인/질소계 난연제를 포함한 난연 NBR 발포체의 제조 및 특성

Preparation & Properties of the Flame Retarded NBR Foams with Phosphorus/Nitrogen-Containing Flame Retardants

  • 조병욱 (조선대학교 공과대학 화학.고분자공학부) ;
  • 문성철 (조선대학교 공과대학 화학.고분자공학부) ;
  • 최재곤 (조선대학교 공과대학 화학.고분자공학부)
  • Jo, Byung-Wook (Division of Chemical and Polymer Sci. & Eng., Chosun Univ.) ;
  • Moon, Sung-Chul (Division of Chemical and Polymer Sci. & Eng., Chosun Univ.) ;
  • Choi, Jae-Kon (Division of Chemical and Polymer Sci. & Eng., Chosun Univ.)
  • 발행 : 2004.06.30

초록

본 연구에서는 금속수산화물과 다양한 인계 난연제를 포함한 난연 acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) 발포체를 제조하고, 이때 인 함유량에 따른 열적특성. 난연특성, 발포특성 등의 변화 및 이들의 상관관계를 조사하였다. NBR 발포체의 발포특성 및 모폴로지 분석 결과 인/질소계 난연제 10 phr 범위 내에서 대체적으로 인/질소계 난연제를 투입하지 않은 금속수산화물만을 사용한 경우와 유사한 발포특성 및 모폴로지를 가짐을 알 수 있었다. 열 분석에서는 인 함유량이 많은 인/질소계 난연제를 사용할 경우 화염분위기 하에서의 char 형성과 관련한 잔류량이 많아짐으로써 난연성이 향상됨을, LOI 분석에서도 인 함유량이 증가함에 따라 LOI가 증가함을 알 수 있었다. cone-calorimeter 분석 결과 열 및 LOI 분석 결과와 유사한 경향성을, 인 함유량이 증가함에 따라 HRR, THR, EHC 등이 감소하는 반면에 COY는 증가함을, 즉 난연성이 상승함을 확인할 수 있었다. 연기밀도 분석 결과 cone-calorimeter 분석에서의 (A)-COY와 같은 경향성을 보여주었다.

The flame retarded NBR foams were prepared with metal hydroxides and various phosphorus/nitrogen-contain ing flame retardants. The dependency of the phosphorus content on thermal properties, flame retardancy, smoke density, and foaming properties were investigated in the foams. Foaming properties and morphology of the flame retarded NBR foams with P/N flame retardants( ${\le}10 phr$) were similar to those of the foams without P/N ones but containing metal hydroxides The flame retardancy of the foams was improved with increasing the phosphorus content and char formation under combustion atmosphere. The cone-calorimeter test and LOI index were also coincided with the TGA analysis quite well. The heat release rate (HRR), total heat release (THR), and effective heat of combustion (EHC) were decreased, whereas the carbon monoxide yield was increased with increase of the phosphorus content of P/N flame retardant. The smoke density values were closely related with CO yield values obtained by the cone-calorimeter test due to the high and hard char formation.

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참고문헌

  1. H. S. Kim and S. Y. Choi, 'A Study on the manufacturing of Cellurar Rubber Products with NR, NBR and EPDM', Journal of the Korea Institute of Rubber Industry, 29, 213 (1994)
  2. K. H. Seo, C. H. Choi, D. H. Oh, and J. C. Lim, 'Development of High Expansion Foam of PVC-NBR System', Polymer(Korea), 18, 641 (1994)
  3. D. Klempner and K. C. Frisch, 'Handbook of Polymeric Foams and Foam Technology', p.253, New York and Barcelona, 1991
  4. D. Y. Hwang, K. D. Han, D. Hong, K. I. Lee, and K. Y. Lee, 'Structural Development of Polyprophylene Foam by Crosslinking and Processing Conditions', Polymer(Korea), 24, 529 (2000)
  5. J. T. Kim, W. J. Soon, W. H. Kim and B. H. Ahn, 'Foaming Characteristics and Physical Properties of Ethylene Vinyl Acetate Copolymer Foams', Elastomer, 36, 52 (2001)
  6. S. C. Moon, J. K. Choi, and B. W. Jo, 'Foaming Properties and Flame Retardancy of the Foams Based on NBR/GTR Compounds', Elastomer, 37, 159 (2002)
  7. H. H. Park and C. S. Lee, 'Flame Retardance and Thermal Resistance of CPE Rubber Compound Containing a Phosphoric Ester Flame Retardant BDPDH', Elastomer, 38, 1 (2003)
  8. S. J. Kim, '난연 플라스틱 현황', Polymer Science and Technology, 6, 118 (1995)
  9. S. B. Kwak, C. H. Jung, J. D. Nam, J. H. Kim, M. A. Choi, and J. H. Kong, 'Fire Resistance and Thermal Stability Study of Fire-Retarded Polypropylene Systems by Using Cone Calorimeter and Thermogravimetry', Polymer(Korea), 24, 777 (2000)
  10. S. S. Choi, W. B. Im, J. H. Kim, Y. A. W. Park, and J. W, Woo, 'A Study on the Flame Retardant Properties of EPDM Rubber Mixed with Phosphorus and Halogen Compound', Elastomer, 37, 224 (2002)
  11. M. O. Pyo, '난연제 사용 활성화를 위한 국내 난연제 사용 실태조사 (I)', 폴리우레탄세계, 120호 (2003)
  12. M. O. Pyo, '건축판넬 제조용 단열재의 난연화에 대한 고찰', 폴리우레탄세계, 114호 (2002)
  13. K. W. Lee adn K. E. Kim, 'Ignition Characteristics and Combustion Gas Analysis of the Plastics Foam', Journal of the KlIS, 16, 48 (2001).
  14. S. K. Jang, S. K. Shin, and T. S. Kim, 'Analytical Methods and Characteristics of Brominated Flame Retardants in Environments', Analytical Science & Technology, 14, 83 (2001)
  15. C. D. Seol, H. Y. Lee, and I. H. Park 'Polymeric Flame Retardants Containing Phosphorus and Halogen Components : I. Preparation', Polymer(Korea), 15, 191 (1991)
  16. J. O. Kim, '신기술동향보고서 : 고분자첨가제', 특허청, 2001
  17. G. M. Jung, 'EVA 가교발포 성형기술 (II)'. 삼성플라스틱 기술, 여름호, 8 (1999)