KR20200069864A - 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법 - Google Patents

폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200069864A
KR20200069864A KR1020180157398A KR20180157398A KR20200069864A KR 20200069864 A KR20200069864 A KR 20200069864A KR 1020180157398 A KR1020180157398 A KR 1020180157398A KR 20180157398 A KR20180157398 A KR 20180157398A KR 20200069864 A KR20200069864 A KR 20200069864A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
polyurethane foam
agent
mixed
polyol
Prior art date
Application number
KR1020180157398A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102140285B1 (ko
Inventor
김정현
최현
하수봉
최현준
강수진
Original Assignee
서울시립대학교 산학협력단
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 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 서울시립대학교 산학협력단
Priority to KR1020180157398A priority Critical patent/KR102140285B1/ko
Publication of KR20200069864A publication Critical patent/KR20200069864A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102140285B1 publication Critical patent/KR102140285B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0042—Use of organic additives containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805—Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/2815—Monohydroxy compounds
    • C08G18/283—Compounds containing ether groups, e.g. oxyalkylated monohydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/485—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing mixed oxyethylene-oxypropylene or oxyethylene-higher oxyalkylene end groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-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
    • C08J9/125—Water, e.g. hydrated salts
    • C08G2101/0083—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent

Abstract

제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합하여 혼합 정포제를 마련하는 단계; 상기 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고, 상기 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며, 상기 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상인 폴리우레탄 폼 제조방법이 소개된다.

Description

폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법{POLYURETHANE FOAM AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 경도, 내구성 및 진동특성이 우수하여 착좌감이 훌륭한 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄은 유기 화합물인 이소시아네이트와 폴리올을 혼합 반응시키고, 첨가제 등을 첨가함으로써 여러 가지 물성과 기능성을 실현하는 고분자 화합물(폴리머)이다. 그 물성과 기능성을 살려, 의류부터 시작해서, 안경테, 카메라몸체, 가구, 신발, 건설자재(단열, 방수, 몰딩), 자동차, 전자 공업·산업 자재 심지어 우주공학과 모형, 피규어 분야까지 그 사용범위가 깊고 넓다. 아직도 수많은 폴리우레탄 응용제품이 새롭게 개발되고 있다.
종래의 경우, 폴리우레탄 폼 성형체의 착좌감을 향상시키기 위해 매트릭스의 강도를 증가시켰으나 이 경우, 강도가 과해지게 되면 폴리우레탄 폼 셀(cell)이 열리지 않아 오히려 폴리우레탄 폼의 통기성이 저하되어 착좌감 성능을 악화시키는 문제가 있었다.
경도, 내구성 및 진동특성이 우수하여 착좌감이 훌륭한 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 제조방법은 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합하여 혼합 정포제를 마련하는 단계; 상기 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고, 상기 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며, 상기 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상이다.
상기 혼합 정포제를 마련하는 단계에서, 상기 혼합 정포제는, 상기 혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 2.5 내지 3.0 중량%의 발포제, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 폴리올 화합물은 제1폴리올 및 제2폴리올을 포함하며, 상기 제1폴리올은 분자량이 5000 내지 7000g/mol이고, 상기 제2폴리올은 분자량이 4800 내지 5500g/mol일 수 있다.
상기 제1폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되, 상기 에틸렌 산화물과 상기 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 1:99 내지 10:90일 수 있다.
상기 제2폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되, 상기 에틸렌 산화물과 상기 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 50:50 내지 80:20일 수 있다.
상기 제1폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제2폴리올은 3 중량부 이하일 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 가교제는, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄디올 및 에틸렌디아민 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 촉매는 제1촉매 및 제2촉매를 포함하되, 상기 제1촉매는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에틸렌아민, 트리에탄올아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸벤질아민, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, N,N'-(디메틸아미노에톡시)에탄올 및 디아자비시클로[2.2.2]옥탄 중에서 1종 이상을 포함하고, 상기 제2촉매는 펜타메틸렌디에틸렌트리아민, 디메틸시클로헥실아민, 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민 및 비스(2-디메틸아미노메틸)에테르 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1촉매 100 중량부에 대하여, 상기 제2촉매는 10 내지 15 중량부일 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 이소시아네이트 화합물은, 폴리메틸렌폴리페닐포리이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 및 토틸렌디이소시아네이트 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 혼합 정포제를 마련하는 단계에서, 상기 혼합 정포제의 점도는 80 내지 95cps일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 성형체는 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상이 포함된 혼합 정포제;를 포함하며, 상기 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고, 상기 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며, 상기 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상이다.
전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함할 수 있다.
상기 혼합 정포제는, 상기 혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
평균 입도 500 내지 600 ㎛의 미세입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법에 따르면 서로 다른 분자량을 갖는 두 종류 이상의 정포제를 혼합한 혼합 경포제를 이용함으로써 경도, 내구성 및 진동특성이 우수하여 착좌감이 훌륭한 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 비교예 1에 따른 미세입자 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2의 미세입자 사진을 나타낸 도면이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다.
보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
폴리우레탄 폼 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 제조방법은 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합하여 혼합 정포제를 마련하는 단계, 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계 및 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 성형체를 제조하는 단계를 포함한다.
먼저, 혼합 정포제를 마련하는 단계에서는 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합한다. 다음으로, 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서는 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조한다.
혼합 정포제를 마련하는 단계와 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계는 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있으며, 편의상 단계를 구분한 것일 뿐, 순서에 구애받지 않을 수 있다.
즉, 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조할 수 있다. 또는 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합하여 혼합 정포제를 마련한 다음 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조할 수 있다.
제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고, 폴리실록산, 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 성분을 포함한다. 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며, 폴리실록산, 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 성분을 포함한다. 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상이며, 폴리실록산, 에틸렌옥사이드, 프로필렌 옥사이드 성분을 포함한다.
구체적으로, 혼합 정포제는 혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 이를테면, 혼합 정포제에 96 중량%의 제1정포제가 포함되고, 4 중량%의 제2정포제가 포함되거나, 4 중량%의 제3정포제가 포함될 수 있다. 또는 2 중량%의 제2정포제 및 2 중량%의 제3정포제가 포함될 수 있다.
상대적으로 분자량이 높은 제2정포제 및 제3정포제의 함량이 과다할 경우, 성형된 폼이 수축하며 무너지는 현상이 문제될 수 있다. 따라서 제2정포제 및 제3정포제의 함량은 각각 7 중량% 이하로 첨가될 수 있다.
폴리우레탄 폼 조성물은 폴리우레탄 폼 조성물 전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 2.5 내지 3.0 중량%의 발포제, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 폴리올 화합물은 제1폴리올 및 제2폴리올을 포함하며, 제1폴리올은 분자량이 5000 내지 7000g/mol이고, 제2폴리올은 분자량이 4800 내지 5500g/mol일 수 있다.
제1폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되, 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 1:99 내지 10:90일 수 있다. 또한, 관능기 수는 2.8 내지 3.2일 수 있다. 수산기가는 22 내지 36mgKOH/g일 수 있다.
한편, 제2폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되, 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 50:50 내지 80:20일 수 있다. 또한, 관능기 수는 2.8 내지 3.2일 수 있다. 수산기가는 29 내지 37mgKOH/g일 수 있다.
제1폴리올 100 중량부에 대하여, 제2폴리올은 3 중량부 이하가 첨가될 수 있다. 제2폴리올의 첨가량이 과다할 경우, 폼이 성형되지 않을 수 있다.
가교제는 0.4 내지 0.7 중량%가 첨가될 수 있다. 가교제의 함량이 너무 적을 경우, 약한 경도로 인해 완성된 폼의 물성이 문제될 수 있고, 너무 많을 경우, 강한 경도로 인해 시트로 사용하고자 하는 우레탄 폼의 품질이 저하될 수 있다. 따라서 가교제의 함량을 0.4 내지 0.7 중량%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 가교제는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄디올 및 에틸렌디아민 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
촉매는 0.6 내지 0.9 중량%가 첨가될 수 있다. 촉매의 첨가량이 너무 적을 경우, 생산 속도 및 성형 시간이 문제될 수 있고, 너무 많을 경우, 반응속도가 매우 빨라 폼 성형성이 문제될 수 있다. 따라서 촉매의 함량을 0.6 내지 0.9 중량%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 촉매는 제1촉매 및 제2촉매를 포함하되, 제1촉매는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에틸렌아민, 트리에탄올아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸벤질아민, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, N,N'-(디메틸아미노에톡시)에탄올 및 디아자비시클로[2.2.2]옥탄 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 제2촉매는 펜타메틸렌디에틸렌트리아민, 디메틸시클로헥실아민, 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민 및 비스(2-디메틸아미노메틸)에테르 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
제1촉매 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄 폼의 발포를 위해 제2촉매는 10 내지 15 중량부가 첨가될 수 있다.
발포제는 2.5 내지 3.0 중량%가 첨가될 수 있다. 발포제의 첨가량이 너무 적을 경우, 성형하고자 하는 몰드에 혼합물이 덜 채워지는 등 폼의 성형성이 문제될 수 있고, 너무 많을 경우, 내부 셀이 무너져 폼의 형태가 문제될 수 있다. 따라서 발포제의 함량을 2.5 내지 3.0 중량%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 발포제는 증류수가 이용될 수 있다.
이소시아네이트 화합물은 0.7 내지 1.0 중량%가 첨가될 수 있다. 이소시아네이트 화합물의 첨가량이 너무 적을 경우, 우레탄반응이 진행되지 않아 폼 발포 및 성형에 문제될 수 있고, 너무 많을 경우, 미반응 잔여물로 인해 사용자에게 건강적으로 해가 될 수 있다. 따라서 이소시아네이트 화합물의 함량을 0.7 내지 1.0 중량%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 이소시아네이트 화합물은 폴리메틸렌폴리페닐포리이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 및 토틸렌디이소시아네이트 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 이소시아네이트 화합물은 NCO index가 0.9 내지 1.05일 수 있으며, NCO%가 28 내지 42%일 수 있다.
혼합 정포제는 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상이 포함되며, 1.0 내지 1.5 중량%가 첨가될 수 있다. 혼합 정포제의 첨가량이 너무 적을 경우, 내부 셀이 불균일하게 형성되는 문제가 생길 수 있고, 너무 많을 경우, 폼의 환기성이 나빠져 탈형 후 수축하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 혼합 정포제의 함량을 1.0 내지 1.5 중량%로 제한할 수 있다.
구체적으로, 혼합 정포제는 실리콘 계면 활성제로서, 점도가 80 내지 95 cps일 수 있다.
폴리우레탄 폼 조성물을 제조한 다음 폴리우레탄 폼 조성물을 몰드에 주입하여 성형체를 제조한다.
폴리우레탄 폼 성형체
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 성형체는 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상이 포함된 혼합 정포제;를 포함하며, 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고, 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며, 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상이다.
혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제에 대한 설명은 상기한 폴리우레탄 폼 제조방법에서 언급한 설명으로 대신하기로 한다.
폴리우레탄 폼 성형체의 전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함할 수 있다.
가교제, 촉매, 이소시아네이트 화합물, 혼합 정포제 및 폴리올 화합물의 함량 한정 이유에 대한 설명은 상기한 폴리우레탄 폼 제조방법에서 언급한 설명으로 대신하기로 한다. 다만, 폴리우레탄 폼 성형체의 제조과정에서 발포제로서 첨가된 증류수는 모두 증발되었으므로 폴리우레탄 폼 성형체에 발포제는 포함되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 폴리우레탄 폼 성형체는 평균 입도 500 내지 600㎛의 미세입자를 포함할 수 있다.
이에 따라 전체 밀도가 75kg/m3 이상이며, 코어 밀도가 69 kg/m3 이상일 수 있다.
경도는 25% CLD 기준으로, 4kPa 이상일 수 있고, 65% CLD 기준으로, 12kPa 이상일 수 있다. Hysterisis loss는 16% 이하일 수 있다.
영구 압축 줄음율은 15% 이하였으며, 반복 압축 변화율은 5% 이하로 우수한 내구성을 기대할 수 있다.
또한, 진동전달율은 4% 이하로 진동특성 측면에서도 우수한 효과를 기대할 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
(1) 폴리우레탄 폼 성형체의 제조
하기 표 1의 조성을 갖는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 폴리우레탄 폼 성형체를 제조하였다. 제1폴리올의 경우, 분자량이 6000g/mol이고, 관능기수가 3.0이었으며, 수산기가가 30mgKOH/g이었다. 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물의 비(에틸렌 산화물:프로필렌 산화물)는 1:99이었다.
제2폴리올의 경우, 분자량이 5100g/mol이고, 관능기수가 3.0이었으며, 수산기가가 35mgKOH/g이었다. 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물의 비(에틸렌 산화물:프로필렌 산화물)는 80:20이었다.
가교제는 디에탄올아민이 이용되었고, 제1촉매는 N,N'-(디메틸아미노에톡시)에탄올 및 디아자비시클로[2.2.2]옥탄이 이용되었으며, 제2촉매는 비수(2-디메틸아미노에틸)에테르가 이용되었다.
발포제는 증류수가 이용되었다.
제1정포제는 실리콘 계면 활성제(L-3002, Momentive사)로서, 분자량이 300 내지 500g/mol이었다.
제2정포제는 실리콘 계면 활성제(B 8492, Evonik사)로서, 분자량이 4000 내지 12000g/mol이었다.
제3정포제는 실리콘 계면 활성제(B 8254, Evonik사)로서, 분자량이 20000g/mol 이상이었다.
이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄 디이소시아네이트와 톨루엔 디이소시아네이트가 75:25의 비로 이용되었으며, NCO index가 0.95이고, NCO%가 37.5었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
제1폴리올(중량부) 100 100 100 100 100 100
제2폴리올(중량부) 1 1 1 1 1 1
가교제(중량부) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
제1촉매(중량부) 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72
제2촉매(중량부) 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
발포제(중량부) 3 3 3 3 3 3
제1정포제(중량부) 1.25 1.25 1.25 1.32 - -
제2정포제(중량부) 0.03 0.07 - - 1.32 -
제3정포제(중량부) 0.04 - 0.07 - - 1.32
이소시아네이트 화합물(중량부) 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95
(2) 폴리우레탄 폼 성형체의 물성 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 대한 성형성, 크러싱, 밀도, 경도, 내구성 및 진동특성을 평가하였다.
성형성은 폼을 금형에서 탈형 할 때까지 수축 혹은 변형이 일어나지 않은 것을 ○로 평가하였다. 크러싱은 크러싱 작업 후에 폼이 함몰하지 않고 형상을 유지하고 있는 것을 ○로 평가하였다.
경도는 KS M ISO 2439 방법을 통해 25% LCD, 65% LCD 및 Hysterisis loss를 측정하여 평가하였으며, 내구성은 KS M 6672 방법을 통해 영구 압축 줄음율을, ASTM D 3547-I5 방법을 통해 반복 압축 변화율을 측정하여 평가하였다.
진동특성은 KS B ISO 18437-2 방법을 통해 진동전달율을 측정하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같았다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
성형성 ○ ○ ○ ○ 붕괴 붕괴
크러싱 ○ ○ ○ ○
전체 밀도
(kg/m3)		 75.5 75.1 75.2 76.8 측정불가 측정불가
코어 밀도
(kg/m3)		 70.1 69.9 69.5 71.9
25% LCD(kPa) 4.42 4.15 4.32 3.12
65% LCD(kPa) 15.47 12.49 14.17 8.86
Hysterisis loss(%) 14.2 15.5 15.1 22.1
영구 압축 줄음율(%) 14.8 13.2 13.7 19.8
반복 압축 줄음율(%) 4.01 3.27 3.15 5.15
진동전달율(%) 3.28 3.45 3.43 5.57
상기 표 2에서와 같이, 2종 이상의 혼합 정포제가 첨가된 실시예 1 내지 3의 경우, 단일의 정포제만 첨가된 비교예 1 내지 3보다 경도, 내구성 및 진동측성이 우수한 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.
(3) 폴리우레탄 폼 성형체의 미세구조 관찰
도 1 및 도 2에서와 같이, 실시예 1의 경우, 미세입자의 평균 입도가 540㎛로서, 비교예 1보다 입자 크기가 더 작음을 관찰할 수 있다. 이에 따라 폴리우레탄 폼 성형체의 내부 균일성이 더 우수함을 알 수 있다.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

  1. 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상을 혼합하여 혼합 정포제를 마련하는 단계;
    상기 혼합 정포제를 폴리올 화합물, 가교제, 촉매 및 이소시아네이트 화합물과 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 성형체를 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고,
    상기 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며,
    상기 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 정포제를 마련하는 단계에서,
    상기 혼합 정포제는,
    상기 혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물은,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물 전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 2.5 내지 3.0 중량%의 발포제, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서,
    상기 폴리올 화합물은 제1폴리올 및 제2폴리올을 포함하며,
    상기 제1폴리올은 분자량이 5000 내지 7000g/mol이고,
    상기 제2폴리올은 분자량이 4800 내지 5500g/mol인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되,
    상기 에틸렌 산화물과 상기 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 1:99 내지 10:90인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2폴리올은 에틸렌 산화물과 폴리필렌 산화물을 포함하되,
    상기 에틸렌 산화물과 상기 폴리필렌 산화물의 중량비(에틸렌 산화물: 폴리필렌 산화물)는 50:50 내지 80:20인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제2폴리올은 3 중량부 이하인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서,
    상기 가교제는,
    에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄디올 및 에틸렌디아민 중에서 1종 이상을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서,
    상기 촉매는 제1촉매 및 제2촉매를 포함하되,
    상기 제1촉매는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에틸렌아민, 트리에탄올아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸벤질아민, N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, N,N'-(디메틸아미노에톡시)에탄올 및 디아자비시클로[2.2.2]옥탄 중에서 1종 이상을 포함하고,
    상기 제2촉매는 펜타메틸렌디에틸렌트리아민, 디메틸시클로헥실아민, 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민 및 비스(2-디메틸아미노메틸)에테르 중에서 1종 이상을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1촉매 100 중량부에 대하여, 상기 제2촉매는 10 내지 15 중량부인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계에서,
    상기 이소시아네이트 화합물은,
    폴리메틸렌폴리페닐포리이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트 및 토틸렌디이소시아네이트 중에서 1종 이상을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 정포제를 마련하는 단계에서,
    상기 혼합 정포제의 점도는 80 내지 95cps인 폴리우레탄 폼 제조방법.
  13. 제1정포제, 제2정포제 및 제3정포제 중에서 2종 이상이 포함된 혼합 정포제;를 포함하며,
    상기 제1정포제의 분자량은 500g/mol 이하이고,
    상기 제2정포제의 분자량은 4000 내지 12000g/mol이며,
    상기 제3정포제의 분자량은 20000g/mol 이상인 폴리우레탄 폼 성형체.
  14. 제13항에 있어서,
    전체 100 중량%에 대하여, 0.4 내지 0.7 중량%의 가교제, 0.6 내지 0.9 중량%의 촉매, 0.7 내지 1.0 중량%의 이소시아네이트 화합물, 1.0 내지 1.5 중량%의 혼합 정포제 및 잔부 폴리올 화합물을 포함하는 폴리우레탄 폼 성형체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 혼합 정포제는,
    상기 혼합 정포제 전체 100 중량%에 대하여, 93 내지 96 중량%의 제1정포제를 포함하고, 7 중량% 이하의 제2정포제 및 7 중량% 이하의 제3정포제 중에서 1종 이상을 포함하는 폴리우레탄 폼 성형체.
  16. 제13항에 있어서,
    평균 입도 500 내지 600 ㎛의 미세입자를 포함하는 폴리우레탄 폼 성형체.
KR1020180157398A 2018-12-07 2018-12-07 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법 KR102140285B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157398A KR102140285B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157398A KR102140285B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200069864A true KR20200069864A (ko) 2020-06-17
KR102140285B1 KR102140285B1 (ko) 2020-07-31

Family

ID=71405927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180157398A KR102140285B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102140285B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220146228A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 현대트랜시스 주식회사 휘발성 유기화합물 방출량을 저감시킨 폴리우레탄 수지 조성물, 이를 이용하여 폴리우레탄 폼 성형체를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 폴리우레탄 폼 성형체
KR20220146227A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 현대트랜시스 주식회사 친환경 소재를 포함하는 폴리올 혼합물 및 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물을 발포하여 폴리우레탄 폼 성형체를 제조하는 방법, 및 이를 통해 제조된 폴리우레탄 폼 성형체
KR20240054816A (ko) 2022-10-19 2024-04-26 현대트랜시스 주식회사 바이오 소재를 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 적용한 폴리우레탄 폼 성형체, 그리고 상기 폴리우레탄 폼 성형체의 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910000844A (ko) * 1989-06-29 1991-01-30 티모시 엔. 비숍 불활성 발포제를 사용하지 않는 폴리우레탄 발포체의 제조방법
JPH0598061A (ja) * 1991-04-15 1993-04-20 Hitachi Ltd 硬質ポリウレタンフオーム及びその製造方法と断熱材並びにそれを用いた冷蔵庫
JP2004262967A (ja) * 2003-02-06 2004-09-24 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物及び硬質ポリウレタンフォームの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910000844A (ko) * 1989-06-29 1991-01-30 티모시 엔. 비숍 불활성 발포제를 사용하지 않는 폴리우레탄 발포체의 제조방법
JPH0598061A (ja) * 1991-04-15 1993-04-20 Hitachi Ltd 硬質ポリウレタンフオーム及びその製造方法と断熱材並びにそれを用いた冷蔵庫
JP2004262967A (ja) * 2003-02-06 2004-09-24 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 硬質ポリウレタンフォーム用ポリオール組成物及び硬質ポリウレタンフォームの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220146228A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 현대트랜시스 주식회사 휘발성 유기화합물 방출량을 저감시킨 폴리우레탄 수지 조성물, 이를 이용하여 폴리우레탄 폼 성형체를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 폴리우레탄 폼 성형체
KR20220146227A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 현대트랜시스 주식회사 친환경 소재를 포함하는 폴리올 혼합물 및 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 수지 조성물을 발포하여 폴리우레탄 폼 성형체를 제조하는 방법, 및 이를 통해 제조된 폴리우레탄 폼 성형체
KR20240054816A (ko) 2022-10-19 2024-04-26 현대트랜시스 주식회사 바이오 소재를 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 적용한 폴리우레탄 폼 성형체, 그리고 상기 폴리우레탄 폼 성형체의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102140285B1 (ko) 2020-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102140285B1 (ko) 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법
EP2046856B1 (de) Emissionsarme trägerschicht aus polyurethan, sprühpolyurethansystem zur herstellung einer solchen trägerschicht und verwendung einer solchen trägerschicht
JP5624327B2 (ja) ポリウレタンサンドイッチ部材の製造用のポリウレタンシステム
KR101916508B1 (ko) 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품
EP3144331B1 (en) Soft polyurethane foam molded article and seat pad
KR101389785B1 (ko) 연질 폴리우레탄폼 및 그 제조 방법
CA2842051A1 (en) Polyurethane foam panel and production method for polyurethane foam panel
JP5986838B2 (ja) 吸音衝撃吸収材及びその製造方法
KR20160148107A (ko) 자동차용 내장내 및 이의 제조방법
WO2013011773A1 (ja) ポリウレタンフォームパネルおよびその製造方法
KR102280968B1 (ko) 내구성 및 연신율이 우수한 친환경적인 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용하여 제조된 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼
JPS6126617A (ja) モ−ルドフオ−ムの製法
WO2010140304A1 (ja) 車輌用シートクッション用軟質ポリウレタンフォームおよびその製造方法
JP5314167B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォームパネルおよびその製造方法
JPS59145129A (ja) 反応射出成形方法
KR101985111B1 (ko) 폴리우레탄 조성물, 이를 포함하는 흡음재 및 폴리우레탄 폼의 제조방법
EP2748232B1 (de) Partikel enthaltende polyetheralkohole
KR102500160B1 (ko) 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머
CA3123649A1 (en) Flexible polyurethane foams having improved long-term performance characteristics
JPS60181115A (ja) ポリウレタンの製法
JP3780522B2 (ja) 自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JPS5947222A (ja) ポリウレタンエラストマ−の製造方法
KR101893876B1 (ko) 바이오매스 함량이 높은 자동차 크래쉬패드용 폴리우레탄 폼 조성물 및 이의 제조방법
JP2018165292A (ja) 軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物
JP5586365B2 (ja) ウレタン発泡成形体およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant