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철 구조물용 수성 내화도료에서 몬모릴로나이트 성분이 내화성, 내수성 및 방식성에 미치는 효과

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○ 내화도료는 건축물이나 플랜트, 특수 선박 등의 철재 구조물에 피복되는 도료인데, 화재 시 도막이 팽창하여 내화 단열층을 형성함으로서 철재 구조물의 내력 저하를 방지하고 철재 구조물을 보호하는 기능성 도료이다. 철골구조물의 철강재는 불연재이지만, 화재로 인해 내부 온도가 550～600℃ 이상이 되면 인장강도가 크게 감소하여 본래의 구조적 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 화재 발생 시 주요 구조물의 변형 및 붕괴를 예방하기 위하여 구축물의 주요부분은 내화도료 등을 사용하여 화염과 고열로부터 보호하도록 법으로 정하고 있다.

○ 저자는 에폭시 기반 수성 내화도료(intumescent fire retardant coating)의 내화성, 내수성 및 방식성을 개선하기 위하여 유기개질 몬모릴로나이트(OMMT)를 사용하였다. 여러 특성시험 결과 OMMT 첨가양은 1 wt%가 최적이며, 평행으로 배열된 OMMT 나노-층은 내화도료의 내화성, 내수성 및 방수성을 증진시키는 것으로 나타났다.

○ 고분자 나노복합재료에서 나노재료가 난연성과 차단성을 증진하는 사실은 이미 연구되어 있으며, 내화도료도 도료 제조업체에 의하여 개발 생산되고 있다. 우리나라에서는 고분자 나노복합재료의 난연성과 가스 차단성에 대한 연구가 활발하게 수행되어 왔으며, 3시간의 화염에 견딜 수 있는 내화도료도 일부 업체에 의하여 생산되고 있다. 그러나 내화도료에 나노입자를 첨가하여 내화성, 내수성, 방식성을 증진시키는 연구는 발표된바 없다.

○ 내화도료는 불연재가 아니기 때문에 난연제의 기술발전과 더불어 발전하고 있다. 난연제의 기술 동향을 세대별로 구분해 보면, 1세대 브롬계부터 시작하여 2세대는 친환경 타입인 인계 난연제, 그리고 3세대는 실리콘계 및 나노물질계로 발전할 것으로 예상하고 있다. 현재는 인계 난연제가 난연 기술로서 주류를 이루고 있다. 앞으로 국내 내화도료의 개발방향은 휘발성 유기물질 및 유해가스의 발생이 없고, 유해물질 사용을 최소화 하면서 내구성이 우수한 친환경 내화도료를 개발하는 것이라 하겠다.

저자: Junbo Wang, GuojianWang
자료유형: 니즈학술정보