KR102216615B1 - A flame-retardant coating composition, a structure having the same, and a preparing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성 코팅 조성물, 상기 난연성 코팅 조성물을 포함하는 준불연성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 준불연성 구조체는 IZOD 충격강도, 코팅 안정성 및 난연 성능이 우수한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a flame-retardant coating composition, a semi-non-combustible structure including the flame-retardant coating composition, and a method for manufacturing the same, wherein the semi-non-combustible structure is characterized by excellent IZOD impact strength, coating stability, and flame retardant performance.
Description
본 발명은 난연성 코팅 조성물, 상기 난연성 코팅 조성물을 포함하는 준불연성 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 준불연성 구조체는 IZOD 충격강도, 코팅 안정성 및 난연 성능이 우수한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a flame-retardant coating composition, a semi-non-combustible structure including the flame-retardant coating composition, and a method for manufacturing the same, wherein the semi-non-combustible structure is characterized by excellent IZOD impact strength, coating stability, and flame retardant performance.
일반적으로 건축용 외단열재는 건축물의 외부를 마감하고 단열성능을 부여하는데 사용되는 마감자재로서, 단열성을 부여하기 위하여 폴리스티로폼이나 폴리우레탄폼 등의 소재가 적용되고 있다.In general, exterior insulation for buildings is a finishing material used to finish the exterior of a building and impart insulation performance, and materials such as polystyrofoam or polyurethane foam are applied to impart insulation.
특히 폴리스티로폼의 일종인 발포폴리스티렌(Expandable Polystyrene, EPS)은 단열 성능, 경제성, 방음성, 경량성, 기계적 강도 등이 우수하여 건축물의 벽이나 천장 등에 단열재로 폭넓게 사용된다. In particular, Expandable Polystyrene (EPS), a kind of polystyrofoam, is widely used as an insulation material for walls and ceilings of buildings because of its excellent thermal insulation performance, economy, sound insulation, light weight, and mechanical strength.
최근에는 에너지 절약 설계 정책에 맞춰 내단열 시공보다 외단열 시공이 많이 이루어지고 있기 때문에 단열재의 단열 성능뿐만 아니라 난연 성능이 매우 중요해 졌다. In recent years, in accordance with the energy-saving design policy, external insulation construction has been performed more than internal insulation construction, so not only the insulation performance of the insulation material but also the flame retardant performance has become very important.
그러나 폴리스티로폼이나 폴리우레탄폼은 불에 타기 쉽고 연소되는 동안에 유독가스가 발생되는 단점이 있다.However, polystyrofoam or polyurethane foam is flammable and has a disadvantage of generating toxic gas during combustion.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-1792186호는 건축용 외단열재를 이루는 고분자 수지에 난연성이 있는 첨가제를 추가한 뒤, 발포하는 방법을 제안하였다. 그러나 이미 시공이 완료된 과거의 건축물에 위 기술을 적용하기 위해서는 건축용 외단열재 자체를 교체하는 수밖에 없다는 한계가 있다. 또한 첨가제가 투입된 고분자 수지를 발포하는 과정에서 상기 첨가제가 최종 제품인 외단열재에 고르게 분포되지 않아 품질이 고르지 않다는 문제점이 있을 수 있다.In order to solve the above problems, Korean Patent Registration No. 10-1792186 proposes a method of foaming after adding an additive having flame retardancy to a polymer resin constituting an exterior insulating material for construction. However, in order to apply the above technology to a building in the past where construction has already been completed, there is a limitation in that the exterior insulation material for construction has to be replaced. In addition, in the process of foaming the polymer resin into which the additive is added, there may be a problem that the quality is uneven because the additive is not evenly distributed in the outer insulation material, which is a final product.
본 발명은 난연성이 우수한 난연성 조성물 및 이를 포함하는 준불연성 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a flame retardant composition having excellent flame retardancy and a semi-non-combustible structure including the same.
본 발명은 가격 경쟁력이 뛰어나고, 연소로 인해 유독 가스가 발생하지 않아 환경 친화적인 준불연성 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a semi-non-combustible structure that is excellent in price competitiveness and does not generate toxic gases due to combustion and is environmentally friendly.
본 발명은 상기 준불연성 구조체를 쉽고 빠르게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for easily and quickly manufacturing the semi-noncombustible structure.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above. The object of the present invention will become more apparent from the following description, and will be realized by the means described in the claims and combinations thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 코팅 조성물은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 포함하는 제1 조성물과 용매 및 바인더를 포함하는 제2 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.Flame-retardant coating composition according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises a first composition comprising gypsum, expanded graphite, and coke, and a second composition comprising a solvent and a binder.
상기 제1 조성물은 분말 상태일 수 있고, 상기 제2 조성물은 액체 상태일 수 있다.The first composition may be in a powder state, and the second composition may be in a liquid state.
상기 난연성 코팅 조성물은 상기 용매 100중량부를 기준으로 상기 석고 50 내지 100중량부, 상기 팽창흑연 30 내지 80중량부, 상기 코크스 0.5 내지 10중량부 및 상기 바인더 0.5 내지 5중량부를 포함하는 것일 수 있다.The flame-retardant coating composition may include 50 to 100 parts by weight of the gypsum, 30 to 80 parts by weight of the expanded graphite, 0.5 to 10 parts by weight of the coke, and 0.5 to 5 parts by weight of the binder based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 석고는 불순물을 1중량% 내지 18중량% 포함하는 것이고, 상기 불순물은 SiO2, Ca5F(PO4)3, FeS2, 백운모(Muscovite) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며, 상기 석고는 입도가 80mesh 이하인 것일 수 있다.The gypsum contains 1% to 18% by weight of impurities, and the impurities are selected from the group consisting of SiO 2 , Ca 5 F (PO 4 ) 3 , FeS 2 , Muscovite, and combinations thereof, the The gypsum may have a particle size of 80 mesh or less.
상기 팽창흑연은 고정탄소(Fixed Carbon, F.C)가 90% 이상이고, 회분이 10% 이하이며, 입도가 40mesh 내지 80mesh인 것일 수 있다. The expanded graphite may have a fixed carbon (F.C) of 90% or more, an ash content of 10% or less, and a particle size of 40 mesh to 80 mesh.
상기 코크스는 고정탄소가 90% 이상이고, 회분이 10% 이하이며, 입도가 10㎛ 이하인 것일 수 있다.The coke may have a fixed carbon of 90% or more, an ash content of 10% or less, and a particle size of 10 μm or less.
상기 바인더는 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate, PVAc) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이고, 상기 바인더는 점도가 1,000 내지 5,000cps인 것일 수 있다.The binder is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc), and combinations thereof, and the binder may have a viscosity of 1,000 to 5,000 cps.
상기 석고는 pH 7.5 ~ 8.5인 것이고, 상기 팽창흑연은 pH 5 ~ 7인 것이며, 상기 코크스는 pH 6.5 ~ 7.5인 것이고, 상기 바인더는 pH 4 ~ 5인 것이며, 상기 난연성 코팅 조성물은 pH 6.5 ~ 7.5의 중성인 것일 수 있다.The gypsum is pH 7.5 to 8.5, the expanded graphite is pH 5 to 7, the coke is pH 6.5 to 7.5, the binder is pH 4 to 5, the flame retardant coating composition is pH 6.5 to 7.5 May be neutral.
본 발명의 일 실시예에 따른 준불연성 구조체는 심재 및 상기 심재의 적어도 어느 일면에 상에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층이 상기 난연성 코팅 조성물을 포함하는 것일 수 있다.The semi-non-combustible structure according to an embodiment of the present invention may include a core material and a coating layer formed on at least one surface of the core material, and the coating layer may include the flame-retardant coating composition.
상기 준불연성 구조체는 콘 칼로리미터(ASTM E1354/ISO 5660)를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 8MJ/m2 이하, 바람직하게는 6MJ/m2인 것일 수 있다. The semi-incombustible structure may be the total amount of heat released was measured using a cone calorimeter (ASTM E1354 / ISO 5660) of 8MJ / m 2 or less, preferably 6MJ / m 2.
상기 준불연성 구조체는 건축용 외단열재일 수 있다.The semi-non-combustible structure may be an external insulating material for construction.
본 발명의 일 실시예에 따른 준불연성 구조체의 제조방법은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 혼합하여 제1 조성물을 준비하는 단계, 용매 및 바인더를 혼합하여 제2 조성물을 준비하는 단계, 상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 혼합하여 상기 난연성 코팅 조성물을 얻는 단계, 상기 난연성 코팅 조성물을 심재의 적어도 어느 일면에 코팅하는 단계 및 코팅된 결과물을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a semi-non-combustible structure according to an embodiment of the present invention includes preparing a first composition by mixing gypsum, expanded graphite, and coke, preparing a second composition by mixing a solvent and a binder, the first composition And mixing the second composition to obtain the flame-retardant coating composition, coating the flame-retardant coating composition on at least one surface of the core material, and drying the coated result.
상기 제1 조성물은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 200rpm 내지 300rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하여 준비하는 것일 수 있다.The first composition may be prepared by mixing gypsum, expanded graphite, and coke under conditions of 200 rpm to 300 rpm and 5 minutes to 10 minutes.
상기 제2 조성물은 용매 및 바인더를 300rpm 내지 400rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하여 준비하는 것일 수 있다.The second composition may be prepared by mixing a solvent and a binder under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 5 minutes to 10 minutes.
상기 난연성 코팅 조성물은 제1 조성물 및 제2 조성물을 300rpm 내지 400rpm 및 10분 내지 15분의 조건으로 혼합하여 얻는 것일 수 있다.The flame-retardant coating composition may be obtained by mixing the first composition and the second composition under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 10 minutes to 15 minutes.
상기 코팅된 결과물을 40℃ 내지 60℃ 및 30분 내지 1시간 동안 건조하여 준불연성 구조체를 얻을 수 있다.The resulting coated product may be dried at 40° C. to 60° C. and 30 minutes to 1 hour to obtain a semi-non-combustible structure.
본 발명에 따른 난연성 코팅 조성물을 사용하면 IZOD 충격강도, 코팅 안정성 및 난연 성능이 우수한 준불연성 구조체를 얻을 수 있다.When the flame-retardant coating composition according to the present invention is used, a semi-non-combustible structure having excellent IZOD impact strength, coating stability, and flame-retardant performance can be obtained.
본 발명에 따른 난연성 코팅 조성물을 사용하면 굉장히 빠른 시간 내에 준불연성 구조체를 제조할 수 있다.Using the flame-retardant coating composition according to the present invention, it is possible to manufacture a semi-non-combustible structure within a very short time.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above. It should be understood that the effects of the present invention include all effects that can be inferred from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 준불연성 구조체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 준불연성 구조체의 제조방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a semi-non-combustible structure according to the present invention.
2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a semi-non-combustible structure according to the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, 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 contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added. Further, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above" but also the case where there is another part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, a film, a region, or a plate is said to be "under" another part, this includes not only the case where the other part is "directly below", but also the case where there is another part in the middle.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.Unless otherwise specified, all numbers, values, and/or expressions expressing quantities of ingredients, reaction conditions, polymer compositions, and formulations used herein are those that occur in obtaining these values, among other things essentially. Since they are approximations that reflect the various uncertainties of the measurement, it should be understood as being modified in all cases by the term "about". In addition, when numerical ranges are disclosed herein, these ranges are continuous and, unless otherwise indicated, include all values from the minimum value of this range to the maximum value including the maximum value. Furthermore, when this range refers to an integer, all integers from the minimum value to the maximum value including the maximum value are included, unless otherwise indicated.
본 명세서에서 "난연성" 및 "준불연성"은 그 의미와 난연 등급을 명확하게 구분하여 사용한 것은 아니고, 화재 발생시 연소가 되지 않는 정도가 우수한 것을 의미하는 용어로 혼용한 것이다. 본 발명에 따른 준불연성 구조체의 성능은 후술할 실시예의 콘 칼로리미터(Cone calorimeter)를 사용하여 측정한 총 방출 열량을 통해 명확하게 알 수 있을 것이다.
In the present specification, "flame retardant" and "semi-non-flammable" are not clearly distinguished between their meaning and flame retardant grade, but are used interchangeably as terms that mean excellent degree of combustion does not occur when a fire occurs. The performance of the semi-non-combustible structure according to the present invention can be clearly known through the total amount of heat emitted measured using a cone calorimeter of an embodiment to be described later.
도 1은 본 발명에 따른 준불연성 구조체(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이를 참조하면, 상기 준불연성 구조체(1)는 심재(10) 및 상기 심재(10)의 적어도 어느 일면에 형성된 코팅층(20)을 포함한다.1 is a cross-sectional view schematically showing a semi-non-
상기 심재(10)는 폴리스티로폼, 폴리우레탄폼 등을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 심재(10)는 발포폴리스티렌(EPS)일 수 있다.The
상기 심재(10)는 다음과 같은 과정을 통해 얻을 수 있다. 평균 입경이 1mm 내지 10mm인 폴리스티렌 비드(Polystyrene bead)를 특정 발포 비율로 발포(Pre-expansion)한 뒤, 사일로(Silo)에서 건조(Drying) 및 숙성(Maturation)시킨다. 그 결과물을 성형기에서 가열하여 연화시킨 뒤, 냉각시켜 일정 형상의 성형체를 얻는다. 위 성형체를 용도 및 목적에 맞게 절단하여 상기 심재(10)를 제조한다.The
상기 코팅층(20)은 상기 심재(10)의 외표면에 형성된 것으로서, 상기 심재(10)에 준불연성의 성질을 부여하는 구성이다. 상기 코팅층(20)은 난연성 코팅 조성물을 포함한다.The
상기 난연성 코팅 조성물은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 포함하는 제1 조성물과 용매 및 바인더를 포함하는 제2 조성물을 포함한다. 구체적으로 상기 제1 조성물의 성분들이 상기 제2 조성물에 고르게 분포되어 있는 것일 수 있다.The flame-retardant coating composition includes a first composition including gypsum, expanded graphite, and coke, and a second composition including a solvent and a binder. Specifically, the components of the first composition may be evenly distributed in the second composition.
상기 제1 조성물은 분말 상태의 것으로서, 일종의 난연제라 할 수 있다.The first composition is in a powder state and may be referred to as a kind of flame retardant.
상기 석고는 발암물질 분류에 포함되지 않는 친환경적인 물질로서, 의료용에서 건축용까지 다양한 활용성을 가진 물질이다. 또한 상기 석고는 결정수를 가지고 있어 가열되면 탈수될 때까지 이면의 온도가 100℃ 이상 상승하지 않는다. 이와 같이 상기 석고는 방화성 및 열전도열이 굉장히 낮아 여름과 겨울의 덥고 찬 공기를 차단하여 열효율을 높일 수 있는 물질이다.The gypsum is an eco-friendly material that is not included in the classification of carcinogens, and is a material having various uses from medical use to construction use. In addition, since the gypsum has crystal water, when heated, the temperature of the back surface does not rise more than 100°C until dehydration. As described above, the gypsum is a material capable of increasing thermal efficiency by blocking hot and cold air in summer and winter due to its extremely low fire resistance and heat conduction heat.
상기 석고는 불순물을 1중량% 내지 18중량% 포함하는 것일 수 있다. 상기 불순물의 함량은 석고의 전체 중량을 기준으로 표기한 것이다. 구체적으로 상기 석고는 불순물의 함량이 위 수치 범위에 속하는 이수석고, 반수석고 또는 무수석고이며, 구체적으로 이는 천연석고, 탈황석고, 인산석고, 폐석고 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 상기 불순물은 SiO2, Ca5F(PO4)3, FeS2, 백운모(Muscovite) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 상기 석고에 포함된 불순물이 위 수치 범위에 속할 때, IZOD 충격강도 등의 기계적 물성과 난연성을 균형 있게 향상시킬 수 있다.The gypsum may contain 1% to 18% by weight of impurities. The content of the impurities is expressed based on the total weight of the gypsum. Specifically, the gypsum is a dihydrate gypsum, semihydrated gypsum, or anhydrous gypsum whose content of impurities falls within the above numerical range, and specifically, it may be selected from the group consisting of natural gypsum, desulfurized gypsum, phosphate gypsum, waste gypsum, and combinations thereof. The impurities may be selected from the group consisting of SiO 2 , Ca 5 F(PO 4 ) 3 , FeS 2 , muscovite, and combinations thereof. When impurities contained in the gypsum fall within the above numerical range, mechanical properties such as IZOD impact strength and flame retardancy can be improved in a balance.
본 발명은 상기 석고로 불순물이 많아 산업적으로 활용도가 낮은 것을 사용하여서도 안정적인 기계적 물성 및 난연성을 확보할 수 있기 때문에 산업 부산물 및/또는 폐기물의 재활용 측면에서 환경 친화적이고 경제적으로도 유리하다.The present invention is environmentally friendly and economically advantageous in terms of recycling of industrial by-products and/or wastes because the gypsum can secure stable mechanical properties and flame retardancy even when the gypsum is high in impurities and has low industrial utility.
상기 석고는 입도가 80mesh 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 석고는 입도가 40mesh 내지 80mesh인 것일 수 있다. 본 명세서에서 상기 입도의 단위인 mesh는 ASTM 규격에 준한 것이다. 상기 석고의 입도가 80mesh를 초과하면 상기 코팅층(20) 내에서 상기 석고가 고르게 분포되지 않을 수 있다.The gypsum may have a particle size of 80 mesh or less. Specifically, the gypsum may have a particle size of 40 mesh to 80 mesh. In the present specification, the unit of the particle size, mesh, is based on the ASTM standard. When the particle size of the gypsum exceeds 80 mesh, the gypsum may not be evenly distributed within the
상기 팽창흑연(Expandable Graphite, EG)은 화재 발생시 온도가 180℃ 이상으로 상승하는 과정에서 약 250배 이상 팽창하며 숯(Char)을 형성하기 때문에 상기 준불연성 구조체(1)에 열차단을 통한 준불연성을 부여하는 구성이다.The expandable graphite (EG) expands by about 250 times or more in the process of raising the temperature above 180°C when a fire occurs and forms char, so the semi-non-
상기 팽창흑연은 고정탄소가 90중량% 이상, 구체적으로 90중량% 내지 99중량%인 것일 수 있다. 상기 팽창흑연은 회분(Ash)이 1중량% 내지 10중량% 인 것일 수 있다. 상기 고정탄소와 회분의 함량은 상기 팽창흑연의 전체 중량을 기준으로 표기한 것이다. 상기 팽창흑연의 고정탄소의 함량이 위 수치 범위에 속해야 상기 팽창흑연이 적절한 정도로 팽창하여 숯을 형성할 수 있다.The expanded graphite may have a fixed carbon of 90% by weight or more, specifically 90% to 99% by weight. The expanded graphite may have an ash content of 1% to 10% by weight. The content of the fixed carbon and ash is expressed based on the total weight of the expanded graphite. When the content of the fixed carbon of the expanded graphite falls within the above numerical range, the expanded graphite can expand to an appropriate degree to form charcoal.
상기 팽창흑연은 입도가 40mesh 내지 80mesh인 것일 수 있다. 상기 팽창흑연의 입도가 80mesh를 초과하면 상기 팽창흑연의 팽창률이 떨어져 화재 시 숯(Char)에 의한 충분한 열차단 성능을 갖지 못해 난연성이 크게 저하될 수 있다.The expanded graphite may have a particle size of 40 mesh to 80 mesh. When the particle size of the expanded graphite exceeds 80 mesh, the expansion rate of the expanded graphite is lowered, and the flame retardancy may be greatly deteriorated due to insufficient heat shielding performance by char during a fire.
상기 코크스는 석탄을 가열하여 얻는 것으로서, 탄소 함량이 높고, 불순물 및 휘발분이 적은 다공질의 물질이다. 상기 코크스는 불이 잘 붙지 않고, 잘 타지 않기 때문에 상기 준불연성 구조체(1)에 준불연성을 한층 더 향상시킬 수 있다.The coke is obtained by heating coal, and is a porous material having a high carbon content and low impurities and volatiles. Since the coke does not easily catch fire and does not burn easily, it is possible to further improve the semi-non-combustibility of the semi-non-
또한 상기 코크스에 고온의 열이 가해지면 이산화탄소(CO2)가 발생하기 때문에 그에 따른 난연 효과도 기대할 수 있다.In addition, since carbon dioxide (CO 2 ) is generated when high-temperature heat is applied to the coke, a flame retardant effect can be expected accordingly.
상기 코크스는 고정탄소가 80중량% 이상, 구체적으로 90중량% 이상, 더욱 구체적으로 90중량% 내지 95중량%인 것일 수 있다. 상기 코크스는 회분이 5중량% 내지 20중량%, 구체적으로 5중량% 내지 10중량%인 것일 수 있다. 상기 고정탄소와 회분의 함량은 상기 코크스의 전체 중량을 기준으로 표기한 것이다. 상기 코크스의 고정탄소의 함량이 위 범위에 속해야 상기 준불연성 구조체(1)의 난연성을 향상시킬 수 있다.The coke may have a fixed carbon of 80% by weight or more, specifically 90% by weight or more, and more specifically 90% to 95% by weight. The coke may have an ash content of 5% to 20% by weight, specifically 5% to 10% by weight. The content of the fixed carbon and ash is expressed based on the total weight of the coke. When the content of fixed carbon in the coke falls within the above range, the flame retardancy of the semi-non-
상기 코크스는 입도가 10㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 10㎛인 것일 수 있다. 상기 코크스의 입도가 10㎛를 초과하면 상기 코팅층(20) 내에서 상기 코크스가 고르게 분포되지 않을 수 있다.The coke may have a particle size of 10 μm or less, specifically 5 μm to 10 μm. When the particle size of the coke exceeds 10 μm, the coke may not be evenly distributed in the
상기 제2 조성물은 액체 상태의 것으로서, 일종의 용제라 할 수 있다.The second composition is in a liquid state and may be referred to as a kind of solvent.
상기 용매는 특별히 한정되지 않으나, 수계 용매를 사용할 수 있고, 구체적으로 물을 사용할 수 있다.The solvent is not particularly limited, but an aqueous solvent may be used, and specifically water may be used.
상기 바인더는 상기 코팅층(20)과 상기 심재(10) 간의 결합력을 높여서 코팅 안정성을 향상시키는 구성이다.The binder is configured to improve coating stability by increasing the bonding force between the
상기 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate, PVAc) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.The binder is not particularly limited, but may be, for example, selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc), and combinations thereof.
상기 바인더는 점도가 1,000 내지 5,000cps인 것일 수 있다. 상기 바인더의 점도가 위 수치 범위에 속해야 상기 준불연성 구조체(1)의 난연 성능을 해하지 않으면서 상기 코팅층(20)의 코팅 안정성을 향상시킬 수 있다.The binder may have a viscosity of 1,000 to 5,000 cps. When the viscosity of the binder falls within the above numerical range, the coating stability of the
상기 난연성 코팅 조성물은 상기 용매 100중량부를 기준으로 상기 석고 50 내지 100중량부, 상기 팽창흑연 30 내지 80중량부, 상기 코크스 0.5 내지 10중량부 및 상기 바인더 0.5 내지 5중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 난연성 코팅 조성물의 각 성분의 함량이 위 수치 범위에 속해야 준불연성 구조체(1)의 IZOD 충격강도 등의 기계적 물성과 난연성을 균형 있게 향상시킬 수 있다. The flame-retardant coating composition may include 50 to 100 parts by weight of the gypsum, 30 to 80 parts by weight of the expanded graphite, 0.5 to 10 parts by weight of the coke, and 0.5 to 5 parts by weight of the binder based on 100 parts by weight of the solvent. When the content of each component of the flame-retardant coating composition falls within the above numerical range, mechanical properties such as IZOD impact strength of the semi-non-
구체적으로 상기 석고의 함량이 50중량부 미만이면 준불연성 구조체(1)의 IZOD 충격강도 및 코팅 안정성이 저하되고, 100중량부를 초과하면 난연 성능이 저하될 수 있다. Specifically, if the content of the gypsum is less than 50 parts by weight, the IZOD impact strength and coating stability of the semi-non-
상기 팽창흑연의 함량이 30중량부 미만이면 준불연성 구조체(1)의 난연성이 저하될 수 있으며, 80중량부를 초과하면 코팅안정성 및 물리적 강도가 저하될 수 있다.상기 코크스의 함량이 0.5중량부 미만이면 준불연성 구조체(1)의 난연성 향상 정도가 미미하고, 10중량부를 초과하면 코팅층(20)의 코팅 안정성이 저하될 수 있다.If the content of the expanded graphite is less than 30 parts by weight, the flame retardancy of the semi-non-
상기 바인더의 함량이 0.5중량부 미만이면 코팅층(20)의 코팅 안정성이 저하되고, 5중량부를 초과하면 준불연성 구조체(1)의 난연 성능이 저하되고, pH 조절이 어려울 수 있다.If the content of the binder is less than 0.5 parts by weight, the coating stability of the
상기 난연성 코팅 조성물은 pH 6.5 ~ 7.5의 중성인 것일 수 있다. 상기 난연성 코팅 조성물이 중성이어야 공정 설비의 부식을 방지하고 폐수 등으로 인한 환경적 영향을 최소화 할수 있을 것이며, 작업자의 작업 환경도 개선하는 효과를 얻을 수 있다. 상기 난연성 코팅 조성물의 pH는 이에 포함된 각 성분의 pH 및 함량을 통해 조절할 수 있다. 이에 한정되지 않지만 상기 석고는 pH 7.5 ~ 8.5인 것이고, 상기 팽창흑연은 pH 5 ~ 7인 것이며, 상기 코크스는 pH 6.5 ~ 7.5인 것이고, 상기 바인더는 pH 4 ~ 5인 것일 수 있다.The flame retardant coating composition may be a neutral pH of 6.5 to 7.5. When the flame-retardant coating composition is neutral, it is possible to prevent corrosion of process equipment and minimize environmental impact due to wastewater, etc., and an effect of improving the working environment of workers can be obtained. The pH of the flame-retardant coating composition can be adjusted through the pH and content of each component contained therein. Although not limited thereto, the gypsum may have a pH of 7.5 to 8.5, the expanded graphite may have a pH of 5 to 7, the coke may have a pH of 6.5 to 7.5, and the binder may have a pH of 4 to 5.
상기 난연성 코팅 조성물의 제형은 다음과 같을 수 있다.The formulation of the flame retardant coating composition may be as follows.
상기 난연성 코팅 조성물은 에멀젼 타입의 1액형인 것일 수 있다. 구체적으로 분말 상태의 제1 조성물이 액체 상태의 제2 조성물에 분산된 상태의 1액형의 제형일 수 있다.The flame-retardant coating composition may be an emulsion type one component. Specifically, the first composition in a powder state may be a one-pack formulation in a state in which the first composition in a liquid state is dispersed in the second composition.
상기 난연성 코팅 조성물은 분말 상태의 제1 조성물과 액체 상태의 제2 조성물이 별도로 포장된 일련의 키트의 제형일 수도 있다. 따라서 상기 난연성 코팅 조성물을 사용하여 준불연성 구조체를 제조할 때, 상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 혼합한 뒤, 그 결과물을 심재 상에 코팅할 수 있다.The flame retardant coating composition may be a formulation of a series of kits in which the first composition in the powder state and the second composition in the liquid state are separately packaged. Therefore, when manufacturing a semi-non-combustible structure using the flame-retardant coating composition, after mixing the first composition and the second composition, the resultant may be coated on the core material.
상기 준불연성 구조체(1)는 콘 칼로리미터(ASTM E1354/ISO 5660)를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 8MJ/m2 이하, 바람직하게는 6MJ/m2 이하인 것일 수 있다.The semi-non-combustible structure (1) has a total heat emission of 8 MJ/m 2 measured using a cone calorimeter (ASTM E1354/ISO 5660). Hereinafter, it may be preferably 6MJ/m 2 or less.
콘 칼로리미터(ASTM E1354/ISO 5660)는 화재 안전 엔지니어와 정량적 재료 가연성 분석에 관심이 있는 연구자들을 위한 유용한 도구이다. 콘 칼로리미터를 통한 시험은 실제 화재 상황을 시뮬레이션하고자 하는 가장 유용한 벤치-스케일 시험(bench-scale tersts) 중 하나이다. 콘 칼로리미터로 상기 준불연성 구조체(1)의 총 방출 열량을 측정하여 난연 성능을 정량적으로 분석할 수 있다.The cone calorimeter (ASTM E1354/ISO 5660) is a useful tool for fire safety engineers and researchers interested in quantitative material flammability analysis. Testing with a cone calorimeter is one of the most useful bench-scale tersts for simulating a real fire situation. Flame retardant performance can be quantitatively analyzed by measuring the total amount of heat emitted from the semi-non-
상기 준불연성 구조체(1)는 건축용 외단열재일 수 있다. 상기 코팅층(20)이 건축물의 외측 및/또는 내측에 위치하도록 상기 준불연성 구조체(1)를 설치할 수 있다. 상기 준불연성 구조체(1)는 기계적 물성, 단열성 및 난연성이 모두 우수하기 때문에
The semi-non-
도 2는 본 발명에 따른 준불연성 구조체(1)의 제조방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이를 참조하면, 상기 제조방법은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 혼합하여 제1 조성물을 준비하는 단계(S10), 용매 및 바인더를 혼합하여 제2 조성물을 준비하는 단계(S20), 상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 혼합하여 상기 난연성 코팅 조성물을 얻는 단계(S30), 상기 난연성 코팅 조성물을 심재의 적어도 어느 일면에 코팅하는 단계(S40) 및 코팅된 결과물을 건조하는 단계(S50)를 포함한다.2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a semi-non-
상기 난연성 코팅 조성물의 각 성분에 대한 설명은 전술한 것과 동일하기 때문에 이하 중복을 피하기 위해 그에 대한 구체적인 내용은 생략한다.Since the description of each component of the flame-retardant coating composition is the same as described above, detailed descriptions thereof will be omitted to avoid redundancy hereinafter.
상기 제1 조성물을 준비하는 단계(S10)는 석고, 팽창흑연 및 코크스를 200rpm 내지 300rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하는 것일 수 있다. 상기 제1 조성물은 건식 혼합하여 준비할 수 있다. 건식 혼합 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 교반 막대가 구비된 혼합기에 각 성분의 분말을 투입하여 혼합할 수 있다. 다만 혼합시 발생하는 마찰력 및 열에 의해 각 성분이 피해를 입는 것을 방지하기 위해 상기 혼합기에 각 성분을 그 함량에 맞게 충분히 투입하고, 교반 속도 및 시간을 위 수치 범위로 한정하여 수행하는 것이 바람직할 수 있다.Preparing the first composition (S10) may be mixing gypsum, expanded graphite, and coke under conditions of 200 rpm to 300 rpm and 5 minutes to 10 minutes. The first composition may be prepared by dry mixing. The dry mixing method is not particularly limited. For example, powders of each component may be added to a mixer equipped with a stir bar to mix. However, in order to prevent damage to each component due to the frictional force and heat generated during mixing, it may be desirable to sufficiently add each component to the content in the mixer and limit the stirring speed and time to the above numerical range. have.
상기 제2 조성물을 준비하는 단계(S20)는 용매 및 바인더를 300rpm 내지 400rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하는 것일 수 있다.The step of preparing the second composition (S20) may be mixing a solvent and a binder under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 5 minutes to 10 minutes.
상기 난연성 코팅 조성물을 얻는 단계(S30)는 제1 조성물 및 제2 조성물을 300rpm 내지 400rpm 및 10분 내지 15분의 조건으로 혼합하는 것일 수 있다.The step (S30) of obtaining the flame-retardant coating composition may be to mix the first composition and the second composition under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 10 minutes to 15 minutes.
상기 난연성 코팅 조성물을 심재(10)에 코팅하는 단계(S40)는 상기 심재(10) 상에 코팅층(20)을 형성하는 것일 수 있다. 상기 코팅층(20)의 두께는 특별히 한정되지 않는다.The step (S40) of coating the flame-retardant coating composition on the
상기 코팅된 결과물을 건조하는 단계(S50)는 상기 심재(10) 및 코팅층(20)을 40℃ 내지 60℃ 및 30분 내지 1시간 동안 건조하여 준불연성 구조체(1)를 얻는 것일 수 있다.The step of drying the coated result (S50) may be to dry the
본 발명에 따르면 난연성 코팅 조성물을 준비하는 과정에서 제1 조성물과 제2 조성물을 별도로 준비한 뒤, 혼합하기 때문에 상기 제2 조성물에 상기 제1 조성물이 굉장히 고르게 분산된다. 따라서 준불연성 구조체(1) 전체적으로 난연 성능이 고르게 발현된다. 또한 심재(10) 및 코팅층(20)의 건조(S50) 시간도 굉장히 단축시킬 수 있다.
According to the present invention, since the first composition and the second composition are separately prepared and then mixed in the process of preparing the flame-retardant coating composition, the first composition is very evenly dispersed in the second composition. Therefore, the flame retardant performance is evenly expressed throughout the semi-non-combustible structure (1). In addition, the drying time (S50) of the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
The present invention as described above will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited thereto.
실시예1Example 1
후술할 용매 100중량부를 기준으로 석고 65중량부, 팽창흑연 65중량부 및 코크스 3중량부를 혼합하여 제1 조성물을 준비하였다. 상기 석고는 불순물의 함량이 18중량%인 것이고, 상기 팽창흑연은 입도가 80mesh인 것이며, 상기 코크스는 입도가 5㎛인 것이다.A first composition was prepared by mixing 65 parts by weight of gypsum, 65 parts by weight of expanded graphite, and 3 parts by weight of coke based on 100 parts by weight of a solvent to be described later. The gypsum has an impurity content of 18% by weight, the expanded graphite has a particle size of 80 mesh, and the coke has a particle size of 5 μm.
용매인 물 100중량부와 바인더인 폴리비닐아세테이트(PVAc) 3중량부를 혼합하여 제2 조성물을 준비하였다. 상기 바인더는 점도가 3,000cpsm인 것이다.A second composition was prepared by mixing 100 parts by weight of water as a solvent and 3 parts by weight of polyvinyl acetate (PVAc) as a binder. The binder has a viscosity of 3,000 cpsm.
상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 혼합하여 난연성 코팅 조성물을 제조한 뒤, 상기 난연성 코팅 조성물을 발포폴리스티렌(EPS) 상에 코팅하여 준불연성 구조체를 제조하였다.
After preparing a flame-retardant coating composition by mixing the first composition and the second composition, the flame-retardant coating composition was coated on expanded polystyrene (EPS) to prepare a semi-non-combustible structure.
실시예2Example 2
석고의 함량이 80중량부이고, 팽창흑연의 함량이 50중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 준불연성 구조체를 제조하였다.
A semi-non-combustible structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the content of gypsum was 80 parts by weight and the content of expanded graphite was 50 parts by weight.
실시예3Example 3
석고의 함량이 95중량부이고, 팽창흑연의 함량이 35중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 준불연성 구조체를 제조하였다.
A semi-non-combustible structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the content of gypsum was 95 parts by weight and the content of expanded graphite was 35 parts by weight.
실시예4Example 4
불순물의 1중량%인 석고를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 1% by weight of impurity gypsum was used.
실시예5Example 5
코크스의 함량이 10중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예2와 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the content of coke was 10 parts by weight.
비교예1Comparative Example 1
석고의 함량이 35중량부이고, 팽창흑연의 함량이 95중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the content of gypsum was 35 parts by weight and the content of expanded graphite was 95 parts by weight.
비교예2Comparative Example 2
석고의 함량이 110중량부이고, 팽창흑연의 함량이 20중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the gypsum content was 110 parts by weight and the expanded graphite content was 20 parts by weight.
비교예3Comparative Example 3
입도가 200mesh인 팽창흑연을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 1, except that expanded graphite having a particle size of 200 mesh was used.
비교예4Comparative Example 4
코크스의 함량이 0.1중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예2와 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the content of coke was 0.1 parts by weight.
비교예5Comparative Example 5
바인더의 함량이 0.1중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예2와 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the content of the binder was 0.1 parts by weight.
비교예6Comparative Example 6
바인더의 함량이 10중량부인 것을 제외하고는 상기 실시예2와 동일한 방법으로 구조체를 제조하였다.
A structure was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the content of the binder was 10 parts by weight.
실험예Experimental example
상기 실시예1 내지 3 및 비교예1 내지 8에 따른 구조체의 IZOD 충격강도, 코팅 안정성 및 난연 성능을 평가하였다.The IZOD impact strength, coating stability, and flame retardant performance of the structures according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 were evaluated.
IZOD 충격 강도는 ASTM D-256 규격에 의거하여 측정하였다. 평가 기준은 다음과 같다. IZOD 충격 강도가 7.5 J/m 초과인 경우 ○, 6.5 내지 7.5 J/m인 경우 △, 6.5 J/m 미만인 경우 ×로 평가하였다.IZOD impact strength was measured according to ASTM D-256 standard. The evaluation criteria are as follows. When the IZOD impact strength was greater than 7.5 J/m, it was evaluated as ○, in the case of 6.5 to 7.5 J/m, △, and in the case of less than 6.5 J/m, ×.
코팅 안정성은 최종 건조 후 표면을 코팅층의 석고 및 팽창흑연의 탈락을 확인하는 방식으로 측정하였다. 평가 기준은 다음과 같다. 2회 미만 탈락하는 경우 ○, 2회 내지 5회 탈락하는 경우 △, 5회 이상 탈락하는 경우 ×로 평가하였다.Coating stability was measured by checking the surface after final drying to check the dropout of gypsum and expanded graphite in the coating layer. The evaluation criteria are as follows. In the case of dropping out less than 2 times, it was evaluated as ○, when dropping out 2 to 5 times △, and when dropping out 5 or more times was evaluated as x.
난연 성능을 평가하기 위해 콘 칼로리미터를 사용하여 총 방출 열량을 측정하였다. 또한 그 결과물을 육안으로도 평가였다. 육안 평가의 기준은 다음과 같다. 시편 후면이 보이는 관통이 없으며, 시편 테두리 부 수축이 없는 경우 ○, 시편 후면이 보이는 관통은 없으나 테두리 부 수축이 있는 경우 △, 시편 후면이 보이는 관통과, 테두리 부 수축이 있는 경우 ×로 평가하였다.In order to evaluate the flame retardant performance, a cone calorimeter was used to measure the total amount of heat released. In addition, the result was evaluated visually. The criteria for visual evaluation are as follows. If there is no visible penetration of the back of the specimen and no shrinkage of the edge of the specimen is evaluated as △, if there is no penetration of the back of the specimen but shrinking of the edge of the specimen, △, the penetration of which the back of the specimen is visible, and if there is shrinkage of the edge of the specimen were evaluated as ×
그 결과는 하기 표 1과 같다.The results are shown in Table 1 below.
[MJ/m2]Total calories released
[MJ/m 2 ]
1) 각 실시예 및 비교예의 난연성 코팅 조성물의 pH임1) pH of the flame retardant coating composition of each Example and Comparative Example
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 준불연성 구조체인 실시예1 내지 실시예5는 IZOD 충격강도, 코팅 안정성 및 난연 성능이 모두 우수한 것을 알 수 있다. 특히, 콘 칼로리미터를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 모두 6MJ/m2으로 준불연성의 성질을 가지고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that Examples 1 to 5, which are semi-non-combustible structures according to the present invention, have excellent IZOD impact strength, coating stability, and flame retardant performance. In particular, it can be seen that the total amount of heat emitted, measured using a cone calorimeter, is 6 MJ/m 2 and has semi-non-flammable properties.
특히, 실시예4는 불순물의 함량이 적은 석고를 사용한 구조체이다. 불순물 함량 1중량%에서도 불순물 함량 18중량%와 동일한 기계적 물성 및 난연 성능을 나타냄을 확인할 수 있다. 이를 통해 불순물의 함량이 1중량% 내지 18중량%인 석고를 50중량부 내지 100중량부의 함량으로 사용해야 난연 성능, 기계적 물성 및 코팅 안정성을 모두 균형 있게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.In particular, Example 4 is a structure using gypsum with a low impurity content. It can be seen that even with an impurity content of 1% by weight, the mechanical properties and flame retardant properties are the same as those of an impurity content of 18% by weight. Through this, it can be seen that the flame retardant performance, mechanical properties, and coating stability can be improved in a balanced manner only when gypsum having an impurity content of 1% to 18% by weight is used in an amount of 50 to 100 parts by weight.
비교예1은 석고의 함량이 적은 구조체이다. 비교예1은 난연 성능은 만족할만한 수준이지만 IZOD 충격강도 및 코팅 안정성이 굉장히 좋지 않음을 알 수 있다. 비교예2는 석고의 함량이 많은 구조체이다. 비교예2는 IZOD 충격강도 및 코팅 안정성은 우수하나 난연 성능이 굉장히 떨어짐을 알 수 있다. 비교예3은 불순물의 함량이 적은 석고를 사용한 구조체이다. Comparative Example 1 is a structure with a low gypsum content. In Comparative Example 1, it can be seen that the flame retardant performance is satisfactory, but the IZOD impact strength and coating stability are very poor. Comparative Example 2 is a structure with a large amount of gypsum. In Comparative Example 2, it can be seen that the IZOD impact strength and coating stability are excellent, but the flame retardant performance is very poor. Comparative Example 3 is a structure using gypsum with low impurities.
비교예3은 입도가 200mesh로 큰 팽창흑연을 사용한 구조체이다. 비교예3은 총 방출열량을 통한 난연 성능, IZOD 충격강도 및 코팅 안정성이 모두 저하되었음을 알 수 있다.Comparative Example 3 is a structure using expanded graphite having a particle size of 200 mesh. In Comparative Example 3, it can be seen that flame retardant performance, IZOD impact strength, and coating stability were all deteriorated through the total amount of heat emitted.
비교예4는 코크스의 함량이 적은 구조체이다. 비교예4는 IZOD 충격강도 및 코팅 안정성은 우수하나 콘 칼로리미터를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 6MJ/m2을 초과하는바 난연 성능은 만족할만한 수준이 아님을 알 수 있다. Comparative Example 4 is a structure with a small content of coke. Comparative Example 4 has excellent IZOD impact strength and coating stability, but it can be seen that the flame retardant performance is not satisfactory since the total amount of heat emitted exceeds 6MJ/m 2 measured using a cone calorimeter.
비교예5는 바인더의 함량이 적은 구조체이다. 비교예5는 IZOD 충격강도 및 코팅 안정성이 굉장히 좋지 않음을 알 수 있다. 비교예6은 바인더의 함량이 많은 구조체이다. 비교예6은 난연성 코팅 조성물의 pH가 중성 범위가 아니고, 콘 칼로리미터를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 6MJ/m2을 초과하는바 난연 성능은 떨어짐을 알 수 있다.
Comparative Example 5 is a structure with a low binder content. In Comparative Example 5, it can be seen that the IZOD impact strength and coating stability are very poor. Comparative Example 6 is a structure with a large amount of binder. In Comparative Example 6, the pH of the flame-retardant coating composition was not in the neutral range, and the total heat emission measured using a cone calorimeter exceeded 6 MJ/m 2 , so that the flame-retardant performance was degraded.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 상기 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다양한 형태의 수지 및 제품으로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. The above experimental examples are only one example to aid understanding of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily use various types of resins and products without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that transformation is possible.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 지정되며, 특허청구범위의 의미와 그 개념으로부터 도출되는 모든 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention is specified by the claims to be described later rather than the detailed description, and it should be construed that the meaning of the claims and all modified forms derived from the concept are included in the scope of the present invention.
1: 준불연성 구조체
10: 심재
20: 코팅층1: Semi-incombustible structure
10: heartwood
20: coating layer
Claims (20)
용매 및 바인더를 포함하는 제2 조성물을 포함하고,
상기 용매 100중량부를 기준으로 한 상기 석고의 함량은 50 내지 100중량부이고, 상기 팽창흑연의 함량은 30 내지 80중량부이며, 상기 바인더의 함량은 0.5 내지 5중량부이고, 상기 코크스의 함량은 0.5 내지 10중량부인 것을 특징으로 하는 난연성 코팅 조성물.A first composition comprising gypsum, expanded graphite and coke; And
Including a second composition comprising a solvent and a binder,
The content of the gypsum based on 100 parts by weight of the solvent is 50 to 100 parts by weight, the content of the expanded graphite is 30 to 80 parts by weight, the content of the binder is 0.5 to 5 parts by weight, and the content of coke is Flame-retardant coating composition, characterized in that 0.5 to 10 parts by weight.
상기 제1 조성물은 분말 상태인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The first composition is a flame retardant coating composition in a powder state.
상기 제2 조성물은 액체 상태인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The second composition is a flame retardant coating composition in a liquid state.
상기 석고는 불순물을 1중량% 내지 18중량% 포함하는 것이고,
상기 불순물은 SiO2, Ca5F(PO4)3, FeS2, 백운모(Muscovite) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며,
상기 석고는 입도가 80mesh 이하인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The gypsum contains 1% to 18% by weight of impurities,
The impurity is selected from the group consisting of SiO 2 , Ca 5 F (PO 4 ) 3 , FeS 2 , muscovite, and combinations thereof,
The gypsum is a flame retardant coating composition having a particle size of 80 mesh or less.
상기 팽창흑연은 고정탄소(Fixed Carbon, F.C)가 90% 이상이고, 회분이 10% 이하이며, 입도가 40mesh 내지 80mesh인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The expanded graphite has a fixed carbon (FC) of 90% or more, an ash content of 10% or less, and a particle size of 40 mesh to 80 mesh.
상기 코크스는 고정탄소가 90% 이상이고, 회분이 10% 이하이며, 입도가 10㎛ 이하인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The coke has a fixed carbon of 90% or more, an ash content of 10% or less, and a particle size of 10 μm or less.
상기 바인더는 폴리비닐알콜(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate, PVAc) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이고,
상기 바인더는 점도가 1,000 내지 5,000cps인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The binder is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc), and combinations thereof,
The binder is a flame retardant coating composition that has a viscosity of 1,000 to 5,000 cps.
상기 난연성 코팅 조성물은 pH 6.5 ~ 7.5의 중성인 것인 난연성 코팅 조성물.The method of claim 1,
The flame retardant coating composition is a flame retardant coating composition that is a neutral pH of 6.5 to 7.5.
상기 심재의 적어도 어느 일면에 상에 형성된 코팅층을 포함하고,
상기 코팅층이 제1항, 제3항, 제4항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 난연성 코팅 조성물을 포함하는 것인 준불연성 구조체.Heartwood; And
Including a coating layer formed on at least one surface of the core material,
The semi-non-combustible structure comprising the flame-retardant coating composition according to any one of claims 1, 3, 4 and 6 to 10 in which the coating layer.
상기 준불연성 구조체는 콘 칼로리미터(ASTM E1354/ISO 5660)를 사용하여 측정한 총 방출 열량이 8MJ/m2 이하인 것인 준불연성 구조체.The method of claim 13,
The semi-non-combustible structure is a semi-non-combustible structure having a total heat emission measured using a cone calorimeter (ASTM E1354/ISO 5660) of 8 MJ/m 2 or less.
상기 준불연성 구조체는 건축용 외단열재인 것인 준불연성 구조체.The method of claim 13,
The semi-non-combustible structure is a semi-non-combustible structure that is an exterior insulating material for construction.
용매 및 바인더를 혼합하여 제2 조성물을 준비하는 단계;
상기 제1 조성물 및 제2 조성물을 혼합하여 난연성 코팅 조성물을 얻는 단계;
상기 난연성 코팅 조성물을 심재의 적어도 어느 일면에 코팅하는 단계; 및
코팅된 결과물을 건조하는 단계를 포함하고,
상기 용매 100중량부를 기준으로 한 상기 석고의 함량은 50 내지 100중량부이고, 상기 팽창흑연의 함량은 30 내지 80중량부이며, 상기 바인더의 함량은 0.5 내지 5중량부이고, 상기 코크스의 함량은 0.5 내지 10중량부인 것을 특징으로 하는 준불연성 구조체의 제조방법.Preparing a first composition by mixing gypsum, expanded graphite, and coke;
Preparing a second composition by mixing a solvent and a binder;
Mixing the first composition and the second composition to obtain a flame retardant coating composition;
Coating the flame-retardant coating composition on at least one surface of the core material; And
Including the step of drying the coated result,
The content of the gypsum based on 100 parts by weight of the solvent is 50 to 100 parts by weight, the content of the expanded graphite is 30 to 80 parts by weight, the content of the binder is 0.5 to 5 parts by weight, and the content of coke is Method for producing a semi-non-combustible structure, characterized in that 0.5 to 10 parts by weight.
상기 제1 조성물은 석고, 팽창흑연 및 코크스를 200rpm 내지 300rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하여 준비하는 것인 준불연성 구조체의 제조방법.The method of claim 16,
The first composition is prepared by mixing gypsum, expanded graphite, and coke under conditions of 200 rpm to 300 rpm and 5 minutes to 10 minutes.
상기 제2 조성물은 용매 및 바인더를 300rpm 내지 400rpm 및 5분 내지 10분의 조건으로 혼합하여 준비하는 것인 준불연성 구조체의 제조방법.The method of claim 16,
The second composition is a method of manufacturing a semi-non-combustible structure to be prepared by mixing a solvent and a binder under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 5 minutes to 10 minutes.
상기 난연성 코팅 조성물은 제1 조성물 및 제2 조성물을 300rpm 내지 400rpm 및 10분 내지 15분의 조건으로 혼합하여 얻는 것인 준불연성 구조체의 제조방법.The method of claim 16,
The flame-retardant coating composition is a method of producing a semi-non-combustible structure obtained by mixing the first composition and the second composition under conditions of 300 rpm to 400 rpm and 10 minutes to 15 minutes.
상기 코팅된 결과물을 40℃ 내지 60℃ 및 30분 내지 1시간 동안 건조하는 것인 준불연성 구조체의 제조방법.The method of claim 16,
The method of manufacturing a semi-non-combustible structure to dry the coated resultant 40 ℃ to 60 ℃ and 30 minutes to 1 hour.
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