KR101729205B1 - 개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법 - Google Patents

개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101729205B1
KR101729205B1 KR1020160026305A KR20160026305A KR101729205B1 KR 101729205 B1 KR101729205 B1 KR 101729205B1 KR 1020160026305 A KR1020160026305 A KR 1020160026305A KR 20160026305 A KR20160026305 A KR 20160026305A KR 101729205 B1 KR101729205 B1 KR 101729205B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyol
compound
order
polyester polyol
reaction
Prior art date
Application number
KR1020160026305A
Other languages
English (en)
Inventor
김형주
박원배
김유석
손정락
Original Assignee
정우화인 주식회사
주식회사 정우산업
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정우화인 주식회사, 주식회사 정우산업 filed Critical 정우화인 주식회사
Application granted granted Critical
Publication of KR101729205B1 publication Critical patent/KR101729205B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3819—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/3842—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing heterocyclic rings having at least one nitrogen atom in the ring
    • C08G18/3851—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing heterocyclic rings having at least one nitrogen atom in the ring containing three nitrogen atoms in the ring
    • C08G18/3853—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing heterocyclic rings having at least one nitrogen atom in the ring containing three nitrogen atoms in the ring containing cyanurate and/or isocyanurate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228—Forming foamed products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

본 발명은 고내열성 및 저반응성의 이소시아누릭 폴리올을 제조하는 방법과, 고난연성 및 저반응성의 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조하는 방법과, 상기 이소시아누릭 폴리올과 상기 방향족 폴리에스터 폴리올을 혼합하고 이소시아네이트와 반응시켜 우레탄 폼을 제조하는 방법과, 상기 우레탄 폼의 보드의 표면에 알루미늄 시트 또는 글라스 패브릭 알루미늄 시트를 부착하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수하고 작업성이 좋은 우레탄 폼 보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올(Isocyanuric polyol)을 합성하고, 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올을 합성한 다음, 상기 이소시아누릭 폴리올과 상기 방향족 폴리에스터 폴리올에 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 배합하여 시스템화 한 후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시켜 경질우레탄 폼 발포체를 제조하거나, 상기 경질우레탄 폼 발포체의 보드 표면에 알루미늄 시트를 부착하는 단계로 진행하는 것이 바람직하다.

Description

개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법{Method of producing Polyester Polyol and Polyurethane Foam Board with the Same}
본 발명은 열역학적으로 매우 안정한 내열성 폴리올을 사용하여 발포체를 제조하고 표면은 불연성 소재를 사용하여 건축용 우레탄폼 단열재를 제조하는 것으로서, 보다 구체적으로는 고내열성이고 저반응성을 가진 이소시아누릭 폴리올을 제조하는 방법과, 고난연이고 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조하는 방법과, 상기 이소시아누릭 폴리올과 상기 방향족 폴리에스터 폴리올을 혼합한 폴리올 혼합물을 만들고 상기 폴리올 혼합물을 이용하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수한 우레탄 폼 발포체를 제조하는 방법과, 상기 우레탄폼 발포체의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 부착하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수하고 작업성이 좋은 우레탄 폼 보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
경질 폴리우레탄 폼(rigid polyurethane foam)으로 구성된 단열재는 친환경적이고 가벼우며 단열성, 방음성 및 성형가공성이 우수하므로, 건축용 단열재, 냉장고, 냉동컨테이너, 선박, 절연재료, 기타 장식품 등으로 다양하게 사용되고 있다.
단열재 용도로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼을 제조하기 위해서는 방향족 폴리이소시아네이트(aromatic polyisocyanate)와 폴리올 조성액을 사용한다. 폴리올은 방향족 폴리이소시아네이트와 반응하여 거대 고분자를 형성하면서 경화가 이루어지는 것인데, 경화 후에 특성을 조절하기 위하여 여러 종류의 화합물을 배합하여 사용한다. 예를 들어, 밀도를 조절하기 위하여 물리적 및 화학적 발포제를 사용하고, 경화속도를 조절하기 위하여 아민 및 금속 촉매를 첨가하는데, 이에 따라 발포 폼의 구조와 특성은 다르게 나타난다. 그리고 이들은 상용성을 가짐으로써 혼합 시에 상이 분리되는 문제가 발생되어서는 안 된다. 근래의 기술은 이러한 조건을 모두 만족시키는 다양한 제조공정기술이 개발되어 단열재의 성능을 향상시키는데 크게 이바지하였다.
한편, 건축물의 내ㆍ외장재로 사용되는 소재는 우수한 단열성뿐만 아니라 화재에 대해 안정적이어야 한다. 폴리우레탄(PUR)폼 단열재는 단열성능과 환경 친화적인 면에서 최적의 소재로 그 수요가 점차 증가하고 있지만, 화재에 대한 취약점은 심각한 문제점으로 지적되고 있다. 국내ㆍ외의 상황을 보더라도 기후변화 및 환경오염물질 배출저감의 대안으로 에너지절약이 중요한 해결방안이라는 인식이 확산되고 있고, 이를 위해서는 단열성이 좋은 우레탄폼 소재를 많이 사용하는 것이 유리하다는 견해이다.
최근 들어 대규모 주상복합 아파트 및 빌딩 등의 내장재로 우레탄폼 단열재가 두드러진 증가추세를 보이고 있지만, 그에 따른 화재사고로 인명과 재산피해도 계속 증가하고 있는 상황이다. 또한 건축물의 대형화 및 고층화는 화재발생시 진압을 더욱 어렵게 하고, 구조물의 붕괴 및 유독가스의 발생을 야기하므로 제품의 난연화가 절실히 요구되고 있다.
오늘날 폴리우레탄 폼 제품을 난연화시키는 방식은 대체로 아래와 같은 2가지 방식으로 진행되고 있다.
첫째 방식은 원료 물질에 난연제를 첨가하는 방법이다. 이 방식은 폴리올 원료에 별도의 난연제 성분 등을 미리 혼합시키고, 그 혼련된 혼합 원료물질을 이소시아네이트 성분과 접촉시켜서, 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분이 서로 우레탄 반응을 진행하는 과정에서 난연성을 부여하도록 하는 것이다. 이때, 사용되는 난연제로서는 유기물질을 기반으로 한 난연제와 무기물질을 기반으로 한 난연제로 구분될 수 있다.
두번째 방식은 우레탄 반응시 삼량화 반응을 유도하여 폴리이소시아누레이트(PIR) 패널로 제조하는 방법이다. 이 방식을 이용하여 폴리이소시아누레이트(PIR) 패널을 제조할 경우, 기존의 Polyurethane Foam(PUR)의 장점을 그대로 유지하면서 난연성 및 내열성 등을 더욱 개선하거나 보완할 수 있어서, PIR폼은 내화성능이 우수하며 열로 인한 수축팽창 등 변화가 거의 없고 자기접착력을 지니고 있는 장점이 있다. 그러나, 이 방식은 생산방법이 너무 까다롭고 어려워서 대량 생산으로 진행하기 곤란한 단점을 지니고 있다.
그러나, 오늘날 난연성능과 내열성을 향상시키면서, 그와 동시에 다양한 성능을 구현할 수 있고 반응의 안정성을 동시에 실현할 수 있는 폴리우레탄 제조기술은 아직 소개되지 않은 것으로 보인다.
본 발명은 높은 난연성과 내열성을 구현할 수 있고, 또한 다양한 반응을 유도할 수 있으며, 그와 동시에 반응의 안정성을 기할 수 있는 새로운 개념의 폴리우레탄 제조방법에 관한 기술을 제공하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-939000호 "준불연성 폴리우레탄 폼 판넬 및 그의 연속식 제조방법" (2010. 01. 20.); 대한민국 등록특허 제10-931094호 "경질 우레탄-개질 폴리이소시아누레이트 발포체의 제조방법" (2009. 12. 02.); 대한민국 공개특허 제10-2014-127856호 "경질 폴리우레탄-폴리이소시아누레이트 발포체의 제조방법" (2014. 11. 4.)
-
본 발명은, 신속한 반응을 자제시키고 반응 속도를 조절할 수 있는 글리콜 화합물과 난연성을 부여할 수 있는 화합물을 이용하여 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조하는 방법을 제공하는데 제1의 목적이 있다.
삭제
또한, 본 발명은, 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올과 고난연 저반응성의 방향족 폴리에스터 폴리올을 이용하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수한 우레탄폼 발포체를 제조하는 방법을 제공하는데 제2의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 난연성과 내열성 및 치수안정성이 우수한 우레탄폼 발포체를 만들고, 상기 우레탄폼 발포체의 보드의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 부착하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수하고 작업성이 좋은 우레탄 폼 패널을 제조하는 방법을 제공하는데 제3의 목적이 있다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC: triglycidyl isocyanurate) 화합물에 1개 또는 다수의 수산기(hydroxyl group)를 가지고 있는 글리콜 화합물과 반응시키고, 화합물의 반응 시기를 조절하기 위한 용도로 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가하여 폴리올 화합물을 합성한다.
또한, 본 발명은, 상기 제1의 목적을 달성하기 위하여, 반응 차수가 다른 글리콜 화합물을 제조하고, 반응차수가 상이한 글리콜 화합물과 방향족 유기산을 반응시켜서, 난연성이 양호한 폴리에스터 폴리올 화합물을 합성한다.
또한, 본 발명은, 상기 제2의 목적을 달성하기 위하여, 상기 목적에 의해 제조된 이소시아누릭 폴리올 화합물과 상기 제1의 목적에 의해 제조된 폴리에스터 폴리올 화합물을 적절한 비율로 혼합하여 폴리올 혼합물을 만들고, 상기 폴리올 혼합물에 발포제와 첨가제 등을 가하고 이소시아네이트와 반응시켜 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수한 폴리우레탄 폼 발포체를 제조한다.
또한, 본 발명은, 상기 제3의 목적을 달성하기 위하여, 상기 목적에 의해 제조된 이소시아누릭 폴리올 화합물과 상기 제1의 목적에 의해 제조된 폴리에스터 폴리올 화합물을 적절한 비율로 혼합하여 폴리올 혼합물을 만들고, 상기 폴리올 혼합물에 발포제와 첨가제 등을 가하고 이소시아네이트와 반응시켜 우레탄 폼 발포체를 만들고, 상기 우레탄 폼 발포체의 보드의 표면에, 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 부착함으로써, 난연성과 내열성 및 치수안정성이 우수하고 작업성이 좋은 경질 우레탄 폼 패널을 제조한다.
본 발명에 의한 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올은 내열성이 매우 양호하므로, 폴리우레탄 폼을 제조할 경우, 폴리우레탄 폼 보드 및 그 응용제품들에 대해 고내열성을 제공하는 장점이 있다. 상기 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올은 종래에 폴리우레탄 제조용으로 사용되지 않았던 에폭시기를 가진 트리글리시딜 이소시아누레이트를 그 출발물질로 하여 제조된 것이므로, 상기 에폭시-트리글리시딜 이소시아누레이트의 사용범위를 확장시킨 장점도 있다.
또한, 본 발명에 의한 고난연 저반응성 올리에스터 폴리올은 난연 성능이 우수하므로, 폴리우레탄 폼 및 그 제품들에 대해 고난연성을 부여하는 장점이 있다. 상기 고난연 저반응성 올리에스터 폴리올은 우레탄 반응시 반응속도를 지연시키게 되므로, 우레탄 반응을 조절할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명에 의한 폴리우레탄 폼은 그 자체로서 난연성 및 고내열성을 가지고 있는 장점이 있다. 종래의 폴리우레탄 폼은 자체적인 난연성을 가지고 있지 못하므로, 난연성 물질을 별도로 추가하였던 것인데 반하여, 본 발명에 의한 폴리우레탄 폼에 있어서는 모든 폴리올의 주쇄가 내열성 및 난연성 구조로 구성되어 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 의한 폴리우레탄 폼 보드제품은 이러한 난연특성을 자체적으로 가지고 있으므로, 화재발생시 우레탄폼 보드제품이 불에 타지 않게 함으로서 구조물의 안전을 비롯하여 유독가스의 발생을 억제시킬 수 있는 장점이 있고, 이로 인하여 인명과 재산의 안전을 확보하는데 크게 기여할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 경질 우레탄폼의 표면을 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 사용하여 제조한 것으로서 가벼우면서도 난연성이 우수한 장점이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명세서 사용되는 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올을 제조하는 대표적인 반응식이고,
도 2는 본 발명의 고난연 저반응성 방향족 폴리에스테르 폴리올을 합성하는 대표적인 반응식이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 폴리우레탄 폼에 관한 한국조선해양기자재연구원의 시험성적서의 사본이다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
1). 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올(Isocyanuric polyol) 합성:
본 발명은 고내열성 및 저반응성을 가진 이소시아누릭 폴리올을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 이소시아누릭 폴리올은 고내열성 폴리우레탄 폼의 제조용으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 글리콜 화합물을 반응시켜 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성하게 된다.
본 발명은 폴리우레탄 폼을 제조하는 폴리올 화합물의 출발물질로서 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC: triglycidyl isocyanurate) 화합물를 선택하여 사용한다. 일반적으로 이소시아누레이트(isocyanurate)는 매우 안정적인 화학구조로서 열에 대한 저항성이 좋아 우수한 내열성을 발휘한다.
본 발명은 내열성의 핵심이 되는 이소시아누레이트(isocyanurate) 화합물로서 트리글리시딜 이소시아누레이트(triglycidyl isocyanurate)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물은 통상적으로 몰딩이나 접착제 용도, 폴리에스테르계 분말 도료용 경화제로 주로 사용되어 오고 있고, 금속과의 접착성이 우수하고, 고내열성과 내후성이 양호하여 접착제로 사용되고 있다. 또한, 뛰어난 투명성과 전도성으로 인하여 광학분야 및 전자분야에서도 광범위하게 사용되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 현재까지 폴리우레탄 폼의 제조용도로 사용된 사실은 알려진 바 없다.
본 발명은 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 글리콜 화합물을 반응시켜 폴리올 화합물을 제조한다. 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물의 에폭시기는 상기 글리콜 화합물의 수산기와 반응하여 개환되어지고, 폴리올 화합물을 형성하게 된다. 상기 글리콜 화합물은 그 말단에 수산기(hydroxyl group)를 2개의 1차 반응 차수로 가지고 있거나, 그 말단에 수산기(hydroxyl group)를 1차 반응차수와 2차 반응차수로 동시에 가지고 있는 것이 바람직하다.
상기 글리콜 화합물로서는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 부틸렌 글리콜(butylene glycol), 1,4-부탄디올(1,4-butanediol), 1,5-펜탄디올(1,5-pentanediol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 상기 폴리올 화합물의 반응성을 조절하기 위하여, 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시킬 수 있다. 상기 폴리올 화합물의 수산기가 모두 동일한 1차 반응차수를 가지고 있는 경우에, 상기 폴리올 화합물에 상기 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시키는 것이 바람직하다. 이는 상기 수산기가 1차 반응기를 가지고 있는 경우에, 이소시아네이트기와 신속하고 빠르게 반응하는 성질이 있으므로, 상기 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시킴으로써 생성된 폴리올 화합물이 1차 반응차수 이외에 2차 반응차수를 갖도록 해주기 위함이다. 이렇게 생성된 폴리올 화합물은 수산기의 인접한 그룹으로 인하여 구조적인 장애를 받아 수산기가 이소시아네이트기와 반응할 경우, 우레탄 반응을 좀더 서서히 진행하게 되어진다.
상기 산화프로필렌(propylene oxide)의 부가반응은 점도 조절 및 폴리올 말단의 반응성을 조절하기 위하여 사용한다. 즉, 폴리올의 말단부가 1차 수산기로 되어 있으면 우레탄폼 보드 생산공정에서 폴리이소시아네이트와 급격한 반응성을 보이게 되므로, 상기 산화프로필렌을 부가시켜서, 다른 반응 차수를 부여해주는 것이다. 이 경우, 상기 수산기의 1차 반응 차수라 함은 수산기의 주변에 -CH-OH 결합과 같이 상기 수산기(-OH)가 장애를 받지 않고 반응하는 상태를 말하며, 상기 수산기의 2차 반응 차수라 함은 수산기의 주변에 -C(CH3)-OH 결합과 같이 상기 수산기(-OH)가 인접한 기(group)에 의해 구조적인 장애를 받으면서 반응하게 되는 상태를 말한다. 상기 산화프로필렌(propylene oxide)은 우레탄 반응의 조절을 위하여 사용하지만, 그 사용량이 과다하게 되면, 난연성이 저하될 수 있으므로, 이러한 점을 고려하여 투입량을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 글리콜 화합물을 반응시켜 폴리올 화합물을 형성하게 된다. 이 경우, 상기 에폭시기와 상기 수산기는 서로 반응하여 폴리올 화합물에 작용기(functionality)를 3개에서 9개까지 다양하게 형성할 수 있으므로, 이러한 작용기를 적절하게 조정함으로써, 우레탄 발포체의 우수한 치수안정성을 발현시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c 는 본 발명에서 사용될 수 있는 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올을 제조하는 대표적인 반응식을 나타낸 것이다.
도 1a를 살펴보면, 트리글리시딜 이소시아누레이트에 에틸렌 글리콜을 반응시켜서 폴리올 화합물을 만든 사례를 제시하고 있다. 도 1a에 의하면, 상기 폴리올 화합물에 있어서 수산기들이 모두 주변에 구조적인 장애를 갖지 않은 1차 반응차수를 가지고 있음을 알 수 있다.
도 1b는 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트에 프로필렌 글리콜을 반응시켜서 폴리올 화합물을 만든 사례를 제시하고 있다. 도 1b에 의하면, 상기 폴리올 화합물에 있어서 수산기들은 주변에 구조적인 장애를 갖지 않은 1차 반응차수를 가진 것과 주변에 구조적인 장애를 가지고 있는 2차 반응차수를 포함하고 있음을 알 수 있다. 이 경우, 상기 1차 반응 차수의 수산기는 매우 빠르게 우레탄 반응을 일으키는데 반하여, 상기 2차 반응 차수의 수산기는 서서히 우레탄 반응을 일으키게 되는 것이다.
도 1c는 상기 트리글리시딜 이소시아누레이트에 에틸렌 글리콜을 반응시켜서 1차적인 폴리올 화합물을 만들고, 이어서 산화프로필렌을 이용하여 최종적으로 2차적인 폴리올 화합물을 제조하고 있는 사례를 보여주고 있다. 상기 1차적인 폴리올 화합물에서는 수산기들이 모두 동일한 1차 반응 차수를 가지고 있지만, 상기 2차적인 폴리올 화합물에서는 수산기들이 1차 반응 차수와 2차 반응 차수를 함께 형성하고 있음을 알 수 있다.
2). 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 합성:
본 발명은 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방향족 폴리에스터 폴리올은 고난연성 폴리우레탄 폼의 제조용으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은, 고난연성 폴리우레탄 폼을 제조하기 위하여, 반응 차수가 서로 다른 글리콜 화합물을 방향족 유기산과 축합 반응시켜서, 반응 차수가 다른 다수의 수산기를 포함하고 있는 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조한다.
본 발명은 글리콜 화합물과 유기산을 반응시켜 폴리올 화합물을 제조하되, 상기 글리콜 화합물은 다수의 수산기(-OH)가 1차 반응 차수 및 2차 반응 차수로 되어 있는 개질 글리콜 화합물을 선택하여 사용하거나 개질 글리콜로 합성하여 사용한다. 이는 상기 수산기(-OH)가 1차 반응 차수 및 2차 반응 차수로 되어 있는 개질된 글리콜 화합물을 우레탄 제조용 폴리올 화합물의 제조원료로 사용함을 의미한다. 상기 1차 반응 차수를 가진 폴리올 화합물을 사용할 경우에는 이소시아네이트기와 반응하는 속도가 빨라서 작업성이 좋지 않고, 최종 제품의 불량율도 높아지게 되므로, 2차 반응 차수를 가진 수산기를 포함하도록 함으로써, 이소시아네이트기와 반응하는 속도를 조절하기 위함이다.
본 발명은 상기 글리콜 화합물로서 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethylene glycol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol), 부틸렌글리콜(butylene glycol)을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 글리콜 화합물은 합성되는 폴리에스터 폴리올의 높은 점도 때문에 대부분 낮은 작용기를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 통상적으로 알려진 글리콜은 1차 수산기로 되어있으므로, 이를 개질하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 이러한 글리콜을 개질하여 사용함으로써 낮은 반응성을 갖는 폴리에스터 폴리올을 합성하는 원재료로 사용한다. 세부적으로 말하면, 예컨대, 양쪽 말단부분이 1차 수산기로 되어있는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)이나 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol)과 같은 글리콜 화합물에, 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가 반응시켜, 한쪽 말단부에 2차 수산기로 개질한 글리콜을 제조하는 것이 바람직스럽다.
본 발명은 상기 글리콜 화합물과 반응하는 유기산을 방향족 유기산으로 선택한다. 상기 방향족 유기산은 유기산 화합물 중에 방향족 그룹을 포함하고 있는 화합물을 의미한다. 상기 방향족 유기산으로서는 테레프탈산(terephthalic acid), 이소프탈산(isophthalic acid), 무수프탈산(phthalic anhydride), 무수트리멜리틱산(trimellitic anhydride), 무수피로멜리틱산(pyromellitic dianhydride) 등의 유기산이 바람직하고, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명은 반응 차수가 다른 상기 개질 글리콜 화합물과 상기 방향족 유기산을 축합 반응시켜서 우레탄 합성용 폴리에스터 폴리올 화합물을 제조한다. 상기 개질 글리콜 화합물은 수산기의 반응 차수가 서로 다른 것을 다수 포함하고 있는 글리콜 화합물로서, 상기 방향족 유기산과 축합반응을 하게 됨으로써, 상기 수산기의 반응 차수가 달라서 저반응성을 나타내고 고난연성의 폴리에스터 폴리올 화합물을 형성하게 된다.
일반적으로 폴리에스터 폴리올의 합성은 글리콜의 몰(mole)수를 유기산의 몰(mole)수보다 많게 하여 폴리올의 양쪽 말단부가 수산기 상태가 되도록 한다. 글리콜에 산화프로필렌으로 개질한 다음, 반응 차수가 다른 글리콜 화합물을 제조하고, 그 개질된 글리콜 화합물과 유기산을 반응시키면, 개질된 글리콜의 1차 수산기가 상기 방향족 유기산과 반응하게 되어, 폴리에스터 폴리올의 양쪽 말단부는 2차 수산기로 된다. 2차 수산기를 갖는 폴리에스터 폴리올은 이소시아네이트와 반응이 매우 느리게 진행되어진다.
본 발명에서는 이와 같은 방법으로 난연성이 뛰어난 방향족 폴리에스터 폴리올을 합성하여 빠른 반응성 문제를 해결하였다. 이렇게 개질된 폴리에스터 폴리올은 기존의 PPG 시스템과 유사한 작업공정이 가능하여 생산성과 품질안정성을 만족시킨다.
도 2는 글리콜의 개질반응과 폴리에스터 합성반응에 관한 반응식을 나타내고 있다. 도 2의 반응식을 살펴보면, 에틸렌 글리콜이 1차 반응 차수를 가진 수산기를 2개 가지고 있고, 이것을 산화 프로필렌으로 부가반응시켜서 양쪽 말단에 1차 반응 차수와 2차 반응 차수를 각각 가지고 있는 개질된 글리콜을 제조한 다음, 그것을 다시 유기산으로 반응시켜서 방향족 폴리에스테르 폴리올을 합성하는 것을 알 수 있다.
3). 우레탄 제조용 폴리올 조성물 및 경질우레탄폼 보드 제조:
본 발명은 고난연성과 고내열성을 가지고 있으며 그와 동시에 다양한 성능을 구현할 수 있는 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상기 이소시아누릭 폴리올과 상기 방향족 폴리에스터 폴리올과 우레탄 제조용 폴리올 화합물을 적절한 혼합비율로 혼합하여 폴리올 혼합물로 만들고, 상기 폴리올 혼합물에 발포제와 첨가제를 가하고 이소시아네이트와 반응시켜 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수한 우레탄폼 보드를 제조한다.
본 발명은, 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 글리콜 화합물을 반응시켜 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성하고; 반응 차수가 서로 다른 글리콜 화합물을 방향족 유기산과 축합 반응시켜서, 반응 차수가 다른 다수의 수산기를 포함하고 있는 고난연 및 저반응성의 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조한 다음; 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 30 ~ 60 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 40 ~ 70 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만들거나, 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 50 ~ 80 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만들거나, 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 25 ~ 35 중량부와 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 35 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 25 ~ 30 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시켜 경질우레탄폼 보드를 제조한다.
본 발명은 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 글리콜 화합물을 반응시켜 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성한다. 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성하는 방법에 대해서는 이미 위에서 상세하게 설명하였으므로, 반복하여 기재하지 않기로 한다.
본 발명은 반응 차수가 서로 다른 글리콜 화합물을 방향족 유기산과 축합 반응시켜서, 반응 차수가 다른 다수의 수산기를 포함하고 있는 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조한다. 역시 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조을 제조하는 방법에 대해서는 위에서 상세하게 설명하였으므로, 반복하여 기재하지 않기로 한다.
본 발명은 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 30 ~ 60중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 40 ~ 70 중량부를 배합하여 폴리우레탄 제조용 폴리올 혼합물으로 사용할 수 있다. 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 30 중량부 이하로 사용할 경우에는 발포체의 치수안정성에 문제가 있고, 60 중량부 이상으로 사용할 경우에는 배합액의 점도를 조절하는데 어려움이 따른다. 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올은 바람직하게는 40 중량부 내지 50 중량부를 사용하는 것이 적절하다. 이러한 배합은 우레탄 발포체로 하여금 고내열성능을 강화하고자 할 경우에 유리하다.
본 발명은 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 50 ~ 80 중량부를 배합하여 폴리우레탄 제조용 폴리올 혼합물로 사용할 수 있다. 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물을 20 중량부 이하로 배합하면 전체 폴리올 혼합물의 점도가 높게 되고, 50 중량부 이상으로 사용하면 치수안정성이 나빠져 수축 등의 문제가 발생할 수 있으므로 바람직스럽지 못하다. 바람직하게는, 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물을 30 중량부 내지 40 중량부 사용하는 것이 적절하다. 이러한 배합은 우레탄 발포체로 하여금 고난연성능을 강화하고자 할 경우에 유리하다.
본 발명은 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 25 ~ 35 중량부와 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 35 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 25 ~ 30 중량부를 배합하여 폴리우레탄 제조용 폴리올 혼합물로 사용할 수 있다. 이러한 배합은 우레탄 발포체로 하여금 고내열성과 고난연성을 모두 강화하고자 할 경우에 유리하다.
본 발명은 상기 폴리우레탄 제조용 폴리올 혼합물을 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시켜 경질우레탄폼 보드를 제조한다. 이와 같은 방법은 우레탄 폼의 제조방법에서 사용되고 있는 방식으로 진행될 수 있다.
4). 난연성 우레탄폼 패널 제조:
본 발명은 고난연성과 고내열성을 가지고 있으며 그와 동시에 다양한 성능을 구현할 수 있는 폴리우레탄 폼을 제조하고, 상기 폴리우레탄 폼의 표면에 알루미늄 시트 또는 글라스 패브릭 알루미늄 시트를 부착시켜서, 고내열성 및 고난연성을 가진 경질우레탄 폼 패널을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 글리콜 화합물을 반응시켜 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성하고; 반응 차수가 서로 다른 글리콜 화합물을 방향족 유기산과 축합 반응시켜서, 반응 차수가 다른 다수의 수산기를 포함하고 있는 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조한 다음;
상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 30 ~ 60 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 40 ~ 70 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만들거나, 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 50 ~ 80 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만들거나, 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 25 ~ 35 중량부와 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 35 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 25 ~ 30 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시켜 경질우레탄폼 보드를 제조하고; 상기 경질우레탄폼 보드의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 부착하여 난연성, 내열성 및 치수안정성이 우수하고 작업성이 좋은 우레탄 폼 패널을 제조하게 된다.
본 발명은 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물과 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 글리콜 화합물을 반응시켜 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성한다. 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물을 형성하는 방법 및 최종 제품의 성능에 대해서는 이미 위에서 상세하게 설명한 바와 같다.
본 발명은 반응 차수가 서로 다른 글리콜 화합물을 방향족 유기산과 축합 반응시켜서, 반응 차수가 다른 다수의 수산기를 포함하고 있는 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조한다. 역시 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올을 제조을 제조하는 방법 및 최종제품의 성능은 위에서 상세하게 설명한 바와 같다.
본 발명은 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 30 ~ 60중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 40 ~ 70 중량부를 배합하여 폴리올 혼합물로 만들어 사용할 수 있다. 상기 구성성분들의 배합 비율 및 최종제품의 성능은 위에서 설명한 바와 같다.
본 발명은 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 50 ~ 80 중량부를 배합하여 폴리올 혼합물로 만들어 사용할 수 있다. 상기 구성성분들의 배합 비율 및 최종제품의 성능은 위에서 설명한 바와 같다.
본 발명은 상기 고내열 저반응성의 이소시아누릭 폴리올 화합물 25 ~ 35 중량부와 상기 고난연 및 저반응성을 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물 35 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제 등을 25 ~ 30 중량부를 배합하여 폴리올 혼합물로 만들어 사용할 수 있다. 이러한 배합은 우레탄 발포체로 하여금 고내열성과 고난연성을 모두 강화하고자 할 경우에 유리하다.
본 발명은 상기 폴리올 혼합물을 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시켜 경질우레탄폼 보드를 제조하고, 상기 경질우레탄폼 보드의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 사용하여 경질 우레탄 폼 패널을 제조한다. 이와 같은 방법은 우레탄 폼의 제조방법에서 사용되고 있는 방식으로 진행될 수 있다.
본 발명은 상기 경질우레탄폼의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 사용하여 제조함으로써, 가벼우면서도 난연성이 우수한 장점을 지니고 있다. 본 발명의 우레탄폼 보드 제조에 사용된 알루미늄 시트는 두께가 0.08 mm ~ 0.18 mm이고, 패브릭 알루미늄 시트는 두께가 0.12 mm ~ 0.16 mm의 얇고 유연한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
국내의 난연시험 규격에 적합판정을 받기 위해서는, 현재 우레탄 발포 보드의 표면에 부착된 스틸과 같은 금속강판으로 되어 있는 우레탄 패널 제품이어야 가능한 실정이다. 그렇지만, 이러한 우레탄 패널 제품은 건축물의 내장재로는 사용이 곤란하다. 현재, 우레탄 발포 보드 자체의 난연시험 규격은 존재하지 않으며, 단지 상기 우레탄 보드 패널에 대해서만 난연성을 측정하고 있을 뿐이다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태를 기재한 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다.
1) 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올(Isocyanuric polyol) 합성 :
[ 실시예 1]
반응조에 트리글리시딜 이소시아누레이트(triglycidyl isocyanurate) 89.19kg과 에틸렌 글리콜 74.49kg, 촉매로 아세틸아세토아세토네이트 810g를 넣고 교반하면서 120℃에서 7시간 반응시켰다. GC분석으로 트리글리시딜 이소시아누레이트의 잔류 피크를 확인하면서 반응을 완결시겼다. 미반응 에틸렌 글리콜은 120℃, 40torr로 3시간 동안 감압 증류하여 회수하였다.
합성한 폴리올을 145.05kg을 고압반응기로 옮기고 알카리촉매하에서 산화프로필렌 53.10kg을 일정한 속도로 주입하여 12시간 후에 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올 198.15kg을 얻었다. 얻어진 폴리올의 점도는 25℃에서 11,300 cps이었고 수산기가는 510.00 mgKOH/g인 엷은 갈색의 수지상 이었다.
[실시예 2]
반응조에 트리글리시딜 이소시아누레이트(triglycidyl isocyanurate) 89.19kg과 프로필렌 글리콜 91.31kg, 촉매로 아세틸아세토아세토네이트 900g를 넣고 교반하면서 120℃에서 8시간 반응시켰다. GC분석으로 트리글리시딜 이소시아누레이트의 잔류 피크를 확인하면서 반응을 완결시겼다. 미반응 프로필렌 글리콜은 120℃, 40torr로 3시간 동안 감압 증류하여 회수하였고, 폴리올을 157.63kg을 얻었다. 합성된 폴리올의 점도는 25℃에서 13,900cps 이었고 수산기가는 640.56 mgKOH/g인 무색의 수지상 이었다.
2) 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 합성 :
[ 실시예 3]
에틸렌 글리콜 65.17kg를 고압반응기에 투입하고 알카리 촉매하에서 산화프로필렌 61.95kg을 부가하여 에틸렌프로필렌 글리콜(ethylenepropylene glycol) 127.12kg을 얻었다. 에스터중합 반응기에 합성한 에틸렌프로필렌 글리콜 127.12kg, 테레프탈산 83.07kg 및 촉매 210g을 투입하고, 단계적 승온조작으로 12시간 동안 반응을 진행시켜, 방향족 폴리에스터 폴리올 186.14kg을 얻었다. 측정결과, 25℃에서 점도는 3,800cps, 수산기가는 351.60 mgKOH/g인 미황색 수지상의 폴리올을 얻었다.
[ 실시예 4]
디에틸렌 글리콜 111.43kg를 고압반응기에 투입하고 알카리촉매하에서 산화프로필렌 61.95kg을 부가하여 디에틸렌프로필렌 글리콜(diethylenepropylene glycol) 173.38kg을 얻었다. 에스터중합 반응기에 합성한 디에틸렌프로필렌 글리콜 173.38kg, 테레프탈산 83.07kg 및 촉매 256g을 투입하고 단계적 승온조작으로 12시간 동안 반응을 진행시켜, 방향족 폴리에스터 폴리올 230.21kg을 얻었다. 측정결과, 25℃에서 점도는 2,900cps 이었고, 수산기가는 325.5 mgKOH/g인 미황색 수지상의 폴리올을 얻었다.
3) 폴리올 시스템 배합 및 경질우레탄폼 보드 제조 :
[ 실시예 5]
상기 실시예 1에서 제조된 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올 60.0kg, 상기 실시예 3에서 제조된 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 84.0kg, 발포제 HCFC-141b 26.0kg, 정포제 DC-193 4.0kg, 난연제 TCPP 20.0kg, 촉매 PC-5 2.0kg 및 T-45 3.0kg, 물 1.0kg의 비율로 배합하여, 폴리올 시스템 조성물 200kg을 제조하였다.
우레탄폼 생산라인에서 상기 폴리올 시스템 조성물 200kg 에 대하여 폴리이소시아네이트 240kg을 고압발포기로 믹싱하여 경질우레탄 폼 발포체를 제조하였다.
[ 실시예 6]
상기 실시예 2에서 제조된 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올 90.0kg, 상기 실시예 4에서 제조된 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 54.0kg, 발포제 HCFC-141b 26.0kg, 정포제 DC-193 4.0kg, 난연제 TCPP 20.0kg, 촉매 PC-5 2.0kg 및 T-45 3.0kg, 물 1.0kg의 비율로 배합하여, 폴리올 시스템조성물 200kg을 제조하였다.
우레탄폼 생산라인에서 상기 폴리올 시스템 조성물 200kg에 대하여 폴리이소시아네이트 240kg을 고압발포기로 믹싱하여 경질우레탄 폼 발포체를 제조하였다.
4). 난연성 우레탄폼 보드 제조:
[ 실시예 7]
상기 실시예 1에서 제조된 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올 60.0kg, 상기 실시예 3에서 제조된 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 84.0kg, 발포제 HCFC-141b 26.0kg, 정포제 DC-193 4.0kg, 난연제 TCPP 20.0kg, 촉매 PC-5 2.0kg 및 T-45 3.0kg, 물 1.0kg의 비율로 배합하여, 폴리올 시스템 조성물 200kg을 제조하였다.
우레탄폼 생산라인에서 상기 폴리올 시스템 조성물 200kg 에 대하여 폴리이소시아네이트 240kg을 고압발포기로 믹싱하여 경질우레탄폼 보드를 제조하고, 상기 경질우레탄폼 보드의 표면에 0.08 mm 두께의 알루미늄 시트를 이용하여 마감 처리하여 경질우레탄 폼 보드 제품을 얻었다.
[ 실시예 8]
상기 실시예 2에서 제조된 고내열 저반응성 이소시아누릭 폴리올 90.0kg, 상기 실시예 4에서 제조된 고난연 저반응성 방향족 폴리에스터 폴리올 54.0kg, 발포제 HCFC-141b 26.0kg, 정포제 DC-193 4.0kg, 난연제 TCPP 20.0kg, 촉매 PC-5 2.0kg 및 T-45 3.0kg, 물 1.0kg의 비율로 배합하여, 폴리올 시스템조성물 200kg을 제조하였다.
우레탄폼 생산라인에서 상기 폴리올 시스템 조성물 200kg에 대하여 폴리이소시아네이트 240kg을 고압발포기로 믹싱하여 경질우레탄폼 보드를 제조하고, 상기 경질우레탄폼 보드의 표면에 0.12 mm 두께의 패브릭 알루미늄 시트를 이용하여 마감 처리하여 경질우레탄 폼 보드 제품을 얻었다.
상기 실시예 7에 의하여 제조된 경질우레탄폼 보드와 상기 실시예 8에 의하여 제조된 경질우레탄폼 보드를 각각 한국조선해양기자재연구원에 시험 의뢰하여 난연 물성을 평가하였는데, 그 시험규격 및 난연등급은 모두 아래와 같았다.
시험 규격 난연 등급
열 방출율 KS F ISO 5660-1:2008
가스유해성 KS F 2271:2006 		준불연재료(난연 2급) 적합
도 3a 및 도 3b는 상기 실시예 7에 의하여 제조된 경질우레탄폼 보드를 상기 한국조선해양기자재연구원에 보내고, 그곳에서 발행한 시험성적서의 사본을 스캔하여 첨부한 것이다.
본 발명에 의하여 제조된 우레탄 폼 발포체는 난연성 및 내열성이 뛰어나므로, 주상복합아파트 및 빌딩 등의 내장재로 사용되는 폴리우레탄폼 단열재 보드를 제공하는데 매우 유용하게 활용될 수 있다.
본 발명은 여태까지 시도되지 않았던 에폭시기가 결합된 트리글리시딜 이소시아누레이트 화합물을 이용하고, 반응차수가 다른 글리콜 화합물을 이용하여, 반응 속도를 조절할 수 있고, 최종적인 우레탄발포체의 성능을 향상시킬 수 있는 폴리올을 사용함으로써, 난연성과 내열성 등을 향상시킬 수 있는 폴리우레탄 폼 보드를 제조할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 의한 폴리우레탄 폼은 한국조선해양기자재연구원에 시험의뢰하여 측정한 결과, 그 난연성능이 매우 우수함을 명확하게 입증하고 있는 것이다.
이상에서 본 발명에 의한 고내열 및 저반응성 폴리우레탄 제조용 폴리올 화합물의 제조방법과, 고난연 및 저반응성 폴리우레탄 제조용 폴리올 화합물의 제조방법과, 상기 고내열 및 저반응성 폴리우레탄 제조용 폴리올 화합물과 상기 고난연 및 저반응성 폴리우레탄 제조용 폴리올 화합물을 이용한 폴리우레탄 폼 발포체의 제조방법과, 상기 폴리우레탄 폼 발포체의 보드의 제조방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 말단부가 1차 수산기로 되어 있는 글리콜 화합물에 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시켜서, 말단부를 각각 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 개질된 글리콜 화합물을 만드는 단계와;
    상기 개질된 글리콜 화합물과 방향족 유기산을 축합 반응시켜서, 양쪽 말단부에 2차 반응차수의 수산기를 가진 방향족 폴리에스터 폴리올 화합물을 만드는 단계; 를
    포함하고 있는 것을 특징으로 한, 고난연 및 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 글리콜 화합물은 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 그리고 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 한, 고난연 및 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 방향족 유기산은 테레프탈산(terephthalic acid), 이소프탈산(isophthalic acid), 무수프탈산(phthalic anhydride), 무수트리멜리틱산(trimellitic anhydride), 무수피로멜리틱산(pyromellitic dianhydride) 으로 구성된 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 한, 고난연 및 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물의 제조방법.
  7. 말단부가 1차 수산기로 되어 있는 글리콜 화합물에 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시켜서, 말단부를 각각 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 개질된 글리콜 화합물을 만들고, 상기 개질된 글리콜 화합물과 방향족 유기산을 축합 반응시켜서, 양쪽 말단부에 2차 반응차수의 수산기를 가진 고난연 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물을 만드는 단계와;
    상기 고난연 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제를 50 ~ 80 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 방향족 폴리이소시아네이트와 반응시키는 단계; 를
    포함하고 있는 것을 특징으로 한, 경질우레탄 폼의 제조방법.
  8. 말단부가 1차 수산기로 되어 있는 글리콜 화합물에 산화프로필렌(propylene oxide)을 부가반응시켜서, 말단부를 각각 1차 반응차수와 2차 반응차수를 가지고 있는 개질된 글리콜 화합물을 만들고, 상기 개질된 글리콜 화합물과 방향족 유기산을 축합 반응시켜서, 양쪽 말단부에 2차 반응차수의 수산기를 가진 고난연 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물을 만드는 단계와;
    상기 고난연 저반응성의 폴리우레탄 제조용 폴리에스터 폴리올 화합물 20 ~ 50 중량부와 발포제, 촉매, 난연제, 첨가제를 50 ~ 80 중량부를 배합하여 우레탄 제조용 폴리올 조성물을 만든 이후, 건축용 내장재 생산라인에서 상기 우레탄 제조용 폴리올 조성물과 방향족 폴리이소시아네이트를 반응시키는 단계와;
    상기 건축용 내장재 생산라인에서 상기 우레탄 제조용 폴리올 조성물과 방향족 폴리이소시아네이트를 반응시켜 폴리우레탄 폼 보드를 제조하고, 상기 폴리우레탄 폼 보드의 표면에 알루미늄 시트 또는 패브릭 알루미늄 시트를 부착하는 단계; 를
    더욱 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 경질우레탄 폼 패널의 제조방법.

KR1020160026305A 2015-12-29 2016-03-04 개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법 KR101729205B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20150188528 2015-12-29
KR1020150188528 2015-12-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160103009A Division KR20170104108A (ko) 2016-08-12 2016-08-12 이소시아누릭 폴리올 및 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101729205B1 true KR101729205B1 (ko) 2017-04-25

Family

ID=58703333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160026305A KR101729205B1 (ko) 2015-12-29 2016-03-04 개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101729205B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113817151A (zh) * 2021-09-30 2021-12-21 湖南汇田高分子科技有限公司 一种改性水性聚酯多元醇及其制备方法和应用
CN114656457A (zh) * 2020-12-22 2022-06-24 常州强力电子新材料股份有限公司 异氰脲酸酯类化合物、光固化组合物及光固化产品、热固化组合物及热固化产品

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200003B1 (ko) 1993-03-01 1999-06-15 시바타 미노루 열가소성 폴리우레탄
JP2000191756A (ja) 1998-12-24 2000-07-11 Mitsui Chemicals Inc 芳香族ポリエステルポリオールの製造方法
JP2001040075A (ja) 1999-07-30 2001-02-13 Mitsui Chemicals Inc 芳香族ポリエステルポリオール及びその製造方法並びに芳香族ポリエステルポリオールから得られた硬質ポリウレタンフォーム
KR100341257B1 (ko) 1994-02-25 2005-01-31 바이엘 악티엔게젤샤프트 분체도료조성물및그의내열성기판도장용도
JP2010189455A (ja) * 2009-02-13 2010-09-02 Kawasaki Kasei Chem Ltd 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
CN103642017A (zh) 2013-11-04 2014-03-19 金发科技股份有限公司 一种吹塑用聚酯弹性体及其制备方法
CN103834004A (zh) * 2014-01-27 2014-06-04 中国科学技术大学 一种含有异氰尿酸酯环且硬段/软段比例可控的耐热型阻燃聚醚多元醇及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200003B1 (ko) 1993-03-01 1999-06-15 시바타 미노루 열가소성 폴리우레탄
KR100341257B1 (ko) 1994-02-25 2005-01-31 바이엘 악티엔게젤샤프트 분체도료조성물및그의내열성기판도장용도
JP2000191756A (ja) 1998-12-24 2000-07-11 Mitsui Chemicals Inc 芳香族ポリエステルポリオールの製造方法
JP2001040075A (ja) 1999-07-30 2001-02-13 Mitsui Chemicals Inc 芳香族ポリエステルポリオール及びその製造方法並びに芳香族ポリエステルポリオールから得られた硬質ポリウレタンフォーム
JP2010189455A (ja) * 2009-02-13 2010-09-02 Kawasaki Kasei Chem Ltd 硬質ポリウレタンフォームの製造方法
CN103642017A (zh) 2013-11-04 2014-03-19 金发科技股份有限公司 一种吹塑用聚酯弹性体及其制备方法
CN103834004A (zh) * 2014-01-27 2014-06-04 中国科学技术大学 一种含有异氰尿酸酯环且硬段/软段比例可控的耐热型阻燃聚醚多元醇及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114656457A (zh) * 2020-12-22 2022-06-24 常州强力电子新材料股份有限公司 异氰脲酸酯类化合物、光固化组合物及光固化产品、热固化组合物及热固化产品
WO2022135483A1 (zh) * 2020-12-22 2022-06-30 常州强力电子新材料股份有限公司 异氰脲酸酯类化合物、光固化组合物及光固化产品、热固化组合物及热固化产品
CN113817151A (zh) * 2021-09-30 2021-12-21 湖南汇田高分子科技有限公司 一种改性水性聚酯多元醇及其制备方法和应用
CN113817151B (zh) * 2021-09-30 2023-11-07 湖南汇田高分子科技有限公司 一种改性水性聚酯多元醇及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1115771B1 (en) Rigid polyurethane foam and heat insulating construction element comprising the same
CN101891883B (zh) 用于阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的松香聚酯多元醇及制备方法和应用
KR20080045228A (ko) 폴리이소시아누레이트 경질 발포체 및 이의 제조 방법
CN101693762B (zh) 阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料用松香聚醚多元醇及其制备方法
CN104592470A (zh) 一种阻燃聚异氰脲酸酯硬质泡沫及其制备方法
US5397810A (en) Polyol, polyurethane resin and utilization thereof
KR101797579B1 (ko) 이소시아누릭 폴리올과 개질된 에스터 폴리올을 포함한 난연성 우레탄 폼보드 및 난연성 우레탄 폼 패널의 제조방법
US4094869A (en) Thermally stable, rigid, cellular isocyanurate polyurethane foams
KR101578059B1 (ko) 산 경화제를 사용하지 않고 발포한 페놀수지 기반의 경질 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법
KR101729205B1 (ko) 개질된 폴리에스터 폴리올과 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법
US9181383B2 (en) Polyisocyanurate composition
KR102054675B1 (ko) 난연성 에스테르 폴리올 및 이의 제조방법과, 상기 난연성 에스테르 폴리올을 포함하여 제조되는 폴리이소시아누레이트
ES2353272T3 (es) Procedimiento de preparaciã“n de una espuma de poliisocianurato modoficado con poliuretano.
AU718723B2 (en) Rigid isocyanurate-modified polyurethane foams
KR20170104108A (ko) 이소시아누릭 폴리올 및 이것을 포함한 난연성 우레탄폼보드의 제조방법
CN114316187A (zh) 一种低密度低烟毒性高阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
JP4171999B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム原液及び硬質ポリウレタンフォーム
CN113501928B (zh) 一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用
KR102190353B1 (ko) 발포성 차열도료를 포함하는 고난연 단열재 및 이의 제조방법
JP2004307674A (ja) 硬質発泡合成樹脂の製造方法
KR101290529B1 (ko) 폴리에테르-에스테르 혼성 폴리올을 이용한 폴리이소시아누레이트 폼
JP2003048943A (ja) 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物、硬質ポリウレタンフォーム及びその製造方法
US20230250278A1 (en) Polyisocyanurate Resin Foam Having High Compressive Strength, Low Thermal Conductivity, and High Surface Quality
JP2020084734A (ja) 耐震用スリット材
KR20240090526A (ko) 방향족 폴리에스테르 폴리올 및 에틸렌 옥시드계 폴리에테르 폴리올을 기초로 하는 개선된 경질 폴리이소시아누레이트 폼의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200206

Year of fee payment: 4