KR20220091416A - Insulator - Google Patents
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Abstract
본 출원은, 단열 성능, 준불연 성능 및 난연 성능이 동시에 우수하게 유지되고, 취급성, 시공성, 경량성, 재단성 및 기계적 강도 등도 탁월한 단열재를 제공할 수 있다.The present application can provide an insulating material excellent in heat insulation performance, semi-incombustible performance and flame retardant performance at the same time, and excellent in handling, workability, lightness, cutability and mechanical strength.
Description
본 출원은, 단열재에 대한 것이다.This application relates to a heat insulating material.
단열재는, 열의 손실이나 열의 유입을 방지, 지연 또는 완화시킬 목적으로 사용하는 재료이고, 대표적인 용도는 건축 자재로서의 용도이지만, 그 외에도 보온이나 보냉 등이 필요한 다양한 용도에 사용될 수 있다.Insulation is a material used for the purpose of preventing, delaying, or alleviating heat loss or inflow of heat, and a typical use is as a building material, but in addition, it can be used for various purposes requiring warmth or cooling.
유기 단열재로는, 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및/또는 폴리이소시아누레이트 등의 수지 성분을 발포시켜서 폼(foam) 형태로 제조한 소재가 대표적으로 알려져 있다.As an organic heat insulating material, a material manufactured in the form of a foam by foaming a resin component such as phenol resin, polystyrene, polyurethane, and/or polyisocyanurate is known representatively.
위와 같은 발포 과정에서 폼(foam) 내에 소위 독립 기포(closed cell)가 형성되고, 형성된 독립 기포에 의해서 단열 성능이 발휘될 수 있다. 즉, 위와 같은 발포 과정에서 형성되는 독립 기포에 의한 독립 기포율이나, 독립 기포의 크기 등은 단열재의 성능을 결정하는 중요한 요인이다.In the above foaming process, so-called closed cells are formed in the foam, and thermal insulation performance may be exhibited by the formed closed cells. That is, the closed cell ratio due to the closed cells formed in the above foaming process or the size of the closed cells are important factors that determine the performance of the insulating material.
따라서, 단열재의 제조를 위한 발포 과정에서는 적용 재료에 따라 최적의 단열 성능이 발휘될 수 있는 독립 기포가 형성될 수 있도록 발포 공정의 조건 및 재료 등을 제어하고 있다.Therefore, in the foaming process for the manufacture of the heat insulating material, the conditions and materials of the foaming process are controlled so that closed cells capable of exhibiting the optimal heat insulation performance according to the applied material are formed.
용도에 따라서 단열재에는 소위 준불연 성능 내지 난연 성능이 요구되고, 특히 건축용 단열재의 경우, 화재 위험 등에 의해 상기 준불연 내지 난연 성능에 대한 요구가 더욱 커지고 있다.Depending on the use, so-called semi-non-flammable performance or flame-retardant performance is required for a heat insulating material, and in particular, in the case of a building insulation material, the demand for the semi-non-flammable or flame-retardant performance is further increased due to fire risk.
단열재에 준불연 내지 난연 성능을 확보하기 위해서는 단순하게 단열재에 난연제를 배합하는 방법을 생각할 수 있다.In order to secure the semi-nonflammable or flame-retardant performance of the insulator, a method of simply mixing the flame retardant with the insulator can be considered.
그런데, 배합된 난연제는, 단열재의 형성을 위한 발포 과정에서 영향을 미쳐서 단열재에 설계된 것과는 다른 형태 내지 수의 독립 기포를 형성시키며, 형성된 독립 기포의 내벽의 안정성도 저하시킨다.However, the blended flame retardant affects the foaming process for the formation of the heat insulator to form closed cells of different shapes or numbers than those designed for the heat insulator, and also reduces the stability of the inner wall of the formed closed cells.
따라서, 난연제의 배합은 단열재의 기본적인 성능인 단열성을 저하시킨다. 특히, 더 높은 준불연 내지 난연 성능의 확보를 위해 더 많은 난연제를 적용하는 경우에 단열재의 단열 성능의 저하의 폭은 더욱 커지게 된다.Therefore, the compounding of the flame retardant lowers the heat insulating property, which is the basic performance of the heat insulating material. In particular, when more flame retardants are applied to secure higher semi-incombustible or flame-retardant performance, the extent of deterioration of the thermal insulation performance of the insulator is further increased.
본 출원은, 단열재에 대한 것이다. 본 출원은, 단열 성능, 준불연 성능 및 난연 성능이 동시에 우수하게 유지되는 단열재를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. 본 출원은 또한, 취급성, 시공성, 경량성, 재단성 및 기계적 강도 등도 우수한 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.This application relates to a heat insulating material. An object of the present application is to provide an insulating material in which thermal insulation performance, semi-incombustible performance, and flame-retardant performance are maintained excellently at the same time. Another object of the present application is to provide an insulating material excellent in handleability, workability, lightness, cutability, mechanical strength, and the like.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도 및/또는 압력이 그 물성치에 영향을 미치는 경우에는 특별히 달리 언급하지 않는 한, 해당 물성은 상온 및/또는 상압에서 측정한 물성을 의미한다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured temperature and/or pressure affect the physical properties, unless otherwise specified, the corresponding physical properties refer to properties measured at room temperature and/or pressure.
본 출원에서 용어 상온은 가온 및 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이며, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 25℃ 또는 23℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.In the present application, the term room temperature is a natural temperature that is not heated or reduced, and for example, may mean any temperature within the range of about 10°C to 30°C, a temperature of about 25°C or 23°C.
본 출원에서 용어 상압은, 특별히 줄이거나 높이지 않은 때의 압력으로서, 보통 대기압과 같은 약 740 mmHg 내지 780 mmHg 정도의 기압 정도를 의미할 수 있다.In the present application, the term atmospheric pressure is a pressure when not particularly reduced or increased, and may refer to an atmospheric pressure of about 740 mmHg to 780 mmHg, such as atmospheric pressure.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 습도가 그 물성치에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 물성은, 측정 온도 및 압력 상태에서 특별히 조절하지 않은 자연 그대로의 습도에서 측정한 물성을 의미한다. Among the physical properties mentioned in the present specification, when the measured humidity affects the physical property, unless otherwise specified, the physical property means a property measured in natural humidity that is not specially adjusted in the measurement temperature and pressure state do.
본 출원의 단열재는, 적어도 1층의 유기물층을 포함한다. 용어 유기물층은, 유기물을 주성분으로 포함하는 층이다. 본 명세서에서 어떤 성분이 주성분으로 포함된다는 것은, 해당 성분의 중량 비율이 약 55 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 약 65 중량% 이상, 약 70 중량% 이상, 약 75 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 85 중량% 이상 또는 약 90 중량% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 주성분의 중량 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 주성분의 중량 비율은 약 100 중량% 이하, 99 중량% 이하, 98 중량% 이하, 97 중량% 이하, 96 중량% 이하 또는 약 95 중량% 이하 정도일 수 있다. 본 명세서에서 용어 유기물의 의미는 업계에서 공지된 바와 같다. 대표적으로 상기 유기물은, 후술하는 경화 수지일 수 있고, 구체적으로는 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The heat insulating material of the present application includes at least one organic material layer. The term organic layer is a layer containing an organic material as a main component. In the present specification, that a component is included as a main component means that the weight ratio of the component is about 55% by weight or more, about 60% by weight or more, about 65% by weight or more, about 70% by weight or more, about 75% by weight or more, about 80 It may mean a case of at least about 85 wt%, or at least about 90 wt% by weight. The upper limit of the weight ratio of the main component is not particularly limited, and for example, the weight ratio of the main component is about 100% by weight or less, 99% by weight or less, 98% by weight or less, 97% by weight or less, 96% by weight or less, or about It may be about 95% by weight or less. The meaning of the term organic in this specification is as known in the art. Typically, the organic material may be a cured resin to be described later, specifically, may be at least one selected from the group consisting of phenol resin, polystyrene, polyurethane, and polyisocyanurate, but is not limited thereto.
유기물층은, 소위 독립 기포(closed cell)를 포함할 수 있다. 본 출원의 유기물층 내에는, 후술하는 우수한 난연 및 준불연 성능이 확보된 상태에서 상기 독립 기포가 설계된 단열 성능이 안정적으로 구현될 수 있도록 존재할 수 있다. 이에 따라서 본 출원의 단열재에는 우수한 단열 성능, 준불연 성능 및 난연 성능이 동시에 확보된다.The organic layer may include so-called closed cells. In the organic material layer of the present application, in a state in which excellent flame-retardant and semi-flammable performance to be described later are secured, the closed cells may exist so that the designed thermal insulation performance can be stably implemented. Accordingly, excellent thermal insulation performance, semi-incombustible performance, and flame-retardant performance are secured at the same time in the insulating material of the present application.
본 출원의 단열재 또는 상기 유기물층은 우수한 단열 성능을 가진다. The insulating material or the organic material layer of the present application has excellent thermal insulation performance.
통상 단열 성능은 열관류율에 의해 확인된다. 열관류율은 열전도율을 두께로 나눈 물리량이다. 상기 단열재 또는 유기물층은, 열관류율이 약 0.4 W/m2·K 이하 정도일 수 있다. 상기 열관류율은 다른 예시에서 0.35 W/m2·K 이하, 0.3 W/m2·K 이하, 0.25 W/m2·K 이하 또는 0.2 W/m2·K 이하 정도일 수도 있다. 상기 열관류율은, 그 값이 낮을수록 유리한 효과를 보이는 것으로 그 하한에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면 상기 열관류율은 다른 예시에서 0 W/m2·K 이상, 0 W/m2·K 초과, 0.05 W/m2·K 이상, 0.1 W/m2·K 이상 또는 0.15 W/m2·K 이상 정도일 수 있다.Usually, the thermal insulation performance is confirmed by the thermal transmittance rate. Thermal transmittance is a physical quantity obtained by dividing thermal conductivity by thickness. The heat insulating material or the organic material layer may have a thermal transmittance of about 0.4 W/m 2 ·K or less. In another example, the thermal transmittance may be about 0.35 W/m 2 ·K or less, 0.3 W/m 2 ·K or less, 0.25 W/m 2 ·K or less, or 0.2 W/m 2 ·K or less. As for the thermal transmittance, the lower the value, the more advantageous the effect is, and the lower limit thereof is not particularly limited. For example, in another example, the thermal transmittance is 0 W/m 2 ·K or more, 0 W/m 2 ·K or more, 0.05 W/m 2 ·K or more, 0.1 W/m 2 ·K or more, or 0.15 W/m 2 · It can be about K or more.
단열재 또는 유기물층의 열관류율은 KS L 9016 규정에 따른 보온재 열전도율 측정 방법 기준의 평판열류계 방식으로 측정할 수 있다. 이 방식에서는 10 이상의 온도의 차이를 시험체의 양쪽에서 발생시켜서 시험체를 통과하는 열류량을 전기적으로 측정하고, 시험체의 온도차를 측정하여 열전도율을 구하는 방법이다.The thermal transmittance of the insulating material or the organic material layer can be measured by the flat plate heat flow meter method based on the method for measuring the thermal conductivity of the insulating material according to KS L 9016. In this method, a temperature difference of 10 or more is generated on both sides of the specimen, the amount of heat flow passing through the specimen is electrically measured, and the thermal conductivity is obtained by measuring the temperature difference of the specimen.
본 출원의 단열재 또는 유기물은 또한 약 30 mW/m·K 이하의 열전도율을 나타낼 수 있다. 상기 열전도율은 다른 예시에서 약 28 mW/m·K 이하, 약 26 mW/m·K 이하, 약 24 mW/m·K 이하, 약 22 mW/m·K 이하, 약 20 mW/m·K 이하이거나, 약 10 mW/m·K 이상, 약 12 mW/m·K 이상, 약 14 mW/m·K 이상, 약 16 mW/m·K 이상 또는 약 18 mW/m·K 이상 정도일 수도 있다. 이러한 열전도율은 ISO 8301 표준서에서 규정하는 열전류게법 또는 KS L 9016 표준서에서 규정하는 보온재의 열전도율 측정 규격에 따른 열류계에 의한 방법, 평판 직접법, 평판 비교법 또는 열 전류계법 중에서 열전류게법을 채용한 EKO社의 HC-074 열전도율측정장비를 사용하여 측정할 수 있다.The heat insulating material or organic material of the present application may also exhibit a thermal conductivity of about 30 mW/m·K or less. In another example, the thermal conductivity is about 28 mW/m·K or less, about 26 mW/m·K or less, about 24 mW/m·K or less, about 22 mW/m·K or less, about 20 mW/m·K or less or about 10 mW/m·K or more, about 12 mW/m·K or more, about 14 mW/m·K or more, about 16 mW/m·K or more, or about 18 mW/m·K or more. This thermal conductivity is measured by the thermal ammeter method specified in the ISO 8301 standard or the thermal current measurement method according to the thermal conductivity measurement standard of the insulating material specified in the KS L 9016 standard, the direct plate method, the flat plate comparison method, or the thermal ammeter method of EKO, which employs the thermal ammeter method. It can be measured using HC-074 thermal conductivity measuring equipment.
본 출원의 유기물층은, 밀도가 약 20 내지 70 Kg/m3의 범위 내일 수 있다. 단열재에서 밀도는 열전도 특성과 함수 관계가 있다. 상기 범위의 밀도를 가지는 유기물을 포함하는 단열재는 우수한 단열 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 경량성을 확보하는 측면에서도 상기 밀도는 적정 범위일 수 있다. 상기 밀도는 다른 예시에서 21 Kg/m3 이상, 22 Kg/m3 이상, 23 Kg/m3 이상, 24 Kg/m3 이상 또는 25 Kg/m3 이상이거나, 65 Kg/m3 이하, 60 Kg/m3 이하, 55 Kg/m3 이하, 50 Kg/m3 이하, 45 Kg/m3 이하, 40 Kg/m3 이하 또는 36 Kg/m3 이하 정도일 수도 있다.The organic material layer of the present application may have a density in the range of about 20 to 70 Kg/m 3 . In insulation materials, density is a function of heat conduction properties. A heat insulating material including an organic material having a density within the above range may exhibit excellent heat insulating properties. Also, in terms of securing lightness, the density may be in an appropriate range. In another example, the density is 21 Kg/m 3 or more, 22 Kg/m 3 or more, 23 Kg/m 3 or more, 24 Kg/m 3 or more, or 25 Kg/m 3 or more, or 65 Kg/m 3 or less, 60 It may be about Kg/m 3 or less, 55 Kg/m 3 or less, 50 Kg/m 3 or less, 45 Kg/m 3 or less, 40 Kg/m 3 or less, or 36 Kg/m 3 or less.
이러한 유기물층의 밀도는 JIS-K-7222 규격에 기초하여 측정할 수 있다.The density of such an organic material layer can be measured based on JIS-K-7222 standard.
유기물층은, 또한, 단위 면적당 무게가 2 내지 20 Kg/m2의 범위 내일 수 있다. 본 출원의 유기물층은, 상기 단위 면적당 무게를 통해 경량성 등에서 유리한 효과를 나타내면서도 상기 단열, 준불연 및 난연 성능을 나타낼 수 있다. 상기 단위 면적당 무게는 다른 예시에서 3 Kg/m2 이상이거나, 18 Kg/m2 이하, 16 Kg/m2 이하, 14 Kg/m2 이하, 12 Kg/m2 이하, 10 Kg/m2 이하 또는 8 Kg/m2 이하 정도일 수도 있다.The organic material layer may also have a weight per unit area of 2 to 20 Kg/m 2 in the range. The organic material layer of the present application may exhibit the heat insulation, semi-incombustibility and flame-retardant performance while exhibiting advantageous effects such as lightness through the weight per unit area. In another example, the weight per unit area is 3 Kg/m 2 or more, 18 Kg/m 2 or less, 16 Kg/m 2 or less, 14 Kg/m 2 or less, 12 Kg/m 2 or less, 10 Kg/m 2 or less Alternatively, it may be about 8 Kg/m 2 or less.
상기 단열재 또는 유기물층은, 우수한 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 단열재 또는 유기물은, 압축 강도가 90 kPa 이상일 수 있다. 상기 압축 강도는 다른 예시에서 95, kPa 이상 100 kPa 이상, 105 kPa 이상, 110 kPa 이상, 115 kPa 이상, 120 kPa 이상 또는 125 kPa 이상 정도이거나, 300 kPa 이하, 280 kPa 이하, 260 kPa 이하, 240 kPa 이하, 220 kPa 이하, 200 kPa 이하, 180 kPa 이하, 160 kPa 이하, 140 kPa 이하 또는 130 kPa 이하 정도일 수 있다.The heat insulating material or the organic material layer may exhibit excellent mechanical strength. For example, the heat insulating material or the organic material may have a compressive strength of 90 kPa or more. In another example, the compressive strength is 95, kPa or more, 100 kPa or more, 105 kPa or more, 110 kPa or more, 115 kPa or more, 120 kPa or more, or 125 kPa or more, or 300 kPa or less, 280 kPa or less, 260 kPa or less, 240 It may be about kPa or less, 220 kPa or less, 200 kPa or less, 180 kPa or less, 160 kPa or less, 140 kPa or less, or 130 kPa or less.
단열재 또는 유기물층의 압축 강도는 KS M ISO 844에 규정된 압축 강도 확인 방식으로 측정할 수 있다.The compressive strength of the insulating material or organic layer can be measured by the method of confirming the compressive strength specified in KS M ISO 844.
본 출원의 단열재 또는 유기물층은, 경량이고, 우수한 기계적 강도를 가지는 상태에서도 탁월한 단열 성능, 준불연 성능 및 난연 성능을 동시에 나타낼 수 있다.The heat insulating material or organic material layer of the present application may simultaneously exhibit excellent thermal insulation performance, semi-incombustible performance and flame retardant performance even in a state of being lightweight and having excellent mechanical strength.
이러한 특성은, 유기물층 내에 존재하는 독립 기포의 수나 형태 및 해당 독립 기포의 내부에 존재하는 성분을 제어함으로써 달성할 수 있다. 본 출원에서는 특히 단열재 및 유기물에 우수한 난연 및 준불연 성능을 부여하기 위해서 조성을 제어한 상태에서도 상기 독립 기포의 수나 형태 등을 목적하는 성능이 발현될 수 있도록 안정적으로 유지할 수 있다.These characteristics can be achieved by controlling the number and shape of the closed cells present in the organic material layer and components present in the closed cells. In the present application, in particular, in order to impart excellent flame-retardant and quasi-non-flammable performance to the insulating material and organic material, the number and shape of the closed cells can be stably maintained so that the desired performance can be expressed even when the composition is controlled.
예를 들면, 상기 유기물층은, 독립 기포율이 75% 이상일 수 있다. 상기 독립 기포율은 다른 예시에서 77% 이상, 79% 이상, 81% 이상, 83% 이상, 85% 이상, 87% 이상, 89% 이상, 91% 이상 또는 93% 이상 정도이거나, 95% 이하, 93% 이하, 91% 이하, 89% 이하 또는 87% 이하 정도일 수도 있다. 이러한 범위에서 독립 기포율을 가지는 유기물층은 상기 언급된 특성을 효과적으로 충족시킬 수 있다.For example, the organic material layer may have a closed cell ratio of 75% or more. In another example, the closed cell rate is 77% or more, 79% or more, 81% or more, 83% or more, 85% or more, 87% or more, 89% or more, 91% or more, or 93% or more, or 95% or less, It may be on the order of 93% or less, 91% or less, 89% or less, or 87% or less. The organic material layer having the closed cell ratio in this range can effectively satisfy the above-mentioned properties.
유기물층의 독립 기포율은 KS M ISO 4590 규격에 따라서, 적절한 측정 기기(ex. Quantachrome, ULTRAPYC 1200e)를 사용하여 측정할 수 있으며, 단열재로 사용되는 유기물층의 독립 기포를 측정하는 방법은 공지이다.The closed cell rate of the organic material layer can be measured using an appropriate measuring device (ex. Quantachrome, ULTRAPYC 1200e) according to KS M ISO 4590 standard, and the method of measuring the closed cells of the organic material layer used as a heat insulator is known.
상기 유기물층에 존재하는 독립 기포는 평균 지름이 70 νm 내지 200 νm의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 범위의 평균 지름의 독립 기포를 가지는 유기물층은 상기 언급된 특성을 효과적으로 충족시킬 수 있다. 상기 평균 지름은 다른 예시에서 75νm 이상, 80νm 이상, 85νm 이상 또는 90νm 이상이거나, 190νm 이하, 180νm 이하, 170νm 이하, 160νm 이하, 150νm 이하, 140νm 이하, 130νm 이하, 120νm 이하, 110νm 이하 또는 100νm 이하 정도일 수도 있다.The closed cells present in the organic layer may have an average diameter in the range of 70 νm to 200 νm. The organic material layer having closed cells having an average diameter in this range can effectively satisfy the above-mentioned properties. The average diameter is 75νm or more, 80νm or more, 85νm or more, or 90νm or more, or 190νm or less, 180νm or less, 170νm or less, 160νm or less, 150νm or less, 140νm or less, 130νm or less, 120νm or less, 110νm or less or 100νm or less in another example. may be
유기물층의 독립 기포의 평균 지름을 측정하는 방법은 공지되어 있다. 예를 들면, 상기 평균 지름은, 일반적인 전자 현미경 및 이미지 제이 프로그램을 이용하여 측정할 수 있다. 통상 먼저 시료를 면도날 등으로 잘라서 박피로 한 후에 전자 현미경으로 촬영하고, 약 150개의 크기로 원형 모양을 그린 후에 이미지 제이 프로그램을 이용하여 상기 평균 지름을 측정할 수 있다.A method for measuring the average diameter of closed cells of the organic layer is known. For example, the average diameter may be measured using a general electron microscope and an image J program. Usually, a sample is first cut with a razor blade, etc. to be peeled, then photographed with an electron microscope, and circular shapes are drawn in about 150 sizes, and then the average diameter can be measured using the Image J program.
본 출원의 단열재 및 유기층은, 상기 언급된 형태의 독립 기포를 가지면서, 우수한 단열 성능과 경량성, 기계적 강도 등을 나타내고, 동시에 탁월한 준불연 및 난연 성능을 나타낼 수 있다.The heat insulating material and organic layer of the present application may exhibit excellent thermal insulation performance, light weight, mechanical strength, etc., while having closed cells of the above-mentioned form, and at the same time exhibit excellent semi-incombustible and flame retardant performance.
예를 들면, 상기 단열재 또는 유기층은, KS F 5660-1 시험 방법에 따른 5분 열방출량(THR300s)이 11 MJ/m2 이하일 수 있다. 상기 5분 열방출량(THR300s)은 다른 예시에서 10 MJ/m2 이하, 9 MJ/m2 이하, 8 MJ/m2 이하, 7 MJ/m2 이하, 6 MJ/m2 이하, 5 MJ/m2 이하, 4 MJ/m2 이하, 3 MJ/m2 이하 또는 2.5 MJ/m2 이하일 수 있다. 상기 5분 열방출량(THR300s)은 그 값이 낮을수록 우수한 난연 및 준불연 성능을 대변하는 것이기 때문에 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 5분 열방출량(THR300s)은, 0 MJ/m2 이상, 0.5 MJ/m2 이상, 1 MJ/m2 이상 또는 1.5 MJ/m2 이상 정도일 수 있다.For example, the heat insulating material or the organic layer may have a heat release rate (THR300s) of 11 MJ/m 2 or less in 5 minutes according to the KS F 5660-1 test method. The 5 minute heat release (THR300s) is 10 MJ/m 2 or less, 9 MJ/m 2 or less, 8 MJ/m 2 or less, 7 MJ/m 2 or less, 6 MJ/m 2 or less, 5 MJ/ m 2 or less, 4 MJ/m 2 or less, 3 MJ/m 2 or less, or 2.5 MJ/m 2 or less. The lower limit of the 5-minute heat release (THR300s) is not particularly limited because the lower the value, the better the flame-retardant and semi-non-flammable performance. In one example, the five-minute heat release (THR300s) may be about 0 MJ/m 2 or more, 0.5 MJ/m 2 or more, 1 MJ/m 2 or more, or 1.5 MJ/m 2 or more.
예를 들면, 상기 단열재 또는 유기층은, KS F 5660-1 시험 방법에 따른 10분 열방출량(THR600s)이 18 MJ/m2 이하일 수 있다. 상기 10분 열방출량(THR600s)은 다른 예시에서 17 MJ/m2 이하, 16 MJ/m2 이하, 15 MJ/m2 이하, 14 MJ/m2 이하, 13 MJ/m2 이하, 12 MJ/m2 이하, 11 MJ/m2 이하, 10 MJ/m2 이하, 9 MJ/m2 이하, 8 MJ/m2 이하, 7 MJ/m2 이하, 6 MJ/m2 이하 또는 5.5 MJ/m2 이하일 수 있다. 상기 10분 열방출량(THR600s)은 그 값이 낮을수록 우수한 난연 및 준불연 성능을 대변하는 것이기 때문에 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 10분 열방출량(THR600s)은, 0 MJ/m2 이상, 1 MJ/m2 이상, 2 MJ/m2 이상, 3 MJ/m2 이상, 4 MJ/m2 이상 또는 5 MJ/m2 이상 정도일 수 있다.For example, the heat insulating material or the organic layer may have a heat release rate (THR600s) of 18 MJ/m 2 or less in 10 minutes according to the KS F 5660-1 test method. The 10-minute heat release (THR600s) is 17 MJ/m 2 or less, 16 MJ/m 2 or less, 15 MJ/m 2 or less, 14 MJ/m 2 or less, 13 MJ/m 2 or less, 12 MJ/ m 2 or less, 11 MJ/m 2 or less, 10 MJ/m 2 or less, 9 MJ/m 2 or less, 8 MJ/m 2 or less, 7 MJ/m 2 or less, 6 MJ/m 2 or less, or 5.5 MJ/m 2 or less. The lower limit of the 10-minute heat release (THR600s) is not particularly limited because the lower the value, the better the flame-retardant and semi-non-flammable performance. In one example, the 10-minute heat release (THR600s) is 0 MJ/m 2 or more, 1 MJ/m 2 or more, 2 MJ/m 2 or more, 3 MJ/m 2 or more, 4 MJ/m 2 or more, or 5 MJ It can be on the order of /m 2 or more.
예를 들면, 상기 단열재 또는 유기층은, KS F 5660-1 시험 방법에 따른 최대 열방출량(peak HRR)이 55 kW/m2 이하일 수 있다. 상기 최대 열방출량(peak HRR)은 다른 예시에서 53kW/m2 이하, 51kW/m2 이하, 49kW/m2 이하, 47kW/m2 이하, 45kW/m2 이하, 43kW/m2 이하, 41kW/m2 이하, 39kW/m2 이하, 37kW/m2 이하, 35kW/m2 이하, 33kW/m2 이하, 31kW/m2 이하, 29kW/m2 이하, 27kW/m2 이하, 25kW/m2 이하, 23kW/m2 이하 또는 21kW/m2 이하일 수 있다. 상기 최대 열방출량(peak HRR)은, 그 값이 낮을수록 우수한 난연 및 준불연 성능을 대변하는 것이기 때문에 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 최대 열방출량(peak HRR)은, 0kW/m2 이상, 5 kW/m2 이상, 10 kW/m2 이상 또는 15 kW/m2 이상 정도일 수 있다.For example, the heat insulator or the organic layer may have a maximum heat release (peak HRR) of 55 kW/m 2 or less according to the KS F 5660-1 test method. The maximum heat dissipation (peak HRR) is 53 kW/m 2 or less, 51 kW/m 2 or less, 49 kW/m 2 or less, 47 kW/m 2 or less, 45 kW/m 2 or less, 43 kW/m 2 or less, 41 kW/ m 2 or less, 39 kW/m 2 or less, 37 kW/m 2 or less, 35 kW/m 2 or less, 33 kW/m 2 or less, 31 kW/m 2 or less, 29 kW/m 2 or less, 27 kW/m 2 or less, 25 kW/m 2 or less or less, 23 kW/m 2 or less, or 21 kW/m 2 or less. The lower limit of the maximum heat release (peak HRR) is not particularly limited because the lower the value, the better the flame-retardant and quasi-non-flammable performance. In one example, the maximum heat release (peak HRR) may be about 0 kW/m 2 or more, 5 kW/m 2 or more, 10 kW/m 2 or more, or 15 kW/m 2 or more.
상기 단열재 또는 유기물층은, KS F 5660-1 시험 방법에 따른 10분 열방출량(THR600s)의 감소율이 25% 이상일 수 있다. 상기 10분 열방출량(THR600s)의 감소율은 다른 예시에서 27% 이상, 29% 이상, 31% 이상, 33% 이상, 35% 이상, 37% 이상, 39% 이상, 41% 이상, 43% 이상, 45% 이상, 47% 이상, 49% 이상, 51% 이상, 53% 이상, 55% 이상, 57% 이상, 59% 이상, 61% 이상 또는 63% 이상이거나, 70% 이하, 68% 이하, 66% 이하, 64% 이하, 62% 이하, 60% 이하, 58% 이하, 56% 이하, 54% 이하, 52% 이하, 50% 이하, 48% 이하, 46% 이하, 44% 이하, 42% 이하, 40% 이하, 38% 이하, 36% 이하, 34% 이하 또는 32% 이하 정도일 수도 있다.The insulating material or the organic material layer, according to the KS F 5660-1 test method, the reduction rate of the heat release amount (THR600s) in 10 minutes may be 25% or more. The reduction rate of the 10-minute heat release (THR600s) is 27% or more, 29% or more, 31% or more, 33% or more, 35% or more, 37% or more, 39% or more, 41% or more, 43% or more, 45% or more, 47% or more, 49% or more, 51% or more, 53% or more, 55% or more, 57% or more, 59% or more, 61% or more, or 63% or more, 70% or less, 68% or more, 66 % or less, 64% or less, 62% or less, 60% or less, 58% or less, 56% or less, 54% or less, 52% or less, 50% or less, 48% or less, 46% or less, 44% or less, 42% or less , 40% or less, 38% or less, 36% or less, 34% or less, or 32% or less.
상기 단열재 또는 유기물층은 또한 한계 산소 지수(LOI, Limiting Oxygen Index)가 약 15% 이상일 수 있다. 상기 한계 산소 지수는, 다른 예시에서 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상 이상 또는 35% 이상이거나, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하 또는 40% 이하 정도일 수도 있다.The insulating material or the organic material layer may also have a limiting oxygen index (LOI) of about 15% or more. The limiting oxygen index is, in another example, 20% or more, 25% or more, 30% or more, or 35% or more, or 90% or less, 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less , 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, or 40% or less.
단열재 또는 유기물층의 한계 산소 지수는 ASTM D2863/77 규격에서 규정된 시험 조건에 따라서 연소를 지속시키기 위해 요구되는 산소의 최소 농도를 계산하는 방식으로 확인할 수 있다. 통상 한계 산소 지수는, 상기 시험 과정에서 주입되는 산소 및 질소 혼합물에서 산소의 부피 퍼센트로 주어진다.The limiting oxygen index of the insulating material or organic material layer can be confirmed by calculating the minimum concentration of oxygen required to sustain combustion according to the test conditions specified in ASTM D2863/77 standard. The limiting oxygen index is usually given as a percentage by volume of oxygen in the oxygen and nitrogen mixture injected during the test.
유기물층의 독립 기포 내에는 발포 가스가 존재할 수 있다. 발포 가스는, 유기물층을 제조하기 위한 발포 공정에서 목적하는 형태 및 수의 독립 기포를 생성하는 것에 기여하고, 발포 공정에서 생성되는 독립 기포 내에 포집되어 유기물층의 단열 성능에 기여할 수 있다. A foaming gas may be present in the closed cells of the organic material layer. The foaming gas contributes to generating a desired shape and number of closed cells in the foaming process for producing the organic material layer, and is trapped in the closed cells generated in the foaming process, thereby contributing to the thermal insulation performance of the organic material layer.
발포 가스의 종류에는 특별한 제한은 없으나, 예를 들면, 탄화수소 및/또는 할로겐화 탄화수소 등을 적용할 수 있다.There is no particular limitation on the type of the blowing gas, but, for example, hydrocarbons and/or halogenated hydrocarbons may be applied.
상기 탄화수소로는, 예를 들면, 탄소수가 3 내지 7인 고리형, 직사슬형 또는 분기형의 알칸, 알켄 및/또는 알킨 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 노르말부탄, 이소부탄, 시클로부탄, 노르말펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 네오펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 2,2-디메틸부탄, 2,3-디메틸부탄 및/또는 시클로헥산 등을 사용할 수 있다.As the hydrocarbon, for example, a cyclic, linear or branched alkane, alkene and/or alkyne having 3 to 7 carbon atoms can be used, and specifically, normal butane, isobutane, and cyclobutane. , normal pentane, isopentane, cyclopentane, neopentane, normal hexane, isohexane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane and/or cyclohexane can be used.
할로겐화 탄화수소로는, 예를 들면, 탄소수가 2 내지 5인 직사슬형 또는 분기형의 염소화 지방족 탄화수소를 사용할 수 있다. 적용되는 할로겐(예를 들면, 염소)의 수에는 특별한 제한은 없으나, 대략 1 내지 4개의 할로겐이 적용되어 있을 수 있다. 이러한 염소화 지방족 탄화수소로는, 예를 들어 클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드 및/또는 이소펜틸클로라이드 등을 사용할 수 있다.As the halogenated hydrocarbon, for example, a linear or branched chlorinated aliphatic hydrocarbon having 2 to 5 carbon atoms can be used. There is no particular limitation on the number of applied halogens (eg chlorine), but approximately 1 to 4 halogens may be applied. As the chlorinated aliphatic hydrocarbon, for example, chloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride and/or isopentyl chloride may be used.
발포 가스는, 유기물층에 포함되는 유기물(예를 들면, 후술하는 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및/또는 폴리이소시아누레이트 등) 100 중량부 대비 약 1 내지 25 중량부의 범위 내일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The foaming gas may be in the range of about 1 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic material (eg, phenol resin, polystyrene, polyurethane and/or polyisocyanurate, which will be described later) included in the organic material layer, but is limited thereto it is not
상기 유기물층은, 페놀 수지폼층, 폴리스티렌폼층, 폴리우레탄폼층 및/또는 폴리이소시아누레이트폼층이거나, 상기 재료 중 2종 이상이 혼합된 재료의 폼층일 수 있다.The organic material layer may be a phenol resin foam layer, a polystyrene foam layer, a polyurethane foam layer and/or a polyisocyanurate foam layer, or a foam layer of a material in which two or more of the above materials are mixed.
따라서, 상기 유기물층은, 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.Accordingly, the organic material layer may include at least one selected from the group consisting of phenol resin, polystyrene, polyurethane, and polyisocyanurate.
유기물층에는 상기 준불연 및 난연 성능을 확보하기 위해서 난연제 내지는 난연 상승제가 포함될 수 있다. 통상 이러한 난연제 및/또는 난연 상승제는, 유기물층을 형성하기 위한 발포 과정에 영향을 주어 목적하는 형태 내지 수의 독립 기포의 형성을 방해하거나, 이미 형성된 독립 기포의 내벽의 안정성을 저하시킨다. 따라서, 난연제 및 난연 상승제가 포함되어 있는 경우에 유기물층과 그를 포함하는 단열재의 단열 성능과 기계적 물성, 경량성 등의 특성을 원하는 수준으로 안정적으로 유지하는 것은 쉽지 않다. The organic layer may include a flame retardant or a flame retardant synergist in order to secure the semi-incombustible and flame retardant performance. Usually, such a flame retardant and/or a flame retardant synergist affects the foaming process for forming the organic material layer, thereby preventing the formation of a desired shape or number of closed cells, or lowering the stability of the inner wall of the already formed closed cells. Therefore, when a flame retardant and a flame retardant synergist are included, it is not easy to stably maintain the thermal insulation performance, mechanical properties, and lightness of the organic material layer and the insulating material including the same at a desired level.
본 출원에서는, 후술하는 특정 조합의 난연 성분을 적용하면 난연 성분이 발포 과정에서 설계된 독립 기포의 형성을 방해하지 않으면서, 상대적으로 소량으로도 목적하는 난연 및 준불연 성능이 확보되는 것을 확인하였다. 따라서, 후술하는 난연 성분의 조합을 포함하는 유기물층은, 상기 기술한 단열 성능, 기계적 강도, 경량 특성 등의 특성을 우수한 준불연 및 난연 성능과 함께 나타낼 수 있다.In the present application, when a specific combination of flame-retardant components described later is applied, the flame-retardant component does not interfere with the formation of designed closed cells during the foaming process, and it has been confirmed that the desired flame-retardant and semi-non-flammable performance is secured even with a relatively small amount. Accordingly, the organic material layer including a combination of flame retardant components to be described later may exhibit the above-described properties such as thermal insulation performance, mechanical strength, and light weight characteristics together with excellent semi-nonflammable and flame retardant performance.
본 출원의 상기 유기물층은 우선 난연 성분으로서, 인 화합물을 포함할 수 있다. 인 화합물로는, 난연성을 부여하는 것으로 공지되어 있는 것이라면 특별한 제한 없이 공지의 성분을 사용할 수 있다. The organic layer of the present application may include a phosphorus compound as a flame retardant component first. As the phosphorus compound, a known component may be used without any particular limitation as long as it is known to impart flame retardancy.
이러한 인 화합물로는, 적인이나, 방향족 인산 에스테르, 방향족 축합 인산 에스테르 또는 할로겐화 인산 에스테르 등의 인산 에스테르 등이나, 포스파젠 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합이 사용될 수 있다. As the phosphorus compound, one selected from red, aromatic phosphoric acid esters, phosphoric acid esters such as aromatic condensed phosphoric acid esters or halogenated phosphoric acid esters, phosphazenes, and the like, or a combination of two or more may be used.
상기 인 화합물은, 단열재에 난연성 내지 준불연성을 부여할 수 있는 성분으로 이미 알려져 있는 화합물이다. 따라서, 상기 인 화합물만을 단독으로 사용하는 경우에는, 준불연 및 난연 성능의 확보는 가능할 수 있지만, 상기 성능을 목적하는 단열성 등과 동시에 확보할 수는 없다.The phosphorus compound is a compound already known as a component capable of imparting flame retardancy or semi-incombustibility to the heat insulating material. Therefore, when only the phosphorus compound is used alone, it may be possible to secure the semi-incombustible and flame retardant performance, but it is impossible to secure the performance at the same time as the desired thermal insulation properties.
따라서, 본 출원에서는 상기 인 화합물과 조합하여 술펜아미드 화합물(sulfonamide compound) 및/또는 술펜이미드 화합물(sulfenimide compound)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물을 난연 성분으로 적용한다. 상기에서 술펜아미드 화합물은, 하나의 질소 원자와 황 원자의 결합(하기 화학식 1의 결합)을 포함하는 화합물이고, 술펜이미드 화합물은 하나의 질소 원자에 2개의 황 원자가 결합된 구조(하기 화학식 2의 결합 구조)를 포함하는 화합물이다. 술펜이미드 화합물은 넓은 의미에서 술펜아미드 화합물의 범주에 포함될 수 있으며, 본 명세서에서는 하기 화학식 1 또는 2의 결합을 포함하는 화합물은 술펜아미드 화합물로 통칭될 수 있다. Accordingly, in the present application, one or more compounds selected from the group consisting of a sulfonamide compound and/or a sulfenimide compound are applied as a flame retardant component in combination with the phosphorus compound. In the above, the sulfenamide compound is a compound including a bond between one nitrogen atom and a sulfur atom (a bond of Formula 1 below), and the sulfenimide compound has a structure in which two sulfur atoms are bonded to one nitrogen atom (Formula 2 below) It is a compound containing the bond structure of). A sulfenimide compound may be included in the category of a sulfenamide compound in a broad sense, and in the present specification, a compound including a bond of Formula 1 or 2 may be collectively referred to as a sulfenamide compound.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
이러한 화합물이 인 화합물과 함께 조합됨으로써, 단열 성능 등과 함께 준불연 및 난연 성능이 확보되는 이유는 명확하지는 않다. It is not clear why such a compound is combined with a phosphorus compound to ensure semi-incombustible and flame-retardant performance along with thermal insulation performance and the like.
추정하면, 상기 술펜아미드 또는 술펜이미드 화합물은, 열분해에 의해 아미닐 라디칼(aminyl radical)과 티일 라디칼(thiyl radical)을 생성하고, 생성된 라디칼들은 발화 부분 혹은 고온 영역에 자기 소화(self-extinguishment) 기능을 부여하는데, 술펜아미드 및/또는 술펜이미드에 의해 생성된 라디칼들에 의해 부여되는 상기 자기 소화 기능과 인 화합물이 가지는 난연 내지 준불연 성능의 조합에 의한 상승 효과(synergetic effect)에 의해 상대적으로 적은 양의 난연 성분들에 의해서도 우수한 난연 및 준불연 성능이 확보되는 것으로 보인다.Presumably, the sulfenamide or sulfenimide compound generates an aminyl radical and a thiyl radical by thermal decomposition, and the generated radicals are self-extinguishing (self-extinguishment) in the ignited part or high-temperature region. ) function, the self-extinguishing function imparted by radicals generated by sulfenamide and/or sulfenimide and the synergistic effect by the combination of the flame retardant or semi-flammable performance of the phosphorus compound It seems that excellent flame-retardant and semi-flammable performance is secured even by a relatively small amount of flame-retardant components.
또한, 유기물층 형성을 위한 발포 공정을 포함한 제조 과정에서 설계된 독립 기포의 형성에 악영향을 주지 않으면서도 균일한 분산 상태가 달성될 수 있는 난연 성분의 혼합물의 점도 특성이 상기 인 화합물과 술펜아미드 및/또는 술펜이미드간의 인력에 의한 상호 작용에 의해 달성되는 것으로 보인다. In addition, the viscosity characteristics of the mixture of the flame retardant component that can achieve a uniform dispersion state without adversely affecting the formation of closed cells designed in the manufacturing process including the foaming process for forming the organic layer is the phosphorus compound and sulfenamide and / or It appears to be achieved by an attractive interaction between sulfenimides.
이와 같은 상승 작용은, 인 화합물이 상기 술펜아미드 및/또는 술펜이미드와 혼합되면서 비로소 달성되는 작용이며, 다른 공지된 난연 성분들의 혼합을 통해서는 달성되기 어려운 것으로 보인다.Such a synergistic action is achieved only when the phosphorus compound is mixed with the sulfenamide and/or sulfenimide, and it seems difficult to achieve through mixing of other known flame retardant components.
상기 술펜아미드 또는 술펜이미드 화합물로는, 하나의 질소 원자와 황 원자의 결합 구조(S-N) 또는 하나의 질소 원자에 2개의 황 원자가 결합된 구조(S-N-S)를 포함하는 화합물이라면, 특별한 제한 없이 공지의 화합물을 적용할 수 있다.As the sulfenamide or sulfenimide compound, if it is a compound including a structure in which one nitrogen atom and a sulfur atom are bonded (S-N) or a structure in which two sulfur atoms are bonded to one nitrogen atom (S-N-S), there is no particular limitation. of compounds can be applied.
예를 들면, 상기 화합물로는, 송원산업에서 SF201, SF203 또는 SF205 등의 화합물이 사용될 수 있다. For example, as the compound, a compound such as SF201, SF203, or SF205 from Songwon Industries may be used.
하나의 예시에서 적절한 상기 화합물로는, 상기 화학식 1 또는 2에서 황 원자에 벤조티아졸과 같은 헤테로고리 구조가 연결된 화합물 또는 상기 화학식 1 또는 2의 구조에서 질소 원자가 프탈이미드의 구조를 이루고 있는 화합물이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, suitable compounds include a compound in which a heterocyclic structure such as benzothiazole is linked to a sulfur atom in Formula 1 or 2, or a compound in which a nitrogen atom in the structure of Formula 1 or 2 forms a phthalimide structure. may be used, but is not limited thereto.
유기물층 내에서 상기 난연 성분들의 비율은 목적하는 효과에 따라서 적절하게 제어될 수 있다.The proportion of the flame-retardant components in the organic layer may be appropriately controlled according to a desired effect.
예를 들면, 상기 난연 성분 중에서 인 화합물은, 유기물층 내에 약 0.5 내지 20 중량%의 범위의 비율로 존재할 수 있다. 상기 비율은 유기물층의 전체 중량을 기준으로 한 인 화합물의 비율이다. 상기 비율은 다른 예시에서 1 중량% 이상, 1.5 중량% 이상, 2 중량% 이상, 2.5 중량% 이상, 3 중량% 이상, 3.5 중량% 이상 또는 4 중량% 이상 정도이거나, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하 정도일 수도 있다.For example, the phosphorus compound in the flame-retardant component may be present in the organic layer in a proportion in the range of about 0.5 to 20% by weight. The ratio is the ratio of the phosphorus compound based on the total weight of the organic layer. In another example, the ratio is 1 wt% or more, 1.5 wt% or more, 2 wt% or more, 2.5 wt% or more, 3 wt% or more, 3.5 wt% or more, or 4 wt% or more, or 19 wt% or less, 18 wt% or more % or less, 17% or less, 16% or less, 15% or less, 14% or less, 13% or less, 12% or less, 11% or less, 10% or less, 9% or less, 8% or less % or less, 7 wt% or less, 6 wt% or less, or 5 wt% or less.
예를 들면, 상기 난연 성분 중에서 술펜아미드 및/또는 술펜이미드 화합물은, 유기물층 내에 약 0.01 내지 15 중량%의 범위의 비율로 존재할 수 있다. 상기 비율은 유기물층의 전체 중량을 기준으로 한 술펜이미드 및/또는 술펜아미드 화합물 화합물의 비율이다. 상기 비율은 다른 예시에서 0.05 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.15 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.25 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.35 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 0.45 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 0.55 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.65 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.75 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.85 중량% 이상, 0.9 중량% 이상, 0.95 중량% 이상, 1 중량% 이상, 1.5 중량% 이상, 2 중량% 이상, 2.5 중량% 이상 또는 3 중량% 이상이거나, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하 또는 1 중량% 이하 정도일 수도 있다.For example, among the flame retardant components, the sulfenamide and/or sulfenimide compound may be present in the organic layer in an amount ranging from about 0.01 to 15% by weight. The above ratio is the ratio of the sulfenimide and/or sulfenamide compound compound based on the total weight of the organic layer. In another example, the ratio is 0.05 wt% or more, 0.1 wt% or more, 0.15 wt% or more, 0.2 wt% or more, 0.25 wt% or more, 0.3 wt% or more, 0.35 wt% or more, 0.4 wt% or more, 0.45 wt% or more , 0.5 wt% or more, 0.55 wt% or more, 0.6 wt% or more, 0.65 wt% or more, 0.7 wt% or more, 0.75 wt% or more, 0.8 wt% or more, 0.85 wt% or more, 0.9 wt% or more, 0.95 wt% or more 1 wt% or more, 1.5 wt% or more, 2 wt% or more, 2.5 wt% or more or 3 wt% or more, or 14 wt% or less, 13 wt% or less, 12 wt% or less, 11 wt% or less, 10 wt% or less or less, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 7 wt% or less, 6 wt% or less, 5 wt% or less, 4 wt% or less, 3 wt% or less, 2 wt% or less, 1.5 wt% or less, or 1 wt% or less It may be less than.
다른 예시에서 상기 인 화합물은, 상기 유기물층에 포함되는 경화 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부의 비율로 유기물층에 포함되어 있을 수 있다. 통상 단열재에 적용되는 유기물층은, 경화 수지를 기타 첨가제(ex. 발포제 등)와 배합한 원료를 발포와 경화 공정 등에 도입하여 제조하고, 이 때 상기 경화 수지는, 상기 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및/또는 폴리이소시아누레이트 등일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 경화 수지는 경화되기 전의 경화성 수지 또는 경화된 상기 경화성 수지를 의미할 수 있다. 이러한 경화 수지를 기준으로 할 경우에 상기 인 화합물은, 상기 경화 수지 100 중량부 대비 1 내지 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 상기 경화 수지 100 중량부 대비 약 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상, 2.5 중량부 이상, 3 중량부 이상, 3.5 중량부 이상, 4 중량부 이상 또는 4.5 중량부 이상이거나, 19 중량부 이하, 18 중량부 이하, 17 중량부 이하, 16 중량부 이하, 15 중량부 이하, 14 중량부 이하, 13 중량부 이하, 12 중량부 이하, 11 중량부 이하, 10 중량부 이하, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하 또는 5.5 중량부 이하 정도일 수도 있다.In another example, the phosphorus compound may be included in the organic material layer in a ratio of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the cured resin included in the organic material layer. The organic material layer usually applied to the insulating material is prepared by introducing a raw material blended with a cured resin with other additives (ex. foaming agent, etc.) in a foaming and curing process, etc. In this case, the cured resin is the phenol resin, polystyrene, polyurethane and / or polyisocyanurate or the like. In addition, in the present specification, the cured resin may mean a curable resin before curing or the cured curable resin. Based on the cured resin, the phosphorus compound may be included in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the cured resin. The ratio is about 1.5 parts by weight or more, 2 parts by weight or more, 2.5 parts by weight or more, 3 parts by weight or more, 3.5 parts by weight or more, 4 parts by weight or more, or 4.5 parts by weight or more, 19 parts by weight or less, 18 parts by weight or less, 17 parts by weight or less, 16 parts by weight or less, 15 parts by weight or less, 14 parts by weight or less, 13 parts by weight or less, 12 parts by weight or less, 11 parts by weight or less, 10 parts by weight or less; It may be about 9 parts by weight or less, 8 parts by weight or less, 7 parts by weight or less, 6 parts by weight or less, or 5.5 parts by weight or less.
상기와 같은 경화 수지를 기준으로 할 경우에 상기 난연 성분 중에서 술펜아미드 및/또는 술펜이미드 화합물은 상기 경화 수지 100 중량부 대비 0.01 내지 10 중량부의 비율로 유기물층에 포함되어 있을 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 상기 경화 수지 100 중량부 대비 약 0.05 중량부 이상, 0.1 중량부 이상, 0.15 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 0.25 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.35 중량부 이상, 0.4 중량부 이상, 0.45 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 0.55 중량부 이상, 0.6 중량부 이상, 0.65 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.75 중량부 이상, 0.8 중량부 이상, 0.85 중량부 이상, 0.9 중량부 이상 또는 0.95 중량부 이상이거나, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하 또는 1.5 중량부 이하 정도일 수도 있다.In the case of the cured resin as described above, among the flame retardant components, the sulfenamide and/or sulfenimide compound may be included in the organic material layer in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the cured resin. In another example, the ratio is about 0.05 parts by weight or more, 0.1 parts by weight or more, 0.15 parts by weight or more, 0.2 parts by weight or more, 0.25 parts by weight or more, 0.3 parts by weight or more, 0.35 parts by weight or more, 0.4 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of the cured resin. Parts by weight or more, 0.45 parts by weight or more, 0.5 parts by weight or more, 0.55 parts by weight or more, 0.6 parts by weight or more, 0.65 parts by weight or more, 0.7 parts by weight or more, 0.75 parts by weight or more, 0.8 parts by weight or more, 0.85 parts by weight or more, 0.9 or more or 0.95 parts by weight or less, or 9 parts by weight or less, 8 parts by weight or less, 7 parts by weight or less, 6 parts by weight or less, 5 parts by weight or less, 4 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, 2 parts by weight or less; or It may be about 1.5 parts by weight or less.
예를 들면, 상기 유기물층 내에서 상기 인 화합물의 중량(P)의 술펜이미드 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물의 중량(S)에 대한 비율(P/S)이 0.5 내지 20의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상, 3 이상, 3.5 이상, 4 이상, 4.5 이상 또는 5 이상이거나, 19 이하, 18 이하, 17 이하, 16 이하, 15 이하, 14 이하, 13 이하, 12 이하, 11 이하, 10 이하, 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하 또는 5 이하 정도일 수도 있다.For example, in the organic layer, the ratio (P/S) of the weight (P) of the phosphorus compound to the weight (S) of one or more compounds selected from the group consisting of sulfenimide compounds is in the range of 0.5 to 20. can In another example, the ratio is 1 or more, 1.5 or more, 2 or more, 2.5 or more, 3 or more, 3.5 or more, 4 or more, 4.5 or more, or 5 or more, or 19 or less, 18 or less, 17 or less, 16 or less, 15 or less, 14 or more. It may be about 13 or less, 12 or less, 11 or less, 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, or 5 or less.
난연 성분의 비율을 목적에 따라서 상기 범위 내에서 제어하여, 목적하는 성능의 유기물층 또는 단열재를 얻을 수 있다.By controlling the ratio of the flame retardant component within the above range according to the purpose, it is possible to obtain an organic material layer or heat insulating material having a desired performance.
이상 기술한 유기물층을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 공지의 유기 발포 보드의 제조 방식에 따라 제조할 수 있다. 이러한 유기 발포 보드는, 페놀 수지, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및/또는 폴리이소시아누레이트 등이나 그의 전구체를 포함하는 원료에 발포제(발포 가스) 등의 기타 성분을 배합한 원재료를 발포 등의 공정에 적용하여 제조할 수 있다. 이 과정에서 상기 원재료에 전술한 난연 성분이 포함될 수 있다.The method for preparing the above-described organic material layer is not particularly limited, and, for example, may be prepared according to a known method of manufacturing an organic foam board. Such an organic foam board is obtained by applying a raw material containing phenol resin, polystyrene, polyurethane and/or polyisocyanurate, or a precursor thereof to a raw material containing a foaming agent (foaming gas) and other components in a process such as foaming. can be manufactured. In this process, the above-described flame-retardant component may be included in the raw material.
기술한 바와 같이, 본 출원에서 적용하는 난연 성분은, 상기 유기물층의 제조 과정에서 목적하는 독립 기포의 형성에 악영향을 주지 않으면서도 균일한 분산 상태가 달성될 수 있는 점도 특성이 인 화합물과 술펜아미드 및/또는 술펜이미드간의 인력에 의한 상호 작용에 의해 달성되고, 따라서 목적하는 형태의 유기물층이 효과적으로 제조될 수 있다.As described above, the flame-retardant component applied in the present application is a compound and sulfenamide and This is achieved by interaction between sulfenimides and/or sulfenimides by attraction, and thus an organic material layer having a desired shape can be effectively prepared.
이하, 유기물층이 페놀 수지로 제조되는 페놀 수지폼층인 경우를 기준으로 상기 유기물층의 제조 방법을 예시적으로 기재하지만, 본 출원에서 적용 가능한 유기물층이 상기 페놀 수지폼층에 제한되는 것은 아니다. 유기물층의 형성에 적용되는 재료에 따라 목적하는 독립 기포를 포함하는 유기 보드를 형성하는 방법은 공지이며, 본 출원의 유기물층의 제조를 위해서는 그러한 공지의 방법에서 목적하는 비율에 따라서 난연 성분을 적절하게 포함시키면 된다.Hereinafter, a method of manufacturing the organic material layer is exemplarily described based on the case where the organic material layer is a phenol resin foam layer made of a phenol resin, but the organic material layer applicable in the present application is not limited to the phenol resin foam layer. A method of forming an organic board including a desired closed cell according to the material applied to the formation of the organic layer is known, and for the production of the organic layer of the present application, a flame retardant component is appropriately included according to a desired ratio in such a known method you should do it
유기물층으로서의 페놀 수지폼층은, 페놀 수지, 경화 촉매, 발포제(발포 가스) 및 계면 활성제를 포함하는 조성물(원재료)을 발포 및 경화시켜 제조할 수 있고, 이 과정에서 목적 비율에 따라서 상기 난연 성분이 추가로 상기 원재료에 배합된다.The phenol resin foam layer as an organic material layer can be prepared by foaming and curing a composition (raw material) containing a phenol resin, a curing catalyst, a foaming agent (foaming gas) and a surfactant, and in this process, the flame retardant component is added according to the desired ratio is blended with the above raw materials.
페놀 수지로는, 예를 들어, 페놀류와 알데히드류를 원료로 하고, 알칼리 촉매에 의해 대략 40℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 가열하여 상기 원료를 중합시킨 수지를 사용할 수 있다. 필요에 따라, 레졸 수지 중합 시에 우레아 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 우레아를 첨가하는 경우에는, 미리 알칼리 촉매로 메틸올화한 우레아를 레졸 수지에 혼합할 수 있다. 합성 후의 페놀 수지는, 통상적으로 과잉의 물을 함유하고 있기 때문에, 발포 가능한 수분량까지 탈수하는 공정이 추가될 수도 있다. 페놀 수지 중의 수분율은, 예를 들면, 1 내지 10 중량%, 1 내지 7 중량%, 2 내지 5 중량% 또는 2 내지 4.5 중량%로 조절될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 페놀 수지 중의 수분율은 생산성 등의 공정의 효율성이나 치수 안정성 등의 제품의 품질 등을 고려하여 적정 범위로 제어될 수 있다.As the phenol resin, for example, a resin obtained by polymerizing the raw material by heating in a temperature range of about 40°C to 100°C with an alkali catalyst using phenols and aldehydes as raw materials can be used. If necessary, an additive such as urea may be added at the time of polymerization of the resol resin. When urea is added, urea previously methylolated with an alkali catalyst can be mixed with the resol resin. Since the synthesized phenolic resin usually contains excess water, a step of dehydrating to a water content capable of foaming may be added. The moisture content in the phenolic resin may be adjusted to, for example, 1 to 10% by weight, 1 to 7% by weight, 2 to 5% by weight, or 2 to 4.5% by weight, but is not limited thereto. The moisture content in the phenol resin may be controlled within an appropriate range in consideration of process efficiency such as productivity, or product quality such as dimensional stability.
페놀 수지에 있어서의, 페놀류 대 알데히드류의 출발 몰비는 통상 1:1 내지 1:4.5 또는 1:1.5 내지 1:2.5의 범위 내일 수 있다. In the phenol resin, the starting molar ratio of phenols to aldehydes can usually be in the range of 1:1 to 1:4.5 or 1:1.5 to 1:2.5.
페놀 수지 합성시에 사용되는 페놀류로는, 페놀, 또는 페놀 골격을 갖는 화합물을 들 수 있다. 페놀 골격을 갖는 화합물의 예로는, 레조르시놀, 카테콜, o-, m- 및 p-크레졸, 자일레놀류, 에틸페놀류, p-tert 부틸페놀 등을 들 수 있으며, 2 핵 페놀류도 또한 사용할 수 있다.As phenols used at the time of phenol resin synthesis|combination, a phenol or the compound which has a phenol skeleton is mentioned. Examples of the compound having a phenol skeleton include resorcinol, catechol, o-, m- and p-cresol, xylenols, ethylphenols, p-tert butylphenol, and the like, and dinuclear phenols may also be used. can
페놀 수지의 제조에서 사용되는 알데히드류로는, 포름알데히드 (포르말린) 또는 포름알데히드 이외의 알데히드 화합물을 들 수 있다. 포름알데히드 이외의 알데히드 화합물로는, 글리옥살, 아세트알데히드, 클로랄, 푸르푸랄, 벤즈알데히드 등을 들 수 있다. 알데히드류에는, 첨가제로서 우레아, 디시안디아미드 또는 멜라민 등을 첨가해도 된다. 또한, 이들 첨가제를 첨가하는 경우, 페놀 수지란 첨가제를 첨가한 후의 것을 가리킨다.Examples of the aldehydes used in the production of the phenol resin include formaldehyde (formalin) or aldehyde compounds other than formaldehyde. As aldehyde compounds other than formaldehyde, glyoxal, acetaldehyde, chloral, furfural, benzaldehyde, etc. are mentioned. You may add urea, dicyandiamide, melamine, etc. to aldehydes as an additive. In addition, when adding these additives, a phenol resin refers to the thing after adding an additive.
페놀 수지의 점도는, 40℃에서 5000 mPa·s 내지 100000 mPa·s 정도일 수 있고, 이는 목적하는 독립 기포율이나, 제조 비용의 관점에서 조절될 수 있다. 상기 점도(40℃)는, 다른 예시에서 7000 내지 50000 mPa·s 또는 10000 내지 40000 mPa·s 정도일 수도 있다.The viscosity of the phenolic resin may be on the order of 5000 mPa·s to 100000 mPa·s at 40° C., which is a desired closed cell ratio, but can be adjusted from the viewpoint of manufacturing cost. The viscosity (40° C.) may be about 7000 to 50000 mPa·s or 10000 to 40000 mPa·s in another example.
페놀 수지 중에 함유되는 잔류 페놀은, 페놀 수지의 조정의 용이성이나 발포성 확보의 관점에서 1.0 내지 4.3 중량%, 2.3 내지 4.25 중량% 또는 2.7 내지 4.2 중량% 정도로 제어될 수 있다. 상기 잔류 페놀의 비율은, 유기물층의 치수 안정성, 강도 및 독립 기포율 등을 고려하여 조절될 수 있다.The residual phenol contained in the phenol resin can be controlled to about 1.0 to 4.3 wt%, 2.3 to 4.25 wt%, or 2.7 to 4.2 wt% from the viewpoint of easiness of adjustment of the phenol resin or securing of foamability. The ratio of the residual phenol may be adjusted in consideration of dimensional stability, strength, and closed cell ratio of the organic layer.
페놀 수지는 첨가제를 함유하고 있어도 되고, 예를 들어 가소제로서 일반적으로 사용되고 있는 프탈산에스테르류나 글리콜류인 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있다. 또, 지방족 탄화수소, 고비점의 지환식 탄화수소 또는 그들의 혼합물을 사용해도 된다. 포함되는 경우에, 첨가제의 함유량은, 페놀 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 20 중량부의 범위 내에서 제어될 수 있다. 첨가제의 함유량은 첨가제의 적용 목적과 재료의 점도 등을 고려하여 제어될 수 있다.The phenol resin may contain an additive, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, etc. which are phthalic acid esters and glycols generally used as a plasticizer can be used. Moreover, you may use an aliphatic hydrocarbon, a high boiling point alicyclic hydrocarbon, or a mixture thereof. When included, the content of the additive may be controlled within the range of 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenol resin. The content of the additive may be controlled in consideration of the purpose of application of the additive and the viscosity of the material.
원재료에 포함되는 발포 가스로는, 상기 기술한 종류의 발포 가스가 사용될 수 있다. 발포 가스의 사용량은 예를 들면, 페놀 수지 100 중량부에 대해 1 내지 25 중량부 또는 1 내지 15 중량부의 범위 내일 수 있다.As the foaming gas contained in the raw material, the above-described foaming gas may be used. The amount of the blowing gas used may be, for example, in the range of 1 to 25 parts by weight or 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenol resin.
원재료에 포함되는 계면 활성제는, 일반적으로 페놀 수지폼층의 제조에 사용되는 것을 사용할 수 있는데, 그 중에서도 비이온계 계면 활성제가 효과적이다. 비이온계 계면 활성제로는, 예를 들어, 에틸렌옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합체인 알킬렌옥사이드; 알킬렌옥사이드와 피마자유의 축합물; 알킬렌옥사이드와 노닐페놀, 도데실페놀과 같은 알킬페놀의 축합물; 알킬에테르 부분의 탄소수가 14 ∼ 22 인 폴리옥시에틸렌알킬에테르; 나아가서는, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 등의 지방산 에스테르류; 폴리디메틸실록산 등의 실리콘계 화합물; 폴리알코올류 등이 예시될 수 있다. 계면 활성제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 계면 활성제의 사용량은 특별히 제한은 없지만, 통상 페놀 수지 100 중량부에 대해 0.3 내지 10 중량부의 범위이다.Surfactants included in the raw materials may be those generally used for the production of the phenolic resin foam layer, and among them, nonionic surfactants are effective. As a nonionic surfactant, For example, alkylene oxide which is a copolymer of ethylene oxide and a propylene oxide; Condensate of alkylene oxide and castor oil; Condensates of alkylene oxide and alkylphenols such as nonylphenol and dodecylphenol; polyoxyethylene alkyl ether having 14 to 22 carbon atoms in the alkyl ether moiety; Furthermore, fatty acid esters, such as polyoxyethylene fatty acid ester; silicone compounds such as polydimethylsiloxane; polyalcohols and the like can be exemplified. Surfactant may be used independently and may be used in combination of 2 or more types. The amount of the surfactant used is not particularly limited, but is usually in the range of 0.3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenol resin.
경화 촉매로는, 페놀 수지를 경화시킬 수 있는 경화 촉매이면 되고, 예를 들면, 산성의 경화 촉매를 사용할 수 있다. 경화 촉매로는, 무수산 경화 촉매를 사용할 수 있다. 무수산 경화 촉매로는, 무수 인산이나 무수 아릴술폰산이 예시될 수 있다. 무수 아릴술폰산으로는, 톨루엔술폰산이나 자일렌술폰산, 페놀술폰산, 치환 페놀술폰산, 자일레놀술폰산, 치환 자일레놀술폰산, 도데실벤젠술폰산, 벤젠술폰산, 나프탈렌술폰산 등을 들 수 있다. 경화 촉매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또, 경화 보조제로서 레조르시놀, 크레졸, 살리게닌 (o-메틸올페놀), p-메틸올페놀 등을 첨가해도 된다. 또, 이들 경화 촉매를 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등의 용매로 희석시켜도 된다. 경화제의 사용량은 특별히 제한은 없지만, 통상 페놀 수지 100 중량부에 대해 3 내지 30 중량부의 범위이다.As a curing catalyst, what is necessary is just a curing catalyst which can harden a phenol resin, for example, an acidic curing catalyst can be used. As the curing catalyst, an acid anhydride curing catalyst can be used. Examples of the acid anhydride curing catalyst include phosphoric anhydride and arylsulfonic anhydride. Examples of the arylsulfonic anhydride include toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, substituted phenolsulfonic acid, xylenolsulfonic acid, substituted xylenolsulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and naphthalenesulfonic acid. A curing catalyst may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, you may add resorcinol, cresol, saligenin (o-methylol phenol), p-methylol phenol, etc. as a hardening adjuvant. Moreover, you may dilute these curing catalysts with solvents, such as ethylene glycol and diethylene glycol. The amount of the curing agent to be used is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenol resin.
상기 페놀 수지, 상기 경화 촉매, 상기 발포제 및 상기 계면 활성제를 혼합하고, 또한 상기 난연 성분을 혼합함으로써 발포성 페놀 수지 조성물(원재료)을 얻을 수 있다. 얻어진 발포성 페놀 수지 조성물을 발포 및 경화시킴으로써 페놀 수지폼층을 얻을 수 있다.The foamable phenol resin composition (raw material) can be obtained by mixing the said phenol resin, the said curing catalyst, the said foaming agent, and the said surfactant, and also mixing the said flame-retardant component. A phenol resin foam layer can be obtained by foaming and curing the obtained foamable phenol resin composition.
예를 들면, 상기 조성물을 원하는 형상으로 유지한 상태에서 상기 발포/경화 공정이 진행될 수 있다. 예시적으로 단열재가 후술하는 바와 같이 상기 유기물층을 심재로 포함하고, 그 일면 또는 양면에 면재를 포함하는 경우에 상기 발포/경화 공정은 상기 면재상 또는 면재의 사이에서 수행될 수 있다.For example, the foaming/curing process may be performed while the composition is maintained in a desired shape. Illustratively, when the heat insulating material includes the organic material layer as a core material, as described below, and a face material is included on one or both sides thereof, the foaming/curing process may be performed on the face material or between the face materials.
예를 들면, 상기 페놀 수지 조성물을 면재상에 토출하고, 필요한 경우에 상기 페놀 수지 조성물의 면재와 접촉하는 면과는 반대측의 면을 추가적인 면재로 피복하고 발포 및 경화 공정을 진행할 수 있다.For example, the phenolic resin composition may be discharged onto a face material, and, if necessary, a surface opposite to the face in contact with the face of the phenolic resin composition may be coated with an additional face material, and foaming and curing processes may be performed.
이러한 발포 공정은 통상 40℃ 내지 120℃ 정도의 온도에서 수행할 수 있으며, 필요한 경우에 다단계로 공정 온도를 변경시켜 가면서 상기 발포 공정 등을 수행할 수 있다. 원재료의 종류에 따른 적정한 발포 온도 등의 공정 조건은 공지되어 있다.This foaming process may be performed at a temperature of about 40° C. to 120° C., and if necessary, the foaming process and the like may be performed while changing the process temperature in multiple steps. Process conditions such as an appropriate foaming temperature depending on the type of raw material are known.
단열재는 상기 유기물층에 추가로 다른 구성을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 유기물층을 단열재의 심재로 사용하는 경우에 단열재는 상기 유기물층의 일면 또는 양면에 면재를 추가로 포함할 수 있다.The heat insulating material may include other components in addition to the organic material layer. For example, when the organic material layer is used as a core material of the heat insulating material, the heat insulating material may further include a face material on one or both sides of the organic material layer.
면재로는, 특별한 제한 없이 공지의 구성을 사용할 수 있다. 예를 들어 면재로는, 합성 섬유 부직포, 합성 섬유 직포, 유리 섬유지, 유리 섬유 직포, 유리 섬유 부직포, 유리 섬유 혼초지, 종이, 금속 필름 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으며, 상기 면재에도 난연 및 준불연 성능의 부여를 위해서 난연제가 함유될 수 있다.As the face material, a known configuration can be used without any particular limitation. For example, as the cotton material, synthetic fiber nonwoven fabric, synthetic fiber woven fabric, glass fiber paper, glass fiber woven fabric, glass fiber nonwoven fabric, glass fiber blended paper, paper, metal film, or a combination thereof may be used, and the cotton material is also flame retardant and A flame retardant may be contained in order to impart semi-flammable performance.
단열재는 상기 구성 외에도 필요한 다른 구성을 포함할 수도 있다.The heat insulating material may include other necessary components in addition to the above components.
본 출원의 단열재는 대표적으로 건축용 자재로서 사용될 수 있지만, 상기 단열재의 용도가 이에 제한되는 것은 아니다.The insulating material of the present application may be typically used as a building material, but the use of the insulating material is not limited thereto.
본 출원은, 단열 성능, 준불연 성능 및 난연 성능이 동시에 우수하게 유지되는 단열재를 제공할 수 있다. 상기 단열재는, 취급성, 시공성, 경량성, 재단성 및 기계적 강도 등도 우수하게 유지될 수 있다.The present application may provide an insulating material in which thermal insulation performance, semi-incombustible performance, and flame retardant performance are maintained excellently at the same time. The heat insulating material, handleability, workability, lightness, cutability, mechanical strength, etc. may be excellently maintained.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present application will be described in detail through Examples, but the scope of the present application is not limited by the Examples below.
1. 열전도율 및 열관류율 분석 방법1. Thermal conductivity and thermal transmittance analysis method
유기물층의 열전도율은 측정 기기(제조사: Eko Instruemts Trading, 제품명: HC-704)를 사용하여 측정하였다. 각각 온도가 10℃ 및 30℃로 유지된 열판의 사이에 샘플을 장착하고, 열 흐름(heat flow)를 확인하여 열전도율을 평가하였다. 열전도율은, 가로, 세로 및 두께가 각각 300 mm, 300 mm 및 50 mm인 샘플에 대해서 측정하였다. 열관류율은 상기 측정된 유기물층의 열전도율을 유기물층(샘플)의 두께로 나누어서 구하였다.The thermal conductivity of the organic material layer was measured using a measuring device (manufacturer: Eko Instruments Trading, product name: HC-704). The sample was mounted between the hot plates maintained at 10° C. and 30° C., respectively, and thermal conductivity was evaluated by checking the heat flow. The thermal conductivity was measured for samples having widths, lengths, and thicknesses of 300 mm, 300 mm and 50 mm, respectively. The thermal transmittance was obtained by dividing the measured thermal conductivity of the organic material layer by the thickness of the organic material layer (sample).
2. 난연 및 준불연 특성의 평가2. Evaluation of flame retardant and semi-flammable properties
유기물층의 난연 및 준불연 특성은, KS F 5660-1 시험 방법에 따라서 5분 열방출량(THR300s), 10분 열방출량(THR600s), 최대 열방출량 및 10분 열방출량(THR600s)의 감소율을 측정하여 평가하였다.The flame retardant and semi-incombustible properties of the organic layer were measured by measuring the reduction rate of heat release in 5 minutes (THR300s), heat release in 10 minutes (THR600s), maximum heat release and heat release in 10 minutes (THR600s) according to the KS F 5660-1 test method. evaluated.
구체적으로 상기 5분 열방출량(THR300s), 10분 열방출량(THR600s) 및 최대 열방출량은, 콘 칼로리미터(cone calorimeter)를 사용하여, 샘플(유기물층)에 대해서, 50kW/m2 조건에서 10분간 열방출량을 측정하여 각각 평가하였다.Specifically, the 5-minute heat release amount (THR300s), 10-minute heat release amount (THR600s), and the maximum heat release amount are, using a cone calorimeter, for the sample (organic layer), 50kW/m 2 For 10 minutes under conditions Each was evaluated by measuring the amount of heat release.
또한, 상기 10분 열방출량(THR600s)의 감소율은, 하기 수식 A에 의해 평가하였다.In addition, the reduction rate of the 10-minute heat release amount (THR600s) was evaluated by the following formula A.
[수식 A][Formula A]
10분 열방출량(THR600s)의 감소율 = 100 - 100 × (H2/H1)Decrease rate of heat release (THR600s) in 10 minutes = 100 - 100 × (H2/H1)
상기 수식 A에서 H1은 레퍼런스(Reference)의 THR600이고, H2는 샘플의 THR600이다.In Equation A, H1 is THR600 of the reference, and H2 is THR600 of the sample.
3. 독립 기포율 및 독립 기포의 평균 지름의 측정3. Measurement of Closed Cell Ratio and Average Diameter of Closed Cells
독립 기포율은 KS M ISO 4590 규격에 따라서 독립 기포율 측정 기기(Quantachrome, ULTRAPYC 1200e)를 사용하여 측정하였다. 측정 시에 샘플로는, 유기물층을 길이, 폭 및 두께를 각각 2.5cm, 2.5cm 및 2.5cm의 크기로 재단한 것을 사용하였다.The closed cell rate was measured using a closed cell rate measuring device (Quantachrome, ULTRAPYC 1200e) according to KS M ISO 4590 standard. As a sample at the time of measurement, the length, width, and thickness of the organic material layer were cut to sizes of 2.5 cm, 2.5 cm and 2.5 cm, respectively, were used.
유기물층의 독립 기포의 평균 지름은 전자 현미경 및 이미지 제이 프로그램을 이용하여 측정하였다. 유기물층의 한면을 면도날로 잘라서 박피로 한 후에 전자 현미경을 이용하여 사진을 찍고, 약 150개의 크기로 원형의 모양을 그린 후에 이미지 제이 프로그램을 이용해 평균 지름을 측정하였다. 평균 지름을 측정하는 이러한 방식은 공지이다.The average diameter of closed cells in the organic layer was measured using an electron microscope and an image J program. One side of the organic layer was cut with a razor blade and peeled, then pictures were taken using an electron microscope, and a circular shape was drawn in about 150 sizes, and then the average diameter was measured using the Image J program. This way of measuring the average diameter is known.
4. 압축 강도의 측정4. Measurement of compressive strength
압축 강도는 KS M ISO 844에 규정된 압축강도 측정법에 의해 측정하였다. 압축 강도는, 폭, 길이 및 두께가 각각 50mm, 50 mm 및 200 mm인 샘플에 대해서 측정하였으며, 상기 샘플을 두께 방향으로 20 mm/min의 하중 집중 속도 조건으로 압축하면서 압축 강도를 측정하였다. Compressive strength was measured by the compressive strength measurement method specified in KS M ISO 844. Compressive strength was measured for a sample having a width, length, and thickness of 50 mm, 50 mm and 200 mm, respectively, and the compressive strength was measured while compressing the sample in the thickness direction at a load concentration rate of 20 mm/min.
5. 한계 산소 지수(LOI)의 측정5. Determination of the limiting oxygen index (LOI)
유기물층의 한계 산소 지수(LOI)는, ASTM D2863/77 규격에 따라서 측정 장치(flammability tester, Stanton Redcroft, United Kingdom)를 사용하여 측정하였다. 유기물층의 연소를 지속시키기 위해 요구되는 산소의 최소 농도를 계산하는 방식으로 측정하였다.The limiting oxygen index (LOI) of the organic layer was measured using a flammability tester (Stanton Redcroft, United Kingdom) according to ASTM D2863/77 standard. It was measured by calculating the minimum concentration of oxygen required to sustain combustion of the organic layer.
실시예 1.Example 1.
유기물층(페놀 수지폼층)을 하기의 방식으로 제조하였다.An organic material layer (phenol resin foam layer) was prepared in the following manner.
레졸 페놀 수지에 상기 수지 100 중량부 대비 3.5 중량부의 피마자유 계면활성제 및 5 중량부의 분말상 우레아를 첨가하였다. 또한, 난연 성분으로서 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 5 중량부의 적인과 1 중량부의 술펜아미드 화합물(송원산업제, SF201)을 배합하였다. 상기 SF201는, N-(1,1-dimethylethyl)bis(2-benzothiazolesulfen)amide이다. 또한, 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 4 중량부의 펜타에리트리톨 및 1 중량부의 TEP(Triethyl phosphate)를 추가하고, 1000rpm 균일한 속도로 3분간 충분히 교반하여 프리믹스(Premix)를 만들고 1시간 방치하였다. 상기 공정은 모두 상온에서 진행하였다. 이어서 상기 프리믹스에 이소프로필클로라이드/이소펜탄 8:2 중량 비율의 혼합 발포제를 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 10 중량부 추가하고, 1000rpm 균일한 속도로 1분간 충분히 교반한 후 저온 챔버에 넣어서 온도를 10℃로 낮추었다. 그 후 파라톨루엔술폰산(PTSA)을 포함하는 액상 혼합물을 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 17 중량부 투입하고, 2000rpm으로 30초간 고속 교반한 뒤에 50 kg/m3 밀도로 70℃ 몰드에 투입하여 7분간 발포/경화시켜 페놀 수지폼층을 제조하였다. 몰드에서 제조된 폼을 꺼낸 뒤 24 시간 동안 80℃ 오븐에서 양생시켰다.3.5 parts by weight of a castor oil surfactant and 5 parts by weight of powdery urea were added to the resol phenol resin based on 100 parts by weight of the resin. In addition, as a flame retardant component, 5 parts by weight of red and 1 part by weight of a sulfenamide compound (Songwon Industrial Co., Ltd., SF201) were blended with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. SF201 is N-(1,1-dimethylethyl)bis(2-benzothiazolesulfen)amide. In addition, 4 parts by weight of pentaerythritol and 1 part by weight of TEP (Triethyl phosphate) were added based on 100 parts by weight of the phenol resin, and the mixture was sufficiently stirred for 3 minutes at a uniform speed of 1000 rpm to make a premix and left for 1 hour. All of the above processes were carried out at room temperature. Then, 10 parts by weight of a mixed foaming agent in a weight ratio of isopropyl chloride / isopentane 8:2 is added to the premix based on 100 parts by weight of the phenol resin, stirred at a uniform speed of 1000 rpm for 1 minute, and then put into a low temperature chamber to increase the temperature to 10 was lowered to °C. After that, 17 parts by weight of the liquid mixture containing para-toluenesulfonic acid (PTSA) was added based on 100 parts by weight of the phenol resin, and after high-speed stirring at 2000 rpm for 30 seconds, it was put into a mold at 70° C. at a density of 50 kg/m 3 and put into a mold for 7 minutes A phenol resin foam layer was prepared by foaming/curing. After taking out the prepared foam from the mold, it was cured in an oven at 80° C. for 24 hours.
실시예 2.Example 2.
유기물층(페놀 수지폼층)을 하기의 방식으로 제조하였다.An organic material layer (phenol resin foam layer) was prepared in the following manner.
레졸 페놀 수지에 상기 수지 100 중량부 대비 3.5 중량부의 피마자유 계면활성제 및 5 중량부의 분말상 우레아를 첨가하였다. 또한, 난연 성분으로서 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 5 중량부의 적인과 1 중량부의 술펜아미드 화합물(송원산업제, SF205)을 배합하였다. 상기 SF205는 N-(cyclohexylthio)phthalimide이다. 또한, 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 4 중량부의 펜타에리트리톨 및 1 중량부의 TEP(Triethyl phosphate)를 추가하고, 1000rpm 균일한 속도로 3분간 충분히 교반하여 프리믹스(Premix)를 만들고 1시간 방치하였다. 상기 공정은 모두 상온에서 진행하였다. 이어서 상기 프리믹스에 이소프로필클로라이드/이소펜탄 8:2 중량 비율의 혼합 발포제를 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 10 중량부 추가하고, 1000rpm 균일한 속도로 1분간 충분히 교반한 후 저온 챔버에 넣어서 온도를 10℃로 낮추었다. 그 후 파라톨루엔술폰산(PTSA)을 포함하는 액상 혼합물을 상기 페놀 수지 100 중량부 대비 17 중량부 투입하고, 2000rpm으로 30초간 고속 교반한 뒤에 50 kg/m3 밀도로 70℃ 몰드에 투입하여 7분간 발포/경화시켜 페놀 수지폼층을 제조하였다. 몰드에서 제조된 폼을 꺼낸 뒤 24 시간 동안 80℃ 오븐에서 양생시켰다.3.5 parts by weight of a castor oil surfactant and 5 parts by weight of powdery urea were added to the resol phenol resin based on 100 parts by weight of the resin. In addition, as a flame retardant component, 5 parts by weight of red and 1 part by weight of a sulfenamide compound (Songwon Industrial Co., Ltd., SF205) were blended with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. The SF205 is N-(cyclohexylthio)phthalimide. In addition, 4 parts by weight of pentaerythritol and 1 part by weight of TEP (Triethyl phosphate) were added based on 100 parts by weight of the phenol resin, and the mixture was sufficiently stirred for 3 minutes at a uniform speed of 1000 rpm to make a premix and left for 1 hour. All of the above processes were carried out at room temperature. Then, 10 parts by weight of a mixed foaming agent in a weight ratio of isopropyl chloride / isopentane 8:2 is added to the premix based on 100 parts by weight of the phenol resin, and the mixture is stirred at a uniform speed of 1000 rpm for 1 minute and then put into a low temperature chamber to increase the temperature to 10 was lowered to °C. After that, 17 parts by weight of the liquid mixture containing para-toluenesulfonic acid (PTSA) was added based on 100 parts by weight of the phenol resin, and after high-speed stirring at 2000 rpm for 30 seconds, it was put into a mold at 70° C. at a density of 50 kg/m 3 and put into a mold for 7 minutes A phenol resin foam layer was prepared by foaming/curing. After taking out the prepared foam from the mold, it was cured in an oven at 80° C. for 24 hours.
비교예 1.Comparative Example 1.
난연 성분 중 적인을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기물층(페놀 수지폼층)을 제조하였다.An organic material layer (phenolic resin foam layer) was prepared in the same manner as in Example 1 except that red from among the flame retardant components was not applied.
비교예 2.Comparative Example 2.
난연 성분을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기물층(페놀 수지폼층)을 제조하였다.An organic material layer (phenolic resin foam layer) was prepared in the same manner as in Example 1, except that a flame retardant component was not applied.
상기 제조된 각 유기물층에 대한 특성을 정리하여 하기 표 1에 기재하였다.The characteristics of each of the prepared organic material layers are summarized and shown in Table 1 below.
Claims (15)
[화학식 1]
[화학식 2]
The insulating material according to claim 1, wherein the organic material layer comprises a phosphorus compound and further comprises a compound having one or more bonds selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 1 and 2:
[Formula 1]
[Formula 2]
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