[논문]복합 에멀젼계 마감재의 기초물성 평가에 관한 연구

류화성; 신상헌; 김득모; 송성용

doi:10.5345/jkibc.2020.20.1.035

복합 에멀젼계 마감재의 기초물성 평가에 관한 연구
A Study on the Evaluation of Basic Properties of Composite Emulsion Finishes 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.20 no.1, 2020년, pp.35 - 41

류화성 (Hanyang Experiment and Consulting, Hanyang University ERICA) , 신상헌 (Hanyang Experiment and Consulting, Hanyang University ERICA) , 김득모 (Hwarok Construction Industry, Hanyang University) , 송성용 (Yoosong Engineering)

초록
AI-Helper

외단열 마감 공법에서 사용되는 얇은 바름재는 아크릴 에멀젼을 주 소재로 한 마감재이다. 본 연구에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을때 특성을 평가하였다. 실험결과, 실란 개질 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에는 큰 효과는 없었으나 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에 효과적이며, 10%의 치환율에서는 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 이를 통해 아크릴 에멀젼의 성능을 향상할 수 있는 복합 에멀젼을 제조할 수 있는 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The thin coating material used in the outer insulation finishing method is a finishing material mainly based on acrylic emulsion. In this study, the properties of silane modified acrylic emulsion and silica dispersed acrylic emulsion were evaluated. Experimental results showed that the silane modified acrylic emulsion had no significant effect on improving tensile strength, but was effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient, and hot and cold repeat resistance. Silica-dispersed acrylic emulsions were effective in improving tensile strength, and at 10% substitution rate, they were effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient and hot / cold resistance. Through this, it was judged that a composite emulsion capable of improving the performance of the acrylic emulsion could be prepared.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Composition of dolomite aggregate
표 Table 2. Specification of acrylic resin
표 Table 3. Composition of binder(unit:wt%)
표 Table 4. Experimental factors and levels in this study (unit: g)
그림 Figure 1. Specimen of tensile strength test
그림 Figure 2. Speciment of adhesive in tension strength test
그림 Figure 3. Tensile strength and elongation
그림 Figure 4. Adhesion in tension
그림 Figure 5. Water absorption coefficient
그림 Figure 6. Adhesion in tension according to freeze thawing

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 복합에멀젼계 마감재의 성능을 평가하기 위하여 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 일반 아크릴 에멀젼에 혼합하여 그 성능을 평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 아크릴 에멀젼에 대하여 실란계 에멀젼 및 TEOS(Tri Etoxy Ortho Silane)를 가수분해하여 제조된 실리카 블렌딩(Blending) 아크릴 에멀젼을 사용하여 기존 아크릴 에멀젼에 혼합하여 마감재를 제조하고 이의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 마감재의 인장강도, 부착강도, 물흡수계수, 온냉 반복 특성을 검토하여 기존 마감재의 물리적 성능을 개설할 수 있는 소재로의 사용가능성을 판단하고자 한다.
본 연구에서는 아크릴 에멀젼에 대하여 실란계 에멀젼 및 TEOS(Tri Etoxy Ortho Silane)를 가수분해하여 제조된 실리카 블렌딩(Blending) 아크릴 에멀젼을 사용하여 기존 아크릴 에멀젼에 혼합하여 마감재를 제조하고 이의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 마감재의 인장강도, 부착강도, 물흡수계수, 온냉 반복 특성을 검토하여 기존 마감재의 물리적 성능을 개설할 수 있는 소재로의 사용가능성을 판단하고자 한다.

제안 방법

마감재의 배합은 아크릴 에멀젼에 대하여 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 에멀젼을 각각 0, 10, 20, 30%를 치환하였다. 바인더로 사용되는 아크릴 에멀젼과 규사의 비율은 현재 제조되는 사용 제품의 배합비인 1:2.

대상 데이터

골재는 I사에서 실제 판매되고 있는 마감재에 사용되는 규사 입도와 구성을 사용하였으며, 그 입도와 구성은 Table 1과 같다.
물흡수계수를 측정하기 위하여 KS F 4715의 기준에 따라 시험체를 제작하였다. 시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다. 제작된 시험체를 물흡수계수 산정을 위하여 KS F 2609(건축재료의 물 흡수 계수 측정 방법)에 따라 측정하였다.
아크릴 에멀젼은 C사의 Pure 아크릴을 사용하였으며, 실리카 분산 아크릴 에멀젼과 실란 개질 아크릴 에멀젼은 국내 A사의 제품을 사용하였다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 TEOS((Tetraethylorthosilicate)를 산염기 반응에 의해 생성된 SiO₂입자를 분산시킨 제품이다.

이론/모형

마감재의 온냉반복시험을 평가하기 위하여 KS F 4715에 따라 시험을 수행하였다. 시험체의 제작은 70×70×20의 모르타르판을 제작한 뒤 상부에 마감재를 3mm 도포하였다.
)사이의 비례 계수를 말한다. 물흡수계수를 측정하기 위하여 KS F 4715의 기준에 따라 시험체를 제작하였다. 시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다.
시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다. 제작된 시험체를 물흡수계수 산정을 위하여 KS F 2609(건축재료의 물 흡수 계수 측정 방법)에 따라 측정하였다. 재료의 한면이 물과 접촉시 시간에 따른 면적당 흡수량은 다음과 같다.

성능/효과

1) 실란 개질 아크릴 에멀젼의 인장강도는 큰 차이를 보이지 않으나 연신율은 증가하는 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우 인장강도는 증가하였으나 연신율이 감소되는 특성을 가지고 있다.
2) 실란 개질 아크릴 에멀젼의 부착강도는 혼입율이 증가함에 따른 증가하는 것으로 나타났었으나 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우에는 10%에서 최대로 나타났다.
3) 물흡수계수에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼에서는 치환율이 증가함에 따라 감소하는 형태를 보였으나 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 10%이후로 증가하는 형태를 보였다.
4) 온냉 반복 강도에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼의 경우 강도 저하율이 감소하는 형태를 보였으며, 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우 10%까지는 강도 저하율이 감소하였으나 그 이상의 치환율에서는 강도 저하율에 큰 영향을 갖지 못하였다.
5) 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 치환하여 비교한 결과, 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 증가에 효과적이며, 실란 개질 아크릴에멀젼은 부착강도 및 내수성 등의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.
11 N/mm²로 나타나 10%를 초과하는 배합에서는 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리 카 분산 에멀젼의 강도 성능을 비교해보면 실란 개질 아크릴 에멀젼은 모든 배합에서 실리카 분산 아크릴 에멀젼 보다 높은 것으로 나타났다.
실리카 분산 아크릴 에멀젼을 혼입한 마감재의 경우, 치환율이 증가함에 따라 부착강도가 약간 감소하는 것으로 나타났다. 온냉 반복 시험 전의 강도 저하율과 비교하여 보면 Plain에 비하여 낮은 감소를 보여 온냉 반복에 따른 강도저하에 대한 저항성을 갖는 것으로 판단되었다.
42 N/mm²로 나타나 부착강도가 상승하는 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우에는 치환율에 따라 각각 0.9, 1.2, 1.15, 1.11 N/mm²로 나타나 10%를 초과하는 배합에서는 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리 카 분산 에멀젼의 강도 성능을 비교해보면 실란 개질 아크릴 에멀젼은 모든 배합에서 실리카 분산 아크릴 에멀젼 보다 높은 것으로 나타났다.
30%를 혼합한 마감재의 인장강도와 연신율을 나타낸 그래프이다. 아크릴 에멀젼만을 사용한 마감재의 인장강도는 N/㎟로 나타났다.
실란 개질 아크릴 에멀젼은 규소 이온과 한쪽은 에톡시(Etoxy)와 같은 알콕시(Alkoxy)기와 다른 한쪽은 고분자 와 결합을 하는 유기 관능기로 이루어져 유기질 재료와 무기질충전제 간의 다리 역할을 한다. 아크릴과 화학적인 결합에 의해 제조된 실란 개질 아크릴 에멀젼은 인장강도의 증가는 낮으나 아크릴 에멀젼의 필름의 결합력을 강화하여 연신율의 개선에는 효과적인 것으로 판단된다.

후속연구

외단열 공법에서 사용되는 마감재는 후면의 모재의 건조 수축 및 외부 온도 등에 의해 열팽창으로 인한 부착 강도 및 인장강도 저하로 인한 균열이 발생하게 된다. 따라서 아크릴 에멀젼의 성능을 개질하여 기초적인 부착강도의 개선과 온도에 의한 열팽창으로 저하되는 마감재의 성능을 향상하는 것이 요구된다.
이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 본 논문은 실란 개질아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을 때 특성을 평가분석한 결과로, 향후 추가 진행되어야 할 연구제안 내용은 외단열에 적용되는 마감재의 화재안정성 및 내후성에 대한 연구 가 병행되어야 할 것으로 판단된다.
5) 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 치환하여 비교한 결과, 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 증가에 효과적이며, 실란 개질 아크릴에멀젼은 부착강도 및 내수성 등의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 본 논문은 실란 개질아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을 때 특성을 평가분석한 결과로, 향후 추가 진행되어야 할 연구제안 내용은 외단열에 적용되는 마감재의 화재안정성 및 내후성에 대한 연구 가 병행되어야 할 것으로 판단된다.

참고문헌 (8)

Nakabayashi N. Hybridization of dental hard tissues pashley. Seoul (korea): Jisung publisher; 2007. Chapter 1; p. 132-3.
Lee JH. Surface modification techniques for subsurface applications of nanoparticles. Polymer science and Technology. 2018 Oct;29(5):421-7.
Nasretdinova GR, Fazleeva RR, Mukhitova RK, Nizameev IR, Kadirov MK, Ziganshina AY, Yanilkin VV. Electrochemical synthesis of silver nanoparticles in solution. Electrochemistry Communications. 2015 Jan;50:69-72. http://doi.org/10.1016/j.elecom.2014.11.016

상세보기
Ribeiro T, Baleiza C, Farinha JPS. Functional films from silica/polymer nanoparticles. Materials (Basel). 2014 May;7(5):3881-900. https://doi.org/10.3390/ma7053881

상세보기
Ee SL, Duan X, Liew J, Nguyen QD. Droplet size and stability of nano-emulsions produced by the temperature phase inversion method. Chemical Engineering Journal. 2008 Jul;140(1-3):626-31. http://doi.org/10.1016/j.cej.2007.12.016

상세보기
Chrusciel JJ, Lesniak E. Modification of epoxy resins with functional silanes, polysiloxanes, silsesquioxanes, silica and silicates. Progress in Polymer Science. 2015 Feb;41:67-121. http://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.08.001

상세보기
Kim WK, Kim DM. Properties of acrylic emulsion mortar using pyroligneous liquid of wood by-product. Journal of Korea Society of Waste Management. 2014 Jan;31(1):70-8. http://doi.org/10.9786/kswm.2014.31.1.70

상세보기
Ryu HS, Shin SH, Kim DM, Song SY. Evaluation on the properties of fire retardant surface preparation mortars. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2018 Dec;18(6):559-67. https://doi.org/10.5345/JKIBC.2018.18.6.559

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증