KR20100066775A - Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof - Google Patents

Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20100066775A
KR20100066775A KR1020080125241A KR20080125241A KR20100066775A KR 20100066775 A KR20100066775 A KR 20100066775A KR 1020080125241 A KR1020080125241 A KR 1020080125241A KR 20080125241 A KR20080125241 A KR 20080125241A KR 20100066775 A KR20100066775 A KR 20100066775A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
airgel
polymer
aerogel
polymer resin
oxide
Prior art date
Application number
KR1020080125241A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김주성
문형랑
이근철
이한수
전정배
백경현
Original Assignee
제일모직주식회사
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 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020080125241A priority Critical patent/KR20100066775A/en
Publication of KR20100066775A publication Critical patent/KR20100066775A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/35Composite foams, i.e. continuous macromolecular foams containing discontinuous cellular particles or fragments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

PURPOSE: An aerogel-polymer resin complex is provided to obtain superior insulation performance and thermal storage property, to enable a user to easily handle the complex, and to improve miscibility with a polymer. CONSTITUTION: An aerogel-polymer resin complex(1) comprises anaerogel and a wet dispersing agent which are included in a polymer matrix. The content of the aerogel is 2-30 weight%. The aerogel(11) forms an aerogel particle within the polymer matrix(12). The average diameter of the aerogel particle is 50 nm ~ 100 micros. A method for manufacturing the aerogel-polymer resin complex comprises the following steps: preparing a suspension by uniformly mixing a monomer, wet dispersing agent, a polymerization initiator, the aerogel, a dispersing agent, and water; producing the aerogel-polymer resin complex by heating the suspension and performing polymerization; and forming an aerogel-polymer resin foam by inputting gas into the aerogel-polymer resin complex.

Description

에어로겔-폴리머 수지 발포체 및 그 제조 방법{Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof}Aerogel-polymer resin complex and method for preparing the same

도 1은 에어로겔 내부에 형성된 망목구조에 대한 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a network structure formed inside an airgel.

도 2a 및 도 2b는 폴리머 피복된 에어로겔에 대한 개략적인 모식도이다. 2A and 2B are schematic diagrams of a polymer coated airgel.

도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체 단면의 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram of the cross-section of the airgel-polymer resin foam according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 전자현미경 사진이다.Figure 4 is an electron micrograph of the airgel-polymer resin composite according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 전자현미경 사진이다.5 is an electron micrograph of an airgel-polymer resin composite according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 전자현미경 사진이다.6 is an electron micrograph of an airgel-polymer resin composite according to another embodiment of the present invention.

도 7은 습윤분산제를 사용하지 않고 제조된 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 전자현미경 사진이다.7 is an electron micrograph of an airgel-polymer resin composite prepared without using a wet dispersant.

도 8은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체에 대한 EDAX 분석 그래프 및 고 에너지(30eV)를 투여한 전자현미경 사진이다.8 is an EDAX analysis graph and an electron micrograph to which high energy (30 eV) is administered for an airgel-polymer resin composite according to another embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체에 대한 열전도도를 측정한 그래프를 도시한 것이다.Figure 9 shows a graph measuring the thermal conductivity of the airgel-polymer resin composite according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>

1 : 폴리머 피복된 에어로겔 11 : 에어로겔1: polymer coated airgel 11: airgel

12 : 폴리머 13 : 폴리머 함침층12 polymer 13 polymer impregnation layer

발명의 분야Field of invention

본 발명은 에어로겔-폴리머 수지 발포체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발포체에 고함량의 에어로겔을 발포체의 셀 벽에 함유하게 함으로써, 취급성이 용이하면서도 단열 성능 및 고분자와의 혼화성이 우수한 에어로겔-폴리머 수지 발포체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an airgel-polymer resin foam and a method for producing the same, and more particularly, by containing a high content of aerogel in the cell wall of the foam, so that the handleability is easy, but the heat insulating performance and compatibility with the polymer A good airgel-polymer resin foam and a method for producing the same.

발명의 배경Background of the Invention

일반적으로 발포성 폴리스티렌은 높은 강도, 경량성, 완충성, 방수성, 보온성이 우수하여 각종 가전, 농수산물, 공산품 등의 포장제 등에 사용되고 있으며, 특히 이러한 성질은 주택단열 소재로서 적합하여 국내 수요의 70%를 차지하고 있 다. 하지만 거주공간을 넓히고자 외벽의 슬림화를 위해 단열재의 두께를 계속 낮추고자 하는 소비자의 요구는 많다. 이에 부응하기 위하여 단열성능 향상은 더욱 중요시 되고 있다. 이를 해결하기 위하여 미국특허 제6,340,713호에서는 폴리스티렌에 흑연을 압출, 냉각, 분쇄, 파우더화한 뒤 발포제를 주입하여 흑연을 함유한 발포 폴리스티렌을 제조하여 열전도율을 저하시켰으며, 대한민국 특허 제703823호 에서는 폴리스티렌 포함된 펠렛 A에 탄소입자를 혼합한 조성물을 압출공정을 통해 펠렛 B를 제조하고 이 펠렛에 발포제를 주입하여 2 단법에 의한 발포성 폴리스티렌을 제조하여 단열성능의 개선가능성을 시사한 문헌도 있다. 하지만 개선된 단열성능은 미비하며 가소제로써 발포제 및 블로킹 방지제가 포함되어 있어 유리전이 온도가 낮아서 압출이 어렵게 되었으며, 첨가제의 분산 효율 저하, 발포제의 셀 불균일, 발포제 투입시 입자 붙음 현상을 초래하여 발포성 저하, 강도저하, 단열성능 저하 등의 문제점이 발생하게 된다.In general, foamed polystyrene has high strength, light weight, buffering capacity, waterproofness, and heat retention, and is used for various home appliances, agricultural and marine products, industrial products, and other packaging materials. Occupies. However, there are many demands of consumers to keep the thickness of insulation in order to make the outer wall slimmer in order to expand the living space. In order to cope with this, improvement of thermal insulation performance is becoming more important. In order to solve this problem, US Pat. No. 6,340,713 discloses expanded polystyrene containing graphite by extruding, cooling, pulverizing and powdering graphite in polystyrene, and injecting a blowing agent to reduce thermal conductivity. In Korean Patent No. 70823, polystyrene There is also a document suggesting the possibility of improving the thermal insulation performance by preparing a pellet B prepared by mixing the carbon particles in the pellet A included in the extrusion process and injecting a blowing agent into the pellets to produce a foamed polystyrene by a two-step method. However, the improved thermal insulation performance is inadequate and the plasticizer contains a foaming agent and an antiblocking agent, so that the glass transition temperature is low, so that extrusion is difficult, and the dispersion efficiency of the additive, the cell unevenness of the foaming agent, and the particle sticking phenomenon when the foaming agent is injected decrease the foamability. Problems such as lowering of strength and lowering of thermal insulation performance occur.

이에 본 발명자들은 에어로겔을 단열재에 도입하여 상기 문제점을 해결하면서 우수한 단열성능을 발현하는 물질 및 그 제조 방법을 발명하고자 한다. Accordingly, the present inventors intend to invent a material and a method for producing the same, which exhibit excellent heat insulating performance while solving the above problems by introducing an airgel into the heat insulating material.

본 발명의 목적은 단열 성능이 우수한 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an airgel-polymer resin foam having excellent thermal insulation performance.

본 발명의 다른 목적은 단열 성능이 우수하면서도, 고분자와의 혼화성이 향상될 수 있는 에어로겔-폴리머 수지 발포체을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an airgel-polymer resin foam which is excellent in thermal insulation performance and can be improved in compatibility with a polymer.

본 발명의 또 다른 목적은 단열 성능 및 고분자와의 혼화성이 우수한 에어로겔-폴리머 수지 발포체 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing an airgel-polymer resin foam having excellent thermal insulation performance and miscibility with a polymer.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

발명의 요약 Summary of the Invention

본 발명의 일 태양에서, 폴리머 매트릭스에 내포된 에어로겔 및 습윤분산제를 포함하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체로서, 상기 에어로겔의 함량은 2 내지 30 중량%이고, 상기 에어로겔이 상기 폴리머 매트릭스 내에서 에어로겔 입자를 형성하여 분포하고, 상기 에어로겔 입자의 평균 직경이 50㎚~100㎛인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 제공한다.In one aspect of the invention, an airgel-polymer resin composite comprising an airgel and a wet dispersant embedded in a polymer matrix, wherein the content of the airgel is 2 to 30% by weight, and the airgel forms airgel particles in the polymer matrix. It is distributed to provide an airgel-polymer resin composite, characterized in that the average diameter of the airgel particles is 50nm ~ 100㎛.

상기 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머의 구체적인 예는 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), MS 수지 등을 들 수 있다.Specific examples of the polymer forming the polymer matrix include polystyrene, polycarbonate, acrylobutadiene styrene copolymer (ABS), polypropylene, polyethylene, polymethyl methacrylate (PMMA), MS resin and the like.

상기 습윤분산제의 구체적인 예는 아크릴계 공중합체, 변성아크릴레이트 블록 공중합체, 안료친화그룹을 가진 블록공중합체 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.Specific examples of the wet dispersant may be an acrylic copolymer, a modified acrylate block copolymer, a block copolymer having a pigment affinity group, or a mixture of two or more thereof.

상기 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 열전도도는 0.14 내지 0.08 W/mK일 수 있다.The thermal conductivity of the airgel-polymer resin composite according to the present invention may be 0.14 to 0.08 W / mK.

본 발명의 다른 태양에서, 폴리머 매트릭스에 내포된 에어로겔 및 습윤분산제를 포함하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체로서, 상기 에어로겔의 함량은 2 내지 30 중량%이고, 상기 에어로겔이 상기 폴리머 매트릭스 내에서 에어로겔 입자를 형성하여 분포하고, 상기 에어로겔 입자의 평균 입경이 50㎚ ~ 100㎛이고, 상기 에어로겔이 상기 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 셀 벽에 존재하는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 제공한다.In another aspect of the invention, an airgel-polymer resin foam comprising an airgel embedded in a polymer matrix and a wet dispersant, wherein the airgel content is from 2 to 30% by weight, and the airgel forms airgel particles in the polymer matrix. And aerogel particles, wherein the average particle diameter of the airgel particles is 50 nm to 100 μm, and the airgel is present on the cell wall of the airgel-polymer resin foam.

상기 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 열전도도는 0.14 내지 0.08 W/mK일 수 있다.The thermal conductivity of the airgel-polymer resin foam according to the present invention may be 0.14 to 0.08 W / mK.

본 발명의 또 다른 태양에서, 모노머, 습윤분산제, 중합개시제, 에어로겔, 분산제 및 물을 균일하게 혼합하여 현탁액을 준비한 후; 상기 현탁액을 가열하여 중합을 수행하여 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 생성하고; 그리고 상기 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 가압 하에 가스를 투입하여 발포시켜 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 형성하는 단계를 포함하는 에에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, a monomer, a wet dispersant, a polymerization initiator, an aerogel, a dispersant, and water are uniformly mixed to prepare a suspension; Heating the suspension to effect polymerization to produce an aerogel-polymer resin composite; And it provides an airgel-polystyrene composite manufacturing method comprising the step of blowing the airgel-polymer resin composite under pressure to form an airgel-polymer resin foam.

바람직하게는, 중합시 현탁 액적의 크기를 500 내지 1000㎛으로 하여 중합을 수행한다.Preferably, the polymerization is carried out with a suspension droplet size of 500 to 1000 mu m.

바람직하게는, 상기 중합은 70 내지 90℃에서 개시한다.Preferably, the polymerization is initiated at 70 to 90 ° C.

바람직하게는, 상기 현탁액의 중합 전화율이 60% 내지 80%일 때 질소 가압 하에 펜탄 가스를 투입하여 발포시킨다.Preferably, when the polymerization conversion ratio of the suspension is 60% to 80%, pentane gas is introduced and foamed under nitrogen pressure.

이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다. Hereinafter, specific contents of the present invention will be described in detail below.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Invention

본 발명은 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%의 에어로겔을 폴리머 매트릭스에 내에 함유한 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 제공하는바, 이러한 에어로겔-폴리머 수지 복합체는 특히 에어로겔의 함유량이 높기 때문에 그만큼 단열 성능이 우수한 에어로겔의 특성을 반영될 수 있다.The present invention provides an airgel-polymer resin composite containing 2 to 30% by weight, preferably 2 to 10% by weight, of an aerogel in the polymer matrix, since the aerogel-polymer resin composite has a particularly high content of aerogel. The thermal insulation properties can be reflected the characteristics of the airgel excellent.

본 발명자들은 통상적으로 폴리머와 에어로겔 간에 혼화성이 떨어지기 때문에 원하는 함량의 에어로겔이 폴리머 매트릭스 내에 내포되도록 하기 위하여 연구한 결과, 중합단계 이전의 모노머와 에어로겔을 먼저 혼합한 다음 이를 중합하여 상기 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 제조하고, 또한 습윤분산제를 함유함으로써 고함량의 에어로겔이 내포된 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 제공할 수 있게 되었다.The present inventors have studied to ensure that the desired content of the airgel is contained in the polymer matrix because the compatibility between the polymer and the airgel is poor, firstly mixed the monomer and the airgel before the polymerization step and then polymerized it to the airgel-polymer The preparation of the resin composite and also the inclusion of a wet dispersant made it possible to provide an aerogel-polymer resin composite containing a high content of aerogel.

상기와 같이 제조하여 얻은 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체는 에어로겔 함량이 높을 뿐만 아니라, 에어로겔이 폴리머 매트릭스 내에 매우 고르게 분산되어 분포하게 된다. 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체에서 에어로겔은 어느 정도 뭉쳐지면서 덩어리를 형성하여 입자 상태로 존재하게 되는데, 이러한 에어로겔 입자가 폴리머 매트릭스 내에 고르게 분산될수록 입자의 평균 직경은 작아지게 되고, 단열 성능이 더욱 향상된다. 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체에서 에어로겔 입자 평균 직경은 약 50㎚~100㎛으로 형성될 수 있다.The aerogel-polymer resin composite according to the present invention obtained as described above has a high aerogel content, and the aerogel is dispersed in a polymer matrix very evenly. In the airgel-polymer resin composite according to the present invention, the airgel forms agglomerates to some extent to form agglomerates. The airgel particles are dispersed evenly in the polymer matrix, so that the average diameter of the particles becomes smaller, and the thermal insulation performance is more. Is improved. In the airgel-polymer resin composite according to the present invention, the airgel particle average diameter may be formed to about 50 nm to 100 μm.

상기 습윤분산제는 아크릴계 공중합체, 변성아크릴레이트 블록 공중합체, 안 료친화그룹을 가진 블록공중합체 등을 사용할 수 있고, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. 예를 들면, TiO2에 탁월한 효과가 있는 아크릴계 공중합체가 바람직하다. 또한 바람직하게는, BYK사 제품인 BYK-163 또는 BYK-2001이 바람직하다. 이와 같이 습윤분산제를 도입함으로써, 그 상용성이 더욱 증가될 수 있기 때문에, 에어로겔의 폴리머 매트릭스 내 덩어리화를 방지하고, 따라서 분산도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.The wet dispersant may be an acrylic copolymer, a modified acrylate block copolymer, a block copolymer having a pigment affinity group, or the like, or a mixture of two or more thereof. For example, an acrylic copolymer having an excellent effect on TiO 2 is preferable. Also preferably, BYK-163 or BYK-2001, manufactured by BYK Corporation, is preferable. By introducing the wet dispersant in this way, since the compatibility thereof can be further increased, it is possible to prevent agglomeration of the aerogel in the polymer matrix and thus to further improve the degree of dispersion.

본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체에서 사용되는 에어로겔은 특별히 한정되지 않으며, 공지된 형태의 것들이 사용될 수 있고, 유기계인 경우도 가능하다.The airgel used in the airgel-polymer resin composite according to the present invention is not particularly limited, and those in known forms may be used, and may be organic.

보다 구체적으로, 상기 에어로겔은 도1에 도시된 바와 같이 골격이 망목구조를 이루며, 내부에 공기를 90% 이상 함유한다. 구체예에서는 기공율이 80-99%, 바람직하게는 85-97%인 것이 사용될 수 있으며, 밀도가 0.001-0.5 g/cm3, 바람직하게는 0.005-0.35 g/cm3인 것이 사용될 수 있다. 또한 내부 표면적이 200-2000 m2/g, 바람직하게는 400-1800 m2/g 인 것이 사용될 수 있으며, 평균 기공 직경은 1-100 nm, 바람직하게는 10-70 nm 인 것이 사용될 수 있다. More specifically, the airgel has a skeletal network structure as shown in FIG. 1, and contains 90% or more of air therein. In embodiments, those having a porosity of 80-99%, preferably 85-97% may be used, and those having a density of 0.001-0.5 g / cm 3 and preferably 0.005-0.35 g / cm 3 may be used. It is also possible to use an inner surface area of 200-2000 m 2 / g, preferably 400-1800 m 2 / g, and an average pore diameter of 1-100 nm, preferably 10-70 nm.

상기 에어로겔의 평균입경은 50 ㎚∼100 ㎛이며, 바람직하게는 1 ㎛∼50 ㎛, 더 바람직하게는 10∼45 ㎛이다. 상기 에어로겔의 크기가 50 ㎚미만일 경우, 에어로겔 고유의 특성을 나타내는 기공이 입자마다 제대로 형성되기 어려울 뿐만 아니 라, 분산이 어려울 수 있다. 반면, 100 ㎛를 초과할 경우 최종제품의 기계적 물성을 저하시킬 수 있다.The average particle diameter of the airgel is 50 nm to 100 m, preferably 1 m to 50 m, and more preferably 10 to 45 m. If the size of the airgel is less than 50 nm, not only pores exhibiting unique characteristics of the airgel is difficult to form properly for each particle, it may be difficult to disperse. On the other hand, when it exceeds 100 ㎛ may reduce the mechanical properties of the final product.

또한 상기 에어로겔의 기공크기는 1∼100 ㎚ 이며, 바람직하게는 5∼60 ㎚, 더 바람직하게는 10∼50 ㎚이다. 이하에서, 에어로겔의 기공크기는 평균 기공 직경을 의미한다. 에어로겔의 기공크기가 1 ㎚ 미만일 경우 공기보다 골격이 차지하는 비율이 높아지면서 밀도 증가 및 골격에 의한 열전도가 증가될 수 있고, 100 ㎚ 를 초과할 경우 공기의 이론적 평균자유행로인 60 ㎚보다 기공크기가 커져서 공기의 대류를 저하시켜 단열효과 발현하는 에어로겔의 특성이 발휘되지 못할 수도 있다.In addition, the pore size of the airgel is 1 to 100 nm, preferably 5 to 60 nm, more preferably 10 to 50 nm. Hereinafter, the pore size of the aerogel means an average pore diameter. If the pore size of the airgel is less than 1 nm, the proportion of the skeleton occupies higher than the air may increase the density and thermal conductivity due to the skeleton, and if it exceeds 100 nm, the pore size is larger than 60 nm, the theoretical average free path of air The characteristics of the aerogels, which are increased and lower the convection of the air and exhibit an adiabatic effect, may not be exhibited.

상기 에어로겔의 기공 부피는 1∼10 ㎤/g이며, 바람직하게는 1.5∼7 ㎤/g, 더 바람직하게는 2∼4 ㎤/g이다. 기공 부피가 1 ㎤/g 미만일 경우 공기가 차지하는 공간이 너무 적으면서, 동시에 골격으로의 열전도경로가 우세해져서 단열효과가 저하될 수 있으며, 10 ㎤/g를 초과할 경우 기공이 너무 커서 공기의 대류에 의해 단열 효과가 저하될 수 있다.The pore volume of the airgel is 1 to 10 cm 3 / g, preferably 1.5 to 7 cm 3 / g, more preferably 2 to 4 cm 3 / g. If the pore volume is less than 1 cm 3 / g, the space occupied by the air is too small, and at the same time, the heat conduction path to the skeleton becomes predominant, and the thermal insulation effect may be lowered. By this, the thermal insulation effect can be lowered.

하나의 구체예에서는 상기 에어로겔은 평균입경이 0.05-100 ㎛이고, 기공 크기가 1-100 nm 이고, 기공부피가 1-10 cm3/g인 것이 사용될 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 에어로겔은 평균입경이 1-100 ㎛이고, 기공 크기가 5-60 nm 이고, 기공부피가 2-10 cm3/g인 것이 사용될 수 있다. 또 다른 구체예에서는 평균입경이 1-50 ㎛이고, 기공 크기가 5-60 nm 이고, 기공부피가 2-4 cm3/g인 것이 사용될 수 있다.In one embodiment, the airgel may have an average particle diameter of 0.05-100 μm, a pore size of 1-100 nm, and a pore volume of 1-10 cm 3 / g. In another embodiment, the airgel may have an average particle diameter of 1-100 μm, a pore size of 5-60 nm, and a pore volume of 2-10 cm 3 / g. In another embodiment, an average particle diameter of 1-50 μm, a pore size of 5-60 nm, and a pore volume of 2-4 cm 3 / g may be used.

상기 에어로겔의 골격 성분은 특별한 제한이 없다. 이하에서 사용된 "에어로 겔의 골격"은 에어로겔에서 공기성분을 제외한 부분을 의미한다. 예컨대, 상기 골격 성분으로 금속, 금속산화물 또는 이들의 조합이 사용될 수 있으며, 고분자와 같은 비금속 물질도 가능하다. 이중 바람직하게는 금속 산화물이다. 상기 금속 산화물로는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 산화마그네슘(MgO), 산화이트륨(Y2O3), 산화인듐(In2O3) 등과 알루미노실리케이트, 티타노실리케이트, ITO 등과 같이 이성분 이상의 금속성분이 혼합된 금속산화물 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다. 이중 바람직하게는 이산화규소이다. 본 발명의 다른 구체예에서는 상기 금속산화물 골격에 주석(Sn), 철(Fe), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 지르코늄(Zr), 칼슘(Ca), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 바륨(Ba), 이트륨(Y), 인(P) 등이 골격의 일부로 더 포함할 수 있다. 상기 원소는 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.The skeleton component of the airgel is not particularly limited. As used herein, the "skeletal of an air gel" refers to a portion of an aerogel excluding air components. For example, a metal, a metal oxide, or a combination thereof may be used as the skeleton component, and a nonmetallic material such as a polymer may be used. Among these, metal oxides are preferable. The metal oxide may be silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), calcium oxide (CaO), iron oxides (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ), and aluminosilicates, titanosilicates, ITO, etc. As such, a metal oxide in which two or more metal components are mixed may be used, but is not necessarily limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more thereof. Among these, silicon dioxide is preferable. In another embodiment of the present invention in the metal oxide skeleton tin (Sn), iron (Fe), zinc (Zn), magnesium (Mg), zirconium (Zr), calcium (Ca), silicon (Si), aluminum (Al ), Titanium (Ti), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), barium (Ba), yttrium (Y), phosphorus (P) may be further included as part of the skeleton. The above elements may be used alone or in combination of two or more thereof.

상기 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머는, 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (PMMA), MS 수지 등일 수 있다. 특히, 단열재용으로 널리 사용되는 폴리스티렌을 사용하는 것이 바람직하다.The polymer forming the polymer matrix may be, for example, polystyrene, polycarbonate, acrylobutadiene styrene copolymer (ABS), polypropylene, polyethylene (PMMA), MS resin, or the like. In particular, it is preferable to use polystyrene which is widely used for heat insulating materials.

또한, 상기 에어로겔은 그 표면의 전부 또는 일부가 상기 폴리머 매트릭스와 친화성을 갖는 열경화성 또는 열가소성 폴리머로 피복된 것을 사용할 수도 있다. 이와 같이 그 표면의 전부 또는 일부가 폴리머로 피복된 에어로겔에 관하여 본 발명자들에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제2008-95562호에 자세히 설명되어 있으며, 그 전문이 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.In addition, the aerogel may be used in which all or part of the surface is coated with a thermosetting or thermoplastic polymer having affinity with the polymer matrix. Thus all or part of its surface is described in detail in Korean Patent Application No. 2008-95562 filed by the present inventors with respect to an airgel coated with a polymer, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

이하, 상기 폴리머로 피복된 에어로겔에 관하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the airgel coated with the polymer will be described in more detail.

상기 에어로겔을 피복하는 폴리머는 열가소성 폴리머 또는 열경화성 폴리머가 사용될 수 있으며, 특별한 제한이 없다. 바람직하게는 상기 에어로겔 표면 및 상기 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 형성하는 폴리머 매트릭스와 친화성을 갖는 폴리머로 선택한다. 예컨대, 폴리스티렌, 고충격 폴리스티렌(HIPS), 고무변성 방향족비닐-시안화비닐 그라프트 공중합체, 방향족비닐-시안화비닐 공중합체, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트, 불소화폴리올레핀, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리우레탄, 불포화폴리에스테르, 페놀수지, 에폭시 수지 등이 모두 에어로겔을 피복하는 폴리머로서 적용될 수 있다. 일 구체예에서는 GPPS, sPS, HIPS, ABS, ASA, SAN, MSAN, MABS 등이 모두 사용될 수 있다. 상기 폴리에스테르로는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트 등이 모두 포함될 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀으로는 HDPE, LDPE, LLDPE 등이 포함되며, 어택틱, 신디오탁틱, 이소탁틱 등의 어느 구조도 사용될 수 있다. 이들 폴리머는 단독으로 적용될 수 있으며 또는 2종 이상의 혼합물로도 적용이 가능하다. The polymer covering the airgel may be a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer, and there is no particular limitation. Preferably, the polymer is selected as a polymer having affinity with the surface of the airgel and the polymer matrix forming the airgel-polymer resin composite. For example, polystyrene, high impact polystyrene (HIPS), rubber modified aromatic vinyl-vinyl cyanide graft copolymer, aromatic vinyl-vinyl cyanide copolymer, polyolefin, polyamide, poly (meth) acrylate, polyester, polyvinyl chloride, Polycarbonates, fluorinated polyolefins, polyphenylene oxides, polyphenylene sulfides, polyurethanes, unsaturated polyesters, phenolic resins, epoxy resins and the like can all be applied as polymers covering the aerogels. In one embodiment, GPPS, sPS, HIPS, ABS, ASA, SAN, MSAN, MABS, etc. may all be used. The polyester may include both polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and the like. In addition, the polyolefin may include HDPE, LDPE, LLDPE, and the like, and any structure such as atactic, syndiotactic, and isotactic may be used. These polymers may be applied alone or in a mixture of two or more thereof.

다른 구체예에서는 상기 에어로겔을 피복하는 폴리머(이하, '피복 폴리머'로 지칭함)의 중량평균분자량은 1,000∼10,000,000 g/mol, 바람직하게는 10,000∼ 5,000,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 50,000∼3,000,000 g/mol, 가장 바람직하게는 100,000∼1,000,000 g/mol를 갖는다. 폴리머(B)의 분자량이 너무 작으면 에어로겔 기공 내부로 폴리머가 침투하여 기공을 막을 수 있고, 그로 인해 단열효과가 저하될 수 있다. 분자량이 너무 크면 용매에 잘 용해되지 않아 공정상 어려움이 발생할 수 있다. 또 다른 구체예에서는 기공크기와 피복 폴리머의 Radius of gyration를 비교하여 적절한 분자량을 가지는 고분자로 피복한다. 바람직하게는, 10∼60 ℃에서 Rg(피복 폴리머의 radius of gyration)>Rp(에어로겔 기공크기)을 만족한다. 상기 Rg은 피복 폴리머의 중량평균분자량, 용매 및 측정 온도에 따라 다르며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 산출될 수 있다. 예컨대, 10∼60 ℃에서 피복 폴리머를 유기용매에 용해시켰을 때 폴리머의 중량평균분자량으로부터 산출된 Rg 값이 Rp 보다는 커야만 폴리머가 에어로겔 기공에 침투하지 않고 우수한 에어로겔의 저열전도도를 유지할 수 있는 것이다. 상기 유기용매로는 통상 아세톤, 메틸에틸케톤, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 시클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 메틸렌클로라이드, 메탄올, 에탈올, n-프로판올, 이소-프로판올, DMF, DMSO 등이 사용될 수 있다. 또 다른 구체예에서는 피복 폴리머가 폴리스티렌인 경우, 상기 Rg는 Rg=0.0285 PM0.5(PM은 피복 폴리머의 중량평균분자량, 35℃, 사이클로헥산 용매 기준)에 의해 얻을 수 있으며, Rg>Rp을 만족한다. In another embodiment, the weight average molecular weight of the polymer coating the airgel (hereinafter referred to as 'coating polymer') is 1,000 to 10,000,000 g / mol, preferably 10,000 to 5,000,000 g / mol, more preferably 50,000 to 3,000,000 g / mol, most preferably 100,000 to 1,000,000 g / mol. If the molecular weight of the polymer (B) is too small, the polymer can penetrate into the airgel pores to block the pores, thereby lowering the thermal insulation effect. If the molecular weight is too large, it does not dissolve well in the solvent may cause difficulties in the process. In another embodiment, the pore size and the Radius of gyration of the coating polymer are compared and coated with a polymer having an appropriate molecular weight. Preferably, Rg (radius of gyration of coating polymer)> Rp (aerogel pore size) is satisfied at 10 to 60 ° C. The Rg depends on the weight average molecular weight of the coating polymer, the solvent and the measurement temperature, and can be easily calculated by those skilled in the art. For example, when the coating polymer is dissolved in an organic solvent at 10 to 60 ° C., the Rg value calculated from the weight average molecular weight of the polymer must be greater than Rp so that the polymer does not penetrate the airgel pores and can maintain excellent thermal conductivity of the airgel. As the organic solvent, acetone, methyl ethyl ketone, n-pentane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane, tetrahydrofuran, methylene chloride, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, DMF, DMSO And the like can be used. In another embodiment, when the coating polymer is polystyrene, Rg is obtained by Rg = 0.0285 PM0.5 (PM is based on the weight average molecular weight of the coating polymer, 35 ° C, and cyclohexane solvent), and satisfies Rg> Rp. do.

상기 본 발명의 폴리머 피복된 에어로겔은 에어로겔 및 상기 에어로겔 표면의 전부 또는 일부를 피복하는 피복 폴리머를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 "피복"은 코팅, 캡슐화, 표면 흡착, 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.The polymer coated airgel of the present invention comprises an airgel and a coating polymer covering all or part of the airgel surface. The "coat" of the present invention may be formed by methods such as coating, encapsulation, surface adsorption, vapor deposition, and the like.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 폴리머 피복된 에어로겔에 대한 개략적인 모식도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명의 폴리머 피복된 에어로겔(1)은 에어로겔(11) 표면에 폴리머(12)가 피복되어 있는 구조를 갖는다. 상기 폴리머는 도 2a에 도시된 바와 같이 에어로겔(11) 표면 전부를 피복할 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았지만 일부만 피복될 수 있다. 상기 에어로겔과 폴리머는 물리적 또는 화학적으로 결합되어 있다. 구체예에서는 상기 에어로겔(11)은 외부 표면적의 1 내지 100 %, 바람직하게는 50 내지 100 %, 더 바람직하게는 75 내지 100 %, 가장 바람직하게는 85 내지 100 %가 폴리머(12)로 피복될 수 있다. 여기에서 상기 외부 표면적은 에어로겔의 기공이 없다고 가정한 입자의 겉보기면적을 의미한다. 피복된 폴리머(12)의 두께는 0.5nm∼5㎛ 이 바람직하며, 더 바람직하게는 0.5∼500 nm이다. 2A and 2B are schematic diagrams of a polymer coated airgel according to the present invention. As shown in FIG. 2A, the polymer-coated airgel 1 of the present invention has a structure in which the polymer 12 is coated on the surface of the airgel 11. The polymer may cover the entire surface of the airgel 11 as shown in FIG. 2A and may be partially covered, although not shown in the figure. The airgel and the polymer are physically or chemically bound. In an embodiment the airgel 11 may be coated with polymer 12 in a range of 1 to 100%, preferably 50 to 100%, more preferably 75 to 100% and most preferably 85 to 100% of the outer surface area. Can be. Here, the outer surface area means the apparent area of the particles, assuming that there are no pores of the airgel. The thickness of the coated polymer 12 is preferably 0.5 nm to 5 mu m, more preferably 0.5 to 500 nm.

본 발명에서 사용할 수 있는 폴리머 피복된 에어로겔은 피복 폴리머 종류 및 피복량, 에어로겔 기공 크기, 함량 및 종류 등을 조절함으로써 단열 효과를 조절할 수 있다.The polymer-coated airgel that can be used in the present invention can control the thermal insulation effect by controlling the type and amount of coating polymer, the airgel pore size, content and type.

상기 폴리머 피복된 에어로겔은 에어로겔 50∼99.9 중량% 및 피복 폴리머 0.1∼50중량%일 수 있다. 바람직하게는 에어로겔 75∼99 중량% 및 피복 폴리머 1∼25중량%이며, 더 바람직하게는 에어로겔 77∼95 중량% 및 피복 폴리머 5∼23중량%이다.The polymer coated airgel may be 50 to 99.9 wt% of the airgel and 0.1 to 50 wt% of the coated polymer. Preferably it is 75 to 99 weight% of airgel and 1 to 25 weight% of coating polymer, More preferably, it is 77 to 95 weight% of aerogel and 5 to 23 weight% of coating polymer.

또 다른 구체예에서는 상기 에어로겔은 유기적으로 표면개질된 것이 사용될 수 있다. 즉, 에어로겔을 피복 폴리머로 피복하기 전에 에어로겔 표면을 표면개질 제에 의해 표면처리하여 사용할 수 있다. 상기 표면처리제로는 통상의 커플링제가 사용될 수 있으며, 실란, 실록산 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 또 다른 구체예에서는 골격 성분이 이산화규소인 에어로겔의 히드록시기와 반응이 가능하도록 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기 또는 할로겐기와 같은 반응성기를 갖는 표면개질제가 사용될 수 있다. 상기와 같은 반응성기를 갖는 표면개질제의 다른 말단은 C1∼C20의 알킬기, 페닐기, C1∼C20의 페닐알킬기, 비닐기, 메타크릴기, 에폭시기, 실록산기, C1∼C20의 아미노알킬기 또는 C1∼C20의 티올알킬기를 가질 수 있다.In another embodiment, the airgel may be organically surface-modified. That is, the surface of the airgel may be surface treated with a surface modifier before the airgel is coated with the coating polymer. Conventional coupling agents may be used as the surface treating agent, and silane, siloxane, and mixtures thereof are preferable. In another embodiment, a surface modifier having a reactive group such as a methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group or halogen group may be used so that the skeleton component can react with the hydroxyl group of the airgel of silicon dioxide. The other end of the surface modifier having a reactive group as described above is C 1 -C 20 alkyl group, phenyl group, C 1 -C 20 phenylalkyl group, vinyl group, methacryl group, epoxy group, siloxane group, C 1 -C 20 amino It may have an alkyl group or a C 1 to C 20 thiolalkyl group.

본 발명에 따른 또 다른 구체예에서, 열전도도는 0.14 내지 0.08 W/mK인 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 제공할 수 있다.In another embodiment according to the present invention, it is possible to provide an aerogel-polymer resin composite having a thermal conductivity of 0.14 to 0.08 W / mK.

본 발명은 상기 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 발포시켜 얻을 수 있는 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 제공하는바, 상기 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 에어로겔의 함량은 2 내지 30 중량%이고, 상기 에어로겔이 상기 폴리머 매트릭스 내에서 에어로겔 입자를 형성하여 분포하고, 상기 에어로겔 입자의 평균 입경이 50㎚~100㎛이다. 특히, 상기 에어로겔은 상기 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 셀 벽에 존재하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an airgel-polymer resin foam obtained by foaming the airgel-polymer resin composite according to the present invention, wherein the airgel content of the airgel-polymer resin foam is 2 to 30% by weight, and the airgel is Airgel particles are formed and distributed in the polymer matrix, and the average particle diameter of the airgel particles is 50 nm to 100 μm. In particular, the airgel is characterized in that it is present in the cell wall of the airgel-polymer resin foam.

도 3은 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체 단면의 모식도이다. 에어로겔과 폴리머를 단순히 물리적으로 혼합하여 제조할 경우 에어로겔을 고함량 투입하지 못할 뿐더러, 에어로겔 자체의 특성인 부피가 크고 밀도가 낮아 공정 조절 이 어렵고 제품화시킨 후 필요한 용도에 따라 재단시 에어로겔이 빠져나와 공기 중에 날리게 되는 등의 많은 문제점을 야기시킬 수 있다. 반면, 도 3에서 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체는 발포체 셀 공극에 에어로겔이 존재하지 않고 셀의 벽에 존재하도록 한 것이므로, 단열재를 제조할 때 뿐 아니라 단열재를 완성한 후 사용하기에도 용이하고, 또한 고 함량의 에어로겔 함유가 가능하므로, 단열 성능이 향상된다. 이를 위하여 발포체를 형성하기 위한 폴리머 중합 초기부터 에어로겔을 투입하고, 이때 무기물인 에어로겔과 발포체의 유기물 시스템의 특성상 상용성이 떨어지게 되며 이에 중합안정성을 확보하기가 매우 복잡하여 원하는 셀의 크기 및 현탁안정성을 확보가기가 어려운 문제점이 있다. 이에 현탁안정성을 확보하고자 습윤분산제를 도입하였다.3 is a schematic view of the cross-section of the airgel-polymer resin foam according to the present invention. If the aerogel and the polymer are simply physically mixed, the aerogel cannot be added, and the airgel itself has a large volume and a low density, which makes it difficult to control the process. It can cause many problems such as flying in the air. On the other hand, the airgel-polymer resin foam according to the present invention as shown in Figure 3 is to be present in the wall of the cell without the airgel in the foam cell voids, not only when manufacturing the heat insulating material but also used after completing the heat insulating material Since it is easy and can contain a high content of aerogel, heat insulation performance is improved. To this end, aerogels are introduced from the initial stage of polymer polymerization to form a foam. At this time, compatibility of inorganic aerogels and organic materials of the foams is poor, and the compatibility of the polymers is very complicated to secure polymerization stability. There is a problem that is difficult to secure. In order to secure suspension stability, wetting agents were introduced.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 열전도도는 0.14 내지 0.08 W/mK일 수 있다.In one embodiment, the thermal conductivity of the airgel-polymer resin foam according to the present invention may be 0.14 to 0.08 W / mK.

본 발명은, 또한, 에어로겔-폴리머 수지 발포체 제조 방법을 제공하는바, 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체 제조 방법에 의하여, 전술한 본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 제조할 수 있다.The present invention also provides a method for producing an airgel-polymer resin foam, by which the airgel-polymer resin foam according to the present invention can be produced by the method for producing an airgel-polymer resin foam.

본 발명에 따른 에어로겔-폴리머 수지 발포체 제조 방법은 먼저, 모노머, 습윤분산제, 중합개시제, 에어로겔, 분산제 및 물을 균일하게 혼합하여 현탁액을 준비한 후; 상기 현탁액을 가열하여 중합을 수행하여 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 억고; 상기 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 가압 하에 가스를 투입하여 발포시켜 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 형성하는 단계를 포함한다.Airgel-polymer resin foam production method according to the present invention, first, to prepare a suspension by uniformly mixing a monomer, a wet dispersant, a polymerization initiator, aerogel, a dispersant and water; Heating the suspension to effect polymerization to inhibit the aerogel-polymer resin composite; The airgel-polymer resin composite is injected by blowing gas under pressure to form an airgel-polymer resin foam.

열전도율이 현저히 낮은 물성을 지닌 에어로겔을 발포 폴리머에 적용하는 본 발명은 폴리머 중합초기, 즉, 모노머에 에어로겔을 고르게 분산하여 현탁 분산매에 존재하지 않고 단지 모노머 액적(drop) 내부에 존재하도록 한다. 이는 중합후 에어로겔이 셀의 기공(pore)에 존재하지 않고 셀의 벽에 존재하여 전체 발포체의 공기 함유량을 늘려 단열성능을 향상하고자 하였으며 셀 내부에 존재하므로 발포 후 발포체 자체를 사용할 때 그 취급이 용이하며, 에어로겔 파우더의 고른 분산을 유도하고자 한다. 이를 위하여 유무기 하이브리드 시스템에서의 중합안정성이 필요하게 되는데 일반적으로 무기물만 투입하여 중합할 시 유기 무기상의 상용성의 저하로 액상 안정성이 현저하게 떨어지게 되는 중요한 문제점이 있을 수 있는데, 이를 해결하기 위해서는 현탁 중합 초기 현탁 용액 내에서의 모노머 액적 크기 제어가, 추후 발포 후 셀의 크기를 결정짓는 중요한 요소가 될 수 있다.The present invention in which an aerogel having physical properties of significantly lower thermal conductivity is applied to a foamed polymer, the polymer is initially dispersed, that is, the aerogel is uniformly dispersed in the monomer so that the aerogel is not present in the suspension dispersion medium but only inside the monomer drop. This is because airgel does not exist in the pores of the cell after polymerization and it is on the wall of the cell to increase the air content of the entire foam to improve the thermal insulation performance, and because it exists inside the cell, it is easy to handle when using the foam itself after foaming. And, to induce even dispersion of the airgel powder. For this purpose, polymerization stability is required in the organic-inorganic hybrid system. In general, there may be an important problem that the liquid phase stability is significantly lowered due to a decrease in the compatibility of the organic inorganic phase when polymerization is carried out with only inorganic materials. Monomer droplet size control in the initial suspension solution can be an important factor in determining the size of the cell after foaming later.

이러한 유무기 하이브리드 시스템을 본 발명에 적용하기 위하여 습윤분산제를 도입하여 충전제와 수지 용액 사이의 접촉각을 낮추어 유무기 상용성을 증가시킬 수 있고, 초기 현탁안정성을 도모하기 위하여 현탁 액적 크기를, 바람직하게는 500 ~ 1000 ㎛로 유지시킨다. 예를 들어, 이와 같이 현탁 액적 크기를 자유롭게 조절하고 분산액을 원할히 제조할 수 있는 호모믹식(homomixing)기를 사용할 수 있다. 특히 호모믹싱의 시간과 속도조절을 통하여 입도분포 및 입경을 제어할 수 있다. In order to apply the organic-inorganic hybrid system to the present invention, by introducing a wet dispersant, the contact angle between the filler and the resin solution can be lowered to increase the organic-inorganic compatibility, and the suspension droplet size is preferably increased in order to achieve initial suspension stability. Is maintained at 500 to 1000 µm. For example, a homomixing machine capable of freely adjusting the suspension droplet size and producing a dispersion liquid can be used. Particularly, the particle size distribution and particle size can be controlled by controlling the time and speed of homomixing.

바람직하기로는 BATCH TYPE의 PRIMIX사의 T.K. HOMO MIXER HOMO MIXER가 적당하다. 발포체의 특성상 발포 후 셀의 크기를 제어하기 위하여 초기 중합시 적정 모노머 액적 크기를 조절할 필요가 있다. 바람직하기로는 크기는 500 ~ 1000 ㎛ 가 적당하며 중합 후, 발포 전 크기도 500 ~ 1000 ㎛ 바람직하다. 만약 이 크기보다 작으면 액적 자체의 비표면적이 증대하여 각각의 액적에 에어로겔을 내포하기에는 한계가 있어 중합 안정성이 약하여 현탁중합 자체가 불가능한 환경으로 이끌어진다. 반대로 drop 크기가 1000 ㎛ 보다 클 경우에는 중합 후 형성된 입자가 너무 커서 셀 공극사이에 에어로겔 파우더가 빠져나오는 문제가 발생하며, 2500 ㎛이상일 경우에는 현탁안정성이 불안전하게 되어 중합이 불가능한 환경이 되는 문제점이 있다. 이 최적 크기는 모노머 액적 내부에 에어로겔을 함유하기에도 적정하며, 안정한 현탁액을 유지하기에도 바람직하다. 이렇게 만들어진 현탁 액적을 그대로 aggregate 또는 coagulation 없이 중합하기 위하여 이온성 TCJ 같은 분산보조제를 사용하는 것이 바람직하며, 중합개시 온도도 약 70 내지 90℃, 바람직하게는 약 80 내지 90℃로 고온으로 중합하여 초기 액적의 고형화를 이끄는 것이 바람직하다. Preferably T.K. PRIMIX company of BATCH TYPE. HOMO MIXER HOMO MIXER is suitable. Due to the nature of the foam, it is necessary to adjust the appropriate monomer droplet size during the initial polymerization in order to control the size of the cell after foaming. Preferably, the size is 500-1000 μm, and the size is preferably 500-1000 μm after the polymerization and before foaming. If it is smaller than this size, the specific surface area of the droplets itself is increased and there is a limit to embedding the aerogel in each droplet. Therefore, the polymerization stability is weak, leading to an environment where suspension polymerization itself is impossible. On the contrary, if the drop size is larger than 1000 μm, the particles formed after the polymerization are too large to cause airgel powder to escape between the cell pores. If the drop size is more than 2500 μm, the suspension stability becomes unstable and the environment becomes impossible. have. This optimum size is also suitable for containing an airgel inside the monomer droplets, and is also desirable for maintaining a stable suspension. In order to polymerize the suspension droplets thus prepared without aggregate or coagulation, it is preferable to use a dispersing aid such as ionic TCJ, and the polymerization start temperature is about 70 to 90 ° C., preferably about 80 to 90 ° C. It is desirable to lead to solidification of the droplets.

이 때 공극을 함유한 에어로겔 파우더가 모노머에 함침하게 되면 에어로겔 고유의 공극을 일부 잃게 될 수 있으므로, 이를 보다 유효하게 방지하기 위하여 이는 에어로겔 파우더 자체의 공극을 보호가 필요하게 되는데, 이를 위하여 전술한 바와 같이 대한민국 특허출원 제2008-95562호에 설명된 피복된 에어로겔을 사용함으로써 중합중 에어로겔 자체의 공극을 보호할 수 있다. 이 경우 전술한 바와 같이 전체 공극양이 극대화되기 때문에 단열성능이 더욱 향상된다.At this time, if the airgel powder containing the air impregnated in the monomer may lose some of the airgel inherent pores, in order to prevent this more effectively, it is necessary to protect the pores of the airgel powder itself, as described above Likewise, by using the coated airgel described in Korean Patent Application No. 2008-95562, it is possible to protect the pores of the airgel itself during polymerization. In this case, since the total amount of voids is maximized as described above, the thermal insulation performance is further improved.

바람직하게는, 상기 현탁액의 중합 전화율이 60 내지 80%일 때 질소 가압 하에 펜탄 가스를 투입하여 발포시킨다. 상기 현탁액의 중합 전화율이 60% 미만일 때 발포 단계를 수행하면 잔류 모노머와 올리고머들의 응집되는 문제점이 발생할 수 있고, 중합 전화율이 80% 초과하여 가스함침 단계를 수행하면 가스 표면함침이 제대로 이루어 지지 않아 비발포되는 문제점이 발생할 수 있다.Preferably, when the polymerization conversion ratio of the suspension is 60 to 80%, pentane gas is introduced and foamed under nitrogen pressure. When the foaming step is performed when the polymerization conversion rate of the suspension is less than 60%, the aggregation of residual monomers and oligomers may occur, and when the gas impregnation step is performed when the polymerization conversion rate is more than 80%, gas surface impregnation may not be performed properly. Problems with foaming may occur.

상기 가스 함침 단계에서 가압은 10~12 kgf/㎠ 에서 수행되는 것이 바람직하다. Pressurization in the gas impregnation step is preferably carried out at 10 ~ 12 kgf / ㎠.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be further illustrated by the following examples, which are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit or limit the scope of the present invention.

실시예Example

하기 표 1에 나타난 레시피에 따라 초기 코팅 또는 순수 에어로겔 파우더를 습윤분산제 및 개시제와 함께 모노머에 분산하여 solid 영역의 용액을 만들었다. 분산제와 물을 혼합하여 분산액을 만든 후 여기에 solid 용액을 첨가하여 rpm 및 시간(표 1 참조)에 따라 호모믹싱(homomixing)하여 현탁액의 액적 크기를 결정한 후 90℃의 온도를 가하여 중합을 행한 후 중합전환율이 65% 수준 3시간 반응 후 질소로 가압하였다. 이 가압상황에서 펜탄 가스를 30분 동안 첨가한 후 750분 동안 가압 유지하여 반응을 종결하였다.According to the recipe shown in Table 1 below, the initial coating or pure airgel powder was dispersed in the monomer together with the wet dispersant and the initiator to make a solution of the solid region. After mixing the dispersant and water to make a dispersion, add a solid solution to the homomixing according to rpm and time (see Table 1) to determine the droplet size of the suspension, and then subjected to polymerization by adding a temperature of 90 ℃ The polymerization conversion rate was 65% and pressurized with nitrogen after 3 hours of reaction. In this pressurized condition, pentane gas was added for 30 minutes and then pressurized for 750 minutes to terminate the reaction.

Figure 112008085025417-PAT00001
Figure 112008085025417-PAT00001

- DMW : 2차 정제수DMW: 2nd purified water

- TCP(tricalcium phosphate), PVA (polyvinylalchol) → 시그마 알드리치-Tricalcium phosphate (TCP), polyvinylalchol (PVA) → sigma aldrich

- BPO(benzoyl peroxide) → 시그마 알드리치BPO (benzoyl peroxide) → Sigma Aldrich

- BYK-163, BYK-2001 → BYK사-BYK-163, BYK-2001 → BYK

- 에어로겔: 평균기공직경은 10~20 nm이며, 평균입자크기 8 ㎛인 Cabot사의 분말 (제품명:TDL-201)-Aerogel: Cabot powder with an average pore diameter of 10-20 nm and an average particle size of 8 µm (product name: TDL-201)

- 피복된 에어로겔은 하기와 같이 제조하여 사용하였다.The coated airgel was prepared and used as follows.

피복용 폴리머로서, 범용 폴리스티렌(제품명: HF-2660S, 제일모직) 10 중량부를 아세톤에 충분히 용해시키고(아세톤 : 범용 폴리스티렌 = 500 : 1), 에어로겔 분말(평균기공직경은 10~20 nm, 평균입자크기 8 ㎛, Cabot사, 제품명:TDL-201) 90 중량부를 투입하여 충분히 혼합한 후, 30℃ 오븐에서 24시간 동안 방치한 다음, 상기의 피복된 에어로겔 입자를 여과하고 세척하여 용매 제거하고, 80 ℃에서 건조하여 얻은 분말을 사용하였다.As a coating polymer, 10 parts by weight of general-purpose polystyrene (product name: HF-2660S, Cheil Industries) is sufficiently dissolved in acetone (acetone: general-purpose polystyrene = 500: 1), and airgel powder (average pore diameter is 10 to 20 nm, average particle size). Size 8 μm, Cabot, product name: TDL-201), 90 parts by weight of the mixture was sufficiently mixed and left for 24 hours in an oven at 30 ° C., and then the coated airgel particles were filtered and washed to remove solvent. Powder obtained by drying at &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

도 4는 실시예 1에 따라 제조된 순수 에어로겔 파우더를 함유한 가스 함침 직전의 EPS(발포스티렌) 비드의 전자현미경 사진이다.FIG. 4 is an electron micrograph of EPS (Valfostyrene) beads immediately before gas impregnation containing pure airgel powder prepared according to Example 1. FIG.

도 5는 실시예 2에 따라 제조된 피복된 에어로겔 파우더를 함유한 가스 함침 직전의 EPS 비드의 전자현미경 사진이다.5 is an electron micrograph of EPS beads immediately before gas impregnation containing coated airgel powder prepared according to Example 2. FIG.

도 6은 실시예 3에 따라 제조된 피복된 에어로겔 파우더를 함유한 가스 함침 직전의 EPS 비드의 전자현미경 사진이다.6 is an electron micrograph of EPS beads immediately prior to gas impregnation containing coated airgel powder prepared according to Example 3. FIG.

도 4 내지 6으로부터 안정한 에어로겔을 내포한 PS입자를 얻을 수 있음을 확인하였다. 4 to 6 it was confirmed that the PS particles containing a stable airgel can be obtained.

도 7은 비교예 2에 따라 제조된, 습윤분산제 사용없이 에어로겔 파우더를 함유한 가스 함침 직전의 EPS 비드의 전자현미경사진이다. 습윤분산제를 사용하지 않았기 때문에 입자들의 안정성이 없어 벌크 중합품과 유사한 플레이크(flake) 상태의 파우더 형상을 보였다.7 is an electron micrograph of EPS beads immediately prior to gas impregnation containing airgel powder without the use of a wet dispersant, prepared according to Comparative Example 2. FIG. Since no wet dispersant was used, the particles did not have stability and showed a powder shape of a flake state similar to that of a bulk polymerized product.

도 8은 실시예 5에 따라 제조된 에어로겔-폴리머 수지 복합체의 분산을 보기 위하여 측정한 EDAX 분석 그래프 및 고 에너지(30eV)를 투여한 전자현미경 사진이다. 도 8에서 알 수 있듯이 에어로겔을 3 wt% 만 내포하더라도 PS입자 내부에 고루 퍼져 있음을 확인할 수 있으며 EDAX 분석을 통해 그 물질이 에어로겔임을 확신할 수 있었다.FIG. 8 is an EDAX analysis graph and electron micrographs administered with high energy (30 eV) measured to see the dispersion of the airgel-polymer resin composite prepared according to Example 5. FIG. As can be seen in FIG. 8, even if only 3 wt% of the airgel was contained, it could be confirmed that it was spread evenly inside the PS particles.

도 9는 실시예 3 내지 6에 따라 제조된 에어로겔-폴리머 수지 복합체에 대한 열전도도를 측정한 그래프를 도시한 것이다. 도 9에서 가스 주입 전 에어로겔를 내포한 PS입자를 회수하여 팬 cake 방법으로 사출시편을 제조한 후 열전도율을 측정하였으며, 그래프에서 나타내듯이 월등히 우수한 효과를 나타내기 위해서는 에어로겔을 10 wt% 이상을 함유하는 것이 가장 바람직하며, 농도가 증가할수록 열전도율이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. Figure 9 shows a graph measuring the thermal conductivity of the airgel-polymer resin composite prepared according to Examples 3 to 6. In FIG. 9, the PS particles containing the airgel before the gas injection were recovered, and the thermal conductivity was measured after preparing the injection specimen by the fan cake method. As shown in the graph, the airgel contained more than 10 wt% to show an excellent effect. It is the most preferable, it was confirmed that the thermal conductivity is lowered as the concentration increases.

본 발명에 따른 상변화물질-에어로겔 복합체는 취급성이 용이하면서도 단열 특성 및 열저장 특성이 우수하고, 고분자와의 혼화성이 개선된다.The phase change material-aerogel composite according to the present invention is easy to handle and has excellent thermal insulation and heat storage properties, and has improved compatibility with polymers.

본 발명의 단순한 변형 및 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications are considered to be included within the scope of the present invention.

Claims (25)

폴리머 매트릭스에 내포된 에어로겔 및 습윤분산제를 포함하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체로서, 상기 에어로겔의 함량은 2 내지 30 중량%이고, 상기 에어로겔이 상기 폴리머 매트릭스 내에서 에어로겔 입자를 형성하여 분포하고, 상기 에어로겔 입자의 평균 직경이 50㎚~100㎛인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체.An airgel-polymer resin composite comprising an airgel embedded in a polymer matrix and a wet dispersant, wherein the airgel content is 2 to 30% by weight, the airgel forms and distributes airgel particles in the polymer matrix, and the airgel particles An average diameter of 50 nm-100 micrometers, The airgel-polymer resin composite characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 에어로겔(A)은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 산화마그네슘(MgO), 산화이트륨(Y2O3), 산화인듐(In2O3), 알루미노실리케이트, 티타노실리케이트 및 ITO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속산화물을 골격으로 하는 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔.The method of claim 1, wherein the airgel (A) is silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), calcium oxide (CaO), iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ), alumino A polymer-coated aerogel, characterized in that it is based on at least one metal oxide selected from the group consisting of silicates, titanosilicates and ITO. 제2항에 있어서, 상기 에어로겔 골격은 주석, 철, 아연, 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 코발트(Co), 니 켈(Ni), 바륨(Ba), 이트륨(Y) 및 인(P)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔. The method of claim 2, wherein the airgel skeleton is tin, iron, zinc, magnesium, zirconium, calcium, silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel ( Ni), barium (Ba), yttrium (Y) and phosphorus (P) further comprises at least one element selected from the group consisting of a polymer-coated aerogel. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머가 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (PMMA) 또는 MS인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체.The aerogel-polymer resin composite according to claim 1, wherein the polymer forming the polymer matrix is polystyrene, polycarbonate, acrylobutadiene styrene copolymer (ABS), polypropylene, polyethylene (PMMA) or MS. 제1항에 있어서, 상기 습윤분산제는 아크릴계 공중합체, 변성아크릴레이트 블록 공중합체 및 안료친화그룹을 가진 블록공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체.The airgel-polymer resin composite of claim 1, wherein the wet dispersant is at least one selected from the group consisting of an acrylic copolymer, a modified acrylate block copolymer, and a block copolymer having a pigment affinity group. 제1항에 있어서, 상기 에어로겔은 그 표면의 전부 또는 일부가 상기 폴리머 매트릭스와 친화성을 갖는 열경화성 또는 열가소성 폴리머로 피복된 것임을 특징으로 하는 에어로겔-폴리스티렌 복합체.The aerogel-polystyrene composite according to claim 1, wherein the aerogel is coated with a thermosetting or thermoplastic polymer having all or part of its surface compatible with the polymer matrix. 제6항에 있어서, 상기 열경화성 또는 열가소성 폴리머로 피복된 에어로겔은 10∼60 ℃에서 Rg(피복 폴리머의 radius of gyration)>Rp(에어로겔 기공크기)인 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔.8. The polymer-coated airgel of claim 6, wherein the airgel coated with the thermosetting or thermoplastic polymer is Rg (radius of gyration)> Rp (airgel pore size) at 10-60 ° C. 제6항에 있어서, 상기 에어로겔이 유기적으로 표면개질된 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔.7. The polymer-coated airgel of claim 6, wherein the airgel is organically surface modified. 제6항에 있어서, 상기 에어로겔과 상기 열경화성 또는 열가소성 폴리머는 물리적 또는 화학적으로 결합된 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔.7. The polymer-coated airgel of claim 6, wherein the airgel and the thermosetting or thermoplastic polymer are physically or chemically bound. 제1항에 있어서, 열전도도가 0.08 내지 0.14 W/mK인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 복합체.The aerogel-polymer resin composite according to claim 1, wherein the thermal conductivity is 0.08 to 0.14 W / mK. 폴리머 매트릭스에 내포된 에어로겔 및 습윤분산제를 포함하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체로서, 상기 에어로겔의 함량은 2 내지 30 중량%이고, 상기 에어로겔이 상기 폴리머 매트릭스 내에서 에어로겔 입자를 형성하여 분포하고, 상기 에어로겔 입자의 평균 입경이 50㎚~100㎛이고, 상기 에어로겔이 상기 에어로겔-폴리머 수지 발포체의 셀 벽에 존재하는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.An airgel-polymer resin foam comprising an airgel embedded in a polymer matrix and a wet dispersant, wherein the airgel content is 2 to 30% by weight, the airgel forms and distributes airgel particles in the polymer matrix, and the airgel particles An airgel-polymer resin foam having an average particle diameter of 50 nm to 100 μm, wherein the airgel is present on the cell wall of the airgel-polymer resin foam. 제11항에 있어서, 상기 에어로겔은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 산화마그네슘(MgO), 산화이트륨(Y2O3), 산화인듐(In2O3), 알루미노실리케이트, 티타노실리케이트 및 ITO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속산화물을 골격으로 하는 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔.The method of claim 11, wherein the airgel is silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), tin oxide (SnO 2) ), Calcium oxide (CaO), iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ), aluminosilicate, titano A polymer-coated aerogel, characterized in that it is based on at least one metal oxide selected from the group consisting of silicates and ITO. 제12항에 있어서, 상기 에어로겔 골격은 주석, 철, 아연, 마그네슘, 지르코늄, 칼슘, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 바륨(Ba), 이트륨(Y) 및 인(P)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 피복된 에어로겔. The method of claim 12, wherein the airgel skeleton is tin, iron, zinc, magnesium, zirconium, calcium, silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni ), Barium (Ba), yttrium (Y) and phosphorus (P) further comprises at least one element selected from the group consisting of a polymer-coated aerogel. 제11항에 있어서, 상기 습윤분산제는 아크릴계 공중합체, 변성아크릴레이트 블록 공중합체 및 안료친화그룹을 가진 블록공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.The aerogel-polymer resin foam according to claim 11, wherein the wet dispersant is at least one selected from the group consisting of an acrylic copolymer, a modified acrylate block copolymer and a block copolymer having a pigment affinity group. 제11항에 있어서, 상기 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머가 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (PMMA) 또는 MS인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.The aerogel-polymer resin foam according to claim 11, wherein the polymer forming the polymer matrix is polystyrene, polycarbonate, acrylobutadiene styrene copolymer (ABS), polypropylene, polyethylene (PMMA) or MS. 제11항에 있어서, 상기 에어로겔은 그 표면의 전부 또는 일부가 상기 폴리머 매트릭스와 친화성을 갖는 열경화성 또는 열가소성 폴리머로 피복된 것임을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.The aerogel-polymer resin foam according to claim 11, wherein the aerogel is coated with a thermosetting or thermoplastic polymer having all or part of its surface compatible with the polymer matrix. 제16항에 있어서, 상기 열경화성 또는 열가소성 폴리머로 피복된 에어로겔은 10∼60 ℃에서 Rg(피복 폴리머의 radius of gyration)>Rp(에어로겔 기공크기)인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.The aerogel-polymer resin foam according to claim 16, wherein the aerogel coated with the thermosetting or thermoplastic polymer is Rg (radius of gyration of coating polymer)> Rp (air gel pore size) at 10 to 60 ° C. 제16항에 있어서, 상기 에어로겔은 유기적으로 표면개질된 것을 특징으로 하 는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.18. The airgel-polymer resin foam of claim 16 wherein the airgel is organically surface modified. 제16항에 있어서, 상기 에어로겔과 상기 열경화성 또는 열가소성 폴리머는 물리적 또는 화학적으로 결합된 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.17. The airgel-polymer resin foam of claim 16 wherein said airgel and said thermosetting or thermoplastic polymer are physically or chemically bonded. 제11항에 있어서, 열전도도가 0.08 내지 0.14 W/mK인 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리머 수지 발포체.The aerogel-polymer resin foam according to claim 11, wherein the thermal conductivity is 0.08 to 0.14 W / mK. 모노머, 습윤분산제, 중합개시제, 에어로겔, 분산제 및 물을 균일하게 혼합하여 현탁액을 준비한 후;Preparing a suspension by uniformly mixing the monomer, the wet dispersant, the polymerization initiator, the airgel, the dispersant, and the water; 상기 현탁액을 가열하여 중합을 수행하여 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 생성하고; 그리고Heating the suspension to effect polymerization to produce an aerogel-polymer resin composite; And 상기 에어로겔-폴리머 수지 복합체를 가압 하에 가스를 투입하여 발포시켜 에어로겔-폴리머 수지 발포체를 형성하는 단계를 포함하는 에에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법.The airgel-polymer resin composite is injected into a gas under pressure to foam to form an airgel-polymer resin foam comprising the step of forming aerogel-polymer resin foam. 제21항에 있어서, 중합시 현탁 액적의 크기를 500 내지 1000㎛으로 하여 중합을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein the polymerization is carried out with a suspension droplet size of 500 to 1000 µm during the polymerization. 제21항에 있어서, 상기 중합은 70 내지 90℃에서 개시하는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법.The method of claim 21, wherein the polymerization is initiated at 70 to 90 ° C. 23. 제21항에 있어서, 상기 현탁액의 중합 전화율이 60% 내지 80%일 때 질소 가압 하에 펜탄 가스를 투입하여 발포시키는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법.The method for producing an aerogel-polystyrene composite according to claim 21, wherein when the polymerization conversion ratio of the suspension is 60% to 80%, pentane gas is introduced and foamed under nitrogen pressure. 제21항에 있어서, 상기 가스 함침 단계에서 가압은 10~12 kgf/㎠ 수행되는 것을 특징으로 하는 에어로겔-폴리스티렌 복합체 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein the pressurization in the gas impregnation step is carried out 10 ~ 12 kgf / ㎠.
KR1020080125241A 2008-12-10 2008-12-10 Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof KR20100066775A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080125241A KR20100066775A (en) 2008-12-10 2008-12-10 Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080125241A KR20100066775A (en) 2008-12-10 2008-12-10 Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100066775A true KR20100066775A (en) 2010-06-18

Family

ID=42365646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080125241A KR20100066775A (en) 2008-12-10 2008-12-10 Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100066775A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013000861A3 (en) * 2011-06-29 2013-06-27 Dow Global Technologies Llc Method for making organic foam composites containing aerogel particles
CN107513261A (en) * 2017-08-11 2017-12-26 芜湖凌梦电子商务有限公司 A kind of Noryl aeroge and preparation method thereof
CN107759756A (en) * 2017-10-17 2018-03-06 江苏苏博特新材料股份有限公司 A kind of sulfamate water reducer and preparation method thereof
KR20200131031A (en) 2019-05-13 2020-11-23 주식회사 에슬린 Aerogel-phenol resin composite insulator and method for preparing thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013000861A3 (en) * 2011-06-29 2013-06-27 Dow Global Technologies Llc Method for making organic foam composites containing aerogel particles
CN107513261A (en) * 2017-08-11 2017-12-26 芜湖凌梦电子商务有限公司 A kind of Noryl aeroge and preparation method thereof
CN107759756A (en) * 2017-10-17 2018-03-06 江苏苏博特新材料股份有限公司 A kind of sulfamate water reducer and preparation method thereof
KR20200131031A (en) 2019-05-13 2020-11-23 주식회사 에슬린 Aerogel-phenol resin composite insulator and method for preparing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11708306B2 (en) Geopolymer composite and expandable vinyl aromatic polymer granulate and expanded vinyl aromatic polymer foam comprising the same
JP7050136B2 (en) Process for the production of effervescent vinyl aromatic polymer granules with reduced thermal conductivity
KR101489087B1 (en) Expandable polystyrene beads having thermal insulation property and method for fabricating thereof
NL2004587C2 (en) INSULATING FOAMED FORM.
JP2017206714A5 (en)
KR101028523B1 (en) High insulation foamable polystyrene particles and method for producing same
CN104592662A (en) High-thermal-resistance expandable polystyrene (EPS) composition particles and preparation method thereof
KR100998474B1 (en) Polymer-Coated Aerogels, Method for Preparing Thereof and Insulative Resin Compositions Using the Same
KR20100066775A (en) Aerogel-polymer resin complex and method for preparing thereof
WO2016017813A1 (en) Styrene resin foamable particles and production method for same, foam particles, foam molded body, and use for foam molded body
CN106117741A (en) A kind of polyethylene composite foam material and preparation method thereof
CN107337750B (en) A kind of expandable poly-styrene and preparation method thereof
KR102265547B1 (en) Method for preparing semi-conductive polypropylene resin expanded beads and molded body thereof
JP6612634B2 (en) Styrenic resin foamable particles, foamed particles and foamed molded article
JP2016188325A (en) Styrene resin foamable particle, foaming particle, foamed molding and heat insulation material for living space
CN106674989B (en) A kind of poly- p-phenylenediamine of redox graphene -/TPU laminated film
JP2006070202A (en) Particle of styrene modified polyethylene based resin, particle of styrene modified polyethylene based foaming resin, their manufacturing method, prefoamed particle, and foamed molded article
KR20130052484A (en) Expandable polystyrene having good thermal insulation and workability, method for preparing the same and foam thereof
JP6407113B2 (en) Styrenic resin foam molding, method for producing the same, and use thereof
JP2006083221A (en) Styrene-modified polyethylene-based resin particle, styrene-modified polyethylene-based foamable resin particle, method for producing the particles, preliminarily foamed particle and foamed molded article
KR20140085261A (en) Expandable resin composition, method for preparing the same and foam using the same
CN111278900B (en) Method for producing expanded polystyrene particles and expanded polystyrene particles
JP5546002B2 (en) Method for producing styrene-modified polyethylene-based resin particles, method for producing styrene-modified polyethylene-based expandable resin particles
CN110951185A (en) Preparation method of polyvinyl chloride modified material
JPS5858372B2 (en) Method for producing foamable self-extinguishing thermoplastic resin particles

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application