KR20220135424A - 수성 무기 바인더 조성물 - Google Patents
수성 무기 바인더 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220135424A KR20220135424A KR1020210041070A KR20210041070A KR20220135424A KR 20220135424 A KR20220135424 A KR 20220135424A KR 1020210041070 A KR1020210041070 A KR 1020210041070A KR 20210041070 A KR20210041070 A KR 20210041070A KR 20220135424 A KR20220135424 A KR 20220135424A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- binder composition
- silane
- inorganic binder
- aqueous inorganic
- weight
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 39
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 14
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000009461 vacuum packaging Methods 0.000 claims description 13
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 12
- -1 alkoxy silane Chemical compound 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 9
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 5
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 5
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 101100203596 Caenorhabditis elegans sol-1 gene Proteins 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 3
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 2
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FENFUOGYJVOCRY-UHFFFAOYSA-N 1-propoxypropan-2-ol Chemical compound CCCOCC(C)O FENFUOGYJVOCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYAASQNKCWTPKI-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propan-1-amine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCN ZYAASQNKCWTPKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCDBEBOBROAQSH-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOC(=O)C=C MCDBEBOBROAQSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDQWJFXZTAWJST-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C=C XDQWJFXZTAWJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N boron;iron Chemical compound [Fe]#B ZDVYABSQRRRIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOCC1CO1 WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLNAFSPCNATQPQ-UHFFFAOYSA-N ethenyl-dimethoxy-methylsilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)C=C ZLNAFSPCNATQPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N ethyl(trimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](OC)(OC)OC SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N tetrabutyl silicate Chemical compound CCCCO[Si](OCCCC)(OCCCC)OCCCC UQMOLLPKNHFRAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N tetrapropan-2-yl silicate Chemical compound CC(C)O[Si](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C ZUEKXCXHTXJYAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYJRNCYWTVGEEG-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(2-methylpropyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CC(C)C XYJRNCYWTVGEEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/40—Organo-silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/77—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof
- D06M11/79—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with silicon or compounds thereof with silicon dioxide, silicic acids or their salts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 및 실란계 화합물을 1:1 내지 6.5의 중량비로 포함하는, 수성 무기 바인더 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 바인더 조성물 내 유기 수지를 포함하지 않아 유기물로부터 가스가 발생하는 아웃 가스 현상이 매우 낮으며 이를 이용하여 제조된 경화물의 내구성, 내수성, 불연성능 및 단열성능이 우수한 수성 무기 바인더 조성물에 관한 것이다.
건축물, 전자기기의 에너지 소비 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 외부와의 열 에너지 이동을 통한 열 손실로, 이와 같은 열 손실을 방지하기 위해 건축물의 외벽 또는 전자기기의 외장에 전도, 대류, 복사에 의한 열 에너지의 이동을 억제하거나 차단할 수 있는 단열재가 일반적으로 사용된다.
또한 최근에는 건축물 내 에너지 손실을 최소화 할 수 있는 '제로-하우스'나 제품 중 극저온 보관 이송이 요구되는 경우 단열재를 진공 포장함으로써 열차단을 통한 단열성능을 극대화 할 수 있도록 다양한 분야에서 진공 단열재(Vacuum Insulation Panel)가 사용되고 있다.
이러한 단열재는 재질에 따라 무기 재료와 유기 재료로 구분될 수 있다.
무기 단열재 재료에는 미네랄울(Mineral Wool), 유리면(Glass wool), 세라믹 섬유(Ceramic Fiber), 실리카(Silica), 펄라이트(Perlite), 질석 등이 있으며, 유기 단열재 재료에는 발포 폴리스티렌(스티로폼), 발포 폴리우레탄(우레탄), 압출발포 폴리스티렌(아이소핑크), 폴리에틸렌(아티론) 등이 있다.
이 중 유리면은 재료 내부에 열전도율이 낮은 공기층을 형성하여 고온에서 저온으로 흘러가는 열의 흐름을 억제시키기 위해 사용되는 재료이다. 이러한 유리면은 유리 원료를 고온에서 용융시키고 고속 회전력을 이용하여 섬유화하고 일정한 형태로 성형한 인조광물섬유(Man Made Mineral Fiber: MMMF)이다. 이를 보온재, 단열재, 흡음재로 사용하기 위하여 일반적으로 인조광물섬유에 열경화성 바인더를 분사하여 매트 또는 보드의 형태로 성형 제조한다.
이때, 사용되는 열경화성 바인더는 유리 섬유의 휨성이나 처짐성 등을 보완하여 성형 형태를 유지하는 역할을 하며, 제조된 제품의 압축 및 인장강도를 향상시킨다. 이러한 열경화성 바인더는 통상적으로 페놀-포름알데히드 수지 또는 멜라민-포름알데히드 수지 등을 포함한다. 그러나, 상술한 바와 같이 포름알데히드를 포함하는 수지는 제조공정 중 또는 제품의 시공 후에 발암 물질인 포름알데히드 등 유해 가스를 방출하며, 지속적으로 외부 환경에 노출되는 문제가 있었다.
또한 유기 바인더가 적용된 제품의 경우 기계적 강도가 충분하지 못해 진공 단열재로 포장 시 성형 제품의 모양이 변형될 수 있으며 진공포장 후에도 유기 성분에 의해 제품의 진공도를 유지하지 못해 단열성능이 현저히 저하되는 문제가 있다. 나아가 유기 바인더가 적용된 무기 섬유 단열재의 경우 기본적으로 준불연 이상의 화재 성능을 가지고 있으나 화재 발생 시 유기 바인더의 열화로 인한 연기 등이 발생할 수 있다. 따라서 가장 바람직하게는 우수한 강도 및 내수성을 유지하면서도 무기물을 주성분으로 하는 바인더 시스템이 요구된다.
이에 대한 대안으로 한국 등록특허 제2,001,639호(특허문헌 1)에는 실리카 및 알칼리 금속 산화물을 포함하는 무기 바인더 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 1의 무기 바인더 조성물을 적용하면 우수한 내열성 및 불연성을 나타낼 수 있으나, 가용성 규산염(물유리) 적용 시 제품의 내수성이 불량하고 무기 섬유 단열재의 바인더로 적용 시 작업성이 열세하며 프리큐어(pre-cure) 발생으로 제조과정에서 제품 성형이 힘들거나 열전도도가 만족스럽지 못한 문제가 있다.
또한, 한국 등록특허 제1,297,018호(특허문헌 2)에는 유리 섬유와 무기 바인더 용액을 혼합한 후 물을 제거하여 추출물을 제거하고, 추출물을 압축 및 건조하는 단계를 포함하는 유리 섬유 보드의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2의 제조방법은 무기 바인더 용액 내 다량의 용매를 포함하여 이를 제거하는 공정이 복잡하고 많은 에너지가 소모되는 한계가 있었다.
또한, 한국 등록특허 제1,417,243호(특허문헌 3)에는 유리섬유와 무기 바인더를 포함하고, 상기 무기 바인더가 알루미늄 포스페이트를 포함하는 유리섬유 보드가 개시되어 있다. 특허문헌 3의 유리섬유 보드는 우수한 강도 및 내열성을 나타낼 수 있으나, 유리섬유 대비 약 4배의 물(실시예 참조)을 용매로 과량 사용하여 용매 제거에 많은 에너지가 소모되는 한계가 있었다.
따라서, 무기물을 주성분으로 하면서, 제품 제조 시 성형성이 우수하고, 제조 공정이 복잡하지 않아 작업성이 우수하며, 연속 공정 적용이 가능하여 생산성이 우수한 무기 바인더 조성물이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명은 페놀계 또는 포름알데히드와 같은 유기 수지를 포함하지 않고 바인더 조성물 내 유기물 함량이 현저히 낮아 가공 전후 주위 환경으로 유기물의 방출이 없어 친환경적인 무기 바인더 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명의 무기 바인더 조성물은 유기물로부터 가스가 발생하는 아웃 가스 현상이 없어 제조된 경화물의 내구성 및 진공 포장 시 단열 성능이 우수하며, 제품 제조 시 성형성, 내화재성뿐만 아니라 제조 공정이 복잡하지 않아 연속 공정 적용이 가능하여 작업성 및 생산성이 우수하다.
본 발명은 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료, 실란계 화합물 및 산 촉매를 포함하며, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 및 실란계 화합물을 1:1 내지 1:6.5의 중량비로 포함하는, 수성 무기 바인더 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수성 무기 바인더 조성물을 사용하여 결속된 섬유상 재료를 제공한다.
본 발명에 따른 수성 무기 바인더 조성물은 유기 수지를 포함하지 않고 전체 조성물 내 유기물 함량이 낮아 가공 시 주위 환경으로 유기물이 방출되는 양이 없어 친환경적이며, 유기물로부터 가스가 발생하는 아웃 가스 현상이 없어 이를 이용한 제조된 경화물의 내구성 및 진공 포장 시 단열성능이 우수하다. 또한, 상기 수성 무기 바인더 조성물을 이용한 제품 제조 시 성형성이 우수하고, 제조 공정이 복잡하지 않아 작업성이 우수하며, 연속 공정 적용이 가능하여 생산성이 우수하다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
수성 무기 바인더 조성물
본 발명에 따른 수성 무기 바인더 조성물은 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료, 실란계 화합물 및 산 촉매를 포함한다.
상기 수성 무기 바인더 조성물은 페놀계 또는 포름알데히드 수지와 같은 유기 수지를 포함하지 않아 유기물로부터 가스가 발생하는 아웃 가스 현상이 매우 낮고, 이로부터 제조된 경화물의 내수성, 내구성, 진공 포장 시 성형성 및 단열성능이 우수하다. 또한, 상기 수성 무기 바인더 조성물은 조성물 내 유기물의 함량이 적어 제조된 경화물의 불연 성능뿐만 아니라 발수 성능이 우수하다.
나아가, 상기 수성 무기 바인더 조성물을 이용할 경우, 단열재 제조시 기존 함침법, 무기 섬유를 무기 바인더에 침적 후 건조 및 경화시키는 방법 등도 적용이 가능하고, 특히, 무기 섬유 집면 시 바인더를 처리하고 바로 압착 후 오븐 경화를 통해 성형이 가능하여 단열재 연속 제조 공정에 적용 가능하므로, 제품 생산성이 현저히 향상될 수 있다.
콜로이드성 금속 산화물 함유 재료
콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 바인더 조성물의 주요 성분으로 조성물에 접착성을 부여하고, 경화물에 강도 및 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 이때, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 내 금속 산화물은 구리, 티타늄, 주석 등의 금속, 붕소, 규소, 비소, 안티모니 등의 준금속, 붕소-철, 붕소-니켈, 규소-철 등의 합금 등이 산소와 화학 결합된 화합물로, 구체적으로는 SiO2, ZrO2, TiO2, Al2O3, ZnO, CeO2, SnO2, ITO(Indium Tin oxide), ATO(Antimony Tin oxide), MgO, Y2O3, Bi2O3, B2O3, CuO, CoO, AZO 및 GZO(Gallium doped Zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 금속 산화물이 물이나 수용성 유기 용제와 같은 액체에 침전되거나 응집되지 않은 상태로 화학적으로 안정하게 분산되어 있는 형태이다.
일 예로, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 준금속 산화물이 물에 콜로이드상으로 분산된 형태일 수 있다.
상기 재료 내 콜로이드성 금속 산화물은 금속 원자-산소 원자 또는 준금속 원자-산소 원자의 구조를 포함하는데, 말단 부위에는 금속 원자 또는 준금속 원자와 결합하지 않는 산소 원자의 결합 손(예를 들어 히드록시기, 카르복실기 같은 형태)이 존재하며, 상기 결합 손은 후술하는 실란계 화합물와 반응할 수 있다. 상술한 바와 같은 반응에 의해, 금속 산화물 입자가 무기 섬유 상에 결합이 용이해져 제품의 강도가 우수하고 절단 시 분진 발생이 줄어드는 효과가 발생할 수 있다.
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료로는 용제 내 5 내지 100 nm 또는 5 내지 50 nm의 평균 입경(D50)을 갖는 실리카를 포함하는 실리카졸을 사용할 수 있다. 이 때, 용제는 물 또는 유기용제(organic solvent)이고, 일 예로 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 콜로이달 실리카(Colloidal silica)일 수 있다.
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 내 실리카의 평균 입경이 상기 범위 미만인 경우 입도가 너무 작아 실란계 화합물과 반응하여 효과적인 네트워크를 구성하기 어려워 섬유상 재료의 바인딩 특성이 저하될 수 있고, 상기 범위 초과인 경우 섬유상 재료 내부로 충분히 침투되지 못하여 바인딩 특성이 열세해지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 바인더 조성물 내 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료의 함량이 상기 범위 미만인 경우 섬유상 재료 내 충분한 네트워크 구조를 형성하지 못하여 결합력이 열세한 문제가 발생할 수 있고, 상기 범위 초과인 경우 성형 시 금속 산화물 입자가 섬유상 재료 내 효율적으로 분포하지 못하여 단열성능(진공포장 전후)이 저하되거나 분진 발생 등 제품 특성이 다소 열세해질 수 있다.
한편, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 내 금속 산화물은 저장안정성 및 분산성을 향상시키기 위하여 표면이 알칼리성 이온인 나트륨 이온(Na+)이나 칼륨 이온(K+) 또는 암모니아로 안정화되어 있는 타입 등을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 알칼리금속 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 알칼리금속 산화물은 Na2O, Li2O 및 K2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, Na2O를 포함할 수 있다.
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 및 하술하는 실란계 화합물을 1: 1 내지 6.5의 중량비, 또는 1 : 2 내지 6.2의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료와 실란계 화합물의 중량비가 상기 범위 미만인 경우, 실란계 화합물 대비 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료의 양이 과다하여 섬유상 재료의 기공을 막음으로써 열전도도가 열세해지며, 제품 절단 시 분진 발생이 과다한 문제가 발생하고, 상기 범위 초과인 경우, 제조된 제품의 강도가 충분하지 못한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 콜로이성 금속 산화물 함유 재료 내 금속 산화물 및 실란계 화합물은 1 : 3 내지 1 : 15의 중량비, 또는 1 : 4 내지 1 : 13의 중량비로 포함될 수 있다. 즉 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료가 실리카졸일 경우, 상기 실리카졸 내 포함된 실리카(SiO2) 및 실란계 화합물은 1 : 3 내지 1 : 15의 중량비, 또는 1 : 4 내지 1 : 13의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 실리카졸 및 실란계 화합물의 함량 비율이 상기 범위 미만일 경우 실리카가 다량을 포함되어 섬유상 재료 내 그물 구조를 촘촘하게 하여 열전도도가 저하되고, 섬유상 재료의 경도(Hardness)증가시켜 제품 가공 시 작업 효율성을 저하시킬 수 있다. 반면, 상기 범위를 초과할 경우 실리카 함량이 낮아 섬유상 재료 내부 결속, 접착력이 저하되어 성형성이 저하될 수 있다.
구체적으로, 상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 바인더 조성물 100중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 또는 1 내지 8 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 재료의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 제조된 제품의 인장강도, 경도 및 절단 가공성 등의 기계적 물성을 확보하기가 어렵고, 상기 범위 초과인 경우, 제조된 제품이 깨어지기 쉬운 상태로 변하여 분진율이 높아지고 열전도도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
실란계 화합물
실란계 화합물은 바인더 조성물의 주요 성분으로, 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료와 섬유상 재료 표면의 히드록실기 또는 실란계 화합물 자체의 히드록실기와 반응하여 유리섬유를 결속시켜 주고, 바인더 조성물을 경화시키는 역할을 한다.
상기 실란계 화합물은 2관능 이상, 또는 3관능 또는 4관능의 알콕시 실란을 포함할 수 있다. 상기 실란계 화합물이 상술한 바와 같이 다관능 알콕시 실란을 포함하는 경우, 상술한 바와 같이 콜로이드성 금속 산화물 내 산소 원자의 결합 손과 실란계 화합물의 관능기가 반응하여, 섬유상 재료 간의 결속을 강화하여 성형물의 기계적 강도를 부여하는 효과가 있다.
또한, 상기 실란계 화합물은 테트라메톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 테트라-n-프로폭시 실란, 테트라이소프로폭시 실란, 테트라-n-부톡시 실란, 테트라이소부톡시 실란, 메틸트리메톡시 실란, 메틸트리에톡시 실란, 에틸트리메톡시 실란, 이소부틸트리메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시 실란, γ-메타크릴록시프로필트리에톡시 실란, γ-아크릴록시프로필트리메톡시 실란, γ-아크릴록시프로필트리에톡시 실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시 실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란, γ-아미노프로필트리메톡시 실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시 실란, 디메틸디메톡시 실란, 비닐메틸디메톡시 실란, γ-메타크릴록시프로필메틸디메톡시 실란, γ-아크릴옥시프로필메틸디메톡시 실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시 실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, γ-아미노프로필메틸디메톡시 실란, γ-이소시아네이토프로필트리메톡시 실란, γ-이소시아네이토프로필트리에톡시 실란, 페닐트리에톡시 실란 및 페닐트리메톡시 실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 실란계 화합물은 바인더 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 30 중량부, 또는 10 내지 25 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 실란계 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료와의 커플링이 부족하여 제조된 제품의 강도 및 내수성 등의 물성을 확보하기 어렵고, 상기 범위 초과인 경우, 바인더 조성물의 안정성이 떨어질 수 있으며 제조된 제품의 강도가 저하될 수 있다.
상기 수성 무기 바인더 조성물은 산 촉매, 유기 용제 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
산 촉매
상기 산 촉매는 바인더 조성물 내 실란계 화합물의 가수분해 반응을 촉진하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 바인더 조성물이 산 촉매를 포함하는 경우, 실란계 화합물의 알콕시기가 실라놀기로 변환됨으로써 바인더 내 용해되고, 생성된 실라놀기는 바인더 상에서 실리카졸 표면의 히드록실기와, 또는 섬유상 재료 집면 시 섬유상 재료 표면의 히드록시기와 바로 반응할 수 있어 섬유상 재료의 결속 및 경화를 용이하게 해준다.
또한, 상기 산 촉매는 통상적으로 수성 바인더 조성물에 사용할 수 있는 산 촉매라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 할로겐화 수소류, 카르복시산류, 술폰산류 및 인산류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 산 촉매는 바인더 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부, 또는 0.3 내지 1.0 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 산 촉매의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 실란계 화합물의 가수분해 속도가 느려져 바인더 조성물의 작업성이 부족하고 실라놀기 농도가 부족하여 미경화가 발생하여 경화물의 물성이 부족하고, 상기 범위 초과인 경우, 경화 속도가 과도하게 빨라져 바인더 조성물의 안정성이 떨어지며, 집면 시 프리큐어(pre-cure)가 발생하여 제품의 성형성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
유기 용제
상기 유기 용제는 바인더 조성물의 건조 속도를 조절하는 역할을 한다.
또한, 상기 유기 용제는 수용성 지건성 유기 용제를 포함할 수 있다. 상기 바인더 조성물이 상술한 바와 같이 지건성(slow evaporating) 유기 용제를 포함하는 경우, 바인더 조성물의 건조 속도를 적절하게 조절하여 조성물의 작업성이 향상되는 효과가 있다.
상기 유기 용제는 예를 들어, 부틸셀로솔브, 프로필렌 글리콜 프로필에테르, 프로필렌 글리콜 부틸에테르 및 1-메톡시-2-포르판올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기 용제는 바인더 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부, 또는 0.4 내지 1.5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 유기 용제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 경화 속도가 과도하게 빨라져 바인더 조성물의 안정성이 낮아지고, 상기 범위 초과인 경우, 바인더 조성물의 건조 속도가 느려져 작업성이 부족하고 미건조될 경우 경화물의 물성이 열세한 문제가 발생할 수 있다.
물
상기 물은 바인더 조성물의 점도를 조절하여 작업성을 향상시키고, 건조성을 조절하는 역할을 한다.
또한, 상기 물은 예를 들어, 탈이온수, 순수, 초순수, 증류수 및 사용 후 재활용된 공정수 등을 들 수 있다.
상기 물은 바인더 조성물 100중량부에 대하여 60 내지 90 중량부, 또는 70 내지 80 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 물의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 바인더 조성물의 점도가 높아 작업성 및 바인더 안정성이 불량하고 프리큐어(pre-cure)가 발생할 수 있으며, 상기 범위 초과인 경우, 바인더 조성물 내 바인더 함량이 낮아 부착효율이 저하되어 제품의 품질 편차가 발생하고, 과도한 물을 제거하기 위해 건조비용이 상승할 수 있다.
상기 수성 무기 바인더 조성물은 pH가 3 내지 7, 또는 4 내지 6일 수 있다. 수성 무기 바인더 조성물의 pH가 상기 범위를 벗어나는 경우 바인더 조성물의 저장성이 열세한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 수성 무기 바인더 조성물은 25℃에서의 점도가 5 내지 500 mPa·s 또는 5 내지 100 mPa·s일 수 있다. 수성 무기 바인더 조성물의 25℃에서의 점도가 상기 범위 미만인 경우, 바인더 함량이 낮아 제품강도 등 품질편차가 발생하거나 건조비용이 상승하는 문제가 있고, 상기 범위 초과인 경우, 섬유상 재료에 바인더를 함침 또는 스프레이 시 작업성이 불량한 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 수성 무기 바인더 조성물은 상기 성분들 이외에 본 발명의 효과를 저해하지 않고, 기능성을 부여하기 할 수 있는 범위 내에서 필요에 따라 선택적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다. 유용한 첨가제로는, 섬유상 집합체의 내수성을 높이기 위한 발수제, 설비의 부식을 방지하기 위한 방청제, 제품의 분진 발생율을 낮추기 위한 방진유, pH를 조절하기 위한 완충제, 부착성 향상을 위한 커플링제 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수성 무기 바인더 조성물은 포름알데히드를 포함한 유기 수지를 포함하지 않고 전체 조성물 내 유기물 함량이 낮아 가공 시 주위 환경으로 방출되는 유해가스가 없어 친환경적이며, 유기물로부터 발생하는 아웃 가스 현상이 매우 낮아 이를 이용하여 제조된 경화물의 내구성 및 진공 포장 시 단열성능이 우수하다. 또한, 상기 수성 무기 바인더 조성물을 이용한 제품 제조 시 성형성이 우수하고, 제조 공정이 복잡하지 않아 작업성이 우수하며, 연속 공정 적용이 가능하여 생산성이 우수하다.
섬유상 재료
또한, 본 발명에 따른 섬유상 재료는 상술한 바와 같은 수성 무기 바인더 조성물을 사용하여 결속된다. 즉, 상기 섬유상 재료는 수성 무기 바인더 조성물 및 원료 섬유상 재료를 포함할 수 있다.
이때, 상기 원료 섬유상 재료(즉, 결속되는 섬유상 재료)는 무기질 섬유(예를 들어, 암면, 유리면, 세라믹 섬유 등), 또는 천연 및 합성 수지 등의 유기질 섬유를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 원료 섬유상 재료는 단섬유 또는 중섬유일 수 있다.
또한, 상기 섬유상 재료는 원료 섬유상 재료에 수성 무기 바인더 조성물을 분무 또는 도포한 후 집면, 경화 및 성형하여 결속된 것일 수 있다. 이때, 상기 경화는 150 내지 300 ℃, 또는 150 내지 250 ℃에서 진행될 수 있다. 경화 온도가 지나치게 낮으면 미경화가 발생하여 경화 시간이 길어져 생산성이 낮아지고, 경화 온도가 지나치게 높으면 제조된 제품의 강도 등의 기계적 물성이 저하되거나, 절단 시 분진이 발생할 수 있다.
상기 섬유상 재료는 총 중량에 대하여 유기물을 5중량% 미만, 또는 2.5중량% 미만으로 포함할 수 있다. 섬유상 재료 내 유리물의 함량이 상기 범위 초과인 경우, 유기물 함량이 높아 유기물로부터 가스가 발생하는 아웃 가스 현상이 발생할 수 있고, 섬유상 재료를 진공 포장 시 내구성 및 단열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 유기물의 함량은 측정 시료(원료 섬유상 재료 15 g, 크기 150 mm X 150 mm(가로X세로))에 대하여 무게(A)를 측정한 다음, 시료를 전기로(480 ℃로 SETTING)에서 섬유가 백색을 나타낼 때까지 넣은 후, 다시 꺼내어 데시게이터에서 방냉시킨 후 무게(B)를 측정하고, 하기 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다.
상기 섬유상 재료는 유해물질인 페놀 또는 포름알데히드를 포함하지 않아 KS M 1998에 규정된 소형 챔버법에 따라 측정한 포름알데히드의 방출량이 0.008mg/m3ㆍhr 이하 또는 0mg/m3ㆍhr이고, KS L 9016에 따라 평균측정온도 20℃에서 열전도율이 0.02 내지 0.04 W/m·K 또는 0.025 내지 0.035 W/m·K이며, 진공 포장 후 열전도율이 0.002 내지 0.005 W/m·K 또는 0.003 내지 0.005 W/m·K일 수 있다.
또한, 상기 섬유상 재료는 KS F ISO 1182에 따라 측정한 불연 성능을 만족할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 섬유상 재료는 강도, 단열성능 및 두께 유지율이 우수하고, 섬유상 재료 내 유기물의 함량이 낮아 불연 성능이 우수하고 및 발수 성능이 우수하며, 포름알데히드계 수지를 포함하지 않아 유해물질 방출이 없어 친환경적이다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1. 수성 무기 바인더 조성물의 제조
반응 용기에 3.5중량부의 실리카졸-1(제조사: Nissan Chemical사, 제품명: ST-50), 실란계 화합물로 17.5중량부의 메틸트리메톡시 실란(MTMS), 0.53중량부의 아세트산, 0.8중량부의 부틸셀로솔브, 및 75.42중량부의 물을 혼합하여 수성 무기 바인더 조성물을 제조하였다.
제조된 수성 무기 바인더 조성물의 고형분은 10.6중량%이고, pH는 4 내지 5였다. (고형분 측정 조건: 150℃에서 15분 열처리한 후 남아있는 질량을 측정)
실시예 2 내지 10 및 비교예 1 내지 6.
표 1 및 2에 기재된 성분별 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수성 무기 바인더 조성물을 제조하였다.
이때, 비교예 5는 수성 무기 바인더 조성물을 제조한 후 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 pH를 10으로 조절하였다.
| 성분 (중량부) | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | ||
| (A) | 실리카졸-1 (20-25 nm) |
3.5 | 2.58 | - | - | 3.52 | 3.55 | 7.5 | 3.5 | |
| 실리카졸-2 (10-15 nm) |
- | - | 5.42 | - | - | - | - | - | ||
| 실리카졸-3 (80-90 nm) |
- | - | - | 4.5 | - | - | - | - | ||
| (B) | 실란계 화합물-1: MTMS | 17.5 | 15.5 | 16.4 | 18.15 | 15 | 11.5 | 15.5 | 17.5 | |
| 실란계 화합물-2 | - | - | - | - | 2.7 | 6.3 | - | - | ||
| 실란계 화합물/실리카졸 내 SiO2의 중량비 | 10 | 12 | 10 | 10 | 10 | 10 | 4.1 | 10 | ||
| 아세트산 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | ||
| 부틸셀로솔브 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | ||
| 물 | 75.42 | 60.5 | 67.5 | 75.42 | 80.5 | 82.0 | 80.5 | 75.42 | ||
| 바인더 조성물 | 고형분(중량%) | 10.6 | 9.7 | 9.7 | 9.8 | 9.8 | 10.4 | 10 | 10 | |
| 유기물의 함량 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| pH | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 약7 | ||
| 성분 (중량부) | 실시예 9 | 실시예 10 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | ||
| (A) | 실리카졸-1 (20-25nm) |
3.5 | 3.5 | 10 | 2.5 | - | 3 | - | 3.5 | |
| (B) | 실란계 화합물-1: MTMS | 17.5 | 17.5 | 8 | 20.5 | - | 20.3 | 17.5 | 17.5 | |
| (c) | 물유리 | - | - | - | - | 53.5 | - | - | - | |
| 실란계 화합물/실리카졸 내 SiO2의 중량비 | 10 | 10 | 1.6 | 16.4 | - | 13.5 | - | 10 | ||
| 페놀 수지 | - | - | - | - | - | - | - | 25.5 | ||
| D-글루코오스 | - | - | - | - | - | - | 3.5 | - | ||
| 아세트산 | 0.05 | 1.5 | 0.53 | 0.53 | 0 | 0.53 | 0.53 | 0.53 | ||
| 부틸셀로솔브 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | ||
| 물 | 75.42 | 75.42 | 70.5 | 75.42 | 150 | 75.42 | 95 | 150 | ||
| 바인더 | 고형분(중량%) | 10 | 10 | 9.8 | 9.8 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 유기물의 함량 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 29중량% | 50중량% | ||
| pH | 5-6 | 3-4 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 약10 | 4-5 | 6-7 | ||
실시예 및 비교예에서 사용한 원료와 관련하여 표 3에 나타냈다.
| 구분 | 물성, 및 제조사 및 제품명 |
| 실리카졸-1 | 평균 입경(D50): 20 내지 25nm, SiO2 함량: 49 내지 51중량%, pH: 8.5 내지 10 |
| 실리카졸-2 | 평균 입경(D50): 10 내지 15nm, SiO2 함량: 29 내지 31중량%, pH: 8.5 내지 10 |
| 실리카졸-3 | 평균 입경(D50): 80 내지 90nm, SiO2 함량: 39 내지 41중량%, pH: 8.5 내지 10 |
| 실란계 화합물-2 | 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란 (Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilane) |
| 물유리 | CAS No. 1344-09-8 (Na2O: 9-10중량%, SiO2: 28-30중량%, pH: 12-13) |
| 페놀 수지 | CAS No. 25104-55-6 (고형분: 40중량%, pH: 8-9) |
실험예. 바인더 조성물을 이용한 섬유상 재료의 결속
용융된 유리를 섬유화하고 실시예 및 비교예의 수성 무기 바인더 조성물을 노즐에서 25L/분의 양으로 고압 분사하여 바인더 처리된 유리 섬유를 집면하였다. 이후 압착한 후 230℃ 내지 300℃의 오븐을 통화시켜 건조 및 경화시킴으로써 성형품을 제조하였다.
제조된 성형품은 100 mm X 100 mm X 20 mm(가로X세로X두께)의 크기로 절단하여 시편으로 제조한 후 알루미늄 백을 이용하여 진공 포장한 후 하기와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며 그 결과를 표 4에 나타냈다.
(1) 제품 내 유기물 함량
시편 내 바인더의 함량 측정을 위해, 100mm(가로)X100mm(세로)X20mm(두께)의 시편의 초기 무게를 측정하고, 400 ℃의 전기로에서 4시간 동안 열처리한 후 시편의 무게를 측정하고, 시편의 초기 무게를 기준으로 열처리 후 무게 변화율을 계산함으로써 유기물 함량(중량%)으로 하였다.
(2) 심재 모양 유지율 (%)
시편의 강도를 확인하기 위해, 진공 포장시 심재의 두께 변화를 확인하였다. 100mm(가로)X100mm(세로)X20mm(두께)의 시편을 준비한 후 초기 두께를 측정하였다. 이후 알루미늄 백을 이용하여 50mTorr 이하에서 진공 포장한 후 제품의 두께를 측정하고 하기 수학식 2를 이용하여 심재 모양 유지율 (%)을 계산하였다.
(3) 흡수량
성형품을 254 mm X 254 mm(가로X세로) 크기로 절단하여 3개 샘플을 준비하고 0.01g까지 정확하게 무게(W1)를 측정했다. 이후 수조에 시편을 고정하고 상온의 물을 바닥으로부터 1cm까지 채워 24시간 동안 노출시켰다. 이후 샘플을 꺼내고 한 모서리를 손끝으로 쥐고 150초 동안 수직으로 세워 물방울이 떨어지도록 한 후 무게(W2)를 측정하고, 하기 수학식 3을 이용하여 흡수량을 계산하였다.
[수학식 3]
흡수량 (kg/m2) = [(W2-W1)/W1] X 15.5
(4) 포름알데히드 방출량
KS M ISO 16000 및 KS M 1998에 규정된 소형 챔버법에 따라 시편을 소형 챔버에 방치한 후 7일째의 챔버의 공기를 포집하고, 포집한 공기를 HPLC(액체크로마토그래피)로 분석하여 포름알데히드 방출량을 측정하였다.
(5) 분진율
성형품을 가로 1.5cm 및 세로 10cm의 크기로 절단하여 샘플 4개씩을 준비하였다. 이후 샘플의 초기 무게를 계량한 후, 분진율 측정기에 위치시키고 1m/분의 속도로 10분 동안 전후 좌우로 흔들었다. 이후 시험기가 자동으로 멈춘 뒤 샘플 무게(분진 후 무게)를 계량하였다. 이때 분진율은 하기 수학식 4로 계산하고, 4개의 샘플의 평균값을 분진율(중량%)로 사용하였다.
[수학식 4]
분진율 = [(분진율 측정기 처리 후 무게/초기 무게)-1] X 100
(6) 불연 성능
제조된 시편에 대한 불연 성능을 확인하고자 불연성 시험을 KS F ISO 1182에 규정된 방법을 통해 측정하였다. 불연 성능은 가열로에서의 온도 상승 폭의 정도로 정량화할 수 있으며, 구체적으로는, 750℃의 가열로에서 평형 온도보다 20℃ 이상 상승하지 않았을 경우, '합격'으로 평가하였다.
(7) 진공 포장 후 열전도율
성형품을 300 mm x 300 mm x 20 mm(가로X세로X두께)로 절단하여 샘플을 제작하였다. 이후 진공포장기를 이용하여 5 mTorr 이하의 진공도에서 포장한 후 KS L 9016에 따라 평균 온도 20 ℃, 상판과 하판의 온도 차이를 28℃로 하여 평판열류계(Heat Flow Meter) 방식으로 최종 수렴하는 열전도율을 측정하였다.
(8) 절단 가공성
성형품을 절단기를 이용하여 절단했을 때, 절단면 내 보푸라기 등의 외관을 육안으로 관찰하여 절단 가공성을 평가하였다. 이때, 절단 가공성은 0에 가까울수록 절단면에 보푸라기가 많이 발생하는 등 외관이 불량한 것이고, 5에 가까울수록 절단면 내에 보푸라기가 없어 절단 가공성이 우수한 것으로 판단하였다.
| 제품 내 유기물 함량 (중량%) |
심재 모양 유지율(%) | 흡수량 (kg/m2) | 포름알데히드 방출량 (mg/m3ㆍhr) |
분진율 (중량%) | 불연 성능 | 진공포장 후 열전도율 (W/m·K) | 절단 가공성 |
|
| (목표) | 5 이하 | 10 이하 | 4 이하 | 0.008 이하 | 1 이하 | - | < 0.005 | 5 |
| 실시예 1 | 1.5 | 8.2 | 2.2 | N.D | 0.5 | 합격 | 0.0034 | 5 |
| 실시예 2 | 1.8 | 9.2 | 1.7 | N.D | 0.5 | 합격 | 0.0035 | 5 |
| 실시예 3 | 2.1 | 8.5 | 2.5 | N.D | 0.4 | 합격 | 0.0032 | 5 |
| 실시예 4 | 1.4 | 9.5 | 2.1 | N.D | 0.4 | 합격 | 0.004 | 5 |
| 실시예 5 | 1.8 | 8.0 | 2.7 | N.D | 0.4 | 합격 | 0.0032 | 5 |
| 실시예 6 | 2.0 | 7.9 | 3.2 | N.D | 0.8 | 합격 | 0.003 | 5 |
| 실시예 7 | 1.2 | 7.8 | 3.8 | N.D | 0.5 | 합격 | 0.0043 | 5 |
| 실시예 8 | 1.8 | 9 | 2.6 | N.D | 0.5 | 합격 | 0.0037 | 5 |
| 실시예 9 | 1.9 | 9.2 | 2.7 | N.D | 0.5 | 합격 | 0.0032 | 5 |
| 실시예10 | 1.8 | 8.5 | 2.5 | N.D | 0.6 | 합격 | 0.0034 | 5 |
| 비교예 1 | 1.0 | 15.2 | 7.5 | N.D | 1.8 | 합격 | 0.0053 | 2 |
| 비교예 2 | 2.5 | 13.2 | 1.3 | N.D | 1.2 | 합격 | 0.0042 | 3 |
| 비교예 3 | 0.4 | 11.2 | 15.2 | N.D | 2.2 | 합격 | 0.0056 | 4 |
| 비교예 4 | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
| 비교예 5 | 6.5 | 305 | 11.2 | N.D | 1.5 | 불합격 | 0.0072 | 3 |
| 비교예 6 | 6.2 | 250 | 9.5 | 0.012 | 1.0 | 불합격 | 0.0068 | 3 |
표 4에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 10의 조성물을 이용하여 제조된 섬유상 재료는 유기물 함량 및 심재 모양 유지율이 낮고, 흡수량이 적으며, 페놀계 또는 포름알데히드 수지와 같은 유기 수지를 포함하지 않아 포름알데히드 방출량이 없고, 분진율이 낮고 불연 성능이 우수하며, 진공포장 후 열전도율도 낮고, 절단 가공성이 우수했다.
반면, 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료인 실리카졸에 대한 실란계 화합물의 중량비가 낮은 비교예 1, 및 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 및 실란계 화합물을 대신하여 물유리를 사용한 비교예 3과 비교하여, 실리카졸에 대한 실라계 화합물의 중량비가 적절한 실시예 1 내지 10은 심재 모양 유지율이 낮고 흡수량이 적으며 열전도율이 낮고 절단 가공성이 우수했다.
또한, 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료인 실리카졸에 대한 실란계 화합물의 중량비가 높은 비교예 2와 비교하여, 실리카졸에 대한 실라계 화합물의 중량비가 적절한 실시예 1 내지 10은 심재 모양 유지율이 낮고 절단 가공성이 우수했다.
나아가, 비교예 4는 수산화칼륨의 사용으로 인해 바인더 조성물의 점도가 과도하게 증가하여 섬유상 재료의 결속제로 사용하기 어려웠다.
또한, 실리카졸 대신 글루코오스를 사용한 비교예 5와 비교하여, 실시예 1 내지 10은 유기물 함량이 낮아 친환경성이 우수하고 심재 모양 유지율이 낮고 흡수량이 적으며 불연 성능이 우수하고 열전도율이 낮고 절단 가공성이 우수했다. 또한, 비교예 5는 미경화로 인하여 심재 모양 유지율 및 내수성이 열세한 문제가 있었다.
나아가, 페놀 수지를 사용하는 비교예 6과 비교하여, 실시예 1 내지 10은 유기물 함량 및 포름알데히드 방출량이 낮아 친환경성이 우수하고 심재 모양 유지율이 낮고 흡수량이 적으며 불연 성능이 우수하고 열전도율이 낮고 절단 가공성이 우수했다.
Claims (8)
- 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료, 실란계 화합물 및 산 촉매를 포함하며,
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료 및 실란계 화합물을 1:1 내지 1:6.5의 중량비로 포함하는, 수성 무기 바인더 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 콜로이드성 금속 산화물 함유 재료는 용제 내 5 내지 100 nm의 평균 입경(D50)을 갖는 실리카를 포함하는 실리카졸이고,
상기 실리카 및 실란계 화합물은 1 : 3 내지 1 : 15의 중량비인, 수성 무기 바인더 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 실란계 화합물은 2관능 이상의 알콕시 실란을 포함하는, 수성 무기 바인더 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 수성 무기 바인더 조성물은 pH가 3 내지 7이고, 25℃에서의 점도가 5 내지 500 mPa·s인, 수성 무기 바인더 조성물. - 청구항 1항에 있어서,
상기 산 촉매는 할로겐화 수소류, 카르복시산류, 술폰산류 및 인산류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 수성 무기 바인더 조성물. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 수성 무기 바인더 조성물을 사용하여 결속된 섬유상 재료.
- 청구항 6에 있어서,
상기 섬유상 재료 총 중량에 대하여 유기물 함량이 5중량% 미만으로 포함하며,
상기 유기물 함량은, 측정 시료(원료 섬유상 재료 15 g, 크기 150 mm X 150 mm)에 대하여 무게(A)를 측정한 다음, 시료를 전기로(480 ℃로 SETTING)에서 섬유가 백색을 나타낼 때까지 넣은 후, 다시 꺼내어 데시게이터에서 방냉시킨 후 무게(B)를 측정하고, 하기 수학식 1을 이용하여 계산되는, 섬유상 재료.
[수학식 1]
- 청구항 6에 있어서,
상기 섬유상 재료는 KS M 1998에 규정된 소형 챔버법에 따라 측정한 포름알데히드의 방출량이 0.008 mg/m3ㆍhr 이하이고, KS L 9016에 따라 20℃에서 측정한 열전도율이 0.02 내지 0.04 W/mㆍK이고, 진공 포장 후 열전도율이 0.002 내지 0.005 W/mㆍK이며, KS F ISO 1182에 따라 측정한 불연 성능을 만족하는, 섬유상 재료.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210041070A KR20220135424A (ko) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 수성 무기 바인더 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210041070A KR20220135424A (ko) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 수성 무기 바인더 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220135424A true KR20220135424A (ko) | 2022-10-07 |
Family
ID=83595417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210041070A KR20220135424A (ko) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 수성 무기 바인더 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220135424A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101297018B1 (ko) | 2011-05-12 | 2013-08-14 | (주)엘지하우시스 | 유리 섬유 보드 및 그의 제조방법 |
| KR101417243B1 (ko) | 2012-01-05 | 2014-07-09 | (주)엘지하우시스 | 무기바인더를 포함한 유리섬유 보드 및 그의 제조 방법 |
-
2021
- 2021-03-30 KR KR1020210041070A patent/KR20220135424A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101297018B1 (ko) | 2011-05-12 | 2013-08-14 | (주)엘지하우시스 | 유리 섬유 보드 및 그의 제조방법 |
| KR101417243B1 (ko) | 2012-01-05 | 2014-07-09 | (주)엘지하우시스 | 무기바인더를 포함한 유리섬유 보드 및 그의 제조 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7094285B2 (en) | Inorganic matrix compositions, composites incorporating the matrix, and process of making the same | |
| AU2004247667B2 (en) | Multi-layer fire-barrier systems | |
| US20090092832A1 (en) | Glass fibres coated with size containing nanoparticles | |
| US20080063875A1 (en) | High heat distortion resistant inorganic laminate | |
| US20090017301A1 (en) | Glass fibres and glass fibre structures provided with a coating containing nanoparticles | |
| CN110627383B (zh) | 一种透明防火凝胶及复合防火玻璃的制备方法 | |
| CN1812943A (zh) | 多层防火*** | |
| KR102363749B1 (ko) | 고연성의 초속경 및 조강성 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장 시공방법 | |
| KR101797219B1 (ko) | 내화 방화벽 | |
| KR101955395B1 (ko) | 건축용 다기능 단열복합판넬 | |
| KR101347725B1 (ko) | 하이브리드 변성 실리케이트 바인더 조성물 및 그의 제조방법 | |
| KR20220135424A (ko) | 수성 무기 바인더 조성물 | |
| CN112830748A (zh) | 一种本征疏水性非膨胀型钢结构防火涂料的制备方法 | |
| KR20230112095A (ko) | 친환경 단열 수지의 제조방법 | |
| CN113171961B (zh) | 一种岩棉毡及其生产工艺 | |
| KR102150978B1 (ko) | 소수성 실리카 성형체의 제조 방법 | |
| EP3712111A1 (en) | Low-dust silica aerogel blanket and method for manufacturing same | |
| EP3310573B1 (en) | Highly hydrolytically stable loose-fill insulation | |
| KR102420582B1 (ko) | 수성 바인더 조성물 및 이를 적용한 섬유상 재료 | |
| KR102282012B1 (ko) | 수성 열경화성 바인더 조성물 | |
| CN112778475B (zh) | 用于水性粘合剂的酚醛树脂及其制备方法 | |
| JP3109988B2 (ja) | 耐熱性発泡性組成物及び耐熱発泡性シート | |
| KR102511529B1 (ko) | 2액형 복층유리용 2차 실링 내화 실리콘 실란트 조성물 | |
| CN107848888B (zh) | 低硼到无硼无机粘结剂体系 | |
| JP3958563B2 (ja) | 電波吸収体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |