KR102580146B1 - Thermosetting foam, method of producing the same, and insulating material - Google Patents
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Abstract
열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 열경화성 발포체가 제공된다.It includes a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant, and the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine cyanurate, trimethylamine A thermosetting foam containing at least one selected from the group consisting of alkyl phosphates and combinations thereof, or containing at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. provided.
Description
본 발명은 열경화성 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 단열재에 관한 것이다.The present invention relates to thermosetting foam, a method of manufacturing the same, and a heat insulating material containing the same.
단열재는 건축물에서 에너지 손실을 막기 위해 필수적으로 사용되는 재료이다. 지구온난화로 인해 녹색성장의 중요성이 전세계적으로 계속 강조되고 있기 때문에 에너지 손실 최소화를 위해 단열성이 더욱 중요해지고 있다. Insulation is an essential material used to prevent energy loss in buildings. As the importance of green growth continues to be emphasized worldwide due to global warming, insulation is becoming more important to minimize energy loss.
단열재로 열경화성 발포체 단열재, EPS(expanded polystyrene foam) 단열재, XPS(extruded polystyrene foam) 단열재, 진공단열재 등이 있다. 그 중 열경화성 발포체 단열재는 현존하는 소재 중 진공단열재를 제외하고 가장 뛰어난 단열성을 가져 널리 사용되고 있다. 하지만, 유기물의 근본적인 한계 때문에 화재 안정성이 무기 단열재보다 취약할 수 밖에 없다.Insulation materials include thermosetting foam insulation, EPS (expanded polystyrene foam) insulation, XPS (extruded polystyrene foam) insulation, and vacuum insulation. Among them, thermosetting foam insulation is widely used as it has the best insulation properties among existing materials except vacuum insulation. However, due to the fundamental limitations of organic materials, fire stability is inevitably weaker than that of inorganic insulation materials.
또한, 열경화성 발포체는 제조공정상 표면재를 포함하여 제조하기 때문에 알루미늄 소재의 표면재를 적용하여 난연성을 향상시킬 수 있지만, 실제 화재와 같은 극한의 상황에서는 표면재의 화염 저항성이 크게 떨어지기 때문에 근본적으로 발포체의 난연성을 항상시키는 것이 매우 중요하다.In addition, since thermosetting foam is manufactured including a surface material during the manufacturing process, flame retardancy can be improved by applying a surface material made of aluminum. However, in extreme situations such as actual fires, the flame resistance of the surface material is greatly reduced, which fundamentally reduces the flame retardancy of the foam. It is very important to always do this.
이에, 일반적으로 발포성 조성물에 포스페이트 등의 난연제를 포함시켜 난연성을 향상시키고 있으나, 난연성과 단열성은 상충관계(trade-off)를 가지는바, 단열성이 저하되는 문제가 있다.Accordingly, flame retardants such as phosphate are generally included in foamable compositions to improve flame retardancy. However, since flame retardancy and heat insulation have a trade-off, there is a problem of deterioration of heat insulation.
본 발명의 목적은 고단열성과 고난연성을 동시에 만족하고 향상된 물성을 갖는 열경화성 발포체를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a thermosetting foam that simultaneously satisfies high insulation and high flame resistance and has improved physical properties.
또한 본 발명의 목적은 상기 열경화성 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the thermosetting foam.
또한 본 발명의 목적은 상기 열경화성 발포체를 포함하는 단열재를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat insulating material containing the thermosetting foam.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.
본 발명에 따른 열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 열경화성 발포체를 제공할 수 있다.It includes a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant according to the present invention, wherein the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine. Contains at least one selected from the group consisting of anurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, or includes at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. A thermosetting foam can be provided.
또한 본 발명에 따른, 열경화성 수지를 포함하는 주제, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하는 난연 조성물을 준비하는 단계; 상기 주제, 경화제, 발포제 및 난연 조성물을 교반하여 발포체 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 발포체 조성물을 발포 경화하는 단계;를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 열경화성 발포체의 제조방법을 제공할 수 있다.Also according to the present invention, preparing a flame retardant composition comprising a thermosetting resin-containing base material, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant; Preparing a foam composition by stirring the base material, curing agent, foaming agent, and flame retardant composition; and foam-curing the foam composition, wherein the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine cyanurate, A thermosetting foam containing at least one selected from the group consisting of trialkyl phosphates and combinations thereof, or containing at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphates, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. A manufacturing method can be provided.
또한 본 발명에 따른 상기 열경화성 발포체를 포함하는 단열재를 제공 할 수 있다.Additionally, it is possible to provide an insulating material containing the thermosetting foam according to the present invention.
본 발명에 따른 열경화성 발포체는 향상된 난연성과 동시에 우수한 단열성을 갖고, 우수한 압축강도 및 치수 안정성 등의 물성을 나타낼 수 있다.The thermosetting foam according to the present invention has improved flame retardancy and excellent thermal insulation properties, and can exhibit physical properties such as excellent compressive strength and dimensional stability.
또한 본 발명에 따른 열경화성 발포체의 제조방법은 상기 열경화성 발포체를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.Additionally, the method for producing a thermosetting foam according to the present invention can provide a method for producing the thermosetting foam.
또한 본 발명에 따른 단열재는 상기 열경화성 발포체를 포함하여 향상된 난연성과 동시에 우수한 단열성을 갖고, 우수한 압축강도, 치수 안정성 등의 물성을 나타낼 수 있다.In addition, the insulation material according to the present invention, including the thermosetting foam, has improved flame retardancy and excellent insulation properties at the same time, and can exhibit physical properties such as excellent compressive strength and dimensional stability.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.
도 1은 본 발명의 열경화성 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram briefly showing a method for measuring the dimensional stability of a thermosetting foam of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described in detail later, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals are used to indicate identical or similar components.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 열경화성 발포체를 설명하도록 한다.Hereinafter, thermosetting foam according to some embodiments of the present invention will be described.
본 발명의 일 구현예는 열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 열경화성 발포체를 제공한다.One embodiment of the present invention includes a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant, wherein the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant. It includes at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, or at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. It provides a thermosetting foam comprising a.
최근 발생한 다양한 화재사고로 인하여, 건축물에 필수적으로 사용되는 단열재에 우수한 단열성뿐만 아니라, 향상된 난연성이 동시에 요구되고 있다. 하지만, 열경화성 발포체는 유기물의 근본적인 한계 때문에 화재 안정성이 무기 단열재보다 취약할 수 밖에 없다. 이에, 발포체에 알루미늄 면재 등의 표면처리를 통해 난연성을 부여하는 것이 일반적이나, 실재 화재에서 면재가 탈락할 우려가 있고, 면재가 탈락한 경우에는 화재가 확산할 가능성이 높아지게 된다.Due to various fire accidents that have occurred recently, not only excellent insulation properties but also improved flame retardancy are required for insulation materials essential for buildings. However, the fire stability of thermosetting foam is inevitably weaker than that of inorganic insulation due to the fundamental limitations of organic materials. Accordingly, it is common to impart flame retardancy to foam through surface treatment such as aluminum face material, but there is a risk that the face material may fall off in an actual fire, and if the face material falls off, the possibility of the fire spreading increases.
이에, 일반적으로 열경화성 발포체에 포스페이트 등의 인계 난연제를 사용하여 난연성을 부여하고 있으나, 포스페이트 등의 인계 난연제를 사용하는 경우 난연성은 향상되는 반면, 발포과정에서 발포셀이 파괴되고 단열성이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 열경화성 발포체에 난연제로 수산화알루미늄(ATH)를 사용하는 경우, 상기 수산화알루미늄은 염기성 물질로서 산경화제를 중화시켜 페놀계 수지의 경화 반응성 등이 떨어질 수 있다. 이에 따라 이로부터 제조된 발포체의 단열성이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 열경화성 발포체 중에서 페놀 발포체의 경우 타 열경화성 발포체 대비 리지드(RIGID)한 특성을 가지고 수지의 점도 역시 높아 난연제와 같은 타 첨가제를 사용하여 단열재에 적합한 발포체를 제조하는 것은 어려운 면이 있다.Accordingly, flame retardancy is generally given to thermosetting foams by using phosphorus-based flame retardants such as phosphate. However, when using phosphorus-based flame retardants such as phosphate, flame retardancy is improved, but the problem is that foam cells are destroyed during the foaming process and insulation properties are deteriorated. there is. Additionally, when aluminum hydroxide (ATH) is used as a flame retardant in a thermosetting foam, the aluminum hydroxide is a basic substance that neutralizes the acid curing agent, which may reduce the curing reactivity of the phenolic resin. Accordingly, there is a problem that the thermal insulation properties of the foam manufactured therefrom are reduced. In addition, among thermosetting foams, phenol foam has rigid characteristics compared to other thermosetting foams and the viscosity of the resin is also high, so it is difficult to manufacture a foam suitable for insulation using other additives such as flame retardants.
상기 열경화성 발포체는 열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제로 특정의 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하여, 상충관계(trade-off)에 있는 난연성 및 단열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열경화성 발포체는 우수한 압축강도 및 치수 안정성 등의 물성도 함께 나타낼 수 있다.The thermosetting foam includes a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant, and the composite flame retardant includes a specific first flame retardant and a second flame retardant, which can improve flame retardancy and heat insulation in a trade-off relationship. there is. In addition, the thermosetting foam can also exhibit physical properties such as excellent compressive strength and dimensional stability.
구체적으로, 상기 열경화성 발포체는 열경화성 수지를 포함한다. 상기 열경화성 수지는 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리이소시아네이트계 수지, 폴리이소시아누레이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 페놀계 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. Specifically, the thermosetting foam includes a thermosetting resin. The thermosetting resin may include one selected from the group consisting of epoxy resin, polyurethane resin, polyisocyanate resin, polyisocyanurate resin, polyester resin, polyamide resin, phenolic resin, and combinations thereof. You can.
예를 들어, 상기 열경화성 발포체는 열경화성 수지로 페놀 및 포름알데히드가 반응하여 얻어질 수 있는 페놀계 수지, 예를 들어 레졸계 페놀 수지(이하, '레졸 수지')를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하는 복합 난연제는 벤젠고리를 포함하는 상기 페놀계 수지와 잘 혼합되고 균일하게 분산 및 발포 될 수 있다. 이에 따라, 상기 열경화성 발포체는 복합 난연제를 포함하면서도, 균일하고 작은 크기의 발포 셀을 안정적으로 형성하면서 초기 단열성 뿐만 아니라 장기 단열성에 있어서도 향상된 단열성을 나타낼 수 있다. For example, the thermosetting foam may include a phenolic resin that can be obtained by reacting phenol and formaldehyde with a thermosetting resin, for example, a resol-based phenol resin (hereinafter referred to as 'resol resin'). In addition, the composite flame retardant containing the first flame retardant and the second flame retardant can be well mixed with the phenolic resin containing a benzene ring and uniformly dispersed and foamed. Accordingly, the thermosetting foam, while containing a composite flame retardant, can stably form foam cells of uniform and small size and exhibit improved insulation properties not only in initial insulation properties but also in long-term insulation properties.
상기 열경화성 수지는 상기 열경화성 발포체 내에 약 30 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 55 중량% 내지 약 90 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 상기 열경화성 수지를 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 발포 셀을 안정적으로 형성하고, 우수한 열전도도를 구현할 수 있다.The thermosetting resin may be included in the thermosetting foam in an amount of about 30% by weight to about 90% by weight, or about 50% by weight to about 90% by weight, or about 55% by weight to about 90% by weight. The thermosetting foam can stably form foam cells and achieve excellent thermal conductivity by including the thermosetting resin in an amount within the above range.
상기 열경화성 발포체는 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 톨루엔 술폰산, 자일렌 술폰산, 벤젠술폰산, 페놀 술폰산, 에틸벤젠 술폰산, 스티렌 술폰산, 나프탈렌 술폰산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 산경화제를 포함할 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 상기 경화제를 포함하여 적정의 가교, 경화 및 발포성을 나타낼 수 있다.The thermosetting foam includes a curing agent. The curing agent may include an acid curing agent selected from the group consisting of toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, ethylbenzene sulfonic acid, styrene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, and combinations thereof. The thermosetting foam may exhibit appropriate crosslinking, curing, and foaming properties by including the curing agent.
상기 열경화성 발포체는 발포제를 포함한다. 예를 들어, 상기 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물, 탄화수소계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 히드로플루오로올레핀계 화합물은 예를 들어, 모노클로로트리플루오로프로펜, 트리플루오로프로펜, 테트라플루오로프로펜, 펜타플루오로프로펜, 헥사플루오로부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 8개의 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화수소계 화합물은 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 헥산, 헵탄, 시클로펜탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 5개의 탄화수소로서, 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하여 친환경성과 함께 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.The thermosetting foam includes a blowing agent. For example, the foaming agent may include one selected from the group consisting of hydrofluoroolefin (HFO)-based compounds, hydrocarbon-based compounds, and combinations thereof. Specifically, the hydrofluoroolefin-based compounds include, for example, monochlorotrifluoropropene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, pentafluoropropene, hexafluorobutene, and combinations thereof. It may include at least one selected from the group consisting of And, the hydrocarbon-based compound may include hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms. For example, the hydrocarbon-based compounds include dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, isopentyl chloride, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, cyclopentane, It may include at least one selected from the group consisting of hexane, heptane, cyclopentane, and combinations thereof. Alternatively, the hydrocarbon-based compound is a hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, such as dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, isopentyl chloride, n-butane, isobutane, n-pentane, It may exhibit excellent thermal insulation properties along with environmental friendliness by containing at least one selected from the group consisting of isopentane, cyclopentane, and combinations thereof.
상기 열경화성 발포체는 양성, 양이온계, 음이온계, 비이온계 계면활성제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화성 발포체는 에톡시화 반응시킨 피마자유 계면활성제 즉, 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. The thermosetting foam may include one surfactant selected from the group consisting of amphoteric, cationic, anionic, nonionic surfactants, and combinations thereof. For example, the thermosetting foam may include an ethoxylated castor oil surfactant, that is, a nonionic surfactant.
상기 열경화성 발포체, 특히 페놀 수지 발포체는 상기 계면활성제를 포함하여 복합 난연제 성분들을 용이하게 분산시킬 수 있고, 상기 열경화성 발포체에 적정의 발포 구조를 안정적으로 형성하여, 우수한 열전도도 및 우수한 물리적 강도 등을 구현할 수 있다.The thermosetting foam, especially the phenol resin foam, can easily disperse the composite flame retardant components including the surfactant, and stably form an appropriate foam structure in the thermosetting foam, thereby realizing excellent thermal conductivity and excellent physical strength. You can.
그리고, 상기 열경화성 발포체는 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함한다. 상기 제2 난연제는 상기 제1 난연제인 상기 인과 상용성이 우수하여 잘 혼합될 수 있으며, 작은 크기의 인 입자의 뭉침 현상을 억제하여 상기 복합 난연제가 고르게 분산될 수 있도록 하고, 균일하게 발포하여 향상된 난연성과 함께 우수한 단열성을 부여할 수 있다. 그리고, 압축강도, 치수 안정성 등의 우수한 물성을 부여할 수 있다.In addition, the thermosetting foam includes a composite flame retardant, the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine cyanurate, trialkyl It contains at least one selected from the group consisting of phosphate and combinations thereof, or it contains at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. The second flame retardant has excellent compatibility with phosphorus, which is the first flame retardant, and can be well mixed. It suppresses the agglomeration of small-sized phosphorus particles, allows the composite flame retardant to be evenly dispersed, and foams uniformly to improve It can provide excellent insulation properties along with flame retardancy. Additionally, it can provide excellent physical properties such as compressive strength and dimensional stability.
상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제의 제1 난연제로 인을 포함하여 연소시에 우수한 탄화작용으로 탄화막(char)를 잘 형성할 수 있다. 특히, 페놀 수지 발포체는 벤젠고리를 포함하는 상기 페놀계 수지에 인을 포함하여 탄화막(char)를 보다 잘 형성할 수 있다. 또한, 상기 인은 연소시 발생하는 수소 라디칼 및 히드록시 라디칼을 포획하여 연소반응이 연쇄적으로 일어나는 것을 방지하여 화재 전파를 신속히 차단할 수 있다. The thermosetting foam contains phosphorus as the first flame retardant of the composite flame retardant and can form a char film through excellent carbonization during combustion. In particular, phenol resin foam can better form a carbonized film (char) by including phosphorus in the phenolic resin containing a benzene ring. In addition, the phosphorus can quickly block the spread of fire by capturing hydrogen radicals and hydroxy radicals generated during combustion, thereby preventing a chain reaction of combustion reactions.
상기 인은 인의 구조적 상태 및 색상에 따라 백인,적인, 흑인, 자인 등으로 구별될 수 있다. 구체적으로, 상기 열경화성 발포체는 적인을 포함할 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 적정의 구조를 갖는 적인을 포함하여 열경화성 발포체 형성시 취급이 용이할 수 있다. 그리고, 열경화성 발포체 연소시에 탄화막(Char) 형성 속도를 조절하여 보다 향상된 난연성 및 단열성을 동시에 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화성 발포체는 상기 인으로 적인을 80% 이상 또는 100% 포함할 수 있다.The phosphorus can be classified into white, red, black, phosphorus, etc. depending on the structural state and color of the phosphorus. Specifically, the thermosetting foam may include enemies. The thermosetting foam can be easy to handle when forming the thermosetting foam because it contains an appropriate structure. In addition, by controlling the rate of carbonation film (Char) formation during combustion of the thermosetting foam, improved flame retardancy and insulation properties can be achieved at the same time. For example, the thermosetting foam may contain 80% or more or 100% of phosphorus.
상기 복합 난연제는 제2 난연제를 포함하고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함한다. 상기 제2 난연제는 상기 제1 난연제인 인과 상용성이 우수하여 잘 혼합될 수 있으며, 작은 크기의 인 입자의 뭉침 현상을 억제하여 상기 복합 난연제가 고르게 분산될 수 있도록 하고, 균일하게 발포하여 향상된 난연성과 함께 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.The composite flame retardant includes a second flame retardant, and the second flame retardant includes at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, or melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and these. It includes at least one selected from the group consisting of a combination of and a pentaerythritol-based compound. The second flame retardant has excellent compatibility with phosphorus, which is the first flame retardant, and can be well mixed. It suppresses the agglomeration of small-sized phosphorus particles, allowing the composite flame retardant to be evenly dispersed, and foams uniformly to provide improved flame retardancy. It can exhibit excellent insulation properties.
구체적으로, 상기 펜타에리트리톨계 화합물은 연소시에 상기 인과 인 사이에 결합하여 탄화막(Char)을 보다 잘 형성하고, 화재가 전파되는 것을 방지할 수 있다. 상기 펜타에리트리톨계 화합물은 모노펜타에리트리톨, 다이펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨 및 이들의 조합을 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.Specifically, the pentaerythritol-based compound binds between phosphorus and phosphorus during combustion to better form a carbonization film (Char) and prevent the spread of fire. The pentaerythritol-based compound may include one selected from the group consisting of monopentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, and combinations thereof.
그리고, 상기 멜라민시아누레이트는 연소시에 멜라민시아누레이트 구조 내의 수소 결합이 흡열 분해되고, 멜라민 자체의 승화 및 분해에 의한 흡열로 연소열을 낮춰서 점화를 지연시킬 수 있다. 또한, 멜라민시아누레이트는 연소시에 질소 및/또는 암모니아 가스를 생성하여 산소를 희석시킬 수 있다. 그리고, 상기 멜라민시아누레이트는 연소 분해에 의해 발생한 멜라민 자체가 응축하여 멜렘(melem) 및 멜론(melon)과 같은 다중 고리구조를 포함하는 탄화막을 형성할 수 있다. 이때, 상기 멜라민시아누레이트는 상기 인의 탄화막 형성시 함께 작용하여 인의 탄화막 형성 반응을 향상시키고, 안정적인 탄화막을 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 멜라민시아누레이트는 열경화성 발포체에 균일하고 작은 크기의 셀을 형성시킬 수 있다. 그리고, 상기 멜라민시아누레이트는 발포체에 있어서 핵제로 작용할 수 있으며, 셀의 구조를 보다 안정적으로 형성하여 단열성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, when the melamine cyanurate is burned, the hydrogen bonds within the melamine cyanurate structure are endothermically decomposed, and ignition can be delayed by lowering the heat of combustion due to endotherm absorption by sublimation and decomposition of the melamine itself. Additionally, melamine cyanurate may dilute oxygen by producing nitrogen and/or ammonia gas upon combustion. In addition, the melamine cyanurate can form a carbonized film containing a multi-ring structure such as melem and melon by condensing the melamine itself generated by combustion decomposition. At this time, the melamine cyanurate can act together during the formation of the phosphorus carbonization film to improve the phosphorus carbonization film formation reaction and form a stable carbonization film. Additionally, the melamine cyanurate can form cells of uniform and small size in thermosetting foam. In addition, the melamine cyanurate can act as a nucleating agent in the foam, and can further improve thermal insulation by forming a more stable cell structure.
상기 멜라민시아누레이트의 평균 입경은 약 1㎛ 내지 약 20㎛ 또는 약 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 입경은 레이저 입도분석기(Laser Particle Size Analyner, 모델명: BT-2000)에 의해 측정할 수 있다. 멜라민시아누레이트의 평균 입경이 상기 범위 미만인 경우에는 이를 포함하는 조성물의 점도를 상승시키고 분산이 잘 되지 않는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 난연성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.The average particle diameter of the melamine cyanurate may be about 1㎛ to about 20㎛ or about 1㎛ to 10㎛. The particle size can be measured by a laser particle size analyzer (model name: BT-2000). If the average particle size of melamine cyanurate is less than the above range, the viscosity of the composition containing it may increase and there may be a problem of poor dispersion. And, if it exceeds the above range, there may be a problem of reduced flame retardancy.
그리고, 상기 트리알킬포스페이트는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리스(1-클로로 2-프로필)포스페이트, 트리(2-에틸헥실)포스페이트, 트리페닐포스테이트, 트리크레실포스페이트, 트리자일레닐포스페이트(trixylenyl phosphate), 트리스(이소프로필페닐)포스페이트, 트리스(페닐페닐)포스페이트, 트리나프틸포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 자일레닐디페닐포스페이트, 디페닐(2-에틸헥실)포스페이트, 디(이소프로필페닐)페닐포스페이트, 모노이소데실포스페이트) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 트리알킬포스페이트는 상기 인의 균일한 분산을 향상시키고, 작은 크기의 인 입자의 뭉침 현상을 억제하여 상기 복합 난연제가 고르게 분산될 수 있도록 하고, 균일하게 발포하여 향상된 난연성과 함께 우수한 단열성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 트리알킬포스페이트는 트리에틸포스페이트일 수 있으며, 상기 인과 우수한 상용성으로 잘 혼합되어 난연성 및 단열성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the trialkyl phosphates include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tris (1-chloro 2-propyl) phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, and triza. Ilenyl phosphate (trixylenyl phosphate), tris (isopropylphenyl) phosphate, tris (phenylphenyl) phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl (2-ethylhexyl) phosphate, di It may include one compound selected from the group consisting of (isopropylphenyl)phenyl phosphate, monoisodecyl phosphate) and combinations thereof. The trialkyl phosphate improves the uniform dispersion of the phosphorus, suppresses the agglomeration of small-sized phosphorus particles, allows the composite flame retardant to be evenly dispersed, and foams uniformly to exhibit improved flame retardancy and excellent insulation properties. . Specifically, the trialkyl phosphate may be triethyl phosphate, and can be mixed well with phosphorus with excellent compatibility to further improve flame retardancy and heat insulation.
상기 복합 난연제는 상기 열경화성 발포체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 복합 난연제는 1.5 중량부 내지 15 중량부 또는 약 2 중량부 내지 약 10 중량부 의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제를 상기 범위로 포함하여 화재시 발포체의 연소 속도를 조절하고 안정적으로 탄화막을 형성하여 향상된 난연성과 동시에 우수한 단열성 및 압축강도 등의 우수한 물성을 부여할 수 있다.The composite flame retardant may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting foam. For example, the composite flame retardant may be included in an amount of 1.5 parts by weight to 15 parts by weight or about 2 parts by weight to about 10 parts by weight. The thermosetting foam can contain the composite flame retardant within the above range to control the combustion rate of the foam in the event of a fire and stably form a carbonized film, thereby providing improved flame retardancy and excellent physical properties such as excellent thermal insulation and compressive strength.
구체적으로, 상기 복합 난연제의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 안정적으로 탄화막을 형성하지 못하고 충분한 난연 효과를 발휘하지 못할 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과할 경우, 상승하는 난연 효과 대비 비용이 많이 소요되는 바 비경제적이고, 발포체 조성물의 점도가 크게 상승하여 발포시에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 복합 난연제의 함량으로 인해 발포체 조성물의 점도가 상승하면 교반시 믹서의 토크가 많이 걸리기 때문에 발포체 조성물의 온도가 높게 상승된다. 그리고, 상기 발포제 휘발량이 증가하게 되고, 이에 따라 단열성이 저하될 수 있다. 또한 발포체 조성물의 높은 점도로 인해 인, 발포제 및 경화제 등이 고르게 분산되지 못하여 발포체의 물성이 균일하게 형성되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Specifically, if the content of the composite flame retardant is less than the above range, a carbonized film may not be formed stably and a sufficient flame retardant effect may not be achieved. In addition, if it exceeds the above range, it is uneconomical as it requires a lot of cost compared to the increased flame retardant effect, and the viscosity of the foam composition increases significantly, which may cause problems during foaming. For example, if the viscosity of the foam composition increases due to the content of the composite flame retardant, the temperature of the foam composition rises significantly because a lot of torque is applied to the mixer during stirring. Additionally, the amount of volatilization of the foaming agent increases, and thus the thermal insulation properties may decrease. In addition, due to the high viscosity of the foam composition, phosphorus, foaming agent, and curing agent may not be dispersed evenly, which may cause problems in which the physical properties of the foam are not uniformly formed.
상기 제1 난연제는 상기 열경화성 발포체 100 중량부 대비 0.9 중량부 내지 15 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 난연제는 약 1중량부 내지 약 10중량부, 또는 약 2중량부 내지 약 8중량부로 포함되어 열경화성 수지 내에 균일하게 분산되고, 우수한 단열성을 유지하면서 향상된 난연성 및 압축강도 등의 우수한 물성을 부여할 수 있다. The first flame retardant may be included in an amount of 0.9 parts by weight to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting foam. For example, the first flame retardant is contained in an amount of about 1 part by weight to about 10 parts by weight, or about 2 parts by weight to about 8 parts by weight, so that it is uniformly dispersed in the thermosetting resin and maintains excellent thermal insulation properties while maintaining improved flame retardancy and compressive strength, etc. Can provide excellent physical properties.
구체적으로, 상기 인의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 충분한 난연 효과를 발휘하지 못하고, 화재시 화재 전파를 방지하지 못할 수 있으며, 치수 안정성이 떨어질 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 발포체 조성물의 점도가 크게 상승하여 발포시에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 발포체 조성물의 점도가 상승하면 교반시 믹서의 토크가 많이 걸리기 때문에 발포체 조성물의 온도가 높게 상승될 수 있다. 그리고, 발포제 휘발량이 증가하게 되고, 이에 따라, 단열성이 저하될 수 있다. 또한 발포체 조성물의 높은 점도로 인해 인, 발포제 및 경화제 등이 고르게 분산되지 못하여 압축강도가 떨어지는 등 물성이 균일하게 형성되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Specifically, if the phosphorus content is less than the above range, sufficient flame retardant effect may not be achieved, fire spread may not be prevented in the event of a fire, and dimensional stability may be reduced. Additionally, if it exceeds the above range, the viscosity of the foam composition may increase significantly, which may cause problems during foaming. For example, if the viscosity of the foam composition increases, the mixer's torque may increase during stirring, so the temperature of the foam composition may rise significantly. In addition, the volatilization amount of the foaming agent increases, and accordingly, the insulation properties may decrease. In addition, due to the high viscosity of the foam composition, phosphorus, foaming agent, and hardener are not evenly dispersed, which may lead to problems in which physical properties are not formed uniformly, such as lower compressive strength.
그리고, 상기 제2 난연제는 상기 열경화성 발포체 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 7 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 난연제는 약 0.1 중량부 내지 약 4 중량부 일 수 있다. 상기 복합 난연제는 상기 제1 난연제와 함께, 상기 제2 난연제를 상기 범위의 함량으로 포함하여 화재시 발포체의 연소 속도를 조절하고 안정적인 탄화막을 형성하여, 우수한 난연성과 동시에 우수한 단열성 및 압축강도, 치수 안정성 등의 우수한 물성을 가질 수 있다. 상기 제2 난연제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 상기 인과 적절히 반응하지 못하여 적정의 탄화막을 형성하지 못하고, 탄화막의 형성 속도가 충분하지 못하여 난연성 향상 효과가 떨어질 수 있다. 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우 화재시 인과 반응하지 않고 잔존하는 제2 난연제 화합물 자체가 연소하여 난연성을 저하시킬 수 있다. In addition, the second flame retardant may be included in an amount of 0.1 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting foam. For example, the second flame retardant may be in an amount of about 0.1 parts by weight to about 4 parts by weight. The composite flame retardant contains the second flame retardant in the above range along with the first flame retardant to control the combustion rate of the foam in the event of fire and form a stable carbonized film, thereby providing excellent flame retardancy, excellent thermal insulation, compressive strength, and dimensional stability. It can have excellent physical properties such as: If the content of the second flame retardant is less than the above range, it may not react properly with the phosphorus to form an appropriate carbonized film, and the formation rate of the carbonized film may not be sufficient, so the flame retardancy improvement effect may be reduced. In addition, if the above range is exceeded, the remaining second flame retardant compound itself may combust without reacting with phosphorus during a fire, thereby reducing flame retardancy.
그리고, 상기 제1 난연제 대 상기 제2 난연제의 중량비는 약 1 : 0.05 내지 약 1 : 1.2 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 난연제 대 상기 제2 난연제의 중량비는 약 1 : 0.07 내지 약 1 : 0.6, 또는 약 1 : 0.1 내지 약 1 : 0.4 일 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 상기 범위의 중량비로 상기 제1 난연제 및 상기 제2 난연제를 포함하여, 향상된 난연성 및 우수한 단열성을 동시에 나타내고, 우수한 물성을 함께 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제2 난연제가 상기 범위 미만의 함량으로 혼합될 경우에는 인과의 시너지 효과가 미미하여 비경제적인 문제가 있으며, 제2 난연제가 상기 범위를 초과하여 혼합될 경우에는 오히려 난연성이 저하되고, 높은 독립 기포율이 확보가 어렵고, 충분한 압축강도를 확보하는 것이 어려울 수 있다.Additionally, the weight ratio of the first flame retardant to the second flame retardant may be about 1:0.05 to about 1:1.2. For example, the weight ratio of the first flame retardant to the second flame retardant is from about 1:0.07 to about 1:0.6, or from about 1:0.1 to about 1:0.4. It can be. The thermosetting foam includes the first flame retardant and the second flame retardant in a weight ratio within the above range, and can simultaneously exhibit improved flame retardancy and excellent thermal insulation properties, as well as excellent physical properties. Specifically, when the second flame retardant is mixed in an amount less than the above range, the synergy effect with phosphorus is minimal, resulting in an uneconomical problem, and when the second flame retardant is mixed in an amount exceeding the above range, the flame retardancy is lowered and the high independence It may be difficult to secure the void ratio and secure sufficient compressive strength.
구체적으로, 상기 복합 난연제는 상기 인 및 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 포함할 수 있으며, 상기 인 대 상기 펜타에리트리톨계 화합물의 중량비는 약 1 : 0.05 내지 약 1 : 0.6 일 수 있다. 예를 들어, 상기 인 대 상기 펜타에리트리톨계 화합물의 중량비는 약 1 : 0.07 내지 약 1 : 0.4 일 수 있다.Specifically, the composite flame retardant may include the phosphorus and the pentaerythritol-based compound, and the weight ratio of the phosphorus to the pentaerythritol-based compound may be about 1:0.05 to about 1:0.6. For example, the weight ratio of the phosphorus to the pentaerythritol-based compound may be about 1:0.07 to about 1:0.4.
상기 복합 난연제는 상기 인 및 상기 멜라민시아누레이트 화합물을 포함할 수 있으며, 상기 인 대 상기 멜라민시아누레이트 화합물의 중량비는 약 1 : 0.05 내지 약 1 : 0.8일 수 있다. 예를 들어, 상기 인 대 상기 멜라민시아누레이트 화합물의 중량비는 약 1 : 0.07 내지 약 1 : 0.6 일 수 있다.The composite flame retardant may include the phosphorus and the melamine cyanurate compound, and the weight ratio of the phosphorus to the melamine cyanurate compound may be about 1:0.05 to about 1:0.8. For example, the weight ratio of the phosphorus to the melamine cyanurate compound may be about 1:0.07 to about 1:0.6.
상기 복합 난연제는 상기 인 및 상기 트리알킬포스페이트를 포함할 수 있으며, 상기 인 대 상기 트리알킬포스페이트의 중량비는 약 1 : 0.05 내지 약 1 : 0.8일 수 있다. 예를 들어, 상기 인 대 상기 트리알킬포스페이트의 중량비는 약 1 : 0.07 내지 약 1 : 0.6 일 수 있다. The composite flame retardant may include the phosphorus and the trialkyl phosphate, and the weight ratio of the phosphorus to the trialkyl phosphate may be about 1:0.05 to about 1:0.8. For example, the weight ratio of the phosphorus to the trialkyl phosphate may be about 1:0.07 to about 1:0.6.
상기 제1 난연제인 상기 인과의 관계에서 상기 제2 난연제 각각의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 제1 난연제인 상기 인과 반응하지 않고 잔존하는 제2 난연제가 화재시 연소하면서 오히려 난연성을 저하시킬 수 있다. 그리고, 상기 제2 난연제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 열경화성 발포체 내에서 인의 분산성이 떨어져 단열성이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 제2 난연제와 상기 인의 조합에 따른 난연성의 시너지 효과가 나타나지 않을 수 있다.In the relationship with the phosphorus, which is the first flame retardant, if the content of each of the second flame retardants exceeds the above range, the second flame retardant that remains without reacting with the phosphorus, which is the first flame retardant, may burn during a fire and actually reduce flame retardancy. there is. In addition, when the content of the second flame retardant is less than the above range, the dispersibility of phosphorus in the thermosetting foam may decrease, resulting in reduced insulation properties. Additionally, the synergy effect of flame retardancy resulting from the combination of the second flame retardant and the phosphorus may not appear.
그리고, 상기 복합 난연제는 상기 인, 상기 펜타에리트리톨계 화합물 및 상기 멜라민시아누레이트를 포함할 수 있으며, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 1 중량부 내지 약 50 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 약 1 중량부 내지 약 80중량부 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 5 중량부 내지 약 30 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 약 5 중량부 내지 약 40중량부 포함할 수 있다.In addition, the composite flame retardant may include the phosphorus, the pentaerythritol-based compound, and the melamine cyanurate, and the pentaerythritol-based compound is contained in an amount of about 1 part by weight to about 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the phosphorus. It may contain about 1 part by weight to about 80 parts by weight of the melamine cyanurate. For example, based on 100 parts by weight of phosphorus, the pentaerythritol-based compound may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 30 parts by weight, and the melamine cyanurate may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 40 parts by weight.
상기 멜라민시아누레이트 대비 상기 펜타에리트리톨계 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우 인과 멜라민시아누레이트와 함께 시너지 작용으로 형성하는 탄화막이 부족할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 반응하지 않고 남은 과량의 펜타에리트리톨계 화합물이 연소하면서 오히려 난연성을 저하되는 문제가 있을 수 있다.If the content of the pentaerythritol-based compound compared to the melamine cyanurate is less than the above range, the carbonization film formed through synergy with phosphorus and melamine cyanurate may be insufficient, and if it exceeds the above range, the excess pentaerythritol-based compound remaining without reacting may be insufficient. As the erythritol-based compound burns, there may be a problem that the flame retardancy decreases.
상기 복합 난연제는 상기 인, 상기 멜라민시아누레이트 및 상기 트리알킬포스페이트를 포함할 수 있으며, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 멜라민시아누레이트를 약 1 중량부 내지 약 80 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 1 중량부 내지 약 80 중량부 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 멜라민시아누레이트를 약 5 중량부 내지 약 40 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 5 중량부 내지 약 40 중량부 포함할 수 있다. The composite flame retardant may include the phosphorus, the melamine cyanurate, and the trialkyl phosphate, and may include about 1 part by weight to about 80 parts by weight of the melamine cyanurate relative to 100 parts by weight of the phosphorus, and the tri It may contain about 1 part by weight to about 80 parts by weight of alkyl phosphate. For example, based on 100 parts by weight of phosphorus, the melamine cyanurate may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 40 parts by weight, and the trialkyl phosphate may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 40 parts by weight.
상기 트리알킬포스페이트 대비 상기 멜라민시아누레이트의 함량이 상기 범위 미만인 경우 인과 트리알킬포스페이트와 함께 시너지 작용으로 형성하는 탄화막 형성이 부족한 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 과량의 멜라민시아누레이트는 페놀 발포체의 셀 형성을 오히려 방해하여 열전도도를 저하시키는 문제가 있을 수 있다.If the content of the melamine cyanurate compared to the trialkyl phosphate is less than the above range, there is a problem of insufficient formation of a carbonized film formed through a synergistic effect with phosphorus and trialkyl phosphate, and if it exceeds the above range, the excessive amount of melamine cyanurate is There may be a problem of interfering with the cell formation of the phenol foam and lowering the thermal conductivity.
상기 복합 난연제는 상기 인, 상기 펜타에리트리톨계 화합물 및 상기 트리알킬포스페이트를 포함할 수 있으며, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 1 중량부 내지 약 50 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 1 중량부 내지 약 80 중량부 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 5 중량부 내지 약 30 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 5 중량부 내지 약 40 중량부 포함할 수 있다. The composite flame retardant may include the phosphorus, the pentaerythritol-based compound, and the trialkyl phosphate, and includes about 1 part by weight to about 50 parts by weight of the pentaerythritol-based compound based on 100 parts by weight of the phosphorus, It may contain about 1 part by weight to about 80 parts by weight of the trialkyl phosphate. For example, based on 100 parts by weight of phosphorus, the pentaerythritol-based compound may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 30 parts by weight, and the trialkyl phosphate may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 40 parts by weight.
상기 트리알킬포스페이트 대비 상기 펜타에리트리톨계 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우 인과 트리알킬포스페이트와 함께 시너지 작용으로 형성하는 탄화막 형성이 부족할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 반응하지 않고 남은 과량의 펜타에리트리톨계 화합물이 연소하면서 오히려 난연성을 떨어뜨리는 문제가 있을 수 있다.If the content of the pentaerythritol-based compound compared to the trialkyl phosphate is less than the above range, the formation of a carbonized film formed through a synergistic effect with phosphorus and trialkyl phosphate may be insufficient, and if it exceeds the above range, the excess pentaerythritol-based compound remaining without reacting may be insufficient. As erythritol-based compounds burn, there may be a problem of reduced flame retardancy.
상기 복합 난연제는 상기 인, 상기 펜타에리트리톨계 화합물, 상기 멜라민시아누레이트 및 상기 트리알킬포스페이트를 포함할 수 있으며, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 1 중량부 내지 약 30 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 약 1 중량부 내지 약 50 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 1 중량부 내지 약 60 중량부 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 약 3 중량부 내지 약 20 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 약 5 중량부 내지 약 30 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 약 5 중량부 내지 약 40 중량부 포함할 수 있다. The composite flame retardant may include the phosphorus, the pentaerythritol-based compound, the melamine cyanurate, and the trialkyl phosphate, and the pentaerythritol-based compound is contained in an amount of about 1 part by weight to about 100 parts by weight of the phosphorus. It may contain 30 parts by weight, about 1 part by weight to about 50 parts by weight of the melamine cyanurate, and about 1 part by weight to about 60 parts by weight of the trialkyl phosphate. For example, based on 100 parts by weight of phosphorus, the pentaerythritol-based compound is included in an amount of about 3 parts by weight to about 20 parts by weight, the melamine cyanurate is included in an amount of about 5 parts by weight to about 30 parts by weight, and the tri It may contain about 5 parts by weight to about 40 parts by weight of alkyl phosphate.
상기 펜타에리트리톨계 화합물 대비, 상기 멜라민시아누레이트 및 상기 트리알킬 포스페이트의 중량비가 상기 범위 미만인 경우에는 제 1 난연제인 인과 작용하여 난연성 향상의 시너지 효과를 충분히 발휘하지 못하는 문제가 있고, 상기 멜라민시아누레이트 및 상기 트리알킬 포스페이트의 중량비가 상기 범위 초과인 경우에는 과량의 난연제로 인한 페놀 발포체의 셀 구조 형성을 방해하여 구조적으로 불안정해지고 단열성이 악화되는 문제가 있을 수 있다.If the weight ratio of the melamine cyanurate and the trialkyl phosphate compared to the pentaerythritol-based compound is less than the above range, there is a problem in that the synergy effect of improving flame retardancy cannot be sufficiently exerted by acting with phosphorus, the first flame retardant, and the melamine If the weight ratio of anurate and the trialkyl phosphate exceeds the above range, the formation of a cell structure of the phenol foam may be hindered by an excessive amount of flame retardant, resulting in structural instability and deterioration of thermal insulation properties.
상기 열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 상기 열경화성 발포체는 KS L 9016에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 약 0.016 W/m·K 내지 약 0.029 W/m·K 이다. 예를 들어, 상기 열경화성 발포체는 KS L 9016에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 약 0.016 W/m·K 내지 약 0.025 W/m·K, 약 0.016 W/m·K 내지 약 0.023 W/m·K, 약 0.016 W/m·K 이상, 약 0.020 W/m·K 미만 또는 약 0.016 W/m·K 이상, 약 0.0195 W/m·K 미만 일 수 있다. 상기 열전도율은 발포체의 초기 단열성을 나타내는 것으로서, 상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제를 포함하여, 난연성 뿐만 아니라, 단열성을 향상시킬 수 있다.It includes a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant, and the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine cyanurate, The thermosetting composition comprising at least one selected from the group consisting of trialkyl phosphates and combinations thereof, or containing at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. The foam has a thermal conductivity of about 0.016 W/m·K to about 0.029 W/m·K, measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016. For example, the thermosetting foam has a thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016 of about 0.016 W/m·K to about 0.025 W/m·K, about 0.016 W/m·K to about 0.023 W/ m·K, may be greater than or equal to about 0.016 W/m·K, less than about 0.020 W/m·K, or greater than or equal to about 0.016 W/m·K, and less than about 0.0195 W/m·K. The thermal conductivity indicates the initial insulating properties of the foam, and the thermosetting foam can improve not only flame retardancy but also insulating properties by including the composite flame retardant.
그리고, 상기 열경화성 발포체는 EN13823에 따라, 70에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 약 0.017 W/m·K 내지 약 0.029 W/m·K 일 수 있다. 예를 들어, 약 0.017 W/m·K 내지 약 0.025 W/m·K 또는 약 0.017 W/m·K 이상, 약 0.023 W/m·K 미만 일 수 있다. 상기 열전도율은 발포체의 장기 단열성을 나타내는 것으로서, 상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제를 포함하여 초기 단열성과 동일, 유사 범위의 장기 단열성을 나타낼 수 있다.And, the thermosetting foam according to EN13823, 70 After drying for 7 days at 110 After drying for 14 days, the thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C may be about 0.017 W/m·K to about 0.029 W/m·K. For example, it may be about 0.017 W/m·K to about 0.025 W/m·K or greater than about 0.017 W/m·K and less than about 0.023 W/m·K. The thermal conductivity indicates the long-term insulation of the foam, and the thermosetting foam, including the composite flame retardant, may exhibit long-term insulation in the same or similar range as the initial insulation.
이와 동시에, 상기 열경화성 발포체는 KS F ISO 5660-1 에 따른 콘칼로리미터에 의한 10분간의 총 방출열량(THR600s)이 약 2.0 MJ/㎡ 내지 약 15 MJ/㎡ 일 수 있다. 예를 들어, 약 2.0 MJ/㎡ 내지 약 10.0 MJ/㎡ 또는 2.0 MJ/㎡ 내지 약 8.0 MJ/㎡ 미만일 수 있다. 즉, 상기 열경화성 발포체는 별도의 면재 없이도 준불연성에 가까운 우수한 난연성을 가질 수 있다. At the same time, the thermosetting foam may have a total heat release rate (THR600s) of about 2.0 MJ/m2 to about 15 MJ/m2 for 10 minutes by a cone calorimeter according to KS F ISO 5660-1. For example, it may be from about 2.0 MJ/m2 to about 10.0 MJ/m2 or from 2.0 MJ/m2 to less than about 8.0 MJ/m2. In other words, the thermosetting foam can have excellent flame retardancy close to semi-incombustibility even without a separate face material.
그리고, 상기 열경화성 발포체는 KS F ISO 5660-1 에 따른 콘칼로리미터에 의한 5분간의 총 방출열량(THR300s)이 약 1.0 MJ/㎡ 내지 약 12 MJ/㎡, 예를 들어, 약 1.0 MJ/㎡ 내지 약 7.5 MJ/㎡, 약 1.0 MJ/㎡ 내지 약 5 MJ/㎡ 또는 약 1.0 MJ/㎡ 이상, 약 4 MJ/㎡ 미만으로 우수한 난연성을 나타낼 수 있다. In addition, the thermosetting foam has a total heat released for 5 minutes (THR300s) measured by a cone calorimeter according to KS F ISO 5660-1 of about 1.0 MJ/㎡ to about 12 MJ/㎡, for example, about 1.0 MJ/㎡. It can exhibit excellent flame retardancy from about 7.5 MJ/m2, about 1.0 MJ/m2 to about 5 MJ/m2, or about 1.0 MJ/m2 or more and less than about 4 MJ/m2.
또한, 상기 열경화성 발포체의 독립기포율은 약 75% 내지 약 98%일 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화성 발포체의 독립기포율은 약 80% 내지 약 95% 일 수 있다.Additionally, the closed cell ratio of the thermosetting foam may be about 75% to about 98%. For example, the closed cell ratio of the thermosetting foam may be about 80% to about 95%.
일반적으로 난연성 향상을 위해 열경화성 발포체에 포스페이트 등의 인계 난연제를 사용하는 경우 난연성은 향상될 수 있으나, 발포과정에서 발포셀이 파괴되어 독립기포율이 낮아지고 단열성이 저하되는 문제가 있다. 반면, 상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제를 포함하여 상기 범위의 높은 독립기포율을 유지할 수 있다. 그리고, 전술한 범위의 우수한 난연성 또는 준불연성과 함께, 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.In general, when a phosphorus-based flame retardant such as phosphate is used in a thermosetting foam to improve flame retardancy, the flame retardancy can be improved, but there is a problem in that the foam cells are destroyed during the foaming process, lowering the closed cell ratio and deteriorating insulation properties. On the other hand, the thermosetting foam can maintain a high closed cell ratio in the above range by including the composite flame retardant. In addition, it can exhibit excellent thermal insulation properties along with excellent flame retardancy or semi-incombustibility in the above-mentioned range.
난연제로 일반적으로 사용하는 포스페이트 등의 인계 난연제의 경우, 열경화성 수지와 상용성이 떨어지고, 발포 셀 구조를 파괴하여 압축 강도 및 굴곡 파괴하중 등의 물성이 저하될 수 있다. 한편, 상기 열경화성 발포체는 상기 복합 난연제를 포함하여 열경화성 수지와 균일하게 혼합되고, 발포 셀 구조가 쉽게 파괴되지 않으며, 균일한 발포로 균일한 물성을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 난연제인 상기 인은 열경화성 발포체에서 필러로서 작용하여 상기 제2 난연제와 함께 상기 열경화성 발포체에 구조적 안정성을 부여하고 이와 함께 상기 범위의 우수한 압축강도 및 굴곡 파괴하중을 부여할 수 있다.In the case of phosphorus-based flame retardants such as phosphate, which are commonly used as flame retardants, they have poor compatibility with thermosetting resins and may destroy the foam cell structure, resulting in a decrease in physical properties such as compressive strength and bending failure load. Meanwhile, the thermosetting foam includes the composite flame retardant and is uniformly mixed with the thermosetting resin, the foam cell structure is not easily destroyed, and can have uniform physical properties due to uniform foaming. In addition, the phosphorus, which is the first flame retardant, acts as a filler in the thermosetting foam and provides structural stability to the thermosetting foam together with the second flame retardant, and can also provide excellent compressive strength and bending failure load in the above range.
구체적으로, 상기 열경화성 발포체는 KS M ISO 844 에 따른 압축강도가 약 80kPa 내지 약 300kPa 일 수 있다. 예를 들어, 약 150kPa 내지 약 230kPa 일 수 있다. Specifically, the thermosetting foam may have a compressive strength of about 80 kPa to about 300 kPa according to KS M ISO 844. For example, from about 150 kPa to about 230 kPa It can be.
상기 열경화성 발포체는 KS M ISO 4898에 따라, 250mm(L)Χ100mm(W)Χ20mm(T) 크기의 시편에 200mm 지지 간격, 50mm/min의 하중 집중 속도에서 상기 시편이 파단될 때까지의 최대 하중(N)인 굴곡 파괴하중(N)이 약 15 N 내지 약 50 N 일 수 있다. 예를 들어, 약 20 N 내지 약 50 N 일 수 있다. According to KS M ISO 4898, the thermosetting foam is applied to a specimen measuring 250 mm (L) Χ 100 mm (W) Χ 20 mm (T) at a support spacing of 200 mm and a load concentration speed of 50 mm/min. The maximum load until the specimen breaks ( The bending failure load (N) may be about 15 N to about 50 N. For example, it may be about 20 N to about 50 N.
그리고, 상기 열경화성 발포체는 하기 식 1에 의한 치수 변화율의 평균값이 0% 내지 1.0% 일 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화성 발포체는 약 0% 내지 약 0.8% 또는 약 0% 내지 약 0.6% 의 평균 치수 변화율을 가질 수 있다.In addition, the thermosetting foam may have an average dimensional change rate of 0% to 1.0% according to Equation 1 below. For example, the thermoset foam can have an average dimensional change of about 0% to about 0.8% or about 0% to about 0.6%.
[식 1][Equation 1]
치수 변화율(%)=(초기 길이(a)-나중 길이(a'))/초기 길이(a) X 100Dimensional change rate (%) = (initial length (a) - later length (a')) / initial length (a)
상기 식 1에서, 상기 초기 길이(a)는 열경화성 발포체의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n개 지점의 각 선의 길이이고, 상기 나중 길이(a')는 상기 열경화성 발포체를 70℃ 오븐에서 48시간 방치시킨 후의 상기 각 지점의 각 선의 나중 길이(a')를 의미한다. 이때, n은 2 내지 5일 수 있다. n은 3 일 수 있다.In Equation 1, the initial length (a) is the length of each line at n equal points in the length (L) and width (W) directions of the thermosetting foam, and the later length (a') is the length of the thermosetting foam. It means the final length (a') of each line at each point above after being left in an oven at 70°C for 48 hours. At this time, n may be 2 to 5. n may be 3.
상기 열경화성 발포체는 난연제로 상기 복합 난연제를 포함하여 상기 범위 내의 치수 변화율을 가지는바, 우수한 치수 안정성을 갖는 것을 알 수 있다. 그에 따라 상기 열경화성 발포체는 우수한 열전도율을 나타내어, 장기 단열성이 더욱 효과적으로 향상될 수 있으면서 소정의 제품으로 적용시 가공성, 작업성이 더욱 우수할 수 있다.The thermosetting foam includes the composite flame retardant as a flame retardant and has a dimensional change rate within the above range, so it can be seen that it has excellent dimensional stability. Accordingly, the thermosetting foam exhibits excellent thermal conductivity, so long-term insulation can be more effectively improved, and processability and workability can be further improved when applied to a given product.
그리고, 상기 열경화성 발포체는 KS M ISO 4589-2에 따른 산소지수가 약 32% 이상으로 우수한 난연성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 열경화성 발포체의 산소지수는 약 32% 내지 약 60%, 약 36% 내지 약 60% 또는 약 43% 내지 약 60% 일 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 상기 범위의 산소지수를 갖는 바, 화재시 쉽게 연소하지 않을 수 있고, 이에 따라 대피 시간 확보 등이 용이할 수 있다.In addition, the thermosetting foam can exhibit excellent flame retardancy with an oxygen index of about 32% or more according to KS M ISO 4589-2. Specifically, the oxygen index of the thermosetting foam may be about 32% to about 60%, about 36% to about 60%, or about 43% to about 60%. Since the thermosetting foam has an oxygen index in the above range, it may not easily burn in the event of a fire, and thus it may be easy to secure evacuation time.
본 발명의 다른 구현 예는 열경화성 수지를 포함하는 주제, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하는 난연 조성물을 준비하는 단계; 상기 주제, 경화제, 발포제 및 난연 조성물을 교반하여 발포체 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 발포체 조성물을 발포 경화하는 단계;를 포함하고, 상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고, 상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하는 열경화성 발포체의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes preparing a flame retardant composition including a base material containing a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant; Preparing a foam composition by stirring the base material, curing agent, foaming agent, and flame retardant composition; and foam-curing the foam composition, wherein the composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant, the first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant is melamine cyanurate, A thermosetting foam containing at least one selected from the group consisting of trialkyl phosphates and combinations thereof, or containing at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphates, and combinations thereof, and a pentaerythritol-based compound. Provides a manufacturing method.
상기 제조방법에 의해 전술한 바와 같이, 향상된 난연성과 동시에, 우수한 단열성 그리고, 우수한 압축강도, 치수 안정성 등의 물성을 갖는 상기 열경화성 발포체를 제조할 수 있다. 상기 열경화성 수지, 경화제, 발포제 및 복합 난연제에 관한 사항은 하기에서 특별히 기재한 것을 제외하고는 전술한 바와 같다.As described above, by the above manufacturing method, the thermosetting foam can be manufactured having improved flame retardancy, excellent thermal insulation properties, and physical properties such as excellent compressive strength and dimensional stability. Details regarding the thermosetting resin, curing agent, foaming agent, and composite flame retardant are the same as described above, except as specifically described below.
먼저, 열경화성 수지를 포함하는 주제, 경화제, 발포제 및 복합 난연제를 포함하는 난연 조성물을 준비하는 단계를 포함한다. 주제는 열경화성 수지 100 중량부 대비, 계면활성제 약 1 중량부 내지 약 5 중량부 및 우레아 약 3 중량부 내지 약 10 중량부를 포함할 수 있다. First, it includes preparing a flame retardant composition including a base material containing a thermosetting resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant. The base material may include about 1 part by weight to about 5 parts by weight of a surfactant and about 3 parts by weight to about 10 parts by weight of urea, based on 100 parts by weight of the thermosetting resin.
상기 복합 난연제는 인, 펜타에리트리톨계 화합물, 멜라민시아누레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 고상 물질을 포함할 수 있고, 이때, 상기 복합 난연제는 유기 용매에 혼합된 난연 조성물의 형태로 발포체 조성물에 포함되어 적정의 흐름성을 갖고 생산 공정에 용이하게 투입되며, 열경화성 수지와 균일하게 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 복합 난연제: 유기 용매는 약 2:1 내지 약 1:2의 중량비로 혼합되어 난연 조성물에 포함될 수 있으며, 상기 범위의 함량비로 혼합되어 복합 난연제의 난연성 향상 효과를 저하시키지 않을 수 있다. The composite flame retardant may include one solid material selected from the group consisting of phosphorus, pentaerythritol-based compounds, melamine cyanurate, and combinations thereof, wherein the composite flame retardant is in the form of a flame retardant composition mixed in an organic solvent. It is included in the foam composition, has appropriate flowability, is easily introduced into the production process, and can be uniformly mixed with the thermosetting resin. For example, the composite flame retardant: organic solvent may be mixed at a weight ratio of about 2:1 to about 1:2 and included in the flame retardant composition, and mixed at a content ratio within the above range may not reduce the flame retardancy improvement effect of the composite flame retardant. there is.
상기 유기 용매는 폴리올, 계면활성제, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 포스페이트계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 저점도의 유기 용매일 수 있다. 상기 포스페이트계 화합물은 예를 들어, 트리스(1-클로로-2-프로필)포스페이트(Tris-(1-chloro-2-propyl)phosphate, TCPP), 트리스-(2-클로로에틸)포스페이트(Tris-(2-chloroethyl)phosphate, TCEP), 트리에틸포스페이트(Triethyl phosphate, TEP) 등 일 수 있다.The organic solvent may be a low-viscosity organic solvent selected from the group consisting of polyol, surfactant, polyethylene glycol, ethylene glycol, phosphate-based compounds, and combinations thereof. The phosphate-based compounds include, for example, tris (1-chloro-2-propyl) phosphate (TCPP), tris- (2-chloroethyl) phosphate (Tris- ( It may be 2-chloroethyl)phosphate (TCEP), triethyl phosphate (TEP), etc.
상기 유기 용매는 열경화성 수지 100중량부 대비 약 1 중량부 내지 약 15 중량부의 범위로 첨가될 수 있다. 상기 유기 용매의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 단열성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The organic solvent may be added in an amount ranging from about 1 part by weight to about 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. If the content of the organic solvent exceeds the above range, a problem of deterioration of thermal insulation may occur.
예를 들어, 상기 유기 용매는 TCPP, TCEP, TEP 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 제1 유기 용매와 폴리올, 계면활성제, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 제2 유기 용매의 혼합 유기 용매일 수 있다. For example, the organic solvent may be one first organic solvent selected from the group consisting of TCPP, TCEP, TEP, and combinations thereof, and one selected from the group consisting of polyol, surfactant, polyethylene glycol, ethylene glycol, and combinations thereof. It may be a mixed organic solvent of the second organic solvent.
이때, 20℃에서, 상기 열경화성 수지의 점도(V1)와 상기 난연 조성물의 점도(V2)의 점도 차이(△V=|V1 - V2|)는 약 30,000 cps 이하 또는 약 20,000 cps 이하일 수 있다. 약 0 이상 약 10,000cps 이하일 수 있다. 상기 열경화성 수지의 점도(V1)와 상기 난연 조성물의 점도(V2)의 점도 차이(△V)를 상기 범위로 조절함으로써, 고상의 물질을 포함하는 복합 난연제가 발포체 제조 과정에서 침전되지 않고, 상기 열경화성 수지와 균일하게 잘 혼합되어 향상된 난연성과 함께 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.At this time, at 20°C, the viscosity difference (△V=|V1 - V2|) between the viscosity (V1) of the thermosetting resin and the viscosity (V2) of the flame retardant composition may be about 30,000 cps or less or about 20,000 cps or less. It may be about 0 or more and about 10,000 cps or less. By adjusting the viscosity difference (△V) between the viscosity (V1) of the thermosetting resin and the viscosity (V2) of the flame retardant composition within the above range, the composite flame retardant containing a solid material does not precipitate during the foam manufacturing process, and the thermosetting composition It is evenly mixed with the resin and can exhibit excellent insulation properties along with improved flame retardancy.
구체적으로, 상기 점도 차이(△V) 가 상기 범위를 초과하는 경우 복합 난연제와 열경화성 수지 등과의 균일한 혼합 및 발포가 어려워질 수 있고, 이에 따라 열경화성 발포체의 물성이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 열경화성 수지 및 상기 난연 조성물 등을 포함하는 상기 발포체 조성물의 점도가 전체적으로 높아지면서 교반 믹서의 토크가 많이 걸리고, 발포체 조성물의 온도가 급격히 상승되어 발포체가 경화되기 전 발포제의 휘발량이 증가할 수 있고, 이에 따라 단열성이 저하 될 수 있다.Specifically, if the viscosity difference (ΔV) exceeds the above range, uniform mixing and foaming of the composite flame retardant and the thermosetting resin may become difficult, and thus the physical properties of the thermosetting foam may deteriorate. In addition, as the overall viscosity of the foam composition including the thermosetting resin and the flame retardant composition increases, the torque of the stirring mixer increases, and the temperature of the foam composition rapidly increases, which may increase the volatilization amount of the foaming agent before the foam is cured. And, as a result, the insulation may be reduced.
그리고, 상기 열경화성 수지의 점도(V1)는 20℃에서, 약 1만cps 내지 약 8만cps, 약 1만cps 내지 약 5만cps 또는 약 2만cps 내지 약 5만cps 일 수 있다. 상기 점도 차이(△V)와 상기 열경화성 수지의 점도(V1)를 상기 범위로 조절하여 상기 복합 난연제가 분산된 열경화성 수지의 경화 반응 속도를 적절히 조절할 수 있다. 이에 따라, 구조적으로 안정적이면서, 적정의 가교 구조를 갖는 열경화성 발포체를 형성할 수 있어, 상기 열경화성 발포체는 향상된 난연성과 함께 우수한 단열성을 일정 수준으로 유지하고, 우수한 압축강도 등의 우수한 물성을 나타낼 수 있다.And, the viscosity (V1) of the thermosetting resin may be about 10,000 cps to about 80,000 cps, about 10,000 cps to about 50,000 cps, or about 20,000 cps to about 50,000 cps at 20°C. By adjusting the viscosity difference (ΔV) and the viscosity (V1) of the thermosetting resin within the above range, the curing reaction rate of the thermosetting resin in which the composite flame retardant is dispersed can be appropriately adjusted. Accordingly, it is possible to form a thermosetting foam that is structurally stable and has an appropriate cross-linked structure, so that the thermosetting foam maintains excellent insulation at a certain level along with improved flame retardancy, and can exhibit excellent physical properties such as excellent compressive strength. .
상기 발포제는 상기 열경화성 수지 약 100 중량부를 기준으로 약 5 중량부 내지 약 15 중량부가 되도록 포함될 수 있다. 상기 발포제를 상기 범위의 함량으로 포함함으로써, 상기 열경화성 수지에 분산된 상기 복합 난연제를 포함하는 발포체 조성물이 발포하는 과정에서 적정의 발포압으로 균일하게 발포하여 향상된 난연성, 단열성 및 압축 강도 등의 물성을 갖는 열경화성 발포체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 발포제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 발포 셀이 파괴되어 단열성이 저하되고, 발포체의 치수 변화율이 커지고, 압축 강도가 저하될 수 있다. The foaming agent may be included in an amount of about 5 parts by weight to about 15 parts by weight based on about 100 parts by weight of the thermosetting resin. By including the foaming agent in the content within the above range, the foam composition containing the composite flame retardant dispersed in the thermosetting resin is foamed uniformly at an appropriate foaming pressure during the foaming process, thereby improving physical properties such as flame retardancy, heat insulation, and compressive strength. It is possible to form a thermosetting foam having. For example, if the content of the foaming agent exceeds the above range, the foam cells may be destroyed, the insulation may be reduced, the dimensional change rate of the foam may increase, and the compressive strength may be reduced.
그리고, 상기 경화제는 열경화성 수지 100 중량부 대비, 약 15 내지 약 25 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 경화제는 톨루엔술폰산 등의 물질을 용매에 혼합한 혼합물을 의미한다. 경화제를 상기 범위의 함량으로 포함하여 복합난연제를 포함하는 조성물에 있어서 발포 및 경화의 발런스를 적절히 조절할 수 있으며, 이에 따라 우수한 난연성과 함께, 단열성 및 우수한 압축강도 등의 물성을 부여할 수 있다.Additionally, the curing agent may be included in an amount of about 15 to about 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. The curing agent refers to a mixture of substances such as toluenesulfonic acid mixed with a solvent. By including the curing agent in the above range, the balance between foaming and curing can be appropriately adjusted in a composition containing a composite flame retardant, and thus physical properties such as heat insulation and excellent compressive strength can be imparted along with excellent flame retardancy.
그리고, 상기 열경화성 발포체의 제조방법은 상기 주제, 경화제, 발포제 및 난연 조성물을 교반하여 발포체 조성물을 제조하는 단계를 포함한다. 상기 열경화성 발포체의 제조방법은 복합 난연제를 포함하는 난연 조성물을 열경화성 수지를 포함하는 주제와 별도로 분리하여 혼합 및 교반할 수 있다. 이에 따라, 열경화성 수지를 포함하는 주제의 점도가 급격히 상승하는 것을 방지할 수 있고, 전술한 물성을 갖는 열경화성 발포체를 쉽게 제조할 수 있다.In addition, the method for producing the thermosetting foam includes the step of preparing a foam composition by stirring the base material, curing agent, foaming agent, and flame retardant composition. In the method of producing the thermosetting foam, the flame retardant composition containing the composite flame retardant can be mixed and stirred separately from the main substance containing the thermosetting resin. Accordingly, it is possible to prevent the viscosity of the base material containing the thermosetting resin from increasing rapidly, and a thermosetting foam having the above-mentioned physical properties can be easily manufactured.
그리고, 상기 열경화성 발포체의 제조방법은 상기 발포체 조성물을 발포 경화하는 단계;를 포함한다. 상기 열경화성 발포체는 예를 들어, 약 50℃ 내지 약 90℃의 온도 조건 하에서 발포 및 경화될 수 있다. 또한, 상기 발포 및 경화는 약 2분 내지 약 20분의 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 아니하고, 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 달라질 수 있다. In addition, the method for producing the thermosetting foam includes the step of foaming and curing the foam composition. For example, the thermosetting foam can be foamed and cured under temperature conditions of about 50°C to about 90°C. In addition, the foaming and curing may be performed for a time of about 2 minutes to about 20 minutes, but is not limited thereto and may vary appropriately depending on the purpose and use of the invention.
본 발명의 또 다른 구현 예는 상기 열경화성 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an insulating material including the thermosetting foam.
상기 열경화성 발포체는 예를 들어, 건축용 단열재의 용도로 적용될 수 있고, 그에 따라 건축용 단열재로서 요구되는 우수한 단열성과 함께 현저히 향상된 난연성을 동시에 만족시킬 수 있다. 그리고, 우수한 압축강도, 굴곡 파괴하중(N), 치수 안정성 및 높은 산소 지수 등을 가질 수 있다.The thermosetting foam can be applied, for example, as a construction insulation material, and thus can simultaneously satisfy the excellent insulation properties required as a construction insulation material as well as significantly improved flame retardancy. Additionally, it can have excellent compressive strength, bending failure load (N), dimensional stability, and high oxygen index.
상기 건축용 단열재는 예를 들어, 상기 열경화성 발포체의 일면 또는 양면상에 면재를 더 포함할 수 있고, 상기 면재로 알루미늄을 포함하여 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.For example, the building insulation material may further include a face material on one or both sides of the thermosetting foam, and the face material may include aluminum to further improve flame retardancy.
(실시예) (Example)
실시예 1: Example 1:
20℃에서 점도가 3만cps 범위인 레졸 수지 100중량부, 에톡시화 반응시킨 피마자유 계면활성제 1 중량부 및 분말 형상 우레아 3.5 중량부를 혼합한 주제, 경화제로 톨루엔술폰산, 발포제로 시클로펜탄을 준비하였다. 그리고, 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제를 피마자유 계면활성제: 에틸렌글리콜이 2:1의 중량비로 혼합한 유기 용매에 혼합하여 난연 조성물을 준비하였다. A mixture of 100 parts by weight of resol resin with a viscosity in the range of 30,000 cps at 20°C, 1 part by weight of ethoxylated castor oil surfactant, and 3.5 parts by weight of powdered urea was prepared, with toluenesulfonic acid as a curing agent and cyclopentane as a foaming agent. . Then, a flame retardant composition was prepared by mixing a composite flame retardant of red and melamine cyanurate with an organic solvent in which castor oil surfactant and ethylene glycol were mixed at a weight ratio of 2:1.
그리고, 상기 레졸 수지 100 중량부에 대하여, 상기 톨루엔술폰산 80중량%를 에틸렌클리콜 15중량% 및 물 5중량%에 혼합한 혼합물 18 중량부, 시클로펜탄 8 중량부와 함께, 상기 난연 조성물을 배관을 통해 교반기에 공급하고 교반하여 발포체 조성물을 제조하였다. And, based on 100 parts by weight of the resol resin, the flame retardant composition was added to the pipe along with 18 parts by weight of a mixture of 80% by weight of toluenesulfonic acid mixed with 15% by weight of ethylene glycol and 5% by weight of water and 8 parts by weight of cyclopentane. It was supplied to a stirrer and stirred to prepare a foam composition.
그리고, 상기 교반된 발포체 조성물을 5 m/min 속도로 작동되는 케터필러에 투입하여 최종적으로 40kg/m3 밀도를 가지는 페놀 수지 발포체를 제조하였다. 이때, 상기 케터필러의 온도는 70℃이고, 두께는 50mm 가 되도록 하였다. Then, the stirred foam composition was put into a Caterpillar operating at a speed of 5 m/min to finally produce a phenolic resin foam having a density of 40 kg/m3. At this time, the temperature of the caterpillar was 70°C and the thickness was 50mm.
이때, 상기 난연 조성물에 포함된 적인, 멜라민시아누레이트의 함량과 유기 용매의 함량을 조절하여, 20℃에서, 상기 레졸 수지의 점도(V1)와 상기 난연 조성물의 점도(V2)의 점도 차이(△V=|V1 - V2|)가 1만cps 이내가 되도록 하였다. 상기 점도는 브룩필드 점도계(Brookfield 사, DV3T Rheometer, #63 스핀들)를 이용하여 측정하였다.At this time, by adjusting the content of melamine cyanurate and the organic solvent contained in the flame retardant composition, the viscosity difference between the viscosity (V1) of the resol resin and the viscosity (V2) of the flame retardant composition at 20 ° C. △V=|V1 - V2|) was ensured to be within 10,000 cps. The viscosity was measured using a Brookfield viscometer (Brookfield, DV3T Rheometer, #63 spindle).
그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체는 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부와 멜라민시아누레이트 2 중량부를 포함하도록 하였다.And, finally, the phenol resin foam was made to contain 6 parts by weight of melamine cyanurate and 2 parts by weight of melamine cyanurate, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam.
실시예 2: Example 2:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 적인 및 트리에틸포스페이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부 및 트리에틸포스페이트 2 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that a composite flame retardant of red and triethyl phosphate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, 6 parts by weight of phosphorus and 2 parts by weight of triethyl phosphate were included.
실시예 3: Example 3:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 적인, 모노펜타에리트리톨 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부, 모노펜타에리트리톨 1 중량부 및 멜라민시아누레이트 1 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that a composite flame retardant of red, monopentaerythritol, and melamine cyanurate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, it contained 6 parts by weight of polyethylene, 1 part by weight of monopentaerythritol, and 1 part by weight of melamine cyanurate.
실시예 4: Example 4:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 적인, 멜라민시아누레이트 및 트리에틸포스페이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부, 멜라민시아누레이트 1 중량부 및 트리에틸포스페이트 1 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that a composite flame retardant of red, melamine cyanurate, and triethyl phosphate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, it contained 6 parts by weight of red, 1 part by weight of melamine cyanurate, and 1 part by weight of triethyl phosphate.
실시예 5: Example 5:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 적인, 모노펜타에리트리톨 및 트리에틸포스페이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부, 모노펜타에리트리톨 1 중량부 및 트리에틸포스페이트 1 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate, a composite flame retardant of red, monopentaerythritol, and triethyl phosphate was used. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, it contained 6 parts by weight of red, 1 part by weight of monopentaerythritol, and 1 part by weight of triethyl phosphate.
실시예 6: Example 6:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 적인, 모노펜타에리트리톨, 멜라민시아누레이트 및 트리에틸포스페이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 적인 6 중량부, 모노펜타에리트리톨 0.3 중량부, 멜라민시아누레이트 0.7 중량부 및 트리에틸포스페이트 1 중량부를 포함하도록 하였다.A phenol foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate, a composite flame retardant of red, monopentaerythritol, melamine cyanurate, and triethyl phosphate was used. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, it contained 6 parts by weight of red, 0.3 parts by weight of monopentaerythritol, 0.7 parts by weight of melamine cyanurate, and 1 part by weight of triethyl phosphate.
비교예 1: Comparative Example 1:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 멜라민시아누레이트만을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 멜라민시아누레이트 8 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that only melamine cyanurate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, 8 parts by weight of melamine cyanurate was included based on 100 parts by weight of the phenol resin foam.
비교예 2: Comparative Example 2:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 펜타에리트리톨만을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 펜타에리트리톨 8 중량부를 포함하도록 하였다.A phenol foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that only pentaerythritol was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, 8 parts by weight of pentaerythritol was included based on 100 parts by weight of the phenol resin foam.
비교예 3: Comparative Example 3:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 암모늄 폴리포스페이트 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 암모늄 폴리포스페이트 6 중량부 및 멜라민시아누레이트 2 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that a composite flame retardant of ammonium polyphosphate and melamine cyanurate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, 6 parts by weight of ammonium polyphosphate and 2 parts by weight of melamine cyanurate were included.
비교예 4: Comparative Example 4:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 암모늄 폴리포스페이트 및 모노펜타에리트리톨의 복합 난연제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 암모늄 폴리포스페이트 6 중량부 및 모노펜타에리트리톨 2 중량부를 포함하도록 하였다.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that a composite flame retardant of ammonium polyphosphate and monopentaerythritol was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, based on 100 parts by weight of the phenol resin foam, 6 parts by weight of ammonium polyphosphate and 2 parts by weight of monopentaerythritol were included.
비교예 5:Comparative Example 5:
상기 적인 및 멜라민시아누레이트의 복합 난연제 대신에, 트리에틸포스페이트만을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다. 그리고, 최종적으로, 상기 페놀 수지 발포체 100 중량부 대비, 트리에틸포스페이트 8 중량부를 포함하도록 하였다.A phenol foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that only triethyl phosphate was used instead of the composite flame retardant of red and melamine cyanurate. And, finally, 8 parts by weight of triethyl phosphate was included based on 100 parts by weight of the phenol resin foam.
평가evaluation
실험예 1: 초기 열전도율(W/m·K) Experimental Example 1: Initial thermal conductivity ( W/m·K )
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 50㎜의 두께 및 300㎜×300㎜ 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 70℃에서 12시간으로 건조하여 전처리 하였다. 그리고, 상기 시편에 대해 KS L 9016(평판 열류계법 측정방법)의 측정 조건에 따라 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 에 기재하였다.The phenolic resin foams of Examples and Comparative Examples were cut to a thickness of 50 mm and a size of 300 mm x 300 mm to prepare specimens, and the specimens were pretreated by drying at 70°C for 12 hours. Then, the thermal conductivity of the specimen was measured using a HC-074-300 (EKO) thermal conductivity device at an average temperature of 20°C according to the measurement conditions of KS L 9016 (flat plate heat flow measurement method), and the results are shown in the table below. It is described in 1.
실험예 2: 장기 열전도율(W/m·K) Experimental Example 2: Long-term thermal conductivity ( W/m·K )
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 50㎜의 두께 및 300㎜×300㎜ 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 EN13823에 따라, 70℃에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110℃에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 에 기재하였다.Samples were prepared by cutting the phenolic resin foams of Examples and Comparative Examples to a thickness of 50 mm and a size of 300 mm After drying, the thermal conductivity was measured using a HC-074-300 (EKO) thermal conductivity instrument at an average temperature of 20°C, and the results are listed in Table 1 below.
실험예 3: THR 300s(MJ/㎡) Experimental Example 3: THR 300s ( MJ/㎡ )
상기 실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 그리즐리 밴드쏘를 이용하여 100mm(L)Χ100mm(W)Χ50mm(T) 크기의 시편으로 제작하였다.The phenol resin foams of the above examples and comparative examples were manufactured into specimens measuring 100 mm (L) Χ 100 mm (W) Χ 50 mm (T) using a Grizzly band saw.
그리고, KS F ISO 5660-1의 측정조건을 하기와 같이 맞추었다. 50kW/m2 복사열을 맞추어 콘히터의 온도는 700℃도로 하였고, Blower의 속도는 24L/min, 산소농도는 20.950%에서 시작하였다. 그리고, 콘칼로리미터 측정기(페스텍인터네서날)를 사용하여, 상기 시편에 50kW/m2 복사열을 5분간 적용하고 총방출열량(THR300)을 측정하였다. 그리고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. And, the measurement conditions of KS F ISO 5660-1 were set as follows. The temperature of the cone heater was set to 700°C with 50kW/m 2 radiant heat, the speed of the blower was 24L/min, and the oxygen concentration was started at 20.950%. Then, using a cone calorimeter measuring device (Festek International), 50 kW/m 2 radiant heat was applied to the specimen for 5 minutes and the total heat released (THR300) was measured. And the results are listed in Table 1 below.
실험예 4: THR 600s (MJ/㎡) Experimental Example 4: THR 600s ( MJ/㎡ )
콘칼로리미터 측정기(페스텍인터네서날)를 사용하여, 상기 시편에 50kW/m2 복사열을 10분간 적용하고 총방출열량(THR600)을 측정한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법으로 측정하였다. 그리고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. Using a cone calorimeter measuring device (Festek International), 50 kW/m 2 radiant heat was applied to the specimen for 10 minutes and the total heat released (THR600) was measured in the same manner as in Experimental Example 3. And the results are listed in Table 1 below.
실험예 5: 독립기포율(%)Experimental Example 5: Closed cell rate (%)
실시예 및 비교예 각각의 페놀 수지 발포체를 2.5㎝(L)X2.5㎝ (W)X2.5㎝(T)로 절단하여 시편을 제조하였다. 그리고, KS M ISO 4590 측정방법으로 독립기포율 측정기기(Quantachrome, ULTRAPYC 1200e) 장비를 사용하여 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.Examples and Comparative Examples Each phenol resin foam was cut into 2.5 cm (L) × 2.5 cm (W) × 2.5 cm (T) to prepare specimens. In addition, the KS M ISO 4590 measurement method was used to measure the closed cell ratio (Quantachrome, ULTRAPYC 1200e), and the results are listed in Table 1 below.
실험예 6: 압축 강도(kPa)Experimental Example 6: Compressive Strength (kPa)
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 50mm(L)Χ50mm(W)Χ50mm(T) 크기의 시편으로 준비하고, 상기 시편을 Lloyd instrument社 LF Plus 만능재료시험기(Universal Testing Machine)의 넓은 판 사이에 두고, UTM 장비에서 시편 두께의 10%㎜/min 속도로 설정하고, 압축강도 실험을 시작하여 두께가 감소되는 중에 나타나는 첫번째 압축 항복점에서의 강도를 기록하였다. 압축강도는 KS M ISO 844 규격의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. The phenolic resin foams of Examples and Comparative Examples were prepared into specimens measuring 50 mm (L) Χ 50 mm (W) Χ 50 mm (T), and the specimens were placed between the wide plates of the Lloyd Instruments LF Plus Universal Testing Machine. , the UTM equipment was set at a speed of 10% mm/min of the specimen thickness, the compressive strength experiment was started, and the strength at the first compressive yield point that appeared while the thickness was decreasing was recorded. Compressive strength was measured using the method of the KS M ISO 844 standard, and the results are listed in Table 1 below.
실험예 7: 치수 안정성 (%)Experimental Example 7: Dimensional stability (%)
도 1은 본 발명의 열경화성 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a schematic diagram briefly showing a method for measuring the dimensional stability of a thermosetting foam of the present invention.
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 100mm(L)Χ100mm(W)Χ50mm(T) 크기의 시편으로 준비하였다. 그리고, 도 1과 같이, 시편의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n(n=3)개 지점에 선을 긋고, 25℃에서 상기 각각의 선의 초기 길이(a)를 측정하였다. The phenol resin foams of Examples and Comparative Examples were prepared as specimens with sizes of 100 mm (L) Χ 100 mm (W) Χ 50 mm (T). As shown in Figure 1, lines are drawn at n (n=3) equal points in the length (L) and width (W) directions of the specimen, and the initial length (a) of each line is measured at 25°C. did.
그리고, 상기 시편을 70℃ 오븐에서 48시간 방치시킨 후의 각 지점의 나중 길이(a')를 측정하고, 초기 치수에서 변화된 치수 변화율(%)을 하기 식 1에 의해 각각 측정하고, 그 평균 값을 표 1에 기재하였다. 치수안정성은 KS M ISO 2796 규격의 방법으로 측정하였다.Then, the final length (a') of each point was measured after the specimen was left in an oven at 70°C for 48 hours, and the dimensional change rate (%) changed from the initial dimension was measured using Equation 1 below, and the average value was calculated as It is listed in Table 1. Dimensional stability was measured using the method of the KS M ISO 2796 standard.
[식 1][Equation 1]
치수 변화율(%)=(초기 길이(a)-나중 길이(a'))/초기 길이(a) X 100Dimensional change rate (%) = (initial length (a) - later length (a')) / initial length (a)
실험예 8: 산소 지수 (LOI)Experimental Example 8: Oxygen Index (LOI)
KS M ISO 4589-2 규격에서 규정된 시험 조건하에서 실시예 및 비교예의 발포체의 연소를 지속시키기 위해 요구되는 산소의 최소 농도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 시험 결과값은 23±2℃ 온도에서 주입되는 산소 및 질소 혼합물에서 산소의 부피 퍼센트로 주어진다.The minimum concentration of oxygen required to sustain combustion of the foams of Examples and Comparative Examples was measured under the test conditions specified in the KS M ISO 4589-2 standard, and the results are listed in Table 1 below. Test results are given as volume percent of oxygen in the oxygen and nitrogen mixture injected at a temperature of 23 ± 2°C.
실험예 9: 굴곡 파괴 하중(N)Experimental Example 9: Flexural failure load (N)
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 250mm(L) Χ 100mm(W) Χ 20mm(T) 크기의 시편으로 준비하고, 상기 시편을 KS M ISO 4898에 따라, 200mm 지지 간격, 50mm/min의 하중 집중 속도에서 상기 시편이 파단 될 때까지의 최대 하중(N)을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The phenolic resin foams of Examples and Comparative Examples were prepared as specimens of 250 mm (L) Χ 100 mm (W) Χ 20 mm (T) in size, and the specimens were subjected to a support spacing of 200 mm and a load concentration of 50 mm/min according to KS M ISO 4898. The maximum load (N) until fracture of the specimen at the speed was measured and the results are listed in Table 1 below.
(MJ/㎡)THR 300s
(MJ/㎡)
(MJ/㎡)THR 600s
(MJ/㎡)
안정성(%)size
stability(%)
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예의 열경화성 발포체는 낮은 총방출열량, 높은 산소지수로 우수한 난연성을 나타내면서, 이와 함께, 우수한 초기 열전도율과 이와 유사범위의 장기 열전도율을 가져, 시간이 지나도 낮은 열전도율을 일정 수준으로 유지하는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 실시예의 열경화성 발포체는 높은 독립기포율, 향상된 압축강도, 굴곡파괴하중 및 치수변화율을 동시에 만족하는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, the thermosetting foam of the example exhibits excellent flame retardancy with a low total heat release and a high oxygen index, and also has an excellent initial heat conductivity and a long-term heat conductivity in a similar range, maintaining a constant low heat conductivity over time. You can check that it is maintained at the same level. In addition, it can be confirmed that the thermosetting foam of the example simultaneously satisfies a high closed cell ratio, improved compressive strength, flexural failure load, and dimensional change rate.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained while explaining the embodiments of the present invention above, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.
Claims (21)
상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고,
상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고,
상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하고,
상기 복합 난연제는 페놀 발포체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부의 함량으로 포함하며,
KS L 9016에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.016 W/m·K 내지 0.023 W/m·K 이고,
KS F ISO 5660-1 에 따른 콘칼로리미터에 의한 10분간의 총 방출열량(THR600s)이 2.0 MJ/㎡ 내지 8 MJ/㎡ 미만인
페놀 발포체.
Contains phenolic resin, curing agent, foaming agent and composite flame retardant,
The composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant,
The first flame retardant is phosphorus,
The second flame retardant includes at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, or at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, and penta Contains an erythritol-based compound,
The composite flame retardant is contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic foam,
The thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016 is 0.016 W/m·K to 0.023 W/m·K,
The total heat released for 10 minutes (THR600s) by a cone calorimeter according to KS F ISO 5660-1 is less than 2.0 MJ/㎡ to 8 MJ/㎡.
Phenolic foam.
상기 제1 난연제는 상기 페놀 발포체 100 중량부 대비 0.9 중량부 내지 15 중량부의 함량으로 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The first flame retardant is contained in an amount of 0.9 parts by weight to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic foam.
Phenolic foam.
상기 트리알킬포스페이트는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리스(1-클로로 2-프로필)포스페이트, 트리(2-에틸헥실)포스페이트, 트리페닐포스테이트, 트리크레실포스페이트, 트리자일레닐포스페이트(trixylenyl phosphate), 트리스(이소프로필페닐)포스페이트, 트리스(페닐페닐)포스페이트, 트리나프틸포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 자일레닐디페닐포스페이트, 디페닐(2-에틸헥실)포스페이트, 디(이소프로필페닐)페닐포스페이트, 모노이소데실포스페이트) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 화합물을 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The trialkyl phosphates include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tris (1-chloro 2-propyl) phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, and trixylenyl. Phosphate (trixylenyl phosphate), tris (isopropylphenyl) phosphate, tris (phenylphenyl) phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl (2-ethylhexyl) phosphate, di (iso) Containing one compound selected from the group consisting of propylphenyl) phenyl phosphate, monoisodecyl phosphate) and combinations thereof
Phenolic foam.
상기 제2 난연제는 상기 페놀 발포체 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 7 중량부의 함량으로 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The second flame retardant is contained in an amount of 0.1 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic foam.
Phenolic foam.
상기 제1 난연제 대 상기 제2 난연제의 중량비가 1 : 0.05 내지 1 : 1.2 인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The weight ratio of the first flame retardant to the second flame retardant is 1:0.05 to 1:1.2.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인 및 멜라민시아누레이트 화합물을 포함하고,
상기 인 대 상기 멜라민시아누레이트 화합물의 중량비가 1 : 0.05 내지 1 : 0.8인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus and melamine cyanurate compounds,
The weight ratio of the phosphorus to the melamine cyanurate compound is 1:0.05 to 1:0.8.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인 및 트리알킬포스페이트를 포함하고,
상기 인 대 상기 트리알킬포스페이트의 중량비가 1 : 0.05 내지 1 : 0.8인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus and trialkyl phosphate,
The weight ratio of the phosphorus to the trialkyl phosphate is 1:0.05 to 1:0.8.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인, 펜타에리트리톨계 화합물 및 멜라민시아누레이트를 포함하고,
상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 1 내지 50 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 1 내지 80중량부 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus, a pentaerythritol-based compound, and melamine cyanurate,
Comprising 1 to 50 parts by weight of the pentaerythritol-based compound and 1 to 80 parts by weight of the melamine cyanurate, based on 100 parts by weight of phosphorus.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인, 멜라민시아누레이트 및 트리알킬포스페이트를 포함하고,
상기 인 100 중량부 대비, 상기 멜라민시아누레이트를 1 내지 80 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 1 내지 80 중량부 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus, melamine cyanurate, and trialkyl phosphate,
Comprising 1 to 80 parts by weight of the melamine cyanurate and 1 to 80 parts by weight of the trialkyl phosphate, relative to 100 parts by weight of the phosphorus.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인, 펜타에리트리톨계 화합물 및 트리알킬포스페이트를 포함하고,
상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 1 내지 50 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 1 내지 80 중량부 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus, a pentaerythritol-based compound, and a trialkyl phosphate,
Comprising 1 to 50 parts by weight of the pentaerythritol-based compound and 1 to 80 parts by weight of the trialkyl phosphate, relative to 100 parts by weight of phosphorus.
Phenolic foam.
상기 복합 난연제는 인, 펜타에리트리톨계 화합물, 멜라민시아누레이트 및 트리알킬포스페이트를 포함하고,
상기 인 100 중량부 대비, 상기 펜타에리트리톨계 화합물을 1 내지 30 중량부 포함하고, 상기 멜라민시아누레이트를 1 내지 50 중량부 포함하고, 상기 트리알킬포스페이트를 1 내지 60 중량부 포함하는
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
The composite flame retardant includes phosphorus, a pentaerythritol-based compound, melamine cyanurate, and trialkyl phosphate,
Comprising 1 to 30 parts by weight of the pentaerythritol-based compound, 1 to 50 parts by weight of the melamine cyanurate, and 1 to 60 parts by weight of the trialkyl phosphate, based on 100 parts by weight of phosphorus.
Phenolic foam.
EN13823에 따라, 70℃에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110℃에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.017 W/m·K 내지 0.029 W/m·K 인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
According to EN13823, after drying at 70°C for 7 days and then at 110°C for 14 days, the thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C is 0.017 W/m·K to 0.029 W/m·K.
Phenolic foam.
KS M ISO 844 에 따른 압축강도가 80kPa 내지 300kPa인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
Compressive strength of 80kPa to 300kPa according to KS M ISO 844
Phenolic foam.
KS M ISO 4898에 따라, 250mm(L)Χ100mm(W)Χ20mm(T) 크기의 시편에 200mm 지지 간격, 50mm/min의 하중 집중 속도에서 상기 시편이 파단될 때까지의 최대 하중(N)인 굴곡 파괴하중(N)이 15 N 내지 50 N 인
페놀 발포체.
According to paragraph 1,
According to KS M ISO 4898, bending is the maximum load (N) until fracture of the specimen at 200mm support spacing and load concentration speed of 50mm/min on a specimen of size 250mm(L)Χ100mm(W)Χ20mm(T) Breaking load (N) is 15 N to 50 N
Phenolic foam.
하기 식 1에 의한 치수 변화율의 평균값이 0% 내지 1.0% 인
페놀 발포체:
[식 1]
치수 변화율(%)=(초기 길이(a)-나중 길이(a'))/초기 길이(a) X 100
상기 식 1에서, 상기 초기 길이(a)는 페놀 발포체의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n개 지점의 각 선의 길이이고, 상기 나중 길이(a')는 상기 페놀 발포체를 70℃ 오븐에서 48시간 방치시킨 후의 상기 각 지점의 각 선의 나중 길이(a')를 의미한다.(n은 2 내지 5)
According to paragraph 1,
The average value of the dimensional change rate according to Equation 1 below is 0% to 1.0%.
Phenolic foam:
[Equation 1]
Dimensional change rate (%) = (initial length (a) - later length (a')) / initial length (a)
In Equation 1, the initial length (a) is the length of each line at n equal points in the length (L) and width (W) directions of the phenol foam, and the later length (a') is the length of the phenolic foam. It means the final length (a') of each line at each point above after being left in an oven at 70°C for 48 hours. (n is 2 to 5)
상기 주제, 경화제, 발포제 및 난연 조성물을 교반하여 발포체 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 발포체 조성물을 발포 경화하는 단계;를 포함하고,
상기 복합 난연제는 제1 난연제 및 제2 난연제를 포함하고,
상기 제1 난연제는 인(Phosphorus)이고, 상기 제2 난연제는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 또는 멜라민시아누레이트, 트리알킬포스페이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나와 펜타에리트리톨계 화합물을 함께 포함하고,
상기 복합 난연제는 페놀 발포체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부의 함량으로 포함하며,
KS L 9016에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.016 W/m·K 내지 0.023 W/m·K 이고,
KS F ISO 5660-1 에 따른 콘칼로리미터에 의한 10분간의 총 방출열량(THR600s)이 2.0 MJ/㎡ 내지 8 MJ/㎡ 미만인
페놀 발포체의 제조방법.
Preparing a flame retardant composition including a base material containing a phenolic resin, a curing agent, a foaming agent, and a composite flame retardant;
Preparing a foam composition by stirring the base material, curing agent, foaming agent, and flame retardant composition; and
Comprising: foaming and curing the foam composition,
The composite flame retardant includes a first flame retardant and a second flame retardant,
The first flame retardant is phosphorus, and the second flame retardant includes at least one selected from the group consisting of melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and combinations thereof, or melamine cyanurate, trialkyl phosphate, and these. It includes at least one selected from the group consisting of a combination of and a pentaerythritol-based compound,
The composite flame retardant is contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic foam,
The thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016 is 0.016 W/m·K to 0.023 W/m·K,
The total heat released for 10 minutes (THR600s) by a cone calorimeter according to KS F ISO 5660-1 is less than 2.0 MJ/㎡ to 8 MJ/㎡.
Method for producing phenolic foam.
20℃에서, 상기 페놀계 수지의 점도(V1)와 상기 난연 조성물의 점도(V2)의 점도 차이(△V=|V1 - V2|)가 30,000 cps 이하인
페놀 발포체의 제조방법.
According to clause 19,
At 20°C, the viscosity difference (△V=|V1 - V2|) between the viscosity (V1) of the phenolic resin and the viscosity (V2) of the flame retardant composition is 30,000 cps or less.
Method for producing phenolic foam.
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