KR100947247B1 - Polyurethane foam compositions for pipes insulation and manufacturing method thereof and foam therefrom - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polyurethane foam compositions for pipe insulation is provided to maintain an insulation property at 160-200 °C for 10 years, and to ensure excellent mechanical strength and fire retardant characteristic while not degrading cracking, carbonization, and adhesive force. CONSTITUTION: A polyurethane foam compositions for pipe insulation comprises mixed polyol, isocyanate, catalyst, foaming agent and surfactant. The mixed polyol comprises, based on isocyanate 100.0 parts by weight, (a) polyester polyol 50-100.0 parts by weight, (b) phthalate polyestersether polyol 10-40 parts by weight obtained by reacting polyester including phthalate and/or adipic acid with propylene oxide and ethylene oxide, (c) carprolactone polyether polyol 5-20 parts by weight obtained by reacting alkylene oxide with caprolactone, (d) glycol polyether polyol 10-30 parts by weight obtained by reacting styrene oxide and butylene oxide with glycol, and (e) bisphenol A polyether polyol 5-15 parts by weight obtained by reacting styrene oxide and butylene oxide with bisphenol A.

Description

내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 이용한 발포방법 및 그 발포체 {POLYURETHANE FOAM COMPOSITIONS FOR PIPES INSULATION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND FOAM THEREFROM}Polyurethane foam composition for heat insulation of pipe having heat resistance, foaming method using the same and foam thereof therein {POLYURETHANE FOAM COMPOSITIONS FOR PIPES INSULATION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND FOAM THEREFROM}

본 발명은 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 이용한 발포방법 및 그 발포체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열성을 강화한 폴리에스테르 폴리올과 폴리에테르 폴리올을 혼합하여, 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트와 반응시켜 발포함으로써, 폴리우레탄의 내열성을 크게 향상시켜 160 내지 200℃의 고온에서도 단열성능 및 기계적 강도가 우수한 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 이용한 발포방법 및 그 발포체에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane foam composition for heat insulating pipe having a heat resistance, a foaming method using the same, and a foam thereof, and more particularly, by mixing a polyester polyol and a polyether polyol with enhanced heat resistance, By reacting and foaming with phenylmethane diisocyanate, the polyurethane foam composition for pipe insulation and foaming method using the same are significantly improved in heat resistance of polyurethane and having excellent heat resistance even at high temperatures of 160 to 200 ° C. It is about.

열경화성 수지로서 대표적인 폴리우레탄 수지는, 비교적 저렴하고 성형이 용이하여, 그의 발포체는 자동차 부품을 비롯한 생활 용품 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 이러한 열경화성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로서는, 아조디카본아미드 등의 열분해성 발포제를 이용하는 화학적 발포법이, 일본국 공개특허 평 7-157588호에 공지되어 있다.Polyurethane resins, which are typical of thermosetting resins, are relatively inexpensive and easy to mold, and their foams are widely used throughout household goods including automobile parts. As a method of manufacturing such a thermosetting polyurethane foam, the chemical foaming method using thermally decomposable foaming agents, such as azodicarbonamide, is known by Unexamined-Japanese-Patent No. 7-157588.

일반적으로 폴리우레탄 폼은 유, 무기 단열재중 단열성이 가장 우수한 단열물질로서 높은 단열성이 요구되며 냉장고, 냉동 컨테이너, 저온창고 등과 같이 저온용도로 많이 사용된다. 이는 폴리우레탄 폼이 독립기포로 구성되어 있어 단열성이 우수하며, 발포제 사용량 및 종류를 조절함으로써 저밀도 폼을 제조할 수 있기 때문이다. 그러나, 폴리우레탄 수지는 가연성이며, 내열성이 약하다는 큰 결점이 있다. In general, polyurethane foam is the most excellent heat insulating material among the oil and inorganic heat insulating materials, which requires high heat insulating properties and is frequently used for low temperature applications such as refrigerators, freezing containers, and low temperature warehouses. This is because polyurethane foam is composed of independent bubbles, excellent heat insulation, and can control low density foam by adjusting the amount and type of blowing agent. However, polyurethane resins are flammable and have a large disadvantage of poor heat resistance.

이러한 현재 사용되고 있는 경질 폴리우레탄 폼은 대부분 -190~120℃의 온도에서 사용하는 것으로 120℃ 이상의 온도가 되면 고온에 의한 열분해가 발생하여 폼의 탄화(charring)가 일어나, 폼이 파손됨으로써 폴리우레탄을 단열재로 한 이중보온관의 경우, 단열성능을 상실하게 된다.Most of these hard polyurethane foams currently used are used at a temperature of -190 to 120 ° C. When the temperature reaches 120 ° C or higher, thermal decomposition occurs due to high temperature, resulting in charring of the foam. If the foam is damaged, the double insulation tube made of polyurethane as a heat insulating material will lose its heat insulating performance.

따라서 이러한 고온에서 사용하게 되는 보온파이프의 경우 120℃ 이상의 온도에서 사용하기 위해서는 통상 규산칼슘, 미네랄울, 유리섬유, 실리카, 폼 글라스 등과 같은 물질을 사용하여 파이프 주변을 감싸 고정하거나 단열재를 글라스 울이나 락울, 실리카, 펄라이트와 같은 무기질 단열재로 감싸는 일차 단열 후 그 위에 다시 폴리우레탄을 발포시키는 삼중보온관 형태로 제작하였는데 이는 제작 비용 증가와 작업시간의 증가 및 이질적인 재료를 사용함으로써 이중보온관이 가지는 일체화된 구조의 장점을 활용하지 못 하는 문제가 있다.Therefore, in the case of the insulation pipe used at such a high temperature, in order to use at a temperature of 120 ° C. or more, a material such as calcium silicate, mineral wool, glass fiber, silica, foam glass, etc. is usually wrapped around the pipe to fix the insulation or glass wool or It is manufactured in the form of triple insulation tube that foams polyurethane again after primary insulation wrapped with inorganic insulation such as rock wool, silica, pearlite, etc., which increases the manufacturing cost, increases working time and uses heterogeneous materials to integrate the double insulation tube. There is a problem of not taking advantage of the structure.

또한, 이러한 이중보온관에 폴리우레판을 발포시키는 방법으로는, 종래에 스프레이 발포방법과 주입식 발포방법이 사용되어졌다.In addition, as a method of foaming a polyurethane board in such a double heat insulation tube, the spray foaming method and the injection foaming method were conventionally used.

도 1에 도시된 바와 같이, 스프레이 발포방법은 파이프를 회전시키며 단면에 폴리우레탄 발포체를 분사하여 파이프 주위에서 폴리우레탄 발포체가 고르게 형성되도록 하는 것으로 폼을 넓게 분산시키며 파이프 단면에 뿌려주면 즉시 발포 반응이 일어나 발포하며 발포 즉시 발포체의 경화가 오는 것으로 발포체의 경화 후 폴리에틸렌쟈켓을 다시 압출하여 발포체를 보호하는 방식으로 유럽에서 주로 적용하는 제작 방식으로서 눈으로 발포체의 상태를 확인하여 이상유무를 직접확인하며 제작할 수 있고, 연속적으로 작업함으로써 상대적으로 작은 작업 공간과 적은 인원으로도 주입식과 유사한 생산량을 산출 할 수 있는 장점이 있으나 이를 위해서는 빠른 반응시간을 필요로 하는데 이는 반응시간이 적절하지 않을 경우 발포체의 처짐(sagging)이나 분리(spun off) 또는 단열 두께의 편차가 심해지는 문제점이 발생할 위험이 클 뿐 아니라, 표면을 고르게 유지해야 하고 주입식과는 다르게 발포체와 외관의 접착력이 약해 문제가 될 수 있으며 파이프를 회전시키는 설비 외에 폴리에틸렌 쟈켓을 압출하는 별도의 설비가 필요하나 주입식에 비해 품질과 가격 경쟁력이 떨어진다는 문제가 있다.As shown in FIG. 1, the spray foaming method rotates the pipe and sprays the polyurethane foam on the cross section so that the polyurethane foam is formed evenly around the pipe. When foaming occurs, the foam is hardened immediately after foaming. After hardening of the foam, the polyethylene jacket is extruded again to protect the foam.It is a manufacturing method mainly applied in Europe. It has the advantage of being able to calculate the injection-like output with a relatively small working space and a small number of people by working continuously, but this requires fast reaction time. sagging or separating Not only is there a high risk of problems such as spun off or increased insulation thickness, but the surface must be even and the adhesion between the foam and the exterior is weak, unlike the injection method. Although a separate facility for extruding the jacket is required, there is a problem that the quality and price competitiveness are inferior to that of the injection type.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 주입식 발포방법은 내관과 외관을 미리 조립한 후 주입구를 통해 발포 조성물을 주입하는 방식으로 내부를 빈틈없이 채우기 위해 반응을 상대적으로 늦게 진행시키는 방식으로 현재 국내 모든 관련업체들의 생산 방식으로 유럽에서 기술 도입 시 도입된 생산 방식을 개선 없이 그대로 적용하고 있으며 개별적으로 조립 발포 후 충진 상태를 확인해 가며 생산하므로 불량을 줄이는데 어느 정도 효과가 있으나 경화 속도가 늦고 부적절한 반응으로 인한 미충 진이나 크랙의 위험과 더불어 부위별로 밀도의 편차가 크게 발생하는 문제점이 있으며 조립을 위해 많은 인력을 필요로 할뿐 아니라 동시에 여러 개의 제품을 만들기 위해 넓은 작업공간을 필요로 하며 늦은 반응성으로 인해 별도의 경화시간을 필요로 하는 단점이 있다. 무엇보다도 내열성 발포체의 제작에 있어 폴리이소시아뉴레이트 반응을 형성하기 위해 빠른 반응성을 필요로 하나 주입식은 상대적으로 늦은 반응성으로 인하여 부적절하다는 문제가 있다.In addition, as shown in Figure 2, the injection-type foaming method is to assemble the inner tube and the exterior in advance and inject the foam composition through the injection hole in order to fill the inside of the reaction in a relatively slow manner in all the current domestic As the production method of related companies, it adopts the production method introduced in Europe without any improvement and produces it by checking the filling state after assembling and foaming individually, so it is effective in reducing defects, but due to the slow curing speed and inappropriate reaction In addition to the risk of unfilled or cracked parts, there is a problem of large density variation in each part, and it requires not only a lot of manpower for assembly but also requires a large work space to make several products at the same time. The disadvantage of requiring hardening time The. Above all, in the manufacture of heat-resistant foam, a rapid reactivity is required to form a polyisocyanurate reaction, but the injection method is inadequate due to the relatively late reactivity.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 폴리우레탄 발포체가 120℃이상에서의 온도에서 열분해되는 현상이 일어나는 데 반해, 160 내지 200℃에서도 10년이상 단열성능을 유지할 수 있으며, 균열, 탄화, 접착력의 약화가 발생하지 않는 우수한 기계적 강도를 나타내며, 난연성 또한 뛰어난 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 및 그 발포체를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, whereas the phenomenon that the conventional polyurethane foam is pyrolyzed at a temperature of 120 ℃ or more occurs, heat insulation performance for 10 years even at 160 to 200 ℃ The present invention provides a polyurethane foam composition for pipe insulation and its foam which can be maintained, exhibits excellent mechanical strength without cracking, carbonization, and weakening of adhesion, and has flame retardancy and excellent heat resistance.

또한, 본 발명의 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물의 빠른 반응특성에 대응하는 최적의 발포방법으로써, 반연속식 발포공정을 사용하여, 스페이서로 인한 열손실 발생을 줄일 수 있으며, 작업인력 절감 및 불량율의 저하로 인한 경제성, 생산성 향상을 도모할 수 있는 반연속식 발포방법을 제공함에 있다.In addition, as an optimal foaming method corresponding to the rapid reaction characteristics of the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention, by using a semi-continuous foaming process, it is possible to reduce the heat loss caused by the spacer, It is to provide a semi-continuous foaming method that can improve the economics and productivity due to the reduction of the reduction and rejection rate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물은, 혼합폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 발포제, 계면활성제를 포함하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물에 있어서, 상기 혼합폴리올은, (1) 폴리에스테르 폴리올, (2) 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올, (3) 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올, (4) 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올, (5) 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올을 모두 포함하며, 상기 이소시아네이트는 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.The polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention for achieving the above object, in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance containing a mixed polyol, isocyanate, catalyst, foaming agent, surfactant, The mixed polyol is (1) polyester polyol, (2) phthalate polyester ether polyol obtained by reacting a propylene oxide and ethylene oxide with a polyester containing at least one of phthalate or adipic acid, (3) Caprolactone polyether polyols obtained by reacting alkylene oxides with caprolactone; (4) glycerol polyether polyols obtained by reacting styrene oxides and butylene oxides with glycols; and (5) bisphenol ae styrene oxides and butylene oxides. Bisphenol-A polyether polyol obtained by reaction Two, wherein the isocyanate is characterized in that it comprises a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate.

상기 혼합폴리올은, 상기 이소시아네이트 100중량부에 대하여, 상기 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부, 상기 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부, 상기 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부, 상기 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부, 상기 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부를 포함하여 이루어지며,The mixed polyol is based on 100 parts by weight of the isocyanate, 50 to 100 parts by weight of the polyester polyol, 10 to 40 parts by weight of the phthalate polyester ether polyol, 5 to 20 parts by weight of the caprolactone polyether polyol, and the glypol 10 to 30 parts by weight of a polyether polyol, and 5 to 15 parts by weight of the bisphenol A polyether polyol, and

상기 폴리에스테르 폴리올은 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올이거나 무수프탈산 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 중 적어도 어느 하나에 글리콜을 축중합한 폴리에스테르 폴리올 중 하나인 것을 특징으로 한다.The polyester polyol is characterized in that the dimethyl phthalate polyester polyol or one of the polyester polyol polycondensed glycol to at least one of phthalic anhydride or polyethylene terephthalate.

또한, 상기 이소시아네이트는 관능기가 2.5 내지 3.0, 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25 내지 32이고, 점도가 150 내지 900 센티포아즈(CPS)인 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)에 대한 상기 이소시아네이트의 이소시아네이트기(NCO)의 중량비가 2.5 내지 5.0인 것을 특징으로 한다.In addition, the isocyanate includes a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a functional group of 2.5 to 3.0, an isocyanate group (NCO) content of 25 to 32, and a viscosity of 150 to 900 centipoise (CPS). The weight ratio of the isocyanate group (NCO) of the isocyanate to the hydroxyl group (-OH) of the mixed polyol is characterized in that 2.5 to 5.0.

상기 혼합폴리올은 히드록시기(-OH)값이 200 내지 600인 것을 특징으로 하 고, 상기 촉매는 아민계 촉매이고, 상기 혼합폴리올 100중량부에 대해 0.5 내지 3.0중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 발포제는 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대하여 물(H2O), 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나 0.5 내지 5 중량부로 이루어지거나 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물(H2O) 0.5 내지 2.5 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 10 내지 30 중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The mixed polyol is characterized in that the hydroxyl group (-OH) value is 200 to 600, the catalyst is an amine catalyst, characterized in that it comprises 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol, The blowing agent is 0.5 to 5 parts by weight of at least one of water (H 2 O), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of the mixed polyol or the mixture 0.5 to 2.5 parts by weight of water (H 2 O) and 10 to 30 parts by weight of at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of polyol It is characterized by.

또한, 상기 계면활성제는 분자량 3000 내지 7000g/mol, 점도 100 내지 2000 센티포아즈(CPS)인 폴리실록산 에테르이며, 상기 혼합폴리올 100중량부에 대해 1 내지 4중량부인 것을 특징으로 한다.In addition, the surfactant is a polysiloxane ether having a molecular weight of 3000 to 7000 g / mol, a viscosity of 100 to 2000 centipoise (CPS), and is 1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol.

다음으로, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법은,Next, the foaming method using a polyurethane foam composition for heat insulation having a heat resistance of the present invention for achieving the above object,

혼합폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 발포제, 계면활성제를 포함하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법에 있어서, 상기 이소시아네이트 100중량부에 대하여, 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부, 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부, 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부, 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부, 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부를 혼합한 혼합폴리올과 촉매, 발포제, 계면활성제를 혼합하여 반응용액을 제조하는 반응용액 제조단계; 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하여 이소시아네이트를 제조하는 이소시아네이트 제조단계; 상기 반응용액과 상기 이소시아네이트를 발포기를 이용하여, 발포하고자하는 위치에서 반응시켜 발포하는 반연속식 반응단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the foaming method using a polyurethane foam composition for pipe insulation having a heat resistance containing a mixed polyol, an isocyanate, a catalyst, a blowing agent, and a surfactant, 50 to 100 parts by weight of polyester polyol, phthalate or 10 to 40 parts by weight of a phthalate polyester ether polyol obtained by reacting a polyester containing at least one of adipic acid with propylene oxide and ethylene oxide, and a caprolactone polyether polyol obtained by reacting an alkylene oxide with caprolactone 5 to 20 parts by weight, 10 to 30 parts by weight of a glycerol polyether polyol obtained by reacting glycol with styrene oxide and butylene oxide, and 2 to 15 parts of bisphenol a polyether polyol obtained by reacting bisphenol a styrene oxide and butylene oxide Parts by weight A reaction solution preparation step of preparing a reaction solution by mixing a mixed polyol, a catalyst, a blowing agent, and a surfactant; An isocyanate preparation step of preparing an isocyanate including the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate; And a semi-continuous reaction step of reacting the reaction solution and the isocyanate with a foaming machine at a position to be foamed and foaming.

상기 반연속식 반응단계는, 발포기 믹싱헤드를 발포진행방향으로 이동시킴으로써 상기 발포하고자하는 위치를 조절하는 것을 특징으로 하며, 상기 반연속식 반응단계는 1 내지 10 bar의 압력으로 기계적으로 혼합시킴으로서 반응시키는 저압식 또는 50 내지 200 bar의 압력으로 상기 반응용액과 상기 이소시아네이트를 충돌시킴으로써 반응시키는 고압식 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The semi-continuous reaction step is characterized by adjusting the position to be foamed by moving the foaming machine mixing head in the foaming progress direction, the semi-continuous reaction step by mechanically mixing at a pressure of 1 to 10 bar It is characterized in that it is made of any one of a low pressure type to react or a high pressure type to react by colliding the reaction solution and the isocyanate at a pressure of 50 to 200 bar.

또한, 상기 이소시아네이트는 관능기가 2.5 내지 3.0, 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25 내지 32이고, 점도가 150 내지 900 센티포아즈(CPS)인 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)에 대한 상기 이소시아네이트의 이소시아네이트기(NCO)의 중량비는 2.5 내지 5.0이며, 상기 혼합폴리올은 히드록시기(-OH)값이 200 내지 600인 것을 특징으로 하며, 상기 발포제는 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대하여 물(H2O), 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나 0.5 내지 5 중량부로 이루어지거나 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물(H2O) 0.5 내지 2.5 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 10 내지 30 중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the isocyanate includes a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a functional group of 2.5 to 3.0, an isocyanate group (NCO) content of 25 to 32, and a viscosity of 150 to 900 centipoise (CPS). Characterized in that, the weight ratio of the isocyanate group (NCO) of the isocyanate to the hydroxyl group (-OH) of the mixed polyol is 2.5 to 5.0, the mixed polyol is characterized in that the hydroxyl group (-OH) value of 200 to 600 The blowing agent may be 0.5 to 5 parts by weight of at least one of water (H 2 O), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of the mixed polyol or 0.5 to 2.5 parts by weight of water (H 2 O) and at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of the mixed polyol It comprises a quantity part.

본 발명의 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 및 그 제조방법 및 그에 의해 제조된 발포체에 의하면, 종래의 폴리우레탄 발포체가 120℃이상에서의 온도에서 열분해되는 현상이 일어나는 데 반해, 160 내지 200℃에서도 10년이상 단열성능을 유지할 수 있으며, 균열, 탄화, 접착력의 약화가 발생하지 않는 우수한 기계적 강도를 나타내며, 난연성 또한 뛰어난 장점이 있다.According to the polyurethane foam composition for pipe insulation of the present invention, a method for producing the same, and a foam produced therefrom, a phenomenon in which a conventional polyurethane foam is thermally decomposed at a temperature of 120 ° C. or more occurs, but at 160 to 200 ° C. It can maintain insulation performance for more than a year, and shows excellent mechanical strength without cracking, carbonization, and weakening of adhesive force, and has excellent advantages of flame retardancy.

또한, 본 발명의 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물의 빠른 반응특성에 대응하는 최적의 발포방법으로써, 반연속식 발포공정을 사용하여, 스페이서로 인한 열손실 발생을 줄일 수 있으며, 작업인력 절감 및 불량율의 저하로 인한 경제성, 생산성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다. In addition, as an optimal foaming method corresponding to the rapid reaction characteristics of the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention, by using a semi-continuous foaming process, it is possible to reduce the heat loss caused by the spacer, There is an advantage that can improve economics and productivity due to the reduction and reduction of defective rate.

이하, 본 발명에 따른 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물의 일실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance according to the present invention will be described.

내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물은 기본적으로 혼합폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 발포제, 계면활성제를 포함하여 이루어진다.The polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance basically comprises a mixed polyol, an isocyanate, a catalyst, a blowing agent, and a surfactant.

먼저, 본 발명 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 중에서 혼합폴리올에 대하여 검토해 보기로 한다.First, the mixed polyol will be examined in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention.

상기 혼합폴리올은 (1) 폴리에스테르 폴리올, (2) 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올, (3) 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올, (4) 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올, (5) 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올을 혼합하여 이루어진다. The mixed polyol is (1) polyester polyol, (2) phthalate polyester ether polyol obtained by reacting a propylene oxide and ethylene oxide with a polyester containing at least one of phthalate or adipic acid, and (3) capro Caprolactone polyether polyols obtained by reacting alkylene oxides with lactones; (4) Glypol polyether polyols obtained by reacting styrene oxides and butylene oxides with glycols; (5) Bisphenol A. Styrene oxides and butylene oxides. It is made by mixing the polyether polyol obtained by the bisphenol.

여기서, 상기 폴리에스테르 폴리올은 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올이거나 무수프탈산 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 중 적어도 어느 하나에 글리콜을 중합한 폴리에스테르 폴리올 중 하나인 것이 바람직하다.Herein, the polyester polyol is preferably a dimethyl phthalate polyester polyol or one of polyester polyols polymerized with glycol to at least one of phthalic anhydride or polyethylene terephthalate.

상기 혼합폴리올 조성물에 있어서, 디메틸 프탈레이트, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 에스테르 성분들과 에스테르에테르 성분들은 적절한 비율로 혼합되어 가교밀도의 증대 및 내열성 향상 등의 프탈레이트계의 폴리에스테르가 가지는 기계적 열적 특성, 내유성, 내약품성 등이 우수한 우레탄을 형성하게 되며, 카프로락톤 성분은 폴리에스테르 성분에서 부족한 내수성을 강화하여 주는 역할을 한다. In the mixed polyol composition, dimethyl phthalate, polyethylene terephthalate ester components and ester ether components are mixed in an appropriate ratio so that the mechanical and thermal properties, oil resistance, and chemical resistance of the phthalate-based polyester such as increased crosslinking density and improved heat resistance Excellent urethane is formed, and the caprolactone component plays a role of reinforcing water resistance insufficient in the polyester component.

또한, 글리콜 성분은 폼이 형성되는 과정에서 유동성과 접착력을 증대시키는 작용을 하며 원액의 점도를 강하시키는데 기여하며, 비스페놀에이 성분은 열전도도의 개선 및 폼 기포의 균일한 형성에 기여할 뿐 아니라 중합된 폴리에스테르 폴리올은 열안정성이 뛰어나 경화를 개선하고, 내유성이 상대적으로 뛰어난 장점이 있으므로 폴리에테르 폴리올과 적정 비율로 혼합하여 사용함으로써 그 성능이 극대화된다.In addition, the glycol component acts to increase fluidity and adhesion in the process of foam formation, and contributes to lowering the viscosity of the stock solution. The bisphenol A component not only contributes to the improvement of thermal conductivity and uniform formation of foam bubbles, but also to polymerization. Polyester polyol is excellent in thermal stability to improve the curing, and oil resistance has the advantage of relatively excellent, so that the performance is maximized by mixing and using the polyether polyol in an appropriate ratio.

여기서, 적정비율은 수차례의 실험결과, 상기 혼합폴리올은, 상기 이소시아네이트 100중량부에 대하여, 상기 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부, 상기 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부, 상기 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부, 상기 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부, 상기 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부를 혼합하는 것이 내열성, 기계적 강도 등의 본 발명의 효과를 극대화하는데 적합하다.Here, the titration ratio is a number of experiments, the mixed polyol, 50 to 100 parts by weight of the polyester polyol, 10 to 40 parts by weight of the phthalate polyester ether polyol, the caprolactone poly with respect to 100 parts by weight of the isocyanate Mixing 5 to 20 parts by weight of ether polyol, 10 to 30 parts by weight of the glypol polyether polyol, and 5 to 15 parts by weight of the bisphenol A polyether polyol is suitable for maximizing the effects of the present invention such as heat resistance and mechanical strength.

또한, 혼합폴리올은 히드록시기(-OH)값이 200 내지 600인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 300 내지 500인 것이 가장 효과적이다. 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)값이 200 미만이면 생성 반응 및 가교반응이 일어나지 못하여 치수 안정성과 제품의 기계적 강도가 떨어지고, 히드록시기(-OH)값이 600을 초과하면 전체적인 물성값이 취약해지는데 특히 전단강도와 접착강도가 떨어지며, 폼이 쉽게 부스러지는 문제가 있으므로, 상술한 적정범위를 벗어난 히드록시기(-OH)값은 제품의 불량원인으로 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. In addition, the mixed polyol preferably has a hydroxyl group (-OH) value of 200 to 600, more preferably 300 to 500. If the hydroxyl group (-OH) value of the mixed polyol is less than 200, formation reaction and crosslinking reaction may not occur, and thus the dimensional stability and mechanical strength of the product may be reduced. If the hydroxyl group (-OH) value is more than 600, the overall physical property value becomes weak. Since there is a problem that the adhesive strength and the foam falls easily, the hydroxy group (-OH) value out of the above-mentioned proper range is a cause of poor product, there is a problem that the productivity is lowered.

여기서, 히드록시기(-OH)값이란, 분자내에 있는 히드록시기(-OH)를 KOH 당량으로 나타낸 값으로, 분자내에 히드록시기(-OH)만 있으면 측정가능한 값이다. 모든 폴리올(폴리올이란 히드록시기(-OH)가 많다는 의미)은 분자내에 히드록시기(-OH)를 가지고 있으므로 각각의 hydroxy value도 있게 마련이다. 따라서, 히드록시기(-OH)를 가지고 있는 물질의 히드록시기(-OH)값은 그 물질의 고유특성이 된다.Here, the hydroxyl group (-OH) value is a value which represents the hydroxyl group (-OH) in a molecule | numerator as KOH equivalent, and it is a value which can be measured if only a hydroxyl group (-OH) exists in a molecule | numerator. Every polyol (a polyol means a lot of hydroxy groups (-OH)) has a hydroxyl group (-OH) in its molecule, so each has a hydroxy value. Therefore, the hydroxyl group (-OH) value of a substance having a hydroxyl group (-OH) becomes the intrinsic property of the substance.

이하에는 히드록시기(-OH)값을 산술적으로 계산할 수 있는 방법을 간단히 나타내었다.The following briefly illustrates a method for arithmetically calculating a hydroxyl group (-OH) value.

56100 * 히드록시 관능기수                    56100 * Hydroxy Functional Group

PPG 분자량= ---------------------------      PPG Molecular Weight = ---------------------------

히드록시기(-OH)값                        Hydroxy group (-OH) value

** 수산화칼륨(KOH)의 분자량(mg): [K(39.1)+O(16)+H(1)]*1000=56,100** Molecular weight (mg) of potassium hydroxide (KOH): [K (39.1) + O (16) + H (1)] * 1000 = 56,100

예) 1. 글리세린 (분자량 = 92) Example) 1. Glycerin (molecular weight = 92)

56100 * 3 (글리세린의 히드록시 관능기수)                            56100 * 3 (hydroxyl functional group of glycerin)

1829 = ------------------------------------------                 1829 = ------------------------------------------

(히드록시기(-OH)값) 92 (글리세린의 분자량)        (Hydroxy group (-OH) value) 92 (molecular weight of glycerin)

예) 2. 프로필렌 글리콜 (분자량 = 76) Example) 2. Propylene glycol (molecular weight = 76)

56100 * 2 (프로필렌 글리콜의 히드록시 관능기수)                        56100 * 2 (hydroxy functional group number of propylene glycol)

1476 = ----------------------------------------------          1476 = ----------------------------------------------

(히드록시기(-OH)값) 76 (프로필렌 글리콜의 분자량)  (Hydroxy group (-OH) value) 76 (molecular weight of propylene glycol)

다음으로 본 발명 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 중에서 이소시아네이트에 대하여 검토해 보기로 한다.Next, the isocyanate will be examined in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention.

이소시아네이트는 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트로 이루어지며, 변성 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)가 첨가되어 이루어질 수 있다.The isocyanate consists of polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate, and may be made by addition of modified diphenylmethane diisocyanate (MDI).

상기 이소시아네이트에서, 상기 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트는 관능기가 2.5 내지 3.0, 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25 내지 35이고, 점도가 150 내지 900 센티포아즈(CPS)인 것을 사용한다.In the isocyanate, the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate has a functional group of 2.5 to 3.0, an isocyanate group (NCO) content of 25 to 35, and a viscosity of 150 to 900 centipoise (CPS) is used. do.

그 이유로는 상기 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 성분은 피착물과의 접착력을 강화시켜 주지만, 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25% 미만이면 접착력의 향상을 기대할 수 없고, 치수안정성이 떨어지며, 35%를 초과하면 오히려 접착력과 압축, 인장 강도가 저하되고, 유동성이 저하되기 때문이다.For this reason, the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate component enhances adhesion to the adherend, but the percent isocyanate group (NCO) content of the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate component is 25%. If it is less than, the improvement of adhesive force cannot be expected, the dimensional stability is inferior, and if it exceeds 35%, the adhesive force, compression, and tensile strength will fall rather, and fluidity will fall.

또한, 관능기의 수와 점도의 수치가 상기 범위를 벗어나면 반응성이 떨어지는 문제가 있다.In addition, when the number of functional groups and the numerical value of the viscosity are out of the above range, there is a problem that the reactivity is lowered.

또한, 이소시아네이트 성분과 혼합폴리올 성분의 반응 비율은 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트기(-NCO)와 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)의 중량비인 NCO/OH가 2.5 내지 5.0인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3.5 내지 4.5인 것이 적합하다. NCO/OH의 비가 2.5 미만이 되면 상기 혼합폴리올과 상기 이소시아네이트간의 반응(폴리이소시아뉴레이트 반응)이 일어나지 않아 가교밀도가 부족하여 내열성능이 저하되는 문제가 있으며, NCO/0H의 비가 5.0을 초과하면 경질 폴리우레탄 발포체의 접착력이 저하되고, 강직도가 지나치게 높아져서 발포체의 부스러짐 현상이 발생하는 문제가 있다.In addition, the reaction ratio of the isocyanate component and the mixed polyol component is preferably NCO / OH, which is a weight ratio of the isocyanate group (-NCO) of the isocyanate component and the hydroxyl group (-OH) of the mixed polyol, 2.5 to 5.0, more preferably 3.5 To 4.5 is suitable. When the NCO / OH ratio is less than 2.5, there is a problem that the reaction between the mixed polyol and the isocyanate does not occur (polyisocyanurate reaction), resulting in insufficient crosslinking density and thus lowering heat resistance, and when the ratio of NCO / 0H exceeds 5.0, There exists a problem that the adhesive force of a rigid polyurethane foam falls, rigidity becomes high too much, and a crushing phenomenon of foam arises.

NCO/OH비가 2.5 내지 5.0일 경우 이소시아네이트가 과량으로 존재하는 것으로, 이때, 폴리우레탄 발포체의 형성이 완결된 후 남아있는 이소시아네이트가 부가반응을 통해 알로파네이트와 뷰렛 등을 형성하며 이 추가적인 가교반응으로 인해 물성의 향상이 이뤄진다. 높은 온도에서의 이소시아네이트가 자체 반응을 통해 강한 이소시아뉴레이트 결합을 형성하게 되고, 이는 일반 우레탄 결합보다 강한 결합력을 지녀 쉽게 파손되지 않는 바, 화학안정성과 열안정성이 향상되어, 열에 강하고 난연성이 뛰어나며 낮은 열전도율을 유지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 혼합폴리올 성분 및 반응시킬 이소시아네이트 성분의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나게 되면, 본 발명의 목적은 달성 할 수 없게 된다.When the NCO / OH ratio is 2.5 to 5.0, the isocyanate is present in excess. In this case, the isocyanate remaining after the formation of the polyurethane foam is completed forms allophanate and biuret through addition reaction. As a result, the physical properties are improved. The isocyanate at high temperature forms strong isocyanurate bond through its own reaction, which is stronger than general urethane bond, so it is not easily broken. It is improved in chemical stability and thermal stability, and it is excellent in heat and flame resistance. It is possible to maintain low thermal conductivity. Therefore, when the blending ratio of the mixed polyol component and the isocyanate component to be reacted is outside the above range, the object of the present invention cannot be achieved.

다음으로 본 발명 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 중에서 촉매에 대하여 검토해 보기로 한다.Next, the catalyst will be examined in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention.

본 발명에 사용되는 촉매는 폴리우레탄 발포체를 얻기위해 사용할 수 있는 전형적인 촉매로서, 예를들면 트리에틸렌디아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 1-메틸-4-디메틸아미노에틸-피페라진, 3-메톡시-N-디메틸-프로필아민, 디에틸에탄올-아민, N-코코모르폴린, N,N-디메틸-N',N' 디메틸이소프로필-프로필렌 디아민, N,N-디에틸-3-디에틸 아미노프로필 아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리이소프로판올아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민, 헥사데실디메틸아민, 트리스(3-디메틸아미노) 프로필헥사히드로트리아민, N-메틸몰포린, N-에틸몰포린, N-옥타데실몰포린, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, 디에틸렌트리아민, N,N,N',N'-테트라메틸부탄디아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-부탄디아민, N,N,N',N'-테트라에틸헥사메틸렌디아민, 비스[2-(N,N-디메틸아미노)에틸]에테르, N,N'-디메틸벤질아민, N,N-디메틸시클로헥실아민, N,N,N',N',n'-펜타메틸디에틸렌트리아민, 트리에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민의 개미산 및 기타염, 제 1 및 제 2 아민의 아미노기와 옥시알킬렌부가물, N,N-디알킬피페라진류와 같은 아자고리화합물,여러 가지의 N,N',N'-트리알킬아미노알킬헥사히드로트리아진류의 β-아미노카르보닐촉매 등의 아민계 촉매이다.Catalysts used in the present invention are typical catalysts that can be used to obtain polyurethane foams, for example triethylenediamine, tetramethylethylenediamine, 1-methyl-4-dimethylaminoethyl-piperazine, 3-methoxy- N-dimethyl-propylamine, diethylethanol-amine, N-cocomorpholine, N, N-dimethyl-N ', N' dimethylisopropyl-propylene diamine, N, N-diethyl-3-diethyl aminopropyl Amine, triethylamine, tripropylamine, triisopropanolamine, tributylamine, trioctylamine, hexadecyldimethylamine, tris (3-dimethylamino) propylhexahydrotriamine, N-methylmorpholine, N-ethylmol Porin, N-octadecyl morpholine, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, diethylenetriamine, N, N, N ' , N'-tetramethylbutanediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-butanedi Min, N, N, N ', N'-tetraethylhexamethylenediamine, bis [2- (N, N-dimethylamino) ethyl] ether, N, N'-dimethylbenzylamine, N, N-dimethylcyclohexyl Amines, N, N, N ', N', n'-pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, formic acid and other salts of triethylenediamine, amino and oxyalkylene adducts of the first and second amines, Amine catalysts such as azacyclic compounds such as N, N-dialkyl piperazines, and β-aminocarbonyl catalysts of various N, N ', N'-trialkylaminoalkylhexahydrotriazines.

이들 촉매는 단독 또는 혼합해서 사용하고, 그 사용량은 상기 혼합폴리올 성분 100 중량부에 대해 0.5 내지 3.0 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.0 내지 2.0 중량부가 적합하다. 여기서, 촉매의 양이 0.5 중량부 미만인 경우, 본 발명을 위한 반응에서 경질 폴리우레탄 발포체 생성 반응이 미완결되어 물성의 저하가 일어나므로 촉매의 역할을 기대할 수 없으며, 3.0 중량부를 초과하는 경우에는 지나치게 반응이 활발하여 제어하기 힘들고, 발포대상내의 공간을 채우지 못 한채 반응이 종결되거나, 탄화(Scorch)나 스폰지 현상이 발생할 수 있는 문제가 있다.It is preferable to use these catalysts individually or in mixture, and the usage-amount is 0.5-3.0 weight part with respect to 100 weight part of said mixed polyol components, More preferably, 1.0-2.0 weight part is suitable. Here, when the amount of the catalyst is less than 0.5 parts by weight, the rigid polyurethane foam production reaction is not completed in the reaction for the present invention, the physical properties can be reduced, so the role of the catalyst can not be expected, if exceeding 3.0 parts by weight excessively This is active and difficult to control, the reaction is terminated without filling the space in the foaming object, there is a problem that can occur carbonization (Scorch) or sponge phenomenon.

다음으로 본 발명 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 중에서 발포제에 대하여 검토해 보기로 한다.Next, the foaming agent will be examined in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention.

본 발명에 따르면, 상기 발포제는 물(H2O) 또는 플루오르 탄소계 발포제로서 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 사용한다. 물(H2O)을 단독으로 사용할 경우, 상기 혼합폴리올 성분 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부를 사용하며, 물(H2O)과 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 혼합사용할 경우에는 물(H2O) 0.5 내지 2.5 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 10 내지 30중량부 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 물(H2O)을 단독으로 사용할 경우 물(H2O)을 0.5 중량부 미만으로 사용하면, 원하는 밀도가 나오지 않으며, 5 중량부를 초과하면 폴리우레탄 발포체의 단열성이 떨어지고 발포체가 부스러지면서 면재와의 접착력도 약해진다.According to the present invention, the blowing agent uses at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) as water (H 2 O) or fluorocarbon-based blowing agent. When water (H 2 O) is used alone, 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol component, water (H 2 O), hydrochlorofluorocarbons (HCFC), hydrofluorocarbons (HFC) Alternatively, when using at least one of hydrocarbon (HC), 0.5 to 2.5 parts by weight of water (H 2 O) and at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) It is preferable to use 10-30 weight part. In this case, when water (H 2 O) is used alone, when water (H 2 O) is used in an amount less than 0.5 parts by weight, the desired density does not come out. When it exceeds 5 parts by weight, the insulation of the polyurethane foam is inferior and the foam is broken. The adhesive force with the face material is also weakened.

다음으로 본 발명 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 중에서 계면활성제에 대하여 검토해 보기로 한다.Next, the surfactant will be examined in the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance of the present invention.

본 발명에 따르면, 상기 계면활성제는 유기 실리콘계 화합물로서 폴리실록산 에테르(polysiloxane ether)를 사용한다. 이때 사용되는 계면 활성제의 양은 혼합폴리올 성분 100 중량부에 대해 1 내지 4 중량부가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.5 내지 3 중량부이다. 계면활성제의 양이 1 중량부미만인 경우, 발포에 의한 가스의 확산을 막을 수 없으며, 4 중량부를 초과하는 경우, 반응물의 표면 장력이 낮아지게 되어 폐쇄셀(cloes cell) 구조가 무너지는 것을 방지하는 계면활성제의 효 과가 거의 없어지게 된다. 또한, 계면활성제의 점도는 100 내지 2000 센티포아즈 (cps)이고, 분자량은 3,000 내지 7,000 g/mol이 바람직하다. 상기 범위의 점도와 분자량은 계면활성제와 다른 원료 물질과의 반응 시 물질간의 적합성 및 반응성 등을 극대화하는데 적합하다.According to the present invention, the surfactant uses a polysiloxane ether as an organosilicon compound. The amount of the surfactant used at this time is preferably 1 to 4 parts by weight, more preferably 1.5 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol component. When the amount of the surfactant is less than 1 part by weight, the diffusion of gas by foaming cannot be prevented. When the amount of the surfactant is more than 4 parts by weight, the surface tension of the reactants is lowered to prevent the collapse of the closed cell structure. The effect of the surfactant is almost eliminated. In addition, the viscosity of the surfactant is 100 to 2000 centipoise (cps), the molecular weight is preferably 3,000 to 7,000 g / mol. Viscosity and molecular weight in the above range is suitable for maximizing the suitability and reactivity between materials in the reaction of the surfactant with other raw materials.

그 외에, 본 발명의 폴리우레탄 발포체 조성물에 있어서 폴리우레탄 발포체의 강도 보강 및 경화시간 단축을 위해서 가교제를 사용할 수 있다. 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세롤, 부탄디올들은 단독 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수도 있다. 특히, 바람직한 가교제는 폴리에틸렌글리콜 또는 부탄디올이며, 그 사용량은 혼합폴리올 성분 100중량부에 대해 2 내지 15 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3 내지 5중량부가 적합하다.In addition, in the polyurethane foam composition of the present invention, a crosslinking agent may be used to reinforce the strength of the polyurethane foam and to shorten the curing time. Ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerol, and butanediol can also be used individually or in mixture of 2 or more types. Particularly, the preferred crosslinking agent is polyethylene glycol or butanediol, and the amount thereof is preferably 2 to 15 parts by weight, more preferably 3 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol component.

또한, 본 발명의 폴리우레탄 발포체의 난연성을 더욱 강화하기 위해서 난연제를 첨가할 수 있다. 본 발명에 사용되는 난연제로서는 트리스(2-틀로로에틸)포스페이트, 트리스(클로로프로필)포스페이트, 트리스(디프로포프로필)포스페이트 등이 있다. 난연제를 사용할 경우 그 사용량은 혼합폴리올 성분 100 중량부에 대해 5 내지 20 중량부가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 15중량부이다. 또한 삼산화안티몬, 수산화알루미늄 등의 금속화합물을 사용할 수도 있다.In addition, a flame retardant may be added to further enhance the flame retardancy of the polyurethane foam of the present invention. Flame retardants used in the present invention include tris (2-chloroethyl) phosphate, tris (chloropropyl) phosphate, tris (dipropopropyl) phosphate and the like. When using a flame retardant, the usage-amount is 5-20 weight part with respect to 100 weight part of mixed polyol components, More preferably, it is 10-15 weight part. Moreover, metal compounds, such as antimony trioxide and aluminum hydroxide, can also be used.

기타 우레탄 화학으로 상용되는 충전제, 산화방지제, 자외선흡수제 등의 안정제 및 착색제 등을 필요에 따라 첨가할 수 있다.Other fillers commonly used in urethane chemistry, stabilizers such as antioxidants, ultraviolet absorbers and the like can be added as necessary.

이하, 상기 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물에 대한 실시예 및 비교예를 살펴보기로 한다. 여기서, PO는 프로필렌산화물, EO는 에틸렌산화물, SO는 스틸렌산화물, BO는 부틸렌산화물, AO는 알킬렌산화물을 의미한다.Hereinafter, examples and comparative examples of the polyurethane foam composition for thermal insulation having heat resistance will be described. Here, PO means propylene oxide, EO means ethylene oxide, SO means styrene oxide, BO means butylene oxide, AO means alkylene oxide.

본 실험은 EN 253 규격에 맞춘 것으로, 이는 단열재로서의 경질 폴리우레탄 발포체가 특정 작업 온도에서 절연된 파이프의 사용 수명을 예측하기 위한 표준으로 유럽에서 만든 규정으로 국내에서도 동일하게 적용하고 있다. 이 방법은 이중보온관용 폴리우레탄 단열재의사용수명에 대한 예측 방법과 단열재에 필요한 최소 요건을 제공한다. 특정 작업온도에서의 사용 수명은 가속노화 테스트 즉 열매체유를 일정한 시간 동안의 승온 후 파이프 내부에 흐르게 한 후 일정 시간 후 발포체의 물리적 강도와 열전도율 등을 측정하여 예측하여 그 결과를 판별하는 것으로 현재의 연속운영온도(CCOT: Calculated continuous operating temperature)는 일반적인 사용 온도인 120℃의 경우 160℃에서 3,600시간 동안에 또는 170℃에서 1,450시간 동안에 파이프 내부에 열매체유를 흐르게 한 후 파이프 단열재인 경질 폴리우레탄 폼의 축방향 전단 시험으로 예측할 수 있다.This test conforms to EN 253, which is a standard made in Europe as a standard for predicting the service life of pipes insulated with rigid polyurethane foam as a heat insulating material at specific working temperatures. This method provides a prediction method for the service life of polyurethane insulation for double insulation pipes and the minimum requirements for insulation. The service life at a certain working temperature is an accelerated aging test, that is, the heat medium oil is heated for a certain time, and then flows into the pipe, and after a certain time, the physical strength and thermal conductivity of the foam are measured and predicted to determine the result. Calculated continuous operating temperature (CCOT) is the temperature of the rigid polyurethane foam which is pipe insulation after flowing the heat medium inside the pipe for 3,600 hours at 160 ℃ or 1,450 hours at 170 ℃ for 120 ℃. Predicted by axial shear tests.

전단 시험에 사용하는 아레니우스(Arrhenius) 수명-응력 모델을 통해 구하는데 이는 주로 응력이 열(예: 온도)일 때 적용된다.Obtained from the Arrhenius life-stress model used in the shear test, which is mainly applied when the stress is heat (eg temperature).

<가속노화 실험(Aging test)> <Aging test>

160~200℃의 온도에서 10년 이상 사용하기 위해서는 현재 운영중인 온도 범위에서 시험하는 것은 시간이 오래 걸리기 때문에 불가능하게 된다. 이에 따라 이중보온관의 수명이 아래의 아레니우스 식에 따라 움직인다고 가정한다면 모든 공급온도(x축)가 하나의 직선상에서 예상 수명(y축)을 구할 수 있게 된다. 이에 따라 현대 시점에서 사용 가능한 수명을 예측하기 위해서는 현재의 이중보온관을 적정한 온도(220~270℃)로 강제 노화시키고 그때의 전단강도 값을 구하여 전단 강도 값이 0.12MPa이하로 떨어지는 시간을 구하게 되면 노화시킨 온도 즉, 220℃ 에서 270℃로 공급 시 사용 가능한 수명이 나오게 된다.For more than 10 years of use at temperatures between 160 and 200 ° C, testing in the current operating temperature range is not possible because of the time required. Accordingly, assuming that the life of the double insulation tube moves according to the following Arrhenius equation, all supply temperatures (x-axis) can be expected to obtain the expected life (y-axis) on a straight line. Accordingly, in order to predict the service life that can be used in modern times, the current double insulation tube is forcibly aged at an appropriate temperature (220 ~ 270 ℃), and the shear strength value is calculated to find the time when the shear strength value falls below 0.12 MPa. The usable life comes from supplying the aging temperature, ie from 220 ° C to 270 ° C.

Q                 Q

Ln(L)=ln(A) + ------Ln (L) = ln (A) + ------

R*T                R * T

A: 미지의 비온도 상수 Q: 활성화에너지(kJ/mol.k) A: Unknown specific temperature constant Q: Activation energy (kJ / mol.k)

R: 볼츠만상수(J/mol.K) T: 공급온도R: Boltzmann constant (J / mol.K) T: Supply temperature

L: 공급온도에서의 기대수명L: Life expectancy at supply temperature

비교예 1Comparative Example 1

430의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 성분 100중량%(솔비톨에 PO 또는 EO를 부가한 폴리에테르 폴리올 35중량%, 펜타에리스리톨에 PO 또는 EO를 부가한 폴리에테르 폴리올 15중량%, 톨루엔디아민에 EO 또는 PO를 부가한 폴리에테르 폴리올 25중량%, 에틸렌디아민에 EO 또는 PO를 부가한 폴리에테르 폴리올 25중량% 로 이루어지는 혼합폴리올 성분)와, 발포제로서 혼합폴리올 100중량부에 대해, 디클로로모노플루오르에탄 25중량부와 물 0.8중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 30인 폴리메릭 MDI를 125중량부 사용하여 제조하였다.100% by weight of mixed polyol component having a hydroxy group (-OH) value of 430 (35% by weight of polyether polyol with PO or EO added to sorbitol, 15% by weight of polyether polyol with PO or EO added to pentaerythritol, toluenediamine 25 weight% of polyether polyol which added EO or PO to it, the mixed polyol component which consists of 25 weight% of polyether polyol which added EO or PO to ethylenediamine), and dichloromonofluorine with respect to 100 weight part of mixed polyols as a blowing agent. 25 parts by weight of ethane and 0.8 parts by weight of water were added to prepare a resin stock solution, which was prepared using 125 parts by weight of polymeric MDI having an isocyanate group (NCO) content of 30%.

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1과 다른 조건은 모두 동일하며, 발포제에 있어서, 물을 단독으로 혼합폴리올 100 중량부에 대해 6중량부를 사용하였다. 또한, 이소시아네이트기 (NCO)함량%가 32인 폴리메릭 MDI를 사용하였다.All other conditions were the same as in Comparative Example 1, and 6 parts by weight of the blowing agent was used based on 100 parts by weight of mixed polyol alone. In addition, polymeric MDI having an isocyanate group (NCO) content of 32 was used.

비교예 3Comparative Example 3

650의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 성분 100 중량%(슈크로오스 폴리에테르 폴리올 10 중량%, 펜타에리트리톨+OH 45 중량%, 톨루엔디아민+PO/EO 25 중량%, 에틸렌디아민+PO/EO 20중량%로 이루어지는 혼합 폴리올 성분)와, 발포제로서 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물 3중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC-141b) 15 중량부를 사용하였다. 100% by weight of mixed polyol component having a hydroxyl group (-OH) value of 650 (10% by weight of sucrose polyether polyol, 45% by weight of pentaerythritol + OH, 25% by weight of toluenediamine + PO / EO, ethylenediamine + PO 3 parts by weight of water and 15 parts by weight of hydrochlorofluorocarbon (HCFC-141b) were used as a foaming agent.

또한, 이소시아네이트기(NCO)함량%가 25인 폴리메릭 MDI를 사용하였다.In addition, a polymeric MDI having an isocyanate group (NCO) content of 25 was used.

비교예 4Comparative Example 4

상기 비교예 3과 다른 조건은 모두 동일하며, 발포제에 있어서, 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물 0.4 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC-141b) 5 중량부를 사용하였다. 또한, 이소시아네이트기(NCO)함량%가 29인 폴리메릭 MDI를 사용하였다.The other conditions were the same as in Comparative Example 3, and 0.4 parts by weight of water and 5 parts by weight of hydrochlorofluorocarbon (HCFC-141b) were used for 100 parts by weight of the mixed polyol. In addition, a polymeric MDI having an isocyanate group (NCO) content of 29 was used.

실시예 1Example 1

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 100중량부에 대하여, 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에스테르 폴리올 50중량부, 프탈레이트 베이스의 폴리에스테르에 PO와 EO를 부가해서 얻어지는 폴리에스테르에테르폴리올 15중량부, 카프로락톤에 AO를 부가해서 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부, 글리콜에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 15중량부, 비스페놀에이에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부를 혼합한 450의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 100중량부에 대하여, 물 0.8중량부와 디클로로모노플루오르에탄(HCFC-141b) 25중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량 %가 30인 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 혼합폴리올 100중량부에 대해 180중량부를 혼합, 반응시켜 발포하여 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.Polyester ether obtained by adding PO and EO to 50 weight part of polyester polyols which polycondensed glycols to the dimethyl phthalate polyester polyol, and phthalate base polyester with respect to 100 weight part of 4, 4- diphenylmethane diisocyanate. 15 parts by weight of polyol, 10 parts by weight of polyether polyol obtained by adding AO to caprolactone, 15 parts by weight of polyether polyol obtained by adding SO and BO to glycol, polyether polyol 10 obtained by adding SO and BO to bisphenol To 100 parts by weight of a mixed polyol having a hydroxyl group (-OH) value of 450 parts by weight, 0.8 parts by weight of water and 25 parts by weight of dichloromonofluoroethane (HCFC-141b) were added to form a resin stock solution, and an isocyanate group was added thereto. Polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a (NCO) content of 30% based on 100 parts by weight of mixed polyol 18 0 parts by weight of the mixture was reacted and foamed to prepare a polyurethane foam.

실시예 2Example 2

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 100중량부에 대하여, 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에테르 폴리올 60중량부, 아디픽산 베이스의 폴리에스테르에 PO와 EO를 부가해서 얻어지는 폴리에스테르에테르폴리 올 15중량부, 카프로락톤에 AO를 부가해서 얻어지는 폴리에테르폴리올 5중량부, 글리콜에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부, 비스페놀에이에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부를 혼합한 350의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 100중량부에 대하여, 물 0.9중량부와 하이드로플루오르카본(HFC-365mfc) 28중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 27인 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 혼합폴리올 100중량부에 대해 190중량부를 혼합, 반응시켜 발포하여 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.Polyester obtained by adding PO and EO to 60 weight part of polyether polyols which polycondensed glycols to the dimethyl phthalate polyester polyol, and adipic acid base polyester with respect to 100 weight part of 4, 4- diphenylmethane diisocyanate 15 parts by weight of ether polyol, 5 parts by weight of polyether polyol obtained by adding AO to caprolactone, 10 parts by weight of polyether polyol obtained by adding SO and BO to glycol, and polyether obtained by adding SO and BO to bisphenol A To 100 parts by weight of a mixed polyol having a hydroxyl group (-OH) value of 350 mixed with 10 parts by weight of polyol, 0.9 parts by weight of water and 28 parts by weight of hydrofluorocarbon (HFC-365mfc) were added to form a resin stock solution, and an isocyanate compound was added thereto. 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a group (NCO) content% of 27 is mixed with 190 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol. To prepare a polyurethane foam by foaming.

실시예 3Example 3

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 100중량부에 대하여, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에스테르 폴리올 70중량부, 프탈레이트 베이스의 폴리에스테르에 PO와 EO를 부가해서 얻어지는 폴리에스테르에테르폴리올 10중량부, 카프로락톤에 AO를 부가해서 얻어지는 폴리에테르 폴리올 5중량부, 글리콜에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부, 비스페놀에이에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 5중량부를 혼합한 550의 히드록시기(-OH)값을 갖는혼합폴리올 100중량부에 물 0.8중량부와 하이드로플루오르카본(HFC-245fa) 30중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량 %가 32인 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 혼합폴리올 100중량부에 대해 185중량부를 혼합, 반응시켜 발포하여 폴리우레탄 발포체를 제조하 였다.Polyester obtained by adding PO and EO to 70 weight part of polyester polyols which polycondensed glycols to the polyethylene terephthalate polyester polyol, and phthalate base polyester with respect to 100 weight part of 4, 4- diphenylmethane diisocyanate 10 parts by weight of ether polyol, 5 parts by weight of polyether polyol obtained by adding AO to caprolactone, 10 parts by weight of polyether polyol obtained by adding SO and BO to glycol, and polyether polyol obtained by adding SO and BO to bisphenol A 0.8 parts by weight of water and 30 parts by weight of hydrofluorocarbon (HFC-245fa) were added to 100 parts by weight of a mixed polyol having a hydroxyl group (-OH) value of 550 mixed with 5 parts by weight to prepare a resin stock solution. 185 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a content of 32% based on 100 parts by weight of the mixed polyol, By reacting and foaming, a polyurethane foam was prepared.

실시예 4Example 4

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 100중량부에 대하여, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에스테르 폴리올 50중량부, 프탈레이트 베이스의 폴리에스테르에 PO와 EO를 부가해서 얻어지는 폴리에스테르에테르폴리올 20중량부, 카프로락톤에 AO를 부가해서 얻어지는 폴리에테르 폴리올 15중량부, 글리콜에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부,비스페놀에이에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 5중량부를 혼합한 500의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 100중량부에 대하여, 물 0.8 중량부와 하이드로카본(pentane) 30 중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량 %가 30인 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 혼합폴리올 100중량부에 대해 180중량부를 혼합, 반응시켜 발포하여 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.Polyester obtained by adding PO and EO to 50 weight part of polyester polyols which polycondensed glycols to the polyethylene terephthalate polyester polyol, and phthalate base polyester with respect to 100 weight part of 4, 4- diphenylmethane diisocyanate 20 parts by weight of ether polyol, 15 parts by weight of polyether polyol obtained by adding AO to caprolactone, 10 parts by weight of polyether polyol obtained by adding SO and BO to glycol, polyether polyol obtained by adding SO and BO to bisphenol To 100 parts by weight of a mixed polyol having a hydroxy group (-OH) value of 500 mixed with 5 parts by weight, 0.8 parts by weight of water and 30 parts by weight of hydrocarbon were added to form a resin stock solution, and an isocyanate group (NCO) was added thereto. 180 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a content% of 30 is mixed with respect to 100 parts by weight of the mixed polyol, The reaction was carried out to foam to prepare a polyurethane foam.

실시예 5Example 5

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 100중량부에 대하여, 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에스테르 폴리올 40중량부, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 폴리에스테르 폴리올에 글리콜류를 축중합시킨 폴리에스테르 폴리올 30중량부, 프탈레이트 베이스의 폴리에스테르에 PO와 EO를 부가해서 얻 어지는 폴리에스테르에테르폴리올 10중량부, 카프로락톤에 AO를 부가해서 얻어지는 폴리에테르 폴리올 5중량부, 글리콜에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 10중량부, 비스페놀에이에 SO와 BO를 부가하여 얻어지는 폴리에테르 폴리올 5중량부를 혼합한 500의 히드록시기(-OH)값을 갖는 혼합폴리올 100중량부에 대하여, 물 0.9 중량부를 첨가하여 레진 원액을 만들고, 여기에 이소시아네이트기(NCO) 함량 %가 31인 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 혼합폴리올 100중량부에 대해 195중량부를 혼합, 반응시켜 발포하여 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.40 parts by weight of a polyester polyol obtained by condensation polymerization of glycols to a dimethyl phthalate polyester polyol and 100 parts by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate, and a polyester polyol obtained by condensation of glycols to a polyethylene terephthalate polyester polyol. 30 parts by weight, 10 parts by weight of polyester ether polyol obtained by adding PO and EO to phthalate-based polyester, 5 parts by weight of polyether polyol obtained by adding AO to caprolactone, and SO and BO to glycol 10 parts by weight of polyether polyol and 0.9 parts by weight of water were added to 100 parts by weight of a mixed polyol having a hydroxyl group (-OH) value of 500 obtained by adding 5 parts by weight of polyether polyol obtained by adding SO and BO to bisphenol A. A stock solution was prepared, wherein 4,4-diphenylmethane having an isocyanate group (NCO) content of 31% Mixing an isocyanate portion of 195 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture, the reaction was foamed to prepare a polyurethane foam.

상기 비교예와 실시예를 통해 제조된 폴리우레탄 발포체에 대한 성능을 [표 1], [표 2]에 정리하였다. [표 1]은 가속노화 전의 물성을 측정한 것으로, [표 2]는 가속노화 후의 물성을 측정한 것이다.The performance of the polyurethane foam produced through the comparative examples and examples are summarized in [Table 1], [Table 2]. Table 1 measures the physical properties before accelerated aging, and Table 2 measures the physical properties after accelerated aging.

[표 1],[표 2]에서 성능비교를 위해 각 항에 표시된 "물성" 은 아래에 설명된 바와 같이 측정되었다. In Table 1 and Table 2, the "property" indicated in each section for performance comparison was measured as described below.

먼저, 자유발포밀도는 내부치수 200×200×190mm인 합판으로 된 개방형 박스에 주입 발포된 폼의 발포밀도(kg/㎥)이고, 제품밀도는 실제로 생산된 제품의 발포밀도(kg/㎥)이며, 열전도율이란 레이저콤프사의 열전도율 측정기(모델번호 MA01906)을 사용하여 측정(KS L 9016에 따름)한 결과이다.First, the free foam density is the foam density (kg / ㎥) of the foam injected and injected into an open box made of plywood having an internal dimension of 200 × 200 × 190 mm, and the product density is the foam density of the actual produced product (kg / ㎥). , Thermal conductivity is the result of measurement (according to KS L 9016) using a laser conductivity measuring instrument (Model No. MA01906).

코어밀도는 실제로 생산된 제품의 발포밀도(kg/㎥)를 상기 자유발포밀도와 같은 방식으로 측정한 결과이다.Core density is a result of measuring the foaming density (kg / ㎥) of the actually produced product in the same manner as the free foaming density.

또한, 압축강도는 경도정밀사의 만능시험기 사용하여 측정(ASTM D-1621에 따 름)하였고, 전단강도는 경도정밀사의 만능시험기 사용하여 측정(ASTM D-1623에 따름)하였으며, 굴곡강도는 경도정밀사의 만능시험기 사용하여 측정(KS M 3809에 따름)하였다. In addition, the compressive strength was measured using a universal testing machine of hardness precision (according to ASTM D-1621), the shear strength was measured using a universal testing machine of hardness precision (according to ASTM D-1623), and the flexural strength was hardness precision It was measured using a universal testing machine (according to KS M 3809).

접착력은 신진기공사의 접착력 시험기를 사용하여 측정(DS 2178에 따름)하였으며, 독립기포율은 ASTM D-2856에 기준에 의해, 흡수성은 EN-253에 기준에 의해, 난연성: KS M 3809에 기준에 의해 측정되었다.Adhesion was measured using a bonding tester from Shinjin Corp. (according to DS 2178), independent foaming rate was based on ASTM D-2856, absorbency was based on EN-253, flame retardancy: KS M 3809 Was measured.

마지막으로, 가속노화테스트(CCOT)는 500Å파이프에 89.5mm로 단열층을 발포하고, 외피는 HDPE 710mm(두께:11.5mm)의 파이프에서 EN-253기준에 의해 자체 제작한 기계를 이용하여 측정하였다. 여기서, 비교예 1,2,3,4는 200℃에서 1주일 가속노화후에 폼이 완전히 탄화되어 테스트를 더 이상 진행할 수 없었으나, 실시예 1,2,3,4는 270℃에서 1000시간 이상의 가속노화 후에도 폼이 탄화되지 않고 단열성능을 유지하고 있었다. Finally, the accelerated aging test (CCOT) foamed a heat insulating layer of 89.5 mm in 500 kW pipe, and the outer skin was measured using a self-made machine according to EN-253 standard in HDPE 710 mm (thickness: 11.5 mm) pipe. Here, in Comparative Examples 1, 2, 3, and 4, the foam was completely carbonized after 1 week of accelerated aging at 200 ° C., but the test could not be further performed. Even after accelerated aging, the foam did not carbonize and maintained the thermal insulation performance.

[표 1]TABLE 1

분성분Powder 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예Example 1One 실시예Example 22 실시예Example 33 실시예Example 44 실시예Example 55 성자유밀도(kg/㎥)Saint free density (kg / ㎥) 4545 4242 4343 4646 4646 4848 4141 4545 4343 코어밀도(kg/㎥)Core Density (kg / ㎥) 8787 8181 8383 8686 8585 8989 8181 8686 8383 열전도율(W/mK)Thermal Conductivity (W / mK) 0.02590.0259 0.02650.0265 0.02770.0277 0.02850.0285 0.02310.0231 0.02430.0243 0.02330.0233 0.02490.0249 0.02450.0245 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 0.4750.475 0.4550.455 0.4850.485 0.4880.488 0.4430.443 0.5340.534 0.4350.435 0.4870.487 0.4780.478 굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 0.8230.823 0.7810.781 0.8310.831 0.8390.839 0.7640.764 0.8850.885 0.6540.654 0.7030.703 0.7110.711 전단강도(MPa)Shear strength (MPa) 0.4130.413 0.4020.402 0.4200.420 0.4250.425 0.4180.418 0.4330.433 0.3650.365 0.4300.430 0.4230.423 독립기포율(%)Independent Bubble Rate (%) 94.194.1 91.591.5 93.293.2 94.294.2 93.593.5 92.892.8 94.994.9 89.089.0 90.690.6 흡수율(%)Absorption rate (%) 5.925.92 5.815.81 5.265.26 5.335.33 5.215.21 4.044.04 5.735.73 5.165.16 5.445.44 접착력(MPa)Adhesive force (MPa) 0.2640.264 0.2550.255 0.2660.266 0.2700.270 0.2630.263 0.2750.275 0.2600.260 0.2630.263 0.2610.261 난연성(연소거리:mm 연소시간:sec)Flame retardant (Combustion distance: mm Burning time: sec) 56 9156 91 51 8951 89 54 8554 85 52 9252 92 51 8951 89 50 8550 85 52 9452 94 53 9153 91 52 9352 93

[표 2]TABLE 2

분성분Powder 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예Example 1One 실시예Example 22 실시예Example 33 실시예Example 44 실시예Example 55 성코어밀도(kg/㎥)Sex Core Density (kg / ㎥) 완전 탄화로 측정 불가  Not measurable with full carbonization 완전 탄화로 측정 불가  Not measurable with full carbonization 완전 탄화로 측정 불가  Not measurable with full carbonization 완전 탄화로 측정 불가  Not measurable with full carbonization 8585 8888 8181 8383 8585 열전도율(W/mK)Thermal Conductivity (W / mK) 0.02400.0240 0.02680.0268 0.02480.0248 0027200272 0026800268 압축강도(MPa)Compressive strength (MPa) 0.2250.225 0.3140.314 0.2080.208 0.2050.205 0.2450.245 굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 0.3950.395 0.4240.424 0.3570.357 0.3320.332 0.3430.343 전단강도(MPa)Shear strength (MPa) 0.1990.199 0.2240.224 0.1940.194 0.1190.119 0.1420.142 흡수율(%)Absorption rate (%) 6.696.69 6.486.48 7.857.85 8.098.09 7.957.95 접착력(MPa)Adhesive force (MPa) 0.1350.135 0.1460.146 0.1320.132 0.1310.131 0.1290.129 난연성(연소거리:mm 연소시간:sec)Flame retardant (Combustion distance: mm Burning time: sec) 53 9553 95 51 8951 89 53 9753 97 55 10055 100 54 9954 99

상기와 같이 본 발명에 의해 얻어지는 폴리우레탄 발포체는 가속노화 전 코어밀도 60kg/㎥이상, 열전도율 0.0256W/mK이하이고, 독립 기포율 88% 이상이며, 압축강도 및 굴곡강도는 0.3MPa 이상이며, 전단강도는 상온에서 0.2MPa 이상의 특성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 피착물과의 접착강도를 확인하는 내면접착력은 단열재의 수명을 판단하는 지표가 되므로 반드시 0.2MPa이상의 값을 가져야 한다. 또한 본 발명의 폴리우레탄 폼의 난연성은 KS M 3809의 규정에 의한 자기 소화성을 가진다As described above, the polyurethane foam obtained by the present invention has a core density of 60 kg / m 3 or more before thermal aging, a thermal conductivity of 0.0256 W / mK or less, an independent bubble ratio of 88% or more, a compressive strength and a flexural strength of 0.3 MPa or more, and a shear steel Figure preferably has a characteristic of 0.2MPa or more at room temperature. In addition, the inner adhesive force for confirming the adhesive strength with the adherend is an indicator for determining the life of the insulating material, so it must have a value of 0.2MPa or more. In addition, the flame retardancy of the polyurethane foam of the present invention has a self-extinguishing ability according to the provisions of KS M 3809

또한, 가속노화 후에는 코어밀도 60kg/㎥이상, 열전도율 0.0326W/mK이하이고, 압축강도 및 굴곡강도는 0.15MPa 이상이며, 전단강도는 상온에서 0.10MPa 이상의 특성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 피착물과의 접착강도를 확인하는 내면접착력은 단열재의 수명을 판단하는 지표가 되므로 반드시 0.10MPa이상의 값을 가져야 한다. 또한 본 발명의 폴리우레탄 폼의 난연성은 KS M 3809의 규정에 의한 자기소화성을 가진다.In addition, after accelerated aging, the core density is 60 kg / m 3 or more, the thermal conductivity is 0.0326 W / mK or less, the compressive strength and the flexural strength are 0.15 MPa or more, and the shear strength is preferably 0.10 MPa or more at room temperature. In addition, the inner adhesive force for confirming the adhesive strength with the adherend is an indicator for determining the life of the insulating material, so it must have a value of 0.10 MPa or more. In addition, the flame retardancy of the polyurethane foam of the present invention has a self-extinguishing property according to the provisions of KS M 3809.

상기 표 1의 실험결과를 살펴보면, 비교예 1 내지 4는 본 발명과 상이한 폴 리올의 조성 및 함량을 가진 폴리우레탄 발포체 조성물을 발포시킨 결과이다. 비교예 1 내지 4는 제품 밀도에 있어서는 81~87kg/㎥로 만족스러운 결과를 가졌지만, 열전도율이 0.0256W/mK를 초과하여 단열성능에 문제가 있음을 알 수 있다. Looking at the experimental results of Table 1, Comparative Examples 1 to 4 is a result of foaming a polyurethane foam composition having a composition and content of polyol different from the present invention. Comparative Examples 1 to 4 had a satisfactory result in the product density of 81 ~ 87kg / ㎥, it can be seen that the thermal conductivity exceeds 0.0256W / mK, there is a problem in the thermal insulation performance.

반면에 실시예 1 내지 실시예 5의 경우, 열전도율 및 물리적 강도의 측정 결과 대체로 우수한 성질을 가짐을 알 수 있다. 예를 들면 열전도율은 각각 0.0233MPa, 0.0243MPa로 요구되는 규격을 만족할 뿐만 아니라 압축강도와 굴곡강도, 전단강도, 내면(관)접착력도 모두 규격을 만족하는 뛰어난 성능을 발휘함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Examples 1 to 5, it can be seen that the measurement of the thermal conductivity and physical strength generally have excellent properties. For example, the thermal conductivity not only satisfies the requirements of 0.0233 MPa and 0.0243 MPa, respectively, but also shows that the compressive and flexural strength, the shear strength, and the inner surface (pipe) adhesion also exhibit excellent performances satisfying the specifications.

또한, 상기 표 2의 실험결과를 살펴보면, 비교예 1 내지 4는 본 발명과 상이한 폴리올의 조성 및 함량을 가진 폴리우레탄 발포체 조성물을 파이프에 발포시켜, 220 내지 270℃의 고온의 열매체유 또는 증기를 파이프에 흘려보냈을 때의 결과이다. 비교예 1 내지 4는 220℃의 온도에서 1주일간 가속노화 시켰을 때에 모두 완전 탄화되어 물성을 측정할 수조차 없었다. 즉, 120℃를 초과하는 고온에서 견디지 못 하였다.In addition, looking at the experimental results of Table 2, Comparative Examples 1 to 4 by foaming a polyurethane foam composition having a composition and content of a polyol different from the present invention in a pipe, a high temperature heat medium oil or steam of 220 to 270 ℃ The result is when it is spilled into a pipe. Comparative Examples 1 to 4 were completely carbonized when subjected to accelerated aging for 1 week at a temperature of 220 ° C., and thus the physical properties could not be measured. That is, it could not withstand the high temperature exceeding 120 degreeC.

반면에 실시예 1 내지 실시예 5의 경우, 무려 270℃에서 1000시간 이상 가속노화시켰음에도, 탄화현상이 적었으며, 열전도율 및 물리적 강도의 측정 결과 고온에서 장시간 노출되었음에도 불구하고 대체로 우수한 성질을 가짐을 알 수 있다. 예를 들면 열전도율은 각각 0.0240MPa, 0.0268MPa로 요구되는 규격을 만족할 뿐만 아니라 압축강도와 굴곡강도,전단강도, 내면(관)접착력도 모두 규격을 만족하는 뛰어난 성능을 발휘함을 알 수 있다.On the other hand, in the case of Examples 1 to 5, even though accelerated aging at 270 ℃ for more than 1000 hours, the carbonization phenomena was small, and the thermal conductivity and physical strength of the measurement resulted in excellent properties in spite of long exposure at high temperature. Able to know. For example, the thermal conductivity not only satisfies the requirements of 0.0240 MPa and 0.0268 MPa, respectively, but also shows that the compressive and flexural strength, the shear strength, and the inner surface (pipe) adhesion also exhibit excellent performance.

즉, 상기 실험결과로 볼 때, 본 발명에 의한 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포체는 종래의 폴리우레탄의 가용온도를 크게 넘어선 고온에서도 단열재로서의 역할을 할 수 있는 획기적인 발명임을 알 수 있다.That is, from the above experimental results, it is understood that the foam using the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance according to the present invention is a revolutionary invention that can serve as a heat insulating material even at a high temperature far exceeding the available temperature of the conventional polyurethane. Can be.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법의 일실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of a foaming method using a polyurethane foam composition for heat insulation having heat resistance according to the present invention will be described with reference to FIG. 4.

내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물 제조방법은 기본적으로 반응용액 제조단계(S10), 이소시아네이트 제조단계(S20), 반연속식 반응단계(S30)를 포함하여 이루어진다.Method for producing a polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance basically comprises a reaction solution production step (S10), isocyanate production step (S20), semi-continuous reaction step (S30).

먼저, 반응용액 제조단계(S10)는 이소시아네이트 100중량부에 대하여, 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부, 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부, 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부, 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부, 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부를 혼합한 혼합폴리올과 촉매, 발포제, 계면활성제를 혼합하여 반응용액을 제조하는 단계이다.First, the reaction solution preparation step (S10) is a reaction of propylene oxide and ethylene oxide to a polyester containing at least one of 50 to 100 parts by weight of polyester polyol, phthalate or adipic acid, based on 100 parts by weight of isocyanate 10 to 40 parts by weight of phthalate polyester ether polyol obtained by reacting alkylene oxide with caprolactone, and 5 to 20 parts by weight of caprolactone polyether polyol obtained by reacting styrene oxide and butylene oxide with glycol Preparing a reaction solution by mixing 10 to 30 parts by weight of a polyol, 5 to 15 parts by weight of a bisphenol A polyether polyol obtained by reacting a styrene oxide and a butylene oxide, and a catalyst, a foaming agent, and a surfactant. to be.

여기서, 혼합폴리올의 성분 및 그 함량 등은 상기에서 설명한 바와 같다.Here, the components of the mixed polyol and the content thereof are as described above.

이소시아네이트 제조단계(S20)는 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하여 이소시아네이트를 제조하는 단계이다. 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트에 변성 디페닐메탄 디이소시아네이트를 첨가하여 제조할 수도 있다. 이소시아네이트의 성분 및 그 함량 또한 상기에서 설명한 바와 같다.Isocyanate manufacturing step (S20) is a step of preparing an isocyanate including the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate. It may also be prepared by adding modified diphenylmethane diisocyanate to the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate. The components of isocyanate and their contents are also as described above.

또한, 이소시아네이트 성분과 혼합폴리올 성분의 반응 비율 또한 상기에서 설명한 바와 같다.In addition, the reaction ratio of the isocyanate component and the mixed polyol component is also as described above.

반연속식 반응단계(S30)는 상기 반응용액과 상기 이소시아네이트를 반응시키는 단계이다. 상기 반응단계는 1 내지 10 bar의 압력으로 기계적으로 혼합시킴으로서 반응시키는 저압식(S31) 또는 50 내지 200 bar의 압력으로 상기 반응용액과 상기 혼합이소시아네이트를 충돌시킴으로써 반응시키는 고압식(S32) 중 어느 하나로 반응이 진행된다. Semi-continuous reaction step (S30) is a step of reacting the reaction solution and the isocyanate. The reaction step is any one of low pressure (S31) to react by mechanically mixing at a pressure of 1 to 10 bar or high pressure (S32) to react by colliding the reaction solution and the mixed isocyanate at a pressure of 50 to 200 bar. The reaction proceeds.

또한, 반연속식 반응단계(S30)는 발포기 믹싱헤드(60)를 발포진행방향으로 이동시킴으로써 상기 발포하고자하는 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 발포진행방향이란, 파이프의 안쪽, 즉, 밀폐뚜껑(20)부분부터 발포체를 채워나오는 방식으로 반응이 진행되므로, 발포기 믹싱헤드(60)가 파이프의 안쪽에서 바깥쪽으로 이동하는, 즉, 발포기의 이동방향을 의미한다.In addition, the semi-continuous reaction step (S30) is characterized by adjusting the position to be foamed by moving the foaming machine mixing head 60 in the foaming progress direction. Here, the foaming progress direction, since the reaction proceeds by filling the foam from the inside of the pipe, that is, the closed lid 20, the foaming machine mixing head 60 is moved from the inside of the pipe to the outside, that is, It means the moving direction of the foaming machine.

도 1에 나타난 바와 같이, 종래의 스프레이식 발포방법은 빠른 반응시간을 필요로 하는데 이는 반응시간이 적절하지 않을 경우 발포체의 처짐(sagging)이나 분리(spun off) 또는 단열 두께의 편차가 심해지는 문제점이 발생할 위험이 클 뿐 아니라, 표면을 고르게 유지해야 하고 주입식과는 다르게 발포체와 외관의 접착력이 없어 문제가 될 수 있으며 파이프를 회전시키는 설비 외에 폴리에틸렌 쟈켓을 압출하는 별도의 설비가 필요하나 주입식에 비해 품질과 가격 경쟁력이 떨어진다는 문제가 있어왔다.As shown in FIG. 1, the conventional spray foaming method requires a fast reaction time, which is a problem of sagging or spun off the foam or a serious variation in the insulation thickness if the reaction time is not appropriate. In addition to the high risk of this problem, the surface must be maintained evenly, and unlike the injection type, there can be a problem due to the lack of adhesion between the foam and the exterior.In addition to the facility for rotating the pipe, a separate facility for extruding the polyethylene jacket is required. There has been a problem of poor quality and price competitiveness.

또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 종래에 많이 사용되는 주입식 발포방법은 일반적인 내관을 외관 안에 삽입 후 외부에서 주입구를 통해 발포조성물을 주입하여 발포하는 방식으로 별도의 개별적인 조립을 통해 조립을 완료한 각 조립된 별도의 이중보온관을 외부에서 발포조성물 주입구를 통해 발포조성물을 주입하여 발포체를 형성하는 것으로 길이가 발포체의 길이가 0.3미터에서 최대 16미터까지 만들어지며 주로 6~12미터 길이의 긴 제품을 만드는데 적용되므로 발포조성물이 내부를 완전히 채우기 위해서는 느린 반응성을 필요로 한다. 그러나 이처럼 느린 반응성은 장기간의 경화시간을 필요로 할 뿐 아니라 내열성에 적합한 폴리이소시아뉴레이트 반응은 매우 빠른 반응성을 필요로 하여 내열성을 필요로 하는 발포체의 형성에는 부적합하다.In addition, as shown in Figure 2, the injection foaming method commonly used in the prior art by inserting the foam into the foam composition through the injection hole from the outside after inserting a general inner tube in each foam completed by the separate assembly separately. The foam is formed by injecting the foamed composition through the foam composition inlet from the outside of the assembled double thermal insulation tube. The length of the foam is made from 0.3m up to 16m, and the long product of 6 ~ 12m length is mainly used. As it is applied to make, the foam composition requires slow reactivity to completely fill the interior. However, this slow reactivity requires not only a long curing time but also polyisocyanurate reactions suitable for heat resistance require very fast reactivity and are not suitable for the formation of foams requiring heat resistance.

따라서, 종래의 스프레이 발포방법과 주입식 발포방법은 빠른 반응성을 요하고 내열성에 적합한 본 발명의 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물의 폴리이소시아뉴레이트 반응에 부적합하므로, 도 3에 나타난 바와 같이, 발포기 헤드(60)를 내관과 외관 사이에 위치시킨 후 발포기 헤드(60)를 폴리우레탄 발포체(40)의 발포 속도에 맞춰 내관(10)과 외관(30) 사이에서 빼내는 동시에 발포조성물을 분출 하여 발포시키는 본 발명의 반연속식 발포방법을 개발하게 되었다.Therefore, the conventional spray foaming method and the injection foaming method are inadequate for the polyisocyanurate reaction of the polyurethane foam composition for pipe insulation of the present invention that requires rapid reactivity and is suitable for heat resistance, as shown in FIG. After placing the 60 between the inner tube and the outer tube, the foamer head 60 is ejected between the inner tube 10 and the outer tube 30 according to the foaming speed of the polyurethane foam 40, and at the same time, the foam composition is ejected and foamed. The semi-continuous foaming method of the present invention has been developed.

이는 폴리우레탄 발포기의 헤드를 미리 조립된 이중보온관 내부에 위치 시킨 후 조성물을 토출하여 발포시키며 발포되는 속도에 맞춰 일정한 거리를 유지하며 발포기 헤드를 입구쪽으로 이동시키는 것으로, 빠른 반응성을 필요로 하는 폴리이소시아뉴레이트 반응에 적합한 최적의 방법이라 할 수 있다.This is because the head of the polyurethane foamer is placed inside the pre-assembled double heat insulating tube, and then the composition is discharged and foamed. The foam head is moved to the inlet while maintaining a constant distance according to the foaming speed. It can be said that it is an optimal method suitable for the polyisocyanurate reaction.

또한, 별도의 조립 공정을 필요로 하지 않아 인원을 최소화할 뿐 아니라, 개별 제품의 발포 상태를 확인해 가며 작업을 진행하므로 불량율을 최소화하고 연속식과 유사하게 작업공간을 최소화하는 장점과 더불어 내관과 외관의 간격을 유지하기 위한 스페이서를 삽입할 필요가 없어 스페이서로 인한 열교(熱橋)현상으로 열손실이 발생하는 것을 줄일 수 있어 단열 성능의 향상 및 발포체의 내구성에도 도움이 된다. 또한 수평으로 작업하는 연속식뿐만 아니라 3~15도의 경사를 주는 주입식으로도 가능한 작업방법으로 반응성과 원하는 물성에 따라 다양한 작업조건을 부여할 수 있다.In addition, there is no need for a separate assembly process, which minimizes the number of people.In addition, it checks the foaming status of individual products to minimize the defective rate and minimize the work space similar to continuous type. There is no need to insert spacers to maintain the spacing, which can reduce heat loss due to thermal bridges caused by the spacers, thereby improving thermal insulation performance and durability of the foam. In addition, it is possible to apply not only the continuous type working horizontally but also the injection type giving the inclination of 3 ~ 15 degrees. Various working conditions can be given according to the reactivity and the desired physical properties.

즉, 기존의 연속식의 장점과 주입식의 장점이 합쳐진 것으로 이를 이용하며 제품의 단열성, 내구성 등의 성능향상과 더불어 생산성 향상 및 불량률 감소 등의 경제성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In other words, the advantages of the continuous type and the injection type of the existing combination is used, and this has the advantage of improving the performance of the product, such as heat insulation and durability, as well as improving the economics such as productivity improvement and defect rate reduction.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능 범위까지 본 발명의 청구범위의 권리범위 내에 있는 것으로 본다.It has been described in detail above with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the appended claims. Without departing from the gist of the invention as claimed in the claims, any person skilled in the art to which the invention pertains is considered to be within the scope of the claims of the invention to the various possible modifications possible.

도 1은 종래의 스프레이식 발포방법에 사용되는 발포설비를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing the foaming equipment used in the conventional spray foaming method

도 2는 종래의 주입식 발포방법에 사용되는 발포설비를 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the foaming equipment used in the conventional injection foaming method

도 3은 본 발명의 반연속식 발포방법에 사용되는 발포설비를 나타낸 단면도Figure 3 is a cross-sectional view showing the foaming equipment used in the semi-continuous foaming method of the present invention

도 4은 본 발명에 의한 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법의 실시예를 순차적으로 나타낸 순서도Figure 4 is a flow chart sequentially showing an embodiment of a foaming method using a polyurethane foam composition for heat insulation having a heat resistance according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 내관 (이송파이프) 50: 스페이서10: inner tube (feed pipe) 50: spacer

20: 밀폐뚜껑 60: 믹싱헤드20: airtight lid 60: mixing head

30: 외관 (자켓파이프) 70: 발포기30: appearance (jacket pipe) 70: foaming machine

40: 폴리우레탄 발포체 80: 서포트 테이블40: polyurethane foam 80: support table

100: 내관 (이송파이프) 600: 수조100: inner tube (feed pipe) 600: water tank

200: 폴리에틸렌 호일 700: 절단톱200: polyethylene foil 700: cutting saw

300: 이중컨베어 800: 폴리우레탄 발포기300: double conveyor 800: polyurethane foaming machine

400: 폴리우레탄 발포체 900: 믹싱헤드400: polyurethane foam 900: mixing head

500: 폴리에틸렌 압출기500: polyethylene extruder

1000: 발포기 5000: 스페이서1000: foaming machine 5000: spacer

2000: 믹싱헤드 6000: 외관 (자켓파이프)2000: Mixing head 6000: appearance (jacket pipe)

3000: 밀폐뚜껑 7000: 내관 (이송파이프)3000: airtight lid 7000: inner tube (feed pipe)

4000: 폴리우레탄 발포체 8000: 서포트 테이블4000: polyurethane foam 8000: support table

Claims (16)

혼합폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 발포제, 계면활성제를 포함하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물에 있어서, In the polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance containing a mixed polyol, isocyanate, catalyst, blowing agent, surfactant, 상기 혼합폴리올은, 상기 이소시아네이트 100중량부에 대하여,The mixed polyol is based on 100 parts by weight of the isocyanate, (1) 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부;(1) 50 to 100 parts by weight of polyester polyol; (2) 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부;(2) 10 to 40 parts by weight of a phthalate polyester ether polyol obtained by reacting a propylene oxide and ethylene oxide with a polyester containing at least one of phthalate or adipic acid; (3) 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부;(3) 5 to 20 parts by weight of caprolactone polyether polyol obtained by reacting caprolactone with an alkylene oxide; (4) 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부;(4) 10 to 30 parts by weight of a glypol polyether polyol obtained by reacting glycol with styrene oxide and butylene oxide; (5) 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부;를 모두 포함하며,5 to 5 parts by weight of bisphenol A polyether polyol obtained by reacting bisphenol A with styrene oxide and butylene oxide; 상기 이소시아네이트는 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The isocyanate is polyurethane foam composition for heat insulation having a heat resistance, characterized in that it comprises a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리에스테르 폴리올은 디메틸 프탈레이트 폴리에스테르 폴리올이거나 무수프탈산 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 중 적어도 어느 하나에 글리콜을 축중합한 폴리에스테르 폴리올 중 하나인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The polyester polyol is a dimethyl phthalate polyester polyol or polyurethane foam composition for heat insulation with a heat resistance, characterized in that one of the polyester polyol polycondensation of glycol to at least one of phthalic anhydride or polyethylene terephthalate. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 이소시아네이트는 관능기가 2.5 내지 3.0, 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25 내지 32이고, 점도가 150 내지 900 센티포아즈(CPS)인 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The isocyanate has a functional group of 2.5 to 3.0, isocyanate group (NCO) content of 25 to 32, characterized in that it comprises a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a viscosity of 150 to 900 centipoise (CPS) Polyurethane foam composition for pipe insulation which has heat resistance. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)에 대한 상기 이소시아네이트의 이소시아네이트기(NCO)의 중량비가 2.5 내지 5.0인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.Polyurethane foam composition for heat insulation with heat resistance, characterized in that the weight ratio of the isocyanate group (NCO) of the isocyanate to the hydroxyl group (-OH) of the mixed polyol is 2.5 to 5.0. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 혼합폴리올은 히드록시기(-OH)값이 200 내지 600인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The mixed polyol is a polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance, characterized in that the hydroxyl group (-OH) value is 200 to 600. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 촉매는 아민계 촉매이고, 상기 혼합폴리올 100중량부에 대해 0.5 내지 3.0중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The catalyst is an amine-based catalyst, the polyurethane foam composition for heat insulation having a heat resistance, characterized in that it comprises 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 발포제는 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대하여 물(H2O), 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나 0.5 내지 5 중량부로 이루어지거나 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물(H2O) 0.5 내지 2.5 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 10 내지 30 중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The blowing agent is 0.5 to 5 parts by weight of at least one of water (H 2 O), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of the mixed polyol or the mixture 0.5 to 2.5 parts by weight of water (H 2 O) and 10 to 30 parts by weight of at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of polyol Polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 계면활성제는 분자량 3000 내지 7000g/mol, 점도 100 내지 2000 센티포아즈(CPS)인 폴리실록산 에테르이며, 상기 혼합폴리올 100중량부에 대해 1 내지 4중량부인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물.The surfactant is a polysiloxane ether having a molecular weight of 3000 to 7000 g / mol and a viscosity of 100 to 2000 centipoise (CPS), and is 1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed polyol. Urethane foam composition. 혼합폴리올, 이소시아네이트, 촉매, 발포제, 계면활성제를 포함하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법에 있어서,In the foaming method using a polyurethane foam composition for heat insulating pipe having a heat resistance containing a mixed polyol, isocyanate, catalyst, blowing agent, surfactant, 상기 이소시아네이트 100중량부에 대하여,Per 100 parts by weight of the isocyanate, 폴리에스테르 폴리올 50 내지 100중량부, 프탈레이트 또는 아디픽산(Adipic Acid) 중 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르에 프로필렌산화물 및 에틸렌 산화물을 반응시켜 얻어진 프탈레이트 폴리에스테르에테르 폴리올 10 내지 40중량부, 카프로락톤에 알킬렌산화물을 반응시켜 얻어진 카프로락톤 폴리에테르 폴리올 5 내지 20중량부, 글리콜에 스티렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 글리폴 폴리에테르 폴리올 10 내지 30중량부, 비스페놀에이에 스틸렌산화물 및 부틸렌산화물을 반응시켜 얻어진 비스페놀에이 폴리에테르 폴리올 5 내지 15중량부를 혼합한 혼합폴리올과 촉매, 발포제, 계면활성제를 혼합하여 반응용액을 제조하는 반응용액 제조단계;50 to 100 parts by weight of polyester polyol, 10 to 40 parts by weight of phthalate polyester ether polyol obtained by reacting propylene oxide and ethylene oxide with a polyester comprising at least one of phthalate or adipic acid, alkyl to caprolactone 5 to 20 parts by weight of a caprolactone polyether polyol obtained by reacting a styrene oxide, 10 to 30 parts by weight of a glypol polyether polyol obtained by reacting a styrene oxide and a butylene oxide with glycol, a styrene oxide and a butylene oxide A reaction solution preparing step of preparing a reaction solution by mixing a mixed polyol obtained by reacting 5 to 15 parts by weight of a bisphenol a polyether polyol with a catalyst, a blowing agent, and a surfactant; 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하여 이소시아네이트를 제조하는 이소시아네이트 제조단계;An isocyanate preparation step of preparing an isocyanate including the polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate; 상기 반응용액과 상기 이소시아네이트를 발포기를 이용하여, 발포하고자하는 위치에서 반응시켜 발포하는 반연속식 반응단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.A semi-continuous reaction step of reacting and reacting the reaction solution and the isocyanate at a position to be foamed by using a foaming machine, and foaming. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 반연속식 반응단계는, 발포기 믹싱헤드를 발포진행방향으로 이동시킴으로써 상기 발포하고자하는 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.The semi-continuous reaction step, the foaming method using the polyurethane foam composition for heat insulation having a heat resistance, characterized in that for controlling the position to be foamed by moving the foaming machine mixing head in the foaming progress direction. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 반연속식 반응단계는 1 내지 10 bar의 압력으로 기계적으로 혼합시킴으로서 반응시키는 저압식 또는 50 내지 200 bar의 압력으로 상기 반응용액과 상기 이소시아네이트를 충돌시킴으로써 반응시키는 고압식 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.The semi-continuous reaction step is made of any one of low pressure to react by mechanically mixing at a pressure of 1 to 10 bar or high pressure to react by collision of the reaction solution and the isocyanate at a pressure of 50 to 200 bar. Foaming method using a polyurethane foam composition for pipe insulation having a heat resistance. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 이소시아네이트는 관능기가 2.5 내지 3.0, 이소시아네이트기(NCO) 함량%가 25 내지 32이고, 점도가 150 내지 900 센티포아즈(CPS)인 폴리메릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.The isocyanate has a functional group of 2.5 to 3.0, isocyanate group (NCO) content of 25 to 32, characterized in that it comprises a polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate having a viscosity of 150 to 900 centipoise (CPS) Foaming method using the polyurethane foam composition for pipe insulation having a heat resistance. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 혼합폴리올의 히드록시기(-OH)에 대한 상기 이소시아네이트의 이소시아네이트기(NCO)의 중량비는 2.5 내지 5.0이며, 상기 혼합폴리올은 히드록시기(-OH)값이 200 내지 600인 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.The weight ratio of the isocyanate group (NCO) of the isocyanate to the hydroxyl group (-OH) of the mixed polyol is 2.5 to 5.0, the mixed polyol is a pipe having heat resistance, characterized in that the hydroxyl group (-OH) value of 200 to 600 Foaming method using a polyurethane foam composition for thermal insulation. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 발포제는 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대하여 물(H2O), 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나 0.5 내지 5 중량부로 이루어지거나 상기 혼합폴리올 100 중량부에 대해 물(H2O) 0.5 내지 2.5 중량부와 수소화염화불화탄소(HCFC), 하이드로불화탄소(HFC) 또는 하이드로탄소(HC) 중 적어도 하나를 10 내지 30 중량부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체 조성물을 이용한 발포방법.The blowing agent is 0.5 to 5 parts by weight of at least one of water (H 2 O), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of the mixed polyol or the mixture 0.5 to 2.5 parts by weight of water (H 2 O) and 10 to 30 parts by weight of at least one of hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC) or hydrocarbon (HC) based on 100 parts by weight of polyol Foaming method using a polyurethane foam composition for pipe insulation having heat resistance. 제 10항 또는 제 11항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 파이프 단열용 폴리우레탄 발포체.12. Polyurethane foam for heat insulation having a heat resistance, characterized in that produced by the claim 10.
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