KR20070044637A - Clay-polyurethane nanocomposite and its synthesis method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 층상 박리가 일어난 클레이 실란올 작용기와 디이소시아네이트 화합물 간에 공유결합을 형성시킨 후 이를 폴리올과 혼합 교반하면서 발포제인 물을 함께 첨가하여 클레이, 디이소시아네이트 및 폴리올에 의한 클레이-폴리우레탄의 나노 복합화와 발포가 동시에 일어나도록 함으로써, 상기 폴리우레탄이 상기 클레이의 층상을 완전히 박리시킨 구조를 나타내게 되고, 순수한 폴리우레탄에 비하여 물성이 우수하며, 발포체를 형성시킨 경우에 인장강도를 비롯한 압축경도 등의 강성 등의 물성이 통상적인 폴리우레탄 발포체 보다 현저히 향상된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 간단한 방법으로 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있는 개선된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a clay-polyurethane nanocomposite foam and a method for preparing the same, and more particularly, to form a covalent bond between a clay silanol functional group and a diisocyanate compound in which a layered exfoliation has occurred, followed by mixing and stirring the polyol with water, which is a blowing agent. Added together so that the nanocomposite and foaming of the clay-polyurethane by the clay, diisocyanate and polyol occur simultaneously, resulting in a structure in which the polyurethane completely peeled off the layer of the clay, and compared to pure polyurethane. When the foam is formed, it is possible to expect the effect of obtaining a clay-polyurethane nanocomposite foam with a simple method, which has significantly improved physical properties such as tensile strength and stiffness such as compressive hardness than conventional polyurethane foam. Improved Clay It relates to a polyurethane nanocomposite foam and a method for producing the same.
클레이, 폴리우레탄, 나노복합, 발포체, 인장강도, 압축경도, Clay, polyurethane, nanocomposite, foam, tensile strength, compressive hardness,
Description
도 1(a)는 본 발명의 실시예 에서 사용한 MDI의 IR 스펙트럼이고, 도 1(b)는 실시예 1에 사용된 유기 클레이와 실시예 1에 의해 제조된 개질 클레이에 대한 IR 스펙트럼이다. Figure 1 (a) is an IR spectrum of the MDI used in the embodiment of the present invention, Figure 1 (b) is an IR spectrum of the organic clay used in Example 1 and the modified clay prepared by Example 1.
도 2는 실시예 1에 의해 제조된 개질 클레이의 폴리올과 반응 전과 후에 대한 IR 스펙트럼이다. 2 is an IR spectrum before and after the reaction with the polyol of the modified clay prepared by Example 1. FIG.
도 3은 실시예 1에 의해 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체에 대한 XRD 스펙트럼이다. 3 is an XRD spectrum of the clay-polyurethane nanocomposite foam prepared by Example 1. FIG.
도 4는 실시예 1, 2, 3 및 4에 의해 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체와 비교예 1에 의해 제조된 폴리우레탄 발포체에 대한 인장강도 테스트 결과이다. FIG. 4 shows tensile strength test results for the clay-polyurethane nanocomposite foams prepared by Examples 1, 2, 3, and 4 and the polyurethane foams prepared by Comparative Example 1. FIG.
도 5는 실시예 1, 2, 3 및 4에 의해 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체와 비교예 1에 의해 제조된 폴리우레탄 발포체에 대한 압축경도 테스트 결과이다.FIG. 5 shows compression hardness test results for the clay-polyurethane nanocomposite foams prepared by Examples 1, 2, 3, and 4 and the polyurethane foams prepared by Comparative Example 1. FIG.
본 발명은 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 층상 박리가 일어난 클레이 실란올 작용기와 디이소시아네이트 화합물 간에 공유결합을 형성시킨 후 이를 폴리올과 혼합 교반하면서 발포제인 물을 함께 첨가하여 클레이, 디이소시아네이트 및 폴리올에 의한 클레이-폴리우레탄의 나노 복합화와 발포가 동시에 일어나도록 함으로써, 상기 폴리우레탄이 상기 클레이의 층상을 완전히 박리시킨 구조를 나타내게 되고, 순수한 폴리우레탄에 비하여 물성이 우수하며, 발포체를 형성시킨 경우에 인장강도를 비롯한 압축경도 등의 강성 등이 통상적인 폴리우레탄 발포체 보다 현저히 향상된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 간단한 방법으로 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있는 개선된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a clay-polyurethane nanocomposite foam and a method for preparing the same, and more particularly, to form a covalent bond between a clay silanol functional group and a diisocyanate compound in which a layered exfoliation has occurred, followed by mixing and stirring the polyol with water, which is a blowing agent. Added together so that the nanocomposite and foaming of the clay-polyurethane by the clay, diisocyanate and polyol occur simultaneously, resulting in a structure in which the polyurethane completely peeled off the layer of the clay, and compared to pure polyurethane. In this case, when the foam is formed, it is possible to obtain the effect of obtaining a clay-polyurethane nanocomposite foam in a simple way, which is significantly improved in tensile strength and stiffness, such as compressive hardness, than the conventional polyurethane foam. Clay-Poly Carbon nano-composite foam and a process for their preparation.
복합재료는 기존 재료의 기계적, 열적 물성의 향상뿐만 아니라, 수치 안정성이나 내마모성을 높일 수 있는 가공방법으로서 고분자, 금속, 그리고 세라믹 등의 재료관련 전 분야에서 많이 응용되고 있는 기술 분야이다. 특히 고분자 수지의 내충격성, 인성 및 투명성의 손상 없이 강도와 강성도, 가스와 액체 투과 억제능, 방염성, 내마모성, 고온 안정성 등을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법으로서, 상기 고분자에 보강재를 첨가한 나노복합재에 관한 연구가 계속되고 있다. Composite materials are a technical field that is widely applied in all fields related to materials such as polymers, metals, and ceramics as a processing method for improving numerical stability and wear resistance as well as improving mechanical and thermal properties of existing materials. In particular, it is a method that can significantly improve the strength and stiffness, gas and liquid permeability, flame resistance, abrasion resistance, high temperature stability, etc. without damaging the impact resistance, toughness and transparency of the polymer resin. Research continues.
이처럼 고분자에 보강재로서 첨가되는 물질로는 유리섬유, 탄소섬유 또는 클 레이 등이 있는데, 이 중에서, 고분자에 클레이를 혼합하여 나노복합재를 제조하는 기술의 효시로는 1970년대 중반 도요타 연구진들이 나일론 6에 클레이를 충전시켜 제조한 나일론 6/클레이 나노복합재를 자동차의 타이밍 벨트 상자로 사용한 것을 들 수 있다. Materials such as reinforcing materials added to polymers include glass fiber, carbon fiber, or clay. Among them, Toyota researchers in the mid-1970s used
클레이는 자연 상태에서 무기 광물인 실리케이트 층(silicate layer)들이 적층되어 있는 형태로 존재하며, 각 실리케이트 층들은 두께 1 ㎚에 가로와 세로가 1 ㎛에 이르는 넓은 판 형태를 띠게 된다. 클레이 실리케이트 층의 높은 종횡비율과 넓은 표면적은 고분자와의 혼합을 통하여 효과적인 보강재로서의 역할을 수행할 수 있으며 적층구조로 된 실리케이트 층들을 박리시킬 수 있다면 높은 물성을 지닌 나노복합재의 제조가 가능하게 된다. 그러나, 클레이를 충전제로 사용하여 클레이-고분자 복합재를 제조할 때의 문제점은 상기 층간에 작용하는 반데르발스(van der Waals) 인력으로 인하여 고분자 수지에 직접 박리, 분산시키기는 어렵다는 것이며, 따라서 고분자가 클레이의 층과 층 사이에 끼어들어 층과 층을 박리시킴으로써 클레이가 고분자에 분자 차원의 단위로 분산되도록 하기 위한 여러가지 시도가 있었다. Clay exists in the form of laminated inorganic silicate layers (silicate layers) in a natural state, each of the silicate layer has a wide plate shape of 1 nm in thickness and 1 μm in width and length. The high aspect ratio and the large surface area of the clay silicate layer can serve as an effective reinforcement through mixing with the polymer, and the nanocomposite with high physical properties can be manufactured if the silicate layers having the laminated structure can be peeled off. However, a problem in preparing clay-polymer composites using clay as a filler is that it is difficult to peel and disperse directly into the polymer resin due to van der Waals attraction force acting between the layers. Several attempts have been made to allow clay to be dispersed in molecular units in polymers by intercalating between layers of the clay and delaminating the layers.
이러한 목적으로 클레이의 층 간에 고분자를 도입하는 방법으로는 고분자 용액상에서 층간에 삽입하는 용액-삽입법, 고분자 단량체를 클레이의 층간에 삽입한 후 중합하는 직접-중합법, 용융된 형태의 고분자와 클레이를 혼합하여 클레이 층간에 상기 용융 고분자가 삽입되도록 하는 용융-삽입법 등이 있다. For this purpose, a method of introducing a polymer between layers of clay includes a solution-insertion method intercalating in a polymer solution, a direct-polymerization method in which a polymer monomer is inserted into a layer of clay and then polymerized, and a polymer in a molten form and clay. There is a melt-insertion method such that the molten polymer is inserted between the clay layers by mixing.
한편, 상기 고분자가 도입되는 클레이는 알킬 암모늄 등으로 처리함으로써 클레이 층간의 간격을 확장시켜 고분자가 용이하게 도입되도록 전처리를 하는 것이 일반적이다. Meanwhile, the clay into which the polymer is introduced is generally treated by alkyl ammonium or the like to pretreat the polymer to easily introduce the polymer by extending the interval between the clay layers.
상기 용액-삽입법은 클레이 층간에 고분자가 충분히 삽입되기 어려우며, 삽입되더라도 그 층간에 삽입(intercalted)되어 층간격을 확장하는 것에 그칠 뿐, 층과 층을 박리(exfoliate)시키지는 못하기 때문에 의도하는 물성의 향상을 이루지 못하는 문제점이 있다. The solution-insertion method is difficult to insert the polymer sufficiently between the layers of clay, and even if inserted, it is only intercalated between the layers to extend the interlayer, and does not exfoliate the layers. There is a problem that does not achieve the improvement.
상기 용융-삽입법은 가공온도가 200 ℃ 이내의 열가소성 고분자를 사용해야 한다는 제한이 있는데, 그 이유는 열경화성 고분자를 용융 상태로 만들고자 한다면 용융 상태가 되기 전에 열분해가 먼저 발생되기 때문이며, 가공온도가 200 ℃ 이내라야 하는 것은 클레이 내부의 알킬암모늄 등의 유기물이 200 ℃ 이상의 온도에서는 열화되기 때문에 고분자와 클레이간의 친화성을 감소시키며 고온에서는 클레이의 층상구조가 붕괴되어 층간 간격이 줄어드는 경향이 있기 때문에 고분자가 층상 구조 내에 침투하기가 어렵다는 단점이 있기 때문이다. 또한, 상기 용액-삽입법과 마찬가지로 상기 고분자가 클레이의 층간에 삽입되더라도 층과 층을 박리(exfoliate)시키는 효과는 충분하지 않다는 문제점이 있다. The melt-insertion method has a limitation in that a thermoplastic polymer having a processing temperature of 200 ° C. or less must be used, because if the thermosetting polymer is to be melted, pyrolysis occurs before the molten state, and the processing temperature is 200 ° C. It should be less than that because organic materials such as alkylammonium inside the clay deteriorate at a temperature of 200 ° C. or higher, the affinity between the polymer and clay decreases, and at a high temperature, the polymer is layered because the layer structure of clay tends to collapse and the interlayer spacing tends to decrease. This is because it is difficult to penetrate into the structure. In addition, similar to the solution-insertion method, even if the polymer is inserted between the layers of clay, there is a problem that the effect of exfoliating the layer and the layer is not sufficient.
대한민국 공개특허공보 제2002-17569호에는 4급암모늄염으로 처리된 클레이와 이소시아네이트류 및 폴리올류와 혼합반응시킴으로써 클레이가 분산된 폴리우레탄을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이러한 방법으로는 상기 클레이가 단지 폴리우레탄과 혼합되어 있는 상태로 존재할 뿐, 클레이의 층간에 삽입된 형태 또는 클레이 층을 박리시킨 상태로 존재할 수는 없기 때문에 폴리우레탄의 물성 향상이 거의 없다는 단점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-17569 discloses a method for producing a polyurethane dispersed in clay by mixing and reacting clay treated with a quaternary ammonium salt with isocyanates and polyols. It exists only in a state of being mixed with the polyurethane, there is a disadvantage that there is little improvement in the physical properties of the polyurethane because it cannot exist in the form inserted between the layers of the clay or peeled off the clay layer.
한편,분자 사슬이 긴 폴리올에 클레이를 분산시킨 후 하이드록시 작용기를 가진 폴리올의 일부가 클레이 층 사이에 삽입되도록 한 뒤, 이소시아네이트와 반응시켜 폴리우레탄을 형성시킴으로써 층간에 폴리우레탄 사슬을 삽입시키거나 이에 의해 클레이층을 박리시키려는 시도가 있었다. 그러나 상기 방법에 의하면, 최초에 사용된 폴리올이 클레이 층 표면과 수소결합 등의 분자간 인력에 의해 매우 약하게 결합되어 있기 때문에 상기 폴리올을 기반으로 하여 생성된 폴리우레탄도 상기 클레이 표면과 분자간 인력에 의해 매우 약한 결합을 하게 된다. 따라서, 상기 클레이 층 간에 생성된 폴리우레탄과 클레이 표면과의 상호작용으로는 클레이 층들 사이의 결합력을 극복할 수가 없으며, 이러한 이유로 인해 층간의 박리가 거의 일어나지 않고 나노화가 이루어지지 않음으로 해서, 물성의 향상이 매우 미진하다는 문제점이 있다. Meanwhile, after the clay is dispersed in a polyol having a long molecular chain, a part of the polyol having a hydroxy functional group is inserted between the clay layers, and then the polyurethane chain is intercalated between the layers by reacting with an isocyanate to form a polyurethane. Attempts have been made to peel the clay layer. However, according to the above method, since the polyol used initially is very weakly bound by the intermolecular attraction such as hydrogen bonding and the surface of the clay layer, the polyurethane produced based on the polyol is also very much affected by the intermolecular attraction. There is a weak bond. Therefore, the interaction between the polyurethane surface and the clay surface generated between the clay layers is not able to overcome the bonding force between the clay layers, and for this reason almost no delamination between the layers and no nanoization is achieved, There is a problem that the improvement is very small.
한편, 자동차 경량화 기술은 환경에 대한 관심과 규제가 심화되고 있는 국제적 추세를 감안할 때 매우 중요한 기술이다. 이러한 자동차의 경량화를 위해서는 기존 사용되는 소재가 가지는 물성과 비교하여 경량화된 대체 소재의 물성이 동등하거나 그 이상이어야만 한다. On the other hand, automotive lightweight technology is a very important technology in light of international trends in which environmental concerns and regulations are intensifying. In order to reduce the weight of such automobiles, the physical properties of the lightweight alternative materials should be equal to or greater than those of the existing materials.
자동차 시트패드 등의 내장재에 주로 사용되는 폴리우레탄의 경우, 동일 밀도에서 경도나 강성을 향상시킬 수 있다면 보다 낮은 밀도의 폴리우레탄을 사용할 수 있기 때문에 자동차 경량화에 활용될 수 있다. Polyurethanes, which are mainly used for interior materials such as automobile seat pads, can be utilized for lightening automobiles because lower density polyurethanes can be used if hardness or rigidity can be improved at the same density.
이에 본 발명의 발명자들은 자동차 내장재에 많이 사용되고 있는 폴리우레탄의 강성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하기 위하여 연구 노력하였으며, 그 겨로가, 클레이를 이소시아네이트 화합물로 개질시키는 방법과 개질된 클레이를 사용하여 발포체 형태의 클레이-폴리우레탄 나노복합재를 제조하는 방법을 개발하였다. Accordingly, the inventors of the present invention have tried to provide a method for improving the rigidity of polyurethane, which is widely used in automobile interior materials, and, accordingly, a method of modifying clay with an isocyanate compound and using a modified clay foam A method for preparing clay-polyurethane nanocomposites in the form has been developed.
또한 상기한 동일 밀도에서 경도 및 강성을 증대시킬 수 있는 방법의 제시에 의하여 자동차 시트 패드 등에 적용되는 폴리우레탄 소재의 밀도를 낮추더라도 기존 경도 및 강성을 가질 수 있게 함으로서 자동차 경량화 소재 기술로 활용할 수 있음을 알게 되었다.In addition, by lowering the density of the polyurethane material applied to the car seat pad, etc., by presenting a method for increasing hardness and rigidity at the same density, it can be utilized as a material for lightening automobiles. Got to know.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 클레이 표면과 폴리우레탄간에 공유결합이 형성되어 있으며, 상기 폴리우레탄 내부에 클레이가 나노스케일의 박리된 상태로 존재하기 때문에 경도와 물리적 강성이 현저히 향상된 클레이-폴리우레탄 나노복합재를 제공하는 것이다. Therefore, the first technical problem to be achieved by the present invention is a covalent bond is formed between the surface of the clay and the polyurethane, since the clay is present in the peeled state of the nanoscale in the polyurethane, the hardness and physical rigidity significantly improved It is to provide a polyurethane nanocomposite.
또한 이를 통하여 기존 폴리우레탄 소재에 비하여 낮은 밀도로 제조하더라도 동등한 물성을 가질 수 있으므로 자동차 경량화 소재 기술로 활용하고자 하는 것이다.In addition, even through a low density compared to the existing polyurethane material through this can have the same physical properties to be used as a lightweight vehicle technology.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 클레이-폴리우레탄 나노복합재의 제조방법을 제공하는 것이다. The second technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing the clay-polyurethane nanocomposite.
본 발명은 디이소시아네이트 화합물과 클레이의 실란올 작용기가 공유결합으로 연결되어 있는 클레이 함유-디이소시아네이트 화합물과; 폴리올이 반응하여 폴리우레탄 결합이 형성된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 특징으로 한다.The present invention relates to a clay-containing isocyanate compound in which a diisocyanate compound and a silanol functional group of clay are covalently linked; It is characterized by clay-polyurethane nanocomposite foams in which polyols react to form polyurethane bonds.
또한, 본 발명은 (a)디이소시아네이트 화합물에 클레이를 혼합하는 단계, (b)상기 혼합물을 교반하여 상기 디이소시아네이트 화합물과 상기 클레이의 실란올 작용기 간에 공유결합을 형성시키는 단계, 및, (c)상기 (b) 단계에서 얻어진 결과물과 폴리올을 혼합하고 교반하면서 발포제를 첨가하여 발포시키는 단계를 포함하는 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조방법을 포함한다.In addition, the present invention (a) mixing the clay to the diisocyanate compound, (b) stirring the mixture to form a covalent bond between the diisocyanate compound and the silanol functional groups of the clay, and (c) It includes a method of producing a clay-polyurethane nanocomposite foam comprising the step of adding a foaming agent while mixing and stirring the resultant and the polyol obtained in step (b).
이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 층상 박리가 일어난 클레이의 실란올 작용기와 디이소시아네이트 화합물 간에 공유결합을 형성시킨 후 이를 폴리올과 혼합 교반하면서 발포제인 물을 함께 첨가하여 클레이, 디이소시아네이트 및 폴리올에 의한 클레이-폴리우레탄의 나노 복합화와 발포가 동시에 일어나도록 함으로써, 상기 폴리우레탄이 상기 클레이의 층상을 완전히 박리시킨 구조를 나타내게 되고, 순수한 폴리우레탄에 비하여 물성이 우수하며, 발포체를 형성시킨 경우에 인장강도를 비롯한 압축경도 등의 강성 등이 통상적인 폴리우레탄 발포체 보다 현저히 향상된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 간단한 방법으로 얻을 수 있는 효과를 기대할 수 있는 개선된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to form a covalent bond between the silanol functional group and the diisocyanate compound of the clay in which the layer peeling occurred, and then mixed with the polyol and stirred together to add water as a blowing agent to the clay-polyurethane nano of the clay, diisocyanate and polyol By allowing the compounding and foaming to occur at the same time, the polyurethane exhibits a structure in which the layer of clay is completely peeled off, and has excellent physical properties compared to pure polyurethane, and in the case of forming a foam, such as tensile strength and compressive hardness, etc. The present invention relates to an improved clay-polyurethane nanocomposite foam and a method of manufacturing the same, which can expect the effect of obtaining a clay-polyurethane nanocomposite foam which is significantly improved over a conventional polyurethane foam in a simple manner.
이하 본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 구성성분별로 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention will be described in more detail by component.
본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 디이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여 클레이 0.5 ∼ 10 중량부를 포함하며, 상기 디이소시아네이트 화합물과 상기 클레이의 실란올 작용기는 공유결합으로 연결되어 있고, 이러한 클레이 함유-디이소시아네이트 화합물과; 폴리올을 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 한다. The clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention contains 0.5 to 10 parts by weight of clay with respect to 100 parts by weight of the diisocyanate compound, wherein the diisocyanate compound and silanol functional groups of the clay are covalently linked, and such clay is contained. Diisocyanate compounds; It is characterized in that it is prepared by reacting a polyol.
즉, 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합재는 디이소시아네이트 화합물을 사용하여 클레이 표면의 실란올 작용기와 반응시킴으로써 클레이 표면에 공유결합된 이소시아네이트기를 가질 수 있도록 개질 반응을 한 다음, 상기 이소시아네이트기와 폴리올을 반응시킴으로써 클레이 층 내부에 폴리우레탄을 형성시키고, 이에 의해 클레이 층이 박리됨으로써 나노 사이즈의 클레이가 균일하게 분산되게 되며, 경도 및 강성 등의 물성이 매우 향상된다.That is, the clay-polyurethane nanocomposite according to the present invention is subjected to a reforming reaction so as to have an isocyanate group covalently bonded to the clay surface by reacting silanol functional groups on the clay surface using a diisocyanate compound, and then reacting the isocyanate group and polyol. By reacting, a polyurethane is formed inside the clay layer, whereby the clay layer is peeled off to uniformly disperse the nano-sized clay, and the physical properties such as hardness and rigidity are greatly improved.
본 발명에 사용되는 디이소시아네이트 화합물은 폴리우레탄 제조에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 모노머릭 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 폴리머릭 MDI, 또는 이들 유도체 및 혼합물일 수 있다. 폴리머릭 MDI와 모노머릭 MDI(이하 폴리머릭이나 모노머릭이란 구별없이 MDI라 함은 폴리머릭 MDI와 모노머릭 MDI를 모두 포함한 의미임), 톨루엔 디이소시아네이트(이하 TDI라 함), 또는 이들 유도체 및 혼합물 모두 사용 가능하다. 이들 중, 모노머릭 MDI나, TDI의 경우에는 분자 크기가 폴리머릭 MDI보가 작기 때문에 클레이 내에서 공유결합을 일으키기 용이하다는 장점이 있으며, 폴리머릭 MDI의 경우에는 강도가 요구되는 경질의 폴리우레탄을 제조할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 모노머릭 MDI의 경우에는 상온에서 고체이기 때문에, 적절한 용매를 선택하여 반응시키거나 약간의 중합을 시키거나 개질을 하여 올리고머 형태의 액상을 형성시켜 사용하는 것이 바람직하다. The diisocyanate compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in polyurethane production, for example, monomeric 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), Polymeric MDI, or derivatives and mixtures thereof. Polymeric MDI and Monomeric MDI (hereinafter referred to as MDI means both polymeric and monomeric MDI), toluene diisocyanate (hereinafter referred to as TDI), or derivatives and mixtures thereof All are available. Among them, monomeric MDI and TDI have the advantage that the molecular size of the polymer MDI beam is small, so that it is easy to cause covalent bonds in clay, and in the case of polymeric MDI, a rigid polyurethane is required. The advantage is that you can. On the other hand, in the case of monomeric MDI, since it is solid at room temperature, it is preferable to select an appropriate solvent and to react, or to perform a slight polymerization or modification to form an oligomeric liquid phase.
본 발명에서 사용한 MDI는 평균 작용기 2.0 ∼ 3.1로서 상온에서 액상이며 그 분자구조를 하기 화학식 1에 나타내었다. MDI used in the present invention has an average functional group of 2.0 to 3.1 in the liquid phase at room temperature and its molecular structure is shown in the following formula (1).
본 발명에 사용되는 클레이의 함량은 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 10 중량부인 것이 바람직한데, 클레이의 양이 0.5 중량% 미만이면 최종적인 나노복합재의 물성 향상이 미약하고, 10 중량부를 초과하면 클레이가 포함된 이소시아네이트 화합물의 점도가 지나치게 높아져서 균일한 혼합이 어렵다는 문제점이 있기 때문에 바람직하지 않다. The content of clay used in the present invention is preferably 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the isocyanate compound. If the amount of clay is less than 0.5% by weight, the improvement of the physical properties of the final nanocomposite is slight and exceeds 10 parts by weight. The viscosity is not preferable because the viscosity of the isocyanate compound containing clay becomes too high to make uniform mixing difficult.
상기 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체 내의 클레이는 박리된 형태를 가지는 것이 바람직하다. It is preferable that the clay in the clay-polyurethane nanocomposite foam has a peeled form.
본 발명에 사용되는 클레이는 당업계에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 몬트모릴로나이트 (montmorillonite), 벤토나이트 (bentonite), 헥토라이트(hectorite), 불화헥토라이트(fluorohectorite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidelite), 논트로나이트(nontronite), 스티븐사이트 (stevensite), 버미큘라이트(vermiculite), 볼콘스코이트 (volkonskoite), 마가다이트(magadite), 케냐라이트(kenyalite), 또는 이들의 유도체일 수 있다. Clay used in the present invention is not particularly limited as long as it is commonly used in the art, for example, montmorillonite, bentonite, hectorite, hectorite, fluorohectorite, saponite (saponite), beidelite, nontronite, stevensite, vermiculite, volkonskoite, magadite, kenyalite, or It may be a derivative thereof.
또한, 상기 클레이는 산처리되거나, 알킬암모늄 이온 또는 알킬포스포늄 이온으로 처리된 것일 수 있는데, 산처리된 경우에는 상기 클레이를 무기산에 침윤시킴으로써 상기 층상화합물 내의 교환 가능한 양이온을 수소이온으로 치환하여 실란올기의 비율을 증가시키기 위한 것이며, 알킬암모늄 이온 또는 알킬포스포늄 이온으로 처리하는 것은 클레이 층간을 소수성, 친유성으로 만들어, 최초에 삽입되는 디이소시아네이트 화합물 또는 최종적인 폴리우레탄과의 친화력을 증가시킴과 동시에 층의 간격을 확장시킴으로써 상기 유기물질의 삽입 및 클레이 층의 박리를 용이하게 하기 위함이다. 상기 클레이는 층간 간격이 12 ∼ 32 Å 범위인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the clay may be acid treated or treated with alkylammonium ions or alkylphosphonium ions, and in the case of acid treatment, the clay may be infiltrated with an inorganic acid to replace exchangeable cations in the layered compound with hydrogen ions. Treatment with alkylammonium ions or alkylphosphonium ions to make the clay layer hydrophobic and lipophilic, increasing the affinity with the initially inserted diisocyanate compound or the final polyurethane. At the same time, it is intended to facilitate the insertion of the organic material and the peeling of the clay layer by expanding the gap between the layers. As for the said clay, it is more preferable to use the thing of the range of 12-32 micrometers in space | interval.
본 발명에 사용되는 폴리올은 폴리우레탄의 제조에 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며 폴리에테르 폴리올은 물론 폴리에스테르 폴리올도 사용할 수 있다. The polyol used in the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in the production of polyurethane, and polyether polyol as well as polyester polyol may be used.
상기 폴리에테르 폴리올은 낮은 점도로 인하여 가공이 용이하며 가수분해에 안정하고 가격이 싼 장점이 있어 특히 널리 사용되고 있으며, 폴리에스테르 폴리올은 열안정성이 뛰어나고 인장강도가 우수하며, 기름 등에 대한 내성이 뛰어나다는 장점이 있는 반면에 가격이 비싼 단점이 있다. The polyether polyol is particularly widely used because of its low viscosity, which is easy to process, stable to hydrolysis, and inexpensive. Polyester polyol has excellent thermal stability, excellent tensile strength, and excellent resistance to oil. While there are advantages, there are disadvantages that the price is expensive.
상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프 로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜, 비스페놀 또는 이들 중 2 이상의 혼합물과; 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 중합시켜 제조된 것일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The polyether polyol may be ethylene glycol, 1,2-propane glycol, 1,3-propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1, 3-propanediol, glycerol, trimethylolpropane, 1,2,3-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, trimethylolmethane, pentaerythritol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol , Tripropylene glycol, polypropylene glycol, dibutylene glycol, polybutylene glycol, sorbitol, sucrose, hydroquinone, resorcinol, catechol, bisphenol or a mixture of two or more thereof; It may be prepared by polymerizing ethylene oxide, propylene oxide or a mixture thereof, but is not limited thereto.
또한, 상기 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 또는 아디프산과; 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 이들의 혼합물을 중합시켜 제조된 것일 수 있으며, 이 이외에도 당업계에 통상적으로 알려져 있는 것이면 어느 것이든 사용할 수 있다. In addition, the polyester polyol is phthalic anhydride or adipic acid; It may be prepared by polymerizing ethylene oxide, propylene oxide, or mixtures thereof, in addition to this, any one known in the art may be used.
본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 사슬연장제로서 디올, 트리올, 테트라올, 디아민 또는 아미노알콜을 더 포함하여 제조될 수 있는데, 이는 상기 나노복합 발포체 내의 폴리우레탄의 사슬을 연장시키거나 가교시킴으로써 분자량을 증가시키는 역할을 한다. 상기 디올로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 1,4-부탄디올 등이 사용되고, 트리올로는 글리세린이 사용되며, 테트라올로서는 펜타에리트리톨 등이 사용된다. 한편, 디아민으로서는 헥사메틸렌디아민 또는 m-페닐렌 디아민 등을 사용할 수 있고, 아미노알콜로는 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민 등을 사용할 수 있다. The clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention may be prepared by further comprising diol, triol, tetraol, diamine or aminoalcohol as a chain extender, which extends the chain of polyurethane in the nanocomposite foam. Or crosslinking to increase molecular weight. Ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and the like are used as the diol, glycerin is used as the triol, and pentaerythritol is used as the tetraol. In addition, hexamethylenediamine, m-phenylene diamine, etc. can be used as a diamine, A diethanolamine, a triethanolamine, etc. can be used as an amino alcohol.
한편, 발포제는 폴리우레탄 발포체를 형성시키고 밀도를 낮추기 위하여 사용하는 것으로, 본 발명에서는 상기 발포제로서는 화학적 반응을 이용한 발포를 유도 할 수 있는 물을 사용하며, 그 사용량은 상기 폴리올 100 중량부에 대하여 1.5 ∼ 5.0 중량부이다. 상기 물의 사용량이 1.5 중량부 미만이면 지나치게 밀도 및 경도가 증가하여 자동차 내장재료에 사용하기에 소프트함이 결여되고, 6.0 중량부를 초과하면 발포기체의 양이 지나치게 증가함으로 인하여 발포체가 찢어지거나 밀도 및 경도가 지나치게 낮아져 자동차 내장재가 갖춰야 하는 강성을 갖지 못하게 될 수 있다.Meanwhile, the blowing agent is used to form a polyurethane foam and to lower the density. In the present invention, the blowing agent uses water capable of inducing foaming using a chemical reaction, and the amount of the blowing agent is 1.5 based on 100 parts by weight of the polyol. It is-5.0 weight part. If the amount of water used is less than 1.5 parts by weight, the density and hardness are excessively increased, so it is lacking in softness for use in automobile interior materials. If the amount is more than 6.0 parts by weight, the foam is torn or the density and hardness is increased due to the excessive increase in the amount of foaming gas. May be so low that it may not have the rigidity that automotive interiors must have.
그 이외에 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 셀안정제, 난연제, 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. In addition, the clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention may further include a cell stabilizer, a flame retardant, or a mixture thereof.
상기 난연제는 폴리우레탄의 낮은 난연성을 개선하기 위해 첨가되는 것으로서 반응형 난연제와 첨가형 난연제로 나뉘며 크게 할로겐계, 인계 및 무기질 난연제로 나눌 수 있다. The flame retardant is added to improve the low flame retardancy of the polyurethane is divided into a reactive flame retardant and an additive flame retardant can be largely divided into halogen-based, phosphorus-based and inorganic flame retardant.
상기 셀안정제란 폴리우레탄 발포체를 형성시킬 경우에 발포로 인한 폼 형성시 작고 균일한 셀이 생성될 수 있도록 하는 것으로서, 예컨대, 실리콘계 계면활성제를 사용할 수 있다. When the cell stabilizer is used to form a polyurethane foam, a small and uniform cell may be generated during foam formation due to foaming. For example, a silicone-based surfactant may be used.
상기와 같은 구성성분으로 이루어진 본 발명에 따른 상기 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 46 kg/㎠의 동일한 밀도에서 인장강도가 1.7 MPa 이상, 클레이의 첨가량에 따라 2.1 MPa 이상이 될 수도 있다. The clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention composed of the above components may have a tensile strength of 1.7 MPa or more and 2.1 MPa or more, depending on the amount of clay added at the same density of 46 kg /
본 발명에 사용된 이소시아네이트 화합물과 폴리올을 그대로 사용하되, 상기 본 발명에 따른 처리를 하지 않고 제조된 밀도 46 kg/㎠의 순수한 폴리우레탄 발포체의 인장강도가 1.6 ∼ 1.7 MPa인 것을 고려할 때 본 발명에 따른 클레이-폴리우 레탄 나노복합 발포체는 그 인장강도가 최대 30% 이상 향상된 것임을 알 수 있다. The isocyanate compound and polyol used in the present invention are used as they are, but the tensile strength of the pure polyurethane foam having a density of 46 kg /
또한, 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 46 kg/㎠의 동일 밀도에서 압축경도가 23 kgf/314 ㎠ 이상이며, 클레이의 첨가량에 따라 28 kgf/314 ㎠ 이상일 수도 있다. 상기에서와 마찬가지로, 본 발명에 사용된 이소시아네이트 화합물과 폴리올을 그대로 사용하되, 상기 본 발명에 따른 처리를 하지 않고 제조된 밀도 46 kg/㎠의 순수한 폴리우레탄 발포체의 압축경도가 22 ∼ 22.5 kgf/314㎠인 것을 고려할 때에 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합재는 그 압축경도가 최대 27% 이상 향상된 것임을 알 수 있다. In addition, the clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention has a compressive hardness of 23 kgf / 314
그 외 본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 경우 기존의 폴리우레탄 발포체와 비교하여 굽힘강도가 10 % 이상 향상된 효과를 나타낸다.In addition, in the case of the clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention, the bending strength is improved by 10% or more compared with the conventional polyurethane foam.
본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조방법을 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Detailed description of the manufacturing method of the clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention is as follows.
본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조방법은 (a)디이소시아네이트 화합물에 클레이를 혼합하는 단계, (b)상기 혼합물을 교반하여 상기 디이소시아네이트 화합물과 상기 클레이의 실란올 작용기 간에 공유결합을 형성시키는 단계, 및, (c)상기 (b) 단계에서 얻어진 결과물과 폴리올을 혼합하고 교반하면서 발포제를 첨가하여 발포시키는 단계를 포함한다.Method for producing a clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention comprises the steps of (a) mixing clay with the diisocyanate compound, (b) stirring the mixture to form a covalent bond between the diisocyanate compound and the silanol functional groups of the clay Forming step, and (c) adding a blowing agent and foaming while mixing and stirring the resultant and the polyol obtained in the step (b).
즉, 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조방법은 클레 이를 디이소시아네이트 화합물에 첨가시켜 클레이 층 사이에 이소시아네이트가 삽입되면서 클레이 층 표면에 존재하는 실란올 작용기와 반응을 통하여 클레이 층들의 표면에 이소시아네이트기가 공유결합으로 결합되게 한 후, 최종적으로 폴리올과 반응시켜 폴리우레탄을 형성시킴과 동시에 발포시킴으로써, 상기 클레이를 거의 완벽하게 박리시키는 나노복합화와 발포가 동시에 수행됨에 그 특징이 있다. In other words, the method for preparing clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention adds clay to the diisocyanate compound to insert the isocyanate between the clay layers and react the silanol functional groups on the surface of the clay layers with the isocyanate intercalation between the clay layers. After the isocyanate group is covalently bonded to the polyol, the polyol is finally reacted with the polyol to form a polyurethane and foamed at the same time, so that the nanocomposite and foaming are performed simultaneously to almost completely peel off the clay.
본 발명에 사용되는 상기 디이소시아네이트 화합물은 통상적인 폴리우레탄 제조에 사용되는 것이면 특별히 제한되지는 않으며, 모노머릭 MDI, 폴리머릭 MDI, TDI, 또는 이들 유도체 및 혼합물 등을 사용할 수 있다. The diisocyanate compound to be used in the present invention is not particularly limited as long as it is used in conventional polyurethane production, and monomeric MDI, polymeric MDI, TDI, or derivatives and mixtures thereof may be used.
상기 클레이의 함량은 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 10 중량부를 사용하며, 클레이의 사용량이 0.5 중량부 미만이면 최종적인 나노복합 발포체의 물성 향상이 미약하고, 10 중량%를 초과하면 클레이가 포함된 이소시아네이트 화합물의 점도가 지나치게 높아져서 균일한 혼합이 어렵다는 문제점이 있기 때문에 바람직하지 않다. The clay is used in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the isocyanate compound, and when the amount of clay is less than 0.5 parts by weight, the improvement of physical properties of the final nanocomposite foam is insignificant. It is not preferable because there is a problem that the viscosity of the contained isocyanate compound becomes too high and uniform mixing is difficult.
본 발명에 따른 제조방법에서, 상기 (a) 및 (b)단계에서의 반응온도는 20 ∼ 80 ℃인 것이 적당한데, 20 ℃ 미만에서 반응을 수행하면 이소시아네이트 작용기와 실란올 작용기와의 반응이 거의 일어나지 못하여 원하는 공유결합이 형성되지 못하며 80 ℃를 초과하는 때에는 클레이 내부에 삽입되어 있는 유기물이 분해되어 클레이 층간 거리가 축소될 염려가 있다. 또한, 반응성이 지나치게 향상되어 공기 중에 포함되어 있는 수분 등과 반응이 신속하게 일어나게 되어 디이소시아네이트 화합물의 점도가 지나치게 상승되며, 수분과의 화학 반응을 통해 CO2기포가 많이 생성되어 이를 제거하고 안정화시키는데 많은 시간이 소요되게 되는 문제점이 있다. In the production method according to the present invention, the reaction temperature in the steps (a) and (b) is preferably 20 to 80 ℃, when the reaction is carried out below 20 ℃ is almost the reaction of the isocyanate functional group and the silanol functional group If it does not occur, the desired covalent bond may not be formed, and when it exceeds 80 ° C., organic matter inserted in the clay may be decomposed and the distance between clay layers may be reduced. Further, the reactivity is excessively enhanced is to occur quickly the moisture as reaction contained in the air D is the viscosity of the isocyanate compound is too high, many sikineunde through a chemical reaction with the water-CO 2 bubbles is much generated, remove it and stabilized There is a problem that takes time.
또한, 상기 (b)단계는 20 ∼ 200rpm으로 2 ∼ 30 분 동안 초기 교반을 한 후, 1000 ∼ 6000 rpm으로 2 ∼ 24 시간 동안 추가 교반해 주는 것이 바람직한데, 초기부터 고속으로 교반하게 되면 클레이들끼리 서로 뭉쳐지게 되어 디이소시아네이트 화합물과 클레이 각각의 표면에 있는 실란올 작용기 사이에 반응이 일어날 수 있는 부분이 급격히 줄어들기 때문에 원하는 반응이 충분히 일어나지 못하게 된다. 또한 초기 교반 후에 1000 rpm 미만으로 교반시키게 되면 층상 구조로 구성되어있는 각각의 클레이의 층 사이로 디이소시아네이트 화합물이 충분히 들어가지 못하여 반응에 참여하기 힘들어 지게 되므로 초기 교반 후에는 1000 rpm 이상의 고속으로 교반시키는 것이 바람직하다. 한편, 6000 rpm을 초과하는 때에는 클레이와 디이소시아네이트 화합물간에 반응을 일으킬 수 있는 충분한 시간을 유지시키기 어려우며, 클레이 층 내부에 가해지는 전단력이 지나치게 높아지기 때문에 클레이 내부에 존재하는 물질을 클레이 표면으로부터 분리시키게 되는 문제점이 발생할 수 있다. In addition, in the step (b), after initial stirring at 20 to 200 rpm for 2 to 30 minutes, it is preferable to additionally stir at 1000 to 6000 rpm for 2 to 24 hours. The agglomeration of each other with the diisocyanate compound and the silanol functional groups on the surface of the clay can dramatically reduce the portion where the reaction can occur, so that the desired reaction does not occur sufficiently. In addition, if the mixture is stirred at less than 1000 rpm after the initial stirring, the diisocyanate compound does not sufficiently enter between the layers of the clay structure, which makes it difficult to participate in the reaction. desirable. On the other hand, when it exceeds 6000 rpm, it is difficult to maintain sufficient time to cause a reaction between the clay and the diisocyanate compound, and the shear force applied inside the clay layer becomes too high to separate the material present in the clay from the clay surface. Problems may arise.
상기 (c) 단계에서의 반응온도는 10 ∼ 40 ℃인 것이 적당한데, 10 ℃ 미만인 때에는 반응이 잘 일어나지 않고 40 ℃를 초과하는 때에는 지나치게 빠른 반응 속도로 인하여 클레이 층 사이에 공유결합으로 결합되어 있는 이소시아네이트기가 폴리올과 충분히 반응하기 전에, 클레이 외부에 있는 디이소시아네이트 화합물과 상기 폴리올이 먼저 반응하여 고형화가 이루어질 염려가 있기 때문이다. In the step (c), the reaction temperature is suitably 10 to 40 ° C., but when the reaction temperature is less than 10 ° C., the reaction does not occur well. This is because, before the isocyanate group sufficiently reacts with the polyol, the diisocyanate compound outside the clay and the polyol may react first to solidify.
한편, 상기 (c)단계에서의 NCO/OH 비율은 0.7 ∼ 1.6인 것이 바람직한데, 0.6 미만일 경우에는 폴리올 성분이 지나치게 과량으로 존재하며 폴리우레탄 형성 후 표면의 끈적임이 심하고 미반응 폴리올이 제품 형성 후에도 지속적으로 빠져나올 수 있다는 단점이 있으며 1.6을 초과하는 경우에 있어서는 제조되는 폴리우레탄의 강직도가 지나치게 높게 되어 깨어지기 쉬워지거나 균일한 혼합이 이루어지지 않아 제품 성형이 어려워 진다는 단점이 있다.On the other hand, it is preferable that the NCO / OH ratio in the step (c) is 0.7 to 1.6, if less than 0.6, the polyol component is present in excessive excess, the surface is very sticky after the polyurethane is formed, even after the unreacted polyol product formation There is a disadvantage in that it can be continuously exited, and in case of exceeding 1.6, the rigidity of the polyurethane produced is too high, so it is easy to be broken or there is a disadvantage that it is difficult to form a product due to uniform mixing.
본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조방법에서는 필요에 따라 펜타메틸디에틸렌트리아민 (pentamethylenediethyeletriamine), 디메틸시클로헥실아민 (dimethylcyclohexylamine), 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민 (tris(3-dimethylamino)propylhexahydrotriamine), 트리에틸렌디아민 (triethylenediamine) 등 아민계 촉매를 사용할 수 있으며 이들은 단독 또는 혼합 사용이 가능하다. 상기 촉매는 상기 (b)와 (c) 단계에서 사용하는 것이 바람직하며 상기 (b) 단계에서는 상기 이소시아네이트 화합물 100 중량부에 대하여 2.0 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하며 (b)와 (c) 단계에서 사용하는 전체 촉매의 양은 폴리올 100 중량부를 기준으로 5.0 중량부 이하로 사용하는 것이 바람직하다. (b) 단계에서 촉매를 2.0 중량부를 초과하여 사용할 경우 사용된 이소시아네이트 화합물이 공기 중의 수분과의 반응 또한 촉진되어 점도가 지나치게 상승되는 단점이 있으며, (b)와 (c) 단계에서 사용하는 전체 촉매의 양이 5.0 중량부을 초과하여 사용할 경우에 있어서는 지나친 반응속도의 증가로 인하여 클레이 층 사이에 공유 결합으로 결합되어 있는 디이소시아네이트 화합물이 폴리올과 충분히 반응하기 전에 고형화되어 나노화가 이루어지지 못하게 될 염려가 있다. In the method for producing the clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention, pentamethyldiethylenetriamine, dimethylcyclohexylamine, tris (3-dimethylamino) propylhexahydrotriamine (tris), if necessary Amine catalysts such as (3-dimethylamino) propylhexahydrotriamine) and triethylenediamine may be used, and these may be used alone or in combination. Preferably, the catalyst is used in steps (b) and (c), and in step (b), the catalyst is preferably used in an amount of 2.0 wt% or less based on 100 parts by weight of the isocyanate compound, and steps (b) and (c). The total amount of the catalyst used in the is preferably used in less than 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol. When the catalyst is used in more than 2.0 parts by weight in step (b), the isocyanate compound used also promotes the reaction with moisture in the air, so that the viscosity is excessively increased, and the total catalyst used in steps (b) and (c). When the amount of is used in excess of 5.0 parts by weight, there is a possibility that the diisocyanate compound, which is covalently bonded between the clay layers, may be solidified before fully reacting with the polyol due to excessive increase in the reaction rate, thereby preventing nanoparticles from forming. .
본 발명에서는 디이소시아네이트 화합물과 폴리올을 중합시키는 단계에서 발포제인 물을 혼합하여 교반하여 반응시킴으로써 발포 클레이-폴리우레탄 나노복합재를 제조하였다. In the present invention, a foamed clay-polyurethane nanocomposite was prepared by mixing and stirring water, which is a blowing agent, in a step of polymerizing a diisocyanate compound and a polyol.
상기 (c) 단계에서 발포제를 혼합하여 발포된 형태의 나노복합재를 제조할 때의 온도는 15 ∼ 40 ℃인 것이 적당한데, 15 ℃ 미만인 때에는 발포 반응이 잘 일어나지 않아 원하는 발포체 구조의 폼을 얻을 수 없고 40 ℃를 초과하는 때에는 지나치게 빠른 발포 반응으로 인하여 생성된 발포체가 찢어지거나 순간적으로 많은 양의 발포 기체가 빠져나감으로 인하여 발포체의 중앙에 커다란 화산분화구 형태가 생성되는 문제가 발생되는 염려가 있기 때문이다. When preparing the nanocomposite of the foamed form by mixing the foaming agent in the step (c) is preferably 15 to 40 ℃, when less than 15 ℃ foaming reaction does not occur well to obtain the foam of the desired foam structure When the temperature exceeds 40 ° C., there is a concern that a large volcanic crater shape may be generated in the center of the foam due to tearing of the foam produced due to an excessively rapid foaming reaction or a large amount of foaming gas escaping momentarily. to be.
상기와 같이 제조된 본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 경우 동일 밀도에서 각 물성이 기존의 폴리우레탄 발포체 보다 향상되므로, 이들을 다양한 산업용품에 적용할 경우 경량화를 달성할 수 있다. 특히, 본 발명의 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 자동차 용품으로 사용할 경우에도 충분한 경량화 소재로서의 역할을 수행할 것으로 예상된다.In the case of the clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention prepared as described above, since each physical property is improved at the same density than the existing polyurethane foam, it is possible to achieve weight reduction when applied to various industrial products. In particular, the clay-polyurethane nanocomposite foam of the present invention is expected to play a role as a sufficient lightweight material even when used as an automotive article.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
실시예 1 Example 1
1-(1). 개질 클레이 함유 MDI의 제조1- (1). Preparation of Modified Clay-Containing MDI
알킬아민염으로 유기화 처리되었으며 층간거리 19.2 Å(Closite 10A, Southern Clay Products사 제조)인 유기 클레이의 내부에 포함된 수분을 제거하기 위해 90 ℃의 진공오븐에서 24시간 동안 건조시켰다. Organically treated with an alkylamine salt and dried for 24 hours in a vacuum oven at 90 ℃ to remove the water contained in the organic clay of the interlayer distance 19.2 Å (Closite 10A, Southern Clay Products).
다음으로, MDI 중량을 기준으로 상기 클레이를 0.5 중량부를 MDI(BASF 제조)에 첨가하고, 반응온도를 50 ℃로 유지시키기 위하여 오일 항온조 내에서 중탕시키며 반응 시켰다. 상기 MDI가 클레이 층 사이에 쉽게 삽입되어 반응이 원활하게 될 수 있게 하기 위하여 기계적 교반장치(mechanical stirrer)를 이용하여 반응 초기에는 100 rpm의 저속으로 10분간 교반하여 주었으며 그 이후에는 3000 rpm의 고속으로 4시간 동안 교반시켜 주었다. Next, 0.5 parts by weight of the clay was added to MDI (manufactured by BASF) based on the weight of MDI, and the reaction was carried out in an oil bath in order to maintain the reaction temperature at 50 ° C. In order for the MDI to be easily inserted between the clay layers to facilitate the reaction, the reaction was stirred for 10 minutes at a low speed of 100 rpm at the beginning of the reaction using a mechanical stirrer, and then at a high speed of 3000 rpm. Stir for 4 hours.
1-(2). 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 제조1- (2). Preparation of Clay-Polyurethane Nanocomposite Foam
상기에서 얻어진 개질 클레이 함유 MDI 49.8 g과 글리세롤, 프로필렌옥사이드 및 에틸렌옥사이드를 중합하여 제조된 폴리올(한국포리올 제조) 100 g 및 발포제로서 물 3.0 g을 상온에서 반응시켜 발포체 형태의 클레이-폴리우레탄 나노복합 복합체를 제조하였다. 상기 클레이가 포함된 MDI는 양론비로 첨가하였으며, 반응을 위하여 기계적 교반 장치를 이용하여 5000 rpm으로 30초 동안 교반하였다. Clay-polyurethane nanocomposite in the form of foam by reacting 49.8 g of the modified clay-containing MDI obtained above with 100 g of polyol (manufactured by Korea Polyolol) prepared by polymerizing glycerol, propylene oxide and ethylene oxide and 3.0 g of water as a blowing agent at room temperature The complex was prepared. MDI containing the clay was added in a stoichiometric ratio, and stirred for 30 seconds at 5000 rpm using a mechanical stirring device for the reaction.
상기 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 밀도는 46 kg/㎥이었다. The prepared clay-polyurethane nanocomposite foam had a density of 46 kg / m 3.
실시예 2 Example 2
MDI 중량을 기준으로 클레이의 첨가량을 1 중량부로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조하였으며, 이처럼 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 밀도는 46 kg/㎥이었다. A clay-polyurethane nanocomposite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of clay added was 1 part by weight based on the weight of MDI, and the density of the thus prepared clay-polyurethane nanocomposite foam was 46 kg / m 3.
실시예 3 Example 3
MDI 중량을 기준으로 클레이의 첨가량을 3 중량부로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조하였으며, 이처럼 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 밀도는 46 kg/㎥이었다. A clay-polyurethane nanocomposite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of clay added based on MDI weight was 3 parts by weight, and the density of the thus prepared clay-polyurethane nanocomposite foam was 46 kg / m 3.
실시예 4Example 4
MDI 중량을 기준으로 클레이의 첨가량을 5 중량부로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조하였으며, 이처럼 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 밀도는 46 kg/㎥이었다. The clay-polyurethane nanocomposite foam was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the amount of clay was added by 5 parts by weight based on the weight of the MDI, and the density of the thus prepared clay-polyurethane nanocomposite foam was 46 kg / m 3.
비교예 1 Comparative Example 1
본 발명에 따른 클레이를 전혀 첨가하지 않은 채, 상기 실시예 1에서 사용된 MDI, 폴리올 및 발포제로서 물을 그대로 사용하여 폴리우레탄 발포체를 제조하였다. Without adding any clay according to the present invention, polyurethane foam was prepared using MDI, polyol, and water as it is, as the blowing agent used in Example 1 as it is.
시험예 1 Test Example 1
클레이 표면과 MDI 사이의 결합 특성 테스트Testing of bonding properties between clay surface and MDI
실시예 1에서 얻어진 개질 클레이 함유 MDI의 클레이 층 표면의 실란올 작용기와 MDI 사이에 공유결합이 형성되었는지 유무를 확인하기 위해서 개질된 클레이만을 분리해내어 적외선 분광기 (FT-IR)를 이용하여 피크 분석을 수행하였다. In order to confirm whether covalent bonds were formed between silanol functional groups and MDI on the surface of the clay layer of the modified clay-containing MDI obtained in Example 1, only the modified clay was separated and subjected to peak analysis using an infrared spectroscopy (FT-IR). Was performed.
개질된 클레이만을 분리해 내기 위하여 반응이 종결된 개질 클레이 함유 MDI를 디메틸포름아미드를 이용하여 희석시킨 후 거름장치를 이용하여 개질 클레이만을 걸러내었으며 이를 시클로펜탄을 이용하여 여러 번 세척하여 최종적으로 개질 클레이만 얻었다. In order to separate only the modified clay, the modified clay-containing MDI was terminated with dimethylformamide after the reaction was terminated, and the modified clay was filtered out using a strainer, which was washed several times with cyclopentane and finally modified. Only got clay.
이처럼 얻어진 개질 클레이를 적외선 분광기를 이용하여 분석하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1(a)는 상기 실시예에 사용한 MDI의 IR 스펙트럼이고, 도 1(b)는 실시예 1에 의해 제조된 클레이 함유 MDI에 대한 IR 스펙트럼이다. 도 1(a)에 의하면 2266 cm-1에서 이소시아네이트 작용기 특성 피크가 관찰되는데, 이러한 피크가 도 1(b)에서도 관찰되었으며, 이에 의해 상기 클레이 표면에 MDI가 공유결합을 하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 그 이유는 상기 MDI는 디메틸포름아미드에 모두 용해되기 때문에 만일 공유결합이 아니라, 반데르발스 인력 등에 의한 결합인 경우에는 최종 개질 클레이의 IR 피크 내에 이소시아네이트 피크가 나타날 수 없기 때문이다. The modified clay thus obtained was analyzed using an infrared spectrometer, and the results are shown in FIG. 1. Figure 1 (a) is the IR spectrum of the MDI used in the above embodiment, Figure 1 (b) is the IR spectrum for the clay-containing MDI prepared by Example 1. According to FIG. 1 (a), an isocyanate functional characteristic peak is observed at 2266 cm −1 , and such a peak is also observed in FIG. 1 (b), whereby MDI covalently bonds to the clay surface. The reason is that since the MDI is dissolved in dimethylformamide, the isocyanate peak may not appear in the IR peak of the final modified clay if it is not a covalent bond but a bond by van der Waals attraction.
시험예 2Test Example 2
개질 클레이 표면에 결합된 MDI의 반응 특성 테스트Reaction Characterization of MDI Bound to Modified Clay Surface
시험예 1에서 얻어진 분리, 정제된 개질 클레이에 대하여 클레이 표면에 공유결합된 MDI의 반응 특성을 확인하기 위하여 개질 클레이를 폴리올에 첨가하여 반응시킨 후 폴리올과의 우레탄 형성반응 유무를 적외선 분광기 (FT-IR)를 이용하여 피크 분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. In order to confirm the reaction characteristics of the MDI covalently bonded to the clay surface with respect to the separated and purified modified clay obtained in Test Example 1, the modified clay was added to the polyol and reacted. IR) was used for the peak analysis, and the results are shown in FIG. 2.
도 2에 의하면 2266 cm-1에서 이소시아네이트 작용기 특성 피크가 관찰되는 개질 클레이에 대하여 폴리올과의 반응 후에는 이러한 이소시아네이트 작용기 특성 피크가 사라지는 것이 관찰되었으며, 이에 의해 상기 개질 클레이의 표면에 공유결합되어 있던 MDI의 이소시아네이트 작용기가 폴리올과 우레탄 형성반응을 형성하였다는 것을 확인할 수 있다. 그 이유는 상기 개질 클레이 표면에 공유결합된 MDI의 이소시아네이트 작용기의 특성 피크가 사라지기 위해서는 이소시아네이트 작용기가 모두 화학반응을 통하여 소진되어야만 하며, 이소시아네이트 작용기는 폴리올의 하이드록시 작용기와 반응성이 강하고 이들 작용기와의 반응이 우레탄 형성반응이기 때문이다.According to FIG. 2, it was observed that the isocyanate functional characteristic peak disappears after the reaction with the polyol with respect to the modified clay where the isocyanate functional characteristic characteristic peak is observed at 2266 cm −1 , whereby the MDI covalently bonded to the surface of the modified clay is observed. It can be seen that the isocyanate functional groups of form a urethane formation reaction with the polyol. The reason is that in order for the characteristic peak of the isocyanate functional group of MDI covalently bonded to the modified clay to disappear, all isocyanate functional groups must be exhausted through chemical reaction, and the isocyanate functional group is highly reactive with the hydroxy functional group of the polyol and reacts with these functional groups. This is because the reaction is a urethane formation reaction.
시험예 3 Test Example 3
클레이의 박리구조 테스트Clay Peeling Structure Test
상기 실시예 1에서 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 X-선 회절 분석기를 이용하여 내부에 포함되어 있는 클레이의 분산도 및 클레이의 층상 구조의 파괴 및 박리 현상을 관찰하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. The clay-polyurethane nanocomposite foam prepared in Example 1 was observed using an X-ray diffraction analyzer to observe the dispersion of the clay and the breakage and peeling of the layered structure of the clay. Shown in
본 발명에 따라 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 경우에는 클레이 층 내부에 공유결합으로 결합되어 있던 MDI가 폴리올과 반응하여 폴리우레탄을 형성시킴으로 인하여 클레이의 층간 거리가 넓어지게 되고 그로 인하여 박리가 일어나게 된다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체에 포함되어 있는 클레이의 층간거리를 측정하기 하기 위해 X-선 회절 분석법을 사용한 광각 X-선 회절 (WAXD) 형태를 관찰한 결과이다. 클레이의 층간거리는 하기에 표기된 Bragg's law에 의해 계산하였으며, 실시예 1에서 제조된 나노복합재를 0.5㎜ 이하로 얇게 절단한 후, 100 mA, 40 kV의 조건으로 2∼10 도 (degree)의 영역 범위에서 측정하였다. In the case of the clay-polyurethane nanocomposite foam prepared according to the present invention, the distance between the layers of the clay is widened because MDI, which is covalently bonded inside the clay layer, reacts with the polyol to form polyurethane, thereby causing peeling. Get up. Figure 3 is a wide-angle X-ray diffraction (WAXD) form using X-ray diffraction analysis to measure the distance between the clay contained in the clay-polyurethane nanocomposite foam prepared by Example 1 of the present invention Observed. The interlayer distance of clay was calculated by Bragg's law indicated below, and after cutting the nanocomposite prepared in Example 1 thinly to 0.5 mm or less, the area range of 2 to 10 degrees under 100 mA and 40 kV Measured at
일반적으로 광각 X-선 회절 피크의 2θ값은 클레이의 층간 거리를 나타내게 되는데 2θ 값이 감소할수록 층간 거리는 증가하게 되며 완전 박리가 일어나게 되면 피크가 사라지게 된다. 도 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 경우에는 상기 WAXD 피크가 사라진 것을 확인할 수 있으며, 이는 클레이 층 내부에 공유결합으로 결합되어 있던 MDI가 폴리올과 반응하여 폴리우레탄을 형성시킴으로 인하여 클레이의 층간 거리가 넓어지게 되고 그로 인하여 클레이의 층들이 완전히 박리가 일어나기 때문이다. In general, the 2θ value of the wide-angle X-ray diffraction peak represents the distance between layers of clay. As the value of 2θ decreases, the distance between layers increases and the peak disappears when complete peeling occurs. As can be seen in Figure 3 in the case of the clay-polyurethane nanocomposite foam prepared by Example 1 of the present invention it can be seen that the WAXD peak disappeared, which is a polyol MDI was covalently bonded inside the clay layer This is because the distance between the layers of the clay is widened due to the formation of the polyurethane in reaction to thereby completely peeling the clay layers.
시험예 4 Test Example 4
인장강도 테스트Tensile strength test
본 발명의 실시예 1, 2, 3, 4및 비교예 1에서 제조한 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체와 비교예 1에서 제조된 폴리우레탄 발포체의 인장강도를 ISO 1926에 의거하여 측정하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 상기 결과로부터 본 발명에 따라 제조된 발포체 형태의 클레이-폴리우레탄 나노복합재의 인장강도가, 클레이를 사용하지 않은 순수한 폴리우레탄 발포체보다 높다는 것을 알 수 있다. The tensile strengths of the clay-polyurethane nanocomposite foams prepared in Examples 1, 2, 3, 4 and Comparative Example 1 and the polyurethane foams prepared in Comparative Example 1 were measured based on ISO 1926 and the results were measured. 4 is shown. From the above results, it can be seen that the tensile strength of the foamed clay-polyurethane nanocomposite prepared according to the present invention is higher than that of pure polyurethane foam without clay.
또한, 클레이의 첨가량이 MDI 100 중량부를 기준으로 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부) 까지는 클레이의 첨가량이 증가할수록 나노복합 발포체의 인장강도가 증가하였으나 그 첨가량이 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부)를 초과하면 필요 이상으로 첨가된 클레이들이 서로 뭉쳐지기 때문에 오히려 나노복합 발포체의 인장강도를 저하시킨다는 것을 알 수 있다. In addition, up to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of MDI (1.49 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol), the tensile strength of the nanocomposite foam increased as the amount of clay increased, but the amount added by 3 parts by weight (polyol If it exceeds 1.49 parts by weight on the basis of 100 parts by weight, it can be seen that the added strength of the clays more than necessary to agglomerate with each other, rather lowering the tensile strength of the nanocomposite foam.
본 발명에서는 실시예 3의 경우, 즉 클레이의 함유량이 MDI 100 중량부에 대하여 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부) 만큼 사용되었을 때에 최상의 인장강도를 가지는 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조할 수 있었으며 이 경우 비교예의 경우보다 그 인장강도가 30 % 이상 높은 값을 가진다는 것을 알 수 있다.In the present invention, in the case of Example 3, that is, the clay-polyurethane nanocomposite foam having the best tensile strength when the content of clay is used by 3 parts by weight (1.49 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol) based on 100 parts by weight of MDI In this case, it can be seen that the tensile strength is 30% or more higher than that of the comparative example.
시험예 5 Test Example 5
압축경도 테스트Compression Hardness Test
본 발명의 실시예1, 2, 3, 4에서 제조한 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체와 비교예 1에서 제조된 폴리우레탄 발포체의 압축경도를 KS M6549에 의거하여 측정하고 그 결과를 도 5에 나타내었다. 상기 결과로부터 본 발명에 따라 제조된 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체의 압축경도가, 클레이를 사용하지 않은 순수한 폴리우레탄 발포체보다 높다는 것을 알 수 있다. The compressive hardness of the clay-polyurethane nanocomposite foams prepared in Examples 1, 2, 3 and 4 of the present invention and the polyurethane foams prepared in Comparative Example 1 was measured based on KS M6549 and the results are shown in FIG. 5. It was. From the above results, it can be seen that the compressive hardness of the clay-polyurethane nanocomposite foam prepared according to the present invention is higher than that of pure polyurethane foam without using clay.
또한, 클레이의 첨가량이 MDI 100 중량부를 기준으로 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부)까지는 클레이의 첨가량이 증가할수록 나노복합재의 압축경도가 증가하였으나 그 첨가량이 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부)를 초과하게 되면 필요 이상으로 첨가된 클레이들이 서로 뭉쳐지기 때문에 나노복합 발포체의 압축경도 증가가 이루어지지 않는다는 것을 알 수 있다. In addition, up to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of MDI (1.49 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol) as the amount of clay increased, the compressive hardness of the nanocomposite increased, but the amount added by 3 parts by weight (polyol 100 If it exceeds 1.49 parts by weight, it can be seen that the increase in the compressive hardness of the nanocomposite foam is not achieved because the more added clays aggregate together.
본 발명에서는 실시예 3의 경우, 즉 클레이의 함유량이 MDI 중량을 기준으로 3 중량부(폴리올 100 중량부 기준으로 1.49 중량부) 만큼 사용되었을 때에 최적의 압축경도를 가지는 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조할 수 있었으며 이 경우 비교예의 경우보다 그 압축경도가 27 % 이상 높은 값을 가진다는 것을 알 수 있다. In the present invention, the clay-polyurethane nanocomposite foam having the optimal compressive hardness in Example 3, that is, when the content of clay is used by 3 parts by weight (1.49 parts by weight based on 100 parts by weight of polyol) based on MDI weight It could be seen that in this case, the compression hardness is 27% or more higher than in the comparative example.
다음 표 1 및 2에는 각각 상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1, 2에 의하여 제조된 발포체의 구성성분과, 이들의 물성을 나타내었다.Tables 1 and 2 show the components of the foams prepared in Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1 and 2, and their physical properties, respectively.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 폴리우레탄이 상기 클레이의 층상에 삽입된 구조인 것이 아니라, 층상을 완전히 박리시킨 구조이기 때문에, 클레이를 소량 첨가하는 것에 의해, 그 베이스 폴리머인 폴리우레탄의 물성을 현저히 향상시킬 수 있다. As described above, since the clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention is not a structure in which polyurethane is inserted into the layer of the clay, but a structure in which the layer is completely peeled off, by adding a small amount of clay, The physical properties of the polyurethane which is the base polymer can be remarkably improved.
또한, 본 발명에 따른 제조방법은 종래기술과는 달리, 폴리우레탄 내의 클레이가 거의 완벽하게 박리된 상태로 존재하도록 함으로써 폴리우레탄 발포체의 물성 을 현저히 향상시킬 수 있다. In addition, unlike the prior art, the manufacturing method according to the present invention can significantly improve the physical properties of the polyurethane foam by allowing the clay in the polyurethane to be present in a nearly completely peeled state.
또한 상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체는 동일 밀도의 순수 폴리우레탄 발포체에 비하여 월등히 뛰어난 강성을 가질 수 있으며, 이를 통하여 기존의 폴리우레탄 발포체보다 낮은 밀도로 클레이-폴리우레탄 나노복합 발포체를 제조하더라도 동등 수준의 강성을 가질 수 있기 때문에 밀도를 낮춤으로 인한 자동차 시트의 경량화에 기여할 수 있다.In addition, as described above, the clay-polyurethane nanocomposite foam according to the present invention may have a superior rigidity compared to pure polyurethane foam of the same density, through which the clay-poly with a lower density than conventional polyurethane foam Even if the urethane nanocomposite foam is manufactured, it can have the same level of rigidity, thereby contributing to the weight reduction of the automobile seat due to the lower density.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050100778A KR20070044637A (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Clay-polyurethane nanocomposite and its synthesis method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070044637A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101411196B1 (en) * | 2008-05-08 | 2014-06-23 | 삼성전자주식회사 | Nanocrystal-polydimethylsiloxane composite and preparation method thereof |
-
2005
- 2005-10-25 KR KR1020050100778A patent/KR20070044637A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101411196B1 (en) * | 2008-05-08 | 2014-06-23 | 삼성전자주식회사 | Nanocrystal-polydimethylsiloxane composite and preparation method thereof |
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