KR20010100274A - Non-flammable compositions, a process for the production thereof and non-flammable materials treated therewith - Google Patents

Non-flammable compositions, a process for the production thereof and non-flammable materials treated therewith Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라, 불연제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 처리한 불연 제품이 제공된다.According to the present invention, there is provided a nonflammable composition, a method for preparing the same, and a nonflammable product treated with the same.

또한, 본 발명은, 방염도가 기존의 불연성 또는 난연성 조성물에 필적하는 불연제 조성물을 제공할 뿐만 아니라, 직물, 부직포, 벽지, 목판재 등의 피처리재에 처리시 내구성(마모 강도)과 인장강도, 인렬강도가 우수한 불연 제품을 제공할 수 있다.In addition, the present invention not only provides a flame retardant composition whose flame resistance is comparable to existing non-combustible or flame retardant compositions, but also has durability (abrasion strength) and tensile strength when treated to treated materials such as woven fabrics, nonwoven fabrics, wallpaper and wood board materials. It is possible to provide a non-combustible product having excellent strength and tear strength.

Description

불연제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 처리한 불연재{Non-flammable compositions, a process for the production thereof and non-flammable materials treated therewith }Non-flammable compositions, a process for the production approximately and non-flammable materials treated therewith}

본 발명은 불연제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 처리한 불연재(不燃材), 특히 방염도와 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 내열성, 인장강도 및 인렬강도가 우수한 불연재에 관한 것이다.The present invention relates to a flame retardant composition, a method for producing the same, and a flame retardant treated with the same, particularly a flame retardant having excellent flame resistance and durability, as well as excellent heat resistance, tensile strength and tear strength.

최근, 화재로 인한 피해의 방지와 인명 존중의 관점에서 세계적으로 난연화에 관한 법규제가 강화되고 있고, 이에 따라 관련 업계에서는 난연제 또는 불연제의 개발에 상당한 관심을 집중하고 있는 실정이다.In recent years, in terms of prevention of fire damage and respect for human life, laws and regulations regarding flame retardation have been strengthened worldwide, and accordingly, the relevant industry has focused a great deal of attention on the development of flame retardants or flame retardants.

직물의 경우, 방염성을 부여하는 방법은 일반적으로 세 가지 방법, 즉 (1) 방염제를 직물의 표면에 처리하는 방법, (2) 섬유로 방사하기 전에 합성단계에서 중합체에 첨가하는 방법 및 (3) 방염성이 있는 섬유를 개발하여 직물을 제직하는 방법으로 크게 나눌 수 있다.In the case of fabrics, there are generally three methods of imparting flame retardancy: (1) treatment of the flame retardant to the surface of the fabric, (2) addition to the polymer in the synthesis step before spinning into fibers and (3) Flame retardant fibers can be developed and woven into fabrics.

한편, 방염 가공에 사용되는 방염 가공제는 비내구성 방염 가공제(예: 인산암모늄, 붕사, 붕산, 설파민산 등), 반내구성 방염 가공제(예: 주석, 아연, 알루미늄의 불용성 인산염 또는 붕산염 및 제2주석, 제2철, 아연, 실리콘 등의 산화물 등) 및 내구성 방염 가공제(예: THPC와 TMM과의 축합물 등) 세 가지로 나누어진다.Flame retardants used in flame retardant processing include non-durable flame retardants (e.g. ammonium phosphate, borax, boric acid, sulfamic acid, etc.), semi-durable flame retardant agents (e.g. insoluble phosphates or borate salts of tin, zinc, aluminum and Tin, ferric oxide, zinc, silicon and other oxides) and durable flame retardant (eg, condensates of THPC and TMM).

규산나트륨(Na2SiO3)은 위의 세 가지 방염 가공제 중에서 반내구성 방염 가공제에 속하는 것으로 분류할 수 있으며, 알칼리성의 회백색 분말로서, 물에는 가용성이지만, 알콜과 산에는 불용성인 물질이며, 넓은 의미에서 물유리(water glass, Na2O·nSiO2)에 포함된다.Sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) can be classified as belonging to the semi-durable flame retardant of the above three flame retardant, alkali gray white powder, soluble in water, but insoluble in alcohol and acid, In a broad sense it is included in water glass (Na 2 O · nSiO 2 ).

또한, 물유리는 산화나트륨(Na2O)과 이산화규소(SiO2)의 결합 비율에 따라 여러 가지 형태로 존재하는데, Na2O : SiO2의 비가 1:1.6 내지 1:4인 것을 콜로이달 실리카(colloidal silica)라고 하고, Na2O : SiO2의 비가 1:1인 것을 메타규산나트륨(sodium metasilicate), Na2O : SiO2의 비가 1.5:1인 것을 세스퀴실리케이트(sesqui-silicate), Na2O : SiO2의 비가 1.5:1인 것을 오르토 실리케이트(ortho-silicate)라고 한다.In addition, water glass exists in various forms according to the bonding ratio of sodium oxide (Na 2 O) and silicon dioxide (SiO 2 ), and the ratio of Na 2 O: SiO 2 is 1: 1.6 to 1: 4. (colloidal silica), Na 2 O: SiO 2 ratio of 1: 1 sodium metasilicate, Na 2 O: SiO 2 ratio of 1.5: 1 sesqui-silicate, The ratio of Na 2 O: SiO 2 to 1.5: 1 is called ortho-silicate.

일반적으로, 물유리는 다음과 같은 건식법(乾式法)과 습식법(濕式法) 두 가지 방법으로 제조되고 있다.Generally, water glass is manufactured by the following two methods, a dry method and a wet method.

(1) 건식법(1) dry method

규사(硅砂)와 탄산나트륨과의 혼합물을 1300 내지 1500℃의 온도 범위에서 가열, 용융시켜 유리를 만들고, 이를 저압 오토클레이브 속에서 처리한다.A mixture of silica sand and sodium carbonate is heated and melted in a temperature range of 1300 to 1500 ° C. to make a glass, which is treated in a low pressure autoclave.

(2) 습식법(2) wet method

콜로이드질 규산 또는 규조토와 수산화나트륨을 오토클레이브 속에서 가열, 반응, 융해시킨다.Colloidal silicic acid or diatomaceous earth and sodium hydroxide are heated, reacted and melted in an autoclave.

한편, 물유리는 세제, 세정제, 침투제, 접합제, 접착제, 방화제, 토양 경화제, 내화 시멘트용 원료, 경수 연화제 제조용 원료, 실리카 겔 제조용 원료, 난(卵)의 방부제 등으로서 사용되고 있는 것으로 공지되어 있다.On the other hand, water glass is known to be used as a detergent, detergent, penetrant, binder, adhesive, fire retardant, soil hardener, raw material for refractory cement, raw material for hard water softener production, raw material for silica gel production, egg preservative, and the like.

방염 효과를 나타내는 것으로 공지되어 있는 물유리를 직물, 부직포, 벽지, 펠트(felt), 목판재, 판넬 등의 피처리재에 직접 처리하여 불연성을 얻고자 하는 경우에는, 물유리 자체의 취성(脆性)으로 인하여 사용시 내구성이 열악하다는 단점이 있다.When water glass, which is known to have a flame retardant effect, is directly treated to a treated material such as woven fabric, nonwoven fabric, wallpaper, felt, wood board, panel, and the like, to obtain incombustibility, the water glass itself may be brittle. Due to the disadvantages of poor durability in use.

또한, 현재 시판되고 있는 방염제 또는 난연제 중에서 특히 할로겐을 함유하는 방염제 또는 난연제는 열원(熱源)에 노출되면 인체에 유해한 유독 가스를 발생하여, 이를 흡입하는 경우, 호흡기계 기관(器官)을 치명적으로 손상시킴에 따라 심한 경우에는 사망에 이르기도 한다.In addition, among the flame retardants or flame retardants currently on the market, especially halogen-containing flame retardants or flame retardants generate toxic gases harmful to the human body when exposed to a heat source, and if inhaled, they cause fatal damage to the respiratory organs. In severe cases, death can occur.

따라서, 본 발명자는 이러한 단점을 개선하기 위하여 예의 연구한 결과, 물유리에 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염과 고체 이산화탄소를 특정 중량비로 혼합, 반응시켜 수득한 규산나트륨계의 불연성 반응 생성물(A)와 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)로 이루어진 조성물을 사용하는 경우, 물유리를 직물, 부직포, 벽지, 펠트, 목판재, 판넬 등에 직접 처리하는 경우에 발생하는 취성이 나타나지 않게 되고, 열원과 접촉하여 연소되더라도 유독 가스를 발생하지 않을 뿐만 아니라 탄화 흔적을 거의 나타내지 않으며 내구성, 인장강도, 인렬강도 등이 향상된다는 사실을 밝혀내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Therefore, the present inventors earnestly studied to improve such disadvantages, and as a result, the sodium silicate-based non-combustible reaction product (A) obtained by mixing and reacting a carbonate or bicarbonate of a Group 1a alkali metal and a solid carbon dioxide with water in a specific weight ratio When using the composition consisting of hydroxides (B) of the Group 1a alkali metal or the Group 3b metal, the brittleness generated when the water glass is directly processed into a fabric, a nonwoven fabric, a wallpaper, a felt, a wood board, a panel, and the like is not exhibited. Combustion in contact with the present invention not only generates no toxic gas but also shows little sign of carbonization and improves durability, tensile strength, tear strength, etc., thus completing the present invention.

본 발명의 제1 목적은 내구성(마모 강도), 내열성, 인장강도, 인렬강도 및 방염도가 우수한 불연제 조성물을 제공하는 데 있다.A first object of the present invention is to provide a nonflammable composition having excellent durability (abrasion strength), heat resistance, tensile strength, tear strength and flame resistance.

본 발명의 제2 목적은 본 발명에 따르는 불연제 조성물을 용이하고도 간단한 방법으로 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.It is a second object of the present invention to provide a method for producing the flame retardant composition according to the present invention in an easy and simple manner.

본 발명의 제3 목적은 본 발명에 따르는 불연제 조성물을 사용하여 고도의 방염 효과를 필요로 하는 각종 피처리제, 예를 들면, 부직포, 펠트, 커텐용 직물, 항공기 및 자동차 내장용 직물, 실내 장식용 벽지, 비닐 하우스용 보온 덮게 등을 처리하여 방염도가 우수할 뿐만 아니라 내구성, 내열성, 인장강도 및 인렬강도가 우수한 방염재(防炎材)를 제공하는 데 있다.The third object of the present invention is to use a nonflammable composition according to the present invention for various treatments that require a high flame retardant effect, such as non-woven fabrics, felt, curtain fabrics, aircraft and automotive interior fabrics, interior decoration It is to provide a flame retardant (우수한) having excellent flame retardancy as well as durability, heat resistance, tensile strength and tear strength by treating the wallpaper, the insulation cover for the vinyl house and the like.

본 발명에 따르는 불연제 조성물은 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염, 물유리 및 고체 이산화탄소를 특정 중량비로 혼합, 반응시켜 수득한 규산나트륨계의 불연성 반응 생성물(A)와, 당해 반응 생성물(A) 100중량를 기준으로 하여, 10 내지 20중량의 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)를 포함한다.The nonflammable composition according to the present invention is a sodium silicate-based incombustible reaction product (A) obtained by mixing and reacting a carbonate or bicarbonate, water glass and solid carbon dioxide of an alkali metal of Group 1a in a specific weight ratio, and the reaction product (A) 100 10 to 20 weights of the hydroxide of Group 1a alkali metal or Group 3b metal (B) by weight.

규산나트륨계의 불연성 반응 생성물(A)를 제조하는 데 사용되는 물유리로서는, Na2O : SiO2의 비가 1:1.6 내지 1:4인 콜로이달 실리카, Na2O : SiO2의 비가 1:1인 메타규산나트륨, Na2O : SiO2의 비가 1.5:1인 세스퀴실리케이트, Na2O : SiO2의 비가 1.5:1인 오르토 실리케이트를 사용할 수 있으며, 시판품을 구입하여 사용하거나, 건식법 또는 습식법에 따라 직접 합성하여 제조한 것을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 이들 중에서 Na2O : SiO2의 비가 1:1인 메타규산나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the water glass used to prepare the non-combustible reaction product (A) of sodium silicate include colloidal silica having a ratio of Na 2 O: SiO 2 of 1: 1.6 to 1: 4 and a ratio of Na 2 O: SiO 2 of 1: 1 meta-sodium silicate, Na 2 O: the sesquicarbonate silicate, Na 2 O 1:: ratio of 1.5 of the SiO 2 ratio of 1.5 the SiO 2: can be used a person orthosilicate, purchased a commercially available product, or a dry method or a wet method It is also possible to use those produced by direct synthesis. In the present invention, it is preferable to use sodium metasilicate having a ratio of Na 2 O: SiO 2 of 1: 1.

본 발명에 따르는 불연제 조성물을 구성하는 성분 중의 하나인 반응 생성물(A)는 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염, 물유리 및 고체 이산화탄소를 0.25 : 1 : 0.25의 중량비로 반응시켜 수득한다.The reaction product (A), which is one of the components constituting the flame retardant composition according to the present invention, is obtained by reacting a Group 1a alkali metal carbonate or bicarbonate, water glass and solid carbon dioxide in a weight ratio of 0.25: 1: 1.25.

반응 생성물(A)의 제조에 있어서, 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염은 경화용으로 사용되고, 고체 이산화탄소(드라이 아이스)는 습기 제거용으로 사용된다.In the preparation of the reaction product (A), carbonate or bicarbonate of the Group 1a alkali metal is used for curing, and solid carbon dioxide (dry ice) is used for moisture removal.

본 발명에서 사용할 수 있는 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염은, 예를 들면, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산리튬, 중탄산나트륨, 중탄산칼륨을 포함하며, 시중에서 통상적으로 시판되고 있는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 본 발명을 실시하는 데 있어서는 탄산나트륨과 중탄산나트륨이 바람직하며, 탄산나트륨이 특히 바람직하다.Examples of the Group 1a alkali metal carbonates or bicarbonates that can be used in the present invention include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium bicarbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, and those commercially available on the market. Can be used. In practicing the present invention, sodium carbonate and sodium bicarbonate are preferred, and sodium carbonate is particularly preferred.

본 발명에 따르는 불연제 조성물을 구성하는 또다른 성분인 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)는, 예를 들면, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화알루미늄을 포함하며, 시중에서 통상적으로 시판되고 있는 것을 구입하여 사용할 수 있다. 본 발명을 실시하는 데 있어서는 수산화나트륨과 수산화알루미늄이 바람직하며, 수산화알루미늄이 특히 바람직하다.Hydroxide (B) of Group 1a alkali metal or Group 3b metal, which is another component constituting the flame retardant composition according to the present invention, includes lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aluminum hydroxide, and Usually, what is marketed can be purchased and used. In practicing the present invention, sodium hydroxide and aluminum hydroxide are preferred, and aluminum hydroxide is particularly preferred.

당해 성분(B)는, 반응 생성물 100중량를 기준으로 하여, 10 내지 20중량의 양으로 사용된다.The component (B) is used in an amount of 10 to 20 weights based on 100 weights of reaction products.

본 발명에 따르는 불연제 조성물에 있어서, 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)는, 반응 생성물(A)가 pH 11.5 내지 13의 강알칼리성을 나타내기 때문에, 이를 중화시키는 역할을 한다. 당해 성분(B)는 시판 중인 것이라면 특별한 지장을 받지 않고 본 발명에서 사용할 수 있다.In the flame retardant composition according to the present invention, the hydroxide (B) of the Group 1a alkali metal or the Group 3b metal serves to neutralize the reaction product (A) because it exhibits a strong alkalinity of pH 11.5 to 13. If the said component (B) is commercially available, it can be used in this invention, without a special obstacle.

1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)의 사용량이, 반응 생성물(A) 100중량를 기준으로 하여, 10중량보다 적은 경우에는, 피처리재의 제품 강도가 저하되며, 따라서 실제 사용에 있어서는 부적합하게 되어 바람직스럽지 않다. 한편, 이의 사용량이 20중량보다 많은 경우에는, 본 발명에 따르는 불연제 조성물이 급결(急結)되는 경향을 나타내어, 결과적으로 내구성이 열악해지므로, 실제 사용에 있어서 바람직스럽지 않다.When the amount of the hydroxide (B) of the Group 1a alkali metal or the Group 3b metal is less than 10 weights based on 100 weights of the reaction products (A), the product strength of the material to be treated decreases, and thus is not suitable for practical use. It is not desirable to do so. On the other hand, when the amount thereof is more than 20 weights, the flame retardant composition according to the present invention tends to be quenched, resulting in poor durability, which is not preferable in actual use.

본 발명에서 목적하는 불연재(不燃材)는 본 발명에 따르는 불연제 조성물을 25 내지 30의 함침율로 피처리재를 함침처리하고, 150℃ 이상의 온도에서 열경화시킴으로써 수득된다.The non-combustible material desired in the present invention is obtained by impregnating the non-combustible material according to the present invention at an impregnation rate of 25 to 30 and thermally curing at a temperature of 150 ° C or higher.

피처리재는 방염 또는 방화처리를 필요로 하는 것이라면 어떠한 종류의 것이라도 상관 없으며, 예를 들면, 부직 웹, 펠트, 폐섬유 매트, 커텐용 직물, 실내 장식용 벽지, 목판재, 판넬, 비닐 하우스용 보온 덮게 등을 포함한다.The material to be treated may be of any kind as long as it requires flame retardant or fire retardant treatment. For example, nonwoven web, felt, waste fiber mat, curtain fabric, interior decorative wallpaper, wood board, panel, vinyl house thermal insulation Cover and the like.

불연재의 제조에 있어서, 피처리재의 함침율이 25보다 낮은 경우에는 최종적으로 수득한 불연재의 강도가 낮아서 실제로 사용하기에는 부적합하여 바람직하지 않다. 한편, 피처리재의 함침율이 30를 초과하는 경우에는 강도가 지나치게 커져서 유연성이 부족해지므로, 산업 현장에서 취급하기가 곤란해진다.In the production of the nonflammable material, when the impregnation rate of the material to be treated is lower than 25, the strength of the finally obtained nonflammable material is low, which is not suitable for practical use. On the other hand, when the impregnation rate of the material to be processed exceeds 30, the strength becomes too large and flexibility is insufficient, making it difficult to handle on an industrial site.

열경화시 사용하는 온도는 특별히 한정되지 않으며, 150℃ 이상이면 상관 없다.The temperature used at the time of thermosetting is not specifically limited, It does not matter if it is 150 degreeC or more.

이하에서 본 발명에 따르는 불연제 조성물 및 당해 조성물로 함침처리되거나, 피복처리된 불연재가 나타내는 방염도, 내구성(마모 강도), 인장강도 및 인렬강도를 측정하는 실험에 대하여 설명한다:Hereinafter, an experiment for measuring the flame resistance, durability (abrasion strength), tensile strength and tear strength exhibited by the nonflammable composition according to the present invention and the nonflammable material impregnated or coated with the composition will be described.

1. 방염도1. Flameproof

본 발명에 따르는 불연제 조성물과 당해 조성물로 함침처리된 불연재의 방염도는 KS K 0585(수직법)에 따라 측정한다:Flame retardance of the nonflammable composition according to the invention and the nonflammable material impregnated with the composition is measured according to KS K 0585 (vertical method):

2. 내구성(마모 강도)2. Durability (wear strength)

본 발명에 따르는 불연제 조성물로 함침처리된 불연재의 내구성(마모 강도)은 KS K 0540(팽창막법)에 따라 측정한다.The durability (wear strength) of the nonflammable material impregnated with the nonflammable composition according to the present invention is measured according to KS K 0540 (expanded film method).

당해 측정법에서 다이아프램 압력은 4psi이고, 적용 하중은 1lbf이며, 마모자는 CW-320이다.In this measurement the diaphragm pressure is 4 psi, the applied load is 1 lbf and the wearer is CW-320.

3. 인장강도3. Tensile Strength

본 발명에 따르는 불연제 조성물로 함침처리된 불연재의 인장강도는 KS K0520(C.R.E.,그래브법)에 따라 측정한다.The tensile strength of the nonflammable material impregnated with the nonflammable composition according to the present invention is measured according to KS K0520 (C.R.E., Grab Method).

4. 인장신도4. Tensile Elongation

본 발명에 따르는 불연제 조성물로 함침처리된 불연재의 인장신도는 KS K 0520(C.R.E.,그래브법)에 따라 측정한다.The tensile elongation of the nonflammable material impregnated with the nonflammable composition according to the present invention is measured according to KS K 0520 (C.R.E., Grab Method).

5. 인렬강도5. Tear strength

본 발명에 따르는 불연제 조성물로 함침처리된 불연재의 인렬강도는 KS K 0537(C.R.E., 트래피조이드법)에 따라 측정한다:The tear strength of the nonflammable material impregnated with the flame retardant composition according to the present invention is measured according to KS K 0537 (C.R.E., the trapezoid method):

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하며, 이들 실시예는 본 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which should not be construed as limiting or limiting the scope of the present invention.

비교실시예 1Comparative Example 1

콜로이달 실리카 10㎖와 수산화알루미늄 0.2g을 혼합하여 불연성 조성물을 0.3ℓ 수득한다. 이어서, 당해 조성물을 사용하여 부직포를 다음의 실시예 1의 과정과 동일한 과정으로 함침처리하여 대조용의 불연성 부직포를 수득한다.10 ml of colloidal silica and 0.2 g of aluminum hydroxide were mixed to obtain 0.3 L of nonflammable composition. The nonwoven fabric was then impregnated in the same manner as in Example 1 below using the composition to obtain a control non-combustible nonwoven fabric.

비교실시예 1에 따라 수득한 대조용의 불연성 부직포는 불연제가 부직포의 표면으로부터 부스러기로 떨어져나와 실제로 사용하기에는 부적합하였다.The control non-combustible nonwoven obtained according to Comparative Example 1 was unsuitable for practical use because the nonflammable agent fell off the surface of the nonwoven fabric with debris.

비교실시예 2Comparative Example 2

탄산칼륨 4g, 오르토 실리케이트 16g 및 고체 이산화탄소 4g을 혼합, 반응시켜 반응물을 0.2ℓ 수득하고, 이를 다음의 실시예 1의 과정과 동일한 과정으로 부직포에 함침처리하여 대조용의 불연성 부직포를 수득한다.4 g of potassium carbonate, 16 g of ortho silicate and 4 g of solid carbon dioxide were mixed and reacted to obtain 0.2 L of a reaction product, which was impregnated into a nonwoven fabric in the same manner as in Example 1 to obtain a control non-combustible nonwoven fabric.

비교실시예 2에 따라 수득한 대조용의 불연성 부직포는 불연제가 부직포의표면으로부터 부스러기로 떨어져나와 실제로 사용하기에는 부적합하였다.The control non-combustible nonwoven obtained according to Comparative Example 2 was unsuitable for practical use because the non-combustible flakes off the surface of the nonwoven.

실시예 1Example 1

탄산나트륨 0.2g, 콜로이달 실리카 0.8ℓ 및 고체 이산화탄소(드라이 아이스) 0.2g을 환류 콘덴서, 온도계 및 자기 교반기가 구비되어 있는 2ℓ들이 3구 환저 플라스크 속에 넣고, 환류하에 150℃로 가열한다. 이어서, 생성된 불연성 반응 혼합물에 수산화알루미늄을, 반응 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 20중량의 양으로 첨가하여 본 발명에 따르는 불연성 조성물을 0.5ℓ 수득한다.0.2 g of sodium carbonate, 0.8 L of colloidal silica and 0.2 g of solid carbon dioxide (dry ice) are placed in a 2 L three-neck round bottom flask equipped with a reflux condenser, thermometer and magnetic stirrer and heated to 150 ° C under reflux. Then, aluminum hydroxide is added to the resulting nonflammable reaction mixture in an amount of 20 weights based on the weight of the reaction mixture to obtain 0.5 L of a nonflammable composition according to the present invention.

실시예 2Example 2

실시예 1의 과정을 반복하되, 콜로이달 실리카를 메타규산나트륨으로 대체하고 수산화알루미늄 대신에 수산화나트륨을 동일한 양으로 사용하여 본 발명에 따르는 불연성 조성물을 0.5ℓ 수득한다.The procedure of Example 1 was repeated with 0.5 liter of a nonflammable composition according to the present invention obtained by replacing colloidal silica with sodium metasilicate and using the same amount of sodium hydroxide instead of aluminum hydroxide.

실시예 3Example 3

실시예 1의 과정을 반복하되, 콜로이달 실리카를 메타규산나트륨으로 대체하고 탄산나트륨 대신에 탄산칼륨을 동일한 양으로 사용하여 본 발명에 따르는 불연성 조성물을 0.8ℓ 수득한다.The procedure of Example 1 was repeated, replacing colloidal silica with sodium metasilicate and using potassium carbonate in equal amounts instead of sodium carbonate to obtain 0.8 L of a nonflammable composition according to the present invention.

실시예 4Example 4

실시예 1을 통하여 수득한 불연성 조성물을 20㎝ × 20㎝ 부직포[WD 300,세원산업(주) 제품]에 함침시키고, 한 쌍의 스퀴즈 롤러의 닙(nip) 사이를 통과시켜 함침율이 25로 되도록 조정한 다음, 180℃의 온도에서 열처리하여 경화시켜 불연성 부직포를 수득한다.The non-combustible composition obtained in Example 1 was used in a 20 cm × 20 cm nonwoven fabric [WD 300 , Sewon Industrial Co., Ltd.], passed through the nip of a pair of squeeze rollers to adjust the impregnation rate to 25, and then hardened by heat treatment at a temperature of 180 ℃ to obtain a non-combustible nonwoven fabric. .

이렇게 하여 수득한 불연성 부직포에 대하여 방염도, 내구성(마모 강도), 인장강도, 인장신도 및 인렬강도를 측정한다:The flame resistance, durability (wear strength), tensile strength, tensile elongation and tear strength of the non-combustible nonwoven fabric thus obtained were measured:

측정 결과는 다음 표 1 내지 표 5에 기재되어 있다.The measurement results are shown in the following Tables 1 to 5.

방염도 시험 결과Flame retardancy test result 불연제 미처리 부직포Nonflammable Untreated Nonwoven 불연제 처리 부직포Flame Retardant Nonwovens 잔염시간(sec)Afterflaming time (sec) 경사slope 30.430.4 00 위사Weft 33.633.6 00 잔진시간(sec)Residual Time (sec) 경사slope 30.430.4 00 위사Weft 33.633.6 00 탄화거리(mm)Carbonization distance (mm) 경사slope 22.422.4 0.80.8 위사Weft 21.521.5 0.60.6

내구성(마모 강도) 시험 결과Durability (wear strength) test results 불연제 미처리 부직포Nonflammable Untreated Nonwoven 불연제 처리 부직포Flame Retardant Nonwovens 252회Episode 252 3000회 이상3000 or more times

인장강도 시험 결과Tensile Strength Test Results 불연제 미처리 부직포Nonflammable Untreated Nonwoven 불연제 처리 부직포Flame Retardant Nonwovens 길이Length 61.3Kgf61.3 Kgf 104.1Kgf104.1 Kgf width 58.8Kgf58.8 Kgf 152.4Kgf152.4 Kgf

인장신도 시험 결과Tensile Elongation Test Results 불연제 미처리 부직포Nonflammable Untreated Nonwoven 불연제 처리 부직포Flame Retardant Nonwovens 길이Length 112112 2929 width 8686 3838

인렬강도 시험 결과Tear strength test results 불연제 미처리 부직포Nonflammable Untreated Nonwoven 불연제 처리 부직포Flame Retardant Nonwovens 길이Length 27.0Kg27.0Kg 23.5Kg23.5Kg width 21.8Kg21.8Kg 33.7Kg33.7 Kg

위의 표 1 내지 표 5의 결과로부터, 본 발명에 따르는 불연제 조성물을 처리하여 수득한 불연 제품은 방염도, 내구성(마모 강도), 인렬강도가 우수하다는 사실을 확인할 수 있다.From the results of Tables 1 to 5 above, it can be confirmed that the non-combustible product obtained by treating the non-flammable composition according to the present invention has excellent flame retardancy, durability (wear strength) and tear strength.

또한, 본 발명에 따르는 불연제 조성물은, 피처리재인 부직포를 함침처리하여 불연성을 시험하는 경우, 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 전혀 연기를 발생하지 않을 뿐만 아니라 탄화 흔적을 거의 나타내지 않았다.In addition, when the nonflammable composition according to the present invention is impregnated with a nonwoven fabric to be treated and tested for incombustibility, as can be seen from the results in Table 1, not only does it generate smoke at all, but shows little sign of carbonization. .

한편, 본 발명의 불연제 조성물로 처리된 부직포는 미처리 부직포에 비하여 약 10배 이상의 내구성을 나타낸다는 사실을 표 2의 결과로부터 잘 알 수 있다.On the other hand, it can be seen well from the results in Table 2 that the nonwoven fabric treated with the nonflammable composition of the present invention exhibits about 10 times or more durability as compared to the untreated nonwoven fabric.

실시예 5Example 5

실시예 4에서 피처리재로서 사용한 부직포 대신에 벽지를 사용하고 함침율을 30로 하는 것을 제외하고는 실시예 4의 과정을 반복하여 불연성 벽지를 수득한다.The procedure of Example 4 was repeated except that wallpaper was used instead of the nonwoven fabric used as the treated material in Example 4 and the impregnation rate was 30 to obtain a non-combustible wallpaper.

본 발명은 기존의 방염제를 피처리재에 처리하였을 때 수득할 수 있는 방염도에 필적하는 방염도를 제공할 뿐만 아니라 내구성(마모 강도), 인장강도, 인렬강도 또한 우수한 불연제 조성물을 제공한다.The present invention provides a flame retardant composition excellent in durability (abrasion strength), tensile strength and tear strength as well as providing flame retardancy comparable to the flame retardancy obtained when the conventional flame retardant is treated to the material to be treated.

본 발명을 이의 특정 양태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 당해 기술 분야의 숙련가는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화와 수정이 가능함을 잘 알 수 있을 것이다.While the invention has been described in detail with respect to specific embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (8)

1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염, 물유리 및 고체 이산화탄소를 0.25 : 1 : 0.25의 중량비로 혼합, 반응시켜 수득한 규산나트륨계의 불연성 반응 생성물(A)와, 당해 반응 생성물(A) 100중량를 기준으로 하여, 10 내지 20중량의 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물(B)를 포함함을 특징으로 하는 불연제 조성물.Sodium silicate-based non-combustible reaction product (A) obtained by mixing and reacting a carbonate or bicarbonate, water glass, and solid carbon dioxide of a Group 1a alkali metal in a weight ratio of 0.25: 1: 0.25, and 100 parts by weight of the reaction product (A). A flame retardant composition comprising a hydroxide (B) of a Group 1a alkali metal or a Group 3b metal. 제1항에 있어서, 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염이 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산리튬, 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 불연제 조성물.The flame retardant composition according to claim 1, wherein the carbonate or bicarbonate of the Group 1a alkali metal is selected from the group consisting of lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium bicarbonate, sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. 제1항에 있어서, 물유리가 콜로이달 실리카, 메타규산나트륨, 세스퀴실리케이트 및 오르토 실리케이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 불연제 조성물.The flame retardant composition of claim 1 wherein the water glass is selected from the group consisting of colloidal silica, sodium metasilicate, sesquisilicate and ortho silicate. 제1항에 있어서, 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물이 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화알루미늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 불연제 조성물.The flame retardant composition of claim 1 wherein the hydroxide of the Group 1a alkali metal or Group 3b metal is selected from the group consisting of lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and aluminum hydroxide. 1a족 알칼리 금속의 탄산염 또는 중탄산염, 물유리 및 고체 이산화탄소를0.25 : 1 : 0.25의 중량비로 혼합, 반응시켜 수득한 규산나트륨계의 불연성 반응 생성물을 대기압하에 150 내지 250℃의 온도 범위에서 1a족 알칼리 금속 또는 3b족 금속의 수산화물과 혼합함을 특징으로 하여, 불연제 조성물을 제조하는 방법.Sodium silicate-based non-combustible reaction products obtained by mixing and reacting carbonate or bicarbonate, water glass, and solid carbon dioxide of a Group 1a alkali metal in a weight ratio of 0.25: 1: 0.25, at a temperature range of 150 to 250 ° C. under atmospheric pressure, of a Group 1a alkali metal. Or mixing with a hydroxide of a Group 3b metal, to produce a nonflammable composition. 피처리재를 제1항에 따르는 불연제 조성물로 함침시키고, 함침율이 25 내지 30가 되도록 스퀴즈 롤러의 닙 사이를 통과시킨 다음, 150℃ 이상의 온도에서 열경화시킴을 특징으로 하여 피처리재를 불연처리하는 방법.The material to be treated is impregnated with the non-flammable composition according to claim 1, passed through the nip of the squeeze roller so that the impregnation rate is 25 to 30, and then thermally cured at a temperature of 150 ° C. or higher. Nonflammable. 제6항에 있어서, 피처리재가 직물, 부직포, 폐섬유 매트, 농업용 보온재, 건축용 내장재 및 건축용 외장재로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.The method of claim 6, wherein the material to be treated is selected from the group consisting of woven fabrics, nonwoven fabrics, waste fiber mats, agricultural thermal insulation materials, building interior materials and building exterior materials. 제1항에 따르는 불연제 조성물을 사용하여 불연처리한 불연재.A nonflammable material which has been flame retarded using the flame retardant composition according to claim 1.
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