KR20090010543A - 발포수지용 난연 코팅제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드를 가열하여 발포되는 발포수지용 난연 코팅제에 관한 것으로, 발포전 비드에 폴리머 에멀젼에 친수기를 갖는 실란 실리콘을 합성하여 얻어진다. 상기 발포수지용 난연 코팅제는 비드에 코팅하여 발포됨으로써 매우 경제적이고 간편하며 유해성이 없는 발포 폼을 형성할 수 있다.

발포수지, 난연 코팅제, 폴리머 에멀젼, 실란 실리콘용액, 무기분체

Description

발포수지용 난연 코팅제{FLAME RETARDANT COATING AGENT FOR USING ON FOAM RESIN}

본 발명은 발포수지용 난연 코팅제에 관한 것으로, 화염에 매우 취약한 가연성 발포수지에 사용되어 우수한 난연성을 갖도록 하는 난연 코팅제에 관한 것이다.

일반적으로 폴리스티렌 폼과 같은 발포수지 조성물은 매우 경량이며 단열성이 우수하여 건축등 일반 산업에서 매우 폭넓게 이용되고 있었지만, 빈번한 화재 유발 요인으로 지목되기 때문에 근래에 들어서는 사용이 제한되고 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 브롬계 염화물계 난연제 또는 규산소다 등을 코팅하고 발포시켜 발포수지 등 가연성 조성물을 난연 화 시키는 방법 등이 많이 공지되고 있지만, 이러한 방법들은 유해성과 까다로운 난연 처리방법 및 경제성이 결여되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 경제적이면서 접착제등으로 널리 이용되는 폴리머 에멀젼에 친수기를 갖는 실란 실리콘용액을 합성시켜 발포전 비드에 코팅하여 발포함으로써, 우수한 난연성을 갖도록 한 발포수지용 난연코팅제를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 난연 코팅제는, 폴리머 에멀젼 90~99.5wt%에, 친수기를 갖는 실란 실리콘용액 0.5~10wt%을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리머 에멀젼은 PVA, EVA, 아크릴, 요소멜라민 및 라텍스로부터 선택된 적어도 어느 하나의 고분자 수지를 용해 또는 유화의 방법을 통하여 물에 수용시킨 것을 특징으로 한다.

난연성 향상을 위하여, 200메쉬 이하의 무기분체가 상기 폴리머 에멀젼과 실란 실리콘용액의 혼합액 전체 중량 대비 1~15wt%가 첨가되는 것을 특징으로 한다.

상기 무기분체는 200메쉬 이하 크기의 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 인산암모늄, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 백토, 탄산칼슘, 규조토, 벤토나이트, 산화아연 및 소각재로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 난연 코팅제는 폴리머 에멀젼을 기재로 하고 실란 실리콘용액을 합성하고 용도에 따라 무기분체로 조성됨으로써 매우 경제적이며 성능이 우수한 난연 코팅제를 제조할 수 있으며 이렇게 제조된 조성물은 난연성을 갖는 접착제, 방수제 및 폴리스티렌 폼과 같은 발포수지에 사용되어 화재로부터 안전한 조성물을 생산을 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 난연 코팅제는, 폴리머 에멀젼 90~99.5wt%에, 친수기를 갖는 실란 실리콘용액 0.5~10wt%을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리머 에멀젼은 PVA, EVA, 아크릴, 요소멜라민 및 라텍스로부터 선택된 적어도 어느 하나의 고분자 수지를 용해 또는 유화의 방법을 통하여 물에 수용시킨 것을 특징으로 한다.

난연성 향상을 위하여, 200메쉬 이하의 무기분체가 상기 폴리머 에멀젼과 실란 실리콘용액의 혼합액 전체 중량 대비 1~15wt%가 첨가되는 것을 특징으로 한다.

상기 무기분체는 200메쉬 이하 크기의 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 인산암모 늄, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 백토, 탄산칼슘, 규조토, 벤토나이트, 산화아연 및 소각재로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 난연 코팅제에 대하여 상세히 설명한다.

통상적으로 폴리머 에멀젼은 PVA, EVA, 아크릴, 요소멜라민, 라텍스와 같은 수지를 물에 수용시키거나, 물에 불용인 아크릴, 멜라민과 같은 수지를 유화시켜 물에 수용된 것을 폴리머 에멀젼이라 한다.

본 발명에 따른 난연 코팅제는 폴리머 에멀젼에 친수기를 갖는 실란 실리콘용액을 합성함으로써 획득할 수가 있는데, 이렇게 제조된 난연 코팅제는 난연성과 아울러 경제성이 충족되는 조성물인 것이다.

상기에서 실리콘용액은 통상 금속 실리콘 파우더에 메탄올을 가하고 고온 가열을 하여 반응탑에서 액상의 실리콘을 얻는데, 이때 얻어지는 오가노클로로실란(Organochlorosilane)을 응용하여 디메칠 실리콘오일, 실리콘고무, 실리콘수지, 실란형 실리콘용액 등으로 제조되며, 또 이들을 유기 중합법 등으로 약 2000여종이 넘는 제품군으로 제조되고 있다.

본 발명에서는 다양한 실리콘 제품군 중에서 폴리머 에멀젼과 용이하게 합성할 수 있는 친수기를 갖는 실란 실리콘용액을 사용한다.

폴리머 에멀젼과 실란 실리콘용액은 혼합을 하면 비중차이로 혼합이 되지 않 지만, 고속 교반방법을 통하여 일정시간을 교반을 하면 폴리머 에멀젼내에 실리콘 용액이 분산되어 합성이 된다. 이렇게 얻어진 조성물은 우수한 접착성, 내수성 및 난연성이 발현되는 것을 실시 예를 통하여 알 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 난연코팅제는 폴리머 에멀젼 90~99.5wt%에, 친수기를 갖는 실란 실리콘용액 0.5~10wt%을 혼합하여 제조한다. 이때, 혼합액의 융화를 돕기 위하여 고속교반장치를 통하여 일정시간동안 교반하게 된다.

상기 실란 실리콘용액이 0.5wt% 이하이면 우수한 난연성을 발현되지 않고, 10wt% 이상이면 비드의 접착력을 저하시킨다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연 코팅제는 상기와 같이 폴리머 에멀젼과 친수기를 갖는 실란 실리콘용액을 합성하여 제조한 합성액에 무기분체를 추가로 첨가하여 제조된다. 이렇게 무기분체를 첨가하여 제조된 난연 코팅제는 더욱 우수한 난연성을 갖는다.

이때, 상기 무기분체는 폴리머 에멀젼과 실란 실리콘용액의 합성용액 전체 중량 대비 1~15wt%가 첨가되는 것이 바람직하다.

(폴리머 에멀젼)

PVA, EVA, 아크릴, 요소멜라민, 라텍스를 물에 수용시키거나 유화하여 물에 수용시킨 에멀젼 또는 코폴리머 에멀젼이다.

(실란 실리콘용액)

금속 실리콘(MATAL SILICON)파우더에 메탄올을 가하고 고온 가열을 하여 반응탑 으로부터 획득하여 친수성으로 제조된 실란 실리콘용액이다.

(무기분체)

본 발명에 사용되는 무기분체는 200메쉬 이하 크기입자로 불연성으로 멜팅 포인트가 750℃이상인 것이 바람직하다. 무기분체는 가열에 의해 이산화탄소가 발생되거나 연소시 산소의 활성(Cradical)을 억제하는 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 인산암모늄, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 백토, 탄산칼슘, 규조토, 벤토나이트, 산화아연, 소각재들이 사용될 수 있다.

이하 각각의 다음과 같은 실시를 통하여 성능을 알아보았다.

<실시 예 1>

500cc 비이크에 PVA에멀젼 970g과 친수기를 갖는 실란 실리콘용액 30g을 넣고 3,000RPM의 고속 교반기로 5분간 고속교반을 하여 30분경과하면 합성된 조성물을 획득할 수 있다.

<실시예 2>

실시예1의 방법으로 획득한 본 발명에 따른 난연 코팅제 71g에 탄산칼슘 22g을 혼합하여 또 다른 난연 코팅제를 제조한다.

<비교 예 1>

EPS비드 70g을 일반적인 방법으로 발포한 조성물을 10초간 가스 토취로 화염을 가하였으며, 그에 대한 사진이 도 3에 나타나 있다.

<실험 예 1> 본 발명의 일 실시예에 따른 난연 코팅제의 난연성 시험

본 발명의 난연 코팅제의 난연성을 알아보기 위해 발포전 EPS비드 70g에 실시예1의 방법으로 획득한 본 발명의 난연 코팅제 210g을 코팅한 후, 스팀으로 발포하여 난연성 EPS 조성물을 확보하고 10초간 가스 토취로 화염을 가하였으며, 그에 대한 사진이 도 1에 나타나 있다.

<실험 예 2> 본 발명의 일 실시예에 따른 난연 코팅제의 난연성 시험

본 발명의 난연 코팅제의 난연성을 알아보기 위해 발포전 EPS비드 25g에 실시예2의 방법으로 획득한 본 발명의 난연코팅제 71g을 코팅한 후, 스팀으로 발포한 조성물에 10초간 가스 토취로 화염을 가하였으며, 그에 대한 사진이 도 2에 나타나 있다.

상기 실시 예 및 비교 예를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 다양한 실시예 에 따른 난연 코팅제는 난연성이 우수하면서도 에멀젼상으로 코팅 작업이 용이하고 또, 가격이 비교적 저렴한 폴리머 에멀젼을 기재로 구성되어 매우 경제적인 난연 코팅제를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 난연 코팅제에 난연제로서 많이 사용되는 인화합물, 즉 인산 또는 인산에스테르를 추가로 첨가하여 난연성이 더욱 우수한 난연 코팅제를 제조할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 난연 코팅제를 코팅하여 발포된 EPS 조성물의 난연성 시험 사진이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연 코팅제를 코팅하여 발포된 EPS조성물의 난연성 시험의 사진이다.

도 3은 일반적인 발포 EPS조성물의 난연성 시험 사진이다.

Claims (5)

1. 폴리머 에멀젼 90~99.5wt%에, 친수기를 갖는 실란 실리콘용액 0.5~10wt%을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발포수지용 난연 코팅제.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 폴리머 에멀젼은 PVA, EVA, 아크릴, 요소멜라민 및 라텍스로부터 선택된 적어도 어느 하나의 고분자 수지를 용해 또는 유화의 방법을 통하여 물에 수용시킨 것을 특징으로 하는 발포수지용 난연 코팅제.
3. 제 1항에 있어서,

   난연성 향상을 위하여, 200메쉬 이하의 무기분체가 상기 폴리머 에멀젼과 실란 실리콘용액의 혼합액 전체 중량 대비 1~15wt%가 첨가되는 것을 특징으로 하는 발포수지용 난연 코팅제.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 무기분체는 200메쉬 이하 크기의 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 인산암모늄, 탄산수소칼륨, 염화칼륨, 백토, 탄산칼슘, 규조토, 벤토나이트, 산화아연 및 소각재로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발포수지용 난연 코팅제.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   난연성을 더욱 향상시키기 위하여, 인 화합물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 발포수지용 난연 코팅제.

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