KR101060334B1 - 열 융착성이 우수한 고무발포단열재 및 이를 이용한 단열재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 압출, 발포시킨 열 융착성이 우수한 고무발포단열재에 관한 것이다.

Description

열 융착성이 우수한 고무발포단열재 및 이를 이용한 단열재{Rubber foam adiabatic material and insulating material using thereof}
본 발명은 접착성이 우수한 고무발포단열재 및 이를 이용한 단열재에 관한 것으로, 강판 등에 접착이 우수하여 단열재로 사용하기에 적합한 고무발포단열재 및 이를 이용한 단열재에 관한 것이다.
칼라강판은 경제성, 시공성이 우수한 건축 자제로 공장, 창고, 축사 등의 지붕이나 벽체용도로 사용되고 있으며 최근에는 화려한 색상의 제품개발 노력으로 주거용 주택에도 적용이 증가하고 있다. 칼라강판은 재질 특성상 단열, 소음차단성능이 취약하고 겨울철에는 실내와 실외의 온도 차로 결로가 발생한다는 단점이 있어 별도의 내부 단열재를 부착하여 그 단점을 보완해야 한다. 현재 칼라강판용 단열재로 널리 쓰이는 단열재는 PE폼이나 우레탄폼이지만 내열성 및 난연성이 취약하여 화재로 인한 대형 사고에 노출되어 있으며 실제로 이로 인한 피해가 지속적으로 반복되고 있는 실정이다.
현재 칼라강판에 매트형 고무발포단열재를 부착하려면 본드 접착으로 시공하게 되는데 이러한 본드 접착 시공 방법은 내구성이 약하여 장시간 경과 후 본드의 접착력이 약해져서 강판과 분리되는 문제점이 있으며, 또한 사용된 본드가 인체에 유해한 휘발성유기화합물(VOCs)과 포름알데히드(HCHO)를 방출시켜 고무발포단열재의 큰 장점인 친환경성을 유지할 수 없게 된다.
기존의 고무발포단열재는 표면이 가교되어 강판에 열을 가해 융착 시 융착이 불가능하며 발포제로 형성된 cell의 성형제품에 열을 가하게 되면 표면이 딱딱하게 경화 된다. 따라서 고무발포단열재를 칼라강판의 단열재로 사용하기에 위해서는 직접 융착이 가능한 새로운 고무발포단열재의 원료 Recipe(배합조성) 개발과 생산기술 개발이 필요하다.
본 발명은 성형 칼라강판의 단열보완, 결로방지, 수명연장, 소음차단을 위해 사용할 수 있는 내열성 및 난연성이 우수한 칼라강판 융착용 고무발포단열재를 개발하는데 목적이 있다.
본 발명은 본드나 접착제를 사용하지 않고 직접열이나 간접열을 이용하여 칼라 강판에 고무발포단열재가 융착될 수 있도록 융착성이 뛰어난 새로운 배합조성을 개발하고 제품생산을 위한 최적의 믹싱공정, 배합공정 그리고 융착공정을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 압출, 발포시킨 접착성이 우수한 고무발포단열재에 관한 것이다.
또한, 필요에 따라 상기 제 1 마스터배치 조성물은 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머를 0.1 ~ 1중량% 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고무발포단열재를 이용하여 칼라강판 융착용 단열재를 제조하는 방법은
a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가를 첨가하여 제 2 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
c) 상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계;
d) 상기 압출물을 발포시켜 고무발포단열재를 제조하는 단계;
e) 강판을 130 ~ 150℃로 가열하는 단계; 및
f) 가열된 강판에 상기 d)단계의 고무발포단열재를 적층한 후, 130℃~150℃로 가열 압착하여 일체화하는 단계;
를 포함한다.
이하는 본 발명의 고무발포단열재를 이루는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)는 니트릴 함량이 20~40 중량%이고, 휘발분 함량이 1 중량% 이하, 회분 함량이 1 중량% 이하, 고분자점도(무니점도, ML 1+4,100℃) 40~60, 중량평균분자량이 400000~500000g/mole 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, LG화학의 NBR-7150, 그린켐텍의 B7150 등의 시리즈가 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 NBR의 함량은 20 ~ 40 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 20 중량% 미만으로 사용하는 경우는 단열재의 물성 및 내열성이 저하되며 40 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 재품의 단가가 증가하는 단점이 있다.
상기 이소부틸렌 이소프렌고무는 단열재의 탄성을 강화하기 위하여 사용하는 것으로, 무늬점도 40 ~ 60(ML 1+4, 100℃)인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, 다우의 IIR268, AMEROPA의 BK-1675N 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 이소부틸렌 이소프렌고무의 함량은 0.1 ~ 5 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 효과가 미미하고, 5 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 고무와 이형성이 강하게 발생하여 장비에 무리를 가져온다.
상기 저밀도 폴리에틸렌 수지는 접착성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 멜트인덱스(MI)가 10 ~ 20g/10min인 것을 사용하는 것이 접착성이 향상되므로 바람직하다. 그 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하며, 10 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 내열성 및 난연성이 저하되므로 점착을 위해서는 상기 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5 ~ 8 중량%를 사용하는 것이 강판과의 접착성뿐만 아니라 발포성이 우수하므로 바람직하다.
상기 에틸렌비닐아세테이트는 단열재의 단위면적당 셀공극을 작게하여, 고온에 의한 직접 열 침투성을 줄이기 위하여 사용하는 것으로, 용융지수 1 ~ 3g/10분, 비닐아세테이트함량 10 ~ 30%, 밀도 0.9 ~ 1.0g/㎤인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 사용하는 경우는 효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 초과중량에 따른 효과가 거의 없어 제품원가가 상승한다.
상기 충전제는 원가절감을 하기 위하여 사용되는 것으로, 탈크, 카본블랙, 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 이들을 모두 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 상기 충전제의 함량은 단독 또는 혼합 시 총 함량이 10 ~ 30 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 10 중량% 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, 30 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 탄성체의 고유성질을 잃을 수 있다. 상기 충전제 중 탈크는 원가절감을 하기 위하여 사용될 수 있으며, 평균입경 1 ~ 5㎛, 수분함량 0.2 ~ 0.5%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 충전제 중 카본블랙은 원가절감 및 탄성을 향상하기 위하여 사용될 수 있으며, 요오드흡착량 30 ~ 50g/kg, DBP흡유량 100 ~ 130cm3/100g, 착색도 60 ~ 70%, 비중 350 ~ 370kg/㎥인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 충전제 중 산화아연은 촉진 메커니즘으로써 발포 조건을 만드는데 기여하며, 고무 내열성 향상에 도움이 된다. 평균입경이 0.3~0.6㎛, 비중 5.5~6.5 g/㎤ 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산화방지제는 내열성 및 내구성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 페놀계 산화방지제인 BHT(2,6-DI-BUTYL-4-METHYLPHENOL), RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2-DIHYDROQUINOLINE)등 에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 산화방지제는 0.1 ~ 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, 2 중량%를 초과하여 사용하는 경우 분산에 어려움이 있다.
상기 윤활제는 각종 원료의 배합을 용이하게 하며, 챔버의 감압효과를 위하여 사용하는 것으로, 화이트오일, 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 알루미늄 스테아레이트, 글리세린 스테아레이트, 부틸스테아레이트, 고체 파라핀, 유동파라핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 5 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하며, 15 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 배합 원료의 저점도의 원인이 되며, 단열재의 셀공극이 커지며 고온에 의한 직접 열 침투성이 높아진다.
상기 난연제는 난연성, 내트랙킹성, 기계적 강도 향상 및 내열성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 알루미늄 하이드록사이드, 수산화마그네슘에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 5 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만으로 사용하는 경우 그 효과가 미미하며, 15 중량%를 초과하여 사용하는 경우 제품의 원가가 상승한다.
상기 황은 가교제 역할을 하여 단열재 셀의 강도를 높이며, 고온에서 견딜 수 있는 내열성을 증대하기 위하여 사용하는 것으로, 그 함량은 0.01 ~ 0.05 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가황촉진제는 가교를 하기위한 가교컨트롤 역할을 하며, 발포체의 스킨형성에 도움을 주는 것으로, 2-머켑토 벤조티아졸(2-mercapto benzothiazole), 테트라메틸 티우람 디설파이드(tetramethyl thiuram disulide), 디펜타 메틸렌 티우람 테트라설파이트(dipenta methylene thiuram tertrasulfide)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 0.1 ~ 5중량%를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 발포제는 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide, ADCA), 아조디이소부틸로니트릴(ABBN), 디니트로소펜타메틸테트라아민(DNPT), 파라톨루엔설포닐하이드라지드(TSH) 및 옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(OBSH)로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 5 ~ 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 고발포 배율을 얻을 수 있으며, 15 중량%를 초과하는 경우는 가스 발생량이 증가하여 단열재 내면에 기포형성의 원인이 된다.
본 발명은 필요에 따라 상기 제 1 마스터배치 조성물에 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머를 0.1 ~ 1중량% 더 포함할 수 있다. 상기 이오노머를 더 포함하는 경우 저온 접착성이 더욱 향상되며, 부착강도가 증가할 수 있다. 상기 이오노머는 아크릴산과 에틸렌을 금속이온으로 이온가교시킨 공중합체인 것으로, 용융지수는 0.1 ~ 10 g/10min(190 ℃, 2,160 g)의 범위인 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 고무발포단열재를 이용하여 단열재를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명은 고무발포단열재를 제조한 후, 이를 별도의 접착제 없이 열압착 방식으로 강판에 접착한다. 이때, 상기 고무발포단열재는 가황에 의해 가교된 구조를 포함하고 있으나, 조성물 제조 시 저밀도폴리에틸렌을 첨가함에 따라 일부 미가교된 부분을 포함하여 강판과의 접착을 달성할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 단열재를 제조하는 방법은
a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가를 첨가하여 제 2 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
c) 상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계;
d) 상기 압출물을 발포시켜 고무발포단열재를 제조하는 단계;
e) 강판을 130 ~ 150℃로 가열하는 단계; 및
f) 가열된 강판에 상기 d)단계의 고무발포단열재를 적층한 후, 130℃~150℃로 가열 압착하여 일체화하는 단계;
를 포함한다.
본 발명에서 상기 제 1 마스터배치 조성물은 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머를 0.1 ~ 1중량% 더 포함하여 저온 접착성 및 부착강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 a)단계는 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)와 저밀도폴리에틸렌(LDPE)의 혼화성을 향상시키기 위한 공정으로, 원료 혼합 시 가압챔버에서 수행하는 것이 바람직하며, 가압챔버의 온도는 140 ~ 160℃, 챔버 램가압을 5 ~ 10k/㎤으로 하여, 7 ~ 8분간 배합하는 것이 바람직하다. 가압챔버의 온도가 140℃ 미만, 챔버내 압력이 5k/㎤인 경우는 원료의 혼합이 이루어지지 않으며, 가압챔버의 온도 및 챔버의 압력이 각각 160℃, 10k/㎤ 를 초과한 경우는 원료의 온도상승 및 압력증가에 따른 고무자체 발열온도에 의한 탄화 현상이 발생하여 발포공정시 불량 제품이 나오기 쉽다. 또한 배합시간은 7 ~ 8분간 수행하는 것이 바람직하며 이는 원료를 고압으로 혼합시 원료의 온도가 계속 상승기 때문이다. 7 분 미만으로 하는 경우는 원료가 완전히 혼합되지 않는다.
상기 배합 시 많은 압력이 발생하며 이에 따른 원료의 피로도가 높기 때문에 이를 해결하기 위해서는 2차 원료 배합 공정까지 48시간 이상, 보다 바람직하게는 48 ~ 72시간 동안 숙성기간을 거치는 것이 바람직하다. 상기 숙성은 실온에서 수행하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 b)단계는 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황, 가황촉진제 및 발포제를 투입하여 혼합하는 과정으로, 니더기에서 50~65℃, 2~5분간 혼합하며, 오픈밀기에서 60~70℃, 3분~7분간 가공하여 압출기에 투입이 용이한 형태로 제조한다.
다음으로 혼합된 제 2 마스터배치의 원료 피로도를 해결하기 위해서 20~25℃에서 24시간 숙성기간을 거치는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 b)단계에서 혼합된 제 2 마스터배치 조성물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계로, 원하는 크기 및 형상으로 압출할 수 있다. 압출기의 출구 온도는 85℃~100℃를 유지하는 것이 바람직하다. 압출기의 온도가 상기 범위를 유지하지 못할 경우 가류시간이 변경되어 제품 밀도의 변화에 큰 영향을 미친다.
다음으로 상기 압출물을 발포하는 공정으로, 발포공정은 가류단계, 예비발포단계, 발포단계, 발포숙성단계로 이루어지며 전도에 의한 직접적인 가열이 아닌 열풍을 이용 하여 가열한다. 가류단계에서 발포숙성단계로 갈수록 가열온도를 점차 상승하며, 발포숙성단계는 발포단계보다 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 상기 가류단계에서 가류되며, 상기 예비발포단계에서는 가류단계에서 미처 가류되지 못한 원료가 추가로 가류되고, 가류된 원료의 일부는 발포되기 시작한다. 그리고 상기 발포단계에서 압출물이 발포되며, 발포숙성단계에서 미발포된 부분이 발포된다. 단열재 단열 지속성을 장기간 유지하기 위하여 단열재의 표면층이 견고하게 형성되는 것이 중요하므로 발포공정에서 발포이전단계인 가류 및 예비발포단계 시간을 길게 하여 표면층 형성시간을 충분히 하여 견고한 표면층을 형성하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 발포공정은 100 ~ 120℃에서 20 ~ 30초간 가열하는 가류단계; 120 ~ 140℃에서 10 ~ 20초간 가열하는 예비발포단계; 140 ~ 170℃에서 10 ~ 15초간 가열하는 발포단계; 및 140 ~ 160℃에서 5 ~ 10초간 가열하는 발포숙성단계로 이루어진다. 상기 발포단계의 온도는 발포제의 종류에 따라 조절될 수 있다.
다음으로, 상기 발포된 고무발포단열재를 강판에 접착시키는 단계로, 강판을 히터로 이송하여 130 ~ 150℃로 가열한 후, 히터의 끝단에서 가열된 강판에 상기 d)단계의 고무발포단열재를 적층한 후, 130℃~150℃로 가열 압착하여 일체화한다.
이때 상기 f)단계의 가열 압착은 회전속도가 20~25rpm이며, 130℃~150℃로 가열된 압축롤러를 이용하는 것이 바람직하다. 회전속도가 25이상일 경우 단열재가 강판에 충분히 융착되지 않는 현상이 발생한다.
상기 제조공정에 의해 융착된 제품을 프래스 금형을 통하여 원하는 형상이나 모양으로 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 강판융착용 고무발포단열재는 단열성, 난연성이 우수하며, 강판융착용 단열재로 사용하기에 우수하다. 또한, 강판과의 접착성이 우수하므로 별도의 접착제를 사용하지 않고서도 친환경적으로 접착이 가능하며, 가열압착에 의해 강판과 접착이 가능하므로 연속적으로 제조가 가능하여 생산성이 향상된다.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음의 방법으로 측정하였다.
1) 겉보기 밀도(kg/m3) : KS M 6962
2) 난연성(산소지수(%)) : KS M ISO 4589-2
3) 열전도율(W/mK) : KS M 6962
4) 강판과의 접착성 : 90도 접착력시험기를 통하여 접착 단면적이 325mm3인 시편을 500mm/min의 속도로 인장하여 시험하였다. 이때 박리, 파단이 발생한 응력을 측정한다.
[실시예 1]
제 1 마스터배치 제조
아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) (NBR7150, LG화학) 33 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무(IIR268, 다우) 1.8 중량%, 에틸렌비닐아세테이트(한화석유화학, EVA-1315) 4.6 중량%, 충전제로 탈크(Mistron Vapor Talc, 루제낙) 16.5중량%, 카본블랙(Fast Extruding Furnace)(N-774, 동양제철화학) 3 중량%, ZnO(한일아연화) 3 중량%, 산화방지제(St/acid, 미성통상) 0.9 중량%, 윤활제(White Oil, 미창오일) 10 중량%, 난연제(Al(OH)3, 한국화학) 10 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LG화학 BF-500) 7 중량%를 가압챔버에 넣고, 145℃에서 챔버램가압을 7k/㎤로 하여 8분간 배합하였다.
배합된 원료의 피로도를 낮추기 위하여 실온에서 48시간동안 숙성하였다.
제 2 마스터배치 제조
상기 숙성된 제 1 마스터배치 조성물에 황(s, 미원상사) 0.05 중량%, 가황촉진제(M, 링크웰) 1.45 중량%, 발포제(Azodicarbonamide, 금양) 8.7 중량%를 첨가하여 니더기에 넣고, 60℃에서 가압을 4k/㎤로 하여 5분간 배합하였다. 오픈밀기에서 압출기에 투입하기 원활한 크기로 65℃에서 5분간 작업 후 Batch Out하였다. 혼합된 제 2 마스터배치의 원료 피로도를 해결하기 위해서 상온에서 24시간 숙성하였다.
압출 및 발포
상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기(제조회사:승진기계)에 넣고 30℃에서 7분간 속동 융혼련하여 시트형태로 110bar 압력하에서 압출하였다.
제조된 압출물을 110℃에서 27초간 가열하는 가류단계; 130℃에서 18초간 가열하는 예비발포단계; 155℃에서 16초간 가열하는 발포단계; 및 145℃에서 10초간 가열하는 발포숙성단계를 거쳐 발포하여 고무발포단열재를 제조하였다.
제조된 고무발포단열재의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
칼라강판의 제조
1~2㎜ 두께의 강판을 컨베이어벨트로 이송하면서, 140℃의 온풍을 5분간 가하였다. 이후 상기 가열된 강판의 일면에 압착롤러를 이용하여 상기 발포된 고무발포단열재를 가열압착하였다. 이때 상기 압착 롤러는 140℃, 회전속도는 25rpm이었다.
제조된 칼라강판의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 제 1 마스터배치 제조 시, 용융지수 5 g/10min(190 ℃, 2,160 g)인 아크릴산-에틸렌의 공중합체를 0.5 중량% 더 첨가하고, 대신 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체의 함량을 감소시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재 및 칼라강판을 제조하였다.
제조된 고무발포단열재 및 칼라강판의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
제 1 마스터배치 제조 시 저밀도폴리에틸렌을 사용하지 않고, 대신 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR)의 함량을 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고무발포단열재 및 칼라강판을 제조하였다.
제조된 고무발포단열재 및 칼라강판의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112010077456981-pat00001
상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 난연성 고무발포단열재는 강판과 접착성이 우수하여 박리가 되지 않으며, 인장 실험시 융착부가 아닌 단열재의 파단이 일어났다. 또한, 밀도가 0.050 ~ 0.100g/㎤인 고발포단열재이고, 산소지수가 30%이상으로 건축자재(단열재) 요구 난연성을(KS기준 : 산소지수 28%) 만족하는 것을 알 수 있었다.

Claims (11)

  1. 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 숙성시킨 후, 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가하여 압출, 발포시킨 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 마스터배치 조성물은 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머를 0.1 ~ 1중량% 더 포함하는 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 니트릴 함량이 20~40 중량%이고, 고분자점도(무니점도, ML 1+4,100℃) 40 ~ 60, 중량평균분자량이 400000 ~ 500000g/mole 인 것을 사용하는 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전제는 탈크, 카본블랙, 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저밀도폴리에틸렌은 멜트인덱스(MI)가 10 ~ 20g/10min(190 ℃, 2,160 g)인 것을 사용하는 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발포제는 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide, ADCA), 아조디이소부틸로니트릴(ABBN), 디니트로소펜타메틸테트라아민(DNPT), 파라톨루엔설포닐하이드라지드(TSH) 및 옥시비스벤젠설포닐하이드라지드(OBSH)로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  7. 제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무발포 단열재는 밀도가 0.050 ~ 0.100g/㎤이고, 난연성이 산소지수 30%이상인 열 융착성이 우수한 고무발포단열재.
  8. a) 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR) 20 ~ 40 중량%, 이소부틸렌 이소프렌고무 0.1 ~ 5 중량%, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 1 ~ 10 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 1 ~ 10 중량%, 충전제 10 ~ 30 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 2 중량%, 윤활제 5 ~ 15 중량%, 난연제 5 ~ 15 중량%를 포함하는 제 1 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
    b) 상기 제 1 마스터배치 조성물에 황 0.01 ~ 1 중량%, 가황촉진제 0.1 ~ 5중량%, 발포제 5 ~ 15 중량%를 첨가를 첨가하여 제 2 마스터배치 조성물을 제조하는 단계;
    c) 상기 제 2 마스터배치 조성물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계;
    d) 상기 c)단계에서 압출된 압출물을 발포시켜 고무발포단열재를 제조하는 단계;
    e) 강판을 130 ~ 150℃로 가열하는 단계; 및
    f) 가열된 강판에 상기 d)단계의 고무발포단열재를 적층한 후, 130℃~150℃로 가열 압착하여 일체화하는 단계;
    를 포함하는 단열재의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 d)단계의 발포공정은 100 ~ 120℃로 가열하는 가류단계; 120 ~ 140℃로 가열하는 예비발포단계; 140 ~ 170℃로 가열하는 발포단계; 및 160 ~ 140℃로 온도를 낮추는 발포숙성단계로 이루어지는 단열재의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 f)단계의 가열 압착은 회전속도가 20~25rpm인 압축롤러를 이용하는 것인 단열재의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 마스터배치 조성물은 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체, 에틸렌과 아크릴산의 공중합체에서 선택되는 이오노머를 0.1 ~ 1중량% 더 포함하는 단열재의 제조방법.
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