KR102551585B1 - A method for producing an admixture for a gypsum board and an admixture thereof, composition for forming a gypsum board - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석고보드용 혼화제의 제조방법 및 그에 따른 석고보드용 혼화제, 이를 포함하는 석고보드 형성용 조성물에 관한 것이다.
자세하게는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 DS(degree of sulfonation)를 조절하거나 고분자 화합물에 포함된 단량체들의 종류와 그 중합 정도를 조절함으로써 석고 슬러리의 유동성, 응결 시간 등의 물성 조절이 가능한 기술을 제공하고자 한다.The present invention relates to a method for preparing an admixture for gypsum board, the admixture for gypsum board according to the method, and a composition for forming a gypsum board including the same.
In detail, controlling the DS (degree of sulfonation) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a sulfonated polystyrene (SPS)-based high molecular compound, or the type and degree of polymerization of monomers included in a high molecular compound It is intended to provide a technology capable of controlling physical properties such as fluidity and setting time of gypsum slurry by adjusting the.

Description

석고보드용 혼화제의 제조방법 및 그에 따른 혼화제, 이를 포함하는 석고보드 형성용 조성물 {A method for producing an admixture for a gypsum board and an admixture thereof, composition for forming a gypsum board}A method for producing an admixture for a gypsum board and an admixture thereof, a composition for forming a gypsum board comprising the admixture thereof, and a composition for forming a gypsum board comprising the same

본 발명은 석고보드용 혼화제의 제조방법 및 그에 따른 석고보드용 혼화제, 이를 포함하는 석고보드 형성용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing an admixture for gypsum board, the admixture for gypsum board according to the method, and a composition for forming a gypsum board including the same.

자세하게는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 DS(degree of sulfonation)를 조절하거나 고분자 화합물에 포함된 단량체들의 종류와 그 중합 정도를 조절함으로써 석고 슬러리의 유동성, 응결 시간 등의 물성 조절이 가능한 기술을 제공하고자 한다.In detail, controlling the DS (degree of sulfonation) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a sulfonated polystyrene (SPS)-based high molecular compound, or the type and degree of polymerization of monomers included in a high molecular compound It is intended to provide a technology capable of controlling physical properties such as fluidity and setting time of gypsum slurry by adjusting the.

석고보드는 주로 건축용 내장재료로 사용되며, 방화성, 차음성, 단열성이 우수한 특성을 갖고 저렴하기 때문에 널리 사용되고 있다. 석고보드는 보통보드, 경질보드, 강화보드, 화장보드 등의 종류가 있으며, 각각의 석고보드의 요구 특성에 따라, 첨가제의 종류, 조합량, 강화재의 첨가 등이 달라질 수 있다.Gypsum board is mainly used as an interior material for construction, and is widely used because it has excellent fire resistance, sound insulation, and heat insulation properties and is inexpensive. There are various types of gypsum board, such as a normal board, a hard board, a reinforced board, and a decorative board. Depending on the required characteristics of each gypsum board, the type of additives, the combination amount, and the addition of reinforcing materials may vary.

이러한 다양한 종류의 석고보드는 일반적으로 석고를 물과 혼합한 것을 원지에 흘려 끼우고, 두께와 폭을 조정한 후, 경화, 절단, 건조시켜 제조될 수 있다. 이 때, 첨가제로서 석고를 물에 분산시키기 위한 분산제로 혼화제가 사용될 수 있는데, 이는 물의 사용량을 줄일 수 있고, 석고보드 제조 시 건조 효율을 높이므로, 생산성을 높일 수 있다.These various types of gypsum boards can generally be manufactured by pouring a mixture of gypsum and water into a base paper, adjusting the thickness and width, and then curing, cutting, and drying the gypsum board. At this time, as an additive, an admixture may be used as a dispersant for dispersing gypsum in water, which can reduce the amount of water used and increase drying efficiency in manufacturing a gypsum board, thereby increasing productivity.

한편, 석고 슬러리에 대한 분산제의 첨가는 발포 거품과 그 거품이 남기는 공극의 크기 분포를 변화시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 분산제들은 석고 슬러리의 경화를 지연시킬 수 있고, 나아가, 월보드와 같은 석고 제품의 고속 생산을 저해할 수 있다. 이에, 유동성을 향상시키기 위해 분산제의 첨가량을 증가시키면 경화 시간이 증가하는 문제가 있으며, 월보드가 커팅 나이프(cutting knife)에서 충분히 경화가 되지 않은 경우에는 제품의 모양이 고정되지 않고, 자른 후에 보드의 취급에 어려움이 따를 수 있다. 따라서, 보드를 경화시키고 그 모양을 유지하기 위해서 라인 속도의 감소가 필요하다. On the other hand, it is known that the addition of a dispersant to a gypsum slurry can change the size distribution of the foaming bubbles and the pores they leave behind. In addition, dispersants can retard setting of the gypsum slurry and further impede high-speed production of gypsum products such as wallboard. Therefore, there is a problem in that the curing time increases when the amount of the dispersant is increased to improve fluidity, and if the wall board is not sufficiently cured with a cutting knife, the shape of the product is not fixed and the board is cut after cutting. handling may be difficult. Therefore, a reduction in line speed is necessary to cure the board and retain its shape.

이와 같이, 분산제 또는 혼화제의 화학 성질, 폼(foam) 거품 크기, 슬러리 유동성 사이의 복잡한 관계 때문에 상당한 경화 시간의 지연 없이 거품 크기 분포 및 유동성 모두를 만족하는 석고 슬러리를 제조하는 것은 여전히 해결해야 할 숙제이다.In this way, because of the complex relationship between the chemical properties of the dispersant or admixture, foam foam size, and slurry flowability, it is still difficult to prepare a gypsum slurry that satisfies both foam size distribution and flowability without significant delay in setting time. am.

이와 관련 기술로 한국공개특허 제10-2008-7001092호에서는 슬러리 유동성과 적당한 거품 크기 분포를 제공하는 분산제에 대하여 개시하고 있지만, 분산제로 PCE계 단독으로는 원하는 기포가 형성되지 않기 때문에 PCE계와 PNS계 혼화제를 따로 믹서에 투입하여 사용하는 것을 개시한다. 그러나, 혼화제 투입 전에 미리 PCE와 PNS를 혼합하여 사용하는 것은 겔이 형성되는 문제점이 존재하여, 실제 제품 생산 시 사실상 어려움이 있다.As a related technology, Korean Patent Publication No. 10-2008-7001092 discloses a dispersant that provides slurry fluidity and appropriate bubble size distribution, but PCE-based dispersant alone does not form desired bubbles. The system admixture is introduced into a mixer separately and used. However, mixing and using PCE and PNS in advance before adding the admixture has a problem in that gel is formed, and it is difficult to actually produce the product.

결론적으로 석고보드 제조용 분산제로 제공되는 혼화제의 물성은 석고 슬러리의 유동성을 향상시키면서 경화 시간은 단축시키고, 기포 형성이 쉬운 것이 요구된다. 따라서, 이러한 물성을 용이하게 제어가 가능하여, 기존의 문제점을 해소할 수 있는 물성이 향상된 혼화제 재료에 대한 개발이 활발하게 진행중에 있다.In conclusion, physical properties of an admixture provided as a dispersant for preparing gypsum board are required to improve fluidity of gypsum slurry, shorten hardening time, and easily form bubbles. Therefore, it is possible to easily control these physical properties, and development of admixture materials with improved physical properties that can solve the existing problems is actively in progress.

본 발명의 목적은 물성이 향상된 석고보드용 혼화제를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an admixture for gypsum board with improved physical properties.

본 발명의 구체적인 목적은 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물의 DS(degree of sulfonation)를 조절하거나 고분자 화합물에 포함된 단량체들의 종류와 중합 정도를 조절하여, PNS계 혼화제 대비 석고 슬러리의 유동성(flow)을 향상시키고 응결 시간은 단축시키는 것을 목적으로 한다. A specific object of the present invention is to control the DS (degree of sulfonation) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or polymer compound, or to adjust the type and degree of polymerization of monomers included in a polymer compound, to improve the composition compared to PNS-based admixtures. The purpose is to improve the flow of gypsum slurry and shorten the setting time.

특히, 술폰화된 폴리스티렌계 화합물 또는 고분자 화합물의 DS를 1 내지 99%의 값으로 제공하는 것을 목적으로 한다. In particular, it is an object to provide a value of 1 to 99% of the DS of a sulfonated polystyrene-based compound or high molecular compound.

본 발명의 목적은 상기 석고보드용 혼화제를 포함한 석고보드용 조성물 을 이용하여, 응결 시간을 단축시켜 비용을 절감하면서 물성은 향상된 양질의 석고보드를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-quality gypsum board with improved physical properties while reducing cost by shortening the setting time by using the gypsum board composition including the gypsum board admixture.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 폴리스티렌 및 황산과 술폰화반응하여, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, a method for manufacturing an admixture for gypsum board containing a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound by sulfonation with polystyrene and sulfuric acid is provided.

본 발명의 다른 실시예를 따르면, 스티렌계 화합물, 술폰화된 스티렌계 화합물 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a gypsum board comprising a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound in which at least one or more selected from the group of styrene-based compounds, sulfonated styrene-based compounds, and monomers is copolymerized A method for preparing a solvent admixture is provided.

본 발명의 다른 실시예를 따르면, 스티렌계 화합물 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 폴리스티렌(Polystyrene, PS)계 고분자 화합물을 술폰화하여, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, at least one selected from the group of styrene-based compounds and monomers is sulfonated with a polystyrene (PS)-based polymer compound copolymerized to obtain a sulfonated polystyrene (SPS)-based product. A method for preparing an admixture for gypsum board containing a polymer compound is provided.

이 경우, 제공되는 상기 단량체군은 지방족 단일 이중결합 단량체, 방향족 단일 이중결합 단량체 및 공액디엔 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the provided monomer group may include at least one or more selected from aliphatic single double bond monomers, aromatic single double bond monomers, and conjugated diene monomers.

즉, 본 발명에서는 폴리스티렌 및 폴리스티렌계 고분자 화합물을 술폰화반응하여 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 얻거나 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 단량체로부터 중합하여 얻을 수 있다. That is, in the present invention, polystyrene and polystyrene-based polymer compounds are sulfonated to obtain sulfonated polystyrene (SPS)-based compounds, or sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compounds are polymerized from monomers to obtain can

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 DS(degree of sulfonation)는 1 내지 99%로 제공된다. According to one embodiment of the present invention, the degree of sulfonation (DS) of the sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or the sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound is 1 to 99% do.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 술폰화 반응에서 용매는 프로페인, 부테인, 펜테인, 헥세인. 사이클로헥세인, 아세톤, 브로민계 용매, 염소계 용매 및 할로겐을 포함하는 용매 등 황산화 반응에 사용할 수 있는 용매를 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 술폰화 반응을 종결하기 위하여, 추가 용매를 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the solvent in the sulfonation reaction is propane, butane, pentane, hexane. Solvents that can be used for the sulfuration reaction, such as cyclohexane, acetone, bromine-based solvents, chlorine-based solvents, and halogen-containing solvents, may be used. In addition, an additional solvent may be used to terminate the sulfonation reaction if necessary.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 술폰화 반응에서 술폰화제로 아세트산무수물, 황산, 발열황산 및 삼산화황에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, at least one selected from acetic anhydride, sulfuric acid, exothermic sulfuric acid and sulfur trioxide may be used as a sulfonating agent in the sulfonation reaction.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 제조방법에 따라 제조된 석고보드용 혼화제가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, an admixture for gypsum board manufactured according to the above manufacturing method is provided.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드용 혼화제에 석고, 경화제, 경량화제 및 물을 포함하는 석고보드형성용 조성물이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a composition for forming a gypsum board containing gypsum, a curing agent, a weight reducing agent and water in the gypsum board admixture is provided.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고는 반수석고(CaSO4·1/2H2O)일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gypsum may be hemihydrate gypsum (CaSO 4 .1/2H 2 O).

이 경우, 상기 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 상기 석고보드용 혼화제 0.1 내지 2 중량부, 경화제 0.1 내지 1 중량부, 경량화제 0.01 내지 1 중량부 및 물 60 내지 150 중량부를 포함한다.In this case, the composition for forming the gypsum board includes 0.1 to 2 parts by weight of the gypsum board admixture, 0.1 to 1 part by weight of the curing agent, 0.01 to 1 part by weight of the lightweight agent, and 60 to 150 parts by weight of water, based on 100 parts by weight of gypsum. do.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 경화제는 황산칼륨(K2SO4) 및 황산나트륨(Na2SO4)에서 적어도 어느 하나 이상이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the curing agent is provided with at least one of potassium sulfate (K 2 SO 4 ) and sodium sulfate (Na 2 SO 4 ).

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 경량화제는 설페이트 화합물, 퍼설페이트 화합물, 바이설페이트 화합물, 카보네이트 화합물 및 바이카보네이트 화합물에서 적어도 어느 하나 이상이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, at least one or more of a sulfate compound, a persulfate compound, a bisulfate compound, a carbonate compound, and a bicarbonate compound is provided as the weight reducing agent.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드 형성용 조성물은 경화 지연제를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board may further include a curing retardant.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드 형성용 조성물을 이용한 석고보드가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a gypsum board using the composition for forming a gypsum board is provided.

본 발명에 따른 석고보드용 혼화제를 포함하여, 석고보드 제조 시, 석고 슬러리의 유동성, 응결 시간, 기포크기 등의 물성을 조절할 수 있다. 따라서, 기존의 PNS계 혼화제와 대비하여, 물성이 향상된 혼화제를 제공할 수 있다.Including the gypsum board admixture according to the present invention, it is possible to adjust physical properties such as fluidity, setting time, and bubble size of the gypsum slurry when preparing the gypsum board. Therefore, compared to conventional PNS-based admixtures, it is possible to provide admixtures with improved physical properties.

술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 DS(degree of sulfonation)를 조절하거나 고분자 화합물에 포함된 단량체들의 종류와 중합 정도를 조절하여, PNS계 혼화제 대비하여 석고 슬러리의 유동성을 향상시키고 응결 시간은 단축시킬 수 있다. 더불어, 석고보드의 기포크기 등을 조절할 수 있다. By controlling the DS (degree of sulfonation) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a sulfonated polystyrene (SPS)-based high molecular compound, or by controlling the type and degree of polymerization of monomers included in a high molecular compound, , compared to PNS-based admixtures, the fluidity of gypsum slurry can be improved and the setting time can be shortened. In addition, the bubble size of the gypsum board can be adjusted.

특히, 술폰화된 폴리스티렌계 화합물 또는 고분자 화합물을 DS를 1 내지 99%의 값으로 제공하여, 슬러리의 유동성이 더욱 향상시키고, 응결 시간이 단축하는 효과를 제공한다. In particular, by providing the sulfonated polystyrene-based compound or polymer compound with a DS of 1 to 99%, the fluidity of the slurry is further improved and the setting time is shortened.

본 발명의 석고보드 형성물 조성물을 이용하여, 석고보드 제조 공정 시, 응결 시간이 단축되어 비용을 절감하면서 동시에 물성이 향상된 양질의 석고보드를 제조할 수 있다.By using the gypsum board forming composition of the present invention, in the gypsum board manufacturing process, the setting time is shortened, thereby reducing cost and at the same time, it is possible to manufacture a high-quality gypsum board with improved physical properties.

이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용 및 가능한 구현 예들을 설명한다. 다만, 하기에 구체적으로 명시되지 않은 구성에 관하여서는, 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 해당 기술분야에 알려진 내용이 적용될 수 있다.Hereinafter, specific details and possible implementation examples for the practice of the present invention will be described. However, with respect to configurations not specifically specified below, information known in the art may be applied as long as it does not contradict the purpose of the present invention.

본 명세서에서, 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재와 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 층 또는 부재가 다른 층 또는 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 층 또는 두 부재 사이에 또 다른 층 또는 또 다른 부재가 존재하는 경우를 포함한다. In this specification, when a layer or member is said to be located "on" another layer or member, this means not only when a layer or member is in contact with another layer or member, but also when another layer or member is located between two layers or two members. Including the case where another member exists.

또한, 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when it is said that a certain part "includes" a certain component in this specification, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 "분자량"은 달리 정의되지 않는 한 "중량평균 분자량(Weight Average Molecular Weight, Mw)"을 의미한다.In this specification, "molecular weight" means "weight average molecular weight (Mw)" unless otherwise defined.

[치환기의 일반적인 정의][General definition of substituents]

본 명세서 중 C1-C20알킬기는, 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다. In the present specification, the C 1 -C 20 alkyl group refers to a linear or branched aliphatic hydrocarbon monovalent group having 1 to 20 carbon atoms, and specific examples include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl group, ter-butyl group, pentyl group, iso-amyl group, hexyl group and the like.

본 명세서 중 C2-C20알케닐기는, 상기 C2-C20알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C2-C20알키닐기는, 상기 C2-C20알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 에티닐기, 프로피닐기, 등이 포함된다. In the present specification, the C 2 -C 20 alkenyl group refers to a hydrocarbon group including one or more carbon double bonds in the middle or at the end of the C 2 -C 20 alkyl group, and specific examples thereof include an ethenyl group, a propenyl group, and a butenyl group. etc. are included. In the present specification, the C 2 -C 20 alkynyl group refers to a hydrocarbon group including one or more carbon triple bonds in the middle or at the end of the C 2 -C 20 alkyl group, and specific examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and the like included

본 명세서 중 C1-C20알콕시기는, -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C20알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다. In the present specification, the C 1 -C 20 alkoxy group refers to a monovalent group having a chemical formula of -OA 101 (where A 101 is the C 1 -C 20 alkyl group), and specific examples thereof include a methoxy group and an ethoxy group. , isopropyloxy groups, and the like.

본 명세서 중 C3-C10시클로알킬기는, 탄소수 3 내지 10의 1가 포화 탄화수소 모노시클릭 그룹을 의미하며, 이의 구체예에는 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등이 포함된다. 본 명세서 중 C3-C10시클로알킬렌기는 상기 C3-C10시클로알킬기와 동일한 구조를 갖는 2가 그룹을 의미한다.In the present specification, the C 3 -C 10 cycloalkyl group refers to a monovalent saturated hydrocarbon monocyclic group having 3 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloalkyl group. Heptyl groups and the like are included. In the present specification, a C 3 -C 10 cycloalkylene group refers to a divalent group having the same structure as the C 3 -C 10 cycloalkyl group.

본 명세서 중 C6-C20아릴기는 탄소수 6 내지 20개의 카보시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가(monovalent) 그룹을 의미한다. 상기 C6-C20아릴기의 구체예에는, 페닐기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 포함된다.In the present specification, a C 6 -C 20 aryl group refers to a monovalent group having a carbocyclic aromatic system having 6 to 20 carbon atoms. Specific examples of the C 6 -C 20 aryl group include a phenyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group and the like.

본 명세서 중 C1-C20헤테로아릴기는 N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 포함하고 탄소수 1 내지 20개의 헤테로시클릭 방향족 시스템을 갖는 1가 그룹을 의미한다. 상기 C1-C20헤테로아릴기의 구체예에는, 피리디닐기, 피리미디닐기, 피라지닐기, 피리다지닐기, 트리아지닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 카바졸일기 등이 포함된다.The C 1 -C 20 heteroaryl group in the present specification includes at least one hetero atom selected from N, O, Si, P and S as a ring-forming atom and has a heterocyclic aromatic system having 1 to 20 carbon atoms. means Specific examples of the C 1 -C 20 heteroaryl group include a pyridinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a pyridazinyl group, a triazinyl group, a quinolinyl group, an isoquinolinyl group, a carbazolyl group, and the like do.

[석고보드용 혼화제의 제조방법 및 혼화제][Method of manufacturing admixture for gypsum board and admixture]

일반적으로 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 고분자 화합물의 제조 방법은 다음과 같은 방법들이 있다.In general, methods for preparing sulfonated polystyrene (SPS)-based compounds or sulfonated polymer compounds include the following methods.

첫째로, 단량체인 스티렌 술폰산(styrene sulfonic acid)을 활용하여 중합하는 방법(Jessica, E., "Sulfonation of Polystyrene: Toward the "Ideal" Polyelextrolyte". JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, PART A: POLYMER CHEMISTRY, 2013, vol51, 11, 2416-2424)이 있다.First, a polymerization method using styrene sulfonic acid as a monomer (Jessica, E., "Sulfonation of Polystyrene: Toward the "Ideal" Polyelectrolyte". JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, PART A: POLYMER CHEMISTRY, 2013, vol 51, 11, 2416-2424).

둘째로, 고분자 화합물인 폴리스티렌(Polystyrene)을 술폰화하는 방법(Crisriane, R., "Synthesis in Pilot Scale and Physical Properties of Sulfonated Polystyrene". J. Braz. Chem. Soc., 2003, Vol. 14, No. 5, 797-802)이 있다. Second, a method for sulfonating polystyrene, a high molecular compound (Crisriane, R., "Synthesis in Pilot Scale and Physical Properties of Sulfonated Polystyrene". J. Braz. Chem. Soc., 2003, Vol. 14, No. 5, 797-802).

셋째로, 다른 공중합체를 포함하는 폴리스티렌(Polystyrene)의 술폰화(Sulfonation)의 경우, 스티렌(Styrene)과 다른 단량체들이 중합된 고분자 상태에서 술폰화하는 방법(Journal of Applied Polymer Science, Vol. 96, 1398-1404 (2005), Journal of New Materials for Electrochemical Systems 17, 085-090 (2014))이 있다.Thirdly, in the case of sulfonation of polystyrene including other copolymers, a method of sulfonation in a polymer state in which styrene and other monomers are polymerized (Journal of Applied Polymer Science, Vol. 96, 1398-1404 (2005), Journal of New Materials for Electrochemical Systems 17, 085-090 (2014)).

본 발명에서는 상기 언급한 방법 중 어느 방법이든 구애받지 않고 채택하고자 한다. In the present invention, any one of the above-mentioned methods is intended to be adopted without limitation.

술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물의 경우, 예를 들어서, 폴리스티렌을 술폰화 반응하여 진행할 수 있다. 이 경우, 불활성화 질소조건에서 산무수물을 준비하여, 아세틸 설페이트 용액(Acetyl sulfate solution)을 제조한다. 다음 단계로 고분자 폴리스티렌을 유기용매에 용해시킨 후, 상기 아세틸 설페이트 용액을 투입하여 술폰화를 진행하여, 술폰화된 폴리스티렌을 제조할 수 있다.In the case of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound, for example, polystyrene may be subjected to a sulfonation reaction. In this case, an acid anhydride is prepared under an inert nitrogen condition to prepare an acetyl sulfate solution. In the next step, after dissolving the polymeric polystyrene in an organic solvent, sulfonation may be performed by introducing the acetyl sulfate solution to prepare sulfonated polystyrene.

[메커니즘: Acetyl sulfate solution preparation][Mechanism: Acetyl sulfate solution preparation]

Figure 112020105460710-pat00001
Figure 112020105460710-pat00001

[메커니즘: Sulfonation reaction][Mechanism: Sulfonation reaction]

Figure 112020105460710-pat00002
Figure 112020105460710-pat00002

술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물 제조의 다른 예로, 스티렌 단량체와 스티렌 술폰산 단량체를 그 외 다른 단량체와 함께 중합하여, 술폰화된 폴리스티렌계 고분자 화합물으로 술폰화를 진행할 수 있다.As another example of preparing a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound, sulfonation may be performed into a sulfonated polystyrene-based polymer compound by polymerizing a styrene monomer and a styrene sulfonic acid monomer together with other monomers.

다른 예를 들어서, 스티렌 이외의 다른 단량체를 포함하는 폴리스티렌계 고분자 화합물을 술폰화제로 직접 술폰화하여, 술폰화된 폴리스티렌계 고분자 화합물으로 술폰화를 진행할 수 있다. For another example, a polystyrene-based polymer compound containing a monomer other than styrene may be directly sulfonated with a sulfonating agent, and the sulfonated polystyrene-based polymer compound may be sulfonated.

후자와 같이 다른 단량체들을 포함하는 폴리스티렌계 고분자 화합물을 술폰화제로 직접 술폰화하는 방법은 구체적으로 다음과 같이 제공된다. A method of directly sulfonating a polystyrene-based polymer compound containing other monomers as the latter with a sulfonating agent is specifically provided as follows.

먼저, 불활성화 질소 조건에서 스티렌 단량체, 단량체 A 및 단량체 B를 중합하여, 단량체로 A와 B가 공중합된 폴리스티렌계 고분자 화합물을 제조한다. First, a styrene monomer, monomer A, and monomer B are polymerized under an inert nitrogen condition to prepare a polystyrene-based polymer compound in which A and B are copolymerized as monomers.

다음으로, 아세틸 설페이트 용액(Acetyl sulfate solution)을 준비하는 과정이 진행된다. 이 경우, 불활성화 질소조건에서 산무수물을 준비하여, 아세틸 설페이트 용액을 제조한다. Next, the process of preparing an acetyl sulfate solution (Acetyl sulfate solution) proceeds. In this case, an acid anhydride is prepared under an inert nitrogen condition to prepare an acetyl sulfate solution.

이후, A와 B가 공중합된 폴리스티렌계 고분자 화합물을 유기용매에 용해시킨 후, 상기 아세틸 설페이트 용액을 투입하여 술폰화된 폴리스티렌계 고분자 화합물을 제조할 수 있다. 이에 대한 메커니즘은 하기와 같다. Then, after dissolving the polystyrene-based polymer compound copolymerized with A and B in an organic solvent, the acetyl sulfate solution may be added to prepare a sulfonated polystyrene-based polymer compound. The mechanism for this is as follows.

[메커니즘: Polymerization of styrene comprising monomers A and B][Mechanism: Polymerization of styrene comprising monomers A and B]

Figure 112020105460710-pat00003
Figure 112020105460710-pat00003

[메커니즘: Acetyl sulfate solution preparation][Mechanism: Acetyl sulfate solution preparation]

Figure 112020105460710-pat00004
Figure 112020105460710-pat00004

[메커니즘: Sulfonation reaction][Mechanism: Sulfonation reaction]

Figure 112020105460710-pat00005
Figure 112020105460710-pat00005

이하, 본 발명인 술폰화된 폴리스티렌계(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법에 대한 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an admixture for gypsum board containing a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a polymer compound according to the present invention will be described in detail.

석고보드의 제조 시, 분산성인 유동성(Flow) 값과 응결 시간(겉보기 종결)이 중요한 요소이다. In the manufacture of gypsum board, flow value and setting time (apparent termination), which are dispersible, are important factors.

유동성이 향상되면, 슬러리 혼합 시, 석고의 조기 고착을 방지할 수 있어, 설비 효율을 증가시킬 수 있으며, 최종적으로 향상된 경화 성능을 제공할 수 있다. When the fluidity is improved, it is possible to prevent early fixation of gypsum during mixing of the slurry, thereby increasing equipment efficiency and finally providing improved curing performance.

응결 시간의 경우, 응결 또는 경화 시간이 길어지면서 충분한 경화가 되지 않은 경우에는 최종 제품의 모양이 고정되지 않는 문제가 있고, 생산에 소요되는 시간 역시 길어지기 때문에 비경제적이다. 따라서, 석고보드 생산 시, 유동성은 높으면서 동시에 응결 시간은 단축시키는 것이 중요하다. In the case of the curing time, if the curing or curing time is prolonged and sufficient curing is not performed, there is a problem in that the shape of the final product is not fixed, and the time required for production is also uneconomical. Therefore, in the production of gypsum board, it is important to shorten the setting time while maintaining high fluidity.

이에 본 발명은 이러한 물성을 만족하기 위하여, 석고보드용 혼화제에 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물을 포함하여 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is intended to provide an admixture for gypsum board by including a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a polymer compound in order to satisfy these physical properties.

특히, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물의 황산화 정도(DS, degree of sulfonation)를 조절하여, 사용되는 석고 슬러리의 유동성 및 응결 시간을 필요에 따라 조절하고자 한다.In particular, the degree of sulfonation (DS) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a polymer compound is adjusted to adjust the fluidity and setting time of the gypsum slurry to be used as needed.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 폴리스티렌을 술폰화반응하여, 하기 화학식 1로 표시되는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing an admixture for gypsum board comprising a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound represented by Formula 1 by sulfonating polystyrene.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112020105460710-pat00006
Figure 112020105460710-pat00006

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R2는 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,R 1 and R 2 are hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alky Nyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero group. It is selected from the condensed polycyclic group,

a1은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이고, a 1 is an integer selected from 1 to 5;

a2은 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고, a 2 is an integer selected from 1 to 4;

M+는 H+, Li+, Na+, K+ 또는 NH4 +이고,M + is H + , Li + , Na + , K + or NH 4 + ;

x는 5 내지 50,000 중에서 선택된 정수이고, x is an integer selected from 5 to 50,000;

y는 0 내지 50,000 중에서 선택된 정수이다.y is an integer selected from 0 to 50,000.

본 발명의 다른 실시예를 따르면, 하기 화학식 2, 하기 화학식 3 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 술폰화된 폴리 스티렌계(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, a gypsum board comprising a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound copolymerized with at least one or more selected from the following Formula 2, Formula 3 and monomer group A method for preparing an admixture is provided.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112020105460710-pat00007
Figure 112020105460710-pat00007

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112020105460710-pat00008
Figure 112020105460710-pat00008

상기 화학식 2 및 화학식 3에서,In Formula 2 and Formula 3,

R3 및 R4는 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,R 3 and R 4 are hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alky Nyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero group. It is selected from the condensed polycyclic group,

a3은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이고, a 3 is an integer selected from 1 to 5;

a4은 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고, a 4 is an integer selected from 1 to 4;

M+는 H+, Li+, Na+, K+ 또는 NH4 +이고,M + is H + , Li + , Na + , K + or NH 4 + ;

상기 단량체 [A]α에서 α는 1 내지 100,000 중에서 선택된 정수이다.In the monomer [A]α, α is an integer selected from 1 to 100,000.

본 발명의 다른 실시예를 따르면, 하기 화학식 2 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 폴리 스티렌계(Polystyrene, PS)계 고분자 화합물을 술폰화하여, 술폰화된 폴리 스티렌계(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하는 석고보드용 혼화제 제조방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, a polystyrene (PS)-based polymer compound copolymerized with at least one selected from Formula 2 and monomer groups is sulfonated to obtain a sulfonated polystyrene-based polymer. , SPS) A method for preparing an admixture for gypsum board containing a polymer compound is provided.

<화학식 2> <Formula 2>

Figure 112020105460710-pat00009
Figure 112020105460710-pat00009

상기 화학식2에서,In Formula 2,

R3은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,R 3 is hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alkynyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero condensed polycyclic group is selected from

a3은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이다. a 3 is an integer selected from 1 to 5;

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 단량체군은 지방족 단일 이중결합 단량체, 방향족 단일 이중결합 단량체 및 공액디엔 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 제공된다. 이 경우, 상기 단량체군에서 선택되는 단량체들은 중합에 의해 랜덤 공중합체 또는/및 블록 공중합체로 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the monomer group is provided with at least one or more selected from aliphatic single double bond monomers, aromatic single double bond monomers, and conjugated diene monomers. In this case, the monomers selected from the monomer group may be provided as random copolymers or/and block copolymers by polymerization.

먼저, 지방족 단일 이중결합 단량체는 (메트)아크릴산, 비치환된 알킬 곁가지를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계, 1개 이상의 하이드록시기를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계, 인산 에스테르계, 폴리올레핀계 및 헤테로 원자로 치환된 아크릴산의 에스테르계 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 제공될 수 있다. First, aliphatic single double bond monomers are (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid esters having unsubstituted alkyl side branches, (meth)acrylic acid esters having one or more hydroxyl groups, phosphoric acid esters, polyolefins and At least one selected from ester-based monomers of acrylic acid substituted with a hetero atom may be provided.

비치환된 알킬 곁가지를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계 단량체는 예를 들어서, 메틸 (메트) 아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 아밀 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸헥실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 시클로알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 시클로펜틸 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트 등을 포함한다.Ester-based monomers of (meth)acrylic acid having unsubstituted alkyl side branches are, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n -Butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, amyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, ethylhexyl (meth)acrylate, 3,3 ,5-trimethylhexyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, cycloalkyl (meth)acrylates such as cyclopentyl (meth)acrylate, isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, and the like.

1개 이상의 하이드록시기를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계 단량체는 예를 들어서, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트 등이 제공될 수 있고, 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트 모노알릴 에테르, 트리메틸올프로판 (메트)아크릴레이트 디알릴 에테르, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트 모노알릴 에테르, 펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트 디알릴에테르, 펜타에리트리톨 (메트)아크릴레이트 트리알릴 에테르, 트리알릴수크로스, 수크로스 모노 (메트)아크릴레이트, 글루코스 (메트)아크릴레이트 트리스(하이드록시메틸)아크릴아미도메탄, 1-(2-(3-(알릴옥시)-2-하이드록시프로필아미노)에틸)이미다졸리딘-2-온, 펜타알릴수크로스 등이 제공될 수 있다. Ester monomers of (meth)acrylic acid having one or more hydroxy groups include, for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) Acrylates, 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, glycerol tri(meth)acrylate and the like can be provided, and trimethyl All-propane di(meth)acrylate monoallyl ether, trimethylolpropane (meth)acrylate diallyl ether, pentaerythritol tri(meth)acrylate monoallyl ether, pentaerythritol di(meth)acrylate diallyl ether, Pentaerythritol (meth)acrylate triallyl ether, triallyl sucrose, sucrose mono (meth)acrylate, glucose (meth)acrylate tris(hydroxymethyl)acrylamidomethane, 1-(2-(3) -(allyloxy)-2-hydroxypropylamino)ethyl)imidazolidin-2-one, pentaallylsucrose and the like can be provided.

인산에스테르계 단량체는 예를 들어서, 폴리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산 에스테르로 예컨대 로디아(Rhodia)로부터 상업적으로 입수가능한 시포머(Sipomer) PAM 200가 제공될 수 있다.The phosphoric acid ester-based monomer is, for example, a phosphoric acid ester of polypropylene glycol monomethacrylate, such as Sipomer PAM 200 commercially available from Rhodia.

폴리올레핀계 단량체는 예를 들어서, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,2-프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 2,2-프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 부탄-1,4-디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 3-메틸펜탄디올 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 및 알릴 (메트)아크릴레이트 등이 제공될 수 있다.Polyolefinic monomers include, for example, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,2-propylene glycol di(meth)acrylate, 2,2-propylene glycol di(meth)acrylate, butane-1,4-diol Di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 3-methylpentanediol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetra Ethylene glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, allyl (meth)acrylate, and the like may be provided. there is.

헤테로 원자로 치환된 치환된 아크릴산의 에스테르계 단량체는 예를 들어서, 말레산 무수물-알트-비닐 메틸 에테르, 소듐 2-아크릴 아미도도데실설포네이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-디메틸아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 클로라이드, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, N-비닐포름아미드, N-비닐이미다졸, 및 N-비닐-2-메틸이미다졸린, 비닐벤질 클로라이드, 비닐벤질 브로마이드 및 비닐벤질 아이오다이드 등이 제공될 수 있다.Ester-based monomers of substituted acrylic acids substituted with heteroatoms include, for example, maleic anhydride-alt-vinyl methyl ether, sodium 2-acrylamidodecylsulfonate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, meta Krillamide, N-dimethylacrylamide, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylformamide, N-vinylimidazole, and N-vinyl -2-methylimidazoline, vinylbenzyl chloride, vinylbenzyl bromide and vinylbenzyl iodide and the like can be provided.

다음으로, 방향족 단일 이중결합 단량체 스티렌계, 나프탈렌계, 실란계, 아세나프틸렌계, 인덴계 및 비닐카바졸계 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 제공된다.Next, aromatic single double bond monomers are provided including at least one selected from styrene-based, naphthalene-based, silane-based, acenaphthylene-based, indene-based and vinylcarbazole-based monomers.

예를 들어서, 비닐톨루엔, 알파-메틸스티렌, 트리플루오로스티렌, 2-비닐 피리듐, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스 티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 4-프로필스티렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 5-tert-부틸-2-메 틸스티렌, tert-부톡시스티렌, 2-tert-부틸스티렌, 3-tert-부틸스티렌, 4-tert-부틸스티렌, N,N-디메틸아미노에틸스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, 1-비닐나프탈렌, 디비닐나프탈렌, 디비닐벤젠, 트리비닐벤젠, 비닐벤질디메 틸아민, (4-비닐벤질)디메틸아미노에틸에테르, 비닐피리딘, 비닐자일렌, 디페닐에틸렌, 3차 아민을 포함하는 디페닐에틸렌, 1차, 2차, 또는 3차 아민을 포함하는 스티렌을 포함하여 제공된다. For example, vinyltoluene, alpha-methylstyrene, trifluorostyrene, 2-vinyl pyridium, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4- Diisopropyl styrene, 4-propyl styrene, 4-cyclohexyl styrene, 4-(p-methylphenyl) styrene, 5-tert-butyl-2-methyl styrene, tert-butoxy styrene, 2-tert-butyl styrene, 3-tert-butylstyrene, 4-tert-butylstyrene, N,N-dimethylaminoethylstyrene, 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, 1-vinylnaphthalene, divinylnaphthalene, divinylbenzene, trivinylbenzene, vinyl Benzyldimethylamine, (4-vinylbenzyl)dimethylaminoethyl ether, vinylpyridine, vinylxylene, diphenylethylene, diphenylethylene including tertiary amines, including primary, secondary, or tertiary amines. Provided with styrene.

마지막으로 공액디엔 단량체는 부타디엔계 단량체가 제공될 수 있다. 예를 들어서, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,3- 디메틸부타디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2-클로로-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸1,3-옥타디엔, 옥타디엔 등이 제공될 수 있다.Finally, as the conjugated diene monomer, a butadiene-based monomer may be provided. For example, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2-phenyl-1 ,3-butadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl 1,3-octadiene, octadiene and the like can be provided.

전술한 단량체군은 하기의 화학식에서 [A]α로 나타낼 수 있으며, 전술한 단량체군에서 선택되는 어느 하나 이상이 제공될 수 있다. 예를 들어서, 동종의 단량체들로부터 선택하여 제공될 수 있고, 이종의 단량체로 공중합체로 제공되어, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물에 포함될 수 있다. 예를 들어서 하기 화학식 3과 같은 SPS계 고분자 화합물이 제공될 수 있다.The aforementioned monomer group may be represented by [A]α in the following chemical formula, and at least one selected from the aforementioned monomer group may be provided. For example, it may be selected from homogeneous monomers and provided, or heterogeneous monomers may be provided as a copolymer and included in a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound. For example, an SPS-based polymer compound represented by Chemical Formula 3 may be provided.

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112020105460710-pat00010
Figure 112020105460710-pat00010

상기α는 1 내지 100,000 중에서 선택된 정수이고,Wherein α is an integer selected from 1 to 100,000,

R5및 R6은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,R 5 and R 6 are hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alky Nyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero group. It is selected from the condensed polycyclic group,

a5은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이고, a 5 is an integer selected from 1 to 5;

a6은 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고, a 6 is an integer selected from 1 to 4;

M+는 H+, Li+, Na+, K+ 또는 NH4 +이고,M + is H + , Li + , Na + , K + or NH 4 + ;

x는 5 내지 50,000 중에서 선택된 정수이고, x is an integer selected from 5 to 50,000;

y는 0 내지 50,000 중에서 선택된 정수이다.y is an integer selected from 0 to 50,000.

즉, 필요에 따라 상기 [A]α에서 단량체의 종류 및 함량인 중합 정도를 조절하여, 유동성을 증가시키고 응결 시간을 원하는 범위로 조절할 수 있다. 예를 들어서, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물에서, [A]α는 1 내지 20% 포함되어, 석고 슬러리의 유동성을 향상시키고, 응결 시간을 조절하는데 도움을 줄 수 있다. That is, if necessary, the degree of polymerization, which is the type and content of the monomers in [A]α, may be adjusted to increase fluidity and set the setting time within a desired range. For example, in a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound, [A]α is included in an amount of 1 to 20% to help improve the fluidity of the gypsum slurry and control the setting time.

한편, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 황산화 정도를 나타내는 DS(degree of sulfonation)의 경우, 본 발명에서는 1 내지 99%로 제공될 수 있다. On the other hand, in the case of DS (degree of sulfonation) representing the degree of sulfation of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound, in the present invention, 1 to 99% can be provided as

일반적으로 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물의 황산화 정도(DS)가 감소할수록 석고 슬러리의 유동성은 증가하고 응결 시간은 단축되어, 석고보드의 물성이 향상된다. 따라서, 본 발명에서는 1 내지 99%의 범위를 만족하는 DS를 제공하고자 한다. 기존의 경우, 황산화 정도(DS)가 10% 이하인 경우, 물에 분산되지 않는 문제점이 있다. 그럼에도 본 발명은 술폰화 반응 이후, 후처리 공정을 통해 이들을 용매에 녹임으로써 DS가 10% 이하임에도 분산성을 향상시킬 수 있고, 이는 곧 제조과정에서 투입되는 재료의 양을 감소시켜, 경제성을 확보하면서 동시에 석고보드의 물성도 함께 확보할 수 있다. In general, as the sulfated degree (DS) of a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a polymer compound decreases, the fluidity of the gypsum slurry increases and the setting time is shortened, thereby improving the physical properties of the gypsum board. Therefore, in the present invention, it is intended to provide a DS that satisfies the range of 1 to 99%. In the existing case, when the sulfuration degree (DS) is 10% or less, there is a problem in that it is not dispersed in water. Nevertheless, the present invention can improve the dispersibility even though the DS is 10% or less by dissolving them in a solvent through a post-treatment process after the sulfonation reaction, which reduces the amount of materials input in the manufacturing process and secures economic feasibility. At the same time, it is possible to secure the physical properties of gypsum board.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 술폰화에서 사용되는 용매는 프로페인, 부테인, 펜테인, 헥세인. 사이클로헥세인, 아세톤, 브로민계 용매, 염소계 용매 및 할로겐을 포함하는 용매 등 황산화 반응에 사용할 수 있는 용매가 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the solvent used in the sulfonation is propane, butane, pentane, hexane. Solvents usable for the sulfuration reaction may be provided, such as cyclohexane, acetone, a bromine-based solvent, a chlorine-based solvent, and a halogen-containing solvent.

상기 브로민계 용매는 예를 들어서, 브로모메테인(Bromomethane), 디브로모메테인(Dibromomethane), 트리브로모메테인(Tribromomethane), 1,2-디브로모메테인(1,2-Dibromoethane), 1,1,1-디브로모메테인(1,1,1-Tribromoethane), 1,1,1-디브로모메테인(1,1,2-Tribromoethane) 등이 제공될 수 있다.The bromine-based solvent is, for example, bromomethane, dibromomethane, tribromomethane, 1,2-dibromoethane ), 1,1,1-dibromomethane (1,1,1-tribromoethane), 1,1,1-dibromomethane (1,1,2-tribromoethane), and the like may be provided.

상기 염소계 용매는 클로로메테인(Chloromethane), 디클로로메테인(Dichloromethane), 1,2-디클로로에테인(1,2-Dichloroethane), 1,1,1-트리클로로에테인(1,1,1-Trichloroethane), 1,1,2-트리클로로에테인 (1,1,2-Trichloroethane) 등이 제공될 수 있다.The chlorine-based solvent is chloromethane, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane , 1,1,2-trichloroethane and the like may be provided.

또한, 술폰화 반응 시간 경과 후 분산성을 향상시키 위하여 후처리 공정을 진행할 수 있다. 후처리 공정은 반응 시간이 경과한 후 반응물에 분산 용매를 먼저 투입하고 그 이후 종결 용매를 추가하는 방법으로 진행할 수 있다. 이 경우 제공되는 분산 용매 및 종결 용매는 예를 들어, 아세톤, 옥사사이클로부테인(oxacyclobutane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 테트라하이드로피란(Tetrahydropyran), 1,4-다이옥산(1,4-dioxane), n-노말헥세인(n-nomalhexane), 사이클로헥세인(cyclohexane), 물(H2O), 디메틸설폭사이드 (Dimethyl Sulfoxide), 디메틸포름아마이드(Dimethyformamid), 메탄올(Methanol), 에탄올(ethanol), 메톡시에테인(Methoxyethane), 에톡시에테인(Ethoxyethane), 1,2-디메톡시에테인(1,2-Dimethoxyethane)에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In addition, after the sulfonation reaction time has elapsed, a post-treatment process may be performed to improve dispersibility. After the reaction time has elapsed, the post-treatment process may proceed by first introducing a dispersing solvent to the reactants and then adding a termination solvent thereafter. The dispersing solvent and termination solvent provided in this case are, for example, acetone, oxacyclobutane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,4-dioxane (1,4-dioxane) , n-normalhexane, cyclohexane, water (H 2 O), dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, methanol, ethanol , At least one selected from methoxyethane, ethoxyethane, and 1,2-dimethoxyethane may be used.

특히, 물(H2O)을 투입하여, 술폰화 반응을 종결하는 후처리 공정을 진행하기 전에 분산 용매를 투입하여, DS가 낮더라도 분산성을 확보할 수 있다. 제공되는 물(H2O)의 경우, 증류수, 초순수, 정제수 등이 사용될 수 있다. In particular, dispersibility can be secured even if DS is low by adding water (H 2 O) and adding a dispersing solvent before proceeding with the post-treatment process of terminating the sulfonation reaction. For the provided water (H 2 O), distilled water, ultrapure water, purified water, and the like may be used.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 술폰화 반응을 위해 술폰화제를 사용할 수 있으며, 이 경우, 술폰화제로 아세트산무수물, 황산, 발열황산, 삼산화황에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 제공될 수 있다. 또한, 목적하는 반응을 달성할 수 있는 술폰화제라면 특별히 제한되지 않으나 바람직하게는 황산 및 아세트산무수물이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sulfonating agent may be used for the sulfonating reaction. In this case, at least one selected from acetic anhydride, sulfuric acid, exothermic sulfuric acid, and sulfur trioxide may be provided as the sulfonating agent. In addition, any sulfonating agent capable of achieving the desired reaction is not particularly limited, but preferably sulfuric acid and acetic anhydride may be provided.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 중량평균분자량의 범위는 10,000 내지 800,000로 제공하며, 분자량에 따라 석고보드의 기포 크기 또한 제어가 가능하다. According to one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound is provided in the range of 10,000 to 800,000, and the bubble size of the gypsum board can also be controlled according to the molecular weight.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 제조방법에 따라 제조된 석고보드용 혼화제가 제공된다. 이 경우, 상기 석고보드용 혼화제는 수분산 타입인 것이 제공된다. According to one embodiment of the present invention, an admixture for gypsum board manufactured according to the above manufacturing method is provided. In this case, the admixture for gypsum board is provided as a water dispersion type.

수분산은 별도의 용기에 물을 넣고 교반하면서 상기 활성화단계를 거친 반응액을 서서히 투입하여 이루어진다. 물의 함량은 특별히 제한되지는 않지만 작업성 등을 고려하여, 최종 제품에서 물 100 중량부에 대하여, 석고보드용 혼화제는 1 내지 60 중량부를 포함하는 범위 내에서 자유롭게 첨가할 수 있다.Aqueous dispersion is achieved by slowly introducing the reaction solution that has undergone the activation step while adding water to a separate container and stirring. The content of water is not particularly limited, but considering workability, etc., the admixture for gypsum board may be freely added within a range including 1 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of water in the final product.

이에, 본 발명에 따른 석고보드용 혼화제를 제공하여, 기존의 혼화제를 석고보드 제조에 제공함에 있어서, 대두되었던 유동성 및 석고보드 제조 시 기포 크기가 작은 문제점을 해결할 수 있다. Therefore, by providing the admixture for gypsum board according to the present invention, it is possible to solve the problems of flowability and small cell size in gypsum board manufacturing, which have emerged in providing the existing admixture for gypsum board manufacturing.

또한, 석고 슬러리의 유동성 및 응결 시간을 원하는 범위로 조절이 가능하다. In addition, the fluidity and setting time of the gypsum slurry can be adjusted within a desired range.

더불어, 분자량을 조절하여 기포사이즈를 조절이 가능하므로 추가의 공정이나 첨가제 없이도, 용도에 맞는 다양한 중량의 석고보드를 제조할 수 있다.In addition, since the cell size can be adjusted by adjusting the molecular weight, gypsum boards of various weights suitable for the purpose can be manufactured without additional processes or additives.

[석고보드 형성용 조성물][Composition for forming gypsum board]

본 발명의 석고보드 형성용 조성물은 석고, 석고보드용 혼화제, 경화제, 경량화제 및 물을 포함하고, 석고보드용 혼화제는 상기 전술한 바와 동일하며, 석고보드용 혼화제에 포함되는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 내용 역시 전술한 바와 동일하다.The composition for forming a gypsum board of the present invention includes gypsum, a gypsum board admixture, a curing agent, a lightweight agent, and water, the gypsum board admixture is the same as described above, and sulfonated polystyrene included in the gypsum board admixture ( The content of the sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound is also the same as described above.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물에 포함되는 석고는 반수석고일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gypsum included in the composition for forming a gypsum board may be hemihydrate gypsum.

석고(gypsum)는 황산 칼슘(CaSO4)을 주성분으로 하는 매우 부드러운 황산염 광물을 의미한다. 석고는 결정 형태에 따라 여러 종이 알려져 있으며, 이 중 이수석고(CaSO4·2H2O)를 150℃ 내지 200℃의 온도로 가열하거나, 대기 중에서 수분을 흡수시켜 소성함으로써 반수석고(CaSO4·1/2H2O)를 얻을 수 있다.Gypsum is a very soft sulfate mineral containing calcium sulfate (CaSO 4 ) as its main component. Several types of gypsum are known depending on the crystal form. Among them, hemihydrate gypsum (CaSO 4 1 /2H 2 O) can be obtained.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 반수석고는 원료 석고를 소성하여 제조될 수 있다. 상기 원료 석고로는 천연 석고 또는 탈황(flue gas desulfurization: FGD)석고, 인산석고(phospho gypsum), 티탄석고(titanogypsum), 시트로석고(citrogypsum), 타타로석고(tartarogypsum), 보로석고(borogypsum), 락토석고(lactogypsum)와 같은 화학 석고를 사용할 수 있다. 또는 상기 원료 석고로서 폐석고보드 등으로부터 회수된 재활용 석고를 사용할 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. According to one embodiment of the present invention, the hemihydrate gypsum may be prepared by calcining raw gypsum. The raw gypsum includes natural gypsum, flue gas desulfurization (FGD) gypsum, phospho gypsum, titanogypsum, citrogypsum, tartarogypsum, and borogypsum. Alternatively, chemical gypsum such as lactogypsum may be used. Alternatively, recycled gypsum recovered from waste gypsum board, etc. may be used as the raw gypsum, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 원료 석고의 소성 시 산 또는 그 염, 예를 들어 시트르산 또는 그 염, 말산 또는 그 염, 석신산 또는 그 염, 타르타르산 또는 그 염 등이 함께 배합될 수 있다. 상기 산 또는 염이 함께 배합되는 경우에, 생성된 반수석고를 이용하여 석고보드 제조 시 혼수량이 저감될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the raw gypsum is fired, an acid or a salt thereof, for example, citric acid or a salt thereof, malic acid or a salt thereof, succinic acid or a salt thereof, or tartaric acid or a salt thereof may be mixed together. . When the acid or salt is mixed together, the amount of mixing water can be reduced when manufacturing a gypsum board using the produced hemihydrate gypsum.

상기 산 또는 그 염의 배합량은 상기 원료 석고 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부, 또는 0.1 중량부 내지 5 중량부, 또는 0.5 중량부 내지 1 중량부일 수 있다.The amount of the acid or salt thereof may be 0.01 part by weight to 10 parts by weight, 0.1 part by weight to 5 parts by weight, or 0.5 part by weight to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the raw gypsum.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 원료 석고의 소성은 150℃ 내지 200℃의 온도 범위 내에서, 예를 들어 160℃ 내지 180℃의 온도에서 수행될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the firing of the raw gypsum may be performed within a temperature range of 150 ° C to 200 ° C, for example, at a temperature of 160 ° C to 180 ° C.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 원료 석고의 소성은 당업계에서 이용되고 있는 케틀(kettle), 로터리 킬른(rotary kiln) 등의 소성장치를 이용할 수 있으며, 사용되는 소성 장치는 특별히 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, firing of the raw gypsum may use a firing device such as a kettle or a rotary kiln that is used in the art, and the firing device used is not particularly limited. no.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 소성된 반수석고는 볼밀(ball mill)이나 튜브밀(tube mill) 등의 장치를 이용하여 조성물에 이용되기 적합한 형태로 더 분쇄될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the calcined hemihydrate gypsum may be further pulverized into a form suitable for use in a composition using a device such as a ball mill or a tube mill.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 석고보드용 혼화제 0.1 내지 2 중량부, 경화제 0.1 내지 1 중량부, 경량화제 0.01 내지 1 중량부 및 물 60 내지 150 중량부를 포함한다. 보다 자세하게는 석고 100 중량부에 대하여, 전술한 석고보드용 혼화제 0.1 내지 2 중량부 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board includes 0.1 to 2 parts by weight of a gypsum board admixture, 0.1 to 1 part by weight of a curing agent, 0.01 to 1 part by weight of a lightweight agent, and 60 parts by weight of water, based on 100 parts by weight of gypsum. to 150 parts by weight. More specifically, 0.1 to 2 parts by weight of the above-described admixture for gypsum board may be included, preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of gypsum.

또한, 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS) 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000의 범위를 제공한다. 상기 범위를 만족할 때, 상기 석고보드 형성용 조성물의 유동성이 높고 경화 시간이 단축시키는 효과 및 거품의 크기를 조절하는 효과를 제공할 수 있다. In addition, the weight average molecular weight of sulfonated polystyrene (SPS) or sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compounds provides a range of 10,000 to 800,000. When the above range is satisfied, the fluidity of the composition for forming a gypsum board is high, the effect of shortening the curing time and the effect of adjusting the size of bubbles can be provided.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드용 혼화제는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물과 함께 필요에 따라 폴리나프탈렌설포네이트(PNS)계 화합물, 폴리카복실레이트 에테르(PCE)계 화합물, 리그닌설폰산염계 화합물, 알킬아릴설폰산계 화합물, 폴리옥시에틸렌계 화합물, 알킬아릴에테르계 화합물, 옥시칼본산계 화합물, 폴리카본산계 화합물 및 아미노술폰산계 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 폴리카복실레이트 에테르(PCE)계 화합물을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the admixture for gypsum board is a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound, as needed, a polynaphthalenesulfonate (PNS)-based compound, a polycarboxylate ether (PCE) Further comprising at least one compound selected from a compound, a lignin sulfonate compound, an alkylaryl sulfonic acid compound, a polyoxyethylene compound, an alkylaryl ether compound, an oxycalconic acid compound, a polycarboxylic acid compound, and an aminosulfonic acid compound can do. Preferably, a polycarboxylate ether (PCE)-based compound may be further included.

이 경우, 상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물 및 폴리카복실레이트 에테르(PCE)계 화합물의 중량비는 10:90 내지 90:10인 것이 제공된다. 바람직하게는 40:60 내지 60:40일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 45:55 내지 55:45일 수 있다. 이에, 폴리카복실레이트 에테르(PCE)계와 함께 사용하여 종래의 PNS계보다 유동성 및 응결속도를 향상시킨 석고보드형성용 조성물을 제공할 수 있다. In this case, a weight ratio of the sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound and the polycarboxylate ether (PCE)-based compound is 10:90 to 90:10. Preferably it may be 40:60 to 60:40, more preferably 45:55 to 55:45. Accordingly, it is possible to provide a composition for forming a gypsum board having improved flowability and setting speed compared to conventional PNS systems by using it together with a polycarboxylate ether (PCE) system.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물은 경화제를 포함하며, 이는 석고와 물의 수화 반응을 촉진하여, 석고보드의 생산성을 높일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board includes a curing agent, which promotes a hydration reaction between gypsum and water, thereby increasing productivity of the gypsum board.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 경화제는 무기계 화합물 및 유기계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the curing agent may include at least one of an inorganic compound and an organic compound.

상기 무기계 화합물은 염화칼슘, 염화칼륨 등의 염화물; 아질산나트륨, 아질산칼슘 등의 아질산염; 질산나트륨, 질산칼슘 등의 질산염; 황산칼슘, 황산칼륨, 황산나트륨, 황산알루미늄 등의 황산염; 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 수산화물; 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산리튬 등의 탄산염; 규산나트륨, 규산칼륨 등의 규산염; 수산화알루미늄, 산화알루미늄 등의 알루미나계 화합물; 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 황산칼륨(K2SO4) 또는 황산나트륨(Na2SO4)이 제공될 수 있다.The inorganic compound may be a chloride such as calcium chloride or potassium chloride; nitrites such as sodium nitrite and calcium nitrite; nitrates such as sodium nitrate and calcium nitrate; sulfates such as calcium sulfate, potassium sulfate, sodium sulfate, and aluminum sulfate; hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; Carbonates, such as calcium carbonate, sodium carbonate, and lithium carbonate; silicates such as sodium silicate and potassium silicate; alumina-based compounds such as aluminum hydroxide and aluminum oxide; It may be one or more selected from among. Preferably, potassium sulfate (K 2 SO 4 ) or sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) may be provided.

또한, 상기 유기계 화합물은 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아민류; 포름산칼슘, 아세트산칼슘 등의 유기산의 칼슘염; 및 무수 말레산; 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.In addition, the organic compounds include amines such as diethanolamine and triethanolamine; calcium salts of organic acids such as calcium formate and calcium acetate; and maleic anhydride; It may be one or more selected from among.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 경화제 0.1 내지 1 중량부를 포함한다. 경화제의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우에, 상기 석고보드 형성용 조성물로부터 제조된 석고보드의 경화성이 증가되면서도, 과도한 경화로 인해 석고보드가 취성(brittleness)을 갖지 않도록 제어될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board includes 0.1 to 1 part by weight of a curing agent based on 100 parts by weight of gypsum. When the content of the curing agent satisfies the above-described range, the gypsum board prepared from the gypsum board-forming composition can be controlled so that the gypsum board does not have brittleness due to excessive curing while increasing the curability of the gypsum board.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물은 경량화제를 포함한다. 상기 경량화제는 상기 석고보드 형성용 조성물로부터 제조된 석고보드의 밀도를 제어하고, 석고보드 내에 기포를 발생시켜 석고보드가 경량화된다.According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board includes a weight reducing agent. The weight reducing agent controls the density of the gypsum board prepared from the composition for forming the gypsum board, and generates air bubbles in the gypsum board to reduce the weight of the gypsum board.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 경량화제는 설페이트 화합물, 퍼설페이트 화합물, 바이설페이트 화합물, 카보네이트 화합물 또는 바이카보네이트 화합물을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the weight reducing agent may include a sulfate compound, a persulfate compound, a bisulfate compound, a carbonate compound, or a bicarbonate compound.

예를 들어, 상기 경량화제는 암모늄 퍼설페이트((NH4)2S2O8), 소듐 바이카보네이트(NaHCO3), 암모늄 설페이트((NH4)2SO4), 또는 소듐 바이설페이트를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.For example, the weight reducing agent may include ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), or sodium bisulfate. may be, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예를 따르면, 상기 경량화제는 알킬 설페이트 화합물, 알킬 에테르 설페이트 화합물, 알킬 설포네이트 화합물, 알킬 에테르 설포네이트 화합물, 알킬 포스페이트 화합물, 알킬 에테르 포스페이트 화합물, 알킬 카보네이트 화합물 및 알킬 에테르 카보네이트 화합물과 같은 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the weight reducing agent is an alkyl sulfate compound, an alkyl ether sulfate compound, an alkyl sulfonate compound, an alkyl ether sulfonate compound, an alkyl phosphate compound, an alkyl ether phosphate compound, an alkyl carbonate compound, and an alkyl ether carbonate compound. Anionic surfactants such as

예를 들어, 상기 경량화제는 라우릴 설포네이트, 이소트리데실 설포네이트, 라우릴 설페이트, 이소트리데실 설페이트 또는 스테아릴 설페이트와 같은 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. For example, the weight reducing agent may include an anionic surfactant such as lauryl sulfonate, isotridecyl sulfonate, lauryl sulfate, isotridecyl sulfate or stearyl sulfate, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 상기 경량화제의 함량은 0.01 중량부 내지 1 중량부일 수 있으며, 바람직하게는 상기 경화제의 함량은 0.01 중량부 내지 0.1 중량부가 제공된다. 상기 경량화제의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우에, 상기 석고보드 형성용 조성물로부터 제조된 석고보드가 경량화되면서도, 과도한 기포 발생으로 인해 석고보드의 물성이 저하되지 않도록 제어될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board may contain 0.01 part by weight to 1 part by weight of the weight reducing agent, based on 100 parts by weight of gypsum, and preferably, the content of the curing agent is 0.01 part by weight. to 0.1 part by weight is provided. When the content of the weight reducing agent satisfies the above range, the gypsum board manufactured from the composition for forming a gypsum board is lightened, but the physical properties of the gypsum board may be controlled so as not to deteriorate due to excessive bubble generation.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물은 물을 포함한다. 상기 물은 상기 반수석고와 수화 반응하여 단단한 이수석고를 형성한다. 이 경우, 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 상기 물의 함량은 60 중량부 내지 150 중량부가 제공되며, 바람직하게는 60 내지 80 중량부가 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board includes water. The water reacts with the hemihydrate gypsum to form hard dihydrate gypsum. In this case, the composition for forming a gypsum board includes 60 parts by weight to 150 parts by weight, preferably 60 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of gypsum.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물은 경화 지연제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화 지연제로는 예를 들어, 글루콘산, 시트르산, 글루코헵톤 등의 옥시카르복실산 또는 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 암모늄 등의 무기 염류, 글루코오스, 프럭토오스, 갈락토오스, 사카로오스, 크실로오스, 아라비노오스, 리포오즈, 올리고당, 덱스트란 등의 당류, 붕산 등을 사용할 수 있고, 석고보드 제조 시 경화 속도와 응결 시간을 제어하기 위해 첨가될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board may further include a curing retardant. Examples of the curing retardant include oxycarboxylic acids such as gluconic acid, citric acid, and glucoheptone, or inorganic salts thereof such as sodium, potassium, calcium, magnesium, and ammonium, glucose, fructose, galactose, saccharose, and Sugars such as sylose, arabinose, lipoose, oligosaccharides, and dextran, boric acid, and the like may be used, and may be added to control the curing speed and setting time during the manufacture of gypsum board, but are not limited thereto.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고보드 형성용 조성물은 강도 개선제를 더 포함할 수 있다. 상기 강도 개선제로는 예를 들어 실리카흄, 플라이애쉬 등을 사용할 수 있고, 석고보드의 물리적인 특성을 보완하는 역할을 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition for forming a gypsum board may further include a strength improving agent. For example, silica fume, fly ash, etc. may be used as the strength improver, and may serve to supplement the physical properties of the gypsum board.

또한, 상기 경화 지연제 및 강도 개선제의 함량은 각각 상기 석고보드 형성용 조성물은 석고 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.5 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.In addition, the amount of the setting retardant and the strength improver may be 0.1 part by weight to 10 parts by weight, preferably 0.5 part by weight to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the gypsum board forming composition.

[석고보드][Gypsum board]

본 발명의 일 실시예를 따르면, 석고, 상기 석고보드용 혼화제, 경화제, 경량화제 및 물을 포함하고, 상기 전술한 바와 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하는 석고보드 형성용 조성물을 이용한 석고보드가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, gypsum, the admixture for gypsum board, a curing agent, a lightweight agent, and water are included, and the above-described sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or sulfonated polystyrene (Sulfonated Polystyrene) A gypsum board using a composition for forming a gypsum board containing a polystyrene (SPS)-based polymer compound is provided.

이에, 상기 석고, 석고보드용 혼화제, 경화제, 경량화제 및 물에 관한 설명은 본 명세서에 기재된 바를 참조할 수 있다.Accordingly, descriptions of the gypsum, the gypsum board admixture, the curing agent, the weight reducing agent, and water may refer to the descriptions herein.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드는 외장재 시트 및 석고 코어에 제공될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the gypsum board may be provided to the facing sheet and the gypsum core.

본 발명의 일 실시예를 따르면, 상기 석고보드가 제1외장재 시트, 상기 제1외장재 시트와 대향하는 제2외장재 시트, 및 상기 제1외장재 시트 및 상기 제2외장재 시트 사이에 배치된 석고 코어를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gypsum board comprises a first facing material sheet, a second facing material sheet facing the first facing material sheet, and a gypsum core disposed between the first facing material sheet and the second facing material sheet. can include

상기 각각의 외장재 시트는 종이 외장재 시트 또는 섬유질 외장재 시트일 수 있고, 이에 한정되지 않고 당업계에 알려져 있는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.Each of the exterior material sheets may be a paper exterior material sheet or a fibrous exterior material sheet, and those known in the art may be used without limitation without being limited thereto.

따라서, 본 발명에 따른 석고보드는 제조 시의 유동성이 높고 응결 시간이 짧아, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 기포 크기를 제어할 수 있다. Therefore, the gypsum board according to the present invention has high fluidity during manufacture and a short setting time, so that productivity can be improved and cell size can be controlled.

또한, 상기 석고보드는 상기 석고보드용 혼화제 중 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물을 포함하여, 제조 시, 원하는 물성으로 제어될 수 있다.In addition, the gypsum board may include a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or a polymer compound among the gypsum board admixtures, so that desired physical properties may be controlled during manufacture.

나아가, 유동성, 경화성, 경도 등이 우수하고, 더불어 기존의 PNS계 혼화제만을 사용한 것에 비하여, 친환경적이며 인체에 무해한 장점을 제공한다. 따라서, 본 발명의 석고 보드는 필요에 따라 적절하게 성형되어 건축 자재로써 유용하게 사용될 수 있다.Furthermore, it is excellent in fluidity, hardenability, hardness, etc., and provides advantages of being environmentally friendly and harmless to the human body, compared to using only existing PNS-based admixtures. Therefore, the gypsum board of the present invention can be appropriately molded as needed and used as a building material.

이하, 하기 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명을 예시한다.Hereinafter, the following examples illustrate the present invention without limiting its scope.

제조예manufacturing example 1: 석고보드용 혼화제의 제조 1: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌 고분자의 제조(1) Preparation of styrene polymer

불활성화 질소조건에서 단량체로 스티렌을 유기용매에 용해시킨 후, 개시제를 투입하고 40℃에서 2시간동안 교반한다. 이후 diethyl ether를 사용하여 필터링한다.After dissolving styrene as a monomer in an organic solvent under inert nitrogen conditions, an initiator was added and stirred at 40° C. for 2 hours. After that, it is filtered using diethyl ether.

(2) 아세틸 설페이트 용액의 제조(2) Preparation of acetyl sulfate solution

불활성화 질소조건에서 아세트산무수물을 0℃로 냉각시키고 95 내지 97%의 황산을 투입한 후, 실온에서 투명한 용액이 될 때까지 교반한다. Acetic anhydride is cooled to 0° C. under inert nitrogen conditions, 95 to 97% sulfuric acid is added, and the mixture is stirred at room temperature until it becomes a transparent solution.

(3) 술폰화(3) sulfonation

플라스크에 상기 (1)에서 제조된 고분자를 유기용매에 용해시킨 후, 플라스크를 40℃로 가열하면서 30분동안 질소를 퍼지시켰다. 그 다음, 상기 아세틸 설페이트 용액을 깔때기를 이용하여, 투입한 후, 40℃에서 2시간 동안 교반하였다. 이후, 용액이 투명한 황색을 띄게 되면, 에탄올을 첨가한 뒤 1,4-다이옥산을 30분동안 첨가한 후, 실온에서 냉각하여 반응을 종결하여 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 수득하였다. 수득한 화합물은 필요에 따라, 증류수에서 세척하여 분리한다. 상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물의 DS는 10%이고, 중량평균분자량(Mw)은 200,000이다.After dissolving the polymer prepared in (1) in an organic solvent in a flask, nitrogen was purged for 30 minutes while heating the flask to 40°C. Then, the acetyl sulfate solution was added using a funnel, and stirred at 40° C. for 2 hours. Thereafter, when the solution turns transparent yellow, ethanol is added and then 1,4-dioxane is added for 30 minutes, followed by cooling at room temperature to terminate the reaction to obtain a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound. did The obtained compound is separated by washing with distilled water, if necessary. The DS of the sulfonated polystyrene (SPS)-based compound is 10%, and the weight average molecular weight (Mw) is 200,000.

(4) 석고보드용 혼화제 제조(4) Manufacture of admixture for gypsum board

상기 (3)에서 제조한 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 이용하여 석고보드용 혼화제를 제조하였다.prepared in (3) above An admixture for gypsum board was prepared using a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound.

제조예manufacturing example 2: 석고보드용 혼화제의 제조 2: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌-부타디엔 공액 고분자의 제조(1) Preparation of styrene-butadiene conjugated polymer

불활성화 질소조건에서 단량체로 스티렌과 부타디엔을 유기용매에 용해시킨 후, 개시제를 투입하고 40℃에서 2시간동안 교반한다. 이후 diethyl ether를 사용하여 필터링한다.After dissolving styrene and butadiene as monomers in an organic solvent under inert nitrogen conditions, an initiator was added and stirred at 40° C. for 2 hours. After that, it is filtered using diethyl ether.

(2) 아세틸 설페이트 용액의 제조(2) Preparation of acetyl sulfate solution

불활성화 질소조건에서 아세트산무수물을 0℃로 냉각시키고 95 내지 97%의 황산을 투입한 후, 실온에서 투명한 용액이 될 때까지 교반한다. Acetic anhydride is cooled to 0° C. under inert nitrogen conditions, 95 to 97% sulfuric acid is added, and the mixture is stirred at room temperature until it becomes a transparent solution.

(3) 술폰화(3) sulfonation

플라스크에 상기(1)에서 제조된 고분자를 유기용매에 용해시킨 후, 플라스크를 40℃로 가열하면서 30분동안 질소를 퍼지시켰다. 그 다음, 상기 아세틸 설페이트 용액을 깔때기를 이용하여 투입한 후, 40℃에서 2시간 동안 교반하였다. 이후, 용액이 투명한 황색을 띄게 되면, 아세톤을 첨가한 뒤 물을 첨가하여, 실온에서 냉각하여 반응을 종결하여 부타디엔 단량체가 공중합된 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 수득하였다. 수득한 화합물은 필요에 따라, 증류수에서 세척하여 분리한다. 상기 부타디엔 단량체가 공중합된 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 DS는 8%이고, 중량평균분자량(Mw)은 100,000이다.After dissolving the polymer prepared in (1) in an organic solvent in a flask, nitrogen was purged for 30 minutes while heating the flask to 40°C. Then, after adding the acetyl sulfate solution using a funnel, the mixture was stirred at 40° C. for 2 hours. Thereafter, when the solution turned transparent yellow, acetone was added followed by water, and the reaction was terminated by cooling at room temperature to obtain a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound in which butadiene monomers were copolymerized. The obtained compound is separated by washing with distilled water, if necessary. The DS of the sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound copolymerized with the butadiene monomer is 8%, and the weight average molecular weight (Mw) is 100,000.

(4) 석고보드용 혼화제 제조(4) Manufacture of admixture for gypsum board

상기 (3)에서 제조한 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 이용하여 석고보드용 혼화제를 제조하였다.prepared in (3) above An admixture for gypsum board was prepared using a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound.

제조예manufacturing example 3: 석고보드용 혼화제의 제조 3: Preparation of admixture for gypsum board

상기 제조예 2의 (1)의 고분자 단량체로 스티렌, 부타디엔, 말레산 단량체를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일하게 진행하였다. 이 경우, 공중합된 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물의 폴리스티렌 95%, 부타디엔 단량체는 2.5%, 말레산계 단량체는 2.5%를 포함한다 또한, DS는 9%이고, 중량평균분자량(Mw)은 35,000이다.It proceeded in the same manner as in Preparation Example 2, except that styrene, butadiene, and maleic acid monomers were used as the polymer monomers in (1) of Preparation Example 2. In this case, the copolymerized sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound includes 95% of polystyrene, 2.5% of butadiene monomer, and 2.5% of maleic acid monomer. In addition, DS is 9%, and the weight average molecular weight ( Mw) is 35,000.

제조예manufacturing example 4: 석고보드용 혼화제의 제조 4: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌-술폰화 스티렌 공액 고분자의 제조(1) Preparation of styrene-sulfonated styrene conjugated polymer

불활성화 질소조건에서 단량체로 스티렌과 술폰화된 스티렌을 유기용매에 용해시킨 후, 개시제를 투입하고 40℃에서 2시간동안 교반한다. 이후 diethyl ether를 사용하여 필터링한다. 상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물의 DS는 25%이고, 중량평균 분자량(Mw)은 220,000이다.After dissolving styrene as a monomer and sulfonated styrene in an organic solvent under an inert nitrogen condition, an initiator was added and stirred at 40° C. for 2 hours. After that, it is filtered using diethyl ether. The DS of the sulfonated polystyrene (SPS)-based compound is 25%, and the weight average molecular weight (Mw) is 220,000.

제조예manufacturing example 5: 석고보드용 혼화제의 제조 5: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌-술폰화 스티렌-부타디엔 공액 고분자의 제조(1) Preparation of styrene-sulfonated styrene-butadiene conjugated polymer

단량체로 스티렌, 술폰화 스티렌과 부타디엔을 이용한 것을 제외하고 제조예 4와 동일한 방법으로 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 제조한다. 이 경우, DS는 86%이고, 중량평균 분자량(Mw)은 160,000이다.A sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound was prepared in the same manner as in Preparation Example 4, except that styrene, sulfonated styrene, and butadiene were used as monomers. In this case, the DS is 86% and the weight average molecular weight (Mw) is 160,000.

제조예manufacturing example 6: 석고보드용 혼화제의 제조 6: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌-술폰화 스티렌-말레산 공액 고분자의 제조(1) Preparation of styrene-sulfonated styrene-maleic acid conjugated polymer

단량체로 스티렌, 술폰화 스티렌과 말레산을 이용한 것을 제외하고 제조예 4와 동일한 방법으로 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물을 제조한다. 이 경우, DS는 42%이고, 중량평균 분자량(Mw)은 720,000이다.A sulfonated polystyrene (SPS)-based compound was prepared in the same manner as in Preparation Example 4, except that styrene, sulfonated styrene, and maleic acid were used as monomers. In this case, the DS is 42% and the weight average molecular weight (Mw) is 720,000.

제조예manufacturing example 7: 석고보드용 혼화제의 제조 7: Preparation of admixture for gypsum board

(1) 스티렌-술폰화 스티렌-부타디엔-말레산 공액 고분자의 제조(1) Preparation of styrene-sulfonated styrene-butadiene-maleic acid conjugated polymer

단량체로 스티렌, 술폰화 스티렌, 부타디엔과 말레산을 이용한 것을 제외하고 제조예 4와 동일한 방법으로 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 제조한다. 이 경우, DS는 57%이고, 중량평균 분자량(Mw)은 450,000이다.A sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound was prepared in the same manner as in Preparation Example 4, except that styrene, sulfonated styrene, butadiene, and maleic acid were used as monomers. In this case, the DS is 57% and the weight average molecular weight (Mw) is 450,000.

실험예Experimental example : : DSDS 측정법( measurement method ( 황산화oxidization 정도( degree( DSDS ) 측정)) measurement)

황산화 정도(DS)는 질량분석법(Mass Spectroscopy)과 NMR(Nuclear magnetic resonance) spectroscopy를 통해 결정한다.The degree of sulfuration (DS) is determined through mass spectroscopy and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

본 발명은 질량분석법 중 하나인 MALDI-ToF MS(Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry)를 통해 측정이 가능하며, 이에 대해서는 하기 논문에서 보다 자세한 내용을 확인할 수 있다.The present invention can be measured through MALDI-ToF MS (Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry), which is one of the mass spectrometry methods, and more detailed information about this can be found in the following paper.

Longhe Zhang, Bryan, C., "Sulfonation Distribution in Sulfonated Polystyrene Ionomers Measured by MALDI-ToF MS". ACS Macro Lett, 2013, 2, 217-221 Longhe Zhang, Bryan, C., "Sulfonation Distribution in Sulfonated Polystyrene Ionomers Measured by MALDI-ToF MS". ACS Macro Lett, 2013, 2, 217-221

실시예Example 1: 석고보드 형성용 조성물의 제조 1: Preparation of composition for forming gypsum board

실제 석고보드 생산공장에서 사용이 가능한 반수석고 100 중량부에 대하여, 물 70 중량부, 제조예 1의 혼화제 0.6 중량부, 경화제(황산칼륨) 0.2 중량부 및 경량화제(암모늄 설페이트)로 0.06 중량부를 첨가하고, 소형 믹서로 10초간 혼합을 행하여 제조예 1의 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of hemihydrate gypsum that can be used in actual gypsum board production plants, 70 parts by weight of water, 0.6 parts by weight of the admixture of Preparation Example 1, 0.2 parts by weight of a curing agent (potassium sulfate) and 0.06 parts by weight of a lightening agent (ammonium sulfate) and mixed for 10 seconds with a small mixer to prepare a composition for forming a gypsum board of Preparation Example 1.

실시예Example 2: 석고보드 형성용 조성물의 제조 2: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 1의 혼화제를 제조 할 때 공중합 반응 시간과 술폰화 반응 시간을 모두 1시간으로 조절하여 분자량이 80,000이고, DS가 5%인 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다. When preparing the admixture of Preparation Example 1, both the copolymerization reaction time and the sulfonation reaction time were adjusted to 1 hour to form a gypsum board in the same manner as in Example 1 except that an admixture having a molecular weight of 80,000 and a DS of 5% was used. A composition was prepared.

실시예Example 3: 석고보드 형성용 조성물의 제조 3: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 2의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 2 was used.

실시예Example 4: 석고보드 형성용 조성물의 제조 4: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 2의 혼화제 제조 시 공중합 반응 시간을 5시간으로 조절하고 술폰화 반응 시간을 1시간으로 조절하여 분자량이 420,000이고, DS가 3%인 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다. When preparing the admixture of Preparation Example 2, the copolymerization reaction time was adjusted to 5 hours and the sulfonation reaction time was adjusted to 1 hour, so that a molecular weight of 420,000 and a DS of 3% was used, except for using the gypsum admixture in the same manner as in Example 1. A composition for forming a board was prepared.

실시예Example 5: 석고보드 형성용 조성물의 제조 5: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 3의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 3 was used.

실시예Example 6: 석고보드 형성용 조성물의 제조 6: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 3의 혼화제 제조 시 공중합 반응 시간을 1시간으로 조절하고 술폰화 반응 시간을 30분으로 조절하여 분자량이 15,000이고, DS가 2% 인 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.Gypsum in the same manner as in Example 1 except for using an admixture having a molecular weight of 15,000 and a DS of 2% by adjusting the copolymerization reaction time to 1 hour and adjusting the sulfonation reaction time to 30 minutes when preparing the admixture of Preparation Example 3. A composition for forming a board was prepared.

실시예Example 7: 석고보드 형성용 조성물의 제조 7: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 4의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다. A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 4 was used.

실시예Example 8: 석고보드 형성용 조성물의 제조 8: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 5의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 5 was used.

실시예Example 9: 석고보드 형성용 조성물의 제조 9: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 6의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 6 was used.

실시예Example 10: 석고보드 형성용 조성물의 제조 10: Preparation of composition for forming gypsum board

제조예 7의 혼화제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1, except that the admixture of Preparation Example 7 was used.

비교예comparative example 1: 석고보드 형성용 조성물의 제조 1: Preparation of composition for forming gypsum board

상업적으로 수득이 가능한 폴리나프탈렌설포네이트(PNS, 40% solution)계를 혼화제를 사용하였다. 이를 제외하고는 실시예 1과 동일하게 석고보드 형성용 조성물을 제조하였다.A commercially available polynaphthalenesulfonate (PNS, 40% solution) system was used as an admixture. Except for this, a composition for forming a gypsum board was prepared in the same manner as in Example 1.

평가예evaluation example 1: 석고보드 형성용 조성물의 유동성 평가 1: Evaluation of fluidity of composition for forming gypsum board

상기 실시예와 비교예들에서 제조된 석고보드 형성용 조성물의 유동성을 하기와 같은 방법에 따라 측정하였다.The fluidity of the composition for forming a gypsum board prepared in Examples and Comparative Examples was measured according to the following method.

석고보드 형성용 조성물을 지름 70 mm, 높이 40 mm의 원형 몰드에 주입한 뒤 10초 후 탈형 했을 때 퍼지는 지름을 측정하였다. 이때, 원형의 퍼진 슬러리를 60 도 간격으로 세 군데에서 측정한 후, 측정 데이터 중 최대값 최소값을 더한 후 2로 나누어 유동성(Flow) 값으로 하였다. 이에 대한 결과를 [표 1]에 나타내었다.The composition for forming a gypsum board was injected into a circular mold having a diameter of 70 mm and a height of 40 mm, and then, when the mold was demolded 10 seconds later, the spreading diameter was measured. At this time, the circular spread slurry was measured in three places at 60 degree intervals, and then the maximum and minimum values of the measured data were added and divided by 2 to obtain the flow value. The results for this are shown in [Table 1].

[표 1][Table 1]

Figure 112020105460710-pat00011
Figure 112020105460710-pat00011

평가예evaluation example 2: 석고보드 형성용 조성물의 응결 시간(겉보기 종결 평가) 2: setting time of composition for forming gypsum board (evaluation of apparent termination)

상기 실시예와 비교예들에서 제조된 석고보드 형성용 조성물의 응결 시간을 하기와 같은 방법에 따라 측정하였다. The setting time of the composition for forming a gypsum board prepared in Examples and Comparative Examples was measured according to the following method.

상기 석고보드 형성용 조성물을 가로 50 mm × 세로 50 mm × 높이 50 mm의 고무 몰드에 붓고, 쇼어 경도계 (Shore durometer, type D)로 경도를 측정하여 측정값이 85가 되었을 때 시간을 응결 시간(겉보기 종결평가)으로 하였다. 이에 대한 결과는 [표 2]에 나타내었다.The composition for forming the gypsum board was poured into a rubber mold having a width of 50 mm × a length of 50 mm × a height of 50 mm, and the hardness was measured with a Shore durometer (type D), and when the measured value reached 85, the setting time ( Apparent terminal evaluation). The results for this are shown in [Table 2].

[표 2][Table 2]

Figure 112020105460710-pat00012
Figure 112020105460710-pat00012

유동성 확인을 위한 [표 1]의 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 석고보드용 SPS계 혼화제의 DS(degree of sulfonation)를 조절하여, 석고 슬러리의 유동성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.Looking at the results of [Table 1] for fluidity confirmation, it was confirmed that the fluidity of the gypsum slurry could be improved by adjusting the DS (degree of sulfonation) of the SPS-based admixture for gypsum board according to the present invention.

또한, 고분자 화합물에 포함된 단량체들의 종류와 중합 정도를 조절하여, 석고 슬러리의 유동성을 향상시킬 수 있음을 역시 확인할 수 있다. In addition, it can also be confirmed that the fluidity of the gypsum slurry can be improved by adjusting the type and degree of polymerization of the monomers included in the polymer compound.

응결 시간 확인을 위한 [표 2]의 결과를 살펴보면, 석고보드용 SPS계 혼화제의 DS(degree of sulfonation)를 조절하여, 응결 시간이 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 즉, 실시예들의 경우 비교예에 비하여 응결 시간이 전반적으로 단축되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 술폰화된 폴리스티렌계 화합물 또는 고분자 화합물의 1 내지 99%의 값으로 제공하여, 슬러리의 유동성이 더욱 향상시키면서 동시에 응결 시간이 단축하는 효과를 제공할 수 있음을 알 수 있다. Looking at the results in [Table 2] for confirming the setting time, it was confirmed that the setting time could be shortened by adjusting the DS (degree of sulfonation) of the SPS-based admixture for gypsum board. That is, in the case of the examples, it can be confirmed that the setting time is generally shortened compared to the comparative example. Accordingly, it can be seen that by providing a value of 1 to 99% of the sulfonated polystyrene-based compound or polymer compound, the fluidity of the slurry can be further improved and the setting time can be shortened at the same time.

결론적으로 본 발명에 따른 석고보드용 SPS계 혼화제는 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물 또는 고분자 화합물에 포함되는 단량체들의 종류 및 DS 정도 등을 조절할 수 있고, 이에 따라 석고 슬러리의 유동성을 증가시키고 응결 시간을 원하는 범위로 조절 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 석고보드 제조 시, 생산성이 우수하며, 기존의 혼화제로 널리 사용되어 PNS계 혼화제 보다 우수한 물성을 제공할 수 있으며, 이를 대체할 수 있음은 물론이다.In conclusion, the SPS-based admixture for gypsum board according to the present invention can control the type and DS level of monomers included in a sulfonated polystyrene (SPS)-based compound or high molecular compound, and accordingly, the fluidity of gypsum slurry can be improved. It is possible to increase the setting time and adjust the setting time to the desired range. Therefore, when manufacturing a gypsum board according to the present invention, productivity is excellent, and it is widely used as an existing admixture to provide better physical properties than PNS-based admixtures, and of course it can replace them.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and transformation is possible Therefore, the spirit of the present invention should be grasped only by the claims described below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention.

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 하기 화학식 2, 하기 화학식 3 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 술폰화된 폴리스티렌계(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하고,
상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물의 DS(degree of sulfonation)는 1 내지 57%이며,
술폰화반응 시간 경과 후 반응물에 분산 용매를 먼저 투입하고 이어서 종결 용매를 추가하는 방법으로 진행하는 석고보드용 혼화제.
<화학식 2>
Figure 112022127096519-pat00014

<화학식 3>
Figure 112022127096519-pat00015

상기 화학식 2 및 화학식 3에서,
R3 및 R4는 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
a3은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이고,
a4는 1 내지 4 중에서 선택된 정수이고,
M+는 H+, Li+, Na+, K+ 또는 NH4 +이다.
It includes a sulfonated polystyrene (SPS)-based high molecular compound copolymerized with at least one selected from Formula 2, Formula 3, and a group of monomers,
The DS (degree of sulfonation) of the sulfonated polystyrene (SPS)-based compound is 1 to 57%,
An admixture for gypsum board that proceeds by adding a dispersing solvent to the reactant first and then adding a terminating solvent after the sulfonation reaction time has elapsed.
<Formula 2>
Figure 112022127096519-pat00014

<Formula 3>
Figure 112022127096519-pat00015

In Formula 2 and Formula 3,
R 3 and R 4 are hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alky Nyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero group. It is selected from the condensed polycyclic group,
a 3 is an integer selected from 1 to 5;
a 4 is an integer selected from 1 to 4;
M + is H + , Li + , Na + , K + or NH 4 + .
 하기 화학식 2 및 단량체군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 공중합된 폴리스티렌계(Polystyrene, PS)계 고분자 화합물을 술폰화하여, 술폰화된 폴리스티렌계(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 고분자 화합물을 포함하고,
상기 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated Polystyrene, SPS)계 화합물의 DS(degree of sulfonation)는 1 내지 57%이며,
술폰화반응 시간 경과 후 반응물에 분산 용매를 먼저 투입하고 이어서 종결 용매를 추가하는 방법으로 진행하는 석고보드용 혼화제.
<화학식 2>
Figure 112022127096519-pat00016

상기 화학식 2에서,
R3은 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 니트로기, C1-C20알킬기, C2-C20알케닐기, C2-C20알키닐기, C1-C20알콕시기, C3-C10시클로알킬기, C6-C20아릴기, C1-C20헤테로아릴기, 1가 비-방향족 축합다환 그룹 및 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹 중에서 선택되고,
a3은 1 내지 5 중에서 선택된 정수이다.
By sulfonating at least one or more copolymerized polystyrene (PS)-based polymer compounds selected from Formula 2 and the group of monomers to include a sulfonated polystyrene (SPS)-based polymer compound,
The DS (degree of sulfonation) of the sulfonated polystyrene (SPS)-based compound is 1 to 57%,
An admixture for gypsum board that proceeds by adding a dispersing solvent to the reactant first and then adding a terminating solvent after the sulfonation reaction time has elapsed.
<Formula 2>
Figure 112022127096519-pat00016

In Formula 2,
R 3 is hydrogen, deuterium, -F, -Cl, -Br, -I, hydroxyl group, nitro group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 2 -C 20 alkynyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 3 -C 10 cycloalkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 1 -C 20 heteroaryl group, monovalent non-aromatic condensed polycyclic group and monovalent non-aromatic hetero condensed polycyclic group is selected from
a 3 is an integer selected from 1 to 5;
 삭제delete 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 술폰화는, 술폰화제로 황산, 발열황산 및 삼산화황에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용하는 것인 석고보드용 혼화제.
According to any one of claims 5 and 6,
The sulfonation is an admixture for gypsum board, wherein at least one selected from sulfuric acid, exothermic sulfuric acid and sulfur trioxide is used as a sulfonating agent.
 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단량체군은, 지방족 단일 이중결합 단량체, 방향족 단일 이중결합 단량체 및 공액디엔 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 석고보드용 혼화제.
According to any one of claims 5 and 6,
The monomer group is at least one selected from aliphatic single double bond monomers, aromatic single double bond monomers and conjugated diene monomers.
 제9항에 있어서,
상기 단일 이중결합 단량체는, (메트)아크릴산, 비치환된 알킬 곁가지를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계, 1개 이상의 하이드록시기를 갖는 (메트)아크릴산의 에스테르계, 인산 에스테르계, 폴리올레핀계 및 헤테로 원자로 치환된 아크릴산의 에스테르계 단량체에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 석고보드용 혼화제.
According to claim 9,
The single double-bonded monomer is (meth)acrylic acid, an ester of (meth)acrylic acid having an unsubstituted alkyl side branch, an ester of (meth)acrylic acid having one or more hydroxyl groups, a phosphoric acid ester, a polyolefin, and a hetero An admixture for gypsum board containing at least one selected from ester-based monomers of acrylic acid substituted with atoms.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제5항 및 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 상기 석고보드용 혼화제, 석고, 경화제, 경량화제 및 물을 포함하는 석고보드 형성용 조성물.
A composition for forming a gypsum board comprising the gypsum board admixture according to any one of claims 5 and 6, gypsum, a curing agent, a weight reducing agent, and water.
 제14항에 있어서,
상기 석고보드용 혼화제는, 폴리카복실레이트 에테르(PCE)계 화합물을 더 포함하는 석고보드 형성용 조성물.According to claim 14,
The gypsum board admixture further comprises a polycarboxylate ether (PCE)-based compound.
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