KR20080065640A - 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조물의 밀봉을 위한 무역청 밀봉제로 사용하기에 특히 적절하고 특히 바람직하게는 중합체 분산물 또는 폴리스티렌 입자, 세라믹 및 합성 중공 미소 구체, 그리고 또한 원한다면 적어도 하나의 결합재 및 원한다면 다른 첨가제를 갖는 수성적으로 재분산될 수 있는 유화 중합체를 기본으로 하는 대응하는 재분산 분말을 포함하는 건축 자재 조성물을 제공한다. 본 발명의 밀봉제는 대체로 1-성분 또는 2-성분 적용 시스템으로서 조직화될 수 있다. 본 발명의 무역청 건축 자재 조성물은 단지 역청 밀봉제에 의해 통상적으로 달성될 수 있는 우수한 밀봉 특성뿐만 아니라, 특히 적용 이후에 우수한 수축 반응을 갖는다.

Description

건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제{BUILDING MATERIAL COMPOSITION, ESPECIALLY BITUMEN-FREE SEALANT}
본 발명은 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제 (bitumen-free sealant) (밀봉 화합물) 및 그 사용, 특히 구조물의 밀봉을 위한 사용, 및 이러한 건축 자재 조성물을 사용하여 구조물 또는 요소의 보호 또는 밀봉을 위한 대응 방법에 관한 것이다.
구조물의 밀봉에 있어서, 특히 지하실의 외벽, 누기가 있는 방, 옹벽 등과 같이 대지와 접촉하는 구조물 및 요소를 밀봉 및 보호하기 위해, 뿐만 아니라 지붕 밀봉을 위해, 원칙적으로는 상이한 밀봉 시스템, 즉 한편으로는 역청 함유 화합물 및 시트 시스템 그리고 다른 한편으로는 시멘트 함유 시스템 또는 무기 밀봉 슬러리를 사용하는 것이 가능하다. 또한 즉 "하이브리드 형태" 를 형성하고 그 결과 특정 중간 위치를 차지하는 소성 변형된 두꺼운 역청 코팅 (KMB) 을 기본으로 하는 밀봉 시스템도 있다.
상기 언급된 다양한 밀봉 시스템이 구조물의 밀봉에 대해 충족해야하는 요건은 다양한 기준 및 지침, 예컨대 DIN 18195, "Bauwerksabdichtungen [Sealing of structures]", 1 장 ~ 10 장 (1 장 ~ 6 장 : 2000 년 8 월 판; 7 장 : 1989 년 6 월 판; 8 장 ~ 10 장 : 2003 년 3 월 판), DIN 18195-100 (초안, 2003 년 6 월) 및 DIN 18195-101 (초안, 2005 년 9월), 가요성 밀봉 슬러리를 사용하는 대지와 접촉하는 요소의 시일 계획 및 실행을 위한 지침 (초판, 날짜 : 1999 년 2 월), 무기 밀봉 슬러리를 사용하는 요소의 시일 계획 및 실행을 위한 지침 (초판, 날짜 : 2002 년 5 월) 및 소성 변형된 두꺼운 역청 코팅 (KMB) 에 의한 시일의 계획 및 실행을 위한 지침 (제 2 판, 날짜 : 2001 년 11 월) 에 의해 지정될 수 있다.
시멘트 함유 시스템 또는 광물성 밀봉 슬러리는 환경 친화적이라는 이점을 갖지만 가공성이 열악하고 또는 두꺼운 층으로 가해지기에 열악하기 때문에, 이들은 벽과 같은 수직 표면의 두꺼운 층에 가해지기에는 적절하지 않다. 그 결과, 지붕 밀봉의 경우 보통 두꺼운 역청 코팅을 기본으로 하고, 또한 역청 지붕 시트를 기본으로 하는 주 역청 함유 시일은 지하실의 외벽, 누기가 있는 방, 옹벽 등과 같이 대지와 접촉하는, 그리고 지붕 밀봉의 구조물 및 요소의 밀봉 및 보호를 위한 구조물의 밀봉에 현재 사용된다.
종래 기술의 대응하는 역청 조제물은 원칙적으로 1- 또는 2-성분 형태로 사용될 수 있다. 두꺼운 2-성분 역청 코팅은 보통 일반적으로 이온 역청 유제 및 경화제 성분을 기본으로 하는 기본 성분으로 이루어지는 반면, 두꺼운 1-성분 역청 코팅은 물 또는 용매의 증발에 의해 순수하게 물리적으로 막을 경화 또는 형성하고 일반적으로, 경화제 성분으로서는 예컨대 규사 및 포틀랜드 시멘트 (Portland cement) 및/또는 고 알루미나 시멘트와 같은 충전재의 혼합물을 사용할 수 있다.
역청의 사용이 비교적 경제적이지만, 증기 및 에어로졸 형태의 역청은 현재 인간에 대해 발암 물질로 분류되어 있고, 따라서 역청 그 자체는 또한 미래에 발암 물질로서 분류되어, 이후에 구조물의 밀봉을 위해 역청의 사용을 방지하게 될 가능성이 있다.
따라서 종래의 기술에서 적어도 실질적으로는 역청 없이 다룰 수 있는 밀봉 시스템을 제공하기 위해 수많은 노력이 있었다. 종래 기술의 대부분의 무역청 밀봉제의 단점은, 비싼 원재료 또는 비싼 시작 화학 물질을 사용하기 때문에, 이들은 전체적으로 비교적 비싸고, 이는 종종 건축업에서 이들의 적용 가능성을 방해한다. 게다가, 대부분의 시스템은 실무 지향적 취급에 대하여 동일하게 불리한 매우 복잡한 화학적 성질을 갖는다. 종래 기술의 무역청 밀봉 시스템의 다양성은 또한 실제 취급을 복잡하게 하는 반응성 시스템에 달려있다. 또한, 대부분의 무역청 밀봉제는 종래의 역청 밀봉제의 효율을 달성하지 못한다.
종래 기술의 다수의 무역청 밀봉제는 에폭시 수지 (epoxy resin) 시스템을 기본으로 한다. 하지만, 에폭시 수지는 비교적 비싸고 또한 환경적으로 해로울 뿐만 아니라 밀봉제의 가공 시에 다루기가 비교적 복잡하다.
따라서, DE 101 50 601 A1 은 비스페놀 A (bisphenol A) 또는 비스페놀 F 형의 에폭시 수지를 기본으로 하고 충전재, 폴리스티렌 비드, 시멘트 함유 결합제, 첨가제, 가소제, 중합체 분산물 등과 같은 다양한 다른 성분 이외에, 다른 요소에서 이들과 반응성 아민 (ammine) 경화제를 갖는 구조물 및 요소의 밀봉을 위한 2-성분 조성물을 기재하고 있다. 시스템의 반응성 때문에, 단지 사용 직전에 적절한 비율로 혼합되는 2-성분 조성물로서 이를 제공하는 것이 중요하다. 폴리 스티렌 비드를 분말 성분으로 통합하는 것은 또한 폴리스티렌 비드의 열악한 젖음성 때문에, 두 개의 성분의 혼합 시에 분리되려는 특정한 경향이 있다는 단점을 갖는다.
DE 44 16 570 A1 은 탄성 성형 재료 및/또는 재활용된 폐 고무 재료를 포함하는 밀봉 화합물 및/또는 마모층, 보호 표면, 복합재 등으로 사용하기 위한 가요성 플라스틱부에 관한 것이다. 탄성 성형 재료 및/또는 밀봉 화합물은 첨가제를 포함하는 수용성 아크릴레이트 분산물의 약 0.9 ~ 0.2 부와 결합되는, 2 ㎜ 이하의 직경인 상이한 입자 크기의 고무 미립자의 0.1 ~ 0.8 부로 이루어진다. 성형 재료 및/또는 밀봉 화합물은 결과적으로 이들의 사용 전에 실제에 가까운 조건 하에서 사용되는 것에 대해 불리한, 작은 용량의 유닛에서 동적으로 변하는 10 bar 까지의 압력 하에서 압축되어야 한다.
DE 694 19 983 T2 또는 대응하는 EP 0 632 170 B1 은 경화 재료가 끼워져 있는 역청계 혼합층 및 모양을 형성하는 것이 가능하고 최종 생성물의 치수 안정성을 증가시키는 재료로 이루어진 외부층에 의해 지붕의 밀봉 및 지붕 덮개의 밀봉을 위한 건물 구조의 영역에 사용하기 위한 미리 제조된 다단식의 구조물을 기재하고 있다. 또한, 구조물은 수지층이 혼합층과 예비성형층 사이에 존재하는 물 유제에서 탄성 중합체 (elastomer) 및 공중합체 (copolymer) 를 포함하는 추가적인 수지층을 갖는다. 이 생성물의 특별한 단점은 필수적인 역청의 사용이다. 게다가, 구조물은 단지 미리 제조된 형태로만 사용되며 따라서 평탄하지 않은 표면의 밀봉은 항상 보장되지는 않는다.
EP 0 556 414 A1 은 비스페놀 및/또는 적절한 경화제를 갖는 음이온 역청 유제를 기본으로 하는 반응 시스템을 포함하는 영구적으로 탄성적인 2-성분 다목적 재료에 관한 것이다. 이는 또한 수경성 (hydraulic) 결합제, 특히 시멘트를 갖지 않는 반응적인 에폭시 수지계 시스템이다. 게다가, 시스템이 반드시 무역청일 필요는 없다.
US 4 634 725 A 는 정해진 점성의 수지/경화제 용액에 구형 입자의 분산을 함유하는 석조 건축용 균열 가교 (crack bridging) 를 위한 건물 구조를 위한 내균열성 코팅 재료를 기재하고 있다. 1 ~ 6 ㎜ 의 직경을 갖는 구형 입자는 수지/경화제 용액 내에 균일하게 분산된다. 농도 (consistency) 는 흘러내림 없이 수직 표면에 사용될 수 있게 하고, 최대 5 ㎜ 폭의 크랙이 가교되는 것으로 알려져 있다.
JP 53132054 A 는 거품 형태의 폴리스티렌 비드, 유리 및 경화제를 함유하는 콘크리트 개선을 위한 경량 충전재에 관한 것이다. 이는 순수한 콘크리트 개선 제품이다. 유기 결합제 또는 유기 분산물 중 하나 또는 대안적으로는 시멘트 반죽이 경화 원재료로서 사용된다.
마지막으로, DE-A 26 43 501 은 유화제의 결합으로, 물과 섞일 수 있고 접착제와 충전재를 포함하는 시멘트에 관한 것이다. 유동성 있는 아스팔트, 터펜틴 (turpentine), 고무 및 폴리메틸 메타크릴레이트가 접착제로서 언급되었다. 시멘트는 예컨대 결합 충전재, 모르타르의 대체물, 시일 또는 두 가지 재료 사이의 충전재로서 사용될 수 있다.
따라서 본 발명이 기본으로 하고 있는 과제는 구조물의 밀봉에서 밀봉 화합물 또는 밀봉제로서 적절한 무역청 건축 자재 조성물을 제공하는 것이다. 특히, 이러한 건축 자재 조성물은 상기 설명된 종래 기술의 단점을 적어도 실질적으로는 회피하거나 또는 적어도 완화시켜야 한다.
출원인은 현재 놀랍게도 상기 설명된 문제가 폴리스티렌 입자, 중공 세라믹 미소구체 및 중공 합성 미소구체를 기본으로 하는 경량 충전재의 혼합물 및 적절하다면 적어도 하나의 결합제를 갖는 중합체 분산물을 조제함으로써 해결될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 본 발명은 따라서 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제에 관한 것이고, 이 건축 자재 조성물은
- 적어도 하나의 중합체 분산물 또는 하나의 대응하는 재분산 분말 (특히 바람직하게는 수성 매질에서 재분산될 수 있는 유제 중합체를 기본으로 함)
- 폴리스티렌 입자
- 중공 세라믹 미소구체
- 중공 합성 미소구체 및
- 적절하다면, 적어도 하나의 결합제
를 함유한다.
놀랍게도, 상기 언급된 성분의 조합이 구조물의 밀봉에 뛰어나게 적절한 무역청 건축 자재 조성물을 야기하고, 종래 기술에서 역청 함유 밀봉제에 의해서만 얻어질 수 있는 것과 같은 우수한 밀봉 특성에 더하여, 건조 및 경화 시에 적어도 실질적으로는 수축이 관찰되지 않는 특히 우수한 적용후 수축 거동을 갖는다. 이는 이하에 설명된다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 실질적인 성분은 중합체 분산물 또는 대응하는 재분산 분말이다. 중합체 분산물이라는 용어는 미세하게 분할된 천연 및/또는 합성 중합체가 보통은 수성인, 더 드물게는 비수성인 분산 매질에 분산 (래티스 (lattice)) 되어 있는 것을 뜻하는 전체적인 의미이고, 따라서 이 용어는 천연 고무 ("고무 라텍스") 및 합성 고무 ("합성 라텍스") 와 같은 중합체의 분산물, 중합체, 중축합물 (polycondensates) 및 중합첨가 (polyaddition) 화합물과 같은 합성 수지 ("합성 수지 분산물") 및 플라스틱 ("플라스틱 분산물") 을 포함한다. 중합체 분산물이라는 용어에 대해 더 세부적으로는, 예컨대 Rompp Chemielexikon [Rompp Chemistry Lexicon], 제 10 판, 5 권, 1998, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, 3469/3470 쪽, 주요 단어 : "Polymerdispersionen [중합체 분산물]", 그리고 여기에 언급된 문헌을 참조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 중합체 분산물이 사용된다. 하지만, 중합체 분산물 대신, 원리적으로는 대응하는 재분산 가능한, 특히 수분산 가능하며 (water dispersible), 동일한 중합체를 기본으로 하는 분산 분말이 또한 사용될 수 있고, 대응하는 분산 매질, 바람직하게는 물과 상기 분말을 혼합함으로써 중합체 분산물이 얻어질 수 있다. 간단함의 이유로, 중합체 분산물이라는 용어만 일반적으로 이하에서 사용되지만, 특히 이러한 중합체 분산물의 특성 (예컨대, 물리적 및 화학적 특성, 파라미터, 구조, 조성 등) 에 대한 이하의 모든 언급은 비록 명백하게 언급되지 않더라도 물론 또한 따라서 각각의 대응하는 재분산 분말에도 적용된다. 이러한 재분산 분말은 그 자체로 당업자에게 알려져 있고 또한 상업적으로 이용가능하며 (예컨대, Wacker, Celanese, Rhodia, Elotex, Dow Chemical, BASF, Vinavil, Unimex 등으로부터), 따라서 여기서 재분산 분말의 기술에 대해 더 자세하게 나아갈 필요는 없다. 본 발명에 따르면, 사용되는 재분산 분말은 특히 바람직하게는 수성 매질 내에서 재분산될 수 있는 유제 중합체를 기본으로 하는 것이다.
중합체 분산물의 사용, 바람직하게는 수성 분산물의 사용은 다른 이점 (예컨대, 가격, 다른 성분의 더 나은 혼합성 및 젖음성 등) 외에도, 특히 재분산 분말에 대해 혼합하는 물의 대응하는 양이 특정될 수 있어서 혼합 시의 계량 오류가 사라지는 중요한 이점을 갖는다.
유리하게는, 본 발명에 따른 사용된 중합체 분산물은 플라스틱 분산물이다. 상기 설명된 에폭시 수지계 시스템의 단점 때문에, 비에폭시 수지계 중합체 분산물, 바람직하게는 비에폭시 수지계 플라스틱 분산물이 본 발명에 따라 바람직하게 사용된다. 다른 성분의 결합 및 개선된 사용을 위해, 본 발명에 따라 사용되는 중합체 분산물이 추가적으로 이온적으로 개질되고, 바람직하게는 음이온적으로 개질되는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 바람직하게 사용되는 중합체 분산물은 수계 또는 수성인, 바람직하게는 무암모니아 분산 시스템으로 조제된다.
보통, 본 발명에 따라 사용되는 중합체 분산물은 중합체 분산물을 기준으로 30 ~ 75 %, 특히 40 ~ 65 %, 바람직하게는 50 ~ 60 % 의 고형물 함량 (DIN ISO 1625-D) 을 갖는다.
일반적으로, 본 발명에 따라 사용되는 중합체 분산물의 중합체 입자는, 0.001 ~ 5 ㎛, 특히 0.01 ~ 3 ㎛, 바람직하게는 0.05 ~ 2 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 1.0 ㎛ 의 입자 크기 (입자 직경), 특히 평균 입자 크기를 갖는다.
본 발명에 따른 바람직한 중합체 분산물은 일반적으로 7.0 ~ 8.5 의 pH (DIN ISO 976) 를 갖는다. 게다가, 본 발명에 따른 바람직하게 사용되는 중합체 분산물은 23 ℃ 에서, 10 ~ 500 mPaㆍs, 특히 50 ~ 200 mPaㆍs 의 점도를 갖는다. 또한, 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 중합체 분산물은 0.9 ~ 1.1 g/㎤, 특히 0.95 ~ 1.05 g/㎤ 의 밀도 (DIN 53217, ISO 2811) 를 갖는다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 중합체 분산물은 추가적으로 5 ℃ 이하, 특히 1 ℃ 이하의 최소 막 형성 온도 (DIN ISO 2115) 를 갖는다.
최적의 성능 특성을 위해, 본 발명에 따라 사용되는 중합체 분산물로부터 얻을 수 있는 막이 -5 ℃ 이하, 특히 -5 ℃ ~ -50 ℃, 바람직하게는 -20 ℃ ~ -40 ℃, 특히 바람직하게는 약 -30 ℃ 의 유리 전이 온도 (Tg) (DSC) 를 갖는 것이 유리하지만, 원리적으로는, 중합체가 적절한 가소제와 결합된다면 결과적인 막의 더 높은 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따라 사용되는 중합체 분산물로부터 얻을 수 있는 막이 적어도 0.1 N/㎟, 특히 적어도 0.2 N/㎟ 의 파괴 강도 (DIN 53455 에 근거함) 를 갖고/갖거나 적어도 1000 %, 바람직하게는 적어도 2000 % 의 파단 연신율 (DIN 53455 에 근거함) 을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 내알카리성 또는 가수분해 안정성 중합체 분산물 또는 중합체가 보통 사용된다.
특히, 중합체 또는 적어도 두 개의 중합체의 혼합물의 수성 중합체 분산물이 바람직하게는 중합체 분산물로 사용된다. 중합체 또는 둘 이상의 중합체의 혼합물은 바람직하게는 특히 에틸렌적으로 불포화된 단량체로부터 얻어질 수 있는 것과 같은, 자유 라디칼 중합 (free radical polymerization) 에 의해 얻어지는 중합체를 포함한다. 중합체는 바람직하게는 소위 주 단량체, 특히 C1-C20-알킬 (메트)아크릴레이트, 최대 20 개의 C 원자를 함유하는 카르복시산의 비닐 에스테르, 최대 20 개의 C 원자를 갖는 비닐방향족, 에틸렌적으로 불포화된 시안화물 (nitrile), 비닐 할라이드 (vinyl halides), 적어도 2 개의 복합 이중 결합 또는 이러한 단량체의 혼합물을 갖는 비방향성 탄화수소에서 선택되는 주 단량체를 함유한다. 예컨대, 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같이, C1-C12-알킬 라디칼을 갖는 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트가 구체적으로 언급될 수 있다. 특히, 알킬 아크릴레이트 및 알킬 (메트)아크릴레이트의 혼합물의 중합에 의해 얻어질 수 있는 중합체가 또한 적절하다. 본 발명에 따른 적절한 중합체의 준비를 위해, 예컨대 1 ~ 20 개의 C 원자를 갖는 카르복시산의 비닐 에스테르가 또한 적절하다. 본 발명에 따른 적절한 중합체의 준비를 위해, 예컨대 비닐 라우레이트 (laurate), 비닐 스테아레이트 (stearate), 비닐 프로미온 에스테르 (propionate), 비닐 베르사테이트 (versatate) 또는 비닐 아세테이트 또는 상기 언급된 화합물의 두 가지 이상의 혼합물이 적절하다. 예컨대, 비닐톨루엔 (vinyltoluene), α- 및 p-메틸스티렌, α-부틸스티렌, 4-n-부틸스티렌, 4-n-데실스티렌 및 스티렌이 비닐방향족 화합물로서 적절하다. 적절한 시안화물의 예는 아크릴로니트릴 (acrylonitrile) 및 메타크릴로니트릴 (methacrylonitrile) 이다. 본 발명에 따른 적절한 중합체의 준비를 위해, 염화비닐 또는 염화 비닐리덴 (vinylidene chloride), 또는 이들의 혼합물과 같이, 염소, 플루오르 또는 브롬 (bromine) 에 의해 치환되는 에틸렌적으로 불포화된 화합물이 마찬가지로 적절하다. 본 발명에 따른 적절한 중합체의 준비를 위해, 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌과 같은, 2 ~ 8 개의 C 원자와 적어도 두 개의 올레핀 이중 결합을 갖는 비방향성 탄화수소가 추가적으로 적절하다. 또한 중합체 내에 예컨대 0 ~ 40 중량%, 바람직하게는 0 ~ 20 중량% 그리고 특히 바람직하게는 0.2 ~ 10 중량%의 양으로 존재할 수 있는 다른 단량체는 특히 C1-C10-하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드 및 질소 상의 C1-C4-알킬, 에틸렌적으로 불포화된 카르복시산, 디카르복시산, 모노에스테르 (monoester) 그리고 이들의 무수물 (anhydrides), 예컨대 (메트)아크릴산, 말레산 (maleic acid), 푸마르산 (fumaric acid), 말레산 무수물, 말레산 및 푸마르산 모노에스테르 및 이타콘산 (itaconic acid) 에 의해 치환되는 이들의 유도체이다.
중합체 분산물 또는 비닐-, (메트)아크릴레이트-, 스티렌-, 부타디엔- 및/또는 에틸렌계 중합체를 기본으로 하는 대응하는 재분산 분말이 바람직하게는 본 발명에 따라 사용되며, 중합체라는 용어는 본 발명에 따르면 넓은 의미로 이해되어야 하고 좁은 의미로서의 중합체뿐만 아니라 공중합체, 3량체 (terpolymer) 등도 포함한다. 특히, 중합체 분산물 또는 대응하는 재분산 분말은 비닐 아세테이트, 비닐 프로피온 에스테르, 비닐 라우레이트, 비닐 베르사테이트, 염화 비닐, 염화 비닐리덴 및/또는 1 ~ 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 (straight chain) 또는 가지식 비닐 에스테르와 같은 비닐계 또는 아크릴 및 메타크릴 단량체 (특히 에스테르) 와 같은 아크릴레이트계, 스티렌, 부타디엔 및/또는 에틸렌을 갖는 재분산 분말이 사용된다.
상기 설명된 것과 같이, 매우 넓은 범위의 시스템이 중합체 분산물로서 사용될 수 있다. 스티렌/(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 및/또는 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체를 기본으로 하는 분산물이 중합체 분산물로서 바람직하게 사용된다. 특히 유리한 특성이 스티렌아크릴레이트 공중합체의 중합체 분산물에 의해 달성되고, (예컨대, Ludwighafen, BASF Aktiengesellschaft 의 Acronal® DS 3511 또는 Acronal® S 456, 또는 Frankfurt, Celanese 의 Mowilith LDM 6482), 이는 출원인이 놀랍게도, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물에서, 스티렌/아크릴레이트 공중합체를 기본으로 하는 분산물이 결과물인 시일 또는 막의 특히 좋은 안정성 및 방수성을 초래하는 것을 발견하였기 때문인데 이는 결과물인 막이 특히 일관되고 응집성있게 유지되었기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 원칙적으로 상기 언급된 모든 플라스틱 분산물은 본 발명에 따른 건축 자재 조성물에서 사용하기에 적절하다.
상기 언급된 중합체 분산물은 에폭시 수지를 함유하지 않는다. 따라서, 이들은 환경 친화적이고 더 실무 지향적이거나 간단한 방식으로 처리되고 다루어질 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 가격은 이에 의해 에폭시 수지계 시스템과 비교하여 실질적으로 줄어든다.
본 발명에 따른 사용된 폴리스티렌 입자에 있어서, 이들은 특히 소위 폴리스티렌 비드 형태 또는 작은 폴리스티렌 구체 또는 폴리스티렌 미립자의 형태로 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직하게 사용된 폴리스티렌 입자는 0.1 ~ 3.0 ㎜의 범위, 특히 0.2 ~ 2.0 ㎜, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 ㎜의 입자 크기 (입자 직경) 를 갖고, 일반적으로 5 ~ 30 g/l, 특히 7.5 ~ 15 g/l, 바람직하게는 10 ~ 13 g/l 의 벌크 밀도를 갖는다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 실시형태에서, 폴리스티렌 입자는 팽창성 및/또는 팽창된 폴리스티렌으로 형성될 수 있다. 팽창성 폴리스티렌은 일반적으로 적어도 하나의 적절한 발포제, 바람직하게는 알케인 (alkane), 특히 펜탄 (pentane) 및/또는 펜탄 이성체 (isomer) 를 함유한다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 폴리스티렌 입자는, 예컨대 NOVA Brands Ltd. 의 "NOVA Chemicals®" 에서 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 사용된 중공 세라믹 미소구체에 있어서, 이들은 일반적으로 규산염 (silicate) 을 기반으로, 특히 알루미노규산염 및/또는 붕규산염, 바람직하게는 알루미노규산염을 기반으로 형성된다. 게다가, 소량의 다른 무기 산화물, 특히 Fe2O3 및 TiO2 가 또한 존재할 수 있지만, 알루미노규산염 단편, 즉 SiO2 및 Al2O3 의 전체 비율이 95 % 이상의 조건일 때에 존재한다.
본 발명에 따른 적절한 중공 세라믹 미소구체는 일반적으로 1 ~ 500 ㎛, 특히 1 ~ 350 ㎛, 바람직하게는 10 ~ 300 ㎛ 의 입자 크기 (입자 직경) 를 갖고, 일반적으로 100 ~ 160 ㎛, 특히 120 ~ 150 ㎛, 바람직하게는 125 ~ 140 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다.
본 발명에 있어서, 사용되는 중공 세라믹 미소구체가 100 ~ 600 g/l, 특히 250 ~ 500 g/l, 바람직하게는 350 ~ 475 g/l 의 벌크 밀도 및/또는 1800 ~ 3000 ml/1000g, 특히 2000 ~ 2100 ml/1000g, 바람직하게는 2100 ~ 2800 ml/1000g 의 벌크 부피를 갖는 것이 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 사용될 수 있는 중공 세라믹 미소구체는 일반적으로 0.5 ~ 1.0 g/㎤, 특히 0.6 ~ 0.9 g/㎤, 바람직하게는 0.7 ~ 0.8 g/㎤ 의 밀도를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 사용될 수 있는 중공 세라믹 미소구체는 일반적으로 적어도 4, 특히 적어도 4.5, 바람직하게는 적어도 5, 특히 바람직하게는 5 ~ 6 의 모스 경도 (Mohs' hardness) 및/또는 적어도 12 MPa, 특히 적어도 13 MPa, 바람직하게는 적어도 14 MPa 의 압축 강도를 갖는다.
한편으로 중공 세라믹 미소구체의 특정한 기계적 안정성을 보장하기 위해 그리고 다른 한편으로 중공 세라믹 미소구체의 비중을 줄이기 위해, 본 발명에 따른 바람직하게 사용되는 중공 세라믹 미소구체는 전체 중공 세라믹 미소구체의 단지 5 ~ 15 %, 바람직하게는 단지 약 10 % 를 차지하는 쉘 직경을 갖고, 즉 다시 말하면 중공 세라믹 미소구체의 85 ~ 95 %, 바람직하게는 약 90 % 가 쉘에 의해 형성되는 또는 둘러싸인 중공에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 적절한 중공 세라믹 미소구체는 다수의 공급자들, 예컨대 Omega Minerals Germany GmbH, Advanced Minerals Ltd., Trelleborg Fillite Ltd., Envirospheres Pty. Ltd. 및 AshTek Corporation 로부터 이용 가능하다. 본 발명에 따른 바람직하게 사용된 중공 세라믹 미소구체는 Omega Minerals Germany GmbH 에 의해, 특히 "Omega-Spheres" 계열 제품, 예컨대 "Omega-Spheres W300", 또는 "Isospheres SG 300" 이 판매된다.
본 발명에 있어서, 중공 유리 미소구체에 의해 중공 세라믹 미소구체의 비율을 완전하게 또는 부분적으로 대체할 수 있다. 하지만, 중공 세라믹 미소구체가 유리하게는 사용된다.
본 발명에 따른 사용되는 중공 합성 미소구체에 있어서, 이들은 일반적으로 유기 중합체를 기반으로 형성된다. 예컨대, 염화 비닐리덴, 아크릴로니트릴 및/또는 메틸 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터의 단량체, 바람직하게는 염화 비닐리덴/아크릴로니트릴 공중합체를 기본으로 하는 유기 중합체가 사용되고, 이러한 제품은 예컨대, Akzo Nobel ("Expancel® WE") 또는 Sika Addiment GmbH 에 의해 판매된다. 대안적으로는, 이러한 중공 합성 미소구체는 또한 페놀 수지 (예컨대, 말레이시아 Asia Pacific Microspheres Sdn. Bhd. 의 제품) 를 기본으로 할 수 있다. 하지만, 염화 비닐리덴/아크릴로니트릴 공중합체를 기본으로 하거나 또는 단량체 염화 비닐리덴 및/또는 아크릴로니트릴 및/또는 메틸 (메트)아크릴레이트를 기본으로 하는 중합체를 기본으로 하는 중공 합성 미소구체가 본 발명에 따라 바람직하게 사용된다.
본 발명에 따른 사용되는 중공 합성 미소구체에 있어서, 이들은 일반적으로 1 ~ 300 ㎛, 특히 1 ~ 200 ㎛, 바람직하게는 5 ~ 150 ㎛, 특히 바람직하게는 10 ~ 150 ㎛ 의 입자 크기 (입자 직경), 및/또는 10 ~ 100 ㎛, 특히 20 ~ 80 ㎛, 바람직하게는 20 ~ 60 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 중공 합성 미소구체는 예컨대, 팽창성 및/또는 팽창된 형태로 존재할 수 있다. 이러한 중공 합성 미소구체, 특히 팽창성 형태는 발포제, 바람직하게는 알케인, 특히 펜탄 및/또는 펜탄 이성체를 함유하고, 발포제는 팽창성 구체를 일정 온도 이상에서의 가열시 팽창하게 하고 따라서 이들이 최종 입자 크기를 갖게 한다.
본 발명에 따른 바람직하게 사용되는 중공 합성 미소구체는 중공 합성 미소구체를 기준으로 5 ~ 20 %, 특히 7 ~ 17 % 의 고형물을 갖는다. 나머지 비율은 쉘 재료에 의해 감싸져 있는 중공에 의해 채워진다.
상기 설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제는 상기 설명한 성분뿐만 아니라, 적절하다면 적어도 하나의 결합재를 함유한다. 본 발명에 따르면, 결합재라는 용어는 특히 동일한 또는 상이한 물질을 서로 결합하는 물질을 전체적으로 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 있어서, 수경성, 잠재적인 수경성 또는 비수경성 결합재가 사용될 수 있고, 특히 수경성 및 잠재적인 수경성 결합재, 특히 바람직하게는 수경성 결합재가 사용될 수 있다. 단지 공기 중에서만 경화되는 이러한 결합재 (석고 (gypsum), Soral 시멘트, 경석고 (anhydrite), 마그네시아 결합재, 백석회 등과 같은 "공기 결합재") 는 비수경성 결합재이고, 반면 예컨대, 수경성 석회 및 다른 많은 시멘트는 수중에서 또한 응고되는 수경성 결합재이다. 이러한 결합이 단지 첨가제 또는 활성제에 의해서만 발생한다면, 그 후 소위 잠재적인 수경성 결합재 (예컨대, 고로 슬래그 (blast furnace slag)) 가 나타내어 진다. 결합재에 대해 더 세부적으로는, 예컨대, Rompp Chemielexikon [Rompp Chemistry Lexicon], 제 10 판, 1 권, 1996, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, 433/434 쪽, 주요 단어 : "Bindemittel [결합재]" 를 참조, 그리고 여기에 언급된 문헌을 참조할 수 있다.
본 발명에 따른 적절한 결합재는 시멘트, 석회, 백석회, 경석고 및 석고와 같은 황산 칼슘, 고로 슬래그와 같은 슬래그, 여과재 (filter ashes), 및 상기 언급한 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 실시형태에서, 시멘트가 결합재로 사용된다. 시멘트에 대해 이러한 점에서 더 자세하게는, "Rompp Chemielexikon [Rompp Chemistry Lexicon]", 제 10 판, 6 권, 1999, Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, 5049 ~ 5051 쪽, 주요 단어 : "Zement [시멘트]" 를 참조, 그리고 여기에 언급된 문헌을 참조할 수 있다. 소위 포틀랜드 시멘트가 특히 바람직하게는 사용된다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물에 있어서, 결합재, 특히 시멘트는 이중 기능을 수행하는데, 첫째로, 결합재는 중합체 분산물을 파괴하고 따라서 막 형성 공정이 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 적용 이후에 시작할 수 있고, 둘째로, 결합재는 물리적 처리, 특히 건조 시에 증발에 의해 제거되지 않는 여분의 물과 결합한다. 특히, 본 발명에 따른 선택적으로 사용되는 결합재는 그 사용 또는 적용 이후에 가해진 건축 자재 조성물의 증가된 강도 및 개선된 응집력, 특히 증가된 조기 안정성을 갖게 한다.
결합제 성분, 특히 시멘트의 포함은 분산물의 더 빠른 "파괴" 및 관련된 더 나은 막 형성 특성뿐만 아니라 또한 더 빠르고 더 짧은 경화 시간 그리고 또한 수축 거동에서의 개선을 초래한다.
상기 설명된 성분 또는 요소에 더하여, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 또한 다른 성분 및/또는 첨가제를 함유할 수 있다. 이들은 특히 습윤제, 소포제 (antifoam), 방부제, 증점제 (thickener), 가소제, 무기 충전재, 무기 골재, 응고 지연제, 응고 촉진제, 섬유, 색소 등 그리고 상기 언급한 물질의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
예컨대, 추가적인 증점제가 유동성 또는 점성을 조절하기 위해 본 발명에 따른 조성물에 첨가된다면, 유리하게는 메틸하이드록시에틸셀룰로오스 ("Tylose") 및/또는 산탄검 (xanthan gum), 바람직하게는 메틸하이드록시에틸셀룰로오스 및 산탄검이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 건축 자재 조성물에 산탄검을 사용하는 것은 산탄검이 조성물에 증점 효과뿐만 아니라 사용 시에 특히 유리한 틱소트로픽 (thixotropic) 특성을 추가적으로 준다는 특별한 이점을 갖는다. 산탄검 대신에, 증점제 및 표준화제 또는 틱소트로픽제의 역할을 하는 (산탄검과 유사하게) 이산화규소를 마찬가지로 첨가할 수 있다. 산탄검 및 이산화규소의 혼합물, 적절하다면 메틸하이드록시에틸셀룰로오스를 함께 혼합한 혼합물이 증점제로서 또한 사용될 수 있다.
게다가, 재활용된 재료, 예컨대 고무 미립자 등이 또한 본 발명에 따른 건축 자재 조성물에 결합될 수 있다.
원칙적으로, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 1-성분 시스템 (1C 시스템) 또는 2-성분 시스템 (2C 시스템) 중 하나로 조제될 수 있다. 2-성분 시스템으로 조제되는 것이 바람직하다.
1-성분 시스템으로 조제되는 경우에 있어서, 상기 언급된 종류의 재분산 분말이 바람직하게는 중합체 성분으로서 사용된다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 특히 1C 건조 시스템 또는 1C 분말 시스템으로 조제될 수 있으며, 즉 단지 단일 고체 성분 또는 사용 전에 요구되는 양의 물과 혼합되는 단일 고체 혼합물로만 이루어질 수 있다.
2-성분 시스템으로서 본 발명에 따른 바람직한 조제의 경우에 있어서, 중합체 분산물이 중합체 성분으로서 보통 사용되고, 한편으로 중합체 분산물 그리고 다른 한편으로 어떠한 존재하는 결합재는 유리하게는 상이한 성분 내에 존재하고, 결합제는 원칙적으로 고체 또는 분말 성분 또는 액체 성분의 성분, 하지만 바람직하게는 고체 또는 분말 성분의 성분인 반면, 중합체 분산물은 일반적으로 액체 성분의 성분이다. 하지만, 원칙적으로 이 실시형태에서 중합체 분산물 대신 대응하는 재분산 분말을 사용할 수도 있지만, 이는 본 발명에 따르면 덜 바람직하고, 하지만, 본 발명에 따른 바람직한 2C 시스템은 이하에 단지 중합체 분산물을 기반으로 하여서만 설명되어 있으며, 대응하는 재분산 분말이 사용 전에 적절한 양의 물과 혼합되어 있다면 중합체 분산물 대신 대응하는 재분산 분말을 또한 사용할 수 있다는 것이 당업자에게는 자명하다.
본 발명의 특별한 실시형태에 따르면, 본 발명은 따라서 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제, 특히 상기 설명된 것과 같이, 이 건축 자재 조성물은 2-성분 시스템 (2C 시스템) 으로 조제되고, 이 2-성분 시스템은 첫째로 특히 액체 성분으로서 성분 (A) 을, 둘째로 특히 건조 또는 분말 성분 또는 액체 성분, 바람직하게는 건조 또는 분말 성분으로서 성분 (B) 을 포함하고,
ㆍ 각 경우의 성분 (A) 의 양을 기준으로 하여, 성분 (A) 은
- 적어도 하나의 중합체 분산물, 특히 2 ~ 100 중량부, 바람직하게는 30 ~ 80 중량부, 특히 바람직하게는 40 ~ 60 중량부의 중합체 분산물,
- 폴리스티렌 입자, 특히 0.01 ~ 10 중량부, 바람직하게는 0.05 ~ 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 2.5 중량부의 폴리스티렌 입자,
- 중공 세라믹 미소구체, 특히 0.1 ~ 60 중량부, 바람직하게는 0.2 ~ 50 중량부, 특히 바람직하게는 0.5 ~ 10 중량부의 중공 세라믹 미소구체,
- 중공 합성 미소구체, 특히 0.01 ~ 30 중량부, 바람직하게는 0.05 ~ 15 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량부의 중공 합성 미소구체,
- 적절하다면, 적어도 하나의 무기 충전재 또는 광물성 골재, 바람직하게는 탄산 칼슘 및/또는 SiO2, 바람직하게는 규사 형태인 SiO2, 특히 전체로서 2 ~ 160 중량부, 5 ~ 100 중량부, 특히 바람직하게는 10 ~ 50 중량부의 무기 충전재 또는 광물성 골재,
- 적절하다면, 적어도 하나의 다른 첨가제, 특히 습윤제, 소포제, 방부제 및/또는 증점제, 특히 전체로서 0.01 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 5 중량부의 다른 첨가제, 및
- 적절하다면, 추가적인 물, 특히 0.1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 1 ~ 5 중량부의 추가적인 물을 함유하고,
ㆍ 각 경우의 성분 (B) 의 양을 기준으로 하여, 성분 (B) 은
- 적어도 하나의 결합재, 바람직하게는 시멘트, 특히 1 ~ 100 중량부, 바람직하게는 5 ~ 50 중량부, 특히 바람직하게는 5 ~ 15 중량부의 결합재,
- 적절하다면, 적어도 하나의 무기 충전재 또는 광물성 골재, 바람직하게는 탄산 칼슘, 바람직하게는 석회암 분말의 형태 및/또는 SiO2, 바람직하게는 규사 형태인 SiO2, 특히 전체로서 2 ~ 200 중량부, 바람직하게는 50 ~ 150 중량부, 특히 바람직하게는 80 ~ 100 중량부의 무기 충전재 또는 광물성 골재를 함유한다.
본 발명에 따른 덜 바람직한 실시형태에서, 이에 따르면 성분 (B) 은 또한 액체 성분으로 조제되고, 이 성분 (B) 은, 특히 결합재에 대해 불활성이며, 유기 탄화수소, 오일, 특히 광물성 오일 및 액체 파라핀, 가소제 등, 대기압에서 이러한 유기 화합물의 끓는점 또는 끓는 범위가 적어도 200 ℃ 인 유기 용매로 이루어진 그룹에서 특히 선택될 수 있는 분산제를 함유할 수 있다. 성분 (B) 내의 분산제의 양은 이 실시형태에서 넓은 범위 내에서 변할 수 있고, 특히 1 ~ 1000 중량부, 특히 50 ~ 500 중량부, 특히 바람직하게는 100 ~ 200 중량부에서 변할 수 있다.
한편 성분 (A) 그리고 다른 한편 성분 (B) 는 다양한 혼합비로 사용될 수 있다. 예컨대, (A) : (B) 의 혼합비는 30 : 1 ~ 1 : 1, 특히 10 : 1 ~ 1 : 1, 바람직하게는 4 : 1 ~ 1 : 1, 바람직하게는 3 : 1 ~ 1 : 1 의 범위 내에서 변할 수 있다. 특히 바람직한 개발에 따르면, 혼합비 (A) : (B) 는 약 2 : 1 이다.
2-성분 시스템의 경우에 사용하기 위해, 두 개의 성분 (A) 와 (B) 는 유리하게는 사용 직전에 접촉하게 되고, 특히 서로 혼합되거나 균질화되고, 따라서 성분 (A) 와 (B) 의 밀접한 또는 균질한 혼합물이 사용시 존재하게 된다.
상기 설명된 것과 같이, 무기 충전재 또는 광물성 골재 ("중 (heavy) 충전재" 또는 "중 골재") 두가지 는 유리하게는 성분 (A) 와 성분 (B) 두 가지 모두에 첨가될 수 있다. 특히, 비교적 굵은 입자, 특히 0 ~ 1 ㎜ 의 심사 곡선 (screening curve) 을 갖는 골재 또는 충전재는 고체 또는 분말 성분 (B) 에 첨가되는 경향이 있지만, 비교적 미세한 입자, 특히 0 ~ 0.5 ㎜ 의 심사 곡선을 갖는 골재 또는 충전재가 액체 성분 (A) 에 첨가되는 과정이 채택된다. 이러한 방식으로, 연속적인 또는 중단되지 않는 접지선 (screening line) 이 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 공기를 포함하지 않는 합당한 패킹 밀도가 얻어질 수 있고, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물이 대지와 접촉하는 영역에서 밀봉제로서 사용될 때 특히 중요한 최종 생성물의 압축 강도 또는 안정성이 증가된다.
본 발명에 따르면, 특히 고체 성분 (B) 으로서 성분 (B) 가 0.8 ~ 2.5 kg/l, 특히 1.5 ~ 2.1 kg/l, 바람직하게는 1.60 ~ 1.70 kg/l 의 밀도를 갖지만, 액체 성분 (A) 은 일반적으로 0.5 ~ 1.0 kg/l, 특히 0.6 ~ 0.8 kg/l, 바람직하게는 0.70 ~ 0.80 kg/l 의 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 고체 성분 (B) 의 밀도는 액체 성분 (A) 의 밀도의 적어도 1.5 배, 특히 적어도 1.7 배, 특히 적어도 2 배이어야 한다. 이러면 사용 전에 두 가지 성분의 신속하고 균질적인, 특히 먼지가 없는 섞음 또는 혼합이 가능하게 된다.
2-성분 시스템의 경우에, 폴리스티렌 입자, 중공 세라믹 미소구체 및 중공 합성 미소구체가 액체 성분 (A) 에 존재한다는 사실은 이러한 성분의 분리가 발생하지 않는다는 이점을 갖는다. 오히려, 큰 밀도차이 때문에 (경량 성분 및 골재는 액체 성분 (A) 에 존재하지만 무거운 성분 및 골재는 실질적으로 고체 성분 (B) 에 존재) 서로에 대한 두 가지 성분 (A) 및 (B) 의 우수한 혼화성 (miscibility) 이 달성되어 신속한 사용이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물, 특히 본 발명에 따른 무역청 시일은 전체적으로 이하의 다양한 이점을 갖는다.
첫째로, 사용에 유리한 성분 때문에 친환경적이고 경제적이다. 밀봉제로서 이를 적용한 이후, 이는 실질적으로 수축을 나타내지 않는다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 (1-성분 또는 2-성분 시스템으로서 조제와 관계없이) 단지 종래 기술에 따른 역청 함유 밀봉제에 의해 통상적으로 달성될 수 있는 것과 같은 우수한 밀봉 특성을 나타낸다. 특히, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 최초에 언급된 역청 함유 밀봉제에 대하여 DIN 18195 에서 설정된 것과 시멘트 함유 또는 광물성 밀봉 슬러리 및 소성 변형 두꺼운 역청 코팅에 대한 대응하는 지침에서 설정된 요구를 충족한다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 밀봉 구조물, 특히 대지와 접촉하는 영역, 또한 지붕 밀봉에 적합하다. 특히, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 또한 두꺼운 층, 특히 수직 벽에 처리 또는 적용될 수 있다.
놀랍게도, 비록 상기 건축 자재 조성물이 비교적 비싼 중합체 분산물을 기반으로 조제되지만, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 역청 유제와 동일한 가격 수준으로 개발되었다. 더 놀라운 것은 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 2-성분 조제의 경우에 매우 신속하게 혼합될 수 있고 (즉, 액체 성분과 분말 성분의 섞음), 특히 먼지를 많이 발생시키기 않고 혼합될 수 있다. 더 놀라운 것은, 더 큰 층 두께라고 해도, 사실상으로 시일의 무수축 경화가 발생하고, 이는 그 결과 불가피하게 누출을 야기하는 수축 크랙이 발생하지 않기 때문에 높은 확실성을 제공하기 때문에 특히 중요하다.
실질적인 무수축 건조 또는 경화는, 예컨대 이하와 같이, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물이 수식 상태로 예컨대 약 3 ㎜ 의 층 두께로 적용된다면, 그 결과 또한 건조된 또는 경화된 상태의 대략 동일한 층 두께의 크기 (즉 약 3 ㎜) 를 갖는 코팅이 얻어지고, 그 결과 어떠한 수축 크랙도 회피하는 본 발명에 따른 시일의 우수한 응집력이 달성되는 것과 같이 나타날 수 있다. 한편 종래 기술의 밀봉 시스템은 일반적으로 건조 또는 경화 시에 약 20 ~ 25 % 의 수축을 나타내고, 종래 기술의 시스템이, 예컨대 4 ㎜ 층 두께로 습식 상태에서 적용된다면, 건조 또는 경화된 상태의 단지 3 ㎜ 의 밀봉 층이 형성되고, 크랙이 사용시에 충분하게 고려되지 않는다면 실제로 상당한 크랙을 초래하게 된다.
상기 언급한 특색은 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 특별한 조제에 의해, 특히 일반적으로 수성 중합체 분산물과 특별한 경량 골재, 즉 폴리스티렌 입자, 중공 합성 미소구체 및 중공 세라믹 미소구체, 그리고 적절하다면 적어도 하나의 결합재와의 조합과의 조합에 의한 것이다. 출원인은 상기 설명된 효과가 놀랍게도 이러한 상승적인 조합에 의해서만 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.
스티렌 입자를 기본으로 하는 경량 충전재 및 중공 세라믹 및 합성 미소구체의 결합은 또한 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 중량을 감소시키고, 즉 이들은 명백하게 더 가볍게 되고 또한 적용 시에 당김 저항을 감소시킨다. 특히, 작은 구형 또는 비드 형태의 폴리스티렌 입자는 적용 시에 특정한 구름 효과 (rolling effect) 를 보장한다.
본 발명의 다른 이점은 일반적으로 가소제 또는 가소제 성분이 없어도 된다는 것이다.
전체적으로 (단지 역청 함유 밀봉제에 의해서 통상적으로 달성될 수 있는 우수한 밀봉 특성에 더하여) 본 발명에 따른 무역청 건축 자재 조성물은 따라서 적용 후에 특히 우수한 수축 거동을 나타낸다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물이 1-성분 또는 2-성분 시스템으로서 조제되는지 아닌지와 관계없이, 예컨대 특정한 경량 골재, 예컨대 팽창 펄라이트 (expanded perlite) 와 같은 펄라이트, 팽창 유리, 팽창 운모 (mica) (질석 (vermiculite)), 팽창 혈암 (shale), 팽창 점토, 소결 무연탄 비산회 (fly ash), 천연 부석 (pumice) 및 발포 슬래그와 같은 부석, 벽돌 조각, 응회암 (tuff), 라바 (lava) 및 라바 슬래그 및 벤토나이트 (bentonite) 로 이루어진 그룹으로부터의 특정 경량 골재가 상기 언급된 성분 이외에 또한 추가될 수 있다.
또한 (본 발명의 제 2 양태에 따르면) 본 발명은 밀봉 구조물, 특히 대지와 접촉하는 구조물 및 요소 및 지붕 (납작한 지붕) 의 밀봉 및/또는 보호를 위해 상기 규정된 것과 같은 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 사용에 관한 것이다.
또한 (본 발명의 제 3 양태에 따르면) 본 발명은 구조물 또는 지붕을 포함하는 요소의 밀봉 및/또는 보호를 위한 방법에 관한 것이고, 상기 규정된 것과 같은 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 충분한 두께로 관련 구조물 또는 요소에 가해지고 그 후 건조 및 경화되도록 방치된다.
본 발명에 따른 사용 및 방법에 있어서, 본 발명에 따른 건축 자재 조성물은 일반적으로 0.1 ~ 10 ㎜, 특히 1 ~ 5 ㎜, 바람직하게는 2 ~ 4.5 ㎜ 의 층 두께 (습식 두께) 로 가해진다.
본 발명의 내용을 벗어나지 않는 본 발명의 다른 실시형태, 발전의 소산, 변형 및 이형은 본 출원을 읽을 때 당업자에 의해 즉시 인식 및 알게 될 것이다.
본 발명은 이하의 실시예를 참조하여 나타내어지지만, 이는 본 발명을 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제는 이하와 같이 2-성분 시스템 (2C 시스템) 으로 조제된다.
성분 (A) (액체 성분) :
- 중합체 분산물 51 중량%
(수성이고, 음이온적 개질된, 스티렌/아크릴레이트 공중합체의 무암모니아 분산물)
- 습윤제 (폴리아크릴레이트 나트륨의 수용액) 0.29 중량%
- 비이온적 소포제 1.16 중량%
- 방부제 0.15 중량%
- 광물성 골재 Ⅰ (규사 (SiO2)) 19.3 중량%
- 광물성 골재 Ⅱ (탄산 칼슘) 19.3 중량%
- 알루미노규산염을 기본으로 하는 중공 세라믹 미소구체 4.8 중량%
- 중공 합성 미소구체 0.96 중량%
- 스티로폴 (Styropor) 비드 (밀도 : 13 g/l) 0.58 중량%
(폴리스티렌 입자)
- 증점제 Ⅰ 0.11 중량%
- 증점제 Ⅱ 0.15 중량%
- 추가적인 물 2.2 중량%
100 중량%
성분 (B) (고체 또는 건조 성분) :
- 수경성 결합제 (포틀랜드 시멘트) 10 중량%
- 광물성 골재 Ⅰ (규사) 77.50 중량%
- 광물성 골재 Ⅱ (석회암 분말 = 탄산 칼슘) 12.50 중량%
100 중량%
성분 (A) 의 광물성 골재는 성분 (B) 의 광물성 골재보다 더 작은 입자 크기로 존재한다.
성분 (B) 은 약 1.63 kg/l 의 밀도를 갖는 반면 성분 (A) 은 약 0.75 kg/l 의 밀도를 갖는다.
상기 언급된 성분 (A) 및 (B) 는 약 2 : 1 의 (A) : (B) 혼합비로 혼합되고 따라서 균질한 혼합물이 얻어진다.
균질한 혼합물은 그 후 8 m × 3 m 벽면에 습식 상태로 약 4 ㎜ 의 층 두께 로 가해진다. 건조 및 경화 이후에, 수분의 영향으로부터 벽면을 보호하는 약 4 ㎜ 의 균일한 두께의, 크랙이 없는, 응집성 밀봉층이 얻어진다. 밀봉된 표면은 어떠한 균열도 생기지 않는다.
상기 언급된 실험이 반복되지만, 대안적으로 폴리스티렌 성분 (비교 실험Ⅰ) 또는 중공 세라믹 미소구체 (비교 실험 Ⅱ) 또는 중공 합성 미소구체 (비교 실험Ⅲ) 는 액체 성분 (A) 에서 생략된다. 과정은 상기 설명된 것과 동일하다. 벽면에 각 혼합물을 습식 상태로 4 ㎜ 의 두께로 가한 이후, 상기 언급된 성분이 없는 각 생성물의 경우 결과적인 수축에 의해 균열이 관찰된다. 건조 및 경화된 밀봉층은 각 경우에 수축에 의해 실질적으로 4 ㎜ 이하의 더 작은 두께를 갖는다.
상기 실시예는 무역청 무에폭시 수지계 중합체 분산물에 상기 언급된 경량 충전재의 특별한 조합에 의한 본 발명에 따른 건축 자재 조성물의 효과를 인상적으로 나타낸다.
사용된 플라스틱 분산물 대신, 재분산 분말이 이후 사용 전에 대응하는 물의 양과 혼합되는 수성 매질에 재분산 가능한 스티렌/아크릴레이트 공중합체를 기본으로 하는 재분산 분말을 대안적으로 사용할 수 있다. 재분산 분말의 사용은 다른 모든 성분이 건조 성분으로 선택된다면, 1-성분 시스템 (1C 시스템) 으로 조제될 수 있게 한다.

Claims (17)

  1. 건축 자재 조성물, 특히 무역청 밀봉제로서,
    - 특히 바람직하게는 수성 매질에서 재분산될 수 있는 유제 중합체를 기본으로 하는 적어도 하나의 중합체 분산물 또는 하나의 대응하는 재분산 분말
    - 폴리스티렌 입자
    - 중공 세라믹 미소구체
    - 중공 합성 미소구체, 및
    - 적절하다면, 적어도 하나의 결합제
    를 함유하는 건축 자재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 비닐-, (메트)아크릴레이트-, 스티렌-, 부타디엔- 및/또는 에틸렌계 중합체를 기본으로 하는 중합체 분산물 또는 대응하는 재분산 분말이 사용되며, 특히, 사용되는 중합체 분산물 또는 대응하는 재분산 분말은 비닐 아세테이트, 비닐 프로피온 에스테르, 비닐 라우레이트, 비닐 베르사테이트, 염화 비닐, 염화 비닐리덴 및/또는 1 ~ 20 개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 가지식 비닐 에스테르와 같은 비닐계 또는 아크릴 및 메타크릴 단량체, 특히 이들의 에스테르와 같은 아크릴레이트계, 스티렌, 부타디엔 및/또는 에틸렌인 건축 자재 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    ㆍ 상기 중합체 분산은 플라스틱 분산물이고, 특히 무에폭시 수지계 플라스틱 분산물이고/이거나,
    ㆍ 상기 중합체 분산물은 이온적으로 개질되고/되거나,
    ㆍ 상기 중합체 분산물은 중합체 분산물을 기준으로 30 ~ 75 %, 특히 40 ~ 65 %, 바람직하게는 50 ~ 60 % 의 고형물 함량을 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중합체 분산물의 중합체 입자는, 0.001 ~ 5 ㎛, 특히 0.01 ~ 3 ㎛, 바람직하게는 0.05 ~ 2 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 1.0 ㎛ 의 입자 크기, 특히 평균 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중합체 분산물은 수계로서, 바람직하게는 무암모니아 분산 시스템으로서 조제되고/되거나,
    ㆍ 상기 중합체 분산물은 스티렌/(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 및/또는 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체, 바람직하게는 스티렌/아크릴레이트 공중합체를 기본으로 하는 분산물이고/이거나, 재분산 분말은 스티렌/(메트)아크릴레이트 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체 및/또는 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체, 바람직하게는 스티렌/아크릴레이트 공중합체를 기본으로 하는 재분산 분말인 건축 자재 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ㆍ 상기 폴리스티렌 입자는 폴리스티렌 비드 또는 작은 폴리스티렌 구 또는 폴리스티렌 미립자로서 존재하고/하거나,
    ㆍ 상기 폴리스티렌 입자는 0.1 ~ 3.0 ㎜, 특히 0.2 ~ 2.0 ㎜, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 ㎜의 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 폴리스티렌 입자는 5 ~ 30 g/l, 특히 7.5 ~ 15 g/l, 바람직하게는 10 ~ 13 g/l 의 벌크 밀도를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 폴리스티렌 입자는 팽창 및/또는 팽창된 폴리스티렌으로 형성되고, 특히 팽창 폴리스티렌은 바람직하게는 알케인, 특히 펜탄 및/또는 펜탄 이성체와 같은 적어도 하나의 발포제를 함유하는 건축 자재 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 규산염 (silicate) 을 기반으로, 특히 알루미노규산염 및/또는 붕규산염, 바람직하게는 알루미노규산염을 기반으로 형성되고/되거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 1 ~ 500 ㎛, 특히 1 ~ 350 ㎛, 바람직하게는 10 ~ 300 ㎛ 의 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 100 ~ 160 ㎛, 특히 120 ~ 150 ㎛, 바람직하게는 125 ~ 140 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 100 ~ 600 g/l, 특히 250 ~ 500 g/l, 바람직하게는 350 ~ 475 g/l 의 벌크 밀도, 및/또는 1800 ~ 3000 ml/1000g, 특히 2000 ~ 2900 ml/1000g, 바람직하게는 2100 ~ 2800 ml/1000g 의 벌크 부피를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 0.5 ~ 1.0 g/㎤, 특히 0.6 ~ 0.9 g/㎤, 바람직하게는 0.7 ~ 0.8 g/㎤ 의 밀도를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 적어도 4, 특히 적어도 4.5, 바람직하게는 적어도 5, 특히 바람직하게는 5 ~ 6 의 모스 경도, 및/또는 적어도 12 MPa, 특히 적어도 13 MPa, 바람직하게는 적어도 14 MPa 의 압축 강도를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 세라믹 미소구체는 전체 중공 미소구체의 5 ~ 15 %, 바람직하게는 약 10 % 를 차지하는 쉘 직경을 갖고 중공 세라믹 미소구체의 85 ~ 95 %, 바람직하게는 약 90 % 가 쉘에 의해 형성되는 중공에 의해 형성되는 건축 자재 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ㆍ 상기 중공 합성 미소구체는 유기 중합체, 특히 염화 비닐리덴, 아크릴로니트릴 및/또는 메틸 (메트)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터, 바람직하게는 염화 비닐라덴/아크릴로니트릴 공중합체로부터, 또는 페놀 수지로부터의 단량체를 기본으로 하는 유기 중합체를 기반으로 형성되고/되거나,
    ㆍ 상기 중공 합성 미소구체는 1 ~ 300 ㎛, 특히 1 ~ 200 ㎛, 바람직하게는 5 ~ 150 ㎛, 특히 바람직하게는 10 ~ 150 ㎛ 의 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 합성 미소구체는 10 ~ 100 ㎛, 특히 20 ~ 80 ㎛, 바람직하게는 20 ~ 60 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 합성 미소구체는 중공 미소구체를 기준으로 하는 5 ~ 20 %, 특 히 7 ~ 17 % 의 고형물 함량을 갖고/갖거나,
    ㆍ 상기 중공 합성 미소구체는 팽창 및/또는 팽창된 형태로 존재할 수 있고, 특히 중공 합성 미소구체는 적어도 하나의 발포제, 바람직하게는 알케인, 특히 펜탄 및/또는 펜탄 이성체를 함유하는 건축 자재 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ㆍ 상기 결합재는 수경성, 잠재적인 수경성 또는 비수경성 결합재, 특히 수경성 결합재이고/이거나,
    ㆍ 이 결합재는 시멘트, 석회, 백석회, 경석고 및 석고와 같은 황산 칼슘, 고로 슬래그와 같은 슬래그, 여과재, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고 바람직하게는 시멘트, 특히 포틀랜드 시멘트인 건축 자재 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건축 자재 조성물은 또한 적어도 하나의 첨가제 및/또는 적어도 하나의 다른 성분을 함유할 수 있고, 이들은 특히 습윤제, 소포제, 방부제, 증점제, 가소제, 무기 충전재, 광물성 골재, 응고 지연제, 응고 촉진제, 섬유, 색소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 건축 자재 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건축 자재 조성물은 적어도 하나의 증점제, 특히 메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 산탄검 및 이산화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 증점제를 갖고, 이는 특히 메틸하이드록시에틸셀룰로오스와 산탄검 및/또는 이산화 규소의 조합인 건축 자재 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건축 자재 조성물은 1-성분 시스템 (1C 시스템) 또는 2-성분 시스템 (2C 시스템) 으로 조제되고, 특히 2-성분 시스템의 경우에 한편으로 중합체 분산물 그리고 다른 한편으로 결합재가 상이한 성분 내에 존재하는 건축 자재 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건축 자재 조성물은 2-성분 시스템 (2C 시스템) 으로 조제되고, 이 2-성분 시스템은 첫째로 특히 액체 성분으로서 성분 (A) 을, 둘째로 특히 건조 또는 분말 성분 또는 액체 성분, 바람직하게는 건조 또는 분말 성분으로서 성분 (B) 을 포함하고,
    ㆍ 각 경우 성분 (A) 의 양을 기준으로 하여, 성분 (A) 은
    - 적어도 하나의 중합체 분산물, 특히 2 ~ 100 중량부, 바람직하게는 30 ~ 80 중량부, 특히 바람직하게는 40 ~ 60 중량부의 중합체 분산물,
    - 폴리스티렌 입자, 특히 0.01 ~ 10 중량부, 바람직하게는 0.05 ~ 5 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 2.5 중량부의 폴리스티렌 입자,
    - 중공 세라믹 미소구체, 특히 0.1 ~ 60 중량부, 바람직하게는 0.2 ~ 50 중량부, 특히 바람직하게는 0.5 ~ 10 중량부의 중공 세라믹 미소구체,
    - 중공 합성 미소구체, 특히 0.01 ~ 30 중량부, 바람직하게는 0.05 ~ 15 중량부, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량부의 중공 합성 미소구체,
    - 적절하다면, 적어도 하나의 무기 충전재 또는 광물성 골재, 바람직하게는 탄산 칼슘 및/또는 SiO2, 바람직하게는 규사 형태인 SiO2, 특히 전체로서 2 ~ 160 중량부, 바람직하게는 5 ~ 100 중량부, 특히 바람직하게는 10 ~ 50 무기 충전재 또는 광물성 골재,
    - 적절하다면, 적어도 하나의 다른 첨가제, 특히 습윤제, 소포제, 방부제 및/또는 증점제, 특히 전체로서 0.01 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 5 중량부의 다른 첨가제, 및
    - 적절하다면, 추가적인 물, 특히 0.1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 1 ~ 5 중량%의 추가적인 물을 함유하고,
    ㆍ 각 경우의 성분 (B) 의 양을 기본으로 하여, 성분 (B) 은
    - 적어도 하나의 결합재, 바람직하게는 시멘트, 특히 1 ~ 100 중량%, 바람직하게는 5 ~ 50 중량%, 특히 바람직하게는 5 ~ 15 중량부의 결합재,
    - 적절하다면, 적어도 하나의 무기 충전재 또는 광물성 골재, 바람직하게는 탄산 칼슘, 바람직하게는 석회암 분말의 형태 및/또는 SiO2, 바람직하게는 규사 형태인 SiO2, 특히 전체로서 2 ~ 200 중량부, 바람직하게는 50 ~ 150 중량부, 특히 바람직하게는 80 ~ 100 중량부의 무기 충전재 또는 광물성 골재를 함유하는 건축 자재 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 성분 (B) 은 액체 성분으로 조제되고 적어도 하나의 분산제, 특히 결합재에 대해 불활성인 분산제를 바람직하게는 1 ~ 1000 중량부, 특히 50 ~ 500 중량부, 특히 바람직하게는 100 ~ 200 중량부의 양으로 함유하고, 특히 이 분산제는 대기압 하에서 액체이고 대기압에서 끓는점 또는 끓는 범위가 적어도 200 ℃ 인 유기 화합물, 바람직하게는 유기 탄화수소, 오일, 특히 광물성 오일 및 액체 파라핀, 가소제 및 이들의 혼합물과 같은 유기 용매로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있는 건축 자재 조성물.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 성분 (A) 및 성분 (B) 는 30 : 1 ~ 1 : 1, 특히 10 : 1 ~ 1 : 1, 바람직하게는 4 : 1 ~ 1 : 1, 바람직하게는 3 : 1 ~ 1 : 1, 매우 특히 바람직하게는 약 2 : 1 의 (A) : (B) 의 혼합비로 사용되는 건축 자재 조성물.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (A) 은 0.5 ~ 1.0 kg/l, 특히 0.6 ~ 0.8 kg/l, 바람직하게는 0.70 ~ 0.80 kg/l 의 밀도를 갖고/갖거나, 성분 (B) 는 0.8 ~ 2.5 kg/l, 특히 1.5 ~ 2.1 kg/l, 바람직하게는 1.60 ~ 1.70 kg/l 의 밀도를 갖고/갖거나, 이 성분 (B) 의 밀도는 성분 (A) 의 밀도의 적어도 1.5 배, 특히 적어도 1.7 배, 바람직하게는 적어도 2 배인 건축 자재 조성물.
  15. 특히 대지와 접촉하는 구조물 또는 요소 또는 지붕의 밀봉 및/또는 보호에 사용되는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 건축 자재 조성물의 용도.
  16. 구조물 또는 요소의 밀봉 및/또는 보호를 위한 방법으로서, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 건축 자재 조성물이 충분한 두께로 관련 구조물 또는 요소에 가해지고 이어서 건조 및 경화되는 방법.
  17. 제 15 항에 따른 용도 또는 제 16 항에 따른 방법으로서, 상기 건축 자재 혼합물은 수식 상태로 0.1 ~ 10 ㎜, 특히 1 ~ 5 ㎜, 바람직하게는 2 ~ 4.5 ㎜ 의 층 두께로 가해지는 용도 또는 방법.
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