KR102181169B1 - Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method - Google Patents

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Abstract

에폭시 수지를 준비하는 단계, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계, 현무암 직물을 준비하는 단계, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계, 및 상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법이 제공될 수 있다. Preparing an epoxy resin, lowering the viscosity of the epoxy resin and adding a flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity, adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added, thereby preparing a resin mixture , Preparing a basalt fabric, impregnating the resin mixture into the basalt fabric, and heat-pressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite. A method of making a reinforced composite may be provided.

Description

내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법{Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method}TECHNICAL FIELD [Flame retardant basalt fiber reinforced composite and manufacturing method]

본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법에 관련된 것으로, 상세하게는, 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지, 및 상기 에폭시 수지 내에, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석의 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재 및 그의 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a refractory basalt fiber-reinforced composite and a method of manufacturing the same, and in particular, a refractory basalt containing an epoxy resin impregnated into a basalt fabric, and an additive of ileum, basalt, coal ash, and talc in the epoxy resin. It relates to a fiber-reinforced composite and a method of manufacturing the same.

현재 지속적인 산업 발전에 따른 지구 온난화 문제와 같은 환경 문제가 심각해지면서 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 기후 변화 협약을 통해, 전 세계적으로 이산화탄소 배출량 감축 목표를 설정하는 등 관련 환경 오염 규제를 설정하고 있다. 따라서, 건물, 설비, 부품 소재, 조선 해양, 및 항공기 등 경량화 및 내구성을 필요로 하는 다양한 분야에 이용되는 금속 물질을, 대체 가능한 고분자 물질로 이용하고 있으며, 그 이용이 점차적으로 증가하고 있다. Currently, environmental problems such as global warming caused by continuous industrial development are becoming serious, and through the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) climate change agreement, related environmental pollution regulations are set, such as setting targets for reducing carbon dioxide emissions worldwide. Accordingly, metal materials used in various fields requiring weight reduction and durability, such as buildings, facilities, parts materials, shipbuilding, marine, and aircraft, are used as replaceable polymer materials, and their use is gradually increasing.

하지만, 고분자 물질은 탄소, 수소, 및 산소를 기반으로 구성되는 유기 물질이므로, 상기 고분자 물질에 열이 가해져, 상기 고분자 물질의 열분해가 일어나는 경우, 기체 상태의 가연성 증기가 발생되며, 상기 가연성 증기가 공기 중의 산소와 반응할 수 있다. 상기 가연성 증기가 산소와 반응하는 동안, 열이 발생되는데, 상기 고분자 물질로 상기 열이 다시 전달되면서, 상기 고분자 물질이 연소될 수 있다. 이러한 이유로, 상기 고분자 물질은 연소 속도가 빠르며, 상기 고분자 물질이 연소되는 동안, 상기 유기 물질에 의해 유독 가스가 다량으로 발생될 수 있다. 이에 따라, 인적 및 물적 손실이 발생되는 문제가 발생하며, 이러한 문제를 해결하기 위해, 내화 및 난연 특성이 향상된 고분자 물질의 개발이 필요한 실정이다.However, since the polymer material is an organic material composed of carbon, hydrogen, and oxygen, when heat is applied to the polymer material and thermal decomposition of the polymer material occurs, a gaseous combustible vapor is generated, and the combustible vapor is generated. It can react with oxygen in the air. While the combustible vapor reacts with oxygen, heat is generated. As the heat is transferred back to the polymer material, the polymer material may be burned. For this reason, the polymer material has a high burning rate, and while the polymer material is being burned, a large amount of toxic gas may be generated by the organic material. Accordingly, there is a problem that human and material loss occurs, and in order to solve this problem, it is necessary to develop a polymer material having improved fire resistance and flame retardancy.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 KR100443110B1(발명자: 키우치유키히로, 이지마사토시, 테라지마카츠시, 카타야마이사오, 마츠이야스오, 오오타켄)에는, 에폭시 수지(A), 페놀계 수지(B), 무기질 충전제(C) 및 경화 촉진제(D)를 함유하는 에폭시 수지 조성물로써, 난연제 또는 난연 조제를 전혀 포함하지 않고, 또한 상기 조성물을 경화시켜 이루어진 경화물 중의 무기질 충전제(C)의 함유량을 W (중량%), 이 경화물의 240 ± 20 ℃에서의 굽힘 탄성율을 E(kgf/㎟)로 한 경우에서, 상기 굽힘 탄성률(E) 이 30 ≤ W＜ 60 일 때에 0.015 W + 4.1 ≤ E ≤ 0.27 W + 21.8이 되는 수치, 60 ≤ W ≤ 95일 때에 0.30 W - 13 ≤ E ≤ 3.7 W - 184가 되는 수치를 나타내고, 상기 경화물이 열분해 시 및 착화 시에 발포층을 형성하여 난연성을 나타내는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물을 개시하고 있다. For example, Korean Patent Application Publication No. KR100443110B1 (Inventors: Kiuchiyukihiro, Ijimasatoshi, Terajimakatsushi, Katayama Isao, Matsuiyasuo, Otaken), epoxy resin (A), phenolic resin (B), inorganic filler ( As an epoxy resin composition containing C) and a curing accelerator (D), the content of the inorganic filler (C) in the cured product obtained by curing the composition without any flame retardant or flame retardant aid is W (% by weight), In the case where the bending elastic modulus at 240 ± 20 ℃ of this cured product is E (kgf/mm2), when the bending elastic modulus (E) is 30 ≤ W <60, 0.015 W + 4.1 ≤ E ≤ 0.27 W + 21.8 A numerical value, when 60 ≤ W ≤ 95, represents a value of 0.30 W-13 ≤ E ≤ 3.7 W-184, and the cured product forms a foam layer during thermal decomposition and ignition to exhibit flame retardancy. The composition is disclosed.

폐놀계 수지는, 열경화성 고분자 중에서도 내화 및 난연 특성이 뛰어난 수지 물질로 알려져 있다. 하지만, 폐놀계 수지에 인체가 노출되는 경우, 인체 내 단백질과 폐놀계 수지가 반응하여, 피부 및 호흡기 질환 등 다양한 인체 질환을 야기할 수 있다. 이에 따라, 폐놀계 수지는 유독성이 높은 물질로 취급되어, 현재 사용이 금지된 상태이다.Phenol-based resin is known as a resin material excellent in fire resistance and flame retardant properties among thermosetting polymers. However, when the human body is exposed to the phenolic resin, proteins in the human body and the phenolic resin react, causing various human diseases such as skin and respiratory diseases. Accordingly, phenol-based resins are treated as highly toxic substances, and their use is currently prohibited.

이에 따라, 고분자 물질 자체의 내화 및 난연성을 개선하면서도, 인체에 무해한 친환경적인 난연성 첨가제 및 이를 이용한 난연성 복합재의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need to develop an eco-friendly flame retardant additive that is harmless to the human body and a flame retardant composite material using the same while improving the fire resistance and flame retardancy of the polymer material itself.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 내화 및 난연 특성이 향상된 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공하는 데 있다.One technical problem to be solved by the present invention is to provide a refractory basalt fiber-reinforced composite with improved fireproof and flame retardant properties.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 인체에 무해하면서도 친환경적인 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a refractory basalt fiber-reinforced composite including an environmentally friendly flame retardant additive while being harmless to the human body.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 에폭시 수지의 점도를 낮추는 방법을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite including a method of lowering the viscosity of an epoxy resin.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite comprising a flame retardant additive including ileum, basalt, coal ash, and talc.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 경화제의 아민기가 반응하여 경화되는 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite material comprising curing by reacting an epoxide ring of an epoxy resin with an amine group of a curing agent.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 수지 혼합물을 현무암 직물에 함침시키는 방법을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite comprising a method of impregnating a resin mixture into a basalt fabric.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법은, 에폭시 수지를 준비하는 단계, 상기 에폭시 수지를 가열하여 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계, 현무암 직물을 준비하는 단계, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계, 및 상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method of manufacturing the refractory basalt fiber-reinforced composite includes: preparing an epoxy resin, heating the epoxy resin to lower the viscosity, and adding a flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity, the flame retardant Adding a curing agent to the epoxy resin to which an additive is added, preparing a resin mixture, preparing a basalt fabric, impregnating the resin mixture into the basalt fabric, and impregnating the basalt fabric impregnated with the resin mixture It may include the step of producing a refractory basalt fiber-reinforced composite by thermal compression.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제는, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the flame retardant additive may include ileum, basalt, coal ash, and talc.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 회장암, 현무암, 및 활석을 준비하는 단계, 조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계, 디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계, 팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of adding the flame retardant additive may include preparing ileum, basalt, and talc, using a jaw crusher, to primary pulverize the ileum, basalt, and talc Thus, the step of preparing the first ileum powder, the first basalt powder, and the first talc powder, using a disk miller, the first ileum powder, the first basalt powder, and the first Secondary pulverization of talc powder to prepare a second ileum powder, a second basalt powder, and a second talcum powder, in a wet grinding process using a pot mill, the second ileum powder, the Tertiary pulverization of the secondary basalt powder, and the secondary talc powder to prepare a tertiary ileum powder, a tertiary basalt powder, and a tertiary talc powder, and in the epoxy resin, the tertiary ileum powder , It may include the step of adding the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder.

일 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 석탄회를 체 분리하여, 석탄회 분말을 수득하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of adding the flame retardant additive may include separating the coal ash to obtain coal ash powder.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 직물을 준비하는 단계는, 제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계, 및 상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the basalt fabric includes preparing basalt fibers extending in a first direction, and using the basalt fibers as weft, warp, or weft and warp. Manufacturing a basalt fabric.

일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 비할로겐 에폭시일 수 있다.According to an embodiment, the epoxy resin may be a halogen-free epoxy.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides a refractory basalt fiber-reinforced composite.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 현무암 직물, 상기 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지, 및 상기 에폭시 수지 내에 제공되고, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함하는 난연성 첨가제를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the refractory basalt fiber-reinforced composite material is provided in the basalt fabric, the epoxy resin impregnated in the basalt fabric, and the epoxy resin, and contains flame retardant additives including ileum, basalt, coal ash, and talc can do.

일 실시 예에 따르면, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 아민기를 포함하는 경화제를 더 포함하되, 상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기가 반응하여, 경화된 것을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the refractory basalt fiber-reinforced composite material may further include a curing agent containing an amine group, and may include cured by reacting an epoxide ring of the epoxy resin with an amine group of the curing agent.

본 발명의 실시 예에 따르면, 에폭시 수지를 준비하는 단계, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계, 현무암 직물을 준비하는 단계, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계, 및 상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, preparing an epoxy resin, adding a flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity and lowering the viscosity of the epoxy resin, and adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added. , Preparing a resin mixture, preparing a basalt fabric, impregnating the resin mixture into the basalt fabric, and thermally compressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite. A method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite material comprising the steps may be provided.

이에 따라, 내화 및 난연 특성이 향상됨과 동시에, 인체에 무해하면서도 친환경적인 난연성 첨가제를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공할 수 있다. Accordingly, it is possible to provide a refractory basalt fiber-reinforced composite including an environmentally friendly flame-retardant additive while improving fire resistance and flame retardant properties.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 사진이다.
도 4는 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 사진이다.
도 6은 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이다.
도 8은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이다.
도 10은 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 9:1로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 8:2로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율(9:1 및 8:2)에 따라 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 및 영률(Young's modulus) 데이터이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the viscosity measurement results of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph of a resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1 of the present invention.
4 is a graph showing flame retardant properties of resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention.
5 is a photograph of a refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention.
6 is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Example 2 of the present invention.
7 is a photograph after a flame retardancy test of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention.
8 is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention.
9 is a photograph after a flame retardancy test of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention.
10 is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention.
11 is a graph of quantitative and qualitative analysis of gas generated when measuring a cone calorimeter of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared with a ratio of an epoxy resin and a curing agent of 9:1 according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph of quantitative and qualitative analysis of gas generated when measuring a cone calorimeter of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared with an epoxy resin and a curing agent in a ratio of 8:2 according to an embodiment of the present invention.
13 is a data showing the flexural strength and Young's modulus of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared according to the ratio of the epoxy resin and the curing agent (9:1 and 8:2) according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, in the present specification,'and/or' is used as a meaning including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.In the specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, elements, or a combination of the features described in the specification, and one or more other features, numbers, steps, and configurations It is not to be understood as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Further, in the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a viscosity of the epoxy resin according to the ratio of a curing agent added to the epoxy resin according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the measurement result.

도 1을 참조하면, 에폭시 수지를 준비할 수 있다(S110). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지는, 비할로겐 에폭시일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도 및 경화 시간은, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 경화제의 비율에 따라 달라질 수 있다. Referring to FIG. 1, an epoxy resin may be prepared (S110). According to an embodiment of the present invention, the epoxy resin may be a non-halogen epoxy. According to an embodiment, the viscosity and curing time of the epoxy resin may vary depending on the ratio of the curing agent added to the epoxy resin.

상기 에폭시 수지를 가열하여 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가할 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계에서, 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제가 분산되는 균질도에 따라, 후에 제조되는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성이 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 서서히 넣어준 뒤에 교반하여, 상기 에폭시 수지에 균질하게 상기 난연성 첨가제가 분산될 수 있다.The epoxy resin may be heated to lower the viscosity, and a flame retardant additive may be added to the epoxy resin having lowered viscosity (S120). According to an embodiment, in the step of adding the flame-retardant additive to the epoxy resin, characteristics of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite material to be produced later may vary depending on the homogeneity at which the flame-retardant additive is dispersed in the epoxy resin. According to an embodiment of the present invention, the flame retardant additive may be uniformly dispersed in the epoxy resin by gradually adding the flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity and then gradually adding the flame retardant additive to the epoxy resin.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 난연성 첨가제는, 천연 광물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 천연 광물은 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 난연성 첨가제로 이용되는 상기 회장암, 상기 현무암, 상기 석탄회, 및 상기 활석의 특성을 살펴보기 위해, 상기 회장암, 상기 현무암, 상기 석탄회, 및 상기 활석에 포함된 화학 성분을 XRF를 통해 분석한 결과는 아래 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the flame retardant additive may contain natural minerals. Specifically, the natural mineral may include ileum, basalt, coal ash, and talc. According to an embodiment of the present invention, in order to examine the properties of the ileal rock, the basalt, the coal ash, and the talc used as the flame retardant additive, the ileal rock, the basalt, the coal ash, and the talc contained The results of analyzing the chemical components through XRF can be expressed as shown in [Table 1] below.

Filler Type
(~325 Mesh)Filler Type
(~325 Mesh) SiO2
(wt%)SiO 2
(wt%) Al2O3
(wt%)Al 2 O 3
(wt%) Fe2O3
(wt%)Fe 2 O 3
(wt%) CaO
(wt%)CaO
(wt%) MgO
(wt%)MgO
(wt%) K2O
(wt%)K 2 O
(wt%) Na2O
(wt%)Na 2 O
(wt%) TiO2
(wt%)TiO 2
(wt%) SO3
(wt%)SO 3
(wt%) Ig.loss
(wt%)Ig.loss
(wt%) 회장암
(Anorthosite)Ileal cancer
(Anorthosite) 49.649.6 31.731.7 1.041.04 13.713.7 0.360.36 0.520.52 2.782.78 0.140.14 -- -- 현무암
(Basalt)basalt
(Basalt) 43.743.7 16.416.4 12.512.5 9.129.12 11.411.4 1.701.70 3.433.43 0.990.99 -- -- 석탄회(Fly ash)Fly ash 57.057.0 17.817.8 5.385.38 5.325.32 2.292.29 1.151.15 2.052.05 0.820.82 0.590.59 3.773.77 활석(Talc)Talc 52.852.8 7.377.37 8.018.01 1.801.80 27.227.2 1.651.65 0.220.22 0.180.18 -- --

[표 1]을 참조하면, 상기 회장암은, SiO2 및 Al2O3를 약 80 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라, 고융점을 가질 수 있다. 이에 따라, 내화성 및 난연성을 향상시키는 첨가제로써 사용될 수 있다. 상기 현무암은, Fe2O3, CaO, 및 MgO 등을 타 원료에 비해 높은 함량으로 포함하는 것에 따라, 뛰어난 내열성을 가질 수 있고, 마찬가지로, 내화성 및 난연성을 향상시키는 첨가제로써 사용될 수 있다. 상기 석탄회는, SiO2 및 Al2O3를 약 75 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라 고융점을 가질 수 있고, 또한, 타 원료들이 괴상인 반면에, 상기 석탄회는 분말의 형태를 가지기 때문에, 분쇄와 같은 후처리 공정이 추가로 필요하지 않아 공정이 간소화되는 장점이 있다. 상기 활석은, Mg3Si-O-(OH)2의 화학식을 갖는 수화된 마그네슘 시트 규산염으로, 규소-산소 사면체의 두 층 사이에 샌드위치 된 마그네슘-산소/수산기 팔면체의 층으로 구성된 분자 구조를 가지며, 이러한 구조 상의 특성으로 인해 뛰어난 내화성 및 난연성을 가질 수 있다. 또한, SiO2 및 MgO를 약 80 wt% 이상의 함량으로 포함하는 것에 따라, 마찬가지로 내화성 및 난연성이 우수할 수 있다. Referring to Table 1, the ileal cancer may have a high melting point, as it contains SiO 2 and Al 2 O 3 in an amount of about 80 wt% or more. Accordingly, it can be used as an additive to improve fire resistance and flame retardancy. As the basalt contains Fe 2 O 3 , CaO, and MgO in a high content compared to other raw materials, it may have excellent heat resistance, and likewise, may be used as an additive to improve fire resistance and flame retardancy. The coal ash may have a high melting point by including SiO 2 and Al 2 O 3 in an amount of about 75 wt% or more, and while other raw materials are bulky, the coal ash has a powder form, There is an advantage in that the process is simplified because an additional post-treatment process such as pulverization is not required. The talc is a hydrated magnesium sheet silicate having a formula of Mg 3 Si-O-(OH) 2 and has a molecular structure consisting of a layer of magnesium-oxygen/hydroxyl octahedron sandwiched between two layers of a silicon-oxygen tetrahedron. , Due to these structural characteristics, it may have excellent fire resistance and flame retardancy. Also, SiO 2 And By including MgO in an amount of about 80 wt% or more, fire resistance and flame retardancy may likewise be excellent.

상술된 바와 같이, 상기 석탄회는 분말의 형태를 가지는 데 반해, 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석은 괴상의 형태를 가지는 것에 따라, 상기 난연성 첨가제가 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석을 포함하는 경우에, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 회장암, 상기 현무암, 및 상기 활석을 준비하는 단계, 조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계, 디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계, 팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.As described above, the coal ash has the form of a powder, whereas the ileal rock, the basalt, and the talc have a bulky form, so that the flame retardant additive may contain the ileum, the basalt, and the talc. If included, the step of adding the flame retardant additive may include preparing the ileum, the basalt, and the talc, using a jaw crusher, the ileum, the basalt, and the talc 1 Primary pulverization to prepare a first ileum powder, a first basalt powder, and a first talc powder, using a disk miller, the first ileum powder, the first basalt powder, and the Secondary pulverization of the first talc powder to prepare a second ileum powder, a second basalt powder, and a second talcum powder, in a wet grinding process using a pot mill, the second ileum powder , Third pulverizing the secondary basalt powder, and the secondary talc powder to prepare a tertiary ileum powder, a tertiary basalt powder, and a tertiary talc powder, and in the epoxy resin, the tertiary ileum It may include the step of adding the rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder.

반면에, 상기 난연성 첨가제가 상기 석탄회를 포함하는 경우에, 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는, 상기 석탄회를 준비하는 단계, 상기 석탄회를 체 분리하여, 석탄회 분말을 수득하는 단계, 및 상기 에폭시 수지에, 상기 석탄회 분말을 첨가하는 단계를 포함하며, 상술된 바와 같이, 괴상의 형태를 가지는 상기 석탄회 외의 상기 천연 광물을 상기 난연성 첨가제로써 첨가하는 단계보다, 분말의 형태를 가지는 상기 석탄회를 상기 난연성 첨가제로써 첨가하는 단계가 더 간단할 수 있다. 상기 석탄회의 비중은, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활성 분말의 비중보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 일 변형 예에 따르면, 상기 석탁회를 제1 에폭시 수지에 혼합하고, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 제2 에폭시 수지에 혼합한 후, 이들을 혼합할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 에폭시 수지가 상기 제2 에폭시 수지보다 낮은 점도를 가질 수 있다. 또는, 다른 변형 예에 따르면, 상기 석탁회를 상기 에폭시 수지에 첨가한 후, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 첨가될 수 있다. 이로 인해, 상기 에폭시 수지에, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 용이한 방법으로 균일하게 혼합될 수 있다.On the other hand, when the flame retardant additive contains the coal ash, the step of adding the flame retardant additive includes preparing the coal ash, sieving the coal ash to obtain coal ash powder, and the epoxy resin. And adding the coal ash powder, and as described above, rather than adding the natural minerals other than the coal ash having a mass form as the flame retardant additive, the coal ash having a powder form as the flame retardant additive The step of adding may be simpler. The specific gravity of the coal ash may be lower than that of the tertiary ileal rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary active powder. Accordingly, according to a modified example, after mixing the lime lime into the first epoxy resin, mixing the tertiary ileal rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder with the second epoxy resin, You can mix them. In this case, the first epoxy resin may have a lower viscosity than the second epoxy resin. Alternatively, according to another modified example, after adding the lime to the epoxy resin, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be added. For this reason, in the epoxy resin, the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be uniformly mixed in an easy manner.

일 변형 예에 따르면, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 상기 에폭시 수지에 첨가하기 전, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말에 용매가 제공되고, 상기 용매가 제공된 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 상기 에폭시 수지에 첨가될 수 있다. 이에 따라, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말의 표면의 기포가 효율적으로 제거되어, 별도의 탈포 공정이 수행되지 않을 수 있다.According to a modified example, before adding the coal ash, the tertiary ileal rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder to the epoxy resin, the coal ash, the tertiary ileal rock powder, the tertiary A solvent is provided to the basalt powder, and the tertiary talc powder, and the coal ash, the tertiary ileal rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder may be added to the epoxy resin. . Accordingly, air bubbles on the surfaces of the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder are efficiently removed, so that a separate degassing process may not be performed.

일 변형 예에 따르면, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 상기 에폭시 수지에 첨가하기 전, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 과립 공정으로 응집시키고, 상기 석탄회, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말이 응집된 복합 응집체가 상기 에폭시 수지에 첨가될 수 있다. 이 경우, 과립 공정에서, 상기 석탁회 분말, 상기 3차 회장암 분말, 및 상기 활석 분말을 먼저 응집시킨 후, 상기 3차 현무암 분말을 제공하는 등의 방법으로, 상기 3차 현무암 분말이 상기 복합 응집체의 표면에서 상대적으로 높은 비율을 갖도록, 또는 상기 3차 현무암 분말이 상기 복합 응집체의 표면을 구성하도록 제어될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 바와 같이, 상기 복합 응집체를 갖는 수지 혼합물이 상기 현무암 직물에 함침되는 경우, 상기 현무암 직물에 대한 상기 복합 응집체의 부착력이 향상될 수 있다.According to a modified example, before adding the coal ash, the tertiary ileal rock powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder to the epoxy resin, the coal ash, the tertiary ileal rock powder, the tertiary The basalt powder and the tertiary talc powder are agglomerated by a granulation process, and a composite aggregate in which the coal ash, the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and the tertiary talc powder are aggregated will be added to the epoxy resin. I can. In this case, in the granulation process, the third basalt powder is combined with the third basalt powder after agglomerating the limestone powder, the tertiary ileum powder, and the talc powder first, and then providing the tertiary basalt powder. It can be controlled to have a relatively high proportion on the surface of the aggregate, or so that the tertiary basalt powder constitutes the surface of the composite aggregate. Accordingly, as will be described later, when the resin mixture having the composite aggregate is impregnated into the basalt fabric, the adhesion of the composite aggregate to the basalt fabric may be improved.

상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조할 수 있다(S130). 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 난연성 첨가제가 첨가되지 않은 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 점도 측정 결과를 확인할 수 있다. 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 각각 9:1, 8:2, 및 7:3이 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하였다. 도 2를 통해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 상기 에폭시 수지의 점도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. A resin mixture may be prepared by adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added (S130). Referring to FIG. 2, a result of measuring the viscosity of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin to which the flame retardant additive is not added according to an embodiment of the present invention can be confirmed. The curing agent was added to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin and the curing agent was 9:1, 8:2, and 7:3, respectively. 2, it can be seen that as the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increases, the viscosity of the epoxy resin increases.

하지만, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따라, 상기 에폭시 수지의 점도가 증가하는 정도가 미약하여, 이러한 에폭시 수지의 점도 변화는, 후에 상기 수지 혼합물을 현무암 직물에 함침하는 단계에 미치는 영향이 미약할 수 있다. However, depending on the ratio of the curing agent added to the epoxy resin, the degree of increase in the viscosity of the epoxy resin is weak, so the change in viscosity of the epoxy resin has an effect on the step of impregnating the resin mixture into the basalt fabric later This can be weak.

상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침하는 단계에 영향을 주는 요인을 파악하기 위해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따라, 변화하는 상기 에폭시 수지의 경화 시간을 살펴 보았다. 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 상기 에폭시 수지의 경화 온도별 경화 시간은 아래 [표 2]와 같이 나타낼 수 있다.In order to grasp the factors affecting the step of impregnating the resin mixture into the basalt fabric, the curing time of the epoxy resin which changes according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin was examined. The curing time for each curing temperature of the epoxy resin according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin may be represented as shown in [Table 2] below.

혼합 비율


경화 온도Mixing ratio


Curing temperature 에폭시 수지:경화제Epoxy resin: hardener 9:19:1 8:28:2 7:37:3 150 ℃150 ℃ 34 분34 minutes 19 분19 minutes 15 분15 minutes 160 ℃160 ℃ 31 분31 minutes 16 분16 minutes 13 분13 minutes 170 ℃170 ℃ 29 분29 minutes 13 분13 minutes 11 분11 minutes

[표 2]를 참조하면, 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 동일한 경우에, 경화 온도에 따른 경화 시간의 변화가 뚜렷하게 나타나는 것을 관찰하기 어려웠으나, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 상기 에폭시 수지가 경화되는 시간이 짧아지는 것을 확인할 수 있다. 이는, 상기 에폭시 수지 분자 구조의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기 간에 화학양론적인 반응을 통해, 상기 에폭사이드 링과 반응할 수 있는 상기 아민기가 증가하기 때문에 나타나는 현상일 수 있다. Referring to [Table 2], when the ratio of the epoxy resin and the curing agent is the same, it was difficult to observe that the change in curing time according to the curing temperature clearly appeared, but the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increased. It can be seen that the shorter the time for curing the epoxy resin is, the shorter. This may be a phenomenon that occurs because the amine group capable of reacting with the epoxide ring increases through a stoichiometric reaction between the epoxide ring of the epoxy resin molecular structure and the amine group of the curing agent.

상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하는 단계에서, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 상기 경화제가 분산되는 균질도에 따라, 후에 제조되는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성이 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가한 후에, 상기 경화제를 서서히 넣어준 뒤에 교반하여, 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 균일하게 상기 경화제가 분산될 수 있다. In the step of adding the curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added, the properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite material to be produced later vary depending on the homogeneity of the curing agent dispersed in the epoxy resin to which the flame retardant additive is added I can. According to an embodiment of the present invention, after adding the flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity and lowering the viscosity of the epoxy resin, gradually adding the curing agent and stirring, the epoxy resin to which the flame retardant additive is added The curing agent may be uniformly dispersed in the.

현무암 직물을 준비할 수 있다(S140). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 현무암 직물을 준비하는 단계는, 제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계, 및 상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.A basalt fabric can be prepared (S140). According to an embodiment of the present invention, the preparing of the basalt fabric includes preparing basalt fibers extending in a first direction, and using the basalt fibers as weft, warp, or weft and warp It may include the step of manufacturing the basalt fabric.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유들은, 현무암 원광을 용융 방사하여, 현무암 필라멘트를 제조하고, 상기 현무암 필라멘트를 용도에 맞게 텍스(tex) 또는 데니아(denier)를 조절하여 제조될 수 있다.According to an embodiment, the basalt fibers may be manufactured by melt spinning basalt ore to produce a basalt filament, and by adjusting tex or denier to suit the use of the basalt filament.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유들을 준비하는 단계는, 상기 현무암 섬유를 흔들어 상기 현무암 섬유를 스프레딩(spreading)하는 단계, 및 스프레딩된 상기 현무암 섬유에 분말형 나일론 수지를 제공하여, 상기 현무암 섬유 사이의 간격을 균일화시키는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the preparing of the basalt fibers includes spreading the basalt fibers by shaking the basalt fibers, and by providing a powdery nylon resin to the spread basalt fibers, the basalt fibers It may include the step of equalizing the spacing between the fibers.

일 실시 예에 따르면, 상기 현무암 섬유를 스프레딩하고, 상기 현무암 섬유들에 분말형 나일론 수지를 제공하는 단계는, 상기 현무암 섬유를 1차 스프레딩하는 단계, 1차 스프레딩된 상기 현무암 섬유를 2차 스프레딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 2차 스프레딩 단계 후에 분말형 나일론 수지를 분산하여 열풍으로 현무암 섬유가 일정한 간격으로 스프레딩 되도록 할 수 있다.According to an embodiment, the step of spreading the basalt fiber and providing the powdery nylon resin to the basalt fiber comprises: primary spreading the basalt fiber, and the first spreading of the basalt fiber 2 It may include the step of spreading the tea. After the second spreading step, the powdery nylon resin may be dispersed to spread the basalt fibers at regular intervals with hot air.

상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시킬 수 있다(S150). 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계는 hand lay-up process를 통해 수행될 수 있다. 하지만, 상기 난연성 첨가제로 상기 활석이 이용되는 경우, hand lay-up process를 통해 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키기 어려울 수 있다. 예를 들어, 상기 활석을 40 wt%를 포함하는 상기 에폭시 수지의 경우, 상기 에폭시 수지의 점도가 높아지는 것에 따라, hand lay-up process를 통해 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키기 어려울 수 있다. The resin mixture may be impregnated into the basalt fabric (S150). According to an embodiment of the present invention, the step of impregnating the resin mixture into the basalt fabric may be performed through a hand lay-up process. However, when the talc is used as the flame retardant additive, it may be difficult to impregnate the resin mixture into the basalt fabric through a hand lay-up process. For example, in the case of the epoxy resin containing 40 wt% of the talc, as the viscosity of the epoxy resin increases, it may be difficult to impregnate the resin mixture into the basalt fabric through a hand lay-up process.

상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조할 수 있다(S160). 일 실시 예에 따르면, 상기 열 압착하는 단계는, 160 ℃에서 5 MPa로 1 시간 동안 수행될 수 있다.The basalt fabric impregnated with the resin mixture may be thermally compressed to produce a refractory basalt fiber-reinforced composite (S160). According to an embodiment, the thermocompression may be performed at 160° C. at 5 MPa for 1 hour.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재에 대한 구체적인 실험 예가 설명된다.Hereinafter, specific experimental examples for the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하기 전에, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하기 위해 이용되는 상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지의 난연 특성을 알아보기 위해, 본 발명의 실험 예에 따른 수지 혼합물을 제조하였다. Before preparing the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention, in order to find out the flame retardant properties of the epoxy resin to which the flame retardant additive used to manufacture the refractory basalt fiber-reinforced composite is added, the experiment of the present invention A resin mixture according to the example was prepared.

실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of resin mixture according to Experimental Example 1-1

에폭시 수지를 준비하였다. An epoxy resin was prepared.

상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제로 5 wt%의 회장암을 첨가하였다. 5 wt% of ileum was added as a flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity and lowered viscosity of the epoxy resin.

경화제로 Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.의 4,4'-Diaminodiphenylmethane(DDM)를 준비하였다.As a curing agent, 4,4'-Diaminodiphenylmethane (DDM) from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was prepared.

80 ℃의 온도에서, 상기 회장암이 첨가된 상기 에폭시 수지 및 상기 DDM의 비율이 9:1이 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 DDM을 첨가한 후에, 10 X 10 cm2 크기의 금속 몰드에 붓고, 150 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 경화하여, 실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물(FRepoxy5)을 제조하였다.At a temperature of 80° C., after adding the DDM to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin to which the ileal cancer is added to the DDM is 9:1, 10 X 10 cm 2 Poured into a metal mold of the size and cured in an oven at 150° C. for 2 hours, to prepare a resin mixture (FRepoxy5) according to Experimental Example 1-1.

실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of resin mixture according to Experimental Example 1-2

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물(FRepoxy10)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 10 wt% of ileal cancer was added as the flame retardant additive to prepare a resin mixture (FRepoxy10) according to Experimental Example 1-2.

실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of resin mixture according to Experimental Example 1-3

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 15 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물(FRepoxy15)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 15 wt% of ileal cancer was added as the flame-retardant additive to prepare a resin mixture (FRepoxy15) according to Experimental Example 1-3.

비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 제조Preparation of resin mixture according to Comparative Example 1

상술된 실험 예 1-1에서, 상기 난연성 첨가제로 회장암을 첨가하지 않고, 비교 예 1에 따른 수지 혼합물(1FRepoxy0)을 제조하였다.In Experimental Example 1-1 described above, a resin mixture (1FRepoxy0) according to Comparative Example 1 was prepared without adding ileal cancer as the flame retardant additive.

본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물은 아래 [표 3]과 같이 정리될 수 있다.The resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention may be arranged as shown in [Table 3] below.

시료 명Sample name 회장암 첨가량Ileal cancer added amount 실험 예 1-1에 따른 수지 혼합물(FRepoxy5)Resin mixture (FRepoxy5) according to Experimental Example 1-1 5 wt%5 wt% 실험 예 1-2에 따른 수지 혼합물(FRepoxy10)Resin mixture according to Experimental Example 1-2 (FRepoxy10) 10 wt%10 wt% 실험 예 1-3에 따른 수지 혼합물(FRepoxy15)Resin mixture according to Experimental Example 1-3 (FRepoxy15) 15 wt%15 wt% 비교 예 1에 따른 수지 혼합물(1FRepoxy0)Resin mixture according to Comparative Example 1 (1FRepoxy0) 0 wt%0 wt%

도 3은 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 사진이고, 도 4는 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 나타내는 그래프이다. 3 is a photograph of a resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention, and FIG. 4 is a photograph of Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention. It is a graph showing the flame retardant properties of the resin mixture.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 수지 혼합물들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3, 및 비교 예 1에 따른 수지 혼합물의 난연 특성은 아래 [표 4]와 같이 정리될 수 있다. 3 and 4, in order to investigate the flame retardant properties of the resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Example 1 of the present invention, the resin mixtures were ignited at 750° C. in a cone calorimeter. To measure the heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant conditions). Flame retardant properties of the resin mixtures according to Experimental Examples 1-1 to 1-3, and Comparative Example 1 of the present invention may be summarized as shown in [Table 4] below.

SampleSample PHRR
(kW/m2)PHRR
(kW/m 2 ) THR
(MJ/m2)THR
(MJ/m 2 ) SPR
(m2/s)SPR
(m 2 /s) TSP
(m2)TSP
(m 2 ) FRepoxy5FRepoxy5 201.76201.76 19.5419.54 0.2370.237 13.6413.64 FRepoxy10FRepoxy10 202.71202.71 19.9019.90 0.2300.230 14.5114.51 FRepoxy15FRepoxy15 175.55175.55 19.7519.75 0.2050.205 14.9814.98 1FRepoxy01FRepoxy0 220.79220.79 20.9520.95 0.2580.258 15.0415.04

[표 4]를 참조하면, 비교 예 1에 따른 수지 혼합물보다, 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3에 따른 수지 혼합물의 열 방출률 최대 값(PHRR), 총 열 방출량(THR), 연기 발생률(SPR), 및 총 연기 발생량(TSP) 최대 값이 감소되는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 특히, 열 방출률 및 연기 발생률 최대 값은 상기 에폭시 수지에 첨가된 상기 회장암 첨가량이 증가할수록 감소되는 경향을 보여, 상기 난연성 첨가제로 상기 회장암을 첨가하는 경우, 난연 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 4], than the resin mixture according to Comparative Example 1, the maximum heat release rate (PHRR), total heat release (THR), smoke of the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 of the present invention It can be seen that the maximum value of the generation rate (SPR) and the total smoke generation amount (TSP) tends to decrease. In particular, the maximum value of the heat release rate and the smoke generation rate tends to decrease as the amount of ileal cancer added to the epoxy resin increases, and it can be seen that when the ileal cancer is added as the flame retardant additive, flame retardant properties are improved. .

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 수지 혼합물의 난연 특성을 알아보았고, 상기 수지 혼합물들을 기반으로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다. Above, in order to find out the flame retardant properties of the resin mixture according to the embodiment of the present invention, and to find out the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite material manufactured based on the resin mixture, hereinafter, the fire resistance according to another embodiment of the present invention A specific experimental example of a basalt fiber-reinforced composite is described.

실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-1

상술된 실험 예 1-1과 같이 수지 혼합물(FRepoxy5)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy5) was prepared as in Experimental Example 1-1 described above.

200 g/m2의 현무암 직물 5 장을 준비하였다.Five sheets of 200 g/m 2 basalt fabric were prepared.

Hand lay-up process를 통해, 상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시켰다.Through a hand lay-up process, the resin mixture was impregnated into the basalt fabric.

상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 160 ℃에서 5 MPa로 1 시간 동안 열 압착하여, 0.9 mm 두께의 실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy5)를 제조하였다.The basalt fabric impregnated with the resin mixture was thermally pressed at 160° C. at 5 MPa for 1 hour to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (BF:FRepoxy5) according to Experimental Example 2-1 having a thickness of 0.9 mm.

실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-2

상술된 실험 예 1-2와 같이 수지 혼합물(FRepoxy10)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy10) was prepared as in Experimental Example 1-2 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy10)를 제조하였다.Then, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (BF:FRepoxy10) according to Experimental Example 2-2 was prepared.

실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-3

상술된 실험 예 1-3과 같이 수지 혼합물(FRepoxy15)을 제조하였다.A resin mixture (FRepoxy15) was prepared as in Experimental Example 1-3 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy15)를 제조하였다.Then, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (BF:FRepoxy15) according to Experimental Example 2-3 was prepared.

비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 2

상술된 비교 예 1과 같이 수지 혼합물(1FRepoxy0)을 제조하였다.A resin mixture (1FRepoxy0) was prepared as in Comparative Example 1 described above.

이후, 상술된 실험 예 2-1과 동일한 방법으로, 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(2BF:FRepoxy0)를 제조하였다.Thereafter, in the same manner as in Experimental Example 2-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (2BF:FRepoxy0) according to Comparative Example 2 was prepared.

본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 5]와 같이 정리될 수 있다.The refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention may be arranged as shown in [Table 5] below.

시료 명Sample name 회장암 첨가량
(wt%)Ileal cancer added amount
(wt%) 두께
(mm)thickness
(mm) 실험 예 2-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy5)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-1 (BF:FRepoxy5) 55 0.90.9 실험 예 2-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-2 (BF:FRepoxy10) 1010 실험 예 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(BF:FRepoxy15)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 2-3 (BF:FRepoxy15) 1515 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(2BF:FRepoxy0)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 2 (2BF:FRepoxy0) N/AN/A

도 5는 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 사진이고, 도 6은 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.5 is a photograph of a refractory basalt fiber-reinforced composite material according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention, and FIG. 6 is an Experimental Example 2-1 to 2-3, and Comparative Example of the present invention It is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to 2.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3, 및 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 6]과 같이 정리될 수 있다.5 and 6, in order to investigate the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 2-1 to 2-3 of the present invention and Comparative Example 2, the refractory basalt fiber-reinforced composites It was ignited at 750° C. in a meter and measured for heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant condition). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 2-1 to 2-3, and Comparative Example 2 of the present invention can be summarized as shown in [Table 6] below.

SampleSample PHRR
(kW/m2)PHRR
(kW/m 2 ) THR
(MJ/m2)THR
(MJ/m 2 ) SPR
(m2/s)SPR
(m 2 /s) TSP
(m2)TSP
(m 2 ) BF:FRepoxy5BF:FRepoxy5 104.70104.70 9.249.24 0.10160.1016 6.636.63 BF:FRepoxy10BF:FRepoxy10 97.6897.68 9.329.32 0.0980.098 6.586.58 BF:FRepoxy15BF:FRepoxy15 92.9492.94 9.469.46 0.0910.091 8.828.82 2BF:FRepoxy02BF:FRepoxy0 117.48117.48 11.5011.50 0.10970.1097 7.207.20

[표 6]을 참조하면, 비교 예 2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재보다, 본 발명의 실험 예 2-1 내지 2-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 열 방출률 최대 값, 총 열 방출량, 연기 발생률, 및 총 연기 발생량 최대 값이 감소되는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 실험 예 1-1 내지 1-3에 따른 수지 혼합물과 마찬가지로, 열 방출률 및 연기 발생률 최대 값은 상기 에폭시 수지에 첨가된 상기 회장암 첨가량이 증가할수록 감소되는 경향을 보여, 상기 난연성 첨가제로 상기 회장암을 첨가하는 경우, 난연 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 6], than the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 2, the maximum value of the heat release rate of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 2-1 to 2-3 of the present invention, total heat release amount, smoke It can be seen that the incidence rate and the maximum value of the total smoke generation amount tend to decrease. Like the resin mixture according to Experimental Examples 1-1 to 1-3 of the present invention, the maximum value of the heat release rate and the smoke generation rate tends to decrease as the amount of ileal cancer added to the epoxy resin increases, as the flame retardant additive. When the ileal cancer is added, it can be seen that flame retardant properties are improved.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보았고, 이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다.As described above, the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention have been examined. Hereinafter, a specific experimental example of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to another embodiment of the present invention will be described.

실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-1

상술된 실험 예 1-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하였다.In Experimental Example 1-1 described above, 10 wt% of ileal cancer was added as a flame retardant additive.

상술된 실험 예 2-1에서, 600 g/m2의 현무암 직물 3 장을 준비하여, 1.1~1.2 mm 두께의 실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite10)를 제조하였다. In Experimental Example 2-1 described above, three basalt fabrics of 600 g/m 2 were prepared, and a refractory basalt fiber-reinforced composite material (FRepoxy_Anorthosite10) according to Experimental Example 3-1 having a thickness of 1.1 to 1.2 mm was prepared.

실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-2

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt10)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Basalt10) according to Experimental Example 3-2 was prepared by adding 10 wt% of basalt as a flame retardant additive.

실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-3

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 석탄회를 첨가하여, 실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash10)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, 10 wt% of coal ash was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Ash10) according to Experimental Example 3-3.

실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-4

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 활석을 첨가하여, 실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Talc10)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, 10 wt% of talc was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Talc10) according to Experimental Example 3-4.

실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-5

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 회장암을 첨가하여, 1.3~1.5 mm 두께의 실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite40)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, by adding 40 wt% of ileum as a flame retardant additive, a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Anorthosite40) according to Experimental Example 3-5 having a thickness of 1.3 to 1.5 mm was prepared.

실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-6

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt40)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, 40 wt% of basalt was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Basalt40) according to Experimental Example 3-6.

실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-7

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 40 wt%의 석탄회를 첨가하여, 실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash40)를 제조하였다. In Experimental Example 3-1 described above, 40 wt% of coal ash was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (FRepoxy_Ash40) according to Experimental Example 3-7.

비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 3

상술된 비교 예 2에서, 600 g/m2의 현무암 직물 3 장을 준비하여, 1.0 mm 두께의 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(3FRepoxy0)를 제조하였다.In Comparative Example 2 described above, three basalt fabrics of 600 g/m 2 were prepared, and a refractory basalt fiber-reinforced composite material (3FRepoxy0) according to Comparative Example 3 having a thickness of 1.0 mm was prepared.

본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 7]과 같이 정리될 수 있다.The refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention may be arranged as shown in [Table 7] below.

시료 명Sample name 첨가제 첨가량 (wt%)Additive amount (wt%) 두께
(mm)thickness
(mm) 실험 예 3-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-1 (FRepoxy_Anorthosite10) 회장암 10Ileal cancer 10 1.1~1.21.1~1.2 실험 예 3-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-2 (FRepoxy_Basalt10) 현무암 10Basalt 10 실험 예 3-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-3 (FRepoxy_Ash10) 석탄회 10Coal ash 10 실험 예 3-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Talc10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-4 (FRepoxy_Talc10) 활석 10Talc 10 실험 예 3-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Anorthosite40)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-5 (FRepoxy_Anorthosite40) 회장암 40Ileal cancer 40 1.3~1.51.3~1.5 실험 예 3-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Basalt40)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-6 (FRepoxy_Basalt40) 현무암 40Basalt 40 실험 예 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(FRepoxy_Ash40)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 3-7 (FRepoxy_Ash40) 석탄회 40Coal Ash 40 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(3FRepoxy0)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 3 (3FRepoxy0) N/AN/A 1.01.0

도 7은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이고, 도 8은 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.7 is a photograph after a flame retardancy test of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention, and FIG. 8 is an Experimental Example 3-1 to 3-7 of the present invention, And a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 3.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 8]과 같이 정리될 수 있다.7 and 8, in order to investigate the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7, and Comparative Example 3 of the present invention, the refractory basalt fiber-reinforced composites It was ignited at 750° C. in a meter and measured for heat and smoke generated for 5 minutes (ISO 5660-1 standard flame retardant condition). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in [Table 8] below.

SampleSample R/C ValueR/C Value Flame Retardant PropertiesFlame Retardant Properties TTI
(sec.)TTI
(sec.) PHRR
(kW/m2)PHRR
(kW/m 2 ) THR
(MJ/m2)THR
(MJ/m 2 ) SPR
(m2/s)SPR
(m 2 /s) TSP
(m2)TSP
(m 2 ) Mass Loss
(%)Mass Loss
(%) FRepoxy_Anorthosite10FRepoxy_Anorthosite10 23.7323.73 2929 70.86270.862 5.2475.247 0.07190.0719 5.4815.481 14.8314.83 FRepoxy_Basalt10FRepoxy_Basalt10 20.3520.35 2525 66.96166.961 5.0445.044 0.06780.0678 5.4885.488 14.0414.04 FRepoxy_Ash10FRepoxy_Ash10 15.0915.09 3030 39.87139.871 4.1554.155 0.06570.0657 6.8226.822 14.6214.62 FRepoxy_Talc10FRepoxy_Talc10 23.4023.40 2424 69.49269.492 4.8444.844 0.0590.059 3.543.54 13.6213.62 FRepoxy_Anorthosite40FRepoxy_Anorthosite40 33.3333.33 3333 94.03194.031 6.9566.956 0.09250.0925 5.8875.887 16.2416.24 FRepoxy_Basalt40FRepoxy_Basalt40 34.3134.31 2929 87.89787.897 6.9286.928 0.0810.081 4.6854.685 15.2715.27 FRepoxy_Ash40FRepoxy_Ash40 33.8233.82 3434 62.03762.037 6.7026.702 0.09490.0949 9.2199.219 18.3818.38 3FRepoxy03FRepoxy0 14.2814.28 1616 48.79748.797 3.7153.715 0.04420.0442 4.134.13 10.5810.58

[표 8]을 참조하면, 난연성 테스트 전 및 후에 내화 현무암 섬유 강화 복합재들의 무게를 측정하여, R/C 값 변화가 내화 및 난연 특성에 어떠한 영향을 미치는지 추가적으로 확인하였다. 그 결과, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가하는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가하는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 착화 시간(TTI)이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. Referring to [Table 8], the weight of the refractory basalt fiber-reinforced composites was measured before and after the flame retardancy test, and it was additionally confirmed how the change in the R/C value affects the fire resistance and flame retardant properties. As a result, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, it can be observed that the R/C value of the refractory basalt fiber-reinforced composite material increases. In addition, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, it can be observed that the ignition time (TTI) of the refractory basalt fiber-reinforced composite material increases.

[표 8]을 통해, 상기 난연성 첨가제의 종류에 따른 특성을 살펴보면, 회장암, 현무암, 석탄회, 및 활석 모두 난연성 첨가제로써, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성을 향상시키지만, 그 중에서 석탄회를 상기 난연성 첨가제로 첨가한 경우의 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 하지만, 석탄회의 경우, 미탄소분이 연소되기 때문에, 연기 발생 측면에서는, 다른 난연성 첨가제보다 높은 수치를 나타내는 것을 확인할 수 있다. Looking at the characteristics according to the type of the flame retardant additive through [Table 8], ileum, basalt, coal ash, and talc are all flame retardant additives, and improve the fire resistance and flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite, but among them coal ash It can be seen that the fire-resistant and flame-retardant properties of the fire-resistant basalt fiber-reinforced composite when added as the flame-retardant additive were the most excellent. However, in the case of coal ash, since non-carbon content is combusted, it can be seen that the smoke generation is higher than that of other flame retardant additives.

국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준을 한계산소지수(Limited Oxygen Index, LOI)를 이용하여 나타낸 상대 등급표(아래 [표 9] 참조)에 따라, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 등급을 알아보았다. According to the relative rating table (refer to [Table 9] below) indicated by using a limiting oxygen index (LOI) for flame retardancy standards by domestic and overseas flame propagation, Experimental Examples 3-1 to 3-7 of the present invention, and The flame retardant grade of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 3 was investigated.

한국건설교통부 기준Based on the Ministry of Construction and Transportation 유럽통합(EU)European Integration (EU) 영국(BS)UK (BS) 미국(ASTM)United States (ASTM) 비고Remark 고시 제476호Notice No. 476 고시 제438호Notice No. 438 등급rank LOI기준LOI standard 등급rank LOI기준LOI standard 등급rank LOI기준LOI standard 등급rank LOI기준LOI standard 등급rank LOI기준LOI standard 난연1급Flame retardant grade 1 불연Incombustible 별도 적용Separately applied A1 A1 불연Incombustible 별도 기준Separate standard 별도 기준Separate standard 난연2급Flame retardant grade 2 준불연Semi-nonflammable A2A2 준불연Semi-nonflammable 난연3급Flame retardant grade 3 42~17%42~17% BB 40%이상40% or more Class0Class0 40%이상40% or more 없음none 위험도4Risk 4 35%이상35% or more CC 32%이상32% or more Class1Class1 32%이상32% or more ClassAClassA 32%이상32% or more 국제건축내장재화재 난연1등급International building interior materials fire retardant grade 1 위험도3Risk 3 32%이상32% or more 위험도2Risk 2 28%이상28% or more DD 28%이상28% or more Class2Class2 28%이상28% or more ClassBClass B 28%이상28% or more 난연2등급Flame retardant grade 2 위험도1Risk 1 24%이상More than 24% EE 24%이상More than 24% Class3Class3 24%이상More than 24% ClassCClassC 24%이상More than 24% 자기소화성Self-extinguishing

한계산소지수는 상온을 유지하는 유리관 내부에, 측정하고자 하는 시편을 수직으로 위치시킨 후에, 상기 유리관 내부를 질소 및 산소 혼합가스 분위기로 조성하고, 상기 시편의 가장 윗부분에 불꽃을 점화시켰을 때, 불꽃이 시편 아래 방향으로 번지지 않고 3 분이 경과되기 전에 불꽃이 완전히 꺼지거나, 3 분 동안 상기 시편의 절반이 불꽃으로 타들어 갈 때의 최저산소농도를 나타내며, 아래의 <식 1>과 같이 계산할 수 있다. The limiting oxygen index is determined by placing the specimen to be measured vertically inside a glass tube maintaining room temperature, and then creating the inside of the glass tube in a nitrogen and oxygen mixed gas atmosphere, and igniting a flame at the top of the specimen. It represents the minimum oxygen concentration when the flame is completely extinguished before 3 minutes elapse without spreading downward of the specimen, or when half of the specimen burns into flame for 3 minutes, and can be calculated as shown in Equation 1 below. .

<식 1><Equation 1>

LOI = [O2] / ([N2]+[O2]) X 100LOI = [O 2 ] / ([N 2 ]+[O 2 ]) X 100

즉, 한계산소지수는 물질의 연소성을 상대적으로 평가하며, 한계산소지수가 클수록 연소하기 어려움을 나타낸다. 일반적으로, 한계산소지수 값이 26 이상인 물질은 자체적으로 소화가 가능한 물질(self extinguishing material)로 평가된다. 한계산소지수는 ASTM D2863의 규격을 이용하여 측정된다That is, the limiting oxygen index relatively evaluates the combustibility of a material, and the greater the limiting oxygen index, the more difficult it is to burn. In general, substances with a limiting oxygen index value of 26 or more are evaluated as self-extinguishing materials. The limiting oxygen index is measured using the standard of ASTM D2863.

본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 평가 결과는 아래 [표 10] 및 [표 11]과 같이 정리될 수 있다. The evaluation results of the limiting oxygen index of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in [Table 10] and [Table 11] below.

FRepoxy_
Anorthosite10FRepoxy_
Anorthosite10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 4949 4848 48.548.5 48.948.9 48.648.6 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX OO OO XX XX FRepoxy_
Basalt10FRepoxy_
Basalt10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 4848 4949 48.548.5 48.748.7 48.848.8 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO CC OO OO XX FRepoxy_
Fly Ash10FRepoxy_
Fly Ash10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5353 5555 5454 53.553.5 53.253.2 53.153.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX XX FRepoxy_
Talc10FRepoxy_
Talc10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 48.548.5 47.547.5 4848 48.348.3 48.448.4 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO OO OO OO FRepoxy_
Anorthosite40FRepoxy_
Anorthosite40 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 4444 44.544.5 44.244.2 44.444.4 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO XX OO XX OO OO FRepoxy_
Basalt40FRepoxy_
Basalt40 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 45.845.8 45.345.3 45.645.6 45.745.7 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO XX XX OO OO OO FRepoxy_
Fly Ash40FRepoxy_
Fly Ash40 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 4848 4747 4646 46.546.5 46.346.3 46.146.1 46.246.2 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX OO XX XX OO OO 3FRepoxy03FRepoxy0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 5757 5656 55.555.5 55.355.3 55.155.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX XX

SampleSample FRepoxy_
Anorthosite10FRepoxy_
Anorthosite10 FRepoxy_
Basalt10FRepoxy_
Basalt10 FRepoxy_
Fly Ash10FRepoxy_
Fly Ash10 FRepoxy_
Talc10FRepoxy_
Talc10 FRepoxy_
Anorthosite40FRepoxy_
Anorthosite40 FRepoxy_
Basalt40FRepoxy_
Basalt40 FRepoxy_
Fly Ash40FRepoxy_
Fly Ash40 3FRepoxy03FRepoxy0 LOI (%)LOI (%) 48.548.5 48.748.7 5353 48.448.4 44.444.4 45.745.7 46.246.2 5555

[표 10] 및 [표 11]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, [표 9]에서 나타내는 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준의 최고 등급 한계산소지수 기준인 40 % 이상을 나타내는 것에 따라, 뛰어난 난연 특성을 가지는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 10] and [Table 11], the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 of the present invention are the highest grade of the flame retardancy standard by domestic and foreign flame propagation shown in [Table 9]. It can be seen that it has excellent flame retardant properties as it shows 40% or more, which is the threshold oxygen index standard.

다만, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 양이 증가할수록, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값이 감소되는 것은, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값 및 두께 차이 때문에 발생되는 현상으로, 실제 생산 공정에서 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값 및 두께를 균일하게 하여 해결 가능하다.However, as the amount of the flame-retardant additive added to the epoxy resin increases, the value of the limiting oxygen index of the refractory basalt fiber-reinforced composite decreases due to the difference in R/C value and thickness of the refractory basalt fiber-reinforced composite. As a phenomenon, it can be solved by making the R/C value and thickness of the refractory basalt fiber-reinforced composite uniform in the actual production process.

[표 10] 및 [표 11]을 통해, 본 발명의 실험 예 3-3 및 3-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 가장 우수한 것에 따라, 난연성 첨가제로써, 석탄회를 사용하는 경우에, 상술된 바와 같이, 분쇄 및 정제 공정과 같은 후 처리 공정을 요하지 않아 경제적일뿐만 아니라, 내화 및 난연 특성이 우수한 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제공할 수 있다.According to [Table 10] and [Table 11], the fire-resistant and flame-retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-3 and 3-7 of the present invention are the most excellent, using coal ash as a flame-retardant additive. In the case, as described above, it is possible to provide a refractory basalt fiber-reinforced composite material having excellent fire resistance and flame retardancy properties, as well as economical as it does not require post-treatment processes such as pulverization and refining processes.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보았고, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성을 알아보기 위해, 이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 구체적인 실험 예가 설명된다.Above, to find out the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention, and to find out the properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to the ratio of the curing agent added to the epoxy resin, hereinafter, of the present invention A specific experimental example of a refractory basalt fiber-reinforced composite according to another embodiment will be described.

실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-1

상술된 실험 예 3-1에서, 난연성 첨가제로 2 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite2)를 제조하였다.In Experimental Example 3-1 described above, a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite (9:1_Anorthosite2) according to Experimental Example 4-1 was prepared by adding 2 wt% of ileum as a flame retardant additive.

실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-2

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 3 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite3)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite (9:1_Anorthosite3) according to Experimental Example 4-2 was prepared by adding 3 wt% of ileum as a flame retardant additive.

실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-3

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 5 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite5)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (9:1_Anorthosite5) according to Experimental Example 4-3 was prepared by adding 5 wt% of ileum as a flame retardant additive.

실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-4

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite10)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (9:1_Anorthosite10) according to Experimental Example 4-4 was prepared by adding 10 wt% of ileum as a flame retardant additive.

비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 4-1

상술된 실험 예 4-1에서, 난연성 첨가제를 첨가하지 않고, 비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite0)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite material (9:1_Anorthosite0) according to Comparative Example 4-1 was prepared without adding a flame retardant additive.

실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-5

상술된 실험 예 4-1에서, 상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율이 8:2가 되도록, 상기 에폭시 수지에 상기 경화제를 첨가하여, 실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite2)를 제조하였다.In Experimental Example 4-1 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (8:2_Anorthosite2) according to Experimental Example 4-5 by adding the curing agent to the epoxy resin so that the ratio of the epoxy resin and the curing agent was 8:2. ) Was prepared.

실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-6

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 3 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite3)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite (8:2_Anorthosite3) according to Experimental Example 4-6 was prepared by adding 3 wt% of ileum as a flame retardant additive.

실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-7

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 5 wt%의 현무암을 첨가하여, 실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite5)를 제조하였다. In Experimental Example 4-5 described above, 5 wt% of basalt was added as a flame retardant additive to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite (8:2_Anorthosite5) according to Experimental Example 4-7.

실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-8

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제로 10 wt%의 회장암을 첨가하여, 실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite10)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, a fire-resistant basalt fiber-reinforced composite (8:2_Anorthosite10) according to Experimental Example 4-8 was prepared by adding 10 wt% of ileum as a flame retardant additive.

비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조Preparation of refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 4-2

상술된 실험 예 4-5에서, 난연성 첨가제를 첨가하지 않고, 비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite0)를 제조하였다.In Experimental Example 4-5 described above, a refractory basalt fiber-reinforced composite (8:2_Anorthosite0) according to Comparative Example 4-2 was prepared without adding a flame retardant additive.

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는 아래 [표 12]와 같이 정리될 수 있다.The refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8, and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention may be arranged as shown in [Table 12] below.

시료 명Sample name 회장암 첨가량 (wt%)The amount of ileum cancer added (wt%) 에폭시 수지
:경화제 비율Epoxy resin
: Hardener ratio 두께
(mm)thickness
(mm) 실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite2)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-1 (9:1_Anorthosite2) 22 9:19:1 1.1~1.21.1~1.2 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite3)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-2 (9:1_Anorthosite3) 33 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite5)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-3 (9:1_Anorthosite5) 55 실험 예 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-4 (9:1_Anorthosite10) 1010 비교 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(9:1_Anorthosite0)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 4-1 (9:1_Anorthosite0) N/AN/A 실험 예 4-5에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite2)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-5 (8:2_Anorthosite2) 22 8:28:2 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite3)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-6 (8:2_Anorthosite3) 33 실험 예 4-7에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite5)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-7 (8:2_Anorthosite5) 55 실험 예 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite10)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-8 (8:2_Anorthosite10) 1010 비교 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재(8:2_Anorthosite0)Refractory basalt fiber-reinforced composite according to Comparative Example 4-2 (8:2_Anorthosite0) N/AN/A

도 9는 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연성 테스트 후의 사진이고, 도 10은 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 나타내는 그래프이다.9 is a photograph after a flame retardancy test of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention, and FIG. 10 is an Experimental Example 4- of the present invention. It is a graph showing the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to 1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성을 알아보기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재들을 콘 칼로리미터에서 750 ℃에서 착화시켜 5 분 동안 발생하는 열 및 연기를 측정하였다 (ISO 5660-1 규격 난연 조건). 본 발명의 실험 예 3-1 내지 3-7, 및 비교 예 3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 13]과 같이 정리될 수 있다.9 and 10, in order to examine the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention, the refractory basalt The fiber-reinforced composites were ignited at 750° C. in a cone calorimeter, and the heat and smoke generated for 5 minutes were measured (ISO 5660-1 standard flame retardant conditions). Flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3 of the present invention can be summarized as shown in [Table 13] below.

SampleSample R/C ValueR/C Value Flame Retardant PropertiesFlame Retardant Properties TTI
(sec.)TTI
(sec.) PHRR
(kW/m2)PHRR
(kW/m 2 ) THR
(MJ/m2)THR
(MJ/m 2 ) SPR
(m2/s)SPR
(m 2 /s) TSP
(m2)TSP
(m 2 ) Mass Loss
(%)Mass Loss
(%) 9:1_Anorthosite29:1_Anorthosite2 12.6212.62 3535 33.41633.416 3.7693.769 0.06220.0622 8.6288.628 13.5913.59 9:1_Anorthosite39:1_Anorthosite3 13.1713.17 3636 32.44632.446 3.8293.829 0.05850.0585 6.6386.638 15.0515.05 9:1_Anorthosite59:1_Anorthosite5 16.2816.28 3636 41.00741.007 4.6294.629 0.06220.0622 8.148.14 14.4214.42 9:1_Anorthosite109:1_Anorthosite10 18.2618.26 4040 35.56335.563 4.0114.011 0.0530.053 6.2086.208 11.8111.81 9:1_Anorthosite09:1_Anorthosite0 11.5011.50 3636 29.3629.36 3.353.35 0.05320.0532 7.6747.674 9.859.85 8:2_Anorthosite28:2_Anorthosite2 15.2915.29 4444 31.68531.685 3.7893.789 0.05630.0563 6.7096.709 12.2612.26 8:2_Anorthosite38:2_Anorthosite3 14.4514.45 3636 36.74136.741 4.5034.503 0.05610.0561 6.5686.568 11.9011.90 8:2_Anorthosite58:2_Anorthosite5 17.7717.77 4545 41.10641.106 4.6414.641 0.06690.0669 7.4247.424 13.7013.70 8:2_Anorthosite108:2_Anorthosite10 18.2918.29 4646 46.48246.482 5.1645.164 0.06060.0606 7.4247.424 13.7013.70 8:2_Anorthosite08:2_Anorthosite 0 14.2914.29 3838 25.65925.659 2.742.74 0.04520.0452 6.8126.812 10.9510.95

[표 13]을 참조하면, 상기 에폭시 수지 및 상기 난연성 첨가제의 비율이 9:1인 경우보다 8:2인 경우에, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 R/C 값이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제로써의 회장암의 함량이 증가되는 경우, 상기 난연성 첨가제의 영향으로 인해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 착화 시간(TTI)이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. Referring to [Table 13], it can be observed that the R/C value of the refractory basalt fiber-reinforced composite increases when the ratio of the epoxy resin and the flame retardant additive is 8:2 compared to the case of 9:1. . In addition, when the content of ileum as the flame retardant additive added to the epoxy resin increases, it can be observed that the ignition time (TTI) of the refractory basalt fiber-reinforced composite increases due to the influence of the flame retardant additive. .

다시 말해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제의 함량이 증가되는 경우, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. In other words, when the content of the flame retardant additive added to the epoxy resin is increased, it can be seen that the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite are improved.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 9:1로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율이 8:2로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 콘 칼로리미터 측정 시 발생하는 가스에 대한 정량 및 정성 분석 그래프이다.11 is a graph of quantitative and qualitative analysis of gas generated when measuring a cone calorimeter of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared with a ratio of an epoxy resin and a curing agent of 9:1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is It is a quantitative and qualitative analysis graph of gas generated when measuring a cone calorimeter of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared with an epoxy resin and a curing agent in a ratio of 8:2 according to an embodiment of the present invention.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 난연 특성은 아래 [표 14]와 같이 정리될 수 있다.11 and 12, the flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention can be summarized as shown in [Table 14] below.

SampleSample Maximum Concentration (Gas Analysis)Maximum Concentration (Gas Analysis) CO
(ppm)CO
(ppm) NOx
(ppm)NO x
(ppm) HCN
(ppm)HCN
(ppm) SO2
(ppm)SO 2
(ppm) HCl
(ppm)HCl
(ppm) 9:1_Anorthosite29:1_Anorthosite2 457457 66 22 3636 33 9:1_Anorthosite39:1_Anorthosite3 358358 66 1One 2828 33 9:1_Anorthosite59:1_Anorthosite5 453453 88 33 3333 44 9:1_Anorthosite109:1_Anorthosite10 348348 66 22 2323 33 9:1_Anorthosite09:1_Anorthosite0 323323 44 22 2323 44 8:2_Anorthosite28:2_Anorthosite2 356356 66 1One 2727 22 8:2_Anorthosite38:2_Anorthosite3 385385 99 33 3232 22 8:2_Anorthosite58:2_Anorthosite5 476476 99 1One 4040 22 8:2_Anorthosite108:2_Anorthosite10 491491 1010 1One 4242 1One 8:2_Anorthosite08:2_Anorthosite 0 282282 66 33 2121 1One

[표 14]를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 아래 [표 15]의 (MSC.61(67)) IMO Part 2 조건의 기준치를 충분히 만족하는 것을 확인할 수 있다. Referring to [Table 14], it can be seen that the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention satisfies the standard values of the (MSC.61(67)) IMO Part 2 condition of [Table 15] below. .

구 분division 기 준standard Toxicity Test
(ppm)Toxicity Test
(ppm) 평가 항목Evaluation item COCO = 1,450= 1,450 HCNHCN = 140= 140 HClHCl = 600= 600 NOX NO X = 350 = 350 SO2(* 표면바닥재는 200 이하)SO 2 (* 200 or less for surface flooring) = 120= 120

마찬가지로, 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준을 한계산소지수(Limited Oxygen Index, LOI)를 이용하여 나타낸 상대 등급표([표 9] 참조)에 따라, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 평가 결과는 아래 [표 16] 및 [표 17]과 같이 정리될 수 있다. Likewise, according to the relative rating table (refer to [Table 9]) indicated by using the limiting oxygen index (LOI) for the flame retardancy standard of domestic and foreign flame propagation, Experimental Examples 4-1 to 4-8 of the present invention, And the evaluation results of the limiting oxygen index of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Comparative Examples 4-1 and 4-2 can be summarized as shown in [Table 16] and [Table 17] below.

9:1_Anorthosite29:1_Anorthosite2 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 6262 6161 60.560.5 60.260.2 60.160.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX XX XX OO 9:1_Anorthosite39:1_Anorthosite3 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 5757 5656 55.555.5 55.255.2 55.155.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO XX XX XX XX XX XX 9:1_Anorthosite59:1_Anorthosite5 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 48.548.5 47.547.5 4848 48.148.1 48.448.4 48.348.3 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO OO OO XX OO 9:1_Anorthosite109:1_Anorthosite10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 5353 51.551.5 50.750.7 50.350.3 50.150.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX XX XX XX XX 9:1_Anorthosite09:1_Anorthosite0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4040 4545 5050 5555 5757 5656 55.855.8 55.955.9 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX XX OO OO 8:2_Anorthosite28:2_Anorthosite2 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 4545 5050 5555 6060 6565 6363 6464 63.563.5 63.363.3 63.163.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX OO XX XX XX XX 8:2_Anorthosite38:2_Anorthosite3 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6464 63.463.4 63.263.2 63.163.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO XX XX XX OO 8:2_Anorthosite58:2_Anorthosite5 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6464 64.564.5 64.264.2 64.164.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX OO OO XX XX XX 8:2_Anorthosite108:2_Anorthosite10 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 5555 6060 6565 6363 6161 6262 61.461.4 61.261.2 61.161.1 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO XX XX OO XX XX XX XX 8:2_Anorthosite08:2_Anorthosite 0 Oxygen Conc. (%)Oxygen Conc. (%) 6060 6565 7070 7575 8080 77.577.5 7979 79.579.5 79.779.7 79.979.9 Self-ExtinguishmentSelf-Extinguishment OO OO OO OO XX OO OO OO OO OO

SampleSample 9:1_
Anorthosite29:1_
Anorthosite2 9:1_
Anorthosite39:1_
Anorthosite3 9:1_
Anorthosite59:1_
Anorthosite5 9:1_
Anorthosite109:1_
Anorthosite10 9:1_
Anorthosite09:1_
Anorthosite0 LOI (%)LOI (%) 60.160.1 5555 48.348.3 5050 55.955.9 SampleSample 8:2_Anorthosite28:2_Anorthosite2 8:2_
Anorthosite38:2_
Anorthosite3 8:2_
Anorthosite58:2_
Anorthosite5 8:2_
Anorthosite108:2_
Anorthosite10 8:2_
Anorthosite08:2_
Anorthosite0 LOI (%)LOI (%) 6363 63.163.1 6464 6161 79.979.9

[표 16] 및 [표 17]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, [표 9]에서 나타내는 국내외 화염 전파성에 의한 난연 기준의 최고 등급 한계산소지수 기준인 40 % 이상을 나타내는 것에 따라, 뛰어난 난연 특성을 가지는 것을 알 수 있다. Referring to [Table 16] and [Table 17], the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 of the present invention are the highest grade of flame retardancy standards by domestic and foreign flame propagation shown in [Table 9]. It can be seen that it has excellent flame-retardant properties as it exhibits 40% or more, which is the limiting oxygen index standard.

또한, [표 16] 및 [표 17]을 통해, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값보다, 본 발명의 실험 예 4-5 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 한계산소지수 값이 더 큰 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 함량이 증가되는 경우, 상기 난연성 첨가제의 영향으로 인해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 내화 및 난연 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.In addition, through [Table 16] and [Table 17], than the limiting oxygen index value of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-4 of the present invention, Experimental Examples 4-5 to 4 of the present invention It can be seen that the limiting oxygen index value of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to -8 is larger. Accordingly, when the content of the curing agent added to the epoxy resin is increased, it can be seen that the fire resistance and flame retardant properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite are improved due to the influence of the flame retardant additive.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에폭시 수지 및 경화제의 비율(9:1 및 8:2)에 따라 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 및 영률(Young's modulus) 데이터이다.13 is a data showing the flexural strength and Young's modulus of a refractory basalt fiber-reinforced composite prepared according to the ratio of the epoxy resin and the curing agent (9:1 and 8:2) according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도를 ASTM D790-10 규격에 의거하여 측정하였다. 상기 굴곡 강도를 측정하기 위해, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 20 mm의 폭 및 1.1 mm의 두께로 준비하였다. 지지스팬 20 mm (L)에서 1 mm/min의 속도로, 아래의 <식 2>를 이용해 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도를 측정하고, 아래의 <식 3>을 이용해 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 탄성률을 측정하였다.The flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention was measured according to ASTM D790-10 standard. In order to measure the flexural strength, the refractory basalt fiber-reinforced composite was prepared with a width of 20 mm and a thickness of 1.1 mm. At a support span of 20 mm (L) at a speed of 1 mm/min, the flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composite was measured using the following <Equation 2>, and the refractory basalt fiber reinforced using the following <Equation 3>. The flexural modulus of the composite was measured.

<식 2><Equation 2>

굴곡 강도(σf) = 3FL / 2bd2 Flexural strength (σ f ) = 3FL / 2bd 2

<식 3><Equation 3>

굴곡 탄성률(Ef) = L3m / 4bd3 Flexural modulus (E f ) = L 3 m / 4bd 3

본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-8, 및 비교 예 4-1 및 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도 시험 및 영률 결과는 아래 [표 18]과 같이 정리될 수 있다.The results of the flexural strength test and Young's modulus of the refractory basalt fiber-reinforced composites according to Experimental Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 of the present invention can be summarized as shown in [Table 18] below.

SampleSample 　Mechanical TestMechanical Test Flexural Strength
(MPa)Flexural Strength
(MPa) Young's Modulus
(GPa)Young's Modulus
(GPa) 9:1_Anorthosite09:1_Anorthosite0 81.54 (± 7.07)81.54 (± 7.07) 8.78 (± 0.46)8.78 (± 0.46) 9:1_Anorthosite29:1_Anorthosite2 102.63 (± 8.54)102.63 (± 8.54) 11.80 (± 0.35)11.80 (± 0.35) 9:1_Anorthosite39:1_Anorthosite3 183.12 (± 13.37)183.12 (± 13.37) 18.47 (± 0.86)18.47 (± 0.86) 9:1_Anorthosite59:1_Anorthosite5 94.01 (± 6.39)94.01 (± 6.39) 9.91 (± 0.40)9.91 (± 0.40) 9:1_Anorthosite109:1_Anorthosite10 171.94 (± 9.20)171.94 (± 9.20) 19.65 (± 0.54)19.65 (± 0.54) 8:2_Anorthosite08:2_Anorthosite 0 123.70 (± 5.73)123.70 (± 5.73) 14.18 (± 0.52)14.18 (± 0.52) 8:2_Anorthosite28:2_Anorthosite2 129.07 (± 11.90)129.07 (± 11.90) 16.63 (± 0.70)16.63 (± 0.70) 8:2_Anorthosite38:2_Anorthosite3 319.77 (± 17.68)319.77 (± 17.68) 24.89 (± 0.24)24.89 (± 0.24) 8:2_Anorthosite58:2_Anorthosite5 138.68 (± 6.77)138.68 (± 6.77) 16.05 (± 0.87)16.05 (± 0.87) 8:2_Anorthosite108:2_Anorthosite10 162.34 (± 10.93)162.34 (± 10.93) 18.77 (± 0.51)18.77 (± 0.51)

[표 18]을 참조하면, 본 발명의 실험 예 4-1에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재보다 본 발명의 실험 예 4-2에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 증가한 것을 확인할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실험 예 4-3에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 감소한 것을 알 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예예 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재는, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 난연성 첨가제를 2 wt% 초과 및 5 wt% 미만으로 포함하는 경우에, 가장 우수한 굴곡 강도를 갖는다는 의미한다.Referring to [Table 18], it can be seen that the flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-2 of the present invention is increased compared to the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-1 of the present invention. However, it can be seen that the flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-3 of the present invention is reduced. In other words, the refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention means that it has the best flexural strength when the flame retardant additive added to the epoxy resin is included in an amount greater than 2 wt% and less than 5 wt%. .

또한, 본 발명의 실험 예 4-1 내지 4-4에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도보다 본 발명의 실험 예 4-5 내지 4-8에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 높은 것을 통해, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 양이 증가할수록, 상기 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 굴곡 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. In addition, the flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 4-5 to 4-8 of the present invention is higher than that of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Examples 4-1 to 4-4 of the present invention. Through this, it can be seen that as the amount of the curing agent added to the epoxy resin increases, the flexural strength of the refractory basalt fiber-reinforced composite material increases.

이는 상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 상기 경화제의 아민기의 경화 반응에 의한 것이며, 상기 에폭시 수지에 첨가되는 상기 경화제의 비율이 증가할수록, 경화될 수 있는 아민기가 더 많이 존재해 보다 경화가 많이 진행됨 따라 나타나는 현상일 수 있다. This is due to the curing reaction of the epoxide ring of the epoxy resin and the amine group of the curing agent, and as the ratio of the curing agent added to the epoxy resin increases, there are more amine groups that can be cured, so that curing proceeds more. It may be a phenomenon that appears accordingly.

현재 시판되는 PermaStruct 사의 스틸 그레이팅의 굴곡강도 값은 280 MPa로, 본 발명의 실험 예 4-6에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 물성이 이와 비견되는 것을 알 수 있다. The current commercially available PermaStruct's steel grating has a flexural strength of 280 MPa, and it can be seen that the properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite according to Experimental Example 4-6 of the present invention are comparable.

이상, 본 발명의 실시 예에 따른 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법, 및 그 제조 방법으로 제조된 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 특성에 대해 상세히 설명하였다. 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.In the above, a method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite according to an embodiment of the present invention, and properties of the refractory basalt fiber-reinforced composite manufactured by the manufacturing method have been described in detail. Although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired ordinary knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations can be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (8)

에폭시 수지를 준비하는 단계;
상기 에폭시 수지의 점도를 낮추고, 점도를 낮춘 상기 에폭시 수지에 난연성 첨가제를 첨가하는 단계;
상기 난연성 첨가제가 첨가된 상기 에폭시 수지에 경화제를 첨가하여, 수지 혼합물을 제조하는 단계;
현무암 직물을 준비하는 단계;
상기 수지 혼합물을 상기 현무암 직물에 함침시키는 단계; 및
상기 수지 혼합물이 함침된 상기 현무암 직물을 열 압착하여, 내화 현무암 섬유 강화 복합재를 제조하는 단계를 포함하되,
상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율(wt%)은 9:1 내지 8:2이고,
상기 난연성 첨가제는 회장암을 포함하되, 상기 회장암의 비율은 2wt% 초과 5wt% 미만인 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
Preparing an epoxy resin;
Lowering the viscosity of the epoxy resin and adding a flame retardant additive to the epoxy resin having lowered viscosity;
Preparing a resin mixture by adding a curing agent to the epoxy resin to which the flame retardant additive is added;
Preparing a basalt fabric;
Impregnating the resin mixture into the basalt fabric; And
Including the step of thermo-compressing the basalt fabric impregnated with the resin mixture to prepare a refractory basalt fiber-reinforced composite,
The ratio (wt%) of the epoxy resin and the curing agent is 9:1 to 8:2,
The flame-retardant additive comprises ileum cancer, wherein the ratio of the ileum cancer is more than 2wt% and less than 5wt% of the method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite material.
 제1 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제는, 상기 회장암 외에, 현무암, 석탄회, 및 활석을 더 포함하고,
상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는,
제1 에폭시 수지에 석탁회를 혼합하는 단계;
제2 에폭시 수지에 회장암 분말, 현무암 분말, 및 활석 분말을 혼합하는 단계; 및
상기 석탁회가 혼합된 상기 제1 에폭시 수지, 및 상기 회장암 분말, 상기 현무암 분말, 및 상기 활석 분말이 혼합된 상기 제2 에폭시 수지를 혼합하는 단계를 포함하되,
상기 제1 에폭시 수지는 상기 제2 에폭시 수지보다 낮은 점도를 갖는 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The flame retardant additive further comprises, in addition to the ileum, basalt, coal ash, and talc,
The step of adding the flame retardant additive to the epoxy resin,
Mixing lime lime with the first epoxy resin;
Mixing ileum powder, basalt powder, and talc powder with a second epoxy resin; And
Including the step of mixing the first epoxy resin in which the lime is mixed, and the second epoxy resin in which the ileal stone powder, the basalt powder, and the talc powder are mixed,
The method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite material, wherein the first epoxy resin has a viscosity lower than that of the second epoxy resin.
 제2 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는,
조 크러셔(jaw crusher)를 이용하여, 상기 회장암, 상기 현무암 및 상기 활석을 1차 분쇄하여, 1차 회장암 분말, 1차 현무암 분말, 및 1차 활석 분말을 제조하는 단계;
디스크 밀러(disk miller)를 이용하여, 상기 1차 회장암 분말, 상기 1차 현무암 분말, 및 상기 1차 활석 분말을 2차 분쇄하여, 2차 회장암 분말, 2차 현무암 분말, 및 2차 활석 분말을 제조하는 단계;
팟 밀(pot mill)을 이용한 습식 분쇄 공정으로, 상기 2차 회장암 분말, 상기 2차 현무암 분말, 및 상기 2차 활석 분말을 3차 분쇄하여, 3차 회장암 분말, 3차 현무암 분말, 및 3차 활석 분말을 제조하는 단계; 및
상기 에폭시 수지에, 상기 3차 회장암 분말, 상기 3차 현무암 분말, 및 상기 3차 활석 분말을 첨가하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 2,
The step of adding the flame retardant additive,
First pulverizing the ileal rock, the basalt, and the talc using a jaw crusher to prepare a first ileum powder, a first basalt powder, and a first talc powder;
Using a disk miller, the primary ileal rock powder, the primary basalt powder, and the primary talc powder are secondarily pulverized, and the secondary ileal rock powder, the secondary basalt powder, and the secondary talc Preparing a powder;
In a wet grinding process using a pot mill, the secondary ileum powder, the secondary basalt powder, and the secondary talc powder are tertiary pulverized, and the tertiary ileum powder, the tertiary basalt powder, and Preparing tertiary talc powder; And
A method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite comprising the step of adding the third ileum powder, the third basalt powder, and the third talc powder to the epoxy resin.
 제1 항에 있어서,
상기 난연성 첨가제는, 상기 회장암 분말 외에, 석탄회, 현무암 분말, 및 활석 분말을 포함하고,
상기 에폭시 수지에 상기 난연성 첨가제를 첨가하는 단계는,
상기 석탄회, 상기 회장암 분말, 및 상기 활석 분말을 응집시키는 단계;
상기 석탄회, 상기 회장암 분말, 및 상기 활석 분말의 응집체에 상기 현무암 분말을 제공하여, 내부보다 표면에서 상기 현무암 분말의 비율이 상대적으로 높은 복합 응집체를 제조하는 단계; 및
상기 복합 응집체를 상기 에폭시 수지에 첨가하는 단계를 포함하는 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The flame retardant additive includes, in addition to the ileal rock powder, coal ash, basalt powder, and talc powder,
The step of adding the flame retardant additive to the epoxy resin,
Agglomerating the coal ash, the ileal cancer powder, and the talc powder;
Providing the basalt powder to the agglomerates of the coal ash, the ileal rock powder, and the talc powder to prepare a composite agglomerate having a relatively high proportion of the basalt powder on the surface than the inside; And
A method for producing a basalt fiber-reinforced composite comprising the step of adding the composite aggregate to the epoxy resin.
 제1 항에 있어서,
상기 현무암 직물을 준비하는 단계는,
제1 방향으로 연장하는 현무암 섬유들을 준비하는 단계; 및
상기 현무암 섬유들을 위사(weft), 경사(warp), 또는 위사 및 경사로 이용하여 상기 현무암 직물을 제조하는 단계를 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 1,
Preparing the basalt fabric,
Preparing basalt fibers extending in a first direction; And
A method of manufacturing a refractory basalt fiber-reinforced composite comprising the step of manufacturing the basalt fabric by using the basalt fibers as weft, warp, or weft and warp.
 제1 항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 비할로겐 에폭시인 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a refractory basalt fiber-reinforced composite material, wherein the epoxy resin is a non-halogen epoxy.
 현무암 직물;
상기 현무암 직물에 함침된 에폭시 수지;
상기 에폭시 수지의 에폭사이드 링과 반응하여 경화되는 아민기를 포함하는 경화제; 및
상기 에폭시 수지 내에 제공되고, 회장암을 포함하는 난연성 첨가제를 포함하되,
상기 에폭시 수지 및 상기 경화제의 비율(wt%)은 9:1 내지 8:2이고,
상기 난연성 첨가제는 회장암을 포함하되, 상기 회장암의 비율은 2wt% 초과 5wt% 미만인 것을 포함하는 내화 현무암 섬유 강화 복합재.

Basalt fabric;
Epoxy resin impregnated into the basalt fabric;
A curing agent containing an amine group that is cured by reacting with the epoxide ring of the epoxy resin; And
Provided in the epoxy resin, including a flame retardant additive including ileum,
The ratio (wt%) of the epoxy resin and the curing agent is 9:1 to 8:2,
The flame-retardant additive comprises ileum cancer, wherein the ratio of the ileum cancer is more than 2wt% and less than 5wt% fire-resistant basalt fiber-reinforced composite.

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