KR20240077956A - 방염 기능성 단열도료 조성물 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단열도료에 방염 기능을 하는 팽창흑연을 포함함으로써, 상기 팽창흑연이 200℃ 이상의 열에 노출될 경우 흑연이 팽창하여 화염이 건축물 또는 구조물 등에 전달되지 않게 보호할 수 있는 방염 기능성 단열도료 조성물 및 제조방법에 관한 것이다.

Description

방염 기능성 단열도료 조성물 및 제조방법{Flame retardant functional insulation paint composition and manufacturing method}
본 발명은 단열도료에 팽창흑연(Expandable Graphite)을 포함함으로써 방염 기능을 가지는 방염 기능성 단열도료 조성물 및 상기 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
최근 단열도료에 있어서도 기능성을 갖춘 여러 가지 제품이 생산되고 있는데, 열을 차단하는 기능성을 강조하다 보니 피복부위가 부풀거나 갈라져 내구성이 떨어지는 단점이 다수 발생하고 있다.
또한, 일부 단열도료들은 열을 장시간 받으면서 도막이 분말화되어 갈라지는 백화현상이 나타나는 등 여러 가지 단점을 내포하고 있어, 이러한 단점을 보완하고 단열 성능을 꾸준히 유지하는 내구성을 갖추기 위해서 다방면으로 연구가 진행되고 있다.
기능성 도료를 적용하는데 있어서 비용 절감 문제 때문에 두 가지 기능적인 부분(방염성, 단열성)을 보완하기 위한 노력보다는 저렴한 제품의 적용을 선호하는 경향이 있어 성능 개선뿐만 아니라 경제성을 도모한 제품 개발도 동시에 요구되어 지고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제1996-0004463호에는 무기계 규산염과 산화티탄계 안료를 사용하여 방화성능을 가진 조성물을 개시하고 있으나, 내수성이 불량하고 진동이나 충격으로 인한 도막의 박리나 균열이 생겨 피도물과의 부착성이 떨어지는 문제점이 나타날 수 있다.
대한민국 공개특허 제1996-0004463호
본 발명은 단열도료에 팽창흑연(Expandable Graphite)을 포함함으로써 방염 기능을 가지는 방염 기능성 단열도료 조성물 및 상기 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 일실시예에서, 팽창흑연(Expandable Graphite), 물, 소다, 아크릴 에멀젼 공중합체, 탈크, 착색안료, 바인더 및 광촉매를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물을 제공한다.
상기 팽창흑연(Expandable Graphite) 5 내지 7 중량%; 상기 물 20 내지 40 중량%; 상기 소다 15 내지 20 중량%; 상기 아크릴 에멀젼 공중합체 20 내지 30 중량%; 상기 탈크 5 내지 7 중량%; 상기 착색안료 1 내지 3 중량%; 상기 바인더 20 내지 40 중량%; 및, 상기 광촉매 1 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방염 기능성 단열도료 조성물은 소포제 및 분산제를 포함하는 기타 첨가제를 1 내지 6 중량% 추가 포함하는 것일 수 있다.
상기 팽창흑연은 200℃ 이상의 열에 노출될 경우 흑연이 팽창하여 화염이 전달되지 않도록 방염 기능을 하는 것일 수 있다.
상기 광촉매는, 비드, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 무기산화물; 및 상기 무기산화물 상에 형성되는 페로센 유래 철 산화물층;을 포함하는 것일 수 있다.
상기 광촉매는, 아라고나이트(Aragonite) 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하고 광촉매 전체 100 중량부 대비 800 메쉬(mesh) 내지 1,000 메쉬의 입자크기를 가지는 패각 분말을 30 중량부 이상 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 일실시예에서, 무기산화물 상에 페로센 유래 철 산화물을 코팅하여 광촉매를 준비하는 단계; 물, 바인더, 팽창흑연, 탈크 및 아크릴 에멀젼 공중합체를 혼합하고 교반하는 제1 교반 단계; 제1 교반 단계가 완료된 혼합물에 상기 준비된 광촉매와 분산제 및 소다를 첨가하고 교반하는 제2 교반 단계; 및, 제2 교반 단계가 완료된 혼합물에 소포제 및 착색안료를 첨가하고 교반하는 제3 교반 단계;를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 무기산화물은 무기 반도체 화합물 및 다공성 구조로 형성된 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 교반 단계는 5 내지 25℃에서 교반하는 것이고, 상기 제2 교반 단계는 1,800 내지 2,100 rpm에서 교반하는 것이며, 상기 제3 교반 단계는 50 내지 75℃ 온도에서 1,500 내지 3,000 rpm에서 교반하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 방염 기능성 단열도료 조성물은 단열도료에 방염 기능을 하는 팽창흑연을 포함함으로써, 상기 팽창흑연이 200℃ 이상의 열에 노출될 경우 흑연이 팽창하여 화염이 건축물 또는 구조물 등에 전달되지 않게 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방염 기능성 단열도료 조성물 및 제조방법은 환경에 무해한 친환경 소재를 사용하고, 단열 특성 및 방염 특성을 나타낼 수 있는 소재 및 메커니즘을 적용하여 건물 내부에서 생활하면서 나타나는 유해 환경에 대한 불편함 해소와 에너지 효율성, 화재 안전성 등 실내 공간에서 나타날 수 있는 문제를 해소할 수 있으며, 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조에 있어서 경제적 측면이 고려되어 합리적인 가격에 조성물을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 팽창흑연, 물, 소다, 아크릴 에멀젼 공중합체, 탈크, 착색안료, 바인더 및 광촉매를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물을 제공한다.
상기 팽창흑연 5 내지 7 중량%; 상기 물 20 내지 40 중량%; 상기 소다 15 내지 20 중량%; 상기 아크릴 에멀젼 공중합체 20 내지 30 중량%; 상기 탈크 5 내지 7 중량%; 상기 착색안료 1 내지 3 중량%; 상기 바인더 20 내지 40 중량%; 및, 상기 광촉매 1 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 팽창흑연은 조성물 전체의 중량을 기준으로, 5 내지 7 중량%를 포함할 수 있다.
상기 팽창흑연을 포함함으로써 단열, 특히 방염 기능성을 갖는 것일 수 있으며, 상기 팽창흑연은 200℃ 이상의 열에 노출될 경우 흑연이 팽창하여 화염이 전달되지 않도록 방염 기능을 하는 것일 수 있다.
상기 물은 조성물 전체의 중량을 기준으로, 20 내지 40 중량%, 20 내지 30 중량% 또는 30 내지 40 중량% 포함하는 것일 수 있다.
상기 소다는 일종의 필러에 해당하는 것으로서, 화학적으로 매우 안정된 소다 라임 보로실리케이트 유리로 만들어진 고강도, 저비중의 필러일 수 있으며, 단열 기능을 수행하는 물질일 수 있다.
상기 소다는 도료의 도장 시 그 수축률을 줄이고 치수 안정성을 높이는데 기여할 수 있다. 나아가 상기 소다는 단열력, 전기저항성, 자외선 방사에 대한 저항성을 높이는 작용을 하는 것일 수 있다.
상기 소다는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 15 내지 20 중량% 포함하는 것일 수 있고, 상기 소다가 15 중량% 미만인 경우 단열력이 저하되고 수축률이 증가하여 단열 도막 성능이 저하되는 문제가 생길 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우 도장의 발림 성능이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
상기 아크릴 에멀젼 공중합체는 전체의 중량을 기준으로, 20 내지 30 중량%, 20 내지 25 중량% 또는 25 내지 30 중량% 포함할 수 있다. 상기 아크릴 에멀젼 공중합체의 함량이 20 중량% 미만일 경우 도막 특성 및 내구성이 감소하는 문제점이 있으며, 30중량% 초과일 경우 광택이 높아 건축 내부용으로 사용 시 인체 시각 피로도를 높일 수 있다는 문제점이 있다.
상기 아크릴 에멀젼 공중합체는 실리콘 개질 아크릴 에멀젼을 사용할 수 있고, 예를 들어, 시판 중인 것으로 PRIMAL SF-016(DOW사), APLV-1200(아펙사) 또는 AP-3960(아펙사)를 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 아크릴 에멀젼 공중합체는 아펙사의 AP-3960를 사용할 수 있다.
상기 탈크는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 5 내지 7 중량% 포함하는 것일 수 있고, 예를 들어, 5 내지 6 중량% 또는 6 내지 7 중량% 포함하는 것일 수 있다.
상기 탈크는, 첨가 입자의 미립화, 분쇄에 도움이 되는 동시에 적합한 흡유량, 은폐력, 착색력, 색상, 전기 절연성 등을 조절하는 역할을 한다. 또한 증량제, 진충제로서의 역할을 할 수 있다.
상기 착색안료는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 1 내지 3 중량% 포함하는 것일 수 있고, 상기 착색안료가 1 중량% 미만인 경우 은폐율, 백색도가 저하되어 도료로서의 기능이 상실되며, 3 중량부를 초과하여 사용하면 원가가 많이 상승하는 문제가 있다.
예를 들어, 상기 착색안료는 이산화티타늄을 포함하는 것일 수 있다. 상기 이산화티타늄은 백색안료로서 높은 굴절률로 안료 중 가장 우수한 은폐력과 내후성 등의 물성을 나타내어 도료 및 플라스틱 등의 중요한 용도에 사용하고 있다.
상기 바인더는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 20 내지 40 중량% 포함하는 것일 수 있고, 예를 들어, 20 내지 30 중량% 또는 30 내지 40 중량% 포함하는 것일 수 있다.
상기 바인더는, 유기 바인더, 무기 바인더 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴, 에폭시 수지, 폴리실록산, 플루오르화 중합체, 실리콘 기재 중합체 등과 같은 유기 접착제와 실리케이트, 콜로이드성 실리카, 폴리오르가노실록산등과 같은 규소 화합물, 인산 아연, 인산 알루미늄 등과 같은 인산염, 시멘트, 석회, 석고, 에나멜 프리트(enamel frits), 유리 라이닝용 유약(glass lining glazes), 플라스터(plasters)와 같은 무기 접착제가 사용될 수 있다.
상기 광촉매는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 1 내지 5 중량%, 1 내지 3 중량% 또는 3 내지 5 중량% 포함할 수 있다.
상기 광촉매는, 비드, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 무기산화물; 및 상기 무기산화물 상에 형성되는 페로센 유래 철 산화물층;을 포함하는 것일 수 있다.
상기 광촉매는, 아라고나이트(Aragonite) 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하고 광촉매 전체 100 중량부 대비 800 메쉬(mesh) 내지 1,000 메쉬의 입자크기를 가지는 패각 분말을 30 중량부 이상 포함하는 것일 수 있다.
상기 광촉매는 저온소성된 패각류를 포함하는 것일 수 있고, 상기 패각류는 아라고나이트 결정 구조의 탄산칼슘을 충분히 포함하는 것이 필요하다. 이때, 상기 아라고나이트 결정 구조는 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상인 것일 수 있다.
상기 패각 분말이 800 메쉬 미만의 입자 크기를 가지거나 1,000 메쉬를 초과하는 입자 크기를 가질 경우, 입자간 결집력이 떨어지거나, 도료의 접착력, 인장강도 및 경도가 떨어지는 문제가 생길 수 있다. 상기 맥반석 분말의 입자 크기는 200 내지 500 메쉬인 것일 수 있다.
상기 패각 분말이 30 중량부 미만 포함될 경우, 패각 입자들이 전체 도료 조성물 내에서 의도한 정화 성능을 충분히 발휘하지 못할 수 있다.
상기 방염 기능성 단열도료 조성물은 소포제 및 분산제를 포함하는 기타 첨가제를 1 내지 6 중량% 추가 포함하는 것일 수 있다.
상기 분산제는 혼합물 중의 고형분들을 고르게 분산시켜 뭉치지 않고 적절한 투입 효과를 구현할 수 있도록 하는 것으로서 고분자의 블록 공중합체 용액인 제품을 사용할 수 있으며, 카르복실산 에테르, 방향족 아미노 술폰산, 폴리 알킬아릴술폰산, 나프탈렌 술폰산 등을 사용할 수 있다.
이때, 상기 분산제는 최적의 중량부로 혼합하는 것이 바람직한데, 분산제 함량이 너무 적으면 투입되는 광촉매나 기타 첨가제 성분들이 뭉쳐버림으로 인해 기능성 도료로서 의도한 기능들이 구현되지 않는 문제가 생길 수 있고, 조성물 기준으로 너무 과다하게 첨가될 경우 다른 성분들이 그 기능을 발휘할 수 없을 정도로 분산되는 문제가 생길 수 있다. 상기 분산제는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 0.5 내지 3 중량%, 0.5 내지 2 중량%, 0.5 내지 1 중량%, 1 내지 3 중량% 또는 2 내지 3 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소포제는 상기의 조성물로 형성된 페인트를 대상물에 도포 시 도막에 잔존될 수 있는 기포를 제거하는 역할을 한다. 기포가 존재할 경우 도막의 균일성이 떨어지고 외부 환경 변화에 따라 쉽게 균열이 생길 수 있다.
이때, 상기 소포제는 조성물 전체의 중량을 기준으로, 0.5 내지 3 중량%, 0.5 내지 2 중량%, 0.5 내지 1 중량%, 1 내지 3 중량% 또는 2 내지 3 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 소포제가 0.5 중량% 미만이면 소포제에 의한 기포 제거 효과가 과도하게 저하될 수 있고, 3 중량%를 초과하게 되면 소포제의 투입량에 대비하여 그 효율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다.
하기에서는 도 1을 참고하여, 본 발명의 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법의 각 단계를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 무기산화물 상에 페로센 유래 철 산화물을 코팅하여 광촉매를 준비하는 단계(S100); 물, 바인더, 팽창흑연, 탈크 및 아크릴 에멀젼 공중합체를 혼합하고 교반하는 제1 교반 단계(S200); 제1 교반 단계가 완료된 혼합물에 상기 준비된 광촉매와 분산제 및 소다를 첨가하고 교반하는 제2 교반 단계(S300); 및, 제2 교반 단계가 완료된 혼합물에 소포제 및 착색안료를 첨가하고 교반하는 제3 교반 단계(S400);를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
도 1을 통해 상술한 각각 단계의 순서는 하나의 예시에 불과하며, 반드시 그에 구속될 필요는 없다. 예를 들어, 상기 광촉매 준비단계는 반드시 제1 교반 단계 이전에 수행되어야 할 필요는 없으며 제1 교반 단계 이후에 상기 광촉매 준비단계가 포함될 수 있다.
상기 광촉매 준비단계는, 다공성 무기산화물 상에 산화철을 코팅한 광촉매를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 광촉매는 단순한 산화철이 아닌 유기금속화합물 유래 산화철, 나아가 페로센을 열처리하여 얻게 되는 산화철 피복층을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 무기산화물은 빛 에너지를 흡수하여 촉매활성을 나타내는 무기 반도체 화합물 및 다공성 구조로 형성된 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화철은 페로센 도핑 공정에 의해 형성된 것일 수 있으며, 예를 들어, 상기 무기산화물 상에 형성된 페로센층을 열처리하여 페로센을 열분해하고, 이러한 열분해 공정에 의해 페로센에서 전환된 철 산화물을 포함할 수 있다.　
예를 들어, 상기 페로센 유래 철 산화물은, 페로센, 페로센 유도체 중 적어도 하나에 의해 유래된 철 산화물이며, 상기 페로센 유도체는, 페로센 알데히드, 페로센 케톤, 페로센 카르복시산, 페로센 알콜, 페놀 또는 에테르 화합물, 질소-함유 페로센 화합물, 황-함유 페로센 화합물, 인-함유 페로센 화합물, 규소함유 페로센 화합물, 1,1'-디코퍼 페로센(1,1'-di-copper ferrocene), 페로센 보로닉산(ferrocene boric acid), 페로세닐 큐프러스 아세틸라이트(ferrocenyl cuprous acetylide) 및 비스페로세닐 티타노센(bisferrocenyl titanocene)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 페로센 유래 철 산화물층에서 철의 함량은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%; 0.01 내지 10 중량%; 0.001 내지 5 중량%; 0.01 내지 3 중량%; 0.01 내지 1.5 중량%; 또는 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
상기 범위 내에 포함되면, 가시광 영역에서 광촉매 활성을 증가시켜 광분해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 철의 함량이 증가하면 가시광 영역의 흡수가 증가할 수 있으나, 이러한 철 함량 증가에 의한 광촉매 활성의 저하가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 철의 함량을 포함하는 것이 바람직하고 더 바람직하게는 상기 철의 함량은, 0.01 내지 1 중량%일 수 있다.
상기 광촉매는, 페로센 유래 철 산화물은 다양한 유해물질의 분해에 적용되고, 즉, 환경 오염물질, 악취 물질, 유기화합물, 산성가스 등의 처리에 이용될 수 있다. 예를 들어, 기체, 액체 및 고체 물질 중 적어도 하나를 흡착 및/또는 광분해하는데 이용되고, 할로겐램프, 제논램프, 태양광, 발광다이오드 등 다양한 광선을 포함하는 빛 에너지에 의해서 광활성을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기체로는 산성, 염기성 가스, 아세트알데히드, 케톤류 등의 VOC(휘발성 유기 화합, Volatile Organic Compounds), 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소(Paraffin계와 Olefin계)의 탄화수소류, 오존 가스, 유기 및 무기계 유리 가스 등일 수 있고, 보다 구체적으로, 이산화탄소, 일산화탄소, NOx, SOx, HCl, HF, NH3, 메틸아민, 포름알데히드, 황화수소, 아민, 메틸메르갑탄, 수소, 산소, 질소, 메탄, 파라핀, 올레핀 등일 수 있다. 상기 액체로는 포름알데하이드(Formaldehyde), 아세트알데하이드(Acetaldehyde), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), MEK(Methyl Ethyl Ketone), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 살균제, 가솔린, 디젤, 오일, 알코올, 페놀, 염료 등이며, 상기 고체로는 전이금속, Pt, Pd 등의 귀금속, Hg, Cr 등의 이온 및/또는 입자, 100 nm 이하의 나노입자 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 페로센 유래 철 산화물층에서 철의 함량이 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%, 0.01 내지 10 중량%, 0.001 내지 5 중량%, 0.01 내지 3 중량%, 0.01 내지 1.5 중량% 또는 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에 포함되면, 가시광 영역에서 광촉매 활성을 증가시켜 광분해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 철의 함량이 증가하면 가시광 영역의 흡수가 증가할 수 있으나, 이러한 철 함량 증가에 의한 광촉매 활성의 저하가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 철의 함량을 포함하는 것이 바람직하고 더 바람직하게는 상기 철의 함량은, 0.01 내지 1 중량%일 수 있다.
상기 광촉매 준비단계에서 상기 무기산화물은, 티타늄 화합물, 철 화합물, 규소 화합물, 염기성 물질, 과산화수소 및 수성　분산매로부터, 철 및 규소 성분 함유 퍼옥소티타늄산 용액을 제조하는 공정; 및 상기 철 성분 및 규소 성분 함유 퍼옥소티타늄산 용액을, 압력 제어 하, 80 내지 250℃에서 가열하여, 철 및 규소 함유 산화티타늄 미립자　분산액을 얻는 공정;을 거쳐 제조되는 것일 수 있다.
상기 광촉매 준비단계는, 300 내지 750℃의 온도에서 저온소성 처리된 패각 분말, 천일염, 규조토 분말 및 맥반석 분말을 혼합하여 혼합 분말을 제조하는 단계; 및 상기 혼합 분말을 물과 섞은 후 상기 준비된 광촉매와 혼합하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 광촉매 준비단계는 무기산화물 상에 형성된 페로센 입자 산화철을 포함하는 광촉매 입자 외에, 저온소성된 패각 분말, 천일염, 규조토 및 맥반석을 혼합한 혼합 분말이 상기 광촉매 입자와 추가적으로 혼합된 것일 수 있다.
상기 제1 교반 단계는 물, 바인더, 팽창흑연, 탈크 및 아크릴 에멀젼 공중합체를 혼합하고 교반하는 단계이다.
상기 제1 교반 단계는 5 내지 25℃에서 교반하는 것이고, 이는 물, 바인더, 팽창흑연, 탈크 및 아크릴 에멀젼 공중합체가 적절하게 혼합될 수 있는 온도일 수 있다.
상기 제2 교반 단계는 제1 교반 단계가 완료된 혼합물에 상기 준비된 광촉매와 분산제 및 소다를 첨가하고 교반하는 단계이다.
상기 제2 교반 단계는 1,800 내지 2,100 rpm에서 교반하는 것이고, 상기 교반 속도가 너무 느리거나 지나치게 빠를 경우 광촉매, 분산제 및 소다와 상기 제1 교반 단계에서의 물질들이 수용액 상에서 효과적으로 분산되지 않거나, 혼합 수용액에 기포가 포함될 수 있다.
이때 상기 광촉매, 분산제 및 소다는 사전에 혼합하는 단계를 통해 고르게 섞은 상태에서 교반하는 것이 적절할 수 있다. 상기 분산제를 제2 교반 단계에서 첨가하는 이유는, 전체 혼합물 중 광촉매 성분과 소다 성분이 가장 뭉치기 쉬운 물질들이기 때문이며, 이 물질들과 분산제가 물리적으로 혼합된 상태에서 수용액에 첨가되어 교반을 하는 것이 보다 효율적이고 적절한 분산을 기대할 수 있다.
상기 제3 교반 단계는 제2 교반 단계가 완료된 혼합물에 소포제 및 착색안료를 첨가하고 교반하는 단계이다.
상기 제3 교반 단계는 적절한 온도와 회전속도로 수행되는 것이 중요할 수 있고, 상기 제3 교반 단계는 50 내지 75℃ 온도에서 1,500 내지 3,000 rpm에서 교반하는 것일 수 있다. 상기 제3 교반 단계에서는 많은 수의 재료들이 충분히 섞일 수 있도록 상온보다 높은 온도에서 상기 제2 교반 단계보다 빠른 교반 속도로 교반을 수행하는 것일 수 있다.

Claims (9)

  1. 팽창흑연(Expandable Graphite), 물, 소다, 아크릴 에멀젼 공중합체, 탈크, 착색안료, 바인더 및 광촉매를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팽창흑연(Expandable Graphite) 5 내지 7 중량%;
    상기 물 20 내지 40 중량%;
    상기 소다 15 내지 20 중량%;
    상기 아크릴 에멀젼 공중합체 20 내지 30 중량%;
    상기 탈크 5 내지 7 중량%;
    상기 착색안료 1 내지 3 중량%;
    상기 바인더 20 내지 40 중량%; 및,
    상기 광촉매 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방염 기능성 단열도료 조성물은 소포제 및 분산제를 포함하는 기타 첨가제를 1 내지 6 중량% 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 팽창흑연은 200℃ 이상의 열에 노출될 경우 흑연이 팽창하여 화염이 전달되지 않도록 방염 기능을 하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매는,
    비드, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 무기산화물; 및
    상기 무기산화물 상에 형성되는 페로센 유래 철 산화물층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매는,
    아라고나이트(Aragonite) 결정 구조의 탄산칼슘을 포함하고 광촉매 전체 100 중량부 대비 800 메쉬(mesh) 내지 1,000 메쉬의 입자크기를 가지는 패각 분말을 30 중량부 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물.
  7. 무기산화물 상에 페로센 유래 철 산화물을 코팅하여 광촉매를 준비하는 단계;
    물, 바인더, 팽창흑연, 탈크 및 아크릴 에멀젼 공중합체를 혼합하고 교반하는 제1 교반 단계;
    제1 교반 단계가 완료된 혼합물에 상기 준비된 광촉매와 분산제 및 소다를 첨가하고 교반하는 제2 교반 단계; 및,
    제2 교반 단계가 완료된 혼합물에 소포제 및 착색안료를 첨가하고 교반하는 제3 교반 단계;를 포함하는 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무기산화물은 무기 반도체 화합물 및 다공성 구조로 형성된 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 교반 단계는 5 내지 25℃에서 교반하는 것이고,
    상기 제2 교반 단계는 1,800 내지 2,100 rpm에서 교반하는 것이며,
    상기 제3 교반 단계는 50 내지 75℃ 온도에서 1,500 내지 3,000 rpm에서 교반하는 것을 특징으로 하는 방염 기능성 단열도료 조성물의 제조방법.
KR1020220160389A 2022-11-25 방염 기능성 단열도료 조성물 및 제조방법 KR20240077956A (ko)

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