KR20180135876A - 산가를 조정한 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산가를 조정한 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제에 관한 것으로, 본 발명은 A)melamine고분자수지, 상기 B)polystylene수지, 상기 C)Phenol-formalin수지, 상기 D)polymethylmethacrylate, 상기 E)polyacrylate수지계열, 상기 F)Polyvinylchloride를 포함하는 공중합체를 이용한 것이다.

Description

산가를 조정한 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제

본 발명은 형틀을 사용하여 콘크리트 및 시멘트조형물을 성형하는데 사용하는 금속 또는 목재 형틀인 이른바 거푸집 표면에 코팅을 함으로써 목적하는 조형물과 형틀사이에서 이형 및 탈형 기능을 갖는 코팅제조성물과 그 제조 방법에 관한 것이다.

콘크리크 건물이 1890년대에 시카고에서 처음으로 건축된 이래 현재까지 130년에 이르는 동안 양생이 완료된 콘크리트를 성형틀로부터 이탈시키기 위하여 성형틀의 콘크리트와 접촉하는 표면에 수많은 이형성 물질을 도포하여 사용되어 졌고, 이러한 이형제로써는 대부분 석유계 오일성 물질을 사용하여 왔고 극히 일부분이 오일을 유화시킨 일명 수성박리제 또는 파라핀 일, 콩기름 등을 사용하여 이형제로 사용하는 경우도 있지만 현재에 이르러 거의 모든 국가나 건설업체에서는 폐유를 재생한 오일에 흐름성을 방지하거나 오일의 부착성 증대 목적으로 그리스나 송진을 혼합시킨 이른바 건설 박리제를 사용하고 있는 실정이다. 이 박리제는 매번 콘크리트를 타설할 때마다 접촉 표면에 도포해주어야만 목적달성이 가능하다.

본 발명은 현재 사용 중인 건설박리제처럼 콘크리트를 이형시키고 매번 타설 전에 도포를 하지 않아도 한 번의 코팅으로 5 내지 20회까지 사용이 가능한 이형성코팅제를 합성하는 방법이다. 이전 기술은 제조방법 등이 고분자수지의 합성과 배합, 실시의 하도 및 상도로 구성된 제품의 실시 등으로 한정되어 있고 화학적 합성반응에 대한 구체적 화학구조 및 분자량, 물리적 특성 등에 대한 언급이 없어 구체적이지 아니하다.

한편, 코팅제 조성물에 관한 종래기술은 대한민국공개특허 제10-2012-014805호 등이 있다.

본 발명은 이상에서 언급된 이전기술보다 상향된 기술과 구체적 합성반응단계를 통하여 콘크리트 이형효과가 있고 도포 후에 금속표면에 부착능력이 강하며, 1회 코팅으로 콘크리트타설과 양생, 탈형 과정을 반복적으로 실행할 수 있도록 목적하는 물질의 분자식, 분자량, 물리적 특성을 얻어내어 코팅제로써 사용하고, 가장 최적의 조성물을 가진 박리코팅제를 제조하는 방법이다.

목적물질의 물리적 화학적 특성을 만족하는 물질을 얻기 위하여 수십 종의 고분자합성 반응을 수행하여 수종의 목적물에 근접하는 고분자 수지의 종류를 선별하고 이들 고분자수지의 합성방법 및 합성에 참여한 수지의 조성을 조절하여 단독고분자수지, 2원공중합수지, 3원공중합 수지를 합성하고, 이들 수지의 조성 비율을 달리하는 다원공중합체를 합성하여 최적의 성능을 가진 코팅제조성물을 제조하고자 한다.

우선 본 발명에서의 성형거푸집에서 콘크리트 양생 후 이형효과를 갖기 위하여 요구되는 물리적 특성으로서 친수성과 친유성의 확실한 표면에너지차이로 인하여 이형효과를 기대할 수 있는 것이 가장 기초적인 물리적 함수이며, 이는 앞에서 언급한 선행기술조사의 결과에서도 알 수가 있다. 다만 본 발명은 친수성의 콘크리트와 친유성의 유기고분자 사이에 존재하는 이러한 물리적 특성을 기반으로 하고 있지만, 그 외에 서로 접촉하는 두개의 표면에 존재하는 마찰력, 표면강도, 친수성 물질간(콘크리트)의 결합강도, 친유성 물질(유기고분자코팅제)간의 결합강도의 세기에 따라 이형성능이 결정된다는 것이다.

본 발명의 예비 실험에서 대중에게 널리 알려진 3M 회사의 초발수성 코팅제를 금속거푸집표면에 도포하여 콘크리트 양생 후에, 금속거푸집 탈형 실험결과 친수성콘크리트를 이형할 수 있는 능력이 전혀 없다는 결론을 얻음으로써 더욱 확고한 결론에 도달한다.

따라서 콘크리트와 거푸집과의 이형과정을 메카니즘으로 이해하려하면 다음과 같다.

양생이 완료된 친수성의 콘크리트는 친유성의 유기고분자수지와의 결합이 어려운 성질인 동시에 분자간 결합력의 측면에서 콘크리트 분자들 사이의 결합력을 100으로 계산하였을때 콘크리트와 거푸집표면에 도포된 박리코팅제표면와의 상호간의 접착결합력이 100미만의 결합력으로서, 양생되어진 콘크리트는 박리코팅제의 표면에 부착되지 못하고 떨어지게 된다. 즉 이형과정이 순조롭게 진행된다.

한편, 거푸집박리코팅제간의 분자결합력이 콘크리트와 코팅제표면과의 상호 접촉결합력보다 약하면 코팅제는 이형성능을 발휘하지 못하고 콘크리트표면에 부착되게 된다.

따라서 거푸집 코팅박리제분자간의 결합력을 강화시켜 콘크리트분자와 코팅제표면과의 상호간의 접촉결합력(접착결합력)보다 거푸집 코팅박리제분자간의 결합력이 더 큰 고분자수지만이 이형성능이 좋아지고 코팅제의 내후성에 따라서 반복이형성능이 결정된다.

그러나 앞서 설명한 것처럼 분자 간 결합력이 강한 고분자수지는 친수성인 금속표면에 대한 부착력이 현저하게 떨어지므로 금속제거푸집에 코팅하는 것이 매우 어렵다.

따라서 본 발명은 콘크리트분자간결합력보다 강하며 금속표면에 대한 부착력이 강하여 코팅제로서의 역할을 수행할 수 있는 고분자수지를 합성하고 이를 사용한 거푸집 박리코팅제 조성물을 제조하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 거푸집코팅제 합성 및 제조방법은 해결방법을 총 3단계로 구별하여 진행하였고, 제1단계는 6종의 선별된 단독고분자수지를 사용하여 연속 박리기능의 코팅제로 사용하는 것이며, 상세하게는 약 57개 계열의 고분자 수지를 선별하여 실험 연구를 진행하였고 본 발명의 목적에 선정되어진 고분자수지들로써는 silicon계 수지는 대부분 이형제로 많이 사용되고 있는 고분자수지 중에서 선별하였으나 콘크리트와의 친화성이 좋아서(즉 부착이 잘됨) 콘크리트와의 이형성능이 전혀 나타나지 아니하였다. 이러한 이유는 silicon수지에 풍부한 Si분자와 콘크리트의 대부분을 구성하고 있는 Si분자와의 같은 분자로서의 상호친화성에 기인하는 것으로 보이며 폴리에티렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이소부티렌(polyisobutylene) 등의 직쇄사슬 고분자수지의 경우 코팅에 사용할 수 있도록 용해할 수 있는 용매가 없으며, 폴리카보네이트 계열의 수지는 용매는 존재하나 코팅 후 섭씨200도 이상의 가열이 필요하고 가열 후에도 2회 이상 사용이 어렵다. 발수, 발유성을 갖는 불소계 고분자수지는 액체 등의 이형에는 탁월하지만 알카리 접촉에는 매우 약한 이형성을 갖고 있는 물리적 성질로써 수소이온농도 12 이상의 알칼리도를 갖고 있는 콘크리트 페이스트와의 접촉에서는 전혀 이형 성능을 발휘하지 못하였고, 고무계열(부타디엔) 고분자수지는 표면강도가 약하여 콘크리트입자가 고분자표면에 파고들어 양생 후 이형성능이 매우 약하고, epoxy계열 고분자수지는 분자량대비 풍부한 산소분자와 경화제로써의 amine 분자들이 콘크리트와 친화력을 나타내는 것으로 사료된다.

본 발명은 위 사항들을 고려하여 이형성능을 가진 박리코팅제로서의 역할의 수행이 가능한 6개의 고분자수지 군을 선별하였고 이들은 A)멜라민(melamine)고분자수지, B)폴리스티렌(polystylene)수지, C)Phenol-formalin수지, D)polymethylmethacrylate, E)polyacrylate수지계열, F)Polyvinylchloride로서 본 발명의 목적에 맞는 수지로 선정되었다. 1회 코팅 후 탈형가능횟수가 2~3회에 이르며 효과의 지속성보다는 성능 측면에서 부합되는 것이다.

제 2단계로서 위의 6종의 수지의 내후성을 증가시키기 위하여 위의 A~F 에 이르는 6종의 고분자수지의 화학구조를 주요 사슬구조로 하고 곁가지구조(곁가지사슬)로 도입하기 위하여 위의 A~F수지와 다른 물리적 특성을 갖는 화학물질 9종과 멜라민공중합체용 4종을 도입하여 실험을 진행한 결과 2원공중합 수지 총 45종(B~F 기반)과 멜라민공중합수지 4종(A 기반)을 얻을 수 있었다. 이들 중 콘크리트 양생실험을 거쳐서 발명의 목적에 부합하지 않는 2원공중합체 합성에 사용된 곁가지 도입수지는 제외한 결과 본 발명의 목적에 필요한 a)ethylvinyl acetate, b)vinyl acetate, c)ethyl methacrylate, d)2-hydroxyethyl methacrylate의 4종을 2원공중합체의 곁가지도입용 물질로 선별하였다. 다만 멜라민 수지는 곁가지사슬로서 e)propanol과 f)butanol을 사용하였고, 실험결과 내후성 증가로 1회 도포 후 5~8 회 사용이 가능한 목적물을 얻을 수 있었다.

위 2원 공중합체로서 5~8회까지 사용횟수(탈형횟수)가 증가하였으나, 제3단계로서 친수성인 금속표면에 대한 접착력 증가를 위해 극성기를 도입하여 산가를 1.5 내지 20으로 조절한 3원공중합체를 합성하여 사용한 결과 박리코팅제의 금속표면에 대한 접착력이 증가하여 사용횟수가 더욱 증가되었다. 따라서 극성기로서 carboxylic acid, dicarboxylic acid,sulfonic acid 등의 8종의 극성기를 도입하는 실험을 통해 도입하는 극성기로는 a') maleic acid, b')maleic anhydride, c')methyl methacrylic acid, d')acrylic acid을 채택하였다.

상기 본 발명의 과제는 A)melamine고분자수지, 상기 B)polystylene수지, 상기 C)Phenol-formalin수지, 상기 D)polymethylmethacrylate, 상기 E)polyacrylate수지계열, 상기 F)Polyvinylchloride 중에서 분자량 3만~10만 사이의 고분자수지를 선별하여 이 6개의 고분자수지를 단독으로 사용하거나, 또는 이 6개의 고분자수지를 주요사슬로서 전체 무게 함량 중 60~99.5%를 차지하고 공중합체의 곁가지로써 0.5~40% 차지하는 물질로 a)ethylvinyl acetate, b)vinyl acetate, c)ethyl methacrylate, d)2-hydroxyethyl methacrylate 등 4종과 멜라민수지는 e)propanol과 f)butanol을 사용하고 이들을 분자량 3만~10만 사이의 고분자수지를 선별하여 1종 또는 1~2종을 혼합하여 콘크리트용 성형금속거푸집에 1회 코팅하여 양생된 콘크리트를 이형시키는 코팅제로 사용하는 콘크리트박리제에 의해 달성된다.

또한 공중합체에 극성기로서 a')meleic acid, b')meleic anhydride, c')methyl methacylic acid, d')acrylic acid 등을 무게 함량비 0.1~15% 사이의 범위에서 도입시켜 3원공중합체로 제조하고 이들을 분자량 3만~10만 사이의 고분자수지를 선별하여 1종 또는 1~2종을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

첫 번째, 오일성 박리제는 국내에 약 20~30업체가 경쟁하고 있으며 그 외 군소업체 까지 약 60여 개가 생산중이고 대표적인 업체 “건설화학”, “이맥스”등의 회사의 인터넷 홈페이지에 나타난 (도포량=9~10제곱미터평방/리터)인 것을 인용하여 32평 아파트 4개 세대를 기준으로 하여 하나의 층당 벽체와 바닥면적을 계산하면 약 1600제곱미터이며 30층까지 48000제곱미터이고, 건설하는데 약 50드럼의 폐유박리제가 소모되며, 이중 99%는 건물의 시멘트 표면으로 흡수되어 건물이 완공되고 새집증후군이나 주변 오염 등의 각종 환경오염의 주범이 되는데 본 코팅제 사용은 환경오염의 위험이 없다.

두 번째, 성형을 위한 거푸집을 조립 또는 탈형작업시 기름에 범벅이 되어 미끄러운 개당 수십kg에 달하는 무게를 가진 수천 개의 조각을 이동시키는 작업을 할 때의 위험성이 제거되고, 특히 슬라브 콘크리트 작업(천정과 바닥)시에 바닥에 흥건하게 뿌려진 오일 박리제에 미끄러지는 전도 및 추락사고를 방지할 수 있다.

세 번째, 건설현장에서 오일박리제 도포 시 하루의 시간이 필요하며 30층의 경우 30번의 오일박리제 도포가 필요하지만 본 코팅제를 사용하면 매번 도포하지 않아도 되므로 공사기간이 단축된다.

네 번째, 러시아와 같이 추운지역은 공사기간이 4월~10월이면 나머지 기간은 공사현장에 금속 거푸집을 보관하는데, 이 동안 금속거푸집의의 산화가 심각하며 이를 방지하기 위하여 많은 양의 산화방지제, 방청제 등을 도포하고 있지만 큰 효과를 보지는 못 한다. 그러나 본 발명의 코팅제를 사용하면 방청제 등을 도포하지 않아도 장시간 보관이 가능하다.

다섯째, 건설현장도 안전사고를 줄이기 위하여 무인력현장 운영을 목표로 하고 있다. 따라서 위의 30층 건물 기준 약 60명의 박리제 도포인력이 필요하지만 본 발명의 코팅제를 사용한다면 이러한 인력이 필요없게 된다. 이에 따라 안전사고도 줄어들게 된다.

여섯째, 철근콘크리트건설현장에서 거푸집조립박리제 도포-철-삽입조립-콘크리트 타설-거푸집탈형으로 이어지는 것이 기본 건설공정이다. 본 기술을 사용함으로써 2번째의 박리제 도포공정이 생략되므로 공정이 줄어들게 된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산가를 조정한 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

앞서 설명한 수지는 평균분자량의 크기에 따라서 수많은 종류의 고분자수지로 합성되어 시장에 출현되어 있는 이른바 범용적인 고분자수지이다. 다만 본 발명의 목적에 부합하기 위해서는 고분자수지의 평균분자량의 크기가 한정되며, 이는 2만 내지 20만 사이가 바람직하며, 3만 내지 10만 사이가 더 바람직하고, 더욱 바람직하게는 고분자수지의 평균분자량이 4만~9만의 범위의 고분자수지가 본 발명의 목적에 가장 바람직하다.

이들 수지의 평균 분자량이 위 범위보다 작으면 연화점이 감소하여 콘크리트의 분자들이 수지표면을 파고 들어가서 이형성이 떨어지고 위 범위보다 큰 분자량의 고분자 수지는 연화점이 올라가는 성향이 있으므로 미세하게 코팅표면이 갈라지는 이른바 표면크랙 현상으로 크랙 안에 시멘트 분자가 침투하여 이형 성능을 발휘할 수 없다. 따라서 본 발명의 목적은 위에 언급되어진 6종의 단독 고분자 수지로서 본 발명의 목적에 맞는 박리코팅제 고분자수지를 제조하되, 분자량 3만~10만사이로 제한하여 합성하고, 이를 거푸집표면에 도포하여 박리코팅제로 사용하는 것이다. 한편, 위의 6종의 수지를 2 내지 3종 혼합하여도 성능에 큰 차이를 보이지 않는다.

A~F에 이르는 6종의 고분자수지를 분자량 3만에서 10만사이로 제한하여 합성하는 방법은 다양한 방법으로 합성되어질 수 있고, 합성방법이 다르더라도 본 발명의 목적에 맞는 고분자수지의 범위를 벗어나지는 아니한다.

한편, 위에 열거한 고분자수지의 제한된 평균분자량 범위의 고분자수지를 거푸집의 콘크리트접촉 표면에 도포하였을 때에 콘크리트 양생 이후의 거푸집이형효과는 뛰어나지만 그 횟수는 극히 제한되어 박리코팅제를 코팅 후에 콘크리트 성형에 사용된 거푸집의 코팅표면은 콘크리트로 인해 심하게 오염되고, 표면에 코팅되어진 코팅제가 벗겨지게 되어 2회 혹은 3회의 사용이 어렵다.

이것을 polystylene으로 예를 들어 설명하면, 표면에 코팅되어진 polystylene분자 간의 결합은 강하지만 재사용되는(2회 또는 3회) polystylene 표면이 쉽게 노후되고, 특히 거푸집금속 표면과의 polystylene과의 접착력이 약한 것이 그 주요한 원인인 것으로 실험결과 밝혀졌다. 따라서 본 발명은 위의 6종의 고분자수지를 주요한 사슬구조로 하면서 표면내후성이 양호하고 금속표면에 대한 접착력을 증가시킬 수 있는 곁가지사슬을 가지는 2원 공중합체 분자구조를 설계하여 적절한 2원 공중합체의 함량 비율을 조절하여 합성하였고, 2원공중합체의 곁가지사슬에 중합하는 화학물질은 충분한 예비실험을 거쳐 최종적으로 a)ethyl vinyl acetate b)vinyl acetate c)ethyl methacrylate d)2-hydroxyethyl methacrylate의 4종을 선별하였다. 다만 멜라민 수지는 곁가지사슬로서 e)propanol과 f)butanol을 사용하였고, 따라서 총 22종의 2원공중합체(함량 표1 참조)를 가지고 각각을 거푸집표면에 도포한 후 콘크리트 양생후의 이형실험을 한 결과 [표 1]과 같은 결과를 얻게 되었다. 각각의 22종의 2원 공중합체 A~F의 주사슬의 무게함량비율(분자량 비율)은 60~99.5%를 차지하는 것이 효과적이다. 본 발명의 명세서에서 기재되는 함량비율 %는 특별히 달리 언급되지 않는 한 모두 분자량%를 의미한다.

한편, a)~d)에 해당하는 곁가지사슬의 무게함량비율(분자량 비율)은 0.5%~40%가 적당하다. 특히 d)2-hydroxyethyl methacrylate의 경우 1~5%범위가 가장 유효하며 5%를 넘는 경우 내후성은 증가되나 친수기 증가로 인해 이형능력에 현저한 저하를 가져온다.

또한, 본 발명에서 합성과정 후에 얻어진 고분자 수지의 고형분은 10~45%의 범위가 적당하며 나머지는 용매(솔벤트)이며, 이보다 고형분이 높은 경우 점도가 높아져서 반응과정을 진행시키기가 매우 어렵다.

실시예 1 (단독 고분자수지 코팅제)

아래 [표 1]의 6종의 단독 고분자수지 각각 15 중량%(순수고형분기준)를 메틸에틸케톤(MEK) 30 중량%, 톨루엔(tolene) 25중량% , 셀로솔브아세테이트(CA) 30중량%에 넣어 각각 10kg씩의 코팅제를 제조하였다.

이 때의 교반속도는 20 내지 150 RPM이며, 온도는 섭씨 25 내지 55도 사이가 적당하다. RPM이 너무 빠르면 고분자사슬이 끊어질 염려가 있고 온도가 너무 높으면 고분자가 더욱 중합 반응하여 더욱 큰 고분자량이 될 우려가 있다.

실시예 2 (2원공중합체 고분자수지 코팅제)

아래 [표 1]의 22종의 2원공중합체 고분자수지를 각각 15중량%(순수고형분기준)를 메틸에틸케톤(MEK) 30중량%, 톨루엔(tolene) 25중량% , 셀로솔브아세테이트 (CA) 30중량%에 넣어 각각 10kg씩의 코팅제를 제조하였다. 교반속도 및 온도는 실시예 1의 경우와 같다.

이렇게 만들어진 코팅제의 이형능력의 실험은 아래와 같이 수행하였다.

제조가 완성된 코팅제를 금속 거푸집 표면에 페인트용 롤러를 이용하여 도포하고 섭씨 약25도의 오븐 안에서 3시간 건조한 후 코팅되어진 금속(가로60센티미터 세로30센티미터) 두 장을 5센티미터 간격을 두고 서로 마주보게 고정하여 한 조의 금속 거푸집 실험틀을 형성한다. 이 거푸집 실험틀의 5센티미터의 공간에 콘크리트를 부으면 약 5센티미터 두께의 콘크리트가 채워진 거푸집 실험틀이 완성된다. 콘크리트가 부어진 거푸집 실험틀을 섭씨 약 23도에서 48시간 양생 후 거푸집 실험틀의 고정핀을 제거하고 약 30센티미터 높이에서 1회 또는 2회 정도 세로로 낙하시키는 충격으로 금속 거푸집과 콘크리트가 이형되는 정도를 이형능력의 척도로 규정하고 코팅된 금속 거푸집 표면의 콘크리트 오염정도를 육안으로 파악하여 오염이 소정기준 이상(금속 표면의 오염된 부분의 면적이 5%를 초과하는 경우 실험종료)이 될 때까지 반복하여 이형능력을 실험하였다.

여기서 낙하를 4회까지 수행하였는데도 이형되지 아니하는 것은 코팅제의 이형성능이 발휘되지 못하는 것으로 간주하였다. 본 실험은 국내 대학의 연구소에 용역을 의뢰하여 진행되었고 실험 결과는 [표 1]과 [표 2]에 나타내었다.

	A)melamine (2)	B)polystylene(3)	C)Phenol-formalin(2)	D)poly methyl methacrylate(2)	E)poly acrylate(2)	F)Poly vinylchloride(2)
e)propanol	A-e (5)
f)butanol	A-f (6)
a)ethylvinyl acetate		B-a (6)	C-a(7)	D-a(6)	E-a (8)	F-a (7)
b)vinyl acetate		B-b (6)	C-b (6)	D-b (6)	E-b (6)	F-b (5)
c)ethyl methacrylate		B-c (7)	C-c(7)	D-c (7)	E-c (7)	F-c (8)
d)2-hydroxyethyl methacrylate		B-d(8)	C-d (7)	D-d (7)	E-d (6)	F-d (8)

* 탈형 횟수는 콘크리트 이형후에 아무런 후속 조치 없이 거푸집을 재사용 가능한 정도를 기준으로 함. (금속 거푸집의 표면의 오염된 부분의 면적이 5% 미만인 경우. 즉 코팅제가 3회의 이형시험까지는 금속표면의 오염된 부분의 면적이 전체면적의 5% 미만이었고, 4회차 이형시험에서는 금속표면의 오염된 부분의 면적이 전체면적의 5%를 초과한 경우 탈형횟수(이형성능)를 3회로 결정함)** 상기 [표1]에서 시험한 2원공중합체 수지의 경우 주사슬A~F의 무게함량비율은 92.5% 및 97%이며, 곁가지사슬의 무게함량비율은 7.5% 및 3%로 하였음.

*상기 [표 1]은 단독고분자 수지 자체만으로 된 코팅제의 이형능력의 시험결과와, 이들 고분자 수지를 주사슬로 하고 곁가지 사슬을 도입한 2원공중합체 수지로 된 코팅제의 이형능력의 시험결과를 기재한 것이며, 여기서 2원공중합체 수지의 주사슬의 무게함량비율 92.5% 및 97%, 곁사슬의 무게함량비율은 a) ethylvinyl acetate와 b) vinyl acetate는 7.5%이며 c) ethyl methacrylate와 d) 2-hydroxyethyl methacrylate는 3%이고, e) propanol와 f) butanol는 7.5%인 것으로 하여 22종의 2원공중합체에 대하여 시험하였고, 괄호 안의 숫자는 박리코팅제가 도포된 거푸집으로 콘크리트양생 후 탈형한 횟수(이형성능)를 표시한 것이다.

위의 [표 1]의 결과에서와 같이, 평균분자량 3만~10만사이의 A~F에 이르는 단독고분자수지(polymer)로 이형실험을 한 경우 이형성능이 2~3회에 그쳤던 것에 반해서, 2원공중합체 수지의 경우 이형성능이 5~8회까지 사용횟수가 증가되었고, 이것은 곁가지사슬효과로 인하여 금속거푸집표면과의 접착력강화에 기인한 것이라 볼 수 있다.

위의 2원공중합체를 가지고 더욱 강한 접착력을 요구하는 상황에서는 주요사슬구조에 carboxylic acid나 dicarboxylic acid 또는 dicarboxylic acid유도체를 소량 도입하여 극성기를 더욱 강화하여 산가를 1.5 내지 20으로 조정한 이른바 3원공중합체를 사용하여 금속 거푸집박리코팅제로 사용할 수 있다.

다만, 더욱 강해진 극성기로 인하여 콘크리트 이형성능의 감소현상을 초래하는 경우도 있을 수 있다. 이러한 주사슬에 도입하는 극성기로는 a') maleic acid, b')maleic anhydride, c')methyl methacrylic acid , d')acrylic acid 등이 매우 유용하다.

이때 3원공중합체로서 도입되어지는 acid의 무게 함량비는 0.1%~15% 범위에서 사용됨으로써 산가(acid value)를 1.5 내지 20으로 조정할 수 있다. 이때 멜라민 수지의 2원공중합체는 극성기 도입을 제외한다.

멜라민 수지 및 멜라민 2원공중합체는 분자구조자체가 강한 친수결합력을 가지고 있기 때문에 친수성도입의 실험을 행하지 아니하였다. 따라서 carboxylic acid 또는 carboxylic acid 유도체를 도입하는 3원공중합체는 B)~F)이르는 5개의 공중합체에 a'~d'의 4종의 도입기를 감안하여 총 80개의 3원공중합체에 이르게 된다.

이들 3원공중합체는 거푸집 표면에 1회 코팅하여 콘크리트 양생 후 이형실험을 한 결과 약 9회~14회의 사용성능을 보였고, 이는 거푸집금속표면에 대한 코팅제의 접착력 강화로 인해 코팅제가 콘크리트 표면에 부착되어 거푸집 표면으로부터 떨어져 나가지 아니한 결과라고 생각된다.

이들의 4종의 극성기도입결과 극성기의 종류에 따른 접착력의 크기의 커다란 차이는 없었으나 B)~F)에 이르는 극성기도입을 한 3원공중합체의 연속 사용횟수에 대한 성능의 차이가 있는 것을 알 수 있었다. 80개의 3원공중합체의 분자형식 및 각각의 탈형횟수(이형성능)을 [표 2]에 나타내었다.

위 [표 2]는 극성기를 도입한 3원 공중합고분수지의 결합형식을 나타내며, 예를 들어 [B-a-a']는 [polystylene - ethylvinyl acetate - maleic acid]을 나타낸다. 괄호 안의 숫자는 박리코팅제가 도포된 거푸집으로 콘크리트양생 후 탈형한 횟수(이형성능)를 표시한 것이다.

위의 [표 2]에서와 같이, 본 발명에서 콘크리트 양생 후 거푸집이형 능력실험에 사용된 박리성능의 3원고분자 코팅제는 주요사슬을 기준으로 5개 분류로 실험하였고, 사용횟수에 따른 차이는 4종의 극성기 도입에 의하여 크게 변하지 않았으므로 극성기 도입은 도입 함량자체가 0.6%로서 아주 소량이고 금속의 친수 표면에 대한 접착력강화의 역할이며 콘크리트접촉 표면에서의 이형능력에 크게 영향을 미치지 아니하였다. 여기서 [표 2]의 시험에서의 극성기는 도입 함량자체가 아주 소량(0.6%)이기 때문에 2원고분자수지의 주사슬과 곁가지 사슬의 함량을 거의 그대로 유지한 채로 3원 공중합고분수지를 합성한 것을 실험에서 사용하였다.

이렇게 완성된 박리이형코팅제의 사용횟수의 차이를 오름차순(횟수가 작은 순서)에 의하여 정리하면 다음과 같다. 다만 이는 80개의 3원 공중합체수지에 대하여 3회씩의 콘크리트 양생 후 거푸집 이형실험을 한 평균치이다.

B)polystylene 주요사슬의 3원고분자 4종 (9~14회)

C)Phenol-formalin 주요사슬의 3원고분자 4종 (9~11회)

E)poly acrylate 주요사슬의 3원고분자 4종 (9~11회)

D)poly methyl methacrylate 주요사슬의 3원고분자 4종 (9~11회)

F)Poly vinylchloride 주요사슬의 3원고분자 4종 (9~14회)

또한 [표 1]의 단독고분자 수지에 곁가지사슬을 도입하지 않고 위 극성기만을 도입하여 산가(acid value)를 1.5 내지 20로 조절하여 합성한 고분자수지의 이형성능도 4 내지 7회의 탈형횟수를 보여주어 우수한 성능을 갖는 것이 확인되었다.

위의 공중합 및 극성기도입의 반응은 주로 섭씨 50~90정도에서 극히 일반적인 중합개시제로서 합성이 가능하며 간혹 미반응 제거를 위하여 120도에서 짧은 시간반응에 의하여 얻을 수 있으며 이 3원공중합체를 2~3종의 혼합물로도 단독3원공중합체와 유사한 박리기능을 가진 코팅제를 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. A)melamine고분자수지, B)polystylene수지, C)Phenol-formalin수지, D)polymethylmethacrylate, E)polyacrylate수지계열 및 F)Polyvinylchloride 중에서 분자량 3만~10만 사이의 범위의 고분자수지를 선별하여 단독 또는 두 개 이상을 혼합한 것을 포함하는 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제.
2. 제1항에 있어서,
   상기 A)melamine고분자수지, 상기 B)polystylene수지, 상기 C)Phenol-formalin수지, 상기 D)polymethylmethacrylate, 상기 E)polyacrylate수지계열, 상기 F)Polyvinylchloride 중의 하나를 주요사슬로 하고,
   a)ethylvinyl acetate, b)vinyl acetate, c)ethyl methacrylate, d)2-hydroxyethyl methacrylate와 멜라민수지는 e)propanol과 f)butanol 중의 하나를 곁가지사슬로 한 고분자 수지로서 상기 고분자 수지의 분자량이 3만 내지 10만 범위의 것을 포함하는 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제.
3. 제2항에 있어서,
   공중합체에 극성기로서 a')meleic acid, b')meleic anhydride, c')methylenebutadioic, d')acrylic acid를 도입하여 산가를 1.5 내지 20으로 조정한 3원공중합체를 포함하는 콘크리트박리제 기능을 가진 거푸집코팅제.