KR102629416B1 - Flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치 등에 적용되어 화재로 인한 손상을 최소화하고 인명 피해를 예방할 수 있는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치의 에너지 저장장치(ESS) 등에 적용되어 우수한 난연성과 자기소화성, 그리고 뛰어난 충격흡수성 및 복원력을 갖춘 폴리우레탄 폼과 내열성, 열전도도 및 열적 안정성이 우수한 운모 시트를 결합하고, 특히 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 발포 패드 형태로 일체화시킨 새로운 폴리우레탄 폼 및 운모 시트 조합을 구현함으로써, 화재로 인한 각종 피해를 최소화할 수 있는 동시에 화재 예방에 적극 대처할 수 있는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법을 제공한다.
The present invention relates to a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad that can be applied to electric vehicle batteries, solar power generation devices, etc., to minimize damage from fire and prevent casualties, and to a method of manufacturing the same.
The present invention is applied to electric vehicle batteries, energy storage systems (ESS) of solar power generation devices, etc. to provide polyurethane foam with excellent flame retardancy and self-extinguishing properties, excellent shock absorption and resilience, and mica sheets with excellent heat resistance, thermal conductivity and thermal stability. By combining and, in particular, implementing a new polyurethane foam and mica sheet combination that integrates polyurethane foam and mica sheet in the form of a foam pad, various damage caused by fire can be minimized and at the same time, flame retardancy and mica sheet can be actively responded to fire prevention. A self-extinguishing polyurethane foam pad and a method for manufacturing the same are provided.

Description

난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법{FLAME-RETARDANT AND SELF-EXTINGUISHING POLYURETHANE FOAM PAD AND METHOD THEREOF}Flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad and method of manufacturing the same {FLAME-RETARDANT AND SELF-EXTINGUISHING POLYURETHANE FOAM PAD AND METHOD THEREOF}

본 발명은 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치 등에 적용되어 화재로 인한 손상을 최소화하고 인명 피해를 예방할 수 있는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad that can be applied to electric vehicle batteries, solar power generation devices, etc. to minimize damage from fire and prevent human casualties. It relates to fire extinguishing polyurethane foam pads and methods of manufacturing them.

일반적으로 전기자동차에는 차량 구동을 위한 전기에너지를 공급하기 위해 배터리가 사용된다.Generally, batteries are used in electric vehicles to supply electrical energy to drive the vehicle.

이러한 배터리는 다수의 단위전지 또는 모듈을 연결하여 고전압을 만들 수 있는 배터리팩이 구성되며, 이를 이용하여 높은 전력을 발생시킨다.These batteries consist of a battery pack that can create high voltage by connecting multiple unit cells or modules, and use this to generate high power.

즉, 배터리에 저장된 에너지를 인버터를 통해 모터에 전달하여 차량 시동, 가속, 엔진 고효율점 운행 등에 사용하고, 엔진에서 잉여에너지가 발생하면 모터를 발전기로 이용하여 그 잉여 에너지를 배터리에 저장한다.In other words, the energy stored in the battery is transferred to the motor through an inverter and used for vehicle starting, acceleration, and engine operation at high efficiency points. When excess energy is generated in the engine, the motor is used as a generator and the excess energy is stored in the battery.

이와 같은 배터리는 사용 전류량이 상당히 크고, 그로 인해 내부에서 열이 많이 발생되기 때문에 배터리를 사용하는 전기자동차에서는 과전류 및 쇼트 등으로 인해 배터리에서 발생될 수 있는 화재를 예방하는 것이 무엇보다도 중요하다.Since these batteries use a fairly large amount of current and generate a lot of heat internally, it is most important to prevent fires that may occur in the battery due to overcurrent or short circuit in electric vehicles using batteries.

보통 전기자동차에는 모터와 배터리 등 각종 전자장비들이 포함되어 있기 때문에 누전 등의 이유로 화재가 발생할 가능성을 배제할 수 없으며, 더 큰 문제는 이러한 전기자동차의 화재는 대형 화재 및 인명 피해로 이어질 개연성이 크다는데 있다.Since electric vehicles usually contain various electronic equipment such as motors and batteries, the possibility of a fire occurring due to a short circuit or other reasons cannot be ruled out. The bigger problem is that a fire in such an electric vehicle is highly likely to lead to a large-scale fire and loss of life. It's there.

이러한 점을 고려하여 최근에는 전기자동차 배터리 모듈의 셀과 셀 사이에 난연성 등을 갖춘 폴리우레탄 폼 패드 등을 적용하여 화재 발생으로 인한 피해를 최대한 줄이는 방향으로 연구와 개발이 이루어지고 있는 추세이다.Taking this into consideration, research and development have recently been conducted to minimize damage caused by fire by applying flame-retardant polyurethane foam pads between cells of electric vehicle battery modules.

일 예로서, 배터리 모듈의 셀과 셀 사이에 폴리우레탄 폼 패드를 배치하여 발화의 위험성을 최소화하고 화재의 확산을 최대한 억제하는 기술이 제시되고 있다. As an example, a technology has been proposed to minimize the risk of ignition and suppress the spread of fire as much as possible by placing polyurethane foam pads between cells of a battery module.

다른 예로서, 배터리 모듈의 셀과 셀 사이에 배치되는 폴리우레탄 폼 패드에 내열성, 열전도도 및 열적 안정성이 우수한 시트 형태의 운모(Mica)를 적용한 제품이 제시되고 있다. As another example, a product has been proposed in which sheet-type mica (Mica), which has excellent heat resistance, thermal conductivity, and thermal stability, is applied to a polyurethane foam pad disposed between cells of a battery module.

이렇게 폴리우레탄 폼 패드와 운모 시트를 결합한 제품의 경우, 폴리우레탄 폼 패드와 운모 시트를 접착제나 양면 테이프로 접착하여 사용하게 되는데, 이때 접착제나 양면 테이프가 인화성이 높은 아크릴 소재 등으로 되어 있는 관계로 화재 발생 시 약 1,000℃ 정도의 화염이 가해지게 되면, 접착제나 양면 테이프가 녹아 내리면서 타게 되고, 결국 이러한 접착제나 양면 테이프를 매개체로 하여 화염이 가속화되어 폴리우레탄 폼 패드의 전체 면적에 걸쳐 화염이 전파되면서 더 큰 화재로 이어지게 되는 문제가 있는 등 이에 대한 대책 마련의 필요성이 요구되고 있는 실정이다. In the case of a product that combines a polyurethane foam pad and a mica sheet, the polyurethane foam pad and the mica sheet are used by adhering them with adhesive or double-sided tape. In this case, the adhesive or double-sided tape is made of highly flammable acrylic material. When a fire occurs and a flame of approximately 1,000℃ is applied, the adhesive or double-sided tape melts and burns. Eventually, the flame accelerates using the adhesive or double-sided tape as a medium, causing flames to spread across the entire area of the polyurethane foam pad. As there is a problem that it can spread and lead to a bigger fire, there is a need to prepare countermeasures.

공개특허공보 제10-2022-0168657호Public Patent Publication No. 10-2022-0168657 등록특허공보 제10-2332128호Registered Patent Publication No. 10-2332128 등록특허공보 제10-2425374호Registered Patent Publication No. 10-2425374 등록특허공보 제10-2477902호Registered Patent Publication No. 10-2477902

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치의 에너지 저장장치(ESS) 등에 적용되어 우수한 난연성과 자기소화성, 그리고 뛰어난 충격흡수성 및 복원력을 갖춘 폴리우레탄 폼과 내열성, 열전도도 및 열적 안정성이 우수한 운모 시트를 결합하고, 특히 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 발포 패드 형태로 일체화시킨 새로운 폴리우레탄 폼 및 운모 시트 조합을 구현함으로써, 화재로 인한 각종 피해를 최소화할 수 있는 동시에 화재 예방에 적극 대처할 수 있는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was developed with these points in mind, and can be applied to electric vehicle batteries, energy storage systems (ESS) of solar power generation devices, etc. to provide polyurethane foam with excellent flame retardancy, self-extinguishing properties, and excellent shock absorption and resilience. By combining mica sheets with excellent heat resistance, thermal conductivity, and thermal stability, and in particular by implementing a new polyurethane foam and mica sheet combination that integrates polyurethane foam and mica sheets in the form of a foam pad, various damage caused by fire can be minimized. The purpose is to provide a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad and a method of manufacturing the same that can actively respond to fire prevention at the same time.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법은 다음과 같은 특징이 있다. In order to achieve the above object, the manufacturing method of the flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad provided by the present invention has the following characteristics.

상기 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법은 발포 공정을 거쳐 발포한 폴리우레탄 폼 발포액을 운모 시트의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 결합시키는 단계와, 상기 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조 처리하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 일체식으로 고정화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method of manufacturing the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad includes the steps of coating the surface of a mica sheet with a polyurethane foam foam liquid foamed through a foaming process to combine the polyurethane foam and the mica sheet, and the polyurethane foam is coated. It is characterized in that it includes the step of drying the prepared mica sheet to integrally fix the polyurethane foam and the mica sheet.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 및 운모 시트를 건조 처리하여 고정화시키는 단계에서는 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조로 내에 투입하여 60∼200℃ 온도로 건조 처리하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the step of drying and fixing the polyurethane foam and mica sheet, the mica sheet coated with polyurethane foam is placed in a drying furnace and dried at a temperature of 60 to 200°C.

또한, 상기 운모 시트는 백운모, 흑운모, 금운모 중에서 선택된 적어도 한가지 이상을 적용하여 제조하는 것을 특징으로 한다. In addition, the mica sheet is characterized in that it is manufactured by applying at least one selected from muscovite, biotite, and phlogopite.

또한, 상기 운모 시트는 유리섬유를 포함하는 복합 시트 형태로 제조한 것을 적용하는 것을 특징으로 한다. In addition, the mica sheet is characterized in that it is manufactured in the form of a composite sheet containing glass fiber.

또한, 상기 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하여 결합시키는 단계에서는 운모 시트의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of coating and bonding polyurethane foam to the surface of the mica sheet is characterized by coating polyurethane foam on one or both surfaces of the mica sheet.

또한, 상기 폴리우레탄 폼은 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함하되, 상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 정포제는 실리콘계 정포제인 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the polyurethane foam contains 30 to 90 parts by weight of a flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, 5 to 30 parts by weight of filler, and ink, based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. 1 to 10 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, and 20 to 50 parts by weight. Containing 10 to 70 parts by weight of an isocyanate-based curing agent having an NCO% value, wherein the polyol mixture includes at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof. The flame retardant is a mixture of phosphorus-based flame retardant and melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1:0.1 to 0.6, and the filler is selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicule, and mixtures thereof. and the organometallic compound-based catalyst includes at least one selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof, and the anti-foaming agent is It is a silicone-based foam stabilizer, and the isocyanate-based curing agent is characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof.

또한, 상기 폴리올 혼합물은 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에스테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량% 및 관능기 수가 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%를 혼합한 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트 및 니켈 아세틸아세토네이트를 1: 0.1 내지 0.5: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 및 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 1: 2 내지 10 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 한다. In addition, the polyol mixture has 2 functional groups, 10 to 40% by weight of polyester polyol with a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol, and 2 or 3 functional groups, and a weight average molecular weight of 200 to 5000 g. 10 to 40% by weight of polyether-based polyol in the range of /mol, the number of functional groups is 2, and 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with a weight average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol and the number of functional groups is 3, weight It is a mixture of 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with an average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol, and the organometallic compound-based catalyst is potassium octylate, cobalt naphthenate, and nickel acetylacetonate at a ratio of 1:0.1 to 1:0.1. It is mixed at a weight ratio of 0.5:0.1 to 0.5, and the isocyanate-based curing agent is characterized by mixing polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) and modified methylene diphenyl diisocyanate at a weight ratio of 1:2 to 10.

또한, 상기 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 월라스토나이트 20 내지 80 중량부, 포타슘티타네이트 20 내지 80 중량부 및 스피큘 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the filler is characterized in that it includes 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 80 parts by weight of wollastonite, 20 to 80 parts by weight of potassium titanate, and 1 to 10 parts by weight of spicules.

또한, 상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고, 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다. In addition, the spicule is a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic, and the needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic is crushed Spongilla lacustris spicule. Extracting Sponzilla lacustris spicules by supporting them in a hydrochloric acid solution, adding hydrogen peroxide, heating, and sonicating; A step of soaking the extracted Spongilla lacustris spicules in a hydrochloric acid solution, washing them with phosphate-buffered saline to neutral acidity, and then drying them to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicules; It is characterized in that it is manufactured by a manufacturing method that includes the step of modifying the surface to be hydrophilic by reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface with a basic compound.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드는 다음과 같은 특징이 있다. Meanwhile, in order to achieve the above object, the flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad provided by the present invention has the following characteristics.

상기 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드는 발포 공정을 거쳐 발포한 폴리우레탄 폼 발포액을 운모 시트의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 결합한 후, 상기 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조 처리하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 일체식으로 고정화시킨 것을 특징으로 한다. The flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad is made by coating the surface of the mica sheet with the polyurethane foam foam liquid foamed through a foaming process, combining the polyurethane foam and the mica sheet, and then combining the mica sheet coated with the polyurethane foam. It is characterized by integrally fixing polyurethane foam and mica sheets through drying treatment.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 및 운모 시트를 건조 처리하여 고정화시킬 때, 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조로 내에 투입하여 60∼200℃ 온도로 건조 처리한 것을 특징으로 한다. In addition, when drying and fixing the polyurethane foam and mica sheet, the mica sheet coated with polyurethane foam is placed in a drying furnace and dried at a temperature of 60 to 200°C.

또한, 상기 운모 시트는 백운모, 흑운모, 금운모 중에서 선택된 적어도 한가지 이상을 적용한 것을 특징으로 한다. In addition, the mica sheet is characterized by applying at least one selected from muscovite, biotite, and phlogopite.

또한, 상기 운모 시트는 유리섬유를 포함하는 복합 시트 형태로 제조한 것을 특징으로 한다. In addition, the mica sheet is characterized in that it is manufactured in the form of a composite sheet containing glass fiber.

또한, 상기 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하여 결합시킬 때 운모 시트의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅한 것을 특징으로 한다. In addition, when polyurethane foam is coated and bonded to the surface of the mica sheet, the polyurethane foam is coated on one or both surfaces of the mica sheet.

또한, 상기 폴리우레탄 폼은 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함하되, 상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 정포제는 실리콘계 정포제인 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the polyurethane foam contains 30 to 90 parts by weight of a flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, 5 to 30 parts by weight of filler, and ink, based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. 1 to 10 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, and 20 to 50 parts by weight. Containing 10 to 70 parts by weight of an isocyanate-based curing agent having an NCO% value, wherein the polyol mixture includes at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof. The flame retardant is a mixture of phosphorus-based flame retardant and melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1:0.1 to 0.6, and the filler is selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicule, and mixtures thereof. and the organometallic compound-based catalyst includes at least one selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof, and the anti-foaming agent is It is a silicone-based foam stabilizer, and the isocyanate-based curing agent is characterized in that it contains at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof.

또한, 상기 폴리올 혼합물은 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에스테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량% 및 관능기 수가 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%를 혼합한 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트 및 니켈 아세틸아세토네이트를 1: 0.1 내지 0.5: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 및 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 1: 2 내지 10 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 한다. In addition, the polyol mixture has 2 functional groups, 10 to 40% by weight of polyester polyol with a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol, and 2 or 3 functional groups, and a weight average molecular weight of 200 to 5000 g. 10 to 40% by weight of polyether-based polyol in the range of /mol, the number of functional groups is 2, and 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with a weight average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol and the number of functional groups is 3, weight It is a mixture of 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with an average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol, and the organometallic compound-based catalyst is potassium octylate, cobalt naphthenate, and nickel acetylacetonate at a ratio of 1:0.1 to 1:0.1. It is mixed at a weight ratio of 0.5:0.1 to 0.5, and the isocyanate-based curing agent is characterized by mixing polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) and modified methylene diphenyl diisocyanate at a weight ratio of 1:2 to 10.

또한, 상기 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 월라스토나이트 20 내지 80 중량부, 포타슘티타네이트 20 내지 80 중량부 및 스피큘 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the filler is characterized in that it includes 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 80 parts by weight of wollastonite, 20 to 80 parts by weight of potassium titanate, and 1 to 10 parts by weight of spicules.

또한, 상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고, 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다. In addition, the spicule is a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic, and the needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic is crushed Spongilla lacustris spicule. Extracting Sponzilla lacustris spicules by supporting them in a hydrochloric acid solution, adding hydrogen peroxide, heating, and sonicating; A step of soaking the extracted Spongilla lacustris spicules in a hydrochloric acid solution, washing them with phosphate-buffered saline to neutral acidity, and then drying them to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicules; It is characterized in that it is manufactured by a manufacturing method that includes the step of modifying the surface to be hydrophilic by reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface with a basic compound.

본 발명에서 제공하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. The flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad provided by the present invention and its manufacturing method have the following effects.

첫째, 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치의 에너지 저장장치(ESS) 등에 적용되어 우수한 난연성과 자기소화성, 그리고 뛰어난 충격흡수성 및 복원력을 갖춘 폴리우레탄 폼과 내열성, 열전도도 및 열적 안정성이 우수한 운모 시트를 결합한 형태의 폴리우레탄 폼 패드를 적용함으로써, 화재 예방은 물론 화재 발생 시에도 화재가 확산되는 것을 막을 수 있는 등 화재로 인한 위험을 감소시키면서 화재로 인한 각종 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다. First, polyurethane foam with excellent flame retardancy and self-extinguishing properties, excellent shock absorption and resilience, and mica sheet with excellent heat resistance, thermal conductivity and thermal stability, which are applied to electric vehicle batteries and solar power generation energy storage systems (ESS). By applying a combined type of polyurethane foam pad, there is an effect of reducing the risk caused by fire, such as preventing fire and preventing the spread of fire in the event of a fire, and minimizing various damage caused by fire.

둘째, 폴리우레탄 폼과 운모 시트 또는 복합 시트를 발포 패드 형태로 일체화시킨 새로운 폴리우레탄 폼 패드를 적용함으로써, 화재 발생 시 약 1,000℃ 정도의 화염이 가해지는 경우에도 화염과 직접 접촉되는 부위만 국부적으로 손상되는 등 화재의 확산을 막아 화재로 인한 손상을 최대한 줄일 수 있고 화재 예방에 적극 대처할 수 있는 효과가 있다. Second, by applying a new polyurethane foam pad that integrates polyurethane foam and mica sheet or composite sheet into a foam pad, even when a flame of approximately 1,000℃ is applied in the event of a fire, only the area directly in contact with the flame is localized. By preventing the spread of fire, such as damage, damage caused by fire can be reduced as much as possible and it has the effect of actively responding to fire prevention.

셋째, 기존 접착제나 양면 테이프를 이용하는 방법 대비 전체적인 제조 공정을 단순화할 수 있는 등 생산성 향상은 물론 제조 비용을 절감할 수 있고 우수한 제품의 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다. Third, compared to methods using existing adhesives or double-sided tapes, the overall manufacturing process can be simplified, which has the effect of improving productivity, reducing manufacturing costs, and ensuring excellent product quality.

넷째, 현재 배터리 모듈에 적용되고 있는 패드와 동일한 규격으로 제조가 가능함으로써, 배터리 모듈의 구조 개선이나 설계 변경없이도 그대로 적용할 수 있는 등 신규 배터리 모듈은 물론 기존 배터리 모듈에 모두 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.Fourth, since it can be manufactured to the same specifications as the pad currently applied to battery modules, it can be easily applied to both new battery modules as well as existing battery modules, such as being able to be applied as is without improving the structure or design of the battery module. It works.

다섯째, 셀구조가 미세하고 균일하게 조직되어 0.1 내지 0.5 g/cm3 범위의 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 우수한 난연 및 자기소화성을 갖는 효과가 있다. Fifth, the cell structure is finely and uniformly organized, maintaining high density and high strength in the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 , and not only has the effect of realizing excellent shock absorption and resilience, but also has the effect of realizing excellent shock absorption and resilience, and the results of the UL-94 vertical flame retardant test V It has the effect of having excellent flame retardancy and self-extinguishing properties of -0 grade.

이로써, 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠 및 메디칼용 그리고 자동차용의 쿠션 및 방진재 등을 비롯한 생활용품 전반에서 매우 유용하게 활용될 수 있는 바, 고온의 기기에 적용하더라도 발화의 위험성을 최소화할 수 있고, 부품간의 충격을 효과적으로 흡수하여 기기의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As a result, it can be very useful in all household items, including electronic devices such as computers and communications, sports and medical products, and cushions and dustproof materials for automobiles. Even when applied to high-temperature devices, the risk of ignition can be minimized. It has the effect of effectively absorbing shock between parts and improving the durability of the device.

여섯째, 전기자동차 배터리의 셀 사이, 또는 하나 이상의 셀이 포함되어 구성되는 모듈의 플레이트 면에 적용되는 경우, 절연효과 뿐만 아니라, 셀의 부피변화에 대한 치수 안정성(dimensional stability), 진동 및 충격에 대한 우수한 응력 흡수성, 우수한 복원력 및 높은 내화성을 구현할 수 있는 효과가 있다. Sixth, when applied between cells of an electric vehicle battery or on the plate surface of a module composed of one or more cells, it not only provides insulation effect, but also dimensional stability against changes in cell volume, vibration and shock. It has the effect of realizing excellent stress absorption, excellent resilience, and high fire resistance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법을 나타내는 공정도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 일 예를 나타내는 사시도 및 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 다른 예를 나타내는 사시도 및 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 또 다른 예를 나타내는 사시도 및 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 사용상태를 나타내는 사시도
1 is a process diagram showing a method of manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view and cross-sectional view showing an example of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view and cross-sectional view showing another example of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view and cross-sectional view showing another example of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the use state of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법을 나타내는 공정도이다. Figure 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.

상기 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법은 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 결합하고, 이렇게 결합한 운모 시트와 폴리우레탄 폼을 고정화시키는 공정으로 이루어지게 된다. The method of manufacturing the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad consists of combining polyurethane foam on the surface of a mica sheet and fixing the combined mica sheet and polyurethane foam.

먼저, 발포 공정을 거쳐 발포한 폴리우레탄 폼 발포액을 운모 시트의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 결합시키는 단계를 실시한다. First, the polyurethane foam foam liquid foamed through the foaming process is coated on the surface of the mica sheet to bond the polyurethane foam and the mica sheet.

이를 위하여, Ether계 폴리올, Ester계 폴리올, Caprolactone계 폴리올, Polycarbonate계 폴리올 등과 같은 폴리올과, 탄산칼슘, 실리카 등과 같은 필러와, 흑색안료가 포함된 분산액인 블랙 페이스트와, 촉매와, 정포제와, Polymeric MDI, Modified MDI 등과 같은 경화재를 혼합 및 교반하여 프릭믹스 혼합물 형태의 주제(폴리올, 필러, 블랙 페이스트, 촉매, 정포제 등)로 만들고, 이렇게 만든 프리믹스 혼합물 형태의 주제를 발포기에 투입 및 발포하여 폴리우레탄 폼 발포액을 만든다. For this purpose, polyols such as ether-based polyol, ester-based polyol, caprolactone-based polyol, and polycarbonate-based polyol, fillers such as calcium carbonate and silica, black paste, which is a dispersion containing black pigment, a catalyst, and a foaming agent, Hardening materials such as Polymeric MDI, Modified MDI, etc. are mixed and stirred to create a premix mixture (polyol, filler, black paste, catalyst, foam stabilizer, etc.), and the premix mixture is placed in a foaming machine and foamed. Make polyurethane foam foam.

여기서, 상기 발포기에서는 주제, 경화제 및 불활성 가스를 기계적으로 혼합하여 발포한다. Here, in the foaming machine, the base material, curing agent, and inert gas are mechanically mixed to foam.

그리고, 기재로서, 판상의 운모 시트를 만든다. Then, as a base material, a plate-shaped mica sheet is made.

이때, 상기 운모 시트는 백운모, 흑운모, 금운모 등을 사용할 수 있는데, 이중에서 선택된 적어도 한가지 이상을 적용하여 제조할 수 있다. At this time, the mica sheet can be made of muscovite, biotite, phlogopite, etc., and can be manufactured by applying at least one selected from among them.

바람직한 실시예로서, 상기 운모 시트의 경우 내구성, 내화학성, 전기절연성, 내화성 등이 우수한 유리섬유를 포함하는 복합 시트 형태로 제조한 것을 적용할 수 있다. As a preferred embodiment, the mica sheet may be manufactured in the form of a composite sheet containing glass fiber, which has excellent durability, chemical resistance, electrical insulation, fire resistance, etc.

여기서, 상기 유리섬유가 함유되어 있는 운모 시트는 실리콘 소재의 바인더를 사용하여 고온 융착하는 방식으로 제조한 운모 시트와 유리섬유의 결합 형태를 적용할 수 있다. Here, the mica sheet containing the glass fiber may be a combination of a mica sheet and glass fiber manufactured by high-temperature fusion using a binder made of silicon.

이렇게 운모 시트와 유리섬유를 결합시킨 형태, 예를 들면 운모 시트와 유리섬유를 2겹으로 적층하여 결합시킨 형태 또는 운모 시트 내에 유리섬유를 혼합하여 결합시킨 형태의 복합 시트는 플렉시블한 특성을 발휘할 수 있는 등 적용범위를 폭넓게 확보할 수 있는 이점이 있다. In this way, a composite sheet that combines mica sheets and glass fibers, for example, a form in which mica sheets and glass fibers are laminated and bonded in two layers, or a form in which glass fibers are mixed and bonded within a mica sheet, can exhibit flexible characteristics. It has the advantage of securing a wide range of application.

계속해서, 발포기에서 나온 폴리우레탄 폼 발포액을 코터기에 투입하고, 코터기를 통해 폴리우레탄 폼 발포액을 기재, 즉 운모 시트의 표면에 일정한 두께로 코팅한다. Subsequently, the polyurethane foam foam liquid from the foamer is put into a coater, and the polyurethane foam foam liquid is coated on the surface of the substrate, that is, the mica sheet, to a certain thickness through the coater.

여기서, 상기 운모 시트에 코팅되는 폴리우레탄 폼의 두께는 0.5∼4.0mm 정도의 두께가 바람직하고, 이때의 운모 시트 두께 또한 0.1∼2.0mm 정도의 두께가 바람직하다. Here, the thickness of the polyurethane foam coated on the mica sheet is preferably about 0.5 to 4.0 mm, and the mica sheet thickness at this time is also preferably about 0.1 to 2.0 mm.

예를 들면, 상기 폴리우레탄 폼의 두께가 위의 범위를 벗어나서 얇으면 셀의 압축 팽창에 대응하기 어렵고, 두꺼우면 배터리 셀 구조가 커져서 넓은 공간을 필요로 하여 공간 효율이 저하된다. For example, if the thickness of the polyurethane foam is outside the above range and is thin, it is difficult to respond to the compression and expansion of the cell, and if it is thick, the battery cell structure becomes large and requires a large space, reducing space efficiency.

또, 상기 운모 시트의 두께가 위의 범위를 벗어나서 얇으면 내화성능이 부족하며 전기절연성이 떨어지는 등의 문제가 있고, 두꺼우면 운모 시트에 크랙이 발생하여 생산성이 저하되는 문제가 있다. In addition, if the thickness of the mica sheet is outside the above range and is thin, there are problems such as insufficient fire resistance and poor electrical insulation, and if it is thick, cracks occur in the mica sheet and productivity is reduced.

그리고, 상기 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하여 결합시키는 단계에서는 운모 시트의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅할 수 있다. In addition, in the step of coating and bonding polyurethane foam to the surface of the mica sheet, polyurethane foam may be coated on one or both surfaces of the mica sheet.

이때의 폴리우레탄 폼이 코팅되는 운모 시트는 백운모, 흑은모, 금은모 중의 어느 하나의 운모로 이루어진 운모 시트가 될 수 있거나, 또는 유리섬유가 결합되어 있는 복합 시트 형태의 운모 시트가 될 수 있다. At this time, the mica sheet coated with the polyurethane foam can be a mica sheet made of any mica among muscovite, black silver mica, or gold and silver mica, or it can be a mica sheet in the form of a composite sheet in which glass fibers are combined. there is.

다음, 상기 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조 처리하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 일체식으로 고정화시키는 단계를 실시한다. Next, the mica sheet coated with the polyurethane foam is dried to integrally fix the polyurethane foam and the mica sheet.

즉, 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조로 내에 투입하고, 건조로 내에서 60∼200℃ 정도의 온도로 1분 내지 20분 정도의 시간 동안 열처리하여 폴리우레탄 폼이 운모 시트 상에 경화되도록 함으로써, 폴리우레탄 폼과 운모 시트 일체식의 폴리우레탄 폼 패드의 형태를 이룰 수 있도록 한다. That is, a mica sheet coated with polyurethane foam is placed in a drying furnace, and heat-treated in the drying furnace at a temperature of about 60 to 200°C for about 1 to 20 minutes to cure the polyurethane foam on the mica sheet. By doing so, it is possible to form a polyurethane foam pad integrated with polyurethane foam and mica sheet.

다음, 운모 시트의 표면에 코팅 및 경화되어 있는 폴리우레탄 폼의 표면에 우레탄 아크릴계 코팅제로 UV 코팅하여 텍기(tacky)가 없도록 하는 단계를 실시한다. Next, a step is performed to prevent tacky spots by UV coating the surface of the polyurethane foam coated and cured on the surface of the mica sheet with a urethane-acrylic coating agent.

이러한 단계는 폴리우레탄 폼 패드 제품을 롤 상태로 권취하였을 때 들러붙지 않도록 하여 제품의 품질을 높이기 위한 단계이다. This step is to improve the quality of the product by preventing it from sticking when the polyurethane foam pad product is rolled up.

다음, 표면에 우레탄 아크릴계 소재가 코팅되어 있는 폴리우레탄 폼 및 운모 시트를 UV 건조 처리하여 우레탄 아크릴계 소재를 고정화(경화)시키는 단계를 실시한다. Next, the polyurethane foam and mica sheet coated with the urethane-acrylic material on the surface are subjected to UV drying to fix (cure) the urethane-acrylic material.

한편, 본 발명의 일 실시예는 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함하되;Meanwhile, in one embodiment of the present invention, 30 to 90 parts by weight of a flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, and 5 to 30 parts by weight of a filler are added to 100 parts by weight of a polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. , 1 to 10 parts by weight of ink, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, and 20 to 50 parts by weight. Containing 10 to 70 parts by weight of an isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range;

상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고; The polyol mixture includes at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof;

상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것이고;The flame retardant is a mixture of a phosphorus-based flame retardant and a melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1:0.1 to 0.6;

상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고; The filler includes one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicules, and mixtures thereof;

상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고; The organometallic compound-based catalyst includes at least one member selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof;

상기 정포제는 실리콘계 정포제인 것이고; The antifoam agent is a silicone-based antifoam agent;

상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 조성물로 이루어진 폴리우레탄 폼 패드를 제공한다.The isocyanate-based curing agent is a flame retardant having excellent shock absorption and high strength performance, which includes at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof. A polyurethane foam pad made of a self-extinguishing polyurethane foam composition is provided.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법에 의하면, 셀구조가 미세하고 균일하게 조직되어 0.1 내지 0.5 g/cm3 범위의 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 우수한 난연 및 자기소화성을 갖는 효과가 있다. According to the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance according to an embodiment of the present invention and its manufacturing method, the cell structure is fine and uniformly organized to produce a density in the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 It has the effect of achieving excellent shock absorption and resilience while maintaining high density and high strength. In addition, as a result of the UL-94 vertical flame retardancy test, it has excellent flame retardancy and self-extinguishing properties of V-0 grade.

이로써, 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠 및 메디칼용 그리고 자동차용의 쿠션 및 방진재 등을 비롯한 생활용품 전반에서 매우 유용하게 활용될 수 있는 바, 고온의 기기에 적용하더라도 발화의 위험성을 최소화할 수 있고, 부품간의 충격을 효과적으로 흡수하여 기기의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As a result, it can be very useful in all household items, including electronic devices such as computers and communications, sports and medical products, and cushions and dustproof materials for automobiles. Even when applied to high-temperature devices, the risk of ignition can be minimized. It has the effect of effectively absorbing shock between parts and improving the durability of the device.

특히, 전기자동차 배터리의 셀 사이; 또는 하나 이상의 셀이 포함되어 구성되는 모듈의 플레이트 면에 적용되는 경우, 절연효과 뿐만 아니라, 셀의 부피변화에 대한 치수 안정성(dimensional stability), 진동 및 충격에 대한 우수한 응력 흡수성, 우수한 복원력 및 높은 내화성을 구현할 수 있는 효과가 있다. In particular, between cells of electric vehicle batteries; Or, when applied to the plate surface of a module composed of one or more cells, it provides not only insulation effect, but also dimensional stability against cell volume changes, excellent stress absorption against vibration and impact, excellent resilience, and high fire resistance. There is an effect that can be implemented.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드는 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함한다.More specifically, the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance according to an embodiment of the present invention contains a flame retardant for 100 parts by weight of a polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. 30 to 90 parts by weight, expanded graphite 1 to 20 parts by weight, filler 5 to 30 parts by weight, ink 1 to 10 parts by weight, crosslinking agent 0.1 to 10 parts by weight, organometallic compound catalyst 0.1 to 5 parts by weight, foam stabilizer 0.1 to 10 parts by weight It contains 5 parts by weight, 0.1 to 5 parts by weight of a phosphoric acid ester type anionic surfactant, and 10 to 70 parts by weight of an isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50.

먼저, 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물은 이소시아네이트계 경화제와 반응하여, 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현하는 기능을 한다. 이와 동시에, 적절한 점도를 유지하고 작업성을 향상시킬 수 있도록 상기 폴리올 혼합물의 중량평균분자량은 100 내지 5000 g/mol 범위인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.First, the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol reacts with an isocyanate-based curing agent to maintain high density and high strength while maintaining excellent shock absorption and resilience. At the same time, in order to maintain appropriate viscosity and improve workability, the weight average molecular weight of the polyol mixture may be more preferably in the range of 100 to 5000 g/mol.

이러한 상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.The above effect can be further improved by using the polyol mixture containing at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof.

이때, 상기 폴리에스테르계 폴리올은 에스테르 결합의 강한 상호작용 때문에 인장강도, 열적안정성 및 내약품성 등이 우수하고 저온에서도 좋은 탄성을 나타낼 수 있는 기능을 한다. At this time, the polyester-based polyol has excellent tensile strength, thermal stability, and chemical resistance due to the strong interaction of the ester bond, and can exhibit good elasticity even at low temperatures.

보다 구체적으로, 상기 폴리에스테르계 폴리올은 디카르복실산과 디올의 축합에 의해 얻어지는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the polyester polyol can preferably be obtained by condensation of dicarboxylic acid and diol.

이때, 상기 디카르복실산의 비제한적인 예를들면, 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜린산, 수베린산, 아제라인산, 세바신산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 말레인산, 푸말산, 이타콘산, 테트라브로모프탈산, 트리메리틴산 또는 이들의 에스테르 유도체, 이들의 산무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.At this time, non-limiting examples of the dicarboxylic acids include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, At least one selected from the group consisting of itaconic acid, tetrabromophthalic acid, trimeritic acid or their ester derivatives, acid anhydrides, and mixtures thereof can be preferably used.

또한, 상기 디올의 비제한적인 예를들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 리플로필렌글리콜, 디글리세린, 덱스트로즈, 솔비톨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, non-limiting examples of the diol include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. , quinitol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, lipopylene glycol, diglycerin, dextrose, sorbitol, and mixtures thereof. there is.

보다 바람직한 상기 폴리에스테르계 폴리올은 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.A more preferable polyester-based polyol has the number of functional groups of 2 and a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol.

또한, 상기 폴리에테르계 폴리올은 분자내에 자유회전이 용이한 -O- 결합을 가지고 있으므로 분자에 유연성을 제공하여 저온에서도 우수한 탄성, 영구압축변형률, 신율과 같은 기계적 물성을 나타낼 수 있는 기능을 한다. In addition, the polyether-based polyol has an -O- bond in the molecule that is easily free to rotate, so it provides flexibility to the molecule and can exhibit mechanical properties such as excellent elasticity, compression set, and elongation even at low temperatures.

보다 구체적으로, 상기 폴리에테르계 폴리올은 다관능성 알코올 또는 다관능성 아민과 알킬렌옥사이드의 중합으로 얻어지는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. More specifically, the polyether-based polyol can preferably be one obtained by polymerizing a polyfunctional alcohol or a polyfunctional amine and alkylene oxide.

이때, 상기 다관능성 알코올의 비제한적인 예를들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 트리메탄올프로페인, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, α-메틸글루코시드, 자일리톨, 솔비톨, 설탕 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.At this time, non-limiting examples of the polyfunctional alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin, trimethanol propane, pentaerythritol, dipentaerythritol, α-methyl glucoside, xylitol, sorbitol, sugar, and mixtures thereof. One or more types selected from the group consisting of can be preferably used.

또한, 상기 다관능성 아민의 비제한적인 예를들면, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에탄올아민, ortho-톨루엔디아민, 디페닐메탄디아민, 디에탄올아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, non-limiting examples of the multifunctional amine include one selected from the group consisting of ethylenediamine, diethylenetriamine, triethanolamine, ortho-toluenediamine, diphenylmethanediamine, diethanolamine, and mixtures thereof. The above can be preferably used.

또한, 상기 산화알킬렌 화합물은 적어도 하나의 산화알킬렌기를 갖는 화합물로서, 예를들면 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드(1,2-에폭시프로판), 부틸렌옥사이드(1,4-에폭시부탄), 1,2-에폭시부탄, 2,3-에폭시부탄, 1,2-에폭시펜탄, 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시헵탄, 1,2-에폭시시클로펜탄, 1,2-에폭시시클로헥산, 아밀렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the alkylene oxide compound is a compound having at least one alkylene oxide group, for example, ethylene oxide, propylene oxide (1,2-epoxypropane), butylene oxide (1,4-epoxybutane), 1, 2-epoxybutane, 2,3-epoxybutane, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyheptane, 1,2-epoxycyclopentane, 1,2-epoxycyclohexane, a At least one selected from the group consisting of mylene oxide, styrene oxide, and mixtures thereof can be preferably used.

보다 바람직한 상기 폴리에테르계 폴리올은 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More preferably, the polyether-based polyol has 2 or 3 functional groups and a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol.

상기 폴리카프로락톤계 폴리올은 내열성, 내수성 및 작업성을 개선하는 기능을 한다. 상기한 개선효과를 고려하여, 상기 폴리카프로락톤계 폴리올은 상기 폴리올 혼합물에 20 내지 60 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다.The polycaprolactone-based polyol functions to improve heat resistance, water resistance, and workability. In consideration of the above-mentioned improvement effect, the polycaprolactone-based polyol is preferably contained in the polyol mixture in the range of 20 to 60% by weight.

보다 구체적으로, 상기 폴리카프로락톤계 폴리올은 폴리올 개시제나 폴리아민 개시제를 이용하여, ε-카프로락톤을 개환중합함으로써 얻어지는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, the polycaprolactone-based polyol can preferably be one obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone using a polyol initiator or a polyamine initiator.

이때, 상기 폴리올 개시제의 비제한적인 예를들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 비스페놀 A, 레조르신 등의 디올; 글리세린, 1,2,6-헥산트리올, 1,1,1-트리스(히드록시메틸)프로판 등의 트리올; 펜타에리스리톨, 에리스리톨, 메틸글루콕시드 등의 테트라올; 소르비톨, 디펜타에리스리톨 등의 헥사올; 자당 등의 옥탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.At this time, non-limiting examples of the polyol initiator include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, bisphenol A, and reso. Diols such as Resin; Triols such as glycerin, 1,2,6-hexanetriol, and 1,1,1-tris(hydroxymethyl)propane; tetraols such as pentaerythritol, erythritol, and methylglucoxide; Hexaol such as sorbitol and dipentaerythritol; At least one selected from the group consisting of octanol such as sucrose and mixtures thereof can be preferably used.

또한, 상기 폴리아민 개시제의 비제한적인 예를들면, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 히드라진 등의 디아민; 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 3작용성 이상의 폴리아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.Additionally, non-limiting examples of the polyamine initiator include diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, and hydrazine; One or more polyamines selected from the group consisting of trifunctional or higher polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and mixtures thereof can be preferably used.

상업적으로 입수가능한 상기 폴리카프로락톤계 폴리올의 비제한적인 예를들면, Tone™ 0240, 1241, 2241, 또는 1231; Capa™ 2043, 2077A, 2100A, 2125, 2205, 2201, 2101A, 2123A, 2161A, 2200A, 2200D, 2200P, 2201A, 2203A, 2209, 2302A, 2303, 2304, 2402, 2403D, 2054, 2803, 3022, 3031, 3041, 3091, 3201, 3301, 4801, 7201A, 7203, HCl060, 또는 HCl100; 또는 Placcel™ 205, 208, 210, 220, 220 CPB, 230, 230 CP, 240 또는 240 CP, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.Non-limiting examples of commercially available polycaprolactone-based polyols include Tone™ 0240, 1241, 2241, or 1231; Capa™ 2043, 2077A, 2100A, 2125, 2205, 2201, 2101A, 2123A, 2161A, 2200A, 2200D, 2200P, 2201A, 2203A, 2209, 2302A, 2303, 2304, 2 402, 2403D, 2054, 2803, 3022, 3031, 3041, 3091, 3201, 3301, 4801, 7201A, 7203, HCl060, or HCl100; Alternatively, one or more selected from the group consisting of Placcel™ 205, 208, 210, 220, 220 CPB, 230, 230 CP, 240 or 240 CP, and mixtures thereof may be preferably used.

보다 바람직한 상기 폴리카프로락톤계 폴리올은 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.More preferably, the polycaprolactone-based polyol has 2 or 3 functional groups and a weight average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol.

더욱 구체적으로 상기 폴리올 혼합물은 상기한 개선효과를 고려하여, 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에스테르계 폴리올 10 내지 40 중량%; 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에테르계 폴리올 10 내지 40 중량%; 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%; 및 관능기 수가 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%를 혼합한 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.More specifically, in consideration of the above-mentioned improvement effect, the polyol mixture contains 10 to 40% by weight of a polyester-based polyol having a functional group of 2 and a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol; 10 to 40% by weight of a polyether-based polyol having 2 or 3 functional groups and a weight average molecular weight in the range of 200 to 5000 g/mol; 0 to 40% by weight of a polycaprolactone-based polyol having a functional group of 2 and a weight average molecular weight of 100 to 2000 g/mol; and a mixture of 0 to 40% by weight of a polycaprolactone-based polyol having a functional group count of 3 and a weight average molecular weight ranging from 100 to 2000 g/mol can be more preferably used.

이하, 상기 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance is based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol.

상기 난연제는 우수한 난연성능 및 내열성을 구현하는 기능을 한다.The flame retardant functions to provide excellent flame retardancy and heat resistance.

이러한 상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.The above-mentioned effect can be further improved by using a mixture of phosphorus-based flame retardant and melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1:0.1 to 0.6.

이때, 상기 인계 난연제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 인계 난연제인 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 포스페이트계 난연제, 포스포네이트계 난연제, 포스피네이트계 난연제, 포스파젠계 난연제, 멜라민포스페이트계 난연제, 암모늄 폴리포스페이트계 난연제, 암모늄 포스피네이트계 난연제, 포스포페난트렌계 난연제, 포스핀 옥사이드계 난연제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 바람직한 상기 인계 난연제는 디에틸-N,N-비스(2-하이드로옥시에틸)아미노메틸포스포네이트를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.At this time, the phosphorus-based flame retardant is a phosphorus-based flame retardant commonly used in the art, and the type is not particularly limited, but for example, phosphate-based flame retardants, phosphonate-based flame retardants, phosphinate-based flame retardants, phosphazene-based flame retardants, At least one selected from the group consisting of melamine phosphate flame retardants, ammonium polyphosphate flame retardants, ammonium phosphinate flame retardants, phosphophenanthrene flame retardants, phosphine oxide flame retardants, and mixtures thereof can be preferably used. A more preferable phosphorus-based flame retardant may be one containing diethyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethylphosphonate.

또한, 상기 멜라민계 난연제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 멜라민계 난연제인 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 멜라민 포스페이트 (melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the melamine-based flame retardant is a melamine-based flame retardant commonly used in the art, and the type is not particularly limited, but for example, melamine phosphate, melamine pyrophosphate, and mixtures thereof. One or more types selected from the group consisting of can be preferably used.

상기 난연제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 30 내지 90 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 난연제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 난연제의 함량이 너무 많은 경우에는 강도 및 압축 복원 성능의 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.The flame retardant is preferably contained in an amount of 30 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the flame retardant is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the flame retardant is too high, there is a problem that strength and compression recovery performance may be reduced.

상기 팽창흑연은 층상의 결정구조를 가지고 있으며, 가열되면 본래의 크기보다 20 내지 400배까지 팽창되어 연소시 다공성 탄화물의 형성을 유도함으로써, 우수한 난연 및 자기소화성을 더욱 향상시키는 기능을 한다.The expanded graphite has a layered crystal structure, and when heated, it expands 20 to 400 times its original size, thereby inducing the formation of porous carbides during combustion, thereby further improving excellent flame retardancy and self-extinguishing properties.

이러한 상기 팽창흑연은 팽창율이 20 내지 400 ml/g 이고, 입도직경이 30 내지 500 mesh인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.The above effect can be further improved by using the expanded graphite with an expansion rate of 20 to 400 ml/g and a particle size of 30 to 500 mesh.

상기 팽창흑연은 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 팽창흑연의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 팽창흑연의 함량이 너무 많은 경우에는 강도의 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.The expanded graphite is preferably contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the expanded graphite is too small, there is a problem that the improvement effect described above may be insufficient, and if the content of the expanded graphite is too large, there is a problem that it can cause a decrease in strength.

상기 충진제는 우수한 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 경도를 상승시켜 주고, 탄성모듈러스를 향상시켜 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현할 뿐만 아니라. 열안정성을 향상시켜 난연 및 자기소화성을 향상시키는 기능을 한다.The filler not only maintains excellent high density and high strength, but also increases hardness and improves elastic modulus to provide excellent shock absorption and resilience. It has the function of improving flame retardancy and self-extinguishing properties by improving thermal stability.

상기 충진제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 5 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 충진제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 충진제의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성의 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.The filler is preferably contained in an amount of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the filler is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the filler is too large, workability may be reduced.

이러한 상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The filler may preferably include one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicules, and mixtures thereof.

더욱 바람직하기로는, 이러한 상기 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 월라스토나이트 20 내지 80 중량부, 포타슘티타네이트 20 내지 80 중량부 및 스피큘 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.More preferably, the filler may include 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 80 parts by weight of wollastonite, 20 to 80 parts by weight of potassium titanate, and 1 to 10 parts by weight of spicules.

이때, 상기 탄산칼슘은 우수한 충진 효과를 부여하여, 고밀도 및 고강도를 유지할 수 있고, 우수한 난연성능을 구현하는 기능을 한다.At this time, the calcium carbonate provides an excellent filling effect, maintains high density and high strength, and provides excellent flame retardant performance.

이하, 상기 충진제를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 탄산칼슘 100 중량부를 기준으로 한다.Hereinafter, the content of other components constituting the filler is based on 100 parts by weight of the calcium carbonate.

상기 월라스토나이트는 우수한 충진 효과를 부여하여, 고밀도 및 고강도를 유지하는 기능을 한다.The wollastonite provides an excellent filling effect and functions to maintain high density and high strength.

상기 월라스토나이트는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 20 내지 80 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 월라스토나이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 월라스토나이트의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성의 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.The wollastonite is preferably contained in the range of 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the calcium carbonate. If the wollastonite content is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the wollastonite content is too large, workability may be reduced.

상기 포타슘티타네이트는 우수한 충진 효과를 부여하여, 고밀도 및 고강도를 유지하는 기능을 한다.The potassium titanate provides an excellent filling effect and functions to maintain high density and high strength.

이러한 상기 포타슘티타네이트는 비표면적이 0.3 내지 3 m2/g인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.The above effect can be further improved by using potassium titanate having a specific surface area of 0.3 to 3 m 2 /g.

상기 포타슘티타네이트는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 20 내지 80 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 포타슘티타네이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 포타슘티타네이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The potassium titanate is preferably contained in the range of 20 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the calcium carbonate. If the content of potassium titanate is too small, there is a problem that the above-described improvement effect may be insufficient, and if the content of potassium titanate is too high, there is a problem that price competitiveness may be reduced.

상기 스피큘은 우수한 충진 효과를 부여하여, 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력, 뿐만 아니라. 난연 및 자기소화성을 향상시키는 기능을 한다.The spicule provides an excellent filling effect, maintaining high density and high strength, as well as excellent shock absorption and resilience. It has the function of improving flame retardancy and self-extinguishing properties.

보다 구체적으로 상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More specifically, by using the spicule, which is a needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic, the above effect can be further improved.

이러한 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 및 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The needle-shaped Sponzilla lacustris spicule whose surface was modified to be hydrophilic was made by supporting crushed Spongilla lacustris in a hydrochloric acid solution, adding hydrogen peroxide, heating and ultrasonic treatment to form Spongilla lacustris spicules. Extracting step; A step of soaking the extracted Spongilla lacustris spicules in a hydrochloric acid solution, washing them with phosphate-buffered saline to neutral acidity, and then drying them to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicules; and reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface with a basic compound to modify the surface to be hydrophilic.

이때, 상기 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스는 평균입경이 10 내지 50 μm가 되도록 파쇄되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the crushed Spongilla lacustris is crushed so that the average particle size is 10 to 50 μm.

또한, 상기 염기성 화합물은 당분야에서 일반적으로 알려진 것으로, 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 3 내지 7 N 농도의 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 및 3 내지 7 N 농도의 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 1: 1 내지 3 부피비율로 혼합한 것을 사용하여, 우수한 강도 개선 및 난연성능 개선 효과를 얻을 수 있다.In addition, the basic compound is generally known in the art, and its type is not particularly limited, but includes calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) at a concentration of 3 to 7 N and magnesium hydroxide (Mg(OH) at a concentration of 3 to 7 N. ) By using a mixture of 2 ) in a volume ratio of 1: 1 to 3, excellent strength improvement and flame retardant performance improvement effects can be obtained.

상기 스피큘은 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스피큘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스피큘의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The spicule is preferably contained in the range of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the calcium carbonate. If the content of the spicules is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the spicules is too large, price competitiveness may be reduced.

상기 잉크는 색상을 나타내는 기능을 한다.The ink functions to represent color.

이러한 상기 잉크는 이산화티타늄, 카본블랙 등의 유색 안료 또는 염료를 함유하는 통상의 잉크를 사용할 수 있다.The ink may be a conventional ink containing colored pigments or dyes such as titanium dioxide and carbon black.

상기 잉크는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 잉크의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 잉크의 함량이 너무 많은 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The ink is preferably contained in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the ink is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the ink is too high, the mechanical properties may be deteriorated.

상기 가교제는 분자간 결합을 강하게 함으로써, 고밀도 및 고강도를 구현하는 기능을 한다.The cross-linking agent functions to achieve high density and strength by strengthening intermolecular bonds.

이러한 상기 가교제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 비스페놀 A 의 알킬렌옥시드 부가물 등의 다가알콜, 디에틸톨루엔디아민, 클로로디아미노벤젠, 에틸렌디아민, 1,6-헥산디아민 등의 폴리아민 등 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.These crosslinking agents are commonly used in the art and are not particularly limited in type, but for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol. , polyhydric alcohols such as neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, triethanolamine, and alkylene oxide adducts of bisphenol A, polyamines such as diethyltoluenediamine, chlorodiaminobenzene, ethylenediamine, and 1,6-hexanediamine, etc. and one or more types selected from the group consisting of mixtures thereof may be used.

상기 가교제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 가교제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 가교제의 함량이 너무 많은 경우에는 충격흡수성 및 복원력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The crosslinking agent is preferably contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the cross-linking agent is too small, there is a problem that the improvement effect described above may be insufficient, and if the content of the cross-linking agent is too large, there is a problem that shock absorption and resilience may be reduced.

상기 유기금속 화합물계 촉매는 발포 셀 형성시간이 길게 유지되어 셀이 미세하고 균일하게 조직됨으로써 우수한 강도, 충격흡수성 및 복원력을 구현할 수 있는 기능을 한다.The organometallic compound-based catalyst maintains a long foam cell formation time so that the cells are finely and uniformly organized, thereby providing excellent strength, shock absorption, and resilience.

이러한 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.The organometallic compound-based catalyst may preferably include one or more selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof.

더욱 바람직하기로는, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트 및 니켈 아세틸아세토네이트를 1: 0.1 내지 0.5: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.More preferably, the organometallic compound-based catalyst is a mixture of potassium octylate, cobalt naphthenate, and nickel acetylacetonate in a weight ratio of 1: 0.1 to 0.5: 0.1 to 0.5 to further improve the above effect. there is.

상기 유기금속 화합물계 촉매는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 유기금속 화합물계 촉매의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 유기금속 화합물계 촉매의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The organometallic compound catalyst is preferably contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the organometallic compound catalyst is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the organometallic compound catalyst is too large, workability may be reduced.

상기 정포제는 폼으로의 경화시 기체의 안정한 분산성을 유지하여 균일한 크기와 분포의 기공을 형성함으로써 우수한 강도, 충격흡수성 및 복원력을 구현할 수 있는 기능을 한다.The foam stabilizer maintains stable dispersibility of gas when cured into foam, forming pores of uniform size and distribution, thereby providing excellent strength, shock absorption, and resilience.

이러한 상기 정포제는 실리콘계 정포제로서, 보다 구체적으로 폴리실록산-폴리알킬렌옥사이드 공중합체를 포함하는 것이 바람직하게 사용될 수 있다.The foam stabilizer is a silicone-based foam stabilizer, and more specifically, one containing polysiloxane-polyalkylene oxide copolymer can be preferably used.

상기 정포제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 정포제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 정포제의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The foam stabilizer is preferably contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the foam stabilizer is too small, the improvement effect may be insufficient, and if the content of the foam stabilizer is too large, workability may be reduced.

상기 인산에스테르형 음이온계 계면활성제는 폼으로의 경화시 기체의 안정한 분산성을 유지하여 균일한 크기와 분포의 기공을 형성할 뿐만 아니라, 기공의 표면에 인산에스테르를 포함함으로써 우수한 강도, 충격흡수성 및 복원력뿐만 아니라 우수한 난연 및 자기소화성을 구현할 수 있는 기능을 한다.The phosphoric acid ester-type anionic surfactant not only maintains stable dispersibility of gas when cured into foam to form pores of uniform size and distribution, but also provides excellent strength, shock absorption, and shock absorption by including phosphoric acid ester on the surface of the pores. In addition to resilience, it has the function of realizing excellent flame retardancy and self-extinguishing properties.

이러한 상기 인산에스테르형 음이온계 계면활성제는 알킬(C8 내지 12)인산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬(C12 내지 18)에테르 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬(C8 내지 12)페닐에테르 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬(C8 내지 12)페닐에테르의 중합체의 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌페닐페닐에테르 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌벤질페닐에테르 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌스티릴페닐에테르의 중합체의 인산에스테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 중합체의 인산에스테르, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올이민 및 축합 인산(예를 들면 트리폴리인산 등) 등의 인산에스테르 및 이들 인산에스테르의 염을 사용할 수 있다.These phosphate ester type anionic surfactants include alkyl (C8 to 12) phosphate ester, polyoxyethylene alkyl (C12 to 18) ether phosphate ester, polyoxyethylene alkyl (C8 to 12) phenyl ether phosphate ester, and polyoxyethylene alkyl. (C8 to 12) Phosphate ester of polymer of phenyl ether, polyoxyethylene phenyl phenyl ether phosphate ester, polyoxyethylene benzyl phenyl ether phosphate ester, polyoxyethylene styryl phenyl ether phosphate ester, polymer of polyoxyethylene styryl phenyl ether Phosphate esters such as phosphoric acid esters, phosphoric acid esters of polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolimine, and condensed phosphoric acids (e.g., tripolyphosphoric acid, etc.) and salts of these phosphoric acid esters can be used.

상기 인산에스테르형 음이온계 계면활성제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 인산에스테르형 음이온계 계면활성제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 인산에스테르형 음이온계 계면활성제의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The phosphoric acid ester type anionic surfactant is preferably contained in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the phosphate ester type anionic surfactant is too small, there is a problem that the improvement effect may be insufficient, and if the content of the phosphate ester type anionic surfactant is too large, workability may be reduced. There is a problem.

상기 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제는 상기 폴리올 혼합물과 우레탄 결합을 형성하며 폴리우레탄 네트워크를 형성하여, 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현하는 기능을 한다. The isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50 forms a urethane bond with the polyol mixture and forms a polyurethane network, maintaining high density and high strength, while maintaining excellent shock absorption and resilience.

이러한 상기 이소시아네이트계 경화제의 비제한적인 예를들면, 에틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐렌이소시아네이트, 수소화 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트, 이들의 변성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이때, 상기 변성체는 프리폴리머형 변성체, 누레이트 변성체, 우레아 변성체, 카르보디이미드 변성체, 아로파네이트 변성체, 뷰렛 변성체 등이 될 수 있다.Non-limiting examples of the isocyanate-based curing agent include ethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, tolylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylene diisocyanate, and polymethylene polyphenylene. Isocyanate, hydrogenated methylene diphenyl diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, modified products thereof, and mixtures thereof. You can use the above. At this time, the modified product may be a prepolymer-type modified product, a nurate-modified product, a urea-modified product, a carbodiimide-modified product, an arophanate-modified product, or a biuret-modified product.

보다 바람직한 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.A more preferable isocyanate-based curing agent may be one containing at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof.

보다 바람직하기로는 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 및 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 1: 2 내지 10 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 이때, 상기 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트는 우레톤이민 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 보다 바람직하게 사용할 수 있다.More preferably, the above-described effect can be further improved by using a mixture of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) and modified methylene diphenyl diisocyanate in a weight ratio of 1:2 to 10 as the isocyanate-based curing agent. At this time, uretonimine-modified methylene diphenyl diisocyanate can be more preferably used as the modified methylene diphenyl diisocyanate.

상기 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제는 상기 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 10 내지 70 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제의 함량이 너무 많은 경우에는 경도가 지나치게 높아져, 충격흡수 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.The isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50 is preferably contained in an amount of 10 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight of 100 to 5000 g/mol. If the content of the isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50 is too small, there is a problem that the improvement effect may be insufficient, and the content of the isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50 If there is too much of this, there is a problem that the hardness may become too high and the shock absorption performance may deteriorate.

상기 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드는 전기자동차 배터리의 셀 사이; 또는 하나 이상의 셀이 포함되어 구성되는 모듈의 플레이트 면에 부착되는 것일 수 있다. 이로써, 절연효과 뿐만 아니라, 셀의 부피변화에 대한 치수 안정성(dimensional stability), 진동 및 충격에 대한 우수한 응력 흡수성, 우수한 복원력 및 높은 내화성을 구현할 수 있는 효과가 있다. The flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance is used between cells of an electric vehicle battery; Alternatively, it may be attached to the plate surface of a module comprised of one or more cells. This has the effect of realizing not only an insulating effect, but also dimensional stability against changes in cell volume, excellent stress absorption against vibration and impact, excellent resilience, and high fire resistance.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부 및 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여, 프리믹스 혼합물을 제조하는 단계; 상기 프리믹스 혼합물을 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부와 혼합하는 동시에, 발포기를 사용하여, 질소가스를 주입하여 발포시켜 폴리우레탄 폼을 제조하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 폼을 60 내지 200 ℃의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하는 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법을 제공한다.In addition, in another embodiment of the present invention, 30 to 90 parts by weight of flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, and 5 to 30 parts by weight of filler, based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. parts by weight, 1 to 10 parts by weight of ink, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, and 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, preparing a premix mixture; Mixing the premix mixture with 10 to 70 parts by weight of an isocyanate-based curing agent having an NCO% value in the range of 20 to 50, and simultaneously injecting nitrogen gas using a foamer to foam the polyurethane foam; and heat-treating the polyurethane foam at a temperature of 60 to 200° C. to provide a method for manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance.

상기 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드에 포함된 각각의 성분은 상기 "우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드"에서 설명한 바와 같다.Each component included in the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance is as described above in “Flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance”.

이러한 상기 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드는 발포제로 질소를 사용한 기계적 발포를 수행함으로써 친환경적이면서도 상기한 우수한 효과를 구현할 수 있는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 발포는 질소가스를 1 내지 8 bar의 압력으로 주입하여 발포시킴으로써 수행될 수 있다.This flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance is environmentally friendly and can achieve the above-described excellent effects by performing mechanical foaming using nitrogen as a foaming agent. More specifically, the foaming can be performed by foaming by injecting nitrogen gas at a pressure of 1 to 8 bar.

또한, 상기 발포기의 비제한적인 예를들면, 자동 혼합주입형 발포기, 자동 혼합형 사출발포기 등을 사용할 수 있다.Additionally, non-limiting examples of the foaming machine include an automatic mixing injection type foaming machine and an automatic mixing injection foaming machine.

또한, 상기 열처리 온도는 본 발명의 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드가 변색(황변) 또는 열변형을 일으키지 않고, 인장강도 및 인열강도를 향상시키고 압축특성도 더욱 향상되며, 중부가반응을 효과적으로 촉진시키고, 폴리우레탄 폼의 고분자량화를 촉진시킬 수 있도록 60 내지 200 ℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.In addition, the heat treatment temperature is such that the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance of the present invention does not cause discoloration (yellowing) or heat deformation, improves tensile strength and tear strength, and further improves compression characteristics. It is preferably carried out in a temperature range of 60 to 200° C. to effectively promote the polyaddition reaction and promote high molecular weight of the polyurethane foam.

본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드 및 이의 제조방법에 의하면, 셀구조가 미세하고 균일하게 조직되어 0.1 내지 0.5 g/cm3 범위의 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 구현할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급의 우수한 난연 및 자기소화성을 갖는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad with excellent shock absorption and high strength performance and a manufacturing method thereof, the cell structure is fine and uniformly organized to provide a high density in the range of 0.1 to 0.5 g/cm 3 It has the effect of realizing excellent shock absorption and resilience while maintaining high strength. In addition, as a result of the UL-94 vertical flame retardancy test, it has excellent flame retardancy and self-extinguishing properties of V-0 grade.

이로써, 컴퓨터, 통신 등의 전자기기용, 스포츠 및 메디칼용 그리고 자동차용의 쿠션 및 방진재 등을 비롯한 생활용품 전반에서 매우 유용하게 활용될 수 있는 바, 고온의 기기에 적용하더라도 발화의 위험성을 최소화할 수 있고, 부품간의 충격을 효과적으로 흡수하여 기기의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As a result, it can be very useful in all household items, including electronic devices such as computers and communications, sports and medical products, and cushions and dustproof materials for automobiles. Even when applied to high-temperature devices, the risk of ignition can be minimized. It has the effect of effectively absorbing shock between parts and improving the durability of the device.

특히, 전기자동차 배터리의 셀 사이; 또는 하나 이상의 셀이 포함되어 구성되는 모듈의 플레이트 면에 적용되는 경우, 절연효과 뿐만 아니라, 셀의 부피변화에 대한 치수 안정성(dimensional stability), 진동 및 충격에 대한 우수한 응력 흡수성, 우수한 복원력 및 높은 내화성을 구현할 수 있는 효과가 있다. In particular, between cells of electric vehicle batteries; Or, when applied to the plate surface of a module composed of one or more cells, it provides not only insulation effect, but also dimensional stability against cell volume changes, excellent stress absorption against vibration and impact, excellent resilience, and high fire resistance. There is an effect that can be implemented.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Above, the present invention has been described in detail with preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. This is possible.

<제조예 1><Manufacturing Example 1>

표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Sponzilla lacustris spicules with pores formed on the surface

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.The crushed Sponzilla lacustris was soaked in 0.1M hydrochloric acid solution for 15 minutes, then 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide was added and heated for 2 hours, then heated for 1 hour at 300 W and 40 kHz. After ultrasonic treatment, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times to extract Sponzilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Thereafter, the extracted Sponzilla lacustris spicules were soaked in a 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate-buffered saline to neutralize the acidity, washed three times with purified water, and dried at 50°C. I got my brother's Spongilla Lacustris spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Afterwards, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and stirred and reacted for 15 hours to form pores in the needle-shaped Spongilla lacustris spicules ( pore) was formed. Afterwards, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules with pores formed on the surface.

<제조예 2><Manufacturing Example 2>

표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Spongilla lacustris spicules with surfaces modified to be hydrophilic.

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.The crushed Sponzilla lacustris was soaked in 0.1M hydrochloric acid solution for 15 minutes, then 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide was added and heated for 2 hours, then heated for 1 hour at 300 W and 40 kHz. After ultrasonic treatment, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times to extract Sponzilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Thereafter, the extracted Sponzilla lacustris spicules were soaked in a 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate-buffered saline to neutralize the acidity, washed three times with purified water, and dried at 50°C. I got my brother's Spongilla Lacustris spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Afterwards, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and stirred and reacted for 15 hours to form pores in the needle-shaped Spongilla lacustris spicules ( pore) was formed. Afterwards, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules with pores formed on the surface.

상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 1N NaOH 10 ml/g을 첨가하고 40 ℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면을 친수성(수산기)으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.10 ml/g of 1N NaOH was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface and reacted at 40° C. for 1 hour. Afterwards, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules whose surfaces were modified to be hydrophilic (hydroxyl groups).

<제조예 3><Production Example 3>

표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 제조Preparation of needle-shaped Spongilla lacustris spicules with surfaces modified to be hydrophilic.

파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 0.1M 염산용액으로 15 분간 담지시킨 다음, 30 %(w/w)의 과산화수소 5 ml/g을 가하여 2시간 동안 가열한 후, 300 W 및 40 kHz 조건에서 1시간 동안 초음파 처리한 후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복함으로써, 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하였다.The crushed Sponzilla lacustris was soaked in 0.1M hydrochloric acid solution for 15 minutes, then 5 ml/g of 30% (w/w) hydrogen peroxide was added and heated for 2 hours, then heated for 1 hour at 300 W and 40 kHz. After ultrasonic treatment, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times to extract Sponzilla lacustris spicules.

이후, 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 0.5M 염산용액에 1일 동안 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척 및 정제수로 3회 세척한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Thereafter, the extracted Sponzilla lacustris spicules were soaked in a 0.5 M hydrochloric acid solution for 1 day, washed with phosphate-buffered saline to neutralize the acidity, washed three times with purified water, and dried at 50°C. I got my brother's Spongilla Lacustris spicule.

이후, 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 35%(w/w)의 과산화수소 20 ml/g을 가하여 15 시간 동안 교반 및 반응시켜 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 기공(pore)을 형성시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Afterwards, 20 ml/g of 35% (w/w) hydrogen peroxide was added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and stirred and reacted for 15 hours to form pores in the needle-shaped Spongilla lacustris spicules ( pore) was formed. Afterwards, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules with pores formed on the surface.

상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘에 5 N농도의 수산화 칼슘(Ca(OH)2) 및 5 N농도의 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 1: 1.5 부피비율로 혼합한 염기성 화합물 10 ml/g을 첨가하고 40 ℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이후, 여과 및 정제수 500ml로 세척하는 과정을 3회 반복한 후, 50 ℃에서 건조시킴으로써, 표면을 친수성(수산기)으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻었다.Calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) at a concentration of 5 N and magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) at a concentration of 5 N were added to the needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface in a ratio of 1: 10 ml/g of basic compound mixed at a volume ratio of 1.5 was added and reacted at 40°C for 1 hour. Afterwards, the process of filtration and washing with 500 ml of purified water was repeated three times, and then dried at 50° C. to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules whose surfaces were modified to be hydrophilic (hydroxyl groups).

<실시예 및 비교예><Examples and Comparative Examples>

아래 [표 1]과 같은 조성으로 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 조성물 및 비교용 조성물을 준비하였다. 보다 구체적으로, 폴리올 혼합물, 난연제, 팽창흑연, 충진제, 잉크, 가교제, 유기금속 화합물계 촉매, 정포제 및 인산에스테르형 음이온계 계면활성제를 혼합하여, 프리믹스 혼합물을 제조한 이후; 상기 프리믹스 혼합물을 이소시아네이트계 경화제와 혼합하는 동시에, 발포기를 사용하여, 질소가스를 5 bar의 압력으로 주입하여 발포시켜 폴리우레탄 폼을 제조하였다. 이후, 상기 폴리우레탄 폼을 150 ℃의 온도에서 열처리하였다.A flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam composition with excellent shock absorption and high strength performance and a comparative composition were prepared as shown in [Table 1] below. More specifically, a premix mixture is prepared by mixing a polyol mixture, flame retardant, expanded graphite, filler, ink, crosslinking agent, organometallic compound catalyst, foam stabilizer, and phosphoric acid ester type anionic surfactant; The premix mixture was mixed with an isocyanate-based curing agent, and at the same time, nitrogen gas was injected and foamed at a pressure of 5 bar using a foamer to prepare polyurethane foam. Afterwards, the polyurethane foam was heat treated at a temperature of 150°C.

아래의 시험예들은 상기에 개시한 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 비교예 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.The test examples below are experiments comparing the characteristics of the Examples according to the present invention and Comparative Examples 1 and 2 so that the characteristics of Examples 1 to 3 according to the present invention disclosed above can be more easily understood. It shows the results.

<시험예><Test example>

상기 실시예에서 제조된 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 조성물 및 상기 비교예에서 제조된 비교용 조성물에 대하여, 성능 평가를 실시하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Performance evaluation was conducted on the flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam composition with excellent shock absorption and high strength performance prepared in the above Example and the comparative composition prepared in the Comparative Example, and the results are shown in Table 2 below.

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제조된 우수한 충격흡수성 및 고강도 성능을 갖는 난연 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 조성물은 상기 비교예에서 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 고밀도 및 고강도를 유지하면서, 우수한 충격흡수성 및 복원력을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, UL-94 수직 난연 테스트 결과 V-0 등급으로 우수한 난연 및 자기소화성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 2, the flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam composition with excellent shock absorption and high strength performance prepared in the examples of the present invention has high density and high density compared to the comparative composition prepared in the comparative example. It was confirmed that it had excellent shock absorption and resilience while maintaining high strength. In addition, as a result of the UL-94 vertical flame retardancy test, it was confirmed that it had excellent flame retardancy and self-extinguishing properties with a V-0 rating.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 여러 예를 나타내는 사시도 및 단면도이다. Figures 2 to 4 are perspective views and cross-sectional views showing several examples of flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pads according to embodiments of the present invention.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 폴리우레탄 폼 패드(13)는 운모 시트(10)와 폴리우레탄 폼(11)의 결합 형태로서, 접착제를 사용하지 않고 운모 시트(10)와 폴리우레탄 폼(11)을 코팅 방식으로 직접 결합시킨 형태로 이루어지게 된다. As shown in Figures 2 to 4, the polyurethane foam pad 13 is a combination of a mica sheet 10 and a polyurethane foam 11, and is formed by combining the mica sheet 10 and polyurethane without using an adhesive. It is formed by directly combining the foam 11 using a coating method.

이를 위하여, 상기 운모 시트(10)의 표면에 폴리우레탄 폼(11)이 소정의 두께로 코팅되고, 이에 따라 폴리우레탄 폼 패드(13)는 2겹의 적층 구조를 이루는 운모 시트(10)와 폴리우레탄 폼(11)으로 이루어지게 된다. For this purpose, polyurethane foam 11 is coated on the surface of the mica sheet 10 to a predetermined thickness, and accordingly, the polyurethane foam pad 13 is made of the mica sheet 10 and the poly polyurethane foam pad 13 forming a two-layer laminated structure. It is made of urethane foam (11).

예를 들면, 발포 공정을 거쳐 발포한 액상의 폴리우레탄 폼(11)을 운모 시트(10)의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼(11)과 운모 시트(10)를 결합하고, 계속해서 운모 시트(10)에 코팅되어 있는 폴리우레탄 폼(11)을 건조 처리하여 고정화시킴으로써, 폴리우레탄 폼(11)과 운모 시트(10)가 일체식으로 결합되어 있는 폴리우레탄 폼 패드(13)를 만들 수 있게 된다. For example, liquid polyurethane foam 11 foamed through a foaming process is coated on the surface of the mica sheet 10 to combine the polyurethane foam 11 and the mica sheet 10, and then the mica sheet ( By drying and fixing the polyurethane foam (11) coated on 10), it is possible to make a polyurethane foam pad (13) in which the polyurethane foam (11) and the mica sheet (10) are integrally combined. .

여기서, 상기 폴리우레탄 폼(11)은 운모 시트(10)의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 결합될 수 있게 된다.Here, the polyurethane foam 11 can be bonded to one or both surfaces of the mica sheet 10.

이러한 폴리우레탄 폼(11)과 운모 시트(10)의 결합으로 이루어진 폴리우레탄 폼 패드(13)에서 폴리우레탄 폼의 두께는 0.5∼4.0mm 정도의 두께가 바람직하고, 이때의 운모 시트 두께 또한 0.1∼2.0mm 정도의 두께가 바람직하다. In the polyurethane foam pad 13 made by combining the polyurethane foam 11 and the mica sheet 10, the thickness of the polyurethane foam is preferably about 0.5 to 4.0 mm, and the mica sheet thickness at this time is also 0.1 to 0.1 mm. A thickness of about 2.0 mm is desirable.

이와 더불어, 상기 운모 시트(10)의 표면에 결합되는 폴리우레탄 폼(11)은 운모 시트(10)의 한쪽 표면이나 양쪽 표면 모두에 결합될 수 있게 된다. In addition, the polyurethane foam 11 bonded to the surface of the mica sheet 10 can be bonded to one or both surfaces of the mica sheet 10.

이때, 상기 운모 시트(10)는 백운모, 흑운모, 금운모 등을 적용할 수 있다.At this time, the mica sheet 10 may be made of muscovite, biotite, phlogopite, etc.

바람직한 실시예로서, 상기 운모 시트(10)는 내구성, 내화학성, 전기절연성, 내화성 등이 우수한 유리섬유(12)를 포함하는 복합 시트 형태로 이루어진 것을 적용할 수 있다. As a preferred embodiment, the mica sheet 10 may be in the form of a composite sheet including glass fiber 12, which has excellent durability, chemical resistance, electrical insulation, fire resistance, etc.

여기서, 상기 유리섬유(12)를 포함하는 운모 시트(10)로 이루어진 복합 시트의 형태는 운모 시트(10)의 한쪽면에 유리섬유(12)가 적층되어 2겹을 이루는 형태, 운모 시트(10)의 양쪽면에 유리섬유(12)가 적층되어 3겹을 이루는 형태, 운모 시트(10) 내에 유리섬유(12)가 혼합되어 하나의 단일체를 이루는 형태 등으로 이루어질 수 있게 된다. Here, the form of the composite sheet made of the mica sheet 10 containing the glass fiber 12 is a form in which the glass fiber 12 is laminated on one side of the mica sheet 10 to form a two-layer form, the mica sheet 10 The glass fibers 12 can be stacked on both sides to form three layers, or the glass fibers 12 can be mixed within the mica sheet 10 to form a single body.

이때, 상기 복합 시트는 유리섬유(12)의 특성에 의해 플렉시블한 기능을 발휘할 수 있게 되는 등 적용범위를 폭넓게 확보할 수 있게 된다. At this time, the composite sheet can secure a wide range of applications, such as being able to exert a flexible function due to the characteristics of the glass fiber 12.

또한, 상기 운모 시트(10)에 결합되어 있는 폴리우레탄 폼(11)의 표면에는 우레탄 아크릴계 UV 코팅제가 코팅될 수 있고, 이때의 우레탄 아크릴계 UV 코팅제는 폴리우레탄 폼(11)의 표면에 형성되는 텍기를 없애주는 기능을 하게 된다. In addition, the surface of the polyurethane foam 11 coupled to the mica sheet 10 may be coated with a urethane acrylic UV coating, and in this case, the urethane acrylic UV coating is a tag formed on the surface of the polyurethane foam 11. It has the function of eliminating energy.

이때의 우레탄 아크릴계 UV 코팅제는 UV 건조방식으로 UV 건조로 내에서 건조 처리되어 폴리우레탄 폼(11)에 고정화될 수 있게 된다. At this time, the urethane-acrylic UV coating agent can be dried in a UV drying furnace using a UV drying method and fixed to the polyurethane foam (11).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 사용상태를 나타내는 사시도이다. Figure 5 is a perspective view showing the use state of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 폴리우레탄 폼 패드(13)를 전기자동차의 배터리 모듈(14)에 적용한 예를 보여준다. As shown in Figure 5, here is an example of applying the polyurethane foam pad 13 to the battery module 14 of an electric vehicle.

상기 배터리 모듈(14)은 배터리 모듈 케이스(15)와, 상기 배터리 모듈 케이스(15)의 내부에 설치되는 다수 개의 배터리 셀(16)과, 상기 각각의 배터리 셀(16) 사이에 삽입되는 다수 개의 폴리우레탄 패드(13)를 포함한다. The battery module 14 includes a battery module case 15, a plurality of battery cells 16 installed inside the battery module case 15, and a plurality of battery cells 16 inserted between each battery cell 16. Includes a polyurethane pad (13).

그리고, 상기 배터리 셀(16) 사이사이에 장착되는 폴리우레탄 폼 패드(13)에 화재 예방 및 피해 저감을 기능을 구비함으로써, 배터리 셀(16)의 폭발이나 화재를 사전에 방지할 수 있고, 또 화재 시에도 배터리 셀(16)의 연쇄 폭발 등과 같은 2차 피해를 막을 수 있다.In addition, by equipping the polyurethane foam pad 13 installed between the battery cells 16 with fire prevention and damage reduction functions, explosion or fire of the battery cell 16 can be prevented in advance, and Even in the event of a fire, secondary damage such as chain explosion of the battery cell 16 can be prevented.

예를 들면, 1,000℃ 이상의 화염에도 내화성 등이 우수한 폴리우레탄 폼 패드(13)를 각 배터리 셀(16) 사이에 개재함으로써, 화재 발생 억제는 물론 화재로 인한 배터리 모듈(14)의 연쇄 폭발 등의 2차 피해를 막을 수 있다.For example, by interposing the polyurethane foam pad 13, which has excellent fire resistance even in flames of 1,000°C or higher, between each battery cell 16, not only does it suppress the occurrence of fire, but it also prevents chain explosions of the battery module 14 due to fire. Secondary damage can be prevented.

이와 같이, 본 발명에서는 전기자동차 배터리, 태양광 발전장치의 에너지 저장장치(ESS) 등에 적용되어 우수한 난연성과 자기소화성, 그리고 뛰어난 충격흡수성 및 복원력을 갖춘 폴리우레탄 폼과 내열성, 열전도도 및 열적 안정성이 우수한 운모 시트를 결합한 새로운 형태의 폴리우레탄 폼 패드를 제공함으로써, 화재로 인한 각종 피해를 최소화할 수 있고, 화재 예방에 적극 대처할 수 있다. As such, in the present invention, polyurethane foam with excellent flame retardancy and self-extinguishing properties, excellent shock absorption and resilience, heat resistance, thermal conductivity and thermal stability is applied to electric vehicle batteries, solar power generation energy storage systems (ESS), etc. By providing a new type of polyurethane foam pad that combines excellent mica sheets, various types of damage caused by fire can be minimized and proactive measures can be taken to prevent fires.

10 : 운모 시트
11 : 폴리우레탄 폼
12 : 유리섬유
13 : 폴리우레탄 폼 패드
14 : 배터리 모듈
15 : 모듈 케이스
16 : 배터리 셀
10: mica sheet
11: Polyurethane foam
12: Glass fiber
13: Polyurethane foam pad
14: Battery module
15: module case
16: battery cell

Claims (18)

발포 공정을 거쳐 발포한 폴리우레탄 폼 발포액을 운모 시트의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 결합시키는 단계와, 상기 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조 처리하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 일체식으로 고정화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
A step of combining the polyurethane foam and the mica sheet by coating the surface of the mica sheet with the polyurethane foam foam liquid foamed through the foaming process, and drying the mica sheet coated with the polyurethane foam to form the polyurethane foam and the mica sheet. A method of manufacturing a flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, comprising the step of integrally fixing the sheet.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 및 운모 시트를 건조 처리하여 고정화시키는 단계에서는 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조로 내에 투입하여 60∼200℃ 온도로 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 1,
In the step of drying and fixing the polyurethane foam and the mica sheet, the mica sheet coated with the polyurethane foam is placed in a drying furnace and dried at a temperature of 60 to 200 ° C. Flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam Pad manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 운모 시트는 백운모, 흑운모, 금운모 중에서 선택된 적어도 한가지 이상을 적용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 1,
A method of manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that the mica sheet is manufactured by applying at least one selected from muscovite, biotite, and phlogopite.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 운모 시트는 유리섬유를 포함하는 복합 시트 형태로 제조한 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 1 or claim 3,
A method of manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that the mica sheet is manufactured in the form of a composite sheet containing glass fiber.
청구항 1에 있어서,
상기 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하여 결합시키는 단계에서는 운모 시트의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 1,
In the step of coating and bonding polyurethane foam to the surface of the mica sheet, a method of manufacturing a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that polyurethane foam is coated on one or both surfaces of the mica sheet.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼은 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함하되, 상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 정포제는 실리콘계 정포제인 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 1,
The polyurethane foam contains 30 to 90 parts by weight of a flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, 5 to 30 parts by weight of filler, and 1 to 1 to 2 parts by weight of ink, based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. 10 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, and NCO% in the range of 20 to 50. An isocyanate-based curing agent having a value of 10 to 70 parts by weight, wherein the polyol mixture includes at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof. , The flame retardant is a mixture of a phosphorus-based flame retardant and a melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1: 0.1 to 0.6, and the filler is 1 selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicule, and mixtures thereof. It contains more than one species, and the organometallic compound-based catalyst includes at least one selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof, and the foam stabilizer is a silicone-based stabilizer. flame retardant and self-extinguishing poly, wherein the isocyanate-based curing agent includes at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof. Manufacturing method of urethane foam pad.
청구항 6에 있어서,
상기 폴리올 혼합물은 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에스테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량% 및 관능기 수가 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%를 혼합한 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트 및 니켈 아세틸아세토네이트를 1: 0.1 내지 0.5: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 및 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 1: 2 내지 10 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 6,
The polyol mixture has a functional group of 2, a weight average molecular weight of 10 to 40% by weight of a polyester polyol in the range of 200 to 5000 g/mol, a functional group of 2 or 3, and a weight average molecular weight of 200 to 5000 g/mol. 10 to 40% by weight of polyether-based polyol in the range of 10 to 40% by weight, the number of functional groups is 2, and 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with a weight average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol, and the number of functional groups is 3, and the weight average molecular weight is 3. It is a mixture of 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol in the range of 100 to 2000 g/mol, and the organometallic compound-based catalyst is potassium octylate, cobalt naphthenate, and nickel acetylacetonate in a ratio of 1:0.1 to 0.5: It is mixed at a weight ratio of 0.1 to 0.5, and the isocyanate-based curing agent is a flame retardant and magnetic curing agent characterized in that polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) and modified methylene diphenyl diisocyanate are mixed at a weight ratio of 1: 2 to 10. Method for manufacturing fire extinguishing polyurethane foam pad.
청구항 6에 있어서,
상기 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 월라스토나이트 20 내지 80 중량부, 포타슘티타네이트 20 내지 80 중량부 및 스피큘 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 6,
Production of a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that the filler includes 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 80 parts by weight of wollastonite, 20 to 80 parts by weight of potassium titanate, and 1 to 10 parts by weight of spicules. method.
청구항 8에 있어서,
상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고, 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드의 제조방법.
In claim 8,
The spicule is a needle-shaped Sponzilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic, and the needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic is crushed Spongilla lacustris in hydrochloric acid. Extracting Sponzilla lacustris spicules by soaking them in a solution, adding hydrogen peroxide, heating, and sonicating; A step of soaking the extracted Spongilla lacustris spicules in a hydrochloric acid solution, washing them with phosphate-buffered saline to neutral acidity, and then drying them to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicules; Flame-retardant and self-extinguishing polyurethane, characterized in that it is manufactured by a manufacturing method comprising the step of modifying the surface to be hydrophilic by reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface with a basic compound. Manufacturing method of foam pad.
발포 공정을 거쳐 발포한 폴리우레탄 폼 발포액을 운모 시트의 표면에 코팅하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 결합한 후, 상기 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조 처리하여 폴리우레탄 폼과 운모 시트를 일체식으로 고정화시킨 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
The polyurethane foam foam liquid foamed through the foaming process is coated on the surface of the mica sheet to combine the polyurethane foam and the mica sheet. Then, the mica sheet coated with the polyurethane foam is dried to combine the polyurethane foam and the mica sheet. A flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad characterized by being integrally fixed.
청구항 10에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 및 운모 시트를 건조 처리하여 고정화시킬 때, 폴리우레탄 폼이 코팅되어 있는 운모 시트를 건조로 내에 투입하여 60∼200℃ 온도로 건조 처리한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 10,
When drying and fixing the polyurethane foam and mica sheet, the mica sheet coated with polyurethane foam is placed in a drying furnace and dried at a temperature of 60 to 200 ° C. Flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad.
청구항 10에 있어서,
상기 운모 시트는 백운모, 흑운모, 금운모 중에서 선택된 적어도 한가지 이상을 적용한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 10,
The mica sheet is a flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that at least one selected from muscovite, biotite, and phlogopite is applied.
청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,
상기 운모 시트는 유리섬유를 포함하는 복합 시트 형태로 제조한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 10 or claim 12,
A flame-retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that the mica sheet is manufactured in the form of a composite sheet containing glass fiber.
청구항 10에 있어서,
상기 운모 시트의 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅하여 결합시킬 때 운모 시트의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 폴리우레탄 폼을 코팅한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 10,
A flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that polyurethane foam is coated on one or both surfaces of the mica sheet when the polyurethane foam is coated and bonded to the surface of the mica sheet.
청구항 10에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼은 중량평균분자량이 100 내지 5000 g/mol 범위인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 난연제 30 내지 90 중량부, 팽창흑연 1 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 30 중량부, 잉크 1 내지 10 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 유기금속 화합물계 촉매 0.1 내지 5 중량부, 정포제 0.1 내지 5 중량부, 인산에스테르형 음이온계 계면활성제 0.1 내지 5 중량부 및 20 내지 50 범위의 NCO%값을 갖는 이소시아네이트계 경화제 10 내지 70 중량부를 포함하되, 상기 폴리올 혼합물은 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 난연제는 인계 난연제 및 멜라민계 난연제를 1: 0.1 내지 0.6 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 충진제는 탄산칼슘, 월라스토나이트, 포타슘티타네이트, 스피큘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트, 니켈 아세틸아세토네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이고, 상기 정포제는 실리콘계 정포제인 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 10,
The polyurethane foam contains 30 to 90 parts by weight of a flame retardant, 1 to 20 parts by weight of expanded graphite, 5 to 30 parts by weight of filler, and 1 to 1 to 2 parts by weight of ink, based on 100 parts by weight of the polyol mixture having a weight average molecular weight in the range of 100 to 5000 g/mol. 10 parts by weight, 0.1 to 10 parts by weight of crosslinking agent, 0.1 to 5 parts by weight of organometallic compound catalyst, 0.1 to 5 parts by weight of foam stabilizer, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid ester type anionic surfactant, and NCO% in the range of 20 to 50. An isocyanate-based curing agent having a value of 10 to 70 parts by weight, wherein the polyol mixture includes at least one selected from the group consisting of polyester-based polyol, polyether-based polyol, polycaprolactone-based polyol, and mixtures thereof. , The flame retardant is a mixture of a phosphorus-based flame retardant and a melamine-based flame retardant in a weight ratio of 1: 0.1 to 0.6, and the filler is 1 selected from the group consisting of calcium carbonate, wollastonite, potassium titanate, spicule, and mixtures thereof. It contains more than one species, and the organometallic compound-based catalyst includes at least one selected from the group consisting of potassium octylate, cobalt naphthenate, nickel acetylacetonate, and mixtures thereof, and the foam stabilizer is a silicone-based stabilizer. flame retardant and self-extinguishing poly, wherein the isocyanate-based curing agent includes at least one selected from the group consisting of polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI), modified methylene diphenyl diisocyanate, and mixtures thereof. Urethane foam pad.
청구항 15에 있어서,
상기 폴리올 혼합물은 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에스테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2 또는 3인 것이고, 중량평균분자량이 200 내지 5000 g/mol 범위인 폴리에테르계 폴리올 10 내지 40 중량%, 관능기 수가 2인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량% 및 관능기 수가 3인 것이고, 중량평균분자량이 100 내지 2000 g/mol 범위인 폴리카프로락톤계 폴리올 0 내지 40 중량%를 혼합한 것이고, 상기 유기금속 화합물계 촉매는 옥틸산 칼륨, 나프텐산 코발트 및 니켈 아세틸아세토네이트를 1: 0.1 내지 0.5: 0.1 내지 0.5 중량비율로 혼합한 것이고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI) 및 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 1: 2 내지 10 중량비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 15,
The polyol mixture has a functional group of 2, a weight average molecular weight of 10 to 40% by weight of a polyester polyol in the range of 200 to 5000 g/mol, a functional group of 2 or 3, and a weight average molecular weight of 200 to 5000 g/mol. 10 to 40% by weight of polyether-based polyol in the range of 10 to 40% by weight, the number of functional groups is 2, and 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol with a weight average molecular weight in the range of 100 to 2000 g/mol, and the number of functional groups is 3, and the weight average molecular weight is 3. It is a mixture of 0 to 40% by weight of polycaprolactone-based polyol in the range of 100 to 2000 g/mol, and the organometallic compound-based catalyst is potassium octylate, cobalt naphthenate, and nickel acetylacetonate in a ratio of 1:0.1 to 0.5: It is mixed at a weight ratio of 0.1 to 0.5, and the isocyanate-based curing agent is a flame retardant and magnetic curing agent characterized in that polymeric methylene diphenyl diisocyanate (PMDI) and modified methylene diphenyl diisocyanate are mixed at a weight ratio of 1: 2 to 10. Digestive polyurethane foam pad.
청구항 15에 있어서,
상기 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 월라스토나이트 20 내지 80 중량부, 포타슘티타네이트 20 내지 80 중량부 및 스피큘 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 15,
A flame retardant and self-extinguishing polyurethane foam pad, characterized in that the filler includes 100 parts by weight of calcium carbonate, 20 to 80 parts by weight of wollastonite, 20 to 80 parts by weight of potassium titanate, and 1 to 10 parts by weight of spicules.
청구항 17에 있어서,
상기 스피큘은 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘인 것이고, 상기 표면을 친수성으로 개질시킨 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘은 파쇄된 스폰질라 라쿠스트리스를 염산용액으로 담지시킨 다음, 과산화수소를 가하여 가열 및 초음파 처리하여 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 추출하는 단계; 상기 추출된 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 염산용액에 담지시킨 후 인산완충식염수로 산도가 중성이 되도록 세척한 후 건조하여 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘을 얻는 단계; 상기 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘 및 과산화수소수를 6 내지 20 시간 동안 반응시켜 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘의 표면에 기공(pore)을 형성시키는 단계; 상기 표면에 기공(pore)이 형성된 침상형의 스폰질라 라쿠스트리스 스피큘과 염기성 화합물을 반응시켜 표면을 친수성으로 개질시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 난연성 및 자기소화성 폴리우레탄 폼 패드.
In claim 17,
The spicule is a needle-shaped Sponzilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic, and the needle-shaped Spongilla lacustris spicule whose surface has been modified to be hydrophilic is crushed Spongilla lacustris in hydrochloric acid. Extracting Sponzilla lacustris spicules by soaking them in a solution, adding hydrogen peroxide, heating, and sonicating; A step of soaking the extracted Spongilla lacustris spicules in a hydrochloric acid solution, washing them with phosphate-buffered saline to neutral acidity, and then drying them to obtain needle-shaped Spongilla lacustris spicules; reacting the needle-shaped Spongilla lacustris spicules and hydrogen peroxide for 6 to 20 hours to form pores on the surface of the needle-shaped Spongilla lacustris spicules; Flame-retardant and self-extinguishing polyurethane, characterized in that it is manufactured by a manufacturing method comprising the step of modifying the surface to be hydrophilic by reacting a needle-shaped Spongilla lacustris spicule with pores formed on the surface with a basic compound. Foam pad.
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