KR101187739B1 - 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법 - Google Patents

고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 단열성 및 투습성의 성능을 유지하면서 난연성을 향상시킬 수 있는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법은 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함하는 원료를 혼합하는 원료혼합 단계; 상기 혼합된 원료를 숙성하는 숙성 단계; 상기 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출하는 압출 단계; 및 상기 압출된 압출물을 발포하는 발포 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법{NBR RUBBER FOAM HEAT INSULATING MATERIAL WITH EXCELLENT RESISTANCE TO FLAME AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지고무의 단열성과 투습성을 저하시키지 않으면서 난연성을 향상시킬 수 있는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
에틸렌-프로필렌-디엔 단량체(ethylene propylene diene monomer: EPDM) 단열재는 가격이 저렴하면서도 단열성 및 내열성이 우수한 장점이 있다. 이러한 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 단열재는 에어컨용 배관의 단열튜브나 건축용 단열재로 주로 사용된다.
이때, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 단열재를 에어컨 배관의 단열튜브나 건축용 단열재로 이용할 경우에는 배관라인이나 시공 면의 형태에 따라 절곡이 용이하게 이루어져야 한다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0637655호(2006.10.24 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 난연성 EPDM 고무 조성물 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 단열재는 시공성이 나빠서 원하는 형태로 절곡이 되지 않을 뿐만 아니라, 난연성이 좋지 않아 화재 등의 발생시 유독가스를 다량 생성하여 환경오염을 일으키는 문제가 있다.
이에 대한 대안으로, 최근에는 엔비알 고무발포 단열재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 엔비알 고무발포 단열재는 합성고무를 발포시킨 단열재로 높은 단열성과 난연성이 우수한 장점이 있으며 내투습성이 우수하여 장기간 단열성능이 지속된다.
또한, 엔비알 고무발포 단열재는 유연성과 신축성이 우수하여 시공성이 우수하므로, 건축, 차량, 선박등 다양한 분야에서 활용되고 있는 차세대 단열재로 주목 받고 있다. 또한, 유리보온재를 사용 규제함으로써, 엔비알 고무발포 단열재는 국내에서도 휘발성 유기화합물이나 포름알데이드가 검출되지 않는 친환경 건축자재로 사용량이 증대되고 있다.
본 발명의 목적은 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 단열성 및 투습성의 성능을 저하시키지 않으면서 난연성을 향상시킬 수 있는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 신율 : 130% 이상, 인장강도 : 40 N/cm3 이상 및 산소지수 : 37% 이상을 갖는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재를 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고단열성 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법은 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함하는 원료를 혼합하는 원료혼합 단계; 상기 혼합된 원료를 숙성하는 숙성 단계; 상기 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출하는 압출 단계; 및 상기 압출된 압출물을 발포하는 발포 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고단열성 엔비알 고무발포 단열재는 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법은 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 단열성과 투습성은 저하시키지 않으면서 이피디엠 고무발포 단열재의 취약한 부분이었던 난연성의 향상 효과를 기대할 수 있다.
따라서, 상기 방법으로 제조되는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재는 신율 : 130% 이상, 인장강도 : 40 N/cm3 이상 및 산소지수 : 37% 이상을 만족할 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 고난연성 엔비알 고무발포 단열재는 단열성, 난연성 등이 우수할 것이 요구되는 철도차량, 건축용 단열재 등으로 활용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시료에 대한 미세 조직을 나타낸 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 시료를 나타낸 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
엔비알 고무발포 단열재
본 발명에 따른 엔비알 고무발포 단열재는 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber, 이하 NBR이라 약칭함.) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단열재는 NBR 100 중량부에 대하여, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부 중 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
NBR은 유화중합에 의하여 제조되는 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로서, 내유성 고무이다.
수산화 마그네슘은 연소시에 발생하는 불활성기체가 연소부의 산소를 차단하며, 연소시 독성가스의 발생을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 수산화 마그네슘은 NBR 100 중량부에 대하여, 40 ~ 50 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 40 중량부 미만일 경우에는 난연성이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 반대로, 수산화 마그네슘의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 50 중량부를 초과할 경우에는 열수축 현상이 발생하여 치수 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
황은 분말상을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 황은 히팅 열처리에 의해 가교되어 고무의 성질을 변화시키는 역할을 한다. 본 발명에서 황은 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 2.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 완전히 가교되지 않아 물성이 불안정하게 되는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 황의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.0 중량부를 초과할 경우에는 과다하게 가교되어 신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 아디핀산에스테르는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 목표로 하는 산소지수를 확보할 수 없었다. 반대로, 아디핀산에스테르의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.5 중량부를 초과할 경우에는 신율은 증가하나, 인장강도가 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
산화 아연은 접착 특성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 본 발명에서 산화 아연은 NBR 100 중량부에 대하여 15 ~ 25 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 산화 아연의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 25 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
본 발명에서 디아미노디페닐술폰은 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 1.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 미만일 경우에는 목표로 하는 인장강도를 확보할 수 없었다. 반대로, 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부를 초과할 경우에는 산소지수가 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
탈크(talc)는 3 ~ 6㎛의 평균 입자크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 탈크는 NBR 100 중량부에 대하여 4 ~ 7 중량부로 첨가될 수 있다.
발포제는 고무내에 고정된 기포 군을 형성시키는 역할을 한다. 상기 발포제로는 N'-디니트로소-펜타메틸렌테트라민(DPT), 아조디카르본아미드(ADCA), 디아조아미노벤젠(DAB) 및 벤젠슬포닐히드라지드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명에서 발포제는 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 ~ 3.0 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조할 수 있다. 반대로, 발포제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 3.0 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
발포 보조제는 발포제의 분해 온도를 낮추는 역할을 한다. 발포 보조제로는 살리실산, 프탈산 및 금속염 중 1종 이상이 이용될 수 있다. 본 발명에서 발포 보조제는 NBR 100 중량부에 대하여 10 ~ 12 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만일 경우에는 발포율이 저조한 것을 확인하였다. 반대로, 발포 보조제의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 12 중량부를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 문제가 있다.
본 발명에서 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트는 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 ~ 2.5 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 미만일 경우에는 목표로 하는 인장강도를 확보할 수 없었다. 반대로, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 2.5 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
본 발명에서 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드는 NBR 100 중량부에 대하여 10 ~ 15 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만일 경우에는 목표로 하는 인장강도를 확보할 수 없었다. 반대로, Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 NBR 100 중량부에 대하여 15 중량부를 초과할 경우에는 신율이 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 고난연성 고무발포 단열재는 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 신율 : 130% 이상, 인장강도 : 40 N/cm3 이상 및 산소지수 : 37% 이상을 만족할 수 있다.
엔비알 고무발포 단열재 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법은 원료 혼합 단계(S110), 숙성 단계(S120), 압출 단계(S130) 및 발포 단계(S140)를 포함한다.
원료 혼합
원료 혼합 단계(S110)에서는 수산화 마그네슘, 황, 아디핀산에스테르, 산화 아연, 디아미노디페닐술폰, 탈크(talc), 발포제 및 발포 보조제를 적절한 비율로 혼합한다.
구체적으로, 원료는 니트릴 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 엔비알 고무발포 단열재는 NBR 100 중량부에 대하여, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부 중 선택된 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.
숙성
숙성 단계(S120)에서는 원료 혼합 단계(S110)에 의하여 적절히 혼합된 원료를 숙성한다. 이러한 숙성은 10 ~ 80℃에서 1 ~ 12시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 숙성 온도가 10℃ 미만일 경우에는 저온으로 유지하기 위한 전력이 많이 소비되므로 경제적이지 못하다. 반대로, 숙성 온도가 80℃를 초과할 경우에는 혼합물의 점성이 떨어져 끈적임이 심하고 취급하기 어려운 문제가 있다. 한편, 숙성 시간이 1시간 미만인 경우에는 고무와의 혼합 공정중에 발생되는 잔류응력이 완전히 제거되지 않아 가교 공정 중에 수축현상이 커지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 숙성 시간이 12시간을 초과할 경우에는 더 이상의 효과 없이 공정 시간만을 증가시키는 문제가 있다.
압출
압출 단계(S130)에서는 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출한다. 이러한 압출 단계(S130)에 의하여, 숙성된 원료는 원하는 크기 및 형상으로 압출될 수 있다. 본 단계에서, 압출기의 출구 온도는 90 ~ 110℃로 유지하는 것이 바람직하다. 압출기의 출구 온도가 상기 범위를 유지하지 못할 경우 가류 시간이 변경되어 제품 밀도의 변화에 큰 영향을 미칠 수 있다.
발포
발포 단계(S140)에서는 압출 단계(S130)에 의하여 압출된 원료를 발포한다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 상기 발포 단계(S140)는 압출된 원료가 가류되는 가류 단계(미도시), 예비 발포되는 예비발포 단계(미도시), 압출된 원료가 발포되는 발포 단계(미도시), 및 발포숙성 단계(미도시)로 세분화될 수 있다.
상기 가류 단계와, 예비발포 단계, 발포 단계, 및 발포숙성 단계는 소정의 온도로 히팅되는데, 가류 단계에서 발포숙성 단계로 갈수록 히팅온도는 점차 상승될 수 있다. 다만, 발포숙성 단계는 발포 단계보다 낮은 온도로 히팅되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 가류 단계에서 압출된 혼합물이 가류되며, 상기 예비발포 단계에서는 가류단계에서 미처 가류되지 못한 혼합물이 추가로 가류되며, 가류된 혼합물의 일부는 발포되기 시작된다. 그리고 상기 발포 단계에서는 혼합물이 발포되며, 발포숙성 단계에서는 발포 단계에서 미발포된 부분이 발포된다.
상기 가류 단계는 100 ~ 115℃, 예비발포 단계는 120 ~ 135℃, 발포 단계는 140 ~ 180℃, 그리고 발포숙성 단계는 150 ~ 170℃로 제어하는 것이 바람직하다.
상기 가류 단계에서, 가류 온도가 100℃ 미만일 경우에는 제대로 가류되지 않을 뿐만 아니라 상대적으로 가류시간이 길어지므로 생산성 측면에서 바람직하지 않다. 반대로, 가류 온도가 115℃를 초과할 경우에는 가류가 채 이루어지기 전에 발포가 시작될 우려가 높다.
한편, 예비발포 단계에서, 예비발포 온도가 120℃ 미만일 경우에는 가류 단계가 지속될 뿐 발포가 이루어지지 않을 수 있고, 반대로 예비발포 단계의 온도가 135℃를 초과할 경우에는 발포가 급속하게 진행되어 고르게 발포되지 못하는 문제가 있다.
또한, 발포 단계에서 발포 온도는 발포제의 종류에 따라 다소 조절될 수 있다. 발포 단계에서, 발포 온도가 140℃ 미만일 경우에는 발포에 소요되는 시간이 너무 길어지는 문제가 있다. 반대로, 발포 온도가 180℃를 초과할 경우에는 고온으로 인하여 발포체가 열화되는 문제가 있다.
또한, 발포숙성 단계에서 발포숙성 온도가 150℃ 미만일 경우에는 미발포된 부분이 발포되는 효과를 기대하기 어렵다. 반대로, 발포숙성 온도가 170℃를 초과할 경우에는 엔비알 압출물이 열변화될 우려가 있다.
이러한 각 단계는 압출물이 히팅터널을 통과하는 동안에 이루어지며, 히팅터널은 가류존, 예비발포존, 발포존 및 발포숙성존으로 구획화되어 있을 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 엔비알 고무발포 단열재를 제조할 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 엔비알 고무발포 단열재는 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 단열성과 투습성은 저하시키지 않으면서 이피디엠 고무발포 단열재의 취약한 부분이었던 난연성의 향상 효과를 기대할 수 있다.
따라서, 상기 방법으로 제조되는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재는 신율 : 130% 이상, 인장강도 : 40 N/cm3 이상 및 산소지수 : 37% 이상을 만족할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시료 제조
실시예 1
니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 45 중량부, 황 : 1.5 중량부, 아디핀산에스테르 : 2.0 중량부, 산화 아연 : 20 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 1.2 중량부, 탈크(talc) : 5 중량부, 발포제 : 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 11 중량부를 포함하는 원료를 가압챔버에 넣고, 170℃에서 15분간 배합한 후, 배합된 원료의 피로도를 낮추기 위하여 30℃에서 10시간 동안 숙성하였다.
이후, 숙성된 혼합물을 압출기에 넣고 40℃에서 10분간 용융 혼련하여 시트형태로 125bar 압력하에서 압출하였다.
이후, 제조된 단열재가 가류되도록 115℃에서 25초간 가열하고, 135℃에서 18초간 예비발포한 후, 170℃에서 15초간 가열하여 발포하고 난 후, 160℃에서 10초간 유지하는 발포숙성 과정을 거쳐 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
실시예 2
상기 혼합물 중 아디핀산에스테르를 3.5 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
실시예 3
상기 혼합물 중 디아미노디페닐술폰을 0.3 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
실시예 4
상기 혼합물에 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 1.5 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
실시예 5
상기 혼합물에 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 2.0 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 13 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
비교예 1
상기 혼합물 중 아디핀산에스테르를 6 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
비교예 2
상기 혼합물 중 디아미노디페닐술폰을 4 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
비교예 3
상기 혼합물에 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 25 중량부를 더 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 엔비알 고무발포 단열재 시료를 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3에 따라 제조된 시료들에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
1) 상온 특성
IEC-60811-1-1규격에 따라 인장강도와 신율을 측정하였다.
2) 산소 지수
KS M 6962에 준하여 난연성을 측정하였다.
3) 연기 밀도
ASTM E662에 준하여 Non-Flamming방식으로 측정하였다.
4) 독성 지수
NES 713(Naval Engineering Standard 713) 방법으로 독성가스를 검출하여 독성평가를 수행하였다.
[표 1]
Figure 112011092419236-pat00001
표 1을 참조하면, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 시료들의 경우, 인장강도 : 41.2 ~ 48.9 N/cm3, 신율 : 127.6 ~ 154.7 %, 산소지수 : 37 ~ 39%를 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 시료들의 경우 적정 신율을 가지면서 우수한 인장강도 및 산소지수를 만족하는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 시료들의 경우, 비교예 1 ~ 4에 비하여 연기밀도는 높고, 독성지수가 낮은 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
한편, 아디핀산에스테르 및 디아미노디페닐술폰의 첨가량이 본 발명에서 제시하는 함량 범위를 각각 벗어나는 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시료들의 경우, 신율은 목표값을 만족하였으나, 인장강도 및 산소지수가 목표값에 미달하는 33.2 ~ 34.7 N/cm3 및 26 ~ 27%를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시료들의 경우, 실시예 1에 비하여 연기밀도는 낮고, 독성지수는 높은 값을 갖는 것을 알 수 있다.
한편, Ｎ－이소프로필메타크릴아미드의 첨가량이 본원발명에서 제시하는 함량 범위를 벗어난 비교예 3에 따라 제조된 시료의 경우, 인장강도는 목표값을 만족하였으나, 신율 및 산소지수가 실시예 1에 따라 제조된 시료에 비하여 현격히 낮은 105.7% 및 27%로 각각 측정되었다. 또한, 비교예 3에 따라 제조된 시료의 경우, 연기밀도는 84, 독성지수는 4.7로 각각 측정되었다.
한편, 도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시료에 대한 미세 조직을 나타낸 사진이고, 도 3은 실시예 1에 따라 제조된 시료를 나타낸 사진이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 시료의 경우, 미세 조직이 치밀하게 형성되어 있으며, 튜브 형태로 성형된 것을 확인할 수 있다. 이때, 실시예 1에 따라 제조된 시료의 경우, 평균 셀(cell)의 수가 대략 cm2 당 2000개가 분포하고, 평균 셀의 직경이 대략 0.112mm인 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 원료 혼합 단계
S120 : 숙성 단계
S130 : 압출 단계
S140 : 발포 단계

Claims (10)

  1. 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함하는 원료를 혼합하는 원료혼합 단계;
    상기 혼합된 원료를 10 ~ 80℃에서 1 ~ 12시간 동안 숙성하는 숙성 단계;
    상기 숙성된 원료를 압출기에 투입하여 압출하는 압출 단계; 및
    상기 압출된 압출물을 발포하는 발포 단계;를 포함하며,
    상기 원료는 상기 니트릴 부타디엔 고무(NBR) 100 중량부에 대하여, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발포제는
    N'-디니트로소-펜타메틸렌테트라민(DPT), 아조디카르본아미드(ADCA), 디아조아미노벤젠(DAB) 및 벤젠슬포닐히드라지드 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재 제조 방법.
  6. 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Budadience Rubber : NBR) 100 중량부에 대하여, 수산화 마그네슘 : 40 ~ 50 중량부, 황 : 1.5 ~ 2.0 중량부, 아디핀산에스테르 : 1.5 ~ 3.5 중량부, 산화 아연 : 15 ~ 25 중량부, 디아미노디페닐술폰 : 0.2 ~ 1.5 중량부, 탈크(talc) : 4 ~ 7 중량부, 발포제 : 2.5 ~ 3.0 중량부 및 발포 보조제 : 10 ~ 12 중량부를 포함하고,
    상기 니트릴 부타디엔 고무 100 중량부에 대하여, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 : 1.5 ~ 2.5 중량부 및 Ｎ－이소프로필메타크릴아미드 : 10 ~ 15 중량부를 더 포함하며,
    인장강도 : 40 N/cm3 이상 및 산소지수 : 37% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 발포제는
    N'-디니트로소-펜타메틸렌테트라민(DPT), 아조디카르본아미드(ADCA), 디아조아미노벤젠(DAB) 및 벤젠슬포닐히드라지드 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단열재는
    신율 : 130% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고난연성 엔비알 고무발포 단열재.
  10. 삭제
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