KR100672046B1

KR100672046B1 - 수성 방염 래커 조성물

Info

Publication number: KR100672046B1
Application number: KR1020060025355A
Authority: KR
Inventors: 주재성
Original assignee: 극동방염 (주)
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-01-22

Abstract

본 발명은 화재 시나 소각시에 인체에 유해한 가스 및 매연을 배출시키지 않는 수성 방염 래커 조성물을 제공하는 것을 목적으로 수용성 폴리아크릴 수지 15 내지 80 중량%; 수용성 폴리우레탄 수지 15 내지 70 중량%; 및 폴리인산암모늄 15 내지 25 중량%를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 수성 방염 래커 조성물은 연소기 유독 가스 및 매연을 발생시키지 않으므로 화재시나 소각시 인명을 해치거나 환경을 오염시키지 않은 유용한 효과가 있다.

수용성 폴리아크릴 수지, 폴리인산암모늄, 증점제

Description

수성 방염 래커 조성물{Aquous composition for flame retardant lacquer}

본 발명은 물을 용제로 사용하는 수성 방염 래커(Lacguer) 조성물에 관한 것이다.

래커는 주로 용제의 증발에 따른 건조에 의하여 도막이 형성되며, 건조시간은 통상 10~30 분 정도로 시간이 빠르기 때문에 주로 스프레이 형식으로 뿜어서 칠하는 것이 효율적이다. 또한 도막이 단단하고 불점착성이며 내마모성, 내수성, 내유성이 우수하다. 이와 같이 속건성(涑乾惺)이며 견고한 도막을 얻을 수 있으므로 래커는 도료분야에서 상당한 비중을 차지하고 있다.

상기와 같은 특성을 가지는 래커는 원목, 무늬목, 합판 등에 있어서 자연스러운 질감과 무늬를 효과적으로 나타내주기 위하여 사용되고 있다.

그리고, 여러 가지 기능성 추가되거나 기존의 단점을 보완한 래커가 현재 출시되고 있으며, 그 중에서도 방염 래커는 화재시 도장된 래커의 피막이 연소 후 탄화막을 형성하여 화염의 빠른 확산을 지연시켜 주는 특징이 있다.

하지만, 종래의 유기 용제형 방염 래커는 유기용제, 염화 파라핀, 염화 고무, 석유화학수지 및 기타 첨가제로 구성되어 있기 때문에 연소시에 다량의 유해 가스 및 매연을 배출하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 화재 시나 소각시에 인체에 유해한 가스 및 매연을 배출시키지 않는 수성 방염 래커 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 피도장물의 질감 및 색감을 자연스럽게 만드는 수성 방염 래커 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수용성 폴리아크릴 수지 15 내지 80 중량%; 수용성 폴리우레탄 수지 15 내지 70 중량%; 및 폴리인산암모늄 15 내지 25 중량%를 포함하여 이루어지는 수성 방염 래커 조성물을 제공한다.

아크릴 수지는 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate)의 또 다른 명칭이며 메타크릴산메틸의 중합체이다. 메타크릴산메틸에 개시제(開始劑)를 가해 용도에 따라서 다양하게 중합방법으로 만들어지며, 내후성이 양호하며 경도가 높고 표면광택이 우수하며 특히 투명성은 모든 플라스틱 중에서 가장 우수하다. 따라서, 유리대용품으로 이용되는 것 이외에 건축재료, 조명기구, 전기부품 등 넓은 분양에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 그 중, 본 발명에서 사용되는 아크릴 수지는 수용성 폴리아크릴 수지이다.

한편, 폴리우레탄 수지는 지방족 폴리이소시아네이트와 디아민 또는 글리콜과 반응에 의하여 생성되는 중합 물질로 융점이 높고 결정서도 좋지만 망상 조직이 발달되어 피막 강도가 높고 내마모성이 좋으며, 각종 도료 피막 위에 상도용으로 도장하여도 접착성이 좋고 황변성이 없으며 유화성이므로 계면 활성제를 사용하지 않아도 된다. 또한 연소시 유독 가스나 매연을 다량으로 분출하지 않는다. 그 중, 본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 수지는 수용성 폴리우레탄 수지이다.

상기 폴리인산암모늄은 암모늄 폴리인산염으로 다르게 지칭되기도 하며 인 함유율이 높아 우수한 방염성을 부여한다. 물에 대한 용해성이 있으며 발포성이 있다.

본 발명에 있어서, 수용성 폴리아크릴 수지와 수용성 폴리 우레탄 수지는 40% ~ 50% 의 수용액으로 사용하며, 수용성 폴리아크릴 수지 및 수용성 폴리우레탄 수지와 혼합성이 좋은 상기 폴리인산암모늄은 적정 비율로 혼합되어 사용된다. 본 발명의 조성물이 도장된 피도장물이 발화됐을 경우, 도장의 피막 조직 속의 함유된 폴리아크릴 수지 및 폴리우레탄 수지의 고분자들과 폴리인암모늄이 단열층을 이루어 탄화막을 형성함으로써 불의 확산을 막아주고 유독 가스나 매연이 발생하지 않도록 한다.

본 발명의 조성물은 전술한 바와 같이 각각 40% ~ 50% 농도를 가지는 수용성 폴리아크릴 수지와 수용성 폴리우레탄 수지를 혼합용매로 하여 폴리인산암모늄과 증점제 및 난연제를 혼합하여 이루어진다.

증점제로는 폴리우레탄 에멀젼 -VS (zenica 사 제품) 및 HYREX -VS (zenica 사 제품) 등이 있으며, 상기 증점제는 조성물 총중량에 0.4 ~ 0.6 중량%의 양으로 사용이 가능하다.

또한, 용도에 따라 조성물의 농도를 조절하기 위해 40^oC ~ 50^oC 의 물을 조성물의 총중량에 10중량% ~ 40중량%의 양으로 첨가하여 사용할 수 있다.

한편, 난연성을 더 높이기 위하여 암모늄 브로마이드(취화 암모늄), 인산 암모늄 등의 난연제를 첨가할 수 있으며 이외에도 인산 구아니딘을 추가하여 사용할 수 있다. 인산 암모늄과 인산 구아니딘과 같은 인산계 난연제는 조성물의 총량에 대하여 2중량% ~ 9중량%의 양으로 사용이 가능하다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 본 발명의 청구범위는 이들 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1

수성 방염 래커 조성물의 구성
수용성 폴리아크릴 수지	500g(79.62%)
폴리인산암모늄	125g(19.90%)
증점제	3g(0.48%)

수용성 폴리아크릴 수지 500g을 교반기에 넣고 rpm 60 ~ 70 에서 교반한 후,폴리인산암모늄 125g을 투입하고 약 10분 정도 교반한 다음, 증점제 3g을 투입 후 다시 약 40분 정도 교반하여 비중이 1.12 ~ 1.15 이고 점도가 210 ~ 220 cps 인 수성 방염 래커 조성물 제조.

실시예 2

수성 방염 래커 조성물의 구성
수용성 폴리아크릴 수지	375g(59.70%)
수용성 폴리우레탄 수지	125g(19.91%)
폴리인산암모늄	125g(19.91%)
증점제	3g(0.48%)

수용성 폴리아크릴 수지 375g을 교반기에 넣고 rpm 60 ~ 70 에서 교반한 후, 수용성 폴리우레탄 수지 125g을 투입하고 약 10 분 정도 교반하고, 그 후 폴리인산암모늄 125g을 투입하고 약 30분 정도 교반한 다음, 증점제 3g을 투입 후 다시 약 40분 정도 교반하여 비중이 1.12 ~ 1.15 이고 점도가 210 ~ 220 cps 인 수성 방염 래커 조성물 제조.

실시예 3

수성 방염 래커 조성물의 구성
수용성 폴리아크릴 수지	250g(39.81%)
수용성 폴리우레탄 수지	250g(39.81%)
폴리인산암모늄	125g(19.90%)
증점제	3g(0.48%)

수용성 폴리아크릴 수지 250g을 교반기에 넣고 rpm 60 ~ 70 에서 교반한 후, 수용성 폴리우레탄 수지 250g을 투입하고 약 10 분 정도 교반하고, 그 후 폴리인산암모늄 125g을 투입하고 약 40분 정도 교반한 다음, 증점제 3g을 투입 후 다시 약 40분 정도 교반하여 비중이 1.12 ~ 1.15 이고 점도가 210 ~ 220 cps 인 수성 방염 래커 조성물 제조.

실시예 4

수성 방염 래커 조성물의 구성
수용성 폴리아크릴 수지	125g(19.91%)
수용성 폴리우레탄 수지	375g(59.70%)
폴리인산암모늄	125g(19.91%)
증점제	3g(0.48%)

수용성 폴리아크릴 수지 125g을 교반기에 넣고 rpm 60 ~ 70 에서 교반한 후, 수용성 폴리우레탄 수지 375g을 투입하고 약 10 분 정도 교반하고, 그 후 폴리인산암모늄 125g을 투입하고 약 40분 정도 교반한 다음, 증점제 3g을 투입 후 다시 약 40분 정도 교반하여 비중이 1.12 ~ 1.15 이고 점도가 210 ~ 220 cps 인 수성 방염 래커 조성물 제조.

실시예 5

수성 방염 래커 조성물의 구성
수용성 폴리아크릴 수지	125g(18.52%)
수용성 폴리우레탄 수지	375g(55.56%)
폴리인산암모늄	125g(18.52%)
폴리인산암모늄을 제외한 인산계 난연제 또는 브롬계 난연제	50g(7.40%)

수용성 폴리아크릴 수지 125g을 교반기에 넣고 rpm 60 ~ 70 에서 교반한 후, 수용성 폴리우레탄 수지 375g을 투입하고 약 10 분 정도 교반한다. 그 후, 폴리인산암모늄 125g을 투입하고 약 40분 정도 교반한 다음, 폴리인산암모늄을 제외한 인산계 난연제 또는 브롬계 난연제 중 적어도 어느 하나 이상을 소정의 중량부로 포함하는 난연제 50g을 투입 후 다시 약 40분 정도 교반한다. 이 때, 인산계 난연제는 인산 구아니딘, 인산암모늄 중 하나이고, 브롬계 난연제는 암모늄브로마이 와 데카브롬 중 하나이다. 폴리인산암모늄을 제외한 인산계 난연제와 브롬계 난연제는 래커 조성물에 있어서 유사한 방염성능을 제공하므로 혼합하여 사용하여도 무방하다.

비중이 1.13 ~ 1.2 이고 점도가 250 ~ 350 cps 인 수성 방염 래커 조성물 제조.

실시예 6: 방염성 실험

방염성 시험은 실시예 1 내지 5 에서 제조된 수성 래커 방염 조성물을 합판에 분무한 후 건조시킨 다음, 소방용 기계 기구 등의 형식 승인 및 검정 기술 기준(KOFEIS1001)에 따라 실시하였다. 시험 항목은 잔염시간(시료에 불을 붙였을 때 불 꽃이 지속하는 시간), 잔신시간(시료에 불을 붙였을 때 불씨가 지속하는 시간, 탄화면적 및 탄화 길이에 대해 측정하였다. 결과를 다음 표 6 에 수록하였다.

시험항목	기준	시험결과
시험항목	기준	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
잔염시간	10초 이내	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
잔신시간	30초 이내	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
탄화면적	50cm² 이내	12.6	13.1	13.8	11.8	10.2
탄화길이	20cm² 이내	6.8	5.7	6.6	4.3	5.5

상기 표 6 에 수록한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조성물은 방염성 시험에서 측정한 4 가지 항목 모두 기준치 이내에 속하는 우수한 방염성을 나타냄을 알 수 있다.

Claims

(a)수용성 폴리아크릴 수지 15 내지 80 중량%,

(b)수용성 폴리우레탄 수지 15 내지 70 중량%,

(c)폴리인산암모늄 15 내지 25 중량%

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.
제 1 항에 있어서, 성분(a, b 및 c)의 총 중량에 대하여 증점제 0.4 내지 0.6 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 성분의 총 중량에 대하여 브롬계 난연제 2 내지 9 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.
제 3 항에 있어서, 브롬계 난연제는 암모늄 브로마이드 와 데카브롬 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 성분의 총 중량에 대하여 인산계 난연제 2 내지 9 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.
제 5 항에 있어서, 인산계 난연제는 인산 구아니딘, 인산암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 방염 래커 조성물.