KR100897956B1 - Lightweight incombustible lagging materials and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하고, 독립기포군으로 구성되는 경량불연보온재 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 경량불연보온재는 원료 혼합물 내에 포함되는 각 성분간의 반응에 의해 발생하는 열을 통하여 외부에서 별도의 가온 없이 자체적으로 발포 및 연쇄 결합 성장 반응을 진행시킴으로써, 보온재 내에 독립기포군을 균일하게 형성시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 경량불연보온재를 제공할 수 있다.The present invention relates to a light weight non-combustible insulating material comprising a hydroponic reactant of hydraulic lime salt, and composed of an independent bubble group, and a manufacturing method thereof. Light weight non-combustible thermal insulating material of the present invention by forming a self-foaming group in the thermal insulation material by the foaming and chain-bond growth reaction itself without additional heating from the outside through the heat generated by the reaction between the components included in the raw material mixture, uniformly You can. Accordingly, in the present invention, it is excellent in light weight, water resistance, heat insulation, non-combustibility, chemical resistance and physical strength, and can provide an environmentally friendly lightweight non-combustible thermal insulation.
경량불연보온재, 기본조성물, 기본혼합수, 수경성 석회염, 황산칼슘, 과산화수소, 수불용성 무기산화물, 독립기포군, 연쇄 결합 성장 Light weight non-combustible insulation, basic composition, basic mixed water, hydraulic lime salt, calcium sulfate, hydrogen peroxide, water insoluble inorganic oxide, independent bubble group, chain bond growth
Description
본 발명은 경량불연보온재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하고, 독립기포군으로 구성되어 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 경량불연보온재 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light weight non-combustible thermal insulating material and a method of manufacturing the same, and more particularly, to include a hydraulic reactant of hydraulic lime salt, and is composed of an independent bubble group, and is excellent in light weight, water resistance, heat insulation, nonflammability, chemical resistance, and physical strength. And, it relates to an environmentally friendly lightweight non-combustible insulation and a method of manufacturing the same.
보온재는 내부의 온도를 일정하게 유지시키려는 공간의 외부에 설치하여, 외부로의 열의 유출입을 방지하기 위한 재료로서, 건축 자재 등으로 자주 사용된다. 종래에 이와 같은 보온재로서는 폴리스티렌 폼, 폴리우레탄 폼, 유리섬유, 미네랄 섬유, 암면, 스래그울, 석면 또는 기포 발포 골재(LECA: Light Expanded Cley Aggregates) 등이 자주 사용되어 왔다.The thermal insulation material is installed outside the space to keep the internal temperature constant, and is often used as a building material as a material for preventing the flow of heat to the outside. Conventionally, as such thermal insulation, polystyrene foam, polyurethane foam, glass fiber, mineral fiber, rock wool, slag wool, asbestos, or foam expanded aggregate (LECA: Light Expanded Cley Aggregates) have been frequently used.
상기에서 폴리스티렌 폼이나 폴리우레탄 폼의 경우 비중이 약 0.02로서 경량이며, 방한성, 보온성 및 방습성이 우수하고, 저가이기 때문에 각종 건축물 부재로서 자주 사용되고 있다. 그러나 상기는 가연성이며, 연소 시에 인체에 해로운 포름알데히드, 시안화수소(HCN) 및 매연 등이 다량으로 발생하여, 화재 위험, 인명 및 재산 피해, 그리고 환경오염을 유발시키는 문제점이 있다. In the case of the polystyrene foam or polyurethane foam, the specific gravity is about 0.02, which is light, and is frequently used as various building members because of excellent cold resistance, heat retention, and moisture resistance, and low cost. However, it is flammable, and a large amount of formaldehyde, hydrogen cyanide (HCN) and soot, which are harmful to a human body, occurs during combustion, causing fire hazard, human and property damage, and environmental pollution.
또한, 유리섬유, 미네랄 섬유, 암면 및 스래그울 등은 섬유결합체로서 페놀 수지, 멜라민 수지 및 요소 수지 등을 사용하여, 매트나 샌드위치 판넬 등과 같은 형태로 제조되고, 건축물의 방한, 보온재 및 칸막이 등으로 이용되고 있다. 상기는 난연성을 가져 화재 예방 효과가 있으며, 보온성이 우수한 장점을 가진다. 그러나, 작업 시 미세먼지가 다량 비산하기 때문에, 호흡기 장애와 피부 발진을 유발하며, 화재 시에는 섬유결합제로 사용한 페놀 수지 등에서 독성이 있는 페놀, 크레졸 및 포르말린 가스 등이 발생하여 그 사용이 제한되고 있다. 이 외에 석면의 경우도 우수한 열안정성, 단열성, 불연성 및 물리적강도 등의 장점을 가지나, 미세 석면의 비산은 발암의 원인이 되어 최근 그 사용이 극도로 제한되고 있다.In addition, glass fibers, mineral fibers, rock wool and slag wool are manufactured in the form of mats or sandwich panels using phenol resins, melamine resins, urea resins, and the like as fiber binders. It is used. The flame retardant has a fire prevention effect, and has an excellent thermal insulation. However, due to the large amount of fine dust scattered during work, it causes respiratory disorders and skin rashes, and in the case of fire, phenol, cresol, and formalin gas, which are toxic to the phenol resin used as a fiber binder, are restricted. . In addition, asbestos also has advantages such as excellent thermal stability, heat insulation, non-combustibility, and physical strength, but asbestos scattering is a cause of carcinogenesis, and its use is extremely limited in recent years.
기포 발포 골재(LECA)는 대량의 생석회, 모래 및 물을 특정 중량 비율로 혼합하여 성형한 후, 압력반응기를 이용하여 약 180℃의 온도 및 7 내지 9 bar의 압력 조건에서 양생하여 제조된다. 상기와 같은 기포 발포 골재는 일반적으로 사용되는 건축물 골재보다는 다소 경량이나, 보온재로 사용되기에는 무게가 무거운 단점이 있다. Foam foam aggregate (LECA) is prepared by mixing a large amount of quicklime, sand and water in a specific weight ratio, and then curing by using a pressure reactor at a temperature of about 180 ℃ and pressure conditions of 7 to 9 bar. Foam foam aggregate as described above is somewhat lighter than commonly used building aggregate, there is a disadvantage that the weight is heavy to be used as a heat insulating material.
대한민국 공개특허공보 제2007-1383호는 규산염 화합물 및 콜로이달 실리카에 탄산칼슘, 마이카 분말, 알루미나 및 클레이 등을 배합하고, 산처리하여 페이스트상으로 제조한 후, 발포제를 첨가하여 제조되는 무기 단열재를 개시한다. 상기 특허의 무기 단열재는 규산소다와 염화 알루미늄 및 염산의 반응에 의해 생성된 수 불용성 산화규소 알루미늄 및 이산화규소(SiO2), 그리고 콜로이달 실리카로 이루어지는 것으로 단열성 및 물리적 강도는 어느 정도 충족된다. 그러나, 상기 제조 공정 중의 반응에서 다량의 수용성 염화 나트륨이 생성되고, 이는 무기 단열재 내에 혼재되어 존재하게 된다. 이에 따라 상기 염화 나트륨이 서서히 물에 용출되어, 몸체가 허물어지게 되는 등 내수성이 떨어지는 문제점이 있다. Korean Unexamined Patent Publication No. 2007-1383 discloses an inorganic insulating material prepared by mixing calcium carbonate, mica powder, alumina, clay, and the like with silicate compound and colloidal silica, acid-processing to prepare a paste, and then adding a blowing agent. It starts. The inorganic insulating material of the patent consists of water-insoluble silicon oxide aluminum and silicon dioxide (SiO 2 ) and colloidal silica produced by the reaction of sodium silicate with aluminum chloride and hydrochloric acid, and the thermal insulation and physical strength are satisfactorily satisfied. However, a large amount of water soluble sodium chloride is produced in the reaction during the manufacturing process, which is present in a mixture in the inorganic insulating material. Accordingly, the sodium chloride is gradually eluted in water, such that the body is torn down, there is a problem that the water resistance is inferior.
또한 상기 특허에서는 외부에서 열을 가하여 단열재의 경화 반응을 수행한다. 이 때 가해진 열은 표면에서 심부로 전열되게 되는데, 약 5 내지 10분 정도인 짧은 발포 시간에 표면에서 심부까지의 단열재 전체에서 균일한 온도를 유지하는 것이 곤란하다. 발포제의 발포 반응은 온도의 상승에 비례하여 진행하기 때문에, 상기와 같이 외부에서 열을 가하여 발포를 수행하게 될 경우에는, 단열재의 표면에서는 활발한 발포가 수행되는데 비하여, 심부에서는 발포가 불충분한 상태로 경화가 진행되게 된다. 그 결과 표면 부위에서 공동현상(空洞現像)의 발생과 불규칙한 기포의 배열로 인해, 내수성은 물론 단열성도 매우 저하된다는 문제점이 있다. In addition, the patent applies a heat from the outside to perform a curing reaction of the heat insulating material. At this time, the applied heat is transferred from the surface to the core, and it is difficult to maintain a uniform temperature throughout the insulation from the surface to the core at a short foaming time of about 5 to 10 minutes. Since the foaming reaction of the blowing agent proceeds in proportion to the increase in temperature, when foaming is performed by applying heat from the outside as described above, active foaming is performed on the surface of the heat insulating material, whereas foaming is insufficient at the deep part. Curing will proceed. As a result, due to the occurrence of cavitation and irregular bubble arrangement in the surface area, there is a problem that the water resistance and heat insulation are also very low.
본 발명은 전술한 종래 기술을 고려하여 이루어진 것으로 균일하게 형성된 원형 독립기포군으로 구성되어, 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 경량불연보온재를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is made in consideration of the prior art described above is composed of a group of circular independent bubble uniformly formed, excellent in light weight, water resistance, heat insulation, non-flammability, chemical resistance and physical strength, providing an environmentally friendly lightweight non-flammable insulation For the purpose of
이에 따라 본 발명의 목적은 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하고, 독립기포군으로 구성되는 경량불연보온재를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a lightweight non-combustible thermal insulation material comprising a hydroponic reactant of hydraulic lime salt, and composed of an independent bubble group.
본 발명의 다른 목적은 상기 경량불연보온재의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the lightweight non-combustible insulation.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하고, 독립기포군으로 구성되는 경량불연보온재를 제공한다. The present invention as a means for achieving the above object, and provides a light weight non-combustible thermal insulation material comprising a hydraulic reactant of a hydraulic lime salt, consisting of an independent bubble group.
본 발명은 또한 The invention also
발포제로서 산화칼슘을 포함하는 기본조성물과 전착제 및 발포제로서 과산화수소를 포함하는 기본혼합수를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 제 1 단계;A first step of preparing a raw material mixture by mixing a basic composition containing calcium oxide as a blowing agent and a basic mixed water containing hydrogen peroxide as an electrodeposition agent and a blowing agent;
상기 기본조성물 내의 발포제와 기본혼합수 내의 발포제간의 반응에 의한 발열 및 발포를 진행시켜, 미세 독립기포군을 형성시키는 제 2 단계; 및A second step of generating heat and foaming by the reaction between the blowing agent in the base composition and the blowing agent in the base mixed water to form a fine independent bubble group; And
주형 내에서 상기 미세 독립기포군의 연쇄 결합 성장 및 숙성·경화반응을 진행시키는 제 3 단계를 포함하는 경량불연보온재의 제조 방법을 제공한다. It provides a method for producing a light weight non-combustible thermal insulation comprising a third step of proceeding the chain bond growth and the aging, curing reaction of the micro-independent bubble group in the mold.
본 발명의 경량불연보온재 및 그 제조방법에서는 서로 상이한 발포제를 기본조성물 및 기본혼합수에 각각 분리하여 혼합한 후, 상기를 혼합함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 또한 상기 기본조성물 및 기본혼합수의 혼합 시에, 혼합물 내에 포함되는 각 성분간의 반응에 의해 발생하는 열을 통하여 내부에서 균일하게, 발포 및 기포의 연쇄 결합 성장 반응을 진행시킴으로써, 보온재 내에 독립기포군을 균일하게 형성시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명에 의해 제공되는 경량불연보온재는 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 장점을 가진다.Light weight non-combustible thermal insulation of the present invention and a method for producing the same, characterized in that the different foaming agents are separated and mixed in the basic composition and the basic mixed water, respectively, and then mixed by the above. In the present invention, when the base composition and the base mixed water are mixed, the chain-bond growth reaction of foaming and bubbles is carried out uniformly in the heat insulating material through the heat generated by the reaction between the components contained in the mixture, The independent bubble group can be formed uniformly. Accordingly, the light weight non-combustible thermal insulation material provided by the present invention is excellent in light weight, water resistance, heat insulation, nonflammability, chemical resistance and physical strength, and environmentally friendly.
본 발명은 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하고, 독립기포군으로 구성되는 경량불연보온재에 관한 것이다. 본 발명의 보온재는 서로 상이한 발포제를 기본조성물 및 기본혼합수에 각각 혼합하고, 이를 다시 혼합함으로써, 기본조성물 전체에 신속하고 균일한 가스 발포를 유도하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 보온재는 상기 각각의 발포제간의 반응열에 의해 외부에서의 별도의 가온 없이 원료 자체의 균일하고 신속한 발열에 의해 형성된다. 이에 따라 본 발명의 보온재는 독립기포군이 내부 전체에서 균일하게 형성되어, 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 보온재를 저가에 제공할 수 있다. The present invention relates to a light weight non-combustible heat insulating material comprising a hydroponic reactant of hydraulic lime salt and composed of an independent bubble group. Insulating material of the present invention is characterized by being produced by inducing rapid and uniform gas foaming throughout the base composition by mixing different blowing agents to the base composition and the base mixed water, respectively, and mixed again. In addition, the heat insulating material of the present invention is formed by uniform and rapid heat generation of the raw material itself without additional heating from the outside by the heat of reaction between the respective blowing agents. Accordingly, the thermal insulation material of the present invention is uniformly formed in the entire independent bubble group, excellent in light weight, water resistance, heat insulation, non-flammability, chemical resistance and physical strength, it can provide an environmentally friendly insulation at low cost.
이하 본 발명의 경량불연보온재에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the light weight non-combustible insulation of the present invention will be described in detail.
본 발명의 경량불연보온재는 그 비중이 0.2 내지 0.5의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 비중이 0.2보다 작으면 물리적 강도가 저하될 우려가 있고, 0.5를 초과하면 무게가 지나치게 무거워지고, 시공성 등이 저하될 우려가 있다. 본 발명에서 보온재의 비중을 조절하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 이 분야의 평균적 기술자는 원료에 포함되는 성분 및 함량, 그리고 발포 및 경화 시간을 조절하여 목적하는 비중을 용이하게 달성할 수 있다. It is preferable that the light weight nonflammable heat insulating material of this invention exists in the range of 0.2-0.5. If the specific gravity is less than 0.2, the physical strength may be lowered. If the specific gravity is more than 0.5, the weight may be too heavy, and the workability may be reduced. The method for adjusting the specific gravity of the heat insulating material in the present invention is not particularly limited. The average person skilled in the art can easily achieve the desired specific gravity by adjusting the components and content included in the raw materials, and the foaming and curing time.
본 발명에서 사용된 용어 "독립기포"는 보온재의 내부에서 인접 기포와 구별되어 존재하는 독립적인 기포를 의미한다. 구체적으로는 인접하는 기포간의 병합이나 기포의 파손 등이 발생하지 않고, 단독으로 존재하는 기포를 의미하며, 본 발명에서는 이러한 독립기포가 보온재 전체에 균일하게 존재하여 군을 이루고 있다. 본 발명의 보온재에서는 또한 상기 독립기포의 직경이 0.2 내지 5.0 mm의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 직경은 본 발명의 일례에 불과하며, 본 발명에서는 보온재가 적용되는 용도에 따라 상기 직경을 다양하게 조절하여 사용할 수 있다. As used herein, the term “independent bubble” refers to an independent bubble that is distinguished from adjacent bubbles in the insulation. More specifically, it means bubbles which are present alone without merging or breakage of bubbles between adjacent bubbles, and in the present invention, such independent bubbles are uniformly present in the entire heat insulating material to form a group. In the heat insulating material of this invention, it is also preferable that the diameter of the said independent bubble exists in the range of 0.2-5.0 mm. However, the diameter is only one example of the present invention, in the present invention can be used by variously adjusting the diameter according to the application to which the insulation is applied.
본 발명의 보온재는 수경성 석회염의 수경반응물을 포함하며, 이 때 상기 석회염은 친환경적이며, 수급이 용이하다는 장점을 가진다. 본 발명에서 사용할 수 있는 수경성 석회염의 예로는 반수화 황산칼슘 (CaSO4·1/2H2O), 규산 이석회 (2CaO·SiO2), 알루민산 삼석회 (3CaO·Al2O3), CaO(Al2O3·Fe2O3) 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 수경성 석회염은 물과 접촉하면 자체 수화반응으로 상온에서도 용이하게 경화(수경반응)하는 특성을 갖는다.The thermal insulation material of the present invention includes a hydroponic reactant of hydraulic lime salt, wherein the lime salt has an advantage of being environmentally friendly and easily supplied. Examples of hydraulic lime salts that can be used in the present invention include hemihydrate calcium sulfate (CaSO 4 1 / 2H 2 O), dicalcium silicate (2CaOSiO 2 ), alumina tricalcium (3CaOAl 2 O 3 ), and CaO. One or more selected from the group consisting of (Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ) and 4CaO.Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 , but is not limited thereto. The hydraulic lime salt as described above has a property of being easily cured (hydrophobic reaction) even at room temperature by self-hydration reaction when contacted with water.
이와 같은 수경성 석회염은 저렴한 가격으로 원료 수급이 용이하다. 예를 들어, 상기 수경성 석회염은 국내에 널리 분포되어 있는 방해석, 석회석 및 백운석 등을 하소(calcine)함으로써 얻어지는 탄산 칼슘, 산화 칼슘과 그 소화에 의해 얻어지는 수산화 칼슘, 천연 무수 석고 또는 HF의 제조 시에 배출가스의 탈황 공정에서 발생하는 이수화 황산칼슘(5CaSO4·2H2O) 등으로부터 공지의 방법으로 용이하게 수득할 수 있다. 예를 들어, 이수화 황산칼슘을 약 120 내지 180℃에서 가열 및 탈수하면, 하기 화학식 1에 따라 본 발명의 원료 중 하나인 수경성 반수화 황산칼슘 (CaSO4·1/2H2O)을 얻을 수 있다. Such hydraulic lime salt is easy to supply raw materials at low prices. For example, the hydraulic lime salt is used in the manufacture of calcium carbonate, calcium oxide obtained by calcining calcite, limestone and dolomite which are widely distributed in Korea, calcium hydroxide obtained by digestion thereof, natural anhydrous gypsum or HF. It can be easily obtained from calcium dihydrate sulfate (5CaSO 4 .2H 2 O) or the like generated in the desulfurization process of the off-gas by a known method. For example, when calcium dihydrate sulfate is heated and dehydrated at about 120 to 180 ° C., it is possible to obtain hydraulic semi-hydrated calcium sulfate (CaSO 4 · 1 / 2H 2 O), which is one of the raw materials of the present invention, according to Chemical Formula 1 below. .
[화학식 1][Formula 1]
2CaSO4·2H2O → 2CaSO4·1/2H2O + 3H2O↑2CaSO 4 2H 2 O → 2CaSO 4 1 / 2H 2 O + 3H 2 O ↑
본 발명의 보온재는 또한 수불용성 무기 산화물을 추가로 포함할 수 있으며, 이로 인해 보온재의 내수성 및 불연성 등을 향상시킬 수 있다. 이러한 무기 산화물의 예로는 Al2O3, SiO2, TiO2, 제올라이트 및 고령토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The thermal insulation of the present invention may further include a water-insoluble inorganic oxide, thereby improving the water resistance and incombustibility of the thermal insulation. Examples of such inorganic oxides include, but are not limited to, one or more selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , zeolite, and kaolin.
본 발명의 보온재는 또한 그 물리적 강도 등의 관점에서 표면에 일체화된 상태로 형성된 표피층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 표피층은 무기포층인 것이 바람직하다. 또한 상기 표피층의 소재는 보온재를 이루는 소재, 즉 수경성 석회염의 수경반응물인 것이 바람직하지만, 이에 제한되지 않고, 건축 자재의 강도 보강을 위해 사용되는 통상의 소재를 제한 없이 사용할 수 있다. The heat insulating material of the present invention may further include a skin layer formed in an integrated state on the surface in view of its physical strength and the like. It is preferable that the said skin layer is an inorganic fabric layer. In addition, the material of the epidermal layer is preferably a material that constitutes the heat insulating material, that is, a hydraulic reactant of the hydraulic lime salt, but is not limited thereto, and can be used without limitation, conventional materials used for strength reinforcement of building materials.
본 발명은 또한,The present invention also provides
발포제로서 산화칼슘을 포함하는 기본조성물과 전착제 및 발포제로서 과산화수소를 포함하는 기본혼합수를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 제 1 단계;A first step of preparing a raw material mixture by mixing a basic composition containing calcium oxide as a blowing agent and a basic mixed water containing hydrogen peroxide as an electrodeposition agent and a blowing agent;
상기 기본조성물 내의 발포제와 기본혼합수 내의 발포제간의 반응에 의한 발열 및 발포를 진행시켜, 미세 독립기포군을 형성시키는 제 2 단계; 및A second step of generating heat and foaming by the reaction between the blowing agent in the base composition and the blowing agent in the base mixed water to form a fine independent bubble group; And
주형 내에서 상기 미세 독립기포군의 연쇄 결합 성장 및 숙성·경화반응을 진행시키는 제 3 단계를 포함하는 경량불연보온재의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a light weight non-combustible thermal insulation comprising a third step of advancing the chain bond growth and the aging / curing reaction of the microindependent bubble group in a mold.
이하, 본 발명의 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 제 1 단계는 기본조성물과 기본혼합수를 혼합하여 원료 혼합물을 제조하는 단계이다. 이 때 기본조성물 및 기본혼합수를 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 기본조성물에 기본혼합수를 투입하는 방법이 바람직하다. 이러한 방법의 예로는 혼합기 내에 기본조성물을 투입한 후, 이를 서서히 교반하면서 기본혼합수를 주입하여 혼합하는 방법을 들 수 있다. 상기 기본조성물 및 기본혼합수는 서로 상이한 발포제를 각각 포함한다. 이와 같이 분리되어 있는 양 발포제는 기본조성물 및 기본혼합수가 혼합할 때, 접촉하여 반응하게 되고, 이에 따라 후술하는 미세독립기포군의 형성, 연쇄결합성장 및 숙성, 경화 반응이 진행되게 된다. 이 때 상기 기본혼합수 내에 포함된 전착제(展着制)는 기본조성물 및 기본혼합수가 신속하고 균일하게 혼합될 수 있도록 하며, 또한 기포제(起泡制)의 역할을 동시에 수행한다. 상기 조성물 및 혼합수의 혼합 비율은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기본조성물 100 중량부에 대하여 기본혼합수가 88 내지 278 중량부로 혼합되는 것이 바람직하고, 중량을 기준으로 한 혼합비(기본조성물:기본혼합수)는 26.5:73.5 내지 53.1:46.9의 범위에 있는 것이 바람직하다. The first step of the present invention is to prepare a raw material mixture by mixing the basic composition and the basic mixed water. At this time, the method of mixing the basic composition and the basic mixed water is not particularly limited, but a method of adding the basic mixed water to the basic composition is preferred. An example of such a method may be a method of injecting a basic composition into a mixer and injecting the basic mixed water while slowly stirring the mixture. The base composition and the base mixed water each contain different blowing agents. When the two blowing agents separated in this way are reacted when the base composition and the basic mixed water are mixed, thereby reacting with each other, thereby forming a group of microindependent bubbles, which will be described later, chain growth and aging, and the curing reaction proceeds. At this time, the electrodeposition agent contained in the basic mixed water allows the basic composition and the basic mixed water to be mixed quickly and uniformly, and also serves as a foaming agent. Although the mixing ratio of the composition and the mixed water is not particularly limited, it is preferable that the basic mixed water is mixed at 88 to 278 parts by weight based on 100 parts by weight of the basic composition, and the mixing ratio based on the weight (basic composition: basic mixed water) Is preferably in the range of 26.5: 73.5 to 53.1: 46.9.
상기 제 1 단계에서 사용되는 기본조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만,The method for producing the basic composition used in the first step is not particularly limited,
(a) 수경성 석회염에 부원료를 혼합하여 혼합원료를 제조하는 단계; 및(a) mixing the subsidiary materials with hydraulic lime salt to prepare a mixed raw material; And
(b) 상기 혼합원료에 발포제를 첨가하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 상기와 같이 혼합원료에 발포제를 첨가함으로써 본 발명의 기본조성물이 제조되게 된다.(b) It is preferable to include a step of adding a blowing agent to the mixed raw material, the basic composition of the present invention is prepared by adding a blowing agent to the mixed raw material as described above.
상기 단계 (a)는 주원료로 사용되는 수경성 석회염에 부원료를 첨가하여 혼합원료를 제조하는 단계이다. 상기 수경성 석회염은 물과 접촉하면 자체 수화 반응을 하여 상온에서도 용이하게 경화(수경반응)되는 특성을 가지므로, 경화제로서 사용될 수 있다. 이러한 수경성 석회염의 예로는 CaSO4·1/2H2O, 2CaO·SiO2, 3CaO·Al2O3, CaO(Al2O3·Fe2O3) 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며, 이 중 반수화 황산칼슘 (CaSO4·1/2H2O)이 특히 바람직하다. 상기와 같은 반수화 황산칼슘의 경우 하기 화학식 2와 같이 자체 수화 반응이 진행되게 된다. Step (a) is a step of preparing a mixed raw material by adding a subsidiary material to the hydraulic lime salt used as the main raw material. The hydraulic lime salt may be used as a curing agent because it has a property of being easily cured (hydrophobic reaction) even at room temperature by performing a self-hydration reaction upon contact with water. These hydraulic lime salts Examples of CaSO 4 · 1 / 2H 2 O , 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3, CaO (Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) , and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O And at least one selected from the group consisting of 3 , of which semi-hydrated calcium sulfate (CaSO 4 1 / 2H 2 O) is particularly preferred. In the case of the semi-hydrated calcium sulfate as described above, the self-hydration reaction proceeds as shown in the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
2CaSO4·1/2H2O + 3H2O → 2CaSO4·2H2O2CaSO 4 1 / 2H 2 O + 3H 2 O → 2CaSO 4 2H 2 O
반수화 황산칼슘의 경우 상기와 같은 자체 수화 반응을 통하여 이수화 황산칼슘을 형성하며, 이는 기본조성물과 함께 경화(수경반응)하여 경량불연보온재의 골간을 형성하게 된다. In the case of semi-hydrated calcium sulfate, dihydrate calcium sulfate is formed through the above-described self-hydration reaction, which is cured together with the basic composition (hydroponic reaction) to form bones of lightweight non-combustible insulation.
상기 단계 (a)에서 첨가되는 부원료는 칼슘염 및 수불용성 무기 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이 때 칼슘염의 예로는 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로 부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 또한 상기 수불용성 무기 화합물은 수불용성 및 불연성을 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 이 분야의 통상의 소재를 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 수불용성 무기 화합물의 예로는 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2), 제올라이트 및 고령토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. It is preferable that the subsidiary materials added in step (a) include at least one selected from the group consisting of calcium salts and water-insoluble inorganic oxides. In this case, the calcium salt may include at least one selected from the group consisting of calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), and calcium oxide. In addition, the water-insoluble inorganic compound is not particularly limited as long as it is water-insoluble and non-flammable, it can be used without limitation the conventional materials in this field. Examples of such water-insoluble inorganic compounds include at least one selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), zeolite and kaolin.
상기와 같은 수경성 석회염 및 부원료의 혼합 비율은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 수경성 석회염 100 중량부에 대하여 0 내지 400 중량부, 바람직하게는 80 내지 400 중량부의 부원료가 혼합되는 것이 바람직하고, 중량을 기준으로 한 혼합비(수경성 석회염:부원료)는 100:0 내지 20:80의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 부원료의 함량이 400 중량부를 초과하면, 감도가 저하될 우려가 있다. Although the mixing ratio of the hydraulic lime salt and the subsidiary materials as described above is not particularly limited, it is preferable that 0 to 400 parts by weight, preferably 80 to 400 parts by weight of the subsidiary materials are mixed with respect to 100 parts by weight of the hydraulic lime salt. It is preferable that the mixing ratio (hydraulic lime salt: auxiliary raw material) based on a reference exists in the range of 100: 0-20: 80. If the content of the secondary material exceeds 400 parts by weight, there is a fear that the sensitivity is lowered.
상기 단계 (b)에서는 혼합원료에 발포제를 첨가하여 기본조성물을 제조하는 단계이다. 상기 발포제는 후술하는 기본혼합수 내의 발포제와 반응하여 열 및 산소 가스를 발생시키며, 이에 의해 기본조성물을 미세 기포화시키는 역할을 한다. 이 때 사용되는 발포제는 분말상의 발포제로서 산화칼슘(CaO)인 것이 바람직하다. 상기 발포제는 혼합원료 100 중량부에 대하여 12 내지 25 중량부의 양으로 첨가되는 것이 바람직하고, 중량을 기준으로 한 혼합비(혼합원료:발포제)는 80:20 내지 88.9:11.1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기와 같이 발포제의 함량을 제어함으로써, 기본조성물과 기본혼합수의 혼합 시에 발포 가스의 양을 제한하고, 발열온도를 100℃ 미만, 바람직하게는 90℃ 이하로 제한할 수 있다. 상기 함량이 12 중 량부보다 작으면, 발포율이 저하될 우려가 있고, 25 중량부를 초과하면, 기포가 과도하게 발생하여 보온재의 생산이 불가능해질 우려가 있다.In the step (b) is to add a blowing agent to the mixed raw material to prepare a basic composition. The blowing agent reacts with the blowing agent in the basic mixed water to be described later to generate heat and oxygen gas, thereby serving to fine-bubble the basic composition. The blowing agent used at this time is preferably powdered calcium oxide (CaO). The blowing agent is preferably added in an amount of 12 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed raw material, and the mixing ratio (mixed raw material: foaming agent) based on the weight is preferably in the range of 80:20 to 88.9: 11.1. . By controlling the content of the blowing agent as described above, it is possible to limit the amount of foaming gas at the time of mixing the basic composition and the basic mixed water, and to limit the exothermic temperature to less than 100 ℃, preferably 90 ℃ or less. If the content is less than 12 parts by weight, there is a fear that the foaming rate is lowered, if it exceeds 25 parts by weight, excessive bubbles are generated, there is a fear that the production of the insulation.
본 발명의 제 1 단계에서는 상기와 같이 제조된 기본조성물을 기본혼합수와 혼합한다. 이 때 기본혼합수는 기본조성물을 반죽하는 용수로서의 역할을 하며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반 용수에 전착제(기포제(起泡制) 및 전착제의 역할을 동시에 수행), 발포제 및 황산용액을 순차로 첨가하여 혼합함으로써 제조할 수 있다. In the first step of the present invention, the basic composition prepared as described above is mixed with the basic mixed water. At this time, the basic mixed water serves as the water for kneading the basic composition, and is not particularly limited, but the electrodeposition agent (which simultaneously serves as the foaming agent and the electrodeposition agent), the foaming agent and the sulfuric acid solution in general water It can manufacture by adding and mixing.
상기에서 전착제(seperator)는 기포제의 역할을 함께 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 전착제는 기본혼합수가 기본조성물과 신속하게 혼합하게 함으로써 발포 및 기포 반응이 원활하고 균일하게 수행되도록 촉진시키는 역할을 한다. 상기와 같은 역할을 수행할 수 있다면, 사용되는 기포제겸 전착제는 특별히 한정되지 않으나, 카제인(casein)석회 및 젤라틴(gelatine)석회로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 바람직하다. 상기와 같은 전착제는 연소 시에 화염 발생이 없이 분해되어 화재의 초기 발화를 예방할 수 있으며, 인체에 무해하고 친환경적인 우유나 가축 등의 뼈로부터 추출된 단백질계 카제인(casein)이나 젤라틴(gelatine)을 수산화 칼슘과 반응시켜 얻을 수 있다. 이와 같이 형성된 전착제는 내수성, 현수성(懸垂性), 고착성(固着性), 분산성(分散性), 습전성(濕展性) 및 내화학반응성 등이 우수하다. 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기와 같은 전착제는 일반용수 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부, 바람직하게는 11 내지 17 중량부의 양으로 사용 되는 것이 바람직하다. 또한 중량을 기준으로 한 혼합비(일반용수:전착제)는 80.9:19.1 내지 90.9:9.1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 전착제의 함량이 10 중량부 미만이면, 발포 및 기포 반응이 원활히 일어나지 않을 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면 발포 반응이 과도하게 일어나 보온재의 강도를 저하시킬 우려가 있다. The electrodeposition agent (seperator) may perform the role of the foaming agent together. Accordingly, the electrodeposition agent serves to facilitate the foaming and bubble reaction to be carried out smoothly and uniformly by allowing the base mixed water to quickly mix with the base composition. If it can play such a role, the foaming agent and the electrodeposition agent to be used is not particularly limited, at least one selected from the group consisting of casein lime and gelatin lime. Electrodeposition agent as described above can be decomposed without flame during combustion to prevent the early ignition of the fire, harmless to humans and environmentally friendly protein-based casein (gelatine) or gelatin (gelatine) extracted from bones such as milk or livestock Obtained by reacting with calcium hydroxide. The electrodeposition agent thus formed is excellent in water resistance, suspension property, adhesion property, dispersibility, wettability, chemical resistance, and the like. Although not particularly limited, the above electrodeposition agent is preferably used in an amount of 10 to 20 parts by weight, preferably 11 to 17 parts by weight, based on 100 parts by weight of general water. In addition, the mixing ratio (general water: electrodeposition agent) based on weight is preferably in the range of 80.9: 19.1 to 90.9: 9.1. If the content of the electrodeposition agent is less than 10 parts by weight, there is a fear that foaming and bubble reaction does not occur smoothly, if it exceeds 20 parts by weight there is a fear that excessively foaming reaction occurs to reduce the strength of the insulating material.
상기 기본혼합수에 포함되는 발포제는 기본조성물 내의 발포제와 반응하여 열 및 산소 가스를 발생시키는 역할을 한다. 이와 같은 발포제의 예로는 과산화수소(H2O2)를 들 수 있으며, 35%-과산화수소 용액을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기와 같은 발포제의 양은 기본조성물 내에 포함되는 발포제(산화칼슘) 100 중량부에 대하여, 49 내지 100 중량부가 바람직하고, 중량을 기준으로 한 혼합비(기본조성물 내 발포제:기본혼합수 내 발포제)는 50:50 내지 66.7:33.3의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 제시된 범위는 본 발명의 일례에 불과할 뿐이며, 본 발명에서는 목적하는 보온재의 용도에 따라 상기 양을 적절히 조절할 수 있다. 예를 들어, 비중 및 강도가 높은 보온재를 얻기 위해서는, 상기 양을 적게 하는 것이 바람직하다. The blowing agent included in the basic mixed water serves to generate heat and oxygen gas by reacting with the blowing agent in the basic composition. Examples of such blowing agents include hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), more preferably using a 35% hydrogen peroxide solution. The amount of the blowing agent is preferably 49 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the blowing agent (calcium oxide) contained in the base composition, and the mixing ratio (foaming agent in the base composition: blowing agent in the base mixed water) based on weight is 50. It is preferably in the range of: 50 to 66.7: 33.3. However, the above range is only one example of the present invention, the amount can be appropriately adjusted according to the use of the desired thermal insulation material. For example, in order to obtain the heat insulating material with high specific gravity and strength, it is preferable to reduce the said quantity.
상기 기본혼합수는 또한 황산용액을 포함하며, 이는 기본조성물 내의 발포제 및 기본혼합수 내의 발포제가 반응할 때 pH를 약 8 정도로 조절하고, 내수성을 향상시키는 작용을 한다. 또한 상기 황산용액은 발포제간의 반응에 의해 생성된 부반응물, 예를 들면 수용성 수산화칼슘, 그리고 잔존하는 산화칼슘과 반응하여 이들 을 수불용성 이수화 황산칼슘으로 전환시켜 내수성을 향상시키고, 기본조성물을 경화시키는 작용을 하며, 이와 관련된 반응을 살펴보면 하기 화학식 3 및 4와 같다.The base mixed water also includes a sulfuric acid solution, which serves to adjust the pH to about 8 when the blowing agent in the base composition and the blowing agent in the base mixed water react, and improve water resistance. In addition, the sulfuric acid solution reacts with the side reaction products produced by the reaction between the blowing agents, for example, water-soluble calcium hydroxide, and the remaining calcium oxide to convert them into water-insoluble dihydrate calcium sulfate to improve water resistance and to harden the basic composition. And, looking at the reaction associated with it is the same as the formula (3) and 4.
[화학식 3][Formula 3]
Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4·2H2OCa (OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 2H 2 O
[화학식 4][Formula 4]
2CaO + 2H2SO4 + 2H2O → 2CaSO4·2H2O + 열2CaO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O → 2CaSO 4 2H 2 O + Heat
본 발명에서는 상기와 같은 황산용액으로서 20%-황산용액을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 황산용액은 기본조성물 내의 발포제, 예를 들면 산화 칼슘 100 중량부에 대하여, 320 내지 330 중량부의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 또한 중량을 기준으로 한 혼합비(기본조성물 내의 발포제:20%-황산용액)는 약 23.5:76.5가 바람직하다. 상기 사용량이 320 중량부보다 작으면 보온재의 내수성이 저하될 우려가 있고, 330 중량부를 초과하면 경제성이 떨어진다.In the present invention, it is preferable to use a 20% sulfuric acid solution as the sulfuric acid solution as described above. In addition, although not particularly limited, the sulfuric acid solution is preferably used in an amount of 320 to 330 parts by weight based on 100 parts by weight of a blowing agent in the basic composition, for example, calcium oxide. In addition, the mixing ratio based on weight (foaming agent in the basic composition: 20% sulfuric acid solution) is preferably about 23.5: 76.5. If the amount is less than 320 parts by weight, there is a fear that the water resistance of the thermal insulation material is lowered, and if it exceeds 330 parts by weight, the economy is inferior.
본 발명의 제 2 단계는 혼합된 기본조성물 내의 발포제와 기본혼합수 내의 발포제간의 반응에 의한 발열 및 발포를 진행시켜 미세 독립기포군을 형성시키는 단계이다. The second step of the present invention is the step of generating heat and foaming by the reaction between the blowing agent in the mixed base composition and the blowing agent in the base mixed water to form a fine independent bubble group.
구체적으로 기본조성물과 기본혼합수가 혼합되면, 상기 혼합수 내의 전착제로 인하여, 단시간 내, 구체적으로는 혼합과 거의 동시에 기본혼합수가 기본조성물과 균일하게 혼합된다. 그 결과 기본조성물 및 기본혼합수 내의 발포제가 반응하여 열 및 산소 가스를 발생시키게 된다. 이 때 상기 발포제간의 반응은 하기 화학식 5와 같다.Specifically, when the basic composition and the basic mixed water are mixed, due to the electrodeposition agent in the mixed water, the basic mixed water is uniformly mixed with the basic composition within a short time, specifically at the same time as the mixing. As a result, the blowing agent in the base composition and the base mixed water reacts to generate heat and oxygen gas. At this time, the reaction between the blowing agent is as shown in the following formula (5).
[화학식 5][Formula 5]
2CaO + 2H2O2 → 2Ca(OH)2 + O2↑ + 열 2CaO + 2H 2 O 2 → 2Ca (OH) 2 + O 2 ↑ + Heat
기본조성물과 기본혼합수가 혼합되며, 기포제(전착제의 역할도 수행)는 혼합 촉진 작용과 함께 원료 혼합물 내에 포말(泡沫)을 신속하게 형성하고, 상기 화학식 5의 반응을 통해 발생된 발포 가스를 포말 내에 가두어 미세 독립기포군이 형성되게 된다.The basic composition and the basic mixed water are mixed, and the foaming agent (which also plays the role of an electrodeposition agent) forms a foam in the raw material mixture with mixing promoting action and forms the foaming gas generated through the reaction of Chemical Formula 5 in the foam. By trapping, a fine independent bubble group is formed.
본 발명의 제 3 단계에서는 제 2 단계의 공정을 거친 원료 혼합물(미세 독립기포군)을 주형에 주입하여, 미세 독립기포군의 연쇄 결합 성장 및 숙성·경화 반응을 진행시킨다. 원료 혼합물 내의 각 반응물간에 일어나는 반응으로는 수경성 석회염의 수화 반응, 발포제간의 반응, 그리고 황산과 수산화칼슘 및 산화칼슘과의 반응을 들 수 있는데, 각각의 반응의 구체적인 화학식은 상기 화학식 2 내지 5에서 살펴본 바와 같다. 상기 각각의 반응들은 유기적으로 결합하여 원료 혼합물의 발포 및 연쇄 결합 성장 반응에 기여하게 된다. 구체적으로 상기 화학식 2, 3 및 4에서 생성된 이수화 황산칼슘은 기본조성물과 함께 경화하면서 본 발명의 보온재의 골간을 이루게 되고, 상기 화학식 4 및 5에서 발생한 열에 의해 외부에서의 별도의 가열이 없어도 발포 가스의 발산과 기본조성물의 숙성·경화가 촉진된다.In the third step of the present invention, a raw material mixture (fine independent bubble group) undergoing the second step process is injected into a mold, and the chain bond growth and the aging / curing reaction of the fine independent bubble group are performed. The reactions occurring between the reactants in the raw material mixture include hydration reactions of hydraulic lime salts, reactions between blowing agents, and reactions of sulfuric acid with calcium hydroxide and calcium oxide, and the specific chemical formulas of the respective reactions are as described in Chemical Formulas 2 to 5 above. same. Each of the above reactions are organically bound to contribute to the foaming and chain bond growth reaction of the raw material mixture. Specifically, the calcium dihydrate sulfate produced in Chemical Formulas 2, 3, and 4 forms the bones of the thermal insulation material of the present invention while curing together with the basic composition, and is foamed without separate heating from the outside by the heat generated in Chemical Formulas 4 and 5. Dissipation of gas and aging and hardening of the basic composition are promoted.
상기 원료 혼합물의 온도는 상기와 같은 반응을 통하여 발생된 열에 의해 100℃ 미만, 바람직하게는 90℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 60 내지 70℃로 균일하게 유지되며, 이 때 미세독립기포는 근접 기포와 연쇄적으로 결합하며 성장하게 된다. 이와 같은 연쇄 결합 성장 반응은 약 5 내지 10분 동안 지속되는데, 그 후 두꺼워진 기포 피막의 경화가 시작되면 기포군은 정지된 채 척도 변화 없이 균일한 원형 독립기포군을 형성한다. 이 때 발포제 및 황산용액의 양 등을 적절히 제어하여 원료 혼합물의 온도를 100℃ 미만으로 제어하는 것이 바람직하다. 원료 혼합물의 온도가 100℃ 이상이면 수증기 증발에 의하여 후술하는 원형독립기포가 불규칙적으로 파괴되어 공동 현상이 발생할 우려가 있다.The temperature of the raw material mixture is maintained uniformly below 100 ℃, preferably 90 ℃ or less, more preferably about 60 to 70 ℃ by the heat generated through the reaction as described above, wherein the microindependent bubble is a close bubble To grow in conjunction with the chain. This chain-bond growth reaction lasts for about 5 to 10 minutes, after which the hardening of the thickened bubble film begins to form a uniform circular independent bubble group without changing the scale while being stopped. At this time, it is preferable to control the temperature of the raw material mixture to less than 100 ℃ by appropriately controlling the amount of blowing agent and sulfuric acid solution. When the temperature of the raw material mixture is 100 ° C. or more, the circular independent bubbles described later are irregularly destroyed by steam evaporation, and there is a fear that the cavitation occurs.
본 발명의 제 3 단계에서는 상기와 같은 미세 독립기포의 연쇄 결합 성장에 의해, 기포가 점점 배가된다. 동시에 기포의 피막이 점점 두터워지면서 원료 혼합물의 숙성·경화가 진행되는데, 미세독립기포의 연쇄 결합 성장은, 전술한 바와 같이, 약 5 내지 10 분 동안 계속되며, 그 후 기포 피막이 굳기 시작하면서 정지된다. 이어서 기포군은 정지된 채 척도 변화 없이 균일한 원형 독립기포군을 형성하여 상온에서 경화된다. 이와 같은 숙성·경화 반응의 시간은 약 5 내지 10 시간이 다. 본 발명의 방법에서는 상기와 같이 원료 혼합물 자체 내에서 발생하는 열을 통하여 반응을 진행시킴으로써, 균일한 발포 상태에서 수경화가 진행되게 되어 내수성 및 단열성 등이 우수한 경량불연보온재를 얻을 수 있다. In the third step of the present invention, the bubbles are gradually doubled by the chain bond growth of the fine independent bubbles as described above. At the same time, as the film of air bubbles becomes thicker, aging and curing of the raw material mixture proceeds. As described above, the chain-bond growth of the microindependent air bubbles is continued for about 5 to 10 minutes, after which the air film starts to harden. Subsequently, the bubble group is cured at room temperature by forming a uniform circular independent bubble group without changing the scale while stationary. The time for this aging and curing reaction is about 5 to 10 hours. In the method of the present invention, by proceeding the reaction through the heat generated in the raw material mixture itself as described above, the water hardening proceeds in a uniform foaming state it is possible to obtain a lightweight non-combustible insulating material excellent in water resistance and heat insulation.
본 발명의 제조 방법에서는 또한,In the production method of the present invention,
제 3 단계에서 주형 내에 독립기포군을 주입하기 전에, 표피 형성용 재료를 주형 내벽에 도포하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. Before injecting the independent bubble group into the mold in the third step, applying the skin forming material to the mold inner wall may be further included.
본 발명의 방법에서 제조된 경량불연보온재는 독립기포군으로 구성되어 있으므로, 개개의 단위 기포의 일부가 보온재의 표면에 노출되거나 또는 근접하여 형성될 수 있다. 그 결과, 보온재의 물리적 강도가 떨어지거나, 외관 불량이 발생할 우려가 있는데, 상기와 같이 주형 내에 표피 형성용 재료를 도포하는 단계를 거침으로써 이를 방지할 수 있다.Since the light weight non-combustible thermal insulating material produced by the method of the present invention is composed of independent bubble groups, a part of individual unit bubbles may be formed on or exposed to the surface of the thermal insulating material. As a result, there is a possibility that the physical strength of the insulating material is lowered, or appearance defects may occur, and this can be prevented by applying the material for forming the skin into the mold as described above.
구체적으로, 상기와 같이 주형 내벽에 표피 형성용 재료를 도포한 후, 제 2 단계를 거친 원료 혼합물(미세 독립기포군)을 주입하면, 혼합물 내 미세독립기포군의 연쇄결합에 의한 성장 후에, 숙성 및 경화반응이 시작되면서, 상기 표피 형성용 재료와 함께 경화하여 일체화된다. 이러한 표피 형성용 재료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전술한 수경성 석회염 등을 사용하는 것이 바람직하며, 또한 표피층은 무기포층으로 형성되는 것이 바람직하다. Specifically, after coating the material for forming the skin on the inner wall of the mold as described above, and injecting the raw material mixture (micro-independent bubble group) that passed through the second step, after the growth by the chain bonding of the microindependent bubble group in the mixture, aging And as the curing reaction starts, the curing is integrated with the skin forming material. Although the material for forming the skin is not particularly limited, it is preferable to use the above-mentioned hydraulic lime salt and the like, and the skin layer is preferably formed of an inorganic cloth layer.
본 발명에서는 상기와 같은 일련의 단계를 거친 후에, 주형을 제거하고, 건조 등의 통상적인 마무리 작업을 거침으로써, 경량성, 내수성, 단열성, 불연성, 내 화학약품성 및 물리적 강도가 우수하며, 친환경적인 경량불연보온재를 저가에 얻을 수 있다.In the present invention, after passing through a series of steps as described above, by removing the mold, and through the usual finishing operations such as drying, it is excellent in light weight, water resistance, heat insulation, non-flammability, chemical resistance and physical strength, environmentally friendly Light weight non-combustible insulation can be obtained at low cost.
이하 본 발명에 따르는 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 하기 제시된 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples according to the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example 1 One
반수화황산칼슘 100g, 산화티탄 30g 및 산화알루미늄 20g을 혼합기에서 균일하게 혼합하여 혼합원료를 제조하고, 이어서 산화칼슘 20g을 첨가하여 분말 상의 기본조성물을 제조하였다. 기본혼합수는 일반 용수 160g에 10%-카제인 석회 용액 20g, 35%-과산화수소 20g 및 20%-황산용액 65g을 순차로 첨가한 후, 서서히 교반하여 제조하였다. 제조된 분말상의 기본조성물을 혼합기에 넣은 후, 이를 서서히 교반하면서, 기본혼합수를 첨가하여, 발포를 진행시키고, 미세독립기포군을 형성시켰다. 상기를 주형 내에 흘려 넣어, 발포 및 기포의 연쇄 결합을 통하여 기포를 성장시키고, 또한 기포 피막은 두텁게 성장시켰다. 상기 상태를 약 10분 간 유지시킨 후, 다시 약 10 시간 동안 유지시켜 숙성·경화를 진행시켰다. 이어서 주형을 제거하여, 잔여 수분을 상온에서 건조, 제거하여 경량불연보온재를 제조하였다. 100 g of calcium hexahydrate, 30 g of titanium oxide, and 20 g of aluminum oxide were uniformly mixed in a mixer to prepare a mixed raw material, and then 20 g of calcium oxide was added to prepare a powdery base composition. The basic mixed water was prepared by sequentially adding 20 g of 10% casein lime solution, 20 g of 35% hydrogen peroxide and 65 g of 20% sulfuric acid solution to 160 g of normal water, followed by gentle stirring. After putting the prepared powdery basic composition into the mixer, the mixture was slowly stirred, and the basic mixed water was added to expand the foaming to form a group of fine independent bubbles. The above was poured into a mold to grow bubbles through foaming and chain bonding of bubbles, and the bubble coating was thickly grown. The state was maintained for about 10 minutes, and then maintained for about 10 hours for further aging and curing. Subsequently, the mold was removed, and the remaining moisture was dried and removed at room temperature to prepare a light weight non-combustible insulating material.
실시예Example 2 2
반수화황산칼슘 120g 및 산화티탄 30g을 혼합기에서 서서히 혼합하여 혼합원료를 제조하고, 이어서 산화칼슘 20g을 첨가하여 기본조성물을 제조하였다. 기본혼합수는 일반용수 130g에 10%-젤라틴 칼슘 30g, 35%-과산화수소 20g 및 20%-황산용액 65g을 순차로 혼합하여 제조하였다. 상기 제조된 기본조성물 및 기본혼합수를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 경량불연보온재를 제조하였다. 120 g of calcium hemihydrate sulfate and 30 g of titanium oxide were slowly mixed in a mixer to prepare a mixed raw material, and then 20 g of calcium oxide was added to prepare a basic composition. The basic mixed water was prepared by sequentially mixing 30 g of 10% gelatin calcium, 20 g of 35% hydrogen peroxide and 65 g of 20% sulfuric acid solution in 130 g of general water. Using the prepared base composition and the basic mixed water to prepare a light weight non-combustible insulating material in the same manner as in Example 1.
시험예Test Example 1. 경량불연보온재의 내수성 시험 1. Water resistance test of lightweight non-combustible insulation
상기 실시예 1에서 제조된 경량불연보온재를 5cm×5cm×1.5cm (가로×세로×높이)의 크기로 절단하여 두개의 시험편을 제조하고, 이를 물에 넣은 상태로 2 개월 동안 유지하였다. 상기 시험 결과 2 개월이 경화한 후에도, 시험편은 물 위에 부상되어 있었으며, 그 표면에 아무런 변화가 관찰되지 않았다.The lightweight non-combustible thermal insulation prepared in Example 1 was cut to a size of 5 cm × 5 cm × 1.5 cm (width × length × height) to prepare two test pieces, and kept in water for 2 months. Even after 2 months of hardening, the test piece was floating on water, and no change was observed on its surface.
시험예Test Example 2. 경량불연보온재의 내화학성 시험 2. Chemical resistance test of lightweight non-combustible insulation
상기 시험예 1에서 제조된 것과 동일한 시험편을 1N-염화수소 및 1N-수산화나트륨에 각각 처리하였을 때, 시험편에 아무런 변화가 관찰되지 않았다.When the same test piece as prepared in Test Example 1 was treated with 1N-hydrogen chloride and 1N-sodium hydroxide, respectively, no change was observed in the test piece.
시험예Test Example 3. 경량불연보온재의 물리적 강도 시험 3. Physical strength test of lightweight non-combustible insulation
상기 실시예 2에서 제조된 경량불연보온재를 10cm×10cm×1.5cm (가로×세로×높이)의 크기를 절단하여 시험편을 제조하였다. 미세 모래 상에 상기 시험편을 평평하게 위치시킨 후, 수직으로 상공 1 m 지점에서 상기 시험편의 중앙을 향하여 무게 20 g의 스테인레스 볼을 낙하시켜 충격을 가하였으나, 시편 표면에는 낙하에 의한 흔적이 발생하지 않았다.The test piece was prepared by cutting the size of 10 cm × 10 cm × 1.5 cm (width × length × height) of the light weight non-combustible insulation prepared in Example 2. After placing the specimen flat on the fine sand, the impact was applied by dropping a stainless steel ball weighing 20 g toward the center of the specimen at a point 1 m above the vertical, but the trace of the drop does not occur on the surface of the specimen Did.
시험예Test Example 4. 경량불연보온재의 단열성 시험 4. Insulation test of lightweight non-combustible insulation
상기 시험예 3에서 제조된 것과 동일한 시험편을 부탄가스 버너를 통하여 가열한 후, 표면에서 열을 측정하였으나, 열이 감지되지 않았다. After the same test piece as prepared in Test Example 3 was heated through a butane gas burner, heat was measured on the surface, but heat was not detected.
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