KR930009248B1 - 조적조용 방수제 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조적조용 방수제

본 발명은 통상, 방수성을 제공하기 위하여 다공성 재료를 방수처리하는 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 벽돌, 콘크리이트, 석재, 모르타르, 타일, 신더 블럭(cinder block), 스터코우(stucco)등과 같은 조적조(masonry)에 방수성 및 방오성을 제공하는데 적합한 실리콘조성물에 관한 것이다.

오랫동안 조적조를 방수처리하는데 실리콘을 사용해 왔다. 종래에 사용한 실리콘은 상업적으로 상당히 성공해왔으며, 모든 형태의 조적조에 사용되었다. 그러나, 종래에 사용하는 실리콘은 조적조표면에 다소 점착성인 상태로 남아 있음으로써 거기에 오염물이 부착되는 경향이 있다. 또한, 종래에 사용한 실리콘중 다수는 오랫동안 기후에 노출된 후에는 우수한 방수성을 유지하지 않을 뿐만 아니라 조적조에 방오성을 제공해 주지도 못한다.

미합중국 특허 제 2,412,470호는 필수적으로 트리메틸 실리콘 약 2.8 내지 99.2중량%와 사염화실리콘 약 97.2 내지 0.8중량%로 이루어진 혼합물을 조성물의 활성성분으로서 함유하는 조성물과 고체(solid body)를 접촉시킴을 특징으로 하여, 고체를 방수처리하는 방법을 기재하고 있다.

미합중국 특허 제 2,574,168호는 이의 B-단계에서 부분축합된 형태의 실리콘수지로 된 유기용매 용액 함유-희석액체를 다공성 조적조에 도포하여 다공성 조직조를 방수 처리하는 방법을 제공하며, 여기에서 실리콘수지의 농도는 약 0.1 내지 5중량부이고, 완전히 축합된 실리콘수지는 헤테로사이클릭이고 일반식(R_mSiO_n)_x의 가교결합된 축합생성물이고, 여기서, x는 1이상의 정구이고, R은 1가 알킬 또는 아릴라디칼이며, m은 0.5 내지 2미만이고, n은 1이상으로서 약 1.75미만은 아니며, 수지중 실리콘원자는 산소원자와 연결되며, 알킬 및 아릴라디칼은 실리콘원자에 부착된다.

미합중국 특허 제 2,672,455호는 (1) 일반식 Ti(OR)₄(여기서, R은 지방족 탄화수소라디칼 또는 하이드록실화 지방족 탄화수소라디칼이다)의 티탄화합물 및 이의 지방족 탄화수소 가용성 부분 가수분해물중에서 선택된 티탄화합물 15 내지 50중량%, (2) 트리메틸실록산 단위 및 SiO₂단위로 이루어지며, 이때 단위들의 비율은 실리콘원자에 대한 메틸라디칼의 비가 1.0 내지 2.5 : 1 인 메틸폴리실록산 공중합체 15 내지 70중량%, 및 (3) 폴리실록산(3)중 실리콘원자 각각에 적어도 1개의 R´라디칼이 부착된 일반식 R´_nSiO_(4-n)/2(여기서, R´는 C_1-4알킬 또는 알킬렌라디칼 또는 모노사이클릭 아릴라디칼이며, 이때 n은 평균 2 내지 2.9이다)의 폴리실록산 15 내지 80중량%를 함유하는 가죽용 방수제를 제공한다.

미합중국 특허 제 2,678,893 호는 실리콘원자에 대한 메틸라디칼의 비가 1 내지 2.5이고, 메틸폴리실록산 1 내지 50중량%를 함유하는, 트리메틸실록산과 SiO₂단위로 이루어진 메틸폴리실록산 용액과 가죽을 접촉시킴을 특징으로 하여, 가죽을 방수처리하는 방법을 교시하고 있다.

미합중국 특허 제 2, 735, 791 호는 Si에 대한 CH₃비가 1.3 : 1 내지 1.7 : 1인, 고체로서의 메틸 폴리실록산 수지 20 내지 60중량% ; Si에 대한 CH₃비가 1.9 : 1 내지 2.1 : 1인 메틸폴리실록산 오일 20 내지 50중량 ; 및 트리에탄올아민 티타네이트 8 내지 40중량%를 함유하는 수성 에멀젼을 함유하는 섬유상 유기재료에 도포하기에 적합한 방수조성물에 관한 것이다.

미합중국 특허 제 2,928,798 호에는 (1) (a) 일반식 Ti(OR)₄의 오르토티타네이트(여기서, R은 지방족 탄화수소라디칼, 또는 아민화 또는 하이드록실화 지방족 탄화수소라디칼이다) 와 (b) 성분 (a) 의 지방족 탄화수소 가용성 부분 가수분해물중에서 선택된 티탄화합물 10 내지 60% ; (2) 트리메틸실옥시 단위와 SiO₂단위를 함유하는 메틸실록산 공중합체(여기서, 실리콘원자에 대한 메틸 그룹의 비는 1 내지 1.25이다) 25 내지 75% ; 및 (3)점도가 25℃에서 10 내지 100,000센티스토크인 일반식 R´_nSiO_(4-n)/2의 유체 오가노폴리실록산(여기서, R´는 저급알킬라디칼 및 1개의 페닐핵당 평균 3 내지 5개의 염소원자를 함유하는 염소화페닐라디칼이고, 염소화페닐라디칼이 R´ 라디칼 총수의 5 내지 25%를 구성하며, n은 평균 1.96 내지 2.5이다) 10 내지 50%를 함유하는, 다공성 재료에 방수처리하는데 유용한 조성물을 기재하고 있다.

본 발명의 목적은 조적조를 방수처리하는 방법 및 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 건조하고 비점착성 물질로 경화되는 조적조 방부제조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 또한 조적재료에 방오성을 제공해주는 조적조 방수제조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 심한 기후조건하에서도 오랜동안 효과를 지속시킬 수 있는 조적조 처리방법을 제공하는 것이다.

가장 광범위한 양태에 있어서, 본 발명은 조적조를, R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지 (여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이다)(예 : MQ수지)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이고, SiO₂단위에 대한 R₂SiO단위의 비는 약 0.1 : 1이하이다)(예 : MDQ수지)중에서 선택된 오가노폴리실록산 수지를 함유하는 용액(상기식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬라디칼, 아릴라디칼, 알크아릴라디칼, 아르알킬라디칼, 사이클로알킬라디칼 또는 알케닐라디칼중에서 선택된다)과 접촉시킨 다음 ; 용매를 증발시킴을 특징으로 하여 조적조를 방수처리하는 방법을 제공한다.

특히 바람직한 양태에 있어서, 본 발명의 방법은 실시하는데 사용하는 방수제조성물은 상기한 MQ수지 및/또는 MDQ수지 및 알킬알콕시 폴리실록산 수지를 함유하는 용액이다.

본 발명에 따라, 조적조를, R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이다)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지 (여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.5 내지 약 0.9 : 1이며 SiO₂단위에 대한 R₂SiO단위의 비는 약0.1 :1이하이다)중에서 선택된 오가노폴리실록산 수지를 함유하는 용액과 접촉시킨 다음 ; 용매를 증발시킴을 특징으로 하여 조적조를 방수처리하는 방법을 제공한다. 각각의 일반식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬라디칼, 아릴라디칼, 알크아릴라디칼, 아르알킬라디칼, 사이클로알킬라디칼 또는 알케닐라디칼이다. 바람직하게는, 거의 모든 R그룹이 메틸이다.

이러한 오가노폴리실록산 수지의 제법은 당해 분야에 널리 공지되어 있으며, 예를 들면, 모두 본원에 해단 참조문헌으로 인용된 미합중국 특허 제 2,398,672 호(Sauer), 제 2,676,182 호(Daudt등), 제 2,736,721 호(Dexter) 및 제 2,857,356 호(Goodwin, Jr.)에 기술되어 있다. 당해 분야의 전문가들은 이러한 형태의 수지를 제조하는 기타 방법을 알 것이다.

통상, 본 발명을 실시하는데 사용하는 MQ수지 및 MDQ수지는 크실렌 또는 톨루엔과 같은 유기용매중의 용액을 전형적으로는 40 내지 60중량%의 용액으로서 제공한다. 그러나, 약 1 내지 약 20중량%의 수지고체를 함유하도록 용액을 희석하여 브러싱(brushing), 분무 등과 같은 종래의 방법으로 조적조에 도포시킨다. 가장 바람직하게, 용액은 수지 고체를 약 10중량%함유한다.

본원에서 사용된 용어 "조적조"는 벽돌, 콘크리이트, 신더 블록, 모르타르, 타일, 석재, 스터코우, 사암, 석회암 및 상응하는 재료와 같은 건축재료 및 표면재를 포함하지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라는 것을 알아야만 한다. 특히 바람직한 본 발명의 양태는 조각품 및 석조기념물을 산성 비 및 기타 환경오염물에 의한 악영향으로부터 보호하기 위하여 본 발명의 조성물을 도포하는 것을 포함한다.

오가노폴리실록산 수지를 조적조에 도포한 후, 피복된 조적조를 예를 들면, 강제순환식 가열풍로(forced hot air oven)내에서 건조시키거나 승온에 노출시켜 용매를 증발시킨다. 통상, 실제적인 이유 때문에, 피복된 조적조를 공기건조시키는 것이 가장 편리하다.

MQ수지 및 MDQ수지가 제공하는 우수하고 영구적인 보호력은 이들 수지가 선행기술의 방수제조성물보다도 적어도 부분적으로라도 조적조의 기공속으로 더욱 깊게 침투한다는 사실 덕분이다. 따라서, 본 발명의 조성물은 조적조표면 아래 약 1/12"까지 침투하는 반면, 선행기술의 조성물은 통상 1/16 내지 1/8"이상 침투하지 못한다. 또한, 본 발명에 사용하는 MQ수지 및 MDQ수지는 모든 다공성표면상에 오염되지 않은채 우수하게 포화시킬 수 있으며, 이들은 100% 고체에서 무수분말이기 때문에 표면상에 존재하는 과량을 브러싱하여 제거할 수 있다.

특히 바람직한 본 발명의 양태에 있어서, 방수제조성물은 MQ수지 및/또는 MDQ수지 및 알킬알콕시폴리실록산 수지의 혼합물을 함유한다. 본 발명에 사용하기 위한 알킬알콕시폴리실록산 수지는 본원에서는 참조로서 인용하는 미합중국 특허 제 2,624,749(Bunnell) 및 제 2,810,704 호(Krant)에 기술되어 있다. 본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 수지는 제너럴 일렉트릭 캄파니가 상품명 DF 104로서 시판하는 크란쯔(Krantz)의 메틸메톡시폴리실록산 수지이다. 기술자에게는 기타의 적합한 알콕시-작용성 실리콘수지들이 명백할 것이며, 이들의 적합성은 지나친 실험을 하지 않고도 확인할 수 있다.

바람직하게는, 당해 범위 밖의 비율이 배제되지는 않을지라도 MQ수지 및/또는 MDQ수지 약 50 내지 약 90중량부 및 알킬알콕시폴리실록산수지 약 10 내지 약 50 중량부 (즉, 약 1 : 1 내지 약 9 : 1)의 비로 알킬알콕시폴리실록산 수지와 MQ수지 및/또는 MDQ수지를 혼합한다. MQ수지 및/또는 MDQ수지 약 70중량부 및 메틸메톡시폴리 실록산 수지(즉, DF 104) 약 30중량부를 사용하는 경우의 결과는 최적이었다.

기술자들이 본 발명을 더욱 잘 실시할 수 있도록 하기 위한 하기의 실시예들은 본 발명을 설명하는 것이지 제한하는 것은 아니다. 모든 부 및 %는 별도의 언급이 없는 한 중량부 및 중량%이다.

[실시예]

[실시예 1]

(CH₃)₃SiO_0.5단위와 SiO₂단위가 0.8 : 1의 비로 이루어진 크실렌수지중 60% 고체는 광물성 농축액(mineral spirit)을 사용하여 10% 고체가 되도록 희석시킨다. 희석용액을 브러싱하여 댄비 버몬트 대리석(Danby Vermont Marble), 콘크리이트 시험용 블록, 및 점토 연소된 적석타일(clay fired, redstone tire)에 도포한다. 24시간 동안 공기건조시킨 다음, 피복된 재료의 방수성은 모두 우수하다.

수지용액은 두께가 3/8"인 대리석을 완전히 침투하여 내부에 방수성을 제공하지만, 표면보호력은 다수의 선행기술에 의한 필름-형성용 방수제조성물과 동일하지 않음을 주지한다. 또한, 수지용액은 3/8"점토 연소된 적석타일을 약 반 정도 침투함도 주지한다.

[실시예 2]

실시예 1에서 제조한 수지용액을 콘크리이트 시험용 블록상에 피복시키고, 48시간 동안 건조시켜 계량한 다음, 즉시 물에 침지시킨다. 블록은 흡수지를 사용하여 가볍게 두드려 건조시킨 다음, 다시 게량한다. 중량이 0.5g 증가한다. 이어서, 블록을 물속에 48시간 동안 침지시키고, 흡수지를 사용하여 가볍게 두드려 건조시킨 다음, 다시 계량한다. 중량이 1g증가한다. 14일동안 침지시킨 후, 비처리된 블록상에서 증가한 중량 19g에 비해 4g이 증가한다.

[실시예 3]

실시예 1의 처리된 댄비 버몬트대리석을 방오성에 대해 추가시험한다. 톨투엔 및 나프타중에 희석된 흑색 분무 에나멜(black spray enamel)을 표면에 분무하고, 1시간 동안 건조시킨 다음, 페인트를 용매로 세척하여 완전히 제거한다. 페인트는 비처리된 댄비 버몬트대리석상에 영구적인 검은 얼룩을 남긴다.

[실시예 4]

실시예 1의 MQ수지 50g, 제너럴 일렉트릭 캄파니에서 시판하는 DF 104수지 4.3g, 및 광물성 농축액 276g의 혼합물을 유리병 속에서 간단히 진탕시켜 혼합한다. 혼합물을 용액중에서 완전히 혼화시킨 다음, 용매를 증발시켜 투명하게 한다. 이 혼합물로 된 두터운 피복물을 시멘트 시험용 블록에 브러싱하여 도포한 다음, 24시간 동안 공기건조시킨다. 이어서, 혼합물을 수중에서 3일 동안 침지시킨다. 블록을 흡취건조(blotted dry)시킨 다음, 표면상에 놓인 물방울에 대한 방수성을 시험한다. 납작한 방울의 접촉각은 낮다.

[실시예 5]

실시예 1의 MQ수지 50g, DF 104수지 8.6g 및 광물성 농축액 301g의 혼합물을 제조한 다음, 실시예 4에서와 같이 시험한다. 시멘트블록상에 놓인 물방울은 실시예 4에서와 같이 납작하지는 않지만, 접촉각이 날카롭지는 않다.

[실시예 6]

실시예 1의 MQ 수지 50g, DF 104수지 12.9g 및 광물성 농축액 327g 을 함유하는 혼합물을 제조하여 실시예 4에서와 같이 시험한다. 시멘트블록위에 놓인 물방울의 접촉각은 매우 날카롭고 구형으로 머무른다.

[실시예 7]

실시예 1의 MQ수지 50g, DF 104수지 17.2g 및 광물성 농축액 355g을 함유하는 혼합물을 제조하여 실시예 4에서와 같이 시험한다. 시멘트표면상 물방울의 접촉각은 실시예 6에서와 같이 구형은 아니다.

Claims (19)

1. (a) 조적조(masonry)를, R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지 (여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이다)(예 : MQ수지)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이며, SiO₂단위에 대한 R₂Sio단위의 비는 약 0.1 : 1이하이다)중에서 선택된 오가노폴리실록산 수지를 함유하는 용액(상기식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 아릴 라디칼, 알크아릴 라디칼, 아르알킬 라디칼, 사이클로알킬 라디칼 또는 알케닐 라디칼이다)과 접촉시킨 다음 ; (b) 용매를 증발시킴을 특징으로 하여 조적조를 방수처리하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 오가노폴리실록산 수지용액이 수지고체를 약 1 내지 약 20중량% 함유하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 오가노폴리실록산 수지용액이 수지고체를약 10중량% 함유하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 거의 모든 R그룹이 메틸인 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 조적조가 벽돌, 콘크리이트, 신더블록(cinder block), 모르타르, 타일, 석재, 스터코우, 사암 및 석회암중에서 선택되는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 조적조가 조각품 또는 석조 기념물인 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 오가노폴리실록산 수지용액이 알킬알콕시폴리실록산 수지를 추가로 함유하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 알킬알콕시폴리실록산 수지가 메틸메톡시폴리실록산 수지인 방법.
9. 제 7 항에 있어서, R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃Sio_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이다)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이며, SiO₂단위에 대한 R₂SiO단위의 비는 약 0.1 : 1이하이다)중에서 선택된 오가노폴리실록산수지(상기식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 아릴 라디칼, 알크아릴 라디칼, 아르알킬 라디칼, 사이클로알킬 라디칼 또는 알케닐 라디칼이다)의 알킬알콕시폴리실록산 수지에 대한 비가 약 1 : 1 내지 약 9 : 1인 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 알킬알콕시폴리실록산수지에 대한 오가노폴리실록산수지의 비가 약 7 : 3인 방법.
11. (a) R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 :1이다)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이며, SiO₂단위에 대한 R₂SiO단위의 비는 약 0.1 : 1이하이다)중에서 선택된 오가노폴리실록산 수지 (상기식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 아릴 라디칼, 알크아릴 라디칼, 아르알킬 라디칼, 사이클로알킬 라디칼 또는 알케닐 라디칼이다) ; (b)알칼알콕시폴리실록산 수지 ; 및 (c) 유효량의 용매로 이루어짐을 특징으로 하는 조적조 방수처리용 조성물.
12. 제 11 항에 있어서, 성분(a) : 성분(b)가 약 1 :1 내지 약 9 : 1인 조성물.
13. 제 11 항에 있어서, 성분(a) : 성분(b)가 약 7 : 3인 조성물.
14. 제 11 항에 있어서, 용매가 유기용매인 조성물.
15. 제 14 항에 있어서, 용매가 톨루엔 및 크실렌중에서 선택된 조성물.
16. 제 11 항에 있어서, 조성물중 수지고체가 약 1 내지 약 20중량%인 조성물.
17. 제 11 항에 있어서, 알킬알콕시폴리실록산 수지가 하기 일반식을 갖는 조성물 : RS₁(OR)_nO_3-n/2

    상기식에서, n은 1/3 내지 1이고 ; R은 하나 이상의 수소원자가 부착된 비환식 탄소원자에 유리 원자가가 연결되며, 탄소 및 수소 이외의 특정원자는 상기의 비환식 탄소원자에 연결된 것 이외의 탄소원자에 부착된, 원자량 80미만의 할로겐인, 올레핀계 불포화가 전혀 없는 1가 유기 라디칼이며 ; r은 하나 이상의 수소원자가 부착된 지방족 탄소원자에 유리 원자가가 연결되며, 탄소 및 수소 이외의 특정원자는 원자량 80미만의 할로겐인, 올레핀계 불포화가 전혀 없는 1가 유기 라디칼이다.
18. 제 11 항에 있어서, 알킬알콕시폴리실록산 수지가 하기의 일반식을 가지며 ; (a) 메틸트리클로로실란을 물의 부재하 및 수불용성 불활성 용매의 존재하에 메틸트리클로로실란 1몰당 1 내지 3몰 미만에 해당되는 양의 메탄올로 처리하고 (이때, 메탄올의 상한선은 메틸트리클로로실란의 실리콘-결합된 염소원자의 단지 일부를 메톡시그룹으로 치환시키는데 충분한 양이며, 부산물 HCI은 반응혼합물중에 잔유한다), (b) 단계(a)의 성분혼합물을 메탄올 및 물을 함유하는 성분혼합물을 사용하여 가수분해시키고 (여기서, 사용된 물은 본래 사용된 메틸트리클로로실란 1몰당 1.15 내지 1.33몰에 해당되는 양으로 존재하며, 단계(a)에서는 단계(a) 및 (b)에서 사용된 메탄올 총량의 25 내지 75%를 사용한다), (c) 단계(b)의 가수분해 생성물을 반응혼합물에 용해된 염화수소의 존재하에 축합시킨 다음, (d) 단계(c)에 기술한 축합에 의해 수득된 다중상 액체계(multiphase liquid ststem)로부터 수지-함유 층을 분리시킴으로써 제조되는 조성물 : CH₃SI(OCH₃)_nO_3-n/2

    상기식에서, n은 1/3 내지 0.7이다.
19. (a) R₃SiO_0.5단위 및 SiO₂단위함유-수지 (여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이다)와, R₃SiO_0.5단위, R₂SiO단위 및 SiO₂단위함유-수지(여기서, SiO₂단위에 대한 R₃SiO_0.5단위의 비는 약 0.2 내지 약 0.9 : 1이며, SiO₂단위에 대한 R₂SiO단위의 비는 약 0.1 : 1이하이다)중에서 선택된 오가노폴리실록산 수지(상기식에서, R은 각각 독립적으로 선택된 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼, 아릴 라디칼, 알크아릴 라디칼, 아르알킬 라디칼, 사이클로알킬 라디칼 또는 알케닐 라디칼이다) ; (b)알킬알콕시폴리실록산 수지 ; 및 (c) 유효량의 용매로 이루어짐을 특징으로 하는 조성물.