KR100510324B1

KR100510324B1 - 내수성 및 부착성이 우수한 세라믹 타일 접착용 수성에멀젼 접착제

Info

Publication number: KR100510324B1
Application number: KR10-2003-0009827A
Authority: KR
Inventors: 최상구; 이정재; 박영삼
Original assignee: 이정재
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2005-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: KR20030041878A

Abstract

본 발명은 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제에 관한 것으로서, 더 구체적으로, 아비에틴산이 주성분으로 되어 있는 천연 로진을, 분자쇄 중에 에폭시드나 아미드기를 가진 저분자량의 액상고무와 반응시켜 고무변성 로진을 제조한 후, 이것을 접착제 총중량에 대하여 2∼7중량% 사용함으로서 부착성 및 내수성을 현저하게 향상시킨 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제에 관한 것이다.

본 발명에서는 하기 화학식 1의 고무변성 로진을 전체 조성물 중에 2 내지 7중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제가 제공된다.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, n은 3 내지 4의 정수, Z는 에폭시드화 또는 아미드화된 로진, W는 에폭시드화된 로진 또는 니트릴)

Description

내수성 및 부착성이 우수한 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제 {The Water-soluble Emulsion Adhesive Endowing Excellent Water-resistance and Adhesion for the Ceramic Tiles}

일반적으로 주택이나 사무실 공장 등에서는 신축이나 보수시 내 외부용 장식 및 마감 처리재로서 내구성이 우수하고 색상과 무늬가 미려한 세라믹 타일을 주로 사용하고 있다. 최근에는 작업의 편이성 및 시공 시간의 절약을 위하여 타일의 크기도 점차 대형화되는 추세이다. 또한 장소에 상관없이 습기가 많은 화장실이나 세면장, 목욕실 등에도 타일 시공을 원하고 있다. 그러한 이유로 타일 접착제는 갈수록 고 부착성, 고 내수성을 요구하고 있다.

그러한 요구에 부응하여 업계에서는 고 부착성과 고 내수성을 유지하기 위하여 미국 특허 제5,100,948호, 일본공개 특허공보 특개평6-192641, 특개소 58-152074, 특개평11-189764에 개시된 바와 같이 내수성이 좋은 라텍스를 첨가하거나 점성이 좋은 충전재를 사용하거나, 또는 무기 계통의 증점제를 사용하거나 수지로 검화시킨 로진을 사용하고 있다. 그러나 이러한 종래 기술에 의해서는 아직 특별한 성과를 이루지는 못하고 있다.

세라믹 타일 접착용 접착제는 바인더용 수지에 동결 방지제, 소포제, 방부제, 표면 건조 지연제, 안료 분산제, 가소제, 계면활성제, 희석용매, 증점 보수제, 충전재, 점착 부여제, 증점제 등을 혼합하여 제조한다. 가장 중요한 성분인 수지로는 내수성과 접착력이 우수한 에폭시 수지, 우레탄 수지 등의 유성 수지도 사용할 수는 있지만 현재까지는 주로 가격이 저렴하고 작업이 간편한 무공해성의 수성 에멀젼 수지를 주로 사용하고 있다. 에멀젼 수지로는 내수성 및 내알칼리성이 우수한 아크릴 수지를 많이 사용하고 있다. 목적에 따라서는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)나 에폭시 라텍스 또는 우레탄 라텍스, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 라텍스 등을 일부 혼합하여 사용하고 있지만 가격이 비싸고 상용성(compatibility)이 나빠 장기간 제품 보관시 저장안정성에 문제를 일으키고 있다.

일반적으로 타일 접착제에서 요구되는 물성을 살펴 보면 다음과 같다. 먼저 시공 작업성이다. 현장에서는 주로 주걱을 사용하여 타일 접착제를 벽면에 도포하게 되는데 도포가 잘 되지 않으면 작업성이 떨어져 짧은 시간에 여러 장의 타일을 붙일 수 없다. 타일 접착제의 점도는 부착성과 작업성을 고려해볼 때 130∼200만 cP(centipoise)가 가장 적당하다. 점도가 너무 낮으면 타일 부착성이 떨어지고 너무 높으면 작업성이 나빠진다. 건조시간은 표면 건조시간을 중요시하는데 작업시간을 고려해볼 때 표면 건조시간은 25∼30분 정도가 적당하다. 표면 건조가 너무 빠르면 겉마름이 생겨 부착 작업이 곤란해지고 타일의 초기 부착력이 떨어진다. 경도는 연필경도로 HB 이상이면 된다. 너무 연질이면 접착강도가 떨어지고 너무 경질이면 세공속으로의 침투력이 떨어지게 된다. 제품의 저장안정성은 최소한 6개월 이상은 보장될 수 있어야 한다.

본 발명은 타일 접착제에서 요구되는 위와 같은 물성을 만족할 뿐만 아니라, 종래의 기술에 비하여 더 우수한 작업성, 내수성, 부착성 및 저장안정성을 가진 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 천연 로진과 저분자량의 액상고무를 반응시켜 고무변성 로진을 제조한 후, 이것을 접착제 총중량에 대하여 적당량 혼합하여 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제로 사용하는 기술을 제공한다.

또한, 상기의 본 발명에 의한 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제에 있어서, 상기 고무변성 로진은 전체 조성물 중에 2 내지 5중량% 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에 의한 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제에 있어서, 상기 고무변성 로진은, 하기 화학식 2의 아비에틴산을 주성분으로 하는 천연로진 및 분자량이 500 내지 800인 하기 화학식 3의 액상고무로서, 분자쇄 중에 2개 이상의 에폭시드기 또는 아미드기를 포함하는 액상고무를 중량비 1:1.2 내지 1:5로 반응시킴으로써 제조된 것을 특징으로 한다.

(상기 화학식 3에서, n은 3 내지 4의 정수, X는 에폭시드 또는 아미드, Y는 에폭시드 또는 니트릴)

본 발명에 따른 타일 접착제은, 전체 조성물에 대하여 25∼35중량%의 수지, 0.2∼0.6중량%의 동결 방지제, 0.03∼0.05중량%의 소포제, 1∼3중량%의 가소제, 0.2~0.6 중량%의 계면활성제, 0.03∼0.05중량%의 방부제, 0.2∼0.6중량%의 표면 건조 지연제, 0.2∼0.5중량%의 안료 분산제, 1.5∼8중량% 희석용매, 0.2∼0.8중량%의 증점 보수제, 점착 부여제로서 2∼7중량%의 고무변성 로진, 5∼10중량%의 증점제 및 50~65중량%의 충전재를 포함하는 조성을 갖는다.

수지로는 아크릴 수지를 사용하며, 아크릴 수지의 함량은 전체 성분 중에 25∼30중량%를 차지한다. 에멀젼형 아크릴 수지는 아크릴 단량체를 2∼3종 공중합시켜 합성하는데 아크릴 단량체로는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, 2-EHA), 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MAA), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA)등을 사용하며 내수성을 강화하기 위한 보강제로서 스티렌(stryrene)을 사용한다. 합성 방법은 먼저 증류수에 음이온성 계면활성제, 아크릴 단량체, 스티렌 단량체를 넣고 유화시킨 다음 암모니움퍼설페이트(ammonium persulfate)를 촉매로 하여 60∼80℃에서 에멀젼 중합시켜 제조한다. 제조시 아크릴 단량체 혼합물은 적하조에서 적하시킨다. 반응시간은 2∼3시간 정도가 바람직하며 반응 후에는 암모니아를 사용하여 pH를 8∼9로 조절한다. 고형분 함량이 너무 낮을 경우에는 타일 접착제에 함유되는 수지분이 부족하여 제 강도를 얻기 힘들고 포함되는 물의 양이 많아져 타일 부착시 미끄러짐이 발생하게 된다. 또한 합성시 빙점이 높은 아크릴산을 과량 사용하면 전체적으로 수지의 응고점이 낮아져 겨울철에는 타일 접착제의 응고 현상이 발생될 수 있으므로 주의해야 한다. 아크릴 수지를 직접 합성하지 않고 구매하여 사용할 경우에는 대흥(주)의 HW-400, 켐폴리머(주)의 CP-501, 금정(주)의 KJ-170, BASF Co.의 296-D등을 사용할 수 있다.

동결 방지제로는 저분자의 글리콜을 사용한다. 사용할 수 있는 글리콜로는 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 글리세린 등이 있다. 동결 방지제의 적절한 사용량은 수지 함량에 대하여 1.0∼1.2중량부(phr)이다. 하지만 극도로 추운 영하 10℃ 이하에서는 동결방지제의 사용량이 많아도 별 효과가 없으므로 제품을 보온 창고에 보관하여야 한다. 제품이 얼었다 녹으면 부착력와 접착력이 모두 떨어지기 때문이다.

소포제로는 실리콘계나 광유계를 주로 사용할 수 있다. 수용성 용매에 분산되어 있는 것이나 에멀젼화 되어 있는 것을 사용할 수 있으며 바람직한 사용량은 수지에 대하여 0.1∼0.2중량부(phr)이다. 대부분의 타일 접착제는 고점도의 페이스트(paste)상으로 많은 양의 충전재를 포함하고 있기 때문에 사실상 도막 형성시 소포제의 효과는 거의 없는 셈이다. 다만 적당량의 소포제를 사용하여 초기 제조 작업시 액상 원료가 혼합기를 넘치는 일이 없도록 해주면 된다. 소포제로는 BYK의 BYK-028, 켐폴리머(주)의 CP-600, 한국 산노프코(주)의 Nopco NxZ 등을 사용할 수 있다.

가소제는 수지 성분에 대하여 2.85∼12중량부(phr) 사용할 수 있다. 가소제는 도막에 유연성을 부여하고 건조 초기에 로진의 응고를 방지하며 부착력을 높이는 역할을 한다. 하지만 과량 사용하면 도막이 연약해지므로 주의해야 한다. 가소제로는 디부틸프탈레이트(DBP), 디옥틸프탈레이트(DOP), 트리크레질프탈레이트(TCP), 트리페닐포스페이트(TPP), 디에틸프탈레이트(DEP) 등을 사용할 수 있다.

계면활성제는 수지 성분에 대하여 0.57~2.4 중량부(phr) 사용할 수 있다. 타일 접착제에서 계면활성제는 비수용성의 것을 분산매인 물에 분산시키는 작용을 한다. 목적에 부합되는 계면활성제로는 친수성 지수(HLB) 11~17의 값을 갖는 폴리옥시에틸렌라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올레이트, 폴리옥시에틸렌노닐페놀레이트 등을 사용할 수 있다.

방부제로는 벤조산, 살리실산, 포르말린 등을 사용할 수 있다. 하지만 포르말린은 인체 자극성이 심하므로 가급적 피해야 한다. 방부제의 사용량은 수지에 대하여 0.08∼0.2중량부(phr)이다. 타일 접착제는 증점 및 부착력 향상을 위하여 셀룰로오스와 같은 천연물을 사용하므로 하절기에 온도와 습도가 높을 때에는 곰팡이에 의해 부패되어 변질 될 수 있으므로 적정량의 방부제를 필히 첨가해야 한다.

타일 접착제 시공 시 작업자들은 접착제를 벽면에 3∼4m²의 면적으로 미리 도포한 다음에 타일을 붙이게 되는데 여름철에는 기온이 높아 수분이 증발되어 수지 고형분의 표면융착이 빠르게 일어나게 된다. 이와 같은 겉마름을 해결하기 위해서는 일반적으로 비중과 휘발성이 낮은 광유(mineral spirit)와 같은 표면 건조 지연제를 사용하여 비중차에 의하여 표면에 막을 만들어 수분의 증발을 억제시키는 것이 바람직하다. 표면 건조 지연제의 사용량은 수지성분에 대하여 0.57∼2.4중량부(phr)이다. 저분자량의 글리콜이나 가소제를 추가 사용하여도 수분 증발이나 고형분의 융착 속도를 늦추어 겉마름 현상을 지연시키는데 도움을 준다.

희석용매로는 물과 유기용매를 사용한다. 희석용매는 수지성분에 대하여 4.28~32중량부(phr) 사용할 수 있다. 적은 양의 물을 증감하여도 혼합물의 점도가 현저하게 떨어지거나 상승하게 되어 타일 부착성에 크게 영향을 미친다. 톨루엔이나 크실렌, 메탄올 아세톤 등의 유기용매는 적은 양 사용시에는 상용성 부족으로 일시적으로 점도가 상승하지만 과량 사용하면 희석작용으로 오히려 점도가 떨어진다.

타일 접착제는 고점도의 페이스트(paste)상이다. 타일 접착제가 벽에서 흘러내리지 않고 부착 시 타일의 뒷면이 어느 정도 접착제 속으로 박히게 하기 위해서는 접착제를 이와 같이 고점도로 만들지 않으면 안된다. 고점도로 만들기 위해서는 증점 보수제를 사용해야 한다. 증점 보수제의 사용량은 수지 성분에 대하여 0.58∼3.0중량부(phr)이다. 주로 셀룰로오스 계통과 무기물 계통을 사용하고 있다. 셀룰로오스는 담수능력이 뛰어나 물 흡수력이 자체 무게의 거의 50배에 가깝다. 셀룰로오스는 물을 머금은 채 팽윤된 상태로 유지되기 때문에 우수한 작업성을 부여하며 도포된 접착제가 흘러내리지 않게 한다. 셀룰로오스의 적절한 사용량은 수지 성분에 대하여 0.58∼2.5중량부(phr)이다. 셀룰로오스는 순수한 물에는 쉽게 풀리지만 아크릴 수지에는 쉽게 풀리지 않는다. 그러므로 수분 흡수를 돕기 위하여 셀룰로오스를 미리 물에 분산시켜 넣는 것이 좋다. 이렇게 하면 팽윤 시 혼합기 속에서 덩어리를 만들지 않는다. 소량의 암모니아를 첨가하면 셀룰로오스의 용해를 보다 쉽게 할 수 있다. 셀룰로오스의 사용량은 혼합물의 점도에 큰 영향을 미치므로 양 선정에 주의를 기울여야 한다. 셀룰로오스를 20%만 증량시켜도 혼합물의 점도는 10배 이상 상승한다. 셀룰로오스를 과량 사용하면 혼합물의 유동성이 나빠져 타일의 부착력이 떨어지게 된다. 또한 건조 시 접착면에 막을 만들어 수지액이 소지 벽의 세공속으로 침투해 들어감을 어렵게 만들어 접착력 저하를 불러 온다. 셀룰로오스 계통으로는 삼성정밀화학(주)의 하이드록시에틸 메틸셀루로오스(HEMC), 하이드록시프로필 메틸셀루로오스(HPMC) 등을 사용할 수 있다. 무기계 증점 보수제로는 미립자 실리카를 사용할 수 있다. 미세한 실리카 입자는 물과 수소결합을 형성하여 증점 현상을 가져오고 타일의 부착성을 향상시킨다. 하지만 과량 사용하면 흐름성 부족으로 미세 세공으로의 수지액의 침투를 어렵게 만들어 타일의 접착력을 떨어뜨린다. 미립자 실리카의 사용량은 제한적이며 수지에 대하여 2∼3중량부(phr) 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 미립자 실리카는 Degussa Co.의 Aerosil 200과 Rhodia Kofran Co.의 34-M 등이 있다.

충전재는 수지성분에 대하여 142.8~260중량부(phr) 사용할 수 있다. 타일 접착제에 사용할 수 있는 충전재로는 탄산칼슘, 탈크, 돌로마이트, 실리카, 알루미나 등이 있다. 충전재의 사용량이 너무 적으면 점도가 낮고 타일 뒷면과 소지 벽에 형성된 미세 세공 속으로의 침투도가 낮아 초기 타일 부착성이 떨어지게 된다. 충전재의 함량이 너무 많아도 기공의 형성량이 많아 벽과의 접촉면적이 작아져 타일이 미끄러지게 된다. 보통 사용하는 입자의 크기는 2∼10㎛인데 입자가 너무 작을 경우에는 흡유량이 커 점도가 높아지게 되고 흐름성이 떨어져 타일부착성이 나빠진다. 입자가 너무 커도 타일면과 벽과의 부착층이 두꺼워져 밀착성 부족으로 미끄러짐이 발생하게 된다. 타일 접착제에 주로 사용하는 안료의 분산제는 대부분 음이온성이다. 왜냐하면 접착제에 혼합되는 충전재들이 대부분 음이온성의 무기 안료들이기 때문이다. 분산제의 적절한 사용량은 수지성분에 대하여 0.58∼2.0중량부(phr)이다. 사용 가능한 분산제로는 한국 산노프코(주)의 dispersant 44-S, 켐폴리머(주)의 CP-600과 BYK Co.의 BYK-154 등이 있다.

점착 부여제로는 일반적으로 로진을 많이 사용한다. 타일은 시멘트벽, 철판, 석고보드, 타일면 등 여러 소지 면 위에 시공되는데 철판이나 타일면에 시공할 경우에는 타일 부착성 향상을 위하여 접착제에 로진을 포함시키는 것이 필수적이다. 로진의 적절한 사용량은 수지 성분에 대하여 5.7∼28중량부(phr)이다. 로진은 주로 가공하지 않은 천연 로진을 많이 사용하지만 경우에 따라서는 수지나 글리콜로 검화시킨 로진을 사용할 수도 있다. 로진은 일반적으로 톨루엔에 40∼60%로 용해시켜 사용하는데 로진 함량이 많을 경우에는 겨울철에 로진이 응고되어 일일이 녹여서 사용해야 하는 불편함이 생긴다. 이러한 경우에는 로진을 트리에틸아민(triethylamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), N,N'-디메틸벤질아민(N,N'-dimethylbenzylamine)등의 3급 아민으로 처리하여 사용하면 응고점이 낮아져 잘 응고되지 않는다. 혼합물 중에 로진 함량이 너무 많을 경우에는 함께 들어간 톨루엔의 양도 증량되므로 타일의 부착성이 떨어지게 된다.

본 발명의 점착 부여제로서의 고무변성 로진 조성물은 상기의 화학식의 화합물로 더 상세히 기술된다.

본 발명에서는 분자쇄 중에 에폭시드나 아미드기를 가진 상기의 화학식 3과 같은 분자량 500∼800의 액상고무를 상기의 화학식 2와 같은 아비에틴산이 주성분으로 되어 있는 천연 로진의 카르복실기와 반응시켜 상기의 화학식 1과 같은 고무변성 로진을 합성하였다.

이렇게 합성된 고무변성 로진을 접착제 총중량에 대하여 2~7중량%, 바람직하게로는 2~5중량%으로 첨가하여 타일 접착제의 내수성 및 부착성을 현저하게 개선시켰다. 하지만 7중량%를 초과하여 과량 사용하면 점도가 높아져 작업성이 나빠졌다. 고무변성 로진을 4중량% 이상 사용할 경우에는 상분리나 응집을 막기 위해서 특별히 계면활성제를 사용해야 한다.

증점제로는 보통 아크릴 수지를 암모니아수로 염(salt)처리한 것을 많이 사용한다. 증점제의 바람직한 사용량은 수지에 대하여 14.28∼40중량부(phr)이다. 증점제로 사용하는 아크릴 수지를 합성할 때에는 일반적으로 반응성의 카르복실기를 가진 아크릴산이나 메타크릴산을 많이 사용한다. 이것들은 암모니아와 반응하여 염이 되면 염 상태의 물질은 고 점착성을 띠게 되기 때문이다. 제조방법은 물 100∼200 부에 암모니아수(28%) 10∼15부, 증점제용 아크릴 수지 100∼200부를 차례로 혼합하면 된다. 이것들은 점성이 높으며 혼합시에는 암모니아가 수지의 극성기들과 수소결합을 형성하게 되므로 정지상태에서는 고점도를 나타내고 외력을 받았을 때에는 흐름성을 나타내는 칙소트로피(thioxotropy) 성질을 가져 우수한 시공 작업성을 나타내게 된다. 하지만 증점제의 사용량이 너무 많으면 암모니아의 물 흡수성 때문에 내수성이 나빠지게 된다.

이하, 실시예를 들어 본 발명의 구성 및 발명 효과를 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

<합성예 1: 고무변성 로진의 합성>

고무변성 로진의 제조는 액상고무 100∼200부에 로진 40∼80부, 톨루엔 140∼280부를 넣고 촉매로 3급 아민이나 유기금속염 0.5∼2.5부를 넣고 150±5℃에서 3시간 동안 축합반응 또는 첨가반응시켜 산가가 1이하로 떨어지면 40℃ 이하로 냉각시켜 포장함으로서 완결된다.

로진은 천연 로진을 사용하면 되고, 액상 고무로는 BF Good Rich Co.의 ATBNx8, ATBNx13 또는 일본국 출광석유(주)의 R45-EPT, R45-EPI 등을 사용할 수 있다. 합성 촉매로는 트리에틸아민(triethylamine), N,N'-디메틸벤질아민(N,N'-dimethylbenzylamine), 테트라부틸 지르코네이트, 지르코늄 나프타네이트, 테트라부틸 티타네이트등을 사용할 수 있다.

여기서 반응되는 액상고무와 로진을 당량비로 계산해보면 1:1.4∼1:2의 비율이 되므로 액상고무의 분자쇄중에 걸려있는 아미드나 에폭시드는 전량 반응된다고 할 수 있다. 합성물의 점도는 180±10cP(centipoise)였다.

본 발명자들은 하기의 실시예 및 비교실시예에 따라 각각의 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제를 제조하였다.

<실시예 1: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

(1) 하기의 표 1에 개시된 배합 비율로, 혼합기 속에 수지, 동결 방지제, 소포제, 가소제, 방부제, 표면 건조 지연제, 안료 분산제를 차례대로 넣고 5∼6분간 혼합한다.

(2) 증점 보수제를 희석용매에 풀어서 혼합기 속에 넣은 다음 15∼20분간 교반시켜 완전히 팽윤시킨다.

(3) 충전재를 넣고 200∼500rpm에서 30분간 균일하게 분산시킨다.

(4) 고무변성 로진을 넣고 충분히 분산시킨다.

(5) 증점제를 넣고 완전히 분산시킨다.

(6) 진공도 3torr로 30분간 진공 탈포시켜 기포를 제거한 다음 포장한다.

최종 제품은 점도 130∼200만 cP(centipoise)의 고점도 페이스트(paste)상으로 얻어진다. 전체 조성물의 배합 비율은 하기의 표 1에 나타냈다.

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 상기와 같이 제조된 접착제의 특성을 하기의 측정방법에 따라 측정하였다.

[측정 방법]

(1) 점도

B형 점도계를 사용하여 spindle No. 7, rpm 2에서 측정하였다.

(2) 지촉 건조시간

유리판 위에 두께 150㎛로 도막을 형성하여 시간 경과에 따라 도막 표면에 손끝을 대었을 때 접착제가 묻어 나오지 않는 초기 시간을 측정하였다.

(3) 부착력

유리판 위에 두께 150㎛로 도막을 형성하여 상온에서 24시간 동안 건조시킨 다음 120℃에서 1시간 동안 건조시킨 후 상온까지 냉각시켜 문구용 칼로 가로, 세로 1㎜ 간격으로 100칸을 그은 다음 도막 위에 셀로판테이프를 밀착시켜 붙인 후 45°로 잡아당겼을 때 남는 도막의 수를 세어 백분율로 나타내었다.

(4) 초기 부착성

철판 위에 접착제를 2㎜ 두께로 도포하고 가로 25㎝, 세로 25㎝, 두께 7㎜의 세라믹 타일을 붙인 후 초기 1시간 동안 미끄러져 내리는 길이를 측정하였다.

(5) 경도

유리판 위에 두께 150㎛로 도막을 형성하여 상온에서 24시간 동안 건조시킨 다음 120℃에서 1시간 동안 건조시킨 다음 상온까지 냉각시켜 B~2H의 연필로 도막위에 힘을 주어 선을 그은 다음 지우개로 지워 파인 흔적이 나타나지 않는 최고의 경도를 선택하였다.

(6) 접착강도

ASTM D 1002의 시험방법에 따라 가로 25㎜, 세로 80㎜, 두께 1㎜의 철편 양쪽을 접착제로 10㎜ 접착시킨 후 상온에서 24시간 건조시킨 다음 120℃에서 1시간 건조시켜 만능 시험기를 사용하여 전단 접착력으로 측정하였다.

(7) 내수성

유리판 위에 두께 150㎛로 도막을 형성하여 상온에서 24시간 동안 건조시킨 다음 120℃에서 1시간 동안 건조시킨 후 상온까지 냉각시켜 실온에서 물속에 담가 도막이 초기 분리되는 시간을 측정하였다.

(8) 시공작업성

가로 10㎜, 세로 15㎜의 플라스틱 주걱으로 접착제를 두께 2㎜로 시멘트벽에 도포했을 때 원활하게 칠해지는 정도를 측정하였다. (△양호, ○우수, ◎매우 우수)

<실시예 2: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

실시예 1과 동일한 과정을 반복하였으나, 가소제로서 디옥틸프탈레이트를 4중량부, 희석용매로서 물을 6중량부, 점착 부여제로서 고무변성 로진을 8중량부, 증점제로서 KJ-200D를 20중량부 첨가하였으며 전체 조성물의 배합 비율은 하기의 표 1에 나타냈다.

[측정 방법]

실시예 1과 동일하며 결과는 하기의 표 2에 나타냈다.

<실시예 3: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

실시예 1과 동일한 과정을 반복하였으나, 가소제로서 디옥틸프탈레이트를 3중량부, 희석용매로서 물을 7중량부, 증점 보수제로서 HPMC를 1.0중량부, 점착 부여제로서 고무변성 로진을 8중량부, 증점제로서 KJ-200D를 25중량부 첨가하였고, 증점 보수제로서 Aerosil 200을 2중량부 더 추가하였으며, 전체 조성물의 배합 비율은 하기의 표 1에 나타냈다.

[측정 방법]

실시예 1과 동일하며 결과는 하기의 표 2에 나타냈다.

<실시예 4: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

실시예 1과 동일한 과정을 반복하였으나, 가소제로서 디옥틸프탈레이트를 3중량부, 희석용매로서 물을 8중량부, 증점 보수제로서 HPMC를 1.0중량부, 충전재로서 탄산칼슘 및 돌로마이트를 각각 160중량부, 20중량부, 점착 부여제로서 고무변성 로진을 9중량부, 증점제로서 KJ-200D를 30중량부 첨가하였으며 전체 조성물의 배합 비율은 하기의 표 1에 나타냈다.

[측정 방법]

실시예 1과 동일하며 결과는 하기의 표 2에 나타냈다.

<실시예 5: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

실시예 1과 동일한 과정을 반복하였으나, 가소제로서 디옥틸프탈레이트를 3중량부, 희석용매로서 물을 10중량부, 증점 보수제로서 HPMC를 1.2중량부, 충전재로서 탈크를 180중량부, 점착 부여제로서 고무변성 로진을 15중량부, 증점제로서 KJ-200D를 30중량부 첨가하였고, 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌(9)노닐페놀레이트를 1.0중량부 더 추가하였으며 전체 조성물의 배합 비율은 하기의 표 1에 나타냈다.

[측정 방법]

실시예 1과 동일하며 결과는 하기의 표 2에 나타냈다.

<비교실시예 1~5: 수성 에멀젼 접착제의 제조>

[제조 공정]

비교실시예 1~5의 제조공정은 실시예 1~5의 각각과 동일한 과정을 반복하였고, 실시예가 점착 부여제로서 고무변성 로진을 사용하는 것과 비교하기 위하여, 비교실시예의 점착 부여제로서는 검로진(gum rosin)을 사용하였다. 점착 부여제로서 실시예와 비교실시예가 각각 고무변성 로진, 검로진을 사용한다는 점을 제외하고는, 비교예 1~5의 전체 조성물 배합 비율은 실시예 1~5 각각의 경우와 동일하며 그 배합 비율을 하기의 표 1에 나타냈다.

[측정 방법]

실시예 1과 동일하며 결과는 하기의 표 2에 나타냈다.

원료명＼배합	기능	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5
CP-501	주바인더 수지	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
에틸렌글리콜	동결방지제	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
Nopco NxZ	소포제	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
살리실산	방부제	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
광유	표면건조지연제	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
dispersant-44S	안료분산제	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7
디옥틸프탈레이트(DOP)	가소제	5	4	3	3	3	5	4	3	3	3
폴리옥시에틸렌 노닐페놀레이트	계면활성제	-	-	-	-	1.0	-	-	-	-	1.0
물	희석용매	5	6	7	8	10	5	6	7	8	10
HPMC	증점보수제	0.8	0.8	1.0	1.0	1.2	0.8	0.8	1.0	1.0	1.2
Aerosil 200	증점보수제	-	-	2	-	-	-	-	2	-	-
탄산칼슘	충전재	180	180	180	160	-	180	180	180	160	-
돌로마이트	충전재	-	-	-	20	-	-	-	-	20	-
탈크	충전재	-	-	-	-	180	-	-	-	-	180
검로진	점착부여제	-	-	-	-	-	7	8	8	9	15
고무변성로진	점착부여제	7	8	8	9	15	-	-	-	-	-
KJ-200D	증점제	15	20	25	30	30	15	20	25	30	30
계		316.9	322.9	330.1	335.1	344.3	316.9	322.9	330.1	335.1	344.3

물성	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3	비교실시예 4	비교실시예 5	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
점도(25℃, cP)	198만	170만	150만	138만	130만	200만	180만	160만	142만	135만
지촉건조시간(분)	15	18	23	25	30	13	16	20	24	28
초기 부착성(mm)	5	4	3	2	1	0	0	0	0	0
부착력(%)	87	80	70	90	75	98	97	92	100	100
연필경도	2H	2H	2H	2H	2H	2H	2H	2H	2H	2H
접착강도(Kg/cm²)	28	27	30	45	50	46	47	55	57	59
내수성(시간)	72	72	60	68	57	88	90	80	97	96
시공작업성	△	△	○	○	○	○	○	◎	◎	◎

(△양호, ○우수, ◎매우 우수)

상기 결과에 나타난 바와 같이 실시예의 부착력, 접착강도 및 내수성이 비교실시예에 비해 월등히 우수하였다. 또한 실시예가 비교실시예의 경우보다 시공작업성의 면에서도 향상된 결과를 나타냈다.

본 발명에 의해 합성된 고무변성 로진을 접착제중에 첨가할 경우 액상 고무와의 혼합으로 내수성이 좋아지고, 고분자량화 시킴에 따라 톨루엔에 대한 용해성이 좋아져 저온에서도 응고가 되지 않아 작업성 및 저장안정성이 개선되며, 고무와 로진의 강한 점착성으로 부착성 및 접착력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

하기 화학식 1의 고무변성 로진을 전체 조성물 중에 2 내지 7중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제 조성물.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, n은 3 내지 4, Z는 에폭시드화 또는 아미드화된 로진, W는 에폭시드화된 로진 또는 니트릴 작용기)
제 1 항에 있어서,

상기 고무변성 로진은 전체 조성물 중에 2 내지 5중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 고무변성 로진은 하기 화학식 2의 아비에틴산을 주성분으로 하는 천연로진 및 분자량이 500 내지 800인 하기 화학식 3의 액상고무로서, 분자쇄 중에 2개 이상의 에폭시드기 또는 아미드기를 포함하는 액상고무를 중량비 1:1.2 내지 1:5로 반응시킴으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제 조성물.

[화학식 2]

[화학식 3]

(상기 화학식 3에서, n은 3 내지 4의 정수, X는 에폭시드 또는 아미드, Y는 에폭시드 또는 니트릴)
제 3 항에 있어서,

상기 액상고무의 분자량은 700 내지 800인 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 접착용 수성 에멀젼 접착제 조성물.