KR101528739B1 - Binder for fire retardant expanded polystyrene and method for producing fire retardant expanded polystyrene molded articles using the same - Google Patents

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Abstract

A binder for flame-retardant expanded polystyrene and a method for producing flame-retardant expanded polystyrene molded articles using the same are provided to improve flame retardancy, moldability, and productivity. The binder comprises: 10 to 50 wt% of one or more compounds selected from compounds including at least one of alcohol, an ester group, and an amino group; 0.01 to 0.5 wt% of a silane coupling agent; 0.1 to 5 wt% of polyhydric alcohol; and 45 to 89 wt% of solvent.

Description

난연성 발포 폴리스티렌용 바인더 및 이를 이용한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법{Binder for fire retardant expanded polystyrene and method for producing fire retardant expanded polystyrene molded articles using the same}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a binder for a flame-retardant expanded polystyrene and a method for producing a flame retardant expanded polystyrene molded article using the same,

본 발명은 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더 및 이를 이용한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발포 폴리스티렌 입자에 코팅되어 난연성의 기능성 스킨을 형성시킬 수 있는 바인더 및 이를 이용하여 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a binder for a flame-retardant foamed polystyrene and a method for producing a flame-retarded foamed polystyrene molding using the binder. More specifically, the present invention relates to a binder capable of forming a flame-retardant functional skin coated on expanded polystyrene particles, To a process for producing the same.

최근 샌드위치 패널 등에 사용되고 있는 발포 폴리스티렌의 난연성을 강화하기 위하여 여러 가지 방법이 제시되어 있으나, 기존에는 바인더로서 비닐 아세테이트(vinyl acetate), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate), 아크릴레이트 모노머(acrylate monomer) 등과 같이, 폴리스티렌보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 수지를 사용하므로, 기존 바인더로는 난연성을 향상시킬 수 없다. 또한, 기존 바인더는 난연성 무기물로 알려진 수산화알루미늄, 팽창흑연, 할로겐 원소들을 접착시키는 필요에 의해 사용되므로, 폴리스티렌에 코팅되었을 때, 코팅제 내에 다량의 무기 첨가제가 첨가되어 성형성이 떨어지는 문제점이 있다.Recently, various methods have been proposed to enhance the flame retardancy of expanded polystyrene used in sandwich panels and the like. In the past, as a binder, vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, acrylate monomer, Similarly, since a thermoplastic resin having a melting point lower than that of polystyrene is used, the conventional binder can not improve the flame retardancy. Further, since the conventional binder is used by necessity to adhere aluminum hydroxide, expanded graphite and halogen elements known as flame retardant inorganic substances, when coated on polystyrene, a large amount of an inorganic additive is added to the coating agent, resulting in poor moldability.

즉, 난연성과 같은 고도의 기능성을 발휘하기 위해서는, 바인더의 양과 거의 같은 양의 난연성 무기물을 첨가하여 난연 코팅제를 제조하고, 이를 예비 발포된 발포 폴리스티렌 입자의 표면에 코팅하여 수지 코팅층(기능성 스킨층)을 형성한 후, 스팀가열 발포공정을 거쳐 발포 성형물을 얻게 되는데, 상기 스팀가열 발포공정에서 다량의 무기물 첨가제 때문에 도포된 수지 혼합물이 스팀에 의해 용탈되어 스팀의 원활한 내부 침투가 어렵거나, 성형시의 진공 냉각단계에서 발생하는 응축수를 무기 첨가제가 흡수하여 발포 폴리스티렌 입자 상호 간의 접착력을 저하시키는 등의 문제를 일으키기 때문에, 성형품에 크랙이나 내부 융착성 불량 및 수축에 의한 뒤틀림과 같은 성형 불량이 다소 높게 나타나는 등 생산성에 있어서의 문제점이 있었다.
That is, in order to exhibit high functionality such as flame retardancy, a flame retardant coating agent is prepared by adding a flame-retardant inorganic material in an amount substantially equal to the amount of the binder, and then coated on the surface of the prefoamed expanded polystyrene particles to form a resin coating layer (functional skin layer) And the foamed molded product is obtained through a steam heating foaming process. In the steam heating foaming process, since the resin mixture applied by a large amount of the inorganic additive is leached by steam, it is difficult to smoothly penetrate the inside of the steam, Since the inorganic additive absorbs the condensed water generated in the vacuum cooling step to lower the adhesive force between the foamed polystyrene particles, the molding defects such as cracks, defective internal fusing and distortion due to shrinkage are somewhat higher There has been a problem in productivity.

본 발명의 목적은 우수한 난연성, 성형성 및 생산성 등을 부여할 수 있는 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더 및 이를 이용한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a binder for a flame-retardant expanded polystyrene capable of imparting excellent flame retardancy, moldability and productivity, and a method for producing a molded article of a flame-retardant expanded polystyrene using the same.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 10 내지 50 중량%; 실란 커플링제 0.01 내지 0.5 중량%; 다가 알코올 0.1 내지 5 중량%; 및 용매 45 내지 89 중량%를 포함하는 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더를 제공한다.In order to attain the above object, the present invention provides a composition comprising 10 to 50% by weight of at least one compound selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group; 0.01 to 0.5% by weight of a silane coupling agent; 0.1 to 5% by weight of polyhydric alcohol; And 45 to 89% by weight of a solvent for a flame-retardant foamed polystyrene.

본 발명에서 알코올기를 포함하는 화합물은 폴리비닐알코올이고, 에스터기를 포함하는 화합물은 비닐 아세테이트 및 아크릴계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상이며, 아미노기를 포함하는 화합물은 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 우레아 및 멜라민 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the compound containing alcohol group is polyvinyl alcohol, the compound containing ester group is at least one selected from vinyl acetate and acrylic compound, and the compound containing amino group is monoethanolamine, triethanolamine, urea and melamine It may be at least one selected.

본 발명에서 실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the silane coupling agent may be at least one compound selected from compounds represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

RSi(R')3 RSi (R ') 3

상기 식에서, R은 질소를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R'은 메톡시기, 에톡시기 또는 아세톡시기일 수 있다.In the above formula, R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms with or without nitrogen, and R 'may be a methoxy group, an ethoxy group or an acetoxy group.

본 발명에서 다가 알코올은 글리세린, 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the polyhydric alcohol may be at least one selected from glycerin, ethylene glycol and diethylene glycol.

본 발명에서 용매는 물 및 알코올 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the solvent may be at least one selected from water and alcohols.

또한, 본 발명은 바인더 전체 중량에 대해, 알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 10 내지 50 중량%, 실란 커플링제 0.01 내지 0.5 중량%, 다가 알코올 0.1 내지 5 중량%, 및 용매 45 내지 89 중량%를 혼합하여 난연성 바인더를 제조하는 단계; 난연성 코팅제 전체 중량에 대해, 난연성 바인더 50 내지 90 중량% 및 난연성 무기물 10 내지 50 중량%를 혼합하여 난연성 코팅제를 제조하는 단계; 발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부 및 난연성 코팅제 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 발포 폴리스티렌 입자를 난연성 코팅제로 코팅하는 단계; 발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부에 대하여, 경화제 1 내지 100 중량부를 혼합한 후 건조시킴으로써, 난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 형성하는 단계; 및 난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 성형하여 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 형성하는 단계를 포함하는 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a binder composition comprising 10 to 50% by weight of at least one compound selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group, 0.01 to 0.5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 40% by weight of a polyhydric alcohol By weight to 5% by weight of a solvent and 45 to 89% by weight of a solvent to prepare a flame retardant binder; Preparing a flame-retardant coating agent by mixing 50 to 90% by weight of a flame-retardant binder and 10 to 50% by weight of a flame-retardant inorganic material with respect to the total weight of the flame-retardant coating agent; Mixing 1,000 parts by weight of expanded polystyrene particles and 500 to 2000 parts by weight of a flame retardant coating agent to coat the expanded polystyrene particles with a flame retardant coating agent; Mixing 1 to 100 parts by weight of a curing agent with respect to 1000 parts by weight of the expanded polystyrene particles, followed by drying to form expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer; And forming a flame-retarded expanded polystyrene molding by molding expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer. The present invention also provides a method for producing a flame-retarded expanded polystyrene molding.

본 발명에서 난연성 무기물은 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 팽창흑연, 실리케이트 화합물 및 비할로겐 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the flame-retardant inorganic material may be at least one selected from aluminum hydroxide, calcium carbonate, expanded graphite, silicate compounds and non-halogen compounds.

본 발명에서 경화제는 이소시아네이트기 및 에폭시기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
In the present invention, the curing agent may be at least one selected from compounds containing at least one of an isocyanate group and an epoxy group.

본 발명에 따른 바인더는 난연성이 우수하여 난연성 무기물을 소량 사용하여도 난연기능을 만족시킬 수 있으며, 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 성형성 및 생산성 등을 개선할 수 있다.
The binder according to the present invention is excellent in flame retardancy and can satisfy the flame retardancy even when a small amount of the flame retardant inorganic material is used, and the moldability and productivity of the molded article of the flame retardant expanded polystyrene can be improved.

도 1은 실시예 1에서 제조한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 사진이다.
도 2는 실시예 2에서 제조한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 사진이다.
도 3은 실시예 3에서 제조한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 제조한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 사진이다.
Fig. 1 is a photograph of the molded article of the flame-retarded expanded polystyrene produced in Example 1. Fig.
2 is a photograph of the molded article of the flame-retarded expanded polystyrene produced in Example 2. Fig.
Fig. 3 is a photograph of the molded article of the flame-retarded expanded polystyrene produced in Example 3. Fig.
4 is a photograph of the molded article of the flame-retarded expanded polystyrene produced in Comparative Example 1. Fig.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더 및 이를 이용한 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a binder for a flame-retardant expanded polystyrene and a method for producing a flame-retarded expanded polystyrene molding using the same.

난연성 바인더Flame retardant binder

본 발명에 따른 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더는 알코올기 등 함유 물질, 실란 커플링제, 다가 알코올, 용매 등으로 구성될 수 있으며, 구체적으로는 알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 10 내지 50 중량%; 실란 커플링제 0.01 내지 0.5 중량%; 다가 알코올 0.1 내지 5 중량%; 및 용매 45 내지 89 중량%를 포함할 수 있다.
The binder for the flame-retarded expanded polystyrene according to the present invention may be composed of a substance containing an alcohol group or the like, a silane coupling agent, a polyhydric alcohol, a solvent, etc. Specifically, it is selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group From 10 to 50% by weight of at least one compound; 0.01 to 0.5% by weight of a silane coupling agent; 0.1 to 5% by weight of polyhydric alcohol; And 45-89 wt% of solvent.

1. 알코올기, 에스터기 및/또는 아미노기 함유 화합물1. Alcohol group, ester group and / or amino group-containing compound

알코올기(-OH), 에스터기(-COO-) 및 아미노기(-NH2) 중 적어도 하나를 포함하는 화합물(또는 단량체) 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 바인더의 주성분으로서, 활성 수소를 포함하고 있어서, 경화제인 이소시아네이트기(-NCO) 및 에폭시기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물(또는 단량체)과 반응하여 공중합체를 형성시킬 수 있다. 상기 화합물들은 모두 활성 수소를 포함하여 반응성이 좋으므로, 에폭시기나 이소시아네이트기와 가교하거나 자기 가교를 일으켜서 내열성을 향상시킬 수 있다.At least one compound selected from a compound (or a monomer) containing at least one of an alcohol group (-OH), an ester group (-COO-) and an amino group (-NH 2 ) is a main component of a binder, (Or monomers) selected from compounds containing at least one of an isocyanate group (-NCO) as a curing agent and an epoxy group to form a copolymer. Since all of the above compounds contain active hydrogen and have good reactivity, they can cross-link or cross-link with epoxy groups or isocyanate groups to improve heat resistance.

알코올기를 포함하는 화합물로는 폴리비닐알코올 등을 사용할 수 있다. 에스터기를 포함하는 화합물로는 비닐 아세테이트, 아크릴계 화합물 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 아크릴계 화합물로는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 아미노기를 포함하는 화합물로는 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 우레아, 멜라민 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the compound containing an alcohol group, polyvinyl alcohol and the like can be used. As the compound containing an ester group, vinyl acetate, an acrylic compound or the like may be used alone or in combination of two or more. As the acrylic compound, acrylic acid, methacrylic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, etc. may be used alone or in combination of two or more. As the compound containing an amino group, monoethanolamine, triethanolamine, urea, melamine, etc. may be used alone or in combination of two or more.

상기 활성 수소를 갖는 반응성 물질들은 아래와 같이 반응할 수 있다. 그러므로, 난연성이 우수한 바인더를 제조할 수 있고, 발포 폴리스티렌 입자의 표면에 코팅되어 난연성 무기물을 소량 사용하여도 난연기능을 만족할 수 있다.The reactive materials having active hydrogen may react as follows. Therefore, a binder excellent in flame retardancy can be produced, and a flame retarding function can be satisfied even when a small amount of flame retardant inorganic material is coated on the surface of expanded polystyrene particles.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

-COOH + R-OH → -COOR + H2O-COOH + R-OH - - COOR + H 2 O

알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물은 바인더 전체 중량에 대하여 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 화합물의 함량이 너무 낮으면 접착력이나 난연성이 떨어질 수 있고, 너무 많으면 수지 점도가 높아져서 작업하기 어려워질 수 있다.
At least one compound selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group may be contained in an amount of 10 to 50% by weight based on the total weight of the binder. If the content of the compound is too low, the adhesive strength and flame retardancy may be deteriorated. If the content of the compound is too high, the viscosity of the resin may become too high and it may become difficult to work.

2. 실란 커플링제2. Silane coupling agent

실란 커플링제는 난연성 무기물과의 융착을 돕기 위해서 사용될 수 있다. 실란 커플링제는 같은 분자에 유기와 무기의 2개의 서로 다른 반응기를 포함하는 실리콘에 기반한 화학물질로서, 난연성 무기물질과 유기물질을 포함하는 서로 다른 물질의 결합을 위해 중간에서 접점의 역할을 할 수 있다.The silane coupling agent may be used to assist in fusion with the flame retardant inorganic material. Silane coupling agents are silicon-based chemicals that contain two different reactors, organic and inorganic, in the same molecule, and can act as contacts in the middle for the bonding of different materials, including flame retardant inorganic materials and organic materials. have.

특히, 메톡시, 에톡시, 아세톡시를 포함하는 실란 커플링제는 대부분의 무기 소재 표면에 있는 금속 수산기 그룹(특히 소재가 규소, 알루미늄, 중금속을 포함하는 경우)과 잘 결합하는 성질을 가지며, 실리콘과 결합하는 알콕시실란 그룹은 무기 표면의 잔여 수분 등과 가수분해하여 실라놀기를 형성하고, 실라놀기는 무기 금속 표면의 금속 수산기 그룹과 결합하여 수분을 제거하므로, 금속의 부식을 방지하는데에 효과적이다.Particularly, silane coupling agents including methoxy, ethoxy and acetoxy have a property of binding well to metal hydroxyl groups (especially when the materials include silicon, aluminum, and heavy metals) on the surface of most inorganic materials, Is hydrolyzed with remaining water on the inorganic surface to form a silanol group. The silanol group is bonded to the metal hydroxyl group of the inorganic metal surface to remove moisture, thereby being effective in preventing corrosion of the metal.

실란 커플링제는 난연제로 첨가된 물질들과의 접착을 증진시킬 수 있고, 소수성의 무기 파우더를 유기 폴리머와 액체에 잘 분산시켜 분산성을 증진시킬 수 있다. 실란에 있는 유기그룹은 반응성 유기그룹(예 유기 관능그룹)이나, 비반응형 유기그룹일 수 있고, 유기그룹은 열안정 특성 변화와 더불어 소수성 및 친수성일 수 있다. 알콕시실란은 폴리머의 백본에 트리알콕시실릴 그룹을 붙이기 위하여 유리 폴리머와 반응할 수 있다. 실란은 습기와 반응하여 가교하면서 안정된 3차원 실록산 구조를 형성함으로써, 아크릴 및 우레탄과 같은 유기 수지의 내구성, 내수성, 내열성을 강화시킬 수 있다.Silane coupling agents can enhance adhesion to materials added as a flame retardant agent, and disperse hydrophobic inorganic powders in organic polymers and liquids to improve dispersibility. The organic group in the silane may be a reactive organic group (e.g., an organic functional group) or a non-reactive organic group, and the organic group may be hydrophobic and hydrophilic, with a change in thermal stability characteristics. The alkoxysilane can react with the free polymer to attach a trialkoxysilyl group to the backbone of the polymer. The silane reacts with moisture to form a stable three-dimensional siloxane structure while crosslinking, thereby enhancing the durability, water resistance, and heat resistance of organic resins such as acrylic and urethane.

실란 커플링제로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.As the silane coupling agent, at least one selected from compounds represented by the following general formula (1) can be used.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

RSi(R')3 RSi (R ') 3

상기 식에서, R은 질소를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R'은 메톡시기, 에톡시기 또는 아세톡시기일 수 있다.In the above formula, R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms with or without nitrogen, and R 'may be a methoxy group, an ethoxy group or an acetoxy group.

바람직하게는, 실란 커플링제로서 (N,N-디에틸아미노메틸)트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 실란 커플링제는 바인더 전체 중량에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다. 실란 커플링제의 함량이 너무 낮으면 난연성 무기물과의 접착력이 떨어질 수 있고, 너무 많으면 비경제적일 수 있다.
Preferably, (N, N-diethylaminomethyl) trimethoxysilane, methyltriethoxysilane and the like may be used alone or in combination of two or more as the silane coupling agent. The silane coupling agent may be contained in an amount of 0.01 to 0.5% by weight based on the total weight of the binder. If the content of the silane coupling agent is too low, the adhesive strength with the flame-retardant inorganic material may be deteriorated, and if too large, the silane coupling agent may be uneconomical.

3. 다가 알코올3. Polyhydric alcohol

다가 알코올은 물보다 비점이 높아 바인더가 건조된 후 형성된 필름(스킨층)의 내수성을 향상시킬 수 있다. 다가 알코올로는 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The polyhydric alcohol has a higher boiling point than water and can improve the water resistance of the formed film (skin layer) after the binder is dried. As polyhydric alcohols, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, and the like may be used alone or in combination of two or more.

다가 알코올은 바인더 전체 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 다가 알코올의 함량이 너무 낮으면 필름의 내수성이 떨어질 수 있고, 너무 많으면 발포 스티렌의 접착력이 떨어질 수 있다.The polyhydric alcohol may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the binder. If the content of the polyhydric alcohol is too low, the water resistance of the film may deteriorate. If the content is too high, the adhesion of the foamed styrene may be deteriorated.

실란 커플링제와 다가 알코올은 최종 고분자가 되기 전에 난연성 바인더에 혼합될 수 있다.
The silane coupling agent and the polyhydric alcohol can be mixed into the flame retardant binder before they are finally polymerized.

4. 용매4. Solvent

용매로는 물 및 알코올류 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2가지 이상의 것을 혼합한 형태의 용매 등을 사용할 수 있다. 용매의 함량은 바인더 전체 중량에 대하여 45 내지 89 중량%일 수 있다.As the solvent, any one selected from water and alcohols or a mixture of two or more kinds of solvents may be used. The content of the solvent may be from 45 to 89% by weight based on the total weight of the binder.

바인더 조성물은 고형분을 포함하는 용액 형태이며, 바인더 중에서 용매를 제외한 고형분 농도는 3 내지 80 중량%일 수 있다.
The binder composition is in the form of a solution containing solids, and the solids concentration of the binder excluding the solvent may be 3 to 80% by weight.

난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법Manufacturing method of flame-retardant expanded polystyrene moldings

또한, 본 발명은 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법을 제공하는데, 상기 제조방법은 바인더 전체 중량에 대해, 알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 10 내지 50 중량%, 실란 커플링제 0.01 내지 0.5 중량%, 다가 알코올 0.1 내지 5 중량%, 및 용매 45 내지 89 중량%를 혼합하여 난연성 바인더를 제조하는 단계; 난연성 코팅제 전체 중량에 대해, 난연성 바인더 50 내지 90 중량% 및 난연성 무기물 10 내지 50 중량%를 혼합하여 난연성 코팅제를 제조하는 단계; 발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부 및 난연성 코팅제 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 발포 폴리스티렌 입자를 난연성 코팅제로 코팅하는 단계; 발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부에 대하여, 경화제 1 내지 100 중량부를 혼합한 후 건조시킴으로써, 난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 형성하는 단계; 및 난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 성형하여 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
The present invention also provides a method for producing a molded article of a flame-retarded expanded polystyrene, wherein the production method comprises a step of mixing at least one compound selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group, 0.01 to 0.5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 5% by weight of a polyhydric alcohol, and 45 to 89% by weight of a solvent to prepare a flame retardant binder; Preparing a flame-retardant coating agent by mixing 50 to 90% by weight of a flame-retardant binder and 10 to 50% by weight of a flame-retardant inorganic material with respect to the total weight of the flame-retardant coating agent; Mixing 1,000 parts by weight of expanded polystyrene particles and 500 to 2000 parts by weight of a flame retardant coating agent to coat the expanded polystyrene particles with a flame retardant coating agent; Mixing 1 to 100 parts by weight of a curing agent with respect to 1000 parts by weight of the expanded polystyrene particles, followed by drying to form expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer; And forming a flame-retarded expanded polystyrene molding by molding expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer.

5. 난연성 코팅제5. Flame Retardant Coatings

난연성 코팅제는 난연성 바인더와 난연성 무기물을 혼합하여 제조할 수 있으며, 난연성 코팅제 중에서 난연성 바인더의 함량은 50 내지 90 중량%일 수 있다.
The flame-retardant coating agent may be prepared by mixing a flame-retardant binder with a flame-retardant inorganic material, and the content of the flame-retardant binder in the flame-retardant coating agent may be 50 to 90 wt%.

6. 난연성 무기물6. Flame-retardant inorganic

난연성 무기물로는 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 팽창흑연, 실리케이트 화합물, 비할로겐 화합물 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 난연성 무기물의 평균 입도는 5 내지 10 ㎛일 수 있다.As the flame-retardant inorganic substance, aluminum hydroxide, calcium carbonate, expanded graphite, silicate compounds, non-halogen compounds and the like may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of the flame-retardant inorganic material may be 5 to 10 mu m.

난연성 무기물의 함량은 난연성 코팅제 전체 중량에 대해 10 내지 50 중량%일 수 있다. 난연성 무기물의 함량이 너무 적으면 난연성이 떨어질 수 있고, 너무 많으면 성형시 접착이 떨어질 수 있다.
The content of the flame-retardant inorganic material may be 10 to 50% by weight based on the total weight of the flame-retardant coating agent. If the content of the flame-retardant inorganic material is too small, the flame retardancy may be deteriorated.

7. 경화제7. Hardener

경화제는 바인더의 관능기와 반응하여 경화시키는 역할을 하며, 바인더에 있는 활성수소와 당량 반응을 할 수 있다. 경화제로는 이소시아네이트기 및 에폭시기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이소시아네이트 화합물로는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 에폭시 수지로는 국도화학에서 시판되는 비스페놀 A형 에폭시 수지 에멀션 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 경화제는 난연성 코팅제와 발포 폴리스티렌과 혼합한 후 마지막으로 혼합할 수 있다.The curing agent reacts with the functional group of the binder to cure it, and can perform an equivalent reaction with the active hydrogen in the binder. As the curing agent, at least one selected from compounds containing at least one of an isocyanate group and an epoxy group can be used. As the isocyanate compound, methylene diphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI) and the like may be used alone or in combination of two or more. As the epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin emulsion available from Kukdo Chemical Co., Ltd. can be used alone or in combination of two or more. The curing agent may be mixed with the flame retardant coating agent and expanded polystyrene and finally mixed.

경화제의 함량은 난연성 코팅제(난연성 바인더 + 난연성 무기물) 또는 발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부일 수 있다. 경화제의 함량이 너무 적으면 내열성 증가 효과가 떨어질 수 있고, 너무 많으면 열 접착시 가스가 발생하여 성형시 접착이 떨어질 수 있다.
The content of the hardener may be 1 to 100 parts by weight based on 1000 parts by weight of the flame retardant coating agent (flame retardant binder + flame retardant inorganic material) or expanded polystyrene particles. If the content of the curing agent is too small, the effect of increasing the heat resistance may be deteriorated. If the content of the curing agent is too high, gas may be generated at the time of heat bonding, and adhesion may be lowered during molding.

[실시예 1][Example 1]

① 교반기, 콘덴서, 질소가스 도입관, 개시제 및 모노머 투입구, 온도조절형 수조가 장치된 반응기에, 물 500 g 및 폴리비닐알코올 50 g을 넣고 80℃ 조건에서 가온 교반하면서, 상기 반응물에 비닐 아세테이트 모노머 200 g 및 아크릴산 200 g을 2시간 동안 적하한 후, 상기 반응기에 증류수 200 g을 넣고, 질소를 치환하면서 온도 75℃로 조정한 후, 2시간 동안 교반을 지속하였다. 이후, (N,N-디에틸아미노메틸)트리메톡시실란 0.6 g을 2시간 동안 균일하게 배합하였다. 상기 반응물을 80℃에서 2시간 동안 방치한 후, 모노에탄올아민 20 g 및 에틸렌글리콜 2 g을 투입함으로써, 난연성 바인더(고형분 약 40%) 1.1726 kg을 얻었다.1) 500 g of water and 50 g of polyvinyl alcohol were placed in a reactor equipped with a stirrer, a condenser, a nitrogen gas introducing tube, an initiator and a monomer inlet, and a thermostatted water bath, and while stirring under heating at 80 캜, a vinyl acetate monomer 200 g of acrylic acid and 200 g of acrylic acid were added dropwise over 2 hours, 200 g of distilled water was added to the reactor, the temperature was adjusted to 75 캜 while nitrogen was being replaced, and stirring was continued for 2 hours. Thereafter, 0.6 g of (N, N-diethylaminomethyl) trimethoxysilane was uniformly blended for 2 hours. After the reaction product was allowed to stand at 80 DEG C for 2 hours, 20 g of monoethanolamine and 2 g of ethylene glycol were added to obtain 1.1726 kg of a flame retardant binder (solid content: about 40%).

② 용량 100 L의 리본 믹서에 평균 100배로 발포시켜 건조한 발포 폴리스티렌 입자 1 kg을 넣은 후, 50 rpm의 속도로 교반하면서, 상기 ①에서 제조된 난연성 바인더 800 g 및 수산화알루미늄 200 g을 첨가하고, 1분간 리본 믹서를 가동시켜 상기 수지 용액을 발포 입자에 균일하게 도포함으로써, 난연성 수지용액이 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자 2 kg을 얻었다.(2) 1 kg of foamed expanded polystyrene particles were foamed by foaming at an average 100 times in a ribbon mixer having a capacity of 100 L, and then 800 g of the flame retardant binder prepared in the above (1) and 200 g of aluminum hydroxide were added while stirring at a speed of 50 rpm, The resin solution was uniformly applied to the expanded particles by operating the ribbon mixer for 2 minutes to obtain 2 kg of the expandable polystyrene particles coated with the flame retardant resin solution.

③ 상기 리본 믹서에 온도 60℃에서 온풍을 처리하면서 약 10초간 교반을 지속한 후에, 수용성 에폭시 에멀션(국도화학 KEM-134-60) 50 g을 교반 하에 첨가함으로써, 난연성 아크릴-에폭시 공중합 수지로 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 만들었다. 이후, 건조시켜 난연성의 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 수득하였다.(3) Stirring was continued for about 10 seconds while warm air was being applied to the ribbon mixer at a temperature of 60 캜, and then 50 g of a water-soluble epoxy emulsion (Kido Chemical KEM-134-60) was added with stirring to prepare a coating with a flame- retardant acrylic- To make expanded polystyrene particles. Thereafter, it was dried to obtain expandable polystyrene particles having a skin layer having a flame-retarding property.

④ 상기 ③에서 얻은 난연성 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 EPS용 스팀 성형기에 넣은 후, 0.5 kg/㎤의 스팀 압력으로 1분간 가열하고, 10초간 혼련시킨 후 냉각함으로써, 밀도 25 kg/㎥의 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 제조하였다.(4) The expandable polystyrene particles having the flame retardant skin layer obtained in the above (3) were placed in a steam molding machine for EPS, heated at a steam pressure of 0.5 kg / cm3 for 1 minute, kneaded for 10 seconds and cooled to obtain a flame retardant A foamed polystyrene molding was prepared.

⑤ 난연 성능 테스트⑤ Flame retardant performance test

상기 ④에서 수득한 난연성 발포성 폴리스티렌 성형물을 가로 2 cm, 세로 2 cm, 두께 1 cm의 판상으로 절단하여 난연성 시험을 위한 시편으로 사용하였다. 상기 시편을 분젠 버너에서 형성된 길이 5 cm의 불꽃에 1분간 노출시켜 난연성능을 시험하였다. 시험 결과, 난연성 스킨층에 의해 열과 화염이 차단됨으로써, 난연성 스킨층이 코팅되어 있는 발포성 폴리스티렌 입자는 골격이 유지되어 형태를 유지하고 있음을 확인하였다.
The flame-retardant foamed polystyrene molding obtained in the above step (4) was cut into a plate having a width of 2 cm, a length of 2 cm and a thickness of 1 cm and used as a sample for flame retardancy test. The specimens were exposed to a flame of 5 cm in length formed in a Bunsen burner for 1 minute to test the flame retardant performance. As a result of the test, heat and flame were blocked by the flame-retardant skin layer, so that the foamed polystyrene particles coated with the flame-retardant skin layer retained the skeleton and maintained its shape.

[실시예 2][Example 2]

① 교반기, 콘덴서, 질소가스 도입관, 개시제 및 모노머 투입구, 온도조절형 수조가 장치된 반응기에, 메탄올 500 g, 메틸 메타크릴레이트 모노머 180 g, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 50 g 및 아크릴산 68 g을 넣은 후, 70℃로 가온 교반하면서 메틸트리에톡시실란 0.6 g을 균일하게 배합하였다. 상기 반응기에 메탄올 200 g을 넣고, 질소를 치환하면서 온도 70℃로 조정한 후 교반을 지속하였다. 상기 반응물을 70℃에서 2시간 동안 방치한 후, 글리세린 2 g을 투입함으로써, 난연성 바인더(고형분 약 30%) 약 1 kg을 얻었다. 이후, 상기 난연성 바인더 800 g에 평균 입도가 7.5 ㎛인 탄산칼슘 입자 200 g을 첨가하고 균일하게 분산시켜 난연성 코팅제 1.0 kg을 얻었다.1) Into a reactor equipped with a stirrer, a condenser, a nitrogen gas introducing tube, an initiator and a monomer inlet, and a thermoregulated water tank, 500 g of methanol, 180 g of methyl methacrylate monomer, 50 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, g, and then 0.6 g of methyltriethoxysilane was uniformly mixed while stirring and heating at 70 占 폚. 200 g of methanol was added to the reactor, the temperature was adjusted to 70 캜 while replacing nitrogen, and stirring was continued. The reaction product was allowed to stand at 70 캜 for 2 hours, and then 2 g of glycerin was added thereto to obtain about 1 kg of a flame retardant binder (solid content of about 30%). Then, 200 g of calcium carbonate particles having an average particle size of 7.5 mu m was added to 800 g of the flame-retardant binder and uniformly dispersed to obtain 1.0 kg of a flame retardant coating agent.

② 용량 100 L의 리본 믹서에 평균 100배로 발포시켜 건조한 발포 폴리스티렌 입자 1 kg을 넣은 후, 50 rpm의 속도로 교반하면서, 상기 ①에서 제조된 난연성 코팅제 1 kg을 첨가하고, 1분간 리본 믹서를 가동시켜 상기 코팅제를 발포 입자에 균일하게 도포함으로써, 난연성 발포성 폴리스티렌 입자 2 kg을 얻었다.(2) Put 1 kg of dried expanded polystyrene particles by foaming at an average of 100 times in a ribbon mixer having a capacity of 100 L, adding 1 kg of the flame retardant coating agent prepared in the above (1) while stirring at a speed of 50 rpm, And the coating agent was uniformly applied to the expanded particles to obtain 2 kg of flame-retardant expandable polystyrene particles.

③ 상기 리본 믹서에 온도 60℃에서 온풍을 처리하면서 약 10초간 교반을 지속한 후에, MDI 50 g을 교반 하에 첨가하여 난연성 메틸메타크릴-이소시아네이트 수지로 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 만들고, 이후 건조시켜 난연성의 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 수득하였다.After stirring the ribbon mixer at a temperature of 60 占 폚 for about 10 seconds while heating the mixture at a temperature of 60 占 폚, 50 g of MDI was added with stirring to prepare expandable polystyrene particles coated with flame retardant methyl methacrylate-isocyanate resin, Of the foamed polystyrene particles having a skin layer.

④ 상기 ③에서 얻은 난연성 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 EPS용 스팀 성형기에 넣은 후, 0.5 kg/㎤의 스팀압력으로 1분간 가열하고 10초간 혼련시킨 후 냉각함으로써, 밀도 25 kg/㎥의 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 제조하였다.(4) The expandable polystyrene particles having the flame retardant skin layer obtained in the above (3) were placed in a steam molding machine for EPS, heated at a steam pressure of 0.5 kg / cm3 for 1 minute, kneaded for 10 seconds and cooled to obtain a flame retarded foam having a density of 25 kg / A polystyrene molding was prepared.

⑤ 난연 성능 테스트⑤ Flame retardant performance test

상기 ④에서 수득한 난연성 발포성 폴리스티렌 성형물을 가로 2 cm, 세로 2 cm, 두께 1 cm의 판상으로 절단하여 난연성 시험을 위한 시편으로 사용하였다. 상기 시편을 분젠 버너에서 형성된 길이 5 cm의 불꽃에 1분간 노출시켜 난연성능을 시험하였다. 시험 결과, 난연성 스킨층에 의해 열과 화염이 차단됨으로써, 난연성 스킨층이 코팅되어 있는 발포성 폴리스티렌 입자는 골격이 유지되어 형태를 유지하고 있음을 확인하였다.
The flame-retardant foamed polystyrene molding obtained in the above step (4) was cut into a plate having a width of 2 cm, a length of 2 cm and a thickness of 1 cm and used as a sample for flame retardancy test. The specimens were exposed to a flame of 5 cm in length formed in a Bunsen burner for 1 minute to test the flame retardant performance. As a result of the test, heat and flame were blocked by the flame-retardant skin layer, so that the foamed polystyrene particles coated with the flame-retardant skin layer retained the skeleton and maintained its shape.

[실시예 3][Example 3]

① 교반기, 콘덴서, 질소가스 도입관, 개시제 및 모노머 투입구, 온도조절형 수조가 장치된 반응기에, 물 500 g, 비닐 아세테이트 모노머 200 g, 아크릴산 200 g을 넣고, 80℃ 조건에서 가온 교반한 후, 상기 반응기에 증류수 200 g을 넣고, 질소를 치환하면서 온도 80℃로 조정한 후, 2시간 동안 교반을 지속하였다. 이후, (N,N-디에틸아미노메틸)트리메톡시실란 0.6 g을 2시간 동안 균일하게 배합하였다. 상기 반응물을 80℃에서 2시간 동안 방치한 후, 에틸렌글리콜 2 g을 투입함으로써, 난연성 바인더(고형분 36%) 약 1.1 kg을 얻었다. 이 바인더 800 g에 평균 입도가 7.5 ㎛인 팽창흡연 200 g을 첨가하고 균일하게 분산시켜 난연성 코팅제 1 kg을 얻었다.1) 500 g of water, 200 g of vinyl acetate monomer, and 200 g of acrylic acid were placed in a reactor equipped with a stirrer, a condenser, a nitrogen gas introducing tube, an initiator and a monomer inlet, and a thermoregulated water tank, 200 g of distilled water was added to the reactor, the temperature was adjusted to 80 캜 while replacing nitrogen, and stirring was continued for 2 hours. Thereafter, 0.6 g of (N, N-diethylaminomethyl) trimethoxysilane was uniformly blended for 2 hours. The reaction product was allowed to stand at 80 DEG C for 2 hours, and then 2 g of ethylene glycol was added thereto to obtain about 1.1 kg of a flame retardant binder (solid content: 36%). 200 g of expanded smoking having an average particle size of 7.5 mu m was added to 800 g of the binder and uniformly dispersed to obtain 1 kg of a flame retardant coating agent.

② 용량 100 L의 리본 믹서에 평균 100배로 발포시켜 건조한 발포 폴리스티렌 입자 1 kg을 넣은 후, 50 rpm의 속도로 교반하면서, 상기 ①에서 제조된 난연성 코팅제 1.2 kg을 첨가하고, 1분간 리본 믹서를 가동시켜 상기 수지 용액을 발포 입자에 균일하게 도포함으로써, 난연성 발포 폴리스티렌 입자 2.2 kg을 얻었다.2 kg of the flame retardant coating agent prepared in the above (1) was added while stirring 1 kg of the dried expanded polystyrene particles, and the mixture was stirred at a speed of 50 rpm, and the ribbon mixer was operated for 1 minute And the resin solution was uniformly applied to the expanded particles to obtain 2.2 kg of flame-retarded expanded polystyrene particles.

③ 상기 리본 믹서에 온도 60℃에서 온풍을 처리하면서 약 10초간 교반을 지속한 후에, 수용성 에폭시 에멀션(국도화학 KEM-134-60) 50 g을 교반 하에 첨가함으로써, 난연성 아크릴-에폭시 공중합 수지로 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자를 만들었다. 이후, 건조시켜 난연성의 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 수득하였다.(3) Stirring was continued for about 10 seconds while warm air was being applied to the ribbon mixer at a temperature of 60 캜, and then 50 g of a water-soluble epoxy emulsion (Kido Chemical KEM-134-60) was added with stirring to prepare a coating with a flame- retardant acrylic- To make expanded polystyrene particles. Thereafter, it was dried to obtain expandable polystyrene particles having a skin layer having a flame-retarding property.

④ 상기 ③에서 얻은 난연성 스킨층을 갖는 발포성 폴리스티렌 입자를 EPS용 스팀 성형기에 넣은 후, 0.5 kg/㎤의 스팀 압력으로 1분간 가열하고, 10초간 혼련시킨 후 냉각함으로써, 밀도 30 kg/㎥의 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 제조하였다.(4) The expandable polystyrene particles having the flame retardant skin layer obtained in (3) above were placed in a steam molding machine for EPS, heated at a steam pressure of 0.5 kg / cm3 for 1 minute, kneaded for 10 seconds and cooled to obtain flame retardant A foamed polystyrene molding was prepared.

⑤ 난연 성능 테스트⑤ Flame retardant performance test

상기 ④에서 수득한 난연성 발포성 폴리스티렌 성형물을 가로 2 cm, 세로 2 cm, 두께 1 cm의 판상으로 절단하여 난연성 시험을 위한 시편으로 사용하였다. 상기 시편을 분젠 버너에서 형성된 길이 5 cm의 불꽃에 1분간 노출시켜 난연성능을 시험하였다. 시험 결과, 난연성 코팅제가 코팅된 발포성 폴리스티렌 입자는 골격의 변화가 거의 나타나지 않은 상태였으며, 상기 실시예 1과 2와 대비하여 가장 단단하게 형태를 유지하고 있음을 확인하였다.
The flame-retardant foamed polystyrene molding obtained in the above step (4) was cut into a plate having a width of 2 cm, a length of 2 cm and a thickness of 1 cm and used as a sample for flame retardancy test. The specimens were exposed to a flame of 5 cm in length formed in a Bunsen burner for 1 minute to test the flame retardant performance. As a result of the test, it was confirmed that the foamed polystyrene particles coated with the flame retardant coating showed almost no change in the skeleton, and that the foamed polystyrene particles retained the most rigid shape in comparison with Examples 1 and 2.

[비교예 1][Comparative Example 1]

비닐 아세테이트 모노머 460 g 및 아크릴산 40 g을 500 g의 메탄올에 균일하게 용해시켜 비닐아세테이트 중합 수지용액 1 kg을 제조한 후, 이 수지용액 800 g에 평균 입도가 15 ㎛인 팽창흑연 50 g 및 평균 입도가 7.5 ㎛인 탄산칼슘 입자 150 g을 첨가하고 균일하게 분산시켜 수지 코팅제 1 kg을 얻었다.460 g of vinyl acetate monomer and 40 g of acrylic acid were uniformly dissolved in 500 g of methanol to prepare 1 kg of a vinyl acetate polymer resin solution. Then, 50 g of expanded graphite having an average particle size of 15 탆 and 50 g of an average particle size Was added and uniformly dispersed to obtain 1 kg of a resin coating agent.

이후, 상기 실시예의 ② 내지 ⑤의 과정을 동일하게 수행하여 진행시킨 결과, 스킨층을 통해 열과 화염이 전달됨으로써, 스킨층이 코팅되어 있는 발포성 폴리스티렌 입자는 골격이 무너져 녹게 되었음을 확인하였다.
Then, as a result of carrying out the processes of (2) to (5) of the above example in the same manner, heat and flame were transferred through the skin layer, thereby confirming that the foamed polystyrene particles coated with the skin layer were collapsed and melted.

[비교예 2][Comparative Example 2]

에틸렌 비닐 아세테이트 수지용액 800 g에 평균 입도가 30 ㎛인 수산화알루미늄 입자 200 g을 첨가하고 균일하게 분산시켜 수지 코팅제 1 kg을 얻었다.200 g of aluminum hydroxide particles having an average particle size of 30 占 퐉 were added to 800 g of the ethylene vinyl acetate resin solution and uniformly dispersed to obtain 1 kg of a resin coating agent.

이후, 상기 실시예의 ② 내지 ⑤의 과정을 동일하게 수행하여 진행시킨 결과, 스킨층을 통해 열과 화염이 전달됨으로써, 스킨층이 코팅되어 있는 발포성 폴리스티렌 입자는 골격이 무너져 녹게 되었음을 확인하였다.
Then, as a result of carrying out the processes of (2) to (5) of the above example in the same manner, heat and flame were transferred through the skin layer, thereby confirming that the foamed polystyrene particles coated with the skin layer were collapsed and melted.

[시험예][Test Example]

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 대해 난연성 시험을 수행하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다.The flame retardancy test was carried out on each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, and the results are shown in Table 1 below.

난연성 시험은 KS F ISO 5560-1(콘칼로리미터법) 및 KS F 2271에 의거하여 수행하였으며, 난연 등급은 다음과 같다.The flame retardancy test was carried out in accordance with KS F ISO 5560-1 (Cone Calorimetry) and KS F 2271, and the flame retardancy grade is as follows.

<난연 2급><Flame retardant grade 2>

* 가열시험 개시 후 10분간 총방출열량 8 MJ/m 이하이며, 10분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200 KW/m을 초과하지 않음.* The total heat release rate is 10 MJ / m or less for 10 minutes after the start of the heating test, and the maximum heat release rate for 10 minutes does not exceed 200 KW / m continuously for more than 10 seconds.

* 10분간 가열 후 시험체를 관통하는 균열, 구멍 및 용융(복합자재의 경우 심재가 전부, 용융, 소멸되는 것을 포함) 등이 없어야 함.* There should be no cracks, holes and melts penetrating through the specimen after heating for 10 minutes (including all core materials, including melting and extinction of composite materials).

* KS F 2271에 의거하여 실험용 쥐의 평균 행동 정지시간이 9분 이상일 것.* According to KS F 2271, the average behavioral stopping time of experimental rats should be more than 9 minutes.

<난연 3급><Flame retardant grade 3>

* 가열시험 개시 후 6분간 총방출열량 8 MJ/m 이하이며, 6분간 최대 열방출률이 10초 이상 연속으로 200 KW/m을 초과하지 않음.* Total heat release rate for 6 minutes after the start of the heating test is 8 MJ / m or less, and maximum heat release rate for 6 minutes does not exceed 200 KW / m continuously for more than 10 seconds.

* 6분간 가열 후 시험체를 관통하는 균열, 구멍 및 용융(복합자재의 경우 심재가 전부, 용융, 소멸되는 것을 포함) 등이 없어야 함.* There should be no cracks, holes and melting (including all core materials in the case of composite materials, melting and extinction) through the specimen after heating for 6 minutes.

* KS F 2271에 의거하여 실험용 쥐의 평균 행동 정지시간이 9분 이상일 것.* According to KS F 2271, the average behavioral stopping time of experimental rats should be more than 9 minutes.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 가열시험 개시 후 10분간
총방출열량 (MJ/m)
10 minutes after start of heating test
Total Emitted Calories (MJ / m)
55 55 55 1212 2525
10분간 최대 열방출률
(KW/m)
Maximum heat release rate for 10 minutes
(KW / m)
150150 150150 150150 320320 400400
10분간 가열 후 시험체의
균열, 구멍, 용융 여부
After heating for 10 minutes,
Crack, hole, melt
이상 없음clear 이상 없음clear 이상 없음clear 심재 용융Core material melting 심재 용융Core material melting
실험용 쥐의
평균 행동 정지시간(분)
Experimental mouse
Average downtime (minutes)
1515 1515 1515 55 33

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예는 난연 2급에 해당하는 우수한 난연성을 나타냈으나, 비교예는 각 기준을 모두 충족하지 못하였다.As can be seen in Table 1, the examples showed excellent flame retardancy corresponding to flame retardant grade 2, but the comparative examples did not satisfy all the criteria.

Claims (8)

알코올기, 에스터기 및 아미노기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 적어도 2종 이상의 화합물 10 내지 50 중량%;
실란 커플링제 0.01 내지 0.5 중량%;
다가 알코올 0.1 내지 5 중량%; 및
용매 45 내지 89 중량%를 포함하며,
알코올기를 포함하는 화합물은 폴리비닐알코올이고,
에스터기를 포함하는 화합물은 비닐 아세테이트 및 아크릴계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상이며,
아미노기를 포함하는 화합물은 모노에탄올아민, 트리에탄올아민, 우레아 및 멜라민 중에서 선택되는 1종 이상이고,
실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상이며,
[화학식 1]
RSi(R')3
상기 식에서,
R은 질소를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
R'은 메톡시기, 에톡시기 또는 아세톡시기이며,
다가 알코올은 글리세린, 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상이고,
용매는 물 및 알코올 중에서 선택되는 1종 이상이며,
KS F ISO 5560-1 및 KS F 2271에 따른 난연성 시험에 의거하여, 가열시험 개시 후 10분간 총방출열량은 8 MJ/m 이하, 10분간 최대 열방출률은 10초 이상 연속으로 200 KW/m 이하, 실험용 쥐의 평균 행동 정지시간은 9분 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 발포 폴리스티렌용 바인더.
10 to 50% by weight of at least two compounds selected from compounds containing at least one of an alcohol group, an ester group and an amino group;
0.01 to 0.5% by weight of a silane coupling agent;
0.1 to 5% by weight of polyhydric alcohol; And
45 to 89% by weight of a solvent,
The compound containing an alcohol group is polyvinyl alcohol,
The ester group-containing compound is at least one selected from vinyl acetate and acrylic compounds,
The compound containing an amino group is at least one selected from monoethanolamine, triethanolamine, urea and melamine,
The silane coupling agent is at least one selected from compounds represented by the following general formula (1)
[Chemical Formula 1]
RSi (R ') 3
In this formula,
R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which contains or does not contain nitrogen,
R 'is a methoxy group, an ethoxy group or an acetoxy group,
The polyhydric alcohol is at least one selected from glycerin, ethylene glycol and diethylene glycol,
The solvent is at least one selected from water and alcohol,
Based on the flammability test according to KS F ISO 5560-1 and KS F 2271, the total heat release rate is 10 MJ / m or less for 10 minutes after the start of the heating test and the maximum heat release rate for 10 minutes is 200 KW / m or less continuously , And the average behavioral stopping time of the experimental rats is 9 minutes or more.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 난연성 바인더를 제조하는 단계;
난연성 코팅제 전체 중량에 대해, 난연성 바인더 50 내지 90 중량% 및 난연성 무기물 10 내지 50 중량%를 혼합하여 난연성 코팅제를 제조하는 단계;
발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부 및 난연성 코팅제 500 내지 2000 중량부를 혼합하여 발포 폴리스티렌 입자를 난연성 코팅제로 코팅하는 단계;
발포 폴리스티렌 입자 1000 중량부에 대하여, 경화제 1 내지 100 중량부를 혼합한 후 건조시킴으로써, 난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 형성하는 단계; 및
난연성 스킨층을 갖는 발포 폴리스티렌 입자를 성형하여 난연성 발포 폴리스티렌 성형물을 형성하는 단계를 포함하는 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법.
Producing a flame-retardant binder according to claim 1;
Preparing a flame-retardant coating agent by mixing 50 to 90% by weight of a flame-retardant binder and 10 to 50% by weight of a flame-retardant inorganic material with respect to the total weight of the flame-retardant coating agent;
Mixing 1,000 parts by weight of expanded polystyrene particles and 500 to 2000 parts by weight of a flame retardant coating agent to coat the expanded polystyrene particles with a flame retardant coating agent;
Mixing 1 to 100 parts by weight of a curing agent with respect to 1000 parts by weight of the expanded polystyrene particles, followed by drying to form expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer; And
And forming a foamed polystyrene molded product by molding the expanded polystyrene particles having a flame-retardant skin layer to produce a molded article of a flame-retarded expanded polystyrene.
제6항에 있어서,
난연성 무기물은 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 팽창흑연, 실리케이트 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the flame-retardant inorganic material is at least one selected from aluminum hydroxide, calcium carbonate, expanded graphite, and silicate compounds.
제6항에 있어서,
경화제는 이소시아네이트기 및 에폭시기 중 적어도 하나를 포함하는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 난연성 발포 폴리스티렌 성형물의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the curing agent is at least one member selected from compounds containing at least one of an isocyanate group and an epoxy group.
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