KR20090003696A - 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제 - Google Patents

무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중금속(Pb), 가소제(DOP), 유기 용제(Xylene, Toluene 등)가 첨가되지 않으며 종래의 아크릴에멀젼 상도 도막용 방수제에 비하여 내수성, 내용제성, 부착성, 광택성이 우수한 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제는 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 반응 경화형 방수제에 있어서,
가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol), 첨가제(filler), 희석제(diluent), 레벨링제(levelling agent), 제습제(humidity scavenger), 소포제(air release), 자외선 차단제(ultraviolet shielding)를 포함하는 주제성분과,
상기 주제의 100중량부 대비 50~100중량부의 디이소시아네이트계 화합물의 경화제로 구성되는 것을 특징으로 한다.
폴리에테르, 폴리에스테르, 경화제 , 무기도막 방수제, 무용제 우레탄상도

Description

무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제{Non-solvent type Urethanes which is used to upper membranous of inorganic elastic waterproof}
도 1은 종래의 수성 아크릴 상도를 이용한 상도 도막 시공 시 백탁 현상이 나타난 것을 보여주는 참조 사진.
도 2는 종래의 수성 아크릴 상도를 이용한 상도 도막 시공 시 내약품성이 약하여 나타난 문제점을 보여주는 참조 사진.
도 3은 종래의 수성 아크릴 상도를 이용한 상도 도막 시공 시 내수성이 약하여 나타난 문제점을 보여주는 참조 사진.
도 4는 본 발명인 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 이용한 상도 도막 시공 과정을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제와 종래의 수성 아크릴 상도를 비교한 비교 사진.
도 6은 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제와 종래의 수성 아크릴 상도의 내수성을 비교한 비교 사진.
도 7은 본 발명인 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 이용 한 상도 도막을 시공한 시공 사진.
본 발명은 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중금속(Pb), 가소제(DOP), 유기 용제(Xylene, Toluene, 등)가 첨가되지 않으며 종래의 아크릴에멀젼 상도 도막용 방수제에 비하여 내수성, 내용제성, 부착성, 광택성이 우수한 무용제형 우레탄 상도 무기탄성도막 방수제에 관한 것이다.
일반적으로 도료란 피도물의 보호, 미관, 발광성, 도전성, 절연성, 방음성, 전자파 차폐 등의 특수 기능 부여 및 표식 등을 위하여, 바르는 수단을 이용하여 피도물에 연속적인 도막이 형성되도록 사용되는 물질을 말하며 이를 바르는 행위를 도장이라 한다.
이와 같은 도료 중 방수제를 이용하여 콘크리트 구조물과 같이 경화 후 균열로 인한 누수가 발생하여 구조물의 내구성이 악화 되어 노화가 촉진되는 것을 방지하기 위해 구조물 상에 방수층을 형성하고 방수층에 탄성을 부가하여 구조물의 균열에 대응할 수 있도록 방수 시공이 이루어진다.
이러한 방수 시공은 일반적으로 도막 하도(프라이머) 시공, 도막 중도(방수층) 시공, 및 도막 상도(방수 보호층) 시공으로 이루어지는데 이중 상도 도막은 주변 환경의 영향을 직접 받기 때문에 그 환경 조건에 대응할 수 있는 물리, 화학적 내성을 가져야 한다. 옥외 햇빛에 노출되는 경우는 내 자외선 성이 좋아야하고 기타 염분, 화학증기(산 또는 알칼리), 분진, 습기 등 폭로 환경에 따라 적절한 내성을 갖추어야 한다.
무기 도막 방수제에서 이러한 상도 도막용 방수제로는 대표적으로 아크릴에멀젼 수지를 주로 사용한다. 그러나 이러한 종래의 아크릴에멀전수지는 재료비가 저렴하고 작업자의 인체에 유해한 물질들이 첨가되지 않아 친환경적인 제품으로 여겨지나 수분에 약하고 도 1에 도시된 바와 같이 부분적으로 백탁이 나타나며, 중합의 특성상 분자량이 한계가 있어 광택이 없고, 도 2와 도 3에 나타난 바와 같이 내약품성 및 내수성에 취약하여 층분리 현상이 나타나는 단점이 있다.
그래서 일부 시공현장에서는 용제형 우레탄 방수제를 중도 도막에 한번 더 덧칠하곤 하였으나 이역시도 유기용제로 인하여 작업자들의 안전을 위협하였다.
그리고 시공 후 장시간이 지나면 유기용제가 중도 도막의 수지를 팽윤시켜서 중도 도막과 상도 도막 사이에 장기간 머물다가 시간이 경과하면 반복되는 온도 변화에 따라 부착력이 감소되어 분리되는 층분리 현상이 일어나곤 하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 환경호르몬으로 사용이 제한되고 있는 디옥틸프탈레이트(DOP), 납(Pb)과 같은 중금속 및 유기용제(Xylene, 신너 등)를 사용하지 않으면서도 용제형 도료와 유사한 물성을 가지는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 장점을 가지면서도 중도와의 부착력이 우수하고 내 수성, 광택성, 내마모성, 내약품성 등이 우수한 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제는 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 반응 경화형 방수제에 있어서,
가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol), 충전제(filler), 희석제(diluent), 레벨링제(levelling agent), 제습제(humidity scavenger), 소포제(air release), 자외선 차단제(ultraviolet shielding)를 포함하는 주제와,
상기 주제의 100중량부 대비 50~100중량부의 디이소시아네이트계 화합물의 경화제로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아래 표는 상기와 같이 조성되는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제의 조성물과 첨가되는 조성물의 함량을 간단히 나타낸 표이다.
(표1)
구분 조성물 함량
주제 가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol) 35~70중량부
충전제 탈크(taiucm), 규사(quarz powder), 탄산칼슘(caco3), 바륨설페이트(baryte powder) 35~60중량부
희석제 지방산에스테르화합물(fatty acid ester) 1~10중량부
소포제 실리콘 오일(silicone oil) 0.1~2중량부
레벨링제 아크릴코폴리머(copolymer acrylate) 0.1~3중량부
제습제 제올라이트(zeolith powder) 1~10중량부
자외선차단제 티뉴빈(tinubin) 0.1~3중량부
상기와 같이 조성되는 조성물에 대하여 자세히 살펴보면 먼저, 주제인 수 지(resin)에는 환경유해물질인 DOP가 포함되어 있는 기존의 폴리 우레탄 수지보다 친환경적이며 점성이 낮은 가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol)을 이용하는 것이 바람직하며 35~70중량부로 사용한다.
다음, 원료 또는 제품의 물성보완 및 재료비 절감을 위해 충전제(filler)가 첨가되는데 충전제(filler)로는 탈크(talc), 규사(quarz powder), 탄산칼슘(CaCo3), 바륨설페이트(barium sulfate)중 어느 것을 선택적으로 하나 이상을 첨가한다.
상기와 같이 충전제(filler)는 선택된 하나 이상이 첨가되어도 물성에는 큰 문제가 없으며 첨가되는 비율은 35~60중량부의 함량이 바람직하다. 상기 함량이상으로 첨가되었을 경우 물성이 저하될 수 있기 때문이며 상기 함량 이하로 첨가되었을 경우 상기 가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol)의 첨가되는 양이 많아짐으로써 제품의 생산비용이 고가가 되며 일부 내마모성과 같은 물성 저하가 발생할 수 있다.
그리고 소포제(air release)는 기포 발생을 억제하고 형성된 도막 내부와 외부의 기포를 제거하기 위한 것으로 실리콘 오일(silicone oil)이 사용되며 첨가되는 비율은 0.1~2중량부를 첨가하는 것이 바람직한데 그 이유는 상기 비율 이상으로 첨가되었을 경우 중도와의 접착력이 저하될 염려가 있기 때문이다.
그리고 상기 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제의 자기 수평성을 유지하기 위해 첨가되는 레벨링제(levelling agent)로는 아크릴코폴리 머(copolymer acrylate)이 사용되며 첨가되는 비율은 0.1~3중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제를 넣지 않을 경우 시공시에 롤러 혹은 붓의 자국이 시공표면에 남을 염려가 있기 때문이다.
그리고 본 발명에서는 DOP와 용제가 첨가되는 기존의 용제형 우레탄 방수제의 문제점을 보완하면서도 기존의 용제형 우레탄 방수제와 유사한 물성을 가지도록 식물성 원료에서 추출한 지방산을 에스테르화한 지방산에스테르화합물(fatty acid ester)을 희석제(diluent)로 첨가하였다. 상기 지방산에스테르화합물은 식물성 지방산으로 점도를 낮추어 주는 역할을 하는데 첨가되는 비율은 1~10중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 주제성분의 수분을 제거하기 위하여 제습제(humidity scavenger)로 제올라이트(zeolith powder)가 1~10중량부 첨가된다. 상기와 같은 제습제가 첨가되는 이유는 제습제가 첨가되지 않았을 경우 제품내 수분이 경화제와 반응하여 GEL TIME이 빨라짐으로써 시공상에 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 상도 도막은 주변 환경의 영향을 직접 받기 때문에 즉, 옥외 햇빛에 직접 노출되는 경우 색상이 변할 수 있으므로 자외선차단제(ultraviolet shielding)인 티뉴빈(tinubin)을 0.1~3중량부 첨가한다.
상기와 같이 조성되는 상기 주제성분에 안료로 녹색, 백색 등을 가지는 안료분말체(pigment powder)가 1~10중량부 더 첨가될 수 있으며 색상은 사용자의 임의의 선택에 따라 자유롭게 실시할 수 있다.
상기와 같이 2액형 반응 경화형 방수제 중 주제성분이 조성되면 경화제로서 디이소시아네이트계 화합물인 디이소시아네이트메틸벤젠(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI)에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화제 중 디이소시아네이트메틸벤젠(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)는 반응성이 빨라 가사시간이 30분 이내이며, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI)는 반응성이 느려 가사시간이 하루 또는 이틀 이상 걸리기도 한다. 따라서 상기 경화제 중 작업 환경에 맞추어 가사시간이 빠른 것과 느린 것을 알맞게 혼합하여 가사시간을 조절한다.
상기와 같이 혼합된 경화제는 상기 주제성분에 상기 주제의 100중량부 대비 50~100중량부를 첨가하여 사용한다.
도 4은 본 발명인 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 이용한 상도 도막 시공 과정을 도시한 흐름도로서 도 4에 도시된 바와 같이 중도 도막의 시공이 이루어진 후 주제를 배합(S10)하고, 배합된 주제와 경화제를 배합(S20)한 후 혼합된 주제성분과 경화제는 전동교반기(rpm 800~1000)를 이용하여 잘 혼합(S30)하여 상기 상도 도막용 우레탄 무기 탄성 도막 방수제를 만들어 준다.
이와 같이 완성된 상기 무용제형 우레탄 상도 무기탄성도막 방수제를 중도 도막 상단에 도포하여 시공(S40)하여준 후 시공된 상기 상도 도막을 완전히 경화(S40)시켜 주면 방수 시공이 완료된다.
방수제 시공시 피도체의 조소, 형상, 도장 기기, 기후 조건, 도장작업자의 숙련도, 작업의 난이도에 따라 방수제의 손실이 발생할 수 있는데 본 발명에 따른 무용제형 우레탄 상도 무기탄성도막 방수제는 롤라, 스프레이 방법을 이용하여 도장하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제를 이용하여 상도를 시공한 후 완전 경화를 위해 24시간 정도 놓아두는 것이 바람직하다.
(표 1)
시험항목 종래 아크릴 상도 본 발명
쉐어 강도 Shore hardness after 2 days at 80℃ 50 65
인장강도 (Tensile strength in MPa) 10 20
연신율 (Elongation in %) 40 64
인열강도 (Tear resistance in N/mm) 25 52
유리전이 온도 (Glass transition temperature in ℃ ) -10 -23/30
상기 표 1은 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제와 기존의 수성아크릴 상도를 비교 분석한 실험 결과이다.
상기 시험결과에서 보는 바와 같이 종래의 수성아크릴 상도 도막 방수제에 비하여 우수한 쉐어 경도, 인장강도와 연신율 및 인열강도를 가진다.
도 5는 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제(B)와 종래의 수성아크릴 상도(A)를 비교하여 보기 위하여 시험 시공한 것의 사진으로서 외관상으로도 알 수 있듯이 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제(B)는 기존의 수성아크릴 상도(A)에 비하여 표면상태 및 코팅 상태가 훨씬 우수한 것을 알 수 있다.
종래의 상도와 실제 내수성 실험을 한 결과는 도 6과 같으며 실험결과를 통 해 본 발명은 종래에 비해 내수성이 매우 뛰어남을 알 수 있다. 즉 본 발명인 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제에 따라 시공된 상도 도막(B)은 종래의 상도 도막(A)과 비교하여 종래의 상도 도막(A)은 수분이 흡수되는데 반하여 본 발명(B)은 물방울이 흡수되지 않고 도막 면을 타고 흘러내려가 물기가 거의 남아 있지 않는 것을 알 수 있다.
도 8은 이와 같이 방수 시공이 완료된 모습을 나타낸 것으로 사진 상으로 알 수 있듯이 광택성이 매우 뛰어 남을 알 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
예컨대, 본 설명에서는 상도용 방수제 관하여 설명하였지만 사용자의 임의의 선택에 따라 하도용 방수제로도 사용할 수 있다.
그러므로 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제는 인체에 유해한 가소제(DOP), 납(Pb)과 같은 중금속 및 유기 용제(toluene, Xylene 등)를 포함하지 않아 작업자가 안심하고 사용할 수 있는 제품이다.
또한, 본 발명에 따른 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제는 수용성 아크릴 상도 방수제에 비하여 접착성, 내수성, 광택성, 내마모성, 내약품성 등이 우수하다.

Claims (8)

  1. 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 반응 경화형 방수제에 있어서,
    상기 주제는
    가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol), 충전제(filler), 희석제(diluent), 레벨링제(levelling agent), 제습제(humidity scavenger), 소포제(air release), 자외선 차단제(ultraviolet shielding)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경화제는
    상기 주제의 100중량부 대비 50~100중량부의 디이소시아네이트계 화합물의 경화제로 구성되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol)은 35~70중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무 용제 우레탄 상도 코팅제.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 희석제는 지방산에스테르화합물(fatty acid ester)로 1~10중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
  5. 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 반응 경화형 방수제에 있어서,
    가지화 폴리에테르-폴리에스테르 폴리올(branched polyether-polyester polyol) 35~70중량부, 충전제(filler) 35~60중량부, 실리콘 오일(silicone oil) 0.1~2중량부, 지방산에스테르화합물(fatty acid ester) 1~10중량부, 아크릴코폴리머(copolymer acrylate) 0.1~3중량부, 제올라이트(xeolith powder) 1~5중량부, 티뉴빈(tinubin) 0.1~3중량부를 포함하는 주제와,
    상기 주제성분 100중량부 대비 50~100중량부의 디이소시아네이트계 화합물의 경화제로 구성되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 충전제는 탈크(talucm), 규사(quartz), 탄산칼슘(caco3), 바륨설페이트(barium sulfate)에서 선택된 어느 하나 이상으로 35~60중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
  7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트계 화합물은 디이소시아네이트메틸벤젠(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI)에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
  8. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 주제성분 100중량부 대비 1~10중량부의 착색안료(pigment powder)가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 무기도막탄성 방수제의 무용제 우레탄 상도 코팅제.
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