KR20010058051A - 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

구조물의 바닥면 또는 벽면등 폴리우레탄수지 방수에 있어서 종래 구조물의 바닥면 또는 벽면 전면에 2액형 폴리레탄을 도포하여 도막을 형성하므로서 방수목적을 달성했으나 이와 같은 시공법의 문제점 즉 경화에 소요되는 엄청난 시간(공기의 장기화) 경화과정에서 발생하는 가수분해로 인한 도막의 물성악화, 시공상의 불편성, 도막의 불균일성을 해소하는 방법으로 2액형 폴리우레탄수지에 가수분해 방지제 실리카계 흐름 방지제등 고온으로 속성경화시킨 시트와 이 시트에 방수접착 조성물을 적층시킨 방수적층시트의 제조방법에 관한것임.

Description

2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법{THE METHOD OF PREPARING WATER-PROOFING LAYER SHEET USING HARDNING POLYURETHAN RESIN OF TWO LIQUID PHASE}

본 발명은 2액형 폴리우레탄수지를 이용하여 폴리우레탄시트를 얻고 이 시트에 고무화 아스팔트를 적층하여 접착층을 형성시킨 폴리우레탄 방수시트의 제조방법을 제공함에 있다.

종래 폴리우레탄수지를 이용한 방수는 2액형의 수지를 현장에서 정해진 배합비로 혼합하여 일정두께로 도포한후 경화되는 시간을 거쳐 방수기능의 도막을 형성하는 방법으로 행해왔다.

이는 작업 현장에서 배합으로 인하여 정확한 계량에 의하지 아니한 혼합불량이 많아 원하는 물성이 나오지 아니한다.

또한 이와 같은 도막방수는 폴리우레탄수지를 혼합하여 도포한 후 경화되어 방수기능을 갖는 도막을 형성하기까지 걸리는 시간은 세팅(setling)까지 걸린 시간이 약 1 일 정도이고 완전경화되어 제물성이 나오기까지 걸리는 시간이 14일 정도가 경과해야하고 경화가 이루어지는 동안 특히 초기단계에서 액상의 형태로 유지되므로 바닥면(일반적으로 콘크리트)의 요철에 의하여 낮은 곳으로 흘러가는 성질로 인하여 일정 두께의 균일한 도막을 기대할 수 없고 특히 벽체등 수직부의 도포시에도 폴리우레탄수지의 흐름으로 인하여 일정두께의 방수도막을 형성하기 어려우므로 경화되어진후 얇은 층에 외부의 충격이나 압력이 집중되어 도막파괴가 이루어지기 쉽기 때문에 엷은 도막으로 수회에 걸쳐 도포작업을 해야한다.

그리고 경화되어지는 과정에서 바닥면의 습기나 공기중의 수분과 반응하여 서서히 가수분해되어 물성의 악화를 피할 수 없다.

그 밖에도 형성된 방수도막의 접착강도와 인장강도간에 상호균형을 이루어야 모체의 크랙에 견딜 수 있지만 일반적인 폴리우레탄 도막방수재들은 모체면과의 접착강도가 지나치게 높고 크랙에 대한 인장저항성이 낮아 크랙발생시 방수도막도 같이 파열이 발생하여 방수기능이 저하되며 이를 방지하기 위해서는 도막의 두께를 두껍게 하여야하므로 고가의 우레탄 사용량이 많아진다.

또 하나의 종래 우레탄 도막방수재로서 타알 우레탄 도막방수재료가 있다.

이는 기계적 물성이 뛰어나고 내수, 내알카리성이 좋으며 내후성, 내마모성이 우수하고 접착강도를 적절하게 조정할 수 있는 잇점이 있어 도막의 인장강도와 접착강도의 차이로 발생하는 문제점을 해소할 수 있다.

그러나 이와 같은 우레탄 도막방수제의 시공방법에 있어서는 현장에서 보통주재와 경화제를 믹서에 의해 잘 혼합하여 용액을 조정후 액을 고무주걱 또는 빗모양의 인두, 도포기 등을 사용하여 미리 처리한 도포면에 균일한 두께(1.5-2mm)로 1-수회 도포하며 요철이 심한면에서 도포부분에 적당하게 점도를 조정하여 플로우반점이 생기지 않도록 해야 하고 도막형성후 보행부등에서는 그 위에 보호모르타르 등을 가하나 도막노출의 경우는 타일의 블리이드(bleed)현상을 막기위해 내후성이 좋은 도료에 의한 착색 마무리를 하게되어 작업시 많은 시간이 소요됨은 물론 여러단계의 작업공정을 거치게 되므로 인건비 등의 지출이 많아진다.

본 발명은 종래 폴리우레탄의 도막방수를 시공함에 있어서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 시도로서 크게는 방수시공시 경화에 요하는 엄청난 시간을 획기적으로 줄일 수 있고 또 요철이 많은 바닥면에 방수 시공시 폴리우레탄 액상수지의 흐름성 때문에 발생하는 도막 두께의 불균일성으로 발생하는 방수도막의 파열 발생을 방지하며 액상의 폴리우레탄수지 도포시 경화하는 과정에서 바닥면의 습기나 공기중의 수분과 반응하여 가수분해되므로서 발생하는 물성의 악화를 방지하고 그 밖에도 폴리우레탄 방수도막과 바닥면간의 접착강도를 적절하게 조절하므로서 접착강도와 도막인장강도의 불균형으로 발생하는 폴리우레탄 도막 파열 등을 방지할 수 있도록 방수성이 우수한 고무화 아스팔트를 첨착시킨 규격화된 폴리우레탄 방수적층시트를 제공함에 목적이 있다 하겠다.

원래 폴리우레탄을 이소시아네이트와 폴리에스텔폴리올 또는 폴리에스텔폴리올 기타 함수산기 화합물을 용도와 물성에 적합하도록 선택하여 폴리우레탄엘라스토머, 폴리우레탄도료, 접착제, 합성피혁 고무 등을 제조하고 있으며, 본 발명에서는 히드록실 말단기의 고분자와 이소시아네이트기가 가교에 의하여 쇄연장, 가교망상화반응의 경화과정을 거치면서 방수기능을 가진 폴리우레탄 시트 형태로 성형하기 때문에 폴리우레탄을 시트화함에 있어 물성유지가 크게 요구된다.

우선 2액형 우레탄수지로부터 폴리우레탄시트를 제조함에 있어서는 2액형 우레탄수지의 고유특성인 액상상태에서 고상으로의 경화과정을 거치므로 경화가 이루어지기 전에 흐름을 방지하여 균일한 두께의 시트를 제조해야하고 혼합에 의한 기포발생도 시트의 물성을 크게 약화시키므로 기포발생을 억제하고 발생된 기포를 빠른 시간안에 탈포하여 시트 형성과정중에 잔존기포를 제거하는 것이 중요하며 2액형 우레탄 합성수지중 이소시아네이트는 공기중에 잔존하는 수분과 반응하여 물성저하를 일으킬 수 있으므로 빠른 속경화 형식으로 설계해야하고 가수분해 반응을 최소화하여 물성저하를 방지하여야한다.

또 상기 폴리우레탄시트에 적층되는 고무화아스팔트 조성물은 방수기능이 우수하고 폴리우레탄시트를 용해하거나 침식에 의하여 손상되지 않아야 하며 특히 장시간에 걸친 온도변화에 따라 점도, 접착성 등의 상태변하가 극히 적어야하며 폴리우레탄층의 보호기능으로 고무화 아스팔트층의 연질화가 가능하므로 콘크리트 모체와 직접적으로 접착되는 고무화 아스팔트층은 최대한의 연질화로 방수기능으로서의 모체 크랙에 대한 저항성을 향상시킬 수 있는 방수접착층 조성물이어야 한다.

이상과 같은 요건을 구비할 수 있는 폴리우레탄시트의 제조방법과 그 조성물을 기술하면 다음과 같다.

2액형 우레탄수지에 폴리카보디아미드, 실리카계흐름방지제를 첨가하여 감압한 상태에서 균일하게 혼합한 폴리우레탄시트 성형 조성액을 로울러를 통과시켜 이형처리된 평활한 콘베이어 벨트판에 일정두께로 (0.5-2mm)도포시킨후 110-120℃ 로 유지되는 흡습제를 수장시킨 건조로를 통과하는 과정에서 경화되므로서 폴리우레탄시트를 얻는다.

이때 폴리우레탄시트 제조방법에 사용된 조성물과 조성비는 표(1) 다음과 같다.

이상의 방법에서 2액형의 폴리우레탄수지를 사용함에 있어 혼합과정중에 발생되는 기포는 경화후에 시트상에 잔존하여 물성을 크게 악화시키므로 발생되는 기포를 탈포시키기 위하여 감압된 밀폐된 용기 내에서 혼합공정을 수행하므로서 기포를 완벽하게 제거할 수 있으며 공기중에 존재하는 수분과의 반응으로 인한 물성저하를 방지하기 위하여 가수분해 방지기능이 뛰어난 폴리카보디아미드를 사용하고 또한 경화되기 전의 초기단계에서는 점도가 낮은 액상상태에서 콘베어벨트판에서 이동되므로 흐름을 방지하여 일정한 두께를 갖도록 실리카계 흐름방지재를 사용하므로서 균일한 두께를 갖는 폴리우레탄 시트를 얻을 수 있고 물성악화를 야기시키는 가수분해 방지를 위하여 2액형 우레탄혼합수지중 이소시아네이트는 공기중에 잔존하는 수분과 반응하여 물성저하를 일으킬 수 있으므로 빠른 속경타입으로 설계하였다.

즉, 우레탄과 이소시아네이트의 반응은 온도의 영향이 현저하며 반응 온도의 상승에 따라 가교반응은 쇄연장반응에 비하여 보다 빨리 진행하고 가교화물이 증가하는 경향을 나타낸다.

특히 70℃ 이상의 온도에서는 디이소시아네이트의 종류에 불구하고 빠른 반응성을 나타내고 있는 것이 확실하므로 본 방법에서는 온도를 110-120℃ 로 유지시키므로서 위와 같은 목적을 달성시켰다.

또 상술한 바 있는 방수접착층 조성물을 얻기 위해서는 탱크에 브라운아스팔트를 넣고 온도 110℃ 로 유지하면서 완전히 용융하고 별도의 탱크에 SBS고무, 방향족불건성유, 로진, 충진제를 넣고 120℃ 로 유지하면서 용융 및 용해시킨 다음 여기에 전술한 용융아스팔트를 첨가 6-8시간 혼합한 점성의 방수접착조성물을 얻는다.

이와 같은 방수접착조성물(고무화 아스팔트)의 조성물과 조성비는 표 1 다음과 같다.

상기 조성물의 특성으로는 브라운아스팔트는 방수, 접착, 부식방지성을 갖고 있지만 본 조성물에는 방수 및 접착기능을 주기능으로 하며 이의 사용량이 많을 경우 계절변화에 따라 온도가 상승하면 유동성이 커서 보호층 시트의 밀림현상이 발생할 수 있고 이음부에서 유동성의 용액이 침출되는 경우가 있으며 방수성 및 밀착성이 떨어진다.

또 합성고무는 접착성과 충격흡수성을 갖게 되며 사용량이 많을 경우 아스팔트내에서 분산시키는 것이 어려우며 고온유지와 오랜 혼합시간이 요구되고 불균일한 혼합물 즉, 적은 덩어리등이 나타나게된다.

그리고 송진 엮시 접착력을 증가시키나 많은량을 사용하면 경도가 높아져 내한성이 떨어진다.

그 밖에 불건성유는 온도변화에 따라 온도가 낮아질 경우 경화를 방지하고 항상 일정한 점도를 유지하게 하는 작용을 하게된다.

이상의 방법들로서 전체적인 방수적층시트 제조방법을 요약해보면 2액형 폴리우레탄수지에 폴리카보디아미드, 실리카계흐름방지제를 첨가하여 감압한 상태에서 균일하게 혼합한 폴리우레탄시트 성형용 조성액을 로울러를 통과시켜 이형처리된 평활한 콘베이어 벨트판에 일정한 두께로 도포시킨후 온도 110-120℃ 로 유지되는 흡수제를 수장시킨 건조로를 통과시켜 경화시킨 폴리우레탄시트위에 연속적으로 방수접착 조성물을 적층시킴을 특징으로 하는 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법에 관한 것이라 할 수 있다.

종래 방수목적으로 사용되어온 폴리우레탄수지는 현장에서 구조물의 바닥면이나 벽면 전면에 도막을 형성하여 방수의 목적을 달성하여왔다.

본 발명은 이와같은 종래 방법을 달리하여 규격화된 방수적층시트를 제조하므로서 종래 방법의 문제점을 해결할 수 있었으며 그 특징과 잇점은 다음과 같다.

첫째, 공장에서 정확한 계량과 장치등으로 원료를 배합혼합하므로서 종래 방법의 혼합불량에 의한 손실을 방지할수 있고,

둘째, 속성경화방법으로 규격화된 방수적층시트를 현장에서 사용하므로서 시공시 경화에 요하는 엄청난 시간을 절약할 수 있고, 종래 시공방법에서 요구되는 복잡한 공정을 대폭적으로 생략할 수 있으며, 종래 방법에서 발생하는 액상수지의흐름성 때문에 나타나는 도막두께의 불균일성을 해결할 수 있으며,

셋째, 폴리우레탄시트에 적층되는 고무화아스팔트의 연화성과 적절한 접착성 때문에 종래 모체의 크랙발생시 폴리우레탄시트의 인장강도와 모체간의 접착강도의 불균형으로 발생하는 폴리우레탄시트의 파열이나 손상을 방지할 수 있으며,

넷째, 공장에서 체계화된 제조시스템으로 속성경화방법으로 제조하므로서 종래 2액형우레탄 수지의 현장시공시 모체(바닥면 또는 벽면)에 존재하는 습기나 공기중에 존재하는 수분이 장기간의 경화소요시간에 의해 가수분해 반응으로 발생하는 물성악화를 방지할수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 방수적층시트는 규격화된 제품으로 시공이 간편할뿐 아니라 경화에 소요되는 시간이 필요하지 않으므로 공기 단축이나 인건비의 절약면에서 획기적인 폴리우레탄 방수적충이라 할수 있어 향후 큰 수요가 기대되는 제품이라 할수 있다.

Claims (3)

1. 2액형 폴리우레탄수지에 폴리카보디아미드, 실리카계흐름방지제를 첨가하여 감압한 상태에서 균일하게 혼합한 폴리우레탄시트 성형용 조성액을 로울러를 통과시켜 이형처리된 평활한 콘베어벨트판에 일정한 두께로 도포시킨후 온도 110-120℃ 로 유지되는 흡수제를 수장시킨 건조도를 통과시켜 경화시킨 우레탄시트위에 연속적으로 방수접착 조성물을 도포 적층시킴을 특징으로 하는 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법.
2. 청구항 (1)에 있어서 폴리우레탄시트 성형용 조성액의 조성비가 2액형 폴리우레탄수지 97.5-99%, 폴리카보디아미드 0.5-1.5%, 실리카계 흐름방지제 0.5-1%임을 특징으로하는 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법.
3. 청구항 (1)에 있어서, 방수접착 조성물의 조성비가 브라운아스팔트 60%, SBS고무 15%, 방향족불건성유 10%, 로진 7.5%, 충진재 7.5%임을 특징으로 하는 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트의 제조방법.