KR101034033B1 - 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여, 우레탄 바니쉬 및 발포 스티렌폼을 포함하는 제1 용액 15~45 중량%, 알칼리 실리케이트 용액, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)을 포함하는 제2 용액 20~50 중량%, 탄산칼슘 분말 20~50 중량%, 실리케이트계 미네랄 5~15 중량%, 점토질 보강재 8~20 중량%, 및 수산화물 2~5 중량%를 포함하며;
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 우레탄 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하며,
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 관한 것이다.
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 우레탄 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하며,
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 스티렌폼 알갱이의 표면에 적용할 수 있는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물; 상기 코팅 조성물이 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이를 압축 성형하여 제조되는 발포 스트렌폼 단열재; 및 상기 발포 스티렌폼 단열재의 양면에 보호패널을 부착시킨 건축용 샌드위치 패널에 관한 것이다.
EPS(EXPANDED POLYSTYRENE) 샌드위치 패널은 먼저, 폴리스티렌(polystyrene beads)을 소정의 발포 비율로 발포한 후, 사일로(silo)에서 건조 숙성시킨 후, 성형기에서 연화할 때까지 가열한 후 냉각시켜서 발포 스티렌 성형체를 성형하고, 소정의 양생과정을 거쳐 열선을 이용하여 규격대로 절단하여 EPS 패널을 제작하고, 상기 EPS 패널을 보호패널(아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등)사이에 접착제를 이용하여 접착한 후, 규격대로 커팅하여 제조된다.
이러한 EPS 샌드위치 패널은 높은 단열 효과와 경제성, 방음성, 경량성, 기계적 강도, 인체 무해성 등의 이유로 공장, 축사 등의 단열재로 폭넓게 사용된다. 반면, 화재 발생시 인화성 및 유독가스 배출 등으로 인해 인체에 치명적인 문제점이 발생되므로 EPS 샌드위치 패널의 난연화는 매우 시급한 문제로 대두되고 있다.
최근에 개정된(2004년 10월) 건축법시행령 제61조는 일정규모 이상의 다중이용시설물, 공동주택, 생활수련시설물, 자연수련시설물 등의 벽, 천장, 복도, 계단 등을 불연, 준불연, 또는 난연 마감재료로 시공하도록 규정하고 있다. 따라서, 불연성능시험(KS F 2271)을 내부 마감재료중에서 폴리우레탄, 스티렌폼 샌드위치 패널 등에 대하여도 적용하도록 규정하고 있다. 따라서, 다중이용시설물 등의 내장재로 많이 사용되고 있는 EPS, 폴리우레탄 등은 연소시 유해가스를 발생시키며, 글라스울의 경우는 준 발암물질을 배출하므로 더 이상 특별한 조치 없이 샌드위치 패널의 내부 마감재료로 사용할 수 없게 되었다.
본 발명은, 종개기술의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
발포 스티렌폼 알갱이의 표면에 코팅되어 화재시 우수한 난연성을 제공하며, 유독가스 발생을 최소화하며, 발포 스티렌폼 알갱이 간에 우수한 접착성을 부여하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조되는 발포 스티렌폼 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 상기 발포 스티렌폼 단열재의 양면에 보호 패널을 부착시켜서 제조되는 건축용 샌드위치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여,
우레탄 바니쉬 및 발포 스티렌폼을 포함하는 제1 용액 15~45 중량%,
알칼리 실리케이트 용액, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)을 포함하는 제2 용액 20~50 중량%,
탄산칼슘 분말 20~50 중량%,
실리케이트계 미네랄 5~15 중량%,
점토질 보강재 8~20 중량%, 및
수산화물 2~5 중량%를 포함하며;
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 우레탄 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하며,
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은,
상기 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조된 발포 스티렌폼 단열재를 제공한다.
또한, 본 발명은.
상기 발포 스티렌폼 단열재의 양면에 보호 패널이 부착된 건축용 샌드위치 패널을 제공한다.
본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은, 발포 스티렌폼을 우레탄 바니쉬에 용해한 제1 용액을 사용함으로써, 유,무기질 기능성 성분들이 발포 스티렌폼의 표면에 균일하고 강하게 접착되게 하며, 상기 제1 용액과 유,무기질 기능성 성분들을 포함하는 제2 용액에 의해 발포 스티렌폼 알갱이의 접착력을 크게 향상시킨다. 따라서, 화재시 발포 스티렌폼 알갱이의 난연성을 향상시키며, 유독가스의 발생을 최소화한다. 또한, 발포 스티렌폼 알갱이 간의 결합력을 크게 향상시키므로, 발포 스티렌폼 단열재의 성형을 용이하게 한다. 또한, 상기 발포 스티렌폼 단열재를 사용하여 제조되는 건축용 샌드위치 패널의 제조를 용이하게 한다.
또한, 본 발명의 발포 스티렌폼 단열재는 화재시 우수한 난연성을 제공하며, 유독가스의 발생을 최소화한다.
또한, 본 발명의 건축용 샌드위치 패널은 화재시 우수한 난연성을 나타내며, 유독가스의 발생을 최소화하며, 제조가 용이한 특징을 갖는다.
도1은 본 발명의 건축용 샌드위치 패널의 구조를 나타낸 모식도이다.
도2는 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 보여주는 사진이다((a): 시판 발포 스티렌폼 단열재, (b): 실시예2에서 제조된 발포 스티렌폼 단열재).
도3은 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도2는 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 보여주는 사진이다((a): 시판 발포 스티렌폼 단열재, (b): 실시예2에서 제조된 발포 스티렌폼 단열재).
도3은 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은, 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여,
우레탄 바니쉬 및 발포 스티렌폼을 포함하는 제1 용액 15~45 중량%,
알칼리 실리케이트 용액, 카제인산 나트륨 또는 알긴산 나트륨, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)을 포함하는 제2 용액 20~50 중량%,
탄산칼슘 분말 20~50 중량%,
실리케이트계 미네랄 5~15 중량%,
점토질 보강재 8~20 중량%, 및
수산화물 2~5 중량%를 포함하며;
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 우레탄 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하며,
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 발포 스티렌폼에 난연성을 부여하기 위하여 알칼리 실리케이트 용액을 포함한다. 그러나, 일반적인 방법으로 발포 스티렌폼 알갱이에 공지의 알칼리 실리케이트 용액을 적용하면, 첨가된 알칼리 실리케이트의 양 만큼 발포 스티렌폼의 비중이 높아지고, 단열성능이 저하되며, 알칼리 실리케이트에 의한 실리케이트 필름의 형성으로 인하여 발포 스티렌폼을 이용한 샌드위치 패널의 제작이 불가능해지는 문제가 야기된다. 따라서, 본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로, 이미 발포된 스티렌폼을 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬에 용해한 제1 용액을 무기질 난연성 재료인 알칼리 실리케이트 용액을 포함하는 제2 용액과 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 용액은 유, 무기질 복합 난연성 재료로써, 발포 스티렌폼 알갱이 각각의 표면에 균일하고 견고하게 부착되어, 발포 스티렌폼 알갱이 끼리의 접착성을 향상시키므로, 발포 스티렌폼 패널 단열재로 성형하는 경우, 패널로의 성형을 용이하게 하며 우수한 난연성 및 내구성을 갖게 한다. 또한, 패널로 성형된 발포 스티렌폼 패널 단열재의 외부에 압연 강판이나 시멘트 패널 등의 보호패널을 부착시켜서 건축용 샌드위치 패널을 제작하는 경우 발포 스티렌폼 패널 단열재와 압연강판이나 시멘트 패널과 같은 보호패널과의 접착력을 향상시켜 패널 제조시의 작업효율을 크게 향상시킨다. 또한, 상기 제1 용액은 제2 용액에 포함된 유, 무기질 난연성 재료들이 발포 스티렌폼 알갱이에 균일하고 견고하게 부착되게 하는 역할도 한다.
또한, 본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 600℃ 이상의 온도에서 허니-컴(honey-comb)형 구조로 변화되는 실리케이트계 미네랄에 의하여 형성되는 다공성 기공과 점토질 보강재의 흡수 팽윤 작용에 의하여 발포 스티렌폼의 난연성을 크게 향상시키며, 유독가스의 발생을 최소화하며, 접착력을 강화시키는 특징을 갖는다.
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 상기에서 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬의 함량이 50 중량% 미만으로 포함되면 발포 스티렌 폼의 완전 용해가 이루어지지 않는 단점이 발생하고, 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬의 함량이 90 중량%를 초과하여 포함되면, 상대적으로 발포 스티렌폼의 함량이 부족하여 접착성이 약해지는 문제가 야기될 수 있다. 또한, 상기에서 발포 스티렌폼이 10 중량% 미만으로 포함되면 패널 단열재의 표면 코팅력이 약해지는 단점이 발생하고, 발포 스티렌폼이 50 중량%를 초과하여 포함되면, 상대적으로 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬의 함량이 부족하여 용해시키려고 하는 발포 스티렌 폼이 충분히 용해되지 않는 문제가 야기될 수 있다.
본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 있어서, 상기 제1 용액은 조성물 총 중량에 대하여, 20∼50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30∼45 중량%로 포함된다. 상기 제1 용액이 20 중량% 미만으로 포함되면 유,무기질 성분들이 발포 스티렌폼의 알갱이 표면에 강하게 부탁되지 않으며, 발포 스티렌폼의 알갱이들 간의 접착력도 증가되지 않는다. 반면, 50 중량% 초과하여 포함되는 경우에는 지나친 결합력으로 인하여 후속공정에 문제를 야기할 수 있다.
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 알칼리 실리케이트 용액은 화재 시 열분해에 의해 포비됨으로써 화염에 의한 열을 차단하는 역할을 하므로 발포 스티렌폼 알갱이의 난연성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 알칼리 실리케이트 용액은 40~70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 50~60 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 알칼리 실리케이트 용액이 40 중량% 미만으로 포함되면 발포 스티렌폼 알갱이의 난연성 향상에 도움이 되지 못하며, 70 중량%를 초과하면 제1 용액과 재료 분리가 발생한다.
상기 알칼리 실리케이트 용액에서 알칼리는 나트륨, 칼륨, 리튬 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상은 내수성이 약한 알칼리 실리케이트와 혼합되어 내수성을 강화 시키는 역할을 하며, 16~50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며 35~45 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상이 16 중량% 미만으로 포함되면 알칼리 실리케이트의 내수성 향상효과가 부족해지며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 너무 높아 본래의 알칼리 실리케이트에 의한 난연성능의 발현이 곤란하다.
상기 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제는 알칼리 실리케이트 용액과 상기 제1 용액이 균일하게 혼합되도록 하는 역할을 하며, 2~6 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 3~5 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제가 2 중량% 미만으로 포함되면 상기 알칼리 실리케이트 용액과 상기 제1 용액의 균일한 혼합이 이루어지지 않으며, 6 중량%를 초과하여 포함되면, 재료의 혼합을 완료 후, 재료 분리가 발생할 수 있다.
상기 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)은 본 발명의 난연성 코팅 조성물로 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이로 발포 스티렌폼 단열재를 성형하는 경우, 발포 스티렌폼 알갱이들간의 결합력을 향상시키며, 상기 발포 스티렌폼 단열재를 이용하여 샌드위치 패널을 제조하는 경우, 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널에 대한 발포 스티렌폼 단열재의 결합력을 향상시키는 역할을 한다. 상기 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)은 4~8 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 5~7 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 바사테이트 유화물이 4 중량% 미만으로 포함되면 발포 스티렌폼 알갱이 간의 결합력 향상 및 샌드위치 패널을 제조하는 경우, 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널에 대한 발포 스티렌폼 단열재의 결합력 향상을 기대하기 어려우며, 8 중량%를 초과하여 포함되면 상기 결합력이 너무 강해져서 후속 공정을 효율적으로 수행하기 어렵다.
본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 있어서, 상기 제2 용액은 조성물 총 중량에 대하여, 20∼50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30~40 중량%로 포함된다. 상기 제2 용액이 20 중량% 미만으로 포함되면 상기 제2 용액에 포함되는 각각의 성분들에 의한 효과가 미흡하게 발현되며, 50 중량% 초과하여 포함되는 경우에는 난연성을 위한 발포 스티렌 폼 알갱이에 대한 코팅 두께가 두꺼워져 패널재의 제조시 제조 공정이 어려워지는 문제가 발생한다.
상기 탄산칼슘 분말은 화재 시 고온의 화염에 의해 분해되면서 이산화탄소를 방출함으로써 화재의 3대 요소 중의 하나인 산소원을 차단하는 역할을 한다. 탄산칼슘 분말은 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여, 20~50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 20 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 이산화탄소 방출에 의한 산소원 차단효과가 미미하며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 탄산칼슘 량의 증가로 인하여 발포 스티렌 폼 알갱이 표면의 부착성능이 저하되는 문제가 야기될 수 있다.
상기 탄산칼슘 분말은 전체 중량에 대하여 90 중량% 이상이 325 메쉬를 통과하는 것을 사용하는 것이 화재 시 고온에 의한 탄산칼슘의 열분해에 의한 이산화탄소의 방출 효율 및 발포 스티렌 폼 알갱이의 표면의 접착성능 유지 측면에서 바람직하며, 탄산칼슘의 화학조성 상 산화칼슘이 50 중량% 이상 포함된 것을 사용하는 것이 탄산칼슘의 분해에 의한 이산화탄소의 방출량의 극대화 측면에서 바람직하다.
상기 실리케이트계 미네랄은 화재에 의한 발포 스티렌폼의 연소 시 유독 가스를 흡착하는 기능을 갖으며, 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여, 5~15 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 10~13 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 실리케이트계 미네랄이 5 중량% 미만으로 포함되면 가스 흡착 효과가 미미해지며, 15 중량%를 초과하면 샌드위치 패널 제조 시 성형성 불량으로 인하여 생산효율이 저하될 수 있다.
상기 실리케이트 미네랄의 예로는 600℃ 이상의 온도에서 허니-컴(honey-comb)형 구조의 다공성 재료로 바뀌는 규조토, 규회석, 토보모라이트 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용할 수 있다. 실리케이트 미네랄의 평균 입자의 크기는, 특별히 한정되지 않으나, 화재에 의한 발포 스티렌폼의 연소 시 유독 가스의 흡착 반응성을 고려할 때, 평균 입자의 크기가 50 ㎛ ~ 100 ㎛인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 점토질 보강재는 샌드위치 패널 제조 시에 발포 스티렌폼 알갱이의 결합력을 강화하여 재료의 분리, 탈락 등을 방지하며, 실리케이트 미네랄과 함께 사용되어 화재에 의한 연소 시에 샌드위치 패널의 난연성을 한층 더 강화하는 역할을 한다. 점토질 보강재는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여, 8~20 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 12~16 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 점토질 보강재가 8 중량% 미만으로 포함되면 발포 스티렌폼 알갱이의 결합력 향상이 미미하여 알갱이의 분리, 탈락 등이 발생하게 되고, 20 중량%를 초과하면 샌드위치 패널 제조 시 성형성 불량으로 인하여 생산효율을 저하될 수 있다.
상기 점토질 보강재의 예로는 소디움 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트, 몬모릴로나이트 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 수산화물은 상기 실리케이트 미네랄과 결합하여 수화물을 생성하여 발포 스티렌 폼 알갱이 각각의 결합강도를 증가시키는 기능을 발휘한다. 상기 수산화물은 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여, 2~5 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 3∼4 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 수산화물이 2 중량% 미만으로 포함되면 수산화물 첨가의 효과를 얻기 힘들고, 5 중량%를 초과하면 발포 스티렌폼 단열재를 사용하여 건축용 샌드위치 패널을 제조하는 경우 성형성이 불량해지므로 생산효율이 저하된다.
상기 수산화물의 예로는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄 등을 들 수 있으며, 이를은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 수산화물의 평균 입자 크기는 0.5 ㎛ ~ 10 ㎛인 것이 바람직하다. 입자의 크기가 상기 범위에 포함되면 소량을 사용하여도 큰 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 상기 기재한 성분 외에 이 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은,
상기 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조되는 발포 스티렌 폼 단열재를 제공한다.
또한, 본 발명의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 코팅된 발포 스티렌폼 패널 단열재는 발포 스티렌폼 알갱이끼리의 결합력이 우수하며, 고온의 화재 시에도 열적 저항성을 유지하며, 우수한 유독가스 흡착력에 의하여 유독가스의 방출을 방지하는 특성을 갖는다.
상기에서 발포 스티렌폼 알갱이에 대한 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 코팅은 이 분야에서 공지된 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예컨대, 함침, 스프레이 등의 방법으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은.
상기 발포 스티렌폼 단열재의 양면에 보호패널이 부착된 건축용 샌드위치 패널을 제공한다.
상기 건축용 샌드위치 패널은, 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발포 스티렌폼 단열재(20)의 양면에 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널(10)을 부착하여 제조된다.
본 발명의 건축용 샌드위치 패널은 화재시 난연성 및 유독가스의 흡착력이 우수한 발포 스티렌폼 단열재를 포함하기 때문에 뛰어난 난연성을 가지며, 유독가스의 방출을 최소화하며, 상기 발포 스티렌폼 단열재의 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널에 대한 결합력이 우수하여 제조가 용이하며 뛰어난 내구성을 갖는다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예1
: 발포
스티렌폼용
난연성 코팅 조성물의 제조
고분자 용해성 우레탄계 바니쉬(상품명: 유니올 바니쉬, 제조사: 삼화페인트) 60 kg에 발포 스티렌폼 알갱이(상품명:ST-30, 제조사: 현대단열) 40 kg을 녹여서 제1 용액 100 kg을 제조하였다.
알칼리 실리케이트 용액(상품명:규산소다 3호, 제조사:영일화성) 52 kg, 알긴산 나트륨(상품명: 알긴산 나트륨, 제조사 : 신원화학) 41 kg, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제(상품명:하이콜린-90, 제조사:미원상사) 3 kg 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(상품명:아크로날 503, 제조사:아이에스오코리아) 4 kg를 혼합하여 제2 용액을 제조하였다.
상기 제1 용액 22 kg과 제2 용액 30 kg을 혼합하고, 여기에 탄산칼슘 분말 전체 중량에 대하여 90 중량% 이상이 325 메쉬를 통과하며, 화학조성에있어서 탄산칼슘 분말 전체 중량에 대하여 산화칼슘이 50 중량% 이상 포함된 탄산칼슘 분말 22 kg, 실리케이트계 미네랄로서 평균 입자의 크기가 50 ㎛ ~ 100 ㎛인 규조토 11 kg, 점토질 보강재로서 소디움 벤토나이트 12 kg, 및 평균 입자 크기가 0.5 ㎛ ~ 10 ㎛인 수산화마그네슘 3 kg을 첨가하고 교반하여 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예2
: 발포
스티렌폼
단열재의 제조
발포 스티렌폼 알갱이(상품명:ST-30, 제조사: 현대단열)의 표면에 상기 실시예1에서 제조된 발포 스티렌폼용 코팅 조성물을 스프레이 코팅하고 건조하는 과정을 반복하여 1㎛~3㎛ 두께로 코팅하고, 압축 성형하여, 발포 스티렌폼 단열재를 제조하였다.
시험예1
: 발포
스티렌폼
코팅 조성물의
코팅성
평가
본 발명의 발포 스티렌폼 코팅용 조성물을 발포 스티렌폼 알갱이(상품명:ST-30, 제조사: 현대단열)의 표면에 스프레이 코팅하고, 코팅성을 영국 엘코미터사의 두께 측정기로 측정하여 코팅 두께가 2.1㎛±0.5㎛임을 확인하였다.
상기 시험결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 발포 스티렌폼 코팅용 조성물은 발포 스티렌폼 알갱이에 우수한 코팅성을 나타내었다.
시험예2
: 발포
스티렌폼
코팅 조성물의 난연성 평가
실시예2에서 제조된 발포 스티렌폼 단열재와 시중에서 판매되고 있는 발포 스티렌폼 단열재(상품명: PTH-50, 제조사: 현대단열)를 사용하여 본 발명의 발포 스티렌폼 코팅용 조성물의 난연성을 다음과 같은 방법으로 비교 평가하였다. 난연성 시험은 각각의 패널의 뒷면에 온도 센서를 부착한 후 패널의 앞면에서 토치 램프로 직접 가열하여 스티렌 폼의 난연성능과 후면의 온도 특성을 비교하였다.
<난연 실험 결과>
1) 내화 실험 결과: 일반 발포 스티렌 폼 단열재는 화염이 표면에 닿는 즉시 순차적으로 화염이 전파되며 유독가스의 발생과 더불어 소실되었다(도1의 (a)참고). 그러나 본 발명의 난연성 코팅용 조성물이 코팅된 스티렌 폼 단열재는 연기의 발생이 없었고, 약 10분이 경과한 후에도 전혀 발화가 발생하지 않았다.
2) 온도 측정 결과: 일반 스티렌 폼 단열재의 경우 순간 발화 및 화염의 전파로 1분 이내에 온도가 700℃ 이상으로 상승하였으나, 본 발명의 난연성 스티렌 폼 단열재는 초기 1~3분 사이에 온도가 약 200℃까지 상승하였으나 4분 경과후에는 다시 상온으로 온도가 낮아짐을 확인하였다(도2 참고).
상기 시험결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 발포 스티렌폼 코팅용 조성물이 적용된 발포 스티렌 폼 단열재는 우수한 난연성을 나타내었다.
100: 샌드위치 패널
10: 보호패널, 20: 발포 스티렌폼 단열재
10: 보호패널, 20: 발포 스티렌폼 단열재
Claims (7)
- 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 총 중량에 대하여,
고분자 용해성 우레탄계 바니쉬 및 발포 스티렌폼을 포함하는 제1 용액 15~45 중량%,
알칼리 실리케이트 용액, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion)을 포함하는 제2 용액 20~50 중량%,
탄산칼슘 분말 20~50 중량%,
실리케이트계 미네랄 5~15 중량%,
점토질 보강재 8~20 중량%, 및
수산화물 2~5 중량%를 포함하며;
상기 제1 용액은, 제1 용액 총 중량에 대하여, 고분자 용해성 우레탄계 바니쉬 50~90 중량% 및 발포 스티렌폼 10~50 중량%를 포함하며,
상기 제2 용액은, 제2 용액 총 중량에 대하여, 알칼리 실리케이트 용액 40~70 중량%, 알긴산 나트륨 및 카제인산 나트륨 중에서 선택되는 1종 이상 16~50 중량%, 알킬 벤젠 설포네이트계 계면활성제 2~6 중량%, 및 아크릴계 비닐바사테이트 유화물(vinyl versatate acrylic emulsion) 4~8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 탄산칼슘 분말은 전체 중량에 대하여 90 중량% 이상이 325 메쉬를 통과하며, 화학조성에서 전체 중량에 대하여 산화칼슘이 50 중량% 이상 포함된 것임을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 실리케이트 미네랄은 토보모라이트, 규회석 및 규조토로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 점토질 보강재는 소디움 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트 및 몬모릴로나이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 수산화물은 수산화마그네슘, 수산화칼슘 및 수산화알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것임을 특징으로 하는 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 한 항의 발포 스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조된 발포 스티렌 폼 단열재.
- 청구항6의 발포 스티렌폼 단열재의 양면에 보호패널이 부착된 건축용 샌드위치 패널.
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