비할로겐계 난연 폴리머 소재 개발 및 기계적 특성, 난연성 분석

Abstract

차량 내장재와 같이 폴리머로 제작되는 부품들은 가격과 차량 경량화 측면에서 합리적이지만 화재 시 화재 진압을 어렵게 하여 탑승자를 위험하게 한다. 이러한 문제로 난연 폴리머 연구가 요구되지만, 비할로겐 난연제를 사용할 경우 기계적 물성 저하가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 목표 난연성 및 기계적 물성 확보를 위한 비할로겐 난연 폴리머 소재 개발 연구를 진행하였다. 적절한 난연제 함량을 파악하기 위하여, 난연제 함량에 따른 기계적 물성 및 난연성을 분석하였고, POE(polyolefin elastomer), 상용화제를 첨가하여 충격강도를 증진시키고자 하였다. 이후 난연제 15 wt% 함량 소재를 선정하여 난연 도료를 도포하여 도장 시편의 두께에 따른 난연 시험도 진행하였다. 시험 결과 POE를 사용하여 충격강도를 보강할 수 있으나 난연성 및 인장강도가 하락하였고 난연 도료 60 μm, 120 μm 두께의 난연 코팅을 추가로 시행함으로써 난연성을 확보하는 것을 확인하였다.

Parts fabricated from polymers, such as vehicle interior materials, have advantages in terms of cost and weight reduction. However, they are highly flammable and can be difficult to extinguish, and thus present a potential hazard to passengers. The development of flame retardant polymers is thus urgently required. One potential method is the addition of a non-halogen flame retardant; however, this can cause a deterioration of mechanical properties. In this paper, a study was conducted to develop a non-halogen flame retardant polymer material realizing both flame retardancy and favorable mechanical properties. The mechanical properties and flame retardancy were analyzed according to the flame retardant content, and the appropriate non-halogen flame retardant content was determined. POE (polyolefin elastomer) and compatibilizers were added to improve impact strength. Thereafter, a flame retardant paint (with a flame retardant content of 15 wt%) was applied to the material, and a flame retardancy test was conducted for various paint thicknesses. These tests confirmed that the impact strength of the material could be reinforced using POE, but at the cost of reduced flame retardancy and tensile strength. However, the specimens with flame retardant paint thicknesses of 60 μm and 120 μm successfully achieved the required flame retardancy.