KR102082119B1 - 친환경 frp 패널 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

친환경 frp 패널 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부; 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 난연제 3 내지 20중량부; 저수축제 1 내지 10중량부; 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부; 황토 10 내지 40중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 변형방지제 1 내지 15중량부; 부착증진제 1 내지 10중량부; 이형제 1 내지 10중량부; 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 난연성, 기계적 성능, 내구성, 내충격성, 강도 및 내진성 등을 향상시킨 친환경 FRP 패널 조성물을 제공함으로써, 친환경적이면서 화재에 강하고, 성형성 및 내진성이 좋을 뿐만 아니라, 생산공정이 간편하여 생산비용이 저렴하다.

Description

친환경 FRP 패널 조성물 및 이의 제조방법{Eco-friendly FRP Panel Composition and Preparation Methods Using Thereof}
본 발명은 친환경 FRP 패널 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널, 교량 등 콘크리트 구조물 등의 강도와 구조내력을 증대시켜 보수보강을 용이하게 할 뿐만 아니라, 친환경적이면서 난연성 및/또는 내진보강 등을 부가할 수 있도록 한 친환경 FRP 패널 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 또는 철근콘크리트구조물(예컨대, 교량, 옹벽, 터널, 일반 아파트나, 건물의 지하주차장, 주택이나 건물 벽 등)은 시간이 경과할수록 외적인 요인(충격, 화학물질, 해수 등)이나 자체의 물성변형으로 인해 균열, 부식, 박리 및 이들로 인한 철근부위 노출, 백화, 처짐 현상 등이 발생되고 있는데, 특히 이렇게 진행되는 균열 부위 등은 붕괴와 같은 최악의 사태를 초래할 우려가 있기 때문에 사전에 보강 패널에 의한 보강작업을 하고 있음은 주지의 사실이다.
이러한 콘크리트 구조물의 보강은 내력 저하를 회복시키는 것과 사용목적에 적합하도록 구조 내력을 증가시키는 것으로 대변할 수 있는데, 먼저 균열된 구조물(구조체)의 보수, 보강을 위해서는 사전에 구조물을 조사하여 내력저하 원인을 파악한 후, 그 원인을 충분히 보완함에 적합한 보강공법을 결정해야 한다.
한편, 콘크리트 구조물의 보강은 구조물을 사용목적에 맞게 다시 만든다는 측면에서 정밀하게 다룰 필요가 있으며, 보강 후의 거동에 대해서도 충분히 고려하지 않으면 안 된다.
구조물을 보강할 경우 균열의 원인, 하중, 필요한 내력보강의 범위와 규모, 환경조건, 경제성, 관리의 용이성 등을 고려하여 사전에 계획한 보강 목적이 달성될 수 있도록 보강방법, 보강시기 및 보강재료 등을 선정하고 단면 및 부재를 설계하지 않으면 안 되고, 또 보강 설계시 구조물의 변경, 추가 장기 하중, 보강시의 시공하중 등을 고려하여 안정성을 꼭 검토하여야 한다.
특히, 구조물 표면의 박리 또는 초기 결함이나 균열의 발생은 열화 요인의 이동을 용이하게 하여 열화의 진행을 촉진시키므로 철근 콘크리트 구조물의 안정성 및 성능 확보를 위해서는 열화 초기에 보수/보강을 실시하여 더 이상의 열화진행을 억제하고, 내구 성능을 향상시킬 필요가 있다.
따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 기타의 원인에 의해 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거한 후 단면을 원래의 성능 및 형태로 복원하기 위해 단면 복구 재료를 충진하거나 뿜칠 시공을 하여 보수를 실시하는 것이 일반적이다.
이러한 구조물, 특정적으로 콘크리트 구조물을 보강하기 위한 방법으로 콘크리트 구조물의 균열 부위에 팩커(Packer) 및 보수보강제 등을 이용하여 보수/보강하는 것이 일반적이다.
이러한 균열을 보수하는 일례로서, 대한민국 특허 제1119232호에는 콘크리트 구조물의 균열부위에 레진을 주입하여 보강하는 콘크리트 균열 보강용 주입식 에폭시 조성물을 이용한 콘크리트 구조물 보강 공법이 개시되어 있다.
한편, 최근 들어 우리나라에서도 지진이 발생하는 빈도가 높아지고 있어 더 이상 지진으로부터 안전지대라고 할 수 없다. 이러한 상황에서 대도시 등에 지진이 발생하게 된다면, 내진설계의 의무화가 도입되기 이전에 설계 및 시공된 콘크리트 구조물 및 기존 외벽 마감재뿐만 아니라 비내력 구조물들의 경우에는 상당한 피해가 예상된다.
따라서 콘크리트 구축물(기둥 등)이 지진 등의 돌발적인 외력과 노후화에 의해 붕괴됨에 따른 생명 및 재산피해를 방지하기 위하여, 구조물에 대한 내진시공이 필요한 실정이며, 이러한 내진보강공법은 브레이스 설치, 단면 증설, 강판접착보강공법, 섬유쉬트 부착공법, 섬유판 보강공법 등의 내진공법과 댐퍼를 사용하는 제진공법과, 면진장치를 사용하는 면진공법으로 크게 나뉜다.
특히, 일본을 중심으로 연구되고 있는 내진보강공법은 초 연성재를 사용하여 연성을 보강하는 형태로 개발되고 있는 실정이다. 즉, 기존의 강성보강 위주의 내진보강공법에서 연성보강 개념의 내진보강공법으로 개발되어 실제 적용되고 있다.
이러한, 연성보강 개념의 내진보강공법은 연성능력이 매우 뛰어난 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 섬유벨트를 사용함으로써, 지진과 같은 횡력에 의해 기둥 형태의 구조물이 대항할 수 있도록 보강한다.
그러나 종래의 내진보강공법은 연성과 강성을 동시에 보강하지 못하는 구조이고, 강성을 더 보강하기 위해서는 섬유벨트의 두께를 더 두껍게 적용시켜야 하므로, 이를 실질적으로 적용하기에는 어려움이 있었고, 시공 단가가 상승하게 되는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 대한민국등록특허공보 제10-1124529호에는 연성강화 복합섬유패널 및 이를 이용한 구조물 내진보강공법이 개시되어 있다.
상기 연성강화 복합섬유패널 및 이를 이용한 구조물 내진보강공법은 시공이 간편하고, 내력을 크게 증가시킬 수 있는 장점이 있으나, 콘크리트 구조물과 섬유패널을 접착제로 접착한 부위가 지진이 발생시 접착력이 약해져서 내진성능이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 터널, 교량 등 콘크리트 구조물의 보수보강에 사용될 수 있으며, 친환경적이면서 난연성, 기계적 성능, 내구성, 내충격성, 강도, 및 내진성 등을 향상시킬 수 있도록 한 친환경 FRP 패널 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은
에폭시 수지 100중량부 기준으로,
섬유 5 내지 20 중량부;
칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부;
경화제 10 내지 40중량부;
난연제 3 내지 20중량부;
저수축제 1 내지 10중량부;
폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부;
황토 10 내지 40중량부;
숯가루 5 내지 20중량부;
변형방지제 1 내지 15중량부;
부착증진제 1 내지 10중량부;
이형제 1 내지 10중량부; 및
안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
원하는 패널 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부, 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 난연제 3 내지 20중량부, 저수축제 1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부, 황토 10 내지 40중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 변형방지제 1 내지 15중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 친환경 FRP 패널 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 친환경적이면서 난연성, 기계적 성능, 내구성, 내충격성, 강도 및 내진성 등을 향상시킨 친환경 FRP 패널 조성물을 제공함으로써, 화재에 강하고, 성형성 및 내진성이 좋을 뿐만 아니라, 생산공정이 간편하여 생산비용이 저렴하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부; 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부; 경화제 10 내지 40중량부; 난연제 3 내지 20중량부; 저수축제 1 내지 10중량부; 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부; 황토 10 내지 40중량부; 숯가루 5 내지 20중량부; 변형방지제 1 내지 15중량부; 부착증진제 1 내지 10중량부; 이형제 1 내지 10중량부; 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 원하는 패널 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계; 상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부, 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 난연제 3 내지 20중량부, 저수축제 1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부, 황토 10 내지 40중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 변형방지제 1 내지 15중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계; 상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및 상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 친환경 FRP 패널 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지(Bisphenol A type Epoxy resin), 비스페놀 F형 에폭시 수지(Bisphenol F type Epoxy resin), 노볼락 에폭시 수지(Novolac Epoxy resin), 변성 다이머산 에폭시 수지(Dimer Acid Modified Epoxy resin), 변성 고무 에폭시 수지(Rubber Modified Epoxy resin), 변성 우레탄 에폭시 수지(Urethane Modified Epoxy resin) 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
이때, 상기 에폭시 수지는 다양한 종류의 에폭시 수지를 함께 사용할 수 있는바, 이러한 일례로서, 에폭시 수지 전체 100중량% 기준으로, 비스페놀 A형 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 비스페놀 F형 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 노볼락 에폭시 수지 20 내지 40중량%, 변성 다이머산 에폭시 수지 10 내지 30중량%, 변성 고무 에폭시 수지 5 내지 20중량% 및 변성 우레탄 에폭시 수지 5 내지 20중량%를 혼합하여 구성할 수 있다.
여기서, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 액상 에폭시 수지로 뛰어난 접착력, 내약품성, 내열성 등 경화물성이 우수하여 다양한 용도로 응용되는 범용 에폭시 수지로서, 반응수축이 매우작고 휘발이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수하며, 치수안정성, 강근성, 고온특성, 내마모성이 좋아 기계적 가공성이 높다.
또한, 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 분자 가운데 CH3 대신에 H가 있는 수지로서, 비스페놀 A형에 비해 저점도이며 가소성이 우수하며 고반응성이다.
또한, 상기 노볼락 에폭시 수지는 반응활성기인 에폭시 그룹이 3개 이상인 수지로서, 밀실한 경화구조를 형성하므로 내약품성, 기계적강도, 접착력 등이 우수하다.
또한, 상기 변성 다이머산 에폭시 수지는 가소성과 내충격성이 우수하며 접착력과 치수안정성이 좋은 특성이 있다.
또한, 상기 변성 고무 에폭시 수지는 NBR 및 CTBN의 변성 에폭시 수지로서, 강근성과 가소성이 우수하며 부착성이 좋다.
또한, 상기 변성 우레탄 에폭시 수지는 우레탄 변성 에폭시 수지로서, 고유연성 및 탄성력이 우수하다.
본 발명에 따른 패널 조성물, 특정적으로 친환경 FRP 패널 조성물을 구성하는 에폭시 수지 외 나머지 성분들의 함량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 한다.
본 발명에 따른 섬유는 친환경 FRP 패널 조성물로 형성되는 패널의 종-횡 방향으로 가해지는 응력에 의한 인장력 및/또는 경량성 등을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 섬유라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 천연섬유, 셀룰로오스 섬유, 현무암 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탈섬유 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 현무암섬유는 유리섬유와 화학적 성질이 서로 유사하다. 즉, 유리와 현무암 모두 실리카를 주성분으로 하는 비결정성 소재이다.
통상 유리섬유는 활용이 다양화되면서 전세계 연평균 생산량도 약 300만톤에 달하고 있다.
또한, 상기 유리섬유 또한 다양한 종류가 있으나, 물량을 기준으로 보면 유리섬유(E glass)가 주요 제품이다.
일반 유리섬유와 현무암 섬유를 비교해 보면, 유리섬유는 다양한 성분으로 되어 있고, 밀도가 2.6 내지 2.7g/㎤ 정도로 낮지만, 현무암섬유는 고강도, 고내열성이며, 복합재료로 사용할 경우 그 기능이 우수하다.
특히, 상기 현무암섬유는 강도 보강시 요구되는 경제성(낮은 비용)으로 인해, 다양한 용도로 사용이 가능하다.
더욱이, 현무암 섬유는 적당한 강도(단위면적당 강도기준), 높은 내산화성, 전기 절연성, 용이한 가공성 및 원료 조달, 매우 저렴한 가격 등의 특징이 있다.
이러한 면에서 카본섬유의 우위성은 저밀도 및 고강도에 국한된다고 볼 수 있으며, 고가이며 공급이 부족한 카본섬유에 비해 현무암섬유가 갖는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 아라마이드 섬유는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.
한편, 상기 아라미드 섬유는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 FRP 패널 조성물의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, FRP 패널 조성물 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.
본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 FRP 패널 조성물, 특정적으로 친환경 FRP 패널 조성물의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.
상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10 데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5 데니어인 것을 사용할 수 있다.
상기 섬도가 1 데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 FRP 패널 조성물 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10 데니어를 초과하는 경우에는 FRP 패널 조성물 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 FRP 패널 조성물에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 분산제가 코팅된 형태를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서 이를 FRP 패널 조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 친환경 FRP 패널 조성물에 부여할 수 있으며, 또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 아라미드 섬유는 그 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 FRP 패널 조성물 내 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.
아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 속경성을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 1중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 수분과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 친환경 FRP 패널 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 경화제는 친환경 FRP 패널 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 경화제로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 난연제는 친환경 FRP 패널 조성물에 난연성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 사용되는 난연제, 특정적으로 난연제 혼합물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 금속수산화물; 인계 난연제; 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 20중량부인 것이 바람직하다.
이때, 상기 난연제의 사용량이 3중량부 이하인 경우 FRP 패널 조성물, 특정적으로 친환경 FRP 패널 조성물의 난연성이 원하는 수준에 만족할 수 없고, 사용량이 20중량부 이상인 경우 제조되는 친환경 FRP 패널 조성물의 경도가 증가하여 쉽게 파손될 수 있다.
여기서, 상기 난연제, 특정적으로 난연제 혼합물에 사용되는 금속수산화물, 예를 들면 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 수산화마그네슘, 특정적으로 스테아린산, 비닐 실란, 지방산, 인산 또는 이들의 혼합물로 표면처리, 특정적으로 코팅되어 표면처리된 수산화마그네슘을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 난연제는 적은 양의 난연제를 사용하여도 친환경 FRP 패널 조성물이 요구하는 난연성을 충족시키기 위해 암모늄 피로인산, 특정적으로는 액상 암모늄 피로인산을 난연 보조제로서 함께 사용할 수 있다.
이때, 상기 난연 보조제는 인계 난연제 및/또는 표면처리된 수산화마그네슘과 함께 사용할 경우 하나의 난연제만을 단독으로 사용하였을 경우 보다 난연효과를 상승시켜 적은 양의 난연제로 충분한 난연효과를 나타낼 수 있도록 한다.
그러나 상기 액상 암모늄 피로인산은 그 자체적으로 난연효과가 없는 것은 아니다.
특히, 본 발명에 따른 난연제에 사용되는 인계 난연제의 경우, 난연효과는 우수하지만 친환경 FRP 패널 조성물에 적용되어 최종적인 제품을 제조하면 제품의 표면에서 백화현상이 발생함으로써 제품의 질을 감소시키게 되는바, 이러한 문제점을 극복하기 위해 적은 양의 인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명에서는 적은 양의 인계 난연제의 사용에도 불구하고, 원하는 난연성을 확보하기 위해 상기 암모늄 피로인산을 난연 보조제와 같이 사용할 수 있는바, 상기 암모늄 피로인산은 이를 구성하는 피로인산의 인에 의해 백화현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 분말 보다는 액상으로 사용하는 것이 좋다.
특히, 상기 액상 암모늄 피로인산은 친수형 억제제가 포함되어 친환경 FRP 패널 조성물을 이용하여 제조된 제품, 특정적으로 패널의 백화현상의 발생을 방지할 수 있다.
바람직한 난연 보조제의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 저수축제는 친환경 FRP 패널 조성물이 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 저수축제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 저수축제의 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 폴리비닐알코올 분말은 친환경 FRP 패널 조성물의 경량성과 강성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 폴리비닐알코올 분말이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐알코올 분말을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 황토는 친환경적인 재료이며 원적외선 방사량이 뛰어난 점토광물로서, 시멘트와 유사하게 물에 넣으면 질척한 상태로 변하고, 이를 벽이나 바닥에 바르게 되고 시간이 지나 건조가 되면 강한 견고성을 갖추게 되어 골재의 대용으로도 사용할 수 있다.
이러한 목적을 갖는 본 발명에 따른 황토는 당업계의 통상적인 황토라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 분말상태인 황토분말로 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 황토분말은 0.4 내지 0.6중량%를 다른 조성물과 배합 후 물기가 스며들 경우에도 견고한 상태를 유지 할 수 있도록 800 내지 900℃에서 1 내지 3시간 소성가공하여 냉각한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도는 3500 내지 4000㎠/g인 것을 사용하는데, 분말도가 3,500㎠/g 미만일 경우에는 표면재질이 거칠고, 특히 동절기 재료 분리 현상이 발생되며, 분말도가 4,000㎠/g를 초과하는 경우에는 포졸란과의 반응으로 인한 수화열 발생으로 구조 크랙이 발생하고, 워커빌리티가 저하를 초래하여 마감 작업시 효율성이 떨어진다.
바람직한 황토, 특정적으로 황토분말의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 10 내지 40중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 숯가루는 친환경적인 재료로서 높은 공극율로 인하여 친환경 FRP 패널 조성물을 구성하는 조성물의 분산성을 향상시키는 동시에 결합력을 향상시켜 인장강도를 증가시키도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 숯가루라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 볼밀로 분말화한 숯가루를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 숯가루의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 추천하기로는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 변형방지제는 친환경 FRP 패널 조성물의 소성변형을 감소시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 15중량부인 것이 좋다.
바림직한 변형방지제는 폴리에틸렌, 폴리뷰텐, 하임팩트폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 부착증진제는 친환경 FRP 패널 조성물이 시공되는 접촉면에 보다 용이하게 접착할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계의 통상적인 부착증진제라면 어떠한 것이라도 무방하지만, 바람직하게는 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트, 하이드록시 에틸 메타 아크릴레이트 포스페이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 이형제는 패널 조성물을 이용한 패널 제조시 보다 용이한 가공성 및 탈착성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 이형제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
바람직한 이형제는 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 안정제는 친환경 FRP 패널 조성물의 각 구성성분을 보다 긴 시간 동안 안정적으로 보관하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 펙틴, 아라비아검, 카라야검, 트라가칸검, 로커스트빈검, 구아검, 타마린드검, 타라검, 담마검, 한천, 카라기난, 알긴산, 잔탄, 덱스트란, 글루칸, 젤라틴, 카제인, 셀루로오스 유도체 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 패널 조성물, 특정적으로 친환경 FRP 패널 조성물은 하기의 특정 양태로 실시되는 부가물을 1종 또는 1종 이상 더 포함할 수 있다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 준불연 성능을 부가하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부의 N-(2-아미노에틸-3아미노프로필)트리메톡시실란[N-(2-Aminoethyl-3-aminopropyl) trimethoxysilane]을 더 포함할 수 있다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물이 수분을 흡수하고 발포를 방지하며, 외부로부터 유입되는 염분 및 수분이 조성물 내부로 이동하는 것을 차단하여 조성물의 부식을 억제하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 세피올라이트를 더 포함할 수 있는데, 상기 세피올라이트는 굳기 2~2.5이며 비중이 2인 단사정계에 속하는 광물로서 이를 친환경 FRP 패널 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 발현하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 실온에서 효과적으로 경화하고 내열성, 저온 성능, 내화학성, 내용매성 및 내유성과 같은 개선된 특성을 제공하기 위하여 아미노기 함유 실록산(Aminofunctional siloxan)을 더 포함할 수 있다.
상기 아미노 함유 실록산은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일례로서 아미노메틸폴리디메틸실록산을 들 수 있으며, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 10중량부인 것을 추천한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 FRP 패널 조성물의 수명 연장을 위하여 마그네슘 실리케이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
상기, 마그네슘 실리케이트는 내화학성 및 내약품성과 풍화 저항성이 우수한 물성을 갖고 있으므로 친환경 FRP 패널 조성물에 포함되면 상기와 같은 특성에 의해 수명이 연장되는 것이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 표면에 수분침투를 방지하면서 통기성을 확보하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 소디윰스테아레이트를 더 포함할 수 있는데, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 목적한 수분침투 방지기능을 얻을 수 없고, 5중량부를 초과하면 조성물의 강도 저하현상을 나타내어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물이 접착되는 피접착면에 존재하는 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지함으로써 환경오염을 유발되는 것을 방지하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 15중량부의 디메틸 암모늄 클로라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 충진성 및 내구성을 향상시키기 위하여 암모늄 노니페놀 에테르설페이트(ammonium nonylphenol ether sulfate)를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조조성물의 충진성 및 내구성을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 플루오린화나트륨을 더 포함할 수 있는데, 플루오린화나트륨은 1차적으로 충진제로서의 역할도 하지만, 2차적으로는 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기와 같은 함량 범위에서 그 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 내후성 및 흡착력을 증가시키고, 공기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수하여 공기정화 작용 및 자외선을 안정적으로 흡수할 뿐만 아니라, 바인더 역할도 수행할 수 있도록 하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물을 5 내지 20중량부로 더 포함할 수 있다.
여기서, 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물을 사용하는 것은, 규사가 바인더 역할을 수행하도록 하고, 규산나트륨은 세라믹 결합제로서 내후성 및 흡착력을 증가시키고, 공기 중에 떠다니는 이산화탄소를 흡수하여 공기정화 작용 및 자외선 파장영역 전체와 가시광선 파장 영역 전체에 걸쳐 흡수하는 효과적인 자외선 안정제 역할을 부여하게 하기 위함이다
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 공극을 치밀하게 하고 누수를 방지하며 강도를 향상시키기 위하여 나트륨벤토나이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 나트륨벤토나이트는 많은 양의 물을 흡수해 원래 부피의 여러 배로 팽창되며 겔과 같은 상태가 되어 조성물의 공극을 치밀하게 메우게 되어 누수를 방지하고 강도를 향상시켜 균열방지에 기여하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 강도, 내식성 및 내구성 등을 개선하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 징크 크로메이트(zinc chromate)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5중량부를 초과하면 강도, 내식성 및 내구성은 개선되나 작업성이 저하되고, 1중량부 미만이면 재료의 분리현상이 발생하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 겔화를 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부의 폴리인돌로카바졸을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 내산성, 내알칼리성, 내후성, 난연성, 향균성, 방음성, 내마모성 및 내충격성 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부의 알루미늄 실리케이트 미세 중공체 분말을 더 포함할 수 있는데 여기서 알루미늄 실리케이트 미세 중공체 분말은 30 내지 100마이크로미터 크기의 미세 중공을 갖는 미세 중공체 분말이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 강도향상 및 방수성 향상을 위하여 소르비탄모노올레산에스테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 부착성, 균열저항성 등의 물리적 성능을 향상시키고, 염해, 동결융해 저항성, 내마모성 등의 내구성을 높일 수 있도록 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부의 개질유황을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 개질유황은 유황(sulfur)의 단점을 개선하여 다양한 산업분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 유황을 의미한다.
이때, 상기 유황은 비금속 원소중의 하나로 원유나 천연가스의 탈황과정 등에서 많이 발생되는 물질이다. 그러나 유황은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서 고체인 성질을 가지며, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있다. 이와 같은 단점을 해결하기 위해 개질유황이 개발되었다.
일례로, 개질유황은 유황에 디시클로 펜타디엔 (dicyclo pentadiene; DCPD), 비닐 톨루엔 (vinyl toluene), 디펜텐 (dipentene), 올레핀 올리고머 (olefin oligomer), 테트라하이드로인덴 (tetra hydraulic indene)등과 같은 개질제를 첨가하여 제조될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 열화방지, 내열성, 경화성 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 감마-아미노프로필트리에톡시실란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 용해성 및 분산성 향상을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 황산 코발트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물을 구성하는 성분들간의 배합을 용이하게 하고 조성물의 안정성을 향상하기 위하여 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1중량부 미만이면 조성물의 배합이 용이하지 못하며, 10중량부를 초과하면 과량으로 안정성이 저하되어 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 압축강도를 향상시키기 위하여 폴리실리콘 슬러지를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 폴리실리콘 슬러지는 그 성상이 밝은 회색빛을 띄고 있고, 함수율 62%로 높은 함수율로 배출되며, 밀도가 낮고 가벼우며, 분말도가 7,122㎤/g로 미세한 분말 형태로서, 화학조성은 대부분 SiO2와 CaO로 조성되어 있고 알칼리성분인 K2O와 Na2O가 미량 포함되어 있다.
또한, 폴리실리콘 슬러지를 60℃에서 24시간 이상 건조시킨 후, 얻은 결정상은 CaCO3로 이루어져 있으며, Na2O와 Cl의 화합물인 NaCl이 소량 포함되어 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 화학적 안정성을 부여함으로써 장시간의 저장성을 높이고, 친환경 FRP 패널 제조시 급격한 경화를 방지하여 우수한 품질을 제공할 수 있도록 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 스티렌-아크릴 에스터 공중합체(Styrene-Acrylic ester copolymer)를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 균열 조성물의 성분들 간의 결합력을 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 불포화지방산을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 불포화지방산은 탄소수 14 내지 18인 직쇄 불포화지방산을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 방수성, 내열성, 내염성 및 접착성 등을 향상시키기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부의 아세틸레이티드라놀란을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 에폭시 수지 100중량부 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 친환경 FRP 패널 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)이 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기(C3H4O2.C3H3O2Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 균일한 혼합을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부의 디부틸프탈레이트를 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 20중량부의 알긴산 용해물을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 알긴산 용해물은 친환경 FRP 패널 조성물이 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열 방지를 위한 결합제로 작용한다.
특히, 상기 알긴산 용해물은 패널 조성물의 제조시 조성물로부터 나오는 독성을 중화시킬 뿐만 아니라 방습 및 방수, 표면 내구 코팅성이 강화되어 백화 현상을 예방하며 크랙을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 알긴산 용해물을 제조하는 방법은 당업계의 통상적인 알긴산 용해물 제조방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 해조류를 배합수가 저장된 소성로에 넣고 약 60℃로 약 3시간 가열시켜 제조한다.
여기서, 해조류는 염수에 서식하는 식물로서 정조류, 갈조류, 홍조류 등으로 분류되는 바다 식물이고, 알긴산이 다량 함유된 갈조류인 미역, 다시마, 곤포, 병포 및 천초로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 알긴산 용해물을 추출하는 방법은 전술한 일정 시간을 가열하는 방법 이외에 건조된 해조류를 에탄올로 추출하고 무기물질을 제거한 후 추출물에 약산을 처리하여 Na2C03 수용액 내에서 얻는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 내마모성, 내수성, 내화성 및 탈취성 등을 개선하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부의 세리사이트를 더 포함할 수 있는데, 상기 세리사이트는 단사정계에 속하는 광물질로서, 안정성, 윤활성, 보습성 등이 뛰어나므로 이를 콘크리트 조성물에 포함시키면 상기와 같은 효과를 갖게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 내마모성 및 내약품성 등을 개선하기 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 에머리 분말(emery powder)를 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 내마모성 및 내약품성 등의 개선효과가 미미하며, 5중량부를 초과하면 경제적이지 못하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 경화를 촉진시키고 크랙의 발생을 예방하기 위하여 2-하이드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate)를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 점도를 조절하고 시공시 작업성을 향상시키기 위하여 자일렌를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함할 수 있는데, 그 함량이 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5중량부 미만이면 점도 조절의 효과가 미미하며, 2중량부를 초과할 경우 과다하여 좋지 않다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 노화방지, 박리방지 및 균열 저항성 향상을 위하여 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부의 글루코노락톤(gluconolactone)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 점도조절 및 방수특성을 향상시키기 위하여 글루탐산(glutamic acid)을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 산패 발생 및 노화방지와 안정성 향상을 위하여 디부틸하이드록시톨루엔을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 셀프 레벨링(자기충전성능)을 개선하기 위하여 스타치에테르(Starch ether)를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부 더 포함할 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물은 조성물의 내수성, 내화학성 및/또는 내부착성 등을 향상시키기 위하여 테트라메틸렌 디이소시아네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 조성물의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하기 제조방법, 특정적으로 친환경 FRP 패널 조성물을 이용한 패널 제조방법의 일 실시양태로서 이에 한정되지 않고, 당업계의 통상적인 FRP 패널 조성물을 이용한 제조방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
시공방법의 일 양태로서, 본 발명에 따른 친환경 FRP 패널 제조방법은 원하는 패널 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부, 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 난연제 3 내지 20중량부, 저수축제 1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부, 황토 10 내지 40중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 변형방지제 1 내지 15중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함한다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
비스페놀 A형 에폭시 수지 100g, 현무암 섬유 12g, 칼슘설포알루미네이트 3g, 파라 톨루엔 설포닉산 30g, 수산화알루미늄 12g, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 5g, 약 5㎛인 기공을 약 0.1cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐알코올 분말 6g, 분말도 약 3,800㎠/g이고, 약 850℃에서 약 2시간 동안 소성 가공한 황토분말 25g, 평균입경이 마이크로미터 단위인 숯가루 12g, 하임팩트폴리스티렌 8g, 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 6g, 스테아르산아연 5g, 및 펙틴 5g을 혼합하여 친환경 FRP 패널 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 액상 암모늄 피로인산 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, N-(2-아미노에틸-3아미노프로필)트리메톡시실란 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세피올라이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아미노기 함유 실록산 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 마그네슘 실리케이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소디윰스테아레이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디메틸 암모늄 클로라이드 10g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 암모늄 노니페놀 에테르설페이트 3g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 플루오린화나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 규산나트륨과 규사가 1:1의 중량비율로 혼합된 규산나트륨 및 규사 혼합물 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 나트륨벤토나이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 징크 크로메이트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 14]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리인돌로카바졸 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 약 60마이크로미터 크기의 미세 중공을 갖는 알루미늄 실리케이트 분말 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 소르비탄모노올레산에스테르 3g을 더 포함시켜 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 유황에 디시클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene; DCPD)을 첨가해 제조한 개질유황 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 감마-아미노프로필트리에톡시실란 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 황산 코발트 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리실리콘 슬러지 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스티렌-아크릴 에스터 공중합체 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탄소수 14 내지 18인 직쇄 불포화지방산 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아세틸레이티드라놀란 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 25]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트염 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 26]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디부틸프탈레이트 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 27]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 해조류를 정수(배합수)와 함께 소성로에 넣고 60℃로 3시간 가열시켜 제조한 알긴산 용해물 12g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 28]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 세리사이트 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 29]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 에머리 분말 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 30]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 4g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 31]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 자일렌 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 32]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글루코노락톤 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 33]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 글루탐산 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 34]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 디부틸하이드록시톨루엔 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 35]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 스타치에테르 1g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 36]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라메틸렌 디이소시아네이트 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 37]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 2 내지 실시예 36에서 부가된 부가물을 모두 부가하여 실시하였다.
[실 험]
실시예에 따라 제조된 조성물을 이용하여 제조한 제품의 기계적물성을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2) 난연성 충격에 대한
뒤틀림
실시예 1 50.1 17.1 1.6 좋음 없음
실시예 2 51.2 17.7 1.6 좋음 없음
실시예 3 51.2 16.9 1.8 좋음 없음
실시예 4 50.3 17.1 1.7 좋음 없음
실시예 5 49.8 16.8 1.8 좋음 없음
실시예 6 50.5 16.4 1.6 좋음 없음
실시예 7 51.8 15.5 1.6 좋음 없음
실시예 8 52.5 15,9 1.7 좋음 없음
실시예 9 53.1 16.1 1.7 좋음 없음
실시예 10 52.5 16.3 1.6 좋음 없음
실시예 11 55.6 16.1 1.6 좋음 없음
실시예 12 53.1 16.2 1.8 좋음 없음
실시예 13 51.8 17.4 1.7 좋음 없음
실시예 14 51.7 16.8 1.6 좋음 없음
실시예 15 53.1 17.1 1.8 좋음 없음
실시예 16 49.1 16.4 1.6 좋음 없음
실시예 17 51.2 17.0 1.6 좋음 없음
실시예 18 50.2 16.8 1.7 좋음 없음
실시예 19 49.3 17.3 1.9 좋음 없음
실시예 20 50.8 16.7 1.8 좋음 없음
실시예 21 49.5 16.4 1.7 좋음 없음
실시예 22 51.6 16.7 1.6 좋음 없음
실시예 23 51.4 14,9 1.7 좋음 없음
실시예 24 53.1 16.1 1.7 좋음 없음
실시예 25 52.3 16.5 1.6 좋음 없음
실시예 26 52.4 16.5 1.6 좋음 없음
실시예 27 52.5 16.3 1.7 좋음 없음
실시예 28 52.1 16.5 1.7 좋음 없음
실시예 29 51.2 17.3 1.7 좋음 없음
실시예 30 51.7 17.1 1.8 좋음 없음
실시예 31 50.5 16.3 1.9 좋음 없음
실시예 32 52.1 17.2 1.7 좋음 없음
실시예 33 52.4 16.1 1.8 좋음 없음
실시예 34 52.3 17.3 1.7 좋음 없음
실시예 35 52.5 17.4 1.7 좋음 없음
실시예 36 54.6 16.6 1.6 좋음 없음
실시예 37 52.2 16.5 1.7 좋음 없음
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예에 따라 제조된 FRP 패널 조성물은 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성, 난연성 및 외부 충격에 대한 뒤틀림이 우수한 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 에폭시 수지 100중량부 기준으로,
    섬유 5 내지 20 중량부;
    칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부;
    경화제 10 내지 40중량부;
    난연제 3 내지 20중량부;
    저수축제 1 내지 10중량부;
    폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부;
    황토 10 내지 40중량부;
    숯가루 5 내지 20중량부;
    변형방지제 1 내지 15중량부;
    부착증진제 1 내지 10중량부;
    이형제 1 내지 10중량부; 및
    안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물에,
    세피올라이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    아미노기 함유 실록산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 10중량부로 더 포함하며,
    플루오린화나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    징크 크로메이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    감마-아미노프로필트리에톡시실란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    아세틸레이티드라놀란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부로 더 포함하고,
    디부틸프탈레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    세리사이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    에머리 분말을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하고,
    자일렌을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며,
    글루코노락톤을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고,
    글루탐산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 3중량부로 더 포함하며,
    디부틸하이드록시톨루엔을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함하고,
    스타치에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며,
    테트라메틸렌 디이소시아네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 원하는 패널 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
    상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 섬유 5 내지 20 중량부, 칼슘설포알루미네이트 1 내지 5 중량부, 경화제 10 내지 40중량부, 난연제 3 내지 20중량부, 저수축제 1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 2 내지 10중량부, 황토 10 내지 40중량부, 숯가루 5 내지 20중량부, 변형방지제 1 내지 15중량부, 부착증진제 1 내지 10중량부, 이형제 1 내지 10중량부, 및 안정제 1 내지 10중량부를 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물에, 세피올라이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 아미노기 함유 실록산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 10중량부로 더 포함하며, 플루오린화나트륨을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 징크 크로메이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 감마-아미노프로필트리에톡시실란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 아세틸레이티드라놀란을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부로 더 포함하고, 디부틸프탈레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 세리사이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 에머리 분말을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 2 내지 6중량부로 더 포함하고, 자일렌을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 2중량부로 더 포함하며, 글루코노락톤을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하고, 글루탐산을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 3중량부로 더 포함하며, 디부틸하이드록시톨루엔을 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 4중량부로 더 포함하고, 스타치에테르를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 0.1 내지 2중량부로 더 포함하며, 테트라메틸렌 디이소시아네이트를 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 친환경 FRP 패널 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
    상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
    상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 친환경 FRP 패널 제조방법.
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