KR101049966B1 - Incombustible paint compositions and manufacturing method of incombustible painting steel sheet - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An incombustible paint composition and a method for manufacturing incombustible painting steel sheet are provided to prevent metal corrosion, the generation of poisonous gas and flame propagation by forming a firm film on the surface of a material. CONSTITUTION: An incombustible paint composition comprises: 30 - 90 weight% of a binder in which aluminum and zinc are bonded to silanol; 1 - 40 weight% of inorganic retardants; 1 - 20 weight% of one or more additives selected from zirconium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, and calcium carbonate; and 0.01 - 10 weight% of inorganic pigments. A method for preparing an incombustible painting steel sheet comprises the steps of: preheating a galvanized steel sheet to 50 - 70°C; and forming a film by applying the incombustible paint composition to the galvanized steel sheet.

Description

불연 도료 조성물 및 이를 이용한 불연 도장 강판의 제조방법{Incombustible paint compositions and manufacturing method of incombustible painting steel sheet}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a fire-retardant paint composition and a method for manufacturing a fire-

본 발명은 불연 도료 조성물 및 이를 이용한 불연 도장 강판의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판으로 이루어진 천장재 또는 마감 보드 등의 건축용 마감재의 표면에 도포되어 견고한 도막을 형성하여 금속의 부식 방지와 함께 불연성으로 유독가스의 발생과 화염 전파를 방지할 수 있는 불연 도료 조성물 및 이를 이용한 불연 도장 강판의 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a fire-retardant paint composition and a method for producing the same, and more particularly, to a fire-retardant paint composition which is applied to the surface of a ceiling material or a finish material for a building such as a finished board to form a solid coat, The present invention relates to a fire-retardant coating composition capable of preventing the generation of toxic gases and flame propagation due to incombustibility, and a method for producing a fire-retardant coated steel sheet using the same.

일반적으로 건축용 마감보드는 건축물의 외부에 사용되는 외부마감보드와 건축물의 내부를 마감하는 내부마감보드를 포함한다. 이러한 건축용 마감보드는 사용처에 적합한 기능을 가져야 하며, 특히 실내마감보드는 난연성(또는 불연성), 흡음성 등의 기능을 요구한다.In general, the architectural finishing board includes an exterior finishing board used for the exterior of the building and an interior finishing board for finishing the interior of the building. Such architectural finishing boards should have functions suitable for the application area, and in particular, the interior finishing boards require functions such as flame retardancy (or nonflammability) and sound absorption.

내부마감보드는 대개 암면, 석고보드 또는 합판보드 등이 이용된다. 이들 중, 암면은 발암성 물질의 배출 논란에 의해 현재는 거의 사용되지 않는다. The interior finishing board is usually made of rock wool, gypsum board or plywood board. Of these, rock wool is rarely used today due to the controversy surrounding the release of carcinogens.

또한, 석고보드는 비교적 가격이 저렴하고 시공이 비교적 어렵지 않은 장점이 있으나, 강도대비 중량이 무겁고 내충격성이 약해 다루기 쉽기 않고 차음성, 내수성 등이 다소 떨어지는 단점을 갖는다. 또한, 내화성이 강하지만 화재발생시 석고보드의 결정수가 유리되어 벽체가 쉽게 붕괴되는 단점을 갖는다.The gypsum board is advantageous in that it is relatively inexpensive and relatively difficult to install, but has a disadvantage in that it is heavy in weight compared to strength, is low in impact resistance, is not easy to handle, and has poor soundproofing and water resistance. In addition, although the fire resistance is strong, there is a disadvantage that the wall is easily collapsed because the crystal water of the gypsum board is released when a fire occurs.

그리고 합판보드는 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 내충격성도 강할 뿐만 아니라 타 건축자재와의 혼합사용이 용이한 장점이 있으나 화재에 취약한 단점이 있다.And the plywood boards are light in weight, low in price, high in impact resistance, easy to mix with other building materials, but they are vulnerable to fire.

따라서 근래에는 강판의 표면에 도막을 형성시킨 도장 강판이 천장재와 같은 건축마감재로 활용되고 있다. 그러나 도막을 형성하기 위한 종래의 유기화합물계(에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지 등) 도료 조성물은 강판과의 결합력 약화, 열팽창계수, 탄성계수의 차이 등으로 인한 박리 현상, 다습한 곳에는 부풀어 오르는 들뜸현상 등의 문제점이 자주 발생하며 재료의 특성상 불연 및 난연이 불가능하다. 또한, 지하 공동구와 같은 밀폐된 장소에서는 휘발성 유기화합물 방출에 따른 인체에 유해성이 문제된다. Therefore, a coated steel plate having a coated film on the surface of a steel sheet has recently been used as a building finish material such as a ceiling material. However, the conventional organic compound-based (epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, and the like) coating composition for forming a coating film is inferior in bonding strength with a steel sheet, peeling phenomenon due to difference in thermal expansion coefficient and elastic modulus, Flaking phenomenon frequently occurs due to the nature of the material. In addition, hazardous substances to the human body due to the emission of volatile organic compounds are problematic in an enclosed place such as an underground cavity.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 천장재 또는 마감 보드 등의 건축용 마감재의 표면에 도포되어 견고한 도막을 형성하여 금속의 부식 방지와 함께 불연성으로 유독가스의 발생과 화염 전파를 방지할 수 있는 불연 도료 조성물 및 이를 이용한 불연 도장 강판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method for preventing the generation of toxic gas and flame propagation by preventing corrosion of metal by forming a strong coating film on the surface of a ceiling material, And a method of manufacturing a fire-resistant coated steel sheet using the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불연 도료 조성물은 실라놀(silanol)에 알루미늄 및 아연이 결합된 바인더 30 내지 90중량%와, 무기 난연제 1 내지 40중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제 1 내지 20중량%와, 무기 안료 0.01 내지 10중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다. To attain the above object, the fire-retardant coating composition of the present invention comprises 30 to 90% by weight of a binder to which aluminum and zinc are bonded to silanol, 1 to 40% by weight of an inorganic flame retardant, 1 to 20% by weight of at least one additive selected from calcium carbonate, and 0.01 to 10% by weight of an inorganic pigment.

상기 바인더는 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.1~0.4:0.01~0.5로 혼합한 후 가수분해하여 조성된 것을 특징으로 한다. The binder is formed by mixing TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide in a molar ratio of 1: 0.1 to 0.4: 0.01 to 0.5, followed by hydrolysis.

그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불연 도장 강판의 제조방법은 아연도금 철판을 50 내지 70℃로 예열하는 단계와; 실라놀(silanol)에 알루미늄 및 아연이 결합된 바인더 30 내지 90중량%와, 무기 난연제 1 내지 40중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제 1 내지 20중량%와, 무기 안료 0.01 내지 10중량%를 함유하는 도료 조성물을 상기 아연도금 철판에 도포하여 도막을 형성하는 도장단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a non-burnished steel sheet, comprising the steps of: preheating a zinc plated steel sheet to 50 to 70 ° C; 1. A method for producing an inorganic filler, comprising the steps of: 30 to 90% by weight of a binder to which aluminum and zinc are bonded to silanol, 1 to 40% by weight of an inorganic flame retardant, and 1 to 40% by weight of at least one additive selected from zirconium oxide and titanium oxide, And a coating step of applying a coating composition containing 20 to 20% by weight of an inorganic pigment and 0.01 to 10% by weight of an inorganic pigment to the zinc plated steel sheet to form a coated film.

상기 도장단계는 상기 도료조성물을 상기 아연도금 철판의 표면에 분무하여 제 1코팅층을 형성하는 1차분무단계와, 상기 아연도금철판에 60 내지 110℃의 열을 가하여 상기 제 1코팅층을 건조시키는 제 1건조단계와, 상기 제 1코팅층 위에 상기 도료 조성물을 분무하여 제 2코팅층을 형성하는 2차분무단계와, 상기 아연도금 철판에 70 내지 200℃의 열을 가하여 상기 제 2코팅층을 건조시키는 제 2건조단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다. Wherein the coating step comprises spraying the coating composition onto the surface of the zinc plated steel sheet to form a first coating layer and a first step of spraying the zinc plated steel plate with heat at a temperature of 60 to 110 캜 to dry the first coating layer A second drying step of spraying the coating composition onto the first coating layer to form a second coating layer; a second drying step of applying heat to the zinc plated steel sheet at a temperature of 70 to 200 캜 to dry the second coating layer; ; And

상기 바인더는 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.1~0.4:0.01~0.5로 혼합한 후 물과 반응시켜 가수분해하고 메틸셀룰로우스를 첨가하여 점도를 조절하여 수득한 것을 특징으로 한다. The binder is characterized by mixing TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide in a molar ratio of 1: 0.1-0.4: 0.01-0.5, reacting with water to hydrolyze, and adding methylcellulose to adjust the viscosity .

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 강판 등의 기재의 표면에 도포되어 견고한 도막을 형성하여 금속의 부식 방지와 함께 불연성으로 유독가스의 발생과 화염 전파를 방지함으로써 불연성 천장재 또는 마감 보드 등의 건축용 마감재로 유용하게 활용될 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the generation of toxic gas and the propagation of flame by preventing the corrosion of metal by forming a strong coating film on the surface of a substrate such as a steel plate, Can be usefully used.

그리고 본 발명의 불연 도료 조성물에 의하여 형성된 도막은 우수한 부착성, 불연성, 내후성, 내열성, 내마모성 등이 우수하다. The coating film formed by the fire retardant coating composition of the present invention is excellent in adhesion, incombustibility, weather resistance, heat resistance, abrasion resistance and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 불연 도장 강판의 제조방법을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a method of manufacturing a non-burnished steel sheet according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 불연 도료 조성물 및 이를 이용한 불연 도장 강판의 제조방법에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a fire-retardant paint composition according to a preferred embodiment of the present invention and a method for manufacturing a fire-retardant painted steel sheet using the same will be described in detail.

본 발명의 불연 도료 조성물은 일 실시 예로 바인더 30 내지 90중량%와, 무기 난연제 1 내지 40중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제 1 내지 20중량부와, 무기 안료 0.01 내지 10중량%를 함유한다. The fire-retardant coating composition of the present invention comprises 30 to 90% by weight of a binder, 1 to 40% by weight of an inorganic flame retardant, 1 to 20% by weight of at least one additive selected from zirconium oxide and titanium oxide, aluminum oxide, And 0.01 to 10% by weight of an inorganic pigment.

본 발명에 적용된 바인더로 실라놀(silanol)에 알루미늄 및 아연이 결합된 무기 모노머를 이용한다. 알루미늄과 아연은 실라놀의 산소원자와 결합하여 하기 구조식으로 표현되는 혼성 무기 모노머의 구조를 갖는다. As the binder used in the present invention, inorganic monomers in which aluminum and zinc are bonded to silanol are used. Aluminum and zinc have a structure of a mixed inorganic monomer represented by the following structural formula in combination with an oxygen atom of silanol.

Figure 112010064362848-pat00001
Figure 112010064362848-pat00001

(여기서, n≤10이다)(Where n < = 10)

상기 바인더는 알루미늄 및 아연이 결합된 구조를 가지므로 규소 단독으로 사용되는 바인더에 비해 강판과의 접착력을 향상시킬 수 있어 도막의 들뜸 현상을 방지하고 내구성을 증대시킬 수 있다. Since the binder has a structure in which aluminum and zinc are combined, adhesion of the binder to the steel sheet can be improved as compared with a binder used alone, so that lifting of the coating can be prevented and durability can be increased.

특히, 표면이 아연도금 처리된 아연도금강판을 이용하는 경우 본 발명에 적용된 바인더는 아연성분이 함유되어 있으므로 아연 도금층과 결합력을 향상시킬 수 있으며, 열팽창계수, 탄성계수의 차이를 감소시켜 들뜸 및 균열 발생을 효과적으로 할 수 있다. In particular, in the case of using a galvanized steel sheet whose surface is treated with zinc plating, since the binder used in the present invention contains a zinc component, it can improve bonding force with the zinc plated layer and reduce differences in thermal expansion coefficient and elastic modulus, .

상술한 바인더는 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 혼합한 후 가수분해하여 조성된다. 구체적으로 살펴보면, 실리콘 알콕사이드인 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)에 알루미늄 공급원으로 알루미늄 알콕사이드(aluminum alkoxide)를, 아연 공급원으로 아연 알콕사이드(zinc alkoxide)를 이용한다. The above-mentioned binder is formed by mixing TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide, followed by hydrolysis. Specifically, aluminum alkoxide is used as an aluminum source and zinc alkoxide is used as a zinc source for TEOS (tetraethyl orthosilicate), which is a silicon alkoxide.

본 발명에서 사용되는 알루미늄 또는 아연 알콕시드의 예로서는, 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.Examples of the aluminum or zinc alkoxide used in the present invention include compounds represented by the following formulas.

RM(OR')t-s RM (OR ') ts

(여기서, M은 알루미늄 또는 아연 원자이고, R은 탄소수 1∼8의 1가의 유기기이고, R'는 탄수소 1∼6의 알킬기이고, t는 M의 원자가이고, s는 0∼t-1의 정수이다. R 또는 R'가 복수개 존재할 때에는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.)(Wherein M is an aluminum or zinc atom, R is a monovalent organic group having 1 to 8 carbon atoms, R 'is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, t is the valence of M, s is 0 to t-1 When R or R 'is plural, they may be the same or different.)

상기 화학식에서, 탄수소 1∼8의 1가의 유기기로서 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 2-에틸헥실기 등의 알킬기; 아세틸기, 프로피오닐기, 부티릴기, 발레릴기, 벤조일기, 트리오일기 등의 아실기; 아세톡실기, 프로피오닐옥실기, 부티릴옥실기, 발레릴옥실기, 벤조일옥실기, 트리오일옥실기 등의 아실옥실기; 비닐기, 알릴기, 시클로헥실기, 페닐기, 글리시딜기, (메트)아크릴옥실기, 우레이도기, 아미드기, 플루오로아세트아미드기, 이소시아네이트기 등 그리고 이들의 기에 포함되는 수소원자의 일부 또는 전부가 할로겐원자, 치환 혹은 비치환의 아미노기, 수산기, 메르캅토기, 이소시아네이트기, 글리시독시기, 3, 4-에톡시시클로헥실기, (메트)아크릴옥시기, 우레이도기, 암모늄염기 등에 의해 치환된 기를 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group of the hydrogen atoms 1-8 include the methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec- Butyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and 2-ethylhexyl group; An acyl group such as an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, a benzoyl group, and a trioyl group; An acyloxyl group such as acetoxyl group, propionyloxyl group, butyroyloxyl group, valeryloxyl group, benzoyloxyl group and trioyloxyl group; (Meth) acryloxyl group, ureido group, amide group, fluoroacetamide group, isocyanate group, and the like, and a part or all of the hydrogen atoms contained in these groups, such as a vinyl group, allyl group, cyclohexyl group, phenyl group, glycidyl group, A group substituted by a halogen atom, a substituted or unsubstituted amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, an isocyanate group, a glycidoxy group, a 3,4-ethoxycyclohexyl group, a (meth) acryloxy group, an ureido group, .

또한, R'의 탄소수 1∼6의 알킬기로서 예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 'include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i- n-hexyl group and the like.

이와 같은 알콕시드의 구체적 예로서는, 알루미늄 알콕사이드로서 알루미늄 메톡사이드(aluminum methoxide), 알루미늄 에톡사이드(aluminum ethoxide), 알루미늄 프로폭사이드(aluminum n-propoxide), 알루미늄 부톡사이드(aluminum buthoxide) 등을 이용할 수 있다. Specific examples of such alkoxides include aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum n-propoxide, aluminum buthoxide, and the like as the aluminum alkoxide .

그리고 아연 알콕사이드로서 아연2-메톡시에톡사이드(zine2-methoxyethoxide, [Zn(OCH2CH2OCH3)2]), 아연 터트부톡사이드(zine tert-buthoxide, Zn[OC(CH3)3]2), zine zcetate([Zn(OOCCH3)2]) 등을 이용할 수 있다. (Zn (OCH 2 CH 2 OCH 3 ) 2 ]), zine tert-buthoxide, Zn [OC (CH 3 ) 3 ] as zinc alkoxide, and zine 2-methoxyethoxide 2 ), zine zcetate ([Zn (OOCCH 3 ) 2 ]) and the like can be used.

바인더의 제조과정을 살펴보면, 상술한 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.1~0.4:0.01~0.5로 혼합하여 약 25℃에서 10분간 교반한다. 알루미늄 및 아연 알콕사이드의 함량이 낮으면 실라놀과 결합하는 이중 금속이 적어 불연 효과 저감되고, 함량이 높으면 가수분해시 가수 분해 속도가 매우 커 졸 상태에 머물지 않고 겔화되는 문제점이 있다. As for the preparation process of the binder, TEOS, aluminum alkoxide and zinc alkoxide are mixed at a molar ratio of 1: 0.1-0.4: 0.01-0.5 and stirred at about 25 캜 for 10 minutes. When the content of aluminum and zinc alkoxide is low, there is a problem that the flame retardant effect is reduced due to a small amount of double metal bonding with silanol, and when the content is high, the hydrolysis rate is very high during the hydrolysis, resulting in gelation without staying in the sol state.

상기와 같이 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드의 교반 후 여기에 용매를 가한 다음 25℃에서 10분간 재차 교반한다. 용매로 에탄올(Ethanol)과 메탄올(Methanol)등의 알콜류를 사용한다. 상기의 알콜류의 용매로는 에탄올 및 메탄올 외에도 n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 아밀알콜, 3-펜탄올, n-헥산올, 메틸아민알콜, 2-에틸부탄올, n-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올, n-옥탄올, 2-옥탄올, 2-에틸헥산올 및 3,3,5-트리메틸헥산올 등을 사용할 수 있다.After the TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide are stirred as described above, a solvent is added thereto, followed by stirring at 25 ° C for 10 minutes. Alcohols such as ethanol (ethanol) and methanol (methanol) are used as solvents. Examples of the solvent of the alcohol include alcohols such as n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, amyl alcohol, 3-pentanol, n-hexanol, methylamine alcohol, 2-ethylbutanol, , 2-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-octanol, 2-ethylhexanol and 3,3,5-trimethylhexanol.

알콕사이드의 가수분해를 위해 증류수를 사용한다. 이때 가해지는 증류수는 TEOS : H2O = 1: 8~10의 몰비율로 맞춘다. 증류수를 천천히 가하며서 50 내지 70℃에서 2시간 정도 교반한 후 점도 조절을 위해 증점제를 첨가하여 25℃에서 30분간 교반하여 졸 형태의 바인더를 만든다. 증점제는 점도를 증가시키기 위한 것으로, 셀룰로오스계 증점제를 사용할 수 있으며, 이 경우 메틸셀룰로오스(Methyle cellulose)를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 첨가량은 전체 조성물의 0.1 내지 0.5중량%이다. Distilled water is used for hydrolysis of the alkoxide. The distilled water is adjusted to a molar ratio of TEOS: H 2 O = 1: 8 to 10. The mixture was stirred at 50 to 70 ° C for 2 hours while slowly adding distilled water. Then, a thickener was added to adjust viscosity, and the mixture was stirred at 25 ° C for 30 minutes to form a sol-like binder. The thickener is to increase the viscosity, and a cellulose thickener may be used. In this case, it is preferable to use methyl cellulose. The preferred addition amount is 0.1 to 0.5% by weight of the total composition.

한편, 증류수와 함께 촉매가 더 가해질 수 있다. 촉매로는 산 또는 염기 촉매를 사용하여 pH 및 반응속도를 조절하며, 최종 졸의 저장안정성 및 분산성을 부여하는 기능을 수행한다. 산 촉매로는 초산, 인산, 황산, 염산, 질산, 클로로설포닉산, 파라-톨루엔설포닉산, 트리클로로아세틱액시드, 폴리포스포릭액시드, 아이오딕액시드, 요오드산 등을 사용하며, 염기촉매로는 가성소다, 암모늄수용액, 포타슘 하이드록사이드, 노말부틸아민, 이미다졸, 암모늄 퍼클로레이트, 트리메틸아민, 트리에틸아민 등을 사용할 수 있다. 이러한 산 또는 염기 촉매는 분산 용액의 저장안정성, pH 등의 물성, 사용된 각 성분에 따른 반응 속도와 적용 기재에 대한 부착성 등을 고려하여 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상의 촉매가 병용될 수 있다.On the other hand, a catalyst can be added together with distilled water. As the catalyst, an acid or base catalyst is used to adjust the pH and the reaction rate, and the function of imparting storage stability and dispersibility of the final sol is performed. Examples of the acid catalyst include acetic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, chlorosulfonic acid, para-toluenesulfonic acid, trichloroacetic acid solution, polyphosphoric acid solution, iodic acid solution, iodic acid, Ammonium hydroxide, ammonium hydroxide, potassium hydroxide, normal butylamine, imidazole, ammonium perchlorate, trimethylamine, triethylamine, and the like can be used. These acid or base catalysts can be used alone or in combination with two or more catalysts in consideration of the storage stability of the dispersion solution, physical properties such as pH, reaction rate according to each component used, and adhesion to the applied substrate .

난연제는 연소시 인산, 염소, 및 브롬을 포함한 독성 가스와 다이옥신을 발생하고 내열성이 약한 유기 난연제 대신에, 연소시 물, 이산화탄소, 및 아황산가스와 같은 불연성 기체를 방출하는 무기 난연제를 이용하는 것이 바람직하다. The flame retardant is preferably an inorganic flame retardant which generates a toxic gas containing phosphoric acid, chlorine, and bromine and dioxin when burning, and releases an incombustible gas such as water, carbon dioxide, and sulfurous acid gas during combustion in place of the organic flame retardant having low heat resistance .

무기 난연제로는 수산화알루미늄(Aluminium hydroxide), 수산화마그네슘(Magnesium hydroxide), 산화세륨(Cerium Oxide), 산화안티몬(Antimony oxide), 산화규소(Silicon oxide), 주석산 아연(Tartaric acid zinc), 몰리브덴산염(Molybdates), 구아니딘계 화합물, 및 지르코늄(Zirconium) 중에서 선택된 하나 또는 2종 이상의 무기 난연제를 사용할 수 있다. Examples of inorganic flame retardants include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, cerium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tartaric acid zinc, molybdate Molybdates), a guanidine-based compound, and zirconium (Zirconium).

무기 난연제는 연소시 불활성 기체에 의해 가연성 기체가 희석되고 무기화합물이 열에 의해 분해되면서 발생되는 부산물이 수지와 반응을 일으켜 수지의 표면에 막을 형성함으로써 연소에 필요한 산소의 접근을 막는 역할과 함께 흡열반응에 의해 소재의 냉각 및 열분해 생성물의 생성을 감소시키며, 고온에서 안정성을 갖는다.The inorganic flame retardant is a mixture of inorganic flame retardant and inorganic flame retardant. The inorganic flame retardant is diluted by an inert gas during combustion and byproducts generated by decomposition of the inorganic compound by heat react with the resin to form a film on the surface of the resin. To reduce the cooling of the material and the production of pyrolysis products, and has stability at high temperatures.

무기 난연제의 함량은 전체 도료 조성물에 대하여 1 내지 40 중량%인 것이 바람직하며, 무기 난연제의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 난연 성능이 저하되며, 무기 난연제의 함량이 40 중량%를 초과하게 되면 유동성의 저하로 인하여 작업성이 떨어지고 굴곡성이 불량해진다.The content of the inorganic flame retardant is preferably 1 to 40% by weight based on the total coating composition. When the content of the inorganic flame retardant is less than 1% by weight, the flame retardancy is decreased. When the content of the inorganic flame retardant exceeds 40% The workability is deteriorated and the flexibility is poor.

첨가제로 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나가 1 내지 20중량%가 함유된다. 상기 첨가제는 표면강도를 향상시키고, 색상의 은폐력 및 내열도를 증진시키는 역할을 한다. 첨가제의 함량이 1중량%미만인 경우 은폐력이 없고, 20중량% 초과인 경우 바인더의 기능을 저하시킨다. 이러한 무기 계열의 첨가제는 안료로 사용될 수 있다. As additives, zirconium oxide and at least one selected from titanium oxide, aluminum oxide and calcium carbonate are contained in an amount of 1 to 20% by weight. The additive improves the surface strength and improves the hiding power and heat resistance of the color. When the content of the additive is less than 1% by weight, there is no hiding power, while when it is more than 20% by weight, the function of the binder is deteriorated. These inorganic-based additives can be used as pigments.

무기안료로 상술한 첨가제가 활용될 수 있으며, 그 외에 크레이(Clay), 카오린(Kaoline), 황산바륨(Barium sulfate), 활석(Talc), 규조토(Diatomaceous earth), 벤토나이트(Bentonite), 퍼라이트(Perlite) 및 실리카(Silicon dioxide)중에서 하나 또는 2종 이상이 이용될 수 있다. 무기안료의 함량은 0.01 내지 10중량%가 바람직하다. 함량이 0.01중량% 미만이면 은폐력이 떨어지고, 함량이 10중량%를 초과하는 경우에는 내수성이 저하되며, 접착력, 작업성, 및 굴곡성이 불량해진다.The above-mentioned additives can be utilized as inorganic pigments, and other additives such as Clay, Kaoline, Barium sulfate, Talc, Diatomaceous earth, Bentonite, Perlite, ) And silica (Silicon dioxide) may be used. The content of the inorganic pigment is preferably 0.01 to 10% by weight. If the content is less than 0.01% by weight, the hiding power is deteriorated. If the content exceeds 10% by weight, the water resistance is lowered and the adhesive strength, workability and flexibility are poor.

본 발명의 불연 도료 조성물은 상기 성분들 이외에도 도막의 다양한 물성 및 도막의 도포과정에서 발생할 수 있는 문제점들을 개선하기 위한 목적으로, 본 발명에 따른 도료 조성물의 물성이 저하되지 않는 범위 내에서 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다.The fire-retardant coating composition of the present invention may contain various additives in addition to the above-mentioned components in order to improve various physical properties of the coating film and problems that may occur during application of the coating film, .

본 발명에서 사용될 수 있는 첨가제의 예로는 레벨링제, 표면슬립성 개선제, 소재습윤제, 유동성 조정 첨가제, 금속 첨가제 등을 사용할 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.Examples of the additives that can be used in the present invention include a leveling agent, a surface slip property improving agent, a material wetting agent, a flow control agent, a metal additive, and the like, and they may be used alone or in combination.

본 발명의 불연 도료 조성물은 그 적용분야에 따라 도포작업을 수행할 수 있으며, 예컨대 롤코팅, 침지코팅, 스프레이코팅, 플로우코팅, 실크스크린 또는 스핀코팅 등의 방법들이 사용되고, 경화조건은 사용된 성분들 및 그들의 배합비, 기재의 종류에 따라 다소 차이가 있으나 일반적으로 기재의 연화점 미만의 온도, 예컨대 70 내지 200℃의 온도 범위에서 경화시킬 수 있다. The non-fired coating composition of the present invention may be subjected to a coating operation in accordance with the application field, and for example, methods such as roll coating, immersion coating, spray coating, flow coating, silk screen or spin coating are used, And the kind of the substrate, it is generally possible to cure at a temperature lower than the softening point of the substrate, for example, in the temperature range of 70 to 200 ° C.

적용 가능한 기재로는 금속류, 세라믹류, 플라스틱류, 목재류 등 도막 형성이 가능한 모든 소재에 적용 가능하다. Applicable substrates include metals, ceramics, plastics, woods, etc., which are applicable to all materials capable of forming a coating film.

본 발명의 불연 도료 조성물에 의하여 형성된 도막은 우수한 부착성, 불연성, 내후성, 내열성, 내마모성 등이 뛰어나다. The coating film formed by the fire-retardant coating composition of the present invention is excellent in adhesion, incombustibility, weather resistance, heat resistance, abrasion resistance and the like.

이하, 본 발명의 불연 도장 강판의 제조방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시 예로 상술한 불연 도료 조성물을 강판의 표면에 도포하여 도막을 형성시킨 불연도장 강판의 제조방법에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이 불연도료 조성물은 금속류, 세라믹류, 플라스틱류, 목재류 등에 모두 적용 가능하지만 강판, 특히 아연도금강판에 적용하는 것이 도막의 부착력이 가장 우수하다. Hereinafter, a method of manufacturing the non-burnished steel sheet of the present invention will be described. In one embodiment of the present invention, a method for producing a fire-retardant paint coated steel sheet in which the above-described fire-retardant coating composition is applied to the surface of a steel sheet to form a coated film will be described. As described above, the fire-retardant paint composition can be applied to all kinds of metals, ceramics, plastics, woods and the like, but it is most excellent in adhesion of the coating film to a steel sheet, particularly a zinc-coated steel sheet.

본 발명의 불연 도장 강판의 제조방법으로, 먼저 준비된 아연도금 철판을 50 내지 70℃로 예열한다. 예열과정을 통해 불연도료 조성물의 부착력을 향상시키고 표면의 평활성을 개선시킨다. In the method for producing a fire-resistant coated steel sheet of the present invention, the zinc plated steel sheet prepared in advance is preheated to 50 to 70 캜. The preheating process improves the adhesion of the fire-retardant paint composition and improves the smoothness of the surface.

다음으로, 예열된 아연도금 철판에 도료 조성물을 도포하여 철판의 표면에 도막을 형성하는 도장단계를 수행한다. 여기서 도료 조성물은 상기 실시 예에서 언급한 불연 도료 조성물과 동일하다. Next, a coating step of applying a coating composition to the preheated zinc plated steel sheet to form a coating film on the surface of the steel sheet is carried out. Here, the paint composition is the same as the fire-retardant paint composition mentioned in the above examples.

도장단계는 구체적으로 도료조성물을 아연도금 철판의 표면에 분무하여 제 1코팅층을 형성하는 1차분무단계와, 아연도금철판에 60 내지 110℃의 열을 가하여 제 1코팅층을 건조시키는 제 1건조단계와, 제 1코팅층 위에 도료 조성물을 분무하여 제 2코팅층을 형성하는 2차분무단계와, 아연도금 철판에 70 내지 200℃의 열을 가하여 상기 제 2코팅층을 건조시키는 제 2건조단계로 수행될 수 있다. The first coating step includes spraying a coating composition onto the surface of a zinc plated steel sheet to form a first coating layer, a first drying step of applying a heat of 60 to 110 캜 to the zinc plated steel plate to dry the first coating layer, A second dispersion stage in which a coating composition is sprayed on the first coating layer to form a second coating layer, and a second drying step in which the second coating layer is dried by applying heat to the zinc plated steel plate at 70 to 200 ° C.

제 1차 분무단계를 통해 형성된 제 1코팅층의 두께는 20 내지 100㎛가 적당하며, 제 2차 분무단계를 통해 형성된 제 2코팅층의 두께는 20 내지 100㎛가 적당하다. The thickness of the first coating layer formed through the first spraying step is suitably 20 to 100 mu m, and the thickness of the second coating layer formed through the second spraying step is suitably 20 to 100 mu m.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 불연 도료 조성물에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실시 예로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the fire-retardant coating composition of the present invention will be described by way of examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

(실시 예)(Example)

TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.2 : 0.25로 혼합하여 약 25℃에서 10분간 교반한 후 메탄올을 가하여 25℃에서 10분간 재차 교반하였다. 그리고 증류수를 TEOS : H2O = 1: 9의 몰비율로 천천히 가하며서 60℃에서 2시간 교반한 후 메틸셀룰로오스를 전체 중량에서 0.3중량%비율로 첨가해 25℃에서 30분간 교반하여 졸 형태의 바인더를 수득하였다. TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide were mixed in a molar ratio of 1: 0.2: 0.25, and the mixture was stirred at about 25 DEG C for 10 minutes, methanol was added, and the mixture was stirred at 25 DEG C for 10 minutes. Then, distilled water was slowly added at a molar ratio of TEOS: H 2 O = 1: 9 and stirred at 60 ° C for 2 hours. Then, methyl cellulose was added in a proportion of 0.3 wt% based on the total weight and stirred at 25 ° C for 30 minutes, A binder was obtained.

상기 바인더 60중량%와, 수산화알루미늄 25중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘이 동일 중량비율로 혼합된 첨가제 10중량%와, 무기 안료 5중량%를 혼합하여 골고루 교반하여 불연 도료 조성물을 제조하였다. 10 wt% of an additive in which 60 wt% of the binder, 25 wt% of aluminum hydroxide, 25 wt% of zirconium oxide, titanium oxide, aluminum oxide and calcium carbonate were mixed in the same weight ratio and 5 wt% of an inorganic pigment were mixed, To prepare a coating composition.

<실험예><Experimental Example>

상기 실시 예 1의 불연 도료 조성물을 아연도금 철판에 분무하여 약 150㎛의 두께를 갖는 도막을 형성하여 불연도장 강판을 제조하였다. The fire-retardant coating composition of Example 1 was sprayed onto a galvanized steel sheet to form a coating film having a thickness of about 150 탆 to prepare a fire-retardant coated steel sheet.

상기 불연도장강판에 대하여 한국건자재 시험연구원의 시험성적을 의뢰하였다. 불연 및 방염시험에 대한 결과를 하기 표 1 및 표 2에 각각 나타내었다. The non-burnished steel sheet was commissioned by the Korean Institute of Construction Materials Test. The results of the incombustible and flame-proofing tests are shown in Tables 1 and 2, respectively.


항목

Item
결과result 기준standard
1One 22 33 가열로내의 최고온도와 최종평형온도의 차(K)The difference (K) between the maximum temperature in the furnace and the final equilibrium temperature 1.31.3 1.21.2 2.52.5 20K초과 상승하지 않을 것Not to exceed 20K 질량감소율(%)
Mass reduction rate (%)
0.30.3 0.40.4 0.30.3 30%이하30% or less
가스유해성(쥐의 평균행동정지시간)(min:s)Gas hazards (average behavioral downtime of rats) (min: s) 13:1013:10 13:1913:19 9min이상9min or more

상기 표 1의 결과를 살펴보면, 3가지 항목 모두에서 기준에 적합한 것으로 나타나 도막의 불연 성능이 우수한 것으로 확인되었다. The results of Table 1 show that all of the three items are suitable for the criteria, and the flame retardant performance of the coating film is excellent.


항목

Item
결과result
시험방법

Test Methods

방염기준

Flame retardant standard
1One 22 33 탄화길이(cm)Carbonization length (cm) 66 66 66 소방방재청 고시 2008-4


Ministry of Justice 2008-4


20cm이내Within 20cm
탄화면적(cm2)Carbonization area (cm 2 ) 2626 2525 2424 50cm2이내Within 50cm 2 잔염시간(sec)Residual salt time (sec) 00 00 00 20sec이내Within 20sec 잔신시간(sec)Burst time (sec) 00 00 00 30sec이내Within 30sec

상기 표 2의 결과에서 도막의 방염성능 또한 우수한 것으로 나타났다. 그리고 도막의 내마모성은 8H, 내열성은 750℃ 이상으로 나타나 내마모성 및 내열성이 뛰어난 것으로 확인되었다. The results of Table 2 show that the flame-retarding performance of the coating is also excellent. The abrasion resistance of the coating film was 8H, and the heat resistance was 750 ° C or more. Thus, it was confirmed that abrasion resistance and heat resistance were excellent.

이상에서 본 발명은 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various modifications and equivalent embodiments may be made by those skilled in the art.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (5)

실라놀(silanol)에 알루미늄 및 아연이 결합된 바인더 30 내지 90중량%와, 무기 난연제 1 내지 40중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제 1 내지 20중량%와, 무기 안료 0.01 내지 10중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 불연 도료 조성물.1. A method for producing an inorganic filler, comprising the steps of: 30 to 90% by weight of a binder to which aluminum and zinc are bonded to silanol, 1 to 40% by weight of an inorganic flame retardant, and 1 to 40% by weight of at least one additive selected from zirconium oxide and titanium oxide, By weight of an inorganic pigment and 0.01 to 10% by weight of an inorganic pigment. 제 1항에 있어서, 상기 바인더는 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.1~0.4:0.01~0.5로 혼합한 후 가수분해하여 조성된 것을 특징으로 하는 불연 도료 조성물.The fire-retardant coating composition according to claim 1, wherein the binder is prepared by mixing TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide in a molar ratio of 1: 0.1 to 0.4: 0.01 to 0.5, followed by hydrolysis. 아연도금 철판을 50 내지 70℃로 예열하는 단계와;
실라놀(silanol)에 알루미늄 및 아연이 결합된 바인더 30 내지 90중량%와, 무기 난연제 1 내지 40중량%와, 산화지르코늄 및 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산칼슘 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제 1 내지 20중량%와, 무기 안료 0.01 내지 10중량%를 함유하는 도료 조성물을 상기 아연도금 철판에 도포하여 도막을 형성하는 도장단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연 도장 강판의 제조방법.
Preheating the zinc plated steel sheet to 50 to 70 캜;
1. A method for producing an inorganic filler, comprising the steps of: 30 to 90% by weight of a binder to which aluminum and zinc are bonded to silanol, 1 to 40% by weight of an inorganic flame retardant, and 1 to 40% by weight of at least one additive selected from zirconium oxide and titanium oxide, And a coating step of applying a coating composition containing 20 to 20% by weight of an inorganic pigment and 0.01 to 10% by weight of an inorganic pigment to the zinc plated steel sheet to form a coated film.
제 3항에 있어서, 상기 도장단계는 상기 도료조성물을 상기 아연도금 철판의 표면에 분무하여 제 1코팅층을 형성하는 1차분무단계와, 상기 아연도금철판에 60 내지 110℃의 열을 가하여 상기 제 1코팅층을 건조시키는 제 1건조단계와, 상기 제 1코팅층 위에 상기 도료 조성물을 분무하여 제 2코팅층을 형성하는 2차분무단계와, 상기 아연도금 철판에 70 내지 200℃의 열을 가하여 상기 제 2코팅층을 건조시키는 제 2건조단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 불연 도장 강판의 제조방법.The method of claim 3, wherein the coating step comprises: a first step of spraying the coating composition onto the surface of the zinc plated steel sheet to form a first coating layer; and applying a heat of 60 to 110 캜 to the zinc plated steel plate, A second drying step of spraying the coating composition onto the first coating layer to form a second coating layer; and applying a heat of 70 to 200 캜 to the zinc plated steel plate to form the second coating layer, And a second drying step of drying the non-burnished steel sheet. 제 3항에 있어서, 상기 바인더는 TEOS, 알루미늄 알콕사이드, 아연 알콕사이드를 몰비로 1: 0.1~0.4:0.01~0.5로 혼합한 후 물과 반응시켜 가수분해하고 메틸셀룰로우스를 첨가하여 점도를 조절하여 수득한 것을 특징으로 하는 불연 도장 강판의 제조방법. 4. The method of claim 3, wherein the binder is prepared by mixing TEOS, aluminum alkoxide, and zinc alkoxide in a molar ratio of 1: 0.1-0.4: 0.01-0.5, reacting the mixture with water to hydrolyze, and adding methylcellulose to adjust the viscosity By weight based on the total weight of the steel sheet.
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