KR102599477B1 - Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 폴리머 폴리올의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 글리콜 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계와; 제 1단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해 이소시아네이트 성분 50 중량부 내지 150 중량부를 투입하고, 상대적으로 반응성이 강한 화합물을 상기 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 그 결과, 상대적으로 반응성이 강한 화합물을 점차적으로 소진시켜서 반응성이 균일화되는 2차 액상화 해중합물을 얻는 제 2단계와; 신재 폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제 2단계에서 얻은 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 150 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는 제 3단계; 를 포함하고 있다. The present invention provides a method for producing recycled polymer polyol. The present invention includes the first step of obtaining a primary liquefied depolymerization product by performing a glycolysis reaction by adding 50 to 150 parts by weight of glycol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from rigid polyurethane foam products; 50 to 150 parts by weight of the isocyanate component is added to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the first step, and a relatively highly reactive compound is reacted with the isocyanate component, resulting in a relatively highly reactive compound. A second step of gradually exhausting to obtain a secondary liquefied depolymerization product with uniform reactivity; A third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding and mixing 25 to 150 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step with respect to 100 parts by weight of the new polyol; It includes.

Description

경질 우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법{Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same}Rigid urethane foam recycling polymer polyol and its manufacturing method {Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same}

본 발명은 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경질 우레탄 폼의 스크랩을 이용하여 글리콜리시스를 통한 해중합물을 얻고, 그 해중합물을 다시 가공처리함으로써, 통상적인 방식으로 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행시킬 경우에도, 고품질의 경질 폴리우레탄 폼 제품을 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있는 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a recycled polymer polyol and a method for producing the same, and more specifically, to obtain a depolymerized product through glycolysis using scraps of rigid urethane foam, and to process the depolymerized product again to produce urethane in a conventional manner. It relates to a recycled polymer polyol that can stably and efficiently produce high-quality rigid polyurethane foam products even when undergoing reaction or urea reaction and a method for producing the same.

오늘날 사용 후 발생하는 각종 폐기물의 적절한 처리 기술은 인류 미래를 위한 지구 환경보호 차원에서 매우 중요한 과제로 부상되었다. 폴리우레탄의 경우, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩은 가장 대표적으로 폐 냉장고에서 단열재로 사용되었던 것으로 일반적으로 가전 리싸이클링 센타에서 회수되어지고 있고, 연질 폴리우레탄 폼 스크랩은 자동차의 시트 또는 침대 매트리스 등으로 부터 회수되어지고 있으며, 이들은 국내를 기준으로 할 때 연간 4만여 톤에 이르고 있는 것으로 알려져 있고, 그 중 대부분은 소각처리되고 있는 실정이다. 대부분의 폴리우레탄 제품은 망상 구조의 가교 고분자여서 물리적 용융을 통한 재활용이 어렵기 때문이다. 그러나 폴리우레탄은 연소 시에 시안화수소와 일산화탄소 발생량이 치명적이어서 소각 시설 운영에 매우 주의를 요하고 있다. (참고문헌: McKenna and Hull, Fire Science Reviews, 5, 3 (2016)) Today, appropriate treatment technology for various wastes generated after use has emerged as a very important task in terms of protecting the global environment for the future of humanity. In the case of polyurethane, hard polyurethane foam scraps, which were most commonly used as insulation in waste refrigerators, are generally recovered at home appliance recycling centers, and soft polyurethane foam scraps are recovered from car seats or bed mattresses. It is known that these amounts amount to approximately 40,000 tons per year based on domestic standards, and most of them are incinerated. This is because most polyurethane products are cross-linked polymers with a network structure, making recycling through physical melting difficult. However, polyurethane generates fatal amounts of hydrogen cyanide and carbon monoxide when burned, so extreme caution is required when operating incineration facilities. (Reference: McKenna and Hull, Fire Science Reviews , 5, 3 (2016))

경질 폴리우레탄 폼은 단열 성능과 기계적 강도가 우수하여 냉장고 단열재, 냉동 및 냉장 컨테이너 단열재, 건축용 단열재 등의 제조에 사용되고 있다. 사용이 끝난 경질 폴리우레탄 폼 스크랩은 화학적인 처리를 통하여 다시 폴리우레탄 폼 단열재 제조에 사용할 수 있는 폴리올을 제조하여 재활용이 가능하다. Rigid polyurethane foam has excellent insulation performance and mechanical strength and is used in the manufacture of refrigerator insulation, freezer and refrigerated container insulation, and building insulation. Used rigid polyurethane foam scrap can be recycled by chemically processing it to produce polyol that can be used to manufacture polyurethane foam insulation.

다양한 단열재로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은 화학적으로 가교 구조에 바탕을 두고 있어 사용이 끝난 후 재활용이 용이하지 않은 편이다. 따라서 고체 폴리우레탄 스크랩에 흔히 글리콜을 첨가하여 200℃ 전후에서 글리콜리시스를 통한 해중합 반응으로 액상화하고 필요에 따라 변성 과정을 통하여 재생 폴리올을 제조하여 다시 폴리우레탄 폼 제조를 위한 원료로 사용한다. 글리콜리시스를 통한 우레탄 및 우레아 그룹의 해중합 공정이 수반하는 반응은 도 1과 도 2와 같이 나타낼 수 있다[참고문헌 1, 참고문헌 2].Rigid polyurethane foam, which is used as a variety of insulation materials, is based on a chemically cross-linked structure, so it is not easy to recycle after use. Therefore, glycol is commonly added to solid polyurethane scrap to liquefy it through a depolymerization reaction through glycolysis at around 200°C. If necessary, recycled polyol is produced through a denaturation process and used again as a raw material for manufacturing polyurethane foam. The reaction involved in the depolymerization process of urethane and urea groups through glycolysis can be shown in Figures 1 and 2 [Reference 1, Reference 2].

재생 폴리올이 글리콜리시스 반응에서 생성되는 일차 아민과 2차 아민을 포함하고 이들이 반응에 관여하는 경우 폴리우레탄 폼 제조에 사용할 때 높은 반응성으로 제조 공정에서 반응을 제어하기 어려워진다. 그러므로 신재 폴리올과 혼합 사용이 불가피하며, 재생 폴리올 함량을 높이는 것이 제한적이다. 따라서 이들 아민 화합물에 기인하는 높은 반응성을 조절하기 위하여 프로필렌옥사이드 또는 에틸렌 옥사이드와 같은 화합물을 부가하여 수산기로 전환하는 방법이 가능하지만, 고압 반응기를 필요로 한다[참고문헌 2]. 한편 동일한 목적으로 에폭시 그룹을 가진 화합물을 사용할 수 있지만 경제성이 불리한 단점을 가지고 있다[참고문헌 3]. 따라서 글리콜리시스를 통한 해중합 생성물이 포함하는 아민 화합물들에 기인하는 높은 반응성 문제가 재생 폴리올을 우레탄 제조에 사용할 때 해결되어야 하는 사항이다.If the recycled polyol contains primary amines and secondary amines generated in the glycolysis reaction and these are involved in the reaction, it becomes difficult to control the reaction in the manufacturing process due to high reactivity when used to manufacture polyurethane foam. Therefore, mixing with new polyol is inevitable, and increasing the recycled polyol content is limited. Therefore, in order to control the high reactivity due to these amine compounds, it is possible to convert them into hydroxyl groups by adding a compound such as propylene oxide or ethylene oxide, but it requires a high-pressure reactor [Reference 2]. Meanwhile, compounds with an epoxy group can be used for the same purpose, but they have the disadvantage of being less economical [Reference 3]. Therefore, the problem of high reactivity due to amine compounds contained in the depolymerization product through glycolysis must be solved when using recycled polyol to produce urethane.

경질 폴리우레탄 폼을 단열재로 사용하는 냉장고 제조 공정과 건축용 보드 또는 샌드위치 판넬과 같은 단열재 폼 제조 공정은, 높은 반응열로 인하여 내부 온도가 150℃ 이상으로 상승한다[4]. 이러한 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조에서는 급냉이 이루어지는 경우, 부위에 따른 냉각 속도 차이로 잔류 응력이 발생하고, 변형을 유발하므로, 이를 방지하기 위한 적절한 냉각 시간의 확보가 요구된다. 한편 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조 공정에서 발열량을 줄이기 위해 보조 발포제인 비점이 낮은 탄화수소, 메틸포메이트, 불화수소 화합물 등이 사용된다. 그럼에도 불구하고 발열량을 낮출 수 있으면 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으므로 발열량 제어 기술의 개선이 필요하다.In the refrigerator manufacturing process that uses rigid polyurethane foam as an insulating material and the insulating foam manufacturing process such as building board or sandwich panel, the internal temperature rises to over 150℃ due to the high heat of reaction [4]. In the manufacture of such rigid polyurethane foam insulation, when rapid cooling occurs, residual stress occurs and deformation occurs due to differences in cooling rates depending on the area, so securing an appropriate cooling time is required to prevent this. Meanwhile, in the manufacturing process of rigid polyurethane foam insulation, auxiliary foaming agents such as low-boiling hydrocarbons, methyl formate, and hydrogen fluoride compounds are used to reduce heat generation. Nevertheless, there is an advantage in improving productivity if the calorific value can be lowered, so improvement in calorific value control technology is necessary.

결과적으로, 오늘날 폴리우레탄 스크랩의 재활용 기술을 적용할 경우, 일반적으로 재활용 폴리올의 반응성이 높아서, 정교하게 우레탄 반응 과정을 제어하지 않을 경우 고품질의 폴리우레탄 폼 제품을 얻어내기 어려운 단점이 있었다. 따라서 재생 폴리올의 반응성을 낮추는 방안을 강구할 필요성이 있다. As a result, when recycling technology for polyurethane scrap is applied today, there is a disadvantage that it is difficult to obtain high-quality polyurethane foam products unless the urethane reaction process is precisely controlled due to the generally high reactivity of recycled polyol. Therefore, there is a need to find ways to lower the reactivity of recycled polyol.

또한, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조에서 이용하는 재활용 폴리올 및 물과 이소시아네이트를 반응시킬 경우, 필연적으로 고온 발열을 수반하게 되고, 냉각 공정이 필수적이므로, 제품의 수축을 가져오게 되는 단점이 있었다. 따라서, 재생 폴리올을 이용한 폴리우레탄 폼 단열재 제조 공정에 있어서도, 그 발열량을 낮추어줄 수 있는 기술 개발이 극히 요청되고 있는 실정이다. In addition, when isocyanate is reacted with recycled polyol and water used in the production of rigid polyurethane foam insulation, high-temperature heat is inevitably generated, and a cooling process is essential, which has the disadvantage of causing shrinkage of the product. Therefore, even in the process of manufacturing polyurethane foam insulation using recycled polyol, there is a great demand for the development of technology that can reduce the calorific value.

미합중국 특허 제5,300,530호 “Process for modifying the glycolysis reaction product of polyurethane scrap”;U.S. Patent No. 5,300,530 “Process for modifying the glycolysis reaction product of polyurethane scrap”;

J. Borda, G. Pasztor, and M. Zsuga, “Glycolysis of polyurethane foams and elastomers”Polymer Degradation and Stability, 68, 419-422 (2000); J. Borda, G. Pasztor, and M. Zsuga, “Glycolysis of polyurethane foams and elastomers,” Polymer Degradation and Stability, 68, 419-422 (2000); M.G. Kim, S. H. Kim, J. H. Chun, and Y. S. Lee, “Deamination of MDA in the Recycled Polyol Obtained from the Glycolyiiis of Waste MDI Based Polyurethane Foam”International Journal of Safety, 4, 14-17 (2005); M.G. Kim, S. H. Kim, J. H. Chun, and Y. S. Lee, “Deamination of MDA in the Recycled Polyol Obtained from the Glycolyiiis of Waste MDI Based Polyurethane Foam” International Journal of Safety, 4, 14-17 (2005); R. E. Welte, “Calculation and measurement of reaction temperatures in rigid polyurethane and isocyanurate foams”Journal of cellular plastics, 5, 351 (1984); R. E. Welte, “Calculation and measurement of reaction temperatures in rigid polyurethane and isocyanurate foams” Journal of cellular plastics, 5, 351 (1984); V. Zhao and G. J. Suppes, “Computational study on reaction enthalpies of urethane-forming reactions”Polymer Engineering and Science, 1421 (2015). V. Zhao and G. J. Suppes, “Computational study on reaction enthalpies of urethane-forming reactions,” Polymer Engineering and Science, 1421 (2015).

본 발명은, 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경질 우레탄 폼의 스크랩을 이용하여 글리콜리시스를 통한 해중합물을 얻고, 그 해중합물을 다시 가공처리함으로써, 통상적인 방식으로 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행시킬 경우에도, 고품질의 경질 폴리우레탄 폼 제품을 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있는 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is intended to solve the problems of the prior art, by obtaining a depolymerization product through glycolysis using scraps of rigid urethane foam and processing the depolymerization product again to produce a urethane reaction or urea reaction in a conventional manner. The purpose is to provide a recycled polymer polyol and a manufacturing method thereof that can stably and efficiently manufacture high-quality rigid polyurethane foam products even when the reaction proceeds.

본 발명은, 경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 해중합 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계와; The present invention includes the first step of obtaining a primary liquefied depolymerization product by performing a glycolysis reaction by adding 50 to 150 parts by weight of depolymerized polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from rigid polyurethane foam products;

제 1단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해 이소시아네이트 성분 50 중량부 내지 150 중량부를 투입하고 교반하여, 상대적으로 반응성이 높은 화합물을 상기 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 그 결과, 상대적으로 반응성이 높은 화합물을 점차적으로 소진시켜서 반응성이 균일화된 2차 액상화 해중합물을 얻게 되는 제 2단계와; 50 to 150 parts by weight of the isocyanate component is added to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the first step and stirred to cause a relatively highly reactive compound to react with the isocyanate component. As a result, a relatively reactive compound is reacted with the isocyanate component. A second step in which high compounds are gradually consumed to obtain a secondary liquefied depolymerization product with uniform reactivity;

신재 폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제 2단계에서 얻어지는 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는 제 3단계; 를 포함하고 있다. A third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding and mixing 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step with respect to 100 parts by weight of the new polyol; It includes.

본 발명은, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩을 대상으로 하고, 상기 경질 폴리우레탄 폼 스크랩을 해중합 반응시켜서 1차 액상화 해중합물을 얻고, 상기 1차 액상화 해중합물의 구성성분들이 서로 다른 반응성을 가지고 있고, 상대적으로 고반응성 물질들과 상대적으로 정상적인 반응성 물질들이 서로 혼재되어 있다는 점을 직시하고, 실제로 분산상으로 해중합물의 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행하기 이전에, 상기 고반응성 물질들을 미리 소진시켜줌으로써, 상기 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 원만하게 진행할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다. 상기 상대적으로 고반응성 화합물로서는 상기 경질 폴리우레탄 폼 스크랩으로부터 유래된 것으로 1차 아민기, 2차 아민기, 또는 1차 수산기를 가지고 있는 화합물을 예시할 수 있다. The present invention targets rigid polyurethane foam scraps, performs a depolymerization reaction on the rigid polyurethane foam scraps to obtain a primary liquefied depolymerization product, and the components of the primary liquefied depolymerization product have different reactivity and are relatively Recognizing that highly reactive substances and relatively normal reactive substances are mixed together, by exhausting the highly reactive substances in advance before actually proceeding with the urethane reaction or urea reaction of the depolymerization in the dispersed phase, the urethane reaction or Its technical feature is to allow the urea reaction to proceed smoothly. Examples of the relatively highly reactive compound include compounds derived from the rigid polyurethane foam scrap and having a primary amine group, a secondary amine group, or a primary hydroxyl group.

본 발명은 이러한 기술적 특징으로 실현함으로써, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩의 해중합 반응에서 필연적으로 발생되어지는 고반응성 아민화합물을 미리 화학적으로 처리하여 폴리머 폴리올 화합물을 얻을 수 있고, 상기 폴리머 폴리올 화합물과 신재 폴리올을 혼합하여 재생 폴리올을 얻을 수 있으며, 나중에 재생 폴리올을 다시 우레탄 폼 제조에 사용할 경우, 반응성을 제어하기 어려운 문제를 해결할 수 있다. By realizing these technical features, the present invention can obtain a polymer polyol compound by chemically treating the highly reactive amine compound inevitably generated in the depolymerization reaction of hard polyurethane foam scrap in advance, and combining the polymer polyol compound and the new polyol. By mixing, recycled polyol can be obtained, and when the recycled polyol is later used again to manufacture urethane foam, the problem of difficulty in controlling reactivity can be solved.

경질 폴리우레탄 폼 제조에 사용하는 폴리올은 일반적으로 수산가 값이 400 mgKOH/g 정도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이산화탄소를 발생하는 물을 중량 기준으로 폴리올 100에 2 phr 정도 첨가하며, 이소시아네이트 첨가량은 양론적으로 100% 반응시키는 데 필요한 양을 Index 100으로 정의하고, Index 값을 100 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 NCO 함량이 중량기준 31%인 Polymeric Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI)를 이소시아네이트로 사용하는 경우, 폴리올 100 중량부에 대해 물 2 중량부가 첨가된 혼합물 가운데 폴리올에 의한 MDI 소요량은 104 중량부이고, 물에 의한 MDI 소요량은 30 중량부로서 백분율로는 각각 78%, 22% 이다. 그리고 이소시아네이트와 폴리올 또는 물 및 아민과의 반응열은 약 85 kJ/eq 이다. 만일 보조 발포제의 기화에 의한 냉각 효과를 고려하지 않고 반응물들의 비열을 약 2 J/g으로 가정하면, 이론적으로 178℃의 온도 상승을 수반하며, 이러한 계산은 문헌에 나타난 발열에 의한 온도 상승 측정치와 유사한 수준이다. 따라서 위에 기술한 폴리머 폴리올(폴리머 함량: 50%)을 사용하는 경우 폴리올에 의한 이소시아네이트와의 반응이 이미 폴리머로 형성된 분산상을 포함하고 있어 폴리머 폴리올을 이용한 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 경우 폴리올에 의한 발열량이 50%까지 감소될 수 있어 공정에서 반응에 의한 발열을 최대 37% 정도까지 낮출 수 있으며 온도 상승도 크게 낮출 수 있다.It is generally desirable to use a polyol used in the production of rigid polyurethane foam with a hydroxyl value of about 400 mgKOH/g. In this case, about 2 phr of water, which generates carbon dioxide, is added to 100 polyols by weight, and the amount of isocyanate added is defined as Index 100, which is the amount required to achieve 100% reaction stoichiometrically. It is recommended to add the Index value above 100. desirable. Under these conditions, when Polymeric Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI) with an NCO content of 31% by weight is used as an isocyanate, the amount of MDI required by polyol in the mixture in which 2 parts by weight of water is added to 100 parts by weight of polyol is 104 parts by weight, The MDI required by water is 30 parts by weight, which is 78% and 22% in percentage, respectively. And the heat of reaction between isocyanate and polyol or water and amine is about 85 kJ/eq. If we assume the specific heat of the reactants to be about 2 J/g without considering the cooling effect due to vaporization of the auxiliary blowing agent, this theoretically entails a temperature rise of 178°C. This calculation is in accordance with measurements of exothermic temperature rise in the literature and It's at a similar level. Therefore, when using the above-described polymer polyol (polymer content: 50%), the reaction with isocyanate by polyol already includes a dispersed phase formed of polymer, so when manufacturing rigid polyurethane foam using polymer polyol, the calorific value generated by polyol This can be reduced by up to 50%, so heat generation due to reaction in the process can be reduced by up to 37%, and temperature rise can also be greatly reduced.

본 발명에 의해 제조된 경질 폴리우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올은, 기존의 재활용 폴리올들과 달리, 재활용 성분들이 신재 폴리올에 가교된 분산상으로 존재하게 되므로, 그 반응성이 종래와 같이 빠르지 않고 쉽게 조절될 수 있는 장점이 있다. The rigid polyurethane foam recycled polymer polyol produced by the present invention, unlike existing recycled polyols, has recycled components present in a dispersed phase cross-linked to the new polyol, so its reactivity is not as fast as in the past and can be easily controlled. There is an advantage.

또한, 본 발명에 의해 제조된 경질 폴리우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올은, 폴리올 단위 질량 내에 반응하는 성분의 함량이 감소된 상태로 존재하게 되므로, 이를 이용하여 경질 폴리우레탄 폼 단열재를 제조할 경우, 자연스럽게 그 반응열이 감소하게 되어, 온도 상승이 적어지고, 따라서 냉각 공정이 수월하게 진행될 수 있고, 이로 인하여 생산성이 향상되어지는 장점도 있다. In addition, the rigid polyurethane foam recycled polymer polyol produced by the present invention exists with a reduced content of reactive components within the polyol unit mass, so when using it to manufacture a rigid polyurethane foam insulation material, it naturally The heat of reaction is reduced, which reduces the temperature rise, so the cooling process can proceed more easily, which also has the advantage of improving productivity.

도 1은, 폴리우레탄의 우레탄 그룹을 글리콜리시스에 의해 해중합할 경우, 고분자 사슬이 절단되어 수산기와 2차 아민으로 해중합되는 반응식이고,
도 2는, 폴리우레탄의 우레아 그룹을 글리콜리시스에 의해 해중합할 경우, 고분자 사슬이 절단되어 1차 아민과 수산기 및 2차 아민으로 해중합되는 반응식이며,
도 3은, 폴리우레탄의 글리콜리시스에 의해 고분자 사슬이 절단되어 형성된 해중합물을 이소시아네이트와 혼합하여 반응을 진행시키면서 신재 폴리올에 분산시켜 얻어진 폴리머 폴리올을 도식으로 나타낸 것이다.
Figure 1 is a reaction scheme in which, when the urethane group of polyurethane is depolymerized by glycolysis, the polymer chain is cut and depolymerized into hydroxyl groups and secondary amines,
Figure 2 is a reaction scheme in which, when the urea group of polyurethane is depolymerized by glycolysis, the polymer chain is cut and depolymerized into primary amine, hydroxyl group, and secondary amine,
Figure 3 schematically shows the polymer polyol obtained by dispersing the depolymerized product formed by breaking the polymer chain through glycolysis of polyurethane into a new polyol while mixing it with isocyanate and proceeding with the reaction.

이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail and detail. It is clear that the specific numerical values or specific examples provided in the present invention are preferred embodiments of the present invention, and are only intended to explain the technical idea of the present invention in more detail, and the present invention is not limited thereto. In addition, in the specification of the present invention, detailed description of parts that are known in the technical field and can be easily created by those skilled in the art will be omitted.

본 발명은 경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 해중합 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계를 포함하고 있다. 경질 폴리우레탄 스크랩은 사용이 끝난 냉장고 제품의 해체 공정과 다양한 건축 단열용 제품의 사용이 끝난 후 해체 공정에서 발생하고 있으며, 이들의 원료 조성물들은 화학적으로 주원료가 폴리올과 폴리이소시아네이트인 점은 대동소이하다. 본 발명은 구체적인 실시예로서 설명의 필요상 사용이 끝난 냉장고 단열재 스크랩을 이용하였지만, 다양한 경질 폴리우레탄 폼 및 탄성체들도 동일한 원리로 화학적인 처리가 가능한 것이다. The present invention includes a first step of obtaining a primary liquefied depolymerization product by performing a glycolysis reaction by adding 50 to 150 parts by weight of depolymerization polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from rigid polyurethane foam products, there is. Hard polyurethane scrap is generated during the dismantling process of used refrigerator products and various building insulation products, and their raw material compositions are chemically similar in that the main raw materials are polyol and polyisocyanate. . For the sake of explanation, the present invention uses used refrigerator insulation scrap as a specific example, but various rigid polyurethane foams and elastic materials can also be chemically treated using the same principle.

본 발명은 경질 폴리우레탄 스크랩을 140 ~ 240 ℃ 범위에서 폴리올을 투입하여 글리콜리시스 반응으로 해중합시킨다. 상기 경질 폴리우레탄 스크랩은 냉장고 단열재 스크랩, 건축용 단열재 스크랩, 샌드위치 패널 단열재 스크립 등을 예시할 수 있다. 상기 폴리올은 상기 경질 폴리우레탄 스크랩을 해중합시키기 위하여 투입되어지는 것으로서, 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 저분자량 에테르계 폴리올, 저분자량 에스테르계 폴리올, 그리고 공중합 폴리올 등으로 구성된 그룹 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, hard polyurethane scrap is depolymerized through glycolysis reaction by adding polyol in the range of 140 to 240 ° C. Examples of the hard polyurethane scrap include refrigerator insulation scrap, building insulation scrap, and sandwich panel insulation scrap. The polyol is added to depolymerize the hard polyurethane scrap, and is one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, low molecular weight ether polyol, low molecular weight ester polyol, and copolymerized polyol. Two or more can be mixed and used.

본 발명은, 그 설명의 편의성을 고려하여, 상기 경질 폴리우레탄 스크랩을 냉장고 단열재 스크랩으로 선정하여 사용하고, 상기 폴리올의 경우 글리콜 화합물 중에서 프로필렌 글리콜을 선정하여 설명하기로 한다. 이러한 해중합 반응은 140 ~ 240℃ 범위에서 글리콜리시스 반응을 진행하며, 이 과정에서 가수분해와 열분해 등의 반응이 수반될 수 있다. 또한, 효과적인 반응을 위해 유기금속 촉매와 산화방지제를 첨가할 수 있다. In consideration of convenience of explanation, the present invention will be described by selecting and using the hard polyurethane scrap as refrigerator insulation scrap, and in the case of the polyol, propylene glycol is selected from glycol compounds. This depolymerization reaction proceeds as a glycolysis reaction in the range of 140 to 240°C, and this process may involve reactions such as hydrolysis and thermal decomposition. Additionally, organometallic catalysts and antioxidants can be added for effective reactions.

이러한 글리콜리시스 반응은 도 1 및 도 2에 대표적인 화학반응식으로 제시되어 있다. This glycolysis reaction is shown in a representative chemical equation in Figures 1 and 2.

본 발명은 상기 제 1단계의 해중합 반응을 마치게 되면, 경질 폴리우레탄 스크랩들의 1차 액상화 해중합물을 얻게 된다. 이러한 1차 액상화 해중합물은 폴리올, 이소시아네이트에서 유래하는 아민 화합물, 그리고 잔류 글리콜로 구성되어 있으며, 이들은 통상적으로 균일하게 관찰된다. 이때, 상기 이소시아네이트는 상기 경질 폴리우레탄 스크랩에서 유래된 것이므로, 상기 아민 화합물은 결과적으로 폐 경질 폴리우레탄 폼의 스크랩에서 유래된 것임을 알 수 있다. 상기 아민 화합물은 다른 구성성분들에 비하여 반응성이 높아서, 이것을 그대로 잔존시킬 경우, 나중에 진행되어질 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 정상적으로 제어하기 어려운 현실적인 장애물로 작용하게 된다. 본 발명에서는 상기 아민 화합물을 고반응성 화합물로 명명할 수 있다. In the present invention, when the depolymerization reaction of the first step is completed, a first liquefied depolymerization product of hard polyurethane scrap is obtained. This first liquefied depolymerization product is composed of polyol, amine compound derived from isocyanate, and residual glycol, and these are usually observed uniformly. At this time, since the isocyanate is derived from the hard polyurethane scrap, it can be seen that the amine compound is ultimately derived from the scrap of waste rigid polyurethane foam. The amine compound is more reactive than other components, so if it remains as is, it acts as a realistic obstacle that makes it difficult to normally control the urethane reaction or urea reaction that will proceed later. In the present invention, the amine compound may be referred to as a highly reactive compound.

본 발명은, 제 2단계로서, 전단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부 에 대해 이소시아네이트 화합물 50 내지 150 중량부를 투입하고 혼합하여 2차 액상화 해중합물을 얻는다. 이때, 상기 이소시아네이트 화합물은 양론적으로 50% 이상의 활성 수소와 반응을 할 수 있도록 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다. In the present invention, as a second step, 50 to 150 parts by weight of an isocyanate compound is added and mixed with 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the previous step to obtain a secondary liquefied depolymerization. At this time, it is preferable to add and mix the isocyanate compound so that it can stoichiometrically react with 50% or more of active hydrogen.

본 발명에 있어서, 상기 1차 액상화 해중합물에 이소시아네이트를 투입하는 이유는 첫째, 상기 1차 액상화 해중합물에 존재하는 높은 반응성 성분들이 우선적으로 반응하여 신재 폴리올에 녹지는 않고 분산되어 존재하도록 함과 동시에, 둘째, 상기 1차 액상화 해중합물이 이소시아네이트와 반응하여 고분자를 형성함으로써 신재 폴리올에 분산된 상태에 존재하는 상황에서는 폴리우레탄 폼 제조용 폴리올로 사용할 때 신재 폴리올의 반응성을 유지하도록 하기 위함이며, 셋째, 최종적으로 경질 폴리우레탄 단열재 제조를 위한 반응 공정에서 폴리올 중 폴리머로 존재하는 분율만큼 반응에 적게 참여하여 우레탄 단열재 폼 제조 공정에서 반응에 의한 발열과 온도 상승을 감소시켜 냉각을 수월하게 하여 생산성을 향상시키는 적합한 특성을 가지고 있기 때문이다. In the present invention, the reason for adding isocyanate to the first liquefied depolymerization is that, firstly, the highly reactive components present in the first liquefied depolymerization react preferentially and remain dispersed rather than dissolved in the new polyol. , Second, in a situation where the first liquefied depolymer reacts with isocyanate to form a polymer and is dispersed in the new polyol, this is to maintain the reactivity of the new polyol when used as a polyol for producing polyurethane foam. Third, Ultimately, in the reaction process for manufacturing rigid polyurethane insulation, a small amount participates in the reaction as much as the fraction present as a polymer in polyol, thereby reducing heat generation and temperature rise due to reaction in the urethane insulation foam manufacturing process, making cooling easier and improving productivity. This is because it has suitable characteristics.

본 발명에 있어서, 상기 이소시아네이트 성분은 이 기술분야에서 사용되고 있는 이소시아네이트 성분을 사용할 수 있다. 예컨대 toluene diisocyanate (TDI) 또는 4,4-phenyl methane diisocyanate (MDI), 또는 polymeric MDI를 포함하고 있는 폴리이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, the isocyanate component may be an isocyanate component used in this technical field. For example, it is preferable to use polyisocyanate containing toluene diisocyanate (TDI), 4,4-phenyl methane diisocyanate (MDI), or polymeric MDI.

본 발명은 상기 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해, 이소시아네이트를 양론적으로 50% 이하로 첨가할 경우, 상기 2차 액상화 해중합물에 있어서 가교되지 않은 조성물이 존재할 가능성이 매우 크고, 그로 인하여, 다음 단계에서 투입되어질 신재 폴리올에 녹아나올 우려가 있으므로, 바람직스럽지 못하다. According to the present invention, when isocyanate is added stoichiometrically to 50% or less with respect to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization, there is a very high possibility that an uncrosslinked composition will exist in the second liquefied depolymerization. As a result, This is undesirable because there is a risk that it may dissolve in the new polyol to be added in the next step.

본 발명은 이소시아네이트 첨가 반응을 25 ~ 120℃에서 진행이 가능하다. 이때, 출발 물질로 이용한 경질의 폴리우레탄 스크랩이 글리콜리시스를 거쳐, 각종 해중합체로 존재하게 되고, 그 중에서 상대적으로 고반응성 화합물이 금번 제 2단계에서 투입된 이소시아네이트와 반응하게 되므로, 상기 고반응성 화합물은 서서히 새로운 반응물로 전환되어지게 된다. In the present invention, the isocyanate addition reaction can be carried out at 25 to 120°C. At this time, the hard polyurethane scrap used as the starting material undergoes glycolysis to exist as various depolymers, and among them, the relatively highly reactive compound reacts with the isocyanate added in the second step, so the highly reactive compound It is gradually converted into a new reactant.

본 발명에 있어서, 상기 제 2단계에서 얻게 되는 상기 2차 액상화 해중합물과 상기 제 1단계에서 얻게 되는 상기 1차 액상화 해중합물을 서로 비교할 경우, 상기 2차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율이 상기 1차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율에 비하여 더 낮고 적게 존재하게 된다는 사실을 알 수 있다. In the present invention, when comparing the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step with the primary liquefied depolymerized product obtained in the first step, the highly reactive compound contained in the secondary liquefied depolymerization It can be seen that the composition ratio is lower and exists in smaller quantities compared to the composition ratio of the highly reactive compound contained in the first liquefied depolymerization.

본 발명은, 제 3단계로서, 신재 폴리올 100 중량부에 대하여 제 2단계에서 얻은 상기 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는다. 상기 신재 폴리올 100 중량부에 대하여 상기 2차 액상화 해중합물을 25 중량부 이하로 포함할 경우 재활용 비율이 낮아서 바람직하지 못하고, 100 중량부 이상 포함할 경우 신재 폴리올이 연속상을 유지하기 어려워지고, 신재 폴리올 반응성을 나타내지 못하여 바람직스럽지 못하게 된다. 이 경우, 상기 재생 폴리머 폴리올은 해중합로부터 얻어진 폴리우레탄-우레아 입자가 신재 폴리올에 균일하게 분산된 형태로 존재하게 되어진다. In the present invention, in the third step, 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step is added to 100 parts by weight of the new polyol and mixed to obtain a recycled polymer polyol. If the secondary liquefied depolymerization is included in an amount of 25 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the new polyol, the recycling rate is low and thus undesirable, and if it is included in more than 100 parts by weight, it becomes difficult for the new polyol to maintain a continuous phase, and the new material It does not exhibit polyol reactivity, making it undesirable. In this case, the recycled polymer polyol exists in a form in which polyurethane-urea particles obtained from depolymerization are uniformly dispersed in the new polyol.

도 3은 이러한 재생 폴리머 폴리올의 모습을 개념적으로 잘 도시하고 있다. Figure 3 conceptually illustrates the appearance of this recycled polymer polyol.

본 발명은 그 기술적 특징을 좀 더 명확하게 설명하기 위하여, 상기 제 2단계와 상기 제 3단계를 명확하게 구분하여 설명하였으나, 실제 작업에 있어서는 이들의 순서를 엄격하게 구분하지 아니하고, 서로 동시적으로 실시할 수 있다. 다만, 그 화학 양론적인 투입량 내지 그 투입 비율은 변화되지 않는다. In order to explain the technical features more clearly, the present invention clearly distinguishes between the second step and the third step. However, in actual work, the order of these steps is not strictly distinguished, and they are carried out simultaneously with each other. It can be implemented. However, the stoichiometric input amount or input ratio does not change.

본 발명은 이와 같은 방식으로 얻게 된 물질을 재생 폴리머 폴리올이라고 명명하였으나, 그 실질적인 특성을 감안하여 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올이라고 명칭을 부여할 수 있다. In the present invention, the material obtained in this way is named recycled polymer polyol, but considering its practical characteristics, it can be named hard polyurethane dispersed polymer polyol.

본 발명은 이와 같이 얻어진 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올을 통상적인 방식으로 우레탄 및 우레아 형성 반응으로 경질 폴리우레탄 폼 제품을 제조하는데 사용할 수 있다. In the present invention, the rigid polyurethane dispersed polymer polyol obtained in this way can be used to produce rigid polyurethane foam products through urethane and urea formation reaction in a conventional manner.

이 경우, 본 발명에 의한 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올에는 고반응성 물질이 거의 존재하지 않거나 상대적으로 매우 미미하게 존재하게 된다. 따라서, 우레탄 반응이나 우레아 반응을 거쳐 최종 제품을 제조하게 될 경우 안정된 반응을 보여주므로 제조과정을 제어하기 쉽고, 또한 발열반응이 상대적으로 적게 일어나게 되어 후속 냉각 공정을 간소화 내지 간편화할 수 있는 것이다. In this case, highly reactive substances are almost absent or present in relatively very small amounts in the rigid polyurethane dispersed polymer polyol according to the present invention. Therefore, when the final product is manufactured through a urethane reaction or a urea reaction, the manufacturing process is easy to control because it shows a stable reaction, and the subsequent cooling process can be simplified or simplified because the exothermic reaction occurs relatively less.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples.

<< 실시예 1 >> << Example 1 >>

사용이 끝난 냉장고 해체 공정에서 발생하는 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물 200 그램을 200℃로 유지되는 1리터 반응기 속의 프로필렌 글리콜(분자량: 76g/mol) 100 그램에 분할하여 투입하였다. 200 grams of pulverized polyurethane foam scrap generated during the dismantling process of a used refrigerator was divided and added to 100 grams of propylene glycol (molecular weight: 76 g/mol) in a 1 liter reactor maintained at 200°C.

고체상태의 스크랩은 프로필렌 글리콜에 투입되면 매우 빠른 속도로 글리콜리시스에 의한 액상화가 진행된다. 일반적으로 4시간의 반응 후에 평형에 이르게 되고, 이를 통하여 1차 액상 글리콜리시스 해중합물을 얻었다. 상기 1차 액상 해중합물의 수산가는 480 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 10,000 cps이었다. When solid scrap is added to propylene glycol, liquefaction proceeds through glycolysis at a very rapid rate. In general, equilibrium is reached after 4 hours of reaction, and through this, the first liquid glycolysis depolymerization product is obtained. The hydroxyl value of the first liquid depolymerization was 480 mgKOH/g, and the viscosity at 25°C was 10,000 cps.

<< 실시예 2 >> << Example 2 >>

실시예 1에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물을 200 그램을 사용하고 상기 프로필렌 글리콜을 200 그램 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. In Example 1, the rest was carried out in the same manner as in Example 1, except that 200 grams of the pulverized polyurethane foam scrap was used and 200 grams of the propylene glycol was used.

그 결과, 1차 액상 해중합물의 수산가는 720 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 6,000 cps이었다. As a result, the hydroxyl value of the first liquid depolymerization was 720 mgKOH/g, and the viscosity at 25°C was 6,000 cps.

<< 실시예 3 >> << Example 3 >>

실시예 1에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물을 100 그램을 사용하고 상기 프로필렌 글리콜을 150 그램 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. In Example 1, the rest was carried out in the same manner as in Example 1, except that 100 grams of the pulverized polyurethane foam scrap was used and 150 grams of the propylene glycol was used.

그 결과, 1차 액상 해중합물의 수산가는 870 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 3,000 cps이었다. As a result, the hydroxyl value of the first liquid depolymerization was 870 mgKOH/g, and the viscosity at 25°C was 3,000 cps.

<< 실시예 4 >> << Example 4 >>

실시예 1에서 얻어진 해중합물 50 그램과 TDI 25 그램을 혼합하여 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 300 그램을 투입하되, 3회에 걸쳐 분할 투입하고 교반하였다. 50 grams of the depolymerization obtained in Example 1 and 25 grams of TDI were mixed, and 300 grams of glycerin/sugar type polyether polyol with a hydroxyl value of 490 was added, divided into three times and stirred.

최종 투입이 완료된 후 경질 폴리우레틴 폼 스크랩이 TDI와 반응하여 생성된 폴리머가 신재 폴리올에 분산된 콜로이드상의 재생 폴리머 폴리올이 얻어졌다. 얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 390 mgKOH/g 이고, 점도는 2,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 0.8 미크론이었다. After the final injection was completed, the hard polyurethane foam scrap was reacted with TDI, and the resulting polymer was dispersed in the new polyol to obtain a colloidal recycled polymer polyol. The hydroxyl value of the obtained recycled polymer polyol was 390 mgKOH/g, the viscosity was 2,000 cps, and the average volume particle size of the dispersed polymer was 0.8 micron.

<< 실시예 5 >> << Example 5 >>

실시예 4에서 상기 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 112.5 그램으로 한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 4와 동일하게 진행하였다. Except that in Example 4, 112.5 grams of the glycerin/sugar type polyether polyol having a hydroxyl value of 490 was used, the rest was carried out in the same manner as in Example 4.

얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 290 mgKOH/g 이고, 점도는 4,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 1.0 미크론이었다. The hydroxyl value of the obtained recycled polymer polyol was 290 mgKOH/g, the viscosity was 4,000 cps, and the average particle size of the dispersed phase polymer was 1.0 micron.

<< 실시예 6 >> << Example 6 >>

실시예 4에서 상기 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 75 그램으로 한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 4와 동일하게 진행하였다. Except that in Example 4, 75 grams of the glycerin/sugar type polyether polyol having a hydroxyl value of 490 was used, the rest was carried out in the same manner as in Example 4.

얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 243 mgKOH/g 이고, 점도는 7,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 1.1 미크론이었다. The hydroxyl value of the obtained recycled polymer polyol was 243 mgKOH/g, the viscosity was 7,000 cps, and the average volume particle size of the dispersed polymer was 1.1 micron.

아래에서는, 본 발명의 제조방법에 의하여 얻은 재생 폴리머 폴리올을 이용하여, 경질 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 것인지의 여부와, 그 제조과정에서 내부 발열 온도의 변화를 살펴보기 위한 것이었다. Below, the purpose was to examine whether rigid polyurethane foam can be manufactured using the recycled polymer polyol obtained by the manufacturing method of the present invention and the change in internal heating temperature during the manufacturing process.

<< 제품화 적용 실시예 >> << Example of commercialization application >>

실시예 4에서 얻어진 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올을 이용한 경질 폴리우레탄 폼 제조를 위하여 아래 < 표 1 >과 같은 조성을 사용하였다. To manufacture rigid polyurethane foam using the rigid polyurethane dispersed polymer polyol obtained in Example 4, the composition shown in <Table 1> below was used.

아래 < 표 1 >에서 확인되는 바와 같이, 첨가제 조성물은 통상적인 폴리우레탄 폼의 원료 조성과 동일한 비율로 적용하였다. As confirmed in <Table 1> below, the additive composition was applied in the same ratio as the raw material composition of conventional polyurethane foam.

< 표 1 >에 제시된 신재 폴리올과 재생 폴리머 폴리올 및 첨가제들을 25℃에서 계량하여 반응 컵에 투입하고, 고속 교반기로 2000 rpm으로 1 분간 혼합하였다. 혼합물에 조성에 의해 정해진 양론의 polymeric diphenyl methane diisocyanate를 첨가한 다음, 고속 교반기로 10초간 추가 혼합하고, 이어서 400 X 400 X 400 ㎜ 의 나무로 제작한 상자에 도입하여 경질 폴리우레탄 폼을 얻을 수 있었으며, 반응의 진행 과정에서 cream time, gel time, tack free time을 측정하고 온도계를 이용하여 내부 온도 상승값을 관찰하였다. The new polyol, recycled polymer polyol, and additives shown in <Table 1> were weighed at 25°C, added to the reaction cup, and mixed with a high-speed stirrer at 2000 rpm for 1 minute. After adding polymeric diphenyl methane diisocyanate in a quantity determined by the composition to the mixture, it was further mixed for 10 seconds with a high-speed stirrer, and then introduced into a box made of wood measuring 400 , cream time, gel time, and tack free time were measured during the reaction process, and the internal temperature rise was observed using a thermometer.

본 발명의 재생 폴리머 폴리올 적용 경질 폴리우레탄 폼 제조 원료 배합비Raw material mixing ratio for manufacturing rigid polyurethane foam using recycled polymer polyol of the present invention
샘플명

sample name
조성비 (중량부) Composition ratio (parts by weight)
A - 0 A - 0 A - 25 A-25 A - 50 A-50 A - 75 A-75 A - 100 A - 100 Polyol partPolyol part 신재 폴리올(JOP-0585) New polyol (JOP-0585) 100.0 100.0 75.0 75.0 50.0 50.0 25.0 25.0 0 0 재생 폴리머 폴리올 Recycled polymer polyol 0 0 25.0 25.0 50.0 50.0 75.0 75.0 100.0 100.0 정포제 antiseptic B-8462 B-8462 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 촉매(1) Catalyst(1) HEX CEM-977 HEX CEM-977 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 촉매(2) Catalyst (2) PC-8 PC-8 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 난연제 flame retardant TCPP TCPP 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 발포제(1) Foaming agent (1) Water Water 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 발포제(2) Foaming agent (2) 싸이클로펜탄 Cyclopentane 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 Isocyanate partIsocyanate part NCO Index NCO Index 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

상기 표 1에 기재된 각각의 조성비를 갖는 원료 샘플을 기준으로 하여, 폴리우레탄 반응을 진행하였고, 그 제조과정에서 측정된 반응성 데이터와, 내부 온도 상승 최대값을 측정하였고, 그 결과를 아래의 < 표 2 >에 제시하였다. Polyurethane reaction was performed based on the raw material samples with each composition ratio shown in Table 1, and the reactivity data and maximum internal temperature rise measured during the manufacturing process were measured, and the results are shown in the table below. 2 > is presented.

이는 본 발명의 방법으로 제조된 제품이 통상적인 방식으로 제조된 제품과 비교할 때, 어느 정도의 차이를 보이는 것인지의 여부를 살펴보고, 최종적으로 폴리우레탄 폼으로서의 적합성을 인정받을 수 있는 것인지의 여부를 평가하기 위한 것이었다. This examines whether the product manufactured by the method of the present invention shows a certain degree of difference compared to the product manufactured by the conventional method, and ultimately determines whether its suitability as a polyurethane foam can be recognized. It was for evaluation.

본 발명의 재생 폴리머 폴리올 적용 경질 폴리우레탄 폼 반응성 Reactivity of rigid polyurethane foam applied with recycled polymer polyol of the present invention 특 성 characteristic A - 0 A - 0 A - 25 A-25 A - 50 A-50 A - 75 A-75 A - 100 A - 100 Cream time(sec) Cream time(sec) 12 12 12 12 11 11 10 10 10 10 Gel time(sec) Gel time(sec) 80 80 79 79 78 78 76 76 75 75 Tack free time(sec) Tack free time(sec) 125 125 124 124 122 122 121 121 120 120 내부 최대 온도(℃) Internal maximum temperature (℃) 160 160 150 150 140 140 130 130 120 120

상기 표 2에 의해 확인되는 바와 같이, 폴리우레탄 폼 제조 공정에서 반응성은 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올 첨가에 따라 약간 빨라지는 경향이 있으나, 문제시 되는 수준이 아니었다. 그리고 발열에 의한 내부 온도 상승은 본 발명의 재생 폴리머 폴리올의 첨가량에 따라 크게 감소하여 냉각 시간을 단축할 수 있었고, 생산성 향상에 기여하는 장점이 확인되었다. As confirmed in Table 2 above, in the polyurethane foam manufacturing process, reactivity tended to become slightly faster with the addition of hard polyurethane dispersed polymer polyol, but it was not at a level that was problematic. In addition, the internal temperature rise due to heat generation was greatly reduced depending on the amount of recycled polymer polyol added according to the present invention, thereby shortening the cooling time, and the advantage of contributing to improved productivity was confirmed.

결론적으로, 종래의 방식으로 경질 폴리우레탄 폼 스크랩에 대해서 적용할 때 관찰되는 빠른 반응성으로 제어가 어려운 점이 단점이었으나, 본 발명에 의한 새로운 방식에 의할 경우, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩에 대하여 적용할 때 문제점을 극복할 수 있음을 확인할 수 있었다. In conclusion, the disadvantage was that it was difficult to control due to the fast reactivity observed when applying to hard polyurethane foam scrap in the conventional method, but in the case of the new method according to the present invention, when applied to hard polyurethane foam scrap, It was confirmed that the problem could be overcome.

더구나, 본 발명에 의한 새로운 방식은 실무현장의 작업현장에서 직접 적용할 수 있고, 생산성을 높이는 장점과 아울러 최종 제품의 성능도 기존 제품에 뒤지지 않는 것임을 실증적으로 확인할 수 있었다. Moreover, it was empirically confirmed that the new method according to the present invention can be directly applied at work sites in practice, has the advantage of increasing productivity, and that the performance of the final product is not inferior to that of existing products.

이상에서 본 발명에 의한 재생 폴리머 폴리올과 그 제조 방법을 구체적으로 제시하였으나, 이는 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 구체화된 것일 뿐, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다. Although the recycled polymer polyol and its production method according to the present invention have been specifically presented above, this is only specified in the process of explaining the embodiments of the present invention, and all features of the present invention are limited to apply only to the items mentioned above. It should not be interpreted as such.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다. In addition, anyone skilled in the art will be able to make various modifications and imitations based on the contents of the specification of the present invention, but it will be clear that these are not beyond the scope of the present invention.

Claims (6)

경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계와;
제 1단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해 이소시아네이트 성분 50 중량부 내지 150 중량부를 투입하고, 상대적으로 고반응성 화합물을 상기 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 그 결과, 상기 고반응성 화합물을 점차적으로 소진시켜서 반응성이 균일화되는 2차 액상화 해중합물을 얻는 제 2단계와;
신재 폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제 2단계에서 얻은 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는 제 3단계; 를 포함하고 있는 재생 폴리머 폴리올의 제조방법에 있어서,
상기 이소시아네이트는,
첫째, 상기 1차 액상화 해중합물에 존재하는 높은 반응성 성분들이 우선적으로 반응하여 신재 폴리올에 녹지 않고 분산되어 존재하도록 하고,
둘째, 상기 1차 액상화 해중합물이 이소시아네이트와 반응하여 고분자를 형성함으로써 신재 폴리올의 반응성을 유지하도록 하며,
셋째, 경질 폴리우레탄 단열재 제조를 위한 반응 공정에서 폴리올 중 폴리머로 존재하는 분율만큼 반응에 적게 참여하도록 함으로써, 반응에 의한 발열과 온도 상승을 감소시켜 냉각을 수월하게 진행할 수 있도록 해주는 것을
특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
A first step of obtaining a primary liquefied depolymerization product by performing a glycolysis reaction by adding 50 to 150 parts by weight of polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from rigid polyurethane foam products;
50 to 150 parts by weight of the isocyanate component is added to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the first step, and the relatively highly reactive compound is reacted with the isocyanate component. As a result, the highly reactive compound is gradually A second step of obtaining a secondary liquefied depolymerization product whose reactivity is uniformized by exhaustion;
A third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding and mixing 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step with respect to 100 parts by weight of the new polyol; In the method for producing recycled polymer polyol containing,
The isocyanate is,
First, the highly reactive components present in the first liquefied depolymerization react preferentially and remain dispersed without being dissolved in the new polyol,
Second, the first liquefied depolymer reacts with isocyanate to form a polymer to maintain the reactivity of the new polyol,
Third, in the reaction process for manufacturing rigid polyurethane insulation, a small portion of polyol participates in the reaction as much as the polymer fraction, thereby reducing heat generation and temperature rise due to the reaction and making cooling easier.
Characterized by a method for producing recycled polymer polyol.
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