KR950006071B1 - 발포성 무기질 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

발포성 무기질 조성물
본 발명은 메탈실리케이트(METAL SILICATE), 셀루로즈, 알루미나 화합물을 주성분으로 하는 발포성 무기질 조성물에 관한 것이다.
발포성 무기질 조성물은 방화재로서 주로 건축물의 철골부위에 도포하여 화재시 내화, 내열성의 발포층을 형성하므로서 철골을 보호하는 불연재이다. 기존의 일반적인 방화재는 무기질의 판재류로 건축물 내장공사에 사용하였으나, 철골과 같은 복잡한 부위에 시공하기에는 부적합하였다.
이러한 단점을 해결코자, 철골부위에 일정두께로 도포할 수 있는 페이스트상의 부정형 발포성 무기질 방화재가 개발 사용되고 있다.
부정형의 방화재는 크게 발포성과 비발포성으로 나눌 수 있는데, 단열 및 방화성능에 있어서는 발포성의 방화재가 우수한 것으로 알려져 있다. 발포성 방화재에 대한 기존의 기술로는 미국특허 3493401호에 기재되어 있는데, 바인더로 포타슘 실리케이트(POTASSIUM SILICATE), 내수증진제로 세릭 옥사이드와 알킬트리알콕시 실란, 크랙방지제로 윌라스토나이트를 사용하였다.
미국특허 3442671호에는 포타슘 실리케이트와 분산제로 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 내수성 증진제로 알카린 용해염(히드록시 알킬기 치환의 알킬렌디아민 폴리알카노익에시드를 말함.), 크랙방지제로 마이카분말을 사용하였다.
대한민국 특허공고 86-1063에는 발포성 방화재가 아닌 분사식의 불연재로서 실리콘 수지와 규산소다. 에멀죤 초산비닐 수지를 기재로 사용하고 제1인산 암모늄 등을 사용하여 내열성 및 유독개스 중화억제제로 사용하였다.
본 발명의 발포성 무기질 방화재를 상세히 설명하면, 메탈 실리케이트(xM2O3ySiO2zH2O, M=Na, Li, K)용액을 단독 혹은 2종 이상을 혼합 사용하고, 내수증강제로 셀루로즈를 소량 배합하고, 크랙방지제로 판상과 섬유상의 무기물, 단열보강제로 버미큘라이트 원석을 배합한 주재에 점도 조절 및 불연, 강도 증진용으로 알루미나 화합물을 배합함을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 방화재는 기존의 방화재보다 내열성, 내수성, 강도 등의 제반물성을 향상시킴을 목적으로 한다. 메탈 실리케이트 용액은 그 성분에 따라 단독 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, 화재가 발생하여 온도 120-200℃에서 발포됨으로 독립기공을 형성하고, 독립기공이 1000℃이상 고온에서도 그 형태를 유지하면서 방화재로서의 역할을 한다. 메탈 실리케이트 용액은 소지와의 부착성 및 발포성은 우수하나 내수성이 부족한 것이 단점이다.
본 발명에서는 내수성 증진을 위하여 셀루로즈 화합물을 첨가하여 셀루로즈 분자내의 알킬기가 발수성, 내수성을 발현케하고, 수산기가 금속염과 결합하여 제반 물성을 내도록 하였다. 메탈실리케이트 용액 100부에 대한 셀루로즈 화합물의 첨가량은 2-5부가 적당하고, 5부이상 사용시는 점도상승에 의한 겔(GEL)이 될 수 있으며, 유기물의 과량 사용에 의한 발포성, 강도 등의 고온 물성을 저하시킨다.
본 발명의 크랙방지제는 판상과 섬유상의 물질을 구분하여 혼합 사용함이 특징이다.
판상과 크랙방지제로는 마이카, 탈크, 알루미나 실리케이트 등이 사용 가능한데, 발포층 형성시 도막의 파괴를 방지하며 고온에서 단열효과를 동시에 발현한다.
또한 섬유상의 크랙방지제는 포타슘 실리케이트, 암면, 세라믹섬유(CERAMIC FIBER)등이 사용 가능하다. 이는 방화재의 구성 성분을 강하게 결합시켜주고 강도, 스크래치성을 향상시키며, 발포시에 도막의 강도를 유지해준다.
판상의 크랙방지제의 첨가량은 3-5부, 섬유상의 크랙방지제는 3-20부로서 두 물질을 혼용한 크랙방지제 혼합물을 6-25부내에서 첨가하게 된다. 과량의 크랙방지제를 사용하면 도막의 부착성, 작업성, 외관이 저하된다.
단열 보강재로는 버미큘라이트를 첨가하여 승온시 메탈 실리케이트와 함께 발포하여 단열성을 증진시켜 준다.
본 발명의 버미큘라이트는 발포되지 않은 원광을 사용하며, 그 입도가 50-325메쉬인 것을 사용한다. 그 첨가량은 2-10부가 적당하며, 과량 사용시 발포량이 필요이상 증가되므로 도막을 파괴시키고, 방화성을 저하시키므로 사용에 주의하여야 한다.
상기 성분의 혼합물을 주재로하여 페이스트상으로 사용하는 경우가 있으나 내열성, 내마모성 향상을 위하여 본 발명에서는 알루미나화합물을 충전재로 혼합하였다. 이 알루미나화합물 1000℃이상에서도 산화 또는 분해되지 않는 안정한 물질로서 특히, 수산화알루미늄이 사용하기에 적합하다. 그 사용량은 주재의 30중량 %이내로 사용하며, 그 이상 사용시 부착성, 발포성의 저하로 방화성능이 저하된다.
본 발명에서 사용되는 분말은 버미큘라이트를 제외하고, 10마이크로메타 이하로 입도조절하여 사용한다. 본 발명에 의한 실시예는 다음과 같다.
[실시예]
액상의 소듐 실리케이트 50g, 포타슘 실리케이트 30g, 리튬 실리케이트 20g를 50-60℃에서 교반시키면서 카르복시메틸 셀루로즈 5g, 탈크 15g, 세라믹섬유 7g, 버미큘라이트 5g, 알루미나 20g를 계속 혼합하여 페이스트상의 발포성 방화재를 제조하였다.
상기 실시예에 의하여 2㎜스틸판에 6.5*10*1(㎝)의 시편을 제조하여 7-14일간 완전건조시킨다.(지촉건조시간 : 30분이내)
상기의 시편을 전기로에서 승온시키면서 관찰한 변화는 다음과 같다.
200℃ : 실시예의 시편은 2-4배로 발포되면서 완전 독립기공을 형성.
1000℃ : 2시간 동안 방치시 변형되지 않고 부착성, 내열성을 유지한다.
1200℃ : 서서히 독립기공이 와해되면서 용융(MELTING)되기 시작한다.

Claims (3)

  1. 액상의 메탈실리케이트를 주바인더로 하는 발포성 무기질 방화재에 있어서, 메탈 실리케이트 100부, 셀루로즈화합물 2-5부, 판상 크랙방지제 3-5부, 섬유상 크랙방지제 3-20부, 버미큘라이트 2-10부의 주제에 알루미나 산화물을 30중량 %이하 사용함을 특징으로 하는 발포성 무기질 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 셀루로즈 화합물이 메틸셀루로즈, 에틸셀루로즈, 카르복시 메틸셀루로즈, 구아 검(GUAR GEM)인 것을 특징으로 하는 발포성 무기질 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 판상의 크랙방지제는 마이카, 탈크, 알루미늄 실리케이트이고, 섬유상의 크랙방지제는 석면, 포타슘 티타네이트, 세라믹섬유인 것을 특징으로 하는 발포성 무기질 조성물.
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