KR20110076553A - 표면처리 흑연 골재를 이용한 탄소계 내화물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄소계 내화물 제조방법에 관한 것으로, 탄소원으로서 흑연골재와 결합재를 사용하고 여기에 산화물 골재를 혼합하여 분사, 투척 등의 방법으로 시공하는 탄소계 내화물 제조기술에 관한 것이다. 본 발명에서는, 흑연 골재와 결합재 혹은 사용 용매간의 결합력을 증진하기 위해서 흑연 골재의 표면을 과산화수소수와 같은 친수성 표면개질제로 개질함으로써 소수성인 흑연을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 탄소계 내화물의 제조방법 및 개질한 흑연 골재를 사용하여 제조한 탄소계 내화물을 제공한다.

탄소계 내화물, 흑연, 친수성, 표면개질

Description

표면처리 흑연 골재를 이용한 탄소계 내화물 제조방법{Preparation method of carbonaceous refractories using surface-treated graphite aggregate}

본 발명은 탄소계 내화물 제조방법에 관한 것으로, 탄소원으로서 흑연골재와 결합재를 사용하고 여기에 산화물 골재를 혼합하여 분사, 투척 등의 방법으로 시공하는 탄소계 내화물 제조기술에 관한 것이다.

탄소계 부정형 내화물은 알루미나, 마그네시아 등의 산화물 및 흑연골재와 결합을 유도하는 결합재와 유동성을 확보하기 위한 용매(물 등)로 구성되며, 여기서 흑연 골재는 결합재 만으로는 부정형 내화물의 탄소함량이 미달되나 흑연첨가에 의한 내식성 등 고온 물성의 확보를 목적으로 사용한다.

그러나 부정형 내화물에 천연흑연을 사용할 경우, 일반적으로 흑연은 소수성을 나타내므로 결합재나 사용 용매와의 혼재하기 어려워 혼합하지 않고 편석될 가능성이 높다. 따라서 사용하는 흑연 골재의 표면을 친수성으로 개질할 필요성이 대두된다.

이전 산화물 골재의 표면을 결합재로 개질하여 결합재와의 반응을 개선하려는 발명을 제안(한국특허등록 제10-0900393)한 바 있으나 사용하는 흑연의 표면을 개질하여 흑연 입자의 소수성을 변화시켜 결합재나 용매와의 결합력을 제어하는 기술은 찾아 볼 수 없다.

본 발명은 탄소계 내화물 제조시 흑연 골재와 결합재 혹은 사용 용매간의 결합력을 증진시키기 위하여 흑연 골재 표면을 친수성으로 개질시킴으로써 결합재 또는 용매와의 혼합시 높은 결합력을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 흑연골재와 결합재를 사용하고 여기에 산화물 골재를 혼합한 탄소계 부정형 내화물 제조기술에 관한 것으로, 흑연 골재와 결합재 혹은 사용 용매간의 결합력을 증진하기 위해서 흑연 골재의 표면을 과산화수소수와 같은 개질제로 개질함으로써 소수성인 흑연을 친수성으로 개질하는 단계를 포함하는 탄소계 내화물의 제조방법 및 상기 방법으로 개질된 흑연 골재를 사용하여 제조한 탄소계 내화물을 제공한다.

본 발명은 탄소계 부정형 내화물에서 흑연 골재와 결합재 혹은 사용 용매간의 결합력을 획기적으로 증진함으로써 분사 및 투척에 의해서 시공하는 탄소계 부정형 내화물의 흑연 골재의 결합력을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명은 흑연 골재 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 탄소계 내화물의 제조방법에 관한 것이다.

흑연 골재를 개질하기 위해서 사용하는 물질로서는 일반적으로 흑연 표면에 산성 혹은 염기성 관능기를 부여하기 위하여 사용하는 물질이면 모두 가능하나, 구체적으로 과산화수소수가 사용될 수 있다.

상기 흑연 골재의 개질 처리시 흑연 입자의 크기에는 제한이 없으며 모든 크기의 흑연입자에서 가능하나, 구체적으로 흑연 골재의 평균입경이 10 내지 500㎛, 보다 구체적으로 50 내지 200㎛인 것이 사용될 수 있다.

본 발명에서, 사용하는 과산화수소수등과 같은 개질제의 양은 개질하고자 하는 흑연이 모두 잠길 정도의 양이면 충분하며, 흑연 입자를 30분 이상 침지하여 충분히 과산화수소수등과 같은 개질제와 접촉시킬 필요가 있다. 그 이하의 시간에서는 표면개질이 충분치 않을 우려가 있다.

표면처리한 흑연은 여과 및 증류수에 의한 세척공정을 거치고 100℃부근에서 충분히 건조하여 과산화수소수등과 같은 개질제로 표면 처리한 흑연 골재를 얻을 수 있다.

상기 공정에서 얻은 표면처리 흑연 골재와 산화물 골재, 결합재, 용매를 적절한 조성으로 배합하여 부정형 내화물을 제조할 수 있다.

또한, 내화물의 기능부여를 위하여 경우에 따라 소량의 계면활성제나 산화방지제를 병행해서 사용할 수도 있다.

이하, 본 발명에 따르는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1>

평균입경 100㎛의 흑연 골재 300g을 충분한 양의 과산화수소수에서 각각 1, 5, 10시간 교반하여 표면처리를 행하고, 여과 및 증류수 세척 공정을 거친 후, 200?에서 건조하여 과산화수소수 표면개질 흑연 골재를 제조하였다. 표면개질한 흑연의 친수성 실험을 위해서 증류수를 준비하고 동시에 투입하여 친수성 개질여부를 관찰한 결과, 미처리 흑연의 경우 물과 혼화되지 않는 소수성을 유지하는데 반해 1시간 이상 과산화수소수로 표면개질 하여 흑연골재의 표면은 물과 혼화되는 친수성을 갖게 됨을 알 수 있다.(도 1)

도 1은 과산화수소수로 표면개질된 흑연골재의 친수성 실험 결과이다.

Claims (5)

1. 흑연 골재 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 탄소계 내화물의 제조방법.
2. 제1항에 있어서

   흑연 골재 표면을 과산화수소수를 사용하여 친수성으로 개질시키는 것을 특징으로 하는 탄소계 내화물의 제조방법.
3. 제2항에 있어서

   흑연 골재를 과산화수소수 중에 침지시켜 30분 이상 처리하는 것을 특징으로 하는 탄소계 내화물의 제조방법.
4. 제1항에 있어서

   흑연 골재의 평균입경이 10 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 탄소계 내화물의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 탄소계 내화물 제조방법에 따라 얻어진 흑연 골재, 산화물 골재, 결합재 및 용매를 포함하는 탄소계 내화물.

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