KR102336423B1 - 난연성이 우수한 배관 커버재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관 커버재 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 기존 폴리에틸렌계 커버재의 문제점인 취약한 내수성을 해결하면서, 난연성이 우수한 하이브리드 타입의 배관 커버재 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

난연성이 우수한 배관 커버재 및 이의 제조방법{Flame-retardant protective cover material for pipe and Manufacturing method thereof}
본 발명은 배관의 보온, 단열을 위한 배관 커버재에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 옥내외에 설치된 배관의 동파 및 옥내에 설치된 배관의 열손실을 방지하면서도 기존 배관커버재가 열에 취약 문제를 해결한 배관 커버재에 관한 것이다.
일반적으로 냉, 난방을 요구하는 모든 배관들은 배관을 통한 기체 또는 유체의 이송시 그 유체의 물성변화방지나 에너지 절감 등을 이유로 외면에 단열재를 씌워주도록 하고 있으며, 발전소나 산업용 플랜트 및 각종 배관 등과 같이 이송되는 기체, 유체로부터 고열이 발생될 경우에는 융점이 높은 재료를 이용하여 단열재를 성형 제조해 주어야만 단열기능을 만족하면서 단열재에 의한 화재를 예방해 줄 수가 있게 된다.
일반적으로 배관 보호재(또는 배관 단열재)로는 스티로폼이나 발포수지 등으로 제작된 단열재를 배관에 씌워 배관을 보호한다. 특히, 빗물 등이 단열재의 내부로 유입되는 것을 방지하거나 햇볕에 단열재가 삭는 것을 방지하기 위하여 단열재의 표면에 테이프를 감거나 함석판을 벤딩한 커버를 씌운다.
그러나 단열재에 테이프를 감는 경우 저렴한 가격으로 단열재를 보호할 수 있지만 자외선을 완전히 차단하지 못하므로 일정 시간 경과 후 테이프가 삭아 단열재의 기능이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 단열재에 함석판을 밴딩한 커버를 씌우는 경우 테이프의 문제점을 해결할 수 있지만 상대적으로 고가의 시공비를 필요로 하게 되고, 향후 배관의 수리 시 커버를 분리하면 재사용이 불가능하여 커버를 새로 제작해야 하는 등의 문제점이 있었다.
폴리에틸렌계 발포체를 도입하여 우수한 단열성을 확보한 배관 커버재가 개발, 적용되고 있는데, 폴리에틸렌계 발포체는 열에 취약하고 내수성이 낮은 문제점이 있다.
한국 등록특허번호 10-1350711(공고일 2014. 01. 23)
본 발명은 기존 폴리에틸렌 단열재의 문제점인 취약한 난연성, 낮은 내수성을 해결하면서, 난연성이 우수한 폴리우레탄 발포체를 도입한 하이브리드 타입의 배관 커버재를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 배관 커버재는 기체 또는 유체가 이송되는 배관의 외주면을 커버하는 커버재(또는 피복재)이며, 상기 피복재는 극난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층이 차례대로 적층되거나; 또는 극난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층, 극난연 연질 폴리우레탄 폼층 및 광반사층이 차례대로 적층된 구조를 가진다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 배관 커버재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 각각 제조하는 1단계; 및 상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 합지시키는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하여 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층이 차례대로 적층된 구조의 배관 커버재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 배관 커버재를 제조하는 다른 방법은 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체, 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 각각 제조하는 1단계; 상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 폴리에틸렌 발포체를 합지시켜서 제1적층체를 제조하는 2단계; 및 상기 제1적층체의 폴리에틸렌 발포체 외부에 상기 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 합지시키는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여 극난연 연질 폴리우레탄 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 및 광반사층이 차례대로 적층된 구조의 배관 커버재를 제조할 수 있다.
본 발명의 배관 커버재는 내수성(낮은 수분흡수성) 및 단열성이 우수하고, 찢어짐에 강하고 경량성이 우수할 뿐만 아니라, 난연성이 매우 우수하다.
도 1의 A 및 B는 제조예 1에서 제조한 본 발명의 배관 커버재를 찍은 사진이다.
도 2의 A 및 B는 제조예 2에서 제조한 본 발명의 배관 커버재를 찍은 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 난연성 우수한 배관 커버재는 기체 또는 유체가 이송되는 관체의 외주면을 커버하는 커버재(또는 피복재)로서, 도 1 및 도 2의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 극난연 연질 폴리우레탄 폼층(이하, "NB-PU층"으로 정의한다), 폴리에틸렌 발포체층(이하, "PE층"으로 정의한다) 및 광반사층이 차례대로 적층된 형태일 수 있다(도 1의 A, B 참조).
또는 본 발명의 난연성 우수한 배관 커버재는 NB-PU층, PE층, NB-PU층 및 광반사층이 차례대로 적층된 형태일 수 있다(도 2의 A, B 참조).
이러한, 본 발명의 배관 커버재는 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 각각 제조하는 1단계; 및 상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 합지시키는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하여, NB-PU층, PE층 및 광반사층이 차례대로 적층된 3층 구조 형태의 난연성이 우수한 배관 커버재의 제조할 수 있다(방법 1).
또한, 본 발명의 배관 커버재는 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체, 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 각각 제조하는 1단계; 상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 폴리에틸렌 발포체를 합지시켜서 제1적층체를 제조하는 2단계; 및 상기 제1적층체의 폴리에틸렌 발포체 외부에 상기 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 합지시키는 3단계;를 NB-PU층, PE층, NB-PU층 및 광반사층이 차례대로 적층된 4층 구조 형태의 난연성이 우수한 배관 커버재의 제조할 수 있다(방법 2).
상기 방법 1 및 방법 2의 각층의 합지는 110 ~ 130℃ 하에서 열접착(thermal bonding)시켜서 합지를 수행하거나, 접착제를 사용하여 합지시킬 수 있으며, 바람직하게는 열접착을 수행하는 것이 좋다.
그리고, 상기 방법 1 및 방법 2에서 PE층 또는 NB-PU층 상부에 알루미늄 증착시켜서 광반사층을 형성되는데, 상기 광반사층은 외부 환경으로부터 전달되는 열을 차단하고, 특히 옥외에 설치된 배관에 설치된 배관 커버재가 태양광선에 의해 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 PE층 또는 NB-PU층 각각은 폴리에틸렌 발포체 또는 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 일면에 알루미늄(Al)을 진공에서 기화시켜 박막을 형성, 즉 진공에서 증착 코팅시켜 형성된 것으로서, 인위적으로 공기를 불어 넣어 알루미늄을 산화시켜서 증착시킨 것이다.
상기 NB-PU층 형성하는 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 및 PE층을 형성하는 연질 폴리에틸렌 발포체에 대해 설명하면 다음과 같다.
[연질 폴리우레탄(PU) 발포체]
NB-PU 발포체는 레진 프리믹스 및 폴리이소시아네이트를 1 : 0.5 ~ 1.0 당량비로, 바람직하게는 레진 프리믹스 및 폴리이소시아네이트를 1 : 0.6 ~ 0.75 당량비로 포함하는 혼합수지의 발포체이다.
상기 레진 프리믹스는 혼합 폴리올, 폴리에테르폴리올계 셀 개방제, 아민계 가교제, 3급 아민계 촉매, 정포제, 난연제, 팽창성 흑연분말 및 물을 포함하며, 바람직하게는 폴리에테르폴리올계 셀 개방제 0.1 ~ 1.5 중량%, 아민계 가교제 0.5 ~ 3.0 중량%, 3급 아민계 촉매 0.1 ~ 1.0 중량%, 정포제 0.1 ~ 1.0 중량%, 난연제 4.0 ~ 7.0 중량%, 팽창성 흑연분말 3.0 ~ 6.0 중량%, 물 2.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 혼합 폴리올을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에테르폴리올계 셀개방제 0.5 ~ 1.0 중량%, 아민계 가교제 1.5 ~ 2.0 중량%, 3급 아민계 촉매 0.2 ~ 0.5 중량%, 정포제 0.4 ~ 0.8 중량%, 난연제 5.0 ~ 6.5 중량%, 팽창성 흑연분말 4.0 ~ 5.0 중량%, 물 3.5 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 혼합 폴리올을 포함할 수 있다.
레진 프리믹스 성분 중 상기 혼합 폴리올은 폴리옥시알킬렌폴리올 및 폴리머 폴리올을 1 : 0.5 ~ 0.7 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.5 ~ 0.6 중량비로 포함한다. 이때, 폴리머 폴리올 사용량이 0.5 중량비 미만이면 NB-PU 발포체의 기계적 물성이 저조할 수 있고, 0.7 중량비를 초과하면 NB-PU 발포체의 연질성이 떨어져서 NB-PU 발포체의 유연성이 부족한 문제가 있을 수 있다.
혼합 폴리올 성분 중 상기 폴리옥시알킬렌폴리올은 Zn 및 Co 를 함유하는 복합 금속 시안화물 착물 촉매로 알킬렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜 제조한 관능기 2 ~ 3 및 수산기 값이 120 ∼ 150㎎KOH/g 의 폴리옥시알킬렌폴리올이며, 이러한 폴리올을 사용하여 폴리우레탄의 난연성을 크게 증가시킬 수 있다. 개환 부가 중합시켜 제조한 폴리옥시알킬렌폴리올은 Zn 및 Co 의 합계량 50 ∼ 100ppm 정도 포함할 수 있다.
상기 복합 금속 시안화물은 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노-tert-부틸에테르(METB), 에틸렌글리콜모노-tert-펜틸에테르(METP), 디에틸렌글리콜모노-tert-부틸에테르 (DETB) 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르(TPME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 에테르; 및 아연헥사시아노코발테이트;의 착물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 METB, METP 및 DETB 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 에테르; 및 아연헥사시아노코발테이트;의 착물을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 DETB와 아연헥사시아노코발테이트의 착물을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 알킬렌옥사이드는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 1,2-에폭시부탄 및 2,3-에폭시부탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 에틸렌옥사이드(Ethylene Oxide, EO) 및 프로필렌옥사이드(Propylene Oxide, PO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 혼합 폴리올 성분 중 상기 폴리옥시알킬렌폴리올의 바람직한 일례를 들면, 수산화칼륨 촉매 및 디프로필렌글리콜을 개시제로 하여 분자평균분자량 약 800 정도까지 프로필렌옥사이드를 개환 부가 중합시킨 후, 규산마그네슘으로 정제한다. 그 후, 정제한 중합물을 개시제로 하여 DETB와 아연헥사시아노코발테이트의 착물 촉매를 사용하여 프로필렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜서, 평균 관능기 2, 수산기 값이 125 KOH/g, 불포화도 0.005meq/g, Zn 및 Co 의 합계량 80 ~ 86ppm 정도인 폴리옥시프로필렌폴리올을 제조할 수 있다.
또한, 혼합 폴리올 성분 중 상기 폴리머 폴리올은 수산기 값이 10 ~ 50 mg KOH/g이며, 아크릴로 니트릴 또는 스티렌 모노머로 형성된 고체상 폴리머가 15 ~ 30중량% 이하로, 바람직하게는 20 ~ 25 중량% 그라프트된 폴리올을 포함하며, 더욱 바람직하게는 글리세린을 개시제로 하여 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합시켜 제조한 폴리에테르 폴리올에 스티렌 모노머를 22 ~ 25 중량%를 그라프트(또는 분산)시켜 제조한 폴리올이다. 이러한, 폴리머 폴리올을 상기 폴리옥시알킬렌폴리올과 혼합 사용함으로써, 배관 커버재로서의 충분한 기계적 물성, 내수성, 난연성 확보를 용이하게 할 수 있다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 상기 셀 개방제는 당업계에서 사용하는 일반적인 셀개방제를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 수산기 값이 60 ~ 70 mgKOH/g인 폴리에테르폴리올계 셀개방제를, 더욱 바람직하게는 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드를 1 : 0.2 ~ 0.4 중량비로 부가중합시켜 제조한 중량평균분자량 3,000 ~ 4,500 g/mol 및 수산시 값이 수산기 값이 60 ~ 65 mgKOH/g인 폴리에테르폴리올을 셀 개방제로 사용할 수 있다. 그리고, 레진 프리믹스 내 셀 개방제 함량이 0.1 중량% 미만이면 발포체의 셀이 충분히 개방되지 못해 닫힌 셀이 증가하여 유연성이 불량해지고, 1.53 중량%를 초과하면 셀이 과도하게 개방되어 붕괴(Collapse:컬랩스)되는 현상이 발생할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 상기 아민계 가교제는 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸렌디아민, 트리에릴렌테트라아민, 메틸렌오르토클로르아닐린, 4,4-디페닐메탄디아민, 2,6-디클로로-4,4-디페닐메탄디아민, 2,4-톨루엔디아민 및 2,6-톨루엔디아민 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 4,4-디페닐메탄디아민, 2,6-디클로로-4,4-디페닐메탄디아민 및 2,4-톨루엔디아민 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 레진 프리믹스 내 아민계 가교제의 함량이 0.5 중량% 미만이면 발포체 내 충분한 매트릭스가 형성되지 않고 폼 내 셀 형태가 고르지 못해서 기계적 물성이 좋지 않을 수 있고, 3.0 중량%를 초과하면 오히려 셀이 너무 작게 형성되어 경질성이 증가하여 발포체의 유연성이 부족한 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 3급 아민계 촉매는 트리에틸렌디아민, 비스디메틸아미노에틸에테르, 트리프로필아민, 트리이소프로판올아민, 트리부틸아민, 트리에틸아민, N-메틸모플린, 디에틸렌트리아민비스(2-(N,N-디에틸아미노)에틸)에테르 및 이들의 염 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 트리에틸렌디아민, 비스디메틸아미노에틸에테르, 트리프로필아민 및 트리이소프로판올아민 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 레진 프리믹스 내 3급 아민계 촉매의 함량이 0.1 중량% 미만이면 반응이 지연되어 경화불량으로 생산성 및 품질이 저하되고, 1.0 중량%를 초과하면 발포체의 내구성 및 포깅 발생 등의 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 정포제는 폴리이소시아네이트와 레진 프리믹스 중의 물이 반응하여 이산화탄소 가스를 발생하고, 발생된 가스가 반응열에 의해 팽창하여 발포체에 셀이 형성될 때, 생성된 셀이 합일, 파괴되는 것을 방지하고 균일한 셀이 형성되도록 조정하는 역할을 한다. 정포제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기규소 정포제를 사용하는 것이 좋다. 그리고, 레진 프리믹스 내 정포제 함량이 0.1 중량% 미만이거나 1.0 중량%를 초과하면 셀이 충분하게 형성되지 않거나, 불균일하게 형성되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 상기 난연제는 유기 난연제 및 무기 난연제 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 유기 난연제는 트리스클로로프로필 포스페이트(TCPP), 디에틸 에탄포스포네이트(DEEP), 트리에틸 포스페이트(TEP), 디메틸 프로필포스포네이트(DMPP), 디페닐 크레실 포스페이트(DPC) 또는 트리에틸 포스페이트 중에서 선택된 유기 포스페이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 트리스클로로프로필 포스페이트 및 트리에틸 포스페이트를 1 : 2 ~ 3 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 난연제로는 알루미늄 옥시드 하이드레이트, 안티몬 트리옥시드, 비소 옥시드 및 칼슘 설페이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 레진 프리믹스 내 난연제 함량이 4.0 중량% 미만이면 원하는 난연 효과를 확보하지 못할 수 있고, 7.0 중량%를 초과 사용하면 상대적으로 다른 성분들의 사용량이 감소하여 다른 물성 저하가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 팽창성 흑연 분말은 상기 난연제와 함께 NB-PU 발포체(또는 NB-PU 폼층)에 난연성을 부여하여 난연 성능을 극대화하고, NB-PU 발포체가 화재 등에 의해 연소되는 경우 발생하는 연기를 흡착하여 억연제 역할을 하며 또한 폴리우레탄 발포폼의 화학냄새 발산을 방지하는 역할을 할 수 있다. 그리고, 레진 프리믹스 내 팽창성 흑연 분말의 함량이 3.0 중량% 미만이면 이의 사용으로 인한 난연성 극대화 효과를 볼 수 없을 수 있고, 6.0 중량%를 초과 사용하는 것은 과다 사용으로서 NB-PU 발포체로부터 이탈되는 흑연 분말이 발생으로 인한 제조 작업성 등이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다. 상기 팽창성 흑연 분말은 100 메쉬 이하의 입경 크기를 갖는 것을, 바람직하게는 80 메쉬 이하의 입경 크기를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 레진 프리믹스 성분 중 물은 발포제로서, 2.0 중량% 미만이면 발포력이 미비할 수 있고, 5.0 중량%를 초과하면 너무 발포되어 NB-PU 발포체의 기계적 물성이 저조한 문제가 있을 수 있다.
본 발명에서는 상기 레진 프리믹스는 필요에 따라 각종 폼 안정제, 무기 충전제, 착색제, 항균제 등을 더 추가적으로 사용할 수도 있다.
폼 안정화제로는 규칙적인 셀 구조의 형성을 촉진하는 재료로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 폴리우레탄 폼 안정화제를 사용할 수 있고, 일례를 들면, 실록산-옥시알킬렌 공중합체 등을 사용할 수 있다.
상기 무기 충전제로는 시트 실리케이트, 안티고라이트, 세르펜틴, 호른블렌드, 암피볼, 크리소타일, 탈크, 카올린, 알루미늄 옥사이드, 티탄 옥사이드, 아연 설파이드 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 혼합하여 사용할 수 있으며, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트와 함께 폴리페닐폴리이소시아네이트를 함께 사용함으로써, 단열성이 크게 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
Figure 112020051017718-pat00001
상기 화학식 1에서 R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며, 바람직하게는 R1은 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬렌기이다. 그리고, 화학식 1의 n은 1 ~ 3의 정수이며, 바람직하게는 n은 1 또는 2이다.
그리고, 상기 조성들을 이용 및 발포시킨 연질 폴리우레탄(PU) 발포체를 난연성 원료에 함침처리하여 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 제조할 수도 있다.
[PE 발포체]
상기 폴리에틸렌(PE) 발포체층은 배관 보호 및 단열 역할을 하며, 외부 습도 및 수분의 침투를 방지하는 역할을 하는 것으로서, 상기 폴리에틸렌 발포체층은 PE 혼합수지의 발포체이며, 상기 PE 혼합수지는 혼합 폴리에틸렌 수지, 음이온 계면활성제, 기포조절제, 산화방지제 및 발포제를 포함한다.
상기 폴리에틸렌(PE) 혼합수지는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 2 ~ 5 중량부, 기포조절제 0.1 ~ 1 중량부, 산화방지제 1 ~ 5 중량부 및 발포제 5 ~ 10 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 2.5 ~ 4.5 중량부, 기포조절제 0.2 ~ 0.8 중량부, 산화방지제 2 ~ 5 중량부 및 및 발포제 6 ~ 8.5 중량부를 포함하며, 더욱 바람직하게는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 3.0 ~ 4.5 중량부, 기포조절제 0.5 ~ 0.8 중량부, 산화방지제 2.5 ~ 4.5 중량부 및 발포제 6.5 ~ 8.0 중량부를 포함할 수 있다.
제 혼합수지 성분 중 상기 혼합 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.5 ~ 1 중량비로, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.7 ~ 1.0 중량비로, 더욱 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.85 ~ 1.00 중량비로 포함하는 것이 습기에 대한 저항성(내수성) 측면에서 유리하며, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 0.5 중량비 미만이면 내수성이 떨어질 수 있고, 1 중량비를 초과하면 내수성은 증가하나, 기계적 물성이 감소하는 문제가 있을 수 있다.
상기 저밀도 폴리에틸렌 수지는 MFR(melt mass flow rate) 2 ~ 5g/10분 및 밀도 0.920 ~ 0.925 g/cm2인 것을, 바람직하게는 MFR(melt mass flow rate) 2 ~ 4g/10분 및 밀도 0.921 ~ 0.925 g/cm2인 것을 사용하는 것이 좋다.
그리고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 MFR 6 ~ 10g/10분 및 밀도 0.918 ~ 0.922 g/cm2인 것을, 바람직하게는 MFR 7 ~ 10g/10분 및 밀도 0.918 ~ 0.920 g/cm2인 것을 사용하는 것이 좋다.
PE 혼합수지 성분 중 상기 음이온 계면활성제는 발포체를 형성하고 안정화시키는 역할을 하는 것으로서, 소듐 라우릴설페이트(Sodium Lauryl Sulfate), 포타슘 라우릴설페이트 (Potassium Lauryl Sulfate), 암모늄 라우릴설페이트 (Ammonium Lauryl Sulfate), 소듐 미리스틸설페이트 (Sodium Myristyl Sulfate), 소듐 세틸설페이트 (Sodium Cetyl Sulfate), 소듐 코코일글루타메이트 (Sodium Cocoyl Glutamate), 소듐 라우레스설페이트 (Sodium Laureth Sulfate) 및 암모늄 라우레스설페이트 (Ammonium Laureth Sulfate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 음이온 계면활성제의 사용량이 2 중량부 미만이면 PE 발포체의 안정화가 잘 이루어지지 않아서 외부 충격에 의해 쉽게 파괴되고 단열성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 5 중량부를 과량 사용인 바, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
PE 혼합수지 성분 중 상기 기포조절제는 당업계에서 사용하는 일반적인 기포조절제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 상기 기포조절제는 중탄산나트륨과 시트르산나트륨을 중량비 1:0.5 ~ 1.5 중량비로 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 중탄산나트륨과 시트르산나트륨을 중량비 1:0.8 ~ 1.2 중량비로 포함할 수 있다.
PE 혼합수지 성분 중 상기 산화방지제 2,6-비스(1-메틸헵타데실)-p-크레졸 부틸화된 히드록시아니솔드(BHA), 부틸화된 히드록시톨루엔(BHT), 부틸화된 옥틸화된 페놀, 헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸 히드록시-신나메이트), [비스(2-히드록시-3-t-부틸 -5-메틸페닐)메탄](예를 들면, Cyanox 2246), 옥타데실 3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트(예를 들면 Irganox 1076), 및 테트라키스(메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)메탄(예를 들면 Irganox 1010) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 2,6-비스(1-메틸헵타데실)-p-크레졸 부틸화된 히드록시아니솔드(BHA), 헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸 히드록시-신나메이트), [비스(2-히드록시-3-t-부틸 -5-메틸페닐)메탄] 및 옥타데실 3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트] 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 산화방지제 사용량이 1 중량부 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 산화방지 효과가 미비할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 사용하면 발포체가 장기간 사용된 후, 색이 변하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
PE 혼합수지 성분 중 상기 발포제는 프로판, 노말부탄, 이소부탄, 노말펜탄, 이소펜탄, 노말헥산, 이소헥산 등의 지방족 탄화수소를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 노말부탄 및 이소부탄을 1:0.1 ~ 0.5 중량비로, 바람직하게는 노말부탄 및 이소부탄을 1:0.3 ~ 0.5 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 발포제의 사용량이 5 중량부 미만이면 PE 발포체가 충분하게 발포하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 10 중량부를 초과하면 과량 사용으로 PE 발포체가 너무 발포가 되어 밀도가 낮고, 기계적 물성이 저조한 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
앞서 설명한 PE 혼합수지는 당업계에서 사용하는 일반적으로 사용하는 억연제, 난연제, 강도증진제, 안료 등을 추가로 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 PE 혼합수지를 110~ 180℃, 바람직하게는 120 ~ 160℃, 더욱 바람직하게는 130 ~ 150℃ 하에서 10분 ~ 20분간 가열 및 발포시켜 제조한 PE 발포체는 겉보기 밀도 40 ~ 100㎏/㎥, 바람직하게는 겉보기 밀도 50 ~ 95㎏/㎥, 더욱 바람직하게는 겉보기 밀도 65 ~ 90 ㎏/㎥을 만족할 수 있다.
또한, 상기 PE 발포체는 80℃ 에서 24시간 동안 가열되었을 때의 압출 방향의 치수 변화율이 -5% ~ 0%를 만족할 수 있다.
앞서 설명한 NB-PU 층, PE층 및 광반사층이 차례대로 적층된 3층 구조 또는 NB-PU 층, PE층, NB-PU 층 및 광반사층이 차례대로 적층된 4층 구조 본 발명의 배관 커버재는 ASTM F-1249법에 의거하여 수분투습도 측정시, 수분투습도가 0.0300 g/m2·day 이하, 바람직하게는 수분투습도가 0.0005 ~ 0.0200 g/m2·day, 더욱 바람직하게는 0.0007 ~ 0.0150 g/m2·day을 만족할 수 있는 바, 매우 우수한 내수성을 가질 수 있다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예 ]
실시예 1-1 : 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 제조
(1) 레진 프리믹스 제조
수산화칼륨 촉매 및 디프로필렌글리콜을 개시제로 하여 분자평균분자량 약 800 정도까지 프로필렌옥사이드를 개환 부가 중합시킨 후, 규산마그네슘으로 정제한 후, 정제한 중합물을 개시제로 하여 DETB와 아연헥사시아노코발테이트의 착물 촉매를 사용하여 프로필렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜서 제조한, 평균 관능기 2, 수산기 값이 125 KOH/g, 불포화도 0.005meq/g, Zn 및 Co 의 합계량 80 ~ 86ppm 정도인 폴리옥시프로필렌폴리올을 준비하였다.
글리세린을 개시제로 하여 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합시켜 제조한 폴리에테르 폴리올에 스티렌 모노머를 23 중량%를 그라프트(또는 분산)시켜 제조한 폴리머 폴리올을 준비하였다.
상기 폴리옥시프로필렌폴리올 및 상기 폴리머 폴리올을 1 : 0.58 중량비로 혼합하여 혼합 폴리올을 제조하였다.
셀 개방제 0.7 중량%, 4,4-디페닐메탄디아민(아민계 가교제) 1.8 중량%, 트리이소프로판올아민(3급 아민계 촉매) 0.4 중량%, 유기규소 정포제 0.6 중량%, 난연제 6.2 중량%, 80 메쉬 이하의 입경 크기를 갖는 팽창성 흑연 분말 4.5 중량%, 물 4.6 중량% 및 잔량의 상기 혼합 폴리올을 혼합하여 레지 프리믹스를 제조하였다.
이때, 상기 셀 개방제는 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드를 1 : 0.3 중량비로 부가중합시켜 제조한 중량평균분자량 3,500 ~ 4,000 g/mol 및 수산시 값이 수산기 값이 62 ~ 63 mgKOH/g인 폴리에테르폴리올이다. 그리고, 상기 난연제는 트리스클로로프로필 포스페이트 및 트리에틸 포스페이트를 1 : 2.5 중량비로 혼합한 유기 난연제이다.
(2) 폴리이소시아네이트 제조
2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 2로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 1 : 0.1 ~ 0.2 중량비로 혼합하여 폴리이소시아네이트를 준비하였다.
Figure 112020051017718-pat00002
상기 화학식 2에서 R1은 에틸렌기이며, n은 1이다.
(3) 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 제조
상기 레진 프리믹스 및 상기 폴리이소시아네이트를 1 : 0.65 당량비로 혼합한 후, 약 60℃에서 5초간 격렬하게 교반한 후, 몰드에 주입하여 발포시켜서 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.
그리고, 상기 조성들을 이용 및 발포시킨 연질 폴리우레탄(PU) 발포체를 난연성 원료에 함침처리하여 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 제조할 수도 있다.
실시예 1-2 ~ 실시예 1-4 및 비교예 1-1 ~ 1-3
상기 실시예 1-1과 동일한 방법 및 성분을 사용하여 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하되, 하기 표 1과 같이 이의 제조에 사용된 혼합수지의 조성비를 달리하여 연질 폴리우레탄 발포체 각각을 제조하여 실시예 1-2 ~ 1-3 및 비교예 1-1 ~ 1-3을 각각 실시하였다.
비교예 1-4
상기 실시예 1-1과 동일한 방법 및 성분을 사용하여 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하되, 폴리이소시아네이트로서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트만을 사용하여 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하였다.
레진 프리믹스
(중량%)		 실시예
1-1		 실시예
1-2		 실시예
1-3		 실시예
1-4		 비교예
1-1		 비교예
1-2		 비교예
1-3		 비교예
1-4
셀 개방제 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
아민계 가교제 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
3급 아민계 촉매 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
정포제 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
난연제 6.2 6.2 4.5 6.2 8.5 - 6.2 6.2
팽창성 흑연분말 4.5 3.5 5.7 - 7.5 4.5 4.5
물 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
혼합 폴리올 나머지잔량 나머지
잔량		 나머지
잔량		 나머지
잔량		 나머지
잔량		 나머지
잔량		 나머지
잔량		 나머지
잔량
혼합 폴리올 내폴리옥시프로필렌글리콜
및 폴리머 폴리올 중량비		 1 : 0.58 1 : 0.58 1 : 0.58 1 : 0.50 1 : 0.58 1 : 0.58 1:0.25 1 : 0.58
실험예 1 : 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 물성 측정
상기 실시예 1-1 ~ 1-4 및 비교예 1-1 ~ 1-4에서 제조한 연질 폴리우레탄 발포체 각각의 난연성, 단열성, 악취 발생 여부를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때, 난연성, 단열성, 악취 발생 여부 측정 방법은 하기와 같다.
(1) 난연성(한계산소지수(%)) : ISO 4589-3 에 의거하여 측정
(2) 단열성(열전도율(W/mK)) : KS M 6962에 의거하여 측정
(3) 압축변형율(%) : KS M ISO 1856에 의거하여 측정
(4) 악취 발생 여부 : 4L 용기에 시험편을 10cm X 10cm로 넣고 60 ± 2℃에서 2시간 방치 후 10명의 패널이 관능평가를 실시하여, 평균값을 계산하였다. 이때, 악취 등급은 하기와 같다. 1 : 냄새 없음, 2 : 무슨 냄새인지 알 수 없으나 약간의 냄새 발생, 3 : 냄새가 약하게 감지되며 무슨 냄새인지 알 수 있음, 4 : 쉽게 감지할 수 있는 강한 냄새, 5 = 아주 강한 냄새
악취 관능평가 평균값이 3 미만이면 악취 없는 것이며, 평균값이 3 이상이면 악취 있는 것으로 평가하였다.
구분 산소지수
(%)		 열전도율
(W/mK)		 압축변형율
(%)		 악취발생
여부
실시예 1-1 42 0.025 8.4 2 이하
실시예 1-2 37 0.027 8.8 2 이하
실시예 1-3 40 0.029 8.3 2 이하
실시예 1-4 41 0.034 9.6 2 이하
비교예 1-1 30 0.024 8.5 3 이하
비교예 1-2 27 0.031 9.0 2 이하
비교예 1-3 35 0.045 12.3 2 이하
비교예 1-4 41 0.059 11.5 2 이하
상기 표 1 및 표 2를 살펴보면, 실시예 1-1 ~ 1-4의 연질 폴리우레탄 발포체는 35% 이상의 높은 난연성 및 열전도율 0.040 W/mK 이하의 높은 단열성을 가지고, 10% 미만의 낮은 압축변형율을 가지면서 악취가 발생하지 않는 결과를 보였다.
이에 반해, 레진 프리믹스 내 팽창성 흑연분말을 3.0 중량% 미만으로 사용한 비교예 1-1의 경우, 난연제를 더 많이 사용했음에도 불구하고 실시예 1-1 및 실시예 1-2와 비교할 때, 산소지수가 30%로 크게 떨어져서 난연성이 좋지 않은 결과를 보였다. 또한, 레진 프리믹스 내 난연제 함량이 3.0 중량% 미만인 비교예 1-2의 경우, 팽창성 흑연 분말을 더 많이 사용했음에도 불구하고 실시예 1-1 및 실시예 1-3과 비교할 때, 난연성이 상대적으로 낮은 문제가 있었다.
그리고, 혼합 폴리올 내 폴리옥시프로필렌글리콜에 대하여 폴리머 폴리올을 0.5 중량비 미만으로 사용한 비교예 1-3의 경우, 실시예 1과 비교할 때 난연성이 감소할 뿐만 아니라, 압축변형율이 10% 을 초과하는 문제가 있었다.
또한, 폴리이소시아네이트로서 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트만을 사용한 비교예 1-4의 경우, 다른 실시예 및 비교예와 비교할 때, 단열성이 크게 떨어지고, 압축변형율이 다소 증가하는 문제가 있었다.
실시예 2-1: 폴리에틸렌 발포체의 제조
MFR(melt mass flow rate) 2.4g/10분, 밀도 0.922 g/cm3인 저밀도 폴리에틸렌 수지(다우케미칼사, 상품명 NUC8321) 및 MFR 1.0g/10분, 밀도 0.920 g/cm3인 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LG SP310)를 1 : 0.90 중량비로 혼합하여 혼합 폴리에틸렌 수지를 준비하였다.
상기 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제인 소듐 코코일루타메이트 3.5 중량부, 중탄산나트륨 및 시트르산나트륨 1 : 1 중량비로 혼합한 기포조절제 0.65 중량부, 산화방지제인 테트라키스(메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)메탄(IRGANOX 1010) 3.3중량부, 노말부탄 및 이소부탄을 1:0.3 ~ 0.5 중량비로 혼합한 발포제 7.2 중량부를 혼합하여 폴리에틸렌 혼합 수지를 제조하였다.
다음으로, 상기 폴리에틸렌 혼합 수지를 튜브 형태로 압출시키고, 압출물 140℃ 하에서 15분간 가열 및 발포시켜서 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체를 제조하였다(겉보기 밀도=약 78㎏/㎥)
실시예 2-2 및 비교예 2-1 ~ 2-2
상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 발포체를 제조하되, 혼합 폴리에틸렌 수지로서, 하기 표 3와 같이 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 혼합 폴리에틸렌 수지를 각각 사용하여 폴리에틸렌 발포체를 각각 제조하였다.
그리고, 실시예 2-1 ~ 2-2 및 비교예 2-1 ~ 2-2의 발포체 각각에 대한 80℃ 에서 24시간 동안 가열되었을 때의 압출 방향의 치수 변화율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 저밀도 폴리에틸렌 수지 및
선형저밀도 폴리에티렌 수지 중량비		 압출 방향의
치수 변화율
실시예 2-1 1 : 0.90 -2.3%
실시예 2-2 1 : 0.68 -1.6%
비교예 2-1 1 : 1.10 -6.9%
비교예 2-2 1 : 0.40 -1.2%
상기 표 3을 살펴보면, 저밀도 폴리에틸렌 수지에 대해 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 중량비 미만으로 사용한 실시예 2-1 ~ 2-2 및 비교예 2-2는 치수 변화율이 -5 ~ 0%로 치수 변화가 적으나, 비교예 2-1은 치수 변화가 큰 문제가 있었다.
제조예 1 : 배관 커버재의 제조
(1) 상기 실시예 2-1에서 제조한 폴리에틸렌 발포체의 일면에 알루미늄을 증착시켜서 폴리에틸렌 발포체 일면에 광반사층(알루미늄 증착층)을 형성시켰다. 이때, 증착은 알루미늄(Al)을 진공에서 기화시켜 박막을 형성시켰다.
다음으로, 이를 튜브 형태로 열성형하여 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층이 형성된 적층체를 제조하였다.
(2) 상기 실시예 1-1에서 제조한 극난연 연질 폴리우레탄 발포체(폼)를 열성형하여 튜브 형태로 제조하였다.
다음으로, 상기 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 적층체를 약 100 ~ 105℃ 하에서 열접착(열합지)시켜서 난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층(알루미눔 증착층)이 차례대로 적층된 3층 구조의 배관 커버재를 제조하였다.
제조한 배관 커버재의 사진을 도 1의 A 및 B에 나타내었다.
제조예 2 : 배관 커버재의 제조
(1) 상기 실시예 1-1에서 제조한 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 일면에 알루미늄을 증착시켜서 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 일면에 광반사층(알루미늄 증착층)을 형성시켰다. 이때, 증착은 알루미늄(Al)을 진공에서 기화시켜 박막을 형성시켰다.
다음으로, 이를 튜브 형태로 열성형하여 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체층 및 광반사층이 형성된 적층체를 제조하였다.
(2) 상기 실시예 1-1에서 제조한 극난연 연질 폴리우레탄 발포체(폼) 및 상기 실시예 2-1에서 제조한 폴리에틸렌 발포체 각각을 열성형하여 튜브 형태로 제조하였다.
상기 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체를 약 100 ~ 105℃ 하에서 열접착(열합지)시켰다. 다음으로, 합지된 적층되의 폴리에틸렌 발포체 외부를 상기 적층제로 감싼 후, 약 100 ~ 105℃ 하에서 열접착(열합지)시켜서 NB-PU층, PE층, NB-PU층 및 광반사층(알루미눔 증착층)이 차례대로 적층된 4층 구조의 배관 커버재를 제조하였다.
제조한 배관 커버재의 사진을 도 2의 A 및 B에 나타내었다.
비교제조예 1
상기 실시예 1-1에서 제조한 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 일면에 알루미늄을 증착시켜서 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 일면에 광반사층(알루미늄 증착층)이 형성된 2층 구조의 배관 커버재를 제조하였다.
제조예 3 및 비교제조예 2 ~ 3
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배관 커버재를 제조하되, 폴리에틸렌 발포층을 하기 표 4와 같이 다른 소재로 사용하여 제조한 후, 제조예 1과 동일한 방법으로 3층 구조의 배관 커버재를 각각 제조함으로써, 제조예 3 및 비교제조예 2 ~ 3를 각각 실시하였다.
구분 NB-PU층 PE층 저밀도 PE 수지 및
선형저밀도 PE 수지 중량비
제조예 1 실시예 1-1 실시예 2-1 1 : 0.90
제조예 2 실시예 1-1 실시예 2-1 1 : 0.90
제조예 3 실시예 1-1 실시예 2-2 1 : 0.68
비교제조예 1 실시예 1-1 - -
비교제조예 2 실시예 1-1 비교예 2-1 1 : 1.10
비교제조예 3 실시예 1-1 비교예 2-2 1 : 0.40
실험예 2 : 수분투습도 측정
상기 제조예 1 ~ 3 및 비교제조예 1 ~ 3에서 제조한 배관 커버재의 수분투습도를 측정하여 수분 침투 여부(내수성)를 측정하였고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
이때 수분투습도는 ASTM F-1249법에 의거하여 측정하되, MOCON사의 3/33 장비를 이용하여 측정하였다.
구분 수분투습도(g/m2·day)
제조예 1 0.0185
제조예 2 0.0098
제조예 3 0.0217
비교제조예 1 0.1126
비교제조예 2 0.0086
비교제조예 3 0.0734
상기 표 5의 수분투습도 측정 결과를 살펴보면, 제조예 1 ~ 3의 경우, 수분투습도가 0.200 g/m2·day 미만으로 매우 우수한 내수성을 가짐을 확인할 수 있다. 이에 반해, PE층이 없는 비교제조예 1의 경우 수분투습도가 매우 높아 내수성이 매우 좋지 않는 문제가 있음을 확인할 수 있었다.
상기 제조예 1, 제조예 3, 비교제조예 2 ~ 3을 비교해보면, 폴리에틸렌 발포체층 제조에 사용되는 혼합 PE 수지 내 저밀도 PE 수지 대비하여 선형 저밀도 PE 수지 함량이 많을수록 수분 투습도가 낮아져서 내수성이 증가하는 경향을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
사용되는 혼합 PE 수지 내 저밀도 PE 수지 대비하여 선형 저밀도 PE 수지 함량이 1 중량비를 초과한 비교제조예 2의 경우, 수분 투습도가 매우 낮아 내수성은 우수하나, 상기 표 3에서 확인한 바와 같이, PE 발포체가 치수 변화율이 너무 큰 문제가 있었다.
그리고, 혼합 PE 수지 내 선형 저밀도 PE 수지가 0.5 중량비 미만이었던 비교제조예 3의 경우, 제조예 1, 제조예 3과 비교할 때, 상대적으로 내수성이 크게 떨어지는 문제가 있음을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 배관 단열재가 내수성(낮은 수분흡수성) 및 단열성이 우수하면서도, 찢어짐에 강하고 경량성이 우수하고 난연성이 우수한 배관 커버재를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 기체 또는 유체가 이송되는 배관의 외주면을 피복하는 피복재이며,
    상기 피복재는 극난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층이 차례대로 적층되거나; 또는
    극난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층, 극난연 연질 폴리우레탄 폼층 및 광반사층이 차례대로 적층;된 것이고,
    상기 극난연 연질 폴리우레탄 폼층은 레진 프리믹스, 폴리이소시아네이트를 1 : 0.5 ~ 1.0 당량비로 포함하는 혼합수지의 발포체를 포함하며,
    상기 레진 프리믹스는 셀개방제 0.1 ~ 1.5 중량%, 아민계 가교제 0.5 ~ 3.0중량%, 3급 아민계 촉매 0.1 ~ 1.0 중량%, 물 2.0 ~ 5.0 중량%, 정포제 0.1 ~ 1.0중량%, 난연제 5.0 ~ 6.5 중량%, 팽창성 흑연분말 4.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 혼합폴리올을 포함하고,
    상기 폴리이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 포함하며,
    상기 혼합 폴리올은 관능기 2 ~ 3 및 수산기 값이 120 ∼ 150㎎KOH/g 인 폴리옥시알킬렌폴리올 및 폴리머 폴리올을 1 : 0.5 ~ 0.7 중량비로 포함하고,
    상기 폴리옥시알킬렌폴리올은 Zn 및 Co 를 함유하는 복합 금속 시안화물 착물 촉매로 알킬렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜 제조한 것이고,
    상기 폴리머 폴리올은 아크릴로 니트릴 또는 스티렌 모노머로 형성된 고체상 폴리머가 15 ~ 30중량% 이하로 그라프트된 것이며,
    상기 폴리에틸렌 발포체층은 폴리에틸렌(PE) 혼합수지의 발포체이며,
    상기 PE 혼합수지는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 2 ~ 5 중량부, 기포조절제 0.1 ~ 1 중량부, 산화방지제 1 ~ 5 중량부 및 발포제 5 ~ 10 중량부를 포함하며,
    상기 혼합 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 배관 커버재;
    [화학식 1]
    Figure 112021117930468-pat00006

    상기 화학식 1에서 R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며, n은 1 ~ 3의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 복합 금속 시안화물은 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노-tert-부틸에테르(METB), 에틸렌글리콜모노-tert-펜틸에테르(METP), 디에틸렌글리콜모노-tert-부틸에테르 (DETB) 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르(TPME)중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 에테르; 및 아연헥사시아노코발테이트;의 착물을 포함하고,
    상기 알킬렌옥사이드는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 1,2-에폭시부탄 및 2,3-에폭시부탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 배관 커버재.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 각각 제조하는 1단계; 및
    상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 알루미늄이 증착된 폴리에틸렌 발포체를 합지시키는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하여,
    난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층 및 광반사층이 차례대로 적층된 형태의 배관 커버재를 제조하고,
    상기 극난연 연질 폴리우레탄 폼층은 레진 프리믹스, 폴리이소시아네이트를 1 : 0.5 ~ 1.0 당량비로 포함하는 혼합수지의 발포체를 포함하며,
    상기 레진 프리믹스는 셀개방제 0.1 ~ 1.5 중량%, 아민계 가교제 0.5 ~ 3.0중량%, 3급 아민계 촉매 0.1 ~ 1.0 중량%, 물 2.0 ~ 5.0 중량%, 정포제 0.1 ~ 1.0중량%, 난연제 5.0 ~ 6.5 중량%, 팽창성 흑연분말 4.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 혼합폴리올을 포함하고,
    상기 폴리이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 포함하며,
    상기 혼합 폴리올은 관능기 2 ~ 3 및 수산기 값이 120 ∼ 150㎎KOH/g 인 폴리옥시알킬렌폴리올 및 폴리머 폴리올을 1 : 0.5 ~ 0.7 중량비로 포함하고,
    상기 폴리옥시알킬렌폴리올은 Zn 및 Co 를 함유하는 복합 금속 시안화물 착물 촉매로 알킬렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜 제조한 것이고,
    상기 폴리머 폴리올은 아크릴로 니트릴 또는 스티렌 모노머로 형성된 고체상 폴리머가 15 ~ 30중량% 이하로 그라프트된 것이며,
    상기 폴리에틸렌 발포체층은 폴리에틸렌(PE) 혼합수지의 발포체이며,
    상기 PE 혼합수지는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 2 ~ 5 중량부, 기포조절제 0.1 ~ 1 중량부, 산화방지제 1 ~ 5 중량부 및 발포제 5 ~ 10 중량부를 포함하며,
    상기 혼합 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 배관 커버재의 제조방법;
    [화학식 1]
    Figure 112021117930468-pat00007

    상기 화학식 1에서 R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며, n은 1 ~ 3의 정수이다.
  8. 튜브 형태의 극난연 연질 폴리우레탄 발포체, 튜브 형태의 폴리에틸렌 발포체 및 튜브 형태의 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 각각 제조하는 1단계;
    상기 극난연 연질 폴리우레탄 발포체의 외부에 상기 폴리에틸렌 발포체를 합지시켜서 제1적층체를 제조하는 2단계; 및
    상기 제1적층체의 폴리에틸렌 발포체 외부에 상기 알루미늄이 증착된 극난연 연질 폴리우레탄 발포체를 합지시키는 3단계;를 포함하는 공정을 수행하여,
    극난연 연질 폴리우레탄 폼층, 폴리에틸렌 발포체층, 극난연 연질 폴리우레탄 폼층 및 광반사층이 차례대로 적층된 형태의 배관 커버재를 제조하고,
    상기 극난연 연질 폴리우레탄 폼층은 레진 프리믹스, 폴리이소시아네이트를 1 : 0.5 ~ 1.0 당량비로 포함하는 혼합수지의 발포체를 포함하며,
    상기 레진 프리믹스는 셀개방제 0.1 ~ 1.5 중량%, 아민계 가교제 0.5 ~ 3.0중량%, 3급 아민계 촉매 0.1 ~ 1.0 중량%, 물 2.0 ~ 5.0 중량%, 정포제 0.1 ~ 1.0중량%, 난연제 5.0 ~ 6.5 중량%, 팽창성 흑연분말 4.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 혼합폴리올을 포함하고,
    상기 폴리이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐폴리이소시아네이트를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 포함하며,
    상기 혼합 폴리올은 관능기 2 ~ 3 및 수산기 값이 120 ∼ 150㎎KOH/g 인 폴리옥시알킬렌폴리올 및 폴리머 폴리올을 1 : 0.5 ~ 0.7 중량비로 포함하고,
    상기 폴리옥시알킬렌폴리올은 Zn 및 Co 를 함유하는 복합 금속 시안화물 착물 촉매로 알킬렌옥사이드를 개환 부가 중합시켜 제조한 것이고,
    상기 폴리머 폴리올은 아크릴로 니트릴 또는 스티렌 모노머로 형성된 고체상 폴리머가 15 ~ 30중량% 이하로 그라프트된 것이며,
    상기 폴리에틸렌 발포체층은 폴리에틸렌(PE) 혼합수지의 발포체이며,
    상기 PE 혼합수지는 혼합 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대하여, 음이온 계면활성제 2 ~ 5 중량부, 기포조절제 0.1 ~ 1 중량부, 산화방지제 1 ~ 5 중량부 및 발포제 5 ~ 10 중량부를 포함하며,
    상기 혼합 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 1 : 0.5 ~ 1 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성이 우수한 배관 커버재의 제조방법;
    [화학식 1]
    Figure 112021117930468-pat00008

    상기 화학식 1에서 R1은 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬렌기 또는 C3 ~ C5의 분쇄형 알킬렌기이며, n은 1 ~ 3의 정수이다.
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