KR101091378B1 - 방향족 인산 에스테르계 난연제 및 이를 포함하는 난연 부직포 - Google Patents
방향족 인산 에스테르계 난연제 및 이를 포함하는 난연 부직포 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 방향족 인산 에스테르계 난연제에 관한 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
본 발명의 방향족 인산 에스테르계 화합물을 적용하여 부직포를 제조할 경우, 열 분해온도가 높아 열적 안정성이 우수하며, 안정적이고 지속적인 난연성을 부여할 수 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 제공한다.
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본 발명의 방향족 인산 에스테르계 화합물을 적용하여 부직포를 제조할 경우, 열 분해온도가 높아 열적 안정성이 우수하며, 안정적이고 지속적인 난연성을 부여할 수 있다.
Description
본 발명은 방향족 인산 에스테르계 신규 난연제에 관한 것이다. 보다 상세하게는 방향족 인산 에스테르계 난연제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 난연 부직포에 관한 것이다.
자동차 내장용 등의 용도로 부직포가 많이 사용되고 있다. 특히, 자동차 내장용 부직포는 성형성뿐만 아니라 고도의 난연성이 요구된다.
난연성을 부여하기 위한 방법으로 가장 일반적인 방법은 난연제를 사용하는 것이다. 현재 사용되고 있는 난연제로는 무기계 화합물, 할로겐계 화합물과 인계 난연제 등을 예로 들 수 있다. 80년대 중반 이후 할로겐 화합물의 암 발생 가능성이 제기된 이후 할로겐계 난연제의 독성여부는 계속적으로 논쟁의 대상이 되고 있다. 특히, 브롬계 난연제의 경우 국제적으로 환경 규제를 받고 있어 사용이 제한적인 실정이다.
이에, 할로겐계 난연제의 대안으로 비할로겐계인 인계 난연제가 주목받고 있으며, 그 중 대표적으로 인산에스테르계 화합물을 예로 들 수 있다. 인산에스테르계 난연제의 주된 난연 메카니즘은 열분해 시 형성되는 인산에 의한 탈수 및 탄화 작용과 인에 함유된 라디칼이 수소(Hㆍ) 및 히드록시 라디칼(OHㆍ)을 포획하는 방법으로 난연에 기여하여서, 할로겐계와는 달리 고상 난연 메커니즘이 주를 이루므로 기체상태의 공기 소모가 적어, 효과적인 난연성을 발현할 수 있는 장점을 가진다. 또한, 에스테르 교환반응, 탈수소반응, 탈수반응, 탄화반응에 의하여 차(char)형성이 촉진되고 연소기 표면에 불연층을 형성함으로써 표면에 고분자 수지 내부로의 열전달과 연소영역으로의 연료공급을 물리적으로 차단한다.
인산에스테르계 난연제는 화학구조가 안정하고 가소성을 부여하는 효과가 있어, 난연 수지의 가공을 용이하게 하고, 상용성과 내후성이 양호하지만 반면에 내열성이 저하되는 단점이 있다.
한편, 고분자에 난연성을 부여하는 방법에는 크게 첨가형과 반응형이 있으며, 첨가형 난연제는 공정 중에 첨가제로 투입되어 단순 혼합하는 방법이며 반응형은 고분자의 주사슬에 난연성을 부여할 수 있는 단량체를 도입하여 난연 고분자를 제조하거나 고분자 말단 또는 곁사슬에 화학결합을 형성하여 난연성 물질을 도입하는 방법이다.
여러 연구자들이 인산에스테르계 난연 고분자 물질을 개발하였지만, 분해 온도가 180℃에서 300℃의 범위로 낮아 난연성을 부여하기에는 충분하지 못한 문제가 있었다. 그 원인은 가열하자마자 주사슬에 있는 O=P-O 결합이 해리되면서 고분자가 급격하게 분해되기 때문이다.
따라서, 난연성을 유지하는 동안 분해온도를 증가시키기 위해서는, O=P-O 그룹이 부사슬에 위치해야 한다. 또한 고분자 물질이 난연성과 열적 안정성 모두를 만족시키기 위해서는 방향족 그룹을 포함하는 폴리 인산 에스테르의 합성이 이상적이다. 현재, 개발연구는 부사슬에 O=P-O 결합을 가지면서 더 큰 방향족 그룹이 치환된 폴리인산 에스테르 합성에 초점이 맞춰지고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 난연성과 동시에 열 분해온도가 높
아 열적 안정성이 우수한 신규한 방향족 인산 에스테르계 화합물 및 이를 포함
하는 난연 부직포를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
또한, 본 발명은 상기 방향족 인산 에스테르계 화합물을 포함하는 난연제를 제공한다.
또한, 본 발명은 방향족 인산 에스테르계 화합물과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 난연 부직포용 바인더를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 난연제를 포함하는 난연 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 난연 부직포용 바인더를 포함하는 난연 부직포를 제공한다.
또한, 본 발명은 메틸렌 디이소시아네이트를 용해시킨 용액을 제조하는 단계; 하기 화학식 3 화합물을 용해시킨 용액을 상기 용액에 투입하고 반응시키는 단계; 디메틸올 프로피온산을 용해시킨 용액을 투입하여 반응시키는 단계; 및 디메틸올 프로피온산과 동일 당량비로 트리에틸아민을 투입하여 디메틸올 프로피온산의 카르복실 그룹을 중화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 3]
또한, 본 발명은 카드기(carder)를 사용하여 부직포 웨브(web)를 제조하는 단계; 하기 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼을 1:3~1:5 의 몰비로 혼합하여 바인더를 제조하는 단계; 및 상기 부직포 웨브에 상기 바인더를 적용하여 부직포 웨브를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 부직포의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
본 발명의 방향족 인산 에스테르계 난연제를 적용하여 부직포를 제조할 경우, 열 분해온도가 높아 열적 안정성이 우수하며, 안정적이고 지속적인 난연성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따라 제조된 화합물의 FT-IR 스펙트럼.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 화합물이 수분산된 용액을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 화합물이 수분산된 용액의 코팅성을 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 부직포의 난연 테스트 결과를 나타낸 사진.
도 5 는 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 부직포의 난연 테스트 결과를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 화합물이 수분산된 용액을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 화합물이 수분산된 용액의 코팅성을 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 부직포의 난연 테스트 결과를 나타낸 사진.
도 5 는 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 부직포의 난연 테스트 결과를 나타낸 사진.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
또한, 본 발명은 메틸렌 디이소시아네이트를 용해시킨 용액을 제조하는 단계; 하기 화학식 3 화합물을 용해시킨 용액을 상기 용액에 투입하고 반응시키는 단계; 디메틸올 프로피온산을 용해시킨 용액을 투입하여 반응시키는 단계; 및 디메틸올 프로피온산과 동일 당량비로 트리에틸아민을 투입하여 디메틸올 프로피온산의 카르복실 그룹을 중화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 3]
난연성을 유지하는 동안 분해온도를 증가시키기 위해서는, O=P-O 그룹이 부사슬에 위치해야 바람직하므로, 부사슬에 O=P-O 결합을 가지면서 방향족 그룹을 갖는 하기 화학식2 화합물인2-(6-옥시도-6H-디벤즈[c,e]-[1,2]옥사포스포린-6-일)-1,4-디하이드록시페닐렌(2-(6-oxido-6H-dibenz[c,e]-[1,2]oxaphosphorin-6-y1)-1,4-dihydroxyphenylene)을 출발물질로 사용하고 에틸렌 카보네이트와 반응시켜 상기 화학식 3 화합물을 제조한다.
[화학식 2]
상기 화학식 3 화합물을 사용할 경우 후술하는 우레탄 반응을 통해서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물에 대한 대량 생산이 가능하고, 높은 인계 함량을 갖는 난연제를 제조할 수 있다.
다음으로, 메틸렌 디이소시아네이트를 용매에 용해시킨 용액을 제조한 후, 상기 화학식 3 화합물을 용매에 용해시킨 용액을 투입하고 반응시킨다.
제조된 화합물의 난연성, 분산 안정성 및 부직포에 대한 부착력 면에서 상기 화학식 3 화합물에 대한 메틸렌 디이소시아네이트의 반응 비는 1:1 ~ 1:3인 것이 바람직하며, 화학식 3 화합물에 대한 메틸렌 디이소시아네이트의 몰비는 1:1.8 ~ 1:2.2가 보다 바람직하다.
이때 상기 용액들에 있어서, 용매로는 극성 용매인 디메틸포름아마이드(DMF), 테트라하이드퓨란 (THF), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸설폭사이드(DMSO)등을 예로 들 수 있으나 특별히 제한되지 않는다. 그 중, N-메틸피롤리돈(NMP)을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 화학식 3 화합물은 두 개의 하이드록시(-OH)기를 갖고 있어서 극성 용매에 대한 용해도가 매우 우수하다. 특히, N-메틸피롤리돈(NMP)에 대해서는 50 중량% 이상의 우수한 용해도를 가지므로 상기 메틸렌 디이소시아네이트와 디메틸올 프로피온산간의 우레탄 반응에 사용하기에 가장 바람직한 용매이다.
또한 용매의 사용량은 특별히 제한되지는 않으나, 수분산 공정 전 화학식 1 화합물의 고형분 대비 중량비로 1:0.5 ~ 1:2 범위 내에서 사용한다. 용매의 사용량이 중량비로 1:0.5보다 적을 경우, 화합물 3과 메틸렌 디이소시아네이트의 반응 시 점도가 상승하여 수분산이 어렵게 되어 입자의 분산 안정성이 저하되는 특성이 있다. 한편, 용매의 사용량이 중량비로 1:2 보다 클 경우, 용매를 제거하기 위한 별도의 공정이 요구되거나 에멀젼 내 화학식 1 화합물의 함량이 낮아지게 되는 특징이 있다.
다음으로, 디메틸올 프로피온산을 용매에 용해시킨 용액을 투입하여 메틸렌 디이소시아네이트와 우레탄 반응시킨다. 디메틸올 프로피온은 화합물 3과 메틸렌 디이소시아네이트의 반응 후에 투입하는 것이 가능하지만, 화합물 3과 메틸렌 디이소시아네이트의 반응 전에 투입하는 것도 무방하다.
디메틸올 프로피온산의 함량은 메틸렌 디이소시아네이트와 몰비로 1:0.5 ~ 1:1의 범위에서 조절 가능하다. 디메틸올 프로피온산의 함량이 낮은 경우, 난연제 에멀젼 입자의 안정성이 저하되거나 입자의 크기가 증가되는 단점이 있으나, 최종 제품에서 난연제의 함량이 비교적 증가되는 장점도 있다. 반대로 디메틸올 프로피온산의 함량이 높은 경우 앞에서의 반대되는 경향을 나타낸다. 보다 바람직하게는 디메틸올 프로피온산은 메틸렌 디이소시아네이트와 1:0.8 ~ 1:0.9의 몰비로 사용하는 것이 좋다.
우레탄 반응을 위해서는 반응 온도를 50 ~ 80℃ 사이에서 유지하는 것이 바람직하다. 상기 우레탄 반응에서 촉매는 사용하지 않을 수도 있으나, 만일 촉매를 사용할 경우에는 50℃에서 반응시킴으로써, 반응 속도를 비교적 느리게 유지하여 알로파네이트(allophanate)기 및 뷰렛(biuret)기의 형성을 억제하고, 대량 생산 시 런아웃(run-out) 문제를 방지할 수 있다. 만일 촉매를 사용하지 않을 경우 온도는 70 ~ 80℃ 에서 진행할 수 있다.
사용 가능한 촉매로는 디부틸틴디라우레이트(DBDTL) 또는 틴옥토에이트(SnOct2) 등이 사용된다. 경우에 따라서 트리에틸렌트리아민(TEA) 등의 염이 촉매로 사용될 수도 있다. 촉매를 사용할 경우 반응물 고형분 대비 0.1% 이하로 투입할 수 있다.
다음으로, 디메틸올 프로피온산과 동일 당량비로 트리에틸아민을 투입하여 디메틸올 프로피온산의 카르복실 그룹을 중화시키는 단계를 거쳐 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 제조할 수 있다.
그 후, 제조된 상기 중화된 반응물을 초순수 또는 순수에 수분산시켜 에멀젼 형태의 화합물을 제조할 수 있다. 수분산은 통상 2가지 형태로 가능하며, 제조된 반응물을 순수에 투입하거나, 순수를 반응물에 투입할 수 있다. 어떠한 방법도 가능하나, 반응물의 점도가 높을 경우, 순수를 반응물에 투입하는 것이 좋으며, 반응물의 점도가 낮은 경우, 반응물을 순수에 투입할 수 있다.
수분산 공정은 상온에서 수행될 수 있으며, 에멀젼 입자 형성이 용이하도록 별로의 교반을 수행할 수도 있다. 이때 통상적으로 교반 속도가 높을수록 입자의 크기가 작고 분산 안정성이 좋아지나, 반응기 및 교반기의 특성에 따라서 최대 교반 속도는 제한될 수 있다.
또한, 본 발명은 카드기(carder)를 사용하여 부직포 웨브(web)를 제조하는 단계; 하기 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼을 1:3~1:5 의 몰비로 혼합하여 바인더를 제조하는 단계; 및 상기 부직포 웨브에 상기 바인더를 적용하여 부직포 웨브를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 부직포의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
카드기(carder)를 사용하여 웨브(web)를 제조한 상태에서는 결합력이 충분하지 않아 부직포로 사용하기에 미흡하므로 바인더를 투입하여 웨브의 결합과정을 거치게 된다. 이때, 최종적으로 부직포의 난연성을 부여하기 위해 바인더에 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 혼합하게 된다.
즉, 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 부직포에 적용하여 난연성 부직포를 수득하기 위해서는 상기 방향족 인산 에스테르계 화합물이 바인더와 혼합되어 있는 난연 부직포용 바인더를 제조하게 된다.
상기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물과 혼합되는 바인더로는 아크릴계 바인더가 바람직하고, 그 중 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼 형태를 적용할 수 있다. 이 때 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물은 수분산 용액 형태로 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼과 혼합 가능하며, 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼은 1:3 ~ 1:5 의 몰비로 혼합하는 것이 난연성, 분산 안정성 및 부직포에 대한 부착력 측면에서 바람직하다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체로는 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실 등의 (메타)아크릴산 알킬로부터 선택된 2종 이상의 단량체의 공중합체, 또는 상기 1종 이상의 (메타)아크릴산 알킬 단량체와 스티렌, 아크릴로니트릴 등의 비닐모노머, (메타)아크릴산 모노머 등과의 공중합체 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼이 혼합된 난연 부직포용 바인더는 교반시킨 후 폼 형성기(Foam-Generator)를 통과시켜 80 g/L~ 180 g/L의 폼형태를 생성시킨 후 카드기를 통해 생성된 웨브(web)에 적용하여 부직포 웨브를 결합시킬 수 있다.
이때, I/F Roller를 통과하면서 결합공정을 거치게 되며, 결합된 부직포 웨브에 110 ~ 130 ℃의 예열과정과 130 ~ 150 ℃의 건조공정을 거친 후, 150 ~ 160 ℃에서 1~10분간 큐어링하는 단계를 거치게 된다. 상기 난연 부직포용 바인더는 건조 공정에서 큐어링(경화)이 일어나면서 난연성 부직포가 완성되게 된다.
이와 같이 본 발명은 상기 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물을 포함하는 난연제를 적용한 난연 부직포를 제공한다.
보다 구체적으로는 상기 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물이 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체와 혼합되어 있는 난연 부직포용 바인더가 적용되어 부직포 웨브를 결합시킨 난연 부직포를 제공한다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 예시된 범위로 제한 해석되지 않는다.
[합성예 1] (인계 난연제 기초물질의 합성)
하기 화학식2로 표시되는 2-(6-옥시도-6H-디벤즈[c,e]-[1,2]옥사포스포린-6-일)-1,4-디하이드록시페닐렌 (5 g, 15.4 mmol)을 에틸렌 카보네이트 (4.1 g, 46.2 mmol, 3 eq)와 요오드화 칼륨 (65 mg, 0.05 mmol), 디메틸아세테이트(8.25 ml, 86.5 mmol, 5.7 eq)를 둥근 플라스크에 넣고 질소 기류 하에서 온도를 80℃까지 올려서, 반응물이 녹는 것을 확인한 후 교반하였다. 120℃에서 CO2가스가 용출되는 것을 확인한 후 160℃에서 7시간 동안 반응을 유지하였다. 플라스크에서 남은 CO2가스가 모두 용출된 것을 확인하고, TLC로 반응이 완결된 것을 확인한 후 반응물을 상온으로 냉각시켰다. 얻어진 혼합물을 이소프로판올로 재결정한 후 5.1 g의 하기 화학식 3의 화합물(12.3 mmol, 80 %)를 얻었다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[실시예 1]
먼저 메틸렌 디이소시아네이트(methylene diisocyanate, MDI, Sigma-Aldrich사) 2.05 mol을 5 g의 N-메틸피롤리돈(NMP)에 녹인 후 이를 40 oC로 가열시켜 투명한 용액을 제조하고, 여기에 합성예 1에서 얻은 화학식 3 화합물 1 mol을 NMP에 1:1(w/w)로 녹인 후 투입하고, 1시간 반응을 진행한 후 디메틸올 프로피온산(dimethylol propionic acid, DMPA, Sigma-Aldrich사) 2 mol을 NMP 5 g에 녹인 용액을 반응기에 투입하였다. 반응을 1시간 더 시킨 후, 디메틸올 프로피온산과 같은 당량비로 트리에틸아민(triethylamine, TEA, Sigma-Aldrich사)를 투입하여 디메틸올 프로피온산의 히드록실기를 중화시키고, 이 반응물에 물(초순수) 10 g을 천천히 투입하여 에멀젼 형태의 화합물을 수득하였다.
[반응식 1]
상기 반응식 1과 같이 MDI와 DMPA의 우레탄 반응을 수행하여 얻어진 상기 화합물에 대하여, FT-IR 스펙트럼을 찍어 확인하였으며 그 결과를 도 1에 나타내었다. 스펙트럼 결과, 3541 cm-1의 NH peak로부터 우레탄 반응이 잘 형성되었음을 알 수 있었다. (1674 cm-1의 C=O peak의 폭이 넓어 화학식 2 화합물의 에스터(ester)와 중첩됨) 또한, 1111cm-1의 P=O peak로부터 화학식 2 화합물이 화학적으로 결합되어 있음을 확인할 수 있었다. 반응식 1과 같이 MDI와 DMPA의 우레탄 반응을 수행하여 얻어진 상기 화합물에 대하여 GPC로 측정한 수평균 분자량(Mn)은 약 3470 g/mol이었고, 분자량 분포 (polydispersity, Mw/Mn) 는 1.06이었다.
상기 반응식 1과 같이 MDI와 DMPA의 우레탄 반응을 수행하여 얻어진 상기 화합물에 대하여 초순수를 10 g 투입한 후 상온에서 자석 교반기로 교반하여 도 2에 나타낸 바와 같이 수용액 상에 상기 화학식 1 화합물 입자가 분산된 5중량%의 용액를 제조하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 수분산 공정을 통해서 얻어진 상기 화학식 1 화합물 입자에 대해서 동적 광산란법으로 측정된 입자의 크기는 27 nm 였으며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 60℃의 오븐에서 필름형성이 가능함을 확인할 수 있었다.
한편, 5중량%의 상기 용액을 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼(삼원화학㈜제, BP40K)에 1:4의 몰비로 혼합하여 에멀젼 상태의 혼합 용액을 만든 후24시간 방치하여 안정성을 확인한 결과 겔화 현상이 발생하지 않아 상기 화학식 1화합물 입자의 안정성이 매우 우수함을 확인하였다.
5중량%의 상기 용액을 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼에 1:4의 몰비로 혼합하여 얻은 상기 에멀젼 상태의 혼합 용액3g을 약 30분 교반 시키고 Foam-Generator 를 통과시켜 최저 80 g/L 에서 최고 180 g/L의 폼형태의 바인더를 생성시킨 후 I/F Roller에 주입하며, 이때 카드기(carder)를 통해 생성된 부직포 웨브(web)는 I/F Roller를 통과하면서 결합 과정을 거치게 된다.
결합된 부직포 웨브(web)는 초기 110 ~ 130 ℃의 예열과정과 130 ~ 150 ℃의 건조공정을 거치고 마지막으로 150 ~ 160 ℃에서 5분 정도 큐어링(경화)공정을 거쳐서 난연 부직포를 제조하였다.
제조된 부직포에 대해 시편(50mm x 300mm)을 마련한 후 다음과 같이 난연성 평가를 실시하였다.
본 특허에서는 난연성 측정 평가 기준을 현대/기아 자동차의 MS300-08로 하였다. 이 규격은 FMVSS (FEDERAL MOTOR VEHICLE SAFETY STANDARDS) NO. 302 가 적용되는 자동차에 사용하는 내장재의 연소성에 관한 시험방법 및 요구품질에 대하여 규정하고 있으며, FMVSS NO.302 및 건설교통부 안전기준 제 95조에 준하는 규격이다.
상기 평가 기준에 의거 합격기준 80 mm/min을 적용하여 테스트를 진행한 결과 사진을 도 4에 나타내었다. 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 37초 동안 약 60mm타다가 꺼져 자기 소화성(Self-extinguishing)을 나타내어 우수한 난연성이 발휘됨을 알 수 있었다.
[비교예 1]
화학식 1 화합물 입자가 분산된 5중량%의 용액을 사용하지 않고 바인더를 제조하여 카드기(carder)를 통해 생성된 부직포 웨브(web)에 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 부직포의 난연성을 평가하였고 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이 147초 동안 약 200mm 연소되었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (12)
- 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물.
[화학식 1]
- 제1항 기재의 방향족 인산 에스테르계 화합물을 포함하는 난연제.
- 제1항 기재의 방향족 인산 에스테르계 화합물과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 난연 부직포용 바인더.
- 제3항에 있어서, 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼이 1:3~1:5 의 몰비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 난연 부직포용 바인더.
- 제2항 기재의 난연제를 포함하는 난연 부직포.
- 제3항 또는 제4항 기재의 난연 부직포용 바인더를 포함하는 난연 부직포.
- 메틸렌 디이소시아네이트를 용해시킨 용액을 제조하는 단계;
하기 화학식 3 화합물을 용해시킨 용액을 상기 용액에 투입하고 반응시키는 단계;
디메틸올 프로피온산을 용해시킨 용액을 투입하여 반응시키는 단계; 및
디메틸올 프로피온산과 동일 당량비로 트리에틸아민을 투입하여 디메틸올 프로피온산의 카르복실 그룹을 중화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 제조방법.
[화학식1]
[화학식3]
- 제7항에 있어서, 상기 화학식 3 화합물에 대한 메틸렌 디이소시아네이트의 방응비는 1:1~ 1:3인 것을 특징으로 하는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 메틸렌 디이소시아네이트에 대한 디메틸올 프로피온산의 함량은 몰비로 1:0.5 ~ 1:1인 것을 특징으로 하는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 제조방법.
- 카드기(carder)를 사용하여 부직포 웨브(web)를 제조하는 단계;
하기 화학식 1로 나타내어 지는 방향족 인산 에스테르계 화합물의 수분산 용액과 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 수용성 에멀젼을 1:3~1:5 의 몰비로 혼합하여 바인더를 제조하는 단계; 및
상기 부직포 웨브에 상기 바인더를 적용하여 부직포 웨브를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 부직포의 제조방법.
[화학식 1]
- 제10항에 있어서, 결합된 부직포 웨브에 110 ~ 130 ℃의 예열과정과 130 ~ 150 ℃의 건조공정을 거친 후, 150 ~ 160 ℃에서 1~10분간 큐어링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 부직포의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 바인더는 폼 형성기(Foam-Generator)를 통과시켜 80
g/L~ 180 g/L의 폼 형태를 생성시킨 후 부직포 웨브를 결합시키는 것을 특징으로 하는 난연 부직포의 제조방법.
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| KR1020100048124A KR101091378B1 (ko) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 방향족 인산 에스테르계 난연제 및 이를 포함하는 난연 부직포 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020100048124A KR101091378B1 (ko) | 2010-05-24 | 2010-05-24 | 방향족 인산 에스테르계 난연제 및 이를 포함하는 난연 부직포 |
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| KR20110128597A KR20110128597A (ko) | 2011-11-30 |
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-
2010
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| handbook of technical textiles, A. Richard Horrocks et al., Chapter 10, pp.223-259, CRC press LLC, 2000, USA. |
Also Published As
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|---|---|
| KR20110128597A (ko) | 2011-11-30 |
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