KR970000311B1 - Waterproof agent - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 벤토나이트(bentonite)를 주성분으로 하는 재료에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 팽창성이 뛰어나면서도 우수한 방수성을 나타내는 벤토나이트 기재의 방수 재료에 관한 것이다.The present invention relates to a material based on bentonite. In particular, the present invention relates to a bentonite-based waterproofing material having excellent expandability and excellent water resistance.
벤토나이트는 몬모릴로나이트(montmorillonite) 계열의 팽창성 3층판(Si-Al-Si)으로 이루어진 점토 광물로서, Alsi4(OH)를 기본 형태로 하여 Al+3가 Mg+2와 Na+로 치환된 층상구조를 가진다. 벤토나이트는 물과 접촉하면 수화되어 팽윤되는 성질이 있다. 그 수화되는 기구를 살펴보면, 각 층에 존재하는 나트륨 이온은 양극 현상에 의하여 물 중에서 산소 원자를 끌어들여 음(-) 전하를 띠면서 벤토나이트를 팽창시킨다. 이러한 팽창은 나트륨 이온이 더 이상 물 분자를 끌어들일 수 없는 정도에 이르러 결국 물 분자를 배척하게 될 때까지 진행된다. 이러한 성질로 인하여, 벤토나이트는 광산, 댐, 인공 호수, 석조 건축물, 유정, 수팽창 조인트, 건물 기초 등의 외부 구조물에 대하여 방수재로서 널리 사용된다.Bentonite is a clay mineral composed of montmorillonite-based expandable trilayer (Si-Al-Si), and has a layered structure in which Al +3 is substituted with Mg +2 and Na + based on Alsi 4 (OH). . Bentonite hydrates and swells when it comes in contact with water. Looking at the mechanism of hydration, sodium ions present in each layer attract oxygen atoms in water by anodization to expand the bentonite with a negative charge. This expansion proceeds until the sodium ions can no longer attract water molecules and eventually reject the water molecules. Due to this property, bentonite is widely used as a waterproofing material for external structures such as mines, dams, artificial lakes, stone structures, oil wells, water expansion joints, building foundations, and the like.
다수의 벤토나이트 함유 조성물이 공지되어 있다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4,279,547호에는 벤토나이트에 비수성 매질과 겔화제를 첨가한 벤토나이트 조성물이 개시되어 있다. 비수성 매질로는 오일, 글리세린 또는 알코올을 조성물의 총중량을 기준으로 85중량% 이하의 양으로 사용하고, 겔화제로는 한천을 약 15내지 60중량%의 양으로 사용한다. 따라서, 벤토나이트의 사용량은 조성물 총중량을 기준으로 30내지 70중량%이다.Many bentonite containing compositions are known. For example, US Pat. No. 4,279,547 discloses bentonite compositions in which a nonaqueous medium and a gelling agent are added to bentonite. The non-aqueous medium uses oil, glycerin or alcohol in an amount of up to 85% by weight based on the total weight of the composition, and the gelling agent in an amount of about 15 to 60% by weight. Therefore, the amount of bentonite used is 30 to 70% by weight based on the total weight of the composition.
그러나, 이러한 선행 기술에 따른 조성물은 스스로 형상을 유지하지 못하므로, 격자형 투수성 구조물, 골판지, 종이 등의 보조 재료를 요한다는 단점이 있다. 즉, 벤토나이트는 그 성질상 보조 재료에 강하에 접착하지 못하기 때문에, 설령 벤토나이트를 보조 재료로 완벽하게 에워싼다고 하더라도 일단 젖게 되면 고정력이 상실되어 벤토나이트가 일탈하게 된다. 일단, 원래의 자리에서 떨어져 나온 벤토나이트는 방수성을 상실하게 된다.However, these compositions according to the prior art do not maintain their own shape, and therefore have the disadvantage of requiring auxiliary materials such as lattice-permeable structures, cardboard, paper, and the like. That is, since bentonite does not adhere to the auxiliary material due to its nature, even if bentonite is completely enclosed with the auxiliary material, once it gets wet, the fixing force is lost and the bentonite deviates. Once out of place, bentonite loses its waterproofness.
위와 같은 벤토나이트 함유 조성물에 자체 형상 유지능을 부여하기 위하여 각종 유기물질을 사용하는 방법이 제안되었다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4,787,780호 및 제4,514,438호 등에서는 형상 유지 물질로서 폴리프로필렌과 폴리부텐의 혼합물, 폴리알킬메타크릴레이트와 폴리비닐아크릴레이트(PVA)의 혼합물을 그리고 부틸 고무 등의 신축제 및/또는 파라핀계 오일 등의 가소제와 함께 사용하였다. 그러나, 이들 조성물의 형상 유지능은 여전히 만족스럽지 못하다. 또한, 사용 물질의 종류 및 첨가량이 다양하여 그 처방이 매우 복잡하다.In order to give the bentonite-containing composition as described above, a method of using various organic materials has been proposed. For example, U.S. Patent Nos. 4,787,780 and 4,514,438, etc., include a mixture of polypropylene and polybutene, a mixture of polyalkyl methacrylate and polyvinyl acrylate (PVA) as a shape retaining material, and a stretch agent such as butyl rubber. And / or plasticizers such as paraffinic oil. However, the shape retaining ability of these compositions is still not satisfactory. In addition, the formulation and the amount of addition of the substances used vary in complexity.
미합중국 특허 제2,277,286호에는 물로 미리 팽윤시킨 벤토나이트로부터 페이스트 또는 퍼티(putty)모양의 조성물을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 조성물은 사전 수화 처리에 의하여 벤토나이트 고유의 수화성 70 내지 80% 정도 감소되므로 바람직하지 못하다. 또한, 미합중국 특허 제4,366,284호에는 벤토나이트에 고무, 가소제, 실리카충전제 등을 첨가한 조성물이 개시되어 있으나, 이 조성물의 수화성도 역시 만족스럽니 못하다.US Pat. No. 2,277,286 describes a process for preparing a paste or putty-like composition from bentonite preswelled with water. However, this composition is undesirable because it is reduced by about 70 to 80% of bentonite inherent hydration by prehydration treatment. In addition, U. S. Patent No. 4,366, 284 discloses a composition in which rubber, plasticizer, silica filler, and the like are added to bentonite, but the hydration of the composition is also not satisfactory.
따라서, 본 발명의 목적은 팽창성이 우수하면서도 뛰어난 방수성을 나타내는 새로운 벤토나이트를 주성분으로 하는 방수 재료를 제공하고자 함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a new bentonite-based waterproof material having excellent expandability and excellent waterproof property.
본 발명의 다른 목적은 스스로 형상을 유지할 수 있고, 수분 침투시에도 배설된 원래의 위치에서 우수한 방수 특성을 발휘할 수 있는 벤토나이트를 주성분으로 하는 방수 재료를 제공하려는 것이다.Another object of the present invention is to provide a waterproofing material containing bentonite as a main component, which can maintain its own shape and exhibit excellent waterproofing properties at its original position even when water is infiltrated.
위와 같은 본 발명의 목적은 (a)50~90중량%의 벤토나이트, (b) 3~15중량%의 폴리부틸아크릴레이트, 0.1~2.0중량%의 아크릴아미드 및 0.1~2.0중량%의 아크릴산으로 이루어진 유기 성분, (c)상기 폴리부틸아크릴레이트를 기준으로 1:1(중량비)의 혼합 용매와 (d) 위 성분 (b)와 (c)의 혼합물을 20~35중량%의 고형분 농도로 만들 수 있는 양의 희석 용매로 이루어진 혼합물을 압출성형한 후 100℃ 이하의 열풍건조하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 방수재료에 의하여 달성된다.The object of the present invention as described above is (a) 50 to 90% by weight of bentonite, (b) 3 to 15% by weight of polybutyl acrylate, 0.1 to 2.0% by weight of acrylamide and 0.1 to 2.0% by weight of acrylic acid Based on the organic component, (c) the polybutyl acrylate, a mixture of 1: 1 (by weight) and (d) a mixture of the above components (b) and (c) can be made to a solid concentration of 20 to 35% by weight. It is achieved by the waterproof material of the present invention, characterized in that the mixture consisting of an amount of dilution solvent is extruded and then hot air dried at 100 ° C. or less.
본 발명에 따른 방수 재료에 있어서, 벤토나이트는 전체 조성물의 중량을 기준으로 50~90중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 벤토나이트의 함량이 50~90중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 벤토나이트의 함량이 50중량% 이하일 경우, 첨가된 유기물이 과량으로 되어 벤토나이트와 물과의 접촉성 및 수화 팽창성이 저하된다. 또한, 그 양이 95중량% 이상이면 최종 조성물에 유기물이 소량으로 존재하게 되어 벤토나이트와의 결합력이 떨어지게 된다. 따라서, 벤토나이트의 사용량은 위 범위 내로 하는 것이 바람직하다.In the waterproofing material according to the present invention, bentonite is preferably used in an amount of 50 to 90% by weight based on the weight of the entire composition. It is preferable to use bentonite in an amount of 50 to 90% by weight. When the content of bentonite is 50% by weight or less, the added organic matter becomes excessive, resulting in deterioration of the contact between bentonite and water and the hydration expandability. In addition, when the amount is 95% by weight or more, a small amount of organic matter is present in the final composition, thereby decreasing the binding strength with bentonite. Therefore, the amount of bentonite used is preferably within the above range.
본 발명의 방수 재료에 최종 방수 제품에 우수한 굽힘성을 부여하고 수화된 후에도 기본 현상을 유지하여 벤토나이트의 일탈을 막기 위하여 폴리부틸아크릴레이트(PBA)를 사용하는 것이 적합하다. 이 물질은 조성물의 총중량을 기준으로 3~15중량%의 양으로 사용하는 것이 적합하다. 또한, 보습제로서 아크릴아미드를 사용하는데, 그 바람직한 첨가량은 조성물의 총중량을 기준으로 0.1~2.0중량%이다. 무기 재료인 벤토나이트의 고정화제로서 아크릴산을 0.1~2.0중량%의 양으로 사용한다. 이 물질은 벤토나이트를 화학적으로 안정화시키고 고정화시켜 배설된 자리에서 방수 특성을 발휘할 수 있게 해준다.It is suitable to use polybutylacrylate (PBA) to impart excellent bendability to the final waterproofing product of the present invention and to maintain the basic phenomenon even after hydration to prevent deviation of bentonite. This material is suitably used in an amount of 3 to 15% by weight, based on the total weight of the composition. In addition, acrylamide is used as a moisturizing agent, and the preferred amount thereof is 0.1 to 2.0% by weight based on the total weight of the composition. Acrylic acid is used in an amount of 0.1 to 2.0% by weight as an immobilizing agent of bentonite, which is an inorganic material. The material chemically stabilizes and immobilizes bentonite, making it waterproof in the excreted area.
본 발명의 방수 재료에는 위에서 언급된 유기 성분 이외도 가교제, 연화제, 가소제 등을 소량으로 첨가할 수 있다. 본 발명의 방수 제품을 곡면 부위에서 시공하기 위해서는 연화제를 사용할 수 있다. 바람직한 연화제는 2-에틸헥실이며, 2중량% 이하의 양으로 사용된다. 가소제로서는 디부틸프탈레이트(DBP)를 2중량%이하의 양으로 사용된다. 가소제로서는 디부틸프탈레이트(DBP)를 2중량% 이하의 양으로 사용한다. 또한 방수 제품에 존재하는 무기물과 유기물의 결착력을 증가시키기 위한 가교제로서 비닐트리메톡시실란 또는 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란을 사용할 수 있는데, 바람직한 사용량은 조성물 총중량에 대해 2중량% 이하이다.In addition to the above-mentioned organic components, crosslinking agents, softeners, plasticizers and the like can be added to the waterproofing material of the present invention in small amounts. Softeners can be used to construct waterproofing products of the present invention on curved surfaces. Preferred softeners are 2-ethylhexyl, used in amounts up to 2% by weight. As the plasticizer, dibutyl phthalate (DBP) is used in an amount of 2% by weight or less. As the plasticizer, dibutyl phthalate (DBP) is used in an amount of 2% by weight or less. In addition, vinyltrimethoxysilane or γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane may be used as a crosslinking agent to increase the binding strength of inorganic and organic substances present in the waterproofing product, and the preferred amount is 2% by weight or less based on the total weight of the composition. .
본 발명의 방수 재료는 실제 사용에 적합한 공지의 모든 방수 제품의 형태로 제조할 수 있다. 이러한 방수 제품의 형태로는 여러 가지가 있을 수 있으나, 이하 본 명세서에서는 띠 모양의 제품을 위주로 그 제조방법을 설명한다.The waterproofing material of the present invention can be produced in the form of all known waterproofing products suitable for practical use. There may be a variety of forms of such a waterproof product, the following description of the manufacturing method mainly on the strip-shaped products.
우선, 본 발명에 사용되는 성분들 중에서 벤토나이트를 제외한 유기 성분, 즉 폴리부틸아크릴레이트 3~15중량%, 아크릴아미드 0.2~2.0중량% 및 아크릴산 0.1~2.0중량%, 그리고 필요시, 2-에틸헥실 및/또는 DBP 각각 2.0중량% 이하 및 필요시, 비닐트리메톡시실란 및/또는 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 2중량% 이하를 적당한 용매에 용해시킨다. 이때의 용매로는 위에서 언급한 유기 성분을 용해시킬 수 있는 모든 공지의 용매를 임의의 양으로 사용할 수 있으나, 본 발명의 목적상, 톨루엔, 메틸 알코올, 벤젠 및 에틸 아세테이트의 혼합 용매를 폴리부틸아크릴레이트의 사용량을 기준으로 1:1(중량비)의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.First, among the components used in the present invention, organic components excluding bentonite, that is, 3 to 15 wt% of polybutyl acrylate, 0.2 to 2.0 wt% of acrylamide and 0.1 to 2.0 wt% of acrylic acid, and, if necessary, 2-ethylhexyl And / or 2.0 wt% or less of DBP and, if necessary, 2 wt% or less of vinyltrimethoxysilane and / or γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane are dissolved in a suitable solvent. In this case, any known solvent capable of dissolving the above-mentioned organic components may be used in any amount, but for the purpose of the present invention, a mixed solvent of toluene, methyl alcohol, benzene and ethyl acetate may be used as polybutylacryl. It is preferable to use in an amount of 1: 1 (weight ratio) based on the usage-amount of a rate.
생성된 혼합물은 적당한 희석제, 예를 들면 아세톤, n-헥산 또는 시클로헥산 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 용매로 희석시켜 고형분 농도 약 20~35중량%로 만든 다음, 여기에 벤토나이트 50~90중량%를 첨가하여 잘 혼합한다.The resulting mixture is diluted with a solvent selected from a suitable diluent such as acetone, n-hexane or cyclohexane and mixtures thereof to a solid concentration of about 20-35% by weight, and then 50-90% by weight of bentonite Mix well.
이어서, 혼합물을 적당한 압출기에 의해 압출 성형하여, 두께가 5㎜~20㎜이고 일정 너비를 가진 판사응로 가공한다. 이 때, 필요하다면, 통상의 방법에 따라서, 이송 벨트 위로 망목형 부직포를 이송하여 압출된 재료가 부직포 위에 부착되게 하고, 로울러를 이용하여 재료의 위쪽에도 부직포를 부착시킬 수 있다.The mixture is then extruded by means of a suitable extruder and processed into a sheet of copper with a thickness of 5 mm to 20 mm. At this time, if necessary, according to a conventional method, the mesh nonwoven fabric may be transferred onto the transfer belt so that the extruded material adheres on the nonwoven fabric, and the nonwoven fabric may also be attached on top of the material using a roller.
이 부직포 처리로 제품의 취급강도를 높이고 형상 유지의 극대화를 가할 수 있다. 필요에 따라, 아랫쪽 벨트와 부직포 사이에 PVC, 폴리에틸렌 등의 얇은 천이나 시이트를 동시에 이송시켜 붙인다. 이 천이나 시이트는 로울 등의 형태로 보관 및 수송시 상호 접착을 방지하는 역할을 하는데, 이는 시공시 제품으로 부터 제거된다.This nonwoven treatment can increase the handling strength of the product and maximize the shape retention. If necessary, a thin cloth or sheet such as PVC or polyethylene is simultaneously transferred between the lower belt and the nonwoven fabric to be attached thereto. This cloth or sheet serves to prevent mutual adhesion during storage and transportation in the form of a roll, which is removed from the product during construction.
위 과정을 거친 판상의 모체는 100℃ 이하의 열풍을 이용하여 건조시켜 완성된 방수 제품을 얻는다. 이러한 방수 제품을 수팽창 조인트용으로 사용하기 위해서는 10~30㎜의 조절 가능한 폭을 가진 원통 부착형 다중 칼날로 재단하여 띠 모양의 최종 제품으로 제조할 수 있다.Plate-like matrix after the above process is dried by using hot air below 100 ℃ to obtain a finished waterproof product. In order to use this waterproofing product for water-expandable joints, it can be manufactured as a strip-shaped end product by cutting with a cylindrically attached multi-blade with an adjustable width of 10-30 mm.
이하 본 발명을 다음의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 한정하려는 것이 아니며 본 발명의 최선의 실시예를 제공하기 위한 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following examples. These examples are not intended to limit the invention but to provide the best embodiment of the invention.
실시예 1Example 1
폴리부틸아크릴레이트 8.65g, 아크릴아미드 0.30g, 아크릴산 0.25g, 및 DBP 0.80g을 톨루엔, 메틸 알코올, 벤젠 및 에틸 아세테이트 1:1:1:1(부피비)혼합 용매 12.5ml에 가하고 충분히 교반하였다. 이 교반 혼합물을 아세톤 25ml로 희석시켜 고형량 농도를 25%로 하였다. 생성 혼합물에 벤토나이트(고품위 Wyoming 벤토나이트)90g을 첨가하여 잘 혼합하였다.8.65 g of polybutyl acrylate, 0.30 g of acrylamide, 0.25 g of acrylic acid, and 0.80 g of DBP were added to 12.5 ml of toluene, methyl alcohol, benzene, and ethyl acetate 1: 1: 1: 1 (volume ratio) mixed solvent, and the mixture was sufficiently stirred. This stirred mixture was diluted with 25 ml of acetone to obtain a solids concentration of 25%. 90 g of bentonite (high quality Wyoming bentonite) was added to the resulting mixture and mixed well.
이어서, 혼합물을 25oC에서 진공식 스크류 타입 압출성형기에서 20rpm으로 압출 성형하여, 두께 16mm, 너비 1000mm, 길이8m의 판상물로 가공하였다.Subsequently, the mixture was extruded at 20 rpm in a vacuum screw type extruder at 25 ° C. and processed into a plate 16 mm thick, 1000 mm wide, and 8 m long.
판상 모체는 80℃의 열풍을 이용하여 2시간 동안 건조시켜 완성된 제품을 얻었다. 이를 폭 20㎜로 재단하여 띠 모양의 최종 제품을 만들었다. 이 제품에 대한 여러 가지 물성을 시험하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The plate matrix was dried for 2 hours using hot air at 80 ° C. to obtain a finished product. This was cut to a width of 20 mm to make a strip-shaped final product. Various physical properties were tested for this product, and the results are shown in Table 1 below.
실시예 2Example 2
폴리부틸아크릴레이트 12.69g, 아크릴아미드 0.42g, 아크릴산 0.28g, 및 2-에틸헥실 0.70g 및 비닐트리메톡시실간 γ-메타크릴옥사프로필트리메톡시실란의 혼합 가교제 0.50g을 함께 톨루엔, 메틸 알코올, 벤젠 및 에틸 아세테이트의 1:1:1:1(부피비)혼합 용매 18ml에 용해시켰다. 생성된 혼합물을 아세톤 25ml로 희석시켜, 고형분 농도를 30%로 만들었다. 생성 혼합물에 벤토나이트(고품위 Wyoming 벤토니아트) 90g을 첨가하여 잘 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 처리하여 띠 모양의 최종제품을 만들었다.Toluene, methyl alcohol It was dissolved in 18 ml of a 1: 1: 1: 1 (volume ratio) mixed solvent of, benzene and ethyl acetate. The resulting mixture was diluted with 25 ml of acetone to bring the solids concentration to 30%. 90 g of bentonite (high quality Wyoming bentonite) was added to the resulting mixture and mixed well. This mixture was then treated in the same manner as in Example 1 to form a strip-shaped final product.
이 제품에 대한 물성시험 결과는 하기 표 2에 나타내었다.Physical property test results for this product are shown in Table 2 below.
위의 표들에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 벤토나이트를 주재로 한 방수제 조성물은 뛰어난 부피 팽창 능력, 인장강도, 파단 신장률, 인열 강도를 가짐으로서 종래의 방법에 의해 제조된 방수 조성물에서 단점으로 지적되었던 고정력, 수화성 및 방수 특성들이 개선되었을 뿐만 아니라 굽힘성도 탁월하여 구조물의 표면, 또는 수팽창 조인트에 공히 사용될 수 있다. 또한 열적으로 안정하고, 유연성이 우수하며 곡면 부위에 시공이 가능하며, 특별한 지지체가 필요 없으므로 제조 방법이 쉽고, 저렴하게 생산할 수 있다.As can be seen from the above tables, the waterproofing agent composition based on bentonite according to the present invention has excellent volume expansion ability, tensile strength, elongation at break, tear strength and is a disadvantage in waterproofing compositions prepared by conventional methods. Not only have the fixing, hydrating and waterproofing properties pointed out to be improved, but also the bendability can be used for both the surface of the structure or the water-expandable joint. In addition, it is thermally stable, excellent in flexibility, can be installed on the curved portion, and because no special support is required, the manufacturing method is easy and inexpensive to produce.
Claims (5)
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KR1019930008107A KR970000311B1 (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Waterproof agent |
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Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR970000311B1 (en) |
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1993
- 1993-05-12 KR KR1019930008107A patent/KR970000311B1/en not_active IP Right Cessation
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