KR20150134592A - An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same. - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an inorganic room-temperature-curing foam ceramic composition, and a production method thereof. The production method of the present invention includes the following steps: (1) weighing an inorganic bonding material composition comprising: 5-20 wt% of an inorganic filler, 5-20 wt% of a lightweight aggregate, 10-20 wt% of activated carbon, 40-80 wt% of an inorganic magnesium phosphate bonding material, and 0.5-10 wt% of a carbonate; (2) inserting, into a mixer, the lightweight aggregate, the activated carbon, the inorganic filler, and inorganic magnesium phosphate bonding material in sequence; (3) mixing the powder inserted in the mixer; (4) processing into slurry after adding 30-50 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of a uniformly mixed composition and then mixing the same thereafter; (5) inserting 0.5-11 parts by weight of the carbonate with respect to 100 parts by weight of the produced slurry; (6) injecting and generating bubbles in water while stirring the slurry mixed with the carbonate; (7) filling the material into a molding frame; (8) applying vibration onto the filled raw material for one to two seconds; (9) hardening the molded article filled in the molding frame; (10) removing the hardened and molded foam ceramic article from the molding frame; and (11) finishing the inorganic room-temperature-curing foam ceramic by curing the removed molded article.

Description

무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법 {An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same.}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a foamed ceramic composition and a method for producing the foamed ceramic composition, and more particularly to an inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same.

본 발명은 마그네슘인산 시멘트를 기본 조성물로 하는 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하기로는 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않으며, 고로슬래그 시멘트나 알칼리 활성시멘트, 플라이 애시 시멘트 등과 같은 소성시멘트 및 혼합시멘트를 사용하지 않는 친환경적인 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물에 관한 것으로, 고온으로 가열 공정이나 산이나 알칼리 분위기 조성에 의해 금속의 부식에 의한 수소가스에 의한 발포기구나 유기성 기포제 첨가에 의한 발포기구에 의존하지 않으며, 이온반응의 부산물로 발생되는 이산화탄소에 ㅊ의해서 기공이 형성되며, 기공이 형성되는 과정 중에 결합재가 경화됨으로써 조기에 성형품이 완성되는 원리로 기존 방식들의 문제점이던 소포현상이 완화된 새로운 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an inorganic room-temperature curing type foamed ceramic composition using magnesium phosphate cement as a basic composition and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a cemented, The present invention relates to an environmentally friendly inorganic room temperature curing type foamed ceramic composition which does not use a cement and does not use mixed cement. And the pores are formed by the carbon dioxide generated as a byproduct of the ion reaction and the binder is cured during the process of forming the pores so that the molded product is completed in an early stage. At room temperature Type foam ceramic composition and to a method of manufacturing the same.

발포세라믹은 경량소재, 담체, 필터, 식생재료 등으로 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 제조방법 역시 다양한 방법을 통해서 실행되고 있다. 일반적으로 알려진 발포성형물의 제조방법은 경량기포 콘크리트의 제조방법인 금속성분을 포함하는 조성물을 오토클레이브에서 고온 고압하에 알칼리성 분위기를 부여하면 알칼리성 물질과 금속분말이 반응하여 수소가스를 발생시켜 내부에 기포를 형성시키는 것과 시멘트의 수화반응에 의해서 경화체를 형성하는 것에 의해서 단단한 발포세라믹을 제조하는 방법이다.  Foam ceramics are used in various fields such as lightweight materials, carriers, filters, and vegetation materials, and manufacturing methods are also being implemented through various methods. Generally, a known method of producing a foamed molded product is a method of producing a lightweight foamed concrete, wherein a composition containing a metal component is subjected to an alkaline atmosphere under high temperature and high pressure in an autoclave to generate hydrogen gas by reacting with an alkaline substance, And forming a cured body by a hydration reaction of the cement, thereby producing a rigid foamed ceramic.

또 다른 방법으로는 이산화탄소나 기타 가스를 제품을 성형 후 양생 및 건조하는 단계에서 흘려보내는 것에 의해서 내부에 강제로 기포를 형성시키는 것이며, 또 다른 방법은 기포제로서 계면활성제를 첨가하는 것이다. 이 방법은 혼합시 입자들의 슬림을 촉진하고, 거품을 형성시키는 것에 의해서 성형물내에 기포를 형성하고, 양생과정이나 건조에 의해서 단단한 성형체를 형성하는 방법이다.  Another method is to form carbon dioxide gas or other gas by forcing the product in a curing and drying step after molding, and another method is to add a surfactant as a foaming agent. This method promotes the slimming of the particles at the time of mixing, forms bubbles in the molding by forming bubbles, and forms a hard molded body by a curing process or drying.

특허 10-2011-0129575(공개)호는 친환경 건축자재용 황토 조성물 및 이를 이용한 황토블록에 관한 것으로 조성물 총 100중량부에 대해서 마그네시아 분말 15-40 중량부, 인산암모늄 8-25 중량부, 황토 20-50 중량부, 알칼리 실리케이트 화합물 3-10 중량부 및 용매 15-30 중량부를 포함하는 조성물로서, 여기에 추가적으로 경량기포 물질을 경량기포콘크리트를 제조하는 방법에 의거하여 제조하면, 0.7~1.3g/cm3의 밀도를 갖는 식생황토블록을 제조할 수 있는 방법을 제시하고 있다. The present invention relates to a green loess composition for environmentally friendly building materials and a loess block using the green loess composition, which comprises 15-40 parts by weight of magnesia powder, 8-25 parts by weight of ammonium phosphate, 20-20 parts by weight of loess 20 -50 parts by weight of an alkali silicate compound, 3 to 10 parts by weight of an alkali silicate compound and 15 to 30 parts by weight of a solvent, wherein the lightweight foamed material is prepared by a method of producing a lightweight foamed concrete, cm < 3 & gt ;.

이 특허는 앞서 설명한 바와 같이 경량기포콘크리트를 제조하는 방법에 의해서 제조할 수 있기 때문에 대용량의 장치가 요구되는 문제가 있으며, 경량기포 물질은 0.051의 비중을 갖는다. 즉 마그네시아 인산염 시멘트의 경우, 밀도는 최소 1.5내지 3.3의 범위를 갖고 경량기포는 0.051정도라서 밀도의 차이는 약 30배 내지 65배로 매우 크므로 이 물질들을 균일하게 혼합하는 것은 매우 어려우며, 분말상을 장시간 균일하게 혼합한다고 하여도 물을 투입하게 되면 물에 의해서 분말상의 밀도 차이로 원료의 재료분리가 발생할 가능성이 매우 높기 때문에 증점제 등이 요구되나 해당 명세서 상에는 이러한 내용이 기재되어 있지 않고, 밀도 차이에 따른 재료의 농도구배는 제품으로서의 가치를 저하하는 문제가 발생할 수 있다.  Since this patent can be manufactured by the method of manufacturing the lightweight foamed concrete as described above, there is a problem that a large capacity device is required, and the lightweight foamed material has a specific weight of 0.051. That is, in the case of magnesia phosphate cement, the density is at least 1.5 to 3.3, and the lightweight bubble is about 0.051, so that the difference in density is as high as about 30 to 65 times. Therefore, it is very difficult to uniformly mix these materials. Even if it is mixed evenly, since it is very likely that material separation of raw materials will occur due to difference in density of powder by water when water is added, a thickener is required. However, such description is not described in the specification, The concentration gradient of the material may cause a problem of lowering the value as a product.

특허 공개 10-2013-0027869호는 무기질 다공성 단열재 조성물 제조방법에 관한 것이며, 발포에 의한 기공형성과 다공성 무기 충진제의 경화가 동시에 구현되어 단열성능이 우수하고 화염에 안전한 고온 내화성 단열재 조성물 제조방법을 게시하고 있다. 고알칼리성 규산염(pH>12)5-35 중량부와 다공성 무기충진제 10-78중량부, 마그네슘인산염계 무기질 결합재 15-55중량부를 조성물로서 하며, 이를 중화를 통한 겔화 및 건조를 통한 경화하는 단계로 제조되는 방법을 게시하고 있다. 이 방법은 80℃의 건조온도에 의해서 다공성 실리카 분말을 제조, 다공성 무기충진제 및 마그네슘인산염계 무기질 결합재를 사용하여 경화하는 원리로서 앞의 특허 공개에서와 마찬가지로 다공성 재료에 의존한 다공성 조성물이기 때문에 혼합 및 경화 등에서 균일화가 가장 중요하며, 문제 제시된 밀도차이에서 발생할 수 있는 여러 가지 요인들을 극복하지 않으면 제품의 성능을 구현하기 어려운 문제가 있다.  Patent Document 10-2013-0027869 relates to a method for manufacturing an inorganic porous insulation material composition, and a method of manufacturing a high temperature fire-resistant insulation material having excellent heat insulation performance and a flame-resistant high temperature fireproofing material composition by simultaneously forming pores by foaming and hardening of a porous inorganic filler . 5-35 parts by weight of a high alkaline silicate (pH > 12), 10-78 parts by weight of a porous inorganic filler and 15-55 parts by weight of a magnesium phosphate based inorganic binder are cured by gelation through neutralization and drying How to make it. This method is a porous composition dependent on a porous material as in the prior patent document, which is prepared by preparing a porous silica powder at a drying temperature of 80 ° C and curing using a porous inorganic filler and a magnesium phosphate based inorganic binder. Uniformity is the most important in curing, etc., and there is a problem that it is difficult to realize the performance of the product unless the various factors that may arise from the difference in density presented are overcome.

특허 공개 10-2013-0040083호는 산화마그네슘과 이의 경화제를 이용한 상온 무기발포 성형체의 제조방법에 관한 것이다. 산화마그네슘에 물을 이용하여 슬러리화 하고 여기에 경화제로서 황산마그네슘, 염화마그네슘, 1인산암모늄을 물에 희석하고, 기포제로서 아미노산계, 알킬설폰산염계 등의 유기성 계면활성제를 물에 분산시켜 기포수를 제조한 후 이 세가지 물질을 혼합, 성형 및 건조단계를 거쳐 제품이 완성되는 단계를 거친다. 그러나 제품에 기포를 발생시키기 위해서는 교반기의 형태나 교반속도에 의존하게 되기 때문에 대용량의 현장 타설 등은 어려우며, 수분제거를 위해서 건조공정이 요구되는 문제도 있다.  Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0040083 relates to a method for producing an inorganic foam molded article at room temperature using magnesium oxide and a curing agent thereof. Magnesium oxide is slurried by using water and magnesium sulfate, magnesium chloride and ammonium monophosphate are diluted with water as a hardening agent, and an organic surfactant such as an amino acid type or an alkylsulfonic acid salt type is dispersed in water as a foaming agent, And then the three materials are mixed, molded and dried, and the product is completed. However, in order to generate bubbles in a product, it is difficult to put a large amount of the product on the spot because it depends on the shape and stirring speed of the stirrer, and there is also a problem that a drying process is required to remove moisture.

본 발명은 결합재로서 마그네슘 인산염계를 사용하는 측면에서는 유사한 특징이 있다. 반면에 기포를 형성하는 것은 지금까지 서술한 기포제나 경량기포 물질, 계면활성제를 전혀 사용하지 않는 것을 특징으로 하기 때문에 메커니즘은 전혀 다르다 할 수 있다. 또한 본원의 발명에서 건조단계를 거치지 않는데 반하여 세 가지 발명 들을 모두 수분을 제거하기 위한 건조단계가 요구되는 차이가 있다.  The present invention has similar characteristics in terms of using a magnesium phosphate system as a binder. On the other hand, the mechanism for forming bubbles is completely different because the bubbles, the lightweight foam material and the surfactant described above are not used at all. Also, while the present invention does not involve a drying step, all of the three inventions have a difference in that a drying step is required to remove moisture.

기존의 유기결합재인 에폭시나 우레탄 및 멜라닌 등의 다공성 제품들은 화재시 휘발성 유기화합물을 발생하는 등의 치명적 위험성을 갖고 있으나 본 발명은 이러한 유기성 물질을 전혀 사용하지 않기 유독성의 가스발생에 따른 인명피해의 우려는 없다.  Porous products such as epoxy, urethane and melanin, which are organic binders, have a fatal danger such as generating volatile organic compounds in case of fire. However, the present invention does not use such organic materials at all, There is no concern.

또한 본 발명에 마그네시아 인산염 무기결합재 조성물은 US 5,830,815호, US 7,312,171 B2, US 6,136,088호 등 다수의 마그네슘 인산염 시멘트 조성물과 유사한 면이 있으나 인산염의 형태나 지연제의 차별성이 뚜렷하며, 특히 본 발명의 핵심기술인 발포기구는 MgO-NH4H2PO4 조성에 붕산과 K2CO3를 혼합하여 지연제로서 사용한 것과는 별개로 발포기구의 작용물질로서 사용함에 큰 차이가 있다고 할 수 있다. The magnesium phosphate inorganic binder composition according to the present invention is similar to many magnesium phosphate cement compositions such as US 5,830,815, US 7,312,171 B2, and US 6,136,088, but the shape of the phosphate and the retarder are distinctive. It can be said that the foaming mechanism differs greatly from the use of boric acid and K 2 CO 3 as MgO-NH 4 H 2 PO 4 composition as an acting substance of the foaming mechanism, apart from that used as a retarder.

해당 특허에서는 결합재로서의 사용 용도이기 때문에 탄산염을 인산염과 충분히 반응시켜서 이산화탄소를 제거하고 남은 물질로서 마그네슘 인산염 시멘트를 제조하였으나, 본원에서는 이산화탄소를 제거하는 것이 아니라 내부에 보다 효율적으로 발생할 수 있도록 조성물 및 제조방법을 발명함으로써 무기결합재 자체를 기재로서 사용함과 동시에 기공을 형성시키고, 남은 성분도 결합재로서 작용하는 스투루바이트 생성에 참여하도록 설계한 것에 가장 큰 차이점이 있다고 할 수 있다. In this patent, magnesium phosphate cement was prepared as a remaining material by sufficiently reacting carbonates with phosphate to remove carbon dioxide. However, in the present invention, the composition and manufacturing method , The most significant difference is that the inorganic binder itself is used as a substrate and pores are formed, and the remaining components are designed to participate in the formation of struvite acting as a binder.

특허공개 KR2012 -0123743호 세포성 인산염 세라믹 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 인산염 화합물 및 금속 산화물을 포함하는 바인더, 필러, 그리고 지연제인 붕산을 제1 혼합하고, 물을 첨가하여 제2 혼합하고, 생성물의 공기버블을 포획하기 위한 폼을 첨가하여 혼합하여, 실온에서 경화시켜 제조 가능함을 제시하고 있다. 일본특허 JP2 ,516,530호는 다공체 및 그 제조방법에 관한 것으로 인산류, 다가 금속 산화물, 수지 에멀젼, 물 빛 발포제 또는 기포제를 혼합하여 경화 발포하는 단계를 포함하는 다공체의 제조방법 및 이로 인해 제조된 다공체에 관한 것으로, 상온에서 성형 및 경화하여 제조가능하고, 단열재, 방화 건축 재료, 방음재 등으로 사용가능함을 나타내고 있으며, 일본 특허공개 JP2001 -0278677호 단열성, 기계적 특성 및 내수성이 우수하고 균일한 기공을 가지는 무기 발포체 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 인산류의 수용액 또는 수분산액, 주기표 제 2족, 동 제13족, 동 제14족 및 천이 금속으로부터 선택되는 금속의 산화물 또는 수산화물, 그리고 금속 탄산염을 약 -15 내지+10℃에서 혼합하고 난 후 약 90℃에서 가열 건조하여 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한 US 5,256,222호 무기입자, 무기 바인더, 물(10-60%), 바인더 세팅제를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 포함하는 코어(12)을 2개의 facing board(14, 16)사이에 위치시키고, 약 65 내지 200℃에서 가열하는 단계를 포함하는 경량 건축 재료 보드 제조방법에 관한 것으로 이들 4개의 특허기술과 본원의 차별성이 크게 대별된다고 할 수 있다. 본원의 특징은 상온에서 경화가 가능하며, 매우 단시간에 제품의 경화가 진행됨과 기능성 측면에서의 차별성이 분명하다고 할 수가 있다.
Patent Publication No. KR2012 -0123743 relates to cellular phosphate ceramic and manufacturing method thereof, and first mixing the binder, filler, and boric acid delays agent comprising a phosphate compound and a metal oxide, and second mixing by adding water, A foam for capturing an air bubble of the product is added, mixed, and cured at room temperature. Japanese Patent JP2, 516,530 discloses a porous body, and relates to a method of manufacturing the same phosphoric acid, a multivalent metal oxide, a resin emulsion, a process for producing a porous article comprising the step of curing the foam by mixing water with light blowing agent or foaming agent, and Thus on the produced porous material It can be manufactured by molding and curing at room temperature, and it can be used as a heat insulating material, a fireproof building material, a soundproofing material, JP2001 -0278677 discloses a thermal insulation properties, mechanical properties and water resistance that relates to a process for the preparation of inorganic foamed molded article having a good and uniform pores, an aqueous solution of phosphoric acid or aqueous dispersion, Periodic Table of the second group, the same group 13, the copper 14 and transition metals, and a metal carbonate at about -15 to + 10 占 폚, followed by heating and drying at about 90 占 폚. Also US 5,256,222 discloses the step, the core 12 comprises a mixture for producing a mixture comprising inorganic particles, inorganic binder, water (10-60%), a binder setting the two facing board (14, 16) And heating at a temperature of about 65 to 200 DEG C, and it can be said that the difference between the four patent technologies and the present invention is largely different. The feature of the present invention is that it is possible to cure at room temperature and that the curing of the product proceeds in a very short time and the difference in functionality is clear.

본 발명의 목적은 시멘트를 사용함에 따라 발생하는 대기오염문제와 같은 환경적 문제를 해결함과 동시에, 수질 및 하천수의 오염을 최소화할 수 있는 친환경적이면서도 인체에 악영향을 미치지 않고 제조된 발포세라믹의 구조로부터 수질이나 대기를 정화할 수 있는 친환경적 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 있다.  It is an object of the present invention to solve the environmental problems such as the problem of air pollution caused by the use of cement and to provide a structure of a foamed ceramic which is environmentally friendly and which has no adverse effect on the human body which can minimize contamination of water quality and river water Environmentally-friendly room temperature curing type foamed ceramic composition which can purify water and air from the environmentally friendly inorganic ceramics, and a process for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 기존 사용되어 오던 마그네슘인산 조성물의 응용성 제고 및 새로운 개념의 발포세라믹을 제공함과 동시에, 지금까지 토목/건설/조경을 현장에서 시공할 때 기포제 사용에 따른 접착력 부족 및 내구성 부족 등의 문제 해결이 가능한 조성물 및 그 제조방법을 제공함에 있다.  Another object of the present invention is to provide an improved application of magnesium phosphate composition which has been used in the past, and to provide a new concept of foamed ceramic, and to provide a novel ceramic foam which has a low adhesive strength and durability And the like, and a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물에 의해서 건축, 토목, 건설 현장을 비롯하여 식생매트, 수질정화재, 대기정화용 필터 등의 분야에 다양하게 활용할 수 있는 발포세라믹을 제공하는데 있다.  Another object of the present invention is to provide a foamed ceramic which can be used in various fields such as architecture, civil engineering, construction site, vegetation mat, water purification material, and air purification filter by means of the inorganic room temperature curing type foamed ceramic composition.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적의 조성물을 이용하여 경량화를 통한 경량성이 요구되는 콘크리트 2차 제품 생산 분야에의 응용기술 제공에 있다. It is still another object of the present invention to provide an application technique in the field of the production of concrete secondary products which requires light weight through weight reduction using the above-mentioned composition.

본 발명의 또 다른 목적은 반응 생성물인 마그네슘칼륨인산 화합물에 의해서 P와 같은 호소 및 하천 내에 있는 녹조발생 유발물질과 Pb 등과 같은 중금속을 흡착함으로써 깨끗한 물을 지하 생태계로 이동시킬 수 있는 구조를 지닌 친환경적인 무기질 결합재 조성물 및 이를 통하여 제조된 가공품을 제공하는데 있다.  It is a further object of the present invention to provide an environmentally friendly and environmentally friendly water treatment system capable of transferring clean water to an underground ecosystem by adsorbing water such as P as a reaction product magnesium phosphate phosphoric acid and a green algae causing substance in a river and heavy metals such as Pb And to provide a finished product made therefrom.

본 발명의 또 다른 목적은 부가적으로 사용하는 금속 황산염에 의해서 pH 값이 저하되고 더불어 Ca(OH)2나 CaSO4 대비 수배에서 수십배의 낮은 용해도를 갖는 불용성화합물을 생성시키는 것에 의해서 양이온 및 음이온의 용출을 억제하는 것으로 주변 환경의 무기이온들의 악영향을 최소화하는데 그 목적이 있다.
It is a further object of the present invention to provide a method for the production of an insoluble compound having a low pH value by additionally used metal sulfates and an insoluble compound having a solubility several times to several tens of times that of Ca (OH) 2 or CaSO 4 It is an object of the present invention to minimize the adverse effects of inorganic ions in the surrounding environment by suppressing elution.

본 발명의 상온 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물은, 무기질 필러 5~20 중량%, 경량골재 5~20 중량%, 활성탄 10~20 중량%, 무기질 인산마그네슘 결합재 조성물(총 100중량%에 있어서 경소산화마그네시아와 반응성 산화마그네시아가 70:30 내지 85 : 15중량 %로 구성되는 산화마그네슘을 20-60 중량 %, 인산알루미늄 3 중량%와 1인산칼륨 30-70중량 %와 1인산암모늄 27-67 중량%로 구성되는 인산염 20-60 중량%, 붕산과 황산마그네슘 혼합 지연제를 2-10 중량%, 안료 0.5-2 중량%로 구성) 35-75 중량%, 금속황산염 0.1 ~ 1.5 중량 %, 탄산염 0.5 내지 10 중량% 로 구성된다.  The room temperature inorganic curing type foam ceramic composition of the present invention comprises 5 to 20% by weight of an inorganic filler, 5 to 20% by weight of a lightweight aggregate, 10 to 20% by weight of an activated carbon, an inorganic magnesium phosphate binder composition (100% 20 to 60% by weight of magnesium oxide composed of 70:30 to 85:15% by weight of reactive magnesia, 30 to 70% by weight of aluminum phosphate and 30 to 70% by weight of monopotassium phosphate and 27 to 67% by weight of ammonium monophosphate 35 to 75% by weight of a metal sulfate, 0.1 to 1.5% by weight of a metal sulfate, 0.5 to 10% by weight of a metal sulfate, 20 to 60% by weight of a phosphate constituted by 2-10% by weight of a boric acid- % By weight.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.  Hereinafter, the present invention will be described in detail.

무기질 필러는 흙, 천연광물질, 산업부산물 등을 일컬으며, 이 중 어느 것을 사용해도 상관없다. 무기질 필러의 역할은 다공성 세라믹의 조성에 필요한 채움재 및 반응물로서 작용한다. 무기질 필러는 일반적으로 지표에서 얻어지는 붉은 색의 진흙(적점토)과 황토 등의 점질토와, 고령토, 백토, 마사토 등의 사질토 등이 사용가능하며, 각종 석분류도 이에 해당된다. 또한 규회석, 규조토, 해포석, 현무암, 천기석, 맥반석 등과 같은 천연의 암석을 분쇄를 통하여 미분화한 것을 사용할 수가 있으며, 입자의 크기는 325mesh 이상의 체분리를 통하여 얻어진 것이 바람직하다. 또한 고령토나 백토 등을 800℃에서 하소처리하여 활성화시킨 활성점토를 사용하는 것도 가능하다. 이는 천연광물의 반응성이 낮은 문제를 해결하기 위한 것으로 산성 혹은 알칼리성 분위기에서 이온용출이 빠르며, 원료의 가소성을 제거하였기 때문에 슬러리화 시킬 경우에도 천연의 점토에 비하여 매우 쉽게 제조할 수 있다.  Mineral fillers refer to earth, natural minerals, industrial byproducts, and any of these may be used. The role of the inorganic filler acts as a filler and a reactant necessary for the composition of the porous ceramic. Inorganic fillers are generally available in red clay (red mud), yellow clay (mud), and kaolin (kaolin), white clay, and marathon. Natural rocks such as wollastonite, diatomaceous earth, hempite, basalt, stones, and quartz can be pulverized and pulverized to obtain a particle size of 325 mesh or more. It is also possible to use activated clay which is activated by calcination of kaolin or clay at 800 ° C. This is to solve the problem of low reactivity of natural minerals, and the ion elution is fast in an acidic or alkaline atmosphere, and since the plasticity of the raw material is removed, slurries can be prepared very easily compared with natural clay.

산업부산물로서 화력발전소로부터 발생된 플라이 애시, 고로슬래그, 실리카퓸, 기타 소각회 등이 가능한데, 바람직하게는 중금속 등이 함유되지 않아 현재 시멘트 혼화재로서 사용중인 플라이 애시나 실리카퓸 등이 적당하며, 입자의 크기는 제한하지 않으나 정제되어 상품화된 원료를 사용하는 것이 바람직하다.  Fly ash, blast furnace slag, silica fume, and other incinerators generated from a thermal power plant as an industrial by-product. Fly ash or silica fume currently used as a cement admixture is suitable because it contains no heavy metals, Is not limited in size, but it is preferable to use purified and commercialized raw materials.

무기질 필러는 결합재 조성물 내에서 입자와 입자 사이에 존재하면서 접촉하는 물 혹은 공기 중의 유해물질을 물리적으로 흡착하는 작용을 하며, 공기 중으로 원적외선 방사와 같은 효과를 발휘한다. 무기질 필러의 입자크기 범위는 0.1~30㎛ 범위를 갖는 입자들이 적당하다. 입자의 크기가 클 경우, 필러로서의 기대하는 효과를 얻을 수가 없다. 또한 무기질 필러의 사용량은 5~20 중량 %의 범위를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 범위 미달의 경우에는 필러효과가 떨어지고, 흙을 사용함으로써 기대되는 원적외선 방사효과, 유기물 흡착, 자정작용 등이 줄어들고, 사용량이 범위를 초과하게 되면 상대적으로 결합 작용물질들의 감소로 압축강도와 같은 물리적 특성이 감소함으로 내구성이 저하하는 문제가 있다. 또한 발포되는 과정에서 과량의 불순물로 작용하여 기공을 파괴하는 소포작용의 원인으로 되는 문제가 있다.  The inorganic filler physically adsorbs water or harmful substances in the air in contact with the particles and particles in the binder composition, and exerts the same effect as far-infrared radiation in the air. The particle size range of the inorganic filler is suitably from 0.1 to 30 mu m. When the particle size is large, the expected effect as a filler can not be obtained. The amount of the inorganic filler used is preferably in the range of 5 to 20% by weight. When the amount of the inorganic filler is below the range, the filler effect is lowered, and the far-infrared radiation effect, organic matter adsorption, If the amount is over the range, the physical properties such as the compressive strength are decreased due to the decrease of the binding agents relatively, resulting in a problem that the durability is lowered. In addition, there is a problem that it acts as an excessive impurity in the process of foaming and becomes a cause of vesiculation which destroys pores.

본 발명에서 사용한 경량골재는 특별히 제한하지는 않으나, 펄라이트, 질석, 발포유리, 난석, 플라이 애시 잔사, 버텀애시 경량분, 화산재 등이 이에 해당하며, 바람직하게는 경제적으로나 수급 등을 고려할 때 펄라이트를 사용하는 것이 좋다. 경량골재의 입자크기는 0.5내지 10mm 이하의 범위를 사용하는 것이 가능하며, 바람직하게는 1~5mm의 범위를 갖는 입자를 선별하여 사용하는 것이 좋다. 경량골재는 5~20 중량%의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다. 5중량% 미만에서는 강도발현에는 우수하나 발포시 부피증대를 위한 가교역할을 하기에 부족한 양이고, 20 중량% 이상을 사용하게 되면, 발포시 부피의 팽창으로 저밀도의 제품을 얻는 것에는 만족하나 제품으로서 필요한 물리적 특성의 저하로 제품화할 수 없는 문제가 있다. 범위를 초과 혹은 미달하게 되면 결합재의 물성이 목적하는 바를 얻을 수 없다. 경량골재의 사용에 있어서, 바람직한 것은 경량골재 자체에 다공성이 존재하는 것을 사용하는 것이다. 다공성 제품은 그 자체만으로도 흡도 조절기능이나 유해성 휘발물질의 물리적 흡착, 경량화가 가능하기 때문이다.  The lightweight aggregate used in the present invention is not particularly limited, but includes pearlite, vermiculite, foamed glass, slate, fly ash residue, lightweight ash, bottom ash, and volcanic ash. It is good to do. The particle size of the lightweight aggregate may be in the range of 0.5 to 10 mm or less, preferably in the range of 1 to 5 mm. The lightweight aggregate is preferably used in a range of 5 to 20% by weight. When the amount is less than 5% by weight, the strength is excellent, but the amount is insufficient for crosslinking to increase the volume at the time of foaming. If the amount is more than 20% by weight, There is a problem that the product can not be commercialized due to deterioration of the physical properties required for the production. Exceeding or not exceeding the range can not achieve the desired properties of the binder. In the use of the lightweight aggregate, it is preferable to use a material having porosity in the lightweight aggregate itself. Porous products themselves are capable of controlling adsorption and physically adsorbing and lightening hazardous volatiles.

본 발명에서 사용되는 활성탄은 특별히 제한되지는 않는다. 일반적으로 수질정화 및 대기정화용도로 생산되는 활성탄으로서 1mm이하, 1~3mm, 3~8mm 제품을 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 3~8mm의 입자를 사용하는 것이다. 이는 잔 입자들보다는 굵은 입자의 부유성이 좋아 발포시 무게차이에 의한 소포성이 줄어들고, 입자가 크기 때문에 표면을 가공했을 경우, 뚜렷한 패턴을 줄 수 있기 때문이다. 수질정화 및 대기정화용도로 사용되는 분야에서는 보다 작은 입자를 사용하면 더욱 우수한 정화효과를 발현할 수 있다. 활성탄의 사용범위는 10내지 20 중량%의 범위를 사용하며, 이 범위를 벗어나면 원하는 물리적 특성과 정화기능을 얻을 수 없게 된다.  The activated carbon used in the present invention is not particularly limited. In general, as activated carbon produced for purification of water and purification for air purification, products of 1 mm or less, 1 to 3 mm, or 3 to 8 mm can be used, and particles of 3 to 8 mm are preferably used. This is because the coarse particles are more likely to float than the remaining particles, and the bubbles due to the weight difference during foaming are reduced, and when the surface is processed due to the large particle size, a definite pattern can be given. In the fields used for water purification and atmospheric purification, it is possible to exhibit a more excellent purification effect by using smaller particles. The use range of the activated carbon is from 10 to 20% by weight, and when it is outside this range, desired physical properties and purifying function can not be obtained.

본 발명에서 사용되는 무기질 인산마그네슘 결합재 조성물은 특별히 제한되지는 않는다. 일반적으로 인산마그네슘 시멘트 조성물인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 본 발명자들에 의해서 발명된 무기질 인산마그네슘 결합재를 사용하는 것이다. 결합재 조성물 총 100중량%에 있어서 경소산화마그네시아와 반응성 산화마그네시아가 70:30 내지 85 : 15중량 %로 구성되는 산화마그네슘을 20-60 중량%, 인산알루미늄 3 중량%와 1인산칼륨 30-70중량%와 1인산암모늄 27-67 중량%로 구성되는 인산염 20-60 중량%, 붕산과 황산마그네슘이 혼합된 반응 지연제를 2-10 중량%, 안료 0.5-2 중량%로 구성되며, 사용범위는 35-75 중량%이다.  The inorganic magnesium phosphate binder composition used in the present invention is not particularly limited. In general, it is a magnesium phosphate cement composition. Preferably, the inorganic magnesium phosphate binder material invented by the present inventors is used. 20 to 60% by weight of magnesium oxide consisting of 70:30 to 85:15% by weight of light magne- sis oxide and reactive magnesia in 100% by weight of the total binder component, 3% by weight of aluminum phosphate and 30-70% by weight of potassium monophosphate 20 to 60% by weight of phosphate consisting of 27 to 67% by weight of ammonium phosphate monobasic, 2 to 10% by weight of a reaction retarding agent mixed with boric acid and magnesium sulfate, and 0.5 to 2% by weight of pigment, 35-75% by weight.

산화마그네시아는 마그네슘광산으로부터 채광된 암석을 800-1,000℃의 온도범위에서 하소하여 제조한 순도 88~90% 범위의 경소마그네시아, 1,450-2,300℃의 온도범위에서 결정화 한 순도 90% 이상의 중소 및 사소마그네시아, 돌로마이트로부터 추출하여 제조한 산화마그네시아, 바닷물로부터 추출한 수산화마그네슘을 열처리하여 얻어진 고순도(97% 이상) 산화마그네아 반응성 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 내화물의 수명완료 후 발생된 사소산화마그네슘이 사용 가능하며, 이를 하나 혹은 그 이상의 것을 혼합하여 사용할 수 있다.  The magnesia oxide is produced by calcining a rock mined from a magnesium mine in a temperature range of 800-1,000 ° C., a light magnesia having a purity in the range of 88 to 90%, a medium and small magnesia crystallized in a temperature range of 1,450-2,300 ° C., (97% or more) magnesium oxide reactive magnesium oxide obtained by heat treatment of magnesium hydroxide extracted from seawater, magnesium hydroxide, magnesium oxide generated after completion of the lifetime of the refractory, and the like, One or more of these may be used in combination.

발포세라믹은 발포시작 후, 소포현상이 생기지 않도록 하여야 한다. 즉, 발포기구에 의해서 발포될 때 성형틀이 좁을 경우, 일정한 점력을 유지하고 있는 성형물에 의해서 소포(발포시 기포가 꺼지는 현상)가 억제된다. 이 경우, 경소마그네시아 만을 사용하면 저가의 우수한 제품을 생산할 수 있다. 반면에 제조하고자 하는 제품이 타일형태나 보드 형태, 판넬 형태의 경우, 노출면적이 넓기 때문에 발포시 성형틀과 가까운 부분은 벽면을 기반으로 기포형성이 잘 일어나지만, 중앙부분으로 갈수록 지지기반이 없어지기 때문에 발생된 기포가 형성된 그대로 존재하기 위해서는 높은 점도를 유지하거나 지지기반을 중앙에 설치하여야 하는 등의 문제가 있다.  Foam ceramics should be prevented from fraying after foaming begins. That is, when the molding frame is narrowed when it is foamed by the foam mechanism, the foam (a phenomenon in which the foam is blown off at the time of foaming) is suppressed by the molded article which maintains a constant pressure. In this case, if only the light magnesia is used, an excellent product at low cost can be produced. On the other hand, when the product to be manufactured is in the form of a tile, a board, or a panel, since the exposed surface area is wide, the portion near the forming mold at the time of foaming is likely to form bubbles based on the wall surface, There is a problem that a high viscosity should be maintained or a support base must be installed at the center in order that the bubbles generated due to the bubbles are formed as they are.

점도가 높을 경우에는 유동성이 현저하게 저하하기 때문에 발포시 생성된 기포가 전체적으로 균일하고 잘 형성되기 위해서는 점도가 낮을 때에 비하여 매우 많은 에너지를 필요로하기 때문에 이 또한 어려움이 있다. 넓은 면적을 갖는 판재 등을 생산할 때에는 소포현상이 일반적으로 생성되는 바, 발포에 의해서 기포가 형성되는 것과 경화시간을 조절하게 되면, 소포현상을 억제할 수 있게 된다. 탄산염에 의해서 발포되는 시간은 1~5분 정도의 범위이며, 5분 이후부터 경화반응이 진행되게 되면 소포현상을 억제할 수 있다.  When the viscosity is high, the fluidity remarkably lowers. Therefore, it is also difficult to form the bubbles generated at the time of foaming in a uniform and well-formed state, because it requires much more energy than when the viscosity is low. When a plate material or the like having a large area is produced, a defoaming phenomenon is generally generated. When bubbles are formed by foaming and the curing time is controlled, the defoaming phenomenon can be suppressed. The time of foaming by the carbonate is in the range of about 1 to 5 minutes, and if the curing reaction proceeds after 5 minutes, the defoaming phenomenon can be suppressed.

그러나 경소마그네시아와 지연제 조성은 경화시간이 25분 이상 소요되며, 표면이 넓은 판재를 제조할 경우에는 소포현상을 억제하기 위한 조치가 필요로 한다. 반응성 산화마그네시아는 경화반응이 매우 급격한 물질이며, 경소마그네시아와 성분이 동일하고, 분말도가 높고 반응성이 우수하여 물리적 특성이 경소마그네시아에 비하여 높게 발현된다. 판재와 같이 넓은 발포를 생성시켜야 하는 공정에서는 반응성 산화마그네시아(순도 97% 이상) 15~30 중량 %를 경소산화마그네시아에 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 경소산화마그네시아는 경제적으로 저가이며, 순도가 높지 않아 반응성이 떨어지며, 해수로부터 추출한 반응성 산화마그네시아는 입자가 매우 미립이며(>10㎛) 순도가 높아서 반응성이 뛰어나나 가격이 비싸서 시장 경쟁력이 떨어지는 문제가 있다. 경소산화마그네시아의 순도는 작업성과 경제성 측면에서 볼 때 90% 전후의 순도를 갖는 것이 바람직하다. 15% 미만을 사용하게 되면 원하는 조기강도를 확보할 수가 없고, 30%를 초과하여 사용하면 가격 경쟁력이 나쁘게 되어 사업성이 떨어지는 문제가 있고, 급결하는 문제로 반응지연제를 추가로 첨가하여야 하는 문제점이 있다. 그러나 이러한 경소마그네시아와 반응성 산화마그네시아의 사용에 있어서 특별히 제한하지는 않는다. 그 제품 생산의 용도에 맞춰 사용하는 것이 좋다.  However, the hardening magnesia and retarding composition require a curing time of 25 minutes or more, and measures for suppressing the fraying phenomenon are required when a large-sized plate is manufactured. The reactive magnesia is a substance having a very rapid curing reaction, and has the same components as the light magnesia, has a high degree of powderiness and excellent reactivity, and exhibits physical properties higher than that of light magnesia. It is preferable to mix 15 to 30% by weight of reactive magnesia (purity: 97% or more) in light magnesite oxide magnesia in a process in which a large amount of foaming is required such as a plate material. The light magnesia oxide is economically inexpensive, has low purity and low reactivity, and the reactive magnesia extracted from seawater is very fine in particle size (> 10 μm). Its purity is high and its reactivity is excellent. have. It is preferable that the purity of light magnesia magnesia has a purity of about 90% in terms of workability and economy. If less than 15% is used, desired early strength can not be secured. If it is used in excess of 30%, price competitiveness becomes worse, resulting in poor business efficiency. In addition, have. However, the use of such light magnesia and reactive magnesia oxide is not particularly limited. It should be used according to the purpose of production of the product.

산화마그네슘은 첨가되는 인산염과 반응하여 마그네슘+알칼리토금속+인산의 복합체를 형성한다. 결합반응의 원리는 이온반응에 따르며, 보다 구체적으로는 마그네슘인산계 시멘트의 고화 원리를 따른다. 결합작용은 1인산칼륨을 사용할 경우, 첨가된 원료들이 물과 반응하여 MgKPO4·6H2O를 생성시키고, 물과의 반응으로 생성된 OH- 이온에 의해서 규사표면을 자극하여 표면의 요철이 생성되면 열린 Si 이온은, Mg 이온과 복합적으로 M-S-H(마그네슘 실리케이트 하이드레이트)를 생성하여 경화하게 된다. Magnesium oxide reacts with added phosphate to form a complex of magnesium + alkaline earth metal + phosphoric acid. The principle of the bonding reaction depends on the ionic reaction, and more specifically, the principle of solidification of the magnesium-based cement. When potassium monophosphate is used, the added materials react with water to form MgKPO 4 · 6H 2 O, and the surface of silica is stimulated by the OH- ions generated by the reaction with water to form irregularities on the surface , The open Si ions generate MSH (magnesium silicate hydrate) in combination with Mg ions and cure.

적절한 사용량은 20~60중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 결합력이 저하되어 발포세라믹을 구성하는 입자들을 강력하게 결합할 수 없고, 이 범위를 초과하는 경우에는 매우 상대적으로 인산염이 감소하게 되므로 역시 결합력이 저하하는 문제가 있다. 또한 과량의 MgO 의 사용으로 물에 노출 시 물과 반응을 지속하면서 역수화반응에 의해서 장기강도가 저하하는 문제점이 있다. 게다가 마그네슘이온의 수화로 Mg(OH)2의 양이 증가하여 pH 값이 상승하는 문제점이 있다. When the amount is less than the above range, the bonding force is lowered and the particles constituting the foamed ceramic can not be bonded strongly. If it exceeds this range, the phosphate is reduced to a relatively low level. There is a problem that the bonding force is lowered. In addition, when MgO is used excessively, the long-term strength is lowered by the dehydration reaction while continuing the reaction with water when exposed to water. In addition, there is a problem that the amount of Mg (OH) 2 is increased by the hydration of magnesium ions and the pH value is increased.

인산염은 인산화합물 중에서 산성을 띠는 AlPO4, LiH2PO4, Na2H2P2O7, (NaPO3)5~9, NH4H2PO4, KH2PO4, NaH2PO4 등이 가능하며, 하나 또는 그 이상의 물질을 혼합하여 사용하여도 좋다. 보다 바람직하게는 분말상의 인산알루미늄 3 중량 %, 인산수소칼륨 30내지 70중량 %, 인산수소암모늄 27 내지 67중량%의 범위를 사용하는 것이 좋다. 인산알루미늄은 인산염의 액성을 pH 1~2의 범위로 조절하여 MgO 와 인산염 자체의 용해도를 높이는 작용을 하며, 인산수소칼륨은 주요한 반응물질로서 스투르바이트(MgKPO 4 6H2O)를 생성시켜 강도발현이 가능하도록 하며, 인산수소 암모늄은 최종 제품의 pH 값을 중성영역으로 유지하는 역할과 더불어 스투루바이트의 다른 형태인 NH4MgPO4nH2O의 화합물을 형성한다. 또한 이러한 인산염의 PO4 3 - 이온에 의해서 산화마그네슘, 해포석, 규사 등의 무기성 필러가 자극을 받으며, 각각 이온 용출되어 Mg2 +, Al3 +, Si4 + 등으로 이온화되고, 이것과 첨가된 인산기가 반응하여 마그네슘 하이드로겐(또는 포타슘) 포스페이트 복합물을 생성하며, 마그네슘이온과 알루미늄 이온 등은 하이드로탈사이트(Mg4Al2(OH)12CO33H2O)를 생성시키는 작용을 한다. 생성된 마그네슘 하이드로겐 포스페이트, 마그네슘 포타슘 포스페이트, 하이드로탈사이트 등은 중금속의 흡착효율이 좋은 것으로 알려져 있으며, 인의 흡착능력도 우수한 것으로 나타났다. 선행 예비실험에 의해서 1인산 칼륨과 1인산 암모늄의 비율은 약 30 내지 70 및 67 내지 27의 범위로 혼합하여 사용할 때 단독으로 사용할 때와 비교하여 높은 압축강도 값을 발현하였다. 그러나 1인산암모늄 혹은 1인산칼륨 및 기타 사용가능한 인산염의 단독사용상에 문제가 있는 것은 아니기 때문에 특별히 사용원료에 제한하지는 않는다. Phosphates are phosphate compounds such as AlPO 4 , LiH 2 PO 4 , Na 2 H 2 P 2 O 7 , (NaPO 3 ) 5 ~ 9, NH 4 H 2 PO 4 , KH 2 PO 4 , NaH 2 PO 4 And one or more materials may be mixed and used. It is more preferable to use 3 wt% of aluminum phosphate in powder form, 30 to 70 wt% of potassium hydrogen phosphate, and 27 to 67 wt% of ammonium hydrogen phosphate. Aluminum phosphates act to increase the solubility of MgO and phosphate itself by adjusting the pH of the phosphate to pH 1 ~ 2, and potassium hydrogen phosphate produces stburbite (MgKPO 4 6H 2 O) And ammonium hydrogen phosphate forms a compound of NH 4 MgPO 4 nH 2 O, which is another form of sturuobite, in addition to maintaining the pH value of the final product in the neutral region. In addition, inorganic phosphate such as magnesium oxide, hempite and silica is stimulated by the PO 4 3 - ion of these phosphates, and they are ionized by Mg 2 + , Al 3 + , Si 4 + etc., (Or potassium) phosphate complex, and magnesium ions and aluminum ions act to produce hydrotalcite (Mg 4 Al 2 (OH) 12 CO 3 3 H 2 O). The resulting magnesium hydrogen phosphate, magnesium potassium phosphate, hydrotalcite, and the like are known to have a high adsorption efficiency of heavy metals, and the adsorption capacity of phosphorus is also excellent. According to the preliminary preliminary experiment, the ratio of potassium monophosphate to ammonium monophosphate was about 30 to 70 and 67 to 27, and when used, exhibited a higher compressive strength value as compared with when used singly. However, there is no problem with the use of ammonium monophosphate or potassium monophosphate and other usable phosphates alone, so it is not particularly limited to raw materials for use.

인산염의 적절한 사용량은 20~60중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 산화마그네슘과 반응에 의해 마그네슘 하이드로겐 포스페이트, 마그네슘 포타슘 포스페이트, 하이드로탈사이트등의 반응생성물의 생성량이 감소하여 강도저하로 나타나고, 이 범위를 초과하는 경우에는 과도한 인산염의 사용으로 미반응 인산기의 하천유입이나 호소유입에 의해서 부영양화나 녹조등의 원인이 되기도 하는 문제점이 있다. 최근 인산염은 가격은 극상승의 추세를 통하여 이를 이용하는 제품들의 원가를 상승시키고 있고, 현재 인산염의 가격 특히 산성을 띠는 인산염의 가격은 kg당 4,000원 이상으로 거래되고 있기 때문에 기타 결합재와의 경쟁력이 악화되는 문제점이 발생하게 된다. 더욱 바람직하게는 인산염을 산화마그네시아보다 과량 사용하는 것이 바람직하다. 즉 산화마그네슘 100중량부에 대해서 인산염은 100 중량부 내지 200 중량부 내에서 사용하는 것이다.  An appropriate amount of phosphate is 20 to 60% by weight. When the amount is less than this range, the amount of reaction products such as magnesium hydrogen phosphate, magnesium potassium phosphate, and hydrotalcite decreases due to the reaction with magnesium oxide, If it exceeds this range, there is a problem that excessive use of phosphate may cause eutrophication, green tide, etc. due to inflow of unreacted phosphoric acid into the river or inflow of the lake. In recent years, the price of phosphate has been rising, and the prices of phosphate-based phosphate, which is currently acidic, are trading at over KRW 4,000 per kg. There is a problem that it becomes worse. More preferably, the phosphate is used in an excess amount over the magnesia. That is, 100 parts by weight of magnesium oxide is used in 100 parts by weight to 200 parts by weight of phosphate.

본 발명에서 사용되는 반응 지연제는 특별히 제한되지는 않으나, 기존 문헌 등에서 잘 알려진 붕산, 붕사, 구연산, 폴리인산나트륨, Mg(OH)2, 카르복실산, 폴리카르복실산, 할로겐의 알칼리 금속염, 수산화 나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화암모늄, 탄산 알칼리 금속, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 규불화소다, 질산칼륨, 질산나트륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산마그네슘, 질산마그네슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등이 사용 가능하다. 지연제의 사용량은 2 내지 10 중량 %가 적당하다. 2 중량% 이하로 사용하게 되면, 반응성 산화마그네시아를 사용함으로써 발생되는 급결성을 제어하기 어렵고, 이로서 발포세라믹 제작에 필요로 하는 최소한의 시간인 5분을 확보할 수 없고 기포가 완전하게 형성되지 않았기 때문에 원하는 밀도를 얻을 수 없는 문제가 있다. 반면에 10 중량%를 초과하게 되면, 초기 작업성을 확보할 수 있으나 반응성 산화마그네시아의 조기경화에 의한 소포현상 억제효과가 떨어지게 되므로 역시 원하는 밀도를 얻을 수 없다. 바람직한 지연제는 붕산과 황산마그네슘(MgSO4) 복합적으로 사용하는 것이다. 붕산과 황산마그네슘의 비율은 황산마그네슘을 1중량%로 고정하고 나머지를 붕산으로 투입하는 것을 특징으로 한다. 황산마그네슘의 사용량이 높거나 붕산의 사용량이 너무 낮으면 지연효과가 제품의 기포형성에 방해되기 때문에 적절한 양이 요구된다.The reaction retarder to be used in the present invention is not particularly limited and may be selected from the group consisting of boric acid, borax, citric acid, sodium polyphosphate, Mg (OH) 2 , carboxylic acid, polycarboxylic acid, Sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, ammonium hydroxide, alkali metal carbonate, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sodium pyrophosphate, potassium nitrate, sodium nitrate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, magnesium nitrate, sodium carbonate and potassium carbonate It is possible. The amount of the retarder to be used is suitably from 2 to 10% by weight. If it is used in an amount of not more than 2% by weight, it is difficult to control the toughness caused by the use of the reactive magnesia oxide, so that the minimum time required for the production of the foam ceramic can not be secured for 5 minutes, Therefore, there is a problem that the desired density can not be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 10% by weight, the initial workability can be secured, but the desired effect can not be obtained because the effect of suppressing the fogging phenomenon due to the early curing of the reactive magnesia is deteriorated. A preferred retarder is a combination of boric acid and magnesium sulfate (MgSO 4 ). The ratio of boric acid and magnesium sulfate is characterized in that magnesium sulfate is fixed at 1% by weight and the remainder is charged with boric acid. If the amount of magnesium sulfate used is too high or the amount of boric acid used is too low, the retarding effect may interfere with the formation of bubbles in the product, so an appropriate amount is required.

본 발명에서 사용되는 안료는 제품의 색상을 발현하도록 하기 위한 것으로 특별히 제한되지는 않으나, TiO2, Fe2O3, Fe3O4, MnO2 등이 적절하며, 사용량은 0.1~2.0 중량%의 범위로 사용하며, 이 범위를 벗어나는 조건에서는 원하는 색상 발현이 어렵거나 경제성의 문제가 있다. 바람직한 사용량은 1.5 중량%이다. The pigment to be used in the present invention is not particularly limited, but may be TiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , MnO 2 And the amount is 0.1 to 2.0% by weight. When the amount is out of this range, it is difficult to express a desired color or it is economically problematic. The preferred amount used is 1.5% by weight.

이상의 무기질 인산마그네슘 결합재 조성물은 35 내지 75 중량%의 범위로 사용하는 것이 좋다. 35중량% 미만 사용하게 되면, 발포 후 경화에 의한 형태 유지 및 물리적 특성 발현이 어렵고, 75 중량%를 초과하게 되면 물리적 특성은 매우 우수하나 가격 상승으로 경제성이 떨어지고, 더불어 0.5g/cm3이하의 밀도를 얻는 것이 용이하지 않은 문제가 있다. It is preferable to use the inorganic magnesium phosphate binder composition in an amount of 35 to 75% by weight. The use of less than 35% by weight, it is difficult to maintain the form and physical properties expressed by the cured foam, when it exceeds 75% by weight, the physical properties are excellent economic efficiency drops to a price increase, with a 0.5g / cm 3 or less There is a problem that it is not easy to obtain the density.

본 발명에서 사용되는 금속염은 특별히 제한되지는 않으나, 황산기를 포함하는 Cu, Ni, Fe, Al, Co, Mg 등의 금속 황산염이 사용 가능하다. 이러한 금속 황산염을 단독 혹은 복합으로 사용할 수가 있다. 본 발명에서 금속염은 자체의 액성에 의해서 알칼리도를 낮추는 작용을 함과 동시에 표면에 불용성화합물을 형성하는 것으로부터 물질내의 이온이 용출되지 않도록 하는 작용을 하도록 한 것이다.  The metal salt used in the present invention is not particularly limited, but metal sulfates such as Cu, Ni, Fe, Al, Co and Mg including a sulfate group can be used. These metal sulfates can be used alone or in combination. In the present invention, the metal salt acts to lower the alkalinity by its own liquidity, and at the same time, forms an insoluble compound on the surface of the metal salt, so that the metal salt does not dissolve ions in the material.

또한 금속염의 강한 산성 액성을 이용하여 마그네슘계 복합물의 용해를 촉진하여 반응성을 높이는 역할을 하며, 더불어 금속염에 포함된 금속성분들은 표면에 오픈되어 있는 Mg, Ca, K, Na 등으로 석출되는 수산화물의 OH- 를 선택적으로 소비하여 pH 값은 중성영역으로 변화시킨다. In addition, it plays a role of enhancing the reactivity by promoting the dissolution of the magnesium-based composite by utilizing the strong acidic property of the metal salt. In addition, the metal components included in the metal salt are the hydroxide which is opened on the surface, the hydroxide precipitated by Mg, Ca, K, OH - is selectively consumed to change the pH value to a neutral region.

작용원리는 다음과 같다. 첨가된 FeSO4는 물과 접촉으로 이온상태로 되어 Fe2 +The working principle is as follows. The added FeSO 4 is ionized by contact with water and converted to Fe 2 +

되고 결합재 조성물 내에 생성된 OH-이온과 반응하여 Fe(OH)2, FeOOH 등의 불용성화합물로 재석출되고, 이 물질은 Ca(OH)2(용해도 0.129%), CaSO4(용해도 0.208%) 보다 용해도가 1/10,000~1/100,000,000 이하이기 때문에 표면에 물이 접촉해도 내수성을 지속할 수 있는 특성을 발휘하게 된다. 또한 이러한 수산화철, 수산화알루미늄, 수산화니켈, 수산화코발트 등과 같은 불용성 화합물들은 매우 낮은 용해도뿐만 아니라 유해한 중금속을 흡착하는 흡착물질로 잘 알려져 있기 때문에 수질 내의 유해한 중금속의 흡착을 통하여 정화하는 기능이 부여될 수 있는 특성이 있다. 또한 금속염의 액성은 1.0~4.0의 범위로 산성을 띠기 때문에 결합재 조성물의 pH 값을 낮추는 작용도 한다. 바람직한 금속염의 사용량은 0.1 내지 1.5 중량% 가 좋다. (OH) 2 (solubility 0.129%) and CaSO 4 (solubility 0.208%) were reacted with OH - ions generated in the binder composition and re-precipitated as insoluble compounds such as Fe (OH) 2 and FeOOH Since the solubility is 1 / 10,000 ~ 1 / 100,000,000 or less, the water resistant property can be maintained even if water comes into contact with the surface. Insoluble compounds such as iron hydroxide, aluminum hydroxide, nickel hydroxide, cobalt hydroxide and the like are well known as adsorbents which absorb not only very low solubility but also harmful heavy metals, so that they can be given a function of purifying through adsorption of harmful heavy metals in the water There are characteristics. In addition, since the pH of the metal salt is in the range of 1.0 to 4.0, the pH value of the binder composition is lowered. The amount of the metal salt to be used is preferably 0.1 to 1.5% by weight.

본 발명에 사용되는 탄산염은 특별히 제한되지는 않으나, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 과탄산소다, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 암모늄카바메이트, 우레아, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 콜라, 환타, 사이다, 스프라이트, 맥주 등과 같이 탄산나트륨이 들어있는 탄산물 등이 사용가능하다. 탄산염은 하나 혹은 그 이상을 고체 혹은 액상의 형태로 혼합하여 사용할 수 있다. 탄산염의 사용량은 분말 혹은 과립의 경우, 0.5 내지 10 중량%의 범위가 적당하며, 액상의 경우, 물에 5~30 중량%를 희석하여 사용할 수 있다. 탄산염의 사용은 본 발명에 있어서 기포를 조성물 내에 형성시킴과 동시에 K 이온이나 Na 이온, NH4 이온이 Mg 및 PO4 이온과 반응하여 스투루바이트를 형성시키는데 매우 큰 장점이 있다. The carbonate to be used in the present invention is not particularly limited but may be selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium percarbonate, potassium carbonate, potassium hydrogencarbonate, ammonium carbonate, ammonium hydrogencarbonate, ammonium carbamate, urea, magnesium carbonate, , Carbonated water containing sodium carbonate such as fanta, cider, sprite, beer, etc. can be used. One or more of the carbonates may be used in a solid or liquid form. The amount of the carbonate to be used is suitably in the range of 0.5 to 10% by weight in the case of powders or granules, and in the case of the liquid phase, 5 to 30% by weight may be diluted in water. In the present invention, the use of a carbonate is very advantageous in forming bubbles in the composition, and K ions, Na ions and NH 4 ions react with Mg and PO 4 ions to form struvite.

일반적으로 기포를 발생시키는 원리는 주로 이산화탄소를 강제 주입하는 거에 의해서 기포를 형성시키거나 금속분말에 강산이나 강알칼리성 분위를 조성하는 것에 의해서 수소가스를 발생시키는 것으로 기포를 발생시키거나 또는 유기성 기포형성제(계면활성제 등)를 첨가하는 것으로 조성물 내에 거품을 인위적으로 발생시켜 다공성 형태를 생성시키는 것이 일반적이다. 또한 조성물에 탄산염이나 유기물을 혼합하여 성형한 후, 탄산가스가 발생할 만큼의 온도로 열처리하거나 유기물이 탄화할 수 있는 온도로 열처리하는 방법도 있다.  Generally, the principle of generating air bubbles is to generate air bubbles by forming bubbles mainly by forcibly injecting carbon dioxide, or by generating hydrogen gas by forming strong acid or strongly alkaline pellets in metal powder, It is common to add a surfactant (such as a surfactant) to artificially generate bubbles in the composition to produce a porous form. There is also a method in which a composition is mixed with a carbonate or an organic material, molded, and then heat-treated at a temperature sufficient to cause carbon dioxide gas or at a temperature at which organic matter can be carbonized.

지금까지 마그네시아 인산염 시멘트계에서 사용된 탄산염은 탄산칼륨이 전무하며, 탄산칼륨의 역할은 지연제로서의 사용이다. 탄산칼륨은 조성물의 pH를 높여서 반응열을 효과적으로 낮추는 완충작용을 하며, 칼륨이온은 스투루바이트의 형성에 참여하도록 설계하였다. 이러한 작용기구에 의해서 제조된 조성물은 매우 단단하고 치밀한 밀도를 갖는 세라믹 제품이 되는 것으로 밝혀졌다.  Until now, the carbonate used in the magnesium phosphate cement system has no potassium carbonate, and the role of potassium carbonate is used as a retarder. Potassium carbonate has a buffering effect that effectively lowers the heat of reaction by increasing the pH of the composition, and potassium ions are designed to participate in the formation of sturubutite. It has been found that the composition produced by such action mechanisms is a ceramic product with a very tight and dense density.

한편, 본 발명에서 제공하고자 하는 탄산염을 이용한 발포원리는 클링커 광물의 조합에 의해서 제조되는 시멘트를 주성분으로 하는 조성물, 지오폴리머 조성물, 마그네슘옥시클로라이드 시멘트 등에는 전혀 기포를 발생하지 않는 특성이 있으며, 산화마그네슘과 인산염을 포함하는 조성물에서 상온에서 이산화탄소를 발생시키는 작용을 한다. On the other hand, the foaming principle using the carbonate to be provided in the present invention is characterized in that no foam is generated in a composition mainly composed of cement produced by a combination of clinker minerals, a geopolymer composition, magnesium oxychloride cement, It acts to generate carbon dioxide at room temperature in a composition containing magnesium and phosphate.

그러나 본 발명에서는 이러한 기존의 방법에서 적용한 원리가 아닌 탄산염을 상온에서 이온 분리시키고 이 때 발생된 탄산가스는 발포기구로 작용하며, 탄산가스를 제외한 잔여 Na, K, NH4 이온 등이 MgM(M=Na, K, NH4 )PO4의 스투르바이트를 형성시켜 발포세라믹의 강도를 보완해주는 작용을 하도록 하였다.
However, in the present invention, carbonic acid ions are separated at room temperature, not the principle applied in this conventional method. The carbonic acid gas generated at this time functions as a foaming mechanism, and residual Na, K, and NH 4 ions except carbon dioxide are converted into MgM = Na, K, NH 4 ) PO 4 to form struvite, which acts to compensate the strength of the foamed ceramic.

본 발명에 의한 상온 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법은 시멘트 미사용으로 인하여 시멘트 생산시에 발생되는 CO2 가스의 방출을 억제하여 대기오염을 줄일 수 있고, 시멘트 독성인 Cr6 + 등의 발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있고, 새롭게 생성된 스투루바이트 및 하이드로탈사이트 등은 환경오염을 유발하지 않고, 수질내의 P, Pb 등과 같은 유해물질을 흡착할 수 있는 것으로 알려진 물질들로서, 이를 이용하여 초기우수내의 비점오염원을 걸러내는 것이 가능하므로 수환경을 보호하는 효과를 얻을 수 있다. The present invention can reduce air pollution by suppressing the emission of CO 2 gas generated in the production of cement due to the absence of cement, and it is possible to reduce the amount of Cr 6 + Struvite, hydrotalcite, and the like, which are known to be capable of adsorbing harmful substances such as P, Pb and the like in the water quality without causing environmental pollution, It is possible to filter the pollution source, so that the effect of protecting the water environment can be obtained.

또한 기존 제품들로부터 발생할 수 있는 금속염의 이온용출 문제를 해결하는 것으로 하천의 오염을 사전에 방지할 수 있는 장점과 더불어 이온용출에 의한 내수성 감소문제를 억제할 수 있어 제품의 품질이 장시간 지속하는 것이 가능하므로 유지보수 비용의 절감도 가능할 것이다. 또한 펄라이트와 활성탄의 흑백, 황토의 적색, 이산화티탄의 백색 등 첨가되는 필러와 안료 및 기능성 분말 등에 의해서 천연의 대리석질감을 인공적으로 가미한 친환경 건축마감재를 제공할 수가 있다.
In addition, by solving the problem of ion leaching of metal salts that can occur from existing products, it is possible to prevent the pollution of the river in advance, and it is possible to suppress the problem of decrease in water resistance due to ion leaching, so that the quality of the product can be maintained for a long time It is possible to reduce the maintenance cost. Further, it is possible to provide an eco-friendly architectural finishing material in which natural marble texture is artificially added by fillers, pigments, and functional powders added such as black and white of pearlite and activated carbon, red of loess, and white of titanium dioxide.

도 1은 본 발명에서 실시예에 의한 제조공정 및 제품 사진이고,
도 2는 실시예에 의해서 다양한 색상으로 제작된 발포세라믹 판넬(가로 500mm ×세로 500mm × 높이 10mm)이고,
도 3은 실시예에 의해서 다양한 형태의 발포세라믹 사진이며,
도 4는 실시예에 의해서 제조된 발포세라믹의 투수성능을 나타내는 사진이다.
1 is a photograph showing a manufacturing process and a product according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view of a foamed ceramic panel (width 500 mm × length 500 mm × height 10 mm) manufactured in various colors according to the embodiment,
FIG. 3 is a photograph of various types of foamed ceramics according to an embodiment,
4 is a photograph showing the water permeability of the foamed ceramic produced by the example.

(실시예 1 내지 31) 및 (비교예 1 내지 8)
(Examples 1 to 31) and (Comparative Examples 1 to 8)

아래의 방법으로 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물을 제조하였다.
An inorganic room temperature curing type foamed ceramic composition was prepared by the following method.

1) 표 1 내지 5에 정리하여 나타낸 바와 같은 조성물을 각각의 용기에 저울을 이용하여 칭량하는 단계; 1) weighing the composition as listed in Tables 1 to 5 in a respective container using a balance;

2) 각각 칭량된 분상원료는 경량골재→활성탄→무기질 필러→무기질인산마그네슘 결합재의 순으로 키친 믹서기에 투입하는 단계(여기서 무기질 인산마그네슘 결합재의 조성물은 경소산화마그네시아 80 중량%와 반응성 산화마그네시아 20중량%로 구성되는 산화마그네슘을 40 중량%, 인산알루미늄 3중량%와 1인산칼륨 55중량%와 1인산암모늄 42 중량%로 구성되는 인산염 54중량%, 붕산과 황산마그네슘 혼합 지연제를 4.5 중량%, 산화티탄안료 1.5 중량 %로 구성되는 것을 이용하였음); 2) Each of the weighed powdery raw materials is charged into a kitchen mixer in the order of lightweight aggregate → activated carbon → mineral filler → inorganic magnesium phosphate binder (the composition of the inorganic magnesium phosphate binder is 80 wt% of light oxidized magnesia and 20 wt% of reactive oxidized magnesia % By weight of magnesium phosphate consisting of 3% by weight of aluminum phosphate, 55% by weight of potassium monophosphate and 42% by weight of ammonium monophosphate, 4.5% by weight of a mixture of boric acid and magnesium sulfate mixed retardant, 1.5% by weight of titanium oxide pigment was used);

3) 분말상을 키친 믹서 레벨 1(약 30rpm)에서 5분간 느리게 균일 혼합하고, 레벨을 3(약 60rpm)으로 올려서 1~2분간 빠르게 혼합하는 단계; 3) mixing the powder phase slowly and uniformly for 5 minutes at the kitchen mixer level 1 (about 30 rpm), raising the level to 3 (about 60 rpm) and quickly mixing for 1 to 2 minutes;

4) 균일 혼합된 분말상의 조성물에 설정한 물을 일시에 투입하고 같은 레벨의 속도로 빠르게 30초간 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 4) adding the water set in the homogeneously mixed powdery composition at a time and rapidly mixing at the same level of speed for 30 seconds to prepare a slurry;

5) 제조된 슬러리에 탄산염을 투입하는 단계; 5) introducing carbonate into the prepared slurry;

6) 혼합된 슬러리를 레벨 5(120rpm)로 상승시켜 급격하게 교반하면서 물속에 기포를 주입하고, 탄산염이 MgO 와 PO4 이온과 반응하면서 초기 형태를 잃어버리고 M+나 M++(M=Na, K, NH4, M++=Ca, Mg, Ba 등) 및 CO2 의 형태로 분리되면서 CO2 가스에 의해 기포를 발생시키는 단계;6) Bubbles are injected into the water while raising the mixed slurry to the level 5 (120 rpm) and stirring rapidly. When the carbonate reacts with MgO and PO 4 ions, the initial form is lost and M + or M ++ (M = Na , K, NH 4, as the step of separation in the form of M ++ = Ca, Mg, Ba, etc.), and CO 2 generating a bubble by the CO 2 gas;

7) 발생된 기포가 소포되지 않도록 30초 이내에서 교반을 멈추고 즉시 이를 성형틀에 충진하는 단계(기포가 형성되는 단계에서는 물리적 충격을 가하면 소포현상이 발생할 수 있음); 7) Stop stirring within 30 seconds so that the bubbles generated are not bubbled, and immediately fill the bubbles in the mold (bubbles may occur when physical impact is applied at the stage of bubbling);

8) 충진한 원료가 성형틀 곳곳에 잘 스며들 수 있도록 1~2초간 진동을 가하는 단계( 이 단계에서 진동을 가하여 슬러리가 소포현상을 나타내나 슬러리 내에 투입되어 있던 미반응 탄산염이 진동에 의해서 균일하게 포진하면서 MgO 와 PO4 이온과 접촉으로 기포발생이 촉진됨); 8) Vibration is applied for 1 to 2 seconds so that the charged raw material can penetrate well in the molding die. (In this step, the unreacted carbonate introduced into the slurry exhibits a fouling phenomenon by applying vibration to the slurry. And bubbling is promoted by contact with MgO and PO 4 ions);

9) 성형틀에 채워진 성형물이 5~20분 이내에 경화하는 단계(경화시간은 성형하고자 하는 제품의 면적이나 규모 등에 따라서 지연제의 첨가량을 변화시키는 것으로 조절 가능함); 9) The step of curing the molding filled in the molding mold within 5 ~ 20 minutes (the curing time can be adjusted by changing the addition amount of retarding agent depending on the area and size of the product to be molded);

10) 경화된 발포세라믹 성형체는 30~60분의 자연경화시간 경과 후에 탈형하는 단계(탈형시간은 경화시간 조절에 의해서 변경가능하며, 탈형시간에 따라서 제품의 완성도가 높아지며, 생산성이 크게 좌우됨); 10) Cured Foam Ceramic Molded Body is demolded after lapse of 30 to 60 minutes of natural curing time (demould time can be changed by controlling the curing time, the product is completed according to desorption time, productivity is largely influenced) ;

11) 탈형된 성형품은 자연양생 28일 재령하여 최종제품을 완성하는 단계; 11) Completing the final product by aging the demolded molded product for 28 days of natural curing;

11)-1 탈형된 성형품을 30-35℃의 온도하에 24~72시간 열풍 건조기내에 유지하는 것으로 최종제품을 완성하는 단계
11) -1 Completing the final product by maintaining the demolded molded article in a hot-air dryer at a temperature of 30-35 占 폚 for 24-72 hours

Figure pat00001
Figure pat00001

실시예 9는 실시예 1과 동일하게 시행하되, 산화티탄안료 1.5 중량%를 Fe3O4 흑색 안료로 변경하였다. Example 9 was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1.5 weight% of titanium oxide pigment was changed to Fe 3 O 4 black pigment.

실시예 11은 실시예 1과 동일하게 시행하되, 산화티탄안료 1.5 중량%를 Fe2O3 황토색 안료로 변경하였다.
Example 11 was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1.5 weight% of titanium oxide pigment was changed to Fe 2 O 3 earthy color pigment.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

* : MgCl2(3.6M 수용액)
*: MgCl 2 (3.6M aqueous solution)

각 실시예 및 비교예에 의하여 얻어진 시편들의 물성은 아래의 표 6과 같았다.
The physical properties of the specimens obtained by the Examples and Comparative Examples were as shown in Table 6 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

[비교예 9] [Comparative Example 9]

비교예 9는 대한민국 특허공개 특1999-014664호에 기재된 발명 조성물의 실시예 2를 재현한 것이다.  Comparative Example 9 is a reproduction of Example 2 of the inventive composition disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-014664.

탄산칼륨 22g 22 g of potassium carbonate

인산일암모늄 36g Ammonium phosphate 36g

플라이 애쉬 25g Fly ash 25g

산화마그네슘 38g Magnesium oxide 38 g

물 17ml
Water 17ml

그 결과, 28일 압축강도는 27.8MPa 을 발현하였으며, 초기 경화시간은 4분 40초, 종결시간은 5분 10초, 밀도는 1.98g/cm3, 흡수율 6.9%를 나타내었다.
As a result, the compressive strength of 28 days was 27.8 MPa. The initial curing time was 4 minutes and 40 seconds, the termination time was 5 minutes and 10 seconds, the density was 1.98 g / cm 3 , and the absorption rate was 6.9%.

[비교예 10] [Comparative Example 10]

비교예 10은 US 5,830,815호에 기재된 발명 조성물의 실시예 1을 나타낸 것이다.  Comparative Example 10 shows Example 1 of the inventive composition described in US 5,830,815.

탄산칼륨 15%를 인산수용액(50%)에 투입하여 수용액 제조한 후, 100g의 수용액에 50g의 산화물을 첨가하였다. 산화물은 하소된 MgO 85%와 붕산 15%를 혼합한 것이다. 탄산칼륨의 첨가로 수화열이 발생하지 않았다.15% of potassium carbonate was added to an aqueous phosphoric acid solution (50%) to prepare an aqueous solution. Then, 50 g of oxide was added to 100 g of the aqueous solution. The oxide is a mixture of calcined MgO 85% and boric acid 15%. Addition of potassium carbonate did not cause hydration.

그 결과 제조된 시편은 오픈포아 6.1%, 밀도가 1.77g/cc(g/cm3), 클로스 포아 10.2%, 압축강도 3,700psi(25MPa)를 나타내는 치밀한 성형체를 얻을 수 있었다. 이는 K2CO3와 H3PO4의 중화 반응으로 KH2PO4를 생성시키고 추가로 첨가되는 MgO 와의 반응을 통해서 스투르바이트를 생성시킬 목적으로 사용하기 때문에 반응중에서 생성되는 이산화탄소를 모두 제거하고 안정화 한 후 MgO 를 첨가하여 반응시키는 제조방법을 이용하는 것으로부터 발포생성물을 얻을 수 없는 것이다.
As a result, compact specimens with open pores of 6.1%, density of 1.77 g / cc (g / cm 3 ), cloth pore of 10.2% and compressive strength of 3,700 psi (25 MPa) were obtained. This is because K 2 CO 3 and H 3 PO 4 are neutralized to produce KH 2 PO 4 and further reacted with MgO to form sturubite. Therefore, all of the generated carbon dioxide is removed It is impossible to obtain a foamed product by using a production method in which MgO is added after stabilization.

Claims (7)

아래의 단계로 구성되는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물의 제조방법.

1) 무기질 필러 5~20 중량%, 경량골재 5~20 중량%, 활성탄 10~20 중량%, 무기질 인산마그네슘 결합재 40 내지 80 중량%, 탄산염 0.5 내지 10 중량%로 구성되는 무기결합재 조성물을 각각의 용기에 저울을 이용하여 칭량하는 단계;
2) 각각 칭량된 분상원료를 경량골재→활성탄→무기질 필러→무기질인산마그네슘 결합재의 순으로 믹서기에 투입하는 단계;
3) 믹서기에 투입된 분말상을 혼합하는 단계;
4) 균일 혼합된 분말상의 조성물 100중량부에 대하여 30 내지 50중량부의 물을 투입하고 혼합하여 슬러리상으로 제조하는 단계;
5) 제조된 슬러리 100 중량부에 대하여 탄산염 0.5 내지 11 중량부를 투입하는 단계;
6) 탄산염이 혼합된 슬러리를 급격하게 교반하면서 물속에 기포를 주입하고, 탄산염이 MgO 와 PO4 이온과 반응하면서 초기 형태를 잃어버리고 M+나 M++(M=Na, K, NH4, M++=Ca, Mg, Ba 등) 및 CO2 의 형태로 분리되면서 CO2 가스에 의해 기포를 발생시키는 단계;
7) 발생된 기포가 소포되지 않도록 교반을 멈추고 이를 성형틀에 충진하는 단계;
8) 충진한 원료가 성형틀 곳곳에 잘 스며들 수 있도록 1~2초간 진동을 가하는 단계;
9) 성형틀에 채워진 성형물이 5~20분 이내에 경화하는 단계;
10) 경화된 발포세라믹 성형체는 30~60분의 자연경화시간 경과 후에 탈형하는 단계;
11) 탈형된 성형품을 양생하여 무기질 상온경화형 발포 세라믹을 완성하는 단계
A method for producing an inorganic ordinary temperature curing type foamed ceramic composition comprising the steps of:

1) An inorganic binder composition comprising 5 to 20% by weight of an inorganic filler, 5 to 20% by weight of a lightweight aggregate, 10 to 20% by weight of activated carbon, 40 to 80% by weight of an inorganic magnesium phosphate binder, and 0.5 to 10% Weighing the container using a balance;
2) charging each weighed powdery raw material into a mixer in the order of lightweight aggregate, activated carbon, inorganic filler, and inorganic magnesium phosphate binder;
3) mixing the powder phase charged in the mixer;
4) adding 30 to 50 parts by weight of water to 100 parts by weight of the uniformly mixed powdery composition, and mixing to prepare a slurry;
5) charging 0.5 to 11 parts by weight of carbonate with respect to 100 parts by weight of the prepared slurry;
6) Bubbles were injected into the water while stirring the slurry mixed with the carbonate, and the carbonate lost its initial shape due to reaction with MgO and PO 4 ions, and M + or M + + (M = Na, K, NH 4 , comprising: M ++ = Ca, as separated in the form of Mg, Ba, etc.), and CO 2 generating a bubble by the CO 2 gas;
7) stopping the agitation so that the generated bubbles are not bubbled, and filling the bubbles in a mold;
8) applying vibration to the filling material for 1 to 2 seconds so as to allow the filling material to penetrate well in the forming mold;
9) curing the molding filled in the mold within 5 to 20 minutes;
10) a step of demolding the cured foamed ceramic formed body after a natural curing time elapses from 30 to 60 minutes;
11) Curing the demolded molded article to complete the inorganic room temperature curing type foamed ceramic
제1항에 있어서
무기질 인산마그네슘 결합재 조성물은 결합재 조성물 총 100중량%에 있어서 경소산화마그네시아 80 중량%와 반응성 산화마그네시아 20중량%로 구성되는 산화마그네슘을 40 중량%, 인산알루미늄 3중량%와 1인산칼륨 55중량%와 1인산암모늄 42 중량%로 구성되는 인산염 54중량%, 붕산과 황산마그네슘 혼합 지연제를 4.5 중량%, 산화티탄안료 1.5중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물의 제조방법.
The method of claim 1, wherein
The inorganic magnesium phosphate binder composition is prepared by mixing 40 wt% of magnesium oxide consisting of 80 wt% of light magnesia magnesia and 20 wt% of reactive magnesia, 3 wt% of aluminum phosphate and 55 wt% of monopotassium phosphate in 100 wt% 54 weight% of phosphate consisting of 42 weight% of ammonium monophosphate, 4.5 weight% of boric acid and magnesium sulfate mixture retarder, and 1.5 weight% of titanium oxide pigment.
제1항에 있어서,
본말상을 혼합하는 단계는 5분간 느리게(30rpm) 혼합하고, 1~2분간 빠르게(60rpm) 혼합하는 것을 특징으로 하는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물의 제조방법
The method according to claim 1,
Wherein the step of mixing the phase is performed for 5 minutes at a slow speed (30 rpm), and the mixture is rapidly mixed for 1 to 2 minutes (60 rpm)
제1항에 있어서,

탄산염이 혼합된 슬러리를 혼합하는 단계는 100~150rpm으로 급격하게 혼합하는 것을 특징으로 하는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물의 제조방법.
The method according to claim 1,

Wherein the step of mixing the carbonate slurry with the slurry is carried out rapidly at a rate of 100 to 150 rpm.
제1항 내지 제4항 기재된 어느 한 항의 방법으로 제조되며, 상온 경화가 가능하고 흡수율이 45% 이상인 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물.
A foamed ceramics composition prepared by any one of claims 1 to 4 and capable of room temperature curing and having a water absorption rate of 45% or more.
제5항에 있어서,

밀도가 0.64 내지 0.98(g/cm3)인 것을 특징으로 하는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물.
6. The method of claim 5,

And a density of 0.64 to 0.98 (g / cm < 3 >).
제5항에 있어서,

표면경화시간이 7 내지 19분인 것을 특징으로 하는 무기질 상온경화형 발포 세라믹 조성물.
6. The method of claim 5,

And a surface hardening time of 7 to 19 minutes.
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