KR20220028843A - Polyol composition for polyisocyanuarte foam comprising eco-friendly blowing agents and polyisocyanurate foam for pipe cover using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam which comprises: at least one polyol comprising a polyether polyol and a polyester polyol; and a hydro fluoro olefin foaming agent and a polyisocyanurate foam formed from the polyol composition.

Description

친환경 발포제를 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물 및 이를 이용한 파이프 커버용 폴리이소시아누레이트 폼{POLYOL COMPOSITION FOR POLYISOCYANUARTE FOAM COMPRISING ECO-FRIENDLY BLOWING AGENTS AND POLYISOCYANURATE FOAM FOR PIPE COVER USING THE SAME}Polyol composition for forming polyisocyanurate foam containing eco-friendly foaming agent and polyisocyanurate foam for pipe cover using the same

본 발명은 폴리이소시아누레이트 폼을 제조하기 위한 폴리올 프리믹스 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경 하이드로플루오로올레핀 (Hydrofluoroolefin)계 발포제를 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 조성물, 상기 조성물을 사용하여 제조된 폴리이소시아누레이트 폼 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyol premix composition for producing polyisocyanurate foam, and more particularly, to a polyisocyanurate foam-forming composition comprising an eco-friendly hydrofluoroolefin-based foaming agent, using the composition It relates to the produced polyisocyanurate foam and a method for manufacturing the same.

일반적으로 폴리우레탄 폼은 그 자체의 단열성, 경량성, 완충성 등의 성질을 활용하여 단독 또는 타 재료와 결합하여 단열재, 경량 구조재, 완충재로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한 폴리우레탄폼은 내부에 독립 기포가 존재하여 단열성이 우수하므로, 단열재 또는 보냉재 등으로도 사용된다. 최근에는 폴리우레탄 폼의 특성을 더욱 개선하여 초저온 하에서 뛰어난 단열성을 유지하면서 압축강도, 인장강도 또는 저온 치수안정성 등의 기계적 특성이 우수한 경질 폴리우레탄 폼이 사용되고 있다. 이러한 폴리우레탄 폼은 액화석유가스(liquefied natural gas, LNG) 선박용 초저온 보냉재로서 개발되어 사용되고 있다.In general, polyurethane foam is widely used as an insulating material, a lightweight structural material, and a cushioning material, either alone or in combination with other materials by utilizing its properties such as insulation, lightness, and buffering properties. In addition, since polyurethane foam has excellent thermal insulation properties due to the presence of closed cells inside, it is also used as an insulator or cold insulation material. In recent years, by further improving the properties of polyurethane foam, rigid polyurethane foam excellent in mechanical properties such as compressive strength, tensile strength or low-temperature dimensional stability while maintaining excellent thermal insulation under ultra-low temperature has been used. Such polyurethane foam has been developed and used as a cryogenic insulation material for liquefied natural gas (LNG) ships.

경질 폴리우레탄 폼은 일반적으로 폴리올, 촉매, 발포제 등을 혼합하여 혼합물을 제조하고, 제조된 혼합물과 이소시아네이트계 화합물을 반응시켜 제조된다. 액체 플루오로카본(CFC, HCFC, HFC)계 발포제는 가공 조건 하에서 취급이 용이할 뿐만 아니라 휘발성으로 인해 경질 폼의 낮은 열전도 특성에 기여하므로 발포제로서 주로 사용되어 왔다. 그러나 플루오로카본계 발포제는 지구온난화지수를 상승시키는 물질이므로 사용에 제약이 있을 뿐만 아니라 실제로 많은 국가에서 사용이 금지되고 있다. 상기 플루오로카본계를 대체하기 위한 발포제로서, 펜탄(Pentane)계 탄화수소가 종종 사용되고 있다.Rigid polyurethane foam is generally prepared by mixing a polyol, a catalyst, a blowing agent, etc. to prepare a mixture, and reacting the prepared mixture with an isocyanate-based compound. Liquid fluorocarbon (CFC, HCFC, HFC)-based blowing agents have been mainly used as blowing agents because they are easy to handle under processing conditions and contribute to low thermal conductivity properties of rigid foams due to volatility. However, since the fluorocarbon-based foaming agent is a substance that increases the global warming potential, there are restrictions on its use, and its use is actually prohibited in many countries. As a blowing agent to replace the fluorocarbon-based, pentane-based hydrocarbons are often used.

펜탄(pentane)계 탄화수소는 입수가 용이하며, 비용 면에서 유리하다. 그러나 펜탄(pentane)계 탄화수소는 무극성, 소수성에 기인한 발포제 자체의 용해도가 낮으므로, 일반적으로 믹싱 헤드를 통해 폴리올을 분배하기 직전에 폴리올에 첨가되어야 한다. 또한 탄화수소-폴리올 혼합물의 제한된 저장수명으로 인해 나중에 사용하기 위한 배치(Batches) 저장 능력을 제한시키는 문제점이 있다. 또한 펜탄(pentane)계 탄화수소 혼합물의 또 다른 문제점은 잠재적인 상 분리에 있다. 제조공정 중 상 분리가 존재할 경우, 탄화수소 발포제는 혼합물의 상부층으로 올라가 기화하는 경향이 있으므로, 이로 인해 탄화수소의 농도가 폭발 한계에 도달하게 되는 안전상의 위험이 근본적으로 존재한다. 그리고, 공정 중 상 분리는 생성된 폴리우레탄 폼 또는 폴리이소시아누레이트 폼에서 종종 불균일한 셀 구조를 야기하게 되며, 이러한 불균일한 셀 구조는 최종 폼의 열전도율 등의 물성 편차를 야기시켜 원하는 단열성능을 나타낼 수 없게 된다. Pentane-based hydrocarbons are readily available and advantageous in terms of cost. However, since pentane-based hydrocarbons have low solubility of the blowing agent itself due to non-polarity and hydrophobicity, in general, it should be added to the polyol immediately before dispensing the polyol through the mixing head. There is also a problem that limits the storage capacity of batches for later use due to the limited shelf life of the hydrocarbon-polyol mixture. Another problem with pentane-based hydrocarbon mixtures is the potential for phase separation. In the presence of phase separation during the manufacturing process, the hydrocarbon blowing agent tends to rise to the upper layer of the mixture and vaporize, which essentially poses a safety hazard that causes the concentration of hydrocarbons to reach explosive limits. And, phase separation during the process often causes a non-uniform cell structure in the resulting polyurethane foam or polyisocyanurate foam, and this non-uniform cell structure causes physical property deviations such as thermal conductivity of the final foam to achieve the desired thermal insulation performance. cannot be shown.

현재 HFC계 발포제의 대체물로서 주목받고 있는 것은 하이드로할로올레핀 (Hydrohaloolefin) 계열 발포제이다. 하이드로할로올레핀 발포제는 친환경적이라는 장점이 있는 반면, 하이드로할로올레핀 계열 발포제를 사용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 경우, 최종 경질 폴리우레탄 폼의 열 전도도가 하이드로플루오로카본 (HFC) 계열 발포제를 사용하는 경우에 비해 열세인 것으로 알려져 있다. 또한 하이드로할로올레핀 발포제는 현재까지 경질 폴리우레탄(PU) 폼을 제조하는데 주로 사용되고 있을 뿐, 이소시아네이트기 간의 반응으로 인해 이소시아누레이트 구조를 형성하는 폴리이소시아누레이트 폼에는 적용되지 않고 있다.Hydrohaloolefin-based foaming agents are currently attracting attention as an alternative to HFC-based foaming agents. While the hydrohaloolefin foaming agent has the advantage of being environmentally friendly, when a polyurethane foam is manufactured using a hydrohaloolefin-based foaming agent, the thermal conductivity of the final rigid polyurethane foam is determined by using a hydrofluorocarbon (HFC)-based foaming agent. It is known to be inferior to the case of In addition, the hydrohaloolefin foaming agent has been mainly used for producing rigid polyurethane (PU) foams until now, but it is not applied to polyisocyanurate foam that forms an isocyanurate structure due to a reaction between isocyanate groups.

이에 따라, 친환경 하이드로할로올레핀계 발포제를 사용하면서도, 제조된 폴리이소시아네이트 폼의 단열성, 저장안정성 등의 물성을 동시에 향상시킬 수 있는 폴리올 프리믹스 조성물에 대한 개발이 시급한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop a polyol premix composition capable of simultaneously improving physical properties such as thermal insulation and storage stability of the produced polyisocyanate foam while using an eco-friendly hydrohaloolefin-based foaming agent.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 친환경 하이드로할로올레핀계 발포제를 사용함에도 종래 하이드로플루오로카본 계열 발포제를 사용한 경우와 동등 이상의 단열성 및 기계적 물성을 나타내면서, 우수한 저장안정성과 친환경성을 발휘하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and although an eco-friendly hydrohaloolefin-based foaming agent is used, it exhibits thermal insulation and mechanical properties equivalent to or higher than that of a conventional hydrofluorocarbon-based foaming agent, and excellent storage stability and environment-friendliness It is a technical task to provide a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam that exhibits

또한 본 발명은 전술한 폴리올 조성물을 이용한 폴리이소시아누레이트 폼 및 그 제조방법, 상기 폼을 이용한 단열재 물품을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다. Another technical object of the present invention is to provide a polyisocyanurate foam using the above-described polyol composition, a method for manufacturing the same, and an insulating material using the foam.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 설명될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention may be more clearly explained by the following detailed description and claims.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스터 폴리올을 함유하는 적어도 1종의 폴리올; 및 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물을 제공한다.In order to achieve the above technical object, the present invention provides at least one polyol containing a polyether polyol and a polyester polyol; And it provides a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam comprising a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리올 조성물은 하이드로플루오로카본 (HFC)계 및 하이드로클로로플루오로올레핀(HCFO)계 발포제를 비(非)포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyol composition may not include a hydrofluorocarbon (HFC)-based and hydrochlorofluoroolefin (HCFO)-based blowing agent.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 하이드로플루오로올레핀계 발포제는 트랜스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(E)), 시스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3-테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234ze), 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(E)), 시스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(Z)), 및 2,3,3,3- 테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the hydrofluoroolefin-based blowing agent is trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(E)), cis -1,1,1,4,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), Trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (E)), cis-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (HFO-1234ze (E)) Z)), and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) may include at least one selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리에테르 폴리올은 솔비톨 및 수크로스 중 적어도 하나의 개시제로부터 중합되고, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 380 내지 580 mgKOH/g이며, 관능기는 4 내지 8일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyether polyol is polymerized from at least one initiator of sorbitol and sucrose, has a number average molecular weight (Mn) of 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 380 to 580 mgKOH/g, and the functional group may be 4 to 8.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리에스터 폴리올은 테레프탈릭 액시드, 이소프탈릭액시드, 아디픽 액시드, 디메틸테레프탈레이트, 및 프탈산 무수물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원료물질과 글리콜이 중합된 적어도 1종의 폴리에스터 폴리올의 혼합물을 포함하며, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyester polyol contains at least one raw material selected from the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, dimethyl terephthalate, and phthalic anhydride and glycol. a polymerized mixture of at least one polyester polyol, and may have a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 적어도 1종의 폴리올은 관능기가 4 내지 8이고, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 380 내지 580 mgKOH/g인 폴리에테르 폴리올; 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 인 제1 폴리에스터 폴리올; 및 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 400 내지 600 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 100 mgKOH/g 내지 300 mgKOH/g인 제2 폴리에스터 폴리올을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the at least one polyol has a functional group of 4 to 8, a number average molecular weight (Mn) of 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 380 to 580 mgKOH/g phosphorous polyether polyols; a first polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g; and a second polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 400 to 600 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 100 mgKOH/g to 300 mgKOH/g.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 제1 폴리에스터 폴리올과 상기 제2 폴리에스터 폴리올의 혼합 비율은 45 : 55 내지 65 : 35 중량비일 수 있다. For an embodiment of the present invention, the mixing ratio of the first polyester polyol and the second polyester polyol may be 45:55 to 65:35 by weight.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리에테르 폴리올과 상기 폴리에스터 폴리올의 혼합 비율은 당해 폴리올의 총 중량을 기준으로 10 : 90 내지 30 : 70 중량비일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the mixing ratio of the polyether polyol and the polyester polyol may be 10: 90 to 30: 70 weight ratio based on the total weight of the polyol.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리올 조성물은 블로잉 촉매 및 삼량화 촉매를 포함하며, 상기 삼량화 촉매는 유기금속 촉매 및 3급아민 촉매 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyol composition includes a blowing catalyst and a trimerization catalyst, and the trimerization catalyst may include at least one or more of an organometallic catalyst and a tertiary amine catalyst.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 블로잉 촉매, 유기금속 촉매, 및 3급아민 촉매의 사용 비율은 1 : 20~40 : 35~55 중량비일 수 있다. For an embodiment of the present invention, the ratio of the blowing catalyst, the organometallic catalyst, and the tertiary amine catalyst may be 1:20-40:35-55 by weight.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리올 조성물은, 당해 폴리올 100 중량부에 대하여, 하이드로플루오로올레핀계 발포제 10 내지 40 중량부; 및 블로잉 촉매와 삼량화 촉매를 함유하는 촉매 0.5 내지 3.5 중량부를 포함할 수 있다. For one embodiment of the present invention, the polyol composition, based on 100 parts by weight of the polyol, 10 to 40 parts by weight of a hydrofluoroolefin-based foaming agent; and 0.5 to 3.5 parts by weight of a catalyst containing a blowing catalyst and a trimerization catalyst.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리올 조성물은 난연제, 정포제, 가교제 및 사슬연장제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyol composition may further include at least one of a flame retardant, a foam stabilizer, a crosslinking agent, and a chain extender.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리올 조성물은 점도가 500 내지 1,500 cps (25℃ 기준)이며, 25℃에서 90일 이상의 저장안정성을 가지며, 90일 경과 후 폴리올 조성물의 겔화시간(gel time) 변화율은 초기 겔화시간을 기준으로 7% 이하일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyol composition has a viscosity of 500 to 1,500 cps (based on 25° C.), has a storage stability of 90 days or more at 25° C., and the gel time of the polyol composition after 90 days has elapsed The rate of change may be 7% or less based on the initial gelation time.

또한 본 발명은 전술한 폴리올 조성물; 및 이소시아네이트 화합물을 반응시켜 형성된 폴리이소시아누레이트 폼을 제공한다.In addition, the present invention is a polyol composition described above; And it provides a polyisocyanurate foam formed by reacting an isocyanate compound.

본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 폴리이소시아누레이트 폼은 ASTM D1621에 따른 평균 압축강도(Z축)가 300 kPa 이상이며, ASTM C177에 따른 평균 열전도도는 0.022 W/m·K 이하이며, ASTM D1622에 따른 초기 발포밀도는 45 내지 55 Kg/m3이며, 발포 후 30일 경과시 밀도 유지율은 97% 이상일 수 있다. For one embodiment of the present invention, the polyisocyanurate foam has an average compressive strength (Z-axis) according to ASTM D1621 of 300 kPa or more, and an average thermal conductivity according to ASTM C177 is 0.022 W/m·K or less, The initial foaming density according to ASTM D1622 is 45 to 55 Kg/m 3 , and the density retention after 30 days of foaming may be 97% or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물은 친환경 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 사용함에도, 종래 하이드로플루오로카본(HFC) 계열 발포제를 사용한 경우보다 낮은 열전도율과 높은 압축강도를 나타내어 단열성 및 기계적 물성이 향상될 수 있다. The polyol composition for forming polyisocyanurate foam according to an embodiment of the present invention has lower thermal conductivity and higher thermal conductivity than when using a conventional hydrofluorocarbon (HFC)-based foaming agent, even when an eco-friendly hydrofluoroolefin (HFO)-based foaming agent is used. By showing compressive strength, thermal insulation and mechanical properties can be improved.

또한 상기 폴리올 조성물은 친환경적이고 우수한 저장 안정성을 나타낼 수 있으며, 이로부터 제조된 폴리이소시아누레이트 폼은 발포밀도, 단열성 및 압축강도 면에서 종래 기술과 동등 이상의 물성을 발휘할 수 있다. In addition, the polyol composition is environmentally friendly and can exhibit excellent storage stability, and the polyisocyanurate foam prepared therefrom can exhibit properties equal to or higher than those of the prior art in terms of foam density, thermal insulation and compressive strength.

이에 따라, 본 발명에 따른 폴리이소시아누레이트 폼은 건축용 샌드위치 패널, 건축용 스프레이폼, 선박용 내장재, 파이프 커버(보온재), 컨테이너 박스, 냉동저온창고, 규격보드 등의 단열재 용도로 유용하게 사용될 수 있다. Accordingly, the polyisocyanurate foam according to the present invention can be usefully used for insulating materials such as sandwich panels for construction, spray foam for construction, interior materials for ships, pipe covers (insulation materials), container boxes, cold storage warehouses, and standard boards.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 보다 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1-2에서 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 시간 경과에 따른 발포 프로파일(Rising profile)을 나타내는 그래프이다. 1 is a graph showing the foaming profile (rising profile) over time of the polyisocyanurate foam prepared in Example 1 and Comparative Example 1-2.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 또는 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, it is not limited only by the following content, and each component may be variously modified or selectively mixed as needed. Therefore, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.All terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

또한 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

<폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물><Polyol composition for forming polyisocyanurate foam>

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올 조성물은, 폴리이소시아누레이트 폼을 형성하기 위한 프리믹스 조성물로서, 구체적으로 친환경 발포제로 발포된 파이프 커버용 폴리이소시아누레이트 폼 원액 조성물이다. The polyol composition according to an embodiment of the present invention is a premix composition for forming a polyisocyanurate foam, and specifically, a polyisocyanurate foam stock solution composition for a pipe cover foamed with an eco-friendly foaming agent.

상기 폴리올 조성물은 적어도 1종의 하이드로플루오로올레핀 (Hydrofluoroolefin, HFO)계 발포제를 사용한다는 점에서, 하이드로플루오르카본 (HFC)계 및/또는 하이드로클로로플루오로올레핀 (HCFO)계 발포제를 사용하는 종래기술과 구별된다. 특히, HFO 발포제를 적용한 종래 폴리올 조성물은 HFC계 발포제를 적용한 경우에 비해 단열성, 기계적 강도 등의 제반 물성이 필수로 저하되는 문제점이 발생되었다. 이에 비해, 본원발명의 폴리올 조성물은 폴리올 조성물을 구성하는 각 성분 및 이들의 배합비를 소정 범위로 조절함으로써, 친환경 HFO계 발포제를 포함함에도 불구하고, 기존 HFC 발포제 대비 동등 이상의 물성을 확보할 수 있다. In that the polyol composition uses at least one hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent, a prior art using a hydrofluorocarbon (HFC)-based and/or hydrochlorofluoroolefin (HCFO)-based blowing agent is distinguished from In particular, the conventional polyol composition to which the HFO foaming agent is applied has a problem in that various physical properties such as thermal insulation and mechanical strength are essentially lowered compared to the case where the HFC-based foaming agent is applied. In contrast, the polyol composition of the present invention can secure physical properties equal to or greater than that of the existing HFC foaming agent despite including an eco-friendly HFO-based foaming agent by adjusting each component constituting the polyol composition and their blending ratio within a predetermined range.

일 구체예를 들면, 상기 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물은, 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스터 폴리올을 함유하는 적어도 1종의 폴리올 혼합물; 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제; 블로잉 촉매; 및 적어도 1종의 삼량화 촉매를 포함하며, 화학적 발포제(예, 물)와 같은 추가 발포성분을 포함할 수 있다. 필요에 따라 당 분야에 공지된 통상의 난연제, 정포제, 가교제, 사슬연장제, 및 기타 첨가제를 적어도 1종 이상 더 포함할 수 있다. For example, the polyol composition for forming a polyisocyanurate foam may include at least one polyol mixture containing a polyether polyol and a polyester polyol; hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent; blowing catalyst; and at least one trimerization catalyst, and may include an additional foaming component such as a chemical foaming agent (eg, water). If necessary, it may further include at least one or more conventional flame retardants, foam stabilizers, crosslinking agents, chain extenders, and other additives known in the art.

이하, 상기 폴리올 조성물을 구성하는 각 성분을 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, each component constituting the polyol composition will be described as follows.

폴리올polyol

본 발명에 따른 폴리올 조성물은, 적어도 1종의 폴리올(polyol)을 포함한다.The polyol composition according to the present invention includes at least one polyol.

상기 폴리올은 폴리이소시아누레이트를 형성할 수 있는 당 분야에 공지된 통상의 폴리올(Polyol)을 제한 없이 사용할 수 있다. As the polyol, a conventional polyol known in the art that can form polyisocyanurate may be used without limitation.

사용 가능한 폴리올의 비제한적인 예로는, 폴리에테르(polyether) 폴리올, 폴리에스테르(polyester) 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리테트라메틸렌에테르 디올, 폴리부타디엔 디올(polybuthadiene diol), 폴리테트라메틸렌에테르(polytetra methylene ether) 디올, 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide) 디올, 폴리부틸렌옥사이드(polybutyleneoxide) 디올, 트리올(triol), 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 구체적으로 폴리에테르 폴리올, 폴리에스터 폴리올, 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 구체적으로 다가 알코올에 기초한 폴리에테르 폴리올과 폴리에스터 폴리올의 혼합물인 것이 바람직하다. Non-limiting examples of usable polyols include polyether polyol, polyester polyol, polycaprolactone polyol, polytetramethylene ether diol, polybutadiene diol, polytetra methylene ether (polytetra methylene). ether) diol, polypropylene oxide diol, polybutyleneoxide diol, triol, or a mixture thereof. Specifically, it may be a polyether polyol, a polyester polyol, or a mixture thereof, and more specifically, it is preferably a mixture of a polyether polyol and a polyester polyol based on a polyhydric alcohol.

폴리에테르 폴리올은 다가 알코올을 포함하는 개시제로부터 중합된 적어도 1종 이상의 프리폴리올을 포함할 수 있으며, 일례로 하이드록시기가 분자 당 2개 내지 8 개, 구체적으로 4개 내지 8개인 화합물을 포함하는 개시제에 프로필렌산화물(PO), 에틸렌산화물(EO)을 투입하여 부가 중합될 수 있다. 이러한 폴리에테르 폴리올은 폴리에스터 폴리올에 비해 유연한 구조로 이루어져 폴리이소시아네이트 폼의 유연 특성을 나타낼 수 있으며, 우수한 내가수분해성 및 저온 특성을 발휘할 수 있다. The polyether polyol may include at least one prepolyol polymerized from an initiator comprising a polyhydric alcohol, for example, an initiator comprising a compound having 2 to 8, specifically 4 to 8 hydroxyl groups per molecule. Addition polymerization can be carried out by adding propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO) to it. This polyether polyol has a flexible structure compared to polyester polyol, so it can exhibit flexible properties of polyisocyanate foam, and can exhibit excellent hydrolysis resistance and low temperature properties.

사용 가능한 개시제의 비제한적인 예를 들면, 솔비톨(sorbitol), 수크로스(sucrose), 글루코스, 글리콜, 글리세롤, 글리세린(glycerine), 펜타에리스리톨(pentaerythritol), 트리메틸올(trimethylol), 트리메틸올프로판(TMP), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 및 프로필렌 글리콜(propylene glycol)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. Non-limiting examples of usable initiators include sorbitol, sucrose, glucose, glycol, glycerol, glycerine, pentaerythritol, trimethylol, trimethylolpropane (TMP) ), ethylene glycol, and propylene glycol may include at least one selected from the group consisting of.

일 구체예를 들면, 상기 폴리에테르 폴리올은 솔비톨 및 수크로스 중 적어도 하나의 개시제로부터 중합된 적어도 1종 이상일 수 있으며, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가는 380 내지 580 mgKOH/g, 관능기는 4 내지 8 범위일 수 있다. 상기 폴리에테르 폴리올의 평균 수산기(OH value)가 380 mgKOH/g 미만일 경우 최종 제품의 기계적 강도와 저온 치수안정성이 떨어지고, 580 mgKOH/g을 초과할 경우 단열성이 저하될 수 있다. 또한 상기 폴리에테르 폴리올의 수평균 분자량(Mn)이 600 g/mol 미만일 경우 내충격성이 저하될 수 있으며, 800 g/mol을 초과할 경우 기계적 강도가 저하될 수 있다. For example, the polyether polyol may be at least one polymerized from at least one initiator of sorbitol and sucrose, and a number average molecular weight (Mn) is 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) Thin 380 to 580 mgKOH/g, functional groups can range from 4 to 8. When the average hydroxyl group (OH value) of the polyether polyol is less than 380 mgKOH/g, the mechanical strength and low-temperature dimensional stability of the final product are deteriorated, and when it exceeds 580 mgKOH/g, the thermal insulation property may be deteriorated. In addition, when the number average molecular weight (Mn) of the polyether polyol is less than 600 g/mol, impact resistance may be reduced, and when it exceeds 800 g/mol, mechanical strength may be reduced.

필요에 따라 가교제를 더 포함할 수 있고, 일례로 0.5 내지 10 중량부를 포함할 수 있으며, 예를 들어 1,4-Butanediol(1,4 BD)을 사용할 수 있다.If necessary, a crosslinking agent may be further included, for example, 0.5 to 10 parts by weight, for example, 1,4-Butanediol (1,4 BD) may be used.

또한 폴리에스터 폴리올은 이염기산과 글리콜 또는 트리올 등과의 탈수축합 반응에 의해 제조될 수 있으며, 얻어지는 폴리에스터 폴리올의 성상, 물성 등은 사용되는 산과 폴리올의 종류, 이들의 분자량에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 일례로, 무수프탈산(phthalic anhydride), 테레프탈산(terephthalic acid), 아디핀산(adipic acid), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 및 디에틸렌글리콜(diethylene glycol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원료물질과, 글리콜을 중합하여 합성된 적어도 1종 이상의 폴리에스터 폴리올의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 글리콜은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리에탄올아민, 및 펜타에리쓰리톨로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In addition, polyester polyol can be prepared by a dehydration condensation reaction between dibasic acid and glycol or triol, etc., and the properties and physical properties of the obtained polyester polyol can be variously adjusted depending on the type of acid and polyol used and their molecular weight. can For example, at least one raw material selected from the group consisting of phthalic anhydride, terephthalic acid, adipic acid, ethylene glycol, and diethylene glycol; , may include a mixture of at least one or more polyester polyols synthesized by polymerizing glycol. The glycol is not particularly limited, and for example, ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1, It may be at least one selected from the group consisting of 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, glycerin, triethanolamine, and pentaerythritol.

일 구체예를 들면, 상기 폴리에스터 폴리올은 무수프탈산(phthalic anhydride), 테레프탈산(terephthalic acid), 및/또는 아디핀산(adipic acid)을 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 및/또는 디에틸렌글리콜(diethylene glycol)과 반응시켜 얻어진 1종의 폴리올 또는 2종 이상의 폴리올 혼합물일 수 있으며, 수평균 분자량(Mn)은 300 내지 500 g/mol이며, 평균 수산기(OH value)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 일 수 있다.In one embodiment, the polyester polyol may include phthalic anhydride, terephthalic acid, and/or adipic acid in ethylene glycol, and/or diethylene glycol. ) may be one type of polyol or a mixture of two or more types of polyols obtained by reacting with, the number average molecular weight (Mn) is 300 to 500 g/mol, and the average hydroxyl group (OH value) is 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g can be

상기 폴레에스터 폴리올은, 복수의 폴리올 혼합물일 수 있다. 일례로, 상기 폴리에테르 폴리올은 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 및 무수프탈산을 포함하여 중합된 제1 폴리에스터 폴리올; 및 무수프탈산과 디에틸렌글리콜을 포함하여 중합된 제2 폴리에스터 폴리올을 포함할 수 있다. 이때 제1 폴리에스터 폴리올은 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g일 수 있다. 또한 제2 폴리에스터 폴리올은 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 400 내지 600 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 100 mgKOH/g 내지 300 mgKOH/g일 수 있다. 또한 제1 폴리에스터 폴리올과 제2 폴리에스터 폴리올의 혼합 비율은 45 : 55 내지 65 : 35 중량비일 수 있다. 이때 상기 중량부는 당해 폴리올 혼합물에 포함된 폴리에스터 폴리올 100 중량부를 기준으로 한다. The polyester polyol may be a mixture of a plurality of polyols. In one example, the polyether polyol may include a first polyester polyol polymerized including terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and phthalic anhydride; and a second polyester polyol polymerized including phthalic anhydride and diethylene glycol. In this case, the first polyester polyol may have a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g. In addition, the second polyester polyol may have a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 400 to 600 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 100 mgKOH/g to 300 mgKOH/g. In addition, the mixing ratio of the first polyester polyol and the second polyester polyol may be 45: 55 to 65: 35 weight ratio. In this case, the weight part is based on 100 parts by weight of the polyester polyol included in the polyol mixture.

본 발명에 따른 적어도 1종의 폴리올(또는 폴리올 혼합물)은 1종의 폴리에테르 폴리올과, 2종의 폴리에스터 폴리올을 소정의 배합비로 조절하여 포함한다. 이때 폴리에테르 폴리올과 적어도 2종의 폴리에스터 폴리올 간의 사용 비율은 특별히 제한되지 않으며, 최종 폴리이소시아누레이트 폼의 물성을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 폴리에테르 폴리올과 폴리에스터 폴리올은 당해 적어도 1종의 폴리올의 총 중량(예, 100 중량부)을 기준으로 10 : 90 내지 30 : 70 중량비일 수 있으며, 구체적으로 15 : 75 내지 25 : 85 중량비일 수 있다At least one polyol (or polyol mixture) according to the present invention includes one polyether polyol and two polyester polyols by adjusting a predetermined mixing ratio. At this time, the use ratio between the polyether polyol and at least two types of polyester polyol is not particularly limited, and may be appropriately adjusted in consideration of the physical properties of the final polyisocyanurate foam. For example, the polyether polyol and the polyester polyol may be in a weight ratio of 10: 90 to 30: 70 based on the total weight (eg, 100 parts by weight) of the at least one polyol, specifically 15 : 75 to 25: 85 weight ratio may be

일 구체예를 들면, 적어도 1종의 폴리올(또는 폴리올 혼합물)은 관능기가 4 내지 8이고, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 380 내지 580 mgKOH/g인 폴리에테르 폴리올 10 내지 30 중량부; 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 인 제1 폴리에스터 폴리올 35 내지 55 중량부; 및 관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 400 내지 600 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 100 mgKOH/g 내지 300 mgKOH/g인 제2 폴리에스터 폴리올 25 내지 45 중량부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 중량부는 폴리올 100 중량부를 기준으로 한다.In one embodiment, the at least one polyol (or polyol mixture) has a functional group of 4 to 8, a number average molecular weight (Mn) of 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 380 to 580 mgKOH/ g of 10 to 30 parts by weight of polyether polyol; 35 to 55 parts by weight of a first polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g; and 25 to 45 parts by weight of a second polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 400 to 600 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 100 mgKOH/g to 300 mgKOH/g can be configured. In this case, the weight part is based on 100 parts by weight of the polyol.

상기 적어도 1종의 폴리올 혼합물에서, 1종의 폴리에테르 폴리올은 초저온 치수안정성, 폼의 기계적강도의 향상에 효과가 있고, 제1 폴리에스터 폴리올 성분은 열전도도의 개선 및 폼 기포의 균일한 형성에 기여하며, 제2 폴리에스터 폴리올은 폼 형성 당시 액에 유동성을 부여하여 흐름을 원활히 하는데 기여한다. 구체적으로 1종의 폴리에테르 폴리올과 2종의 폴리에스터 폴리올을 소정의 배합비로 포함하는 폴리올 혼합물을, 적어도 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네트, 발포제, 촉매 및 기타 첨가제의 혼합물을 반응시킴으로써 일반적인 경질 폴리우레탄 폼의 특징인 우수한 단열성을 유지하면서, -165℃ 이하의 초저온에서도 고강도와 우수한 저온 치수안정성을 가질 수 있다. 특히 난연성이 강화된 경질 폴리이소시아누레이트 폼을 제조할 수 있다.In the at least one polyol mixture, one polyether polyol is effective in improving the cryogenic dimensional stability and mechanical strength of the foam, and the first polyester polyol component is effective in improving thermal conductivity and uniform formation of foam cells Contributes to, and the second polyester polyol contributes to smooth flow by imparting fluidity to the liquid at the time of foam formation. Specifically, a polyol mixture containing one polyether polyol and two polyester polyols in a predetermined mixing ratio is reacted with a polyisocyanate having at least two or more isocyanate groups, a foaming agent, a catalyst, and a mixture of other additives. It can have high strength and excellent low-temperature dimensional stability even at ultra-low temperatures of -165° C. or less, while maintaining excellent thermal insulation, which is a characteristic of polyurethane foam. In particular, it is possible to manufacture a rigid polyisocyanurate foam with enhanced flame retardancy.

발포제blowing agent

발포제는 중합반응 공정에서 기체를 발생시킴으로써 단열재 내부에 발포셀을 형성하는 것으로, 폴리이소시아누레이트 폼 형성 후 셀 안에 존재하므로 열전도도가 낮으며 안정성이 높은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.The foaming agent forms a foaming cell inside the heat insulating material by generating gas in the polymerization reaction process. Since it exists in the cell after the polyisocyanurate foam is formed, it is preferable to use a material with low thermal conductivity and high stability.

본 발명에서는 지구온난화지수(GWP)가 높은 하이드로플루오르카본(HFC)계 발포제를 대신 친환경적인 하이드로할로올레핀(Hydrohalogenolefin)을 사용하되, 이중에서 하이드로플루오로올레핀(Hydrofluorolefin, HFO)계 발포제를 채택하여 사용한다. In the present invention, an eco-friendly hydrohalogenolefin is used instead of a hydrofluorocarbon (HFC)-based blowing agent having a high global warming potential (GWP), but among them, a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent is adopted. use.

일례로, HFC 발포제의 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)는 대략 1,000 내지 15,000이고, 오존파괴지수(Ozone Depletion Potential, ODP)는 0.5 이하인 것에 비해, 하이드로플루오로올레핀(HFO) 발포제는 지구온난화지수(GWP)가 10 이하, 구체적으로 5 이하이며, 오존파괴지수(ODP)는 0이므로, 친환경적이다(하기 표 1 참조). 여기서, 오존파괴지수(ODP)는 CFC 물질(프레온)을 1.0으로 설정한 후, 이를 기준으로 하여 각 물질에 부여된 지수를 의미한다. 또한 지구온난화지수(GWP)는 CO2 물질을 1.0으로 설정한 후, 이를 기준으로 하여 각 물질에 부여된 지수(IPCC 2차 보고서, 지속시간 100년을 기준으로 한 값)이다. For example, the global warming potential (GWP) of the HFC blowing agent is approximately 1,000 to 15,000, and the ozone depletion potential (ODP) is 0.5 or less, whereas the hydrofluoroolefin (HFO) blowing agent is a global warming agent. The index (GWP) is 10 or less, specifically 5 or less, and the ozone depletion potential (ODP) is 0, so it is environmentally friendly (see Table 1 below). Here, the ozone depletion potential (ODP) refers to the index assigned to each material based on the CFC material (Freon) set to 1.0. In addition, the global warming potential (GWP) is an index assigned to each substance based on the CO 2 substance set to 1.0 (IPCC 2nd report, a value based on a duration of 100 years).

한편 친환경 하이드로할로올레핀 발포제는 일반적으로 HFO계 발포제와 하이드로클로로플루오로올레핀(HCFO) 발포제를 포함한다. 이중에서 HCFO계 발포제는 분자 구조 내 염소(chloride)를 포함하는데, 이러한 염소는 폴리이소시아누레이트 폼 조성물에 포함된 촉매와 화학반응하여 반응성 지연 및 저장안정성 저하를 초래한다. 이에, 본 발명에서는 발포제로서 하이드로플루오르올레핀(HFO) 계열 발포제를 사용하고, 종래 HFC 발포제와 HCFO 발포제를 비(非)포함한다. Meanwhile, the eco-friendly hydrohaloolefin blowing agent generally includes an HFO-based blowing agent and a hydrochlorofluoroolefin (HCFO) blowing agent. Among them, the HCFO-based foaming agent includes chlorine in its molecular structure, and this chlorine chemically reacts with the catalyst included in the polyisocyanurate foam composition, resulting in delayed reactivity and reduced storage stability. Accordingly, in the present invention, a hydrofluoroolefin (HFO)-based foaming agent is used as a foaming agent, and the conventional HFC foaming agent and HCFO foaming agent are not included.

상기 하이드로플루오로올레핀(HFO) 발포제는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 통상의 하이드로플루오로올레핀계 발포제를 적어도 1종 이상 사용할 수 있다. 구체적으로 염소를 비(非)포함하며, 탄소수 3 내지 6의 화합물일 수 있다. 사용 가능한 하이드로플루오로올레핀(HFO)의 일례를 들면, 펜타플루오로프로판, 예컨대 1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO1225ye); 테트라플루오로프로펜, 예컨대 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO1234ze, E 및 Z 이성질체), 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO1234yf), 및 1,2,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO1234ye); 트리플루오로프로펜, 예컨대 3,3,3-트리플루오로프로펜 (1243zf); 테트라플루오로 부텐, 예컨대 (HFO1345); 펜타플루오로부텐 이성질체, 예컨대 (HFO1354); 헥사플루오로부텐 이성질체, 예컨대 (HFO1336); 헵타플루오로부텐 이성질체, 예컨대 (HFO1327); 헵타플루오로펜텐 이성질체, 예컨대 (HFO1447); 옥타플루오로펜텐 이성질체, 예컨대 (HFO1438); 및 노나플루오로펜텐 이성질체, 예컨대 (HFO1429)를 포함할 수 있다. The hydrofluoroolefin (HFO) foaming agent is not particularly limited, and at least one or more conventional hydrofluoroolefin-based foaming agents known in the art may be used. Specifically, it does not contain chlorine and may be a compound having 3 to 6 carbon atoms. Examples of usable hydrofluoroolefins (HFOs) include pentafluoropropane such as 1,2,3,3,3-pentafluoropropene (HFO1225ye); Tetrafluoropropenes such as 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234ze, E and Z isomers), 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234yf), and 1,2 ,3,3-tetrafluoropropene (HFO1234ye); trifluoropropenes such as 3,3,3-trifluoropropene (1243zf); tetrafluoro butenes such as (HFO1345); pentafluorobutene isomers such as (HFO1354); hexafluorobutene isomers such as (HFO1336); heptafluorobutene isomers such as (HFO1327); heptafluoropentene isomers such as (HFO1447); octafluoropentene isomers such as (HFO1438); and nonafluoropentene isomers such as (HFO1429).

일 구체예를 들면, 상기 하이드로플루오로올레핀 발포제는 트랜스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(E)), 시스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3-테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234ze), 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(E)), 시스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(Z)), 및 2,3,3,3- 테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 일례로, HFO-1336mzz-Z를 사용할 경우 우수한 저장안정성, 높은 기계적 물성 및 낮은 열전도도를 확보할 수 있다. In one embodiment, the hydrofluoroolefin blowing agent is trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(E)), cis-1,1 ,1,4,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), trans-1, 3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (E)), cis-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (Z)); and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf). For example, when using HFO-1336mzz-Z, excellent storage stability, high mechanical properties, and low thermal conductivity can be secured.

상기 하이드로플루오로올레핀 발포제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 하이드로플루오로올레핀 발포제는 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있으며, 구체적으로 20 내지 35 중량부일 수 있다. The content of the hydrofluoroolefin foaming agent is not particularly limited and may be appropriately adjusted within a content range known in the art. For example, the hydrofluoroolefin blowing agent may be included in an amount of 10 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol, and specifically 20 to 35 parts by weight.

본 발명에서는 필요에 따라 화학적 발포제(예, 물) 및/또는 물리적 발포제(예, 휘발성 발포제)를 더 포함할 수 있다. In the present invention, if necessary, a chemical foaming agent (eg, water) and/or a physical foaming agent (eg, a volatile foaming agent) may be further included.

사용 가능한 물리적 발포제는, 전술한 HFO, HFC, HCFO 계열을 제외한 공지된 휘발성 발포제일 수 있으며, 일례로 저비점 탄화수소(예를 들어, 펜탄, 시클로펜탄, 헥산, 및 그의 혼합물), 이산화탄소 기체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한 화학적 발포제는 화학 반응을 통해 발생된 기체가 발포를 일으키는 것을 의미하고, 예를 들어 물이 사용될 수 있다. 물은 이소시아네이트와 반응하여 이산화탄소를 발생시키고, 이를 통해 폴리이소시아누레이트 폼 내부에 독립기포가 형성된다. The physical blowing agent that can be used may be any known volatile blowing agent other than the HFO, HFC, and HCFO series described above, for example, low-boiling hydrocarbons (eg, pentane, cyclopentane, hexane, and mixtures thereof), carbon dioxide gas, or these may contain a mixture of In addition, the chemical foaming agent means that a gas generated through a chemical reaction causes foaming, for example, water may be used. Water reacts with isocyanate to generate carbon dioxide, thereby forming closed cells inside the polyisocyanurate foam.

본 발명에서는 하이드로플루오로올레핀계 발포제를 주 발포제로 사용하고, 보조발포제로서 화학적 발포제(예, 물)를 사용할 수 있다. 이때 물의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 폴리올 100 중량부 대비 0.5 내지 3.5 중량부일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 2.0 중량부일 수 있다. 물의 사용량이 1.0 중량부 미만일 경우 압축강도나 치수안정성이 저하될 수 있으며, 2.5 중량부를 초과할 경우 열전도도가 현저하게 떨어질 수 있다. In the present invention, a hydrofluoroolefin-based foaming agent may be used as the main foaming agent, and a chemical foaming agent (eg, water) may be used as an auxiliary foaming agent. In this case, the amount of water used is not particularly limited, and may be, for example, 0.5 to 3.5 parts by weight, specifically 0.5 to 2.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol. If the amount of water used is less than 1.0 parts by weight, compressive strength or dimensional stability may be lowered, and if it exceeds 2.5 parts by weight, thermal conductivity may be significantly reduced.

촉매catalyst

본 발명에 따른 폴리올 조성물은, 폴리이소시아누레이트 폼을 형성하기 위해 사용되는 당 분야에 공지된 통상의 촉매를 포함할 수 있다. The polyol composition according to the present invention may include a conventional catalyst known in the art used to form a polyisocyanurate foam.

상기 촉매는 블로잉 촉매 및 적어도 1종의 삼량화 촉매를 포함한다. The catalyst comprises a blowing catalyst and at least one trimerization catalyst.

블로잉 촉매는 수지화하기 위하여 사용되는 것으로, 일례로 비스-(2-디메틸아미노에틸)에테르, 펜타메틸디에틸렌트리아민, 트리에틸아민(Triethylamine,TEA), 트리에틸렌디아민, 메틸시클로헥실아민, 및 테트라메틸렌-헥실디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 블로잉 촉매의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 0.5 중량부일 수 있으며, 구체적으로 0.01 내지 0.3 중량부일 수 있다. 블로잉 촉매의 함량이 전술한 수치 범위를 벗어날 경우, 반응이 지연되어 경화 불량으로 생산성 및 품질이 현저하게 저하되거나, 또는 반응이 빨라 발포체의 크랙 등이 발생하여 제품 불량이 초래될 수 있다.The blowing catalyst is used for resinization, for example, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether, pentamethyldiethylenetriamine, triethylamine (TEA), triethylenediamine, methylcyclohexylamine, and At least one selected from the group consisting of tetramethylene-hexyldiamine may be used. The content of the blowing catalyst is not particularly limited, and may be, for example, 0.001 to 0.5 parts by weight, specifically 0.01 to 0.3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol. If the content of the blowing catalyst is out of the above numerical range, the reaction is delayed and productivity and quality are remarkably reduced due to poor curing, or the reaction is fast and cracks of the foam may occur, resulting in product defects.

또한 삼량화 촉매는 중합반응에 직접 참여하지 않으면서 이소시아네이트기(NCO) 간의 반응을 촉진하는 화합물로서, 당 분야에 공지된 통상의 촉매를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 유기금속 촉매, 3급아민 촉매, 또는 이들의 혼합물 등이 있다. In addition, the trimerization catalyst is a compound that promotes the reaction between isocyanate groups (NCO) without directly participating in the polymerization reaction, and a conventional catalyst known in the art may be used without limitation. An example is an organometallic catalyst, a tertiary amine catalyst, or a mixture thereof.

사용 가능한 유기금속 촉매로는 카복실산의 금속염, 특히 암모늄, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 들 수 있다. 일례로, 탄소수 1 내지 20개의 선형 또는 분지형, 치환된 또는 비치환된, 포화 또는 불포화 지방족 또는 방향족 카복실산, 예를 들어 포름산, 아세트산, 옥탄산, 타르타르산, 시트르산, 올레산, 스테아르산 및 리시놀레산, 또는 탄소수 6 내지 20개의 치환된 또는 비치환된 방향족카복실산, 예를 들어 벤조산 및 살리실산이 바람직하다. 구체적인 일례를 들면, 포름산칼륨, 아세트산칼륨, 옥탄산칼륨, 포름산암모늄, 아세트산암모늄, 옥탄산암모늄이 있으며, 보다 구체적으로 포름산칼륨이 바람직하다. 또한 사용 가능한 3급아민 촉매의 비제한적인 예로는, 디메틸사이클로헥실아민(DMCHA), 디메틸에탄올 아민(DMEA), 펜타메틸디에틸렌트리아민 (PMDETA), 테트라메틸헥사메틸렌디아민 (TMHMDA), 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 일례로, 시판되는 상품명으로는 DABCO K-15, DABCO TMR-30, DABCO TMR-2(Air Product Co.), POLYCAT-46(Sun Abott Co.) 등을 사용할 수 있다. 특히 DABCO K-15와 DABCO TMR-2를 혼용하는 것이 바람직하며, 이들 간의 혼합비율은 삼량화 촉매의 총 중량을 기준으로 하여, DABCO K-15 : DABCO TMR-2를 20 ~ 50 : 50 ~ 80 중량비로 혼용하는 것이 바람직하다. 삼량화 촉매의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 2.0 중량부일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 2.0 중량부일 수 있다. 삼량화 촉매의 함량이 전술한 수치 범위를 벗어날 경우, 삼량화 반응의 속도가 지연되고 열적안정성을 높여 주는 이소시아누레이트 형성이 미진하여 발포체의 화재에 대한 저항력이 약하게 되거나, 발포체의 내부 반응열이 증가하여 스코치 현상이 발생할 수 있으며, 과량의 이소시아누레이트 작용기를 형성하여 발포체의 경도가 약해질 수 있다. 또한 촉매 첨가에 따른 반응속도가 더 이상 향상되지 않게 되어 촉매에 의한 실효성이 감소할 수 있다.Organometallic catalysts that can be used include metal salts of carboxylic acids, in particular salts of ammonium, alkali metals or alkaline earth metals. For example, linear or branched, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic or aromatic carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms, such as formic acid, acetic acid, octanoic acid, tartaric acid, citric acid, oleic acid, stearic acid and ricinoleic acid , or substituted or unsubstituted aromatic carboxylic acids having 6 to 20 carbon atoms, such as benzoic acid and salicylic acid. Specific examples include potassium formate, potassium acetate, potassium octanoate, ammonium formate, ammonium acetate, and ammonium octanoate, more specifically potassium formate. Non-limiting examples of tertiary amine catalysts that can also be used include dimethylcyclohexylamine (DMCHA), dimethylethanolamine (DMEA), pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), tetramethylhexamethylenediamine (TMHMDA), or these mixtures, etc. For example, commercially available trade names include DABCO K-15, DABCO TMR-30, DABCO TMR-2 (Air Product Co.), POLYCAT-46 (Sun Abott Co.), and the like. In particular, it is preferable to mix DABCO K-15 and DABCO TMR-2, and the mixing ratio between them is based on the total weight of the trimerization catalyst, DABCO K-15: DABCO TMR-2 20-50: 50-80 It is preferable to mix them in a weight ratio. The content of the trimerization catalyst is not particularly limited, and may be, for example, 0.3 to 2.0 parts by weight, specifically 0.5 to 2.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol. If the content of the trimerization catalyst is out of the above numerical range, the rate of the trimerization reaction is delayed and the formation of isocyanurate that improves thermal stability is insufficient, so that the resistance to fire of the foam is weakened, or the internal reaction heat of the foam is It may increase and scorch may occur, and the hardness of the foam may be weakened by forming an excess of isocyanurate functional groups. In addition, the reaction rate according to the addition of the catalyst is no longer improved, so the effectiveness by the catalyst may decrease.

한편 촉매는 삼량화 제1차 및 제2차 반응을 조절하며, 폴리이소시아누레이트의 생산성, 가공성, 폴리이소시아누레이트 합성(conversion)에 영향을 주게 된다. 특히 본 발명에서는 블로잉 촉매, 유기금속 화합물과 3급 아민 촉매를 촉매 성분으로 혼용(混用)하되, 소정의 배합비로 조절하는 것이 바람직하다. 일 구체예를 들면, 블로잉 촉매, 유기금속 촉매, 및 3급아민 촉매의 사용 비율은 본 발명의 일 실시예를 들면, 상기 블로잉 촉매, 유기금속 촉매, 및 3급아민 촉매의 사용 비율은 1 : 20~40 : 35~55 중량비일 수 있으며, 구체적으로 1 : 20~35 : 35~50 중량비일 수 있다. On the other hand, the catalyst controls the first and second trimerization reactions, and affects the productivity, processability, and conversion of polyisocyanurate of polyisocyanurate. In particular, in the present invention, the blowing catalyst, the organometallic compound and the tertiary amine catalyst are mixed as catalyst components, but it is preferable to adjust the mixing ratio to a predetermined ratio. In one embodiment, the use ratio of the blowing catalyst, the organometallic catalyst, and the tertiary amine catalyst is one embodiment of the present invention, the use ratio of the blowing catalyst, the organometallic catalyst, and the tertiary amine catalyst is 1: 20-40: It may be a 35-55 weight ratio, specifically 1: 20-35: It may be a 35-50 weight ratio.

본 발명에서, 촉매의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 촉매는 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 3.5 중량부일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 2.5 중량부일 수 있다. In the present invention, the content of the catalyst is not particularly limited, and may be appropriately adjusted within the content range known in the art. For example, the catalyst may be used in an amount of 0.5 to 3.5 parts by weight, specifically 0.5 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol.

난연제flame retardant

본 발명에 따른 폴리올 조성물은, 필요에 따라 난연제를 포함할 수 있다. The polyol composition according to the present invention may include a flame retardant, if necessary.

상기 난연제는 당 분야에 공지된 통상의 성분을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 인계(non-halogen type), 할로겐계(halogen type) 및 무기질계 등이 있다. 구체적으로 인계 난연제, 브롬계 난연제 또는 그 혼합물이 적절하다. 특히, 인계 난연제는 인체에 유해함이 적고, 환경 친화성이 우수하며 난연효율이 높기 때문에 바람직하다. 또한 인계 난연제는 폴리이소시아누레이트 폼의 경우 인계 화합물이 탄화수율을 늘려주기 때문에 가연 물질이 연소 가능한 상태의 기체로 변환되는 것을 방지하는 기능을 한다. As the flame retardant, conventional components known in the art may be used without limitation, and examples thereof include a non-halogen type, a halogen type, and an inorganic type. Specifically, a phosphorus-based flame retardant, a bromine-based flame retardant, or a mixture thereof is suitable. In particular, phosphorus-based flame retardants are preferable because they are less harmful to the human body, have excellent environmental friendliness, and have high flame retardant efficiency. In addition, in the case of polyisocyanurate foam, the phosphorus-based flame retardant functions to prevent the conversion of combustible materials into combustible gas because the phosphorus-based compound increases the carbonization yield.

인계 난연제로는 무기 인계 난연제, 유기 인계 난연제, 할로겐 포스페이트 등이 있다. 무기 인계 난연제의 예로는 트리크레실 포스페이트, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리 포스페이트 등이 있고, 유기 인계 난연제의 예로는 멜라민 포스페이트, 디멜라민 포스페이트, 트리에틸렌 포스페이트 등이 있고, 할로겐 포스페이트로는 브롬 포스페이트 등이 있다. Examples of the phosphorus-based flame retardant include inorganic phosphorus-based flame retardants, organic phosphorus-based flame retardants, and halogen phosphates. Examples of the inorganic phosphorus flame retardant include tricresyl phosphate, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, and the like, and examples of the organic phosphorus flame retardant include melamine phosphate, dimelamine phosphate, triethylene phosphate, and the like, and the halogen phosphate includes bromine phosphate. .

상기 난연제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 난연제는 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있으며, 구체적으로 25 내지 35 중량부일 수 있다. 전술한 함량 범위를 벗어날 경우 난연제 첨가에 의한 난연효과가 미미하거나, 또는 난연제의 독성 때문에 인체 및 환경에 유해하고, 접착력, 탈형성, 흐름성 및 가공성 등이 저하될 수 있다.The content of the flame retardant is not particularly limited, and may be appropriately adjusted within the content range known in the art. For example, the flame retardant may be included in an amount of 10 to 40 parts by weight, specifically 25 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol. If the content is out of the above range, the flame retardant effect by the addition of the flame retardant is insignificant, or it is harmful to the human body and the environment due to the toxicity of the flame retardant, and adhesion, demolding, flowability and processability may be reduced.

정포제antifoaming agent

본 발명에 따른 폴리올 조성물은, 필요에 따라 정포제를 포함할 수 있다. The polyol composition according to the present invention may contain a foam stabilizer if necessary.

정포제는 폼 형성 중에 규칙적인 셀 구조의 형성을 촉진하는 폼 안정화제로서, 폼 내에 셀이 형성될 때, 셀이 서로 합해지거나 생성된 셀이 파괴되는 것을 방지하고, 다른 조성물 간의 혼화성, 셀의 안정성 및 균일화를 향상시킬 수 있다. The foam stabilizer is a foam stabilizer that promotes the formation of regular cell structures during foam formation. When cells are formed in the foam, cells are prevented from merging with each other or the resulting cells are destroyed, and miscibility between different compositions, cells can improve the stability and uniformity of

상기 정포제는 당 분야에 공지된 통상의 성분을 사용할 수 있으며, 일례로 실리콘계 정포제, 비실리콘계 정포제, 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이때 실리콘계 정포제와 비실리콘계 정포제를 혼용할 경우, 폼에 핀홀이 발생하는 현상을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 제조된 폼의 표면이 평탄하게 형성되도록 하여 제조된 폼의 품질을 향상시킬 수 있다.The foam stabilizer may use conventional components known in the art, and for example, a silicone-based foam stabilizer, a non-silicone-based foam stabilizer, or a mixture thereof may be used. At this time, when a silicone-based foam stabilizer and a non-silicone-based foam stabilizer are mixed, it is possible not only to suppress the occurrence of pinholes in the foam, but also to improve the quality of the produced foam by allowing the surface of the produced foam to be formed flat. .

사용 가능한 정포제의 비제한적인 예로는 실록산-옥시알킬렌 코폴리머 및 다른 유기 폴리실록산이 있다. 지방 알코올, 옥소 알코올, 지방 아민, 알킬페놀, 디알킬페놀, 알킬크레솔, 알킬레조르시놀, 나프톨, 알킬나프톨, 나프틸아민, 아닐린, 알킬아닐린, 톨루이딘, 비스페놀 A, 알킬화 비스페놀 A, 폴리비닐 알코올의 알콕시화 생성물, 및 포름알데히드와 알킬페놀, 포름알데히드와 디알킬페놀, 포름알데히드와 알킬크레솔, 포름알데히드와 알킬레조르시놀, 포름알데히드와 아닐린, 포름알데히드와 톨루이딘, 포름알데히드와 나프톨, 포름알데히드와 알킬나프톨 및 포름알데히드와 비스페놀 A의 축합 생성물의 알콕시화 생성물, 및 이들 폼 안정화제 중 2종 이상의 혼합물이 있다.Non-limiting examples of foam stabilizers that can be used include siloxane-oxyalkylene copolymers and other organopolysiloxanes. Fatty alcohol, oxo alcohol, fatty amine, alkylphenol, dialkylphenol, alkylcresol, alkylresorcinol, naphthol, alkylnaphthol, naphthylamine, aniline, alkylaniline, toluidine, bisphenol A, alkylated bisphenol A, polyvinyl alkoxylation products of alcohols, and formaldehyde and alkylphenol, formaldehyde and dialkylphenol, formaldehyde and alkylcresol, formaldehyde and alkylresorcinol, formaldehyde and aniline, formaldehyde and toluidine, formaldehyde and naphthol, alkoxylation products of formaldehyde with alkylnaphthol and condensation products of formaldehyde with bisphenol A, and mixtures of two or more of these foam stabilizers.

상기 정포제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 정포제는 당해 폴리올 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 구체적으로 1 내지 5 중량부일 수 있다. The content of the foam stabilizer is not particularly limited and may be appropriately adjusted within the content range known in the art. For example, the foam stabilizer may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight, specifically 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol.

첨가제additive

전술한 성분들 이외에, 본 발명의 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물은 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 당 분야에 공지된 적어도 1종의 첨가제를 제한 없이 사용할 수 있다. In addition to the above components, the polyol composition for forming a polyisocyanurate foam of the present invention may use at least one additive known in the art without limitation within a range that does not impair the effects of the present invention.

사용 가능한 첨가제의 일례를 들면, 계면활성제, 핵제, 산화방지제, 충전제, 가교제, 사슬연장제, 용제 등이 함유될 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. 이때 첨가제의 함량은 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 당해 폴리올 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량부, 구체적으로 0.01 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. As an example of usable additives, surfactants, nucleating agents, antioxidants, fillers, crosslinking agents, chain extenders, solvents, and the like may be contained. These may be used alone or in combination of two or more. In this case, the content of the additive may be appropriately adjusted within a range known in the art, and for example, may be included in an amount of 0.01 to 5 parts by weight, specifically 0.01 to 2 parts by weight, based on the total weight of the polyol composition.

본 발명에 따른 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물은, 전술한 적어도 1종의 폴리올 혼합물, 하이드로플루오로올레핀계 발포제, 촉매, 난연제, 정포제 및 필요에 따라 배합되는 그 밖의 첨가제나 용제를 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 혼합 및 교반하여 제조될 수 있다. The polyol composition for forming a polyisocyanurate foam according to the present invention contains at least one polyol mixture, a hydrofluoroolefin-based foaming agent, a catalyst, a flame retardant, a foam stabilizer, and other additives or solvents blended as necessary. It may be prepared by mixing and stirring according to a conventional method known in the art.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 폴리올 프리믹스 조성물은, 당해 적어도 1종의 폴리올 100 중량부를 기준으로, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제 10 내지 40 중량부; 블로잉 촉매 및 적어도 1종의 삼량화 촉매를 포함하는 촉매 0.5 내지 3.5 중량부를 포함하며, 추가로 난연제 10 내지 40 중량부; 및 정포제 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 필요에 따라 총 100 중량부를 만족시키는 잔량의 용제나 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The polyol premix composition of the present invention constituted as described above includes, based on 100 parts by weight of the at least one polyol, 10 to 40 parts by weight of a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent; 0.5 to 3.5 parts by weight of a catalyst comprising a blowing catalyst and at least one trimerization catalyst, further comprising 10 to 40 parts by weight of a flame retardant; and 1 to 10 parts by weight of a foam stabilizer. If necessary, a residual amount of a solvent or other additives satisfying a total of 100 parts by weight may be further included.

한편 종래 하이드로플루오로카본(HFC) 계열의 발포제, 예컨대 HFC-245fa의 비점은 15.3℃이고, 하이드로클로로플루오로올레핀(HCFO) 계열 발포제, 예컨대 HCFO-1233zd의 비점은 19℃이므로, 이를 포함하는 폴리올 조성물은 상온에서 저장 안정성이 저조하다. 이에 비해, 본 발명에 따른 하이드로플루오로올레핀 계열의 발포제, 예컨대 HFO-1336mzz-Z의 비점은 33℃이다. 이에 따라, HFO계 발포제를 포함하는 본 발명의 폴리올 조성물은 원액의 저장 안정성이 유의적으로 증대될 수 있다. 일례로, 상온(예, 25℃)에서 90일 이상의 저장안정성을 가질 수 있다. Meanwhile, the boiling point of a conventional hydrofluorocarbon (HFC)-based blowing agent, such as HFC-245fa, is 15.3° C., and the boiling point of a hydrochlorofluoroolefin (HCFO)-based blowing agent, such as HCFO-1233zd, is 19° C., so polyols containing the same The composition has poor storage stability at room temperature. In contrast, the boiling point of the hydrofluoroolefin-based blowing agent according to the present invention, such as HFO-1336mzz-Z, is 33°C. Accordingly, the storage stability of the stock solution of the polyol composition of the present invention including the HFO-based foaming agent can be significantly increased. For example, it may have storage stability of 90 days or more at room temperature (eg, 25° C.).

또한 상기 폴리올 조성물은 25℃에서의 점도가 2,000 cps 이하일 수 있으며, 구체적으로 500 내지 1500 cps 일 수 있다. 이와 같이 폴리올 조성물의 점도가 적절히 조절됨으로써 우수한 작업성과 공정성을 부여할 수 있다. In addition, the polyol composition may have a viscosity at 25° C. of 2,000 cps or less, and specifically 500 to 1500 cps. As described above, by appropriately adjusting the viscosity of the polyol composition, excellent workability and processability can be imparted.

아울러, 본 발명에 따른 폴리올 조성물은 90일 경과 후 폴리올 조성물의 겔화시간(gel time) 변화율이 초기 겔화시간을 기준으로 7% 이하일 수 있으며, 구체적으로 3 내지 5%일 수 있다. 여기서, 겔화시간(Gel Time, G/T)은 폴리올 조성물과 이소시아네이트가 혼합된 시점부터 원액이 가벼운 충격에 견딜 수 있는 Gel 강도를 가지며, 어느 정도 안정한 공간적 형태를 띄게되는 시점까지 걸린 시간(예컨대, 나무젓가락 등으로 반응 중인 폼을 찔렀을 때 우레탄 섬유가 최저 3~4개 정도 딸려 나오는 시점)을 의미하는 것으로서, 폴리이소시아누레이트 폼의 반응성과 연관된 지표이다. 그리고 상기 초기 겔화시간은 폴리올 조성물의 제조 당일(1일) 겔화시간을 기준으로 한다. In addition, in the polyol composition according to the present invention, the gel time change rate of the polyol composition after 90 days may be 7% or less based on the initial gelation time, and specifically may be 3 to 5%. Here, the gel time (G/T) is the time taken from the point when the polyol composition and the isocyanate are mixed to the point at which the stock solution has a gel strength that can withstand a light impact and takes on a somewhat stable spatial shape (e.g., It means the point at which at least 3 to 4 urethane fibers come out when the reacting foam is stabbed with chopsticks, etc.), and is an index related to the reactivity of polyisocyanurate foam. And the initial gelation time is the preparation of the polyol composition It is based on the gelation time of the same day (1 day).

본 발명에 따른 폴리올 프리믹스 조성물은 하이드로플루오로올레핀 계열 발포제를 포함하여 저온에서 원액의 저장 안정성이 증가함에 따라, 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 반응성이 우수하고, 자유발포밀도, 열전도율, 압축강도, 및 난연성을 개선할 수 있다.The polyol premix composition according to the present invention contains a hydrofluoroolefin-based foaming agent, and as the storage stability of the stock solution increases at low temperatures, the prepared polyisocyanurate foam has excellent reactivity, free-foaming density, thermal conductivity, compressive strength, and flame retardancy.

<폴리이소시아누레이트 폼><Polyisocyanurate foam>

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이소시아누레이트 폼은, 전술한 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 함유하는 폴리올 조성물을 포함한다. The polyisocyanurate foam according to an embodiment of the present invention includes a polyol composition containing the above-described hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent.

폴리이소시아누레이트 폼은 전술한 폴리올 조성물과 이소시아네이트를 반응시켜 제조될 수 있다. The polyisocyanurate foam may be prepared by reacting the above-described polyol composition with an isocyanate.

상기 이소시아네이트 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 방향족 이소시아네이트, 지방족 이소시아네이트, 지환족 이소시아네이트, 및 그의 개질 생성물(예를 들어, 카르보디이미드-, 알로파네이트-, 우레아-, 뷰렛-, 이소시아누레이트-, 및 옥사졸리돈-개질 생성물), 이소시아네이트 기-말단 예비 중합체 등을 사용할 수 있다. 사용 가능한 이소시아네이트 화합물의 구체적인 일례를 들면, 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트(단량체 MDI), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트(중합체 MDI) 및 이들의 조합을 포함한다.The isocyanate compound is not particularly limited, and for example, aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, cycloaliphatic isocyanate, and modified products thereof (eg, carbodiimide-, allophanate-, urea-, biuret-, isocyanurate) -, and oxazolidone-modified products), isocyanate group-terminated prepolymers, and the like. Specific examples of the isocyanate compound that can be used include toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (monomer MDI), polymethylene polyphenyl isocyanate (polymer MDI), and combinations thereof.

이소시아네이트 화합물의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 함량 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 이소시아네이트는 당해 폴리올 100 중량부 당 100 내지 200 중량부가 포함될 수 있고, 예를 들어, 130 내지 180 중량부가 포함될 수 있다. The content of the isocyanate compound is not particularly limited and may be appropriately adjusted within a content range known in the art. For example, 100 to 200 parts by weight of the isocyanate may be included per 100 parts by weight of the polyol, for example, 130 to 180 parts by weight may be included.

또한 상기 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트 지수(NCO/OH 비)는, 200 내지 400일 수 있고, 예를 들어, 250 내지 350일 수 있다. 전술한 범위의 이소시아네이트 지수를 갖는 화합물과 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올 조성물을 반응시키는 경우, 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 반응성이 우수하고, 자유발포밀도, 열전도율, 압축강도, 난연성 등의 제반 물성이 개선될 수 있다. 특히, 상기 폴리이소시아누레이트 폼은 종래 하이드로플루오로카본(HFC) 계열 발포제를 사용한 경우보다 낮은 열전도율과 높은 압축강도를 나타낼 수 있으며, 이와 동시에 우수한 저장안정성 및 친환경성을 확보할 수 있다. In addition, the isocyanate index (NCO / OH ratio) of the isocyanate compound may be 200 to 400, for example, may be 250 to 350. When the compound having an isocyanate index in the above range is reacted with the polyol composition according to an embodiment of the present invention, the prepared polyisocyanurate foam has excellent reactivity, free foaming density, thermal conductivity, compressive strength, flame retardancy, etc. All physical properties may be improved. In particular, the polyisocyanurate foam can exhibit lower thermal conductivity and higher compressive strength than when a conventional hydrofluorocarbon (HFC)-based foaming agent is used, and at the same time can secure excellent storage stability and environment-friendliness.

일 구체예를 들면, 상기 폴리이소시아누레이트 폼은 하기 (ⅰ) 내지 (ⅲ) 중 적어도 하나 이상의 물성을 만족하며, 바람직하게는 (i) 내지 (iii)의 물성을 모두 만족할 수 있다. 일례로, (i) ASTM D1621에 따른 평균 압축강도(Z축)가 300 kPa 이상이며, 구체적으로 300 내지 400 kPa일 수 있다. 또한 (ii) ASTM C177에 따른 평균 열전도도는 0.022 W/m·K 이하이며, 구체적으로 0.019 내지 0.022 W/m·K 일 수 있다. 아울러 (iii) ASTM D1622에 따른 초기 발포밀도는 45 내지 55 Kg/m3이며, 구체적으로 46 내지 53 Kg/m3 일 수 있으며, 발포 후 30일 경과시 밀도 유지율이 97% 이상이며, 구체적으로 97.5 내지 99.9 %일 수 있다.For example, the polyisocyanurate foam may satisfy at least one or more of the following properties (i) to (iii), and preferably satisfy all of the properties of (i) to (iii). As an example, (i) the average compressive strength (Z axis) according to ASTM D1621 is 300 kPa or more, and may specifically be 300 to 400 kPa. In addition, (ii) the average thermal conductivity according to ASTM C177 is 0.022 W/m·K or less, and specifically, it may be 0.019 to 0.022 W/m·K. In addition (iii) the initial foaming density according to ASTM D1622 is 45 to 55 Kg/m 3 , and specifically may be 46 to 53 Kg/m 3 , and the density retention is 97% or more after 30 days after foaming, specifically 97.5 to 99.9%.

<폴리이소시아누레이트 폼의 제조방법><Method for producing polyisocyanurate foam>

본 발명에 따른 폴리이소시아누레이트 폼은, 당 분야에 공지된 통상의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. The polyisocyanurate foam according to the present invention may be prepared according to a conventional method known in the art, and is not particularly limited.

일례를 들면, 상기 폴리이소시아누레이트 폼은 슬래브스톡(slabstock) 방식에 의해 제조될 수 있다. 슬래브스톡 방식은 컨베이어 위에 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 조성물을 일정비율로 혼합한 것을 토출 발포시키는 것으로서, 폼 형성시 외부에 의한 저항을 적게 받아 폼 내부구조가 균일하며 이로 인해 물성이 균일한 분포를 가질 수 있다.For example, the polyisocyanurate foam may be manufactured by a slabstock method. The slab stock method is a method of discharging and foaming a mixture of a polyisocyanurate foam-forming composition on a conveyor in a certain ratio. During foam formation, the internal structure of the foam is uniform by receiving less resistance from the outside, resulting in a uniform distribution of physical properties. can have

상기 제조방법의 일 실시예를 들면, 적어도 1종의 폴리올 혼합물, 하이드로플루오로올레핀계 발포제, 촉매 및 기타 성분이 혼합된 폴리올 프리믹스 조성물을 제조한 후, 믹싱 기계 또는 발포 기계를 통해 이소시아네이트 화합물을 추가로 배합하고 발포기를 이용하여 연속컨베이어밸트에 분사함으로써 제조될 수 있다. For example, after preparing a polyol premix composition in which at least one polyol mixture, hydrofluoroolefin-based blowing agent, catalyst and other components are mixed, an isocyanate compound is added through a mixing machine or foaming machine It can be manufactured by mixing with a foaming machine and spraying it on a continuous conveyor belt.

폴리이소시아누레이트 폼 제조시 핸드 믹싱 또는 바람직하게는 발포 기계에 의해 수행될 수 있다. 이때 발포 기계를 사용하여 수행되는 경우, 고압 또는 저압 기계를 사용할 수 있다. 또한 단속식 뿐만 아니라 연속식으로 수행될 수 있다. 일례로, 단속식으로는 파이프 커버, 주입식 판넬과 같은 성형 폼(molded foam)이 있으며, 연속식으로는 슬라브 폼 방식에 의해 제조될 수 있다. The production of polyisocyanurate foam can be carried out by hand mixing or preferably by a foaming machine. At this time, if it is carried out using a foaming machine, a high-pressure or low-pressure machine may be used. It can also be carried out continuously as well as intermittently. For example, there is a molded foam such as a pipe cover and an injection-type panel in an intermittent type, and may be manufactured by a slab foam method in a continuous type.

또한 발포기는 당 분야에 통상적으로 사용하는 고압 또는 저압 발포기를 사용할 수 있다. 이때 발포 조건은 사용하는 발포기의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 통상적으로 원액온도는 20 내지 25℃, 토출량은 500 내지 1,500g/sec 정도일 수 있다. In addition, the foaming machine may use a high-pressure or low-pressure foaming machine commonly used in the art. In this case, the foaming conditions may vary depending on the type of foaming machine used, but in general, the stock solution temperature may be 20 to 25° C., and the discharge amount may be about 500 to 1,500 g/sec.

한편 폼의 초기 반응시간이 너무 늦으면 경화가 늦어 생산성이 떨어질 수 있으며, 너무 빠르면 발포도중 점도상승이 급격하여 폼 표면에 웨이브(wave)가 발생할 수 있으므로 적절한 선에서 유지시키는 것이 바람직하다. 일례로, 폼의 반응시간은 100 내지 200초 정도를 유지하는 것이 적절하다. 또한, 원액의 점도가 높으면 원액의 혼합불량 또는 동절기 원액운송이 어려울 수 있으므로 가급적이면 저점도의 원료를 사용할 필요가 있으며, 25℃에서 2,000 cps 이하이며, 500 내지 1500 cps 정도일 수 있다.On the other hand, if the initial reaction time of the foam is too late, curing may be delayed and productivity may be reduced. If the initial reaction time of the foam is too late, the viscosity rises rapidly during foaming and waves may occur on the surface of the foam, so it is desirable to maintain it at an appropriate line. For example, it is appropriate to maintain the reaction time of the foam in the range of 100 to 200 seconds. In addition, if the viscosity of the undiluted solution is high, it may be difficult to mix the undiluted solution or transport the undiluted solution in winter, so it is necessary to use a low-viscosity raw material as much as possible.

다른 일례를 들면, 폴리이소시아누레이트 폼은 연속 더블컨베이어벨트를 이용한 라미네이팅 방법에 의해 제조될 수 있다. 그 외에, 특정 몰드형태에 주입 및 발포하여 제조하는 방법, 또는 고압스프레이 기기를 통해 LNG, LEG, LPG 등의 탱크 표면에 분사하는 방식에 의해 제조될 수 있다. For another example, polyisocyanurate foam may be manufactured by a laminating method using a continuous double conveyor belt. In addition, it can be manufactured by a method of manufacturing by injection and foaming in a specific mold shape, or by a method of spraying on the surface of a tank such as LNG, LEG, LPG, etc. through a high-pressure spray device.

상기와 같이 제조되는 본 발명의 폴리이소시아누레이트 폼은, 종래 하이드로플루오로카본(HFC) 계열 발포제를 사용한 경우보다 낮은 열전도율, 높은 압축강도, 및 우수한 저장안정성을 가지므로, 이로 인해 균열, 수축, 비틀림 등이 발생하지 않으며, 기계적 특성이 우수하면서도 단열성과 난연성이 뛰어나며, 친환경적이다. 이에 따라, 상기 폴리이소시아누레이트 폼은 우수한 단열성과 기계적 물성이 요구되는 다양한 분야에 제한 없이 적용될 수 있다. 일례를 들면, 건축용 샌드위치 패널, 냉동 냉장창고용 패널, 건축용 스프레이폼, 선박용 내장재, 파이프 커버(보냉재), 컨테이너 박스, 냉동저온창고, 규격보드, LNG, LEG, LPG 등의 탱크 내/외부 단열용 소재, LNG 운송용 파이프 라인의 보냉재 등의 단열재 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 구체적으로 파이프 커버(pipe cover) 용도로 적용될 수 있다. Since the polyisocyanurate foam of the present invention prepared as described above has lower thermal conductivity, higher compressive strength, and excellent storage stability than when using a conventional hydrofluorocarbon (HFC)-based foaming agent, this causes cracks, shrinkage, It does not cause torsion, etc., and has excellent mechanical properties while also being excellent in heat insulation and flame retardancy, and is environmentally friendly. Accordingly, the polyisocyanurate foam can be applied without limitation to various fields requiring excellent thermal insulation and mechanical properties. For example, for building sandwich panel, refrigerated warehouse panel, building spray foam, ship interior material, pipe cover (insulation material), container box, frozen low temperature warehouse, standard board, for internal/external insulation of tanks such as LNG, LEG, LPG, etc. It can be usefully used for insulation materials such as materials and insulation materials for pipelines for LNG transportation. Specifically, it may be applied to a pipe cover purpose.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any sense.

[준비예. 발포제 특성 평가][Preparation example. Evaluation of blowing agent properties]

본 발명에 따른 실시예 및 비교예에서 사용되는 각 발포제의 물성을 하기 표 1에 기재하였다.The physical properties of each foaming agent used in Examples and Comparative Examples according to the present invention are shown in Table 1 below.

구분division 발포제 1blowing agent 1 발포제 2blowing agent 2 발포제 3blowing agent 3 HFO계 발포제
(FEA-1100)
HFO foaming agent
(FEA-1100)
HFC계 발포제 (245fa)HFC-based blowing agent (245fa) HCFO계 발포제(LBA)HCFO foaming agent (LBA)
구조structure

Figure pat00001
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00003
화학식chemical formula CF3CH=CHCF3(Z)CF 3 CH=CHCF 3( Z) CF3CH2CHF2 CF 3 CH 2 CHF 2 C3H2ClF3 C 3 H 2 ClF 3 분자량 (g/mol)Molecular Weight (g/mol) 164164 134134 130130 비점 (℃)Boiling Point (℃) 3333 15.315.3 1919 오존파괴지수(ODP)Ozone Depletion Potential (ODP) 00 00 00 지구 온난화 지수(GWP)Global Warming Potential (GWP) 22 1,0201,020 < 7< 7 Gas K-factor
(mW/mk)
Gas K-factor
(mW/mk)
10.7 (25℃)10.7 (25℃) 12.7 (25℃)12.7 (25℃) 10.2 (20℃)10.2 (20℃)

- 발포제 1: cis-1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene (1336mzz-Z, Chemours社)- Blowing agent 1: cis-1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene (1336mzz-Z, Chemours)

- 발포제 2: 1,1,1,3,3-Pentafluoropropane (HFC-245fa, Honeywell社)- Foaming agent 2: 1,1,1,3,3-Pentafluoropropane (HFC-245fa, Honeywell)

- 발포제 3: Trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd, Honeywell社)- Blowing agent 3: Trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene (HCFO-1233zd, Honeywell Corporation)

[실시예 1][Example 1]

1-1. 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물 제조1-1. Preparation of polyol composition for forming polyisocyanurate foam

하기 표 2의 조성과 같이, 폴리올 성분으로 폴리에테르 폴리올, 폴리에스터 폴리올의 혼합물을 사용하였으며, 상기 폴리올 성분에 발포제, 난연제, 정포제, 및 촉매를 혼합하여 폴리올 조성물을 제조하였다. As shown in Table 2 below, a mixture of polyether polyol and polyester polyol was used as a polyol component, and a foaming agent, a flame retardant, a foam stabilizer, and a catalyst were mixed with the polyol component to prepare a polyol composition.

구체적으로, 개시제로 솔비톨을 포함하고 프로필렌산화물(PO), 에틸렌산화물(EO)을 투입하여 부가중합된 폴리에테르 폴리올 [관능기: 6, 수평균 분자량(Mn): 701 g/mol, 평균 수산기가: 480 mgKOH/g] 20 중량부, 개시제로 테레프탈릭액시드(terephthalic acid), 디메틸테레프탈레이트(dimethylterephthalate), 프탈릭안하이드라이드(phthalic anhydride)를 포함하는 제1 폴리에스터 폴리올[관능기: 2.3, 수평균 분자량(Mn): 430 g/mol, 평균 수산기가: 300 mgKOH/g] 45 중량부, 개시제로 프탈릭안하이드라이드(phthalic anhydride), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)을 포함하는 제2 폴리에스터 폴리올[관능기: 2, 수평균 분자량(Mn): 561 g/mol, 평균 수산기가: 200 mgKOH/g] 35 중량부를 블렌드하여 폴리올 혼합물을 얻었다.Specifically, polyether polyol containing sorbitol as an initiator and addition polymerization of propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO) [functional group: 6, number average molecular weight (Mn): 701 g/mol, average hydroxyl value: 480 mgKOH/g] 20 parts by weight of the first polyester polyol [functional group: 2.3, number average] including terephthalic acid, dimethyl terephthalate, and phthalic anhydride as an initiator Molecular weight (Mn): 430 g/mol, average hydroxyl value: 300 mgKOH/g] 45 parts by weight of a second polyester polyol containing phthalic anhydride and diethylene glycol as initiators [Functional group: 2, number average molecular weight (Mn): 561 g/mol, average hydroxyl value: 200 mgKOH/g] 35 parts by weight were blended to obtain a polyol mixture.

상기 폴리올 혼합물 100 중량부에, 발포제 1(HFO계 발포제) 31.5 중량부, 정포제(B-8563) 3 중량부, 블로잉 촉매 1 [Polycat 5, Evonik社] 0.02 중량부, 삼량화 촉매 2 [DABCO K-15, AIR PRODUCTS and Chemicals社] 0.5 중량부, 삼량화 촉매 3[DABCO TMR-2, AIR PRODUCTS and Chemicals社] 0.75 중량부, 및 난연제[TCPP, Jiangsu Changyu Chemical社] 30 중량부를 혼합하여, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물을 제조하였다.To 100 parts by weight of the polyol mixture, 31.5 parts by weight of foaming agent 1 (HFO-based foaming agent), 3 parts by weight of foaming agent (B-8563), blowing catalyst 1 [Polycat 5, Evonik] 0.02 parts by weight, trimerization catalyst 2 [DABCO K-15, AIR PRODUCTS and Chemicals] 0.5 parts by weight, trimerization catalyst 3 [DABCO TMR-2, AIR PRODUCTS and Chemicals] 0.75 parts by weight, and flame retardant [TCPP, Jiangsu Changyu Chemical] 30 parts by weight were mixed, A polyol composition for forming a polyisocyanurate foam was prepared.

1-2. 폴리이소시아누레이트 폼 제조1-2. Polyisocyanurate Foam Manufacturing

상기 1-1에서 제조된 폴리올 조성물에, 폴리올 성분 100 중량부를 기준으로 폴리메틸렌 폴리페닐 디이소시아네이트 157 중량부를 투입한 후 교반하고 발포하여 폴리이소시아누레이트 폼을 제조하였다.157 parts by weight of polymethylene polyphenyl diisocyanate was added to the polyol composition prepared in 1-1, based on 100 parts by weight of the polyol component, followed by stirring and foaming to prepare a polyisocyanurate foam.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 폴리올polyol 폴리에테르 폴리올polyether polyol 2020 2020 2020 폴리에스터 폴리올 1polyester polyol 1 4545 4545 4545 폴리에스터 폴리올 2polyester polyol 2 3535 3535 3535 발포제blowing agent 발포제 1 (HFO)Blowing Agent 1 (HFO) 31.531.5 -- -- 발포제 2 (HFC)Blowing Agent 2 (HFC) -- 2626 -- 발포제 3 (HCFO)Blowing Agent 3 (HCFO) -- -- 30.330.3 보조 발포제(물)Auxiliary blowing agent (water) 1One 1One 1One 촉매catalyst 촉매1 (블로잉 촉매)Catalyst 1 (blowing catalyst) 0.020.02 0.020.02 0.020.02 촉매2 (삼량화 촉매)Catalyst 2 (trimerization catalyst) 0.50.5 0.50.5 0.50.5 촉매3 (삼량화 촉매)Catalyst 3 (trimerization catalyst) 0.750.75 0.750.75 0.750.75 기타
성분
Other
ingredient
정포제antifoaming agent 33 33 33
난연제flame retardant 3030 3030 3030

[비교예 1][Comparative Example 1]

하이드로플루오르올레핀(HFO)계 발포제 1 (1336mzz-Z) 대신 하이드로플루오르카본 (HCF)계 발포제 2 (HFC-245fa)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리이소시아누레이트 형성용 폴리올 조성물 및 이를 이용하여 폴리이소시아누레이트 폼을 제조하였다. Polyisocyanurate was formed in the same manner as in Example 1, except that hydrofluorocarbon (HCF)-based blowing agent 2 (HFC-245fa) was used instead of hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent 1 (1336mzz-Z) A polyol composition for use and a polyisocyanurate foam were prepared using the same.

[비교예 2][Comparative Example 2]

하이드로플루오르올레핀(HFO)계 발포제 1 (1336mzz-Z) 대신 염소 함유형 하이드로클로로플루오로올레핀(HCFO)계 발포제 3 (HCFO-1233zd)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 폴리이소시아누레이트 형성용 폴리올 조성물 및 이를 이용하여 폴리이소시아누레이트 폼을 제조하였다. Except for using a chlorine-containing hydrochlorofluoroolefin (HCFO)-based blowing agent 3 (HCFO-1233zd) instead of the hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent 1 (1336mzz-Z), in the same manner as in Example 1, A polyol composition for forming polyisocyanurate and a polyisocyanurate foam were prepared using the same.

[평가예 1. 물성 평가][Evaluation Example 1. Evaluation of physical properties]

실시예 1 내지 2 및 비교예 1에서 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 물성을 하기와 같이 평가하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The physical properties of the polyisocyanurate foams prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 were evaluated as follows, and the results are shown in Table 3 below.

(1) 자유발포밀도 측정(1) Measurement of free foaming density

외부로부터의 방해를 최소화시킨 상태에서 상기 폴리올 프리믹스 조성물을 발포하여 제조한 폼의 밀도를 측정하였다. 즉, 오버 패킹(over packing) 하지 않은 상태에서 뚜껑이 없는 컵, 박스, 비닐봉지 등에서 제작한 폼을 일정크기로 절단하여 부피와 무게를 측정하여 밀도를 산출하였다. 이때 밀도는 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 단위 체적당 중량으로 측정하였으며, 구체적으로 ASTM D1622 규정에 따라 측정하였다.The density of the foam prepared by foaming the polyol premix composition in a state of minimizing interference from the outside was measured. That is, in a state without overpacking, the foam produced in a cup, box, or plastic bag without a lid was cut to a certain size, and the volume and weight were measured to calculate the density. At this time, the density was measured by the weight per unit volume of the prepared polyisocyanurate foam, and specifically, it was measured according to ASTM D1622 regulations.

(2) 압축강도 측정(2) Compressive strength measurement

ASTM D1621에 따라 발포 방향에 대하여 수직 또는 수평으로 폼(Foam) 높이의 10%를 압축하여 강도를 측정하였고, 결과값을 kPa로 환산하여 기록하였다.According to ASTM D1621, the strength was measured by compressing 10% of the foam height vertically or horizontally with respect to the foaming direction, and the result value was converted into kPa and recorded.

(3) 열전도도 측정(3) Measurement of thermal conductivity

ASTM C177에 따라 열전도도를 측정하여, 그 결과값을 단열값(W/mK)으로 환산하여 기록하였다.The thermal conductivity was measured according to ASTM C177, and the result was converted into a thermal insulation value (W/mK) and recorded.

(4) 겔 타임(4) gel time

PU 원액이 혼합된 시점부터 원액이 가벼운 충격에 견딜 수 있는 겔(Gel) 강도를 가지며, 어느 정도 안정한 공간적 형태를 띄게되는 시점까지 걸린 시간(일례로, 나무젓가락 등으로 반응 중인 폼을 찔렀을 때 우레탄 섬유가 최저 3~4개 정도 딸려 나오는 시점)을 의미한다.The time taken from the time the PU stock solution is mixed to the point when the stock solution has gel strength that can withstand light impact and takes on a somewhat stable spatial shape (for example, when the reacting foam is pierced with a wooden chopstick, etc.) It means the point when at least 3 or 4 urethane fibers come out).

(5) 액비: 이소시아네이트(A)와 폴리올(B)간의 비율이다. (5) Liquid ratio: The ratio between the isocyanate (A) and the polyol (B).

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 분자량(g/mol)Molecular Weight (g/mol) 164164 134134 130130 비점(℃)Boiling Point (℃) 3333 15.315.3 1919 촉매
(g)
catalyst
(g)
촉매 1
Blowing cat.
(tertiary amine)
catalyst 1
Blowing cat.
(tertiary amine)
0.020.02 0.020.02 0.020.02
촉매 2
potassium-octoate in diethylene glycol
Catalyst 2
potassium-octoate in diethylene glycol
0.50.5 0.50.5 0.50.5
촉매 3Tertiary amineCatalyst 3Tertiary amine 0.750.75 0.750.75 0.750.75 Gel time (s)Gel time (s) 165165 160160 170170 액비(A/B)Liquid fertilizer (A/B) 158.3158.3 161.3161.3 165.8165.8 밀도(kg/㎤)Density (kg/㎤) 46.146.1 46.246.2 46.446.4 열전도도(W/mK)
(20℃ 기준)
Thermal Conductivity (W/mK)
(Based on 20℃)
0.021790.02179 0.022870.02287 0.022350.02235
압축강도
(kPa, Z축)
compressive strength
(kPa, Z-axis)
TopTop 323.7323.7 322.0322.0 322.0322.0
MiddleMiddle 304.0304.0 293.7293.7 293.7293.7 BottomBottom 312.0312.0 308.7308.7 308.7308.7 평균Average 314.2314.2 308.1308.1 308.1308.1

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 사용하는 실시예 1은 HFC계 발포제를 사용하는 비교예 1, 및 HCFO계 발포제를 사용하는 비교예 2와 비교하여 가장 낮은 열전도도과 높은 압축강도를 갖는다는 것을 알 수 있었다. As shown in Table 3, Example 1 using a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent has the lowest thermal conductivity compared to Comparative Example 1 using an HFC-based blowing agent, and Comparative Example 2 using an HCFO-based blowing agent It was also found to have high compressive strength.

[평가예 2. 밀도 유지율 평가][Evaluation Example 2. Evaluation of Density Retention Rate]

실시예 1 내지 2 및 비교예 1에서 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 시간 경과에 따른 밀도 변화를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. The density change over time of the polyisocyanurate foams prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 was measured, and the results are shown in Table 4 below.

밀도 (Kg/㎤)Density (Kg/㎤) 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 당일day 52.352.3 50.650.6 53.753.7 1일 경과1 day elapsed 51.051.0 50.950.9 53.053.0 3일 경과3 days passed 50.650.6 50.150.1 52.052.0 1주 경과1 week elapsed 50.250.2 50.050.0 52.152.1 2주 경과2 weeks passed 50.650.6 50.150.1 52.752.7 1달 경과1 month passed 51.151.1 50.250.2 53.453.4

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 사용하는 실시예 1은, HFC계 발포제를 사용하는 비교예 1, 및 HCFO계 발포제를 사용하는 비교예 2와 비교하여 초기 발포밀도 및 밀도 유지율 면에서 동등 이상의 물성을 발휘한다는 것을 알 수 있었다. As shown in Table 4, Example 1 using a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent, Comparative Example 1 using an HFC-based blowing agent, and Comparative Example 2 using a HCFO-based blowing agent Compared with Comparative Example 2, the initial foaming It was found that the same or more physical properties were exhibited in terms of density and density retention.

[평가예 3. 발포 반응속도 평가][Evaluation Example 3. Evaluation of the foaming reaction rate]

동일 조성 (Formulation) 조건 하에서 발포제의 특성에 따른 밀도 편차, Rising profile, 반응성에 관한 결과가 상이하게 나타나므로, 발포제 종류에 따른 반응 프로파일을 분석하였다.Since the results regarding density deviation, rising profile, and reactivity according to the characteristics of the foaming agent are different under the same formulation conditions, the reaction profile according to the type of foaming agent was analyzed.

구체적으로 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 발포속도를 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Specifically, the foaming rates of the polyisocyanurate foams prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were measured, and the results are shown in FIG. 1 .

각 발포제에 따른 발포 프로파일(Rising profile)을 측정한 결과, HFC계 발포제를 사용하는 비교예 1과 HCFO계 발포제를 사용하는 비교예 2는 대등한 발포 속도를 나타낸 것에 비해, HFO계 발포제를 사용하는 실시예 1의 경우 높이의 변화가 늦게 나타났다. As a result of measuring the foaming profile according to each foaming agent, Comparative Example 1 using an HFC-based foaming agent and Comparative Example 2 using an HCFO-based foaming agent showed comparable foaming rates. In the case of Example 1, the change in height appeared late.

한편 HFO계 발포제를 사용하더라도, 삼량화 촉매인 촉매 2와 촉매 3의 비율을 상향 조정할 경우 비교예 1~2와 유사한 반응 프로파일을 나타내도록 조정 가능하다는 것을 알 수 있다. On the other hand, even if the HFO-based blowing agent is used, it can be seen that when the ratio of catalyst 2 and catalyst 3, which are trimerization catalysts, is adjusted upward, it can be adjusted to exhibit a reaction profile similar to those of Comparative Examples 1 and 2.

[평가예 4. 저장안정성 평가][Evaluation Example 4. Storage stability evaluation]

실시예 1 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리이소시아누레이트 폼의 시간 경과에 따른 반응성(Gel Time) 변화를 측정하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. The change in reactivity (Gel Time) over time of the polyisocyanurate foams prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was measured, and the results are shown in Table 5 below.

Gel Time (Sec)Gel Time (Sec) 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 당일day 147147 160160 180180 1일 경과1 day elapsed 157157 148148 191191 3일 경과3 days passed 155155 149149 190190 1주 경과1 week elapsed 153153 150150 189189 2주 경과2 weeks passed 153153 150150 188188 1달 경과1 month passed 153153 152152 189189 2달 경과2 months passed 152152 165165 194194 3달 경과(90일)3 months elapsed (90 days) 153153 173173 199199 겔화시간 변화율(%)Gelation time change rate (%) 4.14.1 8.18.1 10.510.5

폴리이소시아누레이트 폼 형성용 조성물의 배합에 따라 제조된 원액을 보관하면서 주기적으로 반응성을 확인하여 변화 정도를 측정한 결과, 하이드로플루오로올레핀(HFO)계 발포제를 사용하는 실시예 1은 하이드로플루오로카본 (HFC)계 발포제와 하이드로클로로플루오로올레핀(HCFO)계 발포제를 각각 사용하는 비교예 1~2와 비교하여, 초기 반응성을 기준으로 5% 이내의 반응성 변화(90일 기준)를 나타내어 우수한 저장 안정성을 가짐을 알 수 있었다.As a result of measuring the degree of change by periodically checking the reactivity while keeping the stock solution prepared according to the formulation of the polyisocyanurate foam-forming composition, Example 1 using a hydrofluoroolefin (HFO)-based blowing agent is hydrofluoro Compared to Comparative Examples 1 and 2 using a carbon (HFC)-based foaming agent and a hydrochlorofluoroolefin (HCFO)-based foaming agent, respectively, it exhibits a reactivity change within 5% (based on 90 days) based on the initial reactivity, resulting in excellent storage It was found to have stability.

Claims (15)

폴리에테르 폴리올 및 폴리에스터 폴리올을 함유하는 적어도 1종의 폴리올; 및
하이드로플루오로올레핀계 발포제;
를 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
at least one polyol containing polyether polyols and polyester polyols; and
hydrofluoroolefin foaming agent;
A polyol composition for forming a polyisocyanurate foam comprising a.
제1항에 있어서,
하이드로플루오로카본계 및 하이드로클로로플루오로올레핀계 발포제를 비(非)포함하는, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
A polyol composition for forming a polyisocyanurate foam, which does not contain a hydrofluorocarbon-based and hydrochlorofluoroolefin-based blowing agent.
제1항에 있어서,
상기 하이드로플루오로올레핀계 발포제는, 트랜스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(E)), 시스-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-부트-2-엔(HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3- 테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234ze), 트랜스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(E)), 시스-1,3,3,3-테트라플루오르프로프-1-엔(HFO-1234ze(Z)), 및 2,3,3,3-테트라 플루오로 프로펜(HFO-1234yf)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
According to claim 1,
The hydrofluoroolefin-based blowing agent is trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(E)), cis-1,1,1,4 ,4,4-hexafluoro-but-2-ene (HFO-1336mzz(Z)), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze), trans-1,3,3, 3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (E)), cis-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene (HFO-1234ze (Z)), and 2,3 , A polyol composition for forming polyisocyanurate foam, comprising at least one selected from the group consisting of 3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf).
제1항에 있어서,
상기 폴리에테르 폴리올은 솔비톨 및 수크로스 중 적어도 하나의 개시제로부터 중합되고, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 380 내지 580 mgKOH/g인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
The polyether polyol is polymerized from at least one initiator of sorbitol and sucrose, has a number average molecular weight (Mn) of 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 380 to 580 mgKOH/g, polyisocyanu A polyol composition for forming a late foam.
제1항에 있어서,
상기 폴리에스터 폴리올은 테레프탈릭 액시드, 이소프탈릭액시드, 아디픽 액시드, 디메틸테레프탈레이트, 및 프탈산 무수물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 원료물질과 글리콜이 중합된 적어도 1종 이상의 폴리에스터 폴리올을 포함하며, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
According to claim 1,
The polyester polyol is at least one polyester polyol in which glycol is polymerized with one or more raw materials selected from the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, dimethyl terephthalate, and phthalic anhydride. Including, a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g / mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH / g to 400 mgKOH / g, polyisocyanurate polyol composition for forming foam.
제1항에 있어서,
상기 적어도 1종의 폴리올은
관능기가 4 내지 8이고, 수평균 분자량(Mn)은 600 내지 800 g/mol이며, 평균 수산기(OH)가 380 내지 580 mgKOH/g인 폴리에테르 폴리올;
관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 300 내지 500 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 200 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g 인 제1 폴리에스터 폴리올; 및
관능기가 2 내지 4이고, 수평균 분자량(Mn)이 400 내지 600 g/mol이고, 평균 수산기(OH)가 100 mgKOH/g 내지 300 mgKOH/g인 제2 폴리에스터 폴리올을 포함하는, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
The at least one polyol is
polyether polyols having a functional group of 4 to 8, a number average molecular weight (Mn) of 600 to 800 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 380 to 580 mgKOH/g;
a first polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 300 to 500 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 200 mgKOH/g to 400 mgKOH/g; and
Polyisocyanu comprising a second polyester polyol having a functional group of 2 to 4, a number average molecular weight (Mn) of 400 to 600 g/mol, and an average hydroxyl group (OH) of 100 mgKOH/g to 300 mgKOH/g A polyol composition for forming a late foam.
제6항에 있어서,
상기 제1 폴리에스터 폴리올과 상기 제2 폴리에스터 폴리올의 혼합 비율은 45 : 55 내지 65 : 35 중량비인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
7. The method of claim 6,
The mixing ratio of the first polyester polyol and the second polyester polyol is 45: 55 to 65: 35 by weight, a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam.
제1항에 있어서,
상기 폴리에테르 폴리올과 상기 폴리에스터 폴리올의 혼합 비율은 당해 폴리올의 총 중량을 기준으로 10 : 90 내지 30 : 70 중량비인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
The mixing ratio of the polyether polyol and the polyester polyol is 10: 90 to 30: 70 weight ratio based on the total weight of the polyol, a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam.
제1항에 있어서,
상기 폴리올 조성물은 블로잉 촉매 및 삼량화 촉매를 포함하며,
상기 삼량화 촉매는 유기금속 촉매 및 3급아민 촉매 중 적어도 1종 이상을 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
The polyol composition comprises a blowing catalyst and a trimerization catalyst,
The trimerization catalyst is a polyol composition for forming a polyisocyanurate foam comprising at least one of an organometallic catalyst and a tertiary amine catalyst.
제12항에 있어서,
상기 블로잉 촉매, 유기금속 촉매, 및 3급아민 촉매의 사용 비율은 비율은 1 : 20~40 : 35~55 중량비인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
13. The method of claim 12,
The use ratio of the blowing catalyst, the organometallic catalyst, and the tertiary amine catalyst is 1: 20-40: 35-55 weight ratio, polyol composition for forming polyisocyanurate foam.
제9항에 있어서,
상기 폴리올 조성물은,
당해 폴리올 100 중량부에 대하여,
하이드로플루오로올레핀계 발포제 10 내지 40 중량부;
블로잉 촉매와 삼량화 촉매를 함유하는 촉매 0.5 내지 3.5 중량부; 및
를 포함하는 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
10. The method of claim 9,
The polyol composition is
Based on 100 parts by weight of the polyol,
10 to 40 parts by weight of a hydrofluoroolefin-based blowing agent;
0.5 to 3.5 parts by weight of a catalyst containing a blowing catalyst and a trimerization catalyst; and
A polyol composition for forming a polyisocyanurate foam comprising a.
제1항에 있어서,
난연제, 정포제, 가교제 및 사슬연장제 중 적어도 하나를 더 포함하는, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
According to claim 1,
A polyol composition for forming polyisocyanurate foam, further comprising at least one of a flame retardant, a foam stabilizer, a crosslinking agent, and a chain extender.
제1항에 있어서,
점도가 500 내지 1,500 cps (25℃ 기준)이며,
25℃에서 90일 이상의 저장안정성을 가지며,
90일 경과 후 폴리올 조성물의 겔화시간(gel time) 변화율은 초기 겔화시간을 기준으로 7% 이하인, 폴리이소시아누레이트 폼 형성용 폴리올 조성물.
The method of claim 1,
The viscosity is 500 to 1,500 cps (based on 25 ° C.),
It has a storage stability of more than 90 days at 25℃,
The gel time change rate of the polyol composition after 90 days is 7% or less based on the initial gelation time, the polyol composition for forming a polyisocyanurate foam.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 폴리올 조성물; 및
이소시아네이트 화합물;을 반응시켜 형성된 폴리이소시아누레이트 폼.
The polyol composition according to any one of claims 1 to 14; and
Isocyanate compound; Polyisocyanurate foam formed by reacting.
제14항에 있어서,
ASTM D1621에 따른 평균 압축강도(Z축)가 300 kPa 이상이며,
ASTM C177에 따른 평균 열전도도는 0.022 W/m·K 이하이며,
ASTM D1622에 따른 초기 발포밀도는 45 내지 55 Kg/m3이며, 발포 후 30일 경과시 밀도 유지율은 97% 이상인, 폴리이소시아누레이트 폼.
15. The method of claim 14,
Average compressive strength (Z axis) according to ASTM D1621 is 300 kPa or more,
Average thermal conductivity according to ASTM C177 is 0.022 W/m·K or less,
The initial foaming density according to ASTM D1622 is 45 to 55 Kg/m 3 , and the density retention rate is 97% or more after 30 days after foaming, polyisocyanurate foam.
KR1020200110410A 2020-08-31 2020-08-31 Polyol composition for polyisocyanuarte foam comprising eco-friendly blowing agents and polyisocyanurate foam for pipe cover using the same KR102461461B1 (en)

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