경화시간의 변화에 따른 스프레이 폴리우레탄 폼의 화재특성에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on Fire Characteristics of Spray Polyurethane Foam with the Change in Curing Time

스프레이 폴리우레탄 폼(Spray Polyurethane Foam, 넬)은 단열성능, 경제성 및 시공의 편의성으로 인하여, 물류창고를 포함한 건축물 내부 단열재로서 널리 사용되고 있다. 그러나 화재의 성장속도가 매우 빠르고 다량의 열, 연기 및 독성물질을 방출하기 때문에, 화재로 인한 대량 인명손실의 주요 원인으로 인식되고 있다. 일반적으로 폴리우레탄의 연소 및 화재특성에 관한 연구들은 대부분 완전히 경화된 상태의 폼을 대상으로 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 건설시공 단계에서 SFP의 경화시간에 따른 화재특성의 변화에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 경화시간에 따른 SFP의 화재특성을 검토하기 위하여, 3가지 유형의 화재특성이 검토되었다. 첫째, 열중량분석(TGA)를 이용하여 SFP의 생성과정에서 주제와 경화제의 혼합 비율에 따른 열분해(Pyrolysis) 개시온도 및 반응개시를 위한 활성화에너지(Activation energy)가 검토되었다. 두 번째, SFP의 두께를 변화시키면서 경화시간에 따른 휘발성유기물(VOC)의 생성량을 측정하였다. 마지막으로 콘칼로리미터를 활용하여 경화시간에 따른 점화시간, 표면 점화온도, 열방출율, 연소열, CO 및 Soot yields가 분석되었다. 본 연구결과를 통해 건설시공단계에서 발생될 수 있는 화재를 대상으로 SFP의 경화시간에 따른 화재위험성의 정성적 평가가 가능할 수 있다. 또한 SPF의 점화 및 화재확산을 포함한 화재위험성 평가를 위한 화재시뮬레이션 입력인자로 활용될 것으로 기대된다.