KR20060014971A

KR20060014971A - 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 개선된 제조방법

Info

Publication number: KR20060014971A
Application number: KR1020040063757A
Authority: KR
Inventors: 정국희; 권성웅; 전정호
Original assignee: 주식회사동국미네테크
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-02-16

Abstract

본 발명은 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조과정에서의 포름알데히드의 발생과 제품 내 잔류를 크게 저감시킨 페놀폼의 친환경적 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 노보락계 페놀수지 100 중량부에 발포제 10∼50 중량부, 경화제 5∼25 중량부를 혼합한 후 130∼200℃에서 발포시키는 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조방법에 있어서, 경화제로 헥사메틸렌테트라민을 사용하고, 경화제의 5∼15 중량%에 해당하는 요소를 첨가하여 발포시키는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 페놀폼은 페놀폼 고유의 불연성, 저발연성의 난연특성에 매우 뛰어난 단열특성 및 건축자재로서의 안정성을 지니고 동시에 제조과정에서의 포름알데히드의 발생과 제품 내 잔류를 크게 저감시킨 친환경적 건축자재로서 기존의 스티로폼, 우레탄폼 등의 유기 단열재를 대체하여 널리 건축재로 이용될 수 있으며, 특히 화재시에도 유독성 가스가 발생하지 않는 인체에 안전한 건축자재로서 불연 방음재, 불연 내·외장재 등으로 활용될 수 있다.

페놀폼, 노보락계 수지, 불연, 난연, 단열재, 요소

Description

노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 개선된 제조방법 {An Improved Method of Manufacturing Phenolic Resin Foam Using Novolak Type Phenolic Resin}

도 1은 본 발명에 따라 제조된 페놀폼의 내부 기공구조를 보여주는 사진이다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 페놀폼의 외부 표면을 보여주는 사진이다.

본 발명은 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조과정에서의 포름알데히드의 발생과 제품 내 잔류를 크게 저감시킨 페놀폼의 친환경적 제조방법에 관한 것이다.

스티로폼, 폴리우레탄폼, 우레아폼 등의 유기계 단열재는 초경량성, 낮은 열전도도, 경제성, 시공 용이성 등의 장점으로 건축용 단열재로 범용되고 있으며, 국내 단열재 시장규모의 약 71%를 차지하고 있다. 그러나, 종래에 사용되던 이러한 유기계 단열재는 열에 약하고 화재시 인체에 해로운 유독가스 및 그을음의 대량 발생으로 국내외적으로 그 사용이 점차 규제되고 있다.

페놀폼은 종래 유기계 단열재에 비해 난연성, 저발연성 등에서 우수한 특성을 나타내나 기존의 페놀폼은 건축용으로 사용되기 어려운 몇 가지 문제점이 있었다. 페놀폼의 원료가 되는 페놀수지는 페놀, 크레졸, 크실레놀 등의 페놀류와 포름알데히드를 축합반응시켜 얻어지는 열경화성 수지로 1907년 미국 L.H.베이클라이트가 처음 발명하였으며, 내절연성, 난연성, 기계적 강도, 높은 접착성 등의 특성으로 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 페놀수지는 반응계에 따라 산성 촉매를 사용하여 제조하는 노보락계 페놀수지와 염기성 촉매를 사용하여 제조하는 레졸형 페놀수지로 나누어지는데, 기존의 페놀폼은 대부분 레졸형 페놀수지를 사용하여 제조되었다.

액상인 레졸형 페놀수지를 경화시키는 방법에는, 크게 가열에 의해서 경화하는 방법과 산(acid))에 의해서 경화하는 방법이 있는데, 페놀폼의 제조에는 일반적으로 산에 의한 경화방법이 사용된다. 즉, 액상수지의 발포제로서 저비점 용제와 유연성을 부여하기 위한 가소제, 기포를 안정화하기 위한 계면활성제 등을 혼합한 수지에 일정량의 강산 경화제를 첨가 혼합하면 발열반응에 의한 열로 용제가 기화되고 경화반응에 의해 기체상태의 발포제가 셀(cell) 내부에 존재하게 됨으로써 페놀폼이 제조되게 된다. 이러한 레졸형 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조는 발포조작이 용이하고 제조공정이 단순한 반면, 경화제로서 사용되는 강산이 셀 내부에 잔존하게 되므로 이에 접촉하거나 인접된 금속을 부식시키게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 레졸형 페놀수지를 이용한 종래의 페놀폼은 건축물 및 설비의 부식 문제로 건축용으로 사용되기는 어려운 실정이었다.

레졸형 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조와 관련된 종래기술로, 대한민국 공개 특2001-23571호는 레졸형 페놀수지와 펜탄, 부탄 등의 포화 탄화수소를 발포제로 한 페놀폼의 제조방법을 기술하고 있으며, 대한민국 공개 특1989-3857호는 레졸형 페놀수지와 초산비닐 단량체, 중합개시제를 사용하여 페놀폼을 제조하는 방법을 기술하고 있으며, 대한민국 공개 특2000-11139호는 레졸형 페놀수지와 실란기를 가지는 화합물을 하이드로실화 반응에 기초한 부가형 가교반응으로 상온, 비교적 저온 발포형 페놀폼을 제조하는 방법을 기술하고 있다. 한편 미국특허 4,539,338호에서는 발포제로 프레온가스류를 사용하고 유화제, 정포제 등을 5℃ 이하에서 교반혼합한 후 45℃에서 발포성형시키는 제조방법을 기술하고 있으며, 미국특허 4,396,563호는 발포제로 에틸클로라이드를 사용하고 유화제로 실리콘계 혼합물을 사용하고 경화제로 톨루엔, 키실렌, 술폰산 등을 사용하여 저온에서 혼합한 후 60℃에서 발포하는 제조방법을 기술하고 있다.

이러한 레졸형 페놀수지는 발포조작이 용이하고 제조공정이 단순하며 성형체의 장기 저장성이 좋은 장점이 있는 반면, 상기한 바와 같이 성형체 내·외부에 산경화제 성분이 잔류하여 건축용으로 사용되기 어려운 점, 원료 및 부원료가 비싸고 제조설비가 많이 소요되는 점, 원료의 점도가 높아 작업성이 좋지 않은 점, 발포제로 사용하는 프레온가스의 환경문제, 기공의 발포배율 및 크기 조절이 어려운 점 등의 단점이 있다.

레졸형 페놀수지와 다른 특성을 지닌 노보락계 페놀수지를 이용하여 페놀폼을 제조하는 기술이 미국, 유럽, 일본 등을 중심으로 개발되어 이용되고 있다. 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조에는, 발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, 아조디카본아미드, 구연산 등으로 표면개질한 탄산수소나트륨, 벤젠, 키실렌, 나프탈렌, 설포닐하이드라지드 화합물 등을 사용하고, 경화제로 헥사메틸렌테트라민 등을 사용하여 통상 150∼200℃의 온도에서 발포시킨다.

노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼과 관련된 선행기술로, 일본특허공개 평2-173131호는 노보락수지와 발포제를 상온 기화형 비등점 120℃ 이하인 혼합유기용매에 슬러리 상태로 만들어 발포시키는 페놀폼의 제조방법을 기술하고 있으며, 일본특허공개 소59-227933호는 노보락수지와 열팽창성 미소구체를 사용하여 발포시킨 페놀폼의 제조방법을 기술하고 있으며, 일본특허공개 평2-173131호는 발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민을 사용하여 노보락계 페놀수지를 알코올 등의 유기용매에 용해시킨 후 발포제를 가하여 교반 혼합한 후 150℃에서 발포경화시키는 방법을 기술하고 있으며, 일본 공개특허 평11-255939호에서는 발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민을 사용하고 경화제로 헥사메틸렌테트라민을 사용하여 상온에서 혼합한 후 150℃에서 발포경화시키는 방법을 기술하고 있으며, 일본 특허공개 평2000-44770호에서는 경화제로 헥사메틸렌테트라민을 사용하고 정포제로 폴리실록산, 캐스터오일에틸렌옥사이드 부가물, 알킬페놀에틸렌옥사이드 부가물 등을 사용하여 혼합한 후 160℃에서 발포성형하는 방법을 기술하고 있다.

상기와 같은 방법으로 제조되는 노보락계 페놀폼에서 미세기포의 내부는 대 부분 질소, 공기 등으로 채워지게 되므로, 외부로부터의 공기의 흐름, 즉 대류현상이 없어지게 되고, 따라서 열 전달이 이루어지지 않는 단열효과를 나타내게 된다. 페놀폼은 지금까지 알려진 유기 화합물계 단열재 중에서도 아주 우수한 낮은 열전도 특성을 나타낸다. 또한, 페놀폼은 불에 타지 않으며 화염이 표면에 닿으면 스티로폼과 같이 녹아 내리지 않고(자기 소화성) 표면에 탄화층을 형성하여 화염이 계속적으로 발생하거나 주변으로 번지지 않게 된다. 만일 고온이 지속적으로 유지되면 페놀폼 중의 유기화합물이 완전히 분해되고 탄화되지만 그 강도와 성형체의 형태는 그대로 유지되게 된다. 따라서, 이러한 장점을 활용하여 미국, 유럽, 일본 등의 외국에서는 페놀폼이 실제 건축 내·외장재로 많이 사용되고 있다.

그러나, 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 경우 제조공정에서 경화제로 사용하는 헥사메틸렌테트라민이 열분해하여 암모니아와 포름알데히드를 생성하게 되며, 생성된 포름알데히드는 가교제로서 수지 구조 중에 혼입·조성되고 조성 부분 이외의 것은 대기로 방출되거나 발포체의 기포 중에 잔류하게 된다. 이렇게 발포체의 구조나 기포 중에 잔류하는 포름알데히드는 실온하에서 서서히 방출되거나 어떤 이유로 고온이 되는 경우 가속화되어 방출되게 되므로, 노보락계 페놀폼에 있어서는 제조과정 및 발포성형체 내에 잔류하는 포름알데히드의 제거 내지는 저감이 중요한 관심사가 되고 있다.

본 발명에서는, 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조과정에서 발포제 및 경화제의 분해에 의해 발생하는 포름알데히드를 저감시키고 아울러 제조 후 발포성형체 내에 잔류하는 포름알데히드의 양을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명에서는 화재 등에 의한 페놀폼의 고온 열분해시 나타날 수 있는 경화제의 분해에 의한 포름알데히드의 발생량을 줄여 인체에 안전한 친환경적인 페놀폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명자들은 경화제의 사용량, 제조과정에서 경화제의 열분해에 의해 발생하는 포름알데히드를 안정한 물질로 전환시키는 화학반응, 화학반응에 의한 포름알데히드의 고정화 방법 등을 고려한 결과 적당량의 요소를 적용함으로써 제조과정 및 제품 내 잔류하는 포름알데히드를 인체에 무해한 안정한 물질로 변환시키는 방법을 찾게 되었다.

또한, 본 발명에서는 노보락계 페놀수지의 최적화된 발포조건을 찾아 발포 성형체 내 균일한 독립 미세기포율을 85% 이상으로 높임으로써 단열특성 및 기타 물리적 특성이 매우 우수한 페놀폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

결국 본 발명의 궁극적인 목적은 종래 유기계 단열재, 레졸형 페놀수지를 이용한 페놀폼, 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 문제점을 개선하여 불연성, 저발연성의 난연특성과 우수한 단열특성, 건축자재로서의 안정성을 지닌 동시에 화재시 유독성 가스가 발생하지 않는 인체에 안전하고 친환경적인 건축자재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 더 잘 알게 될 것이다.

본 발명에서는,

노보락계 페놀수지 100 중량부에 발포제 10∼50 중량부, 경화제 5∼25 중량부를 혼합한 후 130∼200℃에서 발포시키는 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조방법에 있어서,

경화제로 헥사메틸렌테트라민을 사용하고, 경화제의 5∼15 중량%에 해당하는 요소를 첨가하여 발포시키는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에서는 노보락계 페놀수지로 용융점 80∼90℃, 유동도가 125℃에서 27∼39㎜, 경화온도 155℃, 유리화된 페놀 함량 2.5% 이하, 헥사민 함유량 8% 이하의 물리적 특성을 지닌 페놀수지가 사용된다.

상기 발포제로는 노보락계 페놀폼의 제조에 사용되는 공지의 발포제가 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 발포후 잔류물이 적고 경화제의 고온 열분해시 생성되는 포름알데히드의 발생량이 적은 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민; 아조디카본아미드; 구연산, 타르타르산 또는 락트산으로 표면개질한 탄산수소나트륨; 이소부탄, 펜탄과 같은 저비점물질을 고분자물질(아트릴로니트릴 등)로 캡슐화한 구상 발포제; 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 경화제로는 노보락 수지의 경화에 가장 일반적으로 사용되고 있는 헥사메틸렌테트라민이 사용된다.

본 발명에서는, 경화제인 헥사메틸렌테트라민의 5∼15 중량%, 보다 바람직하 게는 7∼10 중량%로 요소를 첨가하여 제조과정에서의 포름알데히드의 발생과 제품 내 잔류를 크게 줄이게 된다. 이와 같은 요소의 첨가로, 헥사메틸렌테트라민의 열분해에 의해 발생하는 포름알데히드가 인체에 무해한 안정한 물질로 변하게 되는데, 그 반응기작을 식으로 나타내면 다음과 같다.

헥사메틸렌테트라민은 가열에 의해 암모니아와 포름알데히드로 열분해된다 (화학식 1). 이렇게 발생된 포름알데히드는 첨가된 요소에 의해 인체에 무해한 요소화합물로 변환되는데, 상기 식에서 n이 1 내지 4이면 수용성 요소화합물이 되며 (화학식 2), n이 5 이상이면 불용성 내지 난용성의 요소수지가 된다 (화학식 3).

또, 발포제인 DNPT(N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민)의 분해반응으로 생긴 포름알데히드 또한 요소에 의해 무해한 화합물로 변하게 된다 (화학식 4, 5).

본 발명의 변형된 일 실시예에서는, 상기 노보락계 페놀수지에 기 제조된 노보락계 페놀폼의 분쇄분말을 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 기 제조된 노보락계 페놀폼의 분쇄분말 10∼200 중량부와 노보락계 페놀수지 10∼100 중량부의 혼합물을 사용한다. 이러한 변형된 실시예는 기 제조된 페놀폼의 재활용방법으로 이용될 수 있다.

이밖에도 본 발명의 페놀폼의 제조에는 계면활성제, 경화촉진제와 같은 노보락계 페놀폼의 제조에 사용되는 공지의 첨가물이 통상적인 방법으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기와 같은 조성의 노보락계 페놀수지, 발포제, 경화제 및 요소를 1∼15㎜ 크기의 알루미나 볼이 들어있는 에트리션 분쇄기에 넣고 분쇄 혼합한 후 볼과 분리하여 몰드에 넣고, 150±10℃에서 10∼30 분간 가열한 다음 180±10℃로 온도를 올려 20∼40분간 유지한 후 냉각시켜 원하는 노보락계 페놀폼을 제조한다.

바람직하게는 상기 에트리션 분쇄기에는 분쇄기 용량의 50∼70% 비율로 알루미나 볼이 들어있고, 알루미나 볼은 지름 3∼7㎜ 범위 내에서 일정한 크기를 가진 알루미나 볼과 지름 8∼12㎜ 범위 내에서 일정한 크기를 가진 알루미나 볼이 1:2 내지 2:1의 비율로 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 지름 5㎜ 알루미나 볼과 지름 10㎜ 알루미나 볼을 각각 에트리션 분쇄기 용량의 30%의 비율로, 즉 전체 60%가 되도록 채워서 사용하며, rpm 600±50의 회전속도로 약 90분간 분쇄 혼합한 후 볼과 수지혼합 조성물을 분리한다. 분리한 수지혼합 조성물은 몰드에 넣어져 발포성형되는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 150±5℃로 온도를 고정한 가열로에 혼합조성물을 넣고 약 20분간 가열한 후 다시 온도를 180±5℃ 까지 3℃/분의 속도로 승온한 후 180±5℃에서 약 30분간 유지한 후 냉각시켜 원하는 페놀폼을 얻는다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는,

증류수에 경화제와 요소를 완전히 용해시킨 수용액에, 노보락계 페놀수지와 발포제, 비이온성 계면활성제 및 헥산을 가하여 분산 혼합한 후 감압 건조하여 수분과 헥산을 완전히 제거한 혼합 조성물을 얻고, 이 혼합 조성물을 1∼15㎜ 크기의 알루미나 볼이 들어있는 에트리션 분쇄기에 넣고 분쇄 혼합한 후 볼과 분리하여 몰드에 넣고, 150±10℃에서 10∼30 분간 가열한 다음 180±10℃로 온도를 올려 20∼40분간 유지한 후 냉각시키는 방법으로 페놀폼을 제조한다. 이때 비이온성 계면활성제로는, 특히 한정되는 것은 아니나 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합체 형태인 알킬렌 옥사이드; 알킬렌 옥사이드와 피마자유와의 축합물; 알킬렌 옥사이드와 노닐페놀, 도데실 페놀과 같은 알킬 페놀과의 축합물; 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 또는 에테르 화합물; 폴리디메틸실록산 등과 같은 실리콘계 화합물 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 페놀폼은 바람직하게는 1∼2㎜ 크기의 독립 미세기포율 85∼90%, 열전도도 0.024∼0.035㎉/m.h.℃, 겉보기밀도 0.035∼0.082 g/㎤ 의 물리적 특성을 갖게 된다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.

실시예 1

노보락 수지 150g, 발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 22.5g, 경화제로 헥사메틸렌테트라민 7.5g, 요소 0.75g을, 5㎜ 크기의 알루미나 볼과 10㎜ 크기의 알루미나 볼이 1:1의 비율로 분쇄기 용량의 60%까지 채워진 에트리션 분쇄기에 넣고 rpm 600에서 약 90분 동안 분쇄한 후 볼과 분리하였다. 상기 노보락 수지로는, 용융점 80∼90℃, 유동도가 125℃에서 27∼39㎜, 경화온도 155℃, 유리화된 페놀 함량 2.5% 이하, 헥사민 함유량 8% 이하의 물리적 특성을 지닌 페놀수지를 사용하였으며, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민은 동진세미켐의 Unicell G™를 사용하였다. 상기 볼과 분리한 수지혼합 조성물은 금형에 넣은 후 150℃로 고정된 가열로 안에 넣고 20분 동안 가열하였다. 다시 가열로 내부 온도를 180℃까지 분 당 3℃/분의 속도로 올린 다음 그 온도에서 약 30분간 유지하여 진한 황색의 페놀폼 성형체를 얻었다. 이렇게 얻은 페놀폼 성형체의 내부 기공구조를 보여주는 사진을 도 1에 나타내었으며, 페놀폼의 외부 표면을 보여주는 사진을 도 2에 나타내었다.

실시예 2

발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 대신 변성 아조디카본아미드(동진세미켐의 Unicell ADst™) 22.5g을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 연 노랑색의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

실시예 3

발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 대신 구연산으로 표면개질한 탄산수소나트륨(동진세미켐의 Unicell C™) 22.5g을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 황색의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

실시예 4

발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 대신 부탄이성체를 이크릴로 니트릴로 캡슐화한 팽창 구상 발포제 22.5g을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 진한 황색의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

실시예 5

발포제로 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 대신 락트산으로 표면개질한 탄산수소나트륨 22.5g을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 진한 황색의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

실시예 6

발포제를 사용하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 황색의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

실시예 7

증류수 30g에 헥사메틸렌테트라민 7.5g, 요소 0.75g을 완전히 용해시킨 수용액에, 노보락 수지 150g, 변성아조디카본아미드 22.5g, 비이온성 계면활성제로 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합체 형태인 알킬렌 옥사이드 0.3g, 헥산 150g을 각각 가하고 약 30분간 교반시켜 분산 혼합하였다. 진공으로 감압 건조하여 수분과 헥산을 완전히 제거한 혼합 조성물을 얻은 다음 에트리션 분쇄기에 넣고 이후 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 황색의 페놀폼 성형체를 얻었다.

비교예 1

발포제와 요소를 사용하지 않고 노보락수지 150g과 헥사메틸렌테트라민 7.5g을 에트리션 분쇄기에 넣은 후 나머지 제조공정은 실시예 1과 동일하게 하여 황색 의 페놀 폼 성형체를 얻었다.

시험예 1

페놀폼의 물리적 특성

상기 실시예에서 제조한 페놀폼의 열 전도도, 밀도, 발포배율, 셀 수량을 측정하였다. 열 전도도는 Thermal Analyzer TA Instrument Model 2050 TGA를 사용하여 측정하였다. 발포배율은 50×50×50㎜ 성형체를 만들고 발포 전후의 밀도를 측정하여 다음과 같은 식에 의해 계산하였다. 셀 수량은 발포체의 중앙부를 50×50×50㎜ 크기로 자르고 자른 발포 성형체의 횡단면을 5㎜ 두께로 자른 후 그 표면을 현미경으로 관찰하여 셀의 수량을 측정하였다. 결과는 다음의 표 1과 같다.

발포배율 = Po (발포전 밀도) / P1 (발포후 밀도)

시험예 2

공정 가스 분석

실시예 1의 방법에 따른 제조공정에서 발생하는 가스와 비교예의 방법에 따른 제조공정에서 발생하는 가스를 비교 분석하였다. 공정 가동시간은 실시예와 비교예 모두 약 11시간 이었으며, 분석기기로는 CGA-52A (V3.7)를 사용하였다. 분석결과는 다음의 표 2와 같다.

본 발명에 따른 페놀폼은 페놀폼 고유의 불연성, 저발연성의 난연특성에 매우 뛰어난 단열특성 및 건축자재로서의 안정성을 지니고 동시에 제조과정에서의 포름알데히드의 발생과 제품 내 잔류를 크게 저감시킨 친환경적 건축자재로서 기존의 스티로폼, 우레탄폼 등의 유기 단열재를 대체하여 널리 건축재로 이용될 수 있으며, 특히 화재시에도 유독성 가스가 발생하지 않는 인체에 안전한 건축자재로서 불 연 방음재, 불연 내·외장재 등으로 활용될 수 있다.

Claims

노보락계 페놀수지 100 중량부에 발포제 10∼50 중량부, 경화제 5∼25 중량부를 혼합한 후 130∼200℃에서 발포시키는 노보락계 페놀수지를 이용한 페놀폼의 제조방법에 있어서,

경화제로 헥사메틸렌테트라민을 사용하고, 경화제의 5∼15 중량%에 해당하는 요소를 첨가하여 발포시키는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 발포제는, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민; 아조디카본아미드; 구연산, 타르타르산 또는 락트산으로 표면개질한 탄산수소나트륨; 이소부탄, 펜탄과 같은 저비점물질을 고분자물질로 캡슐화한 구상 발포제; 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 노보락계 페놀수지로, 기 제조된 노보락계 페놀폼의 분쇄분말 10∼200 중량부와 노보락계 페놀수지 10∼100 중량부의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

노보락계 페놀수지, 발포제, 경화제, 요소를 1∼15㎜ 크기의 알루미나 볼이 들어있는 에트리션 분쇄기에 넣고 분쇄 혼합한 후 볼과 분리하여 몰드에 넣고, 150±10℃에서 10∼30 분간 가열한 다음 180±10℃로 온도를 올려 20∼40분간 유지한 후 냉각시키는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 4에 있어서,

상기 에트리션 분쇄기에는 분쇄기 용량의 50∼70% 비율로 알루미나 볼이 들어있고, 알루미나 볼은 지름 3∼7㎜ 범위 내에서 일정한 크기를 가진 알루미나 볼과 지름 8∼12㎜ 범위 내에서 일정한 크기를 가진 알루미나 볼이 1:2 내지 2:1의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,

증류수에 경화제와 요소를 완전히 용해시킨 수용액에, 노보락계 페놀수지와 발포제, 비이온성 계면활성제 및 헥산을 가하여 분산 혼합한 후 감압 건조하여 수분과 헥산을 완전히 제거한 혼합 조성물을 얻고, 이 혼합 조성물을 1∼15㎜ 크기의 알루미나 볼이 들어있는 에트리션 분쇄기에 넣고 분쇄 혼합한 후 볼과 분리하여 몰드에 넣고, 150±10℃에서 10∼30 분간 가열한 다음 180±10℃로 온도를 올려 20∼40분간 유지한 후 냉각시키는 것을 특징으로 하는 페놀폼의 제조방법.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 노보락계 페놀수지를 이 용한 페놀폼.
청구항 7에 있어서,

1∼2㎜ 크기의 독립 미세기포율 85∼90%, 열전도도 0.024∼0.035㎉/m.h.℃, 겉보기밀도 0.035∼0.082 g/㎤ 인 페놀폼.