KR101459380B1 - Eps용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 eps 난연 보드 - Google Patents

Eps용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 eps 난연 보드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바인더, 팽창흑연 및 무기 난연제를 포함하는 난연 바인더 조성물 이용하여 난연 특성이 향상되고, 작업성이 향상된 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드에 관한 것이다.

Description

EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드{BINDER COMPOSITION OF FLAME RETARDANT FOR EXPANDED POLYSTYRENE AND EPS BOARD USING THEREOF}
본 발명은 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바인더, 팽창흑연 및 무기 난연제를 포함하는 난연 바인더 조성물 이용하여 난연 특성이 향상되고, 작업성이 향상된 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드에 관한 것이다.
건축물 등 다양한 산업에서는 다양한 재료들을 사용하여 외적 미려함, 단열 등을 도모하고 있고, 현재는 EPS(발포 폴리스티렌, expanded polystyrene) 보드가 광범위하게 사용되고 있는 실정이다. 화재로부터 생명과 재산을 보호하기 위하여 최근에 요구되는 난연 수준이 모든 산업분야에서 더욱 엄격해졌고, 높은 난연성이 요구되고 있다. 특히 브롬 또는 염소를 함유하는 할로겐계 난연제는 연소 시 사람에게 유해한 다이옥신이 발생할 수 있다는 가능성이 지적되고 있어 다이옥신을 저감하는 난연제의 필요성이 한층 강화되고 있다.
건축현장에서 건축물의 단열을 위해 사용되는 성형된 EPS은 보드형태로 가공된 것을 널리 사용되고 있다. 이러한 EPS는 가격이 저렴하고 가공성과 단열 시공 시 취급이 우수하다는 장점이 있지만 불에 매우 취약하며, 압출보드(압출법 폴리스티렌 XPS)에 비하여 단열성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있다.
EPS 보드에 난연성을 부여하기 위하여 종래에는 액상의 무기 난연제를 발포 폴리스티렌 입자에 코팅시키는 방법을 주로 사용하였다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0121147호(특허문헌 1)에는 난연성 발포 폴리스티렌을 제조에 사용할 수 있는, 무기 난연제, 실리케이트 난연제 및 기타 다양한 무기물을 복합시킨 난연액 조성물의 제조방법을 개시하고 있으나, 주로 액상실리케이트 화합물을 사용함으로써 난연효과는 극대화될 수 있지만, 무기물의 비율이 너무 높아 코팅소재로서 이용할 경우 코팅되는 것보다 손실되는 무기물이 많아진다는 문제가 있었다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0602205호(특허문헌 2)에는 폴리스티렌 발포입자에 팽창흑연, 열경화성 액상 페놀 수지 및 경화 촉매의 혼합물을 코팅 가교하여 EPS 비드의 난연성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 인체에 해로운 페놀과 발암물질인 포름알데히드의 축합에 의해 얻어지는 페놀수지를 사용함으로써, 발연시 유해가스가 방출되는 문제가 있었다.
따라서, 유해하지 않으면서 난연 특성을 극대화할 수 있는 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 보드의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0121147호 대한민국 등록특허 제10-0602205호
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 우수한 난연특성 및 작업성을 가지는 EPS용 난연 바인더 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체를 포함하는 바인더와 팽창흑연 및 무기 난연제를 포함함으로써, 난연 특성 및 작업성을 현저히 향상시킬 수 있는 EPS용 난연 바인더 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 EPS용 난연 바인더 조성물을 포함하여 제조되는 EPS 난연 보드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체를 포함하는 바인더; 팽창흑연; 및 산화철, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화규소 또는 규산나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 무기난연제;를 포함하는 EPS용 난연 바인더 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 바인더는 비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트 및 비닐부티레이트 중에서 1종 이상 선택되는 비닐계 단량체 40 내지 70중량%, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 디아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트 중에서 1종 이상 선택되는 아크릴계 단량체 5 내지 10중량%; 및 양자성 용매 20 내지 50중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 EPS용 난연 바인더 조성물은 카복시(C1-C5)알킬 키토산을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 양자성 용매는 물 및 (C1-C7)저급 알콜을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 바인더는 비닐아세테이트, 아크릴산 및 히드록시에틸메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 발포 폴리스티렌 입자; 및 상술한 EPS용 난연 바인더 조성물을 포함하는 EPS 난연 보드에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 EPS 난연 보드는 KS F 2271 규격에 따른 난연도가 난연 3급 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드는 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체를 최적의 함량으로 포함하는 바인더를 사용함으로써, 조성물의 건조성이 향상되어 작업시간을 단축시키는 등의 작업성이 향상될 뿐만 아니라, 팽창 흑연과 무기 난연제의 적절한 비율을 통해 난연 특성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 난연 바인더 조성물 내에 카복시(C1-C5)알킬 키토산을 더 포함함으로써, 바인더와 팽창흑연과 무기 난연제의 결합력을 향상시켜 보다 향상된 난연등급 3등급 이상을 달성할 수 있다.
이하 본 발명의 EPS용 난연 바인더 조성물 및 이를 포함하는 EPS 난연 보드에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 우수한 난연성을 가지면서도 바인더의 건조 속도가 빨라 작업성이 우수한 EPS용 난연 바인더 조성물을 개발하기 위하여 연구한 결과, 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체를 포함하는 바인더, 팽창흑연 및 무기 난연제를 포함함으로써, 바인더의 조성에 따라 건조속도를 조절하고, 바인더와 난연제의 결합력을 향상시켜 난연성을 현저히 향상시킬 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
이하, 각 구성성분에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 EPS용 난연바인더 조성물은 바인더, 팽창흑연 및 무기난연제를 포함할 수 있다.
상기 바인더는 발포 폴리스티렌과 팽창흑연 및 무기난연제의 결합력을 향상시켜 난연 특성을 향상시키는 것으로 당해 기술 분야에 자명하게 공지된 바인더 고분자 수지이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 비닐계 단량체 단독 중합체, 아크릴계 단량체 단독 중합체 및 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체 중에서 선택될 수 있다. 보다 바람직하게 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체인 것이 바인더의 경화성 및 건조성을 향상시키기 위하여 효과적이다.
본 발명의 상기 비닐계 단량체는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 비닐기를 함유하는 화합물이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트 및 비닐부티레이트 중에서 1종 이상 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 비닐아세테이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 비닐계 단량체는 바인더의 총 중량에 대하여 40 내지 70중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 45 내지 60중량% 포함하는 것이 효과적이다. 비닐계 단량체의 함량이 40중량% 미만일 경우에는 건조성이 감소하여 작업시간이 길어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 70중량% 초과일 경우에는 바인더로 제조했을 때 발포 폴리스티렌과 난연제의 결합력을 감소시킬 우려가 있으므로, 상술한 범위로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 아크릴계 단량체는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 비닐기를 함유하는 화합물이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 디아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트 중에서 1종 이상 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 아크릴산 및 히드록시에틸메타크릴레이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 단량체는 바인더의 총 중량에 대하여 5 내지 10중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 8중량% 포함하는 것이 효과적이다. 아크릴계 단량체의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 바인더로 제조했을 때 발포 폴리스티렌과 난연제의 결합력을 감소시킬 우려가 있고, 10중량% 초과일 경우에는 건조성이 감소하여 작업시간이 길어지는 문제가 발생할 우려가 있으므로, 상술한 범위로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 화학적으로 안정하고 균일한 바인더 제조를 위하여 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체를 용해할 수 있는 용매이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 물 및 (C1-C7)저급 알콜을 포함하는 양자성 용매일 수 있다. 물을 용매로 사용함으로써 수성 바인더로 사용할 수도 있고, 메탄올 또는 에탄올 등의 저급 알콜을 용매로 사용함으로써 유성 바인더로 사용할 수 있으므로 용도 및 환경에 따라 자유롭게 적용할 수 있는 장점이 있다.
상기 양자성 용매는 바인더의 총 중량에 대하여 20 내지 50중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 내지 50중량% 포함하는 것이 효과적이다. 양자성 용매의 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 바인더의 점도가 너무 높아져 작업성이 어려운 문제가 발생할 수 있으며, 50중량% 초과일 경우에는 건조성이 감소하여 작업시간이 길어지며, 발포 폴리스티렌과 난연제의 결합력이 감소하는 문제가 발생할 우려가 있으므로, 상술한 범위로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 바인더는 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체를 중합시키기 위하여 촉매를 더 포함할 수 있다. 촉매는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 유기 과산화물이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 디쿠밀퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 벤조일퍼옥사이드, p-클로로벤조일퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, 디아세틸퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등을 들 수 있다.
특히, 중합안정성 향상을 위하여 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 및 t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등이 바람직하며, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥산, 및 t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트가 가장 바람직하다.
상기 촉매는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체 및 양자성 용매 총량 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1중량부 포함할 수 있다. 촉매를 상기 함량 범위로 포함할 경우, 바인더의 유동성 및 작업성이 우수하고, 발포 폴리스티렌과 난연제의 결합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 EPS용 난연 바인더 조성물에서 상술한 바인더의 함량은 50 내지 70중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 55 내지 65중량%인 것이 효과적이다. 바인더의 함량이 50중량% 미만인 경우에는 발포 폴리스티렌과 난연제의 결합력이 저하되어 작업성이 감소할 우려가 있으며, 70중량% 초과일 경우에는 상대적으로 난연제의 함량이 감소하여 난연특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 팽창흑연은 열에 의해 함유하고 있는 물과 산화 화합물이 가스를 발생하여, 그 결과 비늘 조각 모양의 흑연이 팽창하여 열적으로나 화학적으로나 안정된 층(Char)를 형성한다. 따라서, 열의 이동을 방해하고 발연성을 낮게 억제할 수 있으며, 무기 난연제와의 조합으로 인하여 더욱 현저한 난연효과를 나타낼 수 있다. 상기 팽창흑연은 밀도가 0.5 내지 2.5g/㎤이며, 평균 입경은 1 내지 100㎛이고, 팽창율은 50 내지 200배의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 EPS용 난연 바인더 조성물에서 상술한 팽창흑연의 함량은 1 내지 20중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 5 내지 15중량%인 것이 효과적이다. 상기 범위를 벗어날 경우에는 무기난연제와의 조합에 따른 난연 특성 향상 효과가 저하되어 완전 연소까지 시간이 지연되거나 충분한 난연 특성이 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 범위로 포함하는 것이 효과적이다.
본 발명의 일실시예에 따른 무기난연제는 팽창흑연과 함께 난연특성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 연소시 물을 잃고 산화물로 변화되어 저발연 특성을 구현하거나, 이산화탄소를 발생시켜 연소를 도울 수 있다. 또한, 상기 무기난연제는 할로겐이 없이 난연 특성을 부여함으로써 친환경적인 장점이 있다.
상기 무기난연제는 금속 또는 비금속의 수산화물 및 탄산화물인 것이 바람직하고, 보다 구체적으로 산화철, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화규소 또는 규산나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것이 효과적이다.
상기 이산화규소로는 실리카, 실리카겔 및 실리카졸 등이 사용될 수 있으며, 규산나트륨(sodium silicate)으로는 메타규산나트늄(Na₂SiO₃), 그 수산화물인 오르토규산나트늄(Na₄SiO₄), 이규산나트늄(Na₂Si₂O5)를 사용할 수 있다. 일반적으로 메타규산나트늄을 사용할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 메타규산나트늄은 물에 잘 녹으며 수용액은 가수분해하여 알칼리성이 된다. 즉, 2Na₂SiO₃+ H₂O = Na₂Si₂O5 + 2NaOH 반응으로 규산나트늄의 수용액이 된다.
이러한 규산나트륨 수용액은 열에 의해 발포되어 단열 내화층을 형성하는 무기질의 수용액으로서 화재 발생시 건물의 연소 및 화재의 빠른 진행을 방지하는 기능을 수행한다. 또한 코팅액으로 사용되는 규산소다로 인해 발포 폴리스티렌의 변형되는 것을 방지하고 습기에 대해 내구성을 가질 수 있어 효과적이다.
본 발명의 EPS용 난연 바인더 조성물에서 상술한 무기난연제의 함량은 10 내지 30중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 20 내지 30중량%인 것이 효과적이다. 상기 범위를 벗어날 경우에는 팽창흑연과의 조합에 따른 난연 특성 향상 효과가 저하되어 완전 연소까지 시간이 지연되거나 충분한 난연 특성이 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 범위로 포함하는 것이 효과적이다.
본 발명의 일실시예에 따른 EPS용 난연 바인더 조성물은 카복시(C1-C5)알킬 키토산을 더 포함할 수 있다. 상기 카복시(C1-C5)알킬 키토산은 바인더와의 조합에 의하여 팽창흑연 및 무기 난연제와 바인더와의 결합력을 향상시켜 보다 향상된 난연등급 3등급 이상을 달성할 수 있도록 도와준다.
상기 카복시(C1-C5)알킬 키토산은 카복시메틸 키토산 또는 카복시에틸 키토산인 것이 바람직하다. 상기 카복시(C1-C5)알킬 키토산의 함량은 EPS용 난연 바인더 조성물 100중량부에 있어서 0.1 내지 10중량부 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량부 포함하는 것이 효과적이다. 0.1중량부 미만일 경우에는 팽창흑연 및 무기 난연제와 바인더와의 결합력 향상 효과를 미미하게 할 수 있으며 10중량부 초과일 경우에는 EPS용 난연 바인더 조성물의 안정성이 저하되어 작업성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
이하에서는 상술한 EPS용 난연 바인더 조성물을 포함하는 EPS 난연보드 및 이의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.
발포 폴리스티렌 입자에 EPS용 난연 바인더 조성물을 코팅하여 난연 EPS 입자를 제조할 수 있다.
상기 코팅방법은 당해분야에 자명하게 공지된 코팅방법이면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 먼저 폴리스티렌 입자를 가압식 배치 발포기로 30 내지 120배 예비 발포하여 발포 폴리스티렌(EPS) 입자와 EPS용 난연 바인더 조성물을 1 : 5 내지 5 : 1 중량비로 교반기에 투입하여 50 내지 500rpm의 회전속도로 교반하여 코팅할 수 있다.
EPS용 난연 바인더 조성물이 코팅된 발포 폴리스티렌 입자를 공지된 EPS 보드 제조방법에 의하여 판넬 형상의 성형체를 만들 수 있다.
본 발명의 일실시예 따른 발포 폴리스티렌 입자는 난연 바인더 조성물이 코팅되어 표면이 균일하고 단단하게 형성됨으로서, EPS 난연 보드로 제조했을 때, 난연 보드의 연소시 발포 폴리스티렌 입자 표면에 다공성 차(Char : 탄화코어)에 의한 방화층이 형성되어 난연성을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 EPS 난연 보드는 KS F 2271 규격에 따른 단위면적당 발연계수(Ca)가 100 내지 140으로써, 난연도가 난연 3급 이상으로 높게 유지될 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
물성측정
1. 난연특성
KS F 2271 규격에 의거하여 가열 시험 결과, 하기 식 1에 따른 단위면적당 발연계수(Ca)를 측정하였다.
[식 1]
Figure 112014016880709-pat00001
(상기 식 1에서, l0은 가열시험 개시시 빛의 세기(lx)이고, l은 가열 시험 중 빛 세기의 최저값(lx)를 나타낸다.)
2. 건조속도
본 발명에 따른 난연보드를 제조하여 상온, 상대습도 60% 이하에서 자연건조 시켜 48시간 후에 흐름성이 관측될 경우 "X"로 표시하고, 완전 건조되어 흐름성이 관측되지 않을 경우 "○"로 표시하였다.
[제조예 1]
바인더(1)의 제조
비닐아세테이트 단량체 60g, 아크릴산 4g, 히드록시에틸메타크릴레이트 단량체 2g 및 촉매(Benzoyl peroxide) 0.5g 및 메탄올 34g을 반응시켜 바인더를 제조하였다.
[제조예 2]
바인더(2)의 제조
비닐아세테이트 단량체 66g 및 촉매(Benzoyl peroxide) 0.5g 및 메탄올 34g을 반응시켜 바인더를 제조하였다.
[실시예 1]
교반기가 부착된 배합기에 수산화알루미늄 16g, 팽창흑연(밀도:1.5g/㎤, 평균입경 : 5㎛, 팽창율 100배) 9g, 수산화 마그네슘 7g, 탄산칼슘 6g 및 제조예 1의 바인더(1) 62g을 투입한 다음 150rpm으로 20분간 혼합하여 EPS용 난연 바인더 조성물을 제조한다.
상기 EPS용 난연 바인더 조성물과 1 : 1 중량비로 발포 폴리스티렌 입자(제품명, 제조사를 기재해 주세요.)를 투입하고 200rpm으로 30분간 교반하여 난연 바인더 조성물이 코팅된 발포 폴리스티렌 입자를 제조한다.
상기 난연 바인더가 코팅된 발포스티렌 입자를 패널형상의 성형체로 제조하고 KS F 2271 규격에 따라 난연특성을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 교반기가 부착된 배합기에 수산화알루미늄 16g, 팽창흑연(밀도:1.5g/㎤, 평균입경 : 5㎛, 팽창율 100배) 9g, 수산화 마그네슘 7g, 탄산칼슘 6g, 카복시메틸 키토산 2g 및 제조예 1의 바인더(1) 60g을 투입한 다음 150rpm으로 20분간 혼합하여 제조한 EPS용 난연 바인더 조성물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하여 난연 바인더가 코팅된 발포스티렌 입자를 패널형상의 성형체로 제조하였다. KS F 2271 규격에 따라 성형체의 난연특성을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
교반기가 부착된 배합기에 수산화알루미늄 16g, 팽창흑연(밀도:1.5g/㎤, 평균입경 : 5㎛, 팽창율 100배) 9g, 수산화 마그네슘 7g, 탄산칼슘 6g 및 제조예 2의 바인더(2) 62g을 투입한 다음 150rpm으로 20분간 혼합하여 EPS용 난연 바인더 조성물을 제조한다.
상기 EPS용 난연 바인더 조성물과 1 : 1 중량비로 발포 폴리스티렌 입자를 투입하고 200rpm으로 30분간 교반하여 난연 바인더 조성물이 코팅된 발포 폴리스티렌 입자를 제조한다.
상기 난연 바인더가 코팅된 발포스티렌 입자를 패널형상의 성형체로 제조하고 KS F 2271 규격에 따라 난연특성을 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112014016880709-pat00002
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1로부터, 비닐계 단량체와 아크릴계 단량체가 최적의 함량으로 포함하는 바인더와 팽창흑연과 무기난연제의 조합에 의하여, 난연성이 우수하며, 건조속도 빨라 작업성이 현저히 향상되는 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 2에 나타난 바와 같이, 난연 바인더 조성물 내에 카복시알킬 키토산을 더 포함함으로써, 난연성 및 건조속도가 더욱 향상됨에 따라, 카복시 알킬 키토산이 발포 폴리스티렌과 난연 바인더 조성물의 결합을 우수하게 하는 것으로 예측할 수 있다.
반면, 비교예 1에서와 같이, 종래의 비닐계 단량체 단독으로 바인더를 사용함에 따라, 난연성 및 건조속도가 다소 감소하는 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (7)

  1. 비닐계 단량체 및 아크릴계 단량체의 중합체를 포함하는 바인더;
    팽창흑연;
    산화철, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 이산화규소 및 규산나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 무기난연제; 및
    카복시(C1-C5)알킬 키토산;을 포함하는 EPS용 난연 바인더 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더는 비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트 및 비닐부티레이트 중에서 1종 이상 선택되는 비닐계 단량체 40 내지 70중량%;
    아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 디아크릴레이트 중에서 1종 이상 선택되는 아크릴계 단량체 5 내지 10중량%; 및
    양자성 용매 20 내지 50중량%를 포함하는 EPS용 난연 바인더 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 양자성 용매는 물 및 (C1-C7)저급 알콜을 포함하는 EPS용 난연 바인더 조성물.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 바인더는 비닐아세테이트, 아크릴산 및 히드록시에틸메타크릴레이트를 포함하는 EPS용 난연 바인더 조성물.
  6. 발포 폴리스티렌 입자; 및
    제 1항, 제 2항, 제 4항 및 제 5항 중에서 선택되는 어느 한 항의 EPS용 난연 바인더 조성물;을 포함하는 EPS 난연 보드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 EPS 난연 보드는 KS F 2271 규격에 따른 단위면적당 발연계수(Ca)가 100 내지 140인 EPS 난연 보드.
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