KR101336028B1 - 배관 실링용 실란트 조성물 - Google Patents

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KR101336028B1
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hollow ceramic
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김종현
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Abstract

본 발명은 배관 실링용 실란트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1)실리콘 수지, 2)금속 수산화물 분말 3)표면이 실리카졸에 의해 개질된 중공 세라믹, 4)과산물화물계 촉매, 및 5)결합제, 충진제, 산화방지제, 상용화제, 연화제, 난연제, 및 요변성부여제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 일정량 포함함으로써, 배관 실링제로서의 기본적인 물성을 만족하면서 동시에 화재 시 연기 및 독성 물질의 배출량이 기준치 보다 현격히 적고 화염을 차단할 수 있어, 선박 및 해양 플랜트 등의 배관부 실링에 유용하게 적용할 수 있는 배관 실링용 실란트 조성물에 관한 것이다.

Description

배관 실링용 실란트 조성물 {COMPOSITION OF SEALANT FOR PIPE SEALING}
본 발명은 선박 및 해양 플랜트 등의 배관 실링에 사용되는 실란트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온에 노출 시 조성물의 형상을 유지하면서 화염의 차단이 가능하고, 연기밀도 및 독성물질 배출량 등이 기준치를 만족하며, 경화시간, 인장강도, 고온 및 다습한 환경 하에서도 저장안정성 등의 물성이 우수한 배관 실링용 실란트 조성물에 관한 것이다.
산업 용도로 사용되는 배관은 여러 구획으로 나눠진 시설이나 구조물들을 통과하며 설치되는 경우가 많아, 격벽과 배관을 감싸는 외부 표면재 사이의 빈 공간을 실링하는 재료로 다양한 소재가 사용된다.
특히 선박 및 해양플랜트는 그 내부가 대단히 복잡한 설비로 구성되고, 이러한 설비들은 모두 전선 케이블 또는 파이프로 연결되기 때문에 전선 케이블 또는 파이프들이 차단된 벽체 사이를 통과할 수 있도록 관통구가 수백여 개 형성되어 있다.
이러한 설비는 화재가 발생하는 경우 화염의 주요 전파 경로가 출입구, 창호, 배관이 통과하는 틈새가 되므로 실링 소재가 화재 시 화염의 전파를 막아주는 역할을 하게 된다.
따라서, 국제해상인명안전협약(International Convention for the Safety of Life at Sea ; SOLAS)의 A-60 규정에 의하면 관통구는 인체에 무해한 재료로 밀봉하여 화재 시에 다른 구역으로 화재가 번지지 못하도록 요구하고 있다.
또한 이러한 실링 소재는 상온에서 작업한 후 소성되고 특히 염수와 수분에 강한 재료 중에서 선택되는 것이 바람직하다, 이외에도 가급적 밀도 및 열전도성이 낮고, 난연성, 피착재와의 접착성이 좋으며, 장기간에 걸쳐 반복되는 진동에 견딜 수 있는 탄성재질이면 더욱 바람직하다.
실링 소재로 널리 사용되는 고분자 재료로는 염화고무계, 실리콘계 및 불소고무계 등의 수지가 사용될 수 있으며, 환경문제, 성능 및 가격경쟁력 등을 고려하면 실리콘계 수지가 바람직하다.
실리콘계 수지를 이용한 실링 소재는 다양한 물성을 부여하기 위하여 통상 무기계 성분을 혼합 사용한다. 그러나, 실리콘계 수지는 열전도성이 높고 400 내지 600℃ 고온에 노출되면 열분해 되거나 탄화되어 화염 차단제로서의 기능을 상실하게 되는 단점이 있다.
또한, 네델란드에서 개발된 실링제는 비할로겐 수지에 팽창성 흑연을 첨가하여 압출한 한쪽 부분이 절단된 튜브 형태로 스웨덴에서 개발한 실링제의 단점을 보완한 것이다. 이는 실란트가 방수의 기능 역할을 하고 충진제 슬리브(Sleeve)가 방화의 기능 역할을 할 수 있도록 되어 있으나 가격이 비싼 것이 단점이다.
또한, 국내에서 개발한 실링제는 산화마그네슘, 산화알루미늄, 이산화규소, 탈크, 탄산칼슘 및 반수석고 등의 무기화합물에, 본딩제 역할을 하는 액상의 혼합물로 이루어지는 것이 일반적이다. 이러한 실링제는 가격이 저렴한 대신 점도와 비중이 높아 천정이나 수직면 등에 시공 시 경화되기 전에 흘러내려, 이를 막는 작업을 반드시 수행해야 하므로 번거롭고, 깨끗한 형태의 유지 등이 어려운 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 고온에 노출 시 조성물의 형상을 유지하면서, 단열성과 난연성이 높아 화염의 차단이 가능하고, 연기밀도 및 독성물질 배출량 등이 기준치를 만족하며, 밀도가 낮고 소성이 우수하여 작업 환경에 구애받지 않아 시공이 용이한 배관 실링용 실란트 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 일액형으로 제조가 가능하고, 고온 및 다습한 환경 하에서도 사용이 가능하며 시공 후에 상온에서 쉽게 경화가 가능하여 시공후 고착이 용이한 배관 실링용 실란트 조성물을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1)실리콘 수지 10 내지 25중량%, 2)금속 수산화물 분말 43 내지 50중량%, 3)중공 세라믹 1중량에 대하여 실리카졸이 0.1 내지 1.0중량비로 함유되어, 표면이 실리카졸에 의해 개질된 중공 세라믹 15 내지 30중량%, 4)과산물화물계 촉매 1 내지 10중량%, 및 5)산화방지제, 결합제, 충진제, 상용화제, 연화제, 요변성부여제 및 난연제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제를 10 내지 25중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물을 제공한다.
바람직하기로, 상기 중공 세라믹 1중량에 대하여 실리카졸이 0.2 내지 0.6중량비로 함유될 수 있다.
상기 중공 세라믹은 이산화규소 40 내지 80중량%와 산화알루미나 20 내지 60중량%로 구성되고, 구형일 수 있다.
상기 첨가제는 결합제 1 중량에 대하여, 충진제 1 내지 10 중량비, 산화방지제 0.2 내지 5 중량비, 상용화제 1 내지 10 중량비, 연화제 1 내지 10 중량비 및 난연제 1 내지 10 중량비, 요변성부여제 1 내지 5 중량비를 포함할 수 있다.
상기 중공 세라믹은 화력발전소의 로 내에 연소과정에서 생성되는 플라이 애쉬일 수 있다.
상기 결합제는 티탄산염 커플링제, 실란 커플링제 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 상용화제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 균질배합제 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 연화제는 산화아연, 스테아린산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 난연제는 인계화합물, 알루미늄계 산화물 또는 수산화물 및 마그네슘계 산화물 또는 수산화물 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 배관 실링용 실란트 조성물은 고온에 노출 시 부분적으로 탄화된 조성물의 형상을 유지하면서 화염을 차단할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배관 실링용 실란트 조성물은 화재시험 시 연기밀도 및 독성물질 배출량 등이 기준치를 만족하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배관 실링용 실란트 조성물은 경화시간, 인장강도, 고온 및 다습한 환경하에서도 저장안정성 등의 물성이 우수한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 배관 실링용 실란트 조성물은 일액형으로 제조가 가능하고, 상온에서 쉽게 경화가 가능되므로 작업 공정이 용이한 이점이 있다.
따라서, 본 발명의 배관 실링용 실란트 조성물은 실링제로서의 물성을 만족하면서 동시에 화재 시 연기 및 독성 물질의 배출이 기준치 보다 현격히 적고, 화염의 차단을 필수적으로 요구하는 선박 및 해양 플랜트 등의 실링에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 선박 및 해양 플랜트 등의 실링에 사용되는 배관 실링용 실란트 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 배관 실링용 실란트 조성물은 1)실리콘 수지, 2)금속 수산화물 분말 3)표면이 실리카졸에 의해 개질된 중공 세라믹, 4)과산물화물계 촉매, 및 5)결합제, 충진제, 산화방지제, 상용화제, 연화제, 난연제, 및 요변성부여제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
1)실리콘 수지는 실란트 조성물의 주 성분으로 가교 결합성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 실리콘 수지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으며 본 발명의 효과를 벗어나지 않는 범위 내에서 일정 부분 변성된 것을 사용할 수 있다.
이러한 실리콘 수지는 총 실란트 조성물 100중량%에 대하여 10 내지 25중량% 함유할 수 있으며, 상기 함량이 10중량% 미만이면 실링의 효과가 저하될 수 있으며, 25중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 다른 성분의 함량이 감소하므로 본 발명이 목적으로 하는 효과 발현이 어려운 단점이 있다.
2)금속 수산화물 분말은 상기 실리콘 수지 및 중공 세라믹과 함께 실란트 조성물의 주 성분으로 사용되며, 실란트 조성물의 난연성을 증가시켜 실리콘 수지의 연소를 억제시키는 역할을 한다.
금속 수산화물 분말은 하이드록시기를 포함하는 금속화합물이다. 고분자 물질 등에 첨가하기 위하여 적절한 입자크기를 갖고 판상 또는 부정형을 이루며 표면적이 상대적으로 큰 범위에서 수분에 미반응하면서 난연제로써의 기능을 하는 결정성 금속 수산화물이 널리 개시되어 있다.
본 발명에서 주로 사용하는 금속 수산화물은 결정성 M(II)(OH)2(이때, M(II) 는 +2 산화상태를 갖는 금속원소)와 결정성 M(III)(OH)3(이때, M(III)는 +3 산화상태를 갖는 금속원소) 화합물의 형태로, 물 또는 알콜 등에 용해성을 갖지 않는 금속수산화물이 채택된다.
상기 M(II) 및 M(III) 금속원소를 포함하는 한 가지 또는 두 가지 이상의 금속수산화물 분말을 실리콘 수지 또는 유기계 바인더 성분에 분산시켜 사용한다.
이때, 상기 분산은 온도, 시간 등의 공정 조건, 및 분산에 사용되는 성분의 혼합비 등은 특별히 한정하지 않으며, 최종적으로 제조되는 실란트 조성물의 입자크기가 0.2 내지 1,000㎛ 범위를 유지하여 유동성과 소성이 원활하게 수행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 금속수산화물 분말은 총 실란트 조성물 100중량%에 대하여 43 내지 50중량% 함유할 수 있으며, 상기 함량이 43중량% 미만이면 난연성 증가 효과를 기대할 수 없고 50중량%를 초과하는 경우에는 다른 혼화성 등이 낮아질 수 있다.
3)중공 세라믹은 실란트 조성물이 고온에 노출된 경우 소재의 형상을 유지하면서 동시에 화염을 차단시키기 위해 역할을 한다.
상기 중공 세라믹은 실리콘 수지와의 혼화성을 향상시키고자 실리카졸을 사용하여 중공 세라믹의 표면에 양이온기가 부여되도록 표면을 개질한다.
중공 세라믹은 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으며,구체적으로 규소, 알루미늄, 티탄, 마그네슘, 지르코늄, 스칸듐, 세륨, 및 이트륨로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 산화물을 포함할 수 있다.
또한, 중공 세라믹은 특정한 조건하에서 제조되는 제품 외에 화력발전소의 로 내에 연소과정에서 생성되는 플라이 애쉬에서 분리한 것을 사용할 수도 있다. 통상 중공 세라믹은 완전 구체에 가깝고, 이산화규소 40 내지 80중량%와 산화알루미나 20 내지 60중량%로 구성되어 있어 비활성이며, 쉘은 단단하고 그 표면은 매끄럽고 치밀하여 공기나 물을 투과시키지 않으며, 압축강도가 높아 실란트 제조공정에서 쉽게 깨어지지 않는다.
상기 중공 세라믹의 표면을 개질하는 방법은 당 분야에서 통상 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 일례로 본 발명은 중공 세라믹과 실리카졸을 적당한 결합제로 블랜딩하는 방법으로 개질된 한국의 경동세라텍 사(社)제(製) 필러(filler: 충진재)인 상품명 오닉셀 ON4150을 상업적으로 구입하여 사용할 수 있다.
이때, 실리카졸은 중공 세라믹 1중량에 대하여 0.1 내지 1.0중량비, 바람직하기로는 0.2 내지 0.6중량비로 함유될 수 있다. 상기 함유량이 0.1중량비 미만이면 표면 개질 정도가 미미하여 조성물 내에서의 다른 성분과의 상용성이 저하될 수 있으며, 1.0중량비를 초과하는 경우에는 표면 개질에 사용되는 실리카졸간의 뭉침 및 결합 현상이 발생되어 불순물로 작용할 수 있다.
이러한 중공 세라믹은 총 실란트 조성물 100중량%에 대하여 15 내지 30중량% 함유할 수 있으며, 함유량이 15중량% 미만이면 화염 차단 효과가 미미하고 가공성 및 성형성이 어려울 수 있으며, 30중량%를 초과하는 경우에는 성분들 사이의 혼화성이 저하될 수 있는 단점이 있다.
4)과산화물계 촉매는 실리콘 수지의 가교 결합 뿐만 아니라 중공 세라믹 표면에 형성된 실리카졸과 실리콘 수지와의 결합을 유도하며, 경화속도를 향상시키는 역할을 한다.
이러한 과산화물계 촉매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 벤조일 퍼옥사이드, 비스(p-클로로벤조일) 퍼옥사이드, 비스(2,4-디클로로벤조일) 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸-퍼벤조에이트, t-부틸큐밀 퍼옥사이드, 상기 언급한 과산화물의 할로겐화된 유도체, 예를 들어 비스(2,4-디클로로벤조일) 퍼옥사이드, 1,6-비스(p-톨루오일퍼옥시카보닐옥시)부탄 및 1,6-비스(2,4-디메틸벤조일페옥시카본일옥시)헥산이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 과산화물계 촉매는 총 실란트 조성물 100중량%에 대하여 1 내지 10중량% 함유할 수 있다. 상기 함량이 1중량% 미만이면 그 양이 미미하여 촉매로서의 역할 수행이 어려우며, 10중량%를 초과하는 경우에는 반응 에 참여하지 않는 양이 불순물로 존재하여 저장안정성, 인장강도 등을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 상기 성분 이외에 5)결합제, 충진제, 산화방지제, 상용화제, 연화제, 난연제, 및 요변성부여제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 사용한다.
이러한 첨가제는 총 실란트 조성물 100중량%에 대하여 10 내지 25중량% 함유할 수 있다. 상기 함량이 10중량% 미만이면 각 첨가제의 사용 목적을 달성하기 어려우며 25중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 다른 성분의 함량이 저하되어 본 발명의 효과 달성이 어려울 수 있다.
바람직하기로는 상기 첨가제는 결합제 1 중량에 대하여, 충진제 1 내지 10 중량비, 산화방지제 0.2 내지 5 중량비, 상용화제 1 내지 10 중량비, 연화제 1 내지 10 중량비 및 난연제 1 내지 10 중량비, 요변성부여제 1 내지 5 중량비를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 산화방지제, 결합제, 충진제, 상용화제, 연화제, 및 난연제는 첨가제의 사용 목적을 효과적으로 발휘하기 위하여 각각 2종 이상의 성분을 혼합 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 상기 첨가제 사용으로 인하여 본 발명의 효과를 저해하지 않는 것이 바람직하다.
결합제는 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제, 및 실리콘 화합물로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 바람직하기로는 티탄산염 커플링제, 실란 커플링제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
충진제는 화이트 카본, 탈크, 클레이, 산화티탄, 카본 블랙, 산화알루미늄 수화물, 산화알루미늄, 알루미나화이트, 백운석(dolomite), 황산알루미나, 황산바륨, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화마그네슘, 황산칼슘, ash), 경석 분말, 유리 분말, 규조토 및 벤토나이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 혼합사용할 수 있다.
산화방지제는 조성물 내에 생성된 라디칼과 반응하여 조성물을 안정시키는 라디칼 포착제로서의 기능을 하며 대표적인 물질군으로는 페놀계와 방향족아민계가 있다. 이 두 물질군은 그 자신이 가지고 있는 수소를 방출하여 라디칼을 안정화시키고 그 자신이 라디칼로 변하게 되는데 공명효과 또는 전자의 재배열을 통하여 안정한 형태로 잔류하게 된다. 그 중 많이 알져진 것은 디부틸메틸페놀(BHT)로 주로 폴리올레핀, 스틸렌계, 비닐계 및 일레스토머의 안정제로 사용되는 효과가 우수하나 휘발성이 크고 산화과정에서 스틸벤퀴논의 생성으로 색상 변화가 일어날 수 있다.
상용화제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 균질배합제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 균질배합제는 통상의 고무 배합용 분산제를 사용할 수 있으며 일례로 STRUKTOL사의 60NSF제품 등이 있다.
연화제는 산화아연, 스테아린산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
난연제는 인계화합물, 삼산화안티몬, 안티몬계 산화물 및 수산화물, 붕소계화합물, 발포흑연, 할로겐계 화합물 및 멜라민계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 이중 경제성 및 성분들 사이의 혼화성 등을 고려하면 금속산화물 외에 인계화합물, 안티몬계화합물 및 붕소계 화합물 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용하는 것이 좋다.
요변성부여제는 에어로실계 화합물 또는 우레아 화합물 등을 이용하여 소재의 유동성을 조절하는 역할을 한다. 에어로실계 화합물은 친수성 퓸드실리카를 디메틸디클로로실란(DDS)로 처리하여 소수성 퓸드실리카로 물성을 전환한 무기 분말형 소재로 실리콘 등의 비수용성 폴리머에 첨가하여 조성물이 흘러내리는 성질을 억제한다.
또한 우레아 화합물은 노르말메틸피롤리돈에 희석하여 액상으로 사용하며, 상기 희석에 의해 그물 모양의 3차원적인 망상 구조를 형성함으로써 유동성을 조절하게 된다.
이외에도 본 발명의 실란트 조성물은 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 적절한 첨가제, 구체적으로 점성과 도포성을 개선하기 위한 점조제(셀룰로오스계 등); 성분의 분리, 침강, 부유 등을 억제할 수 있는 분산 안정제(지방산, 수지산, 유기 술폰산 등); 고무의 열화를 방지하기 위한 노화방지제(힌더드 페놀계 환원 물질 등) 및 안료(이산화 티탄 등) 등을 추가로 함유할 수 있다.
이상의 성분이 함유된 본 발명의 배관 실링용 실란트 조성물은 일액형으로 제조되고, 상온에서 쉽게 경화가 가능하다. 구체적으로 수분이 함유되지 않으면 경화가 일어나지 않으므로 수분이 없는 밀폐된 용기 내에 보관하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
실리콘 수지(TR-70제품, BAYER사) 12g; 금속수산화물 분말로 수산화마그네슘(UF NB-10제품, Magshield사)과 수산화알루미늄(KH-101제품, KC사)을 1:1중량비로 섞은 혼합물 50g; 실리카졸로 표면이 개질된 중공 세라믹 18g(경동세라텍 제(製) 오닉셀 ON4150); 과산물화물계 촉매로 디(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 3g; 결합제로 티틴산염 커플링제 5g; 요변성부여제(Thixotropic agent, R-972제품, Evonik사) 1g; 충진제로 나노클레이 3g; 상용화제로 에틸렌비닐아세테이트(EVA, E155L제품, 삼성토탈사) 1.25g과 60NSF 제품(STRUKTOL사) 1.25g; 연화제로 산화아연 1.25g과 스테아린산 1.25g; 산화방지제(RUBATAN 184-RD, GENERAL QUIMICA S.A) 0.5g; 및 난연제로 적인 0.625g, 삼산화안티몬 0.625g 징크보레이트 1.25g을 상온에서 30분간 교반하여 혼합하여 실란트 조성물을 제조하였다.
여기서, 상기 중공 세라믹은 중공 세라믹과 실리카졸을 1:1 중량비로 혼합한 것을 사용하였다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 7
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1의 조성을 사용하여 실란트 조성물을 제조하였다.
구분
(g)		 실리콘
수지		 금속 수산화물 중공
세라믹		 촉매 첨가제
결합제 요변성부여제 충진제 상용화제 연화제 산화방지제 난연제
실시예1 12 50 (A)18 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
실시예2 12 50 (B)18 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
실시예3 12 43 (A)25 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
실시예4 20 45 (A)15 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예1 30 50 - 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예2 12 50 (C)18 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예3 15 50 (A)18 - 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예4 - 62 (A)18 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예5 62 - (A)18 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예6 12 58 (A)10 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
비교예7 12 33 (A)35 3 5 1 3 2.5 2.5 0.5 2.5
-중공 세라믹(A): 실리카졸과 중공 세라믹이 1:1중량비로 함유되어 표면이 개질된 것임
-중공 세라믹(B): 실리카졸과 중공 세라믹이 0.8:1중량비로 함유되어 표면이 개질된 것임
-중공 세라믹(C): 실리카졸에 의해 표면이 개질되지 않은 것임
-이외의 성분인 실리콘 수지, 금속수산화물, 촉매 및 첨가제 등은 상기 실시예 1과 동일한 것을 사용함
실험예
상기 실시예 및 비교예의 실란트 조성물을 하기 시험항목에 대한 테스트를 수행하고 그 결과를 표 2 내지 표 5에 나타내었다.
이때, 상기 실란트 조성물은 각 시험항목에 적합하도록 시편을 제조하여 테스트를 수행하였다.
1. 물성
-경화시간(23℃/min): KS F 4922에 따라 실시
-인장강도(Mpa): KS M 6518:2006에 따라 실시
-저장안정성(실온 및 40℃, 60%RH): 도장 작업성 평가법으로 확인
[평가방법]
◎: 작업성 이상무
○: 작업성 약간 변화
△: 작업성 어려움
×: 작업성 불가
2. 화염전파실험
FTP Code Ⅱ - IMO Resolution A. 653(16)기준에서 정한 절차에 따라 실시
3. 연기밀도 및 독성실험
FTPC PART 2에 따라 실시
구분 경화시간
(23℃/min)		 인장강도
(Mpa)		 저장안정성
실온 40℃, 60%RH
실시예1 7 3.9 ◎ ◎
실시예2 8 3.6 ◎ ◎
실시예3 7 3.7 ◎ ◎
실시예4 9 3.9 ◎ ◎
비교예1 7 2.9 ○ ○
비교예2 7 1.4 △ ×
비교예3 14 1.1 △ ×
비교예4 13 2.4 ○ ○
비교예5 8 1.2 ○ ○
비교예6 8 2.6 ○ ○
비교예7 8 1.2 △ ×
위 표 2와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 실란트 조성물이비교예 1 내지 7에 비해 전반적으로 물성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
시험항목 1 2 3 평균 기준
비접염
평균연소지속열 (MJ/㎡) 3.54 2.68 3.20 3.14 ≥1.5
소화시
임계복사열유속 (KW/㎡)		 39.9 41.0 41.0 40.63 ≥20
총 열방출량 (MJ) 0.00 0.01 0.00 0.00 ≤0.7
최대 열방출율 (KW) 0.00 0.37 0.00 0.12 ≤4.0
복사열량 가스농도값(ppm)
무 유 무 기준값
버너화염 유 /무 25(kw/㎡) 25(kw/㎡) 50(kw/㎡)
최대광도(Ds)의 평균값(Dm) 50.9 32.5 149.2 1)
가스종류
N.D
(Not Detected)

 CO 105.0 133.6 237.6 ≤1450
HBr N.D N.D N.D ≤600
HCN N.D N.D N.D ≤140
HCL N.D N.D 20.6 ≤600
HF N.D N.D N.D ≤600
NOx N.D N.D 10.9 ≤350
SO2 N.D N.D N.D ≤120
1)격벽, 천정, 내장재<200
1차 갑판 피복재<400
표면 바닥재<500
플라스틱관 및 전선<400
상기 표 3 및 표 4는 각각 실시예 1의 실란트 조성물을 이용한 화염전파실험 및 독성을 평가한 것으로, 모두 기준값을 만족한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 2 내지 4도 유사한 경향을 보였다.
시험항목 비교예 기준
1 2 3 4 5 6 7
평균연소지속열 (MJ/㎡) 1.0 1.2 1.5 1.2 1.5 1.5 1.4 ≥1.5
소화시 임계복사열유속 (KW/㎡) 15 17 20 14 13 19 18 ≥20
총 열방출량 (MJ) 0.9 0.8 0.7 1.0 0.8 0.7 0.8 ≤0.7
최대 열방출율 (KW) 4.6 4.3 4.0 4.1 4.2 4.1 4.3 ≤4.0
상기 표 5는 비교예 1 내지 7은 화염전파실험을 평가한 것으로, 기준값을 벗어남을 확인할 수 있었다. 이는 중공 세라믹을 사용하지 않거나(비교예 1), 표면을 개질하지 않은 중공 세라믹 사용(비교예 2) 및 실리콘 수지와 금속 수산화물(ATH, MDH)(비교예 4 및 5)를 각각 단독으로 사용한 경우에는 기준치를 크게 벗어난다는 것을 확인할 수 있었다(표 5).

Claims (8)

1)실리콘 수지 10 내지 25중량%;
2)금속수산화물 분말 43 내지 50중량%;
3)중공 세라믹 1중량에 대하여 실리카졸이 0.1 내지 1.0중량비로 함유되어, 표면이 실리카졸에 의해 개질된 중공 세라믹 15 내지 30중량%;
4)과산물화물계 촉매 1 내지 10중량%; 및
5)결합제, 충진제, 산화방지제, 상용화제, 연화제, 난연제, 및 요변성부여제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제 10 내지 25중량%로 구성되는
것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 중공 세라믹 1중량에 대하여 실리카졸이 0.2 내지 0.6중량비로 함유된 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 중공 세라믹은 이산화규소 40 내지 80중량%와 산화알루미나 20 내지 60중량%로 구성되고, 구형인 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 첨가제는 결합제 1 중량에 대하여, 충진제 1 내지 10 중량비, 산화방지제 0.2 내지 5 중량비, 상용화제 1 내지 10 중량비, 연화제 1 내지 10 중량비, 난연제 1 내지 10 중량비, 및 요변성부여제 1 내지 5 중량비를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 중공 세라믹은 화력발전소의 로 내에 연소과정에서 생성되는 플라이 애쉬이며,
상기 결합제는 티탄산염 커플링제, 실란 커플링제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 상용화제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 균질배합제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 연화제는 산화아연, 스테아린산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 난연제는 인계화합물, 알루미늄계 산화물 또는 수산화물, 및 마그네슘계 산화물 또는 수산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 배관 실링용 실란트 조성물.
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