펜탄 발포제 경질우레탄폼단열재의 장기 열저항(2)

3. CAN/ULC S770-00

약 10년의 연구 끝에, 슬라이싱 및 스케일링 방법을 사용하여 장기 열저항(R-값)을 결정하기 위한 규범적 방법인 CAN/ULC S770-00(이후 S770이라고 함)은 최근 캐나다에서 사용 승인을 받아냈으며, 미국에 사용을 제안했습니다. S770 테스트를 개발할 때, 캐나다 플라스틱 산업협회는 LTTR이 주어진 두께에서 15년 동안 열저항의 시간 가중 평균으로 정의되어야한다고 결정했습니다. 이것은 지붕 경질우레탄폼단열재 ​(폴리이소시아누레이트, PIR)의 평균 유효 수명이 약 15년이기 때문입니다.

몇 가지 근사치에 기초하여, 이 방법은 15년간의 시간 가중 평균이 5년 후 실제 열저항(R-값)과 동일하다는 것을 나타냅니다. 따라서 발포 단열 제품의 LTTR은 표준 실험실 조건(23±2℃ 및 50±10% RH)에서 측정된 열저항으로 S770 표준에 정의되어 있으며, 이는 실내에서 5년의 보관 기간이 경과한 후 저항에 해당합니다.

확산 촉진에 사용되는 절차는 코어 폼 및 표면층의 얇은 슬라이스 및 스케일링을 기초로 합니다. ​이 기술은 가스 확산이 제품 두께의 제곱에 반비례하는 속도로 발생한다는 사실에 근거합니다. 경질우레탄폼단열재 ​(폴리이소시아누레이트, PIR)의 실제 5년 경과와 상관관계가 있는 얇은 슬라이스 조각을 얼마나 오랫동안 보관해야하는지 결정하려면 다음 공식을 사용하면 가능합니다.

t1 / t2 = (L1 / L2)² —- (1)

여기서 t1 얇은 슬라이스가 경과되어야 하는 시간이며, t2는 1825일(=5년), L1는 얇은 슬라이스의 두께(6~ 10mm), L2는 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)의 두께(mm)입니다.

​따라서 6.5mm 얇은 슬라이스를 사용하여 5.1cm(2인치) 경질우레탄폼단열재의 LTTR을 측정하려면, 총 소요 시간이 25.5일이고 5년보다 훨씬 짧아야합니다.

 

4. 목표

이 자료의 한 가지 목적은 CAN/ULC S770-00 테스트 방법으로 예측된 LTTR 값을 헌츠만 경질우레탄폼단 열재(폴리이소시아누레이트, PIR)에서 개발한 수학 모델링 및 계산 방식에서 얻은 값과 비교하는 것입니다. ​또 다른 문제는 1998년 초부터 통제되지 않은 주변 실험실 환경에서 경과된 펜탄 발포제 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)의 열저항(R-값)을 Huntsman 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)에서 개발한 수학적 모델링 및 계산 방식으로 얻은 결과와 비교하는 것입니다.

 

5. 실험

1) 재료

시클로펜탄(cyclopentane), 이소펜탄(isopentane) 및 물을 각각 발포제로 하여 2개의 경질우레탄폼단열재가, 이 연구에 사용되었습니다. 경질우레탄폼단열재 #1은 미국에서 제작된 두께 5.1cm 의 실험용 단열재입니다.

​경질우레탄폼단열재 #2는 1998년 2월 이탈리아의 Huntsman 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)에서 제작된 3.8cm 두께의 실험용 단열재입니다. 경질우레탄폼단열재 #2를 만들기 위해 사용된 배합 및 공정은 일반적인 사항입니다. 두 경질우레탄폼단열재의 배합은 다소 유사하지만, 처리 조건은 동일하지 않습니다.

​지붕 제품을 만드는데 사용되는, 일반적인 검은 색 유리섬유 외장재(부직포)가 두 경질우레탄폼단열재 모두에 사용되었습니다.

2) 열저항 측정 및 경질우레탄폼단열재 노화

경질우레탄폼단열재 열저항은 ASTM C518에 따라 평균 온도 25℃ 및 온도 차이 5℃로 측정되었습니다. 경질우레탄폼단열재 노화는 30cm×30cm 전체 두께 또는 30cm×30cm×2.54cm 코어 단열재에서 수행되었습니다.

 

3) CAN/ULC S770-00 방법

다음 절차는 경질우레탄폼단열재 #1에 대한 LTTR을 측정하는 데 사용되었습니다.

① 초기 열저항(R-값)은 생산 후 7일 후에 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)에서 측정되었습니다.

② 열저항(R-값)을 측정한 후, 2개의 샘플로부터 약 6.5mm 두께의 얇은 표면 조각과 코어 조각을 4개씩 각각 절단하였습니다.

③ 표면 슬라이스를 함께 쌓아서 초기 열저항(R-값)을 측정하였습니다. 코어 발포 폼 조각에 대해서도 동일한 작업을 수행하였습니다.

④ 얇은 표면과 코어 조각은 23℃±5℃의 온도 제어 실험실 환경에서 개별적으로 보관하고, 모든 슬라이스의 주요 표면은 대기에 노출시켰습니다.

⑤ 식 (1)을 사용하여 결정된 시간 간격에서, 표면 및 코어 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR)

​슬라이스를 개별적으로 적층하고 열저항(R-값)을 측정하였습니다.

⑥ 노화 인자는 표면 슬라이스 및 코어 폼 슬라이스에 대해 계산되었습니다. 이 방법에서 정의된 합격 기준이 충족되면, 두 가지 노화 인자 중 큰 값은 원래의 경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR) 샘플의 초기 열저항 값(R-값)과 곱해져서, 그 특정 두께에서 노화된 LTTR 값을 얻습니다.

경질우레탄폼단열재(폴리이소시아누레이트, PIR) #2는 1998년 2월에 S770 방법이 채택되거나, 개발되기 이전에 제작되었습니다. 제조 후 7~14일 사이에 S770을 수행해야하므로, 경질우레탄폼단열재 #2에 대해 S770을 사용하여 LTTR을 측정할 수 없었습니다.

[사이클로펜탄 발포제를 사용한 경질우레탄폼단열재]