KR20150063990A - Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same - Google Patents

Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20150063990A
KR20150063990A KR1020150069710A KR20150069710A KR20150063990A KR 20150063990 A KR20150063990 A KR 20150063990A KR 1020150069710 A KR1020150069710 A KR 1020150069710A KR 20150069710 A KR20150069710 A KR 20150069710A KR 20150063990 A KR20150063990 A KR 20150063990A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
flame retardant
thermosetting foam
nucleating agent
thermosetting
Prior art date
Application number
KR1020150069710A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101796824B1 (en
Inventor
김지문
이응기
최철준
김명희
지승욱
전병주
Original Assignee
(주)엘지하우시스
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 (주)엘지하우시스 filed Critical (주)엘지하우시스
Priority to KR1020150069710A priority Critical patent/KR101796824B1/en
Publication of KR20150063990A publication Critical patent/KR20150063990A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101796824B1 publication Critical patent/KR101796824B1/en

Links

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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • 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
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066Flame-proofing or flame-retarding additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00Manufacture of cellular products

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)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

The present invention provides a thermosetting foam comprising: a polyisocyanurate foam formed by polymerizing a polyol-based compound and an isocyanate-based compound; a nucleating agent; and a flame retardant. The polyisocyanurate foam includes an isocyanurate group, formed by trimerizing isocyanate-based compounds. An average diameter of foamed cells is 50-200 μm. The nucleating agent includes tetramethylsilane. The flame retardant includes cresyl diphenyl phosphate or isopropyl phenyl diphenyl phosphate. The thermal decomposition initiation temperature of the thermosetting foam measured by thermogravimetric analysis is 310 °C or higher.

Description

단열성 및 난연성이 향상된 열경화성 발포체 및 이의 제조방법 {THERMOSETTING FOAMING BODY WITH SUPERIOR ADIABATIC AND FLAMEPROOF EFFECT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thermosetting foam having improved heat insulation and flame retardancy, and a method of manufacturing the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thermosetting foam,

열경화성 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단열성 및 난연성이 향상된 열경화성 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a thermosetting foam improved in heat insulation and flame retardancy, and a method for producing the same.

열경화성 발포체는 주로 각종 건축물, 창고, 냉장고의 단열재 등으로 사용될 수 있다. 이 때, 단열재는 건물 내, 외부간의 열 교환을 차단하거나 감소시켜 냉난방 효율을 증가시키기 위하여 사용되는 재료로, 건축용 보드와 판넬, LNG 선박용 보냉재, 가전제품 포장재 또는 자동차 내장재 등 다양한 분야에서 널리 사용될 수 있고, 단열재로써 사용되는 열경화성 발포체는 단열성능을 향상시키기 위해 발포가스가 채워진 발포셀 구조로 이루어질 수 있다. Thermosetting foams can be used mainly for various buildings, warehouses, and heat insulating materials for refrigerators. At this time, the insulation material is used to increase or decrease the efficiency of heating and cooling by blocking or reducing the heat exchange between inside and outside of the building. It can be widely used in various fields such as building boards and panels, insulation materials for LNG ships, The thermosetting foam used as an insulating material can be a foamed cell structure filled with a foaming gas to improve the heat insulating performance.

상기의 열경화성 발포체는 다른 합성수지에 비해 뛰어난 단열성능과 가공성,온도 편차에 따른 적은 물성변화를 가지고 있어 현재 널리 사용되고 있으나, 최근 단열재의 난연성에 관한 관련 법규가 강화됨에 따라 기존에 사용되던 열경화성 발포체에 난연제를 첨가하여 사용하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. The above-mentioned thermosetting foams have been widely used because they have excellent heat insulation performance, processability, and less physical properties due to temperature variation compared with other synthetic resins. However, recently, as related regulations on the flame retardancy of heat insulating materials have been strengthened, Have been investigated.

한국등록특허 제 10-0610392호에서 열가소성 수지와 난연제를 혼련하고, 그 후 연속적으로 상기 열가소성 수지에 유동상 발포제의 용해를 발생시켜 발포셀을 성장시키는 단계를 포함하는 열가소성 수지계 난연성 발포체의 제조방법에 대해서 기재하고 있기는 하지만, 난연제를 첨가함으로써 난연성이 증가하는 것에 비해, 열경화성 발포체의 물성 및 단열 성능은 감소하게 될 수 있다.
Korean Patent No. 10-0610392 discloses a method for producing a thermoplastic resin-based flame retardant foam comprising kneading a thermoplastic resin and a flame retardant, and thereafter continuously causing dissolution of a fluidized foaming agent in the thermoplastic resin to grow a foamed cell The physical properties and heat insulating performance of the thermosetting foam can be reduced as compared with the case where the flame retardancy is increased by adding the flame retardant.

본 발명의 일 구현예에서, 폴리이소시안우레이트 폼을 사용하면서 동시에 핵제 및 난연제를 도입하여 작고 균일한 발포셀을 갖는 열경화성 발포체를 제공한다.In one embodiment of the present invention, a thermosetting foam having a small and uniform foamed cell is provided by simultaneously using a polyisocyanurate foam and introducing a nucleating agent and a flame retardant.

본 발명의 다른 구현예에서, 단열성 및 난연성이 향상된 열경화성 발포체의 제조방법을 제공한다.
In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a thermosetting foam having improved heat insulation and flame retardancy.

본 발명의 일 구현예는 폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물이 중합되어 형성되는 폴리이소시안우레이트 폼, 핵제 및 난연제를 포함하고, 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도가 약 310℃ 이상인 열경화성 발포체를 제공한다.One embodiment of the present invention provides a thermosetting foam comprising a polyisocyanurate foam formed by polymerization of a polyol compound and an isocyanate compound, a nucleating agent and a flame retardant, and having a pyrolysis initiation temperature of about 310 ° C or higher by thermogravimetric analysis do.

상기 난연제는 액상 형태 또는 분말 형태일 수 있다. The flame retardant may be in liquid or powder form.

상기 난연제는 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 난연조제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The flame retardant may be at least one selected from the group consisting of a phosphorus-based flame retardant, a metal hydride-based flame retardant, a halogen-based flame retardant, a flame retardant auxiliary, and a mixture thereof.

상기 인계 난연제는 트리 페닐 포스페이트, 크레실 디페닐 포스페이트, 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The phosphorus flame retardant may be at least one selected from the group consisting of triphenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, isopropyl phenyl diphenyl phosphate, and mixtures thereof.

상기 할로곈계 난연제는 데카브로모디페닐 옥사이드 또는 옥타브로모디페닐 옥사이드일 수 있다.The halogen-based flame retardant may be decabromodiphenyl oxide or octiphenylmodiphenyl oxide.

상기 난연조제는 안티모니 트리옥사이드일 수 있다.The flame retarding auxiliary may be antimony trioxide.

상기 핵제는 실란계 화합물 또는 실록산계 화합물을 포함할 수 있다. The nucleating agent may include a silane-based compound or a siloxane-based compound.

상기 폴리이소시안우레이트 폼에 형성된 발포셀의 평균직경은 약 50㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. The average diameter of the foamed cells formed in the polyisocyanurate foam may be about 50 탆 to about 200 탆.

상기 난연제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다.The content of the flame retardant may be about 1 part by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol compound.

상기 핵제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 10 중량부일 수 있다.The content of the nucleating agent may be about 1 part by weight to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol compound.

상기 열경화성 발포체에 중합촉매, 계면활성제 및 발포제를 더 포함할 수 있다.The thermosetting foam may further comprise a polymerization catalyst, a surfactant, and a foaming agent.

상기 열경화성 발포체는 열전도도가 약 0.025W/mk 이하일 수 있다.The thermosetting foam may have a thermal conductivity of about 0.025 W / mk or less.

상기 열경화성 발포체는 독립기포율이 80%이상일 수 있다.The thermosetting foam may have a closed cell ratio of 80% or more.

상기 열경화성 발포체는 밀도가 10kg/m3 내지 150kg/m3일 수 있다.
The thermosetting foam may have a density of 10 kg / m 3 to 150 kg / m 3 .

본 발명의 다른 구현예는 폴리올계 화합물 및 핵제를 혼합하는 단계; 상기 폴리올계 화합물 및 핵제의 혼합물에 난연제를 추가하는 단계; 및 상기 난연제를 추가해서 얻어진 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 교반하여 폴리이소시안우레이트를 중합하는 단계를 포함하고, 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도가 약 310℃ 이상인 열경화성 발포체 제조방법를 제공한다.
Another embodiment of the present invention is a method for producing a polyurethane foam, comprising: mixing a polyol compound and a nucleating agent; Adding a flame retardant to the mixture of the polyol compound and the nucleating agent; And polymerizing the polyisocyanurate by stirring the isocyanate compound to a mixture obtained by further adding the flame retardant, wherein the pyrolysis initiation temperature by thermogravimetric analysis is about 310 ° C or higher.

본 발명의 일 구현예인 열경화성 발포체는 열전도도가 낮으며, 압축강도 및 굴곡 강도 등의 기계적 물성이 향상된 동시에 뛰어난 난연성을 갖는다. The thermosetting foam, which is an embodiment of the present invention, has low thermal conductivity, improved mechanical properties such as compressive strength and flexural strength, and has excellent flame retardancy.

또한, 본 발명의 다른 구현예인 열경화성 발포체의 제조 방법을 이용하면,오존층 파괴에 영향을 주지 않는 친환경 발포제를 이용하면서도 핵제를 첨가를 통해 작고 균일한 발포 셀을 얻을 수 있다.
In addition, by using the method of producing a thermosetting foam according to another embodiment of the present invention, it is possible to obtain a small and uniform foam cell through addition of a nucleating agent while using an environmentally friendly foaming agent which does not affect ozone layer destruction.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

열경화성 Thermosetting 발포체Foam

본 발명의 일 구현예에서, 폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물이 중합되어 형성되는 폴리이소시안우레이트 폼, 핵제 및 난연제를 포함하고, 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도가 약 310℃ 이상인 열경화성 발포체를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, a thermosetting foam comprising a polyisocyanurate foam, a nucleating agent and a flame retardant, which are formed by polymerization of a polyol compound and an isocyanate compound, and having a pyrolysis initiation temperature of about 310 ° C or higher by thermogravimetric analysis, to provide.

일반적으로 열가소성 발포체에 난연성을 향상시키기 위해 난연제를 첨가할 경우, 폴리이소시안우레이트 폼 등과의 반응시 표면장력이 증가하여 형성되는 발포셀의 크기가 커지거나, 터지게 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일실시예는 난연제 첨가로 인해 나타나는 상기의 부정적인 효과를 평균 입도가 한정된 핵제를 통해 표면장력을 제어함으로써 보완할 수 있다.
Generally, when a flame retardant is added to improve the flame retardancy of a thermoplastic foam, the surface tension of the polyisocyanurate foam or the like may increase during the reaction with the polyisocyanurate foam or the like. However, one embodiment of the present invention can compensate for the negative effects caused by the addition of the flame retardant agent by controlling the surface tension through a nucleating agent having an average particle size.

상기 열경화성 발포체는 난연제를 포함함으로써 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도를 약 310℃ 이상으로 할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 열경화성 발포체는 난연제와 함께 핵제를 포함함으로써 난연제로 인해 발생하는 부정적인 효과가 발생하지 아니하고, 난연제를 포함함으로써 단열성과 함께 난연성 또한 우수한 열경화성 발포체를 제공할 수 있다. The thermosetting foam may include a flame retardant to provide a pyrolysis initiation temperature of about 310 ° C or more by thermogravimetric analysis. As described above, the thermosetting foam contains a nucleating agent together with a flame retardant, so that a negative effect generated by the flame retardant does not occur, and a thermosetting foam having excellent heat resistance and flame retardancy can be provided by including a flame retardant.

상기 열중량분석법은 가열 중에 재료안에 일어나는 무게변화를 측정하는 분석을 일컫는바, 재료의 열에 대한 안정성을 알아보기 위해 측정하는 것이 보통이다. 대체적으로 상온에서 시작하여 약 600℃까지 측정하며, 분당 약 10℃씩 승온하면서 측정하며, 측정 중 질량이 5%이상 급속하게 감소하는 구간이 발생하는데, 이를 열분해 시작온도 또는 질량감소 온도라 한다. 상기 난연제를 포함함으로써 상기 열경화성 발포체의 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도는 약 310℃ 이상으로 측정되는바, 핵제와 난연제를 동시에 포함함으로써 종래의 열경화성 발포체보다 높은 열분해 시작온도를 가질 수 있다.
The thermogravimetric analysis refers to an analysis for measuring a change in weight in a material during heating, and is usually measured to determine the stability of the material against heat. Generally, starting at room temperature, measuring up to about 600 ° C, measuring at a rate of about 10 ° C per minute, a section where the mass decreases rapidly by more than 5% during measurement, which is called the pyrolysis start temperature or mass decrease temperature. By including the flame retardant, the pyrolysis initiation temperature of the thermosetting foam by the thermogravimetric analysis method is measured to be about 310 ° C or more, and the pyrolysis starting temperature can be higher than that of the conventional thermosetting foam by simultaneously containing the nucleating agent and the flame retardant.

상기 열경화성 발포체가 포함하는 폴리이소시안우레이트 폼은 폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물이 중합되어 형성될 수 있다. 폴리이소시안 우레이트 폼은 종래에 단열재로 널리 사용되던 폴리우레탄 폼에 이소시아네이트기 세 개가 링구조로 결합한 형태의 이오시안우레이트기를 포함하는 물질이다. 폴리이소시안우레이트 폼은 이러한 링구조로 인하여 열안정성과 기계적 강도 측면에서 매우 우수한 성능을 보인다. 종래 기술은 폴리우레탄 폼의 제조시에 폴리올에 첨가제, 즉 클레이나 에어로질과 같은 물질을 도입함으로서 발포셀의 크기를 감소시키고 이를 통하여 단열성능이 향상되는 효과를 얻었다. The polyisocyanurate foam contained in the thermosetting foam may be formed by polymerizing a polyol compound and an isocyanate compound. The polyisocyanurate foam is a material containing an iocyanurate group in which three isocyanate groups are bonded in a ring structure to a polyurethane foam conventionally used widely as a heat insulating material. The polyisocyanurate foam exhibits excellent performance in terms of thermal stability and mechanical strength due to such a ring structure. In the prior art, the effect of improving the heat insulation performance is obtained by reducing the size of the foamed cell by introducing a substance such as clay or aerosol into the polyol during the production of the polyurethane foam.

그러나 상기의 첨가제를 폴리올에 도입시, 분산성이나 저장안정성의 문제를 발생시킬 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에서는 핵제를 도입하여, 폴리이소시안우레이트 폼의 발포셀을 조밀하고 균일하게 형성시킬 수 있다. 단열재에 형성되는 발포셀은 크기가 작을수록 단열 효과가 뛰어나고 기계적 강도 또한 높으므로, 발포제 외에 초기 핵 형성에 도움을 줄 수 있는 물질을 중합물질에 첨가하여 발포셀의 크기를 줄이고 발포셀의 밀도를 증가시킴으로써 단열재의 물성을 향상시킬 수 있다.
However, when the additive is introduced into the polyol, problems such as dispersibility and storage stability may occur. Therefore, in one embodiment of the present invention, a nucleating agent is introduced to form a foamed cell of a polyisocyanurate foam densely and uniformly . The smaller the size of the foamed cells formed in the insulation, the higher the insulation effect and the higher the mechanical strength. Therefore, by adding a substance capable of contributing to the initial nucleation in addition to the foaming agent, the size of the foamed cells can be reduced, The physical properties of the heat insulating material can be improved.

상기 폴리올계 화합물은 하나의 분자 내에 복수개의 히드록시기를 포함하는 물질로, 이소시아네이트계 화합물과 반응하여 우레탄 결합을 생성하며 중합을 진행시킨다. 상기 폴리올계 화합물은 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol) 또는 폴리에테르 폴리올(polyether polyol)일 수 있다. 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산The polyol compound is a material containing a plurality of hydroxy groups in one molecule, and reacts with an isocyanate compound to form a urethane bond and to proceed the polymerization. The polyol compound may be a polyester polyol or a polyether polyol. The polyester polyol is an anhydrous phthalic acid

(phthalic anhydride) 또는 아디프산(adipic acid)을 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide), 프로필렌 옥사이드(propylene oxide) 또는 이들의 혼합물과 반응시켜 중합함으로써 제조된 것일 수 있고, 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 1.2-프로판글리콜(1,2-propane glycol), 부틸렌글리콜(butylene glycol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol),1,8-옥탄디올(1,8-oxtanediol), 네오펜틸글리콜(neopentyl glycol), 2-메틸-1,3-프로판디올(2-methyl-1,3-propanediol), 글리세롤(glycol), 트리메틸올프로판(trimethylolpropane), 1,2,3-헥산트리올(1,2,3-hexanetriol), 1,2,4-부탄트리올(1,2,4-butanetriol), 트리메틸올메탄(trimethylolmethane), 펜타에리트리톨 (pentaerythriol), 디에틸렌글리콜(diethyleneglycol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol), 트리프로필렌글리콜(tripropylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(polypropyleneglycol), 디부틸렌글리콜(dibutylene glycol), 폴리부틸렌글리콜(polybutyleneglycol), 솔비톨(sorbitol), 슈크로스(sucrose), 하이드로퀴논(hydroquinone), 레소시놀(resorcinol), 카테콜(catechol) 및 비스페놀 (bisphenol)로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 반응시켜 중합함으로써 제조된 것일 수 있다.
the polyether polyol may be one prepared by reacting phthalic anhydride or adipic acid with ethylene oxide, propylene oxide or a mixture thereof, and the polyether polyol may be an ethylene glycol 1, 2-propane glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,8-oxanediol, , Neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, glycol, trimethylolpropane, 1,2,3-hexane 1,2,3-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, trimethylolmethane, pentaerythritol, diethyleneglycol (diethyleneglycol) ), Triethylene glycol, polyethyleneglycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol (polypropylene glycol) such as glycerol, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, glycerin, And at least one selected from the group consisting of bisphenol may be produced by reacting ethylene oxide, propylene oxide or a mixture thereof.

상기 이소시아네이트계 화합물은 분자 내에 이소시아네이트기를 포함하고 있는 물질로서, 이소시아네이트기는 폴리올계 화합물의 히드록시기와 반응하여 우레탄 결합을 생성하고, 또한 3개의 이소시아네이트기가 반응하여 삼량화됨으로써 이소시안우레이트를 형성하게 하는 역할을 한다. 상기 이소시안우레이트 형성을 위하여 일반적으로 폴리우레탄의 중합에 사용되는 이소시아네이트계 화합물보다 이소시아네이트기의 개수가 많은 물질을 이용하는 것이 유리하므로, NCO 인덱스가 250정도로 높은 디이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다. The isocyanate compound is a substance containing an isocyanate group in the molecule. The isocyanate group reacts with the hydroxyl group of the polyol compound to form a urethane bond, and three isocyanate groups are reacted to be trimerized to form isocyanurate . A diisocyanate compound having an NCO index as high as about 250 can be used because it is generally advantageous to use a substance having a larger number of isocyanate groups than the isocyanate compound used for polymerization of polyurethane for the formation of isocyanurate.

본 발명의 일실시예에서는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (polymeric methylene diphenyl diisocyanate, polymeric MDI), 모노머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(monomeric methylene diphenyl diisocyanate, monomeric MDI), 폴리머릭 톨루엔 디이소시아네이트(polymeric toluene diisocyanate, polymeric TDI) 및 모노머릭 톨루엔 디이소시아네이트(monomeric toluene diisocyanate, monomeric TDI)로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나가 이소시아네이트계 화합물로 사용될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, polymeric methylene diphenyl diisocyanate (polymeric MDI), monomeric methylene diphenyl diisocyanate (MDI), polymeric toluene diisocyanate , polymeric TDI) and monomeric toluene diisocyanate (monomeric TDI) can be used as the isocyanate compound.

상기 열경화성 발포체가 포함하는 난연제는 액상 형태 또는 분말 형태일 수 있다. 난연제가 액상형태인 경우 분산성이 우수하며 폴리이소시안우레이트 폼 또는 핵제 또는 이들의 혼합물과 뭉치지 않는 다는 점에서 유리한 효과를 가진다.The flame retardant included in the thermosetting foam may be in liquid form or in powder form. When the flame retardant is in a liquid form, it has an excellent dispersibility and has an advantageous effect in that it does not aggregate with a polyisocyanurate foam or a nucleating agent or a mixture thereof.

또한, 상기 난연제는 분말 형태일 수 있으며, 구체적으로 분말형태의 난연제를 사용하는 경우, 상기 난연제는 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 평균 입자직경을 유지함으로써 난연제의 분산성을 확보할 수 있고, 폴리이소시안우레이트 폼에 형성된 발포셀 파손을 방지할 수 있다.
When the flame retardant is used in powder form, the flame retardant maintains an average particle diameter of about 1 μm to about 100 μm, thereby ensuring the dispersibility of the flame retardant. The poly It is possible to prevent breakage of the foamed cells formed on the isocyanurate foam.

상기 난연제는 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 난연조제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 난연제는 플라스틱의 내연 소성을 개량하기 위하여 첨가하는 첨가제로 연소를 방해하는 기능을 가지고 있는바, 난연성을 증가시킴으로써 열경화성 발포체로써의 활용도를 넓힐 수 있다.
The flame retardant may be at least one selected from the group consisting of a phosphorus-based flame retardant, a metal hydride-based flame retardant, a halogen-based flame retardant, a flame retardant auxiliary, and a mixture thereof. The flame retardant is an additive added to improve the plasticity resistance of the plastic, and has the function of interfering with the combustion. As a result, the flame retardancy can be increased to broaden the application as a thermosetting foam.

구체적으로, 상기 인계 난연제는 트리 페닐 포스페이트, 크레실 디페닐 포스페이트, 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 또한, 상기 할로곈계 난연제는 데카브로모디페닐 옥사이드 또는 옥타브로모디 페닐 옥사이드를, 상기 난연조제는 안티모니 트리옥사이드를 포함할 수 있다.
Specifically, the phosphorus flame retardant includes at least one selected from the group consisting of triphenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, isopropyl phenyl diphenyl phosphate, and mixtures thereof. The halogen-based flame retardant may include decabromodiphenyl oxide or octabromophenyl oxide, and the flame retarding auxiliary may include antimony trioxide.

상기 핵제는 실란계 화합물 또는 실록산계 화합물을 포함할 수 있다. 핵제를 포함함으로써 난연제의 첨가로 인해 불가피하게 상승하는 열전도도를 어느 정도 억제시킬 수 있고, 표면장력도 제어할 수 있다. The nucleating agent may include a silane-based compound or a siloxane-based compound. By including the nucleating agent, the thermal conductivity inevitably rising due to the addition of the flame retardant can be suppressed to some extent and the surface tension can be controlled.

상기 핵제는 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 실란계 핵제, 실록산계 핵제, 또는 퍼플루오르알칸계 핵제 등이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 표면 장력이 낮고 메틸렌 디페닐 디이소사이네이트 또는 폴리올과 상용성이 우수한 실란계 화합물 및 실록산계 화합물이 사용될 수 있으며, 이들이 1종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 실란계 화합물로서는 헥사메틸디실라제인, 및 디메톡시디메틸실란과 같은 화합물이 사용될 수 있고, 상기 실록산계 화합물로서는 헥사메틸디실록산이 사용될 수 있다.
The type of the nucleating agent is not particularly limited, and a silane nucleating agent, a siloxane nucleating agent, a perfluoralkane nucleating agent, or the like can be used. Specifically, silane compounds and siloxane compounds having low surface tension and excellent compatibility with methylene diphenyl diisocyanate or polyol may be used, and one or more of these compounds may be used in combination. As the silane compound, compounds such as hexamethyldisilazane and dimethoxydimethylsilane can be used, and as the siloxane compound, hexamethyldisiloxane can be used.

상기 폴리이소시안우레이트 폼에 형성된 발포셀의 평균직경은 약 50㎛ 내지 약 200㎛이 될 수 있다. 평균직경이란 형성된 발포셀의 평균지름이나 대표지름을 일컫는 것으로 상기 발포셀의 평균직경이 약 50㎛미만인 경우 열전도도에서 전도에 의한 기여도가 커지므로 열전도도가 오히려 상승하게 되는 우려가 있고, 약 200㎛를 초과하는 경우 형성된 발포셀의 크기가 너무 커지므로 발포셀이 균일하게 생성되지 못하는 문제점이 있다. 그러므로 상기 발포셀의 함량이 상기 범위를 유지함으로써 균일하고 작은 발포셀들이 생성될 수 있다는 면에서 장점이 있다.
The average diameter of the foamed cells formed in the polyisocyanurate foam may be about 50 占 퐉 to about 200 占 퐉. The average diameter refers to the average diameter or the representative diameter of the formed foam cells. When the average diameter of the foam cells is less than about 50 탆, there is a fear that the thermal conductivity increases rather than the contribution due to conduction in the thermal conductivity. Mu] m, the size of the foamed cell formed becomes too large, so that the foamed cell can not be uniformly formed. Therefore, there is an advantage in that uniform and small foam cells can be produced by maintaining the content of the foam cells within the above range.

상기 난연제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다. 상기 난연제를 약 1 중량부 미만으로 포함하는 경우 난연성이 불량해질 수 있고, 약 20 중량부를 초과하여 포함하는 경우 가공성이 불량해질 우려가 있다. 그러므로, 상기 난연제의 함량이 상기 범위를 유지함으로써 가공성이 유지되고 난연성이 향상되는 효과를 모두 발현할 수 있다는 면에서 장점이 있다.
The content of the flame retardant may be about 1 part by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol compound. When the flame retardant is contained in an amount of less than about 1 part by weight, flame retardancy may be poor, and when it is more than about 20 parts by weight, workability may be poor. Therefore, there is an advantage in that both the effect of maintaining the processability and improving the flame retardancy can be achieved by maintaining the content of the flame retarder within the above range.

상기 핵제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 내지 약 20 중량부일 수 있다. 상기 핵제를 약 1 중량부 미만으로 포함하는 경우 소량으로 첨가된 핵제로 인해 핵제로서의 효과 발현이 미미하며, 약 10 중량부를 초과하는 경우 가소효과로 인해 불균일한 발포셀이 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 핵제의 함량이 상기 범위를 유지함으로써 난연제를 첨가함에도 불구하고 작고 균일한 발포셀을 생성할 수 있다는 면에서 장점이 있다.
The content of the nucleating agent may be about 1 part by weight to about 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol compound. If the amount of the nucleating agent is less than about 1 part by weight, the effect of the nucleating agent may be insignificant due to the nucleating agent added in a small amount. If the amount of the nucleating agent is more than about 10 parts by weight, non-uniform foaming cells may be formed due to the plasticizing effect. Therefore, it is advantageous in that the content of the nucleating agent is maintained within the above range, so that a small and uniform foam cell can be produced even though the flame retardant is added.

상기 열경화성 발포체에 중합촉매, 계면활성제 및 발포제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 중합촉매는 이소시아네이트끼리의 삼량화 반응(trimerization)을 촉진시키며, 반응속도를 개선하여 이소시안우레이트기를 형성하는 것을 돕는 역할을 한다. 상기 중합촉매는 아세트산(acetic acid), 옥탄산(octanoic acid), 2,4,6-트리스 디메틸아미노메틸페놀(2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol), 1,3,5-트리스 3-디메틸아민-프로필 헥사하이드로트라이진(1,3,5-tris 3-dimethylamine-propyl hexahydrotrizine) 및 포타슘 헥사노에이트(potassium hexanoate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
The thermosetting foam may further comprise a polymerization catalyst, a surfactant, and a foaming agent. Specifically, the polymerization catalyst promotes the trimerization of the isocyanates, and improves the reaction rate to help form isocyanurate groups. The polymerization catalyst may be selected from the group consisting of acetic acid, octanoic acid, 2,4,6-tris [(dimethylamino) methyl] phenol, Tris-3-dimethylamine-propyl hexahydrotrizine, and potassium hexanoate. The term " tris-3-dimethylamine-propyl hexahydrotriazine "

상기 발포제는 중합과정에서 기체를 발생시킴으로써 단열재 내부에 발포셀을 형성하는 역할을 한다. 발포제는 폴리이소시안우레이트 폼 형성 후 셀 안에 존재하므로 열전도도가 낮으며 안정성이 높은 물질이 사용되는 것이 유리하다. 상기 발포제는 사이클로펜탄(cyclopentne), 클로로플루오로카본(chlorofluorocarbon), 이소펜탄 (isopentane), 노르말펜탄 (n-pentane), 히드로클로로플루오로카본 (hydrochlorofluorocarbon), 히드로플루오로카본(hydrofluorocarbon) 및 물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있고, 특히 염소를 포함하지 않는 발포제인 사이클로펜탄, 물 또는 이들의 혼합물은 환경적인 측면에서 유리하다.
The foaming agent acts to form a foam cell inside the heat insulating material by generating gas during the polymerization process. Since the foaming agent exists in the cell after polyisocyanurate foam is formed, it is advantageous to use a material having low thermal conductivity and high stability. The blowing agent may be selected from the group consisting of cyclopentene, chlorofluorocarbon, isopentane, n-pentane, hydrochlorofluorocarbon, hydrofluorocarbon and water. At least one selected from the group consisting of cyclopentane, water, or a mixture thereof, which is a blowing agent that does not contain chlorine, is advantageous in environmental aspects.

상기 계면활성제는 발포셀의 형성시에 표면장력을 조절하여 발포셀의 크기가 지나치게 커지는 것을 억제하고, 발포셀의 형성을 안정화시키는 역할을 한다. 상기 계면활성제의 종류로는 이 분야에서 공지된 다양한 종류를 사용하는 것이 가능하다.
The surface active agent controls the surface tension at the time of forming the foam cell to suppress the size of the foam cell from becoming excessively large, and stabilizes the formation of the foam cell. As the kind of the surfactant, it is possible to use various kinds known in the art.

상기 열경화성 발포체는 열전도도가 약 0.025W/mk 이하일 수 있다. 열전도도는 열전도의 크기를 나타내는 물성치를 일컫는바, 열전도도가 낮을수록 단열성능이 뛰어난 것으로 유추할 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 폴리이소시안우레이트 폼, 핵제 및 난연제를 함께 포함함으로써, 난연성 뿐만 아니라 우수한 단열성을 보이는바, 낮은 열전도도를 확보할 수 있고, 상기 열전도도가 약 0.025W/mk이하를 유지함으로써 건축용, 가전제품용, 자동차용 등의 활용도를 높일 수 있다.
The thermosetting foam may have a thermal conductivity of about 0.025 W / mk or less. Thermal conductivity refers to the physical properties that indicate the size of the thermal conduction, and it can be deduced that the lower the thermal conductivity, the better the insulation performance. By including the polyisocyanurate foam, the nucleating agent and the flame retardant together, the thermosetting foam exhibits not only flame retardancy but also excellent heat insulation property, so that a low thermal conductivity can be ensured and the thermal conductivity can be maintained at about 0.025 W / mk or less It is possible to increase the utilization of buildings, household appliances, and automobiles.

상기 열경화성 발포체는 독립기포율이 약 80%이상일 수 있다. 상기 열경화성 발포체는 작은 벌집형 모양의 셀로 이루어지는바, 상기 셀들 중 닫혀진 셀의 백분율을 독립기포율이라고 한다. 독립기포율이 높을수록 단열성이 개선되는 것으로, 상기 독립기포율이 약 80% 미만인 경우 일정수준의 단열성을 확보하지 못할 수 있다. 독립기포율의 상한에 제한이 있는 것은 아니나, 독립기포율이 과하게 높은 경우 열경화성 발포체의 통기성이 떨어지고 탄성이 저하되고 내구성이 떨어지는 등의 물성저하가 나타날 수 있어 약 95%를 상한으로 할 수 있다.
The thermosetting foam may have a closed cell ratio of about 80% or greater. The thermosetting foam is made of a small honeycomb-shaped cell, and the percentage of the closed cells among the cells is referred to as a closed cell ratio. The higher the closed cell ratio is, the better the heat insulating property is. When the closed cell ratio is less than about 80%, a certain level of heat insulating property may not be secured. Although there is no limitation on the upper limit of the closed cell ratio, when the closed cell ratio is excessively high, the air permeability of the thermosetting foam tends to deteriorate, the elasticity may lower and the durability may be deteriorated.

상기 열경화성 발포체는 밀도가 약 10kg/m3 내지 약 150kg/m3, 구체적으로 약 20 kg/m3 내지 약 100kg/m3일 수 있다. 상기 열경화성 발포체의 밀도를 상기 범위를 유지함으로써 상대적으로 가벼운 열경화성 발포체를 제공할 수 있다.
The thermoset foam may have a density of from about 10 kg / m 3 to about 150 kg / m 3 , specifically from about 20 kg / m 3 to about 100 kg / m 3 . By keeping the density of the thermosetting foam within the above range, it is possible to provide a relatively light thermosetting foam.

열경화성 Thermosetting 발포체Foam 제조방법 Manufacturing method

본 발명의 다른 구현예에서, 폴리올계 화합물 및 핵제를 혼합하는 단계; 상기 폴리올계 화합물 및 핵제의 혼합물에 난연제를 추가하는 단계; 및 상기 난연제를 추가해서 얻어진 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 교반하여 폴리이소시안우레이트를 중합하는 단계를 포함하고, 열중량분석법에 의한 열분해 시작온도가 310℃ 이상인 열경화성 발포체 제조방법을 제공한다. 열분해 시작온도는 약 310℃ 이상이 될 수 있는바, 이는 전술한 바와 같다.
In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a polyurethane foam, comprising: mixing a polyol compound and a nucleating agent; Adding a flame retardant to the mixture of the polyol compound and the nucleating agent; And polymerizing the polyisocyanurate by stirring the isocyanate compound to a mixture obtained by further adding the flame retardant, wherein the pyrolysis initiation temperature by the thermogravimetric analysis method is 310 ° C or higher. The pyrolysis initiation temperature can be about 310 ° C or higher, as described above.

상기 폴리올계 화합물 및 핵제를 혼합하는 단계에서 폴리올계 화합물 및 핵제를 혼합하는 속도는 약 500rpm 내지 약 5,000rpm으로 할 수 있다. 폴리올계 화합물, 핵제의 균일한 분산을 위하여 혼합 초기에는 약 500rpm 정도의 저속으로 약 30초 내지 약 60초 정도 혼합하고, 점점 속도를 증가시켜 혼합 후기에는 약 5,000rpm까지 혼합속도를 증가시킬 수 있다. 반면에, 초기 혼합시에 지나치게 저속으로 혼합하면 폴리올계 화합물의 점도는 높고 핵제의 점도는 낮기 때문에 핵제가 충분히 분산되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
In the step of mixing the polyol compound and the nucleating agent, the mixing speed of the polyol compound and the nucleating agent may be about 500 rpm to about 5,000 rpm. In order to uniformly disperse the polyol compound and the nucleating agent, the mixture is mixed at a low speed of about 500 rpm for about 30 seconds to about 60 seconds at an initial stage of mixing, and then the mixing speed is increased to increase the mixing speed to about 5,000 rpm . On the other hand, when the polyol compound is mixed at an excessively low speed at the time of initial mixing, the viscosity of the polyol compound is high and the viscosity of the nucleating agent is low.

또한 폴리올계 화합물 및 핵제를 혼합하는 단계는 약 0℃ 내지 약 30℃의 온도에서 진행될 수 있다. 진행온도가 약 0℃ 미만인 경우 폴리올계 화합물 및 핵제 사이의 분산이 충분히 일어나지 못하게 되며, 반대로 진행온도가 약 30?를 초과하는 경우 핵제의 휘발점이 낮으므로 핵제가 증발될 수 있다.
The step of mixing the polyol compound and the nucleating agent can also be carried out at a temperature of about 0 캜 to about 30 캜. If the progress temperature is less than about 0 ° C, the polyol compound and the nucleating agent will not sufficiently disperse. On the other hand, if the progress temperature exceeds about 30 ° C, the nucleating agent may be evaporated because the nucleation point of the nucleating agent is low.

상기 폴리올계 화합물 및 핵제의 혼합물에 난연제를 추가하는 단계의 교반 속도는 약 500rpm 내지 약 5,000rpm으로 할 수 있다. 이는 난연제가 균일하게 혼합될 수 있도록 설정된 속도이며, 이 범위를 벗어날 경우 각 물질이 불균일하게 분포되어 폴리이소시안우레이트 폼의 물성이 저하될 수 있다. The stirring speed of adding the flame retardant to the mixture of the polyol compound and the nucleating agent may be from about 500 rpm to about 5,000 rpm. This is a rate set so that the flame retardant can be uniformly mixed. When the temperature is outside this range, the respective materials may be unevenly distributed to deteriorate the physical properties of the polyisocyanurate foam.

또한 상기 폴리올계 화합물 및 핵제의 혼합물에 난연제를 추가하는 단계는 약 0? 내지 약 40?의 온도에서 수행될 수 있다. 이 온도범위를 초과할 경우 난연제의 특성을 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 계면활성제를 추가한 이후에 난연제를 첨가하는 경우 표면장력이 낮아진 폴리올계 화합물 및 핵제의 혼합물에 난연제가 좀 더 효과적으로 섞일 수 있다.
Further, the step of adding the flame retardant to the mixture of the polyol compound and the nucleating agent is about 0? To about 40 < [deg.] ≫ C. Exceeding this temperature range can change the characteristics of the flame retardant. Specifically, when a flame retardant is added after adding a surfactant, the flame retardant can be more effectively mixed into a mixture of the polyol compound and the nucleating agent having a lower surface tension.

상기 난연제를 추가해서 얻어진 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 교반하여 폴리이소시안우레이트를 중합하는 단계의 교반 속도는 약 3,000rpm 내지 약 5,000rpm으로 할 수 있다. 이는 폴리올계 화합물과 이소시아네이트계 화합물의 반응과 이소시아네이트끼리의 삼량화 반응이 충분히 빠른 시간 내에 이루어질 수 있도록 설정된 속도이다. 약 3,000rpm보다 낮은 속도로 교반하면 폴리올계 화합물과 이소시아네이트 화합물의 반응이 원활하게 이루어질 정도로 충분히 섞이지 않는 문제가 발생하고, 반대로 약 5,000rpm을 초과하면 폴리올계 화합물과 이소시아네이트의 화합물이 접촉하는 시간이 짧아 반응이 불완전하게 일어날수 있다.
The stirring speed of the step of polymerizing the polyisocyanurate by stirring the isocyanate compound to the mixture obtained by adding the flame retardant may be about 3,000 rpm to about 5,000 rpm. This is a rate set so that the reaction between the polyol compound and the isocyanate compound and the trimerization reaction between the isocyanates can be performed in a sufficiently fast time. When stirring at a rate lower than about 3,000 rpm, there is a problem that the reaction between the polyol compound and the isocyanate compound is not smooth enough so that the reaction between the polyol compound and the isocyanate compound is smooth. On the other hand, when the stirring speed is higher than about 5,000 rpm, The reaction may be incomplete.

또한 상기 난연제를 추가해서 얻어진 혼합물에 이소시아네이트계 화합물을 교반하여 폴리이소시안우레이트를 중합하는 단계는 약 0? 내지 약 20?의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 만약 수행온도가 0?미만인 경우 폴리올계 화합물과 이소시아네이트계 화합물간의 축합반응 및 이소시아네이트기끼리의 삼량화 반응이 잘 일어나지 않게 되고, 반대로 수행온도가 20?를 초과하는 경우 지나치게 빠른 반응이 유도되어 셀의 안정화가 방해를 받거나 반응 물질이 휘발되는 문제가 발생한다.
Further, the step of polymerizing the polyisocyanurate by stirring the isocyanate compound to the mixture obtained by adding the above flame retardant is about 0? To about 20 < [deg.] ≫ C. If the temperature is lower than 0 ° C, the condensation reaction between the polyol compound and the isocyanate compound and the trimerization reaction between the isocyanate groups do not occur. On the other hand, if the temperature is higher than 20 ° C, There arises a problem that the stabilization is disturbed or the reactant is volatilized.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.

<실시예 및 비교예>&Lt; Examples and Comparative Examples &

실시예Example 1 One

중량 100g의 폴리올에 핵제인 테트라메틸실란(Tetramethyl silane, TMS) 3.0g, 난연제는 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP)를 1.0g 첨가하였다. 상기 폴리올로는 폴리에스터 폴리올(polyether polyol)과 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol)을 4:6의 중랑비로 혼합한 혼합물을 사용하였다. 사용된 폴리올의 점도는 핵제인 테트라메틸실란에 비해 상대적으로 높기 때문에 테트라메틸실란이 폴리올 화합물 사이에 잘 삽입될 수 있게 하기 위하여 기계적 교반장치(mechanical stirrer)를 이용하여 반응 초기에는 500rpm의 저속으로 30초간 교반하여 주었으며(1단계 교반),이후 각각 1,000rpm, 2,000rpm, 3,000rpm, 4,000rpm, 5,000rpm으로 각각 30초 동안 교반시켜(2단계 교반) 혼합액을 제조하였다. 3.0 g of tetramethyl silane (TMS) as a nucleating agent and 1.0 g of isopropyl phenyl diphenyl phosphate (IPPP) as a flame retardant were added to 100 g of a polyol having a weight of 100 g. As the polyol, a mixture of a polyether polyol and a polyester polyol in a weight ratio of 4: 6 was used. Since the viscosity of the used polyol is relatively higher than that of tetramethylsilane, which is a nucleating agent, in order to allow tetramethylsilane to be inserted well between the polyol compounds, a mechanical stirrer is used, (First stage stirring), and then stirred at 1,000 rpm, 2,000 rpm, 3,000 rpm, 4,000 rpm, and 5,000 rpm for 30 seconds, respectively, to prepare a mixed solution.

상기 혼합액에 난연제인 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP) 1.0g을 20℃에서 3000rpm으로 10초 동안 교반하여 폴리이소시안우레이트 폼을 제조하였다. 또한, 상기 폴리올 화합물과 디이소시아네이트의 반응을 위하여 기계적 교반 장치를 이용하여 5,000rpm으로 20초 동안 교반한 후,몰드에서 열경화성 발포체를 제조하였다.
1.0 g of isopropylphenyl diphenyl phosphate (IPPP), which is a flame retardant, was stirred at 20 DEG C at 3000 rpm for 10 seconds to prepare a polyisocyanurate foam. Further, for the reaction of the polyol compound and the diisocyanate, a thermosetting foam was prepared in a mold after stirring for 20 seconds at 5,000 rpm using a mechanical stirrer.

실시예Example 2 2

난연제인 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP)의 첨가량을 3.0g으로 증가시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열경화 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of isopropyl phenyl diphenyl phosphate (IPPP), which is a flame retardant, was increased to 3.0 g.

실시예Example 3 3

난연제인 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP)의 첨가량을 5.0g으로 증가시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 열경화 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of isopropylphenyl diphenyl phosphate (IPPP), which is a flame retardant, was increased to 5.0 g.

실시예Example 4 4

난연제로 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP) 대신 크레실 디페닐 포스페이트(Cresyl Diphenyl Phosphate, CDP)를 사용하였으며, 첨가량이 1.0g 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열경화 발포체를 제조하였다.
Cresyl Diphenyl Phosphate (CDP) was used instead of isopropyl phenyl diphenyl phosphate (IPPP) as a flame retardant and the amount of addition was 1.0 g, To prepare a cured foam.

실시예Example 5 5

난연제인 크레실 디페닐 포스페이트(Cresyl Diphenyl Phosphate, CDP)의 첨가량을 3.0g으로 증가시킨 것을 제외하고는 상기 실시예4와 동일한 방법으로 열경화 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 4 except that the addition amount of cresyl diphenyl phosphate (CDP) as a flame retardant was increased to 3.0 g.

실시예Example 6 6

난연제인 크레실 디페닐 포스페이트(Cresyl Diphenyl Phosphate, CDP)의 침가랑을 5.0g으로 증가시킨 것을 제외하고는 상기 실시예4와 동일한 방법으로 열경화 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 4 except that the amount of cresyl diphenyl phosphate (CDP), which is a flame retardant, was increased to 5.0 g.

비교예Comparative Example 1 One

수산기를 포함하는 유기 클레이(30B clay, Southern Clay Co.)의 내부에 포함된 수분을 제거하기 위해 진공오븐에서 24시간 동안 건조하였다. 다음으로 실시예1에서 사용한 폴리올 100g에,폴리머릭 4,4-디페닐데탄 디이소시아네이트 (M50, 바스프사) 160g 및 상기 30B clay를 3.0g 첨가하고,반응온도를 60℃로 유지시킨 오일 항온조 내에서 중탕시키며 반응시켰다. 상기 M50와 30B clay가 균일하게 혼합되고 원활한 반응을 진행하도록 하기 위하여 기계적 교반장치(mechanical stirrer)를 이용하여 3,000rpm의 속도로 2시간 동안 교반시켜 혼합액을 제조하였다. And dried in a vacuum oven for 24 hours to remove water contained in the organic clay (30B clay, Southern Clay Co.) containing hydroxyl groups. Next, 160 g of polymeric 4,4-diphenyldetane diisocyanate (M50, BASF Corp.) and 3.0 g of the above 30B clay were added to 100 g of the polyol used in Example 1, and the reaction was carried out in an oil bath Lt; / RTI &gt; The M50 and 30B clay were mixed homogeneously and agitated at a speed of 3,000 rpm for 2 hours using a mechanical stirrer to prepare a mixed solution so that a smooth reaction could proceed.

상기 혼합액에 촉매 및 계면활성제를 넣어 상온에서 반응시킴으로써 클레이-폴리이소시안우레이트 나노 복합체를 제조하였다. 상기 유기 클레이가 포함된 폴리머릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트는 반응을 위하여 기계적 교반 장치를 이용하여 5,000rpm으로 10초 동안 교반하여 몰드에서 열경화성 발포체를 제조하였다
A catalyst and a surfactant were added to the mixed solution and reacted at room temperature to prepare a clay-polyisocyanurate nanocomposite. The polymeric 4,4-diphenylmethane diisocyanate containing the organic clay was stirred for 10 seconds at 5,000 rpm using a mechanical stirrer to prepare a thermosetting foam in the mold

비교예Comparative Example 2 2

테트라메틸실란과 같은 핵제를 첨가하지 않고,난연제로 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트(IsoPropylPhenyl Diphenyl Phosphate, IPPP)를 5.0g 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열경화성 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5.0 g of isopropyl phenyl diphenyl phosphate (IPPP) was added as a flame retardant without adding a nucleating agent such as tetramethylsilane.

비교예Comparative Example 3 3

테트라메틸실란과 같은 핵제 및 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 (IsoPropyl Phenyl Diphenyl Phosphate, IPPP)와 같은 난연제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열경화성 발포체를 제조하였다.
A thermosetting foam was prepared in the same manner as in Example 1 except that no nucleating agent such as tetramethylsilane and a flame retardant such as isopropyl phenyl diphenyl phosphate (IPPP) were added.

핵제Nucleating agent 난연제Flame retardant 난연제 형태Flame retardant form 실시예1Example 1 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 1.0g1.0 g of isopropylphenyldiphenylphosphate 액상Liquid phase 실시예2Example 2 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 3.0g3.0 g of isopropylphenyldiphenylphosphate 액상Liquid phase 실시예3Example 3 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 5.0g5.0 g of isopropylphenyldiphenylphosphate 액상Liquid phase 실시예4Example 4 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 크레실 디페닐 포스페이트 1.0g1.0 g of cresyl diphenyl phosphate 액상Liquid phase 실시예5Example 5 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 크레실 디페닐 포스페이트 3.0g3.0 g of cresyl diphenyl phosphate 액상Liquid phase 실시예6Example 6 테트라메틸실란 3.0g3.0 g of tetramethylsilane 크레실 디페닐 포스페이트 5.0g5.0 g of cresyl diphenyl phosphate 액상Liquid phase 비교예1Comparative Example 1 유기 클레이 3.0gOrganic clay 3.0 g -- -- 비교예2Comparative Example 2 -- 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트 5.0g5.0 g of isopropylphenyldiphenylphosphate 액상Liquid phase 비교예3Comparative Example 3 -- -- --

<< 실험예Experimental Example > - 열경화성 > - Thermosetting 발포체의Foam 물리적 특성 Physical Characteristics

상기 실시예 및 비교예의 열전도도, 압축강도, 굴곡강조 및 열분해시작온도를 측정하였는바, 우선, 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 열경화성 발포체의 단열성능을 비교하기 위하여 ASTM C518에 의거하여 열전도도를 측정하였고, 그 후 ASTM D 1621에 의거하여 압축강도를 측정하였다.The thermal conductivity, compressive strength, flexural strength and pyrolysis initiation temperature of the above Examples and Comparative Examples were measured. First, in order to compare the heat insulating performance of the thermosetting foam prepared according to the above Examples and Comparative Examples, the thermal conductivity And then the compressive strength was measured according to ASTM D 1621.

또한, ASTM D790에 의거하여 굴곡강도를 측정하였고, 열중량분석법에 의하여 열경화성 발포체의 무게변화가 일어나는 때의 열분해시작온도를 측정하였다.
In addition, the flexural strength was measured according to ASTM D790, and the pyrolysis starting temperature at the time when the weight change of the thermosetting foam occurred by thermogravimetric analysis was measured.

열전도도
(W/mK)
Thermal conductivity
(W / mK)
압축강도
(kg/cm2)
Compressive strength
(kg / cm 2 )
굴곡강도
(kg/cm2)
Flexural strength
(kg / cm 2 )
열분해시작온도
(℃)
Pyrolysis starting temperature
(° C)
발포셀
평균 입자직경(㎛)
Foam cell
Average particle diameter (占 퐉)
실시예1Example 1 0.0210.021 1.561.56 7.237.23 315315 172172 실시예2Example 2 0.0220.022 1.471.47 6.986.98 321321 165165 실시예3Example 3 0.0220.022 1.391.39 6.816.81 329329 148148 실시예4Example 4 0.0210.021 1.591.59 7.107.10 316316 170170 실시예5Example 5 0.0220.022 1.531.53 6.926.92 327327 150150 실시예6Example 6 0.0230.023 1.411.41 6.876.87 341341 130130 비교예1Comparative Example 1 0.0260.026 0.980.98 3.623.62 302302 320320 비교예2Comparative Example 2 0.0290.029 1.041.04 4.874.87 309309 280280 비교예3Comparative Example 3 0.0270.027 1.281.28 5.455.45 300300 250250

상기의 실험예로부터 실시예 1 내지 6에 따른 열경화 발포체가 비교예 1 내지 3의 열경화 발포체보다 열전도도가 낮음을 확인할 수 있었다. 이는 열경화 발포체가 단열재로 사용될 경우 가장 중요한 물성인 단열성능과 관련된 물성으로, 실란계 화합물이 핵제로 사용된 경우 단열재의 단열성능이 향상됨을 알 수 있다. 비교예 1의 경우 유기 클레이가 핵제로 혼합되긴 하였으나, 저장안정성 등이 저하되어 결과적으로 단열성능에도 불리한 결과를 나타내었다. From the above experimental examples, it can be confirmed that the thermosetting foams according to Examples 1 to 6 have lower thermal conductivity than the thermosetting foams according to Comparative Examples 1 to 3. This indicates that when the thermosetting foam is used as an insulating material, the insulation properties of the insulating material are improved when the silane-based compound is used as the nucleating agent, which is the most important physical property related to the heat insulating performance. In the case of Comparative Example 1, although the organic clay was mixed with the nucleating agent, the storage stability and the like were deteriorated, and as a result, the adiabatic performance was also disadvantageous.

압축강도 및 굴곡강도 측정결과를 보면, 실시예가 비교예보다 대체적으로 유리한 결과로 측정되었고, 압축강도 및 굴곡강도는 열경화성 발포체에 부수하는 기능으로 실시예 모두 단열재로 사용되기에 충분한 물성을 나타내고 있는 결과를 보였다.
Compressive strength and flexural strength were measured as a result of comparison with the comparative example. Compressive strength and flexural strength are functions attributable to the thermosetting foam, and all of the examples show sufficient physical properties to be used as a heat insulating material Respectively.

또한, 실시예 1 내지 6의 경우 핵제와 함께 난연제를 포함하고 있어 단열성능과 함께 난연성능에서도 우수함을 보이며, 약 310℃ 이상의 온도에서 열분해가 시작되었지만, 이에 반해, 비교예1의 경우 난연제를 포함하고 있지 않은바 약 310℃ 미만의 온도에서 열분해가 시작되었다. 비교예 2의 경우는 난연제를 포함하고 있기는 하나, 핵제를 포함하고 있지 않아 열분해 시작온도는 비교적 높았으나, 열전도도가 0.029W/mK로 측정되어 단열성능이 떨어짐을 확인하였다. 비교예 3의 경우 핵제 및 난연제를 모두 포함하지 않아 단열성능 및 난연성능이 모두 현저히 떨어짐을 알 수 있었다.
In addition, in Examples 1 to 6, flame retardant was included together with a nucleating agent, showing excellent heat-insulating performance as well as flame retardant performance, and pyrolysis started at a temperature of about 310 ° C or higher. In Comparative Example 1, But pyrolysis started at a temperature of less than about 310 ° C. In the case of Comparative Example 2, although the flame retardant was included, the thermal decomposition starting temperature was relatively high because it did not contain the nucleating agent, but the thermal conductivity was measured to be 0.029 W / mK and the insulation performance was deteriorated. In the case of Comparative Example 3, it was found that both the heat insulating performance and the flame retardant performance were significantly deteriorated because neither the nucleating agent nor the flame retardant were included.

나아가, 폴리이소시안우레이트 폼에 형성된 발포셀의 평균 입자직경이 실시예의 경우 약 50㎛ 내지 약 200㎛으로 측정된 것과 대조적으로 비교예의 발포셀의 평균 입자직경은 모두 약 200㎛이상으로 측정되었는바, 난연제와 핵제를 동시에 포함하지 않는경우, 균일하고 작은 크기의 발포셀을 형성하기에 어려움이 있음을 확인하였다.
Further, in contrast to the average particle diameter of the foamed cells formed on the polyisocyanurate foam was measured to be about 50 탆 to about 200 탆 for the examples, the average particle diameter of the foamed cells of the comparative example was measured to be about 200 탆 or more It was confirmed that it is difficult to form a uniform and small-sized foam cell when the flame retardant and the nucleating agent are not contained at the same time.

결과적으로, 본 발명의 일실시예인 열경화성 발포체는 폴리이소시안우레이트 폼에 난연제를 포함함으로써 난연성을 확보하고, 그와 동시에 핵제를 포함함으로써 열경화성 발포체의 표면장력을 제어하여 폴리이소시안우레이트 폼에 형성된 발포셀의 일정크기를 유지할 수 있고 열전도도 확보할 수 있음을 알 수 있었다.As a result, the thermosetting foam, which is an embodiment of the present invention, comprises a flame retardant in the polyisocyanurate foam to ensure flame retardancy and, at the same time, contain a nucleating agent to control the surface tension of the thermosetting foam to form a polyisocyanurate foam It is possible to maintain a certain size of the formed foam cell and secure the thermal conductivity.

Claims (8)

폴리올계 화합물 및 이소시아네이트계 화합물이 중합되어 형성되는 폴리이소시안우레이트 폼, 핵제 및 난연제를 포함하고,
상기 폴리이소시안우레이트 폼은 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하고, 이에 형성된 발포셀의 평균 직경이 50㎛ 내지 200㎛이며,
상기 핵제를 테트라메틸실란을 포함하고,
상기 난연제는 크레실 디페닐 포스페이트 또는 이소프로필페닐 디페닐 포스페이트를 포함하며,
열중량분석법에 의한 열분해 시작온도가 310℃ 이상인
열경화성 발포체.
A polyisocyanurate foam formed by polymerization of a polyol compound and an isocyanate compound, a nucleating agent and a flame retardant,
The polyisocyanurate foam comprises an isocyanurate group of a ring structure formed by trimerization of isocyanate compounds, the average diameter of the foamed cells formed therefrom is 50 to 200 탆,
Wherein the nucleating agent comprises tetramethylsilane,
Wherein the flame retardant comprises cresyl diphenyl phosphate or isopropyl phenyl diphenyl phosphate,
When the pyrolysis initiation temperature by the thermogravimetric analysis method is 310 占 폚 or higher
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 난연제는 액상 형태 또는 분말 형태인
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The flame retardant may be in liquid or powder form
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 난연제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부인
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The content of the flame retardant is 1 part by weight to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol compound
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 핵제의 함량은 상기 폴리올계 화합물 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 10 중량부인
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The content of the nucleating agent is 1 part by weight to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polyol compound
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 열경화성 발포체에 중합촉매, 계면활성제 및 발포제를 더 포함하는
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
Wherein the thermosetting foam further comprises a polymerization catalyst, a surfactant, and a foaming agent
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 열경화성 발포체는 열전도도가 0.025W/mk 이하인
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The thermosetting foam has a thermal conductivity of 0.025 W / mk or less
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 열경화성 발포체는 독립기포율이 80%이상인
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The thermosetting foam preferably has a closed cell ratio of 80%
Thermosetting foam.
제1항에 있어서,
상기 열경화성 발포체는 밀도가 10kg/m3 내지 150kg/m3
열경화성 발포체.
The method according to claim 1,
The thermosetting foam has a density of 10 kg / m 3 to 150 kg / m 3
Thermosetting foam.
KR1020150069710A 2015-05-19 2015-05-19 Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same KR101796824B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150069710A KR101796824B1 (en) 2015-05-19 2015-05-19 Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150069710A KR101796824B1 (en) 2015-05-19 2015-05-19 Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120089610A Division KR20140023581A (en) 2012-08-16 2012-08-16 Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150063990A true KR20150063990A (en) 2015-06-10
KR101796824B1 KR101796824B1 (en) 2017-11-13

Family

ID=53505610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150069710A KR101796824B1 (en) 2015-05-19 2015-05-19 Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101796824B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017160077A1 (en) * 2016-03-18 2017-09-21 (주)엘지하우시스 Fire door structure and manufacturing method therefor
WO2020076132A1 (en) 2018-10-12 2020-04-16 주식회사 경동원 Method for manufacturing thermosetting expanded foam having excellent flame retardancy, and thermosetting expanded foam using same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8415414B2 (en) 2005-09-16 2013-04-09 Basf Se Polyurethane flame retardant compositions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017160077A1 (en) * 2016-03-18 2017-09-21 (주)엘지하우시스 Fire door structure and manufacturing method therefor
WO2020076132A1 (en) 2018-10-12 2020-04-16 주식회사 경동원 Method for manufacturing thermosetting expanded foam having excellent flame retardancy, and thermosetting expanded foam using same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101796824B1 (en) 2017-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11958931B2 (en) Flame-retardant urethane resin composition
CN1840561B (en) Method for manufacturing hard polyurethane slabby foam and heat-insulating material for piping
KR102156004B1 (en) Flame-retardant urethane resin composition
KR101983509B1 (en) A high flame retardant insulation material and manufacturing method for it
KR101666097B1 (en) Polyurethane foam composition and polyurethane foam prepared using same
CN111732712A (en) Flame-retardant polyurethane foam and preparation method thereof
WO2022106493A1 (en) Flame-retardant polyurethane foam system
KR101154191B1 (en) Method for preparing polyisocyanurate foam using liquid nucleating agents and polyisocyanurate foam prepared by the same
KR101796824B1 (en) Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same
KR20140023581A (en) Thermosetting foaming body with superior adiabatic and flameproof effect and method for manufacturing the same
KR20170002016A (en) Method and compositions of the polyurethane product and flame-retardant insulation is rigid polyurethane foam excellent supplement.
JP6768631B2 (en) Flame-retardant polyisocyanurate foam
WO2015004928A1 (en) Urethane resin composition
KR101297582B1 (en) The composition of hard polyurethane foam
KR102065294B1 (en) Aromatic polyester polyol with excellent flame retardancy and long-term storage stability at room temperature
KR101645117B1 (en) Rigid polyurethane foams and method for manufacturing the same
KR101803117B1 (en) Polyisocyanurate foaming body and method for manufacturing the same
KR102190353B1 (en) An excellent flame retardancy insulation material comprising intumescent heat insulating paints and manufacturing method for it
JP2018083909A (en) Hard isocyanurate foam composition and method for producing hard isocyanurate foam
JP2017218586A (en) Flame-retardant urethane resin composition
JP2015151504A (en) Catalyst for hard urethane foam production

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant