KR101363419B1 - Hybrid polyurethane foam and method of forming the same - Google Patents

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Abstract

하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법이 개시된다. 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 다음 적어도 하나의 실리콘 디올 화합물을 포함하는 것으로서, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 중에서 적어도 하나의 폴리올, 적어도 하나의 실리콘 디올 및 촉매를 혼합하여 폴리올 혼합액을 준비하는 단계, 폴리이소시아네이트 반응액을 준비하는 단계 및 상기 폴리올 혼합액, 상기 폴리이소시아네이트 반응액 및 발포제를 혼합하여 반응시키는 단계를 통하여 제조된다. 제조되는 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 인장강도, 신율이 증진된 원료로서 가공 공정의 수행시 가공완성도가 높아진다.Hybrid polyurethane foams and methods of making the same are disclosed. The hybrid polyurethane foam includes at least one silicone diol compound, and preparing a polyol mixture by mixing at least one polyol, at least one silicone diol, and a catalyst among polyester polyol and polyether polyol, polyisocyanate It is prepared through the step of preparing a reaction solution and reacting by mixing the polyol mixture, the polyisocyanate reaction solution and the blowing agent. The hybrid polyurethane foam produced is a raw material having an improved tensile strength and elongation, and thus has a high degree of completeness during processing.

Description

하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법{HYBRID POLYURETHANE FOAM AND METHOD OF FORMING THE SAME}HYBRID POLYURETHANE FOAM AND METHOD OF FORMING THE SAME

본 발명은 하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장강도와 신율이 증가되고 높은 표면 평활성을 갖는 하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid polyurethane foam and a method for producing the same, and more particularly, to a hybrid polyurethane foam and a method for producing the hybrid polyurethane foam having an increased tensile strength and elongation and high surface smoothness.

일반적으로, 폴리우레탄 발포체(폼)는 제조가 용이하고 충격 흡수성과 복원력이 우수하며 다양한 제품으로 생산할 수 있기 때문에 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠용, 메디칼용, 자동차 쿠션, 신발용 및 방진재 등으로 널리 사용되고 있다. 특히 폴리우레탄 발포체는 휴대용 전화기와 같은 휴대용 전자통신 장비의 디스플레이에서 액정표시 화면의 가장자리 또는 마이크로폰 등의 가장자리와 케이스 내부면 사이에 배치하는 데 적합한 실링부재로 유용하게 사용된다.In general, polyurethane foam (foam) is easy to manufacture, excellent shock absorption and resilience, and can be produced in a variety of products, such as electronic devices for computers, communications, sports, medical, automotive cushions, shoes and dustproof materials, etc. Widely used. In particular, the polyurethane foam is usefully used as a sealing member suitable for placement between the edge of a liquid crystal display screen or the edge of a microphone or the like and the inner surface of a case in a display of a portable telecommunication equipment such as a portable telephone.

한편, 신발용 인솔의 제조를 위한 폴리우레탄 폼시트의 경우 신율과 인장강도가 높을 것이 요구된다. 일반적으로 폴리우레탄 폼의 제조를 위해서는 폴리에스테르 또는 폴리에테르 폴리올을 사용하는데 비교적 분자량이 작고 짧은 분자쇄를 갖는 화합물을 사용하기 때문에 소프트 세그먼트가 짧다. 이에 따라 폼의 원래 성질은 딱딱한데 발포에 의해서 딱딱한 성질을 부드럽게 개선해 줄 수 있게 된다. 그런데 화학적 성질상 신율은 높이기 어렵고 특히 다량의 기포층에 의하여 부드럽게 해주는 것은 가능하나 인장 강도가 매우 낮게 형성되어 특히 신발용 인솔 부재료로는 사용이 어렵다는 단점이 있다.On the other hand, in the case of polyurethane foam sheet for the production of insoles for shoes is required to have high elongation and tensile strength. Generally, for the production of polyurethane foams, polyester or polyether polyols are used, and soft segments are short because compounds having a relatively small molecular weight and short molecular chains are used. As a result, the original properties of the foam are hard, and the foaming properties can be improved smoothly. However, due to the chemical properties, the elongation is difficult to increase, and in particular, it is possible to soften by a large amount of bubble layer, but it has a disadvantage in that it is difficult to use as an insole member material for shoes, because the tensile strength is formed very low.

이에 더하여, 폴리우레탄 폼을 휴대폰 및 LCD 모듈 등의 제품에 적용하기 위해서는 표면 평활도가 높을 것이 요구된다. 이는 표면 평활도가 높아질수록 가스켓 혹은 이물질 방지 기능인 씰링 기능이 더욱 양호하게 발현되기 때문이다. In addition, in order to apply polyurethane foam to products such as mobile phones and LCD modules, high surface smoothness is required. This is because the higher the surface smoothness, the better the sealing function, which is a gasket or a foreign matter prevention function.

폴리우레탄 발포체를 제조하기 위해서는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 정포제, 필러, 경화 촉매, 안료 등을 혼합한 액과 지방족 또는 방향족 이소시아네이트 화합물을 물 또는 가스 성분의 발포제 존재하에서 반응시키는 과정을 수행하게 된다. 이러한 방식으로 제조되는 폴리우레탄 발포체가 더 향상된 특성을 갖도록 하기 위하여 다양한 성분의 사용, 제조 방식의 변화와 같은 다방면의 노력이 기울여지고 있다. In order to prepare the polyurethane foam, a process in which a mixture of polyether polyol, polyester polyol, foam stabilizer, filler, curing catalyst, pigment and the like and an aliphatic or aromatic isocyanate compound are reacted in the presence of a foaming agent of water or a gas component. do. In order for polyurethane foams produced in this way to have more improved properties, various efforts have been made, such as the use of various components and changes in the manufacturing method.

본 발명의 목적은 다양한 제품으로 적용이 가능하도록 폴리우레탄 발포체의 제조시에 실리콘 계열의 디올 물질을 도입함으로써 우수한 물성을 갖도록 한 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a hybrid polyurethane foam having excellent physical properties by introducing a silicone-based diol material in the production of polyurethane foam to be applicable to a variety of products.

본 발명의 다른 목적은 상기한 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 단시간 내에 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the above-mentioned hybrid polyurethane foam in a short time.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 사용하여 제조함으로써 신율과 인장강도가 향상된 제품을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a product having improved elongation and tensile strength by manufacturing using the hybrid polyurethane foam described above.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 화합물을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the hybrid polyurethane foam according to the present invention comprises at least one silicone diol compound selected from the group consisting of Compound A, Compound B and Compound C.

<화합물 A><Compound A>

Figure 112012001321284-pat00001
Figure 112012001321284-pat00001

상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다.In the said compound A, n represents the integer of 50-70 range.

<화합물 B><Compound B>

Figure 112012001321284-pat00002
Figure 112012001321284-pat00002

상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다. In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.

<화합물 C><Compound C>

Figure 112012001321284-pat00003
Figure 112012001321284-pat00003

상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다.In said compound C, m represents the integer of the range 4-9, n represents the integer of the range 25-35.

일실시예에 있어서, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 신율(%)이 120 이상이고, 인장강도(kgf/cm2)가 3 이상일 수 있다.In one embodiment, the hybrid polyurethane foam may have an elongation (%) of 120 or more, and a tensile strength (kgf / cm 2 ) of 3 or more.

일실시예에 있어서, 상기 실리콘 디올 화합물은 이소시아네이트와의 반응을 통하여 우레탄 결합을 형성할 수 있다.In one embodiment, the silicon diol compound may form a urethane bond through a reaction with an isocyanate.

상기한 본 발명의 다른 목적은 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 중에서 적어도 하나의 폴리올, 다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 및 촉매를 혼합하여 폴리올 혼합액을 준비하는 단계; 폴리이소시아네이트 반응액을 준비하는 단계; 및 상기 폴리올 혼합액, 상기 폴리이소시아네이트 반응액 및 발포제를 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법에 의해 달성된다.Another object of the present invention described above is to prepare a polyol mixture by mixing at least one polyol among polyester polyols and polyether polyols, at least one silicon diol and a catalyst selected from the group consisting of the following compounds A, B and C: step; Preparing a polyisocyanate reaction solution; And mixing and reacting the polyol mixture, the polyisocyanate reaction solution, and a blowing agent.

<화합물 A><Compound A>

Figure 112012001321284-pat00004
Figure 112012001321284-pat00004

상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다.In the said compound A, n represents the integer of 50-70 range.

<화합물 B><Compound B>

Figure 112012001321284-pat00005
Figure 112012001321284-pat00005

상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다.In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.

<화합물 C><Compound C>

Figure 112012001321284-pat00006
Figure 112012001321284-pat00006

상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다.In said compound C, m represents the integer of the range 4-9, n represents the integer of the range 25-35.

일실시예에 있어서, 상기 폴리올 혼합물은 계면활성제, 필러 및 안료 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polyol mixture may further comprise at least one of a surfactant, a filler and a pigment.

일실시예에 있어서, 상기 반응시키는 단계 이후에, 120~150℃ 온도로 가열하는 단계를 더 수행할 수 있다.In one embodiment, after the reacting step, it may be further performed to heat to a temperature 120 ~ 150 ℃.

일실시예에 있어서, 상기 발포제는 물 또는 질소를 포함하는 가스 중 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, the blowing agent may be any one of a gas containing water or nitrogen.

일실시예에 있어서, 상기 실리콘 디올 화합물의 사용량은 상기 폴리올 화합물의 3~30 중량% 범위인 것이 바람직하다.In one embodiment, the amount of the silicon diol compound is preferably in the range of 3 to 30% by weight of the polyol compound.

일실시예에 있어서, 상기 반응시키는 단계는 2~5분 이내에 수행되는 것이 바람직하다.In one embodiment, the reaction step is preferably performed within 2 to 5 minutes.

본 발명의 또 다른 목적은 다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 화합물이 이소시아네이트와의 우레탄 결합을 통하여 포함되는 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 사용하여 제조되며 가스켓, 씰링재 및 신발용 인솔재를 포함하는 제품에 의해 달성된다.Still another object of the present invention is to prepare a gasket, a sealing material and a hybrid polyurethane foam, wherein at least one silicone diol compound selected from the group consisting of Compound A, Compound B and Compound C is included through a urethane bond with an isocyanate; Achieved by a product comprising a shoe insole.

<화합물 A><Compound A>

Figure 112012001321284-pat00007
Figure 112012001321284-pat00007

상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다.In the said compound A, n represents the integer of 50-70 range.

<화합물 B><Compound B>

Figure 112012001321284-pat00008
Figure 112012001321284-pat00008

상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다. In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.

<화합물 C><Compound C>

Figure 112012001321284-pat00009
Figure 112012001321284-pat00009

상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다. In said compound C, m represents the integer of the range 4-9, n represents the integer of the range 25-35.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 화학적 결합을 통하여 실리콘 화합물을 포함하도록 된 것으로서 실리콘 화합물이 제공해주는 높은 신율과 우수한 인장강도 특성, 양호한 표면 평활성 등을 나타낸다. 이에 따라 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 높은 신율과 인장강도를 요하며 표면 평활성을 요하는 다양한 분야에 적용하여 가공완성도를 높여주게 된다.The hybrid polyurethane foam according to the embodiment of the present invention configured as described above is intended to include a silicon compound through chemical bonding, and exhibits high elongation, excellent tensile strength properties, and good surface smoothness provided by the silicon compound. Accordingly, the hybrid polyurethane foam requires high elongation and tensile strength and is applied to various fields requiring surface smoothness, thereby improving processing completion.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a hybrid polyurethane foam according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 및 이의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a hybrid polyurethane foam according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.

저밀도 폴리우레탄 발포체는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폼을 안정시키기 위한 정포제, 적당한 탄성을 유지시켜 주기 위한 필러, 중합 반응을 잘 일으키기 위한 경화 촉매, 색상의 표현을 위한 안료 등을 혼합한 액과 지방족 또는 방향족 폴리이소시아네이트를 물, 질소와 같은 가스 등을 포함하는 발포 촉매 존재하에서 반응시켜서 제조한다. 제조하는 방법으로는 먼저, 상기 원료를 혼합하여 균일한 저밀도의 폴리우레탄 폼을 형성시키고 이를 폴리에스테르 필름과 같은 기재상에 일정한 두께로 코팅한다. 이후 경화시켜 예컨대 시트상으로 저밀도 폴리우레탄 발포체를 제조하는 것이다.Low density polyurethane foams are a mixture of polyether polyols, polyester polyols, foam stabilizers to stabilize foams, fillers to maintain proper elasticity, curing catalysts to induce polymerization reactions, pigments to express colors, etc. And aliphatic or aromatic polyisocyanates are prepared by reacting in the presence of a blowing catalyst comprising water, a gas such as nitrogen, and the like. As a manufacturing method, first, the raw materials are mixed to form a uniform low density polyurethane foam and coated on a substrate such as a polyester film in a constant thickness. It is then cured to produce a low density polyurethane foam, for example in sheet form.

폴리우레탄 수지는 대개 밀도가 1 정도 인데 공기 또는 가스를 주입하여 발포체 상태로 제조하면 밀도가 1을 초과할 수 없으므로 저밀도라고 표현하고 있다. Polyurethane resins generally have a density of about 1, but when they are manufactured in a foam state by injecting air or gas, the density can not be greater than 1, which is expressed as low density.

본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 폴리올 성분으로서는 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 등을 예로 들 수 있다. 이들은 활성 수소 함유 성분들로서 분자내에 두개 이상을 하이드록실기를 포함하고 있다. 구체적으로, 폴리에스테르계 폴리올은 디카르복실산과 디올을 반응시켜 얻어진다. 디카르복실산으로는 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베린산, 아젤라인산, 세바신산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 말레인산, 푸말산, 이타콘산, 테트라브로모프탈산, 트리메리틴산, 이들의 에스테르 유도체, 이들의 산무수물 등을 포함한다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 폴리올을 구성하는 디올로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디글리세린, 텍스트로즈, 솔비톨 등을 예로 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the polyol component used in the production of the polyurethane foam according to the embodiment of the present invention include polyester-based polyols and polyether-based polyols. These are active hydrogen-containing components that contain two or more hydroxyl groups in the molecule. Specifically, polyester-based polyols are obtained by reacting dicarboxylic acids with diols. As dicarboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimeline acid, subberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, tetrabromophthalic acid, tri Meritic acid, ester derivatives thereof, acid anhydrides thereof, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the diol constituting the polyester-based polyol include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, Quinitol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, diglycerin, textrose, sorbitol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

폴레에테르계 폴리올로서 알콜류, 아민류 등의 블록 또는 랜덤 알킬렌옥시드 부가물을 예로 들 수 있다. 즉, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 디올, 트리올 및 폴리올, 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.Examples of the polyether polyols include block or random alkylene oxide adducts such as alcohols and amines. In other words, diols of polyoxyethylene and polyoxypropylene, triols and polyols, polyoxytetramethylene glycols, mixtures thereof, and the like can be given.

상기 폴리에테르계 폴리올의 제조에 사용되는 화합물 중 2개 이상의 활성 수소를 갖는 화합물로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 사이클로헥산디메탄올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리에틸올에틴, 디글리세린, 덱스트로즈, 슈크로즈, 비스페놀 A, 에틸렌디아민, 이들의 변성물 등을 예로 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 알킬렌옥시드로는 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 1,2-부틸렌옥시드, 2,3-부틸렌옥시드, 스틸렌옥시드 등을 포함할 수 있다.Examples of the compound having two or more active hydrogens among the compounds used for preparing the polyether polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, butylene glycol, and neopentyl glycol. , 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, tri Examples thereof include ethylol ethyne, diglycerin, dextrose, sucrose, bisphenol A, ethylenediamine, and modified substances thereof. These can be used individually or in mixture, respectively. In addition, the alkylene oxide may include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, styrene oxide and the like.

본 발명에서 사용가능한 폴리올 성분은 적당한 점도를 유지하고 작업성을 향상시키며, 폴리우레탄 폼의 강도를 유지하는 관점에서 평균 분자량이 200~8,000, 바람직하게는 1,000~5,000 범위가 바람직하다.The polyol component usable in the present invention preferably has an average molecular weight in the range of 200 to 8,000, preferably in the range of 1,000 to 5,000, in view of maintaining a moderate viscosity and improving workability and maintaining the strength of the polyurethane foam.

또한 상기 폴리올 성분 중에서 관능기수가 2 이고, 평균 분자량이 1,000~5,000 인 폴리에스테르계 폴리올 40~80 중량% 및 관능기수가 3 이고 평균 분자량이 1,000~5,000 범위인 폴리에스테르계 폴리올 20~60 중량%를 포함하는 폴리올 성분을 혼합하여 사용하는 것이 작업시 점도 조절과 목적하는 폼 성형체가 양호한 물성을 갖도록 하는 면에서 바람직하다. In addition, the polyol component includes 40 to 80% by weight of a polyester-based polyol having 2 functional groups, an average molecular weight of 1,000 to 5,000, and 20 to 60% by weight of a polyester polyol having a functional group of 3 and an average molecular weight of 1,000 to 5,000. It is preferable to mix and use a polyol component, in terms of viscosity control during operation and the desired foam molding to have good physical properties.

본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 이소시아네이트 화합물로는 통상 이소시아네이트기(NCO)를 2개 이상 갖는 방향족계, 지환족계, 지방족계 폴리이소시아네이트, 이들의 혼합물, 이를 변성하여 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 에틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트, 수소화 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트 및 이들의 혼합물 및 이들의 변성체 등을 예로 들 수 있다. As isocyanate compounds used in the production of the polyurethane foam of the present invention, aromatic, alicyclic, aliphatic polyisocyanates having two or more isocyanate groups (NCO), mixtures thereof, modified polyisocyanates obtained by modifying them, etc. Can be used. Specific examples include diphenyl methane diisocyanate, ethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, tolylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, hydrogenated methylene di And phenyl diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and mixtures thereof and modified substances thereof.

변성체로는 폴리이소시아네이트와 폴리올의 반응 생성물인 프리폴리머형 변성체, 누레이트 변성체, 우레아 변성체, 카르보디이미드 변성체, 아로파네이트 변성체, 뷰렛 변성체 등을 예로 들 수 있다.Examples of the modified product include prepolymer-type modified products, reaction product modified from a polyisocyanate and a polyol, nurate modified products, urea modified products, carbodiimide modified products, arophanate modified products, and biuret modified products.

상기 이소시아네이트 성분은 분자량 300~500 범위이고, 이소시아네이트 함량이 25~50%인 폴리머릭 메틸렌디페닐디이소시아네이트를 30~70 중량% 및 이소시아네이트 함량이 25~50%인 변성 메틸렌디페닐디이소시아네이트를 70~30 중량%를 함유하는 이소시아네이트를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.The isocyanate component has a molecular weight in the range of 300 to 500, 30 to 70% by weight of a polymeric methylene diphenyl diisocyanate having an isocyanate content of 25 to 50% and a modified methylene diphenyl diisocyanate having an isocyanate content of 25 to 50% by 70 to It is preferable to mix and use the isocyanate containing 30 weight%.

본 발명의 실시예에서는 신장율과 인장 강도를 상승시키기 위하여 디올성 실리콘 화합물을 도입하여 폴리이소시아네이트와 반응시키고, 이를 사용하여 폴리우레탄 결합을 형성한다. 폴리우레탄 결합을 형성하면서 자연스럽게 동일 분자쇄 중에 실리콘과 우레탄이 동시에 결합된 하이브리드 폴리머가 얻어진다. 여기에 발포제로서 물 또는 가스를 이용하여 하이브리드 폴리머 폼을 얻게 된다. 이러한 실리콘 디올 화합물은 기존의 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올과 병용하여 사용하도록 한다.In an embodiment of the present invention, in order to increase elongation and tensile strength, a diol silicone compound is introduced to react with a polyisocyanate to form a polyurethane bond. Hybrid polymers are obtained in which silicone and urethane are bonded simultaneously in the same molecular chain while forming a polyurethane bond. Here, a hybrid polymer foam is obtained using water or gas as a blowing agent. Such silicone diol compounds are to be used in combination with existing polyester polyols or polyether polyols.

본 발명의 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조를 위하여 사용가능한 실리콘 디올 화합물은 크게 두가지로 나눌 수 있다.Silicone diol compounds usable for the production of the hybrid polyurethane foam of the present invention can be broadly divided into two.

첫째는 분지형 실리콘 디올 화합물로서, 이는 제조되는 하이브리드 폴리머의 성질을 폴리우레탄 폴리머와 매우 흡사하게 히주거나 표면 평활성을 크게 개선시키는 특징이 있다. 다음 화합물 A를 예로 들 수 있다.The first is a branched silicone diol compound, which is characterized by giving the properties of the hybrid polymers produced very much like polyurethane polymers or greatly improving the surface smoothness. The following compound A can be mentioned.

<화합물 A><Compound A>

Figure 112012001321284-pat00010
Figure 112012001321284-pat00010

상기 화합물 A는 분자량이 약 5,000 g/mol 이고, 25℃ 에서의 밀도가 약 0.97 이며 25℃ 에서의 점도는 약 120 mm2/S 이다. 상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다. Compound A has a molecular weight of about 5,000 g / mol, a density at 25 ° C. of about 0.97 and a viscosity at 25 ° C. of about 120 mm 2 / S. In the said compound A, n represents the integer of 50-70 range.

둘째는 직쇄형 실리콘 디올 화합물로서, 이는 제조되는 하이브리드 폴리머가 크게 개선된 신장율을 갖도록 해주며 전체적으로 폴리머의 성질이 부드럽게 해준다. 다음 화합물 B 및 C를 예로 들 수 있다.The second is a straight silicone diol compound, which allows the hybrid polymer to be produced to have significantly improved elongation and soften the properties of the polymer as a whole. The following compounds B and C are exemplified.

<화합물 B><Compound B>

Figure 112012001321284-pat00011
Figure 112012001321284-pat00011

상기 화합물 B는 분자량이 약 6,600 g/mol 이고, 융점이 약 54℃ 이며, 수산기값이 약 15.5~18.5 mg/KOH/g 이며, 산값이 약 2 mg/KOH/g 이다. 상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다. Compound B has a molecular weight of about 6,600 g / mol, a melting point of about 54 ℃, a hydroxyl value of about 15.5 ~ 18.5 mg / KOH / g, the acid value is about 2 mg / KOH / g. In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.

<화합물 C><Compound C>

Figure 112012001321284-pat00012
Figure 112012001321284-pat00012

상기 화합물 C는 분자량이 약 2,500 g/mol 이고, 25℃ 에서의 점도가 약 75~105 mpas 이며 25℃ 에서의 밀도는 약 0.94~0.98 g/ml 이며, 수산기값이 약 40~50 mg/KOH/g 이며, 산값이 약 0.5 mg/KOH/g 이다. 상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다. Compound C has a molecular weight of about 2,500 g / mol, a viscosity at 25 ° C. of about 75 to 105 mpas, a density at 25 ° C. of about 0.94 to 0.98 g / ml, and a hydroxyl value of about 40 to 50 mg / KOH. / g, the acid value is about 0.5 mg / KOH / g. In said compound C, m represents the integer of the range 4-9, n represents the integer of the range 25-35.

상기한 실리콘 디올 화합물은 폴리올과 함께 사용되는데 이의 사용량은 폴리올 화합물에 대하여 3~30 중량% 범위가 되도록 한다. 만약 이의 사용량이 3 중량% 보다 적으면 탄성과 부드러움, 신율이 떨어져 바람직하지 못하고, 만약 이의 사용량이 30 중량% 보다 많으면 반응성이 늦어져 폴리우레탄 폼 시트의 제조시 경화에 문제가 되어 바람직하지 못하기 때문이다.The silicon diol compound is used with a polyol, the amount of which is used to be in the range of 3 to 30% by weight based on the polyol compound. If its amount is less than 3% by weight, it is not preferable because of its elasticity, softness and elongation, and if its amount is more than 30% by weight, its reactivity is slowed, which is a problem in curing during the manufacture of the polyurethane foam sheet, which is undesirable. Because.

본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 발포제로서는 물, 질소를 포함하는 가스 등을 예로 들 수 있다. As a blowing agent used for manufacture of the polyurethane foam of this invention, water, the gas containing nitrogen, etc. are mentioned.

한편, 본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조에 사용되는 촉매로는 일반적으로 사용되는 다수의 촉매를 예외 없이 사용할 수 있다. 비스무트, 주석, 철, 안티몬, 우라늄, 카드뮴, 코발트, 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 망간, 지르코늄의 유기산염 또는 무기산염, 유기금속 유도체, 포스핀류, 유기아민류, 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 디부틸주석 디라우레이트, 나프텐산 코발트, 트리에틸아민, N,N-디에틸에탄올아민, 테트라메틸암모늄 포르메이트, 테트라메틸암모늄 아세테이트, 등을 예로 들 수 있다. 이러한 촉매는 조성물 총량에 대하여 0.1~5 중량% 범위로 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, as the catalyst used in the production of the polyurethane foam of the present invention, a number of catalysts generally used can be used without exception. Bismuth, tin, iron, antimony, uranium, cadmium, cobalt, aluminum, zinc, nickel, copper, manganese, zirconium organic acid salts or inorganic acid salts, organometallic derivatives, phosphines, organic amines, and the like can be used. Specific examples thereof include dibutyltin dilaurate, cobalt naphthenate, triethylamine, N, N-diethylethanolamine, tetramethylammonium formate, tetramethylammonium acetate, and the like. Such a catalyst is preferably used in the range of 0.1 to 5% by weight based on the total amount of the composition.

본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조시 사용되는 정포제로서 계면활성제가 사용될 수 있다. 이는 우레탄 발포체의 성형 상태를 잘 유지해 주는 역할을 한다. 계면활성제로는 폴리디메틸실록산 및 폴리옥시알킬렌 사슬을 갖는 실리콘계 계면활성제, 지방산염, 황산 에스테르염, 인산 에스테르염, 술폰산염 등의 음이온계 계면활성제 등을 포함한다. 상기 계면활성제는 폴리올 성분 100 중량부에 대하여 0.1~10 중량부 사용한다.Surfactants may be used as the foam stabilizer used in the production of the polyurethane foam of the present invention. This serves to maintain the molded state of the urethane foam well. Surfactants include silicone-based surfactants having polydimethylsiloxane and polyoxyalkylene chains, anionic surfactants such as fatty acid salts, sulfuric acid ester salts, phosphoric acid ester salts, sulfonate salts and the like. The surfactant is used 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component.

본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조시 사용되는 필러는 입상 충진제, 층상 충진제, 섬유상 충진제 등을 포함한다. 구체적으로, 탄산칼슘, 황산바륨, 실리카, 클레이, 탈크, 알루미늄하이드록사이드, 멜라민 등의 입상 충진제; 마이카, 윌라스토나이트, 알루미늄 플레이크 등의 층상 충진제; 각종 유리섬유, 탄소섬유, 알루미나섬유, 포타슘티타네이트 등의 섬유상 충진제 등을 예로 들 수 있다. 필러는 발포체의 경도를 상승시켜 주고 열안정성을 향상시키며 탄성 모듈러스를 향상시켜 주며 에너지 흡수에도 효과적이다. Fillers used in the production of the polyurethane foams of the present invention include particulate fillers, layered fillers, fibrous fillers and the like. Specifically, particulate fillers such as calcium carbonate, barium sulfate, silica, clay, talc, aluminum hydroxide, melamine; Layered fillers such as mica, willlastonite and aluminum flakes; And fibrous fillers such as various glass fibers, carbon fibers, alumina fibers and potassium titanate. The filler increases the hardness of the foam, improves thermal stability, improves elastic modulus, and is effective for energy absorption.

본 발명의 폴리우레탄 발포체의 제조시 색상을 부여하기 위해서 이산화티타늄, 산화철, 카볼블랙 등의 유색 안료나 염료를 사용할 수도 있다.In order to impart color in the production of the polyurethane foam of the present invention, colored pigments or dyes such as titanium dioxide, iron oxide, and carbol black may be used.

이들 외에도 산화방지제, 오존방지제, UV 안정제, 도전성 중합체 등과 같은 첨가제도 사용할 수 있다.In addition to these, additives such as antioxidants, ozone inhibitors, UV stabilizers, conductive polymers, and the like may also be used.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a hybrid polyurethane foam according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 폴리올 성분, 실리콘 디올, 촉매, 필러, 안료 등을 혼합, 교반하여 폴리올 혼합 용액을 제조하도록 한다. 여기에 별도로 준비한 이소시아네이트 화합물을 정량펌프를 사용하여 일정한 비율로 공급하면서 혼합, 교반함과 동시에 질소 가스를 밀도와 경도를 맞추면서 공급하여 발포시키도록 한다. 보다 구체적으로 폴리올 용액을 탱크 등을 사용하여 혼합, 교반하고 약 20~45℃로 온도를 조절한다. 이후 자동 혼합주입형 발포기, 자동 혼합형 사출발포기 등의 발포기를 사용하여 이소시아네이트 화합물과 공기 및/또는 불활성 가스를 강제 주입하여 발포시키도록 한다.First, a polyol component, a silicon diol, a catalyst, a filler, a pigment, and the like are mixed and stirred to prepare a polyol mixed solution. Here, the isocyanate compound prepared separately is mixed and agitated while being supplied at a constant rate using a metering pump, and the nitrogen gas is supplied while adjusting density and hardness to foam. More specifically, the polyol solution is mixed and stirred using a tank or the like and the temperature is adjusted to about 20 to 45 ° C. Thereafter, using a foaming machine such as an automatic mixing injection foaming machine or an automatic mixing injection foaming machine, the isocyanate compound and air and / or an inert gas are forced to foam.

다음, 얻어진 성형체를 60~200℃ 온도에서 열처리 하여 성형체의 인장강도 및 인열강도를 향상시키고 압축 특성도 더욱 향상시키도록 한다. 그리고 중부가 반응을 효과적으로 촉진시키고, 폴리우레탄 발포체의 고분자량화를 촉진시킨다. 열처리 온도는 성형체가 열변형하지 않도록 하는 관점에서 60~200℃, 바람직하게는 80~180℃, 더욱 바람직하게는 120~150℃ 범위로 한다. Next, the obtained molded body is heat treated at a temperature of 60 ~ 200 ℃ to improve the tensile strength and tear strength of the molded body and to further improve the compression characteristics. And the middle addition effectively promotes the reaction and promotes the high molecular weight of the polyurethane foam. The heat treatment temperature is 60 to 200 占 폚, preferably 80 to 180 占 폚, more preferably 120 to 150 占 폚 from the viewpoint of preventing the molded body from thermal deformation.

본 발명의 일실시예에 따라 폴리우레탄 발포체를 제조하고 완전히 경화시킨 후에 표면을 부드럽게 하는등 표면 특성을 제어하기 위하여 폼시트의 상부에 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 자외선 경화 수지 등을 사용하여 표면을 코팅할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the surface of the foam sheet is coated with a urethane resin, an acrylic resin, an ultraviolet curable resin, etc. in order to control the surface properties such as softening the surface after the polyurethane foam is prepared and completely cured. can do.

특히 폴리올과 이소시아네이트의 결합으로 이루어진 폴리우레탄 폼의 연질화를 위하여 비교적 분자량이 큰 폴리올을 사용하거나, 폴리올과 이소시아네이트의 몰비를 조절하여 탄성 회복 속도를 느리게 하기 위하여 폴리올의 몰비를 이소시아네이트 보다 약간 높게 되도록 설계하는 경우가 있다. 이 때 폼의 특성은 우수하게 발현되지만 표면이 끈적이는 현상이 나타날 수 있다. 이를 개선하기 위하여 폴리우레탄 발포체층의 상부를 표면 처리할 수 있다.In particular, it is designed to use a relatively high molecular weight polyol to soften the polyurethane foam composed of a combination of polyol and isocyanate, or to make the mole ratio of polyol slightly higher than isocyanate to slow the elastic recovery rate by controlling the molar ratio of polyol and isocyanate. There is a case. At this time, the characteristics of the foam is excellent, but the surface may be sticky. In order to improve this, the top of the polyurethane foam layer can be surface treated.

수지를 코팅하는 것은 경화 방식에 따라 UV 경화 방식, 열경화 방식 등이 있다. UV 경화 방식에는 페닐글리시딜 에테르 아크릴레이트와 같은 우레탄계 아크릴 수지를 사용하는 방식이 있고, 열경화 방식에는 수성 또는 유성의 일반적인 우레탄 또는 아크릴 수지를 사용한다. Coating the resin may be UV curing method, thermosetting method and the like depending on the curing method. The UV curing method includes a urethane-based acrylic resin such as phenylglycidyl ether acrylate, and the thermosetting method uses an aqueous or oily general urethane or acrylic resin.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through specific examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

2000 rpm 까지 고속 교반이 가능한 교반 장치 (디졸바)를 장착한 스테인레스 스틸 재질의 1000L 용량의 배합조에 폴리올을 투입하여 상온에서 균일하게 교반하였다. 여기에 실리콘 디올 화합물을 넣어 주고 잘 분산시켰다. 정포제, 안료, 촉매, 필러 등을 투입하고 약 1 시간 이상 고속으로 교반하였다. 균일한 혼합액 A를 제조하였다. 이 때, 수분의 유입은 우레탄 반응을 저해하므로 최대한 억제하였다. The polyol was added to a 1000 L capacity mixing tank made of stainless steel equipped with a stirring device (dissol bar) capable of high speed stirring up to 2000 rpm, and stirred uniformly at room temperature. The silicon diol compound was added thereto and dispersed well. A foam stabilizer, a pigment, a catalyst, a filler, and the like were added and stirred at a high speed for about 1 hour or more. A homogeneous liquid mixture A was prepared. At this time, the influx of water inhibited the urethane reaction, so that it was suppressed as much as possible.

다음에 폴리이소시아네이트액을 별도로 준비하여 반응액 B로 하였다. 세 가지 성분을 고속으로 균일하게 혼합할 수 있는 장치인 고속 믹싱 헤드에 혼합액 A 및 반응액 B를 정량 펌프를 사용하여 일정한 비율로 공급하면서 동시에 질소 가스를 공급하였다. 질소 가스는 밀도와 경도를 맞추면서 공급하였다. 세 가지 성분을 균일하게 믹싱하고 폴리에스테르 필름 상에 일정한 두께로 코팅하였다. 이후 반응 경화기에서 약 120~150℃ 범위의 고온에서 경화시켜 난연성 폴리우레탄 폼 시트를 제조하였다. 난연성 측정을 수행하였다.Next, the polyisocyanate liquid was prepared separately and it was set as reaction liquid B. Mixing liquid A and reaction liquid B were supplied to a high speed mixing head, which is a device capable of uniformly mixing three components at high speed, at a constant rate using a metering pump, while simultaneously supplying nitrogen gas. Nitrogen gas was supplied while adjusting density and hardness. The three components were mixed uniformly and coated to a uniform thickness on the polyester film. After curing at a high temperature in the range of about 120 ~ 150 ℃ in the reaction curing machine to prepare a flame-retardant polyurethane foam sheet. Flame retardancy measurements were performed.

<실시예 2~6><Examples 2-6>

실시예 1과 동일한 방식으로 수행하되 혼합액 A 의 조성 및 함량을 표 1에 나타난 바와 같이 변경하여 폴리우레탄 폼 시트를 제조하고, 이에 대한 난연성 측정을 수행하였다. Performed in the same manner as in Example 1, but changed the composition and content of the mixture A as shown in Table 1 to prepare a polyurethane foam sheet, it was measured for flame retardancy.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

실시예 1과 동일한 방식으로 수행하되 혼합액 A 의 조성 및 함량과 혼합액 B의 조성 및 함량을 표 1에 나타난 바와 같이 변경하여 폴리우레탄 폼 시트를 제조하고, 이에 대한 난연성 측정을 수행하였다. In the same manner as in Example 1 except that the composition and content of the mixed solution A and the composition and content of the mixed solution B were changed as shown in Table 1 to prepare a polyurethane foam sheet, and the flame retardancy was measured.

상기 각 실시예 및 비교예에서 사용된 원료를 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.Raw materials used in the above Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.

<표 1>TABLE 1

Figure 112012001321284-pat00013
Figure 112012001321284-pat00013

상기 표 1에서 반응성 실리콘(A)는 화합물 A를 나타내고, 반응성 실리콘(B)는 화합물 B를 나타내고, 반응성 실리콘(C)는 화합물 C를 나타낸다. 하기 표 2에는 각 실시예 및 비교예에서 사용된 원료의 종류 및 사용량(중량부)을 요약하여 나타내었다. In Table 1, reactive silicone (A) represents Compound A, reactive silicone (B) represents Compound B, and reactive silicone (C) represents Compound C. Table 2 below summarizes the types and amounts (parts by weight) of the raw materials used in the Examples and Comparative Examples.

<표 2><Table 2>

Figure 112012001321284-pat00014
Figure 112012001321284-pat00014

표 3에는 각 실시예 및 비교예에 따른 폴리우레탄 발포체의 난연 효과에 대한 데이터를 나타내었다. Table 3 shows the data on the flame retardant effect of the polyurethane foam according to each Example and Comparative Example.

폴리우레탄 발포체의 코팅을 위해 사용하는 폴리에스테르 필름은 박리형으로 할 때는 50~100 ㎛ 의 일반 폴리에스테르 필름으로 하고, 필름 일체형 폴리우레탄 폼 시트를 제조할 때는 난연성 방염 폴리에스테르 필름을 사용하면 좋다. 본 실시예에서는 폴리우레탄 폼 시트의 특징을 구현하고 그 효과를 확인하기 위하여 박리형 일반 필름을 사용하였으며, 필름을 박리한 후 폴리우레탄 폼 시트의 특성을 측정하였다.The polyester film used for coating a polyurethane foam is made into a general polyester film of 50-100 micrometers in the case of peeling type, and a flame-retardant flame-retardant polyester film may be used when manufacturing a film integral polyurethane foam sheet. In this embodiment, a peeling type general film was used to implement the characteristics of the polyurethane foam sheet and confirm the effect thereof, and then, after peeling off the film, the characteristics of the polyurethane foam sheet were measured.

신율 및 인장강도 측정에 사용된 시편의 두께는 2.0mm, 밀도는 0.34 g/cm3, 경도는 56 인 것으로 하였다. The specimens used for elongation and tensile strength measurements were 2.0 mm thick, 0.34 g / cm 3 in density, and 56 in hardness.

먼저, 신율 및 인장강도는 ASTM3574 에 준하여 얻었다. 가나시험기사의 만능시험기(UTM)인 6NU-100을 사용하여 측정하였으며 시편의 크기는 30mm x 70mm x2.0mm 로 하고 다섯 개의 시편에 대하여 측정을 시행한 후 평균값을 취하였다. 인장속도는 100mm/분 으로 하였다.First, elongation and tensile strength were obtained according to ASTM3574. Measurements were made using 6NU-100, a universal testing machine (UTM) from Ghana. The specimen size was 30mm x 70mm x2.0mm, and the average of the five specimens was measured. The tensile speed was 100 mm / min.

신율은 시편을 만능시험기에 고정시키고 인장시키되, 처음 시편의 길이에서 최대로 늘어난 길이를 5회 측정하여 평균값을 산정하였다. 신율(%) = (최대로 늘어난 시편의 길이 평균 - 처음 시편의 길이)/처음 시편의 길이 x 100 의 식을 사용하여 산정하였다.Elongation of the specimen was fixed and tensioned in the universal testing machine, and the average value was calculated by measuring five times the maximum length of the specimen. Elongation (%) = (Maximum length of specimen averaged-length of first specimen) / original specimen length x 100.

인장강도는 시편을 만능 시험기에 고정시키고 시편이 최대로 늘어나서 끊어지기 전까지의 힘을 5회 측정하여 평균값을 산정하였다. 단위는 kgf/m2 이다. Tensile strength was calculated by measuring the force five times until the specimen was fixed to the universal testing machine and the specimen was stretched to the maximum. The unit is kgf / m 2 .

밀도는 ASTM3574 에 준하여 얻었다. 밀도를 얻기 위하여 두께와 무게를 측정하였다. 두께는 최소측정단위가 0.01mm 인 Mitutoyo (일본) 측정기를 사용하여 측정하였으며 무게는 최소측정단위가 0.01g 인 shimadzu (일본) 미량 정밀 저울을 사용하여 측정하였다. Density was obtained according to ASTM3574. Thickness and weight were measured to obtain density. The thickness was measured using a Mitutoyo (Japan) measuring instrument with a minimum measurement unit of 0.01 mm, and the weight was measured using a shimadzu (Japan) microscopic precision balance with a minimum measurement unit of 0.01 g.

100mm (가로) x 100mm (세로) 사이즈의 샘플을 준비하고 두께측정기를 이용하여 샘플 각 네 면의 좌, 중, 우 및 정 중앙까지 총 9개 포인트에서 두께(cm)를 측정하고 평균값을 취하였다. 그 후 미량 정밀 저울을 사용하여 무게(g)를 측정하였다. 샘플의 무게를 샘플의 부피로 나누어 밀도값을 얻었다. 이 때 폴리에스테르 필름을 제외한 순수한 폴리우레탄 발포체에 대한 밀도를 g/cm3 단위로 얻었다. A sample of 100 mm (width) x 100 mm (length) size was prepared, and the thickness (cm) was measured and averaged at nine points from the left, middle, right and right centers of each of four sides of the sample using a thickness meter. . The weight in grams was then measured using a micro precision balance. The weight of the sample was divided by the volume of the sample to obtain a density value. At this time, the density of the pure polyurethane foam except for the polyester film was obtained in units of g / cm 3 .

경도는 ASTM2240에 준하여 얻었다. Teclock (일본) 측정 기기를 사용하여 100mm (가로) x 100mm (세로) 사이즈의 샘플 각 네 면의 좌, 중, 우 및 정 중앙까지 총 9개 포인트에서 경도를 측정하고 평균값을 취하였다.Hardness was obtained according to ASTM2240. Using a Teclock (Japan) measuring instrument, hardness was measured and averaged at a total of nine points from the left, middle, right and right center of each of four sides of a sample of 100 mm (width) x 100 mm (length) size.

<표 3><Table 3>

Figure 112012001321284-pat00015
Figure 112012001321284-pat00015

상기 표 3에 나타난 결과를 통하여 실리콘 화합물이 포함된 실시예 1~6에 따라 제조된 하이브리드 폴리우레탄 발포체가 우수한 신율, 인장강도를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.Through the results shown in Table 3 it can be seen that the hybrid polyurethane foam prepared according to Examples 1 to 6 containing the silicone compound exhibits excellent elongation and tensile strength.

이상과 같은 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 실리콘 디올 및 폴리올을 포함하는 혼합액과 폴리이소시아네이트를 일정 비율로 순간 반응시키면서 발포제를 넣어 2~3분 정도의 빠른 시간내에 경화 반응이 이루어지도록 하여 얻어지는 것으로서 별도의 건조 공정을 필요로 하지 않는다. 특히 제조되는 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 인장강도, 신율이 증진된 원료로서 신발용 인솔 재료로 용이하게 사용될 수 있다.The hybrid polyurethane foam as described above is obtained by adding a blowing agent while instantaneously reacting a mixed solution containing a silicone diol and a polyol with a polyisocyanate at a predetermined ratio to allow a curing reaction to occur within a rapid time of about 2 to 3 minutes. Do not need. In particular, the hybrid polyurethane foam produced can be easily used as an insole material for shoes as a raw material with improved tensile strength and elongation.

또한 표면 평활도가 높아서 가스켓 혹은 씰링 기능이 거의 완벽하게 발현된다. 표면 평활도도 높은데 휴대폰 및 LCD 모듈 등의 제품에 적용하는 경우 표면 평활도가 높아질수록 압축도, 압축력, 복원력, 충격흡수력 등의 물성이 더욱 균일하게 되고 접착, 섬유 합포 등과 같은 가공 공정의 수행시 가공완성도가 높아진다.In addition, the high surface smoothness makes the gasket or sealing function almost perfect. Surface smoothness is also high, but when applied to products such as mobile phones and LCD modules, the higher the surface smoothness, the more uniform the physical properties such as compression, compressive force, restoring force, and shock absorbing force. Becomes higher.

본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체는 컴퓨터, 통신등의 전자기기용, 스포츠용, 메디칼용, 자동차 쿠션용, 신발 제조용 등에 유용하게 사용될 수 있다.Polyurethane foam according to an embodiment of the present invention can be usefully used for electronic devices, such as computers, communications, sports, medical, automotive cushions, shoes manufacturing.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

Claims (10)

다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 화합물을 포함하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체에 있어서,
상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는
폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 중에서 적어도 하나의 폴리올, 다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 및 촉매를 혼합하여 폴리올 혼합액을 준비하는 단계;
폴리이소시아네이트 반응액을 준비하는 단계; 및
상기 폴리올 혼합액, 상기 폴리이소시아네이트 반응액 및 발포제를 혼합하여 반응시키는 단계를 수행하여 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체.
<화합물 A>
Figure 112013081576915-pat00016

(상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다)
<화합물 B>
Figure 112013081576915-pat00017

(상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다)
<화합물 C>
Figure 112013081576915-pat00018

(상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다)
A hybrid polyurethane foam comprising at least one silicone diol compound selected from the group consisting of Compound A, Compound B and Compound C,
The hybrid polyurethane foam is
Preparing a polyol mixture by mixing at least one polyol among polyester polyols and polyether polyols, at least one silicon diol and a catalyst selected from the group consisting of Compound A, Compound B and Compound C;
Preparing a polyisocyanate reaction solution; And
Hybrid polyurethane foam, characterized in that formed by performing the step of reacting by mixing the polyol mixture, the polyisocyanate reaction solution and the blowing agent.
<Compound A>
Figure 112013081576915-pat00016

(In the compound A, n represents an integer ranging from 50 to 70.)
<Compound B>
Figure 112013081576915-pat00017

(In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.)
<Compound C>
Figure 112013081576915-pat00018

(In the compound C, m represents an integer ranging from 4 to 9, n represents an integer ranging from 25 to 35.)
제1항에 있어서, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 신율(%)이 120 이상이고, 인장강도(kgf/cm2)가 3 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체.The polyurethane foam according to claim 1, wherein the hybrid polyurethane foam has an elongation (%) of 120 or more and a tensile strength (kgf / cm 2 ) of 3 or more. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 디올 화합물은 이소시아네이트와의 반응을 통하여 우레탄 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체. The polyurethane foam of claim 1, wherein the silicone diol compound forms a urethane bond through reaction with an isocyanate. 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 중에서 적어도 하나의 폴리올, 다음 화합물 A, 화합물 B 및 화합물 C로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 실리콘 디올 및 촉매를 혼합하여 폴리올 혼합액을 준비하는 단계;
폴리이소시아네이트 반응액을 준비하는 단계; 및
상기 폴리올 혼합액, 상기 폴리이소시아네이트 반응액 및 발포제를 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법.
<화합물 A>
Figure 112012001321284-pat00019

(상기 화합물 A에서 n 은 50~70 범위의 정수를 나타낸다)
<화합물 B>
Figure 112012001321284-pat00020

(상기 화합물 B에서 R은 탄소수가 2~3 개의 알킬기를 나타내며, m은 20~25 범위의 정수를, n 은 15~20 범위의 정수를 나타낸다)
<화합물 C>
Figure 112012001321284-pat00021

(상기 화합물 C에서 m은 4~9 범위의 정수를, n은 25~35 범위의 정수를 나타낸다)
Preparing a polyol mixture by mixing at least one polyol among polyester polyols and polyether polyols, at least one silicon diol and a catalyst selected from the group consisting of Compound A, Compound B and Compound C;
Preparing a polyisocyanate reaction solution; And
Method of producing a hybrid polyurethane foam comprising the step of mixing and reacting the polyol mixture, the polyisocyanate reaction solution and the blowing agent.
<Compound A>
Figure 112012001321284-pat00019

(In the compound A, n represents an integer ranging from 50 to 70.)
<Compound B>
Figure 112012001321284-pat00020

(In the compound B, R represents an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms, m represents an integer ranging from 20 to 25, and n represents an integer ranging from 15 to 20.)
<Compound C>
Figure 112012001321284-pat00021

(In the compound C, m represents an integer ranging from 4 to 9, n represents an integer ranging from 25 to 35.)
제4항에 있어서, 상기 폴리올 혼합물은 계면활성제, 필러 및 안료 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조방법.The method of claim 4, wherein the polyol mixture further comprises at least one of a surfactant, a filler and a pigment. 제4항에 있어서, 상기 반응시키는 단계 이후에, 120~150℃ 온도로 가열하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조방법.According to claim 4, After the step of the reaction, a method for producing a polyurethane foam, characterized in that further performing the step of heating to a temperature 120 ~ 150 ℃. 제4항에 있어서, 상기 발포제는 물 또는 질소를 포함하는 가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조방법. The method of claim 4, wherein the blowing agent is any one of a gas containing water or nitrogen. 제4항에 있어서, 상기 실리콘 디올 화합물의 사용량은 상기 폴리올 화합물의 3~30 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조방법.The method of claim 4, wherein the amount of the silicone diol compound is in the range of 3 to 30% by weight of the polyol compound. 제4항에 있어서, 상기 반응시키는 단계는 2~5분 이내에 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포체의 제조방법. The method of claim 4, wherein the step of reacting is carried out within 2 to 5 minutes. 삭제delete
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