KR20050064727A - 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지않는 환경친화용 건축용 난연 접착제 및 그 제조방법 - Google Patents

비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지않는 환경친화용 건축용 난연 접착제 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 원적외선이 방출되는 황토와 맥반석 분말, 음이온을 발생하는 참숯 그리고 비할로겐계 무기난연제 등을 주재로 하여 인체에 무해하고 환경친화적인 건축용 난연접착제를 제공함에 있다.
이러한 본 발명은 적어도 250~350Mesh의 입도를 갖게 분말화한 황토나 맥반석 및 참나무 숯, 에탄올에 용해시킨 천연송진액, 에폭시 수지, 비할로겐계 무기난연제 및 적인을 혼합 교반하여 제조한 것이다.

Description

비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제 및 그 제조방법{Pro-Enviromental Constructional Flame-Retardative Adhesives using Flame Retardant of Non -Halogen System and Non -containing Volatile Organic Compounds}
본 발명은 비 할로겐계 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제 및 그 제조 방법에 관한것으로, 특히 비할로겐계 무기난연제를 이용하고 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 에폭시 수지,황토분말이나 맥반석분말,송진,적인 및 참 숯분말 등을 주재로 하여 환경친화적인 콘크리트 구조물 보수보강용,석재용,온돌마루용 건축용 난연 접착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축용 접착제(예컨대,콘크리트 구조물 보수보강용 씰링제,석재용 접착제,온돌마루용 접착제 등)는 에폭시 수지를 주성분으로하여 폴리아미드 등의 경화제로 된 2액형 제품을 현장에서 사용하고 있다.
이러한 에폭시수지를 사용한 접착제는 화기에 매우 취약하여 불꽃과의 접촉시 쉽게 불에 타는 성질 뿐 아니라 톨루엔,자일렌, 메탄올 등의 인체에 치명적이며 대기환경 오염물질인 휘발성 유기화합물을 함께 사용하는 관계로 공사 시공자 및 주택거주자의 건강과 환경면에서 위험한 요소로 작용하고 있다. 이와 같은 접착제의 문제들을 좀더 구체적으로 밝혀보면,
첫째, 콘크리트 구조물의 균열부위에 사용하는 보수.보강용 에폭시 씰링제, 최근 건축내장재가 고급화되고 있는 현실에서 건물내부 또는 실내를 천연대리석이나 인조대리석으로 장식 할때 사용하는 석재용 접착제,아파트 및 주택의 시멘트몰탈면으로 된 무기계 하지면과 온돌마루판의 접착에 널리 시공되고 있는 온돌마루용 접착제들은 에폭시 수지가 주 성분이어서 화기에 대단히 취약하여 불꽃과의 접촉시 불에 쉽게 인화되는 특성이 있고, 화재 발생시에는 인체에 치명적인 강한 유독성 개스를 내 뿜는 문제가 있다.
둘째, 온돌마루용 접착제의 경우에는 생산원가 절감과 아울러 시공할 때 작업을 용이하게 하기 위해서 인체에 매우 치명적인 유기용제인 톨루엔,자일렌, 메탄올 또는 포름알데히드와 같은 휘발성 유기 화합물을 사용하여 온돌 마루용 접착제를 제조하고 있다. 이 때문에 온돌마루용 접착제는 상기와 같은 유기용제로 인하여 작업자는 물론이고 시공 후 입주자의 건강에 나쁜 영향을 줌과 아울러 대기환경에도 나쁜 영향을 주는 폐단이 있다.
즉, 휘발성 유기 화합물은, 대기중에서 질소산화물과 공존하게 되는 경우, 햇빛의 작용으로 광 화학 반응을 일으켜 오존 및 퍼옥시아세틸 나이트레이트 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 대기오염 물질이고, 발암성을 가진 독성 화학물질로서 광화학 산화물의 전구 물질이기도 하다. 또한 지구온난화와 성층권에 있는 오존층 파괴의 원인물질이며 악취를 일으키기도 한다.
이에 따라 국제적으로 미국은 Green Seal, 독일은 Blue Angel, 일본은 Eco Mark 등의 제도를 도입하여 환경보호에 철저히 대비하고 있다. 대한민국의 경우에는 환경부에서 대기환경부 보전법 시행령 제39조 제1항의 규정에 의하여 휘발성 유기화합물질 37가지를 고시(환경부고시 2001-36호)하여 환경보호 정책을 추진하고 있다.
셋째, 현재 사용되는 건축용 접착제의 대부분은 탈취성, 원적외선 방출기능 및 음이온 방출기능 등이 없이 단지 피착제의 접착을 위한 기능만으로 한정되어 있다. 이와 같은 현상은 건축용 접착제를 구성하는 충진재로 기능성 작용을 하는 흙(황토)이나 광석(맥반석) 또는 참숯과 같은 기능성 충진재를 사용하지않고 거의 대부분 경제적인 이유로 값이 저렴한 탄산칼슘이나 활석을 사용하고 있기 때문이다. 따라서 건축용 접착제도 접착기능과 아울러 인간의 삶에 유익한 역활을 할 수 있는 다기능 건축용 접착제가 요구되고 있음이 현 실정이다.
본 발명의 목적은 상기 제반 결점들을 해소하기 위해 오랜 연구 끝에 개발한 것으로, 화기에 취약한 에폭시계 건축용 접착제에 브롬과 같은 할로겐계 난연제를 사용하면 화재 발생시 다이옥신(Dioxin)이나 퓨란(Furan)등의 환경오염 물질을 배출하므로 환경오염 물질을 배출하지 않는 수산화 알루미늄(Al(OH)3 )이나 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)과 같은 비 할로겐계 난연제를 사용하여 환경친화적인 특성을 갖게 한 것과, 휘발성 유기화합물을 사용하지 않고, 원적외선 및 음이온 방출과 탈취기능을 갖는 황토분말이나 맥반석분말 및 참숯과 같은 충진재를 사용하여 사람과 자연에 친화적 특성을 갖게한 건축용 난연접착제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 비 할로겐계 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제는, 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 30~45중량%; 난연제 25 ~31 중량%; 적인 2~4 중량%; 황토분말 혹은 맥반석 분말 중 어느 하나의 분말 25~30 중량%; 및 참숯분말 3~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한 다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 비 할로겐계 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제는, 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 17~32중량%; 난연제30 ~31 중량%; 적인 2~4 중량%; 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 26~31 중량%; 참숯 분말 3~5중량%;및 송진용액 7~12중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또,상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제의 제조방법은 기 준비된 교반기에 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 30~45중량%를 투입하는 단계; 에폭시수지와 첨가제를 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반단계; 1차 교반 단계에서 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 25~30 중량%와 상기 분말과 동일 입도를 이루게 한 참숯 분말 3~5중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반 단계; 2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 25 ~ 31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 단계를 포함하는 것을 특징으로한다.
또,상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제의 제조방법은 기 준비된 교반기에 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 17~32중량%를 투입하는 단계; 에폭시수지와 첨가제를 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반단계; 1차 교반 단계에서 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 26~31 중량%와 상기 분말과 동일 입도를 이루게 한 참숯분말 3~5중량%와 송진용액 7~12중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반 단계; 2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 30 ~31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 단계; 교반된 혼합물을 밀폐 용기에서 진공기를 이용하여 기포 제거후 미세스크린을 이용하여 이물질이나 적어도 350Mesh 이상 굵은 입도의 입자를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송진용액은 에탄올과 천연 송진을 무게비율로 1:1로 혼합한 것을 특징으로 한다.
이하,첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 난연접착제의 제조 공정에 따른 실시예를 나타낸 블럭도로서, 콘크리트 보수 보강과 석재용의 난연접착제의 제조공정을 나타낸것이다.
<제조예1: 콘크리트 보수 보강과 석재용 난연접착제>
단계1(10);
기 준비된 교반기에 소량의 첨가제를 포함한 에폭시 수지 30~45중량%를 투입한다.
교반기는 일반적으로 사용하는 것으로, 에폭시 수지 30~45중량%를 투입함에 앞서, 교반기의 내부와 교반용 임펠러를 깨끗하게 청소 함이 바람직하다.
에폭시 수지는 하기 식과 같이, 에피클로로하이드린(Epichlorohydrine)과 비스페놀 에이(Bisphenol A)로 알려진 디페닐올프로판(Diphenylolpropane)의 축합반응에 의해 생산되는 것으로, 건축,토목, 전기, 전자 등의 분야에서 접착제, 절연복합재료 등으로 사용되는 열결화성수지이다.
에폭시 수지를 30중량% 이하로 사용하게 되면 접착력이 심각히 떨어지며, 반대로 45중량%이상이 되면 접착력은 향상이되나 화기에 취약한 에폭시수지의 특성상 난연성을 부여하는 것이 매우 어려워지므로 가능한 30~45중량%에서 조절함이 바람직하다.
에폭시수지에 첨가된 첨가제로는 분산제, 경화반응 촉진제, 경화반응 지연제 및 증점제 등이다. 본 제조예에서 에폭시수지에 첨가된 첨가제는 증점제와 분산제인데, 분산제의 첨가량은 전체 난연제의 중량비로 0.5 ~ 1중량% 범위 내의 양이, 그리고 요변성을 부여하는 증점제는 본 발명의 콘크리트 보수 보강과 석재용의 난연접착제의 제조에 만 사용되는 것으로 점도에 따라 0.5 ~ 2중량% 범위내의 량이 첨가되는데, 증점제의 투입은 후술하는 난연제투입시에 투입할 수 있 다.
한편, 에폭시 수지 대신에 경화제를 사용할 경우에도 분산제는 상기 범위 내의 양을 사용함이 바람직하며, 다만 경화반응 촉진제(예컨대, 국도화학의 K-54)와 경화반응 지연제는 경화제의 사용시에만 첨가되는 것인데, 촉진제는 통상 10℃이하에서,지연제는 30℃이상에서 적용하는데, 전체 중량비로 2~3중량% 범위내에서 조절하여 첨가함이 바람직하다.
단계2(20);
단계1에서 교반기에 투입된 소량의 첨가제가 첨가된 에폭시수지는 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반 작업을 실시하여, 균일하게 혼합 한 다.
단계3(30);
1차 교반 작업후 토분(土粉) 혹은 석분(石粉) 중 어느 하나의 분말 25~30 중량%와 목탄(木炭) 분말 3~5중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반 작업을 실시하여, 보다 골고루 혼합되게한다.
토분은 황토를, 석분은 맥반석을 그리고 목탄분은 참나무 숯을 적어도 250~350mesh의 입도(粒度)를 이루게 분말화 한 것이다. 이 분말들을 적어도 250~350mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 이유는 분말의 입도 크기가 250mesh보다 작을 경우에는 표면이 거칠게 될 우려가 있고, 반대로 350mesh 보다 클 경우에는 표면적이 증가한 분말의 에폭시 수지에 대한 흡유율이 증가하여 접착력이 약해 질 우려가 있 다. 따라서 분말의 입자는 300mesh정도가 가장 바람직하다.
또한 황토분말이나 맥반석 분말을 25중량% 이하로 사용하게 되면 인체에 유익한 원적외선 방사량이 너무 적어 그 효과를 기대 할수가 없고 반대로 30중량% 이상을 사용하게 되면 황토나 맥반석의 사용량 증가에 따른 비용만이 더 추가 될뿐 원적외선의 방사량은 더 이상 증가하지 않는다.
또,참숯분말을 3중량% 이하로 사용하게 되면 탈취력이 저하되고, 반대로 5중량% 이상을 사용하게 되면 제품의 탈취기능은 향상이되나, 수지 흡유율의 상승에 따른 접착력 하락과 색상의 조정이 곤란하여 상품성에 문제가 발생될 우려가 있 다. 따라서 사용량은 3~5중량%의 범위가 바람직하다.
참고로, 황토는 씰리카, 알루미나, 철분, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 성분과 카달라아제, 디 페놀 옥시다아제,사카라제, 프로테아제와 같은 효소들로 구성되어 있으며,분해력,자정력,흡수력 등이 뛰어나고 또한 인체에 유익한 5~20㎛의 원적외선 파장이 90%이상 방사되는 광물질이라고 알려져 있다.
또,참숯은 탄소성분이 주를 이루는 것으로 자정력과 탈취작용을 한다고 알려져 있다.
단계4(40);
2차 교반작업이 완료된 혼합물에는 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제25 ~31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 작업을 실시한다. 이 단계에서 앞에서 말한 증점제를 같이 첨가하여 혼합하여도 무방하다.
본 발명에 사용된 비할로겐계의 무기계 난연제(Inorganic Flame Retardants)는 수산화 알루미늄(Al(OH)3)과 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)이다. 본 발명의 제조예에서 난연제를 25 중량%이하로 사용하면 난연 특성을 저하시킬 우려가 있고, 반면에 31 중량% 이상으로 되면 난연 특성은 좋으나 가격상승의 우려가 있다. 또한 난연제의 난연효과는 입자가 작을수록 뛰어난 반면,난연 접착제의 가격을 상승시키는 요인이된다. 따라서 10~50㎛ 정도의 난연제를 사용함이 바람직하다.
본 발명에 사용된 비할로겐계의 무기계 난연제(Inorganic Flame Retardants)즉, 수산화 알루미늄(Al(OH)3)과 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)은 연소가스를 억제하면서 연소점의 열을 뺏아 연소현상을 억제하는 무기계 난연제로 연소시 H2O가 발생하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키며 연소점 주위의 온도를 낮추어 연소현상을 억제한다.
Al(OH)3의 열 분해 거동은 250℃,330℃, 550℃의 온도에서 각각 다음과 같은 탈수반응을 보이며, 470cal/g의 흡열량에 의해 난연효과를 나타낸다.
2Al(OH)3 → Al2O3.°H2O + 2H2O(250℃)
2Al(OH)3 → Al2O3. + 3H2O(330℃)
Al2O3 °H2O + Al2O3.°H2O(550℃)
수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 열 분해 온도가 높아 플라스틱 가공시 안정적으로 사용되는 난연제이며, 연소가스 억제 및 난연 특성은 다음과 같다.
Mg(OH)2 → MgO. + H2O -187cal/g (340 ~490℃)
수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 위와 같은 탈수반응에 의해 난연효과를 나타내고 수산화 알루미늄의 단점인 낮은 탈수개시 온도에 비해 수산화마그네슘은 분해 개시온도가 250℃ 이상으로 플라스틱의 가공온도에서 안정적이다.
적인은 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)과 병용하면 난연 상승효과를 얻을수 있다. 즉, 무기계 난연제와 무게비율로 5~10중량% 범위내에서 적용하면 난연성을 상승시키는 효과가 있기 때문에 전체의 중량비율로 상기한 2~4중량%를 사용함이 바람직 하다.
단계5(50);
이렇게 제조된 제품은 소정 단위로서 금속 캔용기나 플라스틱 용기에 넣어 포장된다.
도 2는 본 발명에 따른 난연접착제의 제조 공정에 따른 실시예를 나타낸 블럭도로서, 온돌마루용 난연 접착제의 제조공정을 나타낸것이다.
<제조예2: 온돌마루용 난연접착제>
단계1(10a);
기 준비된 교반기에 소량의 첨가제를 포함한 에폭시 수지 17~32중량%를 투입한다.
교반기는 일반적으로 사용하는 것으로, 에폭시 수지 17~32중량%를 투입함에 앞서, 교반기의 내부와 교반용 임펠러를 깨끗하게 청소 함이 바람직하다.
에폭시 수지는 하기 식과 같이, 에피클로로하이드린(Epichlorohydrine)과 비스페놀 에이(Bisphenol A)로 알려진 디페닐올프로판(Diphenylolpropane)의 축합반응에 의해 생산되는 것으로, 건축,토목, 전기, 전자 등의 분야에서 접착제, 절연복합재료 등으로 사용되는 열결화성수지이다.
에폭시 수지를 25중량% 이하로 사용하게 되면 접착력이 심각히 떨어지며, 반대로 40중량%이상이 되면 접착력은 향상이되나 화기에 취약한 에폭시수지의 특성상 난연성을 부여하는 것이 매우 어려워지므로 가능한 17~32중량%에서 조절함이 바람직하다.
에폭시수지에 첨가된 첨가제로는 분산제, 경화반응 촉진제, 경화반응 지연제 등이다. 본 제조예에서 에폭시수지에 첨가된 첨가제는 분산제인데, 분산제의 첨가량은 전체 난연제의 중량비로 0.5 ~ 1중량% 범위 내의 양이 첨가되어 있다.
한편, 에폭시 수지 대신에 경화제를 사용할 경우에도 분산제는 상기 범위 내의 양을 사용함이 바람직하며, 다만 경화반응 촉진제(예컨대, 국도화학의 K-54)와 경화반응 지연제는 경화제의 사용시에만 첨가되는 것인데, 촉진제는 통상 10℃이하에서,지연제는 30℃이상에서 적용하는데, 전체 중량비로 2~3중량% 범위내에서 조절하여 첨가함이 바람직하다.
단계2(20a);
단계1에서 교반기에 투입된 소량의 첨가제가 첨가된 에폭시수지는 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반 작업을 실시하여 균일하게 혼합 한 다.
단계3(30a);
1차 교반 작업후 에탄올과 천연 송진을 1:1의 비율로 혼합하여 된 송진용액을7 ~12중량% 투입후, 800rpm에서 10분간 교반한다. 이때 혼합이 용이하게 되도록 교반속도를 조절할 수 있다. 온돌마루용 접착제에만 사용되는 에탄올에 용해시킨 송진용액의 제조는 먼저 고체 송진(Rosin)을 에탄올에 잘 용해될 수 있도록 잘게 부순 후, 고체 송진을 송진무게와 같도록 준비한 에탄올에 넣어 용해되게 한다. 이 송진은 온돌마루용 접착제의 접착력과 작업성 향상 및 제조경비의 절감을 위해 에탄올과 같은 무게비율로 용해시켜 사용하였다. 따라서 사용량은 7 ~12중량% 범위가 적당하다.
송진용액을 넣어 교반후에는 토분(土粉) 혹은 석분(石粉) 중 어느 하나의 분말 26~31 중량%와 목탄(木炭) 분말 3~5중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반 작업을 실시하여, 보다 골고루 혼합되게한다.
토분은 황토를, 석분은 맥반석을 그리고 목탄분은 참나무 숯을 적어도 250~350mesh의 입도(粒度)를 이루게 분말화 한 것이다. 이 분말들을 적어도 250~350mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 이유는 분말의 입도 크기가 250mesh보다 작을 경우에는 분말의 무게로 인하여 분말이 용액에 부유되지않고 침전되어 저장성이 나빠진다. 반대로 350mesh보다 클 경우에는 표면적이 증가한 분말의 에폭시 수지에 대한 흡유율이 증가하여 접착력이 약해 질 우려가 있 다. 따라서 분 말의 입자는 300mesh정도가 가장 바람직하다.
또한 황토분말이나 맥반석 분말을 26중량% 이하로 사용하게 되면 인체에 유익한 원적외선 방사량이 너무 적어 그 효과를 기대 할수가 없고 반대로 31중량% 이상을 사용하게 되면 황토나 맥반석의 사용량 증가에 따른 비용만이 더 추가 될뿐 원적외선의 방사량은 더 이상 증가하지 않는다.
또,참숯분말을 3중량% 이하로 사용하게 되면 탈취력이 저하되고, 반대로 5중량% 이상을 사용하게 되면 제품의 탈취기능은 향상이되나, 수지 흡유율의 상승에 따른 접착력 하락과 색상의 조정이 곤란하여 상품성에 문제가 발생될 우려가 있 다. 따라서 사용량은 3~5중량%의 범위가 바람직하다.
참고로,상기 황토는 씰리카, 알루미나, 철분, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등의 성분과 카달라아제, 디 페놀 옥시다아제,사카라제, 프로테아제와 같은 효소들로 구성되어 있으며,분해력,자정력,흡수력 등이 뛰어나고 또한 인체에 유익한 5~20㎛의 원적외선 파장이 90%이상 방사되는 광물질이라고 알려져 있다.
또,참숯은 탄소성분이 주를 이루는 것으로 자정력과 탈취작용을 한다고 알려져 있다.
단계4(40a);
2차 교반작업이 완료된 혼합물에는 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제30 ~31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 작업을 실시한다.
본 발명에 사용된 비할로겐계의 무기계 난연제(Inorganic Flame Retardants)는 수산화 알루미늄(Al(OH)3)과 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)이다. 본 발명의 제조예에서 난연제를 30 중량%이하로 사용하면 난연 특성을 저하시킬 우려가 있고, 반면에 31 중량% 이상으로 되면 난연 특성은 좋으나 가격상승의 우려가 있다. 또한 난연제의 난연효과는 입자가 작을수록 뛰어난 반면,난연 접착제의 가격을 상승시키는 요인이된다. 따라서 10~50㎛ 정도의 난연제를 사용함이 바람직하다.
본 발명에 사용된 비할로겐계의 무기계 난연제(Inorganic Flame Retardants)즉, 수산화 알루미늄(Al(OH)3)과 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)은 연소가스를 억제하면서 연소점의 열을 뺏아 연소현상을 억제하는 무기계 난연제로 연소시 H2O가 발생하여 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키며 연소점 주위의 온도를 낮추어 연소현상을 억제한다.
Al(OH)3의 열 분해 거동은 250℃,330℃, 550℃의 온도에서 각각 다음과 같은 탈수반응을 보이며, 470cal/g의 흡열량에 의해 난연효과를 나타낸다.
2Al(OH)3 → Al2O3.°H2O + 2H2O(250℃)
2Al(OH)3 → Al2O3. + 3H2O(330℃)
Al2O3 °H2O + Al2O3.°H2O(550℃)
수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 열 분해 온도가 높아 플라스틱 가공시 안정적으로 사용되는 난연제이며, 연소가스 억제 및 난연 구조는 다음과 같다.
Mg(OH)2 → MgO. + H2O -187cal/g (340 ~490℃)
수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 위와 같은 탈수반응에 의해 난연효과를 나타내고 수산화 알루미늄의 단점인 낮은 탈수개시온도에 비해 수산화마그네슘은 분해 개시온도가 250℃ 이상으로 플라스틱의 가공 온도에서 안정적이다.
적인은 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)과 병용하면 난연 상승효과를 얻을수 있다. 즉, 무기계 난연제와 무게비율로 5~10중량% 범위내에서 적용하면 난연성을 상승시키는 효과가 있기 때문에 전체의 중량비율로 상기한 2~4중량%를 사용함이 바람직 하다.
단계5(50a);
단계4를 통하여 충분하게 교반된 혼합물은 기 준비된 밀폐 용기에서 일반적인 진공기를 이용하여 기포 제거후 미세스크린을 이용하여 이물질이나 적어도 350Mesh이상 굵은 입도의 입자를 제거후,포장 작업을 실시한다.
사용되는 포장용기는 PP필름이며 밀봉은 밴드 실러(Sealer)를 사용하며 비용절감과 폐기물처리가 용이하다.
<콘크리트 보수 보강과 석재용 난연접착제>
<실시예1>
첨가제가 첨가된 에폭시 수지 45중량%를 교반기에 투입하여 800rpm에서 10분간 1차 교반을 하고, 1차 교반 단계에서 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 25 중량%와 참숯 분말 3중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차 교반을 하고, 2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 25 중량% 및 적인 2중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 을 하여, 본 발명의 콘크리트 보수 보강과 석재용 난연접착제를 수득하였다.
<실시예2>
상기 실시예1과 하기와 같이 조성 비율만을 달리할뿐, 나머지는 동일방법으로 본 발명의 콘크리트 보수 보강과 석재용 난연접착제를 수득하였다.
첨가제가 첨가된 에폭시 수지 30중량%;
난연제 31 중량%;
적인 4 중량%;
황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 30 중량%;및
참숯 분말5중량%
<온돌마루용 난연접착제>
<실시예3>
첨가제가 첨가된 에폭시 수지 32중량%를 교반기에 투입하여 골고루 혼합되게 800rpm에서 10분간 1차 교반을 실시하고, 1차 교반후 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 26 중량%와 참숯 분말 3중량%와 송진용액 7중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반을 실시하고, 2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 30 중량% 및 적인 2중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반을 실시하고, 교반된 혼합물을 밀폐 용기에서 진공기를 이용하여 기포 제거후 미세스크린을 이용하여 이물질 및 적어도 350Mesh 이상 굵은 입도의 입자를 제거하여, 본 발명의 온돌마루용 난연접착제를 수득하였다.
<실시예4>
상기 실시예3과 하기와 같이 조성 비율만을 달리할뿐, 나머지는 동일방법으로하여 본 발명의 온돌마루용 난연접착제를 수득하였다.
첨가제가 첨가된 에폭시 수지 17중량%;
난연제31 중량%;
적인 4 중량%;
황토분말 혹은 맥반석분말중 어느 하나의 분말 31 중량%;
참숯분말 5중량%;및
송진용액 12중량%
이상의 실시예 1내지 4로부터 얻은 본 발명의 난연 접착제를 기존의 접착제 제품과 비교해본 결과 화재 발생을 억제할뿐 아니라 화재발생시 유독한 가스의 발생이 최소화 된다고 하는 점과, 휘발성 유기 화합물이 거의 포함되지 않아 작업성 이 개선된다고하는 점과, 대기 환경을 보호하는 환경친화적인 점과, 그리고 인체에 유익한 원적외선과 음이온 방출 및 탈취 기능을 갖는다고 하는점에서 우수성이 있었다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 화재발생을 억제할 뿐만 아니라 화재 발생시에도 인체에 치명적인 유독가스의 발생을 적게하여 이로인한 피해로부터 안전을 도모한다고하는 효과가 있으며, 또 대기환경을 오염 시키는 휘발성 유기 화합물을 포함하지 않아서 사람 및 자연을 보호하고, 원적외선과 음이온 방출 및 탈취작용을 하는 기능성 충진재의 사용으로 환경친화성을 갖는 효과와 아울러 각종 작업성이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 난연접착제의 제조 공정에 따른 실시예를 나타낸 블럭도로서, 콘크리트 보수 보강과 석재용 난연접착제의 제조공정을 나타낸것이다.
도 2는 본 발명에 따른 난연접착제의 제조 공정에 따른 실시예를 나타낸 블럭도로서, 온돌마루용 난연 접착제의 제조공정을 나타낸것이다.

Claims (10)

  1. 하기와 같은 중량%로 조성된 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
    첨가제가 첨가된 에폭시 수지 30~45중량%;
    난연제 25 ~31 중량%;
    적인 2~4 중량%;
    황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 25~30 중량%;및
    참숯 분말 3~5중량%
  2. 제1항에 있어서, 상기 분말들은 적어도 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 것을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 난연제는 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제임을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
  4. 하기와 같은 중량%로 조성된 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
    첨가제가 첨가된 에폭시 수지 17~32중량%;
    난연제 30 ~ 31 중량%;
    적인 2~4 중량%;
    황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 26~31 중량%;
    참숯분말 3~5중량%;및
    송진용액 7~12중량%
  5. 제4항에 있어서, 상기 분말들은 적어도 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루게 한 것을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
  6. 제4항에 있어서, 상기 난연제는 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제임을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
  7. 제4항에 있어서, 상기 송진용액은 에탄올과 천연 송진을 무게비율로 1:1로 혼합하여 된 것임을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제.
  8. 난연 접착제의 제조방법에 있어서,
    기 준비된 교반기에 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 30~45중량%를 투입하는 단계;
    첨가제 첨가된 에폭시수지를 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반단계;
    1차 교반 단계에서 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루게한 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 25~30 중량%와 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루는 참숯분말 3~5중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차 교반 단계;및
    2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 25 ~31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 단계를 포함하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제의 제조방법.
  9. 난연 접착제의 제조방법에 있어서,
    기 준비된 교반기에 첨가제가 첨가된 에폭시 수지 17~32중량%를 투입하는 단계;
    첨가제가 첨가된 에폭시수지를 800rpm에서 10분간 교반하는 1차 교반단계;
    1차 교반 단계에서 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루는 황토분말 혹은 맥반석분말 중 어느 하나의 분말 26~31 중량%, 250~350Mesh의 입도(粒度)를 이루는 참숯분말 3~5중량% 및 송진용액 7~12중량%를 투입후 1000rpm에서 20분간 교반하는 2차교반 단계;및
    2차 교반된 혼합물에 평균 입도 10~50㎛의 비할로겐계의 무기계 난연제 30 ~31 중량% 및 적인 2~4중량%를 투입하면서 800~1200rpm으로 30분간 교반하는 3차 교반 단계; 및
    교반된 혼합물을 밀폐 용기에서 진공기를 이용하여 기포 제거후 미세스크린을 이용하여 이물질이나 적어도 350Mesh 이상 굵은 입도의 입자를 제거하는 단계를 포함하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 송진용액은 에탄올과 천연 송진을 무게비율로 1:1로 혼합하여 된 것임을 특징으로하는 비 할로겐 난연제를 이용한 휘발성 유기화합물을 포함하지 않는 환경친화용 건축용 난연 접착제의 제조방법.
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