한국건설기술연구원(원장 우효섭)은 건축물의 냉·난방을 위해 많이 사용되나 건축물의 시공 중 용접 불꽃 등에 의해 대형 화재를 일으킬 수 있는 우레탄의 문제점을 해결한 새로운 열발포성 난연성 우레탄 소재를 개발했다.

기존의 우레탄은 우수한 접착성능과 단열성능이 우수해 건축물 공사에 많이 사용된다.

그러나 불에 잘 타는 물질로서 화재시 일산화탄소(CO), 시안화수소(HCN)와 같은 유독한 독성가스를 생성시켜 이천 냉동창고 등 화재사고에서 커다란 인명피해를 발생시켰다.

1999년 화성 씨랜드 참사로 유치원생 19명과 인솔교사 및 강사 4명 등 23명이 숨지고 5명이 부상당했다. 화재 발생후 1시간만에 소방차 20여대와 소방관 70여명, 경찰 250여명 등이 출동해 화재진화와 인명구조 작업을 벌였지만 우레탄으로 만든 샌드위치 패널이 타면서 내뿜는 유독가스와 건물붕괴 위험 등으로 진화에 어려움을 겪었다.

40명의 사망자를 낸 2008년 이천 냉동창고 화재에서 우레탄은 단열성능 효과가 탁월하고 가공성이나 시공성, 접착성 등이 우수해 냉동창고의 단열재나 구조재, 완충재 등으로 사용됐다.

특히 단열성이 크게 요구되는 냉동창고의 경우 액체 상태로 발포된 우레탄을 주로 사용하는데 통상 벽면에 10㎝ 두께로 분사된다.

그러나 우레탄은 분사하는 과정에서 화학반응을 일으켜 최고 70∼80℃까지 온도가 상승한다.
따라서 우레탄 발포 작업 때 환기를 제대로 시키지 않을 경우 유독성 가스로 인해 공간 내 자체를 ‘화약고’로 만들 수 있다.

우레탄으로 만든 샌드위치 패널로 인해 2013년 5월 3일 발생한 경기 안성시 코리아 냉장창고 화재 때에는 7월 4일까지 무려 62일 동안이나 불이 꺼지지 않고 탔다.

한국건설기술연구원은 기존의 우레탄이 화재 시 탈 때 많이 생기는 화염 및 연기·독가스 발생을 막으면서 단열 및 접착제 소재의 기능을 유지할 수 있게 하는 새로운 열발포성 난연 우레탄 소재를 개발하였다.

건설연이 개발한 난연우레탄 소재는 이액형 우레탄 접착제에 팽창흑연 및 인산 등의 첨가물이 반응해 1차 발포하게 됨으로써 접착력을 가지고 만일 화재 시 화염 또는 열에 노출 되면 2차 발포가 일어나 탄화층이 생겨 화염 차단층이 만들어진다.

형성된 화염차단층은 불연재료인 다공성 흑연으로 구성되어 있기 때문에 불이 붙지 않는다.

스티로폼 샌드위치 패널은 양쪽이 철판으로 구성되어 있으며 내부는 가연성인 스티로폼으로 구성된다.

이때 철판과 스티로폼을 부착할 때 기존에는 우레탄 접착제가 사용됐다.

이렇게 제조된 스티로폼 샌드위치 패널은 우수한 단열성 및 경제성에도 불구하고 우레탄접착재 및 스티로폼이 불에 약한 단점이 있다.

이번에 개발된 우레탄소재는 스티로폼 샌드위치 패널의 접착제로 사용이 가능하며 화재 시 열에 의해 접착제가 발포하여 화염을 차단시키는 것은 물론 샌드위치 패널이 불에 잘 타지 않도록 만들어 준다.

따라서 기존의 샌드위치 패널 제조사는 별도의 생산공정을 설치하지 않고 접착재만을 사용하여 난연성 샌드위치패널을 제조할 수 있다.

새로 개발된 열발포성 난연 우레탄 소재는 기존의 방화문 또는 실내문의 내부에 설치하면 화재시 열을 차단하는 기능을 확보할 수 있다.

단지 접착재를 바꾸는 것으로 열을 차단하는 방화문 성능을 만족할 수 있기 때문에 실내거주공간이 화재피난공간으로 간단히 구축될 수 있다.

이번에 개발된 소재기술은 건축물의 다양한 부위에 적용될 수 있어 최소한의 비용으로 화재시 생명과 재산피해를 최소화할 수 있는 실용화기술이다.