KR20200014526A - An aqueous binder composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수성 바인더 수지를 포함하는 바인더 조성물, 그리고 상기 바인더 조성물을 이용한 무기계 섬유의 결속방법에 관한 것이다.The present invention relates to a binder composition comprising an aqueous binder resin, and a method for binding inorganic fibers using the binder composition.
유리면 및 암면 등의 무기섬유 접착을 위한 바인더로서 다양한 형태의 수지가 연구되어 왔다. Various types of resins have been studied as binders for bonding inorganic fibers such as glass wool and rock wool.
종래에는 유독성인 포름알데히드의 잔량을 줄이기 위한 목적으로 페놀/포름알데히드 수지에 친수성 우레아를 함께 사용하였다. 그러나, 이러한 바인더 조성물은 친수성 우레아가 너무 많이 사용되어 열경화물의 강도와 내수성 등의 물성을 충분하게 달성하기 어려울 뿐만 아니라 아민취기를 발생하는 문제가 있었다. 또한, 천연물질에서 유래한 풀룰란(pullulan)과 당류를 주성분으로 하는 접착제 및 이를 함유한 성형물이 제공되기도 했으나, 이는 섬유상 재료의 접착을 위한 바인더 용도로 사용하기에는 경화도가 너무 낮아 강도와 내수성 등의 충분한 물성을 확보할 수 없는 문제가 있었다.Conventionally, hydrophilic urea has been used together with phenol / formaldehyde resins for the purpose of reducing the residual amount of toxic formaldehyde. However, such a binder composition has a problem in that too much hydrophilic urea is used, so that it is difficult to sufficiently achieve physical properties such as strength and water resistance of the thermoset and also generates amine odor. In addition, although an adhesive and a molding containing the same as pullulan (pullulan) and sugars derived from natural materials have been provided, this is too hard to be used as a binder for bonding fibrous materials, such as strength and water resistance. There was a problem that can not secure sufficient physical properties.
미국 공개특허공보 제2012-0133073호(특허문헌 1)에는 당밀과 다가산을 고온에서 반응시켜 얻어진 멜라노이딘 및 폴리에스테르 중합체의 접착제 용도가 개시되어 있으나, 당밀은 원료 자체의 특성상 성분의 종류와 함량이 일정하게 관리되기가 어려운 단점이 있다. 그리고 한국 공개특허공보 제2008-0049012호(특허문헌 2)는 중화된 다관능 산 화합물과 환원 당의 메일러드 반응물을 포함하는 접착제를 개시하고 있으나, 이는 경화물의 화학 구조로 볼 때 부드러운 특성이 있어 고온에서 경화반응 후 충분한 강도를 얻기가 어려운 문제점이 있다.U.S. Patent Application Publication No. 2012-0133073 (Patent Document 1) discloses an adhesive use of melanoidine and a polyester polymer obtained by reacting molasses and polyacid at a high temperature. The disadvantage is that it is difficult to manage constantly. In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0049012 (Patent Document 2) discloses an adhesive including a neutralized polyfunctional acid compound and a reducing sugar mailard reactant, which is soft at high temperatures in view of the chemical structure of the cured product. There is a problem in that it is difficult to obtain sufficient strength after the curing reaction.
이에, 내수성이나 기계적 강도 등의 물성이 우수한 경화물을 제조할 수 있으면서도, 경화성이 개선된 바인더 조성물의 개발에 대한 필요성이 여전히 남아있다.Accordingly, there is still a need for development of a binder composition having improved curability while being able to produce a cured product having excellent physical properties such as water resistance and mechanical strength.
본 발명은 유리면 및 암면 등과 같은 무기계 섬유상 재료의 접착에 있어서, 기존의 바인더와 비교하여 저렴하면서도, 내수성이나 기계적 강도 등의 물성이 개선된 수성 바인더 수지를 포함하는 수성 바인더 조성물을 제공하고자 한다.The present invention is to provide an aqueous binder composition comprising an aqueous binder resin in the bonding of inorganic fibrous materials, such as glass wool and rock wool, inexpensive compared to the conventional binder, but improved in physical properties such as water resistance and mechanical strength.
본 발명은 알데히드 화합물(A)과, 카다놀 유도체(b1) 및 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)을 포함하는 페놀성 화합물(B)이 축합되어 제조되는 수성 바인더 수지; 및 규소 함유 화합물을 포함하는 수성 바인더 조성물을 제공한다.The present invention relates to an aqueous binder resin prepared by condensation of an aldehyde compound (A) with a phenolic compound (B) containing a cardanol derivative (b1) and a phenolic compound (b2) other than a cardanol derivative; And a silicon-containing compound.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 수성 바인더 조성물을 무기계 섬유상 재료에 분무한 후, 열경화하는 단계를 포함하는 무기계 섬유상 재료의 결속방법을 제공한다.The present invention also provides a method for binding the inorganic fibrous material comprising spraying the aqueous binder composition according to the present invention onto the inorganic fibrous material and then thermosetting.
본 발명에 따른 수성 바인더 조성물을 이용하여 형성된 경화물은 내수성, 경화 강도, 경화 밀도, 인장 강도 등에 있어서 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 최종적으로 제조되는 성형품의 기계적 특성 및 분진율이 개선될 수 있다. 뿐만 아니라, 섬유상 재료의 결속에 사용되는 바인더 수지의 양을 줄일 수 있으므로 불연 성질까지도 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The cured product formed using the aqueous binder composition according to the present invention may exhibit excellent physical properties in water resistance, curing strength, curing density, tensile strength, and the like. Accordingly, the mechanical properties and the dust rate of the finally produced molded article can be improved. In addition, since the amount of the binder resin used to bind the fibrous material can be reduced, there is an advantage of improving the non-combustible properties.
다만, 본 발명의 효과는 상기 기재에 제한되어 해석되어서는 아니 된다.However, the effects of the present invention should not be interpreted limited to the above description.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. One. 수성 바인더 수지Aqueous binder resin
본 발명의 수성 바인더 조성물은 수성 바인더 수지를 포함한다.The aqueous binder composition of the present invention comprises an aqueous binder resin.
본 발명에 있어서, 상기 수성 바인더 수지는 알데히드 화합물(A)과, 카다놀 유도체(b1)와 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)을 포함하는 페놀성 화합물(B)이 축합되어 형성되는 페놀-알데히드 수지이다. In the present invention, the aqueous binder resin is a phenol formed by condensation of an aldehyde compound (A), a phenolic compound (B) comprising a cardanol derivative (b1) and a phenolic compound (b2) other than a cardanol derivative It is an aldehyde resin.
이하, 상기 성분들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the components will be described in detail.
<알데히드 화합물(A)><Aldehyde compound (A)>
상기 알데히드 화합물(A)은 화학 구조 내에 하나 이상의 알데히드기(-CHO)를 포함하는 화합물로서, 당업계에서 페놀-알데히드 수지를 형성하는데 이용될 수 있는 것으로 알려진 임의의 화합물일 수 있다.The aldehyde compound (A) is a compound comprising at least one aldehyde group (-CHO) in the chemical structure, may be any compound known in the art that can be used to form phenol-aldehyde resins.
예컨대, 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부티르알데히드, 글리옥살(glyoxal), 부탄디알, 펜탄디알, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타알데히드, 프탈알데히드, 벤즈알데히드, 2-클로로펜탄알, 2-메틸부탄알, 3-메틸부탄알, 사이클로헥산카브알데히드, 1,6-헥산디알 등일 수 있고, 당업계에서는 경제적 등의 측면에서 포름알데히드를 가장 많이 이용하나, 이에 한정되지 아니한다.For example, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, glyoxal, butanedial, pentanedial, malondialdehyde, succinedialdehyde, glutaaldehyde, phthalaldehyde, benzaldehyde, 2-chloropentane, 2-methylbutanal, 3-methylbutanal, cyclohexanecarbaldehyde, 1,6-hexanedial, and the like. In the art, formaldehyde is most used in terms of economics, but is not limited thereto.
<페놀성 화합물(B)><Phenolic compound (B)>
상기 페놀성 화합물(B)은 화학 구조 내에 하나 이상의 페놀(C6H6O) 구조를 포함하는 화합물을 총칭하는 것으로서, 당업계에서 상기 알데히드 화합물(A)과 축합되어 페놀-알데히드 수지를 형성하는데 이용될 수 있는 것으로 알려진 임의의 화합물일 수 있다.The phenolic compound (B) is a generic term for a compound comprising at least one phenol (C 6 H 6 O) structure in the chemical structure, in the art condensed with the aldehyde compound (A) to form a phenol-aldehyde resin It may be any compound known to be available.
다만, 본 발명의 수성 바인더 수지를 제조하는데 이용되는 페놀성 화합물(B)은 카다놀 유도체(b1)를 반드시 포함하므로, 본 발명에서의 상기 페놀성 화합물(B)은 카다놀 유도체(b1)와 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)로 구성될 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 카다놀 유도체(b1)와 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)은 1:99 내지 70:30의 몰비(b1:b2), 예를 들어, 1:99 내지 60:40의 몰비(b1:b2), 또는 2:98내지 50:50의 몰비(b1:b2)로 포함될 수 있다. 상기 카다놀 유도체(b1)가 페놀성 화합물(b2)과의 몰비가 1:99 미만으로 포함되는 경우에는 강도가 충분히 향상되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 상기 카다놀 유도체(b1)가 페놀성 화합물(b2)과의 몰비가 70:30 초과로 포함되는 경우에는 수지를 물에 안정적으로 분산하여 바인더를 제조하는데 어려움이 발생할 수 있다.However, since the phenolic compound (B) used to prepare the aqueous binder resin of the present invention necessarily includes a cardanol derivative (b1), the phenolic compound (B) in the present invention is a cardanol derivative (b1) and It may consist of a phenolic compound (b2) which is not a cardanol derivative. In the present invention, the cardanol derivative (b1) and the phenolic compound (b2), which is not a cardanol derivative, have a molar ratio (b1: b2) of 1:99 to 70:30, for example, 1:99 to 60: Molar ratio of 40 (b1: b2), or molar ratio (b1: b2) of 2:98 to 50:50. When the cardanol derivative (b1) is included in a molar ratio of less than 1:99 of the phenolic compound (b2), a problem may occur in that the strength is not sufficiently improved, and the cardanol derivative (b1) is a phenolic compound. When the molar ratio with (b2) is included in more than 70:30 it may be difficult to produce a binder by stably dispersing the resin in water.
<카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)><Phenolic compound (b2) which is not cardanol derivative>
상기 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)은 상기의 카다놀 유도체를 제외하고는, 앞서 설명한 바와 같이, 페놀-알데히드 수지를 제조하는데 통상적으로 이용될 수 있는 임의의 화합물을 포함한다.The phenolic compound (b2), which is not the cardanol derivative, includes any compound conventionally used to prepare a phenol-aldehyde resin, as described above, except for the cardanol derivative.
예컨대, 페놀, 크레졸, 크실레놀(xylenols), 쿠밀페놀, 노닐페놀, 부틸페놀, 페닐페놀, 에틸페놀, 옥틸페놀, 아밀페놀, 나프톨, 레조시놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 C, 카테콜, 하이드로퀴논, 피로갈롤, 우르시올, 유제놀(eugenol), 탄닌, 리그닌 등이나 이들의 혼합물을 이용할 수 있고, 당업계에서는 경제적 등의 측면에서 페놀을 가장 많이 이용하나, 이에 한정되지 아니한다.For example, phenol, cresol, xylenols, cumylphenol, nonylphenol, butylphenol, phenylphenol, ethylphenol, octylphenol, amylphenol, naphthol, resorcinol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol C, cate Kohl, hydroquinone, pyrogallol, ursiol, eugenol, tannin, lignin and the like or mixtures thereof may be used, and in the art, phenol is most used in terms of economy and the like, but is not limited thereto.
<카다놀 유도체(b1)>Cardanol derivative (b1)
상기 카다놀 유도체(b1)는 페놀성 화합물(B)의 일부로서 알데히드 화합물(A)과 반응하고, 종래 페놀-알데히드 수지를 일부 개질하여 그 물성을 개선한다. 상기 '개질'은 개질 대상 화합물(예컨대, 종래의 페놀-알데히드 수지)의 구조의 일부 또는 전부가 다른 화합물(예컨대, 카다놀 유도체)의 구조로 치환되어, 그 개질 대상 화합물의 화학적 성질에 변화가 발생하는 것을 의미한다.The cardanol derivative (b1) reacts with the aldehyde compound (A) as part of the phenolic compound (B), and partially reforms the conventional phenol-aldehyde resin to improve its physical properties. The 'modification' is a part or all of the structure of the compound to be modified (e.g., a conventional phenol-aldehyde resin) is replaced with the structure of another compound (e.g. cardanol derivative), the change in the chemical properties of the compound to be modified It means to occur.
다시 말해서, 본 발명에서는 상기 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)과 함께 카다놀 유도체(b1)를 병용함으로써, 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)만을 이용하여 제조하던 종래의 페놀-알데히드 수지에 비해, 내수성, 경화 밀도, 경화 강도, 인장 강도 등과 같은 물성이 개선된 페놀-알데히드 수지를 제공하는 것이다.In other words, in the present invention, by using a cardanol derivative (b1) together with a phenolic compound (b2) other than the above-mentioned cardanol derivative, the conventional phenol-manufactured using only the phenolic compound (b2) and not the cardanol derivative Compared to the aldehyde resin, to provide a phenol-aldehyde resin with improved physical properties such as water resistance, curing density, curing strength, tensile strength and the like.
상기 '유도체'는 어떤 화합물의 일부를 화학적으로 변화시켜서 얻어지는 구조적으로 유사한 화합물을 의미한다. 통상적으로 유도체(derivative(s))는 화합물 중의 수소원자 또는 특정 원자단이 다른 원자 또는 원자단에 의하여 치환된 화합물을 의미한다. 더 넓은 의미로는 첨가 반응 등으로 만들어진 생성물을 유도체라 한다. 따라서 상기 '카다놀 유도체(b1)'는 카다놀과 그 유도체를 총칭한다. 보다 구체적으로 상기 유도체는 아나카드 산(anacardic acid), 카돌(cadol), 2-메틸 카돌(2-methyl cardol), 또는 이들을 단량체로 하여 형성된 중합체를 포함할 수 있다.The term "derivative" means a structurally similar compound obtained by chemically changing a part of a compound. Derivative (s) generally means a compound in which a hydrogen atom or a specific atomic group in the compound is replaced by another atom or atomic group. In a broader sense, products made by addition reactions are called derivatives. Therefore, the 'cardanol derivative (b1)' is a generic term for cardanol and its derivatives. More specifically, the derivative may include anacardic acid, cadol, 2-methyl cardol, or a polymer formed of these monomers.
상기 카다놀 유도체(b1)는 자연에서 수득되는 것, 예컨대 CNSL(Cashew nut shell liquid)을 고온에서 열분해한 후 증류하여 수득되는 것, 구체적으로 180 내지 200℃에서 열분해한 후 증류하여 수득되는 것을 사용하거나, 또는 하기 화학식 1 내지 화학식 4의 화학 구조를 갖는 아나카드 산, 카돌, 카다놀, 및 2-메틸 카돌을 화학적으로 합성하여 혼합한 것, 또는 혼합 상태로 합성한 것을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The cardanol derivatives (b1) are those obtained in nature, such as those obtained by distillation of Cashew nut shell liquid (CNSL) at high temperature and then distilled, specifically those obtained by distillation after thermal decomposition at 180 to 200 ° C. Or chemically synthesized and mixed with anacardic acid, kadol, cardanol, and 2-methyl kadol having a chemical structure represented by the following Chemical Formulas 1 to 4, or those synthesized in a mixed state, but are not limited thereto. It doesn't happen.
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4][Formula 1] [Formula 2] [Formula 3] [Formula 4]
상기 화학식 1 내지 화학식 4에서 R은 다음과 같다.R in Formulas 1 to 4 is as follows.
R = C15H31-2n (n= 0, 1, 2 또는 3)R = C 15 H 31-2n (n = 0, 1, 2 or 3)
상기 R은 이에 제한되는 것은 아니나, 사슬형 또는 고리형, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬, 알케닐 또는 알키닐, 또는 이들의 혼합 형태일 수 있으나, 바람직하게는 사슬형 직쇄 알킬 및 알케닐의 혼합 형태일 수 있다.R may be, but is not limited to, linear or cyclic, linear or branched alkyl, alkenyl or alkynyl, or a mixed form thereof, but preferably a mixed form of linear linear alkyl and alkenyl. Can be.
바람직하게는, 상기 카다놀 유도체(b1)는 상기 화학식 3의 화학 구조를 갖는 카다놀을, 카다놀 유도체(b1) 총 중량 대비 60 내지 100 중량%, 예를 들어 70 내지 100 중량%, 또는 85 내지 100 중량%의 함량으로 포함하는 것일 수 있다. 상기 카다놀의 함량이 카다놀 유도체 총 중량 대비 60 중량% 미만인 경우 내수성, 경화 강도, 경화 밀도, 인장 강도 등과 같은 수지의 물성을 확보하는데 어려움이 있을 수 있다.Preferably, the cardanol derivative (b1) is a cardanol having the chemical structure of Formula 3, 60 to 100% by weight, for example 70 to 100% by weight, or 85 to the total weight of the cardanol derivative (b1) It may be to include in an amount of 100% by weight. If the content of the cardanol is less than 60% by weight relative to the total weight of the cardanol derivative, it may be difficult to secure physical properties of the resin such as water resistance, curing strength, curing density, and tensile strength.
<알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B) 간의 축합><Condensation between Aldehyde Compound (A) and Phenolic Compound (B)>
상기와 같은, 알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B) 간의 축합 반응은 예시적으로 하기 반응식 1로 요약될 수 있다.As described above, the condensation reaction between the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) can be exemplified by Scheme 1 below.
[반응식 1]Scheme 1
(상기 반응식 1에서,(In Scheme 1,
m, n 및 x는 각각 독립적으로 1 내지 100,000인 유리수이며,m, n and x are each independently rational numbers from 1 to 100,000,
R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 25인 탄화수소 중에서 선택되며, 여기서 상기 탄화수소 내 수소는 선택적으로 O 또는 N과 같은 헤테로원자로 치환되거나, 상기 탄화수소는 선택적으로 O 또는 N을 포함하는 작용기로 치환될 수 있으며, 및R 1 is selected from hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 25 carbon atoms, wherein hydrogen in the hydrocarbon may be optionally substituted with a heteroatom such as O or N, or the hydrocarbon may be optionally substituted with a functional group including O or N, and , And
R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 15인 탄화수소 중에서 선택되며, 여기서 상기 탄화수소 내 수소는 선택적으로 O 또는 N과 같은 헤테로원자로 치환되거나, 상기 탄화수소는 선택적으로 O 또는 N을 포함하는 작용기로 치환될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 R2는 수소이다.)R 2 is selected from hydrogen or a hydrocarbon having 1 to 15 carbon atoms, wherein hydrogen in the hydrocarbon may be optionally substituted with a heteroatom such as O or N, or the hydrocarbon may be optionally substituted with a functional group including O or N, and , Preferably, R 2 is hydrogen.)
상기 알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B)의 축합 반응은, 그 반응이 진행되는 환경에 따라 생성되는 페놀-알데히드 수지의 유형(type)이 달라질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 반응이 염기성 조건에서 진행되는 경우에는 상기 반응식 1의 상단에서와 같은 레졸(resole)형의 페놀-알데히드 수지가 생성되고, 상기 반응이 산성 조건에서 진행되는 경우에는 하기 반응식 1의 하단에서와 같은 노볼락(novolac)형의 페놀-알데히드 수지가 생성된다.The condensation reaction of the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) may vary in the type of phenol-aldehyde resin produced according to the environment in which the reaction proceeds. More specifically, when the reaction proceeds in basic conditions, a resole-type phenol-aldehyde resin as in the upper stage of Scheme 1 is produced, and when the reaction proceeds in an acidic condition, Novolac type phenol-aldehyde resins are produced as at the bottom.
상기 수성 바인더 수지는 레졸형, 노볼락형 또는 이들 두 유형이 혼합된 형태일 수 있으며, 상기 '이들 두 유형이 혼합된 형태'는 동일 수지 내 레졸형 부분과 노볼락형 부분을 모두 함유하고 있는 형태이거나, 또는 각각의 수지는 레졸형 또는 노볼락형이며 이들을 병용하는 것을 의미할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 무기계 섬유상 재료의 결속 효과를 향상시키기 위한 측면에서 레졸형(또는 레졸형 부분)이 더 많은 함량으로 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 수성 바인더 수지는 레졸형으로 구성되는 것일 수 있다.The aqueous binder resin may be a resol type, a novolak type or a mixture of these two types, and the 'mixed form of these two types' includes both a resol type part and a novolak type part in the same resin. Or each resin is resol type or novolac type and may mean using them in combination. Although not limited thereto, the resol type (or resol type moiety) may be included in a higher content in terms of improving the binding effect of the inorganic fibrous material. More preferably, the aqueous binder resin may be of a resol type.
상기 레졸형의 페놀-알데히드 수지는 당업계에 공지된 방법을 통해 제조될 수 있고, 예컨대 정량된 페놀성 화합물(B)과 KOH 또는 NaOH 용액을 혼합한 다음, 여기에 알데히드 화합물(A)을 적하하면서, 60 내지 120℃의 온도에서 1시간 내지 5시간동안 교반하여 제조할 수 있다.The phenol-aldehyde resin of the resol type can be prepared by a method known in the art, for example, by mixing a quantitative phenolic compound (B) with a KOH or NaOH solution, and then dropping the aldehyde compound (A) While stirring, it may be prepared by stirring for 1 hour to 5 hours at a temperature of 60 to 120 ℃.
또한, 상기 알데히드 화합물(A)과 상기 페놀성 화합물(B)이 1:1 내지 4:1의 몰비(A:B), 예컨대 1:1 내지 3:1의 몰비(A:B), 또는 1:1 내지 2:1의 몰비(A:B)로 축합될 수 있다. 상기 알데히드 화합물(A)이 상기 페놀성 화합물(B)과의 몰비가 1:1 미만으로 포함되는 경우에는 페놀-알데히드 수지가 경화 후에 충분한 경화밀도를 나타낼 수 없고, 상기 알데히드 화합물(A)이 상기 페놀성 화합물(B)과의 몰비가 4:1 초과로 포함되는 경우에는 최종 제품 내에 잔존하는 미반응의 알데히드 화합물의 양이 증가하여 인체 유해성이 문제될 수 있다.Further, the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) may have a molar ratio (A: B) of 1: 1 to 4: 1, such as a molar ratio (A: B) of 1: 1 to 3: 1, or 1 Condensation at a molar ratio (A: B) of from 1: 1 to 2: 1. When the aldehyde compound (A) contains less than 1: 1 molar ratio with the phenolic compound (B), the phenol-aldehyde resin may not exhibit sufficient curing density after curing, and the aldehyde compound (A) may If the molar ratio with the phenolic compound (B) is greater than 4: 1, the amount of unreacted aldehyde compound remaining in the final product may increase, which may cause human hazards.
한편, 상기와 같은 알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B) 간의 반응 환경이나 몰비에 따라, 최종적으로 생성되는 페놀-알데히드 수지는 상기 알데히드 화합물(A)과 상기 페놀성 화합물(B)이 서로 혼합된 형태의 체인 또는 그물망 구조일 수 있다.On the other hand, according to the reaction environment and molar ratio between the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) as described above, the phenol-aldehyde resin finally produced is the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) It may be a mixed form of chain or net structure.
상기 알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B)이 서로 축합되어 제조되는 페놀-알데히드 수지는, 종래 페놀-알데히드 수지에 비해 내수성, 경화 밀도, 경화 강도, 인장 강도 등과 같은 물성이 개선된 효과를 나타낼 수 있다. 이러한 우수한 물성을 나타내는 기전은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 모노엔 또는 다이엔을 포함하는 카다놀 간의 열경화 반응 또는 트리엔을 포함하는 카다놀 간의 열경화 반응(Rodrigues et al., e-Polymers, 6(1), 81, 1-14 (2006)), 또는 레졸형 페놀과 불포화 이중결합 간의 퀴논 메사이드(Quinone methide) 형성 반응(Solomon, Chemistry of Organic Film Formers, Krieger Publishing Company, 1977) 등의 반응이 동반되어 경화 밀도가 높은 3차원 네트워크 구조를 형성하는 것에 의함일 수 있다.The phenol-aldehyde resin prepared by condensation of the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) has an effect of improving physical properties such as water resistance, curing density, curing strength, tensile strength, and the like compared to the conventional phenol-aldehyde resin. Can be represented. Mechanisms exhibiting such excellent physical properties are not limited thereto, for example, thermosetting reactions between cardanols including monoenes or dienes or thermosetting reactions between cardanols containing trienes (Rodrigues et al. , E- Polymers, 6 (1), 81, 1-14 (2006)), or quinone methide formation reactions between resol type phenols and unsaturated double bonds (Solomon, Chemistry of Organic Film Formers, Krieger Publishing Company, 1977) Reaction may be accompanied to form a three-dimensional network structure having a high curing density.
<기타 첨가제(C)><Other additives (C)>
상기 알데히드 화합물(A)과 페놀성 화합물(B) 외에도, 페놀-알데히드 수지를 제조하는데 이용될 수 있는 통상적인 첨가제가 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 더 포함될 수 있다.In addition to the aldehyde compound (A) and phenolic compound (B), conventional additives that can be used to prepare phenol-aldehyde resins may be further included within the scope of not impairing the object of the present invention.
2. 2. 수성 바인더 조성물Aqueous binder composition
본 발명은 상기 수성 바인더 수지 및 규소 함유 화합물을 첨가제로 포함하는 수성 바인더 조성물을 제공한다.The present invention provides an aqueous binder composition comprising the aqueous binder resin and the silicon-containing compound as an additive.
수성 바인더 조성물 내 고형분 함량은 3 내지 20 중량%일 수 있고, 예컨대 5 내지 15 중량%일 수 있다. 또한, 상기 수성 바인더 수지의 고형분은 상기 수성 바인더 조성물 내 고형분 총 중량을 기준으로 50 내지 100 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 예컨대 65 내지 100 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.Solids content in the aqueous binder composition may be 3 to 20% by weight, such as 5 to 15% by weight. In addition, the solid content of the aqueous binder resin may be included in an amount of 50 to 100% by weight based on the total weight of solids in the aqueous binder composition, for example, may be included in an amount of 65 to 100% by weight.
한편, 상기 수성 바인더 조성물은 상기 수성 바인더 수지와 규소 함유 화합물을 함께 포함함으로써 무기계 섬유상 재료와의 결속력을 증가시키는 효과를 나타낼 수 있다.On the other hand, the aqueous binder composition may exhibit an effect of increasing the binding force with the inorganic fibrous material by including the aqueous binder resin and the silicon-containing compound together.
본 발명에 있어서, 상기 규소 함유 화합물은 실란계 화합물, 실록산 화합물, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.In the present invention, the silicon-containing compound may be a silane compound, a siloxane compound, or a mixture thereof.
상기 실란계 화합물로는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 트리메톡시실릴벤조산, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The silane-based compound is not limited thereto, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3- Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptotriethoxy Silane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, trimethoxysilylbenzoic acid, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, or mixtures thereof, may be used. Preferably 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane or mixtures thereof can be used.
상기 실록산 화합물은 실록산 결합을 포함하는 원형 또는 사슬 형태의 올리고머 또는 고분자 형태의 유기 실리콘 화합물을 총칭한다. 상기 실록산 화합물은 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들어, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 디메틸테트라메톡시디실록산, 트리메틸트리메톡시디실록산, 테트라메틸테트라메톡시트리실록산, 헥사메틸테트라메톡시테트라실록산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The siloxane compound collectively refers to an organosilicon compound in the form of an oligomer or a polymer in the form of a circle or a chain containing a siloxane bond. The siloxane compound is, but is not limited to, for example, hexamethyldisiloxane, octamethyltrisiloxane, decamethyltetrasiloxane, dimethyltetramethoxydisiloxane, trimethyltrimethoxydisiloxane, tetramethyltetramethoxytrisiloxane, hexamethyl Tetramethoxytetrasiloxane or mixtures thereof can be used.
상기 규소 함유 화합물로, 가장 바람직하게는 3-아미노프로필트리에톡시실란(A-1100), 디메틸테트라메톡시디실록산 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.As the silicon-containing compound, most preferably 3-aminopropyltriethoxysilane (A-1100), dimethyltetramethoxydisiloxane resin or a mixture thereof can be used.
상기 규소 함유 화합물은 상기 수성 바인더 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%의 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들어 0.01 내지 5 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 또는 0.01 내지 0.5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우 무기계 섬유상 재료와 결속강도를 우수하게 개선할 수 있다.The silicon-containing compound may be included in an amount of 0.001 to 10% by weight based on the total weight of the aqueous binder composition, for example, in an amount of 0.01 to 5% by weight, 0.01 to 2% by weight, or 0.01 to 0.5% by weight. May be included. When included in the above range it can be improved excellent binding strength with inorganic fibrous material.
또한, 상기 수성 바인더 조성물은 상기한 성분들 외에 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 필요에 따라 선택적으로 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 그러한 첨가제로는 섬유상 재료의 내수성을 높이기 위한 발수제, 설비의 부식을 방지하기 위한 방청제, 제품의 분진 발생율을 낮추기 위한 방진유, pH를 조절하기 위한 완충제 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 사용량에는 특별한 제한이 없으며, 예컨대 상기 수성 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 각각의 첨가제를 0.1 내지 30 중량부의 범위로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the aqueous binder composition may optionally further include one or more additives as necessary within the range capable of achieving the object of the present invention in addition to the above components. Such additives include, but are not limited to, water repellents to increase the water resistance of the fibrous material, rust preventives to prevent corrosion of the facility, dust-proof oils to lower the dust generation rate of the product, buffers to adjust the pH, and the like. It may include additives commonly used in the art. The amount of the additive is not particularly limited, and for example, each additive may be used in the range of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous binder resin, but is not limited thereto.
또한, 상기 수성 바인더 조성물은 상기한 성분들을 섬유상 재료에 골고루 도포하기 위한 희석제로서 공업용수, 지하수, 공정수, 정제수 등의 물을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 희석제의 함량을 조절하여 조성물 내 고형분의 함량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조성물 내 고형분의 총량이 3 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%가 되도록, 조성물 총 중량을 기준으로 50 내지 98 중량%, 바람직하게는 80 내지 95 중량%, 예를 들어 85 내지 95 중량%의 함량으로 희석제를 포함할 수 있다. 상기 희석제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 수성 바인더 조성물의 섬유상 재료에의 도포성이 저하되며, 상기 함량을 초과하는 경우 물을 증발시키기 위한 에너지가 과도하게 소요되는 문제가 발생할 수 있다.In addition, the aqueous binder composition may use water such as industrial water, groundwater, process water, purified water, etc. as a diluent for evenly applying the above components to the fibrous material, and if necessary, by adjusting the content of the diluent to The content can be adjusted. For example, 50 to 98% by weight, preferably 80 to 95% by weight, based on the total weight of the composition, such that the total amount of solids in the composition is 3 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight. For example, the diluent may be included in an amount of 85 to 95% by weight. When the content of the diluent is less than the above range, the applicability of the aqueous binder composition to the fibrous material is lowered, and when the content exceeds the content, excessive energy for evaporating water may occur.
또한, 상기 수성 바인더 조성물의 pH는 특별히 한정되니 않으나, 무기계 섬유 제품을 제조할 시 설비가 스테인레스 재질이 아닌 경우, 예컨대 탄소강으로 설계되는 경우 설비의 부식성을 최소화하기 위하여 염기성 분위기로 조절되는 것이 바람직하다. 사용되는 pH 조절제의 경우에는 제품의 물성에 영향을 주지 않는 휘발성 암모니아 또는 아민류를 사용하는 것이 바람직하며, 바람직한 pH 범위로는 6 내지 10, 보다 바람직하게는 pH 7 내지 9일 수 있다. pH가 상기 범위보다 낮은 경우 철 재질의 설비 부식성이 높아지고, 상기 범위보다 높을 경우 바인더 제조 시 pH 조절제에 의한 악취가 문제될 수 있다.In addition, the pH of the aqueous binder composition is not particularly limited, but in the case of manufacturing the inorganic fiber product, if the equipment is not made of stainless steel, for example, if it is designed in carbon steel, it is preferable to adjust the basic atmosphere to minimize the corrosion of the equipment. . In the case of the pH adjusting agent used, it is preferable to use volatile ammonia or amines which do not affect the physical properties of the product, and the preferred pH range may be 6 to 10, more preferably pH 7 to 9. When the pH is lower than the above range, the corrosion of the iron material is increased, and when the pH is higher than the above range, odor by the pH adjusting agent may be a problem when the binder is manufactured.
일 실시예에서, 본 발명의 상기 수성 바인더 조성물은 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 수성 바인더 수지 1 내지 70 중량%, 예를 들어 10 내지 50 중량% 또는 15 내지 30 중량%, 상기 규소 함유 화합물 0.001 내지 10 중량%, 예를 들어 0.01 내지 5 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 또는 0.01 내지 0.5 중량%, 상기 발수제, 방청제, 방진유 등의 기타 첨가제 0.001 내지 20 중량% 및 잔부의 희석제를 포함할 수 있다.In one embodiment, the aqueous binder composition of the present invention, based on the total weight of the composition, 1 to 70% by weight of the aqueous binder resin, for example 10 to 50% by weight or 15 to 30% by weight, the silicon-containing compound 0.001 To 10% by weight, such as 0.01 to 5% by weight, 0.01 to 2% by weight, or 0.01 to 0.5% by weight, 0.001 to 20% by weight of other additives such as water repellents, rust preventives, dustproof oils and the like, and the balance of the diluent Can be.
3. 3. 무기계 섬유상 재료의 결속방법Bonding method of inorganic fibrous material
본 발명은 상기 수성 바인더 조성물을 사용하여 무기계 섬유상 재료를 결속하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of binding an inorganic fibrous material using the aqueous binder composition.
상기 '무기계' 섬유는 유리섬유; 암면(rock wool); 슬래그섬유; 철합금, 니켈크롬 합금, 텅스텐합금, 구리합금 등과 같은 금속섬유 등과 같이 통상적인 유기 고분자 섬유를 제외한 그 밖의 섬유를 총칭한다. 본 발명의 명세서에 있어서, 상기 무기계 섬유상 재료는 상기 무기계 섬유를 형성하는 재료를 총칭한다. 본 발명에 있어서, 상기 '무기계 섬유상 재료'는 바람직하게는 유리섬유, 암면을 사용할 수 있다.The 'machineless' fibers are glass fibers; Rock wool; Slag fiber; Other fibers except general organic polymer fibers, such as metal fibers such as iron alloys, nickel chromium alloys, tungsten alloys, copper alloys, and the like, are generically referred to. In the specification of the present invention, the inorganic fibrous material generally refers to a material forming the inorganic fibrous material. In the present invention, the 'inorganic fibrous material' may preferably be glass fiber or rock wool.
본 발명은 섬유의 불연성 확보를 위해 무기계 섬유상 재료를 대상으로 하는 것이 바람직하나, 상기 수성 바인더 수지, 또는 수성 바인더 조성물을 이용하여 유기계 섬유상 재료를 결속하는 방법 또한 본 발명의 범위 내인 것은 충분히 이해될 것이다.The present invention preferably targets an inorganic fibrous material to secure the incombustibility of the fiber, but it will be fully understood that the method of binding the organic fibrous material using the aqueous binder resin or the aqueous binder composition is also within the scope of the present invention. .
본 발명의 무기계 섬유상 재료를 결속하는 방법은 본 발명에 따른 수성 바인더 조성물을 무기계 섬유상 재료에 분무한 후, 열경화하는 단계;를 포함한다.The method for binding the inorganic fibrous material of the present invention includes spraying the aqueous binder composition according to the present invention onto the inorganic fibrous material and then thermosetting.
상기 수성 바인더 조성물은 경화되지 않은 수용액 또는 수분산액의 형태로 무기계 섬유상 재료에 분무되는 것이 바람직하다.The aqueous binder composition is preferably sprayed on the inorganic fibrous material in the form of an uncured aqueous solution or an aqueous dispersion.
상기 열경화를 위한 열처리는 140℃ 이상, 예컨대 140 내지 300℃의 온도에서, 바람직하게는 150 내지 250℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 열처리 온도가 상기 범위 미만인 경우 미경화의 문제가 발생할 수 있고, 상기 열처리 온도가 상기 범위를 초과하는 경우 과경화가 발생하여 분진의 원인이 될 수 있다.The heat treatment for the thermal curing is preferably carried out at a temperature of 140 ℃ or more, such as 140 to 300 ℃, preferably at a temperature of 150 to 250 ℃. If the heat treatment temperature is less than the range may cause a problem of uncured, if the heat treatment temperature exceeds the range may cause over-curing to cause dust.
본 발명의 무기계 섬유상 재료의 결속방법에 따라 결속된 섬유상 재료 내에 함유되는 수성 바인더의 함량은 결속된 섬유상 재료 총 중량 대비 1.5 내지 15 중량%일 수 있으며, 더 바람직하게는 1.5 내지 9 중량%일 수 있다.The content of the aqueous binder contained in the fibrous material bound according to the binding method of the inorganic fibrous material of the present invention may be 1.5 to 15% by weight, more preferably 1.5 to 9% by weight relative to the total weight of the bound fibrous material. have.
카다놀 유도체를 함유하지 않은 수성 바인더 조성물을 결속한 경우와 본 발명에 따라 제조되는 수성 바인더를 적용하여 결속된 무기계 섬유상 재료를 비교하면, 본 발명에 따라 제조되는 수성 바인더를 사용한 경우가 포름알데히드 방출량, 인장 강도, 분진율, 복원율, 곰팡이 우수성, 옥외보관 시 색상변화, 불연성 등에 있어서 우수한 물성을 나타내는 것을 확인하였다.When the aqueous binder composition containing no cardanol derivative is bound and the inorganic fibrous material bound by applying the aqueous binder prepared according to the present invention, the amount of formaldehyde released is used when the aqueous binder prepared according to the present invention is used. , Tensile strength, dust rate, recovery rate, excellent mold, color change when stored outdoors, non-flammability, etc. were found to exhibit excellent properties.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.However, these examples are only for the understanding of the present invention, and the scope of the present invention in any sense is not limited to these examples.
<실시예 및 비교예의 제조><Production of Examples and Comparative Examples>
실시예 1: 카다놀/페놀(10/90, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (F/P, 전체 페놀성 화합물 몰수에 대한 포름알데히드의 몰수 = 2)Example 1 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (10/90, mol%) (F / P, Moles of Formaldehyde to Moles of Total Phenolic Compounds = 2)
페놀(98% 순도) 252.4 kg, 카다놀 87.64 kg, 50% KOH 용액 65.7 kg을 사입한 후, 37% 포름알데히드 483.1kg을 적하시켰다. 그 후, 80℃에서 2시간동안 교반하여 카다놀/페놀(10/90, mol%)의 수성 바인더 수지를 제조하였다.252.4 kg of phenol (98% purity), 87.64 kg of cardanol, 65.7 kg of 50% KOH solution were added, and then 483.1 kg of 37% formaldehyde was added dropwise. Thereafter, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours to prepare an aqueous binder resin of cardanol / phenol (10/90, mol%).
제조된 카다놀/페놀(10/90, mol%)의 수성 바인더 수지 112.4 kg, 증류수 373.0 kg 및 50% NaOH 용액 21.2 kg을 투입한 후 증류수 63.1 kg, 방진유(Garo217S) 7.7 kg, 유안((NH4)2SO4) 3.53 kg, 실란(A-1100) 0.11 kg, 실록산 화합물(KCC-SI1402Z) 1.0 kg을 혼합하고 교반기로 30분간 교반하여 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 11.6 중량%이었다.112.4 kg of an aqueous binder resin of cardanol / phenol (10/90, mol%) prepared, 373.0 kg of distilled water and 21.2 kg of 50% NaOH solution were added thereto, 63.1 kg of distilled water, 7.7 kg of dust-proof oil (Garo217S), and yuan (( 3.53 kg of NH 4 ) 2 SO 4 ), 0.11 kg of silane (A-1100) and 1.0 kg of siloxane compound (KCC-SI1402Z) were mixed and stirred for 30 minutes with a stirrer to prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 11.6 wt%.
실시예 2: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (F/P=2)Example 2: Preparation of an aqueous binder composition of cardanol / phenol (15/85, mol%) (F / P = 2)
페놀(98% 순도) 239.4 kg, 카다놀 132.0 kg, 50% KOH 용액 66.0 kg을 사입한 후, 37% 포름알데히드 485.2 kg을 적하시켰다. 그 후, 80℃에서 2시간동안 교반하여 카다놀/페놀(15/85, mol%)의 수성 바인더 수지를 제조하였다.After 239.4 kg of phenol (98% purity), 132.0 kg of cardanol, 66.0 kg of 50% KOH solution, 485.2 kg of 37% formaldehyde were added dropwise. Thereafter, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours to prepare an aqueous binder resin of cardanol / phenol (15/85, mol%).
제조된 카다놀/페놀(15/85, mol%)의 수성 바인더 수지 115.5 kg, 증류수 393.0kg 및 50% NaOH 용액 21.2 kg을 투입한 후 증류수 63.1 kg, 방진유(Garo217S) 7.7 kg, 유안((NH4)2SO4) 3.53 kg, 실란(A-1100) 0.11 kg, 실록산 화합물(KCC-SI1402Z) 1.0 kg을 혼합하고 교반기로 30분간 교반하여 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 11.6 중량%이었다.115.5 kg of the prepared cardanol / phenol (15/85, mol%) resin binder, 393.0 kg of distilled water and 21.2 kg of 50% NaOH solution were added, followed by 63.1 kg of distilled water, 7.7 kg of dust-proof oil (Garo217S), and yuan (( 3.53 kg of NH 4 ) 2 SO 4 ), 0.11 kg of silane (A-1100) and 1.0 kg of siloxane compound (KCC-SI1402Z) were mixed and stirred for 30 minutes with a stirrer to prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 11.6 wt%.
실시예 3: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (F/P=1.5)Example 3: Preparation of an aqueous binder composition of cardanol / phenol (15/85, mol%) (F / P = 1.5)
페놀(98% 순도) 239.2 kg, 카다놀 131.9 kg, 50% KOH 용액 66.0 kg을 사입한 후, 37% 포름알데히드 362.62 kg을 적하시켰다. 그 후, 80℃에서 2시간동안 교반 후 증류수 200.3 kg을 투입하여 카다놀/페놀(15/85, mol%)의 수성 바인더 수지를 제조하였다.After 239.2 kg of phenol (98% purity), 131.9 kg of cardanol, 66.0 kg of 50% KOH solution, 362.62 kg of 37% formaldehyde were added dropwise. Thereafter, 200.3 kg of distilled water was added after stirring at 80 ° C. for 2 hours to prepare an aqueous binder resin of cardanol / phenol (15/85, mol%).
제조된 카다놀/페놀(15/85, mol%)의 수성 바인더 수지 119.0 kg, 증류수 406.0kg 및 50% NaOH 용액 21.2 kg을 투입한 후 증류수 63.1 kg, 방진유(Garo217S) 7.7 kg, 유안((NH4)2SO4) 3.53 kg, 실란(A-1100) 0.11 kg, 실록산 화합물 (KCC-SI1402Z) 1.0 kg을 혼합하고 교반기로 30분간 교반하여 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 11.6 중량%이었다.119.0 kg of the prepared cardanol / phenol (15/85, mol%) resin binder, 406.0 kg of distilled water and 21.2 kg of 50% NaOH solution were added, followed by 63.1 kg of distilled water, 7.7 kg of dustproof oil (Garo217S), and yuan (( 3.53 kg of NH 4 ) 2 SO 4 ), 0.11 kg of silane (A-1100) and 1.0 kg of siloxane compound (KCC-SI1402Z) were mixed and stirred for 30 minutes with a stirrer to prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 11.6 wt%.
실시예 4: 카다놀/페놀 (5/95, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (F/P=1.5)Example 4: Preparation of an aqueous binder composition of cardanol / phenol (5/95, mol%) (F / P = 1.5)
페놀(98% 순도) 266.05 kg, 카다놀 45.55 kg, 50% KOH 용액 65.86 kg을 사입한 후, 37% 포름알데히드 362.04 kg을 적하시켰다. 그 후, 80℃에서 2 시간동안 교반 후 증류수 261.5 kg을 투입하여 카다놀/페놀(5/95, mol%)의 수성 바인더 수지를 제조하였다.266.05 kg of phenol (98% purity), 45.55 kg of cardanol, and 65.86 kg of 50% KOH solution were added, followed by dropping 362.04 kg of 37% formaldehyde. Thereafter, 261.5 kg of distilled water was added after stirring at 80 ° C. for 2 hours to prepare an aqueous binder resin of cardanol / phenol (5/95, mol%).
제조된 카다놀/페놀(5/95, mol%)의 수성 바인더 수지 145.3 kg, 증류수 354.6 kg 및 실란(A-1100) 0.11 kg을 혼합하고 교반기로 30분간 교반하여 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 11.6 중량%이었다.145.3 kg of the prepared cardanol / phenol (5/95, mol%), an aqueous binder resin, 354.6 kg of distilled water, and 0.11 kg of silane (A-1100) were mixed and stirred for 30 minutes with a stirrer to prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 11.6 wt%.
실시예 5: 카다놀/페놀 (10/90, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 1 대비 고형분 50% 감량) (F/P=2)Example 5 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (10/90, mol%) (50% Reduction of Solids Compared to Example 1) (F / P = 2)
실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 수성 바인더 조성물 100 kg에 증류수 100 kg을 추가로 혼합하여 최종적으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 5.8 중량%이었다.100 kg of distilled water was further mixed with 100 kg of the aqueous binder composition prepared in the same manner as in Example 1 to finally prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 5.8 wt%.
실시예 6: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 2 대비 고형분 50% 감량) (F/P=2)Example 6: Preparation of an aqueous binder composition of cardanol / phenol (15/85, mol%) (50% solids reduction compared to Example 2) (F / P = 2)
실시예 2와 동일한 방법으로 제조한 수성 바인더 조성물 100 kg에 증류수 100 kg을 추가로 혼합하여 최종적으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 5.8 중량%이었다.100 kg of distilled water was further mixed with 100 kg of the aqueous binder composition prepared in the same manner as in Example 2 to finally prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 5.8 wt%.
실시예 7: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 3 대비 고형분 50% 감량) (F/P=1.5)Example 7: Preparation of an aqueous binder composition of cardanol / phenol (15/85, mol%) (50% solids reduction compared to Example 3) (F / P = 1.5)
실시예 3과 동일한 방법으로 제조한 수성 바인더 조성물 100 kg에 증류수 100 kg을 추가로 혼합하여 최종적으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 5.8 중량%이었다.100 kg of distilled water was further mixed with 100 kg of the aqueous binder composition prepared in the same manner as in Example 3 to finally prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 5.8 wt%.
실시예 8: 카다놀/페놀 (5/95, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 4 대비 고형분 50% 감량) (F/P=1.5)Example 8 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (5/95, mol%) (50% Reduction of Solids Compared to Example 4) (F / P = 1.5)
실시예 4와 동일한 방법으로 제조한 수성 바인더 조성물 100kg 에 증류수 100kg을 추가로 혼합하여 최종적으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분 함량은 5.8 중량%였다.100 kg of distilled water was further mixed with 100 kg of the aqueous binder composition prepared in the same manner as in Example 4, thereby preparing an aqueous binder composition. Solid content in the prepared binder composition was 5.8% by weight.
실시예 9: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 2 대비 고형분 50% 감량, 실란 증량) (F/P=2)Example 9 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (15/85, mol%) (50% Reduction of Solids, Example 4) of Silane (F / P = 2)
실시예 6에서 실란(A-1100)을 0.11 kg 대신 0.33 kg 사용한 것을 제외하고는 동일 조건에서 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분 함량은 5.8 중량%였다.An aqueous binder composition was prepared under the same conditions except that 0.33 kg of silane (A-1100) was used instead of 0.11 kg in Example 6. Solid content in the prepared binder composition was 5.8% by weight.
실시예 10: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 2 대비 고형분 50% 감량, 실란 미투입)Example 10 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (15/85, mol%) (50% Reduction of Solids, Example No Silane)
실시예 6 에서 실란(A-1100)을 미투입 한 것을 제외하고는 동일 조건에서 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분 함량은 5.8 중량%였다.An aqueous binder composition was prepared under the same conditions except that the silane (A-1100) was not added in Example 6. Solid content in the prepared binder composition was 5.8% by weight.
실시예 11: 카다놀/페놀 (15/85, mol%)의 수성 바인더 조성물 제조 (실시예 2 대비 고형분 50% 감량, 실록산 화합물 미투입) Example 11 Preparation of an Aqueous Binder Composition of Cardanol / Phenol (15/85, mol%) (50% Solids Reduction as Compared to Example 2, without siloxane compound added )
실시예 6 에서 실록산 화합물(KCC-SI1402Z)을 미투입한 것을 제외하고는 동일 조건에서 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분 함량은 5.8 중량%였다.An aqueous binder composition was prepared under the same conditions except that the siloxane compound (KCC-SI1402Z) was not added in Example 6. Solid content in the prepared binder composition was 5.8% by weight.
비교예 1: 페놀, 포름알데히드만을 사용한 바인더 수지 (F/P = 4.5)를 사용한 바인더 조성물 제조Comparative Example 1 Preparation of Binder Composition Using Binder Resin (F / P = 4.5) Using Phenol and Formaldehyde Only
페놀/포름알데히드 수지(KCC-CAC00112) 1290.5 kg, 증류수 3594.1 kg, 실록산 화합물 (KCC-SI1402Z) 2 kg, 실란(A-1100) 1.1 kg, 유안((NH4)2SO4) 35.3 kg 및 방진유(Garo217S) 77 kg을 혼합용기에 투입하고 교반기로 30분동안 교반하여 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 11.6 중량%이었다.1290.5 kg phenol / formaldehyde resin (KCC-CAC00112), 3594.1 kg distilled water, 2 kg siloxane compound (KCC-SI1402Z), 1.1 kg silane (A-1100), 35.3 kg yuan ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and dustproof 77 kg of oil (Garo217S) was added to the mixing vessel and stirred for 30 minutes to prepare a binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 11.6 wt%.
비교예 2: 비교예 1 대비 고형분 50% 감량한 바인더 조성물의 제조Comparative Example 2: Preparation of a binder composition having a 50% reduction in solid content compared to Comparative Example 1
페놀/포름알데히드 수지(KCC-CAC00112) 1290.5 kg, 증류수 3594.1 kg, 실록산 화합물 (KCC-SI1402Z) 2 kg, 실란(A-1100) 1.1 kg, 유안((NH4)2SO4) 35.3 kg 및 방진유(Garo217S) 77 kg을 혼합용기에 투입하고 교반기로 30분동안 교반하여 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물 1000 kg에 증류수 1000 kg을 혼합하여 최종적으로 수성 바인더 조성물을 제조하였다. 제조된 바인더 조성물 내 고형분의 함량은 5.8 중량%이었다.1290.5 kg phenol / formaldehyde resin (KCC-CAC00112), 3594.1 kg distilled water, 2 kg siloxane compound (KCC-SI1402Z), 1.1 kg silane (A-1100), 35.3 kg yuan ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and dustproof 77 kg of oil (Garo217S) was added to the mixing vessel and stirred for 30 minutes to prepare a binder composition. 1000 kg of distilled water was mixed with 1000 kg of the prepared composition to finally prepare an aqueous binder composition. The content of solids in the prepared binder composition was 5.8 wt%.
비교예 3: 아크릴 수지 바인더 조성물의 제조Comparative Example 3: Preparation of Acrylic Resin Binder Composition
온도계, 교반장치를 구비한 합성용 4구 플라스크에 에폭시 수지(KCC 제조, 에폭시 당량: 184-190) 280g, 톨오일 지방산 520g을 넣고 질소가스를 불어넣으면서 140°C로 승온하였다. 4시간 유지 후, 메톡시-2-프로판올로 희석하여 고형분 80%, 산가 25 mgKOH/g의 지방산 변성 에폭시 수지를 수득하였다. 상기 지방산 변성 에폭시 수지 140g을 소분하여 메톡시-2-프로판올과 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르를 각각 100g 및 85g을 넣고 질소가스를 불어넣으면서 120°C로 승온한 후 여기에 스티렌 400g, 메틸 메타아크릴레이트 100g, 아크릴산 280g의 혼합물과 t-부톡시퍼옥사이드 개시제 13g을 120분간 적가하였다. 90분간 반응을 유지한 후, 100°C 이하로 냉각한 다음 디에탄올아민 100g 및 트리에틸아민 35g을 넣어 중화시키고 증류수 2500g을 투입하여 수분산시켰다. 상전이가 일어난 후 글리세린과 치아인산나트륨을 넣어 고형분 34% 수지 조성물을 얻었다.280 g of epoxy resin (KCC, Epoxy equivalent: 184-190) and 520 g of tall oil fatty acid were added to a synthetic four-necked flask equipped with a thermometer and a stirring device, and the temperature was raised to 140 ° C. while blowing nitrogen gas. After holding for 4 hours, the mixture was diluted with methoxy-2-propanol to obtain a fatty acid-modified epoxy resin having a solid content of 80% and an acid value of 25 mgKOH / g. Subsequently, the fatty acid-modified epoxy resin was subdivided into 140 g of methoxy-2-propanol and ethylene glycol monobutyl ether, respectively, and heated to 120 ° C. while blowing in nitrogen gas. A mixture of 280 g of acrylic acid and 13 g of t-butoxyperoxide initiator were added dropwise for 120 minutes. After maintaining the reaction for 90 minutes, the mixture was cooled to 100 ° C. or less, and then neutralized by adding 100 g of diethanolamine and 35 g of triethylamine, and 2500 g of distilled water was added thereto, followed by water dispersion. After the phase transition occurred, glycerin and sodium phosphate were added to obtain a solid content 34% resin composition.
상기 수분산 수지 조성물 800kg, 탈이온수 1550kg, 실란(A-1100) 3kg을 넣고 교반기로 30분간 교반시켜 바인더를 제조하였고 고형분은 11.6% 이었다.800 kg of the water-dispersible resin composition, 1550 kg of deionized water, and 3 kg of silane (A-1100) were added and stirred for 30 minutes with a stirrer to prepare a binder, and the solid content was 11.6%.
비교예 4: 천연 바인더 수지(에스터 축합형)의 바인더 조성물 제조Comparative Example 4: Manufacture of Binder Composition of Natural Binder Resin (Ester Condensation Type)
글루코오스(D-glucose)(고형분: 91 중량%) 158kg, 시트르산(citric acid)(고형분: 98 중량%) 44kg, 암모니아수(25%) 50kg, 증류수 1320kg, 실록산 화합물(KCC-SI1402Z) 2kg 및 방진유(Garo217S) 3kg을 혼합용기에 투입하고 교반기로 30분간 교반시켜 바인더를 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 11.6%이었다.158 kg of D-glucose (91% by weight solid), 44 kg of citric acid (98% by weight solid), 50 kg of ammonia water (25%), 1320 kg of distilled water, 2 kg of siloxane compound (KCC-SI1402Z) and dustproof oil 3 kg (Garo217S) was added to a mixing vessel, and stirred for 30 minutes using a stirrer to prepare a binder. Solid content of the prepared binder was about 11.6%.
비교예 5: 천연 바인더 수지(메일러드형)의 바인더 조성물 제조Comparative Example 5: Manufacture of Binder Composition of Natural Binder Resin (Mailard Type)
글루코오스(D-glucose)(고형분: 91 중량%) 329kg, 황산으로 중화된 고상 라이신(L-lysine)(고형분: 98 중량%) 102kg, 글리세린 트리글리시딜 에테르(JSI사, EJ-300)(고형분: 99 중량%) 2.4kg, 방진유(고비-Garo217S) 3kg, 실록산 화합물(KCC-SI1402Z) 2kg 및 증류수 2956kg을 혼합용기에 투입하고 교반기로 30분간 교반시켜 바인더를 제조하였다. 제조된 바인더의 고형분은 약 11.6 중량%이었다.329 kg of D-glucose (91% by weight solid), 102 kg of solid lysine (solid: 98% by weight) neutralized with sulfuric acid, glycerin triglycidyl ether (JSI, EJ-300) (solid content) : 99% by weight) 2.4kg, dust-proof oil (gobi-Garo217S) 3kg, 2kg siloxane compound (KCC-SI1402Z) and 2956kg distilled water was added to the mixing vessel and stirred for 30 minutes to prepare a binder. Solid content of the prepared binder was about 11.6% by weight.
<실험예: 바인더를 사용한 섬유상 재료의 결속>Experimental Example: Binding of Fibrous Materials Using Binders
고온의 유리물을 스피너에 통과시켜 시간당 2100 kg/hr의 속도로 섬유화시키면서, 집면실로 내려오는 유리 섬유에 상기 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 각각의 바인더 조성물을 31 L/분의 양으로 분사한 후, 건조공정을 거쳐 유리면 단열재를 얻었다. 상기와 같이 하여 제조된 각각의 유리면에 대하여 하기 항목들의 실험을 수행하였다.31 L of each binder composition prepared in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 5 was coated on the glass fibers descending to the collecting chamber while the high temperature glass material was passed through the spinner and fiberized at a rate of 2100 kg / hr. After spraying in an amount of / min, the glass surface heat insulating material was obtained through the drying process. The experiment of the following items was performed about each glass surface manufactured as mentioned above.
1) 바인더 함량1) binder content
결속된 섬유상 재료 내 바인더의 함량 측정을 위해, 100mm(가로)x100mm(세로)x50mm(두께)의 유리면 샘플을 준비한 후, 오븐에서 500℃에서 1 시간동안 열처리 하여 전후 무게감량을 측정하였다.In order to measure the content of the binder in the bound fibrous material, a glass surface sample of 100 mm (width) x 100 mm (length) x 50 mm (thickness) was prepared, and heat-treated at 500 ° C. for 1 hour in an oven to measure the weight loss before and after.
실험결과는 하기 표 1에 기재하였다. The experimental results are shown in Table 1 below.
2) 내수성2) water resistance
100mm(가로)x100mm(세로)x50mm(두께)의 유리면 샘플을 준비한 후, 청수를 담은 비이커에 샘플을 띄워서 완전히 가라앉을 때까지의 걸리는 시간을 측정하였다.After preparing a glass sample of 100 mm (width) x 100 mm (length) x 50 mm (thickness), the time taken for the sample to float completely by placing the sample in a beaker containing fresh water was measured.
내수성 등급은 0에 가까울수록 불량하고, 5에 가까울수록 우수함을 나타낸다.The water resistance rating is poor near zero, and excellent near five.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
3) 절단성3) cutting property
실시예 및 비교예를 통해 제조된 유리면 샘플을 절단기를 이용하여 절단했을 시 절달면 내 보푸라기 등 외관을 관찰하였다.When the glass surface samples prepared through the examples and the comparative examples were cut using a cutter, the appearance of lint, such as lint on the cut surface, was observed.
절단성 등급이 0에 가까울수록 절단면에 보푸라기가 많이 발생하는 등 불량하고, 5에 가까울수록 보푸라기 없이 절단성이 우수함을 나타낸다.The closer the cutting grade is to 0, the poorer the occurrence of lint on the cut surface, and the closer to 5, the better the cutting ability without lint.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
4) 침수성4) Immersion
100mm(가로)x100mm(세로)x50mm(두께)의 유리면 샘플을 준비한 후, 기본 72시간의 침수성 시험을 진행하였다. 청수를 가득 채운 2L 비이커 내에 샘플을 완전히 침수시켜 72시간동안 색변화를 측정하였다. 이때 농도에 따라 색이 변하는 정도를 객관적으로 수치화하였다.100 mm (width) x 100 mm (length) x 50 mm (thickness) glass surface samples were prepared, followed by a basic 72 hour immersion test. The color change was measured for 72 hours by submerging the sample completely into a 2L beaker filled with fresh water. At this time, the degree of color change according to the concentration was objectively quantified.
침수성 등급은 0에 가까울수록 불량하고, 5에 가까울수록 우수함을 나타낸다.The immersion rating is poor near zero, and excellent near five.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
5) 포름알데히드 방출량5) formaldehyde emission
소형 챔버법에 따라 시편을 소형 챔버에 방치한 후 7일째의 챔버 공기를 포집하고, 포집한 공기를 GC(기체크로마토그래피)로 분석하였다. 구체적인 시험방법은 공기청정협회에서 설정한 방법(KS M ISO 16000, KS M 1998)을 따랐으며, 결과 판정은 7일째에 하였다.After leaving the specimen in the small chamber according to the small chamber method, the chamber air was collected on the 7th day, and the collected air was analyzed by gas chromatography (GC). The specific test method followed the method set by the Korea Air Cleaning Association (KS M ISO 16000, KS M 1998), and the result was judged on the 7th day.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
6) 인장 강도6) tensile strength
측정시료를 각 3개씩 폭 4cm의 크기로 제작하였다. 인장봉을 시료의 길이보다 짧게 위치시키고, 인장봉에 시료를 수평이 되도록 고정시킨 뒤, 지지봉에 시료를 수직이 되도록 조였다. 인장강도 시험기의 속도를 15 mm/분으로 하고, 로드 디스플레이 영점을 잡은 후, 작동시켰다. 시험기가 자동으로 멈춘 뒤 디스플레이되는 최대하중을 측정하였다.Three samples each were prepared in a size of 4 cm in width. The tension bar was placed shorter than the length of the sample, the sample was fixed horizontally on the tension bar, and the sample was tightened vertically to the support bar. The tensile strength tester was set to 15 mm / min and zeroed after the load display was operated. The maximum load displayed after the tester automatically stopped was measured.
이때 강도가 0에 가까울수록 불량하고 6에 가까울수록 우수함을 나타낸다.In this case, the closer to 0, the poorer the strength, and the closer to 6, the better.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
7) 분진율7) Dust Rate
측정시료를 각 4개씩 폭 1.5cm, 너비 10cm의 크기로 제작하였다. 측정 전 무게를 계량한 후, 시료를 분진율 측정기에 위치시키고, 1 m/분의 속도로 전후좌우로 흔들었다. 총 측정시간은 시료당 10분을 기준으로 하였고, 시험기가 자동으로 멈춘 뒤 시료 무게를 계량하였다.Each of the four measured samples was prepared in a size of 1.5 cm wide and 10 cm wide. After weighing before measurement, the sample was placed on a dust rate meter and shaken back, front, left, and right at a speed of 1 m / min. The total measurement time was based on 10 minutes per sample, and the sample was weighed after the tester stopped automatically.
분진율 = [(측정 후 계량 무게/측정 전 계량 무게) - 1]*100의 계산식으로 분진율을 산출하였으며 %로 표기하였다.Dust rate = [(Weight after measurement / Weigh before measurement)-1] * 100 The dust rate was calculated and expressed in%.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
8) 곰팡이 저항성8) Mildew Resistance
곰팡이 저항성은 ASTM G21-09 시험방법에 의하여 시편에서의 곰팡이 성장율을 1달간 관찰하여 측정하였다.Mold resistance was measured by observing mold growth in the specimen for 1 month by ASTM G21-09 test method.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
9) 옥외보관 시 색상변화9) Color change during outdoor storage
제조된 유리면을 비닐 포장하여 옥외에 3개월 보관 후 색상 변화의 정도를 관찰하였다.The glass surface was prepared by plastic packaging and observed for 3 months after color change.
평가등급이 6에 가까울수록 색상변화가 심한 것을 나타내고, 0에 가까울수록 색상변화가 없는 것을 나타낸다.The closer the evaluation grade is to 6, the more severe the color change, and the closer to 0, the less the color change.
실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
10) 옥외폭로 후 물성 변화10) Changes in physical properties after outdoor exposure
제조된 유리면은 옥외에 3 개월간 노출 시킨 후 인장 강도를 측정하여 변화의 정도를 관찰하였다.After the glass surface was exposed to the outdoors for 3 months, the tensile strength was measured to observe the degree of change.
평가등급이 6에 가까울수록 강도 변화 없이 물성을 유지하고, 0에 가까울수록 물성 저하가 커 불량함을 나타낸다.The closer the evaluation grade is to 6, the better the physical properties without change in strength, and the closer to 0, the poorer the physical properties.
11) 불연성능 시험11) Nonflammable Performance Test
건축 내부마감재료의 난연성능시험 기준에 의거하여 제조된 유리면 샘플에 대한 불연 및 준불연재료 여부를 불연성 시험(KS F ISO 1182), 가스유해성 시험 (KS F 2271), 열방출률 시험(KS F ISO 5660)을 통해 확인하였다.Non-combustible and semi-combustible materials are tested for nonflammable and semi-non-combustible materials for glass samples manufactured on the basis of the flame retardant performance test standard for building interior finishing materials. 5660).
실험결과는 하기 표 1에 기재하였다.The experimental results are shown in Table 1 below.
불연성능 시험 시 가열로에서의 온도 상승 폭의 정도로 불연 특성을 정량화할 수 있으며, 특히 750℃ 가열로에서 평형온도보다 20℃ 이상 상승하지 않을 때 '불연'으로 표시하였다.Non-combustible properties can be quantified to the extent of the temperature rise in the furnace in the non-combustible performance test, in particular, marked as 'non-combustible' when the temperature does not rise above 20 ℃ above the equilibrium temperature in the 750 ℃ furnace.
(mg/m2h)Formaldehyde emission
(mg / m 2 h)
강도변화After exposure
Intensity change
강도변화After exposure
Intensity change
불량Strength machinability
Bad
상기 표 1에서 확인한 결과, 실시예 1 내지 11의 수성 바인더 조성물을 이용하여 결속된 섬유는 비교예 1 내지 5의 바인더 조성물을 이용하여 결속된 섬유와 비교하여, 절단성, 포름알데히드방출량, 인장강도, 옥외보관 시 색상, 강도변화 및 불연성을 크게 개선하면서도 내수성, 분진율 및 곰팡이 저항성과 같은 효과를 동등 내지 유사하게 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 실시예 1 내지 3에 비해 낮은 카다놀 유도체를 함유한 실시예 4와 8의 경우 바인더 제조 시 추가 NaOH 투입 없이도 수지의 상용성이 우수하고, 실록산 화합물 투입 없이도 우수한 내수성 및 응용물성을 나타냈다. 이를 통해 실시예 4 및 8과 같이 적은 카다놀 함량을 통해서도 제품 물성이 크게 개선됨을 확인할 수 있었다.As confirmed in Table 1, the fibers bound using the aqueous binder compositions of Examples 1 to 11 compared to the fibers bound using the binder compositions of Comparative Examples 1 to 5, the cutting properties, formaldehyde emission amount, tensile strength In the case of outdoor storage, the color, strength change and non-flammability were greatly improved, but the effects such as water resistance, dust rate and mold resistance were maintained equally or similarly. In addition, Examples 4 and 8 containing lower cardanol derivatives compared to Examples 1 to 3 showed excellent compatibility of the resin without additional NaOH in the preparation of the binder and excellent water resistance and application properties without the addition of the siloxane compound. As a result, it was confirmed that the product properties were greatly improved even through the small cardanol content as in Examples 4 and 8.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.
Claims (10)
규소 함유 화합물을 포함하는 수성 바인더 조성물.An aqueous binder resin prepared by condensation of an aldehyde compound (A) with a phenolic compound (B) comprising a cardanol derivative (b1) and a phenolic compound (b2) other than a cardanol derivative, and
An aqueous binder composition comprising a silicon containing compound.
상기 카다놀 유도체(b1)와 카다놀 유도체가 아닌 페놀성 화합물(b2)의 몰비는 1:99 내지 70:30 (b1:b2)인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
The molar ratio of the cardanol derivative (b1) and the phenolic compound (b2) other than the cardanol derivative is 1:99 to 70:30 (b1: b2).
상기 알데히드 화합물(A)과, 상기 페놀성 화합물(B)의 몰비는 1:1 내지 4:1 ((A):(B))인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
The molar ratio of the aldehyde compound (A) and the phenolic compound (B) is 1: 1 to 4: 1 ((A) :( B)).
상기 수성 바인더 수지는 레졸형, 노볼락형 또는 이들 두 유형이 혼합된 형태인 수성 바인더 수지.The method according to claim 1,
The aqueous binder resin is an aqueous binder resin of the resol type, novolak type or a mixture of the two types.
상기 카다놀 유도체(b1)는 카다놀 유도체 총 중량 대비 60 중량% 이상의 함량으로 카다놀을 포함하는 것인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
The cardanol derivative (b1) is an aqueous binder composition comprising cardanol in an amount of at least 60% by weight based on the total weight of the cardanol derivative.
상기 축합은 60 내지 120℃의 온도에서 수행되는 것인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the condensation is carried out at a temperature of 60 to 120 ℃.
상기 수성 바인더 수지의 고형분은 상기 수성 바인더 조성물 내 고형분 총 중량을 기준으로 50 내지 100 중량%의 함량으로 포함되는 것인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
Solid content of the aqueous binder resin is an aqueous binder composition is contained in an amount of 50 to 100% by weight based on the total weight of solids in the aqueous binder composition.
상기 규소 함유 화합물은 상기 수성 바인더 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%의 함량으로 포함되는 것인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
The silicon-containing compound is contained in an amount of 0.001 to 10% by weight based on the total weight of the aqueous binder composition.
상기 규소 함유 화합물은 실란계 화합물, 실록산 화합물, 또는 이들의 혼합물인 것인 수성 바인더 조성물.The method according to claim 1,
The silicon-containing compound is a silane compound, a siloxane compound, or a mixture thereof.
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| JP2006028649A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Asahi Fiber Glass Co Ltd | Method for producing inorganic fiber mat for vacuum heat insulator |
| KR20080049012A (en) | 2005-07-26 | 2008-06-03 | 크나우프 인설레이션 게엠베하 | Binders and materials made therewith |
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2018
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