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내화성 및 난연성 고분자 조성

전문가 제언: ○ 몬모릴로나이트와 같은 층상 점토는 고분자 복합체의 난연제로 널리 연구되었다. 이 난연성은 고분자 복합체의 연소 시 넓은 표면적을 가진 점토의 박리된 알루미노규산염 박판이 고분자로부터의 연소반응물의 이동을 차단하는 장벽역할을 하는 덕분이다. 그러나 이들 층상 점토가 넓은 표면적을 얻기 위해서는 고분자 내에서 박리되어야 한다. 점토입자는 친수성을 가지므로 고분자와의 분산을 위해서는 소수성으로 만들기 위해 다량의 4차 암모늄 등에 의한 유기처리가 필요하여 추가 공정이 필요하다. 이는 환경문제가 될 수 있고 고분자 기질 성능을 해친다.

○ 개별 박판이 적층된 박판을 가진 층상 점토와 달리, 중공관(튜브)이나 두루마리 형태로 말아진 단일 벽이나 다중 벽으로 이루어진 개별 박판을 갖는 입자의 특수 점토 재료가 있다. 이 입자들은 개별 박판으로 존재하므로 이들, 즉 중공관형 점토 사용 시에는 이들 박판 사이에 고분자의 삽입(intercalation)이나 점토 박판의 박리(exfoliation)가 필요 없어 점토 분산 극대화에 화학약품 처리나 추가공정이 별로 필요 없다. 중공관 내부는 내강(lumen)이라고 한다. 이러한 종류의 점토에는 핼로이사이트, 이모고라이트(imogolite), 원주석광(cylindrite) 등이 있다.

○ 이 발명은 중공관형 점토를 고분자 복합체에서 난연제로 사용 시 통상의 판상 점토 사용 시보다 상기와 같은 유리한 점을 활용하고 있다. 중공관형 난연제의 성능은 박판형상 난연제보다 차단성능이 떨어져 난연 성능은 저하되지만, 상호작용을 위한 표면적이 커서 층상점토 박리에 필요한 다량의 유기물이 불필요하여 형상 불리점은 상쇄된다. 난연 성능의 보완을 위해 종래의 브롬화물, 염화물, 인산계, 질소계 유기 난연제뿐만 아니라 수산화금속 같은 무기계 난연제와의 병용이 바람직하다.

○ 이 발명은 총 33개 항의 권리를 신청하고 있는데 중공관형 핼로이사이트 나노튜브의 사용이 주 항목으로 되어 있으나, 종래의 난연제와의 병용에 의한 난연성 보강이 주의를 끌고 있다. 브롬화물계의 데카브로모디페닐옥사이드, 인계의 유기인산, 무기계의 수산화알루미늄 등이 이용되고 있다. 몬모릴로나이트와 같은 층상 점토의 유기화 처리를 줄이고 고분자와의 복합체 제조 시 용이한 분산에 중점을 둔 것으로 보인다.

저자: Naturalnano Research, Inc.
자료유형: 특허정보