KR102630958B1 - 특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법 - Google Patents

특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노출 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 도장을 통해 방오, 방수 기능과 구조물의 내구 연한을 늘릴 수 있는 동시에, 무광 투명 도장재를 사용하여 기존 건축물에 적용시 표면 이질감을 최소화하고 자연스런 느낌이 나도록 함으로써 미적 미려함이 요구되는 노출 콘크리트 또는 벽돌 구조물에도 적용되는데 문제가 없는 내오염 도장재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법에 관한 것이다.

Description

특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법{Contamination-resistant paint composition using special acrylic binder resin, and surface protection method of concrete structures and brick structures using the same}
본 발명은 특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노출 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 도장을 통해 방오, 방수 기능과 구조물의 내구 연한을 늘릴 수 있는 동시에, 무광 투명 도장재를 사용하여 기존 건축물에 적용시 표면 이질감을 최소화하고 자연스런 느낌이 나도록 함으로써 미적 미려함이 요구되는 노출 콘크리트 또는 벽돌 구조물에도 적용되는데 문제가 없는 내오염 도장재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법에 관한 것이다.
일반적으로 옥외 환경에 노출되는 콘크리트 구조물 또는 벽돌 구조물은 오물, 기름, 먼지, 흙과 접촉하기 쉬운 바, 대기중 오염물이 구조물의 표면에 부착되거나 빗물이 구조물의 표면을 따라 흘러내릴 때 빗물 중 오염물이 표면에 부착되어 구조물의 표면을 오염시켜 외관을 더럽힐 수 있으며, 시간 경과에 따라 상기 오염물은 콘크리트 구조물의 표면 물성을 쉽게 저하시킬 수 있고, 결국 콘크리트 구조물의 사용 수명을 감소시키는 원인이 될 수 있다.
일반적인 노출 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물은 보통 발수제를 사용하여 시공 마감하는데, 유성 또는 수성 발수제 모두 분자량이 작고 부착력이 약하여 콘크리트 또는 벽돌 표면에서 외부 우수로 인해 1년이 안돼서 기능이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 극복하기 위하여 코팅을 할 수 있는 우레탄, 우레아 투명 코팅제를 사용하기도 하는데 이는 황변 현상 및 코팅제 박리로 인해 만족할만한 효과를 발휘하지는 못하고 있다.
이러한 구조물의 오염방지 및 내구성 저하를 감소시키기 위하여 구조물의 표면을 방오 도료 조성물로 포장하는 것에 관하여 일부 기술들이 제안되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0787477호, 대한민국 등록특허 제10-0937632호 및 대한민국 등록특허 제10-1353448호 등에서는 기존의 도료 조성물이 오염에 대한 저항성이 떨어지는 것을 해결하기 위하여 도막 표면에 내오염성을 향상시키는 기술을 제안하였다.
그러나 종래의 도료 조성물는 내구성이 많이 개선된 장점이 있으나 피도체와의 부착강도 면에서는 개선의 필요성이 있고, 구조물 표면이 미세먼지나 유기물에 의해 오염되는 것을 방지하는 특성도 부족하여 콘크리트 구조물 및 강재 구조물의 표면 보호 효과가 충분하지 못한 면이 있었다.
이러한 부착강도 측면의 문제점을 개선하기 위하여 본 출원인은 선출원 등록특허(특허 제10-2196664호)를 통해 방오성, 세정 용이성과 함께 유기무기 오염물질에 대한 자기세정 효과 및 결로방지 효과를 제공함과 동시에, 내구성 및 강도를 개선할 수 있는 망목 구조형 아크릴 수지를 이용한 초친수성 방오 도료 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 및 강재 구조물의 표면 보호 시공방법에 관하여 제안한바 있다.
이 특허에서는 아크릴 에멀젼 용액과 변성 실리케이트, 리시놀레이트, 촉매 등을 혼합해 반응시킴으로써 망목구조형 아크릴 수지를 형성하고 이것을 포함하는 아크릴계 베이스에 대해 실리카졸, 아크릴레이트 단량체 등을 중합하여 코어를 중합한 후, 상기 코어 표면에 알코올성 하이드록실기를 갖는 불포화 단량체, 불화마그네슘 등을 이용해 초친수성 쉘을 중합함으로써 초친수성 코어 쉘 구조의 방오 도료 조성물을 형성하고, 상기 형성된 초친수성 코어 쉘 구조의 방오 도료 조성물을 이용해 초고층 건물의 방오성을 향상시키며 자기 세정성과 함께 결로 방지 효과도 볼 수 있는 기술을 제안한바 있다.
그러나, 상기 특허에서의 초친수성 코어 쉘 구조의 방오 도료 조성물은 내오염 특성 및 방수 기능 면에서 추가 개선의 필요성이 있었으며, 특히 기존 건축물에 적용시 표면 이질감이 있어서 미적 미려함이 요구되는 노출 콘크리트 또는 벽돌 구조물에는 적용이 제한되는 한계점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0787477호 대한민국 등록특허 제10-0937632호 대한민국 등록특허 제10-1353448호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존에 본 출원인이 제안한 선출원 등록특허(특허 제10-2196664호)의 문제점을 보완하여 내오염 특성 및 방수 특성을 극대화하는 동시에, 무광 투명 도장재를 사용하여 기존 건축물에 적용시 표면 이질감을 최소화하고 자연스런 느낌이 나도록 함으로써 미적 미려함이 요구되는 노출 콘크리트 또는 벽돌 구조물에도 적용되는데 문제가 없는 내오염성 도장재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법에 관한 기술을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 구현예는
아크릴 에멀젼 용액 47 내지 63 중량%, 변성 실리케이트 22 내지 28 중량%, 테트라 알콕시 실리케이트 5 내지 17 중량%, 리시놀레에이트 1 내지 8 중량% 및 금속 스테아레이트 1 내지 23 중량%를 혼합한 후, 금속촉매 0.1 내지 9 중량%를 혼합하여 200 내지 500 ℃ 온도에서 반응시킴으로써 망목구조형 아크릴 수지를 제조하고, 상기 제조된 망목구조형 아크릴 수지 50 ~90 중량부를 기준으로 실란 0.5~5.0 중량부, 흄드실리카 0.5~10.0 중량부, 윤활제 0.1~3.0 중량부, 도막조제 1~10.0 중량부, 섬유분말 1~10 중량부, 음이온계 계면활성제 0.05~1.0 중량부, 소포제 0.1~3.0 중량부, 유동화제 0.5~3.0 중량부, pH 조절제 0.5~5 중량부, 증점제 0.5~3.0 중량부, 방부제 0.05~3.0 중량부 및 평활제 20~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서,
상기 망목구조형 아크릴 수지에 있어서,
상기 변성 실리케이트는 리튬 마그네슘 소듐 실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 소듐 마그네슘 실리케이트, 리튬 마그네슘 실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 금속 스테아레이트는 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K), 나트륨(Na), 납(Pb), 리튬(Li) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 스테아레이트인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실란은 평균 입경이 0.1~3 nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 윤활제는 프로필렌글리콜인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 구현예는
콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법으로서,
콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 불순물 또는 열화부위를 제거하고 청소하는 단계;
상기 청소된 부위에 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계;
상기 정리된 바탕면에 표층 강화제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
상기 형성된 프라이머층에 본 발명에 따른 상기 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 내오염 도장 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프라이머층은 상기 표층 강화제로서 침윤 강화 프라이머를 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법에 따르면,
기존 기술과 대비하여 내오염 특성 및 방수 특성을 더욱 극대화할 수 있으며, 무광 투명 도장재를 사용하여 기존 건축물에 적용함에 따라 표면 이질감을 최소화하고 자연스런 느낌이 나도록 함으로써 미적 미려함이 요구되는 노출 콘크리트 또는 벽돌 구조물에도 적용되기에 적합하다.
또한, 콘크리트 구조물 또는 벽돌 구조물 모재와의 부착성과 장기 내구성이 우수하고, 특히 내화학성, 방수성, 내자외선 성능 등의 특성도 우수하여 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 효과가 장기간 유지될 수 있는 장점이 있다.
이에 따라 콘크리트 구조물를 장수명화할 수 있고, 콘크리트의 공극을 고밀도화시킴으로써 방수 효과를 증대시킬 수 있으므로 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물을 보호할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 특수 아크릴 바인더 수지를 이용한 내오염 도장 조성물은 아크릴 에멀젼 용액 47 내지 63 중량%, 변성 실리케이트 22 내지 28 중량%, 테트라 알콕시 실리케이트 5 내지 17 중량%, 리시놀레에이트 1 내지 8 중량% 및 금속 스테아레이트 1 내지 23 중량%를 혼합한 후, 금속촉매 0.1 내지 9 중량%를 혼합하여 200 내지 500 ℃ 온도에서 반응시킴으로써 망목구조형 아크릴 수지를 제조하고, 상기 제조된 망목구조형 아크릴 수지 50 ~90 중량부를 기준으로 실란 0.5~5.0 중량부, 흄드실리카 0.5~10.0 중량부, 윤활제 0.1~3.0 중량부, 도막조제 1~10.0 중량부, 섬유분말 1~10 중량부, 음이온계 계면활성제 0.05~1.0 중량부, 소포제 0.1~3.0 중량부, 유동화제 0.5~3.0 중량부, pH 조절제 0.5~5 중량부, 증점제 0.5~3.0 중량부, 방부제 0.05~3.0 중량부 및 평활제 20~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 망목구조형 아크릴 수지는 방오성, 세척편리성과 함께 강도 및 내구성을 개선하고, 특히, 표면의 내열성, 내산성, 표면 경도와 마모 성능을 매우 개선하는 기능을 한다.
상기 망목구조형 아크릴 수지는 아크릴 에멀젼 용액 47 내지 63 중량%, 변성 실리케이트 22 내지 48 중량%, 테트라 알콕시 실리케이트 5 내지 17 중량%, 리시놀레에이트 1 내지 8 중량% 및 금속 스테아레이트 1 내지 23 중량%를 혼합한 후, 금속촉매 0.1 내지 9 중량%를 혼합하여, 200 내지 500 ℃ 온도에서 반응시킴으로써, 제조된 것을 사용하여, 안정적인 도막을 치밀하게 형성할 수 있고, 이로써, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 아크릴 에멀젼 용액은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 메틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 스티렌, 알파-메틸 스티렌, (메트)아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 모노머; 및 (메트)아크릴산, 이타콘산, 퓨마르산, 크로톤산, 말레산, 모노메틸 이타코네이트, 메틸 퓨마레이트, 모노부틸 퓨마레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산성 모노머를 수중에서 가교 반응시킨 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱 바람직하기로는 메틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴로니트릴을 2: 1: 1: 0.5 중량비율로 혼합한 모노머와; (메트)아크릴산 및 모노메틸 이타코네이트를 1: 1 중량비율로 혼합한 산성 모노머를 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 변성 실리케이트는 상기한 효과와 함께 구조물의 구체에 대한 도막의 부착력 및 침투성능을 매우 개선할 수 있는 효과가 있다. 이러한 상기 변성 실리케이트는 리튬 마그네슘 소듐 실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 소듐 마그네슘 실리케이트, 리튬 마그네슘 실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱 바람직하기로는 소듐 마그네슘 실리케이트, 리튬 마그네슘 실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 테트라 알콕시 실리케이트는 상기 변성 실리케이트와 함께 도막의 친수성을 제공할 수 있도록 하여 내오염성을 더욱 개선하고, 구조물의 구체에 대한 도막의 부착력 및 침투성능을 매우 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 리시놀레에이트는 도막의 친수성을 안정적으로 제공할 수 있도록 하여 내오염성을 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 금속 스테아레이트는 상기한 효과와 함께 보관 안정성을 매우 향상시켜 상기한 효과가 오랜시간 유지될 수 있도록 한다. 이러한 상기 금속 스테아레이트는 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K), 나트륨(Na), 납(Pb), 리튬(Li) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 스테아레이트인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 금속촉매는 철(Fe), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 망목구조형 아크릴 수지는 전체 도장 조성물 중에 50 내지 90 중량부의 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 망목구조형 아크릴 수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 성능 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 망목구조형 아크릴 수지의 함량이 너무 많은 경우에는 경제성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에서 상기 망목구조형 아크릴 수지와 구조적으로 결합하여 내오염, 방수성을 높이는 기능을 하며, 상기 망목구조형 아크릴 수지에서 남아 있는 선형 구조의 아크릴과 상기 실란이 반응을 함으로써 더욱 촘촘한 구조의 네트워크 구조를 형성할 수 있도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 실란은 또한 유기물인 아크릴 수지와 무기물인 흄드실리카의 혼합을 유도하는 기능을 하는 것으로서, 트리알콕시계 실란, 디알콕시계 실란를 사용할 수 있으며, 실란 입자는 평균 입경이 0.1~3nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 그 사용량은 0.5~5.0 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 0.5 중량부 미만이면 효과가 떨어지고, 5.0 중량부를 초과하면 경제성이 떨어지고 흄드실리카와의 이형 효과로 접착력이 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 흄드실리카는 본 발명에 따른 내오염 도장 조성물에 적용시 광택을 줄이는 역할을 함으로써 무광 형태의 도장재가 형성되도록 하여 노출 콘크리트 및 벽돌 구조물 표면에 시공시 건물의 외부 변화 없이 시공이 가능하도록 하는 역할을 하며, 동시에 도장재 조성물의 내수성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 흄드실리카는 0.5~10.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하며, 0.5 중량부 미만이면 광택도를 줄이는 효과가 떨어지고 10.0 중량부를 초과하면 도장재의 내수성이 오히려 떨어질 수 있다.
본 발명에서 상기 윤활제와 도막 조제는 본 발명에 따른 내오염 도장 조성물의 작업성을 위한 성분으로서, 상기 윤활제로는 프로필렌글리콜을 사용할 수 있으며, 도막 조제는 상용화된 제품을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 윤활제는 0.1~3.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하고, 상기 도막조제는 1.0~10.0 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 섬유분말은
본 발명에서 상기 음이온계 계면활성제는
상기 소포제는 도막 내의 기공을 제거하여 강도 및 내구성을 높이는 기능을 한다. 상기 소포제는 상기 아크릴계 베이스재에 대하여, 0.01 내지 5 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로 실리콘유 등을 사용할 수 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등을 사용할 수 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
상기 유동화제는 셀프레벨링 성능을 개선하는 기능을 한다. 상기 유동화제는 상기 아크릴계 베이스재에 대하여, 0.01 내지 5 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 강도 및 작업성을 고려하여, 폴리카본산계 유동화제를 사용하는 것이 좋다.
상기 평활제는 붓자국, 로울러 자국, 오렌지필, 분화구현상, 핀홀, 색얼룩 등의 표면 결함을 방지하는 기능을 한다. 상기 평활제는 상기 아크릴계 베이스재에 대하여, 0.01 내지 5 중량%로 함유되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 평활제는 폴리아크릴산계, 폴리비닐에테르계, 실록산계, 실리콘계 또는 불소계 계면활성제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 섬유분말은 도장재 조성물에 내구성을 부여하는 역할을 하며, 셀룰로오스계 천연 섬유 또는 유리섬유, 탄소섬유, 합성섬유(나일론, PE, PP 등), 탄소나노튜브 등을 사용할 수 있다. 상기 섬유분말의 평균 길이는 0.3~2mm가 바람직하다. 상기 섬유분말의 평균 길이가 0.3mm보다 작으면 흄드실리카 등과 혼합되어 서로 응집됨으로써 내구성을 증대시키기 어려우며, 2.0mm를 초과하면 교반이 어렵고 도포 작업이 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 음이온계 계면활성제는 수지의 콜로이드 상태를 유지하는 역할을 하는 것으로서, 음이온계 폴리머 계면활성제를 0.05~1.0 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 그 사용량이 0.1 중량부 미만이면 콜로이드 효과가 떨어지고, 1 중량부를 초과하면 효과 대비 과첨가로 인한 원가 상승으로 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명에서 상기 소포제는 도막 내의 기공을 제거하여 강도 및 내구성을 높이는 기능을 한다. 상기 소포제는 상기 도장재 조성물 전체에 대해, 0.01 내지 3 중량부로 함유되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로 실리콘유 등을 사용할 수 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등을 사용할 수 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
본 발명에서 상기 유동화제는 작업성과 내구성을 증대하는 역할을 하는 것으로서, 0.5~3.0 중량부의 범위에서 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 유동화제는 셀프레벨링 성능을 개선하는 기능을 한다. 상기 유동화제는 상기 도장재 조성물 전체에 대해, 0.01 내지 3 중량부로 함유되는 것이 바람직하다. 이러한 상기 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 강도 및 작업성을 고려하여, 폴리카본산계 유동화제를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 상기 pH 조절제는 칼륨메틸 실리코네이트를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 0.5~5 중량부의 범위로 첨가하여 중성화된 콘크리트의 알카리 표면 복구 성능을 발휘하도록 할 수 있고 도장재 조성물의 저장안정성을 높여줄 수 있다. 본 발명에서 상기 흄드실리카는 pH에 민감하여 증점제 선정이 중요한데, 본 발명에서는 아크릴계 증점제를 사용하여 흄드실리카의 침강을 방지할 수 있다. 이때 알칼리 증점제의 기능이 발휘되도록 하기 위해 pH를 9 이상으로 조절해야 하는데, 이때 상기 pH조절제를 0.5~5.0 중량부의 범위로 사용함으로써 흄드실리카의 침강을 방지하여 저장안정성을 높일 수 있다.
이어서, 도장재 조성물의 장기 보관안정성을 증가시키기 위해 방부제를 0.05~3.0 중량부의 범위에서 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 평활제는 붓자국, 로울러 자국, 오렌지필, 분화구현상, 핀홀, 색얼룩 등의 표면 결함을 방지하는 기능을 한다. 상기 평활제는 물 또는 알코올 또는 에테르를 사용할 수 있으며 20 내지 50 중량부로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 내오염 도장 조성물의 중요한 제조 방법으로는, 저장안정성과 각각의 원료들이 혼합이 잘 되도록 하는 방법으로, 특히 상기 흄드실리카는 미세 분말로 교반 및 안정화가 되지 않으면 가라앉을 수 있기 때문에 증점제를 사용하여 제조한다.
구체적으로 상기 흄드실리카는 pH에 민감하기 때문에 증점제 선정이 매우 중요하며 아크릴계 증점제들은 대부분 pH가 9 이상이여야만 증점이 되기 때문에 사전에 평활제(물), 도막조제 및 흄드실리카를 고속(약 500rpm) 믹서를 이용해서 따로 첨가한다. 먼저 제조된 망목구조형 아크릴 수지에 소포제, 섬유분말, 유동화제, 방부제, 윤활제(프로필렌글리콜), 실란을 넣고 약 300rpm으로 혼합하면서 여기에 사전에 제작한 물, 도막조제, 흄드실리카가 혼합된 것을 넣어 준다. 그리고 마지막에 증점제를 넣고 1시간 교반하면 내오염 도장 조성물의 제조가 완료된다.
본 발명에 따른 상기 내오염 도장 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물 또는 벽돌 구조물의 표면을 보호 시공하는 공법은 하기와 같다. 즉,
콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법으로서,
콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 불순물 또는 열화부위를 제거하고 청소하는 단계;
상기 청소된 부위에 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계;
상기 정리된 바탕면에 표층 강화제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
상기 형성된 프라이머층에 본 발명에 따른 상기 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물을 도포하는 단계; 및
상기 내오염 도장 조성물을 양생하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 불순물 또는 열화부위를 제거하고 청소하는 단계는 구조물의 불순물 또는 열화부위를 그라인더, 평삭기, 숏블라스터, 핸드 워터젯, 고압살수기 등으로 제거하고, 진공 흡입기 등으로 청소할 수 있다.
상기 청소된 부위에 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계는 청소된 부위의 균열, 홈, 핀홀 등을 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리할 수 있다.
이때, 상기 속경성 퍼티재는 에폭시 퍼티, 우레탄 퍼티 및 초속경 시멘트계 퍼티 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 정리된 바탕면에 표층 강화제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계는 상기 내오염 도장 조성물의 부착력을 개선하고, 물의 침투와 염소이온 침투를 억제하며, 내수성 및 방수성을 개선하기 위하여 수행될 수 있다.
이때 상기 표층 강화제는 도장재 조성물의 콘크리트 구조물 부위로의 접착력을 강화하는 역할을 하며, 침윤강화 프라이머를 사용함으로써 구조물이 중성화된 구조물인 경우 알칼리 회복을 유도할 수 있고 공극 부위를 밀실하게 채운 상태에서 구조물을 강화할 수 있는 효과가 있다.
이때 상기 침윤강화 프라이머는 구체적으로, 콜로이달 실리카 15~25 중량부, 소듐 실리케이트 5~10 중량부, 실란 0.1~1 중량부, 알콜계 용매 1~3 중량부, 음이온계 계면활성제 0.1~1 중량부, 소포제 0.05~0.3 중량부, 분산제 0.05~0.3 중량부, pH 조절제 0.5~5 중량부, 방부제 0.1~1 중량부 및 물 50~70 중량부를 포함하여 구성된 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 침윤강화 프라이머를 구성하는 성분들은 상기 본 발명에 따른 도장재 조성물에 사용되는 성분들 중 일부와 유사한 성분을 사용할 수 있으며 이에 관해서는 중복 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 침윤강화 프라이머를 이루는 성분 중 상기 알콜계 용매로는 예를 들어 벤질 알콜을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 1~3 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 그 사용량이 1 중량부 미만이면 콜로이탈 실리카, 소듐 실리케이트, 실란의 혼합 안정성이 떨어지며, 3 중량부를 초과하면 층분리가 발생할 수 있다.
본 발명에서, 프라이머로서 상기 침윤강화 프라이머를 사용할 경우 다양한 입경을 갖는 성분을 포함하는 침윤 강화 프라이머를 이용하여 기존 콘크리트의 중성화된 부분을 알칼리 회복하는 것이 가능하며, 불규칙한 콘크리트 구조물 속의 공극을 밀실하게 채워줄 수 있는 침윤 성능이 탁월한 실리카졸을 포함하는 침윤 강화 프라이머를 이용하여 콘크리트 구조물에 적용함으로써 중성화 부분을 회복하고 동시에 콘크리트 모체 자체의 구조를 강화할 수 있는 효과가 있다.
이어서, 상기 형성된 프라이머층에 상기 본 발명에 따른 내오염 도장 조성물을 도포하는 단계는 도장재 조성물을 붓, 롤러, 에어리스, 뿜칠 장비 등을 이용하여 도포할 수 있다.
이후 상기 도로포딘 본 발명에 따른 내오염 도장 조성물을 자연 경화(양생)함으로써 표면 보호 시공이 완료될 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예예 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
(실시예 1)
망목구조형 아크릴 수지의 제조
메틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴로니트릴을 2: 1: 1: 0.5 중량비율로 혼합한 모노머와; (메트)아크릴산 및 모노메틸 이타코네이트를 1: 1 중량비율로 혼합한 산성 모노머를 수중에서 가교 반응시킨 아크릴 에멀젼 용액 52 중량%, 소듐 마그네슘 실리케이트 28 중량%, 테트라 알콕시 실리케이트 7 중량%, 리시놀레에이트 3 중량% 및 아연 스테아레이트 9 중량%를 혼합한 후, 백금(Pt) 촉매 1 중량%를 혼합하여, 약 250 ℃ 온도에서 반응시킴으로써, 망목구조형 아크릴 수지를 제조하였다.
내오염 도장 조성물의 제조
상기 제조된 망목구조형 아크릴 수지 62 중량부, 트리알콕시계 실란(평균 입경이 약 2.0nm) 3.0 중량부, 흄드실리카 1.5 중량부, 윤활제(프로필렌글리콜) 0.3 중량부, 도막조제(TEXANOL) 4.45 중량부, 섬유분말(평균길이 0.5mm인 셀룰로오스계 섬유분말) 5 중량부, 음이온계 계면활성제 0.5 중량부, 소포제(BYK028) 1.12 중량부, 유동화제 0.5 중량부, pH 조절제 3 중량부, 알칼리계 증점제 2.0 중량부, 방부제 1.0 중량부 및 평활제(물) 30 중량부를 혼합하여, 도장 조성물을 제조하였다.
구체적으로 사전에 평활제(물), 도막조제 및 흄드실리카를 고속(약 500rpm) 믹서를 이용해서 따로 제조하고, 상기 제조된 망목구조형 아크릴 수지에 소포제, 섬유분말, 유동화제, 방부제, 윤활제(프로필렌글리콜), 실란을 넣고 약 300rpm으로 혼합하면서 여기에 사전에 제작한 물, 도막조제, 흄드실리카가 혼합된 것을 넣어준 다음, 마지막에 증점제를 넣고 1시간 교반하여 본 발명에 따른 내오염 도장 조성물을 제조하였다.
[성능 평가]
상기 실시예 1에서 얻어진 샘플을 이용하여 하기 표 1의 시험법에 따라 부착강도를 측정하였다. 시험 방법은 전용 프라이머 도포 후 도장 조성물을 2회 도포하여 침지 후 부착강도를 측정하였다.
시험개요 비고
바탕판 콘크리트판 + 전용 프라이머 도포
양생 최종 도장재 도장 후 7일 양생
침지 28일 침지
침지 후 처리 표면 물기 제거 후 바로 지그 부착
지그 부착 2개 지그 부착
부착강도 지구 부착 2시간 후 부착강도 측정
상기 시험 방법에 따른 결과는 표 2와 같았다.
시험항목 양생일 및 기타 시험결과 시험방법
부착강도(N/mm2) 28일 2.20 KS F 4042
(비교예)
실시예 1에 따른 조성과 동일하게 실시하되 흄드 실리카 함량에 따른 광택도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 광택도
흄드실리카 1.5 중량부

흄드실리카 2.5 중량부

흄드실리카 3.5 중량부

상기 시험 결과로부터 흄드실리카 함량에 따른 광택도 차이는 거의 없음을 확인하였다.
이상과 같이, 본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (6)

  1. 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법으로서,
    콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 불순물 또는 열화부위를 제거하고 청소하는 단계;
    상기 청소된 부위에 속경성 퍼티재를 이용하여 바탕면을 정리하는 단계;
    상기 정리된 바탕면에 표층 강화제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 형성된 프라이머층에 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물 표면 보호용 내오염 도장 조성물은 아크릴 에멀젼 용액 47 내지 63 중량%, 변성 실리케이트 22 내지 28 중량%, 테트라 알콕시 실리케이트 5 내지 17 중량%, 리시놀레에이트 1 내지 8 중량% 및 금속 스테아레이트 1 내지 23 중량%를 혼합한 후, 금속촉매 0.1 내지 9 중량%를 혼합하여 200 내지 500 ℃ 온도에서 반응시킴으로써 망목구조형 아크릴 수지를 제조하고, 상기 제조된 망목구조형 아크릴 수지 50 ~90 중량부를 기준으로 실란 0.5~5.0 중량부, 흄드실리카 0.5~10.0 중량부, 윤활제 0.1~3.0 중량부, 도막조제 1~10.0 중량부, 섬유분말 1~10 중량부, 음이온계 계면활성제 0.05~1.0 중량부, 소포제 0.1~3.0 중량부, 유동화제 0.5~3.0 중량부, pH 조절제 0.5~5 중량부, 증점제 0.5~3.0 중량부, 방부제 0.05~3.0 중량부 및 평활제 20~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 프라이머층은 상기 표층 강화제로서 침윤 강화 프라이머를 도포하는 것을 특징으로 하되, 상기 침윤 강화 프라이머는 콜로이달 실리카 15~25 중량부, 소듐 실리케이트 5~10 중량부, 실란 0.1~1 중량부, 알콜계 용매 1~3 중량부, 음이온계 계면활성제 0.1~1 중량부, 소포제 0.05~0.3 중량부, 분산제 0.05~0.3 중량부, pH 조절제 0.5~5 중량부, 방부제 0.1~1 중량부 및 물 50~70 중량부를 포함하여 구성되어, 중성화된 구조물의 알칼리 회복을 유도하고 불규칙한 콘크리트 구조물 속의 공극을 밀실하는 채운 상태에서 구조물을 강화하여 콘크리트 모체 자체의 구조를 강화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 망목구조형 아크릴 수지에 있어서,
    상기 변성 실리케이트는 리튬 마그네슘 소듐 실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 소듐 마그네슘 실리케이트, 리튬 마그네슘 실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 금속 스테아레이트는 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K), 나트륨(Na), 납(Pb), 리튬(Li) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 스테아레이트인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 실란은 평균 입경이 0.1~3 nm인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 윤활제는 프로필렌글리콜인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 및 벽돌 구조물의 표면 보호 공법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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