KR102454339B1 - Foaming flame-retardant water paint composition for wood including initial fire extinguishing function - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a foaming flame retardant water-based paint composition for wood containing an initial fire extinguishing function. More specifically, the present invention relates to a foaming flame retardant water-based paint composition for wood which contains a carbonation accelerator, a carbonation forming agent, a foaming agent, and microcapsules for fire extinguishing, so that first of all, it is possible to extinguish the fire at the beginning of the fire, suppress re-burning, and minimize damage, and thus if fire recurs due to residual flame, it is possible to minimize human damage by securing evacuation time.

Description

초기화재 소화기능을 포함하는 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물 {FOAMING FLAME-RETARDANT WATER PAINT COMPOSITION FOR WOOD INCLUDING INITIAL FIRE EXTINGUISHING FUNCTION}Foaming flame-retardant water-based paint composition for wood including fire extinguishing function of initial material {FOAMING FLAME-RETARDANT WATER PAINT COMPOSITION FOR WOOD INCLUDING INITIAL FIRE EXTINGUISHING FUNCTION}

본 발명은 초기화재 소화기능을 포함하는 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 탄화촉진제, 탄화형성제, 발포제 및 초기화재 소화용 마이크로 캡슐을 포함하여 1차적으로 화재초기에 순간적으로 화재를 소화하고 냉각에 의해 재연소를 억제하며 만약 잔염에 의해 화재가 재발되면 2차적으로 화재 확산을 지연시켜 대피시간을 확보하게 하여 인명피해를 막고 재산상의 손실을 최소화 할 수 있는 초기화재 소화기능을 포함하는 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a foamable flame-retardant water-based paint composition for wood including an initial fire extinguishing function, and specifically, it includes a carbonization accelerator, a carbonization former, a foaming agent, and a microcapsule for extinguishing an initial fire. It extinguishes the fire and suppresses re-combustion by cooling. If a fire recurs due to residual flame, it delays the spread of the fire and secures evacuation time to prevent casualties and minimize property damage. It relates to a foamable flame-retardant water-based paint composition for wood comprising.

건물에 화재가 발생하면 화재 발생 후 현장으로부터의 피난시간은 3분으로 알려져 있고, 특히 목재로 만들어진 건축 구축물이라면 철골이나 시멘트와 같은 자재 대비 불이 번지는 속도가 걷잡을 수 없게 된다.When a fire occurs in a building, it is known that the evacuation time from the site after a fire occurs is 3 minutes, and especially in the case of a building made of wood, the speed of the fire spreads out of control compared to materials such as steel or cement.

목재용 방염도료는 상기와 같이 화재에 매우 취약한 목재에 적용함으로써 화염의 확산을 어느정도 막아 주어 피난시간을 확보할 수 있어 대형 인명 피해를 막을 수 있는 기능성 도료로 알려져 있다.The flame retardant paint for wood is known as a functional paint that can prevent large-scale human damage by preventing the spread of flame to some extent by applying it to wood that is very vulnerable to fire as described above, thereby securing evacuation time.

소방 산업기술의 발달로 화재의 가능성이 있는 건축자재 또는 소방 대상물을 전기적, 기계적 또는 화학적으로 예방을 하고 있다. 그러나 화재의 발생은 더욱 빈번히 일어나고 있으며 더욱 크게 발생되고 있다. 제도적으로도 화재시 심한 피해를 주거나 화재 진압에 어려움을 줄 수 있는 물체는 방염을 하거나, 방염의 기능을 인정받은 물건만 사용할 수 있도록 정부는 법적으로 정하고 있다.With the development of firefighting industry technology, building materials or firefighting objects with potential for fire are prevented electrically, mechanically or chemically. However, fires are occurring more frequently and more frequently. Institutionally, the government legally stipulates that objects that may cause severe damage in case of fire or have difficulty in extinguishing fires are flame-retardant, or that only objects whose flame-retardant function can be used can be used.

이러한 정책적 노력에도 불구하고 많은 건물들은 아직 고온의 열과 화염에 약하며, 특히 냉동 창고, 휘발성 물질을 다루는 곳, 또는 전력구와 같은 화재 발생시 진압이 거의 불가능한 곳은 일반적인 방염도료나 방염페인트로는 화재의 정도를 줄이지 못한다.Despite these policy efforts, many buildings are still vulnerable to high temperature heat and flame, and in places where it is almost impossible to extinguish a fire, such as a refrigerated warehouse, a place dealing with volatile substances, or an electric power outlet, the degree of fire with general flame retardant paint or flame retardant paint cannot reduce

또한 방염이 잘되는 물질이 있어도 근본 열을 차단하지 못함으로 전도된 열은 피도포면 물체의 변형을 일으키고 내부화재를 발생하게 하며, 화재가 진압이 되더라도 초기에 확실하게 진압되지 못하거나, 잔염으로 인한 2차 피해가 발생하는 문제가 있다.In addition, even if there is a material with good flame resistance, it cannot block the fundamental heat, so the conducted heat causes the deformation of the object to be coated and causes an internal fire. There is a problem with car damage.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 화재가 발생하면 1차적으로 화재초기에 화재를 소화하고 냉각에 의해 재연소를 억제하며 만약 잔염에 의해 화재가 재발하면 2차적으로 화재확산을 지연시켜 대피시간을 확보하게 하여 대형 인명피해와 재산상의 손실을 막을 수 있는 화재 초기 소화기능을 포함하는 방염 도료 조성물의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to solve the above problems, when a fire occurs, the fire is first extinguished at the initial stage of the fire, and reburn is suppressed by cooling. There is a demand for the development of a flame retardant paint composition including an initial fire extinguishing function that can prevent large casualties and property damage by securing

본 발명에서는 목재로 만들어진 건구축물의 내부에 화재 발생 시 1차적으로 화재 초기에 일정 온도에 도달하면 조성물 중 소화물질이 자가 감응하여 순간적으로 화재를 소화하고 냉각에 의해 재연소를 억제할 수 있고, 만약 2차적으로 잔염이 발행하여 화재가 확산되더라도 목재용 방염 기능을 통해 피난시간을 확보하여 인명 및 재산상의 피해를 줄일 수 있는 화재초기 소화기능을 포함하는 목재용 발포성 수성도료 조성물을 제공함에 있다.In the present invention, when a fire occurs inside a building made of wood, when a predetermined temperature is reached at the initial stage of the fire, the extinguishing material in the composition automatically reacts to extinguish the fire and suppress reburn by cooling, It is to provide a foamable water-based paint composition for wood including an initial fire extinguishing function that can reduce damage to life and property by securing evacuation time through the flame retardant function for wood even if the fire is spread due to secondary afterflame.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일 실시예로써, 탄화형성제, 탄화촉진제, 발포제, 바인더 수지 에멀젼 및 초기화재 소화용 마이크로 캡슐을 포함하되, 상기 초기화재 소화용 마이크로 캡슐은 전체 조성물 기준으로 8~12 중량% 포함되고, 상기 바인더 수지 에멀젼은 유리전이온도(Tg)가 -10~10℃인 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention as an embodiment includes a carbonization former, a carbonization accelerator, a foaming agent, a binder resin emulsion, and a microcapsule for extinguishing the initial material, wherein the microcapsule for extinguishing the initial material is 8 based on the entire composition It contains ~ 12% by weight, and the binder resin emulsion has a glass transition temperature (T g ) of -10 to 10 ° C. It provides a foamable flame retardant water-based paint composition for wood.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로, 상기 탄화형성제의 함량은 6~10 중량%, 상기 탄화촉진제의 함량은 14~20 중량%, 상기 발포제의 함량은 10~16 중량% 일 수 있다.As another embodiment of the present invention, based on the total weight of the water-based paint composition, the content of the carbonization former is 6 to 10% by weight, the content of the carbonization accelerator is 14 to 20% by weight, and the content of the foaming agent is 10 ˜16% by weight.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 탄화형성제는 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 페놀포름알데히드, 폴리우레탄폴리올 중 하나 이상일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the carbonization forming agent may be at least one of pentaerythritol, dipentaerythritol, phenol formaldehyde, and polyurethane polyol.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 탄화촉진제는 폴리인산암모늄, 인산멜라민, 피로인산멜라민 중 하나 이상 일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the carbonization accelerator may be at least one of ammonium polyphosphate, melamine phosphate, and melamine pyrophosphate.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 초기화재 소화용 마이크로 캡슐은 코어-쉘 구조로 이루어진 것일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the microcapsule for extinguishing the initial material may have a core-shell structure.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 마이크로 캡슐의 코어부는 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)을 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the core part of the microcapsule contains perfluoro 2-methyl-3-pentanone and 1,1,2,2,3,3,4- heptafluoro cyclopentane (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane).

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 코어부상의 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)의 함량 비율이 1:3 내지 3:1 일 수 있다.As another embodiment of the present invention, perfluoro 2-methyl-3-pentanone and 1,1,2,2,3,3,4-hepta on the core part The content ratio of fluorocyclopentane (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane) may be 1:3 to 3:1.

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 마이크로 캡슐의 쉘부는 멜라민-요소-포름알데히드 수지 (Melamine-urea-formaldehyde resin)를 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the shell portion of the microcapsule may include a melamine-urea-formaldehyde resin (Melamine-urea-formaldehyde resin).

본 발명의 다른 일 실시예로써, 상기 초기화재 소화용 마이크로 캡슐의 입경은 60~80㎛ 일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the particle diameter of the microcapsules for extinguishing the initial material may be 60 ~ 80㎛.

본 발명의 조성물은 탄화촉진제, 탄화형성제, 발포제 및 초기화재 소화용 마이크로 캡슐을 포함하고, 탄화형성제 대 상기 탄화촉진제의 중량% 비율을 조절하여, 화재 발생 초기에 화재를 소화하여 냉각에 의해 화재확산과 재연소를 방지하며 만약에 잔염에 의해 화재가 재발하면 2차적으로 화재확산을 대피시간을 확보하게 하여 대형인명 및 재산상의 손실을 극소화 시킬 수 있는 효과가 있다. 화재의 피해를 극소화 시킬 수 있는 효과가 있다.The composition of the present invention includes a carbonization accelerator, a carbonization former, a foaming agent, and a microcapsule for extinguishing an initial material, and by controlling the weight% ratio of the carbonization former to the carbonization accelerator, extinguishing the fire at the initial stage of the fire and cooling It prevents the spread of fire and re-combustion, and if a fire recurs due to after-flame, it has the effect of minimizing the loss of large lives and property by securing an evacuation time for secondary fire spread. It has the effect of minimizing the damage of fire.

도 1은 본 발명의 수성도료 조성물이 경화 건조되면서 형성된 초기 화재진화용 마이크로 캡슐 목재용 발포성 방염 도료 도막 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 목재용 발포성 방염 도료 조성물에 포함된 마이크로 캡슐을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 수성도료 조성물을 건조 및 경화시킨 경화물을 이를 잘게 분쇄한 알갱이에 불꽃을 점화하고 소화시킬 때 시간별 상태를 나타낸 사진이다.
도 4는 N-H 마이크로캡슐의 DSC곡선과 온도 변화에 따른 마이크로 캡슐 변화(SEM Image)를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a cross-sectional view of a foamable flame retardant coating film for microcapsule wood for fire extinguishing in the initial stage formed while the water-based coating composition of the present invention is cured and dried.
Figure 2 is a view showing the microcapsules contained in the foam fire retardant paint composition for wood of the present invention.
3 is a photograph showing the state over time when the cured product obtained by drying and curing the water-based paint composition of the present invention is ignited and extinguished in finely pulverized granules.
4 is a diagram showing the DSC curve of the NH microcapsule and the microcapsule change (SEM Image) according to the temperature change.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.In order to fully understand the configuration and effect of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be embodied in various forms and various modifications may be made. However, the description of the present embodiments is provided so that the disclosure of the present invention is complete, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the invention.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물은 탄화형성제, 탄화촉진제, 발포제, 바인더 수지 에멀젼 및 초기화재 소화용 마이크로 캡슐을 포함할 수 있다.The foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may include a carbonization former, a carbonization accelerator, a foaming agent, a binder resin emulsion, and microcapsules for extinguishing the initial material.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 탄화형성제는 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 페놀포름알데히드 및 폴리우레탄폴리올 중 하나 이상 일 수 있으며, 수용해성이 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.The carbonization forming agent included in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be one or more of pentaerythritol, dipentaerythritol, phenol formaldehyde and polyurethane polyol, and it is preferable to use a material having low water solubility.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 탄화형성제는 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 6~10 중량% 포함될 수 있는데, 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 6 중량% 미만일 경우, 탄화물 또는 열차단막을 충분하게 형성되지 못해 방염 효율이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과할 경우, 형성된 도막의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The carbonization forming agent included in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be included in 6 to 10% by weight based on the total weight of the water-based paint composition. If the thermal barrier film is not sufficiently formed, the flame retardant efficiency may be lowered, and if it exceeds 10 wt%, the durability of the formed coating film may be deteriorated.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 탄화촉진제는 폴리인산암모늄, 인산멜라민, 피로인산멜라민 중 하나 이상 일 수 있으며, 수용해성이 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.The carbonization accelerator contained in the foamable flame retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be at least one of ammonium polyphosphate, melamine phosphate, and melamine pyrophosphate, and it is preferable to use a material having low water solubility.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 탄화촉진제는 열에 노출 시 분해되어 난연성 가스 및 산을 생성하고 바인더 수지와 탄화형성제의 탄화 작용을 촉진시키는 작용을 할 수 있다.The carbonization accelerator contained in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention is decomposed upon exposure to heat to generate a flame-retardant gas and acid, and may act to promote the carbonization action of the binder resin and the carbonization former.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 탄화촉진제는 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 14~20 중량% 포함될 수 있는데, 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 14 중량% 미만일 경우, 바인더 수지와 탄화형성제의 탄화 작용을 충분히 촉진시키지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 20 중량%를 초과할 경우, 수성도료 조성물 상에 적절히 분산되지 못하여 조성물의 제조과정 중 엉기는 현상이 발생할 수 있다.The carbonization accelerator contained in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be included in an amount of 14 to 20% by weight based on the total weight of the water-based paint composition. When the amount is less than 14% by weight, the binder resin and A problem in which the carbonization action of the carbonization former cannot be sufficiently promoted may occur, and if it exceeds 20% by weight based on the total weight of the water-based paint composition, it may not be properly dispersed in the water-based paint composition and agglomeration during the manufacturing process of the composition This can happen.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 발포제는 화재 발생후 열을 받게 되면 가스가 생성되어 도막의 부피팽창을 일으켜 열차단 효과를 증대시킬 수 있다. 이러한 발포제로는 우레아, 멜라민 및 폴리아미드로 이루어진 물질 중 하나 이상을 사용할 수 있다.When the foaming agent contained in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention receives heat after a fire, gas is generated to cause volume expansion of the coating film, thereby increasing the thermal barrier effect. As the blowing agent, at least one of urea, melamine and polyamide may be used.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 발포제는 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 10~16 중량% 포함될 수 있는데, 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 10 중량% 미만일 경우, 도막의 부피팽창이 충분하지 못해 열차단 효과가 미비할 수 있고, 16 중량%를 초과할 경우, 도막의 물리적 성질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The foaming agent included in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be included in an amount of 10 to 16% by weight based on the total weight of the water-based paint composition. This may not be sufficient, so the thermal barrier effect may be insufficient, and if it exceeds 16 wt%, a problem in which the physical properties of the coating film are deteriorated may occur.

본 발명의 바인더 수지 에멀젼은 유리전이온도(Tg)가 -10~10℃, 바람직하게는 -5~5℃ 일 수 있는데, 유리전이온도(Tg)가 -10℃ 미만일 경우 도막의 경도가 너무 높아 균열이 발생하는 문제가 발생할 수 있고, 10℃를 초과할 경우 충분히 건조되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.The binder resin emulsion of the present invention may have a glass transition temperature (T g ) of -10 to 10 ° C, preferably -5 to 5 ° C. When the glass transition temperature (T g ) is less than -10 ° C, the hardness of the coating film is If it is too high, a problem of cracking may occur, and if it exceeds 10°C, a problem of insufficient drying may occur.

본 발명의 바인더는 아크릴계, 스티렌계, 비닐아세테이트, 에틸렌계 모노머 중 한가지 이상을 공중합 시킨 것을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 내수성을 우수하게 하기 위해 비닐아세테이트와 아크릴계 또는 에틸렌계 모노머와 공중합시킨 비닐아세테이트에멀젼 수지를 사용할 수 있다.As the binder of the present invention, one or more of acryl-based, styrene-based, vinyl acetate, and ethylene-based monomers may be copolymerized. Preferably, a vinyl acetate emulsion copolymerized with vinyl acetate and an acrylic or ethylene-based monomer to improve water resistance. resins may be used.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 바인더 수지 에멀젼은 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 20~30 중량% 포함될 수 있는데, 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로 20 중량% 미만일 경우 도막의 피도물 표면 접착력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우 방염 및 초기소화 기능을 가지는 구성성분이 충분한 효과를 발휘하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.The binder resin emulsion contained in the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood of the present invention may be included in an amount of 20 to 30% by weight based on the total weight of the water-based paint composition. There may be a problem that the surface adhesive strength is lowered, and when it exceeds 30 wt%, there may be a problem that the component having a flame retardant and initial fire extinguishing function does not exhibit a sufficient effect.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 (a) 탄화촉진제, (b) 탄화형성제, (c) 발포제 및 (d) 초기화재 소화용 마이크로 캡슐의 중량 기준 혼합비는 바람직하게는 (a)+(b)+(c) : (d) = 3.5:1~6:1 일 수 있으며, (d)의 값 대비 (a)+(b)+(c)의 값이 3.5배 미만일 경우, 난연성 가스의 생성 및 열차단막의 형성이 충분하지 못하여 화재 확산을 방지하는 기능이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, (d)의 값 대비 (a)+(b)+(c)의 값이 6배를 초과할 경우 마이크로 캡슐의 중량이 상대적으로 적어져 초기화재의 진압 및 재연소 억제의 효과가 저해되는 문제가 발생할 수 있다.The mixing ratio by weight of (a) carbonization accelerator, (b) carbonization former, (c) foaming agent, and (d) microcapsule for fire extinguishing initial material contained in the foamable flame retardant water-based paint composition for wood of the present invention is preferably (a) )+(b)+(c): (d) = 3.5:1~6:1, and when the value of (a)+(b)+(c) is less than 3.5 times the value of (d), Insufficient generation of flame retardant gas and insufficient formation of a thermal barrier may cause a problem in that the function to prevent fire spread may deteriorate, and the value of (a)+(b)+(c) is 6 times higher than the value of (d) If it exceeds, the weight of the microcapsule is relatively small, which may cause a problem in that the suppression of the initial material and the effect of suppressing reburn are inhibited.

상기와 같이 (a) 탄화촉진제, (b) 탄화형성제, (c) 발포제 및 (d) 초기화재 소화용 마이크로 캡슐의 중량 범위를 조절하여 초기화재의 진압, 재연소 억제 및 화재 확산 방지의 효과를 동시에 달성할 수 있다.As described above, by adjusting the weight range of (a) carbonization accelerator, (b) carbonization former, (c) foaming agent, and (d) microcapsule for extinguishing initial material, the effect of suppression of initial material, suppression of re-combustion and prevention of fire spread can be achieved simultaneously.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 포함되는 (a) 탄화촉진제, (b) 탄화형성제 및 (e) 바인더 수지 에멀젼의 중량 기준 혼합비는 바람직하게는 (a)+(b) : (e) = 0.7:1~1:1 일 수 있으며, (e)의 값 대비 (a)+(b)의 값이 0.7배 미만일 경우, 바인더 성분과 탄화형성제의 촉진 작용의 저하에 따라 난연성 가스의 생성 및 열차단막의 형성이 충분하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, (e)의 값 대비 (a)+(b)의 값이 더 커질 경우 형성된 도막의 부착력 저하, 균열 발생 등의 물리적 성질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The mixing ratio by weight of the (a) carbonization accelerator, (b) carbonization former, and (e) binder resin emulsion contained in the foamable flame retardant water-based paint composition for wood of the present invention is preferably (a) + (b): (e) ) = 0.7:1 to 1:1, and when the value of (a)+(b) is less than 0.7 times the value of (e), There may be problems that the generation and formation of a thermal barrier film are not sufficient, and if the value of (a)+(b) is larger than the value of (e), the physical properties such as lowering of adhesion and cracking of the formed coating film are lowered. Problems can arise.

도 1은 본 발명의 수성도료 조성물이 경화 건조되면서 형성된 초기 화재진화용 마이크로 캡슐 목재용 발포성 방염 도료 도막 단면도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a cross-sectional view of a foamable flame retardant coating film for microcapsule wood for fire extinguishing in the initial stage formed while the water-based coating composition of the present invention is cured and dried.

도 1a는 초기소화용 N-H 마이크로 소화캡슐(10) 및 발포성 도막 조성물(20)을 피도물(30)에 도포하여 경화 건조되기 전의 상태를 나타낸 것이다.Figure 1a shows the state before curing and drying by applying the N-H micro extinguishing capsule 10 and the foamable coating composition 20 for the initial fire extinguishing to the object 30 to be coated.

도 1b는 상기의 입자들이 각각 순차적으로 형성한 초기소화용 마이크로캡슐층(10a), 발포성 방염도료 도막층(20a)을 나타낸 것이다.Figure 1b shows the microcapsule layer for initial fire extinguishing (10a) and the foamable flame retardant coating film layer (20a) respectively sequentially formed by the above particles.

본 발명의 수성도료 조성물은 경화하면서 초기소화용 마이크로캡슐층(10a)이 도막의 최상부에, 그 아래에 발포성 방염도료 도막층(20a)이 배열될 수 있다.The water-based paint composition of the present invention may have a microcapsule layer for initial fire extinguishing (10a) on top of the coating film while curing, and a foamable flame retardant coating film layer (20a) below it may be arranged.

본 발명의 수성도료 조성물은 경화 건조되면서, 초기소화용 마이크로캡슐층(10a)이 도막의 최상부에 위치할 수 있는데, 상기와 같이 최상부에 위치함으로써 화재 발생시 마이크로캡슐이 신속하게 온도를 자가감응하여 기화된 조성물이 화염에 직접 분사되어 빠르게 초기 화재에 대응할 수 있는 효과가 있다.As the water-based paint composition of the present invention is cured and dried, the microcapsule layer for initial fire extinguishing (10a) may be located on the top of the coating film. The composition is directly sprayed on the flame, which has the effect of quickly responding to the initial fire.

본 발명의 수성도료 조성물은 경화 건조되면서, 비중 차이에 의해 탄화형성제, 탄화촉진제, 발포제 및 바인더 수지 에멀젼을 포함하는 발포성 방염도료 조성물은 상대적으로 마이크로캡슐층의 하부에 배치될 수 있다.While the water-based paint composition of the present invention is cured and dried, the foamable flame retardant paint composition including the carbonization former, the carbonization accelerator, the foaming agent and the binder resin emulsion due to the difference in specific gravity may be relatively disposed below the microcapsule layer.

보다 구체적으로, 발포성 방염도료 도막층이 피도물에 접촉되는 제1 면, 그리고 제1 면의 반대 면인 제2 면(마이크로캡슐층 하부 면)을 포함하는 경우, 상기 마이크로캡슐층의 감응하여 코어의 소화 물질을 효율적으로 방출함으로써 초기 화재를 효율적으로 소화하고, 발포성 방염도료 도막층이 재연소를 억제시키며 이후에 발생하는 잔염에 대해서도 탄화물 또는 열차단막을 신속하게 형성하여 이를 효과적으로 억제할 수 있다.More specifically, when the foamable flame retardant paint film layer includes a first surface in contact with the object to be coated, and a second surface opposite to the first surface (the lower surface of the microcapsule layer), the microcapsule layer responds to digestion of the core. By efficiently discharging substances, the initial fire can be extinguished efficiently, the foaming flame retardant coating film layer suppresses re-combustion, and the carbide or thermal barrier film can be quickly formed to effectively suppress the after-flame.

본 발명의 수성도료 조성물은 경화하면서 초기소화용 마이크로캡슐층(10a)이 도막의 최상부에 형성될 수 있는데, 이는 본 발명의 수성도료 조성물에 포함되는 마이크로 캡슐의 70% 이상이 도막의 최상부에 위치하여 초기소화용 마이크로캡슐층(10a)이 형성되었음을 의미할 수 있으며, 상기와 같이 마이크로 캡슐의 많은 양이 도막의 최상부에 위치함으로써, 화재 발생시 초기 화재를 효과적으로 억제할 수 있다.As the water-based paint composition of the present invention cures, a microcapsule layer for initial fire extinguishing (10a) may be formed on the top of the coating film. This may mean that the microcapsule layer 10a for initial fire extinguishing has been formed, and since a large amount of microcapsules is located on the top of the coating film as described above, it is possible to effectively suppress the initial fire when a fire occurs.

본 발명의 수성도료 조성물은 경화하면서 마이크로캡슐층(10a)의 하부에 발포성 방염도료 도막층(20a)을 형성할 수 있는데, 이는 본 발명의 수성도료 조성물에 포함되는 탄화촉진제, 탄화혈성제, 발포제 중량의 70% 이상이 마이크로캡슐층(10a)의 하부에 위치하여 방염 성능이 있는 발포성 방염도료 도막층(20a)이 형성되었음을 의미할 수 있으며, 상기와 같이 탄화촉진제, 탄화형성제 및 발포제를 포함하는 방염 성분의 많은 양이 마이크로캡슐층(10a)의 바로 하부에 위치함으로써, 초기 화재를 진압할 수 있으면서도 잔염에 의한 화재의 재발을 방지할 수 있다.The water-based paint composition of the present invention can form a foamable flame-retardant paint film layer 20a under the microcapsule layer 10a while curing, which is a carbonization accelerator, carbonization blood agent, and foaming agent included in the water-based paint composition of the present invention. It may mean that 70% or more of the weight is located below the microcapsule layer 10a and thus the foamable flame retardant paint film layer 20a having flame retardant performance is formed, and includes a carbonization accelerator, a carbonization former and a foaming agent as described above. Since a large amount of the flame-retardant component is located just below the microcapsule layer 10a, it is possible to suppress the initial fire and prevent the recurrence of the fire due to after-flame.

따라서, 상기와 같이 소화용 마이크로 캡슐의 함량과 방염을 위한 탄화형성제, 탄화촉진제, 발포제 입자의 함량이 적절히 조절되고, 경화 건조 후 도막이 상기와 같은 층을 형성함으로써, 화재 발생 초기에 화재를 소화하여 화재확산과 재연소를 방지하고, 잔염에 의한 화재의 재발을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, as described above, the content of the microcapsule for fire extinguishing and the content of the carbonization forming agent, carbonization accelerator, and foaming agent particles for fire protection are appropriately adjusted, and the coating film forms the same layer after curing and drying, thereby extinguishing the fire at the initial stage of the fire. This has the effect of preventing the spread of fire and re-combustion, and minimizing the recurrence of fire due to after-flame.

도 2는 본 발명의 목재용 발포성 방염 도료 조성물에 포함된 마이크로 캡슐의 일 단면을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a cross-section of a microcapsule included in the foamable flame retardant paint composition for wood of the present invention.

본 발명의 수성도료 조성물에는 화재 초기 소화를 위한 소화용 마이크로 캡슐이 포함될 수 있는데, 상기 소화용 마이크로 캡슐은 도 2에 도시된 바와 같이, 코어-쉘 구조를 포함한 형태로 구성될 수 있다.The water-based paint composition of the present invention may include fire extinguishing microcapsules for initial fire extinguishing, and the fire extinguishing microcapsules may be configured in a form including a core-shell structure, as shown in FIG. 2 .

코어-쉘 구조로 이루어진 본 발명 마이크로 캡슐의 경우, 마이크로 캡슐 내의 물질인 소화 조성물을 외부로 배출시켜 화재를 초기에 소화하는 용도로 사용된다.In the case of the microcapsule of the present invention having a core-shell structure, the fire extinguishing composition, which is a material in the microcapsule, is discharged to the outside to extinguish the fire in the initial stage.

구체적으로, 화재 발생 시 소화 조성물이 열에 의해 기화되어 팽창될 수 있으나, 상기 쉘 부의 내구성 및 기밀성에 의해 반응(파열, 누출)하지 않고 있다가, 화재 시 120~220℃ 온도를 자가 감응하여 터지며 기화된 소화 조성물이 화염에 직접 분사 작용하여, 연소의 4조건인 연료(가연물), 산소(공기), 열(발화원), 연쇄반응 중, 열(발화원)과 연쇄반응을 끊어주어 화재를 소화할 수 있으며 15초 이내에 800℃에서 30℃로 냉각시켜 재연소를 억제할 수 있다.Specifically, when a fire occurs, the extinguishing composition may be vaporized and expanded by heat, but it does not react (rupture, leak) due to the durability and airtightness of the shell part, and in case of a fire, it self-responds to a temperature of 120 to 220 ° C. The fire extinguishing composition directly sprays on the flame to extinguish the fire by breaking the chain reaction with fuel (flammables), oxygen (air), heat (ignition source), and heat (ignition source) during the chain reaction, which are the four conditions of combustion. It can be cooled from 800°C to 30°C within 15 seconds to suppress re-combustion.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 캡슐은 마이크로 크기의 쉘 부와, 쉘 부의 내측에 위치하는 코어부 상의 소화 조성물을 포함한다.The microcapsule according to this embodiment of the present invention includes a micro-sized shell portion and a fire extinguishing composition on the core portion located inside the shell portion.

쉘 부는 화재 발생시에 녹거나 깨질 수 있도록 녹는점이 120 내지 220℃에서 자가 감응하여 녹아 터져 코어내의 소화물질을 기화시켜 분사 할 수 있는 열가소성 수지로 형성 할 수 있다. 그리고 15초 이내에 800℃에서 30℃ 냉각시켜 재연소를 억제할 수 있다.The shell part can be formed of a thermoplastic resin that can be melted or broken when a fire occurs so that the melting point is self-sensitive at 120 to 220 ° C. And it is possible to suppress reburn by cooling from 800°C to 30°C within 15 seconds.

구체적으로, 상기 쉘 부는 온도 반응에 의한 자가 감응 역할을 수행하기 위하여, 비다공성 고분자 중합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어서, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 아미노알데히드 수지, 멜라민 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중 합체 수지, 스티렌-메타 크릴레이트 공중합체 수지, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 페놀포름알데이드 수지 및 레소시놀 포름알데히드 수지에서 선택된 하나 이상을 포함하여 제공될 수 있다.Specifically, the shell portion is preferably made of a non-porous polymer in order to perform a self-sensitization role by a temperature reaction. For example, polyurethane resin, polyurea resin, polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, aminoaldehyde resin, melamine resin, polystyrene resin, styrene-acrylate copolymer resin, styrene-methacrylate copolymer resin , gelatin, polyvinyl alcohol, phenol formaldehyde resin and resorcinol formaldehyde resin may be provided including one or more selected from the group consisting of.

더욱 바람직하게는 상기 쉘 부는 멜라민-요소-포름알데히드 수지 (Melamine-urea-formaldehyde resin)를 포함하도록 구성될 수 있는데, 상기 멜라민-요소-포름알데히드 수지는 온도 감응이 민감한 특성을 가지는 바, 120~220℃범위 온도에서 민감하게 자가 감응하여 쉘부가 파괴되어 소화물질이 분사되게 함으로써 우수한 화재 초기의 소화 효과를 얻을 수 있다.More preferably, the shell portion may be configured to include a melamine-urea-formaldehyde resin, wherein the melamine-urea-formaldehyde resin has a temperature-sensitive characteristic. Excellent fire extinguishing effect at the initial stage of fire can be obtained by sensitively self-responding at a temperature in the range of 220°C, destroying the shell and allowing the extinguishing material to be sprayed.

상기 쉘 부는 마이크로 캡슐의 외형을 형성한다.The shell portion forms the outline of the microcapsule.

한편 본 발명의 실시예에서는 쉘 부가 구형으로 형성되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 쉘 부는 튜브 형태로 형성될 수 있으며, 튜브 형태의 쉘 부 내부의 폐공간에 소화 조성물이 내장될 수 있다.On the other hand, although the embodiment of the present invention discloses an example in which the shell portion is formed in a spherical shape, it is not limited thereto. For example, the shell portion may be formed in the form of a tube, and the extinguishing composition may be embedded in the closed space inside the shell portion in the form of a tube.

쉘 부의 내측에 존재하는 코어부에는 소화 조성물이 포함될 수 있다.A fire extinguishing composition may be included in the core part present on the inside of the shell part.

상기 본 발명의 소화조성물은 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)을 포함하도록 구성될 수 있다.The extinguishing composition of the present invention is perfluoro 2-methyl-3-pentanone (perfluoro 2-methyl-3-pentanone) and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane ( 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane).

상기 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)는 쉘의 내부에서의 저장안정성이 뛰어나며, 쉘 외부로 방출 시 효과적인 분사효율을 나타낼 수 있다.The perfluoro 2-methyl-3-pentanone (perfluoro 2-methyl-3-pentanone) and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane (1,1,2, 2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane) has excellent storage stability inside the shell and can show effective injection efficiency when released to the outside of the shell.

한편, 상기 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)는 1:3~3:1의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.On the other hand, the perfluoro 2-methyl-3-pentanone (perfluoro 2-methyl-3-pentanone) and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane (1,1, 2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane) is preferably mixed in a ratio of 1:3 to 3:1.

상기 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논 대 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 비율이 1:3 미만일 경우에는 소화능력 및 쉘의 코어 내 소화물질의 저장 안정성에 문제가 발생할 수 있으며, 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논 대 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 비율이 3:1 초과일 경우 쉘 코어 내 소화물질의 재연소 방지 효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.When the ratio of perfluoro 2-methyl-3-pentanone to 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane is less than 1:3, extinguishing ability and extinguishing material in the core of the shell storage stability of There may be a problem that the anti-reburn effect of the extinguishing material in the shell core is lowered.

본 발명의 소화용 마이크로 캡슐의 입경은 60~80㎛로 조절되는 것이 바람직하다.It is preferable that the particle size of the microcapsule for digestion of the present invention is adjusted to 60-80㎛.

상기 마이크로 캡슐의 입경이 60㎛ 미만일 경우, 캡슐의 입경이 작아져 피도물 표면의 특정 부위에 도포시키는 공정상에 어려움이 있을 수 있으며, 반대로 80㎛를 초과할 경우 단위 중량당 표면적이 작아져 온도 변화에 따른 빠른 반응성을 나타내지 못하는 문제가 발생할 수 있다.When the particle diameter of the microcapsule is less than 60 μm, the particle diameter of the capsule becomes small and there may be difficulties in the process of applying it to a specific part of the surface to be coated. There may be a problem in that it does not exhibit fast reactivity according to the

한편, 필요에 따라 본 발명의 마이크로 캡슐은 위와 같은 단일 코어-쉘 구조가 아닌 이중 쉘이 코어를 감싸는 구조로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, if necessary, the microcapsule of the present invention may have a structure in which a double shell surrounds the core, not the single core-shell structure as described above.

구체적으로, 본 발명의 소화용 마이크로캡슐은 코어부, 상기 코어를 감싸고 있으며 젤라틴으로 이루어진 1차 쉘 부 및 상기 1차 쉘 부를 감싸고 있으며 멜라민으로 이루어진 2차 쉘 부로 구성될 수 있다.Specifically, the microcapsule for digestion of the present invention may be composed of a core part, a primary shell part surrounding the core and made of gelatin, and a secondary shell part surrounding the primary shell part and made of melamine.

위와 같이 2중 쉘 구조로 마이크로 캡슐을 제조할 경우, 소화용 도료 제조시 도료와의 상용성과 내용제성이 우수하고, 입도분포 폭이 좁아 입경이 균일한 캡슐을 제공할 수 있다.When the microcapsule is manufactured with the double shell structure as described above, it is possible to provide a capsule having excellent compatibility with the paint and solvent resistance when manufacturing the fire extinguishing paint, and the particle size distribution is narrow, so that the capsule has a uniform particle size.

한편, 상기 본 발명의 수성도료 조성물의 전체 중량을 기준으로, 상기 초기화재 소화용 마이크로 캡슐은 8~12 중량%으로 포함될 수 있다.On the other hand, based on the total weight of the water-based paint composition of the present invention, the microcapsule for extinguishing the initial material may be included in an amount of 8 to 12% by weight.

이러한 함량범위내로 조절될 경우, 형성된 도막의 내구성, 내열성, 내오염성 등의 물성이 최적으로 조절될 수 있는데, 8 중량% 미만일 경우 초기 소화 효과가 미비해지는 문제가 발생할 수 있고, 12 중량%를 초과하여 포함될 경우 점도의 상승 등으로 도장 작업성이 나빠지고 건조 도막의 내구성이 저하되며, 제조 원가의 측면에서 부적절 할 수 있다.When adjusted within this content range, physical properties such as durability, heat resistance, and stain resistance of the formed coating film can be optimally adjusted. In the case of being included, the coating workability deteriorates due to an increase in viscosity, the durability of the dried coating film is deteriorated, and it may be inappropriate in terms of manufacturing cost.

특히, 상기 초기화재 소화용 마이크로 캡슐의 함량과 탄화물 또는 열차단막을 형성하는 탄화형성제 및 탄화촉진제의 함량이 적절히 조절됨으로써, 초기 화재를 효율적으로 소화하고 재연소를 억제시키며 이후에 발생하는 잔염에 대해서도 탄화물 또는 열차단막을 신속하게 형성할 수 있는 조성물을 제조할 수 있다.In particular, the content of the microcapsule for extinguishing the initial fire and the content of the carbonization former and carbonization accelerator for forming carbide or thermal barrier film are appropriately adjusted, thereby effectively extinguishing the initial fire, suppressing reburn, and preventing afterflame generated later. Also, it is possible to prepare a composition capable of rapidly forming a carbide or thermal barrier film.

도 3은 본 발명의 수성도료 조성물을 건조 및 경화시킨 경화물을 이를 잘게 분쇄한 알갱이에 불꽃을 점화하고 소화시킬 때 시간별 상태를 나타낸 실제 사진으로, 여기에서 3a는 점화 전(0초), 3b는 4초 후, 3c는 8초 후, 3d는 15초 후의 상태를 나타낸다.3 is an actual photograph showing the state over time when the cured product obtained by drying and curing the water-based paint composition of the present invention is ignited and extinguished in finely pulverized granules, where 3a is before ignition (0 seconds), 3b denotes a state after 4 seconds, 3c after 8 seconds, and 3d after 15 seconds.

점화 후 8초까지는 상기 알갱이가 연소되어 발화되다가 8초 이후 차츰 소화되어 15초 후 완전 소화된 경향을 보이는데, 이는 조성물에 포함되어 있던 마이크로 캡슐의 쉘부가 화재 발생 시 열폭주로 120~220℃에 도달하여 이 온도를 감지(자가 온도 감응)해서 8초 내에 녹아 터져 코어내의 소화물질이 분사되고, 소화물질이 15초 이내에 800℃에서 30℃로 냉각시켜 재연소를 억제할 수 있으므로 상기와 같은 경향을 보이는 것으로 볼 수 있다.The granules are burned and ignited until 8 seconds after ignition, and then gradually extinguished after 8 seconds, showing a tendency to be completely extinguished after 15 seconds. It reaches and senses this temperature (self-temperature response), melts and bursts within 8 seconds, and the extinguishing material in the core is sprayed. can be seen as showing

도 4는 N-H 마이크로캡슐의 시차주사 열량분석(DSC, Differential Scanning Calorimetry) 곡선 및 온도 변화에 따른 마이크로 캡슐 변화(SEM Image)를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a differential scanning calorimetry (DSC) curve of the N-H microcapsule and the microcapsule change (SEM Image) according to temperature change.

72℃ 부근에서는 마이크로 캡슐이 구형으로 존재하고 있으나, 150℃ 부근에서는 온도 감응을 하여 쉘부가 파열된 형태로 존재하는 것을 확인함으로써, 120~220℃ 감응온도 범위에서는 코어내의 소화물질이 분사될 수 있는 것을 알 수 있었다.In the vicinity of 72 ℃, the microcapsules exist in a spherical shape, but in the vicinity of 150 ℃, it is temperature-sensitive and it is confirmed that the shell part is in a ruptured form. could see that

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples are provided to help the understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.

본 발명의 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물의 구성물질 및 기능 또는 특성은 하기의 [표 1], 실시예 및 비교예 1~3의 조성비는 하기의 [표 2]에 각각 기재되어 있다.The constituent materials and functions or characteristics of the foamable flame retardant water-based paint composition for wood of the present invention are described in [Table 1], and the composition ratios of Examples and Comparative Examples 1 to 3 are respectively described in [Table 2] below.

NONO 구성물질constituent 기능 또는 특성function or characteristic 1One 물(H2O)water (H 2 O) 점도조절viscosity control 22 propylene glycolpropylene glycol 냉동안정제로 동절기 저장 안정성Winter storage stability as a cryostabilizer 33 BYK-190BYK-190 친수성 분산제hydrophilic dispersant 44 Potassium tripoly phosphatePotassium tripolyphosphate 난연성 우수한 친수성 분산제Excellent flame retardant hydrophilic dispersant 55 BIOCIDE 3300N(fungicide)BIOCIDE 3300N(fungicide) 방부제로 저장성 강화의 기능The function of enhancing storage properties as a preservative 66 NATRASOL 250HR(hydroxy ethyl cellulose)NATRASOL 250HR (hydroxy ethyl cellulose) 증점제thickener 77 TiO2(이산화티탄)TiO 2 (titanium dioxide) 백색안료white pigment 88 coalescing agent texanol ST-100coalescing agent texanol ST-100 도막형성보조제로 유리전이온도(Tg)를 낮추어 MFFT(minimum film forming temperature)를 낮추는 역할A role of lowering the minimum film forming temperature (MFFT) by lowering the glass transition temperature (T g ) as a coating film forming aid 99 melamine pyrophosphatemelamine pyrophosphate 탄화촉진제로 열원에 노출시 분해되어 난연성 가스와 산을 생성하고 바인더와 탄화형성제의 탄화 작용을 촉진It is a carbonization accelerator that decomposes when exposed to a heat source to generate flame-retardant gas and acid, and promotes the carbonization action of binders and carbonization formers. 1010 dipentaerithritoldipentaerithritol 탄화형성제로 열원에 노출 시 산촉매인 탄화촉진제와 반응하여 탄화물을 형성하고 열차단막 형성을 작용When exposed to a heat source as a carbonization former, it reacts with the carbonization accelerator, which is an acid catalyst, to form carbides and acts to form a thermal barrier. 1111 melaminemelamine 발포제로 가스를 생성하여 도막의 부피팽창을 일으켜 열차단 효과를 증대시키는 작용을 함By generating gas as a foaming agent, it increases the thermal barrier effect by causing volume expansion of the coating film. 1212 vinyl acetate emulsionvinyl acetate emulsion 바인더 역할을 하며, NV 45~50%, 유리전이온도(Tg) -5~5℃Acts as a binder, NV 45~50%, glass transition temperature (T g ) -5~5℃ 1313 Silicone defoamerSilicone defoamer 소포제로 거품을 제거휘발성 유기화합물(VOC) 미포함Removes foam with an antifoaming agent Free of volatile organic compounds (VOCs) 1414 pH조절제pH regulator 보관시 가수분해방지를 위해 PH 4~6유지Maintain pH 4~6 to prevent hydrolysis during storage 1515 초기화재소화용 N-H-microcapsuleN-H-microcapsule for initial re-digestion 초기화재 발생시 열폭주로 120℃℃에 도달하면 온도를 감지하여 쉘(shell)이 깨져 초기화재 확산을 억제하기 위해 8초내에 소화물질이 확산되고 15초내에 800℃에서 30℃로 냉각시키고 재연소를 억제When the initial fire occurs, when it reaches 120℃ due to thermal runaway, the temperature is sensed and the shell is broken, so that the extinguishing material is diffused within 8 seconds to suppress the diffusion of the initial fire, cooled from 800℃ to 30℃ within 15 seconds, and burned again suppress

NONO 구성물질constituent 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 1One 물(H2O)water (H 2 O) 13.013.0 19.319.3 18.818.8 15.215.2 22 propylene glycolpropylene glycol 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 33 BYK-190BYK-190 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 44 Potassium tripoly phosphatePotassium tripolyphosphate 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 55 BIOCIDE 3300N(fungicide)BIOCIDE 3300N(fungicide) 0.20.2 0.20.2 0.20.2 0.20.2 66 NATRASOL 250HR(hydroxy ethyl cellulose)NATRASOL 250HR (hydroxy ethyl cellulose) 1.01.0 1One 1One 1One 77 TiO2(이산화티탄)TiO 2 (titanium dioxide) 8.78.7 10.710.7 10.710.7 10.710.7 88 coalescing agent texanol ST-100coalescing agent texanol ST-100 1.01.0 1One 1One 1One 99 melamine pyrophosphatemelamine pyrophosphate 16.816.8 1212 17.817.8 17.817.8 1010 dipentaerithritoldipentaerithritol 8.38.3 44 44 8.38.3 1111 melaminemelamine 13.313.3 13.313.3 88 13.313.3 1212 vinyl acetate emulsionvinyl acetate emulsion 26.026.0 26.726.7 26.726.7 26.726.7 1313 Silicone defoamerSilicone defoamer 0.30.3 0.40.4 0.40.4 0.40.4 1414 pH조절제pH regulator 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 1515 초기화재소화용 N-H-microcapsuleN-H-microcapsule for initial re-digestion 10.010.0 1010 1010 44

[실시예 1][Example 1]

1. 고속 탱크믹서에 상기 [표 2]의 구성물질 1 ~ 5 및 8을 배합비에 맞게 계량하여 투입하고, 임펠라 지름이 33cm인 15HP 무단변속 교반기를 통해 300rpm의 속도로 5분간 교반하였다.1. In a high-speed tank mixer, the components 1 to 5 and 8 of [Table 2] were weighed and put in according to the mixing ratio, and stirred for 5 minutes at a speed of 300 rpm through a 15HP continuously variable stirrer having an impeller diameter of 33 cm.

2. 상기 1의 교반 과정을 5분간 진행하고, [표 2]의 구성물질 6을 서서히 투입하면서 연속적으로 상기 무단변속 교반기를 통해 450rpm의 속도로 10분간 교반하면서 완전히 용해되었음을 확인하였고, [표 2]의 구성물질 7의 명시된 조성비를 3회로 나누어 서서히 투입하고 상기 무단변속 교반기를 통해 900rpm의 속도로 30분간 교반하였고, 파티클(particle)의 유무를 유리판상 60㎛ 어플리케이터를 이용하여 입도가 NS5 이상인 것을 확인하였다.2. The stirring process of 1 was carried out for 5 minutes, and it was confirmed that the component 6 of [Table 2] was completely dissolved while continuously stirring at a speed of 450 rpm through the continuously variable agitator for 10 minutes while slowly adding [Table 2] ], the specified composition ratio of the component 7 was divided into three times and slowly added, stirred at a speed of 900 rpm through the continuously variable stirrer for 30 minutes, and the presence or absence of particles was checked using a 60 μm applicator on a glass plate with a particle size of NS5 or more Confirmed.

3. [표 2]의 구성물질 9를 서서히 투입 후 상기 무단변속 교반기를 통해 900rpm의 속도로 20분간 교반하였고, 유리판상 60㎛ 어플리케이터를 이용하여 파티클(particle)이 없는 도막의 균일한 상태를 확인하였다.3. After slowly adding the component 9 of [Table 2], the mixture was stirred for 20 minutes at a speed of 900 rpm through the continuously variable stirrer, and the uniform state of the particle-free coating film was confirmed using a 60 μm applicator on a glass plate. did.

4. [표 2]의 구성물질 12의 조성비의 1/2을 서서히 투입하고 상기 무단변속 교반기를 통해 500rpm의 속도로 20분간 교반하면서 [표 2]의 구성물질 10 및 12도 함께 서서히 투입한 후, 유리판상 60㎛ 어플리케이터를 이용하여 파티클(particle)이 없는 도막의 균일한 상태를 확인하였다.4. After slowly adding 1/2 of the composition ratio of the constituent material 12 of [Table 2] and stirring at a speed of 500 rpm for 20 minutes through the continuously variable stirrer, the constituent materials 10 and 12 of [Table 2] are also slowly added together , The uniform state of the coating film without particles was confirmed by using a 60㎛ applicator on a glass plate.

5. [표 2]의 구성물질 12의 조성비의 나머지 1/2을 서서히 투입하면서 상기 무단변속 교반기를 통해 500rpm의 속도로 10분간 교반하였다.5. The remaining 1/2 of the composition ratio of the component 12 of [Table 2] was slowly added and stirred for 10 minutes at a speed of 500 rpm through the continuously variable stirrer.

6. 상기 무단변속 교반기를 통해 500rpm의 속도로 계속 유지하면서 [표 2]의 구성물질 13의 조성비의 1/2과 구성물질 14를 10분간 교반하였고, 유리판상 60㎛ 어플리케이터를 이용하여 도막의 소포 상태를 확인하였다.6. While continuously maintaining the speed of 500rpm through the continuously variable speed stirrer, 1/2 of the composition ratio of constituent material 13 in [Table 2] and constituent material 14 were stirred for 10 minutes, and defoaming the coating film using a 60㎛ applicator on a glass plate The status was checked.

7. 상기 무단변속 교반기를 통해 500rpm의 속도로 계속 유지하면서 [표 2]의 구성물질 15를 서서히 투입하면서 15분간 교반하였고, 유리판상 90㎛ 어플리케이터를 이용하여 파티클(particle)이 없는 도막의 균일한 상태를 확인하였다.7. While continuously maintaining the speed of 500 rpm through the continuously variable stirrer, the constituent material 15 of [Table 2] was slowly added and stirred for 15 minutes, and a particle-free coating film was uniformly formed using a 90 μm applicator on a glass plate. The status was checked.

8. 상기 무단변속 교반기를 통해 500rpm의 속도로 계속 유지하면서 [표 2]의 구성물질 13의 조성비의 나머지 1/2을 투입하여 10분간 교반한 후, 상기 무단변속 교반기를 정지하고, 유리판상 90㎛ 어플리케이터를 이용하여 파티클(particle)이 없는 도막의 균일한 상태를 확인하였다.8. While continuously maintaining the speed of 500rpm through the continuously variable speed stirrer, the remaining 1/2 of the composition ratio of the constituent material 13 in [Table 2] was added and stirred for 10 minutes, then the continuously variable speed stirrer was stopped, and the glass plate was 90 The uniform state of the coating film without particles was confirmed using a μm applicator.

9. 상기 도막의 점도 및 비중을 확인하여 제품 규격 내에 있는지 확인하였다.9. By checking the viscosity and specific gravity of the coating film, it was confirmed that it was within the product specifications.

[비교예 1][Comparative Example 1]

상기 [표 2]의 구성물질 9 및 10의 조성비를 달리하여 상기 실시예의 1~9 단계를 수행하였다.Steps 1 to 9 of the above Examples were performed by varying the composition ratios of the constituent materials 9 and 10 in [Table 2].

[비교예 2][Comparative Example 2]

상기 [표 2]의 구성물질 10 및 구성물질 11의 조성비를 달리하여 상기 실시예의 1~10 단계를 수행하였다.Steps 1 to 10 of the above Examples were performed by varying the composition ratios of the constituent materials 10 and 11 in [Table 2].

[비교예 3][Comparative Example 3]

상기 [표 2]의 구성물질 15의 조성비를 달리하여 상기 실시예의 1~10 단계를 수행하였다.Steps 1 to 10 of the above Examples were performed by varying the composition ratio of the constituent material 15 in [Table 2].

[시험예 1][Test Example 1]

<건조도막 형성 조건><Conditions for forming dry film>

실시예 1, 비교예 1~3의 조성물을 피도물의 일면에 아래의 [표 3]의 조건으로 도포 및 건조하여 건조 도막을 형성하였다. 여기에서 피도물은 두께 1.2mm, 가로 200mm, 세로 250mm 규격의 KS F 3101 보통 합판을 사용하였다.The compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were applied to one surface of the object to be coated under the conditions of Table 3 below and dried to form a dry coating film. Here, for the object to be coated, KS F 3101 ordinary plywood with a thickness of 1.2mm, a width of 200mm, and a length of 250mm was used.

조건Condition 단위unit 실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 건조도막두께 (DFT)Dry Film Thickness (DFT) μm 100100 100100 100100 100100 도장횟수number of coats episode 22 22 22 22 건조시간 drying time 횟수간 지촉건조Dry to touch minmin 2020 2020 2020 2525 경화건조hardening drying minmin 6060 6060 6060 7575 방염처리 면적Flame-resistant area ㎡/lm2/l 7.57.5 6.56.5 5.75.7 55

<건조도막 형성 후 방염성능 및 소화성능 측정><Measurement of flame retardancy and fire extinguishing performance after dry film formation>

가로 160mm, 세로 210mm, 높이 210mm의 플라스틱 재질로 되어 있고, 상면이 개방되어 있는 사각통 형태의 내부에 버너를 고정하고 점화하였다.It is made of a plastic material with a width of 160mm, a length of 210mm, and a height of 210mm, and the burner was fixed and ignited in the shape of a square cylinder with an open top.

상기 실시예 1의 건조 도막이 형성된 일면을 개방되어 있는 상면을 덮어 버너의 불꽃이 상기 일면과 접촉하도록 하여 밀폐한 후, 버너의 불꽃이 밀폐된 상태에서 하기 [표4]와 같이 방염성능, 감응 온도, 시간 및 탄화 면적을 측정했다.After the one surface on which the dry coating film of Example 1 is formed is closed by covering the open upper surface so that the flame of the burner is in contact with the one surface, the flame of the burner is sealed as shown in [Table 4] below. , time and carbonization area were measured.

상기 비교예 1~3에 대해서도 상기와 같은 방법으로 측정했다.The comparative examples 1 to 3 were also measured in the same manner as described above.

- 초기소화 자가감응온도: 버너의 불꽃이 밀폐된 상태에서 마이크로 캡슐이 감응한 온도- Initial fire extinguishing self-sensitization temperature: The temperature at which the microcapsule responds when the burner flame is sealed.

- 초기소화시간: 점화 후 마이크로 캡슐이 감응한 시점에서 불꽃(화염)이 사라지고 최초로 연기가 발생한 시점까지의 시간- Initial extinguishing time: The time from when the microcapsule reacts after ignition to the moment when the flame (flame) disappears and the first smoke is generated

- 재연소 억제시간: 불꽃이 꺼진 후 연기가 발생하지 않는 시간- Reburn suppression time: time when no smoke is generated after the flame is extinguished

성 능 항 목performance item 단위unit 실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 방염성능Flame-retardant performance 잔염시간/기준10초이내
(불꽃이 지속되는 시간)
Afterflame time/less than 10 seconds
(how long the flame lasts)
secsec 33 1515 2323 1010
잔진시간/기준30초이내
(연소가 그칠 때까지 시간)
Remaining time/less than 30 seconds
(Time until combustion stops)
secsec 88 1919 2626 1212
탄화면적/기준50㎠이내(불꽃에 의하면 연소되어진 면적Carbonization area/Standard 50cm2 (the area burned by the flame) cm2 16.516.5 5353 6060 2424 탄화길이/기준20cm
(불꽃에 의하여 연소되어진 길이)
Carbonization length/standard 20cm
(length burned by flame)
cmcm 5.25.2 2222 3131 1515
초기소화 자가 감응온도
(쉘 터짐 온도)
Initial extinguishing self-sensitization temperature
(shell burst temperature)
150150 235235 260260 측정불가not measurable
초기소화시간Initial digestion time secsec 4~54-5 1111 1313 화염이 작아지다 다시커짐The flame gets smaller and then gets bigger again. 재연소억제시간(800℃에서 30℃로 냉각)Reburn suppression time (cooling from 800℃ to 30℃) secsec 1111 2626 3232 불가impossible

상기 비교예 1은 탄화촉진제의 함량을 14 중량% 미만으로, 탄화형성제의 함량은 6 중량% 미만으로 하였고, 탄화촉진제 및 탄화형성제의 중량 대비 바인더 수지 에멀젼의 비율을 0.7 미만으로 한 경우이다.In Comparative Example 1, the content of the carbonization accelerator was less than 14% by weight, the content of the carbonization former was less than 6% by weight, and the ratio of the binder resin emulsion to the weight of the carbonization accelerator and the carbonization former was less than 0.7. .

상기 비교예 1의 경우에는 실시예 1에 비하여 방염성능이 현저히 저하됨을 확인할 수 있었고, 초기 소화와 관련된 측정 역시 성능이 저하됨을 확인할 수 있었다.In the case of Comparative Example 1, it was confirmed that the flame retardant performance was significantly lowered compared to Example 1, and it was confirmed that the performance related to the initial digestion was also reduced.

상기 비교예 2는 초기화재 소화용 마이크로캡슐의 중량 대비 탄화촉진제, 탄화형성제 및 발포제의 중량의 비율을 3.5 미만으로 하였고, 탄화형성제의 함량은 6 중량% 미만으로 한 경우이다.In Comparative Example 2, the ratio of the weight of the carbonization accelerator, the carbonization former, and the foaming agent to the weight of the microcapsule for extinguishing the initial material was less than 3.5, and the content of the carbonization former was less than 6% by weight.

상기 비교예 2의 경우에도 실시예 1에 비하여 방염성능이 현저히 저하됨을 확인할 수 있었고, 초기 소화와 관련된 측정 역시 성능이 저하됨을 확인할 수 있었다.In the case of Comparative Example 2, it was confirmed that the flame retardancy performance was significantly lowered compared to that of Example 1, and it was confirmed that the performance related to the initial digestion was also reduced.

상기 비교예 3은 초기화재 소화용 마이크로캡슐의 중량 대비 탄화촉진제, 탄화형성제 및 발포제의 중량의 비율을 6 이상으로 하였고, 초기화재 소화용 마이크로캡슐의 ?t량은 5 중량% 미만으로 한 경우이다.In Comparative Example 3, the ratio of the weight of the carbonization accelerator, the carbonization former and the foaming agent to the weight of the microcapsule for extinguishing the initial material was 6 or more, and the ?t amount of the microcapsule for extinguishing the initial material was less than 5% by weight. to be.

상기 비교예 3의 경우에도 실시예 1에 비하여 방염성능이 현저히 저하됨을 확인할 수 있었고, 초기 소화와 관련된 측정에서 감응온도는 측정이 불가능했고, 화염이 작아지다가 다시 커져 소화시간을 측정할 수 없었으며, 재연소 억제시간도 측정이 불가능 했다.In the case of Comparative Example 3, it was confirmed that the flame retardancy performance was significantly lower than that of Example 1, and it was impossible to measure the sensitized temperature in the measurement related to the initial fire extinguishing, and the fire time could not be measured because the flame became smaller and then increased again. , it was impossible to measure the reburn suppression time.

즉, 본 발명의 실시예 1의 수성도료 조성물을 통해 방염 성능을 측정항목 기준을 만족함과 동시에, 비교예 1~3에 비하여 우수한 초기화재 진압성능을 가지는 건조도막을 형성할 수 있음을 확인하였으며, 이는 화재 발생 초기에 화재를 소화하여 냉각에 의한 화재의 확산 및 잔염에 의한 2차 화재의 재발을 방지할 수 있는 효과를 나타낸 것이다.That is, it was confirmed that, through the water-based paint composition of Example 1 of the present invention, it was possible to form a dry coating film having excellent fire suppression performance compared to Comparative Examples 1 to 3 while satisfying the criteria for flame-retardant performance. This shows the effect of extinguishing the fire at the initial stage of the fire and preventing the spread of the fire by cooling and the recurrence of the secondary fire due to the afterglow.

10 : 초기소화용 N-H 마이크로소화캡슐
20 : 발포성 방염 조성물
30 : 피도물
40 : 초기 소화용 마이크로캡슐 포함 목재용 발포성 방염수성도료 도막
10a : 초기소화용 마이크로 캡슐층
20a : 발포성 방염도료 도막층
70: 초기 소화용 마이크로캡슐 코어부
80: 초기 소화용 마이크로캡슐 쉘부
10: NH microdigestion capsule for initial digestion
20: foamed flame retardant composition
30: target
40: Foaming fire retardant paint film for wood including microcapsules for initial fire extinguishing
10a: microcapsule layer for initial digestion
20a: foaming flame retardant paint film layer
70: microcapsule core for initial digestion
80: microcapsule shell portion for initial digestion

Claims (8)

목재용 발포성 방염 수성도료 조성물에 있어서,
(a) 탄화촉진제, (b) 탄화형성제, (c) 발포제, (d) 코어-쉘 구조로 이루어진 초기화재 소화용 마이크로 캡슐 및 (e) 바인더 수지 에멀젼을 포함하되,
상기 물질들의 중량 기준 혼합비는 (a)+(b)+(c) : (d) = 3.5:1~6:1이고,
상기 (a) 탄화촉진제는 폴리인산암모늄, 인산멜라민 및 피로인산멜라민 중 하나 이상이고,
상기 (b) 탄화형성제는 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 페놀포름알데히드 및 폴리우레탄폴리올 중 하나 이상이고,
상기 (d) 코어-쉘 구조로 이루어진 초기화재 소화용 마이크로 캡슐은 120~220℃온도에서 자가온도감응하여 초기화재를 방지하며,
상기 마이크로 캡슐의 코어부는 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4- heptafluoro cyclopentane)을 포함하고,
상기 마이크로 캡슐의 쉘부는 멜라민-요소-포름알데히드 수지 (Melamine-urea-formaldehyde resin)를 포함하고,
상기 (e) 바인더 수지 에멀젼은 아크릴계, 스티렌계, 비닐아세테이트 및 에틸렌계 모노머 중 하나 이상을 공중합 시킨 것인 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물.
In the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood,
(a) a carbonization accelerator, (b) a carbonization former, (c) a foaming agent, (d) a microcapsule for extinguishing an initial material having a core-shell structure, and (e) a binder resin emulsion,
The mixing ratio by weight of the materials is (a) + (b) + (c): (d) = 3.5:1 to 6:1,
The (a) carbonization accelerator is at least one of ammonium polyphosphate, melamine phosphate and melamine pyrophosphate,
(b) the carbonization former is at least one of pentaerythritol, dipentaerythritol, phenolformaldehyde and polyurethane polyol;
(d) The microcapsule for extinguishing the initial material having a core-shell structure prevents the initial fire by self-temperature responsiveness at a temperature of 120 to 220 °C,
The core portion of the microcapsule is perfluoro 2-methyl-3-pentanone and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentanone (1 ,1,2,2,3,3,4- heptafluoro cyclopentane),
The shell portion of the microcapsule includes a melamine-urea-formaldehyde resin,
The (e) binder resin emulsion is a foamable flame-retardant water-based paint composition for wood in which at least one of acrylic, styrene, vinyl acetate, and ethylene-based monomers are copolymerized.
제1항에 있어서,
상기 수성도료 조성물 전체 중량을 기준으로,
상기 (a) 탄화촉진제의 함량은 14~20 중량%,
상기 (b) 탄화형성제의 함량은 6~10 중량%,
상기 (c) 발포제의 함량은 10~16 중량%,
상기 (d) 초기화재 소화용 마이크로 캡슐의 함량은 8~12 중량% 포함되는 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물.
According to claim 1,
Based on the total weight of the water-based paint composition,
The content of the (a) carbonization accelerator is 14 to 20% by weight,
(b) the content of the carbonization former is 6 to 10% by weight,
(c) the content of the blowing agent is 10 to 16% by weight,
The (d) foamable flame-retardant water-based paint composition for wood, wherein the content of microcapsules for extinguishing the initial material is 8 to 12% by weight.
제1항에 있어서,
상기 물질들의 중량 기준 혼합비는 (a)+(b) : (e) = 0.7:1~1:1인 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물.
According to claim 1,
The mixing ratio by weight of the above materials is (a) + (b): (e) = 0.7:1 to 1:1 for a foamable flame-retardant water-based paint composition for wood.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 코어부상의 퍼플루오로 2-메틸-3-펜타논(perfluoro 2-methyl-3-pentanone) 및 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로 사이클로펜테인 (1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane)의 중량 비율이 1:3 내지 3:1 인 것을 특징으로 하는 목재용 발포성 방염 수성도료 조성물.
According to claim 1,
Perfluoro 2-methyl-3-pentanone and 1,1,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentanone (1,1) on the core ,2,2,3,3,4-heptafluoro cyclopentane) in a weight ratio of 1:3 to 3:1, characterized in that the foamable flame-retardant water-based paint composition for wood.
삭제delete
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