KR20230041371A - Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing recycled polymer polyols. The invention comprises: a first step of obtaining a primary liquefied depolymerization product by performing a glycolysis reaction by adding 50 to 150 parts by weight of glycol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from rigid polyurethane foam products; a second step of adding 50 to 150 parts by weight of an isocyanate component based on 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the first step, and reacting a relatively highly reactive compound with the isocyanate component and gradually exhausting the relatively highly reactive compound to obtain a secondary liquefied depolymerization product with uniform reactivity; and a third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding and mixing 25 to 150 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step with respect to 100 parts by weight of the new polyol. Accordingly, the present invention can improve productivity.

Description

경질 우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법{Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same}Polymer polyols by recycling rigid urethane foams and a method of manufacturing the same}

본 발명은 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경질 우레탄 폼의 스크랩을 이용하여 글리콜리시스를 통한 해중합물을 얻고, 그 해중합물을 다시 가공처리함으로써, 통상적인 방식으로 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행시킬 경우에도, 고품질의 경질 폴리우레탄 폼 제품을 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있는 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a recycled polymer polyol and a method for producing the same, and more particularly, to obtain a depolymerized product through glycolysis using scraps of rigid urethane foam, and processing the depolymerized product again to produce urethane in a conventional manner. It relates to a recycled polymer polyol that can stably and efficiently produce high-quality rigid polyurethane foam products even when a reaction or urea reaction proceeds, and a manufacturing method thereof.

오늘날 사용 후 발생하는 각종 폐기물의 적절한 처리 기술은 인류 미래를 위한 지구 환경보호 차원에서 매우 중요한 과제로 부상되었다. 폴리우레탄의 경우, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩은 가장 대표적으로 폐 냉장고에서 단열재로 사용되었던 것으로 일반적으로 가전 리싸이클링 센타에서 회수되어지고 있고, 연질 폴리우레탄 폼 스크랩은 자동차의 시트 또는 침대 매트리스 등으로 부터 회수되어지고 있으며, 이들은 국내를 기준으로 할 때 연간 4만여 톤에 이르고 있는 것으로 알려져 있고, 그 중 대부분은 소각처리되고 있는 실정이다. 대부분의 폴리우레탄 제품은 망상 구조의 가교 고분자여서 물리적 용융을 통한 재활용이 어렵기 때문이다. 그러나 폴리우레탄은 연소 시에 시안화수소와 일산화탄소 발생량이 치명적이어서 소각 시설 운영에 매우 주의를 요하고 있다. (참고문헌: McKenna and Hull, Fire Science Reviews, 5, 3 (2016)) Today, the proper treatment technology of various wastes generated after use has emerged as a very important task in terms of global environmental protection for the future of mankind. In the case of polyurethane, hard polyurethane foam scraps are most typically used as insulation materials in waste refrigerators and are generally collected at home appliance recycling centers, and soft polyurethane foam scraps are recovered from automobile seats or bed mattresses. It is known that they reach 40,000 tons per year based on domestic standards, and most of them are incinerated. This is because most polyurethane products are cross-linked polymers with a network structure, making it difficult to recycle through physical melting. However, when polyurethane is burned, the amount of hydrogen cyanide and carbon monoxide is fatal, so it is very careful to operate the incineration facility. (Reference: McKenna and Hull, Fire Science Reviews , 5, 3 (2016))

경질 폴리우레탄 폼은 단열 성능과 기계적 강도가 우수하여 냉장고 단열재, 냉동 및 냉장 컨테이너 단열재, 건축용 단열재 등의 제조에 사용되고 있다. 사용이 끝난 경질 폴리우레탄 폼 스크랩은 화학적인 처리를 통하여 다시 폴리우레탄 폼 단열재 제조에 사용할 수 있는 폴리올을 제조하여 재활용이 가능하다. Rigid polyurethane foam has excellent thermal insulation performance and mechanical strength and is used in the manufacture of refrigerator insulation materials, frozen and refrigerated container insulation materials, and construction insulation materials. Used hard polyurethane foam scrap can be recycled by manufacturing polyol that can be used to manufacture polyurethane foam insulation again through chemical treatment.

다양한 단열재로 사용되는 경질 폴리우레탄 폼은 화학적으로 가교 구조에 바탕을 두고 있어 사용이 끝난 후 재활용이 용이하지 않은 편이다. 따라서 고체 폴리우레탄 스크랩에 흔히 글리콜을 첨가하여 200℃ 전후에서 글리콜리시스를 통한 해중합 반응으로 액상화하고 필요에 따라 변성 과정을 통하여 재생 폴리올을 제조하여 다시 폴리우레탄 폼 제조를 위한 원료로 사용한다. 글리콜리시스를 통한 우레탄 및 우레아 그룹의 해중합 공정이 수반하는 반응은 도 1과 도 2와 같이 나타낼 수 있다[참고문헌 1, 참고문헌 2].Rigid polyurethane foam used as various insulation materials is based on a chemically cross-linked structure, so it is not easy to recycle after use. Therefore, glycol is often added to solid polyurethane scrap to liquefy by depolymerization through glycolysis at around 200 ° C, and if necessary, recycled polyol is produced through a denaturation process to be used as a raw material for polyurethane foam production. The reaction accompanying the depolymerization process of urethane and urea groups through glycolysis can be shown as shown in FIGS. 1 and 2 [Reference 1, Reference 2].

재생 폴리올이 글리콜리시스 반응에서 생성되는 일차 아민과 2차 아민을 포함하고 이들이 반응에 관여하는 경우 폴리우레탄 폼 제조에 사용할 때 높은 반응성으로 제조 공정에서 반응을 제어하기 어려워진다. 그러므로 신재 폴리올과 혼합 사용이 불가피하며, 재생 폴리올 함량을 높이는 것이 제한적이다. 따라서 이들 아민 화합물에 기인하는 높은 반응성을 조절하기 위하여 프로필렌옥사이드 또는 에틸렌 옥사이드와 같은 화합물을 부가하여 수산기로 전환하는 방법이 가능하지만, 고압 반응기를 필요로 한다[참고문헌 2]. 한편 동일한 목적으로 에폭시 그룹을 가진 화합물을 사용할 수 있지만 경제성이 불리한 단점을 가지고 있다[참고문헌 3]. 따라서 글리콜리시스를 통한 해중합 생성물이 포함하는 아민 화합물들에 기인하는 높은 반응성 문제가 재생 폴리올을 우레탄 제조에 사용할 때 해결되어야 하는 사항이다.When the recycled polyol contains primary amine and secondary amine generated in the glycolysis reaction and they are involved in the reaction, it becomes difficult to control the reaction in the manufacturing process due to high reactivity when used in the production of polyurethane foam. Therefore, mixing with new polyol is inevitable, and increasing the content of recycled polyol is limited. Therefore, in order to control the high reactivity due to these amine compounds, a method of converting to a hydroxyl group by adding a compound such as propylene oxide or ethylene oxide is possible, but requires a high-pressure reactor [Reference 2]. On the other hand, a compound having an epoxy group can be used for the same purpose, but has a disadvantage in terms of economical efficiency [Reference 3]. Therefore, the problem of high reactivity due to amine compounds included in depolymerization products through glycolysis is a problem to be solved when using recycled polyols for preparing urethanes.

경질 폴리우레탄 폼을 단열재로 사용하는 냉장고 제조 공정과 건축용 보드 또는 샌드위치 판넬과 같은 단열재 폼 제조 공정은, 높은 반응열로 인하여 내부 온도가 150℃ 이상으로 상승한다[4]. 이러한 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조에서는 급냉이 이루어지는 경우, 부위에 따른 냉각 속도 차이로 잔류 응력이 발생하고, 변형을 유발하므로, 이를 방지하기 위한 적절한 냉각 시간의 확보가 요구된다. 한편 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조 공정에서 발열량을 줄이기 위해 보조 발포제인 비점이 낮은 탄화수소, 메틸포메이트, 불화수소 화합물 등이 사용된다. 그럼에도 불구하고 발열량을 낮출 수 있으면 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으므로 발열량 제어 기술의 개선이 필요하다.In the refrigerator manufacturing process using rigid polyurethane foam as an insulator and the insulator foam manufacturing process such as building board or sandwich panel, the internal temperature rises to over 150 °C due to high reaction heat [4]. In the manufacture of such a rigid polyurethane foam insulator, when rapid cooling is performed, residual stress is generated due to a difference in cooling rate depending on the part and causes deformation, so it is required to secure an appropriate cooling time to prevent this. On the other hand, in order to reduce the calorific value in the manufacturing process of rigid polyurethane foam insulators, hydrocarbons with low boiling points, methyl formate, and hydrogen fluoride compounds as auxiliary foaming agents are used. Nevertheless, if the calorific value can be lowered, productivity can be improved, so it is necessary to improve the calorific value control technology.

결과적으로, 오늘날 폴리우레탄 스크랩의 재활용 기술을 적용할 경우, 일반적으로 재활용 폴리올의 반응성이 높아서, 정교하게 우레탄 반응 과정을 제어하지 않을 경우 고품질의 폴리우레탄 폼 제품을 얻어내기 어려운 단점이 있었다. 따라서 재생 폴리올의 반응성을 낮추는 방안을 강구할 필요성이 있다. As a result, when today's polyurethane scrap recycling technology is applied, the reactivity of the recycled polyol is generally high, and it is difficult to obtain a high-quality polyurethane foam product unless the urethane reaction process is precisely controlled. Therefore, there is a need to devise a method of lowering the reactivity of recycled polyol.

또한, 경질 폴리우레탄 폼 단열재 제조에서 이용하는 재활용 폴리올 및 물과 이소시아네이트를 반응시킬 경우, 필연적으로 고온 발열을 수반하게 되고, 냉각 공정이 필수적이므로, 제품의 수축을 가져오게 되는 단점이 있었다. 따라서, 재생 폴리올을 이용한 폴리우레탄 폼 단열재 제조 공정에 있어서도, 그 발열량을 낮추어줄 수 있는 기술 개발이 극히 요청되고 있는 실정이다. In addition, when isocyanate is reacted with recycled polyol and water used in manufacturing rigid polyurethane foam insulation, high temperature heat is inevitably accompanied, and since a cooling process is essential, there is a disadvantage in that product shrinkage occurs. Therefore, even in the manufacturing process of polyurethane foam insulation using recycled polyol, the development of a technology capable of lowering the calorific value is extremely requested.

미합중국 특허 제5,300,530호 “Process for modifying the glycolysis reaction product of polyurethane scrap”;U.S. Patent No. 5,300,530 “Process for modifying the glycolysis reaction product of polyurethane scrap”;

J. Borda, G. Pasztor, and M. Zsuga, “Glycolysis of polyurethane foams and elastomers”Polymer Degradation and Stability, 68, 419-422 (2000); J. Borda, G. Pasztor, and M. Zsuga, “Glycolysis of polyurethane foams and elastomers” Polymer Degradation and Stability, 68, 419-422 (2000); M.G. Kim, S. H. Kim, J. H. Chun, and Y. S. Lee, “Deamination of MDA in the Recycled Polyol Obtained from the Glycolyiiis of Waste MDI Based Polyurethane Foam”International Journal of Safety, 4, 14-17 (2005); M.G. Kim, S. H. Kim, J. H. Chun, and Y. S. Lee, “Deamination of MDA in the Recycled Polyol Obtained from the Glycolyiiis of Waste MDI Based Polyurethane Foam” International Journal of Safety, 4, 14-17 (2005); R. E. Welte, “Calculation and measurement of reaction temperatures in rigid polyurethane and isocyanurate foams”Journal of cellular plastics, 5, 351 (1984); R. E. Welte, “Calculation and measurement of reaction temperatures in rigid polyurethane and isocyanurate foams” Journal of cellular plastics, 5, 351 (1984); V. Zhao and G. J. Suppes, “Computational study on reaction enthalpies of urethane-forming reactions”Polymer Engineering and Science, 1421 (2015). V. Zhao and G. J. Suppes, “Computational study on reaction enthalpies of urethane-forming reactions” Polymer Engineering and Science, 1421 (2015).

본 발명은, 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경질 우레탄 폼의 스크랩을 이용하여 글리콜리시스를 통한 해중합물을 얻고, 그 해중합물을 다시 가공처리함으로써, 통상적인 방식으로 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행시킬 경우에도, 고품질의 경질 폴리우레탄 폼 제품을 안정적이고 효율적으로 제조할 수 있는 재활용 폴리머 폴리올 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, by obtaining a depolymerization product through glycolysis using scrap of rigid urethane foam and processing the depolymerization product again, thereby producing a urethane reaction or urea reaction in a conventional manner. An object of the present invention is to provide a recycled polymer polyol that can stably and efficiently produce high-quality rigid polyurethane foam products and a manufacturing method thereof even when the reaction proceeds.

본 발명은, 경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 해중합 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계와; The present invention comprises a first step of obtaining a first liquefied depolymerized product by adding 50 to 150 parts by weight of a depolymerized polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from a rigid polyurethane foam product to proceed with a glycolysis reaction;

제 1단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해 이소시아네이트 성분 50 중량부 내지 150 중량부를 투입하고 교반하여, 상대적으로 반응성이 높은 화합물을 상기 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 그 결과, 상대적으로 반응성이 높은 화합물을 점차적으로 소진시켜서 반응성이 균일화된 2차 액상화 해중합물을 얻게 되는 제 2단계와; 50 to 150 parts by weight of an isocyanate component is added to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerization obtained in the first step and stirred to react a relatively highly reactive compound with the isocyanate component, and as a result, a relatively reactive a second step of gradually consuming high compounds to obtain a secondary liquefied depolymerized product having uniform reactivity;

신재 폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제 2단계에서 얻어지는 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는 제 3단계; 를 포함하고 있다. a third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step to 100 parts by weight of the new polyol and mixing; contains

본 발명은, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩을 대상으로 하고, 상기 경질 폴리우레탄 폼 스크랩을 해중합 반응시켜서 1차 액상화 해중합물을 얻고, 상기 1차 액상화 해중합물의 구성성분들이 서로 다른 반응성을 가지고 있고, 상대적으로 고반응성 물질들과 상대적으로 정상적인 반응성 물질들이 서로 혼재되어 있다는 점을 직시하고, 실제로 분산상으로 해중합물의 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 진행하기 이전에, 상기 고반응성 물질들을 미리 소진시켜줌으로써, 상기 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 원만하게 진행할 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다. 상기 상대적으로 고반응성 화합물로서는 상기 경질 폴리우레탄 폼 스크랩으로부터 유래된 것으로 1차 아민기, 2차 아민기, 또는 1차 수산기를 가지고 있는 화합물을 예시할 수 있다. In the present invention, the rigid polyurethane foam scrap is subjected to a depolymerization reaction to obtain a primary liquefied depolymerization, wherein the components of the primary liquefied depolymerization have different reactivity and are relatively Faced with the fact that highly reactive materials and relatively normal reactive materials are mixed with each other, by consuming the highly reactive materials in advance before actually proceeding with the urethane reaction or urea reaction of the depolymerization in the dispersed phase, the urethane reaction or Its technical feature is to allow the urea reaction to proceed smoothly. As the relatively highly reactive compound, a compound derived from the rigid polyurethane foam scrap and having a primary amine group, a secondary amine group, or a primary hydroxyl group may be exemplified.

본 발명은 이러한 기술적 특징으로 실현함으로써, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩의 해중합 반응에서 필연적으로 발생되어지는 고반응성 아민화합물을 미리 화학적으로 처리하여 폴리머 폴리올 화합물을 얻을 수 있고, 상기 폴리머 폴리올 화합물과 신재 폴리올을 혼합하여 재생 폴리올을 얻을 수 있으며, 나중에 재생 폴리올을 다시 우레탄 폼 제조에 사용할 경우, 반응성을 제어하기 어려운 문제를 해결할 수 있다. By realizing the present invention with these technical features, a polymer polyol compound can be obtained by chemically treating a highly reactive amine compound inevitably generated in the depolymerization reaction of rigid polyurethane foam scrap, and the polymer polyol compound and a new polyol can be obtained. Recycled polyol can be obtained by mixing, and when the reclaimed polyol is used to manufacture urethane foam again later, the problem of difficult control of reactivity can be solved.

경질 폴리우레탄 폼 제조에 사용하는 폴리올은 일반적으로 수산가 값이 400 mgKOH/g 정도인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이산화탄소를 발생하는 물을 중량 기준으로 폴리올 100에 2 phr 정도 첨가하며, 이소시아네이트 첨가량은 양론적으로 100% 반응시키는 데 필요한 양을 Index 100으로 정의하고, Index 값을 100 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 NCO 함량이 중량기준 31%인 Polymeric Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI)를 이소시아네이트로 사용하는 경우, 폴리올 100 중량부에 대해 물 2 중량부가 첨가된 혼합물 가운데 폴리올에 의한 MDI 소요량은 104 중량부이고, 물에 의한 MDI 소요량은 30 중량부로서 백분율로는 각각 78%, 22% 이다. 그리고 이소시아네이트와 폴리올 또는 물 및 아민과의 반응열은 약 85 kJ/eq 이다. 만일 보조 발포제의 기화에 의한 냉각 효과를 고려하지 않고 반응물들의 비열을 약 2 J/g으로 가정하면, 이론적으로 178℃의 온도 상승을 수반하며, 이러한 계산은 문헌에 나타난 발열에 의한 온도 상승 측정치와 유사한 수준이다. 따라서 위에 기술한 폴리머 폴리올(폴리머 함량: 50%)을 사용하는 경우 폴리올에 의한 이소시아네이트와의 반응이 이미 폴리머로 형성된 분산상을 포함하고 있어 폴리머 폴리올을 이용한 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 경우 폴리올에 의한 발열량이 50%까지 감소될 수 있어 공정에서 반응에 의한 발열을 최대 37% 정도까지 낮출 수 있으며 온도 상승도 크게 낮출 수 있다.It is preferable to use polyols generally having a hydroxyl value of about 400 mgKOH/g for the production of rigid polyurethane foam. In this case, about 2 phr of water generating carbon dioxide is added to polyol 100 by weight, and the amount of isocyanate added is stoichiometrically defined as the amount required for 100% reaction as Index 100, and it is recommended to add an Index value of 100 or more. desirable. Under these conditions, when Polymeric Methylene Diphenyl Diisocyanate (MDI) having an NCO content of 31% by weight is used as an isocyanate, the required amount of MDI by polyol is 104 parts by weight of a mixture in which 2 parts by weight of water is added to 100 parts by weight of polyol The amount of MDI required by water is 30 parts by weight, which is 78% and 22% in percentage, respectively. And the heat of reaction between isocyanate and polyol or water and amine is about 85 kJ/eq. If the specific heat of the reactants is assumed to be about 2 J/g without considering the cooling effect due to the vaporization of the auxiliary blowing agent, this theoretically entails a temperature rise of 178 ° C. at a similar level. Therefore, when using the above-described polymer polyol (polymer content: 50%), the reaction with isocyanate by the polyol already includes a dispersed phase formed by the polymer, so when manufacturing a rigid polyurethane foam using the polymer polyol, the calorific value by the polyol This can be reduced by up to 50%, so the heat generated by the reaction in the process can be reduced by up to about 37%, and the temperature rise can also be greatly reduced.

본 발명에 의해 제조된 경질 폴리우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올은, 기존의 재활용 폴리올들과 달리, 재활용 성분들이 신재 폴리올에 가교된 분산상으로 존재하게 되므로, 그 반응성이 종래와 같이 빠르지 않고 쉽게 조절될 수 있는 장점이 있다. Unlike conventional recycled polyols, the rigid polyurethane foam recycled polymer polyol prepared according to the present invention exists as a dispersed phase in which recycled components are cross-linked in new polyol, so its reactivity is not as fast as in the prior art and can be easily controlled. There are advantages.

또한, 본 발명에 의해 제조된 경질 폴리우레탄 폼 재활용 폴리머 폴리올은, 폴리올 단위 질량 내에 반응하는 성분의 함량이 감소된 상태로 존재하게 되므로, 이를 이용하여 경질 폴리우레탄 폼 단열재를 제조할 경우, 자연스럽게 그 반응열이 감소하게 되어, 온도 상승이 적어지고, 따라서 냉각 공정이 수월하게 진행될 수 있고, 이로 인하여 생산성이 향상되어지는 장점도 있다. In addition, since the rigid polyurethane foam recycled polymer polyol produced by the present invention exists in a state in which the content of reactive components in the polyol unit mass is reduced, when a rigid polyurethane foam insulation is manufactured using this, it is naturally The heat of reaction is reduced, so the temperature rise is reduced, and thus the cooling process can be performed easily, thereby improving productivity.

도 1은, 폴리우레탄의 우레탄 그룹을 글리콜리시스에 의해 해중합할 경우, 고분자 사슬이 절단되어 수산기와 2차 아민으로 해중합되는 반응식이고,
도 2는, 폴리우레탄의 우레아 그룹을 글리콜리시스에 의해 해중합할 경우, 고분자 사슬이 절단되어 1차 아민과 수산기 및 2차 아민으로 해중합되는 반응식이며,
도 3은, 폴리우레탄의 글리콜리시스에 의해 고분자 사슬이 절단되어 형성된 해중합물을 이소시아네이트와 혼합하여 반응을 진행시키면서 신재 폴리올에 분산시켜 얻어진 폴리머 폴리올을 도식으로 나타낸 것이다.
1 is a reaction scheme in which, when the urethane group of polyurethane is depolymerized by glycolysis, the polymer chain is cleaved and depolymerized into hydroxyl groups and secondary amines;
2 is a reaction scheme in which, when the urea group of polyurethane is depolymerized by glycolysis, the polymer chain is cleaved and depolymerized into primary amines, hydroxyl groups, and secondary amines;
FIG. 3 schematically shows a polymer polyol obtained by dispersing a depolymerized product formed by cleavage of a polymer chain by glycolysis of polyurethane with isocyanate and dispersing it in a new polyol while proceeding the reaction.

이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically and in detail. Specific numerical values or specific examples provided in the present invention are only intended to explain the technical idea of the present invention in more detail as a preferred embodiment of the present invention, and it is clear that the present invention is not limited thereto. In addition, in the specification of the present invention, detailed descriptions of parts that are known in the art and can be easily created by those skilled in the art will be omitted.

본 발명은 경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 해중합 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계를 포함하고 있다. 경질 폴리우레탄 스크랩은 사용이 끝난 냉장고 제품의 해체 공정과 다양한 건축 단열용 제품의 사용이 끝난 후 해체 공정에서 발생하고 있으며, 이들의 원료 조성물들은 화학적으로 주원료가 폴리올과 폴리이소시아네이트인 점은 대동소이하다. 본 발명은 구체적인 실시예로서 설명의 필요상 사용이 끝난 냉장고 단열재 스크랩을 이용하였지만, 다양한 경질 폴리우레탄 폼 및 탄성체들도 동일한 원리로 화학적인 처리가 가능한 것이다. The present invention includes a first step of obtaining a first liquefied depolymer by adding 50 to 150 parts by weight of a depolymerized polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scrap collected from a rigid polyurethane foam product to proceed with a glycolysis reaction, there is. Rigid polyurethane scrap is generated in the dismantling process of used refrigerator products and various building insulation products after use, and their raw material compositions are chemically the same in that the main ingredients are polyol and polyisocyanate. . As a specific embodiment of the present invention, scraps of used refrigerator insulation materials are used for the purpose of explanation, but various rigid polyurethane foams and elastic materials can be chemically treated using the same principle.

본 발명은 경질 폴리우레탄 스크랩을 140 ~ 240 ℃ 범위에서 폴리올을 투입하여 글리콜리시스 반응으로 해중합시킨다. 상기 경질 폴리우레탄 스크랩은 냉장고 단열재 스크랩, 건축용 단열재 스크랩, 샌드위치 패널 단열재 스크립 등을 예시할 수 있다. 상기 폴리올은 상기 경질 폴리우레탄 스크랩을 해중합시키기 위하여 투입되어지는 것으로서, 에틸렌 글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 저분자량 에테르계 폴리올, 저분자량 에스테르계 폴리올, 그리고 공중합 폴리올 등으로 구성된 그룹 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, hard polyurethane scrap is depolymerized by a glycolysis reaction by introducing polyol in the range of 140 to 240 °C. The rigid polyurethane scrap may be exemplified by refrigerator insulation scrap, building insulation scrap, sandwich panel insulation scrap, and the like. The polyol is added to depolymerize the hard polyurethane scrap, and is one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, low molecular weight ether-based polyol, low molecular weight ester-based polyol, and copolymerized polyol, etc. A mixture of two or more may be used.

본 발명은, 그 설명의 편의성을 고려하여, 상기 경질 폴리우레탄 스크랩을 냉장고 단열재 스크랩으로 선정하여 사용하고, 상기 폴리올의 경우 글리콜 화합물 중에서 프로필렌 글리콜을 선정하여 설명하기로 한다. 이러한 해중합 반응은 140 ~ 240℃ 범위에서 글리콜리시스 반응을 진행하며, 이 과정에서 가수분해와 열분해 등의 반응이 수반될 수 있다. 또한, 효과적인 반응을 위해 유기금속 촉매와 산화방지제를 첨가할 수 있다. In the present invention, in consideration of the convenience of explanation, the hard polyurethane scrap is selected and used as a refrigerator insulation scrap, and in the case of the polyol, propylene glycol will be selected and described among glycol compounds. This depolymerization reaction proceeds with a glycolysis reaction in the range of 140 to 240 ° C, and reactions such as hydrolysis and thermal decomposition may be accompanied in this process. In addition, organometallic catalysts and antioxidants may be added for effective reaction.

이러한 글리콜리시스 반응은 도 1 및 도 2에 대표적인 화학반응식으로 제시되어 있다. This glycolysis reaction is presented as a representative chemical reaction formula in FIGS. 1 and 2.

본 발명은 상기 제 1단계의 해중합 반응을 마치게 되면, 경질 폴리우레탄 스크랩들의 1차 액상화 해중합물을 얻게 된다. 이러한 1차 액상화 해중합물은 폴리올, 이소시아네이트에서 유래하는 아민 화합물, 그리고 잔류 글리콜로 구성되어 있으며, 이들은 통상적으로 균일하게 관찰된다. 이때, 상기 이소시아네이트는 상기 경질 폴리우레탄 스크랩에서 유래된 것이므로, 상기 아민 화합물은 결과적으로 폐 경질 폴리우레탄 폼의 스크랩에서 유래된 것임을 알 수 있다. 상기 아민 화합물은 다른 구성성분들에 비하여 반응성이 높아서, 이것을 그대로 잔존시킬 경우, 나중에 진행되어질 우레탄 반응 또는 우레아 반응을 정상적으로 제어하기 어려운 현실적인 장애물로 작용하게 된다. 본 발명에서는 상기 아민 화합물을 고반응성 화합물로 명명할 수 있다. In the present invention, when the depolymerization reaction of the first step is completed, the first liquefied depolymerization product of hard polyurethane scraps is obtained. This primary liquefied depolymerization product is composed of a polyol, an amine compound derived from isocyanate, and residual glycol, which are usually observed uniformly. In this case, since the isocyanate is derived from the rigid polyurethane scrap, it can be seen that the amine compound is consequently derived from the scrap of the waste rigid polyurethane foam. Since the amine compound has higher reactivity than other constituents, if it is left as it is, it acts as a realistic obstacle that makes it difficult to normally control the urethane reaction or urea reaction to proceed later. In the present invention, the amine compound may be referred to as a highly reactive compound.

본 발명은, 제 2단계로서, 전단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부 에 대해 이소시아네이트 화합물 50 내지 150 중량부를 투입하고 혼합하여 2차 액상화 해중합물을 얻는다. 이때, 상기 이소시아네이트 화합물은 양론적으로 50% 이상의 활성 수소와 반응을 할 수 있도록 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다. In the second step of the present invention, 50 to 150 parts by weight of an isocyanate compound is added to 100 parts by weight of the first liquefied depolymerized product obtained in the previous step and mixed to obtain a second liquefied depolymerized product. At this time, it is preferable to add and mix the isocyanate compound so that it can react with 50% or more of active hydrogen stoichiometrically.

본 발명에 있어서, 상기 1차 액상화 해중합물에 이소시아네이트를 투입하는 이유는 첫째, 상기 1차 액상화 해중합물에 존재하는 높은 반응성 성분들이 우선적으로 반응하여 신재 폴리올에 녹지는 않고 분산되어 존재하도록 함과 동시에, 둘째, 상기 1차 액상화 해중합물이 이소시아네이트와 반응하여 고분자를 형성함으로써 신재 폴리올에 분산된 상태에 존재하는 상황에서는 폴리우레탄 폼 제조용 폴리올로 사용할 때 신재 폴리올의 반응성을 유지하도록 하기 위함이며, 셋째, 최종적으로 경질 폴리우레탄 단열재 제조를 위한 반응 공정에서 폴리올 중 폴리머로 존재하는 분율만큼 반응에 적게 참여하여 우레탄 단열재 폼 제조 공정에서 반응에 의한 발열과 온도 상승을 감소시켜 냉각을 수월하게 하여 생산성을 향상시키는 적합한 특성을 가지고 있기 때문이다. In the present invention, the reason why isocyanate is added to the primary liquefaction depolymerization is that, first, the highly reactive components present in the primary liquefaction depolymerization preferentially react and exist in a dispersed state without being dissolved in the new polyol. Second, this is to maintain the reactivity of the new polyol when used as a polyol for producing polyurethane foam in a situation where the primary liquefied depolymerization reacts with isocyanate to form a polymer and is present in a dispersed state in the new polyol. Thirdly, Finally, in the reaction process for manufacturing rigid polyurethane insulation, it participates in the reaction as little as the fraction present as a polymer in polyol, thereby reducing heat generation and temperature rise due to reaction in the manufacturing process of polyurethane insulation foam, thereby facilitating cooling and improving productivity because it has suitable properties.

본 발명에 있어서, 상기 이소시아네이트 성분은 이 기술분야에서 사용되고 있는 이소시아네이트 성분을 사용할 수 있다. 예컨대 toluene diisocyanate (TDI) 또는 4,4-phenyl methane diisocyanate (MDI), 또는 polymeric MDI를 포함하고 있는 폴리이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, the isocyanate component may use an isocyanate component used in this technical field. For example, toluene diisocyanate (TDI) or 4,4-phenyl methane diisocyanate (MDI), or polyisocyanate containing polymeric MDI is preferably used.

본 발명은 상기 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해, 이소시아네이트를 양론적으로 50% 이하로 첨가할 경우, 상기 2차 액상화 해중합물에 있어서 가교되지 않은 조성물이 존재할 가능성이 매우 크고, 그로 인하여, 다음 단계에서 투입되어질 신재 폴리올에 녹아나올 우려가 있으므로, 바람직스럽지 못하다. According to the present invention, when isocyanate is stoichiometrically added at 50% or less with respect to 100 parts by weight of the first liquefied depolymer, there is a very high possibility that a non-crosslinked composition exists in the second liquefied depolymer, and therefore, It is undesirable because it may dissolve in the new polyol to be introduced in the next step.

본 발명은 이소시아네이트 첨가 반응을 25 ~ 120℃에서 진행이 가능하다. 이때, 출발 물질로 이용한 경질의 폴리우레탄 스크랩이 글리콜리시스를 거쳐, 각종 해중합체로 존재하게 되고, 그 중에서 상대적으로 고반응성 화합물이 금번 제 2단계에서 투입된 이소시아네이트와 반응하게 되므로, 상기 고반응성 화합물은 서서히 새로운 반응물로 전환되어지게 된다. In the present invention, the isocyanate addition reaction can be performed at 25 to 120 °C. At this time, the hard polyurethane scrap used as a starting material undergoes glycolysis to exist as various depolymers, and among them, a relatively highly reactive compound reacts with the isocyanate introduced in the second step. It is gradually converted into a new reactant.

본 발명에 있어서, 상기 제 2단계에서 얻게 되는 상기 2차 액상화 해중합물과 상기 제 1단계에서 얻게 되는 상기 1차 액상화 해중합물을 서로 비교할 경우, 상기 2차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율이 상기 1차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율에 비하여 더 낮고 적게 존재하게 된다는 사실을 알 수 있다. In the present invention, when the second liquefied depolymerization obtained in the second step and the first liquefied depolymerization obtained in the first step are compared with each other, the highly reactive compound contained in the second liquefied depolymerization It can be seen that the composition ratio is lower and less than the composition ratio of the highly reactive compound included in the first liquefied depolymerization product.

본 발명은, 제 3단계로서, 신재 폴리올 100 중량부에 대하여 제 2단계에서 얻은 상기 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는다. 상기 신재 폴리올 100 중량부에 대하여 상기 2차 액상화 해중합물을 25 중량부 이하로 포함할 경우 재활용 비율이 낮아서 바람직하지 못하고, 100 중량부 이상 포함할 경우 신재 폴리올이 연속상을 유지하기 어려워지고, 신재 폴리올 반응성을 나타내지 못하여 바람직스럽지 못하게 된다. 이 경우, 상기 재생 폴리머 폴리올은 해중합로부터 얻어진 폴리우레탄-우레아 입자가 신재 폴리올에 균일하게 분산된 형태로 존재하게 되어진다. In the third step of the present invention, 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step is added to 100 parts by weight of the new polyol and mixed to obtain a regenerated polymer polyol. When 25 parts by weight or less of the secondary liquefied depolymerization is included with respect to 100 parts by weight of the new polyol, the recycling rate is low, which is undesirable. It does not exhibit polyol reactivity, making it undesirable. In this case, the recycled polymer polyol exists in a form in which polyurethane-urea particles obtained from depolymerization are uniformly dispersed in the new polyol.

도 3은 이러한 재생 폴리머 폴리올의 모습을 개념적으로 잘 도시하고 있다. Figure 3 conceptually illustrates the appearance of such a recycled polymer polyol.

본 발명은 그 기술적 특징을 좀 더 명확하게 설명하기 위하여, 상기 제 2단계와 상기 제 3단계를 명확하게 구분하여 설명하였으나, 실제 작업에 있어서는 이들의 순서를 엄격하게 구분하지 아니하고, 서로 동시적으로 실시할 수 있다. 다만, 그 화학 양론적인 투입량 내지 그 투입 비율은 변화되지 않는다. In order to explain the technical characteristics of the present invention more clearly, the second step and the third step have been clearly separated and described, but in actual work, the order of these is not strictly distinguished, and they are performed concurrently with each other. can be carried out. However, the stoichiometric input amount or the input ratio is not changed.

본 발명은 이와 같은 방식으로 얻게 된 물질을 재생 폴리머 폴리올이라고 명명하였으나, 그 실질적인 특성을 감안하여 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올이라고 명칭을 부여할 수 있다. In the present invention, the material obtained in this way is named a recycled polymer polyol, but in consideration of its practical characteristics, it may be named a hard polyurethane dispersion polymer polyol.

본 발명은 이와 같이 얻어진 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올을 통상적인 방식으로 우레탄 및 우레아 형성 반응으로 경질 폴리우레탄 폼 제품을 제조하는데 사용할 수 있다. The present invention can use the thus obtained rigid polyurethane-dispersed polymer polyol to prepare rigid polyurethane foam products by forming urethane and urea in a conventional manner.

이 경우, 본 발명에 의한 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올에는 고반응성 물질이 거의 존재하지 않거나 상대적으로 매우 미미하게 존재하게 된다. 따라서, 우레탄 반응이나 우레아 반응을 거쳐 최종 제품을 제조하게 될 경우 안정된 반응을 보여주므로 제조과정을 제어하기 쉽고, 또한 발열반응이 상대적으로 적게 일어나게 되어 후속 냉각 공정을 간소화 내지 간편화할 수 있는 것이다. In this case, in the rigid polyurethane-dispersed polymer polyol according to the present invention, there is little or very little of the highly reactive material. Therefore, when a final product is manufactured through a urethane reaction or a urea reaction, a stable reaction is shown, so the manufacturing process is easy to control, and an exothermic reaction occurs relatively little, so that the subsequent cooling process can be simplified or simplified.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples.

<< 실시예 1 >> << Example 1 >>

사용이 끝난 냉장고 해체 공정에서 발생하는 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물 200 그램을 200℃로 유지되는 1리터 반응기 속의 프로필렌 글리콜(분자량: 76g/mol) 100 그램에 분할하여 투입하였다. 200 grams of pulverized polyurethane foam scraps generated in the disassembling process of used refrigerators were divided into 100 grams of propylene glycol (molecular weight: 76 g/mol) in a 1 liter reactor maintained at 200 ° C.

고체상태의 스크랩은 프로필렌 글리콜에 투입되면 매우 빠른 속도로 글리콜리시스에 의한 액상화가 진행된다. 일반적으로 4시간의 반응 후에 평형에 이르게 되고, 이를 통하여 1차 액상 글리콜리시스 해중합물을 얻었다. 상기 1차 액상 해중합물의 수산가는 480 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 10,000 cps이었다. When solid-state scrap is put into propylene glycol, liquefaction by glycolysis proceeds at a very high speed. In general, equilibrium was reached after 4 hours of reaction, and through this, a first liquid glycolysis depolymerized product was obtained. The first liquid depolymerization had a hydroxyl value of 480 mgKOH/g and a viscosity of 10,000 cps at 25°C.

<< 실시예 2 >> << Example 2 >>

실시예 1에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물을 200 그램을 사용하고 상기 프로필렌 글리콜을 200 그램 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. In Example 1, except that 200 grams of the pulverized polyurethane foam scrap and 200 grams of the propylene glycol were used, the rest was carried out in the same manner as in Example 1.

그 결과, 1차 액상 해중합물의 수산가는 720 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 6,000 cps이었다. As a result, the hydroxyl value of the first liquid phase depolymerization was 720 mgKOH/g, and the viscosity at 25°C was 6,000 cps.

<< 실시예 3 >> << Example 3 >>

실시예 1에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 스크랩 분쇄물을 100 그램을 사용하고 상기 프로필렌 글리콜을 150 그램 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. In Example 1, except that 100 grams of the pulverized polyurethane foam scrap and 150 grams of the propylene glycol were used, the rest was carried out in the same manner as in Example 1.

그 결과, 1차 액상 해중합물의 수산가는 870 mgKOH/g이고, 25℃에서 점도는 3,000 cps이었다. As a result, the hydroxyl value of the first liquid phase depolymerization was 870 mgKOH/g, and the viscosity at 25°C was 3,000 cps.

<< 실시예 4 >> << Example 4 >>

실시예 1에서 얻어진 해중합물 50 그램과 TDI 25 그램을 혼합하여 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 300 그램을 투입하되, 3회에 걸쳐 분할 투입하고 교반하였다. After mixing 50 grams of the depolymerization obtained in Example 1 and 25 grams of TDI, 300 grams of glycerin/sugar-type polyether polyol having a hydroxyl value of 490 was added, and the mixture was dividedly added and stirred three times.

최종 투입이 완료된 후 경질 폴리우레틴 폼 스크랩이 TDI와 반응하여 생성된 폴리머가 신재 폴리올에 분산된 콜로이드상의 재생 폴리머 폴리올이 얻어졌다. 얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 390 mgKOH/g 이고, 점도는 2,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 0.8 미크론이었다. After the final input was completed, a colloidal recycled polymer polyol was obtained in which a polymer produced by reacting rigid polyurethane foam scrap with TDI was dispersed in a new polyol. The obtained recycled polymer polyol had a hydroxyl value of 390 mgKOH/g, a viscosity of 2,000 cps, and a volume average particle diameter of the dispersed phase polymer of 0.8 microns.

<< 실시예 5 >> << Example 5 >>

실시예 4에서 상기 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 112.5 그램으로 한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 4와 동일하게 진행하였다. In Example 4, the rest was carried out in the same manner as in Example 4, except that 112.5 grams of the glycerin/sugar type polyether polyol having a hydroxyl value of 490 was used.

얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 290 mgKOH/g 이고, 점도는 4,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 1.0 미크론이었다. The obtained recycled polymer polyol had a hydroxyl value of 290 mgKOH/g, a viscosity of 4,000 cps, and a volume average particle diameter of the dispersed phase polymer of 1.0 microns.

<< 실시예 6 >> << Example 6 >>

실시예 4에서 상기 글리세린/슈거 타입의 수산가 값이 490인 폴리에테르 폴리올 75 그램으로 한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기 실시예 4와 동일하게 진행하였다. Except for using 75 grams of the glycerin/sugar type polyether polyol having a hydroxyl value of 490 in Example 4, the rest was carried out in the same manner as in Example 4.

얻어진 재생 폴리머 폴리올의 수산가 값은 243 mgKOH/g 이고, 점도는 7,000 cps였으며, 분산상 폴리머 부피 평균 입경은 1.1 미크론이었다. The obtained recycled polymer polyol had a hydroxyl value of 243 mgKOH/g, a viscosity of 7,000 cps, and a volume average particle diameter of the dispersed phase polymer of 1.1 microns.

아래에서는, 본 발명의 제조방법에 의하여 얻은 재생 폴리머 폴리올을 이용하여, 경질 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 것인지의 여부와, 그 제조과정에서 내부 발열 온도의 변화를 살펴보기 위한 것이었다. Below, it was intended to examine whether rigid polyurethane foam can be produced using the recycled polymer polyol obtained by the manufacturing method of the present invention and the change in internal heating temperature during the manufacturing process.

<< 제품화 적용 실시예 >> << Example of commercialization application >>

실시예 4에서 얻어진 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올을 이용한 경질 폴리우레탄 폼 제조를 위하여 아래 < 표 1 >과 같은 조성을 사용하였다. In order to prepare a rigid polyurethane foam using the rigid polyurethane dispersion polymer polyol obtained in Example 4, the composition shown in <Table 1> below was used.

아래 < 표 1 >에서 확인되는 바와 같이, 첨가제 조성물은 통상적인 폴리우레탄 폼의 원료 조성과 동일한 비율로 적용하였다. As confirmed in <Table 1> below, the additive composition was applied in the same ratio as the raw material composition of conventional polyurethane foam.

< 표 1 >에 제시된 신재 폴리올과 재생 폴리머 폴리올 및 첨가제들을 25℃에서 계량하여 반응 컵에 투입하고, 고속 교반기로 2000 rpm으로 1 분간 혼합하였다. 혼합물에 조성에 의해 정해진 양론의 polymeric diphenyl methane diisocyanate를 첨가한 다음, 고속 교반기로 10초간 추가 혼합하고, 이어서 400 X 400 X 400 ㎜ 의 나무로 제작한 상자에 도입하여 경질 폴리우레탄 폼을 얻을 수 있었으며, 반응의 진행 과정에서 cream time, gel time, tack free time을 측정하고 온도계를 이용하여 내부 온도 상승값을 관찰하였다. New polyol, recycled polymer polyol, and additives shown in <Table 1> were weighed at 25° C., put into a reaction cup, and mixed with a high-speed stirrer at 2000 rpm for 1 minute. After adding polymeric diphenyl methane diisocyanate in the amount determined by the composition to the mixture, it was further mixed for 10 seconds with a high-speed stirrer, and then introduced into a wooden box of 400 X 400 X 400 mm to obtain a rigid polyurethane foam. , In the course of the reaction, cream time, gel time, and tack free time were measured, and the internal temperature rise value was observed using a thermometer.

본 발명의 재생 폴리머 폴리올 적용 경질 폴리우레탄 폼 제조 원료 배합비Ratio of raw materials for manufacturing rigid polyurethane foam applied with recycled polymer polyol of the present invention
샘플명

sample name
조성비 (중량부) Composition ratio (parts by weight)
A - 0 A - 0 A - 25 A-25 A - 50 A-50 A - 75 A-75 A - 100 A-100 Polyol partPolyol part 신재 폴리올(JOP-0585) New polyol (JOP-0585) 100.0 100.0 75.0 75.0 50.0 50.0 25.0 25.0 0 0 재생 폴리머 폴리올 Recycled Polymer Polyol 0 0 25.0 25.0 50.0 50.0 75.0 75.0 100.0 100.0 정포제 antifoaming agent B-8462 B-8462 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 촉매(1) Catalyst(1) HEX CEM-977 HEX CEM-977 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 촉매(2) Catalyst(2) PC-8 PC-8 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 난연제 flame retardant TCPP TCPP 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 발포제(1) Foaming agent(1) Water Water 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 발포제(2) Foaming agent(2) 싸이클로펜탄 cyclopentane 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 Isocyanate partIsocyanate part NCO Index NCO Index 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

상기 표 1에 기재된 각각의 조성비를 갖는 원료 샘플을 기준으로 하여, 폴리우레탄 반응을 진행하였고, 그 제조과정에서 측정된 반응성 데이터와, 내부 온도 상승 최대값을 측정하였고, 그 결과를 아래의 < 표 2 >에 제시하였다. Based on the raw material sample having each composition ratio described in Table 1 above, the polyurethane reaction was carried out, and the reactivity data measured in the manufacturing process and the maximum value of the internal temperature rise were measured, and the results are shown in the <Table below. 2>.

이는 본 발명의 방법으로 제조된 제품이 통상적인 방식으로 제조된 제품과 비교할 때, 어느 정도의 차이를 보이는 것인지의 여부를 살펴보고, 최종적으로 폴리우레탄 폼으로서의 적합성을 인정받을 수 있는 것인지의 여부를 평가하기 위한 것이었다. This is to look at the degree of difference between the product manufactured by the method of the present invention and the product manufactured by the conventional method, and finally determine whether or not suitability as a polyurethane foam can be recognized. It was for evaluation.

본 발명의 재생 폴리머 폴리올 적용 경질 폴리우레탄 폼 반응성 Rigid polyurethane foam application of the recycled polymer polyol of the present invention Reactivity 특 성 characteristic A - 0 A - 0 A - 25 A-25 A - 50 A-50 A - 75 A-75 A - 100 A-100 Cream time(sec) Cream time (sec) 12 12 12 12 11 11 10 10 10 10 Gel time(sec) Gel time(sec) 80 80 79 79 78 78 76 76 75 75 Tack free time(sec) Tack free time (sec) 125 125 124 124 122 122 121 121 120 120 내부 최대 온도(℃) Internal maximum temperature (℃) 160 160 150 150 140 140 130 130 120 120

상기 표 2에 의해 확인되는 바와 같이, 폴리우레탄 폼 제조 공정에서 반응성은 경질 폴리우레탄 분산 폴리머 폴리올 첨가에 따라 약간 빨라지는 경향이 있으나, 문제시 되는 수준이 아니었다. 그리고 발열에 의한 내부 온도 상승은 본 발명의 재생 폴리머 폴리올의 첨가량에 따라 크게 감소하여 냉각 시간을 단축할 수 있었고, 생산성 향상에 기여하는 장점이 확인되었다. As confirmed by Table 2, the reactivity in the polyurethane foam manufacturing process tends to be slightly faster according to the addition of the rigid polyurethane dispersed polymer polyol, but it was not a problem level. In addition, the increase in internal temperature due to heat generation was greatly reduced according to the amount of the recycled polymer polyol of the present invention, so that the cooling time could be shortened, and the advantage of contributing to productivity improvement was confirmed.

결론적으로, 종래의 방식으로 경질 폴리우레탄 폼 스크랩에 대해서 적용할 때 관찰되는 빠른 반응성으로 제어가 어려운 점이 단점이었으나, 본 발명에 의한 새로운 방식에 의할 경우, 경질 폴리우레탄 폼 스크랩에 대하여 적용할 때 문제점을 극복할 수 있음을 확인할 수 있었다. In conclusion, the disadvantage is that it is difficult to control due to the rapid reactivity observed when applied to rigid polyurethane foam scrap in the conventional method, but in the case of the new method according to the present invention, when applied to rigid polyurethane foam scrap It was confirmed that the problem could be overcome.

더구나, 본 발명에 의한 새로운 방식은 실무현장의 작업현장에서 직접 적용할 수 있고, 생산성을 높이는 장점과 아울러 최종 제품의 성능도 기존 제품에 뒤지지 않는 것임을 실증적으로 확인할 수 있었다. Moreover, it was empirically confirmed that the new method according to the present invention can be directly applied at the work site, and the performance of the final product is not inferior to the existing product as well as the advantage of increasing productivity.

이상에서 본 발명에 의한 재생 폴리머 폴리올과 그 제조 방법을 구체적으로 제시하였으나, 이는 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 구체화된 것일 뿐, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다. In the above, the recycled polymer polyol and the manufacturing method thereof according to the present invention have been specifically presented, but this is only specified in the process of describing the embodiments of the present invention, and all features of the present invention are limited to being applied only to the items mentioned above. It should not be interpreted as such.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다. In addition, anyone skilled in the art will be able to make various modifications and imitations based on the description of the present specification, but it will be clear that this also does not deviate from the scope of the present invention.

Claims (6)

경질 폴리우레탄 폼 제품으로부터 수거한 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 100 중량부에 대해 폴리올 50 내지 150 중량부를 투입하여 글리콜리시스 반응을 진행함으로써 1차 액상화 해중합물을 얻는 제 1단계와;
제 1단계에서 얻은 1차 액상화 해중합물 100 중량부에 대해 이소시아네이트 성분 50 중량부 내지 150 중량부를 투입하고, 상대적으로 고반응성 화합물을 상기 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 그 결과, 상기 고반응성 화합물을 점차적으로 소진시켜서 반응성이 균일화되는 2차 액상화 해중합물을 얻는 제 2단계와;
신재 폴리올 100 중량부에 대하여, 상기 제 2단계에서 얻은 2차 액상화 해중합물 25 중량부 내지 100 중량부를 투입하고 혼합하여 재생 폴리머 폴리올을 얻는 제 3단계; 를
포함하고 있는 것을 특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
A first step of obtaining a first liquefied depolymerized product by adding 50 to 150 parts by weight of polyol to 100 parts by weight of rigid polyurethane foam scraps collected from rigid polyurethane foam products to proceed with a glycolysis reaction;
50 to 150 parts by weight of an isocyanate component is added to 100 parts by weight of the primary liquefied depolymerization obtained in the first step, and a relatively highly reactive compound is reacted with the isocyanate component. As a result, the highly reactive compound is gradually reduced. a second step of obtaining a secondary liquefied depolymerized product having uniform reactivity by exhaustion;
A third step of obtaining a recycled polymer polyol by adding 25 to 100 parts by weight of the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step to 100 parts by weight of the new polyol and mixing them; cast
Characterized in that it contains, a method for producing a recycled polymer polyol.
제 1 항에 있어서,
상기 이소시아네이트는,
제 1단계에서 얻은 해중합물 중에서 상대적으로 고반응성 화합물들에 대해 가장 먼저 반응하게 되고,
제 2단계에서 상기 고반응성 화합물들의 구성 비율을 낮추어 주는 것을
특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
According to claim 1,
The isocyanate,
Among the depolymerization products obtained in the first step, relatively highly reactive compounds react first,
In the second step, lowering the composition ratio of the highly reactive compounds
Characterized by a method for producing a recycled polymer polyol.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2단계와 상기 제 3단계는 동시적으로 진행되는 것을 특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing a recycled polymer polyol, characterized in that the second step and the third step proceed simultaneously.
제 1 항에 있어서,
상기 고반응성 화합물은 경질 폴리우레탄 폼 스크랩 중에 포함되어 있던 이소시아네이트에서 유래하는 아민 화합물인 것을 특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing a recycled polymer polyol, characterized in that the highly reactive compound is an amine compound derived from isocyanate contained in rigid polyurethane foam scrap.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2단계에서 얻게 되는 상기 2차 액상화 해중합물과 상기 제 1단계에서 얻게 되는 상기 1차 액상화 해중합물을 서로 비교할 경우, 상기 2차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율이 상기 1차 액상화 해중합물에 포함된 고반응성 화합물의 구성 비율에 비하여 더 낮고 적게 존재하게 되는 것을 특징으로 한, 재생 폴리머 폴리올의 제조방법.
According to claim 2,
When the secondary liquefied depolymerization obtained in the second step and the first liquefied depolymerization obtained in the first step are compared with each other, the composition ratio of the highly reactive compound contained in the second liquefied depolymerization is 1 A method for producing a recycled polymer polyol, characterized in that the composition ratio of the highly reactive compound contained in the secondary liquefied depolymerization is lower and less present.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 재생 폴리머 폴리올.A recycled polymer polyol prepared according to any one of claims 1 to 5.
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