KR20150098110A - 친환경 바닥재용 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물 - Google Patents

친환경 바닥재용 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유기계 수용성 폴리머와 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 포함하여 이루어지는, 친환경 바닥재 또는 바닥 코팅제로서 적용될 수 있는 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 바닥재용 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과 그의 제조방법 및 그를 포함하는 바닥재 조성물{Composition of Polymers-Ceramic Hybrid Binders for Environmentally Friendly Floor Materials, Manufacturing Method for the Same and Floor Composition Comprising the Same}
본 발명은, 무기계 시멘트 몰탈 또는 유기계 에폭시 바닥재 및 우레탄 바닥재 등을 대체 혹은 개선할 수 있는, 친환경 바닥재 또는 바닥 코팅제로서 적용될 수 있는 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물과, 그의 제조방법및 그를 포함하는 바닥재 조성물에 관한 것이다.
통상 무기계 콘크리트 바닥재에서 빈번히 발생하는 외부 충격에 의한 크랙, 파괴, 중성화와 염해 등의 열화 요인에 의한 콘크리트 단면의 내구성능 저하, 1차 콘크리트 시공면과의 접착력 부족으로 인한 탈리, 박리 현상 등은 시멘트 몰탈계 바닥재의 고질적인 문제로 여겨져 왔다. 반면, 에폭시나 우레탄과 같은 유기계 바닥재는 1차 콘크리트 시공면을 충격 등으로부터 보호하면서도 외형적인 미감을 향상시키기 위한 방안으로 널리 사용되고 있다. 이러한 에폭시 및 우레탄 수지는 굴곡성, 방진성, 내오염성이 우수하고, 작업성이 우수할 뿐만 아니라 초기 접착력이 매우 탁월하다는 이점이 있다. 그러나 에폭시계 및 우레탄계 바닥재는 대부분 유독성 유기화합물을 기반으로 제조되기 때문에 1차적으로는 시공시의 유해한 작업환경, 시공 후 잔여 용제로 인한 위험의 지속성 등 시공자 및 이용자의 장기적 위험 노출, 그리고 인화성이 높은 유기계 조성으로 인해 화재시 다량의 유독한 가스 발생 등으로 인해 자칫 대형 사고를 부를 수 있는 2차적인 문제가 있다. 게다가, 에폭시계 및 우레탄계 바닥재는 콘크리트면 거동에 의한 저항성이 부족하고, 1차 콘크리트 바닥면에 단순히 접착된 상태만을 유지하므로 시간이 경과함에 따라 무기계인 시멘트 바닥면과의 파단, 박리, 탈락현상이 발생하며, 열변화에 적응력이 떨어져 고온 및 물을 사용하는 장소에서는 수분의 증발압력에 의한 시공부위 들뜸(부풀어 오름)현상이 발생할 수 있다.
이러한 무기계 바닥재 및 유기계 바닥재의 문제점들을 미연에 방지하기 위해 유연한 성질을 가지는 폴리머계 바인더를 첨가한 시멘트 모르타르를 이용하여, 콘크리트 구조물의 내충격성 및 내구성능 유지하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 하지만, 이러한 폴리머계 바인더와 무기계 바닥재의 단순한 혼합은 상기 기술된 문제점을 개선하는 데에는 부분적으로 효과를 얻을 수 있으나, 한편으로는 각각의 단점을 모두 내포하고 있기에 궁극적인 해결책은 되지 못하고 있다.
본 발명은 종래의 무기계 및 유기계 바닥재 혹은 바닥 코팅제의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유기계 합성수지와 무기계 세라믹을 혼용하여 하이브리드계 바인더 조성물을 조성하므로써, 1) 콘크리트바닥의 1차 시공면과의 부착력을 극대화시켜 기존의 유기계(우레탄, 에폭시 등) 혹은 무기계 바닥 마감재에서 발생하는 박리, 열화, 크랙, 장기내구성 등의 문제를 해결하고, 2) 바닥재 양생 및 경화시 조밀도의 향상으로 자체 강도 또한 향상시킬 수 있으며, 특히 3) 유무기 하이브리드 바인더 제조시 유기용제를 전혀 사용하지 않는 100% 수계 합성 기법을 이용하여 제조부터 바닥재 시공시 환경적인 유해요소를 완전히 배제할 수 있는 친환경 바닥재용 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기한 친환경 바닥재용 유무기 하이브리더 바인더 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 친환경 바닥재용 유무기 하이브리더 바인더 조성물를 포함하느 바닥재 조성물 또는 바닥재 코팅제를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 친환경 바닥재용 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물은 유기계 수용성 폴리머와 수용성 졸(sol) 상태의 무기계 산화물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 제조방법은 다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다:
(1) 유기계 수용성 액상 폴리머를 준비하는 단계,
(2) 무기산화물을 졸겔법으로 수화반응시켜 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 제조하는 단계, 및
(3) 상기 (1)단계에서 얻은 유기계 수용성 폴리머와, 상기 (2)단계에서 얻은 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 혼합하여, 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더를 제조하는 단계.
본 발명의 바인더 조성물에 포함되는 상기 유기계 수용성 폴리머는 우레탄계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리에스테르, 에폭시계 폴리머 등으로부터 선택되는 1종 이상의 폴리머로부터 얻어지는, 유기용매가 전혀 포함되지 않은, 고형분 함량이 1~60중량%인 액상 폴리머로서, 폴리머의 종류는 용도나 필요 물성에 맞게 적절히 선택할 수 있다.
그리고, 본 발명의 바인더 조성물의 제조방법의 상기 (1)단계에서는, 유기계 폴리머를 합성단계 동안 물을 첨가하거나, 또는 합성후에 물을 첨가하여, 폴리머가 물에 용해 또는 분산된 상태의 액상 폴리머를 제조할 수 있다. 이때 폴리머의 pH를 적절히 조절하는 것이 필요한데, 폴리머의 pH의 조절범위는 본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물에 포함되는 상기 수용성 졸 상태의 무기계 산화물의 조성에 따라 결정되고 조절되어야 한다. 예를 들어, 유기계 수용성 폴리머와 무기계 산화물 졸은 동일계의 pH 조절제를 사용하여 전체 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 pH는 산계 혹은 염기계로 통일되어야 한다. 상기 유기계 수용성 폴리머가 산 조건일 경우, pH값은 1.5~3.0, 바람직하게는 1.9~3.0, 더 바람직하게는 2±0.5, 가장 바람직하게는 2.0~2.5로 조절하고, pH 범위 조절을 위해 사용되는 산의 종류로는 유기산 (개미산, 아세트산, 질산, 구연산, 초산, 염화초산, 아크릴산, 글리콜산, 수산, 과염소산, 초산부틸 등)과 무기산 (붕산, 크롬산, 염산, 질산, 인산, 황산 등)이 제한없이 사용될 수 있다. 상기 유기계 수용성 폴리머가 염기 조건일 경우에는, pH값은 7.5~11.0, 바람직하게는 8.0~10.0, 더 바람직하게는 9±0.5, 가장 바람직하게는 8.5~9.0로 조절하고, pH 범위 조절을 위해 사용되는 염기의 종류로는 알칼리토금속계(염화나트륨, 염화칼륨, 수산화바륨, 수산화 칼슘 등)와 유리염기(수산화암모늄, 암모니아), 또는 트리에틸아민, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 1,3,5-트리메틸헥사히드로-1,3,5-트리아진 등의 3차 아민류와 같은 합성 화합물이 제한없이 사용될 수 있다. 상기 유기계 수용성 폴리머의 pH 범위가 상기 범위를 벗어날 경우에는 장기보관안정성이 저하되고, 폴리머와 물의 상분리가 발생하여 침전현상이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 바인더 조성물에 포함되는 상기 수용성 졸 상태의 무기계 산화물은, SiO2, Al2O3 , ZrO2 , TiO2 , BeO, SrO, BaO, CoO, NiO, ZnO, CaO, MgO 및 Fe2O3 중에서 선택되는 1종 이상으로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 바인더 조성물의 제조방법의 상기 (2)단계에서는, 무기계 산화물을 고형분 함량이 1~60중량%가 되도록 물에 첨가하고, 산 또는 염기로 적절한 pH 범위로 조절하여, 졸 반응(수화반응) 시키므로써 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 제조할 수 있다. 상기 수용성 졸 상태의 무기계 산화물이 산 조건일 경우, 졸 제조시 사용되는 물의 pH값은 1.5~3.0, 바람직하게는 1.9~3.0, 더 바람직하게는 2±0.5, 가장 바람직하게는 2.0~2.5로 조절하고, pH 범위 조절을 위해 사용되는 산의 종류로는 유기산 (개미산, 아세트산, 질산, 구연산, 초산, 염화초산, 아크릴산, 글리콜산, 수산, 과염소산, 초산부틸 등)과 무기산 (붕산, 크롬산, 염산, 질산, 인산, 황산 등)이 제한없이 사용될 수 있다. 상기 수용성 졸 상태의 무기계 산화물이 염기 조건일 경우에는, pH값은 7.5~11.0, 바람직하게는 8.0~10.0, 더 바람직하게는 9±0.5, 가장 바람직하게는 8.5~9.0로 조절하고, pH 범위 조절을 위해 사용되는 염기의 종류로는 알칼리토금속계(염화나트륨, 염화칼륨, 수산화바륨, 수산화 칼슘 등)와 유리염기(수산화암모늄, 암모니아), 또는 트리에틸아민, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 1,3,5-트리메틸헥사히드로-1,3,5-트리아진 등의 3차 아민류와 같은 합성 화합물이 제한없이 사용될 수 있다. 상기 졸 상태의 무기계 산화물의 pH 범위가 상기 범위를 벗어날 경우에는 반응속도가 저하되어 졸 제조시간이 늘어나거나, 유기계 수용성 폴리머와 혼합시 장기보관 안정성이 저하되는 문제가 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 바인더 조성물에 포함되는 상기 무기계 산화물의 핵심적인 특징은 수용성 졸(sol) 상태인 것이며, 본 발명의 바인더 조성물은 이러한 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 상기 유기계 수용성 폴리머와 함께 포함하여 이루어지므로써, 바닥(코팅)재 시공시 물과 함께 쉽게 사용될 수 있으며, 바닥재 건조 및 양생시 졸 이후 겔(gel) 단계가 급속도로 진행되면서 바닥재의 기본 구성성분들, 예를 들어 규사, 시멘트 등과 화학적 결합을 형성하여 기계적, 화학적 강도를 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물은, 본 발명의 바인더 조성물의 제조방법의 상기 (3)단계에서와 같이, 상기 유기계 수용성 폴리머와 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 혼합하여 제조될 수 있는데, 이때 유기계 수용성 폴리머:무기계 산화물 졸의 혼합 중량비는 10:90~90:10, 바람직하게는 20:80~80:20, 보다 바람직하게는 30:70~50:50일 수 있으며, 이러한 혼합비를 벗어나 유기계 수용성 폴리머의 함량이 지나치게 높을 경우에는 기계강도 및 난연 성능의 향상이 부족하거나, 반대로 무기계 산화물 함량이 지나치게 높을 경우 탄성이 충분하지 못하여 결과적으로 내 충격성이 오히려 저하되는 문제가 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 최적의 혼합비는 전체 바닥재 조성 및 시공 조건에 따라 결정되며, 상기 기술된 범위내에서 조절될 수 있다.
본 발명의 바인더 조성물의 제조방법의 상기 (3)단계에서는, 상기 유기계 수용성 폴리머와 수용성 졸 상태의 무기계 산화물 각각의 pH 및 혼합비를 조절하여, 본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물이 중성의 pH값(7.0±0.5)을 갖도록 하는 것이 조성물의 장기보관 안정성 등의 측면에서 유리하다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물은 바닥재 원료물질들에 배합되어 바닥재 시공에 사용될 수 있고, 또한 시공된 바닥재의 표면을 코팅하는 바닥재 코팅제로도 사용될 수 있다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물은 모든 종류의 콘크리트 몰탈 조성물에 손쉽게 배합이 가능하며, 이때 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 배합비율은 배합되는 물질의 종류 및 배합물의 용도 등에 따라 적절히 조절가능한데, 예를 들어, 배합물 총 중량을 기준으로, 유무기 하이브리드 바인더의 함량이 일반적으로 1~60중량%, 바람직하게는 10~40중량%, 더 바람직하게는 10~30중량%일 수 있고, 일반적인 콘크리트 바닥의 경우는 10~20중량%가 적당하다.
본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 콘크리트 몰탈과 같은 바닥재와 배합할 시, 통상의 첨가제들을 함께 배합할 수 있는데, 이러한 첨가제들의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용하는 첨가제이면 어느 것이든 사용가능하다. 상기 첨가제들의 예로는 증점제, 발수제, 유동화제, 소포제, 분산제, 경화촉진제 등을 들 수 있다. 상기 증점제는 바닥재 조성물의 점도를 조절하여 바닥재의 시공을 용이하게 한다. 특히, 바닥재의 증점 효과와 더불어 각 조성성분들의 분리를 방지하고, 보수성 부여 및 작업시간 확보할 뿐만 아니라 윤활성, 미장성, 응집성 부여에 의해 작업성을 개선시키는 잇점이 있다. 상기 증점제는 1~5중량% 사용하는 것이 바람직한데, 상기 증점제를 5중량% 초과 사용하면 점도가 증가되어 작업성이 떨어져서 바람직하지 못하고, 1중량% 미만으로 사용하면 점도가 떨어져서 작업성은 좋으나 접착강도가 떨어져서 층분리가 발생하므로 바람직하지 못하다. 상기 발수제로는 기존 유성 발수제의 화재위험, 수도권 대기질 관리법에 의한 환경부의 규제 등을 해결하고, 우수한 통기성 및 침투조밀성으로 건물의 내구성을 향상시키기 위해 실리콘 화합물 유도체인 실란이 주성분인 에멀젼 타입의 수분산성 건축용 발수제(수성발수제)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 발수제는 3~10중량% 사용하는 것이 바람직한데, 3중량% 미만 사용하는 경우에는 발수효과가 미흡하며, 10중량% 초과사용시에는 바닥재의 접착강도에 문제가 발생한다. 상기 유동화제는 1~3중량% 사용하는 것이 바람직한데, 3중량%를 초과 사용하면 유동성이 증가되어 작업성이 양호하나, 경화시간이 증가되어 작업능률이 떨어져서 바람직하지 못할 뿐만 아니라, 무기계 성분과 유기계 성분의 상혼합도가 떨어져 침전현상이 발생할 가능성이 있다. 상기 소포제는 마감재 조성물의 기포발생을 억제하기 위한 것으로서, 이러한 기포에 의해 바닥재 조성물의 점도가 저하되며 도막을 형성하는 경우 접착능이 저하되고, 기포에 의해 도막 표면에 틴트(tint) 등이 발생하여 물성이 저하되고, 강도가 저하되는 등의 문제를 야기하므로 0.1~2.0 중량% 범위 내에서 사용하는 것이 기포발생 억제에 바람직하다. 상기 분산제는 0.1~2.0중량% 범위 내에서 사용하는 것이 바람직한데, 상기 함량 범위 미만이면 분산제로서의 효과를 발휘할 수 없고, 상기 범위를 초과하더라도 효과상 더 이상 증대가 없어 비경제적이다.
상기 첨가제는 본 발명의 핵심인 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 효과가 극대화 되도록 첨가되어 보조적인 역할을 하는 것들로서, 본 발명의 바인더 조성물과 콘크리트 몰탈 등의 바닥재 간의 혼합에 영향을 미치지 않으면서 최종 시공시까지 조성물의 균일성과 작업성의 안정성을 보장할 수 있게 한다.
본 발명의 수용성 유무기 하이브리더 바인더 조성물을 콘크리트 바닥재와 같은 바닥재 재료에 혼합하여 시공할 경우, 1) 콘크리트바닥의 1차 시공면과의 부착력을 극대화 시켜 기존의 유기계(우레탄, 에폭시 등) 또는 무기계 바닥 마감재에서 발생하는 박리, 열화, 크랙, 장기내구성 등의 문제를 개선할 수 있고, 2) 바닥재 양생 및 경화시 조밀도의 향상으로 자체 강도 또한 향상시킬 수 있으며, 특히, 3) 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 제조시 유기용매를 전혀 사용하지 않는 100% 수계 기법을 이용하여 제조되므로, 조성물 제조과정부터 바닥재 시공까지 환경적인 유해요소를 완전히 배제하여, 친환경 공법을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은, 본 발명의 바인더 조성물에 사용되는 무기계 산화물로서 SiO2를 사용한 경우의 졸-겔 반응 메커니즘을 도식화해 나타낸 것으로, 실리콘 산화물의 졸화 및 겔화의 단계적 화학구조 변화과정을 보여준다.
도 2는, 본 발명의 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 이용한 바닥(코팅)재의 강화 메커니즘을 모식화해 나타낸 것으로, 유무기 하이브리드 바인더 조성물은 콘크리트를 형성하는 시멘트와 무기계 산화물(모래/규사)의 공극 사이를 메워 고밀도 구조물을 형성시키고, 또 탄성을 가진 유기계 폴리머 사슬과 강한 기계강도를 가지는 무기계 산화물 사슬간에는 상호 얽힘이 존재하여, 높은 강도를 가지면서 충격에 강한 유무기 하이브리드 바인더가 얻어짐을 보여준다. 또, 겔화반응에 의해 무기계 산화물에 존재하게 된 히드록실기와, 콘크리트 바닥재 물질과의 화학적 결합으로 인해 보다 강한 기계강도를 나타낼 수 있음을 보여준다. 이러한 메커니즘은 1차 콘크리트 시공면과의 접착력 또한 향상시키게 된다.
도 3은, 유무기 하이브리드 바인더 조성물 자체의 특성 중 인장거동을 나타낸 그래프로서, 탄성을 부여하는 유기계 폴리머와 강도 향상에 기여하는 무기계 산화물의 상호 보완 거동을 잘 나타내고 있다.
도 4는, 유무기 하이브리드 바인더 조성물 자체의 특성 중 Shore A 경도를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 하기의 실시예들에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있으나, 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 목적에 불과하며, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 : 유무기 하이브리드 바인더 조성물 및 물성 평가용 샘플의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성으로, 수용성 유기계 폴리머와 무기계 산화물 졸을 배합하여, pH 7.0의 유무기 하이브리드 바인더 조성물들을 제조하였다. 제조된 각 바인더 조성물을 테프론 금형에서 캐스팅 방식으로 60℃에서 24시간, 80℃ 진공상태에서 48시간 건조시켜, 물성 평가용 샘플로서 필름들을 제작하였다. 이때 제작된 필름의 두께는 1mm 였다.
유무기 하이브리드 바인더 조성물(중량%)
유기계 폴리머
(고형분 30중량%)		 무기계 산화물 졸
(고형분 30중량%)
실시예1 90 10
실시예2 80 20
실시예3 70 30
실시예4 60 40
실시예5 50 50
상기와 같이 제조된 물성 평가용 샘플들에 대하여, 대표적 물리적 특성인 인장거동 및 경도에 대한 평가를 하기의 방법에 따라 실시하였다.
< 인장거동 >
상기 실시예 1~5의 유무기 하이브리드 바인더 조성물로 제조된 각각의 물성 평가용 필름 샘플을 최소 5회의 인장테스트를 실시한 후 평균값으로 비교하였고, 도 3에 그 평가결과들을 나타내었다.
< 경도측정 >
상기 실시예 1~5의 유무기 하이브리드 바인더 조성물로 제조된 각각의 물성 평가용 필름 샘플을 3겹 이상으로 두껍게 포개어 측정 바닥면의 영향을 배제시킨 후, 서로 1 센티 미터 이상 떨어진 최소 5 군데에서 쇼어 A(Shore A) 타입 경도계로 측정하여, 그 평균값을 비교하여 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 무기계 산화물의 함량이 증가할수록 경도가 현저히 향상됨을 확인할 수 있다.
실험예 : 유무기 하이브리드 바인더 조성물이 적용된 바닥재의 제조 및 물성 평가
상기 실시예 4에서 제조된 유무기 하이브리드 바인더 조성물을, 하기 표 2에 나타낸 조성대로, 시멘트, 규사 및 모래를 포함하는 콘크리트 원료조성물에 배합하여, 바닥재 조성물을 제조한 후, 제조된 친환경 바닥재의 화학적, 물리적 특성을 평가하기 위한 실험을 하기와 같이 실시하였다.

바닥재 조성 (중량%)
포틀란드 시멘트 규사/모래
(50/50)		 유무기 바인더
조성물 (유기계/무기계=60/40)
대조군 25 75 -
실험예1 22 68 10
실험예2 20 60 20
실험예3 17 53 30
< 화학적 특성 평가 >
상기와 같이 콘크리트 원료들 및 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 함께 혼합하여 제조된 바닥재 조성물을 이용하여 바닥재를 시공한 후, 28일 경과후 내산성 (20% H2SO4, 72시간), 내알칼리성 (20% NaOH, 72시간 ), 내수성 (H2O, 72시간) 및 내황변성 (자외선노출 100시간)을 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
　 내산성 내알칼리성 내수성 내황변성
대조군 양호 양호 양호 양호
실험예1 양호 양호 양호 양호
실험예2 양호 양호 양호 양호
실험예3 양호 양호 양호 양호
< 물리적 특성 평가 >
상기와 같이 콘크리트 원료들 및 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 함께 혼합하여 제조된 바닥재 조성물을 이용하여 바닥재를 시공한 후, 28일 경과후, KS F-4042에 따라 압축강도와 휨강도를 측정하였고, 불연성은 수직 및 수평 연소법에 의거 테스트하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
　 압축강도 (MPa) 휨강도 (Mpa) 불연성
대조군 70 25 난연1급 (불연)
실험예1 95 29 난연1급 (불연)
실험예2 110 35 난연1급 (불연)
실험예3 120 49 난연1급 (불연)
상기 표 3과 표 4의 결과로부터, 본 발명의 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물을 콘크리트와 같은 바닥재에 적용할 경우, 일반적인 유기계 바인더의 단점인 내수성, 내화학성 등의 화학적 특성 및 난연성 등의 특성들의 저하 없이 양호하게 유지되고 있음을 확인하였고, 아울러 기계적 강도 등의 물리적 특성은 더욱 향상되는 것을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 유기계 수용성 폴리머와 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기계 수용성 폴리머는 우레탄계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리에스테르 및 에폭시계 폴리머로부터 선택되는 1종 이상의 폴리머로부터 얻어지는 수용성 액상 폴리머인 것을 특징으로 하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수용성 졸 상태의 무기계 산화물은 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, BeO, SrO, BaO, CoO, NiO, ZnO, CaO, MgO 및 Fe2O3 중에서 선택되는 1종 이상으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물은, 유기계 수용성 폴리머:졸 상태의 무기계 산화물의 중량혼합비가 0:100~100:0인 것을 특징으로 하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물은, pH가 7.0±0.5인 것을 특징으로 하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물.
  6. 다음의 단계들을 포함하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 제조방법:
    (1) 유기계 수용성 액상 폴리머를 준비하는 단계,
    (2) 무기산화물을 졸겔법으로 수화반응시켜 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 제조하는 단계, 및
    (3) 상기 (1)단계에서 얻은 유기계 수용성 폴리머와, 상기 (2)단계에서 얻은 수용성 졸 상태의 무기계 산화물을 혼합하여, 수용성 폴리머-세라믹 유무기 하이브리드 바인더를 제조하는 단계.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (1)단계에서 유기계 수용성 액상 폴리머 및 상기 (2)단계에서 수용성 졸 상태의 무기계 산화물은 각각 pH 1.5~3.0의 산성, 또는 pH 7.5~11.0의 염기성 조건으로 조절되는 것을 특징으로 하는 바닥재용 수용성 유무기 하이브리드 바인더 조성물의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 바닥재용 유무기 하이브리더 바인더 조성물을 1~60중량% 포함하는 콘크리트 바닥재 조성물.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 바닥재용 유무기 하이브리더 바인더 조성물로 이루어지는 바닥재 코팅제.
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