KR101137657B1 - Emulsion aerogel composition - Google Patents

Abstract

본 발명은 소수성 에어로젤(aerogel)분말을 기타 유,무기 복합 재료로 혼화합하여 에멀젼 형태로 조성한 것으로써 이로 인해 이루어지는 형상은 페인트, 판상형 패널, 유연형 보오드, 얇은 박막형 시이트, 블랭킷 시이트 등으로 제조 가능하고 반도체, 전기, 전자, 태양전지, 연료전지 및 정밀기기 등의 부속 재료 등은 침지 코팅이 가능하다. 발포체 형성, 고온, 고압, 여압, 감압, 고주파 발생, 유기 솔벤트 적용과 셀룰로스 등의 재료 사용을 배제하고 일반 상수도 물로 간편하게 기타 재료와 에어로젤을 혼화합하여 액상 형태로 조성한 것으로 체적 증가로 인한 에어로젤의 산포를 방지하고 전체 재료를 압축 밀착하여 수화 진행되며 수경화체가 형성된다. 환경친화적이고 에어로젤의 저밀도 나노 기공 구조를 그대로 유지한다.The present invention is a mixture of hydrophobic airgel (aerogel) powder with other organic and inorganic composite materials in the form of an emulsion, and the resulting shape can be produced by paint, plate-like panel, flexible board, thin thin sheet, blanket sheet, etc. Submersible materials such as semiconductors, electricity, electronics, solar cells, fuel cells, and precision instruments can be immersed. It eliminates foam formation, high temperature, high pressure, pressurization, decompression, high frequency generation, application of organic solvents and the use of cellulose and other materials, and easily mixes other materials and aerogels with general tap water to form a liquid form. Hydration proceeds by preventing and compressing the whole material and forming a hardened body. It is environmentally friendly and maintains the low density nano pore structure of the airgel.

에어로젤, 마이크로시멘트, CSA팽창재, 폴리아크릴아마이드, 산화마그네슘 Airgel, Micro Cement, CSA Expander, Polyacrylamide, Magnesium Oxide

Description

에멀젼 에어로젤 조성물{EMULSION AEROGEL COMPOSITION}Emulsion Airgel Composition {EMULSION AEROGEL COMPOSITION}

본 발명은 나노 기공구조를 갖는 에어로젤의 우수 특성인 소수성 경량성으로 인하여 오히려 기타 재료와 혼합하여 응용 제품화하기 어려운 것을 마이크로시멘트 등의 복합 재료로 에어로젤의 소수성 표면을 습윤화하고 친수성으로 변환하여 액상화한 것으로 쉽게 실용화하게 한 것이 특징이다. 에어로젤의 경량성 소수성은 일반 재료와의 분리현상으로 인해 에어로젤이 함유된 고형체 형성이 매우 어려워 우수한 특성의 에어로젤임에도 불구하고 상용화에 많은 어려움을 겪고 있다. 여러 연구소 등에서 많은 연구를 하고 있으나 해결해야 할 많은 과제가 산적되어 있다.The present invention is difficult to commercialize by mixing with other materials due to the hydrophobic light weight, which is an excellent characteristic of the airgel having a nano-pore structure, it is a composite material such as microcement to wet the hydrophobic surface of the airgel and convert it into hydrophilic to liquefy It is characterized by being easily put to practical use. The lightweight hydrophobicity of the airgel is very difficult to form a solid containing airgel due to separation from general materials, and thus has difficulty in commercialization despite being an airgel having excellent characteristics. There are many research institutes, but there are many problems to be solved.

본 출원인의 원적외선 및 음이온 수경성 분말 도료의 기술을 기초로 하고 최근들어 에어로젤 관련 기술개발 및 이로 인한 특허 출원을 기본 토대로 한다. 지금까지 에어로젤의 복합화가 어려운 기술로 인식되고 있는 상태이고 특히 무기계와 혼합하여 고형화하기가 더 어려운 기술로 보고 있다. 상품화된 제품은 외국산 에어로젤 블랭킷형 시트가 유일하게 시판되고 있다. 국내외에서 에어로젤 소재에 대한 기술 개발이 이루어지고 있고 에어로젤 소재를 2차적으로 응용 제품화하기 위한 기술개발 또한 다양하게 진행되고 있다.It is based on the applicant's technology of far-infrared and anionic hydraulic powder paints, and recently based on the development of aerogel-related technologies and patent applications thereby. Until now, a combination of aerogels has been recognized as a difficult technology, and it is particularly difficult to solidify by mixing with inorganic systems. Commercialized products are the only commercially available foreign airgel blanket-type sheets. Technology development for airgel material is being made at home and abroad, and technology development for secondary application product of airgel material is also progressing in various ways.

에어로젤을 응용화하기 위한 국내 공개된 특허를 보면 나무판 및 금속 패널 사이 충진 및 내외층 공간 형성과 기밀 밀봉으로 에어로젤 충진. 이미 제품화된 에어로젤 시트 양면에 유리섬유, 세라믹섬유, 폴리카보네이트 등의 접착. 고주파 플라즈마 형성. 도포 혼합할 섬유질 및 판형에 크랙 형성. 발포체 형성, 셀룰로스 혼입. 고온 및 고압. 여압 및 감압. 진공, 가열. 유기 솔벤트 적용. 에어로젤 시트로 정밀 기기를 감싸는 방법. 플라즈마 디스 플레이 패널에 에어로젤막 형성. 부직포 층에 에어로젤 코팅. 도포할 노출 면 코팅 등이 공개되어 있다.According to the domestic published patents for the application of aerogels, airgel filling is achieved by filling the inner and outer layer spaces and hermetic sealing between wooden boards and metal panels. Adhesion of glass fiber, ceramic fiber, polycarbonate, etc. to both sides of already manufactured airgel sheet. High frequency plasma formation. Crack formation in the fiber and plate to be applied and mixed. Foam formation, incorporation of cellulose. High temperature and high pressure. Pressurization and decompression. Vacuum, heating. Apply organic solvents. How to wrap precision instruments with airgel sheets. Form an airgel film on the plasma display panel. Aerogel coating on the nonwoven layer. Exposed surface coatings and the like to be applied are disclosed.

이는 에어로젤의 소수성으로 인해 응용화가 쉽지 않음을 공개 특허 및 에어로젤 관련 문헌을 보더라도 알 수 있다. 에어로젤을 무기계와 혼화하여 액상화가 된다면 이 모두를 해결할 수가 있다. 그 이유로 에멀젼은 코팅 및 고형화, 섬유질 첨가 블랭킷화, 딥 코팅 등 여러 형태로의 정형, 부정형이 가능하기 때문이다. 특히 페인트의 경우 다른 응용화에 비해 파급 효과 및 효율성 면에서 기대치가 높다.This can be seen in the publication patent and airgel related literature that the application is not easy due to the hydrophobicity of the airgel. If the aerogels are mixed with the inorganic system and liquefied, all of these can be solved. This is because emulsions can be shaped and amorphous in many forms, including coating and solidification, fibrous addition blanketing, and dip coating. In particular, paints have higher expectations in terms of ripple effect and efficiency than other applications.

본 출원인의 특허 출원 및 특허 등록된 내용은 출원 번호 2007-0061025(거절결정) / 2007-0062203(단열성 플라스틱의 제조방법. 공개되기 전 취하) / 2008-0012697 / 2008-0023140 / 2009-0042942 / 2009-0079366 / 2009-0083791 / 2009-0086804 특허 등록 번호 10-0455622호 / 10-0803226호 / 10-0818039호 / 10-0864783호 / 10-0864784호The applicant's patent applications and patents are filed under Application No. 2007-0061025 (Rejection Determination) / 2007-0062203 (Manufacturing Method of Insulating Plastics. Withdrawn before publication) / 2008-0012697 / 2008-0023140 / 2009-0042942 / 2009 -0079366 / 2009-0083791 / 2009-0086804 Patent Registration No. 10-0455622 / 10-0803226 / 10-0818039 / 10-0864783 / 10-0864784

실제 에어로젤을 응용화한 제품이 현재 외국산 블랭킷 시트 타입이 유일하기 때문에 비교 평가하기가 쉽지가 않다. 블랭킷의 경우 단열 보냉용으로 파이프 등을 감싸는 방법으로 활용되고 있는 실정으로 플랜트. 장비의 굴곡 부위나 작업 공간이 협소한 장소의 설치에는 작업성이 좋지 않고 정밀기기 등의 적용에도 어려움이 있다. 본 발명과 같이 에멀젼으로 에어로젤을 함유하게 되면 피복재 용도의 뿜칠 및 침지 코팅이 가능하므로 효율성이 블랭킷에 비해 높다.Actually, it is not easy to compare and evaluate the airgel applied products because the only foreign blanket sheet type is the only product. In the case of blankets, the plant is being used as a method of wrapping pipes for insulation insulation. The installation of the bent part of the equipment or the place where the working space is narrow is not good workability and there is a difficulty in the application of precision equipment. When the airgel is contained in the emulsion as in the present invention, the spraying and immersion coating of the coating material is possible, so the efficiency is higher than that of the blanket.

우선 해결해야 할 기술적 과제는 복합화에 있어서 에어로젤의 소수성 표면을 유지하면서 단열, 방음, 충격 흡수, 절연성, 저유전성, 강도, 내열성, 불연성, 방수성, 내구성, 친환경성 등이 구비가 되어야 한다. 에어로젤은 제조 공정상 에어로젤의 친수 표면이 소수성으로 개질하는 공정이 반드시 필요하므로 이는 수분 침투로 인한 물성 저하를 막기 위한 것이나 소수성으로 인해 오히려 응용 제품화하는데 어려움을 겪고 있다. 에어로젤의 고유 특성이므로 소수성을 살려 응용 제품화를 해야 하는 것이 당연한 것이라 생각한다. 친수성 에어로젤은 내열용으로 활용되나 극히 제한적으로 적용된다. 실제 제품화된 경우가 외국산 블랭킷 시트만 존재하고 공개 특허가 수십 건의로 공개 특허 내용상 간단히 설명하고자 한다. 발포체 형성은 에어로젤이 중량비 및 부피비로 처음 출발 투입되나 체적 증가로 인해 에어로젤이 산포되어 기로를 형성하므로 성능을 기대하기 어렵다. 공간 형성 및 패널 사이 충진은 충분한 공간 제공과 작업성이 뒤따라야 되며 응용화라기 보다 에어로젤 분말을 부어 넣는 형식으로 기술적으로 보완이 필요하다. 판매되고 있는 에어로젤 블랭킷 시트에 유리 섬유 등을 접착하는 경우는 1차 기초 소재인 에어로젤을 2차적으로 응용하여 새로운 제품을 만드는 형태가 아니고 기존의 2차 제품을 3차적으로 활용한 기술이고 고주파 발생, 고온, 고압, 감압, 여압 등은 쉽게 물로 본 출원과 같이 수경화할 수 있는데도 불구하고 설치 장비가 필요하며 매우 어렵게 에어로젤 적용을 하는 것이라 생각된다. 에어로젤 시트로 얇은 전자기기를 감싸는 방법 또한 공간 협소 및 굴곡성 부위 등으로 작업성이 좋지 않는 기술로 판단된다. 에어로젤막 형성 및 에어로젤 코팅은 이를 형성하기 위한 여러 과정을 거치므로 본 출원의 수경화 방식과는 많은 차이점이 있다. 실리콘 에멀젼, 소포제 등을 적용한 소음 차단 페인트는 소수성 에어로젤이 이러한 재료로는 쉽게 혼합이 되지 않을 것으로 생각되며 에어로젤을 혼화하더라도 300～400도 이상의 고온 적용이 불가하여 적용 범위가 매우 적을 것으로 판단된다. 상술한 바와 같이 이러한 문제점을 안고 있어 본 출원에 이르게 되었다.First of all, the technical problem to be solved must be provided with insulation, sound insulation, shock absorption, insulation, low dielectric, strength, heat resistance, non-combustibility, waterproof, durability, environmentally friendly while maintaining the hydrophobic surface of the airgel in the complex. Airgel is a hydrophobic modification of the hydrogel surface of the airgel is required in the manufacturing process, which is to prevent the degradation of the properties due to water infiltration, but is difficult to commercialize due to hydrophobicity. Since it is intrinsic property of airgel, it is natural to apply application product using hydrophobicity. Hydrophilic aerogels are used for heat resistance, but they are extremely limited. In the case of actual production, only foreign blanket sheets exist, and dozens of published patents are briefly described in the contents of published patents. Foam formation is initially started by weight ratio and volume ratio, but due to volume increase, airgel is scattered to form cross-section, so it is difficult to expect performance. Space formation and filling between panels must be accompanied by sufficient space and workability, and need to be technically supplemented by pouring airgel powder rather than application. In the case of adhering glass fiber to the sold aerogel blanket sheet, it is not a form of making a new product by applying aerogel, which is the primary foundation material, as a secondary technology, but using the existing secondary product as a third one and generating high frequency. High temperature, high pressure, depressurization, pressurization, etc. can be easily hardened with water as in the present application, although installation equipment is required and it is considered that the application of aerogels is very difficult. The method of wrapping a thin electronic device with an airgel sheet is also considered to be a poor workability due to a narrow space and a flexible part. Since the formation of the airgel film and the airgel coating have various processes for forming the same, there are many differences from the hydrocuring method of the present application. It is considered that hydrophobic airgel is not easily mixed with these materials by applying silicone emulsion, antifoaming agent, and even if airgel is mixed, it cannot be applied at high temperature above 300 ~ 400 degrees. As mentioned above, these problems have led to the present application.

결론적으로 에어로젤을 응용화하기 위해서는 에어로젤의 고유 기능을 유지하고 작업성이 좋아야 하며 압축 밀착된 치밀한 메트릭스 형성이 필요하고 에어로젤을 최대한 많이 함유하고 크랙 발생 등이 없고 내구성이 우수해야 한다. 에어로젤과 기타 복합 재료와의 혼화 시는 에어로젤이 매우 예민하게 작용하므로 조성물, 조성 비율 또한 매우 중요하게 다루어야 한다. 현실적으로 여러가지 해결해야 할 과제가 많다 하겠다.In conclusion, in order to apply the airgel, it is necessary to maintain the inherent function of the airgel, to have good workability, to form a compact and compact matrix, and to contain the airgel as much as possible, to have no cracks, and to have excellent durability. When blending aerogels with other composite materials, the aerogels act very sensitively, so the composition and composition ratio should also be very important. In reality, there are many tasks to be solved.

상술한 바와 같이 과제의 해결 수단으로써 본 발명에 의한 에어로젤이 함유된 유,무기 복합화로 에멀젼을 형성하게 되었다.As described above, an emulsion was formed by an organic / inorganic complex containing airgel according to the present invention as a means of solving the problem.

에멀젼 에어로젤 조성물의 조성물과 조성비는 중량비(wt％)로The composition and composition ratio of the emulsion airgel composition are in weight ratio (wt%).

실리카에어로젤, 탄소에어로젤, 알루미나에어로젤, 티타니아에어로젤 중 1종 이상 선택 5～40％Select one or more of Silica Aerogel, Carbon Aerogel, Alumina Aerogel and Titania Aerogel 5 ~ 40%

마이크로시멘트 5～30％5-30% of micro cement

티탄석고, 반수석고 중 1종 이상 선택 3～15％Selection of at least one of Titanium Gypsum and Hemihydrate Gypsum 3-15%

CSA팽창재 1～5％CSA Expander 1 ~ 5%

실리카퓸 1～10％Silica Fume 1-10%

아크릴산에스테르재분산성분말 0.5～20％Acrylic ester redisperse ingredient 0.5 ~ 20%

폴리아크릴아마이드 0.1～3％Polyacrylamide 0.1 ~ 3%

산화마그네슘 0.5～15％Magnesium Oxide 0.5-15%

멜라민설폰산염포르말린축합물 0.1～2％Melamine sulfonate formalin condensate 0.1 ~ 2%

탄소섬유, 유리섬유, 방향족 폴리이미드섬유, 실리카섬유, 알루미나섬유, PVA섬유, 붕소섬유, 아크릴탄화섬유, 탄화규소섬유, 폴리프로필렌섬유 중 1종 이상 선택 0.1～10％Carbon fiber, glass fiber, aromatic polyimide fiber, silica fiber, alumina fiber, PVA fiber, boron fiber, acrylic carbide fiber, silicon carbide fiber, polypropylene fiber selection of at least one 0.1-10%

폴리아크릴산에스터, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산나트륨, 폴리메타크릴산, 폴리염화알루미늄, 황산제1철 중 1종 이상 선택 0.1～10％At least one selected from polyacrylic acid ester, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polymethacrylic acid, polyaluminum chloride, and ferrous sulfate 0.1 to 10%

물, 수용성우레탄에멀젼, 수용성아크릴에멀젼, 수용성실리콘에멀젼, 실리카콜로이드, 나노규사에멀젼 중 1종 이상 선택 30～80％로 구성되고 여기에 2000rpm이하 5분 이상 교반을 하여 이루어지는 에멀젼 에어로젤 조성물.An emulsion airgel composition comprising 30% to 80% of water, a water-soluble urethane emulsion, a water-soluble acrylic emulsion, a water-soluble silicone emulsion, a silica colloid, and a nano-silica emulsion, and stirring at 2000 rpm or less for 5 minutes.

본 발명에 의하여 형성된 에어로젤 에멀젼은 유일하게 상용화된 판상형 기존 블랭킷 타입에 비해 적용 범위가 넓고 효율성이 높고 경제성이 좋다. 페인트 형상, 패널 형상, 기존의 블랭킷 형상, 정밀기기의 딥 코팅 기능 및 부정형의 형태로 자유롭게 제조가 가능하다. 플랜트, 장비산업 등의 보온, 보냉용 도포 및 패널 부착 등 전체 무기계의 적용 비율이 높아 고온용 적용이 용이하고 저온, 상온 또한 간편하게 적용된다. 태양광 집열기, 연료전지 등의 코팅 및 부속 소재 등의 적용도 가능하다. 제일 중요한 효과라면 에어로젤의 활용도가 낮은 상태를 본 발명에서의 에멀젼화로 그 활용도를 높인 것이라 할 수 있겠다. 단열?방음용 및 전기절연체 형성 등에 쉽고 간편하게 에어로젤을 함유한 상태로 적용이 가능하다는 이점이 있다 하겠다.The airgel emulsion formed according to the present invention has a wider application range, high efficiency and good economy compared to the only commercially available plate-type conventional blanket type. It can be manufactured freely in the form of paint, panel, conventional blanket, deep coating function of precision instruments, and irregular shapes. It is easy to apply for high temperature, and low temperature and room temperature are also easily applied due to the high application rate of the entire inorganic system such as thermal insulation, cold insulation coating and panel attachment in plant and equipment industry. Applications such as solar collectors, fuel cells, coatings, and accessory materials are also possible. The most important effect can be said to increase the utilization of the low degree of utilization of the airgel by the emulsification in the present invention. Insulation, soundproofing and electrical insulators can be applied easily and conveniently in a state containing the airgel.

본 청구항과 같이 이루어지고 에어로젤(aerogel)은 실리카 에어로젤, 탄소 에어로젤, 알루미나 에어로젤, 티타니아 에어로젤로 구성되며 주요 기능성 소재로 적용된다. 초경량성 및 소수성으로 인한 나노 기공구조를 갖고 있어 단열?방음?충격흡수 용도 및 전극 재료, 담수화 설비 등에 활용도가 매우 높은 소재이다. 그러나 단독 자체 사용에는 지지력을 가질 수 없어 기타 재료와의 친화력을 높여 적용을 해야만 하는 문제점이 있다. 유기솔벤트 등의 첨가 혼화시는 에어로젤의 소수성 표면 및 기공이 와해되어 그 기능을 수행하기가 어렵다.Made as claimed in the present invention, an aerogel consists of silica airgel, carbon airgel, alumina airgel, titania aerogel and is applied as a main functional material. It has a nano-pore structure due to its ultra-light weight and hydrophobicity, so it is very useful for insulation, soundproofing, shock absorption, electrode materials, and desalination facilities. However, there is a problem that must be applied to increase the affinity with other materials can not have a support for the use alone. During the addition and mixing of the organic solvent, the hydrophobic surface and the pores of the airgel are broken, making it difficult to perform the function.

에어로젤의 소량 적용시는 에어로젤의 특성을 기대하기가 어렵고 과량시는 그 에어로젤 부피로 인한 전체 에멀젼 형성시 점도 상승으로 혼화성이 좋지 않고 수경화 시 기타 재료와의 점착이 제대로 이루어지지 않고 지지력이 약해서 경화체의 균열이 발생될 수 있다. 전체 부피비로는 평균점 기타 재료 1 대비 4의 부피비가 적당량이고 적절한 강도 및 지지력, 고형체 형성, 부착력을 갖는다. 에어로젤의 밀도에 따라 부피비는 다소 달라질 수 있다. 표면 커버가 있는 특수 용도로의 적용시는 에어로젤의 함량을 최대한 높여 그 기능을 수행하게 한다.When a small amount of airgel is applied, it is difficult to expect the characteristics of the airgel.In the case of excess airgel, due to the increase of the viscosity when forming the entire emulsion due to the volume of the airgel, the miscibility is poor. Cracking of the cured body may occur. The total volume ratio is an appropriate volume ratio of 4 to the average point other materials 1, and has the appropriate strength and support, solid formation, and adhesion. The volume ratio may vary slightly depending on the density of the airgel. In special applications with surface covers, the aerogel content is maximized to achieve its function.

마이크로 시멘트는 본 에멀젼의 주 바인드 역할을 한다. 소량 적용시는 경화시 전체 지지력이 약해서 균열이 초래되고 과량시는 강도가 높아 오히려 건조시 균열이 발생한다. 시멘트의 칼슘 등이 폴리아크릴아마이드와 이온 교환을 하여 수분을 배출하며 침전이 서서히 일어나지만 과량시는 오히려 점도가 상승될 수 있다. 조성비 내에서 적정량을 사용한다.Micro cement serves as the main bind of the present emulsion. In the case of a small amount of application, the total bearing capacity during curing is weak, causing cracking. Calcium, such as cement, releases water by ion exchange with polyacrylamide and precipitates slowly, but when excessive, viscosity may increase. An appropriate amount is used within the composition ratio.

티탄석고, 반수석고는 자외선 차단 및 무기계 분말 중 규조토 다음으로 열전도도 수치가 높은 우수한 무기질 재료로 단열성을 보완하고 충진용으로 적용되며 물과의 수화시 자체 경화성이 좋아 에어로젤 등의 재료간 점착력을 높인다. 전체 재료가 혼재된 상태에서 비중이 3이하로 에어로젤 등을 점착하고 침전이 일어난다. 소량시는 전체 에멀젼의 점성이 낮아 혼화성이 낮아지고 과량시는 이 또한 점도가 상승하여 혼화성이 좋지 않다.Titanium gypsum and hemihydrate gypsum are the best inorganic materials with high thermal conductivity next to diatomaceous earth among UV-blocking and inorganic powders, which are used for supplementary insulation and filling. . In the state where all materials are mixed, specific gravity is less than 3, and aerogels are adhered and precipitation occurs. When the amount is small, the viscosity of the whole emulsion is low, so that the miscibility is low, and when the amount is excessive, the viscosity increases, and the miscibility is poor.

CSA팽창재는 고형체 형성시 에트린자이트 생성으로 시멘트의 경화에 따른 건조 수축에 의한 균열을 방지한다. 일반적인 셀룰로스 계통의 팽창과는 다른 특성으로 생성된다. 소량 적용시는 마이크로 시멘트가 적정량 사용되면 균열에 큰 영향을 미치지 않으나 오히려 과량시는 팽창으로 인한 균열을 초래할 수가 있다.The CSA expander prevents cracking due to dry shrinkage due to hardening of cement due to the formation of ethrinite during solid formation. It is produced with characteristics different from the expansion of the normal cellulose lineage. In the case of small amount of application, if an appropriate amount of micro cement is used, it does not have a big influence on the cracking, but in the case of excessive amount, it may cause cracking due to expansion.

실리카 퓸은 마이크로 시멘트 대신 강도를 높일 수 있으나 적정량을 사용한다. 마이크로 시멘트의 강도 지지력으로는 부족한 부분을 채우는 역할을 한다. 소량 적용시는 전체 고형체에 균열이 발생될 수 있는 정도는 미미하나 부착력 및 강도가 낮아진다. 과량시는 점도가 상승하여 혼화성이 좋지 않고 경화시 체적 증가로 인해 에어로젤이 산포될 수가 있으며 오히려 균열을 초래한다.Silica fume can increase the strength instead of micro cement, but an appropriate amount is used. The strength support of the micro cement fills the gap. In small applications, the degree of cracking in the entire solid is minimal, but the adhesion and strength are low. In excess, the viscosity rises, resulting in poor miscibility, and the airgel may be scattered due to the volume increase during curing, and may cause cracking.

아크릴산 에스테르 재분산성 분말은 전체 재료간의 접착력을 높이는 기능으로 적용된다. 접착력을 높이기 위해 과량 사용시는 그 자체 점성으로 피막을 형성하여 오히려 에어로젤을 튕겨 나가게 하고 전체 에멀젼의 부피 팽창을 초래하므로 주의해서 적용한다. 이는 곧 체적 증가로 인해 혼화성이 좋지 않고 밀착된 경화체 형성에 방해가 될 수 있고 균열이 발생될 수 있다. 비이온성으로 기타 재료와의 이온 교환이 아닌 순수 점착 기능으로 작용하므로 적정량 사용한다. 고온 적용시는 소량을 적용하고 상온 및 저온 적용시는 기타 재료의 비율 조절로 인해 과량을 사용할 수가 있다. 소량시는 점착력 약화로 인해 강도가 저하될 수 있다.Acrylic ester redispersible powder is applied to increase the adhesion between the entire material. When used excessively to increase the adhesion, it is applied with caution because it forms a film with its own viscosity, which causes the airgel to bounce off and cause the volume expansion of the entire emulsion. This may result in poor compatibility due to volume increase, which may hinder the formation of the adherent hardened body and cause cracking. It is non-ionic, so it functions as a pure adhesion function, not ion exchange with other materials, so use an appropriate amount. In high temperature applications, small amounts may be applied, and in room temperature and low temperature applications, excessive amounts may be used due to the proportioning of other materials. In small amounts, the strength may be reduced due to the weakening of the adhesive force.

폴리아크릴아마이드는 비이온성 및 음이온성으로 나트륨이나 칼륨 등 1가의 금속염에 의해서는 침전되지 않으나 칼슘, 마그네슘 등 다가의 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 침전이 일어나고 점도가 낮아지는 성질을 갖고 있어 본 발명에서 적극 도입하여 적용을 한다. 초기 분말상의 전체 재료가 물 및 수용성 우레탄 등이 투입되면 우선 수분 흡수를 하고 점성이 있는 '겔' 화로 진행되고 서서히 마이크로 시멘트, 산화마그네슘 등과 반응하여 점성이 있는 '겔' 상태에서 에어로젤 및 기타 재료를 점착화한 상태에서 침전이 일어나 에멀젼이 진행된다. 전체 재료를 점착하고 수면 아래로 내려간다. 이는 본 발명에서 중요한 역할을 하는 재료로 적용된다. 에어로젤은 이미 기타 재료와 혼재된 상태에서 물리적으로 표면이 습윤화되고 점착되어 타 재료에 달라 붙어 일체화된 에멀젼상이 된다. 이는 에어로젤이 화학적 이온 결합이 아닌 물리적 점착 결합을 통한 것으로써 그 고유 기능을 그대로 유지한다. 화학적 결합을 하게 되면 에어로젤의 특성을 기대하기가 어렵다. 소량 적용시는 점착 및 침전을 기대하기 어렵고 에어로젤과 기타 재료가 혼합되지 않으며 과량시는 적정량의 마이크로 시멘트 비율과 산화 마그네슘 비율에 의해 침전은 진행되나 잔존하는 입자에 의해 점도가 상승하여 체적 증가로 인한 뭉침 현상이 발생되고 혼화성이 좋지 않다. 전체 에멀젼은 진행되나 제품화는 할 수 없다.Polyacrylamide is nonionic and anionic and is not precipitated by monovalent metal salts such as sodium or potassium, but polyacrylamide has a property that precipitation occurs in an aqueous solution with polyvalent metal cations such as calcium and magnesium, and the viscosity is low. It is actively introduced and applied. When the entire powdery material is initially supplied with water and water-soluble urethane, it absorbs moisture first and proceeds to viscous 'gel', and gradually reacts with airgel and other materials in a viscous 'gel' state by reacting with micro cement and magnesium oxide. In the tackified state, precipitation occurs and the emulsion proceeds. Stick the whole material down to the surface. This applies to materials that play an important role in the present invention. The airgel is physically wetted and adhered to other materials in the state of being already mixed with other materials to form an integrated emulsion phase. This is because the aerogels are physically bonded rather than chemically bound, retaining their inherent function. Chemical bonding makes it difficult to expect the properties of aerogels. When small amount is applied, it is difficult to expect adhesion and precipitation, and airgel and other materials are not mixed.In case of excessive amount, precipitation occurs due to the appropriate amount of micro cement ratio and magnesium oxide ratio, but the viscosity increases due to the remaining particles. Agglomeration occurs and miscibility is poor. The whole emulsion proceeds but cannot be commercialized.

산화마그네슘은 상술한 바와 같이 반응하고 소량시는 폴리아크릴아마이드의 투입 비율과 부합되지 않아 폴리아크릴아마이드의 침전이 적게 발생되어 전체 에멀젼의 점성이 증가하고 과량시 또한 침전에 의한 점성이 증가하므로 적정량 사용한다. 결과적으로 적정 사용은 체적 증가를 줄여 강도를 높인다. 그 자체적으로도 수경성이 크므로 기본적으로 강도 발현에 기여한다.Magnesium oxide reacts as described above, and in a small amount does not match the ratio of polyacrylamide input, so less precipitation of polyacrylamide occurs, so that the viscosity of the entire emulsion increases, and when excessive, the viscosity is increased by precipitation. do. As a result, proper use increases volume by reducing volume increase. In itself, since the hydraulic properties are large, it basically contributes to strength development.

멜라민 설폰산염 포르말린 축합물은 유동화재로 유동성을 높여 수량의 감수를 유도한다. 소량시 유동성이 줄어 유동성을 위한 물의 과투입이 유발되고 전체 에멀젼이 부피 팽창하고 혼화성이 좋지 않으며 결과적으로 고형체의 균열을 초래한다. 과량시는 유동성 증대로 수량과 크게 상관없이 흘러내림 현상이 생겨 경화체 형성이 부실하게 된다. 수화 필요한 적정 수량을 위해서라도 균형된 정량이 필요하다. 유동화재는 폴리아크릴아마이드와도 반응한다. 점성을 줄이는 유동화재와 점도를 높이는 폴리아크릴아마이드는 상호 반응 관계로 투입량의 가감이 거의 동일하게 이루어진다.Melamine sulfonate formalin condensate increases fluidity with fluidized fires, leading to water loss. In small amounts, fluidity is reduced, causing over-injection of water for fluidity, the overall emulsion expands in volume, miscibility and consequently leads to cracking of solids. When it is excessive, the fluidity increases, causing a phenomenon of flowing down regardless of the quantity, resulting in poor formation of the cured product. Balanced quantitation is also necessary for the proper quantity of hydration required. Fluidizing materials also react with polyacrylamides. Fluids that reduce viscosity and polyacrylamides that increase viscosity are made to react with each other in the same way.

탄소섬유 등은 보강 작용으로 투입되며 지름 및 축 방향 길이가 0.2밀리미터 이하의 단섬유와 2밀리미터 이하 섬유, 판상 격자형 등 다양하게 적용될 수 있다. 페인트 형상, 패널 형상, 블랭킷 형상, 침지 코팅 등에 따른 적합 소재를 적용한다.Carbon fibers, etc. are added by reinforcing action, and can be applied in various ways such as short fibers of 0.2 mm or less in diameter and axial length, fibers of 2 mm or less, and plate-like lattice. Appropriate materials according to paint shape, panel shape, blanket shape, immersion coating, and the like are applied.

폴리아크릴산 에스터 등은 점착 기능 등의 역할로 적용되며 이 또한 적정량 사용한다. 소량시는 그 기능이 저하되고 과량시는 고형체 형성시 균열을 초래한다.Polyacrylic acid ester and the like is applied in the role of adhesion function, etc., also used in an appropriate amount. In small amounts, its function is degraded, and in excess, it causes cracks in solid formation.

물 등은 전체 에멀젼의 수화작용 및 이로 인한 고형체 형성을 하기 위한 기본 재료이다. 고온, 상온, 저온 등 용도에 맞게 정량을 사용한다. 과,소 적용시 에멀젼 형성이 어렵고 고형체 형성 또한 당연히 이루어지지 않는다.Water and the like are the basic materials for the hydration of the entire emulsion and the resulting solid formation. Use the quantification according to the application such as high temperature, room temperature and low temperature. It is difficult to form an emulsion in the application of over and bovine, and solid formation is also not naturally achieved.

전체 재료가 균질하게 교반 혼화되면 에어로젤이 함유된 복합 에멀젼이 이루어진다. 믹서 교반은 상술한 재료들을 2000rpm이하, 5분 이상의 교반기를 통한 교반을 하여 일반 페인트와 동일한 형태의 액상화가 되고 이를 용도에 맞는 형상의 페인트, 판상형 패널, 침지 코팅 및 블랭킷 등의 형태로 제조한다.The homogeneous stirring admixture of the entire material results in a complex emulsion containing aerogels. Mixer agitation is performed by stirring the above-described materials at 2000 rpm or less for 5 minutes or more with a stirrer to form a liquid in the same form as general paint, and preparing the same in the form of paint, plate-shaped panel, dip coating, and blanket for a purpose.

Claims (1)

에멀젼 에어로젤 조성물의 조성물과 조성비는 중량비(wt％)로The composition and composition ratio of the emulsion airgel composition are in weight ratio (wt%). 실리카에어로젤, 탄소에어로젤, 알루미나에어로젤, 티타니아에어로젤 중 1종 이상 선택 5～40％Select one or more of Silica Aerogel, Carbon Aerogel, Alumina Aerogel and Titania Aerogel 5 ~ 40% 마이크로시멘트 5～30％5-30% of micro cement 티탄석고, 반수석고 중 1종 이상 선택 3～15％Selection of at least one of Titanium Gypsum and Hemihydrate Gypsum 3-15% CSA팽창재 1～5％CSA Expander 1 ~ 5% 실리카 퓸 1～10％Silica Fume 1-10% 아크릴산 에스테르 재분산성 분말 0.5～20％Acrylic ester ester redispersible powder 0.5-20% 폴리아크릴아마이드 0.1～3％Polyacrylamide 0.1 ~ 3% 산화마그네슘 0.5～15％Magnesium Oxide 0.5-15% 멜라민설폰산염포르말린축합물 0.1～2％Melamine sulfonate formalin condensate 0.1 ~ 2% 탄소섬유, 유리섬유, 방향족폴리이미드섬유, 실리카섬유, 알루미나섬유, PVA섬유, 붕소섬유, 아크릴탄화섬유, 탄화규소섬유, 폴리프로필렌섬유 중 1종 이상 선택 0.1～10％Carbon fiber, glass fiber, aromatic polyimide fiber, silica fiber, alumina fiber, PVA fiber, boron fiber, acrylic carbide fiber, silicon carbide fiber, polypropylene fiber selection of at least one 0.1-10% 폴리아크릴산에스터, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산나트륨, 폴리메타크릴산, 폴리염화알루미늄, 황산제1철 중 1종 이상 선택 0.1～10％At least one selected from polyacrylic acid ester, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polymethacrylic acid, polyaluminum chloride, and ferrous sulfate 0.1 to 10% 물, 수용성우레탄에멀젼, 수용성아크릴에멀젼, 수용성실리콘에멀젼, 실리카콜로이드, 나노규사에멀젼 중 1종 이상 선택 30～80％로 구성되고 여기에 2000rpm이하, 5분 이상 교반을 하여 이루어지는 에멀젼 에어로젤 조성물.An emulsion airgel composition comprising 30% to 80% of water, water-soluble urethane emulsion, water-soluble acrylic emulsion, water-soluble silicone emulsion, silica colloid, and nano-silica emulsion, and stirring at 2000 rpm or less for 5 minutes.