KR101870910B1 - 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물에 관한 것으로 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1중량부;를 포함하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용하여, 콘크리트 구조물의 표면, 교각의 표면에 도포하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 시공방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법 {Environmentally friendly water-soluble coating composition for neutralizing concrete and preventing salt damage and method of construction using the same}
본 발명은 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염해, 중성화방지를 갖는 친환경 표면 보호제를 피 구조물의 표면에 도포함으로써, 표면을 보호하기 위한 것으로 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
콘크리트를 사용한 토목시설물은 국가의 기반 시설로서, 백년대계를 위한 국가 경제에 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 이러한 콘크리트 구조물은 반영구적으로 100년 이상의 수명을 구비하고 있으나, 날로 심각해져 가는 대기환경오염과 특히 염해, 중성화, 화학적 부식 등으로 인한 콘크리트의 부식을 초래하고 이로 인하여 철근 콘크리트 주재료인 철근을 부식하여 구조물의 수명을 현저히 단축되는 현상이 발생하고 있다.
대부분의 하수박스 구조물의 열화 원인은 콘크리트 중의 시멘트 수화물이 화학물질 (부식성 물질)과 반응하여 시멘트 경화체 내부조직이 다공화되고, 시멘트 수화물이 황산염과 같은 물질과 반응하여 화합물의 팽창압을 발생시켜 콘크리트가 열화되는데 있다.
또한, 콘크리트는 시멘트의 수화반응으로 인하여 생성된 Ca(OH)에 의해 강알카리성 (pH 12∼13)을 가지고 있기 때문에 콘크리트에 매립되어 있는 철근은 일반적으로 부식되지 않는다.
그러나 공기 중의 탄산가스의 작용을 장기적으로 받게 되면 콘크리트 중의 수산화칼슘이 서서히 탄산칼슘으로 변하여 pH가 0.8∼10 정도로 낮아져 콘크리트가 알카리 성질을 상실해 가는 중성화가 발생된다.
이와 같은 중성화는 콘크리트 표면에서 내부로 진행하며 콘크리트는 탄산가스와 반응한 중량만큼 무거워지고 치밀해진다. 콘크리트가 중성화되고 물과 공기가 침투하면 철이 부식되고 철근의 체적이 팽창하여 콘크리트에 균열이 발생하여 구조물의 내력과 내구성을 상실하게 된다.
이와 같은 현상을 막기 위하여 종래에는 폴리올과 이소시아네이트를 주제로 하는 물질을 콘크리트 표면에 침투하여 경화시키고, 그 표면에 일반 안료를 포함한 에폭시 수지를 도장하여 콘크리트 표면의 중성화와 염해를 방지하여 왔다.
등록특허공보 제10-0947460호에서는 폴리우레아 콘크리트 구조물에 대한 방수 코팅공법으로서, 초속경화형 수지인 폴리우레아 수지를 포함하는 코팅재로 외부 노출면을 형성하기 전에 수용성 에폭시 시멘트계로 코팅층의 핀홀 발생 현상을 방지하는 한편, 콘크리트 구조물의 바닥층이 습윤되더라도, 상기 습윤면에서 코팅층의 접착력이 견고하게 유지되도록 하는 기술이 기재되어 있으나, 상기 종래의 기술들도 콘크리트 바닥 또는 표면이 습윤상태인 경우 견고하게 코팅층을 접착시키지 못하고 있으며, 콘크리트 구조물에 존재하는 다양한 형태의 공극들에 수분을 포함하는 경우 비록 표면이 건조된 상태로 방수를 시공하여도 사용환경에 따른 습도차에 의해 도막 방수층 계면에 수증기압이 발생되거나 기포가 팽창하여 핀홀 현상 및 부풀음 등이 발생될 수 있어 방수 공사의 하자를 초래하는 문제점이 여전히 잔존하고 있다.
등록특허공보 제10-1227380호에서는 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능한 나노사이즈의 다공성 입자와, 친수성 중공입자를 포함하는 저점도 에폭시 프라이머층을 형성하는 단계를 포함하는 콘크리트 표면 도장 공법에 관해 기재되어 있으나, 상기 프라이머층의 기계적 물성을 향상시킬 필요성이 있으며, 나노사이즈의 다공성 입자의 에폭시 수지내 분산성이 낮은 문제점이 있고, 또한, 일반적으로 사용하는 중도층은 내충격성 등에 취약하여 크랙의 진행을 방해할 수 있는 기능이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 기존의 방수/방식재의 한계를 극복하면서 습윤 환경의 콘크리트 표면에 침투 가능하고 기계적 물성이 향상되며, 콘크리트의 함수율이 높은 경우에 기존의 방수재가 가지는 부착불량, 워터포켓, 들뜸 등의 현상이 일어나는 문제점을 해결함과 동시에 콘크리트내 부식에 따른 크랙의 생성을 방해하여 장기 안정성을 도모할 수 있는 다층 도막에 대한 필요성은 지속적으로 요구되고 있다.
KR 10-1623163 B1 KR 10-2011-0039731 A1 KR 10-1512965 B1 KR10-2016-0092731A1
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 두꺼운 도막이 가능하고, 내수성, 내염수성, 내산성, 내알카리성 등이 특성이 우수하며, 자원절약, 저공해의 기능성을 가진 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 시공방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1 중량부를 포함하며, 상기 에폭시 수지는 에폭시 당량이 100 내지 500 g/eq이며, 중량평균분자량이 3000 내지 100000이며, 점도가 25℃에서 500 내지 20000 cps를 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 에폭시 수지는 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르계 에폭시 수지, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 글리시딜 에테르계 희석제는 부틸글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 지방족 글리시딜에테르, 카르복실릭 글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 에톡시글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 1-4-부탄디올디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 1 종이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수분산성 경화제는 비환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 및 아민부가물로 이루어진 그룹에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 착색제, 경화촉진제, 소포제, 분산제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 무기물 충진제, 유화제, 점도조절제, 산화방지제에서 선택되는 1종이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분말형 개질제는 에틸렌-비닐아세테이트 수지, 스티렌부타디엔 수지 지르코니아, 이산화티탄, 알루미늄스테아레이트를 혼합하여 얻어지는 분말형인 것을 특징으로 한다.
한편, 콘크리트 구조물 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계; 상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면상에 프라이머를 도포하는 바탕 처리단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면상에, 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 1차적으로 도포하여 하도층을 형성한 후 1차 양생하는 단계; 상기 하도층의 표면상에 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 2차적으로 도포하여 중도층을 형성한 후 2차 양생하는 단계; 및 상기 중도층의 표면상에 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 3차적으로 도포하여 상도층을 형성한 후 3차 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용하여, 콘크리트 구조물의 표면, 교각의 표면에 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 수용성 에폭시 수지조성물을 이용하며, 콘크리트 구조물에 우수한 내접착성을 갖으며, 열화방지, 방청성, 내용매성, 내수성의 우수한 화학적 물성과, 촉진내후성, 내충격성의 우수한 기계적 물성을 향상할 수 있다.
또한, 콘크리트 구조물의 염해 및 중성화를 방지함으로 인하여 콘크리트 구조물의 내구성을 향상할 수 있으며, 또한 수지조성물은 휘발성 유기용매를 사용하지 않아서, 휘발성 유기 화합물 또는 유해성분이 없는 친환경 코팅 재료를 제공할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물은 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1중량부;을 포함하는 것을 제공한다.
이하에서 본 발명의 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 구현에 따르면, 상기 에폭시 수지는 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르계 에폭시 수지, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지에서 1종 이상 선택되는 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
통상적으로 에폭시 수지는 에폭시 당량이 100 내지 500 g/eq이며, 중량평균분자량이 3000 내지 100000이며, 점도가 25℃에서 500 내지 20000 cps 사이라면, 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 또한 본 발명에서는 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량 180~ 220 g/eq(국도화학, YD-128) 정도의 것을 사용한다.
본 발명에서는 경화제로는 선형 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 산무수물 및 이미다졸류가 잘 알려져 있으나, 본 발명에서는 비환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 및 아민부가물로 이루어진 그룹에서 선택되는 아민경화제를 사용하며, 그 이유는 경화 수지의 물성, 접착력 및 내약품성뿐만 아니라, 이 경화제의 실온 경화성, 물성, 경화속도 및 안전성 때문이다. 대표적으로는 상기 지환식 폴리아민은 이소포론디아민이고, 지방족/방향족 폴리아민은 m-크실렌디아민이다.
상기 아민 부가물은 폴리아민과 에폭시 또는 유사한 수지의 부가물이다. 더 구체적으로는 상기 아민 부가물로는 비스페놀 A 에폭시 수지 등의 여러 에폭시 수지가 부가된 m-크실렌디아민 및 이소포론디아민이 있다. 이러한 폴리아민들과 부가물을 형성할 수 있는 에폭시 수지들로는 비지환식 에폭시수지가 있으며, 아민부가물들의 예로는 m-크실렌디아민, 이소포논디아민, 비스페놀 A계 액상에폭시 수지의 부가물 등이 있다.
본 발명에서는 상기 글리시딜 에테르계 희석제는 수지조성물의 점도를 조절하기 사용되며, 상기 글리시딜 에테르계 희석제로서는 부틸글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 지방족 글리시딜 에테르, 카르복실릭 글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜 에테르, 에톡시글리시딜 에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜 에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 1 종 이상 선택될 수 있다. 또한, 상기 글리시딜 에테르계 희석제의 에폭시 당량은 100 내지 500g/eq를 가진 것이 사용될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물은 물을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물에 공중합체 수지를 포함시킬 수 있다. [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체를 더 포함시킬 수 있다. 또한, 상기 공중합체는 아래의 제조예 1에서 자세하게 설명하고 있다.
본 발명에서 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물에 분말형 개질제로 에틸렌-비닐아세테이트 수지 및 스티렌부타디엔 수지를 포함하며, 상기 분말형 개질제에 지르코니아, 이산화티탄, 알루미늄스테아레이트를 혼합하고, 상기 혼합물을 분쇄하여 0.05~0.5mm 크기의 분말형태로 얻어지는 분말형 개질제를 포함할 수 있다.
또한, 필요에 따라 본 발명의 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물은 특정 용도에 따라, 착색제, 경화촉진제, 소포제, 분산제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 무기물 충진제, 유화제, 실리콘계 계면활성제, 점도조절제, 산화방지제 등에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 함유 할 수 있으며, 이에 한정한 것은 아니다.
착색제에는 체질안료, 착색안료, 염료 등을 사용할 수 있고, 체질안료에는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 실리카-알루미나, 유리분말, 유리구슬, 운모, 흑연, 환산바륨, 수산화알루미늄, 탈크, 고령토, 산성점토, 활성백토, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 백운석 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다. 착색안료에는 예를 들어 산화티탄, 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본 블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 미쓰비시 카본 블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
경화촉진제에는 예를 들어 페놀, 노닐페놀, 3급아민, 머켑탄류, 디부틸디아세테이트, 디부틸렌디라우레이트, 모노부틸렌옥사이드, 모노부틸렌클로라이드디하이드록사이드 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물의 기포제거기능을 부여하기 위하여 사용하는 소포제로는 기포를 파괴하는 폴리머 및 폴리실록산 용액이 주성분이 BYK-Chemie사의 BYK-A501을 사용한다. 또한, EFKA사의 EFKA8203, Impag사의 퍼에놀 E8 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
본 발명에서는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물의 분산성을 부여하기 위하여 사용하는 분산제로는 안료친화그룹을 가진 고분자량의 블록공중합체에 용액을 주성분으로 하는 BYK-Chemie사의 BYK-#161, BYK-#168, 1-메톡시-2프로필렌아세테이드, EFKA사의 EFKA4048, 4060 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
본 발명의 수용성 에폭시 수지조성물의 자외선 내성을 위하여 자외선 안정제, 자외선 차단제를 필요에 따라 부가하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기물 충전제는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 실리카, 및 백운석으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.
본 발명에서 상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 본 발명에서는 도막과 콘크리트의 계면특성을 향상시킬 수 있는 실리콘계 계면활성제를 더 포함할 수 있으며, 상기 실리콘계 계면활성제는 계면습윤특성을 향상시키는데 효과적이다. 상기 실리콘계 계면활성제의 구체적인 예로는 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리부톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필메톡시실란, 3-메타크릴옥시에톡시실란, 3-메타크릴옥시부틸실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필에톡시실란, 플루오르프로필트리에톡시실란, 트리플루오르프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일실시예에 따르면 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용하여, 콘크리트 구조물의 표면, 교각의 표면 등에 도포하는 도막의 형성방법을 구현할 수 있으며, 하기 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 콘크리트 표면의 시공공법은 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 콘크리트 표면 보호제을 이용한 콘크리트 표면의 시공공법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
본 발명에 따른 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 콘크리트 표면의 시공공법은 콘크리트 구조물 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계; 상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하기 위한 고압 세척단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면상에 프라이머를 도포하는 바탕 처리단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면상에, 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1중량부;을 포함하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 1차적으로 도포하여 하도층을 형성한 후 1차 양생하는 단계; 상기 하도층의 표면상에 상기 하도층과 동일 성분의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물를 2차적으로 도포하여 중도층을 형성한 후 2차 양생하는 단계; 및 상기 중도층의 표면상에 상기 중도층과 동일 성분의 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물를 3차적으로 도포하여 상도층을 형성한 후 3차 양생하는 단계를 포함한다.
상기 프라이머는 공지의 프라이머를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계, 우레탄계 등의 프라이머를 사용할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 상기 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물에 대하여 조성비를 설명한다. 상기 에폭시 수지 조성물 전체에 대하여 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물은 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1중량부;를 함유한다.
에폭시 수지의 양은 50 내지 100중량부인 경우에는 경화 후 내접착력이 우수하고, 내수성이 우수하기 때문이다. 글리시딜 에테르계 희석제는 1 내지 10중량부이며, 이러한 범위내에서는 경화물의 점도를 저하시킬 수 있어서, 방식성 및 내화학성을 향상시킬 수 있다. 경화제는 5 내지 20중량부이며, 이러한 범위내에서는 에폭시기들 간의 반응이 충분하게 일어나게 하여서, 도료조성물의 내구성 향상을 기여할 수 있으며, 특히 내용매성, 내염수성을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 공중합체 수지는 10 내지 20중량부를 함유할 수 있으며, 이러한 범위를 가지게 되었을 경우에는 방식성, 내화학성 등을 향상할 수 있다.
또한, 분말형 개질제는 1 내지 10중량부를 함유할 수 있으며, 이러한 범위내에서 내습성, 내구성, 열화방지, 방청성 등을 향상할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물은 콘크리트 구조물과의 내접착성이 매우 우수하며, 콘크리트 표면의 다공질 속으로 충분히 스며들 수 있어서 일정 수준 이상의 접착 면적과 접착력을 확보할 수 있으며, 장기 내구성, 장기 내수성 또는 장기 촉진내후성 등을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 콘크리트 구조물의 염해 및 중성화 현상을 방지하여 구조물 자체의 열화 현상을 최소화할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
제조예 1 : 공중합체 제조
반응조 안에 3차 증류수 100 중량부에 대하여 폴리비닐알코올(PVA) 0.2 중량부를 완전히 녹인 다음 개시제가 개시 가능한 온도(BPO는 85℃, AIBN은 80℃)를 유지시켰다. 이후, 단량체인 메틸메타크릴레아트, 스티렌, 3-메톡시부틸 메타크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트를 1:1:1:1:1:1의 비율로 각각 혼합하여 준비하고 혼합단량체 100 중량부에 대하여 벤질퍼옥사이드(BPO 0.2 중량부)를 예비 혼합한 뒤 반응조 안에 한 방울씩 떨어뜨렸다. 상기 반응조의 온도조건은 80℃ 내지 90℃이고, 임펠러(impeller)의 rpm은 300rpm, 단량체 피딩(feeding) 속도는 2 방울/초로 하여 8시간 중합하였다. 중합 결과 [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트]가 1:1:1:1:1:1의 비율로 혼합된 각각의 [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 수지가 제조하였다.
제조예 2 분말형 개질제
상기 분말형 개질제를 제조하기 위하여 에틸렌-비닐아세테이트 수지 50g, 스티렌부타디엔 수지 50g, 지르코니아 5g, 이산화티탄 5g, 알루미늄스테아레이트 3g를 혼합하고, 상기 혼합물을 분쇄하여 0.05~0.5mm 크기의 분말형태의 입자로 얻었다.
다음 표 1과 같은 구성성분 및 조성비율에 따라 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 2 비교예 1 비교예 2
에폭시 수지 비스페놀 A형 에폭시수지(1) 100 80 100
비스페놀 F형 에폭시수지(2) 100 100
제조예1의 공중합체 수지 20 20 15
제조예 2의 분말형 개질제 10 10 10
경화제(3) 20 20 15 20 20
희석제(4) 10 10 10 10 10
물 20 20 20 20 20
실리콘계 계면활성제(5) 1 1 0.5 1
(1) 비스페놀 A형 에폭시수지(국도화학 YD-128)
(2) 비스테놀 F형 에폭시수지 (국도화학 YDF-170)
(3) 이소프론디아민
(4) 희석제(Huntsman M-2070)
(5) 3-아미노프로필트리부톡시실란(알드리치)
2. 실험예
상기 실시예 및 비교예들에서 얻어진 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 콘크리트 시편에 도포한 후 경화시켜서 시험한 결과치를 하기 표 2에 나타내었다.
<내접착성 시험방법>
실시예 및 비교예들에서 제조된 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 콘크리트 시편에 도포하여 테스트 시편 시험체를 만들었다. 접착시험은 폭 25mm의 직사각형으로 잘라내어서 3회 시험한 평균값에 의한 90° 박리접착력(단위 N/25mm)으로 내접착성을 평가하였다.
이때, 부착력이 우수하여 콘크리트 기재의 재료파괴의 효과가 나타나며, 양호, 피복수지층의 재료파괴가 나나타면 불량으로 판단한다.
<내용재성 시험방법>
내용매성 시험방법은 유리판에 건조도막두께 50마이크로미터 기준으로 상기 시험체를 크실렌에 침적 후 헝겊으로 문질러 도막박리가 일어나는 시점에서 문지른 회수를 산출한다. 문질러서 횟수가 많은 것이 상대적으로 내용매성이 우수한 것이다.
<내수성 시험방법>
내수성 시험방법은 KS M ISO28012-1 방법에 따라 시험한 것으로 증류수를 이용하여 25℃에서 실시하였다.
<내염수성 시험방법>
내염수성 시험방법은 KS M ISO2812-1 시험방법에 따라 시험한 것으로 10wt%NaOH 수용액을 이용하여 25℃에서 실시하였다.
<촉진내후성 시험방법>
촉진내후성 시험방법은 KS F2274 시험방법에 따라 시험하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예1 비교예2
내접착성 양호 양호 양호 보통 불량
내용매성 무 무 무 무 무
내수성 ◎ ◎ ◎ ○ ○
내염수성 ◎ ◎ ◎ △ ○
촉진내후성 ◎ ◎ ◎ ◎ △
우수 : ◎, 보통 : ○, 미흡 : △
내염수성, 촉진내후성 측정결과에서는 실험항목의 조건을 적용한 이후에 코팅층에서 외형적 변화 또는 물성적 변화가 실질적으로 변화가 발생되지 않았음을 의미한다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예의 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용하여 제공되는 도막은 콘크리트와의 접착력이 매우 우수할 뿐만 아니라, 증류수나 염수에 대한 저항이 우수하며, 용매에 대한 내화학성이 우수하며, 염수, 수분, 외부 압력, 자외선 등의 외부 요인으로 인하여 쉽게 염해 또는 중성화되는 현상이 방지할 수 있고, 구조물 자체의 피해를 최소화 할 수 있다는 점이 확인되었다. 즉, 상기 실시예들의 조성물을 이용하면, 콘크리트 구조물을 표면에 우수한 장기 내구성, 장기 내수성 및 장기 촉진내후성을 갖는 도막을 성형할 수 있다.
본 발명은 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염해, 중성화방지를 갖는 친환경 표면 보호제를 피 구조물의 표면에 도포함으로써, 표면을 보호하기 위한것으로 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

Claims (8)

  1. 에폭시 수지 50 내지 100 중량부; [메틸메타크릴레이트]-[스티렌]-[3-메톡시부틸 메타크릴레이트]-[이소보닐아크릴레이트]-[하이드록시에틸 메타크릴레이트] 공중합체 10 내지 20 중량부; 분말형 개질제 1 내지 10중량부; 경화제 5 내지 20 중량부; 글리시딜 에테르계 희석제 1 내지 10중량부; 잔량의 물; 실리콘계 계면활성제 0.1 내지 1 중량부를 포함하며,
    상기 에폭시 수지는 에폭시 당량이 100 내지 500 g/eq이며, 중량평균분자량이 3000 내지 100000이며, 점도가 25℃에서 500 내지 20000 cps를 가지며,
    상기 분말형 개질제는 에틸렌-비닐아세테이트 수지, 스티렌부타디엔 수지, 지르코니아, 이산화티탄, 알루미늄스테아레이트를 혼합하여 얻어지는 분말형인 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르계 에폭시 수지, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 글리시딜 에테르계 희석제는 부틸글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 지방족 글리시딜에테르, 카르복실릭 글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 에톡시글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 1-4-부탄디올디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 1 종이상 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 비환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 및 아민부가물로 이루어진 그룹에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    착색제, 경화촉진제, 소포제, 분산제, 자외선 안정제, 자외선 차단제, 무기물 충진제, 유화제, 점도조절제, 산화방지제에서 선택되는 1종이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물.
  6. 삭제
  7. 콘크리트 구조물 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계;
    상기 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하기 위한 고압 세척단계;
    상기 콘크리트 구조물의 표면상에 프라이머를 도포하는 바탕 처리단계;
    상기 콘크리트 구조물의 표면상에, 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 1차적으로 도포하여 하도층을 형성한 후 1차 양생하는 단계;
    상기 하도층의 표면상에 상기 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 2차적으로 도포하여 중도층을 형성한 후 2차 양생하는 단계; 및
    상기 중도층의 표면상에 상기 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 3차적으로 도포하여 상도층을 형성한 후 3차 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 시공방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용하여, 콘크리트 구조물의 표면, 교각의 표면에 도포하는 것을 특징으로 하는 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물을 이용한 시공방법.
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