KR20120051513A - 에어로겔-개방셀 폼 복합체 - Google Patents

에어로겔-개방셀 폼 복합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20120051513A
KR20120051513A KR1020100112996A KR20100112996A KR20120051513A KR 20120051513 A KR20120051513 A KR 20120051513A KR 1020100112996 A KR1020100112996 A KR 1020100112996A KR 20100112996 A KR20100112996 A KR 20100112996A KR 20120051513 A KR20120051513 A KR 20120051513A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
airgel
cell foam
open cell
foam composite
open
Prior art date
Application number
KR1020100112996A
Other languages
English (en)
Inventor
윤기철
천종필
안지수
변길석
Original Assignee
삼성정밀화학 주식회사
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 삼성정밀화학 주식회사 filed Critical 삼성정밀화학 주식회사
Priority to KR1020100112996A priority Critical patent/KR20120051513A/ko
Publication of KR20120051513A publication Critical patent/KR20120051513A/ko

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
    • C08J9/32Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof from compositions containing microballoons, e.g. syntactic foams
    • 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
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22Expanded, porous or hollow particles
    • 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)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

에어로겔-개방셀 폼 복합체가 개시된다. 개시된 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 개방셀 폼(open-cell foam) 및 에어로겔을 구비하고, 굴곡강도가 35N/cm2 이상이다.

Description

에어로겔-개방셀 폼 복합체{Aerogel-open cell foam composite}
에어로겔-개방셀 폼 복합체가 개시된다. 보다 상세하게는, 굴곡강도가 향상된 에어로겔-개방셀 폼 복합체가 개시된다.
에어로겔(aerogel)은 나노크기의 3차원 망목 구조를 가지는 초미세 다공성 물질이다. 이러한 에어로겔은 단열성 및 흡음성과 같은 특성을 가진다. 따라서, 에어로겔은 건축물의 단열재, 항공 우주분야의 단열소재, 및 냉장고나 냉동고와 같은 냉각 장치 등에 유용하게 사용될 수 있다.
에어로겔은 그 재료에 따라 무기 에어로겔과 유기 에어로겔로 나뉠 수 있다. 무기 에어로겔은, 예를 들어, 실리카 에어로겔일 수 있으며, 유기 에어로겔은, 예를 들어, 유기 연결기가 도입된 것일 수 있다.
이와 같은 에어로겔은 투명 또는 불투명한 단일 암체(monolith)로 제조될 수도 있으나, 단일 암체의 에어로겔은 유연성이 매우 낮고, 성형하기도 어려울뿐만 아니라, 잘 부서져서 건축물 또는 냉장고용 단열재로 사용하기에는 취급성이 나쁜 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 굴곡강도가 향상된 에어로겔-개방셀 폼 복합체를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
개방셀 폼(open-cell foam); 및
에어로겔을 구비하고,
굴곡강도가 35 N/cm2 이상인 에어로겔-개방셀 폼 복합체를 제공한다.
상기 개방셀 폼은 기공 및 골격을 포함하고, 상기 골격의 폭은 20~80㎛일 수 있다.
상기 개방셀 폼은 폴리머 물질을 포함할 수 있다.
상기 개방셀 폼에서 기공의 개방율은 85~95%일 수 있다.
상기 개방셀 폼의 밀도는 0.01~0.4g/cm3일 수 있다.
상기 에어로겔은 무기 에어로겔, 유기 에어로겔 및 유기-무기 하이브리드 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 밀도는 0.08~0.30g/cm3일 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 열전도도는 20mW/mK 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 골격의 폭이 넓은 개방셀 폼을 포함함으로써 단열 성능의 저하없이 굴곡강도가 향상된 에어로겔-개방셀 폼 복합체가 제공될 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 제조된 폴리카보네이트-폴리우레탄 공중합체 폼의 SEM 사진이다.
도 2는 비교예 1에서 제조된 멜라민 폼의 SEM 사진이다.
이하에서는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로겔-개방셀 폼 복합체를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 개방셀 폼(open-cell foam) 및 에어로겔을 구비하고, 굴곡강도가 35N/cm2 이상이다. 상기 굴곡강도가 상기 범위이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 유연성 및 내구성이 향상되어 수명이 연장될 수 있다. 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 압축강도는, 예를 들어, 35~50N/cm2이다.
본 명세서에서, '개방셀 폼'이란 서로 연결되어, 서로 연결된 네트워크(interconnected network)를 형성하는 기공들을 갖는 유연성 발포체를 의미하고, '에어로겔'이란 겔 구조 내의 액체 성분을 가스로 치환하여 얻은 초미세 크기(ultra fine size)의 저밀도 물질을 의미한다.
상기 개방셀 폼은 기공 및 골격을 포함하고, 상기 골격의 폭은 20~80㎛일 수 있다. 상기 골격의 폭이 상기 범위 이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 높은 압축강도를 가질 수 있다. 상기 골격은 복수개의 브리지들 및 이들 중 2 이상의 브리지들이 서로 만나는 지점인 접합부를 포함한다.
본 명세서에서, '기공'이란 개방셀 폼의 구조 내에 남아 있는 구멍(cavity)을 의미하고, '골격'이란 개방셀 폼에서 기공을 제외한 고체 부분을 의미하며, '골격의 폭'이란 골격 중 브리지의 폭을 의미한다(도 1 참조).
상기 개방셀 폼은 폴리머 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 개방셀 폼은 폴리카보네이트-폴리우레탄 공중합체, 폴리올레핀류, 폴리우레탄류, 페놀 수지류(phenolics), 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌(ABS), 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트 및 폴리스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 개방셀 폼은 단층 또는 다층의 층상 구조를 가질 수도 있고, 시트형의 구조를 가질 수도 있다.
상기 개방셀 폼에서 기공의 개방율은 85~95%일 수 있다.
상기 개방셀 폼의 기공의 개방율이 상기 범위이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체가 높은 단열 성능을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서, '기공의 개방율'이란 상기 개방셀 폼에서 총 기공수(氣孔數) 중 개방된 기공수의 비율을 의미한다.
상기 개방셀 폼의 밀도는 0.01~0.4g/cm3일 수 있다. 상기 개방셀 폼의 밀도가 상기 범위 이내이면, 단열 성능의 저하없이 높은 압축 강도를 얻을 수 있다.
상기 개방셀 폼의 열전도도는 25~50mW/mK일 수 있다.
상기 에어로겔은 3차원 망목구조를 가지는 고상의 물질이다. 이러한 에어로겔 내에서의 열전달은 고체 전도, 기체 전도 및 적외선 방사 열전도의 세가지 메커니즘을 통해서 일어나게 되며, 각 열전달 메커니즘의 기여 정도는 겔의 재료나 형상에 따라 달라진다. 에어로겔은 통상 90% 이상의 기공 부피 비율을 갖기 때문에, 에어로겔 내에서의 열전달은 입자간 연결부위인 고상 부분이 아닌 기공 내의 기체를 통해서 대부분 발생하게 된다.
상기 에어로겔은 무기 에어로겔, 유기 에어로겔 및 유기-무기 하이브리드 에어로겔로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 무기 에어로겔은 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 이트리아, 징크 옥사이드, 틴 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 아이언 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 인듐 옥사이드, 알루미노실리케이트, 티타노실리케이트, ITO(indium tin oxide) 및 하프니아로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 무기 에어로겔 형성용 물질은 옥사이드 형성 금속(oxide-forming metal)에 기초한 비내화성 금속 알콕사이드를 포함할 수 있다. 상기 금속 알콕사이드는 C1-C6 알킬기, 예를 들어, C1-C4 알킬기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 알콕사이드는 알콕시실란류, 부분 가수분해된 알콕시실란류, 테트라에톡시실란(TEOS), 부분 가수분해된 TEOS, TEOS의 축합 폴리머(condensed polymer), 테트라메톡시실란(TMOS), 부분 가수분해된 TMOS, TMOS의 축합 폴리머, tetra-n-프로폭시실란, tetra-n-프로폭시실란의 부분 가수분해된 폴리머, tetra-n-프로폭시실란의 축합 폴리머, 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄 sec-부톡사이드, 세륨 이소프로폭사이드, 하프늄 tert-부톡사이드, 마그네슘 알루미늄 이소프로폭사이드, 이트륨 이소프로폭사이드, 티타늄 이소프로폭사이드, 지르코늄 이소프로폭사이드 등일 수 있다. 또한, 내화성 금속과 비내화성 금속의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 유기 에어로겔은 우레탄류, 레조르시놀 포름알데히드류, 폴리이미드류, 폴리아크릴레이트류, 키토산, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리알콕시실릴말단 폴리디메틸실록산, 폴리옥시알킬렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 폴리스티렌류, 폴리아크릴로니트릴류, 폴리푸르푸릴 알코올, 페놀 푸르푸릴 알코올, 멜라민 포름알데히드류, 크레졸 포름알데히드, 페놀 포름알데히드, 폴리비닐알코올 디알데히드, 폴리시아누레이트류, 폴리아크릴아미드류, 에폭시류, 한천(agar) 및 아가로스(agaros)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 사용하여 제조될 수 있다.
상기 유기-무기 하이브리드 에어로겔은 오르모실(ormosil)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, '오르모실'이란 유기적으로 개질된 실리카, 유기적으로 개질된 실리케이트 또는 유기적으로 개질된 세라믹류를 의미한다. 전형적으로, 오르모실은 알콕사이드 전구체(Y(OX)4)와 유기적으로 개질된 실란류(R-Si(OX)3)의 가수분해 및 축합을 통해 형성될 수 있다. 상기 두 화학식에서 X는, 예를 들어, CH3, C2H5, C3H7, C4H9이고; Y는, 예를 들어, Si, Ti, Zr 또는 Al이며; R은, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 이소프로필, 메타크릴레이트, 아크릴레이트, 비닐 또는 에폭사이드일 수 있다. 상기 유기-무기 하이브리드 에어로겔은 실리카-PMMA(polymethyl methacrylate), 실리카-키토산, 및 전술한 무기 에어로겔 형성용 화합물과 유기 에어로겔 형성용 화합물의 조합을 포함할 수 있다.
상기 에어로겔은 그 표면의 전부 또는 일부가 상기 개방셀 폼과 친화성을 갖는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지로 피복된 것일 수 있다. 상기 에어로겔을 피복하는 수지는 폴리스티렌, 고충격 폴리스티렌(HIPS), 고무 변성 방향족 비닐-시안화 비닐 그라프트 공중합체, 방향족 비닐-시안화비닐 공중합체, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리(메타)크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 폴리카보네이트, 불화폴리올레핀, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리우레탄, 불화폴리에스테르, 페놀수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 피복은 코팅, 캡슐화, 표면 흡착 또는 증착등의 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 에어로겔에서 기공의 개방율은 85~99%일 수 있다. 상기 에어로겔의 기공의 개방율이 상기 범위이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체가 높은 단열 성능을 나타낼 수 있다.
상기 에어로겔의 비표면적은 350~1000m2/g일 수 있다. 상기 에어로겔의 비표면적이 상기 범위 이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 우수한 단열 성능을 가질 수 있다.
상기 에어로겔의 밀도는 0.07~0.30g/cm3일 수 있다. 상기 에어로겔의 밀도가 상기 범위 이내이면, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체가 높은 단열 성능을 나타낼 수 있다.
상기 에어로겔의 열전도도는 8~17mW/mK일 수 있다.
상기 에어로겔의 평균 입경은 3㎚~30㎛일 수 있다. 상기 에어로겔의 평균 입경이 상기 범위 이내이면, 상기 에어로겔은 충분한 수의 기공을 가지며 개방셀 폼내에서 잘 분산되고 우수한 기계적 강도를 가질 수 있다.
상기 에어로겔의 기공 크기는 2~50㎚일 수 있다. 상기 에어로겔의 기공 크기가 상기 범위 이내이면, 상기 에어로겔은 낮은 밀도 및 우수한 단열 성능을 가질 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 필러를 추가로 포함할 수 있다. 상기 필러는 섬유유리(fiberglass), 석영, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 제조된 초극세사(microfiber); 금속 실리케이트 섬유; 금속 수산화물; 금속 산화물; 금속 카보네이트; 알칼리토금속 포스페이트; 알칼리토금속 설페이트; 탄소 동소체류(carbon allotropes); 금속 카바이드류; 금속 옥시카바이드류; 란타나이드 옥사이드류; 유기 폴리머류; 클레이류; 검류(gums); 전이금속 설파이드류; 전이금속 셀레나이드류; 스피넬류; 세라믹류; IR 흡수성 또는 IR 반사성 안료; 및 유백제류(opacifiers)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 내부에 분산된 Fe 함유 화합물, Mn 함유화합물 및/또는 Cu 함유 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 밀도는 0.08~0.30g/cm3일 수 있다. 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 밀도가 상기 범위 이내이면, 단열 성능의 저하 없이 우수한 강도를 가질 수 있다.
상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 열전도도는 20mW/mK 이하일 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 기존 스티로폼(styrofoam) 단열재에 비해 단열 성능이 2배 이상이며, 동등 이상의 강도를 가질 수 있어서 상업적으로 이용될 수 있다.
이하, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 제조방법을 상세히 설명한다.
먼저, 개방셀 폼을 마련한다.
다음에, 상기 개방셀 폼과 에어로겔 전구체를 결합시킨다. 구체적인 일례로서, 소정량의 필러를 에어로겔 전구체 용액에 분산시킨 혼합물을 개방셀 폼내에 분산시킨다. 다른 예로서, 소정량의 필러를 소정량의 겔 전구체와 함께 적당한 용매에 혼합한 혼합물을 개방셀 폼내에 분산시킨다. 상기 용매는 물; C1-C6 알코올, 예를 들어, C2-C4 알코올(e.g., 에탄올)과 같은 저급 알코올; 아세토니트릴; 에틸 아세테이트; 에틸 아세토아세테이트; 아세톤; 디클로로메탄; 또는 테트라하이드로퓨란일 수 있다. 또 다른 예로서, 필러와 겔 전구체를 포함하는 혼합물을 개방셀 폼내에 분산시킨다.
이어서, 상기 개방셀 폼 내의 상기 에어로겔 전구체를 겔화시켜 겔 화합물을형성한다. 상기 겔화는 충분한 시간 동안 휴지 상태(quiescent state)를 유지하는 방법(이를 숙성법이라고도 함), 에어로겔 전구체 용액의 pH를 변화시키는 방법, 온도를 변화시키는 방법, 전자기파 또는 초음파와 같은 에너지를 에어로겔 전구체 용액 함유 혼합물에 조사하는 방법 및 이 방법들의 조합에 의해 수행될 수 있다.
선택적으로, 상기 형성된 겔 화합물을 발수 첨가제(hydrophobing agent) 함유 용액에 함침시켜 상기 겔 화합물을 표면처리함으로써 상기 겔 화합물에 소수성을 부여하거나 그 소수성을 증가시킬 수 있다. 상기 발수 첨가제는 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸디실록산, 트리메틸메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 디메틸디에톡시실란 및 메틸트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 소수화 처리에 사용되는 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 및 N,N-디메틸포름아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 표면처리는 건조를 촉진시킬 수 있고, 투명성과 같은 물성을 향상 또는 유지시킬 수 있다. 이러한 표면처리는 후술하는 건조단계 이후의 에어로겔에 대하여 수행될 수도 있다.
또한 선택적으로, 상기 겔 화합물의 제조에 사용된 용매(e.g. 아세토니트릴)를 후술하는 초임계 건조에 적합한 기타 용매(e.g. 메탄올, 아세톤)로 치환할 수 있다.
끝으로, 상기 결과물을 건조시킨다. 상기 건조는 초임계 유체 건조에 의해 수행될 수 있다. 상기 초임계 유체로는, 예를 들어 CO2가 사용될 수 있다.
상기 제조된 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 다층 라미네이트 형태로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체 및 선택적으로 추가층을 포함하는 라미네이트가 제공될 수 있다. 상기 추가층은 상기 라미네이트에 열전도도, 전기전도도, RFI(radio frequency interference)-EMI(electromagnetic interference) 감쇠 및 물리적 강도와 같은 물성을 부여할 수 있다. 상기 추가층은, 예를 들어, 금속 메쉬, 금속 시트, 탄소 섬유층 또는 실리콘 카바이드층일 수 있다. 다른 예로서, 상기 추가층은 유체층일 수 있다. 또한, 상기 추가층은 유체 투과성일 수도 있고, 유체 불투과성일 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로겔-개방셀 폼 복합체는 단열재, 소리 절연체 및 충격 흡수재(cushioning) 등에 사용될 수 있다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 에어로겔 - PCPU 폼 복합체의 제조
먼저, 레조르시놀 60g(0.545mol)을 아세토니트릴 2L에 녹인 후, 37중량% 포름알데하이드 수용액 95.4ml(1.09mol)와 혼합하였다. 이어서, 상기 혼합용액을 폴리카보네이트-폴리우레탄 공중합체 폼(Biomerix, PCPU foam, 25cm x 24cm x 1cm)에 함침시켰다. 이후, 상기 PCPU 폼에 함침된 용액에 35중량% HCl 수용액 5ml(0.0545mol)를 골구루 첨가한 다음, 60℃의 온도 조건에서 7시간 동안 숙성하여 습윤겔(wet-gel)을 합성하였다. 이어서, 상기 합성된 습윤겔을 메탄올 2L에 8시간 동안 담가 용매 치환을 수행하였다. 이후, 상기 용매 치환된 습윤겔을 초임계 건조장치(한울주식회사 제조)에서 액화 CO2로 80기압 및 40℃ 조건에서 초임계 유체 건조를 수행하여 에어로겔-PCPU폼 복합체를 얻었다.
비교예 1: 에어로겔 -멜라민 폼 복합체의 제조
PCPU 폼 대신에 멜라민 폼(BASF, BASOTECT UF, 25cm x 24cm x 1cm)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔-멜라민 폼 복합체를 제조하였다.
평가예
평가예 1: 폼의 물성 평가
실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 폼의 골격 폭 및 밀도를 하기와 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(골격의 폭)
상기 각 폼의 SEM 사진을 측정하여, 도 1 및 도 2에 각각 나타내었다. 사용된 SEM은 JEOL사의 JSM-7400F이었다. 상기 각 폼에서 골격의 실제 폭은 상기 도 1 및 도 2로부터의 실측치 및 SEM 사진의 배율로부터 얻었다.
(밀도)
상기 각 폼을 1cm x 1cm x 1cm의 크기로 잘라서 무게를 재어 밀도를 계산하였다.
골격의 폭(㎛) 밀도(g/cm3)
실시예 1 20~80 0.024
비교예 1 5~7 0.006
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1에서 제조된 폴리카보네이트-폴리우레탄 공중합체 폼은 비교예 1에서 제조된 멜라민 폼에 비해 골격의 폭이 넓고, 밀도가 약간 높은 것으로 나타났다.
평가예 2: 에어로겔 -폼 복합체의 물성 평가
실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제조된 에어로겔-폼 복합체의 밀도, 굴곡강도, 압축강도 및 열전도도를 하기와 같은 방법으로 평가하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(밀도)
상기 각 복합체를 1cm x 1cm x 1cm의 크기로 잘라서 무게를 재어 밀도를 계산하였다.
(굴곡강도)
KSM ISO 1209-1:2002에 따라 상기 각 복합체의 굴곡강도를 측정하였다.
(압축강도)
KSM 3809: 2006에 따라 상기 각 복합체의 압축강도를 측정하였다.
(열전도도)
상기 각 복합체를 30cm x 30cm x 1cm의 크기로 잘라서 열전도도 기기(NETZSCH, HFM436-70/3/1 Lamda)에 투입하여 열전도도를 측정하였다.
밀도(g/cm3) 굴곡강도(N/cm2) 압축강도(N/cm2) 열전도도
(mW/mK)
실시예 1 0.117 36 17 16.2
비교예 1 0.119 27 12 15.9
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1에서 제조된 에어로겔-폼 복합체는 비교예 1에서 제조된 에어로겔-폼 복합체에 비해 굴곡강도와 압축강도는 높고, 밀도와 열전도도는 서로 비슷한 것으로 나타났다.
통상적으로 건축용 단열판 1호 규격인 35N/cm2 이상의 굴곡강도 및 16N/cm2 이상의 압축강도를 가져야 건축용의 단열재로 사용될 수 있으므로, 본 발명의 일 구현예에 따른 에어로겔-개방셀 복합체는 높은 단열 특성을 가지면서도 강도가 우수하여 상업적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 도면 및 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 개방셀 폼(open-cell foam); 및
    에어로겔을 구비하고,
    굴곡강도가 35N/cm2 이상인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개방셀 폼은 기공 및 골격을 포함하고, 상기 골격의 폭은 20~80㎛인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개방셀 폼은 폴리카보네이트-폴리우레탄 공중합체, 폴리올레핀류, 폴리우레탄류, 페놀 수지류(phenolics), 폴리카보네이트, 아크릴로부타디엔스티렌(ABS), 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트 및 폴리스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개방셀 폼에서 기공의 부피 비율은 85~95%인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개방셀 폼의 밀도가 0.01~0.4g/cm3인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔은 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 이트리아, 징크 옥사이드, 틴 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 아이언 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 인듐 옥사이드, 알루미노실리케이트, 티타노실리케이트, ITO(indium tin oxide) 및 하프니아로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 무기 에어로겔; 우레탄류, 레조르시놀 포름알데히드류, 폴리이미드류, 폴리아크릴레이트류, 키토산, 폴리메틸메타크릴레이트, 트리알콕시실릴말단 폴리디메틸실록산, 폴리옥시알킬렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 폴리스티렌류, 폴리아크릴로니트릴류, 폴리푸르푸릴 알코올, 페놀 푸르푸릴 알코올, 멜라민 포름알데히드류, 크레졸 포름알데히드, 페놀 포름알데히드, 폴리비닐알코올 디알데히드, 폴리시아누레이트류, 폴리아크릴아미드류, 에폭시류, 한천(agar) 및 아가로스(agaros)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 사용하여 제조된 유기 에어로겔; 또는 오르모실(ormosil), 실리카-PMMA 및 실리카-키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 유기-무기 하이브리드 에어로겔인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 밀도가 0.08~0.30g/cm3인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에어로겔-개방셀 폼 복합체의 열전도도가 20mW/mK 이하인 에어로겔-개방셀 폼 복합체.
KR1020100112996A 2010-11-12 2010-11-12 에어로겔-개방셀 폼 복합체 KR20120051513A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100112996A KR20120051513A (ko) 2010-11-12 2010-11-12 에어로겔-개방셀 폼 복합체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100112996A KR20120051513A (ko) 2010-11-12 2010-11-12 에어로겔-개방셀 폼 복합체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120051513A true KR20120051513A (ko) 2012-05-22

Family

ID=46268585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100112996A KR20120051513A (ko) 2010-11-12 2010-11-12 에어로겔-개방셀 폼 복합체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120051513A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11702346B2 (en) Aerogel-based components and systems for electric vehicle thermal management
US20210167438A1 (en) Components and systems to manage thermal runaway issues in electric vehicle batteries
US20230032529A1 (en) Battery thermal management member
US20220177765A1 (en) Aerogel composites including phase change materials
US11588196B2 (en) Thin aerogel materials
CN107406329B (zh) 含气凝胶的组合物和使用该组合物制备的隔热毡
KR20120054389A (ko) 에어로겔-개방셀 폼 복합체
EP4234619A2 (en) Improved hydrophobic aerogel materials
KR20180109078A (ko) 보강된 에어로겔 합성물을 포함하는 개선된 라미네이트
KR20120051512A (ko) 에어로겔-개방셀 폼 복합체
KR20120051513A (ko) 에어로겔-개방셀 폼 복합체

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination