KR20090015591A - 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090015591A
KR20090015591A KR1020070080030A KR20070080030A KR20090015591A KR 20090015591 A KR20090015591 A KR 20090015591A KR 1020070080030 A KR1020070080030 A KR 1020070080030A KR 20070080030 A KR20070080030 A KR 20070080030A KR 20090015591 A KR20090015591 A KR 20090015591A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silane
weight
parts
polyurethane foam
polyol
Prior art date
Application number
KR1020070080030A
Other languages
English (en)
Inventor
이진규
정명섭
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070080030A priority Critical patent/KR20090015591A/ko
Priority to US12/050,607 priority patent/US20090042999A1/en
Publication of KR20090015591A publication Critical patent/KR20090015591A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/288—Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen
    • C08G18/289—Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/61—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3893—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/82—Post-polymerisation treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0025—Foam properties rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/005—< 50kg/m3

Abstract

본 발명은 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산 수지를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된 폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산이 폴리우레탄 발포 복합체 형성 반응에 참여하여 기계적 물성 및 단열성이 향상된 폴리우레탄 발포 복합체를 얻을 수 있다.
실란계 전구체, 폴리실세스퀴옥산, 프리믹스 폴리올, 이소시아네이트.

Description

폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된 폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법{COMPOSITION FOR PREPARING POLYURETHANE FOAM, POLYURETHANE FOAM MADE THEREFROM, AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된 폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산을 포함하여 폴리우레탄 발포 복합체의 기계적 물성 및 단열 효과를 향상시킬 수 있는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된 폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄 발포 복합체란 우레탄의 원료가 되는 이소시아네이트와 폴리올에 발포제와 촉매, 계면활성제 등을 혼합하여 반응시켜, 반응 중 발생하는 반응열에 의해 발포제가 기화되어 폼(foam)이 형성된 연질이나 경질의 다공성 우레탄을 말한다. 상기 폴리우레탄 발포 복합체는 열전도도가 낮고 단열효과도 높아 건축용, 냉장고용 및 기타 산업용 단열재로서 사용되어 왔다. 폴리우레탄 발포 복합체 는 발포제로서 트리클로로플루오로메탄-11(CFC-11)을 사용하는 것이 대표적이다. 그러나, 최근 지구의 오존층 보호를 위하여 클로로플루오로카본(CFC)의 사용을 규제함에 따라서 클로로플루오로카본을 발포제로 사용하는 폴리우레탄 발포 복합체의 사용은 규제를 받고 있다. 따라서 새로운 대체 발포제의 필요성이 대두되었으며, 하이드로클로로플루오카본-141b (HCFC-141b)와 시클로펜탄과 같은 발포제들이 사용되는 폴리우레탄 발포 복합체가 양산 중에 있다. 그러나 이러한 폴리우레탄 발포 복합체는 열전도율(K-factor)이 0.020 kcal/mh℃ 수준으로, 최고 용적 효율을 달성하기 위해서 0.0100 kcal/mh℃ 이하 수준이 필요하나, 현재의 기술로는 구현이 불가능하다.
폴리우레탄 발포 복합체 이외의 진공단열재는 열전도도가 폴리우레탄 발포 복합체의 1/7 ~ 1/10 수준이나, 비용 측면에서 크게 불리하고, 장기간 사용시 진공 파기에 따른 성능열화 및 구조상의 문제점이 있다. 따라서 고에너지 효율을 가지고 경량화된 새로운 단열재의 필요성이 대두되었다. 이를 위하여 에어로겔과 같은 재료가 개발되어 현재 검토 중에 있으나 가격 및 생산성 면에서 경쟁력이 없고, 냉장고용으로의 적용이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
한편, 클로로플루오로카본 이외의 발포제를 사용하는 발포 복합체의 단열 특성을 증가시키기 위하여 여러 가지 시도가 이루어지고 있으나 아직 완전히 클로로플루오로카본계의 발포제를 대체하면서 단열성과 강도를 확보한 물질은 완성되지 못하고 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 실란계 전구체 및/또는 실세스퀴옥산을 포함하여 우수한 기계적 물성 및 단열 효과를 갖는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 제조된 폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
프리믹스 폴리올과 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에 있어서, 상기 조성물이 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은
폴리올에 촉매, 계면활성제, 발포제를 첨가하여 프리믹스 폴리올(Premixed polyol)을 제조하는 단계;
상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 혼합하는 단계; 및
상기 프리믹스 폴리올과 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상 의 혼합물에 이소시아네이트를 혼합하여 발포시키는 단계를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은 상기 방법에 의하여 제조된 폴리우레탄 발포 복합체에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 실란계 전구체 또는 폴리실세스퀴옥산이 폴리우레탄 발포 복합체 형성 반응에 참여하여 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체 또는 폴리실세스퀴옥산/폴리우레탄 발포 복합체를 형성함으로써 기계적 물성 및 단열성이 향상된 폴리우레탄 발포 복합체를 얻을 수 있다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 하나의 양상은 프리믹스 폴리올과 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에 있어서, 상기 조성물이 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 프리믹스 폴리올은 폴리올, 아민계 촉 매, 계면활성제 및 발포제를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 조성물은 폴리올 100 중량부, 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부, 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부, 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 포함한다. 상기 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산의 조성비는 1:9 내지 9:1이다.
본 발명에서, 사용가능한 실란계 전구체의 일례는 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
RmSi(OR)4-m
상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 페닐기이고 m은 0 내지 3의 정수이다.
상기 실란계 전구체의 예들은 메틸트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane), 메틸트리에톡시 실란(methyl triethoxy silane), 메틸트리프로폭시 실란(methyl tripropoxy silane), 디메틸디메톡시 실란(dimethyl dimethoxy silane), 디메틸디에톡시 실란(dimethyl diethoxy silane), 디에톡시(3-글리시딜옥시프로필)메틸 실란(diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methyl silane), 디에톡시메틸페닐 실 란(diethoxymethylphenyl silane), 디에톡시메틸비닐실란(diethoxymethylvinyl silane), 디페닐디에톡시 실란(diphenyldiethoxy silane), 디메틸디클로로 실란(dimethyldichloro silane), 디메틸 에톡시비닐실란(dimethylethoxyvinyl silane),　에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxy silane), 에틸트리에톡시 실란(ethyltriethoxy silane), 메틸트리클로로 실란(methyltrichloro silane), 에틸트리클로로 실란(ethyltrichloro silane), 테트라에틸 올소실리케이트(tetraethyl orthosilicate) 등을 포함하나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에서 상기 실란계 전구체는 프리믹스 폴리올 100중량부에 대하여 3 내지 50 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
[R-SiO1 .5]n
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 3의 알킬(alkyl), 탄소수 1 내지 3의 알케닐(alkenyl), 탄소수 3 내지 10의 시클로 알킬(cyclo alkyl), 탄소수 6 내지 15의 아릴(aryl), 탄소수 1 내지 3의 알카릴(alkaryl), 수소, 하이드록실(hydroxyl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고, n은 3 내지 1000의 정수이다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에서 상기 폴리실세스퀴옥산은 상기 프리믹스 폴리올 100중량부에 대하여 3 내지 50 중량부인 것이 바람직하다. 또한 상기 폴리실세스퀴옥산의 중량평균 분자량은 500 내지 100,000이다. 분자량이 500 미만이면 분산이 잘되지 않고, 분자량이 100000 초과이면 상 분리가 일어나 혼합이 용이하지 않다. 또한 상기 폴리실세스퀴옥산은 실라놀 그룹을 5% 내지 40% 포함하는 것이 바람직하다. 실라놀 그룹이 5% 미만이거나 40% 초과이면 이소시아네이트와의 반응이 용이하지 않다. 본 발명에 의하면 상기 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산이 하기 반응식 1 및 반응식 2와 같이 폴리올 및 이소시아네이트와의 반응에 참여하여 폴리우레탄 발포 복합체에 분산된다.
[반응식 1]
Figure 112007057812307-PAT00001
[반응식 2]
Figure 112007057812307-PAT00002
상기 반응식 1은 실란계 전구체가 폴리올 및 이소시아네이트와의 반응에 참여하여 Si-O 결합이 탄소결합을 대체한 것을 나타낸다. 상기 반응식 2는 폴리실세스퀴옥산이 폴리올 및 이소시아네이트와의 반응에 참여하여 Si-O 결합이 탄소결합을 대체한 것을 나타낸다. 이에 의하여 실리콘의 낮은 열전도도로 인해 단열성이 증가하고, 실리콘의 도입으로 인하여 기계적 강도저하가 방지된다.
본 발명에서 프리믹스 폴리올은 폴리올, 아민계 촉매, 계면 활성제, 발포제 등을 포함하는데, 이러한 각 성분의 반응함량은 본 발명이 속하는 기술 분야에 알려진 범위 내이다.
본 발명에서 사용되는 폴리올은 분자중에 수산기 (히드록시기, -OH)를 2개이상 가진 지방족 화합물로서, 본 발명에서 사용가능한 폴리올의 예들은 폴리프로필렌글리콜 폴리올(Polypropylene glycol polyols), 아민 말단화된 폴리에테르 폴리올(Amine terminated polyether polyols), 폴리트리메틸렌 에테르글리콜 폴리 올(Polytrimethylene ether glycol polyol), 폴리트리메틸렌 에테르에스테르 글리콜 폴리올(Polytrimethylene ether ester glycol polyol), 폴리트리메틸렌-co-에틸렌 에테르글리콜 폴리올 (Polytrimethylene-co-ethylene ether glycol polyol), 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytetramethylene ether glycol polyol), 폴리에스테르 폴리올의 일종인 아디픽산(Adipic acid), 프탈릭 무수물(Phthalic anhydride), 테레프탈산 (Terephthalic acid) 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 발포제로는 물이 바람직하게 사용된다. 또한 물 이외의 발포제를 물과 병용하는 것도 가능하다. 물 이외의 발포제로는 예를 들면, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 메틸렌클로라이드, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3,-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3,-펜타플로오로부탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 클로로디플루오로메탄 등을 들 수 있다.
본 발명에서 폴리우레탄 발포 복합체의 발포특성, 반응시간, 발포 복합체의 통기성 향상, 밀도 편차 최소화를 위하여 촉매의 선정 및 사용량 조절이 중요하다. 본 발명에서 사용 가능한 촉매로는 예를 들면, 트리에틸아민, 디에탄올아민, N,N,N,N'테트라메틸헥산디아민, N,N,N,N'테트라메틸에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, 디메틸아미노에탄올, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)-운데센-7 등의 아민 촉매, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트, 스타나스옥토에이트(stannous octoate), 디부틸틴머캡티드, 디부틸 틴티오카르복실레이트, 디부틸틴말레에이트, 디옥틸틴머캡티드, 디옥틸틴티오카르복실레이트, 페닐수은, 프로피온산은, 옥텐산주석 등의 유기금속 촉매를 들 수 있다. 이들 촉매 중 아민 촉매는 불가결하고 필요에 따라 유기금속 촉매를 첨가하여도 좋다. 또한 복수의 촉매를 병용하는 것도 가능하다. 이들 중 특히 3급 아민이 바람직하다. 아민 촉매의 반응성은 염기도와 입체장애도에 의해 좌우된다.
본 발명에서 사용 가능한 계면활성제는 실리콘계 계면활성제뿐만 아니라 비이온성 폴리에테르 계면활성제도 포함된다. 실리콘 계면활성제에는 시판 폴리실록산/폴리에테르 공중합체, 예를 들면, 테고스탑(Tegostab)(제조원:Goldschmidt Chemical Corp.)B-8462 및 B-8404, 니악스(Niax)(제조원; GE Silicones)L-6900 및 L-6910 계면활성제 및 DC-198 및 DC-5043계면활성제(제조원; Dow Corning)가 포함된다. 비이온성 폴리에테르 계면활성제에는 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드/부틸렌 옥사이드 블록 공중합체가 포함된다. 계면활성제는 표면장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며 발포 복합체의 셀 구조를 조절함으로써 발포 복합체에 안정성을 부여한다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 조성물은 조성물의 물성을 해하지 않는 범위내에서 발포체 안정제, 셀 조절제, 충전제, 안료, 염료, 난연제, 가수분해 억제제, 정전기 방지제, 착색제, 항생제, 항진균제 및 정균제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 이소시아네이트는 폴리올과 함께 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 기본 원료로서 구체적인 예들은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate (MDI)), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate (TDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate) 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 이소시아네이트의 함량은 폴리올 100중량부에 대하여 101 내지 150 중량부가 바람직하다.
본 발명의 다른 양상은 폴리우레탄 발포 복합체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 의해서 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하는 일 구현예는 먼저 폴리올에 촉매, 계면활성제 및 발포제를 첨가하여 프리믹스 폴리올(Premixed polyol)을 제조하고 상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산을 혼합한다. 이어서 상기 프리믹스 폴리올과 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산의 혼합물에 이소시아네이트를 첨가하여 혼합한 후 이를 발포시킨다. 본 발명의 제조방법에 있어서 사용되는 성분들은 앞서 설명한 바와 같다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 구현예에 의한 폴리우레탄 발포 복합체를 제 조하기 위하여 먼저 폴리올 100 중량부에 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 첨가하여 프리믹스 폴리올을 제조한다. 상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부를 첨가하고 이를 혼합한다. 이어서 상기 프리믹스 폴리올과 실란계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산의 혼합물에 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부를 첨가하여 혼합한 후 이를 발포시킨다. 상기 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산의 조성비는 1:9 내지 9:1이다.
본 발명에서, 사용가능한 실리카계 전구체의 일례는 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
RmSi(OR)4-m
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 페닐기이고 m은 0 내지 3의 정수이다.
상기 실란계 전구체의 예들은 메틸트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane), 메틸트리에톡시 실란(methyl triethoxy silane), 메틸트리프로폭시 실란(methyl tripropoxy silane), 디메틸디메톡시 실란(dimethyl dimethoxy silane), 디메틸디에톡시 실란(dimethyl diethoxy silane), 디에톡시(3-글리시딜옥시프로필)메틸 실란(diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methyl silane), 디에톡시메틸페닐 실 란(diethoxymethylphenyl silane), 디에톡시메틸비닐 실란(diethoxymethylvinyl silane), 디페닐디에톡시 실란(diphenyldiethoxy silane), 디메틸디클로로 실란(dimethyldichloro silane), 디메틸 에톡시비닐실란(dimethylethoxyvinyl silane),　에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxy silane), 에틸트리에톡시 실란(ethyltriethoxy silane), 메틸트리클로로 실란(methyltrichloro silane), 에틸트리클로로 실란(ethyltrichloro silane), 테트라에틸 올소실리케이트(tetraethyl orthosilicate)등을 포함하나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법에 있어서, 상기 실란계 전구체는 프리믹스 폴리올 100중량부에 대하여 3 내지 50 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 폴리실세스퀴옥산은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
[R-SiO1 .5]n
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 3의 알킬(alkyl), 탄소수 1 내지 3의 알케닐(alkenyl), 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬(cycloalkyl), 탄소수 6 내지 15의 아릴(aryl), 탄소수 1 내지 3의 알카릴(alkaryl), 수소, 하이드록실(hydroxyl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고, n은 3 내지 1000의 정수이다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 상기 프리믹스 폴리올 100중량부에 대하여 3 내지 50 중량부인 것이 바람직하다. 또한 상기 폴리실세스퀴옥산의 중량평균 분자량은 500 내지 100,000이고, 실라놀 그룹을 5% 내지 40% 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 상기 실리카계 전구체 및/또는 폴리실세스퀴옥산이 이소시아네이트와의 반응에 참여하여 폴리우레탄 발포 복합체에 분산됨으로써 단열성능 및 기계적 물성을 향상시킨다.
본 발명에서 프리믹스 폴리올은 폴리올, 아민계 촉매, 계면 활성제, 발포제 등을 포함하는데, 이러한 각 성분의 반응함량은 본 발명이 속하는 기술 분야에 알려진 범위 내이다.
본 발명에서 사용되는 폴리올은 분자중에 수산기 (히드록시기, -OH)를 2개이상 가진 지방족 화합물로서, 본 발명에서 사용가능한 폴리올의 예들은 폴리프로필렌글리콜 폴리올(Polypropylene glycol polyols), 아민 말단화된 폴리에테르 폴리올(Amine terminated polyether polyols), 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytetramethylene ether glycol polyol), 폴리에스테르 폴리올의 일종인 아디픽산(Adipic acid), 프탈릭 무수물(Phthalic anhydride), 테레프탈산 (Terephthalic acid) 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 발포제로는 물이 바람직하게 사용된다. 또한 물 이외의 발포제를 물과 병용하는 것도 가능하다. 물 이외의 발포제로는 예를 들면, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 메틸렌클로라이드, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3,-펜타플루오로프로판, 1,1,1,3,3,-펜타플로오로부탄, 1,1-디클로로-1-플루오로에탄, 1-클로로-1,1-디플루오로에탄, 클로로디플루오로메탄 등을 들 수 있다.
본 발명에서 폴리우레탄 발포 복합체의 발포특성, 반응시간, 발포 복합체의 통기성 향상, 밀도 편차 최소화를 위하여 촉매의 선정 및 사용량 조절이 중요하다. 본 발명에서 사용 가능한 촉매로는 예를 들면, 트리에틸아민, 디에탄올아민, N,N,N,N'테트라메틸헥산디아민, N,N,N,N'테트라메틸에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, N-메틸모르폴린, 디메틸아미노에탄올, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)-운데센-7 등의 아민 촉매, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디아세테이트, 스타나스옥토에이트(stannous octoate), 디부틸틴머캡티드, 디부틸틴티오카르복실레이트, 디부틸틴말레에이트, 디옥틸틴머캡티드, 디옥틸틴티오카르복실레이트, 페닐수은, 프로피온산은, 옥텐산주석 등의 유기금속 촉매를 들 수 있다. 이들 촉매 중 아민 촉매는 불가결하고 필요에 따라 유기금속 촉매를 첨가하여도 좋다. 또한 복수의 촉매를 병용하는 것도 가능하다. 이들 중 특히 3급 아민이 바람직하다. 아민 촉매의 반응성은 염기도와 입체장애도에 의해 좌우된다.
본 발명에서 사용 가능한 계면활성제는 실리콘계 계면활성제뿐만 아니라 비이온성 폴리에테르 계면활성제도 포함된다. 실리콘 계면활성제에는 시판 폴리실록산/폴리에테르 공중합체, 예를 들면, 테고스탑(Tegostab)(제조원:Goldschmidt Chemical Corp.)B-8462 및 B-8404, 니악스(Niax)(제조원; GE Silicones)L-6900 및 L-6910 계면활성제 및 DC-198 및 DC-5043계면활성제(제조원; Dow Corning)가 포함된다. 비이온성 폴리에테르 계면활성제에는 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드/부틸렌 옥사이드 블록 공중합체가 포함된다. 계면활성제는 표면장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며 발포 복합체의 셀 구조를 조절함으로써 발포 복합체에 안정성을 부여한다.
본 발명의 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법에 있어서, 사용되는 조성물의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 발포체 안정제, 셀 조절제, 충전제, 안료, 염료, 난연제, 가수분해 억제제, 정전기 방지제, 착색제, 항생제, 항진균제 및 정균제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 이소시아네이트는 폴리올과 함께 반응하여 폴리우레탄을 형성하는 기본 원료로서 구체적인 예들은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate (MDI)), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate (TDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate) 및 이들의 임의의 혼합물을 포함 하나 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 이소시아네이트의 함량은 폴리올 100중량부에 대하여 101 내지 150 중량부가 바람직하다.
본 발명의 방법에 의하면 상기 실란계 전구체 또는 실세스퀴옥산이 하기 반응식 1 및 반응식 2와 같이 폴리올 및 이소시아네이트와 반응하여 폴리우레탄 발포 복합체에 분산됨으로써 기계적 물성 및 단열성이 향상된 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체 또는 실세스퀴옥산/폴리우레탄 발포 복합체를 제조할 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112007057812307-PAT00003
[반응식 2]
Figure 112007057812307-PAT00004
도 1에 상기 반응식에 의한 실세스퀴옥산/폴리우레탄 발포 복합체를 형성하는 과정을 나타낸 모식도가 도시되었다. 도 1을 참조하여 설명하면, 폴리실세스퀴옥산이 폴리올 및 메틸렌디이소시아네이트(MDI)와의 반응에 참여하여 실세스퀴옥산/폴리우레탄 형태의 변성 폴리우레탄을 생성한다. 이를 발포시켜서 실세스퀴옥산/폴리우레탄 발포 복합체를 얻는다.
상기 제조방법에서 상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 또는 폴리실세스퀴옥산을 혼합하는 속도는 1000 내지 10000 RPM이고, 혼합하는 시간은 1 내지 40초인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 상기 방법에 있어서 폴리실세스퀴옥산을 에틸 알코올(ethyl alcohol), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 아세톤(acetone), 테트라히드로퓨란(THF), 이소프로필에테 르(isopropyl ether), 실리콘(silicon)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용매에 용해시켜서 폴리올에 첨가할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상기 방법에 의하여 제조된 폴리우레탄 발포 복합체에 관한 것이다. 본 발명의 방법으로 제조한 폴리우레탄 발포 복합체는 바람직하게는 단열재로 사용한다. 특히 이들은 차음재 또는 냉장 기기를 단열시키는데 사용된다.
이하에서, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[실시예 1]
폴리우레탄 발포 복합체 제조
분자량 약 4000의 폴리에테르 폴리올(Basf사) 100 중량부에 대하여 아민촉매(Air Product사의 Poly Cat (PC)series) 5 중량부, 실리콘계 계면활성제(Gold Smith사의 surfactant B series) 10 중량부 및 시클로펜탄 발포제 40 중량부를 포함하는 프리믹스 폴리올에 테트라메틸 올소실리케이트를 프리믹스 폴리올 100중량부에 대하여 5 중량부 첨가하고 10초간 1000rpm으로 혼합한다. 이어서, 이소시아네이트를 프리믹스 폴리올 100 중량부에 대하여 150 중량부 첨가하여 2000 rpm으로 10초간 혼합한 후 몰드에 부어 폴리우레탄 발포 복합체를 제조한다.
실시예 1에 의하여 제조된 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체의 FESEM 사진이 도 2에 도시되었다. 도 2의 좌측 사진은 본 발명의 실시예 1에 의한 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체의 표면 사진으로 발포 복합체 표면이 균일함을 알 수 있고, 우측사진은 이의 단면 사진으로 셀 직경이 약 297um 이다. 도 3은 종래의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 발포 복합체의 FESEM 사진으로 도 3의 좌측 사진은, 폴리우레탄 발포 복합체만의 표면 사진이고, 우측사진은 이의 단면 사진으로 셀 직경이 약 442 um 이다. 따라서 도 3의 폴리우레탄 발포복합체와 비교하여 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체의 경우 표면이 균일하고, 셀 크기가 더 작아 열전도도가 감소하는 효과가 있음을 알 수 있다.
[실시예 2]
테트라메틸 올소실리케이트를 10 중량부 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[실시예 3]
테트라메틸 올소실리케이트를 15 중량부 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[실시예 4]
테트라메틸 올소실리케이트 5 중량부 대신 아미노프로필 트리메톡시실란을 15중량부 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[제조예 1]- 실세스퀴옥산 수지 합성
메틸트리메톡시실란 단량체 6g을 100ml 플라스크에 넣은 후 테트라히드로퓨란(THF) 11.5g을 준비하였다. 다른 용기에 물 7.2g및 염화수소 35%를 포함한 진한염산 0.42g을 섞은 용액을 준비하였다. 반응 시스템을 60℃로 유지하고 질소를 불어넣어주면서 준비된 실란 단량체와 테트라히드로퓨란을 섞었다. 용액을 교반하면서 물로 희석된 진한염산 용액을 4hr 동안 천천히 드롭핑(dropping)하였다. 반응이 완결된 후 침전물을 감압하여 필터링한 후, 용액을 분별깔대기에 옮겼다. 상기 용액에 무수 디에틸에테르 60ml를 넣고, 물 50ml로 4회 씻어서 존재하는 산을 제거하였다. 진공펌프로 수득된 맑은 용액의 휘발성 물질을 제거하여 중량 평균 분자량 4000인 흰 분말 형태의 폴리메틸실세스퀴옥산 중합체를 얻었다. 수득된 실세스퀴옥산의 실라놀 함량은 25%였다.
[실시예 5]
상기 제조예 1에서 합성된 실라놀 함량은 25%의 실세스퀴옥산 수지를 메틸이소부틸케톤에 녹여 15 중량부의 수지 용액을 만든다. 테트라메틸 올소실리케이트 5 중량부 대신 상기 실세스퀴옥산 수지 용액을 5 중량부 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[실시예 6]
실라놀 함량은 25%의 실세스퀴옥산 수지 용액을 10 중량부 첨가한 것을 제외하고 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[실시예 7]
테트라메틸 올소실리케이트 5 중량부와 실라놀 함량은 25%의 실세스퀴옥산 수지 용액 5 중량부를 동시에 첨가한 것을 제외하고 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
[비교예 1]
테트라메틸 올소실리케이트 또는 실세스퀴옥산 수지 용액을 첨가하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 발포 복합체를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1에서 수득된 폴리우레탄 발포 복합체의 열전도도 및 밀도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예1
열전도도 (kcal/mh℃) 0.0205 0.0206 0.0211 0.0137 0.0214 0.0212 0.0198 0.0226
밀도(kg/m3) 34.0 33.9 33.8 34.0 34.9 34.6 34.5 34.6
상기 열전도도는 열 흐름 기법(Heat flow technique)을 이용하여 20cm * 20cm * 2cm 크기의 우레탄 폼 샘플을 Netzsch HFM 436 series 열전도율 측정기의 두 가열판 사이에 두고 측정하였다. 이때 시료를 통과하는 열량은 보정된 열량 센서에 의해 측정되며, 측정을 5~6회 반복하여 열전도율을 측정한 뒤 이 값을 평균하였다. 상기 밀도는 제조된 폼의 부피와 질량을 측정하여 계산하였다.
상기 표1을 통해 확인되는 바와 같이 실란계 전구체 및/또는 실세스퀴옥산 이 폴리우레탄 발포 복합체에 첨가되면, 실란계 전구체 및/또는 실세스퀴옥산이 첨가되지 않은 폴리우레탄 발포 복합체와 비교하여 밀도는 거의 비슷한 수준으로 유지되면서 열전도도가 낮아짐을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 실세스퀴옥산/폴리우레탄 발포 복합체를 형성하는 과정을 나타내는 모식도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 실리케이트/폴리우레탄 발포 복합체의 표면 FESEM 사진(좌) 및 단면 FESEM 사진(우), 및
도 3은 종래의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 발포복합체의 표면 FESEM 사진(좌) 및 단면 FESEM 사진(우)이다.

Claims (27)

  1. 프리믹스 폴리올과 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물에 있어서, 상기 조성물이 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프리믹스 폴리올은 폴리올, 촉매, 계면활성제 및 발포제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 폴리올 100 중량부, 실란계 전구체 또는 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부, 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부, 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면 활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 폴리올 100 중량부, 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부, 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부, 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면 활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산의 조성비는 1:9 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 실란계 전구체는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
    [화학식 1]
    RmSi(OR)4-m
    상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 페닐기이고 m은 0 내지 3의 정수이다.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 실란계 전구체는 메틸트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane), 메틸트리에톡시 실란(methyl triethoxy silane), 메틸트리프로폭시 실란(methyl tripropoxy silane), 디메틸디메톡시 실란(dimethyl dimethoxy silane), 디메틸디에톡시 실란(dimethyl diethoxy silane), 디에톡시(3-글리시딜옥 시프로필)메틸 실란(diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methyl silane), 디에톡시메틸페닐 실란(diethoxymethylphenyl silane), 디에톡시메틸비닐 실란(diethoxymethylvinyl silane), 디페닐디에톡시 실란(diphenyldiethoxy silane), 디메틸디클로로 실란(dimethyldichloro silane), 디메틸 에톡시비닐실란(dimethylethoxyvinyl silane),　에틸트리메톡시 실란(ethyltrimethoxy silane), 에틸트리에톡시 실란(ethyltriethoxy silane), 메틸트리클로로 실란(methyltrichloro silane), 에틸트리클로로 실란(ethyltrichloro silane), 테트라에틸 올소실리케이트(tetraethyl orthosilicate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
    [화학식 2]
    [R-SiO1 .5]n
    상기 식에서,
    R은 탄소수 1 내지 3의 알킬(alkyl), 탄소수 1 내지 3의 알케닐(alkenyl), 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬(cycloalkyl), 탄소수 6 내지 15의 아릴(aryl), 탄소수 1 내지 3의 알카릴(alkaryl), 수소, 하이드록실(hydroxy)로 이루어진 군으로 부터 선택되는 1종이고, n은 3 내지 1000의 정수이다.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산의 중량평균 분자량은 500 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 실라놀 그룹을 5% 내지 40% 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리프로필렌글리콜 폴리올(Polypropylene glycol polyols), 아민 말단화된 폴리에테르 폴리올(Amine terminated polyether polyols), 폴리트리메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytrimethylene ether glycol polyol), 폴리트리메틸렌 에테르에스테르 글리콜 폴리올(Polytrimethylene ether ester glycol polyol), 폴리트리메틸렌-co-에틸렌 에테르글리콜 폴리올 (Polytrimethylene-co-ethylene ether glycol polyol), 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytetramethylene ether glycol polyol), 폴리에스테르 폴리올의 일종인 아디픽산(Adipic acid), 프탈릭 무수물(Phthalic anhydride), 테레프탈산 (Terephthalic acid) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate (MDI)), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate (TDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 조성물.
  13. 폴리올에 촉매, 계면활성제 및 발포제를 첨가하여 프리믹스 폴리올(Premixed polyol)을 제조하는 단계;
    상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 혼합하는 단계; 및
    상기 프리믹스 폴리올과 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상 의 혼합물에 이소시아네이트를 첨가 및 혼합하여 발포시키는 단계를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서, 폴리올 100 중량부, 실란계 전구체 또는 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부, 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부, 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면 활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서, 폴리올 100 중량부, 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 1 ~ 99 중량부, 이소시아네이트 101 ~ 150 중량부, 촉매 0.1 ~ 50 중량부, 계면 활성제 0.1 ~ 50 중량부 및 발포제 1 ~ 150 중량부를 포함하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산의 조성비는 1:9 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 실란계 전구체는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
    [화학식 1]
    RmSi(OR)4-m
    상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 페닐기이고 m은 0 내지 3의 정수이다.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 실란계 전구체는 메틸트리메톡시 실란(methyl trimethoxy silane), 메틸트리에톡시 실란(methyl triethoxy silane), 메틸트리프로폭시 실란(methyl tripropoxy silane), 디메틸디메톡시 실란(dimethyl dimethoxy silane), 디메틸디에톡시 실란(dimethyl diethoxy silane), 디에톡시(3-글리시딜옥시프로필)메틸 실란(diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methyl silane), 디에톡시메틸페닐 실란(diethoxymethylphenyl silane), 디에톡시메틸비닐 실란(diethoxymethylvinyl silane), 디페닐디에톡시 실란(diphenyldiethoxy silane), 디메틸디클로로 실란(dimethyldichloro silane), 디메틸 에톡시비닐실 란(dimethylethoxyvinyl silane),　에틸트리메톡시 실란(ethyltrimethoxy silane), 에틸트리에톡시 실란(ethyltriethoxy silane), 메틸트리클로로 실란(methyltrichloro silane), 에틸트리클로로 실란(ethyltrichloro silane), 테트라에틸 올소실리케이트(tetraethyl orthosilicate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
    [화학식 2]
    [R-SiO1 .5]n
    상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 3의 알킬(alkyl), 탄소수 1 내지 3의 알케닐(alkenyl), 탄소수 3 내지 10의 시클로 알킬(cyclo alkyl), 탄소수 6 내지 15의 아릴(aryl), 탄소수 1 내지 3의 알카릴(alkaryl), 수소, 하이드록실(hydroxyl)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고, n은 3 내지 1000의 정수이다.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산의 중량평균 분자량은 500 내지 1000인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산은 실라놀 그룹을 5% 내지 40% 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  22. 제 13항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리프로필렌글리콜 폴리올(Polypropylene glycol polyols), 아민 말단화된 폴리에테르 폴리올(Amine terminated polyether polyols), 폴리트리메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytrimethylene ether glycol polyol), 폴리트리메틸렌 에테르에스테르 글리콜 폴리올(Polytrimethylene ether ester glycol polyol), 폴리트리메틸렌-co-에틸렌 에테르글리콜 폴리올 (Polytrimethylene-co-ethylene ether glycol polyol),폴리테트라메틸렌 에테르글리콜 폴리올(Polytetramethylene ether glycol polyol), 폴리에스테르 폴리올의 일종인 아디픽산(Adipic acid), 프탈릭 무수물(Phthalic anhydride), 테레프탈산 (Terephthalic acid) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  23. 제 13항에 있어서, 상기 이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate (MDI)), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이 트(toluene diisocyanate (TDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate) 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  24. 제 13항에 있어서, 상기 방법이 상기 폴리실세스퀴옥산을 에틸 알코올(ethyl alcohol), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobtyl ketone), 아세톤(acetone), 테트라히드로퓨란(THF), 이소프로필에테르(isopropyl ether), 실리콘(silicon)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용매에 용해시켜서 폴리올에 첨가하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  25. 제 13항에 있어서, 상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및 폴리실세스 퀴옥산 중 1 종 이상을 혼합하는 속도는 1000 내지 10000 RPM인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  26. 제 13항에 있어서, 상기 프리믹스 폴리올에 실란계 전구체 및 폴리실세스퀴옥산 중 1 종 이상을 혼합하는 시간은 1 내지 40초인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 발포 복합체 제조방법.
  27. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항의 폴리우레탄 발포 복합체 조성물을 이용하여 제조된 폴리우레탄 발포 복합체.
KR1020070080030A 2007-08-09 2007-08-09 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법 KR20090015591A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070080030A KR20090015591A (ko) 2007-08-09 2007-08-09 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법
US12/050,607 US20090042999A1 (en) 2007-08-09 2008-03-18 Composition for polyurethane foam, polyurethane foam made from the composition, and method for preparing polyurethane foam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070080030A KR20090015591A (ko) 2007-08-09 2007-08-09 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090015591A true KR20090015591A (ko) 2009-02-12

Family

ID=40347144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070080030A KR20090015591A (ko) 2007-08-09 2007-08-09 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090042999A1 (ko)
KR (1) KR20090015591A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022466A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 삼성전자주식회사 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 사용하여 제조된 폴리우레탄 발포체
KR101465611B1 (ko) * 2014-06-25 2014-11-27 국방과학연구소 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 및 무기 난연제로 보강된 폴리우레탄 복합재
KR101533101B1 (ko) * 2013-09-24 2015-07-02 비봉산업 주식회사 발포 지수제의 제조방법
KR20170082000A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 주식회사 엘지생활건강 코팅 조성물
KR102007392B1 (ko) * 2018-04-27 2019-08-05 서용성 실리콘으로 개질된 폴리우레탄을 포함하는 수분산 수지 조성물 및 이의 제조방법
KR20220072083A (ko) 2020-11-24 2022-06-02 임창오 폴리우레탄 발포 복합체의 제조 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8063113B2 (en) * 2008-04-23 2011-11-22 Momentive Performance Materials Inc. Polyurethane foam-forming compositions containing polysilsesquioxane cell opening agents
JP5649774B2 (ja) * 2008-06-10 2015-01-07 株式会社ブリヂストン ウレタンフォームの製造方法およびトナー搬送ローラ
JP2011037988A (ja) * 2009-08-11 2011-02-24 Inoac Corp 低硬度な軟質ポリウレタン発泡体
DE102010062482A1 (de) * 2010-12-06 2012-06-06 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
WO2016127038A1 (en) * 2015-02-07 2016-08-11 Coolcomposites Inc. Thermal insulator with thermally-cyclable phase change material
US20170313806A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Honeywell International Inc. Stabilization of foam polyol premixes containing halogenated olefin blowing agents

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050477A (en) * 1959-10-13 1962-08-21 Gen Tire & Rubber Co Method of making polyurethane foam using an organic silane
US3887601A (en) * 1972-09-29 1975-06-03 Union Carbide Corp Organosilicone polymers
US4147847A (en) * 1973-11-14 1979-04-03 Dow Corning Corporation Method of preparing flexible flame retardant polyether based one-shot polyurethane foams and compositions therefore
US3980688A (en) * 1974-09-20 1976-09-14 Union Carbide Corporation Polysiloxane-polyoxyalkylene block copolymers
US4045381A (en) * 1975-12-29 1977-08-30 Union Carbide Corporation Organosilicone polymers
US4306035A (en) * 1980-05-30 1981-12-15 Union Carbide Corporation Use of alkoxysilicon compositions as foam stabilizers in high resilience polyurethane foams
US4581287A (en) * 1984-06-18 1986-04-08 Creative Products Resource Associates, Ltd. Composite reticulated foam-textile cleaning pad
US4855379A (en) * 1988-03-08 1989-08-08 Union Carbide Corporation Silicone surfactants containing cyclic siloxane pendants
US4839393A (en) * 1988-07-08 1989-06-13 Wm. T. Burnett & Co., Inc. Polyurethane foams containing organofunctional silanes
US5472987A (en) * 1991-06-25 1995-12-05 Osi Specialties, Inc. Surfactant composition for flexible polyurethane foam
US5093382A (en) * 1991-08-08 1992-03-03 Texaco Chemical Company Preparation of foams using polyfunctional organic acids
US5308882A (en) * 1993-09-07 1994-05-03 Texaco Chemical Company Preparation of polyurethane foam without a tertiary amine catalyst
US5432206A (en) * 1994-07-29 1995-07-11 Dow Corning Corporation Polyether silicone surfactants for the manufacture of urethane foams
FR2739389B1 (fr) * 1995-09-29 1997-12-19 Rhone Poulenc Chimie Composition organopolysiloxane pour mousse elastomere
KR100223377B1 (ko) * 1995-12-22 1999-10-15 마쉬 윌리엄 에프 가요성 폴리우레탄 포옴의 제조방법
JP3317353B2 (ja) * 1997-06-17 2002-08-26 コニシ株式会社 ウレタン系樹脂の製造方法及びウレタン系樹脂組成物
US6586501B1 (en) * 1999-01-20 2003-07-01 Cabot Corporation Aggregates having attached polymer groups and polymer foams
DE19907322A1 (de) * 1999-02-20 2000-08-24 Goldschmidt Ag Th Verwendung von organofunktionell modifizierten Polysiloxanen bei der Herstellung von Polyurethanschaum
JP3940546B2 (ja) * 1999-06-07 2007-07-04 株式会社東芝 パターン形成方法およびパターン形成材料
US7820761B2 (en) * 1999-08-04 2010-10-26 Hybrid Plastics, Inc. Metallized nanostructured chemicals as cure promoters
US7553904B2 (en) * 1999-08-04 2009-06-30 Hybrid Plastics, Inc. High use temperature nanocomposite resins
DE19957747A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-28 Goldschmidt Ag Th Verwendung von Siliconpolyether-Copolymeren bei der Herstellung von Polyurethan-Kaltschäumen
DE10022247A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-15 Basf Ag Polyurethan und dessen Verwendung zur Modifizierung rheologischer Eigenschaften
US6284908B1 (en) * 2000-09-25 2001-09-04 Sandia Corporation Method for making polysilsesquioxanes and organohydridosilanes
US7057000B2 (en) * 2000-12-22 2006-06-06 Bayer Materialscience Llc Two-component coating compositions containing silane adhesion promoters
DE10113980A1 (de) * 2001-03-22 2002-10-02 Consortium Elektrochem Ind Silanterminiertes Polydiorganosiloxan-Urethan-Copolymer
US7160929B1 (en) * 2002-02-13 2007-01-09 Wrigt Materials Research Co Nanocomposite and molecular-composite polymer foams and method for their production
DE10212658A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-16 Consortium Elektrochem Ind Siliconhaltige Schaumstoffe
US7067606B2 (en) * 2002-07-30 2006-06-27 University Of Connecticut Nonionic telechelic polymers incorporating polyhedral oligosilsesquioxane (POSS) and uses thereof
US7524914B2 (en) * 2002-10-11 2009-04-28 The University Of Connecticut Shape memory polymers based on semicrystalline thermoplastic polyurethanes bearing nanostructured hard segments
DE10331484A1 (de) * 2003-07-11 2005-03-03 Construction Research & Technology Gmbh Polyurethan-Polymer-Hybrid-Dispersion mit verbesserten Oberflächeneigenschaften, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
DE10338163A1 (de) * 2003-08-20 2005-03-10 Bayer Materialscience Ag Polyurethanschaum
EP1678234B1 (en) * 2003-10-10 2011-11-23 Dow Corning Corporation Urethane compositions containing carbinol-functional silicone resins
DE10349082A1 (de) * 2003-10-22 2005-05-25 Wacker-Chemie Gmbh Wässrige Polymerdispersionen
WO2005052019A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Polyurethanes
WO2005060671A2 (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Hybrid Plastics Llp Polyhedral oligomeric silsesquioxanes and metallized polyhedral oligomeric silsesquioxanes as coatings, composites and additives
US7211621B2 (en) * 2004-02-11 2007-05-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyurethaneurea resins with trialkoxysilane groups and processes for the production thereof
DE102004015430A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-20 Bayer Chemicals Ag Wässrige Polyurethandispersionen
NO322724B1 (no) * 2004-04-15 2006-12-04 Sinvent As Fremgangsmåte til fremstilling av polyforgrenet organisk/uorganisk hybridpolymer
US7105622B2 (en) * 2004-06-02 2006-09-12 The University Of Akron Hybrid polyurethanes
US20080027201A1 (en) * 2004-06-15 2008-01-31 Iskender Yilgor Segmented urea and siloxane copolymers and their preparation methods
US20060063014A1 (en) * 2004-07-12 2006-03-23 Debbie Forray Polyalkylsilsesquioxane-filled adhesive compositions and methods for use thereof
US20080081022A1 (en) * 2004-09-13 2008-04-03 L'oreal Poss Containing Cosmetic Compositions Having Improved Wear And/Or Pliability And Methods Of Making Improved Cosmetic Compositions
DE102005003299A1 (de) * 2005-01-24 2006-07-27 Goldschmidt Gmbh Nanopartikel für die Herstellung von Polyurethanschaum
US7705087B2 (en) * 2005-05-18 2010-04-27 Bayer Materialscience Llc Polyurethane/urea containing pendant alkoxysilane groups
US20070071700A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Anjali Abhimanyu Patil Cosmetic compositions containing silicone/organic copolymers
US7732554B2 (en) * 2006-09-21 2010-06-08 Momentive Performance Materials Inc. Process for preparing a curable silylated polyurethane resin
US7915353B2 (en) * 2007-02-02 2011-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Silica nanocomposite, method of preparing the silica nanocomposite, composite foam and method of preparing the composite foam
DE102007055703A1 (de) * 2007-12-04 2009-06-10 Wacker Chemie Ag Siliconhaltiger Polyurethanschaum
JP5694926B2 (ja) * 2008-06-20 2015-04-01 ヴィセラ・バイオメディカル・リミテッド 生体適合材料

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022466A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 삼성전자주식회사 폴리우레탄 발포체 조성물 및 이를 사용하여 제조된 폴리우레탄 발포체
KR101533101B1 (ko) * 2013-09-24 2015-07-02 비봉산업 주식회사 발포 지수제의 제조방법
KR101465611B1 (ko) * 2014-06-25 2014-11-27 국방과학연구소 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 및 무기 난연제로 보강된 폴리우레탄 복합재
KR20170082000A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 주식회사 엘지생활건강 코팅 조성물
KR102007392B1 (ko) * 2018-04-27 2019-08-05 서용성 실리콘으로 개질된 폴리우레탄을 포함하는 수분산 수지 조성물 및 이의 제조방법
KR20220072083A (ko) 2020-11-24 2022-06-02 임창오 폴리우레탄 발포 복합체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20090042999A1 (en) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090015591A (ko) 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법
JP3052282B2 (ja) ウレタンフォームを製造するためのポリエーテルシリコーン界面活性剤
CN101096425B (zh) 用于阻燃的硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫的有机硅稳定剂
US8623984B2 (en) Compositions containing polyether-polysiloxane copolymers
EP1544235B1 (en) Silicone surfactants for rigid polyurethane foam made with hydrocarbon blowing agents
JP5675351B2 (ja) 協調的な界面活性剤の組み合わせを含有するポリウレタン発泡体およびそれらを作製するプロセス
JPH05247163A (ja) ヒドロクロロフルオロカーボン類を用いて発泡させた硬質ポリウレタンフオームを製造するためのキヤツプされた界面活性剤の使用
EP2183301B1 (en) Silicone copolymer surfactants for use in polyurethane foams
JP5860709B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物および硬質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2011016854A (ja) 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物及び硬質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2006283039A (ja) シリコーンポリエーテル界面活性剤
KR20090061301A (ko) 실리카 나노복합체, 그 제조 방법, 복합폼 및 그 제조방법
KR101167138B1 (ko) 실리콘-함유 폼
KR19980086778A (ko) 제3 세대 발포제로 제조된 경질 폴리우레탄 포옴용 실리콘 계면활성제
TW200846382A (en) Method for producing hard polyurethane foam and hard polyurethane foam
US3420782A (en) Storage stable foam stabilizing agent for cellular polyurethane plastics
JP2007153989A (ja) 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物
CN109851843B (zh) 一种密度分布优良的软质聚氨酯泡沫
JP5462507B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物
JP3955119B2 (ja) 低密度高弾性ポリウレタンフォームの製造方法
WO2018225651A1 (ja) ポリウレタンフォーム製造用組成物、ポリウレタンフォーム、及び吸音部材
KR20090004329A (ko) 중공 입자를 포함하는 폴리머 발포 복합체 및 그 제조방법
JP2014133803A (ja) ポリウレタンフォームパネル
KR102419810B1 (ko) 폴리우레탄 발포 복합체의 제조 방법
WO2021131378A1 (ja) ポリエーテル－ポリシロキサンブロック共重合体組成物、整泡剤およびポリウレタン発泡体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid