경질 폴리우레탄 폼은 폴리올과 이소시아네이트가 우레탄반응을 통해 일정배율로 부피가 증가하는 독립된 cell로 이루어진 고분자 물질이다. 경질 폴리우레탄폼은 우수한 가공성과 낮은 열전달율로 단열재로 널리 사용되고 있으나, 화염에 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 난연제(flame retardant)를 첨가하여 난연성을 갖춘다. 현재 할로겐계 난연제가 광범위하게 상용되고 있으나, 연소 과정 중에 ...
경질 폴리우레탄 폼은 폴리올과 이소시아네이트가 우레탄반응을 통해 일정배율로 부피가 증가하는 독립된 cell로 이루어진 고분자 물질이다. 경질 폴리우레탄폼은 우수한 가공성과 낮은 열전달율로 단열재로 널리 사용되고 있으나, 화염에 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 난연제(flame retardant)를 첨가하여 난연성을 갖춘다. 현재 할로겐계 난연제가 광범위하게 상용되고 있으나, 연소 과정 중에 발암물질이 배출되어 인체에 해를 끼치고 환경을 오염시킴에 따라 사용이 규제되고 있거나 완전히 규제될 예정이다. 이에 본 연구는 비할로겐계 분말형 난연제인 멜라민 포스페이트를 사용하여 난연성을 갖춘 경질 우레탄 폼을 제조하여 주로 폼의 몰포로지와 기계적 물성, 난연성 등에 관하여 고찰하였다. 이와 함께, 난연성분과 우레탄폼 원료성분과의 상용성을 높이기 위하여, 실란계 coupling agent인 3-amino propyltriethoxy silane으로 처리한 멜라민 포스페이트를 사용하여 경질 우레탄폼을 합성하고 이 폼의 난연성과 기계적 물성을 측정하였다. 아미노실란으로 처리된 경질 폴리우레탄 폼 아미노실란의 양이 증가함에 따라 난연성이 향상 되었다. 기계적 물성인 인장강도도 아미노실란의 양에 따라 증가하나, 폴리올 100g당 3-amino propyltriethoxy silane이 3g이상 첨가되면 인장강도가 소폭 감소한다. 멜라민 포스페이트와 3-amino propyltriethoxy silane 이외에 유기나노점토인 cloisite 30B로 처리한 폴리올을 사용하여 합성한 경질우레탄 폼의 연소길이는 60%, 연소시간은 50% 정도 감소될 정도로 난연성이 크게 향상되었으며 인장강도는 6% 증가하였다. 이러한 난연성의 향상은 3-amino propyltriethoxy silane이 cloisite 30B의 층간 간격을 넓히고 이어서 아미노실란 말단의 -NH기가 methylene dipheny diisocyanate (MDI)의 -NCO기와 반응하여 우레아를 형성하며 기계적 물성과 난연성능을 향상시킨 것으로 추정된다.
경질 폴리우레탄 폼은 폴리올과 이소시아네이트가 우레탄반응을 통해 일정배율로 부피가 증가하는 독립된 cell로 이루어진 고분자 물질이다. 경질 폴리우레탄폼은 우수한 가공성과 낮은 열전달율로 단열재로 널리 사용되고 있으나, 화염에 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 난연제(flame retardant)를 첨가하여 난연성을 갖춘다. 현재 할로겐계 난연제가 광범위하게 상용되고 있으나, 연소 과정 중에 발암물질이 배출되어 인체에 해를 끼치고 환경을 오염시킴에 따라 사용이 규제되고 있거나 완전히 규제될 예정이다. 이에 본 연구는 비할로겐계 분말형 난연제인 멜라민 포스페이트를 사용하여 난연성을 갖춘 경질 우레탄 폼을 제조하여 주로 폼의 몰포로지와 기계적 물성, 난연성 등에 관하여 고찰하였다. 이와 함께, 난연성분과 우레탄폼 원료성분과의 상용성을 높이기 위하여, 실란계 coupling agent인 3-amino propyltriethoxy silane으로 처리한 멜라민 포스페이트를 사용하여 경질 우레탄폼을 합성하고 이 폼의 난연성과 기계적 물성을 측정하였다. 아미노실란으로 처리된 경질 폴리우레탄 폼 아미노실란의 양이 증가함에 따라 난연성이 향상 되었다. 기계적 물성인 인장강도도 아미노실란의 양에 따라 증가하나, 폴리올 100g당 3-amino propyltriethoxy silane이 3g이상 첨가되면 인장강도가 소폭 감소한다. 멜라민 포스페이트와 3-amino propyltriethoxy silane 이외에 유기나노점토인 cloisite 30B로 처리한 폴리올을 사용하여 합성한 경질우레탄 폼의 연소길이는 60%, 연소시간은 50% 정도 감소될 정도로 난연성이 크게 향상되었으며 인장강도는 6% 증가하였다. 이러한 난연성의 향상은 3-amino propyltriethoxy silane이 cloisite 30B의 층간 간격을 넓히고 이어서 아미노실란 말단의 -NH기가 methylene dipheny diisocyanate (MDI)의 -NCO기와 반응하여 우레아를 형성하며 기계적 물성과 난연성능을 향상시킨 것으로 추정된다.
Rigid polyurethane foam was synthesized with polyol and isocyanate, and formed isolated cell structure. Rigid polyurethane foam is widely used as insulating materials due to it's low heat conductivity. Non-fire or -flame property of polyurethane foam should be enhanced since polyurethane foam is com...
Rigid polyurethane foam was synthesized with polyol and isocyanate, and formed isolated cell structure. Rigid polyurethane foam is widely used as insulating materials due to it's low heat conductivity. Non-fire or -flame property of polyurethane foam should be enhanced since polyurethane foam is composed of organic materials. Halogen flame retardant is the most common flame retardant for rigid polyurethane foam. However, the usage of halogen flame retardant will be prohibited because of health and environmental problem. In this study, melamine phosphate was used to improve flame retardant property of rigid polyurethane foam. Rigid polyurethane foam was synthesized with 3-amino propyltriethoxy silane, melamine phosphate and the morphology, flame retardancy and tensile strength of the rigid foam were investigated. With increasing 3-amino propyltriethoxy silane content, the tensile strength, ignition time, and ignition length were improved. However, at the concentrations higher than 3 wt% 3-amino propyltriethoxy silane based on polyol 100g physical properties(tensil strength) of rigid polyurethane foam were deteriorated. Ignition length of rigid polyurethane foam synthesized using Closite 30B and 3-amino propyltriethoxy silane was 60% shorter and ignition time was 50% faster than non-treated polyol. Tensile strength increased by 6%. d-spacing was getting wider due to nanoclay and aminosilane reacted. -NH bond in aminosilane and -NCO bond in methylene diphenyl diisocyanate(MDI) combine with creating urea. Due to nanoclay exfoliate in rigid polyurethane foam, flameabillity and physical properties were improved.
Rigid polyurethane foam was synthesized with polyol and isocyanate, and formed isolated cell structure. Rigid polyurethane foam is widely used as insulating materials due to it's low heat conductivity. Non-fire or -flame property of polyurethane foam should be enhanced since polyurethane foam is composed of organic materials. Halogen flame retardant is the most common flame retardant for rigid polyurethane foam. However, the usage of halogen flame retardant will be prohibited because of health and environmental problem. In this study, melamine phosphate was used to improve flame retardant property of rigid polyurethane foam. Rigid polyurethane foam was synthesized with 3-amino propyltriethoxy silane, melamine phosphate and the morphology, flame retardancy and tensile strength of the rigid foam were investigated. With increasing 3-amino propyltriethoxy silane content, the tensile strength, ignition time, and ignition length were improved. However, at the concentrations higher than 3 wt% 3-amino propyltriethoxy silane based on polyol 100g physical properties(tensil strength) of rigid polyurethane foam were deteriorated. Ignition length of rigid polyurethane foam synthesized using Closite 30B and 3-amino propyltriethoxy silane was 60% shorter and ignition time was 50% faster than non-treated polyol. Tensile strength increased by 6%. d-spacing was getting wider due to nanoclay and aminosilane reacted. -NH bond in aminosilane and -NCO bond in methylene diphenyl diisocyanate(MDI) combine with creating urea. Due to nanoclay exfoliate in rigid polyurethane foam, flameabillity and physical properties were improved.
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