WO2024058561A1 - 단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법 - Google Patents

단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법 Download PDF

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송광석
노재국
유승현
임준섭
신세라
이대수
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Definitions

  • the present invention relates to a composition for forming eco-friendly polyurethane foam with improved thermal insulation properties, a method for producing polyurethane foam, etc., and more specifically, to a polyol premix composition containing anhydrous sugar alcohol derived from natural products, especially isosorbide, within a specific content range.
  • Rigid Polyurethane Foam is light and has good insulation, sound insulation and molding processability, so it is widely used in refrigerators, refrigerated containers, LNG ship insulation, building insulation, insulation materials, and other decorations.
  • Rigid polyurethane foam is mainly used as an insulation material and requires high flame retardancy when used as an interior material for buildings.
  • Polyurethane is manufactured through a polymerization reaction containing isocyanate and polyol as main components, where the isocyanate group of the isocyanate compound reacts with the hydroxyl group of the polyol.
  • Polyurethane foam is manufactured by mixing isocyanate, polyol, water, and additives at the same time to foam. Alternatively, polyol and diisocyanate are reacted to make a prepolymer, and then foamed by mixing a catalyst, blowing agent, and additives. Shiki is also manufactured using the prepolymer method.
  • TDI toluene diisocyanate
  • MDI methylene diphenyl diisocyanate
  • TDI is a mixture of 2,4-TDI and 2,6-TDI isomers at 80:20 wt%, respectively.
  • TDI and MDI have some similar properties, but also have unique physical and chemical properties, making polyurethane
  • TDI or MDI may be used selectively, and they may be used in combination or mixed with their derivatives.
  • polyether polyol and polyester manufactured from petroleum-based raw materials are used in the urethane field.
  • polyols such as polyols and isocyanates
  • ways to partially or completely replace existing petroleum-based raw materials with environmentally friendly ingredients there are calls for ways to partially or completely replace existing petroleum-based raw materials with environmentally friendly ingredients.
  • Korean Patent No. 10-2199919 discloses a composition for forming a two-component polyurethane foam containing a polyol component and a polyisocyanate component, by including a small amount (1 to 5 parts by weight) of anhydrous sugar alcohol per 100 parts by weight of the polyol component, A technology for improving the breathability and antioxidant properties of polyurethane foam is disclosed.
  • polyurethane foams formed from these compositions need to be further improved in terms of various required physical properties, especially in terms of thermal insulation properties.
  • the present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and is a composition for forming polyurethane foam that can produce an eco-friendly polyurethane foam that has excellent physical properties, including the foamed state, and at the same time has improved insulation properties, and the use thereof. Therefore, the technical task is to provide a method for manufacturing polyurethane foam.
  • the present invention provides a composition for forming a two-component polyurethane foam, comprising as a first component a polyol premix composition; and polyisocyanate as a second component, wherein the polyol premix composition is a polyol mixture consisting of anhydrous sugar alcohol and a polyol other than anhydrous sugar alcohol.
  • the polyol premix composition may further include a flame retardant.
  • a method for producing polyurethane foam comprising the step of mixing and reacting a polyol premix composition with a polyisocyanate, wherein the polyol premix composition is a polyol consisting of anhydrous sugar alcohol and a polyol other than anhydrous sugar alcohol. mixture; amine catalyst; antiseptic; and a foaming agent, wherein the polyol mixture includes the anhydrous sugar alcohol in an amount of more than 5 parts by weight to less than 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol mixture.
  • the polyol premix composition may further include a flame retardant.
  • a polyurethane foam is manufactured by reacting a polyol premix composition with a polyisocyanate, wherein the polyol premix composition is a polyol mixture consisting of anhydrosugar alcohol and a polyol other than anhydrosugar alcohol; amine catalyst; antiseptic; and a foaming agent, wherein the polyol mixture includes the anhydrous sugar alcohol in an amount of more than 5 parts by weight to less than 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture.
  • the polyol premix composition may further include a flame retardant.
  • composition for forming polyurethane foam of the present invention it is possible to manufacture polyurethane foam that has excellent physical properties, including the foamed state, and has improved insulation properties and is environmentally friendly.
  • composition for forming a two-component type polyurethane foam of the present invention includes a polyol premix composition as a first component; and polyisocyanate as a second component.
  • the polyol premix composition includes anhydrous sugar alcohol and a polyol mixture consisting of polyols other than anhydrous sugar alcohol, an amine catalyst, a foam stabilizer, and a foaming agent.
  • the anhydrous sugar alcohol used in the present invention is manufactured from hydrogenated sugar derived from natural products.
  • Hydrogenated sugar also called “sugar alcohol” refers to a compound obtained by adding hydrogen to the reducing terminal group of a saccharide, and is generally HOCH 2 (CHOH) n CH 2 OH (where n is an integer from 2 to 5) ) and is classified into tetratol, pentitol, hexitol, and heptitol (carbon number 4, 5, 6, and 7, respectively) depending on the carbon number.
  • hexitol with 6 carbon atoms includes sorbitol, mannitol, iditol, galactitol, etc., and sorbitol and mannitol are particularly useful substances.
  • Anhydrous sugar alcohol is a substance formed by removing one or more water molecules from the inside of a hydrogenated sugar. When one water molecule is removed, it takes the form of tetraol, which has 4 hydroxyl groups in the molecule, and has 2 water molecules. When removed, it has a diol form with two hydroxy groups in the molecule, and can be manufactured using hexitol derived from starch.
  • anhydrous sugar alcohol is an eco-friendly material derived from renewable natural resources, there has been a lot of interest and research on its production method for a long time.
  • isosorbide prepared from sorbitol currently has the widest range of industrial applications.
  • anhydrous sugar alcohol is very diverse, including treatment of heart and vascular diseases, adhesive for patches, pharmaceuticals such as mouthwash, solvent for compositions in the cosmetics industry, and emulsifier in the food industry.
  • it can raise the glass transition temperature of polymer materials such as polyester, PET, polycarbonate, polyurethane, and epoxy resin, and has the effect of improving the strength of these materials.
  • it is an eco-friendly material derived from natural products, it is very useful in the plastic industry such as bioplastics. useful.
  • non-sugar alcohol is receiving a lot of attention due to its diverse potential for use, and its use in actual industry is gradually increasing.
  • dianhydrohexitol a dehydrated product of hexitol
  • anhydrous sugar alcohol more preferably isosorbide (1,4:3,6-dianhydrosorbitol), isomannide ( One selected from 1,4:3,6-dianhydromonitol), isoidide (1,4:3,6-dianhydroiditol) and mixtures thereof may be used, most preferably isosorbide.
  • the polyol other than the anhydrous sugar alcohol used in the present invention is usually used in the production of polyurethane foam with an average number of active hydrogens of 3 or more (preferably 2 to 6) and an active hydrogen equivalent of 100 to 2,000. Any polyol used may be used.
  • polyether polyol polyester polyol
  • polymer polyol obtained by polymerizing the polyol and a vinyl compound recycled polyol, and combinations thereof
  • recycled polyol, polyether polyol, or polyether polymer polyol obtained by polymerizing polyether polyol and a vinyl compound can be preferably used.
  • Polyols other than anhydrosugar alcohol can be used alone or in combination, and preferably polymer polyols can be used to control the physical properties of rigid polyurethane foam.
  • polymer polyol can be obtained in the form of a stable suspension by grafting polyvinyl filler onto polyester polyol or polyether polyol.
  • Vinyl compounds that can be used in the production of polymer polyol include acrylonitrile, styrene monomer, and methylmethacrylonitrile.
  • acrylonitrile can be used alone or mixed with styrene monomer.
  • the vinyl compound content in the polymer polyol may be 20 to 50% by weight.
  • the polyol mixture includes the anhydrous sugar alcohol in an amount of more than 5 parts by weight and less than 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture. If the anhydrous sugar alcohol content in 100 parts by weight of the polyol mixture is 5 parts by weight or less, the foaming characteristics of the polyurethane foam are relatively reduced and the insulation becomes poor. Conversely, if the anhydrous sugar alcohol content is more than 35 parts by weight, the foam is formed during formation. It collapses and does not form into its normal foam form.
  • the anhydrous sugar alcohol content contained in 100 parts by weight of the polyol mixture is more than 5 parts by weight, 5.1 parts by weight or more, 5.5 parts by weight or more, 6 parts by weight or more, 6.5 parts by weight or more, 7 parts by weight or more, It may be 7.5 parts by weight or more, 8 parts by weight or more, 8.5 parts by weight or more, 9 parts by weight or more, 9.5 parts by weight or more, or 10 parts by weight or more, and also less than 35 parts by weight, 34.9 parts by weight or less, 34.5 parts by weight or less, 34 parts by weight.
  • It may be 33.5 parts by weight or less, 33 parts by weight or less, 32.5 parts or less, 32 parts by weight or less, 31.5 parts by weight or less, 31 parts by weight or less, 30.5 parts by weight or less, or 30 parts by weight or less, but is not limited thereto. .
  • the amine catalyst used in the present invention serves to promote the reaction between polyol and isocyanate compounds.
  • the type of amine catalyst is not particularly limited, but preferably one type or a mixture of two or more types among tertiary amine catalysts can be used, and more specifically, triethylene diamine and triethylamine.
  • Triethylamine N-Methyl morpholine (N-Methyl morpholine), N-Ethyl morpholine (N-Ethyl morpholine), and combinations thereof may be used.
  • the polyol premix composition may contain 0.01 to 5 parts by weight of the amine catalyst, more preferably 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture. If the amount of amine catalyst used is too small, the reaction may be delayed, resulting in poor curing or the foam may collapse during formation. Conversely, if the amount of amine catalyst used is too large, the reaction may be too fast or shrinkage may occur.
  • the polyol premix composition may further include an organometallic catalyst.
  • organometallic catalyst When an organometallic catalyst is used in the present invention, it serves to promote the reaction between the polyol and the isocyanate compound.
  • the organometallic catalyst usable in the present invention may be an organometallic catalyst commonly used in the production of polyurethane foam, such as an organotin catalyst (more specifically, dibutyltin dilaurate (DBTDL) or tin bis[2 -ethylhexanoate]) can be used, but is not limited to this.
  • organotin catalyst more specifically, dibutyltin dilaurate (DBTDL) or tin bis[2 -ethylhexanoate]
  • the content when an organometallic catalyst is additionally included in the polyol premix composition, the content may be, for example, 0.01 to 5 parts by weight, more specifically 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture. However, it is not limited to this. If the amount of the organometallic catalyst used is too less than the above level, the effect of its use may be lost, and conversely, if the amount of the organometallic catalyst is too much than the above level, the reaction may be too fast or shrinkage may occur.
  • the foam stabilizer used in the present invention serves to prevent the cells created when cells are formed inside the polyurethane foam from coalescing or being destroyed, and to adjust the formation of cells having a uniform shape and size.
  • any foam stabilizer commonly used in the production of polyurethane foam can be used without particular limitation.
  • a silicone-based foam stabilizer may be generally used.
  • the silicone-based foam stabilizer may be one or more types selected from silicone oil and its derivatives, and may specifically be a polyalkylene oxide methylsiloxane copolymer.
  • the polyol premix composition may include 0.01 to 5 parts by weight of the foam stabilizer, more preferably 0.1 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture. If the amount of foam stabilizer used is too small, there may be a problem of uneven molding of the foam, and conversely, if the amount of foam stabilizer used is too large, shrinkage of the foam may occur.
  • foaming agent used in the present invention considering the various physical properties of the foam required, known foaming agent components that have been conventionally used for producing rigid polyurethane foam can be appropriately selected and used.
  • water can be typically used as such a blowing agent, and others include methylene chloride, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, dimethyl ether, acetone, carbon dioxide, and combinations thereof. You can use the selected one.
  • foaming agents can be appropriately used according to known usage methods and depending on the density or other characteristics of the required foam.
  • foaming agent used in the polyol premix composition there is no particular limitation on the amount of foaming agent used in the polyol premix composition.
  • as a blowing agent based on 100 parts by weight of polyol 0.8 to 5.0 parts by weight of water alone or a mixture of water and 0.1 to 30 parts by weight of hydrofluorocarbon may be used.
  • the polyol premix composition may further include a flame retardant.
  • the flame retardant may be a phosphate-based flame retardant, a phosphonate-based flame retardant, a phosphinate-based flame retardant, a polysiloxane-based flame retardant, a phosphazene-based flame retardant, a melamine-based flame retardant, or a combination thereof. More specifically, A phosphate-based flame retardant may be used, but is not particularly limited thereto.
  • the amount of flame retardant used in the polyol premix composition there is no particular limitation on the amount of flame retardant used in the polyol premix composition.
  • 1 to 30 parts by weight, more specifically, 5 to 25 parts by weight of foaming agent may be used based on 100 parts by weight of the polyol mixture, but is not limited thereto. No.
  • the polyol premix composition in addition to the above components, may further include auxiliary additives selected from the group consisting of colorants, UV stabilizers, thickeners, foam stabilizers, fillers, and combinations thereof. .
  • the polyisocyanate contained in the composition for forming polyurethane foam of the present invention may be used without particular limitation as long as it can be used in the production of polyurethane foam. Therefore, for example, polyisocyanates selected from aliphatic polyisocyanates, cycloaliphatic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, heterocyclic polyisocyanates and combinations thereof can be used, and also unmodified polyisocyanates or modified polyisocyanates. Any polyisocyanate can be used.
  • the polyisocyanate is methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecane diisocyanate, cyclobutane-1,3-diisocyanate.
  • the amount of polyisocyanate used in terms of the isocyanate index is preferably 70 to 130, particularly preferably 80 to 120, and even more preferably 90 to 110.
  • the isocyanate index is the ratio of the number of equivalents of hydroxyl groups present in the polyol in the urethane reactant and the number of equivalents of isocyanate, and means the amount of isocyanate used relative to the theoretical equivalent. If the isocyanate index is less than 100, it means that an excess of polyol is present, and if the isocyanate index is more than 100, it means that an excess of isocyanate is present. If the isocyanate index is less than 70, the gelling reaction is delayed due to low reactivity and curing is not possible. If the isocyanate index is more than 130, the hard segment increases excessively, causing shrinkage. .
  • the first component and the second component may exist individually without contact, and they may be mixed immediately before use or in situ. You can.
  • a method for producing polyurethane foam comprising the step of mixing and reacting a polyol premix composition and polyisocyanate, and polyurethane foam produced thereby, such as rigid polyurethane foam, are provided.
  • the polyol premix composition includes a polyol mixture consisting of anhydrous sugar alcohol and a polyol other than anhydrous sugar alcohol; amine catalyst; antiseptic; and a foaming agent; wherein the polyol mixture contains the anhydrous sugar alcohol in an amount of more than 5 parts by weight and less than 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol mixture.
  • a polyol mixture consisting of anhydrous sugar alcohol and a polyol other than anhydrous sugar alcohol
  • amine catalyst amine catalyst
  • antiseptic and a foaming agent
  • the polyol premix composition may further include an organometallic catalyst, a flame retardant, or a combination thereof as described above, and may also include a colorant, UV stabilizer, thickener, foam stabilizer, filler, and a combination thereof. It may further include auxiliary additives selected from the group.
  • the polyurethane foam of the present invention can be manufactured by adding polyisocyanate to the polyol premix composition, stirring it, and then putting it into a mold to allow curing and foaming to proceed.
  • polyurethane foam can be cured at high temperatures due to the heat of reaction for urethane foaming, preferably at 100°C to 180°C, or 120°C to 180°C, more preferably at 160°C to 180°C. However, it is not limited to this.
  • Isosorbide (ISB) as anhydrous sugar alcohol, polyol other than anhydrous sugar alcohol (JOP-0655), flame retardant, foam stabilizer, catalyst, and foaming agent were mixed according to the ingredients and content ratios shown in Table 1 below, and stirred at 3,000 rpm.
  • a polyol premix composition was prepared by sufficiently mixing at high speed for 1 to 3 minutes.
  • Polyisocyanate was added to the prepared polyol premix composition and stirred for 7 to 10 seconds at a stirring speed of 3,000 rpm to prepare a composition for forming polyurethane foam.
  • JOP-0655 Polyol, 5.2-functional regenerated polyol with hydroxyl value of 420 ⁇ 460mgKOH/g (Jungwoo Fine Co., Ltd., product name: JOP-0655)
  • TCPP Phosphorus-based flame retardant, Tris(1-Chloro-2-Propyl)Phosphate) (Sigma-Aldrich)
  • pMDI Methylene diphenyl diisocyanate, a mixture of 2,4-methylene diphenyl isocyanate and 4,4'-methylene diphenyl isocyanate monomers (BASF, product name: Luplanate MI)
  • Cream time refers to the time taken from the time the polyurethane foam solution is mixed until the solution begins to swell.
  • Tack free time This refers to the time it takes from the moment the polyurethane foam solution begins to swell until the stickiness disappears.
  • Seconds This refers to the time taken from the time the polyurethane foam solution is mixed to the point where the solution has a gel strength that can withstand light impact and takes on a stable spatial form. Specifically, it refers to the time taken from the time the polyurethane foam solution is mixed to the point where the solution has a gel strength that can withstand light impact and takes on a stable spatial form. This refers to the point at which at least 3 to 4 urethane fibers come out when the reacting foam is pierced.

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Abstract

본 발명은 단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법 등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 천연물 유래의 무수당 알코올, 특히 이소소르비드를 특정 함량 범위 내로 포함하는 폴리올 프리믹스 조성물을 포함함으로써, 폼의 발포 상태를 포함한 제반 물성 및 단열성이 동시에 향상된 친환경 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물, 그리고 이를 사용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법 및 그렇게 제조된 친환경 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.

Description

단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법
본 발명은 단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 폴리우레탄 폼의 제조 방법 등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 천연물 유래의 무수당 알코올, 특히 이소소르비드를 특정 함량 범위 내로 포함하는 폴리올 프리믹스 조성물을 포함함으로써, 폼의 발포 상태를 포함한 제반 물성 및 단열성이 동시에 향상된 친환경 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물, 그리고 이를 사용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법 및 그렇게 제조된 친환경 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.
일반적으로 경질 폴리우레탄 폼(Rigid Polyurethane Foam)은 가벼우며 단열성이 좋고, 방음성과 성형 가공성이 우수하므로, 냉장고, 냉동컨테이너, LNG선 보냉재, 건축용 단열재, 절연 재료, 기타 장식품 등으로 널리 사용되고 있다. 경질 폴리우레탄 폼은 주로 단열재 용도로서 사용되어지고, 건축물의 내장재로 사용될 경우 높은 난연성을 요구하고 있다.
경질 폴리우레탄 폼의 난연성을 향상시키기 위해서는, 이소시아네이트 원료로서 폴리머릭 MDI를 사용하고, 폴리올 원료로서 방향족 에스테르 폴리올 조성액을 사용하는 것이 무엇보다 중요하다. 폴리머릭 MDI와 방향족 에스테르 폴리올이 반응하여 폴리우레탄 제품을 생성하게 될 경우, 난연성이 좋은 경질 우레탄 폼을 제조할 수 있기 때문이다. 이러한 관점에서, 가전, 선박 및 건축/건설 소재 제조업체들은 친환경 물질을 이용한 소재로 제품을 제조하는 것을 제품의 주요한 성능 중 하나로 인식하고 있다. 또한, 이산화탄소 감축과 지구 온난화 방지 및 화석 연료 고갈에 대비하여 이산화탄소 및 유해 가스를 감축할 수 있는 바이오 소재에 대한 관심이 증가하고 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 바이오 소재는 이산화탄소와 휘발성 유기 화합물의 발생을 저감할 수 있으며, 생분해성이 우수하고 화석 연료의 사용을 감소시킬 수 있다고 알려져 있다.
폴리우레탄은 이소시아네이트와 폴리올을 주성분으로 하는 중합 반응으로 제조되며, 이 때, 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 폴리올의 히드록실기가 반응한다. 폴리우레탄 폼은 이소시아네이트, 폴리올, 물, 첨가제 등을 동시에 혼합하여 발포시키는 방법으로 제조되기도 하고, 다르게는, 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 프리폴리머를 만든 후, 여기에 촉매, 발포제 및 첨가제를 혼합하여 발포시키는 프리폴리머 법으로 제조되기도 한다.
폴리우레탄 폼의 제조에 사용되는 대표적인 이소시아네이트계 화합물로는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)계 화합물과 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)계 화합물을 들 수 있다. TDI는 2,4-TDI와 2,6-TDI 이성체가 각각 80:20 wt%로 이루어진 혼합물로, TDI와 MDI는 일부 유사한 성질을 갖고 있는 동시에, 또한 각기 특이한 물리화학적 성질을 갖고 있어, 폴리우레탄 폼의 용도에 따라 TDI나 MDI를 선택적으로 사용하기도 하며, 이들을 혼합 사용하거나 이들의 유도체들과 혼합하여 사용하기도 한다. 한편, 석유 자원 고갈의 가속화, 기후 변화에 따른 온실 가스 감축 요구, 원료 가격의 상승, 재생 가능한 원료에 대한 필요성 증가와 같은 다양한 이유로 인하여, 우레탄 분야에서는 석유계 원료로부터 제조되는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 등 폴리올 분야와 이소시아네이트 분야에서 환경 친화적인 성분으로 기존의 석유계 원료를 부분적으로 또는 완전히 대체하는 방안이 요청되고 있다.
대한민국등록특허 제10-2199919호에는 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 포함하는 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물에 있어서, 폴리올 성분 100 중량부당 무수당 알코올을 소량(1 내지 5 중량부) 포함시킴으로써, 폴리우레탄 폼의 통기성 및 산화방지 특성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 조성물로부터 형성된 폴리우레탄 폼은 다양한 요구 물성에 있어서, 특히, 단열성의 측면에서, 보다 개선될 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 한 것으로, 폼의 발포 상태를 포함한 제반 물성이 우수하고, 나아가 동시에 단열성이 향상된 친환경 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있는 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 및 이를 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하는 방법 등을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물로서, 제1성분으로서 폴리올 프리믹스 조성물; 및 제2성분으로서 폴리이소시아네이트;를 포함하며, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고, 상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물을 제공한다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폴리우레탄 폼의 제조방법으로서, 폴리올 프리믹스 조성물과 폴리이소시아네이트를 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하며, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고, 상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는, 폴리우레탄 폼의 제조방법이 제공된다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 폴리우레탄 폼으로서, 폴리올 프리믹스 조성물과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조되며, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고, 상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는, 폴리우레탄 폼이 제공된다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 폼 형성용 조성물을 사용하면, 폼의 발포 상태를 포함한 제반 물성이 우수하고, 나아가 동시에 단열성이 향상되고 친환경적인 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 2성분형(two-component type) 폴리우레탄 폼 형성용 조성물은 제1성분으로서 폴리올 프리믹스 조성물; 및 제2성분으로서 폴리이소시아네이트;를 포함한다.
상기 폴리올 프리믹스 조성물은 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물, 아민 촉매, 정포제 및 발포제를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 무수당 알코올은 천연물 유래의 수소화 당으로부터 제조된다.
수소화 당(“당 알코올”이라고도 함)은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미하는 것으로, 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH (여기서, n은 2 내지 5의 정수)의 화학식을 가지며, 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다.
그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.
무수당 알코올은 수소화 당의 내부로부터 물 분자가 1개 이상 제거되어 형성되는 물질로서, 물 분자가 1개 제거되는 경우에는 분자 내 하이드록시기가 4개인 테트라올(tetraol) 형태를 가지고, 물 분자가 2개 제거되는 경우에는 분자 내 하이드록시기가 두 개인 디올(diol) 형태를 가지며, 전분에서 유래하는 헥시톨을 활용하여 제조할 수 있다.
무수당 알코올은 재생 가능한 천연자원으로부터 유래한 친환경 물질이라는 점에서 오래 전부터 많은 관심과 함께 그 제조방법에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 무수당 알코올 중에서 솔비톨로부터 제조된 이소소르비드가 현재 산업적 응용범위가 가장 넓다.
무수당 알코올의 용도는 심장 및 혈관 질환 치료, 패치의 접착제, 구강 청정제 등의 약제, 화장품 산업에서 조성물의 용매, 식품산업에서는 유화제 등 매우 다양하다. 또한, 폴리에스테르, PET, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등 고분자 물질의 유리전이온도를 올릴 수 있고, 이들 물질의 강도 개선효과가 있으며, 천연물 유래의 친환경소재이기 때문에 바이오 플라스틱 등 플라스틱 산업에서도 매우 유용하다. 또한, 접착제, 친환경 가소제, 생분해성 고분자, 수용성 락카의 친환경 용매로도 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 이렇듯 무수당 알코올은 그 다양한 활용가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있으며, 실제 산업에의 이용도도 점차 증가하고 있다.
본 발명에 있어서, 무수당 알코올로는 헥시톨의 탈수물인 디안하이드로헥시톨이 사용될 수 있고, 보다 바람직하게는 이소소르비드(1,4:3,6-디안하이드로소르비톨), 이소만니드(1,4:3,6-디안하이드로만니톨), 이소이디드(1,4:3,6-디안하이드로이디톨) 및 이들의 혼합물로부터 선택된 것이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 이소소르비드가 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는, 상기 무수당 알코올 이외의 폴리올로는, 평균활성수소수가 3이상(바람직하게는 2∼6개)이고, 활성수소당량이 100∼2,000인, 폴리우레탄 폼의 제조에 통상적으로 사용되는 폴리올을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 상기 폴리올과 비닐 화합물을 중합시켜서 얻어지는 폴리머 폴리올, 재활용 폴리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 재활용 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 또는 폴리에테르 폴리올과 비닐 화합물을 중합시켜서 얻어지는 폴리에테르 폴리머 폴리올이 바람직하게 사용될 수 있다.
무수당 알코올 이외의 폴리올은 단독으로 혹은 조합하여 사용되며, 바람직하게는 경질 폴리우레탄 폼의 물성 조절을 위해서 폴리머 폴리올이 사용될 수 있다. 예컨대, 폴리에스테르 폴리올이나, 폴리에테르 폴리올에 폴리비닐 필러(Polyvinyl filler)를 그라프트(graft)시켜 안정한 현탁액 형태로 폴리머 폴리올을 얻을 수 있다. 폴리머 폴리올의 제조에 사용 가능한 비닐 화합물로는 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 스티렌 모노머(stylene monomer), 메틸메타크릴로니트릴(methylmethacrylonitrile) 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 아크릴로니트릴(acrylonitrile)이 단독으로, 또는 스티렌 모노머(stylene monomer)와 혼합되어 사용될 수 있다. 폴리머 폴리올 내의 비닐 화합물 함량은 20∼50중량%일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리올 혼합물은, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함한다. 폴리올 혼합물 100 중량부 내의 무수당 알코올 함량이 5 중량부 이하이면 폴리우레탄 폼의 발포 특성이 상대적으로 저하되고, 단열성이 열악해지며, 반대로 무수당 알코올 함량이 35 중량부 이상이면 폼이 형성되는 도중에 주저앉아 정상적인 발포 폼 형태로 형성되지 않는다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 혼합물 100 중량부 내에 포함되는 무수당 알코올 함량은, 5 중량부 초과, 5.1 중량부 이상, 5.5 중량부 이상, 6 중량부 이상, 6.5 중량부 이상, 7 중량부 이상, 7.5 중량부 이상, 8 중량부 이상, 8.5 중량부 이상, 9 중량부 이상, 9.5 중량부 이상 또는 10 중량부 이상일 수 있고, 또한, 35 중량부 미만, 34.9 중량부 이하, 34.5 중량부 이하, 34 중량부 이하, 33.5 중량부 이하, 33 중량부 이하, 32.5 중량부 이하, 32 중량부 이하, 31.5 중량부 이하, 31 중량부 이하, 30.5 중량부 이하 또는 30 중량부 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용되는 아민 촉매는 폴리올과 이소시아네이트 화합물 간의 반응을 촉진시키는 역할을 수행한다. 본 발명에 있어서, 아민 촉매의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 3급 아민 촉매 중에서 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 트리에틸렌디아민(Triethylene diamine), 트리에틸아민(Triethylamine), N-메틸몰포린(N-Methyl morpholine), N-에틸몰포린(N-Ethyl morpholine) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물에는, 폴리올 혼합물 100중량부를 기준으로 상기 아민 촉매가 0.01∼5 중량부로 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1∼3 중량부로 포함될 수 있다. 아민 촉매의 사용량이 지나치게 적으면 반응이 지연되어 경화 불량이 발생하거나 폼이 형성되는 도중에 주저앉는 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 반응이 너무 빨라지거나 수축이 발생할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 유기 금속 촉매를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 유기 금속 촉매가 사용되는 경우, 이는 폴리올과 이소시아네이트 화합물 간의 반응을 촉진시키는 역할을 수행한다.
본 발명에서 사용 가능한 유기 금속 촉매는 폴리우레탄 폼의 제조에 통상적으로 사용되는 유기 금속 촉매일 수 있으며, 예컨대, 유기주석 촉매(보다 구체적으로, 디부틸틴 디라우레이트(DBTDL) 또는 틴 비스[2-에틸헥사노에이트])를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물에 유기 금속 촉매가 추가로 포함되는 경우, 그 함량은, 폴리올 혼합물 100중량부를 기준으로 예컨대, 0.01∼5 중량부일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.1∼3 중량부일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기 금속 촉매의 사용량이 상기 수준보다 지나치게 적으면 그 사용 효과가 불출분할 수 있고, 반대로 상기 수준보다 지나치게 많으면 반응이 너무 빨라지거나 수축이 발생할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 정포제는 폴리우레탄 발포 폼 내부에서 셀(Cell)이 형성될 때 생성된 셀이 합일 또는 파괴되는 것을 방지하고, 균일한 모양 및 크기를 가지는 셀이 형성되도록 조정하는 역할을 한다. 본 발명에 있어서, 정포제로는 폴리우레탄 발포 폼 제조에 통상적으로 사용하는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대, 실리콘계 정포제가 일반적으로 사용될 수 있다. 상기 실리콘계 정포제는 실리콘 오일 및 그 유도체 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 구체적으로는 폴리알킬렌옥사이드메틸실록산 공중합체일 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물에는, 폴리올 혼합물 100 중량부를 기준으로 상기 정포제가 0.01∼5중량부로 포함될 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1∼2.5 중량부로 포함될 수 있다. 정포제의 사용량이 지나치게 적으면 폼의 성형이 불균일하게 되는 문제가 있을 수 있고, 반대로 지나치게 많으면 폼의 수축 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 발포제로는, 요구되는 발포 폼의 각종 물성 등을 고려하여, 종래부터 경질 폴리우레탄 폼 제조용으로 사용되고 있는 공지의 발포제 성분을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 이러한 발포제로는 물이 대표적으로 사용될 수 있으며, 그 밖에도 염화메틸렌, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 디메틸에테르, 아세톤, 이산화탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 이들 발포제는 공지의 사용 방법에 따라, 그리고 요구되는 발포 폼의 밀도나 그 밖의 특성 등에 따라 적절히 사용될 수 있다.
상기 폴리올 프리믹스 조성물에 있어서 발포제의 사용량에 대해서는 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 폴리올 혼합물 100중량부를 기준으로 0.1∼40중량부, 보다 구체적으로는 0.5∼35 중량부의 발포제가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 폴리올 100중량부를 기준으로 발포제로서, 물 0.8∼5.0 중량부 단독, 혹은 이것과 0.1∼30 중량부의 하이드로플루오로카본의 혼합물이 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 난연제로는 포스페이트계 난연제, 포스포네이트계 난연제, 포스피네이트계 난연제, 폴리실록산계 난연제, 포스파젠계 난연제, 멜라민계 난연제, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 포스페이트계 난연제를 사용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
상기 폴리올 프리믹스 조성물에 있어서 난연제의 사용량에 대해서는 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 폴리올 혼합물 100중량부를 기준으로 1∼30중량부, 보다 구체적으로는 5∼25 중량부의 발포제가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 일 구체예에서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은, 상기한 성분들 이외에, 착색제, UV 안정화제, 증점제, 폼 안정화제, 충전제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 보조 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄 폼 형성용 조성물에 포함되는 상기 폴리이소시아네이트로는 폴리우레탄 폼의 제조에 사용할 수 있는 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 따라서, 예컨대, 지방족 폴리이소시아네이트, 시클로지방족 폴리이소시아네이트, 아르지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트, 헤테로사이클릭 폴리이소시아네이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 폴리이소시아네이트가 사용될 수 있으며, 또한, 개질되지 않은 폴리이소시아네이트 또는 개질된 폴리이소시아네이트가 모두 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리이소시아네이트는 메틸렌 디이소시아네이트, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4‘-디이소시아네이트(HMDI), 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4’-디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4‘-디이소시아네이트, 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일 구체예에서, 폴리이소시아네이트로는 이성질체가 포함되어 있는 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI)가 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리이소시아네이트의 사용량은, 이소시아네이트 인덱스로 70~130이 되는 양이 바람직하고, 80~120이 되는 양이 특히 바람직하며, 90~110이 되는 양이 더욱 더 바람직하다. 이소시아네이트 인덱스는 우레탄 반응물 중 폴리올 내에 존재하는 히드록시기 당량수와 이소시아네이트의 당량수의 비율로, 이론적 당량에 대한 사용된 이소시아네이트의 양을 의미한다. 이소시아네이트 인덱스가 100 미만인 경우에는 과량의 폴리올이 존재한다는 것을 의미하고, 이소시아네이트 인덱스가 100을 초과하는 경우에는 과량의 이소시아네이트가 존재한다는 것을 의미한다. 이소시아네이트 인덱스가 70 미만인 경우에는 반응성이 떨어져 젤링 반응이 지연되어 경화가 안 되는 문제점이 있고, 이소시아네이트 인덱스가 130초과할 경우에는 하드 세그먼트(hard segment)가 과도하게 증가하게 되어 수축 현상이 일어나는 문제가 있다.
본 발명의 2성분형(two-component type) 폴리우레탄 폼 형성용 조성물 내에는 상기 제1성분 및 제2성분이 접촉 없이 개별적으로 존재할 수 있으며, 이들은 사용 직전에 혹은 현장에서(in situ) 혼합될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폴리올 프리믹스 조성물과 폴리이소시아네이트를 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하는 폴리우레탄 폼의 제조방법, 및 그렇게 하여 제조되는 폴리우레탄 폼, 예컨대, 경질 폴리우레탄 폼이 제공된다.
본 발명의 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법에 있어서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고, 상기 폴리올 혼합물은, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는 것이며, 이들 성분들의 구체적인 종류 및 사용량에 대해서는 앞서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 폴리올 프리믹스 조성물은 앞서 설명한 바와 같은 유기 금속 촉매, 난연제, 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있으며, 그 외에도 착색제, UV 안정화제, 증점제, 폼 안정화제, 충전제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 보조 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 폴리우레탄 폼은, 상기 폴리올 프리믹스 조성물에 폴리이소시아네이트를 첨가하고 교반한 후, 몰드에 투입하여 경화 및 발포가 진행되도록 함으로써 제조될 수 있다.
폴리우레탄 폼의 제조에 사용되는 장비 내지 조건(온도, 시간 등)에는 특별한 제한이 없으며, 통상 채택되는 장비 내지 조건들이 그대로, 혹은 적절히 변형되어 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 폴리우레탄 폼은 우레탄 발포 반응열로 인하여 고온에서 경화될 수 있고, 바람직하게는 100℃ 내지 180℃, 또는 120℃ 내지 180℃, 보다 바람직하게는 160℃ 내지 180℃에서 경화될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5
하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량비에 따라 무수당 알코올로서 이소소르비드(ISB), 무수당 알코올 이외의 폴리올(JOP-0655), 난연제, 정포제, 촉매 및 발포제를 혼합하고, 3,000 rpm의 교반 속도로 1 내지 3분동안 충분히 혼합하여 폴리올 프리믹스 조성물을 제조하였다.
제조된 폴리올 프리믹스 조성물에 폴리이소시아네이트를 첨가하고, 3,000 rpm의 교반 속도로 7 내지 10초간 교반하여 폴리우레탄 폼 형성용 조성물을 제조하였다.
200 mm X 200 mm X 25 mm의 정방형인 박스 몰드에 폴리에틸렌 필름을 정방형 형태로 깔고, 그 위에 상기 제조된 폴리우레탄 폼 형성용 조성물을 부어 폴리우레탄 폼을 제조하였다. 이 때, 초시계를 이용하여 반응 개시 시간(Cream time), 택 프리 시간(Tack free time) 및 젤 타임(Gel time)을 측정하여 기록하였으며, 폼이 정상적으로 형성되는지 여부를 관찰하였다. 또한, 제조된 200 mm X 200 mm X 25 mm의 폴리우레탄 폼의 열전도도(kcal/mh℃)를 평판 열류계를 사용하여 측정하였고, 성형 밀도(kg/m3)를 KS-M-6672에 의거하여 측정하였다. 관찰 및 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<사용성분>
1) 폴리올
- JOP-0655: 폴리올, 수산기 값이 420~460mgKOH/g인 5.2관능성 재생 폴리올(정우화인㈜, 제품명: JOP-0655)
- 이소소르비드: 폴리올, 수산기 값이 767.8mgKOH/g인 2관능성 바이오 폴리올(㈜삼양이노켐, 제품명: NOVASORB)
2) 난연제
TCPP: 인계 난연제, Tris(1-Chloro-2-Propyl)Phosphate)(시그마알드리치)
3) 정포제
B-8462: 실리콘계 정포제(에보니크, 제품명: TEGOSTAB B-8462)
4) 촉매
- PC-5: 아민계 촉매, Pentamethyldiethylenetriamine (㈜세호테크, 제품명: ES CAT PC-5)
- PC-8: 아민계 촉매, N,N-Dimethylcyclohexylamine (㈜세호테크, 제품명: ES CAT PC-8)
5) 발포제
- 365/227: 물리적 발포제, SOLKANE 365와 SOLKANE 227의 블렌딩 제품(SOLVAY, 제품명: SOLKANE 365/227)
- 물
6) 이소시아네이트
pMDI: 2,4-메틸렌 디페닐 이소시아네이트와 4,4'-메틸렌 디페닐 이소시아네이트 단량체가 혼합된 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(바스프, 제품명: 루프라네이트 MI)
Figure PCTKR2023013782-appb-img-000001
Figure PCTKR2023013782-appb-img-000002
- 크림 타임(초): 폴리우레탄 폼 원액이 혼합된 시점으로부터 원액이 부풀어 오르기 시작하기까지 걸린 시간을 의미한다.
- 택 프리 타임(초): 폴리우레탄 폼 원액이 부풀어 오르기 시작하는 순간부터 끈적임이 사라지기까지 걸리는 시간을 의미한다.
- 젤 타임(초): 폴리우레탄 폼 원액이 혼합된 시점으로부터 원액이 가벼운 충격에 견딜 수 있는 겔 강도를 가지며, 안정한 공간적 형태를 띄게 되는 시점까지 걸린 시간을 의미하며, 구체적으로는 나무젓가락 등으로 반응 중인 폼을 찔렀을 때 우레탄 섬유가 최소 3~4개 정도 딸려 나오는 시점을 의미한다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 경우 폼 상태가 양호함을 확인하였고, 열전도도가 낮아져 단열성이 향상됨을 확인하였다.
그러나 비교예 1 내지 4의 경우, 열전도도가 높아 단열성 효과가 열악하였고, 비교예 5의 경우, 판상의 무수당 알코올이 폴리올(JOP-0655)에 모두 용해되지 못하여 셀 크랙을 발생시켜 폼이 형성되지 못하고 폼이 가라 앉음을 확인하였다.

Claims (13)

  1. 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물로서,
    제1성분으로서 폴리올 프리믹스 조성물; 및
    제2성분으로서 폴리이소시아네이트;를 포함하며,
    상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고,
    상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는,
    2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무수당 알코올이 이소소르비드, 이소만니드, 이소이디드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무수당 알코올 이외의 폴리올이 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 상기 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올과 비닐 화합물을 중합시켜서 얻어지는 폴리머 폴리올, 재활용 폴리올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아민 촉매가 3급 아민 촉매인, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 유기 금속 촉매를 추가로 포함하는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유기 금속 촉매가 유기주석 촉매인, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정포제가 실리콘계 정포제인, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 발포제가 물, 염화메틸렌, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 디메틸에테르, 아세톤, 이산화탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트가 메틸렌 디이소시아네이트, 에틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 시클로부탄-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,3-디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루엔 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4,4‘-디이소시아네이트(HMDI), 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4’-디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4‘-디이소시아네이트, 폴리머릭 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(PMDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 난연제를 추가로 포함하는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 폴리올 프리믹스 조성물이 착색제, UV 안정화제, 증점제, 폼 안정화제, 충전제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 보조 첨가제를 추가로 포함하는, 2성분형 폴리우레탄 폼 형성용 조성물.
  12. 폴리우레탄 폼의 제조방법으로서,
    폴리올 프리믹스 조성물과 폴리이소시아네이트를 혼합하여 반응시키는 단계를 포함하며,
    상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고,
    상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는,
    폴리우레탄 폼의 제조방법.
  13. 폴리우레탄 폼으로서,
    폴리올 프리믹스 조성물과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 제조되며,
    상기 폴리올 프리믹스 조성물이 무수당 알코올 및 무수당 알코올 이외의 폴리올로 이루어진 폴리올 혼합물; 아민 촉매; 정포제; 및 발포제;를 포함하고,
    상기 폴리올 혼합물이, 폴리올 혼합물 100 중량부 기준으로, 상기 무수당 알코올을 5 중량부 초과 내지 35 중량부 미만의 양으로 포함하는,
    폴리우레탄 폼.
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