KR20090084773A - 내화피복재 조성물 - Google Patents

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KR20090084773A
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박종원
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정맥산업개발(주)
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Abstract

본 발명은 철골 등의 철구조물의 표면에 피복되어 화재시에 철골을 보호할 수 있는 2 시간 이상의 내화성능을 나타내는 내화피복재에 관한 것으로, 열을 받아 발포 단열층을 형성하는 무기물의 제1 바인더, 및 열을 받아 챠르 또는 타르 단열층을 형성하는 유기물의 제2 바인더를 유효성분으로 포함하는 철골 내화피복재를 제공한다.
철골, 발포, 차르, 타르, 내화피복재, 알칼리금속규산염, 펄프, 당, 애쉬

Description

내화피복재 조성물{FIRE-RESISTANT COATING MATERIAL COMPOSITE}
본 발명은 내화피복재에 관한 것으로, 철골 등의 철구조물의 표면에 피복되어 화재시에 철골을 보호할 수 있는 2 시간 이상의 내화성능을 나타내는 고밀도 발포성 및 차르성 또는 타르성 내화피복재에 관한 것이다.
철골 내화피복재는 화재발생시 고온의 열이 직접 건축물의 철골에 가해지는 것을 차단하거나 지연시킬 수 있도록 철골 등의 철구조물에 피복되는 내화재이며, 통상적으로 성형된 내화재를 철골에 부착하는 형, 뿜칠하여 일정 두께의 내화재를 형성하는 형, 뿜칠하여 얇은 두께로 막을 형성한 후 그 막이 화염에 발포하여 두꺼운 단열층을 형성하는 발포형 등이 알려져 있다.
상기 성형된 내화재를 철골에 부착하는 형은 고층빌딩에 적용하기가 어려우며, 연결부위의 마감처리가 어려운 문제가 있으며, 상기 뿜칠하여 일정 두께의 내화재를 형성하는 형은 철골에 대하여 부착성이 낮아서 뿜칠할 때 숙련공이 필요하고, 시공시 분진 등으로 시공환경이 열악하며, 미관이 미려하지 않은 문제가 있다.
또한 상기 발포형은 무기 도막이 발포하여 무기 단열층을 형성하는 무기형과 유기 도막이 발포하여 탄화층을 형성하는 유기형이 알려져 있는데, 무기형은 발포 두께 및 밀도에 한계가 있으며, 발포단열막이 고온에서 용융 붕괴될 수 있어서 내화시간에 한계가 있으며, 유기형은 발포 후 발포탄화층이 수축하여 크랙이 발생하는 등의 문제로 내화시간에 한계가 있는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 철골 등의 철구조물의 표면에 피복되어 2 시간 이상의 내화성능을 나타내는 내화피복재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 발포단열층과 차르 또는 타르 단열층을 동시에 가져서 우수한 내화성능을 나타내는 내화피복재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미려하면서도 시공작업이 용이한 내화피복재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 부착성이 우수한 내화피복재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 열을 받아 발포 단열층을 형성하는 무기물의 제1 바인더; 및 열을 받아 차르(char) 또는 타르(tar) 단열층을 형성하는 유기물의 제2 바인더를 유효성분으로 포함하는 철골 내화피복재 조성물을 제공한다.
본 발명의 내화피복재는 부착성이 우수하고, 미려하면서도 시공작업이 용이할 뿐만 아니라 발포단열층과 차르 또는 타르 단열층을 동시에 가지므로 2 시간 이상의 내화성능을 발휘할 수 있다.
본 발명자는 바인더가 발포단열층과 차르 또는 타르 단열층을 가지면 적어도 2 시간 이상의 내화성능을 나타내는 내화피복재를 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 열을 받아 발포 단열층을 형성하는 무기물의 제1 바인더, 및 열을 받아 차르(char) 또는 타르(tar) 단열층을 형성하는 유기물의 제2 바인더를 혼합하고, 이 혼합물을 철골에 뿜칠하여 부착시키고, 이를 건조하여 건조된 막은 제1 바인더가 고온에서 발포하여 발포단열층을 형성하고, 제1 바인더의 발포단열층이 용융 붕괴되기 전에 제2 바인더가 열을 받아 차르 또는 타르 단열층을 형성하여 장시간 동안 열이 철골에 전달되지 못하도록 하여 2 시간 이상의 내화성능을 가지도록 한 것이다.
또한 본 발명은 상기 무기물의 제1 바인더가 고온에서 발포될 때 발포층의 두께를 더 크게 형성되도록 하여 단열효과를 얻도록 발포제를 첨가하도록 한 것이다.
또한 본 발명은 상기 무기물의 제1 바인더가 고온에서 발포되어 발포단열층을 형성한 후 화염의 열을 용융열로 흡수할 수 있는 세라믹분체를 첨가하여 무기물의 발포단열층이 용융 붕괴가 되지 않도록 한 것이다.
또한 본 발명은 상기 무기물의 제1 바인더와 제2 바인더에 보강섬유가 혼재되어 경량이면서 부착성이 우수한 내화피복재가 되도록 한 것이다.
또한 본 발명은 원료조성의 간단한 변화로 얇은 막을 얻도록 하거나, 일정한 내화두께를 형성할 수 있도록 하여 다양한 철구조물에 적합한 형태로 도장 또는 뿜칠 되도록 한 것이다.
또한 본 발명을 실현시키기 위하여 H형강과 같은 철구조물에 그대로 도포하여 하나의 막을 형성시키거나, 방청도료를 도포하여 하도를 형성하고, 이 하도 위에 본 발명의 내화피복재 조성물을 도포하여 중도 및 상도를 동시에 형성하거나, 또는 방청도료를 도포하여 하도를 형성하고, 이 하도 위에 본 발명의 내화피복재 조성물을 도포하여 중도를 형성하고, 상기 중도 위에 상도를 형성하는 도장방법을 제공한다.
본 발명은 이를 위하여, 상기 열을 받아 발포 단열층을 형성할 수 있는 무기물의 제1 바인더는 소위 물유리라고 불리우는 알칼리금속 실리케이트, 알칼리 알루미노 실리케이트, 알칼리금속 보로실리케이트 및 이들의 변성염으로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택하여 사용한다. 이들은 상온에서 액상이고 결정수에 의하여 고온에 발포되어 발포단열층을 형성할 수 있는 무기물이다.
알칼리금속 규산염은 소디움실리케이트, 칼륨실리케이트, 리튬실리케이트, 및 이들의 조합이 될 수 있으며, 이들의 변성물도 가능하다. 변성물은 일반 알칼리금속 규산염에 비하여 알칼리금속 함유비율이 낮고, 이산화규소 함량이 높은 것, 또는 붕사 또는 붕산으로부터 유래되는 산화붕소가 알칼리금속 규산염의 망목구조 내에 자리한 알칼리금속 보로실리케이트(alkali-metal boro silicate)도 가능하다. 이산화규소의 함량이 증가하면 발포막의 밀도가 증가되어 보다 우수한 내화성능을 나타낼 수 있음은 공지이다. 상기 알칼리금속 보로실리케이트를 형성하여 물유리 내의 이산화규소의 함량을 증가시키고 접착성, 내열성 및 내수성을 증가시킨 변성염은 본 발명자가 착안한 것이다.
상기 제2 바인더는 합성 셀룰로오스, 펄프, 펄프슬러지, 벼겨, 볏짚, 및 밀겨로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 셀룰로오스 섬유이거나, 제1 바인더에 화학결합 또는 분산될 수 있는 당, 전분, 폴리우레탄, 모노펜타에리트리톨(Mono-pentaeryltritol), 디펜타에리트리톨(Dipentaerythritol), 트리펜타에리트리톨(Tripentaerythritol), 페놀포름알데히드 수지(Phenolformaldehyde resin), 또는 이들 중 1 종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
이와 같은 제2 바인더는 원료선택과 조성에 따라서 챠르 또는 타르 단열층을 모두 형성할 수 있다. 상기 챠르 단열층 또는 타르 단열층이 생성되는 것은 고온에서 일차적으로 무기물의 제1 바인더가 발포하여 발포단열층을 생성하여 공기가 차단된 가운데 제2 바인더가 산소를 공급받지 못하고 챠르 또는 타르화 되기 때문이다.
또한 이러한 제2 바인더는 끈적한 섬유상이거나 또는 매우 끈적하여 철골에 우수한 접착력을 제공하며, 제1 바인더에 혼화되어 지지층을 형성하여 건조 후에 크랙이나 수축이 발생하지 않으면서 강도가 우수한 막을 형성할 수 있다.
상기 펄프슬러지는 제지공장에서 폐기되는 원료로 이산화규소와 부분적으로 리그닌을 다량 함유하고 있으며, 벼겨 또는 밀겨와 같은 곡물 껍질은 토양으로부터 흡수한 이산화규소와 리그닌를 함유하고 있어서 챠르 또는 타르 단열층을 모두 생성하기가 더욱 용이하며, 제1 바인더와 함께 철골에 대하여 높은 부착성을 부여하며, 피복재 조성물이 뿜칠될 때 흐르지 않고 손실없이 시공될 수 있도록 한다.
또한 당과 전분은 제1 바인더에 용해되어 화학결합 또는 분산될 수 있는 것으로, 부착성과 막형성에 증진시키며 제1 바이더의 발포단열층 형성과 유지에 시너지 효과를 부여하며, 챠르 또는 타르 단열층이 잘 형성된다.
상기 당은 글루코스(glucose), 덱스트로즈(dextrose), 말토-덱스트린(malto-dextrine), 과당, 저당, 물엿, 올리고당(oligosaccharide) 등이 1 종 이상 선택되어 사용될 수 있다.
상기 전분은 대부분의 곡물 전분이 사용가능하며, 분말화된 변성전분이 더욱 바람직하다.
상기 폴리우레탄, 모노펜타에리트리톨(Mono-pentaeryltritol), 디펜타에리트리톨(Dipentaerythritol), 트리펜타에리트리톨(Tripentaerythritol), 페놀포름알데히드 수지(Phenolformaldehyde resin) 들은 제1 바인더와 상용성이 있는 수지들이며, 상기 당, 전분과 마찬가지로 챠르 또는 타르 단열층을 잘 형성시킨다.
본 발명의 상기 제1 바인더와 제2 바인더의 중량 조성비는 5~99 : 95~1인 것이 바람직하다. 제1 바인더의 중량 조성이 5 미만이면 발포단열층을 형성하고 유지하기가 어려우며, 99를 초과하면 챠르 또는 단열층의 형성이 어렵고 2 시간 이상의 내화시간을 얻기가 어렵다.
또한 제1 바인더를 기준으로 그 조성이 감소할수록 두께형성용 내화피복재로 작용하며, 그 조성이 증가할수록 얇은 막 발포형으로 작용한다. 따라서 피복되는 철골의 용도에 맞추어 조성을 다양하게 맞출 수 있으며, 필요시에는 물을 첨가하여 점도와 형성막의 두께와 형상을 조절하기가 용이하다.
본 발명에서는 발포제가 추가로 포함될 수 있다. 특히 화재시에 열분해에 의해 가스를 발생시켜 제1 바인더와 제2 바인더에 발포막이 형성되어 단열막이 되도록 하는 기능을 한다. 이미 제1 바인더가 열에 의해 발포막이 형성되지만 더 두꺼운 발포막이 형성되도록 한다. 따라서 제1 바인더의 발포온도와 비슷온도에서 가스를 발생시키는 발포제가 바람직하며, 이들의 발포온도는 150 내지 200 ℃ 내외가 바람직하다.
가능한 발포제는 질소계로 멜라민(Melamine), 구아니딘(Guanidine), 우레아(Urea), 글리신(Glycine), 디시안디아미드(Dicyandiamide) 등이 있으며, 이들은 제1 바인더와 상용성이 있는 것으로 선택해야 한다. 또한 글리세린트리1,2-히드록시스테아레이트(금속산화물 또는 금속수산화물과 혼합도 가능하다), 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide), p,p-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(p,p-oxybis(benzene sulfonylhydrazide), p-톨루엔술포닐히드라자이드(p-toluenesulfonylhydrazaide), p-톨루엔술포닐아세톤히드라존(p-toluenesulfonylacetonehydrazone), N,N-디니트로조펜타메틸렌테트라민(N,N-dinitrosopentamethylenetramine), p-톨루엔술포닐세미카바자이드(p-toluene sulfonyl semicabazide), 5-페닐테트라졸(5-phenyltetrazole), 소디움비카보네이 트(sodium bicarbonate) 등이며, 이들을 1 종 이상 혼성하여 사용할 수도 있다.
이들 발포제의 사용량은 제1 바인더 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부가 바람직하다. 이때 0.1 중량부 미만이면 발포제의 사용효과가 미미하며, 20 중량부를 초과하며 가스발생량이 많아서 균일한 발포막을 얻기가 어려우며 비경제적이다.
또한 상기 발포제의 분해온도와 속도를 조절할 수 있도록 우레아계로 표면처리된 우레아(surface treated urea), 또는 비우레아계로 진크 p-톨루엔술피네이트(Zinc p-toluene sulfinate) 등의 발포촉진제를 사용할 수 있다.
이들 발포촉진제의 사용량은 발포제 량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하다. 이때 0.1 중량부 미만이면 사용효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하면 상용성이 좋지않아서 도장성 불량하게 되는 원인을 제공한다.
본 발명의 내화피복재 조성물은 유리전이(Tg)온도가 700 ℃ 이상이며, 화염의 열을 흡수하여 용융하는 세라믹 분체를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 세라믹분체는 제1 바인더가 발포단열층을 형성한 후 고열에 붕괴되는 것을 방지하고, 고온에서의 수축방지와 내화피복재의 고형밀도를 증가시키기 위하여 사용될 수 있다. 바람직한 세라믹분체는 유리분말, 유리비드, 시라수 벌룬, 세노스페어(cenosphere), 제오스페어(zeeosphere), 알루미나, 초보석, 지르코니아, 탈크, 마이카, 질석, 및 퍼라이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택될 수 있다. 특히 유리분말은 부착성을 크게 증진할 수 있으며, 알루미나, 초보석, 및 지르코니아는 제1 바인더의 발포막의 고온붕괴를 막는데 효과적이다.
이들 세라믹분체의 입도는 제1 바인더에 분산되어 침강되지 않을 수 있는 입도이면 충분하며, 바람직하게는 100메쉬 전통, 더욱 바람직하게는 325 메쉬 전통의 것이다. 투입량은 제1 바인더와 제2 바인더의 합량 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하며, 100 중량부를 초과하면 형성막에 분진이 발생하거나 점도가 증가하여 배합하기가 어려워질 수 있다.
또한 본 발명의 내화피복재 조성물은 소각재(ash)를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 소각재는 형성막의 강도를 증가시키고, 내열성을 증가시킬 수 있다. 투입량은 투입량은 제1 바인더와 제2 바인더의 합량 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하며, 100 중량부를 초과하면 형성막에 분진이 발생하거나 내화피복재가 철골에 부착되지 못하고 아래로 쳐질 수 있다. 이러한 소각재는 쓰레기소각장의 소각재, 화력발전에서 발생하는 소각재, 및 제지공장에서 발생하는 펄프슬러지 소각재로부터 1 종 이상 선택될 수 있다.
또한 본 발명의 내화피복재 조성물은 제1 바인더인 규산염을 규산질원료의 공급원으로 하여 비정질 규산칼슘수화물을 생성하는 석회질원료로 작용하는 용해성 산화칼슘 성분을 적어도 5 중량%를 함유하는 화합물 또는 애쉬를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 비정질 규산칼슘수화물은 통상 구상으로 형성되며, 막강도의 상승과 내열성 증진 및 뿜칠되는 내화피복재에 요변성(thixotrope)을 부가하여 쳐지거나 흐름없이 뿜칠시공을 용이하게 해준다. 이러한 화합물 또는 애쉬는 석회유, 수산 화칼슘, 용해가능한 칼슘염, 펄프슬러지애쉬, 플라이애쉬, 및 카바이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택될 수 있다. 투입량은 제1 바인더와 제2 바인더의 합량 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하며, 50 중량부를 초과하면 막강도가 오히려 감소되어 형성막에 분진이 발생하거나 점도가 크게 증가되어 바람직하지 못하다.
또한 본 발명의 철골 내화피복재는 분쇄 또는 절단된 유리장섬유, 또는 유리단섬유, 암면, 실리카-알루미나 섬유, 실리카-알루미나-지르코니아 섬유, 및 알루미나 섬유로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 무기섬유를 추가로 포함할 수 있다. 이들 무기섬유의 첨가는 형성 막에 골조로 작용하여 막강도의 증진과 내열성을 증가시킨다. 투입량은 제1 바인더와 제2 바인더의 합량 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하며, 20 중량부를 초과하면 조성물 내에 균일하게 혼합되기가 어렵다.
또한 본 발명의 철골 내화피복재는 결정질 실리카 분말 또는 소성 규조토 분말을 더욱 포함할 수 있다. 결정질 실리카 분말 또는 소성 규조토는 제1 바인더 또는 제2 바인더에 부피밀도를 증가시켜 내화성을 증진시키고 철골에 대한 접착성을 증가시킬 수 있다. 바람직한 입도는 325 메쉬 전통의 것이다. 투입량은 제1 바인더와 제2 바인더의 합량 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부가 바람직하다. 1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하며, 50 중량부를 초과하면 균일하게 혼합되기 어렵다.
본 발명의 내화피복제 조성물은 각각의 원료를 혼합하여 얻으며, 그 성상은 슬러리 또는 액상이다. 슬러리형은 두께형성용으로 사용되며, 액상은 막형성용으로 작용시킬 수 있다. 두께형성용은 뿜칠에 의해 일정한 두께(10~30 mm 내외)로 철골에 피복되고, 두께 수축없이 건조되어 막을 형성하며, 고온의 열을 받으면 피복두께 내에서 제1 바인더의 발포단열층이 생성되며, 2 시간 내에 제2의 바인더가 챠르 또는 타르 단열층을 형성하여 적어도 2 시간 이상의 내화성능을 갖는다. 또한 막형성용은 뿜칠에 의해 소정의 얇은 두께(1~5 mm 내외)로 철골에 피복되고, 두께 수축없이 건조되어 막을 형성하며, 고온의 열을 받으면 10 내지 50 mm의 발포단열층을 형성하고 2 시간 내에 발포단열층 내 및 아래에 챠르 또는 타르 단열층을 형성하여 적어도 2 시간 이상의 내화성능을 갖는다.
본 발명의 내화피복제 조성물은 다양한 배합 조성으로 건축물의 용도와 형식에 맞추어 통상적인 방법으로 분진발생 없이 손쉽게 철골부위에 시공할 수 있으며, 재시공이 필요 없을 정도로 정밀하게 두께형성이 가능하다. 철골에 대한 피복방법은 특별히 한정되지는 않으나 에어리스 스프레이 도장, 에어스프레이 도장, 롤러 도장, 붓 도장 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 내화피복제 조성물은 건축법과 건설교통부 고시 제2005-122호의 기준에 의거한 내화시험방법에 의하여 공장 건축물, 일반 건축물의 철골 보 또는 기둥에 2 시간의 내화 구조용으로 사용이 가능하며, 선박, 해양 구조물, 위험물 저장 시설 및 인화성물질 저장소 등의 내화성능이 요구되는 모든 곳에 사용이 가능하다. 또한 사용원료도 인체에 무해한 원료만을 사용하며, 폐기물도 원료로 사용할 수 있어서 환경친화적이고 경제적이다.
이하의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들 만으로 한정되는 것이 아니다.
[실시예]
제조예 1
(액상 변성 알칼리금속 규산염의 제조 : 액상 규산소다/붕사/비정질 실리카)
리엑터에 시판 규산소다 물유리 2호 80 kg을 투입하고 페들형 교반기로 500 rpm으로 가열교반하면서 보락스 5 kg을 투입하여 용해한 후, 평균입도 3.4 ㎛의 실리카겔(에스켐텍 제조 ss-sil230) 20 kg을 투입하고, 투입완료 후 10 분 동안 더 교반시켜 완전 용해하여 변성 규산소다 용액을 제조하였다. 이 용액의 내수성(90 ℃-10분 열수 시험)은 손실율이 5 중량%이었고, 접착성(대 철판 셀로판지 테이프 시험)은 손실율이 3/25이었다.
제조예 2
(액상 변성 알칼리금속 규산염의 제조 : 액상 규산소다/비정질 실리카)
리액터에 시판 규산소다 물유리 2호 96 kg을 투입하고 페들형 교반기로 500 rpm으로 교반하면서 비정질 실리카로 400 메쉬 전통의 화이트카본(로디아 실리카 코리아 제조 TIXOSIL 38 AB) 4 kg을 투입하고, 투입완료 후 10 분 동안 더 교반시켜 완전 용해하여 변성 규산소다 용액을 제조하였다. 이 용액의 내수성(90 ℃-10분 열수 시험)은 손실율이 13 중량%이었고, 접착성(대 철판 셀로판지 테이프 시험)은 손실율이 8/25이었다.
실시예 1~12
하기 표 1과 같은 조성으로 원료들을 투입하고, 20 분 내지 30 분 동안 1,500 rpm 이상의 속도로 디졸버를 이용하여 교반 혼합하여 내화피복재 조성물을 제조하였다.
[표 1]
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예10 실시예11 실시예12
제1바인더 제조예 1의 용액 5 99 50 50 50 50 50 50 50
제조예 2의 용액 10 90 90
제2바인더 펄프슬러지 95 40 40 40 40 40 40 40
해리펄프 1
저당 90 10 10 10 10 10 10 10 10 10
세라믹 분체 유리분말 10
세노스피어 10
소각재 펄프슬러지애쉬 10
석회원료 석회유 10
무기섬유 실리카-알루미나 섬유 10
실리카 소성규조토 10
발포제 글리세린트리1,2-히드록시스테아레이트 10 5
상기 표 1에서, 해리펄프는 캐나다 표준형 여수도 210 ml(쇼퍼형 50° SR) 이상의 피브릴화도를 갖는 해리된 재생 크라프트 펄프(고형분 60 중량%)이고, 세라믹분체, 소각재, 및 실리카는 325 메쉬 전통의 입도를 갖는 것이고, 석회유는 연소 생석회를 5 배수의 열수(70 ℃)를 가하여 소화시킨 후 10분 동안 호모믹서에서 유화시켜 600 메쉬 전통의 입도를 갖도록 한 것이고, 실리카-알루미나 섬유는 섬유경 10 ㎛의 폐섬유를 1 내지 2 MM의 길이로 밀링한 것이다.
상기 실시예 1~11의 각각의 조성을 10,000 cps의 점도를 갖도록 물량을 조절한 후, 철골 H 빔에 뿜칠피복하고 기건하여 내화성능시험을 수행하였다. 이때 내 화성능 시험에서 실시예 2, 및 4의 조성의 건조도막두께는 평균 2 mm가 되도록 하였으며, 실시예 1, 3, 및 12의 건조도막두께는 15 mm가 되도록 하였으며, 실시예 5~11 조성의 건조도막두께는 평균 10 mm가 되도록 하였다.
내화성능 시험은 한국공업규격 KS F 2257에 규정된 건축구조부분의 내화시험방법에 따라서 보와 기둥에 대해서는 평균온도 538℃ 이하, 최고온도 649℃ 이하로 적용하여 시험하였다.
시험결과 실시예 1~12의 모든 시험체는 120 분 동안 노 내의 최고온도 1050 ℃에서도 480 ℃를 넘지 않는 우수한 내화성능을 나타내었으며, 시험 도중 도막이 흘러내리거나 탈락되지 않았으며, 시험 후 시험체에서는 발포층 이외에 진한 황색의 챠르와 타르 층이 관찰되었고, 크랙발생은 관찰되지 않았다.

Claims (14)

  1. 열을 받아 발포 단열층을 형성하는 무기물의 제1 바인더; 및
    열을 받아 차르 또는 타르 단열층을 형성하는 유기물의 제2 바인더
    를 유효성분으로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더가 알칼리금속 실리케이트, 알칼리 알루미노 실리케이트, 및 알칼리금속 보로실리케이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 철골 내화피복재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 바인더가 셀룰로오스 섬유, 당, 전분, 폴리우레탄, 모노펜타에리트리톨(Mono-pentaeryltritol), 디펜타에리트리톨(Dipentaerythritol), 트리펜타에리트리톨(Tripentaerythritol), 및 페놀포름알데히드 수지(Phenolformaldehyde resin)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 철골 내화피복재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더와 제2 바인더의 중량 조성비는 5~99 : 95~1인 철골 내화피복재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더 100 중량부에 대하여 발포제 0.1 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발포제는 멜라민(Melamine), 구아니딘(Guanidine), 우레아(Urea), 글리신(Glycine), 디시안디아미드(Dicyandiamide), 글리세린트리1,2-히드록시스테아레이트, 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide), p,p-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(p,p-oxybis(benzene sulfonylhydrazide), p-톨루엔술포닐히드라자이드(p-toluenesulfonylhydrazaide), p-톨루엔술포닐아세톤히드라존(p-toluenesulfonylacetonehydrazone), N,N-디니트로조펜타메틸렌테트라민(N,N-dinitrosopentamethylenetramine), p-톨루엔술포닐세미카바자이드(p-toluene sulfonyl semicabazide), 5-페닐테트라졸(5-phenyltetrazole), 및 소디움비카보네이트(sodium bicarbonate)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 철골 내화피복재 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 발포제 100 중량부에 대하여 표면처리된 우레아(surface treated urea), 또는 진크 p-톨루엔술피네이트(Zinc p-toluene sulfinate)인 발포촉진제 0.1 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더와 제2 바인더의 합 100 중량부에 대하여 유리전이(Tg) 온도가 700 ℃ 이상인 세라믹 분체 1 내지 100 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 세라믹 분체가 유리분말, 유리비드, 시라수 벌룬, 세노스페어(cenosphere), 제오스페어(zeeosphere), 알루미나, 초보석, 지르코니아, 탈크, 마이카, 질석, 및 퍼라이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 철골 내화피복재 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더와 제2 바인더의 합 100 중량부에 대하여 소각재(ash) 1 내지 100 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소각재는 쓰레기소각장의 소각재, 화력발전에서 발생하는 소각재, 또는 제지공장에서 발생하는 펄프슬러지 소각재인 철골 내화파복재 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더와 제2 바인더의 합 100 중량부에 대하여 상기 제1 바인더의 규산염을 규산질원료의 공급원으로 하여 비정질 규산칼슘수화물을 생성하는 석회질원료로 작용하는 용해성 산화칼슘 성분을 적어도 5 중량%를 함유하는 화합물 또는 애쉬 1 내지 50 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 화합물 또는 애쉬는 석회유, 수산화칼슘, 용해가능한 칼슘염, 펄프슬러지애쉬, 플라이애쉬, 및 카바이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 철골 내화피복재 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바인더와 제2 바인더의 합 100 중량부에 대하여 분쇄 또는 절단된 유리장섬유, 또는 유리단섬유, 암면, 실리카-알루미나 섬유, 실리카-알루미나-지르코니아 섬유, 및 알루미나 섬유로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 무기섬유 1 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 철골 내화피복재 조성물.
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