KR100881111B1

KR100881111B1 - 발포수지용 난연 코팅제, 이를 함유하는 폴리스티렌 폼 및그 폼의 제조방법

Info

Publication number: KR100881111B1
Application number: KR1020070109975A
Authority: KR
Inventors: 박종원
Original assignee: 정맥산업개발(주)
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-02-02
Also published as: KR20080070485A; KR20080070501A; KR20080070502A; KR100853818B1

Abstract

가연성 발포수지에 코팅되어 발포 성형된 수지 폼이 우수한 난연성을 가지도록 하는 발포수지용 난연 코팅제, 이를 함유한 폴리스티렌 폼 및 그 폼의 제조방법에 관한 것으로, 중량 조성비 90 : 10 내지 99 : 1의 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 합성 반응물인 액상 변성 알칼리 규산염을 기재로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제, 이를 함유한 폴리스티렌 폼, 및 그 폼의 제조방법을 제공한다.

폴리스티렌 폼, 난연 코팅제, 규산소다, 변성전분, 당, 실리콘 오일, 유기 실란, 발포성 비드

Description

발포수지용 난연 코팅제, 이를 함유하는 폴리스티렌 폼 및 그 폼의 제조방법{FLAME RETARDANT COATING AGENT FOR FOAM RESIN, POLYSTYRENE FOAM COMPRISING THE SAME, AND METHOD FOR PREPARING THE SAME FOAM}

본 발명은 난연 코팅제에 관한 것으로, 특히 화염에 취약한 가연성 발포수지에 코팅되어 우수한 난연성을 가지도록 하는 발포수지용 난연 코팅제, 이를 함유한 폴리스티렌 폼 및 그 폼의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리스티렌 폼과 같은 발포수지 폼은 경량이면서 단열성이 우수하여 건축 등의 일반 산업에서 매우 폭넓게 이용되고 있지만, 화재 유발 요인으로 지목되기 때문에 근래에 들어서는 사용이 제한되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 발포수지 폼의 난연화가 요구되고 있다.

발포수지 폼의 난연화 방법은 발포성 수지 내에 난연제를 혼입하여 발포성 난연수지를 제조하여 난연화하는 방법, 발포수지를 압출방법으로 제조할 때 원료수지에 난연제를 혼합하여 압출발포하는 방법, 발포수지 폼의 표면에 난연제를 코팅하는 방법, 발포수지 폼의 공극사이로 난연제를 주입하는 방법, 발포성 비드에 난연제를 코팅하고 발포 성형하여 폼을 제조하는 방법이 알려져 있다.

그러나 고수준의 난연성을 제조되는 폴리스티렌 폼에 부여할 수 있으면서도 경제적인 발포수지용 난연 코팅제는 아직 미흡한 실정이다.

한편, 규산소다와 같은 인체 무해성의 알칼리금속 규산염이 고온에서 발포막을 생성하는 것을 이용하여 난연기재로 사용하는 방법은 많이 알려져 있다. 그러나 알칼리 규산염은 친수성으로 유기물인 폴리스티렌 폼을 이루는 비드에 코팅 또는 도포되기 어려우며, 피복되더라도 불균일하게 도포되고 안정한 피막을 형성시키기 어려우며, 내수성이 낮고, 무기물이지만 그 자체만으로 난연성이 크게 발현되지 않으며, 또한 공기 중의 이산화탄소와 쉽게 반응하여 점도가 증가하거나 경화하기 때문에 저장성이 낮으며, 비드 표면에서 피막형성 중에는 공기 중의 이산화탄소에 의해 피막자체가 분진화가 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 고수준의 난연성을 제조되는 폴리스티렌 폼에 부여할 수 있으면서도 경제적인 발포수지용 난연 코팅제 및 이를 이용한 난연 폴리스티렌 폼 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 중량 조성비 90 : 10 내지 99 : 1의 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 합성 반응물인 액상 변성 알칼리 규산염을 기재로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 유기실란 1 내지 10 중량부; 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부, 및 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 발포수지용 난연코팅제는, 상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 또는 당 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 난연 폴리스티렌 폼은, 상기 발포수지용 난연 코팅제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법은,

a) 발포 폴리스티렌 비드를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 비드에 상기 발포수지용 난연 코팅제를 부가하고 혼합하여 코팅제가 비드의 표면에 코팅된 코팅비드를 제조하는 단계; 및

c) 상기 b)단계의 코팅비드를 성형틀에 장입하고 고온의 증기를 가하여 발포 성형을 실시하는 폼 성형단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법은,

a) 발포 폴리스티렌 비드를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 비드를 성형틀에 장입하고 고온의 증기를 가하여 발포 성형을 실시하는 폼 성형단계; 및

c) 상기 b)단계의 폼에 발포수지용 난연 코팅제를 주입하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발포수지용 난연 코팅제는 고수준의 난연성을 제조되는 폼에 부여할 수 있는 경제적인 난연 코팅제이다. 또한 이러한 난연 코팅제를 함유하는 본 발명의 폴리스티렌 폼은 난연 2급 시험을 상회할 정도의 고수준의 난연성을 갖는다. 또한 이러한 난연 코팅제를 함유하는 본 발명의 폴리스티렌 폼의 제조방법은 종래의 제조 설비에서 별도의 추가 설비를 하지 않고서도 적용할 수 있으면서도 경제적인 제조방법이다.

본 발명자는 액상 알칼리 규산염에 알칼리 용해성 실리카 분말을 가하여 반응시키면 끈적성은 증가하지 않으면서 점도가 증가하고, 경화 후에는 분진 발생이 적으며, 따뜻한 물에서도 쉽게 용해되지 않고, 이 용액을 발포수지 입자에 코팅한 후 발포 압착 성형하면 고수준의 난연 폼을 얻을 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또한 본 발명자는 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분을 첨가하면 쉽게 용해되고, 발포성 수지 또는 발포수지에 대한 코팅성이 우수해지며, 내수성이 증가하며, 발포성 수지의 열융착이 잘 됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또한 본 발명자는 액상 변성 알칼리 규산염에 실리콘 오일을 첨가하면 내화성, 내수성, 저장성, 백화방지, 방진, 경화막의 유연성, 및 이형성 등의 다양한 물성이 개선됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또한 본 발명자는 액상 변성 알칼리 규산염에 유기실란을 첨가하면 새로운 바인더를 형성하여 접착성과 경화막 강도가 증가할뿐더러 내화성, 내수성이 증가함을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또한 본 발명자는 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분과 실리콘 오일을 함께 첨가하면 새로운 바인더를 형성하여 접착성과 경화막 강도가 증가할뿐더러 발포성 수지 또는 발포수지에 대한 코팅성이 우수해지며, 내수성이 증가하며, 발포성 수지의 열융착성이 우수하며, 내화성, 내수성, 저장성, 백화방지, 방진, 경화막의 유연성, 및 이형성 등의 다양한 물성이 개선됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

(발포수지용 난연 코팅제)

본 발명의 발포수지용 난연 코팅제는 비드법으로 제조되는 폴리스티렌 폼의 난연화를 위한 난연 코팅제이다. 통상의 비드법은 발포성 폴리스티렌 원료비드를 가열 수단으로 발포 및 열융착시켜 소위 스치로폼이라고 하는 폴리스티렌 폼을 제조한다. 본 발명의 난연 코팅제는 상기 발포성 폴리스티렌 원료비드, 또는 발포성 폴리스티렌 비드에 코팅하거나, 또는 폴리스티렌 폼에 주입 코팅하여 폴리스티렌 폼을 난연화하는 것이다. 이때의 난연화는 본 발명의 난연 코팅제가 가지고 있는 내화성, 난연특성, 및 코팅성 등에 의해 작용한다.

본 발명의 난연 코팅제는 알칼리 규산염을 난연 베이스(base)로 하면서 바인더 겸 용매로 작용한다.

경화된 알칼리 규산염의 경화막은 화염과 같은 높은 열을 받았을 때 그 경화막이 산소를 피코팅재인 폴리스티렌 폼으로 전달을 하지 못하도록 하며, 부가적으로는 150 ℃ 이상의 온도에서 경화막 내의 규산염 결정수가 탈리하며 팽창하여 경화막을 팽창시켜 셀(cell) 형태의 발포막을 형성하게 되며, 이 발포막은 산소 전달 차단과 단열성으로 가연성의 폴리스티렌 폼이 불이 붙지 않게 되도록 한다.

특히 본 발명의 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 반응물로 얻어지는 변성 알칼리 규산염은 상기에서 설명한 발포막의 개체수가 일반 물유리보다 많이 생성되어 보다 높은 단열 내화성을 갖는다. 즉, 경화막을 이루는 이산화규소의 밀도가 높아서 경화막 강도가 높고 경화막에서 생성되는 화염에 의한 발포막의 단위면적당 개체수가 높은 것이다. 또한 경화막의 강도가 높으면 생산공 정에서 문제가 되는 경화막의 분진 발생율이 낮으며, 공기 중의 탄산가스에 의한 백화도 크게 감소하며, 열수(80~100 ℃)에서도 경화막이 쉽게 용해되지 않게 된다.

또한 생산공정에서 비드들이 뭉쳐져 있으면 원료이송과 균일한 발포에 치명적인 영향을 끼치는 문제점이 있는데, 본 발명은 비드코팅 후 비드의 응집성이 낮기 때문에 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 난연 코팅제는 우수한 코팅성을 갖는다. 코팅성은 상기에서 설명한 난연성에도 영향을 주는 것으로, 본 발명의 난연 코팅제는 액상 알칼리 규산염에 알칼리 용해성 실리카 분말을 가하여 반응시키면 원액인 액상 알칼리 규산염이 끈적성은 증가하지 않으면서 점도가 증가한다. 끈적성이 낮으면서 점도가 높은 것은 발포성 폴리스티렌 원료비드, 또는 발포성 폴리스티렌 비드의 표면에 적은 양으로도 많은 면적에 적절하게 코팅되게 하고, 코팅된 원료비드 또는 비드가 서로 뭉쳐지는 응집성을 낮게 한다. 응집성이 낮으면 원료비드 또는 비드에 코팅된 코팅제의 건조속도가 증가하며, 2차 발포에서 수증기 등의 열매체가 고르게 전달되어 비드가 잘 열융착되어 우수한 성형성을 나타내며, 잘 융착된 성형체는 공극이 없게 되어 성형체 내로 공기를 공급하지 못하게 되어 보다 우수한 난연성을 나타내도록 한다.

또한 본 발명의 난연 코팅제는 요변성(thixotropy)이 낮은 액상이다. 고체상의 분체 원료를 함유하지 않기 때문에 경화를 위한 건조, 또는 경화 후에 경화막에서 탈락되는 분체가 없어서 분진이 발생하지 않으며, 친수성 분체와 알칼리 규산염의 물분자에서 나타나는 수소결합이 없어서 낮은 요변성을 나타내며, 이는 코팅 과정에서 발생하는 원료비드 또는 비드의 응집성, 및 이송, 저장 과정 중의 이송관 내벽 등의 묻음에 의한 손실 등이 적다.

본 발명은 이와 같은 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 반응물로 얻어지는 액상 변성 알칼리 규산염 자체로 폴리스티렌 발포수지용 난연 코팅제로 사용하거나 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분, 실리콘 오일, 및 유기실란을 조합 첨가하여 경제적이며, 보다 우수한 난연성, 코팅성, 내수성, 및 성형성을 나타내도록 한 것이다.

이하에서는 본 발명의 각각의 조성에 대하여 설명한다.

(액상 변성 알칼리 규산염 : 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 합성 반응물)

본 발명의 발포수지용 난연 코팅제는 액상 알칼리 규산염에 알칼리 용해성 실리카 분말을 가하고 혼합하면 얻을 수 있다. 이때 얻어지는 반응물은 액상 알칼리 규산염에 실리카 분말이 용해하여 이산화규소 성분이 증가된 액상의 변성 알칼리 규산염이다.

이를 위하여 상기 액상 알칼리 규산염은 소디움실리케이트, 칼륨실리케이트, 또는 리튬실리케이트로부터 1 종 이상 선택하는 것이 바람직하며, 난연성, 코팅성, 및 제조생산성을 위해서는 소디움실리케이트 중에서도 시판 물유리 2호를 선택하는 것이 더욱 바람직하다. 분말상의 메타소디움실리케이트 또는 유동성이 거의 없는 물유리 1호도 물에 용해하여 사용할 수가 있으며, 이때에는 건조 고형분 함량이 30 내지 50 중량%가 되도록 하는 것이 적절한 내화성 및 코팅성을 위하여 바람직하다.

또한 상기 실리카 분말은 비정질 실리카 또는 결정질 실리카 모두 사용할 수 있으며, 액상 알칼리 규산염에 대한 빠른 용해를 위하여 입도가 작은 것을 선택하는 것이 바람직하며, 325 메쉬 전통의 입도를 가지는 것이면 용해에 큰 문제가 없다. 상기 비정질 실리카는 알칼리에 의해 실리케이트화가 가능한 화이트카본(white carbon), 실리카겔(silica-gel), 흄드실리카(fumed silica), 용융실리카(fused silica), 또는 규조토(diatomaceous earth) 등이 바람직하며, 결정질 실리카는 용해성 이산화규소(soluble SiO₂) 성분을 50 % 이상 함유한 α형 석영(α-quartz)이 바람직하며, 석영의 예는 경기도 가평군 가평읍 개곡리의 규석광산에서 채굴되는 석영암의 분체이다.

액상 알칼리 규산염에 대한 실리카 분말의 투입량은 실리카의 종류 및 액상 알칼리 규산염의 종류에 따라 달라지지만 중량 조성비로 90 : 10 내지 99 : 1 이 바람직하다. 실리카 투입량이 1 미만이면 내화성, 내수성이 낮아지며, 특히 코팅된 비드가 발포공정에서 수증기에 의해 발포 및 열융착 성형될 때 코팅제 성분이 씻겨져 손실되므로 성형체의 난연성이 불량해지고, 성형체가 외부에 노출되었을 때 빗물 등에 의해 코팅제가 용출되게 되어 바람직하지 않으며, 4를 초과하면 내수성 및 건조특성은 증가하나, 비정질 실리카의 경우 코팅제의 겔화가 시작되어 저장성이 낮아지고, 10을 초과하면 경화반응이 나타나서 코팅제로 사용할 수가 없게 된다. 또한 결정질 실리카는 겔화나 경화는 일어나지 않으나 10을 초과하면 용해되지 않은 실리카의 침강현상으로 나타나며, 건조시 분진 발생을 초래할 수 있으며, 요변성이 크게 증가하여 코팅된 비드원료, 또는 비드의 응집성이 증가하고, 코팅성이 좋지 않게 되며, 최종 성형체는 경도가 증가하여 딱딱한 폼을 얻게 된다.

(액상 변성 알칼리 규산염과 변성전분)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 당 또는 변성전분을 혼합 용해하여 얻는 것이다. 당 또는 변성전분의 용해, 또는 분산에 의한 첨가는 난연 코팅제가 발포성 폴리스티렌 원료비드, 발포성 폴리스티렌 비드, 또는 폴리스티렌 폼에 대한 코팅성, 코팅 부착성이 우수해지며, 내수성이 증가하며, 발포성 수지의 열융착이 잘 되도록 한다.

상기 당은 액상으로 액상 변성 알칼리금속 규산염에 투입되며, 글루코스(glucose), 덱스트로즈(dextrose), 말토-덱스트린(malto-dextrine), 과당, 저당, 물엿, 올리고당(oligosaccharide) 등이 사용될 수 있으며, 이들은 1 종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 당의 수산기가 규산염의 실록산기에 화학 흡착되어 난연 피복제의 코팅성, 접착성, 저장성, 경화막의 유연성, 및 내수성을 증가시킨다.

전분은 포도당이 기본구조로 되어 있으면서 긴 사슬 모양의 아밀로즈(amylose)와 가지처럼 연결된 아밀펙틴(amylpectin)의 2 가지 형이 복합적으로 이루어진 화합물로, 호화(gelatinization; α화) 시켜야만 증점효과와 건조 후 피막을 형성시킬 수 있다. 본 발명에 사용되는 변성전분은 화학적, 물리적, 또는 효소처리에 의해 전분 고유의 성질을 변화시킨 전분을 의미한다. 따라서 본 발명에서는 미리 호화시켜 알칼리 하에 용해, 또는 분산될 수 있으며, 건조 후에 피막(노화; β화)이 형성될 수 있는 변성전분을 사용한다.

사용될 수 있는 변성전분은 정제 전분, 정제 전분에 산화제를 사용하여 전분에 자연적으로 존재하는 색소물질을 표백시킨 표백 정제 전분, 카사바 분말에서 조섬유, 조단백, 조회분 등을 분리, 제거하여 얻는 정제 타피오카 전분(tapioca starch), 전분 분자의 수산기를 차아염소산 소다에 의해 카복실기(carboxyl group) 또는 카보닐기(carbonyl)기 등으로 치환시킨 변성전분, 전분 분자의 수산기(hydroxyl group)를 4가 암모늄계 유기화합물로 치환시킨 양성전분(cationic starch), 전분 분자의 수산기(hydroxyl group)를 에스테르(ester)로 저치환한 초산전분(acetylated starch), 두 개의 전분입자를 양쪽의 전분자체에 있는 수산기(hydroxyl group)에 다른 작용기를 붙여 다리 역할을 할 수 있도록 한 인산 가교 전분, 또는 에피크로히드린(epichlorohydrin) 가교 전분 등이다.

당 또는 변성전분의 투입량은 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만으로 첨가되면 내수성 등의 효과를 기대하기가 어렵고, 5 중량부를 초과하면 내화성이 급격히 감소하여 바람직하지 않게 된다.

(액상 변성 알칼리 규산염과 실리콘 오일)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 실리콘 오일을 첨가하는 것이다.

실리콘 오일의 첨가는 폼 성형체의 유연성, 내화성 및 내수성, 코팅제의 저장성, 코팅제 경화막의 백화방지, 코팅비드의 응집성, 방진성, 폼 성형시의 이형성 등을 좋게 한다.

소수성의 실리콘 오일이 액상 변성 알칼리 규산염에 혼화될 수 있는 것은 증가된 이산화규소의 실록산기와 규산염의 실록산기에 의해 실리콘 오일의 실록산기를 통하여 흡착하여 이루어진다.

본 발명에 사용되는 실리콘 오일은 디메틸폴리실록산(dimethylpolysiloxane) 화합물을 기본으로 하는 직쇄형(straight) 오일이며, 디메틸폴리실록산의 메틸기의 일부에 각종 유기기를 도입한 아미노 변성, 에폭시 변성, 카복실 변성, 카르비놀 변성, 메타크릴 변성, 메르캅토 변성, 페놀 변성, 편말단 변성, 이종 관능기 변성, 폴리에테르 변성, 메틸 스티렌 변성, 알킬 변성, 고급 지방산 에스테르 변성, 불소 변성 등의 변성 오일도 사용이 가능하다. 사용가능한 실리콘 오일의 점도는 50~5000 centi-stokes 가 바람직하다. 50 cs 미만이면 액상 변성 알칼리 규산염에 혼합되지 않고 상층에 층분리 되어 존재하므로 원하는 물성을 얻으려면 사용량이 증가되며, 5000 cs를 초과하면 점도가 높아서 혼합하기가 어렵다.

실리콘 오일의 첨가량은 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만이면 투입 효과가 미미하며, 5 중량부를 초과하면 초과량 만큼 효과가 나타나지 않을뿐더러 성형시 비드가 열융착되지 않게 된다.

(액상 변성 알칼리 규산염과 유기실란)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 유기실란을 첨가하는 것이다.

유기실란의 첨가는 폼 성형체의 유연성, 내화성 및 내수성, 코팅제 경화막의 백화방지, 코팅제의 접착성 등을 좋게 한다.

본 발명에 사용되는 유기실란은 통상적으로 실란, 또는 실란 커플링제로 불리우며, 실리콘 원자에 알콕시기나 염소, 알킬기 등이 결합된 단분자의 유기규소화합물을 지칭하고, 대기중에서 수분과 가수분해를 할 수 있는 화합물이다. 사용가능한 유기실란은 알콕시 실란, 아미노계 실란, 에폭시계 실란, 아크릴계 실란, 비닐계 실란, 머캅토 작용기를 함유하는 실란 등이 있으며, 특히 알콕시 실란, 그중에서도 메틸트리메톡시실란이 바람직하다.

유기실란의 첨가량은 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부가 바람직하다. 0.1 중량부 미만이면 투입효과가 미미하고, 1 중량부를 초과하면 코팅제에 겔이 형성되어 바람직하지 않는다.

상기 유기실란을 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 1 중량부를 초과할 때 발생되는 겔은 규산염과 반응하여 생성되는 반응물로 규산염 이외의 추가적인 고온 바인더로 작용시킬 수 있다. 그러나 1 중량부를 초과하면 급격히 발열반응하여 겔이 생성되므로 투입 전에 붕산, 또는 붕사(borax)를 투입하면 겔화 없이 안정적으로 투입하여 사용할 수 있다. 또한 붕산 또는 붕사의 첨가는 난연 코팅제의 난연성을 증가시킨다.

또 다른 실시예로서, 붕산 또는 붕사를 첨가할 경우에, 상기 유기실란의 첨가량은 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부가 바람직하다. 이때의 유기실란의 첨가량은 1 중량부 미만에서는 붕산, 또는 붕사를 투입하지 않아도 겔화되지 않으면서 효과를 발휘할 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 초과량 만큼의 접착성이 증가하지 않는다. 또한 유기실란을 첨가하기 전에 투입되는 붕산, 또는 붕사의 투입량은 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부가 바람직하다. 0.5 중량부 미만이면 겔화를 방지할 수 없으며, 10 중량부를 초과하면 초과량만큼의 겔화방지 및 난연성 상승 효과가 나타나지 않으며, 내수성을 감소시켜서 바람직하지 않는다.

본 발명에 사용되는 실리콘 오일 또는 유기실란은 실록산기 뿐만 아니라 내화성이 우수한 작용기를 다양하게 가진 원료로서 발열제어와 자기소화성의 난연기능을 제조되는 난연 코팅제에 부가할 수 있다.

(액상 변성 알칼리 규산염, 변성전분, 및 실리콘 오일)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분과 실리콘 오일을 함께 첨가하는 것이다.

변성전분과 실리콘 오일의 병용 첨가는 위에서 설명한 변성전분 단독 첨가에서 얻는 효과와 실리콘 오일의 단독 첨가에서 얻는 효과 이외에 부착성 증진의 효과가 있다. 즉, 변성전분과 실리콘 오일이 반응하여 새로운 바인더를 형성하여 난연코팅제의 비드에 대한 부착성을 증가시킨다. 새로운 바인더는 변성전분이 가진 작용기와 실리콘 오일의 실록산기와 반응하여 얻어지는 것으로 추정되며, 실제로 변성전분의 수용액에 실리콘 오일을 교반 첨가하여 얻어지는 반응물은 에멀젼형 바인더 처럼 건조하였을 때 부드러우면서도 고강도인 백색 피막을 형성한다.

이를 위하여 변성전분과 실리콘 오일의 병용 첨가량은 각각의 단독 첨가와 같이 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 및 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부이다. 조성의 선정 범위는 사용용도에 따라 변경될 수 있지만 상기에서 설명한 각각의 단독 첨가와 동일하다.

(액상 변성 알칼리 규산염, 변성전분, 및 유기실란)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분과 유기실란을 병용 첨가하는 것이다.

변성전분과 유기실란의 병용 첨가는 위에서 설명한 변성전분 단독 첨가에서 얻는 효과와 유기실란의 단독 첨가에서 얻는 효과 이외에 비드에 대한 부착성에 있어서 상승효과가 있다. 이는 유기실란의 커플링 효과에 부가되어 변성전분의 작용기와 유기실란의 작용기에 의한 것으로 추정된다.

이를 위하여 변성전분과 유기실란의 병용 첨가량은 각각의 단독 첨가와 같이 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부이거나, 유기실란과 규산염의 반응성을 고려하여 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부이다. 조성의 선정 범위는 사용용도에 따라 변경될 수 있지만 상기에서 설명한 각각의 단독 첨가와 동일하다.

(액상 변성 알칼리 규산염, 실리콘 오일, 및 유기실란)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 실리콘 오일, 및 유기실란을 조합 첨가하는 것이다.

실리콘 오일, 및 유기실란의 조합 첨가는 위에서 설명한 실리콘 오일의 단독 첨가, 및 유기실란의 단독 첨가에서 얻는 효과 이외에 비드에 대한 부착성, 피막강 도 등에 있어서 상승효과가 있다. 이는 유기실란의 커플링 효과에 부가되는 것으로 추정된다.

이를 위하여 실리콘 오일, 및 유기실란의 조합 첨가량은 각각의 단독 첨가와 같이 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부이거나, 유기실란과 규산염의 반응성을 고려하여 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부이다. 조성의 선정 범위는 사용용도에 따라 변경될 수 있지만 상기에서 설명한 각각의 단독 첨가와 동일하다.

(액상 변성 알칼리 규산염, 변성전분, 실리콘 오일, 및 유기실란)

본 발명의 난연 코팅제의 또 하나의 유형은 상기 액상 변성 알칼리 규산염에 변성전분, 실리콘 오일, 및 유기실란을 조합 첨가하는 것이다.

변성전분, 실리콘 오일, 및 유기실란의 조합 첨가는 위에서 설명한 변성전분 단독 첨가에서 얻는 효과, 실리콘 오일의 단독 첨가, 및 유기실란의 단독 첨가에서 얻는 효과 이외에 비드에 대한 부착성, 피막강도 등에 있어서 상승효과가 있다. 이는 유기실란의 커플링 효과에 부가되어 변성전분의 작용기와 유기실란의 작용기에 의한 것과, 실리콘 오일과 변성전분의 바인더 생성에 의한 것으로 추정된다.

이를 위하여 변성전분, 실리콘 오일, 및 유기실란의 조합 첨가량은 각각의 단독 첨가와 같이 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부이거 나, 유기실란과 규산염의 반응성을 고려하여 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부이다. 조성의 선정 범위는 사용용도에 따라 변경될 수 있지만 상기에서 설명한 각각의 단독 첨가와 동일하다.

(기타 첨가제 첨가)

본 발명의 난연 코팅제는 상기 조성들 이외에 색상을 부여하기 위하여 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 안료 0.01 내지 3 중량부를 각각의 조성에 첨가할 수 있다. 0.01 중량부 미만이면 폴리스티렌 폼의 색상 발현이 어렵고, 3 중량부를 초과하면 초과량만큼 색상이 진하게 발현되지 않는다.

또한 본 발명의 난연 코팅제는 난연성을 더욱 증가시키기 위하여 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 액상 난연제 0.01 내지 2 중량부를 추가로 첨가시킬 수 있다. 0.01 중량부 미만이면 추가적인 난연성 상승 효과가 나타나지 않으며, 2 중량부를 초과하면 초과량 만큼의 난연성 상승 효과가 나타나지 않으며, 석출될 수 있다. 액상 난연제는 본 발명의 난연 코팅제에 자기소화성을 더욱 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 인화합물, 또는 디시안디아마이드와 같은 물 및 알칼리에 용해가능한 화합물들이 바람직하다.

종래에 알려진 무기 분체를 난연제로 첨가할 수도 있지만 건조시의 분진발생, 침강에 의해 저장성, 경화막의 유연성, 투명성, 및 액상 난연 코팅제라는 면을 고려하여 필요하다면 소량 첨가하는 것이 바람직하다.

(난연 폴리스티렌 폼)

본 발명의 난연 폴리스티렌 폼은 상기에서 설명한 발포수지용 난연 코팅제를 발포성 폴리스티렌 원료비드, 또는 1차 예비발포된 발포성 폴리스티렌 비드에 코팅하여 성형틀에 장입하고 열원을 가하여 발포하면서 열융착 성형하여 난연 폴리스티렌 폼을 제조한다. 이때 코팅시에 제조설비에 따라서 건조를 실시할 수도 있고, 건조를 실시하지 않고 발포 성형할 수도 있다.

또한 이미 발포 및 열융착 성형된 일반 폴리스티렌 폼에 본 발명의 난연 코팅제를 주입 코팅하여 난연 폴리스티렌 폼을 제조할 수도 있다.

코팅량은 발포성 폴리스티렌 비드 100 중량부를 기준으로 하여 50 내지 500 중량부가 바람직하며, 코팅량이 증가할수록 난연성은 높은 수준을 나타낸다. 이때 50 중량부 미만이면 원하는 수준의 난연성을 기대하기가 어렵게 되고, 500 중량부를 초과하면 비드의 완벽한 융착효과를 기대하기가 어렵다. 폴리스티렌 원료 비드를 코팅할 때나 폴리스티렌 폼에 주입 코팅할 때에도 마찬가지로 코팅량을 설정한다.

코팅방법은 특별히 한정되지 않으며, 함침 코팅, 스프레이 코팅, 교반 코팅, 스크류 혼합 코팅, 또는 주입 코팅 등 통상적인 코팅 방법이 모두 사용될 수 있다.

코팅 후 건조하여 발포시키는 것이 바람직하며, 이때 건조 방법은 자연 건조, 열풍 건조, 마이크로파 건조, 또는 탄산가스를 가하여 알칼리 규산염과 탄산가스와의 반응을 통해 경화시키는 CO₂ 경화 건조 방법 등이 사용될 수 있다.

이와 같이 제조된 본 발명의 난연 폴리스티렌 폼은 선택된 난연 코팅제의 재료, 조성비, 및 코팅량에 따라서 난연 3급 또는 난연 2급을 상회하는 난연성을 나타낸다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.

[실시예]

실시예 1

액상 규산소다 물유리 2호 500 g에 평균입도 3.4 ㎛의 실리카겔(에스켐텍 제조 ss-sil230) 15 g을 첨가하고 500 rpm의 교반속도로 10 분 동안 교반하여 액상 변성 규산소다인 난연 코팅제를 제조하였다.

KS M 1415 액상규산나트륨(규산소다)의 이산화규소 함량 시험방법에 따른 이산화규소의 함량은 68 중량%이었다. 일반 규산소다(물유리 2호, 3호)의 규소함량이 23~38 중량%인 것에 비하여 이산화규소의 함량이 크게 증가하였음을 알 수 있다.

비교예 1

물유리 2호를 난연 코팅제로 준비하였다.

시험예

상기에서 제조된 실시예 1 및 비교예 1의 난연 코팅제를 각각 발포성 폴리스티렌 비드에 비드:코팅제 중량 혼합비를 1:1로 하고 함침 도포하고 젖은 상태에서 원형 100Φ 금망몰드에 장입하고 0.5 kgf/㎠의 수증기 압력으로 발포 열융착 성형 하여 폴리스티렌 폼을 각각 제조하였다. 제조된 각각의 폼에 가스 토치로 화염을 10 초간 가하고 그 결과를 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1의 본 발명의 난연 코팅제를 사용한 폴리스티렌 폼은 화염과 접촉시 "찌지직"하는 소리가 나면서 연소나 가스가 발생되지 않았으며, 토치의 가스토출 힘에 의해 수축한 표면에는 수많은 작은 규산염의 발포막이 생성되어 있음을 알 수 있다. 도 2의 물유리 2호를 난연 코팅제로 사용한 폴리스티렌 폼은 화염에도 연소나 가스가 발생되지 않았으나 토치의 힘에 의해 수축한 면이 넓고 깊으며, 규산염의 발포막은 크고 그 수가 적음을 알 수 있다.

또한 상기에서 제조된 난연 코팅제의 코팅성 및 접착성을 확인하기 위하여 각각의 코팅제를 발포폴리스티렌 폼의 표면에 붓 1회 도장(젖은 도막 두께 약 4 mil)으로 코팅하고 그 결과를 도 3 및 도 4의 사진으로 나타내었다. 도 3의 실시예 1의 액상 변성 규산소다는 균일하게 도포되어 있는 반면에, 도 4의 비교예 1의 물유리 2호로 도포한 것은 뭉침현상이 관찰되었다.

또한 상기에서 제조된 난연 코팅제의 응집성을 확인하기 위하여 각각의 코팅제를 발포성 폴리스티렌 비드에 비드:코팅제 중량 혼합비를 1:1로 하고 함침 도포하고 교반하면서 드라이어로 건조하여 그 결과를 도 5 및 도 6에 나타내었다. 도 5의 실시예 1의 액상 변성 규산소다는 응집성이 낮은 반면에 도 6의 비교예 1의 물유리 2호는 응집성이 높은 것을 알 수 있다.

또한 상기에서 제조된 난연 코팅제의 내수성을 확인하기 위하여 각각의 코팅제를 일반 발포폴리스리렌 폼의 표면에 사각 어플리케이터를 이용하여 4 MIL 두께 로 200 ㎠를 도포한 후 건조하고, 이를 90 ℃의 열수에 10 분간 강제 침식시킨 후 꺼내고 건조하여 코팅제의 손실량을 환산하였다. 실시예 1의 코팅제의 손실율은 15 중량%이고, 비교예 1의 물유리 2호의 코팅제의 손실율은 88 중량%이었다.

또한 접착력을 확인하기 위하여 각각의 코팅제를 일반 발포폴리스리렌 폼의 표면에 사각 어플리케이터를 이용하여 2 MIL 두께로 200 ㎠를 도포한 후 건조하고, 도막을 2 mm x 2 mm · 5 칸 x 5 칸 크기로 칼로 금을 그은 후 셀로판지 테이프를 부착한 후 제거하여 부착성을 측정하였다. 측정결과 실시예 1의 코팅제의 손실율은 8/25 이었고, 비교예 1의 물유리 2호의 코팅제의 손실율은 17/25 이었다.

실시예 2

(난연 코팅제의 제조 : 액상 알칼리규산염/비정질실리카)

플라스틱 드럼에 규산소다 물유리 2호 96 kg을 투입하고 페들형 교반기로 500 rpm으로 교반하면서 비정질 실리카로 400 메쉬 전통의 화이트카본(로디아 실리카 코리아 제조 TIXOSIL 38 AB) 4 kg을 투입하고, 투입완료 후 10 분 동안 더 교반하여 완전 용해하여 난연 코팅제를 제조하였다. 이 코팅제의 내수성(90 ℃ 열수 시험)은 손실율이 13 중량%이었고, 접착성(셀로판지 테이프 시험)은 손실율이 8/25이었다.

실시예 3~18

상기 실시예 1에서 제조된 액상 변성 알칼리 규산염에 하기 표 1에 나타낸 조성과 원료를 투입하고 교반하여 난연 코팅제를 제조하였다.

비교예 2

시판 규산소다 물유리 2호에 하기 표 1에 나타낸 조성과 원료를 투입하고 교반하여 난연 코팅제를 제조하였다.

비교예 3

시판 규산소다 물유리 3호에 하기 표 1에 나타낸 조성과 원료를 투입하고 교반하여 난연 코팅제를 제조하였다.

구분(중량부)		실시예																비교예
구분(중량부)		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	2	3
기재	변성SS	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
	물유리2호																	100
	물유리3호																		100
st	카복실변성	0.5						1	1	1	1	1	1
st	양성전분		4													4	4
so	1000 cs			0.5				0.5				0.5	0.5
so	50 cs				4				4					4	4
si	메틸메톡시실란					1				1		1		1
si	비닐트리메톡시실란						10				5		5		10
B	보락스						4				3		3		4
안료	red pigment	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
난연제	DCDA															2		2
난연제	TPP																1		1
용액 물성	침강유무	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○
	저장성(28일)	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	×
	내수성(중량%)	5	5	1	1	6	5	1	1	5	5	1	1	1	1	11	14	95	89
	접착력	7/ 25	5/ 25	10/25	10/25	5/ 25	1/ 25	6/ 25	6/ 25	4/ 25	0/ 25	1/ 25	1/ 25	1/ 25	0/ 25	5/ 25	6/ 25	17/25	19/25

상기 표 1에서, 변성SS는 실시예 1의 액상 변성 알칼리 규산염이고, st는 변성전분이고, so는 실리콘 오일이고, si는 유기실란이고, B는 붕소화합물이고, DCDA는 디시안디아마이드이고, TPP는 트리페닐포스페이트이고, ○는 양호이고, X 는 불량이며, 침강유무는 용액을 비이커에 넣고 밀봉 후 28일 동안 정체한 후 침강물이 있는 가를 육안으로 확인한 것이고, 저장성은 밀봉 28일 후 점도 증가, 겔화 또는 경화가 있는가를 육안으로 확인한 것이다.

실시예 19~34, 비교예 4, 5

(난연 EPS 보드의 제조)

상기 실시예 3 내지 18, 및 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 난연 코팅재 152 g을 발포성 폴리스티렌 원료비드 76 g에 함침 코팅한 후, 건조하지 않고 22cm x 22 cm x 10 cm 의 금망이 설치된 성형틀에 장입하고, 이를 챔버내에 투입하고 수증기 0.8 kgf/㎠의 압력으로 20 초 동안 가열하여 발포 성형하여 난연 폴리스티렌 폼을 제조하였다.

각각의 보드 물성 및 난연시험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 35~50, 비교예 6, 7

(난연 EPS 보드의 제조)

상기 실시예 3 내지 18, 및 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 난연 코팅재 152 g을 1차 예비 발포된 발포성 폴리스티렌 비드 76 g에 함침 코팅한 후, 건조하지 않고 22cm x 22 cm x 10 cm 의 금망설치된 성형틀에 장입하고, 이를 챔버내에 투입하고 수증기 0.8 kgf/㎠의 압력으로 20 초 동안 가열하여 발포 성형하여 난연 폴리스티렌 폼을 제조하였다.

각각의 보드 물성 및 난연시험 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

실시예 51~66, 비교예 8, 9

(난연 EPS 보드의 제조)

상기 실시예 3 내지 18, 및 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 난연 코팅재 76 g을 1차 예비 발포된 발포성 폴리스티렌 비드 76 g에 스프레이 코팅한 후, 교반하면서 80 ℃의 열풍으로 건조한 후 22 cm x 22 cm x 10 cm 의 금망설치된 성형틀에 장입하고, 이를 챔버내에 투입하고 수증기 0.8 kgf/㎠의 압력으로 20 초 동안 가열하여 발포 성형하여 난연 폴리스티렌 폼을 제조하였다.

각각의 보드 물성 및 난연시험 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

도 7은 실시예 64에서 제조된 발포폴리스티렌 폼을 손으로 절단한 후 내부 면의 비드 간 융착상태를 나타낸 사진으로, 이는 본 발명의 난연 코팅제 막이 열융착을방해하지 않고 잘 융착시켜줄 수 있음을 보여준다.

실시예 67~82, 비교예 10, 11

(난연 EPS 보드의 제조)

상기 실시예 3 내지 18, 및 비교예 2, 3에서 제조된 각각의 난연 코팅재를 절건비중 0.015의 일반 폴리스티렌 폼의 주입 코팅하고 기건하였다. 주입 코팅은 폴리스티렌 폼의 표면에 노즐을 대고 폼을 형성하고 있는 열융착된 발포 입자와 입자 사이의 공극으로 15 kgf/㎠의 압력으로 난연 코팅제가 침투되어 코팅되도록 하였다.

각각의 보드 물성 및 난연시험 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

구분(중량부)

실시예

비교예

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

4

5

보드물성

유연성

○

◎

○

◎

○

◎

○

×

열융착성

○

◎

○

◎

○

×

발수여부

×

○

×

○

×

○

×

난연성

2급

○

×

○

×

3급

○

×

구분(중량부)

실시예

비교예

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

6

7

보드물성

유연성

○

◎

○

◎

○

◎

○

×

열융착성

○

◎

○

◎

○

×

발수여부

×

○

×

○

×

○

×

난연성

2급

○

×

○

×

3급

○

×

구분(중량부)

실시예

비교예

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

8

9

보드물성

유연성

○

◎

○

◎

○

◎

○

×

열융착성

○

◎

○

◎

○

×

발수여부

×

○

×

○

×

○

×

난연성

2급

○

×

○

×

3급

○

×

구분(중량부)

실시예

비교예

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

10

11

보드물성

유연성

○

열융착성

◎

발수여부

×

난연성

2급

○

×

○

×

3급

○

×

상기 표 2, 3, 4, 및 5에서, 유연성은 보드를 지촉 관능검사한 것으로 유연 정도에 따라서 우수◎, 양호 ○, 보통 △, 딱딱한 것은 X 로 나타내었고, 열융착성은 보드의 절단 파단면을 관찰하여 비드 입자가 깨진 것이 80 % 이상이면 ◎, 65 %이상이면 ○, 65 % 미만이면 X 로 나타내었고, 발수여부는 물을 보드 표면에 분사하고 구르는 물방울이 관찰되면 ○, 관찰되지 않으면 X 로 나타내었고, 난연성은 보드를 KS F 2271-1998의 난연성 시험 방법에 따라 난연성을 시험하고 합격 ○, 불합격 X 으로 나타내었다.

도 1은 실시예 1의 난연 코팅제를 사용하여 제조된 폴리스티렌 폼에 가스 토치로 화염을 10 초간 가한 후의 폼 표면을 나타낸 사진이다.

도 2는 비교예 1의 난연 코팅제를 사용하여 제조된 폴리스티렌 폼에 가스 토치로 화염을 10 초간 가한 후의 폼 표면을 나타낸 사진이다.

도 3은 실시예 1의 난연 코팅제를 발포폴리스티렌 폼의 표면에 붓 1회 도장하여 얻은 젖은 도막을 나타낸 사진이다.

도 4은 비교예 1의 난연 코팅제를 발포폴리스티렌 폼의 표면에 붓 1회 도장하여 얻은 젖은 도막을 나타낸 사진이다.

도 5는 실시예 1의 난연 코팅제를 발포성 폴리스티렌 비드에 함침 도포하고 교반하면서 드라이어로 건조된 비드를 나타낸 사진이다.

도 6은 비교예 1의 난연 코팅제를 발포성 폴리스티렌 비드에 함침 도포하고 교반하면서 드라이어로 건조된 비드를 나타낸 사진이다.

도 7은 실시예 64에서 제조된 발포폴리스티렌 폼을 손으로 절단한 후 내부 면의 비드 간 융착상태를 나타낸 사진이다.

Claims

중량 조성비 90 : 10 내지 99 : 1의 액상 알칼리 규산염과 알칼리 용해성 실리카 분말의 합성 반응물인 액상 변성 알칼리 규산염을 기재로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 당 또는 변성전분 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 유기실란 1 내지 10 중 량부; 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 당 또는 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 및 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 당 또는 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 당 또는 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 및 유기실란 0.1 내지 1 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 당 또는 변성전분 0.1 내지 5 중량부, 실리콘 오일 0.1 내지 5 중량부, 유기실란 1 내지 10 중량부, 및 붕산 또는 붕사 0.5 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 안료 0.01 내지 3 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 액상 변성 알칼리 규산염 100 중량부에 대하여 액상 난연제 0.01 내지 2 중량부를 추가로 포함하는 발포수지용 난연 코팅제.
제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 기재된 발포수지용 난연 코팅제를 포함하는 난연 폴리스티렌 폼.
제 12 항 기재의 발포수지용 난연 코팅제를 포함하는 난연 폴리스티렌 폼.
제 13항 기재의 발포수지용 난연 코팅제를 포함하는 난연 폴리스티렌 폼.
a) 발포성 폴리스티렌 비드를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 비드에 제 1 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 기재된 발포수지용 난연 코팅제를 부가하고 혼합하여 코팅제가 비드의 표면에 코팅된 코팅비드를 제조하는 단계; 및

c) 상기 b)단계의 코팅비드를 성형틀에 장입하고 고온의 증기를 가하여 발포 성형을 실시하는 폼 성형단계

를 포함하는 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법.
제 17 항에 있어서,

상기 a)단계의 비드가 발포성 폴리스티렌 원료비드인 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법.
제 17 항에 있어서,

상기 a)단계의 비드는 발포성 폴리스리텐 원료비드를 1차 예비발포하여 얻는 발포성 폴리스티렌 비드인 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법.
제 17 항에 있어서,

상기 b)단계의 코팅비드는 난연 코팅제를 코팅한 후 자연 건조, 열풍 건조, 마이크로파 건조 및 CO₂ 경화로 이루어진 군으로부터 선택되는 건조방법으로 건조되어 제조되는 건조 코팅 비드인 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법.
a) 발포성 폴리스티렌 비드를 제공하는 단계;

b) 상기 a)단계의 비드를 성형틀에 장입하고 고온의 증기를 가하여 발포 성형을 실시하는 폼 성형단계; 및

c) 상기 폼에 제 1 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 기재된 발포수지용 난연 코팅제를 주입하는 단계

를 포함하는 난연 폴리스티렌 폼의 제조방법.