KR102630823B1 - 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법 - Google Patents

고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 30 내지 60 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 35 내지 65 중량% 및 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 주제(A) 및 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 30 내지 40 중량%, 폴리아민 경화제 30 내지 40 중량%, 산무수물계 경화제 10 내지 20 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량% 및 희석제 5 내지 15 중량%를 함유하는 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합하되;
상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는
부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있고 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 계절 및 온도변화와 무관하게 원활한 시공이 가능하고, 구조물의 균열, 박리 또는 박락 등을 효과적으로 방지할 수 있는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
[화학식 1]

상기 식에서 n은 3 내지 9의 정수이다.

Description

고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법{HIGH HUMIDITY-CORRESPONDING TYPE CERAMIC-BASED PAINT COMPOSITION AND CONSTRUCTING METHOD FOR WATER TREATMENT STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있고 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 계절 및 온도변화와 무관하게 원활한 시공이 가능하고, 구조물의 균열, 박리 또는 박락 등을 효과적으로 방지할 수 있는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 정수장, 저류조, 배수장, 지하공동구, 지하암거, 하수시설물, 상하수관, 하/폐수처리장, 물탱크, 주차장, 공장 등과 같은 수처리 구조물의 경우에는 고습윤 환경에 노출되어 있기 때문에 내수성, 내식성, 내구성, 내굴곡성, 내마모성, 내약품성, 내충격성 등의 특별히 우수한 성능이 요구된다.
특히, 이러한 고습윤 환경에 노출된 수처리 구조물은 사용기간이 경과됨에 따라 콘크리트 구체에 미세균열 및 이음부위의 작업불량, 외력에 의한 균열이나 박락이 쉽게 발생될 수 있으며, 부식이 심화될 경우에는 매설된 철근까지도 부식되어 내구성이 심하게 저하될 수 있는 문제점이 있다. 이러한 경우 구조물의 기능성을 손상시킬 뿐만 아니라, 외부의 수분이 콘크리트 내부로 용이하게 침투하게 되어 상기한 문제점은 더욱 악화될 수 있다.
따라서 이러한 고습윤 환경에 노출된 수처리 구조물에 대하여, 균열이나 박락 등에 의한 구조물의 노후화를 방지하고, 보수보강이 가능하면서 방수방식성을 나타내어 구조물의 내구연한을 증진시킬 뿐만 아니라, 구조물의 바닥, 천정, 외벽 및 벽면과 같은 경우에는 저장수의 유출을 방지하기 위하여 수처리 구조물의 표면보호 시공이 요구된다.
이에 종래에는 수처리 구조물의 표면을 물리적, 화학적으로 보호 및 보수하기 위한 도료 조성물을 개발하여 사용하였으나, 여전히 모재 콘크리트에 대한 부착강도나 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성 등의 물성 면에서 충분하지 못한 면이 있었다. 또한, 자외선, 오존이나 수분에 의한 열화가 쉽게 발생하여 내구성이 저하되고, 내열성이 낮고 기름과 같은 유기물질이 혼입되어 오염되기 쉬운 문제점이 있었다. 더욱이, 종래의 도료 조성물은 구조물의 표면 함수량이 5% 이상에서는 경화가 이루어지지 않아 표면을 완전 건조하여야 하기 때문에 시공기간이 길어지고 콘크리트와 같은 구조물과의 열팽창계수가 상이하여 일체거동이 어려워 장기간에 걸쳐 박리 또는 박락이 발생하기 쉬운 문제점이 있었다. 특히, 고습윤 환경에 노출된 수처리 구조물은 시공과정에서도 물과 접촉하는 것을 막기 어렵고, 물과의 접촉에 의한 재료분리 현상이 발생할 뿐만 아니라 타설 후에는 경화 및 접착불량, 워터포켓, 들뜸 등의 부착강도의 심각한 저하 현상으로 구조물의 표면보호 효과가 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0920245호 대한민국 등록특허 제10-1353918호 대한민국 등록특허 제10-1717128호 대한민국 등록특허 제10-2097662호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 물과의 접촉에 의한 재료분리 현상을 방지하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 성능이 우수한 도막을 형성하여, 균열, 박리 또는 박락 등에 의한 구조물의 노후화를 방지하고, 콘크리트 구조물의 바닥, 천정, 외벽 및 벽면에서의 저장수 유출을 방지하며, 콘크리트 구조물의 효과적인 보수보강 및 표면보호가 가능한 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 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 구현예는 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 30 내지 60 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 35 내지 65 중량% 및 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 주제(A) 및 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 30 내지 40 중량%, 폴리아민 경화제 30 내지 40 중량%, 산무수물계 경화제 10 내지 20 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량% 및 희석제 5 내지 15 중량%를 함유하는 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합하되;
상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 식에서 n은 3 내지 9의 정수이다.
상기 말라카이트(Malachite)는 지방산에 의하여 표면이 개질된 것이고;
상기 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)는 말라카이트(Malachite) 분말 100 중량부를 20 내지 40 중량배의 정제수에, 지방산 30 내지 70 중량부 및 오가노 아미노 실란 1 내지 10 중량부와 함께 혼합 및 교반하여 수분산액을 제조하는 단계; 상기 수분산액에 알칼리 수용액을 첨가하여 pH를 9 내지 11 범위로 조절한 후, 교반하여 pH가 조절된 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 pH가 조절된 수분산액을 여과, 세척 및 건조하여, 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것이고;
상기 오가노 아미노 실란은 N-실릴-2,5-디메틸피롤, 1-실릴-7-아자인돌, 2,6-디메틸모르폴리노실란, 2-메틸피롤로디노실란, N-실릴데카히드로퀴놀린, 디시클로헥실아미노실란, N-프로필-이소프로필아미노실란, N-메틸시클로헥실아미노실란, N-에틸시클로헥실아미노실란, 알릴페닐아미노실란, N-이소프로필시클로헥실아미노실란, 알릴시클로펜틸아미노실란, 페닐시클로헥실아미노실란, 2-(N-실릴메틸아미노)피리딘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 지방산은 불포화 지방산 및 니트로 지방산이 1: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합된 혼합 지방산인 것이고;
상기 불포화 지방산은 올레산(Oleic acid), 팔미톨레산(Palmitoleic acid), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid), 바크센산(Vaccenic acid), 엘라이드산(Elaidic acid), 리놀레산(linolenic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 에이코센산(Eicosanoic acid), 에루스산(Erucic acid), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 네르본산 (Nervonic acid) 및 이들의 혼합 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 니트로 지방산은 9-니트로-9-시스-옥타데센산, 10-니트로-9-시스-옥타데센산, 9-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 12-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 이들의 혼합 니트로 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것이고;
상기 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유는 콩 껍질을 10 내지 20 중량배의 알칼리 수용액에 침지하여, pH를 12 내지 12.5 범위로 조정한 후, 가열하여 콩 껍질 섬유를 추출하는 추출액 제조단계; 상기 추출액을 여과하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 수득하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 2 내지 5 중량배의 정제수에 분산시키고 산을 이용하여 pH 6.5 내지 7.2로 중화하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액을 제조하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액 100 중량부에 굴패각 분말 5 내지 10 중량부, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 1 내지 5 중량부, 차전자피 분말 1 내지 5 중량부 및 피브레이트 화합물 0.5 내지 2 중량부를 혼합하여, 혼합분산액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합분산액을 여과 및 건조하여 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것이고;
상기 피브레이트 화합물은 베자피브레이트, 클리노피브레이트, 클로피브레이트, 페노피브레이트, 베클로브레이트, 비니피브레이트, 시프로피브레이트, 에토피브레이트, 겜피브로질, 니코피브레이트, 피리피브레이트, 로니피브레이트, 시무피브레이트, 심피브레이트, 테오피브레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 도포하여 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 수처리 구조물의 시공방법을 제공한다.
상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층의 표면에 일체형 표면보호제를 도포하여, 일체형 표면보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 균열저항성이 우수하고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 계절 및 온도변화와 무관하게 원활한 시공이 가능하고, 온도변화에 대응하여 기존 콘크리트 구조물과 일체거동할 수 있고, 구조물의 균열, 박리 또는 박락 등을 효과적으로 방지하여 구조물의 노후화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 바닥, 천정, 외벽 및 벽면에서의 저장수 유출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 효과적인 보수보강 및 표면보호가 가능한 효과가 있다. 특히, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물 및 결로가 존재하는 콘크리트 구조물에 적합하게 적용될 수 있고, 또한, 물과의 접촉에 의한 재료분리 및 이로 인한 수질오염을 방지할 수 있는 바, 수도용 부재 등에 매우 적합하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법의 개략적인 시공순서도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 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 구현예는 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 30 내지 60 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 35 내지 65 중량% 및 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 주제(A) 및 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 30 내지 40 중량%, 폴리아민 경화제 30 내지 40 중량%, 산무수물계 경화제 10 내지 20 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량% 및 희석제 5 내지 15 중량%를 함유하는 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합하되;
상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 식에서 n은 3 내지 9의 정수이다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 균열저항성이 우수하고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 계절 및 온도변화와 무관하게 원활한 시공이 가능하고, 온도변화에 대응하여 기존 콘크리트 구조물과 일체거동할 수 있고, 구조물의 균열, 박리 또는 박락 등을 효과적으로 방지하여 구조물의 노후화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 바닥, 천정, 외벽 및 벽면에서의 저장수 유출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 효과적인 보수보강 및 표면보호가 가능한 효과가 있다. 특히, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물 및 결로가 존재하는 콘크리트 구조물에 적합하게 적용될 수 있고, 또한, 물과의 접촉에 의한 재료분리 및 이로 인한 수질오염을 방지할 수 있는 바, 수도용 부재 등에 매우 적합하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물은 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한다.
먼저, 상기 주제(A)는 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 30 내지 60 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 35 내지 65 중량% 및 희석제 5 내지 35 중량%를 함유한다.
상기 주제(A)의 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA)은 우수한 부착강도, 방수성, 인장강도, 내열성, 내수성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA)은 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 30 내지 60 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
상기 주제(A)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성을 개선하여, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성이 매우 개선된 우수한 성능의 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다. 이러한 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 상기한 개선 효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 35 내지 65 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 주제(A)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 부타디엔 고무는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능이 더욱 개선되고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성하는 기능을 한다.
이하, 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제를 구성하는 다른 구성 성분들의 함량은 상기 부타디엔 고무 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 산화아연(ZnO)은 압축강도, 인장강도, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내열성, 내마모성, 내식성, 내약품성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 산화아연(ZnO)은 구형 산화아연(ZnO) 분말 및 테트라포드 형상의 산화아연(T-ZnO) 분말을 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 기능을 더욱 개선할 수 있다.
이때, 상기 구형 산화아연(ZnO) 분말은 평균입경이 1 내지 50 nm인 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 테트라포드 형상의 산화아연(T-ZnO) 분말은 4개의 침 형상 다리를 갖는 산화아연으로서, 평균 길이가 5 내지 20 μm인 것이고, 침 형상 다리의 평균 직경 50 내지 100 nm인 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 이때, 상기 테트라포드 형상의 산화아연(T-ZnO) 분말은 아연(Zn) 분말을 산소 존재 하 및 900 내지 1100 ℃의 온도에서 가열하여 제조될 수 있다.
상기 산화아연(ZnO)은 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화아연(ZnO)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화아연(ZnO)의 함량이 너무 많은 경우에는 유연성 및 휨강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 말라카이트(Malachite)는 코팅의 유연성을 부여하여 작업성능을 개선하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에서 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 말라카이트(Malachite)는 지방산에 의하여 표면이 개질된 것을 사용하여, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 특히, 우수한 내수성, 내식성, 내약품성을 구현할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)는 말라카이트(Malachite) 분말 100 중량부를 20 내지 40 중량배의 정제수에, 지방산 30 내지 70 중량부 및 오가노 아미노 실란 1 내지 10 중량부와 함께 혼합 및 교반하여 수분산액을 제조하는 단계; 상기 수분산액에 알칼리 수용액을 첨가하여 pH를 9 내지 11 범위로 조절한 후, 교반하여 pH가 조절된 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 pH가 조절된 수분산액을 여과, 세척 및 건조하여, 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 오가노 아미노 실란은 N-실릴-2,5-디메틸피롤, 1-실릴-7-아자인돌, 2,6-디메틸모르폴리노실란, 2-메틸피롤로디노실란, N-실릴데카히드로퀴놀린, 디시클로헥실아미노실란, N-프로필-이소프로필아미노실란, N-메틸시클로헥실아미노실란, N-에틸시클로헥실아미노실란, 알릴페닐아미노실란, N-이소프로필시클로헥실아미노실란, 알릴시클로펜틸아미노실란, 페닐시클로헥실아미노실란, 2-(N-실릴메틸아미노)피리딘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 지방산은 불포화 지방산 및 니트로 지방산이 1: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합된 혼합 지방산인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 불포화 지방산은 올레산(Oleic acid), 팔미톨레산(Palmitoleic acid), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid), 바크센산(Vaccenic acid), 엘라이드산(Elaidic acid), 리놀레산(linolenic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 에이코센산(Eicosanoic acid), 에루스산(Erucic acid), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 네르본산 (Nervonic acid) 및 이들의 혼합 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 니트로 지방산은 9-니트로-9-시스-옥타데센산, 10-니트로-9-시스-옥타데센산, 9-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 12-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 이들의 혼합 니트로 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 알칼리 수용액은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화테트라메틸암모늄, 암모니아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 알칼리의 수용액을 사용할 수 있다.
상기 말라카이트(Malachite)는 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 말라카이트(Malachite)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 말라카이트(Malachite)의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 상승하여 작업성이 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 페트자이트(Petzite)는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에서 압축강도, 휨강도, 인장강도, 내열성, 내마모성, 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 페트자이트(Petzite)는 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 페트자이트(Petzite)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 페트자이트(Petzite)의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 상승하여 작업성이 저하되거나 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 알루미늄 디에틸포스피네이트는 휨강도, 인장강도, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 알루미늄 디에틸포스피네이트는 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미늄 디에틸포스피네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 알루미늄 디에틸포스피네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에서 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체는 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물은 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에서 내구성, 압축강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내수성, 내식성, 내약품성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물은 n이 3인 불소화 아민 화합물; 및 n이 7 내지 9의 정수인 불소화 아민 화합물을 1: 1 내지 2 중량비율로 혼합하여 사용함으로써, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 특히, 고습윤 환경에서의 우수한 부착강도 및 염해 저항성을 더욱 개선하는 효과가 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물은 상기 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 고습윤 환경에서 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있는 성능을 더욱 향상시키기 위하여, 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유는 콩 껍질을 10 내지 20 중량배의 알칼리 수용액에 침지하여, pH를 12 내지 12.5 범위로 조정한 후, 가열하여 콩 껍질 섬유를 추출하는 추출액 제조단계; 상기 추출액을 여과하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 수득하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 2 내지 5 중량배의 정제수에 분산시키고 산을 이용하여 pH 6.5 내지 7.2로 중화하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액을 제조하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액 100 중량부에 굴패각 분말 5 내지 10 중량부, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 1 내지 5 중량부, 차전자피 분말 1 내지 5 중량부 및 피브레이트 화합물 0.5 내지 2 중량부를 혼합하여, 혼합분산액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합분산액을 여과 및 건조하여 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 알칼리 수용액은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 알칼리의 수용액을 사용할 수 있다. 또한, 상기 알칼리 수용액은 1 내지 5 중량% 농도를 갖는 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 산은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 염산, 인산, 초산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산을 사용할 수 있다.
또한, 상기 굴패각 분말은 평균입경이 1 내지 200 μm의 크기로 파쇄된 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 피브레이트 화합물은 베자피브레이트, 클리노피브레이트, 클로피브레이트, 페노피브레이트, 베클로브레이트, 비니피브레이트, 시프로피브레이트, 에토피브레이트, 겜피브로질, 니코피브레이트, 피리피브레이트, 로니피브레이트, 시무피브레이트, 심피브레이트, 테오피브레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 주제(A)의 희석제는 조성물의 점도를 조절하고, 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 코팅의 유연성, 부착성능 및 작업성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 희석제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 5 내지 35 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 주제(A)의 희석제는 벤질 알코올(Benzyl alcohol), 퍼퓨릴 알코올(Furfuryl alcohol) 및 이들의 혼합 희석제로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기 경화제(B)는 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 30 내지 40 중량%, 폴리아민 경화제 30 내지 40 중량%, 산무수물계 경화제 10 내지 20 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량% 및 희석제 5 내지 15 중량%를 함유한다.
상기 경화제(B)의 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지는 상기 주제를 경화시켜, 습윤환경 대응성 및 필요수분 유지성능을 향상시킴으로써, 우수한 부착강도, 방수성, 내수성, 내굴곡성, 균열저항성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 30 내지 40 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지의 비제한적인 예를들면, 허큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated; 미국 델라웨어주 소재) 사의 KYMENE 557H® 수지, KYMENE 557LX® 수지, KYMENE 557SLX® 수지, KYMENE 557ULX® 수지, KYMENE 557ULX2® 수지, KYMENE 709® 수지, KYMENE 736® 수지, HERCOBOND 5100® 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제(B)의 폴리아민 경화제는 상기 주제를 경화시켜, 우수한 부착강도, 방수성, 내수성, 내마모성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 폴리아민 경화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 30 내지 40 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 폴리아민 경화제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 폴리아민 경화제의 비제한적인 예를들면, 폴리에테르 함유 폴리아민은 폴리옥시프로필렌 디아민, 폴리옥시프로필렌 트리아민, m-크실릴렌디아민, p-크실릴렌디아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제(B)의 산무수물계 경화제는 상기 주제를 경화시켜, 우수한 부착강도, 방수성, 내수성, 내약품성, 내열성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 산무수물계 경화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 10 내지 20 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 산무수물계 경화제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 산무수물계 경화제의 비제한적인 예를들면, 프탈릭 무수물, 말레익 무수물, 트리멜리틱 무수물, 파이로멜리틱 무수물, 헥사하이드로프탈릭 무수물, 테트라하이드로프탈릭 무수물, 메틸나딕 무수물, 나딕 무수물, 메틸헥사하이드로프탈릭 무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제(B)의 경화촉진제는 상기 주제의 경화반응을 촉진하는 기능을 한다. 이러한 상기 경화촉진제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 1 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 경화촉진제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 경화촉진제의 비제한적인 예를들면, 디-(2,6-디메틸아미노메틸)-페놀, 트리스-(2,4,6-디메틸아미노메틸)-페놀, 오소-(디메틸아미노메틸)-페놀 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제(B)의 실란 커플링제는 고습윤 환경에서 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 우수한 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내마모성, 내식성, 내약품성, 내충격성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 실란 커플링제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 1 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 실란 커플링제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 실란 커플링제의 비제한적인 예를들면, 감마-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필 트리에톡시실란, 감마-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제(B)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성을 개선하여, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성이 매우 개선된 우수한 성능의 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다. 이러한 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 1 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
또한, 이러한 상기 경화제(B)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 상기 주제(A)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제의 종류, 함량 및 특징의 범위 내에서, 상기한 주제(A)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제와 서로 같거나 다른 것일 수 있다. 또한, 이러한 상기 경화제(B)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제의 종류, 함량, 함량의 임계적인 의의 및 특징은 상기 주제(A)의 세라믹 함유 성능개선 혼화제에서 설명한 바와 동일하다.
상기 경화제(B)의 희석제는 조성물의 점도를 조절하고, 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 코팅의 유연성, 부착성능 및 작업성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 희석제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 5 내지 15 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 경화제(B)의 희석제는 디클로로메탄, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 테트라클로로에틸렌 및 이들의 혼합 희석제로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 도포하여 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 수처리 구조물의 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법의 개략적인 시공순서도는 도 1 및 2에 도시하였다.
상기 콘크리트 구조물에 홈, 균열 등의 손상부위가 존재하는 경우에는 단면보수용 모르타르, 시멘트, 탄성실링제 등을 상기 손상부위에 시공함으로써, 손상부위를 복구할 수 있다. 이로써, 시공면의 표면을 매끄럽게 보수하여. 시공면의 표면에 도포되는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물과 시공면 간의 부착력을 더욱 향상시키고 매끄러운 표면을 갖는 도막을 형성할 수 있도록 할 수 있다.
상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 도포하여 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계에서, 상기 조성물의 도포는 1 내지 5회의 범위 내에서 수행될 수 있으며, 룰러, 도포기 등의 도포 장치 또는 도구로 도포될 수 있고, 분사기를 통해 분사 도포될 수 있다. 또한, 상기 도막층의 두께는 0.1 내지 2 mm 범위가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층의 표면에 일체형 표면보호제를 도포하여, 일체형 표면보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 일체형 표면보호제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
다만, 보다 바람직한 상기 일체형 표면보호제는 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 이산화타이타늄 10 내지 50 중량부 및 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용하여, 본 발명의 고습윤 대응형 세라믹계 도막층과의 우수한 일체성과 높은 접착력, 고내후성, 내마모성, 내수성 및 고내구성을 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 습윤 경화성이 우수하여, 함수율 및 상대습도가 높은 환경에서도 도막재가 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
이러한 상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제의 구성성분의 종류, 함량, 함량의 임계적인 의의 및 특징은 상기 본 발명의 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물의 세라믹 함유 성능개선 혼화제에서 설명한 바와 동일하다.
뿐만 아니라, 상기 일체형 표면보호제는 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 안료 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하여, 광택 및 색상을 용이하게 조절할 수 있는 바, 미려한 외관을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하고, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있을 뿐만 아니라, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 균열저항성이 우수하고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 계절 및 온도변화와 무관하게 원활한 시공이 가능하고, 온도변화에 대응하여 기존 콘크리트 구조물과 일체거동할 수 있고, 구조물의 균열, 박리 또는 박락 등을 효과적으로 방지하여 구조물의 노후화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 콘크리트 구조물의 바닥, 천정, 외벽 및 벽면에서의 저장수 유출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 구조물의 효과적인 보수보강 및 표면보호가 가능한 효과가 있다. 특히, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물 및 결로가 존재하는 콘크리트 구조물에 적합하게 적용될 수 있고, 또한, 물과의 접촉에 의한 재료분리 및 이로 인한 수질오염을 방지할 수 있는 바, 수도용 부재 등에 매우 적합하게 적용될 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
[제조예1]
지방산(올레산)에 의하여 표면이 개질된 말라카이트의 제조
말라카이트(Malachite) 분말 100 중량부를 30 중량배의 정제수에, 올레산 45 중량부 및 1-실릴-7-아자인돌 5 중량부와 함께 혼합한 후, 초음파 교반하여 수분산액을 제조하였다. 상기 수분산액에 수산화 나트륨을 첨가하여 pH를 10으로 조절한 후, 45 ℃에서 24 시간 동안 고속으로 교반하여 pH가 조절된 수분산액을 제조하였다. 이후, 상기 pH가 조절된 수분산액을 원심분리한 후, 3회 수세였으며, 진공오븐으로 음압을 형성한 후, 50 ℃에서 진공 열풍 건조하여, 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)를 제조하였다.
[제조예2]
지방산(올레산 및 9-니트로-옥타데카-9,11-디엔산)에 의하여 표면이 개질된 말라카이트의 제조
말라카이트(Malachite) 분말 100 중량부를 30 중량배의 정제수에, 올레산 35중량부, 9-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 10 중량부 및 1-실릴-7-아자인돌 5 중량부와 함께 혼합한 후, 초음파 교반하여 수분산액을 제조하였다. 상기 수분산액에 수산화 나트륨을 첨가하여 pH를 10으로 조절한 후, 45 ℃에서 24 시간 동안 고속으로 교반하여 pH가 조절된 수분산액을 제조하였다. 이후, 상기 pH가 조절된 수분산액을 원심분리한 후, 3회 수세였으며, 진공오븐으로 음압을 형성한 후, 50 ℃에서 진공 열풍 건조하여, 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)를 제조하였다.
[제조예3]
굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유의 제조
콩 껍질을 20 중량배의 1.5 중량% 농도의 수산화나트륨에 침지하여, pH를 12로 조정한 후, 90 ℃에서 4시간 동안 가열하여 콩 껍질 섬유를 함유하는 추출액을 제조하였다. 상기 추출액을 여과하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 수득하였다. 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 3 중량배의 정제수에 분산시키고 염산을 이용하여 pH 7로 중화하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액을 제조하였다. 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액 100 중량부에 평균입경이 77 μm의 크기로 파쇄된 굴패각 분말 8 중량부 및 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 3 중량부를 혼합하여, 혼합분산액을 제조하였다. 상기 혼합분산액을 여과 및 열풍 건조하여 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유를 제조하였다.
[제조예4]
굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유의 제조
콩 껍질을 20 중량배의 1.5 중량% 농도의 수산화나트륨에 침지하여, pH를 12로 조정한 후, 90 ℃에서 4시간 동안 가열하여 콩 껍질 섬유를 함유하는 추출액을 제조하였다. 상기 추출액을 여과하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 수득하였다. 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 3 중량배의 정제수에 분산시키고 염산을 이용하여 pH 7로 중화하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액을 제조하였다. 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액 100 중량부에 평균입경이 77 μm의 크기로 파쇄된 굴패각 분말 8 중량부, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 3 중량부, 차전자피 분말 3 중량부 및 베자피브레이트 1.5 중량부를 혼합하여, 혼합분산액을 제조하였다. 상기 혼합분산액을 여과 및 열풍 건조하여 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유를 제조하였다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 각각 10분 동안 교반 및 혼합하여 제조된 주제(A) 및 경화제(B)를 5: 1 중량비율(A:B)로 교반 및 혼합함으로써, 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
[주제]테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 36 36 36 - 36
[주제]비스페놀 A형 에폭시 - - - 36 -
[주제]
세라믹 함유 성능개선 혼화제
57 57 57 57 57
(중량부) 부타디엔 고무 100 100 100 100 100
구형 산화아연(ZnO) (1) 24 - 12 - 24
테트라포드 형상의
산화아연(T-ZnO) (2)
- 24 12 - -
탄산칼슘 - - - 24 -
말라카이트 분말 22 22
[제조예1]
22
[제조예2]
- -
페트자이트 15 15 15 - 15
알루미늄
디에틸포스피네이트
11 11 11 - 11
스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 5 5 5 - 5
불소화 아민 화합물
[화학식1](n=3)
- 3 1.5 - -
불소화 아민 화합물
[화학식1](n=8)
3 - 1.5 - -
굴패각 분말로 표면이
개질된 콩 껍질 섬유
- 2
[제조예3]
2
[제조예4]
- -
[주제]희석제_벤질 알코올 7 7 7 7 7
[경화제]폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 (3) 34 34 34 - 34
[경화제]폴리아민 경화제_폴리옥시프로필렌 디아민 30 20 15 77 30
[경화제]폴리아민 경화제_m-크실릴렌디아민 - 10 15 - -
[경화제]산무수물계 경화제_파이로멜리틱 무수물 13 13 13 - 13
[경화제]경화촉진제_트리스-(2,4,6-디메틸아미노메틸)-페놀 4 4 4 4 4
[경화제]실란 커플링제_감마-글리시독시프로필 트리에톡시실란 4 4 4 4 4
[경화제]
세라믹 함유 성능개선 혼화제
7 7 7 7 7
(중량부) 부타디엔 고무 100 100 100 100 100
구형 산화아연(ZnO) (1) 30 18 15 - 30
테트라포드 형상의
산화아연(T-ZnO) (2)
- 12 15 - -
탄산칼슘 - - - 30 -
말라카이트 20 20
[제조예1]
20
[제조예2]
- -
페트자이트 10 10 10 - -
알루미늄
디에틸포스피네이트
15 15 15 - 15
스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 7 7 7 - 7
불소화 아민 화합물
[화학식1](n=3)
- 5 2 - -
불소화 아민 화합물
[화학식1](n=8)
5
-
3
- -
[경화제]희석제_에틸 아세테이트 8 6 2 8 8
[경화제]희석제_디클로로메탄, - 2 6 - -
(1) 구형 산화아연(ZnO): 평균입경이 32 nm인 것을 사용함.
(2) 테트라포드 형상의 산화아연(T-ZnO): 4개의 침 형상 다리를 갖는 산화아연으로서, 평균 길이가 17 μm이고, 침 형상 다리의 평균 직경 72 nm인 것을 사용함.
(3) 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지: 허큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated; 미국 델라웨어주 소재) 사의 KYMENE 557H® 수지를 사용함.
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물 및 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물의 물리적 특성 및 이로부터 형성된 도막의 물리적 특성에 대한 시험결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분(중량%) 시험방법 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
중성화촉진(mm) KS F 4936 0 0 0 0.21 0.08
염수분무 KS D 9502 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
촉진내후성 KS M 2274 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
부착
강도
(N/mm2)
기건바탕_표준 KS F 4929 2.92 2.95 3.01 2.23 2.57
기건바탕_흡수후 3.01 3.07 3.14 1.97 2.55
습윤바탕_표준 2.68 2.73 2.75 2.03 2.53
습윤바탕_흡수후 2.47 2.50 2.58 1.92 2.42
수중침지상태에서 도포 2.35 2.39 2.41 1.85 2.28
인장강도(N/mm2) 21 22 24 11 17
인장강도비(%)_
알칼리처리
96 97 98 87 91
인장강도비(%)_
산처리
92 93 94 85 89
신장률(%) 39 43 45 18 25
신장률비(%)_
알칼리처리
91 93 93 83 87
신장률비(%)_
산처리
89 91 89 82 80
도막
형성
겉모양
표준양생 후 KS F 4921 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
온냉반복 후 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 균열발생
내알칼리성 후 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
내염수성 후 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
내투수성 KS F 4929 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음
저온 고온 반복 시험 KS F 4929 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
염화물이온침투저항성(C) KS F 2711 27 25 21 74 61
내약품성 황산 KS M ISO
2812-1
이상없음 이상없음 이상없음 부풀음 부풀음
염산 이상없음 이상없음 이상없음 부풀음 이상없음
인산 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
초산 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
수산화나트륨 이상없음 이상없음 이상없음 부풀음 이상없음
내굽힘성 KS F 4929 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내충격성 KS F 4929 이상없음 이상없음 이상없음 잔갈림 이상없음
내수성 KS M ISO
2812-1
이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내염수성 이상없음 이상없음 이상없음 부풀음 이상없음
내유성(휘발유) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내유성(경유) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내유성(등유) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내열성_끓는물 8시간침지 KS F 4936 이상없음 이상없음 이상없음 주름 이상없음
내한성_-50℃, 7일 KS F 4936 이상없음 이상없음 이상없음 잔갈림 잔갈림
내오염성 주택공사 전문시방-2006 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
음용수용출46개항목 먹는물
수질공정
시험법
용출안됨 용출안됨 용출안됨 용출안됨 용출안됨
불연재료(불연성, 가스유해성) 국토교통부고시 제 2015-744호 적합 적합 적합 부적합 적합
내마모성 (500g, 500회) (%) KS F 2813 0.05 0.02 0.01 0.25 0.11
오존균열시험 KS M ISO
1431-1
이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물과 비교하여 성능이 월등히 높은 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 (6)

  1. 테트라글리시딜 메틸렌 디아닐린(TGMDA) 30 내지 60 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 35 내지 65 중량% 및 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 주제(A) 및 폴리아미도아민 에피클로로히드린 수지 30 내지 40 중량%, 폴리아민 경화제 30 내지 40 중량%, 산무수물계 경화제 10 내지 20 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 세라믹 함유 성능개선 혼화제 1 내지 10 중량% 및 희석제 5 내지 15 중량%를 함유하는 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합하되;
    상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는
    부타디엔 고무 100 중량부, 산화아연(ZnO) 20 내지 50 중량부, 말라카이트(Malachite) 20 내지 50 중량부, 페트자이트(Petzite) 10 내지 30 중량부, 알루미늄 디에틸포스피네이트 10 내지 30 중량부, 스티렌-아크릴로니트릴-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부 및 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 아민 화합물 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물.
    [화학식 1]

    상기 식에서 n은 3 내지 9의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 말라카이트(Malachite)는 지방산에 의하여 표면이 개질된 것이고;
    상기 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)는
    말라카이트(Malachite) 분말 100 중량부를 20 내지 40 중량배의 정제수에, 지방산 30 내지 70 중량부 및 오가노 아미노 실란 1 내지 10 중량부와 함께 혼합 및 교반하여 수분산액을 제조하는 단계; 상기 수분산액에 알칼리 수용액을 첨가하여 pH를 9 내지 11 범위로 조절한 후, 교반하여 pH가 조절된 수분산액을 제조하는 단계; 및 상기 pH가 조절된 수분산액을 여과, 세척 및 건조하여, 지방산에 의하여 표면이 개질된 말라카이트(Malachite)를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것이고;
    상기 오가노 아미노 실란은 N-실릴-2,5-디메틸피롤, 1-실릴-7-아자인돌, 2,6-디메틸모르폴리노실란, 2-메틸피롤로디노실란, N-실릴데카히드로퀴놀린, 디시클로헥실아미노실란, N-프로필-이소프로필아미노실란, N-메틸시클로헥실아미노실란, N-에틸시클로헥실아미노실란, 알릴페닐아미노실란, N-이소프로필시클로헥실아미노실란, 알릴시클로펜틸아미노실란, 페닐시클로헥실아미노실란, 2-(N-실릴메틸아미노)피리딘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지방산은 불포화 지방산 및 니트로 지방산이 1: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합된 혼합 지방산인 것이고;
    상기 불포화 지방산은 올레산(Oleic acid), 팔미톨레산(Palmitoleic acid), 시스-헵타데세노익산(Cis-Heptadecenoic acid), 바크센산(Vaccenic acid), 엘라이드산(Elaidic acid), 리놀레산(linolenic acid), 아라키돈산(Arachidonic acid), 에이코센산(Eicosanoic acid), 에루스산(Erucic acid), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic acid, EPA), 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 네르본산 (Nervonic acid) 및 이들의 혼합 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 니트로 지방산은 9-니트로-9-시스-옥타데센산, 10-니트로-9-시스-옥타데센산, 9-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 12-니트로-옥타데카-9,11-디엔산 및 이들의 혼합 니트로 지방산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 함유 성능개선 혼화제는 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것이고;
    상기 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유는
    콩 껍질을 10 내지 20 중량배의 알칼리 수용액에 침지하여, pH를 12 내지 12.5 범위로 조정한 후, 가열하여 콩 껍질 섬유를 추출하는 추출액 제조단계; 상기 추출액을 여과하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 수득하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지를 2 내지 5 중량배의 정제수에 분산시키고 산을 이용하여 pH 6.5 내지 7.2로 중화하여 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액을 제조하는 단계; 상기 불용성의 콩 껍질 섬유 슬러지 분산액 100 중량부에 굴패각 분말 5 내지 10 중량부, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 1 내지 5 중량부, 차전자피 분말 1 내지 5 중량부 및 피브레이트 화합물 0.5 내지 2 중량부를 혼합하여, 혼합분산액을 제조하는 단계; 및 상기 혼합분산액을 여과 및 건조하여 굴패각 분말로 표면이 개질된 콩 껍질 섬유를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것이고;
    상기 피브레이트 화합물은 베자피브레이트, 클리노피브레이트, 클로피브레이트, 페노피브레이트, 베클로브레이트, 비니피브레이트, 시프로피브레이트, 에토피브레이트, 겜피브로질, 니코피브레이트, 피리피브레이트, 로니피브레이트, 시무피브레이트, 심피브레이트, 테오피브레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
    콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도료 조성물을 도포하여 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물의 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤 대응형 세라믹계 도막층의 표면에 일체형 표면보호제를 도포하여, 일체형 표면보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물의 시공방법.
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