KR102269775B1 - 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법 - Google Patents

저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축용, 조선용, 산업용 보온단열재 성형 가공에 반드시 필요한 코폴리머수지 조성물을 이용하여 제조하고 고온건조(120 ~ 150℃)에서 건조 공정이 이루어지는 것이 아닌 저온건조(45 ~ 55℃)에서 건조 공정이 이루어지며, 유기성 바인더가 건조하면서 발생하는 포름알데히드, VOC 등과 같은 유독성 물질이 발생하지 않고 불연성, 발수성, 표면강도, 내열성 등이 우수한 보온단열재 성형에 이용하는 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 종래의 일반적인 수용성 바인더는 포함하고 있는 수분을 건조하기 위하여 120 ~ 150℃ 범위의 고온에서 장시간 작업을 진행하면 제품의 탄화현상과 박리현상 등 품질에 나쁜 영향을 주게 되고 특히, 장시간의 건조 공정으로 인하여 전기료 상승으로 인한 제품 생산 단가의 상승뿐만 아니라 제품 생산 속도의 저하로 이어지는 문제점이 있어 왔지만, 본 발명은 수용성 아크릴 중합반응을 통하여 얻어진 레진을 이용하여 난연성 성질과 무기물의 이온성 성질을 이용하여 혼합하므로 일정 발열 반응을 진행함과 동시에 40 ~ 60℃ 범위의 저온으로 가열하면 자체적으로 건조가 이루어지는 효과가 있으므로 제품 생산 단가를 낮출 수 있고 제품 생산 속도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법{Flame retardant organic/inorganic binder capable of low temperature curing and its manufacturing method}
본 발명은 단열재 성형에 이용하는 수용성 아크릴 바인더 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축용, 조선용, 산업용 보온단열재 성형 가공에 반드시 필요한 코폴리머수지 조성물을 이용하여 제조하고 고온건조(120 ~ 150℃)에서 건조 공정이 이루어지는 것이 아닌 저온건조(45 ~ 55℃)에서 건조 공정이 이루어지며, 유기성 바인더가 건조하면서 발생하는 포름알데히드, VOC 등과 같은 유독성 물질이 발생하지 않고 난연성, 발수성, 표면강도, 내열성 등이 우수한 보온단열재 성형에 이용하는 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축용 또는 조선용 또는 산업용에 사용하는 각종 보온, 보냉 장치들의 단열재로는 폴리에틸렌 및 폴리우레탄폼 단열재, 또는 퍼라이트(Perlite)나 규산칼슘 단열재, 유리섬유 단열재 등이 다양하게 사용되고 있다. 그러나 이들 중 폴리에틸렌이나 폴리우레탄폼 단열재는 융점이 낮아 고온용으로서는 부적합하고 단열성이 떨어져 에너지 낭비를 가져오게 되며, 배관이나 장치물에 비해 낮은 수명으로 잦은 교체를 요하게 되므로 설치비용 부담이 가중 되는 문제점이 발생한다.
이에 비해 유리장섬유 단열재는 유리장섬유(E-Glass Fiber)로 이루어진 매트를 니들 펀칭하여 형성한 니들매트에 내열성 바인더를 도포하거나 함침시킨 후, 이 니들매트를 2겹 이상으로 가압 성형하여 제조하며, 그 종류는 보드형 보온단열재, 파이프형 보온단열재 등과 같이 다양한 형태로 제작하여 사용되는데, 그 특성상 높은 내열성과 공극률로 경량화가 가능하고 각 매트는 니들펀칭을 통하여 고밀도화가 가능할 뿐만 아니라 이를 적층 하여 접착 성형시킴으로써 보온단열재로서의 용도로 널리 사용될 수 있다.
상기 유리장섬유는 용융점이 약 750℃ 정도의 고온에 충분히 견딜 수 있으나, 통상적인 바인더는 고온에서 쉽게 연소하기 때문에 유리섬유 단열재를 고온이 발생하는 파이프라인의 보온단열용으로 이용하기 위해서는 고온에도 견딜 수 있고 또, 유리섬유가 갖는 수명만큼 장기간 강한 접착력을 유지할 수 있는 바인더의 특성이 필요하여 황토, 석고, 실리카, 벤토나이트 등과 같은 무기질 재료를 이용하여 다양한 바인더를 개발하고 있는 실정이다.
상기와 같은 다양한 보온 단열재의 성형에 사용하는 바인더와 관련한 선행기술로는 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2001-0038577호에 이소부텐을 주성분으로 합성된 저중합체 탄화수소화합물 3 ~ 85중량%와 물 10 ~ 95중량%와 유화제 0.1 ~ 20중량% 및 소포제 0.001 ~ 10중량%로 혼합하여 제조하고, 이를 사용할 경우 작업환경에 악영향을 미치지 않고 작업 후 소재표면에 탄화물이 남지 않아 물성에 영향을 미치지 않게 하는 효과가 있는 알루미늄 브레이징법에 사용되는 수용성바인더가 개시되어 있고 또한, 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1947371호에 벤토나이트 분말 15 ~ 25중량%와 수용성 수지접착제 5 ~ 15중량%와 카르복시메틸 셀룰로오스나트륨 5% 수용액 40 ~ 60중량%와 물 15 ~ 25중량%의 비율로 포함하여 구성하고, 친환경 무기 바인더는 물에 분산시킨 다공질의 벤토나이트 분말과 수용성 수지접착제를 이용하고 셀룰로오스의 분산작용에 의하여 고르게 분산된 상태로 유리장섬유 보온단열재에 도포된 후 압착될 때 벤토나이트 입자끼리 접촉 경화되면서 건조되므로, 기존의 가연성 유무기 혼합바인더 및 고가의 난연제를 사용하지 않고도 보온단열재의 불연성을 부여하고 신축성 및 강도를 향상시킬 수 있으며, 또한, 성형된 평판형, 곡면형, 엘보형 및 파이프형 유리장섬유 보온단열재가 자연건조로 경화되기 때문에 건조공정의 생략에 따르는 생산비 절감효과가 있는 친환경 무기 바인더가 개시되어 있으며 또, 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2020-0057880호에 수용성 무기바인더를 제조하는 단계와 무기계 금속산화물에 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계와 혼합물을 주입 또는 가압 성형하여 코어재를 제조하는 단계와 실란트를 제조하는 단계 및 코어재 표면에 실란트를 코팅하는 단계를 포함하여 구성하는 수용성 코어재 및 이의 제조방법이 개시되어 있다.
그러나 상기의 선행기술들에서 구성한 바인더 및 상기 바인더를 이용한 단열재는 여전히 충분한 난연성과 불연성 및 내열성 등을 제공하지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 수용성 아크릴 바인더를 제조하여 기존의 120 ~ 150℃의 범위인 고온에서 건조공정이 이루어지는 것이 아닌 45 ~ 55℃의 범위인 저온에서 건조공정이 이루어지며, 건조하면서 발생하는 포름알데히드, VOC 등과 같은 유독성물질이 발생하지 않도록 하고, 난연성, 발수성, 표면강도, 내열성 등이 우수하도록 구성하여 완성하였다.
본 발명은 상기 선행기술들의 문제점을 해결하고자 종래 기술을 보완하여 구성한 것으로서, 아크릴산에 반응용매인 염기성 반응물을 혼합한 후, 가교제와 열경화 개시제를 투입하여 수용성 아크릴산 중합체를 형성하고 상기 수용성 아크릴산 중합체와 수산화마그네슘과 같은 무기물을 혼합 및 교반하여 혼합액을 제조하고 숙성시켜서 완성한 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적에 따른 해결수단으로는 열경화 개시제를 이용하여 수용성 아크릴산 중합체를 형성하는 수용성 아크릴산 중합체 생성단계와 상기 생성된 수용성 아크릴산 중합체와 무기물 첨가제를 혼합하여 교반하는 혼합액 제조단계와 상기 제조한 혼합액을 25 ~ 35℃ 범위의 저온에서 1 ~ 3시간 동안 숙성하는 숙성단계를 포함하여 구성한다.
상기 수용성 아크릴산 중합체 생성단계는 화학반응기에 희석용매인 물 또는 알코올을 60 ~ 80중량% 투입한 후, 반응온도를 60 ~ 75℃ 범위로 상승시키는 반응 용매 투입단계와 주 반응물인 아크릴산을 10 ~ 20중량% 투입하는 아크릴산 투입단계와 염기성 반응물을 8 ~ 18중량% 투입하는 염기성 반응물 투입단계와 상기 아크릴산과 염기성 반응물이 투입된 후, 낮아진 반응기의 온도가 다시 75℃로 올라갈 때 가교제를 천천히 투입하는 가교제 투입단계와 반응기의 온도가 80℃가 되었을 때 열 반응 개시제를 투입하고 반응기의 열 공급을 차단하는 열 반응 개시제 투입단계를 포함하여 구성한다.
상기 혼합액 제조단계는 무기물 분말을 투입하는 무기물 분말 투입단계와 분산제와 pH조절제와 유화제를 투입하는 첨가제 투입단계와 상기 투입한 무기물 분말과 분산제와 pH조절제와 유화제를 배합하고 교반하는 교반단계를 포함하여 구성한다.
상기 아크릴산 중합체의 주요 반응 모노머(Monomer)로 사용하는 물질은 메타크릴산(Methyl Methacrylate) 또는 아크릴산(Acrylic acid)과 반응할 수 있는 암모늄 염(Ammonium Sulfate), 황산 바륨(Barium sulfate), 염화칼슘 무수물(Calcium chloride anhydrous), 황산칼슘 이수화물(Calcium sulfte dihydrate), 황산마그네슘 7수화물(Magnesium sulfate septahydrate), 탄산수소 나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 무수 탄산나트륨(Sodium carbonate anhydrous), 수산화암모늄(Ammonium hydroxide), 수산화칼슘(Calcium hydroxide), 염화알루미늄(Aluminium chloride), 황산알루미늄(Aluminium sulfate), 탄산칼슘(Calcium carbonate), 황산 제일철(Iron(II) sulfate), 염화 마그네슘(Magnesium chloride), 황산 마그네슘(Magnesium sulfate), 황산나트륨(Sodium sulfate), 황산암모늄(Ammonium sulfate), 질산나트륨(Sodium nitrate), 가성소다(NaOH), 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하고, 가교제(Cross linking agent)는 분자량 증가와 접착력 증가를 위하여 사용하며, 열경화 개시제로는 과황산칼륨(Potassium Persulfate), 차아황산나트륨(Sodium, Hydrdosulfate), 과황산암모늄(Ammonium Persulfate) 중에서 황산나트륨(Sodium bisulfate)으로 이루어진 그룹에서 2종 이상을 선택하여 사용한다.
종래의 일반적인 수용성 바인더는 포함하고 있는 난연성 유·무기 바인더의 수분을 건조하기 위하여 120 ~ 150℃ 범위의 고온에서 장시간 작업을 진행하여야 하므로 제품의 탄화현상과 박리현상 등 품질에 나쁜 영향을 주게 되고 특히, 장시간의 건조 공정에 따른 전기료 상승으로 제품 생산 단가의 상승뿐만 아니라 제품 생산 속도의 저하로 이어지는 문제점이 있어 왔지만, 본 발명은 수용성 아크릴산 중합반응을 통하여 얻어진 레진을 이용하여 난연성 성질과 이온성 화합물의 성질을 이용하여 일정 발열 반응을 진행함과 동시에 40 ~ 60℃ 범위의 저온으로 가열하므로 자체적으로 건조가 이루어지는 효과가 있어, 제품 생산 단가를 낮출 수 있고 제품 생산 속도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 수용성 아크릴산 중합체를 형성하는 순서도이다.
도 3는 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 혼합액을 제조하는 순서도이다.
도 4는 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 아크릴 중합체 외관을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 분산안정제를 정량으로 투입하지 않은 외관을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더 및 그 제조방법의 합성된 아크릴 중합체 형상과 최종 바인더 외관 형상을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명인 저온경화 가능한 난연성 유·무기 바인더에서 수용성 아크릴산 중합체의 합성은 아크릴산과 염기성 물질과 가교제와 열경화 개시제 및 저감제, 첨가제 등으로 이루어진다.
도 1과 같이 첫 번째로 열경화 개시제를 이용하여 수용성 아크릴산 중합체를 형성하는 수용성 아크릴산 중합체 생성단계(S01)와 두 번째인 상기 아크릴산 중합체와 무기물 첨가제를 혼합 및 교반하여 혼합액을 제조하는 혼합액 제조단계(S02)와 세 번째인 혼합액을 저온에서 숙성하는 숙성단계(S03)를 포함한다.
상기 아크릴산과 염기성 물질과 가교제와 열경화 개시제 및 저감제, 첨가제로 형성하는 아크릴산 중합체는 레진 형태로 경화 전이기 때문에 투명한 액상의 레진이고 점도는 1,800 ~ 4,000cPs이다.(cPs는 절대 점도의 단위)
상기 아크릴산 중합체를 형성하는 형성단계에서 아크릴산 중합체의 주요 반응 모노머(Monomer)로 사용하는 물질은 메타크릴산(Methyl Methacrylate) 또는 아크릴산(Acrylic acid)과 반응할 수 있는 암모늄염(Ammonium Sulfate), 황산 바륨(Barium sulfate), 염화칼슘 무수물(Calcium chloride anhydrous), 황산칼슘 이수화물(Calcium sulfte dihydrate), 황산마그네슘 7수화물(Magnesium sulfate septahydrate), 탄산수소 나트륨(Sodium hydrogen carbonate), 무수 탄산나트륨(Sodium carbonate anhydrous), 수산화암모늄(Ammonium hydroxide), 수산화칼슘(Calcium hydroxide), 염화알루미늄(Aluminium chloride), 황산알루미늄(Aluminium sulfate), 탄산칼슘(Calcium carbonate), 황산 제일철(Iron(II) sulfate), 염화 마그네슘(Magnesium chloride), 황산 마그네슘(Magnesium sulfate), 황산나트륨(Sodium sulfate), 황산암모늄(Ammonium sulfate), 질산나트륨(Sodium nitrate), 가성소다(NaOH), 수산화칼륨(Potassium Hydroxide) 중에서 1종 이상을 선택하여 사용한다.
도 2와 같이 상기 수용성 아크릴산 중합체 형성 단계는 물 또는 알코올인 희석 용매를 화학 반응기에 60 ~ 80중량% 투입한 후, 반응온도를 60 ~ 75℃ 범위로 상승시키는 반응 용매 투입단계(S11)와 주 반응물인 아크릴산을 10 ~ 20중량% 투입하는 아크릴산 투입단계(S12)와 염기성 반응물을 8 ~ 18중량% 투입하는 염기성 반응물 투입단계(S13)와 상기 아크릴산과 염기성 반응물이 투입된 후, 낮아진 반응기의 온도가 다시 75℃로 올라갈 때 가교제를 천천히 투입하는 가교제 투입단계(S14)와 반응기의 온도가 80℃가 되었을 때 열 반응 개시제를 투입하고 반응기의 열 공급을 차단하는 열 반응 개시제 투입단계(S15)를 포함하여 구성한다.
도 3과 같이 상기 혼합액 제조 단계(S02)는 무기물 분말을 투입하는 무기물 분말 투입단계(S21)와 분산제와 pH조절제와 유화제를 투입하는 첨가제 투입단계(S22)와 상기 투입한 무기물 분말과 분산제와 pH조절제와 유화제를 배합하고 교반하는 교반단계(S23)를 포함하여 구성한다.
(실시예)
고형분 함량 20중량%인 수용성 아크릴산 중합체 100 중량부에 대하여 벤토나이트 5 ~ 10중량부와 무기계 난연제 20 ~ 80 중량부 및 실리카 5 ~ 10중량부와 소포제 0.5 ~ 2 중량부, 습윤제 1 ~ 4 중량부, 접착력증진제 1 ~ 3 중량부를 혼합하여 혼합액을 제조할 수 있다.
또한, 상기와 같이 혼합액을 제조하여 최종 바인더를 제조할 수 있다.
상기 저온건조 바인더는 바인더 100중량부에 대하여 무기물 25 ~ 40중량부와 수용성 아크릴산 중합체 25 ~ 40중량부와 메탄올 또는 물 25 ~ 40중량부와 계면활성제 5 ~ 20중량부와 젤화방지제 또는 젤화지연제 5 ~ 20중량부를 혼합하여 형성할 수 있다.
상기 바인더는 유기바인더 또는 무기바인더로서, 상기 유기바인더는 수용성이며 아크릴계, 요소수지, 멜라민수지 중에서 1종 이상인 것이고, 무기물은 불연성 및 단열성을 부여하기 위하여 사용하는 것으로 무기계 칼슘, 마그네슘, 아연, 규소, 철, 인이 포함된 화합물과 활석, 질석, 탈크, 천연실리카 중 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용한다.
상기 무기 난연제로서는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 팽창흑연과 같은 무기 난연제가 사용되고, 난연성 향상을 위하여 유기계 난연제도 함께 사용한다. 상기 유기성 난연재가 폴리인산암모늄(Ammonium Poly Phosphate,) 적리(Red Phosphorus), 트리아릴인산(Triaryl phosphate), 트리크레실 인산(Tricresyl phosphate), 디메틸 메틸인산(Dimethyl methylphosphate), 할로 알킬 포스페이트(Halo Alkyl Phosphate) 중에서 1종 이상을 선택하여 사용한다.
상기의 유·무기 바인더는 수화물(H₂O)을 포함한다. 그리고 상기 이온성 화합물인 산성 물질과 염기성 물질이 각각 45 중량% 미만이면 이온들끼리 반응이 적절하게 이루어지지 않으며, 미반응 물질이 발생하고 강한 산성 냄새가 발생하게 되며 접착력 또한, 감소하여 박리현상과 표면 크랙이 발생할 수 있으므로 염기성 물질의 함량이 45 중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 유·무기 바인더 수화물의 용매로 물, 에탄올, 이소프로필 알코올 및 다가 알코올 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 독성이 적은 물을 사용한다.
무기 바인더의 비중은 1.20 ~ 1.50 범위이고, 바람직하게는 1.30 ~ 1.40의 범위이며, 저온(45 ~ 60℃)에서 건조(경화) 시, 3시간 이내에 경화가 이루어질 수 있고, 80 ~ 120℃의 온도 범위에서는 30분 이하로 건조할 수 있으므로 건조에 사용하는 전기를 절약할 수 있는 저온 경화형 특성이 있다.
상기 무기 바인더는 25 ~ 30℃에서 점도가 3,000 ~ 8,000 cPs 이고, 바람직하게는 6,500 ~ 7,500cPs이다.
수용성 유·무기 난연성 바인더(접착제)는 인체에 무해하고, 무기계 불연재와 혼합함으로써 자체적으로 열을 발산하여 상온의 실내온도(45 ~ 60℃)에서도 자연 건조(경화)가 진행되므로 에너지 절약에 큰 영향을 준다.
상기 무기 난연제로 수산화마그네슘과 수산화알루미늄과 팽창 흑연과 같은 무기 난연제가 사용될 수 있고, 난연성 향상을 위하여 유기 난연제도 함께 사용할 수 있다.
상기 유·무기 바인더에는 첨가제를 추가하여 형성할 수 있다. 상기 첨가제는 바인더의 목적 및 용도에 따라서 난연재 또는 침강방지제 또는 충격보강재 또는 항균제 또는 발수제 또는 열 안정제 또는 산화방지제 또는 유화제 또는 습윤침투제 또는 pH조절제 또는 안료 또는 염료 또는 불투명화제 중에서 어느 것을 사용해도 무방하다.
상기와 같이 제조한 유·무기 바인더를 도포하여 성형한 보온단열재는 불연성이므로 화재를 미연에 방지할 수 있고, 유·무기 바인더를 도포하여 성형한 보온단열재에 의해 외부의 열이 실내로 유입되거나 실내의 열이 외부로 배출되는 것을 최대한 방지할 수 있으며 또한, 방습의 효과를 보이고, 내측의 수많은 미세기공에 공기를 함유하고 있으므로 2중의 단열 및 방음, 방진을 극대화할 수 있다.
상기 유·무기 바인더에 포함하는 아크릴계 고분자는 내후성 및 내유성이 뛰어나며 동시에 아크릴계 모노머는 다른 비닐 모노머와의 공중합성이 우수하므로 피착 물질의 극성을 고려하여 분자 중에 극성기를 도입할 수 있고, 목적에 따라서 적합한 바인더를 비교적 쉽게 제조할 수 있다.
아크릴계 바인더에서 접착 성분으로서 알킬기의 탄소수가 C4 ~ C10의 아크릴산 알킬 에스테르류이며 폴리머의 Tg(유리전이온도)는 -20 ~ 70℃ 범위이다.
모노머의 관능성기 함유는 바인더의 물성을 개선할 수 있는 좋은 방법의 하나고, 관능기가 있는 것으로 아크릴산의 카르 복실기(-COOH), 수산기(-OH)를 함유하는 모노머, 산 아마이드 등이 있다. 이것은 가교를 행하는 것은 물론이고 응집성을 높이거나 접착성을 향상시킨다.
아래 화학식은 관능기(COOH)와 에폭시 가교제(Cross-linking agent)와의 반응식을 나타냈다.
1차 화학 반응- (+, -)이온에 의한 이온반응
Figure 112020097784102-pat00001
사용하는 아크릴산(AA)의 순도는 98 ~ 99.5wt% 이상이고 포함된 수분 함량은 0.05wt% 이하이며, 중합금지제(MEHQ) 180 ~ 220wt ppm 범위이고 기타용제(ACR)는 1wt% 이하이며, 비중은(20/4℃)은 1.04 ~ 1.06으로 제조된 것을 사용한다.
2차 화학반응- 가교제에 의한 화학반응
Figure 112020097784102-pat00002
본 발명에 의하여 제조된 유·무기 바인더는 고형분 함량이 60 ~ 80중량% 범위이기 때문에 젤화(겔화)가 이루어지기 쉬우므로 작업 시간 동안 성상 변화가 일어나지 않도록 하기 위하여 배합된 바인더 내에 침강 안정제와 용액의 pH조절로 젤화를 사전에 방지할 수 있다.
(실시예)
도 4는 아크릴 중합체 외관의 형상을 나타낸 것으로서 무색투명하고 연노랑 색상을 띄며 고형분 함량은 8 ~ 15중량%이고, 원액 점도는 800 ~ 2,000cPs 범위이며, pH는 약한 산성인 4.0 ~ 6.0을 나타낸다.
배합조건으로는 차례대로 희석용매로 물 또는 알콜을 80g 사용하고, 분산안정제 5g을 투입하며, 경화제 60 ~ 100g을 투입하고, 경화보조제 5g을 투입하며, 아크릴산 중합체 레진을 20 ~ 50g 투입한다. 상기와 같은 순서로 천천히 투입하고 교반한다. 특히, 젤안정제로 사용하는 분산안정제는 정량으로 투입하여야 젤화(겔화)가 발생하지 않는다.
도 5는 분산안정제를 정량으로 투입하지 않았을 때 젤화(겔화)가 30분 안에 발생하여 바인더로 사용이 더 이상 불가하다.
도 6의 좌측은 합성된 아크릴산 중합체의 형상이고, 도 6의 우측은 모든 원료를 정량으로 투입하여 완성한 형성이다. 상기와 같이 완성한 최종 바인더의 고형분 함량은 8 ~ 14중량%이고, 점도는 1,000 ~ 4,500cPs 범위이며, 외관 색상은 옅은 갈색을 띄게 된다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 하고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 열경화 개시제를 이용하여 수용성 아크릴산 중합체를 형성하는 수용성 아크릴산 중합체 생성단계와;
    무기물 분말, 분산제, pH조절제 및 유화제를 배합한 후 상기 수용성 아크릴산 중합체에 투입하여 교반하는 혼합액 제조단계와;
    상기 혼합액을 25 ~ 29℃ 범위의 저온에서 1 ~ 3시간 동안 수용성 아크릴산 중합체를 숙성시키는 숙성단계와;
    물 또는 알코올인 희석 용매를 화학 반응기에 투입한 후, 반응온도를 60 ~ 75℃ 범위로 상승시키는 반응 용매와 주 반응물인 아크릴산과 염기성 반응물을 투입하는 투입단계와;
    상기 아크릴산과 염기성 반응물이 투입된 후 낮아진 반응기의 온도가 다시 75℃로 올라갈 때 가교제를 천천히 투입하는 가교제 투입단계와;
    반응기의 온도가 80℃가 되었을 때 열 반응 개시제를 투입하고 반응기의 열 공급을 차단하는 열반응 개시제 투입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 유·무기 바인더 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴산 중합체의 주요 반응 모노머(Monomer)로 사용하는 물질은 메타크릴산 또는 아크릴산과 반응할 수 있는 염화칼슘 무수물, 황산칼슘 이수화물, 황산마그네슘 7수화물 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하고, 분자량 및 접착력 증가를 위한 에폭시 가교제와 과황산칼륨, 차아황산나트륨, 과황산암모늄, 황산나트륨 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 열경화 개시제를 사용하는 것을 특징으로 하는 난연성 유·무기 바인더 제조방법.
  5. 삭제
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