KR101916508B1 - 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품 - Google Patents

폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품 Download PDF

Info

Publication number
KR101916508B1
KR101916508B1 KR1020160042884A KR20160042884A KR101916508B1 KR 101916508 B1 KR101916508 B1 KR 101916508B1 KR 1020160042884 A KR1020160042884 A KR 1020160042884A KR 20160042884 A KR20160042884 A KR 20160042884A KR 101916508 B1 KR101916508 B1 KR 101916508B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
polyol
parts
average molecular
composition
Prior art date
Application number
KR1020160042884A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170115345A (ko
Inventor
이성현
최권용
이동욱
임병국
정순준
이일곤
박재범
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
금호미쓰이화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사, 금호미쓰이화학 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160042884A priority Critical patent/KR101916508B1/ko
Priority to US15/283,191 priority patent/US10189966B2/en
Priority to DE102016219385.6A priority patent/DE102016219385A1/de
Priority to CN201610916405.9A priority patent/CN107266656B/zh
Publication of KR20170115345A publication Critical patent/KR20170115345A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101916508B1 publication Critical patent/KR101916508B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/63—Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers
    • C08G18/632—Block or graft polymers obtained by polymerising compounds having carbon-to-carbon double bonds on to polymers onto polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/125—Water, e.g. hydrated salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4825—Polyethers containing two hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/6552—Compounds of group C08G18/63
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0008—Foam properties flexible
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058—≥50 and <150kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/10—Water or water-releasing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

본 발명은 정적, 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드 제조용 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 폴리에테르 폴리올(a1) 및 폴리머 폴리올(a2)이 소정량 혼합된 폴리올 혼합물(A), 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate)의 사용 없이 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)과 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)의 이소시아네이트 혼합물(b1)에 특정 범위의 중량평균분자량을 가지는 폴리에스테르 폴리올(b2)과 중합하여 얻은 이소시아네이트 화합물, 및 첨가제로 이루어진 폴리우레탄 제조용 조성물 및 이에 의해 제조된 자동차 시트패드인 성형품에 관한 것이다.

Description

폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품{composition for manufacturing polyurethane foam and molded article thereof}
본 발명은 정적, 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드 제조용 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 폴리에테르 폴리올(a1) 및 폴리머 폴리올(a2)이 소정량 혼합된 폴리올 혼합물(A), 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate)의 사용 없이 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)과 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)의 이소시아네이트 혼합물에 특정 범위의 중량평균분자량을 가지는 폴리에테르 폴리올과 중합하여 얻은 이소시아네이트 화합물(B), 및 선택적으로 추가되는 첨가제로 이루어진 폴리우레탄 제조용 조성물 및 이에 의해 제조된 자동차 시트패드인 성형품에 관한 것이다.
과거의 자동차 시트패드는 시트의 형상, 성형성 등 외관과 함께 물성 측면으로는 시트 패드가 가진 경도와 기타 기계적 물성을 중요한 물성인자로 생각하였다. 더욱이 차량 제조원가를 절감하기 위하여 저렴하고 낮은 밀도에서도 성형이 가능한 원료를 사용하여 폴리우레탄 시트 패드를 생산하면서 생산성은 크게 증가하였으나 승차감이 상대적으로 저하되는 경우가 발생하였다.
승차감의 주요 인자는 크게 운전자가 시트패드에 착좌 시 시트패드의 지지감을 나타내는 히스테리시스 손실(Hysteresis Loss)과 주행 시의 승차감을 나타내는 진동특성으로 구분되며 히스테리시스 손실을 최소화하고 동시에 진동특성을 향상시켜야 시트패드의 승차감이 크게 향상될 수 있다.
최근 자동차 산업의 발달로 인하여 소비자의 자동차 성능에 대한 요구사항이 다양해지기 시작하면서 그 중에서도 시트패드의 승차감에 대한 중요성이 크게 대두되기 시작하였다. 이러한 소비자의 요구에 맞추어 자동차 및 폴리우레탄 원료 제조업체에서는 히스테리시스 손실을 최소화하고 동시에 진동특성을 향상시킬 수 있는 폴리우레탄 시트 패드 제조용 원료를 개발하고 있으나 기존 폴리우레탄 제조용 원료를 적용하기에는 한계가 있어 이 부분에 대한 보완 기술이 필요하였다.
특히 종래의 폴리우레탄 폼 조성물에는 이소시아네이트로서 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate), 메틸렌디페닐디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(Poly methylene diphenyl diisocyanate)을 사용였으며, 한국 공개특허 제2015-24464호의 경우 기능성 폴리우레탄 폼을 개시하고 있다. 그러나 종래의 기술은 시트 패드의 승차감을 향상시키는데 여전히 미흡함이 있는 실정이다.
이에, 정적, 동적 안락감이 더욱 향상된 자동차 시트 패드 제조용 조성물의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
1: 한국 공개특허 제2015-24464호
이에 본 발명자들은 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate)의 사용 없이, 이소시아네이트로서 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)과 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)을 이용하되 특정 범위의 중량평균분자량을 가지는 폴리에테르 폴리올과 중합한 이소시아네이트 화합물(B)과, 특정 조건이 중량평균분자량과 수산기(OH)값을 갖는 폴리에테르 폴리올(a1) 및 폴리머 폴리올(a2)로 이루어진 폴리올 혼합물(A)을 포함하는 폴리우레탄 조성물을 이용하여 제조한 자동차 시트패드를 제조한 경우, 히스테리시스 손실, 진동전달율, 공진주파수, 절연주파수를 낮추어 자동차 탑승 시 시트패드의 승차감을 향상시킨다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 정적, 동적 안락감이 더욱 향상된 자동차 시트 패드 제조를 위한 폴리우레탄 폼 제조용 조성물을 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 상기 조성물로 제조된 자동차 시트 패트인 성형품을 제공하는데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에, 상기 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에 대해 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI) 15 ~ 40 중량부 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 8 ~ 21 중량부을 포함하는 이소시아네이트 혼합물(b1)에 폴리에테르 폴리올(b2) 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 중합하여 얻은 이소시아네이트 화합물(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로 제조된 자동차 시트패드인 성형품을 제공한다.
(1) 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 제조용 조성물으로 제조된 자동차 시트패드의 히스테리시스 손실을 20% 이하로 유지함으로써 착좌 시의 안락감을 향상시킬 수 있으며 또한 진동특성 중 진동전달율을 3.0 이하로 낮추고 절연주파수, 공진주파수를 종래의 시트패드보다 크게 낮추어 주행 중 도로지면과 차량으로부터 발생하는 진동을 최소화하여 승차감을 크게 향상시킬 수 있다.
(2) 종래의 시트패드는 표면두께가 두껍고 거칠기 때문에 시트패드를 프레임에 장착할 경우 시트패드와 프레임 간에 마찰로 인하여 이음현상이 발생하게 되며 이를 방지하고자 이음방지제(Anti-noise)를 시트패드 뒷면에 도포하고 있지만, 본 발명으로 제조된 시트패드는 촉감이 부드럽고 촉촉하기 때문에 이음현상이 줄어들어 이음방지제 사용량이 크게 줄어들게 된다.
(3) 종래의 시트패드는 발포율 향상을 목적으로 톨루엔디이소시아네이트가 20 ~ 30중량% 혼합된 특수 이소시아네트를 사용하였으나 폼의 경화시간(Cure time)이 느려서 55 ~ 65℃의 금형에서 약 5분 만에 탈형이 가능하였다. 그러나 본 발명의 제품은 경화시간이 빨라서 약 3 ~ 4분만에 탈형이 가능하여 탈형 공정 시간을 크게 단축함으로써 동일 시간 내 시트패드의 생산량을 증대시킬 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 자동차 시트패드의 안락감 기능을 향상시켜 운전자 및 승객의 승차감을 극대화, 시트패드의 촉감을 촉촉하고 부드럽게 유지, 생산성 증대 측면에서 이점이 있다.
도 1은 비교예 1(a)과 비교예 6(b)의 히스테리시스 손실 곡선이다.
도 2는 비교예 1과 실시예 1의 진동특성을 비교한 곡선이다.
이하에서 본 발명을 하나의 구현예로서 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에, 상기 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에 대해 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI) 15 ~ 40 중량부 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 8 ~ 21 중량부을 포함하는 이소시아네이트 혼합물(b1)에 폴리에테르 폴리올(b2) 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 중합하여 얻은 이소시아네이트 화합물(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물을 제공한다.
아울러, 상기 본 발명의 조성물은 가교제(C), 촉매(D), 정포제(E) 및 발포제(F)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가적으로 더 포함하며, 이때 상기 가교제(C) 폴리올 혼합물(A) 전체 중량에 대해 0.01 ~ 10 중량부, 촉매 (D) 0.01 ~ 3 중량부, 정포제(E) 0.01 ~ 3 중량부, 발포제(F) 1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
이하 각 성분에 대해 이하 구체적으로 설명한다.
먼저 상기 폴리올 혼합물(A)는 중량평균분자량이 6,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 30 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올(a1) 및 중량평균분자량이 5,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 35 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올에, 아크릴로니트릴 및 스티렌모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 분산된 또는 그라프트된 폴리머 폴리올(a2)이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 폴리에테르 폴리올(a1)는 프로필렌옥사이드(PO)와 에틸렌옥사이드(EO)를 부가 중합시켜 얻은, 중량평균분자량이 6,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 30 mg KOH/g로서, 중량평균분자량이 6,000 g/mol 미만 또는 OH값이 30 초과인 경우 히스테리시스 손실이 크게 저하될 수 있으며 시트패드 제조 시 폼이 함몰되는 컬랩스(Collapse) 불량이 발생할 수 있으며, 8,000 g/mol 초과 또는 OH값이 20 미만인 경우 시트패드가 내외부 압력차로 인해 수축불량이 발생할 수 있으므로 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
이때 상기 에틸렌옥사이드(EO) 10 ~ 20 중량%와 프로필렌옥사이드(PO) 80 ~ 90 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 에틸렌옥사이드가 10 중량% 미만이거나 20 중량% 초과인 경우 발포 시에 폼의 함몰, 수축으로 인해 성형 불량 현상이 발생하기에 상기 범위 내에서 사용한다.
아울러 상기 부가 중합에 사용되는 중합개시제는 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol), 글리세린(Glycerine), 트리에탄올아민(Triethanol Amine), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 톨루엔디아민(Toluene diamine), 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 4,4'-디아미노디페닐메탄(4,4'-Diaminodiphenylmethane), 솔비톨(Sorbitol) 및 설탕(Sucrose)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다.
이때 상기 폴리에테르 폴리올(a1)은 폴리올 혼합물(A) 전체 중량에 대해 60 ~ 99 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 85 ~ 95 중량%이다. 폴리에테르 폴리올(a1)이 60 중량% 미만인 경우 시트패드의 경도가 높아 히스테리시스 손실과 진동전달율 성능이 크게 저하되며, 99 중량% 초과인 경우 시트패드의 경도가 지나치게 낮아져 상품성이 없기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 폴리머 폴리올(a2)는 중량평균분자량이 5,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 35 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올에, 아크릴로니트릴 및 스티렌모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 분산된 또는 그라프트된 폴리머 폴리올로서, 폴리올 혼합물(A) 전체 중량에 대해 1 ~ 40 중량%을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 ~ 15 중량%이다.
이때 상기 폴리에테르 폴리올의 중량평균분자량이 6,000 g/mol 미만 또는 OH값이 30 초과인 경우 히스테리시스 손실이 크게 저하될 수 있으며, 8,000 g/mol 초과 또는 OH값이 30 초과인 경우 시트패드가 내외부 압력차로 인해 수축불량이 발생할 수 있으므로 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
또한 폴리머 폴리올(a2)이 폴리올 혼합물 전체 중량에 대해 1 중량% 미만인 경우 시트패드의 경도가 지나치게 낮아져 상품성이 없고, 40 중량% 초과인 경우 시트패드의 경도가 높아 히스테리시스 손실과 진동전달율 성능이 크게 저하 되기에 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 이소시아네이트 화합물(B)은 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate)의 사용 없이, 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)과 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)을 이용하되, 이러한 이소시아네이트 혼합물에 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol인 폴리에테르 폴리올과 첨가하고 중합하여 얻은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI)로는 NCO 함량이 30 ~ 35중량%인 것을 사용하는 것이 좋다. NCO 함량이 30 중량% 미만인 경우 우레탄 발포율이 낮아져 시트의 밀도가 지나치게 높아지므로 자동차 연비가 저하될 수 있으며, 35 중량% 초과인 경우 시트패드의 밀도가 지나치게 낮아지므로 시트패드의 내구성이 저하되는 한계가 있기에 상기 범위 내의 것을 사용한다.
그리고 상기 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)로는 중량평균분자량이 370 ~ 390 g/mol 범위이고, NCO 함량이 25 ~ 35 중량%인 것을 사용하는 것이 좋다. 중량평균분자량이 370 g/mol 미만인 경우 시트패드의 기계적 물성 중 인열강도 및 신장율이 저하되는 한계가 있으며, 390 g/mol 초과인 경우 시트패드의 인장강도가 저하되는 한계가 있으며, NCO 함량이 25 중량% 미만인 경우 우레탄 발포율이 낮아져 시트패드의 밀도가 지나치게 높아지므로 자동차 연비가 저하될 수 있으며 한계가 있으며, 35 중량%인 경우 시트패드의 밀도가 지나치게 낮아지므로 시트패드의 내구성이 저하되는 한계가 있기에 상기 범위 내의 것을 사용한다.
구체적으로 상기 이소시아네이트 화합물(B)은 상기 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에 대해 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI) 15 ~ 40 중량부 및 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 8 ~ 21 중량부을 포함하는 이소시아네이트 혼합물(b1)에 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol인 폴리에테르 폴리올(b2) 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 중합하여 얻는다.
보다 바람직하기로는 이소시아네이트 화합물로서 메틸렌디페닐디이소시아네이트(M-MDI):폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI):폴리에테르 폴리올의 혼합량은 30 ~ 80중량% : 20 ~ 45중량% : 1 ~ 30중량%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 40 ~ 65중량% : 30 ~ 40%중량% : 2 ~ 7중량%이다. 여기서, 폴리에테르 폴리올의 함량이 너무 적으면 첨가 효과가 미미하며, 너무 크면 폼의 경도 및 생산성이 크게 저하되기에 상기 범위 내에서 사용할 수도 있다.
아울러 이소시아네이트 화합물(B)을 제조함에 있어서 사용되는 폴리에테르 폴리올(b2)은 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가 중합시켜 얻은 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 60 mg KOH/g을 사용하는 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 3,000 g/mol 미만 또는 OH값이 60 mg KOH/g 초과인 경우 히스테리시스 손실 및 진동전달율 성능이 크게 저하되며, 8,000 g/mol 초과 또는 OH값이 20 mg KOH/g 미만인 경우 시트패드가 내외부 압력차로 인해 형상의 변형이 발생할 수 있으므로 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다. 참고로, 이소시아네이트 화합물을 제조하는데 사용되는 폴리에테르 폴리올은 상기 폴리올 혼합물(A)에 포함된 폴리에테르 폴리올(a1)과는 다른 것이다.
또한 전술한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 가교제(C), 촉매(D), 정포제(E) 및 발포제(F)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제가 더 포함될 수 있다. 이때 첨가제는 주로 폴리올 혼합물에 포함되어 있다가 반응 시 조성물에 포함되는 것이 일반적이나, 이소시아네이트 또는 발포제에 포함되어 있다가 혼합되는 것도 본 발명의 범위에서 배제되지 않는다.
구체적으로, 상기 가교제(C)는 글리콜계 또는 아민계를 사용할 수 있으며, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디프뢸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 펜타에리트리톨, 디에탄올아민, 트링탄올아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌테트라아민, 메틸렌오르토클로로아닐린, 4,4-디페닐메탄디아민, 2,6-디클로로-4,4-디페닐메탄디아민, 2,4-톨루엔디아민 및 2,6-톨루엔디아민로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한 가교제는 분자 간의 가교 결합력을 증가시키기 때문에 인장, 인열 등이 일반적인 물성 향상에 중요한 역할과 동시에 내가수분해성을 증진시켜 고온 다습의 조건하에서 제품의 특성을 유지할 수 있다. 하지만, 최종 제품의 요구 특성만을 만족시키면 닫힌 셀, 흐름성 등의 문제로 생산성이 저하된다.
이에, 상기 가교제는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 10 중량부로 사용되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.01 ~ 5 중량부이다. 상기 가교제가 0.01 중량부 미만인 경우에는 효과가 미미하며, 10 중량부 초과인 경우 흐름성이 저하되어 성형 불량율이 크게 상승하기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
다음으로 상기 촉매(D)는 폴리우레탄 발포체의 제조에 통상적으로 사용되는 것을 이용하는 것이 가능하고, 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어 아민 촉매로 트리에틸렌디아민, 비스디에틸아미노에틸에테르, 트리프로필아민, 트리이소프로판올아민, 트리부틸아민, 트리에틸아민, N-메틸모폴린, 디에틸렌트리아민비스 (2-(N,N-디에틸아미노)에틸)에테르 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있다.
또한 상기 촉매는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 3 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 촉매가 0.01 중량부 미만인 경우에는 경화성 및 중합성이 저하되어 생산성이 크게 떨어지며, 3 중량부 초과하면, 초기 경화성 증대에 따른 흐름성 저하로 불량률이 크게 증가하기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
상기 정포제(E)는 원료간 유화작용 및 표면장력을 낮추어 상호 반응성을 도와주는 역할을 하는 것으로, 폴리우레탄 발포체의 제조에 통상적으로 사용되는 것을 이용하는 것이 가능하고, 특별히 한정하지는 않으나, 유기규소 계면활성제를 사용할 수 있다.
상기 정포제는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 3 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 정포제가 0.01 중량부 미만인 경우 원료간 상분리에 의해 폼이 생산되지 않으며, 3 중량부 초과인 경우 닫힌 셀을 과다 발생시켜 생산성이 크게 저하하기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 발포제(F)는 물을 사용하는 것이 바람직하나, 일반적인 물리적 발포제인 프레온류(CFC, HCFC, HFC), 펜탄류(시클로펜탄) 화합물을 사용하는 것을 배제하지는 않는다. 다만, 상기 프레온류는 오존층을 파괴하는 성질이 있어 전 세계적으로 사용이 규제되고 있고, 상기 펜탄류는 공기 중 소량만 존재해도 폭발하는 특성이 있어 폭발 방지를 위한 막대한 설비 투자가 필요하므로 바람직하지는 않다.
또한 상기 발포제는 폴리올 혼합물 100 중량부 대비 1 ~ 5 중량부로 사용되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만인 경우 발포 저하에 따른 미성형 문제 발생 및 밀도 품질이 저하되며, 5 중량부 초과인 경우 과다 발포로 인하여 물성이 크게 저하된다.
그리고 본 발명의 수지 조성물은 상기 주요 성분 이외에도 필요에 따라 각종 안정제, 충진제, 착색제, 난연제 및 항균제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함시키는 것도 가능하다.
이렇게 상기 성분들로 이루어진 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 제조용 조성물은 밀도 범위 50 ~ 80 kg/m3인 자동차 시트패드에 대하여 정적 안락감의 지표인 히스테레시스 손실을 현저히 낮추고 진동전달율, 공진주파수, 절연주파수를 낮추어, 종래의 시트패드 대비 정적, 동적 안락감을 크게 개선시킬 수 있는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물로서, 이는 승차감이 향상된 자동차 시트패드를 위한 폴리우레탄 폼으로 제공될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
비교예 1 ~ 15
하기 표 1 내지 표 3의 성분 및 함량비에 따라 이소시아네이트 화합물을 제조하였다. 그 후 폴리올 혼합물과 혼합 및 교반하여, 반응시켜 60℃로 승온된 알루미늄 사각 몰드(400Ⅹ400Ⅹ100mm3)에 주입하였다. 4분 경과 후 폼을 탈형하여 폴리우레탄 폼을 제조하였다.
실시예 1
상기 비교예 1 ~ 15와 동일한 방법으로 제조하되, 하기 표 3의 조성 비율에 따라 폴리우레탄 폼을 제조하였다.
폴리우레탄 폼 제조용 조성물(단위: 중량부)
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
이소시아네이트
화합물		 M-MDI #1) 27.5 31.5 29.4 31.5 27.3 23.1 18.9
P-MDI #2) 12.5 10.5 10.5 8.4 12.6 16.8 21.0
TDI #3) 10 - - - - - -
폴리올A #4) - - 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1
폴리올
혼합물		 폴리올 혼합물A #5) 100 - - - - - -
폴리올 혼합물B #6) - 100 100 100 100 100 100
#1) 메틸렌디페닐디이소시아네이트(Methylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 33.5중량%
#2) 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(Polymethylene Diphenyl diisocyanate), NCO% : 31.0중량%
#3) 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate), NCO% : 48.3중량%
#4) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌 옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르 폴리올(중량평균분자량 3000)
#5) KPX케미칼㈜ 제품, 자동차 시트패드 제조용 폴리올 혼합물 (상품명: MBR-660)
#6) 금호미쓰이화학㈜ 제품, 자동차 시트패드 제조용 폴리올 혼합물 (상품명: RP-3000)
폴리우레탄 폼 제조용 조성물(단위: 중량부)
구분 비교예 8 비교예 9 비교예10 비교예11
이소시아네이트
화합물(B)		 M-MDI 27.3 27.3 27.3 27.3
P-MDI 12.6 12.6 12.6 12.6
폴리올B #7) 2.1 - - -
폴리올C #8) - 2.1 - -
폴리올D #9) - - 2.1 -
폴리올E #10)
 - - - 2.1
폴리올 혼합물 폴리올 혼합물 B 100 100 100 100
#7) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 2,000)
#8) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 5,000)
#9) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 6,000)
#10) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르폴리올(중량평균분자량 8,000)
폴리우레탄 폼 제조용 조성물(단위: 중량부)
구분 비교예 12 비교예13 비교예14 비교예15 실시예1
이소시아네이트
화합물 #11)		 M-MDI 27.3 27.3 27.3 27.3 27.3
P-MDI 12.6 12.6 12.6 12.6 12.6
폴리올E 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1
폴리올 혼합물 폴리올F #12) 100 - - - -
폴리올G #13) - 100 - - -
폴리올H #14) - - 100 - -
폴리올I #15) - - - 100 90
폴리올J #16) - - - - 10
첨가제 가교제(C) #17) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
촉매(D) #18) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
정포제(E) #19) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
발포제(F) #20) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
#11) NCO% 29.0, 금호미쓰이화학㈜ 제품(상품명: COSMONATE CG-3000), 본 발명에 해당하는 이소시아네이트 화합물임.
#12) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르 폴리올(중량평균분자량 4,000)
#13) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르 폴리올(중량평균분자량 6,000)
#14) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르 폴리올(중량평균분자량 6,500)
#15) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합 시켜서 얻어진 폴리에테르 폴리올(중량평균분자량 7,500)
#16) 글리세린을 개시제로 하고 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가중합시켜서 얻어진 중량평균분자량 6,500인 폴리에테르 폴리올에, 아크릴로니트릴과 스타이렌 모노머를 분산시켜 제조한 폴리머 폴리올
#17) 디에탄올 아민
#18) 아민촉매 (에어프로덕트사 제품)
#19) 유기규소 계면활성제(모멘티브사 제품)
#20) 증류수 또는 이온교환수
실험예 : 물성 측정
상기 비교예 1 ~ 15 및 실시예 1에서 제조한 폴리우레탄 폼에 대해 24시간 경과 후 폼의 밀도, 경도, 히스테리시스 손실, 진동전달율 및 공진주파수, 절연주파수를 측정하여 그 물성 결과를 하기 표 4 내지 표 6에 나타내었다. 이에 대한 시험방법은 다음과 같다.
(1) 비중 측정: ASTM D3574-05 TEST A에 의해 측정하였다.
(2) 경도 측정: ASTM D3574-05 TEST B에 의해 측정하였다.
(3) 히스테리시스 손실: ASTM D3574-05 TEST X6에 의해 측정하였으며, 측정값이 낮을수록 정적인 안락감이 향상됨을 의미한다.
(4) 최대 진동전달율/공진주파수/절연주파수: MS200-34 4.8항에 의해 측정되며, 측정값이 낮을수록 시트패드가 차량으로부터 전달되는 진동을 흡수하고, 주행 시 차량진동에 의해 안락감을 저하시키는 특정 주파수를 최소화하여 동적인 안락감이 향상됨을 의미한다.
물성 측정 결과 1
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
밀도 (kg/㎥) 55.1 65.2 65.1 65.0 64.8 65.0 65.0
경도 (kgf/314㎠) 24.3 24.1 23.9 24.5 24.3 23.8 24.2
히스테리시스 손실(%) 26.5 22.3 21.1 22.5 17.8 17.1 22.6
진동
특성		 최대 진동전달율(A/A0) 4.87 3.45 3.23 3.51 3.20 3.14 3.42
공진주파수(Hz) 4.99 4.47 4.44 4.45 4.23 4.05 4.46
절연주파수(Hz, A/A0=1) 7.45 6.99 6.74 6.96 6.24 6.01 6.94
상기 표 4의 결과를 살펴보면, 비교예 1은 종래의 자동차 시트패드 제조용 이소시아네이트로 제조한 폴리우레탄 폼으로 톨루엔디이소시아네이트가 10 중량부 함유되어 있으며, 히스테리시스 손실과 진동특성이 실시예와 대비하여 크게 저하되었음을 확인할 수 있다.
한편 비교예 2의 경우 이소시아네이트 화합물 내 톨루엔디이소시아네이트를 첨가하지 않음으로써 히스테리시스 손실과 진동특성이 동시에 향상되는 것을 알 수 있었다.
또한 비교예 3의 경우, 비교예 1과 대비하여 이소시아네이트 화합물 내 톨루엔디이소시아네이트를 첨가하지 않았지만, 이소시아네이트 혼합물 내 폴리에테르 폴리올을 소정량 첨가하여 얻은 화합물을 사용함으로써, 히스테리시스 손실과 진동특성이 더욱 향상되는 것을 알 수 있었다.
또한 비교예 4 ~ 7의 경우, 상기 비교예 3과 대비하여 폴리메틸렌디이소시아네이트(P-MDI) 함량 증대한 것으로, 히스테리시스 손실과 진동특성이 더욱 향상되는 것을 알 수 있었으며, 폴리올 혼합물 100 중량부 대비 폴리메틸렌디이소시아네이트(P-MDI) 16.8 중량부을 사용한 비교예 6이 가장 좋았으며, 비교예 4(8.4 중량부) 및 비교예 7(21 중량부)에서는 상대적으로 효과의 차이가 크지 않음을 확인할 수 있었다.
아울러 도 1은 비교예 1(a)과 비교예 6(b)의 히스테리시스 손실 곡선을 비교한 것으로, 이를 통해 톨루엔디이소시아네이트(Toluene diisocyanate)의 사용 없이 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)와 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)만을 이소시아네이트로 사용한 경우 정적, 동적 안락감이 향상됨을 알 수 있다.
결론적으로 비교예 1 내지 7을 통해, 톨루엔디이소시아네이트를 사용 없이, 폴리메틸렌디이소시아네이트를 소정량 포함하는 이소시아네트를 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 경우, 히스테리시스 손실과 진동특성이 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
물성 측정 결과 2
구분 비교예 8 비교예 9 비교예10 비교예11
밀도 (kg/㎥) 65.4 65.0 65.2 65.1
경도 (kgf/314㎠) 25.3 24.9 24.8 24.9
히스테리시스 손실(%) 19.0 17.3 17.1 16.9
진동특성 최대 진동전달율(A/A0) 3.24 3.20 3.18 3.10
공진주파수(Hz) 4.28 4.18 4.05 4.01
절연주파수(Hz, A/A0=1) 6.55 6.36 6.26 6.01
상기 표 5의 결과를 살펴보면, 비교예 8 ~ 11의 경우 상기 비교예 5와 대비하여 이소시아네이트 화합물 내 폴리에테르 폴리올 분자량이 크고 작은 것을 사용한 것으로, 비교예 8(분자량이 2,000인 경우)는 효과가 거의 없었으며, 비교예 9(분자량이 5,000인 경우)는 비교예 10, 11과 대비하여 상대적으로 효과가 떨어졌다. 참고로 현재 분자량 9,000 이상의 상용화된 폴리에테르 폴리올은 찾을 수 없었다.
결론적으로 비교예 8 내지 11을 통해, 이소시아네이트 화합물을 제조하는데 사용되는 폴리에테르 폴리올의 경우 중량평균분자량이 2,000 g/mol초과인 것을 사용하는 것이 히스테리시스 손실과 진동특성이 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol인 폴리에테르 폴리올을 사용하여 이소시아네이트 화합물을 제조하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.
물성 측정 결과 3
구분 비교예12 비교예13 비교예14 비교예15 실시예1
밀도 (kg/㎥) 64.6 64.8 65.0 64.7 65.1
경도 (kgf/314㎠) 24.7 24.6 24.7 24.4 24.2
히스테리시스 손실(%) 20.9 18.5 17.8 16.9 16.1
진동특성 최대 진동전달율(A/A0) 4.82 4.27 3.89 2.87 2.80
공진주파수(Hz) 5.55 4.76 4.23 3.87 3.53
절연주파수(Hz, A/A0=1) 7.32 6.87 6.76 5.99 5.74
상기 표 6의 결과를 살펴보면, 비교예 12 ~ 15의 경우 폴리올 혼합물에서 폴리에테르 폴리올의 분자량이 높을수록 정적, 동적 안락감이 향상되는 것을 알 수 있었으나, 전반적으로 효과가 떨어졌으며 비교예 12(분자량이 4,000)는 그 중 효과가 가장 떨어졌다.
그러나 본 발명에 따른 폴리에테르 폴리올과 폴리머 폴리올을 소정량 포함하는 폴리올 혼합물을 사용한 실시예 1의 경우 가장 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
아울러, 도 2는 비교예 1과 실시예 1의 진동특성을 비교한 곡선으로, 폴리올 혼합물로서 폴리에테르 폴리올과 폴리머 폴리올을 혼합 사용한 실시예 1의 경우 월등히 정적, 동적 안락감이 향상됨을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1의 폴리프로필렌 수지 조성물은 각 성분들 간의 적절한 사용으로, 자동차 시트패트의 히스테리시스 손실과 진동전달율, 공진주파수, 절연주파수를 낮추어 자동차 탑승 시 시트패드의 승차감을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

  1. 폴리올 혼합물(A)과 이소시아네이트 화합물(B)을 포함하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물에 있어서,
    상기 폴리올 혼합물(A)는
    (a1) 프로필렌옥사이드(PO)와 에틸렌옥사이드(EO)를 부가 중합시켜 얻은, 중량평균분자량이 6,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 30 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올 60 ~ 99 중량%; 및
    (a2) 중량평균분자량이 5,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 35 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올에, 아크릴로니트릴 및 스티렌모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 분산된 또는 그라프트된 폴리머 폴리올 1 ~ 40 중량%이 혼합된 것이고,
    상기 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에 대해 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI) 15 ~ 40 중량부 및 중량평균분자량이 370 ~ 390 g/mol인 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI) 8 ~ 21 중량부를 포함하는 이소시아네이트 혼합물(b1)에 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol인 폴리에테르 폴리올(b2) 1 ~ 5 중량부를 첨가하여 중합하여 얻은 이소시아네이트 화합물(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 가교제(C), 촉매(D), 정포제(E) 및 발포제(F)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가적으로 더 포함하며,
    상기 가교제(C)는 폴리올 혼합물(A) 100 중량부에 대해 0.01 ~ 10 중량부, 촉매(D) 0.01 ~ 3 중량부, 정포제(E) 0.01 ~ 3 중량부, 발포제(F) 1 ~ 5 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 메틸렌디페닐이소시아네이트(M-MDI)는 NCO 함량이 30 ~ 35 중량%이고, 상기 폴리메틸렌디페닐디이소시아네이트(P-MDI)는 중량평균분자량이 370 ~ 390 g/mol 범위이고 NCO 함량이 25 ~ 35중량%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에테르 폴리올(a1)은 에틸렌옥사이드(EO) 10 ~ 20 중량%와 프로필렌옥사이드(PO) 80 ~ 90 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물(B)에서 사용되는 폴리에테르 폴리올(b2)은 프로필렌옥사이드와 에틸렌옥사이드를 부가 중합시켜 얻은 중량평균분자량이 3,000 ~ 8,000 g/mol이고 OH값이 20 ~ 60 mg KOH/g인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 제조용 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 조성물을 이용하여 제조한 자동차 시트패드인 성형품.
KR1020160042884A 2016-04-07 2016-04-07 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품 KR101916508B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160042884A KR101916508B1 (ko) 2016-04-07 2016-04-07 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품
US15/283,191 US10189966B2 (en) 2016-04-07 2016-09-30 Composition for manufacturing polyurethane foam and molded article thereof
DE102016219385.6A DE102016219385A1 (de) 2016-04-07 2016-10-06 Zusammensetzung zur Herstellung von Polyurethanschaum und einem daraus hergestellten Formgegenstand
CN201610916405.9A CN107266656B (zh) 2016-04-07 2016-10-20 用于制造聚氨酯泡沫及其模塑制品的组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160042884A KR101916508B1 (ko) 2016-04-07 2016-04-07 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170115345A KR20170115345A (ko) 2017-10-17
KR101916508B1 true KR101916508B1 (ko) 2018-11-07

Family

ID=59929995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160042884A KR101916508B1 (ko) 2016-04-07 2016-04-07 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10189966B2 (ko)
KR (1) KR101916508B1 (ko)
CN (1) CN107266656B (ko)
DE (1) DE102016219385A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109320682B (zh) * 2018-09-30 2021-05-11 山东一诺威新材料有限公司 汽车座椅用低密度高回弹泡沫及其制备方法
KR102280968B1 (ko) * 2019-12-06 2021-07-23 금호미쓰이화학 주식회사 내구성 및 연신율이 우수한 친환경적인 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용하여 제조된 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼
US11648856B2 (en) * 2020-10-30 2023-05-16 RECARO Automotive North America, LLC Performance seat cushion
KR102500160B1 (ko) * 2020-12-08 2023-02-16 금호미쓰이화학 주식회사 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머
CN113402692A (zh) * 2021-06-25 2021-09-17 江西江铃李尔内饰***有限公司 一种低滞后性损失海绵及其应用

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2094554C (en) * 1992-05-12 2001-12-25 Thirumurti Narayan Polymethylene polyphenyl polyisocyanate based prepolymers
US6376567B1 (en) 2000-12-07 2002-04-23 Bayer Corporation Polyisocyanate compositions and a process for the production of low-density flexible foams with low humid aged compression sets from these polyisocyanate compositions
ITMI20010357A1 (it) 2001-02-22 2002-08-22 Enichem Spa Composizioni isocianiche e loro impiego nella preparazione di espansipoliuretanici a migliorate caratteristiche fisico-meccaniche
JP2005124744A (ja) 2003-10-22 2005-05-19 Toyo Tire & Rubber Co Ltd シートクッションパッドおよび車両用シート
US20050101681A1 (en) 2003-11-07 2005-05-12 Kaushiva Bryan D. Molded polyurethane foam with property enhancements for improved comfort and greater durability
US20090012195A1 (en) 2007-07-05 2009-01-08 Neff Raymond A Resin composition for use in forming a polyurethane article with increased comfort
JP5082829B2 (ja) 2007-12-25 2012-11-28 株式会社ブリヂストン ポリウレタン発泡成形体及びその製造方法
KR101525149B1 (ko) 2008-12-23 2015-06-02 유티스 주식회사 난연성이 있는 충격흡수 및 실링용 시트 및 이의 제조 방법
ES2715193T3 (es) * 2010-11-03 2019-06-03 Dow Global Technologies Llc Sistemas de poliuretano con capacidad de autoaplastamiento
JP5937609B2 (ja) 2010-11-18 2016-06-22 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 難燃性軟質ポリウレタンフォーム
KR20120090708A (ko) 2011-02-08 2012-08-17 금호미쓰이화학 주식회사 무수축 폴리우레탄 발포체의 제조방법
KR20130048057A (ko) 2011-11-01 2013-05-09 현대자동차주식회사 고 안락성 자동차용 폴리 우레탄 시트 조성물
KR20150024464A (ko) 2013-08-26 2015-03-09 현대자동차주식회사 기능성 폴리우레탄 폼
KR101610460B1 (ko) 2014-03-21 2016-04-07 현대자동차주식회사 불꽃 라미네이션용 난연성 슬래브스톡 폴리우레탄 폼 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170115345A (ko) 2017-10-17
US20170292003A1 (en) 2017-10-12
CN107266656A (zh) 2017-10-20
US10189966B2 (en) 2019-01-29
DE102016219385A1 (de) 2017-10-12
CN107266656B (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101916508B1 (ko) 폴리우레탄 폼 제조용 조성물 및 이의 성형품
CN103221445B (zh) 制造低密度高弹性软质聚氨酯泡沫的方法
JP2011506697A (ja) 粘弾性ポリウレタン発泡体
CN110753710B (zh) 具有改善的透气性的软质聚氨酯泡沫
KR101797462B1 (ko) 자동차 흡음재용 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 자동차 흡음재
EP3713980B1 (en) Flexible polyurethane foams
JP7368102B2 (ja) ポリウレタンフォームとその製造方法
EP0564584B1 (en) Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam
KR970000946B1 (ko) 에너지 흡수성, 수 발포성의 경질 폴리우레탄 발포물
KR102140285B1 (ko) 폴리우레탄 폼 성형체 및 폴리우레탄 폼 제조방법
KR20130048057A (ko) 고 안락성 자동차용 폴리 우레탄 시트 조성물
US5167884A (en) Energy absorbing, water blown, rigid polyurethane foam
WO2017104606A1 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム、及びシート用パッド
EP2519558B1 (en) Method for making low density polyurethane foam for sound and vibration absorption
KR20150024464A (ko) 기능성 폴리우레탄 폼
JP5986838B2 (ja) 吸音衝撃吸収材及びその製造方法
WO2017104600A1 (ja) 軟質ポリウレタンフォーム、及びシート用パッド
KR102280968B1 (ko) 내구성 및 연신율이 우수한 친환경적인 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용하여 제조된 인테그랄 스킨 폴리우레탄 폼
KR102500160B1 (ko) 동적 안락감이 향상된 자동차 시트패드, 제조방법 및 자동차 시트패드용 이소시아네이트 프리폴리머
CN113242871A (zh) 具有改善的长期性能特性的软质聚氨酯泡沫
JP3780522B2 (ja) 自動車シートクッション用軟質ポリウレタンフォームの製造方法
CN115803355A (zh) 具有改善的声学性能的聚氨酯泡沫
EP0473220A2 (en) Energy-absorbing flexible polyurethane foam
KR101258074B1 (ko) 슬라브 연속식 발포 경질 폴리 우레탄 발포체 및 그 제조 방법
WO2019185611A1 (en) A rigid polyurethane foam with low odor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant