KR102422045B1

KR102422045B1 - 동결융해저항성이 우수하고, 부착성이 탁월하여 갈라짐이 없는, 내구성이 우수한 투수 골재 포장체

Info

Publication number: KR102422045B1
Application number: KR1020200065757A
Authority: KR
Inventors: 최정석; 임성욱; 김정배
Original assignee: 주식회사 티앤에스; 김정배
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2022-07-19
Also published as: KR20210148649A

Abstract

유기실란 및 이소시아네이트 프리폴리머변성 옥실란링을 함유하는 복합경화형 바인더수지를 포함하는 주제(A액)와, 폴리아민 경화제를 포함하는 경화제(B액)를 포함하는 투수 골재 포장재용 바인더 조성물과 골재를 포함하는 투수 골재 포장체가 개시된다. 본 발명의 포장체는 종래의 포장재에 비해 동결융해저항성, 휨강도, 부착성능, 그리고 투수계수가 매우 우수하며, 기존 모체와의 열팽창계수가 유사하여 내구성 등이 매우 우수하다.

Description

동결융해저항성이 우수하고, 부착성이 탁월하여 갈라짐이 없는, 내구성이 우수한 투수 골재 포장체{Pavements with excellent freezing-thawing resistance and good adhesion, which makes it more durable, and uses it to make-up for porous pavement}

본 발명은 투수 골재 포장체에 대한 것으로서, 더욱 상세히는 동결융해저항성, 휨강도, 그리고 투수계수를 탁월하게 향상시키는 투수 골재 포장체에 대한 것이다.

본 발명의 투수 골재 포장체는 일반 보행로나, 놀이공원, 자전거도로, 생활근린공원 등의 보행로, 올레길 등의 보행로, 주차장, 하안 및 연안의 포장이나, 보수포장시에 사용되는 투수 골재 포장재용 바인더 수지와 골재와의 혼합물에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명자가 발명하여 출원한 대한민국 특허원 제10-2019-0125068호(2019. 10. 10. 출원)에서 개시한 투수 골재 포장재용 바인더 조성물을 이용한 골재 혼합물(포장체)에 대한 것으로서, 상기 출원서의 내용은 본 출원에서 인용된다.

통상적으로 보도용(투수형)의 투수 골재 포장재는 우수한 편안한 보행감, 탁월한 미끄럼방지기능성, 높은 투수성의 장점을 갖고 있어 일반 보행로나, 놀이공원, 자전거도로, 생활근린공원 등의 보행로, 올레길 등의 보행로, 주차장, 하안 및 연안포장에 대부분 사용되고 있지만, 동결융해로 인한 압축강도의 저하, 줄눈부위나 표면에서의 골재박리 등으로 인한 패임, 미세먼지나, 건축폐기물 등의 발생으로 인한 문제점으로 인해 보행로로써의 기능성이 쉽게 저하되어, 잦은 유지보수와 이로 인한 유지보수 비용증가, 소통 장애로 인한 불편 및 사회적인 비용 추가 투입 등의 문제점을 갖고 있다.

일반적으로 콘크리트로 시공하는 콘크리트 포장 방법은 강성을 갖는 포장 방법으로서 시공 및 양생기간이 길고, 건조수축에 의한 균열이 발생되는 경우가 많으며, 보행 및 주행 안정성과 쾌적성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 보행로, 자전거도로 및 주차장 등의 노면인 포장층은 기온의 변화에 다른 신축과 팽창 및 보조기층 부분의 배수불량이나 강설 또는 강우에 의해 보조기층재의 토분함량 및 수분함량 과다로 인해 포장층의 하측에 발생하는 스펀지 현상으로 인해 포장층의 받침력이 약해짐으로서 포장재의 투수층에 균열이 생긴다.

종래에는 이러한 포장층의 균열을 보수하기 위하여 에폭시수지 또는 SBS(스틸-부티디엔-스티렌)합성수지 등을 아스팔트에 첨가해 포장도로 균열보수재를 제조하였다. 그러나, 일반적 에폭시수지만을 이용한 포장층의 균열보수재는 시공 후 건조시간이 2~3시간으로 시공 후에도 몇 시간 동안은 보행이 이루어질 수 없는 문제점과 자외선에 의해 스스로 갈라지는 성질 때문에 보수부위가 쉽게 떨어져 나가고, 동결융해에 의해 쉽게 깨어지고 부스러지는 문제점이 있었다.

또한, SBS합성수지를 이용한 포장층의 균열보수제는 자외선에 노출 시 부착성이 급격하게 감소하고 형태가 변형되며, 연성이 강하여 보행로의 조변형이나 노면의 균열 현상과 함몰현상을 초래하는 심각한 문제점이 있었다. 그리고 시공시 180~200℃정도의 고온의 열에 의해서 용융시켜 시공하므로, 뜨거운 열에 의한 열악한 작업환경을 만들뿐만 아니라 고온에 의한 안전사고의 위험이 항상 상존하는 문제점이 있고, 또한, 시공을 위해 취급하기 어렵고 고액의 비싼 장비를 갖추어야만 시공을 할 수 있는 현실적 어려움이 있는 실정이다.

대한민국 특허출원번호 10-2016-0030096 대한민국 등록특허번호 10-2017-0165828

본 발명은 투수 골재 포장체로 포장한 면의 동결융해저항을 탁월하게 향상시켜서 줄눈부에서의 골재박리로 인해 부스러진 골재덩어리들의 미세화로 인한 미세번지 발생을 방지하고, 동결융해에 대한 저항성이 낮아져서 내구성이 현저히 떨어져 잦은 보수로 인한 경제적 손실 및 시민생활의 불편함 등 여러가지의 문제점을 해결 할 수 있는 투수 골재 (포장재용) 포장체를 제공함에 있다.

본 발명의 투수 골재 포장체는 투수 골재 포장재용 바인더 조성물과 골재의 혼합물로서, 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물은 주제로써 A액과 경화제로써 B액의 2액형으로 구성되며, 주제로써 A액은 주성분으로서 복합경화형 바인더수지를 포함하며, 상기 복합경화형 바인더수지는 동결융해저항성, 부착성 증진을 동시에 가능하게 하는데, 실란과 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머(이하 이소시아네이트 프리폴리머라 칭함)가 변성된 2관능이상의 옥실란링 함유수지를 포함한다. 상기 B액은 경화제로써, 폴리아민으로 구성되어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 A액, B액 그리고 골재(쇄석, 규사 및/또는 PS볼)와 함께 반응시킴으로 인해 3차원이상의 하이브리드화된 폴리머 네트웍 결합을 형성하여 경도가 높고, 강인성이 탁월하고, 부착성이 우수한 본 발명의 투수 골재 포장체가 형성되게 된다.

상기 주제는 바인더 수지 외에, 일반적인 첨가제, 즉, 조색제, 반응성희석제, 첨가제, 촉매, 및/또는 용제 등을 포함할 수 있다.

상기 주제 A액의 주성분인 복합경화형 바인더수지는, 2관능이상의 옥실란링 함유수지에 유기실란과 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트를 화학적으로 반응시켜서 생성될 수 있다.

상기 복합경화형 바인더수지는 하기 (화학식1)의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

(화학식 1)

여기서, Y는 알리파틱체인 혹은 아로마틱링이 함유된 이소시아네이트모노머의 BACKBONE으로써 탄소수가 15개이하인 구조를 지니며, X는 폴리에테르폴리올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에스테르폴리올의 폴리아크릴릭폴리올의 BACKBONE에 해당되며 각 폴리올의 고분자단위의 배열은 랜덤 배열을 포함하며, R'는 알콕시, R2는 C의 개수가 1 ~ 10인 알킬, n = 1 ~ 10 정수이다.

상기에서, 유기실란은 하기 화학식 2인 것을 특징으로 한다.

(화학식 2)

여기서, X = 활성수소그룹의 관능기

n = 0 ~ 10의 정수

R2 = C의 개수가 1 ~ 10인 알리파틱 혹은 아로마틱 BACKBONE

R' = C의 개수가 1 ~ 4인 알콕시

여기서, 상기 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머는 하기 화학식 3인 것을 특징으로 한다.

(화학식 3)

여기서, Y: 알리파틱체인혹은 아로마틱링이 함유된 이소시아네이트모노머의 BACKBONE으로써 탄소수가 15개 이하이고,

X는 폴리에테르폴리올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에스테르폴리올의 폴리아크릴릭폴리올의 BACKBONE이고, 각 폴리올의 고분자단위의 배열은 랜덤 배열을 포함한다.

또한 상기에서, 상기 복합경화형 바인더수지에서 상기 유기실란의 활성수소 당량수/이소시아네이트의 당량수 * 100 = 5.0% ~ 20.0%인 것을 특징으로 한다.

또한 상기에서, 복합경화형 바인더수지에서 상기 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트 관능기/옥실란링 함유수지의 하이드록실관능기 * 100 = 20% ~ 60% 범위인 것을 특징으로 하다.

또한 상기에서, 상기 복합경화형 바인더 수지의 최종 NCO%는 0.2%이하인 것을 것을 특징으로 한다.

복합경화형 바인더수지의 합성

복합경화형 바인더수지는 2단계 반응에 의해 합성된다.

1단계반응은 유기실란의 활성수소그룹과 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트와 반응하여, 부착강화 링키지 구조를 형성함으로써 골재 및 경화수지간의 강인한 유무기 복합 경화를 형성할 수 있는 구조를 형성시킨다.

1단계반응에서 유기실란의 활성수소 당량수/이소시아네이트프리폴리머의 이소시아네이트의 당량수 * 100 = 5.0% ~ 20.0%인 것이 바람직하다.

반응식 1은 유기실란의 활성수소그룹과 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트 관능기와 반응을 나타낸다.

(반응식 1)

2단계반응은 상기 1단계에서 생성된 실란변성 이소시아네이트 프리폴리머와 옥실란링 함유수지와의 반응인데, 상기 옥실란링 함유수지의 하이드록실 관능기와 실란변성 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트가 서로 반응하여 동결융해 저항성을 탁월히 증가시킬 수 있는, 변성된 우레탄구조의 복합경화형 바인더 수지가 제조된다. 이러한 2단계 반응에 의해 형성된 복합경화형 바인더 수지는 옥실란링 함유수지에 우레탄 탄성 링키지의 구조를 형성하게 된다.

이때, 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트 관능기/옥실란링함유수지의 하이드록실관능기 * 100 = 20% ~ 60% 범위인 것이 바람직하다.

아래, 반응식 2는 옥실란링함유수지의 하이드록실 관능기와 이소시아네이트프리폴리머의 이소시아네이트와의 반응을 보여준다.

(반응식 2)

본 발명의 경화제인 B액은 황변의 주원인인 촉매를 사용하지 않고, 폴리아마이드 혹은 폴리아민으로 구성되어진다.

본 발명의 다른 성분인 골재는 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물(주제와 경화제의 혼합물)에 혼합되는데, 그 함량은 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물 5 ~ 10 중량% 이고, 상기 골재는 90 ~ 95 중량% 가 바람직하다. 상기 골재는 쇄석, 규사 및 PS볼로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1이상의 혼합물이다.

본 발명의 투수 골재 포장체로 포장한 면은 동결융해저항성의 탁월한 우수성으로 인해, 휨강도, 인장강도 및 탄성, 그리고 투수계수를 실질적으로 향상시켜서 줄눈부에서의 골재박리로 인해 부스러진 골재덩어리들의 미세화로 인한 미세번지 발생, 동결융해에 대한 저항성이 낮아져서 내구성이 현저히 떨어져 잦은 보수로 인한 경제적 손실 및 시민생활의 불편함 등 여러가지의 문제점을 막을 수 있는 효과를 가져옴으로써 미세먼지발생과 건설폐기물의 수량을 감소시킬 뿐만 아니라, 잦은 보수 시공으로 인한 환경파괴의 방지, 국가예산낭비 감소, 그리고 미관적인 부분을 잘 유지시킴으로써 시민들의 정서안정도 도모할 수 있는 효과도 나타낼 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

이하에서, 도로 포장이라 함은 아스팔트 또는 콘크리트 도로 포장, 교면 포장 등으로 아스팔트 또는 시멘트 콘크리트로 이루어진 모든 도로 포장을 포함하는 의미로 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투수 골재 포장재용 바인더 조성물은 2액형으로 이루어지며, 주제로써 A액은 주성분인 복합경화형 바인더 수지와 기타 주제에 일반적으로 포함될 수 있는 물질들, 예컨대, 조색제, 반응성희석제, 첨가제, 촉매, 그리고 용제를 포함할 수 있다.

그리고 최종적으로 투수 골재 포장 시에는 상기, A액에, 규정에 적합한 골재를 B액과 함께 혼합하여 보도용 도로 등에 도포 시공한다. 이때 상기 성분들이 상호 복합적으로 반응이 일어나서 3차원이상의 하이브리드화된 폴리머 네트웍 결합을 형성하여 경도가 높고, 강인성이 탁월하고, 부착성이 우수한 포장면을 형성한다.

본 발명의 포장체의 혼합비율은 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물 5 ~ 10 중량% 이고, 상기 골재는 90 ~ 95 중량% 가 바람직하다. 상기 골재는 쇄석, 규사 및 PS볼(Precious Slag Ball)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1이상의 혼합물이다.

쇄석은 암석이 마모되어 둥그스름해진 조립(粗粒) 석재로서 5mm이상의 것을 일반적으로 자갈이라고 한다.

규사라 함은 규산분( SiO₂)이 풍부한 석영립을 총칭하여 일컫는 말로서, 크게 나누어 천연규사와 인공규사로 나눌 수 있다. 천연규사는 화강암류, 화강편마암류 등 석영을 많이 함유하고 있는 암석이 풍화되어 형성된 것으로 두가지 형태가 있는 데 하나는 모암이 풍화되어 점토분은 물에 씻기어 없어지고 모암의 원위치에 석영립 만이 잔류한 잔류규사 소위 산규사이며 또 하나는 석영립이 점토 등과 함께 하천수에 휩쓸려 흐르다가 비중의 차에 의하여 석영만이 하안 일정한 장소에 퇴적되어 형성된 퇴적규사이다.

인공규사는 은사라고도 부르며 주로 페그마타이트에 함유되어 있는 석영만을 선별 분쇄하여 모래상으로 만든 규사를 말한다.

현재 국내에서 생산되는 규사는 동ㆍ 서해안의 해빈에 있는 퇴적규사가 대부분이며 산규사는 극히 드물다. 보통 업계에서는 점토분이 많은 모래를 산사라고 칭하며 규사와 구별하는 경우도 있다.

PS볼(Precious Slag Ball)은 제철과정에서 발생하는 슬래그를 가공처리한 골재로서 크기는 0.1 ~ 2mm 정도로서 모래나 자갈의 대체재로 사용된다.

본 발명의 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물의 주제로써, A액의 주성분인 복합경화형 바인더 수지는 2관능이상의 옥실란링 함유수지에 유기실란과 이소시아네이트 프리폴리머를 화학적으로 합성 반응시켜서 이루어진다. 구체적으로, 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머, 유기실란, 1%이내의 산화방지제와 용제를 혼합 후 질소 0.05 ~ 0.1 KG/㎠ 블로잉하에서, 교반속도 45 - 150RPM, 임펠러는 반달형으로 사용하고 온도를 1시간에 걸쳐서 20℃에서 80℃로 승온하고 76℃ ~ 84℃에서 4시간 반응유지, 50℃이하로 냉각 후, 옥실란링 함유수지를 혼합 후 50℃ ~ 60℃에서 4시간 반응 후 최종 NCO%가 0.2%이하이면 냉각, 포장한다.

이때 사용되는 옥실란링 함유수지는 비스페놀A형 옥실란링 함유수지, 비스페놀F형 옥실란링 함유수지, 그리고 특수 옥실란링함유수지 등이 있으며, 기본적으로 옥실란링이 2개이상인 구조를 가진다. 비스페놀A타입으로 국도화학의 YD128이 있다.

본 발명에서 사용되는 유기실란의 화학식은 아래 화학식2의 형태와 같다.

(화학식 2)

여기서, X = 활성수소그룹의 관능기

n = 0 ~ 10의 정수

R2 = C의 개수가 1 ~ 10인 알리파틱 혹은 아로마틱 BACKBONE

R' = C의 개수가 1 ~ 4인 알콕시

유기실란은 커플링 에이전트로써 유연한 분자구조와 저분자량의 고침투성 성질을 지니고 있어, 도료나 방수재 등 유기화합물과 시멘트콘크리트 등의 무기화합물 표면에 침투하여 층간 부착을 증진시키다. 본 발명에서의 역할은 에폭시 수지와 폴리아민 수지 성분이 침투하지 못하는 곳까지 침투하여 가수분해반응을 일으켜 실라놀을 형성한다. 이후, 형성된 실라놀은 자기경화 아크릴 에멀젼의 수산기 및 콘크리트 표면의 수산화물이나 금속 화합물과 반응하여 그물망 형태의 경화구조를 생성하면서 강력한 부착력을 나타내고, 차단기능을 더욱 증가시킨다. 그 사용량은 A액 전체중량을 기준으로 환산하여 0.5 ~ 5.0중량%의 함량을 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량을 5%초과 적용 시 A액의 유화분산성이 불안정하여 층분리가 발생하고 B액과의 혼합 시 점증 현상이 심하게 일어나 올바른 경화반응 조성물을 얻을 수 없다. 또한 경제성 측면에서도 프라이머의 가격이 높아지게 되어, 산업적용성 측면에서 현실성이 낮아진다. 그 함량을 0.5% 미만 적용 시 프라이머층과 시멘트콘크리트 표면의 층간 부착력이 나빠지게 된다.

상기 유기실란의 실례로써 하이드록실메틸트리에톡시실란, N-(하이드록시에틸)-N-메틸아미노 프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 플루오르프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디메톡시실란, β(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-머켑토프로필트리메톡시실란, β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란 및 글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 1종 혹은 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다. 이중 수용성에 적용이 쉬운 메칠트리아세톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란등을 사용하는 것이 더욱더 바람직하다. 구체적인 예로써 다우코닝의 Z-6020, 이성소재의 TSL-8325 , TSL-8330, TSL-8350, TSL-8355, TSL-8380, TSL-8330, 폴리페론의 SIH-6175 등을 들 수 있고, 유사한 특성을 갖는 타회사(KCC, WACKER등)의 제품도 사용이 가능하다.

본 발명에 사용된 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머는 화학식3의 구조를 가진다.

(화학식 3)

상기 우레탄 프리폴리머의 이소시아네이트 함량은 3.0 ~ 7.5%인 것이 바람직하며, 분자량은 특별히 한정하지 않는다. 시중에서 구득가능한 것으로서, 폴리페론사의 PUP-200(이소시아네이트 함량: 3.0%), PUP-300(이소시아네이트 함량: 7.5%)이 있으며, 특별히 이에 제한하지는 않는다.

1단계반응에서 사용되는 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트 함량은 3.0% ~ 7.5%인 것이 바람직한데, 그 함량이 3.0%미만이면 실제적으로 옥실란링함유수지의 하이드록실 관능기와 반응할 수 있는 부분이 너무 적아 탄성우레탄구조를 형성하는 구조의 비율이 부족하게 됨으로써, 동결융해저항성능이 급격히 저하될 수있으며, 7.50% 초과 시에는 탄성구조가 너무 많아서 고분자 역학적인 압축강도의 저하가 커질 수 있다. 또한 이 반응에서 유기실란의 활성수소 당량수/이소시아네이트 당량수 *100 = 5.0% ~ 20.0%인 것이 바람직스러우며, 5.0%미만이면 무기복합구조물인 시멘트나 골재와의 부착강도가 상대적으로 나빠질 수 있으며, 20.0%를 초과하면 수분에 민감하고, 점증현상이 심하여 A액의 저장안정성이 매우 나빠지는 단점이 나타나게 된다.

본 발명의 상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물중의 B액은 경화제로써 황변의 주원인인 촉매를 사용하지 않고, 폴리아미도아민, 폴리싸이클로알리파틱아민, 알리파틱아민 등을 포함한다.

폴리아민 경화제의 예로는 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라민, 테트라에틸렌, 펜타민, 디시안디아미드, 폴리아미드-아민, 폴리아미드 수지, 케티민(ketimine) 화합물, 이소포론 디아민, m-자일렌 디아민, m-페닐렌 디아민, 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥산, N-아미노에틸 피페라진, 4,4'-디아미노디페닐 메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-디페닐 메탄, 디아미노디페닐 설폰 및 이들 아민의 임의의 부가물이 있다. 시중에서 구득 가능한 것으로서 에어프로덕트의 ANCAMIDE와 국도화학의 KH-813이 있다.

하기 화학식4는 경화제 B액의 폴리아민 및 폴리아마이드의 대표 화학식으로서,

R6는 알리파틱혹은 아로마틱 BACKBONE 이다.

(화학식3)

하기 반응식 3은 주제 A의 이소시아네이트 프리폴리머 변성 에폭시(반응식2)와 경화제 B액의 아민과의 반응을 도식화 한 것이다.

(반응식 3)

하기 반응식 4는 주제 A의 이소시아네이트 프리폴리머 변성 에폭시(반응식2)와 경화제 B액의 아마이드와의 반응을 도식화 한 것이다.

(반응식 4)

상기 아민의 임의의 부가물은, 에폭시 수지와 같은 적절한 반응성 화합물과 아민의 반응에 의하여 제조될 수 있으며, 대표적 구조식은 위 반응식3,4에 나타내었다.

하기 반응식 5는 유무기복합 경화반응, 즉 A액의 말단구조에 있는 실란과 무기 골재, 콘크리트 등과의 반응을 도식적으로 나타낸 것이다.

(반응식 5)

본　발명의　상기 투수 골재 포장재용 바인더 조성물의 A, B액 각각은　하나　이상의　추가적　성분을　포함할　수　있다.

A액은 고형분　함량이　90　용적%　이상인　조건으로　용매를　함유할　수　있다. 하나　이상의　안료,　예를　들면　티타늄　디옥사이드(백색　안료),　황색　또는　적색의　산화철과　같은　칼라　안료　또는　프탈로시아닌　안료　및/또는　운모상　산화철(micaceous　iron　oxide)과　같은　하나　이상의　강화　안료　또는　크리스탈린　실리카　및/또는　금속　아연,　아연　포스페이트,　월라스토나이트(wollastonite)또는　크로메이트,　몰리브데이트(molybdate)　또는　포스포네이트와　같은　방식용　안료　및/또는　바리트(barytes),탈크　또는　칼슘　카보네이트와　같은　필터　안료를　함유할　수　있다.

또한　미세　실리카,　벤토나이트　클레이(bentonite　clay),　수소화된　피마자유,　또는　폴리아미드　왁스와　같은,　하나　이상의　증점제,　하나　이상의　가소제,　안료　분산제,　수분흡습제, 안정화제,　몰드　이형제(mould　releasing　agent),　표면　개질화제(surface　modifier),　난연제, 항균제,　항곰팡이제,　평활제 (levelling　agent)　및　소포제　등을　함유할　수도　있다.

복합경화형 바인더 수지의 합성

표 1에 기재된 원료함량으로 복합경화형 바인더 수지를 합성하였는데, 표1에 기재된 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머, 유기실란, 산화방지제, 용제를 혼합 후 질소 0.05 ~ 0.1 KG/CM2 블로잉하에서, 교반속도는 45- 150RPM, 임펠러는 반달형으로 사용하고 온도를 1시간에 걸쳐서 20℃에서 80℃로 승온하고 80C에서 4시간 반응유지, 50℃이하로 냉각 후, 옥실란링 함유수지를 혼합 후 50℃ ~ 60℃에서 4시간 반응 후 최종 NCO%가 0.2%이하이면 냉각, 포장하였다.

후술하는 비교예는 실시예들의 특성과 단순히 비교하기 위하여 제시하는 것으로 본 발명의 선행기술이 아님을 밝혀둔다.

표 1은 주제 A액의 이소시아네이트 프리폴리머 변성 에폭시(반응식2)의 실시예를 나타낸 것이다.

프리폴리머 = 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머

NCO% = 이소시아네이트함량

NCO = 이소시아네이트 당량수

AH = 유기실란의 활성수소 당량수

OH - 옥실란링 함유수지의 하이드록실당량수

하기 표2는 제품의 제조를 위해 실시예1 ~ 실시예8, 비교예1 ~ 비교예2의 원료별 배합량을 나타내었다.

하기 표 3은 물성 비교를 위한 주제와 경화제 및 골재(규사)를 혼합한 제품 물성을 나타낸 것이다.

<조건>

경화제 B액은 KH-813: G-A0533 = 8/2로 혼합, 동일하게 적용하였음

주제A액과 B액의 비율은 2.5:1로 동일하게 적용하였음

골재는 하기의 골재규격에 준하는 3호 규사(경인소재)를 사용함

투수콘 혼합 = A액: B액: 골재 = 5 : 2 :93 (골재 포함 전체 백분율 기준)

상기한 응용시험은 이하에서 흙콘크리트 표준시험방법 및 단체표준 규격(표4)을 적용하여 시험하였다.

위의 표 에서와 같이, 실시예와 비교예에 따라 제조된 조성물로 구성된 도로 포장용 포장체는 비교예의 것에 대비해서 본 발명의 포장체의 동결융해저항성이 우수함이 나타나고 있으며, 다른 물성치들도 우수한 것으로 나타남을 알 수 있다.

Claims

유기실란으로 변성된 이소시아네이트 프리폴리머에 의해 변성된 옥실란링을 함유하는 복합경화형 바인더수지를 포함하는 주제(A액)와, 폴리아민 경화제를 포함하는 경화제(B액)를 포함하는 투수 골재 포장재용 바인더 조성물 5 ~ 10 중량% ; 및
쇄석, 규사 및 PS볼로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1이상의 골재 90 ~ 95 중량%;를
포함하는 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.
제 1항에 있어서, 상기 복합경화형 바인더수지는 하기 화학식 1 의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.

화학식 1

여기서, Y는 알리파틱체인 혹은 아로마틱링이 함유된 이소시아네이트모노머의 BACKBONE으로써 탄소수가 15개이하인 구조를 지니며, X는 폴리에테르폴리올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에스테르폴리올의 폴리아크릴릭폴리올의 BACKBONE에 해당되며 각 폴리올의 고분자단위의 배열은 랜덤 배열을 포함하며, R'는 알콕시, R2는 C의 개수가 1 ~ 10인 알킬, n = 1 ~ 10 정수이다.
제 1항에 있어서,
상기 유기실란은 하기 화학식 2인 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.

(화학식 2)
여기서, X = 활성수소그룹의 관능기
n = 0 ~ 10의 정수
R2 = C의 개수가 1 ~ 10인 알리파틱 혹은 아로마틱 BACKBONE
R' = C의 개수가 1 ~ 4인 알콕시
제 1항에 있어서,
상기 이소시아네이트 함유 우레탄 프리폴리머는 하기 화학식 3인 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.

(화학식 3)
여기서, Y: 알리파틱체인혹은 아로마틱링이 함유된 이소시아네이트모노머의 BACKBONE으로써 탄소수가 15개 이하이고,
X는 폴리에테르폴리올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리에스테르폴리올의 폴리아크릴릭폴리올의 BACKBONE이고, 각 폴리올의 고분자단위의 배열은 랜덤 배열을 포함한다.
제 1항에 있어서,
상기 복합경화형 바인더수지에서 상기 유기실란의 활성수소 당량수/이소시아네이트의 당량수 * 100 = 5.0% ~ 20.0%인 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.
제 1항에 있어서,
상기 복합경화형 바인더수지에서 상기 이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트 관능기/옥실란링 함유수지의 하이드록실관능기 * 100 = 20% ~ 60% 범위인 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.
제 1항에 있어서,
상기 복합경화형 바인더 수지의 최종 NCO%는 0.2%이하인 것을 특징으로 하는 투수 골재 포장체.