KR20220054505A - A polyurethane foam for liquefied gas storage tank and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20220054505A
KR20220054505A KR1020200138605A KR20200138605A KR20220054505A KR 20220054505 A KR20220054505 A KR 20220054505A KR 1020200138605 A KR1020200138605 A KR 1020200138605A KR 20200138605 A KR20200138605 A KR 20200138605A KR 20220054505 A KR20220054505 A KR 20220054505A
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김민정
김정대
이동하
김슬기
김정현
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank comprising a polyol-containing compound, an isocyanate-containing compound, and glass bubbles. According to the present invention, the mechanical strength and insulation performance of polyurethane foam can be dramatically improved, and through the same, the thickness can be reduced compared to conventional insulation materials, thereby increasing the volume space of a fuel in a storage tank.

Description

액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법{A POLYURETHANE FOAM FOR LIQUEFIED GAS STORAGE TANK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Polyurethane foam for liquefied gas storage tank and manufacturing method thereof

본 발명은 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화가스 저장탱크에 적용되는 단열재의 기계적 강도와 단열 성능을 향상시킬 수 있는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank that can improve the mechanical strength and thermal insulation performance of an insulating material applied to a liquefied gas storage tank. and to a method for manufacturing the same.

최근 환경적 문제로 전 세계적으로 에너지 저장 및 운송 관련 기술이 주목을 받으면서 천연가스, 질소, 수소 및 헬륨 등의 가스를 액화시켜 저장하기 위한 극저온 단열소재 관련 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다.Recently, as energy storage and transportation-related technologies are drawing attention around the world due to environmental problems, research on cryogenic insulation materials for liquefying and storing gases such as natural gas, nitrogen, hydrogen and helium is being actively conducted around the world.

특히, 선박의 배출가스에 대한 규제가 계속해서 강화되고 있어, 천연가스 및 수소 등의 사용이 해결책으로 각광받고 있다.In particular, as regulations on exhaust gas from ships continue to be strengthened, the use of natural gas and hydrogen is spotlighted as a solution.

천연가스와 수소는 액화온도가 극저온 영역이므로 이들을 효율적으로 저장 및 운송하기 위해서는 단열 저장 기술의 개발이 필수적이다.Since natural gas and hydrogen have a cryogenic liquefaction temperature, the development of adiabatic storage technology is essential to efficiently store and transport them.

한편, 현재 극저온 연료를 저장하는 액화가스 저장탱크에는 단열을 위한 단열재로서 폴리우레탄 폼이 사용되고 있고, 폴리우레탄 폼의 성능을 향상시키기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. On the other hand, polyurethane foam is currently used as an insulating material for insulation in a liquefied gas storage tank for storing cryogenic fuel, and research to improve the performance of the polyurethane foam is continuously being made.

폴리우레탄 폼은 다공성 재료로서 폴리우레탄 폼 내의 기공을 통해 단열을 하며, 기공을 유지하는 구조체를 통해 하중을 전달 또는 저항하게 된다.Polyurethane foam is a porous material that insulates through the pores in the polyurethane foam, and transmits or resists a load through a structure that maintains the pores.

또한, 폴리우레탄 폼의 강도를 높이기 위해서는 밀도를 조절할 수 있는데, 밀도를 높이면 구조체의 밀도가 높아져 강도를 높일 수 있으나, 구조체의 밀도가 높아질 경우 기공의 크기가 상대적으로 작아져 열전도도는 높아짐으로써 단열 성능이 저하되게 되며, 이는 단열재 두께의 증가로 이어져 연료의 용적 부피를 줄이게 된다.In addition, in order to increase the strength of the polyurethane foam, the density can be adjusted. When the density is increased, the density of the structure increases and the strength can be increased. The performance is deteriorated, which leads to an increase in the thickness of the insulating material, thereby reducing the volumetric volume of the fuel.

선박에 구비된 액화가스 저장탱크에서 단열재의 두께 감소는 공간이 한정적인 선박의 화물 및 연료의 적재량을 증가시키는데 큰 장점으로 작용할 수 있다.The reduction in the thickness of the insulation in the liquefied gas storage tank provided in the ship can act as a great advantage in increasing the cargo and fuel loading of the space-limited ship.

더불어, 저장 공간을 향상시키기 위해서는 액체 화물의 움직임으로 인한 슬로싱 하중을 견딜 수 있는 기계적 성능과 연료의 기화율을 줄일 수 있는 단열 성능이 확보되어야 한다.In addition, in order to improve the storage space, mechanical performance to withstand the sloshing load caused by the movement of liquid cargo and thermal insulation performance to reduce the vaporization rate of fuel must be secured.

이에 따라, 선박의 극저온 연료를 저장하는 액화가스 저장탱크의 구조적 하중 및 온도 특성에서 요구하는 기계적 특성을 충족시킬 수 있고, 향상된 기계적 강도와 단열 성능을 구비하여 효율적인 연료의 운반이 가능한 단열재의 기술 개발이 필요하다.Accordingly, it is possible to satisfy the mechanical properties required by the structural load and temperature characteristics of the liquefied gas storage tank for storing cryogenic fuel of a ship, and it is equipped with improved mechanical strength and thermal insulation performance to develop a technology for efficient fuel transport I need this.

등록특허 제10-1004963호(등록일: 2010.12.23) "친환경 발포제를 사용한 폴리우레탄 폼 및 이를 이용한 LPG 선박용 초저온 보냉재"Registered Patent No. 10-1004963 (Registration date: December 23, 2010) "Polyurethane foam using eco-friendly foaming agent and cryogenic insulation for LPG vessels using the same"

본 발명에서는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼 및 이의 제조방법, 구체적으로는 폴리우레탄 폼의 기계적 강도와 단열 성능을 개선하여, 종래의 단열재 대비 두께를 줄일 수 있고, 이를 통해 저장탱크 내 연료의 용적 공간을 증대시킬 수 있는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼을 제공하고자 한다.In the present invention, polyurethane foam for a liquefied gas storage tank and a method for manufacturing the same, specifically, by improving the mechanical strength and thermal insulation performance of the polyurethane foam, it is possible to reduce the thickness compared to the conventional insulation material, and through this, the volume of fuel in the storage tank To provide a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank that can increase the space.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 폴리올 함유 화합물, 이소시아네이트 함유 화합물 및 글라스버블을 포함하는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank comprising a polyol-containing compound, an isocyanate-containing compound and a glass bubble.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는, 이소시아네이트 함유 화합물에, 글라스버블을 혼합하여 중간 혼합물을 생성하는 단계, 중간 혼합물에 폴리올 함유 화합물과 발포제를 첨가하고 교반하여 고분자 혼합물을 생성하는 단계 및 고분자 혼합물을 몰드에 주입하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 단계를 포함하는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼의 제조방법을 제공한다.On the other hand, in another aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, the step of mixing an isocyanate-containing compound with a glass bubble to produce an intermediate mixture, adding a polyol-containing compound and a blowing agent to the intermediate mixture and stirring the polymer It provides a method for producing a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank comprising the steps of producing a mixture and injecting a polymer mixture into a mold to prepare a polyurethane foam.

본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트 함유 화합물, 폴리올 함유 화합물, 발포제와 글라스버블, 바람직하게는 0.1g/cc 내지 0.3g/cc 밀도의 글라스버블을 이소시아네이트 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 3 중량부로 첨가하여 폴리우레탄 폼을 형성함으로써, 폴리우레탄 폼의 기계적 강도와 단열 성능이 획기적으로 개선될 수 있고, 이를 통해 종래의 단열재 대비 두께를 줄일 수 있어 저장탱크 내 연료의 용적 공간을 증대시킬 수 있다.Polyurethane foam for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention is an isocyanate-containing compound, a polyol-containing compound, a foaming agent and a glass bubble, preferably a glass bubble having a density of 0.1 g/cc to 0.3 g/cc isocyanate-containing compound By adding 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane foam to form a polyurethane foam, the mechanical strength and thermal insulation performance of the polyurethane foam can be remarkably improved, and through this, the thickness can be reduced compared to the conventional insulation material, so that the storage tank I can increase the volumetric space of my fuel.

더욱이, 선체의 굽힘 하중에 용이하게 저항할 수 있도록 유리섬유를 더 포함하여 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있고, 이를 통해 액화가스 저장탱크의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 압축강도와 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있다.Furthermore, polyurethane foam can be manufactured by further including glass fibers to easily resist the bending load of the hull, and through this, the compressive strength and tensile strength of the polyurethane foam used as an insulator of the liquefied gas storage tank can be further improved. can be improved

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄의 제조 과정을 순서도로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼과 폴리우레탄 폼의 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼과 유리섬유 폴리우레탄 폼의 인장 실험 결과에 대한 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼과 유리섬유 폴리우레탄 폼의 압축 실험 결과에 대한 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of polyurethane for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph of the glass bubble polyurethane foam prepared according to the first embodiment of the present invention with a scanning electron microscope (SEM).
Figure 3 is a stress-strain diagram of the glass bubble polyurethane foam and the polyurethane foam manufactured according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing the stress-strain diagram for the tensile test results of the glass bubble glass fiber polyurethane foam and the glass fiber polyurethane foam manufactured according to the second embodiment of the present invention.
5 is a view showing a stress-strain diagram for the compression test results of the glass bubble glass fiber polyurethane foam and the glass fiber polyurethane foam manufactured according to the second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.DETAILED DESCRIPTION The detailed description set forth below in conjunction with the appended drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description may be omitted, and the same reference numerals may be used for the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.In an embodiment of the present invention, expressions such as “or” and “at least one” may indicate one of the words listed together, or a combination of two or more.

본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은, 극저온의 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크에 적용되는 단열재로서, 글라스버블 등의 보조제를 포함하여, 종래의 폴리우레탄 폼 단열재에 비해 두께를 줄일 수 있고, 기계적 강도와 단열 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Polyurethane foam for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention is an insulator applied to a liquefied gas storage tank for storing cryogenic liquefied gas, and includes an auxiliary agent such as glass bubble, to the conventional polyurethane foam insulation. Compared to that, the thickness can be reduced, and mechanical strength and thermal insulation performance can be remarkably improved.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트 함유 화합물, 폴리올 함유 화합물, 발포제 및 글라스버블을 포함하며, 이를 통하여 제조될 수 있다.Specifically, the polyurethane foam for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention includes an isocyanate-containing compound, a polyol-containing compound, a foaming agent and a glass bubble, and can be manufactured through this.

이소시아네이트 함유 화합물은 폴리올과 반응하여 우레탄기를 형성한 것으로서, 당업계에 공지된 지방족, 지환족 또는 방향지방족 다작용성 이소시아네이트로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 방향족 다작용성 이소시아네이트로 이루어질 수 있다.The isocyanate-containing compound reacts with a polyol to form a urethane group, and may consist of an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyfunctional isocyanate known in the art, and preferably an aromatic polyfunctional isocyanate.

이러한 유형의 다작용성 이소시아네이트는 당업계에 공지되어 있거나 또는 당업계에 공지되어 있는 방법에 의해 수득 가능하다. Polyfunctional isocyanates of this type are known in the art or obtainable by methods known in the art.

이때, 다작용성 이소시아네이트는 혼합물로서 사용될 수도 있고, 분자 당 2개의 이소시아네이트기(이하, '디이소시아네이트'로 지칭됨) 또는 그 이상의 기를 가질 수 있다. At this time, the polyfunctional isocyanate may be used as a mixture, and may have two isocyanate groups (hereinafter referred to as 'diisocyanate') or more groups per molecule.

보다 구체적으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 상술한 이소시아네이트 함유 화합물은, 알킬렌 라디칼에서 4 ~ 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌디이소시아네이트, 예컨대 도데칸 1,12-디이소시아네이트, 2-에틸테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트, 바람직하게는 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트; 지환족 디이소시아네이트, 예컨대 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 또한 상기 이성질체의 임의의 혼합물, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸시클로헥산(IPDI), 헥사히드로톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 및 또한 상응한 이성질체 혼합물, 디시클로헥실메탄 4,4'-, 2,2'- 및 2,4'-디이소시아네이트 및 또한 상응한 이성질체 혼합물, 바람직하게는 방향족 폴리이소시아네이트, 예컨대 톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트 및 상응한 이성질체 혼합물, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 및 상응한 이성질체 혼합물, 디페닐메탄 4,4'- 및 2,2' 디이소시아네이트, 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물, 디페닐메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트(미정제 MDI)의 혼합물 및 미정제 MDI 및 톨릴렌 디이소시아네이트의 혼합물일 수 있다.More specifically, although not necessarily limited thereto, the isocyanate-containing compounds described above include alkylene diisocyanates having 4 to 12 carbon atoms in the alkylene radical, such as dodecane 1,12-diisocyanate, 2-ethyltetramethylene 1 ,4-diisocyanate, 2-methylpentamethylene 1,5-diisocyanate, tetramethylene 1,4-diisocyanate, preferably hexamethylene 1,6-diisocyanate; Cycloaliphatic diisocyanates such as cyclohexane 1,3- and 1,4-diisocyanate and also any mixtures of the above isomers, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI), hexahydrotolylene 2,4- and 2,6-diisocyanate and also the corresponding isomer mixtures, dicyclohexylmethane 4,4′-, 2,2′- and 2,4′-diisocyanate and Also the corresponding isomer mixtures, preferably aromatic polyisocyanates such as tolylene 2,4- and 2,6-diisocyanate and the corresponding isomer mixtures, diphenylmethane 4,4'-, 2,4'- and 2, 2'-diisocyanates and mixtures of the corresponding isomers, diphenylmethane 4,4'- and 2,2' diisocyanates, mixtures of polyphenylpolymethylene polyisocyanates, diphenylmethane 4,4'-, 2,4'- and mixtures of 2,2'-diisocyanate and polyphenylpolymethylene polyisocyanate (crude MDI) and mixtures of crude MDI and tolylene diisocyanate.

폴리올 함유 화합물은 탄화수소 사슬에 알콜기가 2개 이상 붙은 액상 고분자물질로서, 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올로 이루어질 수 있다.The polyol-containing compound is a liquid high molecular material in which two or more alcohol groups are attached to a hydrocarbon chain, and may be composed of polyether polyol or polyester polyol.

보다 구체적으로, 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜, 비스페놀 또는 이 중에서 둘 이상의 폴리올과 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 중합시켜 제조된 것일 수 있다.More specifically, the polyether polyol is ethylene glycol, 1,2-propane glycol, 1,3-propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 2-methyl -1,3-propanediol, glycerol, trimethylolpropane, 1,2,3-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, trimethylolmethane, pentaerythritol, diethylene glycol, triethylene glycol, Polyethylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, dibutylene glycol, polybutylene glycol, sorbitol, sucrose, hydroquinone, resorcinol, catechol, bisphenol, or two or more polyols and ethylene oxide, propylene oxide or It may be prepared by polymerizing a mixture thereof.

또한, 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 또는 디프산과 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 중합시켜 제조된 것일 수 있다.In addition, the polyester polyol may be prepared by polymerizing phthalic anhydride or dipic acid with ethylene oxide, propylene oxide, or a mixture thereof.

발포제는 고분자 복합재료의 발포 용도로 사용되는 것으로, 고분자 반응 중 기포를 형성하여 물질이며, 반응열에 의하여 기화(승화)되어 기포를 형성하는 물리적 발포제 및 화학적 발포제인 물(이소시아네이트와 반응하여 이산화탄소를 발생시킴)을 각각 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. The foaming agent is used for foaming of polymer composite materials. It is a substance that forms bubbles during a polymer reaction, and is a physical foaming agent and chemical foaming agent that vaporizes (sublimes) by the heat of reaction to form bubbles (reacts with isocyanate to generate carbon dioxide) ) can be used alone or in combination.

여기서, 물리적 발포제는 반응열에 의해 발포제가 기화(승화)되며, 이로 인한 가스는 폼의 셀에 의하여 둘러싸임으로써, 제조되는 폼이 낮은 열전도율을 나타낼 수 있다. Here, the physical foaming agent is vaporized (sublimated) by the heat of reaction, and the resulting gas is surrounded by the cells of the foam, so that the manufactured foam may exhibit low thermal conductivity.

이때, 특별히 이에 한정되는 것은 아니지만, 탄화수소계인 C-pentane, 수소화염화불화탄소계인 HCFC-141b(1,1-디클로로-1-플루오로에탄), 하이드로불화탄소(HFC)계인 HFC-245fa(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판), HFC-365mfc(1,1,1,3,3-펜타플루오르부탄), 혼합 HFC-365mfc/227ea(1,1,1,3,3-펜타플루오르부탄/1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판), 이들의 혼합물 등을 발포제로 사용하는 것이 바람직할 수 있다. At this time, although not particularly limited thereto, hydrocarbon-based C-pentane, hydrochlorofluorocarbon-based HCFC-141b (1,1-dichloro-1-fluoroethane), and hydrofluorocarbon (HFC)-based HFC-245fa (1, 1,1,3,3-pentafluoropropane), HFC-365mfc (1,1,1,3,3-pentafluorobutane), mixed HFC-365mfc/227ea (1,1,1,3,3- It may be preferable to use pentafluorobutane/1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane), mixtures thereof, etc. as blowing agents.

물리적 발포제는 제조하고자 하는 폴리우레탄 폼의 밀도 등의 요구 특성에 따라 사용량을 정할 수 있는 바, 예를 들면 폴리올 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 30 중량부 이하, 바람직하게는 3 내지 25 중량부, 보다 바람직하게는 4 내지 20 중량부 범위일 수 있다. The amount of the physical foaming agent can be determined according to the required characteristics such as the density of the polyurethane foam to be manufactured, for example, 30 parts by weight or less, preferably 3 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol-containing compound; More preferably, it may be in the range of 4 to 20 parts by weight.

또한, 화학적 발포제는 이소시아네이트의 활성을 이용해 물 등과의 반응으로 생기는 이산화탄소에서 발포하기 때문에 물이 발포제로 사용될 수 있다.In addition, since the chemical foaming agent foams from carbon dioxide generated by reaction with water or the like using the activity of isocyanate, water may be used as the foaming agent.

이때, 물의 사용량은 폴리올 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 0 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0 내지 5 중량부 범위일 수 있다..In this case, the amount of water used may be in the range of 0 to 10 parts by weight, more preferably 0 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol-containing compound.

글라스버블은 구슬 모양으로 형성되되 중공형의 쉘(Shell) 구조로 형성될 수 있고, 저밀도의 글라스버블로 형성될 수 있다. The glass bubble may be formed in a bead shape and may have a hollow shell structure, or may be formed as a low-density glass bubble.

글라스버블은 입자가 0.01 내지 100㎛인 흰색 파우더 타입의 마이크로스피어 소재로서, 밀도가 0.1 내지 0.6g/cc로 매우 가볍고 열전도도가 0.04 내지 0.2W/mK로 단열재, 도료 및 코팅제 분야에 응용이 가능하며, 강도가 250 내지 28000psi로 강도 향상의 목적으로도 사용될 수 있다.Glass bubble is a white powder-type microsphere material with a particle size of 0.01 to 100 μm. It has a very light density of 0.1 to 0.6 g/cc and a thermal conductivity of 0.04 to 0.2 W/mK, so it can be applied to insulation, paints and coatings. and the strength is 250 to 28000 psi, and it can be used for the purpose of improving the strength.

이와 같은 글라스버블은 적용되는 제품의 필요 물성에 따라 직경을 조정하여 형성할 수 있고, 본 실시예의 폴리우레탄 폼에 적용될 시 기계적 강도와 단열성능을 향상시킬 수 있도록 바람직한 예로 0.1g/cc 내지 0.3g/cc의 밀도로 형성될 수 있다.Such a glass bubble can be formed by adjusting the diameter according to the required physical properties of the product to be applied, and when applied to the polyurethane foam of this embodiment, as a preferred example, 0.1 g/cc to 0.3 g to improve mechanical strength and thermal insulation performance It can be formed at a density of /cc.

보다 구체적으로, 글라스버블의 내부는 비어있고 쉘 부분은 50nm 내지 300nm 두께의 소다라임 보로실리케이트 글래스(Soda Lime Borosilicate Glass) 또는 실리카(SiO₂)로 구성된 글라스버블로 형성될 수 있다.More specifically, the inside of the glass bubble is empty and the shell portion may be formed of a glass bubble made of Soda Lime Borosilicate Glass or silica (SiO2) having a thickness of 50 nm to 300 nm.

이러한 글라스버블은 내부가 비어 있기 때문에 코어 부분이 밀집되어 형성된 일반적인 소다라임 보로실리케이트 글래스(Soda Lime Borosilicate Glass) 또는 실리카(SiO₂)와 비교하여 상대적으로 낮은 밀도로 형성될 수 있다.Since the inside of these glass bubbles is empty, they can be formed with a relatively low density compared to general Soda Lime Borosilicate Glass or silica (SiO₂) formed with a dense core.

또한, 글라스버블은 이소시아네이트 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 3 중량부로 구비될 수 있다.In addition, the glass bubble may be included in an amount of 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the isocyanate-containing compound.

상술한 바와 같은, 본 실시예의 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은, 글라스버블이 첨가된 이소시아네이트 함유 화합물과 폴리올 함유 화합물이 혼합된 중간 혼합물에 발포제를 첨가하여 제조될 수 있고, 제조된 폴리우레탄 폼은 폼을 이루는 셀과 셀 사이의 기공에 보강재 역할을 하는 글라스버블이 개재됨으로써, 구조체의 밀도가 높아지고 열전도도가 낮아질 수 있으며, 이를 통해 폴리우레탄 폼의 기계적 강도와 단열 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the polyurethane foam for the liquefied gas storage tank of this embodiment may be prepared by adding a foaming agent to the intermediate mixture in which the glass bubble is added isocyanate-containing compound and the polyol-containing compound are mixed, and the prepared polyurethane foam By interposing a glass bubble serving as a reinforcement in the pores between the cells constituting the silver foam, the density of the structure may increase and thermal conductivity may be lowered, thereby improving the mechanical strength and thermal insulation performance of the polyurethane foam.

한편, 이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼의 제조 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.On the other hand, below, the manufacturing process of the polyurethane foam for a liquefied gas storage tank configured as described above will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄의 제조 과정을 순서도로 도시한 것이다.1 is a flowchart illustrating a manufacturing process of polyurethane for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이소시아네이트 함유 화합물에 글라스버블을 첨가하고 교반할 수 있다(S110).Referring to FIG. 1 , a glass bubble may be added to the isocyanate-containing compound and stirred (S110).

이 과정에서, 이소시아네이트 함유 화합물에 이소시아네이트 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 3 중량부의 글라스버블을 첨가하고, 교반기를 통해 물리적으로 교반하여 이소시아네이트 함유 화합물에 글라스버블을 혼합할 수 있다.In this process, 1 to 3 parts by weight of glass bubbles are added to the isocyanate-containing compound based on 100 parts by weight of the isocyanate-containing compound, and the glass bubbles are mixed with the isocyanate-containing compound by physically stirring through a stirrer.

이때에는, 호모게나이저 등의 기계적 교반장치를 이용하여 3분간 3000rpm 이하의 저속으로 교반할 수 있다.In this case, it can be stirred at a low speed of 3000 rpm or less for 3 minutes using a mechanical stirring device such as a homogenizer.

3000rpm을 초과하는 속도로 교반을 수행하는 경우, 글라스버블이 깨지는 등의 글라스버블의 손상 가능성이 크게 증대되고, 교반에 따라 용액 내 미세한 기공의 잔류 정도가 크게 증가하여 차후 발포 단계에서 불필요한 기공이 형성될 수 있다.If the stirring is performed at a speed exceeding 3000 rpm, the possibility of damage to the glass bubble such as breakage of the glass bubble is greatly increased, and the degree of residual micropores in the solution is greatly increased according to the stirring, and unnecessary pores are formed in the subsequent foaming step can be

다음, 이소시아네이트 함유 화합물에 글라스버블이 혼합된 중간 혼합물에 폴리올 함유 화합물과 발포제를 첨가하여 교반할 수 있다(S120).Next, a polyol-containing compound and a foaming agent may be added to the intermediate mixture in which the isocyanate-containing compound is mixed with glass bubbles and stirred (S120).

이와 같은 교반 과정에서 이소시아네이트 함유 화합물은 폴리올 함유 화합물과 반응하여 우레탄기를 형성할 수 있다.In this stirring process, the isocyanate-containing compound may react with the polyol-containing compound to form a urethane group.

이때, 폴리올 함유 화합물은 이소시아네이트 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 83 내지 91 중량부로 첨가될 수 있다.In this case, the polyol-containing compound may be added in an amount of 83 to 91 parts by weight based on 100 parts by weight of the isocyanate-containing compound.

더불어, 발포제는 고분자 복합재료의 발포 용도로 첨가되며, 일 예로써 발포제로 HFC-245fa를 사용하는 경우 폴리올 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 4 ~ 12 중량부 범위로 첨가될 수 있다.In addition, the foaming agent is added for foaming of the polymer composite material, and as an example, when HFC-245fa is used as the foaming agent, it may be added in an amount of 4 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol-containing compound.

또한, 상기와 같은 중간 혼합물에 폴리올 함유 화합물과 발포제를 첨가하여 혼합 및 교반하는 과정에서는, 기계적 교반장치를 이용하여 1분간 5000rpm의 속도로 교반할 수 있으며, 이를 통해 이소시아네이트 함유 화합물에 글라스버블이 혼합된 중간 혼합물, 폴리올 함유 화합물 및 발포제가 혼합된 고분자 혼합물을 형성할 수 있다.In addition, in the process of mixing and stirring by adding the polyol-containing compound and the foaming agent to the intermediate mixture as described above, it can be stirred at a speed of 5000 rpm for 1 minute using a mechanical stirring device, through which the glass bubble is mixed with the isocyanate-containing compound It is possible to form a polymer mixture in which the intermediate mixture, the polyol-containing compound, and the blowing agent are mixed.

이때, 일 예로써, 상기와 같은 교반은 10 내지 40℃의 온도 범위에서 5000rpm 이하의 속도로 수행되는 것이 바람직한데, 반대로 상기 범위를 초과하는 온도인 경우에는 반응이 지나치게 빠르게 진행되는 문제가 발생할 수 있다.At this time, as an example, the stirring as described above is preferably performed at a speed of 5000 rpm or less in a temperature range of 10 to 40 ° C. Conversely, when the temperature exceeds the above range, a problem in which the reaction proceeds too quickly may occur. there is.

이어서, 몰드에 상기와 같이 제조된 고분자 혼합물을 주입하여 글라스버블 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있다(S130).Then, the polymer mixture prepared as described above may be injected into the mold to prepare a glass bubble polyurethane foam (S130).

이때에는, 성형하고자하는 폴리우레탄 폼의 크기 및 형상에 대응하는 몰드를 구비하고, 사전에 몰드에서 고분자 혼합물이 접촉하는 면에 이형제를 도포할 수 있으며, 이후 몰드에 고분자 혼합물을 주입하여 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있다.In this case, a mold corresponding to the size and shape of the polyurethane foam to be molded is provided, and a release agent can be applied to the surface in contact with the polymer mixture in the mold in advance, and then the polymer mixture is injected into the mold to form the polyurethane foam can be manufactured.

또한, 폴리우레탄 폼을 제조하는 과정에서는, 고분자 혼합물이 주입된 몰드를 조절장치 내에 수용하고, 조절장치를 통해 폴리우레탄 폼을 성형하기 위한 발포 조건 및 환경을 조절할 수 있다.In addition, in the process of manufacturing the polyurethane foam, the mold in which the polymer mixture is injected can be accommodated in the control device, and the foaming conditions and environment for molding the polyurethane foam can be adjusted through the control device.

일 예로써, 조절장치는 내부에 몰드를 수용하는 챔버와, 챔버에 설치되는 온도계 및 습도계와, 챔버의 일측에 구비되는 열 출입부 및 챔버 내부의 공기를 순환기시키는 순환기 등을 포함할 수 있다.As an example, the control device may include a chamber accommodating the mold therein, a thermometer and a hygrometer installed in the chamber, a heat inlet and a circulator provided at one side of the chamber, and a circulator for circulating air in the chamber.

이에 따라, 챔퍼 내에 고분자 혼합물이 주입된 몰드를 수용하고, 열 출입부를 통해 챔버 내부의 온도를 조절할 수 있으며, 온도계와 습도계를 확인하여 순환기를 통해 챔버 내 공기를 순환시킬 수 있다.Accordingly, the mold in which the polymer mixture is injected can be accommodated in the chamfer, the temperature inside the chamber can be controlled through the heat inlet, and the air in the chamber can be circulated through the circulator by checking the thermometer and the hygrometer.

이때, 폴리우레탄 폼을 성형하기 위한 발포 조건으로는 챔버의 내부 온도를 25℃ 내지 40℃ 범위로, 습도는 70% 이하로 유지하는 것이 바람직하다.At this time, as the foaming conditions for molding the polyurethane foam, it is preferable to maintain the internal temperature of the chamber in the range of 25° C. to 40° C., and the humidity at 70% or less.

이와 같이 본 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트 함유 화합물과 폴리올 함유 화합물이 혼합된 중간 혼합물에 발포제와 글라스버블을 첨가하여 제조될 수 있고, 발포 과정에서 온도 및 습도를 조절하여 기계적 강도와 단열 성능에 영향을 미치는 셀의 형태를 균일하게 제어할 수 있다.As such, the polyurethane foam according to this embodiment can be prepared by adding a foaming agent and glass bubble to an intermediate mixture in which an isocyanate-containing compound and a polyol-containing compound are mixed, and mechanical strength and heat insulation by controlling temperature and humidity during the foaming process It is possible to uniformly control the shape of the cell that affects the performance.

또한, 본 실시예에 따른 폴리우레탄 폼은, 글라스버블이 폼의 셀과 셀 사이의 공간에 채워지게 되어, 종래의 단열재보다 열전도도가 낮고 압축강도가 향상된 성능을 가질 수 있다.In addition, the polyurethane foam according to the present embodiment, since the glass bubble is filled in the space between the cells of the foam and cells, the thermal conductivity is lower than that of the conventional heat insulator, and the compressive strength can have improved performance.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은 섬유보강재를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the polyurethane foam for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention may further include a fiber reinforcement.

섬유보강재는 폴리우레탄 폼의 기계적 강도를 더욱 강화하기 위한 것으로서, 유리섬유, 폴리아미드, 폴리에스테르 등의 합성섬유와, 탄소섬유, 세라믹섬유 등과 같은 무기섬유 등이 사용될 수 있고, 특히 유리섬유매트 적층체를 사용하는 것이 바람직하다. Fiber reinforcement is for further strengthening the mechanical strength of polyurethane foam, and synthetic fibers such as glass fibers, polyamides, polyesters, etc., and inorganic fibers such as carbon fibers and ceramic fibers, etc. may be used. In particular, laminated glass fiber mats It is preferable to use a sieve.

이러한 섬유보강재는 폴리올 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 5 내지 40 중량부가 바람직하다. The fiber reinforcing material is preferably 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol-containing compound.

이때, 유리섬유의 함유율이 폴리올 함유 화합물의 5 중량부 미만이면 저온 수축안정성과 크랙(crack)발생의 방지효과가 떨어지고, 40 중량부를 초과하면 폴리우레탄 발포 원액의 발포 시 폼의 이상발포 및 폼의 갈라짐 현상이 발생할 수 있다.At this time, if the content of the glass fiber is less than 5 parts by weight of the polyol-containing compound, the low-temperature shrinkage stability and the effect of preventing cracks are reduced, and if it exceeds 40 parts by weight, abnormal foaming of the foam and the foam Cracking may occur.

본 실시예에 따른 폴리우레탄 폼의 제조 과정에서는, 일 예로써 상술한 제1 실시예의 제조 과정에 의해 제조된 폴리우레탄 용액(이소시아네이트 함유 화합물, 글라스버블, 폴리올 함유 화합물 및 발포제를 포함하는 고분자 혼합물)을 유리섬유매트 적층체에 함침시켜 제조할 수 있다.In the manufacturing process of the polyurethane foam according to this embodiment, as an example, the polyurethane solution prepared by the manufacturing process of the first embodiment described above (a polymer mixture comprising an isocyanate-containing compound, a glass bubble, a polyol-containing compound and a blowing agent) It can be prepared by impregnating the glass fiber mat laminate.

한편, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예에 따라 제조된 폴리우레탄 폼에 대해 설명한다. On the other hand, below, the polyurethane foam prepared according to the preferred embodiment and comparative example of the present invention will be described.

다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.

1. 폴리우레탄 폼 제조1. Polyurethane Foam Manufacturing

[실시예 1][Example 1]

메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 함유 화합물 중량부 100을 기준으로, 밀도 0.1g/cc 소다라임 보로실리케이트 글래스를 2 중량부를 혼합한 후, 기계적 교반장치를 이용하여 3분간 3000rpm의 저속으로 교반하였다.Based on 100 parts by weight of the methylene diphenyl diisocyanate (MDI)-containing compound, 2 parts by weight of soda lime borosilicate glass having a density of 0.1 g/cc was mixed, followed by stirring at a low speed of 3000 rpm for 3 minutes using a mechanical stirring device.

그 후, 폴리올 함유 화합물을 MDI 함유 화합물 중량부 100을 기준으로 91 중량부, 발포제(HFC-245fa)를 폴리올 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 7 중량부를 첨가한 후, 촉매제(CF3CH2CHF2)와 함께 상온에서 기계적 교반 장치를 이용하여 1분간 5000rpm으로 교반한 후, 몰드에서 폴리우레탄 폼을 제조하였다.Thereafter, 91 parts by weight of the polyol-containing compound based on 100 parts by weight of the MDI-containing compound and 7 parts by weight of a blowing agent (HFC-245fa) based on 100 parts by weight of the polyol-containing compound were added, and then together with a catalyst (CF3CH2CHF2) at room temperature After stirring at 5000 rpm for 1 minute using a mechanical stirring device, polyurethane foam was prepared in a mold.

교반 단계에서의 반응 온도는 15도 내지 25도였고, 일반적인 수동식 회전 교반 장치를 사용하여 교반하였다.The reaction temperature in the stirring step was 15°C to 25°C, and stirring was performed using a general manual rotary stirring device.

[비교예 1][Comparative Example 1]

글라스버블을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 폼을 제조하였다.A polyurethane foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that glass bubbles were not added.

실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼의 압축강도 및 열전도도를 측정한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The results of measuring the compressive strength and thermal conductivity of the glass bubble polyurethane foam prepared according to Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 비교예 1
Comparative Example 1
압축강도(MPa)
(20℃)
Compressive strength (MPa)
(20℃)
1.6531.653 1.3581.358
압축강도(MPa)
(-163℃)
Compressive strength (MPa)
(-163℃)
4.254.25 3.6183.618
열전도도
(W/mK)
thermal conductivity
(W/mK)
0.032470.03247 0.03490.0349
밀도
(Kg/m3)
density
(Kg/m3)
130130 130130

표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 글라스버블이 첨가된 폴리우레탄 폼이 글라스버블이 첨가되지 않은 비교예와 대비하여, 상온 및 액화가스가 저장되는 영하 163도에서 각각, 동일한 밀도 내 압축 강도가 크게 증대되고, 열전도도는 크게 감소하였음을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, the polyurethane foam to which glass bubbles are added according to an embodiment of the present invention has the same density at room temperature and 163 degrees below zero where liquefied gas is stored, respectively, compared to the comparative example in which glass bubbles are not added. It can be seen that the compressive strength is greatly increased and the thermal conductivity is greatly decreased.

2. 유리섬유 폴리우레탄 폼 제조2. Manufacturing of glass fiber polyurethane foam

[실시예 2][Example 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 폴리우레탄 용액(이소시아네이트, 글라스버블 및 폴리올을 포함하는 고분자 혼합물)을 유리섬유매트 적층체에 함침시켜 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼을 제조하였다.A glass bubble glass fiber polyurethane foam was prepared by impregnating the glass fiber mat laminate with the polyurethane solution (polymer mixture containing isocyanate, glass bubble and polyol) prepared in the same manner as in Example 1.

[비교예 2][Comparative Example 2]

비교예 1과 동일한 방법으로 제조된 폴리우레탄 용액(이소시아네이트 및 폴리올을 포함하는 고분자 혼합물)을 유리섬유매트 적층체에 함침시켜 유리섬유 폴리우레탄 폼을 제조하였다.A glass fiber polyurethane foam was prepared by impregnating a glass fiber mat laminate with a polyurethane solution (a polymer mixture containing isocyanate and polyol) prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

실시예 2 및 비교예 2에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼의 압축강도 및 열전도도를 측정한 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.The results of measuring the compressive strength and thermal conductivity of the glass bubble glass fiber polyurethane foam prepared according to Example 2 and Comparative Example 2 are shown in Table 2 below.

구분division 실시예 2Example 2 비교예 2
Comparative Example 2
압축강도(MPa)
(20℃)
Compressive strength (MPa)
(20℃)
0.8370.837 0.7390.739
인장강도(MPa)
(20℃)
Tensile strength (MPa)
(20℃)
2.1452.145 1.4771.477
압축강도(MPa)
(-163℃)
Compressive strength (MPa)
(-163℃)
1.7561.756 1.5181.518
인장강도(MPa)
(-163℃)
Tensile strength (MPa)
(-163℃)
2.2762.276 2.1812.181
열전도도
(W/mK)
thermal conductivity
(W/mK)
0.0250.025 0.0250.025
밀도
(kg/m3)
density
(kg/m3)
110110 110110

표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 글라스버블이 첨가된 유리섬유 폴리우레탄 폼이 글라스버블이 첨가되지 않은 비교예 2와 대비하여, 상온 및 액화가스가 저장되는 영하 163도에서 각각, 동일한 밀도 내 열전도도는 유지한 채로 압축 강도 및 인장 강도가 크게 증대되었음을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, the glass fiber polyurethane foam to which glass bubbles are added according to Example 2 of the present invention is compared to Comparative Example 2 in which glass bubbles are not added, at room temperature and 163 degrees below zero where liquefied gas is stored, respectively. , it can be seen that the compressive strength and tensile strength are greatly increased while maintaining the thermal conductivity within the same density.

한편, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 것이다.Meanwhile, FIG. 2 is a photograph taken with a scanning electron microscope (SEM) of the glass bubble polyurethane foam prepared according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 폴리우레탄 폼을 이루는 셀(이소시아네이트 함유 화합물 및 폴리올 함유 화합물에 의해 생성) 사이에 글라스버블이 위치하고 있음을 확인할 수 있고, 중공의 글라스버블로 인하여 열유입이 억제되기 때문에 열전도를 낮춰줄 수 있으며, 셀 사이의 구비되는 글라스버블이 보강재의 역할을 수행하여 기계적 강도의 향상 또한 담보할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that glass bubbles are located between the cells (generated by the isocyanate-containing compound and the polyol-containing compound) constituting the polyurethane foam, and heat conduction is improved because heat inflow is suppressed due to the hollow glass bubble. It can be lowered, and the glass bubble provided between the cells acts as a reinforcing material, so that the improvement of mechanical strength can also be ensured.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼과 폴리우레탄 폼의 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이다.Figure 3 is a stress-strain diagram of the glass bubble polyurethane foam and the polyurethane foam manufactured according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상술한 실시예에 따라 제조된 글라스버블 폴리우레탄 폼(실시예 1)과 폴리우레탄 폼(비교예 1)의 기계적 성능을 평가하기 위해 상온 및 극저온에서 압축 시험을 수행하였으며, 그 결과 글라스버블 폴리우레탄 폼은 폴리우레탄 폼에 비해 강도가 향상된 것을 확인할 수 있다.3, in order to evaluate the mechanical performance of the glass bubble polyurethane foam (Example 1) and the polyurethane foam (Comparative Example 1) prepared according to the above-described embodiment, compression tests were performed at room temperature and cryogenic temperature, As a result, it can be seen that the glass bubble polyurethane foam has improved strength compared to the polyurethane foam.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼과 유리섬유 폴리우레탄 폼의 인장 실험 결과에 대한 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼과 유리섬유 폴리우레탄 폼의 압축 실험 결과에 대한 응력-변형률 선도를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a stress-strain diagram for the tensile test results of the glass bubble glass fiber polyurethane foam and the glass fiber polyurethane foam manufactured according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the second embodiment of the present invention. It is a view showing the stress-strain curve for the compression test results of the glass bubble glass fiber polyurethane foam and the glass fiber polyurethane foam manufactured according to the embodiment.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상술한 실시예에 따라 제조된 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼(실시예 2)과 유리섬유 폴리우레탄 폼(비교예 2)의 기계적 성능을 평가하기 위해 상온 및 극저온에서 인장 시험을 수행하였으며, 그 결과 글라스버블 유리섬유 폴리우레탄 폼은 유리섬유 폴리우레탄 폼에 비해 인장강도 및 압축강도가 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.4 and 5, in order to evaluate the mechanical performance of the glass bubble glass fiber polyurethane foam (Example 2) and the glass fiber polyurethane foam (Comparative Example 2) prepared according to the above-described embodiment, room temperature and cryogenic temperature Tensile test was performed in , and as a result, it can be confirmed that the glass bubble glass fiber polyurethane foam has significantly improved tensile strength and compressive strength compared to the glass fiber polyurethane foam.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼은, 이소시아네이트 함유 화합물, 폴리올 함유 화합물, 발포제와 글라스버블, 바람직하게는 이소시아네이트 함유 화합물의 100 중량부를 기준으로 1 내지 3 중량부의 글라스버블(0.1g/cc 내지 0.3g/cc)을 이용하여 형성함으로써, 폴리우레탄 폼의 기계적 강도와 단열 성능이 획기적으로 개선될 수 있고, 이를 통해 종래의 단열재와 비교하여 단열재의 두께를 줄일 수 있어 저장탱크 내 연료의 용적 공간을 증대시킬 수 있다.As described above, the polyurethane foam for a liquefied gas storage tank according to an embodiment of the present invention is an isocyanate-containing compound, a polyol-containing compound, a foaming agent and a glass bubble, preferably 1 to 100 parts by weight of the isocyanate-containing compound. By forming using 3 parts by weight of glass bubbles (0.1 g/cc to 0.3 g/cc), the mechanical strength and thermal insulation performance of the polyurethane foam can be remarkably improved, and through this, the thickness of the insulating material compared to the conventional insulating material It is possible to reduce the volumetric space of the fuel in the storage tank.

더욱이, 선체의 굽힘 하중에 용이하게 저항할 수 있도록 유리섬유를 더 포함하여 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있고, 이를 통해 액화가스 저장탱크의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 압축강도와 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있다.Furthermore, polyurethane foam can be manufactured by further including glass fibers to easily resist the bending load of the hull, and through this, the compressive strength and tensile strength of the polyurethane foam used as an insulator of the liquefied gas storage tank can be further improved. can be improved

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely provided for specific examples in order to easily explain the technical contents of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all changes or modifications derived based on the technical spirit of the present invention in addition to the embodiments disclosed herein are included in the scope of the present invention.

Claims (2)

폴리올 함유 화합물;
이소시아네이트 함유 화합물; 및
글라스버블을 포함하는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼.
polyol containing compounds;
isocyanate-containing compounds; and
Polyurethane foam for liquefied gas storage tank containing glass bubbles.
이소시아네이트 함유 화합물에, 글라스버블을 혼합하여 중간 혼합물을 생성하는 단계;
상기 중간 혼합물에 폴리올 함유 화합물과 발포제를 첨가하고 교반하여 고분자 혼합물을 생성하는 단계; 및
상기 고분자 혼합물을 몰드에 주입하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 단계를 포함하는 액화가스 저장탱크용 폴리우레탄 폼의 제조방법.
mixing the isocyanate-containing compound with glass bubbles to form an intermediate mixture;
adding a polyol-containing compound and a blowing agent to the intermediate mixture and stirring to form a polymer mixture; and
A method of producing a polyurethane foam for a liquefied gas storage tank comprising the step of preparing a polyurethane foam by injecting the polymer mixture into a mold.
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