KR20160047129A - 난연성 도막 방수 바닥재 조성물 - Google Patents

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Abstract

난연제 및 에폭시 수지를 포함하는 주제부와, 아민계 경화제를 포함하는 경화제부로 이루어진 난연성 도막 방수 바닥재 조성물이 개시된다. 난연성 도막 방수 바닥재 조성물은 에폭시 수지 35~45 중량%, 무기계 난연제 40~50중량%, 유기계 난연제 2~4.5중량% 를 포함하되; 상기 에폭시 수지는 당량(EEQ) 180~210이고, 상기 유기계 난연제는 인계 난연제이며, 상기 무기계 난연제는 325 메쉬급의 초미립자로 분쇄한 분말형태인 주제부를 포함한다.

Description

난연성 도막 방수 바닥재 조성물{flame retardancy waterproof flooring coating composition}
본 발명은 난연성 도막 방수 바닥재 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미국의 표준 규격인 ASTM에서 규정한 난연성 평가 항목(UL 94V-0)에 부합하는 물성이 발휘될 수 있어 불의의 화재로부터 인명과 재산을 안전하게 보호할 수 있는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물에 관한 것이다.
통상적으로, 선박의 갑판, 아파트, 대형할인점 등의 주차장 바닥이나 공장, 사무실, 실험실, 병원이나 공공건물의 바닥에는 에폭시 바닥재가 시공 설치되어 있다. 이러한 에폭시 바닥재는 회색 계통의 단순한 콘크리트 바닥면에 색깔을 부여하고, 차량이나 보행자의 이동에 따라 바닥이 훼손되는 것을 방지하며 나아가 바닥으로부터 분진 등이 발생하는 것을 막기 위한 목적으로 널리 채용되고 있다.
그러나, 에폭시 바닥재의 경우 유기 화합물이므로 화재에 취약한 특성을 갖는다. 특히 지하 주차장에서의 화재는 공간이 개방형이라 화염이나 유독 가스 발생시 단시간에 전 구역에 걸쳐 퍼지게 되는 특성이 있다. 또한 지하 공간에는 수도나 전기, 통신 설비 등이 밀집되어 있어 이것이 소실되거나 손상되었을 경우 막대한 피해가 예상된다.
따라서, 주차장 바닥의 경우도 에폭시나 우레탄과 같이 가연성의 물질을 1~3 mm의 도막 두께로 시공하기보다는 난연 기능을 발휘하는 난연성 제품을 적용하는 것이 인명 피해와 재산 피해를 최소화하기 위해 절실히 요구된다.
에폭시 바닥재에 사용되는 난연제로써 난연 효과 및 경제적 관점에서 우수한 할로겐계 난연제가 많이 사용되어 왔다. 그중에서도 난연성이 뛰어난 브롬계 화합물이 대부분의 범용 수지에 이용되고 있다. 그러나, 브롬계 난연제는 화재시 HBr 등의 유독가스를 발생시켜 질식사를 유발할 뿐만 아니라 소각시 강력한 발암물질인 다이옥신(dioxine)을 생성시킬 우려가 있다. 더욱이 브롬계 난연제와 함께 사용하는 안티몬계 난연제 또한 자체적으로 발암성을 나타내기 때문에 유럽을 선두로 하여 그 사용이 점차 규제되고 있다.
특히, 2014년 1월 건설교통부 건축물 자재에 관한 난연 및 불연재 사용함을 법률로 공포하여 시행함으로써 이에 대한 적극적 대응이 요구된다.
이에 따라, 최근에는 비할로겐계 난연성 에폭시 바닥제(도막 방수 바닥제)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 다양한 친환경성 난연성 에폭시 바닥제들이 개발되고 있다.
본 발명은 할로겐계 난연제 대신 친화경적 소재인 인계 난연제를 사용함으로써 연소시에 다이옥신과 같은 유독성 발암물질을 발생시키지 않는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 인(P)계의 함량을 낮추면서도 난연성(UL 94V-0) 등급을 충족할 수 있는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 유기계 난연제와 무기계 난연제를 혼합한 복합체를 적용한 난연성 도막 방수 바닥재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 난연제 및 에폭시 수지를 포함하는 주제부와, 아민계 경화제를 포함하는 경화제부를 포함하되; 상기 주제부는 에폭시 수지 35~45 중량%, 무기계 난연제 40~50중량%, 유기계 난연제 2~4.5중량% 를 포함하며; 상기 에폭시 수지는 당량(EEQ)이 180~210이고, 상기 유기계 난연제는 인계 난연제이며, 상기 무기계 난연제는 325 메쉬급의 초미립자로 분쇄한 분말형태인 난연성 도막 방수 바닥재 조성물에 제공될 수 있다.
또한, 상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)), 수산화마그네슘(Mg(OH)), 탄산칼슘(CaCO), 탄산마그네슘(MgHCO), 징크 보레이트(zinc borate), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 실리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 무기계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경화제부는 아민가가 600~750인 아민계 또는 아마이드계로 이루어지는 제1 경화제 45~55중량%, 아민가가 300~420인 아민계 또는 아마이드계로 이루어지는 제2 경화제 30~40중량%, 유기계 난연제 6~12중량%, 무기계 난연제 3~10중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제부와 상기 경화제부는 5:1 중량비로 혼합할 수 있다.
또한, 상기 주제부는 안료 및 보조 첨가제 4-8중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 첨가제는 소포제, 레벨링제 및 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 국토 해양부 및 미국의 표준 규격인 ASTM에서 규정한 난연성 평가 항목(UL 94V-0등급)에 부합하는 물성이 발휘될 수 있는 난연성을 갖는 도막 방수 바닥제를 제공함으로써 화재확산 억제효과 및 화재시 유독가스 발생을 방지할 수 있어 화재로 인한 인명 피해 및 재산 피해를 최소화할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명에 의하면, 인계의 함량을 낮추면서도 난연성(UL 94V-0) 등급을 충족할 수 있어 가격 경쟁력을 높일 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명에 의하면, 할로겐 원소를 함유하고 있지 않아 환경 친화적이면서 우수한 난연성을 보임으로써, 선박의 갑판 및 내부, 아파트 주차장 및 주유소, 각종 공장바닥 및 물류 창고, 시설물의 비산 방지 및 난연성이 요구되는 시설 등에 사용할 경우 인체 안정성을 더욱 높이고 더 나아가서는 환경 안정성에도 기여할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
도 1 및 도 2는 한국건설생활환경연구소에서 난연성(UL 94V)을 테스트한 시험 성적서이다.
도 3은 한국화학융압시험연구원에서 기계적 물성치를 테스트한 시험 성적서이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 발명에서 '조성물'은 원래 혼합물과 화합물의 의미를 포함하는 용어로써, 특별한 언급이 없거나 발명의 전체적인 내용에 반하지 않는 한, '혼합물'의 의미로 사용된다.
(실시예)
본 발명에 따른 난연성 도막 방수 바닥재 조성물은 난연제 및 에폭시 수지를 포함하는 주제부와, 아민계 경화제를 포함하는 경화제부로 이루어진 2액형 도료로, 산업 및 공공시설, 선박의 화재 및 방재 효과를 위하여 개발되었다.
본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재 조성물은 기존 일반 에폭시 바닥재와 달리 난연성이 우수하여 화재시 직화(불이 직접 닿는 것)에 의한 부분만 연소되며 자기 소화성에 의하여 불꽃 번지 현상이 발생되지 않는다. 또한, 내수성, 내염수성, 내화학성, 내마모성 및 내열도가 우수하여 화기 사용이 많은 공장 시설이나 선박, 군수산업 적용에 우선 적용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 난연성 도막 방수 바닥재 조성물의 주제부는 당량(EEQ)이 180~210인 에폭시 수지 35~45 중량%, 무기계 난연제 40~50중량%, 유기계 난연제 2~4.5중량%를 포함할 수 있다. 주제부는 5000±1000 점도를 갖는 것이 바람직하다.
에폭시 수지는 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로는 일반적인 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 노블락 수지 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다. 또한 아크릴, 우레탄, 섬유강화 플라스틱(FRP), 라텍스 수지 등 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 물질을 1종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 상기 에폭시 수지의 구체적인 예로는 국도화학에서 구입 가능한 YD-액상수지 계열(114, 115, 127, 128, 134, 011)등을 들 수 있으며 상기 종류 중에서 1종 이상 선택하여 혼합한 것을 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
유기계 난연제는 인(P)계 난연제로써, 에폭시 수지와는 6 : 1 ~ 10 : 1의 중량비로 녹여 혼합하여 사용할 수 있다. 일 예로, 인계 난연제는 에폭시 수지와 중탕 방식으로 혼합할 수 있다. 일반적으로 주제부에서 인계 난연제의 인 함량이 낮으면 난연성이 저하되는데, 본 발명에서는 인 함량이 낮은 대신 무기계 난연제를 에폭시 수지 함량보다 많거나 거의 동등한 수준으로 조성하는 것으로 난연성능을 유지시킬 수 있다. 이처럼, 무기계 난연제의 높은 함량으로 인의 함량을 줄임으로써 가격 경쟁력을 높일 수 있다. 참고로, 인계 난연제의 가격은 무기계 난연제의 가격대비 3배이상 높다.
인계 난연제는 화학명이 APP(Ammonium Polyphosphate), CG-P(Red Phousphours), TCEP(Tris(2-chloroethyl)Phosphate), IPPP(Isopropylphenyl Diphenyl Phosphate), TPP(Tripheyl Phosphate), TEP(Triethyl Phosphate), RDP(Resorcinol di phosphate), TCP(Tricresyl Phosphate), TCPP,Reofos-65, Phosflex-31L이다. 본 발명의 인계 난연제는 이들 중 1종 또는 1종 이상이 혼합된 것일 수 있다. 인계 난연제의 몇몇 고분자는 열분해할 때 탄소성 char를 형성한다. 이 char의 생성으로 연소가능한 연료가 줄어들게 되고, 연소하는 분자의 표면에 두꺼운 장벽을 만들어 열을 차단함으로서 불이 꺼지게 한다. 이러한 작용은 응축상에서 일어나는데 인은 중요한 응축상 난연제이다. 인은 열분해되어 인산을 만들고 인산은 연소하는 물질에서 탈수촉매로 작용하여 char의 양을 증가시킨다. char를 형성하는 기구는 매우 복잡하나 인화합물은 PC나 PPO와 같이 고분자 구조 내에 산소원자를 포함하고 있으며 연소과정에서 char를 형성하는 고분자에는 매우 효과적인 난연제이다. 특히, 인(P)계 난연제는 기존의 할로겐 난연제와는 달리 불에 연소될 때 발암물질인 다이옥신(Dioxins)이 발생되지 않는 친환경 소재이면서도 할로겐 난연제와 대등한 난연성을 발휘한다.
무기계 난연제는 325 메쉬급(약 45마이크로정도,입자싸이즈)의 초미립자로 분쇄한 분말형태로 제공될 수 있다. 무기계 난연제는 수산화알루미늄(Al(OH)), 수산화 마그네슘(Mg(OH)), 탄산칼슘(CaCO), 탄산마그네슘(MgHCO), 징크 보레이트(zinc borate), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 실리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 또는 1종 이상이 혼합된 것일 수 있다. 무기계 난연제에서 수산화알루미늄(Al(OH)), 수산화 마그네슘(Mg(OH)), 징크 보레이트, 실리카 등은 인(P)계 난연제에 대한 시너지 효과를 위해 포함될 수 있다. 무기계 난연제에서 징크 보레이트, 수산화 알루미늄은 연기 제거 효과를 위해 포함될 수 있다.
주제부는 안료 및 보조 첨가제 4-8중량%를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 보조 첨가제는 당업계에서 일반적으로 사용되는 소포제, 레벨링제 및 분산제를 포함할 수 있다.
경화제부는 아민가가 600~750인 제1경화제, 아민가가 300~420인 제2경화제, 유기계 난연제 그리고 무기계 난연제가 혼합되어 이루어질 수 있으며, 제1경화제 및 제2경화제는 아민계 경화제 또는 아마이드계 경화제일 수 있다. 일 예로, 경화제부는 제1경화제 45~55중량%, 제2 경화제 30~40중량%, 유기계 난연제 6~12중량%, 무기계 난연제 3~10중량%를 포함할 수 있다. 경화제부는 300±100 점도를 갖는 것이 바람직하다.
주제부와 경화제부는 도포작업시 5:1 중량비로 혼합하여 사용한다. 특히, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재는 고형분 98%이상으로 유기용제를 사용하지 않아 시공 안전성을 확보할 수 있다.
미국의 표준 규격인 ASTM에서 규정한 난연성 평가 항목(UL 94V-0)에 부합하는 물성을 갖는다. 참고로, 난연성을 시험하는 방법으로는 크게 2가지로 나누어진다. 하나는 시편을 수평으로 높고 버너로 불을 붙여 1분동안 타들어간 길이를 측정하는 방법(UL 94HB), 다른 하나는 시편을 수직으로 세워놓고 버너로 시편에 불을 붙여 일정시간 내에 스스로 시편에 붙은 불이 꺼지는 것으로 측정하는 방법(UL 94V)이 있으며, 난연 정도에 따라 V-0,V-1,V-2,5V로 구분된다.
도 1 및 도 2는 한국건설생활환경연구소에서 난연성(UL 94V)을 테스트한 시험 성적서이다. 도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재는 UL 94V-0 등급을 받은 것으로, UL 94V-0 등급을 받기 위해서는 시편을 장치하고 10초간 버너로 불을 붙인 후 버너를 제거하고, 시편에 붙은 불이 꺼질때 까지 걸린 시간이 10초를 초과해서는 안되며, 시편 5개를 1세트로 한 것에 10회간에 걸쳐 동일 시험을 하여, 합계 연소시간이 50초를 초과하지 않는 조건을 만족해야만 받을 수 있다.
도 3은 한국화학융압시험연구원에서 본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재의 점도 , 인장전단접착강도, 인장강도, 굴곡탄성률, 압축강도 등을 기계적 물성표에 대한 시험성적서이다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재를 사용한 바닥 시공 방법을 설명하면 다음과 같다. 참고로, 바닥 시공시 저온하에서는 경화반응이 지연 또는 미반응될 수 있고, 습도가 높으면 백화현상이 발생될 수 있기 때문에 작업 환경은 상온 5℃ 이상이고 상대 습도가 80% 이하인 조건에서 시공하는 것이 바람직하다.
바닥 시공 방법은 피도면의 이물질을 제거하는 청소 단계- 피도면의 표면에 하도 바닥층을 형성하는 하도 작업- 하도 바닥층 상에 중도 바닥층을 형성하는 상도 작업 순서로 이루어질 수 있다. 여기서, 본 발명의 난연성 도막 방수 바닥재는 상도 바닥층을 위한 상도용으로 사용된다. 상도 작업시 시공 장소 및 방법에 따라 금속 헤라, 도장 롤러, 붓, 마스킹 테이프, 혼합 용기 및 교반기, 세척제 등을 준비한다. 그리고, 배합량이 많을수록 온도가 높을수록 사용시간이 단축되기 때문에 작업자는 배합량 및 작업장 온도에 따라 가사시간을 확인하고, 주제부와 경화제부를 지정된 배합비로 대략 1분 정도 교반한 후 교반된 혼합물을 롤러 또는 스프레이 방식으로 도포하면 된다. 본 실시예에서 가사시간은 약 20분, 지촉건조시간은 5시간, 완전경화되는데에는 120시간이 소요될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나태 내고 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 난연제 및 에폭시 수지를 포함하는 주제부와, 아민계 경화제를 포함하는 경화제부로 이루어진 난연성 도막 방수 바닥재 조성물에 있어서:
    상기 주제부는
    에폭시 수지 35~45 중량%, 무기계 난연제 40~50중량%, 유기계 난연제 2~4.5중량% 를 포함하되;
    상기 에폭시 수지는 당량(EEQ) 180~210이고,
    상기 유기계 난연제는 인계 난연제이며,
    상기 무기계 난연제는 325 메쉬급의 초미립자로 분쇄한 분말형태인 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기계 난연제는
    수산화알루미늄(Al(OH)), 수산화 마그네슘(Mg(OH)), 탄산칼슘(CaCO), 탄산마그네슘(MgHCO), 징크 보레이트(zinc borate), 실리카로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 무기계를 포함하는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화제부는
    아민가가 600~750인 아민계 또는 아마이드계로 이루어지는 제1 경화제 45~55중량%, 아민가가 300~420인 아민계 또는 아마이드계로 이루어지는 제2 경화제 30~40중량%, 유기계 난연제 6~12중량%, 무기계 난연제 3~10중량%를 포함하는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주제부와 상기 경화제부는 5:1 중량비로 혼합하는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주제부는
    안료 및 보조 첨가제 4-8중량%를 더 포함하는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조 첨가제는 소포제, 레벨링제 및 분산제를 포함하는 난연성 도막 방수 바닥재 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190029827A (ko) 2017-09-11 2019-03-21 주식회사 성도 난연성 에폭시 바닥 방수재 조성물
KR20200093367A (ko) * 2019-01-28 2020-08-05 주식회사 케이씨씨 에폭시 도료 조성물
KR20210143455A (ko) * 2020-05-20 2021-11-29 주식회사 케이씨씨 에폭시 내화도료 조성물

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