KR102592784B1 - 필로실리케이트-함침된 멜라민-포름알데히드 폼 - Google Patents

필로실리케이트-함침된 멜라민-포름알데히드 폼 Download PDF

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Abstract

오픈-셀 구조, 및 폼 구조에 적용된, 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상 및 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액을 포함하는 함침물을 갖는 멜라민/포름알데히드 폼.

Description

필로실리케이트-함침된 멜라민-포름알데히드 폼
본 발명은 필로실리케이트(phyllosilicate)로 함침된 멜라민/포름알데히드 폼(foam), 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
무기 충전제를 포함하는 난연성(fire-retardant) 오픈-셀(open-cell) 멜라민/포름알데히드 폼의 제조는 종래 기술로 공지되어 있다.
WO 2007/023118은 실질적으로 오픈 셀을 갖는 폼 매트릭스, 및 폼 매트릭스에 적용된 플루오로카본 수지 및/또는 실리콘 수지로 실질적으로 이루어지는 함침물로 구성되는 폼에 관한 것으로서, 함침물은 하나 이상의 난연성(flame-retardant) 물질을 추가로 포함한다. 난연성 물질은 바람직하게는 나트륨 실리케이트(물 유리)이며, 30 중량%의 나트륨 실리케이트를 포함하는 접착제의 형태로 사용된다.
WO 2012/059493은 80 내지 98 중량%의 무기 충전제를 포함하는 멜라민/포름알데히드 폼에 관한 것이다. 필로실리케이트를 포함하는 다양한 미립자 재료가 무기 충전제로 언급된다. 무기 충전제는 코팅되거나 코팅되지 않고 사용될 수 있다. 이들은 산, 분산제, 발포제 및 무기 충전제와 함께 용매 중에서 멜라민/포름알데히드 예비축합물을 발포 및 건조시켜 제조된다. 이는 무기 충전제가 폼의 공극 구조에 매립되고 충전되게 하고, 즉, 무기 충전제의 평균 입자 직경은 폼 구조의 평균 공극 직경에 해당한다.
JP-A-2003022076은 멜라민 수지에 기초하는 난연성 음향 재료에 관한 것이다. 나트륨 실리케이트 또는 붕사(borax)의 무기 수화물에 기초하는 표면층이 멜라민 수지 폼에 적용된다. 폼은 개선된 화재 거동과 함께 우수한 흡음 특성을 나타낸다.
나트륨 실리케이트(물 유리)로 처리된 공지된 난연성 멜라민/포름알데히드 폼은 종종 낮은 파괴 강도를 가지고, 그 결과 기계적 응력이 물 유리 함침물을 폼으로부터 용이하게 분리시켜 미세가루(dust) 형태로 손실되도록 유도한다.
게다가, 모든 멜라민/포름알데히드 폼이 충분한 방화 거동을 나타내는 것은 아니다. 조선, 특히, 파티션 구조물에 사용되는 단열재는 국제 해양 기구(IMO)의 가이드라인에 의해 규정된 테스트 기준 "불연성"을 충족해야 한다. 불연성 테스트 및 분류는 화재 테스트 절차의 신청을 위한 국제 코드(FTPC; International Codes for Application of Fire Test Procedures): IMO 2010 FTP 코드 파트 1(결의 MSC.307(88))에 따라 수행된다. DIN EN ISO 1182에 따른 퍼니스(furnace) 테스트에서, 테스트된 폼은 연소 시 이들 무게의 50 중량% 초과가 손실되지 않아야 한다. 또한, 퍼니스 온도 및 테스트 시편의 표면 온도는 30 ℃ 이상 올라가지 않아야 하며, 화염 지속 시간은 10초 미만이어야 한다. 일반적인 멜라민/포름알데히드 폼은 이러한 기준을 충족시키지 않는다.
본 발명의 목적은 공지된 폼의 단점을 피하고 양호한 기계적 성질과 유리한 화재 거동을 조합한 난연성 멜라민/포름알데히드 폼를 제공하는 것이다. 특히, 방화 재료는 기계적 응력이 적용되는 경우라도 방화 재료가 폼으로부터 분리 및 탈출하지 않도록 폼에 충분히 잘 접착되어야 한다. 또한, 특히 바람직하게는 IMO 2010 FTP 코드 1 화재 테스트를 통과하여야 한다.
이러한 목적은 오픈-셀 폼 구조 및 폼 구조에 적용된 함침물을 갖는 본 발명에 따른 멜라민/포름알데히드 폼에 의해 달성되고, 함침물은 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상 및 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-(anionically- and/or nonionically-) 안정화된 폴리우레탄 분산액을 포함한다.
바람직한 폼은 그 외부 표면이 평평하고 불연성인(non-flammable) 재료, 바람직하게는 유리-섬유 부직포, 광물-섬유 부직포, 유리-섬유 직물, 광물-섬유 직물 또는 알루미늄 호일 같은 금속 호일로 적어도 부분적으로 적층되는(laminated) 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면, 특정 미립자 필로실리케이트가 바인더로서 특정 폴리우레탄 분산액과 결합되는 경우, 멜라민/포름알데히드 폼의 함침물이 충분한 기계적 안정성을 갖는 함침된 폼과 IMO 2010 FTP 코드 1에 따른 화재 테스트의 통과 모두를 초래하는 것으로 밝혀졌다.
용어 "함침물"은 폼 구조에 적용된 물질, 본 경우에서는, 적용된 필로실리케이트 및 적용된 폴리우레탄 분산액 및 또한 임의의 선택적으로 적용된 분산제 및 소수화제(hydrophobizing agent) /소유화제(oleophobizing agent) 를 서술한다. 용어 "함침물"은 건조된 적용된 물질 또한 내포한다.
본 목적은 또한 하기 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 멜라민/포름알데히드 폼을 제조하는 방법에 의해서도 달성된다:
(a) 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상을 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액과 혼합하는 단계,
(b) 단계 (a)의 혼합물을 폼에 적용하는 단계,
(c) 선택적으로 폼의 공극에 혼합물을 도입하기 위해 폼을 후속 압축하는 단계,
(d) 폼을 건조시키는 단계.
더욱이, 본 목적은 건물의 구조물에서, 자동차, 선박, 및 철도 차량 구조물에서, 우주선의 구조물에서 또는 실내장식 산업(upholstery industry)에서 단열 및 방음 용도로 이러한 멜라민/포름알데히드 폼을 사용함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면, 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트는 멜라민/포름알데히드 폼을 함침시키는 데 사용된다.
적합한 필로실리케이트는 실리케이트 음이온이 모서리-연결된(corner-linked) SiO4 사면체의 층으로 구성된 실리케이트이다. 이들 층 또는 이중층은 상호 연결되어 추가의 Si 결합을 통한 3차원 실리케이트 구조를 형성하지 않는다.
적합한 필로실리케이트는 당업자에게 공지되어 있다. 필로실리케이트로서, 몬트모릴로나이트 (스멕타이트) (Al,Mg,Fe)2[(OH)2|(Si, Al)4O10]Na0.33(H2O)4, 질석 Mg2(Al,Fe,Mg)[(OH)2|(Si, Al)4O10]·Mg0.35(H2O)4, 앨러페인 Al2[SiO5]6O3·nH2O, 카올리나이트 Al4[(OH)8|Si4O10], 할로이사이트(halloysite) Al4[(OH)8|Si4O10]·2H2O, 뮬라이트(mullite) Al8[(O,OH,F)|(Si, Al)O4]4, 활석 Mg3Si4O10(OH)2가 바람직하다. 필로실리케이트로서, 카올리나이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
필로실리케이트는 바람직하게는 0.2 내지 10 μm, 더 바람직하게는 0.5 내지 5 μm, 특히 1 내지 2 μm 범위의 평균 입자 직경을 갖는다. 본원에서 평균 입자 직경은 광 산란, 몰번(Malvern), 프라운호퍼(Fraunhofer) 회절에 의해 결정되는 Z 평균일 수 있다. 평균 입자 직경은 바람직하게는 입자 직경의 평균 길이 d이다.
본 발명에 따라 사용되는 미립자 필로실리케이트는 아미노실란으로 표면-개질된다. 이는 바인더로 사용되는 폴리우레탄 분산액에서 분산성을 개선시킨다. 또한, 아미노실란 표면 개질은 폴리우레탄 바인더 및 멜라민-포름알데히드 폼으로의 화학적 결합을 허용한다.
임의의 아미노실란이 본원에서의 표면 개질을 위해 사용될 수 있다. 적합한 실란 화합물은 특히 하기 일반식의 것이다:
(X-(CH2)n)k-Si-(O-CmH2m+1)4-k
치환기는 다음과 같이 정의된다:
X NH2-
n 2 내지 10, 바람직하게는 3 내지 4인 정수
m 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 2인 정수
k 1 내지 3, 바람직하게는 1인 정수
적합한 아미노실란의 예는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)아민, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란이다. 따라서 전형적인 아미노실란은 실란 라디칼의 실리콘 원자 상에 C2-6 알킬아민 라디칼을 갖는다. 표면 개질을 위한 아미노실란의 양은 각각의 경우에 필요조건에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
바람직한 실란 화합물은 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노부틸트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노부틸트리에톡시실란이다. 실란 화합물은 (필로실리케이트를 기준으로) 일반적으로 0.05 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1.5 중량%, 그리고 특히 0.2 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 표면 코팅을 위해 사용된다.
아미노실란으로 표면-개질된 적합한 미립자 필로실리케이트는, 예를 들어 BASF SE의 트랜스링크(Translink)® 445라는 명칭으로 상업적으로 입수 가능하다.
본 발명에 따라 선호되는 적합한 표면-개질된 미립자 필로실리케이트는 BASF SE의 트랜스링크® 445이다. 이는 아미노실란으로 표면-개질된 카올린이고 입자 길이를 기준으로 약 1.4 μm의 평균 입자 크기를 갖는다.
아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상은 비함침 멜라민/포름알데히드 폼의 100 중량부를 기준으로, 50 내지 350 중량부, 바람직하게는 75 내지 300 중량부, 특히 100 내지 250 중량부의 양으로 폼 구조에 적용된다.
미립자 필로실리케이트를 위한 바인더로서 사용되는 폴리우레탄 분산액은 음이온성 및/또는 비이온성 안정화된다. 이는 평균적으로 폴리우레탄 분산액이 다가양이온과 상용되게 한다. 적합한 폴리우레탄 분산액은 바람직하게는 알칼리 금속 또는 암모늄 반대이온을 갖는 설포네이트 또는 카르복실레이트로 안정화된다. 적합한 폴리우레탄 분산액은 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 폴리우레탄 분산액은 일반적으로 수성이다.
하나 이상의 폴리우레탄 분산액은 바람직하게는 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위를 포함하는 폴리우레탄의 수성 분산액이다. 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위는 테트라메틸자일릴렌 디이소시아네이트(TMXDI)를 통해 폴리우레탄에 도입되는 것이 특히 바람직하다.
화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위의 함량은 바람직하게는 폴리우레탄을 기준으로 5 내지 200 mmol/kg이다.
적합한 수성 폴리우레탄 분산액은 예를 들어, DE-A-197 33 044에 기재되어 있다.
카보디이미드 구조 단위는 수성 폴리우레탄을 구성하기 위해 일반식 OCN-(R-N=C-N)m-R-NCO의 이소시아네이트를 사용함으로써 특히 쉽게 수성 폴리우레탄 분산액에 혼입될 수 있으며, R은 예컨대, 단일 유기 이소시아네이트로부터 또는 우레탄기 및 선택적으로 에테르 또는 에스테르기를 포함하고 이소시아네이트기를 말단으로 갖는 예비 중합체로부터 이소시아네이트기를 제거함으로써 얻어지는, 선택적으로 우레탄, 에스테르 및/또는 에테르기를 포함하는 2가의 탄화수소 라디칼이며, 동일한 분자 내에 하나 초과의 라디칼 R이 존재하는 경우, 동시에 특정 정의에 상응하는 상이한 라디칼 R 또한 존재할 수 있으며, m은 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 4의 정수 또는 (통계 평균으로) 정수가 아닌 수이다.
라디칼 R은 폴리우레탄 화학에서 일반적으로 사용되는 디이소시아네이트인 단량체로부터 디이소시아네이트기의 추출로부터 유래하는 것이 바람직하다.
적합한 단량체는 DE-A-197 33 044의 2쪽, 48 내지 67줄에 언급되어 있다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리우레탄 분산액은 특히 바람직하게는 폴리우레탄 5 내지 150 mmol/kg의 양으로, 가장 바람직하게는 폴리우레탄 100 내지 100 mmol/kg의 양으로 카보디이미드 구조 단위를 포함한다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리우레탄 분산액은 바람직하게는 10 중량% 내지 75 중량%, 더 바람직하게는 20 중량% 내지 65 중량%의 고형분 함량 및 10 내지 500 Pas의 점도를 갖는다. 특히, 이는 수성 분산액이다.
적합한 폴리우레탄 분산액의 예는 DE-A-197 33 044의 실시예 1 및 2에 기재되어 있다.
수성 분산액은, 예를 들어, 다음으로 구성될 수 있다:
a) 디이소시아네이트로서,
a1) 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위를 함유하는 디이소시아네이트; 및
a2) 선택적으로, 화학식 -N=C=N-의 구조 단위가 없는 디이소시아네이트,
b) 디올,
b1) 디올 (b)의 총량을 기준으로, 500 내지 5000의 분자량을 갖는 디올 10 내지 100 몰%, 및
b2) 디올 (b)의 총량을 기준으로, 60 내지 500 g/mol의 분자량을 갖는 디올 0 내지 90 몰%,
c) 하나 이상의 이소시아네이트기 또는 하나 이상의 이소시아네이트-반응성기를 갖고 폴리우레탄을 수분산성이 되게 하는 하나 이상의 친수성기 또는 잠재적 친수성기도 가지는, 단량체 (a) 및 (b)와 상이한 단량체.
d) 선택적으로, 단량체 (a) 내지 (c)와 상이하고, 알콜성 히드록실기, 1차 또는 2차 아미노기 또는 이소시아네이트기인 반응성기를 갖는 추가의 다관능성 화합물, 및
e) 선택적으로, 단량체 (a) 내지 (d)와 상이하고, 알콜성 히드록실기, 1차 또는 2차 아미노기 또는 이소시아네이트기인 반응성기를 갖는 일관능성 화합물.
디올 (b)는 바람직하게는 폴리에스테롤이다.
폴리우레탄 분산액의 음이온성 및/또는 비이온성 안정화는 폴리우레탄 분산액을 다가양이온과 상용되게 하는 효과가 있다.
음이온성 및/또는 비이온성 안정화는 바람직하게는 PU 분산액에 알칼리 금속 또는 암모늄 반대이온을 갖는 설포네이트 또는 카르복실레이트를 안정화에 충분한 양으로 첨가함으로써 달성된다.
적합한 폴리우레탄 에멀젼의 예는, 예를 들어, BASF SE의 에멀더(Emuldur)® A 시리즈 제품, 예를 들어, 에멀더® 360A이다. 이는 DE-A-197 33 044에 기재된 바와 같이, 카보디이미드기를 포함하는 폴리우레탄의 분산액이다. 폴리우레탄은 TMXDI기를 포함한다.
다른 적합한 폴리우레탄 분산액은 BASF SE의 에멀더® 381　A, 아스타신(Astacin)® 피니쉬 PUM TF, 및 아스타신® 피니쉬 PUMN TF이다. 이들은 음이온성 지방족 폴리우레탄 분산액이다.
또 다른 적합한 분산액은 Covestro의 임프래닐(Impranil)® DLV/1이다. 이는 음이온성 지방족 폴리카보네이트 에스테르-폴리에테르-폴리우레탄 분산액이다.
모든 분산액은 전형적으로 약 40 중량%의 고형분 농도로 사용된다.
하나 이상의 폴리우레탄 분산액은 함침물 건조 중량을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 10 중량%, 더 바람직하게는 1 중량% 내지 5 중량%, 특히 2 중량% 내지 4 중량%의 양으로 사용된다. 따라서 언급된 양은 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 및 폴리우레탄 분산액의 총 고형분 함량을 기준으로 한다.
본 발명의 일 실시양태에 따르면, 분산제를 추가로 사용하는 것이 더욱 유리하다. 예를 들어, 분산제로서 활석이 사용될 수 있다. 활석은 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트의 양을 기준으로, 바람직하게는 1 중량% 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 5 중량% 내지 15 중량%, 특히 7.5 중량% 내지 12.5 중량%의 양으로 더 사용될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 폼을 소수성 및/또는 소유성으로 만들기 위해 플루오로카본 수지 또는 실리콘 수지를 더 사용할 수 있다. 이는 폼이 액체 물 또는 오일로 완전히 포화되는 것을 방지한다. 상업적인 함침제에서, 플루오로카본 수지 또는 실리콘 수지는 바람직하게는 물 또는 휘발성 유기 용매, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 펜탄 중 유화된 소적(droplet) 형태이다. 불연성 및 산업 안전의 이유로, 물이 유화제로서 바람직하다.
적합한 함침제는 에보닉(Evonik)의 테고시빈(Tegosivin) HE 328이다. 테고시빈 HE 328은 개질된 반응성 실록산 및 실란을 기초로 하는 무용매, 수성 유화액이다. 플루오로카본 수지를 기초로 하는 적합한 함침제는 레파텍스 케미(Lefatex Chemie) GmbH의 레파솔(Lefasol) VO 37/2이다. 함침제는 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트의 양을 기준으로, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량%, 특히 0.75 중량% 내지 2.5 중량%의 양으로 추가로 사용될 수 있다.
아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상 및 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액 및 선택적으로 분산제 및 소수화제/소유화제가 오픈-셀 폼 구조를 갖는 멜라민/포름알데히드의 폼의 폼 구조에 적용된다.
본 발명에 따라 적합한 멜라민/포름알데히드 폼은 예를 들어, WO 2007/023118, EP-B-0 071 672 및 WO 2012/059493에 기재되어 있다.
본 발명의 맥락에서 적합한 폼은 멜라민/포름알데히드 중축합물로부터 형성된 폼 매트릭스이다. 특히 바람직한 멜라민/포름알데히드 중축합물에서, 포름알데히드 대 멜라민의 몰 비는 5:1 내지 1.3:1, 바람직하게는 3.5:1 내지 1.5:1이다.
이러한 멜라민/포름알데히드 폼은 예를 들어, EP-B 0 071 672에 개시되어 있고, 상표명 바소텍트(Basotect)®로 BASF SE로부터 상업적으로 입수 가능하다. 본원에서 오픈-셀 폼은 유화제, 산성 경화제 및 발포제, 바람직하게는 C5 내지 C7 탄화수소를 포함하는 멜라민/포름알데히드 축합 생성물의 수용액을 발포시킴으로써 제조된다. 그 후, 멜라민/포름알데히드 축합물은 고온에서 경화된다. 용어 오픈-셀은 폼 구조가 다수의 상호 연결된, 3차원적으로 분지되는 셀 웹으로 본질적으로 이루어지는 폼을 나타낸다. 오픈-셀 폼의 벌크 밀도는 일반적으로 4 내지 12 g/l, 바람직하게는 5 내지 7 g/l 범위이다. 공극 크기는 10 내지 1000 μm, 바람직하게는 50 내지 300 μm이다.
공극 크기는 이미지 분석과 함께 광 또는 전자-현미경에 의해 결정되는, 예를 들어, 수-평균 d50 값일 수 있다.
멜라민 이외에, 멜라민/포름알데히드 축합 생성물은 0 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 중량% 내지 40 중량%, 더 바람직하게는 0 중량% 내지 30 중량%, 특히 0 중량% 내지 20 중량%의 다른 열경화성 형성제를 포함할 수 있고, 포름알데히드 이외에, 0 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 0 중량% 내지 40 중량%, 더 바람직하게는 0 중량% 내지 30 중량%, 특히 0 중량% 내지 20 중량%의 축합을 통해 혼입된 다른 알데히드를 포함할 수 있다. 비개질 멜라민-포름알데히드 예비축합물이 바람직하다.
적합한 열경화성 형성제의 예는 알킬- 및 아릴-치환된 멜라민, 우레아, 우레탄, 카르복사마이드, 디시안디아마이드, 구아니딘, 설파마이드, 설폰아마이드, 지방족 아민, 글리콜, 페놀 또는 이들의 유도체를 포함한다.
적합한 알데히드의 예는 아세트알데히드, 트리메틸올아세트알데히드, 아크롤레인, 벤즈알데히드, 푸르푸랄, 글리옥살, 글루타르알데히드, 프탈알데히드, 테레프탈알데히드 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 멜라민/포름알데히드 축합 생성물에 대한 추가 세부 사항은 호우벤-웨일리(Houben-Weyl), 유기 화학의 방법(Methoden der organischen Chemie), 14/2권, 1963년, 319 내지 402쪽에 제공된다.
본 발명에 따라 사용되는 멜라민/포름알데히드 폼은 다음과 같이 제조될 수 있다:
멜라민-포름알데히드 예비축합물 및 용매는 발포제의 끓는점 이상의 온도에서 발포제, 산 및 분산제로 발포된 후 건조될 수 있다.
멜라민/포름알데히드 예비축합물로 적합한 것은 특별히 제조되었거나 (a) W. 우에브켄(Woebcken), 플라스틱 핸드북 10권 열경화성, 뮌헨, 비엔나 1988년, b) 중합체 과학과 기술의 백과사전, 3판, 1권, 아미노 수지, 340 내지 370쪽, 2003년, c) 울만(Ullmann)의 공업 화학의 백과사전, 6판, 2권, 아미노 수지, 537 내지 565쪽, 와인하임 2003년 등 참고), 또는 두 성분, 멜라민 및 포름알데히드의 상업적으로 입수 가능한 예비축합물이다. 멜라민-포름알데히드 예비축합물은 일반적으로 5:1 내지 1:3, 바람직하게는 3.5:1 내지 1.5:1의 포름알데히드 대 멜라민의 몰 비를 갖는다.
본 발명에 따라 사용되는 폼을 제조하기 위한 바람직한 공정 변형은 다음 단계를 포함한다:
(1) 제조될 폼의 멜라민/포름알데히드 예비축합물 및 선택적으로 더 추가된 성분을 포함하는 현탁액을 제조하는 단계,
(2) 단계 (1)의 현탁액을 발포제의 끓는점 초과의 온도로 가열함으로써 예비축합물을 발포시키는 단계,
(3) 단계 (2)에서 얻은 폼을 건조시키는 단계.
각각의 공정 단계 및 다양한 가능한 변형은 WO 2012/059493에 더 상세히 기재되어 있다. 예를 들어, 멜라민/포름알데히드 예비축합물의 제조에 알코올이 추가로 사용될 수 있다.
음이온성, 양이온성, 및 비이온성 계면활성제 및 또한 이들의 혼합물은 분산제/유화제로서 사용될 수 있다. 이러한 분산제/유화제는 멜라민/포름알데히드 예비축합물을 기준으로 예를 들어, 0.2 중량% 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
물리적 및 화학적 발포제 모두가 폼의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 종류의 발포제는 마찬가지로 WO 2012/059493에 기재되어 있다. 0℃ 내지 80 ℃에서 끓는점을 갖는 물리적 발포제를 첨가하는 것이 바람직하다. 발포제는 멜라민/포름알데히드 예비축합물을 기준으로, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 60 중량%, 더 바람직하게는 1 중량% 내지 40 중량%, 특히 1.5 중량% 내지 30 중량%의 양으로 혼합물에 존재한다.
경화제가 또한 추가로 사용될 수 있다. 이는 바람직하게는 멜라민 수지의 추가 축합을 촉진시키는 산성 화합물이다.
필요한 경우, 추가 첨가제는 멜라민/포름알데히드 예비축합물을 기준으로, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 0.1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 더 사용될 수 있다. 통상적인 첨가제는 염료, UV 안정화제, 항균성 첨가제 및 선택적으로 추가적인 난연제 또는 화재 가스 독성을 감소시키거나 탄화를 촉진시키기 위한 제제이다. 향료 또는 광학 표백제 또는 안료도 첨가될 수 있다. 이러한 첨가제는 폼 내에서 균일하게 분포되는 것이 바람직하다. WO 2012/059493에도 마찬가지로 기재되어 있다.
양호한 방화(fire protection)를 위해서는, 멜라민/포름알데히드 수지 및 폴리우레탄 분산액 이외의 다른 유기 성분의 폼 내 비율은 가능한 낮아야 한다.
실제 제조예 및 제조 조건에 대해서는, WO 2007/023118 및 WO 2012/059493을 다시 참조할 수 있다.
아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상 및 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액 및 선택적으로 분산제 및 소수화제/소유화제로의 함침은 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 적합한 방법은 예를 들어, WO 2007/023118에 기재되어 있다.
제조는 (a) 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상을 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액 및 선택적으로 분산제 및 소수화제/소유화제와 혼합하는 단계,
(b) 단계 (a)의 혼합물을 폼에 적용하는 단계,
(c) 선택적으로 폼의 공극에 혼합물을 도입하기 위해 폼을 후속 압축하는 단계,
(d) 폼을 건조시키는 단계
를 포함하는 공정에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
본원에서 단계 (d)는 일정한 중량이 될 때까지, 바람직하게는 40 내지 200 ℃, 더 바람직하게는 100 내지 150 ℃ 범위의 온도에서 수행되며, PU 분산액의 화학적 구조 및 열적 안정성에 따라 달라진다.
혼합물을 폼 위에 스프레딩하거나, 폼을 혼합물에 침지시키거나, 바늘 주사(needle injection)에 의해 혼합물을 폼에 적용시킬 수 있다.
혼합물과 함께 폼의 후속 압축에 의해 혼합물이 폼의 공극 내로 도입될 수 있다.
또한, 폼의 공극 내 혼합물의 균일한 분포는 압축 또는 풀라딩(foularding)에 의해 달성될 수 있다.
폼 위에 혼합물의 스프레딩 및 폼의 압축은, 예를 들어 EP-A 0 451 535에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 이는 롤러 사이의 거리가 본 공정에 의해 폼이 압축되도록 선택된 반대 방향으로 회전하는 2개의 역회전 롤러 사이로 폼을 공급함으로써 수행된다. 폼을 함침시키는 혼합물을 나란히 위치된 수평 롤러에 적용하여, 폼이 공급되어 롤러들을 통과하는 지점에서 액체 풀(pool)이 형성된다. 롤러의 회전 운동 및 폼의 압축으로 인해 액체 풀에 포함된 혼합물이 폼 안으로 가압된다. 혼합물은 폼 웹을 코팅하고, 경화 후 폐쇄된 표면을 형성한다.
혼합물을 적용하고 폼을 압축한 후, 이러한 방식으로 함침된 폼은 바람직하게는 건조 오븐 내 40 내지 200 ℃ 범위의 온도에서 건조된다.
또한, 함침된 폼의 밀도를 추가로 증가시키기 위해, 제1 단계에서 함침된 폼은 복수회 동일한 함침 공정으로 처리할 수 있다. 이는 각 단계에서 웹을 코팅하는 층의 두께를 증가시키고, 따라서 밀도를 증가시킨다.
비함침 멜라민/포름알데히드 폼은 바람직하게는 5 내지 12 g/l 범위에서 밀도를 갖는다.
함침(및 건조)된 멜라민/포름알데히드 폼의 밀도가 비함침 멜라민/포름알데히드 폼의 밀도보다 3 g/l 이상 더 높은 경우가 바람직하다.
폼을 함침시키는 물질을 스프레딩하고 후속 압축하는 것외에도 폼을 함침시키는 물질로 폼을 침지시킨 후 압축시킬 수도 있다. 침지는 예를 들어, 하나 이상의 폼을 함침시키는 물질을 포함하는 조(bath)를 통과함으로써 행해진다. 그러나, 폼을 침지시킬 수 있는 당업자에게 공지된 임의의 다른 방법 또한 고려될 수 있다.
혼합물이 멜라민/포름알데히드 폼에 도입되기 위한 또 다른 가능성은 주사 방법(injection method)이다. 이 방법에서, 혼합물은 서로 평행하게 표면에 수직으로 배열되고 폼 내부로 도입되는 복수의 주사 바늘을 통해 균일하게 안내되어 혼합물이 폼 내 공간에서 모든 방향으로 최대한 균일하게 분포되도록 한다. 과량의 물은 예를 들어 2개의 역회전 롤러 사이의 간극을 통과함으로써 제거될 수 있다.
2개의 역회전 롤러 사이의 간극을 통해 폼을 공급하는 것 외에도, 함침된 폼을 컨베이어 벨트 상에서 수송하고 폼이 이동하는 동일한 원주 속도로 회전하는 롤러로 폼을 가압함으로써 함침에 필요한 압력을 적용하는 것도 가능하다. 압력은 예를 들어 스탬퍼(stamper)가 폼 위를 가압하는 프레스 내부로 폼을 삽입함으로써 폼에 적용될 수 있다. 그러나, 이 경우 연속적인 압축은 불가능하다.
본 발명에 따른 멜라민/포름알데히드 폼은 건물의 구조물에서, 자동차, 선박 및 철도 차량 구조물에서, 우주선의 구조물에서 또는 실내장식 산업에서 단열 및 방음 용도로 사용된다.
본 발명에 따른 멜라민/포름알데히드 폼은 바람직하게는 열 및 냉에 대한 단열 및/또는 방음 및 건물 및 건물의 일부, 특히 벽, 칸막이, 지붕, 정면, 문, 천장, 및 바닥, 화물 운송용 또는 사람 운송용과 관계없이, 육상, 수상, 공중, 및 우주에서의 모든 종류의 운송수단, 또는 승용차, 트럭에서의 그러한 조합의 분리/단열, 예를 들어 (엔진 후드와 같은) 엔진 구획 또는 승객 구획의 단열을 위해, 상품 또는 사람의 운송을 위해 사용되는 철도 차량에서 및 또한 기관차에서, 항공기에서, 예를 들어 객실 내부, 조종석 또는 화물창, 및 또한 우주선 및 궤도 활공기, 우주 캡슐 또는 위성과 같은 유인 또는 무인 비행 물체에서의 우주 여행에서 철도 운송을 위해, 예를 들어, 냉각기, 냉장고, 냉장실, 탱크 시스템 및 임의의 액체, 특히 기름과 가스, 및 저장과 수송을 위한 액화 석유 가스를 위한 저장용기의 저온 단열을 위해 사용된다.
본 발명에 따른 폼은 특히 절연벽 및 조선에서 천장 요소, 배관 및 에어컨 도관에 적합하다.
본 발명에 따른 폼은 또한 IMO 2010 FTP 코드 파트 1의 불연성 요건을 충족시키는 구성요소의 제조에 적합하다. 한면 또는 양면을 예를 들어 금속 또는 탄소 섬유 또는 유리 섬유 부직포 및 직물로 제조된 불연성 덮개(coverings)로 적층하는 것은 저밀도 열음향 벽 또는 천장 요소 및 또한 샌드위치 부품을 제공한다.
본 발명을 다음 실시예에서 더 상세히 설명한다.
실시예
사용된 측정 표준 및 방법:
불연성 테스트 IMO-2010 FTP 코드 파트 1
본 화재 테스트는 결의 MSC.307 (88)에 따라 조선 부문에서의 사용을 위해 재료의 불연성을 입증하기 위해 사용된다. 본 테스트는 DIN EN ISO 1182에 따라 전기적으로 가열된 퍼니스에서 원통형 테스트 시편(H = 50 mm, Ø 45 mm)을 750 ℃로 가열함으로써 수행한다. 테스트 시편은 퍼니스 온도의 평균 온도 차이와 테스트 시편의 표면 온도의 평균 온도 차이가 30 ℃ 이하인 경우, "불연성"으로 분류된다. 질량의 평균 손실은 50 중량%를 초과하지 않아야 하고 점화의 관찰된 평균 지속 시간은 10 초 미만이다.
멜라민/포름알데히드 폼에 대한 필로실리케이트의 접착 평가
멜라민/포름알데히드 폼에 대한 미립자 필로실리케이트의 접착성을 평가하기 위해, 직경 45 mm 및 높이 50 mm를 갖는 원통형 테스트 시편을 멜라민/포름알데히드 폼으로부터 제조한다. 필로실리케이트를 폼 구조에 적용하고 건조시킨 후, 원통형 테스트 시편을 폼을 파괴하지 않고 어두운, 고체 베이스 상에 수동으로 밀어 넣는다. 폼으로부터 충전제(필로실리케이트)의 분리는 경질 표면 상의 분말 코팅물에 의해 입증된다.
DIN EN 1609을 기준으로 한 물 흡수 평가
DIN EN 13162 표준은 EN 1609에 따라 짧은 부분 침수 후 물의 흡수 Wp를 정의한다. 테스트 결과는 1.0 kg/m2의 물 흡수를 초과해서는 안된다. EN 1609에 따른 적하(drip) 방법에서, 본 발명의 소수화된 폼의 테스트 시편의 초기 질량 m0이 결정된다. 그 후 테스트 시편을 빈 물통에 위치시키고 물을 추가하였을 때 시편이 부분적으로 침지되도록 가중한다. 그 후 테스트 시편의 밑면이 수위 10 mm 아래가 될 때까지 물을 용기에 조심스럽게 추가한다. 24 시간 후, 테스트 시편을 제거한다. 10 분 동안 적하하도록 둔 후, 테스트 시편의 무게를 다시 재고 질량 m24를 결정한다. 제곱 미터 당 킬로그램 단위의 물 흡수 Wp는 m24와 m0의 차이를 제곱 미터 단위의 테스트 시편 Ap의 하부 표면적으로 나누어 계산한다.
DIN EN 12667에 따른 열전도도 평가
열전도도는 DIN EN 12667 “건축 자재 및 제품의 열 성능 - 보호 열판 및 열 유량계 방법의 평균에 의한 열 저항 결정 - 높고 중간의 열 저항 제품”에 따라 측정되었다.
ISO 4589-2에 따른 산소 지수
산소 지수(LOI = 한계 산소 지수)는 화재 거동, 특히 플라스틱의 화재거동을 설명하기 위한 매개 변수이다. 이는 테스트 조건에서 수직으로 위치한 테스트 시편의 연소가 지속되는 산소-질소 혼합물의 최소 산소 농도이다. 산소 지수가 낮을수록, 물질이 더 쉽게 탄다.
하기 성분을 하기 실시예 및 비교예에서 사용하였다:
일반적인 제조 절차:
멜라민/포름알데히드 폼을 WO 2009/021963에 따라 제조된, WO 2012/059493의 비교예 A에 따라 제조하였다. 해당 폼은 예를 들어 바소텍트®라는 명칭으로 BASF SE로부터 입수할 수 있다.
함침 적용
필로실리케이트, 분산제, 폴리우레탄 분산액 및 물로 구성된 분산액에 멜라민/포름알데히드 폼의 평평한 블랭크(blank)를 침지하여 함침을 수행하였다. 폼 블랭크를 수차례 분산액에서 압축한 후, 분산액으로부터 폼 블랭크를 제거한 후 130 ℃에서 약 4 시간 동안 일정한 무게로 건조시켰다.
아미노실란으로 표면-개질되고 (길이를 기준으로) 1.4 μm의 평균 입자 직경을 갖는 미립자 필로실리케이트를 사용하였다. BASF SE로부터 입수 가능한 제품 트랜스링크® 445를 사용하였다. (길이를 기준으로) 10 μm의 평균 입자 크기의 활석을 분산제로서 추가로 사용하였다. 멜라민/포름알데히드 폼으로서 BASF SE의 바소텍트® UL 또한 사용하였다.
음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액으로서 하기 표에 열거된 다양한 분산액을 사용하였다. BASF SE의 아스타신® 피니쉬 PUM TF 및 아스타신® 피니쉬 PUMN TF는 피혁 마무리법에서 통상적으로 사용되는 음이온성 폴리우레탄 분산액이다. 마찬가지로 BASF SE의 접착제 원료 에멀더® 381 A (40%) 및 에멀더® 360 A (40%)도 음이온성 폴리우레탄 분산액이다. Covestro사의 음이온성 지방족 폴리우레탄 분산액 임프래닐® DLV/1 (40%)은 다양한 응용 분야에서 직물 코팅물의 제조에 일반적으로 사용된다. 해당 조성물을 하기 표 1에 나타낸다.
1 2 3 4 5
출발 물질 (g)
트랜스링크® 445 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
활석 10 μm 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25　g
아스타신® 피니쉬 PUM TF (40%) 0.25
아스타신® 피니쉬 PUMN TF (37%) 0.27
에멀더® 381 A (40%) 0.25
에멀더® 360 A (40%) 0.25
임프래닐® DLV/1 (40%) 0.25
물 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
바소텍트® UL (6 ± 2 g/L) 0.48 0.47 0.48 0.48 0.48
함침 후 결과
질량 (g) 2.2 2.0 2.0 2.2 2.1
밀도 (g/L) 27.4 25.4 25.4 27.4 26.4
모든 테스트에서, 바인더가 없는 시스템과 비교하여 접착의 개선을 관찰하였다. 실시예 1 및 4에서는 매우 양호했으며, 실시예 5에서는 양호했으며, 실시예 2 및 3에서는 보통이었다. 추가의 실시양태에서, 두께가 50 mm인 멜라민/포름알데히드 폼의 평평한 블랭크를 필로실리케이트, 분산제, 폴리우레탄 분산액 및 물로 구성된 분산액에 함침시킨 후 2개의 역회전 롤러(풀라드(foulard), 마티스(Mathis) HVF 5 유형) 사이의 간극을 통해 공급한 후 130 ℃에서 일정한 무게로 건조시킴으로써 본 발명에 따른 폼을 얻었다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
6 7 8 9 10
출발 물질(g)
트랜스링크® 445 62.50 62.50 62.50 62.50 62.50
활석 10 μm 6.25 6.25 6.25 6.25 6.25
에멀더® 360 A (40%) 2.50 4.46 6.25 8.03 6.25
물 2500.00 2500.00 2500.00 2500.00 2500.00
바소텍트® UL (6 g/L) 5.67 5.67 5.71 5.65 5.72
함침 후 결과
질량 (g) 19.1 19.3 19.2 19.5 14.9
밀도 (g/L) 20.2 20.4 20.3 20.6 15.7
평가
필로실리케이트의 접착 만족 양호 매우양호 매우
양호		 매우
양호
불연성 테스트
(IMO 2010 FTP 코드 파트 1)		 통과 통과 통과 미통과 미통과
배합물 8은 폼에서 필로실리케이트 및 분산제의 매우 양호한 결합을 나타내고, IMO 2010 FTP 코드 파트 1에 따른 불연성 테스트의 요건을 충족시켰다.
추가의 실시양태에서, 본 발명에 따른 폼은 두께가 50 mm인 멜라민/포름알데히드 폼의 평평한 블랭크를 필로실리케이트, 폴리우레탄 분산액, 소수화제, 및 물로 구성된 분산제에 함침시킨 후 2개의 역회전 롤러(풀라드, 마티스 HVF 5 유형) 사이의 간극을 통과하도록 공급하고, 130 ℃에서 일정한 무게로 건조시킨 후, 170 ℃에서 추가로 30분 동안 건조시킴으로써 얻어졌다. 사용된 소수화제는 에보닉의 테고시빈 HE 328이었다. 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
11
출발 물질 (g)
트랜스링크® 445 118.75
테고시빈 HE 328 1.25
에멀더® 360 A (40%) 5.00
물 2500.00
바소텍트® UL (6 g/L) 6.16
함침 후 결과
질량 (g) 21.7
밀도 (g/L) 21.2
평가
필로실리케이트의 접착 양호
불연성 테스트
(IMO 2010 FTP 코드 파트 1)		 통과
물 흡수 (DIN EN 1609 기준) 통과
열전도도 (mW/m*K, DIN EN 12667) 32.1
이어서, 배합물 11의 평평한 블랭크를 유리 부직포(80 kg/m2)에 적층하였다. 이를 위해, IGP GmbH의 방화 접착제 10300을 물과 1:1로 희석하고 배합물 11 테스트 시편 플레이트의 상면에 스프레이 건을 사용하여 균일하게 적용하였다. 이어서, 젖어있는(still-wet) 표면에 유리 부직포를 올려놓고 폼을 과도하게 압축하지 않으면서 가중하였다. 이를 실온에서 일정한 무게로 건조시켰다. (건조 중량) 400 g/m2의 적용율로의 방화 접착제 10300의 적용은 배합물 11 폼 표면에 유리 부직포의 양호하고 균일한 접착을 달성하였다. 얻어진 적층된 구성요소 12의 화재 특성 및 열전도도를 테스트하였다. IMO 2010 FTP 코드 파트 1의 요건이 충족되었다. DIN EN 12667에 따른 열전도도는 32.4 mW/m*K이다. 유사한 방법으로, 배합물 11의 평평한 블랭크를 천공된 알루미늄 호일(표면 중량 60 g/m2, 16 천공/cm2)로 양면에 적층하였다. 이를 위해, BASF의 에멀더 360 A를 물로 희석하여 배합물 11 테스트 시편 플레이트의 상하면에 스프레이 건을 사용하여 균일하게 적용하였다. 이어서, 젖어있는 표면에 알루미늄 호일을 올려놓고 폼을 과도하게 압축하지 않으면서 작은 무게로 가중하였다. 이를 실온에서 일정한 무게로 건조시켰다. 35 g/m2의 적용율로의 바인더 에멀더 360 A의 적용은 배합물 11 폼의 표면에 알루미늄 호일의 매우 양호하고 균일한 접착을 달성하였다. IMO 2010 FTP 코드 파트 1의 요건이 충족되었다.
유사한 방식으로, 루돌프 헨셀(Rudolf Hensel) GmbH의 바인더 헨소덤(Hensotherm) 2KS 및 IGP 케미(IGP Chemie) GmbH의 방화 접착제 VP 7470/2로 샘플을 제조하고 알루미늄으로 양면에 적층하였다. 핸소덤 2KS를 물과 1:1로 희석하고 바소텍트 위에 분무한 다음 알루미늄 호일로 적층하고 일정한 무게로 건조시켰다(바인더의 건조 무게 40g/m2). 방화 접착제 VP 7470/2의 경우, 이를 물과 희석하고 붓으로 알루미늄 호일에 적용하였다. 호일을 바소텍트에 놓고 온화한 압력을 적용하여 일정한 중량으로 건조시켰다(바인더의 건조 무게 130 g/m2). 두 경우 모두, 폼의 표면에 알루미늄 호일의 양호하고, 균일한 접착이 달성되었다.
BSK 10300은 무용제, 불연성, 단일 성분 물 유리 접착제이다. DIN 4102-1에 따른 A1 접착제는 무기 충전제 및 또한 첨가제가 추가된 수성 알칼리 금속 실리케이트의 제조물로 구성되어 유변학적 특성 및 분리 거동을 개선시킨다.
VP7470/2는 다양한 재료를 위한 방화 접착제/코팅으로 예방적 방화에 사용될 수 있는 무용제, 단일 성분 제품이다. VP747/2는 무기 첨가제와 물-방출 (무-할로겐)난연제를 가진 수성 플라스틱 분산액으로 구성된다.
헨소덤 2KS 인도어는 절연층을 형성하는 목재용 방화 코팅재이며, 목재 및 목재 재료가 DIN 4102-1에 따른 B1 건축 자재 등급으로 분류될 수 있게 한다.
또 다른 시리즈의 테스트는 화재 거동에 대한 접착제 시스템의 영향을 조사했다. 이는 알루미늄 호일, 바소텍트 및 결합 시스템을 기반으로 하는 3 개의 상이한 시스템을 제조한 후 ISO 4589-2에 따른 산소 지수를 결정함으로써 수행되었다.
a) 바소텍트 플레이트의 상면을 접착제를 바른 알루미늄 호일(두께 0.08 mm, 한쪽면이 감압 접착제로 코팅)로 적층하였다. 반대면에 아크릴레이트 접착제를 기반으로 하는 양면 접착 필름을 적용하였다. 후속 화재 테스트를 위해 양면 접착 필름의 보호 필름을 제거하였다.
b) 바소텍트 플레이트의 상면을 접착제를 바른 알루미늄 호일(두께 0.08 mm, 한쪽면이 감압 접착제로 코팅)로 적층하였다.
c) 바소텍트 플레이트의 상면을 방화 접착제 10300(물과 1:1 희석)으로 분무하였다. 이어서, 알루미늄 호일(감압 접착제 없이 두께 0.08 mm)을 젖어있는 표면에 올려놓고 폼을 과도하게 압축하지 않으면서 가중하였다. (건조 중량)400 g/m2의 적용율로 방화 접착제 10300의 적용은 바소텍스의 표면에 알루미늄 호일의 우수한 균일한 접착을 달성하였다.
세 구성 a) 내지 c)에 대해 ISO 4589-2에 따른 다음의 산소 지수를 얻었다:
a) LOI: 20.2%
b) LOI: 27.0%
c) LOI: 30.4%
적합한 접착제 시스템을 사용함으로써, 산소 지수가 증가될 수 있고 따라서 연소 경향이 감소될 수 있다.
비교를 위해, 다양한 바인더와 조합하여 미립자 충전제로서 산화 마그네슘에 기초한 함침을 조사하였다.
앨버말(Albemarle)의 마그니핀(Magnifin)® H-5 IV는 아미노폴리실록산으로 특수한 화학적 표면 처리를 한 고순도 수산화 마그네슘이다.
BASF SE의 바인더 아크로날(Acronal)® 플러스 2483 및 아크로날® 5041은 스타이렌-아크릴릭 에스테르 공중합체의 수성 분산액이다. 바커 케미(Wacker Chemie) AG의 유기작용화된 실란 제니오실(Geniosil)® GF9 및 제니오실® GF95는 충전제로 개질된 플라스틱에서 접착 촉진제(adhesion promoters)로 사용된다. BASF SE의 아크로듀어(Acrodur)® 950 L은 가교 성분으로서 다가 알코올로 개질된 폴리카르복실산의 수용액이며, 나무 섬유, 다른 천연 섬유 또는 미세 분할된 무기 재료의 포름알데히드가 없는 결합에 사용된다. BASF SE의 루파민(Lupamin)® 9050은 비닐포름아마이드와 비닐아민의 공중합체이다. IGP GmbH의 방화 접착제 BSK 10300은 무기 충전제 및 또한 첨가제가 추가된 수성 알칼리 금속 실리케이트의 조제용 물질로 구성되어 유변학적 특성 및 분리 거동을 개선시킨다.
해당 조성물을 하기 표 4에 보고한다.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
출발 물질(g)
마그니핀® H-5 IV 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
아크로날® 플러스 2483 (50%) 0.30
아크로날® 5041 (52%) 0.30
제니오실® GF9 0.30
제니오실® GF95 0.30
에멀더® 360 A (40%) 0.30
아크로듀어® 950 L (50%) 0.30
루파민® 9050 (18%) 0.30
방화 접착제 BSK10300 (66%) 0.30
물 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
바소텍트® UL (6 ± 2 g/L) 0.49 0.49 0.48 0.48 0.49 0.49 0.50 0.48
함침 후 결과
질량 (g) 2.8 2.9 2.5 2.2 2.9 2.9 2.7 2.9
밀도 (g/L) 34.6 34.9 31.3 26.9 35.0 34.8 33.1 35.4
비교예의 함침된 폼은 산화 마그네슘 충전제의 열등한 결합을 나타내었다. 충전제는 기계적 테스트 동안 거의 완전하게 폼으로부터 흘러나왔다.

Claims (16)

  1. 오픈-셀 폼 구조, 및 폼 구조에 적용된, 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상 및 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액을 포함하는 함침물을 가지는 멜라민/포름알데히드 폼.
  2. 제 1 항에 있어서, 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트는 0.2 내지 10 μm 범위의 평균 입자 직경(광 산란, 몰번, 프라운호퍼 회절에 의해 결정되는 Z 평균)을 가지는 것인 폼.
  3. 제 1 항에 있어서, 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상은 비함침 멜라민/포름알데히드 폼의 100 중량부를 기준으로 50 내지 350 중량부의 양으로 폼 구조에 적용되는 것인 폼.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액은 함침물 건조 질량을 기준으로 0.5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 사용되는 것인 폼.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 비함침 멜라민/포름알데히드 폼은 5 내지 12 g/l 범위의 밀도를 가지는 것인 폼.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 함침된 멜라민/포름알데히드 폼의 밀도가 비함침 멜라민/포름알데히드 폼의 밀도보다 3 g/l 이상 더 높은 것인 폼.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 멜라민/포름알데히드 폼은 5:1 내지 1.3:1 범위의 포름알데히드 대 멜라민의 몰 비를 갖는 것인 폼.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액은 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위를 포함하는 폴리우레탄의 수성 분산액인 폼.
  9. 제 8 항에 있어서, 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위는 테트라메틸자일릴렌 디이소시아네이트(TMXDI)를 통해 폴리우레탄에 도입되는 것인 폼.
  10. 제 8 항에 있어서, 화학식 -N=C=N-의 카보디이미드 구조 단위의 함량은 폴리우레탄을 기준으로 5 내지 200 mmol/kg인 폼.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 함침물은 소수화제 및/또는 소유화제 및/또는 분산제를 더 포함하는 것인 폼.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 멜라민/포름알데히드 폼의 외부 표면이 평평한 유리-섬유 부직포, 평평한 광물-섬유 부직포, 평평한 탄소-섬유 부직포, 평평한 탄소-섬유 직물, 평평한 유리-섬유 직물, 평평한 광물-섬유 직물 또는 평평한 금속 호일로 적어도 부분적으로 적층되는 것인 폼.
  13. (a) 아미노실란으로 표면-개질된 미립자 필로실리케이트 1종 이상을 하나 이상의 음이온성- 및/또는 비이온성-안정화된 폴리우레탄 분산액 및 선택적으로 분산제 및 소수화제/소유화제와 혼합하는 단계,
    (b) 단계 (a)의 혼합물을 폼에 적용하는 단계,
    (d) 폼을 건조시키는 단계
    를 포함하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 멜라민/포름알데히드 폼을 제조하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 단계 (d)는 40 내지 200 ℃ 범위의 온도에서 수행되는 것인 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 단계 (b)와 단계 (d) 사이에, (c) 폼의 공극에 혼합물을 도입하기 위해 폼을 후속 압축하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 함침물에 의해 적용된 물질은 건조된 것인 폼.
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