KR102562122B1 - 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법 - Google Patents

친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다관능성 레진을 이용하고 과민반응을 유도하는 화합물을 이용하여 아민 화합물의 수화반응을 활성화시킴으로써 다량의 물을 포획하는 동시에 경화에 참여하게 할 수 있어 친환경 특성과 주재성분과의 완전한 상용성을 확보할 수 있는 동시에, 가사 시간을 충분히 확보함으로써 작업성 및 안정성을 향상시킬 수 있으며, 시멘트 모르타르를 형성시 시멘트의 수화반응을 촉진하여 초고강도 레진 모르타르를 형성함으로써 콘크리트 구조물의 한계를 극복할 수 있고, 콘크리트 구조물 외 각종 구조물에 적용하여 구조물을 강화할 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법{Preparation method of eco-friendly aqueous amine-based hardener, eco-friendly aqueous amine-based hardener prepared by the same, and preparation method of mortar using the eco-friendly aqueous amine-based hardener}
본 발명은 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조되는 친환경 수성 아민계 경화제, 및 상기 친환경 수성 아민계 경화제를 이용한 모르타르의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다관능성 레진을 이용하고 과민반응을 유도하는 화합물을 이용하여 아민 화합물의 수화반응을 활성화시킴으로써 다량의 물을 포획하는 동시에 경화에 참여하게 할 수 있어 친환경 특성과 주재성분과의 완전한 상용성을 확보할 수 있는 동시에, 가사 시간을 충분히 확보함으로써 작업성 및 안정성을 향상시킬 수 있으며, 시멘트 모르타르를 형성시 시멘트의 수화반응을 촉진하여 초고강도 레진 모르타르를 형성함으로써 콘크리트 구조물의 한계를 극복할 수 있고, 콘크리트 구조물 외 각종 구조물에 적용하여 구조물을 강화할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명자는 에폭시를 이용한 수성에폭시 조성물을 응용하여 대한민국 특허 제10-093222호(모르타르재), 대한민국 특허 제10-0925850호(코팅제) 등을 제안한 바 있으며, 여기서 에폭시 수지 내에 응집제를 내재시키고 물과 유화제만을 사용하여 팽윤시키는 방법의 수성 에폭시 수지 조성물을 이용하는 방법을 제안한 바 있다.
여기서, 모르타르재의 경우 가교결합에서 에폭시 수지의 경화반응 속도와 시멘트의 수화반응이 상호작용에 의하여 수분의 일탈을 유도하는 방식과, 코팅제의 경우 유화중합 후 팽윤으로 부동성을 갖는 형상에서 다시 물과 유화제를 이용하여 점성을 완화시키고 경화 반응에서 단계적인 속도제어로 간력의 활성화를 가져와 원만한 경화물성을 갖도록 하는 방법을 제안하였다.
그러나, 저온(0~5℃)에서 반응속도 조절, 점도 상승에 따른 작업성 저하 등에 있어 수성 에폭시 수지로서 원하는 양의 물을 후 첨가하여 사용할 수 있는 부분에서 한계가 있었다.
이러한 필요성에 의해 본 발명자는 에폭시 수지에 응집제를 분산 내재시킨 후 반응성 희석제와 유화제의 이상적인 밸런스를 유지하도록 하여 에폭시 기본 수지에 물과 유화제만을 사용하여 팽윤시키는 방법에 의해 적정의 부동성을 갖도록 하고, 경화제 조성에서 촉매의 존재 하에 아민과 폴리아미드를 반응성 희석제와 함께 단계별 3중으로 교차 어덕트시키는 기술을 제안한바 있다.(대한민국 등록특허 제10-0989942호)
이 기술에서는 종래의 수성 에폭시 조성물보다 50% 이상 더 많은 물을 제조시 함유할 수 있고 경화제를 혼합한 후에도 극소량의 유화제가 함유된 물 베이스를 수성 에폭시 수지 조성물 100 중량부에 대하여 최대 500 중량부까지 후 첨가할 수 있으며 수화 반응이 가능한 시멘트를 혼합하여 우수한 경화 물성을 갖도록 하고 3중의 어덕트로 인해 아민의 악취를 제거할 수 있는 친환경 수성 에폭시 수지 조성물을 제안하였다.
그러나, 위 특허에서는 주재 성분은 수성을 이루고 있어 물과의 원만한 상용성이 가능하나, 경화제 성분의 경우 수성을 이루고 있지 않으므로 수성의 주재 성분 및 후 첨가되는 다량의 물성분과의 상용성 내지 혼용성이 좋지 않았으므로 진정한 의미의 수성을 달성하지 못한 상황이었다. 따라서 주재 성분 뿐만 아니라 경화제 성분까지도 수성을 달성함으로써 진정한 의미의 수성 도막을 형성할 수 있는 기술이 필요하였다.
한편, 수성 경화제에 관한 기술로서, 몇 가지 기술들이 제안된 바 있다. 예를 들어 미국 등록특허 제4,197,389호는 폴리에폭시 화합물을 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리에테르, 폴리올과 반응시켜 부가물을 형성시키고 이후 폴리아민과 반응시키는 공정에 의해 경화제를 제조하는 기술을 개시한다.
또한, 미국 등록특허 제5,246,984호는 모노에폭시 화합물 또는 폴리에폭시 화합물은 폴리아민과 반응시켜 수성 폴리아민-에폭시 부가물을 제조하는 기술을 개시한다.
또한, 미국 등록특허 제5,032,629호 및 미국 등록특허 제5,489,630호는 폴리옥시알킬렌디아민을 폴리에폭시 화합물과 반응시키고 이렇게 얻어지는 중간체를 폴리아민과 반응시키는 공정에 의해 수성 폴리아민 에폭시 부가물을 제조하는 기술을 개시한다.
기타, 미국 등록특허 제6,013,757호는 장쇄 디카르복시산과 아미노 알킬피페라진을 반응시켜 수성 폴라아미드 경화제를 제조하는 방법을, 미국 등록특허 제6,245,835호는 폴리옥시알킬렌디아민을 폴리에폭시 화합물과 폴리옥시알킬렌 글리콜 및 디글리시딜 에테르와 반응시켜 반응 생성물을 수중 유화시키는 공정에 따라 수성 아미노 에폭시 부가물 경화제를 제조하는 기술을, 미국 등록특허 제7,615,584호는 폴리에폭시 화합물과 아민의 2단 반응에 의해 얻을 수 있는 부가물, 폴리에폭시 화합물의 연쇄 신장제와의 반응으로 얻어지는 유화제 등에 관하여 개시한다.
한편, 일본 공개특허 제2014-516117호는 수성 에폭시 분산액과 지환식 폴리아민을 반응시켜 수성 아민 경화제를 제조하는 기술을 개시한다.
그러나, 종래 기술들은 에폭시 화합물과 아민을 부가하여 어덕트물을 제조하는 것에 관해서만 기재하고 있을 뿐이다. 이러한 종래의 기술들은 물을 후 첨가할 경우 원활한 경화 물성이 발현되기 어려운 문제점이 있었고, 각종 기능을 조절하는 첨가제들, 특히 경화속도를 제어하는 경화 촉진제를 투입할 경우 밸런스가 깨져서 사용이 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자는 선등록특허 제10-1707911호를 통하여, 다량의 물을 첨가하더라도 물과의 사용성이 원만하고 주재성분과의 반응성이 우수하게 유지되어 경화물성이 우수하며 친환경성을 향상시킬 수 있는 친환경 수성 아민계 경화제를 제조하는 기술을 제안한바 있다.
그러나, 위 특허에서는 경화제를 제조함에 있어 유화제를 필수적으로 사용함으로써 경화반응과 수화반응이 원만하게 일어나지 않고 제한적으로만 일어나서 물을 함유할 수 있는 양이 최대 30% 정도로 제한되었으며, 30%를 초과하는 물을 함유할 경우에는 경화반응 및 수화반응 이후에는 증발에 의해 물이 외부로 배출되는 문제가 있어 형태 변경, 무게 감소, 강도 저하, 내구성 저하 등의 문제가 있어 이에 대한 해결이 필요한 상황이었으며, 또한 기존의 방법에 의할 경우에는 시멘트를 함유한 상태에서 슬럼프의 유지가 제한적으로만 가능하고 가사 시간의 확보가 어려워 모르타르의 타설 및 포설 작업이 원활하지 않고 작업성과 안정성이 열악해지는 문제가 있어서 이에 대한 해결이 필요한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 본 발명자가 제안한 선등록특허 제10-1707911호의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 위 특허에서는 유화제를 필수적으로 사용함으로써 경화반응과 수화반응이 원만하게 일어나지 않고 제한적으로만 일어나서 물을 함유할 수 있는 양이 최대 30% 정도로 제한되었는데 물의 함유량을 최대 100%까지 증량할 경우에도 원만한 경화반응 및 수화반응이 가능하고, 주재 성분과의 상용성도 확보할 수 있으므로 경화 이후 물이 외부로 배출되는 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 방법에서 시멘트를 혼합할 경우의 문제, 즉 시멘트를 함유한 상태에서 슬럼프의 유지가 제한적으로만 가능하고 가사 시간의 확보가 어려워 모르타르의 타설 및 포설 작업이 원활하지 않아 작업성과 안정성이 열악해지는 문제를 해결하여 시멘트를 혼합한 상태에서도 슬럼프가 유지되고 가사 시간의 확보가 가능하여 작업성과 안정성을 향상시킬 수 있는 기술을 제안하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 특성을 갖는 친환경 아민계 경화제를 이용하여, 낮은 점도와 원활한 흐름성으로 적정량의 시멘트를 포함한 각종 무기물, 쇄석 및 규사를 원활히 혼합하고, 타설 후 구조물 내부에서 균일한 수밀성이 이루어질 수 있는 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르에 관한 기술을 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(a) 다관능성 레진을 이용하여 예비 반응물을 준비하는 단계;
(b) 상기 (a)에서 얻어진 예비 반응물에 아민 화합물을 혼합하여 생성물을 얻는 단계;
(c) 상기 (b)에서 얻어진 생성물에 폴리프로필렌 글리콜을 혼합하고 공중합시켜 공중합물을 얻는 단계; 및
(d) 상기 (c)에서 얻어진 공중합물에 아민 화합물과 촉매를 혼합한 후 (a) 의 예비 반응물을 이용하여 반응시킴으로써 공중합체에 있어 아민의 활성수소 당량이 55~70 g/eq가 되도록 조절하는 단계;를 포함하는 아민계 경화제의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a)의 다관능성 레진은 에폭시기를 함유하는 폴리글리시딜 에테르 또는 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (b)의 아민 화합물은 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 메탄 디아민, 아미노 에틸 피페라진, 비스(4-아미노 3-메틸 사이클로 헥실)메탄, 아닐린계 화합물 및 폴리에테르 디아민, 폐놀로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (c)의 공중합은 90~150℃의 온도에서 2~3시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (d)의 반응은 90~150℃의 온도에서 1~12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
본 발명에 따른 상기 제조 방법으로 제조되는 아민계 경화제를 제공한다.
또한, 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 성분 30~70 중량%, 에폭시 수지 보조성분 20~60 중량% 및 응집제 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부와,
상기 본 발명의 (d)에서 얻어지는 아민계 경화제로 이루어진 경화제 성분 10~50 중량부를 혼합하고 상기 얻어지는 주재 성분 및 경화제 성분의 혼합물 100 중량부를 기준으로 물을 30~100 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 레진 모르타르의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
상기 본 발명에서 얻어지는 레진 모르타르 100 중량부를 기준으로 시멘트 성분을 5~50 중량부를 혼합하고 규사 및 골재 500~750 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 레진 모르타르 제조시 물의 함유량을 최대 100%까지 증량할 경우에도 원만한 경화반응 및 수화반응이 가능하고, 주재 성분과의 상용성 및 혼용성도 완전하게 확보할 수 있으므로 경화 이후 물이 외부로 배출되는 문제를 방지하여 형태 변경, 무게 감소, 강도 및 내구성의 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 유화제를 예비하고 있지 않으므로 시멘트를 혼합한 상태에서도 슬럼프가 유지되고 가사 시간의 확보가 가능하여 작업성과 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 다량의 물을 포획 가능함에도 얇은 박막의 코팅 성능이 발휘될 수 있고, 높은 표면 경도를 보이는 장점이 있으며, 물의 함량에 따라 준불연(물의 함량 50%까지) 및 불연(50% 이상 100% 이하) 특성을 보일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 특성을 갖는 친환경 아민계 경화제를 이용하여, 낮은 점도와 원활한 흐름성으로 적정량의 시멘트를 포함한 각종 무기물, 쇄석 및 규사를 원활히 혼합하고, 타설 후 구조물 내부에서 균일한 수밀성이 이루어질 수 있는 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르를 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 레진 모르타르에 있어서 폴리글리시딜 에테르(polyglycidyl ether) 및 트리 메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 성분을 주성분으로 하는 조성은 초저점도 형상으로 각종 무기물, 시멘트, 쇄석, 규사 등과 혼합으로부터 원활한 상용성과 적정한 슬럼프의 유지가 가능하여 대형 구조물의 설치에서 타설이 매우 용이하며, 균일성, 수밀성의 증대로 보다 안정적인 초고강도 기능을 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레진 모르타르는 무용제, 무공해 타입으로 친환경적인 조성이 가능하고, 생산 및 현장설치 작업에서도 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르는 기존의 모르타르 또는 콘크리트와 달리 철근 배근이 없이도 충분한 인장 강도, 압축 강도 등의 요구 물성을 보일 수 있으며, 이에 따라 철근으로 인한 녹 발생, 균열 확장 등의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르는 장스판의 경우에도 일체성이 우수한 성능을 확보할 수 있으며, 방수/크랙 안정성, 수축/팽창 안정성 등의 기존 콘크리트의 문제점을 완전히 해결하여 대체할 수 있으며 일반 건축물 뿐만 아니라 방사선 차폐, 방탄, 방호 외 해양 구조물, 수중 구조물과 같이 열악한 조건에서 특수한 기능이 요구되는 구조물에도 이용이 가능하고 내진 기능도 보유하므로 내진 구조물에도 이용될 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
기존에 본 발명자가 제안한 선등록특허 제10-1707911호에서는 경화제를 제조함에 있어 유화제를 필수적으로 사용해야 했으며 이로 인해 경화반응과 수화반응이 원만하게 일어나지 않고 제한적으로만 일어나서 물을 함유할 수 있는 양이 최대 30% 정도로 제한되는 한계가 있었다.
또한, 상기와 같이 물을 함유하더라도 경화 완료 후에 증발에 의해 물이 외부로 배출되는 문제가 있어 형태 변경, 무게 감소, 강도 저하, 내구성 저하 등의 문제가 있었다. 이는 상기 함유된 물이 모르타르의 수화 반응에 참여하지 못하고 분리된 상태로 있어 무게 감량이 크게 발생하기 때문에 발생되는 것으로 예측된다.
또한 상기 특허에 따른 기존의 방법에 의할 경우에 시멘트를 함유한 상태에서 슬럼프의 유지가 약 30분 동안에만 제한적으로 가능하고 가사 시간의 확보가 어려워 모르타르의 타설 및 포설 작업이 원활하지 않고 작업성과 안정성이 열악해지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 기존 특허에서의 문제를 개선하기 위한 것이다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 유화제를 원천적으로 사용하지 않는 조성으로 경화제를 제조하는 것을 특징으로 하고, 또한 다관능 레진과 아민 사이에서 과민반응 및 폭발적 반응을 일으키는 폴리프로필렌 글리콜을 이용하여 그 반응을 조절하는 방법으로 물을 수화반응에 참여토록 하는 방법에 의해 기존 기술의 한계점을 극복한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명은 먼저, 레진 모르타르에 사용되기 위한 주재 및 경화제 중에서 경화제의 반응성을 조절하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 하기의 순서로 아민계 경화제를 제조한다.
즉 본 발명에 따른 아민계 경화제의 제조 방법은
(a) 다관능성 레진을 이용하여 예비 반응물을 준비하는 단계;
(b) 상기 (a)에서 얻어진 예비 반응물에 아민 화합물을 혼합하여 생성물을 얻는 단계;
(c) 상기 (b)에서 얻어진 생성물에 폴리프로필렌 글리콜을 혼합하고 공중합시켜 공중합물을 얻는 단계; 및
(d) 상기 (c)에서 얻어진 공중합물에 아민 화합물과 촉매를 혼합한 후 (a) 의 예비 반응물을 이용하여 반응시킴으로써 공중합체에 있어 아민의 활성수소 당량이 55~70 g/eq가 되도록 조절하는 단계;를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 다관능성 레진은 에폭시기를 함유하는 폴리글리시딜 에테르 또는 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 또는 그 혼합물을 준비한다. 본 발명에서 사용된 상기 다관능성 레진은 기존 본 발명자의 선 등록특허들에서 사용된 것을 이용하여 이를 중합 또는 공중합하여 사용할 수 있으며, 이를 그대로 예비 반응물로 이용할 수 있다.
상기 얻어진 예비 반응물, 즉 에폭시기를 함유하는 폴리글리시딜 에테르 및 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 혼합물은 아민 화합물을 혼합하여 공중합이 가능한 예비 반응물이다.
이때, 아민 화합물로는 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 메탄 디아민, 아미노 에틸 피페라진, 비스(4-아미노 3-메틸 사이클로 헥실)메탄, 아닐린계 화합물 및 폴리에테르 디아민, 폐놀로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물 또한 기존 본 발명자의 선등록특허들에서 사용된 아민 화합물은 단독 또는 혼합 형태로 사용할 수 있다.
상기 폴리프로필렌 글리콜을 함유하는 아민 화합물은 상기 다관능 레진과 만나면 과민반응으로 폭발적 반응을 일으킨다.
본 발명에서는 이와 같은 아민과 다관능레진 사이에서 폴리프로필렌 글리콜의 폭발성을 교차 공중합으로 순화하여 일정량의 물을 함유한 상태에서도 수화반응 활성화를 가속화시킴으로써 안정적인 경화물을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명에서는 상기 (a) 및 (b)과정을 통해 다관능성 레진과 아민 화합물을 혼합하고 여기에 일정량의 폴리프로필렌 글리콜(중량평균분자량 1000 ~ 50,000)을 혼합하여 일정 조건에서 반응시킴에 의해 상기 과민 반응 및 폭발성을 활용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 다관능성 레진과 아민 화합물은 100: 20~200의 중량비로 혼합될 수 있으며, 상기 혼합된 다관능성 레진과 아민 화합물의 혼합물 중량 100 대비하여 상기 폴리프로필렌 글리콜의 투입량은 0.3~3.0의 중량비로 혼합될 수 있다. 또한, 이들을 혼합한 후 이어지는 (c)단계의 공중합 반응은 중량에 따라 90~150℃의 온도에서 2~3시간 동안 수행되며, 반응완료 후 숙성시간은 24시간 내외가 바람직하다.
이러한 반응에 의해 상기 다관능성 레진과 폴리프로필렌 글리콜이 아민의 혼합물과 공중합이 유도되고 다시 다관능 레진이 아민과 촉매하에 공중합이 교차 유도된다. 이때 상기 다관능성 레진의 당량 과 아민의 활성수소 당량이 비대칭적으로 공중합을 형성하는 것으로 생성물은 액상의 상태로 유지되며, 최종 생성되는 공중합체의 아민 그룹에 있어서 활성수소 당량은 55~70 g/eq가 되도록 조절될 수 있다.
본 발명의 상기 (d)에서의 반응은 90~150℃의 온도에서 1~12시간 동안 수행될 수 있으며, 상기 (d) 과정에서의 아민은 상기 (b), (c) 과정에서의 아민과 동일한 종류를 사용할 수 있다.
또한, 상기 촉매는 경화 촉매로서 기존 본 발명자들의 선등록특허에서 사용된 촉매들을 제한없이 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법으로 제조되는 아민 경화제는 아민 공중합체의 아민 활성수소가 약 55~70 g/eq의 범위로 반응성을 예비함으로써 투입되는 물과의 수화반응을 유도할 수 있으며, 이에 따라 물을 30 이상, 최대 100 중량부까지 함유하더라도 수화반응의 유도에 의해 상기 물이 외부로 배출됨이 없이 모르타르에 그대로 포획된 상태로 남아있게 할 수 있다.
이렇게 포획된 물로 인해 주재 성분과의 혼합으로 도료로 사용시에도 얇은 박막의 코팅 성능이 발휘되도록 할 수 있는 것이며, 이렇게 박막 코팅인 경우에도 높은 표면 경도 및 경화 물성을 확보할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 방법으로 얻어지는 아민 경화제를 이용하여 레진 모르타르를 형성할 수 있다.
상기 레진 모르타르는 기존 본 발명자의 선등록특허, 즉 특허 제10-2106352호에 기재된 방법으로 레진 모르타르를 형성할 수 있다. 즉,
폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 성분 30~70 중량%, 에폭시 수지 보조성분 20~60 중량% 및 응집제 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부와,
상기 본 발명에 따른 방법으로 (d)에서 얻어지는 아민계 경화제로 이루어진 경화제 성분 10~50 중량부를 혼합하고 상기 얻어지는 주재 성분 및 경화제 성분의 혼합물 100 중량부를 기준으로 물을 30~100 중량부를 혼합하여 레진 모르타르를 형성할 수 있다.
또한, 상기와 같은 방법으로 얻어지는 레진 모르타르를 이용하여 시멘트 모르타르를 형성할 수도 있다.
즉, 상기 얻어지는 레진 모르타르 100 중량부를 기준으로 시멘트 성분을 5~50 중량부를 혼합하고 규사 및 골재 500~750 중량부를 혼합하여 시멘트 모르타르를 형성할 수 있다.
상기 얻어지는 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르는, 상기 포획된 물로 인해 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르의 슬럼프가 유지될 수 있으며, 주재 및 경화제 혼합 후에도 바로 경화되는 것이 아니라 약 1~2 시간의 가사 시간이 확보될 수 있으므로 작업성과 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따라 형성되는 레진 모르타르 및 시멘트 모르타르는 구조물에 적용시 장스판의 경우에도 일체성이 우수한 성능을 확보할 수 있으며, 방수/크랙 안정성, 수축/팽창 안정성 등의 기존 콘크리트의 문제점을 해결하여 대체할 수 있는 장점이 있다. 또한 별도의 난연제를 이용하지 않고도 물의 함유량에 따라 준 불연 이상 성능을 발휘할 수 있고, 수중에서도 원만한 경화물성을 가질 수 있다. 이에 따라 일반 건축물 뿐만 아니라 방사선 차폐, 방탄, 방호 외 해양 구조물, 수중 구조물과 같이 열악한 조건에서 특수한 기능이 요구되는 구조물에도 이용이 가능하고 내진 기능도 보유하므로 내진 구조물에도 이용될 수 있는 장점이 있다.
이하 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 이하에서 제시되는 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시에 해당할 뿐, 본 발명이 하기 제시되는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
1. 경화제의 제조
[제조예 1]
에폭시기를 함유하는 폴리글리시딜 에테르 및 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 혼합물을 예비 반응물로 준비하였다.
상기 예비 반응물 100 중량부에 아민 화합물(폴리옥시프로필렌 디아민)을 약 80 중량비로 혼합하고 상기 혼합된 혼합물 100 중량부를 기준으로 폴리프로필렌 글리콜(중량평균분자량 약 4,000) 약 0.5 중량부를 약 30분 동안 교반하여 혼합하였다.
이어서, 상기 혼합된 혼합물을 약 100 ℃의 온도에서 약 2.5시간 반응시켜 반응 생성물(공중합물)을 형성하였다.
이어서, 상기 얻어진 공중합물에 아민 화합물(폴리옥시프로필렌 디아민) 약 100 중량부를 추가로 투입하고 여기에 일정량의 경화 촉매를 투입하여 약 100℃의 온도에서 2~3시간 동안 반응 후 24시간 숙성 시간에 의하여 최종 경화제를 제조하였다.
상기 얻어진 최종 경화제를 분석한 결과 활성수소 당량이 약 65 g/eq임을 확인하였다.
[비교제조예 1]
본 발명자의 선등록특허 제10-1707911호 중 실시예 1에 기재된 방법을 이용하여 수성 아민계 경화제를 제조하였다.
2. 주재 성분의 제조 (제조예 2)
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether)로 이루어진 수지 주성분 68중량%, 에폭시 수지 보조성분(에피클로로하이드린과 비스페놀의 공중합체 (국도화학)) 25중량%, 응집제(실리콘 디옥시드 에어로졸) 2 중량% 및 인계 난연제 5중량%를 포함하는 수지액 주재 성분을 제조하였다.
3. 도막의 성능 평가
(1) 도막 물성 및 안정성 평가
상기 제조예 1 및 비교제조예 1에서 얻어진 경화제 성분 30 중량부와 상기 제조예 3에서 얻어진 주재 성분 100 중량부를 잘 혼합하여 바닥이 정리된 콘크리트 표면 위에 도포하여 시공하였다.(실시예 1 및 비교예 1) 이후 상기 도포막이 경화된 후 그 위에 물 베이스를 100 중량부 추가한 중도와 상도를 추가로 수행하고 16시간 동안 경화시켜 박막을 형성하였다.
상기와 같이 형성된 도포막에 대하여 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
단위 실시예1 비교예1
접착력 kgf/㎠ 45.0 28.0
압축강도 kgf/㎠ 720 550
인장강도 kgf/㎠ 250 185
상기의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예 1의 경우는 도막 물성과 도막 안정성이 매우 우수한 반면, 비교예 1의 경우는 도막 물성과 도막 안정성이 상대적으로 열악하다는 것을 확인하였다.
(2) 도막의 내화학성 평가
내화학성의 시험으로는 경화된 도막 표면에 샤아렛을 부착하여 용액이 유출되지 않도록 한 후 주사기를 이용하여 용액을 각각 주입하여 30일간 방치한 후 육안으로 확인하였다. 확인 결과, 본 발명에 따른 실시예 1의 경우는 염화칼슘용액 10% 수산화칼슘용액, 황산 용액 등에서 표면의 변색 등의 이상이 나타나지 않았으나, 비교예 1의 경우는 확연한 표면 변색이 발견되었다. 따라서 본 발명에 따른 실시예 1의 경우가 도막의 내화학성 면에서도 현저하게 우수하다는 것을 확인하였다.
4. 모르타르의 성능 평가
(1) 실시예 2
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether)로 이루어진 수지 주성분 70중량%, 에폭시 수지 보조성분(에피클로로하이드린과 비스페놀의 공중합체 (국도화학)) 28중량%, 응집제(실리콘 디옥시드 에어로졸) 2 중량%를 포함하는 수지액 주재 성분 100 중량부와 상기 제조예 1에서 얻어진 경화성분 30 중량부를 혼합한 후 규사를 상기 혼합된 성분 대비 6배를 혼합하여 미리 준비된 SPS-KAI0002-F2349-5687(가열 아스팔트 혼합물)의 WC-1 입도분포의 골재와 혼합 한 후 시험용 몰드에 성형하였다. 성형이 끝난 공시체는 상온에서 24시간 경과 후 탈형하고 계속하여 재령 7일간 양생하여 시험하였다.
(2) 비교예 2
폴리글리시딜 에테르(Polyglycidyl ether)로 이루어진 수지 주성분 70중량%, 에폭시 수지 보조성분(에피클로로하이드린과 비스페놀의 공중합체 (국도화학)) 28중량%, 응집제(실리콘 디옥시드 에어로졸) 2 중량%를 포함하는 수지액 주재 성분 100 중량부와 상기 비교제조예 1에서 얻어진 경화성분 30 중량부를 혼합한 후 규사를 상기 혼합된 성분 대비 6배를 혼합하여 미리 준비된 SPS-KAI0002-F2349-5687(가열 아스팔트 혼합물)의 WC-1 입도분포의 골재와 혼합한 후 시험용 몰드에 성형하였다. 성형이 끝난 공시체는 상온에서 24시간 경과 후 탈형 하고 계속하여 재령 7일간 양생하여 시험하였다.
(2) 평가 항목 및 평가방법/결과
실시예 2 및 비교예 2에서 얻은 공시체를 이용하여 하기의 항목에 대하여 하기의 방법으로 평가하였다.
시험항목 단위 시 험 방 법 비 고
작업 가능 시간(가사시간) 분 KS F 4043 : 2008 -
휨강도 N/㎟
압축강도 표준
알칼리 침지 후
부착강도 60 ℃
20 ℃
5 ℃
온냉 반복 후
투수량 g
염화물 이온 침투 저항성 Coulombs
길이 변화율 %
낙구충격시험 - KS F 2221 : 2009 모래 위 전면 지지
동결융해에 대한 저항성
(B-Type, 300 Cycle)		 N/㎟ KS F 2456 : 2013,
KS F 4043 : 2008		 조건 후 휨강도 및 압축강도
염해에 대한 저항성
(3 % NaCl, 168 시간)		 N/㎟ KS M ISO 2812-1 : 2012,
KS F 4043 : 2008
내산성
(3 % HCl, 168 시간)
가. 작업 가능 시간(가사 시간)
1) 시험기기 : 폴리에틸렌 포대(400 mL)
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 주재에 경화제를 첨가한 시간으로부터 종점까지의 시간을 감촉법에 의하여 측정한다.
3) 시험결과 : 작업 가능 시간 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
작업 가능 시간 분 90 30
나. 휨 강도
1) 시험기기 : 휨 강도 시험기(Toni Technik 20 kN : GERMANY)
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 40×40×160 mm 크기로 제작된 시험편 3개에 대하여 지지간 거리를 100 mm로 하고, 시험편 중앙을 매초 (50 ± 10) N의 속도로 재하하여 최대 하중을 측정한 후 다음 식에 의해 휨강도를 산출한다.
3) 시험결과 : 휨 강도의 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
휨 강도 N/㎟ 28.6 23.4
다. 압축 강도
1) 시험기기 : 압축 강도 시험기(Toni Technik 300 kN : GERMANY)
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 휨강도 시험을 행한 3개 시험체의 절단된 시험편 6개를 대상으로 휨 강도 시험 직후 실시한다. 40×40×40mm 하중용 가압판을 이용하여 시험체 중앙부에 매초 (800 ± 50) N의 속도로 하중을 재하하여 최대 압축 하중을 측정한 후 다음 식에 의해 압축 강도를 산출한다.
내알칼리성 시험은 40×40×160 mm로 제작된 시험체를 수산화칼슘(CaOH2) 포화 용액을 (20 ± 2) ℃로 하여 168시간 담근 후 꺼내어 조심스럽게 2등분하여 압축강도시험을 실시한다.
3) 시험결과 : 압축 강도의 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
압축 강도 표준 N/㎟ 101.7 93.1
99.4 92.5
알칼리 침지 후 100.4 93.2
98.6 95.2
라. 부착 강도
1) 시험기기 : 만능재료 시험기(INSTRON 100 kN : USA)
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 시험용 밑판 70 mm×70 mm×20 mm, 모르타르 위에 40 mm×40 mm×10 mm의 금속틀을 놓고 조제한 시료를 채워 넣은 후 양생을 한다. 양생이 끝난 시험체를 40×40 mm의 인장용 지그를 접착제를 이용하여 접착시키고 조건처리 후 1 500 ~ 2 000 N/min의 하중 속도로 인장력을 가해 최대 인장 하중을 측정한다. 부착 강도는 다음 식에 의해 산출한다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
부착 강도 60 ℃ N/㎟ 2.425 2.113
20 ℃ 2.916 3.112
5 ℃ 2.804 2.928
온냉 반복 후 2.524 2.286
마. 투수량
1) 시험기기 : 투수 시험 장치
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 150×40 mm 치수로 제작, 양생한 시험체를 온도(80 ± 2) ℃에서 48시간 동안 건조하고, 데시케이터 내에서 상온으로 냉각한 다음 표면 중앙부의 지름 5cm이상을 브러쉬로 가볍게 청소하고 시험체의 질량()을 단다.
다음에 [그림 3-9]와 같이 투수 시험장치를 이용하여 시험체의 표면에 0.1 N/㎟의 수압을 1시간 가한 후 질량(W₁)을 측정하여 다음 식에 따라 투수량을 산출한다.
3) 시험결과 : 투수량 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
투수량 g 0.1 0.1
바. 염화물 이온 침투 저항성
1) 시험기기 : 염화물 이온 침투 저항성 측정 장치
2) 시험방법 : 100×50mm 치수로 제작 및 양생한 시험체를 KS F 2711의 시험방법에 따라 시간에 따른 전류(A)변화를 측정하고 다음 식에 따라 통과 전하량을 산출한다.
3) 시험결과 : 염화물 이온 침투 저항성의 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
염화물 이온
침투 저항성		 Coulombs 0 0 * 침투 안 됨
사. 길이 변화율
1) 시험기기 : 길이 변화율 측정 장치
2) 시험방법 : KS F 4043 : 2008의 시험방법에 따라 40×40×160mm 치수로 제작한 시험체를 탈형 직후 바탕 길이를 측정하고 온도 (20 ± 2) ℃, 상대습도 (65 ± 10) % 에서 7일간 양생한 후에 길이를 측정하여 길이 변화율을 산출한다.
3) 시험결과 : 길이 변화율의 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
길이 변화율 % -0.05 -0.05
아. 낙구 충격 시험
1) 시험기기 : 구형 추(W2 1 000)
2) 시험방법 : 300×300×50 mm 치수로 제작 및 양생한 시험체를 KS F 2221 : 2009(건축용 보드류의 충격 시험방법)의 시험방법에 준하여 모래 위 전면 지지방법으로 시험체 표면에 1 042 g의 구형 추를 1 000 mm 높이에서 자유낙하시킨 후 표면의 균열 및 박리 유무를 육안으로 확인한다.
3) 시험결과 : 낙구 충격 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
낙구 충격 시험
(균열 및 박리 유무)		 - 모두 이상없음 -
자. 동결융해에 대한 저항성
1) 시험기기 : 동결융해 시험장비(B-Type)
압축 강도 시험기(Toni Technik 300 kN : GERMANY)
2) 시험방법 : 40×40×160mm 치수로 제작 한 시험체를 KS F 2456 : 2013(급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험 방법)에 준하여 B법(기건 동결 수중 융해)으로 300 Cycle 조건처리 한 후 KS F 4043의 시험방법에 따라 휨강도 및 압축강도를 측정한다.
3) 시험결과 : 동결융해에 대한 저항성 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
동결융해에 대한 저항성 휨 강도 N/㎟ 24.2 21.8 B-Type, 300 Cycle
압축 강도 N/㎟ 89.2 90.3
N/㎟ 87.5 91.3
차. 염해에 대한 저항성
1) 시험기기 : 압축 강도 시험기(Toni Technik 300 kN : GERMANY)
2) 시험방법 : 40×40×160mm 치수로 제작 한 시험체를 KS M ISO 2812-1 : 2012(도료와 바니시-액체 저항성 측정-제1부 : 물 외의 액체 침지법)에 준하여 3 % NaCl 수용액에 168 시간 침지 시킨 후 KS F 4043의 시험방법에 따라 휨강도 및 압축강도를 측정한다.
3) 시험결과 : 염해에 대한 저항성 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
염해에 대한 저항성 휨 강도 N/㎟ 23.9 22.9 3 % NaCl,
168시간 침지
압축 강도 N/㎟ 95.7 95.9
N/㎟ 96.5 94.9
카. 내산성
1) 시험기기 : 압축 강도 시험기(Toni Technik 300 kN : GERMANY)
2) 시험방법 : 40×40×160mm 치수로 제작 한 시험체를 KS M ISO 2812-1 : 2012(도료와 바니시-액체 저항성 측정-제1부 : 물 외의 액체 침지법)에 준하여 3 % HCl 수용액에 168 시간 침지 시킨 후 KS F 4043의 시험방법에 따라 휨강도 및 압축강도를 측정한다.
3) 시험결과 : 내산성 시험 결과는 다음과 같다.
시험항목 단위 결 과 값 비고
실시예 2 비교예 2
내산성 휨 강도 N/㎟ 22.2 20.2 3 % HCl,
168시간 침지
압축 강도 N/㎟ 85.3 82.2
N/㎟ 84.5 82.9
이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 아민계 경화제는 유화제를 이용하지 않은 상태에서 물을 최대 100%까지 함유할 수 있으며, 물을 함유한 상태에서 원만한 경화반응 및 수화반응이 가능하고 주재 성분과의 상용성 및 혼용성도 완전하게 확보할 수 있으므로 경화 이후 물이 외부로 배출되는 문제를 방지하여 형태 변경, 무게 감소, 강도 및 내구성의 저하 문제를 해결할 수 있다. 또한, 유화제를 예비하고 있지 않으므로 시멘트를 혼합한 상태에서도 수화반응의 활성화가 가속화됨으로써 슬럼프가 유지되고 가사 시간의 확보가 가능하여 작업성과 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으므로, 종래 본 발명자의 선등록특허에서의 수성 아민계 경화제에 있어 해결이 필요했던 문제점을 모두 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (8)

  1. (a) 다관능성 레진을 이용하여 예비 반응물을 준비하는 단계;
    (b) 상기 (a)에서 얻어진 예비 반응물에 아민 화합물을 혼합하여 생성물을 얻는 단계;
    (c) 상기 (b)에서 얻어진 생성물에 폴리프로필렌 글리콜을 혼합하고 공중합시켜 공중합물을 얻는 단계; 및
    (d) 상기 (c)에서 얻어진 공중합물에 아민 화합물과 촉매를 혼합한 후 (a) 의 예비 반응물을 이용하여 반응시킴으로써 공중합체에 있어 아민의 활성수소 당량이 55~70 g/eq가 되도록 조절하는 단계;를 포함하는 아민계 경화제의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a)의 다관능성 레진은 에폭시기를 함유하는 폴리글리시딜 에테르 또는 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 아민계 경화제의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)의 아민 화합물은 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 메탄 디아민, 아미노 에틸 피페라진, 비스(4-아미노 3-메틸 사이클로 헥실)메탄, 아닐린계 화합물 및 폴리에테르 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아민계 경화제의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상기 (c)의 공중합은 90~150℃의 온도에서 2~3시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 아민계 경화제의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (d)의 반응은 90~150℃의 온도에서 1~12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 아민계 경화제의 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 아민계 경화제.
  7. 폴리글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르 중에서 선택된 1종 이상의 수지 성분 30~70 중량%, 에폭시 수지 보조성분 20~60 중량% 및 응집제 1~10 중량%를 포함하는 주재 성분 100 중량부와,
    청구항 1의 (d)에서 얻어지는 아민계 경화제로 이루어진 경화제 성분 10~50 중량부를 혼합하고 상기 얻어지는 주재 성분 및 경화제 성분의 혼합물 100 중량부를 기준으로 물을 30~100 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 레진 모르타르의 제조 방법.
  8. 청구항 7에서 얻어지는 레진 모르타르 100 중량부를 기준으로 시멘트 성분을 5~50 중량부를 혼합하고 규사 및 골재 500~750 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 시멘트 모르타르의 제조 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960017719A (ko) * 1994-11-28 1996-06-17 윌리엄 에프. 마쉬 자체-유화 에폭시 경화제
KR960022650A (ko) * 1994-12-13 1996-07-18 윌리엄 에프. 마쉬 아미드- 함유 자체- 유화 에폭시 경화제
JPH09227658A (ja) * 1996-02-26 1997-09-02 Asahi Denka Kogyo Kk 水性エポキシ樹脂用硬化剤
KR20010032049A (ko) * 1997-11-13 2001-04-16 오노 알버어스 에폭시 수지용 수 상용성 경화제
KR20080092259A (ko) * 2007-04-10 2008-10-15 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 후층 수계 에폭시 시스템용 경화제로서의 폴리알킬렌아민첨가 생성물
KR101646531B1 (ko) * 2016-01-18 2016-08-08 회명산업 주식회사 에폭시 수지용 잠재성 경화제, 그 제조방법, 이를 포함하는 일액형 에폭시 수지 조성물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960017719A (ko) * 1994-11-28 1996-06-17 윌리엄 에프. 마쉬 자체-유화 에폭시 경화제
KR960022650A (ko) * 1994-12-13 1996-07-18 윌리엄 에프. 마쉬 아미드- 함유 자체- 유화 에폭시 경화제
JPH09227658A (ja) * 1996-02-26 1997-09-02 Asahi Denka Kogyo Kk 水性エポキシ樹脂用硬化剤
KR20010032049A (ko) * 1997-11-13 2001-04-16 오노 알버어스 에폭시 수지용 수 상용성 경화제
KR20080092259A (ko) * 2007-04-10 2008-10-15 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 후층 수계 에폭시 시스템용 경화제로서의 폴리알킬렌아민첨가 생성물
KR101646531B1 (ko) * 2016-01-18 2016-08-08 회명산업 주식회사 에폭시 수지용 잠재성 경화제, 그 제조방법, 이를 포함하는 일액형 에폭시 수지 조성물

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