KR101980829B1 - 단열재 형성용 조성물 및 단열재 시공 방법 - Google Patents
단열재 형성용 조성물 및 단열재 시공 방법 Download PDFInfo
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Abstract
다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%; 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%; 실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%; 특정 조성을 갖는 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%; 및 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물; 및 이 조성물을 이용한 단열재 시공 방법이 개시된다. 본 개시의 단열재 시공 방법에 따르면 단열효과가 균일하며 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공 표면에도 단열성, 방수성 및 방음성이 우수한 단열재를 간편하게 형성할 수 있다.
Description
본 발명은 단열재 형성용 조성물 및 이를 이용한 단열재 시공방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 보온 및 단열 성능이 우수하고 시공이 간편한 단열재 형성용 조성물, 및 이 조성물을 이용함으로써 단열효과가 균일하며 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공 표면에도 단열성, 방수성 및 방음성이 우수한 단열재를 간편하게 형성할 수 있는 단열재 시공 방법에 관한 것이다.
실리카(SiO2) 에어로겔은 기공율이 90% 이상이고, 비표면적이 수백 내지 1500m2/g 정도로 극저밀도이며, 무게도 같은 부피의 공기보다 3배밖에 무겁지 않아 단열재, 충격완충재, 및 방음재 등으로 주목을 받아 온 신소재이다. 또한 실리카 에어로겔은 머리카락의 1만 분의 1 굵기인 규소산화물 섬유가 극히 성글게 얽혀 이루어지며, 실과 실 사이에는 공기 분자들이 들어있어 전체 부피의 98%를 공기가 차지한다. 이러한 실리카 에어로겔은 열전도율이 매우 낮으므로 단열 재료로서 매우 각광을 받고 있다.
하지만, 실리카 에어로겔은 고다공성 및 저밀도의 특성을 갖기 때문에 소프트하고 쉽게 부서지는 문제점을 지니고 있어 이를 단열재에 혼합하는 것이 용이하지 않았다.
한국 등록특허 제10-1047965호는 (S1) 반응조에 물유리와 알코올을 넣고 혼합하여 습윤겔을 수득하는 단계; (S2) 상기 반응조에 유기실란 화합물 및 비극성 유기용매를 첨가하고 혼합하여 상기 습윤겔의 표면을 개질시키는 단계; (S3) 상기 반응조 내의 혼합액 중 상층액을 분리하여 섬유상 매트릭스에 함침시키는 단계; 및 (S4) 상기 상층액이 함침된 섬유상 매트릭스를 유기용매의 끓는점 ~ 300℃ 범위에서 건조시키는 단계를 포함하는 실리카 에어로겔을 함유하는 매트의 제조방법을 개시한다. 그러나 이와 같이 에어로겔을 섬유상 소재에 함침시키는 기술은 공정이 복잡하고 거기에 재료의 손실이 발생하여 생산성이 떨어지는 문제가 있을 뿐 아니라 에어로겔 입자가 섬유 내부에 균일하게 분산 및 분포되지 않고 부분적으로 뭉쳐지거나 존재하지 않아 단열효과가 균일하게 나타나지 않는 단점이 있다.
또한 상기한 실리카 에어로겔을 함유하는 매트는 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공표면에 적용하기 곤란한 단점이 있다.
따라서, 본 개시의 일 목적은 단열효과가 균일하며 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공 표면에 적용하기 용이한 단열재 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 목적은 단열효과가 균일하며 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공 표면에 적용하기 용이한 단열재 시공 방법을 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 구현예는
50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%;
수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%; 및
전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 구현예는 상기한 일 구현예에 따른 단열재 형성용 조성물을 단열하고자 하는 시공 표면 위에 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 두께 1mm 내지 50mm의 단열재 조성물 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 다른 구현예는
단열하고자 하는 시공 표면 위에 상기한 일 구현예에 따른 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하는 단열재 시공 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제2 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제3 단열재 조성물 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 또 다른 구현예는
50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%, 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%, 및 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계;
단열하고자 하는 시공 표면 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계는,
조제 완료후의 상기 단열재 형성용 조성물의 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 함량의 물을 포함하는 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량% 중에 실리카 에어로겔 분말을 혼합하고 분산하는 단계;
상기 결과물 중에 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계;
상기 결과물 중에 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법을 제공한다.
본 개시의 구현예들에 있어서, 상기 단열재 부직포 펠트는 글래스 울로 이루어진 것일 수 있다.
본 개시의 구현예들에 있어서, 상기 단열재 부직포 펠트에는 사전에 상기 단열재 형성용 조성물이 함침되어 있을 수 있다.
본 개시의 구현예들에 있어서, 상기 수용성 아크릴 바인더는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체인 것이 바람직하다.
본 개시에 따른 단열재 형성용 조성물은 단열성능, 수분 응축 방지성, 불연성, 내열성, 내화학성 및 부식방지성, 방음성 및 경제성이 우수하다. 이 조성물은 또한 분무 도포성, 브러시 도포성 및 롤러 도포 시공성이 우수하며, 이를 이용하면 정유소 배관, 화학 공장 배관, 보일러 스팀 배관, 반응기 소각로, 건물 내외벽 또는 지붕, 및 터빈과 같은 산업용 장비 및 기타 고온 표면과 같은 복잡한 기하학적 형상을 갖는 표면위에도 용이하게 얇고 경량의 단열 도포막을 형성할 수 있다. 이 조성물은 또한 일성분계 조성물이므로 도포 및 건조시간이 감소할 수 있다. 이 조성물은 또한 수계 조성물이므로 비독성이며 휘발성 유기 화합물 함량 및 불쾌한 냄새의 정도가 낮으며 화재시에도 유해가스 방출을 억제할 수 있다. 또한 정유소 배관, 화학 공장 배관, 보일러 스팀 배관과 같이 현재 운전중인 시공 표면에도 설비 운전 정지없이 단열재 형성용 조성물을 도포할 수 있으며, 장시간 사용에 의하여 단열재 표면에 국부적인 손상이 발생하여도 분무 도포 또는 브러시 도포 등의 방법으로 기존 단열 코팅을 간편하게 유지 보수할 수 있다.
본 개시에 따른 단열재 시공 방법은 상기한 특성을 갖는 단열재 형성용 조성물을 이용함으로써 단열효과가 균일하며 복잡한 기하학적 형상을 갖는 시공 표면에도 단열성, 방수성 및 방음성이 우수한 단열재를 간편하게 형성할 수 있다.
본 단열재 형성용 조성물은 또한 내열성 및 불연성이 우수하여 약 200℃의 고온 표면위에도 신뢰성이 있는 단열재 코팅을 형성할 수 있으며, 만일 단열재 부직포 펠트 층과 복합하여 단열재 조성물 층(단열재 코팅층)을 형성하는 경우 약 500℃의 고온 표면위에도 신뢰성이 있는 단열재 코팅을 형성할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 단열재 형성용 조성물 2를 사용하여 서로 다른 표면 온도를 갖는 파이프 라인 표면 위에 다양한 두께를 갖는 단열재 코팅 2를 형성한 후 휴대용 디지탈 온도계로 단열재 코팅의 표면 온도를 측정함으로써 단열 성능을 평가한 그래프이다.
도 2는 본 개시에 따른 단열재 형성용 조성물 2를 사용하여 형성한 3층의 단열재 코팅층(3, 7, 11) 및 그 사이에 개재된 2층의 글래스 울 단열재 부직포 펠트로 구성된 복합 단열재(100)의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 개시에 따른 단열재 형성용 조성물 2를 사용하여 형성한 3층의 단열재 코팅층(3, 7, 11) 및 그 사이에 개재된 2층의 글래스 울 단열재 부직포 펠트로 구성된 복합 단열재(100)의 구조를 나타낸다.
이하, 본 개시의 구체적인 실시형태에 따른 단열재 형성용 조성물 및 이를 이용한 단열재 시공방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 단열재 형성용 조성물은 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%; 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%; 실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%; 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%; 및 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함할 수 있다.
다공성 실리카 분말은 50~200 메시 범위의 평균 크기를 가질 수 있다. 다공성 실리카 분말은 본 조성물로부터 형성된 단열재의 내후성, 내구성, 및 단열성 향상에 기여할 수 있다. 다공성 실리카 분말의 함량은 1 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 8 중량%, 3 중량% 내지 7 중량%, 또는 4 중량% 내지 6 중량%일 수 있다.
제올라이트 분말은 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 가질 수 있다. 제올라이트 분말은 본 조성물로부터 형성된 단열재의 내후성, 내광성, 내구성, 기계적 특성 및 단열성 향상에 기여하며, 특히 본 조성물을 이용하여 실내에 단열재를 형성하는 경우 실내 습도 조절, 내곰팡이성, 내후성 및 내구성을 향상에 기여할 수 있다. 제올라이트 분말의 함량은 1 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 8 중량%, 3 중량% 내지 7 중량%, 또는 4 중량% 내지 6 중량%일 수 있다.
다공성 실리카 분말 및 제올라이트 분말의 합계 함량은 도포막의 균열 방지 및 도포성의 관점에서 조성물의 전체 중량을 기준으로 2 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 4 중량% 내지 16 중량%, 6 중량% 내지 14 중량%, 또는 8 중량% 내지 12 중량%일 수 있다.
에어로겔 분말은 실리카, 탄소, 고분자 및 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 에어로겔 분말일 수 있으며, 구체적으로는 단열성과 방음성 향상 및 제조 용이성의 측면에서 실리카 에어로겔인 것이 바람직하다. 실리카 에어로겔 분말을 사용하는 경우, 본 조성물의 전체 중량을 기준으로 이의 함량은 특히 3 중량% 내지 20 중량%, 4.5 중량% 내지 15 중량%, 또는 4.5 중량% 내지 13.5 중량%인 것이 점도 조절, 다른 성분과의 혼합성 및 조성물의 분무성을 확보하는 측면에서 바람직하다. 즉, 실리카 에어로겔의 함량이 증가할수록, 본 조성물로부터 얻어진 단열재의 열전도율 및 음파 전도율이 감소하여 단열성 및 방음성의 측면에서 유리하지만, 얻어진 단열재에 균열이 발생하기 쉬어지고 내구성이 나빠질 수 있는 문제점이 있다. 이러한 관점에서, 본 조성물의 전체 중량을 기준으로 이의 실리카 에어로겔의 함량은 7 중량% 내지 12 중량%인 것이 얻어진 단열재의 내구성, 단열성, 및 방음성을 균형있게 조화시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
수용성 아크릴 바인더는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체인 것이 열전도율, 내열성, 내구성, 및 접착성 등의 측면에서 특히 바람직하다. 이 수용성 아크릴 바인더가 이와 같은 우수한 특성을 나타내는 것은 특정한 이론에 구속되는 것을 의도하는 것은 아니지만 폴리머 분자 구조 내에 극성구조를 갖는 카르복실기 및 히드록실기들 사이의 수소 결합이 다량 형성하기 때문으로 추측된다.
여기서 수용성이란 물에 용해되는 성질뿐만 아니라 계면활성제 등의 도움에 의하여 물 매체 중에서 안정한 에멀전 또는 현탁액을 형성할 수 있는 개념을 포함한다. 수용성 아크릴 바인더 수지는 친수성이 강하여 발수성 즉 친유성 표면 특성을 갖는 실리카 에어로겔의 기공을 막지 않기 때문에 실리카 에어로겔의 단열성 및 방음성을 잘 이용할 수 있다.
단열재 형성용 조성물은 또한 조성물 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함할 수 있다. 이 물은 수용성 아크릴 바인더의 공중합의 결과물인 코폴리머 유화액 또는 현탁액 중에 포함된 물의 형태로 본 조성물에 도입될 수 있다.
본 단열재 형성용 조성물은 일성분계 조성물이므로 도포 및 건조시간이 감소할 수 있다. 이 조성물은 또한 수계 조성물이므로 비독성이며 휘발성 유기 화합물 함량 및 불쾌한 냄새의 정도가 낮으며 내열성 및 내화학성이 우수하여 화재시에도 유해가스 방출을 억제할 수 있다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 단열재 형성용 조성물을 제조하기 위해서는 상기 구성성분들을 혼합하고 교반하여 균질한 혼합물을 형성할 수 있어야 한다. 각 구성성분들의 혼합 순서는 특별히 제한되지 않지만 각 구성성분들의 균질한 혼합을 촉진하기 위해서 조제 완료후의 상기 단열재 형성용 조성물의 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 함량의 물을 포함하는 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량% 중에 실리카 에어로겔 분말을 먼저 혼합하고 분산하는 것이 바람직할 수 있다. 이어서 이 결과물 중에 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합한다. 이 결과물 중에 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하면 본 개시의 일 실시형태에 따른 단열재 형성용 조성물을 얻을 수 있다.
이어서, 본 개시의 구체적인 실시형태에 따른 단열재 시공방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 개시의 일 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은 상기한 조성을 갖는 단열재 형성용 조성물을 단열하고자 하는 시공 표면 위에 분무한 후, 그 결과물을 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조하는 단계를 포함한다. 이에 의하여 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 50mm의 단열재 조성물 층을 형성할 수 있다.
본 실시형태에 따른 시공 방법은 시공 표면의 온도가 약 200℃ 이하의 비교적 저온 시공 표면에 대하여 적용하는 것이 바람직하다. 상기 단열재 조성물 층은 전형적으로는 5mm 내지 20mm 또는 5mm 내지 10mm일 수 있다. 이 단열재 조성물층은 0.050~0.051w/mㆍK의 매우 낮은 열전도율을 가지며, 이에 의하여 얇은 두께로도 우수한 단열성, 방수성 및 방음성을 발휘할 수 있다. 이 단열재 조성물 층은 내열성및 내화학성이 우수하며 약 1000℃의 온도에서 장시간 노출되어도 불연성을 유지할 수 있다. 시공 표면의 예는 정유소 배관, 화학 공장 배관, 보일러 스팀 배관, 반응기 소각로, 건물 내외벽 또는 지붕, 및 터빈과 같은 산업용 장비 및 기타 고온 표면과 같은 복잡한 기하학적 형상을 갖는 표면을 포함한다. 따라서 본 시공 방법에 의하면 상기한 복잡한 기하학적 형상을 갖는 표면 위에도 용이하게 얇고 경량의 단열 도포막을 형성할 수 있다.
단열재 형성용 조성물의 시공 방법은 분무에 한정되지 않으며 브러시 도포 및 롤러 도포에 의한 시공 방법도 가능하다. 분무 시공 방법은 부분적 및 국부적 시공으로도 간편하게 적용할 수 있으므로 간편하다.
본 시공방법에 의하면, 정유소 배관, 화학 공장 배관, 또는 보일러 스팀 배관과 같이 현재 운전중인 고온 시공 표면에도 설비 운전을 정지하지 않고도 단열재 형성용 조성물을 도포할 수 있으며, 장시간 사용에 의하여 단열재 표면에 국부적인 손상이 발생하여도 분무 도포 또는 브러시 도포 등의 방법으로 덧칠하여 기존 단열 코팅을 간편하고 경제적으로 보수할 수 있다.
본 개시의 다른 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은 복합 시공 방법으로서 본 개시의 일 실시형태에 따른 단열재 시공 방법에 의하여 단열재 조성물 층을 형성하고, 이 층위에 다시 단열재 부직포 펠트층(블랭킷층)을 더 형성하는 시공 방법이다. 본 실시형태에 따른 시공 방법에서 상기한 단열재 형성용 조성물은 단열재 조성물 층을 형성하기 위한 재료로서 사용될 뿐만 아니라 단열재 부직포 펠트층을 철재 등으로 이루어진 시공 표면에 부착시키기 위한 단열성 접착제로서도 사용된다. 즉 본 시공 방법은 코팅 형식의 단열재 조성물 층과 블랭킷 형상의 단열재 부직포 펠트층을 교호 형성하여 이들을 복합화함으로써 양자의 장점을 극대화하고 양자의 장점과 단점을 상호 보완하여 더욱 우수한 단열성 및 내구성을 극대화하기 위한 시공 방법이다.
구체적으로, 본 개시의 다른 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은,
단열하고자 하는 시공 표면 위에 상기한 일 구현예에 따른 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하는 단열재 시공 방법을 제공한다.
더 우수한 단열 성능이 요구되는 경우 본 개시의 다른 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은 상기 제2 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제2 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제3 단열재 조성물 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은
50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%, 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%, 및 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계;
단열하고자 하는 시공 표면 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계는,
조제 완료후의 상기 단열재 형성용 조성물의 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 함량의 물을 포함하는 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량% 중에 실리카 에어로겔 분말을 혼합하고 분산하는 단계;
상기 결과물 중에 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계;
상기 결과물 중에 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법을 제공한다.
상기 단열재 부직포 펠트는 단열성, 내열성, 및 난연성의 측면에서 글래스 울을 포함하는 부직포 또는 글래스 울로 이루어진 부직포인 것이 바람직하다.
또한 최종 단열재의 단열성 및 방음성을 높이기 위한 측면에서 단열재 부직포 펠트에는 사전에 단열재 형성용 조성물이 함침되어 있는 것이 바람직하다.
또한 최종 단열재의 내열성, 내충격성, 내구성, 내균열성 및 접착성을 향상시키기 위한 측면에서 상기 수용성 아크릴 바인더는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체인 것이 바람직하다.
본 개시의 다른 실시형태에 따른 단열재 시공 방법은 복합 시공 방법은 시공 표면의 온도가 약 500℃ 이하의 비교적 고온 시공 표면에 대하여 적용하는 것이 바람직하다. 이 단열재 조성물층은 0.050~0.051w/mㆍK의 매우 낮은 열전도율을 가지며, 이에 의하여 얇은 두께로도 우수한 단열성, 방수성 및 방음성을 발휘할 수 있다. 이 단열재 조성물 층은 내열성및 내화학성이 우수하며 약 1000℃의 온도에서 장시간 노출되어도 불연성을 유지할 수 있다. 시공 표면의 예는 정유소 배관, 화학 공장 배관, 보일러 스팀 배관, 반응기 소각로, 건물 내외벽 또는 지붕, 및 터빈과 같은 산업용 장비 및 기타 고온 표면과 같은 복잡한 기하학적 형상을 갖는 표면을 포함한다. 따라서 본 시공 방법에 의하면 상기한 복잡한 기하학적 형상을 갖는 표면 위에도 용이하게 얇고 경량의 단열 도포막을 형성할 수 있다.
이하, 본 개시를 구체적인 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 개시가 이들에 한정되지는 않는다.
조제예 1~3: 단열재 형성용 조성물 1~3의 조제
교반기가 구비된 10 리터 용기에 수용성 아크릴 바인더((주) 켈릭스 케미칼사제; 제품명 Liza-Coat 7017; 이는 고형분 50중량%의 수분산 폴리아크릴계 공중합체 에멀전으로서 상기 공중합체는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체이며, 이 공중합체의 25℃에서의 점도 약 300cps, Tg: 15~20℃, pH: 약 9, 중량평균 분자량 Mw: 약 20만) 855 중량부 중에 실리카 에어로겔 분말((주) 지오스에어로겔 제조, 제품명: JIOS Aerogel: AeroVaTM, 벌크 밀도 0.04~0.06 g/cm3, 기공 직경: 9~11 nm, 입자 크기: 1 ~ 20 ㎛, 표면적 600~800 m2/g, 기공도 90% 이상, 열전도도 0.016~0.021 W/mㆍK) 45중량부을 가하고 충분히 교반하여 분산시켰다. 상기 혼합물 중에 다공성 실리카 분말((주)AK 켐텍사제품, 입자 크기: 50~200 메시) 50 중량부를 더 가하고 충분히 교반하여 분산시켰다.
이와 같이 하여 얻어진 혼합물 중에 제올라이트 분말((주)AK 켐텍사제품, 평균 입경: 약 3.4㎛) 50 중량부를 더 가하고 충분히 교반하여 분산시켰다. 이에 의하여 단열재 형성용 조성물 1을 얻었다. 이 조성물의 조성을 하기 표 1에 정리하였다.
위에 설명한 절차에 따라 하기 표 1에 기재된 조성을 갖는 단열 코팅 조성물2 및 3을 더 얻었다.
| 구성성분 | 함량 | |
| 조성물 1 |
다공성 실리카 분말 | 5.0 중량% |
| 제올라이트 분말 | 5.0 중량% | |
| 수용성 아크릴 바인더 | 85.5 중량% | |
| 에어로겔 분말 | 4.5 중량% | |
| 합계 | 100.0 중량% | |
| 조성물 2 |
다공성 실리카 분말 | 5.0 중량% |
| 제올라이트 분말 | 5.0 중량% | |
| 수용성 아크릴 바인더 | 81.0 중량% | |
| 에어로겔 분말 | 9.0 중량% | |
| 합계 | 100.0 중량% | |
| 조성물 3 |
다공성 실리카 분말 | 5.0 중량% |
| 제올라이트 분말 | 5.0 중량% | |
| 수용성 아크릴 바인더 | 76.5 중량% | |
| 에어로겔 분말 | 13.5 중량% | |
| 합계 | 100.0 중량% |
실시예 1~3: 단열재 형성
위에서 얻은 조성물 1 ~ 3을 이용하여 스테인레스 강판 위에 분무 도포하고 상온에서 약 1주일 동안 건조하여 두께 10mm의 단열재 코팅 1~3을 형성하였다.
이와 같이 얻어진 단열재 코팅 1~3에 대하여 KS L 9016:2010의 규정에 따라서 평판 열류계법을 이용하여 열전도도를 측정하였다. 아래 도 2는 그 결과를 종합한 것이다.
| 열전도율(W/mㆍK) | |
| 단열재 코팅 1 | 0.061 |
| 단열재 코팅 2 | 0.050 |
| 단열재 코팅 3 | 0.045 |
표 2를 참조하면, 단열재 코팅 1~3 모두 얇은 두께의 단열재 코팅만으로도 우수한 단열성을 발휘할 수 있는 것을 알 수 있지만, 단열재 코팅 3의 경우가 열전도율은 가장 우수하였다. 그러나 이 단열재 코팅 3을 형성하는데 이용한 조성물 3의 조성을 이용하여 실제로 고온 파이프에 단열재 코팅을 형성하면, 단열재 코팅의 표면에 균열이 심하게 발생하는 문제가 있었다. 단열재 코팅 1은 열전도율이 가장 높아서 단열성은 단열재 코팅 1~3 중에서는 가장 떨어졌다.
단열재 코팅 2의 열전도율은 0.050 W/mㆍK로서 양호하였으며, 두께 10mm의 단열재 코팅 2는 표면 온도 약 152℃의 스팀 라인 표면에 형성한 결과 30일 이후에도 황변 현상이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
이 결과로부터, 단열재 코팅 2가 단열성 및 내구성을 종합적으로 다 만족할 수 있는 것을 알 수 있었다.
조제예 4~5: 비교 단열재 형성용 조성물 1~2의 조제
교반기, 온도계, 적하깔대기, 환류 냉각기 및 질소 도입관 등을 갖춘 통상의 아크릴계 수지 에멀젼 제조용의 반응용기에 물 450 중량부 및 뉴콜 293(상품명, 일본유화제사제) 5 중량부를 넣고, 교반하면서 75℃로 승온했다.
메틸 메타크릴레이트 40중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 및 메타크릴산 20 중량%으로 이루어진 단량체 혼합액 520 중량부, 물 240 중량부 및 뉴콜 293 계면활성제 30 중량부의 혼합물을 균질화기에 의해 유화하여, 그 단량체 프리에멀젼을 상기 반응용기 중에 3시간에 걸쳐 교반하면서 적하했다. 단량체 프리에멀젼의 적하와 병행하여, 중합 개시제로서 APS(과황산암모늄) 1 중량부를 물 50 중량부에 용해한 수용액을 상기 반응용기 중에 상기 단량체 프리에멀젼의 적하 종료시까지 균등하게 적하했다. 단량체 프리에멀젼의 적하 종료 후, 추가로 80℃에서 1시간 반응을 계속하고, 그 후 냉각했다. 냉각 후, 다이메틸아미노에탄올 2 중량부를 물 20 중량부에 용해한 수용액을 투입하고, 고형분 40.0 중량%의 수성 수지 에멀전을 얻었다. 얻어진 수지 에멀전을 pH 7.2로 조정한 후, 고형분 함량 50중량%로 조정하였다.
이와 같이 하여 얻은 고형분 50중량%의 수분산 폴리아크릴계 공중합체 에멀전을 사용한 것을 제외하고는, 상기 표 1의 조성물 2에 기재된 조성 비율에 따라 비교 단열재 형성용 조성물 1을 조제하였다.
이어서, 수용성 아크릴 바인더 대신에 폴리우레탄 수지를 사용하여 비교 단열재 형성용 조성물 2를 조제하였다. 구체적으로, 폴리우레탄 수지 바인더로서 (주) 한국화성으로부터 제공받은 폴리우레탄 수지 에멀전을 고형분 50중량%로 조정하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 표 1의 조성물 2에 기재된 조성 비율에 따라 비교 단열재 형성용 조성물 2를 조제하였다.
실시예 4~6: 비교 단열재 1~2의 형성
두께 10mm의 비교 단열재 코팅 1을 표면 온도 약 152℃의 스팀 라인 표면에 형성한 결과 30일 경과전에 황변 현상이 발생하였으며, 단열재 표면에 균열이 일부 형성되었으며 또한 스팀 라인 표면으로부터 일부분이 박리된 것을 확인할 수 있었다.
두께 10mm의 비교 단열재 코팅 2를 표면 온도 약 152℃의 스팀 라인 표면에 형성한 결과 20일 경과전에 황변 현상이 발생하였으며, 단열재 표면에 균열이 일부 형성되었으며 또한 스팀 라인 표면으로부터 일부분이 박리된 것을 확인할 수 있었다.
이 결과로부터, 단열재 코팅 2가 비교 단열재 코팅 1 및 비교 단열재 코팅 2에 비하여 단열성 및 내구성을 훨씬 더 좋은 것을 알 수 있었다.
실시예 7: 단열재 코팅 2의 두께 변화에 따른 온도변화 측정
상기한 방법에 따라 단열재 형성용 조성물 2를 사용하여 서로 다른 표면 온도를 갖는 파이프 라인 표면 위에 다양한 두께를 갖는 단열재 코팅 2를 형성한 후 휴대용 디지탈 온도계로 단열재 코팅의 표면 온도를 측정함으로써 단열 성능을 평가하였다.
도 1은 그 결과를 종합한 그래프이다. 도 1을 참조하면, 시험 I은 표면 온도 약 202℃의 파이프 라인 상에 형성한 단열재 코팅 2에 대한 시험 결과이고, 시험 II 및 III은 각각 표면 온도 152℃ 및 106℃의 파이프 라인 상에 형성한 단열재 코팅 2에 대한 시험 결과이다. 도 1을 다시 참조하면, 두게 5mm의 얇은 두께로 단열재 코팅을 형성하여도 우수한 단열효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있으며, 단열재 코팅의 두께가 20mm 정도에 도달하는 경우 단열 효과가 대체로 포화되는 것을 알 수 있다.
실시예 8: 본 개시의 다른 실시형태에 따른 복합 단열재(100) 형성
도 2는 단열재 형성용 조성물 2를 사용하여 지지체(1) 위에 두께 약 5mm의 단열재 코팅 2를 3층으로 형성하고(3, 7, 11)를 형성하고, 그 사이에 유리 섬유 즉 글래스 울로 이루어진 두께 10mm의 단열재 부직포 펠트((주) 지오스에어로겔 제조, 제품명: JIOS AeroVa BlanketTM, 밀도 200 kg/m2 이하)(5, 9)가 개재된 복합 단열재(100)를 나타낸다. 단열재 코팅 2로 이루어진 단열층(3, 7, 11)은 단열재 부직포 펠트를 부착시키는 부착제로서도 기능한다.
이와 같이 단면 구조를 갖는 복합 단열재를 표면 온도 약 120℃의 스팀 라인 표면에 형성한 결과 그 표면에서 측정한 온도가 약 28℃로 우수한 단열효과가 있는 것을 확인하였다.
1: 지지체
3, 7, 11: 단열재 코팅 2
5, 9: 단열재 부직포 펠트
3, 7, 11: 단열재 코팅 2
5, 9: 단열재 부직포 펠트
Claims (9)
- 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%;
수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%; 및
전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하며,
상기 수용성 아크릴 바인더는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체인 것을 특징으로 하는 단열재 형성용 조성물. - 삭제
- 제1항에 따른 단열재 형성용 조성물을 단열하고자 하는 시공 표면 위에 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 두께 1mm 내지 50mm의 단열재 조성물 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법.
- 단열하고자 하는 시공 표면 위에 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 단열재 형성용 조성물은,
50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%;
에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%;
수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%; 및
전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물인 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법. - 제4항에 있어서, 상기 제2 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제2 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제2 단열재 부직포 펠트층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제3 단열재 조성물 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 단열재 시공 방법. - 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%, 실리카 에어로겔 분말 1 중량% 내지 20 중량%, 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량%, 및 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 잔량의 물을 포함하는 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계;
단열하고자 하는 시공 표면 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 시공 표면 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제1 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;
상기 제1 단열재 조성물 층 위에 단열재 부직포 펠트를 부착시켜서 두께 5mm 내지 20mm의 제1 단열재 부직포 펠트 층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 상기 단열재 형성용 조성물을 다시 분무하고 주위 온도 ~ 200℃에서 10분 ~ 10시간 건조함으로써 상기 제1 단열재 부직포 펠트 층 위에 두께 1mm 내지 5mm의 제2 단열재 조성물 층을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 단열재 형성용 조성물을 조제하는 단계는,
조제 완료후의 상기 단열재 형성용 조성물의 전체 함량이 100 중량%가 되도록 하기 위한 함량의 물을 포함하는 수용성 아크릴 바인더 20 중량% 내지 50 중량% 중에 실리카 에어로겔 분말을 혼합하고 분산하는 단계;
상기 결과물 중에 50~200 메시 범위의 평균 크기를 갖는 다공성 실리카 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계;
상기 결과물 중에 3 내지 4㎛ 범위의 평균 크기를 갖는 제올라이트 분말 1 중량% 내지 10 중량%을 분산하고 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법. - 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재 부직포 펠트는 글래스 울로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재 부직포 펠트에는 사전에 상기 단열재 형성용 조성물이 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용성 아크릴 바인더는 2-에틸헥실 아크릴레이트 14중량%, 부틸 아크릴레이트 10중량%, 메틸 메타크릴레이트 34중량%, 메틸 아크릴레이트 40중량%, 메타크릴산 1중량%, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 1중량%의 공중합체인 것을 특징으로 하는 단열재 시공 방법.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR102137634B1 (ko) * | 2019-07-02 | 2020-07-24 | (주)대협테크 | 에어로겔 함유 분무용 단열 조성물과 그 제조방법 |
| KR20210072315A (ko) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 상상한자리 주식회사 | 결로 방지 및 단열 성능이 우수한 건강친화형 코팅제 조성물 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100002101A (ko) * | 2009-05-18 | 2010-01-06 | 이재환 | 단열 코팅 및 성형판 제조하기 위한 에어로젤 함유 유·무기계 복합체 조성물 |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100002101A (ko) * | 2009-05-18 | 2010-01-06 | 이재환 | 단열 코팅 및 성형판 제조하기 위한 에어로젤 함유 유·무기계 복합체 조성물 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102137634B1 (ko) * | 2019-07-02 | 2020-07-24 | (주)대협테크 | 에어로겔 함유 분무용 단열 조성물과 그 제조방법 |
| WO2021002660A1 (ko) * | 2019-07-02 | 2021-01-07 | ㈜대협테크 | 에어로겔 함유 분무용 조성물과 그 제조방법 |
| KR20210072315A (ko) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 상상한자리 주식회사 | 결로 방지 및 단열 성능이 우수한 건강친화형 코팅제 조성물 |
| KR102314445B1 (ko) * | 2019-12-09 | 2021-10-20 | 에너지제로 협동조합 | 결로 방지 및 단열 성능이 우수한 건강친화형 코팅제 조성물 |
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