KR930012004B1

KR930012004B1 - 고발포성 세라믹 조성물

Info

Publication number: KR930012004B1
Application number: KR1019910005062A
Authority: KR
Inventors: 홍현표; 김재천
Original assignee: 홍현표; 김재천
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1993-12-23
Also published as: KR920017980A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

고발포성 세라믹 조성물

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 석탄재(fly ash)나 연탄재 등과 같은 무기 탄화물의 접착기능이 향상되고, 화재진화에 적용할 수 있는 고발포성 세라믹 조성물에 관한 것이다.

석탄재는 석탄이 연소된 후에 발생되는 폐기물로서, 매년 방대한 량이 발생되므로 산업 폐기물의 재활용을 통한 공해문제 해결의 측면과 대체자원 개발의 측면에서 이의 재활용 방안이 세계적으로 꾸준히 모색되어 왔다.

연탄재 역시 매년 방대한 양이 발생하므로 이의 재활용 방안은 국가적인 관심사라 할 수 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 폐자원인 석탄재나 연탄재를 건축용 또는 전자부품용으로 사용되는 세라믹의 재료로 활용함으로써 산업 폐기물의 재활용이 가능하도록 하고, 나아가 종래의 제품에 비하여 강도, 내열성, 단열성, 발포성 등이 향상되고, 특히 유전 화재 등과 같은 대형 화재의 진화에 효과적인 발포성 세라믹 조성물을 제공하는 것이다.

지금까지 석탄재가 재활용되는 것은 ALC(경량 발포 콘크리트)의 첨가제로 사용되고 있을 뿐이다.

ALC는 시멘트, 규사, 석회를 주성분으로 하여 제조되는 건축용 재로로서 그 제조공정이 복잡하고 생산 원가가 높으며, 이것으로부터 제조되는 제품의 강도가 약하여 쉽게 파손되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 경량성에 있어서도 비중이 0.7 - 0.8로서 비교적 무거운 편이므로 작업성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한 석탄재가 경량성을 높이기 위한 첨가제로서 5중량% 미만으로 사용되어 지기 때문에 이것의 효과적인 재활용의 방안이 되지는 않고 있다.

ALC의 경량화를 위하여 석탄재를 5중량% 이상 첨가하게 되면 강도가 저하되는 문제점이 발생하게 되며, 이때 강도저하를 방지하기 위하여 유기접착제를 사용할 수 있으나 이 경우에는 내열성, 난연성 등의 물성이 저하되는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.

연탄재는 특별한 용도로 사용되지 아니하고 거의 전량이 쓰레기와 같이 처리되고 있다.

본 발명은 석탄재나 연탄재를 발포성과 접착력이 좋은 세라믹 조성물에 첨가함으로써 이들을 5중량% 이상 첨가할 경우에도 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소할 수 있도록 하였다.

본 발명의 발포성 세라믹 조성물의 조성비는 다음과 같다.

A) 규산나트륨 30 - 70중량부

B) 산화아연 30 - 70 중량부

C) 탄산칼륨 3 - 8 중량부

D) 붕산 1- 5 중량부

E) 탄산계 발포제 2 - 8 중량부

상기 조성물은 강한 접찹력을 가진 겔상의 물질이므로 석탄재나 연탄재 등 무기 탄화물을 5중량% 이상 첨가하여도 강도 저하 등의 문제점이 발생하지 아니한다.

상기 조성물은 발포 온도가 120 - 200℃이고, 용융온도가 약 900 - 2500℃이며, 발포온도 이상 용융온도 이하의 온도에서는 발포된 상태가 그대로 유지된다. 용융온도 이상에서는 상기 조성물은 서서히 용융하여 수축되며, 다시 용융온도 이하로 내려오면 재결정하여 표면의 경도가 5이상인 단단한 물질로 변화한다.

상기 조성물을 발포율은 20-50배이며, 발포율은 탄산칼륨, 붕산, 발포제의 첨가량에 반비례한다. 즉, 이들의 첨가량이 많아 질수록 발포율은 작아진다. 그러나, 조성물의 강도는 이들의 첨가량에 비례한다.

상기 조성물을 화재진화용으로 사용할 경우에는 파이프로 분사될 수 있도록 점도가 낮은 액상잉 바람직한데, 점도는 탄산칼륨, 붕산, 발포제의 희석 배율에 의하여 결정된다. 즉, 이들의 희석배율이 커지면 조성물의 점도는 낮아진다.

상기 조성물에 석탄재나 연탄재를 조성물의 3중량배 까지 첨가 할 수 있다. 3중량배를 초과하게 되면 접착력이 약화되어 강도가 저하되는 문제점이 발생한다. 이때는 석탄재나 연탄재가 첨가됨으로써 조성물의 발포성을 소멸시키므로 제품의 경량성이 요구되는 경우에는 발포성을 향상시키기 위하여 또 다른 발포제인 알루미늄 파우더의 투입이 필요하다. 그 적정 참가량은 발포성 세라믹 조성물과 석탄재 또는 연탄재 전체의 0.01 - 0.05중량%이다.

석탄재나 연탄재를 첨가할 경우에는 내수성이 떨어지게 되는데, 이것은 내수성을 향상시키는 공지된 방법인 유약을 도포 등의 방법으로 외부에 처리한 후, 소성하면 해결된다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

[제조실시예]

*발포성 세라믹 조성물의 제조

(1) 규산나트륨 50중량부, 산화아연 50중량부를 혼합하여 120℃에서 3시간 가열한다.

(2) 여기에 탄산칼륨 5중량부를 물에 10배 희석하여 가한 후, 150℃에서 2시간 가열한다.

(3) 여기서 얻어진 조성물에 붕산 3중량부를 물에 10배 희석하여 가한 후 상온에서 3시간 교반하여 겔상의 조성물을 얻는다.

(4) 상기 조성물에 발포제로 탄산수소나트륨 분말 5중량부를 물에 10배 희석하여 가한 후, 1시간 교반하여 발포성 조성물을 얻었다.

[실시예 1]

제조실시예)에서 얻어진 발포성 세라믹 조성물의 발포율을 테스트하기 위하여 150℃의 항온실에 방치한 결과 30초 후, 40배의 발포율을 보였다.

[실시예 2 - 8 ]

제조실시예)에서 얻어진 조성물과 석탄재를 다음의 비율를 혼합하고, 발포제로 알루미늄 파우더를 석탄재가 첨가된 전체 세라믹 조성물의 0.2중량% 투입한 다음, 180 ℃에서 고압증기양생하여 얻어진 조성물의 물성을 테스트하였으며, 그 결과는 아래와 같다.

상기 실시예들을 통하여 조성물 대 석탄재의 비율이 1 : 3 이상의 경우에는 강도가 현저히 감소되므로 조성물의 접착력이 미치는 범위는 이 이내라는 것을 알 수 있다. 단열성은 각 실시예 모두 양호하였다.

[실시예 9]

제조실시예)에서 얻어진 발포성 세라믹 조성물이 고온가열 되었을 때의 표면경도를 테스트하기 위하여 상기 조성물을 목재에 도포하고, 진공가압 후 500℃의 온도로 5시간 가열하여 도막을 형성시켰으며, 이때 형성된 도막의 표면경도는 6(모오소 경도)이었다.

Claims

규산나트륨 30-70중량부, 산화아연 30-70중량부, 탄산계 발포제 2-8중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고발포성 세라믹 조성물.
제1항에 있어서, 탄산계 발포제는 탄산수소나틀륨인 것을 특징으로 하는 고발포성 세라믹 조성물.
제1항에 있어서, 붕산 또는 탄산칼륨이 10중량부 이내 더욱 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 고발포성 세라믹 조성물.
제1항에 있어서, 석탄재가 제1항 기재의 조성물의 3중량배 이내에 첨가되는 것을 특징으로 하는 고발포성 세라믹 조성물.
제1항 내지 제4항에 있어서, 발포제로 알루미늄 파우다가 0.05 중량부 이내에 첨가되는 것을 특징으로 하는 고발포성 세라믹 조성물.