KR100479319B1 - 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물에 관한 것으로, 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올이 각각 50중량%씩 혼합된 혼합물 10-30중량%와, 트리에틸렌디아민 0.1-5중량%와, 디프로필렌 글리콜 10-20중량%, 폴리에스테르 폴리올 1-10중량%, 폴리에테르 폴리올 1-10중량%, 디에틸렌 글리콜 1-10중량%, 디부틸틴 디라울레이트 0.1-5중량%, 디메틸 에탄올아민 10-20중량%, 정포제 0.1-5중량%, CaCO3 5-15중량%, SiO2 5-15중량%, 1,4-부탄디올 0.1-5중량%, 에틸렌 옥사이드 1-10중량%, 글리세롤 5-15중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물을 제공함으로써, 이산화탄소가스에 의한 단열특성 저하가 방지됨과 아울러 물을 사용하지 않음으로 수분에 안정하며, 발포제를 사용하지 않기 때문에 발포가 전혀 발생되지 않아 경도가 매우 커지도록 하는 것이다.

Description

수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물{Composition of resin}
본 발명은 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이산화탄소가스에 의한 단열특성 저하가 방지됨과 아울러 물을 사용하지 않음으로 수분에 안정하며, 발포제를 사용하지 않기 때문에 발포가 전혀 발생되지 않아 경도가 매우 커지도록 하는 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물에 관한 것이다.
냉동장치를 비롯하여 다양한 분야에서 이용되고 있는 경질 우레탄 폼은 발포제의 존재하에 폴리이소시아네이트를 활성 수소-함유 물질과 반응시켜 제조되었었다. 발포제는 발포제의 비점에서 가스로 되어 폐쇄된 셀 구조를 갖는 폼을 만들게 하는 유기 화합물인 것이 전형적이며, 특히 경질 폴리이소시아네이트-기재 폼의 제조에 사용되는 할로카본 발포제는 발포뿐만 아니라 폼에 단열특성과 같은 물리적 특성을 부여하기도 한다. 가장 흔히 사용되는 할로카본은 냉매로도 사용되는 CFC-11, CFC-12 및 CFC-113등을 들 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 할로카본 중 일부(대표적으로 클로로플루오로카본(chlorofluorocarbon: CFC)이 최근 환경문제를 일으키는 것과 관련하여, 세계적으로 지구 온난화를 방지하기 위한 목적으로 탄산가스 규제가 강도 높게 진행되고 있는 것에 대해 할로카본 대신에 물을 사용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법이 제안되었다.
이는 물이 이소시아네이트와 반응하면 이산화탄소를 발생시키고 이 이산화탄소가 반응 혼합물을 팽창시키고 셀 구조를 갖게끔하는 것으로, 연질 폴리우레탄 폼(flexible polyurethane foams)의 제조에서는 물이 유용하게 사용될 수 있지만 경질 폴리우레탄폼(rigid polyurethane foams)의 경우에는 얻어지는 폼의 물리적 특성 및 셀 구조가 품질이 조악하고 또한 값비싼 이소시아네이트가 다량 소비되는 문제점이 있어서 실용적이지 못하다.
물과 발포제를 이용하여 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법에서는 물이 폴리메틸 폴리페닐 디이소시아네이트(polymethyl polyphenyl diisocyanate : 'MDI')와 반응하여 발생되는 이산화탄산 가스와 발포제인 사이클로펜탄이 기화되는 성질을 이용한 것으로 폐쇄된 셀을 갖는 경질 우레탄 폼이 만들어진다. 이러한 방법으로 제조된 우레탄 폼은 단열특성이 우수하기 때문에 냉장고 또는 기타 단열이 요구되는 제품에 사용되고 있으며, 일반적인 열전도율은 0.0160 - 0.0170 kcal/mhr)의 값을 나타낸다.
그러나, 상기한 바와 같이 일정량의 물과 발포제를 사용하여 제조한 경질 우레탄 폼은 단열성의 개선에 한계가 있는데, 그 이유로는 물과 MDI가 반응하여 발생되는 탄산가스가 발포제보다 나쁜 단열특성을 갖고 있기 때문이다.
따라서, 물과 물리적 발포제를 사용하여 제조한 경질 우레탄 폼을 단열재로 사용하는 경우, 냉장고 또는 기타 단열이 필요한 제품의 전력소요량을 줄이는 데에는 한계가 있다.
이런 단점을 해결하고 단열재의 단열 성능을 개선하기 위해 발포제 보다 단열성능이 나쁜 탄산가스(물과 MDI가 반응해서 생성됨)를 제거하거나 경질 폼의 기포를 아주 작게 만들어서 단열특성을 개선하는 방법도 제안되고 있다.
그러나 탄산가스를 발생시키는 물을 사용하지 않는 경우 발포율이 낮아져 원가가 상승되며, 물과 MDI와의 반응에 의해 만들어지는 우레아와 뷰렛이 없어져 폼의 강도와 온도 변화에 따른 수축 팽창률이 커지는 문제가 생긴다. 그리고 물을 사용하면서 폼의 기포를 작게 하는 경우 단열 특성은 어느 정도 개선할 수 있지만 획기적으로 단열 특성을 개선하기는 어려운 문제점이 있다.
따라서 단열특성이 우수한 경질 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 효과적인 방법이 요망되어 왔다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 그리놀, 트리에틸렌디아민, 디프로필렌 글리콜, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 디에틸렌 글리콜, 디부틸틴 디라울레이트, 디메틸 에탄올아민, 정포제, 탄산칼슘, 이산화규소, 1,4-부탄디올과 에틸렌 옥사이드, 글리세롤로 급결용 고분자 수지를 조성하여, 이산화탄소가스에 의한 단열특성 저하가 방지됨과 아울러 물을 사용하지 않음으로 수분에 안정하며, 발포제를 사용하지 않기 때문에 발포가 전혀 발생되지 않아 경도가 매우 커지도록하는 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시에를 하기에서 살펴본다.본 발명에 따른 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물은 그리놀 10-30중량%와, 트리에틸렌디아민 0.1-5중량%와, 디프로필렌 글리콜 10-20중량%, 폴리에스테르 폴리올 1-10중량%, 폴리에테르 폴리올 1-10중량%, 디에틸렌 글리콜 1-10중량%, 디부틸틴 디라울레이트 0.1-5중량%, 디메틸 에탄올아민 10-20중량%, 정포제 0.1-5중량%, 탄산칼슘 5-15중량%, 이산화규소 5-15중량%, 1,4-부탄디올 0.1-5중량%, 에틸렌 옥사이드 1-10중량%, 글리세롤 5-15중량%로 구성된다.한편 상기한 구성에서 그리놀(Greenol)은 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올이 각각 50% 씩 함유되어 망상구조인 폴리우레탄을 형성하는 것이고, 트리에틸렌디아민(TEDA:triethylenediamine)는 지용성 폴리올을 수용성 수지로 전환 및 반응 촉진의 촉매로써 작용하며, 디프로필렌 글리콜(DPG:dipropylene glycol)은 최적 OH기의 분자량(200 - 25,000)을 맞추기 위해 첨가되며, 폴리에스테르 폴리올(polyesterpolyol)과 폴리에테르 폴리올(polyetherpolyol) 및 디에틸렌 글리콜(DEG:diethylene glycol)은 망상구조를 위한 폴리올이고, 디부틸틴 디라울레이트(DBTDL:dibutyltin dilaulate)은 반응 촉진제이며, 디메틸 에탄올아민(DMEA:dimethylenthanolamine)는 폴리올과 요소 결합을 형성하여 뷰렛의 망상구조 형성에 공여한다.그리고, 정포제는 발포 셀의 크기를 일정하게하여 인장력을 신장하도록 하기 위한 것이고, 탄산칼슘(CaCO3), 이산화규소(SiO2)는 인장력을 향상시키기 위한 충진제이며, 1,4-부탄디올(1,4-butandiol)과 에틸렌 옥사이드(ethylen oxide)는 가교제이고, 글리세롤(Glycerol)은 알콜기 3개로 사슬 연장제이다.이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물에 관한 바람직한 실시예를 하기에서 살펴본다.상기 수지 조성물은 그리놀 60kg, 트리에틸렌디아민 2.9kg, 디프로필렌 글리콜 45kg, 폴리에스테르 폴리올 20kg, 폴리에테르 폴리올 20kg, 디에틸렌 글리콜 20kg, 디부틸틴 디라울레이트 1.1kg, 디메틸 에탄올아민 48kg, 정포제 2kg, 탄산칼슘 25kg, 이산화규소 25kg, 1,4-부탄디올 4kg과 에틸렌 옥사이드 16kg, 글리세롤 33kg으로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수지는 DPG, 이산화규소를 포함한 가교제등을 사용하므로 수분안전성과 인발강도가 향상되며, 그물모양의 망상구조에 정포제, 가교제, 여러가지 OH값의 폴리올 수지를 다양하게 함으로써 정포제가 라이징(Rising)단계가 서서히 일어나 세팅하게 하고, 발포제를 사용하지 않기 때문에 발포가 전혀 발생하지 않아 경도가 매우 크다.
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상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 과 MDI를 반응시켜 이산화탄소를 생성시키는 것이 아니므로, 이 이산화탄소가스에 의한 단열특성 저하가 방지되고, 물을 사용하지 않기 때문에 물의 첨가량 과다등으로 인해 발생할 수 있는 발포율 저하 및 온도 변화에 따른 우레탄 폼의 치수 안정성저하의 문제점을 갖지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 수지는 디프로필렌 글리콜, SiO2를 포함한 가교제등을 사용하므로 수분안전성과 인발강도가 향상되며, 그물모양의 망상구조에 정포제, 가교제, 여러가지 OH값의 폴리올 수지를 다양하게 함으로써 정포제가 라이징(Rising)단계가 서서히 일어나 세팅하게 하고, 발포제를 사용하지 않기 때문에 발포가 전혀 발생하지 않아 경도가 매우 커서 세멘트보다 단단해지는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물에 있어서,
    폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올이 각각 50중량%씩 혼합된 혼합물 10-30중량%와, 트리에틸렌디아민 0.1-5중량%와, 디프로필렌 글리콜 10-20중량%, 폴리에스테르 폴리올 1-10중량%, 폴리에테르 폴리올 1-10중량%, 디에틸렌 글리콜 1-10중량%, 디부틸틴 디라울레이트 0.1-5중량%, 디메틸 에탄올아민 10-20중량%, 정포제 0.1-5중량%, CaCO3 5-15중량%, SiO2 5-15중량%, 1,4-부탄디올 0.1-5중량%, 에틸렌 옥사이드 1-10중량%, 글리세롤 5-15중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 경화성 급결용 고분자 수지의 조성물.
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