KR940002567B1

KR940002567B1 - 침투성 실리콘계 발수제 조성물

Info

Publication number: KR940002567B1
Application number: KR1019910004587A
Authority: KR
Inventors: 이종원; 이정석; 신현옥
Original assignee: 고려화학 주식회사; 김충세
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1994-03-25
Also published as: KR920018161A

Abstract

내용 없음.

Description

침투성 실리콘계 발수제 조성물

본 발명은 통기성을 가지며 침투성이 우수한 실리콘계 발수제 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 석유벤진(mineral spirit, petroleum benzin) 80-93중량%부, 올리고머성 실록산(oligomeric siloxane) 5~10중량% 및 흄 실리카(fumed silica) 0.5~1중량%로 구성되는 발수제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 외부는 자연환경에 노출되어 있어 쉽게 풍화되며, 각종의 산성비와 접촉하게 되므로 수명이 단축될 뿐만 아니라 벽면이 부서지기 쉬운 상태에 놓여 있다. 상기 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 분자 구조상 극성을 가진 물과 벽면과의 접촉을 방지하기 위하여 무극성의 소수성기(hydrophobic group)를 다량 함유하고 있으며 건조된 후 물을 반발하는 성질을 갖는 발수제나, 에폭시(epoxy) 수지와 같은 합성수지를 사용한 밀폐형(sealing type)의 발수제를 벽면에 도장함으로서 물과의 접촉을 방지하여 왔다. 그러나, 이들 밀폐형의 발수제는 통기성이 부족하여 도막의 파손 및 콘크리이트 및 모르타르소지의 부패를 초래하는 단점이 있었으며, 이를 개량한 조성물 즉, 석유벤진이나 기타 유기용제에 올리고머성 실록산을 혼합한 조성물이 사용되기도 하였지만 침투성은 양호한 반면에 도막의 내구성이 좋지 못하며 밀폐형의 발수제를 사용하는 방법에 비하여 발수성이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 내구성 및 표면 발수 효과를 향상시킬 수 있으며 소지 내외부간에 원활한 통기성을 가지며 침투력이 양호한 발수제 조성물을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 해결하기 위하여 본 발명에서는 석유벤진과 올리고머싱 실록산의 혼합물에 경화촉매로서 흄 실리카를 사용하여 거대분자상의 실리콘 수지를 합성함으로서 내구성을 향상시키고 양호한 발수력을 가지고 있는 조성물을 제조하였다.

본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 침투성 실리콘계 발수제 조성물은 석유벤진 80~93중량%, 올리고머성 실록산 5~10중량%와 경화촉매로서 흄 실리카 0.5~1중량%부로 구성된다.

본 발명에서 사용된 석유벤진은 올리고머성 실록산과 흄 실리카의 비히클(vehicle)로서의 역할을 하는 것으로 증류온도 150~210℃에서 얻어지는 탄화수소계 석유벤진이 바람직하며, 전체 발수제 조성물에 대하여 80~93중량%가 사용된다. 150℃이하의 증류온도에서 얻어지는 석유벤진은 발수제의 침투력을 저해하고, 210℃ 이상에서 생성되는 석유벤진은 건조속도를 지연시켜 작업능률을 떨어 뜨리는 단점이 있으며, 80중량% 이하로 사용하였을 경우에는 발수제가 소지로 침투되는 것이 저하되는 단점이 있고, 93중량% 이상으로 사용할 경우에는 발수력이 저하되는 문제점이 발생된다.

상술한 석유벤진은 비교적 증발속도가 느린 유기 용제이기 때문에 건조를 지연시키므로서 발수역할을 하는 올리고머성 실록산이 소지내부까지 침투할 충분한 시간을 부여해 주는 특징을 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 올리고머성 실록산은 종래의 발수제로 많이 사용하던 실리콘계 발수제보다 분자량이 작은 상태로 소지 침투효과가 우수하며, 발수력이 우수한 성질을 가지고 있는 것으로, 알킬계 또는 알콕시계 실록산등을 전체 발수제 조성물에 대하여 5~10중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5중량% 이하로 사용하였을 경우에는 내구성 및 발수력이 저하되고, 10중량% 이상으로 사용할 경우에는 건조속도가 저하되는 단점이 있다.

본 발명의 발수제 조성물에 사용되는 흄 실리카는 경화 촉진제로서의 역할을 하는 것으로, 올리고머성 실록산의 반응을 촉진하여 망상구조의 안정한 거대분자 화합물인 소수성의 실리콘 생성을 유도함으로서 도막의 내구성을 향상시킴과 동시에 흄 실리카 자체가 도막표면에 잔존하여 표면 발수 효과를 향상시키는 역할을 한다.

흄 실리카는 주성분이 SiO₂로 이루어져 있으며 제조과정에 주성분인 SiO₂에 메탈(metal)기(예 : Sn,Ti등)를 접목시켜 올리고머성 실록산과 경화반응을 촉진하도록 제조되었으며, 또한 경화 반응 완료 후에 SiO₂가 소지표면에 잔존하여 표면을 치밀하게 도와주고 거대 실리콘 분자에 붙어 있는 메틸그룹(CnH_2n+1: n=1~3)과 함께 소수성의 성질을 띄게 되므로 발수효과를 상승시키는 것이다. 흄 실리카는 입경이 0.01~0.04μ 인 것을 전체 발수제 조성에 대하여 0.5~1중량% 사용하는 것이 바람직하다.

사용된 흄 실리카 입경이 0.01μ보다 작거나 또는 1중량% 이상을 사용했을 경우에는 점도의 상승으로 침투력이 나빠지고 저장성이 불량해지며, 입경이 0.04μ인 것을 사용하거나 0.5중량% 이하로 첨가될 경우에는 발수력 및 경화가 불충분해지는 단점이 있었다/.

다음의 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명의 침투성 실리콘계 발수제 조성물 및 이의 효과를 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

석유벤진 93중량%를 용기에 투입한 후 저속 교반기로 500RPM의 회전속도로 20분동안 서서히 교반한 다음, 올리고머성 실록산(WACKER사 제품, 상품명 WACKER-290) 6.3중량%부와 흄 실리카(상품명 Solvent DN-600 또는 상품명 TEGOSIVIV HLK-3) 0.7중량%부를 차례로 투입한 후 충분히 혼합될때까지(약 20분) 교반하여 본 발명의 침투성 실리콘계 발수제를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용된 석유벤진 94중량%를 용기에 투입한 후 저속교반기로 서서히 교반하여 실시예 1에서 사용된 올리고AJ성 실록산 6중량%를 첨가하고 충분히 혼합될때 까지 교반하여 발수제를 제조하였다.

[비교예 2]

에폭시계 수지 10.5중량%와 톨루엔 84.0중량%를 용기에 투입한 후 저속교반기로 서서히 교반하면서 디옥틸프탈레이트(DOP) 4.3중량%와 실리콘 오일(General Chemical Ltd.사 제품, water repelled PF 104)1.2중량%를 첨가하고 충분히 교반하여 발수제를 제조하였다.

[실험예]

실시예 및 비교예에서 각각 제조된 발수제에 대한 통기성(Breathing), 내풍화성, 발수력,침투성을 하기의 방법으로 실험하고 그 결과를 표 1에 기재하였다.

(1)통기성 시험

1) 10~20% 정도의 수분이 흡수될 수 있는 시멘트 몰탈 시편을 준비한다.

2) 100℃에서 무게가 항량이 될때까지 건조시킨다.

3) 상온으로 냉각하여 각각의 실시예 및 비교예에서 제조된 발수제를 붓에 충분히 묻혀 1면을 제외하고 나머지면을 도장한다.

4)상온에서 48시간 건조시킨다.

5)미처리된 면을 아래로하여 무게가 항량이 될때까지 시편을 물에 완전히 침적시킨다.

6)무게가 항량이 되면 시편을 꺼내어 잔류수분을 제거한 후 무게를 측정하여 포화수분흡수량을 계산한다.

7) 무게 측정후 즉시 미처리면을 왁스로 처리된 종이와 왁스를 이용하여 완전히 봉한다.

8) 준비된 시편을 상온, 상대습도 50%에서 7일간 방치한 후 무게를 측정하여 수분증발량을 측정한다.

9) 수분증발량을 포화수분흡수량으로 나누어 통기율을 %로 나타낸다.

(2) 내풍화성 시험

1) 통기성 시험을 완효한 후, 왁스로 처리된 종이와 왁스를 이용하여 봉한 면의 왁스로 처리된 종이와 왁스를 시편에서 제거한 후, 항량이 될때까지 상온에서 재건조한다.

2) 준비된 시편의 미처리된 면을 아래로 설치하고 소듐 설페이트 10% 용액에 1/3 정도를 첨적시킨다.

3) 상온에서 7일간 방치한 후, 꺼내어 상온에서 24시간 이상 건조한 다음에 나타나는 풍화정도를 육안으로 관찰하였다.

Na₂SO₄+ 10H₂

Na₂SO₄

10H₂O(풍화현상 물질)

(3) 발수력 시험

PALC, 석면 슬레이트 및 적벽돌에 실시예 및 비교예에서 제조된 발수제 일정량(100㎠당 약 5~10g)을 도장하여 24시간 동안 자연건조시킨 후, 이온 교환수 10cc를 부어서 물방울이 맺히는 상태를 관찰하였다.

이때 물방울이 구형을 이루고 소지면과의 접촉각이 클수록 발수력이 우수한 것을 나타낸다.

(4) 침투성 시험

석회암 블록 시편을 준비하여 완전히 건조시킨 후 상온으로 냉각하여 시험하고자 하는 발수제에 30초간 완전히 침적시킨 후 꺼내어 상온에서 48시간 건조시킨 다음, 절단하고 전단면에 이온교환수를 뿌려 표면으로 부터 물이 젖지 않는 곳까지의 평균두께(4면)를 측정하였다.

상술한 바와같이 본 발명의 침투성 실리콘계 발수제 조성물로 제조된 발수제는 침투성 및 초기발수력이 우수하였고, 통기성은 종래의 발수제와 동등이상의 효과를 나타내며, 강한 내풍화성을 갖는 것임을 알 수 있다.

Claims

석유벤진 80~93중량%, 올리고머성 실록산 5~10중량% 및 흄 실리카 0.5~1중량%로 구성됨을 특징으로 하는 침투성 실리콘계 발수제 조성물,
제1항에 있어서, 석유벤진은 탄화수소계 석유벤진으로서 증류온도가 150~210℃임을 특징으로 하는 발수제 조성물.
제1항에 있어서, 올리고머성 실록산은 알킬계 또는 알콕시계 실록산임을 특징으로 하는 발수제 조성물.
제1항에 있어서, 흄 실리카의 입경은 0.01~0.04μ임을 특징으로 하는 발수제 조성물.