KR100520814B1

KR100520814B1 - 수용성 난연제 및 그 활용방법

Info

Publication number: KR100520814B1
Application number: KR1020050020140A
Authority: KR
Inventors: 김주영
Original assignee: 김주영
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-10-11

Abstract

본 발명은 1) 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제 1∼3중량%; 2) 제1금속산화물 18∼25중량%; 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물 40∼53중량%로 이루어진 무기계 난연제; 및 3) 잔량의 물로 이루어진 수용액에 물의 전기분해공정을 수행하여, 상기 인 함유 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지는 무기계 난연제 표면에 결합되어 제조된 수용성 난연제 및 그 활용방법에 관한 것이다.

본 발명의 수용성 난연제가 무기 난연제에 유기 난연제를 내포한 형태로 제조됨으로써, 상기 금속산화물로 인하여 고온에서의 안정성이 부여되고, 가열조건에서 감싸고 있는 무기 난연제가 물을 생성하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키고, 내포된 유기 난연제의 자기 소화성으로 인하여 난연효과를 극대화할 수 있으며, 이를 합성섬유 등의 연소성 재질에 적용되면, 연소 시에 유해한 가스를 발생하지 않으며, 소량의 난연제로 우수한 난연효과를 제공할 수 있다.

(상기 식에서 R₁은 명세서에서 정의한 바와 같다.)

Description

수용성 난연제 및 그 활용방법{FLAME RETARDANT COMPOSITION AND METHOD USING THEREOF}

본 발명은 수용성 난연제 및 그 활용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인계 난연제가 금속산화물로 이루어진 무기 난연제에 내포된 형태로서, 고온에서의 안정성이 부여되고 가열시, 감싸고 있는 무기 난연제가 물을 생성하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키고, 내포된 유기 난연제의 자기소화성으로 인하여 난연효과를 극대화할 수 있는 수용성 난연제 및 그 활용방법에 관한 것이다.

연소하기 쉬운 성질을 가지고 있는 대부분의 종이, 헝겊, 플라스틱류 및 목재 등의 연소성 재질을 물리적 또는 화학적으로 개선하여 잘 타지 못하도록 첨가하는 물질을 난연제라고 한다.

난연제는 연소성 소재에 적용하는 방법에 따라 첨가형 및 반응형으로 분류되는데, 첨가형은 물리적으로 플라스틱 등의 소재에 난연제를 첨가해서 난연성을 향상시키지만, 반응형은 플라스틱 등의 연소성 소재를 제조할 때 적당량의 난연제를 첨가해서 화학반응시킴으로써 난연성을 향상시킨다.

일반적으로 첨가형 난연제는 비교적 가격이 저가이면서 사용이 편리하다는 이점이 있으나 고분자 재료 물성에 변화를 줄 우려가 있고, 또한 상기 첨가형 난연제는 난연처리하고자 하는 재료표면에 스프레이(Spray)하거나 표면 도장처리(Coating)하여 사용하는데 난연제가 재료내부 깊게 침투되기가 어렵고, 시간이 경과 함에 따라 쉽게 소실되어 종래의 난연제들은 가격이 비싸다는 문제 이외에도 장기간에 걸쳐 난연성을 유지시켜 주기가 어렵다는 문제가 있다. 반면에, 반응형 난연제는 고분자재료 물성에 변화를 주지 않는 장점이 있으나 난연화 시켜주는 조작이 어렵고 비교적 고가라는 단점이 있다.

현재 사용되는 난연제는 구성성분에 따라 유기계와 무기계로 분류되며, 유기계는 주로 인산계, 브롬계 및 염소계를 포함하는 할로겐계로 분류되고, 상기 할로겐계 난연제로서는 테트라브로모비스페놀 A, 헥사플루오로벤젠, 데카브로모디페닐옥사이드, 염화파라핀 등이 있다. 무기계로는 수산화알루미늄계, 안티몬계, 수산화마그네슘계, 산화주석, 수산화지르코늄, 메타붕산바륨 등으로 분류된다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 할로겐계 난연제 중, 브롬계 난연제는 효과면에서는 뛰어나지만 사출시 가스 발생과 연소시 다이옥신이 발생하는 심각한 문제점이 지적되고 있으며, 특히 브롬계 난연제 제조에 사용되는 화합물인 데카브로모페닐 다이옥사이드(decabromophenyl dioxide), 옥타브로모페닐에테르(octabromophenylether) 등의 사용규제가 유럽 각국을 중심으로 검토 중인 것으로 알려져 있다. 이외의 유기계 난연제는 내열성이 약해 플라스틱 등 일부 재질에 사용이 제한적이다. 또한, 무기계 난연제 중, 안티몬계 화합물 역시 인체 유해성 시비가 끊이지 않고 있다.

이에 유럽에서는 최근에 할로겐 및 안티몬이 함유된 난연제에는 '에코 라벨'을 부여하지 않고 규제를 가하고 있는 실정이다. 이에, 현재 구미 선진국을 중심으로 비 브롬계 난연제의 개발을 통한 규제에 대응할 뿐 아니라 시장 선점을 위하여 개발을 서두르고 있다.

그러나 국내에서는 연구는 계속되고 있지만 아직까지 브롬계 난연제를 대체할 만한 난연제가 개발되지 않고 있다. 이와는 별도로 브롬계 난연제의 수요는 오히려 해마다 늘고 있는데, 이는 난연성 규제가 정립된 미국, 일본, 유럽 지역에 TV, VTR, 컴퓨터 등을 수출하기 위해서는 전자기기 외장재에 난연제를 도입하여 난연 특성을 가져야 할 뿐 아니라 각종 가구나 섬유 등 난연제의 적용범위가 점차 넓고 다양해지고 있기 때문인 것으로 해석된다. 그러나 이러한 브롬계 난연제는 상기한 바와 같이 다이옥신 발생 문제 등 때문에 향후 구미 선진국에 수입되는 제품에 사용이 금지될 가능성이 높고 우리나라에서도 규제가 예상되고 있는바 환경친화적인 비 브롬계 난연제의 개발이 시급한 실정이다.

또한, 현재 잘 알려져 있는 난연제들은 난연효과는 비교적 우수하나 가격이 비싸다는 문제 때문에 난연제의 사용이 보편화되지 못하고 있고 난연처리에도 크게 제약을 받고 있는 실정에 있다.

상기 할로겐 또는 인을 함유하지 않은 난연제로는 실리콘 화합물이 알려져 있다. 그의 일례로, 일본특개소54-36365호에는, 비실리콘 중 합체를 주로 T단위로 되는 실세스키옥산 수지로서 난연화한 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 상기 발명에서 개시된 실세스키옥산 수지에서는, 난연화를 위해서 고가의 실세스키옥시 수지를 다량으로 첨가할 필요가 있기 때문에, 현실적이지 못하다. 다른 일례로서, 일본특개평10-139964호에는 방향환을 함유하는 비실리콘 수지를 T 단위 및 D 단위를 갖는 실리콘 수지로서 난연화한 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나 상기 실리콘 수지는 폴리카보네이트에 대해서는 유효하지만, 그 외의 수지에 대해서는 난연화 효과가 작기 때문에, 충분히 난연화할 수 없다.

종래 사용되는 난연제의 독성, 유해성 및 내열성 문제를 해결할 수 있는 대체 난연제로서, 인계 난연제 또는 금속 수산화물로 이루어진 무기계 난연제 및 난연조제로서, 산화안티몬, 멜라민 화합물을 단독 또는 조합해서 사용하는 형태가 널리 알려져 있다.

인계 난연제로는 인산암모늄, 포스포네이트, 포스페이트, 포스핀 옥사이드, 적인 등이 있고, 무기계 난연제로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘과 같은 무기 금속 수화물로 이루어진다. 그의 일례로서, 일본국 특허공개 평8-176343호에는 수지에 대하여, 폴리인산암모늄, 다가 수산기 함유 화합물, 트리아진 고리(triazine ring) 함유 화합물 및 금속 수산화물을 함유하는 난연성 합성수지 조성물이 개시되어 있다. 또한, 미합중국 특허 제3936416호 및 미합중국 특허 제4010137호에는 수지에 대하여 멜라민폴리포스페이트 및 (펜타트리펜타)에리스리톨을 함유하는 난연성 합성수지 조성물이 개시되어 있고, 일본국 특허공개평 제152402호에는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 멜라민피로포스페이트 및 방향족 포스페이트ㆍ올리고머를 함유하는 난연성 합성수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 이들의 난연화 효과는 아직 불충분하여, 적은 배합량으로 우수한 난연성을 부여하는 난연제가 요망되고 있었다.

또한, 상기 인계 난연제 중, 암모늄 폴리포스페이트는 종이, 목재, 합성섬유 등에 첨가되어 사용되어 왔으나 이는 수용성이고 고온에서 가수분해 되기 쉬운 특성을 보여 실제 적용에 문제가 있다. 이러한 암모늄 폴리포스페이트 특유의 결점을 제거하기 위해 열경화성 수지로 피복 또는 봉입시킨 암모늄 폴리포스페이트가 미합중국 특허 제4,467,056호 및 제4,347,334호에 개시된 바 있다. 그러나 이들 방법에 따라 제조된 암모늄 포스페이트 생성물은 열가소성 수지에 대한 친화도와 이에 대한 분산성이 불충분하고 생성물을 수지 속에 블렌딩시켜 제조한 조성물을 성형하여 수득한 제품의 기계적 강도가 상당히 감소되며, 산, 알칼리 및 유기 용제와 같은 약품에 대한 내성이 불충분한 단점이 지적된다.

현재 시판되는 난연제 제품은 플라스틱, 도로 등에 10% 이하 첨가 시, 난연 2등급의 성능이 나오지 않으므로, 여전히 만족할 만한 난연효과를 기대할 수 없다.

이에, 본 발명자들은 상기에서 기술한 종래 사용되는 난연제의 문제점을 해소하고, 소량의 첨가로 우수한 난연효과를 보이는 난연제를 개발하고자 노력한 결과, 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제를 금속산화물이 전기분해되어 나노 입자크기로 생성된 무기계 난연제에 결합시킨 수용성 난연제를 제조하고, 상기 난연제가 무독성이면서 우수한 난연효과를 발현하는 환경친화적인 난연제를 제공할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 무독성이면서도 우수한 난연효과를 발현하는 환경친화적인 난연제를 제공하는 것이다.

삭제

본 발명의 또 다른 목적은 상기 수용성 난연제의 활용방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제 1∼3중량%; 2) 제1금속산화물 18∼25중량%; 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물 40∼53중량%로 이루어진 무기계 난연제; 및 3) 잔량의 물로 이루어진 수용액에 물의 전기분해공정을 수행하여, 상기 인 함유 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지는 무기계 난연제 표면에 결합되어 제조된 수용성 난연제를 제공한다.

삭제

화학식 1

(상기 식에서 R₁은 -CH₂COOH, CH₂CH₂COOH 또는 -COOH이다)

본 발명의 수용성 난연제 중, 제1금속산화물 또는 제2금속산화물은 산화나트륨, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화바륨 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용한다.

본 발명은 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 제1금속산화물 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물로 이루어진 무기 난연제 표면에 결합되어 제조되는 수용성 난연제의 제조방법을 제공한다.

상기에서, 무기 난연제는 물의 용매조건에서 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지며, 상기에서 결합은 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 무기 난연제에 내포되는 형태가 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 제조된 수용성 난연제가 폴리에스테르 및 나일론으로 이루어진 합성섬유, 종이, 플라스틱류 및 목재로 이루어진 연소성 재질에 적용되는 상기 수용성 난연제의 활용방법을 제공한다. 이때, 상기 수용성 난연제는 도포법, 스프레이법 및 함침법에서 선택하여 어느 하나의 방법으로 적용될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 1) 하기 화학식 1로 표시되는 인 함유 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제 1∼3중량%; 2) 제1금속산화물 18∼25중량%; 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물 40∼53중량%로 이루어진 무기계 난연제; 및 3) 잔량의 물로 이루어진 수용액에 물의 전기분해공정을 수행하여, 상기 인 함유 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지는 무기계 난연제 표면에 결합되어 제조된 수용성 난연제를 제공한다.

화학식 1

(상기 식에서 R₁은 -CH₂COOH, CH₂CH₂COOH 또는 -COOH이다)

본 발명의 인계 난연제로서, 상기 카르복실산 유도체는 인을 아세트산에 용해시켜 제조되며, 상기 화합물의 자기소화성으로 인하여 난연효과를 증대할 수 있을 뿐 아니라 수용성 인계 난연제로서 다루기 용이하다.

인계 난연제의 난연화 메카니즘은 가연성 물질인 합성섬유와 반응해 주로 고체상에서 일어나는 것으로, 연소시 인화합물이 열에 의해 분해되면서 발생되는 부산물이 수지와 반응을 일으키면서 수지의 표면에 탄화막(Carbonaceous layer)을 형성함으로써, 연소에 필요한 산소를 차단하여 난연효과를 나타낸다. 특히 고분자 내의 산소원자와 반응하여 탈수 및 탈화함으로써 난연효과를 발휘하기 때문에 산소원소를 함유한 고분자에서 효과적인 난연역할을 수행한다. 더불어, 인계 난연제는 점도가 낮고 탄소골격으로 인한 열적안정성이 있고, 증발성이 낮고 물에 녹아 씻기는 현상을 막아준다.

따라서, 본 발명의 카르복실산 유도체를 함유하는 수용성 인계 난연제는 전체 조성물에 대하여, 1∼3중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 수용성 인계 난연제가 1 중량% 미만이면, 원하는 난연효과를 얻을 수 없고, 3중량%를 초과 사용하면, 다른 조성성분과 섞이지 않는 문제가 있다.

본 발명에서 사용하는 무기 난연제는 제1금속산화물 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물로 이루어진다.

이때, 제1금속산화물 또는 제2금속산화물은 산화나트륨, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화바륨 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 제1금속산화물은 산화나트륨, 산화마그네슘 및 산화칼슘의 혼합형태이며, 상기 제1금속산화물은 전체 조성물에 대하여, 18∼25중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 제1금속산화물의 사용량이 상기 범위를 벗어나면, 유기 난연제인 카르복실산 유도체를 충분히 내포하지 못하여 원하는 합성에 도달할 수 없다. 상기 산화나트륨, 산화마그네슘 및 산화칼슘을 혼합할 경우, 산화나트륨 7∼11중량%, 산화마그네슘 5∼9중량% 및 산화칼슘 2∼5중량%를 사용한다.

또한 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물의 바람직한 형태는 이산화규소 및 산화알루미늄을 사용하는 것이며, 이때 바람직한 사용량은 40∼53중량%이다. 상기 사용량에 있어서, 이산화규소 및 산화알루미늄의 제2금속산화물의 사용량이 상기 범위를 벗어나면, 산화막 형성이 불완전하여 난연효과가 저하된다. 제2금속산화물이 이산화규소 및 산화알루미늄일 경우, 이산화규소 26∼30중량% 및 산화알루미늄 18∼25중량%로 사용한다.

본 발명의 금속산화물로 이루어진 무기계 난연제는 연소시 물을 생성하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키며 연소점 주위의 온도를 낮추어 연소현상을 억제한다. 따라서, 상기 무기계 난연제의 난연 메카니즘은 금속원자에 화학적으로 결합된 결정수에 기인하며, 이러한 결정수는 대부분의 플라스틱 성형가공 온도에서도 안정하며 장시간의 가열 조건 하에서도 방출되지 않는다. 또한, 본 발명은 제1금속산화물 또는 제2금속산화물로 이루어진 무기계 난연제를 사용함으로써, 구입이 용이하므로, 가격이 저렴할 뿐 아니라, 무독성이고, 저발연성으로 가공기계의 부식성이 적고 전기절연성도 우수하다.

본 발명의 수용성 난연제는 상기 금속산화물의 무기 난연제 성분이 물을 용매로 실시한 전기분해공정에서 전해질로서 작용하여 20∼30nm의 입자크기의 이온형태로 각각 분리되며, 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제와 양이온 치환반응으로 결합하여 무기 난연제의 넓어진 표면에 결합되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 본 발명의 수용성 난연제는 유기 난연제가 무기 난연제에 내포된 형태로서, 상기 무기 난연제의 금속산화물로 인하여 고온에서의 안정성이 부여되고, 가열조건에서 감싸고 있는 무기 난연제가 물을 생성하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키며, 내포된 유기 난연제의 자기 소화성으로 인하여 난연효과를 극대화할 수 있다. 또한, 고온에서 가수분해 되기 쉬운 수용성 유기 난연제를 무기 난연제가 감싸는 방식으로 제조됨으로써, 유기 난연제의 상기 문제점을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 수용성 난연제의 제조방법을 제공한다.

보다 구체적으로는 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 제1금속산화물 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물로 이루어진 무기 난연제 표면에 결합되어 제조되는 것이다.

상기 무기 난연제는 물의 용매조건에서 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지며, 상기에서 결합은 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 무기 난연제에 내포되는 형태가 바람직하다. 이때, 전기분해는 물을 전기분해하는 공정에서 3,000 V의 직류 조건하에서 상기 금속산화물의 무기 난연제 성분을 전해질로서 작용하여 각각 이온형태로 분리되는 것이다.

또한 본 발명은 상기 제조된 수용성 난연제가 폴리에스테르 및 나일론으로 이루어진 합성섬유, 종이, 플라스틱류 및 목재로 이루어진 연소성 재질에 적용되는 난연제 수지 조성물을 제공한다.

이때, 상기 수용성 난연제는 도포법, 스프레이법 및 함침법에서 선택하여 어느 하나의 방법으로 상기 연소성 재질에 적용될 수 있다.

본 발명의 수용성 난연제는 합성섬유에 배합했을 때, 연소 시에 유해한 가스를 발생하는 할로겐계 난연제를 사용하지 않은 무독성의 난연제이며, 소량의 난연제로 우수한 난연효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 난연제 수지 조성물은 폴리에스테르 및 나일론으로 이루어진 섬유성분인 고분자가 인계 난연제 및 무기계 난연제의 수용성 성분을 나노기술을 이용하여 결합시킨 본 발명의 수용성 난연제 중, 인계 난연제의 산소와 반응하여 인산 → 메타인산 → 폴리메타인산을 생성하며 표면에 산피막을 형성하여 산소를 차단하고, 고분자의 탈수소반응을 촉진시킨다. 또한, 상기 인계 난연제를 감싸고 있는 무기계 난연제로 인하여, 연소시 물을 발생하여 수증기로 변하면서 가연성 기체를 희석시키며 연소점 주위의 온도를 낮추어 연기발생 억제효과 및 난연효과를 동시에 제공하여 원하는 난연 효과를 극대화한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.

하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

단계 1: 인 함유 카르복실산 유도체 합성

3구 플라스크에 98%의 페닐포스포닉산(phenylphosphonic acid) 450g 및 98%의 아세트산 550g을 투입하고 실온에서 15분동안 교반하여 반응하였다. 반응 후, 냉각하여 얻어진 침전물을 물로 감압여과하고 여과 잔유물의 수분을 건조시켜 목적화합물을 얻었다(수율: 60%).

단계 2: 수용성 난연제의 제조

상기 단계 1에서 제조된 인 함유 카르복실산 유도체 100g을 물 2.5㎏에 첨가하고 60∼80℃에서 완전히 용해될때까지 교반하여 제1용액을 제조하고, 상기 제1용액에 산화나트륨, 산화마그네슘 및 산화칼슘으로 이루어진 금속산화물 2㎏을 첨가하여 5∼8분 정도 교반하여 완전히 상기 금속산화물이 용해된 제1용액을 제조하였다.

이산화규소 및 산화알루미늄으로 이루어진 금속산화물 4.9㎏을 물 0.5㎏에 첨가하고 완전히 용해될때까지 교반하여 제2용액을 제조하였다. 제조된 제2용액에 상기 제1용액을 혼합하여 5∼8분동안 충분히 교반하여, 물의 전기분해 공정을 수행하였다.

<실험예 1> 난연성 시험

상기 실시예 1에서 제조된 난연제를 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법인 KS F 2271 규정에 준수하여 난연2급 시험을 수행하였다.

상기 실시예 1에서 제조된 난연제를 100%폴리에스테르 휄트의 판재에 도포한 220mm, 폭 220mm, 두께 5mm의 시험편을 수직으로 유지하고, 하단에 LP가스 350ml/min의 부열원을 사용하여 3분동안 가열하고, 상기 부열원 및 전열1.5kw의 주열원을 이용하여 7분동안 가열하여 총 가열시간 10분동안 접염(接炎)시킨 후에 불길을 제거하고, 시험편에 착화(着火)한 불이 꺼지는 시간을 측정하였다. 상기 측정후, 표면시험결과를 하기 표 1에 기재하였다.

구분	발연계수(CA)	잔류불꽃시간	용융상태	균열나비	변형유무
실시예 1	26.4(60초 이내 정상)	28.0(30초이내 정상)	이상없음	0.0	무

난연성 시험 결과, 100%폴리에스테르 휄트의 특성 상, 발연계수가 시험기준을 조금 초과할뿐 시편형성의 변형이나 균열이 없었으며, 화원 제거 후 잔염 발생시간도 30초 이내이고, 불의 번짐현상이 적고 내수성이 우수하였다.

<실험예 2> 내끓임성 측정

상기 실시예 1에서 제조된 난연제에 대한 성능을 판단하기 위하여 내끊음성을 측정하였다.

시험편의 네귀퉁이의 두께를 3.78mm, 4.31mm, 4.02mm 및 4.01mm로 측정한 후, 끊는물 100℃에 2시간동안 담궈 놓은 후, 두께 변화를 측정한 결과, 4.20mm, 4.23mm, 4.41mm 및 4.31mm으로 변화하였으며 그 변화율은 6.06%이고, 무게는 시험전 42g에서 40g으로 변화되어 거의 무게변화가 없었으며, 형상 역시 전혀 변형되지 않았다.

즉, 종래의 난연제를 섬유판재에 적용한 후, 일정시간 물에 담궈 놓으면, 섬유판재의 강도가 없어져 판재로서의 기능을 하지 못할 정도로 습기나 수분에 약하나 본 발명의 난연제는 습기에 의한 무게변화율이 적고, 물에 담궈 놓아도 그 강도를 유지하며 판상의 형상에 변형이 없었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은

첫째, 물을 용매로 사용하여 수용성 난연제를 제공함으로써, 인체에 무해하며 유독가스가 발생하지 않고,

둘째, 구입이 용이하고 저렴한 금속산화물의 무기계 난연제를 사용한 난연제를 제공함으로써, 무독성이고 저발연성으로 가공기계의 부식성이 적고 전기절연성도 우수하며, 난연제의 가격이 저렴하고,

셋째, 폴리에스테르 및 나일론 등의 섬유류, 벽지를 포함하는 종이류, 목재 등에 적용하는 난연제 수지 조성물을 제공함으로써, 그 소재의 난연성 및 흡음성이 뛰어나 다양한 건축자재 분야, 의류, 의료시설의 웰빙제품으로 활용가능하고,

네째, 도료에 첨가 시, 우수한 난연성을 부여하는 동시에 난연 대상물의 고유색상 및 외관유지가 가능하다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

1) 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제 1∼3중량%; 2) 제1금속산화물 18∼25중량%; 및 이산화규소를 함유하는 제2금속산화물 40∼53중량%로 이루어진 무기계 난연제; 및 3) 잔량의 물로 이루어진 수용액에 물의 전기분해공정을 수행하여, 상기 카르복실산 유도체를 함유하는 인계 난연제가 20∼30nm의 입자크기로 전기분해되어 800∼1000㎡/g의 표면적을 가지는 무기계 난연제 표면에 결합되어 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 난연제.

화학식 1

(상기 식에서 R₁은 -CH₂COOH, CH₂CH₂COOH 또는 -COOH이다.)

제1항에 있어서, 상기 제1금속산화물 또는 제2금속산화물이 산화나트륨, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화바륨 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 상기 수용성 난연제.

삭제

제1항의 수용성 난연제가 폴리에스테르 및 나일론으로 이루어진 합성섬유, 종이, 플라스틱류 및 목재로 이루어진 연소성 재질에 도포법, 스프레이법 및 함침법으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 적용되는 것을 특징으로 하는 제1항의 수용성 난연제의 활용방법.