KR101431002B1 - Non-flammable coating composition for expanded polystyrene foam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리스티렌폼 알갱이의 표면에 적용할 수 있는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물; 상기 코팅 조성물이 코팅된 발포 폴리스티렌폼 알갱이를 압축 성형하여 제조되는 발포 폴리스티렌폼 단열재; 및 상기 발포 폴리스티렌폼 단열재의 양면에 보호패널을 부착시킨 건축용 샌드위치 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam applicable to the surface of polystyrene foam particles; A foamed polystyrene foam insulation material produced by compression molding foamed polystyrene foam particles coated with the coating composition; And a construction panel for sandwiching a protective panel on both sides of the foamed polystyrene foam insulation.
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 폴리스티렌 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.EXPANDED POLYSTYRENE Sandwich panels were produced by first foaming polystyrene beads at a predetermined foaming ratio, then drying and aging them in a silo, heating them until softening in a molding machine, and cooling the foamed polystyrene beads The EPS panel is then cut into sheets according to the standard using a hot wire through a predetermined curing process. The EPS panel is bonded to a protective panel (galvanized steel sheet, galvanized steel sheet, aluminum steel sheet, colored steel sheet, etc.) Followed by cutting according to the standard.
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.These EPS sandwich panels are widely used as insulation materials for factories, housing, etc. due to high insulation effect, economic efficiency, soundproofness, light weight, mechanical strength and harmlessness of human body. On the other hand, flame retardancy of EPS sandwich panels is becoming an urgent problem as fatal problems occur due to flammability and toxic gas discharge in case of fire.
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, 폴리스티렌폼 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. Article 61 of the Enforcement Decree of the Construction Act enacted recently (October 2004) provides that the walls, ceilings, corridors, and stairways of multi-use facilities, common houses, life training facilities, It is stipulated to apply with finishing material. Therefore, the nonflammability test (KS F 2271) has to be applied to polyurethane, polystyrene foam sandwich panels and the like among the interior finishing materials. Therefore, EPS and polyurethane, which are widely used as interior materials for multi-use facilities, generate harmful gas when burned. Glass wool is discharged as quasi-carcinogens, so it can be used as an interior finishing material for sandwich panel I can not.
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art,
발포 폴리스티렌폼 알갱이의 표면에 코팅되어 화재시 우수한 난연성을 제공하며, 유독가스 발생을 최소화하며, 발포 폴리스티렌폼 알갱이 간에 우수한 접착성을 부여하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a flame retardant coating composition for a foamed polystyrene foam which is coated on the surface of foamed polystyrene foam particles to provide excellent flame retardancy in a fire, minimizes toxic gas generation, and impart excellent adhesion between foamed polystyrene foam particles.
또한, 본 발명은 상기 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 폴리스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조되는 발포 폴리스티렌폼 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a foamed polystyrene foam insulation which is produced by molding expanded polystyrene foam particles having a surface coated with the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam.
또한, 본 발명은 상기 발포 폴리스티렌폼 단열재의 양면에 보호 패널을 부착시켜서 제조되는 건축용 샌드위치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a sandwich panel for construction which is manufactured by attaching a protective panel to both surfaces of the foamed polystyrene foam insulation.
본 발명은, According to the present invention,
고형분이 5 내지 30 중량%인 폴리비닐알코올 수용액 60~90 중량부;60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight;
실리케이트 알콕사이드 화합물 10~40 중량부;10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound;
중합개시제 3~19.5 중량부;3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
가교제 16~49 중량부;16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent;
분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부; 및11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having a particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g; And
팽창성 흑연 11~44 중량부를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물을 제공한다.And 11 to 44 parts by weight of expandable graphite.
또한, 본 발명은,
(a) 고형분이 5 내지 30 중량%인 폴리비닐알코올 수용액 60~90 중량부 및 실리케이트 알콕사이드 화합물 10~40 중량부, 및 중합개시제 3~19.5 중량부를 반응기에 넣고 반응시키는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 반응 완료 후, 상온에서 24시간 동안 냉각하여 거품이 제거된 내수성 폴리비닐알코올-실리케이트 용액을 얻는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 얻은 폴리비닐알코올-실리케이트 용액에 가교제 16~49 중량부를 혼합하여 가교 결합을 시키는 단계; 및Further, according to the present invention,
(a) 60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight, 10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound, and 3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
(b) after completion of the reaction of step (a), cooling at room temperature for 24 hours to obtain a foamed water-resistant polyvinyl alcohol-silicate solution;
(c) mixing the polyvinyl alcohol-silicate solution obtained in the step (b) with 16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent to crosslink the mixture; And
(d) 상기 (c) 단계에서 얻은 가교 결합물 100중량부에 대해, 분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부 및 팽창성 흑연 11~44 중량부를 넣고 혼합하는 단계를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 제조방법을 제공한다. (d) 11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having an average particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g and 11 to 44 parts by weight of expandable graphite are added to 100 parts by weight of the crosslinked product obtained in the step (c) Wherein the method comprises the steps of:
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또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
상기 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 폴리스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조된 발포 폴리스티렌폼 단열재를 제공한다.There is provided a foamed polystyrene foam insulation material produced by molding foamed polystyrene foam particles having a surface coated with the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam.
또한, 본 발명은.Further,
상기 발포 폴리스티렌폼 단열재의 양면에 보호 패널이 부착된 건축용 샌드위치 패널을 제공한다.And a protective panel is attached to both surfaces of the foamed polystyrene foam insulation.
본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 실리케이트 화합물로 개질된 폴리비닐알코올을 포함함으로써, 폴리스티렌폼과 유사한 물성을 갖는 조성물을 형성하며, 그로인하여 폴리스티렌폼에 대하여 증가된 접착력을 제공한다. 또한, 화재시 실리케이트 화합물로 개질된 폴리비닐알코올이 고온의 화염에 의해 분해되어 이산화 탄소를 방출하므로 산소원이 화염에 접근하는 것을 차단하는 효과를 제공한다.The flame retardant coating composition for expanded polystyrene foam of the present invention comprises a polyvinyl alcohol modified with a silicate compound to form a composition having similar physical properties to polystyrene foam thereby providing increased adhesion to the polystyrene foam. In addition, polyvinyl alcohol modified with a silicate compound in a fire is decomposed by a high-temperature flame to release carbon dioxide, thereby providing an effect of blocking an oxygen source from approaching a flame.
또한, 본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 고온 내열성이 우수하고 실리카 함량이 높은 운모질 지오폴리머 분말과 팽창성 흑연을 포함함으로써, 이들이 화재시 고온에 의해 형성하는 다층 구조의 포비성 탄화층에 의해 효과적으로 열을 차단하고, 유독가스를 흡착하는 효과를 제공한다. In addition, the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention comprises mica-based geopolymer powder having high heat resistance and high silica content and expandable graphite, so that they can be produced by a multi-layered pore- Effectively blocks heat, and provides an effect of adsorbing toxic gas.
또한, 본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 접착력이 우수하여 발포 폴리스티렌폼 알갱이 간의 결합력을 크게 향상시키므로, 발포 폴리스티렌폼 단열재의 성형을 용이하게 하며, 발포 폴리스티렌폼과 패널 간의 결합력을 향상시키므로 건축용 샌드위치 패널의 제조를 용이하게 한다.Further, since the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention has an excellent adhesive force and greatly improves the bonding force between expanded polystyrene foam particles, it facilitates the molding of expanded polystyrene foam insulation and improves the bonding force between foamed polystyrene foam and panel. Facilitating the manufacture of the panel.
상기 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 적용된 본 발명의 발포 폴리스티렌폼 단열재는 화재시 우수한 난연성을 제공하며, 유독가스의 발생을 최소화하며, 제조가 용이하고, 내구성이 우수한 특징을 갖는다.The foamed polystyrene foam insulation of the present invention, to which the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam is applied, has an excellent flame retardancy in fire, minimizes the generation of toxic gas, is easy to manufacture, and has excellent durability.
또한, 상기 발포 폴리스티렌폼 단열재를 사용한 본 발명의 건축용 샌드위치 패널도 화재시 우수한 난연성을 나타내며, 유독가스의 발생을 최소화하며, 제조가 용이하고, 내구성이 우수한 특징을 갖는다.The construction sandwich panel of the present invention using the foamed polystyrene foam insulation also exhibits excellent flame retardancy in case of fire, minimizes the generation of toxic gases, is easy to manufacture, and has excellent durability.
도1은 본 발명의 건축용 샌드위치 패널의 구조를 나타낸 모식도이다.
도2는 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 보여주는 사진이다((a): 시판 발포 폴리스티렌폼 단열재, (b): 실시예2에서 제조된 발포 폴리스티렌폼 단열재).
도3은 본 발명의 시험예2에서 실시된 난연 실험 결과를 나타내는 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a sandwich panel for construction according to the present invention; FIG.
Fig. 2 is a photograph showing the result of the flame retardancy test conducted in Test Example 2 of the present invention ((a): commercially available expanded polystyrene foam insulation; (b): expanded polystyrene foam insulation prepared in Example 2).
3 is a graph showing the results of the flame retardancy test conducted in Test Example 2 of the present invention.
본 발명은, According to the present invention,
고형분이 5 내지 30 중량%인 폴리비닐알코올 수용액 60~90 중량부;60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight;
실리케이트 알콕사이드 화합물 10~40 중량부;10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound;
중합개시제 3~19.5 중량부;3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
가교제 16~49 중량부;16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent;
분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부; 및11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having a particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g; And
팽창성 흑연 11~44 중량부를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 관한 것이다.And 11 to 44 parts by weight of expandable graphite.
본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은, 폴리비닐알코올에 소수성 관능기인 실리케이트를 결합시키고, 상기 결합된 실리케이트의 소수 안정화를 위하여 중합개시제인 포타슘 퍼설페이트를 반응시킨 후, 요오드 용액에 의해 가교결합 시키므로 폴리스티렌폼과 유사한 물성을 갖는 용액으로 제조되므로 폴리스티렌폼에 대하여 증가된 접착력을 나타내며, 상기 제조된 용액에 고온 내열성이 우수한 운모질 지오폴리머인 견운모와 팽창성 흑연이 첨가됨으로써 화재에 취약한 발포 폴리스티렌폼에 난연성을 부여하는 기능을 갖는다.
The flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention is obtained by bonding silicate as a hydrophobic functional group to polyvinyl alcohol, reacting potassium persulfate as a polymerization initiator for hydrophobic stabilization of the bonded silicate, and then crosslinking it with an iodine solution Since the solution is made of a solution having properties similar to that of polystyrene foam, it exhibits an increased adhesion to polystyrene foam, and since the montmorillonite, which is a mica geopolymer excellent in high-temperature heat resistance, is added to the prepared solution, the foamed polystyrene foam .
본 발명의 난연성 코팅 조성물에 사용되는 폴리비닐알코올은 우수한 기계적, 화학적 성질을 갖는 친수성 고분자로서 생분해가 가능하고, 뛰어난 산소 투과 억제 기능을 갖기 때문에 섬유, 필름, 코팅제, 표면 처리제 등 다양한 분야에서 고기능성 산업용 재료로서 사용된다. The polyvinyl alcohol used in the flame retardant coating composition of the present invention is a hydrophilic polymer having excellent mechanical and chemical properties and can be biodegraded and has an excellent oxygen permeation inhibiting function. Therefore, polyvinyl alcohol having high functional properties in various fields such as fibers, films, coatings, It is used as an industrial material.
본 발명의 조성물에서 상기 폴리비닐알코올은 발포 폴리스티렌폼 제조 시 사용되는 수증기에 대한 내수성을 개선하기 위하여, 실리케이트 알콕사이드 화합물을 반응시켜 사용하며, 상기 반응물을 요오드 용액에 의해 가교결합 시켜 폴리스티렌폼과 유사한 물성을 갖는 용액을 제조하여 사용한다. 이 경우, 상기 제조된 용액은 폴리스티렌폼에 대하여 증가된 접착력을 나타낸다. In the composition of the present invention, the polyvinyl alcohol is reacted with a silicate alkoxide compound in order to improve the water resistance against water vapor used in the production of foamed polystyrene foam. The reactant is crosslinked by an iodine solution, Is prepared and used. In this case, the solution produced exhibits increased adhesion to polystyrene foam.
본 발명의 난연성 조성물에서는 고형분이 5 내지 30 중량%인 폴리비닐알코올 수용액을 사용한다. 상기 폴리비닐알코올 수용액은 다른 성분들의 사용량과 대비하여 60~90 중량부로 사용되며, 70~80 중량부로 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 폴리비닐알코올 수용액이 60 중량부 미만으로 포함되는 경우, 폴리스티렌폼에 대한 충분한 접착력을 기대하기 어려우며, 90 중량부를 초과하면 접착력이 더 이상 증가하지 않고 오히려 다른 성분의 함량이 부족해지기 때문에 난연성 코팅 조성물의 전체적인 물성을 저하시킨다.
In the flame retardant composition of the present invention, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight is used. The polyvinyl alcohol aqueous solution is used in an amount of 60 to 90 parts by weight, more preferably 70 to 80 parts by weight, in comparison with the amount of other components used. When the polyvinyl alcohol aqueous solution is contained in an amount of less than 60 parts by weight, it is difficult to expect sufficient adhesion to the polystyrene foam. If the amount exceeds 90 parts by weight, the adhesive strength is not increased any more, Deg.] C.
본 발명의 난연성 코팅 조성물에 사용되는 실리케이트 알콕사이드 화합물은 폴리비닐알코올의 내수성을 향상시키기 위하여 사용된다. The silicate alkoxide compound used in the flame retardant coating composition of the present invention is used to improve the water resistance of polyvinyl alcohol.
상기 실리케이트 알콕사이드 화합물로는 예컨대, 비닐트리에톡시올소실리케이트(vinyl triethoxy orthosilicate), 부틸트리에톡시올소실리케이트(butyl triethoxyorthosilicate), 페닐트리에톡시올소실리케이트(phenyl triethoxyorthosilicate) 등이 사용될 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 중합되어 사용될 수 있다.As the silicate alkoxide compound, for example, vinyl triethoxy orthosilicate, butyl triethoxyorthosilicate, phenyl triethoxyorthosilicate and the like can be used, May be used alone or in combination of two or more.
상기 실리케이트 알콕사이드 화합물은 다른 성분들의 사용량과 대비하여 10~40 중량부로 사용될 수 있으며 15~20 중량부로 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 10 중량부 미만으로 사용될 경우, 폴리비닐알코올의 내수성을 충분히 향상시키기 어려우며, 40 중량부를 초과하여 사용될 경우 폴리비닐알코올의 접착력 저하의 원인이 될 수 있다. The silicate alkoxide compound may be used in an amount of 10 to 40 parts by weight, and more preferably 15 to 20 parts by weight, based on the amount of the other components used. When it is used in an amount of less than 10 parts by weight, it is difficult to sufficiently improve the water resistance of the polyvinyl alcohol, and when it is used in an amount of more than 40 parts by weight, the adhesion of polyvinyl alcohol may be deteriorated.
본 발명의 난연성 코팅 조성물에 사용되는 중합개시제로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 사용될 수 있으며 포타슘 퍼설페이트가 바람직하게 사용될 수 있으며, 예컨대, 포타슘 퍼설페이트 3% 수용액 사용될 수 있다. 상기 중합개시제의 사용량은 다른 성분들의 사용량과 대비하여 3~19.5 중량부로 사용할 수 있다.
As the polymerization initiator used in the flame retardant coating composition of the present invention, those conventionally used in this field can be used, and potassium persulfate can be preferably used, for example, 3% aqueous solution of potassium persulfate can be used. The amount of the polymerization initiator may be 3 to 19.5 parts by weight relative to the amount of the other components.
본 발명의 난연성 코팅 조성물에 사용되는 가교제로는 요오드가 사용될 수 있으며, 예컨대, 요오드화 칼륨 20%(w/v) 수용액에 고체 요오드 10%(w/v)를 용해시킨 요오드-요오드화칼륨 수용액이 16~49 중량부로 사용될 수 있다. 가교제로서 요오드-요오드화칼륨 수용액이 사용되는 경우 발포된 폴리스티렌폼 입자들 끼리의 결합력을 증가시키는면에서 바람직하다. 상기 가교제는 발포된 폴리스티렌폼 입자들 끼리의 결합력을 증가시키고, 샌드위치 패널 제조시 폴리스티렌 입자들과 압연 강판 등과의 결합 향상시키는 역할을 하며, 이러한 역할을 수행하는데 요오드 용액이 바람직하게 사용될 수 있다. As the crosslinking agent used in the flame retardant coating composition of the present invention, iodine may be used. For example, an iodide-potassium iodide aqueous solution in which 10% (w / v) solid iodine is dissolved in an aqueous 20% (w / v) To 49 parts by weight. When an iodide-potassium iodide aqueous solution is used as a crosslinking agent, it is preferable in terms of increasing the bonding force between foamed polystyrene foam particles. The cross-linking agent enhances the bonding force between the expanded polystyrene foam particles and improves bonding between the polystyrene particles and the rolled steel sheet during the manufacture of the sandwich panel, and the iodine solution can be preferably used to perform this role.
상기 가교제는 다른 성분들의 사용량과 대비하여 16~49 중량부로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30~40 중량부로 사용될 수 있다. 사용량이 16 중량부 미만이면 고화 막의 생성 저하로 인하여 입자끼리의 결합력 향상에 도움이 되지 못하며, 49 중량부 초과로 사용될 경우는 과다한 두께의 막이 생성되어 역시 폴리스티렌 입자끼리의 접착력 저하의 원인이 된다.
The crosslinking agent may be used in an amount of from 16 to 49 parts by weight, more preferably from 30 to 40 parts by weight, based on the amount of other components used. When the amount is less than 16 parts by weight, the formation of the solidified film is not reduced and the adhesion between the particles is not improved. If the amount is more than 49 parts by weight, an excessively thick film is formed.
본 발명의 난연성 코팅 조성물에 사용되는 분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말은 발포 폴리스티렌폼의 입자 표면에서 화염을 차단하는 고온 내열성의 기능성 재료로서 포함되며, 발포 폴리스티렌폼 입자들 간의 결합력을 강화하여 입자들의 분리, 탈락을 방지하는 역할도 수행한다. 상기 운모질 지오폴리머 분말로는 파쇄 견운모 또는 파쇄 운모 중에서 선택되는 1종 이상의 것이 사용될 수 있다.The powder used in the flame retardant coating composition of the present invention is also a 3,000 to 5,000 cm 2 / g of mica-based geopolymer powder, which is included as a high-temperature heat-resistant functional material that blocks flames on the surface of expanded polystyrene foam particles, Thereby enhancing the bonding force between the particles to prevent separation and separation of the particles. As the mica geopolymer powder, at least one selected from crushed sericite or crushed mica may be used.
상기 운모질 지오폴리머 분말은 다른 성분들의 사용량과 대비하여 11~44 중량부가 사용될 수 있으며, 25~35 중량부가 더욱 바람직하다. 상기 운모질 지오폴리머 분말이 11 중량부 미만으로 사용될 경우 조성물의 내열성이 저하되며, 44 중량부를 초과하여 사용되는 경우는 발포 폴리스티렌폼의 성형시 성형성을 불량하게 하므로 생산효율면에서 바람직하지 않다.
The mica geopolymer powder may be used in an amount of from 11 to 44 parts by weight, more preferably from 25 to 35 parts by weight, relative to the amount of other components used. When the amount of the mica-based geopolymer powder is less than 11 parts by weight, the heat resistance of the composition is lowered. When the amount of the mica-based geopolymer powder is more than 44 parts by weight, the moldability of the foamed polystyrene foam is deteriorated.
본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물은 상기의 성분 외에 이 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제들을 더 포함할 수 있다. The flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention may further contain additives commonly used in this field in addition to the above components.
본 발명에서 본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물 “중량부”는 각 성분들간의 상대적인 중량비를 나타내는 개념으로 사용된다.
In the present invention, the " part by weight " of the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention is used as a concept of a relative weight ratio between the respective components.
본 발명은 또한, The present invention also relates to
(a) 고형분이 5 내지 30 중량%인 폴리비닐알코올 수용액 60~90 중량부 및 실리케이트 알콕사이드 화합물 10~40 중량부, 및 중합개시제 3~19.5 중량부를 반응기에 넣고 반응시키는 단계; (a) 60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight, 10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound, and 3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
(b) 상기 (a) 단계의 반응 완료 후, 상온에서 24시간 동안 냉각하여 거품이 제거된 내수성 폴리비닐알코올-실리케이트 용액을 얻는 단계; (b) after completion of the reaction of step (a), cooling at room temperature for 24 hours to obtain a foamed water-resistant polyvinyl alcohol-silicate solution;
(c) 상기 (b) 단계에서 얻은 폴리비닐알코올-실리케이트 용액에 가교제 16~49 중량부를 혼합하여 가교 결합을 시키는 단계; 및(c) mixing the polyvinyl alcohol-silicate solution obtained in the step (b) with 16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent to crosslink the mixture; And
(d) 상기 (c) 단계에서 얻은 가교 결합물 100중량부에 대해, 분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부 및 팽창성 흑연 11~44 중량부를 넣고 혼합하는 단계를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 제조방법에 관한 것이다. (d) 11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having an average particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g and 11 to 44 parts by weight of expandable graphite are added to 100 parts by weight of the crosslinked product obtained in the step (c) To a process for preparing a flame retardant coating composition for expanded polystyrene foam.
상기 제조방법에는 위에서 상술한 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물에 관한 내용이 동일하게 적용된다. The same applies to the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam as described above.
상기에서 중합개시제로는 포타슘 퍼설페이트가 바람직하게 사용되며, 구체적으로 포타슘 퍼설페이트 3% 수용액이 사용될 수 있다. 또한 상기 가교제로는 요오드가 바람직하게 사용되며, 구체적으로 요오드/요오드화 칼륨(중량비 1:2) 용액이 사용될 수 있다.As the polymerization initiator, potassium persulfate is preferably used, specifically, a 3% aqueous solution of potassium persulfate may be used. As the crosslinking agent, iodine is preferably used. Specifically, a solution of iodine / potassium iodide (weight ratio 1: 2) may be used.
상기 (a) 단계의 반응은 150~250 rpm으로 교반하면서, 80~85℃의 온도에서 1.5~2.5시간 동안 반응시키는 것이 바람직하며; 상기 (c) 단계의 반응은 65~95℃의 범위에서 1.5~2.5시간 동안 반응시키는 것이 바람직하다. The reaction of step (a) is preferably carried out at a temperature of 80 to 85 ° C for 1.5 to 2.5 hours while stirring at 150 to 250 rpm; The reaction of step (c) is preferably carried out at 65 to 95 ° C for 1.5 to 2.5 hours.
또한, 본 발명은,Further, according to the present invention,
상기 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 표면에 코팅된 발포 폴리스티렌폼 알갱이를 성형하여 제조되는 발포 폴리스티렌폼 단열재를 제공한다.There is provided a foamed polystyrene foam insulation which is prepared by molding foamed polystyrene foam particles coated with a flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam.
또한, 본 발명의 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물이 코팅된 발포 폴리스티렌폼 단열재는 발포 폴리스티렌폼 알갱이끼리의 결합력이 우수하며, 고온의 화재시에도 열적 저항성을 유지하며, 우수한 유독가스 흡착력에 의하여 유독가스의 방출을 방지하는 특성을 갖는다.In addition, the foamed polystyrene foam insulation coated with the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam of the present invention has excellent bonding force between expanded polystyrene foam particles, maintains thermal resistance even in a high temperature fire, and exhibits excellent toxic gas adsorption ability Emission characteristics.
상기에서 발포 폴리스티렌폼 알갱이에 대한 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 코팅은 이 분야에서 공지된 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예컨대, 함침, 스프레이 등의 방법으로 수행될 수 있다.
The coating of the flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam with foamed polystyrene foam particles as described above can be carried out by methods known in the art. For example, by impregnation, spraying, or the like.
또한, 본 발명은.Further,
상기 발포 폴리스티렌폼 단열재의 양면에 보호패널이 부착된 건축용 샌드위치 패널을 제공한다. And a protective panel is attached to both surfaces of the foamed polystyrene foam insulation.
상기 건축용 샌드위치 패널은, 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발포 폴리스티렌폼 단열재(20)의 양면에 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널(10)을 부착하여 제조된다. 1, a
본 발명의 건축용 샌드위치 패널은 화재시 난연성 및 유독가스의 흡착력이 우수한 발포 폴리스티렌폼 단열재를 포함하기 때문에 뛰어난 난연성을 가지며, 유독가스의 방출을 최소화하며, 상기 발포 폴리스티렌폼 단열재의 아연도금강판, 갈바늄강판, 알루미늄강판, 칼라강판 등의 보호패널에 대한 결합력이 우수하여 제조가 용이하며 뛰어난 내구성을 갖는다.
Since the construction sandwich panel of the present invention includes a foamed polystyrene foam insulation excellent in flame retardancy and toxic gas adsorption ability in a fire, it has excellent flame retardancy, minimizes the emission of toxic gas, and can be used for a galvanized steel sheet of a foamed polystyrene foam insulation, It is easy to manufacture due to its excellent bonding strength to protective panels such as steel plates, aluminum steel plates and color steel plates, and has excellent durability.
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.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following examples can be appropriately modified and changed by those skilled in the art within the scope of the present invention.
실시예1: 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 제조Example 1: Preparation of Flame Retardant Coating Composition for Expanded Polystyrene Foam
고형분이 20 중량%인 폴리비닐알코올 수용액 80 중량부, 비닐트리에톡시올소실리케이트(vinyl triethoxy orthosilicate) 20 중량부 및 중합개시제인 포타슘 퍼설페이트 3% 수용액 15 중량부를 첨가한 후, 반응기에 넣고 200 rpm으로 교반하면서, 85℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 상기 반응 완료 후 상온에서 24시간 동안 냉각하여 내수성 폴리비닐알코올-실리케이트 용액을 얻었다. 상기 폴리비닐알코올-실리케이트 용액에 요오드/요오드화 칼륨 수용액 30 중량부를 혼합한 후, 80℃에서 2시간 동안 반응시키고, 상기 반응물 100중량부에 대하여, 분말도 3,000 cm2/g~5,000cm2/g인 파쇄 견운모 30 중량부와 팽창성 흑연 30 중량부를 혼합하여 발포 폴리스티렌폼 난연성 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예2: 발포 폴리스티렌폼 단열재의 제조Example 2: Preparation of expanded polystyrene foam insulation
발포 폴리스티렌폼 알갱이(상품명:ST-30, 제조사: 현대단열)의 표면에 상기 실시예1에서 제조된 발포 폴리스티렌폼용 코팅 조성물을 스프레이 코팅하고 건조하는 과정을 반복하여 1㎛~3㎛ 두께로 코팅하고, 압축 성형하여, 발포 폴리스티렌폼 단열재를 제조하였다.
The process of spray-coating and drying the foamed polystyrene foam composition prepared in Example 1 on the surface of foamed polystyrene foam particles (trade name: ST-30, manufacturer: Hyundai Insulation) was repeatedly coated to a thickness of 1 탆 to 3 탆 Followed by compression molding to produce expanded polystyrene foam insulation.
시험예1: 발포 폴리스티렌폼 코팅 조성물의 코팅성 평가Test Example 1: Evaluation of Coating Property of Expanded Polystyrene Foam Coating Composition
본 발명의 발포 폴리스티렌폼 코팅용 조성물을 발포 폴리스티렌폼 알갱이(상품명:ST-30, 제조사: 현대단열)의 표면에 스프레이 코팅하고, 코팅성을 영국 엘코미터사의 두께 측정기로 측정하여 코팅 두께가 1.6㎛±0.5㎛임을 확인하였다.The composition for foamed polystyrene foam coating of the present invention was spray-coated on the surface of foamed polystyrene foam particles (trade name: ST-30, manufacturer: Hyundai Insulation) and the coating properties were measured with a thickness meter of England Elcometer Co., ± 0.5 μm.
상기 시험결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 발포 폴리스티렌폼 코팅용 조성물은 발포 폴리스티렌폼 알갱이에 우수한 코팅성을 나타내었다.
As shown in the test results, the composition for foamed polystyrene foam coating of the present invention exhibited excellent coating properties on foamed polystyrene foam particles.
시험예2: 발포 폴리스티렌폼 코팅 조성물의 난연성 평가 Test Example 2: Evaluation of Flame Retardancy of Expanded Polystyrene Foam Coating Composition
실시예2에서 제조된 발포 폴리스티렌폼 단열재와 시중에서 판매되고 있는 발포 폴리스티렌폼 단열재(상품명: PTH-50, 제조사: 현대단열)를 사용하여 본 발명의 발포 폴리스티렌폼 코팅용 조성물의 난연성을 다음과 같은 방법으로 비교 평가하였다. 난연성 시험은 각각의 패널의 뒷면에 온도 센서를 부착한 후 패널의 앞면에서 토치램프로 직접 가열하여 폴리스티렌폼의 난연성능과 후면의 온도 특성을 비교하였다. Using the foamed polystyrene foam insulation material prepared in Example 2 and the foamed polystyrene foam insulation material (trade name: PTH-50, manufacturer: Hyundai Insulation) sold commercially, the flame retardancy of the composition for foamed polystyrene foam coating of the present invention was evaluated as follows . The flame retardancy test was performed by attaching a temperature sensor to the back of each panel and then directly heating the front surface of the panel with a torch lamp to compare the flame retardancy of the polystyrene foam and the temperature characteristics of the backside.
<난연 실험 결과><Results of Flame Retardation Test>
1) 내화 실험 결과: 일반 발포 폴리스티렌폼 단열재는 화염이 표면에 닿는 즉시 순간적으로 화염이 전파되며 유독가스의 발생과 더불어 소실되었다(도2의 (a)참고). 그러나 본 발명의 난연성 코팅용 조성물이 코팅된 폴리스티렌폼 단열재는 연기의 발생이 없었고, 약 10분이 경과한 후에도 전혀 발화가 발생하지 않았다(도2의 (a)참고).1) Results of the fire test: As soon as the flame reaches the surface, the ordinary foamed polystyrene foam insulation propagates instantaneously and disappears with the generation of toxic gas (refer to FIG. 2 (a)). However, in the polystyrene foam insulation coated with the composition for a flame retardant coating of the present invention, there was no generation of smoke, and no ignition occurred after about 10 minutes (refer to FIG. 2 (a)).
2) 온도 측정 결과: 일반 폴리스티렌폼 단열재의 경우 순간 발화 및 화염의 전파로 1분 이내에 온도가 700℃ 이상으로 상승하였으나, 본 발명의 난연성 폴리스티렌폼 단열재는 초기 1~3분 사이에 온도가 약 200℃까지 상승하였으나 4분 경과후에는 다시 상온으로 온도가 낮아짐을 확인하였다(도3 참고).2) Temperature measurement result: In the case of general polystyrene foam insulation, the temperature rises to 700 ° C or more within 1 minute due to the instantaneous ignition and flame propagation. However, the flame retardant polystyrene foam insulation of the present invention has a temperature of about 200 Lt; 0 > C, but after 4 minutes, the temperature was again lowered to room temperature (see Fig. 3).
상기 시험결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 발포 폴리스티렌폼 코팅용 조성물이 적용된 발포 폴리스티렌폼 단열재는 우수한 난연성을 나타내었다. As shown in the test results, the foamed polystyrene foam insulation to which the composition for foamed polystyrene foam coating of the present invention was applied exhibited excellent flame retardancy.
100: 샌드위치 패널
10: 보호패널, 20: 발포 폴리스티렌폼 단열재100: Sandwich panel
10: protective panel, 20: foamed polystyrene foam insulation
Claims (8)
실리케이트 알콕사이드 화합물 10~40 중량부;
중합개시제 3~19.5 중량부;
가교제 16~49 중량부;
분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부; 및
팽창성 흑연 11~44 중량부를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물.60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight;
10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound;
3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent;
11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having a particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g; And
11 to 44 parts by weight of expandable graphite.
상기 실리케이트 알콕사이드 화합물이 비닐트리에톡시올소실리케이트(vinyl triethoxy orthosilicate), 부틸트리에톡시올소실리케이트(butyl triethoxyorthosilicate), 및 페닐트리에톡시올소실리케이트(phenyl triethoxyorthosilicate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the silicate alkoxide compound is at least one selected from the group consisting of vinyl triethoxy orthosilicate, butyl triethoxyorthosilicate, and phenyl triethoxyorthosilicate. ≪ / RTI > by weight of a flame retardant coating composition for foamed polystyrene foam.
상기 운모질 지오폴리머는 파쇄 견운모 및 파쇄 운모로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the mica geopolymer is at least one selected from the group consisting of crushed sericite and crushed mica.
상기 중합개시제는 포타슘 퍼설페이트이고, 상기 가교제는 요오드인 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the polymerization initiator is potassium persulfate and the crosslinking agent is iodine.
(b) 상기 (a) 단계의 반응 완료 후, 상온에서 24시간 동안 냉각하여 거품이 제거된 내수성 폴리비닐알코올-실리케이트 용액을 얻는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 얻은 폴리비닐알코올-실리케이트 용액에 가교제 16~49 중량부를 혼합하여 가교 결합을 시키는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 얻은 가교 결합물 100중량부에 대해, 분말도 3,000~5,000 cm2/g의 운모질 지오폴리머 분말 11~44 중량부 및 팽창성 흑연 11~44 중량부를 넣고 혼합하는 단계를 포함하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 제조방법. (a) 60 to 90 parts by weight of a polyvinyl alcohol aqueous solution having a solid content of 5 to 30% by weight, 10 to 40 parts by weight of a silicate alkoxide compound, and 3 to 19.5 parts by weight of a polymerization initiator;
(b) after completion of the reaction of step (a), cooling at room temperature for 24 hours to obtain a foamed water-resistant polyvinyl alcohol-silicate solution;
(c) mixing the polyvinyl alcohol-silicate solution obtained in the step (b) with 16 to 49 parts by weight of a crosslinking agent to crosslink the mixture; And
(d) 11 to 44 parts by weight of a mica-based geopolymer powder having an average particle size of 3,000 to 5,000 cm < 2 > / g and 11 to 44 parts by weight of expandable graphite are added to 100 parts by weight of the crosslinked product obtained in the step (c) Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
상기 중합개시제는 포타슘 퍼설페이트이고, 상기 가교제는 요오드인 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌폼용 난연성 코팅 조성물의 제조방법.The method of claim 5,
Wherein the polymerization initiator is potassium persulfate and the crosslinking agent is iodine.
A construction sandwich panel having a protective panel attached to both sides of the foamed polystyrene foam insulation of claim 7.
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