지 10 중량부와 혼합한 후 수분함량 20 내지 35 %의 혼합반죽을 만드는 단계; 상기 혼합반죽을 자외선 조사장치에 넣고 자외선을 조사하는 단계; 및 상기 자외선 조사장치의 내부에서 자외선에 노출된 혼합반죽을 수분함량 15 % 이하로 건조한 후, 평균 입자 크기 5 내지 30 μm로 분쇄하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산화 스트론튬 칼슘은
    스트론튬(Sr)질산화합물 및 칼슘(Ca)질산화합물을 Sr 대 Ca의 몰비가 1: 0.8 내지 1.2가 되도록 혼합 및 교반하여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시킨 후, 800 내지 1,200 ℃에서 열처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액을 전분에 함침시키는 단계는
    상기 혼합용액 100 중량부를 거미줄 가수분해물 1 내지 10 중량부와 더욱 혼합한 후, 전분 20 내지 60 중량부에 함침시킴으로써 수행되는 것이고;
    상기 거미줄 가수분해물은 거미줄을 5 내지 20배 중량 및 0.5 내지 8N의 염산으로 가수분해하는 단계, 및 상기 가수분해물을 감압농축한 후, 동결건조하여 분말화하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법으로서,
    콘크리트 구조물의 표면에 있는 불순물 또는 이물질을 제거하고 청소하는 단계; 상기 청소하는 단계 이후 발생된 균열, 홈 또는 열화부위를 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면 처리하는 단계; 상기 바탕면 처리된 부위에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 형성된 프라이머층의 표면에 상기 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감용 아크릴-우레탄계 도료조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 표면강화 및 마감 시공방법.
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