KR20040064669A - 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의조성물 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물에 사용되는 연속식 샌드위치 패널의 금속 및 알루미늄 재질등의 외부판과 내부판의 사이에 내부단열재로 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상기 폴리우레탄 발포체의 조성을 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올 57~80중량% 및 고상 또는 액상의 인계 및 브롬계 난연제 18.5~37.5 중량%, 정포제인 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머(polyether polydimethylsiloxane copolymer) 1.0~3.0 중량%, 물0.5~2.5 중량%의 조성으로 구성된 복합폴리올에, 상기 복합폴리올 100중량부에 대하여 3차 아민계통 및 금속계통의 촉매 1.0~9.0 중량부 및 트리클로로플루오로메탄 또는 디 클로로플루오로에탄과 같은 물리적 발포제 5.0~30.0 중량부가 첨가되어 혼합된 포리올 혼합체에 대하여, 상기 폴리올 혼합체와 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트와 같은 폴리이소시아네이트와의 당량비가 1:1~4.0 범위내의 폴리이소시아네이트를 혼합,반응시켜 생성되는 것을 특징으로 하는, 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 발명이다.
상기와 같은 조성으로, 종래의 일반 폴리우레탄 샌드위치패널처럼 저밀도로 우수한 접착력 및 치수안정성등의 물성을 갖는 동시에,종래 폴리우레탄 샌드위치 패널의 내부 단열재로 사용되는 폴리우레탄 발포체의 비난연성의 문제점을 해결하였으며,또한 종래의 난연성 폴리우레탄 샌드위치 패널인 폴리이소시아누레이트 샌드위치 패널의 내부단열재로 사용되는 폴리이소시아누레이트 발포체의 문제점인 폴리이소시아네이트의 다량함유로 인한, 접착력 및 치수안정성등의 물성 저하 및 이를 개선하기 위하여 고밀도화 함으로 인한 원가상승등의 문제점을 해결한 매우 획기적인 발명이다.

Description

연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법{POLYURETHANE FOAM COMPOSITION FOR SANDWICH PANEL AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명은 건축물에 사용되는 연속식 샌드위치 패널의 금속 및 알루미늄 재질등의 외부판과 내부판의 사이에 내부단열재로 사용되는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 패널의 내부판 및 외부판의 사이에 단열재로 사용되는 폴리우레탄 발포체를 본 발명의 조성을 통하여, 종래의 일반 폴리우레탄 샌드위치 패널처럼 저밀도에서 우수한 접착력 및 치수안정성등의 물성을 보이면서도 우수한 난연성을 갖도록 하는 연속식 샌드위치 패널용 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래 금속재질등의 전면판 및 후면판의 사이에 내부단열재로 사용되는, 폴리올 및 기타 첨가제들이 혼합되어 있는 폴리올 혼합체와 상기 혼합체와 화학반응을 일으키는 폴리이소시아네이트를 그 당량비가 1:1.0~1.3정도가 되도록 서로 교반,반응시켜 생성된 밀도 30~38 kg/㎥의 폴리우레탄 발포체를 사용한 패널(일명: PUR 샌드위치 패널이라고 함)은 타 수지의 샌드위치 패널에 비하여 월등한 단열효과 및 물리적 성질등으로 시장에서 많이 사용되고 있으나, 건축물 내부 마감재료에 대한 법규제와 관련하여 비난연성이라는 문제를 지니고 있어 그 사용에 제한을 받고 있으며, 이를 해결하기 위하여 현재 많은 회사들이 시판중인 제품은 상기와 같은 샌드위치 패널의 내부단열재로 폴리올 및 액체상태의 난연제, 촉매, 발포제가 혼합된 폴리올 혼합체와 폴리이소시아네이트의 당량비를 1:2.5 ~ 5.0 정도가 되도록 서로 교반,반응시켜 얻은 폴리이소시아누레이트 발포체를 사용한 패널(일명: PIR 샌드위치 패널이라고 함)로 "건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험 방법" 인 KSF-22
71의 난연 3급에 부합되는 난연성을 확보 하였으나, 상기와같은 PIR 샌드위치 패널에 사용되는 폴리이소시아누레이트 발포체는 난연성은 우수하나,상기 발포체가 과량의 폴리이소시아네이트를 함유함으로서, 상기 PUR 샌드위치 패널에 사용되는 폴리우레탄 발포체에 비하여 물리적인 성질중 특히, 접착력 및 치수안정성이 저하되는 문제점이 있으며, 이를 개선하고자 상기 발포체의 내부밀도를 40~60 kg/㎥으로 높혀 치수안정성등의 물성을 향상 시킬수 있었으나,고밀도로 인하여 타제품에 비하여 월등히 원가가 상승되는 문제점이 있으며, 또한 액상 난연제와는 별도로 난연효과가 우수한 분말상태의 난연제를 사용하고 싶어도 도 2에 도시 한바와 같은, 기어펌프(2)방식인 기어등의 톱니바퀴(21,21')를 사용하여 구성원료를 이송함으로서, 상기 톱니바퀴(21,21')등에 분말형태의 난연제가 엉키게 되어, 고상의 원료를 함유한 난연성 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 발포체의 조성물 및 그를 사용한 패널의 제조가 불가능 하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 난연성을 지니면서도 발포체 자체의 밀도는 종래의 일반 폴리우레탄 샌드위치 패널에사용되는 폴리우레탄 발포체처럼 저밀도이면서 우수한 접착력 및 치수안정성 등의 물성을 갖는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물을 제공하는 동시에, 그의 제조방법에 있어서 상기 발포체의 난연성을 향상시키기 위하여 종래 사용하는 액상형태의 난연제외에 분말상의 고상 난연제를 도입, 사용이 가능토록 하여, 상기 발포체의 난연성을 향상 시킬수가 있는 그의 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적 및 본 발명이 이루고저 하는 기술적 과제로 한다.
도 1은 본 발명의 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물 및 패널의 제조방법을 순차적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 사용되는 고상 난연제를 함유한 폴리우레탄 혼합물의 처리를 위한 피스톤식 펌프를 도시한 단면도,
도 3은 종래 패널제조를 위하여 사용되는 액상 폴리우레탄 혼합물의 처리에 사용되는 기어식 펌프의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 피스톤 펌프
10 : 몸체
11 : 피스톤 12 : 유입구
13 : 배출구 14 : 제 1 유압 밸브
15 : 제 2유압 밸브
2 : 기어 펌프
20 : 몸체
21,21' : 기어 톱니바퀴 22 : 유입구
23 : 배출구
본 발명은 건축물에 설치,사용되는 아연 철판, 알루미늄판,스텐레스 강판등의 금속 및 알루미늄 재질등의 외부판과 내부판의 사이에 난연성 폴리우레탄 발포체를 내부단열재로 하여 구성된 난연성 폴리우레탄 샌드위치 패널(이하, FRPU 샌드위치 패널이라 칭함)에 사용되는 내부 단열재인 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 FRPU 패널에 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물은;
폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올 57~80중량% 및 인계 및 브롬계의 고상 및 액상형태의 난연제 18.5~37.5중량%, 정포제로 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머(polyether polydimethylsiloxane copolymer) 1.0~3.0 중량%, 물0.5
~2.5 중량%의 조성으로 복합폴리올이 구성되며;
상기 복합폴리올 100중량부에 대하여, 3차 아민계통 및 금속계통의 촉매 1.0~9.0 중량부 및 트리클로로플루오로메탄 또는 디클로로플루오로에탄과 같은 물리적 발포제 5.0~30.0 중량부를 첨가 혼합하여, 폴리올 혼합체를 생성하며;
상기 폴리올 혼합체에 혼합체와 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트와 같은 폴리이소시아네이트와의 당량비가 1:1~4.0 범위내의 폴리이소시아네이트를 혼합,반응시켜 생성되는 것을 특징으로 하며;
상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르 아미드 폴리올, 폴리에테르 에스테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올,폴리부타디엔 폴리올, 아크릴 폴리올, 난연성을 자체적으로 지닌 난연폴리올 또는 이들의 혼합계등의 혼합물 및 폴리우레탄의 제조에 사용되는 폴리올 등을 57~80 중량%를 사용하며,바람직하게는 분자량 200~1000의 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜과 같은 폴리에테르 폴리올 및 다가알콜과 디카르복실산을 반응시킨 축합 폴리에스테르 폴리올을 단독 또는 혼합하여 57~80중량%를 사용하며;
난연효과를 위한 난연제로, 무기인계의 난연제인 암모늄 포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 암모늄 보론 포스페이트 파우더등의 암모늄 포스페이트계 및 유기인계의 난연제인 멜라민디페닐 포스페이트, 멜라민 하이드로전 보론-포스페이트등의 멜라민 포스페이트계, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트, 디메틸 메틸포스페이트, 디메틸 프로필포스페이트 등의 할로겐 난연제, 알루미늄 옥사이드나 하이드록사이드 또는 카보네이트계, 그라파이트 및 그라파이트 화합물, 디브로모스티렌계, 테트라브로모프탈 무수물계, 브로미네이티드 디페닐 옥사이드계 등의 브롬계 난연제, 트리아릴 포스페이트 에스터계 등의 난연제를 18.5~37.5중량%를 사용하며, 바람직하게는 무해하거나 약간의 독성만이 있는 무기인계의 고상난연제인 암모늄 포스페이트 파우더 및 유기인계의 액상 난연제인멜라민디페닐 포스페이트, 브롬계 고상 난연제인 펜타 브로머 디 페닐 옥사이드, 트리스(2-클로로에틸) 포스페이트, 트리스(2-클로로프로필) 포스페이트와 같은 할로겐 난연제를 단독 또는 혼합한 형태로 고상 및 액상의 난연제를 18.5~37.5중량%를 사용하며;
폼의 안정화 및 폼의 셀 균형을 잡아 주기 위해 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머(polyether-polydimethyl-siloxane copolymer) 1.0~3.0 중량%를 사용하며;
폴리이소시아네이트와의 반응시 화학적 발포제 등의 역활을 하는 물 0.5~2.5중량%를 사용하여 복합폴리올이 생성되며;
상기와 같이 생성된 복합폴리올 100중량부에 대하여, 3차 아민계통의 펜타메틸디에틸렌트리아민, 디메틸사이클로헥실아민, 트리에킬렌디아민 또는 금속촉매인 스테너스 옥토에이트, 포타슘 옥토에이트, 디부틸틴디라우레이트 및 지방족 모노카르복실산 알칼리 금속염등을 1.0~9.0 중량부를 사용하며, 바람직하게는 3차아민 계통인 디메틸사이클로헥실아민 또는 금속계인 포타슘 옥토에이트를 단독 또는 혼합하여 1.0~9.0중량부를 사용하며;
발포제인 트리클로로플루오로메탄, 디클로로플루오로에탄, n-펜탄, 사이클로펜탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 등을 5.0-30.0 중량부를 사용하며, 바람직하게는 트리클로로플루오로메탄 또는 디클로로플루오로에탄을 단독 또는 혼합하여 5.0-30.0 중량부를 사용하여, 이들 복합 폴리올, 촉매, 발포제가 혼합된 폴리올 혼합체가 생성되며;
상기 폴리올 혼합체에 혼합체와 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트 또는 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트를, 그 당량비가 1:1~4.0 범위내로 혼합하여 사용하며, 바람직하게는 폴리올 혼합체와 서로 교반, 반응하여 발포체를 형성하기 위해 폴리메릭 디페닐메탄이소시아네이트를 그 당량비가 1:1.0~4.0 범위내로 혼합하여;
본발명의 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물의 전체 조성이 구성된 것을 특징으로 한다.
또한,상기 조성에서 필요에 따라 발포체에 칼라를 넣기 위한 코발트 블루등의 청색계열의 안료, 에머랄드 그린등과 같은 그린색계열의 안료 및 기타 원하고저하는 타 칼라의 안료등을 0.1~ 4.0 중량부를 추가로 사용할수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 FRPU 샌드위치 패널에 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물 및 패널의 제조 방법에 관한 개략적인 설명 및 특히, 상기 발포체의 난연성을 향상시키기 위하여 종래 PUR 및 PIR 샌드위치 패널의 발포체 제조시, 사용하는 액체형태의 액상난연제를 분말상의 고상 난연제 및 액상 난연제로 대체하여 사용이 가능토록 하는 제조방법등에 관하여 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명키로 한다.
도 1은 본 발명의 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물 및 패널의 제조방법을순차적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명에 사용되는 고상 난연제를 함유한 폴리우레탄 혼합물의 처리를 위한 피스톤식 펌프를 도시한 단면도이며,
도 3은 종래 패널제조를 위하여 사용되는 액상 폴리우레탄 혼합물의 처리에 사용되는 기어식 펌프의 단면도이다.
본 발명은 상기와 같은 조성으로, 도 1에 도시한바와 같이, 다음과 같은 4단계의 제조방법에 의해 제조된다.
1 단계는 반응기에 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올 57~80중량% 및 브롬계 및 인계 난연제 18.5~37.5 중량%, 정포제인 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머 1.0~3.0 중량%, 물 0.5~2.5 중량%를 투입하여 상온에서 200rpm으로 30분간 교반시켜 혼합물인 복합 폴리올을 생성하여 연속식 샌드위치 패널 제조성형기의 복합폴리올 저장탱크에 투입하고 또한 촉매, 발포제, 폴리이소시아네이트를 각각의 저장탱크에 투입한다.
2 단계는 상기 저장탱크에서 복합폴리올 100 중량부에 대하여 촉매 1.0~9.0
중량부, 발포제 5.0~30.0중량부가 자동 계량되어, 저장탱크 하부의 3개의 별개의 이송파이프 라인을 통하여 높은 이송압력에 의하여 상기 3개의 파이프가 하나의 파이프로 합쳐지면서, 파이프내에서 스프레이식 분무방식에 의하여 자연스럽게 교반이 이루어져 폴리올 혼합체를 생성한다.
3 단계는 고압으로 이송되는 폴리올 혼합체와 이와 반응하는 당량비가 1:1.0
~ 4.0의 범위내의 중량부의 폴리이소시아네이트가 별도 파이프 이송라인을 통해 이송되어 상기 폴리올혼합체와 폴리이소시아네이트가 파이프내의 교반기 헤드 부분에서 스프레이식 분무방식에 의하여 교반되어, 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물이 생성하게 된다.
4 단계는 상기와 같이 생성된 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물이 상기
교반기 헤드와 연결된 cross-bar를 통해 생산 공정 중의 금속 재질등의 패널 하단면에 토출되어, 상기 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물이 연속식 생산 공정을 통해 발포되면서 상단면을 채워가며 전방으로 이송되어, 압축 성형기를 통해 압축 성형되어 최종 FRPU 샌드위치 패널이 된다.
필요에 따라, 복합 폴리올, 촉매, 발포제가 별도로 파이프라인에서 교반되지 않고 이에 앞서 반응기 또는 저장 탱크에서 먼저 교반되어 폴리올 혼합체를 형성할 수도 있고, 또는 복합 폴리올, 촉매가 별도로 파이프라인에서 교반되지 않고 이에 앞서 반응기 또는 저장 탱크에서 먼저 교반되어 이후 발포제와 파이프 라인에서 혼합되어 폴리올 혼합체를 형성할 수도 있다.
상기에서 언급한 조성을 제외한 제조방법에 관한 사항은 패널의 제조시 공지된 사항으로서 본 발명의 요부가 아니며, 본 발명의 고상 난연제를 사용하는 제조방법을 설명하기 위하여 부수적으로 명기한 것으로서, 본 발명은 상기 제조과정에서 난연제를 기존의 액상 난연제에서 분말상의 고상 난연제 및 액상난연제를 단독,또는 병합하여 사용,가능케하여 종래 PIR 샌드위치 패널의 문제점인 접착력 및 치수 안정성 등의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 종래 PUR 샌드위치 패널과 동일한 밀도에서 생산함으로 원가 상승을 최대한 억제하도록 하는 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 2단계의 복합폴리올을
폴리올 혼합체로 혼합하기 위한 복합폴리올 이송 파이프 라인의 저면 및 폴리이소시아네이트와 교반기 헤드에서 만나기 전까지의 이송을 위해 상기 폴리올 혼합체의 이송파이프 라인의 저면에, 도 2에 도시한바와 같은 피스톤 펌프(1)를 부착하여 사용하는 구조로, 상기 피스톤 펌프(1)는 실린더로 된 몸체(10) 및 상기 몸체(10)의 내부 중앙에 피스톤(11)이 장착되어 있고, 몸체(10) 내부의 좌,우측 부위에 몸체 내부의 진공 및 내압을 형성키 위한 제 1유압 밸브(14) 및 제 2유압 밸브(15)가 장착되어 있어, 유입구(12)를 통하여 유입된 상기 복합폴리올 및 난연 폴리올 혼합체를 피스톤의 상,하 운동에 의하여 생성되는 내압에 의하여 배출구(13)를 통하여 배출이 되게 함으로서 액상난연제뿐만 아니라 특히, 상기 복합폴리올 및 난연 폴리올 혼합체에 함유되어 있는 분말상의 고상 난연제를 파이프 라인에 엉키지 않은 상태로, 이송이 가능하게 하여 난연효과가 우수한 분말상의 고상난연제가 함유되어 있는 상태의 난연 성 폴리우레탄 발포체를 생성할수가 있는 기술사상으로 되어 있으며, 이와 같은 기술사상을 본 발명의 제조방법상의 요부로 한다.
또한, 종래 PIR 샌드위치 패널의 발포체 등에 관한 기술은 도 3에 도시 한바와 같이, 몸체(20)내에 기어등의 톱니바퀴(21,21')가 형성되어 있는 기어펌프(2)를 사용하여 구성원료를 이송함으로서, 상기 톱니바퀴(21,21')등에 분말상의 고상 난연제가 엉키게 되어, 고상 난연제의 사용이 불가능 하였으며, 이로 인하여 액상형태의 난연제만을 사용함으로서 고상 난연제를 사용하는 것에 비하여 난연성이 저하되었으며, 폴리이소시아네이트를 다량으로 사용하여 난연성이 우수한 PIR 구조를 갖게 함으로써 접착력 및 칫수안정성의 물성이 저하되는 주요 원인이 되었으며,이의 보완을 위하여 발포체의 밀도를 고밀도로 제작하게 함으로서, 원가상승이 되는 문제점이 있었다.
이하, 본 발명의 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구체적인 실시양태를 설명하기 위한 것일 뿐으로 본 발명의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니므로, 그 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1,2는 표 1과 같은 조성비(함량:중량부)로 상기에서 언급한 제조방법으로 고상 및 액상난연제를 사용하여 피스톤펌프 방식으로 제조한 본 발명의 FRPU 샌드위치 패널에 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체이며, 비교예는 표 2와같은 조성비(함량:중량부)로 액상난연제를 사용하여 기어펌프방식으로 생산한 종래의 PIR 샌드위치 패널에 사용되는 폴리이소시아누레이트 발포체로서, 상기 실시예 1.2 및 비교예의 접착력 및 칫수안정성에 관한 분석결과치 및 동일조건내의 두께 0.5㎜의 스테인레스 강판을 전,후면판으로 형성한 두께 50㎜인 패널의 난연시험결과는 표 3에 나타내었다.
단위:중량부
성 분 실시예 1 실시예 2
복합 폴리올 100 100
촉매 3 3.5
발포제 20 25
폴리이소시아네이트 150 160
단위:중량부
성분 비교예
복합폴리올 100
촉매 3.5
발포제 13
폴리이소시아네이트 260
[실시예 1]
폴리에테르 폴리올 51.6 중량% 및 폴리에스테르 폴리올 18.0 중량%, 무기인계의 고상 난연제인 암모늄 보론 포스페이트 파우더 10.6 중량 %, 유기인계의 액상 난연제인 멜라민디페닐 포스페이트 10.6 중량% 및 브롬계 고상 난연제인 펜타 브로머 디페닐 옥사이드 5.3 중량%를 혼합한 난연제 및 정포제인 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머 2.8 중량% 및 물 1.1 중량%를 교반기에 투입하여 상온에서 200
rpm으로 30분간 교반시켜 복합폴리올을 생성후, 패널 제조성형기의 복합폴리올 저장탱크에 투입한후,탱크 저면에 위치한 피스톤펌프를 이용하여,복합폴리올 배출파이프로 배출 및 상기 복합폴리올 100중량부에 대하여 촉매인 3차아민 계통의 디메틸사이클로헥실아민 0.5중량부 및 금속계 촉매인 포타슘 옥토에이트 2.5 중량부, 발포제인 디클로로플루오로에탄 20.0 중량부가 각각의 저장탱크에서 별개의 파이프라인을 통하여 상기 복합폴리올에 혼합되어 폴리올 혼합체를 생성하였고, 상기 혼합체에 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트 150 중량부가 투입,교반되어 본 발명의 폴리우레탄 발포체의 조성물을 생성 하였으며, 상기 조성물을 성형설비내에 있는 패널 하단면에 토출시켜, 상단면까지 발포되어 채워지면서 본발명의 폴리우레탄 발포체가 생성되었으며, 상기 발포체가 내부밀도 37kg/㎥로 압축성형되어 두께 0.5㎜의 스테인레스 강판으로 전,후면판이 구성되어 있는 두께 50㎜의 FRPU 샌드위치 패널을제조 하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 폴리에테르 폴리올 59.7 중량%, 무기인계의 고상 난연제인 암모늄 보론 포스페이트 파우더 18.2 중량% 및 액상 난연제인 멜라민디페닐 포스페이트 18.2 중량%, 정포제인 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머 2.8 중량% 및 물 1.1 중량%를 반응기에 투입 및 교반하여 복합폴리올을 생성 후, 상기 복합폴리올 100중량부에 대하여,촉매인 디메틸사이클로헥실아민 2.0중량부 및 포타슘 옥토에이트 1.5 중량부, 발포제인 디클로로플루오로에탄 25.0중량부를 투입하여 폴리올 혼합체를 생성 하였고, 상기 혼합체에 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트 160 중량부가 투입,교반되어 본 발명의 폴리우레탄 발포체의 조성물을 생성하였으며, 상기 조성물을 성형설비내에 있는 패널 하단면에 토출시켜, 상단면까지 발포되어 채워지면서 본발명의 폴리우레탄 발포체가 생성되었으며, 상기 발포체가 내부밀도 37kg/㎥로 압축 성형되어 두께 0.5㎜의 스테인레스 강판으로전,후면판이 구성되어 있는 두께 50㎜의 FRPU 패널을제조 하였다.
[비교예]
폴리에테르폴리올인 폴리프로필렌 글리콜 15.0 중량% 및 무수프탈산을 개시제로 한 폴리에스테르폴리올 62.2 중량% 및 인계의 액상 액상난연제인 트리크레실 포스페이트 10.6중량부, 브롬계의 액상난연제인 트리브로머네오펜틸알콜 7.5중량%, 정포제인 폴리에테르 폴리디메틸실록산 코폴리머 2.8 중량%, 물 1.9 중량% 으로 구성된 복합폴리올 100중량부에 대하여, 촉매인 디메틸사이클로헥실아민 3.5중량부, 발포제인 디클로로플루오로에탄 13.0 중량부를 혼합하여 폴리올 혼합체를 생성하였고, 상기 혼합체가 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트 260 중량부와 교반되어 종래의 PIR 샌드위치 패널에 사용되는 발포체의 조성물을 생성하였으며,상기 조성물을 성형설비내에 있는 패널 하단면에 토출시켜, 상단면까지 발포되어 채워지면서
종래 PIR 샌드위치 패널의 발포체를 생성 하였으며,상기발포체가 내부밀도 37kg/㎥로 압축 성형되어 두께 0.5mm의 스테인레스 강판으로 전, 후면판이 구성되어 있는 두께 50mm의 PIR 샌드위치 패널을 제조하였다.
시험방법:
[접착력시험방법] KSM- 3718
[치수안정성 시험방법] ASTM D2126-99
[난연성 시험방법] KSF-2271 난연3급
물성비교 단위 실시예 1 실시예 2 비교예
밀도 kg/㎥ 37 37 37
접착력 kgf 21 18 6
치수안정성 vol.% 3.4 3.8 8.3
난연성(난연3급) - 합격 합격 합격
상기표에서 알수 있는바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2의 FRPU 샌드위치 패널에 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체가 동일한 내부밀도 하에서 비교예의 PIR 샌드위치 패널에 사용하는 폴리이소시아누레이트 발포체에 비하여 접착력 및 치수안정성이 월등히 우수하였으며, 난연성에 있어서도 상기 실시예 1 및 2를 통하여, 본 발명의 난연성 폴리우레탄 발포체가 '건축물의 내장 재료 및 구조의 난연성 시험 방법'인 KSF-2271 난연 3급에 합격하게 되어, 본 발명의 고상 및 액상 난연제를 사용한 조성물로 저밀도에서도 우수한 난연성 및 접착력, 치수 안정성을 보였고 또한 고상을 함유한 상태에서도 제조가 가능토록 한 그의 제조방법의 우수함이 입증 되었으며 실시예 1 및 실시예 2가 모두 사용에 지장이 없었고, 비교예인 PIR 샌드위치 패널에 사용되는 종래의 폴리이소시아누레이트 발포체는 난연성은 만족 되었으나, 저밀도하에서 제작시는 접착력 및 칫수안정성의 물성에 문제점이 있는 것으로 판명되었다.
상기와 같은 조성 및 그의 제조방법으로, 발포체 자체의 밀도는 종래의 PUR 샌드위치 패널의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 발포체와 동일한 저밀에서도 동등한 접착력 및 치수안정성을 보이면서도 종래의 PUR 샌드위치 패널의 단열재로 사용하는 폴리우레탄 발포체의 문제점인 비난연성의 문제점을 해결한 동시에, 종래 PIR 샌드위치 패널의 단열재로 사용되는 폴리이소시아누레이트 발포체의 문제점인 저밀도 생산시의 접착력 및 칫수안정성의 물성 저하의 문제점 및 이의 개선을 위하여 고밀도로 생산함으로 인한, 발포체의 원가상승이 되는등의 문제점을 해결할수 있는등의 효과가 있는 매우 획기적인 발명이다.

Claims (6)

  1. 연속식 샌드위치식 패널의 단열재로 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물에 있어서;
    폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올을 단독 또는 혼합한 폴리올
    57~80중량% 및 인계 및 브롬계,할로겐계의 고상 및 액상상태의 난연제를 단독 또는 혼합한 난연제 18.5~37.5중량%, 폴리실록산 계통의 정포제인 폴리에스터 폴리디메틸실록산 코폴리머 1.0~3.0중량%, 물 0.5~2.5중량%의 조성으로 복합폴리올이 구성되며, 상기 복합폴리올 100중량부에 대하여, 촉매로서 3차 아민계통 및 금속계통의 촉매 1.0~9.0중량부, 발포제인 트리클로로플루오로메탄 또는 디클로로플루오로에탄 을 단독 또는 혼합하여 5.0 ~30.0중량부를 첨가하여 폴리올 혼합체를 생성하며, 상기 폴리올 혼합체에 상기 혼합체와 그 당량비가 1:1.0~4.0 범위내의 중량부의 폴리이소시아네이트를 혼합,교반시켜 생성된 것을 특징으로 하는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,상기 폴리올이 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜,
    폴리테트라메틸렌에테르 글리콜 같은 폴리에테르 폴리올 및 다가알콜과 디카르복실산을 반응시킨 축합 폴리에스테르 폴리올 등을 단독 또는 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 난연제가 인계 및 브롬계, 할로겐계의 고상 또는 액상상태의 난연제로, 단독 또는 혼합하여 사용할수 있음을 특징으로 하는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물.
  4. 샌드위치식 패널의 단열재로 사용되는 난연성 폴리우레탄 발포체의 조성물의 제조방법에 있어서;
    폴리올 및 난연제, 정포제, 물로 구성된 복합폴리올 및 상기 복합폴리올에 촉매, 발포제가 첨가되어 생성되는 폴리올 혼합체에 폴리메릭 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 폴리이소시아네이트를 혼합, 교반하여 생성되는 폴리우레탄 발포체의 조성물 제조시, 상기 난연제를 분말형태의 고상난연제와 액상난연제를 혼합 또는 고상난연제를 단독으로 사용하며,상기 고상난연제가 함유되어 있는 복합폴리올 및 폴리올 혼합체의 제조성형 설비내의 파이프라인내 이송방법을 피스톤 펌프방식을 사용하여,피스톤 펌프(1)내의 피스톤(11)의 상,하 운동에 의하여 생성되는 내압에 의하여 배출구(13)를 통하여 파이프라인에 배출 및 이송이 되게 함으로서, 상기 복합폴리올 및 폴리올 혼합체에 함유되어 있는 고상난연제가 파이프라인에 엉키지 않은 상태로 이송이 가능하여, 분말상의 고상난연제가 함유되어 있는 조성물 및 발포체를 제조할수 있음을 특징으로 하는 연속성 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,상기 피스톤 펌프(1)는 실린더 몸체(10) 및 상기 실린더
    몸체(10)의 내부 중앙에 피스톤(11)이 장착되어 있고, 몸체(10)의 내부 좌,우측 부위에 몸체 내부의 진공 및 내압을 형성키 위한 제 1유압 밸브(14) 및 제 2유압 밸브(15)가 장착되어 있어,유입구(12)를 통하여 유입된 혼합물을 피스톤(11)의 상,하 운동에 의하여 생성되는 내압에 의하여 배출구(23)를 통하여 배출이 되는 구조로 형성 되어 있음을 특징으로 하는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물의 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,상기 피스톤펌프가 복합폴리올 및 폴리올 혼합체의 배출파이프라인의 저면에 설치되어 있음을 특징으로 하는 연속식 샌드위치 패널용 난연성 폴리우레탄 발포체 조성물의 제조 방법.
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