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가설 설정
- 6~8) 보통 eva 수지의 물성을 개량하기 위하여 아크릴 수지를 5-10% 혼합하여 사용하고 있는데 아크릴수지는 속경화성과 내수성을 부여하지만 혼합시 다량의 기포를 생성시키며 건조도막의 표면에 점성을 남기고 접착력을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다.9) 건축물이나 구조물에 있어서 방수처리는 날로 고도화되어가고 있다. 소비자들은 무공해, 고 물성을 요구하고 있으며 한번의 방수처리로 고 내수성, 고 접착성, 고 탄성, 아름다운 색감을 갖는 방수제를 원하고 있다.
제안 방법
- 5kg 넣었다. 2) 라텍스 원액을 0~50%가 되도록 혼합한 후 증류수를 사용하여 고형분 함량을 38+1%로 조절하였다. 3) 시멘트를 전체혼합물 중 50%가 되도록 넣고 2000 rpm 에서 10분간 교반하여 입도 100 μm까지 분산시켰다.
- 방수제로 사용하는 EVA 에멀젼 수지에 라텍스 형태의 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄수지, SBR 수지를 전체 혼합물 중에 0-50% 혼합하여 소포성, 기계적 물성, 내수성 등을 실험한 결과는 다음과 같다.
- 수지에 시멘트를 분산시킨 분산물을 길이 30mm, 너비 15mm, 깊이 4mm의 성형기에 채워 실온에서 24시간 건조시킨 후 40P 건조로에서 48시간 동안 건조시켰다.
- 액상혼합물의 비용과 건조물의 비용 차를 이용하여 측정하였다. 계산식은 다음과 같다.
- 시험편을 손으로 끊어 절개면 1.0cn?에 나타나는 기공의 수를 현미경으로 조사하였다.
- 에멀젼 및 시멘트 혼합물을 사용하여 유리판 위에 젖은 두께 150 μm의 도막을 형성하고 실온에서 24시간 건조시킨 다음 40 ℃ 건조로에서 48시간 동안 건조시 킨 후 25 ℃ 의 물속에 침지시키고 도막의 표면상태와 도막이 유리판으로부터 분리되는 시간을 조사하였다.
- 방수층이 이러한 종합적인 물성을 갖게 하기 위해서는 다층방수를 하거나 여러가지 특성을 갖는 수지들을 기술적으로 혼합하여 혼합방수를 해야 한다. 연구에서는 이러한 점을 고려하여 EVA 에멀젼 수지에 라텍스 형태의 아크릴 수지6), 에폭시 수지10), 우레탄수지11~13), SBR 수지14)를 전체 혼합물 중에 0~50 wt% 혼합하여 건조특성, 기계적 특성, 내수성 등을 조사하였다.
대상 데이터
- EVA계 에멀젼 수지와 아크릴계 에멀젼 수지로는 한국 에어프로덕트(주)의 Airflex 400H와 AE-3211 을 사용하였다. 폴리우레탄 라텍스로는 Union 화성(주)의 U-100을 사용하였다.
- 에폭시라텍스와 경화제로는 국도화학(주)의 Epotohto EM-101-50와 Goodmide-H4148을 사용하였다. SBR라텍스는 금호석유화학(주)의 KSL-202을 사용하였다. 시멘트는 (주)쌍용의 포틀랜드 시멘트를 사용하였다.
- SBR라텍스는 금호석유화학(주)의 KSL-202을 사용하였다. 시멘트는 (주)쌍용의 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 소포제로는 동양실리콘(주)의 OAF-930과 BYK Chem.
- 폴리우레탄 라텍스로는 Union 화성(주)의 U-100을 사용하였다. 에폭시라텍스와 경화제로는 국도화학(주)의 Epotohto EM-101-50와 Goodmide-H4148을 사용하였다. SBR라텍스는 금호석유화학(주)의 KSL-202을 사용하였다.
- 시험 시 하강 속도(crosshead speed)는 2mm/min. 으로 하였으며 시험편 지지대는 길이 100mm, 폭 50 mm, 깊이 50 mm의 것을 사용하였다.
- 을 사용하였다. 폴리우레탄 라텍스로는 Union 화성(주)의 U-100을 사용하였다. 에폭시라텍스와 경화제로는 국도화학(주)의 Epotohto EM-101-50와 Goodmide-H4148을 사용하였다.
- 전단접착강도를 측정하였다. 피착재의 재질은 구리판(Cu B-153)을 사용하였으며 시험 조건은 grip 거리 100 mm, 인장속도 2mm/min., 접착면적은 25 mm X10 mm로 하였다.
이론/모형
- ASTM D 1002의 시험방법에 따라 시험편을 제작한 후 용량 5ton의 만능시험기로 인장력에 의한 전단접착강도를 측정하였다. 피착재의 재질은 구리판(Cu B-153)을 사용하였으며 시험 조건은 grip 거리 100 mm, 인장속도 2mm/min.
- ASTM D 256의 시험방법에 따라 시험편을 제작한 후 충격시험기(Yasuda seiki)를 사용하여 샤르피(Sharpy)법으로 측정하였다.
- ASTM D 790의 시험방법에 따라 시험편을 제작한 후 용량 5 ton의 만능시험기를 사용하여 굴곡강도 및 굴곡탄성율을 측정하였다. 시험 시 하강 속도(crosshead speed)는 2mm/min.
- 1 L의 금속제 비중 컵을 사용하여 측정하였다. 건조물은 아르키메데스의 원리를 적용하여 측정하였다.
성능/효과
- 1) 소포제의 소포효과는 BYK-021 이 가장 우수하였으며 적절한 사용량은 전체 혼합물에 대하여 0.3 phr이었다.
- 굴곡강도는 에멀젼과 시멘트의 혼합물에서 에멀젼 수지 분자간의 응집력, 수지와 시멘트와의 결합력, 시멘트 입자간의 응집력 등에 영향을 받는다.19)굴곡강도는 AE-3211과 EM-101-50 및 EM-101-5이H4148 이 Airflex 400H보다 높은 값을 나타내었고 KSL-202와 U-100 혼합물은 낮은 값을 나타내었다. 아크릴 혼합물이 높은 강도를 나타낸 것은 아크릴 수지가 분자량이 크고 강인하기 때문이며 에폭시 혼합물이 높은 강도를 나타낸 것은 에폭시 수지가 시멘트와의 부합성이 좋고 말단의 에폭시드가 반응되어 가교밀도가 높아지기 때문이다.
- 2) 수축율은 수지간의 상용성과 기공형성도에 영향을 받았으며 아크릴(AE-3211)혼합물과 SBR(KSL-202)혼합물이 높게 나타났고 우레탄(U-100)이나 에폭시(EM-101-50)혼합물은 낮게 나타났다.
- 3) 굴곡강도는 수지 분자간의 응집력, 수지와 시멘트와의 결합력, 시멘트 입자간의 응집력 등에 영향을 받았으며 아크릴(AE-3211)과 에폭시(EM-101-50) 혼합물이 높은 값을 나타내었다.
- 4) 충격강도는 라텍스 함량 10~30%에서 최대값을 나타내었으며 SBR과 우레탄(U-100) 혼합물이 높은 값을 나타내었다.
- 5) 접착강도는 에폭시 혼합물이 높은 값을 나타내었으며 대체적으로 라텍스 함량 10%까지는 급 상승하였고 20% 이상에서는 감소하였다.
- 6) 내수성은 Airflex 400H가 가장 우수하였으며 라텍스를 혼합했을 때 내수성이 감소하였다.
- 순으로 나타났다. 대체로 아크릴 혼합물과 SBR 혼합물이 큰 수축율을 나타내었고 우레탄혼합물과 에폭시/경화제 혼합물은 낮게 나타났다. 수축율은 수지 사이의 상용성과 기공 형성도에 영향을 받는데 대체로 상용성이 나쁘면 분자 사이의 거리가 멀어지고 형성된 기공의 수가 많아져 겉보기 부피가 증가하게 되므로 수축율은 감소하게 된다.
- 4는 시멘트를 EVA 수지 혼합물에 50% 함량으로 분산시켜 건조물의 비중을 측정한 것이다. 비중은 AE-3211>U-100>KSL-202>EM-101 -50>EM-101-5이 H4148의 순으로 나타났으며 라텍스의 함량이 늘어날수록 높은 값을 나타내었다. AE-321P1 높은 값을 나타낸 것은 상용성이 좋지 않은 아크릴 수지가 첨가됨에 따라 아크릴 수지 성분 중 상당량이 위쪽으로 분리되고 EVA 수지는 아랫쪽으로 상분리되어 같은 상끼리 위치하여 고분자 수지 분자간의 거리가 가까워졌기 때문이다.
- 아크릴이나 우레탄 수지는 EVA 수지에 대하여 상용성이 나쁘고 SBR이나 에폭시 수지는 양호한 편이다. 소포제 0.3phr을 사용한 것은 소포제를 사용하지 않은 것보다 현저하게 기포수가 적었고 0.5phr 을 사용한 것은 0.3 phr일 때에 비하여 기포 수에 있어서 큰 차이가 없었다. 소포제 함량 0.
- 라텍스 혼합물들은 침지 20분 후 백탁이 일어났으며 15시간 이내에 직경 1mm이하의 수포가 발생되었다. 시멘트를 혼합한 라텍스 혼합물들은 침지 1주일 후 5 mm의 수포가 발생되었으며 상용성이 좋지 않은 라텍스는 용출되었다.
- 접착강도는 EM-101-50>EM-101-50/H4148> AE-3211>KSL-202의 순으로 나타났다. 에폭시 첨가물이 높은 값을 나타내었고 아크릴과 SBR 첨가물은 비교적 낮은 값을 나타내었다. KSL-202를 제외한 나머지 것들은 라텍스 함량 10% 까지는 접착강도가 급상승하였고 20% 이상에서는 EM-101-50를 제외한 다른 것들은 완만한 감소를 보였다.
- 7은 건조물의 굴곡탄성율을 측정한 것이다. 탄성율은 재료가 응력을 받았을 때 변형되는 성질을 나타내는 것인데 굴곡탄성율은 라텍스의 함량이 증량됨에 따라 EM101-50과 AE-3211 혼합물은 대체로 증가하였고 KSL-202와 U-100혼합물은 감소하였다. 아크릴과 에폭시혼합물이 높은 값을 나타낸 것은 첨가된 재료의 강인성이 그대로 반영된 것이며 SBR과 우레탄 혼합물이 낮은 값을 나타낸 것은 재료의 유연하고 부드러운 성질이 반영되었기 때문인 것으로 생각된다.
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