우리 연구조에서는 화재방지용난연재료의 개발을 목적으로 난연성능이 높고 친환경적인 유기난연제를 합성하고 그것을 리용하여 아크릴난연칠감을 개발하기 위한 연구를 진행하고있다.
멜라민과 린산으로부터 록색제품인 내구성팽창형유기린산계난연제 멜라민폴리린산염(MPP)을 합성하고 그것을 난연성칠감제조에 리용하였다.
멜라민폴리린산염은 2단계반응으로 합성되는데 1단계반응인 멜라민린산염합성반응의 합리적인 조건은 반응온도 90℃, 반응시간 2h, 멜라민과 린산의 물질량비 1:1.2, 거둠률 88%이며 2단계반응인 중축합반응의 합리적인 조건은 반응온도 290℃, 반응시간 3h, 중축합전환률은 91%이라는것을 알수 있었다.
합성한 멜라민폴리린산염은 물에 풀리지 않고 중성매질에서 물분해되지 않기때문에 자연조건에서 비물에 의한 세척작용에 견디는 능력이 강하므로 야외구조물의 보호막천의 난연처리에 쓰인다.
기본난연성분으로 멜라민폴리린산염을, 보조난연성분으로 펜타에리트리톨과 이산화티탄을, 결합제로 아크릴수지를 리용하여 아크릴방화칠감을 제조하였다.
제조한 아크릴방화칠감의 기본방화성능지표는 불길지연시간과 열절연률, 질량감소률, 팽창지수로 특징지어지는데 불길지연시간 25~28min, 열절연률 35.2~38.5%, 질량감소률 4.5~4.9%, 팽창지수 20~22로서 우수한 화재방지성능을 가진다.
기본난연성분인 MPP와 탄소원천인 펜타에리트리톨, 기체원천인 멜라민, 난연협력제인 이산화티탄의 호상협력작용에 대한 연구를 진행하여 가장 합리적인 배합조성과 제조방법을 확립하였으며 TGA, DTA, FT-IR, XRD, SEM분석을 진행하여 아크릴난연칠감의 열분해특성과 난연작용물림새를 해석하였다.
연소시에 난연제열분해생성물의 탄화작용으로 형성된 팽창성숯층은 외부로부터 가해지는 열량을 차단하고 산소의 접촉을 막으며 가연성기체의 생성을 억제하기때문에 연소가 더 이상 계속되지 못하게 함으로써 팽창숯층의 형성과 동시에 그 경계면에서 불길이 꺼지도록 한다.
개발한 아크릴방화칠감은 천, 목재, 종이를 비롯한 재료들을 방화처리하기 위하여, 특히 야외에 오래동안 보존되여있는 구조물의 화재방지용보호막천의 방화처리에 리용할수 있다.
이상의 연구결과는 잡지 《Polymer Degradation and Stability》에 《Preparation of acrylic emulsion coating with melamine polyphosphate, pentaerythritol and titanium dioxide for flame retardant cotton/polyethylene terephthalate blend fabrics》(https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2023.110366)의 제목으로 출판되였다.
