KR20000024529A

KR20000024529A - 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수 아크릴 에멀젼수지를이용한 탄성도막방수재

Info

Publication number: KR20000024529A
Application number: KR1020000007926A
Authority: KR
Inventors: 박무영; 정영재; 임재정; 김근배
Original assignee: 건설화학공업 주식회사
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2000-05-06

Abstract

본 발명은 디이아세톤아크릴아마이드를 순수 아크릴 에멀젼수지의 분자내에 존재하게 하며, 아디핀산디하이드라지드를 에멀젼수지 표면 혹은 수용성 성분 중에 존재하게 한 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지와 수용성우레탄수지를 매체로 하고, 안료, 충진제 및 첨가제를 배합하여 제조된 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재로서 아파트, 빌딩, 단독주택 등 콘크리트 건축물 옥상이나 지붕의 노화, 균열발생, 방수부실 등으로 인한 누수현상을 근본적으로 해결하기 위해 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지와 수용성우레탄수지를 이용하여 신축성 있고 강인한 3차원구조 도막을 형성하여 우수한 내수성, 내구성, 내약품성, 내마모성, 내충격성 및 균열추종성 등을 형성하므로서 완벽한 방수성능을 발휘할 수 있도록 한 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재에 관한 것이다.

Description

1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수 아크릴 에멀젼수지를 이용한 탄성도막방수재{Elastomeric water proof coatings make use of one component room temperature cross linking type poly urethane dispersion and pure acrylic emulsion resins.}

본 발명은 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지와 수용성우레탄수지를 매체로 하고, 안료, 충진제 및 첨가제를 배합하여 제조된 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재로서 건축물의 옥상이나 지붕에 도장하므로서 건축물의 노화, 크랙발생, 방수부실 등으로 인한 누수현상을 방지하기 위한 방수성능을 제공하기 위한 것이다.

현재까지는 1액형 아크릴 에멀젼수지를 매체로 하고, 안료, 충진제 및 첨가제를 배합하여 제조된 수성도료가 있으나 에멀젼수지 입자의 융착에 의한 도막을 형성하므로서 도막의 치밀도가 떨어지며, 침수로 인한 도막의 소지부착성 및 내구성, 내수성이 현저하게 저하되고, 도막의 연화현상이 심하므로 외부충격에 의해 쉽게 파손되어 완벽한 방수성능을 이루지 못할 뿐만 아니라 건물의 수축, 팽창에 의해 도막이 손상되는 문제점을 안고 있다. 또한, 가소제에 의해 도막에 탄성을 부여하므로서 장기간의 옥외폭로로 인하여 가소제가 도막에서 이행되므로 오염을 유발하고 도막이 탄성을 상실하여 균열에 대한 추종성을 상실하므로서 본래의 방수성능이 저하된다.

또한, 2액형 방수재는 시공업체의 전문작업자가 일일이 경화제와 도료를 교반믹싱기를 이용해 혼합한 후 도장해야하는 등의 시공상의 어려움과 그에 따른 도장불량율이 높고 가격적인 면에서 고가이므로 경제적인 부담과 유성계 도료로서 유해환경 유발 등으로 인하여 소비자들이 손쉽게 사용할 수 없는 문제점을 안고 있다.

상기 아크릴에멀젼도료에 대한 품질저하와 2액형 방수재에 대한 시공상의 어려움과 고가의 시공비로 인하여 소비자들이 우기에도 뚜렷한 대책 없이 누수현상을 방치하고 있는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 건축물의 옥상이나 지붕 등의 누수현상을 근본적으로 해결하기 위해 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지와 수용성우레탄수지를 이용하여 신축성 있고 강인한 3차원구조 도막을 형성하여 우수한 내수성, 내구성, 내약품성, 내마모성, 내충격성 및 균열추종성 등을 형성하므로서 완벽한 방수성능을 발휘할 수 있도록 한 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재를 제공하기 위한 것이다.

이하 본 발명의 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재에 관해서 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지의 2가지 가교성분중 1개의 가교성분을 분자 내에 존재하게 하고, 또다른 성분을 입자의 표면 혹은 수용성 성분 중에 존재하게 함으로서 수지 전체가 가교되어 강인한 3차원구조 도막을 형성하는 것을 특징으로 한 순수 아크릴타입의 상온가교형 아크릴 공중합체를 개발하였다.

상온가교 시스템의 대표적인 예는 카르복실산기-카본이미드기 가교시스템, 에폭시기-아미노기 가교시스템, 카르복실기-카본히드라진기 가교시스템, 자기경화형 실록산 시스템 및 하프에스터 안하이드라이드기-에폭시기 가교시스템 등이 있다.

상기 순수 아크릴타입의 상온가교형 아크릴 에멀젼수지 조성물에 사용되는 원료로는 아크릴산 에스테르, 메타아크릴산 에스테르 등을 사용할 수 있다. 예컨대, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 프로필메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트 등의 메타아크릴산 ; 메타아크릴산에스테르, 에틸아크릴산에스테르, 부틸아크릴산에스테르 등의 아크릴산 에스테르 등을 사용할 수 있다.

<그림-1>은 본 발명에서의 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 아크릴 에멀젼수지가 1개의 가교성분을 분자 내에 존재하게 하고, 또다른 가교성분을 수용성 성분 중에 있게 하여 수지상태에서는 안정하고 물이 증발되어 에멀젼수지와 수용성 우레탄수지의 가교가 개시되어 상호결합이 진행된다.

본 발명의 안료로서는, 예컨대 산화티탄, 카본 블랙, 시아닌그린 등의 착색안료, 탄산칼슘, 탈크 등의 체질안료, 산화아연 등을 들 수 있으며 이들을 적당히 선택하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재에는 계면활성제, 분산제, 소포제, 증점제, 조막조제, 방부제, 동결방지제, pH조절제 등의 도료용 첨가제를 각각의 목적으로 선택된 원료를 조합하여 제조한다.

본 발명에서는 본 발명 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재에 의해 형성된 도막이 20℃의 대기에서 신장률이 200∼500%, 인장강도 30∼60kgf/㎠, 투수성 0.01∼0.1mg/㎠/24hrs인 것이 필요하다. 여기서 도막의 신장률 및 인장강도는 항온조부착 만능재료시험기(INSTRON CORPORATION, INSTRON Model 4206)를 이용하여, 20℃에 있어서 인장속도 200mm/min으로 측정했을 때의 값이고 측정에 사용하는 시료는 KS F 3211(지붕용도막방수재)의 5. 규정에 따라서 작성한 것이다. 또한 투수성은 JIS A 6909(건축용 마감도재)의 6.13 투수시험B법에 따라서 시험한 것이다.

상기 신장률이 200%미만, 인장강도 60kgf/㎠이상에서는 동절기의 혹한에 의한 콘크리트 구조물의 수축에 따라 도막의 균열이 발생하여 방수성능을 상실할 수 있으며, 한편 신장률 500%를 초과하고, 인장강도 30kgf/㎠미만일 경우 하절기의 혹서에 의한 도막의 연화현상이 발생하므로서 도막의 강인성 및 내오염성이 저하되므로 외부환경(물리적인 충격, 산성비, 먼지, 산업분체물 등)에 의해 쉽게 파손되고 오염이 발생할 수 있다. 또한 본 발명은 투수성이 0.01∼0.1mg/㎠/24hrs를 가지므로 장기간의 침수로 인한 물의 투과를 근본적으로 차단하므로서 완벽한 방수성능을 형성하는 도막을 얻을 수 있다.

본 발명은 기재 또는 기존에 도장된 도막 상에 위와 같은 본 발명의 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재를 마감 도장하는 것으로 적용한다. 기재로는 시멘트 콘크리트면, 시멘트몰타르면, 슬레이트판, ALC판(autoclaved lightweight concrete panels) 등을 들 수 있으나, 이들에만 국한되지 않으며, 기존에 도장된 도막으로서는 아크릴수지계, 아크릴우레탄수지계, 폴리우레탄수지계, 불소수지계, 실리콘수지계 등을 들 수 있다. 상기 기재 및 기존에 도장된 도막은 각각 적당한 기재의 조정과 하도 도장 등을 행하고 마감 도장하는 것이 바람직하다. 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수 아크릴 탄성도막방수재는 방수성능을 완벽하게 발휘하기 위해서 전체 건조도막두께가 최소 1mm이상이 되도록 도포 하여야 한다.

[제조예]

이하 제조 예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 기술하지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

[1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지의 제조예]

[제조예1]

1리터의 5-구 플라스크에 이온교환수 350부를 가하고, 질소치환후 80℃로 승온, 유지한 다음 과산화암모늄을 이온교환수 일부에 용해한 다음 가하고, 상기 조성의 프리에멀젼을 미리 제조한 후 3시간동안 적하하였다. 적하종료후 1시간동안 반응온도 80℃에서 유지한 다음 과산화암모늄을 이온교환수 일부에 용해하여 이 용액을 1시간동안 적하하고, 동온도에서 1시간동안 유지후 반응온도를 50∼60℃로 낮춘 후 암모니아수로 pH7∼9로 조정하여 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(A)를 얻었다.

이렇게 제조된 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(A)의 고형분은 53.7%이고 점도는 700cPS이다.

[제조예2]

적하하는 프리에멀젼을 하기조성으로 하는 이외는 [제조예1]과 동일한 방법으로 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(B)를 얻었다. 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(B)는 고형분 53.2%이고 점도는 650cPS이다.

[제조예3]

적하하는 프리에멀젼을 하기조성으로 하는 이외는 [제조예1]과 동일한 방법으로 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(C)를 얻었다. 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(C)는 고형분 53.5%이고 점도는 730cPS이다.

[1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재의 제조]

<표-1>은 상기 제조예1에서 얻은 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지을 응용한 백색도료 배합이다. 분산단계의 원료를 교반하에서 순차적으로 투입한다. 투입이 완료되면 60분 동안 고속교반기로 교반하여 입도가 25마이크론 이하인 분산물을 얻었다. 연속적으로 충진 단계의 원료를 교반하에서 투입하고 pH조절제로 수소이온농도8∼10으로 조절하고, Krebs-Stormer점도계를 이용하여 점도를 100∼130KU로 조절하였다.

<표-1>

1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색 배합

<표-2>는 제조예2, 제조예3에서 제조된 1액형 상온가교형 순수아크릴 에멀젼수지 에 따른 도료 비교시 사용하기 위한 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색 배합이며 제조방법은 상기와 동일하다. 단, 배합2에서는 1액형 상온가교형 순수 아크릴 에멀젼수지(B)를 투입하고, 배합3에서는 1액형 상온가교형 순수아크릴 에멀젼수지(C)를 투입하여 제조한다.

<표-2>

<표-3>은 <표-1>,<표-2>의 배합 1, 배합 2, 배합 3에 의해 제조된 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색의 물성이다.

<표-3>

1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색에 따른 물성

※물성 측정 방법

1. KU점도 : 방수제를 25℃로 유지하고 Krebs-Stormer 점도계로 측정한다.

2. 수소이온농도 : 25℃에서 측정한다.

3. 상온안정성 (ΔKU) : 25℃에서 30일간 저장하고 초기 KU점도와의 차이값을 측정한다.

4. Shore A 도막경도 : ASTM D 2240, JIS K 7215, 6253에 의한 측정기기를 이용하여 측정한다.

5. 투수성 : JIS A 6909(건축용 마감 도재)의 6.13 투수시험B법에 따라 시험, 측정한다.

6. 신장율 및 인장강도 : 항온조부착 만능재료시험기(INSTRON CORPORATION, INSTRON Model 4206)을 이용하여, 20℃에 있어서 인장속도 200mm/min으로 측정했을 때의 값이고, 측정에 사용하는 시료는 KS F 3211(지붕용도막방수재)의 5. 규정에 따라서 작성한다.

7. 내오염성 : 슬레이트판에 1회 건조도막두께가 50마이크론이 되도록 붓으로 6시간 간격으로 2회 도장한 후 25℃에서 168시간동안 건조한 다음 2개월 동안 수평으로 도시공장지대에서 옥외폭로한 시험 결과이다.

(순위; ×: 불량, △ : 보통,: 양호, ◎ : 우수)

8. 촉진내후성 : 내오염성과 동일하게 시편을 만든 후 xenon/sunshine arc weather-ometer(ATLAS Ci65/XWA)에서 500hrs후 ΔE를 측정한다.

<표-4>는 <표-1>의 배합1에 의해 수용성우레탄수지의 구성비에 따른 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색 배합이며 제조방법은 하기 조성으로 하는 이외에는 <표-1>의 제조방법과 동일하다.

<표-4>

<표-5>는 <표-4>의 배합4, 배합1, 배합5에 의해 제조된 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재 백색의 물성이다.

<표-5>

상기 <표-3>, <표-5>에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 이루고자 하는 발명의 효과는 건축물의 옥상이나 지붕 등의 누수현상을 근본적으로 해결하기 위해 2가지 가교성분을 갖는 순수 아크릴타입의 상온가교형 에멀젼수지과 수용성우레탄수지를 이용한 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재이므로 환경친화적이며 시공이 간편할 뿐만 아니라 상온가교반응에 의한 신축성있고 강인한 3차원구조 도막을 형성하므로서 우수한 내수성, 내구성, 내약품성, 내마모성, 내충격성 등을 발휘하고 장기간의 옥외노출로 인하여 도막의 신축성 및 인장성을 상실하지 않으므로 건물의 충격이나 가혹한 동절의 혹한과 하절의 혹서에도 균열에 대한 추종성을 부여하므로서 효과적인 방수성능을 유지하여 근본적으로 누수현상을 차단하는 도막방수재를 제공한다.

Claims

2가지 가교성분중 1개의 가교성분을 분자내에 존재하게 하고, 또다른 성분을 입자의 표면 혹은 수용성 성분 중에 존재하게 함으로서 상온가교형 순수아크릴 에멀젼수지와 수용성 우레탄수지의 물증발에 따른 가교의 개시, 상호결합하여 강인한 3차원구조 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재
제1항에 있어서, 상온가교형 순수아크릴 에멀젼수지의 가교성분으로 사용되는 디이아세톤아크릴아마이드 0.1∼20 중량%, 아디핀산디하이드라지드 0.01∼5 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재.
제1항에 있어서, 도료의 용적에 대해 안료용적비가 15∼60%이고 도막의 신장율이 200∼500%, 인장강도 30∼60kgf/㎠, 투수성 0.01∼0.1mg/㎠/24hrs인 것을 특징으로 하는 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재.
제1항에 있어서, 3차원 구조도막을 구성하는 상온가교형 순수아크릴 에멀젼수지 20∼70 중량%, 수용성우레탄수지 0.5∼20 중량% 및 제2항의 가교성분임을 특징으로하는 1액형 상온가교형 수용성우레탄-순수아크릴 탄성도막방수재.