KR20160112399A

KR20160112399A - 불연성 코팅제 조성물

Info

Publication number: KR20160112399A
Application number: KR1020150038088A
Authority: KR
Inventors: 오수영
Original assignee: 김옥중; 오수영
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-09-28
Also published as: KR101815556B1

Abstract

본 발명은 불연성 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 불연성 건축 내외장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 규산나트륨, 규산칼륨, 계면활성제, 유리섬유, 탄산마그네슘, 아크릴 에멀젼, 벤토나이트, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말, 산화마그네슘, 전분 및 물을 포함하는 불연성 코팅제 조성물; 및 건축 내외장재의 표면에 상기 불연성 코팅제 조성물을 코팅함으로써 형성되는 코팅층을 포함하는 불연성 건축 내외장재에 관한 것이다.
본 발명은 화재발생 시 연소속도를 지연시키고 유독성 가스의 발생을 최소화시키며 난연성, 접착성, 내구성, 내수축성, 단열성, 흡음성 등이 우수한 불연성 코팅제 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 건축 내외장재 상에 일정 두께로 코팅층을 형성하여 장기간 사용하더라도 코팅층의 박리가 없으며, 난연성, 단열성, 접착성, 내구성, 내수축성, 내충격성 등이 우수한 불연성 건축 내외장재를 제공할 수 있다.

Description

불연성 코팅제 조성물{A non-flammable coating composition}

본 발명은 불연성 코팅제 조성물 및 이를 포함하는 불연성 건축 내외장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 규산나트륨, 규산칼륨, 계면활성제, 유리섬유, 탄산마그네슘, 아크릴 에멀젼, 벤토나이트, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말, 산화마그네슘, 전분 및 물을 포함하는 불연성 코팅제 조성물; 및 건축 내외장재의 표면에 상기 불연성 코팅제 조성물을 코팅함으로써 형성되는 코팅층을 포함하는 불연성 건축 내외장재에 관한 것이다.

효율적인 에너지 관리를 위해 건축물의 벽, 천장, 바닥 등에는 단열성, 기밀성, 내충격성 등이 우수한 단열재가 널리 사용되고 있다.

단열재로서는 비용, 경량성, 단열성, 작업성 등의 특성이 우수한 발포 폴리스티렌, 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리우레탄 등의 유기계 폴리머 소재가 많이 사용된다.

그러나 유기계 폴리머 소재는 대부분 가연성이어서 여러 가지 착화원에 의하여 연소가 쉽게 일어나고, 일단 연소가 개시되면 그 진행이 폭발적이며 추가적으로 건물의 화재 및 폭발을 유발시킬 수 있다.

또한 상기 유기계 폴리머 소재는 연소 시 일산화탄소, 염화수소, 시안화가스 등의 유독가스를 발생시켜 인명피해를 초래한다.

한편 상기 소재들의 연소에 따른 문제점을 보완하기 위하여 유기계 및 무기계 난연제가 첨가제로 널리 사용되고 있다. 유기계 난연제로는 할로겐 화합물, 인계 화합물 등이 있고, 무기계 난연제로는 안티몬계 화합물, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등이 있다.

그러나 상기 난연제는 연소 시 난연성을 향상시키기는 하지만 온난화 유발, 유독성 가스 방출, 발암 물질 생성 등의 다양한 환경문제를 초래할 수 있다.

따라서 난연성이 우수하고 인체에 무해하며 작업성이 뛰어난 환경 친화적인 난연제의 개발이 필요하다.

이와 관련하여 난연성을 개선하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있는데, 한국등록특허 제10-1137837호는 스티로폼을 알갱이 형태로 분쇄하는 단계, 상기 알갱이 형태의 스티로폼을 발포시키는 단계, 상기 발포 알갱이 스티로폼에 불연성제를 코팅시키는 단계, 상기 불연성제 코팅 스티로폼과 석고액을 혼합시키는 단계 및 상기 혼합물을 원하는 형상으로 성형하는 단계를 포함하는 난연성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 불연성제는 카올린, 점토 또는 이의 혼합물 50~70중량%, 규사 분말 10~30중량%, 알루미나 1~5중량%, 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 스티로폼의 제조방법을 개시하고 있다.

또한 한국등록특허 제10-0762540호는 점토질 황토를 채취하여 건조기에서 40~60℃의 온도로 4~6시간 동안 완전 건조시킨 후 분쇄시키는 황토 분쇄단계; 개펄에서 채취한 진흙을 건조기에서 40~60℃의 온도로 6~8시간 동안 완전 건조시킨 후 분쇄시킨 다음 민물에 2~4일 동안 침지시켜 염분을 제거시키고, 건조기에서 상기 온도 및 시간동안 재차 완전 건조시킨 후 재분쇄시키는 진흙 분쇄단계; 분쇄된 상기 황토 95~98중량%와 상기 진흙 2~5중량%를 균일하게 혼합시키는 혼합단계; 스티로폼 원료인 발포 폴리스티렌을 1차 발포시켜 형성한 스티로폼 알갱이 92~97중량%와 진흙이 혼합된 황토 3~8중량%를 균일하게 혼합시킨 후 성형기로 이동시켜 5~7의 공기압과 열스팀 60~80℃로 2~10분 동안 성형시키는 성형단계; 및 성형 후 제품을 냉수건조시켜 성형틀로부터 탈형시키는 탈형단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 황토가 함유된 난연성 스티로폼 제조방법을 개시하고 있다.

한편 한국공개특허 제10-2008-0086293호는 분산 가교된 물유리 용액 85~95중량%, 초산마그네슘아연칼륨 수용액 1~2중량%, 베이킹파우더 0.5~2.0중량% 및 인산마그네슘암모늄 수용액 3~15중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연화 도포제 조성물을 개시하고 있다.

그러나 상기 문헌에 개시된 기술은 발포체 입자 표면에 난연제를 코팅하여 스티로폼을 제조하거나 발포체 입자 및 석고액 또는 황토를 혼합하여 스티로폼을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 스티로폼 제조 공정 중에 발포 알갱이의 표면에 코팅된 난연제가 소실되어 화재 시 내부 발포 알갱이가 쉽게 연소될 수 있으며, 발포체 입자와 석고액 또는 황토의 불균일한 혼합으로 우수한 난연성을 발현할 수 없게 된다.

또한 상기 난연화 도포제 조성물로 코팅된 스티로폼은 장기간 사용 시 접착성 및 내수축성이 저하되어 코팅층이 쉽게 탈리되며 이로 인해 난연성 및 단열성이 급격히 감소된다.

한국등록특허공보 10-1137837B1 한국등록특허공보 10-0762540B1 한국공개특허공보 10-2008-0086293A

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화재발생 시 연소속도를 지연시키고 유독성 가스의 발생을 최소화시키며 난연성, 접착성, 내구성, 내수축성, 단열성, 흡음성 등이 우수한 불연성 코팅제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 건축 내외장재 상에 일정 두께로 코팅층을 형성하여 장기간 사용하더라도 코팅층의 박리가 없으며, 난연성, 단열성, 접착성, 내구성, 내수축성, 내충격성 등이 우수한 불연성 건축 내외장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 규산나트륨, 규산칼륨, 계면활성제, 유리섬유, 탄산마그네슘, 아크릴 에멀젼, 벤토나이트, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말, 산화마그네슘, 전분 및 물을 포함하는 불연성 코팅제 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 규산나트륨 15~55중량%, 규산칼륨 10~25중량%, 계면활성제 1~5중량%, 유리섬유 1~5중량%, 탄산마그네슘 1~5중량%, 아크릴 에멀젼 1~10중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 1~5중량%, 산화마그네슘 1~5중량%, 전분 1~5중량% 및 물 1~20중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 기포제 1~10중량% 및 기포 안정제 1~5중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 실란 커플링제 1~10중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤토나이트 및 구 형상의 세라믹 분말은 실란 커플링제로 표면 처리되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 건축 내외장재용 코팅제를 제공한다.

아울러 본 발명은 건축 내외장재; 및 상기 내외장재의 표면에 코팅되는 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 상기 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 건축 내외장재를 제공한다.

본 발명은 화재발생 시 연소속도를 지연시키고 유독성 가스의 발생을 최소화시키며 난연성, 접착성, 내구성, 내수축성, 단열성, 흡음성 등이 우수한 불연성 코팅제 조성물을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 건축 내외장재 상에 일정 두께로 코팅층을 형성하여 장기간 사용하더라도 코팅층의 박리가 없으며, 난연성, 단열성, 접착성, 내구성, 내수축성, 내충격성 등이 우수한 불연성 건축 내외장재를 제공할 수 있다.

이하 실시예를 바탕으로 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 사용된 용어, 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 통상의 기술자의 이해를 돕기 위하여 예시된 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 권리범위 등이 이에 한정되어 해석되어서는 안 된다.

본 발명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 나타낸다.

본 발명은 규산나트륨, 규산칼륨, 계면활성제, 유리섬유, 탄산마그네슘, 아크릴 에멀젼, 벤토나이트, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말, 산화마그네슘, 전분 및 물을 포함하는 불연성 코팅제 조성물에 관한 것이다.

상기 조성물은 규산나트륨 15~55중량%, 규산칼륨 10~25중량%, 계면활성제 1~5중량%, 유리섬유 1~5중량%, 탄산마그네슘 1~5중량%, 아크릴 에멀젼 1~10중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 1~5중량%, 산화마그네슘 1~5중량%, 전분 1~5중량% 및 물 1~20중량%를 포함할 수 있다.

상기 규산나트륨은 난연성, 접착성 및 융착성의 부여를 위해 사용되며, 고체상 또는 용액으로 사용될 수 있다.

상기 규산나트륨 용액은 규산나트륨에 물, 식물성 기름, 기계유, 그리스, 등유, 광유, 파라핀오일 및 초산화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 첨가한 후 교반하여 제조된다. 상기 식물성 기름은 콩기름, 옥수수기름, 피마자유, 해바라기유, 면실유, 유채유, 쌀겨유, 올리브유, 야자유 등을 포함하고, 상기 초산화합물은 초산에틸, 초산암모니아수, 초산염 등을 포함한다. 상기 식물성 기름은 특별히 제한되지 않으나, 식물성 기름에 메탄올, 에탄올, 부탄올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 첨가하고 교반시켜 제조되는 개질 식물성 기름인 것이 바람직하다.

규산나트륨의 함량은 15~55중량%인 것이 바람직하며, 함량이 15중량% 미만인 경우 기재 상에 코팅 시 기재와의 접착성 및 융착성이 저하되고, 55중량%를 초과하는 경우 내외장재의 난연성이 오히려 저하된다.

규산칼륨은 접착성이 우수하여 조성물의 혼화성 및 기재와의 융착성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 내외장재의 난연성을 개선할 수도 있다.

규산칼륨의 함량은 10~25중량%인 것이 바람직하며, 함량이 10중량% 미만인 경우 기재 상에 코팅 시 기재와의 융착성이 저하되고, 25중량%를 초과하는 경우 조성물의 혼화성이 저하되며 균일한 코팅층이 형성될 수 없게 된다.

계면활성제는 조성물의 혼화성을 증가시키고, 기재와의 계면 특성을 향상시키기 위하여 사용된다.

계면활성제로는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등이 있으며, 그 종류에 제한 없이 모두 사용될 수 있다. 양이온 계면활성제로는 암모늄염, 피리디늄염, 이미다졸리늄염, 아민염 등이 있고, 음이온 계면활성제로는 황산염, 술폰산염, 인산염 등이 있으며, 양쪽성 계면활성제로는 이미다졸린, 베테인, 아미노산 등이 있고, 비이온성 계면활성제로는 지방산 에스테르, 에톡실레이티드 알콜, 아민 유도체, 산화에틸렌 등이 있다.

계면활성제의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 조성물의 혼화성이 불량하고 기재 상에 코팅 시 기재와의 융착성이 저하되고, 5중량%를 초과하는 경우 기재와의 계면 특성이 오히려 저하된다.

유리섬유는 내외장재의 난연성, 기계적 강도, 단열성 등을 향상시키기 위하여 사용된다. 유리섬유의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 난연성, 기계적 강도 등의 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하는 경우 균일한 조성물을 형성할 수 없으며 유연성이 부족하여 내충격성이 저하된다.

상기 탄산마그네슘은 기재와 코팅층의 접착력을 향상시켜 장기간 사용 시에도 코팅층이 박리되지 않도록 하는 박리 방지제로 사용된다.

탄산마그네슘의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 박리 방지 기능 및 내구성의 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하는 경우 균일한 코팅층을 형성할 수 없으며 난연성이 오히려 저하된다.

아크릴 에멀젼은 접착성 및 탄성을 부여하기 위하여 사용되며, 사용되는 아크릴계 수지로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 아크릴 공중합체 등이 있다.

아크릴 에멀젼의 함량은 1~10중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 내외장재의 접착성 및 탄성이 충분히 발현될 수 없고, 10중량%를 초과하는 경우 내외장재의 난연성이 오히려 저하된다.

상기 벤토나이트는 내외장재의 난연성, 단열성, 흡음성 등을 향상시키기 위하여 사용된다. 벤토나이트의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 난연성, 단열성 등의 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하는 경우 균일한 조성물을 형성할 수 없으며 기재와의 계면 특성이 저하된다.

벤토나이트의 입경은 바람직하게는 1~500μm이고, 보다 바람직하게는 10~200μm이다. 분말의 입경이 1μm 미만인 경우 가공성이 저하되어 균일한 조성물을 형성할 수 없고, 500μm를 초과하는 경우 접착성 및 난연성이 오히려 저하된다.

또한 입경이 서로 다른 두 종류의 분말이 동시에 사용될 수 있는데, 입경이 10~50μm인 분말과 입경이 100~200μm인 분말이 혼합 사용될 수 있다. 서로 다른 입경의 분말이 사용됨으로 인해 균일한 조성물이 형성될 수 있으며 내외장재의 접착성 및 난연성도 향상될 수 있다.

상기 분말은 규산나트륨 수용액으로 코팅될 수 있으며, 코팅 분말을 사용함으로써 규산나트륨과의 혼합 시 가공성 및 결합성이 향상되어 균일한 조성물을 생성할 수 있으며, 내외장재의 접착성 및 난연성 또한 향상될 수 있다.

코팅의 두께는 규산나트륨 수용액 및 분말의 함량비를 변화시킴으로써 적절히 조절될 수 있다. 코팅 방법으로는 일정 크기의 분말을 규산나트륨 수용액에 침지하는 방법, 분말 상에 규산나트륨 수용액을 분사하여 피복하는 방법 등이 있다.

가공성 및 난연성을 향상시키기 위해 규산나트륨 수용액으로 코팅된 코팅 분말 및 코팅되지 않은 분말이 동시에 사용될 수도 있다.

상기 구 형상의 세라믹 분말은 내부에 진공상태의 중공을 포함하며, 분말의 직경은 1~500μm이고 주성분은 알루미노 실리케이트이다.

상기 구 형상의 세라믹 분말은 표면이 구형이므로 표면적이 최소화되어 입자 간의 접촉 면적이 작아지며 따라서 열전도가 낮을 뿐 아니라 표면이 매끄러운 구 형태이기 때문에 반사에 의해 복사를 최소화시킴으로써 효과적으로 열전달을 차단하여 우수한 난연 효과 및 단열 효과를 나타낼 수 있다.

또한 내부에 존재하는 진공상태의 중공은 열전도율을 낮추어 난연성 및 단열성을 획기적으로 향상시키고 음파의 이동을 저하시키는 역할을 한다.

상기 구 형상의 세라믹 분말의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 난연 및 단열 효과를 기대하기 어렵고, 5중량%를 초과하는 경우 가공성 및 접착성이 저하되어 난연성이 오히려 감소된다.

분말의 직경은 1~500μm인 것이 바람직한데, 직경이 1μm 미만인 경우 그 크기가 너무 작아서 난연성, 단열성 및 반사 효율이 저하되고, 직경이 500μm를 초과하는 경우 도막의 균일성을 확보하기 어려워 난연성은 오히려 저하된다.

상기 산화마그네슘은 내외장재의 난연성 및 단열성을 향상시키기 위하여 사용된다. 산화마그네슘의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 난연성 및 단열성의 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하는 경우 균일한 조성물을 형성할 수 없으며 기재와의 계면 특성이 저하된다.

상기 전분은 기재와 코팅층의 접착력을 개선하고 수분의 침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위하여 사용된다.

전분의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 접착력 및 내구성의 효과가 미미하고, 5중량%를 초과하는 경우 균일한 코팅층을 형성할 수 없으며 코팅층의 강도가 저하된다.

물은 조성물의 농도를 조절하는 역할을 하는 것으로서, 그 함량은 1~20중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 균일한 조성물을 형성할 수 없어 가공성 및 코팅성이 저하되고, 20중량%를 초과하는 경우 균일한 코팅층을 형성할 수 없어 난연성이 오히려 저하된다.

본 발명의 조성물은 기포제를 추가로 포함할 수 있다. 기포제는 코팅층 내에 기포를 생성시키는 역할을 할 뿐 아니라 상기 조성물이 내외장재의 표면에 코팅될 때 내외장재의 내부로 조성물이 침투할 수 있도록 함으로써 내외장재의 난연성, 단열성, 흡음성 등을 향상시킨다.

기포제로는 계면활성제계 기포제, 동물성계 기포제(동물의 혈액, 카제인, 젤라틴 등), 고분자 기포제(폴리아크릴레이트 등), 광물성계 기포제(도데실 벤젠계 화합물, 알루미늄 분말, 탄화규소, 탄산수소나트륨, 아연 분말, 철분 등) 등이 있다.

기포제의 함량은 1~10중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 생성되는 기포의 양이 매우 적어 난연성, 단열성 등의 효과를 나타낼 수 없고, 10중량%를 초과하는 경우 과량의 기포가 생성되어 기재와의 접착 특성이 저하된다.

또한 상기 조성물은 기포 안정제 1~5중량%를 추가로 포함할 수 있다. 상기 기포안정제는 조성물 내의 거대 기공을 제거하여 내외장재의 접착성, 난연성 및 외관 특성을 향상시키기 위하여 사용된다.

기포 안정제로는 단백질 분해물, 사포닌, 카제인, 카제인 나트륨계 화합물, 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 라우릴디메틸아민옥사이드, 코코아미드, 코코아미노산염, 폴리에틸렌글리콜 등이 사용될 수 있다.

기포 안정제의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 거대 기공의 제거 효과를 나타낼 수 없고, 5중량%를 초과하는 경우 조성물의 점도 증가로 인하여 유동성 및 가공성이 저하된다.

본 발명은 색상 부여를 위해 안료를 추가로 첨가할 수 있으며, 안료로는 유기계 및 무기계 모두 사용가능하고, 특히 벤토나이트, 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화아연, 실버화이트, 카본블랙, 황산구리 등이 바람직하다. 또한 안료의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하다.

상기 조성물의 점도를 증진시키기 위하여 유기계 및 무기계 증점제가 사용될 수 있으며, 특히 셀룰로오스유도체, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 황토, 실리카, 알킬산유도체, 폴리비닐알콜 등이 주로 사용된다. 증점제의 함량은 1~5중량%인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 조성물은 실란 커플링제 1~10중량%를 추가로 포함할 수 있다. 실란 커플링제는 유기 화합물과 결합할 수 있는 유기 관능기 및 무기물과 반응할 수 있는 가수분해기를 가지며, 아크릴계 수지, 규산나트륨, 구 형상의 세라믹 분말, 벤토나이트 및 유리섬유의 계면 접착력을 향상시켜 내외장재의 접착성, 내수성 및 난연성을 증가시킬 수 있다.

실란 커플링제로는 알킬 실란, 아미노 실란, 에폭시 실란, 아크릴 실란, 메르캅토 실란, 불소 실란, 비닐 실란, 클로로 실란, 실라잔 등이 사용된다.

실란 커플링제의 함량은 1~10중량%인 것이 바람직하며, 함량이 1중량% 미만인 경우 접착력 향상을 기대하기 어렵고, 10중량%를 초과하는 경우 과다한 실란 커플링제의 사용으로 오히려 계면 접착 특성 및 난연성이 저하된다.

상기 벤토나이트 및 구 형상의 세라믹 분말은 실란 커플링제로 표면 처리될 수 있다.

상기 벤토나이트 및 구 형상의 세라믹 분말을 실란 커플링제로 표면 처리함으로써 분말과 다른 성분 간의 계면 특성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 벤토나이트의 기공 안으로 다른 성분이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

분말의 표면에 코팅되는 실란 커플링제의 함량은 분말 100중량부 대비 1~10중량부 사용되는 것이 바람직하며, 함량이 1중량부 미만인 경우 접착력 향상을 기대하기 어렵고, 10중량부를 초과하는 경우 과다한 실란 커플링제의 사용으로 오히려 계면 접착 특성 및 난연성이 저하된다.

또한 본 발명은 상기 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 건축 내외장재용 코팅제에 관한 것이다.

상기 불연성 코팅제 조성물은 목재, 금속, 플라스틱, 세라믹, 보드, 탱크, 배관 등의 다양한 기재를 코팅하기 위한 코팅제로 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 불연성 코팅제 조성물은 건축물의 벽, 바닥, 천장 등에 사용되는 벽지, 타일, 보드, 스티로폼, 목재 가구, 단열재, 방음재, 차음재, 흡음재 등의 내외장재를 코팅하기 위한 코팅제로 사용될 수 있다.

본 발명은 건축 내외장재; 및 상기 내외장재의 표면에 코팅되는 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 상기 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 건축 내외장재에 관한 것이다.

내외장재 상에 일정 두께로 코팅층을 형성함으로써 난연성, 접착성, 내구성, 내수축성, 단열성, 흡음성 등이 우수한 건축 내외장재를 제공할 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

규산나트륨 40중량%, 규산칼륨 20중량%, 소듐 라우릴 설페이트 3중량%, 유리섬유 3중량%, 탄산마그네슘 3중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 에멀젼 5중량%, 벤토나이트 3중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 3중량%, 산화마그네슘 3중량%, 전분 2중량% 및 물 15중량%를 혼합하여 불연성 코팅제 조성물을 제조하였다.

통상적인 스티로폼을 상기 조성물이 포함된 욕조에 침지하여 스티로폼 상에 코팅층을 형성하였다.

상기 코팅층이 형성된 스티로폼을 50에서 3시간 건조하여 불연성 스티로폼을 제조하였다.

(실시예 2)

규산나트륨 40중량%, 규산칼륨 15중량%, 소듐 라우릴 설페이트 3중량%, 유리섬유 3중량%, 탄산마그네슘 3중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 에멀젼 5중량%, 벤토나이트 3중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 3중량%, 산화마그네슘 3중량%, 전분 2중량%, 메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란 5중량% 및 물 15중량%를 혼합하여 불연성 코팅제 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불연성 스티로폼을 제조하였다.

(실시예 3)

규산나트륨 40중량%, 규산칼륨 20중량%, 소듐 라우릴 설페이트 3중량%, 유리섬유 3중량%, 탄산마그네슘 3중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 에멀젼 5중량%, 메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란으로 표면 처리된 벤토나이트 3중량%, 메타크릴옥시프로필트리메톡시 실란으로 표면 처리된 구 형상의 세라믹 분말 3중량%, 산화마그네슘 3중량%, 전분 2중량% 및 물 15중량%를 혼합하여 불연성 코팅제 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불연성 스티로폼을 제조하였다.

(비교예 1)

코팅층을 형성하지 않은 통상적인 스티로폼을 제조하였다.

(비교예 2)

탄산마그네슘을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불연성 스티로폼을 제조하였다.

즉, 규산나트륨 43중량%, 규산칼륨 20중량%, 소듐 라우릴 설페이트 3중량%, 유리섬유 3중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 에멀젼 5중량%, 벤토나이트 3중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 3중량%, 산화마그네슘 3중량%, 전분 2중량% 및 물 15중량%를 혼합하여 불연성 코팅제 조성물을 제조하였다.

(비교예 3)

내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 불연성 스티로폼을 제조하였다.

즉, 규산나트륨 43중량%, 규산칼륨 20중량%, 소듐 라우릴 설페이트 3중량%, 유리섬유 3중량%, 탄산마그네슘 3중량%, 폴리메틸메타크릴레이트 에멀젼 5중량%, 벤토나이트 3중량%, 산화마그네슘 3중량%, 전분 2중량% 및 물 15중량%를 혼합하여 불연성 코팅제 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 스티로폼의 난연성, 코팅액 침투성 및 연소 특성을 측정하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

난연성은 한국산업규격 KS F 2271의 방법으로 수행하였으며, 코팅액 침투성은 스티로폼 상에 불연성 코팅제 조성물을 코팅한 후 상기 조성물이 스티로폼 내부로 침투하는지를 육안으로 확인하였다(양호, 보통, 불량).

또한 연소 특성은 토치를 이용하여 스티로폼에 불꽃을 접촉시킨 후 연소 여부 및 소화 여부를 육안으로 확인하였다(양호, 보통, 불량).

구분	난연성	코팅액 침투성	연소 특성
실시예 1	난연 1급	양호	양호
실시예 2	난연 1급	양호	양호
실시예 3	난연 1급	양호	양호
비교예 1	없음	-	불량
비교예 2	난연 3급	보통	보통
비교예 3	난연 3급	보통	보통

상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1 내지 3의 불연성 코팅제 조성물은 스티로폼 상에 접착력이 우수한 코팅층을 형성하므로 월등한 난연성을 나타내며, 연소 시 그을음만 형성되고 소화 시 불꽃이 바로 제거되었다.

반면 비교예 1 내지 3은 난연성이 전혀 없거나 불량하고, 연소 시 바로 연소되고 소화 시 불꽃이 유지되는 시간이 10초 이상으로서 매우 열등한 난연 특성을 나타내었다.

Claims

규산나트륨, 규산칼륨, 계면활성제, 유리섬유, 탄산마그네슘, 아크릴 에멀젼, 벤토나이트, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말, 산화마그네슘, 전분 및 물을 포함하는 불연성 코팅제 조성물.
제1항에 있어서,
규산나트륨 15~55중량%, 규산칼륨 10~25중량%, 계면활성제 1~5중량%, 유리섬유 1~5중량%, 탄산마그네슘 1~5중량%, 아크릴 에멀젼 1~10중량%, 벤토나이트 1~5중량%, 내부에 진공상태의 중공을 포함하는 구 형상의 세라믹 분말 1~5중량%, 산화마그네슘 1~5중량%, 전분 1~5중량% 및 물 1~20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 코팅제 조성물.
제2항에 있어서,
기포제 1~10중량% 및 기포 안정제 1~5중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 코팅제 조성물.
제2항에 있어서,
실란 커플링제 1~10중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 코팅제 조성물.
제2항에 있어서,
상기 벤토나이트 및 구 형상의 세라믹 분말은 실란 커플링제로 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 불연성 코팅제 조성물.
제1항의 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 건축 내외장재용 코팅제.
건축 내외장재; 및 상기 내외장재의 표면에 코팅되는 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 제1항의 불연성 코팅제 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 불연성 건축 내외장재.