KR20230023340A - 준불연 폴리우레탄 조성물, 및 이로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합 폼패드 - Google Patents
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Abstract
준불연 폴리우레탄 조성물, 이로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 복합폼패드, 및 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법에 관한 것으로써, 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 저감된 열전도도를 확보할 뿐만 아니라 기계적 물성이 우수하여 밀폐력을 향상되는 바 방화능력이 뛰어남과 동시에 방음 단열 효과 또한 뛰어나다. 또한, 일 연기 흡수 능력도 우수하여 가시거리 확보가 가능하므로 인명피해 또한 줄일 수 있는 장점이 있다.
Description
준불연 폴리우레탄 조성물, 이로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 복합폼패드, 및 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법에 관한 것이다.
화재로 인한 인명 피해의 주된 원인은 유해/유독 가스를 포함하여 발생되는 연기에 의한 것이며, 실제로 화재 시 소사(불에 타서 사망)하는 것보다 유해/유독 가스에 의하여 질식사하는 것이 화재 사망자의 원인의 약 80%가량을 차지하고 있다.
더욱이, 화재 시 불이 번지는 속도보다 유해/유독 가스의 이동 속도가 훨씬 빠른 속도를 갖기에, 유해/유독 가스를 포함하는 연기가 발생하면 가시거리 확보가 되지 않아 신속 대피가 어렵고, 특히 노약자나 어린이는 더욱 열악한 상황에 대한위험성이 급증되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 가격 면에서도 저렴하고, 열전도도가 낮은 폴리스티렌으로 제조된 일명 스티로폼을 건물, 선박, 가전제품 등의 단열재 또는 보강재로 사용되어 왔다.
그러나 스티로폼의 경우, 열전도도는 낮아 단열 면에서는 우수하나, 화재 발생 시, 빠른 속도로 화염이 번져 화재의 피해가 크고, 유독/유해 가스를 포함하는 연기가 다량 발생되어 2차 피해로서, 인명피해가 극심한 문제점이 있다.
이에, 열 손실 및 열 획득뿐만 아니라 화재에 의한 공공의 안전이 위협받고 있음에도 신소재의 현장 적용에 한계를 극복하기 위한 방안으로, 폴리우레탄을 적용하는 개발이 이루어지고 있다. 특히, 가공성, 기계적 물성, 탄성, 자기 접착성 및 완충성 등이 우수한 폴리우레탄의 단열성과 기계적 강도의 동시 향상에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.
그러나 내열성과 기계적 강도는 반비례적인 관계를 나타내어 이를 동시에 충족하기에는 어려움이 있었고, 폴리 우레탄의 특성상 소량의 연기만으로 인체에 유해/유독한 가스가 발생한다는 단점이 있다.
이에, 내열성 및 기계적 강도를 충분히 확보함과 더불어, 방화특성 및 밀폐성이 확보되어, 유독/유해 가스 발생을 저감시키면서 연기 발생 시간을 지연시켜 화재 시, 가시거리를 확보하여 인명대피를 용이하게 하고, 인명피해를 현격히 저감시킬 수 있는 폴리우레탄 소재가 절실히 필요한 실정이다.
폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 포함하는 주제; 및 디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 폴리올의 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol이고, 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 300g/mol 내지 500g/mol인 것을 특징으로 하는 준불연 폴리우레탄 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법 및 이에 따라 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물은 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 포함하는 주제; 및 디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 포함하고, 상기 폴리올의 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol이고, 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 300g/mol 내지 500g/mol인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리올과 에폭시 수지는 1 : 0.3 내지 0.5의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 팽창흑연의 함량은, 상기 주제 100중량%에 대하여, 10중량% 내지30중량%일 수 있다.
상기 반응촉매는 아민(Amine), 및 주석(Sn)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 주제는 난연제, 발포제, 정포제, 및 안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트를 포함할 수 있다.
상기 주제 100중량부에 대하여, 상기 디오시아네이트는 32중량부 내지 38중량부의 함량으로 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법은 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 혼합하여 주제를 제조하는 단계; 상기 제조된 주제를, 디이소시아네이트를 포함하는 경화제와 혼합시켜 준불연 폴리우레탄 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 준불연 폴리우레탄 조성물을 발포시키는 단계를 포함하고, 상기 폴리올의 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol이고, 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 300g/mol 내지 500g/mol인 것을 특징으로 한다.
또 다른 일 측면에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 상기 제조방법으로 제조되어, 팽창흑연이 고르게 분산되어 있는 것을 특징이 있다.
상기 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 내열차단온도가 52℃ 내지 64℃인 것을 특징으로 한다.
일 구현 예에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 내열성이 우수하므로, 방화능력이 뛰어난 바, 건축물 지붕 및 내화구조 벽, 파이프라인 단열, 냉동컨테이너 등 다양한 분야에 적용가능하다.
또한, 다른 구현 예에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 연기 흡수 능력도 우수하여 가시거리 확보가 가능하므로 인명피해 또한 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 및 비교예에 따른 폴리우레탄 폼패드의 내열테스트 결과를 나타낸 그래프이다.
이상의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
종래 폴리우레탄 폼패드는 내열성과 기계적 강도는 반비례적인 관계를 나타내어 이를 동시에 충족하기에는 어려움이 있었고, 폴리 우레탄의 특성상 소량의 연기만으로 인체에 유해/유독한 가스가 발생한다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 특정폴리올, 조건을 만족하는 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 포함하는 주제; 및 디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 특정 함량으로 포함하는 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드에서 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라 내열성이 우수하므로, 방화능력이 뛰어날 뿐만 아니라 연기 흡수 능력도 우수하다는 것을 발견하고 준불연 폴리우레탄 조성물 및 이에 따라 제조되는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드를 완성하였다.
일 구현예에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물은 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 포함하는 주제; 및 디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 포함한다.
상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올 및 에틸렌글리콜로 이루어진 군으부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol 일 수 있다.
일 실시예에 따른 폴리에테르 폴리올은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol 의 중량평균분자량을 가지며, 구체적으로는 수산화기 또는 아민기 등과 같은 활성수소를 2개 이상 갖는 개시제에 C2-C4알킬렌 옥사이드를 부가반응한 생성물일 수 있다. 구체적인 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌글리콜 공중합체, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시테트라메틸렌글리콜 공중합체 및 폴리옥시프로필렌-폴리옥시테트라메틸렌글리콜 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 폴리에테르 폴리올은 주제 총 중량에 대하여, 30중량% 내지 60중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 폴리에테르 폴리올의 함량이 너무 적으면 이에 따라 제조되는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드가 부스러지는 단점이 있고, 너무 많으면 이에 따라 제조되는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드가 겔(Gel)화가 되는 단점이 있다.
상기 에폭시 수지는 폴리올과 반응하여 에폭시 폴리올을 제조하기 위해 첨가될 수 있고, 바람직하게는 부틸글리시딜에테르(Butyl glycidyl ether), 및 알킬글리세릴에테르(Alkyl glyceryl ether)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 에폭시 당량이 150g/equiv 내지 250 g/equiv 인 것이 바람직하다. 상기 에폭시 당량이 너무 낮으면 폴리올과의 반응성이 저하되는 단점이 있고, 에폭시 당량이 너무 높으면 폴리올과 과반응이 이뤄지는 단점이 있다.
상기 특징을 만족하는 폴리올과 에폭시 수지는 1 : 0.3 내지 0.5의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나, 상기 중량비가 너무 낮거나 중량비가 너무 크면 폴리우레탄으로 중합 시 미반응 물질이 생성되는 단점이 있다.
상기 팽창흑연은 화염차단과 열전도도를 억제할 뿐만 아니라 연기 흡수 가능 공간을 확보할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 팽창흑연은 상기 주제 100중량%에 대하여, 10중량% 내지 30중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 팽창흑연의 함량이 너무 적으면 내화성이 약화되는 단점이 있고, 팽창흑연의 함량이 너무 많으면 성형성이 저하되는 단점이 있다.
상기 반응촉매는 폴리올과 에폭시 수지를 반응시켜 에폭시 폴리올을 제조하기위한 촉매로써 아민(Amine), 및 주석(Sn)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분만을 포함하는 것으로 제한되지 않는다.
상기 반응촉매는 상기 주제 100중량%에 대하여, 0.5중량% 내지 3중량% 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 반응촉매의 함량이 너무 적으면 반응이 어려운 단점이 있고, 반응촉매의 함량이 너무 많으면 과반응으로 성형성이 저하되는 단점이 있다.
상기 주제는 상기 성분 이외에도 난연제, 발포제, 정포제, 및 안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 난연제는 예를 들어, 인산염(Phosphte), 및 멜라닌(Melamin)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분으로만 제한되지 않는다.
상기 발포제는 예를 들어, H2O, 및 HCFC 141B로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분으로만 제한되지 않는다.
상기 정포제는 발포된 셀의 균일화 역할을 수행하는 것으로써, 예를 들어, 실리콘(Silicone)을 포함할 수 있고, 특정 성분으로만 제한되지 않는다.
또한, 일 구현예에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물은 주제 이외에 경화제를 더 포함시켜 준불연 폴리우레탄 복합폼패드를 제조할 수 있다.
상기 경화제는 디이소시아네이트를 포함하는 것이다. 상기 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트 및 지방족 디이소시아네트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 방향족 디이소시아네이트를 반드시 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트일수 있다. 구체적인 예를 들어, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄 4,4’-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4’-디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 바이페닐 디이소시아네이트 및 3,3’-디메틸-4,4’-비페닐렌 디이소시아네이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기와 같은 디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 주제와 함께 사용할 경우, 준불연 폴리우레탄 복합폼패드의 미세기공이 원활하게 형성되어 열전도도를 더욱 저감시킬 수 있고, 내열성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱이, 화재 시, 연기 발생량을 현저히 저감시킬 수 있고, 연기가 발생하더라도 연기 포집능력이 현저히 향상되어 연기배출을 지연시킬 수 있어 화재피해를 방지할 수 있다.
상기 디이소시아네이트를 포함하는 경화제는 32 중량부 내지 38중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 경화제의 함량이 너무 적으면 경화속도가 너무 느려지는 단점이 있고, 경화제의 함량이 너무 많으면 속경화로 인한 과발포가 발생할 수 있는 단점이 있다.
또한, 다른 일 실시예에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법은 상기 특징을 만족하는 준불연 폴리우레탄 조성물로부터 제조할 수 있다. 구체적으로, 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 혼합하여 주제를 제조하는 단계; 상기 제조된 주제를, 디이소시아네이트를 포함하는 경화제와 혼합시켜 준불연 폴리우레탄 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 준불연 폴리우레탄 조성물을 발포시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법은 상기 준불연 폴리우레탄 조성물의 내용과 실질적으로 중복되는 내용을 포함할 수 있고, 중복되는 내용에 대한 설명은 생략할 수 있다.
상기 주제를 제조하는 단계는 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매와 추가적인 첨가제를 포함하여 혼합시켜 주제를 제조하는 단계이다.
상기 주제를 제조하기 위해 혼합을 위한 교반은 교반온도 40℃ 내지 60℃, 교반시간 60분 내지 90분의 조건으로 수행될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 교반온도가 너무 낮으면 주제가 부분적으로 응결되는 단점이 있고, 교반온도가 너무 높으면 교반 중 주제가 변질될 우려가 있다. 또한, 교반시간이 너무 짧으면 주제가 완전히 혼합되지 않는 단점이 있고, 교반시간이 너무 높으면 팽창흑연 등의 입자가 분해될 수 있는 단점이 있다.
이때, 폴리올과 에폭시 수지를 교반 및 혼합으로 반응시켜 에폭시 폴리올을 제조하여 주제에 포함시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 에폭시 폴리올은 Alkyl glyceryl ether, 및 Butyl glycidyl ether 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 특정 성분만을 포함하는 것으로 제한되지 않는다.
특히, 상기 에폭시 폴리올은 폴리우레탄 에폭시복합폼패드의 내열성을 강화시키는 특징이 있다.
상기 제조된 주제를, 디이소시아네이트를 포함하는 경화제와 혼합시켜 준불연 폴리우레탄 조성물을 준비할 수 있고, 상기 준비된 준불연 폴리우레탄 조성물을 몰드 성형 방법으로 발포시켜 최종적으로 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드를 제조할 수 있다.
상기 다른 구현예에 따른 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법에 따라 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 팽창흑연이 고르게 분산되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 고온에서 자기 연소가 되면서, 상온 대비, 수 배 이상 더 나아가, 수 백배 이상으로 팽창할 수 있어 연기 흡수 능력이 극대화된다. 이 때, 바람직하게 상기와 같이 팽창 흑연을 포함할 경우 더욱 극대화된 연기 흡수 능력을 발현할 수 있어 화재 시, 열과 가스 차단에 탁월하며, 공공의 안전을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 다른 구현예에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 내열온도가 52℃ 내지 64℃인 바, 기존 폴리우레탄 폼패드에 비해 최대 70℃ 정도 더 낮은 특징이 있다.
상기와 같이 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 우수한 내열성으로 건축물 지붕 및 내화구조 벽, 파이프라인 단열, 냉동콘테이너 등 다양한 분야에 적용가능하다. 또한, 상기와 같은 낮은 내열성을 구현함에도 불구하고 우수한 기계적 물성을 달성하여 폭넓은 분야에 적용 가능하다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조
일 구현예에 따른 준불연 폴리우레탄 조성물을 하기와 같이 준비하였다. 구체적으로,
주제는 하기와 같이 준비한다.
폴리올로 중량평균분자량 3,000g /mol을 갖는 폴리에테르 폴리올을, 전체 주제 100중량%에 대하여, 50중량%을 준비하고,
에폭시 수지로 에폭시 당량이 200g/equv를 갖는 Butyl glycidyl ether를 폴리올: 에폭시 수지 1: 0.3의 중량비로 준비하며,
팽창흑연을, 전체 주제 100중량%에 대하여, 20중량%을 준비하고,
반응촉매로 아민을, 전체 주제 100중량%에 대하여, 1.5중량%을 준비하고,
첨가제로 난연제로 Phosphate, 발포제로 H2O, 및 정포제로 Silicone을, 전체 주제 100중량%에 대하여, 1.5중량%을 준비하였다.
그 다음, 상기 준비한 성분을 혼합한 뒤 교반온도 50℃, 교반시간 60분의 조건으로 교반하여 주제를 준비하였다.
또한, 경화제로 Diisocyanate를 준비하였다.
그 다음, 상기 준비한 주제와 경화제를, 주제 100중량부에 대하여 경화제35중량부로 혼합한 다음 몰드 성형 방법으로 발포시켜 최종적으로 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드를 제조하였다.
비교예: 폴리우레탄 폼패드
| DESCRIPTION | REMARK | 배합비 |
| PPG (Polypropylene Glycol) | 100% | |
| Epoxy resin | ||
| Expanding Graphite | ||
| Catalyst(반응촉매) | ||
| 난연제 | ||
| 발포제 | ||
| 정포제 | ||
| 안정제 | ||
| MDI | Isocyante | 35±3% |
| Density | 125±5 ㎏/㎥ | |
상기 표 1에 따른 조성에 제조한 것을 제외하고, 실시예와 동일한 방법으로 폼패드를 제조하였다.
실험예 : 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드의 내열성 비교
실시예에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 및 비교예에 따른 폴리우레탄 폼패드를 준비하고, 내화벽돌을 사용하여 가로(500mm)x세로(600mm)x높이(800mm)의 내화로와 상부면에 개구부(300mmx200mmx150t)를 천공하여 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 또는 폴리우레탄 폼패드를 동일규격으로 재단하여 삽입한 후 내화로 내부에 국토교통부 고시 제2019-593호(내화구조 인정시험) 기준에 의거 120분 동안 1,049℃ 가열하여 상부표면온도를 측정하는 방법으로 내열 테스트 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다.
|
내화로가열
내부측정온도 |
내화로 가열
경과시간 |
실시예
표면온도 (평균온도) |
비교예
표면온도 (평균온도) |
| 27.5 ℃ | 0 min | 27.5 ℃ | 27.5 ℃ |
| 679 ℃ | 10 min | 30.9 ℃ | 32.3 ℃ |
| 781 ℃ | 20 min | 34.5 ℃ | 35.8 ℃ |
| 841 ℃ | 30 min | 39.1 ℃ | 52.9 ℃ |
| 884 ℃ | 40 min | 40.4 ℃ | 68.5 ℃ |
| 918 ℃ | 50 min | 41.6 ℃ | 81.9 ℃ |
| 945 ℃ | 60 min | 46.1 ℃ | 87.6 ℃ |
| 968 ℃ | 70 min | 49.7 ℃ | 97.6 ℃ |
| 988 ℃ | 80 min | 52.0 ℃ | 98.3 ℃ |
| 1,005 ℃ | 90 min | 53.7 ℃ | 115.2 ℃ |
| 1,021 ℃ | 100 min | 56.2 ℃ | 134.4 ℃ |
| 1,036 ℃ | 110 min | 59.5 ℃ | 155.6 ℃ |
| 1,049 ℃ | 120 min | 63.9 ℃ | 170.7 ℃ |
상기 표 2과 도 1 을 참고하면, 열에 노출되는 시간이 지날수록 실시예에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드가 비교예에 따른 폴리우레탄 폼패드가 내열온도 차이가 현저히 증가하여 내열온도가 더 낮다는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 다른 구현예에 따른 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 내열차단온도가 63.9℃인 바, 기존 폴리우레탄 폼패드에 비해 최대 106.8℃ 정도 더 낮은 특징이 있다.
상기와 같이 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드는 우수한 내열성으로 건축물 지붕 및 내화구조 벽, 파이프라인 단열, 냉동컨테이너 등 다양한 분야에 적용가능하다. 또한, 상기와 같은 낮은 내열성을 구현함에도 불구하고 우수한 기계적 물성을 달성하여 폭넓은 분야에 적용 가능하다.
Claims (13)
- 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 포함하는 주제; 및
디이소시아네이트를 포함하는 경화제를 포함하고,
상기 폴리올의 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol이고, 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 300g/mol 내지 500g/mol인 것을 특징으로 하는 준불연 폴리우레탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리올과 에폭시 수지는 1 : 0.3 내지 0.5의 중량비로 포함하는 것인 준불연 폴리우레탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 팽창흑연의 함량은, 상기 주제 100중량%에 대하여, 10중량% 내지30중량%인 것인 준불연 폴리우레탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 반응촉매는 아민(Amine), 및 주석(Sn)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 준불연 폴리웨탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 주제는 난연제, 발포제, 정포제, 및 안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것인 준불연 폴리우레탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트를 포함하는 것인 준불연 폴리우레탄 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 주제 100중량부에 대하여,
상기 디오시아네이트는 32중량부 내지 38중량부의 함량으로 포함되는 것인 준불연 폴리우레탄 조성물. - 폴리올, 에폭시 수지, 팽창흑연, 및 반응촉매를 혼합하여 주제를 제조하는 단계;
상기 제조된 주제를, 디이소시아네이트를 포함하는 경화제와 혼합시켜 준불연 폴리우레탄 조성물을 준비하는 단계; 및
상기 준불연 폴리우레탄 조성물을 발포시키는 단계를 포함하고,
상기 폴리올의 중량평균분자량은 1,000g/mol 내지 6,000g/mol이고, 상기 에폭시 수지의 중량평균분자량은 300g/mol 내지 500g/mol인 것을 특징으로 하는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 폴리올과 상기 에폭시 수지는 1 : 0.3 내지 0.5의 중량비로 포함하는 것인 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 팽창흑연의 함량은, 상기 주제 100중량%에 대하여, 10중량% 내지30중량%인 것인 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 주제 100중량부에 대하여,
상기 경화제는 32 중량부 내지 38중량부의 함량으로 포함되는 것인 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드 제조방법. - 제8항의 제조방법으로 제조되고,
팽창흑연이 고르게 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드. - 제12항에 있어서,
내열차단온도가 52℃ 내지 64℃인 것을 특징으로 하는 준불연 폴리우레탄 에폭시복합폼패드.
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|---|---|---|---|
| KR1020210105370A KR20230023340A (ko) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 준불연 폴리우레탄 조성물, 및 이로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합 폼패드 |
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|---|---|---|---|
| KR1020210105370A KR20230023340A (ko) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 준불연 폴리우레탄 조성물, 및 이로부터 제조된 준불연 폴리우레탄 에폭시복합 폼패드 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101749614B1 (ko) | 2016-12-26 | 2017-06-22 | 정우화인 주식회사 | 난연성이 우수한 폴리우레탄 폼 보드와 그 제조방법 |
-
2021
- 2021-08-10 KR KR1020210105370A patent/KR20230023340A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101749614B1 (ko) | 2016-12-26 | 2017-06-22 | 정우화인 주식회사 | 난연성이 우수한 폴리우레탄 폼 보드와 그 제조방법 |
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