KR100953829B1 - Watersoluble ceramic paint composition having improved cohesion quality at high temperature - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극고온에서 열을 차단하는 차열성 기능 및 결합력이 우수한 수성 세라믹 도료 조성물에 관한 것으로, 차열성 기능 구성성분으로 산화티탄, 디크롬산안티몬, 혼합물과 SiC, SiO2-Al2O3의 혼합물을 포함하며, 고온의 열원에 노출되었을 경우 세라믹 도막의 결합력을 강화시키기 위한 결합제로 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O, 텅스텐카바이드, 규산화나트륨(Na2·3SiO2), 이산화규소를 포함하는 극고온에서 차열성 및 결합력이 우수한 수성 세라믹 도료 조성물에 관한 것이다.The invention of the heat shield function, and that the binding force of the ceramic excellent aqueous coating composition, of titanium oxide with heat shield function component, antimony di-chromic acid, and mixtures SiC, SiO 2 -Al 2 O 3 to block heat from the hot electrode inclusion and, when exposed to a high temperature heat source coupled to strengthen the bonding force between the ceramic coating agent Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O, tungsten carbide, silicate, sodium mixture (Na 2 · 3SiO 2 ), And an aqueous ceramic coating composition having excellent heat shielding and bonding strength at an extremely high temperature containing silicon dioxide.

본 발명은 고온의 내화로, 항공기 등 공기와의 마찰로 극고온이 발생하는 항공기나 우주선 등의 외면에 도포하는 경우 중, 저온 영역에서보다는 극고온 영역에서 결합력이 증대되는 극고온에서의 차열성 및 결합력이 우수한 수성 세라믹 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention, when applied to the outer surface of the aircraft or spacecraft, such as a high temperature fire-resistant, friction with the air, such as aircraft, the heat shielding properties at the extremely high temperature that the bonding force is increased in the very high temperature region than in the low temperature region And an aqueous ceramic coating composition having excellent bonding strength.

도료, 세라믹도료, 결합제, 차열성, Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O, 텅스텐카바이드, 규산화나트륨, 이산화규소. Paints, ceramic paints, binders, heat shields, Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O, tungsten carbide, sodium silicate, silicon dioxide.

Description

고온 결합력이 우수한 수성 세라믹 도료 조성물 {Watersoluble ceramic paint composition having improved cohesion quality at high temperature}Water-soluble ceramic paint composition having improved cohesion quality at high temperature}

본 발명은 고온에서 열을 차단하는 차열성이 우수하고, 또한 도막의 결합력이 우수하여 고온에서 차열성 도막의 튀틀림이나 홀(hole) 발생이 없는 세라믹계 수성 도료 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic-based water-based coating composition having excellent heat shielding ability to block heat at a high temperature, and excellent bonding force of the coating film, so that there is no buckling or hole generation of the heat shielding coating film at a high temperature.

근래부터 고온에서 작업이 이루어지는 실험실의 실험요로, 제철공업에서 사용하는 공업용 요로나 전기로, 시멘트 산업등에서 사용하는 킬른, 도자기 산업등의 요업에서 사용하는 내화로 및 공기와의 고속마찰로 극고온이 발생하는 항공기나 우주선 등의 외벽 등의 열차단 조성물로 차열성 도료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 중, 저온에서 건물이나 액체 저장탱크, 물류센터의 건물, 대형건축물, 박물관, 고층빌딩, 실내 수영장 등 냉방비나 난방비를 절약하기 위한 차열성 도료 조성물도 활발히 연구되고 있는 실정이다. 그러나 중, 저온 영역이 아닌 고온에서의 차열성 및 결합력이 우수한 수성 세라믹 도료 조성물에 대한 연구는 극히 미미 한 실정이며, 더욱이 고온에서 세라믹 구성성분들간의 결합력을 항상시킨 세라믹 도료에 대한 연구는 전무한 실정으로 보인다.In recent years, the laboratory has been working at high temperatures, industrial furnaces used in the steel industry, electric furnaces, kilns used in the cement industry, and fire furnaces used in ceramics, such as the ceramics industry, and high-speed friction with air. Research on heat shielding paints with thermal barrier compositions such as exterior walls of aircrafts or spacecrafts that are generated is being actively conducted. In addition, heat shielding paint compositions for reducing cooling or heating costs such as buildings, liquid storage tanks, buildings of distribution centers, large buildings, museums, high-rise buildings, indoor swimming pools, etc. are being actively studied at low and medium temperatures. However, very little research has been conducted on water-based ceramic coating compositions having excellent heat shielding properties and bonding strength at high temperatures other than the low and mid-temperature ranges. Moreover, there is little research on ceramic coatings that have always maintained the bonding force between ceramic components at high temperatures. Seems.

중, 저온에서의 차열성 도료 조성물은 주로 유기성 고분자 수지를 포함하는 조성물로 계절에 따른 에너지 비용 절감과 일정한 내부온도의 유지를 위한 목적으로 사용되는 경우가 대부분이며, 고온에서의 차열성 도료는 에너지 절감 목적보다는 고온에 의한 발화, 파괴, 폭발 등으로부터 물체를 보호하기 위한 안전목적이 주목적이다. 예를 들면, 우주 왕복선의 단열보드의 이탈로 미세 홀이 발생하고, 이러한 미세 홀에 고온이 집중되어 우주선의 폭발로 이어지는 경우와 동일한 경우라 할 수 있다. 극고온 열원에 노출된 물체의 경우 내부의 온도가 급상승하므로 외부의 열이 내부로 전달되는 현상을 차단함에 의해 물체 내부의 온도 상승을 방지하고, 따라서 안전사고나 폭발이나 화재발생을 최대한 억제하기 위한 목적으로 볼 수 있다. 또한 1000 ℃ 이상의 고온에서의 차열성 도료는 중, 저온에서의 차열성 도료와는 달리 고온에서 발화나 분해가 발생한는 유기계 고분자 재료는 전햐 사용할 수 없으며, 따라서 고온 차열성 도료는 무기 세라믹계 재료로 이루어진 수성도료로만 이루어진다고 할 수 있으며, 이러한 경우 세라믹 재료간에 수소결합이나, 금속결합, 이온결합, 혹은 매크로 구조에 의한 흡착이나 앵커 결합등이 작용하기 어렵기 때문에 대체로 결합력이 취약하다는 것이 종래부터 주요 문제점으로 지적되어 왔다. Medium and low temperature heat-resistant coating composition is mainly a composition containing an organic polymer resin is used to reduce the energy cost according to the season and maintain a constant internal temperature, heat-shielding paint at high temperature is energy The main purpose is to protect the object from ignition, destruction and explosion due to high temperature, rather than saving. For example, it may be the same as the case where micro holes are generated due to the departure of the insulation board of the space shuttle, and high temperatures are concentrated in the micro holes, leading to the explosion of the spacecraft. In the case of an object exposed to a very high heat source, the internal temperature rises rapidly, thereby preventing the temperature rise inside the object by blocking a phenomenon in which the external heat is transferred to the interior, thereby preventing the safety accident or explosion or fire as much as possible. It can be seen as a purpose. In addition, unlike heat shield paints at high temperatures of 1000 ° C. or higher, organic polymer materials that ignite or decompose at high temperatures cannot be used at all. Therefore, high temperature heat shield paints are made of inorganic ceramic materials. It can be said that it is made only of water-based paints. In this case, the main problem is that the bonding strength is generally weak because hydrogen bonding, metal bonding, ionic bonding, adsorption or anchor bonding by macro structure is difficult to work. Has been pointed out.

차열성 도료의 열흡수, 열전달 차단 메카니즘을 살펴보면 다음과 같다. 차열성 세라믹 도료는 주로 적외선 영역에 해당하는 열선을 반사하거나, 가시광선 및 자외선의 흡수를 억제하거나, 혹은 흡수한 열을 복사시키거나, 흡수한 열의 전도나 대류를 억제하는 기능이 우수한 세라믹 재료를 사용하고, 또한 도막의 구조를 적절히 설계하여 차열효과를 달성하고 있는 것으로 보인다. 이러한 차열성 도료에 대해서는 대한민국 공개특허공보 10-2002-50708호, 대한민국 공개특허공보 10-2004-43612호, 대한민국 공개특허공보 10-2004-465096호, 10-2007-87944호, 일본 공개특허공보 소63-29712호, 대한민국 공개특허10-2003-58174호에 개시되어 있다. 그러나, 고온 차열성 도료에 대한 첨단기술을 보유하고 있는 외국의 선진기업들은 대부분이 차열성 도료에 대한 조성물에 대해서는 노하우로 간직하고 특허로는 출원하디 않거나, 특허로 출원한다 하더라도 주요 핵심기술은 공개하지 않고 조성물의 도포방법이나 조성물의 효과에 대해서만 기재하여 출원하는 경우가 대부분이므로, 고온 차열성 도료 조성물에 대해서는 국내에 알려진 기술이 거의 없는 실정이다. The heat absorption and heat transfer blocking mechanism of the heat shielding paint is as follows. Heat-resistant ceramic paints mainly use ceramic materials with excellent functions of reflecting heat rays in the infrared region, suppressing absorption of visible and ultraviolet rays, radiating absorbed heat, and suppressing conduction and convection of absorbed heat. In addition, it seems that the heat shielding effect is achieved by appropriately designing the structure of the coating film. Such heat shielding coatings are disclosed in Korean Unexamined Patent Publication Nos. 10-2002-50708, 10-2004-43612, 10-2004-465096, 10-2007-87944, and Japanese Unexamined Patent Publication. US Pat. No. 63-29712, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-58174. However, foreign advanced companies that possess advanced technology for high temperature heat-shielding paints retain most of their know-how for compositions for heat-shielding paints and do not apply for patents or apply for patents. In many cases, only the application method of the composition and the effect of the composition are described and applied. Therefore, there is little technology known in Korea for the high temperature heat-shielding coating composition.

외국에서 수입되어 시중에서 판매되고 있는 종래의 고온 차열성 도료의 물성을 살펴보면, 고온 차열효과는 어느 정도 달성되나, 고온에 장시간 노출시 차열성 도막의 결합력이 취약해져 도막의 층 분리현상이나 도막이 갈라지는 현상, 도막이 재료의 표면에서 이탈하는 현상, 도막의 일부분에 홀(hole)이 발생하는 문제점이 종종 발생하였다. 이러한 문제점은 고온에서 세라믹 도료간의 결합력이 취약하져 도막의 결합이 무너지는 현상으로 볼 수 있다. 기존의 중, 저온 차열성 도료의 경우 유기 고분자 수지를 사용하므로, 통상적으로 사영되는 유기 결합제, 분산제, 바인더 등을 첨가하여 도막의 결합력을 수월하게 강화시킬 수가 있었으나, 고온 차열성 도료에는 분해, 발화의 문제로 유기물질은 사용할 수 없으므로, 순수한 무기계 세라믹 재료만으로 도막을 형성하여야 하며, 이러한 경우 차열성 도막의 결합력이 취약하다는 문제점이 심각한 문제점으로 대두되어 왔으며, 특히 고온에서 결합력이 더더욱 취약해지는 문제점이 발생하였다. 종래에는 일반적으로 무기 세라믹계 도료의 결합제로는 나트륨실리케이트, 칼륨실리케이트, 리튬실리케이트, 콜로이드 실리카, 규산나트륨, 규산칼륨, 규소화합물, 오르가노실록산, 테트라알콕시 실란, 금속알콕사이드, Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O등이 사용되었으며, 이러한 결합제는 대한민국 특허 2000-67313호, 일본 공개특허공보 평10-25431호, 대한민국 특허 2000-10246호, 대한민국 특허 2000-43675호 등에 개시되어 있다. 그러나 종래 차열성 세라믹 도료에 사용해온 결합제는 고온에서의 결합력이 취약하여 도막의 박리현상, 뒤틀림이나 홀(hole) 발생현상, 도막의 연화나 유리화 현상이 심각하게 발생하였다. Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O를 결합제로 사용하는 경우에는 여타의 결합제보다는 상대적으로 결합력이 우수하다는 것이 보고되고 있으나 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O 결합제의 경우에도 고온에서 장시간 노출되는 경우 결합력이 다소 취약해질 수 있다. 본 발명자는 세라믹 재료의 결합제로 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O 보다 결합력이 더욱 우수한 결합제를 찾아내기 위해 수 많은 결합제에 대한 반복시험을 하여 고온에서 최대의 결합력을 발현하는 결합제 조성물을 발견하여 본 발명을 완성하였다. Looking at the properties of conventional high temperature heat insulating paints that are imported from foreign countries and sold on the market, the high temperature heat shielding effect is achieved to some extent. Problems often occurred such as development, release of the coating film from the surface of the material, and generation of holes in portions of the coating film. This problem may be regarded as a phenomenon that the bonding strength between the ceramic paints is weak at high temperatures, the bonding of the coating film is broken. In the case of the existing medium and low temperature heat shielding paints, organic polymer resins are used, and thus organic binders, dispersants, and binders are commonly used to enhance the bonding strength of the coating film. Since organic materials cannot be used due to the problem, the coating film should be formed using only pure inorganic ceramic materials. In this case, the problem of weak bonding strength of the heat shielding coating film has been a serious problem. Occurred. Conventionally, as a binder of inorganic ceramic paints, sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, colloidal silica, sodium silicate, potassium silicate, silicon compound, organosiloxane, tetraalkoxy silane, metal alkoxide, Al 2 O 3 -MgO -SiO 2 -Na 2 OK 2 O and the like, and the binder is disclosed in Korean Patent 2000-67313, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-25431, Korean Patent 2000-10246, Korean Patent 2000-43675 and the like. have. However, the binder used in the conventional heat shielding ceramic paint has a weak bonding force at a high temperature, so that peeling of the coating film, distortion or hole generation, softening or vitrification of the coating film occur seriously. When Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O is used as a binder, it has been reported that the bonding strength is relatively better than that of other binders, but Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 Even in the case of O binders, the long term exposure to high temperatures may cause the bonding strength to be weak. The present inventors have repeated tests on a number of binders to find a binder having a higher binding strength than Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O as a binder of a ceramic material, thereby expressing the maximum binding force at a high temperature. The binder composition was found to complete the present invention.

따라서 본 발명자들은 차열성 무기 세라믹 재료에 결합력을 부여할 수 있는 다양한 조합의 무기계 결합제를 검토한 결과 종래 사용하는 무기계 차열성 세라믹 재료와 상용성이 우수하고, 동시에 고온에서 유리화, 연화현상이 발생하지 않는 수 많은 무기계 결합재료를 탐색하여 본 발명을 완성하였다.Therefore, the inventors of the present invention have studied various combinations of inorganic binders capable of imparting bonding strength to heat shielding inorganic ceramic materials, and have excellent compatibility with conventional inorganic heat shielding ceramic materials, and at the same time, vitrification and softening do not occur at high temperatures. The present invention has been completed by searching numerous inorganic binder materials.

본 발명은 종래 극고온에서 사용되는 차열성 도료가 고온에 장시간 노출시 결합력이 취약해지는 문제점을 해결하기 위한 결합제 조성물을 제공하기 위한 것이며, 고온에서 차열성 무기계 세라믹 재료와 상용성이 우수하면서도, 유리화 및 연화현상이 발생하지 않는 무기 세라믹계 결합제 조성물을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a binder composition for solving the problem that the thermal barrier paint used in the conventional extremely high temperature is weak bond strength when exposed to high temperature for a long time, and excellent compatibility with the heat shield inorganic ceramic material at high temperature, vitrification And to provide an inorganic ceramic-based binder composition does not occur softening phenomenon.

이하 본 발명의 구성 및 효과를 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in detail.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 결합제는 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O, 텅스텐카바이드, 규산화나트륨(Na2·3SiO2), 이산화규소로 이루어진다. As described above, the binder of the present invention is composed of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O, tungsten carbide, sodium silicate (Na 2 · 3 SiO 2 ), silicon dioxide.

Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O는 고온에서의 결합력이 뛰어나며, 텅스텐카바이드는 고온에서 강한 막을 형성하는 세라믹계 재료이며, 규산화나트륨(Na2·3SiO2)과 이산화규소는 서로 상승효과를 발휘하여 고온에서 발포되어 고온에서 발생할 수 있는 차열성 도막의 비틀림이나 홀(hole)을 충진시키는 역할을 한다. 그러나, 규산화나트륨과 이산화규소를 과량 첨가하는 경우에는 고온에서 발포하면서 도막을 변형시키거나 파괴시키킬 수가 있으므로, 규산화나트륨과 이산화규소는 소량을 첨가한다. 반대로 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O와 텅스텐 카바이드만을 결합제로 사용하는 경우에는 결합력은 우수하나 고온에서 발생할 수 있는 도막의 뒤틀림이나 홀(hole) 발생으로 인한 공극을 채우기가 어려운 문제점이 발생한다. 즉, 본 발명은 결합제 성분으로 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O와 텅스텐 카바이드을 주재료로 하면서, 고온에서 물리적으로 발생할 수 있는 도막의 결함(defect, hole)들을 규산화나트룸과 이산화규소의 발포작용으로 매꾸어 주는 상충효과를 발휘하는 것이다. Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O has excellent bonding strength at high temperatures, tungsten carbide is a ceramic-based material that forms a strong film at high temperatures, and sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) and silicon dioxide The synergistic effect of each other serves to fill the torsion or holes of the heat shielding coating film which may be foamed at a high temperature to occur at a high temperature. However, when excessive addition of sodium silicate and silicon dioxide can deform or destroy the coating film while foaming at a high temperature, sodium silicate and silicon dioxide are added in small amounts. On the contrary, when Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O and tungsten carbide are used as the binder, the bonding strength is excellent, but it is difficult to fill the pores due to warping or hole generation of the coating film which may occur at high temperatures. Difficult problems arise. That is, the present invention is based on Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O and tungsten carbide as a binder component, the defects (holes) of the coating film that can occur physically at high temperature It is to exert a trade-off effect that is smoothed by the foaming action of and silicon dioxide.

구체적인 결합제의 함량은 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2(중량비) 혼합물 95~98중량부에 규산화나트륨(Na2·3SiO2)/이산화규소=1/1(중량비) 2~5 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2(중량비) 혼합물 100중량부에 규산화나트륨(Na2·3SiO2)/이산화규소=1/1(중량비) 혼합물 2 중량부를 포함하는 경우 가장 우수한 결합력을 나타내었다. 규산화나트륨(Na2·3SiO2)/이산화규소=1/1 혼합물의 첨가량은 차열성 조성물의 종류에 따라 반복시험으로 신중하게 선정하여야 하며, 규산화나트륨(Na2·3SiO2)/이산화규소=1/1 혼합물의 함량은 결합제 전체 고형분 중량 대비 5%를 초과하는 경우에는 결합효과가 떨어진다. 또한 결합제의 첨가량은 차열성 조성물 전체 100중량부 대비 5~10중량부 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7~8중량부 첨가하는 것이 바람직하다.Specific binder content is Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 (weight ratio) 95-98 parts by weight of sodium silicate (Na 2 · 3 SiO 2 ) / silicon dioxide It is preferred to include 2 to 5 parts by weight of = 1/1 (weight ratio), more preferably Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 (weight ratio) mixture 100 weight When the part contains 2 parts by weight of a mixture of sodium silicate (Na 2 · 3 SiO 2 ) / silicon dioxide = 1/1 (weight ratio), it showed the best binding force. The addition amount of sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) / silicon dioxide = 1/1 mixture should be carefully selected by repeated tests according to the type of heat shield composition, and sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) / silicon dioxide When the content of the = 1/1 mixture exceeds 5% of the total solid weight of the binder, the binding effect is reduced. In addition, the amount of the binder is preferably added 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total heat shield composition, more preferably 7 to 8 parts by weight.

Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 혼합물과 이산화규소는 고체 미립자 형태로 첨가하며, 규산화나트륨(Na2·3SiO2)은 50 중량% 수용액으로 첨가한다. 결합제의 제조방법은 글래스비드를 장입한 다이노밀에 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 혼합물 95~98 중량부를 투입하고, 규산화나트륨(Na2·3SiO2) 50중량% 수용액 2~5 중량부, 이산화규소 1~2.5 중량부를 투입하여 2,500 rpm 에서 3시간 분산시켜 제조한다. 상기한 방법으로 제조한 결합제는 차열성 조성물 100 중량 대비 5~10 중량부 첨가한다. Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 The mixture and silicon dioxide are added in the form of solid particulates, and sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) is added as a 50% by weight aqueous solution. Add. In the manufacturing method of the binder, 95-98 parts by weight of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 mixture was added to a dynomil loaded with glass beads, and sodium silicate (Na 2 3SiO 2 ) 2 to 5 parts by weight of a 50% by weight aqueous solution and 1 to 2.5 parts by weight of silicon dioxide are added and dispersed at 2,500 rpm for 3 hours. The binder prepared by the above method is added 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat shield composition.

상기한 바와 같이, 본 발명의 결합제를 차열성 도료 100 중량부에 대해 5~15 중량부 첨가하는 경우, 차열성이 기존의 제품에 비해 우수하면서도, 도막의 결합력은 기존의 제품에 비해 극히 우수하여 고온에서 장시간 노출시에도 도막의 박리현상, 뒤틀림이나 홀의 발생, 흘러내림 현상이 관찰되지 않았다. 상기 결합제 조성물의 조성비는 경우에 따라 일부 가감할 수 있으며, 반드시 상기한 조성물의 함량범위에만 국한되는 것은 아니다.As described above, in the case of adding 5 to 15 parts by weight of the binder of the present invention with respect to 100 parts by weight of the heat shielding paint, the heat shielding property is superior to the existing products, but the bonding strength of the coating film is extremely superior to the existing products. Even when exposed to high temperature for a long time, peeling of the coating film, generation of distortion, holes, and dropping were not observed. The composition ratio of the binder composition may be partially added or subtracted as the case may be, and is not necessarily limited to the content range of the composition described above.

[실시예 1]Example 1

상기 제조방법에 따라 하기 표 1에 기재된 조성비로 성분들을 혼합하여 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 혼합물 95중량부와 규산화나트륨(Na2· 3SiO2)/이산화규소=1/1 혼합물 5중량부의 결합제를 제조하였다.95 parts by weight of the mixture of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 and sodium silicate (Na 2 · A 5 parts by weight binder of 3SiO 2 ) / silicon dioxide = 1/1 mixture was prepared.

[실시예 2][Example 2]

상기 제조방법에 따라 하기 표 1에 기재된 조성비로 성분들을 혼합하여 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 혼합물 98중량부와 규산화나트륨(Na2·3SiO2)/이산화규소=1/1 혼합물 2중량부의 결합제를 제조하였다.98 parts by weight of the mixture of Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 and sodium silicate (Na 2 · A 2 parts by weight binder of 3SiO 2 ) / silicon dioxide = 1/1 mixture was prepared.

[표 1] 결합제의 조성비(중량부)TABLE 1 Composition ratio of binder (parts by weight)

성분ingredient 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O 7676 78.478.4 텅스텐카바이드Tungsten carbide 1919 19.619.6 규산화나트륨(Na2·3SiO2) 50 중량%수용액50 wt% aqueous solution of sodium silicate (Na 2 · 3 SiO 2 ) 55 22 이산화규소Silicon dioxide 2.52.5 1One

[차열성 조성물 제조]Manufacture of heat shield composition

차열성 조성물은 산화티탄/디크롬산안티몬/SiC/SiO2-Al2O3=1/1/1/1 (중량비) 혼합물을 50 중량% 함유하는 수성 세라믹 차열성 조성물을 결합제 제조방법과 동일한 방법으로, 글래스비드를 장입한 다이노밀에서 2,500 rpm으로 3 시간 분산시켜 제조하였으며 자세한 구성성분은 하기 표 2와 같다(단위: 중량부).The heat shield composition is the same method as the binder manufacturing method of the aqueous ceramic heat shield composition containing 50% by weight of the titanium oxide / antimony dichromate / SiC / SiO 2 -Al 2 O 3 = 1/1/1/1 (weight ratio) mixture As prepared, the glass beads were dispersed by dispersing at 2,500 rpm for 3 hours in a dynomill, and detailed components are shown in Table 2 below (unit: parts by weight).

[표 2] 차열성 조성물의 조성비TABLE 2 Composition ratio of heat shield composition

구성성분Ingredient 중량부Parts by weight 산화티탄Titanium oxide 12.512.5 디크롬산안티몬Dichromate Antimony 12.512.5 SiCSiC 12.512.5 SiO2-Al2O3 SiO 2 -Al 2 O 3 12.512.5 water 5050

하기 실시예 3,4,5,6에 제시한 바와 같이, 상기 차열성조성물 100 중량부에 대해 상기 실시예 1, 2에서 제조한 본 발명에 따른 결합제조성물을 7 중량부, 12 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 차열성조성물을 제조하였다.As shown in Examples 3, 4, 5 and 6, 7 parts by weight and 12 parts by weight of the binder composition according to the present invention prepared in Examples 1 and 2 were mixed with respect to 100 parts by weight of the heat shield composition. A heat shield composition according to the present invention was prepared.

[실시예 3]Example 3

차열성 조성물 100 중량부에 실시예 1의 결합제 조성물 7 중량부를 투입한 조성물을 제조하였다.A composition prepared by adding 7 parts by weight of the binder composition of Example 1 to 100 parts by weight of the heat shield composition.

[실시예 4]Example 4

차열성 조성물 100 중량부에 실시예 1의 결합제 조성물 12 중량부를 투입한 조성물을 제조하였다.A composition prepared by adding 12 parts by weight of the binder composition of Example 1 to 100 parts by weight of the heat shield composition.

[실시예 5]Example 5

차열성 조성물 100 중량부에 실시예 2의 결합제 조성물 7 중량부를 투입한 조성물을 제조하였다.A composition prepared by adding 7 parts by weight of the binder composition of Example 2 to 100 parts by weight of the heat shield composition.

[실시예 6]Example 6

차열성 조성물 100 중량부에 실시예 2의 결합제 조성물 12 중량부를 투입한 조성물을 제조하였다.A composition prepared by adding 12 parts by weight of the binder composition of Example 2 to 100 parts by weight of the heat shield composition.

실시예 3,4,5,6 에서 제조한 조성물을 1mm 세라믹 시트위에 10 MIL 블레이드로 핸드코팅하여, 200℃에서 3시간 건조시킨 후, 상온에서 1일간 방치하여 물성을 측정하였다. 비교예는 시중에서 판매되고 있는 차열성 도료를 1mm 세라믹 시트 위에 10 MIL 블레이드로 핸드코팅하여, 200℃에서 3시간 건조시킨 후, 상온에서 1일간 방치하여 제조한 샘플을 사용하였다. 비교예의 도막두께는 1.65 mm 였다. 차열성 도막의 두께는 실시예 3가 1.5 mm, 실시예 4가 1.55 mm, 실시예 5가 1.7 mm, 실시예 6가 1.75 mm 였다. 물성 측정에 있어서 차열성은 차열성 도막이 형성된 면을 1000℃ 의 열원에 10분간 노출시킨 후, 세라믹 시트면의 온도를 열전계 온도계로 측정하였으며, 도막의 결합력은 박리현상, 뒤틀림 및 홀의 발생여부, 흘러내림 현상의 발생여부를 비교예와 상대비교하여, 불량, 보통, 양호, 매우양호로 나타내었다. 이상의 평가결과를 표 3에 나타내었다.The composition prepared in Example 3, 4, 5, 6 was hand-coated with a 10 MIL blade on a 1 mm ceramic sheet, dried at 200 ° C. for 3 hours, and then left at room temperature for 1 day to measure physical properties. In Comparative Example, a heat-shielding paint sold on the market was hand-coated with 10 MIL blades on a 1 mm ceramic sheet, dried at 200 ° C. for 3 hours, and then used at room temperature for 1 day to prepare a sample. The coating film thickness of the comparative example was 1.65 mm. The thickness of the heat shield coating film was 1.5 mm in Example 3, 1.55 mm in Example 4, 1.7 mm in Example 5, and 1.75 mm in Example 6. In the measurement of the physical properties, the thermal insulation film was exposed to a heat source at 1000 ° C. for 10 minutes, and then the temperature of the ceramic sheet surface was measured by a thermoelectric thermometer, and the bonding force of the coating film was peeling, warping and holes. In comparison with the comparative example, the occurrence of the drooping phenomenon was shown as defective, normal, good, and very good. The above evaluation results are shown in Table 3.

[표 3] 평가결과[Table 3] Evaluation Results

평가항목Evaluation item 평가조건Evaluation condition 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 비교예Comparative example 차열성Heat shield 1000℃ 에 10분간 노출10 minutes exposure at 1000 ℃ 500 ℃500 ℃ 480 ℃480 ℃ 485℃485 ℃ 465℃465 ℃ 550℃550 ℃ 결합력  cohesion 박리현상Peeling phenomenon 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 일부관찰Observation 뒤틀림/홀Twist / Hall 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 일부관찰Observation 흘러내림Dripping 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 미발생Not Occurred 일부관찰Observation

*비교예는 시중에서 판매되고 있는 차열성 도료를 1mm 세라믹 시트 위에 10 MIL 블레이드로 핸드코팅하여, 200℃에서 3시간 건조시킨 후, 상온에서 1일간 방치하여 제조한 샘플을 사용하였다. 비교예의 도막두께는 1.65 mm 였다. 평가결과는 비교예를 기준으로 한 상대평가를 수행하였다.* Comparative Example used a sample prepared by commercially available heat-shielding paint on the 1 mm ceramic sheet with a 10 MIL blade, dried for 3 hours at 200 ℃, then left at room temperature for 1 day. The coating film thickness of the comparative example was 1.65 mm. The evaluation result was carried out relative evaluation based on the comparative example.

표 3의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 결합제를 포함한 차열성 도료의 경우 기존의 차열성 도료에 비해 차열성이 우수하면서도, 결합력은 월등히 우수함을 알 수 있았다. 박리현상에 있어서는 기존 제품의 경우 결합력의 취약으로 인해 1000℃ 에서 10분간 노출시 박리현상이 일부 관찰되었으나, 본 발명의 차열성 조성물의 경우 박리현상이 관찰되지 않았으며, 뒤틀림이나 홀발생에 있어서도 기존 제품의 경우 뒤틀림이나 홀이 일부 발생하였으나, 본 발명 조성물의 경우 무기 세라믹계 발포성분의 첨가로 인해 뒤틀림이나 홀발생 문제가 발생하지 않았다. 흘러내림 현상에 있어서도 기존 제품의 경우 흘러내리는 정도는 아니나 연화현상이 일부 관찰되었으나, 본 발명의 결합제를 첨가한 차열성 도료의 경우 결합제의 강력한 결합력으로 인해 흘러내림 현상이 전혀 관찰되지 않았다.As can be seen from the results of Table 3, the heat shielding paint including the binder of the present invention was superior to the heat shielding paint, while the heat shielding, it was found that the bonding force is excellent. In the peeling phenomenon, the peeling phenomenon was partially observed when exposed at 1000 ° C. for 10 minutes due to the weakness of the bonding force in the existing product, but the peeling phenomenon was not observed in the heat shielding composition of the present invention, and even in the distortion or hole generation In the case of the product, some distortion or holes occurred, but in the case of the composition of the present invention, there was no problem of distortion or hole generation due to the addition of the inorganic ceramic foam component. In the flow-through phenomenon, the softening phenomenon was observed in some cases, but not in the case of the existing product, but in the heat-shielding paint to which the binder of the present invention was added, no flow-through phenomenon was observed due to the strong binding force of the binder.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 차열성 수성 세라믹 도료 조성물은 고온에서 차열성이 우수하면서도, 결합력이 기존의 차열성 도료에 비해 현저히 우수함을 알 수 있다. As described above, the heat-shielding water-based ceramic coating composition of the present invention is excellent in heat shielding at a high temperature, it can be seen that the bonding strength is significantly superior to conventional heat shielding paint.

Claims (4)

고온에서 결합력이 우수한 차열성 수성 세라믹 도료 조성물에 있어서, In a heat-shielding aqueous ceramic coating composition having excellent bonding strength at high temperature, 차열성 조성물 100중량부에 대하여 결합제 성분 5~15중량부를 포함하며,5 to 15 parts by weight of the binder component based on 100 parts by weight of the heat shield composition, 상기 차열성 조성물은 산화티탄/디크롬산안티몬/SiC/SiO2-Al2O3=1/1/1/1 중량비인 고형분 50중량%와 물 50중량%로 이루어지고,The heat shield composition is composed of 50% by weight of solid content and 50% by weight of water of titanium oxide / antimony dichromate / SiC / SiO 2 -Al 2 O 3 = 1/1/1/1, 상기 결합제 성분은 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 혼합물 95~98 중량부, 규산화나트륨(Na2·3SiO2) 50중량% 수용액 2~5 중량부, 이산화규소 1~2.5 중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 차열성 수성 세라믹 도료 조성물. The binder component is Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 95-98 parts by weight of the mixture, sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) 50% by weight aqueous solution 2-5 Part by weight, 1 to 2.5 parts by weight of silicon dioxide, heat-shielding aqueous ceramic coating composition characterized in that the mixture. 제1항의 차열성 수성 세라믹 도료 조성물을 물체의 외면에 도포하여, 물체의 외면에 차열성 도막을 형성시킨 적층체.The laminated body which apply | coated the heat-shielding aqueous ceramic coating composition of Claim 1 to the outer surface of the object, and formed the heat shielding coating film on the outer surface of the object. 제2항에 있어서, 상기 물체는 필름, 원료 저장탱크, 유체이송 핫 파이프, 항공기, 우주선, 전기로 외벽, 내화로 외벽 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 적층체.The laminate according to claim 2, wherein the object is any one of a film, a raw material storage tank, a fluid transfer hot pipe, an aircraft, a spacecraft, an outer wall of an electric furnace, and an outer wall of a fireproof furnace. 제1항의 차열성 수성 세라믹 도료 조성물을 제조하는 방법에 있어서, In the method of manufacturing the heat-shielding aqueous ceramic coating composition of claim 1, 산화티탄/디크롬산안티몬/SiC/SiO2-Al2O3=1/1/1/1 중량비인 고형분 50중량%와 물 50중량%로 이루어진 차열성 조성물을 글래스비드를 장입한 다이노밀에서 2,500 rpm으로 3시간 동안 분산시킨 후, 상기 차열성 조성물 100 중량부에 대하여 5~15중량부의 결합제를 첨가하여 2,500 rpm에서 1시간 추가로 분산시켜 제조하되,Titanium oxide / antimony dichromate / SiC / SiO 2 -Al 2 O 3 = 1/1/1/1 2,500 heat shielding composition consisting of 50% by weight of solids and 50% by weight of water in dinomil loaded with glass beads After dispersing at rpm for 3 hours, 5 to 15 parts by weight of the binder is added to 100 parts by weight of the heat-shielding composition to prepare an additional 1 hour at 2,500 rpm. 상기 결합제는 Al2O3-MgO-SiO2-Na2O-K2O/텅스텐카바이드=8/2 중량비의 혼합물 95~98 중량부와 규산화나트륨(Na2·3SiO2) 50중량% 수용액 2~5 중량부, 이산화규소 1~2.5 중량부의 비율로 구성됨을 특징으로 하는 차열성 수성 세라믹 도료 조성물의 제조방법. The binder is Al 2 O 3 -MgO-SiO 2 -Na 2 OK 2 O / tungsten carbide = 8/2 weight ratio mixture of 95 to 98 parts by weight and sodium silicate (Na 2 · 3SiO 2 ) 50% by weight aqueous solution 2 ~ 5 parts by weight, silicon dioxide 1 to 2.5 parts by weight of the manufacturing method of the heat-shielding aqueous ceramic coating composition, characterized in that.
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