KR20240033569A - 난연성 유연 코팅 조성물과 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

난연성 유연 코팅 조성물과 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 제1 과제는 제품의 표면에 도포되어 높은 난연성과 높은 유연성을 동시에 만족할 수 있는 코팅층을 위한 난연성 유연 코팅 조성물을 제공하는 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 측면은, 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 및 인계 난연제를 포함하는 난연성 코팅 조성물을 제공할 수 있다.

Description

난연성 유연 코팅 조성물과 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품 및 이를 제조하는 방법{Flame-retardant Flexible Coating Composition, Flame-retardant Product Having Flame-retardant Flexible Coating Layer and Method for Manufacturing the same}
본 발명은 난연 특성이 우수한 난연 제품 및 그 제조 방법과 이를 형성하기 위한 코팅 조성물에 관한 것으로서, 특히 에폭시기 또는 디메틸기 및 페닐기를 포함하는 실록산 바인더와 인계 난연제를 포함하는 코팅 조성물과 이를 이용한 난연 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전기자동차 등의 발전에 따라 다양한 제품의 난연성을 확보하기 위한 기술 개발이 활발하다. 제품에 난연성을 부여하기 위해서 제품의 표면에 난연 코팅 조성물을 도포하고 경화하는 기술이 있다.
이러한 난연 코팅 조성물로는 지금까지는 주로 무기물이나 무기화합물을 유기계 바인더와 혼합하여 사용하였다. 특히 유연한 필름의 표면에 도포하여 유연성을 유지하면서 난연성을 높이기 위한 용도를 위해서는 유기물을 이용한 바인더의 사용이 필수적이다. 하지만 이러한 바인더의 사용으로 인해 여전히 우수한 난연성을 구현하기 어려운 문제가 있었다. 또한, 경화 조건을 고온으로 유지해야 하기 때문에 적용할 수 있는 제품에 제한이 많이 있었고, 특히 유연 필름 등에는 직접 적용이 어려웠다.
본 발명의 과제는 제품의 표면에 도포되어 높은 난연성과 높은 유연성을 동시에 만족할 수 있는 코팅층을 위한 난연성 유연 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 우수한 난연성과 유연성의 코팅층을 가지는 난연 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 우수한 난연성과 유연성의 코팅층을 가지는 난연 제품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 측면에 따라, 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 및 인계 난연제를 포함하는 난연성 유연 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 실록산 바인더는 메틸기를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 실록산 바인더는, 페닐실란, 페닐메틸실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐실란에디올, 트리페닐실라놀, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 페닐트리클로로실란, 디페닐디클로로실란, 트리페닐클로로실란, 페닐메틸디클로로실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물과, 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시 실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시 실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리에톡시 실란, 디메틸디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물의 조합을 통해 만들어질 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 인계 난연제는 인산 에스테르 화합물일 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 메틸기를 포함하는 실록산 바인더는 메틸트리메톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란 중 어느 하나 또는 둘 모두를 더 포함하여 만들어질 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 실록산 바인더는 테트라에톡시실란을 더 포함하여 만들어질 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 인계 난연제의 투입 무게는 상기 실록산 바인더의 고형분 무게에 대해 100~300%일 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 실록산 바인더는 산성일 수 있다.
또한 본 발명의 제 1 측면에 따른 난연성 유연 코팅 조성물에서, 상기 실록산 바인더는 pH가 3~6 범위일 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따라, 상기 제 1 측면 중 어느 하나에 따르는 코팅 조성물을 도포하고 경화하여 만들어지는 난연 제품을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제 2 측면에 따른 난연 제품에서, 상기 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품은 필름일 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따라, (a) 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실란 화합물을 제 1 용매와 혼합하여 실란 용액을 제조하는 단계, (b) 상기 실란 용액을 가열하여 제 1 올리고머 용액을 제조하는 단계, (c) 상기 제 1 올리고머 용액을 제 2 용매로 희석하여 실록산 바인더를 제조하는 단계, (d) 상기 실록산 바인더에 인계 난연제를 용해 또는 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계 및 (e) 상기 코팅 조성물을 대상물에 도포하고 경화하는 단계를 포함하는 난연 제품 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제 3 측면에 따른 난연 제품 제조 방법에서, 상기 (a) 단계에서 산을 투입하여 상기 실란 용액이 산성이 되도록 할 수 있다.
또한 본 발명의 제 3 측면에 따른 난연 제품 제조 방법에서, 상기 경화하는 단계는 상온 방치 또는 100℃ 이하의 열풍 건조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르는 난연성 유연 코팅 조성물을 통해 다양한 제품의 표면에 난연성 유연 코팅층을 형성하여 유연성이 유지되면서 동시에 우수한 난연 특성을 가지는 제품을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르는 난연성 코팅 조성물은 비교적 저온에서 경화가 가능하여 다양한 제품에 난연성을 부여할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서는 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 및 인계 난연제를 포함하는 난연성 유연 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
일반적으로 조성물에 난연성을 부여하기 위해 첨가되는 난연제로는 금속 수화물 무기계 난연제, 브롬 또는 염소를 포함하는 할로겐 화합물, 인계 화합물, 질소계 화합물 등이 있다. 이중 인계 화합물은 다른 난연제에 비해 특히 친환경적이어서 이를 이용한 개발이 활발하게 이루어지고 있지만 내열성이 저하되는 단점이 있어 이에 대한 개선이 필요하다.
본 발명에서 제공하는 실록산 바인더를 포함하는 난연성 유연 코팅 조성물은 이러한 인계 난연제에서 저하되는 내열성을 보완할 수 있다. 특히 본 발명에서의 실록산 바인더는 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실란 화합물을 통해 제조되는데, 이러한 조합의 실란 화합물을 포함하는 실록산 바인더는 인계 난연제와 조합됨으로써 종래의 실록산 바인더에서 보기 어려운 저온 경화특성을 얻을 수 있고, 이를 통해 경화 후 만들어지는 코팅층은 우수한 난연특성뿐만 아니라 높은 경도와 유연성이 있어서 일반 구조물 뿐만 아니라 유연성이 중요한 필름의 표면에 형성되어 난연성을 부여할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 난연성 유연 코팅 조성물은 저온 경화특성을 가짐으로써 종래의 UV경화용 코팅 조성물이나 열경화용 코팅 조성물에 비해 경화 공정에 소요되는 비용이 줄어들 수 있고, 코팅 대상물의 손상이 적어 대상물에 대한 제한이 크게 줄어들 수 있게 된다. 특히 코팅 대상물이 필름과 같이 열에 취약한 제품의 경우에도 본 발명에 따른 난연성 유연 코팅 조성물을 통해 필름의 유연성을 유지하면서 난연성이 부여된 코팅층 형성이 가능하게 된다.
이러한 실록산 바인더는 용제에 실란 화합물을 혼합하여 반응시켜 만들어지게 되는데, 이러한 실록산 바인더는, 페닐실란, 페닐메틸실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐실란에디올, 트리페닐실라놀, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 페닐트리클로로실란, 디페닐디클로로실란, 트리페닐클로로실란, 페닐메틸디클로로실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물과, 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시 실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시 실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리에톡시 실란, 디메틸디메톡시 실란, 디메틸 디에톡시 실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물의 조합을 통해 만들어질 수 있다.
페닐기를 포함하는 실란 화합물과 에폭시기 또는 디메틸기를 포함하는 실란 화합물을 통해 실록산 바인더을 통해 코팅 조성물을 제조함에 따라 유연성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 실록산 바인더는 메틸기를 더 포함하여 코팅층의 유연성을 보다 높게 유지할 수도 있다.
실록산 바인더에 이러한 메틸기를 더 포함시키기 위해 메틸트리메톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란 중 어느 하나 또는 둘 모두를 더 포함하여 실록산 바인더를 제조할 수 있다.
또한, 상기와 같은 실란 화합물에 테트라에톡시실란을 더 추가하여 반응시킴으로써 실록산 바인더를 제조할 수 있는데, 이러한 테트라에톡시실란이 포함됨으로써 바인더의 분자량 증가가 쉽게 일어날 수 있게 되고, 상온 경화특성이 더욱 좋아지게 된다. 즉, 상온에서 더욱 빠르게 경화가 일어나고 경화 후 만들어지는 필름의 표면 경도도 양호하게 될 수 있다.
한편, 본 발명에서 제공하는 코팅 조성물에 포함되는 인계 난연제는 인산 에스테르 화합물일 수 있다. 인산 에스테르 화합물은 고상과 기상에서 난연 기구를 함께 가지고 있어 효과적으로 난연 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 제공하는 코팅 조성물에서 상기 인계 난연제의 투입 무게는 상기 실록산 바인더의 고형분 무게에 대해 100~300%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 코팅 조성물에서 실록산 바인더 대비 인계 난연제의 투입량은 일정 이상이 되어야 원활한 상온 경화 효과와 난연특성을 얻을 수 있다. 인계 난연제의 무게가 실록산 바인더 무게 대비 100% 미만이면 효과적이고 재현성 있는 난연특성이 어려워질 수 있다. 또한, 인계 난연제의 무게가 실록산 바인더 무게 대비 300%를 넘으면 코팅 조성물의 경화가 원활하게 이루어지지 않고, 경화 후 필름의 경도 및 유연성이 높지 않을 수 있다. 따라서, 바람직하게는 인계 난연제의 무게가 실록산 바인더 무게 대비 100~300%이고, 더욱 바람직하게는 150~250%일 수 있다.
여기서 실록산 바인더의 고형분 무게는 실록산 바인더 용액에 포함되는 고형분의 중량 비율을 측정함으로써 계산할 수 있다. 고온의 오븐에서 실록산 바인더 용액을 장시간 유지하여 용매를 모두 증발시키고 남는 고형분의 무게를 측정함으로써 실록산 바인더 용액에서의 고형분 무게 비율을 확인하고, 이를 통해 실록산 바인더에 포함되는 고형분 무게를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제공하는 코팅 조성물에서 상기 실록산 바인더는 산성일 수 있다.
산성의 실록산 바인더는 상온에서의 경화를 더 원활하게 할 수 있다. 이러한 산성의 실록산 바인더의 pH는 3~6의 범위인 것이 바람직하다. pH가 너무 낮으면 취급이 어렵거나 코팅 대상물에 손상을 일으킬 수 있고, 너무 높으면 중성이나 염기성인 경우와 경화 속도에 있어 큰 차이가 없게 된다.
본 발명에서는 이러한 코팅 조성물을 대상물에 도포하고 경화함으로써 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품을 제공할 수 있게 된다. 이러한 난연 제품은 높은 표면 경도를 가지면서 동시에 우수한 난연특성을 나타낼 수 있어 다양한 적용분야에서 사용될 수 있다.
특히 본 발명에 따른 코팅 조성물을 통해 형성되는 난연성 유연 코팅층은 유연성과 저온 경화 특성을 가지기 때문에 필름과 같이 고온에 변형되기 쉽고 유연성이 필요한 제품에 적용되기에 적합하다.
또한, 본 발명에 따른 난연 제품을 제조하기 위한 제조 방법은, (a) 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실란 화합물을 제 1 용매와 혼합하여 실란 용액을 제조하는 단계, (b) 상기 실란 용액을 가열하여 제 1 올리고머 용액을 제조하는 단계, (c) 상기 제 1 올리고머 용액을 제 2 용매로 희석하여 실록산 바인더를 제조하는 단계, (d) 상기 실록산 바인더에 인계 난연제를 용해 또는 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계 및 (e) 상기 코팅 조성물을 대상물에 도포하고 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
실란 용액을 제조하고 이를 가열 및 희석함으로써 실록산 바인더를 먼저 준비한다. 여기에 인계 난연제를 실록산 바인더에 용해하거나 또는 혼합함으로써 코팅 조성물을 준비한다. 이렇게 만들어진 코팅 조성물을 난연성을 부여하고자 하는 제품 표면에 도포하고 경화 처리하여 난연성 유연 코팅층이 형성된 난연 제품을 만들 수 있게 된다.
상기 실란 용액은 산성인 경우 경화 온도를 낮출 수 있게 되는데, 이를 위해 상기 (a) 단계에서 산을 투입하여 상기 실란 용액이 산성이 되도록 할 수 있다.
한편, 상기 경화하는 단계는 상온 또는 100℃ 이하의 열풍 건조로 이루어질 수 있다. 상온 또는 비교적 저온인 100℃ 이하의 열풍 건조를 통해 코팅층의 경화가 이루어짐으로써 다양한 제품의 표면에 난연성 유연 코팅층을 형성할 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
[실시예 1]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 125.4g, 메틸트리에톡시실란 50.6g, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란 43. 5g, 테트라에톡시실란 30.2g, 이소프로판올 250g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 46ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,800으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조>
상기 합성한 실록산 바인더 용액에 인산 에스테르계 난연제를 바인더의 고형분 무게 대비 100%, 200%를 투입하고 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 바인더의 고형분 무게는 내부 온도가 100℃인 오븐에 바인더 용액을 12시간 동안 유지하고 남는 고형분의 무게를 통해 계산할 수 있었다.
<코팅층의 형성>
이렇게 만들어진 코팅 조성물을 200~3,000㎛의 두께를 가진 발포 필름에 바코터로 코팅하고 약 10초간 드라이기를 사용하여 건조하고 상온에서 경화시켜 필름을 형성하였다. 코팅층은 바코터에 따라 다른 두께를 보였으나 평균 10~20㎛ 사이의 두께를 가지도록 하여 필름의 양면에 코팅하였다.
코팅된 필름에 대해서는 UL94 V-2, V-1, V-0, V5 인증방법에 따라 난연성 테스트를 진행하였다. 또한, 코팅된 필름을 꺾어서 코팅층의 박리 현상이 있는지 육안으로 확인하는 굴곡성 테스트를 진행하였다.
[실시예 2]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 125.4g, 메틸트리에톡시실란 50.6g, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란 19.5g, 테트라에톡시실란 30.2g, 이소프로판올 220g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 46ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,600으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[실시예 3]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 50.4g, 메틸트리에톡시실란 55.6g, 디메틸디메톡시실란 11.5g, 테트라에톡시실란 45.2g, 이소프로판올 200g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 49ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,900으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[실시예 4]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 99.2g, 메틸트리에톡시실란 25.6g, 디메틸디메톡시실란 20.5g, 테트라에톡시실란 25.2g, 이소프로판올 170g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 43ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,700으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[실시예 5]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 99.2g, 메틸트리에톡시실란 39.5g, 디메틸디메톡시실란 21.5g, 이소프로판올 160g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 43ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,600으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[실시예 6]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 57.5g, 메틸트리에톡시실란 25.7g, 디메틸디메톡시실란 55.5g, 이소프로판올 130g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 37ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,500으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[비교예 1]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 23.2g, 메틸트리에톡시실란 60.4g, 테트라에톡시 실란 22.4g 이소프로판올 100g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 41ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,800으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[비교예 2]
<바인더의 제조>
비닐트리에톡시실란 80.3g, 메틸트리에톡시실란 75.6g, 테트라에톡시 실란 22.4g 이소프로판올 170g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 43ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,900으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[비교예 3]
<바인더의 제조>
페닐트리메톡시실란 58.5g, 비닐트리에톡시실란 68.3g, 테트라에톡시 실란 22.4g 이소프로판올 140g을 가열장치가 구비된 3구 플라스크에 투입하고 교반하면서, 0.01몰/리터 농도의 질산 2ml와 순수 42ml를 혼합한 용액을 플라스크에 설치한 깔때기에서 거름종이를 이용하여 30분간 적하하였다.
플라스크 내용물의 온도가 50℃ 이하가 된 후, 환류냉각기를 설치하고 가열하면서 상압에서 12시간 환류시켜 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 용액을 얻었다.
이 바인더 용액을 채취하여, 테트라히드로퓨란으로 희석하고, 테트라히드로퓨란을 캐리어로 하여 굴절율 검출기가 부착된 겔침투크로마토그래피 장치를 사용하여 중량 평균 분자량을 측정한 결과, 약 1,600으로 측정되었다.
<코팅 조성물의 제조 및 코팅층의 형성>
실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물을 제조하고 이를 이용하여 필름 위에 코팅층을 형성한 후 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[비교예 4]
종래의 일반적으로 사용되는 아크릴계 바인더에 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물과 필름을 제조하고 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
[비교예 5]
종래의 일반적으로 사용되는 에폭시계 바인더에 실시예 1과 같은 방법으로 코팅 조성물과 필름을 제조하고 난연성과 굴곡성을 확인하였다.
실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 통해 만들어진 필름에 대한 난연성과 굴곡성 테스트 결과를 아래 표에서 나타내었다
난연제투입100% 난연제투입200% 굴곡성 굴곡시 표면
실시예 1 V-0 V-0 OK 코팅층 양호, 파우더 생성 안됨
실시예 2 V-0 V-0 OK 코팅층 양호, 파우더 생성 안됨
실시예 3 V-0 V-0 OK 코팅층 양호, 파우더 생성 안됨
실시예 4 V-1 V-1 OK 끈적임 있음
실시예 5 V-1 V-1 OK 끈적임 있음
실시예 6 V-1 V-1 OK 끈적임 있음
비교예 1 NG V-2 NG 파우더 가루 날림
비교예 2 NG NG NG 파우더 가루 날림
비교예 3 NG V-2 NG 파우더 가루 날림
비교예 4 NG NG OK 끈적임 있음
비교예 5 NG NG OK 끈적임 있음
상기 표에서 나타낸 난연성 테스트 결과와 같이 본 발명에 따른 실시예 1~6에서는 안정적인 난연성 결과를 얻을 수 있었으나, 비교예 1~5에서는 난연제를 투입했음에도 불구하고 난연성능이 나오지 않았다. 또한, 비교예 1~3에서는 필름의 굴곡성 테스트를 만족하지 못했다.

Claims (14)

  1. 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실록산 바인더 및 인계 난연제를 포함하는, 난연성 유연 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실록산 바인더는 메틸기를 더 포함하는, 난연성 유연 코팅 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실록산 바인더는,
    페닐실란, 페닐메틸실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐실란에디올, 트리페닐실라놀, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 페닐트리클로로실란, 디페닐디클로로실란, 트리페닐클로로실란, 페닐메틸디클로로실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물과,
    3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시 실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시 실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 트리에톡시 실란, 디메틸디메톡시 실란, 디메틸디에톡시 실란 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실란 화합물의 조합을 통해 만들어지는, 난연성 유연 코팅 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 메틸기를 포함하는 실록산 바인더는 메틸트리메톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란 중 어느 하나 또는 둘 모두를 더 포함하여 만들어지는, 난연성 유연 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인계 난연제는 인산 에스테르 화합물인, 난연성 유연 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실록산 바인더는 테트라에톡시실란을 더 포함하여 만들어지는, 난연성 유연 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인계 난연제의 투입 무게는 상기 실록산 바인더의 고형분 무게에 대해 100~300%인, 난연성 유연 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실록산 바인더는 산성인, 난연성 유연 코팅 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실록산 바인더는 pH가 3~6 범위인, 난연성 유연 코팅 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따르는 난연성 코팅 조성물을 표면에 도포하고 경화하여 만들어지는 난연성 유연 코팅층을 가지는, 난연 제품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 난연성 유연 코팅층을 가지는 난연 제품은 필름인, 난연 제품.
  12. (a) 에폭시기 또는 디메틸기 중 어느 하나 이상과 페닐기를 포함하는 실란 화합물을 제 1 용매와 혼합하여 실란 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 실란 용액을 가열하여 제 1 올리고머 용액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 제 1 올리고머 용액을 제 2 용매로 희석하여 실록산 바인더를 제조하는 단계;
    (d) 상기 실록산 바인더에 인계 난연제를 용해 또는 혼합하여 코팅 조성물을 제조하는 단계; 및
    (e) 상기 코팅 조성물을 대상물에 도포하고 경화하는 단계를 포함하는, 난연 제품 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 산을 투입하여 상기 실란 용액이 산성이 되도록 하는, 난연 제품 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 경화하는 단계는 상온 또는 100℃ 이하의 열풍 건조로 이루어지는, 난연 제품 제조 방법.


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