KR20230087995A - Polystyrene-phenol composite foam and method of producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리스티렌-페놀 복합 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polystyrene-phenol composite foam and a manufacturing method thereof.
페놀 발포체는 단열 성능이 매우 뛰어나고 난연 성능이 우수하여 갈수록 에너지 절약 및 화재 안정이 중요해지고 있는 요즈음 수요가 점차 많아지고 있는 단열재 소재이다. Phenolic foam has excellent insulation performance and excellent flame retardant performance, so it is an insulation material that is increasingly in demand these days when energy saving and fire stability are becoming more and more important.
한편, 페놀 발포체는 원재료 가격이 비싸고, 딱딱하고 부서지기 쉬우며 가볍지 않아 비경제적이고 시공성이 좋지 못한 문제가 있다. On the other hand, phenolic foam has problems in that raw materials are expensive, hard, brittle, and not light, so that it is uneconomical and has poor workability.
이에, 페놀 발포체의 상기 단점을 보완하여 보다 경제적으로도 저렴하고 시공성이 우수면서도 페놀 발포체의 장점을 저하시키지 않는 발포체가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a foam that is more economically inexpensive and has excellent workability by supplementing the above disadvantages of the phenolic foam and does not degrade the advantages of the phenol foam.
본 발명의 목적은 페놀 발포체에 폴리스티렌 비드를 포함하여 낮은 취성과 저밀도로 경제성 및 시공성을 높이면서, 낮은 열전도율, 치수 안정성 및 우수한 압축강도 등의 우수한 물성을 동시에 나타내는 복합 발포체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a composite foam that simultaneously exhibits excellent physical properties such as low thermal conductivity, dimensional stability and excellent compressive strength while improving economic efficiency and workability due to low brittleness and low density by including polystyrene beads in a phenolic foam.
또한 본 발명의 목적은 상기 복합 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing the composite foam.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
본 발명에 따른 페놀계 수지, 팽창된 폴리스티렌 비드(expended polystyrene) 및 발포제를 포함하고, 밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고, KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율은 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제공할 수 있다.It includes a phenolic resin, expanded polystyrene beads and a foaming agent according to the present invention, has a density of 25 kg / m 3 to 35 kg / m 3, and a thermal conductivity measured at an average temperature of 20 ° C according to KS L 9016 is 0.017 A polystyrene-phenol composite foam having W/m·K to 0.022 W/m·K can be provided.
또한 본 발명에 따른 페놀계 수지, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드 및 발포제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 발포성 조성물을 몰드에 투입하고 발포 및 경화시키는 단계;를 포함하고, 밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고, KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, preparing a foamable composition comprising a phenolic resin, unexpanded polystyrene beads and a foaming agent according to the present invention; and injecting the foamable composition into a mold and foaming and curing; the density is 25 kg/m3 to 35 kg/m3, and the thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016 is 0.017 W/m It is possible to provide a method for producing a polystyrene-phenol composite foam having a K to 0.022 W/m K.
본 발명에 따른 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 낮은 취성과 저밀도로 경제성 및 시공성을 높이면서, 낮은 열전도율, 치수 안정성 및 우수한 압축강도 등의 우수한 물성을 동시에 나타낼 수 있다.The polystyrene-phenol composite foam according to the present invention can exhibit excellent physical properties such as low thermal conductivity, dimensional stability, and excellent compressive strength while improving economic efficiency and workability due to low brittleness and low density.
또한 본 발명에 따른 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법은 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조할 수 있다.In addition, the method for producing a polystyrene-phenol composite foam according to the present invention can manufacture the polystyrene-phenol composite foam.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 표면 단면(CSs) 및 정중앙부를 포함하는 단면(CSc)의 위치 및 상기 단면에 분포된 폴리스티렌 비드들을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.1 is a view showing the positions of a surface cross section (CSs) and a cross section (CSc) including a center portion of a polystyrene-phenol composite foam and polystyrene beads distributed in the cross section.
2 is a schematic diagram briefly showing a method for measuring the dimensional stability of a polystyrene-phenol composite foam according to another embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. Hereinafter, the arrangement of an arbitrary element on the "upper (or lower)" or "upper (or lower)" of a component means that an arbitrary element is placed in contact with the upper (or lower) surface of the component. In addition, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 설명하도록 한다.Hereinafter, polystyrene-phenol composite foams according to some embodiments of the present invention will be described.
본 발명의 일 구현 예는 페놀계 수지, 팽창된 폴리스티렌 비드(expendable polystyrene) 및 발포제를 포함하고, 밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고, KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율은 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제공한다.One embodiment of the present invention includes a phenolic resin, expandable polystyrene beads and a foaming agent, has a density of 25 kg / m 3 to 35 kg / m 3, and measured at an average temperature of 20 ° C according to KS L 9016 A polystyrene-phenol composite foam having a thermal conductivity of 0.017 W/m K to 0.022 W/m K is provided.
페놀 발포체는 단열 성능이 매우 뛰어나고 난연 성능이 우수한 장점을 가지나, 원재료 가격이 비싸고, 딱딱하고(rigid) 부서지기 쉬우며(brittle), 가볍지 않아 비경제적이고 시공성이 좋지 못한 문제가 있다. Phenolic foam has excellent insulation performance and excellent flame retardant performance, but has problems in that the raw material price is expensive, it is rigid, brittle, and not light, so it is uneconomical and poor workability.
이에, 페놀 발포체에 가격이 저렴한 팽창된 폴리스티렌 비드(EPS)를 포함시켜 페놀 발포체에 유연성을 부여하고 저밀도를 갖는 발포체를 제조하고자 하는 경향이 있다.Accordingly, there is a tendency to include inexpensive expanded polystyrene beads (EPS) in the phenolic foam to impart flexibility to the phenolic foam and to produce a foam having a low density.
한편, 페놀 발포체는 발포제를 포함하는 것으로서, 발포 및 경화하면서 반응열이 발생하고, 발포되어 형성된 기포의 크기, 균일도 그리고, 독립기포율의 정도 등에 의해 열전도율 등의 물성이 크게 영향을 받는 경향이 있다.On the other hand, the phenolic foam contains a foaming agent, and reaction heat is generated during foaming and curing, and physical properties such as thermal conductivity tend to be greatly affected by the size, uniformity, and degree of closed cell ratio of the foamed cells.
이에, 페놀 발포체의 밀도를 일정 이상으로 낮추고 유연성을 부여하기 위해 팽창된 폴리스티렌 비드(EPS)를 많이 포함하는 경우, 오히려 열전도율이 상승하여 페놀 발포체가 갖는 장점이 저하되고, 압축강도가 낮아지는 등 물성이 저하되는 문제가 있다. Therefore, when a lot of expanded polystyrene beads (EPS) are included to lower the density of the phenolic foam to a certain level or more and impart flexibility, the thermal conductivity is rather increased, reducing the advantages of the phenolic foam and lowering the compressive strength. There is a problem with this degradation.
반면, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 폐놀계 수지, 발포제 및 팽창된 폴리스티렌 비드(expendable polystyrene) 를 포함하는 것으로서, 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 의 낮은 밀도를 갖고 이와 동시에, KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율은 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 로서 우수한 열전도율을 동시에 나타낼 수 있다.On the other hand, the polystyrene-phenol composite foam includes a phenolic resin, a foaming agent, and expandable polystyrene, and has a low density of 25 kg/m3 to 35 kg/m3, and at the same time, according to KS L 9016 The thermal conductivity measured at an average temperature of 20 ° C is 0.017 W / m K to 0.022 W / m K, which can simultaneously exhibit excellent thermal conductivity.
구체적으로, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 페놀계 수지를 포함한다.Specifically, the polystyrene-phenol composite foam includes a phenolic resin.
상기 페놀계 수지는 페놀 및 포름알데히드가 반응하여 얻어질 수 있으며, 예를 들어 레졸계 페놀 수지(이하, '레졸 수지')를 포함할 수 있다.The phenol-based resin may be obtained by reacting phenol and formaldehyde, and may include, for example, a resol-based phenolic resin (hereinafter referred to as 'resol resin').
상기 페놀계 수지는 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체 내에 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 상기 페놀계 수지를 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 작은 크기의 발포 셀을 안정적으로 형성하고, 우수한 열전도도를 구현할 수 있다. The phenolic resin may be included in an amount of about 30% by weight to about 70% by weight in the polystyrene-phenol composite foam. The phenolic resin foam may stably form small-sized foam cells and realize excellent thermal conductivity by including the phenolic resin in an amount within the above range.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 발포제를 포함한다. 예를 들어, 상기 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물, 탄화수소계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 히드로플루오로올레핀계 화합물은 예를 들어, 모노클로로트리플루오로프로펜, 트리플루오로프로펜, 테트라플루오로프로펜, 펜타플루오로프로펜, 헥사플루오로부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 5개의 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화수소계 화합물은 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발포제는 상기 페놀계 수지 약 100 중량부를 기준으로 약 6 중량부 내지 약 20 중량부가 되도록 포함될 수 있다. 또는 약 8 중량부 내지 약 20 중량부, 약 9 중량부 내지 약 20 중량부, 약 6 중량부 내지 약 17 중량부, 약 6 중량부 내지 약 15 중량부, 약 8 중량부 내지 약 17 중량부, 약 8 중량부 내지 약 15 중량부, 약 9 중량부 내지 약 17 중량부 또는 약 9 중량부 내지 약 15 중량부가 되도록 포함될 수 있다.The polystyrene-phenol composite foam includes a blowing agent. For example, the blowing agent may include one selected from the group consisting of hydrofluoroolefin (HFO)-based compounds, hydrocarbon-based compounds, and combinations thereof. Specifically, the hydrofluoroolefin-based compound is, for example, monochlorotrifluoropropene, trifluoropropene, tetrafluoropropene, pentafluoropropene, hexafluorobutene, and combinations thereof. It may include at least one selected from the group consisting of And, the hydrocarbon-based compound may include a hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms. For example, the hydrocarbon-based compound is dichloroethane, propyl chloride, isopropyl chloride, butyl chloride, isobutyl chloride, pentyl chloride, isopentyl chloride, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, cyclopentane and It may include at least one selected from the group consisting of combinations thereof. The foaming agent may be included in an amount of about 6 parts by weight to about 20 parts by weight based on about 100 parts by weight of the phenolic resin. or about 8 parts by weight to about 20 parts by weight, about 9 parts by weight to about 20 parts by weight, about 6 parts by weight to about 17 parts by weight, about 6 parts by weight to about 15 parts by weight, about 8 parts by weight to about 17 parts by weight , About 8 parts by weight to about 15 parts by weight, about 9 parts by weight to about 17 parts by weight, or about 9 parts by weight to about 15 parts by weight.
그리고, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 톨루엔 술폰산, 자일렌 술폰산, 벤젠술폰산, 페놀 술폰산, 에틸벤젠 술폰산, 스티렌 술폰산, 나프탈렌 술폰산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 산경화제를 포함할 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 상기 경화제를 포함하여 적정의 가교, 경화 및 발포성을 나타낼 수 있다. 상기 경화제는 상기 페놀계 수지 100 중량부 대비, 약 10 중량부 내지 약 25 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 또는, 상기 경화제는 상기 페놀계 수지 100 중량부 대비, 약 10 중량부 내지 약 23 중량부, 약 10 중량부 내지 약 20 중량부, 약 10 중량부 내지 약 18 중량부, 약 13 중량부 내지 약 23 중량부, 약 15 중량부 내지 약 23 중량부, 약 18 중량부 내지 약 23 중량부, 약 13 중량부 내지 약 20 중량부, 약 13 중량부 내지 약 18 중량부, 약 15 중량부 내지 약 20 중량부 또는 약 15 중량부 내지 약 18 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.And, the polystyrene-phenol composite foam includes a curing agent. The curing agent may include one acid curing agent selected from the group consisting of toluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, ethylbenzene sulfonic acid, styrene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, and combinations thereof. The phenolic resin foam may exhibit appropriate crosslinking, curing, and foaming properties by including the curing agent. The curing agent may be included in an amount of about 10 parts by weight to about 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic resin. Alternatively, the curing agent is about 10 parts by weight to about 23 parts by weight, about 10 parts by weight to about 20 parts by weight, about 10 parts by weight to about 18 parts by weight, about 13 parts by weight to about 100 parts by weight of the phenolic resin 23 parts by weight, about 15 parts by weight to about 23 parts by weight, about 18 parts by weight to about 23 parts by weight, about 13 parts by weight to about 20 parts by weight, about 13 parts by weight to about 18 parts by weight, about 15 parts by weight to about It may be included in an amount of 20 parts by weight or about 15 parts by weight to about 18 parts by weight.
상기 복합 발포체는 상기 경화제를 상기 범위의 함량으로 포함하여 적정의 가교, 경화 및 발포성을 나타낼 수 있다. 상기 경화제의 함량은 톨루엔술폰산 등의 물질을 에틸렌글리콜 등의 용매에 혼합한 혼합물의 함량을 의미한다.The composite foam may exhibit appropriate crosslinking, curing, and foaming properties by including the curing agent in an amount within the above range. The content of the curing agent means the content of a mixture obtained by mixing a substance such as toluenesulfonic acid with a solvent such as ethylene glycol.
그리고, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 상기 페놀계 수지 및 발포제와 함께, 팽창된 폴리스티렌 비드(expendable polystyrene)를 포함한다.The polystyrene-phenol composite foam includes expandable polystyrene together with the phenolic resin and the foaming agent.
폴리스티렌 비드는 내부에 열을 받으면 팽창하면서 기화하는 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 폴리스티렌 비드는 내부에 프로판계 탄화수소를 포함할 수 있다. 상기 폴리스티렌 비드는 통상 사용되는 스티렌 폴리머로부터 유도될 수 있다. 단독 모노머로서 스티렌을 사용할 뿐만 아니라, 다른 부가 중합성 모노머가 사용될 수 있고, 이러한 코폴리머는 본 발명에서 폴리스티렌이라는 용어에 포함된다. 스티렌은 항상 폴리스티렌 폴리머의 주성분으로 존재한다. 상기 폴리스티렌 비드는 1종 이상의 첨가제, 예컨대 난연제, 연기 억제제, 대전 방지제, 유동성 향상제 또는 개질제에 의해 개질될 수 있다. 예를 들어, 폴리스티렌 입자는 난연성을 향상시키기 위하여 난연제를 코팅하거나 함침시킬 수 있다. 난연제는 통상적으로 사용되는 흑연, 팽창흑연, 수산화알루미늄 등과 같은 무기 난연제 또는 적인, 포스페이트계, 인산 등과 같은 인계 난연제를 단독 또는 적절히 조합하여 사용할 수 있다. Polystyrene beads contain a material that expands and vaporizes when heated. For example, the polystyrene beads may contain propane-based hydrocarbons therein. The polystyrene beads may be derived from commonly used styrene polymers. As well as using styrene as the sole monomer, other addition polymerizable monomers may be used, and such copolymers are included in the term polystyrene in the present invention. Styrene is always present as a major component of polystyrene polymers. The polystyrene beads may be modified with one or more additives, such as flame retardants, smoke suppressants, antistatic agents, rheology enhancers or modifiers. For example, polystyrene particles can be coated or impregnated with flame retardants to enhance flame retardancy. As the flame retardant, conventionally used inorganic flame retardants such as graphite, expanded graphite, and aluminum hydroxide or phosphorus-based flame retardants such as red, phosphate, and phosphoric acid may be used alone or in appropriate combination.
상기 팽창된 폴리스티렌 비드는 상기 복합 발포체에 유연성을 부여하여 취성을 낮추고, 밀도 또한 낮출 수 있다. The expanded polystyrene beads may reduce brittleness and density by imparting flexibility to the composite foam.
구체적으로, 상기 팽창된 폴리스티렌 비드는 상기 페놀계 수지 100 중량부 대비, 약 10중량부 내지 50중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 밀도를 낮추면서도, 이와 동시에 우수한 열전도율 등의 물성을 동시에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 팽창된 폴리스티렌 비드의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는, 페놀 발포체의 밀도를 저감시키는 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 페놀계 수지 비율이 크게 낮아져 내부 발열 온도가 낮아지고, 폴리스티렌 비드의 팽창 비율도 낮아질 수 있다. 따라서, 복합 발포체의 열전도율과 압축강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.Specifically, the expanded polystyrene beads may be included in an amount of about 10 parts by weight to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the phenolic resin. Accordingly, while the density of the polystyrene-phenol composite foam is lowered, physical properties such as excellent thermal conductivity can be exhibited at the same time. For example, when the content of the expanded polystyrene beads is less than the above range, the effect of reducing the density of the phenolic foam is insignificant, and when it exceeds the above range, the phenolic resin ratio is greatly lowered to lower the internal heating temperature , the expansion ratio of the polystyrene beads may also be lowered. Therefore, there may be a problem in that the thermal conductivity and compressive strength of the composite foam are lowered.
일반적으로 페놀 발포체는 발포 및 경화하면서 반응열이 발생하고, 발포 및 경화 과정에서 발포체의 두께 방향의 중심부에 반응열 등이 축적되어 상대적으로 과도한 팽창이 발생하기 쉽다. 이에 따라 발포체의 두께에 따른 위치별 기포의 크기 및 균일 정도가 달라지기 쉽고, 이에 따라 발포체의 열전도율 등의 물성이 크게 영향을 받는 경향이 있다.In general, heat of reaction is generated during foaming and curing of a phenolic foam, and heat of reaction is accumulated in the center in the thickness direction of the foam during the foaming and curing process, and thus relatively excessive expansion is likely to occur. Accordingly, the size and uniformity of cells at each position according to the thickness of the foam tends to vary, and accordingly, physical properties such as thermal conductivity of the foam tend to be greatly affected.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 포함되는 폴리스티렌 비드의 분포 및 팽창 정도 등을 적절히 조절하여, 복합 발포체의 물성을 적절히 조절할 수 있다.In the polystyrene-phenol composite foam, physical properties of the composite foam may be appropriately controlled by appropriately adjusting the distribution and expansion degree of the polystyrene beads included therein.
구체적으로, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체에 포함된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경은 하기 식 1을 만족할 수 있다. Specifically, the average diameter of the expanded polystyrene beads included in the polystyrene-phenol composite foam may satisfy
[식 1][Equation 1]
68 ≤ (ds/dc) X100 ≤95 68 ≤ (ds/dc) X100 ≤ 95
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 발포 조성물이 팽창하는 방향인 두께 및 면재 등이 부착되는 양 표면을 갖는 육면체의 패널 발포체일 수 있다. The polystyrene-phenol composite foam may be a hexahedral panel foam having a thickness in the direction in which the foaming composition expands and both surfaces to which a face member or the like is attached.
도 1은 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 표면 단면(CSs) 및 정중앙부를 포함하는 단면(CSc)의 위치 및 상기 단면에 분포된 폴리스티렌 비드들을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the positions of a surface cross section (CSs) and a cross section (CSc) including a center portion of a polystyrene-phenol composite foam and polystyrene beads distributed in the cross section.
도 1에서 보는 바와 같이, 식 1에서 dc는 발포체에서 가장 열이 많이 축적되는 복합 발포체의 두께 1/2 지점을 포함하는 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSc)에 분포된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)을 나타낸 것이고, ds는 외부의 오염물질 등으로 인한 영향을 배제하면서, 표면에 분포한 폴리스티렌 비드의 직경을 잘 측정하고자, 표면으로부터 예를 들어, 면재가 부착되는 표면으로부터 두께방향으로 5㎜ 안쪽으로 들어간 지점을 포함하고 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSs)에 분포된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(ds)을 나타낸 것이다. 상기 평균 직경(ds)는 2㎜ 내지 5㎜ 또는 2.3㎜ 내지 5㎜ 일 수 있다. As shown in FIG. 1, in
이때, 평균 직경은 단면에 분포된 폴리스티렌 비드 직경의 총 합을, 단면에 포함된 폴리스티렌 비드의 개수로 나눈 평균값을 의미한다. 그리고, 이때 폴리스티렌 비드의 직경는 상기 각각의 단면인 2차원 평면에 노출된 폴리시티렌 비드의 중심, 예를 들어 원의 중심을 지나는 직선으로 비드 둘레, 예를 들어 원 둘레 위의 두 점을 이은 선분의 길이 중 최대 값을 의미한다.In this case, the average diameter means an average value obtained by dividing the total sum of diameters of polystyrene beads distributed in the cross section by the number of polystyrene beads included in the cross section. And, at this time, the diameter of the polystyrene bead is a line segment connecting two points on the circumference of the bead, for example, the circumference of the bead in a straight line passing through the center of the polystyrene bead, for example, the center of the circle, exposed on the two-dimensional plane, which is each cross section. means the maximum value of the length of
상기 “ds/dc”의 비율을 통하여 발포 및 경화과정이 이루어진 정도와 그 과정에서 폴리스티렌 비드가 받은 영향 정도를 알 수 있다. Through the ratio of “ds/dc”, it is possible to know the extent to which the foaming and curing process has been performed and the degree of influence of the polystyrene beads during the process.
구체적으로, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 “ds/dc”이 상기 범위 미만인 경우에는 표면부의 폴리스티렌 비드가 충분히 팽창되지 못한 것을 보여주며, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 열전도율이 높아지고, 표면부 밀도가 높아져 복합 발포체의 밀도 저감 효과가 현저히 떨어질 수 있다.Specifically, when the “ds / dc” of the polystyrene-phenol composite foam is less than the above range, it shows that the polystyrene beads of the surface portion are not sufficiently expanded, and the thermal conductivity of the polystyrene-phenol composite foam is increased and the surface density is increased. The effect of reducing the density of the composite foam may be significantly reduced.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체에 포함된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경은 상기 식 1에서 “(ds/dc) X100” 이 70 내지 95, 75 내지 95 또는 77 내지 95일 수 있다.The average diameter of the expanded polystyrene beads included in the polystyrene-phenol composite foam may be 70 to 95, 75 to 95, or 77 to 95 in “(ds/dc) X100” in
상기 복합 발포체는 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드를 발포 조성물에 포함하여 제조된 것으로서, 발포 및 경화과정에서 발생한 열을 흡수하여 두께 1/2 지점을 포함하는 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSc)에 포함된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)은 2㎜ 내지 5㎜일 수 있다. 상기 범위로 폴리스티렌 비드를 최대한 팽창시켜 열전도도를 낮추고, 페놀 발포체의 취성 및 치수 안정성을 개선하고 밀도를 최대한 낮춤으로써 경제적으로 저렴한 제품을 구현하고, 시공성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)은 3㎜ 내지 5㎜일 수 있다.The composite foam is manufactured by including unexpanded polystyrene beads in a foaming composition, absorbs heat generated during foaming and curing, and is included in a cross section (CSc) perpendicular to the thickness direction including a 1/2 thickness point. An average diameter (dc) of the expanded polystyrene beads may be 2 mm to 5 mm. By maximally expanding the polystyrene beads within the above range to lower thermal conductivity, improve the brittleness and dimensional stability of the phenolic foam, and lower the density as much as possible, economically inexpensive products can be realized and workability can be improved. For example, the average diameter (dc) of the expanded polystyrene beads may be 3 mm to 5 mm.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 양성, 양이온계, 음이온계, 비이온계 계면활성제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 페놀 수지 발포체는 에톡시화 반응시킨 피마자유 계면활성제(예: LG생활건강, ELOTANT COE 131) 즉, 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. The polystyrene-phenol composite foam may further include one surfactant selected from the group consisting of amphoteric, cationic, anionic, and nonionic surfactants, and combinations thereof. For example, the phenolic resin foam may include an ethoxylated castor oil surfactant (eg, LG Household & Health Care, ELOTANT COE 131), that is, a nonionic surfactant.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 상기 페놀계 수지 및 발포제와 함께, 상기 팽창된 폴리스티렌 비드를 포함하여, 유연성을 나타내고, 취성을 낮추면서 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥, 25 ㎏/㎥ 내지 34.5 ㎏/㎥ 또는 25 ㎏/㎥ 내지 34.4 ㎏/㎥의 낮은 밀도를 나타내어 시공성을 높일 수 있다. The polystyrene-phenol composite foam, including the expanded polystyrene beads together with the phenolic resin and the foaming agent, exhibits flexibility and lowers brittleness, and has 25 kg/m3 to 35 kg/m3, 25 kg/m3 to 34.5 kg / m 3 or 25 kg / m 3 to 34.4 kg / m 3 shows a low density can improve workability.
그리고, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율은 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 로서 우수한 페놀 발포체가 갖는 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 평균 온도 20℃에서 0.017 W/m·K 내지 0.0215 W/m·K 또는 0.017 W/m·K 내지 0.020 W/m·K 의 열전도율을 가질 수 있다.In addition, the thermal conductivity of the polystyrene-phenol composite foam measured at an average temperature of 20 ° C according to KS L 9016 is 0.017 W / m K to 0.022 W / m K, which indicates excellent physical properties of the excellent phenol foam. For example, the polystyrene-phenol composite foam may have a thermal conductivity of 0.017 W/m·K to 0.0215 W/m·K or 0.017 W/m·K to 0.020 W/m·K at an average temperature of 20°C.
또한, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 KS M ISO 844 에 따른 100kPa 내지 300kPa의 압축강도를 나타낼 수 있다. 압축강도는 발포체가 파단 될 때의 압력을 의미하는 것으로서, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 상기 범위의 압축강도를 가짐으로써, 물성간의 우수한 균형을 유지하고, 유통 및 시공 후에도 우수한 장기 내구성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 약 110kPa 내지 300kPa 또는 115kPa 내지 300kPa 의 압축강도를 가질 수 있다. In addition, the polystyrene-phenol composite foam may exhibit a compressive strength of 100 kPa to 300 kPa according to KS M ISO 844. Compressive strength means the pressure when the foam is broken, and the polystyrene-phenol composite foam has a compressive strength within the above range, thereby maintaining an excellent balance between physical properties and exhibiting excellent long-term durability even after distribution and construction. . For example, the polystyrene-phenol composite foam may have a compressive strength of about 110 kPa to 300 kPa or about 115 kPa to 300 kPa.
상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 하기 식 2에 의한 치수 변화율의 평균값은 0% 내지 1.0% 일 수 있다. An average value of the dimensional change rate of the polystyrene-phenol composite foam according to Equation 2 below may be 0% to 1.0%.
[식 2][Equation 2]
치수 변화율(%)={|초기 길이(a)-나중 길이(a')|/초기 길이(a)} X 100Dimensional change rate (%) = {|initial length (a)-final length (a')|/initial length (a)} X 100
상기 식 2에서, 상기 초기 길이(a)는 복합 발포체의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n개 지점의 각 선의 길이이고, 상기 나중 길이(a')는 상기 복합 발포체를 70℃오븐에서 48시간 방치시킨 후의 상기 지점의 각 선의 나중 길이(a')를 의미한다.(n은 2 내지 5)In Equation 2, the initial length (a) is the length of each line at n equal points in the length (L) and width (W) directions of the composite foam, and the final length (a') is the length of the composite foam It means the final length (a') of each line at the point after leaving it in an oven at 70 ° C. for 48 hours. (n is 2 to 5)
상기 복합체는 상기 폴리스티렌 비드를 포함하고, 상기 범위의 우수한 치수 안정성을 나타내는 것을 알 수 있다. 그에 따라 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 우수한 열전도율을 나타내어, 장기 단열성이 더욱 효과적으로 향상될 수 있으면서 소정의 제품으로 적용시 가공성, 작업성이 더욱 우수할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 약 0% 내지 약 0.6 % 또는 약 0% 내지 약 0.57 %의 치수 변화율을 가질 수 있다.It can be seen that the composite includes the polystyrene beads and exhibits excellent dimensional stability in the above range. Accordingly, the polystyrene-phenol composite foam exhibits excellent thermal conductivity, so that long-term thermal insulation properties can be more effectively improved, and processability and workability can be further improved when applied as a predetermined product. For example, the polystyrene-phenol composite foam may have a dimensional change of about 0% to about 0.6% or about 0% to about 0.57%.
일반적으로 페놀 발포체는 두께가 일정 이상을 초과하게 되면, 발포 및 경화과정에서 발포체의 두께 방향의 중심부에 반응열 등이 많이 축적되어 상대적으로 과도한 팽창이 발생하기 쉽다. 이에 따라 발포체의 두께에 따라 기포의 크기 및 물성의 편차가 발생하고, 이는 결과적으로 발포체 전체에 있어서 물성을 저하시키는 문제를 초래할 수 있다. 이는 발포체의 두께가 두꺼울수록 그 정도가 심해질 수 있다. In general, when the thickness of a phenolic foam exceeds a certain level, a large amount of reaction heat is accumulated in the center of the foam in the thickness direction during the foaming and curing process, and thus relatively excessive expansion is likely to occur. Accordingly, the cell size and physical properties vary depending on the thickness of the foam, which may result in a problem of deteriorating the physical properties of the entire foam. This may become more severe as the thickness of the foam increases.
상기 복합 발포체의 두께는 20㎜ 내지 150㎜ 일 수 있다,The thickness of the composite foam may be 20 mm to 150 mm,
상기 복합 발포체는 후술하는 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 팽창 되지 않은 폴리스티렌 비드를 조성물에 포함시키고, 발포 및 경화과정에서 발생한 반응열을 이용하여 상기 폴리스티렌 비드를 팽창시키면서 발포하여 고후도의 발포체를 쉽게 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 복합 발포체의 두께는 30㎜ 내지 150㎜, 40㎜ 내지 150㎜, 50㎜ 내지 150㎜, 60㎜ 내지 150㎜, 70㎜ 내지 150㎜ 또는 80㎜ 내지 150㎜일 수 있다,The composite foam is manufactured by the manufacturing method described below, and a foam of high thickness is easily prepared by including unexpanded polystyrene beads in the composition and expanding and foaming the polystyrene beads using the heat of reaction generated during the foaming and curing process. can do. For example, the thickness of the composite foam may be 30 mm to 150 mm, 40 mm to 150 mm, 50 mm to 150 mm, 60 mm to 150 mm, 70 mm to 150 mm, or 80 mm to 150 mm,
그리고, 상기 복합 발포체는 고후도의 발포체인 경우에도, 앞서 전술한, 'ds/dc'의 범위를 일정하게 유지하고, 저밀도, 열전도율, 압축강도, 치수 안정성 등의 우수한 물성을 나타낼 수 있다.In addition, even when the composite foam is a high-thickness foam, it can maintain a constant range of 'ds/dc' as described above and exhibit excellent physical properties such as low density, thermal conductivity, compressive strength, and dimensional stability.
본 발명의 다른 구현 예는, 페놀계 수지, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드 및 발포제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 발포성 조성물을 몰드에 투입하고 발포 및 경화시키는 단계;를 포함하고, 밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고, KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a foamable composition comprising a phenolic resin, unexpanded polystyrene beads and a foaming agent; and injecting the foamable composition into a mold and foaming and curing; the density is 25 kg/m3 to 35 kg/m3, and the thermal conductivity measured at an average temperature of 20°C according to KS L 9016 is 0.017 W/m · K to 0.022 W / m · K Provided is a method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
상기 제조방법에 의해 전술한 바와 같이, 낮은 취성과 저밀도로 경제성 및 시공성을 높이면서, 낮은 열전도율, 치수 안정성 및 우수한 압축강도 등의 우수한 물성을 동시에 나타내는 폴리스티렌-페놀 복합 발포체을 제조할 수 있다. 페놀계 수지, 발포제, 폴리스티렌 비드 등에 관한 사항은 하기에서 특별히 기재한 것을 제외하고는 전술한 바와 같다.As described above, it is possible to prepare a polystyrene-phenol composite foam that simultaneously exhibits excellent physical properties such as low thermal conductivity, dimensional stability, and excellent compressive strength while improving economic efficiency and workability with low brittleness and low density. Matters related to the phenolic resin, foaming agent, polystyrene beads, etc. are the same as described above except for those specifically described below.
먼저, 폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법은 페놀계 수지, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드 및 발포제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계를 포함한다.First, a method for producing a polystyrene-phenol composite foam includes preparing a foamable composition including a phenolic resin, unexpanded polystyrene beads, and a foaming agent.
상기 제조방법은 발포성 조성물에 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드를 포함하여 폴리스티렌 비드가 균일하게 혼합되도록 할 수 있다. 예를 들어, 팽창된 폴리스티렌 비드를 발포성 조성물에 혼합하는 경우, 이미 팽창된 비드의 부피가 너무 크고, 밀도가 너무 낮아 조성물 내에서 균일하게 혼합하는 것이 어려울 수 있다. The manufacturing method may include unexpanded polystyrene beads in the expandable composition so that the polystyrene beads are uniformly mixed. For example, when mixing expanded polystyrene beads into an expandable composition, the already expanded beads are too bulky and too low in density, which can make it difficult to mix them uniformly within the composition.
상기 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드의 직경은 0.25㎜ 내지 2㎜ 일 수 있다. 예를 들어, 0.25㎜ 내지 1.7㎜, 0.25㎜ 내지 1.5㎜, 0.25㎜ 내지 1.2㎜, 0.5㎜ 내지 2㎜, 0.5㎜ 내지 1.7㎜, 0.5㎜ 내지 1.5㎜, 0.5㎜ 내지 1.2㎜, 0.7㎜ 내지 2㎜, 0.7㎜ 내지 1.7㎜, 0.7㎜ 내지 1.5㎜, 0.7㎜ 내지 1.2㎜, 1㎜ 내지 2㎜, 1㎜ 내지 1.7㎜, 1㎜ 내지 1.5㎜ 또는 1㎜ 내지 1.2㎜ 일 수 있다.The diameter of the unexpanded polystyrene beads may be 0.25 mm to 2 mm. For example, 0.25 mm to 1.7 mm, 0.25 mm to 1.5 mm, 0.25 mm to 1.2 mm, 0.5 mm to 2 mm, 0.5 mm to 1.7 mm, 0.5 mm to 1.5 mm, 0.5 mm to 1.2 mm, 0.7 mm to 2 mm. mm, 0.7 mm to 1.7 mm, 0.7 mm to 1.5 mm, 0.7 mm to 1.2 mm, 1 mm to 2 mm, 1 mm to 1.7 mm, 1 mm to 1.5 mm, or 1 mm to 1.2 mm.
상기 비드는 구 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 직경은 구 형상의 폴리시티렌 비드의 중심을 지나는 직선으로 비드 둘레 위의 두 점을 이은 선분의 길이 중 최대 값을 의미한다. 그 외의 다른 형상인 경우는 장축과 단축으로 구분시 장축의 길이를 의미한다. 상기 직경은 레이저 입도분석기(Laser Particle Size Analyner, 모델명: BT-2000)에 의해 측정할 수 있다.The bead may have a spherical shape. In this case, the diameter is a straight line passing through the center of the spherical polystyrene bead and means the maximum value of the length of a line segment connecting two points on the circumference of the bead. In the case of other shapes, it means the length of the major axis when divided into major axis and minor axis. The diameter can be measured by a Laser Particle Size Analyzer (model name: BT-2000).
이에 따라 페놀계 수지의 발포 및 경화 과정에서 기포의 형성 및 크기 등을 적절히 조절할 수 있고, 폴리스티렌 비드가 페놀 수지 안에 균질하게 쉽게 혼합될 수 있고, 발포된 후에도 페놀 폼 내부에 팽창된 폴리스티렌 비드가 균질하게 분포될 수 있어서 제품 안정성을 높일 수 있다.Accordingly, the formation and size of air bubbles can be appropriately controlled during the foaming and curing process of the phenolic resin, and the polystyrene beads can be easily and homogeneously mixed into the phenolic resin. It can be evenly distributed to increase product stability.
상기 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드는 발포성 조성물의 발포 및 경화과정에서 발생되는 반응열을 흡수하면서 팽창되고 분포할 수 있다. 이때, 상기 폴리스티렌 비드의 팽창성을 최대로 높여야 상기 복합 복합재에 유연성을 충분히 부여하고, 취성을 낮추며 저밀도를 구현할 수 있다.The unexpanded polystyrene beads can be expanded and distributed while absorbing reaction heat generated during the foaming and curing of the foamable composition. At this time, when the expansibility of the polystyrene beads is maximized, flexibility is sufficiently imparted to the composite material, brittleness is reduced, and low density can be implemented.
한편, 상기 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드가 팽창할 때, 페놀계 수지의 발포 및 경화 또한 동시에 이루어 지는바, 상기 발포성 조성물이 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드를 팽창시키면서, 이와 동시에 조성물에 포함된 발포제를 잘 발포 및 경화시킬 수 있는 정도의 반응성이 필요하다.On the other hand, when the unexpanded polystyrene beads are expanded, the phenolic resin is foamed and cured simultaneously, so that the foamable composition expands the unexpanded polystyrene beads, while at the same time the foaming agent included in the composition is well foamed and cured. A level of reactivity required to cure it.
상기 발포성 조성물은 페놀계 수지로 반응성이 높은 수지를 사용할 수 있다. 상기 발포성 조성물은 반응성이 높은 페놀계 수지를 사용하여 발포 경화 반응이 일어날 때, 높은 발열 반응을 일으킬 수 있고, 조성물 내에 첨가된 폴리스티렌 비드를 최대로 팽창시키실 수 있다. The foamable composition may use a highly reactive resin as a phenolic resin. The foamable composition may cause a high exothermic reaction when a foaming and curing reaction occurs using a highly reactive phenolic resin, and the polystyrene beads added in the composition may be maximally expanded.
통상의 페놀 발포체에서는 반응성이 높아 반응열이 높아지면 발포체 중앙부에 과도한 열이 축적되어 기포 셀 등이 손상되어 오히려 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. In general phenolic foams, when the heat of reaction is high due to high reactivity, excessive heat is accumulated in the center of the foam, which damages cell cells and the like, which may cause a problem of deterioration of physical properties.
한편, 상기 복합 발포체는 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드를 포함하는 것으로서, 포함된 폴리스티렌 비드에 의해 열 축적을 분산시킬 수 있다. Meanwhile, the composite foam includes non-expanded polystyrene beads, and heat accumulation can be dispersed by the included polystyrene beads.
이에, 페놀계 수지의 반응성과 폴리스티렌 비드의 첨가량을 적절히 조절하여 폴리스티렌 비드가 최대한 팽창하면서 복합 발포체의 셀 구조를 안정적으로 유지할 수 있다. 그리고, 발포제의 발포 및 경화 속도 및 정도를 조절하여 발포제의 포집율을 높이고, 발포체의 물성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the cell structure of the composite foam may be stably maintained while the polystyrene beads expand to the maximum by appropriately adjusting the reactivity of the phenolic resin and the addition amount of the polystyrene beads. In addition, by adjusting the rate and degree of foaming and curing of the foaming agent, the collection rate of the foaming agent may be increased and the physical properties of the foam may be improved.
구체적으로, 상기 페놀계 수지의 수분함량은 7중량% 초과, 11 중량% 이하 일 수 있다. 예를 들어, 상기 페놀계 수지의 수분함량은 7.5중량% 내지 11 중량%, 8중량% 내지 11 중량%, 7중량% 내지 10 중량%, 7.5중량% 내지 10중량%, 8중량% 내지 10 중량% 일 수 있다. 페놀계 수지의 수분함량이 상기 범위 이하인 경우 페놀계 수지의 반응성이 너무 높아서 발포시 과열로 인한 셀 파괴가 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 페놀 수지의 반응성이 너무 낮아서 충분한 반응열이 발생하지 않을 수 있다. 수분 함량은 페놀 수지 중합시 물 첨가량에 의해 조절할 수 있고 Karl-Fischer 적정에 의해 수지 내 수분 함량을 확인할 수 있다. Specifically, the moisture content of the phenolic resin may be greater than 7% by weight and less than 11% by weight. For example, the water content of the phenolic resin is 7.5% to 11% by weight, 8% to 11% by weight, 7% to 10% by weight, 7.5% to 10% by weight, 8% to 10% by weight % can be When the moisture content of the phenolic resin is less than the above range, the reactivity of the phenolic resin is too high, and cell destruction may occur due to overheating during foaming. may not be The water content can be controlled by the amount of water added during polymerization of the phenolic resin, and the water content in the resin can be confirmed by Karl-Fischer titration.
그리고, 상기 페놀계 수지는 25℃에서 7,000 내지 12,000cps의 점도를 나타낼 수가 있다. 예를 들어, 상기 페놀계 수지는 25℃에서 8,000cps 내지 12,000cps, 9,000cps 내지 12,000cps, 7,000cps 내지 11,000cps, 7,000cps 내지 10,000cps, 7,000cps 내지 9,000cps, 8,000cps 내지 11,000cps, 8,000cps 내지 10,000cps, 8,000cps 내지 9,000cps의 점도를 나타낼 수가 있다.In addition, the phenolic resin may exhibit a viscosity of 7,000 to 12,000cps at 25°C. For example, the phenolic resin has 8,000cps to 12,000cps, 9,000cps to 12,000cps, 7,000cps to 11,000cps, 7,000cps to 10,000cps, 7,000cps to 9,000cps, 8,000cps to 11, 000cps, 8,000cps to 10,000cps, 8,000cps to 9,000cps.
상기 점도는 브룩필드(Brookfield) 점도계로 측정될 수 있다. The viscosity may be measured with a Brookfield viscometer.
상기 페놀계 수지는 상기 범위의 점도 및/또는 상기와 같은 수분 함량 등을 갖는 반응성이 높은 페놀계 수지를 사용하여 발포 및 경화과정에서 발포체의 내부 온도를 일정 수준 이상으로 높일 수 있다. 이에 따라 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드를 최대한 팽창시키면서 조성물 내의 발포제의 발포가 일정 속도로 적절히 조절되어 폴리스티렌-페놀 복합 발포체에 우수한 물성을 부여할 수 있다.The phenolic resin may increase the internal temperature of the foam to a certain level or higher during the foaming and curing process by using a highly reactive phenolic resin having a viscosity within the above range and/or a moisture content as described above. Accordingly, while maximally expanding the non-expanded polystyrene beads, the expansion of the foaming agent in the composition is appropriately controlled at a constant speed, so that excellent physical properties can be imparted to the polystyrene-phenol composite foam.
그리고, 상기 페놀계 수지는 상기 페놀계 수지 500g에 경화제, 예를 들어, 톨루엔 술폰산을 포함하는 경화제 20g을 투입하여 교반하였을 때, 150℃이상의 최고 온도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 150℃ 내지 180℃, 155℃ 내지 180℃ 또는 160℃ 내지 180℃의 최고 온도를 나타낼 수 있다. 상기 페놀계 수지의 최고 온도가 상기 범위 미만인 경우에는 복합 발포체의 발포시 충분한 반응열이 발생하지 않아 폴리스티렌이 충분히 팽창되지 못하는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 발포시 반응열이 높게 발생하여 페놀 발포체의 셀 파괴가 발생하는 문제가 있을 수 있다. In addition, the phenol-based resin may exhibit a maximum temperature of 150° C. or more when 500 g of the phenol-based resin is added with 20 g of a curing agent, for example, a curing agent containing toluene sulfonic acid, and stirred. For example, it may indicate a maximum temperature of 150 ° C to 180 ° C, 155 ° C to 180 ° C or 160 ° C to 180 ° C. When the maximum temperature of the phenolic resin is less than the above range, there is a problem in that sufficient heat of reaction is not generated during foaming of the composite foam and thus polystyrene is not sufficiently expanded. There may be a problem in which cell destruction occurs.
상기 페놀계 수지의 최고온도는 경화제 투입 후, 8분 내지 20 분 사이에 나타날 수 있다. 또는 8분 내지 15분 또는 8분 내지 10분 사이에 나타날 수 있다.The highest temperature of the phenolic resin may appear between 8 and 20 minutes after the curing agent is added. or between 8 and 15 minutes or between 8 and 10 minutes.
상기 발포성 조성물은 우레아를 페놀계 수지 100 중량부 대비, 3 내지 10 중량부의 함량을 더 포함할 수 있다.The foamable composition may further include 3 to 10 parts by weight of urea based on 100 parts by weight of the phenolic resin.
그 후, 상기 발포성 조성물을 몰드에 투입하고 발포 및 경화시키는 단계를 포함한다. 종래 폴리스티렌 비드를 포함하는 발포체 중에는 제조시에 압축공정을 하는 경우가 있다. 한편, 본원발명과 같이 발포제를 포함하고, 발포 및 경화하는 제조방법에 있어서 압축공정을 수행하면 페놀 폼의 닫힌 기포 셀 등이 파괴되면서 열전도율 등이 높아지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 이에, 본원발명은 압축공정을 포함하지 않는다.Thereafter, the step of putting the foamable composition into a mold and foaming and curing it is included. Among conventional foams containing polystyrene beads, there are cases in which a compression step is performed at the time of manufacture. On the other hand, in the manufacturing method including a foaming agent, foaming and curing as in the present invention, when the compression process is performed, problems such as increased thermal conductivity and the like may occur as closed cell cells of the phenolic foam are destroyed. Accordingly, the present invention does not include a compression process.
상기 발포성 조성물은 몰드에 투입되고 발포 및 경화가 진행된다. 이때, 상기 몰드의 온도는 75℃ 내지 90℃일 수 있다. 이와 같이 몰드의 온도를 상기 범위로 조절하여, 상기 발포성 조성물의 발포 및 경화과정에서 발생하는 발포체 중앙 부분에서의 최고 온도와 발포체 표면 부분에서의 온도 차이를 줄일 수 있다. The foamable composition is put into a mold and foaming and curing proceed. At this time, the temperature of the mold may be 75 ℃ to 90 ℃. In this way, by adjusting the temperature of the mold within the above range, it is possible to reduce the temperature difference between the maximum temperature at the center of the foam and the temperature at the surface of the foam, which occurs during the foaming and curing of the foamable composition.
이와 같이 온도 차이를 조절하여 최종 발포체에 포함된 팽창된 폴리스티렌 비드의 분포 및 팽창 정도를 조절할 수 있으며, 페놀 발포체가 갖는 우수한 열전도율 등의 물성을 우수하게 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 몰드의 온도는 75℃ 내지 80℃ 또는 80℃ 내지 90℃일 수 있다.In this way, by controlling the temperature difference, the distribution and degree of expansion of the expanded polystyrene beads included in the final foam can be controlled, and physical properties such as excellent thermal conductivity of the phenolic foam can be excellently displayed. For example, the temperature of the mold may be 75 °C to 80 °C or 80 °C to 90 °C.
본 발명의 또 다른 구현 예는 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다. 상기 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 발포체는 낮은 취성과 저밀도로 경제성 및 시공성을 높이면서, 낮은 열전도율, 치수 안정성 및 우수한 압축강도 등의 우수한 물성을 동시에 만족시켜, 건축용 단열재의 용도로 사용될 수 있다.Another embodiment of the present invention provides an insulator comprising the polystyrene-phenol composite foam. The polystyrene-phenol composite foam has low brittleness and low density, improves economics and workability, and simultaneously satisfies excellent physical properties such as low thermal conductivity, dimensional stability, and excellent compressive strength, and can be used as a building insulation material.
상기 건축용 단열재는 예를 들어, 상기 페놀 발포체의 일면 또는 양면상에 면재를 더 포함할 수 있고, 상기 면재로 알루미늄을 포함하여 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.The building insulation material may further include, for example, a face material on one side or both sides of the phenolic foam, and the flame retardancy may be further improved by including aluminum as the face material.
(실시예) (Example)
실시예 1:Example 1:
25℃에서 점도가 9,000cps이고, 수분함량 8중량%인 250g의 레졸 수지를 준비하였다. 그리고, 상기 레졸 수지 100중량부 대비, 에톡시화 반응시킨 피마자유 계면활성제 3중량부, 분말 형상 우레아 5중량부, 발포제로 시클로펜탄 9중량부 및 팽창되지 않은 직경 1.2㎜의 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 10중량부를 고속 교반기로 잘 혼합하여 프리믹스를 만들었다. 250 g of a resol resin having a viscosity of 9,000 cps at 25° C. and a moisture content of 8% by weight was prepared. And, relative to 100 parts by weight of the resol resin, 3 parts by weight of ethoxylated castor oil surfactant, 5 parts by weight of powdery urea, 9 parts by weight of cyclopentane as a blowing agent, and polystyrene beads with an unexpanded diameter of 1.2 mm (LG Chem, R160) 10 parts by weight were mixed well with a high-speed stirrer to make a premix.
그리고, 상기 레졸 수지 100 중량부에 대하여, 톨루엔술폰산 80중량%를 에틸렌클리콜 15중량% 및 물 5중량%와 혼합한 혼합물 18중량부를 상기 프리믹스에 고르게 혼합하여 발포성 조성물을 제조하였다. And, based on 100 parts by weight of the resol resin, 18 parts by weight of a mixture obtained by mixing 80% by weight of toluenesulfonic acid with 15% by weight of ethylene glycol and 5% by weight of water was evenly mixed with the premix to prepare a foamable composition.
그리고, 상기 발포성 조성물을 250㎜ X 250㎜ X 80㎜ 크기를 갖고 80℃로 셋팅되어 가열된 몰드에 투입하고, 이후 10분간 몰드에서 발포 및 경화시켰다. 그리고, 몰드에서 꺼낸 발포체를 80℃오븐에 넣어 하루 양생시킴으로써 두께 80㎜ 를 갖는 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.Then, the foamable composition was put into a mold having a size of 250 mm X 250 mm X 80 mm and set at 80° C. and heated, and then foamed and cured in the mold for 10 minutes. Then, the foam taken out of the mold was placed in an oven at 80° C. and cured for one day to prepare a polystyrene-phenol composite foam having a thickness of 80 mm.
실시예 2: Example 2:
상기 레졸 수지 100중량부 대비, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 30중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that 30 parts by weight of unexpanded polystyrene beads (LG Chem, R160) was included relative to 100 parts by weight of the resol resin.
실시예 3: Example 3:
상기 레졸 수지 100중량부 대비, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 50중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that 50 parts by weight of unexpanded polystyrene beads (LG Chem, R160) was included relative to 100 parts by weight of the resol resin.
비교예 1:Comparative Example 1:
25℃에서 점도가 14,000 cps이고, 수분함량 13중량%인 250g의 레졸 수지를 준비하였다. 그리고, 상기 레졸 수지 100중량부 대비, 에톡시화 반응시킨 피마자유 계면활성제 3중량부, 분말 형상 우레아 5중량부 및 발포제로 시클로펜탄 9중량부를 고속 교반기로 잘 혼합하여 프리믹스를 만들었다. 250 g of a resol resin having a viscosity of 14,000 cps at 25° C. and a moisture content of 13% by weight was prepared. In addition, 3 parts by weight of the ethoxylated castor oil surfactant, 5 parts by weight of powdered urea, and 9 parts by weight of cyclopentane as a foaming agent were mixed well with a high-speed stirrer to prepare a premix with 100 parts by weight of the resol resin.
그리고, 상기 레졸 수지 100 중량부에 대하여, 톨루엔술폰산 80중량%를 에틸렌클리콜 15중량% 및 물 5중량%와 혼합한 혼합물 18중량부를 상기 프리믹스에 고르게 혼합하여 발포성 조성물을 제조하였다. And, based on 100 parts by weight of the resol resin, 18 parts by weight of a mixture obtained by mixing 80% by weight of toluenesulfonic acid with 15% by weight of ethylene glycol and 5% by weight of water was evenly mixed with the premix to prepare a foamable composition.
그리고, 상기 발포성 조성물을 250㎜ X 250㎜ X 80㎜ 크기를 갖고 65℃로 셋팅되어 가열된 몰드에 투입하고, 이후 10분간 몰드에서 발포 및 경화시켰다. 그리고, 몰드에서 꺼낸 발포체를 80℃오븐에 넣어 하루 양생시킴으로써 두께 80㎜ 를 갖는 페놀 발포체를 제조하였다.Then, the foamable composition was put into a mold having a size of 250 mm X 250 mm X 80 mm and set at 65°C and heated, and then foamed and cured in the mold for 10 minutes. Then, the foam taken out of the mold was placed in an oven at 80° C. and cured for one day to prepare a phenolic foam having a thickness of 80 mm.
비교예 2: Comparative Example 2:
팽창되지 않은 폴리스티렌 비드 대신에, 팽창된 직경 4㎜의 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 30중량부를 사용하여 발포성 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 2, except that the expandable composition was prepared using 30 parts by weight of expanded polystyrene beads (LG Chem, R160) with a diameter of 4 mm instead of unexpanded polystyrene beads. did
비교예 3:Comparative Example 3:
상기 레졸 수지 100중량부 대비, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 5중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of unexpanded polystyrene beads (LG Chem, R160) were included relative to 100 parts by weight of the resol resin.
비교예 4:Comparative Example 4:
상기 레졸 수지 100중량부 대비, 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드(LG화학, R160) 60중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 1, except that 60 parts by weight of unexpanded polystyrene beads (LG Chem, R160) was included relative to 100 parts by weight of the resol resin.
비교예 5:Comparative Example 5:
수분함량 5중량%인 레졸 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 2, except that a resol resin having a water content of 5% by weight was used.
비교예 6:Comparative Example 6:
수분함량 15중량%인 레졸 수지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 방법으로 폴리스티렌-페놀 복합 발포체를 제조하였다.A polystyrene-phenol composite foam was prepared in the same manner as in Example 2, except that a resol resin having a moisture content of 15% by weight was used.
평가evaluation
실험예 1: 페놀 수지의 반응성Experimental Example 1: Reactivity of phenolic resin
실시예 1, 비교예 5 및 6 각각의 레졸 수지 500g을 비커로 계량하고 경화제로 톨루엔술폰산 80중량%를 에틸렌클리콜 15중량% 및 물 5중량%와 혼합한 혼합물 20g을 투입하여 1500rpm 의 속도로 교반하였다. 그리고, 상기 비커를 준비된 단열 박스에 넣고 반응이 일어나는 비커의 중앙 부분에 K-type 온도센서를 이용하여 반응 최고 온도 및 최고 온도에 도달하는 시간을 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.Example 1, Comparative Examples 5 and 6 500g of each resol resin was weighed into a beaker and 20g of a mixture of 80% by weight of toluenesulfonic acid mixed with 15% by weight of ethylene glycol and 5% by weight of water was added as a curing agent at a speed of 1500 rpm. Stir. In addition, the beaker was placed in a prepared insulated box, and the maximum reaction temperature and the time required to reach the maximum temperature were measured using a K-type temperature sensor at the center of the beaker where the reaction occurred. And the results are shown in Table 1 below.
실험예 2: 팽창된 폴리스티렌 비드(EPS 비드)의 평균 직경(㎜)Experimental Example 2: Average diameter (mm) of expanded polystyrene beads (EPS beads)
실시예 및 비교예로 4 및 6 으로부터 30mm(L) X 30mm(W) 이상 크기의 복합 발포체 샘플을 준비하였다. 그리고, 상기 샘플을 액체 질소로 1분 동안 동결건조 시킨 후 날카로운 얇은 면도날로 복합 발포체의 표면 및 정중앙 부분을 포함하는 단면을 절단하였다.Composite foam samples having a size of 30 mm (L) X 30 mm (W) or more were prepared from Examples 4 and 6 as Examples and Comparative Examples. Then, the sample was freeze-dried in liquid nitrogen for 1 minute, and then a cross-section including the surface and the central portion of the composite foam was cut with a sharp thin razor blade.
구체적으로, 복합 발포체의 표면을 포함하는 단면(CSs)은, 외부의 오염물질 등으로 인한 영향을 배제하면서, 표면에 분포한 폴리스티렌 비드의 직경을 잘 측정하고자, 표면으로부터 예를 들어, 면재가 부착되는 표면으로부터 두께방향으로 5㎜ 안쪽으로 들어간 지점을 포함하고 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSs,)을 포함하도록 발포체 표면과 평행하게 잘랐다. Specifically, in the cross section (CSs) including the surface of the composite foam, a face material is attached from the surface, for example, to measure the diameter of the polystyrene beads distributed on the surface while excluding the influence of external contaminants. It was cut parallel to the foam surface to include a point 5 mm inward in the thickness direction from the surface to be formed and to include a cross section (CSs,) perpendicular to the thickness direction.
그리고, 복합 발포체의 정중앙 부분을 포함하는 단면 (CSc) 은, 절단 이전의 두께 방향의 1/2 지점을 두께 방향과 수직하게(면재가 부착되는 면과 평행하게) 평평하게 잘랐다. And, as for the cross section (CSc) including the central portion of the composite foam, the 1/2 point in the thickness direction before cutting was flatly cut perpendicularly to the thickness direction (parallel to the surface to which the face material is attached).
그 후, 발포체의 표면으로부터 두께방향으로 5㎜ 안쪽으로 들어간 지점을 포함하는 단면(CSs)에 포함된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(ds) 및 복합 발포체의 정중앙 부분을 포함하는 단면 (CSc)에 포함된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)을 디지털 현미경(제조사: Leica Microsystems, 모델명: DVM6)을 이용하여 20mm X 16mm 면적의 이미지를 사진으로 측정하였고, 치수 그리기 도구를 사용하여 이미지상의 폴리스티렌 비드 각각의 최대 직경을 측정하여 평균 값을 기록하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 이때, 평균 직경은 단면에 포함된 폴리스티렌 비드 직경의 총 합을, 단면에 포함된 폴리스티렌 비드의 개수로 나눈 평균값을 의미한다. 그리고, 폴리스티렌 비드의 직경은 폴리시티렌 비드의 중심을 지나는 직선으로 비드 둘레 위의 두 점을 이은 선분의 길이 중 최대 값을 의미한다.Then, the average diameter (ds) of the polystyrene beads included in the cross section (CSs) including a point 5 mm inward from the surface of the foam in the thickness direction and included in the cross section (CSc) including the central portion of the composite foam The average diameter (dc) of the polystyrene beads was measured using a digital microscope (manufacturer: Leica Microsystems, model name: DVM6) as a photograph of an image of an area of 20 mm X 16 mm, and the maximum diameter of each polystyrene bead on the image was measured using a dimension drawing tool. was measured and the average value was recorded. And the results are shown in Table 2 below. In this case, the average diameter means an average value obtained by dividing the total sum of diameters of polystyrene beads included in the cross section by the number of polystyrene beads included in the cross section. Further, the diameter of the polystyrene bead means the maximum value of the length of a line segment connecting two points on the circumference of the bead in a straight line passing through the center of the polystyrene bead.
(%)(ds/dc)X100
(%)
실험예 3: 밀도(㎏/㎥)Experimental Example 3: Density (kg/m3)
실시예 및 비교예의 발포체를 두께의 1/2 지점을 가운데에 포함하도록 하면서, 200㎜(L, 너비) X 200㎜(W, 폭) X 50㎜(T, 두께)의 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편의 무게, 가로, 세로, 두께 치수를 측정하여 계산하였다.The foams of Examples and Comparative Examples were cut into a size of 200 mm (L, width) X 200 mm (W, width) X 50 mm (T, thickness) while including the 1/2 point of the thickness in the center to obtain a specimen. After preparing, the weight, width, length, and thickness of the specimen were measured and calculated.
실험예 4: 열전도율(W/m·K)Experimental Example 4: Thermal Conductivity (W/m K)
실시예 및 비교예의 발포체를 두께의 1/2 지점을 가운데에 포함하도록 하면서, 200㎜(L, 너비) X 200㎜(W, 폭) X 50㎜(T, 두께)의 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 70℃에서 12시간으로 건조하여 전처리 하였다. 그리고, 상기 시편에 대해 KS L 9016(평판 열류계법 측정방법)의 측정 조건에 따라 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3 에 기재하였다.The foams of Examples and Comparative Examples were cut into a size of 200 mm (L, width) X 200 mm (W, width) X 50 mm (T, thickness) while including the 1/2 point of the thickness in the center to obtain a specimen. After preparing, the specimen was pretreated by drying at 70° C. for 12 hours. In addition, the thermal conductivity of the specimen was measured using an HC-074-300 (EKO) thermal conductivity device at an average temperature of 20 ° C according to the measurement conditions of KS L 9016 (plate heat flow measurement method), and the results are shown in the table below 3.
실험예 5: 압축강도(kPa)Experimental Example 5: Compressive Strength (kPa)
실시예 및 비교예의 발포체를 50mm(L)ХΧ50mm(W)ХΧ50mm(T) 크기의 시편으로 준비하고, 상기 시편을 Lloyd instrument社 LF Plus 만능재료시험기(Universal Testing Machine)의 넓은 판 사이에 두고, UTM 장비에서 시편 두께의 10%/min 속도 (5mm/min)로 설정하여 측정하였고 샘플 두께가 10% 변형(5mm)될 때까지 강도를 측정하여 이중에서 최대 값을 기록하였다. 압축강도는 KS M ISO 844 규격의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.The foams of Examples and Comparative Examples were prepared as specimens of 50 mm (L) ХΧ 50 mm (W) ХΧ 50 mm (T) size, and the specimens were placed between wide plates of Lloyd instruments LF Plus Universal Testing Machine, UTM It was measured by setting the speed at 10%/min of the specimen thickness (5 mm/min) in the equipment, and the strength was measured until the sample thickness was deformed by 10% (5 mm), and the maximum value was recorded. Compressive strength was measured by the method of KS M ISO 844 standard, and the results are shown in Table 3 below.
실험예 6: 치수 안정성(%)Experimental Example 6: Dimensional stability (%)
도 1은 본 발명의 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram briefly showing a method for measuring the dimensional stability of the foam of the present invention.
실시예 및 비교예의 발포체를 100mm(L)ХΧ100mm(W)ХΧ50mm(T) 크기의 시편으로 준비하였다. 그리고, 도 1과 같이, 시편의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n(n=3)개 지점에 선을 긋고, 25℃에서 상기 각각의 선의 초기 길이(a)를 측정하였다. The foams of Examples and Comparative Examples were prepared as specimens having a size of 100 mm (L) ХΧ 100 mm (W) ХΧ 50 mm (T). And, as shown in FIG. 1, draw a line at n (n = 3) points even in the length (L) and width (W) directions of the specimen, and measure the initial length (a) of each line at 25 ° C did
그리고, 상기 시편을 70℃오븐에서 48시간 방치시킨 후의 각 지점의 나중 길이(a')를 측정하고, 초기 치수에서 변화된 치수 변화율(%)을 하기 식 1에 의해 각각 측정하고, 그 평균 값을 표 3에 기재하였다. 치수안정성은 KS M ISO 2796 규격의 방법으로 측정하였다.In addition, after leaving the specimen in an oven at 70 ° C. for 48 hours, the final length (a ') of each point was measured, and the dimensional change rate (%) changed from the initial dimension was measured by
상기 실시예의 폴리스티렌-페놀 복합 발포체는 비교예 1과 달리, 절단 후에 절단면이 잘 부서지지 않았다. 그리고, 표 3에서 보는 바와 같이, 실시예의 복합 발포체는 발포체에 포함된 폴리스티렌 비드가 적정의 평균 직경 및 비율((ds/dc) X100)로 팽창하여 저밀도를 구현하면서도 열전도율, 압축강도 및 치수 안정성 등의 물성에 있어서 우수한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 2 내지 6은 폴리스티렌 비드가 적정의 평균 직경 및 비율((ds/dc) X100)로 팽창하지 못하거나 또는 물성이 오히려 저하되는 것을 확인할 수 있다.Unlike Comparative Example 1, the polystyrene-phenol composite foam of Example did not break easily after being cut. And, as shown in Table 3, in the composite foams of the examples, the polystyrene beads included in the foam expand at an appropriate average diameter and ratio ((ds / dc) X100) to realize low density, while achieving thermal conductivity, compressive strength, dimensional stability, etc. It can be seen that it exhibits excellent physical properties in the physical properties of. On the other hand, in Comparative Examples 2 to 6, it can be confirmed that the polystyrene beads do not expand to an appropriate average diameter and ratio ((ds/dc) X100) or the physical properties are rather deteriorated.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operation and effect according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention above, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.
Claims (12)
밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고,
KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율은 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체.
A phenolic resin, expanded polystyrene and a foaming agent,
The density is 25 kg / m 3 to 35 kg / m 3,
The thermal conductivity measured at an average temperature of 20 ° C according to KS L 9016 is 0.017 W / m K to 0.022 W / m K
Polystyrene-phenol composite foam.
상기 복합 발포체에 포함된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경은 하기 식 1을 만족하는
폴리스티렌-페놀 복합 발포체:
[식 1]
68 ≤ (ds/dc) X100 ≤95
상기 식 1에서, ds는 상기 복합 발포체의 어느 한 표면으로부터 두께방향으로 5㎜ 안쪽으로 들어간 지점을 포함하고 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSs)에 분포된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(ds)을 나타낸 것이고,
dc는 상기 복합 발포체의 두께 1/2 지점을 포함하고 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSc)에 분포된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)을 나타낸 것이다.
According to claim 1,
The average diameter of the expanded polystyrene beads included in the composite foam satisfies the following formula 1
Polystyrene-phenolic composite foam:
[Equation 1]
68 ≤ (ds/dc) X100 ≤ 95
In Equation 1, ds is the average diameter of the expanded polystyrene beads (ds) distributed over a cross section (CSs) perpendicular to the thickness direction and including a point 5 mm inward from any one surface of the composite foam in the thickness direction ) is shown,
dc represents the average diameter (dc) of the expanded polystyrene beads distributed in a cross section (CSc) perpendicular to the thickness direction and including a point of 1/2 the thickness of the composite foam.
상기 복합 발포체의 두께 1/2 지점을 포함하고, 두께 방향에 대하여 수직한 단면(CSc)에 분포된 상기 팽창된 폴리스티렌 비드들의 평균 직경(dc)은 2㎜ 내지 5㎜인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체.
According to claim 1,
The average diameter (dc) of the expanded polystyrene beads including the thickness 1/2 point of the composite foam and distributed in the cross section (CSc) perpendicular to the thickness direction is 2 mm to 5 mm
Polystyrene-phenol composite foam.
상기 페놀계 수지 100 중량부 대비 상기 팽창된 폴리스티렌 비드를 10 내지 50중량부 포함하는
폴리스티렌-페놀 복합 발포체.
According to claim 1,
10 to 50 parts by weight of the expanded polystyrene beads based on 100 parts by weight of the phenolic resin
Polystyrene-phenol composite foam.
KS M ISO 844 에 따른 압축강도가 100kPa 내지 300kPa인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체.
According to claim 1,
Compressive strength according to KS M ISO 844 is 100 kPa to 300 kPa
Polystyrene-phenol composite foam.
하기 식 2에 의한 치수 변화율의 평균값이 0% 내지 1.0% 인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체:
[식 2]
치수 변화율(%)={|초기 길이(a)-나중 길이(a')|/초기 길이(a)} X 100
상기 식 2에서, 상기 초기 길이(a)는 복합 발포체의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n개 지점의 각 선의 길이이고, 상기 나중 길이(a')는 상기 복합 발포체를 70℃오븐에서 48시간 방치시킨 후의 상기 지점의 각 선의 나중 길이(a')를 의미한다.(n은 2 내지 5)
According to claim 1,
The average value of the dimensional change rate according to the following formula 2 is 0% to 1.0%
Polystyrene-phenolic composite foam:
[Equation 2]
Dimensional change rate (%) = {|initial length (a)-final length (a')|/initial length (a)} X 100
In Equation 2, the initial length (a) is the length of each line at equal n points in the length (L) and width (W) directions of the composite foam, and the final length (a') is the composite foam It means the final length (a') of each line at the point after leaving it in an oven at 70 ° C for 48 hours. (n is 2 to 5)
상기 복합 발포체의 두께는 20㎜ 내지 150㎜인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체.
According to claim 1,
The thickness of the composite foam is 20 mm to 150 mm
Polystyrene-phenol composite foam.
상기 발포성 조성물을 몰드에 투입하고 발포 및 경화시키는 단계;를 포함하고,
밀도는 25 ㎏/㎥ 내지 35 ㎏/㎥ 이고,
KS L 9016 에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.017 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법.
preparing a foamable composition comprising a phenolic resin, unexpanded polystyrene beads and a foaming agent; and
Including; injecting the foamable composition into a mold and foaming and curing;
The density is 25 kg / m 3 to 35 kg / m 3,
Thermal conductivity measured at an average temperature of 20 ° C according to KS L 9016 is 0.017 W / m K to 0.022 W / m K
Method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
상기 페놀계 수지의 수분함량은 7중량% 초과, 11 중량% 이하인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법.
According to claim 8,
The moisture content of the phenolic resin is greater than 7% by weight and less than 11% by weight
Method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
상기 페놀계 수지는 상기 페놀계 수지 500g에 경화제 20g을 투입하여 교반하였을때, 최고온도가 150℃ 이상이 되는 반응성을 갖는
폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법.
According to claim 8,
The phenolic resin has a reactivity such that when 20g of the curing agent is added to 500g of the phenolic resin and stirred, the highest temperature is 150 ° C. or higher.
Method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
상기 팽창되지 않은 폴리스티렌 비드의 직경은 0.25㎜ 내지 2㎜ 인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법.
According to claim 8,
The diameter of the unexpanded polystyrene beads is 0.25 mm to 2 mm
Method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
상기 몰드의 온도는 75℃ 내지 90℃인
폴리스티렌-페놀 복합 발포체의 제조방법.According to claim 8,
The temperature of the mold is 75 ℃ to 90 ℃
Method for producing a polystyrene-phenol composite foam.
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