KR20140050149A - 그물형 난연제 및 이의 제조방법 - Google Patents

그물형 난연제 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

판상형 충진제 단위가 유기 그룹에 의해 그물형으로 연결된 난연제는, 고분자 내에 분산시에 판상형 충진제의 존재에 기인하여 고분자 내에서 열의 전달 및 확산을 막아줌으로써 난연성을 향상시키며 고분자와 유기화제와의 상호 작용에 의해 물리적 성질을 향상시키므로, 화재의 위험에 노출되어 있는 모든 분야에 사용될 수 있다.

Description

그물형 난연제 및 이의 제조방법{FLAME RETARDANT WITH NETWORK STRUCTURE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 고분자에 난연성을 부여할 수 있는 그물형 난연제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래에는 난연 소재로서 할로겐 원소가 포함된 난연제가 주로 사용되었으나, 이들은 환경에 좋지 않은 영향을 주었다(일본 공개특허공보 소55-30739호 및 평8-302102호). 특히, 브롬계 난연성 소재는 화재시 유독 가스 또는 발암 물질인 다이옥신을 발생시키는 치명적인 단점을 갖는다.
이에, 비할로겐화 난연성 소재를 개발하는 연구가 많이 진행되어, 비할로겐성 난연 소재로서 포스페이트류, 포스포네이트류, 트라이페닐포스페이트(TPP) 등의 단분자형 유기 인계 화합물이 소개되었다. 그러나, 이들은 고분자에 첨가된 후 고분자내에서 쉽게 휘발되거나 용출되어 난연성 저하를 가져올 뿐만 아니라 2차 오염을 유발시킬 수 있는 문제점을 안고 있다.
일본 공개특허공보 소59-202240호 및 평2-18336호는 레조시놀, 비스페놀 유도체 등을 이용한 축합형 인계 난연제를 이용하여 상기 문제점을 개선하려고 하였으나, 이들 축합형 인계 난연제는 내열성, 내가수분해성, 난연성 등에서 종래 할로겐계 난연 소재에 비해 현저하게 뒤떨어진다는 또 다른 문제점을 가지고 있다.
일본 공개특허공보 소55-30739호 일본 공개특허공보 평8-302102호 일본 공개특허공보 소59-202240호 일본 공개특허공보 평2-18336호
따라서, 본 발명의 목적은 종래보다 난연성이 우수하면서 친환경적인 새로운 난연제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 판상형 충진제; 및 상기 판상형 충진제를 그물형으로 연결시키는 유기 그룹을 포함하는 그물형 난연제를 제공한다.
상기 다른 목적에 따라 본 발명은, 판상형 충진제에, 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖는 유기화제(organic modifier)의 다른쪽 말단을 결합시켜, 유기화된 판상형 충진제를 얻는 단계; 및 상기 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시키는 단계를 포함하는 그물형 난연제의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 고분자 매트릭스; 상기 고분자 매트릭스에 충진되는 판상형 충진제; 및 상기 판상형 충진제를 그물형으로 연결시키는 유기 그룹을 포함하는 난연성 고분자를 제공한다.
본 발명의 그물형 난연제는 고분자 내에 분산시에 판상형 충진제의 존재에 기인하여 고분자 내에서 열의 전달 및 확산을 막아줌으로써 난연성을 향상시킬 뿐만 아니라, 고분자와 유기화제와의 상호 작용에 의해 물리적 성질을 향상시키므로, 화재의 위험에 노출되어 있는 모든 분야에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 그물형 난연제의 화학적 구조를 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 고분자 매트릭스 내에 본 발명의 그물형 난연제가 분산된 일례를 나타낸 모식도이다.
도 3은 나노 점토계 물질이 유기화제에 의해 유기화되는 메커니즘의 예시를 나타낸다.
도 4는 그래핀계 물질이 유기화제에 의해 유기화되는 메커니즘의 예시를 나타낸다.
도 5는 판상형 충진제에 결합된 유기화제의 말단이 중합개시제 또는 촉매에 의해 유기화되는 메커니즘의 예시이다.
이하 본 발명에 따르는 그물형 난연제를 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 그물형 난연제는, 도 1의 대략적인 화학 구조에서 보듯이, 판상형 충진제(11 및 12) 단위가 유기 그룹(20)에 의해 그물형으로 연결된 것이 특징이다.
상기 판상형 충진제는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어 나노 점토계 물질, 그래핀계 물질, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 상기 나노 점토계 물질은 사포나이트, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 마이카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 상기 그래핀계 물질은 그래핀, 산화 그래핀, 유기화 그래핀, 팽창가능 박막형 흑연, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
아울러, 상기 판상형의 충진제는 단위 무게당 넓이가 큰 것이 유리하며, 예를 들어 단위 무게당 넓이가 100 내지 3000 m2/g일 수 있고, 보다 구체적으로는 1000 내지 2000 m2/g 범위일 수 있다.
또한, 상기 유기 그룹은 주로 지방족 사슬(즉 비고리형 탄화수소)을 의미할 수 있으며, 예를 들어 탄소수 5 내지 30의 포화 지방족 사슬 또는 불포화 지방족 사슬을 포함할 수 있고, 보다 구체적으로는 탄소수 8 내지 20 의 포화 지방족 사슬 또는 불포화 지방족 사슬을 포함할 수 있다. 그러나 상기 유기 그룹은 지방족 사슬 외에도 무기 원소를 포함할 수 있으며, 또한 방향성 또는 비방향성의 탄소 고리 또는 헤테로 고리를 포함할 수 있다.
본 발명의 그물형 난연제의 일례에 따르면, 상기 판상형 충진제가 나노 점토계 물질이고, 상기 유기 그룹이 말단에 포스포늄 또는 이미다졸륨을 가질 수 있다. 즉, 나노 점토계 물질의 가장자리 부위의 음이온성 원자가 유기 그룹 말단의 양이온성 인 또는 질소와 이온 결합함으로써 서로 연결되어 그물 형태를 이룰 수 있다. 또한 상기 유기 그룹은 양 말단 사이에 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시기, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 가질 수 있다.
본 발명의 그물형 난연제의 다른 예에 따르면, 상기 판상형 충진제가 그래핀계 물질일 경우, 상기 유기 그룹이 말단에 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 가질 수 있다. 즉, 그래핀계 물질의 가장자리 부위에 존재하는 옥사이드, 에폭시, 카복실, 하이드록시 등의 작용기가 유기 그룹 말단의 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트 등과 반응하여 화학적 공유 결합 등을 함으로써 서로 연결되어 그물형을 이룰 수 있다. 또한 상기 유기 그룹은 양 말단 사이에 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 가질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 그물형 난연제의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 그물형 난연제는 (a) 판상형 충진제를 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖는 유기화제와 반응시켜, 상기 판상형 충진제와 상기 유기화제의 다른쪽 말단을 결합시킴으로써, 유기화된 판상형 충진제를 얻는 단계; 및 (b) 상기 유기화된 판상형 충진제를 중합개시제 또는 촉매와 반응시켜, 상기 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
본 발명의 방법의 단계 (a)에서, 상기 판상형 충진제는 앞서 설명한 바와 같은 물질을 사용할 수 있고, 상기 유기화제는 기본적으로 지방족 사슬, 예를 들어 탄소수 5 내지 30의 포화 지방족 사슬 또는 불포화 지방족 사슬, 보다 구체적으로는 탄소수 8 내지 20의 포화 지방족 사슬 또는 불포화 지방족 사슬을 포함하는 화합물로서, 지방족 사슬의 한쪽 말단에 불포화 결합, 즉 이중 결합 및/또는 삼중 결합을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 유기화제는 지방족 사슬 외에도 무기 원소를 포함할 수 있으며, 또한 방향성 또는 비방향성의 탄소 고리 또는 헤테로 고리를 포함할 수 있다.
단계 (a)의 반응에서, 판상형 충진제와 유기화제의 반응 중량비는 1:0.1 내지 1:10 일 수 있고, 보다 구체적으로는 1:1 내지 1:2 일 수 있다. 또한, 반응 온도는 50 내지 150 ℃일 수 있고, 보다 구체적으로는 80 내지 110 ℃일 수 있다. 또한, 반응 시간은 1 내지 24 시간일 수 있고, 보다 구체적으로는 6 내지 8 시간일 수 있다.
본 발명의 단계 (a)의 일례에 있어서, 상기 판상형 충진제로서 나노 점토계 물질을 사용하고, 상기 유기화제로서 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖고 다른쪽 말단에는 포스포늄 또는 이미다졸륨을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 나노 점토계 물질은 앞서 설명한 바와 같은 물질을 사용할 수 있다.
또한 말단에 포스포늄을 포함하는 유기화제의 예로서는 하기 화학식 1의 데스-9-엔일트라이페닐포스포늄 브로마이드(dec-9-enyltriphenylphosphonium bromide)을 들 수 있고, 말단에 이미다졸륨을 포함하는 유기화제의 예로서는 하기 화학식 2의 데스-9-엔일-1,5-디메틸이미다졸륨(3-dec-9-enyl-1,5-dimethyl imidazolium)을 들 수 있으며, 이들의 혼합물도 가능하다.
화학식 1
Figure pat00001
화학식 2
Figure pat00002
그 결과, 도 3에서 보듯이, 단계 (a)의 반응을 통해, 나노 점토계 물질의 개별 판상형 단위의 가장자리에 존재하는 음이온성 원자가 유기화제 말단의 양이온성 인 또는 질소 원자와 이온 결합을 함으로써, 나노 점토계 물질이 유기화될 수 있다. 단, 도 3에 예시된 반응은 일례일 뿐이며 그 외 다양한 반응을 통해서 나노 점토계 물질을 유기화시키는 것이 가능하다.
본 발명의 단계 (a)의 다른 예에 있어서, 상기 판상형 충진제로서 그래핀계 물질을 사용하고, 상기 유기화제로서 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖고 다른쪽 말단에는 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 그래핀계 물질은 앞서 설명한 바와 같은 물질을 사용할 수 있다.
말단에 아마이드를 갖는 유기화제의 예로서 하기 화학식 3의 18-비닐옥타데실아마이드(18-vinyloctadecyl amide)을 들 수 있고, 말단에 할로겐을 갖는 유기화제의 예로서는 하기 화학식 4의 7-비닐헵타노일클로라이드(7-vinylheptanoyl chloride)을 들 수 있으며, 말단에 카복실기를 갖는 유기화제의 예로서는 하기 화학식 5의 쿠커브산(cucurbic acid; 2-((1R,2S,3S)-3-hydroxy-2-((Z)-pent-2-enyl)cyclopentyl)acetic acid)을 들 수 있고, 말단에 아미노를 갖는 유기화제의 예로는 하기 화학식 6의 N-(2-아미노에틸)말레이미드(N-(2-aminoethyl)maleimide)를 들 수 있으며, 이들의 혼합물도 가능하다.
화학식 3
Figure pat00003
화학식 4
Figure pat00004
화학식 5
Figure pat00005
화학식 6
Figure pat00006
그 결과, 도 4 에서 보듯이, 상기 단계 (a)의 반응을 통해, 그래핀계 물질의 가장자리에 존재하는 옥사이드, 에폭시, 카복실, 하이드록시 등의 작용기가 유기화제 말단의 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트 등과 화학적 결합을 함으로써, 부산물인 물 또는 산의 생성과 함께 그래핀계 물질을 유기화시킬 수 있다. 단, 도 4 에 예시된 반응은 일례일 뿐이며 그 외 다양한 반응을 통해서 그래핀계 물질을 유기화시키는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 방법의 단계 (b)에서, 아조(azo) 계열의 중합개시제 또는 그럽스(Grubbs) 촉매를 이용하여, 단계 (a)에서 얻은 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시킬 수 있다.
단계 (b)의 반응에서, 유기화된 판상형 충진제와, 중합개시제 또는 촉매의 반응 중량비는 1:0.001 내지 1:0.1 일 수 있고, 보다 구체적으로는 1:0.01 내지 1:0.05 일 수 있다. 또한, 반응 온도는 50 내지 150 ℃일 수 있고, 보다 구체적으로는 80 내지 110 ℃일 수 있다. 또한, 반응 시간은 30 내지 360 분일 수 있고, 또는 30 내지 180 분일 수 있으며, 보다 구체적으로는 60 내지 120 분일 수 있다.
상기 아조(azo) 계열의 중합개시제의 구체적인 예로는 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN; azobisisobutyronitrile), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-다이메틸 발레로나이트릴)(2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile)), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸 발레로나이트릴)(2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로나이트릴)(2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile)), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보나이트릴)(1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile)), 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아마이드)(2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide)), 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 상기 그럽스 촉매로는 1차 그럽스 촉매, 2차 그럽스 촉매, 및 3차 그럽스 촉매가 가능하며, 이들 각각 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
그 결과, 도 5에서 보듯이, 이전 단계 (a)에서 얻은 유기화된 판상형 충진제(31 및 32)에 존재하는 불포화 결합을 갖는 말단들이 중합개시제 또는 촉매(40)의 작용으로 인해 서로 연결되어, 그물형의 난연제를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 이하에서는 난연성 고분자에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 난연성 고분자는, 도 2에서 보듯이, 고분자 매트릭스(50) 내에 판상형 충진제(11 및 12)가 충진되고, 상기 판상형 충진제가 유기 그룹(20)에 의해 그물형으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 매트릭스의 예로서는 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리에스터, 액정고분자 등을 들 수 있다.
또한 상기 난연성 고분자 내에 분산되는 그물형 난연제(즉 유기 그룹에 의해 그물형으로 연결된 판상형 충진제)의 양은 전체 난연성 고분자 중량 대비 1 내지 30 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로는 5 내지 15 중량%일 수 있다.
본 발명의 난연성 고분자의 제조방법의 일례에 따르면, (a) 판상형 충진제에, 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖는 유기화제의 다른쪽 말단을 결합시켜, 유기화된 판상형 충진제를 얻는 단계; (b) 상기 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시켜 그물형 난연제를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 그물형 난연제를 고분자 내에 분산시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 난연성 고분자의 제조방법의 다른 예에 따르면, (a) 판상형 충진제에, 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖는 유기화제의 다른쪽 말단을 결합시켜, 유기화된 판상형 충진제를 얻는 단계; (b) 상기 유기화된 판상형 충진제를 고분자 내에 분산시키는 단계; 및 (c) 고분자 내에 분산된 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
이와 같이 판상형 충진제는 유기화 처리를 통하여 판상형 충진제와 유기화제와의 직접적인 1차 결합을 만들어 각각의 판상형 충진제의 고분자 내 분산이 유리해질 수 있다.
본 발명의 그물형 난연제는 각종 고분자 재료의 분산 또는 블렌딩에 적용될 수 있으며, 난연제 내의 판상형 충진제가 고분자 내에서 열의 전달 및 확산을 막아줌으로써 열을 이동시키지 않아 난연성을 제공할 수 있다. 특히 충진제는 1000℃ 이상의 온도를 견딜 수 있으며, 이에 화재시 표면에 충진제 막을 형성시켜 화재의 지속성을 저하시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 종래의 난연제가 분산제를 사용하여 고분자에 분산시키기 때문에 복합 난연성 소재의 경우 분산이 올바르게 되지 않아 소재의 물리적 성질을 저하시킬 수 있는 반면, 본 발명에 따르면 개별적인 충진제 단위를 유기화제를 통해 그물형으로 만들어 주고 또한 충진제와 고분자 재료는 유기화제에 의해 표면 결합이 견고해짐으로써 난연성 부여와 동시에 물리적 성질을 향상시킬 수 있다.
또한 유기화제의 지방족 또는 방향족이 포함되어 있는 탄소 사슬을 조절함으로써 충진제와 충진제 사이의 거리 조절이 가능하고, 합성되는 유기화제의 개체수에 따라 고충진이 가능한 난연성 충진제로 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 그물형 난연제 및 난연성 고분자는 화재의 위험에 노출되어 있는 모든 분야에 사용될 수 있으며, 예를 들어 건축용/차량용 또는 지하철 소재에 있어 화재시 화염의 확산을 저하시키고 또는 화염을 소화시킬 수 있는 소재 개발에 활용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 유기화된 나노 점토계 물질의 제조
먼저 유기화제를 제조하기 위해, 트라이페닐포스핀(93090, fluka사) 10g 와 10-브로모-1-데센(560855, Sigma Aldrich사) 10g 을 테트라하이드로퓨란 용액에 넣어 50℃에서 24~240시간 반응시켰다. 반응 종결 후 n-헥산과 다이에틸에테르를 1:1의 부피비로 혼합한 용액으로 세척 후 건조시켜, 유기화제로서 데스-9-엔일트라이페닐포스포늄 브로마이드(dec-9-enyltriphenylphosphonium bromide)를 얻었다.
앞서 제조한 유기화제 3g 을 물 100mL 에 분산시키고, 여기에 60% 염산 용액 10g 을 넣고 80℃에서 1시간 정도 반응시켜 염소화(chlorination)된 유기화제 용액을 얻었다. 한편, 이와 별도로 나노 점토(saponite, kunimine사) 1g 을 물 100mL에 분산시켜 나노 점토 용액을 제조하였다.
수득한 나노 점토 용액을 상기 염소화된 유기화제 용액과 80℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응된 물질을 원심분리 또는 감압식으로 여과하고 물/에탄올(1:1,v/v) 혼합 용액으로 세척한 뒤 다시 상기 여과 과정을 반복하였다. 이후 건조시켜 유기화된 나노 점토계 물질을 수득하였다.
실시예 2: 유기화된 그래핀계 물질의 제조
0℃의 60% 황산 용액 100g 에 박막형 흑연(graphite flake, 332461, sigma aldrich사) 1g 과 질산나트륨 2g 을 넣고 30분간 반응시켰다. 이후 여기에 과망간산칼륨 10g 을 넣은 후 25℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응이 종결된 용액을 0.1M의 과산화수소 수용액으로 세척 후 증류수로 세척하였다. 수득한 용액을 얼려 동결 건조를 통하여 산화 그래핀을 얻었다.
수득한 산화 그래핀 1g 을 물 100mL에 잘 분산시킨 뒤, 에탄올 100mL에 유기화제(N-(2-아미노에틸)말레이미드, A2436, TCI사) 1g 를 녹여 상기 산화 그래핀 용액과 80℃에서 12시간 동안 반응시켰다. 이후 에탄올에 세척 후 건조하여 유기화된 그래핀계 물질을 얻었다.
실시예 3: 그물형 난연제 제조
상기 실시예 1에서 제조된 유기화된 나노 점토계 물질 1g 및 상기 실시예 2에서 제조된 유기화된 그래핀계 물질 1g 을 에탄올 200mL에 잘 분산시킨 후, 중합개시제인 AIBN 0.005g 을 넣고 60℃에서 6시간 동안 반응시켰다.
이후 반응이 종결된 용액에 불필요한 부가 반응을 방지하기 위해 하이드로퀴논 1g 을 넣은 후 6시간 동안 반응시켰다. 반응이 종결되면 에탄올로 세척하고 건조시켰다.
실시예 4: 난연성 고분자 제조
실시예 3 에서 제조된 그물형 난연제 10g 을 폴리우레탄 전구체인 디아민(diamine) 계열의 물질 100g 에 분산시켰다. 여기에 난연제 10g 을 첨가하여 30분간 초음파 처리 후 1시간 동안 교반시켰다. 분산된 용액을 이소시아네이트 계열의 물질 100g 과 반응시켜, 난연성 폴리우레탄을 제조하였다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.
11 및 12: 판상형 충진제(나노 점토계 물질 및 그래핀계 물질)
20: 유기 그룹
31 및 32: 유기화된 판상형 충진제
40: 중합개시제 또는 촉매
50: 고분자 매트릭스

Claims (14)

  1. 판상형 충진제; 및
    상기 판상형 충진제를 그물형으로 연결시키는 유기 그룹을 포함하는, 그물형 난연제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상형 충진제가 나노 점토계 물질, 그래핀계 물질, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 그물형 난연제.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 나노 점토계 물질이 사포나이트, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 마이카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 그래핀계 물질이 그래핀, 산화 그래핀, 유기화 그래핀, 팽창가능 박막형 흑연, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 그물형 난연제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 그룹이 탄소수 8 내지 20의 포화 지방족 사슬 또는 불포화 지방족 사슬을 포함하는, 그물형 난연제.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상형 충진제가 나노 점토계 물질이고;
    상기 유기 그룹이 말단에 포스포늄 또는 이미다졸륨을 갖는, 그물형 난연제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상형 충진제가 그래핀계 물질이고;
    상기 유기 그룹이 말단에 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 갖는, 그물형 난연제.
  7. (a) 판상형 충진제에, 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖는 유기화제의 다른쪽 말단을 결합시켜, 유기화된 판상형 충진제를 얻는 단계; 및
    (b) 상기 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시키는 단계를 포함하는 그물형 난연제의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 판상형 충진제가 나노 점토계 물질이고;
    상기 유기화제가 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖고 다른쪽 말단에는 포스포늄 또는 이미다졸륨을 갖는, 그물형 난연제의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기화제가 데스-9-엔일 트라이페닐포스포늄 브로마이드, 데스-9-엔일-1,5-디메틸이미다졸륨, 또는 이들의 혼합물인, 그물형 난연제의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    판상형 충진제가 그래핀계 물질이고;
    상기 유기화제가 한쪽 말단에 불포화 결합을 갖고 다른쪽 말단에는 아마이드, 아미노, 할로겐, 카복실, 하이드록시, 에스테르, 에테르, 시아네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 작용기를 갖는, 그물형 난연제의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기화제가 18-비닐옥타데실 아마이드, 7-비닐헵타노일 클로라이드, 쿠커브산(cucurbic acid), N-(2-아미노에틸)말레이미드, 또는 이들의 혼합물인, 그물형 난연제의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서, 아조(azo) 계열의 중합개시제 또는 그럽스(Grubbs) 촉매를 이용하여, 상기 유기화된 판상형 충진제의 불포화 결합을 갖는 말단을 서로 연결시키는, 그물형 난연제의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 아조(azo) 계열의 중합개시제가 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-다이메틸 발레로나이트릴), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸 발레로나이트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로나이트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보나이트릴), 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아마이드), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 그럽스 촉매가 1차 그럽스 촉매, 2차 그럽스 촉매, 3차 그럽스 촉매, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 그물형 난연제의 제조방법.
  14. 고분자 매트릭스;
    상기 고분자 매트릭스에 충진되는 판상형 충진제; 및
    상기 판상형 충진제를 그물형으로 연결시키는 유기 그룹을 포함하는, 난연성 고분자.
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