KR20190096599A - 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법 - Google Patents

에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 내열성, 난연성이 우수할 뿐만 아니라, 수용성으로 친환경적이고 저장안정성이 우수한 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법{flame retardant resin for binder of air filter and manufacturing method thereof}
본 발명은 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 내열성, 난연성이 우수할 뿐만 아니라, 수용성으로 친환경적이고 저장안정성이 우수한 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
공기청정기용 또는 산업용으로 사용하는 에어필터는 그 특성상 장시간 사용하는 제품이고, 사용 중 발열 및 필터의 먼지에 의한 관성충돌로 발화가 쉽게 발생한다. 또한 필터 미디어는 발화가 쉬운 페이퍼 및 합성 섬유가 주로 사용되고 있으므로 열적 특성이 매우 취약하다.
그러나 현재 국내에서는 필터에 관한 내열 및 난연등급이 설정되어 있지 않고, 화재시 내열성이 부족하여 난연성능을 발휘하지 못해 항상 화재의 위험에 노출되어 있다.
해외의 경우 필터의 난연 규격이 제정되어 있고, 난연필터 제품의 적용이 급속히 증가하고 있다. 또한 최근 공기청정기의 이슈화가 계속되어 이에 따른 난연성 공기청정기 필터의 시장이 계속 증가하고 있으나 국내에서는 개발이 미미한 단계이다. 그 이유는 플라스틱 난연 컴파운드와는 다르게 용액형 난연 시스템을 사용해야 하고 용제에 의한 난연성을 부여하기 어렵기 때문이다. 또한, 대부분의 인계, 질소계 난연제는 물 또는 알코올성 용제에 용해되기 어렵다. 에어필터 제품의 경우 VOCs를 배출하는 방향족 용제의 사용이 불가능하므로 물 또는 알코올에 용해 또는 분산되어 있는 수지를 사용해야 한다.
따라서, 친환경적이면서도 내열성, 난연성 및 저장안정성 등의 물성이 우수한 에어필터 바인더용 난연수지의 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 공개번호 10-2000-0029908호(2000.05.25)
본 발명은 물에 의한 희석능이 뛰어나 친환경적일 뿐만 아니라 내열성, 난연성 및 저장안정성이 우수한 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 질소 함량이 1.5중량% 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 고형분 함량이 39.5중량% 이상이고, pH는 6.0 ~ 7.0이며, 25℃에서 점도는 20 ~ 30cPs일 수 있다.
나아가, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 1 : 0.06 ~ 0.42 중량비로 중합시켜 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에 있어서, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
[화학식 3]
Figure pat00004
상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
[화학식 4]
Figure pat00005
상기 화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 1 : 0.05 ~ 0.24 중량비로 중합시켜 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00006
상기 화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
[화학식 3]
Figure pat00007
상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
[화학식 5]
Figure pat00008
상기 화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물 272 ~ 408 중량부, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 4,000 ~ 6,000 중량부 및 하기 화학식 9로 표시되는 화합물 9,040 ~ 13,560 중량부를 중합시켜 제조할 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00009
상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고,
[화학식 7]
Figure pat00010
상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
[화학식 8]
Figure pat00011
상기 화학식 8에 있어서, R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
[화학식 9]
Figure pat00012
상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
나아가, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 유화액을 준비하는 제1단계, 계면활성제 및 용매를 혼합한 용액을 교반한 후, 64 ~ 96℃까지 승온시키는 제2단계, 승온한 용액에 준비된 유화액을 1 ~ 5시간동안 균등하게 연속 투입하고, 1 ~ 3시간동안 온도를 유지시키시면서 중합반응을 수행하여 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하는 제3단계 및 40 ~ 60℃로 냉각 및 pH을 조절하는 제4단계를 포함하고, 상기 유화액은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물, 질소계 모노머, 계면활성제 및 용매를 혼합하여 제조될 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00013
상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고,
[화학식 7]
Figure pat00014
상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
[화학식 8]
Figure pat00015
상기 화학식 8에 있어서, R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
[화학식 9]
Figure pat00016
상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 질소계 모노머는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00017
상기 화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고,
[화학식 5]
Figure pat00018
상기 화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소듐 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 암모늄 도데실 설페이트(Ammonium dodecyl sulfate), 트리에틸아민 라우릴 설페이트(Triethylamine lauryl sulfate) 및 트리에틸아민 도데실 설페이트(Triethylamine dodecyl sulfate) 중 1종 이상을 포함하고, 상기 용매는 물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 제조된 난연수지를 125 ~ 145℃에서 30 ~ 90분 동안 건조시켜 휘발물질을 휘발시킨 후, 승온온도 25 ~ 1000℃, 승온속도 8 ~ 12℃/min에서 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer)를 통해 200 ~ 400℃에서 측정된 무게잔율이 98중량% 이상, 400 ~ 600℃에서 측정된 무게잔율이 5중량% 이상, 800 ~ 1,000℃에서 측정된 무게잔율이 0.6중량% 이상일 수 있다.
한편, 본 발명의 에어필터는 앞서 언급한 에어필터 바인더용 난연수지를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에어필터는 공기청정기용 에어필터, 공조용 에어필터 또는 자동차용 에어필터일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에어필터의 통기도는 600 ~ 650 L/m2/s, 파열강도는 2.2 ~ 2.7 kg/cm2일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 에어필터의 여과효율은 10 ~ 12%, 압력손실은 1.0 ~ 3.0 mmAq일 수 있다.
본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법은 물에 의한 희석능이 뛰어나 친환경적일 뿐만 아니라 내열성, 난연성 및 저장안정성이 우수하다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법은 통기도, 파열강도 등의 물성이 우수하다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지 및 이의 제조방법은 여과효율이 높고, 압력손실이 낮다.
본 발명에서 사용하는 용어인 "C1", "C2" 등은 탄소수를 의미하는 것으로서, 예를 들어 "C1 ~ C5의 알킬기"는 탄소수 1 ~ 5의 알킬기를 의미한다.
본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지에 대하여 먼저 설명한다.
본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00019
화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 1에 있어서, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00020
화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 2에 있어서, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 질소 함량이 1.5중량% 이상, 바람직하게는 1.5 ~ 4.5중량%, 더욱 바람직하게는 2.0 ~ 4.0 중량%일 수 있다. 만일, 질소 함량이 1.5 중량% 미만이면 난연성이 현저히 부족한 문제가 있다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 고형분 함량이 39.5 중량%이상, 바람직하게는 39.8 ~ 42중량%일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 pH가 6.0 ~ 7.0, 바람직하게는 6.3 ~ 6.8일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 25℃에서 점도가 20 ~ 30cPs, 바람직하게는 23 ~ 26cPs일 수 있다.
나아가, 본 발명의 에어필터는 앞서 언급한 에어필터 바인더용 난연수지를 포함한다.
이 때, 본 발명의 에어필터는 공기청정기용 에어필터, 공조용 에어필터, 집진기용 에어필터, 가전기기용 또는 자동차용 에어필터일 수 있으며, 바람직하게는 공기청정기용 에어필터, 공조용 에어필터 또는 자동차용 에어필터일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터는 통기도가 600 ~ 650 L/m2/s, 바람직하게는 610 ~ 640L/m2/s일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터는 파열강도가 2.2 ~ 2.7 kg/cm2, 바람직하게는 2.3 ~ 2.6 kg/cm2일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터는 여과효율이 10 ~ 12%, 바람직하게는 10.5 ~ 11.5%일 수 있다.
또한, 본 발명의 에어필터는 압력손실이 1.0 ~ 3.0 mmAq, 바람직하게는 2.0 ~ 2.8 mmAq일 수 있다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 중합시켜 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00021
화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 1에 있어서, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
[화학식 3]
Figure pat00022
화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 3에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 3에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 3에 있어서, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
[화학식 4]
Figure pat00023
화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
이 때, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 1 : 0.06 ~ 0.42 중량비, 바람직하게는 1 : 0.08 ~ 0.33 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.11 ~ 0.26 중량비로 중합시킬 수 있으며, 만일, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 1 중량비에 대하여 상기 화학식 4로 표시되는 화합물이 0.06 중량비 미만이면, 에어필터로 제작 후 파열강도가 낮을 뿐만 아니라, 난연성능이 불학격되어 난연 에어필터로서의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있고, 0.42 중량비를 초과하면 에어필터로 제작 후 통기도가 낮을 뿐만 아니라 압력손실이 높아 난연 에어필터로서의 성능이 부족해제는 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합시켜 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00024
화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 2에 있어서, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
[화학식 3]
Figure pat00025
화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 3에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 3에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 3에 있어서, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
[화학식 5]
Figure pat00026
화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
이 때, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 1 : 0.05 ~ 0.24 중량비, 바람직하게는 1 : 0.07 ~ 0.22 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.08 ~ 0.18 중량비로 중합시킬 수 있으며, 만일, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 1 중량비에 대하여 상기 화학식 5로 표시되는 화합물이 0.05 중량비 미만이면, 에어필터로 제작 후 파열강도가 낮을 뿐만 아니라, 난연성능이 불합격되어 난연 에어필터로서의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있고, 0.24 중량비를 초과하면 에어필터로 제작 후 통기도가 낮을 뿐만 아니라, 압력손실이 높아 난연 에어필터로서의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 중합시켜 제조할 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00027
상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
[화학식 7]
Figure pat00028
상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 상기 화학식 7에 있어서, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
[화학식 8]
Figure pat00029
상기 화학식 8에 있어서 R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 상기 화학식 8에 있어서, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 9]
Figure pat00030
상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 화학식 6으로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 화학식 7로 표시되는 화합물 272 ~ 408 중량부, 바람직하게는 306 ~ 374 중량부, 더욱 바람직하게하는 323 ~ 357 중량부를 중합시켜 제조할 수 있으며, 만일 화학식 7로 표시되는 화합물이 272 중량부 미만이면 에어필터 제작 시, 파열강도가 낮아져 난연 에어필터의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있고, 408 중량부를 초과하면 반응 중 난연수지의 겔(gel)화의 문제가 있을 수 있다.
또한, 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 화학식 6으로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 화학식 8로 표시되는 화합물 4,000 ~ 6,000 중량부, 바람직하게는 4,500 ~ 5,500 중량부, 더욱 바람직하게하는 4,750 ~ 5,250 중량부를 중합시켜 제조할 수 있으며, 만일 화학식 8로 표시되는 화합물이 4,000 중량부 미만이면 에어필터 제작 시, 여과효율이 낮아질 뿐만 아니라 통기도가 낮아져 난연 에어필터의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있고, 6,000 중량부를 초과하면 에어필터 제작 시, 파열강도가 낮아져 난연 에어필터의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있다.
또한, 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 화학식 6으로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 화학식 9로 표시되는 화합물 9,040 ~ 13,560 중량부, 바람직하게는 10,170 ~ 12,430 중량부, 더욱 바람직하게는 10,735 ~ 11,865 중량부를 중합시켜 제조할 수 있으며, 만일 화학식 9로 표시되는 화합물이 9,040 중량부 미만이면 에어필터 제작 시, 파열강도가 낮아져 난연 에어필터의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있고, 13,560 중량부를 초과하면 에어필터 제작 시, 여과효율이 낮아질 뿐만 아니라 통기도가 낮아져 난연 에어필터의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법은 제1단계 내지 제4단계를 포함한다.
먼저, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법의 제1단계는 유화액을 준비할 수 있다.
이 때, 준비되는 유화액은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물, 질소계 모노머, 계면활성제 및 용매를 혼합하여 제조될 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00031
상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
[화학식 7]
Figure pat00032
상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 상기 화학식 7에 있어서, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
[화학식 8]
Figure pat00033
상기 화학식 8에 있어서 R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 상기 화학식 8에 있어서, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 9]
Figure pat00034
상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
질소계 모노머는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00035
화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
[화학식 5]
Figure pat00036
화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소듐 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 암모늄 도데실 설페이트(Ammonium dodecyl sulfate), 트리에틸아민 라우릴 설페이트(Triethylamine lauryl sulfate) 및 트리에틸아민 도데실 설페이트(Triethylamine dodecyl sulfate) 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30중량% 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate) 용액을 포함할 수 있다.
용매는 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 용매를 포함할 수 있고, 바람직하게는 물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법의 제1단계에서 준비되는 유화액은 먼저, 용매에 계면활성제를 투입 및 교반하여 용액을 제조하고, 그 후, 제조된 용액에 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물, 상기 화학식 7로 표시되는 화합물, 상기 화학식 8로 표시되는 화합물, 상기 화학식 9로 표시되는 화합물 및 질소계 모노머를 투입 및 교반하여 유화액을 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법의 제2단계는 계면활성제 및 용매를 혼합한 용액을 교반한 후, 64 ~ 96, 바람직하게는 72 ~ 88, 더욱 바람직하게는 76 ~ 84까지 승온시킬 수 있다. 이 때, 64 ~ 96까지 승온시키는 이유는 제3단계에서 투입되는 유화액이 계면활성제 및 용매를 혼합한 용액에 완벽히 용해시키기 위한 것이다.
제2단계의 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소듐 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 암모늄 도데실 설페이트(Ammonium dodecyl sulfate), 트리에틸아민 라우릴 설페이트(Triethylamine lauryl sulfate) 및 트리에틸아민 도데실 설페이트(Triethylamine dodecyl sulfate) 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30중량% 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate) 용액을 포함할 수 있다.
제2단계의 용매는 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 용매를 포함할 수 있고, 바람직하게는 물을 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법의 제3단계는 제2단계에서 승온한 용액에 제1단계에서 준비된 유화액을 1 ~ 5시간, 바람직하게는 2 ~ 4시간동안 균등하게 연속 투입하고, 1 ~ 3시간, 바람직하게는 1.5 ~ 2.5시간동안 온도를 유지시키시면서 중합반응을 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법의 제4단계는 40 ~ 60℃, 바람직하게는 45 ~ 55℃로 냉각하고, pH를 조절할 수 있다.
pH의 조절은 암모니아, 바람직하게는 20 ~ 40 중량%의 암모니아 수용액, 더욱 바람직하게는 25 ~ 30 중량%의 암모니아 수용액을 사용하여 조절할 수 있으며, pH가 6.0 ~ 7.0, 바람직하게는 6.3 ~ 6.8이 될 수 있도록 조절할 수 있다.
또한, pH 조절 후 고형분을 조절할 수 있으며, 고형분의 조절을 물을 통해 조절될 수 있고, 고형분 함량이 39.5 중량%이상, 바람직하게는 39.8 ~ 42중량%이 될 수 있도록 조절할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법으로 제조된 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 또는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00037
화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 1에 있어서, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
또한, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00038
화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자, C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 2에 있어서, R3, R4 및 R8은 수소원자이다.
또한, 화학식 2에 있어서, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000, 바람직하게는 50,000 ~ 300,000, 더욱 바람직하게는 150,000 ~ 250,000를 만족하는 유리수이다.
한편, 본 발명의 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법으로 제조된 난연수지를 125 ~ 145℃, 바람직하게 130 ~ 140℃에서 30 ~ 90분, 바람직하게 45 ~ 75분 동안 건조시켜 휘발물질을 휘발시킨 후, 승온온도 25 ~ 1000℃, 바람직하게는 25 ~ 900℃, 승온속도 8 ~ 12℃/min, 바람직하게는 9 ~ 11℃/min 에서 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer)를 통해 200 ~ 400℃, 바람직하게는 250 ~ 350℃, 더욱 바람직하게는 280 ~ 320℃에서 측정된 무게잔율이 98중량% 이상, 바람직하게는 98중량% ~ 99중량%, 더욱 바람직하게는 98.3중량% ~ 98.8중량%일 수 있다. 또한, 400 ~ 600℃, 바람직하게는 450 ~ 550℃, 더욱 바람직하게는 480 ~ 520℃에서 측정된 무게잔율이 5중량% 이상, 바람직하게는 5중량% ~ 10중량%, 더욱 바람직하게는 5.1중량% ~ 6.5중량%일 수 있다. 만일, 에어필터 바인더용 난연수지가 400 ~ 600℃에서 측정된 무게잔율이 5중량% 미만이면 에어필터로 제작 후 난연성능이 불합격되어 난연 에어필터로서의 성능이 부족해지는 문제가 있을 수 있다. 또한, 800 ~ 1,000℃, 바람직하게는 850 ~ 950℃, 더욱 바람직하게는 880 ~ 920℃에서 측정된 무게잔율이 0.6중량% 이상, 바람직하게는 0.6중량% ~ 1.0중량%, 더욱 바람직하게는 0.61중량% ~ 0.75중량%일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
실시예 1 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
(1) 교반기에 물 900g, 30중량%의 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate) 용액 120g을 투입 및 교반하여 용액을 제조하였다. 그 후, 제조된 용액에 하기 화학식 6-1로 표시되는 화합물 10g, 하기 화학식 7-1로 표시되는 화합물 34g, 하기 화학식 8-1로 표시되는 화합물 500g, 하기 화학식 9-1로 표시되는 화합물 1130g, 하기 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 순서대로 투입 및 교반하여 유화액을 제조하였다.
[화학식 5-1]
Figure pat00039
상기 화학식 5-1에 있어서, R17 내지 R16은 수소원자이다.
[화학식 6-1]
Figure pat00040
상기 화학식 6-1에 있어서, R1 및 R2은 수소원자이다.
[화학식 7-1]
Figure pat00041
상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 수소원자이고, R7은 메틸기이다.
[화학식 8-1]
Figure pat00042
상기 화학식 8에 있어서, R9 내지 R11은 수소원자이고, R12은 에틸기이다.
[화학식 9-1]
Figure pat00043
상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 수소원자이다.
(2) 온도계, 냉각관, 교반기를 장착한 케틀에 물 1280g, 30중량%의 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate) 용액 20g을 투입 및 교반하여 용액을 제조한 후, 80℃로 승온하였다.
(3) 승온한 용액에 제조된 유화액을 3시간동안 균등하게 연속 투입하고, 2시간동안 온도를 유지시키면서 중합반응을 수행하였다.
(4) 중반반응이 완료되면 반응 용액을 50℃로 냉각시키고, 27중량%의 암모니아 수용액 및 물로 pH 및 고형분 함량을 조절하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 2-1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 2-1]
Figure pat00044
상기 화학식 2-1에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 160,000 ~ 170,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 2 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 화학식 5-1로 표시되는 화합물 300g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 2-2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 2-2]
Figure pat00045
상기 화학식 2-2에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 170,000 ~ 180,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 3 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 하기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 190g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 1-1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure pat00046
상기 화학식 1-1에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R20은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 190,000 ~ 200,000를 만족하는 유리수이다.
[화학식 4-1]
Figure pat00047
상기 화학식 4-1에 있어서, R16 내지 R20은 수소원자이다.
실시예 4 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 3과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 190g을 사용하지 않고, 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 430g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 1-2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 1-2]
Figure pat00048
상기 화학식 1-2에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R20은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 230,000 ~ 240,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 5 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 화학식 5-1로 표시되는 화합물 61g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 2-3로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 2-3]
Figure pat00049
상기 화학식 2-3에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 120,000 ~ 130,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 6 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 화학식 5-1로 표시되는 화합물 495g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 2-4로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 2-4]
Figure pat00050
상기 화학식 2-4에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 250,000 ~ 260,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 7 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 3과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 190g을 사용하지 않고, 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 90g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 1-3로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 1-3]
Figure pat00051
상기 화학식 1-3에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R20은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 140,000 ~ 150,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 8 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 3과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 190g을 사용하지 않고, 상기 화학식 4-1로 표시되는 화합물 735g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼, pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 1-4로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 1-3]
Figure pat00052
상기 화학식 1-3에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R20은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 280,000 ~ 290,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 9 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 화학식 10으로 표시되는 화합물 210g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 11-1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 10]
Figure pat00053
상기 화학식 10에 있어서, R24 는 부틸기이고, R25 내지R29는 수소원자이다.
[화학식 11-1]
Figure pat00054
상기 화학식 11-1에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R15, R25 내지 R29은 수소원자이고, R24 는 부틸기이며, p은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 250,000 ~ 260,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 10 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 9와 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 10으로 표시되는 화합물 210g을 사용하지 않고, 화학식 10으로 표시되는 화합물 485g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 11-2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 11-2]
Figure pat00055
상기 화학식 11-2에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R15, R25 내지 R29은 수소원자이고, R24 는 부틸기이며, p은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 350,000 ~ 360,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 11 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 9와 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 10으로 표시되는 화합물 210g을 사용하지 않고, 화학식 10으로 표시되는 화합물 1365g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 11-3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 11-3]
Figure pat00056
상기 화학식 11-3에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R15, R25 내지 R29은 수소원자이고, R24 는 부틸기이며, p은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 450,000 ~ 460,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 12 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 9와 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 10으로 표시되는 화합물 210g을 사용하지 않고, 화학식 10으로 표시되는 화합물 3455g을 사용하여, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 11-4으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 11-3]
Figure pat00057
상기 화학식 11-3에 있어서, R7 은 메틸기이고, R12는 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R15, R25 내지 R29은 수소원자이고, R24 는 부틸기이며, p은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 700,000 ~ 710,000를 만족하는 유리수이다.
실시예 12에서 제조된 에어필터 바인더용 난연수지는 겔(gel)화 되어 에어필터 바인더로 사용이 불가능하였다.
비교예 1 : 에어필터 바인더용 난연수지의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다. 다만, 유화액 제조시 화학식 5-1로 표시되는 화합물 140g을 사용하지 않고, 하기 표 1에 기재된 것처럼 pH, 고형분 및 질소 함량을 가지는 하기 화학식 3-1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체인 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하였다.
[화학식 3-1]
Figure pat00058
상기 화학식 3-1에 있어서, R7은 메틸기이고, 및 R12 은 에틸기이며, R1 내지 R6, R8 내지 R11, R13 내지 R15은 수소원자이고, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이다.
Figure pat00059
상기 표 1에 있어서, 실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지의 고형분, 점도 및 pH은 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
(1) 고형분
평박의 반경 30.5mm, 깊이 30mm의 Al 은박지에 실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 1.0 ±0.1g로 계량하고, 135℃로 미리 셋팅되어 있는 열풍오븐에 1시간동안 건조시킨 후 불휘발 물질의 함량을 분석하여 고형분을 측정하였다.
(2) 점도
실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 250㎖ 비커에 넣은 후, 25℃로 맞추어 Brookfield 점도계를 이용하여 점도를 측정하였다.
(3) pH
실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각250㎖ 비커에 넣은 후, 25℃로 맞추어 pH meter를 이용하여 pH를 측정하였다.
실험예 1 : 에어필터 바인더용 난연수지의 물성 측정
실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지의 통기도, 파열강도, 여과효율, 압력손실, 난연성, 무게잔율, 저장안정성 및 희석능을 하기 방법에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2 ~ 표 4에 나타내었다.
(1) 통기도
에어필터에 실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 함침 후, 160℃에서 7분간 건조하여 평량을 30 ~ 40g으로 조절한 에어필터를 제조하였다. 에어필터의 미디어는 에어필터용 페이퍼 미디어를 사용하였다. 제조된 에어필터를 10cm × 10cm로 자른 후 통기도 측정기를 사용하여 통기도를 측정하였다.
(2) 파열강도
에어필터에 실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 함침 후, 160℃에서 7분간 건조하여 평량을 30 ~ 40g으로 조절한 에어필터를 제조하였다. 에어필터의 미디어는 에어필터용 페이퍼 미디어를 사용하였다. 제조된 에어필터를 10cm × 10cm로 자른 후 파열강도 측정기를 사용하여 파열강도를 측정하였다.
(3) 여과효율, 압력손실
에어필터에 실시예 1 ~ 12 및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 함침 후, 160℃에서 7분간 건조하여 평량을 30 ~ 40g으로 조절한 에어필터를 제조하였다. 에어필터의 미디어는 에어필터용 페이퍼 미디어를 사용하였다. 제조된 에어필터를 20cm × 20cm로 자른 후 TSI 장치를 사용하여 여과효율 및 압력손실를 측정하였다. 측정에 사용된 NaCl의 입자크기는 0.3㎛이고, 공기의 속도는 5.33cm/s로 일정하게 하여 측정하였다.
(4) 난연성
에어필터에 실시예 1 ~ 12및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 함침 후, 160℃에서 7분간 건조하여 평량을 30 ~ 40g으로 조절한 에어필터를 제조하였다. 에어필터의 미디어는 에어필터용 페이퍼 미디어를 사용하였다. 제조된 에어필터를 14inch × 14inch로 자른 후 FMVSS-302 난연성 측정장치를 사용하여 난연성을 측정하였다.
측정시 시편을 수평으로 놓고 38mm의 불꽃을 15초간 접염하여 354mm에 대한 연소속도를 측정하였다. 난연성 합격기준은 ① 자체적으로 연소하지 않는 경우 연소속도 102mm/min 이내이고, ② 자체적으로 연소하는 경우 연소거리 51mm 이내, 60초 이내 자가소화이다.
(5) 무게잔율
평박의 반경 30.5mm, 깊이 30mm의 Al 은박지에 실시예 1 ~ 12및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 1.0 ±0.1g로 계량하고, 135℃로 미리 셋팅되어 있는 열풍오븐에 1시간동안 건조시켰다. 그 후, 불휘발 물질을 TGA(열중량분석기) 기기에 10±5mg을 계량하고, 승온온도 25 ~ 900℃까지, 승온속도 10℃/min 조건을 통해, 300℃, 500℃, 900℃의 무게잔율을 측정하였다.
(6) 저장안정성
실시예 1 ~ 12및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지에 대하여, 각각 5℃, 25℃, 45℃ 온도에서 30일동안 겔(gel)화 유무를 측정하였다.
(7) 물 희석능
실시예 1 ~ 12및 비교예 1에서 제조한 에어필터 바인더용 난연수지를 각각 100㎖ 비커에 5.0±0.1g을 계량하고, 물을 투입하여 난연수지의 희석능을 측정하였다. 희석능은 하기 수학식 1을 통해 구하였다.
[수학식 1]
Figure pat00060
상기 수학식 1에서 구해진 희석능이 2000%이상인 경우 ∞로 기재하였다.
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
상기 표 2 ~ 표 4를 참조하면, 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지는 통기도, 파열강도, 여과효율, 압력손실 및 난연성에 있어서 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라, 저장안정성 또한 뛰어남을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 파열강도가 낮을 뿐만 아니라, 난연성이 부족함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 5에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 파열강도가 낮을 뿐만 아니라, 난연성이 부족함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 6에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 통기도가 낮고, 압력손실이 높음을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 7에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 난연성이 부족함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 8에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 통기도가 낮고, 압력손실이 높음을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 9에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 난연성이 부족함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 10에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 난연성이 부족할 뿐만 아니라, 저장안정성이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 11에서 제조된 난연수지는 실시예 1 ~ 4에서 제조된 난연수지보다 통기도가 낮고, 압력손실이 높을 뿐만 아니라, 저장안정성이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 12에서 제조된 난연수지는 겔(gel)화 되어 에어필터 바인더로 사용이 불가능하였다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지;
    [화학식 1]
    Figure pat00064

    상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이다.
  2. 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지;
    [화학식 2]
    Figure pat00065

    상기 화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    질소 함량이 1.5중량% 이상인 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    고형분 함량이 39.5중량% 이상이고, pH는 6.0 ~ 7.0이며, 25℃에서 점도는 20 ~ 30cPs인 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지.
  5. 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 1 : 0.06 ~ 0.42 중량비로 중합시켜 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00066

    상기 화학식 1에 있어서, 상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, n은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
    [화학식 3]
    Figure pat00067

    상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
    [화학식 4]
    Figure pat00068

    상기 화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
  6. 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 1 : 0.05 ~ 0.24 중량비로 중합시켜 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00069

    상기 화학식 2에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R17, 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, m은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
    [화학식 3]
    Figure pat00070

    상기 화학식 3에 있어서, R1 내지 R2, R5 내지 R6, R9 내지 R11, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7 및 R12는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며, R3, R4 및 R8은 수소원자이고, l은 중합체의 중량평균분자량(Mw) 10,000 ~ 500,000를 만족하는 유리수이며,
    [화학식 5]
    Figure pat00071

    상기 화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체는 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물 272 ~ 408 중량부, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 4,000 ~ 6,000 중량부 및 하기 화학식 9로 표시되는 화합물 9,040 ~ 13,560 중량부를 중합시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법.
    [화학식 6]

    상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고,
    [화학식 7]
    Figure pat00073

    상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
    [화학식 8]
    Figure pat00074

    상기 화학식 8에 있어서, R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
    [화학식 9]
    Figure pat00075

    상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
  8. 유화액을 준비하는 제1단계;
    계면활성제 및 용매를 혼합한 용액을 교반한 후, 64 ~ 96℃까지 승온시키는 제2단계;
    승온한 용액에 준비된 유화액을 1 ~ 5시간동안 균등하게 연속 투입하고, 1 ~ 3시간동안 온도를 유지시키시면서 중합반응을 수행하여 에어필터 바인더용 난연수지를 제조하는 제3단계; 및
    40 ~ 60℃로 냉각 및 pH을 조절하는 제4단계; 를 포함하고,
    상기 유화액은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물, 질소계 모노머, 계면활성제 및 용매를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법.
    [화학식 6]
    Figure pat00076

    상기 화학식 6에 있어서, R1 및 R2은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 이고,
    [화학식 7]
    Figure pat00077

    상기 화학식 7에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R7은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
    [화학식 8]
    Figure pat00078

    상기 화학식 8에 있어서, R9 내지 R11은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, R12은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이며,
    [화학식 9]
    Figure pat00079

    상기 화학식 9에 있어서, R13 내지 R15은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 질소계 모노머는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 5로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법;
    [화학식 4]
    Figure pat00080

    상기 화학식 4에 있어서, R16 내지R20은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고,
    [화학식 5]
    Figure pat00081

    상기 화학식 5에 있어서, R16, R17 및 R21은 각각 독립적으로, 수소원자, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소듐 도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 암모늄 도데실 설페이트(Ammonium dodecyl sulfate), 트리에틸아민 라우릴 설페이트(Triethylamine lauryl sulfate) 및 트리에틸아민 도데실 설페이트(Triethylamine dodecyl sulfate) 중 1종 이상을 포함하고,
    상기 용매는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법
  11. 제8항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    제조된 난연수지를 125 ~ 145℃에서 30 ~ 90분 동안 건조시켜 휘발물질을 휘발시킨 후, 승온온도 25 ~ 1000℃, 승온속도 8 ~ 12℃/min에서 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer)를 통해 200 ~ 400℃에서 측정된 무게잔율이 98중량% 이상, 400 ~ 600℃에서 측정된 무게잔율이 5중량% 이상, 800 ~ 1,000℃에서 측정된 무게잔율이 0.6중량% 이상인 것을 특징으로 하는 에어필터 바인더용 난연수지의 제조방법.
  12. 제1항 및 제4항 중 어느 한 항의 에어필터 바인더용 난연수지를 포함하는 에어필터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에어필터는 공기청정기용 에어필터, 공조용 에어필터 또는 자동차용 에어필터인 것을 특징으로 하는 에어필터.
  14. 제12항에 있어서,
    통기도는 600 ~ 650 L/m2/s, 파열강도는 2.2 ~ 2.7 kg/cm2인 것을 특징으로 하는 에어필터.
  15. 제12항에 있어서,
    여과효율은 10 ~ 12%, 압력손실은 1.0 ~ 3.0 mmAq인 것을 특징으로 하는 에어필터.
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