KR100713191B1 - Adhesives for non-flammability inorganic paint and preparing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성 무기 도료용 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼50중량%로 구성된 성분 100중량부와 물 150∼250중량부로 구성된 난연성 무기 도료용 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive composition for a flame retardant inorganic paint and a method for manufacturing the same, more specifically, 5 to 25% by weight of Na 2 O, 25 to 45% by weight of SiO 2 , 1 to 20% by weight of kaolin, and 0.1 to 15 vermiculite. The present invention relates to an adhesive composition for a flame retardant inorganic paint composed of 100 parts by weight of a component consisting of 0.1% by weight of MgSO 4 , and 20-50% by weight of NaOH, and 150-250 parts by weight of water, and a method for preparing the same.
본 발명에 따른 가교/접착제 조성물은 종래의 황토나 액상 규산소다류, 및 전분, 또는 수성 접착제와 비교하여 접착성능이 우수할 뿐만 아니라 방수성능이 우수한 효과가 있다.The crosslinking / adhesive composition according to the present invention has an excellent adhesive performance as well as excellent waterproofing performance compared to conventional loess or liquid sodium silicate, and starch, or an aqueous adhesive.
접착제, 난연성, 무기, 도료, 카올린, 질석 Adhesive, Flame Retardant, Inorganic, Paint, Kaolin, Vermiculite
Description
도 1은 본 발명에 따른 난연성 무기 도료용 접착제 조성물을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically showing a process for producing an adhesive composition for a flame retardant inorganic paint according to the present invention.
본 발명은 난연성 무기 도료용 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 난연성이 없는 MDF와 같은 판재에 천연광물을 도포시 또는 난연성 무기질 재료로 판재를 제조시 상기 천연광물 또는 무기질 재료에 충분한 접착강도 및 난연성을 부여할 수 있는 난연성 무기 도료용 접착제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive composition for a flame retardant inorganic paint and a method for manufacturing the same, and more particularly, when the natural mineral is applied to a plate such as MDF without flame retardancy or when the plate is manufactured from a flame retardant inorganic material. The present invention relates to an adhesive composition for a flame retardant inorganic paint and a method for producing the same, which can impart sufficient adhesive strength and flame retardancy.
MDF(Medium Density Fiberboard)는 목재나 목편을 마쇄하여 목재섬유를 얻어 합성수지 접착제와 혼합하여 열과 압력을 가하여 제조하는 밀도 0.4∼0.8g/㎤의 목질패널 제품이며 3.0㎜에서 30㎜두께까지 생산이 가능한 나무판재이다. MDF는 1966 년 미국 셀로텍스(Celotex)사에 의해 신세대 목질보드로서 등장한 이래, 1970년대 초에 가구용 소재로서 상업화에 성공, 1980년대에는 세계적으로 각광을 받으며 급속한 성장을 이루었다.MDF (Medium Density Fiberboard) is a wood panel product with a density of 0.4 ~ 0.8g / cm3 manufactured by applying heat and pressure by grinding wood or wood to obtain wood fiber and mixing it with synthetic resin adhesive, and can produce from 3.0mm to 30mm thickness. It is wooden board. MDF has emerged as a new generation of woodboard by Celotex in 1966, succeeded in commercializing it as a furniture material in the early 1970s, and gained rapid growth around the world in the 1980s.
현재, 우리 나라에서의 MDF의 용도는 일반가구용 60%, 악기류 15%, 사무용가구 및 전자제품 케이스용이 각각 10% 정도이며, 최근에는 마루판용 및 건축내장용으로 그 수요가 확장되어 가고 있다. 근년에 세계적으로 환경문제 및 자원문제가 고조되면서 우리 나라의 MDF 제조설비가 급격히 확장되어왔다. 따라서 MDF에 의한 목재, 합판 등이 대체수요확장 및 신 수요개발을 위한 치열한 기술개발노력을 기울여 가고 있으며, 마루판, 내장재 등 주재료로서의 목재 및 목질 재료의 선호도가 증대되고 있으므로 건축 재료로서의 MDF의 수요는 더욱 확장될 것으로 전망된다.At present, the use of MDF in our country is about 60% for general furniture, 15% for musical instruments, office furniture and electronics cases, about 10%, respectively. Recently, the demand for MDF is expanding to floorboards and building interiors. In recent years, as the world's environmental and resource problems have increased, MDF manufacturing facilities in our country have been rapidly expanded. As a result, MDF and plywood are making efforts to develop alternative demands and develop new demands. MDF as a building material is expected to increase as the preference for wood and wood as main materials such as floorboards and interior materials is increasing. It is expected to expand further.
그러나, MDF나 합판은 나무 칩을 유기 접착제를 사용하여 압축·성형하는 방식으로 제조한 판재로서 현재 가장 널리 사용되고 있는 건축 마감 및 내장재료이나, 이들 재료는 화염에 의해 쉽게 불이 붙는 등 난연성이 없는 자재이고, 또 이를 개선하기 위해 유기 접착제 대신 무기 접착제를 사용하는 방식이 있지만 이렇게 제조한 제품은 층간 박리와 파손으로 생산성이 떨어지고, 접착제만 무기질일 뿐 주재료가 가연성 나무 칩으로 결국 난연성능(불연·준불연·난연성)을 발휘하지 못하는 등의 문제가 있어 상품화가 되지 못하고 있다.However, MDF or plywood is a plate manufactured by compressing and molding wood chips using an organic adhesive, which is the most widely used building finishing and interior material, but these materials are not flame retardant, such as easily ignited by a flame. It is a material, and there is a method of using an inorganic adhesive instead of an organic adhesive to improve it, but the product manufactured in this way is less productive due to delamination and breakage, and only the adhesive is inorganic, and the main material is a combustible wood chip. It is not commercialized due to problems such as non-combustibility and flame retardancy.
이와 같은 단점을 보완하기 위하여 난연성이 있는 도료 또는 박판을 도포하거나 붙이는 방식을 통해 난연성을 확보하려고 노력하고 있으나 아직 경제성과 난연성을 지닌 건축용 마감 및 내장재용 MDF는 전무한 실정이다.In order to make up for such drawbacks, efforts have been made to secure flame retardancy through the application or application of flame retardant paints or thin plates, but there is no economical and flame retardant building finishing and interior MDF.
한편, 난연성을 지닌 석고보드는 주성분인 석고 소재 자체가 중량이 무거우며 마감을 위한 가공이 불가능하여 석고를 대체할 수 있는 대체 자재가 요구되나, 아직까지 국내·외에는 석고보드만큼의 경제성을 가진 대체물질이 개발되지 않고 있어, 현재 경제성과 난연성을 지닌 건축용 마감 및 내장재료는 아직까지 전무한 실정이라 할 수 있다.On the other hand, gypsum boards with flame retardancy require alternative materials to replace gypsum as the main ingredient gypsum material itself is heavy and cannot be processed for finishing. As materials have not been developed, there are currently no economical and flame retardant building finishes and interior materials.
그 이외의 소재로서 시멘트 목모판을 언급할 수 있는데, 이들 소재는 시멘트에 다양한 소재를 첨가하여 개발한 것이다. 그 특징을 보면 우선 경량성이 있는 종이입자, 펄라이트, 스티로폼 입자, 질석, 바텀애쉬 등의 소재를 이용하고 있으며, 대부분이 이들 소재 중 일부 또는 2가지 이상의 소재를 조성비율에 따라 혼합하고, 사용목적에 따라 각종 첨가제를 첨가하는 방식의 개발이 주종을 이루고 있다.Other materials may be mentioned cement boards, which were developed by adding various materials to the cement. In terms of its characteristics, first of all, lightweight materials such as paper particles, pearlite, styrofoam particles, vermiculite and bottom ash are used, and most of them mix some or two or more of these materials according to their composition ratio. As a result, the development of a method of adding various additives is dominant.
그러나, 이들 대부분은 시멘트 판의 특성을 조금씩 변화시킨 차이만 있을 뿐 근본적인 특성 변화를 주지 못하여 건축용 마감 및 내장 재료보다는 외장 또는 천정 재료로 일부 활용이 되고 있는 실정이다.However, most of them have only a slight difference in the properties of the cement board, but do not give a fundamental change in the properties are used as a part of the exterior or ceiling rather than the building finishing and interior materials.
그리고, 일반적으로, 건축 및 산업용 자재로서 널리 사용되는 샌드위치 패널은 시공이 용이하고 가격이 저렴하여 공장 건물, 식당, 일반주택, 상가건물 등에 사용되고 있으며, 적절한 단열 효과를 얻기 위하여 유기 단열재 또는 무기 단열재를 강판 내부에 충진시켜 사용하고 있다. 그러나, 스치로폼과 같은 유기 단열재를 충진시켜 사용하는 경우, 누전 또는 정전기 등에 의해 화재 발생시 스치로폼 등의 연소로 인한 연기에 의해 인체에 치명적인 고열 및 유독가스가 배출되어 초기에 화재의 진화작업이 어렵고, 귀중한 인명피해를 초래할 수 있는 문제점을 가지고 있 다.In general, sandwich panels, which are widely used as construction and industrial materials, are easily used and inexpensive, and are used in factory buildings, restaurants, general houses, mall buildings, and the like. It is used after filling in the steel plate. However, when the organic insulating material such as styrofoam is filled and used, when the fire occurs due to a short circuit or static electricity, the high temperature and toxic gases that are fatal to the human body are discharged by the smoke caused by the combustion of the styrofoam, which makes it difficult to extinguish the fire. There is a problem that can cause personal injury.
이러한 문제점을 인식하게 된 건설교통부는 2004년 10월 샌드위치패널의 불연성능 확보에 대한 규제를 법제화시켜 샌드위치패널과 같은 복합재료(불연재료+비 불연재료)를 불연재료의 예시에서 제외함으로써 향후 샌드위치패널은 한국산업규격(KS F 2271 건축내장재료의 난연성 시험방법)의 시험결과 기준에 적합한 성능을 확보한 경우에만 사용 가능토록 하였다.Recognizing this problem, the Ministry of Construction and Transportation enacted a regulation on securing non-combustible performance of sandwich panels in October 2004, excluding composite materials such as sandwich panels (non-combustible materials + non-combustible materials) as examples of non-combustible materials. Can be used only if the performance meets the test result criteria of the Korean Industrial Standard (KS F 2271).
또한, 무기질 단열재로서 사용되는 유리석면, 암면 등은 시공시 작업자의 피부와 접촉되는 경우, 자극을 유발하여 각종 피부병을 초래할 수 있는 문제점을 갖게 된다. 건축물의 내장재로서 사용되는 석고보드 등은 불연성재로서 가격이 저렴하고 시공이 편리한 이점을 갖는 반면, 인체에 유해한 성분을 함유하고 있어 시공시 작업자의 건강을 해치고, 자체의 중량으로 인해 시공시 취급이 불편해 작업성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.In addition, glass asbestos, rock wool and the like used as an inorganic insulating material has a problem that can cause various skin diseases by causing irritation when contacted with the skin of the worker during construction. Gypsum board, which is used as interior materials of buildings, has the advantages of low cost and convenient construction as non-combustible materials, but contains harmful components to the human body, which impairs the health of workers during construction and its handling is difficult due to its weight. It is inconvenient and has a problem of poor workability.
이러한 기존 건축 단열재에 대한 문제점으로 인한 법적 규제의 강화로 난연건축자재에 대한 관심도가 높아짐에 따라, 팽창성 광물인 질석 및 진주암을 이용한 난연 또는 불연 건축 내장재와 마그네슘을 주원료 한 난연건축자재가 개발되어 시중에 판매되고 있다.As the interest in flame-retardant construction materials has increased due to the strengthening of legal regulations due to the problems of the existing building insulation materials, flame-retardant construction materials using main materials such as flame-retardant or non-combustible building materials using magnesium and vermiculite, which are expandable minerals, and magnesium have been developed and marketed. It is sold to.
그러나, 질석 및 진주암을 소재로 한 난연 또는 불연성 보드류는 접착제로 황토나 액상 규산소다류, 및 전분, 또는 수성 접착제 등을 이용하는데, 생산공정이 주로 팽창광물과 접착제의 원료 혼합공정, 프레스 압축 성형공정, 건조공정으로 이루어져 있다.However, fire-retardant or non-combustible boards based on vermiculite and perlite are used as adhesives such as ocher, liquid sodium silicate, starch, or water-based adhesives.The production process is mainly mixing raw materials of expanded minerals and adhesives, and press compression molding. It consists of a process and a drying process.
예를 들어, 한국 공개특허 제2005-0090592호에서는 정화, 멸균기능 및 탈취기능이 우수하고 불에 잘 타지 않는 광물분말인 토르말린과 소석회와 옥분말을 각각 분말형태로 40-45% : 40-45% : 10-20%의 첨가비율로 혼합하고, 이를 수성 접착제가 0.2-2.5wt% 내외로 섞인 물과 1 : 1.1-1.3 내외로 혼합시켜 일정수준의 점성을 갖게 제품 형성되는 음이온이 발생되는 방염성 도료를 개시하고 있다.For example, Korean Patent Publication No. 2005-0090592 discloses tourmaline, calcined lime and jade powder, which are excellent in purifying, sterilizing and deodorizing functions, and are not easily burned. %: 10-20% of the mixing ratio, and water-based adhesive mixed with 0.2-2.5wt% of water and 1: 1: 1.1-1.3 by mixing around the anion that forms a product having a certain level of viscosity The paint is started.
한편, 황토를 접착제로 이용하는 경우 경량성이 떨어지며 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 건조 혹은 소성시간이 길어져 건조공정이 매우 커지며, 강제 건조시에 제품의 휨현상 등이 발생할 수 있다. 그리고, 액상 규산소다류를 접착제로 이용할 경우 성형성은 우수하나, 수분 접촉시 표면 얼룩 발생 등 습도에 의한 제품의 상품성 저하가 발생할 수 있다. 또한, 광물 고유의 성질인 표면의 거칠기 및 색상의 다양화에 한계가 있으며, 강도를 높일 경우 원료 투입량이 증가하여 경제성이 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, when using ocher as an adhesive, light weight is poor and contains a lot of water, so the drying or baking time is long, the drying process is very large, and the product may be warped during forced drying. In addition, when the liquid sodium silicate is used as an adhesive, the moldability is excellent, but product deterioration of the product due to humidity such as surface staining may occur when moisture is contacted. In addition, there is a limit to the surface roughness and the diversification of colors, which are intrinsic properties of minerals, and if the strength is increased, the input amount of the raw material is increased, thereby reducing the economic efficiency.
따라서, 본 발명은 난연성이 없는 MDF와 같은 판재에 천연광물을 도포시 또는 난연성 무기질 재료로 판재를 제조시 상기 천연광물 또는 무기질 재료에 충분한 접착강도 및 난연성을 부여할 수 있는 접착제를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an adhesive capable of imparting sufficient adhesive strength and flame retardancy to the natural mineral or inorganic material when the natural mineral is applied to a plate such as MDF that is not flame retardant or when the plate is manufactured from a flame retardant inorganic material. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은 상기 접착제를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the adhesive.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난연성 무기 도료용 접착제 조성물은 Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼50중량%로 구성된 성분 100중량부와 물 150∼250중량부로 구성된다.Adhesive composition for flame retardant inorganic paints of the present invention for achieving the above object is 5 to 25% by weight Na 2 O, 25 to 45% by weight SiO 2 , 1 to 20% by weight kaolin, 0.1 to 15% by weight vermiculite, MgSO 4 0.1 100 parts by weight of the component consisting of -10% by weight and 20-50% by weight of NaOH and 150-250 parts by weight of water.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 상기 난연성 무기 도료용 접착제 조성물의 제조방법은 Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼40중량%로 구성된 난연성 무기 도료용 접착제 조성물을 제공하는 단계; 상기 난연성 무기 도료용 접착제 조성물을 10 mesh 이하로 분쇄한 다음, 물과 1 : 1.5∼2.5의 중량비로 혼합시켜 반응시키는 단계; 및 상기 반응물을 침강시켜 미 반응물을 제거시킨 다음, 액상의 NaOH를 첨가하여 원하는 용도의 점도까지 조절하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the other object of the present invention, the method for preparing the flame retardant inorganic paint adhesive composition is Na 2 O 5 to 25% by weight, SiO 2 25 to 45% by weight, kaolin 1 to 20% by weight, vermiculite 0.1 to 15% by weight Providing an adhesive composition for flame retardant inorganic paint, consisting of 0.1 to 10% by weight of MgSO 4 and 20 to 40% by weight of NaOH; Grinding the flame retardant inorganic paint adhesive composition to 10 mesh or less, and then reacting with water by mixing at a weight ratio of 1: 1.5 to 2.5; And precipitation of the reactants to remove unreacted reactants, followed by addition of liquid NaOH to adjust the viscosity to the desired use.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the present invention in more detail as follows.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 난연성 무기 도료용 접착제 조성물은 난연성이 없는 MDF와 같은 판재에 난연성 천연광물을 도포시 또는 난연성 무기질 재료 자체로 판재를 제조시, 상기 천연광물 또는 무기질 재료에 충분한 접착강도, 방수성 및 난연성을 부여할 목적으로 사용되며, 그 성분은 Na2O, SiO2, 카올린(kaolin), 버미큘라이트(Vermiculite), MgSO4 및 NaOH로 구성된다.As described above, the adhesive composition for a flame retardant inorganic paint according to the present invention has sufficient adhesion to the natural mineral or inorganic material when the flame retardant natural mineral is applied to a plate such as MDF that is not flame retardant or when the plate is manufactured from the flame retardant inorganic material itself. It is used for the purpose of imparting strength, waterproofness and flame retardancy, and its component is composed of Na 2 O, SiO 2 , kaolin, vermiculite, MgSO 4 and NaOH.
본 발명에 있어서, 상기 Na2O는 점도 조절의 목적으로 사용되고, 이의 사용량은 5∼25중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 5중량% 미만이면 접착제의 점도가 낮아지는 단점이 있고, 25중량%를 초과하면 점도가 너무 높아져 반응 후 잔류 고형분이 증대하는 경향이 있다.In the present invention, the Na 2 O is used for the purpose of viscosity control, the amount thereof is preferably 5 to 25% by weight. If the amount is less than 5% by weight, there is a disadvantage in that the viscosity of the adhesive is lowered, and if it exceeds 25% by weight, the viscosity is too high and the residual solids tend to increase after the reaction.
상기 SiO2는 비중조절 및 점도조절 역할을 하며, 이의 사용량은 25∼45중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 25중량% 미만이면 점도는 증가하나 비중이 낮아져 점착력이 낮아지는 단점이 있고, 45중량%를 초과하면 비중 및 점도는 높아지나 잔류 침전 고형물이 많아지는 경향이 있다.The SiO 2 plays a role of specific gravity control and viscosity control, the amount is preferably from 25 to 45% by weight. If the amount is less than 25% by weight, the viscosity is increased, but the specific gravity is lowered, so that the adhesive strength is lowered. If the amount is more than 45% by weight, the specific gravity and viscosity are increased, but residual precipitated solids tend to increase.
상기 카올린은 점착력 조절의 목적으로 사용되고, 이의 사용량은 1∼20중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 1중량% 미만이면 점착력이 낮아지는 단점이 있고, 20중량%를 초과하면 점착력은 높아지나 분사 도장시 균일한 도장 효과를 얻을 수 없는 경향이 있다.The kaolin is used for the purpose of adjusting the adhesion, the amount thereof is preferably 1 to 20% by weight. If the amount used is less than 1% by weight, there is a disadvantage in that the adhesive strength is lowered. If the amount is more than 20% by weight, the adhesive strength is increased, but a uniform coating effect may not be obtained during spray coating.
상기 버미큘라이트는 점착력 조절의 목적으로 사용되고, 이의 사용량은 0.1∼15중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 점착력이 낮아지는 단점이 있고, 15중량%를 초과하면 점착력은 높아지나 미세 잔류 고형물이 많아져 여과의 어려움이 발생하는 경향이 있다.The vermiculite is used for the purpose of adjusting the adhesive force, the amount thereof is preferably 0.1 to 15% by weight. If the amount of use is less than 0.1% by weight, there is a disadvantage in that the adhesive strength is lowered. If the amount is more than 15% by weight, the adhesive strength is increased, but the fine residual solids increase, which tends to cause difficulty in filtration.
상기 MgSO4는 접착제의 강도 증강의 목적으로 사용되고, 이의 사용량은 0.1∼10중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 접착강도가 약해 도장체가 잘 떨어지는 단점이 있고, 10중량%를 초과하면 접착강도는 증강되나 접착제 가 쉽게 겔화되는 경향이 있다.The MgSO 4 is used for the purpose of enhancing the strength of the adhesive, the amount thereof is preferably 0.1 to 10% by weight. If the amount of use is less than 0.1% by weight, the adhesive strength is weak, there is a disadvantage that the coating falls well, if it exceeds 10% by weight, the adhesive strength is enhanced but the adhesive tends to gel easily.
상기 NaOH는 상기 광물들의 융해 촉진제의 목적으로 사용되고, 이의 사용량은 20∼50중량%이 바람직하다. 상기 사용량이 20중량% 미만이면 융해성이 떨어져 잔류침전물이 많아지며 접착효과가 낮은 단점이 있고, 50중량%를 초과하면 융해도 촉진효과가 거의 일정한 경향이 있다.The NaOH is used for the purpose of the melting accelerator of the minerals, the amount is preferably 20 to 50% by weight. If the amount is less than 20% by weight, there is a disadvantage in that the meltability is low, the residual precipitates increase, and the adhesion effect is low. When the amount is more than 50% by weight, the effect of promoting the melting is almost constant.
본 발명의 조성물은 먼저 Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼40중량%로 구성된 성분 100중량부와 물 150∼250중량부를 혼합시킨다. 이때 물의 사용량이 150중량부 미만이면 반응물들이 고화되어 액상 접착제의 생산이 어려운 단점이 있고, 250중량부를 초과하면 상기 광물들의 융해반응이 낮아 접착력이 떨어지는 경향이 있다.The composition of the present invention is firstly 5 to 25% Na 2 O, 25 to 45% SiO 2 , 1 to 20% Kaolin, 0.1 to 15% Vermiculite, 0.1 to 10% MgSO 4 and 20 to 40% NaOH 100 parts by weight of the component consisting of% and 150 to 250 parts by weight of water are mixed. At this time, when the amount of water used is less than 150 parts by weight, the reactants are solidified, so that the production of the liquid adhesive is difficult. When the amount of water is more than 250 parts by weight, the melting reaction of the minerals is low, and thus the adhesion strength is lowered.
그 다음, 필요에 따라, 액상의 NaOH를 0.001∼10중량%를 상기 조성물의 점도조절제로 사용한다. 따라서, 그 최종 조성물의 성분비는 Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼50중량%로 구성된 성분 100중량부와 물 150∼250중량부로 구성된다.Then, if necessary, 0.001 to 10% by weight of liquid NaOH is used as the viscosity modifier of the composition. Therefore, the composition ratio of the final composition is 5 to 25% by weight Na 2 O, 25 to 45% by weight SiO 2 , 1 to 20% by weight kaolin, 0.1 to 15% by weight vermiculite, 0.1 to 10% by weight MgSO 4 and 20 to NaOH It consists of 100 parts by weight of the component consisting of 50% by weight and 150 to 250 parts by weight of water.
한편, 본 발명의 제조방법을 살펴보면,On the other hand, looking at the manufacturing method of the present invention,
먼저, Na2O 5∼25중량%, SiO2 25∼45중량%, 카올린 1∼20중량%, 버미큘라이트 0.1∼15중량%, MgSO4 0.1∼10중량% 및 NaOH 20∼40중량%로 구성된 성분을 비표면 적을 증가시켜 반응효율을 향상시키기 위해 10 mesh 이하로 분쇄한 다음, 잘 혼합한다.First, a component consisting of 5 to 25% by weight of Na 2 O, 25 to 45% by weight of SiO 2 , 1 to 20% by weight of kaolin, 0.1 to 15% by weight of vermiculite, 0.1 to 10% by weight of MgSO 4 and 20 to 40% by weight of NaOH. In order to increase the specific surface area to improve the reaction efficiency, it is pulverized to 10 mesh or less and mixed well.
그 다음, 상기 성분 100중량부와 물 150∼250중량부를 반응기에 넣고, 15∼25㎏/㎠의 압력하에서 200∼400rpm으로 교반하면서 2∼5시간 동안 반응을 수행한다. 이때 상기 압력이 15㎏/㎠ 미만이면 상기 광물들의 융해반응속도가 느리고 잔류 고형물의 양이 증가하며, 25㎏/㎠를 초과하면 융해반응속도는 빨라 잔류 고형물의 양은 감소하고 고 점도의 접착제를 생산할 수 있지만 반응기 제작비용이 급상승하고 운전상 위험요소가 발생할 수 있고, 교반 속도가 200rpm 미만이면 반응기 내 투입 성분들의 균일한 혼합이 어려우며, 반응속도도 낮아지고 잔류 고형물의 양도 많아지며, 400rpm을 초과하면 점도 발생시 기계적 부하 발생의 우려가 있다.Then, 100 parts by weight of the component and 150 to 250 parts by weight of water are put in a reactor, and the reaction is performed for 2 to 5 hours while stirring at 200 to 400 rpm under a pressure of 15 to 25 kg / cm 2. At this time, when the pressure is less than 15㎏ / ㎠, the melting reaction rate of the minerals is slow and the amount of residual solids is increased, and when the pressure exceeds 25㎏ / ㎠, the melting reaction rate is fast, the amount of residual solids is reduced and a high viscosity adhesive can be produced. However, the reactor manufacturing cost may increase rapidly and operational hazards may occur, and if the stirring speed is less than 200 rpm, it is difficult to uniformly mix the input components in the reactor, the reaction rate is low, the amount of residual solids is increased, and if it exceeds 400 rpm, When the viscosity is generated, there is a fear of generating a mechanical load.
상기 반응 후, 미 반응물을 제거하기 위해 소정의 시간 동안 침강시킨 후 용출액의 상층부를 채취하여 부직포와 같은 여과체로 여과시킨다. 이 과정은 반응물의 상태에 따라 생략할 수도 있다.After the reaction, the precipitate is allowed to settle for a predetermined time to remove the unreacted material, and the upper layer of the eluate is collected and filtered through a filter such as a nonwoven fabric. This process may be omitted depending on the state of the reactants.
한편, 여과시킨 용출액을 약 60∼90℃의 온도에서, 50∼70rpm으로 교반하면서 액상의 NaOH 졸(sol)을 소량씩 가한다. 이 작업을 점도(Viscosity)를 측정하면서 반복하는데, 점도가 원하는 용도(예를 들어, 난연성이 없는 MDF와 같은 판재에 천연광물 도포용 또는 난연성 무기질 재료로 판재의 제조용)에 도달할 때까지 반복하여 본 발명에 따른 무기성 가교/접착제를 제조한다. 이때 상기 액상의 NaOH 졸의 사용량은 통상적으로 0.001∼10중량%이며, 상기 가교/접착제는 우수한 접착성능과 방수성능을 나타낸다.On the other hand, a small amount of liquid NaOH sol is added while the filtered eluate is stirred at a temperature of about 60 to 90 ° C. at 50 to 70 rpm. This operation is repeated while measuring the viscosity, which is repeated until the viscosity reaches the desired application (for example, the application of natural minerals to a plate such as MDF without flame retardancy or the manufacture of a plate from a flame retardant inorganic material). An inorganic crosslinking / adhesive according to the invention is prepared. In this case, the amount of the NaOH sol used in the liquid is generally 0.001 to 10% by weight, and the crosslinking / adhesive shows excellent adhesion and waterproof performance.
이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시 예 1Example 1
접착제의 제조Manufacture of adhesives
도 1을 참조하여 설명하면, 원료의 조성은 g 중량비로써 Na2O : SiO2 : 카올린 : 버미큘라이트 : MgSO4 : NaOH = 15 : 35 : 10 : 5 : 5 : 30으로 KS-A-5101에 의한 직경 200㎜ 표준체(Standard Sieve) 10 mesh 이하인 것을 혼합하여 물 200g과 같이 반응기(Model JABR-010, JEIO B&P Co., Ltd.)에 넣고 20㎏/㎠ 하에서 약 4시간 동안 반응시킨 후, 약 2시간 동안 침강시킨 후 용출액의 상층부를 채취하여 여과시킨다. 여과시킨 용출액을 80℃, 60rpm으로 교반하면서 50%(W/V) NaOH 용액(solution)을 소량씩 가한다. 이 작업을 점도(Viscosity)를 측정하면서 반복하는데, 점도가 약 400 cps(20℃) 될 때까지 반복하여 무기성 가교/접착제 제조를 완료한다. 이 가교/접착제의 역할은 접착성능을 높일 뿐만 아니라 방수성능을 향상시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 1, the composition of the raw material is Na 2 O: SiO 2 : Kaolin: Vermiculite: MgSO 4 : NaOH = 15: 35: 10: 5: 5: 30 according to KS-A-5101 in g weight ratio. After mixing 200 mm or less of standard sieve diameter of 10 mm, put it in a reactor (Model JABR-010, JEIO B & P Co., Ltd.) with 200 g of water, and react for about 4 hours at 20 kg / cm 2, and then about 2 After settling for a time, the upper part of the eluate is collected and filtered. 50% (W / V) NaOH solution was added little by little, stirring the filtered eluate at 80 degreeC and 60 rpm. This operation is repeated while measuring the viscosity, which is repeated until the viscosity is about 400 cps (20 ° C.) to complete the preparation of the inorganic crosslinking / adhesive. The role of the crosslinking / adhesive agent not only enhances the adhesive performance but also improves the waterproof performance.
접착성능의 평가는 하기의 난연성 도료를 도장 피도체(MDF)에 도장한 후 절단했을 때 절단부의 도장 피복이 깨끗하게 절단되었는지 또는 도장 피복이 떨어지거나 하는 등의 육안 검사로 판별하였다.Evaluation of adhesive performance was judged by visual inspection, such as whether the coating coating of a cut | disconnection part cut | disconnected cleanly or the coating coating fell, when the following flame-retardant paint was apply | coated and cut into the coating object (MDF).
상기 완성 접착제의 방수성능을 평가하기 위하여 100×100×6㎜의 MDF 전면 에 상기 접착제를 골고루 도포한 후 잘 건조시켜 물속에 1시간 동안 침지시킨 후 꺼내어 표면을 마른 수건으로 잘 닦은 후 침지 전후의 MDF 무게를 측정하여 하기 표 1과 같은 결과를 얻었다.In order to evaluate the waterproof performance of the finished adhesive, evenly apply the adhesive to the entire surface of 100 × 100 × 6㎜ MDF, and then dry well, soak in water for 1 hour, take out, wipe the surface well with a dry towel, before and after immersion The MDF weight was measured to obtain the results as shown in Table 1 below.
상기 결과에 나타난 바와 같이, 접착제를 도포하지 않은 경우(공시험체)에는 시험체 중량의 10% 이상의 물을 흡수하였으나 접착제를 도포한 시험체는 거의 물을 흡수하지 않은 것으로 나타났다. 그리고, 공시험체는 물에 침지시킨 후 강도가 매우 약해져 쉽게 파손되었으나, 시험체의 경우 강도의 변화가 없는 것으로 나타났다.As shown in the above results, when no adhesive was applied (a blank), water was absorbed by 10% or more of the weight of the test specimen, but the test specimen coated with the adhesive showed little absorption of water. In addition, the test specimens were easily damaged due to their weak strength after being immersed in water, but the test specimens showed no change in strength.
난연성 도료의 제조Manufacture of flame retardant paints
난연성 도료의 조성은 미성 질석에서 생산하고 있는 팽창질석 150g, 음이온이 평균 8,000개/㏄ 이상 방출되는 귀양석 10g, 천연염료광물 50g과 상기 실시 예 1에서 제조된 무기성 가교/접착제 10g과 비중 1.40의 규산나트륨 900g과 물 90g을 300rpm의 교반속도로 혼합하여 사용하였다. 이때 모든 광물은 분쇄기를 이용하여 KS A 5101에 의한 직경 200㎜ 표준체(Standard Sieve) 200 mesh 이하로 분쇄한 것을 사용하였으며, 천연염료광물은 황토 및 운모를 1 : 1의 비율로 혼합시킨 것을 사용하였다.The composition of the flame retardant paint is 150g of expanded vermiculite produced by micro vermiculite, 10g of ear feldspar which releases an average of 8,000 or more anions, 50g of natural dye minerals and 10g of inorganic crosslinking / adhesive prepared in Example 1 and specific gravity of 1.40. 900 g of sodium silicate and 90 g of water were mixed and used at a stirring speed of 300 rpm. At this time, all the minerals were pulverized with a diameter of 200 mm or less by Standard Sieve by KS A 5101 using a pulverizer, and natural dye minerals were mixed with loess and mica in a ratio of 1: 1. .
기능성/난연성 MDF의 제조Manufacture of Functional / Flame Retardant MDF
기능성/난연성 MDF의 제조 공정은 크게 3개의 공정으로 이루어져 있는데, 도장공정, 열풍건조공정, 표면 코팅공정 등이다.The manufacturing process of functional / flame retardant MDF consists of three main processes: coating process, hot air drying process and surface coating process.
도장공정에서는 약 20㎜ 두께의 MDF 상부에서 상기 난연성 도료를 3.5㎏/㎠로 에어 스프레이 건(Air Spray Gun)을 이용하여 5회 분사 전체 도장하였다.In the coating process, the flame-retardant paint was sprayed five times using an Air Spray Gun at an air spray gun at 3.5 kg / cm 2 on top of the MDF having a thickness of about 20 mm.
열풍 건조공정에서는 약 90℃의 열풍을 5m/sec로 토출하는 건조기에서 20분간 건조하였다.In the hot air drying step, the air was dried for 20 minutes in a dryer that discharges about 90 ° C. hot air at 5 m / sec.
표면 코팅공정에서는 제품완성공정으로써 PE 재질의 핫 멜트(Hot Melt) 필름을 점착시켰다.In the surface coating process, a hot melt film made of PE was adhered as a product completion process.
완성된 제품의 난연성능은 KS F 2271의 시험방법으로 수행한 결과, 하기 표 2와 같은 결과를 나타내어 난연 2급의 효과를 얻을 수 있었다.Flame retardant performance of the finished product was carried out by the test method of KS F 2271, the results shown in Table 2 below it was able to obtain the effect of flame retardant class 2.
한편, 완성된 제품의 기능성을 파악하기 위하여 원적외선 분광광도계(FT-IR, Model: Bruker(Germany), IFS88)를 이용하여 방사율(5∼20㎛)을 측정한 결과 0.963으로 측정되었으며, 방사에너지는 3.76×102 W/㎡으로 측정되었다.Meanwhile, in order to understand the functionality of the finished product, the emissivity (5 to 20 ㎛) was measured using a far-infrared spectrophotometer (FT-IR, Model: Bruker (Germany), IFS88), and the emission energy was measured as 0.963. It was measured at 3.76 × 10 2 W / m 2 .
또한, 표면의 음이온 측정을 위하여 휴대용 음이온 측정기(COM-3010PRO)를 이용하여 20초간 8회 연속 측정하여 평균치를 도출한 결과 1,340개/㏄의 음이온이 방출되었다.In addition, to measure the anion of the surface using a portable anion measuring device (COM-3010PRO) 8 times in a continuous measurement for 20 seconds to derive an average value, 1,340 / 음이온 anion was released.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가교/접착제 조성물은 종래의 황토나 액상 규산소다류, 및 전분, 또는 수성 접착제와 비교하여 접착성능이 우수할 뿐만 아니라 방수성능이 우수한 효과가 있다.As described above, the crosslinking / adhesive composition according to the present invention has an excellent adhesive performance as well as excellent waterproof performance compared to conventional loess or liquid sodium silicate, starch, or an aqueous adhesive.
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