KR102158327B1 - Composition for flame retardant polyurethane foam and flame retardant polyurethane foam comprising cured product thereof - Google Patents

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KR102158327B1 KR1020170029923A KR20170029923A KR102158327B1 KR 102158327 B1 KR102158327 B1 KR 102158327B1 KR 1020170029923 A KR1020170029923 A KR 1020170029923A KR 20170029923 A KR20170029923 A KR 20170029923A KR 102158327 B1 KR102158327 B1 KR 102158327B1
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Abstract

본 명세서는 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.The present specification relates to a flame-retardant polyurethane foam comprising a flame-retardant polyurethane foam composition and a cured product thereof.

Description

난연성 폴리우레탄 폼 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼{COMPOSITION FOR FLAME RETARDANT POLYURETHANE FOAM AND FLAME RETARDANT POLYURETHANE FOAM COMPRISING CURED PRODUCT THEREOF}Flame-retardant polyurethane foam comprising a flame-retardant polyurethane foam composition and a cured product thereof {COMPOSITION FOR FLAME RETARDANT POLYURETHANE FOAM AND FLAME RETARDANT POLYURETHANE FOAM COMPRISING CURED PRODUCT THEREOF}

본 발명은 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.The present invention relates to a flame-retardant polyurethane foam comprising a flame-retardant polyurethane foam composition and a cured product thereof.

폴리우레탄 폼은 비교적 저렴하고 성형이 용이하고 높은 탄성을 가지고 있으므로, 자동차 부품을 비롯한 생활 용품 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리우레탄 폼은 가연성이며, 일단 발화하면 제어 불능의 연소를 하는 문제가 있었다. Polyurethane foam is relatively inexpensive, easy to mold, and has high elasticity, so it is widely used throughout household goods including automobile parts. However, polyurethane foam is flammable, and once ignited, there is a problem of uncontrollable combustion.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 폴리우레탄 폼의 일면에 난연성을 갖는 시트 또는 패널을 적층하여 난연성을 부여하는 방법이 주로 사용되었는데, 이는 근본적으로 폴리우레탄 폼에 난연성을 부여하는 것이 아니기 때문에, 난연 효과가 제한적이며, 제조공정이 복잡하고 제조비용을 증가시키는 문제점이 있었다. 또는, 폴리우레탄 폼 자체에 난연성을 부여하기 위하여, 브롬 화합물이나 염소 화합물등의 할로겐 화합물로 구성되는 난연제의 첨가가 이루어지고 있는데, 이는 연소시 유독가스로 인하여 인체 및 환경문제를 야기할 수 있다.In order to solve this problem, a method of imparting flame retardancy by laminating a sheet or panel having flame retardancy on one side of the polyurethane foam was mainly used.This is not fundamentally imparting flame retardancy to the polyurethane foam, so the flame retardant effect Is limited, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing cost is increased. Alternatively, in order to impart flame retardancy to the polyurethane foam itself, a flame retardant composed of a halogen compound such as a bromine compound or a chlorine compound is added, which may cause human and environmental problems due to toxic gases during combustion.

이에 따라, 폴리 우레탄 폼의 높은 탄성을 유지함과 동시에, 비할로겐 난연 특성을 향상시킨 폴리우레탄 폼에 대한 연구가 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for research on a polyurethane foam that maintains high elasticity of the polyurethane foam and improves non-halogen flame retardant properties.

KR 10-2014-0109474 AKR 10-2014-0109474 A

본 명세서는 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼을 제공하고자 한다. The present specification is to provide a flame-retardant polyurethane foam comprising a flame-retardant polyurethane foam composition and a cured product thereof.

유리전이온도가 -50 ℃ 이하이고, 25 ℃에서의 점도가 점도가 2,000 mPa·s 이하인 제1 폴리올; 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 적어도 3개 포함하고, 중량평균분자량이 5,000 g/mol 이상 30,000 g/mol 이하이며, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPa·s 이상 200,000 mPa·s 이하인 제2 폴리올; 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 제3 폴리올; 이소시아네이트계 경화제; 정포제; 난연제; 및 팽창 흑연을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 제공한다. A first polyol having a glass transition temperature of -50°C or less and a viscosity at 25°C of 2,000 mPa·s or less; A second polyol containing at least three functional groups reacting with an isocyanate group, a weight average molecular weight of 5,000 g/mol or more and 30,000 g/mol or less, and a viscosity at 25° C. of 20,000 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less; A third polyol having a heat release capacity of 500 J/g·K or less; Isocyanate-based curing agents; Antifoam; Flame retardant; And it provides a flame-retardant polyurethane foam composition comprising expanded graphite.

또한, 본 발명의 일 실시상태는, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼을 제공한다. In addition, an exemplary embodiment of the present invention provides a flame retardant polyurethane foam comprising a cured product of the flame retardant polyurethane foam composition.

본 발명의 일 실시상태에 따른 난연성 폴리우레탄 폼은, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 난연 특성을 가지므로 고온의 기기에 적용하더라도 발화의 위험성을 최소화할 수 있다. The flame-retardant polyurethane foam according to an exemplary embodiment of the present invention can minimize the risk of ignition even if it is applied to a high-temperature device because it has a flame-retardant property of V-0 as a result of a UL-94 vertical flame-retardant test.

본 발명의 일 실시상태에 따른 난연성 폴리우레탄 폼은, 우수한 압축 복원력을 가지므로 기기에 적용시 부품간의 충격을 효과적으로 흡수하여 기기의 내구성을 향상시킬 수 있다. Since the flame-retardant polyurethane foam according to an exemplary embodiment of the present invention has excellent compression and resilience, it is possible to improve durability of the device by effectively absorbing the impact between parts when applied to the device.

본 발명의 일 실시상태에 따른 난연성 폴리우레탄 폼은, 압축 영구 줄음률이 낮아 기기에 적용시 단차의 발생을 최소화할 수 있다. The flame-retardant polyurethane foam according to an exemplary embodiment of the present invention has a low compression permanent reduction rate, and thus it is possible to minimize the occurrence of a step when applied to a device.

본 발명의 일 실시상태에 따른 난연성 폴리우레탄 폼은, 자동차 배터리의 셀 간에 적용하는 경우, 셀의 부피변화에 대한 치수 안정성(dimensional stability), 진동 및 충격에 대한 우수한 응력 흡수성, 우수한 복원력 및 높은 내화성을 구현할 수 있다.The flame-retardant polyurethane foam according to an exemplary embodiment of the present invention, when applied between cells of a vehicle battery, has dimensional stability against changes in the volume of the cell, excellent stress absorption against vibration and shock, excellent resilience, and high fire resistance. Can be implemented.

도 1은 UL-94 수직 난연 테스트를 위한 모식도를 나타낸 것이다. 1 shows a schematic diagram for a UL-94 vertical flame retardant test.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는, 유리전이온도가 -50 ℃ 이하이고, 25 ℃에서의 점도가 점도가 2,000 mPa·s 이하인 제1 폴리올; 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 적어도 3개 포함하고, 중량평균분자량이 5,000 g/mol 이상 30,000 g/mol 이하이며, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPa·s 이상 200,000 mPa·s 이하인 제2 폴리올; 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 제3 폴리올; 이소시아네이트계 경화제; 정포제; 난연제; 및 팽창 흑연을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention is a first polyol having a glass transition temperature of -50 °C or less and a viscosity at 25 °C of 2,000 mPa·s or less; A second polyol containing at least three functional groups reacting with an isocyanate group, a weight average molecular weight of 5,000 g/mol or more and 30,000 g/mol or less, and a viscosity at 25° C. of 20,000 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less; A third polyol having a heat release capacity of 500 J/g·K or less; Isocyanate-based curing agents; Antifoam; Flame retardant; And it provides a flame-retardant polyurethane foam composition comprising expanded graphite.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 폴리올은 유리전이온도가 -50 ℃ 이하의 폴리알킬렌옥사이드 단위를 가지는 폴리에테르계 폴리올로서, 25 ℃에서의 점도가 점도가 2,000 mPa·s 이하인 것일 수 있다. 나아가, 상기 제1 폴리올은 적어도 2개의 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the first polyol is a polyether-based polyol having a polyalkylene oxide unit having a glass transition temperature of -50° C. or less, and the viscosity at 25° C. is 2,000 mPa·s or less. I can. Furthermore, the first polyol may include a functional group that reacts with at least two isocyanate groups.

상기 제1 폴리올은 -50 ℃ 이하의 유리전이온도를 가져, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 높은 반발 특성 및 압축복원 특성을 구현할 수 있도록 할 수 있다. 나아가, 상기 제1 폴리올은 점도가 2,000 mPa·s 이하의 점도를 가져, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 제조시 원료의 분산성 및 작업성을 높일 수 있는 장점이 있다. The first polyol may have a glass transition temperature of -50° C. or less, so that high repellency and compression recovery characteristics of the flame-retardant polyurethane foam can be realized. Further, the first polyol has a viscosity of 2,000 mPa·s or less, and thus has an advantage of improving the dispersibility and workability of raw materials when preparing the flame-retardant polyurethane foam.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올은 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 적어도 3개 포함하고, 중량평균분자량이 5,000 g/mol 이상 30,000 g/mol 이하이며, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPa·s 이상 200,000 mPa·s 이하인 폴리에테르계 폴리올일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second polyol contains at least three functional groups reacting with an isocyanate group, a weight average molecular weight of 5,000 g/mol or more and 30,000 g/mol or less, and a viscosity of 20,000 mPa at 25° C. It may be a polyether-based polyol having a s or more and 200,000 mPa s or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이소시아네이트기와 반응하는 작용기는 이소시아네이트기와 우레탄 결합을 하는 작용기를 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 이소시아네이트기와 반응하는 작용기는 히드록시기, 아민기, 티올기 또는 카복시기일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the functional group reacting with the isocyanate group may mean a functional group having a urethane bond with an isocyanate group. Specifically, the functional group reacting with the isocyanate group may be a hydroxy group, an amine group, a thiol group, or a carboxy group.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올은 분지쇄 구조일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 폴리올은 양말단에 히드록시기가 결합되고, 1 이상의 이소시아네이트기와 반응하는 작용기가 주쇄에 결합되어 측쇄를 형성한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 폴리올은 3 이상의 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 포함하여, 우레탄 중합시 양말단에만 히드록시기가 결합된 선형 구조의 폴리올에 비하여 보다 치밀한 구조의 네트워크를 형성할 수 있다. Further, according to an exemplary embodiment of the present invention, the second polyol may have a branched chain structure. Specifically, the second polyol may be one in which a hydroxyl group is bonded to both ends, and a functional group reacting with one or more isocyanate groups is bonded to a main chain to form a side chain. Specifically, the second polyol includes a functional group that reacts with three or more isocyanate groups, and may form a network having a more dense structure than a polyol having a linear structure in which hydroxyl groups are bonded only at both ends during urethane polymerization.

상기 제2 폴리올은 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 뼈대 역할을 하며, 중량평균분자량이 5,000 g/mol 이상 30,000 g/mol 이하를 만족하여 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 압축 복원 능력을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 나아가, 상기 제2 폴리올은 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPa·s 이상 200,000 mPa·s 이하를 만족하여, 상기 난연성 폴리우레탄 조성물 내에서의 다른 물질과의 균일한 분산이 가능하여 균일한 품질의 난연성 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있다. The second polyol serves as a framework for the flame-retardant polyurethane foam, and satisfies a weight average molecular weight of 5,000 g/mol or more and 30,000 g/mol or less, thereby improving the compression recovery ability of the flame-retardant polyurethane foam. . Furthermore, the second polyol satisfies a viscosity of 20,000 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less at 25°C, enabling uniform dispersion with other materials in the flame-retardant polyurethane composition, resulting in uniform quality of flame retardancy. Polyurethane foam can be produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올은, 폴리에테르계 폴리올; 다관능 이소시아네이트; 및 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제를 포함하는 제2 폴리올 조성물을 이용하여 형성된 중합체일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the second polyol, a polyether-based polyol; Polyfunctional isocyanate; And it may be a polymer formed using a second polyol composition comprising a chain extender having three or more functional groups.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리알킬렌 옥사이드로부터 유래된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리에틸렌 글리콜(PEG: polyethylene glycol); 폴리프로필렌 글리콜(PPG: polypropylene glycol); PEG-PPG 공중합체 (polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer); 및 폴리(테트라메틸렌 에테르)글리콜(PTMG: Poly(tetramethylene ether)glycol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyether-based polyol in the second polyol composition may be derived from polyalkylene oxide. Specifically, the polyether-based polyol in the second polyol composition is polyethylene glycol (PEG: polyethylene glycol); Polypropylene glycol (PPG); PEG-PPG copolymer (polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer); And poly (tetramethylene ether) glycol (PTMG: Poly (tetramethylene ether) glycol) may include one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는, 1:0.5 내지 1:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는, 1:0.6 내지 1:0.95, 또는 1:0.65 내지 1:0.9일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a molar ratio of the polyether-based polyol and the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be 1:0.5 to 1:1. Specifically, the molar ratio of the polyether-based polyol and the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be 1:0.6 to 1:0.95, or 1:0.65 to 1:0.9.

상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트의 함량이 상기 범위 내인 경우, 제2 폴리올의 제조시 점도를 지나치게 높지 않게 하여 다른 조성과의 배합성을 좋게 할 수 있으며, 겔화를 방지할 수 있다. When the content of the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition is within the above range, the viscosity when preparing the second polyol is not too high to improve blendability with other compositions, and gelation may be prevented.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는 이관능 이소시아네이트일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는 방향족계 다관능 이소시아네이트일 수 있다. 구체적으로, 상기 방향족계 다관능 이소시아네이트는 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(TDI: tolylene diisocyanate), 2,6-톨릴렌디이소시아네이트(TDI: tolylene diisocyanate), m-페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI: Methylene diphenyl diisocyanate), 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI: Methylene diphenyl diisocyanate), 2,2'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI: Methylene diphenyl diisocyanate), 자일릴렌 디이소시아네이트(XDI: xylylene diisocyanate), 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌디이소시아네이트, 및 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐렌디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be a difunctional isocyanate. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be an aromatic polyfunctional isocyanate. Specifically, the aromatic polyfunctional isocyanate is 2,4-tolylene diisocyanate (TDI: tolylene diisocyanate), 2,6-tolylene diisocyanate (TDI: tolylene diisocyanate), m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI: Methylene diphenyl diisocyanate), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI: Methylene diphenyl diisocyanate), 2,2'-diphenylmethane diisocyanate (MDI: Methylene) diphenyl diisocyanate), xylylene diisocyanate (XDI), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, and 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate It may be one or more selected from the group consisting of.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는 지환족계 다관능 이소시아네이트일 수 있다. 구체적으로, 상기 지환족계 다관능 이소이사네이트는 4,4'-메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트(H12-MDI: 4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate), 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI: isophorone diisocyanate), 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트, 및 수화 자일릴렌 디이소시아네이트(H6-XDI: Hydrogenated xylylene diisocyanate), 및 메틸시클로헥산디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. Further, according to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be an alicyclic polyfunctional isocyanate. Specifically, the alicyclic polyfunctional isocyanate is 4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate (H12-MDI: 4,4'-Methylene dicyclohexyl diisocyanate), cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone Diisocyanate (IPDI: isophorone diisocyanate), dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, and hydrated xylylene diisocyanate (H6-XDI: Hydrogenated xylylene diisocyanate), and methylcyclohexane diisocyanate selected from the group consisting of There may be more than one type.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는 지방족계 다관능 이소시아네이트일 수 있다. 구체적으로, 상기 지방족계 다관능 이소시아네이트는 부탄-1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI: hexamethylene diisocyanate), 이소프로필렌디이소시아네이트, 메틸렌디이소시아네이트, 및 리진이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition may be an aliphatic polyfunctional isocyanate. Specifically, the aliphatic polyfunctional isocyanate is one selected from the group consisting of butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI: hexamethylene diisocyanate), isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, and lysine isocyanate It can be more than that.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제의 몰비는, 1:0.1 내지 1:0.45일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제의 몰비는, 1:0.2 내지 1:0.4, 또는 1:0.25 내지 1:0.35, 보다 구체적으로 1:0.3일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the polyether-based polyol and the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition may be 1:0.1 to 1:0.45. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the polyether-based polyol and the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition is 1:0.2 to 1:0.4, or 1:0.25 To 1:0.35, more specifically 1:0.3.

상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 내에서 적절한 가교를 형성하여 우수한 압축 복원 성능을 구현할 수 있는 장점이 있다. When the content of the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition is within the above range, there is an advantage of realizing excellent compression recovery performance by forming an appropriate crosslink in the flame-retardant polyurethane foam.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제는 3개 이상의 이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 포함하는 화합물일 수 있다. 또한, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제의 관능기는 3 이상 10 이하, 또는 3 이상 5 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition may be a compound containing a functional group reacting with three or more isocyanate groups. In addition, the functional groups of the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition may be 3 or more and 10 or less, or 3 or more and 5 or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제는 하기 화합물 중 1 이상을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition may include one or more of the following compounds.

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본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 5 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 5 중량% 이상 15 중량% 이하로일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the second polyol may be 5% by weight or more and 20% by weight or less based on the total polyol. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the second polyol may be 5% by weight or more and 15% by weight or less based on the total polyol.

상기 제2 폴리올의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 형성되는 난연성 폴리우레탄 폼의 연질 특성을 유지하고 우수한 반발 특성을 구현할 수 있으며, 압축 복원력의 손실을 최소화하여 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 내구성을 확보할 수 있다. When the content of the second polyol is within the above range, it is possible to maintain the soft properties of the flame-retardant polyurethane foam formed by using the flame-retardant polyurethane foam composition and implement excellent repelling properties, and minimize the loss of compression resilience to the flame retardancy. Durability of polyurethane foam can be secured.

본 명세서에서, 전체 폴리올은 상기 제1 폴리올, 상기 제2 폴리올 및 상기 제3 폴리올을 포함하는 폴리올계 물질 전체를 의미할 수 있다. 또한, 전체 폴리올은 상기 제1 폴리올, 상기 제2 폴리올 및 상기 제3 폴리올로 이루어진 것을 의미할 수 있다. In this specification, the total polyol may refer to the entire polyol-based material including the first polyol, the second polyol, and the third polyol. In addition, the total polyol may mean that which is composed of the first polyol, the second polyol, and the third polyol.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올은 열 방출 용량(heat release capacity)이 500 J/g·K 이하이고, 한계 산소 지수(limiting oxygen index) 값이 21 % 이상인 폴리올일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올은 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하이고 한계산소지수가 21% 이상인 폴리올, 및 다관능 이소시아네이트를 포함하는 제3 폴리올 조성물을 이용하여 형성된 중합체일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the third polyol may be a polyol having a heat release capacity of 500 J/g·K or less and a limiting oxygen index of 21% or more. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the third polyol is a polyol having a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and a limiting oxygen index of 21% or more, and a third polyol composition containing a polyfunctional isocyanate. It may be a polymer formed by.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올은 열 방출 용량(heat release capacity)이 500 J/g·K 이하의 폴리카보네이트 디올(poly carbonate diol) 및 열 방출 용량(heat release capacity)이 500 J/g·K 이하의 폴리디메틸실록산 디올(poly dimethyl siloxane diol) 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the third polyol has a heat release capacity of 500 J/g·K or less polycarbonate diol and a heat release capacity of 500 It may contain at least one of polydimethylsiloxane diols of J/g·K or less.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는 상기 제3 폴리올의 다른 조성과의 상용성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the third polyol composition may serve to improve compatibility with other compositions of the third polyol.

상기 제3 폴리올은 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하를 만족하고, 또는 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하이고 한계산소지수(limiting oxygen index)값이 21% 이상인 값을 만족하여 제3 폴리올 자체로서 난연 특성을 보유할 수 있으며, 이를 통하여 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 난연 성능을 향상시킬 수 있다. The third polyol satisfies a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less, or a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and a limiting oxygen index value of 21% or more. The third polyol itself may have flame-retardant properties, and through this, the flame-retardant performance of the flame-retardant polyurethane foam may be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트는, 상기 제2 폴리올 조성물에서의 다관능 이소시아네이트와 동일한 물질일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polyfunctional isocyanate in the third polyol composition may be the same material as the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올 조성물을 이용하여 형성되는 중합체의 열 방출 용량(heat release capacity)이 500 J/g·K 이하일 수 있다. 또한, 상기 제3 폴리올 조성물을 이용하여 형성되는 중합체의 열 방출 용량(heat release capacity)이 500 J/g·K 이하이고, 한계산소지수가 21% 이상일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a heat release capacity of the polymer formed by using the third polyol composition may be 500 J/g·K or less. In addition, the heat release capacity of the polymer formed by using the third polyol composition may be 500 J/g·K or less, and the limiting oxygen index may be 21% or more.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는 1:0.05 내지 1:0.25일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는 1:0.05 내지 1:0.15, 또는 1:0.07 내지 0.12일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는 1:0.1일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the polyol having the heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and the polyfunctional isocyanate in the third polyol composition may be 1:0.05 to 1:0.25. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the polyol and the polyfunctional isocyanate having the heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less in the third polyol composition is 1:0.05 to 1:0.15, or 1 : It may be from 0.07 to 0.12. More specifically, the molar ratio of the polyol having a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and the polyfunctional isocyanate in the third polyol composition may be 1:0.1.

상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 다관능 이소시아네이트의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 제3 폴리올 조성물을 이용하여 형성된 중합체는 다른 조성과의 상용성이 향상될 수 있다. When the content of the polyfunctional isocyanate in the third polyol composition is within the above range, the polymer formed by using the third polyol composition may have improved compatibility with other compositions.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 20 중량% 이상 50 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 25 중량% 이상 40 중량% 이하, 또는 25 중량% 이상 35 중량%일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the third polyol may be 20% by weight or more and 50% by weight or less based on the total polyol. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the third polyol may be 25% by weight or more and 40% by weight or less, or 25% by weight or more and 35% by weight based on the total polyol.

상기 제3 폴리올의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 내에서의 다른 재료와의 상용성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 난연 특성을 구현할 수 있도록 하며, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 경질화를 최소화할 수 있는 장점이 있다. When the content of the third polyol is within the above range, compatibility with other materials in the flame-retardant polyurethane foam composition may be secured. In addition, as a result of the UL-94 vertical flame retardant test of the flame-retardant polyurethane foam, the flame retardant property of the V-0 grade can be realized, and hardening of the flame-retardant polyurethane foam can be minimized.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 폴리올의 점도는 1,000 mPa·s 이상 7,000 mPa·s 이하, 또는 1,500 mPa·s 이상 5,000 mPa·s 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the viscosity of the third polyol may be 1,000 mPa·s or more and 7,000 mPa·s or less, or 1,500 mPa·s or more and 5,000 mPa·s or less.

상기 제3 폴리올의 점도가 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 내의 타 성분과의 상용성을 확보할 수 있는 장점이 있다. When the viscosity of the third polyol is within the above range, there is an advantage of securing compatibility with other components in the flame-retardant polyurethane foam composition.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올과 상기 제3 폴리올의 총 함량은, 전체 폴리올에 대하여 30 중량% 이상 60 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 폴리올과 상기 제3 폴리올의 총 함량은, 전체 폴리올에 대하여 30 중량% 이상 50 중량% 이하, 또는 30 중량% 이상 45 중량% 이하 또는 30 중량% 이상 40 중량% 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the total content of the second polyol and the third polyol may be 30% by weight or more and 60% by weight or less based on the total polyol. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the total content of the second polyol and the third polyol is, based on the total polyol, 30% by weight or more and 50% by weight or less, or 30% by weight or more and 45% by weight or less, or 30 It may be greater than or equal to 40% by weight.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제는 비할로겐형 난연제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연제는 고상 또는 액상의 비할로겐형 인계 난연제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제는 포스페이트(phosphate); 포스포네이트(phosphonate); 포스피네이트(phosphinate); 포스핀옥사이드(phosphine oxide); 및 포스파젠(phosphazene)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연제는 알루미늄 포스페이트일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당 업계에서 일반적으로 사용되는 인계 난연제를 사용할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame retardant may include a non-halogen type flame retardant. Specifically, the flame retardant may include a solid or liquid non-halogen type phosphorus-based flame retardant. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the flame retardant is phosphate (phosphate); Phosphonate; Phosphinate; Phosphine oxide; And it may include one or more selected from the group consisting of phosphazene (phosphazene). Specifically, the flame retardant may be aluminum phosphate. However, the present invention is not limited thereto, and a phosphorus-based flame retardant generally used in the art may be used.

상기 비할로겐형 인계 난연제는 가연성 물질과 반응하여 고분자 표면에 탄화막을 형성하고, 이는 연소에 필요한 산소를 차단하여 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 난연성을 높일 수 있다. 또한, 상기 비할로겐형 인계 난연제는 고분자내 산소 원소와 반응하여 탈수 탄화 작용을 하고, 인산의 분해에 의하여 생성된 라디칼은 연소에 의하여 발생하는 활성 라디칼인 -OH 및 -H를 안정화시키는 역할을 수행할 수 있다. The non-halogen-type phosphorus-based flame retardant reacts with a combustible material to form a carbonized film on the surface of the polymer, which blocks oxygen required for combustion, thereby increasing the flame retardancy of the flame-retardant polyurethane foam. In addition, the non-halogen-type phosphorus-based flame retardant reacts with an oxygen element in the polymer to perform dehydration and carbonization, and radicals generated by decomposition of phosphoric acid play a role of stabilizing -OH and -H, which are active radicals generated by combustion. can do.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제는 상기 인계 난연제와 난연 멜라민 파우더를 혼합한 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 난연 멜라민 파우더는 MCA(melamine cyanurate)일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame retardant may include a mixture of the phosphorus-based flame retardant and flame retardant melamine powder. Specifically, the flame-retardant melamine powder may be melamine cyanurate (MCA).

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제의 함량은, 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 50 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제의 함량은, 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 40 중량부 이하, 또는 21 중량부 이상 30 중량부 이하 일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the flame retardant may be 21 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the flame retardant may be 21 parts by weight or more and 40 parts by weight or less, or 21 parts by weight or more and 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol.

상기 난연제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물 내의 폴리올의 열방출용량을 낮추고 한계산소지수를 높이는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 난연제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 연소시 난연성 폴리우레탄 폼의 고분자를 탄화물(char)로 형성하는 데에 도움을 줄 수 있으며, 연소시 발생하는 라티칼을 효과적으로 제거할 수 있다. 나아가, 상기 난연제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 압축 복원 성능의 저하를 최소화하며 난연성을 확보하게 할 수 있다. When the content of the flame retardant is within the above range, the effect of lowering the heat dissipation capacity of the polyol in the flame retardant polyurethane foam composition and increasing the limiting oxygen index may be obtained. In addition, when the content of the flame retardant is within the above range, it can help to form the polymer of the flame-retardant polyurethane foam into char during combustion, and radicals generated during combustion can be effectively removed. Further, when the content of the flame retardant is within the above range, it is possible to minimize the deterioration of the compression recovery performance of the flame retardant polyurethane foam and secure flame retardancy.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 팽창 흑연의 함량은, 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 50 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 팽창 흑연의 함량은 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 40 중량부 이하, 또는 21 중량부 이상 30 중량부 이하 일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the expanded graphite may be 21 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol. Specifically, the content of the expanded graphite may be 21 parts by weight or more and 40 parts by weight or less, or 21 parts by weight or more and 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol.

상기 팽창 흑연은 층상의 결정구조를 가지고 있으며, 가열되면 본래의 크기보다 20배 내지 400배까지 팽창되어 연소시 다공성 탄화물의 형성을 유도할 수 있다. 나아가, 상기 팽창 흑연의 함량을 상기 범위 내로 조절하는 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 압축 복원력을 저하시키지 않으면서 난연성을 향상시킬 수 있다. The expanded graphite has a layered crystal structure, and when heated, expands up to 20 to 400 times its original size, thereby inducing the formation of porous carbides during combustion. Further, when the content of the expanded graphite is adjusted within the above range, flame retardancy may be improved without lowering the compression resilience of the flame-retardant polyurethane foam.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제와 상기 팽창 흑연의 중량비는 1: 0.8 내지 1:1.2 일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연제와 상기 팽창 흑연의 중량비는 1:0.9 내지 1:1.1일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 난연제와 상기 팽창 흑연의 중량비는 1:1일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the weight ratio of the flame retardant and the expanded graphite may be 1: 0.8 to 1: 1.2. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the weight ratio of the flame retardant and the expanded graphite may be 1:0.9 to 1:1.1. More specifically, the weight ratio of the flame retardant and the expanded graphite may be 1:1.

상기 난연제 및 상기 팽창 흑연의 함량이 상기 범위 내로 조절하는 경우, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 형성되는 난연성 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 V-0 등급으로 구현할 수 있다.When the content of the flame retardant and the expanded graphite is controlled within the above range, the flame retardant properties of the flame retardant polyurethane foam formed using the flame retardant polyurethane foam composition may be implemented as a V-0 grade.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 정포제는 일반적으로 우레탄 폼의 제조시 사용되는 것이면 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 정포제는 실리콘계 정포제, 유기 규소계 정포제, 불소계 정포제, 이온계 계면활성제 및 비이온계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 정포제는 폴리알킬옥사이드가 치환된 폴리디메틸실록산을 포함할 수 있다. 다만, 상기 정포제는 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 일반적으로 사용되는 정포제를 이용할 수 있다. 상기 정포제를 사용함으로써, 조포용 기체가 폴리우레탄 폼에 적합한 거품 구조를 형성하고 상기 난연성 폴리우레탄 폼으로의 경화시 기체의 안정한 분산성을 유지하여 균일한 크기와 분포의 기공을 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the foaming agent may be applied as long as it is generally used in the manufacture of urethane foam. Specifically, the foaming agent may include at least one selected from the group consisting of a silicone-based foaming agent, an organic silicon-based foaming agent, a fluorine-based foaming agent, an ionic surfactant, and a nonionic surfactant. More specifically, the foaming agent may include polydimethylsiloxane substituted with polyalkyl oxide. However, the foaming agent is not limited thereto, and a foaming agent generally used in the art may be used. By using the foaming agent, the foaming gas forms a foam structure suitable for the polyurethane foam, and when cured into the flame-retardant polyurethane foam, it is possible to form pores of uniform size and distribution by maintaining the stable dispersibility of the gas. .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 정포제의 함량은, 상기 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 또는 2 중량부 이상 4 중량부 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the foaming agent is 0.5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, or 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, or 2 parts by weight or more and 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the total polyol. It may be less than or equal to part.

상기 조포용 기체는 폴리올과 이소시아네이트와의 반응에 악영향을 주지 않는 기체로서, 건조 공기 및/또는 질소 가스와 같은 불활성 가스를 이용할 수 있다. The gas for fabrication is a gas that does not adversely affect the reaction between polyol and isocyanate, and an inert gas such as dry air and/or nitrogen gas may be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 제1 내지 제3 폴리올과 우레탄 결합을 형성하며 폴리우레탄 네트워크를 형성하는 것일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the isocyanate-based curing agent may form a urethane bond with the first to third polyols to form a polyurethane network.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이소시아네이트계 경화제는 2관능 또는 3관능 이상의 이소시아네이트로서, 방향족계 이소시아네이트, 지환족계 이소시아네이트 및/또는 지방족계 이소시아네이트일 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제로서의 방향족계 이소시아네이트, 지환족계 이소시아네이트 및 지방족계 이소시아네이트는 각각 전술한 방향족계 이소시아네이트, 지환족계 이소시아네이트 및 지방족계 이소시아네이트와 동일한 물질을 사용할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the isocyanate-based curing agent is a bifunctional or trifunctional or higher isocyanate, and may be an aromatic isocyanate, an alicyclic isocyanate, and/or an aliphatic isocyanate. As the aromatic isocyanate, alicyclic isocyanate, and aliphatic isocyanate as the isocyanate-based curing agent, the same materials as the above-described aromatic isocyanate, alicyclic isocyanate and aliphatic isocyanate may be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물은 촉매, 가교제 및 충전제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam composition may further include an additive selected from the group consisting of a catalyst, a crosslinking agent, and a filler.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 촉매는 아민계 촉매 및/또는 금속 촉매일 수 있다. 구체적으로, 상기 아민계 촉매는 모노아민 화합물, 디아민 화합물, 트리아민 화합물, 폴리아민 화합물, 환상 아민 화합물, 알코올 아민 화합물, 및 에테르 아민 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 금속 촉매는 유기 주석 화합물, 유기 비스머스 화합물, 유기 납 화합물, 유기 니켈 화합물 및 유기 아연 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate)일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the catalyst may be an amine-based catalyst and/or a metal catalyst. Specifically, the amine-based catalyst may be at least one selected from the group consisting of a monoamine compound, a diamine compound, a triamine compound, a polyamine compound, a cyclic amine compound, an alcohol amine compound, and an ether amine compound. In addition, the metal catalyst may be at least one selected from the group consisting of an organic tin compound, an organic bismuth compound, an organic lead compound, an organic nickel compound, and an organic zinc compound. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the catalyst may be dibutyltin dilaurate.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 촉매의 함량은, 상기 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 1 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the catalyst is 0.5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, or 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less, or 1 part by weight or more and 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total polyol. It can be below.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제는 이소시아네이트기와 반응 가능한 활성 수소 함유기를 2 내지 4개 갖는 수평균 분자량 50 이상 800 이하의 저분자 화합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 가교제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 및 펜타에리트리톨로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the crosslinking agent may be a low molecular weight compound having a number average molecular weight of 50 or more and 800 or less having 2 to 4 active hydrogen-containing groups capable of reacting with an isocyanate group. Specifically, the crosslinking agent is ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, triethanolamine, and pentaerythritol It may include one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제의 함량은, 상기 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 20 중량부 이하, 또는 5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the crosslinking agent may be 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less, or 5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol.

본 발명의 일 실시상태는. 상기 따른 난연성 폴리우레탄 폼 조성물의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention. It provides a flame retardant polyurethane foam comprising a cured product of the flame retardant polyurethane foam composition according to the above.

본 발명의 일 실시상태는, 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 형성된 난연성 폴리우레탄 폼을 제공한다. 상기 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 난연성 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법은 일반적으로 알려진 폴리우레탄 폼의 제조방법을 이용할 수 있다. An exemplary embodiment of the present invention provides a flame-retardant polyurethane foam formed by using the flame-retardant polyurethane foam composition. As a method of manufacturing a flame-retardant polyurethane foam using the flame-retardant polyurethane foam composition, a generally known method of manufacturing a polyurethane foam may be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼은, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 난연 특성을 가질 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam may have a flame-retardant property of V-0 as a result of a UL-94 vertical flame-retardant test.

도 1은 UL-94 수직 난연 테스트를 위한 모식도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 UL-94 수직 난연 테스트는 125±25 ㎜ × 13.0±0.5 ㎜ × 13 ㎜ 이하의 두께로 시편을 제조한다. 이와 같이 제조된 시편 두개를 하나의 세트로 하여 5개 세트를 준비하고, 23±2 ℃, 50±5 % 습도에서 보관 후, 37 MJ/㎥ 열량의 메탄 가스의 파란색 불꽃(불꽃 높이 20 ㎜, 시편의 아래 부분과 버너 끝 간의 거리 9.5 ㎜)을 이용하여 각각의 시편을 10 초간 두번 연소시키고, 두번째 10 초간 불꽃 연소 후 불꽃이 사라지는 시간(t2)과 무염연소가 지속되는 시간(t3)을 측정하여, 하기 표 1과 같은 기준에 따라 등급을 부여한다. 1 shows a schematic diagram for a UL-94 vertical flame retardant test. Specifically, in the UL-94 vertical flame retardant test, a specimen was prepared with a thickness of 125 ± 25 mm × 13.0 ± 0.5 mm × 13 mm or less. Prepare five sets of two specimens prepared in this way as one set, and after storage at 23±2℃ and 50±5% humidity, a blue flame of methane gas of 37 MJ/㎥ calorific value (flame height 20 ㎜, Each specimen is burned twice for 10 seconds using the distance between the lower part of the specimen and the end of the burner (9.5 ㎜), and the flame disappears after the second 10 seconds of flame combustion (t2) and the duration of flame-free combustion (t3). Thus, grades are given according to the criteria shown in Table 1 below.

UL-94 V test RatingUL-94 V test Rating V-OV-O V-1V-1 V-2V-2 각 시편의 첫번째 및 두번째 연소 후 소화 시간
(t1 or t2)
Extinguishing time after the first and second burning of each specimen
(t1 or t2)
≤ 10≤ 10 ≤ 30≤ 30 ≤ 30≤ 30
5개 세트의 총 연소 후 소화 시간의 합
(t1+t2)
Sum of fire extinguishing times after total combustion of 5 sets
(t1+t2)
≤ 50≤ 50 ≤ 250≤ 250 ≤ 250≤ 250
각 시편의 두번째 연소 후 소화시간과 무연연소 시간의 합
(t2+t3)
Sum of extinguishing time and smokeless combustion time after second combustion of each specimen
(t2+t3)
≤ 30≤ 30 ≤ 60≤ 60 ≤ 60≤ 60
불꽃 파편이나 덩어리가 떨어져,
시편 305 ㎜ 아래의 솜이 연소하는지 여부
Spark fragments or lumps fall off,
Whether the cotton under 305 mm of specimen burns
NONO NONO YESYES

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼은, 초기 두께 대비 50 %로의 압축을 가하고 상온에서 70 시간 방치 후에 측정한 압축 영구 줄음률이 10 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼은, 초기 두께 대비 50 %로의 압축을 가하고 상온에서 70 시간 방치 후에 측정한 압축 영구 줄음률이 7 % 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam may have a compression set of 10% or less measured after applying compression to 50% of the initial thickness and leaving it for 70 hours at room temperature. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam may have a compression set of 7% or less measured after applying compression to 50% of the initial thickness and leaving it for 70 hours at room temperature.

상기 압축 영구 줄음률은 KS M ISO 1956 규격(ISO 1856:2000 대응)에 의하여 측정된 값이다. 구체적으로, 상기 압축 영구 줄음률은 KS M ISO 1956 규격(ISO 1856:2000 대응)의 시험 조건에서, 압축 지그를 이용하여 시편을 초기 두께 대비 50 %로의 압축을 가하고 23±2 ℃에서 70 시간 방치 후, 압축 제거하여 복원된 두께를 이용하여 측정된 값이다. The compression permanent reduction rate is a value measured according to the KS M ISO 1956 standard (corresponding to ISO 1856:2000). Specifically, the compression permanent reduction rate is under the test conditions of KS M ISO 1956 standard (corresponding to ISO 1856:2000), compressing the specimen to 50% of the initial thickness using a compression jig and leaving it at 23±2° C. for 70 hours Then, it is a value measured using the thickness restored by compression removal.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 밀도는 0.2 g/㎤ 이상 0.5 g/㎤ 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the density of the flame-retardant polyurethane foam may be 0.2 g/cm 3 or more and 0.5 g/cm 3 or less.

상기 난연성 폴리우레탄 폼의 밀도를 상기 범위로 조절하는 경우, 기기에 적용시 밀착성 및 우수한 반발 특성에 의하여 효과적인 압축 복원 특성을 구현할 수 있다.When the density of the flame-retardant polyurethane foam is adjusted within the above range, effective compression recovery characteristics can be realized by adhesion and excellent repulsion characteristics when applied to a device.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 두께는 0.1 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 난연성 폴리우레탄 폼의 두께는 0.1 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the flame-retardant polyurethane foam may be 0.1 mm or more and 10 mm or less. Specifically, the thickness of the flame-retardant polyurethane foam may be 0.1 mm or more and 5 mm or less.

상기 난연성 폴리우레탄 폼의 두께를 상기 범위로 조절하는 경우, 기기에 적용시 밀착성 및 충격 흡수를 용이하게 할 수 있다. When the thickness of the flame-retardant polyurethane foam is adjusted within the above range, adhesion and shock absorption can be facilitated when applied to a device.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼은 패킹재일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam may be a packing material.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 난연성 폴리우레탄 폼은 자동차 배터리의 셀 간의 실링재일 수 있다. In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the flame-retardant polyurethane foam may be a sealing material between cells of a vehicle battery.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

[제조예 1] - 제1 폴리올의 제조[Production Example 1]-Preparation of the first polyol

수평균분자량이 4,000 g/mol이고, 점도가 1,300 mPa·s이며, 열 방출 용량이 553 J/g·K인 폴리프로필렌글리콜 50 중량%; 및 수평균분자량이 2,000 g/mol이고, 점도가 300 mPa·s이며, 열 방출 용량이 553 J/g·K인 폴리프로필렌글리콜 50 중량%를 포함하는 조성물을 준비한 후 이를 중합하여, 점도가 730 mPa·s이고, 유리전이온도가 -71 ℃인 제1 폴리올을 제조하였다. 50% by weight of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 4,000 g/mol, a viscosity of 1,300 mPa·s, and a heat release capacity of 553 J/g·K; And after preparing a composition containing 50% by weight of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 g/mol, a viscosity of 300 mPa·s, and a heat dissipation capacity of 553 J/g·K, it is polymerized, and the viscosity is 730 A first polyol having a mPa·s and a glass transition temperature of -71°C was prepared.

[제조예 2] - 제2 폴리올의 제조[Production Example 2]-Preparation of the second polyol

질소가 환류되는 반응기에 수평균분자량이 2,000 g/mol인 PEG-PPG 공중합체(SC2204; KPX chemical) 10 kg에 H12-MDI(Evonik)와 글리세롤 각각을 하기 표 2와 같이 S2204에 대한 몰비로 반응기에 투입하였다. 그리고, 60 ℃로 승온하여 40 ppm의 촉매(Dibutyltin dilaurate)를 투입하고, 4시간 동안 교반 후 FT-IR을 통하여 이소시아네이트 피크가 사라짐을 확인하고 반응을 종료하여 하기 표 2와 같이 제2 폴리올을 제조하였다. In a reactor in which nitrogen is refluxed, H12-MDI (Evonik) and glycerol were each added to 10 kg of PEG-PPG copolymer (SC2204; KPX chemical) having a number average molecular weight of 2,000 g/mol in a molar ratio to S2204 as shown in Table 2 below. Was put in. Then, the temperature was raised to 60°C, 40 ppm of catalyst (Dibutyltin dilaurate) was added, stirred for 4 hours, and then confirmed that the isocyanate peak disappeared through FT-IR, and the reaction was terminated to prepare a second polyol as shown in Table 2 below. I did.

SC2204SC2204 H12-MDI
(SC2204에 대한 몰비)
H12-MDI
(Molar ratio to SC2204)
글리세롤
(SC2204에 대한 몰비)
Glycerol
(Molar ratio to SC2204)
점도
(mPa·s)
Viscosity
(mPa·s)
Mn
(g/mol)
Mn
(g/mol)
Mw
(g/mol)
Mw
(g/mol)
PDIPDI 비고Remark
제조예 2Manufacturing Example 2 1One 0.90.9 0.30.3 65,00065,000 5,7705,770 15,00015,000 2.62.6 제조예 2-1Manufacturing Example 2-1 1One 0.750.75 0.30.3 38,00038,000 4,0004,000 10,00010,000 2.52.5 제조예 2-2Manufacturing Example 2-2 1One 0.650.65 0.30.3 38,00038,000 3,4803,480 8,0008,000 2.32.3 제조예 2-3Preparation Example 2-3 1One 0.90.9 00 68,00068,000 7,5007,500 15,00015,000 2.02.0 선형 구조Linear structure 제조예 2-4Manufacturing Example 2-4 1One 1.11.1 0.50.5 -- -- -- -- 겔화 발생Gelation occurs 제조예 2-5Manufacturing Example 2-5 1One 1.11.1 0.30.3 274,000274,000 8,0008,000 21,00021,000 2.62.6 점도가 지나치게 높아 배합 불가The viscosity is too high to mix

상기 표 2에서 알 수 있듯이, 제조예 2-3의 경우 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제(글리세롤)를 사용하지 않아 선형 구조의 폴리올이 형성됨을 알 수 있다. 또한, 제조예 2-4의 경우, 다관능 이소시아네이트(H12-MDI)의 함량 및 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제(글리세롤)의 함량이 지나치게 높아 겔화 현상이 발생하여 폴리올을 형성하지 못하였다. 또한, 제조예 2-5의 경우, 다관능 이소시아네이트(H12-MDI)의 함량이 높아 점도가 크게 상승하여 다른 조성과의 배합이 곤란한 폴리올이 형성되었다. As can be seen from Table 2, in the case of Preparation Example 2-3, a polyol having a linear structure was formed without using a chain extender (glycerol) having 3 or more functional groups. In addition, in the case of Preparation Example 2-4, the content of the polyfunctional isocyanate (H12-MDI) and the content of the chain extender (glycerol) having 3 or more functional groups were too high, resulting in a gelation phenomenon, and thus the polyol could not be formed. In addition, in the case of Preparation Example 2-5, the content of the polyfunctional isocyanate (H12-MDI) was high, and the viscosity was greatly increased to form a polyol that was difficult to mix with other compositions.

[제조예 3] - 제3 폴리올의 제조[Production Example 3]-Preparation of third polyol

질소가 환류되는 반응기에 수평균분자량이 500 g/mol인 폴리카보네이트 디올(T5650E; Aksai Kasai chemical) 10 kg에 XDI(Takenate 600, Mitsui Chemical)을 하기 표 3과 같이 T5650E에 대한 몰비로 반응기에 투입하였다. 그리고, 60 ℃로 승온하여 40 ppm의 촉매(Dibutyltin dilaurate)를 투입하고, 4시간 동안 교반 후 FT-IR을 통하여 이소시아네이트 피크가 사라짐을 확인하고 반응을 종료하여 하기 표 3와 같이 열방출용량이 400 J/g·K인 제3 폴리올을 제조하였다. In the reactor in which nitrogen is refluxed, XDI (Takenate 600, Mitsui Chemical) was added to 10 kg of polycarbonate diol (T5650E; Aksai Kasai chemical) having a number average molecular weight of 500 g/mol at a molar ratio to T5650E as shown in Table 3 below. I did. Then, the temperature was raised to 60°C, 40 ppm of catalyst (Dibutyltin dilaurate) was added, and after stirring for 4 hours, it was confirmed that the isocyanate peak disappeared through FT-IR, and the reaction was terminated. As shown in Table 3 below, the heat release capacity was 400 A third polyol of J/g·K was prepared.

T5650ET5650E XDI
(T5650E 에 대한 몰비)
XDI
(Molar ratio for T5650E)
점도
(mPa·s)
Viscosity
(mPa·s)
Mn
(g/mol)
Mn
(g/mol)
Mw
(g/mol)
Mw
(g/mol)
PDIPDI 비고Remark
제조예 3Manufacturing Example 3 1One 0.10.1 3,5003,500 1,0001,000 2,0002,000 2.02.0 제조예 3-1Manufacturing Example 3-1 1One 0.30.3 12,00012,000 4,0004,000 9,0009,000 2.12.1 타 성분과 상용성 불량Poor compatibility with other ingredients

상기 표 3에서 알 수 있듯이, 제조예 3-1은 다관능 이소시아네이트(XDI)의 함량이 지나치게 높아, 지나치게 높은 점도로 폴리올이 제조되었으며, 이는 타 성분과의 상용성이 불량하여 상분리 현상이 발생하여 난연성 폴리우레탄 폼의 제조가 곤란하였다. 또한, 제조예 3-1은 내부의 수소 결합이 지나치게 강하여, 자체 응집력이 높아 제1 및 2 폴리올과의 혼합이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있었다.As can be seen from Table 3, in Preparation Example 3-1, the content of the polyfunctional isocyanate (XDI) was too high, and the polyol was prepared with an excessively high viscosity, which caused a phase separation phenomenon due to poor compatibility with other components. It was difficult to manufacture a flame retardant polyurethane foam. In addition, Preparation Example 3-1 had a problem in that internal hydrogen bonds were too strong, so that the self-cohesive strength was high, so that mixing with the first and second polyols was difficult.

[실시예, 비교예 및 참고예] - 난연성 폴리우레탄 폼의 제조[Examples, Comparative Examples and Reference Examples]-Preparation of flame retardant polyurethane foam

2000 rpm 까지 고속 교반이 가능한 교반 장치를 장착한 스테인레스 스틸 재질의 배합조에 하기 표 4 내지 표 8와 같은 중량비로 제1 내지 제3 폴리올을 투입하여, 상온에서 균일하게 교반하였다. 그리고, 난연제 및 팽창흑연을 첨가하여 잘 분산시킨 다음, 정포제, 촉매 등을 하기 표 4 내지 표 8와 같은 중량비로 투입하고 약 1 시간 이상 고속으로 교반하여 균일한 조성물을 제조하였다. 이 때, 수분의 유입은 우레탄 반응을 저해하므로 최대한 억제하였다.The first to third polyols were added in a weight ratio as shown in Tables 4 to 8 in a stainless steel mixing tank equipped with a stirring device capable of high-speed stirring up to 2000 rpm, and the mixture was uniformly stirred at room temperature. Then, a flame retardant and expanded graphite were added and dispersed well, and then a foaming agent and a catalyst were added in a weight ratio as shown in Tables 4 to 8 below, and stirred at high speed for about 1 hour or more to prepare a uniform composition. At this time, the inflow of moisture was suppressed as much as possible because the urethane reaction was inhibited.

나아가, 폴리이소시아네이트 용액을 별도로 준비하였다. 상기 제조된 조성물, 폴리이소시아네이트 용액 및 질소 가스를 정량 펌프를 사용하여 일정한 비율로 고속 믹싱 헤드에 동시에 공급하였다. 이 때, 질소 가스는 밀도와 경도를 맞추면서 공급하였다. 세 가지 성분을 균일하게 믹싱하고 폴리에스테르 필름 상에 코팅한 후, 반응 경화기에서 약 120℃ 내지 150℃ 범위의 고온에서 경화시켜 밀도가 0.3 g/㎤ 이고, 두께가 2.0 ㎜인 난연성 폴리우레탄 폼 시트를 제조하였다. Furthermore, a polyisocyanate solution was separately prepared. The prepared composition, polyisocyanate solution, and nitrogen gas were simultaneously supplied to a high-speed mixing head at a constant rate using a metering pump. At this time, nitrogen gas was supplied while matching the density and hardness. A flame-retardant polyurethane foam sheet having a density of 0.3 g/cm 3 and a thickness of 2.0 mm by mixing the three components uniformly and coating it on a polyester film and then curing it at a high temperature in the range of about 120°C to 150°C in a reaction curing machine Was prepared.

상기 난연성 폴리우레탄 폼 시트의 제조 방법 및 하기 표 4 내지 표 8와 같은 조성비로 난연성 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하였다. 나아가, 제조된 폴리우레탄 폼의 난연 특성 및 압축 영구 줄음률을 측정하였다. A polyurethane foam was prepared by using the flame-retardant polyurethane foam composition in the method of preparing the flame-retardant polyurethane foam sheet and the composition ratio as shown in Tables 4 to 8 below. Further, the flame retardant properties and compression set of the prepared polyurethane foam were measured.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 제1 폴리올First polyol 제조예 1Manufacturing Example 1 7070 6060 5050 4040 6060 6060 6060 제2 폴리올Second polyol 제조예 2Manufacturing Example 2 1010 1010 1010 1010 55 1515 1010 제3 폴리올Tertiary polyol 제조예 3Manufacturing Example 3 2020 3030 4040 5050 4545 2525 3030 난연제
(MCA / Al phosphate)
Flame retardant
(MCA / Al phosphate)
2525 2525 2525 2525 2525 2525 2121
팽창 흑연
(180 ㎛)
Expanded graphite
(180 μm)
2525 2525 2525 2525 2525 2525 2121
정포제Antifoam 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 촉매catalyst 33 33 33 33 33 33 33 이소시아네이트계 경화제Isocyanate curing agent 2828 2828 2828 2828 2828 2828 2828 밀도
(g/㎤)
density
(g/cm3)
0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3
두께
(㎜)
thickness
(Mm)
22 22 22 22 22 22 22
UL-94 수직 난연 테스트UL-94 vertical flame retardant test V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 영구 압축 줄음률
(%)
Permanent compression reduction ratio
(%)
4.84.8 5.25.2 5.85.8 6.56.5 6.96.9 6.66.6 4.84.8

실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 실시예 15Example 15 제1 폴리올First polyol 제조예 1Manufacturing Example 1 6060 6060 6060 6060 6060 6060 6060 6060 제2 폴리올Second polyol 제조예 2Manufacturing Example 2 1010 1010 1010 1010 1010 1010 00 00 제조예 2-1Manufacturing Example 2-1 00 00 00 00 00 00 1010 00 제조예 2-2Manufacturing Example 2-2 00 00 00 00 00 00 00 1010 제3 폴리올Tertiary polyol 제조예 3Manufacturing Example 3 3030 3030 3030 3030 3030 00 3030 3030 PDMS 디올PDMS Dior 00 00 00 00 00 3030 00 00 난연제
(MCA / Al phosphate)
Flame retardant
(MCA / Al phosphate)
3030 2525 2525 2525 2525 4040 4040 4040
팽창 흑연
(180 ㎛)
Expanded graphite
(180 μm)
3030 2525 2525 2525 2525 4040 4040 4040
정포제Antifoam 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 촉매catalyst 33 33 33 33 33 33 33 33 이소시아네이트계 경화제Isocyanate curing agent 2828 2828 2828 2828 2828 2828 2828 2828 밀도
(g/㎤)
density
(g/cm3)
0.30.3 0.250.25 0.40.4 0.30.3 0.250.25 0.30.3 0.30.3 0.30.3
두께
(㎜)
thickness
(Mm)
22 22 22 1.61.6 1.61.6 22 22 22
UL-94 수직 난연 테스트UL-94 vertical flame retardant test V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 영구 압축 줄음률
(%)
Permanent compression reduction ratio
(%)
6.16.1 3.63.6 6.46.4 4.24.2 3.53.5 1.71.7 6.96.9 8.58.5

표 5의 PDMS 디올(Polydimethylsiloxane diol)의 열 방출 용량은 115 J/g·K이다. The heat dissipation capacity of PDMS diol (Polydimethylsiloxane diol) in Table 5 is 115 J/g·K.

상기 표 4 및 표 5에서 확인할 수 있듯이, 실시예에 따라 제조된 난연성 폴리우레탄 폼은 V-0 등급의 난연 특성을 가짐과 동시에 10 % 이내의 영구 압축 줄음률을 나타내는 것을 알 수 있다. As can be seen in Tables 4 and 5, it can be seen that the flame-retardant polyurethane foam prepared according to the Examples has a flame-retardant property of V-0 grade and at the same time exhibits a compression set reduction rate of 10% or less.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 제1 폴리올First polyol 제조예 1Manufacturing Example 1 100100 100100 100100 100100 9090 6060 제2 폴리올Second polyol 제조예 2Manufacturing Example 2 00 00 00 00 1010 00 제조예 2-3Preparation Example 2-3 00 00 00 00 00 1010 제3 폴리올Tertiary polyol 제조예 3 Manufacturing Example 3 00 00 00 00 00 3030 난연제
(MCA / Al phosphate)
Flame retardant
(MCA / Al phosphate)
2020 2525 3030 4040 2525 4040
팽창 흑연
(180 ㎛)
Expanded graphite
(180 μm)
2020 2525 3030 4040 2525 4040
정포제Antifoam 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 촉매catalyst 33 33 33 33 33 33 이소시아네이트계 경화제Isocyanate curing agent 2828 2828 2828 2828 2828 2828 밀도
(g/㎤)
density
(g/cm3)
0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.30.3
두께
(㎜)
thickness
(Mm)
22 22 22 22 22 22
UL-94 수직 난연 테스트UL-94 vertical flame retardant test 등급 외Out of grade V-2V-2 V-2V-2 V-2V-2 V-2V-2 V-0V-0 영구 압축 줄음률
(%)
Permanent compression reduction ratio
(%)
11.511.5 12.312.3 15.715.7 22.022.0 4.24.2 12.312.3

비교예 1 내지 4에 따르면, 제2 폴리올 및 제3 폴리올을 사용하지 않고 제조된 폴리우레탄 폼은 난연 특성이 매우 저조하며, 영구 압축 줄음률이 10 %를 초과하는 문제점이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 5에 따르면, 제3 폴리올을 사용하지 않는 경우, 난연 특성이 현저하게 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 6에 따르면, 제3 폴리머로서 선형 구조의 폴리올을 사용하는 경우, 난연 특성은 우수하지만, 영구 압축 줄음률은 10 %를 초과하는 문제점이 있음을 알 수 있다. According to Comparative Examples 1 to 4, it can be seen that the polyurethane foam manufactured without using the second polyol and the third polyol has very poor flame retardant properties, and has a problem that the compression set reduction ratio exceeds 10%. In addition, according to Comparative Example 5, when the third polyol is not used, it can be seen that the flame retardant properties are remarkably deteriorated. In addition, according to Comparative Example 6, when a polyol having a linear structure is used as the third polymer, it can be seen that the flame retardant property is excellent, but the compression set reduction rate exceeds 10%.

비교예 7Comparative Example 7 비교예 8Comparative Example 8 비교예 9Comparative Example 9 제1 폴리올First polyol 제조예 1Manufacturing Example 1 6060 6060 6060 제2 폴리올Second polyol 제조예 2Manufacturing Example 2 1010 1010 1010 제3 폴리올Tertiary polyol 폴리에틸렌글리콜
(열방출용량: 652 J/g·K)
Polyethylene glycol
(Heat dissipation capacity: 652 J/g·K)
3030 00 00
폴리카프로락톤 디올
(열방출용량: 526 J/g·K)
Polycaprolactone diol
(Heat dissipation capacity: 526 J/g·K)
00 3030 00
폴리프로필렌글리콜
(열방출용량: 553 J/g·K)
Polypropylene glycol
(Heat dissipation capacity: 553 J/g·K)
00 00 3030
난연제
(MCA / Al phosphate)
Flame retardant
(MCA / Al phosphate)
2020 2525 3030
팽창 흑연
(180 ㎛)
Expanded graphite
(180 μm)
2020 2525 3030
정포제Antifoam 2.52.5 2.52.5 2.52.5 촉매catalyst 33 33 33 이소시아네이트계 경화제Isocyanate curing agent 2828 2828 2828 밀도
(g/㎤)
density
(g/cm3)
0.30.3 0.30.3 0.30.3
두께
(㎜)
thickness
(Mm)
22 22 22
UL-94 수직 난연 테스트UL-94 vertical flame retardant test V-2V-2 V-2V-2 V-2V-2 영구 압축 줄음률
(%)
Permanent compression reduction ratio
(%)
4.34.3 1.31.3 15.715.7

표 7에 따르면, 제3 폴리올로서 열 방출 용량이 500 J/g·K를 초과하는 폴리올을 사용하여 제조된 폴리우레탄 폼은 난연 특성이 V-2로 V-0등급에 만족하지 못함을 확인할 수 있다.According to Table 7, it can be confirmed that the polyurethane foam produced using a polyol having a heat dissipation capacity exceeding 500 J/g·K as a third polyol does not satisfy the V-0 grade as the flame retardant property is V-2. have.

참고예 1Reference Example 1 참고예 2Reference Example 2 참고예 3Reference Example 3 참고예 4Reference Example 4 제1 폴리올First polyol 제조예 1Manufacturing Example 1 8080 7575 7070 6060 제2 폴리올Second polyol 제조예 2Manufacturing Example 2 1010 1010 1010 1010 제3 폴리올Tertiary polyol 제조예 3Manufacturing Example 3 1010 1515 2020 3030 난연제
(MCA / Al phosphate)
Flame retardant
(MCA / Al phosphate)
2525 2525 2020 3030
팽창 흑연
(180 ㎛)
Expanded graphite
(180 μm)
2525 2525 2020 2020
정포제Antifoam 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 촉매catalyst 33 33 33 33 이소시아네이트계 경화제Isocyanate curing agent 2828 2828 2828 2828 밀도
(g/㎤)
density
(g/cm3)
0.30.3 0.30.3 0.30.3 0.250.25
두께
(㎜)
thickness
(Mm)
22 22 22 22
UL-94 수직 난연 테스트UL-94 vertical flame retardant test V-2V-2 V-2V-2 V-2V-2 V-2V-2 영구 압축 줄음률
(%)
Permanent compression reduction ratio
(%)
4.34.3 5.55.5 5.55.5 4.74.7

참고예 1 및 2에 따르면, 제3 폴리올의 함량이 전체 폴리올에 대하여 20 중량%에 미치지 못하여, 난연 특성이 매우 저조한 것을 알 수 있다. 또한, 참고예 3 및 4에 따르면, 난연제 및/또는 팽창 흑연의 함량이 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 미만이어서, 난연 특성이 매우 저조한 것을 할 수 있다. According to Reference Examples 1 and 2, it can be seen that the content of the third polyol is less than 20% by weight based on the total polyol, so that the flame retardant property is very poor. In addition, according to Reference Examples 3 and 4, since the content of the flame retardant and/or expanded graphite is less than 21 parts by weight based on 100 parts by weight of the total polyol, the flame retardant property may be very poor.

Claims (15)

유리전이온도가 -50 ℃ 이하이고, 25 ℃에서의 점도가 2,000 mPa·s 이하인 제1 폴리올;
이소시아네이트기와 반응하는 작용기를 적어도 3개 포함하고, 중량평균분자량이 5,000 g/mol 이상 30,000 g/mol 이하이며, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPa·s 이상 200,000 mPa·s 이하인 제2 폴리올;
열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 제3 폴리올;
이소시아네이트계 경화제;
정포제;
난연제; 및
팽창 흑연을 포함하는
난연성 폴리우레탄 폼 조성물이고,
상기 제2 폴리올은, 폴리에테르계 폴리올; 다관능 이소시아네이트; 및 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제를 포함하는 제2 폴리올 조성물을 이용하여 형성된 중합체이며,
상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는, 1:0.5 내지 1:1이고,
상기 제2 폴리올 조성물에서의 상기 폴리에테르계 폴리올과 상기 3 이상의 관능기를 가지는 사슬 연장제의 몰비는, 1:0.1 내지 1:0.45인 것인, 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
A first polyol having a glass transition temperature of -50°C or less and a viscosity of 2,000 mPa·s or less at 25°C;
A second polyol containing at least three functional groups reacting with an isocyanate group, a weight average molecular weight of 5,000 g/mol or more and 30,000 g/mol or less, and a viscosity at 25° C. of 20,000 mPa·s or more and 200,000 mPa·s or less;
A third polyol having a heat release capacity of 500 J/g·K or less;
Isocyanate-based curing agents;
Antifoam;
Flame retardant; And
Containing expanded graphite
It is a flame retardant polyurethane foam composition,
The second polyol is a polyether-based polyol; Polyfunctional isocyanate; And it is a polymer formed by using a second polyol composition comprising a chain extender having three or more functional groups,
The molar ratio of the polyether-based polyol and the polyfunctional isocyanate in the second polyol composition is 1:0.5 to 1:1,
The molar ratio of the polyether-based polyol and the chain extender having three or more functional groups in the second polyol composition is from 1:0.1 to 1:0.45, flame-retardant polyurethane foam composition.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 5 중량% 이상 20 중량% 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the second polyol is a flame-retardant polyurethane foam composition that is 5% by weight or more and 20% by weight or less based on the total polyol.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 폴리올의 함량은, 전체 폴리올에 대하여 20 중량% 이상 50 중량% 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the third polyol is a flame-retardant polyurethane foam composition that is 20% by weight or more and 50% by weight or less based on the total polyol.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 폴리올과 상기 제3 폴리올의 총 함량은, 전체 폴리올에 대하여 30 중량% 이상 60 중량% 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The total content of the second polyol and the third polyol is 30% by weight or more and 60% by weight or less based on the total polyol.
청구항 1에 있어서,
상기 난연제의 함량은, 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 50 중량부 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the flame retardant is 21 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol.
청구항 1에 있어서,
상기 팽창 흑연의 함량은, 전체 폴리올 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 50 중량부 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the expanded graphite is a flame-retardant polyurethane foam composition of 21 parts by weight or more and 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total polyol.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제3 폴리올은 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올, 또는 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올 및 다관능 이소시아네이트를 포함하는 제3 폴리올 조성물을 이용하여 형성된 중합체인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method according to claim 1,
The third polyol is a polyol having a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less, or a polymer formed using a polyol having a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and a third polyol composition comprising a polyfunctional isocyanate. Flame retardant polyurethane foam composition.
청구항 10에 있어서,
상기 제3 폴리올 조성물에서의 상기 열 방출 용량이 500 J/g·K 이하인 폴리올과 상기 다관능 이소시아네이트의 몰비는 1:0.05 내지 1:0.25인 것인 난연성 폴리우레탄 폼 조성물.
The method of claim 10,
The flame-retardant polyurethane foam composition of the third polyol composition wherein the molar ratio of the polyol having a heat dissipation capacity of 500 J/g·K or less and the polyfunctional isocyanate is 1:0.05 to 1:0.25.
청구항 1에 따른 난연성 폴리우레탄 폼 조성물의 경화물을 포함하는 난연성 폴리우레탄 폼. Flame-retardant polyurethane foam comprising a cured product of the flame-retardant polyurethane foam composition according to claim 1. 청구항 12에 있어서,
상기 난연성 폴리우레탄 폼은, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 난연 특성을 갖는 것인 난연성 폴리우레탄 폼.
The method of claim 12,
The flame-retardant polyurethane foam is a flame-retardant polyurethane foam having a flame-retardant property of V-0 as a result of a UL-94 vertical flame-retardant test.
청구항 12에 있어서,
상기 난연성 폴리우레탄 폼은, 초기 두께 대비 50 %로의 압축을 가하고 상온에서 70 시간 방치 후에 측정한 압축 영구 줄음률이 10 % 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼.
The method of claim 12,
The flame-retardant polyurethane foam is a flame-retardant polyurethane foam having a compression set of 10% or less measured after applying compression to 50% of the initial thickness and leaving it for 70 hours at room temperature.
청구항 12에 있어서,
상기 난연성 폴리우레탄 폼의 밀도는 0.2 g/㎤ 이상 0.5 g/㎤ 이하인 것인 난연성 폴리우레탄 폼.
The method of claim 12,
The flame-retardant polyurethane foam has a density of 0.2 g/cm 3 or more and 0.5 g/cm 3 or less.
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