KR102645516B1 - 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물로서;
상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것이고;
상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것이되;
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있고, 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, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 방지할 수 있는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것이고;
상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것이되;
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있고, 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, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 방지할 수 있는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있고, 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, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 방지할 수 있는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 사용기간이 경과됨에 따라 미세균열 및 이음부위의 작업불량, 외력에 의한 균열이나 박락이 발생될 수 있으며, 부식이 심화될 경우에는 내구성이 심하게 저하될 수 있는 문제점이 있다. 이러한 경우 콘크리트 구조물의 기능성을 손상시킬 뿐만 아니라, 외부의 수분이 콘크리트 내부로 용이하게 침투하게 되어 상기 문제점은 더욱 악화될 수 있다.
특히, 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. 또한, 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.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 고습윤 환경에서도 재료분리, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상을 방지하고, 타설 후에는 고습윤 환경에 노출된 수처리 구조물의 표면에 성능이 우수한 도막을 형성하여, 내구성 저하 및 노후화를 방지하고, 콘크리트 구조물의 효과적인 보수보강 및 표면보호가 가능한 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 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 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물로서;
상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것이고;
상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것이되;
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 제공한다.
상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말은 코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지를 1: 0.5 내지 2 중량비율로 혼합하여, 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 제조하는 단계; 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 1: 0.1 내지 0.2 중량비율로 포함하는 용액에, 상기 제조된 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 분산시켜 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 제조하는 단계; 상기 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 100 내지 150 ℃의 온도에서 고온 건조하는 건조단계; 및 상기 건조된 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 분쇄하여 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
상기 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 포함하는 용액은 다관능 옥세탄계 화합물을 1: 0.1 내지 0.2: 0.05 내지 0.1의 중량비율로 더욱 포함하는 것이고;
상기 다관능 옥세탄계 화합물은 비스[(3-메틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, 비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 하기 화학식 1로 표시되는 티옥트산 칼륨 염 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 도포하여 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 수처리 구조물의 시공방법을 제공한다.
상기 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤대응 기능성 도막층의 표면에 일체형 표면보호제를 도포하여, 일체형 표면보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 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, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하고, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 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.
도 1 및 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 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 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물로서;
상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것이고;
상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것이되;
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 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, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하고, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 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.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물은 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한다.
먼저, 상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것일 수 있다.
상기 주제(A)의 비스페놀A 에폭시 수지는 우수한 부착강도, 방수성, 휨강도, 인장강도, 내열성, 내수성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 비스페놀A 에폭시 수지는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 30 내지 60 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
상기 주제(A)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 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, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다. 이러한 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 35 내지 65 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 폴리피롤은 고습윤 환경에서도 수분과 분리될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성을 개선하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현하는 역할을 한다. 또한, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 내열성, 내수성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 하는 기능을 한다.
이러한 상기 폴리피롤은 피롤(pyrrole) 단량체를, 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid), 피롤-3-카르복실산(pyrrole-3-carboxylic acid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 피롤-카르복실산과 함께 중합시킨 카르복실화 폴리피롤을 사용하여, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제를 구성하는 다른 구성 성분들의 함량은 상기 폴리피롤 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 황산바륨은 접착강도, 압축강도, 내마모성, 내충격성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 황산바륨은 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 30 내지 50 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 황산바륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 황산바륨의 함량이 너무 많은 경우에는 유연성 및 휨강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물은 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내수성, 내식성, 내약품성의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 하는 기능을 한다.
이러한 상기 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물의 비제한적인 예를들면, 니혼쇼쿠바이사제 에포스타(EPOSTAR; 등록상표)의 M30를 사용할 수 있다.
상기 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물은 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 20 내지 30 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물의 함량이 너무 많은 경우에는 유연성 및 휨강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민은 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 내마모성, 방수성, 내수성, 내식성, 내약품성의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다.
상기 N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민은 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민의 함량이 너무 많은 경우에는 유연성 및 휨강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말은 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 방수성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다.
이러한 상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말은 코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지를 1: 0.5 내지 2 중량비율로 혼합하여, 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 제조하는 단계; 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 1: 0.1 내지 0.2 중량비율로 포함하는 용액에, 상기 제조된 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 분산시켜 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 제조하는 단계; 상기 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 100 내지 150 ℃의 온도에서 고온 건조하는 건조단계; 및 상기 건조된 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 분쇄하여 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
이때, 상기 플루오로벤조니트릴계 용매는 상기 코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지의 분산성을 개선하고, 경화 후, 휨강도, 인장강도, 방수성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성의 개선효과를 더욱 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 플루오로벤조니트릴계 용매는 2-플루오로벤조니트릴(2-fluorobenzonitrile), 4-플루오로벤조니트릴, 디플루오로벤조니트릴, 트리플루오로벤조니트릴, 2-클로로-4-플루오로벤조니트릴, 4-클로로-2-플루오로벤조니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 시아노에틸폴리비닐알코올은 조성물의 접착강도를 향상시키고, 경화 후, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성의 개선효과를의 더욱 향상시키는 기능을 한다.
또한, 상기 분쇄는 코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 평균입경이 0.1 내지 5 μm가 되도록 수행되는 것일 수 있다.
또한, 상기 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 포함하는 용액은 다관능 옥세탄계 화합물을 1: 0.1 내지 0.2: 0.05 내지 0.1의 중량비율로 더욱 포함하는 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 중성화 방지, 염해 저항성, 내수성, 내식성, 내약품성을 더욱 향상시키는 효과가 있다.
이때, 상기 다관능 옥세탄계 화합물은 비스[(3-메틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, 비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말은 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성 및 도막의 평활성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드는 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 압축강도, 휨강도, 인장강도, 내후성, 내오염성, 내열성, 내마모성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다.
이러한 상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드의 비제한적인 예를들면, 평균입경이 10 내지 80μm인 것이고, 쉘의 두께는 0.1 내지 2 μm인 것이고, 밀도는 0.125 내지 0.20 g/cc인 것을 사용할 수 있다.
상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드는 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드의 함량이 너무 많은 경우에는 도막의 평활성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 불소 함유 실란 화합물은 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 고습윤 환경에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에 내구성, 휨강도, 인장강도, 방수성, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내후성, 내오염성, 내수성, 내식성, 내약품성, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다.
이러한 상기 불소 함유 실란 화합물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 불소 함유 실란 화합물의 비제한적인 예를들면, 2-트라이에톡시실릴에틸펜타데카플루오르데실설파이드, 2-트라이메톡시실릴에틸펜타데카플루오르데실설파이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 불소 함유 실란 화합물은 상기 폴리피롤 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 불소 함유 실란 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 불소 함유 실란 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 내마모성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 조성물의 혼화성을 향상시키고, 방식성, 중성화 방지, 염해 저항성, 내열성, 내수성, 내식성, 내약품성을 더욱 향상시키기 위하여, 하기 화학식 1로 표시되는 티옥트산 칼륨 염 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
상기 주제(A)의 반응성 희석제는 조성물의 점도를 조절하고, 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 코팅의 유연성, 부착성능 및 시공작업성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 반응성 희석제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 주제(A)에 5 내지 35 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 반응성 희석제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 반응성 희석제의 비제한적인 예를들면, n-부틸글리시딜에테르, 폐닐글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, 카복실릭 글리시딜에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것일 수 있다.
상기 경화제(B)의 아민 경화제는 상기 주제를 경화시켜, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능을 향상시킴으로써, 우수한 부착강도, 방수성, 내수성, 내마모성 등의 우수한 도막성능을 구현하는 기능을 한다. 이러한 상기 아민 경화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 50 내지 70 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 아민 경화제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 아민 경화제의 비제한적인 예를들면, 에틸렌디아민(EDA), 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타아민(TEPA), 펜타에틸렌헥사아민(PEHA), 프로필렌디아민(PDA), N-3-아미노프로필 에틸렌디아민(N3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(N4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(N5), 1,6-헥산디아민, 3,3,5-트리메틸-1,6-헥산디아민, 3,5,5-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,2-디아미노시클로헥산, 1,3-디아미노시클로헥산, 1,4-디아미노시클로헥산, 수소화 오르토-톨루엔디아민, 수소화 메타-톨루엔디아민, 메타크실렌 디아민, 이소포론 디아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 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 경화촉진제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 경화촉진제의 비제한적인 예를들면, 디 부틸틴 디 아세데이트, 디부틸 틴 디라우레이트, 모노부틸 틴 옥사이드, 모노부틸 틴 클로라이드 디 하이드록시드, 부틸 틴 트리(2-에틸헥산네이트), 디부틸틴 멜라이트로 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 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, 내굴곡성, 내충격성, 균열저항성을 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 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 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있도록 하고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있으며, 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, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성을 향상시켜, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하는 기능을 한다. 이러한 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 1 내지 10 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
또한, 이러한 상기 경화제(B)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 상기 주제(A)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제의 종류, 함량 및 특징의 범위 내에서, 상기한 주제(A)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제와 서로 같거나 다른 것일 수 있다. 또한, 이러한 상기 경화제(B)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제의 종류, 함량, 함량의 임계적인 의의 및 특징은 상기 주제(A)의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제에서 설명한 바와 동일하다.
상기 경화제(B)의 반응성 희석제는 조성물의 점도를 조절하고, 균일하게 혼합될 수 있도록 하여, 코팅의 유연성, 부착성능 및 시공작업성을 향상시키는 기능을 한다. 이러한 상기 반응성 희석제는 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 경화제(B)에 5 내지 20 중량% 범위로 포함되는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 반응성 희석제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 반응성 희석제의 비제한적인 예를들면, n-부틸글리시딜에테르, 폐닐글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, 카복실릭 글리시딜에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 구현예는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 도포하여 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 수처리 구조물의 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 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 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물과 시공면 간의 부착력을 더욱 향상시키고 매끄러운 표면을 갖는 도막을 형성할 수 있도록 할 수 있다.
상기 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 도포하여 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계에서, 상기 조성물의 도포는 1 내지 5 회의 범위 내에서 수행될 수 있으며, 룰러, 도포기 등의 도포 장치 또는 도구로 도포될 수 있고, 분사기를 통해 분사 도포될 수 있다. 또한, 상기 고습윤대응 기능성 도막층의 두께는 0.1 내지 2 mm 범위가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤대응 기능성 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 상온 우레아계, 무용제 에폭시계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것 100 중량부에 대하여, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 50 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이로써, 본 발명의 고습윤대응 기능성 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 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
이러한 상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제의 구성성분의 종류, 함량, 함량의 임계적인 의의 및 특징은 상기 본 발명의 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물의 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제에서 설명한 바와 동일하다.
뿐만 아니라, 상기 일체형 표면보호제는 상온 우레아계, 무용제 에폭시계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것 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 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법에 의하면, 고습윤 환경에서도 수분과 분리되어 시공면에 우수한 부착강도로 부착될 수 있고, 습윤환경 대응성, 필요수분 유지성능 및 코팅의 유연성이 우수하여, 수처리 구조물에 대한 우수한 시공성능을 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 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, 균열저항성 등의 성능이 우수한 도막을 형성할 수 있고, 습도 내지 온도 변화에 따른 구조물의 수축과 팽창거동에 대한 대응성이 향상되어, 경화 및 접착불량, 부착강도의 저하현상, 균열, 박리 또는 박락 등을 방지하고, 구조물의 내구성 저하 및 노후화를 효과적으로 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.
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.
<제조예 1>
코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 제조
코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지를 1: 1 중량비율로 혼합하여, 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 정수슬러지는 정수과정에서 생긴 정수슬러지를 필터프레스로 압착한 후, 건조하여 함수율이 약 12 중량%으로 조절된 것을 사용하였다. 이후, 플루오로벤조니트릴계 용매(트리플루오로벤조니트릴) 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 1: 0.1 중량비율로 포함하는 용액에, 상기 제조된 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 분산시켜 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 제조하였다. 상기 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 125 ℃의 온도에서 고온 건조한 이후, 상기 건조된 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 평균입경이 약 3 μm가 되도록 분쇄하여 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 제조하였다.
<제조예 2>
코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 제조
상기 플루오로벤조니트릴계 용매로서, 트리플루오로벤조니트릴 만을 사용한 것을 대신하여, 2-플루오로벤조니트릴 및 트리플루오로벤조니트릴을 1: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 제조하였다.
<제조예 3>
코이어더스트-정수슬러지 복합분말의 제조
코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지를 1: 1 중량비율로 혼합하여, 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 정수슬러지는 정수과정에서 생긴 정수슬러지를 필터프레스로 압착한 후, 건조하여 함수율이 약 12 중량%으로 조절된 것을 사용하였다. 이후, 플루오로벤조니트릴계 용매(2-플루오로벤조니트릴 및 트리플루오로벤조니트릴을 1: 1 중량비율로 혼합한 것), 시아노에틸폴리비닐알코올 및 비스[(3-메틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르를 1: 0.1: 0.07 중량비율로 포함하는 용액에, 상기 제조된 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 분산시켜 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 제조하였다. 상기 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 125 ℃의 온도에서 고온 건조한 이후, 상기 건조된 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 평균입경이 약 3 μm가 되도록 분쇄하여 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 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 2: 1 중량비율(A:B)로 교반 및 혼합함으로써, 고습윤대응 방수·방수 기능성 하이브리드 코팅재 고강도 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
| 구분(중량%) | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 | 비교예2 | |
| [주제]비스페놀A 에폭시 수지 | 48 | 48 | 48 | 48 | 48 | |
| [주제]고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 |
37 | 37 | 37 | 37 | 37 | |
| (중량부) | 폴리피롤 | 100 | - | - | - | 100 |
| 카르복실화 폴리피롤 (1) | - | 100 | 100 | - | - | |
| 황산바륨 | 42 | 42 | 42 | 100 | 42 | |
| 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 (2) | 26 | 26 | 26 | - | - | |
| N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 | 7 | 7 | 7 | - | - | |
| 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 | 9 [제조예1] |
9 [제조예2] |
9 [제조예3] |
- | - | |
| 코이어더스트 | - | - | - | - | 9 | |
| 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 (3) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 불소 함유 실란 화합물_ 2-트라이메톡시실릴에틸펜타데카플루오르데실설파이드 |
3 | 3 | 3 | - | - | |
| 티옥트산 칼륨 염 [화학식1] |
- | - | 2 | - | - | |
| [주제]반응성 희석제_ 1,4-부탄디올디글리시딜에테르 |
15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
| 구분(중량%) | ||||||
| [경화제]아민 경화제_ 트리에틸렌테트라아민(TETA |
60 | 60 | 60 | 62 | 60 | |
| [경화제]경화촉진제_ 부틸 틴 트리(2-에틸헥산네이트) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| [경화제]실란 커플링제_감마-글리시독시프로필 트리메톡시실란 | 8 | 8 | 8 | 10 | 8 | |
| [경화제]고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 |
8 | 8 | 8 | - | 8 | |
| (중량부) | 폴리피롤 | 100 | 100 | - | - | 100 |
| 카르복실화 폴리피롤 (1) | - | - | 100 | - | - | |
| 황산바륨 | 37 | 37 | 37 | - | 37 | |
| 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 (2) | 25 | 25 | 25 | - | - | |
| N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 | 8 | 8 | 8 | - | - | |
| 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 | 4 [제조예1] |
4 [제조예3] |
4 [제조예3] |
- | - | |
| 정수슬러지 (4) | - | - | - | - | 4 | |
| 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 (3) | 5 | 5 | 5 | - | 5 | |
| 불소 함유 실란 화합물_ 2-트라이메톡시실릴에틸펜타데카플루오르데실설파이드 |
2.5 | 2.5 | 2.5 | - | - | |
| 티옥트산 칼륨 염 [화학식1] |
- | - | 2.5 | - | - | |
| [경화제]반응성 희석제_ 노닐페닐글리시딜에테르 |
14 | 14 | 14 | 18 | 14 | |
| (1) 카르복실화 폴리피롤: 피롤(pyrrole) 단량체를, 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid)과 함께 중합시킨 것을 사용함. (2) 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물: 니혼쇼쿠바이사제 에포스타(EPOSTAR; 등록상표)의 M30를 사용함. (3) 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드: 평균입경이 25 μm인 것이고, 쉘의 두께는 0.5 μm인 것이고, 밀도는 0.183 g/cc인 것을 사용함. (4) 정수슬러지: 정수과정에서 생긴 정수슬러지를 필터프레스로 압착한 후, 건조하여 함수율이 약 12 중량%으로 조절된 것을 사용함. |
||||||
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 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 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 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 | 0.24 | 0.13 | |
| 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 | 2.84 | 2.89 | 2.94 | 2.14 | 2.36 |
| 기건바탕_흡수후 | 2.88 | 2.91 | 3.03 | 1.79 | 2.27 | ||
| 습윤바탕_표준 | 2.76 | 2.80 | 2.87 | 2.03 | 2.39 | ||
| 습윤바탕_흡수후 | 2.81 | 2.85 | 2.91 | 1.92 | 2.30 | ||
| 수중침지상태에서 도포 | 2.13 | 2.22 | 2.24 | 1.85 | 1.91 | ||
| 인장강도(N/mm2) | 23 | 25 | 27 | 14 | 18 | ||
| 인장강도비(%)_ 알칼리처리 |
94 | 95 | 97 | 81 | 85 | ||
| 인장강도비(%)_ 산처리 |
90 | 92 | 94 | 72 | 78 | ||
| 신장률(%) | 49 | 52 | 53 | 23 | 37 | ||
| 신장률비(%)_ 알칼리처리 |
93 | 95 | 96 | 72 | 84 | ||
| 신장률비(%)_ 산처리 |
87 | 90 | 91 | 65 | 78 | ||
| 도막 형성 겉모양 |
표준양생 후 | KS F 4921 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 촉진내후성 후 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 균열발생 | 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 | 32 | 30 | 27 | 86 | 52 | |
| 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 | 부풀음 | 이상없음 | ||
| 수산화나트륨 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 부풀음 | 이상없음 | ||
| 내굽힘성 | KS F 4929 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | |
| 내충격성 | KS F 4929 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 잔갈림 | 잔갈림 | |
| 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 | 0.03 | 0.03 | 0.01 | 0.28 | 0.15 | |
| 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 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 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)
- 주제(A) 및 경화제(B)를 1 내지 7: 1 중량비율(A:B)로 혼합한 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물로서;
상기 주제(A)는 비스페놀A 에폭시 수지 30 내지 60 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 35 내지 65 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 35 중량%를 함유하는 것이고;
상기 경화제(B)는 아민 경화제 50 내지 70 중량%, 경화촉진제 1 내지 10 중량%, 실란 커플링제 1 내지 10 중량%, 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제 1 내지 10 중량% 및 반응성 희석제 5 내지 20 중량%를 함유하는 것이되;
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 폴리피롤 100 중량부, 황산바륨 30 내지 50 중량부, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물 20 내지 30 중량부, N,N'-디니트로소 펜타메틸렌 테트라민 1 내지 10 중량부, 코이어더스트-정수슬러지 복합분말 1 내지 10 중량부, 중공형 소다 라임 보로실리케이트 글래스 비드 1 내지 10 중량부 및 불소 함유 실란 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 코이어더스트-정수슬러지 복합분말은
코이어더스트(coir dust) 및 정수슬러지를 1: 0.5 내지 2 중량비율로 혼합하여, 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 제조하는 단계; 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 1: 0.1 내지 0.2 중량비율로 포함하는 용액에, 상기 제조된 코이어더스트-정수슬러지 혼합물을 분산시켜 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 제조하는 단계; 상기 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 100 내지 150 ℃의 온도에서 고온 건조하는 건조단계; 및 상기 건조된 코이어더스트-정수슬러지 슬러리를 분쇄하여 코이어더스트-정수슬러지 복합분말을 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 플루오로벤조니트릴계 용매 및 시아노에틸폴리비닐알코올을 포함하는 용액은 다관능 옥세탄계 화합물을 1: 0.1 내지 0.2: 0.05 내지 0.1의 중량비율로 더욱 포함하는 것이고;
상기 다관능 옥세탄계 화합물은 비스[(3-메틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, 비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]에테르, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸아크릴레이트, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 고습윤대응 기능성 하이브리드 혼화제는 하기 화학식 1로 표시되는 티옥트산 칼륨 염 0.1 내지 5 중량부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물.
[화학식 1]
- 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물 및 이를 이용한 수처리 구조물의 시공방법으로서,
콘크리트 구조물의 시공면을 고압세척 및 평활 처리함으로써, 바탕면을 정리하는 단계; 및 상기 정리된 바탕면에 상기 고습윤대응 방수·방식 기능성 하이브리드 고강도 코팅재 조성물을 도포하여 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물의 시공방법.
- 제5항에 있어서,
상기 고습윤대응 기능성 도막층을 형성하는 단계 이후, 상기 고습윤대응 기능성 도막층의 표면에 일체형 표면보호제를 도포하여, 일체형 표면보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물의 시공방법.
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