KR101428949B1

KR101428949B1 - 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101428949B1
Application number: KR1020130165754A
Authority: KR
Inventors: 충 회 김; 곽윤숙
Original assignee: 충 회 김; 곽윤숙
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-08-08

Abstract

본 발명은 주로 건축자재 용도로 사용되는 스티로폼의 성형에 이용되는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 달성하기 위하여 전체 중량 1톤(ton)을 기준으로, 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지 220~260㎏에 알콜 150~220㎏을 투입 혼합 교반하여 1차 난연 코팅액을 제조하는 단계와; 열경화성수지 180~250㎏에 첨가제 10~25㎏를 첨가 혼합 교반하여 2차 난연 코팅액을 제조하는 단계와; 상기 1차로 제조된 난연 코팅액에 대하여 2차로 제조된 난연 코팅액을 1차로 혼합 교반 한 후 분말 상의 수산화알루미늄 320~360㎏을 첨가하여 2차로 혼합 교반하는 과정을 통해 3차 난연 코팅액을 제조하는 단계; 를 포함하여 제조함으로써 발포 폴리스티렌 입자의 연소시 벌집 구조 형태에 의해 불연(不燃)에 가까운 정도의 난연성(難燃性)을 제공하도록 한 것이다.

Description

발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법{FLAME RESISTANCE COATING LIQUID AND THE MANUFACTURING PROCESS FOR EXPANDED POLYSTYRENG BEAD}

본 발명은 주로 건축자재 용도로 사용되는 스티로폼의 성형에 이용되는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 연소시 난연 코팅액에 의해 벌집 구조 형태가 나타나도록 하여 불연(不燃)에 가까운 정도의 난연성(難燃性)을 갖도록 한 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스티로폼(STYROFOAM)은, 단열성, 시공성, 경제성 등이 우수하여 건물의 단열을 위한 단열재를 비롯하여 건축물의 내 외장재나 포장재, 소음 방지재 등의 용도로 널리 이용되고 있는 실정이다.

이러한 스티로폼은 통상적으로 0.2~0.3㎜의 직경을 갖는 조그마한 비드(Bead)나 약 2.2~2.5㎜ 정도의 길이를 갖는 펠릿(pellet)형태로 공급되는 발포성 폴리스티렌(EPS) 수지를 예비 발포하여 발포 입자를 얻은 다음 이를 다수의 작은 구멍을 갖는 폐쇄 금형 속에 충진시킨 후, 가압 수증기 등으로 가열 발포시켜 발포 립 사이의 공극을 메우는 동시에 발포 립을 서로 융착시킨 후 이를 냉각하여 금형으로부터 이형시키는 방법으로 제조된다. 특히, 스티로폼은 주로 건축물의 단열재 등에 사용되기 때문에 단열성을 비롯하여 우수한 저 열전도율, 저 흡수율, 높은 강도 등의 특성이 요구되고, 무엇보다도 우수한 난연성이 요구된다고 할 것이다.

이러한 점을 감안하여 종래에도 스티로폼에 난연성을 제공하기 위하여 스티로폼 입자나 스티로폼 자체에 각종 난연제를 첨가하여 난연성을 향상시키고자 하는 노력들이 이루어져 오고 있고, 그 하나의 방안으로서는, 스티로폼 입자(합성수지 발포성 폴리스티렌 입자 )제조 과정에서 유기계 브롬 난연제 등을 첨가하여 난연성을 향상시키는 방법과, 발포된 폴리스티렌 발포체에 유/무기 난연제를 코팅하여 난연성을 유지시키는 방법 등이 진행되어 왔다.

그러나 상기에서 기술한 방법 중 발포 폴리스티렌 원료 입자에 난연제를 첨가하는 경우에는 난연성이 건축물 내부 마감재료의 난연성능기준(난연재료: 난연3급)에 미흡한 수준이며, 발포된 폴리스티렌 발포체에 난연제를 코팅 첨가하는 방식으로 난연성을 향상시키는 방법 또한 그 제조 과정이 매우 복잡하고, 또 생산성이 현저하게 저하되는 문제가 있어 실용적이지 못하다.

그 외에도 아래에서 기술되는 바와 같이 스티로폼의 난연성 부족을 해결하기 위하여 다양한 난연재료를 이용한 방법들이 강구되고 있는바, 그 몇 가지 예를 들어보면 다음과 같다.

일본특허 JP2001-164031A호에는 내열, 난연성을 가지는 다공성 성형체를 제조하기 위하여 다공성을 갖는 발포수지에 붕소계 무기화합물과 열경화성수지의 혼합물을 피복시키는 방법이 개시되어 있으나, 이는 다공성 발포소지에 내화성 및 소염성, 형태 보존성을 제공한다는 측면에서는 일정한 효과를 제공하고 있지만, 코팅 혼합물의 주성분으로서 붕산과 같은 붕소계 무기 화합물을 사용하고 있고, 또 이외에 글라스섬유, 탄소섬유, 실리카, 탈크와 같은 무기 분체립 등을 사용함으로써 코팅된 발포 입자의 건조과정, 성형과정에서 첨가된 무기 화합물들이 쉽게 이탈되는 문제를 야기하게 되고, 또 인체에 유해한 무기물의 이탈은 작업상의 저하를 야기하게 됨은 물론 난연 효과를 저하시키게 되는 문제가 있다.

또한, 한국 공개특허 제2001-0080720호에는 난연성을 부여하기 위하여 팽창흑연(expanded graphite) 5 내지 50중량%의 존재하에 중합반응 이전, 또는 이후에 발포제를 이용하여 현탁액 중에서 스티렌을 적절하게 공단량체와 중합시킴으로써 발포스티렌 비드를 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이 기술은 제조된 발포스티렌 비드의 성형성이 부족하다는 문제가 있고, 또 비드를 형틀에 넣고 스팀을 가하여 발포 및 성형을 할 때 입자간의 융착성이 부족하고, 성형틀에 흑연 입자와 성형체가 부착되는 등의 성형 작업성이 나쁘다는 문제가 있고, 또한 성형체의 흡습성이 높아서 시간이 지날수록 단열성 및 난연성이 저하되거나 부족하여 별도의 난연제가 사용되어져야 하는 문제가 있다.

또한, 한국 공개특허 제2007-0013367호에는 규산소다 용액에 규조토, 규석, 삼산화안티몸 등을 혼합한 액체를 성형이 완료된 스티로품에 주입하는 기술이 개시되어 있으나, 이 기술은 주입된 액체의 건조가 잘되지않기 때문에 제품의 생산효율이 매우 낮아지는 문제가 있고, 또 스티로폼에 주입된 규산소다 액과 각종 혼합물의 화학 반응으로 인해 시간이 지날수록 스티로폼이 산화되고, 또 스티로폼에 주입된 수분이 건조되면 난연 성능이 점차적으로 소멸되는 문제가 있다.

또한, 한국 공개특허 제2007-0080205호에는 발포성 폴리스티렌 비드에 아연 분말을 0.5-~50중량% 및 1~5중량%의 접착성 바인더를 참가 혼합하여 아연분말이 폴리스티렌 비드에 코팅되도록 한 기술이 개시되어 있으나, 이는 위에서 언급한 종래 기술들에 비하여 작업성 및 난연성이 향상되었기는 하지만, 고가의 아연분말을 사용함으로 인한 제품의 제작 원가가 현저하게 상승되는 비경제적인 문제와 더불어 난연성을 향상시키기 위해 아연분말을 많이 투입하는 경우에는 제품의 경량성이 현저하게 저하되는 문제를 안고 있다.

따라서, 종래 제시되고 있는 방법들에 의해 제조된 폴리스티렌 발포체나 발포성 폴리스티렌 비드들은 난연 소재의 물성 한계로 인해 난연성의 저하를 피하기 어렵다. 특히 이러한 난연성의 약화는 불연에 가까운 정도의 난연성을 요구하고 있는 국제 추세에 비추어보더라도 시급한 개선이 필요한 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 제반 문제점을 감안하여 본원 발명자가 각고의 노력 끝에 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 작은 알겡이 형태의 비드나 펠릿 형태로 제공되는 폴리스티렌 수지를 예비 발포하여 얻어진 발포 폴리스티렌 입자의 외주면에 코팅시 벌질 구조 모양이 형성되도록 하여 연소의 확산을 방지하면서도 불연에 가까운 정도의 난연성을 제공하도록 한 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법은, 전체 중량 1톤(ton)을 기준으로, 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지 220~260㎏에 알콜 150~220㎏을 투입 혼합 교반하여 1차 난연 코팅액을 제조하는 단계와; 열경화성수지 180~250㎏에 첨가제로서 인산(H₃PO₄) 10~25㎏를 첨가 혼합 교반하여 2차 난연 코팅액을 제조하는 단계와; 상기 1차로 제조된 난연 코팅액에 대하여 2차로 제조된 난연 코팅액을 1차로 혼합 교반 한 후 분말 상의 수산화알루미늄 320~360㎏을 첨가하여 2차로 혼합 교반하는 과정을 통해 3차 난연 코팅액을 제조하는 단계; 를 포함하여 제조되는 점에 그 기술적인 특징이 있다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지는 비닐아세테이트수지, 아크릴수지, 수용성 우레탄수지, 폴리아마이드수지, 초산비닐수지 중 어느 하나가 선택 사용됨이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 열경화성수지는 멜라민수지, 에테르수지, 요소수지, 유용성 우레탄수지, 유용성 페놀수지, 에폭시수지 중 2종이 선택 사용됨이 바람직하고, 가장 바람직하기로는 멜라민수지, 에테르수지를 사용함이 바람직하고, 이들의 배합비율은 8:2로 함이 가장 바람직하다.

삭제

본 발명의 제조방법에 따르면, 3차 난연 코팅액의 제조 후 색소를 첨가하는 색소투입단계를 더 포함하여 난연 코팅액이 다양한 색상으로 제조되도록 함이 바람직하다.

본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 난연 코팅액은 상기한 제조방법 중 어느 하나의 방법에 의해 제조되어 짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지 및 열경화성수지를 이용하여 각각 난연 코팅을 제조한 후 이들을 혼합하고, 이에 난연효과를 증대시키는 수산화알루미늄을 첨가 혼합하는 과정을 통해 난연 코팅액을 제조하고, 이렇게 제조된 난연 코팅액을 발포 폴리스티렌 입자의 외주면에 적정 두께로 코팅 처리함으로써 불연에 가까운 정도의 난연 증대 효과를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 난연 코팅액의 제조 과정을 보인 공정도이다.
도 2는 본 발명의 제조 공정을 통해 제조된 난연 코팅액의 실물 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 난연 코팅액이 코팅되기 전의 발포 폴리스티렌 입자의 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 난연 코팅액이 코팅되고 난 후의 발포 폴리스티렌 입자의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 난연 코팅액이 코팅 처리된 발포 스티렌 입자를 이용하여 성형된 성형물의 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 난연 코팅액이 코팅 처리된 발포 폴리스티렌 입자를 이용하여 성형된 성형물의 연소 상태를 보인 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액을 제조하는 과정을 설명하면, 제조 과정은 크게 1,2,3차 공정을 통해 진행된다.

(1) 1차 난연 코팅액 제조과정

주재료로서, 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지가 이용되며, 이에 대하여 주용제로서 알콜을 투입 희석시킨다. 여기서 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성 수지는 접착제, 즉 바인더 기능을 수행하게 되는 것으로서, 열에 약한 성질을 가진다. 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지와 주용제로서 투입되는 알콜의 배합량은 전체 난연 코팅액의 중량을 1톤(ton)을 기준으로 할 때 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지는 220~260㎏, 알콜은 150~220㎏이 적합하며, 이들을 배합탱크에 투입한 다음 약 15~20분간 서서히 혼합 교반(분당 약 1000~1200rpm)하여 준다. 이러한 배합 과정을 거쳐 제조되는 1차 난연 코팅액은 시험결과 외관은 투명 점조액을 가지며, 점도(Cps/25℃)는 약 4,000~5,000정도 이고, 고형분은 43~44를 나타내었다.

상기 1차 난연 코팅액의 제조 과정에서 있어서, 주재료인 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지는 다양한 수지가 사용되어 질 수 있으나, 비닐아세테이트수지, 아크릴수지, 수용성 우레탄수지, 폴리아마이드수지, 초산비닐수지 중 어느 하나가 선택 사용됨이 가장 바람직하다.

(2) 2차 난연 코팅액 제조과정

주재료로서, 열경화성수지가 이용되며, 이에 연소시 벌집구조가 형성되도록 하기 위한 첨가제가 투입 혼합된다. 여기서 열경화성수지는 연소를 어렵게 하는 기능을 하는 것으로서, 열에 강한 성질을 가지고 있다. 열경화성수지와 벌집구조(honeycombed)를 형성하기 위하여 투입되는 첨가제의 배합량은 전체 난연 코팅액의 중량을 1톤(ton)을 기준으로 할 때 열경화성수지는 180~250㎏, 첨가제는 10-25㎏이 적합하며, 이들 역시 배합탱크에 투입한 다음 약 25~30분간 서서히 혼합 교반(분당 약 1000~1200rpm)하여 준다. 이러한 배합 과정을 통해 2차 난연 코팅액이 제조되는 것이다.

여기서 열경화성수지는 멜라민수지, 에테르수지, 요소수지, 유용성 우레탄수지, 유용성 페놀수지, 에폭시수지 중 2종이 선택 사용됨이 바람직하다. 가장 바람직하기로는 열경화성수지로서, 멜라민수지, 에테르수지가 이용됨이 가장 바람직하고, 이들의 배합비율은 8:2의 비율로 배합됨이 가장 바람직하다.

열경화성수지로서, 상기 수지들 중 2종을 선택 사용함으로써 첨가제와 홉합되는 과정에서 열경화성수지의 물성을 변화를 통해 끈적거림을 감소시켜 연소시 발화가 현저하게 더디게 진행되는 결과를 제공할 수 있다.

또한, 연소시 벌집구조 형태가 형성되도록 하여 쉽게 타지 않도록 하기 위하여, 즉 고도의 난연성을 부여하기 위하여 첨가되는 첨가제로서는 인(P)을 포함하여 다양한 재료가 투입될 수 있으나, 인산(H₃PO₄)이 이용됨이 가장 바람직하고, 분말입자의 크기는 3~4㎛인 것을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 인산은 열경화성수지와 배합시 열경화성수지를 신속하게 건조시키는 기능도 하게 된다.

한편, 2차 난연 코팅액의 제조시 열경화성수지로서, 멜라민수지 및 에테르수지를 서로 혼합 교반하여 얻어진 시험결과 외관은 투명 점조액을 가지며, 점도(Cps/25℃)는 약 900정도 이고, 고형분(%)은 약 75를 나타내었다.

(3) 3차 난연 코팅액 제조과정

3차 난연 코팅액 제조는, 먼저 1차 및 2차 제조 과정에서 제조된 1차 및 2차 난연 코팅액을 배합탱크에 투입한 후 1차적으로 교반하여 준다. 교반 조건은 25~30분간 서서히 교반하여 준다. 그런 다음 난연 효과를 더욱 증대시키기 위하여 분말상의 수산화알루미늄을 투입하여 2차로 교반하여 준다. 여기서 1차 및 2차 난연 코팅액에 투입되는 분말 상의 수산화알루미늄은 전체 난연 코팅액의 중량 1톤(ton)을기준으로 할 때 320~360㎏을 첨가함이 바람직하고, 30~40분간 서서히 교반(분당 약 1000~1500rpm)하여 주는 과정을 거친다.

3차 제조 과정에서 난연성을 향상시키기 위하여 투입되는 수산화알루미늄(Al(OH)₃)은 무기계 난연제 중에서도 특히 수산화알루미늄은 구조 수가 풍부하여 난연 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 내 산성이나 내 알칼리성에도 뛰어나며 코스트 면에서도 유리하여 난연성 코팅액의 제조에 최적이다. 본 발명에 따르면, 분말상의 수산화알루미늄은 입자의 크기가 5~8㎛인 것을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 여기서 난연성을 향상시키기 위하여 투입되는 수산화알루미늄은, 그 분말입자의 크기가 5㎛ 이하인 경우에는 수지와 혼합되었을 때 응집에 의한 분산성이 저하될 수 있으며, 반면에 8㎛ 이상인 경우에는 물성뿐 아니라 전반적인 품질이 저하되는 문제를 야기할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 3차 난연 코팅액의 제조 후 미량의 색소를 더 첨가 하여 혼합 색소투입단계를 포함하여 제조하는 것이 가능하고, 이러한 과정을 통해 난연 코팅액의 색상을 용도에 맞추어 다양하게 제조할 수 있게 된다.

상기와 같은 제조 과정을 거침으로 인해 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액(100)이 제조되는 것이다. 여기서 도 2에 도시된 난연 코팅액은 착색제가 첨가된 상태의 코팅액이다.

이러한 제조 과정을 통해 제조되는 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액을 이용하여 도 3의 발포 폴리스티렌 입자에 대하여 코팅하면 도 4와 같이 되는 것이며, 도 4에 확대 도시된 바와 같이 발포 폴리스티렌 입자(200)의 외주면으로는 본 발명에 따라 제조된 난연 코팅액으로 코팅 처리된 난연 코팅막(300)이 형성되어 있다. 여기서 코팅막의 두께는 본 발명에서 설명할 필요는 없을 것이나, 50~100㎛를 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 본 발명의 난연 코팅액이 외주면에 코팅 처리된 발포 폴리스티렌 입자를 금형에 충진하여 소정의 성형물(400)로 성형한 다음(도 5 참조) 연소 실험을 해본 결과 도 6과 같이 각 발포 폴리스티렌 입자(100)의 표면에 형성된 난연 코팅액의 코팅 처리에 의해 형성되는 난연 코팅막(300)이 벌집 구조 형태를 띠면서 연소되는 것을 확인할 수 있었고, 이러한 벌집 구조 형태를 띠는 난연 코팅막에 의해 연소가 저지되어 그 내부의 발포 폴리스티렌 입자 만이 연소되는 결과로 인해 불연에 가까운 정도의 난연 효과를 얻을 수 있었다. 즉, 발포 폴리스티렌입자에 불이 붙는다 하더라도 각 입자의 표면으로 난연 코팅막(300)이 형성되어 있기 때문에 연소가 현저하게 느리거나 저지되는 결과뿐 아니라 확산이 방지됨에 따라 화재에 따른 피해를 최소화할 수 있는 것이다.

다음으로 본 발명에 따른 최적의 난연 코팅액을 얻기 위하여 실시된 제조 예들에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

A: 1차 난연 코팅액의 제조 실시 예

(A1) 제조 실시 예 1

알콜 용매와 잘 혼합되는 열경화성수지로서, 220㎏의 비닐아세테이트수지를 주재료로서 준비하고, 이에 주용제로서 150㎏의 알콜을 준비하여 배합탱크에 투입한 다음 15분간 서서히 교반하는 과정을 거쳐 제조하였다.

(A2) 제조 실시 예 2

알콜 용매와 잘 혼합되는 열경화성수지로서, 240㎏의 비닐아세테이트수지를 주재료로서 준비하고, 이에 주용제로서 200㎏의 알콜을 준비하여 배합탱크에 투입한 다음 20분간 서서히 교반하는 과정을 거쳐 제조하였다.

(A3) 제조 실시 예 3

알콜 용매와 잘 혼합되는 열경화성수지로서, 260㎏의 비닐아세테이트수지를 주재료로서 준비하고, 이에 주용제로서 220㎏의 알콜을 준비하여 배합탱크에 투입한 다음 25분간 서서히 교반하는 과정을 거쳐 제조하였다.

(A4) 제조 실시 예 4

알콜 용매와 잘 혼합되는 열경화성수지로서, 아크릴수지, 수용성 우레탄수지, 폴리아마이드수지, 초산비닐수지 중 어느 하나를 선택하고, 각 함량을 250㎏ 씩 준비하고, 이에 대하여 알콜 200㎏을 준비하여 배합탱크에 투입한 다음 25분간 서서히 교반 하는 과정을 거쳐 제조하였다.

상기의 각 제조 예의 결과를 토대로 물성, 점도, 접착성, 고형분 등을 자체 테스트해 본 결과 (A2)제조 실시 예의 방법에서 얻어진 코팅액이 최적의 결과를 도출하였다.

B: 2차 난연 코팅액의 제조 실시 예

(B1) 제조 실시 예 1

열경화성수지로서, 멜라민수지와 에테르수지를 선택하고, 각 수지의 배합비율을 8;2로 조정한 다음 이를 배합탱크에 투입한 다음 이에 벌집구조 형성을 위한 인산을 투입하고 약 25분간 서서히 교반하였다. 이때 멜라민수지는 에테르수지와의 배합 비율에 따라 100㎏으로 하고, 에테르수지는 80㎏으로 하였으며, 인산은 20㎏을 투입 제조하였다.

(B2) 제조 실시 예 2

열경화성수지로서, 멜라민수지와 에테르수지는 그대로 하고, 각 수지의 배합비율 또한 5;5로 조정한 다음 이를 배합탱크에 투입한 다음 이에 벌집구조 형성을 위한 인산을 투입하고 약 30분간 서서히 교반하였다. 이때 멜라민수지는 에테르수지와의 배합 비율에 따라 90㎏으로 하고, 에테르수지는 90㎏으로 하였으며, 인산은 25㎏을 투입 제조하였다.

(B3) 제조 실시 예 3

그외 열경화성수지로서, 요소수지, 유용성 우레탄수지, 유용성 페놀수지, 에폭시수지 중 2종을 선택하고, 각 함량을 100㎏ 씩 준비한 다음 이에 대하여 인산20㎏을 준비하여 배합탱크에 투입한 다음 30분간 서서히 교반 하는 과정을 거쳐 제조하였다.

상기의 각 제조 예의 결과를 토대로 2차 코팅액에서 갖추어야 할 물성, 점도, 고형분 등을 자체 테스트해 본 결과 (B1)제조 실시 예의 방법에서 얻어진 2차 코팅액이 최적의 결과를 도출하였다.

C: 3차 난연 코팅액의 제조 실시 예

( C1 ) 제조 실시 예 1

1차 및 2차 난연 코팅액의 제조 실시 예에 있어서, 최적의 방법으로 나타난 (A2)제조 실시 예 및 (B1)제조 실시 예의 방법에 의해 얻어진 각각의 난연 코팅액을 하나의 배합탱크에 투입한 후 이에 난연 효과를 증대시키기 위한 수산화알루미늄 360㎏을 투입한 후 서서히 교반하였다.

( C2 ) 제조 실시 예 2

1차 및 2차 난연 코팅액은 (C1)과 같이하고, 이들을 배합탱크에 먼저 투입한 다음 약 25분간 서서히 교반하는 1차 과정을 거친 다음 이에 난연 효과를 증대시키기 위한 수산화알루미늄 360㎏을 투입한 후 약 35분간 서서히 교반하여 주는 2차 과정을 거쳤다.

( C3 ) 제조 실시 예 3

(C2) 제조 실시 예 2와 같은 조건으로 하되 난연 효과를 증대시키기 위한 수산화알루미늄 200㎏을 투입한 후 약 30분간 서서히 교반하여 주는 과정을 거쳤다.

이상의 제조 실시 예 결과, (C2)제조 실시 예 2에서 얻어진 난연 코팅액이 본 발명의 목적을 달성하는데 가장 적합하였으며, (C1)제조 실시 예의 경우에는 1차 및 2차 난연 코팅액을 별도로 교반하는 과정을 거치지 아니함으로 인해 이들의 결합이 불 용이하게 이루어진 상태에서 수산화알루미늄과 바로 배합함에 따른 문제가 있었으며, (C3) 제조 실시 예 3의 경우에는 수산화 알루미늄의 투입량이 적어 연소 실험 테스트 결과에서 난연효과가 미약한 결과를 나타내었다.

(연소 실험 예)

(C2)제조 실시 예 2에서 얻어진 난연 코팅액(도 2 참조)을 이용하여 발포 폴리스티렌 입자에 코팅 처리한 다음 도 5와 같은 형태의 성형물로 제작한 후, 연소 실험을 해본 결과, 각 입자의 외주면으로 코팅 처리된 난연 코팅막(200)이 벌집 구조 형태를 이루면서 일부 연소되기는 하였으나, 더 이상 확산되지 못하고, 즉시 소멸되는 결과를 얻을 수 있었다.

이상의 연소 실험결과에서 알 수 있듯, 본 발명에 따른 난연 코팅액을 이용하여 발포 폴리스티렌입자에 코팅하고, 이를 이용하여 스티로폼으로 제작 사용하는 경우, 인산 성분에 의해 얻어지는 벌질구조 형태 및 수산화알루미늄의 난연 효과를 통해 연소의 지연 내지는 확산이 현저하게 방지됨을 알 수 있기 때문에 불연에 가까운 정도의 난연 효과를 제공하는 것이 가능하게 되는 것임을 알 수 있다.

100: 난연 코팅액 200: 발포 폴리스티렌 입자
300: 난연 코팅막 400: 성형물

Claims

전체 중량 1톤(ton)을 기준으로, 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지 220~260㎏에 알콜 150~220㎏을 투입 혼합 교반하여 1차 난연 코팅액을 제조하는 단계와;
열경화성수지 180~250㎏에 첨가제로서 인산(H₃PO₄) 10~25㎏을 첨가 혼합 교반하여 2차 난연 코팅액을 제조하는 단계와;
상기 1차로 제조된 난연 코팅액에 대하여 2차로 제조된 난연 코팅액을 1차로 혼합 교반 한 후 분말 상의 수산화알루미늄 320~360㎏을 첨가하여 2차로 혼합 교반하는 과정을 통해 3차 난연 코팅액을 제조하는 단계; 를 포함하여 제조됨을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 알콜 용매와 잘 혼합되는 열가소성수지는, 비닐아세테이트수지, 아크릴수지, 수용성 우레탄수지, 폴리아마이드수지, 초산비닐수지 중 어느 하나가 선택 사용됨을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 열경화성수지는 멜라민수지, 에테르수지, 요소수지, 유용성 우레탄수지, 유용성 페놀수지, 에폭시수지 중 2종이 선택 사용됨을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 열경화성수지는 멜라민수지, 에테르수지가 사용되고, 이들의 배합비율은 8:2로 구성됨을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 3차 난연 코팅액의 제조 후 색소를 첨가하기 위한 색소 투입단계를 더 포함함을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액 제조방법.
제1항 내지 제4항, 제6항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 입자용 난연 코팅액.