KR20120084958A

KR20120084958A - 내열 내화 페인트

Info

Publication number: KR20120084958A
Application number: KR1020110006302A
Authority: KR
Inventors: 센 김; 한승우
Original assignee: 한미르 주식회사
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-07-31
Also published as: KR101258400B1

Abstract

본 발명은 내열 내화 페인트에 관한 것으로, 고형재료인 칼슘 카보네이트?인슐래드(Insuladd)?탈크와, 액형재료인 규산염유리용액?아크릴 에멀젼?바인더를 포함하되, 고형재료 전체 중량대비 77~83중량%의 칼슘 카보네이트, 고형재료 전체 중량대비 8~12중량%의 인슐래드, 고형재료 전체 중량대비 8~15중량%의 탈크, 액형재료 전체 부피대비 88~92부피%의 규산염유리용액, 액형재료 전체 부피대비 3~7부피%의 아크릴 에멀젼, 액형재료 전체 부피대비 3~9부피%의 바인더를 포함하여, 방식성, 단열성, 내열성, 및 내화성이 우수한 효과가 있다.

Description

내열 내화 페인트{Heat-resisting and Fire-resistant Paint}

본 발명은 페인트에 관한 것으로, 방식성, 단열성, 내열성을 갖춘 내열 내화 페인트에 관한 것이다.

일반적으로 산업플랜트에서 사용되는 산업설비자재는 높은 열원에 노출되어 있다. 특히 제철, 철강 및 석유화학 분야에서 사용되는 산업설비는 공정구조상에 고온의 열에 접촉되어 빠르게 노후화되는 한편, 열을 외부에 전달하는 역할을 하여 열손실을 야기하며, 그곳에서 일하는 노동자들 역시 그로 인해 악조건에서의 작업환경에 노출될 수밖에 없다.

따라서 산업설비 전반에서 발생하는 열원을 효과적으로 제어하고, 생산 작업현장의 환경을 개선할 수 있는 페인트의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

또한 일반적으로 실내 건축에 사용되는 페인트는, 화재가 발생하였을 때 화재의 전이속도를 증가시키는 역할을 하고, 유독가스를 생성하여 많은 인명피해를 발생시켜, 화재에 매우 취약하다.

따라서 실내 건축에서의 화재 시에 페인트에 의해 발생하는 유독가스를 미연에 방지하고, 화재 전이를 늦출 수 있는 페인트의 필요성이 제기되고 있다.

또한 상기와 같이 화재가 발생할 시 건축 구조물로 높은 열이 전달되면, 열에 의해 구조물이 매우 약해지는 문제점이 발생한다.

따라서 높은 열에서도 건축 구조물의 내구성이 변하지 않도록 하는 페인트 또한 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 발명된 것으로, 방식성, 단열성, 내열성, 및 내화성을 갖는 페인트를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 고형재료인 칼슘 카보네이트?인슐래드(Insuladd)?탈크와, 액형재료인 규산염유리용액?아크릴 에멀젼?바인더를 포함하되,

고형재료 전체 중량대비 77~83중량%의 칼슘 카보네이트, 고형재료 전체 중량대비 8~12중량%의 인슐래드, 고형재료 전체 중량대비 8~15중량%의 탈크, 액형재료 전체 부피대비 88~92부피%의 규산염유리용액, 액형재료 전체 부피대비 3~7부피%의 아크릴 에멀젼, 액형재료 전체 부피대비 3~9부피%의 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 칼슘 카보네이트 80중량%, 인슐래드 10중량%, 탈크 10중량%, 규산염우리용액 90부피%, 아크릴 에멀젼 5부피% 및, 바인더 5부피%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 고형재료인 칼슘 카보네이트?인슐래드(Insuladd)?탈크와, 액형재료인 규산염유리용액?아크릴 에멀젼?바인더를 포함하되, 고형재료 전체 중량대비 77~83중량%의 칼슘 카보네이트, 고형재료 전체 중량대비 8~12중량%의 인슐래드, 고형재료 전체 중량대비 8~15중량%의 탈크, 액형재료 전체 부피대비 88~92부피%의 규산염유리용액, 액형재료 전체 부피대비 3~7부피%의 아크릴 에멀젼, 액형재료 전체 부피대비 3~9부피%의 바인더를 포함하여, 방식성, 단열성, 내열성, 및 내화성이 우수한 효과가 있다.

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 페인트는, 고체로 이루어진 다수의 고형재료와, 액체로 이루어진 다수의 액형재료의 혼합에 의해 이루어진 수성 페인트이다.

상기 칼슘 카보네이트, 인슐래드(Insuladd), 탈크는 고형물질로 이루어진다.

상기 칼슘 카보네이트는, 통상적으로 탄산칼슘이라고도 불리며, 값이 저렴하고, 비중이 크지 않아 공업분야에서 널리 이용된다. 본 실시예에서 칼슘 카보네이트는 전체 고형재료 중량대비 77~83중량%가 사용되며, 바람직하기로는 80중량%이 사용되는 것이 가장 바람직하다.

상기 인슐래드는, 미국 항공우주국(NASA)에 서 특허개발된 분말 형태의 소재로서, 알루미늄 실리게이트(Alumino Silicate)를 주성분으로 한다. 본 실시예에서 인슐래드는 전체 고형재료 중량대비 8~12중량%가 사용되며, 바람직하기로는 10중량%가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

이러한 인슐래드는 납, 카드뮴과 같은 유해 중금속은 물론 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 독성이 전혀 없는 환경친화적인 소재로, 용융점이 약 1800℃ 인 불연소재이며, 피막의 압축강도가 3,000N/㎠ 정도로 매우 단단한 구조로 이루어져 있어 내구성이 뛰어나며, 열 저항값이 높아 반영구적인 단열효과를 발휘한다.

또한 상기 인슐래드는, 여름철 태양의 복사열을 약 85% 차단시켜주며, 겨울철 실내외 온도차에 의한 열손실 효과 및 결로방지효과가 매우 뛰어나다. 이밖에 인슐래드는 자외선을 약 89% 차단시켜 주고, 자외선에 의한 체감온도 상승을 억제하며, 페인트 노화를 지연시키고, 원적외선 및 음이온을 방출한다.

더불어 상기 인슐래드는, 물성측면에서 부식방지 성능(내산성, 내알칼리성)이 탁월하며, 난연성, 방충성, 방음성, 내마모성, 내충격성, 내후성 등이 우수하며, 페인트와 혼합사용시 페인트 자체의 물성 및 색상변화가 발생되지 않고, 반영구적인 수명을 갖추고 있다.

상기 탈크는, 페인트 등에 사용되는 통상의 것으로, 본 실예에서는 전체 고형재료 중량대비 8~15중량%가 사용되며, 바람직하기로는 10중량%가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

또한 상기 규산염유리용액, 아크릴 에멀젼, 바인더는 액형물질로 이루어진다.

상기 규산염유리용액은, 일반적으로 구할 수 있는 통상의 것으로, 본 실시예에서는 전체 액형재료 부피대비 88~92부피%가 사용되며, 바람직하기로는 90부피%가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

상기 아크릴 에멀젼은 아크릴, 멜라민, 에폭시 수지를 주성분으로 하여 도료로 사용되는 통상의 것으로, 본 실시예에서는 전체 액형재료 부피대비 3~7부피%가 사용되며, 바람직하기로는 5부피%가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

이러한 아크릴 에멀젼은, 소재에 대한 부착력이 우수하고 내약품성, 내수성, 내식성, 경도, 광택 및 광택 유지율이 탁월한 특성이 있다.

한편 상기 아크릴 에멀젼은, 일종의 광택수성페인트로 삼화페인트에서는 아크론이라는 이름으로, 제비표페인트에서는 글로리텍스라는 이름으로 판매되고 있어, 이를 통해 구입이 가능하다.

상기 바인더는, 페인트 제조에 사용되는 통상의 것으로, 본 실시예에서는 3~9부피%가 사용되며, 바람직하기로는 5부피%가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

이하 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 페인트의 작용 및 효과를 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명에 따른 페인트를 제조하기 위해 칼슘 카보네이트 80g, 인슐레드 10g, 탈크 10g, 규산염유리용액 197ml, 아크릴 에멀젼 11ml, 바인더 11ml를 교반 혼합한다.

아래의 표 1은 종래의 페인트(시료번호 1~5)와 본 발명의 페인트(6~10)의 내열 내화성을 측정한 데이터로서, 표 1을 살펴보면 본 발명의 페인트는 종래의 페인트에 비해 물성이 변화는 온도가 크게 향상되어, 내열 내화성이 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.

시료번호-온도	600℃ 미만	600~1200℃	1200~1500℃	1500℃ 초과
1	물성변화없음	물성변화발생	-	-
2	물성변화없음	물성변화발생	-	-
3	물성변화없음	물성변화발생	-	-
4	물성변화없음	물성변화발생	-	-
5	물성변화없음	물성변화발생	-	-
6	-	-	물성변화없음	물성변화발생
7	-	-	물성변화없음	물성변화발생
8	-	-	물성변화없음	물성변화발생
9	-	-	물성변화없음	물성변화발생
10	-	-	물성변화없음	물성변화발생

즉 일반적인 종래의 내화 페인트(시료번호 1~5)는 600℃ 이후에는 열을 견디지 못해 녹는 등의 물성 변화가 발생하는 반면에, 본 발명의 페인트는 1200~1500℃까지 열에 견뎌 물성 변화가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 페인트는 내열 내화성이 우수하기 때문에, 철골 구조물에 본 발명의 페인트를 도포하면, 화염이 철골 구조물에 뒤덮을 시, 철골 구조물에 직접적으로 열이 가해지지 않도록 효과적으로 방어한다.

따라서 본 발명의 페인트가 사용된 철골 구조물은 열에 의해 물성이 변하지 않고, 이로 인해 휨 또는 뒤틀림과 같은 구조적 변경이 발생하지 않는다.

표 2는 종래의 페인트가 도포된 철골 시편(시편번호 1~5)과 본 발명의 페인트가 도포된 철골 시편(시편번호 6~7)에 1200~1500℃의 열을 가한 후, 일정압력을 가했을 시, 각각의 철골 시편에 휨이 발생하였는가를 나타낸 데이터로서, 본 실시예에서 본 발명의 페인트는 상온(섭씨 5도 이상)에서 교반하여 철골 시편 위에 4.4mm 두께로 1회에 6시간 이상 건조하여 4회에 걸쳐 도포된다.

한편 표 2를 살펴보면 본 발명의 페인트가 도포된 철골 시편은 종래의 페인트가 도포된 철골 시편에 비해 휨 변형이 거의 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

시료번호-휨 정도	많이 휨	보통 휨	거의 휘지 않음	휘지 않음
1	0	-	-	-
2	-	0	-	-
3	0	-	-	-
4	0	-	-	-
5	0	-	-	-
6	-	-	-	0
7	-	-	-	0
8	-	-	0
9	-	-	-	0
10	-	-	0	-

즉 종래의 페인트가 도포된 철골 시편(시편번호 1~5)은 1200~1500℃의 온도에 노출되었을 경우, 페인트가 견뎌낼 수 있는 내열 내화한계를 넘어서는 환경에 철골 시편이 노출되기 때문에, 철골 시편에 휨 현상이 발생하는 반면에, 본 발명의 페인트가 도포된 철골 시편(시편번호 6~10)은 페인트가 견뎌낼 수 있는 내열 내화한계가 종래에 비해 향상되어, 철골 시편(시편번호 6~10)이 거의 휘지 않는 것을 확인할 수 있다.

특히 본 발명의 페인트가 도포된 철골 시편은, 상기와 같은 열이 가해질 시, 도막이 수배 이상 팽창하면서, 철골 시편과 도막 사이에 내열 내화 기능을 하는 고밀도 독립기포 탄화층이 형성되어, 열에 의한 변형이 발생하지 않는다.

따라서 본 발명의 페인트는 종래에 비해 내열 내화성이 매우 우수하며, 특히 내열 내화성이 우수하기 때문에, 종래에 비해 적은 량을 사용하더라도 철골을 높은 열로부터 매우 효율적으로 방어할 수 있다. 특히 본 발명의 페인트는 상기와 같이 적은 량으로도 우수한 효과를 발생시키므로, 매우 경제적이고, 시공 부피를 줄일 수 있어, 건축물의 공간활용도를 향상시킬 수 있으며, 건축물의 철거시에도 종래에 비해 상대적으로 적은 비용이 소요된다.

또한 본 발명의 페인트는 화재시 유독한 가스가 발생하지 않는다. 따라서 건축 구조물에 화재가 발생할 시 유독가스를 발생시키지 않아 대량 인명피해를 막을 수 있으며, 환경에도 악영향을 끼치지 않는다.

더불어 본 발명의 페인트는 무기질 원료를 사용하고, 납?카드뮴?유기화합물(VOCs)을 포함하고 있지 않아 매우 친환경적이며, 작업시 작업환경이 쾌적함은 물론, 건축 구조물이 완성되었을 시에도 새집 증후군과 같은 문제점이 발생하지 않는다. 특히 본 발명의 페인트는 원적외선 및 음이온을 방사하기 때문에 쾌적한 환경을 갖는 건축 구조물을 건축할 수 있다.

또한 본 발명의 페인트는 내부식성(내산, 내알칼리성)이 우수하여 시멘트몰탈?콘크리트 등에 도포될 시, 시멘트몰탈?콘크리트 등의 화학적 부식을 방지하거나 지연하는 효과가 있음은 물론, 도막층의 조밀한 기포수지로 인한 내수성, 내구성, 및 내후성이 우수하고, 다양한 색깔의 마감으로 인테리어 마감재로 매우 우수한 효과가 있으며, 방음성 및 발수효과가 뛰어나다.

또한 본 발명은 단열효과가 우수하다. 본 실시예에서는 종래의 페인트가 도포된 건축 구조물과 본 발명의 페인트가 도포된 건축 구조물의 냉,난방을 실험해 본 결과, 발명의 페인트가 도포된 건축 구조물은 종래의 페인트가 도포된 건축 구조물에 비해 냉방비는 25% 절감되고 ,난방비는 15% 절감되어, 본 발명의 페인트는 단열효과가 매우 우수한 것을 알 수 있었다.

한편 본 실시예에서는 본 발명의 페인트가 철골 구조물에 사용되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 페인트는 보일러, 각종탱크, 파이프라인, 냉난방기라인 등 다양하게 실시될 수 있다.

Claims

고형재료인 칼슘 카보네이트?인슐래드(Insuladd)?탈크와, 액형재료인 규산염유리용액?아크릴 에멀젼?바인더를 포함하되,
고형재료 전체 중량대비 77~83중량%의 칼슘 카보네이트, 고형재료 전체 중량대비 8~12중량%의 인슐래드, 고형재료 전체 중량대비 8~15중량%의 탈크, 액형재료 전체 부피대비 88~92부피%의 규산염유리용액, 액형재료 전체 부피대비 3~7부피%의 아크릴 에멀젼, 액형재료 전체 부피대비 3~9부피%의 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 페인트.
제1항에 있어서,
상기 칼슘 카보네이트 80중량%, 인슐래드 10중량%, 탈크 10중량%, 규산염우리용액 90부피%, 아크릴 에멀젼 5부피% 및, 바인더 5부피%로 이루어진 것을 특징으로 하는 페인트.