KR102405009B1 - 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법 - Google Patents

친환경 콘크리트 바닥 마감 공법 Download PDF

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Abstract

제1 조성물와 제2 조성물을 포함하는 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물으로서, 상기 제1 조성물은 비스페놀 A형 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 실란 커플링제 및 반응성 희석제를 포함하고, 상기 제2 조성물은 제1 경화제, 제2 경화제 및 경화 촉진제를 포함하며, 상기 제1 경화제는 지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지의 반응 생성물이고, 상기 제2 경화제는 폴리에테르 아민인, 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물이 개시된다.

Description

친환경 콘크리트 바닥 마감 공법 {ECO-FRIENDLY FINISHING METHOD FOR CONCRETE SURFACE}
본 발명은 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 하도재와 상도재만을 사용하여 충분한 내구성을 확보함과 동시에, 시공 시 사용되는 도료의 양을 감소시킬 수 있으며, 내구연한이 다하여 철거되는 경우 발생하는 산업폐기물을 감소시킬 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 관한 것이다.
일반적으로 주차장, 병원, 공항, 백화점, 학교 등의 콘크리트 건물을 준공한 후에는 건물 내부의 콘크리트 바닥면을 보호하면서도 외형적인 미감을 향상시키기 위하여 바닥재를 시공하게 된다.
이러한 바닥재는 통상 고체 수지를 유기 용제에 용해시키고, 롤러 등을 이용하여 콘크리트 바닥면에 도포한 후, 일정 시간 경화시킴으로써 얻어지며, 고체 수지로서는 타 제품 대비 시공비가 저렴하며 기능이 우수한 에폭시 수지 또는 우레탄 수지가 널리 이용되고 있다.
기존의 시공 방법의 경우 일반적으로, 하도재를 콘크리트의 표면에 1차 도포하고 경화시킨 후, 하도재가 형성한 하도막의 상면에 중도재를 도포한 후 경화시킨 다음 최종적으로 상도재를 도포함으로써 수행되었다.
그러나, 이러한 기존의 시공 방법에는 몇 가지의 문제점이 있었다. 우선, 기존의 시공 방법의 경우 방수성, 내마모성, 내충격성 등을 향상시키기 위해 하도재, 중도재 및 상도재를 순차적으로 도포하는 3차 코팅 공법을 사용함으로써, 시공 단계에서 사용되는 도료가 증가하고 시공 두께(약 2~3mm)가 증가하는 문제가 있었다.
또한, 시공 완료 후 내구 연한이 다한 바닥 철거 시, 산업 폐기물이 많이 나와 폐기물을 처리하는데 과도한 비용 지출이 발생하는 문제가 있었다.
뿐만 아니라, 기존의 하도재의 경우 고체 수지를 용제에 용해시켜 사용함에 따라, 이를 콘크리트 바닥면에 도포하는 과정에서 용제가 휘발되며 그 결과 콘크리트 바닥면으로의 함침이 충분하게 진행되지 못하는 문제가 있었다. 특히, 콘크리트의 바닥면이 습윤 상태인 경우에는 접착력이 현저히 저하되어 균열이 발생하거나 들뜨는 현상이 왕왕 발생했다.
따라서, 최근에는 콘크리트 표면 시공 시, 시공환경에 영향을 받지 않고, 사용되는 도료의 양을 감소시킬 수 있으며, 충분한 내구 연한을 확보함과 동시에 추후 철거 시 폐기물의 양을 감소시킬 수 있는 시공 공법에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 여러 목적 중 하나는, 중도재를 사용하지 않고 하도재와 상도재 2차 코팅만으로 시공을 완료함으로써 시공 시간을 단축할 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 바닥 마감 시공 시 사용되는 도료의 양을 절감시킬 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내구 연한이 다하여 철거되는 경우 발생하는 산업 폐기물을 감소시킬 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트 바닥면으로의 함침이 용이하여 콘크리트 균열 노출 현상을 방지함으로써 균열로 인한 분진이나 이물질 방출을 방지할 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 여러 목적 중 하나는 습윤면에의 접착이 우수하여 다양한 시공상황에서 수행될 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 여러 목적 중 하나는 내충격성이 우수한 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법은 콘크리트의 표면을 정리하는 표면 정리 단계; 상기 콘크리트의 표면에 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계:및 상기 하도층 상면에 코팅재를 도포하여 상도층을 형성하는 상도층 형성단계;를 포함하고, 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 제1 조성물과 제2 조성물을 포함하고, 상기 제1 조성물은 비스페놀 A형 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 실란 커플링제 및 반응성 희석제를 포함하고, 상기 제2 조성물은 제1 경화제, 제2 경화제 및 경화 촉진제를 포함하며, 상기 제1 경화제는 지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지의 반응 생성물이고, 상기 제2 경화제는 폴리에테르 아민에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 하도층을 형성하는 단계는, 상기 콘크리트의 표면에 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 제1 하도층을 형성하는 제1 하도층 형성 단계; 및 상기 제1 하도층 형성 후, 상기 제1 하도층의 상면에 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 제2 하도층을 형성하는 제2 하도층 형성단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 제1 하도층의 저면 중 적어도 일부는 상기 콘크리트 표면 사이로 흡수되며, 상기 제2 하도층은 상기 제1 하도층의 상면을 덮어 하도막을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 제1 하도층 및 상기 제2 하도층의 두께는 0.1mm 이상 0.25mm 이하로 형성되고 상기 상도층의 두께는 0.1mm 0.17mm 이하로 형성되며, 상기 제1 하도층 및 상기 제2 하도층을 형성하는 단계에서 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 1제곱미터당 0.1kg 이상 0.3kg 이하로 사용되고, 상기 상도층을 형성하는 단계에서 상기 코팅재는 1제곱미터당 0.1kg 이상 0.2kg 이하로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 제1 조성물과 제2 조성물을 1.5:1 내지 2.5:1의 중량비로 포함하고, 상기 제1 조성물은 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 우레탄 변성 에폭시 수지 40~70중량부, 고무 변성 에폭시 수지 10~30중량부, 실란 커플링제 1~8중량부 및 반응성 희석제 10~20중량부를 포함하며, 상기 제2 조성물은 제1 경화제 100중량부에 대하여, 제2 경화제 60~80중량부 및 경화 촉진제 0.5~5중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 180~200g/eq이고, 25℃에서의 점도가 11,000~15,000cps이며, 상기 우레탄 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량은 200~300g/eq이고, 25℃에서의 점도가 3,500~15,000cps이며, 상기 고무 변성 에폭시 수지는 NBR 변성 에폭시 수지이고, 에폭시 당량은 250~350g/eq이며, 25℃에서의 점도가 6,000~15,000cps이고, 상기 실란 커플링제는 에폭시계 실란 커플링제이고, 상기 반응성 희석제는 에폭시 당량이 220~280이고, 25℃에서의 점도가 2~25cps인 모노에폭시계 희석제이며, 상기 지방족 다이 아민은 1개의 1차 아미노기와 적어도 1개의 2차 아미노기를 갖고, 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150~200g/eq이고, 25℃에서의 점도가 1,500~6,000cps이며, 상기 경화 촉진제는 3차 아미노기를 갖는 아민계 경화 촉진제일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 상기 제1 경화제는, 상기 지방족 다이 아민과 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지를 10:1 내지 10:3의 비율로 혼합한 후, 100~120℃에서 1~3시간 반응시킴으로써 얻어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면 중도재를 생략하고 하도재와 상도재 2차 코팅만으로 시공을 완료할 수 있어 시공 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면, 콘크리트 바닥 마감 시공 시 사용되는 도료의 양을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면, 시공 완료 후 바닥 철거시 발생하는 산업 폐기물의 양을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면 하도재의 콘크리트 바닥면으로의 함침이 용이하여 콘크리트 균열 노출 현상을 방지함으로써 균열로 인한 분진이나 이물질 방출을 방지할 수 있는 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면 하도재가 습윤면에의 접착이 우수하여, 시공환경에 영향을 받지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면 콘크리트 바닥 마감 후 내충격성 및 내마모성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법의 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법은 마감 대상 콘크리트 표면을 정리하는 표면 정리 단계(S10), 콘크리트의 표면에 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계(S20) 및 하도층의 상면에 코팅재를 도포하여 상도층을 형성하는 상도층 형성 단계(S30)를 포함할 수 있다.
콘크리트의 표면을 정리하는 단계(S10)는 콘크리트의 표면을 연삭하는 단계 및 콘크리트 표면에 형성된 크랙을 보수하는 단계를 포함할 수 있다. 마감 대상 콘크리트의 표면을 정리하는 방법은 당업계에서 통용되고 있는 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
콘크리트의 표면이 정리되면 콘크리트 표면에 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계(S20)가 수행될 수 있다.
여기서, 본 명세서에서 「이액형 프라이머 조성물」이라는 용어는 포함되는 두 성분(후술할 제1 조성물과 제2 조성물)을 혼합하지 않고 저장, 수송 등을 할 때의 상태를 가리키는 동시에, 상기 두 성분을 혼합한 상태를 가리키는 경우에도 사용한다. 특히, 후자의 혼합된 상태를 가리키는 경우에는 「혼합도료」라고도 한다.
하도층을 형성하는 단계는 예를 들어, 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물 혼합도료를 콘크리트 표면에 도포하여 제1 하도층을 형성하는 제1 하도층 형성 단계 및 제1 하도층 형성 후, 제1 하도층의 상면에 콘크리티용 무용제 이액형 프라이머 조성물 혼합도료를 재차 도포하여 제2 하도층을 형성하는 제2 하도층 형성 단계를 포함할 수 있다.
제1 하도층 형성 단계에서 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물의 혼합도료 중 적어도 일부는 콘크리트의 표면으로 흡수되어 콘크리트 표면의 방습 및 방수 기능을 향상시킬 수 있다.
제1 하도층 형성단계가 종료된 후에 제2 하도층 형성단계가 수행될 수 있다. 다만, 제2 하도층 형성 단계가 반드시 수행되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 제1 하도층 형성 단계만으로 하도층 형성 단계(S20)를 마무리하는 것도 가능하다. 제2 하도층 형성단계는 제1 하도층 형성단계와 동일한 방법으로 수행될 수 있다. 다시 말해, 제2 하도층 형성단계는 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물 혼합도료를 제1 하도층의 상면에 도포하여 제2 하도층을 형성하는 단계를 의미할 수 있다. 제2 하도층은 제1 하도층의 상면을 덮도록 도포되고 경화되어 하도막을 형성할 수 있다.
여기서, 제1 하도층 및 제2 하도층의 두께는 0.1mm 이상 0.25mm 이하로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 제1 하도층 및 제2 하도층의 두께는 0.17mm로 형성될 수 있다. 또한, 제1 하도층 및 제2 하도층을 형성하는 단계에서 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 1제곱미터당 0.1kg 이상 0.3kg 이하로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 1제곱미터당 0.2kg 이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 하도층을 형성하기 위해 제1 하도층 및 제2 하도층을 형성하더라도 기존 시공방법에서 하도층 및 중도재를 형성하는 경우보다 최종 두께는 작을 수 있다. 다시 말해, 당업계에서 통용되는 일반적인 중도재를 시공하는 경우 하도층 및 중도층의 총 두께가 약 3mm 내지 5mm에 달하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에서 시공하는 하도층의 두께는 최대 0.5mm에 해당할 수 있다.
뿐만 아니라, 기존 시공방법에서 하도재와 중도재는 1제곱미터당 도료가 약 3kg 내지 4kg 이 사용되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 콘크리트 바닥 마감 공법에 의하면 제1 하도층 및 제2 하도층을 형성하기 위해 사용되는 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 1제곱미터당 최대 0.6kg에 불과하다. 결과적으로 시공 완료 후 내구연한이 다하여 바닥을 철거하는 과정에서 발생하는 산업폐기물을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
제2 하도층 형성단계가 완료되면 제2 하도층의 상면에 코팅재를 도포하여 상도층을 형성하는 상도층 형성단계(S30)가 수행될 수 있다. 이때, 코팅재로는 유기 에폭시와 실란/규소(SiO2) 게열 물질의 합성 물질인 유무기 복합 물질로서, 약 30 ~ 40 중량 % 함량의 비스페놀 A-비스페놀 A 디글리시딜 에테르 중합체, 약27~37 중량 % 함량의 Tetraethyl silicate(H4SiO4) polymer with trimethoxymethylsilane and 3-(trimethoxysilyl)-1-propanethiol, 약 16 ~ 26 중량 % 함량의 프로플렌 글라이콜 메틸 에테르, 약 14 ~24 중량 % 함량의 트라이메톡시-[3-(옥시란일메톡시)프로필]실레인, 약 8~18 중량 % 함량의 에탄올을 포함하여 구성된다. 이와 같은 성분으로 이루어진 코팅재는, 불연 성능을 가지고 있어 화재 시 유독가스가 발생하지 않아 친환경적이며, 내오염성이 탁월한 특성을 가진다. 또한, 내화학성 및 내약품성이 우수할 뿐만 아니라, 에폭시의 약 5배 정도의 우수한 내마모성 및 약 3H 이상의 경도를 가지고 있어 겨울철 염화칼슘에 매우 강한 특징이 있다.
다만, 상도층을 형성하는 코팅재는 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 당업계에서 통용되는 에폭시계, 우레탄계 코팅재로 대체될 수 있다.
한편, 상도층의 두께는 0.1mm 이상 0.17mm 이하로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상도층의 두께는 0.14mm로 형성될 수 있다. 또한, 상도층의 형성을 위해 도포되는 코팅재는 1제곱 미터당 0.1kg 이상 0.2kg 이하로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 코팅재는 1제곱 미터당 0.15kg이 사용될 수 있다
이하에서는, 제1 하도층 형성 단계 및 제2 하도층 형성 단계에서 사용되는 콘크리트용 이액형 프라이머 조성물의 상세 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 이액형 프라이머 조성물은 제1 조성물과 제2 조성물을 1.5:1 내지 2.5:1의 중량비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1.8:1 내지 2.2:1의 중량비로 포함할 수 있다. 이 경우, 적정 수준의 점도 특성을 나타내어 작업이 용이할 뿐만 아니라, 내열성, 내구성, 접착성 등 기타 제반 물성이 우수한 프라이머 도막이 얻어질 수 있다.
본 발명의 이액형 프라이머 조성물은 무용제형 조성물로서, 용제형 조성물과는 구별되며, 이는 유기 용제 또는 수성 용제 등의 용제를 실질적으로 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 이에 따라, 콘크리트 바닥면에 도포하는 과정에서 용제의 휘발에 의해 야기되는 다양한 문제로부터 벗어날 수 있다. 여기서, 용제를 실질적으로 포함하지 않는다는 것은, 이액형 프라이머 조성물 총 중량을 기준으로 용제의 함량이 5중량% 이하, 바람직하게는 2중량% 이하, 보다 바람직하게는 1중량% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.1중량% 이하, 가장 바람직하게는 0중량%인 것을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이액형 프라이머 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 상세히 설명한다.
(제1 조성물)
제1 조성물은 액상 비스페놀 A형 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 실란 커플링제 및 반응성 희석제를 포함한다.
액상 비스페놀 A형 에폭시 수지는, 비스페놀 A(bisphenol A)형 수지와 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 축합 반응에 의해 얻어지는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지로서, 도막에 접착성을 부여함과 더불어, 도막의 강도를 향상시키는 역할을 한다.
비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 180~200g/eq인 것이 바람직하고, 184~190g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 11,000~15,000cps인 것이 바람직하고, 11,500~13,500cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, YD-128(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
비스페놀 A형 에폭시 수지는 제1 조성물 총 중량을 기준으로 40중량% 이상, 바람직하게는 45중량% 이상, 보다 바람직하게는 50중량% 이상 포함될 수 있다. 이 경우, 적정 수준의 인장 강도를 확보할 수 있다.
우레탄 변성 에폭시 수지는, 도막의 신율을 향상시키기 위해 첨가되며, 특히 후술할 고무 변성 에폭시 수지와의 복합적 상호작용을 통해 도막의 충격 특성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 효과는 우레탄 변성 에폭시 수지 및 고무 변성 에폭시 수지 각각이 갖는 효과의 단순한 조합은 아니고, 이들을 병용했을 때에 비로소 생기는 상승 효과이다.
우레탄 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량은 200~300g/eq인 것이 바람직하고, 230~270g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 우레탄 변성 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 3,500~15,000cps인 것이 바람직하고, 5,000~12,000cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, UME-305(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
우레탄 변성 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 40~70중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 50~65중량부로 포함될 수 있다. 이 경우, 도막의 인장강도를 과도하게 저하시키지 않으면서도, 적정 수준의 충격 특성을 확보할 수 있다.
고무 변성 에폭시 수지는 고무 변성 에폭시 수지와의 복합적 상호작용을 통해 도막의 충격 특성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 고무 변성 에폭시 수지는, 내한성이 우수하여 조성물의 점도의 경시(經時) 변화를 억제하는 역할을 한다. 이를 위해서는, 부타다이엔과 아크릴로나이트릴을 주성분으로 하는 NBR(acrylonitrile-butadiene rubber) 변성 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
고무 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량은 250~350g/eq인 것이 바람직하고, 270~330g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 고무 변성 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 6,000~15,000cps인 것이 바람직하고, 8,000~12,000cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, KR-208(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
고무 변성 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 10~30중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 15~25중량부로 포함될 수 있다. 이 경우, 도막의 인장강도를 과도하게 저하시키지 않으면서도, 적정 수준의 충격 특성을 확보할 수 있다.
우레탄 변성 에폭시 수지와 고무 변성 에폭시 수지의 중량비는 2:1 내지 4:1인 것이 바람직하고, 5:2 내지 7:2인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 도막의 충격 특성이 현저히 향상될 수 있다.
실란 커플링제는 기재와 도막 간의 밀착력과 점착력을 향상시키는 역할을 한다. 이를 위해서는, 에폭시계 실란 커플링제, 예컨대 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-글리시독시에틸트리메톡시실란 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란과 같이 에폭시 구조를 갖는 실란 커플링제인 것이 바람직하다. 예를 들어, KBM-403(신에츠 화학공업) 등이 사용될 수 있다.
실란 커플링제는 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 1~8중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 2~6중량부로 포함될 수 있다.
반응성 희석제는 에폭시 수지의 우수한 물성을 유지하면서도 점도를 저하시키는 역할을 한다. 아울러, 도막의 기계적인 강도에는 거의 영향을 미치지 않으면서, 도막에 탄성을 부여하고 접착력을 향상시킴으로써 기재로부터의 박리를 방지한다. 이를 위해서는, 모노에폭시계 반응성 희석제인 것이 바람직하다.
모노에폭시계 반응성 희석제의 에폭시 당량은 220~280g/eq인 것이 바람직하고, 240~265g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 모노에폭시계 반응성 희석제의 25℃에서의 점도는 2~25cps인 것이 바람직하고, 5~20cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, Neotohto-E(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
반응성 희석제는 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 10~20중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 12~18중량부로 포함될 수 있다.
제1 조성물은 침전 방지 및 증점제, 소포제, 흐름 방지제 및 부착력 증진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 제1 조성물 총 중량을 기준으로 합계로 5중량% 이하일 수 있다.
침전 방지 및 증점제는 제1 조성물에 포함되어 있는 성분들의 침전을 방지함과 더불어 점도를 조절해 주는 역할을 한다. 이러한 침전 방지 및 증점제는 첨가제 총 함량을 기준으로 5~10중량%인 것이 바람직하고, 6~9중량%인 것이 보다 바람직하다.
소포제는 혼합도료의 도포시 기포 발생을 억제 또는 제거하는 역할을 한다. 이러한 소포제는 첨가제 총 함량을 기준으로 3~10중량%인 것이 바람직하고, 4~8중량%인 것이 보다 바람직하다.
흐름 방지제는 혼합 도료의 도포시 도막의 흘러내림을 방지하는 역할을 한다. 이러한 흐름 방지제는 첨가제 총 함량을 기준으로 35~65중량%인 것이 바람직하고, 42~60중량%인 것이 보다 바람직하다.
부착력 증진제는 도막의 가교 밀도를 높여 부착력을 증진시켜주는 역할을 한다. 이러한 부착력 증진제는 첨가제의 총 함량을 기준으로 10~20중량%인 것이 바람직하고, 12~18중량%인 것이 보다 바람직하다.
(제2 조성물)
제2 조성물은 제1 경화제, 제2 경화제 및 경화 촉진제를 포함한다.
제1 경화제는 지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지의 반응 생성물로서, 내열성, 내화학성이 우수할 뿐만 아니라, 도막에 탄성을 부여하고, 습기에 강해 습윤면에 대해서도 시공이 가능케 하는 역할을 한다.
제1 경화제의 제조에 이용되는 지방족 다이 아민은, N-메틸-1,2-에탄다이아민, N-에틸-1,2-에탄다이아민, N-부틸-1,2-에탄다이아민, N-헥실-1,2-에탄다이아민, N-부틸-1,6-헥산다이아민, N-메틸-1,3-프로판다이아민, N-에틸-1,3-프로판다이아민, N-부틸-1,3-프로판다이아민, N-헥실-1,3-프로판다이아민, N-(2-에틸헥실)-1,3-프로판다이아민, N-도데실-1,3-프로판다이아민, N-올레일-1,3-프로판다이아민과 같이 1개의 1차 아미노기와 적어도 1개의 2차 아미노기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, Duomeen O(뉴리온) 등이 사용될 수 있따.
제1 경화제의 제조에 이용되는 비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 F(bisphenol F)형 수지와 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 축합 반응에 의해 얻어지는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지로서, 이러한 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150~200g/eq인 것이 바람직하고, 160~180g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 비스페놀 F형 에폭시 수지의 25℃에서의 점도는 1,500~6,000cps인 것이 바람직하고, 2,000~5,000cps인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, YDF-170(국도화학) 등이 사용될 수 있다.
지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지의 혼합 비율은 10:1 내지 10:3 일 수 있고, 바람직하게는 10:1.5 내지 10:2.5일 수 있다. 이 경우, 프라이머 조성물의 내습성을 현저히 향상시킬 수 있다.
제1 경화제는, 지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지를 혼합한 후, 100~110℃에서 1~2시간 반응시킴으로써 얻어질 수 있다. 이와 같은 조건 하에서 지방족 다이 아민의 아민기와 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시기 간의 반응이 적절히 일어나, 습윤면에 대한 시공이 가능해지게 된다.
제1 경화제는 제2 조성물 총 중량을 기준으로 40중량% 이상, 바람직하게는 45중량% 이상, 보다 바람직하게는 50중량% 이상 포함될 수 있다. 이 경우, 적정 수준의 충격 특성을 확보할 수 있다.
제2 경화제는 폴리에테르 아민으로서, 도막의 물리적 특성(예컨대 인장 강도 등)을 높이고, 경화 시간을 단축시키는 역할을 한다.
제2 경화제로서의 폴리에테르 아민은, 수 평균 분자량이 100 내지 800인 것이 바람직하고, 200 내지 600인 것이 보다 바람직하며, 300 내지 500인 것이 보다 더 바람직하다. 이와 같은 폴리에테르 아민으로는, 폴리(에틸렌 글리콜-블록-프로필렌 글리콜) (2-아미노2-메틸) 메틸 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜-블록-프로필렌 글리콜)비스(2-아미노2-메틸)에테르, 트리(2-아미오노-2-메틸에틸)트리메틸올프로판 에테르, 트리(2-아미오노-폴리(프로필렌 옥사이드)) 글리세린 에테르, 비스(3-아미노프로필)폴리프로필렌 글리콜 에테르과 같은 폴리(프로필렌 옥사이드)모노아민, 디아민 및 트리아민 중 어느 하나를 들 수 있다. 예를 들어, Jeffamin T-403(헌츠만) 등을 사용할 수 있다.
제2 경화제는 제1 경화제 100중량부에 대하여 60~80중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 65~70중량부로 포함될 수 있다. 이 경우, 도막의 충격 특성과 인장 강도의 밸런스가 우수한 도막을 얻을 수 있다.
제1 경화제와 제2 경화제의 중량비는 5:3 내지 5:4인 것이 바람직하다. 이 경우, 습윤면에의 접착이 우수하면서도, 강도 및 내충격성이 현저히 우수한 도막이 얻어질 수 있다.
경화 촉진제는 제1 및 제2 경화제의 반응성을 촉진시켜 동절기의 건조성을 향상시키고, 도막의 경도와 같은 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
경화 촉진제는 트리에탄올아민, 디알킬아미노에탄올, 트리에틸렌디아민(1,4-디아자비시클로(2,2,2)옥탄), 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀과 같이 3차 아미노기를 갖는 아민계 경화 촉진제인 것이 바람직하다. 예를 들어, Ancamine K-54(에어프로덕츠) 등을 사용할 수 있다.
경화 촉진제는 제1 경화제 100중량부에 대하여 0.5~5중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1~3중량부로 포함될 수 있다.
제2 조성물은 아민 블러싱 억제제를 더 포함할 수 있다. 아민 블러싱 억제제는 유리 아민이 저온 고습 조건에서 대기 중의 이산화탄소나 수증기를 흡수하여 카바메이트를 생성함으로써 도막이 백화되는 아민 블러싱(amine blushing) 현상을 억제하는 역할을 한다. 예를 들어, Kumanox 3111F(금호석유화학) 등을 사용할 수 있다.
아민 블러싱 억제제의 함량은 제2 조성물 총 중량을 기준으로 10~25중량%일 수 있고, 바람직하게는 12~20중량%일 수 있다.
제2 조성물은 비반응성 희석제로서 벤질알코올(benzyl alcohol)을 더 포함할 수 있다. 벤질알코올은 주제와의 반응에 참여하지 않으면서 혼합도료의 점도를 낮추고 도막에 유연성을 부여하는 역할을 한다.
벤질알코올의 함량은 제2 조성물 총 중량을 기준으로 8~20중량%일 수 있고, 바람직하게는 12~16중량%일 수 있다. 이 경우, 다른 성분과의 전체적인 균형을 저해하지 않으면서도, 벤질알코올 첨가에 따른 점도 저하 등의 효과를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
1. 제1 조성물의 제조
하기 표 1의 조성(중량%)에 따라, 비스페놀 A형 에폭시 수지(YD-128, 국도화학), 우레탄 변성 에폭시 수지(UME-305, 국도화학) 및 고무 변성 에폭시 수지(KR-208, 국도화학)를 교반기에 투입하고, 약 10분간 교반하였다. 그 후, 하기 표 1의 조성(중량%)에 따라, 실란 커플링제(KBM-403, 신에츠 화학공업) 및 반응성 희석제(Neothoto-E, 국도화학)를 투입한 후, 약 30분간 교반하여 제1 조성물을 제조하였다.
제조예 비스페놀 A형 에폭시 수지 우레탄 변성 에폭시 수지 고무 변성 에폭시 수지 실란 커플링제 반응성 희석제
1 50 30 10 2 8
2 50 40 - 2 8
3 50 - 40 2 8
2. 제2 조성물의 제조
지방족 다이 아민(Duomeen O, 뉴리온) 100중량부에 비스페놀 F형 에폭시 수지(YDF-170, 국도화학) 20중량부를 교반기에 투입하여, 약 10분간 교반한 후, 110℃에서 2시간 반응시켜 제1 경화제를 얻었다. 그 후, 하기 표 2의 조성(중량%)에 따라, 제2 경화제로서 폴리에테르 아민(Jeffamin T-403, 헌츠만), 경화 촉진제(Ancamine K-54, 에어프로덕츠), 아민 블러싱 억제제(Kumanox 3111F, 금호석유화학) 및 벤질알코올을 교반기에 투입한 후, 약 30분간 교반하여 제2 조성물을 제조하였다.
제조예 제1 경화제 제2 경화제 경화 촉진제 아민 블러싱 억제제 벤질알코올
4 50 34 1 8 7
5 - 84 1 8 7
3. 프라이머 조성물의 제조
제1 조성물과 제2 조성물을 2:1의 중량비로 교반기에 투입하고, 약 30분간 교반하여, 프라이머 조성물을 제조하였다. 각 실시예에서 이용한 제1 및 제2 조성물의 종류는 하기 표 3과 같다.
제1 조성물 제2 조성물 비고
실시예 1 제조예 1 제조예 4 발명예
실시예 2 제조예 1 제조예 5 비교예
실시예 3 제조예 2 제조예 4 비교예
실시예 4 제조예 2 제조예 5 비교예
실시예 5 제조예 3 제조예 4 비교예
실시예 6 제조예 3 제조예 5 비교예
4. 성능 평가
내충격성능 시험
실시예 1 내지 6의 프라이머 조성물을 각각 300×300×50mm의 콘크리트 시편에 도포한 후 표준 상태에서 1주일 경화시켰다.
KS F 2221에서 규정하는 모래 위 전체면 지지방법으로 수평하게 유지한 시험체 표면에 W2-1000(기호)을 높이 500mm에서 떨어뜨려 구멍 뚫림, 균열, 잔 갈림 및 떨어져 나감 유무를 육안으로 관찰하였다.
구멍 뚫림, 균열, 잔갈림 및 떨어져나감(밑판과의 벗겨짐) 현상이 발생하지 않은 경우는 “○", 구멍 뚫림, 균열, 잔갈림 및/또는 떨어져나감(밑판과의 벗겨짐) 현상이 발생한 경우는 “X”로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 내충격성능
실시예 1 ○
실시예 2 X
실시예 3 X
실시예 4 X
실시예 5 X
실시예 6 X
표 4를 참고하면, 본 발명의 프라이머 조성물을 이용하여 얻어진 도막은 내충격성능이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
습윤면 부착 시험
300×300×50mm의 콘크리트 시편에 물을 분무하여 그 표면의 함수율을 4%, 7%, 10%로 각각 다르게 한 후, 각 시편에 실시예 1의 프라이머 조성물을 롤러를 이용하여 1회 도포하고, 26시간 동안 양생한 후, 경화 여부를 관찰하였다. 상대습도는 85%로 동일하게 실시하였다.
그 결과, 실시예 1의 프라이머 조성물은 콘크리트 표면의 함수율이 4%, 7%, 10%인 경우 모두 충분히 경화되었으며, 콘크리트의 표면 전체에 걸쳐 도막이 유효하게 형성됨을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 콘크리트의 표면을 정리하는 표면 정리 단계;
    상기 콘크리트의 표면에 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 하도층을 형성하는 하도층 형성 단계:및
    상기 하도층 상면에 코팅재를 도포하여 상도층을 형성하는 상도층 형성단계;를 포함하고,
    상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 제1 조성물과 제2 조성물을 포함하고,
    상기 제1 조성물은 비스페놀 A형 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 실란 커플링제 및 반응성 희석제를 포함하고,
    상기 제2 조성물은 제1 경화제, 제2 경화제 및 경화 촉진제를 포함하며,
    상기 제1 경화제는 지방족 다이 아민과 비스페놀 F형 에폭시 수지의 반응 생성물이고, 상기 제2 경화제는 폴리에테르 아민이고,
    상기 제1 조성물과 제2 조성물을 1.5:1 내지 2.5:1의 중량비로 포함하고,
    상기 제1 조성물은 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부에 대하여 우레탄 변성 에폭시 수지 40~70중량부, 고무 변성 에폭시 수지 10~30중량부, 실란 커플링제 1~8중량부 및 반응성 희석제 10~20중량부를 포함하며,
    상기 제2 조성물은 제1 경화제 100중량부에 대하여, 제2 경화제 60~80중량부 및 경화 촉진제 0.5~5중량부를 포함하는,
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하도층을 형성하는 단계는,
    상기 콘크리트의 표면에 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 제1 하도층을 형성하는 제1 하도층 형성 단계; 및
    상기 제1 하도층 형성 후, 상기 제1 하도층의 상면에 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물을 도포하여 제2 하도층을 형성하는 제2 하도층 형성단계;를 포함하는,
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 하도층의 저면 중 적어도 일부는 상기 콘크리트 표면 사이로 흡수되며, 상기 제2 하도층은 상기 제1 하도층의 상면을 덮어 하도막을 형성하는,
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 하도층 및 상기 제2 하도층의 두께는 0.1mm 이상 0.25mm 이하로 형성되고 상기 상도층의 두께는 0.1mm 이상 0.17mm 이하로 형성되며,
    상기 제1 하도층 및 상기 제2 하도층을 형성하는 단계에서 상기 콘크리트용 무용제 이액형 프라이머 조성물은 1제곱미터당 0.1kg 이상 0.3kg 이하로 사용되고,
    상기 상도층을 형성하든 단계에서 상기 코팅재는 1제곱미터당 0.1kg 이상 0.2kg 이하로 사용되는
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 180~200g/eq이고, 25℃에서의 점도가 11,000~15,000cps이며,
    상기 우레탄 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량은 200~300g/eq이고, 25℃에서의 점도가 3,500~15,000cps이며,
    상기 고무 변성 에폭시 수지는 NBR 변성 에폭시 수지이고, 에폭시 당량은 250~350g/eq이며, 25℃에서의 점도가 6,000~15,000cps이고,
    상기 실란 커플링제는 에폭시계 실란 커플링제이고,
    상기 반응성 희석제는 에폭시 당량이 220~280이고, 25℃에서의 점도가 2~25cps인 모노에폭시계 희석제이며,
    상기 지방족 다이 아민은 1개의 1차 아미노기와 적어도 1개의 2차 아미노기를 갖고,
    상기 비스페놀 F형 에폭시 수지의 에폭시 당량은 150~200g/eq이고, 25℃에서의 점도가 1,500~6,000cps이며,
    상기 경화 촉진제는 3차 아미노기를 갖는 아민계 경화 촉진제인,
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화제는, 상기 지방족 다이 아민과 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지를 10:1 내지 10:3의 비율로 혼합한 후, 100~120℃에서 1~3시간 반응시킴으로써 얻어지는,
    친환경 콘크리트 바닥 마감 공법.
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KR102573337B1 (ko) * 2023-07-31 2023-08-31 주식회사 삼성에코텍 항균성 및 다기능성을 보유한 특수도료용 에폭시 바닥제및 이를 이용한 바닥 시공방법

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