KR101480613B1 - 폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물 - Google Patents

폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물에 관한 것으로 동물성, 또는 식물성 교질물(膠質物)에 백반, CMC, 펄프, 탄산칼슘, 지타늄, 규산염을 혼합하여 된 액상(液狀) 바인더 조성물에 폐우레탄 분말 및 속경화 시멘트의 고상(固狀) 혼합물을 지정 혼합비로 혼합하여 뿜칠용, 미장용, 성형물제조용 등에 적용이 가능하며 가연성 물질의 폐우레탄 입자의 표면에 불연셩 무기질 바인더가 코팅되어 화재의 우려가 없고 폐우레탄수지의 재활용성을 보다 높일 수 있게 된 것이다.

Description

폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물{A COMPOSITE OF INCOMBUSTIBLE INORGANIC BINDER USE OF WASTED URETHAN RESIN}
본 발명은 폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물에 관한 것으로 동물성, 또는 식물성 교질물(膠質物)에 백반, CMC, 펄프, 탄산칼슘, 지타늄, 규산염을 혼합하여 된 액상(液狀) 바인더 조성물에 폐우레탄 분말 및 속경화 시멘트의 고상(固狀) 혼합물을 지정혼합비율로 혼합하여 뿜칠용, 미장용, 성형물제조용 등에 적용이 가능하며 가연성 물질의 폐우레탄 입자의 표면에 불연셩 무기질 바인더가 코팅되어 화재의 우려가 없고 폐우레탄의 재활용성을 보다 높일 수 있게 된 것이다.
폴리우레탄 수지는 각종 산업적 제품에 다량으로 사용되고 있으며, 따라서 폐우레탄의 발생량도 상대적으로 적지 않다, 최근의 통계에 의하면 냉장고부분에서 연간, 약 ,200t, 자동차부분에서 약 3,000t, LNG선박부분에서 약6,200t의 폐우레탄수지가 발생되고 있어, 그 처리비용도 막대할 뿐 아니라 환경공해문제로 인해 소각이나 매립을 할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 각 지방자치단체에서도 합성수지 페기물의 처리에 매우 어려움을 겪고 있는 실정이다.
따라서, 폐우레탄수지를 이용한 여러 가지 재활용에 관한 기술이 제안되고 있다.
[문헌1] 등록특허공보 10-1371811(2014.03.07.공고) 자동차 폐시트의 폴리우레탄을 이용한 흡차음재 및 그 제조방법.
[문한2] 등록특허공보 10-0931008(2000.12.10.공고)친환경 무기질 바인더를 이용한 투수성 포장재 및 이를 이용한 시공방법.
[문헌3] 폐 폴리우레탄과 폐 펄프를 이용한 모르타르 조성물
종래 규산염을 포함하는 각종 수성 바인더에 폐우레탄 입자를 혼합하여 제조된 도료가 알려 져 있으나 도료의 수분이 건조됨에 따라 조성물의 수축으로 인해 도포된 피막이 균열되어 탈락되기 쉽고 가연성 소재에 불연성 무기질 도료가 피복되어도 피막의 균열, 또는 피막의 박리로 인하여 우레탄수지가 노출되기 때문에 난연성(難燃性), 또는 방화성의 효과가 높지 못한 미비점이 있었다.
본 발명의 목적은 폐우레탄 수지의 재활용성을 보다 높이기 위하여 불연성 무기질 바인더 조성물에 가연성 폐우레탄분말과 속경화 시멘트를 혼합하여, 방화성과 점결성과 피복성 및 내구성이 양호한 모르타르로 제공할 수 있는, 폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 불연성 무기질 바인더에 있어서, 동물성, 또는 식물성의 교질물질에 바인더의 pH 조절을 위한 백반, 분산 및 침강방지와 윤활성을 위한 CMC, 크랙의 방지를 위한 펄프, 충진제로서 탄산칼슘, 착색을 위한 지타늄, 속경화 시멘트의 경화지연을 위한 지연제, 점결을 위한 규산염을 설정중량비로 배합하여 조성된 액상 바인더 조성물에 폐우레탄수지 분말과 속경화 시멘트를 설정중량비로 혼합하여 된 혼합물을 지정혼합비로 혼합하여 뿜칠용, 미장용, 성형물 제조용으로 적용할 수 있는, 폐우레탄 수지를 이용한 불연성 무기질 바인더의 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 폐우레탄수지의 사용 범위를 극대화하여, 폐우레탄 수지의 재활용성을 높일 수 있는, 폐우리탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 불연성 무기질 바인더는 동물성, 또는 식물성 교질물에 첨가물이 혼합되어 조성된 액상의 바인더에 고상의 혼합물이 배합되어 조성된다.
(1) 액상 바인더의 조성
물 85.64(이하중량%,)
둥물성 교질물 2.00
백반 (산도조절용) 0.10
CMC (침강방지 및 분산용) 0.19
펄프 (휨강도 및 크랙방지용) 0.87
탄산칼슘 (120~350메시)(충전제) 3.41
지타늄(120~350메시) (백색안료) 1.00
속경화 시멘트의 지연제 0.29
규산염 (점결제) 6.50
합계 100.중량%
상기 액상 바인더의 조성물 중 동물성 교질물은 아교, 콜라겐, 젤라틴 중 어느 하나를 선택하며 아교의 경우에는 아교 100g를 물 2000cc에 여름철에는 1일간 불림한 후에 60~80℃의 온도의 중탕으로 가열하여 된 아교풀을 사용한다.
또 식물성 교질의 경우에는 녹말전분(옥수수전분)2~5중량%를 정수 95~98c중량%에 교반하여 60~80℃ 온도의 중탕으로 가열하여 된 전분 호료를 사용한다,
또 합성수지 교질의 경우에는 아크릴 수지, 또는 페놀수지, 멜라민수지에서 선택된 어느 하나의 수용성 합성수지 호료를 사용한다.
또 펄프는 잘게 절단된 산문지를 60~80℃의 아교물에 넣고 600rpm의 회전속도로 30분정도 교반하여 분해한 펄프를 사용한다.
상기 규산염은 규산염물유리, 규산나트륨, 규산칼륨, 리듐실리게이트 중 선택된 어느 하나를 혼합한다.
상기 규산염은 시멘트와 결합하여 규산칼슘 변성 실리케이트로 되어 결합강도가 향상 된다.
(2) 고상 혼합물
폐우레탄분말(40~80메시) 26.8(이하 중량%)
속경화 시멘트 73.2
합계 100.중량%
상기 고상 혼합물 중 폐우레탄은 페기물을 대표하는 것으로 폐스틸로폼, 폐퍼라이트, 폐암면, 페 MDF, 페목재, 폐합판, 왕겨, 기타 폐보온단열재, 탄소, 숯, 활성탄, 카본, 흑연, 중에서 선택된 하나 이상의 복합물질을 혼합할 수 있다.
(3) 액상 바인더의 제조
교반기가 구비된 혼합조에 상기 조성물질 중 먼저 동물성 교질물과 백반을 투입하여 600~1200rpm으로 30분간 균질로 교반하고 이어서 CMC 및 펄프, 탄산칼슘, 지타늄, 속경화 시멘트의 지연제를 투입하여 600~1200rpm으로 30~60분간 교반한 다음 규산염과 부가적으로 소포제, 습윤제, 방부제, 동결방지제를 투입하고 400~600rpm으로 10분간 교반한 다음 200~400rpm의 저속으로 교반하여 물성에 화학적 반응을 1기간 내외로 안정화 시키어 액상 바인더를 제조한다.
상기 백반의 투입에 의해 바인더의 산도는 pH 6~8 로 조절된다.
상기 소포제는 일산화학 제품 상품명 DEFOAMER-W 이다.
상기 CMC은 고려씨엠씨 제품, 상품명 AF-3285이다.
동결방지제는 통상의 부동액인 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 에틸렌글리콜(Ethylene Glycole)이 사용된다.
상기 액상 바인더는 밀폐용기에 넣어 포장하여 출하하며, 밀봉된 액상 바인더는 고형 혼합물의 시멘트와 접촉도어 있지 않으므로 보관 중에 바인다의 경화반응은 아직 일어나지 않는다.
공사 현장에서 상기 액상 바인더와 고상 혼합물을 용도에 따라 지정된 혼합비로 혼합하여 사용한다,
상기 바인더를 뿜칠용으로 사용하는 경우에는 액상 바인더와 고상 혼합물을 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용한다.
상기 바인더를 미장용으로 사용하는 경우에는 액상 바인더와 고상 혼합물을 1 : 2의 중량비로 혼합하여 사용한다.
상기 바인더를 성형용으로 사용하는 경우에는 액상바인더와 고상 혼합물을 1 : 3의 중량비로 혼합하여 사용한다.
상기 액상 바인더와 고상혼합물을 혼합하는 경우에는 교반기가 구비된 혼합조에 의해 200~400rpm으로 5~20분간 균질로 교반하여 사용한다.
본 발명의 불연성 바인더는 시멘트와 규산염이 물과 반응하여 규산칼슘의 변성 실리케이트로 되어 점결성과 피복성과 내구성이 강하고 방화성이 양호하여 벽면이나 바닥에 양호하게 시공할 수 있다.
따라서 부착의 친화성이 없는 재질의 표면에도 본 발명의 무기질 바인더는 규산염과 시멘트, 석고, CMC 등의 응결물질에 의해 용이하게 부착되며 경화 후 견고한 피막이 형성되며 수분의 건조 후에도 탄산칼슘의 충전제와 탈크의 보강제 및 섬유소의 결합제 등에 의해 도포된 피막에 균열이 없다.
또한 액상 바인더에 혼합된 폐우레탄수지 분말이 무기질 물질에 의해 코팅되어 있기 때문에 화기의 접촉으로 연소되지 않아 방화성이 양호하다.
따라서 본 발명의 무기질 바인더를 가연성 재질의 구조물이나 벽체에 분무, 또는 도포하면 가연성 재질이 난연성으로 처리되기 때문에 방화에 유용하며, 각종 건물이나 성형물에 미장용도로 편리하게 적용할 수 있다. 또 액상 바인더에 다량의 폐 폴리우레탄수지가 혼합되므로 다량으로 발생되는 폐우레탄수지를 자원(資源)으로서의 재활용성이 보다 증대된다.
본 발명은 불연성 무기질 바인더 조성물에 가연성 폐우레탄분말과 속경화 시멘트를 혼합하여 조성되었기 때문에 가연성의 폐우레탄 입자의 표면에 무기질 바인더물질이 피복되어 코팅된 폐우레탄 입자에 직접 화기가 저촉되지 못하므로 불연성으로 되어 연소되지 않는다.
또 동물성, 또는 식물성의 교질물질에 바인더의 pH 조절을 위한 백반, 분산 및 침강방지와 윤활성을 위한 CMC, 크랙의 방지를 위한 펄프, 충진제로서 탄산칼슘, 착색을 위한 지타늄, 속경화 시멘트의 경화지연을 위한 지연제, 점결을 위한 규산염을 설정중량비로 배합하여 조성된 액상 바인더에 폐우레탄수지분말과 속경화 시멘트를 설정중량비로 혼합하여 조성하였기 때문에 바인더의 점결성과 피복성 및 내구성이 양호하다.
또 무기질 바인더를 벽면이나 바닥면에 도포하거나 연질판재를 성형할 수 있는등 다양한 용도로 제공하게 됨으로 폐우레탄수지의 사용 범위가 화대되어, 폐우레탄수지의 재활용성을 높일 수 있는 등의 여러 가지 효과가 있다.
본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(실시예)
(1) 액상 바인더의 조성
물 8564g
아교 200g
백반 (산도조절용) 10g
CMC (침강방지 및 분산용) 19g
펄프 (휨강도 및 크랙방지용) 87g
탄산칼슘 (120~350메시)(충전제) 341g
지타늄(120~350메시) (백색안료) 100g
속경화 시멘트의 지연제 29g
규산나트륨 (점결제) 650g
합계 10kg
교반기가 구비되고 중탕이 가능한 혼합조에 상기 조성물질 중 아교와 백반을 먼저 넣고 물 4000cc를 가하여 60℃~80℃의 중탕에서 600~1200rpm으로 30분 이상 교반한 다음 나머지 물과 펄프를 넣고 600~1200rpm으로 30분간 교반하여 분한하고 중탕의 불을 끄고 나머지 혼합물질인 CMC, 탄산컬슘, 지타늄, 속경화 시멘트의 지연제를 넣고 600~1200rpm으로 30분 이상 교반한 다음 규산나트륨과 소포제, 습윤제, 방부제, 동결방지제를 적량 추가로 첨가하고 400~600rpm으로 10분이상 교반한 다음 200~400rpm의 감속회전으로 교반하며 1시간 정도 정치하여 물성의 화학적 반응을 안정화 시킨 다음 상기 조성된 불연성 액상 바인더를 밀폐 용기에 담아 포장한다.
(2) 고상 혼합물
폐우레탄 분말(40~80메시) 268g
속경화 시멘트 732g
합계 1kg
상기 고상 혼합물은 10kg, 20kg, 30kg 단위로 포대에 넣어 포장하여 상기 액상 바인더조성물이 밀폐된 용기와 함께 출하한다.
공사 현장에서 상기 액상 바인더와 고상 혼합물을 용도에 따라 지정된 혼합비로 혼합하여 사용한다, 상기 액상 바인더조성물과 고상 혼합물을 혼합하는 경우에는 교반기가 구비된 혼합조에 의해 200~400rpm으로 5~20분간 균질로 교반하여 사용한다.
상기 바인더를 뿜칠용으로 적용하는 경우에는 액상 바인더10kg와 고상 혼합물10kg을 혼합기에 의해 균질로 혼합하여 사용한다. 혼합된 바인더의 유동성이 양호하기 때문에 뿜칠이 가능하다. 여기에서 '뿜칠'이라 함은 바인더를 분사기에 의해 분사하여 도포하는 것을 말한다.
상기 바인더를 미장용으로 적용하는 경우에는 액상 바인더10kg와 고상 혼합물20kg을 균질로 혼합하여 사용한다. 뿜칠용에 비하여 바인더의 유동성이 적으나 흙손을 이용하여 바인더를 벽면이나 바닥에 용이하게 시공할 수 있다.
상기 바인더를 성형물제조용으로 적용하는 경우에는 액상바인더10kg와 고상 혼합물을 30kg을 균질로 혼합하여 판체, 블록, 벽돌 등의 각종 성형물의 성형에 사용한다. 이때 성형물의 압축강도 경화 시간 등은 성형물에 따라 다르며 성형물의 강도는 KS로 정한 기준에 따르면 된다.
본 발명의 무기질 바인더에는 폐우레탄수지분말이 혼합되기 때문에 다량의 폐우레탄수지를 무기질 바인더를 통하여 다양한 용도의 활용이 가능하여 대량으로 발생되는 폐우레탄수지에 대하여 자원(資源)으로서 재활용성이 보다 증대될 수 있다.

Claims (2)

  1. 불연성 무기질 바인더에 있어서,
    물4 85.64중량%에 동물성, 또는 식물성 교질물 2.00중량%, 산도조절용 백반 0.10중량% , 침강방지 및 분산용 CMC 0.19중량%, 휨강도 및 크랙방지용 펄프 0.87중량%, 충전제로 120~350메시의 탄산칼슘 3.41중량%, 안료로 120~350메시의 지타늄1.00중량%, 속경화 시멘트의 지연제 0.29중량%,점결제로 규산염 6.50중량% 의 조성물질을 균질로 배합하여 조성된 액상의 바인더 조성물과,
    40~80메시의 폐우레탄 26.8중량%와 속경화 시멘트 73.2 중량%를 균질로 혼합하여 조성된 고상 혼합물을,
    지정 혼합비율로 혼합하여, 뿜칠용, 미장용, 성형물 제조용으로 적용할 수 있게 조성된 것을 특징으로 하는 폐우레탄수지를 이용한 불연성 무기질 바인더의 조성물.
  2. 삭제
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