KR102392315B1

KR102392315B1 - 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법

Info

Publication number: KR102392315B1
Application number: KR1020200098010A
Authority: KR
Inventors: 고성민
Original assignee: 고성민; 주식회사 이쎈; 주식회사 엘엔케이시설물
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2022-05-02
Also published as: KR20220017704A

Abstract

본 발명은 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 옥상 녹화시스템 시공시에 우레탄계 방수제 도막 위에 내방근성이 향상된 방근층을 부착시켜서 건축물의 옥상 녹화시설 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계(a), 상기 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포단계(b), 상기 프라이머층에 제1보강층을 형성하는 단계(c), 상기 보강층에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계(d), 상기 제1도막층 위에 메쉬형상의 제2보강층을 형성하는 단계(e), 상기 제2보강층 위에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하는 단계(f), 상기 제2도막층 위에 탑코트층을 형성하는 단계(g)를 포함하는 방수층을 형성한 단계(A); 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1);를 포함하는 방근층 형성단계(B); 상기 방근층 상부에 코팅층을 도포하는 단계(C);를 포함하여 구성된다.

Description

우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법 {WATERPROOF AND ROOT ISOLATION METHOD USING URETHANE ROOF WATERPROOF AGENT}

본 발명은 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 옥상 녹화시스템 시공시에 우레탄계 방수제 도막 위에 내방근성이 향상된 방근층을 부착시켜서 건축물의 옥상 녹화시설 내구성을 향상시킬 수 있는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법에 관한 것이다.

해마다 도심권에는 많은 건축물들이 세워지고 있다. 이로 인해 자연녹지는 사라지고 자연환경도 파괴되어 점차 사람에게 유익한 산소 등의 공급이 부족해짐은 물론 도시 미관을 해치고 있다.

녹화시스템은 단층이나 고층건물의 옥상에 조경하는 녹화시설을 말하는데 보다 구체적으로는 지표면 또는 지표면 상부에 시설된 인공 구조물상의 조경시설물 구조물로서 자연지반에서 분리된 부분에 인공적인 지형지질로서의 지반을 새로이 조성하여 조경공간으로 이용하는 터전을 말하는 것이다.

이러한 녹화시스템은 건물의 옥상 또는 지상의 콘크리트 구조물에 녹지공간을 조성함으로써, 도시 내의 부족한 녹지공간을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 각종 식재물을 설치하고 휴식공간을 조성하여 곤충이나 식물을 위한 생태환경을 조성하고 또한 사람들에게는 휴식 공간을 제공하며, 나아가서는 이러한 구조체 정원의 증가로 도시는 인공적인 도시보다는 자연환경적인 도시로 변해갈 것이고 이렇게 된다면 자연적으로 대기오염도 줄어들 것이다.

또한, 건축물 또는 옥상을 녹화하는 주된 이유는 최상층에서의 차열이나 단열에 대해 큰 효과를 발휘하기 때문에 에너지 절약을 할 수 있고, 녹화를 통해 경관의 개선, 기온의 조정, 공기의 정화 등을 실현할 수 있으며, 작은 새나 곤충, 물고기 등과의 공생을 꾀하여 자연생태계를 회복할 수 있기 때문이다.

상기한 3가지 이유 이외에도 녹화시스템이 필요한 이유는 방재, 빗물에 대한 대책, 프라이버시의 확보, 취미 생활 등 여러 가지 이유가 있다. 하지만 지금까지의 옥상녹화는 식물뿌리 성장에 의한 콘크리트 구조체의 균열발생 및 균열 거동으로 인한 누수발생, 토양층의 상시 습윤 조건으로 인한 방수층의 열화가속 등 다양한 문제점이 발생되었다.

따라서, 상기와 같은 뿌리에 의한 콘크리트 슬라브층 및 슬라브층 위에 도포된 방수층의 파괴를 방지하기 위한 수단이 필요하게 되었다.

하지만, 아직까지 상기와 같은 옥상에 식재된 뿌리의 성장을 방지하고 방수층을 보호하는 방근 방수 공법과 같은 기술적 수단이 미비하여 도시 환경 개선을 위한 옥상녹화 사업의 진전에 방해 요인으로 작용하고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 한국 특허등록 제10-0872127호에서는 PET필름과, 상기 PET필름 하부에 부착시킨 부직포 및 상기 부직포 하부에 고점착 연질형 고무화 아스팔트를 함침 시켜서 구성되는 방근 시스템이 개시되어 있다.

또한, 한국 특허 출원 공개번호 제10-2009-0102024호에는 뿌리가 침투되지 못하는 재질로 이루어진 방근재와 상기 방근재 저면에 부착되어 물을 흡수하도록 된 흡수재와 상기 흡수재 저면에 부착되는 접착성 또는 점착성 방수재와 상기 방수재와 흡수재에 탈부착 가능토록 부착되는 이형지로 구성된 방수/방근 공법이 개시되어 있다.

이 기술은 방근시트와 방근시트의 이음부를 통해 식생물의 뿌리가 침투하게 되더라도 뿌리로 공급되는 물을 차단함은 물론, 식생물의 뿌리가 가지고 있는 물을 흡수재가 흡수하여 식생물의 뿌리가 성장 및 생장할 수 없게 함으로써 식생물의 뿌리가 방근시트의 이음부로 침투하여 방수층을 파괴시키는 것을 원천적으로 봉쇄하여 방수층의 방수성능이 오랫동안 보장되게 하는 방근시트 및 방근시트 시공 방법에 관한 기술이다.

또한, 한국 특허 등록 10-1039065호에서는 폴리아크릴아마이드계 수지를 하부에 부직포가 형성된 열가소성 폴리우레탄시트 상면에 코팅하는 방근 시트가 개시되어 있다.

하지만, 상기 종래의 PET 필름 등을 포함하는 방수 방근 시트 기술들은 옥상에 녹화시설을 시공시 방수 방근용 시트가 내항균성을 가지고 있지 않아 흙이 가지고 있는 박테리아 성분으로 인해 방수 방근용 PVC시트가 쉽게 부식됨으로써 누수가 발생하고 방수 방근시트가 파손될 수 있다는 구조적인 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-171064호(2017.02.27.) 한국등록특허 제10-1881318호(2018.07.26) 한국등록특허 제10-1497622호(2015.03.04.) 한국등록특허 제10-2125909호(2020.06.24)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법은 1회 시공으로 방수 및 방근 특성을 동시에 구현하여 건축물의 옥상 녹화시설 내구성을 향상시킬 수 있으며, 시공을 단순화 하여 비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 방수 작업시간을 줄일 수 있으며, 방수방근 구조를 동시에 적용함으로써 공사기간을 단축할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 통하여 방수방근 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 건축물의 안정성에 영향을 미치지 않으면서 단열효과를 얻을 수 있는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 제공한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여본 발명에 따른 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법은, 건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계(a), 상기 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포단계(b), 상기 프라이머층에 제1보강층을 형성하는 단계(c), 상기 보강층에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계(d), 상기 제1도막층 위에 메쉬형상의 제2보강층을 형성하는 단계(e), 상기 제2보강층 위에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하는 단계(f), 상기 제2도막층 위에 탑코트층을 형성하는 단계(g)를 포함하는 방수층을 형성한 단계(A); 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1);를 포함하는 방근층 형성단계(B); 상기 방근층 상부에 코팅층을 도포하는 단계(C);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 방근층 형성 단계는 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1) 이후에 제1방근층의 상부에 제2방근층을 더 설치하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1방근층은 겹쳐이음 방식으로 설치하되, 접합부에 보강부틸테이프를 부착시키는 단계(b-3)를 포함하는 방근층 형성 단계(B);인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 합성섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르(polyether) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나를 합성수지를 함침하는 것으로, 상기 합성 섬유는 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 70내지 85 중량%와, 폴리에틸렌글리콜 수지 15 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 우레탄계 방수제는 조성물은 주제부 및 경화제부를 포함하고, 상기 주제부는 (i) 중량평균분자량이 4,000∼~10,000인 폴리에테르계 폴리올, 상기 (i) 폴리에테르계 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 개시제에 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조되는 것이고, (ii) 다관능 알코올을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 다관능 지방족 폴리올, 아민계 화합물을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 아민계 폴리올, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 폴리올, 상기 (ii)의 다관능 지방족 폴리올은 중량평균분자량이 5000 내지 10,000이고, 소르비톨, 펜타에리트리톨, 만니톨, 및 수크로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다관능 알코올을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, 상기 (ii)의 아민계 폴리올은 중량평균분자량이 200 내지 1000이고, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 및 디페닐메탄디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아민계 화합물을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, (iii) 아민계 촉매, 유기금속 촉매, 반응형 촉매, 이소시아누레이트 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매; (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물; (v) 희석제;를 포함하고, 상기 경화제부는 NCO 함량이 20~40%인 이소시아네이트 화합물, 이소시아네이트 프리폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종; 디옥틸프탈레이트; 폴리프로필렌글리콜;을 포함하며, 상기 주제부 및 경화제부는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주제부는, 주제부 100중량%를 기준으로 (i) 폴리에테르계 폴리올 30 내지 70중량%, 여기에 (ii) 다관능 지방족 폴리올, 및/또는 아민계 폴리올 10 내지 70중량부, (iii) 촉매 0.01 내지 5중량%, (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 (v) 희석제 0.1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1방근층 및 제2방근층은 항균성, 산화방지성 및 내가수분해성을 강화시킨 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP) 필름 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 상기 제1방근층 및 제2방근층의 두께가 0.01 내지 10mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 우레탄계 방수제 조성물의 주제부 또는 경화제부에 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 소포제, 커플링제, 분산제, 유동성 조절제, 안료, 충진제, 변색 방지제, 오염 방지제, 경화 촉진제에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법은 1회 시공으로 방수 및 방근 특성을 동시에 구현하여 건축물의 옥상 녹화시설 내구성을 향상시킬 수 있으며, 시공을 단순화 하여 비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 방수 작업시간을 줄일 수 있으며, 방수방근 구조를 동시에 적용함으로써 공사기간을 단축할 수 있으며, 본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 통하여 방수 방근 효과뿐 만 아니라 건축물의 안정성에 영향을 미치지 않으면서 단열효과를 얻을 수 있다.

도 1은 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법의 개념도이다.
도 2는 방근층의 도면으로 (a)는 1mm 두께의 폴리프로필렌 방근층이며, (b)는 결합부의 방근층 구조도로 1mm 두께의 폴리프로필렌 방근층을 겹쳐이음방식으로 결합한 구조도이다.
도 3은 실험예 1에 대한 시험체의 방근성능평가에 대한 결과이다.

이하에서는 본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 우레탄계 옥상 방수제 및 이를 이용한 방수 방근 방법으로, 건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계(a), 상기 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포단계(b), 상기 프라이머층에 제1보강층을 형성하는 단계(c), 상기 보강층에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계(d), 상기 제1도막층 위에 메쉬형상의 제2보강층을 형성하는 단계(e), 상기 제2보강층 위에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하는 단계(f), 상기 제2도막층 위에 탑코트층을 형성하는 단계(g)를 포함하는 방수층을 형성한 단계(A); 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층(10)을 형성하는 단계(b-1);를 포함하는 방근층 형성단계(B); 상기 방근층 상부에 코팅층을 도포하는 단계(C);를 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 특징으로는 건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계(a), 상기 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포단계(b), 상기 프라이머층에 제1보강층을 형성하는 단계(c), 상기 보강층에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계(d), 상기 제1도막층 위에 메쉬 형상의 제2보강층을 형성하는 단계(e), 상기 제2보강층 위에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하는 단계(f), 상기 제2도막층 위에 탑코트층을 형성하는 단계(g)를 포함하는 방수층을 형성한 단계(A); 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1), 이후에 제1방근층(10)의 상부에 나무, 화초 등의 식물을 심을 수 있는 제2방근층(20)을 설치하는 단계(b-2)로 구성되고, 방근층을 2중으로 형성함으로써 식물의 뿌리가 옥상 등의 바닥으로 침투하는 것을 보다 확실하게 방지하게 된다.

여기서, 상기 제1방근층(10)의 면적이 넓을 때에는 제1방근층(10)을 겹쳐이음 방식으로 형성되는데, 상기 제1방근층(10)의 접합부에 보강부틸테이프(40)를 부착시키는 단계(b-3)를 더 구성하게 된다.

여기서, 상기 제1방근층(10)의 겹침폭(W)은 대략 50㎜ 정도이고, 보강부틸테이프(40)의 접착폭(Wa)은 대략 100㎜ 정도가 바람직하고, 보강부틸테이프(40)에 열풍을 가하여 접착한다.

또한, 본 발명의 상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 합성섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르(polyether) 중 어느 하나인 것으로, 상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나에 합성수지를 함침할 수 있으며, 상기 합성수지는 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 70내지 85 중량%와, 폴리에틸렌글리콜 수지 15 내지 30 중량%를 포함한다.

상기 제1보강층 및 제2보강층에 있어서 섬유층은 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르(polyether) 등과 같은 합성수지, 천연섬유, 유리섬유, 탄소섬유를 이용하여 제조되는 부직포일 수 있으나, 여러 합성수지 중 흡수성이나 기계적 강도가 우수한 폴리에스테르 재질의 부직포를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 섬유층은 합성수지가 함침된다. 합성수지는 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 70내지 85 중량%와, 폴리에틸렌글리콜 수지 15 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 합성수지를 이와 같이 구성하면 접착성과 점도가 증가되어 우수한 함침성을 얻을 수 있기 때문에 방수 성능을 극대화할 수 있다.

하지만, 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체와 폴리에틸렌글리콜 수지의 함량이 상술한 범위를 벗어날 경우에는 합성수지의 침투성이 낮아지기 때문에 섬유층 내부로 충진되기 어려워 요구되는 방수 성능을 얻을 수 없다. 이러한 합성수지는 섬유층의 하부에 함침되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 섬유층의 하부에 합성수지를 함침하여 섬유층 자체적으로 방수 성능을 확보하고, 후술하는 바와 같이 섬유층의 상부에 다시 합성수지를 함침함으로써 섬유층의 양방향에서 수분의 침투를 방지한 것이다. 함성수지는 섬유층의 상부면에 함침되며, 앞서 설명한 합성수지와 동일한 성분 및 조성을 가진다.

즉, 합성수지는 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 70내지 85 중량%와, 폴리에틸렌글리콜 수지 15 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 이와 같이 합성수지를 섬유층의 하부에 함침되는 합성수지와 동일하게 구성하면 각 층 사이에 일체성이 확보되어 방수 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 우레탄계 방수제 조성물은 주제부 및 경화제부를 포함하고, 상기 주제부는 (i) 중량평균분자량이 4,000∼10,000인 폴리에테르계 폴리올, 상기 (i) 폴리에테르계 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 개시제에 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조되는 것이고, (ii) 다관능 알코올을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 다관능 지방족 폴리올, 아민계 화합물을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 아민계 폴리올, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 폴리올, 상기 (ii)의 다관능 지방족 폴리올은 중량평균분자량이 5000 내지 10,000이고, 소르비톨, 펜타에리트리톨, 만니톨, 및 수크로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다관능 알코올을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, 상기 (ii)의 아민계 폴리올은 중량평균분자량이 200 내지 1000이고, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 및 디페닐메탄디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아민계 화합물을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, (iii) 아민계 촉매, 유기금속 촉매, 반응형 촉매, 이소시아누레이트 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매; (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물; (v) 희석제;를 포함하고, 상기 경화제부는 NCO 함량이 20~40%인 이소시아네이트 화합물, 이소시아네이트 프리폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 1종을 선택할 수 있으며; 디옥틸프탈레이트; 폴리프로필렌글리콜;을 포함한다.

또한, 본 발명은 주제부 100중량%를 기준으로 (i) 폴리에테르계 폴리올 30 내지 70중량%, 여기에 (ii) 다관능 지방족 폴리올, 및/또는 아민계 폴리올 10 내지 70중량부, (iii) 촉매 0.01 내지 5중량%, (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 (v) 희석제 0.1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제1방근층(10) 및 제2방근층(20)은 항균성, 산화방지성을 강화시킨 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP) 필름 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 상기 제1방근층(10) 및 제2방근층(10)의 두께가 각각 0.01 내지 10mm인 것에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 통하여 도막을 형성할 수 있으며, 상기 도막은 아파트, 공장, 빌딩 등 건물의 옥상 또는 지상의 콘크리트 구조물에 적용하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 우레탄계 방수제 조성물은 주제부와 경화제부로 포함하며, 상기 주제부와 경화제부는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 혼합될 수 있다. 이하에서 주제부와 경화제부를 구체적으로 살펴보고자 한다.

(a) 주제부

먼저, 주제부는 (i) 폴리에테르계 폴리올을 주성분으로 하고, 여기에 (ii) 다관능 지방족 폴리올, 및/또는 아민계 폴리올, (iii) 촉매, (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물, 및 (v) 희석제를 포함한다.

(i) 폴리에테르계 폴리올

본 발명에서 언급하는 폴리에테르계 폴리올은 분자 구조내 2 내지 3의 OH기를 갖는 2~3관능 알코올을 개시제로 하여 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조된 고분자를 의미하며, 분자 구조 내 OH 이외의 다른 관능기는 포함하지 않는 고분자를 의미한다. 바람직하기로, 상기 2~3관능 알코올은 탄소수 2 내지 6의 지방산 알코올로, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하고, 더욱 바람직하기로 글리세린일수 있다. 이러한 2~3관능 알코올을 개시제로 하여 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조한다. 제조된 폴리에테르계 폴리올은 분자 구조 내 존재하는 OH기는 경화제부의 이소시아네이트기와 경화 반응이 이루어진다.

일례로, 본 발명의 폴리에테르계 폴리올은 개시제로 1 내지 20 중량%의 글리세린, 알킬렌 옥사이드로 에틸렌 옥사이드 5 내지 50 중량%, 프로필렌 옥사이드 40 내지 80 중량%를 반응시켜 제조한 것을 사용하며, 보다 바람직하기로 중량평균분자량이 5,500 내지 8,000인 것을 사용한다.

주성분인 폴리에테르계 폴리올은 물성 확보를 위해 비교적 높은 분자량의 폴리올을 사용하며, 구체적으로 중량평균분자량이 4,000∼10,000, 바람직하기로 5,000∼8,000, 더욱 바람직하기로 5500∼7000인 것을 사용한다. 만약 중량평균분자량이 상기 범위 미만이면 도막의 인장 강도 및 경도가 낮아 내구성 및 내마모성이 부족하고, 반대로 상기 범위를 초과하면 도막 경도가 높아지나 너무 딱딱해서 쉽게 크랙이 발생할 우려가 있기 때문에 상기 범위 내인 것을 사용한다. 주제부 내 폴리에테르계 폴리올은 전체 주제부 총 함량 100 중량%를 만족하도록 30 내지 70 중량%, 바람직하기로 35 내지 60 중량%로 포함된다. 이 함량은 도막의 물성을 고려하여 설계된 함량으로, 상기 범위 미만이거나 이를 초과할 경우 각 조성의 설계를 통해 본 발명에 따른 도막에서 요구되는 수준의 인장강도, 경도 및 신장률을 확보할 수 없으므로 상기 범위 내인 것을 사용한다.

이러한 주제부 내 폴리에테르계 폴리올은 높은 분자량으로 인해 물성이 우수한 도막을 형성할 수 있다는 이점이 있으나, 경화 속도가 느려진다는 단점이 있다. 이에 빠른 경화를 위해 적은 함량을 사용할 경우 최종 얻어진 물성이 저하될 우려가 있다. 이에 본 발명에서는 폴리에테르계 폴리올보다는 낮은 분자량을 갖되 OH가 3개 이상인 다관능 지방족 폴리올, 또는 OH와 NCO의 결합보다 빠른 결합 반응을 이루는 아민기를 갖는 아민계 폴리에테르계 폴리올을 사용함으로써 물성은 유지하면서도 경화 속도, 특히 상온에서의 경화 속도를 빠르게 할 수 있는 폴리머를 사용한다.

이소시아네이트(-NCO) + 폴리올(-OH) → 우레탄(-NHCOO-)

이소시아네이트(-NCO) + 아민(-NH3) → 우레아(-NHCONH-)

(ii) 다관능 지방족 폴리올/아민계 폴리올

본 발명에서 언급하는 다관능 지방족 폴리올은 분자 구조내 4 내지 10개의 OH기를 갖는 C5~C20의 다관능 지방산알코올을 개시제로 하여 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조된 폴리에테르계 폴리올을 의미하며, 분자 구조 내 OH 이외의 다른 관능기는 포함하지 않는 고분자를 의미한다.

바람직하기로, 상기 다관능 지방산 알코올은 4 내지 10개, 바람직하기로 4 내지 8개의 OH기를 가지고, 탄소수 5 내지 20, 바람직하기로 탄소수 5 내지 12의 지방산 알코올이며, 소르비톨, 펜타에리트리톨, 만니톨, 및 수크로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하며, 바람직하기로 소르비톨일 수 있다. 이러한 다관능 지방산알코올을 개시제로 하여 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 알킬렌 옥사이드를 개환 부가 중합을 통해 제조한다. 제조된 다관능 지방산 폴리에테르폴리올은 분자 구조 내 존재하는 OH기는 경화제부의 이소시아네이트기와 경화 반응이 이루어진다.

일례로, 본 발명의 다관능 지방족 폴리올은 개시제로 1 내지 15 중량%의 글리세린, 알킬렌 옥사이드로 에틸렌옥사이드 0 내지 10 중량%, 및 프로필렌 옥사이드 85 내지 99 중량%를 반응시켜 제조한 것을 사용하며, 보다 바람직하기로 중량평균분자량이 5,000 내지 10,000, 바람직하기로 6,000 내지 9,000인 것을 사용한다.

다관능 지방족 폴리올은 주제부의 주성분인 (i)의 폴리에테르계 폴리올보다 높은 분자량을 갖는 것을 사용하고, 바람직하기로 높은 분자량의 것을 사용하는 것이 기계적 물성을 향상시키는 것에 유리하다. 즉, 높은 분자량과 함께 경화 반응에 참여하는 다수의 OH기의 존재로 인해 도막의 강도 및 경도를 높일 수 있다. 더불어 다관능 지방족 폴리올은 분자 구조 내 벤젠 고리를 포함하지 않아 높은 기계적 물성과 함께 황변 현상 배제 효과를 동시에 확보할 수 있다. 만약 중량평균분자량이 상기 범위 미만이면 이러한 효과를 확보할 수 없고, 반대로 상기 범위를 초과하면 상대적으로 높은 점도로 인해 작업성이 저하될 수 있으므로 상기 범위 내인 것을 사용한다.

또한, 본 발명에서 언급하는 아민계 폴리올은 분자 구조내 2개 이상의 아민기를 갖는 아민계 화합물을 개시제로 하여 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조된 폴리에테르계 폴리올을 의미하며, 분자 구조 내 아민기를 포함하는 고분자를 의미한다. 상기 아민계 화합물은 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 및 디페닐메탄디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 바람직하다. 이때 트리에탄올아민 및 에틸렌디아민과 같은 지방족 아민계 화합물은 인장 강도 및 신장률 면에서 유리하고, 톨릴렌디아민 및 디페닐메탄디아민은 방향족 아민계 화합물은 경도 면에서 유리하다. 상기 아민계 화합물을 개시제로 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드를 알킬렌 옥사이드를 개환 부가 중합을 통해 제조한다. 제조된 아민계 폴리올은 분자 구조 내 존재하는 아민기는 경화제부의 이소시아네이트기와 경화 반응이 이루어진다.

일례로, 본 발명의 아민계 폴리올은 개시제로 10 내지 35 중량%의 톨릴렌디아민, 알킬렌 옥사이드로 에틸렌 옥사이드 10 내지 35 중량%, 프로필렌 옥사이드 10 내지 35 중량%를 반응시켜 제조한 것을 사용하며, 보다 바람직하기로 중량평균분자량이 200 내지 1,000, 바람직하기로 300 내지 800인 것을 사용한다.

아민계 폴리올은 주제부의 주성분인 (i)의 폴리에테르계 폴리올보다 낮은 분자량을 갖는 것을 사용하고, 바람직하기로 낮은 분자량의 것을 사용하는 것이 경화 속도를 빠르게 진행시키는 것에 유리하다. 즉, 아민기와 이소시아네이트기의 반응은 OH기와 이소시아네이트기의 반응보다 빠른 속도로 진행된다. 아민계 폴리올의 분자량이 낮다는 의미는 동일 함량 내 보다 많은 수의 아민기가 존재할 수 있음을 의미하며, 이를 통해 분자량 조절을 통해 경화 속도를 어느 정도 제어할 수 있음으로 해석된다. 다만 너무 빠른 경화 속도는 도막의 내부와 표면의 경화 속도가 달라 도막의 물성에 오히려 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 상기 제시한 범위의 분자량을 갖는 아민계 폴리올을 사용함으로써 균일한 물성을 갖는 도막을 얻고 빠른 경화를 확보할 수 있다. 더불어, 아민계 화합물 내 벤젠 고리를 갖는 톨릴렌디아민 등을 사용할 경우 빠른 경화와 함께 기계적 물성을 더욱 확보할 수 있다. 또한, 에틸렌디아민과 같은 지방족 계열의 사용은 황변 현상 문제를 피해갈 수 있는 이점이 있다.

상기한 바의 다관능 지방족 폴리올 및 아민계 폴리올은 각각 사용하거나 혼합하여 사용할 수 있으며, 이들은 전체 주제부 총 함량 100 중량%를 만족하도록 10 내지 70 중량%, 바람직하기로 20 내지 50 중량%로 포함된다. 이 함량은 도막의 물성을 고려하여 설계된 함량으로, 상기 범위 미만이면 상온에서의 경화 속도가 느려지고, 반대로 상기 범위를 초과하면 경화 속도 제어가 쉽지 않기 때문에 상기 범위 내인 것을 사용한다.

(iii) 촉매

본 발명의 주제부는 주제부 내 OH기 및 아민기와 NCO기와의 경화 반응을 촉진시키기 위해 촉매를 사용한다. 상기 촉매는 아민계 촉매, 유기금속 촉매, 반응형 촉매, 이소시아누레이트 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매를 포함하고, 바람직하기로 아민계 촉매를 사용한다.

상기 아민계 촉매는 디메틸사이클로헥실아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디에틸렌디아민, 테트라에틸렌디아민, 비스(디메틸아미노에틸)에테르가 가능하고, 유기금속 촉매로는 주석옥토산염(Stannous Octoate), 주석올레산염(Stannous Oleate), 디부틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 디라우레이트, 칼륨 옥토산염(Potassium Octotate)이 가능하고, 상기 반응형 촉매는 3급 아민과 경화제부가 직접 반응하는 활성 수소를 동시에 가지고 있는 형태이고, 이소시아누레이트 촉매는 경화제부의 삼량화(Trimerization)을 유도하는 촉매가 가능하다.

주제부 내 촉매는 전체 주제부 총 함량 100 중량%를 만족하도록 0.01 내지 5 중량%, 바람직하기로 0.1 내지 1중량%로 포함된다. 이 함량은 경화 속도를 고려하여 설계된 함량으로, 상기 범위 미만이면 상온에서의 경화 속도 증가를 확보할 수 없고, 반대로 상기 범위를 초과하더라도 경화 속도 개선 효과가 크게 없고 비용만 증가하게 되므로 상기 범위 내인 것을 사용한다.

(vi) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물

에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물(d)로서는, 아크릴레이트기 함유 하이드록시 화합물이 바람직하다. 아크릴레이트기 함유 하이드록시 화합물로서는 1∼3개의 하이드록시기를 갖는 탄소수 1∼30, 바람직하게는 2∼6의 알킬 모노- 또는 폴리-(메타)아크릴레이트가 바람직하고, 특히 모노하이드록시 저급 알킬 아크릴레이트가 바람직하다. 본 발명에서 사용할 수 있는 아크릴레이트기 함유 하이드록시 화합물로서는, 예를 들어 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 글리시돌 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

주제부 내 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물은 전체 주제부 총 함량 100 중량%를 만족하도록 0.1 내지 10 중량%로 포함된다. 이 함량은 경화 속도를 고려하여 설계된 함량으로, 상기 범위 내에서 내구성 및 인장강도의 향상을 가져온다.

(v) 희석제

희석제는 점도 저하 및 용액 흐름성을 조절하기 위해 사용하는 것으로, 용제와 달리 휘발하지 않고 경화시에 경화물에 잔존하는 성분을 의미하며, 예를 들면, 벤질알콜, 디부틸프탈레이트(dibutylphthalate;DBP), 페놀수지(nonyl-phenol) 등의 비반응성 희석제가 사용된다. 한편, 비스페놀-A, 비스페놀-F 및 노볼락 및 기타 폴리우레탄 및 아크릴 같은 폴리머를 기반으로 하는 높은 점도의 에폭시 수지를 희석하기 위해, 에폭시기함유 화합물에서 선택되는 반응성 희석제가 사용된다.

본 발명에서 사용될 수 있는 위한 반응성 희석제는 지방족 또는 방향족 구조를 갖는 저점성 에폭시기 함유 화합물이며, 예를 들면 1∼3개의 에폭시기를 갖는 글리시딜 에테르 또는 글리시딜 에스테르이다. 반응성 희석제의 통상적인 예는 C6 내지 C14 모노알코올 또는 알킬페놀의 모노-, 디- 또는 트리글리시딜 에테르; 캐슈넛 껍질 오일의 모노글리시딜 에테르; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 테트라프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 시클로헥산디메탄올의 디글리시딜 에테르; 트리메틸올프로판의 트리글리시딜 에테르; 및 C6내지 C24 카르복실산의 글리시딜 에스테르 또는 이들의 혼합물이다.

또 다르게, 지방족 또는 방향족 구조를 가지며 1∼3개의 에폭시기를 갖는 글리시딜 에테르 또는 글리시딜 에스테르의 구체적인 예로서, n-부틸글리시딜에테르, 알리파틱글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, O-크레실글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, p-터트부틸페닐글리시딜에테르, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리시딜에테르, 1.4-사이클로헥산디메틸올디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 레조어사이놀디글리시딜에테르, 하이드로겐네이트비스페놀에이글리시딜에테르, 트리메틸올프로펜트리글리시딜에티르, 글리세롤폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜테리트리톨폴리글리시딜에테르, 케스톨글리시딜에테르, 서비톨폴리글리시딜에테르, 네오케녹에시드글리시딜에테르, 디글리시딜-1.2-사이클로핵산디카복실레이트, 디글리시딜-O-프탈레이트, n,n-디글리시딜아민, n,n-디글리시딜-O-톨루디엔, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜-이소시아네이트, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리프러필렌글리시딜디글리시딜에테르, 트리에틸롤프로펜트리글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 희석제를 사용하는 것이 가능하나 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 반응성 희석제로서 에폭시기 함유 화합물, 예를 들면, 낮은 점도 글리시딜 에테르 또는 이의 유도체를 사용할 수 있으며, 시판되는 제품으로는 Catana™ EPOX (SACHEM, Inc 제조), 1.6HDGE, DGDE, GOT, GAN (제일화성 제조), Cardura™ E10 (Hexion) 등을 예시할 수 있다.

또한, 주제부 내 에반응성 희석제는 전체 주제부 총 함량 100 중량%를 만족하도록 0.1 내지 50 량%로 포함된다. 이 함량은 경화 속도를 고려하여 설계된 함량으로, 상기 범위 내에서 내구성 및 인장강도의 향상을 가져온다.

(b) 경화제부

경화제부는 OH기와 경화 반응을 이룰 수 있도록 분자 구조 내 2개 이상의 NCO 반응기를 가진 이소시아네이트 화합물이 가능하고, 바람직하기로 NCO 20 내지 40%, 바람직하기로 30 내지 40%, 더욱 바람직하기로 31 내지 36%인 것을 사용한다. 이때 상기 NCO 함량은 이소시아네이트 화합물 중에 포함되어 있는 NCO의 중량을 백분율(중량%)로 나타낸 것으로, KS M 5969(우레탄 중간체 또는 프리폴리머 중의 이소시아네이트기 함유량 시험방법)에 따라 측정할 수 있다. NCO 함량이 상기 범위 미만이면, 강성 구현을 위해 요구되는 경화제부의 양이 증가하게 되고, 점도가 높아져 교반 효율이 낮아지게 되어 품질구현이 어렵고, 높은 점도로 인해 시공성이 저하되는 문제가 있다. 그리고 NCO 함량이 상기 범위를 초과하면, 경화제의 요구량이 상대적으로 낮아 중량 오차 범위가 커지게 되며 강도가 너무 높아져 상대적으로 탄성, 신율 등이 저하되는 문제가 있다.

경화제부의 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트 화합물, 상기 이소시아네이트 화합물과 폴리올과 혼합된 이소시아네이트 프리폴리머가 사용될 수 있다. 이소시아네이트 화합물은 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디사이클로헥실 디이소시아네이트와 같은 지방족 이소시아네이트와, 페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 디페닐렌메탄 디이소시아네이트와 같은 방향족 이소시아네이트가 사용될 수 있다.

상기 지방족 이소시아네이트와 방향족 이소시아네이트는 각각의 이점이 있으며, 본 발명에 따른 조성물의 적용분야에 따라 적절히 선택될 수 있다.

이소시아네이트 프리폴리머는 폴리올이 혼합된 것으로, 상기 주제부와의 혼합에 유리하고 점도를 조절할 수 있는 이점이 있다. 구체적으로 이소시아네이트 프리폴리머는 이소시아네이트 화합물과 폴리에테르계 폴리올이 99:1 내지 90:10의 중량비로 혼합된 것을 사용한다. 보다 바람직하기로, 상기 이소시아네이트 화합물은 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 메틸렌디사이클로헥실 디이소시아네이트를 1:0.5 내지 1:2의 중량비로 혼합하여 사용한다. 또한, 상기 폴리에테르계 폴리올은 1~10 중량%의 글리세린을 개시제로 하여 90~99 중량%의 프로필렌 옥사이드가 부가 개환 중합된 것을 사용하는 것이 유리하다.

전술한 바의 주제부 및 경화제부는 본 발명에 따른 우레탄계 방수제 조성물을 다양한 분야에 사용하기 위해 공지된 물질을 더욱 포함할 수 있다. 일례로, 본 발명의 우레탄계 방수제 조성물은 건물의 옥상, 지상의 콘크리트 구조물에 적용하며, 상기 건물은 아파트, 공장, 빌딩 등의 콘크리트 구조물의 방수방식을 위하여 사용할 수 있다.

이때, 방수 방식 성능향상을 위하여 하기 소포제, 커플링제, 분산제, 유동성 조절제, 안료, 충진제, 변색 방지제, 오염 방지제, 경화 촉진제 등이 가능하며, 이들은 각각 주제부 및 경화제부에 각각, 선택적으로 또는 모두에 사용될 수 있다. 또는, 주제부 및 경화제부에 포함되지 않고 이들의 혼합 시 첨가될 수도 있다. 사용하는 첨가제의 함량은 그 기능을 충분히 발휘하면서 도막의 물성에 악영향을 미치지 않는 수준으로 사용하며, 주제부 및 경화제부 각 조성 내 10 중량% 이하의 함량으로 사용한다.

첨가제로서 소포제는 주제부의 OH기와 경화제부의 NCO의 결합 반응시 생기는 기포 또는 혼합 과정 중 발생하는 기포를 제거하는 역할을 한다. 사용 가능한 소포제로는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 실리콘계 소포제, 변성실리콘계 소포제, 실리콘계 소포제, 아크릴계 소포제, 불소계 소포제, 에테르계 소포제, 에스테르계 소포제, 알킬옥사이드 지방산을 사용할 수 있다.

커플링제는 분자 중에 2개 이상의 반응기를 가져 고분자끼리, 고분자와 입자(예, 흡습제, 안료, 충진제 등 입자)와 결합시켜 도막의 물성, 즉 기계적 강도, 내화학성, 내마모성, 내스크래치성 등의 물성을 향상시킨다. 상기 커플링제로는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 실란계 커플링제, 인계 커플링제, 티탄산염계 커플링제, 크롬계 커플링제 등 이중 실란 커플링제를 사용할 수 있으며, 유기 관능기의 종류에 따라 에폭시실란, 아미노 실란, 비닐 실란, 메타크릴 실란, 메타카프토 실란, 알킬 실란, 페닐 실란, 클로로 실란 등이 있다. 보다 구체적으로, 클로로 실란으로 디메틸디클로로실란, 메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 페닐트리클로로실란, 트리클로로실란, 트리메틸클로로실란, 실리콘 테트라클로라이드, 비닐트리클로로실란 등을 사용할 수 있다.

분산제는 주제부 또는 경화제부의 조성을 보다 균일하게 하기 위한 것으로, 흡습제, 안료, 충진제 등의 입자가 주제부 및/또는 경화제부의 조성 내에 안정적으로 분산될 수 있도록 한다. 상기 분산제로는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 지방족 카르본산 및 염류, 고급알콜 황산에스테르류, 알킬술폰산 염류, 알킬인산에스테르류, 폴리에스테르-에스테르카르본산염, 고분자 폴리에스테르 카르본산의 폴리아민염, 지방족 아민염류, 제4급 암모늄염, 긴사슬의 폴리아미노아마이드 및 그 인산염, 긴사슬의 폴리아미노아마이드와 고분자 폴리에스테르산의 중성염 등의 화합물이 사용될 수 있다. 이외에, 음이온성, 비이온성의 것이 많이 사용되는데, 예를 들어 폴리아크릴산나트륨, 무수말레인산 스티렌(또는 올레핀) 공중합체의 화합물, 알킬나프탈렌 술폰산 나트륨-포르말린 축합체, 리그린 술폰산 나트륨, 폴리에틸렌글리콜 페닐 에테르, 폴리에틸렌글리콜 고급알킬, etherdialkyl dulfosuccinate, 솔비탄 지방족 에틸렌 옥사이드 부가물 등이 사용될 수 있다.

유동성 조절제는 보관시 안정성을 유지하고, 작업성을 용이하게 하기 위해 점성(Thixotropic)이나 흐름성을 조절해 주는 첨가제로서 도포 후 조성물의 퍼짐성을 높이기 위해 사용한다. 상기 유동성 조설제로는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 실리카 파우더, 탄산칼슘, 나노클레이, 변성우레아계 폴리머 등을 사용한다.

안료는 도막의 색상 발현을 위해 사용하며, 그 종류는 대상물에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들면 이산화티탄 등을 사용할 수 있으며, 글래스비드, 세라믹비드를 이용할 수 있다. 또한, 무기 안료로 산화철 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색 안료, 산화크롬 등의 녹색 안료, 나트륨알루미노실리케이트 등의 군청색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료 등 이 분야에 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다.

충진재는 도막의 강도를 높이기 위한 것으로, 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 탈크, 황산바륨, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 산화아연, 하소된 카올린(Calcined Kaolin), 탄산마그네슘 등을 사용한다.

변색 방지제는 도막의 변색을 방지하기 위한 것으로, 100 내지 200 메쉬의 석영이 사용될 수 있다.

오염 방지제는 껌이나 기타 이물질에 의한 오염을 방지하고 또 접착성 오염물질의 부착을 방지하기 위한 오염방지제로서 이온기를 가지는 실리콘 계면활성제를 사용할 수 있다. 실리콘 계면활성제에서 이온기는 1개 이상을 가질 수 있으며, 양이온성이나 음이온성 모두가 좋다. 음이온성기로는 카복실레이트, 포스페이트, 설포네이트, 설페이트 등의 기능기를 가지는 것이 좋으며 그 반대기로서는 알카리금속이온이나 알카리토금속이온 등이 좋다. 양이온성기로는 암모니아, 아민, 아미드 등의 기를 포함하고, 그 반대 이온으로는 할라이드, 설페이트, 카보네이트, 포스페이트 등의 통상의 반대이온은 모두 사용할 수 있다.

미끄럼 방지제는 미끄럼 저항성을 증대시키고 도막의 균열을 방지하면서, 탄성을 부여하여 도막의 수축 및 팽창성을 가져 계절간 온도 차이에도 쉽게 크랙이 발생하지 않도록 한다. 상기 미끄럼 방지제로는 대입경 유리비드, 경질골재, 액상 고무 등이 사용 가능하다.

경화촉진제는 속경화를 위해 첨가되는 것으로서, 이미다졸계 화합물을 이용할 수 있다. 이미다졸계 화합물로 이미다졸, 이소이미다졸, 2-메틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2,4-디메틸이미다졸, 부틸이미다졸, 2-헵타데센일-4-메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-운데센일이미다졸 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 또한, 경화촉진제로 이미다졸계 화합물과 납화합물이 혼합된 것을 이용할 수 있다. 납화합물로 납옥토에이트(Pb-Octoate 24%)를 이용할 수 있고, 이 경우 이미다졸계 화합물과 납화합물은 중량비로 1:0.4 내지 1로 혼합될 수 있다. 또한, 경화촉진제로 디메틸파라톨루이딘, 디메틸아닐린, 디에틸아닐린, 에틸메타톨루이딘, 피리딘, 페닐모르포린, 피페리딘, 디에타놀아닐린, 코발트나프타네이트 등이 이용될 수 있다.

상기 언급한 첨가제 이외에 필요에 의해 첨가제로서 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정제 등과 같이 도막의 열화를 억제시킬 수 있는 첨가제나 가소제, 점착 부여 수지, 발포 방지제, 박리 방지제, 계면활성제 등의 각종 혼화제를 사용함으로써 도막의 물성 조절을 최적화할 수가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 이용한 시공의 예이다.

먼저, 건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계를 가진다. 이와 같은 단계를 통해 바탕면에 있는 이물질 등을 제거하게 된다. 이때 콘크리트 바탕면을 정리하기 위한 공구(예를 들면, 그라인더, 브레이커, 워터젯 등)를 사용하여 콘크리트 바탕면의 열화된 시공대상부위를 제거토록 파쇄 및 치핑한다.

이후, 정리된 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계를 가진다. 이때 고침투 프라이머는 바탕면에 잘 침투되는 것이라면 공지 또는 상용 또는 범용 프라이머를 사용하면 충분하다. 프라이머를 도포하기 전 우선적으로 콘크리트 구조물의 시공대상부위 표면에 분진 및 이물질을 제거토록 에어 또는 물을 사용하여 고압 세척하므로, 서로 다른 신구 재료 간에 접착이 용이한 접촉표면을 이루도록 시공한다. 또한 프라이머를 도포하기 전 콘크리트 구조물 내부를 포화시키도록 물을 살수하고, 고압세척된 콘크리트 바탕면의 시공대상부위의 표면만은 건조한다. 이때 사용하는 프라이머는 아크릴수지, 폴리 아크릴 에스테르 수지, 에틸비닐 아세테이트 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 실란계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 선택하여 사용한다.

이후, 프라이머층 상부에 제1보강층을 설치하고, 이후 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계를 가진다. 이때 상기 우레탄계 방수제 조성물은 앞서 언급한 본 발명의 우레탄계 방수제 조성물을 사용하면 충분하고, 건조된 제1보강층/프라이머층이 건조된 후 상부에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성한다.

이후, 제1도막층 상부에 제2보강층을 설치하고, 이후 제2도막층을 형성하기 위하여 본 발명의 우레탄계 발수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성한다.

그리고, 제2도막층 위에 탑코트층을 도포를 통하여 방수층을 제조한다.(방수층은 탑코트층/제2도막층/제2보강층/제1도막층/제1보강층의 구조를 가지는 것임) 상기 탑코트층을 형성하기 위하여 붓이나 롤러, 스프레이를 사용하여 시공한다. 탑코트층은 당업계에서 허용되는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 아크릴계 탑코트제, 아크릴-우레탄계 탑코트제, 에폭시계 탑코트제, 실란계 탑코트제 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 방수층 상부에 제1방근층(10)을 형성하는 단계를 가진다. 이때, 상기 제1방근층(10)은 항균성, 산화방지성 및 내가수분해성을 강화시킨 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP) 필름 중 어느 하나를 선택하여 이용할 수 있으며, 상기 제1방근층(10)의 두께가 0.01 내지 10mm인 것을 설치한다.

그리고, 상기 제1방근층(10)은 겹쳐이음 방식으로 부착하며(도 2(b)의 겹쳐이음 방식 참조), 상기 겹쳐이음방식을 이용하기 위해서는 열풍융착을 이용하여 제1방근층(10)을 겹쳐이음 시킬 수 있다. 또한, 이음부(접합부)에는 보강을 위하여 보강부틸테이프(40)를 부착하여 방근층을 형성하고, 상기 제1방근층(10)의 상부에 제2방근층(20)을 더 형성하게 된다.

그리고, 방근층 상부는 내구성, 보호성능 향상을 위하여 코팅층을 도포하되 붓이나 롤러, 스프레이를 사용하여 시공한다. 코팅층은 당업계에서 허용되는 시판되는 제품을 사용할 수 있으며, 아크릴계 코팅제, 아크릴-우레탄계 코팅제, 에폭시계 코팅제, 실란계 코팅제 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 코팅층에 사용하기 위한 코팅제의 구체적인 예로는 아크릴수지, 폴리 아크릴 에스테르 수지, 에틸비닐 아세테이트 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 실리콘 수지, 실란계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하여 조성한다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들에 의해 한정되지는 않는다.

(실시예 및 비교예)

(실시예 1)

(1) 주제부 제조

혼합기에 48.5 phr(per hundred resin) 폴리에테르폴리올, 38.8 phr 아민계 폴리올, 9.7 phr , 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2.9 phr Catana™ EPOX (SACHEM, Inc 제조), 및 0.1 phr 트리메틸렌디아민 촉매를 주입후 균일하게 혼합하여 주제부를 제조하였다. 이때 상기 폴리에테르폴리올은 3 중량% 글리세린을 개시제로 14 중량%의 에틸렌 옥사이드, 87 중량%의 프로필렌옥사이드가 중합된 것(MW=4500, SHELL Caradol 36-03)을 사용하였다. 상기 아민계 폴리올로는 20 중량%의 트리에탄올아민을 개시제로 20 중량%의 에틸렌 옥사이드, 60 중량%의 프로필렌 옥사이드가 중합된 것(MW=450, KPXKR-500) 을 사용하였다.

(2) 경화제부 제조

시판되는 이소시아네이트(Polymeric MDI, 한국바스프사) 제품을 배합하여 사용하였으며, NCO 함량이 31.5%, 점도는 360 cps/25℃ 이다.

(3) 혼합

상기 (1)에서 제조된 주제부 100 중량부에 대해 (2)의 경화제부 100 중량부를 첨가한다.

(비교예 1)

시판되는 아크릴계 도료 조성물(KSM 6080, 정석케미칼)을 구입하여 제조하였다.

(비교예 2)

시판되는 우레탄계 도료 조성물(PU EYELET, 조광페인트)을 구입하여 제조하였다.

(비교예 3)

주제부에서 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하여 이액형 우레탄 조성물을 제조하였다.

(실험예)

(실험예1)

콘크리트 구조체의 표면위에 아크릴계 프라이머를 도포하고, 그 위에 제1보강층(합성 성유가 함침된 폴리에스테르 부직포)를 부착하며, 실시예 1의 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하고, 다시 제2보강층(합성 섬유가 함침된 폴리에스테르 부직포)을 그 위에 부착하고 다시 실시예 1의 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하고, 상기 형성된 제2도막층의 상부에 탑코트층을 도포를 통하여 방수층을 완성한다. 이후 상기 방수층 상부에 1mm 두께의 폴리프로필렌 필름을 부착하여 물성을 평가하였다.

(실험예2)

실시예 1의 조성물을 사용하는 것을 대신하여 비교예 1의 조성물을 사용하는 것 외에는 실험예 1과 동일하게 수행하였다.

(실험예3)

실시예 1의 조성물을 사용하는 것을 대신하여 비교예 2의 조성물을 사용하는 것 외에는 실험예 1과 동일하게 수행하였다.

(실험예4)

실시예 1의 조성물을 사용하는 것을 대신하여 비교예 3의 조성물을 사용하는 것 외에는 실험예 1과 동일하게 수행하였다.

(평가)

상기 실험예 1 내지 4에 대하여 방근 성능평가는 KS F 4938 :2018 시험방법에 의하여 물성을 측정하였다.(실험기간 : 24개월)

또한, 건조도막의 외관을 육안으로 관찰하여 크랙이나 요철 없이 평탄한 표면이 형성되는 경우를 양호, 크랙이나 요철이 존재하는 경우 불량으로 평가하여 표 1에 기재하였다. 또한, 실험예 1에 대하여 A 내지 F 시험체를 이용하여 방근 성능평가를 실시한 결과값이다.

	실험예1	실험예2	실험예3	실험예4
방근 성능평가(24개월)	뿌리 침입 및 관통없음	뿌리 침입 및 관통있음	뿌리 침입 및 관통있음	뿌리 침입 및 관통있음
건조도막 외관	양호	불량	불량	불량
단열성능	우수	미흡	미흡	미흡

위의 표 1에서와 같이, 실험예 1 내지 4에 따라 제조된 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법을 통하여 제조된 도막은 방근 성능 및 건조도막의 외관이 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

이처럼 상기와 같이 본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10: 제1방근층 20: 제2방근층
40: 보강부틸테이프

Claims

건축물의 상부 콘크리트 바탕면(슬라브층)을 정리하는 단계(a), 상기 바탕면에 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머 도포단계(b), 상기 프라이머층에 제1보강층을 형성하는 단계(c), 상기 보강층에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제1도막층을 형성하는 단계(d), 상기 제1도막층 위에 메쉬형상의 제2보강층을 형성하는 단계(e), 상기 제2보강층 위에 우레탄계 방수제 조성물을 도포하여 제2도막층을 형성하는 단계(f), 상기 제2도막층 위에 탑코트층을 형성하는 단계(g)를 포함하는 방수층을 형성한 단계(A);
상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1);를 포함하는 방근층 형성단계(B);
상기 방근층 상부에 코팅층을 도포하는 단계(C);를 포함하되,
상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 합성섬유는 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르(polyether) 중 어느 하나이고,
상기 제1보강층 및 제2보강층은 합성섬유, 유리섬유, 천연섬유, 탄소섬유 중 어느 하나에 합성수지를 함침하는 것으로,
상기 합성수지는 아크릴로니트릴과 스티렌의 공중합체 70내지 85 중량%와, 폴리에틸렌글리콜 수지 15 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
제 1항에 있어서,
상기 방근층 형성 단계는 상기 (A) 단계를 통하여 얻어진 방수층 상부에 제1방근층을 형성하는 단계(b-1) 이후에 제1방근충의 상부에 제2방근층을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1방근층은 겹쳐이음 방식으로 설치하되, 접합부에 보강부틸테이프를 부착시키는 단계(b-3)를 포함하는 방근층 형성 단계(B);인 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
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제 1항에 있어서,
상기 우레탄계 방수제는 조성물은 주제부 및 경화제부를 포함하고,
상기 주제부는 (i) 중량평균분자량이 4,000∼~10,000인 폴리에테르계 폴리올, 상기 (i) 폴리에테르계 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 개시제에 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합을 통해 제조되는 것이고, (ii) 다관능 알코올을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 다관능 지방족 폴리올, 아민계 화합물을 개시제로 알킬렌 옥사이드가 개환 부가 중합된 아민계 폴리올, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 폴리올, 상기 (ii)의 다관능 지방족 폴리올은 중량평균분자량이 5000 내지 10,000이고, 소르비톨, 펜타에리트리톨, 만니톨, 및 수크로오스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 다관능 알코올을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, 상기 (ii)의 아민계 폴리올은 중량평균분자량이 200 내지 1000이고, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 및 디페닐메탄디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 아민계 화합물을 개시제로 사용하여 제조되는 것이고, (iii) 아민계 촉매, 유기금속 촉매, 반응형 촉매, 이소시아누레이트 촉매 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 촉매; (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물; (v) 희석제;를 포함하고, 상기 경화제부는 NCO 함량이 20~40%인 이소시아네이트 화합물, 이소시아네이트 프리폴리머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종; 디옥틸프탈레이트; 폴리프로필렌글리콜;을 포함하며, 상기 주제부 및 경화제부는 1:0.1 내지 1:10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
제 6항에 있어서,
상기 주제부는 주제부 100중량%를 기준으로 (i) 폴리에테르계 폴리올 30 내지 70중량%, 여기에 (ii) 다관능 지방족 폴리올, 및/또는 아민계 폴리올 10 내지 70중량부, (iii) 촉매 0.01 내지 5중량%, (iv) 에틸렌성 불포화기 함유 하이드록시 화합물 0.1 내지 10 중량%, 및 (v) 희석제 0.1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
제 2항에 있어서,
상기 제1방근층 및 제2방근층은 항균성, 산화방지성 및 내가수분해성을 강화시킨 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP) 필름 중 어느 하나를 선택할 수 있으며,
상기 제1방근층 및 제2방근층의 두께가 0.01 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.
제 6항에 있어서,
상기 우레탄계 방수제 조성물의 주제부 또는 경화제부에 첨가제를 더 포함할 수 있으며,
상기 첨가제는 소포제, 커플링제, 분산제, 유동성 조절제, 안료, 충진제, 변색 방지제, 오염 방지제, 경화 촉진제에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 우레탄계 옥상 방수제를 이용한 방수 방근 방법.