KR20050047004A - 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 관한 것으로, 특히 고무라텍스 또는 에멀젼 수지, 내열성 증강제, OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼, 무기충진제, 칙소제, 및 물을 함유하는 주제와 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제를 포함하는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물은 독성 방출, 오존 고갈, 가연성, 함불소 화합물 발생 등으로 환경파괴를 야기하던 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고 인체친화적일 뿐만 아니라, 온돌마루판 제조 및 온돌마루 시공시 상온 또는 가온시에도 내열성, 내수성, 및 내열수성의 물성이 우수하며, 접착성 및 작업성이 우수한 효과가 있다.

Description

온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물 {TWO-COMPONENT TYPE WATER-SOLUBLE ADHESIVE COMPOSITION FOR KOREAN UNDER-FLOOR HEATING FLOOR}
본 발명은 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 독성 방출, 오존 고갈, 가연성, 함불소 화합물 발생 등으로 환경파괴를 야기하던 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고 인체친화적일 뿐만 아니라, 온돌마루판 제조 및 온돌마루 시공시 상온 또는 가온시에도 내열성, 내수성, 및 내열수성의 물성이 우수하며, 접착성 및 작업성이 우수한 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 관한 것이다.
인류는 삶의 질 향상을 위해 노력한 결과 많은 성과를 거두고는 있으나, 그 결과에서 파생되는 환경오염으로 인해 삶의 질에 심각한 위협을 받고 있다. 그 중에 문제가 되고 있는 것이 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOCs)과 유해대기오염물질(hazardous air pollutants, HAPs)이며, 이들을 감축하기 위한 것이 중요한 정책수단이 되고 있다.
국내에서 휘발성 유기화합물은 "탄화수소류 중 레이드 증기압이 10.3 킬로파스칼(또는 1.5 psia) 이상인 석유화학제품·유기용제 기타 물질로서 환경부장관이 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여 고시하는 물질(대기환경보전법 시행령 제39조제1항)"로 정의되며, 현재 규제 대상물질로는 휘발성이 높은 벤젠, 톨루엔, 휘발유 등 37 개의 석유화학제품, 유기용제, 및 기타물질이 있다.
이와는 별도로 실내공기오염방지법이 제정되어 시행되고 있다. 실내공기오염은 건물의 기밀화, 단열화가 진행되는 중에 건축자재, 마감재 등으로부터 방출되는 포름알데히드, 유기용제 등의 화학물질이 원인이 되며, 이로 인하여 발생하는 두통과 호흡기질환 등의 현상이 식크하우스증후군, 화학물질과민증이라 불리는 질병을 야기시키고 있으며, 이에 따라 실내공기오염에 의한 질병이 사회적으로 커다란 문제가 되고 있다.
1970 년대 이후 우레아 수지 등의 포름알데히드계 열경화성 수지 접착제를 사용한 합판, 보드류로 제작한 가구와 주택 등의 일부에서 방출된 포름알데히드가 인체에 유해함이 알려지면서 포르말린 공해 문제가 대두되었고, 이로 인해 접착제에서 비포르말린계 목재용 접착재의 실험이 많이 이루어졌는데, 이런 비포르말린계 수지로는 촉매경화형 등의 변성 초산비닐계 에멀젼, 이소부텐-무수말레인산 수지(α-올레핀계), 또는 수성비닐 우레탄계 접착제 등이 있다. 이와 같은 배경에서 새롭게 개발된 수성비닐 우레탄계 접착제는 그 특성과 사용방법의 용이함으로 인해 많은 목재, 목질재료의 접착제로 발전되어왔다.
종래 수성비닐 우레탄계 접착제는 주로 동남아 등지에서 집성목 제조시에 열경화성 레조시놀 수지 접착제에 필적하는 내열수성을 가지면서도 친환경형 접착제로 개발되어 사용되어져 왔으나, 그 용도가 집성용 전용 접착제(laminated wood)로 한정되어 국내 특성상 필요시되는 온돌마루용 접착제로 사용할 경우 내열성, 내수성, 내열수성 등의 물성, 다양한 피착재에 대한 접착력 등에 대한 개선이 더욱 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 독성 방출, 오존 고갈, 가연성, 함불소 화합물 발생 등으로 환경파괴를 야기하던 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고, 시공시 또는 시공 후 심한 약품냄새의 발생을 억제하여 별도의 환기를 시키지 않고도 작업자가 작업하기에 용이하고, 입주자가 시공한 건물에 입주하였을 경우 코끝을 찌르는 듯한 불쾌취를 느끼지 않고 편안하게 생활할 수 있어 인체친화적인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 환경친화적이고 인체친화적일 뿐만 아니라, 동시에 온돌마루에 적용시 상온 또는 가온시에도 우수한 접착력, 내열성, 내수성, 내열수성 등의 물성을 나타낼 수 있는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 온돌마루에 적용시 상온 또는 가온시에도 우수한 접착력, 내열성, 내수성, 내열수성 등의 물성을 나타낼 수 있으며, 온돌마루판, PVC를 비롯한 플라스틱판, 시멘트 바닥면 등의 다양한 피착재에 대하여 우수한 접착력을 나타낼 수 있는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 온돌마루판 제조시 스프레더(spreader) 작업성에 적합한 유동성 및 흐름성, 합판의 편차 및 흡수도의 차이에 적합한 침투성과 칙소성을 가질 뿐만 아니라, 동시에 온돌마루 시공시 헤라 작업성에 맞는 도포성, 골생김성, 및 높은 점도를 가지며, 가사시간, 접착력, 및 내열성이 우수한 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 있어서,
a)ⅰ) 고무라텍스 또는 에멀젼 수지 20 내지 100 중량부;
ⅱ) 내열성 증강제 0.1 내지 50 중량부;
ⅲ) OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼 5 내지 50 중량부;
ⅳ) 무기충진제 5 내지 100 중량부;
ⅴ) 칙소제 1 내지 20 중량부; 및
ⅵ) 물 1 내지 50 중량부
를 함유하는 주제; 및
b) 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제
를 10 : 0.5∼2.0 중량비로 포함하는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물은 고무라텍스 또는 에멀젼 수지, 내열성 증강제, OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼, 무기충진제, 칙소제, 및 물을 함유하는 주제와 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제를 10 : 0.5∼2.0 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 바, 상기 수성접착제 조성물은 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고 인체친화적이고, 온돌마루판 제조 및 온돌마루 시공시 상온 또는 가온시에도 우수한 내열성, 내수성, 내열수성, 접착성, 및 작업성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅰ)의 고무라텍스 또는 에멀젼 수지는 주제에 주성분으로 사용된다.
상기 고무라텍스는 클로로프렌 고무(chloroprene rubber, CR), 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(acrylo nitrile butadiene, NBR), 메틸메타크릴레이트-부타디엔 고무(methyl methacrylate butadiene, MBR), 폴리부타디엔 고무(polybutadiene, BR), 또는 부틸 고무 등을 사용할 수 있다.
상기 에멀젼 수지는 물에 유화제를 첨가하여 유화중합시켜 물이 20∼60 % 함유된 유화상태인 것이 바람직하다.
상기 에멀젼 수지에 사용되는 수지는 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate, EVA), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 수용성 아크릴 수지, 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate, PVAC), 폴리부타디엔, 폴리염화비닐리덴, 또는 폴리우레탄(polyurethane, PU) 등을 사용할 수 있으며, 특히 에틸렌 비닐 아세테이트의 경우 응집력이 강하여 접착제 조성물의 강도를 일정 정도로 유지할 수 있어 더욱 효과적이다.
상기 고무라텍스는 또는 에멀젼 수지는 주제에 20 내지 100 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 접착제 조성물에 응집력을 부여함으로써 접착제 조성물이 적정범위의 강도를 유지하도록 하여 작업도중 발생할 수 있는 마루판의 휨 현상을 방지하여 작업성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅱ)의 내열성 증강제는 수성접착제 조성물에 내열성을 증강시키는 작용을 한다.
상기 내열성 증강제는 수용성 우레탄 수지, 수용성 에폭시 수지, 실란계 수지, 폴리부타디엔계 변성 폴리머, 불소 변성 폴리머, 지방산 변성 폴리머, 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenylene oxide, 변성 PPO) 등을 사용할 수 있으며, 특히 수용성 우레탄 수지 또는 수용성 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 내열성 증강제는 내열성이 적은 합판 또는 MDF(midium density fiber board)의 제1피착면과 멜라민 합침판(high pressure melamin sheet, HPM) 또는 무늬목의 제2피착면을 접착시키거나, 온돌마루판과 시멘트 바닥면을 접착시킬 경우에는 내열성 향상을 위하여 다량의 함유되는 것이 좋으며, 내열성이 우수한 PVC판을 피착면으로 하는 경우에는 소량으로 함유되는 것이 좋다.
상기 내열성 증강제는 주제에 0.1 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 접착력이 우수하며, 특히 가온상태의 온돌마루에서 내열성을 현저히 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅲ)의 OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼은 당업계에서 사용되는 통상의 OH기를 함유하는 화합물을 모두 사용할 수 있으며, 특히 전분, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA), 카르복실 메틸 셀룰로우즈(carboxyl methyl cellulose, CMC), 단백질 또는 폴리초산비닐(polyvinyl acetate, PVAc) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 OH기 함유 고분자는 주제에 5 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 수성접착제의 내열성, 내열수성, 및 접착력을 더욱 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅳ)의 무기충진제는 접착제의 점도를 조절하여 경화시 수축을 감소시켜 작업성을 보완하고, 비용을 절감시키며, 접착제의 내열성 및 내구성을 향상시키는 작용을 한다.
상기 무기충진제는 피착면의 재질 또는 사용하는 수지의 종류와 양에 따라 그 종류와 양을 변화시켜 사용할 수 있으며, 특히 탄산칼슘(CaCO3), 황화칼슘, 또는 황화바륨 등과 같은 경탄류, 백클레이, 딕스클레이, 또는 황클레이 등과 같은 클레이류, 회분과 같은 규조토류, 또는 실리카(SiO2) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 탄산칼슘(CaCO3), 황화칼슘, 또는 황화바륨 등과 같은 경탄류를 사용하는 것이다.
상기 무기충진제는 주제에 5 내지 100 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 접착제의 점도를 효과적으로 조절하여 경화시 수축을 현저히 감소시킬 수 있으며, 접착제의 내열성 및 내수성을 현저히 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 2액형 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅴ)의 칙소제(분리억제제)는 주제와 경화제의 분리를 억제하여 가사시간 등의 작업성을 향상시키는 작용을 한다.
상기 칙소제는 실리카류, 아크릴 코폴리머, 우레탄계, 또는 셀룰로우즈계 등을 사용할 수 있다.
상기 칙소제는 주제에 1 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 접착제의 주제와 경화제의 분리를 효과적으로 억제하여 작업성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 2액형 수성접착제 조성물의 주제에 사용되는 상기 a)ⅵ)의 물은 주제에 1 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 물은 2액형 수성접착제 조성물에 용매로 사용되며, 상기 물을 용매로 사용함으로써 유기용제의 사용으로 인하여 야기되던 환경파괴를 문제를 해결하여 환경친화적일 뿐만 아니라, 시공시 또는 시공 후 심한 약품냄새의 발생을 억제하여 작업자의 작업능률을 향상시켜 작업성을 향상시킬 수 있으며, 입주자가 시공한 건물에 입주하였을 경우 코끝을 찌르는 듯한 불쾌취를 느끼지 않고 편안하게 생활할 수 있는 잇점이 있다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 a)의 주제는 상기의 성분 이외에 필요에 따라 통상의 접착제 조성물에 사용되는 비이온 및 음이온계 계면활성제, Non Silicon계 소포제, 방부제, PVC 접착증강제, 건조지연제, 세라믹, 분산제, 안정제, 레벨링제, 가스흡수제, 습기흡수제, 또는 촉매 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 에틸렌 옥사이드계의 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 카르복실산 염 등을 사용하는 것이 좋고, 소포제는 금속비누계 등의 Non Silicon계를 사용하는 것이 좋으며, PVC 접착증강제는 PVC 침투제를 사용하는 것이 좋다.
상기와 같은 성분을 포함하는 a)의 주제는 고형분 함량이 45∼61 중량%, 특히 온돌마루판 제조시에는 45∼61 중량%, 온돌마루 시공시에는 45∼53 중량%인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 상기 주제의 점도는 25 ℃에서 Brookfield형 점도계로 측정하여 120∼400 Pa.s(PS), 특히 온돌마루 제조시에는 120∼150 Pa.s, 온돌마루판 시공시에는 300∼400 Pa.s인 것이 바람직하다. 그 점도가 상기 범위일 경우에는 온돌마루 제조와 온돌마루판 시공시 스프레더(spreader) 작업성, 헤라 작업성 등을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 수성접착제 조성물의 경화제에 사용되는 상기 b)의 이소시아네이트 화합물은 물에 대한 우수한 용해성으로 경화제가 주제에 균일하게 혼합되어 적당한 점도와 경도를 유지함으로써 경화시간을 단축할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시키는 작용을 한다.
상기 이소시아네이트 화합물은 NCO기를 25∼35 % 함유한 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트 화합물은 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물인 것이 좋으며, 특히 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenyl methane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화MDI, 또는 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 등을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 블로킹제를 함유한 이소시아네이트 화합물을 사용하는 것이다.
상기와 같은 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제는 블로킹(blocking)제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 블로킹제는 활성수소를 가지는 화합물로 알콜류(alcol), 옥심류(oximes), 아민류(amine), 아미드류(aminde), 또는 락탐류(lactam) 등의 화합물을 사용할 수 있다.
상기 블로킹제는 경화제 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 적당한 점도의 접착제 조성물을 수득할 수 있는 효과가 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시켜 줄 수 있다.
상기 a)의 주제와 b)의 경화제의 배합량에 의해서 최종 성능이 달라지는데 경화제 양이 적더라도 상태 접착력은 나오지만, 내수 내열성은 불충분하게 되며 또 경화제 양이 많은 경우는 짧은 시간에 점도가 상승해서 가사시간이 짧아지지만 그 성능은 향상된다. 또한 본 발명의 수성접착제는 가교 반응형 접착제이므로 가교제 배합 후 점차적으로 점도가 상승하고 발포현상을 일으키며 오랜 시간 경과하면 접착강도도 저하되므로 적당한 가사시간 이내에 사용할 양만큼을 배합하여 사용하는 것이 좋으며, 배합 후 제품의 증점 속도는 가교제량과 비례함으로 여름철 사용에 특히 주의를 요한다.
따라서, 본 발명의 주제와 경화제는 10 : 0.5∼2.0의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 수성접착제 조성물이 온돌마루판 제조로 사용될 경우에는 주제 : 경화제는 10 : 1∼2.0의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 온돌마루 시공시 사용될 경우에는 주제 : 경화제는 10 : 0.5∼1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 주제와 경화제는 하기 반응식 1과 같이 주제의 고분자 수용액 중에 이소시아네이트 화합물인 경화제를 직접 첨가 혼합하여 주제 중의 직쇄분자가 여러 갈래로 가지를 쳐 거대분자를 형성함으로써 일반 수성 접착제에서는 갖지 못했던 레조시놀 수지와 대등한 정도의 내수성 및 내열성을 가지게 된다.
[반응식 1]
본 발명의 수성접착제는 피착면을 합판, MDF(midium density fiber board), 또는 PB(particle board)와 멜라민 함침판(high pressure melamin sheet, HPM), 무늬목, 또는 PVC판으로 하는 온돌마루판 제조 또는 피착면을 합판 또는 PVC판과 시멘트 바닥면으로 하는 온돌마루 시공시에 모두 적용할 수 있으며, 상기 수성접착제를 온돌마루판 제조용은 피착면에 50∼300 g/㎡ 정도로, 온돌마루 시공용은 시멘트 바닥면에 3∼4 ㎏/3.3 ㎡(평당) 정도로 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 온돌마루판 제조용은 접착제 도포후 즉시∼50 분 이후에 접착하여 30∼60 분 이상 압착한 후 24 시간 이상 양생하여 제작할 수 있으며, 온돌마루 시공용은 도포후 즉시∼3 시간 이후 사이에 마루판을 조립 접착하는 방법으로 시공할 수 있으며, 특히 수성접착제 도포 후 즉시 마루판을 조립 접착하는 것이 가능하여 작업성이 좋다.
본 발명에 따른 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물은 독성 방출, 오존 고갈, 가연성, 함불소 화합물 발생 등으로 환경파괴를 야기하던 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고, 시공시 또는 시공 후 심한 약품냄새의 발생을 억제하여 별도의 환기를 시키지 않고도 작업자가 작업하기에 용이하고, 입주자가 시공한 건물에 입주하였을 경우 코끝을 찌르는 듯한 불쾌취를 느끼지 않고 편안하게 생활할 수 있어 인체친화적인 장점이 있다. 또한, 온돌마루에 적용시 상온 또는 가온시에도 우수한 접착력, 내열성, 내수성, 내열수성 등의 물성을 나타내며, 온돌마루판, PVC를 비롯한 플라스틱판, 시멘트 바닥면 등의 다양한 피착재에 대하여 우수한 접착력을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 온돌마루 제조시 스프레더(spreader) 작업성에 맞는 유동성 및 흐름성을 가지며, 합판의 편차, 흡수도의 차이에 적합한 침투성과 칙소성을 가질 뿐만 아니라, 온돌마루판 시공시 헤라 작업성에 맞는 도포성, 골생김성, 및 높은 점도를 가지며, 가사시간, 접착력, 및 내열성이 우수한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
클로로프렌 고무라텍스(C-74, Bayer사) 70 중량부, 우레탄 가교제 1 중량부, 폴리비닐알콜 용액(PVA F-17, P-05, 동양제철화학) 10 중량부, 카르복실 메틸 셀룰로우즈(carboxyl methyl cellulose, CMC) 10 중량부, CaCO3 15 중량부, 실리카(SE-1) 1 중량부, 에틸렌옥사이드계 계면활성제(NP-1018, 동남합성) 1 중량부, 금속비누계 소포제(NXZ, 산노프코사) 1 중량부, 및 방부제 1 중량부를 혼합하고, 여기에 주제의 최종 고형분 함량이 48∼53 중량%가 되도록 물을 혼합하여 점도가 120∼150 Pa.s(25 ℃에서 측정)인 주제를 제조하였다. 그 다음 NCO기를 30∼33 % 함유한 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제를 준비하였다. 상기 준비된 주제와 경화제를 10 : 1.5의 비율로 균일하게 혼합하여 2액형 수성접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
스티렌-부타디엔 고무라텍스(KSL-103, 금호화학) 50 중량부, 에폭시 가교제 1 중량부, 초산비닐수지에멀젼 50 중량부, CaCO3 20 중량부, 실리카(SE-1) 2 중량부, 에틸렌옥사이드계 계면활성제(NP-1018, 동남합성) 1 중량부, 글리콜계 건조지연제 2 중량부, 및 금속비누계 소포제(NXZ, 산노프코사) 1 중량부를 혼합하고, 여기에 주제의 최종 고형분 함량이 48∼53 중량%가 되도록 물을 혼합하여 점도가 120∼150 Pa.s(25 ℃에서 측정)인 주제를 제조하였다. 그 다음 NCO기를 30∼33 % 함유한 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제를 준비하였다. 상기 준비된 주제와 경화제를 10 : 0.8의 비율로 균일하게 혼합하여 2액형 수성접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 3
아크릴 수지 에멀젼(자체합성) 70 중량부, 실란계 가교제 1 중량부, 카르복실 메틸 셀룰로우즈(carboxyl methyl cellulose, CMC), CaCO3 20 중량부, 실리카(SE-1) 10 중량부, 에틸렌 옥사이드계 계면활성제(NP1018, 동남합성) 1 중량부, 글리콜계 건조지연제 2 중량부, 및 금속비누계 소포제(NXZ, 산노프코사) 1 중량부를 혼합하고, 여기에 주제의 최종 고형분 함량이 48∼53 중량%가 되도록 물을 혼합하여 점도가 120∼150 Pa.s(25 ℃에서 측정)인 주제를 제조하였다. 그 다음 NCO기를 30∼33 % 함유한 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제를 준비하였다. 상기 준비된 주제와 경화제를 10 : 0.8의 비율로 균일하게 혼합하여 2액형 수성접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 4
아크릴로니트릴-부타디엔 고무라텍스(5151, Nippon jeon사) 70 중량부, 에폭시 가교제 1 중량부, 폴리비닐알콜 용액(PVA F-17, P-05, 동양제철화학) 20 중량부, CaCO3 50 중량부, 실리카(SE-1) 10 중량부, 카르복실산 염(44S, 산노프코사) 1 중량부, 글리콜계 건조지연제 2 중량부, 및 금속비누계 소포제(NXZ, 산노프코사) 1 중량부를 혼합하고, 여기에 주제의 최종 고형분 함량이 48∼53 중량%가 되도록 물을 혼합하여 점도가 300∼400 Pa.s(25 ℃에서 측정)인 주제를 제조하였다. 그 다음 NCO기를 30∼33 % 함유한 이소시아네이트 화합물을 블로킹제와 혼합하여 제조하여 경화제를 준비하였다. 상기 준비된 주제와 경화제를 10 : 0.8의 비율로 균일하게 혼합하여 2액형 수성접착제 조성물을 제조하였다.
비교예 1
포름알데히드계 수지인 레조시놀 수지를 사용하였다.
비교예 2
수성 고분자 이소시아네이트 접착제인 KR-560(Koyo사)를 사용하였다.
비교예 3
수성 고분자 이소시아네이트 접착제인 1984(Casconobel사)를 사용하였다.
비교예 4
수성 고분자 이소시아네이트 접착제인 SL-460(National starch사)를 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 접착제를 사용하여 DIN EN 204에 의거하여 수종에 따른 접착력을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
구분 Rubber wood Mengkulang Meranti Nyatoh Agathis
실시예1 비교예1 실시예1 비교예1 실시예1 비교예1 실시예1 비교예1 실시예1 비교예1
D4-7 198.7 176.2 201.2 197.0 187.1 190.5 198.0 186.8 203.1 201.9
D4-8 69.4 62.5 70.8 67.3 68.8 70.2 65.4 66.3 74.3 69.8
D4-9 85.2 79.4 63.7 54.5 72.5 75.0 72.4 68.9 78.9 69.9
D4-10 101.2 98.9 120.3 111.7 99.0 87.6 103.2 100.7 130.3 121.8
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 2 3 4
Rubber wood 1 회 85.2 84.0 49.4 74.4 67.7 44.4 56.7
2 회 80.4 82.5 44.6 52.6 54.7 48.1 52.5
Mengkulang 1 회 63.7 78.5 55.8 66.8 53.8 49.3 53.2
2 회 64.5 78.4 60.4 60.3 36.9 44.8 45.7
Meranti 1 회 72.5 74.3 57.1 70.7 71.8 58.6 62.3
2 회 68.9 67.2 58.9 76.1 63.1 68.6 66.7
Nyatoh 1 회 72.4 85.9 55.2 64.6 83.1 74.1 79.1
2 회 70.9 81.3 71.0 80.2 76.2 63.1 70.0
Agathis 1 회 78.9 77.4 72.0 86.1 85.8 70.3 69.4
상기 표 1 및 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 제조한 온돌마루용 2액형 수성접착제는 수종에 따라 비교예 1의 포름알데히드계 수지인 레조시놀 수지 및 비교예 2 내지 4의 종래 수성 고분자 이소시아네이트 접착제와 대등 정도의 접착력을 나타냄을 알 수 있었다.
또한 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 접착제를 사용하여 하기의 방법으로 냄새, 내열성, 내수성, 내열수성, 및 작업성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 냄새가 전혀 없는 것을 5점, 약간 나는 것을 3점, 심하게 나는 것을 1점으로 하여 10 회 반복하여 평균치를 기재하였다. 또한, 작업성은 온돌마루 제조시와 시공시 작업성 두가지로 나누어 우수한 것을 5점, 보통인 것을 3점, 나쁜 것을 1점으로 하여 10 회 반복하여 평균치를 기재하였다.
ㄱ) 내열성 - 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 접착제를 80 ℃의 항온기에 1 주일 동안 방치한 후 접착력을 측정하였다.
ㄴ) 내수성 - 독일DIN EN 204 D4-8에 의거하여 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 접착제를 20 ℃, 65 %의 조건에서 7 일 동안 양생시킨 후, 20 ℃의 물에 4 일간 침지시킨 후 측정하였다.
ㄷ) 내열수성 - 독일DIN EN 204 D4-9에 의거하여 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 접착제를 20 ℃, 65 %의 조건에서 7 일 동안 양생시킨 후, 끓는 물에 6 시간 동안 침지시키고, 20 ℃의 물에 7 시간 동안 더욱 침지시켜 측정하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
냄새 5 5 5 5 1 5 5
내열성 148.2 155.7 138.9 160.5 147.8 139.0 145.6
내수성 78.3 82.1 72.1 96.4 84.2 75.2 66.4
내열수성 77.6 72.8 63.2 80.1 82.0 72.9 63.7
제조작업성 5 5 5 3 1 3 3
시공작업성 3 3 3 5 1 1 1
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 접착제 조성물은 비교예 1의 포름알데히드계 수지인 레조시놀 수지 및 비교예 2 내지 4의 종래 수성 고분자 이소시아네이트 접착제와 비교하여 독한 약품냄새를 현저히 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내열성, 내수성, 및 내열수성이 우수하고, 칙소제 및 건조지연제 등을 사용하고 점도를 조절하여 실시예 1 내지 3은 온돌마루 제조 작업시에, 실시예 4는 온돌마루 시공 작업시에 작업성 또한 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물은 독성 방출, 오존 고갈, 가연성, 함불소 화합물 발생 등으로 환경파괴를 야기하던 포름알데히드 및 유기용제를 사용하지 않아 환경친화적이고, 시공시 또는 시공 후 심한 약품냄새의 발생을 억제하여 별도의 환기를 시키지 않고도 작업자가 작업하기에 용이하고, 입주자가 시공한 건물에 입주하였을 경우 코끝을 찌르는 듯한 불쾌취를 느끼지 않고 편안하게 생활할 수 있어 인체친화적인 장점이 있다. 또한, 온돌마루에 적용시 상온 또는 가온시에도 우수한 접착력, 내열성, 내수성, 내열수성 등의 물성을 나타내며, 온돌마루판, PVC를 비롯한 플라스틱판, 시멘트 바닥면 등의 다양한 피착재에 대하여 우수한 접착력을 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 온돌마루 제조시 스프레더(spreader) 작업성에 맞는 유동성 및 흐름성을 가지며, 합판의 편차, 흡수도의 차이에 적합한 침투성과 칙소성을 가질 뿐만 아니라, 온돌마루판 시공시 헤라 작업성에 맞는 도포성, 골생김성, 및 높은 점도를 가지며, 가사시간, 접착력, 및 내열성이 우수한 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물에 있어서,
    a)ⅰ) 고무라텍스 또는 에멀젼 수지 20 내지 100 중량부;
    ⅱ) 내열성 증강제 0.1 내지 50 중량부;
    ⅲ) OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼 5 내지 50 중량부;
    ⅳ) 무기충진제 5 내지 100 중량부; 및
    ⅴ) 칙소제 1 내지 20 중량부; 및
    ⅵ) 물 1 내지 50 중량부
    을 함유하는 주제; 및
    b) 이소시아네이트 화합물을 함유하는 경화제
    를 10 : 0.5∼2.0 중량비로 포함하는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅰ)의 고무라텍스가 클로로프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 및 부틸고무로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅰ)의 에멀젼 수지에 사용되는 수지가 수용성 아크릴 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate, EVA), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate, PVAC), 폴릴부타디엔, 폴리비닐리덴, 및 폴리우레탄(polyurethane, PU)으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅱ)의 내열성 증강제가 수용성 우레탄 수지, 수용성 에폭시 수지, 실란계 수지, 폴리부타디엔계 변성 폴리머, 불소 변성 폴리머, 지방산 변성 폴리머, 및 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenylene oxide, 변성 PPO)로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅲ)의 OH기 함유 고분자 수용액 또는 에멀젼이 전분, 폴리비닐알콜, 카르복실메틸셀룰로우즈, 단백질, 및 폴리초산비닐로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅳ)의 무기 충진제가 탄산칼슘(CaCO3), 황화칼슘, 황화바륨, 백클레이, 딕스클레이, 황클레이, 회분, 및 실리카(SiO2)로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 a)ⅴ)의 칙소제가 실리카류, 아크릴 코폴리머, 우레탄계, 및 셀룰로우즈계로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 주제가 비이온 및 음이온 계면활성제, Non Silicon계 소포제, 방부제, 칙소제, PVC 접착증강제, 건조지연제, 세라믹, 분산제, 안정제, 레벨링제, 가스흡수제, 습기흡수제, 및 촉매로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 추가로 포함하는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 이소시아네이트 화합물이 NCO기를 25~35 % 함유하는 것인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 경화제가 활성수소를 가지는 알콜류(alcol), 옥심류(oximes), 아민류(amine), 아미드류(aminde), 및 락탐류(lactam)로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 블로킹(blocking)제를 경화제 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부를 추가로 포함하는 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수성접착제 조성물이 온돌마루판 제조용이며, 상기 a)의 주제의 점도가 120∼150 Pa.s(PS, 25 ℃에서 측정)인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수성접착제 조성물이 온돌마루 시공용이며, 상기 a)의 주제의 점도가 300∼400 Pa.s(PS, 25 ℃에서 측정)인 온돌마루용 2액형 수성접착제 조성물.
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