KR101857777B1 - 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 합성수지 침목 - Google Patents

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Abstract

유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재 및 이를 포함하는 철도용 침목에 관한 것으로, 다관능성 이소시아네이트, 폴리올, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 범용 플라스틱, 촉매, 및 발포제를 포함하는 유-무기 복합소재 제조용 조성물이고, 상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)가 개질되어 화학구조 내에 하기 구조식 1 을 포함하는 다관능성의 이소시아네이트인 것인, 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 철도용 침목을 제공할 수 있다.
[구조식 1]

Description

유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 합성수지 침목{COMPOSITION FOR MANUFACTURING ORGANIC-INORGANIC COMPOSITE, ORGANIC-INORGANIC COMPOSITE, AND SYNTHETIC RESIN SLEEPER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 합성수지 침목에 관한 것이다.
철도용 침목으로는 주로 목재 및 콘크리트를 사용된다. 목재 침목은 수분에 약하여 썩거나 충해 등으로 그 수명이 짧아(내구수명 약 7 내지 10년), 보수가 어렵고 주기적인 교체가 요구되며 목재 수급의 문제점 등이 있다.
콘크리트 침목은 철근을 사용하여 강도가 높고 내구성이 좋으며 생산의 편리성도 있으나, 운반이 어렵고 사용시 파손이나 균열 및 충격의 흡수력 부족으로 인한 소음발생 및 심한 진동으로 인한 레일의 수용저하 등의 문제가 있으며 중량이 무거워 시공 장소에 제약을 받는다는 문제점 등이 있다.
따라서, 근래에는 이들을 대체할 침목의 개발이 다양하게 진행되고 있으며 이중 합성수지 또는 발포수지 등을 이용 한 합성 침목에 대한 연구가 진행되고 있다.
합성수지 침목은 수축, 팽창률이 높아 형태가 변화되어 부속자재의 이탈이 발생되므로 안전성에 문제가 있으며, 발포수지 침목은 생산 원가가 매우 높으며 환경오염 등의 문제가 있다.
이와 같은 침목에 대한 종래 기술로 폴리에틸렌과 석탄재, 왕겨가루를 혼합하여 압출, 사출하여 제조되는 재활용이 가능하고 부드러운 기차레일 침목에 대하여 제시하고 있다. 그러나, 왕겨가루는 섬유질이 약하여 합성수지의 강도를 보완하는데 그 기능이 떨어지며, 석탄재는 습도를 제어하는 역할을 하나 강도를 낮추어 균열 등이 발생하기 쉬우므로 실용화에 문제점이 있다.
또한, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리아미드 등의 폐합성수지에 폐지와 모래를 혼합하여 제조하는 합성수지 침목에 대하여 제시하고 있다. 그러나 상기 침목은 여름철 레일 하부의 60℃이상의 고온 하에서 수축, 팽창 등의 신축이 높아 치수안정을 유지하기 어렵고 내마모성도 적합하지 못하다.
이에, 우수한 강도를 갖고 내마모성과 내열성이 우수하며 동시에 낮은 취성을 갖는 침목의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 양태는 우수한 강도를 갖고 내마모성과 내열성이 우수하며 동시에 낮은 취성을 갖는 침목의 제조가 가능한 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 이로부터 제조된 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 침목을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태는, 다관능성 이소시아네이트, 폴리올, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 범용 플라스틱, 촉매, 및 발포제를 포함하는 유-무기 복합소재 제조용 조성물이고, 상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)가 개질되어 화학구조 내에 하기 구조식 1 을 포함하는 다관능성의 이소시아네이트인 것인, 유-무기 복합소재 제조용 조성물을 제공한다.
[구조식 1]
Figure 112018010843953-pat00001
상기 폴리올 100중량부에 대하여, 다관능성 이소시아네이트 100 내지 150 중량부, 발포제 0.05 내지 5 중량부, 및 촉매 0.1 내지 2중량부를 포함하고, 상기 폴리올 및 다관능성 이소시아네이트 총 중량 100중량부에 대하여, 상기 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 및 범용 플라스틱을 합량으로 10 내지 150중량부 포함하는 것일 수 있다.
상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리설폰(polysulfone), 폴리아세탈(polyacetal), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
상기 범용 플라스틱은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
상기 무기질 필러는 화산재, 숯, 철(Fe)함유 슬래그, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
상기 엔지니어링 플라스틱, 무기질 필러, 및 범용 플라스틱의 형상은 섬유상 또는 입자상인 것일 수 있다.
상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI 또는 모노머릭 MDI를 인산계 촉매 하에 열처리 하여 제조된 것일 수 있다.
상기 열처리는 100 내지 300℃에서 1 내지 5시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 상기 조성물을 발포시켜 제조된 유-무기 복합소재를 제공한다.
상기 유-무기 복합소재는 상기 다관능성 이소시아네이트, 및 폴리올이 발포되어 제조된 폴리우레탄 수지 내부에 상기 엔지니어링 플라스틱, 범용 플라스틱, 및 무기질 필러가 침투된 형태인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 상기 유-무기 복합소재를 포함하는 철도용 침목을 제공한다.
본 발명의 일 양태는 우수한 강도를 갖고 내마모성과 내열성이 우수하며 동시에 낮은 취성을 갖는 침목의 제조가 가능한 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 이로부터 제조된 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 침목을 제공할 수 있다.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 발명은 우수한 강도를 갖고 내마모성과 내열성이 우수하며 동시에 낮은 취성을 갖는 침목의 제조가 가능한 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 이로부터 제조된 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 침목에 관한 것으로,
본 발명의 일 양태는 다관능성 이소시아네이트, 폴리올, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 범용 플라스틱, 촉매, 및 발포제를 포함하는 유-무기 복합소재 제조용 조성물이고, 상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)가 개질되어 화학구조 내에 하기 구조식 1 을 포함하는 다관능성의 이소시아네이트인 유-무기 복합소재 제조용 조성물을 제공한다.
[구조식 1]
Figure 112018010843953-pat00002
본 발명의 일 양태의 조성물은 상술한 구조식 1을 구조 내에 포함하는 다관능성 이소시아네이트를 포함함으로써, 이로부터 제조되는 유-무기 복합소재는 상기 다관능성 이소시아네이트 및 폴리올이 발포되어 형성된 폴리우레탄 주제수지를 포함할 수 있다. 이에 따라 제조되는 유-무기 복합소재는 우수한 강도와 내열성을 가질 수 있다.
또한, 필러(filler)로서 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 및 범용 플라스틱을 포함함으로써 제조되는 유-무기 복합소재는 우수한 강도와 내열성 및 낮은 취성을 가짐에 따라 철도용 침목 등에 채용되기에 적합하게 될 수 있다.
조성물의 각 구성성분에 대해 보다 자세히 설명하면, 상기 구조식 1을 구조 내에 포함하는 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)가 개질되어 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리머릭 MDI 또는 모노머릭 MDI를 인산계 촉매 하에 열처리 하여 제조된 것일 수 있으며, 이를 통해 아래 그림과 같은 예시적인 반응식에 의해 상기 구조식 1을 포함하고, 다관능성의 이소시아네이트가 제조될 수 있다.
Figure 112018010843953-pat00003
이러한 다관능성 이소시아네이트를 조성물의 구성성분으로 포함함으로써, 우수한 강도 및 내열성을 갖는 폴리우레탄 주제 수지가 제조될 수 있으며, 그 결과 본 발명의 일 양태의 조성물을 발포시켜 제조된 유-무기 복합소재는 우수한 강도 및 내열성을 가질 수 있다.
상기 다관능성의 이소시아네이트의 제조시 열처리는 100 내지 300℃에서 1 내지 5시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 본 발명을 이에 제한하는 것은 아니다.
또한, 상기 인산계 촉매는 상술한 구조식 1을 구조 내에 포함하는 다관능성의 이소시아네이트의 제조가 가능하다면, 특정한 화합물에 제한되지 않는다. 구체적인 예시로서는 유기 인 화합물(organic phosphorpous compounds)을 채용할 수 있다.
상기 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)은 당업계에서 통상적으로 입수 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 하기 화학식의 것으로서, 상온에서는 액체이며, 평균관능기 수가 2.5 내지 2.9개이며, 점도는 25℃에서 100 내지 3,000cps의 것이 발포 우레탄 주제 수지의 발포성이 우수하여 좋을 수 있으며, 예를 들면 금호미쓰이화학의 COSMONATE M-100, SR-500등의 시리즈가 있으므로 본 발명에서는 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명의 일 양태의 유-무기 복합소재 제조용 조성물은, 상기 폴리올 100중량부에 대하여 다관능성 이소시아네이트 100 내지 150 중량부, 발포제 0.05 내지 5 중량부, 및 촉매 0.1 내지 2중량부를 포함하고, 상기 폴리올 및 다관능성 이소시아네이트 총 중량 100중량부에 대하여, 상기 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 및 범용 플라스틱을 합량으로 10 내지 150중량부, 구체적으로는 30 내지 120 중량부, 보다 구체적으로는 40 내지 100 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명을 반드시 이에 제한하는 것은 아니나, 상기 범위에서 제조되는 유-무기 복합소재의 강도 및 내열성이 매우 우수하며, 낮은 취성을 가질 수 있기 때문에 좋을 수 있다.
또한, 상기 엔지니어링 플라스틱 및 무기질 필러의 함량과 범용 플라스틱의 중량비(엔지니어링 플라스틱 및 무기질 필러의 합량 : 범용 플라스틱)는 3:7 내지 7:3일 수 있고, 이 범위에서 제조되는 유-무기 복합소재의 강도 및 내열성이 매우 우수하며, 낮은 취성을 가질 수 있기 때문에 좋을 수 있다. 다만 본 발명을 반드시 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 엔지니어링 플라스틱은 당업계에서 통상적으로 칭용되는 엔지니어링 플라스틱이면 제한 없이 채용이 가능하며, 구체적인 예를 들면, 폴리설폰(polysulfone), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리페닐렌옥사이트(polyphenylene oxide), 또는 이들의 조합을 포함하는 것이 수 있다. 보다 구체적으로는 우수한 강도 및 내열성의 구현 관점에서 폴리설폰(polysulfone), 폴리아세탈(polyacetal), 또는 이들의 조합을 포함하는 것이 좋을 수 있다.
상기 범용 플라스틱은 당업계에서 통상적으로 칭용되는 범용 플라스틱이면 제한 없이 채용이 가능하며, 구체적인 예를 들면, 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리스티렌(polystylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 이들의 조합일 수 있다. 보다 구체적으로는 상술한 엔지니어링 플라스틱 필러를 포함함에 따른 취성 증가의 문제를 개선하기 위한 관점에서 폴리스티렌(polystylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 또는 이들의 조합을 포함하는 것이 좋을 수 있다.
상기 무기질 필러는 제조되는 유-무기 복합소재의 강도를 향상시키기 위한 것으로, 화산재, 숯, 철(Fe)함유 슬래그, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태의 유-무기 복합소재 제조용 조성물에서, 상기 엔지니어링 플라스틱, 무기질 필러, 및 범용 플라스틱은 섬유상 또는 입자상으로 포함될 수 있다. 다만, 본 발명을 이에 반드시 제한하는 것은 아니다.
상기 폴리올은 당업계에서 통상적으로 입수 가능한 관능기 2 내지 8의 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol), 폴리에스테르폴리올(polyesterpolyol) 등이 채용될 수 있으나, 특별히 제한되지 않는다.
보다 구체적으로는 폴리에테르폴리올일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 통상적인 폴리에테르폴리올과 트리에탄올아민계폴리에테르폴리올의 혼합 폴리올을 채용하는 것이 발포된 주제 수지의 균일한 발포성 관점에서 좋을 수 있다.
이 때, 폴리에테르계폴리올과 트리에탄올아민계 폴리에테르 폴리올의 조성비는 상기 통상적인 폴리에테르계폴리올 100중량부에 대하여, 트리에탄올아민계 폴리에테르폴리올 1 내지 50중량부의 혼합 폴리에테르 폴리올을 주제로 사용하는 것이 좋을 수 있다.
상기 통상적인 폴리에테르계폴리올은 다가 알코올을 개시제에 알킬렌 옥사이드를 반응시켜 얻어지는 것이 통상적이며, 이러한 다가 알콜로는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 디프로필렌글리콜, 트리메티롤프로판 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 트리에탄올아민계폴리에테르폴리올의 경우는 트리에탄올아민 등을 상기의 알킬렌글리콜 등의 다가 알콜과 축합반응시켜 제조할 수 있고 상업적으로는 WANOL R3304A 등의 다양한 그레이드가 상품화 되어 있으므로, 본 발명에서는 더 이상 설명을 생략한다.
상기 촉매는 아민계 촉매일 수 있으며, 이는 상기 폴리올과 다관능성의 이소시아네이트를 반응시키는 역할을 하는 것으로, 본 발명에서는 하나의 아민계 촉매 또는 복수의 아민계촉매를 사용할 수 있다. 예를 들면 본 발명에서 사용하는 촉매로는 2,4,6-트리(디메틸아미노메틸) 페놀, 테트라메틸 구아니딘, N,N-디메틸아미노에탄올, N,N-디메틸아미노에톡시 에탄올, 에톡시화 하이드록실아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-디아미노2-프로판올, N,N,N'-트리메틸 아미노에틸 에탄올아민, 1,4-비스(2-하이드록시프로필),2-메틸 피페라진,1-(2-하이드록시프로필) 이미다졸, 3,3-디아미노 N-메틸 디프로필 아민, N-메틸-N'-하이드록시에틸 피페라진 등을 들 수 있다. 또한 고리식 아민 화합물로서는 트리에틸렌 디아민, N,N'-디메틸사이클로헥실 아민, N,N-디사이클로헥실 메틸아민, 메틸렌비스(디메틸사이클로헥실) 아민, N,N-디메틸벤질 아민, 모르폴린, N-메틸 모르폴린, N-에틸 모르폴린, N-(2-디메틸아미노에틸) 모르폴린, 4,4'-옥시디에틸렌 디모르포린, N,N'-디에틸 피페라진, N,N'-디메틸피페라진, N-메틸-N'-디메틸아미노에틸 피페라진, 1,8-디아조비사이클로(5,4,0)-운데센-7 등을 들 수 있으며, 상기 아민 촉매가 본 발명의 상기 범주를 사용하는 경우, 균일한 발포성 관점에서 좋을 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한 상기 아민계 촉매와 함께 폴리올과 다관능성 이소시아네이트와의 반응을 촉진시키기 위해, 이부틸 주석 디라우레이트, 옥틸산 비스무트(2-에틸헥실산 비스무트), 네오데칸산 비스무트, 네오 도데칸산 비스무트, 나프텐산 비스무트 등의 지방산 비스머스염, 나프텐산 납 등의 우레탄 중합형 촉매를 더 추가할 수 있다.
상기 발포제는 물, 이산화탄소, HFCs 등 제한없이 채택될 수 있으며, 특정 발포제에 한정되지 않는다.
또한 본 발명의 일 양태의 유-무기 복합소제 제조용 조성물은 난연제로서 인계난연제를 상기 폴리올 100중량부에 대하여 5 내지 40 중량부, 구체적으로는 10 내지 30 중량부 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 방열특성과 더불어 난연특성을 더욱 증가될수 있어 좋을 수 있다. 또한 실리콘계 활제를 폴리올 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부포함함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 증진할 수 있다. 다만, 본 발명을 반드시 이에 제한하는 것은 아니다.
또한 본 발명에서는 필요에 의해, 추가로 정포제 등의 종래부터 알려져 있는 각종 조제를 적당하게 선택하고, 배합시키는 것도 가능하다.
본 발명의 일 양태는, 상술한 유-무기 복합소재 제조용 조성물을 발포시켜 제조된 유-무기 복합소재를 제공한다. 이는 상술한 바와 같이 우수한 강도 및 내열과 낮은 취성을 갖기 때문에, 철도용 침목으로 적용되어 우수한 내구성의 구현이 가능할 수 있다.
이러한 유-무기 복합소재는 구체적인 형태로서, 상기 다관능성 이소시아네이트, 및 폴리올이 발포되어 제조된 폴리우레탄 수지 내부에 상기 엔지니어링 플라스틱, 범용 플라스틱, 및 무기질 필러가 침투된 형태를 가질 수 있다.
이러한 형태의 철도용 침목은 종래 제시되지 않은 신규한 형태이며, 이에 따라 우수한 내구성을 갖는 철도용 침목의 제공이 가능하다. 상기 유-무기 복합소재의 구성성분에 관한 설명은 전술한 바와 같으므로 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조된 유-무기 복합소재의 성능을 아래의 기준으로 측정하였다.
1) 압축강도: KS 2206 시험법에 따라 만능인장압축시험기(universal test machine, UTM)를 사용하여 수평 및 수직으로 측정.
2) 휨강도: KS 2208 시험법에 따라 만능인장압축시험기(universaltest machine, UTM)를 사용하여 측정.
[실시예 1]
폴리에테르폴리올로서 수크로스/글리세롤기반 폴리알킬렌폴리올로서 JEFFOL SG-360을 80중량부와 20중량부의 트리에탄올아민계폴리알킬렌폴리올로서 WANOL R3004부의 혼합 폴리올 100중량부에 대하여, 금호미쓰이화학의 COSMONATE SR-500 폴리머릭 MDI를 개질하여 상기 구조식 1을 포함하는 다관능성 폴리이소시아네이트 120 중량부, 촉매로서 N, N-디메틸아미노에톡시 에탄올 1 중량부, 및 입자상으로 가공한 폴리설폰 50 중량부, 입자상으로 가공한 철(Fe) 함유 슬래그 20 중량부, 및 입자상으로 가공한 폴리스티렌 30 중량부, 실리콘계 정포제 1.5 중량부(테고스타브 B8450, 에보니크 데구사), 및 난연제로서 트리스(1-클로로-2-프로필) 포스페이트 10중량부를 혼합하였다.
이루 상기 혼합물을 액화 이산화탄소 공급 장치를 구비한 발포 분사 장치에 상기 혼합 폴리올 100 중량부에 대하여 발포제로서 이산화탄소 2 중량부를 초임계 상태로 JIS-A-9526에 준하여 23±5℃, 상대습도80% 의 조건 하에서 2m x 2m x 1.5 m의 부스 내에서 분사를 하고, 발포 경화하여 본 발명의 유-무기 복합소재를 제조하였다.
[ 비교예 1]
고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)에 유리섬유를 분산시켜 건조한 복합소재를 비교예 1로 하였다. 고밀도 폴리에틸렌 수지의 함량은 실시예 1의 폴리올 및 다관능성 폴리이소시아네이트의 합량과 동일하게 하고, 유리 섬유의 함량은 실시예 1의 폴리설폰, 철 함유 슬래그, 및 폴리스티렌의 함량과 동일하게 하였다.
[비교예 2]
고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)에 상기 실시예 1의 입자상의 폴리설폰, 철 함유 슬래그 및 폴리스티렌을 분산시킨 복합소재를 비교예 2로 하였다. 고밀도 폴리에틸렌 수지의 함량은 실시예 1의 폴리올 및 다관능성 폴리이소시아네이트의 합량과 동일하게 하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서, 폴리설폰, 철 함유 슬래그 및 폴리스티렌 대신 유리섬유를 사용한 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유-무기 복합소재를 제조하였다.
상기 실시예 1, 비교예 1 내지 3에 대하여 압축강도 및 휨강도를 측정하여 표 1에 정리하였다.
구분 압축강도 휨강도(수평)
기준값 수평 90kgf/cm2 이상 수직 100kgf/cm2 이상 600kgf/cm2 이상
실시예 1 480 548 930
비교예 1 319 285 653
비교예 2 280 306 622
비교예 3 326 336 638
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 유-무기 복합소재는 압축강도 및 휨강도가 매우 우수하여, 종래의 침목 소재에 비해 철도용 침목에 적용되어 우수한 내구성이 구현될 수 있음을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 다관능성 이소시아네이트, 폴리올, 촉매, 발포제와 필러로서 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 및 범용 플라스틱을 포함하는 유-무기 복합소재 제조용 조성물이고,
    상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI) 또는 모노머릭 MDI(monomeric MDI)가 개질되어 화학구조 내에 하기 구조식 1 을 포함하는 다관능성의 이소시아네이트인 것이고,
    상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리설폰(polysulfone), 폴리아세탈(polyacetal), 또는 이들의 조합을 포함하는 것이고,
    상기 범용 플라스틱은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 또는 이들의 조합을 포함하는 것이고,
    상기 무기질 필러는 화산재, 숯, 철(Fe)함유 슬래그, 또는 이들의 조합을 포함하는 것이고,
    상기 엔지니어링 플라스틱 및 무기질 필러의 함량과 범용 플라스틱의 중량비(엔지니어링 플라스틱 및 무기질 필러의 합량 : 범용 플라스틱)는 3:7 내지 7:3인,
    유-무기 복합소재 제조용 조성물.
    [구조식 1]
    Figure 112018039637898-pat00004
  2. 제 1항에서,
    상기 폴리올 100중량부에 대하여, 다관능성 이소시아네이트 100 내지 150 중량부, 발포제 0.05 내지 5 중량부, 및 촉매 0.1 내지 2중량부를 포함하고,
    상기 폴리올 및 다관능성 이소시아네이트 총 중량 100중량부에 대하여, 상기 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic), 무기질 필러, 및 범용 플라스틱을 합량으로 10 내지 150중량부 포함하는 것인,
    유-무기 복합소재 제조용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에서,
    상기 엔지니어링 플라스틱, 무기질 필러, 및 범용 플라스틱의 형상은 섬유상 또는 입자상인 것인,
    유-무기 복합소재 제조용 조성물.
  7. 제 1항에서,
    상기 다관능성 이소시아네이트는 폴리머릭 MDI 또는 모노머릭 MDI를 인산계 촉매 하에 열처리 하여 제조된 것인,
    유-무기 복합소재 제조용 조성물.
  8. 제 7항에서,
    상기 열처리는 100 내지 300℃에서 1 내지 5시간 동안 수행되는 것인,
    유-무기 복합소재 제조용 조성물.
  9. 제 1항의 조성물을 발포시켜 제조된 유-무기 복합소재.
  10. 제 9항에서, 상기 유-무기 복합소재는 상기 다관능성 이소시아네이트, 및 폴리올이 발포되어 제조된 폴리우레탄 수지 내부에 상기 엔지니어링 플라스틱, 범용 플라스틱, 및 무기질 필러가 침투된 형태인 유-무기 복합소재.
  11. 제 9항의 유-무기 복합소재를 포함하는 침목.
KR1020180011769A 2018-01-31 2018-01-31 유-무기 복합소재 제조용 조성물, 유-무기 복합소재, 및 이를 포함하는 합성수지 침목 KR101857777B1 (ko)

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