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KR102239920B1 - 복합 방화 유리용 방화성 조성물 - Google Patents

복합 방화 유리용 방화성 조성물 Download PDF

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KR102239920B1
KR102239920B1 KR1020190040960A KR20190040960A KR102239920B1 KR 102239920 B1 KR102239920 B1 KR 102239920B1 KR 1020190040960 A KR1020190040960 A KR 1020190040960A KR 20190040960 A KR20190040960 A KR 20190040960A KR 102239920 B1 KR102239920 B1 KR 102239920B1
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김철형
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김철형
대한유리공업(주)
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Abstract

본 발명은 안전 유리 분야에 관한 복합 방화 유리용 방화성 조성물, 그 제조 방법 및 복합 방화 유리를 개시하고, 방화성 접착층의 미세기포가 생성되며 방화성이 낮은 문제점을 해결한다. 본 발명에 따르면, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법은 폴리올, 기능성 모노머, 증류수를 혼합하여 제1 혼합 에멀젼을 수득하고, 실리카를 첨가하여 실리카 입자 분산 에멀젼을 수득하는 단계; 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 혼합하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 혼합하고, 가교제, 증류수, 실리카 입자 분산 에멀젼 및 산화 환원 개시제를 첨가하여 솝 프리 시드 에멀젼을 수득하는 단계; 아크릴산, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 혼합하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 수득하고, 증류수, 산화 환원 개시제, 가교제 및 솝 프리 시드 에멀젼을 더 첨가하여 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득하는 단계; 및 수산화칼륨 용액 및 보조제를 첨가하고, 추가의 여과를 위해 방치한 후 여과하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 수득하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 방화성 조성물이 경화된 방화성 접착제는 미세기포가 생성되지 않고 방화 성능이 우수하다는 장점을 갖는다.

Description

복합 방화 유리용 방화성 조성물{FIRE-PROOF COMPOSITION FOR FIRE-PROOF COMPOSITE GLASS}
본 발명은 복합 방화 유리용 방화성 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복합 방화 유리용 방화성 조성물, 그 제조 방법, 및 방화성 조성물을 사용하여 제조된 복합 방화 유리에 관한 것이다.
안전 유리는 주로 강화 유리, 합판 유리, 방탄 유리, 도난 방지 유리, 방화 유리, 망 유리, 보호 유리 및 호일 유리로 구분되는 중요한 건축 자재이다.
방화 유리는 건물 외벽, 문 및 창문에 방화용으로 적용되며, 1,000 ℃의 화염에 파열되지 않고 장시간 유지할 수 있다. 화재 및 연기의 확산을 효과적으로 방지하므로 처음 불을 발견한 사람이 화재 발생 장소로부터 대피할 수 있는 충분한 시간을 제공할 수 있으며, 재난 구조 활동을 위한 시간을 얻을 수 있는 현재 가장 효과적이고 안전한 유리이다.
방화 유리는 복합 방화 유리와 단층 방화 유리로 구분되며, 복합 방화 유리는 둘 이상의 판유리가 투명한 방화성 접착제 또는 방화성 조성물로 코팅된 유리와 접합되어 제조된 유리를 말한다. 복합 방화 유리는 내화성 및 단열성을 가진다. 또한, 높은 기계적 강도, 굴곡 저항, 압력 저항 및 기타 향상된 물성을 가지며 화재가 발생하면 방화성 접착층이 빠르게 발포 및 팽창하여, 방화성 및 단열성을 갖춘 발포층이 형성된다. 또한, 방화성 접착층은 깨진 유리 조각을 결합시켜 전체적인 형태를 유지함과 동시에 화재로부터 많은 열을 흡수하고, 효과적으로 화염을 차단하며, 고온 및 유해 가스를 차단한다.
방화성 접착층의 성능은 복합 방화 유리의 성능을 결정하며, 방화성 접착층은 방화성 조성물이 경화된 것이므로, 방화성 조성물이 우수한 성능을 갖는지 여부에 따라 복합 방화 유리가 우수한 방화 성능을 갖는지 여부가 결정된다.
현재 복합 방화 유리 작업은 기초 연구 단계에 있으며, 규산나트륨 수용액 또는 규산칼륨 수용액과 같이 일반적으로 나트륨 물유리 또는 칼륨 물유리로 알려져 있는 무기 방화성 조성물이 사용된다. 유기물로 제조된 난연제에 대한 연구는 거의 없다.
종래의 방화성 조성물이 경화된 방화성 접착제는 낮은 모듈러스(Modulus), 낮은 고체 함량 및 높은 수분 함량을 갖기 때문에 유리 제조 시 많은 양의 미세 기포가 생성된다. 이는 복합 방화 유리의 외적 품질, 광학적 특성, 경도 및 인성(Toughness)에 직접적인 영향을 줄 뿐만 아니라 사용 효과 및 수명에 심각한 영향을 끼쳐 복합 방화 유리의 화재 성능을 크게 감소시킨다.
본 개시의 과제는 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 개시의 과제는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물이 경화되어 미세 기포가 없으며 양호한 방화 성능을 갖는 방화성 접착제를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법은,
(1) 상대적 중량 비율에 따라, 폴리올(polyol) 15~35%, 기능성 모노머 15~50%, 열안정제 2~14%, 경화제 0.05~0.3%, 탄소 형성제(carbon forming agent) 2~8% 및 증류수 8~20%를 혼합하여 제1 혼합 에멀젼을 수득하고,
상대적 중량 비율에 따라, 상기 제1 혼합 에멀젼 30~40% 및 친수성 나노 실리카 입자 20~40%를 혼합하여 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 수득하는 단계 - 상기 친수성 나노 실리카 입자의 크기는 60nm~150nm에 해당함 -;
(2) 상대적 중량 비율에 따라, 스티렌 10~30%, 메틸메타크릴레이트 15~40% 및 부틸아크릴레이트 20~50%를 혼합하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 수득하고,
상대적 중량 비율에 따라, 상기 나노 실리카 입자 분산 에멀젼 50~80%에, 상기 제2 혼합 단량체 에멀젼 1~8%, 가교제 0.1~0.7% 및 증류수 5~15%를 첨가하여 60℃~65℃로 가열한 후, 상기 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 산화 환원 개시제 0.01~0.05%를 첨가하고 반응시켜 솝 프리 시드 에멀젼(soap-free seed emulsion)을 수득하는 단계;
(3) 상대적 중량 비율에 따라, 아크릴산 10~30%, 스티렌 15~40%, 메틸메타크릴레이트 25~50% 및 부틸아크릴레이트 5~20%를 혼합하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 수득하고,
상대적 중량 비율에 따라, 상기 솝 프리 시드 에멀젼 55~105%에, 상기 제3 혼합 단량체 에멀젼 5~25%, 증류수 5~25%, 산화 환원 개시제 0.01~0.22% 및 가교제 0.1~0.7%를 첨가하고 60℃~65℃에서 3~5시간 동안 반응시킨 후, 솝 프리 코어셸 에멀젼(soap-free core shell emulsion)을 수득하는 단계; 및
(4) 상대적 중량 비율에 따라, 상기 솝 프리 코어셸 에멀젼 70~75%와 50% 수산화칼륨 수용액 5~8%를 혼합하고, 탄소 형성 보조제 1~5%를 첨가한 후, 이온고정제(Ion fixing agent) 0.01~0.05%, 소포제 0.01~0.05%, 균염제 0.1~0.2% 및 경화제 0.05~0.2%를 첨가하여 혼합하고 방치한 후 여과하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 수득하는 단계
를 포함하고, 상기 탄소 형성제는 수크로스, 프룩토오스, 글루코스 및 설탕 중 적어도 하나 이상 포함하며, 상기 탄소 형성 보조제는 인산이수소칼륨, 인산수소칼륨, 인산이수소나트륨 및 인산수소나트륨 중 적어도 하나 이상 포함한다.
바람직하게는, 폴리올은 글리세린, 자일리톨 및 펜타에리트리톨 중에서 적어도 하나를 포함한다.
바람직하게는, 상대적 중량 비율에 따라, 제1 혼합 에멀젼은 글리세린 15~20%, 자일리톨 2~4%, 펜타에리트리톨 2~4%, 아크릴산 10~15%, 메타크릴산 10~15%, 폴리아크릴아미드 5~10%, 붕사 3~5%, 붕산 3~5%, 수크로스 3~6%, 플루오르화규산나트륨 0.1~0.2% 및 증류수 10~15%를 혼합하여 제조된다.
바람직하게는, 상대적 중량 비율에 따라, 제2 혼합 단량체 에멀젼은 스티렌 15~20%, 메틸메타크릴레이트 20~30% 및 부틸아크릴레이트 30~40%를 혼합하여 제조된다.
바람직하게는, 상대적 중량 비율에 따라, 제3 혼합 단량체 에멀젼은 아크릴산 15~20%, 스티렌 20~30%, 메틸메타크릴레이트 30~40% 및 부틸아크릴레이트 10~15%를 혼합하여 제조한다.
바람직하게는, 탄소 형성제는 수크로스, 프룩토오스, 글루코스 및 프룩토오스 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 탄소 형성 보조제는 인산이수소칼륨, 인산수소칼륨, 인산이수소나트륨 및 인산수소나트륨 중 적어도 하나 이상 포함한다.
바람직하게는, 상기 이온고정제는 산화아연, 산화알루미늄 및 전분 중 적어도 하나 이상 포함하고, 상기 소포제는 폴리에테르 변성 실리콘 및 폴리우레탄 보조제 중 적어도 하나 이상 포함하고, 상기 균염제는 폴리에테르 첨가제이고, 상기 열안정제는 붕사 및 붕산 중 적어도 하나 이상 포함하고, 경화제는 플루오르화규산나트륨, 플루오르화규산칼륨 및 플루오르화알루미늄 중 적어도 하나를 포함하고, 산화 환원 개시제는 황산암모늄과 아황산수소나트륨이 1:1의 몰비로 혼합된 혼합물이며, 상기 나노 실리카 입자의 크기는 60~150nm이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 제공하며, 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 상기 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법에 의해 제조된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 제1 유리 및 제2 유리를 포함하는 복합 방화 유리를 제공하며, 제1 유리와 제2 유리는 방화성 조성물을 경화시켜 형성된 방화성 접착층을 개재하여 적층되며, 상기 방화성 조성물은 복합 방화 유리용 방화성 조성물이며, 제1 유리의 외면은 반사 방지 코팅을 갖는다.
바람직하게는, 상기 제2 유리는 상기 방화성 접착층을 통해 상기 제3 유리 층과 결합되고, 상기 제1 유리, 상기 제2 유리 및 상기 제3 유리의 두께는 4mm이며 방화성 접착층의 두께는 1~2mm이다.
바람직하게는, 상기 반사 방지 코팅은 이산화규소 단층 코팅, 이산화티타늄 단층 코팅, 이산화규소/이산화티타늄 이중 코팅, 이산화티타늄/이산화규소 이중 코팅 및 이산화규소/이산화티타늄/이산화규소 다층 복합 코팅 중 하나일 수 있으며, 상기 이산화규소 단층 코팅 또는 이산화티타늄 단층 코팅의 두께는 0.0001mm~0.1mm이다.
본 개시에 따라 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수산화칼륨 용액과 혼합하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 제조하고 이를 경화시킴으로써 형성된 방화성 접착층은 미세 기포 발생이 방지되며 방화 성능도 향상된다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 복합 방화 유리의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의해 제공되는 복합 방화 유리의 개략적인 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예, 기술적인 해결책, 특징 및 기능에 대한 구체적인 설명이 이루어진다.
다양한 실시예의 구체적인 특징, 구조 또는 특징은 임의의 적합한 형태로 조합 또는 결합될 수 있다. 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법을 기술할 때, 일련 번호 (1), (2), (3), 및 (4)는 본 발명의 방법의 단계들의 순서를 제한하지 않는다. 본 발명에서 사용된 "하나 이상"라는 문구는 한 가지 물질 또는 두 가지 물질의 혼합물이 사용되는 경우를 포괄한다. 실시예에서 동일하거나 유사한 성질을 가지며 동일한 효과를 발휘하는 동일한 물질에 대하여 설명하기 위해 일부 물질만 열거되어 있으나, 목록에 없는 다른 물질들도 나열된 물질의 기술적인 효과를 가질 수 있다. 물질의 내용에 대한 수치한정이 있는 경우, 한정된 수치범위에 있는 일부 데이터만 설명을 위해 나열된다. 모든 항목을 나열하지 않았으나 한정된 수치범위에 나열되지 않은 다른 데이터도 나열된 데이터와 함께 기술적인 효과가 있다. 본 개시에서 에멀젼(emulsion)은 유제로도 지칭될 수 있다.
본 개시에서 기재된 제1 혼합 에멀젼은 제1 유제로 지칭될 수 있고, 나노 실리카 입자 분산 에멀젼은 제2 유제로 지칭될 수 있으며, 제2 혼합 단량체 에멀젼은 제3 유제로 지칭될 수 있고, 솝 프리 시드 에멀젼(soap-free seed emulsion)은 제4 유제로 지칭될 수 있으며, 제3 혼합 단량체 에멀젼은 제5 유제로 지칭될 수 있고, 솝 프리 코어셸 에멀젼(soap-free core shell emulsion)은 제6 유제로 지칭될 수 있다.
실시예1
글리세린 0.15kg, 아크릴산 0.15kg, 붕사 0.02kg, 플루오르화규산나트륨 0.0005kg, 수크로스 0.02kg 및 증류수 0.08kg을 취한 후 혼합하여 제1 혼합 에멀젼(제1 유제)을 준비한다.
제1 혼합 에멀젼 0.3kg과 입자의 직경이 60nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.2kg을 취하고 각각 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제1 혼합 에멀젼에 분산시킨다. 그 후 5시간 동안 방치하여 기포를 제거하여 안정한 나노 실리카 입자 분산 에멀젼(제2 유제)을 수득한다.
스티렌 0.1kg, 메틸메타크릴레이트 0.15kg, 부틸아크릴레이트 0.2kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 혼합하여 제2 혼합 단량체 에멀젼(제3 유제)을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제(Redox type initiator)로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.01kg, l,2-디비닐벤젠 0.00lkg 및 증류수 0.05kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 혼합한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 혼합하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.01kg을 혼합하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.001kg 및 증류수 0.05kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 60℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.0001kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.0001kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼(제4 유제)이 수득된다.
아크릴산 0.1kg, 스티렌 0.15kg, 메틸메타크릴레이트 0.25kg 및 부틸아크릴레이트 0.05kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 혼합하여 제3 혼합 단량체 에멀젼(제5 유제)을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.05kg, 증류수 0.05kg, 산화 환원 개시제 0.0001kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.001kg을 계량하여 혼합한 후 60℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 60℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼(제6 유제)을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.7kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.05kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0001kg, 폴리 에테르 첨가제 RH-212 0.001kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0005kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.7kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.05kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산이수소칼륨 0.01kg, 전분 0.0005kg, 폴리에테르 변형 실리콘 BYK024 0.0001kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.001kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0005kg을 첨가하고, 20 mbar에서 20분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터(mesh filter)로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예2
먼저, 펜타에리트리톨 0.2kg, 메타크릴산 0.2kg, 붕산 0.04kg, 플루오르화규산칼륨 0.001kg, 프룩토오스 0.03kg 및 증류수 0.12kg을 계량하여 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 수득한다.
제1 혼합 에멀젼 0.32kg와 입자의 직경이 80nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.24kg을 취한 후, 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제1 혼합 에멀젼 중에 분산시킨다. 그 후 6시간동안 방치하여 기포를 제거하여 나노 실리카 입자 분산형 에멀젼을 제조한다.
스티렌 0.20kg, 메틸메타크릴레이트 0.2kg, 부틸아크릴레이트 0.3kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.03kg, l,2-디비닐벤젠 0.002kg 및 증류수 0.08kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.03kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.002kg 및 증류수 0.08kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 62℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.00015kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.0002kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.15kg, 스티렌 0.20kg, 메틸메타크릴레이트 0.30kg 및 부틸아크릴레이트 0.10kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.1kg, 증류수 0.08kg, 산화 환원 개시제 0.0005kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.002kg을 계량하여 혼합한 후 62℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 62℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.71kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.06kg, 인산수소칼륨 0.02kg, 산화아연 0.0006kg, 폴리우레탄 보조제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.002kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0008kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.71kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.06kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산수소칼륨 0.02kg, 산화아연 0.0006kg, 폴리우레탄 보조제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.002kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0008kg을 첨가하고, 25 mbar에서 20분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예3
자일리톨 0.23kg, 플루오르화알루미늄 0.25kg, 붕사 0.03kg 및 붕산 0.03kg, 플루오르화물(fluoride) 0.0015kg, 글루코스 0.04kg 및 증류수 0.16kg을 계량하고, 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 준비한다.
제1 혼합 에멀젼 0.34kg과 입자의 직경이 100nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.28kg을 취하고 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제1 혼합 에멀젼에 분산시킨다. 그 후 7시간 동안 방치하여 기포를 제거하여 안정한 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 수득한다.
스티렌 0.20kg, 메틸메타크릴레이트 0.25kg, 부틸아크릴레이트 0.35kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.05kg, l,2-디비닐벤젠 0.003kg 및 증류수 0.08kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.05kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.003kg 및 증류수 0.08kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 63℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.0003kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.0003kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.20kg, 스티렌 0.25kg, 메틸메타크릴레이트 0.35kg 및 부틸아크릴레이트 0.15kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.15kg, 증류수 0.08kg, 산화 환원 개시제 0.0001kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.003kg을 계량하여 혼합한 후 63℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 63℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.72kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.07kg, 인산이수소나트륨 0.03kg, 산화알루미늄 0.0014kg, 폴리우레탄 보조제 902W 0.0003kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0014kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0012kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.72kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.07kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산이수소칼륨 0.03kg, 산화알루미늄 0.0014kg, 폴리우레탄 보조제 902W 0.0003kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0014kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0012kg을 첨가하고, 30 mbar에서 30분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예4
먼저, 글리세린 0.2kg, 펜타에리트리톨 0.05kg, 아크릴산 0.15kg, 메타크릴산 0.15kg, 붕사 0.04kg, 붕산 0.04kg, 플루오르화규산나트륨 0.001kg, 설탕 0.05kg 및 증류수 0.18kg을 계량하여 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 수득한다.
제1 혼합 에멀젼 0.36kg와 입자의 직경이 120nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.32kg을 취한 후, 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제 1 혼합 에멀젼 중에 분산시킨다. 그 후 8시간동안 방치하여 기포를 제거하여 나노 실리카 입자 분산형 에멀젼을 제조한다.
스티렌 0.25kg, 메틸메타크릴레이트 0.30kg, 부틸아크릴레이트 0.40kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.08kg, l,2-디비닐벤젠 0.005kg 및 증류수 0.11kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.08kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.005kg 및 증류수 0.11kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 64℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.0004kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.0004kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.25kg, 스티렌 0.30kg, 메틸메타크릴레이트 0.40kg 및 부틸아크릴레이트 0.20kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.2kg, 증류수 0.12kg, 산화 환원 개시제 0.0015kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.005kg을 계량하여 혼합한 후 64℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 64℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50 % 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.73kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.08kg, 인산수소나트륨 0.04kg, 산화알루미늄 0.0004kg, 전분 0.0004kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0002kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0016kg, 플루오르화알루미늄 0.0008kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0008kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.73kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.08kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산이수소나트륨 0.04kg, 산화알루미늄 0.0004kg, 전분 0.0004kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0002kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0016kg, 플루오르화알루미늄 0.0008kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0008kg을 첨가하고, 35mbar에서 20분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예5
먼저, 글리세린 0.24kg, 자일리톨 0.04kg, 폴리아크릴아마이드 0.18kg, 메타크릴산 0.17kg, 붕사 0.05kg, 붕산 0.05kg, 플루오르화규산나트륨 0.0012kg, 플루오르화알루미늄 0.0013kg, 수크로스 0.03kg, 프룩토오스 0.03kg 및 증류수 0.2kg을 계량하여 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 수득한다.
제1 혼합 에멀젼 0.38kg와 입자의 직경이 140nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.30kg을 취한 후, 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제1 혼합 에멀젼 중에 분산시킨다. 그 후 9시간동안 방치하여 기포를 제거하여 나노 실리카 입자 분산형 에멀젼을 제조한다.
스티렌 0.3kg, 메틸메타크릴레이트 0.35kg, 부틸아크릴레이트 0.45kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.07kg, l,2-디비닐벤젠 0.007kg 및 증류수 0.15kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.07kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.007kg 및 증류수 0.15kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 65℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.00025kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.0005kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.3kg, 스티렌 0.35kg, 메틸메타크릴레이트 0.45kg 및 부틸아크릴레이트 0.20kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.25kg, 증류수 0.15kg, 산화 환원 개시제 0.002kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.007kg을 계량하여 혼합한 후 65℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 65℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.74kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.065kg, 인산수소칼륨 0.025kg, 인산이수소칼륨 0.025kg, 산화아연 0.00045kg, 전분 0.00045kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0003kg, 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0018kg, 플루오르화알루미늄 0.0009kg 및 플루오르화규산칼륨 0.0009kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.74kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.065kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산수소칼륨 0.025kg, 인산이수소칼륨 0.025kg, 산화아연 0.00045kg, 전분 0.00045kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0003kg, 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0018kg, 플루오르화알루미늄 0.0009kg 및 플루오르화규산칼륨 0.0009kg을 첨가하고, 40mbar에서 40분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예6
먼저, 펜타에리트리톨 0.15kg, 자일리톨 0.16kg, 폴리아크릴아마이드 0.2kg, 아크릴산 0.2kg, 붕사 0.06kg, 붕산 0.06kg, 탄산 플루오르화 나트륨 0.0015kg, 플루오르화규산칼륨 0.0015kg, 플루오르화규산나트륨 0.0012kg, 플루오르화알루미늄 0.0013kg, 글루코스 0.04kg, 설탕 0.03kg 및 증류수 0.17kg을 계량하여 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 수득한다.
제1 혼합 에멀젼 0.4kg와 입자의 직경이 150nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.4kg을 취한 후, 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제 1 혼합 에멀젼 중에 분산시킨다. 그 후 9시간동안 방치하여 기포를 제거하여 나노 실리카 입자 분산형 에멀젼을 제조한다.
스티렌 0.28kg, 메틸메타크릴레이트 0.40kg, 부틸아크릴레이트 0.50kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.08kg, l,2-디비닐벤젠 0.007kg 및 증류수 0.15kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.08kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.007kg 및 증류수 0.15kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 65℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.00025kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.00045kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.3kg, 스티렌 0.35kg, 메틸메타크릴레이트 0.45kg 및 부틸아크릴레이트 0.20kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.25kg, 증류수 0.25kg, 산화 환원 개시제 0.0022kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.007kg을 계량하여 혼합한 후 65℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 65℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.75kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.075kg, 인산수소칼륨 0.020kg, 인산이수소칼륨 0.020kg, 인산수소나트륨 0.01kg, 산화아연 0.00035kg, 전분 0.00035kg, 산화알루미늄 0.00035kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0003kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.002kg, 플루오르화알루미늄 0.0006kg, 플루오르화규산칼륨 0.0007kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0007kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.75kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.055kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산수소칼륨 0.020kg, 인산이수소칼륨 0.020kg, 인산수소나트륨 0.01kg, 산화아연 0.00035kg, 전분 0.00035kg, 산화알루미늄 0.00035kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.0003kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.0002kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.002kg, 플루오르화알루미늄 0.0006kg, 플루오르화규산나트륨 0.0007kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0007kg을 첨가하고, 35mbar에서 20분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
실시예7
먼저, 글리세린 0.18kg, 펜타에리트리톨 0.03kg, 자일리톨 0.03kg, 아크릴산 0.13kg, 메타크릴산 0.13kg, 폴리아크릴아마이드 0.07kg, 붕사 0.045kg, 붕산 0.045kg, 플루오르화규산나트륨 0.0005kg, 플루오르화규산칼륨 0.0005kg, 플루오르화알루미늄 0.0005kg, 수크로스 0.015kg, 프룩토오스 0.015kg, 글루코스 0.01kg, 설탕 0.005kg 및 증류수 0.13kg을 계량하여 혼합한 후 충분히 교반하여 제1 혼합 에멀젼을 수득한다.
제1 혼합 에멀젼 0.35kg와 입자의 직경이 105nm인 친수성 나노 실리카 입자 0.3kg을 취한 후, 초음파 분산 및 고속 교반에 의해 친수성 나노 실리카 입자를 제1 혼합 에멀젼 중에 분산시킨다. 그 후 7.5시간 동안 방치하여 기포를 제거하여 나노 실리카 입자 분산형 에멀젼을 제조한다.
스티렌 0.275kg, 메틸메타크릴레이트 0.35kg, 부틸아크릴레이트 0.35kg을 계량하여 상기 성분들을 혼합한 후 충분히 교반하여 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
중합 반응의 산화 환원 개시제로서 과황산암모늄 및 아황산수소나트륨을 1:1의 몰비로 혼합하고, 0.1kg을 제조한다.
제2 혼합 단량체 에멀젼 0.035kg, l,2-디비닐벤젠 0.0035kg 및 증류수 0.15kg을 취한다. 미리 수득해 놓은 나노 실리카 입자 분산 에멀젼을 250rpm/분의 속도로 교반한다. 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 질소 가스를 첨가하여 교반하면서 보호하고, 제2 혼합 단량체 에멀젼 0.035kg을 교반하면서 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 1,2-디비닐벤젠 0.0035kg 및 증류수 0.075kg을 첨가하고 완전히 교반 혼합하면서 63℃로 천천히 가열한다. 준비된 산화 환원 개시제를 0.00025kg 취한 다음, 산화 환원 개시제 0.00025kg을 나노 실리카 입자 분산 에멀젼에 첨가한다. 중합 반응이 발생하면 솝 프리 시드 에멀젼이 수득된다.
아크릴산 0.175kg, 스티렌 0.25kg, 메틸메타크릴레이트 0.35kg 및 부틸아크릴레이트 0.125kg를 계량하여 혼합하고, 충분히 교반하여 제3 혼합 단량체 에멀젼을 제조한다.
제3 혼합 단량체 에멀젼 0.15kg, 증류수 0.20kg, 산화 환원 개시제 0.00017kg 및 1,2-디비닐벤젠 0.0035kg을 계량하여 혼합한 후 63℃로 가열하고, 미리 수득한 솝 프리 시드 에멀젼을 일정 속도로 첨가한 후 63℃에서 4시간 동안 반응시켜 최종적으로 솝 프리 코어셸 에멀젼을 수득한다.
미리 50% 수산화칼륨 0.1kg의 수용액을 준비하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.725kg, 50% 수산화칼륨 수용액 0.065kg, 인산수소칼륨 0.01kg, 인산이수소칼륨 0.01kg, 인산수소나트륨 0.01kg, 인산이수소나트륨 0.005kg, 산화아연 0.0003kg, 전분 0.0003kg, 산화알루미늄 0.0002kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.00015kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.00015kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0015kg, 플루오르화알루미늄 0.0005kg, 플루오르화규산칼륨 0.0005kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0005kg을 계량하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼 0.725kg 및 50% 수산화칼륨 수용액 0.065kg을 완전히 혼합하고 10분동안 교반한다. 그 후 인산수소칼륨 0.01kg, 인산이수소칼륨 0.01kg, 인산수소나트륨 0.01kg, 인산이수소나트륨 0.005kg, 산화아연 0.0003kg, 전분 0.0003kg, 산화알루미늄 0.0002kg, 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 0.00015kg 폴리우레탄 첨가제 902W 0.00015kg, 폴리에테르 첨가제 RH-212 0.0015kg, 플루오르화알루미늄 0.0005kg, 플루오르화규산칼륨 0.0005kg 및 플루오르화규산나트륨 0.0005kg을 첨가하고, 30mbar에서 20분 동안 저속 교반하고, 천천히 상온으로 냉각시킨 후, 상압까지 상승시켜 상온 상압 하에 방치시켜 기포를 없애고, 100 메쉬 필터로 여과한 후 여과액을 수득하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물 제조를 완료한다.
다양한 보조제가 복합 방화 유리용 방화성 조성물에 미치는 영향은 하기와 같다.
본 발명에 따른 폴리올은 글리세린, 트리히드록시메틸에탄, 펜타에리트리톨, 자일리톨, 소르비톨 등 분자 내 3개 이상의 수산기를 갖는 알코올을 말한다. 결정성이 강하고 결합 강도가 높은 폴리올이면 어느 것이나 사용할 수 있고, 본 발명에서 사용되는 폴리올은 글리세린, 자일리톨 및 펜타에리트리톨 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 복합 방화 유리의 접착력과 강도를 향상시킨다. 또한, 폴리올은 탄화수소이기도 하며, 탄소 형성제로서도 사용할 수 있고, 계면활성, 소포 및 부동 방지 효과를 발휘한다.
본 발명에 따른 기능성 모노머는 접착, 내수성, 안정성 등과 같은 특정 작용기를 제공하는 모노머를 말한다. 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 접착성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 임의의 기능성 모노머가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 기능성 모노머는 아크릴산, 메타크릴산 및 폴리아크릴아마이드 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 탄소 형성제 및 탄소 형성 보조제에 따르면, 충분한 열에 의해 분자 내의 하이드록시기가 탄소 사슬로부터 분리될 수 있고, 하이드록시기를 잃은 탄소 사슬이 활성 탄소를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 활성탄은 열전달을 방지하기 위한 차단층을 형성할 수 있다. 고온에서 탄소 절연층을 형성할 수 있는 탄소 형성제가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 탄소 형성제는 수크로스, 프룩토오스, 글루코스 및 설탕 중 적어도 하나 이상 포함한다. 탄소 형성 보조제는 인산이수소칼륨, 인산수소칼륨, 인산이수소나트륨 및 인산수소나트륨 중 적어도 하나 이상 포함한다. 방화성 접착층이 고온에서 발포되어 기공을 형성하는 경우, 탄소 형성제 및 탄소 형성 보조제가 탄화되어 긴 사슬의 탄화물이 형성되고, 긴 사슬의 탄화물은 다량의 열을 흡수하여 유리의 방화 성능을 향상시킨다.
본 발명에 따른 소포제는 거품 발생을 억제하거나 생성된 거품을 제거한다. 본 발명에 따른 소포제는 폴리에테르 변성 실리콘 BYK-024 및/또는 폴리우레탄 보조제 902W이다. 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 제조할 때 재료를 완전히 혼합하기 위해 혼합물을 교반할 필요가 있는데, 교반하면서 불가피하게 기포가 발생하고, 복합 방화 유리용 방화성 조성물이 방화성 접착제로 경화되어 복합 방화 유리의 표면에 덮여지면, 방화성 접착층에 기포가 존재하여 복합 방화 유리의 외적 품질이 저하된다. 이에 소포제가 첨가되면 방화성 조성물의 거품을 제거할 수 있다. 즉, 방화성 접착층의 기포를 제거하여 복합 방화 유리의 외적 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 열안정제는 붕사 및/또는 붕산이며, 난연성을 가지며, 복합 방화 유리용 방화성 조성물이 경화된 방화성 접착층의 내열성 및 투명성을 향상시킬 수 있으며, 방화성 접착층의 열팽창율을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 열안정제는 복합 방화 유리의 화학적 안정성, 내충격성 및 내열 충격성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이온고정제는 산화아연, 산화알루미늄 및 전분 중 적어도 하나 이상 포함하고, 복합 방화 유리용 방화성 조성물에 의해 형성된 방화성 접착층에서 산화칼륨의 활성을 변화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이온고정제를 첨가하면 방화성 접착층의 내수성이 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 균염제는 폴리에테르 첨가제 RH-212이다. 복합 방화 유리의 표면을 덮는 복합 방화 유리용 방화성 조성물 코팅은 건조되어야 한다. 건조 공정 중에, 복합 방화 유리는 일정 수준 휘어지기 때문에, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 방화층은 필연적으로 두께 차이가 생기게 된다. 이 때 균염제를 첨가함으로써 가압된 후에도 부드럽고 매끄럽고 균일한 접착층을 형성할 수 있어 두께가 균일하며 기포가 생성되지 않도록 한다.
본 발명에 따른 경화제는 플루오르화규산나트륨, 플루오르화규산칼륨 및 플루오르화알루미늄 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 솝 프리 코어셸 에멀젼은 수산화칼륨 수용액과 반응하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물, 즉 고형분의 함량이 높은 칼륨 물유리를 형성한다. 경화제는 솝 프리 코어셸 에멀젼 및 수산화칼륨 수용액의 반응 속도 및 경화 속도를 가속할 수 있고, 복합 방화 유리용 방화성 조성물 및 조성물이 경화된 방화성 접착층의 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 가교제는 1,2-디비닐벤젠이며, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 가교제는 복합 방화 유리의 방화성을 향상시키고 방화성 접착층의 기계적 강도 및 내후성을 향상시킨다.
본 발명은 모노머의 중합을 개시할 수 있는 산화 환원 개시제로서 1:1의 몰비를 가지는 과황산암모늄과 아황산수소나트륨의 혼합물을 사용한다. 본 발명에 따른 개시제는 솝 프리 코어셸 에멀젼의 중합 속도, 단량체의 전환율, 최종 입자의 입자 크기 등에 직접 영향을 미치는 솝 프리 코어셸 에멀젼을 제조하기 위한 중요한 성분이다.
본 발명에 따른 산화 환원 개시제는 산화제와 환원제 사이의 전자전달에 의해 생성된 자유 라디칼을 이용하여 솝 프리 코어셸 에멀젼의 중합을 개시한다. 산화 환원 개시제의 반응 활성화 에너지는 열 개시 시스템의 반응 활성화 에너지보다 작기 때문에, 앞서 언급된 솝 프리 코어셸 에멀젼의 개시 온도는 낮추고, 반응 속도는 증가될 수 있으며, 반응 에너지 소비는 감소될 수 있고, 일부 기능성 모노머의 고온 하의 가수 분해 반응은 피할 수 있다.
종래 유제의 중합반응에서, 유화제는 중합 시스템을 안정화하는데 필요하지만 유화제는 최종 생성물에 잔존하며, 이는 수세척 공정으로도 완전히 제거되지 않는다. 유화제의 존재는 광학 특성, 전기적 특성, 소형화, 내수성, 스크래치에 대한 내구성 및 에멀젼 중합체의 접착성에 영향을 주기 때문에 에멀젼의 적용 범위는 제한적이며, 고가의 유화제는 유제의 생산 비용을 증가시킨다. 이러한 유화제로 인한 단점을 극복하기 위해 새로운 유화 중합 시스템인 솝 프리 에멀젼 중합반응을 제공한다. 이 에멀젼 중합반응은 종래의 유화 중합반응을 기반으로 개발된 신기술로, 솝 프리 유화 중합은 반응 중에 유화제가 전혀 첨가되지 않아 에멀젼의 생산 비용을 줄이는 유화 중합 공정을 말한다.
본 발명의 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 솝 프리 에멀젼을 이용한다. 즉, 에멀젼에는 유화제가 전혀 존재하지 않으며, 라텍스 입자는 중합체의 긴 사슬 또는 말단기에 결합된 다양한 이온 그룹에 의해 주로 안정화된다. 이 그룹들의 도입은 주로 친수성으로 인해 콜로이드 입자 표면에 존재하는 수용성 단량체와의 공중합에 의해 이루어진다. 이 친수성기는 일정한 pH에서 이온 형태로 존재하거나, 라텍스 입자의 안정한 상태를 얻기 위해 이들 사이의 입체 장해(Steric hindrance)에 의존할 수 있다. 아크릴산은 친수성기인 -COOH를 함유하고 있어 유화제로 작용할 수 있다. 아크릴산은 친수성기 -COOH 및 소수성기 -CH3를 모두 함유하는 수용성 단량체이기 때문이다. 따라서, 본 발명의 솝 프리 코어셸 에멀젼 중합 반응에서 아크릴계 모노머의 일부는 유화제로서 기능할 수 있고, 아크릴산의 일부는 중합 반응 단량체로서 기능할 수 있다. 아크릴산의 유리 전이 온도는 스티렌 및 메틸메타크릴레이트와 유사하게 약 105℃이다.
본 발명의 다양한 실시예에 의해 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 코어셸 구조의 에멀젼이다. 주로 특정 조건에서 두 개 이상의 단량체를 단계적으로 또는 다단계로 중합하는 것을 의미한다. 라텍스 입자의 내측 또는 외측은 각각 다른 성분, 즉 코어셸형 라텍스 입자로 농축되어 코어 및 쉘에 상이한 기능을 부여하고, 상이한 성질의 복합체 에멀젼을 수득한다.
본 발명의 방법에서 제2 혼합 단량체 에멀젼을 제조할 때, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 부틸아크릴레이트를 반응시켜 수득한 공중합체는 벤젠고리를 가지며 유리전이온도는 약 105℃이다. 상온에서 유리인 상태이기 때문에 공중합체의 강성을 향상시킬 수 있으며, 1,2-디비닐벤젠을 가교제로 사용하기 때문에 다른 단량체와 공중합이 용이하다. 폴리메틸메타크릴레이트의 유리전이온도는 폴리스티렌의 유리전이온도와 유사하며, 공중합체의 유리전이온도에 영향을 주지 않으면서 비용을 절감할 수 있다. 부틸아크릴레이트는 유리전이온도가 약 -56℃이고, 상온에서 접착 상태이므로, 공중합체의 인성을 향상시키고, 사용 중 공중합체가 취성 파괴(brittle fracture)되는 것을 방지할 수 있다. 공중합체의 유리전이온도의 공식에 따르면, 제2 혼합 단량체 에멀젼의 유리전이온도는 약 50℃이며, 상온 조건에서 유리 상태이며 일정한 인성을 갖는다. 제2 혼합 단량체 에멀젼의 코어셸 구조에서, 제1 쉘인 제2 혼합 단량체 에멀젼 중의 입자는 코어로서 나노 크기의 실리카 입자를 둘러싼다.
본 발명의 실시예에서 제3 혼합 단량체 에멀젼의 제조 시 스티렌, 메틸메타크릴레이트, 아크릴산 및 부틸아크릴레이트가 사용된다. 본 발명의 방법에 따르면, 수득된 제3 혼합 단량체 에멀젼의 그룹 분포 비율은 공중합체의 유리전이온도 공식에 따라 계산된다. 제3 혼합 단량체 에멀젼의 가교 구조로 인해, 제3 혼합 단량체 에멀젼은 약 80℃의 유리전이온도를 가지며, 이는 라텍스 입자 외부 쉘의 강도를 향상시킨다. 최종적으로 얻어지는 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 부드러운 내부 및 외부 구조가 되며, 복합재 방화 유리의 방화성 접착제가 경화되어 고강도를 갖는 조건 하에서 계속해서 일정한 인성을 갖는다. 제3 혼합 단량체 에멀젼의 코어셸 구조에서, 제3 혼합 단량체 에멀젼의 미립자는 제1 쉘인 제2 혼합 단량체 에멀젼의 입자를 캡슐화하는 제2 쉘로서 작용한다.
본 발명의 실시예에 의해 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 코어셸 구조 에멀젼을 제조하는 방법을 채택하며, 코어는 두 층의 콜로이드성 외피로 싸여 있는 실리카 기반 혼합물로, 콜로이드성 외피 외부에는 수산화칼륨 용액이 있다.
2층의 콜로이드 쉘 고분자는 자외선을 흡수하고 복합 방화 유리의 수명을 연장할 수 있다. 보다 중요한 것은 특정 두께의 콜로이드 쉘이 상온 또는 저온에서 실리카 입자를 수산화칼륨 용액으로부터 분리할 수 있다. 실리카 입자 및 수산화칼륨 용액은 상온 또는 저온에서 접촉할 수 없고 반응이 일어나지 않는다. 온도가 높으면, 즉 콜로이드 쉘의 유리전이온도보다 높으면, 콜로이드 쉘은 유리 상태에서 접착 상태로 변화하며, 수산화칼륨 용액은 콜로이드 쉘로 침투하여 실리카 입자와 반응하여 규산칼륨 용액을 수득할 수 있다. 즉, 수분 함량이 적고 4-6의 모듈러스를 갖는 칼륨 물유리를 수득할 수 있다. 첨가된 플루오르화규산나트륨은 칼륨 물유리의 경화 속도를 가속시키고, 경화 후 칼륨 물유리의 강도를 증가시킬 수 있다. 칼륨 물유리의 경화에 의해 형성된 실리카 메쉬 구조는 고온에서 경도 저하가 거의 없으며, 우수한 난연성을 가지며, 고온을 견딜 수 있고, 방화가 가능하고, 높은 경도를 가져 복합 방화 유리의 경도 및 내열성을 향상시킨다. 또한, 콜로이드는 아크릴산 및 메타크릴산을 포함한다. 아크릴산과 메타크릴산은 모두 친수성이며, 콜로이드는 일부 물을 포함하고 있어 화재에 노출되었을 때 물이 배출되어 화재를 진압하는 데 효과가 있다.
본 발명의 방법은 코어셸 구조로 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하고, 솝 프리 코어셸 에멀젼과 수산화칼륨 용액의 70%~75%를 혼합하여 일정 온도에서 수분 함량이 적고, 모듈러스(모듈러스는 물유리 내 산화규소와 알칼리금속 산화물의 분자비 또는 몰비를 의미함)가 높은 규산칼륨을 형성할 수 있다. 이는 화재 예방에 더 큰 역할을 할 수 있으며, 수분의 함량이 낮아 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 미세 기포가 생성되지 않고 경화되어 복합 방화 유리의 외관 및 방화, 내열성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 붕소화합물 및/또는 명반을 추가적으로 포함할 수 있다. 방화수지 조성물은 방화수지 조성물 100중량% 대비 붕소화합물 3~8중량%을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 붕소화합물은 3가의 관능기를 가지는 순도 99% 이상의 고체 붕산(H3BO3)일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 붕소화합물은 유기 붕소화합물인 붕소 산무수물일 수 있다. 유기 붕소화합물(organoboron compound)은 붕소를 포함하고, 유기용제에 녹을 수 있어 수지에 용해될 수 있는 화합물을 의미한다. 유기 붕소화합물은, 입체장해 보로에스터(sterically hindered boroester) 또는 입체장해 붕산 무수물(sterically hindered boric anhydride)일 수 있다. 특히, 화재 발생 시 형성되는 탄화막에 붕소가 침투하여 고온으로 결합되고, 그로 인해 탄화막에 양호한 기계적 안정성을 주어 탄화막의 산화 붕괴를 저지할 수 있다. 나아가, 화재 발생 시 유기 붕소화합물이 무기 붕산염(borate)로 변환되어, 탄화막과 유리 시트 표면과의 접착을 향상시킬 수 있다.
붕소화합물을 사용하면 투명성도 우수하고 헤이즈(Haze) 현상을 방지할 수 있고, 수지 조성물의 유동성을 제어할 수 있다. 또한, 화재 발생 시 붕소화합물은 탄화막과 결합되어 균일하고 미세한 추가적인 열차단막을 형성한다. 또한, 화재 발생 시 붕소화합물은 탄화막과 유리 시트 사이의 접착력을 향상시켜, 균열을 방지하고, 결과적으로는 방화수지 조성물의 방화성능을 향상시킨다.
붕소화합물을 인산염과 함께 사용할 경우, 붕소화합물 또는 인산염만을 사용할 때와 비교해서 화재 발생 시 형성되는 탄화막을 보다 효과적으로 보호할 수 있고, 그 결과 방화수지의 방화성능을 현저히 높일 수 있다. 나아가, 붕소화합물을 인산염과 함께 사용할 경우, 붕소화합물 또는 인산염만을 사용할 때와 비교해서 수지 제조 시 사용되는 물의 양을 현저히 줄일 수 있어 방화수지의 점도를 높일 수 있고, 그 결과 수지의 제조공정을 보다 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 방화수지의 높은 점도는 헤이즈(Haze) 현상을 줄이는데 있어서 효과적이다.
붕소화합물의 혼합량이 3중량% 미만일 경우, 고온 유동성이 증가하여 방화시험 중 수지가 발포되어 열차단을 하지 못하고 액상으로 상변이를 거쳐 유리층의 하단으로 수지액이 쏠리는 현상이 가속화되어 유리들이 쉽게 깨어지는 문제점이 있으며, 8중량%를 초과할 경우에는 백탁이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 방화수지 조성물은, 방화수지 조성물 100중량% 대비 명반 1~10중량%를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명반은 탈륨-크롬-셀렌백반, 암모늄 백반, 암모늄-철백반, 루비듐-코발트백반 또는 황산알루미늄칼륨백반인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 명반은 황산알루미늄 칼륨백반이다.
명반은 MIAl(SO4)2·12H2O 또는 MI2SO4·Al2(SO4)3·24H2O의 일반식을 갖는다. MI은 1가의 금속이온 또는 그 외 양이온을 말한다. 함유되어 있는 1가의 금속이온이 칼륨인 경우에 칼륨백반(KAl(SO4)2·12H2O), 양이온이 암모늄이온인 경우에 암모늄백반((NH4)Al(SO4)2·12H2O)으로 칭한다.
또, 알루미늄 대신에 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Rn, Ru, Ir, Ga, In, Ta, Se 등과 같은 다른 3가의 금속이온이 치환된 경우도 광의의 의미에서 명반이라 한다. 각각의 금속이온에 따라 명명되며 예를 들어, (NH4)Fe(SO4)2·12H2O은 암모늄-철백반으로 칭한다.
일 실시예에 따르면, 명반은 방화수지 조성물 100중량% 대비 1~10중량% 사용된다. 1중량% 미만 사용시에는 방화성능이 저하되며 10중량% 초과 사용하였을 시에는 투명성이 저하된다. 방화수지에 명반을 사용함으로써 고형분이 증가하며, 수산화물 몰비가 향상될 뿐만 아니라, 명반은 탄화막 뒤에서 발포층을 형성하면서 열차단을 한다. 바람직하게는 명반은 황산알루미늄칼륨백반이며, 그 이유는 그 외의 명반 사용시에 비해 투명성이 향상되기 때문이다.
명반을 붕소화합물 및 인산염과 함께 사용할 경우, 화재 발생 시 형성되는 탄화막을 다른 실시예에 비해 가장 효과적으로 보호할 수 있었고, 그 결과 방화수지의 방화성능을 현저히 높일 수 있다.
실시예8
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유리(2)와 제2 유리(21)로 구성되는 복합 방화 유리를 제조한다. 제1 유리(2)와 제2 유리(21)는 방화성 접착층(3)의 접착층을 개재하여 적층되고, 방화성 접착층(3)은 실시예1에서 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 경화함으로써 형성된다. 제1 유리(2)의 외면은 반사 방지 코팅(1)을 포함하며, 반사 방지 코팅(1)은 이산화규소 단층 코팅이며, 방화성 접착층(3)의 두께는 1mm, 반사 방지 코팅(1)의 두께는 0.0001mm이다.
실시예9
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제1 유리(2), 제2 유리(21), 제3 유리(22), 제4 유리(23) 및 제5 유리(24)로 구성된 복합 방화 유리를 제조한다. 5 장의 유리는 방화성 접착층(3)의 접착층을 개재하여 적층되고, 방화성 접착층(3)은 실시예1에 따라 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 경화함으로써 형성된다. 제1 유리(2)의 외면은 반사 방지 코팅(1)을 포함하며, 방화성 접착층 (3)의 두께는 2㎜, 반사 방지 코팅(1)은 이산화티타늄 단층 코팅이며, 반사 방지 코팅(1)의 두께는 0.1㎜이다.
실시예의 바람직한 예로서, 방화성 접착층(3)에 의해 제2 유리(21)의 외면에 다수의 유리 시트가 적층될 수 있다. 예를 들어, 방화성 접착층(3)을 이용해 제2 유리(21)가 적층되고, 제3 유리(22)는 방화성 접착층(3)을 이용해 제4 유리(23)와 적층되고, 제4 유리(23)는 방화성 접착층(3)을 이용해 제5 유리(24)와 적층되고, 제5 유리(24)는 방화성 접착층(3)을 이용해 제6 유리 등과 적층된다.
실시예의 바람직한 예로서, 방화성 접착층(3)은 1mm~2mm의 두께를 갖고, 제1 유리(2), 제2 유리(21), 제3 유리(22), 제4 유리(23) 및 제5 유리(24)는 각각 4mm의 두께를 갖는다.
실시예의 바람직한 예로서, 반사 방지 코팅은 이산화규소 단층 코팅, 이산화티타늄 단층 코팅, 이산화규소/이산화티타늄 이중 코팅, 이산화티타늄/이산화규소 이중층 코팅 또는 이산화규소/이산화티타늄/이산화규소 다층 복합 코팅이다. 이산화규소 단층 코팅 또는 이산화티타늄 단층 코팅의 두께는 0.0001 mm~0.1 mm이고, 복합 방화 유리의 반사 방지 코팅이 다층 복합 코팅인 경우, 복합 방화 유리의 반사광이 더욱 감소될 수 있고, 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
복합 방화 유리의 제조 방법은 다음과 같다.
a. 4mm의 두꺼운 유리 5개를 준비한다. 그 중 4개는 화학적으로 강화된 유리이고, 1개는 비화학적 강화유리이다.
b. 제조된 방화 유리의 방화성 조성물을 4개의 화학적 강화유리의 표면에 시트 형태로 코팅한 후 온도 80℃, 습도 60%에서 12시간 동안 건조시킨다. 1.5㎜의 방화성 접착층을 갖는 4층의 화학 강화유리를 형성한다. 건조 시 온도는 75℃~85℃, 습도는 50%~70%, 방화성 접착층의 두께는 1~2mm일 수 있다. 4개의 화학 강화 유리를 각각 제2 유리, 제3 유리, 제4 유리 및 제5 유리로 표시하고 나머지 1종의 비화학적 강화유리를 제1 유리로 표시한다. 제1 유리를 0.005㎜ 두께 단층 이산화규소(SiO2) 반사 방지 코팅을 갖도록 제조하여, 복합 방화 유리가 300㎚ 내지 2500㎚의 범위에서 약 1.13 내지 1.40의 굴절률을 가지도록 한다. 단층 이산화규소(SiO2) 반사 방지 코팅의 두께는 0.0001mm 내지 0.1mm일 수 있고, 반사 방지 코팅은 단층 이산화규소(Ti02) 필름일 수도 있고, SiO2/TiO2, Ti02/SiO2 이중층 필름 또는 SiO2/TiO2/SiO2 다층 복합 필름일 수 있다.
c) 제5 유리의 방화성 접착층이 있는 면을 방화성 접착층이 없는 제4 유리의 일면에 가압하여 중간에 있는 방화성 접착층의 점착력에 의해 서로 접착되도록 한다.
d) c)와 마찬가지로, 제4 유리의 방화성 접착층이 있는 면을 방화성 접착층이 없는 제3 유리의 일면에 가압하고, 제3 유리의 방화성 접착층이 있는 면을 방화성 접착층이 없는 제2 유리의 일면에 가압한다.
e) 제2 유리의 방화성 접착층이 있는 면을 제1 유리의 반사 방지 코팅이 없는 면에 가압하여 반사 방지 코팅이 있는 제1 유리의 면이 위를 향하도록 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 유리의 반사 방지 코팅이 있는 면은 복합 방화 유리의 외부 표면 상에 있다.
f) 적층 복합 방화 유리를 오토클레이브에 넣고 0.5MPa 및 약 80℃로 30분간 가압 및 가열한 후, 실온으로 냉각하여 꺼내어 5층의 유리 및 4층의 방화성 접착층을 갖는 복합 방화 유리를 형성한다. 여기서, 방화성 접착층은 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 경화시켜 형성된다.
실시예 1 내지 실시예7에 따른 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법을 이용하여 7가지의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 제조하고, 이에 따라 7 종의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하여 상기 방법으로 복합 방화 유리를 제조할 수 있다. 실시예9와 동일한 복합 방화 유리 구조물을 갖는 7개의 복합 방화 유리를 제조한다.
비교예1
복합 방화 유리용 방화성 조성물로서 순수한 칼륨 물유리를 사용하고, 실시예9와 같은 복합 방화 유리의 제조 방법으로 동일한 구조의 복합 방화 유리를 제조한다.
비교예2
물 1kg과 모듈러스가 2.9~3.4인 칼륨 물유리 1kg을 계량하여 균일한 칼륨 물유리를 제조하고, 복합 방화 유리용 방화성 조성물로 사용하여 실시예9와 같은 복합 방화 유리의 제조 방법으로 동일한 구조의 복합 방화 유리를 제조한다.
GB/T12513-2006 표준에 따라 9종의 복합 방화 유리의 방화성 시험을 실시한다. 각 복합 방화 유리에서 4개의 시료를 채취하고 방화 시간을 구한 뒤, 그 평균값을 실험 결과로 취하고, 외관 품질은 육안으로 관찰하여 형성한다. 실시예1 내지 실시예7의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하여 제조한 7개의 복합 방화 유리와 비교예1 및 비교예2의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하여 제조된 2개의 복합 방화 유리의 성능 파라미터를 표 1에 나타냈다.
광투과율(%) 방화 시간/분 외관 품질
실시예1 유리 79 69 미세기포가 없으며, 반사 방지 코팅이 부식되지 않았음
실시예2 유리 81 77 상동
실시예3 유리 82 79 상동
실시예4 유리 84 81 상동
실시예5 유리 83 82 상동
실시예6 유리 83 81 상동
실시예7 유리 85 84 상동
비교예1 유리 58 41 미세기포가 존재하며, 반사 방지 코팅에 흰 반점이 생성됨
비교예2 유리 61 49 상동
상기 실시예1 유리 내지 실시예7 유리는 각각 실시예1 내지 7의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하여 제조된 복합 방화 유리를 나타낸다.
검출 방법 및 시험 데이터에 따르면, 비교예1 또는 비교예2의 복합 방화 유리용 방화성 조성물로서 칼륨 물유리 또는 순수한 칼륨 물유리를 사용하여 제조된 복합 방화 유리는 내부에 다수의 미세 기포가 존재하며, 반사 방지 코팅은 칼륨 물 유리로 부식되어 흰색 반점이 나타나 화재 방지 시간이 짧다. 미세 기포가 있고 방화 시간이 짧아서 비교예1 및 비교예2의 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 다량의 물을 함유하고 있음을 알 수 있다. 다수의 미세 기포가 존재하면 복합 방화 유리의 경도가 감소하고, 방화성이 감소한다. 반사 방지 코팅에 생성된 흰 반점은 반사 방지 코팅이 칼륨 물유리에 의해 부식되었음을 나타낸다. 부식 정도는 제어하기 어려우며, 복합 방화 유리의 외관 품질 및 광투과율에 심각한 영향을 미친다.
실시예1 내지 실시예7의 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 사용하여 제조된 7개의 복합 방화 유리는 미세 기포가 없으며, 방화 시간이 길고, 반사 방지 코팅이 부식되지 않고, 광 투과율이 양호하고, 외관 품질이 양호하다. 또한, 본 발명의 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 수분 함량이 적고, 방화성 접착층에도 미세 기포가 존재하지 않아 복합 방화 유리의 방화성 및 내열성이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 본 발명의 복합 방화 유리용 방화성 조성물은 솝 프리 코어셸 에멀젼 구조를 사용하는 수산화칼륨 용액이다. 에멀젼의 유리전이온도보다 높은 온도에서 물유리를 형성하기 위해 반응하는 기술적 수단은, 반사 방지 코팅은 저온 또는 실온에서 물유리에 의해 부식되고, 부식이 발생하면 물유리가 반사 방지 코팅이 더 부식되지 않도록 제어 수단을 즉시 취할 수 있다. 또한, 복합 방화 유리용 방화성 조성물에 유화제를 첨가하지 않아 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 비용도 감소된다.
본 개시는 본 발명의 특정 실시예에 불과하지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 당업자는 본 발명에 개시된 기술적 범위 내에서의 변경 또는 대체가 이루어질 수 있다. 이는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 상기 청구 범위에 의해 결정되어야 한다.
1: 반사 방지 코팅
2: 제1 유리
21: 제2 유리
22: 제3 유리
23: 제4 유리
24: 제5 유리
3: 방화성 접착층

Claims (10)

  1. 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법에 있어서,
    상대적 중량 비율에 따라, 폴리올(Polyol) 15~35 중량부, 아크릴산 15~50 중량부, 열안정제 2~14 중량부, 플루오르화규산나트륨 0.05~0.3 중량부, 탄소 형성제(carbon forming agent) 2~8 중량부 및 증류수 8~20 중량부를 교반하여 제1 유제를 수득하는 단계 - 상기 열안정제는 붕사 및 붕산 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 탄소 형성제는 수크로스, 프룩토오스, 글루코스 및 설탕 중 적어도 하나 이상 포함함 -;
    상대적 중량 비율에 따라, 상기 제1 유제 30~40 중량부 및 친수성 나노 실리카 입자 20~40 중량부를 교반하여 제2 유제를 수득하는 단계 - 상기 친수성 나노 실리카 입자의 크기는 60nm~150nm에 해당함 -;
    상대적 중량 비율에 따라, 스티렌 10~30 중량부, 메틸메타크릴레이트 15~40 중량부 및 부틸아크릴레이트 20~50 중량부를 교반하여 제3 유제를 수득하는 단계;
    상대적 중량 비율에 따라, 상기 제2 유제 50~80 중량부에, 상기 제3 유제 1~8 중량부, 가교제 0.1~0.7 중량부 및 증류수 5~15 중량부를 첨가하여 60℃~65℃로 가열한 후, 산화 환원 개시제 0.01~0.05 중량부를 첨가하고 반응시켜 제4 유제를 수득하는 단계;
    상대적 중량 비율에 따라, 아크릴산 10~30 중량부, 스티렌 15~40 중량부, 메틸메타크릴레이트 25~50 중량부 및 부틸아크릴레이트 5~20 중량부를 교반하여 제5 유제를 수득하는 단계;
    상대적 중량 비율에 따라, 상기 제4 유제 55~105 중량부에, 상기 제5 유제 5~25 중량부, 증류수 5~25 중량부, 산화 환원 개시제 0.01~0.22 중량부 및 가교제 0.1~0.7 중량부를 첨가하고 60℃~65℃에서 3~5시간 동안 반응시킨 후, 제6 유제를 수득하는 단계; 및
    상대적 중량 비율에 따라, 상기 제6 유제 70~75 중량부와 50 중량부 수산화칼륨 수용액 5~8 중량부를 교반하고, 탄소 형성 보조제 1~5 중량부를 첨가한 후, 이온고정제(Ion fixing agent) 0.01~0.05 중량부, 소포제 0.01~0.05 중량부, 균염제 0.1~0.2 중량부 및 경화제 0.05~0.2 중량부를 첨가하여 교반하고 방치한 후 여과하여 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 형성하는 단계 - 상기 탄소 형성 보조제는 인산이수소칼륨, 인산수소칼륨, 인산이수소나트륨 및 인산수소나트륨 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 이온고정제는 산화아연, 산화알루미늄 및 전분 중 적어도 하나 이상을 포함함 -
    를 포함하는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상대적 중량 비율에 따라, 상기 열안정제는 붕사 3~5 중량부 및 붕산 3~5 중량부를 포함하는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올은 글리세린 및 자일리톨을 포함하는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상대적 중량 비율에 따라, 제3 유제는 스티렌 15~20 중량부, 메틸메타크릴레이트 20~30 중량부 및 부틸아크릴레이트 30~40 중량부를 교반하여 제조되는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상대적 중량 비율에 따라, 제5 유제는 아크릴산 15~20 중량부, 스티렌 20~30 중량부, 메틸메타크릴레이트 30~40 중량부 및 부틸아크릴레이트 10~15 중량부를 교반하여 제조되는, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소포제는 폴리에테르 변성 실리콘 및 폴리우레탄 보조제 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 균염제는 폴리에테르 첨가제이고, 상기 열안정제는 붕사 및 붕산 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 산화 환원 개시제는 황산암모늄과 아황산수소나트륨이 1:1의 몰비로 혼합된 혼합물인, 복합 방화 유리용 방화성 조성물의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 복합 방화 유리용 방화성 조성물.
  8. 제1 유리 및 제2 유리를 포함하는 복합 방화 유리로서,
    상기 제1 유리 및 상기 제2 유리는 제7항에 따른 복합 방화 유리용 방화성 조성물을 경화시켜 형성된 방화성 접착층을 개재하여 적층되고, 상기 제1 유리의 외부 표면은 반사 방지 코팅을 갖는, 복합 방화 유리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 유리는 상기 방화성 접착층을 개재해 제3 유리 층과 결합되고, 상기 제1 유리, 상기 제2 유리 및 상기 제3 유리의 두께는 4mm이며, 상기 방화성 접착층의 두께는 1~2mm인, 복합 방화 유리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사 방지 코팅은 이산화규소 단층 코팅, 이산화티타늄 단층 코팅, 이산화규소와 이산화티타늄의 이중 코팅, 이산화티타늄과 이산화규소의 이중 코팅, 및 이산화규소와 이산화티타늄과 이산화규소의 다층 복합 코팅 중 하나이며, 상기 이산화규소 단층 코팅 또는 상기 이산화티타늄 단층 코팅의 두께는 0.0001mm~0.1mm인, 복합 방화 유리.
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