KR20220044735A - 단열재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
1 내지 32.4 wt%의 발포 폴리스타이렌, 57.5 내지 96.0 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 2 내지 6 wt%의 알루미늄 하이드록사이드, 0.8 내지 2.6 wt% 물유리 경화제 및 0.1 내지 0.5 wt%의 물유리 안정화제를 포함하는 경화 혼합물로 구성되고, 발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 카본 블랙은 총 중량의 0.1 내지 1 wt%를 구성하는 단열재, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재. 단열재 제조 방법, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재 제조 방법, 이에 따르면 먼저 전체 표면을 코팅하도록 폴리스타이렌 비드를 카본 블랙의 수용액과 혼합한 다음, 소듐 실리케이트 수용액에 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 단열 혼합물을 형성하도록 전체를 혼합한 다음, 물유리 안정화제를 소듐 실리케이트 수용액에 첨가한 다음, 이 용액에 물유리 경화제를 혼합하고, 이 용액을 1 내지 10 분 동안 추가로 교반하여 결합제 용액을 형성하고, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 첨가하고, 전체를 혼합하고, 이후 생성된 혼합물을 적용 위치에 붓는다.
Description
본 발명은 단열재, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화 단열재, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
현재 기술에서 다양한 유형의 건물에 단열재로 발포 폴리스타이렌을 사용하는 것이 알려져 있다. 이의 단점은 낮은 내화성이다.
수평면의 단열을 위해 폴리스타이렌 패널과 PUR 폼으로 만든 현대적인 스프레이 단열재가 사용된다. 이 폼의 단점은 낮은 내화성과 빠른 노화이다.
수평 및 수직 표면을 단열하는 또 다른 알려진 방법은 미네랄 울 단열재이다. 미네랄 울은 내화성이 높지만 흡수성이 있으므로 단열 특성을 잃고 내부에 곰팡이가 형성된다.
특허 출원 CZ PV2017-127로부터 건축에서 사용하기 위핸 방음재 및 단열재가 알려져 있으며, 이는 300 kg/m3 미만의 비체적 질량을 갖는 5 내지 76 wt%의 벌크 단열재, 9 내지 36 wt%의 0.001 내지 1 mm 벽돌 분진 분획, 6 내지 30 wt%의 물유리, 7 내지 30 wt%의 물 및 최대 5 wt% 세제를 포함하는 공기 경화 혼합물의 슬러리로 구성된다. 이 재료의 단점은 낮은 단열 특성, 높은 가연성 및 낮은 응집성을 갖는 것이다.
실용신안 CZ 31095로부터 3 내지 6 mm의 직경을 갖는 10 wt%의 발포 폴리스타이렌 비드, 88 wt%의 소듐 실리케이트 물유리, 1 wt% 카본 블랙, 및 1 wt% 물유리 안정화제 - 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염을 포함하는 투과성 내화성 경량 폴리스타이렌 단열 시스템용 혼합물이 알려져 있다. 이 혼합물의 단점은 카본 블랙이 볼의 표면을 보호하는 것이 아니라, 단열재에 자유롭게 분산되어, 단열재의 더 높은 열전도율 및 낮은 열안정성을 야기하여 제한된 내화성, UV 복사에 대한 더 낮은 저항성을 야기하므로 매우 빠르게 분해된다는 것이다.
앞서 언급한 현재 기술로부터 현재 기술의 주요 단점은 알려진 재료의 절연 더 낮은 절연 특성 및 더 높은 열화 속도임이 분명하다.
본 발명의 목적은 높은 내화성을 갖는 동시에, 가요성이고 유연성이며 열화에 저항성인 차광재의 구성이다.
발명의 원리
위에서 언급한 결점은 크게 제거되고 본 발명의 목적은 단열재, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재에 의해 달성되고, 이는 본 발명에 따라 1 내지 32.4 wt%의 발포 폴리스타이렌, 57.5 내지 96.0 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 2 내지 6 wt% 알루미늄 하이드록사이드, 0.8 내지 2.6 wt% 물유리 경화제 및 0.1 내지 0.5 wt% 물유리 안정화제를 포함하는 경화 혼합물로 구성되고, 발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 이는 총 중량의 0.1 내지 1 % wt%를 구성함을 특징으로 한다. 이 단열재의 장점은 현저하게 더 높은 열안정성뿐만 아니라 내화 특성이 현저하게 개선되며, UV 복사에 대한 저항성이 더 높고 열화 정도가 현저하게 낮다는 것이다. 장점은 또한 매우 우수한 투과성이다. 난연성을 향상시키기 위해, 혼합물을 알루미늄 하이드록사이드를 포함한다. 발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙을 제공하는 것의 장점은 이렇게 제공된 카본 블랙이 열전도율을 감소시키고, 카본 블랙이 폴리스타이렌 비드에 어느 정도 흡수되어, 생성된 혼합물 중의 폴리스타이렌 비드와의 결합을 안정화시킨다는 것이다. 추가 장점은 카본 블랙이 난연제 역할을 한다는 것이다. 추가 장점을 위한 단열재는 경화제를 포함하고, 이는 글리세롤 모노 내지 트리아세테이트 또는 이들의 혼합일 수 있다.
유리하게는, 발포 폴리스타이렌 비드는 3 내지 6 mm의 직경을 갖는다. 장점은 최적의 배열과 관련하여 재료의 구조를 최적화하는 가능성이다.
물유리 안정화제가 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염인 것이 또한 유리하다.
큰 장점은 소듐 실리케이트 수용액이 1370 내지 1400 kg/m3 범위의 밀도를 갖고 SiO 대 Na2O의 몰비가 3.2 내지 3.4 범위인 것이다. 실리카 대 소듐 옥사이드의 몰 질량비 및 관련 용액 밀도 및 용액 농도는 중합체 혼합물로서 물유리의 유변학적 특성, 전해질에서와 같은 전기적 특성, 압축성 및 접착 강도, 추가로 경도, 강도 등에 상당한 영향을 미친다. 위에 언급된 파라미터의 장점은 생성된 단열재가 응고 후에 부분적으로 가요성이고 유연성이라는 것이다.
언급된 단점은 크게 제거되고 본 발명의 목적은 단열재의 제조 방법, 구체적으로 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재 제조 방법에 의해 달성되며, 이는 본 발명에 따라 먼저 전체 표면이 코팅되는 방식으로 폴리스타이렌 비드를 카본 블랙 수용액과 혼합한 다음, 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 전체를 혼합하여 단열 혼합물을 형성한 다음, 물유리 안정화제를 소듐 실리케이트 수용액에 첨가한 다음, 물유리 경화제를 용액에 혼합하고 이 용액을 1 내지 10 분 동안 교반하여 결합제 용액을 형성한 다음, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 붓고, 전체를 혼합한 다음, 생성된 혼합물을 적용 위치에 붓는 것을 특징으로 한다. 장점은 단열 패널 및 이음쇠와 같은 고체 제품 모두를 생산할 수 있고, 단열재가 액체 상태로도 적용될 수 있다는 것이다.
이는 생성된 혼합물을 몰드인 적용 위치에 붓고, 추가로 일정량의 결합제 용액이 프레스에 의해 생성된 혼합물로부터 압출되어 원하는 비율의 단열 혼합물 및 결합제 용액을 생성하는 경우에 유리하다. 장점은 정확한 파라미터로 제품을 쉽게 생산할 수 있다는 것이다.
또한 생성된 혼합물이 최종적으로 경화될 때까지 방치되는 경우에도 유리하다. 장점은 생성된 단열재가 단열된 공간의 형상 파라미터와 관련하여 정확하게 생성될 수 있고, 경화 길이가 조절될 수 있다는 사실로 인해, 단열재가 원하는 형상으로 정밀하게 성형될 수 있다는 사실이다.
본 발명에 따른 단열재 및 그 제조 방법의 주요 장점은 지금까지 사용된 폴리스타이렌 제품과 유사한 단열 특성을 갖지만, 기존 재료와 달리 불연성이고, 증기 투과성이고, 우수 및 습기에 대해 저항성이고, 항진균성이고, 강하고, 가요성이고, UV 복사와 같은 외부 영향에 저항성이라는 것이다. 또 다른 장점은 단순한 적용 방법이다. 단열재로부터 클래딩 보드 및 피팅을 모두 생성할 수 있으며, 이는 연신, 주조 및 분사에 의해 액체 혼합물로서 쉽게 도포될 수 있다. 따라서 단열재는 이것이 미네랄 울, 폴리스타이렌 콘크리트 또는 폴리우레탄 폼을 대체하는 바닥 및 천장, 수평 및 약간 경사진 지붕에 적합하다. 미네랄 울 또는 폴리스타이렌 보드를 사용한 단열과 달리, 이는 손이 닿기 어려운 장소 및 표면의 울퉁불퉁한 모서리에 잘 적용된다. 이는 일반적으로 지붕에 있는 사다리꼴 및 접힌 시트, 에터니트(Eternit) 또는 아스팔트를 포함하는 다양한 기판에 대한 우수한 접착력을 갖는다. 동시에, 단열재는 충분히 강하며 또한 보행 가능하다. 기존 재료에 비해 본 발명에 따른 단열재의 큰 장점은 또한 보드와 액체 혼합물을 결합할 수 있다는 것이다. 기존 폴리스타이렌 보드의 고정과 관련된 문제 중 하나는 보드 사이의 이음매 및 도웰 주변의 구멍을 채우는 것이다. 액체 형태의 단열재로 이러한 틈 및 개구부를 채울 수 있는 가능성으로 인해, 열교가 없는 균일한 표면이 매우 쉽고 빠르게 생성된다. 큰 장점은 또한 액체 혼합물 형태의 반제품 단열재가, 예를 들어, 가전제품, 전기 기술, 자동차 등의 산업에서 단연 라이닝으로 적용될 수 있다는 것이다.
본 발명의 실시예
실시예 1
투과성 내화성 단열재는 3 내지 6 mm의 직경을 갖는 구체인 10 wt%의 발포 폴리스타이렌, 83.0 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 4 wt%의 알루미늄 하이드록사이드, 0.3 wt% 물유리 안정화제 및 2.3 wt% 경화제를 포함하는 공기 경화 혼합물로 구성된다.
발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 카본 블랙은 총 중량의 0.4 wt%를 차지한다.
물유리 안정화제는 N,N,N',N'-테트라키스 (2-하이드록시프로필) 에틸렌디아민의 98% 수용액 형태의 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염이다.
소듐 실리케이트 수용액은 1390 kg/m3범위의 밀도 및 3.3의 SiO2 대 Na2O의 몰비를 갖는다.
물유리 경화제는 부피부로 7:3의 비율의 순수한 글리세롤 디아세테이트 / 트리아세테이트의 혼합물이고, 순수한 물유리에 대해 2.8 wt%의 농도이다.
단열재 제조 방법에 따르면, 먼저 전체 표면이 카본 블랙으로 코팅되도록 폴리스타이렌 비드를 25 wt% 농도의 카본 블랙을 갖는 수용액과 혼합한 다음, 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 전체를 혼합하여 단열 혼합물을 형성한 다음, 소듐 실리케이트의 수용액에 물유리 안정화제를 첨가하고, 이어서 물유리 경화제를 용액에 첨가하고, 이 용액을 5 분 동안 혼합하여 결합제 용액을 형성한 다음, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 첨가하고, 전체를 혼합하고, 생성된 혼합물을 실리콘 몰드인 적용 위치에 붓고, 추가로 생성된 혼합물로부터 일정량의 결합제 용액이 프레스에 의해 압출되어원하는 비율의 단열 혼합물 및 결합제 용액이 수득된다.
마지막으로, 생성된 혼합물은 경화될 때까지 그대로 방치된다. 생성된 제품은 단열 보드, 또는 OSB 보드에 배향된, 보다 정확하게는 두 OSB 보드 사이인 단열층이다.
실시예 2
투과성 내화성 단열재는 3 내지 6 mm의 직경을 갖는 구체인 1 wt%의 발포 폴리스타이렌, 96.0 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 2 wt%의 알루미늄 하이드록사이드, 0.1 wt% 물유리 안정화제 및 0.8 wt% 경화제를 포함하는 공기 경화 혼합물로 구성된다.
발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 카본 블랙은 총 중량의 0.1 wt%를 차지한다.
물유리 안정화제는 N,N,N',N'-테트라키스 (2-하이드록시프로필) 에틸렌디아민의 98% 수용액 형태의 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염이다.
소듐 실리케이트의 수용액은 1370 kg/m3 범위의 밀도 및 3.2 범위의 SiO2 대 Na2O 몰비를 갖는다.
물유리 경화제는 부피부로 7:3의 비율의 순수한 글리세롤 디아세테이트 / 트리아세테이트의 혼합물이고, 순수한 물유리에 대해 0.8 wt%의 농도이다.
단열재 제조 방법에 따르면, 먼저 전체 표면이 카본 블랙으로 코팅되도록 폴리스타이렌 비드를 25 wt% 농도의 카본 블랙을 갖는 수용액과 혼합한 다음, 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 전체를 혼합하여 단열 혼합물을 형성한 다음, 소듐 실리케이트의 수용액에 물유리 안정화제를 첨가하고, 이어서 물유리 경화제를 용액에 첨가하고, 이 용액을 1 분 동안 혼합하여 결합제 용액을 형성한 다음, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 첨가하고, 전체를 혼합하고, 생성된 혼합물을 평평하고 분할된 다락 공간에 붓고, 펼치고, 표면 처리하고 경화되도록 그대로 방치한다.
실시예 3
투과성 내화성 단열재는 3 내지 6 mm의 직경을 갖는 구체인 32.4 wt%의 발포 폴리스타이렌, 57.5 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 6 wt%의 알루미늄 하이드록사이드, 0.5 wt% 물유리 안정화제 및 2.6 wt% 경화제를 포함하는 공기 경화 혼합물로 구성된다.
발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 카본 블랙은 총 중량의 1 wt%를 차지한다.
물유리 안정화제는 N,N,N',N'-테트라키스 (2-하이드록시프로필) 에틸렌디아민의 98% 수용액 형태의 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염이다.
소듐 실리케이트의 수용액은 1400 kg/m3 범위의 밀도 및 3.4 범위의 SiO2 대 Na2O 몰비를 갖는다.
물유리 경화제는 부피부로 7:3의 비율의 순수한 글리세롤 디아세테이트 / 트리아세테이트의 혼합물이고, 순수한 물유리에 대해 4.5 wt%의 농도이다.
단열재 제조 방법에 따르면, 먼저 전체 표면이 카본 블랙으로 코팅되도록 폴리스타이렌 비드를 25 wt% 농도의 카본 블랙을 갖는 수용액과 혼합한 다음, 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 전체를 혼합하여 단열 혼합물을 형성한 다음, 소듐 실리케이트의 수용액에 물유리 안정화제를 첨가하고, 이어서 물유리 경화제를 용액에 첨가하고, 이 용액을 10 분 동안 혼합하여 결합제 용액을 형성한 다음, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 첨가하고, 전체를 혼합하고, 이후 생성된 혼합물을 실리콘 표면이 있는 거푸집이 제공된 건물의 외벽에 붓고, 마지막으로 생성된 혼합물을 경화되도록 그대로 방치하고, 그 후 거푸집을 제거한다.
산업적 적용
본 발명에 따른 단열재는 특히 건축 산업에서 투과성 내화 단열 시스템을 생성하는데 사용될 수 있다.
Claims (8)
- 단열재, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재로서, 1 내지 32.4 wt%의 발포 폴리스타이렌, 57.5 내지 96.0 wt%의 소듐 실리케이트 수용액, 2 내지 6 wt%의 알루미늄 하이드록사이드, 0.8 내지 2.6 wt% 물유리 경화제 및 0.1 내지 0.5 wt%의 물유리 안정화제를 포함하는 경화 혼합물로 구성되고, 발포 폴리스타이렌의 표면에 카본 블랙이 제공되고, 카본 블랙은 총 중량의 0.1 내지 1 wt%를 구성하는 단열재.
- 제1항에 있어서, 발포 폴리스타이렌은 3 내지 6 mm의 직경을 갖는 구체임을 특징으로 하는 단열재.
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 물유리 안정화제는 친수성 알콕시 알킬-암모늄 염임을 특징으로 하는 단열재.
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 소듐 실리케이트 수용액은 1370 내지 1400 kg/m3 범위의 밀도를 가짐을 특징으로 하는 단열재.
- 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 소듐 실리케이트 수용액은 3.2 내지 3.4 범위의 SiO2 대 Na2O의 몰비를 가짐을 특징으로 하는 단열재.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 먼저 전체 표면을 코팅하도록 폴리스타이렌 비드를 카본 블랙의 수용액과 혼합한 다음, 소듐 실리케이트 수용액에 알루미늄 하이드록사이드를 첨가하고 단열 혼합물을 형성하도록 전체를 혼합한 다음, 물유리 안정화제를 소듐 실리케이트 수용액에 첨가한 다음, 이 용액에 물유리 경화제를 혼합하고, 이 용액을 1 내지 10 분 동안 추가로 교반하여 결합제 용액을 형성하고, 일정하게 교반하며 단열 혼합물을 결합제 용액에 첨가하고, 전체를 혼합하고, 이후 생성된 혼합물을 적용 위치에 붓는 것을 특징으로 하는 단열재 제조 방법, 특히 물유리 및 폴리스타이렌을 포함하는 투과성 내화성 단열재 제조 방법.
- 제6항에 있어서, 생성된 혼합물을 몰드인 적용 위치에 붓고, 추가로 생성된 혼합물로부터 일정량의 결합제 용액이 프레스에 의해 압출되어 원하는 비율의 단열 혼합물 및 결합제 용액을 수득함을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.
- 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마지막으로 생성된 혼합물을 경화되도록 그대로 방치함을 특징으로 하는 단열재 제조 방법.
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