KR20030059697A - 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물 및 그로부터제조된 경질 폴리우레탄 발포체 - Google Patents

경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물 및 그로부터제조된 경질 폴리우레탄 발포체 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라 접착력이 크게 향상된 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 폴리우레탄 발포체가 제공된다. 본 발명의 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물은 물리적 발포제로서 시클로펜탄계를 사용하며 저점도 폴리올 베이스를 사용하여 제조되며, 여타 물성의 손상 없이 접착력 증대를 달성할 수 있다.

Description

경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 경질 폴리우레탄 발포체 {A COMPOSITION FOR PREPARING RIGID POLYURETHANE FOAM AND RIGID POLYURETHANE FOAM MADE THEREFROM}
본 발명은 폴리우레탄 발포체 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 여러 물성 중에서도 특히 접착력이 향상된 경질 폴리우레탄 발포체 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 폴리우레탄 발포체 조성물은 특히 냉장고 구성 소재와의 접착성이 우수하다.
경질 폴리우레탄 발포체 (rigid polyurethane foam)는 종래부터 단열재로서 뿐만 아니라 건물이나 차량, 냉장고 등의 강도를 유지하기 위한 소재로서 널리 이용되고 있다.
경질 폴리우레탄 발포체는 발포제 존재 하에 적절한 폴리이소시아네이트를이소시아네이트기-반응성 화합물과 반응시켜 제조한다. 종래 사용되어 온 발포제로는 CFC-11과 같은 클로로트리플루오로 카본 (CFC: chlorofluoro carbon) 계열과 HCFC-141b와 같은 히드로플루오로클로로 카본 (HCFC: hydrochlorofluorochloro carbon) 계열의 화합물을 들 수 있다.
비록 CFC-11은 열 전도도가 낮아 우수한 단열 특성을 갖는 발포체를 제조할 수 있다는 장점이 있지만 널리 알려진 바와 같이, 오존층 파괴 효과 및 지구 온난화 효과를 유발시키는 등 심각한 환경문제를 초래하기 때문에, 현재 그 제조와 사용이 금지된 상태이고, HCFC 역시 염소를 포함하고 있어, CFC에 비해 덜 심각하다고는 해도 여전히 오존층 파괴 우려가 있다.
따라서, CFC나 HCFC와 같은 환경문제를 일으키지 않는 새로운 발포제에 대한 수요가 급증하였고 그 결과 대체물로 개발된 것 중의 하나가 시클로펜탄계열의 발포제이다. 시클로펜탄 계열의 발포제는 CFC-11이나 HCFC-114b 계열에 비해 열전도율이 높아 단열성이 뒤떨어진다는 문제점이 있어서, 발포체 제조용 조성물 중 기타 성분의 구성과 비율을 적절히 조합하기 위해 많은 연구가 행해지고 있으며, 특히, 경질 폴리우레탄 발포체의 중요한 특성 중의 하나인 접착력 증대를 위해 여러가지 특수 첨가제를 혼합시키는 등 다양한 연구가 이루어지고 있다.
그러나, 압축강도, 치수 안정성, 유동성, 탈형성률, 열전도율 등의 기타 물성에 손상을 주지 않으면서 접착력이 증대된 경질 폴리우레탄 발포체 제조를 위한 조성물에 대해서는 이제까지 만족할만한 성과가 없었다.
따라서, 본 발명의 한가지 목적은 기타 물성을 유지하면서 접착력이 증대된 경질 폴리우레탄 발포체제조용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물로부터 만들어진 경질 폴리우레탄 발포체를 제공하는 것이다.
도 1은 접착력 측정 시험방법을 도시한 도면.
도 2는 실시예 2에 따른 발포체의 공정능력 분석 그래프.
도 3은 실시예 3에 따른 발포체의 공정능력 분석 그래프.
본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해 연구한 결과 시클로펜탄계 발포제를 이용하면서, 폴리우레탄 발포체 제조용 원재료 중 폴리올의 구성과 함량을 적절히 조정함으로써 여타 물성은 그대로 유지하면서 접착력을 증대시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 본 발명에 따른 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물은 다음을 함유한다:
(1) 관능기가 4가인 톨루엔 디아민 (TDA)를 개시제로 하여 유기산화물과의 중합반응으로 만들어지고, OH-값이 390인 폴리올 B 40 ~ 50 중량부; 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 450인 폴리올 G 30 ~40 중량부; 및 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 430인 폴리올 H 20 ~ 30 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부;
(2) 물 2.0 ~ 4.0 중량부;
(3) 겔화 촉매 A 0.1 내지 1.0 중량부; 팽창 촉매 B 0.1 내지 1.0 중량부 및 트라이머화 촉매 E 0.1 내지 1.0 중량부로 이루어진 촉매 혼합물 0.3 ~ 3.0 중량부;
(4) 실리콘 계면활성제 1.0 ~ 4.0 중량부;
(5) PFA (폴리플루오로알칸) 0.5 ~ 1.5 중량부;
(6) 시클로펜탄: 10 ~ 20 중량부; 및
(7) 폴리이소시아네이트: 140 ~ 170 중량부.
위 성분들을 상기 범위를 벗어난 양으로 사용할 경우, 접착력 향상이 달성될 수 없음은 물론, 경우에 따라서는 밀도, 강도, 탈형성 등의 기타물성이 악화될 수 있으므로 상기 조성 범위로 한정한다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물은 다음 성분으로 구성된 것이다:
(1) 관능기가 4가인 톨루엔 디아민 (TDA)를 개시제로 하여 유기산화물과의 중합반응으로 만들어지고, OH-값이 390인 폴리올 B 40 중량부; 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 450인 폴리올 G 30 중량부; 및 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 430인 폴리올 H 20 ~ 30 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부;
(2) 물 2.0 중량부;
(3) 겔화 촉매 A 0.6 중량부; 팽창 촉매 B 0.4 중량부; 및 트라이머화 촉매 E 0.5 중량부로 이루어진 촉매 혼합물 1.5 중량부;
(4) 실리콘 계면활성제 2.0 중량부;
(5) PFA (폴리플루오로알칸) 1.0 중량부;
(6) 시클로펜탄: 17 중량부; 및
(7) 폴리이소시아네이트: 148.2 중량부.
상기 조성 중 접착력 증대에 가장 직접적인 효과를 미치는 성분은 폴리올 조성이다. 이하 본 발명에서 사용된 폴리올 조성에 대해 설명한다.
폴리올
현재 우레탄 공업에서 사용되고 있는 거의 대부분의 폴리올은 에테르 구조 (-R-O-R'-)를 갖는 다관능기 알코올로서, 대체로 2개 이상의 활성 수소를 갖는 화합물을 개시제로 하여 이를 유기 산화물과 중합시킴으로써 얻고 있다.
본 발명의 실험에 사용된 폴리올은 폴리올 A ~ I의 8종으로서 이들의 상세는 다음과 같다.
폴리올 A는 관능기 (Function)가 6가인 소르비톨을 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합반응시켜 얻어진 폴리올이다.
본 발명의 조성물을 구성하는 폴리올 B는 관능기가 4가인 TDA (톨루엔 디아민)를 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합시켜 얻어진 폴리올로서, OH-값은 390이다.
폴리올 C는 폴리올 B에 사용된 것보다 점도가 높고 OH-값이 높은 TDA를 사용한 것으로 제외하고 폴리올 B의 경우와 마찬가지의 방법을 얻어지는 폴리올이다.
폴리올 D는 관능기가 2가인 에스테르를 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합시켜 얻어진 폴리올이다.
폴리올 E는 관능기가 3가인 글리세린을 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합시켜 얻어진 폴리올이다.
폴리올 F는 관능기가 4가인 MDA (메틸 디이소시아네이트)를 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합시켜 얻어진 폴리올이다.
본 발명의 조성물을 구성하는 폴리올 G는 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값은 450이다.
본 발명의 조성물을 구성하는 폴리올 H는 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 폴리올 G에 비해 점도 및 OH-값이 430으로 약간 낮은 폴리올이다.
폴리올 I는 관능기가 3가인 TEOA (트리에탄올 아민)을 개시제로 하여 이를 유기산화물과 중합시켜 얻어진 폴리올이다.
실리콘 계면활성제
본 발명에서 사용되는 실리콘 계면활성제는 일반적인 경질 폴리우레탄 발포체에서와 같이 상호 용해성이 거의 없는 혼합물의 경우 그 혼합 효율을 향상시키며 불규칙한 기포 형성과 기포 성장을 억제하여 셀을 안정화시키는 작용을 한다. 본 발명에서 사용가능한 실리콘 계면활성제의 예로는 B-8462, L-6900 등을 들 수 있으며, 폴리올 100 중량부에 대해 2 내지 4 중량부, 바람직하게는 2.0 중량부의 양으로 사용된다.
폴리플루오로 알칸 (Polyfluoroalkane/perfluoro carbon)
시클로펜탄 계열의 최대 단점인 높은 열전도율을 극복하기 위해 MCR (Micro-Cellular Rigid) 발포체 기술에 대해 많은 연구가 행해져 왔다. 따라서, 이로 인한조성물의 상용성 확부를 위해 여러가지 유형의 알킬렌 옥사이드 시스템이 개발되어 왔다. 이 폴리플루오로 알칸은 반응 초기 단계에서 기핵 효과를 증대시켜 초기에 생성된 미세 셀 (micro cell)을 경화시켜 줌으로써 초기의 셀 크기를 미세하게 유지시켜 단열효과를 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 폴리플루오로 알칸은 폴리올 혼합물 100 중량부에 대해 0.5 ~ 1.5 중량부, 바람직하게는 1.0 중량부의 양으로 사용된다.
촉매
촉매는 발포체 생성시 반응시간을 단축하고 발포체의 부풀음, 즉 라이징과 관련해서 발포체의 흐름성을 조절하는 역할을 한다. 발포체 제조시 사용되는 촉매는 크게 팽창 촉매 (blowing catalyst), 겔화 촉매 (gelling catalyst), 및 트리머화 촉매 (trimerization catalyst)의 세가지로 나뉘어 지며, 실제 냉장고의 형상 및 구조에 따라서 그 사용량과 조성을 적절히 조정할 필요가 있다. 본 발명의 실험에서는 5가지의 촉매를 조합 사용하였으며 이들 중, 본 발명의 조성물을 구성하는 촉매는 촉매 B, G 및 H이다. 그 상세는 다음과 같다.
본 발명의 조성물에 사용된 촉매 A는 흔히 DMCHA (N,N-디메틸시클로헥실아민)로서, 발포체와 반응성에 영향을 미치는 겔화 촉매이다. 이 촉매는 메틸 디이소시아네이트 (MDI)를 공격하겨 폴리올과 반응시켜 폴리우레탄 수지를 만드는 역할을 한다. 구체예로 다음을 들 수 있다.
DMCHA: PC-8, PC-33, TC-DMCH, KAO-10
TMHDA: PC-6, TC-MR, KAO-1
TEDA: DABCO33LV, NIAXA-33, TC TEA-L33
본 발명의 조성물에 사용된 촉매 B는 팽창 촉매로서 그 구체예로 펜타메틸 디에틸렌 트리아민 (PMDETA: pentamethyl diethylene triamine)을 들 수 있다. 이 촉매는 물과 메틸 디이소시아네이트 (MDI)간의 반응을 용이하게 해서 발포시 필요한 열을 공급함으로써 폴리올과 MDI와의 수지화반응을 가속화시켜준다. 구체예로 다음을 들 수 있다.
PMDETA: PC-5, TC-DT, KAO-3
BDMEE: DABCO BL-11, TC-ET, NIAX A-1
촉매 C는 DMCHA와 PMDETA를 3:1로 혼합한 혼합 촉매이다.
촉매 D는 산 차단 (acid block) 타잎의 팽창 촉매로서 초기 반응성에 관여하여 CO2가스를 많이 발생시키는 촉매이다
본 발명의 조성물에 사용된 촉매 E는 MDI와 MDI를 반응시켜 트리머화시키는 트리머화 촉매로서 구체예로 다음을 들 수 있다.
TMR-2, TMR-13, TMR-30
PC-41, KAO-14, TC-TRC
이소시아네이트
일반적인 폴리우레탄 발포체 제조시에 사용되는 것이면 무방하다. 단, 일반 폴리우레탄 발포체의 1.0 ~ 1.2처럼 인덱스가 높지 않다는 것이다. 사용량은 폴리올 혼합물 100 중량부에 대해 140 ~ 170 중량부이다.
화학적 발포제
본 발명에서 화학적 발포제로서 물 (water)을 사용하였으며, 그 양은 폴리올 혼합물 100 중량부에 대해 2.0 ~ 4.0 중량부, 바람직하게는 2.0 중량부이다.
물리적 발포제
본 발명의 조성물에 사용된 물리적 발포제는 시클로펜탄이며, 그 외, 비교를 위해 HCFC-114b와 CFC-11를 이용하여 시험에 이용하였다.
이상의 성분들을 적절히 조합하여 5가지 종류의 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물을 만들고 그 성분 조성을 다음 표 1에 나타내었다.
실시예
시클로펜탄계 HCFC-141b계 CFC-11계
1 2 3 4 5
원재료 폴리올 A 40 40 30
폴리올 B 30 40 40 30 20
폴리올 C 30
폴리올 D 10 10
폴리올 E 20 20 10
폴리올 F 20
폴리올 G 30 30 10
폴리올 H 30
폴리올 I 10
물 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
촉매 A촉매 B촉매 C촉매 D촉매 E 0.60.40.5 0.60.40.5 0.6 0.4 0.5 0.50.60.4 1.00.50.5
실리콘 계면활성제 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
PFA 1.0 1.0
물리적 발포제 17 17 17 40 30
폴리이소시아네이트 148.2 148.2 148.2 140 140
표 1에서 투입량 단위는 중량부 (pbw: parts by weight)이다.
상기 표 1의 명시된 실시예 1 내지 5의 조성물을 통상적인 폴리우레탄 발포체 제조방법에 따라 각 구성 성분의 물성이 온전히 나타날 수 있도록 충분히 혼합하여 발포체를 제조하였다.
제조된 5종의 발포체의 코어 밀도, 주입률 (Just Pack), K-Factor, 탈형성 및 접착력을 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. 접착력은 다음과 같이 측정하였다.
접착력 측정
Φ4.5의 홀을 갖는 100 mm x 40 mm 크기의 소재 (소재로는 냉장고 소재중 가장 약한 Galva 재질을 이용하여 측정함) 시편을 접착력 시험에 사용하였다. 폴리우레탄 발포체의 밀도는 실시예 1 내지 3의 시클로펜탄계 발포체는 32 ~ 34 kg/m2, 실시예 4의 HCFC-141b계 발포체는 30~32kg/m2, 실시예 5의 CFC-11계 발포체는 29 ~ 31 kg/m2이었다. 시편 수는 각각 15매로 하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, Brett 몰드에 소재를 부착하고 폴리우레탄 발포체 코어 밀도로 맞추어 발포하였다. 부착 위치는 총 길이 1100 mm 중, 하단 기준으로 150 mm, 500 mm 및 850 mm였다. 5분 후 탈형하고 1시간 동안 상온에서 방치시킨 다음 푸시-풀 게이지 (push-pull gage)를 이용해서 소재를 떼어내었을 때 걸리는 힘을 측정하여 접착력을 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. 도 2 및 도 3에는 실시예 2 및 실시예 3의 발포체의 공정능력 분석 그래프를 나타낸 것으로 접착력이 낮은 것과 높은 것의 분포도를 의미한다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
코어밀도(kg/m2) 31.54 29.94 30.51 28.90 27.50
주입률 (g) 517 495 497 475 425
압축강도(kg/cm, 25℃) 1.45 1.44 1.52 1.51 1.15
K-Factor(kcal/m.hr℃) 0.01654 0.01644 0.01668 0.01545 0.01567
탈형성 (%) 2.19 2.10 1.87 1.95 2.11
접착력 (kg/cm2) 0.112 0.085 0.304 0.091 0.094
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성은 그 조성에 따라 서로 특성을 달리한다. 실시예 1 내지 3은 발포제로서 시클로펜탄을, 실시예 4는 HCFC-141b를, 실시예 5는 CFC-11을 사용한 것이다. 사용된 발포제의 종류에 따라 시스템의 구성이 달라지므로 단열특성과 주입량 (Just Pack)에서 차이가 나는 것이다.
본 발명에서 특히 개선시키고자 하는 특성은 접착력으로서, 실시예 3의 물성으로부터 알 수 있듯이 접착력이 다른 실시예의 경우보다 거의 두배 가까이 높은 것을 알 수 있다. 실시예 3의 조성, 즉, 본 발명의 조성에 따른 폴리우레탄 발포체는 접착력 이외의 기타 물성은 실시예 1과 실시예 2의 물성과 동일하며, 실시예 4와 실시예 5의 물성과도 큰 차이를 보이지 않는다.
특히, 실시예 2와 실시예 3은, 기본적인 폴리올 조성에서만 차이가 있는 것에 비추어 볼 때, 폴리올 조성이 접착강도에 큰 영향을 미친다고 결론지을 수 있었다. 이와 같이 본 발명에 따른 실시예 3의 접착력이 다른 계의 조성보다 접착력이 높은 이유는, 우선 저점도의 TDA를 개시제로 사용하여 얻은 폴리올 성분을 사용한데 기인한다. 그러나, 이 성분은 열전도율과 접착력은 우수한 대신 탈형성이 낮은단점을 가지고 있어서, 실시예 2에서 사용된 것보다 점도가 낮은, 즉 저점도의 수크로스/글리세린을 이용함으로써, 제조된 폴리우레탄 발포체의 유동성과 안정성 효과를 향상시켰다. 또한 이 성분은 접착력 및 탈형성도 우수하다. 한편, 고점도의 수크로스/글리세린은 접착력 및 유동성은 비교적 낮지만 열전도율과 탈형성은 양호하다.
상기 표 2의 결과로부터 본 발명의 실시예 3에 따른 폴리우레탄 발포체 조성물이 탈형성, 열전도도 등의 기타 물성이 저하됨이 없이 증대된 접착력을 나타냄을 알 수 있다.
본 발명의 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물은 발포제로서 물과 시클로펜탄을 사용하므로 종래의 CFC계나 HCFC계의 발포제 사용 조성물이 갖는 환경오염의 우려가 없으며, 접착력은 기존의 조성물보다 2배 가까이 향상되면서 여타 발포체의 중요 특성은 그대로 유지하므로 단열재 및 특히 냉장고 구성 소재의 용도에 적합하다.

Claims (3)

  1. (1) 관능기가 4가인 톨루엔 디아민 (TDA)를 개시제로 하여 유기산화물과의 중합반응으로 만들어지고, OH-값이 390인 폴리올 B 40 ~ 50 중량부; 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 450인 폴리올 G 30 ~40 중량부; 및 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 430인 폴리올 H 20 ~ 30 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부;
    (2) 물 2.0 ~ 4.0 중량부;
    (3) 겔화 촉매 A 0.1 내지 1.0 중량부; 팽창 촉매 B 0.1 내지 1.0 중량부 및 트라이머화 촉매 E 0.1 내지 1.0 중량부로 이루어진 촉매 혼합물 0.3 ~ 3.0 중량부;
    (4) 실리콘 계면활성제 1.0 ~ 4.0 중량부;
    (5) PFA (폴리플루오로알칸) 0.5 ~ 1.5 중량부;
    (6) 시클로펜탄: 10 ~ 20 중량부; 및
    (7) 폴리이소시아네이트: 140 ~ 170 중량부
    를 포함하여 구성되는 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    (1) 관능기가 4가인 톨루엔 디아민 (TDA)를 개시제로 하여 유기산화물과의중합반응으로 만들어지고, OH-값이 390인 폴리올 B 40 중량부; 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 450인 폴리올 G 30 중량부; 및 관능기가 8가인 수크로스와 관능기가 3가인 글리세린의 혼합으로 만들어진 폴리올로서 OH-값이 430인 폴리올 H 20 ~ 30 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부;
    (2) 물 2.0 중량부;
    (3) 겔화 촉매 A 0.6 중량부; 팽창 촉매 B 0.4 중량부; 및 트라이머화 촉매 E 0.5 중량부로 이루어진 촉매 혼합물 1.5 중량부;
    (4) 실리콘 계면활성제 2.0 중량부;
    (5) PFA (폴리플루오로알칸) 1.0 중량부;
    (6) 시클로펜탄: 17 중량부; 및
    (7) 폴리이소시아네이트: 148.2 중량부
    를 포함하여 구성되는 경질 폴리우레탄 발포체 제조용 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항의 조성물로부터 제조된 경질 폴리우레탄 발포체.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100695194B1 (ko) * 2004-05-28 2007-03-19 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 신속한 탈형 시간/연장된 크림 타임을 갖는 폴리우레탄제형
US7285577B2 (en) 2004-01-08 2007-10-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for producing rigid polyurethane foam
KR102548562B1 (ko) * 2022-06-10 2023-06-28 케이피엑스케미칼 주식회사 메타-톨루엔디아민으로 개시된 폴리올을 이용하여 제조된 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 냉동 시스템용 단열재

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102428116B (zh) 2009-03-18 2014-06-18 巴斯夫欧洲公司 制备硬质聚氨酯泡沫材料的方法
US10793663B2 (en) 2016-05-20 2020-10-06 Covestro Deutschland Ag Polyurethane foam and a polyurethane composite comprising the same
CN107556448A (zh) * 2017-08-18 2018-01-09 佳化化学（茂名）有限公司 一种聚氨酯弹性体及其制备方法
TR202020698A1 (tr) * 2020-12-16 2022-06-21 Arçeli̇k Anoni̇m Şi̇rketi̇ Bi̇r poli̇üretan köpük bi̇leşi̇mi̇ ve poli̇üretan köpük i̇çeren bi̇r buzdolabi

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521548A (en) * 1983-04-12 1985-06-04 The Dow Chemical Company Preparation of polyether polyols
US4780482A (en) * 1987-05-01 1988-10-25 Basf Corporation Integral skin rigid polyurethane structural foam
US5010116A (en) * 1990-01-29 1991-04-23 Ralph Colafati Water blown foam
US5451615A (en) * 1994-10-20 1995-09-19 The Dow Chemical Company Process for preparing polyurethane foam in the presence of a hydrocarbon blowing agent
US5762822A (en) * 1994-12-29 1998-06-09 Basf Corporation Dimensionally stable closed cell rigid polyisocyanate based foam prepared from a froth foaming mixture
DE19502578A1 (de) * 1995-01-27 1996-08-01 Bayer Ag Neue Polyetherpolyole, Polyformulierung enthaltend diese Polyetherpolyole und deren Verwendnung zur Herstellung von harten Polyurethanschaumstoffen
US6107359A (en) * 1995-01-27 2000-08-22 Bayer Aktiengesellschaft Polyether polyols, polyol formulation containing them and their use in the production of hard polyurethane foams
JP3105793B2 (ja) * 1996-08-13 2000-11-06 住友バイエルウレタン株式会社 硬質ポリウレタンフォームの製造方法および硬質ポリウレタンフォーム用組成物
DE19634700A1 (de) * 1996-08-28 1998-03-05 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Polyurethanhartschaumstoffen
HUP0000880A3 (en) * 1997-03-20 2000-09-28 Huntsman Ici Chemicals Llc New Process for rigid polyurethane foams
DE19742012A1 (de) * 1997-09-24 1999-03-25 Basf Ag Temperaturstabile Hartschaumstoffe auf Isocyanatbasis mit geringer Sprödigkeit und niedriger Wärmeleitfähigkeit
WO2000005289A1 (en) * 1998-07-23 2000-02-03 Huntsman Ici Chemicals, Llc Blends of sucrose- and aromatic amine initiated polyether polyols and their use in rigid polyurethane foam manufacture
US6660781B1 (en) * 1999-01-05 2003-12-09 Witco Corporation Process for preparing polyurethane foam
US6586487B1 (en) * 2000-07-12 2003-07-01 Bayer Corporation Low-density, water blown polyurethane foams for energy-absorbing applications
TWI290933B (en) * 2000-07-31 2007-12-11 Mitsui Takeda Chemicals Inc Method and apparatus for producing polyester polyol, polyester polyol and polyurethane foam
US6710096B2 (en) * 2002-07-22 2004-03-23 Basf Corporation Polyether polyol for foam applications

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285577B2 (en) 2004-01-08 2007-10-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for producing rigid polyurethane foam
KR100695194B1 (ko) * 2004-05-28 2007-03-19 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 신속한 탈형 시간/연장된 크림 타임을 갖는 폴리우레탄제형
KR102548562B1 (ko) * 2022-06-10 2023-06-28 케이피엑스케미칼 주식회사 메타-톨루엔디아민으로 개시된 폴리올을 이용하여 제조된 경질 폴리우레탄 폼을 포함하는 냉동 시스템용 단열재

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