KR100624139B1

KR100624139B1 - 난연성 조성물

Info

Publication number: KR100624139B1
Application number: KR1020060042921A
Authority: KR
Inventors: 윤석규
Original assignee: 아이케이스틸 주식회사
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2006-09-13

Abstract

본 발명은 (A) 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바인더 7 내지 10 중량부; (B) 규산칼륨 또는 물유리 25 내지 100 중량부; (C) 수산화알루미늄 30 내지 60 중량부; (D) 탈크 15 내지 25 중량부; (E) 소포제 0.1 내지 1 중량부; (F) 석고 0.6 내지 2.5 중량부; 및 (G) 물 50 내지 100 중량부를 포함하는 난연성 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 스티로폼 단열재에 적용시 고온 건조가 가능하여 건조시간을 단축시킬 뿐만 아니라 우수한 내열성 및 내수성을 제공할 수 있다.

난연성 조성물, 바인더, 스티렌 아크릴레이트계 공중합체, 수분산 폴리우레탄, 물유리, 수산화 알루미늄, 탈크, 소포제, 석고, 내열성, 내수성, 고온 건조

Description

난연성 조성물{Flame Retardant Composition}

도 1은 본 발명의 실시예에서 제조한 난연성 조성물을 적용한 스티로폼의 내열성 검사 결과(1)를 나타내는 사진이고,

도 2는 비교예에서 제조한 난연성 조성물을 적용한 스티로폼의 내열성 검사 결과(1)를 나타내는 사진이고,

도 3은 본 발명의 실시예 1, 2 및 비교예에서 제조한 난연성 조성물을 적용한 스티로폼의 내열성 검사 결과(2)를 비교한 사진이고,

도 4a는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 난연성 조성물을 적용한 스티로폼의 내수성 검사 결과를 나타내는 사진이고,

도 4b는 상기 도 4a의 부분 확대도이고,

도 5a는 비교예에서 제조한 난연성 조성물을 적용한 스티로폼의 내수성 검사 결과를 나타내는 사진이고,

도 5b는 상기 도 5a의 부분 확대도이다.

본 발명은 난연성 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 자기 가교형 바인더를 포함하여 스티로폼 단열재에 적용시 건조시간을 단축시키고 내열성 및 내수성이 우수한 난연성 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 벽 등으로서 사용되는 단열재 및 샌드위치 패널의 충전재로는 스티로폼이 널리 사용되고 있다. 그러나 스티로폼은 내화성(耐火性)을 가지고 있지 않아서 건축물에 화재가 발생하면 건축물이 쉽게 전소되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 스티로폼 보드의 외부면 상에 난연액을 도포하거나, 스티로폼 보드의 내부에 난연액을 주입, 또는 스티로폼 보드를 발포하기 전에 각각의 발포 알갱이의 표면에 난연액을 도포한 상태에서 발포하여 단열재로 사용할 수 있다.

이와 같은 스티로폼은 보온 단열재로서 두꺼울수록 단열효과가 좋아지기는 하지만, 상기와 같이 난연액을 투입하는 경우 건조시간이 길어지는 문제점이 있고, 스티로폼은 열에 약하여 90도 이상으로 열을 올리게 될 경우 발포가 생기면서 변형이 생겨 높은 온도에서 건조시킬 수도 없다. 또한 건조가 덜 되면 내수성이 떨어지고 오래 보관할 때 스티로폼 표면에 흐름이 발생하여 타 물체와의 접착이 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스티로폼의 내열성 및 내수성을 극대화시킬 수 있는 난연성 조성물을 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따르면 (A) 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바인더 7 내지 10 중량부; (B) 규산칼륨 또는 물유리 25 내지 100 중량부; (C) 수산화알루미늄 30 내지 60 중량부; (D) 탈크 15 내지 25 중량부; (E) 소포제 0.1 내지 1 중량부; (F) 석고 0.6 내지 2.5 중량부; 및 (G) 물 50 내지 100 중량부를 포함하는 난연성 조성물을 제공할 수 있다.

상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체에 사용되는 아크릴레이트계 모노머는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체는 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 공중합하는 것이 바람직하다. 여기에서 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체의 중합비율은 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트 80 내지 120 중량부, 부틸아크릴레이트 150 내지 250 중량부를 혼합하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트 90 내지 110 중량부, 부틸아크릴레이트 180 내지 220 중량부를 혼합하는 것이 좋다.

또한, 상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체로서 아크릴 변성 폴리우레탄일 수 있다. 이때, 상기 수분산 폴리우레탄은 상기 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체에 3관능기 트리올(triol)을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 난연성 조성물은 점도가 15 내지 60 cps인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25 내지 40 cps, 가장 바람직하게는 약 30cps가 적당하다.

이하에서 본 발명의 난연성 조성물에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 난연성 조성물에 사용되는 (A) 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바인더는 자기 가교형 바인더로서 난연성 조성물의 내수성, 내열성 및 접착성을 위한 성분이다.

상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체에 사용되는 아크릴레이트계 모노머 고무 성분으로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타크릴레이트 등의 아크릴레이트계 모노머를 들 수 있으며, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 아크릴레이트계 모노머는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 구체적으로는 필름형성이 용이하도록 Tg 값을 0℃로 맞추기 위하여 메틸메타크릴레 이트와 같은 하드 모노머와 부틸아크릴레이트와 같은 소프트 모노머를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 사용되는 스티렌 아크릴레이트계 공중합체는 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 공중합하여 사용할 수 있다. 이때 상기 스티렌 아크릴레이트 공중합체는 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트 80 내지 120 중량부, 부틸아크릴레이트 150 내지 250 중량부를 혼합하여 공중합하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크리렐이트 90 내지 110 중량부, 부틸아크릴레이트 180 내지 220 중량부이다. 이와 같이 혼합하여 중합할 때 필름형성에 적정한 Tg 값을 맞출 수 있기 때문이다.

또한, 상기 수분산 폴리우레탄으로는 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체로서 아크릴 변성 폴리우레탄인 것이 바람직하다.

일반적으로 폴리에스테르계 폴리올은 내수성이 약하나, 내열성이 우수한 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는 이러한 폴리에스테르계 폴리올에 내수성을 향상시키기 위하여 물과의 반응성을 줄이고자 입체장애를 줄 수 있는 벤젠링과 같은 구조를 갖도록 만든다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리에스테르계 폴리올은 2가산과 다이올(diol)을 이용하여 합성되는데 이때 2가산으로 벤젠링을 갖는 이소프탈산과 같은 2가산을 사용하면 한쪽에 벤젠링을 갖도록 하여 폴리에스테르계 폴리올의 내수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 상기 수분산 폴리우레탄은 상기 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체에 3관능기 트리올(triol)을 포함하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄의 경우 칙소성(또는 요변성이라고도 한다), 즉 외적인 힘이 작용하지 않는 상태에서는 겔처럼 존재하다가 외적인 힘이 작용하면 졸처럼 유동성을 지니게 되는 특성을 갖는다. 본 발명에서는 3관능기 트리올을 포함시켜 축합중합시킴으로써 수분산 폴리우레탄의 칙소성을 높일 수 있다. 구체적으로 상기 3관능기 트리올로는 글리세린, TMP (trimethylolpropane) 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 폴리에스테르계 폴리올은 아디프산(adipic acid), 세바스산(sebasic acid), 푸마르산(fumaric acid), 이소프탈산(isophtalic acid) 등의 2가산과 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 1,4-부틸렌 글리콜(1,4-buthylene glycol), 네오펜틸 글리콜(neopentyl glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 폴리카프로락톤 다이올(polycaprolactone diol) 등의 다이올을 사용하여 축합반응을 통하여 제조될 수 있으며, 상기 2가산 및 다이올은 이에 한정되지 아니한다.

또한, 상기 유기 이소시아네이트로는 IPDI(isoporon diisocyanate), TDI(toluene diisocyanate) 등의 이소시아네이트를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 상기 폴리우레탄의 아크릴 변성을 위한 물질로서 히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA, hydroxyethylmethacrylate)를 사용하는데, 이는 한쪽에는 OH기를 갖고 다른 한쪽에는 C=C 이중결합을 가지고 있어서 폴리우리탄을 제조할 때 일부 첨가하여 아크릴 변성을 가능하게 한다. 이때 개시제로서 APS(Ammonium persulfate) 또는 ALBN(2,2'-azobisisobutyronitrile) 등의 개시제를 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 수분산 폴리우레탄은 사슬 연장제로서 에틸렌 글리콜, 디메틸렌 글리콜 등을 사용할 수 있으며, 또한 폴리우레탄을 중합하는 과정에서 잠재성 이온기로서 DMPA(dimetyol propionic acid)를 사용할 수 있다. 여기에서 잠재성 이온기란 폴리우레탄의 물에 대한 용해성을 높이기 위하여 친수성기를 도입하게 되는데 이러한 역할을 해주는 것을 말한다. 이와 같이 잠재성 이온기를 도입하는 경우 이를 중화시키기 위하여 TEA(triethylamine)등의 중화제를 사용한다.

또한, 본 발명에 사용되는 수분산 폴리우레탄은 사슬 길이를 연장시키고 점도를 높여주기 위하여 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 등을 사슬 연장제로 사용할 수 있으며, 에틸렌 디아민(EDA, ethylene diamine), 트리에틸렌 테트라아민(TETA, triethylene tetramine)과 같은 사슬 연장제를 추가로 사용할 수 있다. 이와 같은 수분산 폴리우레탄은 폴리올의 특수성으로 인하여 우수한 내열성과 내수성을 나타내며, 기본 폴리올에 3관능기 트리올(triol)을 사용하여 칙소성을 향상시킬 수 있다. 상기 수분산 폴리우레탄의 중량평균 분자량은 약 50,000 정도이고 중합도는 30 내지 40인 것이 바람직하다.

본 발명의 난연성 조성물에서 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바인더는 7 내지 10 중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 만약 함량이 7 중량부 미만이면 바인더가 구성요소들을 효과적으로 결합시켜 주지 못하며 이에 따라 내수성 및 난연성 의 저하를 가져올 수 있고, 함량이 10 중량부를 초과하면 효과상 더 이상 증대되는 효과가 없기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명의 난연성 조성물에 있어서 (B) 규산칼륨 또는 물유리는 난연성 물질로서 접착성이 있기 때문에 조성물 내의 가루들을 잡아주는 바인더 기능 또한 갖는다.

물유리(water glass)란 수용성 규산염 중 가장 널리 사용되고 있는 무기화합물인 규산나트륨(규산소다)을 말한다. 규산나트륨은 일반적으로 Na₂O·nSiO₂·xH₂O의 분자식으로 표현되며, 물에 대한 용해성이 있기 때문에 '물유리'라고 불려진다.

본 발명에서 상기 규산칼륨 또는 물유리의 함량은 25 내지 100 중량부인 것이 바람직하다. 만약 함량이 25 중량부 미만이면 물유리의 난연 특성이 발현되기 어렵고, 함량이 100 중량부를 초과하면 스티로폼에 적용하였을 때 건조시 표면에 흘러나오는 문제점이 야기된다.

본 발명의 난연성 조성물에 사용되는 (C) 수산화 알루미늄은 난연제 전체의 30%를 차지하는 무기계의 대표적인 난연제로서 할로겐 비함유의 무독성이며, 저발연성이고 전기절연성도 우수하다. 본 발명에 있어서 상기 수산화 알루미늄은 기타 성분들을 응집시켜 난연성을 향상시키고 비난연계열의 성분에 대하여 난연성을 보완하는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 수산화 알루미늄의 함량은 30 내지 60 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 벗어나는 경우 수산화 알루미늄의 난연 및 응집 효 과를 볼 수 없다.

본 발명의 난연성 조성물에 사용되는 (D) 탈크는 백색도가 우수한 수화 마그네슘 실리케이트 광물로서 활석이라고도 불리워진다. 탈크는 무기 광물이기 때문에 녹는점이 1400도로 불에 강하고 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인장강도 및 굴곡강도를 증가시켜 주어 스티로폼의 신축성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 탈크의 함량은 15 내지 25 중량부인 것이 바람직하다. 만약 함량이 15 중량부 미만이면 내수성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 함량이 25 중량부를 초과하면 증점을 유발하여 난연액을 사용하는데 있어 문제가 야기될 수 있다.

한편, 난연액을 배합하는 과정에서 성분들의 균일한 분산을 용이하게 하기 위하여 바인더 합성시 계면활성제 내지 유화제를 사용하게 되는데 계면활성제는 어떤 조건에서 거품을 유발하게 되어 이를 제거할 필요가 있다. 본 발명에서는 이와 같이 거품이 발생하는 것을 방지하기 위하여 (E) 소포제를 사용한다. 상기 소포제로는 당업계에서 일반적으로 사용되는 실리콘 계열의 소포제라면 모두 다 사용 가능하다.

본 발명에서 상기 소포제의 함량은 0.1 내지 1 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 0.1 중량부 미만이면 소포제로서의 기능이 제대로 발현되기 어려우며, 함량이 1 중량부를 초과하면 난연성 조성물의 성분의 변형이 예상되고 건조시 문제를 유발할 수 있다.

본 발명의 난연성 조성물에 사용되는 (F) 석고는 약산 성질을 갖고 있어 친 수성이며 강알카리인 물유리와 반응하여 물유리를 중화 및 경화시켜 준다. 이와 같은 석고의 기능이 발현될 수 있도록 본 발명에서 사용되는 석고의 함량은 0.6 내지 2.5 중량부인 것이 바람직하다. 만약 함량이 0.6 중량부 미만이면 건조시 물유리를 경화시키기 어렵고, 함량이 2.5 중량부를 초과하면 경화를 촉진시켜 단시간내의 상온 경화로 인하여 생산공정에서 문제를 유발할 수 있다.

본 발명의 난연성 조성물에 사용되는 (G) 물은 본 발명의 조성물의 점도를 조절하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 난연성 조성물의 점도는 15 내지 60 cps가 적당한데, 점도가 15 cps보다 낮은 경우에는 난연성 조성물, 즉 난연액의 흐름성이 높아 난연액이 스티로폼 내부에 남지 못하고 밖으로 빠져나와 난연성이 저하되며, 점도가 60 cps보다 높은 경우에는 난연액의 흐름성이 약하여 스티로폼 내부에 많은 양의 액 성분이 체류하게 됨에 따라 비중이 높아지며, 건조시간도 길어질 뿐만 아니라 스티로폼 내부 알갱이 사이사이에 골고루 침투되는 것이 어려워 난연성이 저하될 수 있다. 따라서 상기 범위의 점도로 조절하기 위하여 물의 함량은 50 내지 100 중량부 범위로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 난연성 조성물은 최종 조성물의 물성을 저해하지 않는 한, 각각의 용도에 따라 무기물 첨가제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 유기 또는 무기 안료, 무기 충진제 등이 첨가될 수 있다. 이와 같은 기타 첨가제의 함량은 전체 조성물 (A)+(B)+(C)+(D)+(E)+(F)+(G) 100 중량부에 대하여 0 내지 30 중량부로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 난연성 조성물은 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들 면, 통상의 혼합기에서 본 발명의 구성성분과 기타 첨가제들을 동시 또는 순차적으로 가하여 혼합할 수 있다.

이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

우선 바인더로서 스티렌 아크릴레이트계 공중합체를 제조하기 위하여 스티렌 100 중량부, 메틸메타크릴레이트 100 중량부 및 부틸아크릴레이트 200 중량부를 용매인 물 430 중량부, 계면활성제로서 SDDS(sodium dodecyl sulfonic acid) 12.12 중량부 및 여기에 가교제로서 아디프산 및 히드록시메타크릴레이트를 1:1 몰비로 혼합한 용액 4 중량부와 함께 중합하고, 개시제로서 APS(ammonium persulfate) 0.364 중량부를 첨부하여 80℃에서 개시제가 완전히 용해될 때까지 숙성시켰다. 다음으로 활성보조개시제로서 N,N-디메틸아닐린 0.008 중량부를 첨가하여 숙성단계를 거쳐 스티렌 아크릴레이트계 공중합체를 중합하였다.

이와 같이 중합된 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 40g, 물유리 364g, 수산화알루미늄 200g, 탈크 100g, 실리콘계 소포제 1.9g 및 석고 5.2g을 혼합하여 점도가 50 cps가 되도록 물의 양을 증가시켜 (225g 투입) 난연성 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 바인더로서 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 대신 수분산 폴리우레탄을 사용한 것을 제외하고는 동일한 과정을 수행하여 난연성 조성물을 제조하였다.

여기에서, 상기 수분산 폴리우레탄을 제조하기 위하여 먼저 IPDI 0.255몰에 폴리에스테르 폴리올 0.1몰, EG 0.05몰, TMP 0.025몰을 넣어 프리폴리머를 만든 후 DMPA 0.08몰을 첨가하고 TEA를 DMPA와 동몰로 첨가하여 중화시켰다. 그러나, 중화시키기 전에 HEMA(hydroxyethyl methacrylate)를 0.1몰 첨가하여 일부 말단에 비닐기가 존재하도록 하였다. 중화반응 후 증류수 508.04g을 넣는데 이때 증류수의 일부에 EDA 0.155몰을 녹여 투입한다. 이러한 과정을 통해서 안정된 수분산 폴리우레탄을 제조하여 사용하였다.

비교예

상기 실시예 1에서 바인더로서 상기 제조된 스티렌 아크릴레이트계 공중합체이나 대신 일반적인 페인트 조성물(지당 10중량%, 탈크 13중량%, 카오린 5중량%, 에틸렌글리콜 6중량%, 텍사놀 4중량%, 아크릴에멀젼 15중량%, 탄산칼슘 15중량%, 물 32중량%)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 과정을 수행하여 난연성 조성물을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1, 2 및 비교예에서 제조한 난연성 조성물, 즉 난연액을 각각 스티로폼 단열재 표면에 노즐을 대고 단열재를 형성하고 있는 알갱이와 알갱이 사이의 공극에 약 15kg/㎠의 압력을 이용하여 침투시켰다. 난연액이 침투된 보드를 건조로에서 수분이 10% 이하가 되도록 건조시킨 다음 그 물성을 측정하였다.

① 내열성 검사(1)

상기 실시예 1 및 비교예에서 제조한 난연성 조성물을 각각 투입한 스티로폼 시편을 불꽃의 세기를 강으로 설정(라이터의 불꽃 온도: 겉불꽃 1400도, 속불꽃 1200도)한 라이터로 시간별 스티로폼의 변형 정도와 물성변화를 관찰하였다. 상기 내열성 검사 결과는 도 1 및 도 2에 각각 나타내었다.

도 1을 참조하면 본 발명의 난연성 조성물을 첨가한 스티로폼의 경우 10초, 20초까지 변형이 없고 물성변화도 없었으며, 30초 이상에서도 스티로폼의 본 모양이 거의 그대로 유지된 것을 알 수 있었다. 반면, 도 2에서 보는 바와 같이 비교예의 난연성 조성물을 사용한 스티로폼의 경우 불꽃을 5초만 가까이 하더라도 화원이 닿는 주변부의 표면은 변형이 일어나고 불꽃이 직접 닿은 부분은 스티로폼이 녹아 골을 형성한 것을 알 수 있다.

② 내열성 검사(2)

상기 실시예 1, 2 및 비교예에서 제조한 난연성 조성물을 각각 투입하여 만든 스티로폼을 같은 크기로 잘라 시편을 준비하였다. 준비한 시편의 단면이 철판 을 향하도록 하여 놓고, 철판을 1분 30초간 가열하여 시편이 열에 의해 변형되는 정도를 비교하여 보았다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, 종래의 일반적인 페인트를 바인더로 사용한 경우 스티로폼 시편이 모두 변형된 반면, 실시예 1의 난연성 조성물을 사용한 경우에는 약 절반 정도의 시편이 남았고, 실시예 2의 난연성 조성물을 사용한 경우에는 열이 직접 닿는 면은 변형이 생겼으나 일정 범위 외에는 전체적으로 스티로폼의 형태를 유지한 것을 알 수 있었다.

③ 내수성 검사

상기 실시예 1 및 비교예에서 제조한 난연성 조성물이 함침된 스티로폼을 내수 테스트에 맞는 크기로 시편을 만든 후 시편에 구멍을 내어 물을 부었을 때 보드 내부까지 물이 충분히 들어갈 수 있도록 하였다. 구멍을 낸 시편에 30~40도의 미온수 일정량을 골고루 뿌린 후 30분간 물이 충분히 퍼지고 흐를 수 있도록 방치하였다. 30분 간 함침한 후 스티로폼을 제거하고 남아 있는 물을 증발시켜 스티로폼 속에서 빠져나온 난연 성분들을 확인하였다. 상기 내수성 검사 결과를 각각 도 4a, 4b 및 도 5a, 5b에 나타내었다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 난연성 조성물을 스티로폼에 적용한 경우 물유리 성분이 용해되어 바닥에 남은 자국(하얀색으로 보이는 부분)이 약간 존재할 뿐 육안으로는 거의 확인할 수 없었다. 반면 도 5a 및 5b를 참조하면, 종래의 난연성 조성물을 적용한 스티로폼은 하얀색의 물유리 성분이 용기를 덮을 정도 로 코팅되어 스티로폼으로부터 많이 흘러나와 용해된 것을 알 수 있었다.

이와 같이 본 발명에 따른 난연성 조성물은 스티로폼 등의 단열재에 적용되어 내열성 및 내수성이 뛰어난 난연성 패널을 제조하는데 유용하게 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 난연성 조성물은 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 또는 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 자기 가교형 바인더를 적정비율로 포함하여, 스티로폼 단열재에 적용시 내열성 및 내수성이 뛰어나다는 이점을 지닌다.

Claims

(A) 스티렌 아크릴레이트계 공중합체 및 수분산 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 바인더 7 내지 10 중량부;

(B) 규산칼륨 또는 물유리 25 내지 100 중량부;

(C) 수산화알루미늄 30 내지 60 중량부;

(D) 탈크 15 내지 25 중량부;

(E) 소포제 0.1 내지 1 중량부;

(F) 석고 0.6 내지 2.5 중량부; 및

(G) 물 50 내지 100 중량부

를 포함하는 난연성 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체에 사용되는 아크릴레이트계 모노머는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 난연성 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴레이트 공중합체는 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 공중합한 것인 난연성 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체는 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트 80 내지 120 중량부, 부틸아크릴레이트 150 내지 250 중량부를 혼합하여 공중합한 것인 난연성 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 스티렌 아크릴레이트계 공중합체는 스티렌 100 중량부에 대하여 메틸메타크릴레이트 90 내지 110 중량부, 부틸아크릴레이트 180 내지 220 중량부를 혼합하여 공중합한 것인 난연성 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체로서 아크릴 변성 폴리우레탄인 난연성 조성물.
제 6항에 있어서, 상기 수분산 폴리우레탄은 상기 폴리에스테르계 폴리올과 유기 이소시아네이트의 중합체에 3관능기 트리올(triol)을 포함하는 난연성 조성 물.
제 1항에 있어서, 상기 난연성 조성물의 점도는 15 내지 60 cps인 것을 특징으로 하는 난연성 조성물.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 난연성 조성물을 단열재에 적용하여 제조된 난연성 패널.