KR20140147521A - 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법 - Google Patents

에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140147521A
KR20140147521A KR1020130070941A KR20130070941A KR20140147521A KR 20140147521 A KR20140147521 A KR 20140147521A KR 1020130070941 A KR1020130070941 A KR 1020130070941A KR 20130070941 A KR20130070941 A KR 20130070941A KR 20140147521 A KR20140147521 A KR 20140147521A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gypsum
powder
weight ratio
slurry
aerogel
Prior art date
Application number
KR1020130070941A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101513916B1 (ko
Inventor
정영철
노명제
박종철
김민우
이문형
한춘수
차인창
Original Assignee
주식회사 지오스에어로젤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지오스에어로젤 filed Critical 주식회사 지오스에어로젤
Priority to KR1020130070941A priority Critical patent/KR101513916B1/ko
Priority to PCT/KR2014/005247 priority patent/WO2014204149A1/ko
Publication of KR20140147521A publication Critical patent/KR20140147521A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101513916B1 publication Critical patent/KR101513916B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/28—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B26/285—Cellulose or derivatives thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • C04B14/064—Silica aerogel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/301—Oxides other than silica porous or hollow
    • C04B14/302—Aerogels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/14—Polyepoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/16—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/28—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/145—Calcium sulfate hemi-hydrate with a specific crystal form
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/043—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of plaster
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/44—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose
    • E04C2/46—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose specially adapted for making walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062—Gypsum-paper board like materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/52—Sound-insulating materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 혼합한 에어로겔 슬러리; 에어로겔 슬러리에 혼합된 석고 분말; 및 전분을 포함하고,
물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 혼합하여 에어로겔 슬러리를 만드는 제1단계(S10); 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 첨가하여 석고혼합물을 만드는 제2단계(S20); 석고혼합물을 몰드에 투입하는 제3단계(S30); 몰드에 수용된 석고혼합물을 응결 및 경화시키는 제4단계(S40); 및 경화된 석고혼합물을 몰드에서 탈형시켜 석고보드를 생산하는 제5단계(S50);를 포함하고, 제2단계(S20)에서 0.4∼0.6중량비의 전분을 더 첨가하는 제2-1단계(S21)을 포함하여 본 발명에 따른 경량 석고보드가 제조됨으로써,
단열성, 방음성, 내열성 및 내화성이 뛰어나고, 경량이면서 강도가 우수하며, 특히 종래보다 경화시간이 충분히 지연되어 대규모 생산설비에서 대량 생산이 가능하도록 된 것이다.

Description

에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법{Light weight insulation gypsum board containing hydrophobic silica aerogel and method for manufacturing thereof}
본 발명은 에어로겔 슬러리를 함유하는 석고보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소수성 실리카 에어로겔을 슬러리화하고, 이 에어로겔 슬러리에 석고를 혼합하여 제조됨으로써, 경량이면서 단열성이 뛰어난 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
건축물의 내벽이나 외벽 또는 천장용 마감재로 사용되거나 실내공간을 구획하여 공간을 효율적으로 활용하기 위해 내열성과 내화성이 우수한 석고보드가 널리 사용되고 있다. 하지만, 이 석고보드는 무거워 이동 및 시공이 어렵고, 시공후 건물에 큰 하중부담을 주는 것은 물론, 경질의 석고로 이루어지므로 단열성 및 방음성이 낮다는 문제가 제기되고 있다.
이에 대한 개선책으로 에어로겔을 함유하는 석고보드에 대한 개발이 요구되고 있다. 여기서, 에어로겔은 기공율이 90% 이상, 비표면적이 1,500m2/g 정도이며, 나노 다공성 구조를 가진 투명 또는 반투명한 극저밀도의 첨단 소재이다. 이러한 에어로겔은 촉매 및 촉매 담체, 방음재 등의 분야에 응용이 가능하고, 특히 실리카 에어로겔은 매우 낮은 열전도도 특성을 가지기 때문에 냉장고, 자동차, 항공기, 의류, 극저온 저장탱크, 산업용 파이프 라인, 보온병 등에 사용될 수 있는 매우 효율적인 초단열 재료이다. 다만, 일반적으로 모노리스 형태로 제조되는 에어로겔은 높은 취성으로 인하여 작은 충격에도 쉽게 부서지는 등, 매우 취약한 강도를 보이며 다양한 두께 및 형태로의 가공이 어렵기 때문에 우수한 단열특성에도 불구하고 에어로겔 단독으로는 단열재로의 응용이 매우 어려운 실정이다. 따라서, 실리카 에어로겔을 다른 재료와 혼합하여 복합체 형성을 통한 단열재 제조가 다양하게 시도되고 있다.
이러한 단열재 중 실리카 에어로겔과 석고를 혼합하여 제조된 석고보드의 경우, 본 발명의 출원인이 출원한 대한민국 공개특허 제2013-0025116호에 개시되어 있다. 자세히 설명하자면, 물과 계면활성제를 혼합한 혼합용액에 실리카 에어로겔 분말 및 석고분말을 혼합하여 슬러리화하고, 이 슬러리를 몰드에서 응결 및 경화시켜 석고보드를 제조하였다.
하지만, 혼합용액에 실리카 에어로겔 분말과 석고분말을 함께 투입하여 슬러리를 만들게 되면 그 경화시간이 매우 빠르고, 이 때문에 대규모의 생산설비에 적용하기에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.
KR2013-0025116 10
상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은, 물과, 계면활성제, 바인더와 실리카 에어로겔 분말을 혼합하여 슬러리로 만들고, 이 슬러리에 석고 분말을 혼합하여 석고보드를 제조함으로써, 유연성과 신축성이 뛰어나고, 경량이면서 단열성이 월등하며, 특히 대규모 생산설비에서 대량 생산이 가능하도록 된 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드는, 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 혼합한 에어로겔 슬러리; 및 에어로겔 슬러리에 혼합된 석고 분말;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 에어로겔 슬러리에서, 물은 석고 분말 대비 77∼138중량비, 계면활성제는 석고 분말 대비 0.08∼0.15중량비, 바인더는 석고 분말 대비 0.7∼1.4중량비이고, 에어로겔 분말은 2∼10중량비인 것을 특징으로 한다.
또한, 석고 분말은 90∼98중량비인 것을 특징으로 한다.
여기서, 계면활성제는 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 황산염알카놀 아마이드 및 글리세라이드 황산염 등을 포함한 음이온 계면활성제인 것을 특징으로 한다.
또한, 바인더는 우레탄계, 폴리비닐알콜, 에폭시계, 셀룰로오스계 및 녹말계 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 에어로겔 분말은 1∼50㎛의 크기, 5∼30mW/mK의 열전도도, 0.05∼0.1g/cm3의 밀도를 갖는 소수성 실리카 에어로겔 분말인 것을 특징으로 한다.
또한, 석고 분말은 반수석고 및 이수석고 중 어느 하나이거나 또는 둘을 혼합된 것을 특징으로 한다.
그리고, 에어로겔 슬러리에 석고 분말과 함께 석고 분말 대비 0.4∼0.6중량비의 전분이 더 추가되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드의 제조방법은, 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 700∼900rpm으로 50∼70분 정도 교반하여 에어로겔 슬러리를 만드는 제1단계(S10); 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 첨가하고, 500∼700rpm으로 1분 30초∼2분 30초 정도 교반하여 석고혼합물을 만드는 제2단계(S20); 석고혼합물을 몰드에 투입하는 제3단계(S30); 몰드에 수용된 석고혼합물을 응결 및 경화시키는 제4단계(S40); 및 경화된 석고혼합물을 몰드에서 탈형시켜 석고보드를 생산하는 제5단계(S50);를 포함하고, 물은 석고 분말 대비 77∼138중량비, 계면활성제는 석고 분말 대비 0.08∼0.15중량비, 바인더는 석고 분말 대비 0.7∼1.4중량비이고, 에어로겔 분말은 2∼10중량비이며, 석고 분말은 90∼98중량비인 것을 특징으로 한다.
그리고, 제2단계(S20)에서 석고 분말 대비 0.4∼0.6중량비의 전분을 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 물, 계면활성제, 바인더 및 소수성 실리카 에어로겔 분말을 혼합하여 만든 슬러리에 석고분말 및 전분을 추가 혼합하여 석고보드를 제조함으로써, 단열성, 방음성, 내열성 및 내화성이 뛰어나고, 경량이면서 강도가 우수하며, 특히 종래보다 경화시간이 충분히 지연되어 대규모 생산설비에서 대량 생산이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 석고보드를 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 혼합하여 제조하게 되면 경화시간을 종래보다 오랫동안 지연시킬 수 있어 대형 설비에서 대량 생산할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 경화시간이 충분히 지연됨은 물론 최적의 혼합속도 및 시간이 제공되기 때문에 경화하는 동안 에어로겔 분말과 석고분말이 고루게 분포할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 산업부산물인 폐석고의 활용이 가능함으로써, 자원 재활용이 가능하여 원료 확보가 용이하고, 또한 실리카 에어로겔이 친환경 소재이므로 환경 보호에 일조할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따라 에어로겔 슬러리에 석고분말을 혼합하여 제조된 석고보드의 제조방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따라 물, 계면활성제, 바인더 및 소수성 실리카 에어로겔 분말이 혼합된 상태의 에어로겔 슬러리가 도시된 사진이다.
도 3은 도 2의 에어로겔 슬러리에 석고분말 및 전분이 혼합된 상태의 혼합물이 도시된 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 석고보드가 도시된 사진이다.
도 5a 및 도 5b는 종래의 에어로겔 슬러리가 포함되지 않은 석고보드와, 본 발명의 석고보드를 주사전자 현미경으로 가시화된 구조가 도시된 사진이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<구성>
본 발명에 따라 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드는, 에어로겔 슬러리에 석고 분말 및 전분이 혼합되어 제조된다.
에어로겔 슬러리는 석고 분말 대비 77∼138중량비의 물과, 석고 분말 대비 0.08∼0.15중량비의 계면활성제 및, 석고 분말 대비 0.7∼1.4중량비의 바인더, 그리고 2∼10중량비의 에어로겔 분말이 혼합되어 이루어진다.
여기서, 계면활성제는 알킬황산염(alkyl sulfate), 알킬에테르황산염(alkyl ether sulfate), 황산염알카놀 아마이드(sulfate alkanol amide) 및 글리세라이드 황산염(glyceride sulfate) 등을 포함한 음이온 계면활성제이다.
또한, 바인더는 우레탄계, 폴리비닐알콜, 에폭시계, 셀룰로오스계 및 녹말계 중 어느 하나를 이용한다.
그리고, 에어로겔 분말은 소수성 실리카 에어로겔 분말이고(이하 에어로겔 분말이라 함), 입자크기는 1∼50㎛이고, 열전도도는 5∼30mW/mK이며, 밀도는 0.05∼0.1g/cm3으로 비중이 낮다. 이 에어로겔 분말을 소량으로 혼합하여 완제품인 석고보드의 중량을 현저히 낮추면서 탁월한 단열 효과를 얻을 수 있다.
한편, 석고 분말은 석고보드를 제조하기 위한 기본 물질로서, 상술된 에어로겔 슬러리에 90∼98중량비로 혼합한다. 이 석고 분말은 반수석고 및 이수석고 중 어느 하나이거나 또는 둘을 혼합한 것이다.
또한, 전분은 에어로겔 슬러리와 석고 분말이 혼합된 석고혼합물에 석고보드용 종이인 합지를 함침시켰을 때, 석고혼합물과 합지가 쉽게 점착할 수 있도록 하는 물질이다. 이 전분은 석고 분말 대비 0.4∼0.6%중량비, 보다 바람직하게는 0.5중량비로 혼합한다. 전분이 0.4중량비보다 미만이거나 0.6중량비를 초과할 경우 석고혼합물과 합지의 점착이 용이하지 않다.
<제조방법>
이하에서는 본 발명에 따른 에어로겔 슬러리를 함유한 석고보드의 제조방법을 도 2 내지 도 4b를 참조하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 에어로겔 슬러리에 석고분말을 혼합하여 제조된 석고보드의 제조방법이 도시된 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따라 물, 계면활성제, 바인더 및 소수성 실리카 에어로겔 분말이 혼합된 상태의 에어로겔 슬러리가 도시된 사진이며, 도 3은 도 2의 에어로겔 슬러리에 석고분말 및 전분이 혼합된 상태의 혼합물이 도시된 사진이고, 도 5는 본 발명에 따라 제조된 석고보드가 도시된 사진이며, 도 5a 및 도 5b는 종래의 에어로겔 슬러리가 포함되지 않은 석고보드와, 본 발명의 석고보드를 주사전자 현미경으로 가시화된 구조가 도시된 사진이다.
본 발명에 따른 에어로겔 슬러리를 함유한 석고보드의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 일정 비율로 혼합하여 에어로겔 슬러리를 만든다(S10). 이때, 물, 계면활성제 및 바인더는 석고 분말 대비 각각 77∼138중량비, 0.08∼0.15중량비 및 0.7∼1.4중량비로 혼합한다. 또한, 에어로겔 분말은 2∼10중량비로 혼합한다. 여기서, 에어로겔 슬러리는 물, 계면활성제 및 바인더를 먼저 혼합한 후, 에어로겔 분말을 추가하여 혼합하는 공정이 물, 계면활성제 및 바인더의 혼합용액에 에어로겔 분말이 고루 분포되도록 혼합하는데 용이하다. 물론 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 한꺼번에 넣고 혼합할 수도 있다. 또한, 에어로겔 슬러리를 만들기 위한 교반속도는700∼900rpm으로 50∼70분, 보다 정확하게는 대략 60분 정도로 교반한다. 이때, 교반속도가 700rpm 미만일 때는 에어로겔 슬러리의 제조시간이 매우 오래 걸리거나 에어로겔 슬러리를 제조할 수 없고, 900rpm 이상일 때는 제조하고자 하는 에어로겔 슬러리가 용액형태의 슬러리가 아닌 젖은 분말 형태의 슬러리로 제작되어 추후 석고보드를 제조할 수 없게 된다. 이렇게 제조된 에어로겔 슬러리는 도 2에서의 사진과 같다.
다음으로, 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 넣고 교반하여 석고혼합물을 만든다(S20). 이때, 석고 분말은 90∼98중량비로 혼합한다. 또한, 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 첨가한 상태에서 500∼700rpm의 교반속도로 1분 30초 내지 2분 30초, 보다 정확하게는 대략 2분 정도 교반한다. 이때의 교반속도는 반복된 작업을 통해 도 4b에서와 같이 에어로겔 슬러리에 석고 분말이 고루 분포된 상태를 얻을 수 있었다. 여기서, 석고 분말은 반수석고 및 이수석고 중 어느 하나이거나 또는 둘을 혼합된 것이다. 이렇게 제조된 에어로겔 슬러리와 석고 분말이 혼합된 상태는 도 3의 사진과 같다. 한편, 에어로겔 슬러리에 석고 분말과 함께 전분을 더 추가한다. 이 전분은 석고혼합물과 합지의 점착을 용이하게 하기 위한 것으로 석고 분말 대비 0.4∼0.6%중량비, 보다 바람직하게는 0.5중량비로 혼합한다. 이때의 중량비는 석고혼합물과 합지의 점착을 위한 반복된 작업을 통해 가장 안정된 점착상태를 얻었을 때의 비율이다. 물론, 전분을 추가하였을 때의 교반속도는 500∼700rpm으로 동일한다.
이와 같이 제조된 석고혼합물은 경화시간이 종래보다 느려지게 되고, 이를 통해 대규모 생산설비로 대량 생산할 수 있다.
다음으로, 몰드에 석고혼합물을 투입한다(S30). 만들고자 하는 석고보드의 크기 및 형태에 따라 미리 제작된 몰드에 본 발명에 따라 제조된 석고혼합물을 투입한다.
다음으로, 석고혼합물을 응결 및 경화시킨다(S40). 이때, 본 발명에 따라 제조된 석고혼합물은 종래의 그것보다 더 훨씬 경화속도가 느리고, 이로 인해 에어로겔 분말과 석고 분말이 전체 면적에 대해 고루 분포할 수 있다.
끝으로, 경화된 석고혼합물을 몰드로부터 탈형시켜 석고보드를 생산한다(S50). 이로써, 도 4에서와 같이 경량이면서 내열성이 월등한 석고보드가 제조된다. 이때, 석고보드 내의 에어로겔 분말과 석고 분말의 분포 및 구조 등은 도 4b에서와 같고, 이는 종래의 석고보드의 구조가 도시된 도 4a와는 확연히 다른 구조임을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 혼합한 에어로겔 슬러리; 및
    상기 에어로겔 슬러리에 혼합된 석고 분말;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔 슬러리에서, 상기 물은 상기 석고 분말 대비 77∼138중량비, 상기 계면활성제는 상기 석고 분말 대비 0.08∼0.15중량비, 상기 바인더는 상기 석고 분말 대비 0.7∼1.4중량비이고, 상기 에어로겔 분말은 2∼10중량비인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 석고 분말은 90∼98중량비인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 황산염알카놀 아마이드 및 글리세라이드 황산염 등을 포함한 음이온 계면활성제인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 우레탄계, 폴리비닐알콜, 에폭시계, 셀룰로오스계 및 녹말계 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔 분말은 1∼50㎛의 크기, 5∼30mW/mK의 열전도도, 0.05∼0.1g/cm3의 밀도를 갖는 소수성 실리카 에어로겔 분말인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 석고 분말은 반수석고 및 이수석고 중 어느 하나이거나 또는 둘을 혼합된 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔 슬러리에 상기 석고 분말과 함께 상기 석고 분말 대비 0.4∼0.6중량비의 전분이 더 추가되는 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 석고보드를 제조하는 방법에 있어서,
    물, 계면활성제, 바인더 및 에어로겔 분말을 700∼900rpm으로 50분∼70분 정도 교반하여 에어로겔 슬러리를 만드는 제1단계(S10);
    상기 에어로겔 슬러리에 석고 분말을 첨가하고, 500∼700rpm으로 1분 30초∼2분 30초 정도 교반하여 석고혼합물을 만드는 제2단계(S20);
    상기 석고혼합물을 몰드에 투입하는 제3단계(S30);
    상기 몰드에 수용된 상기 석고혼합물을 응결 및 경화시키는 제4단계(S40); 및
    경화된 상기 석고혼합물을 상기 몰드에서 탈형시켜 석고보드를 생산하는 제5단계(S50);를 포함하고,
    상기 물은 상기 석고 분말 대비 77∼138중량비, 상기 계면활성제는 상기 석고 분말 대비 0.08∼0.15중량비, 상기 바인더는 상기 석고 분말 대비 0.7∼1.4중량비이고, 상기 에어로겔 분말은 2∼10중량비이며, 상기 석고 분말은 90∼98중량비인 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2단계(S20)에서 상기 석고 분말 대비 0.4∼0.6중량비의 전분을 더 첨가하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드의 제조방법.
KR1020130070941A 2013-06-20 2013-06-20 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법 KR101513916B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130070941A KR101513916B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법
PCT/KR2014/005247 WO2014204149A1 (ko) 2013-06-20 2014-06-16 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130070941A KR101513916B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140147521A true KR20140147521A (ko) 2014-12-30
KR101513916B1 KR101513916B1 (ko) 2015-04-21

Family

ID=52104827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130070941A KR101513916B1 (ko) 2013-06-20 2013-06-20 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101513916B1 (ko)
WO (1) WO2014204149A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113429184B (zh) * 2021-06-03 2022-09-16 北新集团建材股份有限公司 一种纸面石膏板及其制备方法
CN113461404B (zh) * 2021-07-26 2023-03-24 西安墙体材料研究设计院有限公司 一种SiO2气凝胶-石膏基保温材料及其制备方法
CN116425496B (zh) * 2023-03-17 2024-04-19 泰山石膏（江阴）有限公司 一种高强度石膏基纤维板及其制备方法
CN116143486B (zh) * 2023-04-17 2023-08-22 柯灵爱尔(北京)环境技术中心 气凝胶保温石膏材料及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106635B1 (ko) * 2009-04-23 2012-01-20 주식회사 넵 충진제로서 실리카 에어로겔 분말이 혼합된 폴리프로필렌 제조방법 및 그에 따른 폴리프로필렌 제품
BRPI1016122A2 (pt) * 2009-04-27 2016-04-19 Cabot Corp composições de aerogel e métodos para preparar e usar os mesmos
KR101255631B1 (ko) * 2011-06-01 2013-04-16 지오스 에어로겔 리미티드 에어로겔이 포함된 단열패딩 제조시스템 및 상기 단열패딩의 제조방법
KR101279488B1 (ko) * 2011-09-01 2013-06-27 지오스 에어로겔 리미티드 실리카 에어로겔을 함유하는 석고보드의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101513916B1 (ko) 2015-04-21
WO2014204149A1 (ko) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2931677B1 (en) Thermally insulating aerogel based rendering materials
KR101513916B1 (ko) 에어로겔 슬러리를 함유하는 경량 석고보드 및 그 제조방법
CN102424556A (zh) 一种超低表观密度高性能泡沫混凝土材料及制备方法
CN107556036A (zh) 保温板及其制备方法
SI2755812T1 (en) The method of making a plasterboard using foam starch pellets
CN105152598A (zh) 一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法
CN102587544B (zh) 轻质发泡混凝土墙板及其构筑方法
CN101293748A (zh) 轻质复合内隔墙板
CN104446103B (zh) 一种基于水性聚酯树脂改性发泡保温材料及其制备方法
KR101279488B1 (ko) 실리카 에어로겔을 함유하는 석고보드의 제조방법
CN106747632A (zh) 一种磷渣、粉煤灰与磷石膏泡沫混凝土
KR101356568B1 (ko) 형상변형이 방지되는 불연성 스티로폼 및 그 제조방법
KR101477108B1 (ko) 단열효과가 우수한 경량 콘크리트 조성물
CN104045302A (zh) 一种墙体保温材料
KR20160057831A (ko) 난연성 스티로폼 제조방법
RU2653164C1 (ru) Строительная смесь
KR20170009011A (ko) 초소수성 에어로젤을 이용한 단열보드 및 그 제조방법
CN103261540A (zh) 浇铸天花板
CN103485426B (zh) 复合型酚醛建筑保温板材及其制造方法
CN102701781A (zh) 混凝土发泡轻质隔墙板
DK2647607T3 (en) Molded part and method for making such a molded part
CN202745213U (zh) 一种墙体外保温增强型卷材
KR101886180B1 (ko) 결로방지 단열 조성물 및 이를 이용한 결로방지 단열 시공 방법
CN201962845U (zh) 一种轻质防火玻化微珠复合墙板
CN204590394U (zh) 一种建筑用保温砖

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190410

Year of fee payment: 5