HPMC(하이드록시프로필 메틸셀룰로오스)는 건축 자재, 특히 시멘트 기반 타일 접착제에 널리 사용되는 일반적으로 사용되는 수용성 폴리머입니다. HPMC의 고유한 화학적 특성과 물리적 특성은 타일 접착제의 접착력, 시공 성능 및 내구성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
(1) HPMC에 대한 기본지식
1. HPMC의 화학구조
HPMC는 천연 셀룰로오스를 화학적으로 변형시켜 얻은 셀룰로오스 유도체입니다. 그 구조는 주로 셀룰로오스 사슬의 일부 수산기를 대체하는 메톡시(-OCH₃) 및 히드록시프로폭시(-CH2CHOHCH₃) 그룹으로 구성됩니다. 이러한 구조는 HPMC에 우수한 용해성과 수화 능력을 부여합니다.
2. HPMC의 물리적 특성
용해도: HPMC는 찬물에 용해되어 투명한 콜로이드 용액을 형성할 수 있으며 수화 및 농축 능력이 좋습니다.
열겔화: HPMC 용액은 가열되면 겔을 형성하고 냉각 후에는 액체 상태로 돌아갑니다.
표면 활성: HPMC는 용액 내에서 표면 활성이 우수하여 안정적인 기포 구조를 형성하는 데 도움이 됩니다.
이러한 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 HPMC는 시멘트 기반 타일 접착제를 수정하는 데 이상적인 재료입니다.
(2) 시멘트 기반 타일 접착제의 성능을 향상시키는 HPMC의 메커니즘
1. 수분 보유력 향상
원리: HPMC는 용액 내에서 점성 네트워크 구조를 형성하여 수분을 효과적으로 가둘 수 있습니다. 이러한 수분 보유 능력은 많은 양의 수분을 흡수하고 보유할 수 있는 HPMC 분자의 친수성 그룹(예: 수산기 그룹)이 많기 때문입니다.
접착력 향상: 시멘트 기반 타일 접착제는 경화 과정에서 수화 반응에 참여하기 위해 수분이 필요합니다. HPMC는 수분의 존재를 유지하여 시멘트가 완전히 수화되도록 하여 접착제의 접착력을 향상시킵니다.
오픈 시간 연장: 수분 유지로 시공 중에 접착제가 빨리 건조되는 것을 방지하여 타일 배치 조정 시간을 연장합니다.
2. 시공성능 향상
원리: HPMC는 증점 효과가 뛰어나며 그 분자는 수용액에서 네트워크형 구조를 형성하여 용액의 점도를 높일 수 있습니다.
처짐 방지 특성 향상: 두꺼워진 슬러리는 시공 과정에서 처짐 방지 특성이 향상되어 포장 과정에서 타일이 미리 결정된 위치에 안정적으로 머물 수 있고 중력으로 인해 미끄러지지 않습니다.
유동성 향상 : 적절한 점도로 시공 시 접착제의 도포 및 도포가 용이함과 동시에 작업성이 좋아 시공 난이도가 낮아집니다.
3. 내구성 강화
원리: HPMC는 접착제의 보수성과 접착력을 향상시켜 시멘트계 타일 접착제의 내구성을 향상시킵니다.
접착 강도 향상: 완전히 수화된 시멘트 기재는 더 강한 접착력을 제공하며 장기간 사용 중에 떨어지거나 갈라지는 경향이 없습니다.
균열 저항성 향상: 우수한 보수력은 건조 과정에서 접착제의 대규모 수축을 방지하여 수축으로 인한 균열 문제를 줄입니다.
(3) 실험 데이터 지원
1. 보수 실험
연구에 따르면 HPMC를 첨가하면 시멘트 기반 타일 접착제의 보수율이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다. 예를 들어 접착제에 HPMC를 0.2% 첨가하면 보수율을 70%에서 95%로 높일 수 있습니다. 이러한 개선은 접착제의 접착력과 내구성을 향상시키는 데 중요합니다.
2. 점도시험
첨가된 HPMC의 양은 점도에 상당한 영향을 미칩니다. 시멘트 기반 타일 접착제에 0.3% HPMC를 첨가하면 점도가 여러 배 증가하여 접착제의 처짐 방지 성능과 시공 성능이 우수합니다.
3. 결합강도 시험
비교 실험을 통해 HPMC를 함유한 접착제의 타일과 기재 사이의 접착력이 HPMC를 함유하지 않은 접착제의 접착력보다 훨씬 더 우수하다는 것을 확인했습니다. 예를 들어 HPMC를 0.5% 첨가하면 약 30% 정도 접착강도를 높일 수 있다.
(4) 적용예
1. 바닥 타일 및 벽 타일 배치
바닥 타일과 벽 타일의 실제 시공에서 HPMC 강화 시멘트 기반 타일 접착제는 더 나은 시공 성능과 지속적인 접착력을 보여주었습니다. 시공 과정에서 접착제는 물을 빨리 잃지 않아 시공의 매끄러움과 타일의 평탄도를 보장합니다.
2. 외벽 단열 시스템
HPMC 강화 접착제는 외부 벽 단열 시스템에도 널리 사용됩니다. 우수한 보수력과 접착력으로 단열보드와 벽체의 강한 접착력을 보장하여 외벽단열시스템의 내구성과 안정성을 향상시킵니다.
시멘트 기반 타일 접착제에 HPMC를 적용하면 접착제 성능이 크게 향상됩니다. HPMC는 수분 보유력을 향상시키고 건축 성능을 향상시키며 내구성을 개선함으로써 시멘트 기반 타일 접착제를 현대 건축 요구 사항에 더욱 적합하게 만듭니다. 기술이 발전하고 고성능 건축자재에 대한 수요가 증가함에 따라 HPMC의 적용 전망은 더욱 넓어질 것입니다.
게시 시간: 2024년 6월 26일