건설 분야에 사용되는 폴리우레탄 경질 폼용 발포제 소개
현대 건축물의 에너지 절약 및 환경 보호 요구가 증가함에 따라 건축 자재의 단열 성능이 더욱 중요해지고 있습니다. 그중에서도 폴리우레탄 경질 폼은 우수한 기계적 특성, 낮은 열전도율 등의 장점을 지닌 탁월한 단열재로서 건축 단열 분야에 널리 사용되고 있습니다.
발포제는 폴리우레탄 경질 폼 생산에 사용되는 주요 첨가제 중 하나입니다. 작용 메커니즘에 따라 화학적 발포제와 물리적 발포제 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
발포제의 분류
화학 발포제는 이소시아네이트와 폴리올의 반응을 통해 가스를 발생시켜 폴리우레탄 소재를 발포시키는 첨가제입니다. 화학 발포제의 대표적인 예는 물이며, 물은 이소시아네이트 성분과 반응하여 이산화탄소 가스를 생성함으로써 폴리우레탄 소재를 발포시킵니다. 물리적 발포제는 폴리우레탄 경질 폼 제조 공정에 첨가되는 첨가제로, 가스의 물리적 작용을 통해 폴리우레탄 소재를 발포시킵니다. 물리적 발포제는 주로 수소불화탄소(HFC) 또는 알칸(HC) 화합물과 같은 저비점 유기 화합물입니다.
개발 과정거품제1950년대 후반, 듀폰사가 트리클로로플루오로메탄(CFC-11)을 폴리우레탄 경질 폼 발포제로 사용하여 제품 성능을 향상시킨 이후, CFC-11은 폴리우레탄 경질 폼 분야에 널리 사용되어 왔습니다. 그러나 CFC-11이 오존층을 파괴하는 것으로 밝혀지면서 서유럽 국가들은 1994년 말 CFC-11 사용을 중단했고, 중국 또한 2007년에 CFC-11의 생산 및 사용을 금지했습니다. 이후 미국과 유럽은 각각 2003년과 2004년에 CFC-11 대체 물질인 HCFC-141b의 사용을 금지했습니다. 환경에 대한 인식이 높아짐에 따라, 각국은 지구 온난화 지수(GWP)가 낮은 대체 물질을 개발하고 사용하기 시작했습니다.
HFC 계열 발포제는 한때 CFC-11 및 HCFC-141b의 대체재로 사용되었지만, HFC 계열 화합물의 지구온난화지수(GWP)는 여전히 상대적으로 높아 환경 보호에 적합하지 않습니다. 따라서 최근 건설 분야의 발포제 개발은 GWP가 낮은 대체재로 초점을 옮기고 있습니다.
거품 발생제의 장단점
폴리우레탄 경질 폼은 단열재의 일종으로서 뛰어난 단열 성능, 우수한 기계적 강도, 우수한 흡음 성능, 장기적인 안정적인 수명 등 많은 장점을 가지고 있습니다.
폴리우레탄 경질 폼 제조에 있어 중요한 보조제인 발포제는 단열재의 성능, 비용 및 환경 보호에 중요한 영향을 미칩니다. 화학 발포제의 장점은 빠른 발포 속도, 균일한 발포, 넓은 온도 및 습도 범위에서 사용 가능성, 높은 발포율 달성 가능성 등으로 고성능 폴리우레탄 경질 폼을 제조할 수 있다는 점입니다.
하지만 화학 발포제는 이산화탄소, 일산화탄소, 질소산화물과 같은 유해 가스를 발생시켜 환경 오염을 유발할 수 있습니다. 물리적 발포제의 장점은 유해 가스를 발생시키지 않아 환경에 미치는 영향이 적고, 더 작은 기포 크기를 얻어 우수한 단열 성능을 발휘할 수 있다는 것입니다. 그러나 물리적 발포제는 발포 속도가 비교적 느리고 최적의 성능을 발휘하려면 고온 다습한 환경이 필요합니다.
폴리우레탄 경질 폼은 단열재의 일종으로서 뛰어난 단열 성능, 우수한 기계적 강도, 우수한 흡음 성능, 장기적인 안정적인 수명 등 많은 장점을 가지고 있습니다.
준비 과정에서 중요한 보조제로서폴리우레탄 경질 폼발포제는 단열재의 성능, 비용 및 환경 보호에 중요한 영향을 미칩니다. 화학 발포제의 장점은 빠른 발포 속도, 균일한 발포, 넓은 온도 및 습도 범위에서 사용 가능, 높은 발포율 달성 가능성 등으로 고성능 폴리우레탄 경질 폼을 제조할 수 있다는 점입니다.
하지만 화학 발포제는 이산화탄소, 일산화탄소, 질소산화물과 같은 유해 가스를 발생시켜 환경 오염을 유발할 수 있습니다. 물리적 발포제의 장점은 유해 가스를 발생시키지 않아 환경에 미치는 영향이 적고, 더 작은 기포 크기를 얻어 우수한 단열 성능을 발휘할 수 있다는 것입니다. 그러나 물리적 발포제는 발포 속도가 비교적 느리고 최적의 성능을 발휘하려면 고온 다습한 환경이 필요합니다.
미래 발전 추세
미래 건축 산업에서 발포제의 추세는 주로 지구온난화지수(GWP)가 낮은 대체재 개발 쪽으로 기울고 있습니다. 예를 들어, GWP가 낮고 오존파괴지수(ODP)가 0인 등 환경적 특성을 지닌 이산화탄소(CO2), 중유기산화물(HFO), 물 등의 대체재가 폴리우레탄 경질 폼 생산에 널리 사용되고 있습니다. 또한, 건축 단열재 기술이 지속적으로 발전함에 따라 발포제 역시 단열 성능 향상, 발포율 증가, 기포 크기 감소 등 더욱 우수한 성능을 갖추도록 개발될 것입니다.
최근 몇 년 동안 국내외 유기불소화학 기업들은 불소화올레핀(HFO) 발포제를 비롯한 새로운 불소 함유 물리적 발포제를 적극적으로 탐색 및 개발해 왔습니다. HFO 발포제는 4세대 발포제로 불리며, 우수한 기체상 열전도율과 환경적 이점을 지닌 물리적 발포제입니다.
게시 시간: 2024년 6월 21일