KR101726987B1 - 우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법 - Google Patents

우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법 Download PDF

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Abstract

우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법이 제공된다.
본 발명에 따른 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물은 비스페놀-A 에폭시계 공중합체 수지 10 ~ 30 중량부, 내화성능을 향상시키는 실리콘변성 아크릴계 수지 1 ~ 20 중량부, 탄화제 5 ~ 20 중량부, 발포제 10 ~ 20 중량부, 산촉매제 10 ~ 40 중량부, 착색안료 1 ~ 25 중량부, 첨가제 2 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법{Low density without solvent based intumescent coating composition having fireproof and coating method thereof}
본 발명은 우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철골 보 및 기둥용의 내화피복재로 적용이 가능하고 우수한 내화성능을 발휘하며, 발포 탄화층 형성 시에 고밀도의 탄화층을 형성함으로써 발포 탄화층의 탈리현상이 없어지고 더욱 강력한 내화성능을 부여할 수 있는 우수한 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 이를 이용한 도장방법에 관한 것이다.
본 발명은 2 시간의 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비스페놀-A 에폭시계 수지와 실리콘변성 아크릴레이트계 수지로 이루어진 무용제 도료로서, 철골구조물 등의 표면에 도포하여 치밀한 도막을 형성하고 내수성을 증가시키는 2 시간의 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물에 관한 것이다.
최근에는 건축물들이 고층화 및 대형화가 되어감에 따라 철골구조물의 비중이 증대되고 있으며, 특히 건축물의 하중을 받는 보 및 기둥은 매우 중요한 부분으로서 내구성이 뛰어난 강재의 사용이 필수적이다. 정상적인 조건에서는 내구성에 대하여 큰 문제가 없으나 화재발생시 철골구조물에 일반적으로 사용되는 저탄소강이 임계온도(540 ℃)를 초과하면 철골의 내력이 통상 60 %정도로 감소하고 철골구조물을 이루는 강재 고유의 인장강도나 압축강도 등에 심각한 영향을 초래하게 되며 종국에는 철골구조물의 변형, 붕괴 및 파괴가 일어나는 문제점이 있다. 이러한 화염노출에서의 문제점을 보완하기 위하여 철골구조물에 내화피복을 실시하고 있으며, 건축법에는 보 및 기둥과 같은 주요 구조부에 2 시간 이상의 내화성능을 만족시켜야 하는 건축물의 설계 및 시공이 요구되고 있는 추세이다.
철골구조물에 내화성능을 부여하는 내화도료의 장점은 철골구조의 하중부담을 감소시키고 방청성을 증가 시키며 외부로 드러나는 철골부위의 미관을 미려하게 할 수 있을 뿐만 아니라 유지 및 보수에 드는 비용을 절감시킬 수 있다.
비화재시일 때 친환경 무용제 발포성 내화도료는 수 mm의 건조도막두께를 갖지만 열에 노출되면 건조도막이 탄화되면서 수 배 ~ 수십 배의 배율로 발포하여 두터운 단열층을 형성하고 불활성가스를 발생하는 도료로서, 이 두터운 탄화층에 의해 일정시간 단열층의 형성과 불활성가스의 발생으로 인한 소화효과에 의하여 철골에 전달되는 외부의 열을 차단하고 철골구조물이 임계온도에 도달하는 시간을 지연시켜 건축물의 붕괴현상을 일정시간 지연시켜 주는 도료이다.
통상 화재발생 시에 발포성 내화도료가 충분한 내화성능을 발휘하기 위해서는 몇 가지의 기본적인 성능이 요구된다.
첫째, 충분한 내화성능을 발휘하기 위해서는 내화도료가 일정 건조도막두께이상으로 철골구조물에 도포되어야 한다. 이에 따라서 화재발생 시에 충분한 발포 탄화층을 형성하여 피도체인 철골구조물에 외부온도가 전달되는 것을 차단시켜 줄 수 있다.
둘째, 이때 발포된 탄화층의 발포높이가 일정범위 이내에 들어야 한다. 내화도료가 2 시간의 내화성능을 발휘하기 위해서는 건조도막두께에서 탄화층의 발포높이가 일정범위 이내여야 저발포에 의한 단열성능의 불량, 과다발포에 의한 탄화층의 붕괴 및 탈리현상 등을 막을 수 있다.
셋째, 내화도료가 2 시간 동안 효과적인 단열성능 및 탄화층을 유지하기 위해서는 발포 탄화층의 밀도가 높아야 한다. 발포된 탄화층의 높이가 높더라도 탄화층 내부의 밀도가 낮다면 화재발생 시에 외부 열의 침투를 효과적으로 차단할 수 없으며, 또한 탄화층 발포 시에 탄화층의 탈리 및 날림현상을 막을 수 없어 효과적인 단열성능을 기대할 수 없다.
넷째, 건조된 도막이 외부 열에 노출되어 발포가 일어날 때 고른 발포체를 형성하여야 한다. 내화도료의 발포 시에 발포체가 불규칙적으로 형성된다면 최종 탄화층의 불균일화에 따른 크랙이 발생하며, 이때 발생된 크랙 부위로 외부의 열이 피도체에 침투하여 철골구조물의 전체를 보호해주지 못한다.
한편, 현재까지 건축법을 만족시킬 수 있는 2 시간의 내화성능을 갖는 피복재로서 석고계 및 질석계 뿜칠재가 주종을 이루고 있으며, 또한 최근에는 수성 무기질계 도료가 현장에 사용되고 있다. 그러나 석고계 및 질석계 뿜칠재의 경우 작업 시에 분진이 발생하고, 작업된 외관이 불량하며, 철골구조물과의 부착력이 불량하여 시공 후에 박리현상 등이 발생하고, 건축물의 공기정화, 유지관리 및 보수 등 문제점이 발생하여 사용자들이 뿜칠재의 사용을 기피하고 있다.
내화성능을 갖는 피복제로서 무기질계 도료의 경우 규산염계 수지를 사용하여 2 시간의 내화성능을 가진 조성물이 대한민국 등록특허 제10-0590502호에 '발포성 내화도료 조성물'이 개시된 바 있는데, 이에 따른 내화도료 조성물은 무기질계인 규산염계 화합물과 몰비조절제를 사용한 2 시간의 내화성능을 가진 조성물에 관한 것이며, 또한 미국 등록특허 제5,401,793호에는 여러 종류의 무기화합물, 합성수지 및 포스퍼러스 그리고/또는 설퍼화합물을 사용한 발포성 내화도료 조성물이 개시된 바 있다. 하지만, 상기 대한민국 등록특허 제10-0590502호와 미국 등록특허 제5,401,793호의 무기질계 내화도료 조성물은 내수성이 불량하고 피도체와의 부착력이 부실하여 시공 후에 도막박리 및 가스발생에 의한 건조도막의 부풀음 현상 등의 문제점이 있다.
한편, 유기용제를 사용하지 않은 수성계 발포성 내화도료 조성물이 일본 공개특허 제2004-107063호에 개시된 바 있으며, 이에 따른 발포성 내화도료는 발포성 내화분말, 분말수지 및 에멀젼합성수지를 사용한 내화도료 조성물로서, 상기 내화도료 조성물은 비발포성 내화피복제인 반건식암면분무재(rock wool), 수산화알루미늄계분무재 등의 습식재료 및 석면슬레이트판, 석고보드 등의 건식재료 위에 발포성 내화도료를 도포해야 내화성능을 높일 수 있는 문제점이 있으며 또한, 발포성 내화시트(sheet)의 전면부에 발포성 내화도료를 도포하여 사용함으로 작업이 번거로운 문제점이 있다.
또한, 수성계계 도료가 아닌 유성계 발포성 내화도료의 경우 내화성능이 1 시간으로 한정된 조성물이 대한민국 공개특허 제2002-0083750호에 "발포성 내화도료 조성물 및 이를 사용한 피도물에의 내화성 부여방법"이 개시된 바 있으며, 이에 따른 내화도료 조성물은 유성 알킬변성 아크릴계 수지와 아크릴계 마이크로겔 수지를 사용한 조성물로서 철골구조물 등의 표면에 도포하여 내화성능을 발휘하는 저수축 유성계 발포성 내화도료 조성물이다. 상기 내화도료 조성물은 내화시험방법에 따라 1 시간용 내화피복제로 적용이 가능하지만, 건축물이 고층화 되어가는 현 시점에서는 내화성능이 짧은 문제점이 있다.
따라서, 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료의 발포 탄화층의 밀도 및 강도를 향상시켜, 철강, 목재, 광물면 보드, 전력, 통신용 케이블 및 콘크리트에 활용하여 화재발생 시에 고온의 열이 철골구조물로 접근하는 것을 차단하거나 지연시킴으로써, 화재를 진압할 시간과 인명을 구조할 수 있는 시간을 제공하는 2 시간의 내화성능을 갖는 저밀도 친환경 무용제 내화도료 조성물의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비스페놀-A 에폭시계 수지와 실리콘변성 아크릴레이트계 수지를 사용하여 우수한 발포 탄화층의 밀도를 실현시키며, 화재발생 시에 탄화층의 탈리현상을 억제하여 2 시간의 내화성능을 갖는 저밀도 친환경 무용제 내화도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 하도용 도료, 중도로 이용하는 상기 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 상도용 도료를 이용하여 H 형강에 도포하는 도장방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 비스페놀-A 에폭시계 공중합체 수지 10 ~ 30 중량부, 내화성능을 향상시키는 실리콘변성 아크릴계 수지 1 ~ 20 중량부, 탄화제 5 ~ 20 중량부, 발포제 10 ~ 20 중량부, 산촉매제 10 ~ 40 중량부, 착색안료 1 ~ 25 중량부, 첨가제 2 ~ 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 시간 내화성능의 저밀도 친환경 무용제 내화도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비스페놀-A 에폭시계 수지는 평균 분자량이 8,000 ~ 20,000이며, 유리전이온도(Tg)가 50 ℃ ~ 150 ℃의 범위를 갖는다.
본 발명은 또한 H 형강 상에 방청도료를 포함하는 하도를 도포하는 단계; 상기 하도 상에 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 따른 내화도료 조성물을 도포하여 중도를 형성하는 단계; 및 상기 중도 상에 상도용 도료를 도포하여 상도를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중도는 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 내화도료 조성물을 3 내지 4회 도포하여, 10 ~ 12 mm이상의 두께를 갖는 다.
본 발명에 따른 내화도료 조성물은, 비스페놀-A 에폭시계 공중합체 폴리머와 실리콘변성 아크릴레이트계 폴리머로 이루어진 2 시간의 내화성능을 갖는 저밀도 친환경 무용제 내화도료 조성물로서, 한국공업규격 KS F 2257-1,6,7에 규정된 건축구조부의 내화시험방법에 따라 2 시간용 철골 보 및 기둥용의 내화피복재로 적용이 가능하고 우수한 내화성능을 발휘하며, 발포 탄화층 형성 시에 고밀도의 탄화층을 형성함으로써 발포 탄화층의 탈리현상이 없어지고 더욱 강력한 내화성능을 부여할 수 있다.
도 1은 하도, 중도 및 상도를 도장한 H 형강의 측면도이다.
도 2는 하도, 중도 및 상도를 도장한 H 형강의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예를 이용하여, 본 발명을 상세히 설명한다.
이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명의 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 전색제로 사용된 수지는 비스페놀-A 에폭시계 수지로서 상온조건에서 내구성 및 미장성을 발휘하며, 내후성 및 가소성을 부여할 수 있고 화재발생시 고온에 노출될 경우 건조도막에 유동성을 부여하여 발포가스가 발생 될 때 발포가스의 외부누출을 막아주며, 초기 발포층을 효과적으로 형성할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비스페놀-A 에폭시계 수지의 중량 평균분자량이 8,000 ~ 20,000의 값을 갖는다. 이때 중량 평균분자량이 8,000 미만일 경우 건조도막의 내마모성과 내수성이 불량해지고 발포탄화층이 비정상적으로 크게 형성되기 때문에 화재발생 시에 고른 발포체의 형성이 어려우며, 평균분자량이 20,000을 초과하는 경우에는 도료의 발포률이 떨어져 내화성능이 저하된다. 또한, 상기 비스페놀-A 에폭시계 수지의 조성이 전체 조성물의 총 중량부를 기준으로 10 중량부 이하이면 초기 발포층 형성단계에서 발포가스가 탄화층 외부로 누출되어 발포효율이 떨어지며, 30 중량부 이상이면 발포층 형성단계에서 탄화층의 탈리현상이 발생하여 바람직하지 않다. 따라서 비스페놀-A 에폭시계 공중합체 수지의 함량은 10 ~ 30 중량부로 사용한다. 더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물의 유리전이온도(Tg)는 50 ℃ ~ 150 ℃가 바람직한데, 만약 유리전이온도가 상기 온도 미만인 경우, 조성물이 도포시 일정한 두께를 유지하기 어렵고, 상기 온도 초과인 경우, 넓은 면적으로의 도포가 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적, 즉, 내화성능을 2 시간 동안 유지하기 위한 방법으로서, 내화성능 향상수지인 실리콘변성 아크릴레이트 수지를 조성물에 혼합하여 사용한다. 이는 본 발명에서 특징적으로 사용하는 성분으로 상기 성분을 사용함으로써, 2 시간의 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료가 탄화층의 밀도강화 및 탄화층의 철골구조물과의 탈리현상을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
실리콘변성 아크릴레이트 수지를 제조하는데 필요한 실리콘 중간체는 Z-6018, DC-3074(DOW CORNING), SILRES SY-231, SILRES SY-300(WACKER), TSR160, TSR165, TSR170 및 TSR175(GE DOSHIBA)을 유기용제를 제외한 전체 모노머의 중량부를 기준으로 1 ~ 20 중량부로 사용한다. 또한 아크릴레이트계 수지는 스타이렌(Styrene), 부틸아크릴레이트(Butylacrylate), 메틸메타크릴레이트(Methylmethacrylate), 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-Hydroxyethylacrylate), 2-하이드록시메틸메타크릴레이트(2-Hydroxymethylmethacrylate), 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(Dimethyl aminoethylmethacrylate), 글리시딜메타크릴레이트(Glycidylmethacrylate), 아크릴산(Acrylic acid) 및 메타크릴산(Methacrylic acid)의 관능기를 가진 모노머들을 적절한 개시제의 존재 하에서 공중합시키며, 상기 아크릴레이트계 수지 1종 이상의 혼합물은 유기용제를 제외한 전체 모노머의 중량부를 기준으로 60 ~ 90 중량부로 사용한다. 상기 나열된 아크릴레이트 존재 하에 실리콘 모노머인 3-(메타)아크릴록시프로필트리메톡시실란(3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane), 3-(메타)아크릴록시프로필메틸디메톡시실란(3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane), 3-(메타)아크릴록시프로필트리이소프로페녹시실란(3-(meth)acryloxypropyltriisopro phenoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane) 및 비닐트리크로로실란(Vinyltrichlorosilane) 중에서 1종 이상의 혼합물을 유기용제를 제외한 전체 모노머의 중량부를 기준으로 1 ~ 20 중량부로 사용한다.
상기와 같은 아크릴레이트 존재 하에서 실리콘은 아크릴 수지의 내열성을 증대 시키며 발포 탄화층의 밀도를 높이고 발포 시에 탄화층과 철골구조물과의 접착력을 증진시켜 발포성 내화도료가 2 시간 동안 내화성능을 유지할 수 있게 한다. 상기 비스페놀-A 에폭시계 수지와 적정비율로 혼합하여 사용되며 건조도막의 형성 시에 실리콘변성 아크릴레이트 수지가 비스페놀-A 에폭시계 수지 사이에 균일하게 분산되어 건조도막의 내수성, 부착력 등을 향상시키며, 화재발생 시에 초기 발포체의 고른 형성을 도와주며 과다발포에 의한 탄화층의 탈리현상을 막아주고 탄화층 내부의 밀도를 높여주어 내화성능을 향상시켜 준다. 상기 내화성능을 향상시키는 실리콘변성 아크릴레이트 수지는 전체 도료 조성물에 1 ~ 20 중량부로 사용된다. 이때 사용량이 1 중량부 미만이면 발포 시에 과다발포에 의한 탄화층 탈리현상 및 밀도가 떨어져 내화성능을 기대할 수 없으며, 20 중량부를 초과할 경우에는 탄화층의 밀도가 높은 대신에 탄화층의 높이가 현저히 저하되어 단열효과를 기대할 수 없게 된다.
발포제는 고온에서 열 분해되어 불활성가스를 방출하여 내화도료 도막이 탄화된 탄화층을 발포시켜 단열효과를 지속시킬 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 발포제로는 멜라민(Melamine), 구아니딘(Guanidine), 우레아(Urea), 글리신(Glycine) 및 디시안디아미드(Dicyandiamide) 중에서 선택한 질소화합물이 있으며, 전체 조성물 중에 10 ~ 20 중량부를 사용한다. 이때, 사용량이 10 중량부 미만이면 생성되는 가스량이 적기 때문에 탄화층을 발포시키기에 미흡하여 바람직하지 않고, 사용량이 20 중량부를 초과하면 가스의 발생량이 많아져 탄화층의 발포이전에 가스의 과량분출로 인하여 균일한 탄화층의 형성이 어렵게 되어 내화성능을 기대할 수 없다.
탄화제는 고온에서 발포제와 반응하여 내화성능을 발휘하는 탄화층을 형성시키는 역할을 한다. 이러한 탄화제로 사용되는 화학물질로는 모노펜타에리트리톨(Monopentaeryltritol), 디펜타에리트리톨(Dipentaerythritol), 트리펜타에리트리톨(Tripentaerythritol), 전분(Starch), 페놀포름알데히드 수지(Phenolform aldehyde resin), 설탕(Sugar) 및 폴리우레탄(Polyurethane) 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물을 전체 도료 조성물 중에 5 ~ 20 중량부로 사용한다. 이때, 탄화제가 전체 조성물 중에서 총 중량부를 기준으로 5 중량부 미만이면 발포제와 화학반응이 미약하여 탄화층의 형성이 미흡하게 되며, 20 중량부를 초과하면 발포효과를 현저히 저하시켜 내화성능을 기대할 수 없다.
산촉매제는 고온에서 열 분해되어 가스를 방출하면서 탄화제의 반응을 촉진시키어 탄화층을 형성하는 동시에 탄화층의 발포에도 영향을 끼친다. 이러한 산촉매제로는 1급 암모늄포스페이트(Primary ammoniumphosphate), 2급 암모늄포스페이트(Secondary ammoniumphosphate), 암모늄포스파이트(Ammoniumphospite), 아민/아마이드포스페이트(Amine/Amidephosphate), 아민설페이트(Aminesulfate), 멜라민포스페이트(Melaminephosphate), 디멜라민포스페이트(Dimelaminephosphate), 멜라민파이로포스페이트(Melaminepyrophosphate), 멜라민폴리포스페이트(Melaminepoly phosphate), 트리크레실포스페이트(Tricrecylphosphate) 및 트리클로로알킬포스페이트(Trichloroalkylphosphate)을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 산촉매제를 1종 또는 다른 산촉매제와 혼합하여 사용하는데 전체 도료 조성물 중에 10 ~ 40 중량부로 사용한다. 이때, 산촉매제의 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 탄화제 및 발포제와 반응이 적절하지 못하여 미네랄산의 형성량이 미흡하기 때문에 탄화층의 생성량이 적어 바람직하지 못하며, 40 중량부 초과 시에는 탄화층의 발포 효과를 저해시켜 바람직하지 않다. 따라서 상기 산촉매제의 함량을 10 ~ 40 중량부로 사용한다.
착색안료는 일반적으로 도료의 최종색상을 부여하는 역할을 위해 첨가되는데, 발포성 내화도료에서는 주제와 경화제의 균일한 혼합을 확인하기 위하여 적용한다.. 이러한 착색안료는 전체 도료 조성물 중에 1 ~ 25 중량부를 사용한다.
첨가제로는 증점제, 분산제, 소포제, 가소제 중에서 1종 이상을 사용하여 최적의 도료상태 및 도장상태를 유지하기 위하여 전체 조성물의 총 중량을 기준으로 2 ~ 10 중량부를 사용한다.
일반적인 유성계 발포성 내화도료의 경우 화재발생 시에 철골구조물을 보호하는 내화시간이 1 시간이 한계로 지적되고 있는데, 본 발명은 고밀도의 유성계 발포성 내화도료로서 2 시간 이상의 내화시간을 유지할 수 있게 한다. 이렇게 2 시간 이상의 내화시간을 견딜 수 있기 위해서는 기존의 1 시간용 내화시간의 유성계 발포성 내화도료의 문제점인 발포 탄화층의 탈리문제 및 탄화층의 저밀도에 따른 단열효과의 미흡 등의 문제를 해결해야 한다.
따라서, 본 발명에서는 기존의 유성계 발포성 내화도료의 문제점들을 해결하기 위하여 실리콘변성 아크릴레이트 수지를 적용함으로써 내화적용시간을 2 시간 이상 유지시켜줄 수 있는 고밀도의 유성계 발포성 내화도료를 제공한다.
이하 본 발명에 따른 조성물의 내화성능 효과를 상세히 설명한다.
시험예
내화성능 시험
본 시험은 건축법 40조와 관련된 일반건축물, 공장건축물, 위험물저장 및 처리시설 등의 철골 보 및 기둥 등의 내화구조부분에 내화도료로 도장한 후 내화성능을 확인하기 위한 것이다.
H-빔(beam)에 12개 열전대를 KS F-2257-6,7의 규정대로 설치한 후 내화도료를 도장하여 KS F-2257-1에 규정된 표준 가열온도조건으로 2 시간 동안 가열 시험하여, 내화도료의 발포 탄화층이 외부의 온도를 피도체인 H 형강에 어느 정도 효과적으로 차단시키는 효과가 있는지를 평가하는 방법이다. 이때, 표준가열시험은 KS F 2257-1의 표준가열조건 및 KS F-2257-6,7의 시험체 규격을 충족시킬 수 있는 KOLAS 인정기관에서 시행하여야 하며, KS F-2257-1,6,7에 명시된 시험체 열전대로 열전대 나선은 직경이 0.5 mm 이하여야 하며, 보와 기둥의 시험 시에 열전대를 최소 3 ~ 4부위를 사용하고 이때 측정 열전대 개수는 최소 각 부위 당 3 ~ 4개로 총 12개 이상이어야 한다.
본 시험은 각 시험체에 12개의 열전대를 KS F 2257-6,7의 규정대로 설치하여 각 부위의 온도를 측정하였다.
또한, 본 시험은 2 시간용 내화피복재로서, 상기 내화피복재의 적용가능성을 확인하는 시험을 나타낸 것이며, 한국공업규격 KS F 2257-6,7의 부속서 2에 명시된 2 시간용 내화성능은 각 단면 별 강재의 평균온도 538℃이하, 측정온도의 최고온도 649℃이하가 2 시간 동안 유지가 되어야 2 시간용 내화피복재로 적용이 가능한 내화도료가 된다.
시험 항목 실시예1 실시예2 실시예3 비고
건조도막의 크랙여부 양호 양호 양호 육안관찰
내화성능
시험(℃)		 10분 52 51 52 시험조건KS F 2257-1
(평균온도)
20분 119 120 120
30분 168 167 170
40분 208 215 212
50분 239 250 245
60분 262 270 263
70분 293 283 293
80분 318 303 310
90분 358 340 350
100분 390 372 380
110분 430 410 420
120분 465 460 445
내화성능 시험 시
탄화층 탈리 여부		 없음 없음 없음 육안관찰
탄화층의 밀도 우수 우수 우수 육안관찰
탄화층의 강도 우수 우수 우수 지촉관찰
탄화층의 크랙 발생 없음 없음 없음 육안관찰
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 의하여 제조된 비스페놀-A 에폭시계 수지를 사용하여 얻어진 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물(실시예 1, 2, 3)이 2 시간의 내화성능 시험, 발포 탄화층의 밀도, 강도 및 탄화층의 크랙 부분에서 매우 우수한 것을 알 수 있다. 특히 건조도막의 발포 탄화층의 형성 시에 탈리현상이 발생하지 않아 철골구조물을 2 시간 동안 단열하는 효과가 뛰어난 것을 알 수 있다.
이하 첨부된 예시도면에 의거하여 본 고안의 일 실시예에 의한 2 시간의 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물을 이용한 도장 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 하도, 중도 및 상도를 도장한 H 형강의 측면도이며, 도 2는 하도, 중도 및 상도를 도장한 H 형강의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 저밀도 친환경 무용제 발포성 내화도료 조성물을 이용한 도장방법에 따른 구조는, 표면처리를 한 H 형강(10)과, 상기 형강(10)위에 방청도료를 도포한 하도(20)와, 하도(20) 위에 본 발명의 내화도료 조성물로 도포한 중도(30)와, 상기 중도(30) 위에 시공여건에 따라 상도용 도료를 사용한 상도(40)로 이루어진다.
상기 H 형강은 SSPC-SP10 및 SSPC-SP6의 규정에 따라 표면처리를 하여 H 형강 표면의 이물질을 제거하며, 1회의 방청도료 도장으로 0.05 mm이상의 건조도막두께를 갖도록 도장하여 하도를 형성하고, 상기 하도 위에 본 발명의 저밀도 친환경 무용제 발포성 내화도료 조성물로 3 ~ 4회 도장하여 10 ~ 12 mm이상의 건조도막두께를 갖는 중도를 형성하는데, 친환경 무용제 발포성 내화도료는 1회의 도장으로 얻어지는 건조도막의 두께가 3 ~ 3.5 mm이기 때문에 원하는 내화성능을 얻기 위해서는 3 ~ 4회 이상 덧칠을 해야 한다. 또한, 시공여건에 따라 상도용 도료를 정하여 0.05 mm이상의 건조도막두께를 갖는 상도를 형성한다.
본 발명의 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물 및 하도용 도료를 철골구조물에 도장하여 건조 후에 건조도막두께가 하도를 포함하여 10 ~ 12 mm가 되도록 내화도막을 형성하는 경우에 2 시간 이상의 내화성능을 갖는다. 이때 도장방법은 특별히 한정된 것은 아니지만, 에어리스 스프레이도장, 롤러 도장, 수작업 도장 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 실시예로 얻어진 2 시간의 내화성능을 갖는 친환경 무용제 에폭시 발포성 내화도료 조성물은 건축법과 건설교통부 고시 제2005-122호의 기준에 의거한 내화시험방법에 의하여 공장 건축물, 일반 건축물의 철골 보 및 기둥에 2 시간의 내화 구조용으로 사용이 가능하며, 또한 선박, 해양 구조물, 위험물 저장 시설 및 인화성 물질 저장소 등 내화성능이 요구되는 모든 곳에 사용이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 비스페놀-A 에폭시계 공중합체 수지 10 ~ 30 중량부, 내화성능을 향상시키는 실리콘변성 아크릴계 수지 1 ~ 20 중량부, 탄화제 5 ~ 20 중량부, 발포제 10 ~ 20 중량부, 산촉매제 10 ~ 40 중량부, 착색안료 1 ~ 25 중량부, 첨가제 2 ~ 10 중량부를 포함하며,
    상기 비스페놀-A 에폭시계 수지는 중량 평균 분자량이 8,000 ~ 20,000이며, 유리전이온도(Tg)가 50 ℃ ~ 150 ℃의 범위를 가지며,
    상기 실리콘변성 아크릴계 수지는 상기 비스페놀-A 에폭시계 수지 사이에 분산되어 화재발생 시에 초기 발포체의 고른 형성을 도와주며 과다발포에 의한 탄화층의 탈리현상을 막아주고 탄화층 내부의 밀도를 높여주어 내화성능을 향상시켜 주는 것을 특징으로 하는 2 시간 내화성능의 저밀도 친환경 무용제 내화도료 조성물.
  2. 삭제
  3. H 형강 상에 방청도료를 포함하는 하도를 도포하는 단계;
    상기 하도 상에 제 1항에 따른 내화도료 조성물을 도포하여 중도를 형성하는 단계; 및
    상기 중도 상에 상도용 도료를 도포하여 상도를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 중도는 제 1항에 따른 내화도료 조성물을 3 내지 4회 도포하여, 10 ~ 12 mm이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 도장방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101536527B1 (ko) * 2014-06-23 2015-07-15 주식회사 제이투이앤씨 난연성 구조를 갖는 h 형강
KR101505854B1 (ko) * 2014-06-23 2015-03-26 주식회사 제이투이앤씨 원형관 및 h 형강에 내화타일을 이용한 내화층 시공방법
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CN109468019A (zh) * 2018-10-25 2019-03-15 上海市涂料研究所有限公司 一种适用于多种底材的无溶剂防护涂料及制备方法
CN112940611B (zh) * 2021-01-27 2022-09-06 浙江大学杭州国际科创中心 高性能膨胀型三明治结构超薄钢构防火、防腐复合涂层及其制备方法
KR102378959B1 (ko) 2021-04-19 2022-03-28 주식회사 덕성 방열 구조물

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784738B1 (ko) * 2006-10-23 2007-12-13 삼화페인트공업주식회사 내화성능을 갖는 고밀도 유성계 발포성 내화도료 조성물 및 그의 도장방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08253710A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Chisso Corp 発泡耐火塗料
KR20000047284A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 김충세 무용제 에폭시 바닥재 도료 조성물
KR101173837B1 (ko) * 2009-06-03 2012-08-20 삼화페인트공업주식회사 액상 은나노를 함유한 무용제 에폭시 도료 조성물 및 그의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784738B1 (ko) * 2006-10-23 2007-12-13 삼화페인트공업주식회사 내화성능을 갖는 고밀도 유성계 발포성 내화도료 조성물 및 그의 도장방법

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