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표제지
산업화지원사업 최종보고서
제출문
과제 요약서 (초록)
목차
제1장 서론 7
제1절 연구 배경 7
제2절 연구 목적 12
제3절 국내,외 관련기술 및 시장동향 13
1. 기술현황 13
2. 난연재 시장동향 18
3. 난연첨가제와 난연Mechanism 18
가. Halogen계 난연재 18
나. 비할로겐계 난연재 20
(1) 안티몬(Sb)계 난연재 21
(2) 인(P)계 난연재 21
(3) 금속수산화물 23
(4) 복합난연재 24
(5) Clay Nanocomposite 난연재 25
제2장 난연, 방염소재 연구 27
제1절 고분자수지 27
제2절 수지의 합성 31
제3절 발포제(Bolwing Agent)의 합성 32
제3장 결과 및 고찰 34
제1절 고분자 수지 34
1. 수지의 FT IR 분석 34
2. 단량체의 영향 35
3. 공정조건의 영향 38
4. 열적(Thermal) 특성 40
5. 유변학적 특성 41
6. 기계적특성 44
제2절 발포 첨가제 45
제3절 발포성Char 47
제4절 소재의 평가 실험 49
제4장 결론 52
참고문헌 53
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1. 기술개발목표
- 오존층의 파괴물질이며, 소각과정에서 다이옥신을 배출시키는 원인 물질로서 사용을 규제하고 있는 할로겐성분을 함유하고 있지 않으며, 소각과정에서 중금속 같은 오염물질을 배출하지 않는 환경 친화적인 방염, 및 난연 소재를 개발하고자 한다. 특히 화재발생시 고온에서 급격히 발포하는 특성을 지닌 소재로서 고온에서의 열안전성과 내열성이 우수하며, 환경과 인체에 대한 안전성을 고려하여 유해가스의 발생을 최소화시킨 친환경 제품을 개발하여 상용화하고자 한다.
2. 기술개발의 목적 및 중요성
- 고분자물질은 대부분 탄소, 수소, 산소로 구성된 유기 고분자물질로 이루어진 석유화학제품으로서 화재 발생 시에 연소하기 쉬운 성질을 가지고 있어서, 이와 깊은 성질을 물리 혹은 화학적으로 개선해 잘 타지 못하도록 첨가하는 물질을 난연제라 하며, 연소과정에서 유해가스의 발생을 억제하는 기능을 지닌 물질을 개발할 필요가 있다.
-방염, 난연제가 지녀야 할 화학적 특성은 연소반응시 흡열반응을 통해서 주변의 열에너지를 흡수하여 플라스틱의 발화점 이하로 온도를 낮추거나 발열반응열이 아주 작아야 한다. 이에 더하여 원재료인 플라스틱이나 그 첨가물과의 혼합성이 좋아야 하고, 최종제품의 기계적인 성질에 영향을 주지 않아야 하며, 연소반응 시 발연 및 독성가스의 발생이 적어야 한다.
-국내에서 소요되는 방염, 난연제의 대부분이 수입되고 있는 현실을 감안해 볼 때, 방염고분자 수지의 기술개발을 유도하고, 잠재적 방염, 난연제의 수입의존도를 탈피하여 고분자산업의 성장을 촉진할 필요가 있다.
3. 기술개발의 내용 및 범위
- 개발하고자 하는 방염수지의 특성은 발화 혹은 연소과정 중 흡열반응을 통하여 고분자물질의 연소시 생성되는 발열에너지를 저감시켜며 고분자물질의 thermal degradation의 효과에 의한 전체 연소반응의 속도를 늦추는 기능을 가지고 있으며, 연소가스의 발생에 대한 지연작용과 불꽃의 확대를 막는 효과를 지닌 복합물질로 설계된 새로운 방염수지이다.
- 고온 발포성 방염, 난연 소재는 화재발생시 고온에서 급격히 발포하는 특성을 지닌 소재로서 고온에서의 열안정성과 내열성이 우수하여 건축용 자재나 고전압 전기설비 등에 활용이 가능한 방염소재를 개발하고자 한다.
- 난연성이 우수한 변성아미노수지를 합성하고 방염 나노입자의 제조 및 modification기술을 바탕으로 유·무기컴퍼지트형 방염소재를 개발하여 환경과 인체에 대한 안전성을 고려하여 유해가스의 발생을 최소화시킨 친환경 제품을 개발하여 상용화하고자 한다.
며 국내의 관련 산업의 발전이 기대되고 있다.
- 국내의 개발 연구는 아직 초기 단계로 현재는 주로 나노입자와 같은 기본 소재의 개발과 그 계면특성 연구에 집중되어 있고, 이들을 제품으로 연결시키기 위한 초분산성 달성 같은 공정개발 연구를 통해서 산업전반의 활성화를 도모하게 될 것이다.
4. 기술개발 결과
-고온 발포성 난연, 방염소재를 제조하기 위한 기초 바인더로 멜라민, Acetate계 단량체와 우레아, Cellulose를 첨가하여 합성한 변성 아미노복합 수지를 제조하는 공정실험을 수행하여 고분자 수지를 제조하는 방법을 개발하였다.
-방염, 난연 고분자수지의 물리적 특성인 유변학적 특성과 건조후의 도막물성, 수지바인더의 열적거동에 대한 실험 등을 통하여 제조한 고분자 수지는 우수한 도막물성과 고온에서의 팽창성 도막표면을 형성하는데 적합한 수지임을 확인할 수 있었다.
5. 기대효과
- 방염 및 난연화에 대한 규제가 선진국 수준으로 강화되고 국내 고분자수지의 방염, 난연재의 수요가 크게 늘어날 전망이므로 그것을 충족시킬 방안을 마련할 것이다. 또한 소방법이 강화되고 있어 국내 관련 산업에서 방염, 난연재의 수요가 많아질 것으로 기대하고 있다.
- 국내외의 환경 규제에 대응하여 환경치환형 비할로겐계 방염, 난연재의 연구와 개발이 산업체와 연구개발 할 수 있는 계기를 마련하며, 아직 초기단계인 비할로겐계 난연재의 개발이 촉진되며 국내의 관련산업의 발전이 기대되고 있다.
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