KR101439210B1 - 발수 및 불연성 단열소재 조성물, 미장용 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents
발수 및 불연성 단열소재 조성물, 미장용 조성물 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
Abstract
본 발명은 발수처리된 무기 바인더, 실리카 에어로겔, 무기 중공체 및 첨가제를 포함하는 단열소재 조성물, 이를 하도 처리하여 얻어지는 미장용 조성물, 및 상기 단열소재 조성물의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 발수 및 불연성 단열소재 조성물, 미장용 조성물 및 단열소재 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
단열재란 열이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 그 흐름을 방지하는 구조체로서, 열손실 및 열획득을 효율적으로 차단하여 에너지를 절약할 수 있게 하고, 표면 온도 강하로 인해 발생하는 표면 결로를 방지한다.
일반적으로 단열재는 공장, 아파트, 주택, 사무실, 저온창고, 콘테이너, 기타 건축물 등에 널리 사용되며, 단열재를 구성하는 성분에 따라 크게 유기계 단열재와 무기계 단열재로 나누어져 있다.
유기계 단열재로는 발포폴리스티렌(EPS)(스티로폼), 발포폴리우레탄, 압출발포폴리스티렌(아이소핑크), 폴리에틸렌 계열이 주종을 이루고 있고, 무기계 단열재로는 유리면(glass wool), 미네랄울(mineral wool), 세라믹 섬유, 실리카, 펄라이트, 질석 등이 주종을 이루고 있다. 이외에 블록 및 보드형태의 단열재와 각종 파이프 용도에 보냉재 및 보온용으로 쓰이는 고분자로 만들어진 단열 제품들도 사용되고 있다. 또한 최근에는 단열 충진재, 단열 마감재 등으로 응용되어 사용되기도 하며, 대한민국 공개특허 제10-2011-0127328호는 발수제가 혼합된 난연액을 포함하는 난연성 조성물을 기술하고 있다.
최근 주택이나 건축물이 고급화, 첨단화 되면서 단열에 대한 관심이 고조되고 있고 국내외적으로 단열 기준이 강화되는 추세이므로 단열재 시장에 대한 전반적인 성장이 기대된다. 국내 단열재 시장에서는 발포플라스틱 제품을 위주로 한 유기 단열재가 약 65%를 차지하고 있으며, 유리면, 미네랄울 등의 무기 단열재가 전체 단열재 시장의 약 35%를 차지하고 있다.
그러나 기존에 많이 사용되어 온 유기성 단열제품은 화재 발생 시 일반 소재와는 다르게 화염확산 속도와 열 발생율이 더 높을 뿐만 아니라, 다량의 유독가스 분출이 발생하여 치명적인 인명손실 및 재산손실을 초래하는 문제점을 안고 있다.
또한, 유리면이나 미네랄울 등을 주재료로 사용하여 형성된 무기계 단열재는 불연재이고 단열성능도 우수한 편이나, 인체에 접촉, 흡입될 경우 암을 일으키는 유해물질이기 때문에 점차 그 사용이 금지되고 있는 추세이다. 또한, 발포유리를 주제로 사용하여 형성된 무기계 단열재는 단열성은 우수하나 강도가 취약하여 쉽게 깨지기 때문에 그 사용이 극히 제한적이며, 종래 무기계 단열재는 유기계 단열재에 비해 중량이 크며 제조비용이 높기 때문에 산업 분야에서 널리 이용되지 못하고 있다.
또한, 현장시공에 있어서 아파트, 빌라, 연립주택이나 고층건물, 공장건물 등과 같이 일정한 규격을 갖는 건물은 재료의 규격화 및 조립가능성, 경량화, 발수성, 난연성 등이 동시에 요구되므로 규격에 맞춘 단열재를 미리 준비하여 시공하여야 하는 번거로움이 있다.
한편, 대부분의 건축물이 가지고 있는 일반적인 문제는 물과 습기의 침투이다. 물은 건물을 오염, 노후, 침식시키고 단열효과를 감소시키며 결국은 건물의 노화를 초래하게 된다. 모든 콘크리트와 벽돌 건물은 물의 침투에 취약하며, 손상된 부분이 보수된다고 하더라도 적절한 조치가 없다면 계속적으로 손상을 받게 된다.
주요한 건축재인 콘크리트와 벽돌, 단열재 등이 가지고 있는 다공성은 긍정적인 면에서 보면 비교적 우수한 보온재로서의 역할을 가능하게 하며, 외기와 완전 밀폐되지 않고 일부의 공기를 통과시킴으로써 쾌적한 환경을 누릴 수 있게 한다. 하지만 여름철 비나 겨울철 눈에 의해 오랜 기간동안 물기에 노출될 경우 다공성 모세관이 물로 가득 차게 되어 열전달이 가속화되며 단열 효과는 떨어지게 된다. 이러한 수분은 또한 주거 등의 생활 환경을 나쁘게 한다. 일단 침투된 물은 매우 천천히 증발하게 되는데, 이 과정에서 콘크리트나 벽돌 내부에 있던 알칼리 성분이 함께 외부로 유출되어 표면에 백화 현상을 초래하기도 한다. 또한 물에 완전히 노출되게 되면 흡수, 증발, 팽창, 결빙, 해동되는 과정에서 벽은 많은 응력을 받게 되어 건물의 외벽이 균열을 일으키며, 여기에 물과 함께 유입되는 먼지 형태의 물질들이 벽체를 풍화시키게 되어 결국 건축물의 노화가 촉진되어진다. 철근 콘크리트 구조물에 있어 이러한 과정의 반복은 부분적으로 콘크리트 피복 두께를 감소시켜 철근 산화를 가속화시키며 수분의 침투는 철근 부식의 원인이 되기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 발수성 및 불연성이 있어 결로 현상을 방지하고, 화재에 강한 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 발수 및 불연성 단열소재 조성물을 하도 처리하여 얻어지는 미장용 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 발수 및 불연성 조성물을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 발수처리된 무기 바인더 75~85 중량%, 실리카 에어로겔 2~6 중량%, 무기 중공체 3~12 중량% 및 첨가제 1~10 중량%를 포함한다.
또한, 상기 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 상기 무기 바인더는 75~80 중량%, 상기 실리카 에어로겔은 4~6 중량%, 상기 무기 중공체는 5~10 중량%, 상기 첨가제는 4~7 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 무기 바인더는 무기 바인더 총 중량(100 중량%)에 대해 액상 규산나트륨 50~75 중량%, 염산 수용액 5~10 중량%, 시트르산 수용액 5~15 중량%, 인산수소알루미늄 수용액 5~15 중량% 및 염화아연 수용액 5~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 실리카 에어로겔은 소듐 실리카 에어로겔을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 무기 중공체는 질석, 규조토, 고령토, 벤토나이트, 보크사이트, 볼 클레이, 오닉셀, 애터펄자이트, 석영, 유리 버블, 코레실 및 마이크로포러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 충격보강제, 향균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 착색제, 안정제, 안료, 염료 및 불투명화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 발수처리된 무기 바인더는 실란계, 실록산계, 실란실록산계, 우레탄계, 아크릴실리콘계 및 불소계 발수제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발수제로 발수처리된 것을 특징으로 할 수 있다.
삭제
본 발명은 또한 상기 발수 및 불연성 단열소재 조성물을 하도 처리하여 얻어지는 미장용 조성물을 포함한다.
한편, 본 발명의 발수 및 불연성 단열소재 조성물의 제조 방법은 (a) 발수처리된 무기 바인더를 제조하는 단계, (b) 실리카 에어로겔을 혼합하는 단계, (c) 무기 중공체를 혼합하는 단계 및 (e) 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하되, 상기 무기 바인더는 75~80 중량%, 상기 실리카 에어로겔은 4~6 중량%, 상기 무기 중공체는 5~10 중량%, 상기 첨가제는 4~7 중량%를 포함하도록 한다.
또한, 상기 무기 바인더는 무기 바인더 총 중량(100 중량%)에 대해 액상 규산나트륨 50~75 중량%, 염산 수용액 5~10 중량%, 시트르산 수용액 5~15 중량%, 인산수소알루미늄 수용액 5~15 중량% 및 염화아연 수용액 5~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 실리카 에어로겔은 소듐 실리카 에어로겔인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 무기 중공체는 질석, 규조토, 고령토, 벤토나이트, 보크사이트, 볼 클레이, 오닉셀, 애터펄자이트, 석영, 유리 버블, 코레실 및 마이크로포러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 충격보강제, 향균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 착색제, 안정제, 안료, 염료 및 불투명화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 발수처리된 무기 바인더는 실란계, 실록산계, 실란실록산계, 우레탄계, 아크릴실리콘계 및 불소계 발수제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발수제로 발수처리된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 우수한 발수성, 차열성, 차염성 및 내화성을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 단열재, 발수재 및 내화재의 성질을 동시에 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 버블링 단열재로 하도 처리 하여 상기의 성질을 갖는 미장용 퍼티재료로도 사용할 수 있다. 또한, 상기 미장용 퍼티재료로 단열처리한 후 마감재로 스프레이 방식의 컬러형 단열재를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다. 일반적으로 건축물의 단열조치는 건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙, 건축물의 에너지 절약 설계기준, 친환경주택의 건설기준 및 성능기준 등에 의거하며, 본 발명에 따른 단열조치 또한 모두 상기 기준을 충족하도록 설계한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 (A) 무기 바인더, (B) 실리카 에어로겔, (C) 무기 중공체 및 (D) 첨가제를 포함하며, 보다 구체적으로 무기 바인더 75~85 중량%, 실리카 에어로겔 2~6 중량%, 무기 중공체 3~12 중량% 및 첨가제 1~10 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 건조 혼합물, 용액, 분산액, 현탁액, 슬러리, 페이스트, 건조되거나 경화된 생성물, 다층 복합체 등의 형태를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물을 다양한 물품이 되도록 성형하거나 다양한 물품 상에 도포하거나 다양한 물품 내로 혼입시킬 수 있다. 상기 성형품 등은 공장, 아파트, 주택, 사무실, 저온창고, 콘테이너, 기타 건축물 등의 단열재로 사용될 수 있다. 또한, 상기 성형 방법에 대해서도 당해 분야에서 통상 사용되는 방법을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 발수 및 불연성 단열소재 조성물을 구성하는 각 성분별로 상세히 설명한다.
(A) 무기 바인더
본 발명의 발수 및 불연성 단열소재 조성물에 포함되는 무기 바인더는 조성물의 성분들을 결합시키고 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 무기 바인더로는 규산나트륨, 규산칼륨과 같은 규산염 물질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 또한 도포되어 건조된 규산염이 대기 중의 수분이나 물과 반응하여 다시 녹게 되는 것을 방지하기 위하여 첨가제가 포함될 수 있다. 이때 첨가제로는 황산, 염산, 인산, 아세트산 등의 산과 탄산칼슘, 질산칼슘, 염화마그네슘, 황산마그네슘, 수산화칼숨 등과 같은 알칼리 토금속이 포함될 수 있다. 또한 필요에 따라서 제올라이트, 퍼라이트, 카본 등이 포함될 수도 있다.
상기 무기 바인더는 액상 규산나트륨, 염산 수용액, 시트르산 수용액, 인산수소알루미늄 수용액 및 염화아연 수용액을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 무기 바인더 100 중량%에 대해 액상 규산나트륨 50~75 중량%, 염산 수용액 5~10 중량%, 시트르산 수용액 5~15 중량%, 인산수소알루미늄 수용액 5~15 중량% 및 염화아연 수용액 5~10 중량%의 범위로 구성되는 것이 좋다.
상기 무기 바인더는 발수성을 갖기 위하여 발수처리를 하여야 한다. 발수처리를 하는 방법은 여러 가지가 있으며, 가장 대표적으로 상기 무기 바인더에 무기 바인더 총 중량(100 중량%)에 대해 5 중량% 이하, 바람직하게는 3 중량% 이하의 발수제를 포함시켜 발수처리를 할 수 있다. 또한, 발수제에 디핑시킨후 건조 및 열처리를 하여 발수처리할 수도 있다.
발수제의 종류로는 크게 침투경화로 발수 효과를 가지는 침투형 발수제와 피막, 코팅으로 발수 효과를 가지는 도막형 발수제의 두 가지가 있다. 침투형 발수제로는 분자크기가 작아 침투깊이가 깊은 실란계 발수제, 분자크기가 커서 침투깊이는 작으나 표면의 내오염성에서 유리한 실록산계 발수제, 및 실란과 실록산의 장점을 결합한 실란실록산계 발수제가 있다. 도막형 발수제로는 노출콘크리트를 변색시키는 단점이 있는 우레탄계 발수제, 가격대비 성능이 뛰어나며 일본 등 외국에서 일반적으로 사용하는 아크릴실리콘계 발수제, 및 성능은 뛰어나나 가격이 비싼 불소계 발수제가 있다. 발수제 성능유지 기간은 침투형 발수제가 3~5년, 도막형 발수제(아크릴실리콘계)가 7~10년, 도막형 발수제(불소계)는 10년 정도이다. 국내에서는 일반적으로 제조 비용을 중시하여 70% 이상이 침투형 발수제를 사용하고 있으며, 일본 등 외국의 경우는 발수 효과를 우선시하여 70~80%가 도막형 발수제를 사용하고 있다.
본 발명에서 사용하는 발수제는 실란계, 실록산계, 실란실록산계 등의 침투형 발수제나, 우레탄계, 아크릴실리콘계, 불소계 발수제 등의 도막형 발수제를 들 수 있으며, 특히 수용성 실란계 발수제가 발수성 및 불연성이 우수하다는 점에서 바람직하다. 이러한 발수제는 본 발명의 조성물의 성질을 해하지 않는 범위에서 공지의 발수제를 제한없이 사용할 수 있다. 발수처리는 무기 바인더의 성질에 맞는 방법으로 하여야 하며, 위에서 언급한 방법 이외에도 다양한 발수처리 방법을 사용할 수 있다.
상기 무기 바인더는 75~85 중량%로 포함되는 것이 본 발명에서 요구되는 물성을 발현할 수 있어 바람직하며, 더 바람직하게는 75 내지 80 중량%를 포함하는 것이 좋다.
(B) 실리카 에어로겔
본 발명의 불연성 단열소재 조성물에 포함되는 실리카 에어로겔은 확산된 기공을 바탕으로 내화 및 단열성을 증진시키는 역할을 한다.
에어로겔은 기공율이 90% 이상이고, 비표면적이 수백 내지 1500m2/g 정도인 투명한 극저밀도의 첨단소재이다. 이러한 다공성 에어로겔은 극저유전체, 촉매, 전극소재, 방음재 등의 분야에 응용이 가능하며, 특히 실리카 에어로겔은 높은 투광성과 낮은 열전도도를 특성으로 하기 때문에 투명 단열재로의 높은 잠재력을 갖고 있을 뿐만 아니라 냉장고, 자동차, 항공기 등에 사용될 수 있는 매우 효율적인 초단열체이다. 실리카 에어로겔은 습윤겔의 구조를 변형 없이 그대로 건조시켜 얻어질 수 있으며, 80~99.87%의 기공율과 1~50nm의 기공 크기를 갖는 비표면적이 매우 큰 물질이다.
그러나 실리카 에어로겔은 수분을 흡수하면 겔 구조 특성 및 물성이 저하되기 때문에 표면을 소수화 처리하여 영구적인 소수성을 갖는 실리카 에어로겔을 제조해야만 하는 문제점을 안고 있다. 소수성 에어로겔은 분말, 입자상 등으로 제조되며 에어로겔 자체가 소수성이 강하여 일반 접착제와는 접착이 불가능하여 공간을 형성하고 공간에 에어로겔을 충진하는 방법으로 사용되거나 분말을 함침시킨 부재로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 실리카 에어로겔은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 제조 및 사용되는 실리카 에어로겔 모두를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 소듐 실리케이트를 포함할 수 있다. 또한, 소수성과 표면의 강도를 증진시키기 위해 실란을 추가로 포함할 수 있다.
상기 실리카 에어로겔은 2~6 중량%로 포함되는 것이 본 발명에서 요구되는 물성을 발현할 수 있어 바람직하며, 더 바람직하게는 4~6 중량%로 포함되는 것이 좋다.
(C) 무기 중공체
본 발명의 불연성 단열소재 조성물에 포함되는 무기 중공체는 실리카 에어로겔과 무기 섬유가 배합된 쉘부를 형성하여 다공성 3차원 조성물을 구성하는 역할을 한다.
본 발명의 일 관점에 따른 무기 중공체는 내부가 비어 있는 중공 구조의 미립자로서, 본 명세서에서 사용하는 용어 "중공"은 껍질을 이루는 무기 복합체에 의해 둘러싸인 내부의 빈 공간을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
상기 무기 중공체로는 질석(vermiculite), 규조토(diatomite), 고령토(kaolin), 벤토나이트(bentonite), 보크사이트(bauxite), 볼 클레이(ball clay), 오닉셀(onyxell), 애터펄자이트(attapulgite), 석영(quartz), 유리 버블(glass bubble), 코레실(koresil) 및 마이크로포러스(microporous)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기 중공체는 3~12 중량%로 포함되는 것이 본 발명에서 요구되는 물성을 발현할 수 있어 바람직하며, 더 바람직하게는 5~10 중량%를 포함하는 것이 좋으며, 50~60㎛ 단위의 다공성인 것이 바람직하다.
(D) 첨가제
본 발명에 따른 불연성 단열소재 조성물은 목적 및 용도에 따라 충격보강제, 향균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 착색제, 안정제, 안료, 염료 및 불투명화제 등의 첨가제를 포함한다. 상기 첨가제는 1~10 중량%로 포함되는 것이 본 발명에서 요구되는 물성을 발현할 수 있어 바람직하며, 더 바람직하게는 4~7 중량%로 포함되는 것이 좋다.
이하에서는 본 발명에 따른 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물을 하도 처리하여 얻어지는 미장용 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명에 의한 미장용 조성물은 상기의 발수 및 불연성 단열소재 조성물을 기초로 한다. 따라서, 기본 물질 및 그 조성은 생략하도록 한다. 하도 처리는 프라이머 처리라고도 한다. 프라이머 처리는 물체 표면을 부식이나 물리적인 충격으로부터 보호하며 이후의 도장이 원할하게 이루어지도록 하기 위해 물체표면에 최초로 도장하는 것을 말한다.
상기 하도 처리에 사용되는 프라이머는 본 발명의 조성물의 성질을 해하지 않는 범위에서 공지의 물질을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 공지의 버블링 단열재가 바람직하다. 상기 하도 처리 방법은 미장용 조성물을 제조하는 데 통상적으로 이용되는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 미장용 조성물을 이용한 미장 방법은 통상적으로 이용되는 시공 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 콘크리트, 목재, 금속재, 비금속재, 스티로폼, 아크릴재, 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 섬유강화플라스틱(FRP) 등의 각종 건축재에, 헤라, 미장용칼, 브러시, 롤러 등으로 1~5 mm, 바람직하게는 2~3 mm의 두께로 도포하여 시공한다.
또한, 이러한 단열 방법 이외에도, 유기 제품인 발포폴리스티렌(EPS)(스티로폼), 압출발포폴리스티렌(아이소핑크), 부직포 패드, 섬유 패드, 플라스틱 허니컴, 우레탄 패드 등에 도포하여 난연 등급의 단열 소재를 만드는 방법이나, 유리면 패드, 미네랄울 패드, 금속 허니컴 등의 무기 단열 및 차음 소재에 함침 또는 도포하는 방식을 이용하여 단열하는 방법도 사용할 수 있다.
또한, 파이프형태의 Hot Pipe 및 비선형 단열 구간의 단열 시공시에는 반원형 형태의 미장 도구를 사용하여 쉽게 단열할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 따른 발수 및 불연성 단열소재 조성물의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 발명은 (a) 발수처리된 무기 바인더를 제조하는 단계; (b) 실리카 에어로겔을 혼합하는 단계; (c) 무기 중공체를 혼합하는 단계; 및 (d) 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하되, 상기 무기 바인더는 75~80 중량%, 상기 실리카 에어로겔은 4~6 중량%, 상기 무기 중공체는 5~10 중량%, 상기 첨가제는 4~7 중량%를 포함하도록 하는 발수 및 불연성 단열소재 조성물의 제조 방법을 제공한다.
(a) 무기 바인더를 제조하는 단계에서는 액상 규산나트륨 50~75 중량%에 대하여 첨가제로 염산 수용액 5~10 중량%, 시트르산 수용액 5~15 중량%, 인산수소알루미늄 수용액 5~15 중량% 및 염화아연 수용액 5~10 중량%로 혼합 및 반응시키는 것이 바람직하며, 5 중량% 이하, 바람직하게는 3 중량% 이하의 경질 탄산칼슘 및/또는 발수제를 첨가하거나 기타 방법으로 발수처리를 한다. 이에 따라, 발수성 및 내수성이 강하고 1,100℃ 이상의 고온에서도 불에 타지 않으며, 경화시간이 비교적 짧고 생산성이 증진된 무기 바인더를 제조할 수 있다.
(b) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 제조된 무기 바인더 75~80 중량%에 실리카 에어로겔 4~6중량%를 혼합 및 반응시키는 것이 바람직하다. 이때, 실리카 에어로겔은 소듐 실리케이트 등이 원료로 사용될 수 있으며, 표면 강도 향상 및 소수성 유지 등 표면개질을 위하여 실란을 첨가할 수 있다. 졸 형태에서 기공을 유지하기 위하여 고속믹싱을 가하고 상압건조하여 균일한 크기의 기공을 갖는 고체와 기체층이 분리된 실리카 에어로겔을 얻을 수 있다. 상기와 같이 얻어진 실리카 에어로겔이 무기 바인더에 혼합됨으로써 무기 바인더의 발수성 및 단열성을 증진시킬 수 있다.
(c) 단계에서는 상기 제조된 무기 바인더 75~80 중량%에 다공성 무기 중공체 5~10 중량%를 혼합 및 반응시키는 것이 바람직하다. 무기 중공체는 실리카 에어로겔과 무기 섬유가 배합된 쉘부를 형성하여 다공성 3차원 조성물을 구성하는 중요한 역할을 한다. 따라서, 물성이 변하지 않고 접착이 원활하게 이루어지기 위해서 상온에서 진행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
(d) 단계에서는 조성물의 용이한 혼련, 용융 등을 위해 충격보강제, 향균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 착색제, 안정제, 안료, 염료 및 불투명화제 등을 추가로 포함하여 혼합 및 반응시킬 수 있으며, 바람직하게는 상기 첨가제를 4~7 중량%로 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
상기와 같이 제조된 본 발명의 발수 및 불연성 단열소재 조성물은 ASTM C518에 따라 측정 시 0.01~0.04W/mK의 열전도율을 가지며, 바람직하게는 0.01~0.03W/mK의 열전도율을 가진다. 또한, 접착강도는 0.5~2.0N/mm2이며, 바람직하게는 1.0~2.0N/mm2 이다. 또한, 비중은 첨가제에 따라 변화될 수 있으나, 일반적으로 0.1~0.8이며, 0.1~0.3인 것이 바람직하고, 0.1~0.2인 것이 보다 바람직하다.
삭제
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 발수 및 불연성 단열소재 조성물의 성능을 평가하기 위하여 아래 표 1에 나타낸 배합비율로 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1, 2의 조성물을 제조하고, 각 조성물의 배합비율에 따른 열전도율, 비중, 접착강도 및 퍼티질감 시험을 실시하여 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
상기 결과로부터, 발수처리된 무기 바인더의 함량이 75 내지 80 중량%이고, 실리카 에어로겔, 무기 중공체 및 첨가제가 소정의 범위인 경우 열전도율, 비중 및 접착강도가 우수하고, 특히 퍼티질감이 양호함을 알 수 있었다. 그러나, 발수처리된 무기 바인더의 함량이 상기 범위를 벗어나 70 또는 90 중량%인 경우 고점도로 인해 퍼티 자체가 곤란하거나 퍼티가 흘러내리는 현상이 발생했다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 특허청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.
Claims (15)
- 조성물 총 중량에 대해 발수처리된 무기 바인더 75~85 중량%, 실리카 에어로겔 2~6 중량%, 무기 중공체 3~12 중량% 및 첨가제 1~10 중량%로 이루어지는 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물로서,
상기 발수처리된 무기 바인더가 실란계, 실록산계, 실란실록산계, 우레탄계, 아크릴실리콘계 및 불소계 발수제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 발수제로 발수처리되고,
상기 첨가제는 충격보강제, 향균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 착색제, 안정제, 안료, 염료 및 불투명화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 무기 바인더는 무기 바인더 총 중량에 대해 액상 규산나트륨 50~75 중량%, 염산 수용액 5~10 중량%, 시트르산 수용액 5~15 중량%, 인산수소알루미늄 수용액 5~15 중량% 및 염화아연 수용액 5~10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 실리카 에어로겔은 소듐 실리카 에어로겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기 중공체는 질석, 규조토, 고령토, 벤토나이트, 보크사이트, 볼 클레이, 오닉셀, 애터펄자이트, 석영, 유리 버블, 코레실 및 마이크로포러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물. - 삭제
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- 제 1 항의 발수 및 불연성 미장용 단열소재 조성물을 하도 처리하여 얻어지는 미장용 조성물.
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