WO2023195753A1 - 난연 및 방습 성능이 우수하고 에너지 효율이 향상된 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재 - Google Patents

난연 및 방습 성능이 우수하고 에너지 효율이 향상된 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재 Download PDF

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    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire

Definitions

  • the present invention relates to a building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance. More specifically, it can be used in flat or three-dimensional installation sections such as the ceiling or wall of a building, and has excellent flame retardant and moisture-proof performance and improved energy efficiency for construction. It concerns composite insulation.
  • Building insulation materials are used in the interior and exterior walls, ceilings, and various facilities of buildings. Building insulation materials must basically satisfy the performance requirements of various construction-related laws and regulations or public notice regulations. In particular, it must satisfy the heat transmittance based on energy conservation standards. However, the thermal conductivity applied at the time of building design is simply calculated based on the initial thermal conductivity of the insulation and components.
  • Organic and inorganic insulation materials foam as they are exposed to temperature changes and moisture, altering the air layer composition, and showing a tendency to change over time, with thermal conductivity increasing over time and insulation performance deteriorating.
  • Insulation performance deteriorates over time, leading to energy loss and condensation, which can cause problems such as corrosion of building structures and components, mold, and bacterial growth.
  • Thermal bridge phenomenon means that heat and cold move through areas where insulation is broken in the form of points, lines, or surfaces, leading to energy loss.
  • Most insulation materials are treated with urethane foam or sealant during the installation process to compensate for the thermal bridge phenomenon at the joints.
  • the sealing performance of urethane foam and sealant is destroyed over time, and eventually thermal bridges cannot be prevented in the long term, which leads to the deterioration of the building.
  • To prevent thermal bridging it is necessary to eliminate gaps in the laminated joints of the insulation.
  • flame retardancy One of the properties required for building interior and exterior materials in addition to insulation performance is flame retardancy. Fires in apartment complexes, logistics centers, and multi-use facilities cause many casualties and property losses, so flame retardancy is an important factor. Flame retardant performance is evaluated through existing tests as new notices are made on the rules regarding the Enforcement Decree of the Building Act, standards for flame retardant performance of building finishing materials and fire spread prevention structures (Notice of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport), and standards for evacuation and fire prevention structures of buildings.
  • the cone calorimeter method and the hazardous gas test which were conducted in areas where the surface of the organic insulation material is composed of a composite of heat insulating sheet, metal steel plate, graphite foam, and gypsum board layer, are now stipulated to be conducted directly on the core material of the insulation material, and semi-non-combustible performance More performance is required.
  • ordinary organic insulation materials ignite, exceed calorie production, and generate harmful gases in core material tests without surface treatment, making it difficult to obtain more than semi-non-combustible performance.
  • insulation materials that satisfy semi-non-combustible performance as core materials must be used, and the final finishing material must also satisfy semi-non-combustible performance or higher.
  • thermal bridges generate condensation, which causes corrosion of building structures and components, as well as mold and bacterial growth.
  • Inorganic insulation materials such as glass wool and mineral wool are materials with an open structure and their joints are also open, so when installed as an insulation material or sandwich panel, thermal bridges are observed, and mold and bacteria grow due to condensation, generating bad odors and causing hygiene problems and building problems. causes deterioration and energy loss.
  • the thermal conductivity of polyurethane-based (including hard, soft, and foam) insulation materials increases with time, and thermal bridges at the joints are observed. In the early stages of spray coating, it is installed without joints, but cracking and separation can be observed as changes occur over time.
  • condensation and corrosion are caused due to lack of tight construction with the steel plate finish.
  • sanitation is affected due to condensation.
  • Thermal bridges and condensation are also observed in the joints of phenolic foam insulation, and thermal conductivity increases due to changes over time.
  • phenolic acid and VOC are leached out and can corrode related metal structural materials and members. Due to environmental impact issues, use has been discontinued in overseas countries such as the United States and Europe.
  • the present invention was created to solve this problem, and the purpose of the present invention is to provide a building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance and superior moisture-proof performance while maintaining the initial thermal conductivity and insulation performance. It is to provide.
  • the building interior and exterior composite insulation material with semi-incombustible performance includes any one of glass wool sandwich panel, phenolic foam (PF), expanded styrene (EPS), and rigid polyurethane foam (PIR), and is semi-incombustible.
  • a second insulating layer formed on the first insulating layer includes NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulating material, and has semi-non-combustible performance; and a flame-retardant adhesive layer formed between the first insulating layer and the second insulating layer.
  • NBR Nonrile Butylene Rubber
  • the second insulation layer may be formed by bonding two or more NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulation materials in a planar direction.
  • NBR Nonrile Butylene Rubber
  • the flame retardant adhesive layer may include a chloroprene rubber adhesive.
  • the second insulation layer may have a thermal conductivity of 0.034 W/mK or less.
  • the second insulation layer and the first insulation layer may have a moisture permeation resistance coefficient of ⁇ -value (“mu-value”) ⁇ 10,000.
  • the flame retardant adhesive layer contains expanded graphite and can fill the gap caused by deformation of the first or second insulating layer in the event of a fire.
  • Figure 1 is a diagram showing a semi-non-combustible performance interior and exterior composite insulation material for a building according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing an example of installation of a semi-non-combustible building interior and exterior composite insulation material according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a thermal imaging photograph of the joint portion and construction state of the interior and exterior composite insulation material of a building with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the degree of bacterial growth on the second insulation layer 20 of the semi-non-combustible building interior and exterior composite insulation material according to the present invention and the general insulation plate.
  • Figure 5 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (glass wool sandwich panel) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • Figure 6 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (phenolic foam) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • Figure 7 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (EPS panel) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • EPS panel building interior and exterior composite insulation material
  • Figure 8 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test.
  • Figure 9 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test.
  • Figure 10 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test.
  • Figure 1 is a diagram showing a semi-non-combustible performance interior and exterior composite insulation material for a building according to an embodiment of the present invention.
  • the composite insulation board for construction according to an embodiment of the present invention includes a first insulation layer 10, a second insulation layer 20, and a flame-retardant adhesive layer 30.
  • the composite insulation board for construction according to an embodiment of the present invention satisfies the flame retardant performance of building finishing materials and semi-non-combustible performance according to the fire spread prevention structure standards of Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notification No. 2020-1053.
  • semi-non-combustible materials mean 10 days after the start of the heating test according to the Korean Industrial Standard KS F ISO 5660-1 [Combustion performance test - heat release, smoke generation, mass reduction rate - Part 1: heat release rate (cone calorimeter method)]
  • the total heat release per minute is less than 8MJ/m2
  • the maximum heat release rate for 10 minutes does not exceed 200kW/m2 for more than 10 consecutive seconds, and after heating for 10 minutes, there are no cracks, holes, or melting (of composite materials) harmful to fire protection penetrating the test specimen.
  • the average behavioral suspension time of laboratory rats must be more than 9 minutes.
  • semi-non-combustible or semi-non-combustible performance means semi-non-combustible according to the flame retardant performance of building finishing materials and fire spread prevention structure standards of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notification No. 2020-1053.
  • the building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance satisfies the semi-non-combustible performance.
  • the first insulation layer 10 may include an organic or inorganic insulation material having semi-incombustible performance.
  • the first insulation layer 10 may be selected from expanded styrene (EPS) board, phenol foam (PF) board, glass wool sandwich panel, or rigid polyurethane foam (PIR).
  • EPS expanded styrene
  • PF phenol foam
  • PIR rigid polyurethane foam
  • the first insulation layer made of EPS secures flame retardant performance through various methods.
  • EPS Expanded Polystyrene
  • a flame retardant method is applied by applying a flame retardant after producing the panel, a method of coating EPS foam beads with a flame retardant and then molding it into a board, and a method of applying a flame retardant in advance during the manufacturing process of EPS raw materials before foaming. It is largely classified by the method of merging.
  • one or more types of chlorinated paraffin, paraffin oil, and rubber resin are infiltrated into the surface layer of polystyrene particles, and one or more types of graphite, expanded vermiculite, or carbon black are added in an amount of 0.05-10%. It can have semi-non-flammable performance by including more than parts by weight.
  • PF phenom foam
  • PF phenom foam
  • the thermal conductivity of the phenol foam (PF) board is about 0.020 (W/mk).
  • Insulating plates made of phenolic foam (PF) are also a material that minimizes changes over time due to changes in humidity and temperature. Therefore, it is possible to realize a building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance that can minimize changes over time.
  • the phenol foam (PF) board used as the first insulation layer in the present invention has semi-non-combustible performance. Meanwhile, these phenolic foam (PF) boards may have a closed cell rate of about 90% or more, and if the closed cell rate is low, foaming gas may escape between cells over time, weakening the insulation performance.
  • phenol resin which has a self-extinguishing temperature of 480 degrees, is one of the materials with the best flame retardancy among organic materials, and is an eco-friendly building material with heat resistance and chemical resistance, low heat deformation at high temperatures, and low flow gas generation in the event of a fire. It is a material that can provide a combination of the excellent fire resistance of inorganic insulation and the insulation, dimensional stability, and water resistance of organic insulation.
  • glass wool sandwich panels when glass wool sandwich panels are used, glass wool sandwich panels are also used to ensure insulation performance, and existing commercially available glass wool sandwich panels can be used.
  • a painted hot-dip galvanized steel sheet of about 0.4 to 0.6 mm is used, and the glass wool used as the core material is preferably 64K grade.
  • the gaps in the face material can act as passages for moisture to move, so they are vulnerable to moisture and have the disadvantage of being subject to significant changes over time.
  • the rigid polyurethane foam (PIR) board used as the first insulation layer 10 in the present invention has semi-non-combustible performance.
  • In order to satisfy the semi-incombustible performance of rigid polyurethane foam (PIR) board there are ways to make the core material itself have quasi-incombustible performance and to give noncombustible performance to the face material.
  • In the present invention in order to have semi-non-flammable performance of the core material itself, it is desirable to ensure that the rigid polyurethane foam (PIR) itself has semi-non-flammable performance.
  • Subjects including, for example, organic flame retardants, inorganic flame retardants, foaming agents, blowing catalysts, gelling catalysts, trimerization catalysts, blowing agents and polyols; and a curing agent containing methylene diphenyl diisocyanat (MDI); it may be a foam obtained by mixing and foaming a composition containing a.
  • organic flame retardants inorganic flame retardants
  • foaming agents blowing catalysts, gelling catalysts, trimerization catalysts, blowing agents and polyols
  • a curing agent containing methylene diphenyl diisocyanat (MDI) it may be a foam obtained by mixing and foaming a composition containing a.
  • the polyol includes polyester polyol and polyether polyol in a weight ratio of 1:0.1 to 0.5, preferably in a weight ratio of 1:0.2 to 0.4.
  • the polyether polyol mixing amount is less than 0.1 weight ratio, urethane foam, which is a foam, Mechanical properties such as sufficient compressive strength may not be secured, and if the polyether polyol mixing amount exceeds 0.5 weight ratio, the mechanical properties of the urethane foam are excellent, but there may be problems with flame retardant performance equivalent to semi-non-flammable, and rather, the foam's There may be a problem of increased thermal conductivity of the urethane foam composite material due to the pore size not being relatively dense, so it is recommended to use within the above range.
  • the polyester polyol has a functional group of 1.8 to 2.2, a weight average molecular weight of 300 to 1800, and an OH-V (value) of 180 to 380 mg KOH/g, preferably a functional group of 1.9 to 2.2 and a weight average molecular weight of 300 to 1,500. and an OH-V (value) of 220 to 350 mg KOH/g, more preferably one with a functional group of 2.0 to 2.2, a weight average molecular weight of 300 to 1000, and an OH-V (value) of 240 to 330 mg KOH/g. there is.
  • the polyester polyol includes 2 to 10% by weight of diethylene glycol and the balance of diethylene glycol-phthalic anhydride polymer, preferably 3 to 8% by weight of diethylene glycol and the balance.
  • a diethylene glycol-phthalic anhydride polymer can be used.
  • the polyether polyol serves to increase hydrophobicity and improve mechanical strength, and has a functional group of 3.8 to 5.2, a weight average molecular weight of 280 to 1500, and an OH-V (value) of 280 to 500 mg KOH/g, preferably a functional group of 4.0.
  • the polyether polyol may be a sucrose-based polyether polyol prepared by polymerizing a mixture of sucrose and glycerin derivatives condensed with alkylene oxide such as ethylene oxide and/or propylene oxide.
  • the content of the polyol in the main component of the composition of the present invention is the remaining amount excluding the organic flame retardant, inorganic flame retardant, foam stabilizer, foam catalyst, gelation catalyst, trimerization catalyst, and foaming agent out of 100% by weight of the main component.
  • the organic flame retardant among the main components plays a role in providing flame retardancy to the urethane foam together with the inorganic flame retardant, and may include one or more types selected from common phosphorus-based flame retardants and melamine-based flame retardants used in the industry, and is preferred. It may include a phosphorus-based flame retardant containing at least one selected from TCPP (Tris-choroisopropyl phosphate), TEP (Triethyl phosphate), and TCPE (Tris carboxyethyl phosphate), and the phosphorus-based flame retardant has a phosphorus (P) content of 5. ⁇ 30% by weight is preferred.
  • TCPP Tris-choroisopropyl phosphate
  • TEP Triethyl phosphate
  • TCPE Tris carboxyethyl phosphate
  • the appropriate amount of organic flame retardant used is 3.0 to 15% by weight, preferably 4.0 to 13% by weight, and more preferably 5.0 to 11.5% by weight, based on the total weight% of the subject matter.
  • the organic flame retardant content is 3% by weight. If it is less than %, the flame retardancy of the urethane foam may be low, and if the flame retardant content exceeds 15% by weight, excessive use will not have the effect of further increasing the flame retardancy and may actually lower the mechanical strength of the urethane foam, so it is recommended to use it within the above range.
  • the inorganic flame retardant plays a role in increasing the flame retardancy of the composite material, which is urethane foam, and delaying and/or suppressing the emission of harmful gases during combustion, such as expanded graphite and chopped glass fibers (fiber glass chopped strands).
  • the composite material which is urethane foam
  • delaying and/or suppressing the emission of harmful gases during combustion such as expanded graphite and chopped glass fibers (fiber glass chopped strands).
  • the expanded graphite has an expansion rate of 350% to 450%, a particle size of 80 ⁇ m to 200 ⁇ m, and a sulfur (S) content of 2,500 ppm or less. It is good in terms of miscibility with other compositions, dispersibility, and smoke collection ability.
  • the cut glass fiber is manufactured by cutting glass fiber with a ZrO 2 content of 12 to 18% by weight.
  • the cut glass fiber has an average diameter of 10 to 13 ⁇ m and a length of 10 to 18 mm in terms of miscibility and dispersibility. , preferably with an average diameter of 10 to 13 ⁇ m and a length of 10 to 12 mm.
  • the amount of the inorganic flame retardant used in the base material is preferably 20.0 to 40.0% by weight, preferably 21.0 to 35.0% by weight, and more preferably 23.5 to 34.0% by weight of the total weight of the base material.
  • the inorganic flame retardant content is less than 20.0% by weight, the amount used is small, so the effect of delaying the release of harmful gases during combustion may be minimal, and if used in excess of 40.0% by weight, it is an excessive use and actually reduces the foamability of the composite material and causes mechanical damage. Since there may be problems such as reduced physical properties and decreased formability due to increased viscosity, it is recommended to use within the above range.
  • the foaming agent serves to maintain the cell uniformity and shape of the expanded urethane foam
  • a general foaming agent used in the industry can be used, preferably silicone or silicone glycol copolymer ( It is better to use a silicone-based foaming agent such as silicon glycol copolymer or polysiloxane ether.
  • the amount of the foaming agent used in the subject is 0.5 to 4.0% by weight, preferably 0.8 to 3.5% by weight, and more preferably 1.0 to 3.2% by weight, based on the total weight of the subject. In this case, the amount of foaming agent used is less than 0.5% by weight.
  • cells within the urethane foam are formed unevenly, which may cause problems with uneven mechanical properties. If the amount of urethane foam used exceeds 4.0% by weight, compatibility with other compositions decreases, affecting the mechanical properties and/or properties of the urethane foam. Since there may be a problem of poor flame retardancy, etc., it is recommended to use it within the above range.
  • the subject matter in the composition of the present invention includes three types of catalysts to shorten the reaction time when generating foam and appropriately control the flowability of the foam in relation to swelling, that is, rising, of the foam, specifically, a foam catalyst. It includes a blowing catalyst, a gelling catalyst, and a trimerization catalyst.
  • the foam catalyst facilitates the reaction between water, which is a foaming agent, and MDI in the curing agent, supplies the heat necessary for foaming, and serves to accelerate the resination reaction between polyol and MDI, including PMDETA (pentamethyl diethylene triamine) and BDMEE ( It may contain one or more types selected from di-(N,N-dimethyl aminoethyl)ether), and preferably, PMDETA and BDMEE may be mixed at a weight ratio of 1:1 to 2.
  • PMDETA penentamethyl diethylene triamine
  • BDMEE It may contain one or more types selected from di-(N,N-dimethyl aminoethyl)ether
  • PMDETA and BDMEE may be mixed at a weight ratio of 1:1 to 2.
  • the amount of foam catalyst used in the base material is preferably 0.20 to 1.20% by weight, preferably 0.40 to 1.15% by weight, and more preferably 0.42 to 1.10% by weight of the total weight of the base material. At this time, if the amount of foam catalyst used is less than 0.20% by weight, the amount used is small, so its use may not have the effect of accelerating the reaction between polyol and MDI, and if it is used in excess of 1.20% by weight, the mechanical properties of the urethane foam may decrease due to excessive use. It is good, but there may be problems with dimensional stability and internal temperature control after foaming, so it is best to use it within the above range.
  • the gelling catalyst serves to produce polyurethane resin by reacting MDI (Methylene diphenyl diisocyanat) activated with a foam catalyst with polyol, and includes DMCHA (dimethylcyclohexyl amine) and TMHDA (N,N,N',N'- It may contain one or more types selected from tetramethyl-1,6-hexanediamine) and TEDA (triethylenediamine), and preferably may include one or more types selected from DMCHA and TMHDA.
  • MDI Methyl diisocyanat
  • the amount of gelling catalyst in the base material is preferably 0.01 to 0.20% by weight, preferably 0.03 to 0.18% by weight, and more preferably 0.03 to 0.16% by weight of the total weight of the base material.
  • the gelling catalyst content is less than 0.01% by weight, the amount used is too small and the matrix formation in the polyurethane resin may be poor, resulting in poor mechanical properties. If it is used in excess of 0.20% by weight, it is an excessive use and rather urethane. Cells in the foam are not formed well, which may cause problems with increased thermal conductivity of urethane foam, foam shrinkage, and foam molding, so it is recommended to use within the above range.
  • the trimerization catalyst serves to increase the reactivity between the base material and the curing agent and to increase mechanical and flame retardancy by increasing the bond between the curing agent and the curing agent, such as a metal salt of an organic carboxylic acid or a tertiary amine compound. and quaternary ammonium salts, preferably commercially available under the trade names DABCO K-15, DABCO T-45, DABCO TMR-30 and/or POLYCAT-46 (Air Product Co.). You can use one type or a mixture of two or more types.
  • the amount of trimerization catalyst used in the main agent is 0.50 to 2.50% by weight, preferably 0.65 to 2.30% by weight, and more preferably 0.74 to 2.15% by weight of the total weight of the main agent.
  • the amount of trimerization catalyst used is less than 0.50% by weight, the formation rate of the trimerization structure in the urethane foam is low and there may be a problem with semi-incombustible performance, and if it exceeds 2.50% by weight, it is used in excess, resulting in the formation of a trimerization structure in the urethane foam.
  • the rate is excellent, there are problems with dimensional stability and formability, so it is better to use it within the above range.
  • the foaming agent can be used by mixing a chemical foaming agent and a physical foaming agent.
  • Water is used as the chemical foaming agent, and cyclopentane and 1,1-dichloro-1-fluoroethane ( It may contain one or more types selected from 1,1-Dichloro-1-fluoroethane) and 1,1,1,3,3-Pentafluoropropane.
  • the foaming agent may include water, which is the chemical foaming agent, and the physical foaming agent in a weight ratio of 1:5 to 30, preferably in a weight ratio of 1:8 to 25, and more preferably in a weight ratio of 1:12 to 18. This is advantageous in terms of foamability at an appropriate rate and appropriate cell formation within the urethane foam.
  • the content of the foaming agent in the base material is 6.0 to 20.0% by weight, preferably 7.5 to 18.0% by weight, and more preferably 8.5 to 16.0% by weight of the total weight of the base material.
  • the amount of foaming agent used is less than 6.0% by weight, there may be a problem of insufficient foamability, and if it is used in excess of 20.0% by weight, the foaming power is good, but the foaming agent foams too rapidly, resulting in poor molding processability, and the cells in the urethane foam are too large. Since it is formed large and has low mechanical properties, there may be a problem that it cannot be used as an interior and exterior material for construction, so it is recommended to use it within the above range.
  • the curing agent in the two-component rigid polyurethane composition of the present invention may include MDI (Methylene diphenyl diisocyanat) with an NCO content of 29 to 34% by weight, and preferably may include MDI with an NCO content of 30 to 33% by weight.
  • MDI Methylene diphenyl diisocyanat
  • the semi-non-combustible urethane composite material of the present invention is manufactured from the two-component rigid polyurethane composition described above, and includes a foam manufactured by mixing and foaming the above-mentioned main ingredient and curing agent at a weight ratio of 1:1.2 to 1:2.0.
  • a high-pressure foamer can be used for foaming, and the temperature at the time of foaming is 18 ⁇ 25 °C based on the storage tank.
  • the high pressure pump can perform foaming by adjusting the pressure to 110 ⁇ 140 bar.
  • the second insulation layer 20 is a NBR (Nitrile Butylene Rubber) rubber foam insulation material.
  • the first insulation layer is basically a material that not only secures insulation performance but also maximizes the moisture-proof effect. It is a material designed to provide antibacterial and anti-mold performance by securing insulation performance and increasing moisture resistance while maintaining semi-incombustibility.
  • the second insulation layer 20 has the advantages of high insulation and flame retardancy, and has excellent moisture permeability resistance, so the insulation performance continues for a long period of time. In other words, while maintaining semi-non-combustible performance, it has excellent moisture permeability resistance and maintains long-term insulation performance.
  • This second insulation layer 20 contains magnesium hydroxide: 40 to 50 parts by weight, sulfur: 1.5 to 4.0 parts by weight, and adipic acid ester: 1.5 to 3.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of nitrile butylene rubber (NBR). parts, diaminodiphenylmethane: 1.5 to 3.5 parts by weight, zinc oxide: 15 to 25 parts by weight, talc: 4 to 7 parts by weight, foaming agent: 2.5 to 3.0 parts by weight, and foaming auxiliary: 8 to 15 parts by weight. It can be included.
  • NBR nitrile butylene rubber
  • NBR is a copolymer of acrylonitrile and butadiene produced by emulsion polymerization and is an oil-resistant rubber.
  • magnesium hydroxide blocks the inert gases generated during combustion from oxygen in the combustion area and plays a role in suppressing the generation of toxic gases during combustion.
  • magnesium hydroxide is preferably added in an amount of 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. It was confirmed that when the amount of magnesium hydroxide added was less than 40 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, the flame retardancy was drastically reduced. On the other hand, if the amount of magnesium hydroxide added exceeds 50 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, heat shrinkage occurs and dimensional accuracy deteriorates.
  • sulfur plays a role in changing the properties of the rubber by being crosslinked by heating heat treatment.
  • sulfur is preferably added in an amount of 1.5 to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of sulfur added is less than 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, it may not be completely crosslinked, which may cause the problem of unstable physical properties. On the other hand, if the amount of sulfur added exceeds 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem of excessive crosslinking and a sharp decrease in elongation.
  • Adipic acid ester is preferably added in an amount of 1.5 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of adipic acid ester added is less than 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, flame retardancy is not sufficiently secured. On the other hand, if the amount of adipic acid ester added exceeds 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation increases, but the tensile strength may rapidly decrease.
  • Diaminodiphenylmethane is preferably added in an amount of 1.5 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. It was confirmed that when the amount of diaminodiphenylmethane added was less than 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, the thermal conductivity fell short of the target value. On the other hand, if the amount of diaminodiphenylmethane added exceeds 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem of increasing the manufacturing cost without any further effect.
  • Zinc oxide is added for the purpose of improving adhesive properties.
  • zinc oxide is preferably added in an amount of 15 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of zinc oxide added is less than 15 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, the above effect cannot be properly achieved. On the other hand, if the amount of zinc oxide added exceeds 25 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem that the manufacturing cost only increases without any further effect.
  • talc having an average particle size of 3 to 6 ⁇ m.
  • talc may be added in an amount of 4 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR.
  • the foaming agent serves to form a group of fixed bubbles within the rubber.
  • the blowing agent may include one or more of N'-dinitroso-pentamethylenetetramine (DPT), azodicarbonamide (ADCA), diazoaminobenzene (DAB), and benzenesulfonylhydrazide.
  • the foaming agent is preferably added in an amount of 2.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of foaming agent added is less than 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the foaming rate may be low. On the other hand, if the amount of foaming agent added exceeds 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem that the manufacturing cost only increases without any further effect.
  • Foaming aids serve to lower the decomposition temperature of the foaming agent.
  • a foaming aid one or more of salicylic acid, phthalic acid, and metal salts may be used.
  • the foaming aid is preferably added in an amount of 8 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of foaming aid added is less than 8 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, the foaming rate may be low. On the other hand, if the amount of foaming aid added exceeds 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, there is a problem that the manufacturing cost only increases without any further effect.
  • the second insulation layer 20 is composed of diaminodiphenyl sulfone: 0.2 to 1.5 parts by weight, trimethylol propane triacrylate: 1.5 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of nitrile butadiene rubber (NBR). And N-isopropyl methacrylamide: 10 to 15 parts by weight may be further included.
  • Diaminodiphenylsulfone is preferably added in an amount of 0.2 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of diaminodiphenyl sulfone added is less than 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, if the amount of diaminodiphenylsulfone added exceeds 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, flame retardancy may be reduced.
  • Trimethylol propane triacrylate is preferably added in an amount of 1.5 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of trimethylol propane triacrylate added is less than 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, if the amount of trimethylol propane triacrylate added exceeds 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation may rapidly decrease.
  • N-isopropyl methacrylamide is preferably added in an amount of 10 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR. If the amount of N-isopropyl methacrylamide added is less than 10 parts by weight per 100 parts by weight of NBR, sufficient tensile strength cannot be secured. Conversely, if the amount of N-isopropyl methacrylamide added exceeds 15 parts by weight based on 100 parts by weight of NBR, the elongation may rapidly decrease.
  • the NBR rubber foam insulation applied to the second insulation layer 20 can be manufactured through a raw material mixing process, aging process, extrusion process, and foaming process.
  • magnesium hydroxide, sulfur, adipic acid ester, diaminodiphenylmethane, zinc oxide, talc, foaming agent, and foaming auxiliary agent are mixed in an appropriate ratio.
  • the raw materials are magnesium hydroxide: 40 to 50 parts by weight, sulfur: 2.5 to 4.0 parts by weight, adipic acid ester: 2 to 4 parts by weight, diaminodiphenylmethane: 1.5 to 3.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of nitrile butadiene rubber.
  • the NBR rubber foam insulation material contains diaminodiphenyl sulfone: 0.2 to 1.5 parts by weight, trimethylol propane triacrylate: 1.5 to 2.5 parts by weight, and N-isopropyl methacrylamide: 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of NBR. One or more selected from ⁇ 15 parts by weight may be further added.
  • the properly mixed raw materials are aged through the raw material mixing process. This aging is preferably carried out at 10 to 80°C for 1 to 12 hours. If the ripening temperature is less than 10°C, it is not economical because a lot of power is consumed to maintain the low temperature. On the other hand, if the ripening temperature exceeds 80°C, the viscosity of the mixture decreases, making it sticky and difficult to handle. On the other hand, if the aging time is less than 1 hour, the residual stress generated during the mixing process with rubber is not completely removed, which may cause a problem of increased shrinkage during the crosslinking process. Conversely, if the aging time exceeds 12 hours, there is a problem that the process time only increases without any further effect.
  • the aged raw materials are put into an extruder and extruded.
  • the aged raw material can be extruded into a desired size and shape.
  • the extruded raw materials are foamed through the extrusion process.
  • the foaming process can be subdivided into a vulcanization step in which the extruded mixture is vulcanized, a pre-foaming step in which the extruded raw material is foamed, a foaming step in which the extruded raw material is foamed, and a foaming maturation step.
  • the vulcanization step, pre-foaming step, foaming step, and foaming maturation step are heated to a predetermined temperature, and the heating temperature may gradually increase from the vulcanization step to the foaming maturation step. However, it is preferable to control the foaming aging step to be heated to a lower temperature than the foaming step.
  • the extruded mixture is vulcanized, and in the pre-foaming step, the mixture that was not yet vulcanized in the vulcanization step is further vulcanized, and a portion of the vulcanized mixture begins to foam.
  • the foaming step the mixture is foamed, and in the foam aging step, the unfoamed portion in the foaming step is foamed.
  • the vulcanization step is preferably controlled at 100 to 115°C, the pre-foaming step at 120 to 135°C, the foaming step at 140 to 180°C, and the foaming maturation step at 150 to 170°C.
  • the curing temperature is less than 100°C, not only is the curing not done properly, but the curing time is relatively long, which is undesirable in terms of productivity. Conversely, if the curing temperature exceeds 115°C, there is a high risk that foaming will begin before curing is complete.
  • the vulcanization step continues and foaming may not occur. Conversely, if the temperature of the pre-foaming stage exceeds 135°C, foaming progresses rapidly and evenly. There is a problem where it cannot be fired.
  • the foaming temperature in the foaming step can be somewhat adjusted depending on the type of foaming agent. In the foaming step, if the foaming temperature is lower than 140°C, there is a problem that the time required for foaming becomes too long. Conversely, when the foaming temperature exceeds 180°C, there is a problem of foam deterioration due to the high temperature.
  • the foaming aging temperature is less than 150°C in the foaming aging step, it is difficult to expect the effect of foaming the unfoamed portion. Conversely, if the foaming maturation temperature exceeds 170°C, there is a risk of thermal change in the NVR extrudate.
  • heating tunnel may be divided into a vulcanization zone, a pre-foaming zone, a foaming zone, and a foaming maturation zone.
  • the NBR rubber foam insulation material corresponding to the second insulation layer 20 according to the embodiment of the present invention can be manufactured.
  • the second insulation layer 20 manufactured in this way has quasi-non-combustible performance and has a thermal conductivity of 0.034 W/mK or less.
  • the second insulation layer 20 made of NBR (Nitrile Butylene Rubber) applied to the present invention has a moisture permeation resistance coefficient ⁇ -value (“mu-value”) ⁇ 10,000 according to DIN EN ISO 12572, and has resistance to moisture and moisture. have Condensation can be prevented along with lamination and connection methods that eliminate the seams of insulating plates.
  • the second insulation layer 20 made of NBR (Nitrile Butylene Rubber) in the present invention can also serve as a vapor barrier with a high level of moisture permeation resistance coefficient ⁇ -value (“mu-value”) ⁇ 10,000.
  • the flame retardant adhesive layer 30 is used to structurally and stably bond the first insulation layer 10 and the second insulation layer 20.
  • This flame-retardant adhesive layer 30 may be a chloroprene rubber-based adhesive.
  • the building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance according to the present invention using an adhesive layer has a multi-layer structure of a first insulation layer 10 and a second insulation layer 20.
  • Flame-retardant adhesive is used to attach each layer.
  • the surface of the joint area where the flame retardant adhesive is applied is slightly dissolved, and after joining, it is in a chemically bonded state, making it possible to eliminate the joint. Through tensile testing, it can be confirmed that the failure point occurs in the main body, not in the joint.
  • the adhesive layer 30 is made of chloroprene rubber, has flame retardant performance, and can be applied to a thickness of about 0.05 - 3 mm.
  • the shape of the first or second insulator may change, and a gap through which the flame may move may occur due to the change in shape.
  • the flame retardant adhesive layer 30 may further include expanded graphite.
  • Expanded graphite is made by treating graphite with acid, and nitric acid or sulfuric acid is added to the crystal structure of the acid-treated graphite.
  • the added material receives heat and increases in volume, allowing the expanded graphite to expand vertically.
  • Expanded graphite which expands vertically in this way, blocks flames as its volume increases, and the voids created as it expands improve insulation performance. Additionally, as expanded graphite expands, it blocks external air and can form ash in the adhesive. Therefore, even if the second insulation layer is deformed due to the difference in shrinkage rate, the expanded graphite increases the volume and swells, so there is an advantage in that the gap caused by the difference in shrinkage rate can be eliminated.
  • the density of the expanded graphite used in the present invention is 2.0 to 2.4 g/cm 3 and the particle size is 150 to 200 ⁇ m.
  • the content of expanded graphite is preferably 30 to 70 vol%. If the content of expanded graphite is less than 30 vol%, sufficient expansion effect cannot be achieved due to the small amount, and if the content is more than 70 vol%, sufficient expansion effect can already be achieved even if the content of expanded graphite increases. Flame retardant adhesive The manufacturing cost of layer 30 may increase excessively.
  • Figure 2 is a diagram showing an example of installation of a semi-non-combustible building interior and exterior composite insulation material according to an embodiment of the present invention.
  • the second insulation layer 20 can be formed by bonding two or more NBR rubber foam insulation materials in a planar direction. Even when the second insulation layer 20 is formed of several pieces and joined together using a flame-retardant adhesive, thermal bridge phenomenon can be prevented through the adhesive layer, so it has the advantage of being applicable to various areas or shapes. . In addition, in order to eliminate seams in the process of combining the first insulation layer 10 and the second insulation layer 20, thermal bridging of the seams can be more easily prevented by performing staggered lamination during lamination in addition to simple connection adhesion. In this way, thermal insulation, moisture prevention, and flame retardant performance can be secured through the three-layer structure.
  • Figure 3 is a thermal imaging photograph of the joint portion and construction state of the interior and exterior composite insulation material of a building with semi-non-combustible performance according to the present invention. Referring to Figure 4, it can be seen that heat does not leak through the joints between the insulating plates. Additionally, by installing in a staggered manner, energy loss and condensation can be prevented by eliminating joints and preventing thermal bridges.
  • Figure 4 is a diagram showing the degree of bacterial growth on the second insulation layer 20 of the semi-non-combustible building interior and exterior composite insulation material according to the present invention and the general insulation plate. This is a photo of initially spraying droplets containing a certain amount of bacteria and then observing bacterial growth after a certain period of time. As shown in FIG. 5, it can be confirmed that bacteria do not proliferate in the second insulation layer 20 of the semi-non-combustible building interior and exterior composite insulation material according to the present invention.
  • the semi-non-flammable test was conducted through the Disaster Prevention Testing Research Institute affiliated with the Korea Fire Insurance Association, and the semi-non-flammable test was conducted in accordance with Ministry of Land, Infrastructure and Transport Notice No. 2020-1053.
  • Figure 5 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (glass wool sandwich panel) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • the numbers in each configuration indicate the thickness in mm.
  • For the heat release rate test three test pieces were prepared with a thickness of 50 mm in an area of 99 mm Two were prepared.
  • Figure 6 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (phenolic foam) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • the numbers in each configuration indicate the thickness in mm.
  • For the heat release rate test three test pieces were prepared with a thickness of 50 mm in an area of 99 mm Two were prepared.
  • Figure 7 is a configuration diagram of a semi-non-combustible test specimen of a building interior and exterior composite insulation material (EPS panel) with semi-non-combustible performance according to the present invention.
  • the numbers in each configuration indicate the thickness in mm.
  • For the heat release rate test three test pieces were prepared with a thickness of 50 mm in an area of 100 mm Two were prepared.
  • Heat release rate test KS F ISO 5660-1 (Combustion performance test - Heat release, smoke generation, mass loss rate - Part 1: Heat release rate (cone calorimeter method) and smoke generation rate (dynamic measurement)
  • a) Cone calorimeter test The radiant heat and exhaust flow rate of the device cone heater are maintained at (50 ⁇ 1) kW/m2 and (0.024 ⁇ 0.002) m3/s, respectively.
  • test specimen holder After heating is completed, remove the test specimen holder from the mass measuring device and observe cracks, holes, and melting that are harmful to fire hazards penetrating the test specimen.
  • test specimen including the core material if it is a composite material.
  • Figure 8 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test.
  • Figure 9 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test. As shown in the table above and in Figure 9, it was confirmed that the building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance according to the present invention satisfies the semi-non-combustible performance.
  • Figure 10 is a photograph showing the state of the test specimen before and after the test in the semi-non-flammable test. As shown in the table above and in Figure 10, it was confirmed that the building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance according to the present invention satisfies the semi-non-combustible performance.
  • the building interior and exterior composite insulation material with semi-non-combustible performance according to the present invention, it satisfies the above-mentioned semi-non-combustible performance and can thereby promote fire safety.

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Abstract

본 발명의 목적은 초기의 열전도율을 유지하여 단열성능을 유지하면서도, 준불연 이상의 난연성능과 방습성능이 우수한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 글래스울 샌드위치 패널, 페놀폼(PF), 발포스티렌(EPS) 및 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 중에 어느 하나를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제1단열층; 상기 제1단열층 위에 형성되며, NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제2단열층; 및 상기 제1단열층과 상기 제2단열층 사이에 형성되는 난연성 접착제층;을 포함한다.

Description

난연 및 방습 성능이 우수하고 에너지 효율이 향상된 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재
본 발명은 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 천정 또는 벽체 등의 평면 또는 3차원 설치구간에 사용 가능하며, 난연 및 방습 성능이 우수하고 에너지 효율이 향상된 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.
건축용 단열재는 건물의 내외벽체, 천정 및 각 설비에 사용된다. 건축용 단열재는 기본적으로 각종 건축관련 법령 또는 고시규정 등이 요구하는 성능을 만족시켜야 한다. 특히 에너지절약기준에 근거한 열관류율을 만족해야 한다. 그러나 건축물의 설계 시점에 적용되는 열관류율은 단순히 단열재 및 구성품목의 초기 열전도도를 기준으로 계산되고 있다.
유기질과 무기질 단열재들은 온도변화와 습기에 노출되면서 재료가 발포되어 구성하는 공기층 구성이 변성되며, 시간의 흐름에 따라 열전도도가 상승하여 단열성능이 저하되는 경시변화의 기질을 보인다.
경시 변화에 따라 단열성능이 저하되며, 에너지손실 및 결로 발생으로 이어지며, 이로 인해 건축물 구조 및 구성체의 부식, 곰팡이 및 세균생장을 유발하는 문제점이 발생할 수 있다.
열교현상은 점, 선, 면의 형태로 단열이 파괴된 곳을 통해 열기와 냉기가 이동하여 에너지 손실로 이어지는 것을 의미한다. 대부분의 단열재는 그 설치 과정에서 이음매부위의 열교현상을 보완하기 위하여 우레탄폼 혹은 실란트 처리를 실시한다. 우레탄폼 및 실란트는 경시변화에 따라 실링 성능이 파괴되며, 결국 열교를 장기적으로 막을 수 없으며 이는 건축물의 노후화로 이어지게 된다. 열교를 방지하기 위해, 단열의 적층 이음매에 틈을 없애는 것이 필요하다.
건축 내외장재에서 단열성능과 동시에 요구되는 성능 중 하나는 난연성이다. 공동주택, 물류센터, 다중이용 시설에서의 화재는 많은 인명 피해와 재산손실을 야기시키므로 난연성을 중요한 요소이다. 난연성능은 건축법시행령, 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준(국토교통부고시), 건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙에 대한 고시가 새로이 이루어 이루어짐에 따라, 기존의 시험 평가 방법이 유기단열재의 표면에 방열시트, 금속강판, 흑연발표체, 석고보드층 등이 복합으로 이루어진 곳에 진행된 콘칼로리미터법 및 유해성가스 시험을 이제는 단열재 심재에 대하여 직접 진행하도록 규정하고 있으며, 준불연 성능 이상의 성능이 요구된다. 새로운 고시에 의해 보통의 유기 단열재는 표면처리 없는 심재시험에서 착화, 칼로리발생량 초과, 유해가스발생으로 이어져 준불연 성능 이상을 획득하기 어렵다. 특히 22M 이상 혹은 6층이상의 건축물은 결과적으로 준불연 성능을 심재로서 만족하는 단열재가 사용되어야 하며, 최종적으로 구성된 마감재 또한 준불연 이상의 성능을 만족해야 한다.
한편, 단열 성능이 파괴된 곳으로 에너지의 이동이 발생하며, 이 때에 수증기의 이동이 함께 수반된다. 열교는 결로를 발생시키며 이는 건축물 구조 및 구성체의 부식, 곰팡이 및 세균생장을 유발한다. 글라스울, 미네랄울 등의 무기단열재는 열린구조의 소재이며 그 이음매들도 열려있으므로, 단열재 혹은 샌드위치패널로 설치된 경우 열교가 관찰되며 결로로 인한 곰팡이 및 세균이 생장하여 악취를 발생시키며 위생 문제 및 건축물의 노후화 및 에너지 손실을 유발한다. 폴리우레탄계 (경질, 연질, 뿜 포함) 단열재는 경시변화에 따라 열전도도가 증가하며 그 이음매의 열교가 관찰된다. 뿜칠의 초기에는 이음매가 없이 시공되나, 경시변화에 의해 갈라짐 현상 및 이탈락 현상을 관찰할 수 있으며, 특히 강판 마감과 긴밀 시공이 되지 않아 결로와 부식으로 이어진 경우가 종종 확인된다. 결국 결로로 인한 위생성에 영향이 발생한다. 페놀폼 단열재 또한 그 이음매에 열교 및 결로가 관찰되며, 경시변화로 인한 열전도도 상승이 발생한다. 결로에 의한 응축수 및 우수에 노출되는 경우 Phenolic Acid 및 VOC가 용출되며, 관련 금속구조재 및 부재를 부식시킬 수 있고, 환경영향의 문제로 미국, 유럽 등지의 해외에는 사용 중지 상태에 들어가 있다.
따라서, 건축물 에너지절약 기준 '가'등급 이상의 단열효율이 유지되면서 열교방지가 가능하고, 방습 및 위생 성능을 갖추면서, 법령상의 기준을 확보할 수 있는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 개발이 필요한 실정이다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
선행문헌 : 등록특허공보 제10-2127079호(2020.06.26)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 초기의 열전도율을 유지하여 단열성능을 유지하면서도, 준불연 이상의 난연성능과 방습성능이 우수한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 글래스울 샌드위치 패널, 페놀폼(PF), 발포스티렌(EPS) 및 경질 폴리우레탄 폼(PIR)중에 어느 하나를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제1단열층; 상기 제1단열층 위에 형성되며, NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제2단열층; 및 상기 제1단열층과 상기 제2단열층 사이에 형성되는 난연성 접착제층;을 포함한다.
상기 제2단열층은 2개 이상의 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성하는 것일 수 있다.
상기 난연성 접착제층는 클로로프렌 고무 접착제를 포함할 수 있다.
상기 제2단열층은 열전도율 0.034 W/mK 이하일 수 있다.
상기 제2단열층은 상기 제1단열층은 투습저항계수가 μ-value ("mu-value") ≥10,000일 수 있다.
상기 난연성 접착제층은 팽창흑연이 포함되어 화재발생시 상기 제1단열층 또는 제2단열층의 변형에 의해 발생되는 틈을 채울 수 있다.
본 발명에 의한 건축용 복합 단열판재에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 초기단열성능에 의한 열관류율을 만족할 뿐만 아니라, 경시변화를 최소화하여 장기적으로 단열성능 저하를 최소화할 수 있다.
둘째, 단열판재의 설치시 이음매 열교를 방지하여 에너지 손실 및 결로를 예방할 수 있다.
셋째, 결로를 방지하여 곰팡이 및 세균 생장을 억제할 수 있어 위생을 확보함과 동시에 건축물의 노후화를 방지할 수 있다.
넷째, 준불연 성능을 확보하여 화재시 안전성을 향상시킬 수 있다.
다섯째, 화염에 의해 발생되는 단열재의 형상 변화에도 준불연성능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 설치 예시를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 이음새 부분과 시공상태에 대한 열화상 촬영 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)과 일반 단열판재의 세균증식 정도를 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(글라스울 샌드위치판넬)의 준불연 시험체의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(페놀폼)의 준불연 시험체의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(EPS 패널)의 준불연 시험체의 구성도이다.
도 8은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다.
도 9은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다.
도 10은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건축용 복합 단열판재는 제1단열층(10), 제2단열층(20), 난연성 접착제층(30)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건축용 복합 단열판재는 국토교통부 고시 제2020-1053호 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준에서의 준불연 성능을 만족한다.
상기 고시에서, 준불연 재료란 한국산업규격 KS F ISO 5660-1[연소성능시험-열 방출, 연기 발생, 질량 감소율-제1부:열 방출률(콘칼로리미터법)]에 따른 가열시험 개시 후 10분간 총방출열량이 8MJ/㎡ 이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200kW/㎡를 초과하지 않으며, 10분간 가열 후 시험체를 관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융(복합자재의 경우 심재가 전부 용융, 소멸되는 것을 포함한다) 등이 없어야 하며, 복합 자제의 경우 위 조건을 만족하는 동시에 심재의 일부 용융 및 수축(시험체의 심재가 녹거나 줄어들어 시험체 바닥면의 강판이 보이는 경우를 말한다)이 없어야 한다.
또한, 한국산업규격 KS F 2271 중 가스유해성 시험 결과, 실험용 쥐의 평균행동정지 시간이 9분 이상이어야 한다.
본 명세서에서 준불연 또는 준불연 성능이란 특별히 명시하지 않는 한, 상기 국토교통부 고시 제2020-1053호 건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준의 준불연을 의미한다.
후술하는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연 성능을 만족한다.
상기 제1 단열층(10)은 준불연 성능을 가지는 유기계 또는 무기계 단열재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1단열층(10)으로는 발포스티렌(EPS) 판재, 페놀폼(PF) 보드, 글래스울 샌드위치 패널 또는 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 중에 어느 하나를 선택할 수 있다.
발포스티렌(EPS) 판재가 사용되는 경우, EPS (Expanded Polystyrene) 로 되어 있는 제1단열층은 다양한 방법으로 난연성능을 확보한다. EPS (Extruded Polystyrene)의 난연성을 확보하기 위해 패널을 생산한 후에 난연제를 도포하는 난연화하는 방식, EPS 발포비드를 난연제로 코팅한 후 보드로 성형하는 방식 및 발포전의 EPS 원료 제조과정에서 난연제를 미리 합침하는 방식으로 크게 구분된다.
예를 들면, 그 제조과정에서 난연성능을 향상시키기 위해 염화파라핀, 파라핀계오일, 고무계수지 중 1종 이상을 폴리스티렌 입자의 표면층에 침투시키고 흑연, 팽창질석, 카본블랙 중 1종 이상을 0.05-10 중량부 이상을 포함함으로써 준불연 성능을 가질 수 있다.
한편, 페놈폼(PF) 보드가 사용되는 경우, 페놀폼(PF) 보드의 경우에도 단열성능을 확보하기 위함이며, 페놀폼(PF) 보드는 열전도도가 약 0.020 (W/mk) 이다. 페놀폼(PF) 로 되어 있는 단열판재 또한, 습도 및 온도변화에 따른 경시변화가 최소화된 재료이다. 그러므로, 경시변화를 최소화할 수 있는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재를 실현할 수 있다.
본 발명에서 제1단열층으로 사용되는 페놀폼(PF) 보드는 준불연 성능을 갖는다. 한편 이러한 페놀폼(PF) 보드는 독립기포율이 약 90% 이상일 수 있으며, 이러한 독립기포율이 낮게 되면 시간이 경과함에 따라 셀 사이로 발포가스가 빠져 나와, 단열 성능이 약화될 수 있다.
또한, 자기소화온도가 480도인 페놀수지는 유기물질 중 난연성이 가장 우수한 소재의 하나로 내열성, 내약품성과 더불어 고온 열변형이 낮고 화재시 유동가스의 발생이 적은 친환경 건축자재이다. 무기단열재의 우수한 내화성능과 유기질 단열재의 단열성 및 치수안정성, 내수성 등은 복합적으로 제공할 수 있는 소재이다.
한편, 글래스울 샌드위치 패널이 사용되는 경우, 그라스울 샌드위치 패널의 경우에도 단열성능을 확보하기 판재이며, 기존의 상용화되어 있는 그라스울 샌드위치 패널을 사용할 수 있다. 양측 면재로는 도장용융 아연도금강판이 약 0.4 ~ 0.6 mm가 사용되며, 심재로 사용되는 그라스울은 64K 급인 것이 바람직하다.
글래스울 샌드위치 패널의 경우 면재의 틈이 수분이 이동하는 통로로 작용할 수 있기 때문에 수분에 취약하며, 경시변화가 큰 단점이 있다.
본 발명에서 제1단열층(10)으로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 보드는 준불연 성능을 갖는다. 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 보드의 준불연성능을 만족시키기 위해 심재 자체의 준불열 성능을 가지게 하는 방법과 면재에 불연성능 부여하는 경우가 있다. 본 발명에서는 심재 자체의 준불연 성능을 갖추기 위해 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 자체의 준불열 성능을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 유기난연제, 무기난연제, 정포제, 거품 촉매(blowing catalyst), 겔화 촉매(gelling catalyst), 삼량화 촉매(Trimerizationcatalyst), 발포제 및 폴리올을 포함하는 주제; 및 MDI(Methylene diphenyl diisocyanat)를 포함하는 경화제;를 포함하는 조성물을 혼합 및 발포시킨 발포체일 수 있다.
주제 성분 중 상기 폴리올은 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올을 1 : 0.1 ~ 0.5 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 0.4 중량비로 포함하며, 이때, 폴리에테르 폴리올 혼합량이 0.1 중량비 미만이면 발포체인 우레탄 폼이 충분한 압축강도 등의 기계적 물성을 확보하지 못할 수 있고, 폴리에테르 폴리올 혼합량이 0.5 중량비를 초과하면 우레탄 폼의 기계적 물성은 우수하나, 준불연에 준하는 난연 성능에 문제가 있을 수 있고, 오히려 폼의 기공 사이즈가 상대적으로 조밀해지지 못해 우레탄 폼인 복합소재의 열전도도가 높아지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 관능기(fuctionality) 1.8 ~ 2.2, 중량평균분자량 300 ~ 1800 및 OH-V(value) 180 ~ 380 mg KOH/g인 것을, 바람직하게는 관능기1.9 ~ 2.2, 중량평균분자량 300 ~ 1500 및 OH-V(value) 220 ~ 350 mg KOH/g인 것을, 더욱 바람직하게는 관능기2.0 ~ 2.2, 중량평균분자량 300 ~ 1000 및 OH-V(value) 240 ~ 330 mg KOH/g인 것을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 디에틸렌글리콜 2 ~ 10 중량% 및 잔량의 디에틸렌 글리콜-프탈릭 언하이드라드 폴리머를 포함하는 것을, 바람직하게는 디에틸렌글리콜을 3 ~ 8 중량% 및 잔량의 디에틸렌 글리콜-프탈릭 언하이드라드 폴리머를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 소수성 증대, 기계적 강도를 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 관능기 3.8 ~ 5.2, 중량평균분자량 280 ~ 1500 및 OH-V(value) 280 ~ 500mg KOH/g인 것을, 바람직하게는 관능기 4.0 ~ 5.0, 중량 평균분자량 400 ~ 1300 및 OH-V 320 ~ 450mg KOH/g인 것을, 더욱 바람직하게는 관능기 4.0 ~ 4.6, 중량평균분 자량 500 ~ 1200 및 OH-V 320 ~ 400mg KOH/g인 것을 사용할 수 있다. 그리고, 본 발명에서 상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌옥사이드로 축합된 수크로즈와 글리세린 유도 체의 혼합물을 중합시켜 제조한 수크로즈계 폴리에테르 폴리올을 사용할 수 있다.
본 발명 조성물 주제 성분 내 상기 폴리올의 함량은 주제 100 중량% 중 유기난연제, 무기난연제, 정포제, 거품 촉매, 겔화 촉매, 삼량화 촉매 및 발포제를 제외한 나머지 잔량이다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 유기 난연제는 무기 난연제와 함께 우레탄 폼의 난연성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 인계 난연제 및 멜라민계 난연제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수있고, 바람직하게는 TCPP(Tris-choroisopropyl phosphate), TEP(Triethyl phosphate) 및 TCPE(Tris carboxyethyl phosphate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 인계 난연제를 포함할 수 있으며, 상기 인계 난연 제는 인(P) 함량이 5 ~ 30 중량% 인 것이 좋다.
그리고, 유기 난연제의 사용량은 주제 전체 중량% 중 3.0 ~ 15 중량%, 바람직하게는 4.0 ~ 13 중량%, 더욱 바람 직하게는 5.0 ~ 11.5 중량%인 것이 적절하며, 이때, 유기 난연제 함량이 3 중량% 미만이면 우레탄 폼의 난연성이 저조할 수 있고, 난연제 함량이 15 중량%를 초과하면 과다 사용으로서 더 이상의 난연성 증대 효과가 없으면서 오히려 우레탄 폼의 기계적 강도를 낮출 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 무기 난연제는 유기 난연제와 함께 우레탄 폼인 복합소재의 난연성 증대, 연소시 유해가스 방출 지연 및/또는 억제 등의 역할을 하는 것으로서, 팽창흑연 및 절단유리섬유(fiber glass chopped strands)를 1 : 0.2 ~ 0.7 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.4 ~ 0.6 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
상기 팽창흑연은 팽창율 350% ~ 450%, 입자 사이즈 80㎛ ~ 200 ㎛, 황(S) 함량 2,500 ppm 이하인 것을 사용하는 것이 다른 조성물과의 혼화성, 분산성 및 연기 포집력 측면에서 좋다.
그리고, 상기 절단유리섬유는 ZrO 2 함량 12 ~ 18 중량%인 유리섬유를 절단하여 제조한 것으로서, 절단유리섬유는 혼화성, 분산성 측면에서 평균지름 10 ~ 13㎛, 길이 10 ~ 18 mm인 것을, 바람직하게는 평균지름 10 ~ 13㎛, 길이 10 ~ 12 mm인 것을 사용하는 것이 좋다.
그리고, 무기 난연제의 주제 내 사용량은 주제 전체 중량 중 20.0 ~ 40.0 중량%, 바람직하게는 21.0 ~ 35.0 중량%, 더욱 바람직하게는 23.5 ~ 34.0 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 무기 난연제 함량이 20.0 중량% 미만 이면 그 사용량이 적어서 연소시 유해가스 방출 지연 효과가 미비할 수 있고, 40.0 중량%를 초과하여 사용하는 것은 과량 사용이며 오히려 복합소재의 발포성을 떨어뜨리고, 기계적 물성 저하, 점도 증가로 인한 성형성 감소 등의 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 정포제는 발포된 우레탄 폼의 셀 균일화 및 형태를 유지하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 정포제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘(silicon), 실리콘 글리콜 코폴리머 (silicon glycol copolymer), 폴리실록산 에테르(polysiloxane ether) 등의 실리콘계 정포제를 사용것이 좋다.
그리고, 주제 내 상기 정포제의 사용량은 주제 전체 중량 중 0.5 ~ 4.0 중량%, 바람직하게는 0.8 ~ 3.5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.0 ~ 3.2 중량%이며, 이때, 정포제 사용량이 0.5 중량% 미만이면 우레탄 폼 내 셀의 균질하지 않게 형성되어 기계적 물성이 고르지 못하는 문제가 있을 수 있고, 우레탄 폼 사용량이 4.0 중량%를 초과하여 사용하면 다른 조성물과의 상용성이 떨어져서 우레탄 폼의 기계적 물성 및/또는 난연성 등이 오히려 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명의 조성물 내 주제는 발포체 생성시 반응시간을 단축하고 발포체의 부풀음, 즉 라이징과 관련 해서 발포체의 흐름성을 적절하게 조절하기 위해 3종의 촉매를 포함하며, 구체적으로는 거품 촉매(blowing catalyst), 겔화 촉매(gelling catalyst), 삼량화 촉매(Trimerizationcatalyst)를 포함한다.
상기 거품 촉매는 발포제인 물과 경화제 내 MDI간의 반응을 용이하게 해서 발포시 필요한 열을 공급하고, 폴리 올과 MDI와의 수지화 반응을 가속화시키는 역할을 하는 것으로서, PMDETA(pentamethyl diethylene triamine) 및 BDMEE(di-(N,N-dimethyl aminoethyl)ether) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 PMDETA 및 BDMEE 를 1 : 1 ~ 2 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
주제 내 거품 촉매의 사용량은 주제 전체 중량 중 0.20 ~ 1.20 중량%, 바람직하게는 0.40 ~ 1.15 중량 %, 더욱 바람직하게는 0.42 ~ 1.10 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 거품 촉매 사용량이 0.20 중량% 미만이면 그 사용량이 적어서 이의 사용으로 인한 폴리올과 MDI와의 반응 가속 효과가 없을 수 있고, 1.20 중량%를 초과하여 사용하면 과량 사용으로 인해 오히려 우레탄 폼의 기계적 물성은 좋으나, 발포 후 치수안정성과 내부 온도 조절에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
촉매 중 상기 겔화 촉매는 거품 촉매로 활성화된 MDI(Methylene diphenyl diisocyanat)를 폴리올과 반응시켜 폴리우레탄 수지를 만드는 역할을 하는 것으로서, DMCHA(dimethylcyclohexyl amine), TMHDA(N,N,N',N'-Tetramethyl-1,6- hexanediamine) 및 TEDA(triethylenediamine) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 DMCHA 및 TMHDA 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
주제 내 겔화 촉매의 사용량은 주제 전체 중량 중 0.01 ~ 0.20 중량%, 바람직하게는 0.03 ~ 0.18 중량 %, 더욱 바람직하게는 0.03 ~ 0.16 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때 겔화 촉매 함량이 0.01 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 이를 사용함으로 인한 폴리우레탄 수지 내 매트릭스 형성이 저조하여 기계적 물성이 좋지 않을 수 있고, 0.20 중량%를 초과하여 사용하는 것을 과량 사용이며 오히려 우레탄 폼 내 셀 형성이 잘 되지 않고, 이로 인해 우레탄 폼의 열전도도가 증가 및 폼 수축, 발포 성형에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
촉매 중 상기 삼량화 촉매(Trimerization catalyst) 는 주제와 경화제간 반응성을 증대시키는 역할과 경화제와 경화제의 결합을 증대시켜 기계적, 난연성을 증대시키는 역할을 하는 것으로서, 유기카르본산의 금속염, 3급 아민 화합물 및 4급 암모늄염이 포함하는 삼량화 촉매를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 상업적으로 판매되는 상품명 DABCO K-15, DABCO T-45, DABCO TMR-30 및/또는 POLYCAT-46(Air Product Co.)를 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고, 주제 내 삼량화 촉매의 사용량은 주제 전체 중량 중 0.50 ~ 2.50 중량%, 바람직하게는 0.65 ~ 2.30 중량%, 더욱 바람직하게는 0.74 ~ 2.15 중량%이다. 이때, 삼량화 촉매 사용량이 0.50 중량% 미만이면 우레탄 폼 내 삼량화 구조 형성율이 낮고, 준불연 성능에 문제가 있을 수 있고, 2.50 중량%를 초과하면 과량 사용으로서, 우레탄 폼 내 삼량화 구조 형성율은 우수하나, 오히려 치수 안정성 및 폼 성형성에 문제가 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 주제 성분 중 상기 발포제는 화학적 발포제 및 물리적 발포제를 혼합하여 사용할 수 있고, 상기 화학적 발포제로는 물을 사용하고, 물리적 발포제로는 사이클로펜탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄(1,1-Dichloro-1-fluoroethane) 및 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 발포제는 상기 화학적 발포제인 물 및 상기 물리적 발포제를 1 : 5 ~ 30 중량비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 : 8 ~ 25 중량비로, 더욱 바람직하게는 1 : 12 ~ 18 중량비로 포함하는 것이 발포체의 적정 속도 로의 발포성, 우레탄 폼 내 적정 셀 형성 측면에서 유리하다.
그리고, 주제 내 발포제의 함량은 주제 전체 중량 중 6.0 ~ 20.0 중량%, 바람직하게는 7.5 ~ 18.0 중량%, 더욱 바람직하게는 8.5 ~ 16.0 중량%이다. 이때, 발포제 사용량이 6.0 중량% 미만이면 발포성이 너무 부족한 문제가 있을 수 있고, 20.0 중량%를 초과하여 사용하면 발포력은 좋으나, 너무 급격하게 발포하여 성형가공성이 떨어지 고, 우레탄 폼 내 셀이 너무 크게 형성되어 기계적 물성이 저조하여 건축용 내외장재 소재로 사용할 수 없는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 2액형 경질 폴리우레탄 조성물 중 경화제는 NCO 함량 29 ~ 34 중량%인 MDI(Methylene diphenyl diisocyanat)를 포함하며, 바람직하게는 NCO 함량 30 ~ 33 중량%인 MDI를 포함할 수 있다.
본 발명의 준불연 우레탄 복합소재는 앞서 설명한 2액형 경질 폴리우레탄 조성물로 제조한 것으로서, 상기 주제와 경화제를 1:1.2 ~ 1:2.0 중량비로 혼합하여 발포시켜서 제조한 발포체를 포함한다.
이때, 발포를 위하여 고압발포기를 사용할 수 있으며, 발포시 온도는 저장 탱크기준으로 18 ~ 25 ℃ 고압 펌프는 압력은 110 ~ 140 bar로 조절하여 발포를 수행할 수 있다.
상기 제2단열층(20)은 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재이다. 제1단열층은 기본적으로 단열성능 확보 뿐만 아니라 방습효과를 최대화시키기 위한 소재이다. 준불연을 유지하면서도 단열성능을 확보하고 방습효과를 상승시켜 향균, 항곰팡이 성능 제공하기 위한 소재이다.
제2 단열층(20)은 높은 단열성과 난연성이 우수한 장점이 있으며 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다. 즉 준불연 성능을 유지하면서도 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다.
이러한 제2단열층(20)은 니트릴 부틸렌 고무 (Nitrile Butylene Rubber: NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다.
NBR은 유화중합에 의하여 제조되는 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로서, 내유성 고무이다.
수산화 마그네슘은 연소시에 발생하는 불활성기체가 연소부의 산소를 차단하며, 연소시 독성가스의 발생을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 수산화 마그네슘은 NBR 100 중량부에 대하여, 40 ~ 50 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 40 중량부 미만일 경우에는 난연성이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 반대로, 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 50 중량부를 초과할 경우에는 열수축 현상이 발생하여 치수 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
황은 분말상을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 황은 히팅 열처리에 의해 가교되어 고무의 성질을 변화시키는 역할을 한다. 본 발명에서 황은 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 4.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 완전히 가교되지 않아 물성이 불안정하게 되는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 4.0 중량부를 초과할 경우에는 과다하게 가교되어 신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
아디핀산에스테르는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 난연성이 충분히 확보되지 않는다. 반면에, 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.5 중량부를 초과할 경우에는 신율은 증가하나, 인장강도가 급격히 저하될 수 있다.
디아미노디페닐메탄은 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 디아미노디페닐메탄의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 열전도율이 목표값에 미달하는 것을 확인하였다. 반대로, 디아미노디페닐메탄의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.5 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
산화 아연은 접착 특성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 본 발명에서 산화 아연은 NBR 100 중량부에 대하여 15 ~ 25 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 25 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
탈크(talc)는 3 ~ 6㎛의 평균 입자크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 탈크는 NBR 100 중량부에 대하여 4 ~ 7 중량부로 첨가될 수 있다.
발포제는 고무내에 고정된 기포 군을 형성시키는 역할을 한다. 상기 발포제로는 N'-디니트로소-펜타메틸렌테트 라민(DPT), 아조디카르본아미드(ADCA), 디아조아미노벤젠(DAB) 및 벤젠슬포닐히드라지드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명에서 발포제는 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 ~ 3.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포 제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조할 수 있다. 반대로, 발포제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.0 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
발포 보조제는 발포제의 분해 온도를 낮추는 역할을 한다. 발포 보조제로는 살리실산, 프탈산 및 금속염 중 1종 이상이 이용될 수 있다. 본 발명에서 발포 보조제는 NBR 100 중량부에 대하여 8 ~ 15 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 8 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조할 수 있다. 반대로, 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
또한, 상기 제2단열층(20)은 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부를 더 포함할 수 있다.
디아미노디페닐술폰은 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 1.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부를 초과할 경우에는 난연성이 저하될 수 있다.
트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 2.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하될 수 있다.
Ｎ－이소프로필메타크릴아미드는 NBR 100 중량부에 대하여 10 ~ 15 중량부로 첨가되는 것이 바람직 하다. Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만일 경우에는 충분한 인장강도를 확보할 수 없다. 반대로, Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하될 수 있다.
상기 제2단열층(20)에 적용되는 NBR 고무발포 단열재는 원료혼합과정, 숙성과정, 압출과정 및 발포과정으로 통하여 제조될 수 있다.
(1) 원료혼합과정
원료혼합과정에서는 수산화 마그네슘, 황, 아디핀산에스테르, 디아미노디페닐메탄, 산화 아연, 탈크 (talc), 발포제 및 발포 보조제를 적절한 비율로 혼합한다.
구체적으로, 원료는 니트릴 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 2.5 ~ 4.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 2 ~ 4 중량부, 디아미노디페닐메탄 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 탈크(talc) : 3 ~ 6 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 8 ~ 15 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엔비알 고무발포 단열재는 NBR 100 중량부에 대하여, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부 중 선택된 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.
(2) 숙성과정
숙성과정에서는 원료혼합과정에 의하여 적절히 혼합된 원료를 숙성한다. 이러한 숙성은 10 ~ 80 ℃에서 1 ~ 12시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 숙성 온도가 10℃미만일 경우에는 저온으로 유지하기 위한 전력이 많이 소비되므로 경제적이지 못하다. 반대로, 숙성 온도가 80℃를 초과할 경우에는 혼합물의 점성이 떨어져 끈적임이 심하고 취급하기 어려운 문제가 있다. 한편, 숙성 시간이 1시간 미만인 경우에는 고무와의 혼합 공정 중에 발생되는 잔류응력이 완전히 제거되지 않아 가교 공정 중에 수축현상이 커지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 숙성 시간이 12시간을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 공정 시간만을 증가시키는 문제가 있다.
(3) 압출과정
압출과정에서는 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출한다. 이러한 압출과정에 의하여, 숙성된 원료는 원하는 크기 및 형상으로 압출될 수 있다. 본 단계에서, 압출기의 출구 온도는 90 ~ 110℃로 유지하는 것이 바람직하다. 압출기의 출구 온도가 상기 범위를 유지하지 못할 경우 가류 시간이 변경되어 제품 밀도의 변화에 큰 영향을 미칠 수 있다.
(4) 발포과정
발포과정에서는 압출과정에 의하여 압출된 원료를 발포한다.
발포과정은 압출된 혼합물이 가류되는 가류 단계, 예비 발포되는 예비발포 단계, 압출된 원료가 발포되는 발포 단계 및 발포숙성 단계로 세분화될 수 있다.
상기 가류 단계와, 예비발포 단계, 발포 단계, 및 발포숙성 단계는 소정의 온도로 히팅되는데, 가류 단계에서 발포숙성 단계로 갈수록 히팅온도는 점차 상승될 수 있다. 다만, 발포숙성 단계는 발포 단계보다 낮은 온도로 히팅되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 가류 단계에서 압출된 혼합물이 가류되며, 상기 예비발포 단계에서는 가류단계에서 미처 가류되지 못한 혼합물이 추가로 가류되며, 가류된 혼합물의 일부는 발포되기 시작된다. 그리고 상기 발포 단계에서는 혼합물이 발포되며, 발포숙성 단계에서는 발포 단계에서 미발포된 부분이 발포된다.
상기 가류 단계는 100 ~ 115℃ 예비발포 단계는 120 ~ 135℃ 발포 단계는 140 ~ 180℃ 그리고 발포숙성 단계는 150 ~ 170℃로 제어하는 것이 바람직하다.
상기 가류 단계에서, 가류 온도가 100℃ 미만일 경우에는 제대로 가류되지 않을 뿐만 아니라 상대적으로 가류시 간이 길어지므로 생산성 측면에서 바람직하지 않다. 반대로, 가류 온도가 115℃를 초과할 경우에는 가류가 채 이루어지기 전에 발포가 시작될 우려가 높다.
한편, 예비발포 단계에서, 예비발포 온도가 120℃미만일 경우에는 가류 단계가 지속될 뿐 발포가 이루어지지 않을 수 있고, 반대로 예비발포 단계의 온도가 135℃를 초과할 경우에는 발포가 급속하게 진행되어 고르게 발포되지 못하는 문제가 있다.
또한, 발포 단계에서 발포 온도는 발포제의 종류에 따라 다소 조절될 수 있다. 발포 단계에서, 발포 온도가 140 ℃미만일 경우에는 발포에 소요되는 시간이 너무 길어지는 문제가 있다. 반대로, 발포 온도가 180℃를 초과할 경우에는 고온으로 인하여 발포체가 열화되는 문제가 있다.
또한, 발포숙성 단계에서 발포숙성 온도가 150℃미만일 경우에는 미발포된 부분이 발포되는 효과를 기대하기 어렵다. 반대로, 발포숙성 온도가 170℃를 초과할 경우에는 엔비알 압출물이 열변화될 우려가 있다.
이러한 각 단계는 압출물이 히팅터널을 통과하는 동안에 이루어지며, 히팅터널은 가류존, 예비발포존, 발포존 및 발포숙성존으로 구획화되어 있을 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 제2단열층(20)에 해당하는 NBR 고무발포 단열재를 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 제2단열층(20)은 준불연 성능을 가지며, 열전도율은 0.034 W/mK 이하이다.
본 발명에 적용된 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 로 되어 있는 제2단열층(20)은 DIN EN ISO 12572에 따라 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000 로서, 습기, 수분에 대한 저항성을 가진다. 단열판재의 이음매를 없애는 적층 및 연결방법과 더불어 결로를 방지할 수 있다. 본 발명에 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 로 되어 있는 제2단열층(20)은 또한 높은 수준의 투습저항계수 μ-value ("mu-value") ≥ 10,000 로서 방습층 (Vapor Barrier) 역할을 할 수 있다.
상기 난연성 접착제층(30)은 제1단열층(10)과 제2단열층(20)을 구조적으로 안정적으로 접착하기 위한 것이다. 이러한 난연성 접착제층(30)은 클로로프렌 고무계 접착제일 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 접착제층에 의해 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 제1단열층(10) 및 제2단열층(20)의 복층구조이다. 각 층의 부착에 있어서 난연성 접착제를 사용하며. 이 때 난연성 접착제가 도포된 이음매 부위는 표면이 미세하게 용해되며, 접합 후에는 화학적으로 결합한 상태가 되므로, 이음매를 없앨 수 있게 된다. 인장 실험을 통해서 이음매가 아닌 본체에서 파괴지점이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
접착제층(30)은 클로로프렌 고무 (Chloroprene Rubber)계로 난연 성능을 가지며, 약 0.05 - 3 mm의 두께로 도포될 수 있다.
한편, 제2단열층(20)이 외부 환경에 접하도록 노출된 상태에서 화재에 의해 화염에 노출되거나 가열이 되는 경우에 수축율의 차이로 인하여 중심부 측으로 오므라지면서 모서리 부분이 노출될 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
즉, 제1단열재 또는 제2단열재가 형상의 변화가 생길 수 있고 형상 변화에 따른 화염이 이동할 수 있는 틈이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 단열재의 반대편에 화염이 노출될 수 있는 문제가 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 난연성 접착제층(30)은 팽창흑연을 더 포함할 수 있다.
팽창흑연은 흑연을 산 처리하여 만드는데 산 처리된 흑연의 결정구조에 질산이나 황산 등이 첨가된다. 첨가된 물질은 열을 받아 부피가 증가하며 이로 인해 팽창흑연이 수직으로 팽창할 수 있게 된다. 이렇게 수직으로 팽창한 팽창흑연은 부피가 커지면서 화염을 막아주며 팽창하면서 생긴 공극이 단열 성능을 향상시킨다. 또한 팽창흑연이 팽창하면서 외부의 공기를 차단하여 접착제에 재를 형성할 수 있다. 따라서, 수축률의 차이에 의해 제2단열층이 변형이 일어난다고 하더라도 팽창흑연에 의해 부피가 증가하고 부풀어 오르기 때문에 수축률 차이에 의해 발생되는 간극을 제거할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 사용된는 팽창흑연의 밀도는 2.0~2.4 g/cm3 이며 입자 크기는 150~200 μm이다. 팽창흑연의 함량은 30 ~ 70 vol%인 것이 바람직하다. 팽창흑연의 함량이 30 vol% 미만의 경우에는 소량으로 인하여 충분한 팽창효과를 볼 수 없으며, 함량이 70 vol% 초과의 경우에는 팽창흑연의 함량이 증가한다고 하더라도 이미 충분히 팽창효과를 이룰 수 있으며 난연성 접착제층(30)의 제조비용이 과다하게 증가할 수 있다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 설치 예시를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2단열층(20)은 2개 이상의 NBR 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성시킬 수 있다. 제2단열층(20)을 여러 개의 조각으로 형성하는 경우 사이를 난연성 접착제를 이용하여 접합하는 경우에도 접착제층을 통하여 열교현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 다양한 면적이나 형태에도 적용이 가능한 이점이 있다. 또한, 제1단열층(10)과 제2단열층(20)를 결합하는 과정에서 이음매를 없애기 위해 단순한 연결 접착 외에도 적층 시 엇갈림적층 (Staggered Lamination)을 하면 더 용이하게 이음매 열교를 방지할 수 있다. 이와 같이 3개의 적층 구조를 통하여 단열, 방습, 난연 성능을 확보할 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 이음새 부분과 시공상태에 대한 열화상 촬영 사진이다. 도 4를 참조하면 단열 판재 간의 이음새 부분에 열이 누출되지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한 엇갈림 방식으로 설치하여 이음매를 없애고 열교를 방지하여 에너지 손실 및 결로를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)과 일반 단열판재의 세균증식 정도를 나타낸 도면이다. 초기에 일정한 양의 세균을 포함하는 액적을 분무한 후에 일정시간 도과 후 세균증식여부를 관찰할 사진이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 제2단열층(20)의 경우 세균이 증식되지 않는 것을 확인할 수 있다.
이하 보다 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(글래스울 샌드위치 패널)의 준불연 시험을 통하여 준불연성능을 만족하는지를 확인하였다.
준불연 시험은 한국화재보험협회 부설 방재시험연구원을 통하여 실시하였으며, 국토교통부 고시 제2020-1053호에 따른 준불연시험을 실시하였다.
1. 시험체의 준비
도 5은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(글라스울 샌드위치판넬)의 준불연 시험체의 구성도이다. 각 구성에서의 숫자는 mm 단위의 두께를 의미한다. 열방출률 시험의 시험편은 가로X세로, 99 mm X 99 mm의 면적에 두께 50 mm로 3개를 준비하였으며, 가스유해성 시험의 경우에는 가로X세로, 219 mm X 219 mm의 면적에 두께 60 mm로 2개를 준비하였다.
도 6은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(페놀폼)의 준불연 시험체의 구성도이다. 각 구성에서의 숫자는 mm 단위의 두께를 의미한다. 열방출률 시험의 시험편은 가로X세로, 99 mm X 99 mm의 면적에 두께 50 mm로 3개를 준비하였으며, 가스유해성 시험의 경우에는 가로X세로, 219 mm X 219 mm의 면적에 두께 60 mm로 2개를 준비하였다.
도 7은 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재(EPS 패널)의 준불연 시험체의 구성도이다. 각 구성에서의 숫자는 mm 단위의 두께를 의미한다. 열방출률 시험의 시험편은 가로X세로, 100 mm X 100 mm의 면적에 두께 50 mm로 3개를 준비하였으며, 가스유해성 시험의 경우에는 가로X세로, 220 mm X 220 mm의 면적에 두께 60 mm로 2개를 준비하였다.
2. 시험방법 및 성능 기준
가. 시험방법
1) 열방출률시험 : KS F ISO 5660-1 (연소성능시험 - 열방출, 연기발생, 질량감소율 - 제1부 : 열방출률(콘칼로리미터법) 및 연기발생률(동적 측정) 가) 콘칼로리미터 시험장치 콘히터의 복사열과 배출유량을 각각 (50 ± 1) kW/㎡와 (0.024 ± 0.002) ㎥/s로 유지시킨다.
나) 시험체를 설치한 홀더를 콘히터 아래의 질량측정장치 위에 놓는다.
다) 복사열 차단 장치를 제거한 후 10 min 간 시험체를 가열한다.
라) 시험체의 총방출열량과 최대열방출률을 측정한다.
마) 가열 종료 후 질량측정장치에서 시험체 홀더를 제거하고 시험체를 관통하는 방화상유해한 균열, 구멍 및 용융 등을 관찰한다.
2) 가스유해성시험 : KS F 2271(건축물 마감재료의 가스유해성 시험방법)
가) 가스유해성시험장치의 피검상자 내 온도를 30℃로 유지시킨다.
나) 실험용 흰 쥐(ICR계 암놈, 5주령, (20 ± 2)g)를 1마리씩 넣은 8개의 회전바구니를 피검상자 내에 설치한다.
다) 시험체를 가열로 내에 설치한 후 6 min(부열원; LPG 0-6 min, 주열원; 전열 3-6 min) 간 가열한다.
라) 가열 개시 후 15 min동안 각 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간을 측정한다.
마) 시험종료 후 실험용 흰 쥐 8마리의 행동정지 시간의 평균값과 표준편차를 구한다.
바) 실험용 흰 쥐의 평균 행동정지 시간(x)은 아래 식으로 구한다.
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000001
x: 실험용 흰 쥐의 평균 행동정지 시간(단위- min : s)
X: 8마리 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간의 평균값(단위- min : s)
σ: 8마리 실험용 흰 쥐의 행동정지 시간의 표준 편차(단위- min : s)
나. 성능기준
1) 열방출률시험
가) 가열시험 개시 후 10 min 간 총방출열량이 8 MJ/㎡ 이하이며, 10 min 간 최대열방출률이 10 s 이상 연속으로 200 kW/㎡를 초과하지 않아야 한다.
나) 10 min 간 가열 후 시험체(복합자재 인 경우 심재를 포함한다.)관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융 등이 없어야 한다.
3. 시험 결과
3-1. 글래스울샌드위치 패널
가. 열방출율 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000002
나. 가스유해성 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000003
도 8은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다.
상기 표와 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연성능을 만족하는 것을 확인하였다.
3-2. 페놀폼
가. 열방출율 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000004
나. 가스유해성 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000005
도 9은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다. 상기 표와 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연성능을 만족하는 것을 확인하였다.
3-3. EPS 패널
가. 열방출율 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000006
나. 가스유해성 시험
Figure PCTKR2023004554-appb-img-000007
도 10은 준불연 시험에서의 시험 전 후의 시험체의 상태를 나타낸 사진이다. 상기 표와 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재는 준불연성능을 만족하는 것을 확인하였다.
본 발명에 따른 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재의 경우 위와 같은 준불연 성능을 만족하며 이에 따른 화재 안전을 도모할 수 있다.

Claims (6)

  1. 글래스울 샌드위치 패널, 페놀폼(PF), 발포스티렌(EPS) 및 경질 폴리우레탄 폼(PIR) 중에 어느 하나를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제1단열층;
    상기 제1단열층 위에 형성되며, NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 포함하며 준불연 성능을 가지는 제2단열층; 및
    상기 제1단열층과 상기 제2단열층 사이에 형성되는 난연성 접착제층;
    을 포함하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단열층은 2개 이상의 NBR (Nitrile Butylene Rubber) 고무발포 단열재를 평면방향으로 접합시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
    상기 난연성 접착제층는 클로로프렌 고무 접착제를 포함하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단열층은 열전도율 0.034 W/mK 이하인 것을 특징으로 하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단열층은 상기 제1단열층은 투습저항계수가 μ-value ("mu-value") ≥10,000인 것을 특징으로 하는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 난연성 접착제층은 팽창흑연이 포함되어 화재발생시 상기 제1단열층 또는 제2단열층의 변형에 의해 발생되는 틈을 채울 수 있는 준불연 성능의 건축물 내외장 복합 단열재.
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