KR20210075311A - Polyurethane foam containing inorganic powders and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to polyurethane foam which is porous polyurethane foam formed by a polymerization reaction of isocyanate and polyol and in which inorganic particles are dispersed in a cell wall surrounding pores in the porous polyurethane foam, and to a manufacturing method thereof. According to the present invention, it is possible to manufacture the porous polyurethane foam with enhanced stability against fire while having excellent thermal insulation properties of the polyurethane foam.

Description

무기질 입자를 함유하는 다공성 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법{Polyurethane foam containing inorganic powders and manufacturing method of the same}Porous polyurethane foam containing inorganic particles and manufacturing method thereof

본 발명은 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄 폼의 우수한 단열성을 가지면서도 화재에 대한 안정성을 강화한 다공성 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane foam and a method for producing the same, and more particularly, to a porous polyurethane foam having excellent thermal insulation properties of the polyurethane foam and enhanced stability against fire and a method for producing the same.

폴리우레탄은 열경화성 수지는 아니지만 이와 유사한 3차원 구조를 갖는 플라스틱이다. 폴리우레탄의 특징으로 내화학성이 강하고 전기절연성을 나타내어 단열재 등에 사용되고 있으며, 신축성이 좋아서 고무 대체물질로도 사용되고 있다. Polyurethane is not a thermosetting resin, but a plastic having a similar three-dimensional structure. Polyurethane has strong chemical resistance and electrical insulation properties, so it is used for insulation, etc., and has good elasticity, so it is also used as a substitute for rubber.

폴리우레탄 폼은 경제적으로 값이 싸고, 취급하기가 쉬우면서 단열성능이 우수하기 때문에, 건물용 단열재, 자동차용 단열재 등 다양한 용도로 활용되고 있다. 이러한 폴리우레탄 폼이나 소재는 화재가 발생할 경우 주로 일산화탄소를 생성하고 질소산화물 및 시안화수소를 생성한다. Polyurethane foam is economically inexpensive, easy to handle, and has excellent thermal insulation performance, so it is used for various purposes such as insulation for buildings and insulation for automobiles. These polyurethane foams or materials mainly generate carbon monoxide and nitrogen oxides and hydrogen cyanide in the event of a fire.

이러한 가연성에 의하여 화재가 발생할 경우 대형 인명사고를 초래하거나, 막대한 재산상의 손실을 초래할 수 있다. 폴리우레탄 단열재가 가벼우면서 가공이 용이하고, 또한 경제적으로 저렴하기 때문에 건물용 단열재 또는 자동차용 단열재로 많이 적용되고 있지만, 이러한 문제점으로 인하여 폴리우레탄 단열재 사용이 점차적으로 적용하기 어려워지고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리우레탄 단열재에 코팅하거나 요오드 등을 첨가하여 발화하기 어렵도록 하는 연구가 진행되고 있다. 또한, 폴리우레탄의 가연성 때문에 불연처리를 하거나 불연화 특성을 부여할 수 있는 첨가제를 넣는 방안도 연구되고 있다. If a fire occurs due to such flammability, it may cause a large human accident or cause a huge property loss. Polyurethane insulator is light, easy to process, and economically inexpensive, so it is widely applied as a building insulator or automotive insulator, but due to these problems, the use of polyurethane insulator is gradually becoming difficult to apply. Therefore, in order to solve this problem, research is being conducted to make it difficult to ignite by coating a polyurethane insulating material or adding iodine or the like. In addition, due to the combustibility of polyurethane, a method of treating non-combustible treatment or adding an additive capable of imparting non-combustible properties is being studied.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0252362호Republic of Korea Registered Utility Model Publication No. 20-0252362

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 화재로 인한 유독가스 방출을 저감시키거나, 화재발생을 억제하기 위하여 폴리우레탄 폼 내부에 무기질 입자가 분산되게 하여 폴리우레탄 폼의 우수한 단열성을 가지면서도 화재에 대한 안정성을 강화한 다공성 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is to reduce the emission of toxic gas due to fire or to disperse the inorganic particles inside the polyurethane foam to suppress the occurrence of fire, so that the polyurethane foam has excellent thermal insulation properties and stability against fire. To provide a reinforced porous polyurethane foam and a method for manufacturing the same.

본 발명은, 이소시아네이트와 폴리올의 중합반응에 의하여 형성된 다공성 폴리우레탄 폼으로서, 상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼을 제공한다. The present invention, as a porous polyurethane foam formed by polymerization of isocyanate and polyol, provides a polyurethane foam, characterized in that inorganic particles are dispersed in the cell walls surrounding the pores in the porous polyurethane foam.

상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm.

상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다.The inorganic particles may include hollow particles in the form of capsules with an empty center.

상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.

상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particles may be particles whose surface is modified to be hydrophilic.

상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particle may be a particle whose surface is modified to be hydrophobic.

또한, 본 발명은, (a) 이소시아네이트 용액을 형성하는 단계와, (b) 폴리올 용액을 형성하는 단계 및 (c) 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하고 이소시아네이트와 폴리올이 중합반응되게 하여 다공성 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 이소시아네이트 용액 및 상기 폴리올 용액 중 적어도 하나의 용액에는 무기질 입자가 분산되어 있고, 상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 상기 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a porous poly by (a) forming an isocyanate solution, (b) forming a polyol solution, and (c) mixing the isocyanate solution and the polyol solution and allowing the isocyanate and polyol to polymerize. It comprises the step of forming a urethane foam, wherein inorganic particles are dispersed in at least one solution of the isocyanate solution and the polyol solution, and the inorganic particles are dispersed on the cell wall surrounding the pores in the porous polyurethane foam. It provides a method for producing a polyurethane foam, characterized in that.

상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm.

상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다.The inorganic particles may include hollow particles in the form of capsules with an empty center.

상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.

상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particles may be particles whose surface is modified to be hydrophilic.

상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particle may be a particle whose surface is modified to be hydrophobic.

상기 이소시아네이트 용액은 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌다이이소네이트(HDI), 이소포론 다이이소네이트(IPDI) 및 자일릴렌디이소시아네이트(XDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The isocyanate solution is selected from the group consisting of methylenediphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and xylylene diisocyanate (XDI). It may include one or more substances.

상기 폴리올 용액은 디에틸렌글리콘, 폴리에틸렌글리콜, 디플로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스터, 폴리에테르 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The polyol solution contains at least one material selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, polyester, polyether, and polytetramethylene ether glycol (PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol). can do.

상기 (c) 단계에서, 트리에틸렌다이아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸에탄올아민 및 1,4-다이아자바이사이클로옥탄(DABCO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 아민화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), at least one amine compound selected from the group consisting of triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, dimethylethanolamine and 1,4-diazabicyclooctane (DABCO) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution It can be mixed with and the polymerization reaction can be made.

상기 (c) 단계에서, 알킬주석카르복실기, 알킬아연카르복실기, 알킬비스무스카르복실기 및 메르캅토기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 금속화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), the metal compound comprising at least one material selected from the group consisting of an alkyl tin carboxyl group, an alkyl zinc carboxyl group, an alkyl bismuth carboxyl group and a mercapto group is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution together with the polyol solution. polymerization can occur.

상기 (c) 단계에서, CO2 기체, 물(H2O), CFC11(Trichlorofluoromethane), HFC(pentafluoropropane), CHFC(1,1 Dichloro-1-fluoroethane), 시클로펜탄(cyclopentane), 메틸포르메이트(methyleformate), HFC-245fa(1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) 및 HFO(Hydrofluoroolefin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), CO 2 gas, water (H 2 O), CFC11 (Trichlorofluoromethane), HFC (pentafluoropropane), CHFC (1,1 Dichloro-1-fluoroethane), cyclopentane (cyclopentane), methyl formate ( At least one material selected from the group consisting of methyleformate), HFC-245fa (1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) and HFO (Hydrofluoroolefin) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution so that the polymerization reaction is can make it happen

본 발명에 의하면, 무기질 입자를 폴리우레탄 폼에 도입하는 것에 의하여 우레탄 폼 내의 셀 크기를 작게 하여서 열전도도를 개선하는 효과가 있다. 폴리우레탄 폼 내에 형성되는 기공의 크기는 수백 마이크로미터에서 밀리미터 수준의 큰 기공이 형성되는데, 무기질 입자가 들어갔을 때, 무기질 입자가 기화되는 기체를 흡수하고 기공의 핵(nucleating agent)으로서 역할을 하는 것에 의하여 기공의 크기가 감소하는 경향을 보인다. 이로 말미암아 기공의 크기가 작아지고 이는 열전도율의 감소로 이어진다. 기공의 크기가 작아지는 것은 대류에 의한 열전달을 방해하는 요소로 작용하기 때문에 이로 말미암아 열전도율이 낮아지고 단열효과가 개선될 수 있다. According to the present invention, there is an effect of improving the thermal conductivity by reducing the cell size in the urethane foam by introducing the inorganic particles into the polyurethane foam. The size of the pores formed in the polyurethane foam is several hundred micrometers to the millimeter level of large pores are formed. When inorganic particles enter, the inorganic particles absorb the vaporized gas and serve as the nucleating agent of the pores. As a result, the pore size tends to decrease. Due to this, the size of the pores becomes small, which leads to a decrease in thermal conductivity. Since the small size of the pores acts as a factor that hinders heat transfer by convection, the thermal conductivity may be lowered and the thermal insulation effect may be improved.

상기 무기질 입자는 기공을 둘러싸는 셀 벽에 분산되어 있는데, 이는 폴리우레탄 폼이 가지고 있는 화재 위험성을 낮추는 효과가 있다. The inorganic particles are dispersed in the cell wall surrounding the pores, which has the effect of lowering the fire risk of the polyurethane foam.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼의 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 실시예 1에서 사용된 실리카에어로젤의 주사전자현미경(SEM; scanning electron microscope) 사진이다.
도 3a는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 6% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이다.
도 3b는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 12% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이다.
도 3c는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 20% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이다.
도 3d는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 40% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이다.1 is a view showing the structure of a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the silica airgel used in Example 1. FIG.
Figure 3a is a scanning electron microscope (SEM) photograph and EDX (energy dispersive X-ray analsysis) of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 6% to the polyol solution according to Example 1; ) It is a photograph showing the figure of Si during component analysis.
Figure 3b is a scanning electron microscope (SEM) photograph and EDX (energy dispersive X-ray analsysis) of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 12% to the polyol solution according to Example 1; ) It is a photograph showing the figure of Si during component analysis.
Figure 3c is a scanning electron microscope (SEM) photograph and EDX (energy dispersive X-ray analsysis) of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 20% to the polyol solution according to Example 1; ) It is a photograph showing the figure of Si during component analysis.
Figure 3d is a scanning electron microscope (SEM) photograph and EDX (energy dispersive X-ray analsysis) of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 40% to the polyol solution according to Example 1; ) It is a photograph showing the figure of Si during component analysis.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are provided so that those of ordinary skill in the art can fully understand the present invention, and may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the examples described below it's not going to be

발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.When it is said that any one component "includes" another component in the detailed description or claims of the invention, it is not construed as being limited to only the component, unless otherwise stated, and other components are further added. It should be understood as being able to include

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트와 폴리올의 중합반응에 의하여 형성된 다공성 폴리우레탄 폼으로서, 상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 한다. Polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention is a porous polyurethane foam formed by a polymerization reaction of isocyanate and polyol, characterized in that inorganic particles are dispersed in the cell wall surrounding the pores in the porous polyurethane foam do.

상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm.

상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다.The inorganic particles may include hollow particles in the form of capsules with an empty center.

상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.

상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particles may be particles whose surface is modified to be hydrophilic.

상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particle may be a particle whose surface is modified to be hydrophobic.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼의 제조방법은, (a) 이소시아네이트 용액을 형성하는 단계와, (b) 폴리올 용액을 형성하는 단계 및 (c) 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하고 이소시아네이트와 폴리올이 중합반응되게 하여 다공성 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 이소시아네이트 용액 및 상기 폴리올 용액 중 적어도 하나의 용액에는 무기질 입자가 분산되어 있고, 상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 상기 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 한다. The method for producing a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention, (a) forming an isocyanate solution, (b) forming a polyol solution, and (c) mixing the isocyanate solution and the polyol solution, Comprising the step of allowing the isocyanate and polyol to polymerize to form a porous polyurethane foam, inorganic particles are dispersed in at least one of the isocyanate solution and the polyol solution, and surrounding the pores in the porous polyurethane foam It is characterized in that the inorganic particles are dispersed in the cell wall.

상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm.

상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다.The inorganic particles may include hollow particles in the form of capsules with an empty center.

상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The inorganic particles may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.

상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particles may be particles whose surface is modified to be hydrophilic.

상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자일 수 있다.The inorganic particle may be a particle whose surface is modified to be hydrophobic.

상기 이소시아네이트 용액은 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌다이이소네이트(HDI), 이소포론 다이이소네이트(IPDI) 및 자일릴렌디이소시아네이트(XDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The isocyanate solution is selected from the group consisting of methylenediphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and xylylene diisocyanate (XDI). It may include one or more substances.

상기 폴리올 용액은 디에틸렌글리콘, 폴리에틸렌글리콜, 디플로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스터, 폴리에테르 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.The polyol solution contains at least one material selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, polyester, polyether, and polytetramethylene ether glycol (PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol). can do.

상기 (c) 단계에서, 트리에틸렌다이아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸에탄올아민 및 1,4-다이아자바이사이클로옥탄(DABCO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 아민화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), at least one amine compound selected from the group consisting of triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, dimethylethanolamine and 1,4-diazabicyclooctane (DABCO) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution It can be mixed with and the polymerization reaction can be made.

상기 (c) 단계에서, 알킬주석카르복실기, 알킬아연카르복실기, 알킬비스무스카르복실기 및 메르캅토기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 금속화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), the metal compound comprising at least one material selected from the group consisting of an alkyl tin carboxyl group, an alkyl zinc carboxyl group, an alkyl bismuth carboxyl group and a mercapto group is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution together with the polyol solution. polymerization can occur.

상기 (c) 단계에서, CO2 기체, 물(H2O), CFC11(Trichlorofluoromethane), HFC(pentafluoropropane), CHFC(1,1 Dichloro-1-fluoroethane), 시클로펜탄(cyclopentane), 메틸포르메이트(methyleformate), HFC-245fa(1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) 및 HFO(Hydrofluoroolefin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있다.In step (c), CO 2 gas, water (H 2 O), CFC11 (Trichlorofluoromethane), HFC (pentafluoropropane), CHFC (1,1 Dichloro-1-fluoroethane), cyclopentane (cyclopentane), methyl formate ( At least one material selected from the group consisting of methyleformate), HFC-245fa (1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) and HFO (Hydrofluoroolefin) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution so that the polymerization reaction is can make it happen

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼의 구조를 보여주는 도면이다. 1 is a view showing the structure of a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트와 폴리올의 중합반응에 의하여 형성된 다공성 폴리우레탄 폼으로서, 상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공(10)을 둘러싸는 셀 벽(20)에 무기질 입자(30)가 분산되어 있다. 1, the polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention is a porous polyurethane foam formed by a polymerization reaction of isocyanate and polyol, and a cell wall surrounding the pores 10 in the porous polyurethane foam ( 20), the inorganic particles 30 are dispersed.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은 다공성을 나타내며, 셀 벽(20)이 기공(10)을 둘러싸고 있는 형태를 이루고 있다. Polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention exhibits porosity, and the cell wall 20 has a shape surrounding the pores 10 .

기공(10)을 둘러싸는 셀 벽(20)에는 무기질 입자(30)가 분산되어 있다. 상기 무기질 입자는 기공의 크기가 1㎛보다 작은 기공, 바람직하게는 수 나노미터에서 100nm 이하의 크기로 구성되는 것이 바람직하며, 비표면적은 10∼2000m2/g 정도의 특성을 갖는 입자가 바람직하다. 상기 무기질 입자의 크기는 100 마이크로미터 이하의 것이 바람직하다. The inorganic particles 30 are dispersed in the cell walls 20 surrounding the pores 10 . The inorganic particles are preferably composed of pores having a pore size of less than 1 μm, preferably a size of several nanometers to 100 nm or less, and a particle having a specific surface area of about 10 to 2000 m 2 /g is preferable. . The size of the inorganic particles is preferably 100 micrometers or less.

상기 무기질 입자(30)는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다. 이러한 에어로젤 또는 제로젤의 대표적인 예로는 실리카 젤, 실리카 에어로젤 등을 들 수 있다. 상기 에어로젤 또는 제로젤은 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 또한, 상기 에어로젤 또는 제로젤는 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 실리카 에어로젤의 경우 실란으로 표면이 처리가 되어서 소수성을 갖는 소재이거나, 혹은 실란 표면처리가 되지 않아서 표면이 수산화기로 되어 있어서 친수성을 갖는 입자일 수도 있다. 실리카 젤은 흡습제로 많이 사용되는 물질로서 친수성을 가지고 있는데, 이러한 실리카 젤을 그대로 사용할 수도 있고, 실리카 젤을 실란으로 표면처리하여 소수성을 갖는 입자를 사용할 수도 있다. The inorganic particles 30 may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm. Representative examples of such airgel or zero gel include silica gel, silica airgel, and the like. The airgel or the zero-gel may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophilic. In addition, the airgel or the zero-gel may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophobic. In the case of silica airgel, it may be a material having hydrophobicity because the surface is treated with silane, or it may be a particle having hydrophilicity because the surface is hydroxyl group because the surface is not treated with silane. Silica gel is a material often used as a desiccant and has hydrophilicity. Such silica gel may be used as it is, or particles having hydrophobicity may be used by surface-treating silica gel with silane.

상기 무기질 입자(30)는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다. 이러한 중공형 입자의 대표적인 예로는 중공형 글라스비드(glass bead) 등을 들 수 있다. 상기 중공형 입자는 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 상기 중공형 입자는 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. The inorganic particles 30 may include hollow particles in the form of capsules with an empty center. A typical example of such a hollow particle is a hollow glass bead (glass bead) and the like. The hollow particle may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophilic. The hollow particles may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophobic.

상기 무기질 입자(30)는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 제올라이트 및 펄라이트는 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 상기 제올라이트 및 펄라이트는 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. The inorganic particles 30 may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite. The zeolite and perlite may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophilic. The zeolite and pearlite may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophobic.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리우레탄 폼의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for producing a polyurethane foam according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

이소시아네이트 용액을 형성한다. 상기 이소시아네이트 용액은 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌다이이소네이트(HDI), 이소포론 다이이소네이트(IPDI) 및 자일릴렌디이소시아네이트(XDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.An isocyanate solution is formed. The isocyanate solution is selected from the group consisting of methylenediphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and xylylene diisocyanate (XDI). It may include one or more substances.

폴리올 용액을 형성한다. 상기 폴리올 용액은 디에틸렌글리콘, 폴리에틸렌글리콜, 디플로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스터, 폴리에테르 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 폴리올 용액의 경우, 수산기를 2개 가진 것을 글리콜 또는 디올이라 하며, 디에틸렌글리콘, 폴리에틸렌글리콜은 에틸렌글리콜을 에테르화한 것이고, 디플로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜은 프로필렌글리콜을 에테르화한 것이다. A polyol solution is formed. The polyol solution contains at least one material selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, polyester, polyether, and polytetramethylene ether glycol (PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol). can do. In the case of the polyol solution, those having two hydroxyl groups are called glycol or diol, diethylene glycol and polyethylene glycol are ethylene glycol etherified, and dipropylene glycol and polypropylene glycol are propylene glycol etherified. .

상기 이소시아네이트 용액 및 상기 폴리올 용액 중 적어도 하나의 용액에는 무기질 입자가 분산되어 있다. 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액은 친수성 입자를 분산시키기가 용이한 점이 있다. 하지만, 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액 내에 실란과 같은 분산제 혹은 계면활성제를 사용한 경우 소수성 입자도 분산이 가능하다. Inorganic particles are dispersed in at least one of the isocyanate solution and the polyol solution. An isocyanate solution or a polyol solution has a point in which it is easy to disperse the hydrophilic particles. However, when a dispersant such as silane or a surfactant is used in the isocyanate solution or polyol solution, hydrophobic particles can also be dispersed.

상기 폴리우레탄 폼의 셀 벽에 무기질 입자(나노기공 무기소재)를 분산시키 위하여 이소시아네이트가 들어가 있는 용액이나, 폴리올이 들어가 있는 폴리올 용액에 무기질 입자를 분산시킨다. 상기 무기질 입자는 표면이 친수성이거나 소수성으로 개질되어 있을 수 있다. 무기질 입자는 표면이 산화물의 형태의 경우 수산화기(OH)를 함유하는 형태의 친수성 형태이거나 혹은 실란화합물로 처리가 되어 표면이 알킬기로 치환되어 소수성을 띠게 할 수 있다. In order to disperse the inorganic particles (nanoporous inorganic material) on the cell wall of the polyurethane foam, the inorganic particles are dispersed in a solution containing isocyanate or a polyol solution containing polyol. The inorganic particles may have a hydrophilic or hydrophobically modified surface. In the case of the surface of the inorganic particle in the form of an oxide, it may be in a hydrophilic form containing a hydroxyl group (OH) or may be treated with a silane compound so that the surface is substituted with an alkyl group to make it hydrophobic.

무기질 입자의 입도, 기공 크기, 비표면적 등에 따라서 분산시키는 양이 달라질 수 있는데, 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액 대비 0.1∼50% 정도의 중량비로 무기질 입자를 분산시키는 것이 바람직하다. 무기질 입자를 50%를 초과하여 분산시킬 경우는 용액의 점도가 증가하여 균일하게 분산하지 않거나 이소시아네이트 용액과 폴리올 용액의 혼합에 의한 폴리우레탄 반응이 균일하게 일어나지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 무기질 입자의 함량비는 50% 이내의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.The amount of dispersion may vary depending on the particle size, pore size, specific surface area, etc. of the inorganic particles. It is preferable to disperse the inorganic particles in a weight ratio of 0.1 to 50% compared to the isocyanate solution or polyol solution. When the inorganic particles are dispersed in excess of 50%, the viscosity of the solution increases, so that it is not uniformly dispersed or the polyurethane reaction does not occur uniformly by mixing the isocyanate solution and the polyol solution may occur. Therefore, the content ratio of the inorganic particles is preferably maintained within the range of 50%.

상기 무기질 입자는 기공의 크기가 1㎛보다 작은 기공, 바람직하게는 수 나노미터에서 100nm 이하의 크기로 구성되는 것이 바람직하며, 비표면적은 10∼2000m2/g 정도의 특성을 갖는 입자가 바람직하다. 무기질 입자의 크기는 100 마이크로미터 이하의 것이 바람직하다. 기공이 100nm를 초과하는 경우 기공으로 폴리우레탄 폼을 이루는 원료가 들어가기 때문에 바람직하지 않으며, 비표면적이 너무 커도 분산시키는 양이 한정적이기 때문에 2000m2/g 이하의 비표적을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 입자 크기가 100마이크로미터보다 크면 폴리우레탄 원료인 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액 내에 분산시키는 것이 어려울 수 있고 궁극적으로 용액 내에 침전이 일어나기 때문에 균일한 분산이 어려운 단점이 있을 수 있다. The inorganic particles are preferably composed of pores having a pore size of less than 1 μm, preferably a size of several nanometers to 100 nm or less, and a particle having a specific surface area of about 10 to 2000 m 2 /g is preferable. . The size of the inorganic particles is preferably 100 micrometers or less. When the pores exceed 100 nm, it is not preferable because the raw materials constituting the polyurethane foam enter the pores, and since the amount to be dispersed is limited even if the specific surface area is too large, it is preferable to have a specific target of 2000 m 2 /g or less. In addition, if the particle size is larger than 100 micrometers, it may be difficult to disperse in an isocyanate solution or a polyol solution, which is a polyurethane raw material, and ultimately, there may be a disadvantage in that uniform dispersion is difficult because precipitation occurs in the solution.

상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함할 수 있다. 이러한 에어로젤 또는 제로젤의 대표적인 예로는 실리카 젤, 실리카 에어로젤 등을 들 수 있다. 상기 에어로젤 또는 제로젤은 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 실리카 에어로젤의 경우, 실란으로 표면이 개질되어 있어서 소수성을 갖는데, 이를 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액에 분산시키는 것이 가능하다. 상기 에어로젤 또는 제로젤는 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 친수성인 무기질 입자도 분산이 가능하다. 예를 들면, 일반적인 실리카 젤의 경우 수분을 흡수하는데, 이런 실리카 젤의 경우 친수성을 갖는데, 이를 분산시키는 것도 가능하다. 에어로젤 입자를 합성할 때, 실란이 처리된 경우 이를 400℃ 이상에서 열처리한 경우 친수성 입자로 변화한다. The inorganic particles may include airgel or xerogel having pores smaller than 1 μm. Representative examples of such airgel or zero gel include silica gel, silica airgel, and the like. The airgel or the zero-gel may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophobic. In the case of silica airgel, the surface is modified with silane to have hydrophobicity, and it is possible to disperse it in an isocyanate solution or a polyol solution. The airgel or the zero-gel may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophilic. Hydrophilic inorganic particles can also be dispersed. For example, in the case of general silica gel, it absorbs moisture. In the case of such silica gel, it has hydrophilicity, and it is also possible to disperse it. When synthesizing airgel particles, when silane is treated, it is changed into hydrophilic particles when heat-treated at 400° C. or higher.

상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함할 수 있다. 이러한 중공형 입자의 대표적인 예로는 중공형 글라스비드(glass bead) 등을 들 수 있다. 상기 중공형 입자는 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 상기 중공형 입자는 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. The inorganic particles may include hollow particles in the form of capsules with an empty center. A typical example of such a hollow particle is a hollow glass bead (glass bead) and the like. The hollow particle may be an inorganic particle whose surface is modified to be hydrophilic. The hollow particles may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophobic.

상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제올라이트는 기공의 크기가 수 나노미터 이하로 아주 작은 기공으로 이루어져 있는데, 이러한 입자를 폴리우레탄의 원료가 되는 이소시아네이트 용액이나 폴리올 용액에 분산하여 사용하는 것이 가능하다. 상기 제올라이트 및 펄라이트는 친수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. 상기 제올라이트 및 펄라이트는 소수성으로 표면이 개질된 무기질 입자일 수 있다. The inorganic particles may include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite. For example, zeolite is composed of very small pores with a pore size of several nanometers or less, and it is possible to use these particles by dispersing them in an isocyanate solution or a polyol solution, which is a raw material of polyurethane. The zeolite and perlite may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophilic. The zeolite and pearlite may be inorganic particles whose surface is modified to be hydrophobic.

상기 무기질 입자를 넣을 때, 예를 들면 소수성 무기질 입자를 폴리올 용액 내에 분산시키는 것은 쉽지가 않을 수 있다. 무기질 입자를 분산시키기 위해서는 계면활성제를 넣어서 소수성 무기질 입자의 한 쪽끝에는 계면활성제의 친유기가, 그리고 다른 한쪽 끝에는 친수기가 붙어 있도록 하여 분산이 잘 이루어지도록 할 수도 있다. 대표적인 계면활성제가 도데실 황산나트륨(Sodium dodecyl sulfate, SDS)이다. 이 외에도 세트리모늄 프로마이드(CTAB)과 같은 양이온성 계면활성제, 포스파리피드계 계면활성제, 옥타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르와 같은 지방 알코올 에톡실레이트계 계면활성제, Triton X-100과 같은 알킬페놀에톡실레이트계 계면활정제, 글리세롤의 지방산에테르계 계면활성제, Span계 계면활성제, Tween계 계면활성제, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 메틸트리클로로실란, 글리시독시트리에톡시실란과 같은 실란계의 계면활성제를 사용할 수도 있다. 계면활성제가 들어갈 때 폴리우레탄 폼 내에 형성된 기공의 크기, 즉 셀의 구조를 안정화시키고, 거품의 붕괴 및 표면공극을 방지할 수 있는 잇점도 있다. When adding the inorganic particles, for example, it may not be easy to disperse the inorganic hydrophobic particles in the polyol solution. In order to disperse the inorganic particles, a surfactant may be added so that a lipophilic group of the surfactant is attached to one end of the hydrophobic inorganic particle and a hydrophilic group is attached to the other end of the inorganic particles to facilitate dispersion. A representative surfactant is sodium dodecyl sulfate (SDS). In addition, cationic surfactants such as cetrimonium promide (CTAB), phosphalipid-based surfactants, fatty alcohol ethoxylate-based surfactants such as octaethylene glycol monododecyl ether, and alkylphenols such as Triton X-100 Ethoxylate surfactant, glycerol fatty acid ether surfactant, Span surfactant, Tween surfactant, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltrichlorosilane, glycidoxytriethoxysilane It is also possible to use a silane-based surfactant such as There is also the advantage of stabilizing the size of the pores formed in the polyurethane foam, that is, the structure of the cell when the surfactant enters, and preventing collapse of the foam and surface voids.

상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하고 이소시아네이트와 폴리올이 중합반응되게 하여 다공성 폴리우레탄 폼을 형성한다. The isocyanate solution and the polyol solution are mixed, and the isocyanate and the polyol are polymerized to form a porous polyurethane foam.

상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 때, 트리에틸렌다이아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸에탄올아민 및 1,4-다이아자바이사이클로옥탄(DABCO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 아민화합물(아민계 촉매)을 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있고, 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액에 상기 아민화합물을 미리 혼합하고 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 수도 있다. 상기 아민화합물은 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액 대비 5% 이내의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. When mixing the isocyanate solution and the polyol solution, at least one amine compound (amine-based) selected from the group consisting of triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, dimethylethanolamine and 1,4-diazabicyclooctane (DABCO) catalyst) may be mixed with the isocyanate solution and the polyol solution to cause the polymerization reaction, and the amine compound may be pre-mixed with the isocyanate solution or the polyol solution, and the isocyanate solution and the polyol solution may be mixed have. The amine compound is preferably mixed in a weight ratio of 5% or less compared to the isocyanate solution or the polyol solution.

상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 때, 알킬주석카르복실기, 알킬아연카르복실기, 알킬비스무스카르복실기 및 메르캅토기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 금속화합물(금속착물 촉매)을 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있고, 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액에 상기 금속화합물을 미리 혼합하고 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 수도 있다. 상기 금속화합물은 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액 대비 5% 이내의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. When the isocyanate solution and the polyol solution are mixed, a metal compound (metal complex catalyst) containing at least one material selected from the group consisting of an alkyl tin carboxyl group, an alkyl zinc carboxyl group, an alkylbismuth carboxyl group and a mercapto group is added to the isocyanate solution. and the polyol solution to cause the polymerization reaction, the metal compound may be pre-mixed with the isocyanate solution or the polyol solution, and the isocyanate solution and the polyol solution may be mixed. The metal compound is preferably mixed in a weight ratio of 5% or less compared to the isocyanate solution or the polyol solution.

상기 이소시아네이트 용액과 폴리올 용액의 폴리우레탄 반응을 일으키기 위해서는 촉매가 필요할 수 있는데, 촉매는 아민화합물(아민계 촉매) 또는 금속화합물(금속착물)로 구분할 수 있다. 아민계 촉매는 트리에틸렌다이아민, 디메틸시클로헥실아민 및 디메틸에탄올아민, 1,4-다이아자바이사이클로옥탄(DABCO)과 같은 제3의 아민이 있다. 제3의 아민 촉매는 폴리올과 이소시아네이트의 반응, 젤 반응의 요소, 블로잉(blowing) 반응 요소, 이소시아네이트 삼량화 반응 요소 등에 따라서 선택된다. 수은, 납, 주석, 비스무스, 아연 등의 성분을 포함하는 카르복실기 금속화합물은 폴리우레탄 촉매로 사용된다. 예를 들면, 다이부틸틴다이라우레이트나 비스무스옥타노에이트와 같은 금속화합물이 있다. 물이 반응혼합물에 존재하면, 보통은 의도적으로 폼을 형성하기 위한 불로잉제로서 넣기도 하는데, 이소시아네이트와 반응을 하여 우레아 결합을 형성하고 이산화탄소를 발생시켜서 결과적으로 우레탄과 우레아가 결합된 폴리머를 생성하게 된다. 이 반응은 블로잉 반응이라고 언급되고 비스-(2-다이메틸아미노에틸)에테르와 같은 제3의 아민이 촉매로 작용한다. 엘라스토머 피막에 사용되는 수은착물은 유독성이기 때문에 알킬비스무스카르복실기, 알킬아연카르복실기 또는 알킬주석카르복실기를 포함하는 금속화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 절연의 경질 폼을 형성하기 위하여 이소시아네이트 트리머(trimer) 반응이 중요한데, 이를 위한 촉매로는 포타슘옥토에이트가 사용될 수도 있다. A catalyst may be required to cause the polyurethane reaction between the isocyanate solution and the polyol solution, and the catalyst may be classified into an amine compound (amine-based catalyst) or a metal compound (metal complex). The amine-based catalyst includes a third amine such as triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine and dimethylethanolamine, and 1,4-diazabicyclooctane (DABCO). The third amine catalyst is selected according to the reaction of the polyol with the isocyanate, the element of the gel reaction, the blowing reaction element, the isocyanate trimerization reaction element, and the like. A carboxyl group metal compound containing components such as mercury, lead, tin, bismuth, and zinc is used as a polyurethane catalyst. For example, there are metal compounds such as dibutyltin dilaurate or bismuth octanoate. When water is present in the reaction mixture, it is usually intentionally added as a blowing agent to form foam. It reacts with isocyanate to form a urea bond and generates carbon dioxide, resulting in a polymer in which urethane and urea are combined. . This reaction is referred to as a blowing reaction and is catalyzed by a third amine such as bis-(2-dimethylaminoethyl)ether. Since the mercury complex used in the elastomer film is toxic, it is preferable to use a metal compound containing an alkylbismuth carboxyl group, an alkylzinc carboxyl group or an alkyltin carboxyl group. An isocyanate trimer reaction is important to form a rigid foam of insulation, and potassium octoate may be used as a catalyst for this.

상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 때, CO2 기체, 물(H2O), CFC11(Trichlorofluoromethane), HFC(pentafluoropropane), CHFC(1,1 Dichloro-1-fluoroethane), 시클로펜탄(cyclopentane), 메틸포르메이트(methyleformate), HFC-245fa(1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) 및 HFO(Hydrofluoroolefin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질(블로잉제)을 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합하여 상기 중합반응이 이루어지게 할 수 있고, 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액에 상기 물질(블로잉제)을 미리 혼합하고 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합할 수도 있다. 상기 물질(블로잉제)은 상기 이소시아네이트 용액이나 상기 폴리올 용액 대비 10% 이내의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. When mixing the isocyanate solution and the polyol solution, CO 2 gas, water (H 2 O), CFC11 (Trichlorofluoromethane), HFC (pentafluoropropane), CHFC (1,1 Dichloro-1-fluoroethane), cyclopentane (cyclopentane) , methyl formate (methyleformate), HFC-245fa (1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) and HFO (hydrofluoroolefin) at least one material (blowing agent) selected from the group consisting of the isocyanate solution and the polyol solution may be mixed together with the polymerization reaction, and the material (blowing agent) may be mixed in advance with the isocyanate solution or the polyol solution, and the isocyanate solution and the polyol solution may be mixed. The material (blowing agent) is preferably mixed in a weight ratio of less than 10% compared to the isocyanate solution or the polyol solution.

상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 트리에틸렌다이아민과 같은 아민계 촉매나, 알킬주석카르복실기와 같은 금속화합물 촉매(금속착물 촉매)를 함께 혼합할 수 있으며, CO2 기체, 물, CFC11, HFC, CHFC, Cyclopentane 등의 블로잉제를 함께 혼합할 수도 있다. 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 분산제를 혼합할 수도 있다. 폴리우레탄의 바람직한 성질은 폼 형태로 다공질로 만들어야 하는데, 이를 위해서는 폴리우레탄이 폴리머화(젤화)하는 동안에 기체를 발생시켜야 한다. 이러한 기체는 이소시아네이트와 물이 반응하여 발생하는 CO2나 반응열에 의해서 끓는 점 이상에서 휘발되는 액체에 의하여 형성된다. 이 액체는 CFC11(Trichlorofluoromethane), HFC-245fa(1,1,13,3-pentafluoropropane), HFC-134a(1,1,12-tetrafluoropropane), HFO(Hydrofluoroolefin), 그리고 n-pentane과 같은 하이드로카본화합물이 있다. An amine-based catalyst such as triethylenediamine or a metal compound catalyst (metal complex catalyst) such as an alkyl tin carboxyl group may be mixed together with the isocyanate solution and the polyol solution, and CO 2 gas, water, CFC11, HFC, A blowing agent such as CHFC or Cyclopentane may be mixed together. A dispersant may be mixed with the isocyanate solution and the polyol solution. A desirable property of polyurethane is to make it porous in the form of foam, which requires the generation of gas while the polyurethane is polymerized (gelled). These gases are formed by liquids volatilized above the boiling point by CO 2 or heat of reaction generated by the reaction of isocyanate and water. This liquid contains hydrocarbon compounds such as CFC11 (Trichlorofluoromethane), HFC-245fa (1,1,13,3-pentafluoropropane), HFC-134a (1,1,12-tetrafluoropropane), HFO (hydrofluoroolefin), and n-pentane there is this

상기 이소시아네이트 용액과 폴리올 용액과 함께 촉매제, 블로잉제 등을 혼합하고 기계적으로 균일하게 혼합한다. 상기 혼합은 블레이드 등을 이용하여 100∼8000rpm, 바람직하게는 2000∼5000rpm으로 회전시켜 균일한 혼합이 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트와 폴리올이 중합반응되면서 발열반응이 일어나고 블로잉제가 기화하면서 기체가 발생하고, 기포가 균일하게 분산되어 무기질 입자가 함유된 폴리우레탄 폼이 형성되게 된다. A catalyst, a blowing agent, etc. are mixed together with the isocyanate solution and the polyol solution, and mechanically uniformly mixed. The mixing is preferably performed by rotating at 100 to 8000 rpm, preferably 2000 to 5000 rpm using a blade or the like to achieve uniform mixing. As the isocyanate and polyol are polymerized, an exothermic reaction occurs and gas is generated as the blowing agent is vaporized, and the bubbles are uniformly dispersed to form a polyurethane foam containing inorganic particles.

이렇게 제조된 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트와 폴리올의 중합반응에 의하여 형성된 다공성 폴리우레탄 폼으로서, 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 무기질 입자가 분산되어 있다. The polyurethane foam prepared in this way is a porous polyurethane foam formed by polymerization of isocyanate and polyol, and inorganic particles are dispersed in cell walls surrounding the pores in the porous polyurethane foam.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, examples according to the present invention are specifically presented, and the present invention is not limited by the examples presented below.

<실시예 1><Example 1>

이소시아네이트 용액으로 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI)와 톨루엔디이소시아네이트(TDI)를 50:50의 부피비로 혼합한 용액을 사용하였다. As the isocyanate solution, a solution in which methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI) were mixed in a volume ratio of 50:50 was used.

폴리올 용액으로 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. Polyethylene glycol was used as a polyol solution.

상기 폴리올 용액 내에 아민화합물을 5% 이내로 첨가하고, 물을 5% 이내, 그리고 블로잉제로 HFC-245fa(1,1,13,3-pentafluoropropane)을 10% 이내로 첨가하였다. An amine compound was added within 5% of the polyol solution, water was added within 5%, and HFC-245fa (1,1,13,3-pentafluoropropane) as a blowing agent was added within 10%.

표면이 친수성인 실리카에어로젤(무기질 입자)을 상기 폴리올 용액 내에 중량 대비 50% 이내로 첨가하여 분산시켰다. 더욱 구체적으로는, 상기 폴리올 용액 대비 무기질 입자가 각각 6, 12, 20, 40%의 중량비를 이루도록 분산시켰다.Silica airgel (inorganic particles) having a hydrophilic surface was added and dispersed within 50% by weight of the polyol solution. More specifically, the inorganic particles were dispersed in a weight ratio of 6, 12, 20, and 40% to the polyol solution, respectively.

도 2는 실시예 1에서 사용된 실리카에어로젤의 주사전자현미경(scanning electron microscope) 사진이다. FIG. 2 is a scanning electron microscope photograph of the silica airgel used in Example 1. FIG.

상기 이소시아네이트 용액과 무기질 입자가 분산된 폴리올 용액을 혼합하여 무기질 입자가 분산된 폴리우레탄 폼을 형성한다. 이렇게 제조된 폴리우레탄 폼의 물성을 아래의 표 1에 나타내었다. A polyurethane foam in which the inorganic particles are dispersed is formed by mixing the isocyanate solution and the polyol solution in which the inorganic particles are dispersed. The physical properties of the polyurethane foam thus prepared are shown in Table 1 below.

<실시예 2><Example 2>

이소시아네이트 용액으로 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI)와 톨루엔디이소시아네이트(TDI)를 50:50의 부피비로 혼합한 용액을 사용하였다. As the isocyanate solution, a solution in which methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI) were mixed in a volume ratio of 50:50 was used.

폴리올 용액으로 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. Polyethylene glycol was used as a polyol solution.

상기 폴리올 용액 내에 아민화합물을 5% 이내로 첨가하고, 물을 5% 이내, 그리고 블로잉제로 HFC-245fa(1,1,13,3-pentafluoropropane)을 10% 이내로 첨가하였다. An amine compound was added within 5% of the polyol solution, water was added within 5%, and HFC-245fa (1,1,13,3-pentafluoropropane) as a blowing agent was added within 10%.

표면이 소수성인 실리카에어로젤(무기질 입자)을 상기 폴리올 용액 내에 중량 대비 50% 이내로 첨가하였다. 더욱 구체적으로는, 상기 폴리올 용액 대비 무기질 입자가 각각 6, 12%의 중량비를 이루도록 분산시켰다.Silica airgel (inorganic particles) having a hydrophobic surface was added to the polyol solution in an amount of less than 50% by weight. More specifically, the inorganic particles were dispersed to form a weight ratio of 6 and 12%, respectively, compared to the polyol solution.

상기 이소시아네이트 용액과 무기질 입자가 분산된 폴리올 용액을 혼합하여 무기질 입자가 분산된 폴리우레탄 폼을 형성하였다. 이렇게 제조된 폴리우레탄 폼의 물성을 아래의 표 1에 나타내었다. The isocyanate solution and the polyol solution in which the inorganic particles are dispersed were mixed to form a polyurethane foam in which the inorganic particles were dispersed. The physical properties of the polyurethane foam thus prepared are shown in Table 1 below.

<실시예 3><Example 3>

이소시아네이트 용액으로 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI)와 톨루엔디이소시아네이트(TDI)를 50:50의 부피비로 혼합한 용액을 사용하였다. As the isocyanate solution, a solution in which methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI) were mixed in a volume ratio of 50:50 was used.

표면이 소수성인 실리카에어로젤(무기질 입자)을 상기 이소시아네이트 용액 내에 중량 대비 50% 이내로 첨가하였다. Silica airgel (inorganic particles) having a hydrophobic surface was added to the isocyanate solution in an amount of less than 50% by weight.

폴리올 용액으로 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. Polyethylene glycol was used as a polyol solution.

상기 폴리올 용액 내에 아민화합물을 5% 이내로 첨가하고, 물을 5% 이내, 그리고 블로잉제로 HFC-245fa(1,1,13,3-pentafluoropropane)을 10% 이내로 첨가하였다. An amine compound was added within 5% of the polyol solution, water was added within 5%, and HFC-245fa (1,1,13,3-pentafluoropropane) as a blowing agent was added within 10%.

무기질 입자가 분산된 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하여 무기질 입자가 분산된 폴리우레탄 폼을 형성하였다. An isocyanate solution in which inorganic particles are dispersed and the polyol solution were mixed to form a polyurethane foam in which inorganic particles were dispersed.

<실시예 4><Example 4>

이소시아네이트 용액으로 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI)와 톨루엔디이소시아네이트(TDI)를 50:50의 부피비로 혼합한 용액을 사용하였다. As the isocyanate solution, a solution in which methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI) were mixed in a volume ratio of 50:50 was used.

표면이 친수성인 실리카에어로젤(무기질 입자)을 상기 이소시아네이트 용액 내에 중량 대비 50% 이내로 첨가하였다. Silica airgel (inorganic particles) having a hydrophilic surface was added to the isocyanate solution in an amount of less than 50% by weight.

폴리올 용액으로 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다. Polyethylene glycol was used as a polyol solution.

상기 폴리올 용액 내에 아민화합물을 5% 이내로 첨가하고, 물을 5% 이내, 그리고 블로잉제로 HFC-245fa(1,1,13,3-pentafluoropropane)을 10% 이내로 첨가하였다. An amine compound was added within 5% of the polyol solution, water was added within 5%, and HFC-245fa (1,1,13,3-pentafluoropropane) as a blowing agent was added within 10%.

무기질 입자가 분산된 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하여 무기질 입자가 분산된 폴리우레탄 폼을 형성하였다. An isocyanate solution in which inorganic particles are dispersed and the polyol solution were mixed to form a polyurethane foam in which inorganic particles were dispersed.

[물성 측정 방법][Method of measuring physical properties]

1. 밀도(ρ)(

Figure pat00001
)는 부피(V)를 측정하고 질량(m)을 측정한 후 겉보기 밀도로 계산하였다. 밀도 측정 결과는 표 1과 2에 나타내었다. 1. Density (ρ) (
Figure pat00001
) was calculated as the apparent density after measuring the volume (V) and measuring the mass (m). The density measurement results are shown in Tables 1 and 2.

2. 열전도측정은 정상 열량 측정방법에 의하여 하판의 온도는 35℃, 상판의 온도는 25℃로 일정하게 유지한 후, 열량을 측정하여, 샘플의 두께와 면적을 통하여 열전도율을 계산하였다.

Figure pat00002
, 여기서 Q는 열량(W/㎡), k는 열전도도(W/m·K), dT/dx는 샘플의 두께에 따른 온도구배를 의미한다. 2. Thermal conductivity was measured by the normal calorimetric method, maintaining the temperature of the lower plate at 35 °C and the upper plate at 25 °C, measuring the amount of heat, and calculating the thermal conductivity through the thickness and area of the sample.
Figure pat00002
, where Q is the amount of heat (W/m2), k is the thermal conductivity (W/m·K), and dT/dx is the temperature gradient according to the thickness of the sample.

3. 부피팽창(Volume expansion; VE)은 폴리우레탄 부피(Vpu) 대비 나노기공 무기입자를 분산시킨 폴리우레탄 폼 복합재(Vc)의 부피를 밀도에서 계산한 후 상대적인 부피비를 백분율로 계산하였다. 3. Volume expansion (VE) was calculated from the density of the volume of the polyurethane foam composite (V c ) in which the nano-pore inorganic particles were dispersed compared to the polyurethane volume (V pu ), and then the relative volume ratio was calculated as a percentage.

Figure pat00003
Figure pat00003

4. 한계산소지수(Limit Oxygen Index, LOI)는 가스토치로 샘플에 가하였을 때 산소의 부피비를 %로 샘플에 주입할 때 발화하는 산소 함량을 나타낸 것이다. 4. Limit Oxygen Index (LOI) indicates the oxygen content that ignites when injected into the sample as a percentage of the volume of oxygen when applied to the sample with a gas torch.

물성 측정 결과를 아래의 표 1 및 표 2에 나타내었다. The physical property measurement results are shown in Tables 1 and 2 below.

Sample No.Sample No. Contents of AG (per Polyol, %)Contents of AG (per Polyol, %) Contents of AG (per total, %)Contents of AG (per total, %) Thermal conductivity
(mW/m·K)Thermal conductivity
(mW/m K) Density
(g/㎤)Density
(g/㎤) Volume expansion(%)Volume expansion(%) LOI(%)LOI (%) avgavg 95% 신뢰수준95% confidence level PU대비PU contrast PUPU 00 00 20.0320.03 0.03260.0326 100100 21.521.5 1One Hydrophilic AGHydrophilic AG 66 33 19.5319.53 0.0322
±0.001640.0322
±0.00164 102.59102.59 2525 22 1212 66 20.2220.22 0.0328
±0.002170.0328
±0.00217 102.28102.28 3030 33 2020 1010 20.0220.02 0.0376
±0.000560.0376
±0.00056 90.4390.43 3535 44 4040 2020 22.4522.45 0.0435
±0.002080.0435
±0.00208 79.8279.82 4040

위의 표 1에서 'AG'는 실리카에어로젤을 의미한다. 표 1에서 'PU'는 무기질 입자(실리카에어로젤)을 첨가하지 않고 제조된 폴리우레탄 폼을 의미한다. In Table 1 above, 'AG' means silica airgel. In Table 1, 'PU' means a polyurethane foam prepared without adding inorganic particles (silica airgel).

표 1은 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)이 6, 12, 20, 40%의 중량비를 이루도록 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 물성을 보여준다. 실리카에어로젤의 함량이 증가함에 따라 밀도(Density)와 한계산소지수(LOI)도 증가하는 것을 확인할 수 있다. Table 1 shows the physical properties of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) to a polyol solution in a weight ratio of 6, 12, 20, and 40% compared to the polyol solution according to Example 1. As the content of silica airgel increases, it can be seen that the density and limiting oxygen index (LOI) also increase.

Sample No.Sample No. Contents of AG (per Polyol, %)Contents of AG (per Polyol, %) Contents of AG (per total, %)Contents of AG (per total, %) Thermal conductivity
(mW/m·K)Thermal conductivity
(mW/m K) Density
(g/㎤)Density
(g/㎤) Volume expansion(%)Volume expansion(%) LOI(%)LOI (%) avgavg 95% 신뢰수준95% confidence level PU대비PU contrast PUPU 00 00 20.0320.03 0.03260.0326 100100 21.521.5 1One Hydrophobic AGHydrophobic AG 66 33 18.94
±0.09318.94
±0.093 0.03233
±0.000320.03233
±0.00032 102.2102.2 2525 22 1212 66 19.44
±0.02919.44
±0.029 0.03465
±0.000190.03465
±0.00019 96.7396.73 3030

위의 표 2에서 'AG'는 실리카에어로젤을 의미한다. 표 2에서 'PU'는 무기질 입자(실리카에어로젤)을 첨가하지 않고 제조된 폴리우레탄 폼을 의미한다. In Table 2 above, 'AG' means silica airgel. In Table 2, 'PU' means a polyurethane foam prepared without adding inorganic particles (silica airgel).

표 2는 실시예 2에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 소수성인 실리카에어로젤)이 6, 12%의 중량비를 이루도록 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 물성을 보여준다. 실리카에어로젤의 함량이 증가함에 따라 밀도(Density)와 한계산소지수(LOI)도 증가하는 것을 확인할 수 있다.Table 2 shows the physical properties of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophobic surface) in a weight ratio of 6, 12% compared to the polyol solution according to Example 2. As the content of silica airgel increases, it can be seen that the density and limiting oxygen index (LOI) also increase.

도 3a는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 6% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이고, 도 3b는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 12% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이며, 도 3c는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 20% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이고, 도 3d는 실시예 1에 따라 폴리올 용액 대비 실리카에어로젤(표면이 친수성인 실리카에어로젤)을 40% 중량비로 첨가하여 제조된 폴리우레탄 폼의 주사전자현미경(SEM) 사진과 EDX(energy dispersive X-ray analsysis) 성분분석 시 Si의 그림을 나타낸 사진이다.Figure 3a is a scanning electron microscope (SEM) photograph and EDX (energy dispersive X-ray analsysis) of the polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 6% to the polyol solution according to Example 1; ) is a photograph showing a picture of Si during component analysis, and FIG. 3b is a scanning electron microscope of a polyurethane foam prepared by adding silica airgel (silica airgel with a hydrophilic surface) in a weight ratio of 12% to the polyol solution according to Example 1 ( SEM) and EDX (energy dispersive X-ray analsys) are pictures of Si during component analysis, and FIG. 3c is a polyol solution according to Example 1 of silica airgel (silica airgel having a hydrophilic surface) in a weight ratio of 20% A scanning electron microscope (SEM) photograph of the polyurethane foam prepared by addition is a photograph showing a picture of Si during component analysis of EDX (energy dispersive X-ray analsysis), and FIG. 3D is a polyol solution versus silica airgel ( It is a photograph showing a scanning electron microscope (SEM) photograph of a polyurethane foam prepared by adding hydrophilic silica airgel) at a weight ratio of 40% and a picture of Si during energy dispersive X-ray analysis (EDX) component analysis.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art.

10: 폴리우레탄 폼 내의 기공
20: 폴리우레탄 폼의 셀 벽
30: 폴리우레탄 폼의 셀 벽에 분산된 무기질 입자10: pores in polyurethane foam
20: cell wall of polyurethane foam
30: inorganic particles dispersed in the cell wall of the polyurethane foam

Claims (17)

이소시아네이트와 폴리올의 중합반응에 의하여 형성된 다공성 폴리우레탄 폼으로서,
상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
As a porous polyurethane foam formed by polymerization of isocyanate and polyol,
Polyurethane foam, characterized in that inorganic particles are dispersed in the cell wall surrounding the pores in the porous polyurethane foam.
 제1항에 있어서, 상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
According to claim 1, wherein the inorganic particles are airgel (aerogel) or zero gel (xerogel) having pores smaller than 1㎛ polyurethane foam, characterized in that it comprises.
 제1항에 있어서, 상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
[Claim 2] The polyurethane foam according to claim 1, wherein the inorganic particles include hollow particles in the form of capsules.
 제1항에 있어서, 상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
The polyurethane foam according to claim 1, wherein the inorganic particles include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.
 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
[Claim 5] The polyurethane foam according to any one of claims 2 to 4, wherein the inorganic particles are particles whose surface is modified to be hydrophilic.
 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼.
[Claim 5] The polyurethane foam according to any one of claims 2 to 4, wherein the inorganic particles are hydrophobically modified particles.
 (a) 이소시아네이트 용액을 형성하는 단계;
(b) 폴리올 용액을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액을 혼합하고 이소시아네이트와 폴리올이 중합반응되게 하여 다공성 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 이소시아네이트 용액 및 상기 폴리올 용액 중 적어도 하나의 용액에는 무기질 입자가 분산되어 있고,
상기 다공성 폴리우레탄 폼 내의 기공을 둘러싸는 셀 벽에 상기 무기질 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
(a) forming an isocyanate solution;
(b) forming a polyol solution; and
(c) mixing the isocyanate solution and the polyol solution and allowing the isocyanate and polyol to polymerize to form a porous polyurethane foam,
Inorganic particles are dispersed in at least one of the isocyanate solution and the polyol solution,
Method for producing a polyurethane foam, characterized in that the inorganic particles are dispersed in the cell wall surrounding the pores in the porous polyurethane foam.
 제7항에 있어서, 상기 무기질 입자는 1㎛보다 작은 기공을 갖는 에어로젤(aerogel) 또는 제로젤(xerogel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method according to claim 7, wherein the inorganic particles include airgel (aerogel) or xerogel (xerogel) having pores smaller than 1 μm.
 제7항에 있어서, 상기 무기질 입자는 캡슐 형태의 가운데가 비어 있는 중공형 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method according to claim 7, wherein the inorganic particles include hollow particles in the form of capsules.
 제7항에 있어서, 상기 무기질 입자는 제올라이트 및 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method according to claim 7, wherein the inorganic particles include at least one material selected from the group consisting of zeolite and perlite.
 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 무기질 입자는 친수성으로 표면이 개질된 입자인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the inorganic particles are hydrophilic and surface-modified particles.
 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 무기질 입자는 소수성으로 표면이 개질된 입자인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
11. The method of any one of claims 8 to 10, wherein the inorganic particles are hydrophobic and surface-modified particles.
 제7항에 있어서, 상기 이소시아네이트 용액은 메틸렌다이페닐다이이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌다이이소네이트(HDI), 이소포론 다이이소네이트(IPDI) 및 자일릴렌디이소시아네이트(XDI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method according to claim 7, wherein the isocyanate solution is methylenediphenyldiisocyanate (MDI), toluenediisocyanate (TDI), hexamethylenediisocyanate (HDI), isophorone diisonate (IPDI) and xylylenediisocyanate (XDI). ) A method of producing a polyurethane foam comprising at least one material selected from the group consisting of.
 제7항에 있어서, 상기 폴리올 용액은 디에틸렌글리콘, 폴리에틸렌글리콜, 디플로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에스터, 폴리에테르 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
According to claim 7, wherein the polyol solution is selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, polyester, polyether and polytetramethylene ether glycol (PTMEG; Polytetramethylene Ether Glycol) A method for producing a polyurethane foam, characterized in that it comprises one or more substances.
 제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
트리에틸렌다이아민, 디메틸시클로헥실아민, 디메틸에탄올아민 및 1,4-다이아자바이사이클로옥탄(DABCO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 아민화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method of claim 7, wherein in step (c),
At least one amine compound selected from the group consisting of triethylenediamine, dimethylcyclohexylamine, dimethylethanolamine, and 1,4-diazabicyclooctane (DABCO) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution, followed by the polymerization. Method for producing a polyurethane foam, characterized in that the reaction is made.
 제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
알킬주석카르복실기, 알킬아연카르복실기, 알킬비스무스카르복실기 및 메르캅토기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 금속화합물이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.
The method of claim 7, wherein in step (c),
A metal compound containing at least one material selected from the group consisting of an alkyl tin carboxyl group, an alkyl zinc carboxyl group, an alkyl bismuth carboxyl group and a mercapto group is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution so that the polymerization reaction is carried out Method for producing polyurethane foam, characterized in that.
 제7항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
CO2 기체, 물(H2O), CFC11(Trichlorofluoromethane), HFC(pentafluoropropane), CHFC(1,1 Dichloro-1-fluoroethane), 시클로펜탄(cyclopentane), 메틸포르메이트(methyleformate), HFC-245fa(1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) 및 HFO(Hydrofluoroolefin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질이 상기 이소시아네이트 용액과 상기 폴리올 용액과 함께 혼합되게 하여 상기 중합반응이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼의 제조방법.The method of claim 7, wherein in step (c),
CO 2 gas, water (H 2 O), CFC11 (Trichlorofluoromethane), HFC (pentafluoropropane), CHFC (1,1 Dichloro-1-fluoroethane), cyclopentane, methyleformate, HFC-245fa ( 1,1,1,3,3-Pentafluoropropane) and at least one material selected from the group consisting of HFO (hydrofluoroolefin) is mixed with the isocyanate solution and the polyol solution to cause the polymerization reaction Method for producing polyurethane foam.
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KR200252362Y1 (en) 2001-08-08 2001-11-23 한국폴리우레탄공업(주) Polyurethane form

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