KR19980080205A - 감소된 밀도를 갖는 경질 폴리우레탄 발포체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
발포제 (d), 촉매 (e) 및 필요에 따라 다른 보조제 및(또는) 첨가제 (f)의 존재하에서, 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트 (a)를 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 (b), 필요에 따라 저분자량 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제 (c)와 반응시킴으로써 감소된 밀도를 갖는 경질의 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로,
상기 발포제 (d)로서는 분자내에 3 또는 4개의 탄소원자를 갖는 알칸 및(또는) 알켄으로 이루어지는 유형으로부터 선택된 시클로펜탄과 균일하게 혼화될 수 있는 하나 이상의 화합물 및 물 및 이소시아네이트로부터 제조된 이산화탄소와 시클로펜탄과의 혼합물을 사용하고, 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 고분자량 화합물 (b)로서는 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르를 사용하는 것을 포함하는 방법이 설명되어 있다.
절연재로서 이러한 방법으로 제조된 경질의 발포체의 용도가 또한 설명되어 있다.
Description
본 발명은 밀도가 작고 열 전도성이 낮은 경질 폴리우레탄 (PUR) 발포체의 제조 및 그의 절연재로서의 용도에 관한 것이다.
경질 PUR 발포체는 오래전부터 알려져왔으며, 예를 들면 냉장 설비, 건축 분야에서 단열 또는 방한을 위해 온수 저장을 위해 및 장거리 가열 파이프에서 주로 사용되었다. 경질 PUR 발포체의 제조 및 용도는 전문 문헌 [예를 들면 J. H. Saunders and K. C. Frisch, High Polymers, Vol. XVI, Polyurethanes, Parts 1 and 2, Interscience Publishers, 각각 1962 and 1964, 또는 Kunststoffhandbuch, Polyurethane, Vol. VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich, Vienna, 1st, 2nd and 3rd Edition, 각각 1966, 1983 and 1993]에 개관되어 있다.
이들 발포체의 제조에 사용된 발포제는 최근까지 플루오로클로로히드로카본 (FCHC), 특히 트리클로로플루오로메탄이었다. 이 FCHC는 지구 오존층에 대한 파괴적인 효과 때문에 오존층을 손상시킬 잠재력(오존 고갈 잠재력, OPD)이 없고 온실 효과(지구 온난화 잠재력, GWP)가 매우 낮은 물질로 대체되어가고 있다.
이러한 이유로, 미래의 발포제로서 탄화수소가 제안되었다. 탄화수소 중에서도 그 비점이 비교적 낮기 때문에, 경질 이소시아네이트 기재 발포체의 제조를 위한 발포제로서 매우 적합한 펜탄의 이성질체가 선도적인 기능을 수행하고 있다. 펜탄 유도체의 용도는 문헌 [Kunststoff-Handbuch, 3rd edition, ed. G. Becker and D. Braun, Vol. 7, ed. G. Oertel, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1993, 예를 들면 115면]에 이미 언급되어 있다.
시클로펜탄이 n-펜탄 및 이소펜탄보다 열 전도성이 낮은 발포체를 제공하고, 따라서 시클로펜탄 또는 시클로펜탄과 비점이 35℃ 미만인 물질과의 혼합물이 현재 알려진 것 중 최고의 할로겐 비함유 발포제 종류라는 것이 밝혀졌다 (EP-A-0 421 269).
지난 2년 동안 시클로펜탄이 유럽의 냉장 산업에서 주종을 이루었으나, 비용 및 다소 강한 발포 효과 때문에 n-펜탄 또는 이소펜탄 및 다른 저비성 탄화수소류도 비록 이들이 시클로펜탄보다 불량한 열 전도성을 갖더라도 발포제로서 사용된다.
시클로펜탄을 포함한 이들 탄화수소의 사용이 절연 목적을 위해 매우 성공적으로 사용될 수 있는 발포체를 제공하지만, 이들 제품은 FCHC에 의해 발포된 제품에 비해 특히 적절한 압축 강도 및 치수 안정성을 달성할 수 있는 밀도 측면에서 여전히 단점을 갖는다. 물 및 이소시아네이트로부터 제조된 이산화탄소 함유 시클로펜탄의 사용은 실험실에서 약 30 kg/m3의 자유 발포 밀도를 제공하여 예를 들면 냉장고를 위해 필요한 압축 강도 및 치수 안정성을 갖는 발포체를 생산하기 위해 약 36 kg/m3의 발포체 밀도가 필요하다.
이것은 트리클로로플루오로메탄을 사용하여 발포시킨 경질 발포체에 비해 발포체 밀도가 10% 증가하여 예를 들면 냉장 설비의 제조에서 보다 많은 재료를 사용하게 됨으로써 생산 비용이 증가함을 의미한다. 실온에서 시클로펜탄의 부분 증기압은 셀 기체 내의 시클로펜탄의 비율이 38%를 초과하지 않도록 하여 시클로펜탄 비율의 증가는 셀 내 시클로펜탄을 응축시켜 발포체 밀도를 저하시키는 작용을 한다.
과충전도를 저하시키기 위해 시클로펜탄을 사용하여 발포시킨 경질 발포체의 발포체 밀도 저하는 항상 특히 장기간 시험에서 불량한 압축 강도 및 치수 안정성을 제공하기 때문에 이러한 방식으로는 양질의 사용가능한 발포체를 제조할 수 없다.
EP-A-0 421 269에는 시클로펜탄, 시클로헥산, 및 시클로펜탄 및(또는) 시클로헥산과 균일하게 혼화될 수 있고 탄소 원자수 4 이하의 알칸 또는 시클로알칸으로 이루어지는 군에서 선택되는 비점이 35℃ 미만인 저비점 화합물의 혼합물이 제시되었다. 그러나, 시클로펜탄에 의해서만 발포된 경질 발포체와 비교할 때 밀도의 저하는 발생하지 않았다. EP-A-0 610 752에서도 유사하게 시클로알칸 및 선상 또는 분지쇄 알칸의 발포제 혼합물을 사용하였다. 상기한 잇점은 열 전도성의 저하 및 양호한 기계 가공성을 감소시켰지만, 자유 발포 밀도의 저하 및 이에 따른 생성 성형품의 발포체 밀도의 저하는 달성되지 않았거나 기재되지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 단점을 갖지 않고 압축 강도 및 장기간 치수 안정성이 특히 저밀도에서 유지되어 사용할 때에 높은 발포체 밀도가 요구되지 않는 경질 PUR 발포체를 제조하는 것이다.
본 발명자들은 시클로펜탄을 분자 내에 3 또는 4개의 탄소 원자를 갖는 알칸 및(또는) 알켄으로 이루어지는 군에서 선택되는 시클로펜탄과 균일하게 혼화될 수 있는 하나 이상의 화합물로 이루어지는 발포제 혼합물과 물 및 이소시아네이트로 부터 제조된 이산화탄소와 혼합하고, 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 고분자량 화합물로서 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류를 사용함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있음을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 발포제 (d), 촉매 (e) 및 필요에 따라 다른 보조제 및(또는) 첨가제 (f)의 존재하에서, 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트 (a)를 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 (b), 필요에 따라 저분자량 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제 (c)와 반응시킴으로써 밀도가 감소된 경질 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로, 상기 발포제 (d)로써 분자내에 3 또는 4개의 탄소원자를 갖는 알칸 및(또는) 알켄으로 이루어지는 유형으로부터 선택된 시클로펜탄과 균일하게 혼화될 수 있는 하나 이상의 화합물 및 물 및 이소시아네이트로 부터 제조된 이산화탄소와 시클로펜탄과의 혼합물을 사용하고, 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 고분자량 화합물 (b)로서는 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류를 사용하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 경질 PUR 발포체의 절연재로서의 용도를 제공한다.
성분(b)로 방향족 화합물 및 질소를 함유하는 폴리에테르류를 사용하고, 상술한 발포제의 혼합물을 사용함으로써 놀랍게도 특히 장기간 시험에서 압축 강도 및 치수 안정성이 불량한 기술된 단점이 없이 자유 발포체 밀도, 따라서 결과생성된 성형품 또는 물품의 발포체 밀도를 상당한 정도로 낮추는 것이 가능하다.
폴리올류의 화학 구조가 발포체의 성질에 영향을 미친다는 것은 널리 알려져 있다. 상이한 출발 분자 및 결과로서 생성된 폴리올의 상이한 분자량에 따라 이소시아네이트류와의 반응 후에, 경질 발포체의 압축 강도 및 치수 안정성을 비롯한 구체적인 성질이 제공된다. 그러나, 폴리올 성분을 변화시키면 성형품의 발포체 밀도가 낮아지고, 이렇게 하면 저밀도에서 물리적 및 기계적 성질이 불량해지지 않을 것이라는 것을 기대할 수 없었다.
증기압이 높은 발포제는 보다 낮은 발포체 밀도를 제공하나, 압축 강도 등의 특정 성질이 불량해진다는 바람직하지 않은 결과를 초래한다.
성분 (b)로서, 필요하다면 2개 이상의 반응성 수소 원자를 갖는 다른 고분자량 화합물과 함께 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류가 사용된다. 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류는 특히 그의 제조가 방향족 N,N- 및 N,N'-디알킬-치환 디아민류, 예를 들면, 2,3-, 3,4-, 2,4- 및 2,6-톨릴렌디아민 및 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디아미노디페닐메탄, 폴리페닐메탄 폴리아민 또는 언급한 화합물의 혼합물을 기초로 한 폴리에테르류이다. 톨릴렌디아민 및(또는) 폴리페닐메탄 폴리아민을 사용하여 개시되고, 300 내지 600 mg KOH/g의 히드록실가가 발포체의 전체 중량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 13 내지 18 중량%인 폴리에테르류를 사용하는 것이 유리하다.
2개 이상의 반응성 수소 원자를 갖고, 필요하다면 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류와 함께 사용될 수 있는 기타 고분자량 화합물을 하기에서 추가로 기술한다. 방향족 및(또는) 질소를 함유하며, 본 발명에 따라 사용되는 폴리에테르류의 비율은 성분(b) 전체를 기준으로 15 중량% 이상, 바람직하게는 30 내지 50 중량%이다.
본 발명에 따른 발포제는 시클로펜탄과, 분자 중에 탄소원자 수가 3 또는 4인 알칸류 및(또는) 알켄류로 이루어진 유형으로부터 선택된 시클로펜탄과 균질 혼화될 수 있는 1종 이상의 화합물 및 물과의 혼합물이다.
분자 내에 탄소 원자수가 3 또는 4인 알칸류 및(또는) 알켄류로 이루어진 부류로부터 선택된 시클로펜탄과 균질 혼화될 수 있는 화합물은 바람직하게는 프로판, n-부탄, 이소부탄, 시스-2-부텐 및(또는) 트랜스-2-부텐이다. 이들 화합물은 개별적으로 또는 서로 혼합하여 사용할 수 있다. 비용면에서 효과적인 산업적으로 구입가능한 프로판 및 부탄의 혼합물을 사용하는 것이 유리하다. n-부탄 및 이소부탄이 특히 바람직하다.
그러나, 부탄 및 부텐의 혼합물도 사용할 수 있다.
각 경우에 발포체의 전체양을 기준으로, 시클로펜탄은 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 7 중량%로 사용하며, 분자 내의 탄소 원자수가 3 또는 4인 알칸류 및(또는) 알켄류는 바람직하게는 0.1 내지 6 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%로 사용한다.
상술한 발포제 성분 이외에, 물이 화학적 발포제로서 사용된다. 물은 성분 (a)의 이소시아네이트기와 반응하여 이산화탄소를 제공한다. 물은 성분 (b)의 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%의 양으로 성분 (b)에 첨가하는 것이 바람직하다. 물은 본 발명에 따라 사용되는 다른 발포제와 함께 첨가할 수도 있다.
본 발명에 따른 발포제는 언급된 성분과 미리 혼합함으로써 별도로 제조할 수 있다. 그 다음, 발포제 혼합물을 통상적인 방식으로 바람직하게는 하기 기술한 폴리올 성분에 첨가한다. 폴리올 성분 및 이소시아네이트 성분의 혼합을 위한 혼합 헤드(mixing head)에 통과시키기 직전에 생성물 스트림, 바람직하게는 폴리올 성분에 개별적으로 탄화수소 성분을 계량 공급할 수도 있다. 또한 특정한 다성분 혼합 헤드로 계량 공급할 수도 있다. 탄화수소는 펌프, 계량공급 장치 및 저장 용기를 사용하여 공지된 방식으로 취급한다.
경질 PUR 발포체는 발포제 (d), 촉매 (e), 및 필요에 따라 다른 보조제 및(또는) 첨가제 (f)의 존재하에서, 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트 (a)를 둘 이상의 반응성 수소 원자를 함유하는 1종 이상의 고분자량 화합물 (b), 필요에 따라 저분자량 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제 (c)와 반응시키는 그 자체로 공지된 방식으로 제조된다.
신규 방법을 위한 경질 PUR 발포체를 제조하기 위해 특정 발포제 혼합물 (d)와는 다른, 방향족 및 질소를 함유한 상기한 폴리에테르 이외에 하기에 개별적으로 기재된 그 자체가 공지된 성형 성분을 사용한다.
a) 적합한 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트는 예를 들면, EP-A-0 421 269(칼럼 4의 49열부터 칼럼 6의 22열) 또는 EP-A-0 719 807(칼럼 2의 53열부터 칼럼 4의 21열)에 기재된, 지방족, 지환족, 아르지방족 및 바람직하게는 그 자체가 공지된 방향족 다가 이소시아네이트이다.
특히 유용한 것으로 밝혀진 물질은 디페닐메탄 디이소시아네이트 이성질체 혼합물 또는 디페닐메탄 디이소시아네이트 이성질체 함량이 33 내지 55 중량%인 미가공 MDI 및 우레탄 기를 함유하고 NCO 함량이 디페닐메탄 디이소시아네이트를 기준으로 하여 15 내지 33 중량%인 폴리이소시아네이트 혼합물이다.
b) 본 발명에 따라 이소시아네이트에 대해 반응성을 보이는 둘 이상의 수소 원자를 갖는 화합물은 방향족기 및 질소를 함유한 상기한 폴리에테르이다. 이외에, 이소시아네이트에 대해 반응성을 보이는 둘 이상의 수소 원자를 갖는 다른 화합물을 사용할 수 있으며, 적합한 화합물은 분자 내에 OH, SH, NH, NH2및 산성 CH로 이루어진 군으로부터 선택되는 둘 이상의 반응성 기를 갖는 것이다.
2 내지 8 개, 바람직하게는 2 내지 6개의 작용기와 300 내지 8000, 바람직하게는 400 내지 4000의 평균 분자량을 갖는 화합물을 사용하는 것이 편리하다. 유용한 것으로 밝혀진 물질의 예에는 폴리에테르 폴리아민 및(또는) 바람직하게 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리티오에테르 폴리올, 폴리에스테르아미드, 히드록실기를 함유하는 폴리아세탈, 히드록실기를 함유하는 지방족 폴리카르보네이트 및 상기 폴리올 중 2 개 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올이 있다. 폴리에스테르 폴리올 및(또는) 폴리에테르 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 폴리히드록시 화합물의 히드록실가는 일반적으로 100 내지 850이고 200 내지 600이 바람직하다. 사용될 수 있는 화합물에 대한 추가 세부 사항은 예를 들면, EP-A-0 421 269(칼럼 6의 23열부터 칼럼 10의 5열) 또는 EP-A-0 719 807(칼럼 4의 23열부터 칼럼 7의 55열)에서 찾을 수 있다.
c) 경질 PUR 발포체는 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제를 추가 사용하거나 사용하지 않고 제조할 수 있다. 그러나, 기계적 특성, 예를 들면 경질성을 조절하기 위해, 사슬 확장제, 가교결합제 또는 필요에 따라, 이들의 혼합물을 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 사용되는 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제는 400 미만, 바람직하게는 60 내지 300의 분자량을 갖는 디올 및(또는) 트리올이다. 2 내지 14, 바람직하게는 4 내지 10개의 탄소원자를 갖는 지방족, 지환족 및(또는) 아르지방족 디올이 바람직하다. 사용될 수 있는 상기 및 기타 화합물에 대한 추가 세부 사항은 예를 들면, EP-A-0 421 269(칼럼 10의 6열부터 48열)에서 찾을 수 있다.
만일 경질 발포체의 제조에 사슬 확장제, 가교결합제 또는 이들의 혼합물을 사용한다면, 구성 성분 (b)의 중량을 기준으로 하여 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 8 중량%의 양으로 사용하는 것이 편리하다.
d) 본 발명에 따르면, 경질 PUR 발포체의 생성을 위해 상기한 발포제 혼합물을 사용한다.
e) 경질 PUR 발포체를 생성하는데 사용되는 촉매 (e)는 특히 반응성 수소 원자, 구체적으로 히드록실기를 함유하는 성분 (b) 및 (c)(사용하는 경우)의 화합물과 개질되었거나 개질되지 않은 유기 폴리이소시아네이트 (a)의 반응을 크게 가속화하는 화합물이다. 적합한 촉매 (e)를 사용하여, 이소시아네이트기들이 또한 서로 반응하도록 함으로써 이소시아네이트 (a)와 반응성 수소를 갖는 기를 갖는 화합물 (b)의 첨가생성물 이외에, 바람직하게는 이소시아누레이트 구조를 얻을 수 있다.
그러므로, 촉매는 이소시아네이트의 반응, 구체적으로 우레탄, 우레아 및 이소시아누레이트의 반응을 가속화하는 특정의 물질이다.
이러한 용도에 바람직한 화합물은 3급 아민, 주석 화합물 및 비스무스 화합물, 알칼리 금속 카르복실레이트, 알칼리토 금속 카르복실레이트, 4급 암모늄염, s-헥사히드로트리아진 및 트리스(디알킬아미노메틸)페놀이다.
사용될 수 있는 촉매에 대한 추가 세부 사항은 예를 들면 EP-A-0 719 807(칼럼 9의 5열부터 56열)에서 찾을 수 있다.
f) 경질 PUR 발포체의 제조를 위해 보조제 및(또는) 첨가물 (f)을 또한 반응 혼합물에 도입할 수 있다. 예로는 계면활성제, 발포체 안정화제, 셀 제어제, 난염제, 충전제, 염료, 안료, 가수분해 방지제 및 정균제 또는 미생물정역제가 있다. 사용될 수 있는 화합물에 대한 추가 세부 사항은 예를 들면 EP-A-0 421 269(칼럼 12의 55열부터 칼럼 14의 16열) 또는 EP-A-0 719 807(칼럼 9의 58열부터 칼럼 13의 17열)에서 찾을 수 있다.
상기한 출발 물질 및 다른 통상적인 출발 물질에 대한 추가 세부 사항은 예를 들면 제이. 에이치. 선더스(J.H. Saunders) 및 케이. 씨. 프리쉬(K. C. Frisch)의 논문 High Polymers, Vol. XVI, Polyurethanes, Parts 1 and 2, Interscience Publishers, 1962판과 1964판에서 또는 Kunststoffhandbuch, Polyurethane, Vol. VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich, Vienna, 제 1, 제 2 및 제 3판, 1966, 1983 및 1993에서 각각 찾을 수 있다.
경질 PUR 발포체를 생성하기 위해, 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트 (a), 2 개 이상의 반응성 수소 원자를 갖는 고분자량 화합물 (b) 및 필요에 따라 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제 (c)는 성분 (b) 및 (c)(사용한 경우)의 전체 반응성 수소 원자에 대한 폴리이소시아네이트 (a)의 NCO기의 당량비가 0.85 내지 1.75:1, 바람직하게는 1.0 내지 1.3:1, 특히 1.1 내지 1.2:1이 되도록 계산된 양으로 반응시킨다. 만일 이소시아네이트 기재 경질 발포체가 그들의 구조 중에 어느 정도 이상의 이소시아누레이트 기를 함유한다면, 성분 (b) 및 (c)(사용한 경우)의 전체 반응성 수소 원자에 대한 폴리이소시아네이트 중의 NCO 기의 비율이 통상적으로 1.5 내지 60:1, 바람직하게는 3 내지 8:1이 되도록 사용한다.
경질 발포체는 완샷법(one-shot process), 예를 들면 개방 또는 밀폐 주형, 예를 들면 금속 주형 내에서 고압 또는 저압을 사용함으로써 유리하게 제조한다. 이성분법(two-component process)으로 조작하고, 성분 (A)로 형성 성분 (b), (d), (e), 및 사용될 경우 (c)와 (f)를 합하고, 종종 이소시아네이트 성분이라 불리는 성분 (B)로서 유기 폴리이소시아네이트 및(또는) 개질 폴리이소시아네이트 (a) 또는 상기한 폴리이소시아네이트의 혼합물 및 필요할 경우 발포제 (d)를 사용하는 것이 특히 유리하다는 것이 밝혀졌다.
출발 성분들은 15 내지 80 ℃, 바람직하게는 20 내지 30 ℃에서 혼합하고, 개방 주형 또는 필요할 경우 승압하에 온도가 조절될 수 있는 밀폐 주형에 도입한다.
주형 온도는 편리하게는 20 내지 110 ℃, 바람직하게는 30 내지 60 ℃, 및 특히 45 내지 50 ℃이다.
상술한 발포제 혼합물과 합해진, 2개 이상의 반응성 수소 원자를 갖는 고분자량 화합물로서 방향족 및 질소를 함유하는 폴리에테르를 본 발명에 따라 사용함으로써 제조한 경질 PUR 발포체는 바람직하게는 밀도가 25 내지 40 ㎏/㎥이다. 이와 같이 감소된 밀도에 대해 측정한 압축 강도는 선행 기술의 고밀도 경질 발포체의 압축 강도에 상응하였다. 마찬가지로, 치수 안정성, 특히 장기간 시험은 고밀도의 종래 경질 발포체와 비교할 경우 불리하지 않다는 것을 보여준다.
생성물은 바람직하게는 건축물 및 냉장 설비 분야에서 절연재로서 사용된다. 이는 특히 샌드위치 성분 또는 냉장고 및 냉동고 케이싱의 발포 충전을 위한 중간층으로서 사용된다.
본 발명을 다음 실시예로 더 설명한다.
비교예 1 내지 3 및 실시예 4 내지 7
하기 표 1에 주어진 배합물을 경질 PUR 발포체로 전환시켰다.
이어서, 자유 발포화 밀도, 성형 밀도, 압축 강도 및 치수 안정성과 같은 특성들을 측정하였다.
압축 강도는 발포 방향에 대해 수직의 방향으로 DIN 53421에 따라 측정하였다.
장기간의 치수 안정성은 22 ± 2 ℃에서 30일 동안 0.05 N/㎟의 일정한 하중을 받고 있는 치수 5 × 5 × 5 ㎝의 튜브 상에서 측정하였다. 하중은 발포 방향으로 인가하였다.
시험 결과를 표 1의 아랫 부분에 나타내었으며, 이는 선행 기술의 발포체와 비교할 경우 저밀도 발포체의 물리적 및 기계적 특성이 양호한 수준이라는 것을 보여준다.
[표 1]
| 실시예 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| (비교예) | (비교예) | (비교예) | |||||||
| 성분 A | OH가 [㎎ KOH/g] | ||||||||
| 수크로오스/프로필렌 옥사이드 기재의 폴리에테르알코올 | 490 | 중량부 | 60 | 60 | 30 | 30 | 34.5 | 34.5 | 24.5 |
| 비스페놀 A/디에탄올아민/프로필렌옥사이드 기재의 폴리에테르알코올 | 530 | 중량부 | 15 | 15 | 15 | 15 | - | - | - |
| 톨릴렌디아민/에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 기재의 폴리에테르알코올 | 390 | 중량부 | - | - | 30 | 30 | 20 | - | 30 |
| 디페닐메탄디아민/에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 기재의 폴리에테르알코올 | 380 | 중량부 | - | - | - | - | 20 | 40 | 20 |
| 폴리프로필렌 글리콜 | 380 | 중량부 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 실리콘 발포체 안정화제 B8467 (Goldschmidt) | 250 | 중량부 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 디메틸시클로헥실아민 | 중량부 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3 | 3 | 3 | |
| 물 | 중량부 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 시클로펜탄 | 중량부 | 11.5 | 9.2 | 11.5 | 9.2 | 9.2 | 9.2 | 9.2 | |
| n-부탄 | 중량부 | - | - | - | 2.3 | - | - | - | |
| 이소부탄 | 중량부 | - | 2.3 | - | - | - | - | 2.3 | |
| 시스/트랜스-2-부텐 | 중량부 | - | - | - | - | 2.3 | - | - | |
| 트랜스/트랜스-2-부텐 | 중량부 | - | - | - | - | - | 2.3 | - | |
| 성분 B | |||||||||
| MDI 원료 생성물, NCO 함량 31.5 중량% | 중량부 | 150 | 150 | 140 | 140 | 130 | 130 | 125 | |
| 자유 발포화 밀도 | ㎏/㎥ | 30.5 | 28.0 | 30.0 | 27.5 | 27.5 | 27.0 | 27.0 | |
| 성형 밀도 | ㎏/㎥ | 36.7 | 33.5 | 36.0 | 33.0 | 33.0 | 33.0 | 33.0 | |
| 압축 강도 | N/㎟ | 0.13 | 0.10 | 0.13 | 0.13 | 0.13 | 0.13 | 0.14 | |
| 치수 안정성 | % | 16 | 15 | 14 | 8 | 8 | 9 | 8 |
본 발명에 따라, 압축 강도 및 장기간 치수 안정성이 특히 저밀도에서 유지되어 사용할 때에 높은 발포체 밀도가 요구되지 않는 경질 PUR 발포체 및 그의 제조 방법이 제공된다.
Claims (7)
- 발포제 (d), 촉매 (e) 및 필요에 따라 다른 보조제 및(또는) 첨가제 (f)의 존재하에서, 유기 및(또는) 개질된 유기 폴리이소시아네이트 (a)를 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 하나 이상의 고분자량 화합물 (b), 필요에 따라 저분자량 사슬 확장제 및(또는) 가교결합제 (c)와 반응시킴으로써 감소된 밀도를 갖는 경질의 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로,상기 발포제 (d)로서는 분자내에 3 또는 4개의 탄소원자를 갖는 알칸 및(또는) 알켄으로 이루어지는 군으로부터 선택된 시클로펜탄과 균일하게 혼화될 수 있는 하나 이상의 화합물과 물 및 이소시아네이트로부터 제조된 이산화탄소와 시클로펜탄과의 혼합물을 사용하고, 상기 둘 이상의 반응성 수소원자를 갖는 고분자량 화합물 (b)로서는 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르류를 사용하는 것을 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 발포제 혼합물이 프로판, n-부탄, 이소부탄, 시스-트랜스-2-부텐 및(또는) 트랜스-트랜스-2-부텐을 포함하는 것인 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 발포체의 전체 양을 기준으로 하여 시클로펜탄이 0.1 내지 10 중량%의 양으로 사용되고, 분자내에 3 또는 4 개의 탄소원자를 갖는 알칸 및(또는) 알켄이 0.1 내지 6 중량%의 양으로 사용되는 것인 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르가 톨릴렌디아민 및(또는) 폴리페닐메탄 폴리아민을 사용하여 개시된 폴리에테르인 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르의 히드록실가가 300 내지 600 mg KOH/g인 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족기 및 질소를 함유하는 폴리에테르가 발포체의 총량을 기준으로 5 내지 25 중량%의 양으로 사용되는 방법.
- 건축 및 냉장 설비 분야에서의 절연재로서의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 제조된 경질의 폴리우레탄 발포체의 용도.
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