KR101340061B1 - Spray type flame retardant polyurethane foam and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방향족(Aromatic) 폴리에스터 폴리올과 만니치(Mannich) 폴리올을 사용하여 레진 프리믹스를 제조한 후, 이 레진 프리믹스와 폴리이소시아네이트를 반응시킴으로써, 향상된 난연성을 갖는 현장 시공형 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to prepare a resin premix using an aromatic polyester polyol and a Mannich polyol, and then react the resin premix with a polyisocyanate, thereby making a field-formable polyurethane foam having improved flame retardancy and its preparation. It is about a method.
더욱 상세하게는, 본 발명은 테레프탈산(Terephthalic Acid)과 디에틸렌글리콜(D.E.G.: Diethylene Glycol) 등을 중합하여 얻어지고 수산기 값(OH-Value)이 250 mgKOH/g 이하인 폴리에스터 폴리올, 그리고 탄화막 형성이 우수한 페놀(Phenol) 혹은 노닐페놀(p-nonylphenol), 포르말린, 알카놀 아민, 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide), 프로필렌 옥사이드(Propylene Oxide) 등이 주원료로 사용되는 만니치 폴리올을 사용하고, 여기에 발포제, 촉매, 유기인계 난연제, 정포제 등을 사용하여 레진 프리믹스한 후, 폴리이소시아네이트와 1:1의 부피비로 혼합하고 고압발포기를 사용하여 시공하는, 난연성이 탁월한 현장 시공형 폴리우레탄 폼 단열재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
More specifically, the present invention is a polyester polyol obtained by polymerizing terephthalic acid and diethylene glycol (DEG) and having a hydroxyl value (OH-Value) of 250 mgKOH / g or less, and forming a carbide film. The excellent phenol or p-nonylphenol, formalin, alkanol amine, ethylene oxide, propylene oxide, and the like are used as the raw material of Manniche polyol, and a blowing agent Pre-mixed resin using a catalyst, organophosphorus flame retardant, foam stabilizer, etc., and then mixed with polyisocyanate in a volume ratio of 1: 1 and constructed using a high pressure foaming machine, excellent flame retardant field construction type polyurethane foam insulation and its preparation It is about a method.
현장 시공형 폴리우레탄 폼은 단열성능이 우수하여 냉동창고, 물류창고, 일반건축물 등 매우 많은 곳에 사용되나, 씨랜드, 이천물류창고 등에서 발생한 화재사고와 같이 화재에 취약한 단점이 있어 제한적으로 사용된다.On-site construction type polyurethane foam is used in many places such as refrigerated warehouses, logistics warehouses, and general buildings because of its excellent thermal insulation performance, but it is limited because it is vulnerable to fires such as fire accidents in Sealand, Icheon logistics warehouse, etc.
기존의 현장 스프레이 폴리우레탄 폼은 일반적으로 2~3종의 폴리에테르 폴리올, 발포제(HCFC계 141b 등), 촉매, 난연제, 정포제, 1 중량%의 물을 혼합하여 미리 제조한 레진 프리믹스 및 폴리이소시아네이트를 1:1의 부피비율로 혼합하고 고압발포기를 사용하여 믹싱건을 통해 현장의 피부착면(천정, 벽체 등)에 스프레이하여 사용하였다.Existing field spray polyurethane foams are generally pre-prepared resin premixes and polyisocyanates with a mixture of two or three polyether polyols, blowing agents (such as HCFC 141b), catalysts, flame retardants, foam stabilizers, and 1% by weight of water Was mixed at a volume ratio of 1: 1 and sprayed onto the skin's surface (ceiling, wall, etc.) through a mixing gun using a high pressure foaming machine.
구체적으로, 기존의 폴리우레탄 폼의 원료는 레진 프리믹스(Resin Premix) 및 폴리이소시아네이트로 구성되며, 이들의 혼합비율은 부피비로 1:1 정도이다. 레진 프리믹스의 원료는 폴리올 A, 폴리올 B, 폴리올 C 등 복수의 폴리올, 발포제, 2~3종의 촉매, 난연제, 정포제 등을 포함한다.Specifically, the raw material of the conventional polyurethane foam is composed of a resin premix (Resin Premix) and polyisocyanate, and their mixing ratio is about 1: 1 by volume ratio. The raw material of the resin premix includes a plurality of polyols such as polyol A, polyol B, polyol C, a blowing agent, two to three catalysts, a flame retardant, a foam stabilizer, and the like.
폴리올 A는 주로 사용되는 슈크로스(Sucrose)에 에틸렌 옥사이드(E.O), 프로필렌 옥사이드(P.O)와 같은 알킬렌 옥사이드를 중합하여 만든 관능기가 5~6인 폴리올로서, 수산기 값이 400~450 mgKOH/g인 것을 많이 사용하여 스프레이 폴리우레탄 폼 단열재의 강도를 높여준다.Polyol A is a polyol having 5 to 6 functional groups made by polymerizing alkylene oxides such as ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) on sucrose, which is mainly used. The hydroxyl value is 400 to 450 mgKOH / g. Use a lot of phosphorus to increase the strength of the spray polyurethane foam insulation.
폴리올 B는 톨루엔 디아민, 에틸렌디아민 등의 아민 베이스에 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드를 중합하여 만든 폴리올로서, 수산기 값이 550~650 mgKOH/g인 것을 레진 프리믹스에 30~50 중량% 정도 사용하여 폴리우레탄 폼의 열적 성능인 열전도율을 낮게 제조할 수 있다.Polyol B is a polyol made by polymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide and propylene oxide in an amine base such as toluene diamine and ethylenediamine. The hydroxyl value is about 550 to 650 mgKOH / g in a resin premix of about 30 to 50% by weight. Can be used to produce low thermal conductivity, the thermal performance of polyurethane foams.
폴리올 C는 레진 프리믹스의 가격을 낮추기 위하여 사용되는 폴리에스터 폴리올로서, 레진 프리믹스에 10~30% 정도로 사용한다. 많이 사용하게 되면 현장용 스프레이로 만들어지는 폼의 치수안정성이 취약해지는 단점이 있고, 압축 또는 휨강도가 낮아진다.Polyol C is a polyester polyol used to reduce the price of the resin premix and is used in the resin premix at about 10-30%. If used a lot, the dimensional stability of the foam made by the field spray has a disadvantage, and the compression or bending strength is lowered.
발포제는 레진 프리믹스와 폴리이소시아네이트를 혼합했을 때 일어나는 폴리우레탄 반응 시 반응열에 의하여 발포제가 기화하면서 발포시키는 역할을 한다. 발포제로는 물리적 발포제로서 끓는점이 낮은 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)류의 1.1-디클로로-1-1-플루오르-에탄(상표명 141b) 등을 사용하고, 레진 프리믹스에 25~35 중량% 정도를 사용한다. 최근에는 141b 타입의 발포제가 지구온난화에 나쁜 영향을 미치는 것으로 판명되어 향후 몇년 후에는 사용이 금지될 것이기 때문에, 대체 발포제가 연구되고 있다.The blowing agent serves to foam while the foaming agent vaporizes due to the heat of reaction during the polyurethane reaction that occurs when the resin premix and the polyisocyanate are mixed. As the blowing agent, 1.1-dichloro-1-1-fluoro-ethane (trade name 141b) of hydrochlorofluorocarbons (HCFC) having a low boiling point is used as the physical blowing agent, and about 25 to 35% by weight of the resin premix is used. do. In recent years, alternative blowing agents have been studied because 141b type blowing agents have been found to adversely affect global warming and will be banned in the next few years.
촉매로는 수지화 촉매 등이 널리 사용되고, 예를 들어 N,N,N',N'-테트라메틸-1,6-헥산디아민(TMHDA), N,N-디메틸사이클로헥실아민(DMCHA), N,N,N',N",N"-펜타메틸디에틸렌트리아민(PMDETA) 중 하나 또는 그 이상을 혼합하여 사용하며, 사용량은 전체 레진 프리믹스에서 0.3~2.0 중량%를 사용한다.Resin catalysts are widely used as the catalyst, for example, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine (TMHDA), N, N-dimethylcyclohexylamine (DMCHA), N One or more of, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) is used in combination, and the amount used is 0.3 to 2.0 wt% in the total resin premix.
정포제는 발포시 폼의 기포 셀 크기와 분포를 일정하게 하기 위하여 사용되는 것으로, 정포제로는 실록산계 계면활성제로서 폴리에테르 폴리디메틸실록산 공중합체, 폴리디메틸 공중합체, B-8404, B-8462, Union Carbide사의 L-5420, L-5340을 주로 사용한다.A foam stabilizer is used to uniformly foam cell size and distribution of foam during foaming. The foam stabilizer is a siloxane-based surfactant as a polyether polydimethylsiloxane copolymer, a polydimethyl copolymer, B-8404, B-8462, Union Carbide's L-5420 and L-5340 are mainly used.
난연제로는 트리스(클로로아이소프로필)포스페이트, 다이히찌의 CR-530을 주로 사용하나, 난연성에 크게 향상이 없다.As flame retardant, tris (chloroisopropyl) phosphate and Dai-Hichi CR-530 are mainly used, but there is no significant improvement in flame retardancy.
상기에서 기술한 바와 같이, 폴리올(A, B, C 합계) 60~70 중량%, 발포제(HCFC 141b) 10~25 중량%, 촉매 1.0~3.0 중량%, 정포제 0.5~2.0 중량%, 난연제 10~20 중량%를 포함하는 레진 프리믹스를 제조한 후, 이소시아네이트기가 31.3 중량%가 함유된 폴리이소시아네이트(Crude-MDI)를 레진 프리믹스와 당량 대 당량 비율로 반응시키되, 이소시아네이트 인덱스를 1.2~1.35로 조절하여 현장 스프레이용 폴리우레탄 폼 단열재를 제조한다. 이때, 이소시아네이트 인덱스는 다음 식으로 계산하며, 이소시아네이트 인덱스의 값이 커질수록 난연성이 우수하다.As described above, 60 to 70 wt% of polyols (A, B, C total), 10 to 25 wt% of blowing agent (HCFC 141b), 1.0 to 3.0 wt% of catalyst, 0.5 to 2.0 wt% of foam stabilizer, flame retardant 10 After preparing a resin premix containing ˜20 wt%, the polyisocyanate (Crude-MDI) containing 31.3 wt% of isocyanate groups was reacted with the resin premix in an equivalent to equivalent ratio, but adjusting the isocyanate index to 1.2 to 1.35. Manufacture polyurethane foam insulation for field spraying. At this time, the isocyanate index is calculated by the following equation, and as the value of the isocyanate index increases, the flame retardancy is excellent.
[수학식 1][Equation 1]
이소시아네이트 인덱스 = (실제 사용한 이소시아네이트의 양) / (이론적으로 필요한 이소시아네이트의 양)Isocyanate Index = (amount of isocyanate actually used) / (amount of isocyanate theoretically required)
폴리우레탄 폼의 난연성을 향상시키기 위하여, 국내외에서 많은 노력이 계속되고 있는 실정이다.In order to improve the flame retardancy of the polyurethane foam, a lot of efforts have been continued at home and abroad.
일본 특허 공개 평5-176817호 및 일본 특허 공개 평5-253402호에 따르면, 레졸형 페놀수지의 수산화기가 산화하여 내열성이 떨어지는 것을 보완하기 위하여 노블락형 수지, 폴리비닐페놀을 병행하는 방법을 고안하였으나, 혼합수지의 적정 농도를 찾기 어렵고 발포체의 경화속도가 늦어 현장 시공형에 적합하지 않다.According to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-176817 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-253402, in order to compensate that the hydroxyl group of the resol-type phenol resin is oxidized and inferior in heat resistance, a method of using a noblock resin and a polyvinylphenol in parallel is devised. However, it is difficult to find the proper concentration of mixed resin and the curing speed of foam is not suitable for the field construction type.
또한, 일본 특허 공개 평10-204141호에서는 할로겐 난연제를 줄이고 페놀수지에 메티올 멜라민 화합물을 첨가하여 난연성을 높이고자 하였으나, 포름알데히드의 냄새와 환경적 폐수처리가 문제되고 있다.
In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-204141 attempts to increase the flame retardancy by reducing the halogen flame retardant and adding the methol melamine compound to the phenol resin, but there is a problem with the smell of formaldehyde and environmental wastewater treatment.
본 발명의 목적은 난연성능이 향상된 현장 시공형 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법을 제공함으로써, 많은 재산피해와 인명피해를 방지하는데 기여하고자 하는 것이다.
An object of the present invention is to contribute to the prevention of a lot of property damage and casualty damage by providing a field construction type polyurethane foam and a method for producing the flame retardant performance is improved.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 원료로서 방향족 폴리에스터 폴리올, 만니치 폴리올 및 폴리에스터 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물과 삼량화 촉매와 폴리이소시아네이트를 포함하고, 상기 방향족 폴리에스터 폴리올은 테레프탈산과 디알킬렌글리콜을 중합하여 얻어지는 폴리올로서, 수산기 값은 100 내지 160 mgKOH/g이고, 상기 폴리올 혼합물에 대하여 60 내지 75중량%로 포함되며, 상기 만니치 폴리올은 페놀 화합물, 포름알데히드, 알카놀 아민 및 알킬렌 옥사이드를 중합하여 얻어지는 폴리올로서, 수산기 값은 400 내지 500 mgKOH/g 이고, 상기 폴리올 혼합물에 대하여 15 내지 25 중량%로 포함되며, 상기 폴리에스터 폴리올은 상기 폴리올 혼합물에 대하여 5 내지 15 중량%로 포함되고, 상기 삼량화 촉매는 N-하이드록시-알킬퀘터네리 암모늄 카보시레이트이며, 이소시아네이트 인덱스가 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 현장 시공형 난연성 폴리우레탄 발포폼이다.
In order to achieve the above object, the present invention comprises a polyol mixture consisting of aromatic polyester polyols, Mannich polyols and polyester polyols, trimerization catalysts and polyisocyanates, wherein the aromatic polyester polyols are terephthalic acid and dialkylene. Polyols obtained by polymerizing glycols, which have a hydroxyl value of 100 to 160 mgKOH / g, comprising 60 to 75% by weight relative to the polyol mixture, wherein the Mannich polyol is a phenolic compound, formaldehyde, alkanol amine and alkylene A polyol obtained by polymerizing an oxide, having a hydroxyl value of 400 to 500 mgKOH / g, contained in an amount of 15 to 25% by weight based on the polyol mixture, and a polyester polyol in an amount of 5 to 15% by weight, based on the polyol mixture. Wherein the trimerization catalyst is N-hydroxy-alkylquaternery ammonium carbocyre Bit, and the on-site construction-type flame-retardant, characterized in that the isocyanate index is from 1.5 to 2.0, the polyurethane is a foam.
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본 발명에 따른 현장 시공형 난연성 폴리우레탄 발포폼은 난연성이 우수한 현장 스프레이식 경질 우레탄 폼으로서, 전기 누전, 산소 용접 등에 의해 현장에서 발생하는 화재로 인하여 비롯되는 많은 생명과 재산 피해를 최소화할 수 있다.
The field construction type flame retardant polyurethane foam according to the present invention is a field spray type rigid urethane foam having excellent flame retardancy, and can minimize many life and property damages caused by fire occurring in the field by electric leakage, oxygen welding, and the like. .
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 현장 시공형 난연성 폴리우레탄 폼 단열재의 특징은 크게 3가지로 설명할 수 있다.Field construction type flame retardant polyurethane foam insulation according to the present invention can be largely described in three ways.
본 발명의 첫 번째 특징은 특정 원료를 사용하고 특정 물성을 갖는 방향족 폴리에스터 폴리올을 사용하는 것이다. 방향족 폴리에스터 폴리올로는 하기 반응식 1과 같이 테레프탈산과 디알킬렌글리콜을 중합하여 얻어지는 폴리올이 바람직하다. 디알킬렌글리콜으로는 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등을 사용할 수 있으며, 반응 시에는 금속 촉매가 사용될 수 있다.슈크로스와 알킬렌옥사이드를 사용하는 종래의 폴리올 A와 달리, 본 발명에서는 테레프탈산과 디알킬렌글리콜을 이용한 방향족 폴리에스터 폴리올을 레진 프리믹스에 사용함으로써, 폴리우레탄 폼의 난연성을 높일 수 있다.The first feature of the present invention is the use of aromatic polyester polyols using certain raw materials and having certain physical properties. As an aromatic polyester polyol, the polyol obtained by superposing | polymerizing a terephthalic acid and a dialkylene glycol like the following Reaction Formula 1 is preferable. Diethylene glycol, dipropylene glycol, and the like may be used as the dialkylene glycol, and a metal catalyst may be used in the reaction. Unlike the conventional polyol A using sucrose and alkylene oxide, in the present invention, terephthalic acid and By using the aromatic polyester polyol using dialkylene glycol in the resin premix, the flame retardance of a polyurethane foam can be improved.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
상기 방향족 폴리에스터 폴리올의 수산기 값은 100 내지 160 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 수산기 값이 상대적으로 높은 종래의 폴리올 A와 달리, 본 발명에서는 수산기 값이 상대적으로 낮은 방향족 폴리에스터 폴리올을 사용함으로써, 폴리우레탄 폼의 난연성 등 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.It is preferable that the hydroxyl value of the said aromatic polyester polyol is 100-160 mgKOH / g. Unlike conventional polyol A having a relatively high hydroxyl value, in the present invention, by using an aromatic polyester polyol having a relatively low hydroxyl value, physical properties such as flame retardancy of polyurethane foam can be further improved.
상기 방향족 폴리에스터 폴리올의 사용량은 전체 중량을 기준으로 60 내지 80 중량%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 65 내지 75 중량%이다.The amount of the aromatic polyester polyol is preferably 60 to 80% by weight, more preferably 65 to 75% by weight based on the total weight.
본 발명의 두 번째 특징은 특정 원료를 사용하고 특정 물성을 갖는 만니치 폴리올을 사용하는 것이다. 상기 만니치 폴리올은 난연성이 우수한 페놀 화합물, 포름알데히드, 알카놀 아민(Alkanol Amine), 알킬렌 옥사이드를 중합하여 얻어지는 폴리올인 것이 바람직하다. 페놀 화합물로는 페놀, 노닐페놀 등을 사용할 수 있고, 알킬렌 옥사이드로는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 등을 사용할 수 있다. 중합 반응은 염기성 촉매 하에서 그리고 50 내지 70℃에서 진행될 수 있다.A second feature of the invention is the use of Mannich polyols using certain raw materials and having specific properties. The Mannich polyol is preferably a polyol obtained by polymerizing a phenol compound, formaldehyde, alkanol amine, and alkylene oxide having excellent flame retardancy. Phenol, nonylphenol, etc. can be used as a phenol compound, Ethylene oxide, a propylene oxide, etc. can be used as an alkylene oxide. The polymerization reaction can proceed under basic catalyst and at 50 to 70 ° C.
종래의 폴리올 B와 달리, 본 발명에서는 난연성이 우수한 페놀 화합물, 포름알데히드, 알카놀 아민을 원료로 사용하는 만니치 폴리올을 사용함으로써, 탄화막(Char Coal)을 형성하여 난연성, 특히 화염전파율과 연기밀도를 현저하게 개선할 수 있다.Unlike conventional polyol B, in the present invention, by using a mannium polyol using a phenolic compound, formaldehyde, alkanol amine excellent in flame retardancy, by forming a carbon film (Char Coal), flame retardancy, in particular flame propagation rate and smoke The density can be significantly improved.
상기 만니치 폴리올의 수산기 값은 400 내지 500 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 수산기 값이 상대적으로 높은 종래의 폴리올 B와 달리, 본 발명에서는 수산기 값이 상대적으로 낮은 만니치 폴리올을 사용함으로써, 폴리우레탄 폼의 난연성 등 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.The hydroxyl value of the Mannich polyol is preferably 400 to 500 mgKOH / g. Unlike conventional polyol B, which has a relatively high hydroxyl value, in the present invention, by using a Mannich polyol having a relatively low hydroxyl value, physical properties such as flame retardancy of polyurethane foam can be further improved.
상기 만니치 폴리올의 사용량은 폴리올 성분 전체 중량을 기준으로 15 내지 25 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 만니치 폴리올의 분자량은 500 내지 600, 관능기(OH기) 수는 5 내지 6 개/mol, 점도는 10,000 mPa.s 정도, 수분함유율(Water Content)은 0.1% 이하인 것이 바람직하다.The amount of the Mannich polyol used is preferably 15 to 25% by weight based on the total weight of the polyol component. In addition, the molecular weight of the Mannich polyol is preferably 500 to 600, the number of functional groups (OH groups) is 5 to 6 / mol, the viscosity is about 10,000 mPa · s, and the water content (Water Content) is preferably 0.1% or less.
본 발명에서는 상기 방향족 폴리에스터 폴리올 및 만니치 폴리올 이외에, 종래의 폴리올 C에 해당하는 기타 폴리올을 포함할 수 있다. 기타 폴리올의 함량은 폴리올 성분 전체 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%일 수 있다.In the present invention, in addition to the aromatic polyester polyol and Mannich polyol, other polyols corresponding to the conventional polyol C may be included. The content of other polyols may be from 5 to 15% by weight, based on the total weight of the polyol component.
본 발명의 세 번째 특징은 특정 촉매를 사용하여 이소시아네이트 인덱스(NCO INDEX = NCO/OH)를 1.5 내지 2.0으로 올리는 것이다. 이소시아네이트 인덱스의 값이 커질수록 난연성이 우수한데, 본 발명에서는 이소시아네이트 인덱스를 종래(약 1.3)보다 높인 것을 특징으로 한다.A third feature of the present invention is to raise the isocyanate index (NCO INDEX = NCO / OH) from 1.5 to 2.0 using a specific catalyst. The higher the value of the isocyanate index, the better the flame retardancy. The present invention is characterized in that the isocyanate index is higher than the conventional (about 1.3).
본 발명에서는 삼량화 촉매를 사용하여 폴리이소시아네이트 폼으로 제조하여 난연성을 높일 수 있다. 구체적으로, 반응식 2와 같이, 삼량화 촉매를 사용하여 이소시아네이트 작용기를 형성함으로써, 현장 시공형 폴리우레탄 레진 프리믹스를 PIR(폴리이소시아네이트) 폼으로 형성시켜 난연성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, it is possible to increase the flame retardancy by preparing a polyisocyanate foam using a trimerization catalyst. Specifically, by forming an isocyanate functional group using a trimerization catalyst, as in Scheme 2, the in-situ polyurethane resin premix may be formed into a PIR (polyisocyanate) foam to improve flame retardancy.
[반응식 2][Reaction Scheme 2]
삼량화 촉매로는 N-하이드록시-알킬퀘터네리 암모늄 카보시레이트 및 트리스(디메틸아미노메틸)폐놀 중 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 삼량화 촉매의 사용량은 폴리올 성분들의 합 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 3.0 중량부인 것이 바람직하다.As the trimerization catalyst, one or more of N-hydroxy-alkyl quaternary ammonium carbocylate and tris (dimethylaminomethyl) phenol can be selected and used. The amount of the trimerization catalyst is preferably 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total polyol components.
상술한 폴리올과 촉매 이외에, 레진 프리믹스의 원료로서 발포제, 정포제, 난연제 등을 사용할 수 있다.In addition to the polyols and catalysts described above, blowing agents, foam stabilizers, flame retardants and the like can be used as raw materials for the resin premixes.
발포제로는 물리적 발포제로서 끓는점이 낮은 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)류의 1.1-디클로로-1-1-플루오르-에탄(상표명 141b) 등을 사용할 수 있다. 발포제의 함량은 폴리올 100 중량부에 대하여 25 내지 35 중량부가 적절하다.As the blowing agent, 1.1-dichloro-1-1-fluoro-ethane (trade name 141b) of hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) having a low boiling point can be used as the physical blowing agent. The content of the blowing agent is suitably 25 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
정포제로는 실록산계 계면활성제로서 폴리에테르 폴리디메틸실록산 공중합체, 폴리디메틸 공중합체, B-8404, B-8462, Union Carbide사의 L-5420, L-5340 등을 사용할 수 있다. 정포제의 함량은 폴리올 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부가 적절하다.As the foam stabilizer, polyether polydimethylsiloxane copolymer, polydimethyl copolymer, B-8404, B-8462, Union Carbide's L-5420, L-5340, etc. may be used as the siloxane surfactant. The content of the foam stabilizer is appropriately 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
난연제로는 트리스(클로로아이소프로필)포스페이트(TCPP), 트리스(클로로에틸)포스페이트(TCEP), 다이히찌의 C12-530 등을 사용할 수 있다. 난연제의 함량은 폴리올 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부가 적절하다.Examples of the flame retardant include tris (chloroisopropyl) phosphate (TCPP), tris (chloroethyl) phosphate (TCEP), and Daichichi C12-530. The content of the flame retardant is suitably 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
상기 폴리올, 촉매, 발포제, 정포제, 난연제를 혼합하여 레진 프리믹스를 제조한 후, 레진 프리믹스와 이소시아네이트를 대략 1:1의 부피비율로 혼합하고 고압발포기를 사용하여 믹싱건을 통해 현장의 피부착면(천정, 벽체 등)에 스프레이하여 사용할 수 있다. 발포장비로는 Graco. Gusmer, Gras-craft 등 여러 메이커의 장비를 사용할 수 있으며, 발포기를 이용하여 고압으로 이송하여 압력 약 50 kg/㎠, 온도 50 내지 60℃에서 충돌에 의한 메커니즘으로 분사 건(Gun)을 통하여 현장에서 발포할 수 있다.After preparing the resin premix by mixing the polyol, catalyst, foaming agent, foam stabilizer, and flame retardant, the resin premix and isocyanate are mixed at a volume ratio of about 1: 1, and using a high pressure foaming machine, the surface of the skin adhered to the site It can be sprayed on (ceiling, wall, etc.). As foaming equipment Graco. Gusmer, Gras-craft, etc. equipment can be used, and it is transported to high pressure by using a foaming machine, and it can be used in the field through the spray gun as a mechanism by collision at a pressure of about 50 kg / ㎠ and a temperature of 50 to 60 ℃. It can be foamed.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the following Examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following Examples.
[실시예][Example]
하기 표 1의 성분과 함량으로 레진 프리믹스를 제조한 후, 레진프리믹스와 이소시아네이트를 1:1의 부피비로 혼합하고, 발포기 등을 이용하여 현장 시공형 난연성 폴리우레탄 발포폼을 시공하였다.After preparing a resin premix with the ingredients and contents of Table 1, the resin premix and isocyanate were mixed at a volume ratio of 1: 1, and a field-type flame-retardant polyurethane foam was constructed by using a foaming machine.
-원료: 테레프탈산 및 디에틸렌글리콜
-수산기값: 150 mgKOH/gAromatic Polyester Polyols
Raw materials: terephthalic acid and diethylene glycol
-Hydroxyl value: 150 mgKOH / g
-원료: 페놀, 포름알데히드, 알카놀 아민, 에틸렌 옥사이드
-수산기값: 450 mgKOH/gMannich Polyols
Raw materials: phenol, formaldehyde, alkanol amine, ethylene oxide
Hydroxyl value: 450 mgKOH / g
-원료: 아디프산 및 디에틸렌 글리콜Polyester polyol
Raw materials: adipic acid and diethylene glycol
② 삼량화촉매 (PC-410, TMR-2)Catalyst ① Amine Catalyst (DABCO33LV)
② trimerization catalyst (PC-410, TMR-2)
2.52
2.5
[비교예][Comparative Example]
종래 현장 스프레이용 폴리우레탄 폼으로서, 원료 중에서 레진 프리믹스는 하기 표 2와 같은 성분 및 함량을 사용하였다.As a conventional polyurethane foam for on-site spray, the resin premix in the raw material used the ingredients and contents shown in Table 2 below.
-원료: 오르쏘 톨루엔 디아민 및 프로필렌 옥사이드
-OH값: 450 ㎎KOH/gPolyol A
Raw materials: ortho toluene diamine and propylene oxide
-OH value: 450 mgKOH / g
-원료: 설탕 및 프로필렌 옥사이드
-OH값: 600 ㎎KOH/gPolyol B
Raw materials: sugar and propylene oxide
-OH value: 600 mgKOH / g
-원료: 아디프산 및 디에틸렌 글리콜Polyol C (Polyester Polyol)
Raw materials: adipic acid and diethylene glycol
[시험예][Test Example]
실시예 및 비교예에 대하여 난연성능을 평가하였다. 난연성능은 한국화재보험협회 부설 방재시험연구원에 의뢰하여 열방출률 시험과 가스유해성 시험을 통해 평가하였으며, 그 결과는 표 3과 같다.Flame retardant performance was evaluated for Examples and Comparative Examples. Flame retardant performance was evaluated by heat release rate test and gas hazard test by request from Korea Fire Insurance Association's Disaster Prevention Testing Institute. The results are shown in Table 3.
열방충률 시험은 KS F ISO 5660-1:2008에 의거하여 수행하였으며, 구체적으로 콘히터의 복사열을 약 50 kW/㎡, 배출유량을 약 0.024 ㎥/s로 설정하고 유지시킨 후, 시험체와 시험체 홀더를 질량측정장치 위에 올려놓은 다음, 복사열 차단장치를 제거하고 5분간 가열한 후, 최대 열방출률과 총 방출열량을 측정한 다음, 가열 종료 후 질량측정장치에서 시험체 홀더를 제거하고 시험체를 관찰하였다.The heat resistance test was performed according to KS F ISO 5660-1: 2008. Specifically, the radiant heat of the cone heater was set to about 50 kW / m 2 and the discharge flow rate was set to about 0.024 m 3 / s, and then maintained. The holder was placed on the mass measuring device, the radiant heat shield was removed and heated for 5 minutes, the maximum heat release rate and the total amount of heat released were measured, and after completion of heating, the specimen holder was removed from the mass measuring device and the test body was observed. .
가스유해성 시험은 KS F 2271:2006에 의거하여 수행하였으며, 구체적으로 피검 상자 내의 온도를 30℃로 유지시킨 후, 실험용 쥐를 1마리씩 넣은 회전 바구니 8개를 피검 상자 내에 투입한 다음, 시험체를 가열로 내에 투입하고 6분간 가열한 후, 가열 개시 후 15분간 개개의 실험용 흰 쥐의 행동정지시간을 측정하였다.The gas hazard test was carried out according to KS F 2271: 2006. Specifically, after maintaining the temperature in the test box at 30 ° C, eight rotating baskets containing one rat were placed in the test box, and the test body was heated. After the mixture was heated in a furnace for 6 minutes, the behavior stop time of each experimental white rat was measured for 15 minutes after the start of heating.
초과하는 시간(초)200 kW / ㎡
Timeout in seconds
200 kW/㎡ 초과하지
않을 것For more than 10 seconds
Not exceed 200 kW / ㎡
Would not
구멍 및 용융 등Harmful cracks,
Hole and melting etc
유해성gas
Hazard
(분:초)Average Behavioral Downtime of Rats
(Minutes: seconds)
표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 현장 스프레이식 경질 폴리우레탄 폼의 난연성능은 종래 제품에 비해 월등히 우수하였다.As can be seen in Table 3, the flame retardant performance of the field spray type rigid polyurethane foam according to the present invention was significantly superior to the conventional products.
Claims (12)
상기 방향족 폴리에스터 폴리올은 테레프탈산과 디알킬렌글리콜을 중합하여 얻어지는 폴리올로서, 수산기 값은 100 내지 160 mgKOH/g이고, 상기 폴리올 혼합물에 대하여 60 내지 75중량%로 포함되며,
상기 만니치 폴리올은 페놀 화합물, 포름알데히드, 알카놀 아민 및 알킬렌 옥사이드를 중합하여 얻어지는 폴리올로서, 수산기 값은 400 내지 500 mgKOH/g 이고, 상기 폴리올 혼합물에 대하여 15 내지 25 중량%로 포함되며,
상기 폴리에스터 폴리올은 상기 폴리올 혼합물에 대하여 5 내지 15 중량%로 포함되고,
상기 삼량화 촉매는 N-하이드록시-알킬퀘터네리 암모늄 카보시레이트이며, 상기 폴리올 혼합물 100중량부에 대하여 0.5 내지 3.0 중량부 범위 내로 포함되고,
이소시아네이트 인덱스가 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 현장 시공형 난연성 폴리우레탄 발포폼.
Raw materials include polyol mixtures consisting of aromatic polyester polyols, Mannich polyols and polyester polyols, trimerization catalysts and polyisocyanates,
The aromatic polyester polyol is a polyol obtained by polymerizing terephthalic acid and dialkylene glycol, having a hydroxyl value of 100 to 160 mgKOH / g, contained in an amount of 60 to 75 wt% based on the polyol mixture,
The Mannich polyol is a polyol obtained by polymerizing a phenol compound, formaldehyde, alkanol amine, and alkylene oxide, having a hydroxyl value of 400 to 500 mgKOH / g, contained in an amount of 15 to 25 wt% based on the polyol mixture,
The polyester polyol is included in an amount of 5 to 15% by weight based on the polyol mixture,
The trimerization catalyst is N-hydroxy-alkyl quaternary ammonium carbocylate, it is included in the range of 0.5 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture,
Field construction type flame-retardant polyurethane foam, characterized in that the isocyanate index is 1.5 to 2.0.
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