Abstract
The improvement of flame retardancy of the foams based on NBR/GTR compounds was conducted by formulating various materials i.e. NBR, GTR, inorganic and phosphorus containing flame retardants, foaming agent, cross-linking agent and activator. The foaming properties, morphology, smoke density and flame retardancy of the specimens were investigated using SEM, LOI tester, smoke density control system and cone calorimeter. The phosphorus containing flame retardant reduces heat release rate, increases the limiting oxygen index and a char formation. The inorganic flame retardant increases the limiting oxygen index and reduces heat release rate with an increased CO yield by char formation, and smoke suppressing effect. The formed char seemed to intercept the oxygen transport and heat transfer into the core area. When the composition ratios of the compounds of NBR/GTR were $100{\sim}80/0{\sim}20 wt.%$, and the ratios of the rubbers/flame retardants were $1/1.55{\sim}3.60 wt.%$, we could developed foams with low heat release rate, high limiting oxygen index($28.0{\sim}39.3$), closed or semi-closed cell of uniformity and reasonable expandability($225{\sim}250 %$).
본 연구에서는 acrylonitrile-butadiene rubber(NBR)/타이어고무분말(Ground Tire Rubber, GTR) 블렌드계의 발포체를 제조하고, 이들의 난연성을 증진시키고자 하였다. 그 결과 난연제 중 유기인 화합물 및 무기금속 수산화물의 함량 증가에 따라 난연성이 증진됨을 확인할 수 있었다. 유기인 화합물의 경우 함량 증가에 따라 한계산소지수(LOI)가 증가하고, 열 방출 속도(HRR) 및 유효 연소열(EHC)이 감소하는 반면에 CO 방출률(량) 및 역기밀도가 증가함을 확인 할 수 있었다. 무기금속 수산화물은 함량 증가에 따라 난연효과 뿐만 아니라 열기발생 억제효과를 동시에 가짐으로써 LOI, HRR, EHC가 유기인 화합물 첨가에서와 같은 경향성을 보여주었지만 CO 방출률(량) 및 연기밀도에 있어서는 유기인 화합물 첨가에서와 상이하게 감소하였다. 그리고 난연성을 판단함에 있어 중요한 변수들인 열 방출속도, 유효 연소열, 무게감소, 한계산소지수간의 상관관계를 확인하였는데, A-HRR과 LOI가 증가함에 따라 질량손실이 각각 증가 혹은 감소하는 뚜렷한 경향성을 확인하였다. 이로써 NBR/GTR의 조성비기 $100{\sim}80/0{\sim}20 wt.%$이고 고무/난연제의 조성비가 $1/1.55{\sim}3.60 wt.%$일 때, 원활한 핵의 생성 및 cell의 성장으로 인해 균일한 closed cell 및 semi-closed cell을 보여주었다. 또한 $225{\sim}250 %$의 발포율을 보이며, 낯은 HRR과 높은 LOI($28.0{\sim}39.3$)를 갖는 난연성 및 발포성이 우수한 발포체를 얻을 수 있었다.
