KR101877221B1

KR101877221B1 - 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR101877221B1
Application number: KR1020170135992A
Authority: KR
Inventors: 설태윤
Original assignee: (주)새론테크
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-07-12

Abstract

본 발명은 조성물의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 변성 아크릴 수지를 포함하는 고기능성의 수지와 함께, 세라믹 분말 및 금속 분말을 포함함으로써, 우수한 내용출성, 부착성, 보수성, 내화학성, 기계적 물성을 가져 상·하수도 수처리 시설, 정화조, 저수조, 옥상 등 다양하게 적용할 수 있는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 변성 아크릴 수지 25~35 중량%, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 에폭시 수지 20~25 중량%, 세라믹 분말 10~30 중량%, 금속 분말 10~20 중량% 및 반응성 희석제 1~10 중량%를 포함하는 주제부; 및 폴리아마이드 수지 40~50 중량%, 변성 아민수지 20~30 중량%, 폴리에테르계 아민수지 10~15 중량%, 세라믹 분말 10~15 중량%를 포함하는 경화제부를 포함하고, 상기 주제부와 경화제부는 100:20~45의 중량비로 혼합되는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법 {Ceramic metal-based paint composition having excellent chemically resistant, eluting resistant, mechanical properties and construction method using thereof}

본 발명은 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조성물의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 변성 아크릴 수지를 포함하는 고기능성의 수지와 함께, 세라믹 분말 및 금속 분말을 포함함으로써, 우수한 내용출성, 부착성, 보수성, 내화학성, 기계적 물성을 가져 상·하수도 수처리 시설, 정화조, 저수조, 옥상 등 다양하게 적용할 수 있는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 지붕, 바닥, 지하 주차장, 건축물의 이음부 등과 같이 수분과 접할 수 있는 부위에는 수분이 내부로 스며드는 것을 방지하기 위하여 구조물의 표면에 불투수성의 방수층을 형성하는 방수공사가 행해진다. 방수처리될 부위에 따라, 그리고 철근콘크리트, 경량콘크리트, ALC, PC 등의 바탕재료, 바탕 상태 및 방수재료에 따라 그 구조와 시공방법 등에 다소의 차이가 발생하나, 일반적으로 쓰이는 방법은 아스팔트 방수공법, 시트 방수공법, 도막 방수공법 등이 있으며, 최근에는 이들을 복합하여 조합 적층하는 방법 등 상황에 맞는 복합 방수 공법도 적용하고 있다.

이러한 방수공법 중에서 지금까지는 주로 경제적인 면을 감안하여 아스팔트 방수공법이 많이 이용되어 왔지만, 최근에는 성능과 내구성 면에서 폴리우레탄계 수지를 피 처리면에 도포하여 이음매가 없는(seamless) 일체상의 방수도막을 형성시키는 우레탄 도막방수공법이 급속도로 증가하고 있다. 이중에서 도막 방수 공법은 소재의 종류에 따라 몇 가지가 있는데, 우레탄 방수공법이 대표적이다.

우레탄 방수 공법은 시공할 바닥 등을 정리하고, 이에 프라이머를 도포하여 바닥에 충분히 침투시켜 건조한 뒤, 바닥면에 액상 우레탄 수지를 도포하여 건조 및 경화시켜 일정 두께의 우레탄 도막을 형성하여 이를 통해 방수를 하는 방법으로, 비교적 콘크리트 면과의 접착이 잘되고 신축성이 우수하여 균열에 대해서도 어느 정도 방수 성능을 유지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 협소한 곳이나 복잡한 부위에 시공이 상대적으로 용이하고, 이음매없는 시공이 가능할 뿐만 아니라 보수가 비교적 용이하며, 도막의 물성을 개선하기 위해 다양한 첨가제 등을 포함할 수 있다.

한편, 철근콘크리트 구조물은 동결융해, 염해, 중성화, 화학약품 등에 의하여 손상을 입게 되면 콘크리트 내부에 공극이 형성되고 균열이 발생되어 강도가 떨어지고 침투수에 의해 철근이 부식되며 내구성이 저하되는 결과를 초래함으로써 구조물의 제 성능을 발휘하지 못하게 된다.

이에 따라, 국내외 상·하수도 수처리 시설, 정화조, 철재 및 콘크리트 구조물의 내·외벽 방수·방식이 필요한 부위에 여러 가지 공법으로 방수·방식을 실시하였으나, 경화된 도막 위로 유해물질이 용출되고, 도막의 신축성이 없어 균열이 발생하여 방수·방식성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 유해물질이 용출되고, 도막의 균열이 발생하는 등의 문제점을 해결할 수 있는 방수·방식용 도료 조성물의 개발이 필요한 실정이다.

KR

10-1003480

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KR

10-1717128

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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 경화된 도막 위로 유해물질이 용출되고, 도막의 신축성이 없어 균열이 발생하여 방수·방식성능이 저하되는 것을 방지함은 물론 부착성, 내화학성, 내용출성 등의 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물은 변성 아크릴 수지 25~35 중량%, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 에폭시 수지 20~25 중량%, 세라믹 분말 10~30 중량%, 금속 분말 10~20 중량% 및 반응성 희석제 1~10 중량%를 포함하는 주제부; 및 폴리아마이드 수지 40~50 중량%, 변성 아민수지 20~30 중량%, 폴리에테르계 아민수지 10~15 중량%, 세라믹 분말 10~15 중량%를 포함하는 경화제부를 포함하고, 상기 주제부와 경화제부는 100:20~45의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물을 이용한 시공방법은 콘크리트 또는 철재면 표면의 바탕면에 전처리하여 이물질을 제거하는 단계; 전처리된 상기 바탕면에 프라이머를 도포하는 단계; 및 상기 바탕면에, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 세라믹 메탈계 도료 조성물을 도포하여 방수·방식 도막을 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물은 아크릴을 베이스로 하여 합성된 변성 아크릴 수지에 다관능 에폭시 수지를 혼입한 방수·방식용 조성물의 주요 성분과 함께, 세라믹 분말 및 금속 분말을 더 첨가함으로써, 강재 및 콘크리트 면에 대한 우수한 부착성을 가지는 것은 물론, 내용출성, 부착성, 보수성, 내화학성, 기계적 물성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물을 이용한 시공방법은 변성 아크릴 수지, 다관능 에폭시 수지, 세라믹 분말 및 금속 분말을 포함하는 본 발명의 도료 조성물을 이용함으로써, 바탕면의 젖음성과 공극을 채울 수 있어서 바탕면의 보수 및 보강할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물의 구성성분을 각 성분별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 주제부는 변성 아크릴 수지 25~35 중량%, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 에폭시 수지 20~25 중량%, 세라믹 분말 10~30 중량%, 금속 분말 10~20 중량% 및 반응성 희석제 1~10 중량%를 포함한다.

변성 아크릴 수지는 조성물의 기계적 물성, 인장성능, 부착성능을 향상시키기 위하여 첨가되는 물질로서, 수평균분자량이 5,000~10,000이고, 에폭시 당량이 450~500g/eq이며, 25℃에서의 점도가 1,000~2,000 cps이며, 유리전이온도가 -25℃인 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 변성 아크릴 수지는 4-히드록시부틸 아크릴레이트(4-Hydroxybutyl acrylate), 1,4-사이클로헥산디메탄올 모노아크릴레이트(1,4-Cyclohexanedimethanol monoacrylate), 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 클리시딜에테르(4-Hydroxybutyl acrylate glycidylether), 디아세톤 아크릴아마이드(Diacetone acrylamide), 아디픽산 히드라지드(Adipic acid dihydrazid), 알킬/알릴 메타크릴레이트(Alkyl/aryl (meth)acrylates), 다관능 메타크릴레이트(Multi-function (meth)acrylates), 메틸 아크릴레이트(Methyl acrtylate), 비닐클로라이드(Vinyl chloride), 비닐아세테이트(Vinyl acetate), 아크릴 에시드(Acrylic acid), 메타아크릴 에시드((meth)Acrylic acid), 부틸아세테이트(Butyl acetate), 메틸 메타아크릴레이트(Methylmethacrylate), 2-하이드록시 에틸아크릴레이트(2-Hydroxyacrylate), 2-하이드록실 에틸메타이크릴레이트(2-Hydroxylethylmethacrylate), 2-하이드록실 프로필 아크릴레이트(2-Hydroxylpropylacrylate), 2-하이드록시 프로필 메타이크릴레이트(2-Hydroxylpropylmethacrylate), 글리시딜 아크릴레이트(Glycidyl acrylate), 글리시딜 메타아크릴레이트(Glycidyl methacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.

변성 아크릴 수지는 25~35 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 함량이 25 중량% 미만일 경우 조성물의 점도 상승으로 인하여 흐름성 및 작업성이 저하되고, 35 중량%를 초과할 경우 경화에 의하여 형성된 도막의 강도가 저하되는 문제점이 있다.

다관능 에폭시 수지는 조성물의 강도, 강인성 및 내구성 등 기계적 물성에 기여하고, 바탕면에 대한 부착력을 향상시키는 수지 성분으로서, 에폭시 당량이 160~18g/eq이고, 25℃에서의 점도가 3,000~4,000 cps 인 것을 특징으로 한다.

다관능 에폭시 수지는 20~25 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 함량이 20 중량% 미만일 경우 조성물의 강도, 내구성에 대한 효과가 미미하고, 25 중량%를 초과할 경우 점도가 상승하고, 상대적으로 다른 성분들의 함량이 적어지므로 물성이 저하되는 문제점이 있다.

세라믹 분말은 조성물에 대하여 열적·물리적 강도, 내마모성, 인열강도, 내부식성, 내후성을 향상시키고, 광택과 차열기능을 부여하며, 도막의 외관을 균일하게하는 역할을 하는 물질로서, 고온에 장시간 노출될 시 발행하는 도막의 도화, 열화현상을 방지할 수 있어 방사능 저항성을 나타낼 수 있다.

구체적으로, 세라믹 분말은 라이트-운모(Illite-Mica), 제올라이트(Zeolite), 규사, 맥반석, 황토석, 감람석(Olivine), 고령토(Kaolin), 규산염 광물(Silica Mineral), 규조토(Diatomite), 규회석(Wollastonite), 납석(Pyrophyllite), 돌로마이트(Dolomite), 리튬광물(Lithium Minerals), 마그네사이트(Magnesite), 보크사이트(Bauxite), 벤토나이트(Bentonite), 부석(Pumice), 붕산염광물(Borate), 사문석(Serpentine), 산성백토(Acid clay), 산화철(Iron Oxide), 석류석(Garnet), 탄산광물(Carbonate Minerals), 애타풀자이트(Attapulgite), 세피오라이트(Sepiolite), 연옥(Nephrite), 인회석(Apatite), 장석(Feldspar), 진주암(Perlite), 질석(Vermiculite), 제올라이트(Zeolite), 중정석(Barite), 활석(Talc), 규조토(diatomaceous earth), 흑연(Graphite), 헥토라이트(Hectorite), 점토광물(Clay Minerals), 지르코늄 광물(Zirconium Minerals), 티타늄 광물(Titanium Minerals), 투어마린(Tourmaine; 전기석), 에어로겔(Aerogel), 플라이에쉬(Fly ash), 고로슬래그 분말 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는 상기 세라믹 분말은 단독으로 사용하는 경우보다 적합한 비율로 여러 가지 재료를 혼합하여 사용하는 것이 재료간의 결합력, 도막의 치밀성, 도막의 차열성, 도막의 방수·방식성능을 향상시켜 강도, 부착성 내후성, 내부식성, 내마모성 등의 우수한 특성을 부여하고, 공극메꿈에 있어서도 우수한 성능을 나타낼 수 있게 된다.

세라믹 분말은 10~30 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 함량이 10 중량% 미만일 경우 열적·물리적 강도가 저하될 뿐만 아니라 내후성, 내부식성, 내방사성 등의 물성 부여 효과가 미미하고, 30 중량%를 초과할 경우 단가가 상승하고, 조성물의 점도가 상승하여 작업성이 저하되고 바탕면의 기계적 물성의 저하를 초래하므로 바람직하지 못하다.

금속 분말은 도막의 경도 향상을 보완하고, 광택을 조절하는 역할을 하며, 조성물의 방청기능 및 방수·방식성능을 우수하게 하는 물질이다. 구체적으로, 금속 분말은 구리 분말(Copper powders), 청동 분말(Bronze powders), 동합금 분말(Copper alloyed powders), 철합금 분말(Iron alloyed powders), 알루미늄 마그네슘분말(Al&Mg powders), 저융점금속 분말 (Low melting metal powders), 지르코늄 분말(Zirconium powders), 은 분말(Silver powders) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 금속 분말의 평균 입경은 1㎛ 이하일 수 잇다.

금속 분말은 10~20 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 함량이 10 중량% 미만일 경우 경도 보완, 방청성 및 광택을 부여하는 효과가 미미하고, 20 중량%를 초과할 경우 점도 상승 및 흐름성에 부정적인 영향을 미쳐 조성물의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다.

반응성 희석제는 주제부의 점도 조절 및 옥실란기의 함량을 조절하는 역할을 하는 물질로서, N,N-디글리실 아닐린(N,N-Diglycidyl aniline), 트리글리시딜-p-아민페놀(Triglycidyl-p-aminphenol), 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드디글리시딜 에스터 (Hexahydrophthalic anhydride diglycidyl ester), 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(Ethyleneglycol diglycidyl ether), 네오펜틸 디글리시딜 에테르(Meopentyl diglycidyl ether), 1,4-부탄 디글리시딜 에테르 (1,4-Butane diglycidyl ether), 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 (Cyclohexanedimethanol diglycidyl ether) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

반응성 희석제는 1~10 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 함량이 1 중량% 미만일 경우 함량이 적어 조성물의 점도 및 옥실란기의 함량을 조절하는 효과기 미미하고, 경화속도가 현저히 저하되며, 10 중량%를 초과할 경우 최종 조성물이 도포된 경화물의 경도가 저하되어서 원하는 기계적 물성의 향상이 기대치보다 낮은 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 주제부는 무기안료 및 첨가제를 더 포함할 수 있다.

무기안료는 조성물의 색상을 부여하는 물질로서, 특별히 한정하는 것은 아니나, 이산화티타늄, 카본블랙, 카드뮴옐로우, 코발트블루, 산화크롬, 탄산칼슘, 황산바륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.

무기안료는 1~3 중량% 사용되는 것이 바람직하며, 무기안료의 함량이 1 중량% 미만일 경우 조성물의 착색이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있고, 3 중량%를 초과할 경우 조성물 물성의 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.

첨가제는 최종 조성물의 물성에 보완하기 위한 것으로, 특별히 한정하는 것은 아니나, 접착증진제, 소포제, 커플링제, 레벨링제, 안료분산제, 다용도 첨가제, 방수제, 방유제, 발수제, 안정제, 증점제, 방부제, 녹 제거제, 대전 방지제. 항균제, 산화방지제, 광안정제, 가소제, 혼화제, 자외선 차단제, 방염제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.

소포제는 기포의 발생을 방지하기 위하여 첨가되는 물질로서, 예를 들어 미네랄 오일계 소포제, 실리콘계 소포제, 비실리콘계 폴리머 소포제 중 어느 하나 이상 선택되어 사용될 수 있다.

접착증진제는 조성물을 구성하는 물질 간의 결합력을 높여서 바탕면에 대한 부착력 및 조성물의 강도를 보강하는 역할을 하는 물질로서, 예를 들어 실란계, 티탄산염계, 크롬계의 접착증진제일 수 있고, 바람직하게는 실란계 접착증진제 또는 수분산 폴리올레핀을 사용할 수 있다.

첨가제는 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1~3 중량% 사용될 수 있다. 첨가제의 함량이 1 중량% 미만일 경우 첨가제의 사용에 따른 효과가 미미하며, 3 중량%를 초과할 경우 그 효과가 더이상 현저히 향상되지 않고, 조성물의 다른 물성을 저하시킬 우려가 있어 바람직하지 못하다. 첨가제의 함량 및 선택은 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 선택 및 변형될 수 있고, 적용하고자 하는 피도체의 종류에 따라 바람직하게 변경될 수 있다.

한편, 본 발명의 경화제부는 폴리아마이드 수지 40~50 중량%, 변성 아민수지 20~30 중량%, 폴리에테르계 아민수지 10~15 중량%, 세라믹 분말 10~15 중량%를 포함하며, 경화제부는 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하고, 사슬 내에 이중결합을 해리 또는 중합함으로써 추가적으로 물성을 강화시킨다.

폴리아마이드 수지는 상기 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하여 추가 물성을 강화하는 역할을 하며, 바람직하게는 TAV(Total amine value)가 260~350 mgKOH/g이고 25℃에서의 점도가 500~2,000 cps인 것을 사용할 수 있다.

폴리아미드 수지는 40~50 중량% 사용되는 것이 바람직한데, 폴리아미드 수지의 함량이 40 중량% 미만일 경우 조성물의 경화 속도가 저하됨과 동시에 조성물이 도포된 최종 경화물의 기계적 물성이 저하되는 경향을 보이고, 50 중량%를 초과할 경우 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하지 못하고 잔존하는 미반응 물질에 의하여 도막에 염 잔류물이 나타날 수 있어서 외관이 깨끗하지 않은 문제점이 있다.

변성 아민 수지는 경화속도 및 최종 경화물의 인장성능 및 기게적 물성에 영향을 미치는 물질로서, TAV(Total amine value)가 450~500 mgKOH/g 이고, 25℃에서의 점도가 500~4,000cps 이며, 활성수소 당량이 50~150g/eq인 것을 사용할 수 있다.

특별히 한정하는 것은 아니나, 변성 아민 수지는 테트라에틸렌펜타민 (Tetraethylenepentamine), 메타자일렌디아민 (M-Xylenediamine), N-아미노에틸피페라진(N-Aminoethylpiperazine), 디에틸아미노프로필아민(Diethyl aminop ropylamine), 이소포론디아민(Isophoronediamine), 메타페닐렌디아민(M-Phenylenediamine), 디아미노디페닐메탄(Diaminodiphenylmethane), 디아미노디페닐술폰 (Diaminodiphenylsulfone), 디시안디아미드(Dicyandiamide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.

변성 아민 수지는 20~30 중량% 사용되는 것이 바람직하며, 변성 아민 수지의 함량이 20 중량% 미만일 경우 전체 조성물의 경화 속도가 저하됨과 동시에 최종 경화물의 기계적 물성이 저하되는 경향을 보이고, 30 중량%를 초과할 경우 주제부의 미반응 에폭시기와 반응하지 못하고 잔존하는 미반응 물질에 의하여 도막에 염 잔류물이 나타날 수 있어서 외관이 깨끗하지 않은 문제점이 있다.

폴리에테르계 아민 수지는 경화속도 향상 및 조성물의 사슬을 연장시켜주는 역할을 하여 소정의 탄성을 부여하는 역할을 하는 물질로서, 25℃에서의 점도가 300~1,000 cps인 것을 사용할 수 있다.

삭제

폴리에테르계 아민 수지는 10~15 중량% 사용되는 것이 바람직하며, 폴리에테르계 아민 수지의 함량이 10 중량% 미만일 경우 전체 조성물의 경화속도가 저하됨과 동시에 최종 경화물의 경도가 높아 원하는 물성의 조성물을 얻기 어렵고, 15 중량%를 초과할 경우 조성물에 대하여 탄성을 지나치게 부여하여 경화제로서의 기능하지 못하며, 원하는 점도를 기대하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 경화제부에 첨가되는 세라믹 분말은, 주제부에 첨가되는 세라믹 분말과 동일 또는 유사한 물질들을 사용할 수 있으며, 세라믹 분말로 사용될 수 있는 물질 및 세라믹 분말의 함량에 따른 임계적 의의 등에 대한 상세한 설명은 상술한 바와 같다.

덧붙이자면, 본 발명의 경화제부는 금속 분말을 더 포함할 수 있다. 경화제부에 더 첨가될 수 있는 금속 분말은, 주제부에 첨가되는 금속 분말과 동일 또는 유사한 물질들을 사용할 수 있으며, 금속 분말로 사용될 수 있는 물질 및 금속 분말의 함량에 따른 임계적 의의 등에 대한 상세한 설명은 상술한 바와 같다.

이때, 경화제부에 첨가되는 세라믹 분말 및 금속 분말은, 주제부에 첨가되는 세라믹 분말 및 금속 분말보다 적게 첨가될 수 있는데, 이는 전체 조성물의 점도 및 단가의 상승으로 인하여 작업성이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물은 주제부와 경화제부를 100:20~45의 중량비를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물을 이용한 시공방법은, 콘크리트 또는 철재면 표면의 바탕면에 전처리하여 이물질을 제거하는 단계; 전처리된 상기 바탕면에 프라이머를 도포하는 단계; 및 상기 바탕면에, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 세라믹 메탈계 도료 조성물을 도포하여 방수·방식 도막을 형성하는 단계;를 포함한다.

구체적으로, 바탕면에 전처리하여 이물질을 제거하는 단계에서는, 바탕면의 레이턴스층 및 기타 오염물질을 제거하고, 파공이 있는 부의는 실링제 등으로 메우는 작업을 진행한다.

또한, 필요에 따라서는 전처리된 상기 바탕면에 프라이머를 도포하는 공정을 추가하여 상기 친환경 방부방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물과 피착면과의 접착성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 친환경 방부방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물을 피착면에 용융한 후, 스프레이 또는 롤러를 사용한 도포와 같은 당해분야에서 공지된 방법에 의하여 도포함으로써, 방수·방식 도막을 형성하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

<실시예>

실시예 1

(1) 변성 아크릴 수지의 합성

3L 사구 플라스크에 1,4-Cyclohexanedimethanol 400g, 4-Hydroxybutyl acrylate glycidylether 400g, n-Butyl methacrylate 200g, Methyl methacrylate 50g, Lauryl methacrylate 200g, Ethyl acrylate 100g 및 Poly(methyl methacrylate) 20g을 넣고, 50℃에서 1시간 동안 교반을 실시한 다음, 개시제 Azobisisobutyronitrile를 15g 투입하여 60℃에서 2시간 동안 교반을 실시하였다.

상기 혼합물을 샘플링하여 점도가 5,000~7,000 cps까지 상승하였으면, 1,4-Cyclohexane dimethanol diglycidyl ether 100g을 첨가하여 희석하였다. 점도가 500 cps 이하까지 떨어지면 다시 Glycidylmethacrylate 200g을 첨가하여 30분동안 교반한 후, 개시제 Azobisisobutyronitrile 10g을 다시 첨가하였고, 60℃까지 승온시켜 2시간 동안 숙성하였다.

그 후, 점도가 1,000~2,000cps에 도달하면, Dimer Acid Modified Epoxy resin으로 국도화학 사의 YD-171 제품 100g을 첨가하여 희석한 후 냉각하여 합성을 종료하였다.

(2) 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물의 제조

합성된 상기 변성 아크릴 수지 35 중량%, 다관능 에폭시 수지 20 중량%(국도화학 사의 KD-1011 제품), 반응성 희석제 5 중량%(국도화인켐 사의 N,N-Diglycidyl aniline), 세라믹 분말 25 중량%, 금속 분말 10 중량%, 무기안료 2 중량%(새론테크 사의 S.R.T #2 제품), 첨가제 3중량%(분산제 1중량% 및 접착증진제 2 중량%)를 혼합하여 주제부 혼합물을 제조하였다.

폴리아마이드 수지 50 중량%(국도화학 사의 GX-533 제품), 변성 아민 수지 20 중량%(국도화학 사의 KH-500(F) 제품), 폴리에테르계 아민 수지 10 중량%(Huntsman 사의 T-5000 제품), 세라믹 분말 10 중량% 및 금속 분말 10 중량%를 혼합하여 경화제부 혼합물을 제조하였다.

상기 주제부 혼합물 및 경화제부 혼합물을 100:25의 중량비로 혼합하고, 충분히 분산하여 도료 조성물을 제조하였다.

실시예 2

(1) 변성 아크릴 수지의 합성

3L 사구 플라스크에 1,4-Cyclohexanedimethanol 600g, 4-Hydroxybutyl acrylate glycidylether 200g, n-Butyl methacrylate 200g, Methyl methacrylate 100g, Lauryl methacrylate 200g, Ethyl acrylate 100g 및 Poly(methyl methacrylate) 20g을 넣고, 50℃에서 1시간 동안 교반을 실시한 다음, 개시제 Azobisisobutyronitrile를 15g 투입하여 60℃에서 2시간 동안 교반을 실시하였다.

(2) 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물의 제조

실시예 3

(1) 변성 아크릴 수지의 합성

상기 혼합물을 샘플링하여 점도가 5,000~7,000 cps까지 상승하였으면, 1,4-Cyclohexane dimethanol diglycidyl ether 100g을 첨가하여 희석하였다.

점도가 500 cps 이하까지 떨어지면 Dimer Acid Modified Epoxy resin으로 국도화학 사의 YD-171 제품 200g을 첨가하여 희석한 후 냉각하여 합성을 종료하였다.

(2) 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물의 제조

비교예 1

주제부의 변성 아크릴 수지 35 중량%, 다관능 에폭시 수지 35 중량% 및 세라믹 분말 35 중량%로 함량을 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하였다.

비교예 2

주제부의 반응성 희석제 20 중량%, 세라믹 분말 40 중량%로 함량을 변경하고, 주제부의 금속 분말을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 도료 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 대한 상세 함량을 하기 표 1에 나타내었다.

<물성 시험>

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 도료 조성물을 KS F 4929 세라믹 메탈 함유 방수·방식재의 조건을 기반으로 하여 강재 및 콘크리트 면에서의 물성치를 측정하였다.

1. 도막 물성 시험

시험체의 제작 및 시험환경 조건은 특별한 지정이 없는 한 KS A 0006에서 규정하는 온도 20±2℃, 습도 65±5℃로 설정하였고, 시료 채취 방법은 KS M ISO 1513을 기반으로 하였다.

2. 부착강도 시험

부착강도를 시험하기 앞서, 상기 강재는 KS L 6003에서 규정하는 300번 연마지를 사용하여 표면을 고르게 처리한 후, 세척하였다.

KS L 5207에서 규정하는 방법으로 제작된 70mm±70mm±20mm 규격의 시멘트 모르타르 위에 본 발명의 도료 조성물을 도포한 후, 시험 조건은 온도 20±2℃, 습도 65±5℃로 설정하였고, 최소 8일 동안 건조시킨 후, 부착강도 시험을 실시하였다.

3. 내마모성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 회전하는 원판에 상기 시편을 고정시킨 후, 시편의 위를 자유로 회전하는 마모륜을 통해 일정한 하중으로 압부하고 마모시켜 마모현상이 있는지 여부를 검토하였다.

(마모륜의 종류: CS-17, 마모륜의 무게: 1Kg, 회전수: 1,000회)

4. 내충격성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 300mm의 높이에서 강구를 시편 위에 떨어뜨린 후, 도막에 박리 또는 균열 발생의 유무를 검토하였다.

5. 내굽힘성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 시편에 외압을 가하여 구부린 다음, 도막에 박리 또는 균열 발생의 유무를 검토하였다.

6. 용출시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법에 준하여 용출시험을 진행하였다.

7. 내가수분해성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 24시간 동안 농도 10%의 NaOH 수용액에 시편을 침지한 후, 흐르는 물에 세척하고 자연상태에서 건조시킨 다음, 도막 표면의 크랙상태를 확인하여서 가수분해에 의한 경도의 저하를 확인하는 시험을 진행하였다.

8. 내후성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작하고, 촉진 내후 시험을 진행하였다.

9. 내화학성 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 도포한 시편을 제작한 후, 농도 5%의 염산에 720시간 동안 침지한 다음, 시편의 이상 유무 변화를 관찰하였다.

10. 인장성능 시험

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 각각의 도료 조성물을 을 도포한 200mm±10mm±3mm 크기의 시편을 제작한 후, 인장시험기를 이용하여 시편에 외력을 가하고, 그 시편이 파괴될 때의 인장성능을 평가하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 도료 조성물의 물성 시험에 따른 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시험항목	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
부착 강도	◎	◎	◎	×	◎
내마모성	◎	◎	◎	△	×
내충격성	◎	◎	◎	△	△
내굽힘성	◎	◎	◎	×	△
용출 시험	◎	◎	◎	×	△
내가수분해성	◎	◎	◎	△	△
내후성	◎	◎	◎	△	×
내화학성	◎	◎	◎	△	△
인장성능	◎	◎	◎	×	△

(◎ : 양호, △ : 보통, × : 불량)

상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3은 전체적인 시험 항목에서 양호함을 나타내는 반면, 비교예 1 내지 2는 상기 실시예들과 비교하여 첨가되거나 바람직한 함량 범위를 벗어나는 성분들이 존재함에 따라 보통/불량인 시험 항목이 다수 존재하는 것으로 나타났다.

비교예 1의 경우 변성 아크릴 수지 및 다관능 에폭시 수지는 바람직한 함량 범위에 미달되고, 세라믹 분말은 범위를 초과하여서, 부착강도, 내굽힘성, 용출시험, 인장성능이 불량한 것으로 나타났고, 나머지 시험 항목에서는 보통인 것으로 확인하였다.

비교예 2의 경우 반응성 희석제는 바람직한 함량 범위를 초과하고, 세라믹 분말은 범위에 미달되어서, 내마모성, 내후성 시험에서 불량한 것으로 나타났고, 나머지 시험 항목에서는 보통인 것으로 나타났다. 비교예 2는 변성 아크릴 수지 및 다관능 에폭시 수지가 바람직한 함량으로 첨가되어서 부착강도는 양호한 것을 알 수 있다.

이에 따라, 상기 실시예의 결과로부터 본 발명의 내화학성, 내용출성, 기계적 물성이 향상된 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물은 조성물의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 변성 아크릴 수지를 포함하는 고기능성의 수지와 함께, 세라믹 분말 및 금속 분말을 포함함으로써, 우수한 내용출성, 부착성, 보수성, 내화학성, 기계적 물성을 가져 상·하수도 수처리 시설, 정화조, 저수조, 옥상 등 다양하게 적용 가능할 것으로 판단된다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

변성 아크릴 수지 25~35 중량%, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 에폭시 수지 20~25 중량%, 세라믹 분말 10~30 중량%, 금속 분말 10~20 중량% 및 반응성 희석제 1~10 중량%를 포함하는 주제부; 및
폴리아마이드 수지 40~50 중량%, 변성 아민수지 20~30 중량%, 폴리에테르계 아민수지 10~15 중량%, 세라믹 분말 10~15 중량%를 포함하는 경화제부;를 포함하는 세라믹 메탈계 도료 조성물로서,
상기 주제부와 경화제부는 100:20~45의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 금속 분말은 구리 분말(Copper powders), 청동 분말(Bronze powders), 동합금 분말(Copper alloyed powders), 철합금 분말(Iron alloyed powders), 알루미늄 마그네슘분말(Al&Mg powders), 저융점금속 분말 (Low melting metal powders), 지르코늄 분말(Zirconium powders), 은 분말(Silver powders) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 변성 아크릴 수지는 수평균분자량이 5,000~10,000이고, 에폭시 당량이 450~500g/eq이며, 25℃에서의 점도가 1,000~2,000 cps 인 것을 특징으로 하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 다관능 에폭시 수지는 에폭시 당량이 160~18g/eq이고, 25℃에서의 점도가 3,000~4,000 cps 인 것을 특징으로 하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 반응성 희석제는 N,N-디글리실 아닐린(N,N-Diglycidyl aniline), 트리글리시딜-p-아민페놀(Triglycidyl-p-aminphenol), 헥사하이드로프탈릭 안하이드라이드디글리시딜 에스터 (Hexahydrophthalic anhydride diglycidyl ester), 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(Ethyleneglycol diglycidyl ether), 네오펜틸 디글리시딜 에테르(Meopentyl diglycidyl ether), 1,4-부탄 디글리시딜 에테르 (1,4-Butane diglycidyl ether), 사이클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 (Cyclohexanedimethanol diglycidyl ether) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물.
콘크리트 또는 철재면 표면의 바탕면에 전처리하여 이물질을 제거하는 단계;
전처리된 상기 바탕면에 프라이머를 도포하는 단계; 및
상기 바탕면에, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 세라믹 메탈계 도료 조성물을 도포하여 방수·방식 도막을 형성하는 단계; 를 포함하는 친환경 방수방식용 세라믹 메탈계 도료 조성물을 이용한 시공방법.