KR800000949B1 - 내화내열성 합성수지 발포체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내화내열성 합성수지 발포체

본 발명은 가연성인 합성수지 발포체의 내화성, 내열성을 대폭 개선함과 동시에 통상에 있어서 기계적 물성을 향상시킨 내화내열성 합성수지 발포체에 관한 것이다.

더 자세히 기술하면 합성수지발포체의 분해온도 이하에서 수증기 등 불연가스를 방출하는 화학적 내열작용과 불연물 및 고온하에서 세라믹 또는 유리층을 형성하는 물리적 내화성을 구비하는 붕산염, 인산염 및 함수규산염과 통상 상태에서 골재, 증량재(增量材)로서 작용함과 동시에 고온하에서 세라믹층의 핵으로서의 기능도 하는 불연성이며, 그리고 고내열성인 파아라이드(Pearlite)입 등의 무기질 경량 입자체의 물리적 내열작용과의 상승효과에 의하여 준불연재료 또는 방화구조의 심재로서도 적합한 내화 내열성을 가지는 합성수지발포체에 관한 것이다.

수지발포체는 경량임과 동시에 단열성, 가공성, 자기접착성 등이 풍부하여 건축자재로서 대단히 유용하다.

그렇지만, 사용 내열온도가 100℃ 이하임이 최대의 결점이다.

즉 각종 소재를 건축물 외벽의 심재 등으로 사용하기에는 최저 준불연재 혹은 방화구조(防火構造)에 합격하는 내화 내열성이 필요하다.

따라서 단순히 수지발포체를 건축용 패널등에 대하여 충진하는 것만으로는 840℃등의 고열에 10분간 노출시키는 기재시험, 또는 840℃ 등에 30분간 노출시키는 방화구조시험에 합격할 수 없음은 명백하다.

그러므로 종래에는 이와같은 합성수지발포체의 내화내열성을 향상시키려고 예로서 폴리아미드수지에 초자섬유를 분산시키던가, 웨놀수지에 아스베스트섬유를 분산시키는 방법이 채용되었다.

그러나 가연성인 합성수지에 단순히 불연성물질을 분포시키는 것만으로는 상기한 기재시험 등에 합격할 수 없을뿐 아니라 그 내열온도는 겨우 200-260℃이다.

본 발명은 이와 같은 결점을 제거하고자 수지발포제에 수지의 분해온도 이하에서 초기적으로 보호하는 물을 방출함과 동시에 종국적으로는 발포 팽창하여 세라믹층을 형성하는 붕산화합물, 인산염, 함수규산염등과 경량으로서 중량재, 골재, 내희재로서의 기능을 하도록 분산한 파아라이트입 등 무기질 경량입 자체의 양소재에의 하여 가연성인 수지발포체의 내화 내열성을 준불연성 정도로 개선, 향상시킨 내화내열성수지발포체를 제공하는 것이다.

이하 본 발명에 관한 내화 내열성 합성수지발포체에 대하여 상세히 선명한다.

본 발명은 합성수지 발포체중에 붕산염, 인산염 또는 함수규산염 등 무기고분자체와 무기질경량 입자체를 첨가 분산하여 내화 내열성을 대폭 개선한 합성수지 발포체를 얻는 것이다.

즉 본 발명에서 합성수지발포체라는 것은 폴리우레탄, 폴리에칠렌, 폴리스칠렌 등의 발포합성수지이며, 단열성, 바인다로서의 기능을 가지는 것으로 그 조직에는 독립기포 또는 연통기포가 있다.

상기 부기고분자체, 예로서 붕산화합물은 폴리우레탄 등 수지발포체의 분해온도 이하의 온도에서 붕산화합물의 결정수의 증발, 소위 수증기인 불연가스를 방출하여 초기적으로 기화잠열에 위하여 주위 온도를 저하시켜 연소(燃燒,延燒)를 조지하는 것이다.

환원하면, 수지발포체, 표면의 인화온도, 발화온도를 저감하여 수지발포체의 내화 내열성을 향상하는 것이다.

또 붕산화합물은 고온에 노출될시에 수지발포체의 조직표면, 소위 표면층에 무기질 발포조직 구조의 세라믹층을 생성하고 수지발포체의 발표조직을 피복하여 화염, 고열로부터 확실히 보호하는 것이다.

환언하면, 너무 미분말이면 1분말당의 발포체적이 작아 이들을 전부 연속화, 소위 현탁함에는 상당한 분포밀도를 높이하여야 하며, 또 수지조성 성분 중에는 폴리이소시마네이트와 같은 강력한 탈수작용을 함과 동시에 물과 반응하는 것이 있어 붕산화합물의 표면적을 작게하고 수지조성 자체의 성분 조성비의 변화를 가져오므로 이를 될 수록 없이하여 용이하게 내화층을 형성하기 쉽게 분포되게 하기 위함이다.

특히 이런 종류의 붕산화합물로서는 붕사가 적합하다.

즉 붕사는 60-80℃ 통상은 75℃에서 용융하고 약 120℃에서 수분을 기화, 소위 수증기로 되어 증발하고 이때 대용량의 기화잠열을 흡수함에 의하여 수지발포체의 주위온도를 저하시킨다. 다시 온도가 상승되면 수증기와 용융물의 점도의 바란스에 의하여 점차 무기질 발포층을 형성하고 최종적으로 무수물의 발포조직체를 형성한다.

이 발포조직체는 약 878℃에서 용융하고 그래스질로 화한다. 또 본 발명에 있어서 사용되는 무기질경량입자체라는 것은 내화물 약 1,000℃ 이상의 내화성이 있고 경량(걷보기 비중 0.03-0.5)으로서 다공질인 조직의 중공입, 예를들어 입자경 1-5㎜ 정도의 크기이다.

구체적으로 파아라이트입, 시라스바른(shiras ballon) 소성질석 등이 있다.

주로 골재, 증량재, 내화재 및 무기질발포층 형성시 표면의 다공질층을 이용하여서 핵으로 작용하는 것이다.

또 본 발명의 내화 내열성 수지발포체의 소기내화성 내열성을 얻기 위한 배합으로서는 수지발포체 100부에 대하여 무기고분자체 약 30-250부 무기질경량 입자체 약 10-50부이다.

다음으로 본발명에 의한 내화 내열성 폴리우레탄수지발포체의 제조방법 예를 간단히 설명하면, “폴리올”성분과 “폴리이소시아네이트” 성분과를 종래법에 의하여 혼합하여 이 혼합도중에 붕사를 첨가하고 다음으로 입상 파아타이트를 첨가 혼합하여 금형에 사출하여 소정두께로 억제하여 성형한다.

이와같이 성형된 판체를 절단하여 본 즉 전기한 바와 같은 큰 입자경의 입상 파아라이트의 입자간에 붕사가 고온하에 있어서 상호 현탁할 수 있는 분포로 되고 또 폴리우레탄수지 발포체의 발포율이 약 15-20배 정도(자유발포에서는 30배 정도)로 억제되어 있었다.

환언하면 붕산소오다 등이 고온에서 노출되었을시 그 무기질 발포층의 발포배율이 10-30배 이상으로 발포하도록 적어도 가압 기타의 수단에 의하여 폴리우레탄 수지발포체의 발포배율을 억제하고 그 결과로서 소요경도하에 있어서의 필요 수지량을 저감하고 소망내화 내열성을 얻음과 동시에 생산비의 저하를 기하도록 한 제조방법이다.

다음으로 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

폴리우레탄수지는 소위 폴리올성분과 폴리이소시아네이트 성분과를 종래법으로 혼합할시 상기 붕사와입상 파아라이트를 동시에 첨가 혼합하고 아스베스트지상에 토출시켜 두께 10㎜의 판을 형성하였다. 이 시험체를 1969년 일본 건선성고시 제3415호에 의하여 시험하였다. 그 시험결과는 다음과 같다

시험체의 크기 22cm×22cm, 두께 10mm, 겉보기 비중 0.4

이상에서 보는 바 상기 시험체는 준불연재료에 해당하는 것이다.

[실시예 2]

이것을 두께 0.27㎜의 철판을 자용연결 가능한 측벽을 가지는 凹형으로 성형하고 이 凹형부에 상기 혼합물을 충진하여 두께10㎜판을 만들었다.

이 면에 알미늄박이 부착된 크라흐트지를 접착한다.

또 자용연결부 이면에만 10㎜ 두께의 상기혼합물이 성형되어 있다.

그리고 이 부재의 겉보기 비중은 0.54이었다.

여기서JIAS-1301의 시험방법(옥외2급)에 의하여 시험한 바 합격하였다.

즉 이면온도 135℃(23분), 유해한 발연, 잔염, 잔재 및 이면탄화색 면적은 “없음”이었다.

환언하면, 가열시간 30분, 가열온도 840℃에 노출시켜도 심재, 소위 본 발명의 내화 내열성 폴리우레탄수지발포체는 충분한 내화성, 내열성을 발휘함이 입증되었다.

물론 잔염, 유해가스, 발연은 없었다.

[실시예 3]

상기 조성을 믹사에서 280℃에서 20분간 혼합하고 발포용기에 주입하여 200℃, 25분간 가열발포시켜 서냉한 제품의 성질은 겉보기 비중 0.14-0.16, 인장강도 7-9㎏/㎠ 불연성, 내산알카리성, 15개월 옥외노출 시험결과 변화없으며 최적 사용온도 1,330℃이었다.

다음 이들 내화내열수지 발포체를 절단하여 관찰한 바 붕사화 인산염이 충분히 발포하여 수지발포체의 표면을 무기질발포층으로 피복하여 화열고열로부터 수지발포체를 보호하고 또 이 발포조직을 토대로하고, 그리고 표면에 노출되어 있던 파아라이트입, 시라스바른입을 핵으로 하여 수지발포층으로부터 다소 하층까지 이 무기질발포층으로 형성되어 있었다.

따라서 발연, 유해한 변형, 잔염 등이 없는 것이다.

이 고온에 노출된 내화 내열성 수지발포체를 1,000℃의 고온에 직접 노출시킨 결과 노출부분에 있어 무기질발포증이 용융하여 유리질이 되고 표층에 존재한 입상파아라이트 사이를 바인드(Bind)한 구조로 되어 있었다.

이것은 수지발포체의 조직내부에 산소를 통과시키기 어렵게 차페, 소위 질식성의 세라믹 조직으로 되는 불연성의 단열층이 형성되어 이에 의하여 열의 내부에의 전도를 차단하는 것이다. 물론 가열온도가 1300℃이상이 되면 입상 파아라이트가 분해 용융하여 2산화규소와 산화알미늄과 붕산소오다 또는 인산계의 혼용 초자질이 생성된다.

이상 설명한 것은 본 발명에 수지발포체의 실시예이나 수지는 발포제가 함유되어 있지 않는 치밀한 수지체에 적용하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 내화 내열성수지 발포체에 의하면 수지발포체의 단열특성, 가공성, 경량성, 반응빈속성, 접착성을 해힘이 없이 화학적 물리적인 내화내열작용의 상승효과에 의하여 발연, 유해가스의 발생(마으스 시험) 방화상의 유해한 변형, 착화, 발화등이 없이 준불연재료 또는 방화구조의 심재로서 확실히 사용될 수 있는 큰 특징이 있다.

또 상온하에서 마모성, 충격성 및 경도, 치수의 안정성이 충분히 얻을 수 있는 이점과 수지의 사용량이 절감되는 특성이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 합성수지 발포체에 가열시에 물을 방출하며 그리고 발포팽창하는 붕산화합물 등의 무기고분자체와 파아라이트입 등의 무기질 경량입자체와를 첨가 분산시켜서 됨을 특징으로 하는 내화 내열성 합성수지발포체.