KR20050069491A - 저온경화 및 습윤 접착성이 우수한 에폭시 그라우트 조성물 - Google Patents

저온경화 및 습윤 접착성이 우수한 에폭시 그라우트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온경화 및 습윤 접착성이 우수한 에폭시 그라우트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 실란화합물, 경화촉매 및 통상의 첨가제를 포함하는 에폭시 그라우트 조성물에 경화제로서 아미도 아민 경화제, 지방족변성 폴리아민 경화제 및 펜알카민 경화제를 혼합사용함으로써, 작업성 및 저장 안정성이 개선되고, 저온에서 경화가 가능하며, 점도가 낮아서 구조물 미세크랙 부분의 보수가 가능하여, 기계설비와 구조물과의 연결부분에 충전하여 사용하기에 매우 유용한 특성을 나타내며, 습윤면에 대한 접착력이 우수하게 향상된 에폭시 그라우트 조성물에 관한 것이다.

Description

저온경화 및 습윤 접착성이 우수한 에폭시 그라우트 조성물{Compound of Epoxy grout}
본 발명은 저온경화 및 습윤 접착성이 우수한 에폭시 그라우트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 실란화합물, 경화촉매 및 통상의 첨가제를 포함하는 에폭시 그라우트 조성물에 경화제로서 아미도 아민 경화제, 지방족변성 폴리아민 경화제 및 펜알카민 경화제를 혼합사용함으로써, 작업성 및 저장 안정성이 개선되고, 저온에서 경화가 가능하며, 점도가 낮아서 구조물 미세크랙 부분의 보수가 가능하여, 기계설비와 구조물과의 연결부분에 충전하여 사용하기에 매우 유용한 특성을 나타내며, 습윤면에 대한 접착력이 우수하게 향상된 에폭시 그라우트 조성물에 관한 것이다.
그라우트 조성물은 토목 건축분야의 구조물에서 발생되는 크랙 부분과 기계설비의 바닥판과 구조물의 기초 콘크리트 사이에서 발생되는 공극을 메꾸어서 구조물 또는 기계설비를 안정하게 지지하는 동시에 기계설비 또는 구조물 등에서 발생하는 틈 사이를 메꾸어서 각종 진동 및 응력을 균일하게 흡수되도록 하여 구조물의 수명을 장기간에 걸쳐 유지하도록 하고, 또한 기계 설비 등이 구조물상에서 정확한 위치설정을 계속적으로 유지하도록 하는 기능을 갖는 것으로 주로 2개의 부재간의 연결부위에 접합기능을 갖는 충전 수단으로 사용되는 조성물이다.
이러한 접합기능을 갖는 접착제는 많은 구조적인 용도에서 사용되어 왔으며, 상기한 구조적 용도는 토목건축 분야를 제외하고도 자동차, 항공기 조립 등의 다양한 분야에서 적용이 되고 있다.
특히 그라우트 조성물에 기본적으로 요구되는 물성은 크게 경화 전의 물성과 경화 후의 물성으로 구분되는데, 경화 전의 물성으로는 무수축성, 유동성을 기초로 하는 충전성이 있고, 경화 후의 물성으로는 각종 상태에서의 접착강도, 무수축성, 수밀성 또는 내구성 등이 있다.
즉, 그라우트 조성물이 가져야하는 중요한 물성으로는 크게 유동성, 무수축성 및 각종 상태에서의 강도특성 등으로 구분되는데, 특히 이러한 물성 중 그라우트 조성물의 경화전 및 경화후에 공통적으로 요구되는 물성인 무수축성은 그라우트재의 궁극적인 기능과 직결되는 것으로 그라우트 조성물의 제조시에 가장 신중하게 고려해야하는 물성 중에 하나이다.
무기계 그라우트재의 경화수축 현상은 대부분의 그라우트재 제조시에 조성되는 결합재의 성분으로부터 이루어지는 것이므로, 결합재의 첨가 비율은 그라우트재의 전반적인 수축율에 크게 영향을 미치게 되며, 이러한 그라우트재와 관련한 종래의 기술로는 다음과 같은 것이 있다.
일본특허공개 평3-23247호에는 팽창성물질과 유동화물질로 이루어진 무기계 그라우트 혼화재에 관하여 기재되어 있으며, 상기 팽창성물질은 칼슘설포알루미네이트계 팽창제와 알카리토금속류의 불화물을 포함하는 석회류를 함유하고, 상기의 유동화물은 폴리알킬아릴설폰산염의 축합물 및 나프탈렌설폰산염의 축합물과 폴리칼본산염 및 덱스트린을 함유한 것을 특징으로 하는 무기계 그라우트 혼화재 및 이를 시멘트 등의 결합재료로 혼합하여 제조된 무기계 그라우트 조성물에 대한 것이나, 상기한 무기계 그라우트 조성물은 저온접착강도가 불량하며 구조물의 미세 크랙부위에 주입하는데 문제점을 가지고 있다.
대한민국공개특허 제1999-0053108호는 콘크리트 벽면이나 슬라브 등의 균열부에 주입하여 보강하는데 사용하는 보강 주입제 및 그 제조 방법에 관한 기술이 개시되어 있는데, 이는 특히 모래 약 50 ∼ 60 % 정도와 시멘트 약 35 ∼ 40 % 정도와, 물 약 5 ∼ 15 %정도의 비율로 배합한 후 이를 비닐 또는 합성수지재로 이루어진 조성물을, 사용시 절단할 수 있는 절단부가 형성된 용기에 공기가 주입되지 않도록 제조한 후 콘크리트 벽면이나 슬라브에 균열이 생기면 상기 포장된 조성물의 용기 절단부를 절단하여 균열 틈세에 직접 주입하거나 별도의 주입용구를 이용하여 주입시킴으로써 콘크리트의 균열부를 손쉽고 간편하게 보강할 수 있도록 개발하였으나, 상기의 경우는 미세한 부분의 보수나 저온에서의 작업성 등 의 문제점이 있고, 틈새를 막아주는 역할은 수행할 수 있지만 기본적인 보수가 이루어지지 않아서 얼마간의 시간이 흐르면 다시 균열이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 무기계의 그라우트 조성물의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서 일본특허공개 평8-308599호에는 비스페놀형 에폭시 수지와 반응성 희석제 및 아미도 아민, 방향족 변성아민 등을 사용한 유기계 그라우트 조성물로서 저점도형의 그라우트 조성물을 개시하고 있으나, 이는 다양한 형태의 크랙을 보수할 수 있었지만 습윤면에는 접착이 불량한 문제점을 가지고 있다.
이에, 수분이 있는 구조물의 크랙을 충전 보수하기 위하여 대한민국 공개특허 제1999-0053061호에는 비스페놀 A계 에폭시 수지와 반응성 단분자 희석제, 비반응성 칙소트로픽 응집제를 합성반응시켜 사용하고, 경화제로서 변성 지방족 아민 과 지방족 아민 등을 사용한 고점도의 그라우트 조성물을 개발하였으나, 상기의 경우 사용할 수 있는 부위가 한정되고 미세 크랙 부분에는 완전히 주입이 어려운 문제점을 가지고 있다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 통상의 에폭시 그라우트 조성물에 아미도 아민 경화제, 지방족 변성 폴리아민계 경화제 및 펜알카민 경화제를 모두 포함하는 것으로 경화제를 특이성 있게 조절하여 첨가할 경우 저온 경화가 가능하여 동절용(5 ℃)으로 사용할 수 있으며, 그라우트 조성물의 경화전 무수축성, 유동성(저점도) 등이 개선되어 미세 크랙의 보수가 가능하고, 경화후에 습윤접착성이 향상됨을 알게되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 경화제의 조성을 특이성 있게 조절함으로써 저온경화 및 습윤 접착성이 우수하게 개선된 에폭시 그라우트 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 실란화합물, 경화촉매, 충전제와, 노화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 증량제 및 안료 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하는 에폭시 그라우트 조성물에 있어서, 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 반응성 희석제 0.1 ∼ 40 중량부, 아미도 아민계 경화제 10 ∼ 70 중량부, 지방족변성 폴리아민계 경화제 5 ∼ 50 중량부, 펜알카민계 경화제 1 ∼ 15 중량부, 실란화합물 0.1 ∼ 10 중량부, 경화촉매 0.1 ∼ 20 중량부 및 첨가제 0 ∼ 10 중량부를 포함하는 에폭시 그라우트 조성물을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 에폭시 그라우트 조성물에 경화제로서 아미도 아민 경화제, 지방족변성 폴리아민 경화제 및 펜알카민 경화제를 혼합사용함으로써, 작업성 및 저장 안정성이 개선되고, 저온에서 경화가 가능하며, 점도가 낮아서 구조물 미세크랙 부분의 보수가 가능하고, 기계설비와 구조물과의 연결부분에 충전되어 유용한 특성을 나타내며, 습윤면에 대한 접착력이 우수하게 향상된 에폭시 그라우트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 에폭시 그라우트 조성물의 조성성분별로 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 에폭시 그라우트 조성물 중 그라우트 조성물의 주골격으로 우수한 접착력을 유지하고 재료의 내구성 등을 목적으로 사용하는 에폭시 수지는 분자 중에 적어도 2 개 이상의 에폭시기를 가지며, 에폭시 당량 150 ∼ 500 g/eq, 보다 바람직하게는 150 ∼ 300 g/eq인 에폭시 수지 혼합물을 사용한다.
이러한 에폭시 수지 혼합물은 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀E, 비스페놀F, 비스페놀M, 비스페놀S, 비스페놀AD 에폭시 수지, 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 글리시딜 아민계 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 및 다이머산 변성 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 혼합물인 것을 사용한다. 특히, 에폭시 수지 혼합물로서 비스페놀A 에폭시 수지 50 ∼ 99.9 중량%와 비스페놀F 에폭시 수지 0.1 ∼ 50 중량%가 혼합된 것을 사용하면 좋으며, 이때, 비스페놀F 에폭시 수지의 사용량이 0.1 중량% 미만이면 주재의 저장안정성이 저하되어 작업성이 불량해지며, 50 중량%를 초과할 경우 조성물의 기계적 강도가 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 조성물의 점도를 조절하는 목적으로 사용하는 반응성 희석제는 포화 또는 불포화 고리형 주쇄와 하나 이상의 반응성 말단부위를 가진 것을 사용하는데, 상기 반응성 말단부위로 글리시딜 에테르를 가지는 것이 좋다. 이러한, 반응성 희석제는 구체적으로, 레소시놀의 디글리시딜 에테르, 시클로헥산 티메탄올의 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜의 디글리시딜 에테르, 트리메틸롤프로판의 트리글리시딜 에테르, 부틸글리시딜에테르, 오르소 크레질 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, P-테트라 부틸 페닐 글리시딜 에테르, 2에틸 펙실글리시딜 에테르 및 1.4-부탄디올 디글리시딜 에테르 등 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 이러한 반응성 희석제는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ∼ 40 중량부 사용하는데, 사용량이 0.1 중량부 미만이면 그라우트 조성물의 유동성이 저하되어 미세크랙 부분까지 조성물이 채워지지 않고, 40 중량부를 초과하면 그라우트 조성물의 기계적 강도가 저하되며 수축율이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명의 가장 특징적인 부분은 경화제의 혼합사용에 있으며, 아미도 아민계 경화제, 지방족 변성 폴리아민 경화제 및 펜알카민 경화제를 혼합사용함으로써 본 발명이 목적하는 저온경화성, 저점도성 및 습윤면에 대한 우수한 접착력을 가지는 에폭시 그라우트 조성물을 제조할 수 있다.
먼저, 경화물의 밀착성 및 가소성을 부여하기 위한 목적으로 사용하는 아미도 아민계 경화제는 합성수지산 및 천연 지방산의 카르복시산과 폴리에틸렌 폴리아민류의 반응생성물을 사용한다. 상기한 아미도 아민계 경화제는 합성시 상기 합성수지산 및 천연 지방산의 카르복시산과 폴리에틸렌 폴리아민류의 배합비와 반응온도 및 반응시간 등에 따라 종류가 나누어지며, 본 발명에서는 아민가가 300 ~ 600 mgKOH/g, 점도가 300 ~ 1500 cps인 것을 사용할 수 있다. 상기한 특성을 만족하는 제품으로 현재 시판되는 것으로는 에어 프러턱트 사의 앙카마이드 500, 앙카마이드 502, 앙카마이드 506, 앙카마이드 2447, 앙카마이드 2426, 앙카마이드 2443, 앙카마이드 2396, 앙카마이드 2386, 앙카마이드 2582, 앙카마이드 503, 앙카마이드 507 및 앙카마이드 501 등이 있고, 국도화학의 굳마이드 G-0432, G625A 및 G625B 등이 있다. 이러한 아미도 아민계 경화제의 사용량은 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 10 ∼ 70 중량부인데, 이때, 그 사용량이 10 중량부 미만이면 소지와의 밀착성이 나빠져서 접착강도가 불량하며, 70 중량부를 초과하면 경도가 불량해 진다.
본 발명에서 사용하는 성분 중에서 저점도이며 속경화 및 저온경화를 가능하게 할 목적으로 사용하는 지방족 변성 폴리아민계 경화제는 탄소수 3 ∼ 20 의 포화 또는 불포화 지방산으로 어덕트 또는 만니히 변성되거나, 촉진제로서 페놀류가 첨가된 폴리아민계 경화제를 사용한다. 또한, 필요에 따라 점도 조절 및 반응성을 조절하기 위하여 벤질알콜을 첨가하여 사용하기도 한다. 이와 같은 지방족 변성 폴리아민계 경화제로서 현재 시판되는 것으로는 구체적으로, 에어프로턱트 사의 앙카민1608, 앙카민2457, 앙카민 2432, 앙카민 2410, 앙카민 1638, 앙카민 1784, 앙카민 2014S, 앙카민 2458, 앙카만 2459, 앙카민2459, 앙카민 1856, 앙카민 2089M, 앙카민 2481, 앙카민 2205, 앙카민1637-LV, 앙카민 1768, 앙카민 2526 및 앙카민 2441 등이 있고, 국도화학의 KH-240, KH-240R, KH-500, KH-500F, KH-501, KH-501, KH-502, KH-505, KH-506, KH-512, KH-520, KH-530S, KH-531, KH-550 및 KH-602 등이 있다. 이와 같은 지방족 변성 폴리아민계 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 5 ∼ 50 중량부를 사용하는데, 이때 그 사용량이 5 중량부 미만이면 경화속도가 늦어져 저온경화성에 악영향을 끼치며, 50 중량부를 초과하면 조성물의 가사시간이 짧아져서 작업성이 불량해 진다.
다음으로, 습윤접착강도를 향상시킬 목적으로 사용되는 펜알카민 경화제는 아민가가 300 ~ 600 mgKOH/g, 점도가 500 ~ 1500 cps인 것이며, 캐시넛 오일을 아민과 반응시켜 제조한 수지인데, 상기한 특징을 가지는 것으로 현재 시판되는 것은 카도라이트 사의 N - 시리즈 등이 있다. 이러한 펜알카민 경화제는 상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 1 ∼ 15 중량부 사용하는데, 이때 그 사용량이 1 중량부 미만이면 습윤접착강도가 불량해지며, 15 중량부를 초과하면 가사시간 및 저장안정성이 불량한 문제점이 발생한다.
소지와의 접착성을 향상시키기 위하여 사용하는 실란화합물은 다음 화학식 1로 표시되는 것을 사용한다.
상기 실란화합물은 다음 화학식 1로 표시되는 알콕시실란이다.
여기서, 상기 R1,R2는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬기이고, X는 에폭시기, 아민기, 아크릴기 및 머캅토기 중에서 선택된 것을 함유한 관능기이며, a와 b는 각각 0 ∼ 2의 정수이다.
구체적으로, 베타-메타아크릴록시 프로필트리메톡시 실란, 베타-(3,4-에폭시클로헥실) 에틸트리메톡시 실란, 감마- 글리시톡시 프로필 트리메톡시 실란, 감마 -머캅토프로필트리 메톡시 실란, 감마-아미노프로필트리에폭시 실란, 감마-아미노프로필트리에폭시 실란 및 감마-아미노프로필트리메톡시 실란 중에서 선택된 실란 커플링제와, 디 메틸 메톡시실란 , 메틸 트리메톡시실란, 테트라메톡시 실란,디 메틸 디 에톡시실란 , 메틸 트리 에톡시실란, 테트라 에톡시실란, 디 페닐 디 메톡시실란 및 페닐 트리 메톡시실란 중에서 선택된 알콕시실란 중에서 선택한 1종 또는 그 이상의 혼합물을 사용한다. 이러한 실란화합물은 상기 비스페놀A 에폭시 수지 100 중량부에, 대하여 0.1 ∼ 10 중량부 사용하는데, 이때 그 사용량이 0.1 중량부 미만이거나, 10 중량부를 초과하면 소지와의 접착성이 불량해진다.
그라우트 조성물의 경화속도조절을 목적으로 사용하는 경화촉매는 디에틸렌-트리아민, 트리이텔렌트리아민, 이소포론디아민, 크실렌디아민 및 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 이러한 경화촉매는 상기 비스페놀A 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ∼ 20 중량부를 사용하는데, 그 사용량이 0.1 중량부 미만이면 경화가 늦어지는 문제점이 있어 악조건에서의 접착강도가 불량해 지며, 20 중량부를 초과하여 사용되면 가사시간이 짧아지는 문제점이 있어 작업성에 악영향을 준다.
그 밖에 첨가제로서 충전제, 노화 방지제, 자외선흡수제, 가소제, 증량제, 안료 등 중에서 선택된 통상의 첨가제를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 당업자에 의하여 적절한 범위로 조절가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 에폭시 그라우트 조성물은 혼합 교반기를 사용하여 상기한 사용량으로 주제와 경화제로 구분하여 각각을 충분히 교반한 후 상온에서 주제와 경화제를 충분히 혼합하여 에폭시 그라우트 조성물을 제조한 다음, 피착 구조체의 하지면을 처리하여 상기 에폭시 그라우트 조성물을 주입기를 사용하여 주입한다.
상기한 주제와 경화제를 혼합후 가사시간 내에 사용하여야 하며 많은 양의 주제와 경화제를 혼합하여 사용할 경우 가사시간이 단축되므로 작업에 주의하여야 한다. 또한 혼합 및 주입작업을 할때 기포의 혼입은 경화수지의 강도저하의 원인이 되므로 기포의 혼입된 부분의 제거가 필요하다.
이와 같이 제조된 본 발명의 에폭시 그라우트 조성물은 신구콘크리트 접착 및 보수 앵커볼트의 접착, 철근의 이음 등을 고정 설치하거나, 토목 건축분야의 구조물에서 발생되는 크랙 부분과 기계설비와 구조물과의 연결부분에 충전재로서 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼ 8 및 비교예 1 ∼ 10
다음 표 1과 표 2에 나타낸 조성성분 및 사용량으로 각각 혼합물A 및 혼합물B를 별도로 충분히 교반한 후 혼합하여 에폭시 그라우트 조성물을 제조하였다. 상기 에폭시 그라우트 조성물의 물성을 다음 실험예에 따라 측정하여 그 결과를 다음 표 5 및 표 6에 각각 나타내었다.
실험예
상기 실시예 1 ∼ 8 및 비교예 1 ∼ 10에 따라 제조된 에폭시 그라우트 조성물의 물성을 다음 평가방법에 의하여 시험하였다. 평가기준은 다음 표 3에 표시하였으며, 이 평가기준은 건축 보수용 주입에폭시 수지의 품질을 확인하는 시험규격(KS F 4923)이다.
1) 점도측정(작업성, 유동성)
KSM 3705-6.3의 표준 시험방법으로 주제와 경화제를 혼합하여 500ml 용기에 넣어 브룩필드 회전점도계로 측정한다(20 ±0.5 ??, 20rpm, spindle no. 2).
2) 초기 경화성
시험조건 : 상기 표 5참조
주 ② 표준상태는 온도 20 ±2 ℃, 습도 65±10%임,
③ 시험체는 평판위에 수평하게 둔다.
④ 저온상태는 5±1℃임.
시험 기구 및 시험체 재료
KS D 3512의 에스피씨씨의 100 * 25 * 1.6(T) mm 접합면을 KS L 6003의 시트T(240번)를 이용하여 마모시킨 후 톨루엔으로 세정 후 건조한다.
시험체의 제작
주제 및 경화제를 상기 조건에서 혼합하여 10 분 이내에 접착면에 도표(약 0.05g)하고, 상기 조건으로 양생시킨 후, 측정 하중속도 5000N/min < 510kgf/min > 또는 2.5mm/min 이하로 인장한다. 파단하중을 측정하여 접착면적으로 나눈 것이 초기 경화성이다.
3) 접착강도
1 > 조건 : 상기 표 5참조
주)② 표준상태는 온도 20±2℃, 습도 65±10%임. ④ 저온상태는 온도 5±1℃임.
⑤ 수중상태는 온도 20±2℃의 청수 중에 침수시킨 상태.
⑥ 다습상태는 온도 20±2℃, 습도 85% 이상의 상태
⑦ 건습상태는 온도 60℃의 건조기에서 18시간 방치후 60℃의 항온수조에서 6시간 침수시킨 상태 이러한 조작이 1CYCLE 임.
2 > 시험기구
ㄱ.건조기 : 각 시편 시험온도에서 18시간 동안 보관할 수 있는 장치.
ㄴ.항온수조: 시험온도를 6시간이상 보관할 수 있는 장치
ㄷ.시험체 재료 : KS L 5201에 의거 시험체 재료를 제조하여(40 ×40 ×80mm) 28일간 이상 20 ±3℃의 수중에서 양생. 접착면은 KS L 6003의 시트 #80 이형제를 사용하여 상기조건으로 접착전 양생.
ㄹ.시험체의 제조 : 접착층의 두께가 1mm 되고 저점도 TYPE 인경우 흘러나오는 문제점이 있어 3면을 접착테이프로 실링하여 준다.
3 > 시험방법
50N/sec <5.1Kg/sec>을 측정 하여 F= 12 P / b h2 식으로 결과를 얻는다.
F = 접착강도(N/cm2 ,kgf/cm2) P = 최대하중(N , kgf)
b = 시험체의 폭(cm), h = 시험체의 높이(cm)
4) 경화수축
1> 시험체
액체비중은 표준상태에서 24시간 양생한 주제와 경화제를 혼합하여 1∼10 분 교반하여 사용. 고체비중은 KS M 3831에서의 규격 13.8 * 13.8 * 40mm의 금형에 충진하여 상온상습 조건에서 7일간 양생시키고 탈형하여 사용한다.
2> 측정기 : 0.01g 이상의 평량이 가능한 용기 사용
3> 시험방법 : 액체비중은 KS M 3705의 비중컵에 의하여 측정하고 고체비중은 KS M 3016의 A법을(수중치환법에의한 측정방법) 적용한다. 액체비중과 고체 비중으로부터 선흡수율을 구하고 경화수축율을 구한다.
S = 1/3 ×(D2-D1)/D2 ×100
S = 경화수축율(%)
D1 = 비중
D2 = 고체비중
5) 가열변화
1 > 시험체
KS M 3008의 표준길이의(80 * 10 * 4 mm) 금형에 충진한다
표준상태에서 7일간 양생시킨후 탈형하여 사용함.
2 > 시험기구
저울 : 0.01 g이상측정가능한 것을 사용.
건조로 : 110±3℃에서 7일이상 보관할 수 있는 것을 사용.
3 > 시험방법
110±3℃에서 7일 방치후 공기중 또는 수중에 의하여 변화된 질량을 측정한다.
질량변화율 :M=(W1-W2)/W1 ×100
M=질량변화율(%)
W1= 가열전 공기중에서의 시험체의 질량
W2= 가열후 공기중에서 변화된 시험체의 질량
체적변화율 :T=(V1-V2)/V1×100
T= 체적변화율(%)
V1= 가열전의 시험체의 체척(㎤)
V2= 가열후의 시험체의 제적(㎤)
V1 및 V2는 다음 식에 의하여 계산됨 V1 = (W1-w1)×N , V2 = (W2-w2)×N
w 1 = 가열후의 수중에서의 시혐체의 질량 (g)
w 2 = 가열후의 수중에서의 시험체의 질량 (g)
N = 물의 밀도 (g/㎥) 물의 밀도는 1g/㎤으로 한다.
6) 굴곡강도
1> 시험체
KS M 3008의 표준길이의(80 ×10×4 mm) 금형에 충진하여 표준상태에서 7 일간 양생한다.
2> 시험방법
KSM 3008의 규정에 의하여 측정한다. 측정속도 :10mm/min , F=3PL/2BH2
F=굴곡강도 B = 시험체의 폭
P= 최대하중 H = 시험체의 두께
L= SPAN
7) 가사시간
주제와 경화제를 혼합한 다음 시간에 따른 온도변화를 측정한다. 시간-온도의 경화발열 곡선을 얻을 수 있다. 이 곡선에서 온도상승이 급격히 일어난 시점의 70% , 그러나 시점을 명확하게 확인할 수 없는 경우 최고 발열온도까지의 시간의 50%를 가사시간으로 한다. 상기의 실험시에 환경온도 및 경화조건은 상기 표 4에 표시하였으며, 그 결과는 다음 표 5와 표 6에 각각 나타내었다,
상기 표 5 및 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 ∼ 8 에 따라 제조된 에폭시 그라우트 조성물은 저온 환경에서 유효하게 사용될 수 있음을 알 수 있고, 적절한 가사시간 및 점도를 유지하여 양호한 작업성을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 또한 습윤면 접착강도의 경우 실시예 1 ∼ 8은 33 ∼ 50 으로 나타나고, 비교예 1 ∼ 10 의 경우 10 ∼ 35로 나타나 비교적 습윤접착강도가 향상됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 경화제로서 아미도 아민계 경화제, 지방족 변성 폴리 아민계 경화제 및 펜알카민계 경화제를 혼합하여 첨가사용한 에폭시 그라우트 조성물은 경화시에 수축이 적고 적절한 가사시간 및 점도를 유지하여 양호한 작업성을 얻을 수 있으며, 저온경화성이 양호하고 습윤면 접착이 우수하여 춘하추동에 적용가능하기 때문에 구조물의 크랙부분과 기계설비와 구조물과의 연결부분에 충전되는 재료로서 유용한 특성을 나타내며, 특히 콘크리트 보수용으로 사용될 경우 보다 바람직한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 에폭시 수지, 반응성 희석제, 경화제, 실란화합물, 경화촉매, 충전제와, 노화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 증량제 및 안료 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하는 에폭시 그라우트 조성물에 있어서,
    상기 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 반응성 희석제 0.1 ∼ 40 중량부, 아미도 아민계 경화제 10 ∼ 70 중량부, 지방족변성 폴리아민계 경화제 5 ∼ 50 중량부, 펜알카민계 경화제 1 ∼ 15 중량부, 실란화합물 0.1 ∼ 10 중량부, 경화촉매 0.1 ∼ 20 중량부 및 첨가제 0 ∼ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀E, 비스페놀F, 비스페놀M, 비스페놀S, 비스페놀AD 에폭시 수지, 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 글리시딜 아민계 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 및 다이머산 변성 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반응성 희석제는 레소시놀의 디글리시딜 에테르, 시클로헥산 티메탄올의 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜의 디글리시딜 에테르, 트리메틸롤프로판의 트리글리시딜 에테르, 부틸글리시딜에테르, 오르소 크레질 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, P-테트라 부틸 페닐 글리시딜 에테르, 2에틸 펙실글리시딜 에테르 및 1.4-부탄디올 디글리시딜 에테르 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 아미도 아민계 경화제는 합성수지산 및 천연 지방산의 카르복시산과 폴리에틸렌 폴리아민류의 반응생성물인 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 지방족 변성 폴리아민계 경화제는 탄소수 3 ∼ 20 의 포화 또는 불포화 지방산으로 어덕트 또는 만니히 변성되거나, 촉진제로서 페놀류가 첨가된 폴리아민계 경화제인 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 펜알카민 경화제는 아민가가 300 ~ 600 mgKOH/g, 점도가 500 ~ 1500 cps인 것임을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 실란화합물은 베타-메타아크릴록시 프로필트리메톡시 실란, 베타-(3,4-에폭시클로헥실) 에틸트리메톡시 실란, 감마- 글리시톡시 프로필 트리메톡시 실란, 감마 -머캅토프로필트리 메톡시 실란, 감마-아미노프로필트리에폭시 실란, 감마-아미노프로필트리에폭시 실란 및 감마-아미노프로필트리메톡시 실란 중에서 선택된 실란 커플링제와, 디 메틸 메톡시실란 , 메틸 트리메톡시실란, 테트라메톡시 실란,디 메틸 디 에톡시실란 , 메틸 트리 에톡시실란, 테트라 에톡시실란, 디 페닐 디 메톡시실란 및 페닐 트리 메톡시실란 중에서 선택된 알콕시실란 중에서 선택된 실란화합물 중에서 1 중 또는 그 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 경화촉매는 디에틸렌-트리아민, 트리이텔렌트리아민, 이소포론디아민, 크실렌디아민 및 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 에폭시 그라우트 조성물.
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