KR100228154B1 - 내열성 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 - Google Patents

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더블유. 엘. 우 윌리엄
브라더스 조
알. 스탬프 제임스
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에이치. 더블유. 오버그
더 게이츠 코포레이션
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Abstract

본 발명은 성형된 폴리우레탄/우레아 엘라스토머, 구체적으로 약 140-150℃ 까지의 고온 안정성 및 약 -35-(-40℃)까지의 저온 가요성을 가지며 동적 용도에 유용한 개선된 폴리우레탄/우레아 엘라스토머에 관한 것이다. 본 발명의 엘라스토머는 벨트, 특히 자동차 타이밍 또는 동기성 벨트, V-벨트, 다수의 V 자 골이 있는 벨트 또는 미세한 골이 있는 벨트, 편평한 벨트 등에 사용하는데 유용하다. 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는, 통상의 성형 방법을 통해 촉매를 사용할 필요가 없고 상 분리를 향상시키도록 선택된 폴리이소시아네이트 초기중합체와 대칭형 방향족 1 차 디아민 연쇄 증량제, 대칭형 방향족 1 차 디아민 연쇄 증량제와 방향족 2 차 디아민 연쇄 증량제의 혼합물, 또는 대칭형 방향족 1 차 디아민 연쇄 증량제와 비산화성 폴리올의 혼합물을 반응시키므로써 제조된다. 폴리이소시아네이트 초기중합체는 고온에서 비산화성인 폴리올, 예를 들면 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 또는 이들의 혼합물과 소형의 대칭형 방향족 유기 폴리이소시아네이트, 예컨대 파라-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 또는 지방족이며 트랜스 또는 트랜스,트랜스 입체이성질체 구조를 갖는 유기 폴리이소시아네이트, 예컨대 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 트랜스,트랜스-4,4'-디시클로헥실메틸 디이소시아네이트의 반응생성물이다.

Description

내열성 폴리우레탄/우레아 엘라스토머{HIGH TEMPERATURE POLYURETHANE/UREA ELASTOMERS}
폴리우레탄 또는 폴리우레탄/우레아 엘라스토머로 구성된 타이밍(timing) 또는 동기성(synchronus) 벨트, V형 벨트, 다수의 V형 골을 가진 벨트, 미세한 골을 가진 벨트, 편평한 벨트 등과 같은 벨트는 통상의 고무 벨트재에 비하여 상당히 우수한 장점을 갖는다. 이러한 장점으로는 폴리우레탄 및 폴리우레탄/우레아 벨트가 굴곡 내성, 내유성, 가수 분해 내성이 더욱 크며 향상된 하중 보유 용량을 나타낸다는 점을 들 수 있다. 이러한 벨트는 단일의 작업으로 진공 스핀 캐스팅, 주조 성형, 또는 회분식 캐스팅할 수 있다. 통상의 고무 톱니형 벨트는 많은 제조 단계를 필요로 한다.
폴리우레탄/우레아계 엘라스토머는 통상적으로 고분자량의 활성 히드록시를 말단기로 하는 물질, 예를 들면 폴리올 및 사슬 연장제로서 알려진 비교적 저분자량의 활성 아민을 말단기로 하는 물질을 단일 단계 또는 2단계(프리폴리머) 방법을 통해 폴리이소시아네이트와 반응시킴으로써 제조된다. 엘라스토머를 제조함에 있어서, 반응 성분들 및 임의의 촉매 또는 임의의 첨가제들을 함께 배합시킨 후에 적당한 형태를 가진 금형에 옮기고, 그 금형에서 제제를 경화시킨다. 대개, 상기 배합 단계는 회분식 공적으로 수행된다. 상기 혼합물은 성형된 형태를 유지할 수 있을 때까지 금형내에서 경화시키고, 금형으로부터 제거한 후에 중합 반응을 완결할때까지 후(post) 경화 처리한다. 별법으로서, 엘라스토머는 반응 사출 성형(RIM)을 통해 제조할 수도 있으며, 이 경우에는 활성 수소 원자를 함유하는 물질을 충돌법에 의해서 폴리이소시아네이트와 신속하게 혼합하고 동시에 금형내로 사출하여 반응을 수행한다.
4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 폴리(프로필렌 옥사이드)폴리올 및 디아민 사슬 연장제로 이루어진 반응 생성물인 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 사용한 비교적 내열성과 내한성이 있는 성형된 벨트가 공지되어 있다. 상기 엘라스토머 제제는 통상 열 안정성을 향상시키기 위해 항산화제를 포함한다. 항산화제는 보통 100∼130℃에서 발생하는 폴리에테르 폴리올의 산화 반응을 지연시키는 데 필요하다. 특히, 항산화제는 고온에서 폴리에테르의 산화 반응을 지연시키지만, 이를 배제하는 것은 아니므로, 초기에 관찰된 열 안정성은 시간이 증가함에 따라서, 그리고 벨트를 사용함에 따라서 감소한다. 또한, 상기 제제는 통상 고온에서 형성된 엘라스토머의 가황 반려(reversion)를 촉진하는 것으로 알려진 촉매를 사용할 수 있다.
폴리우레탄 및 폴리우레탄/우레아 엘라스토머의 열 안정성을 향상시키는 한 가지 방법은 폴리이소시아네이트 프리폴리머 조성물에 파라페닐렌 디이소시아네이트(PPDI)를 사용함으로써 달성된다. MDI에 비해서 높은 PPDI의 이소시아네이트 반응성 차이로 말미암아 올리고머의 형성이 감소되고, 이에 비례하여 프리폴리머내의 유리된 이소시아네이트가 감소된다. 따라서, PPDI 프리폴리머는 경질 분절과 연질 분절의 상 분리를 더욱 크게 촉진하므로, 형성된 엘라스토머의 열 안정성은 더욱 우수하다.
PPDI, 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트)폴리올 및 1,4-부탄디올 또는 1,4-비스(베타-히드록시에톡시)벤젠과 같은 단쇄 폴리올로부터 제조된 열가소성 폴리우레탄 수지가 알려져 있다. 상기 재료의 단점은 생성물인 폴리우레탄 엘라스토머를 형성함에 있어서 히드록시를 말단기로 하는 사슬 연장제를 사용한다는 점이다. 이 경우에는 우수한 가공 특성을 나타내지만, 히드록시를 말단기로 하는 사슬 연장제는 폴리이소시아네이트 프리폴리머와 비교적 약한 우레탄 결합을 형성하여 동적 용도에 있어서 폴리우레탄 엘라스토머의 성능을 저하시키는 것으로 밝혀졌다.
종래의 폴리우레탄 또는 폴리우레탄/우레아 엘라스토머의 열적 불안정성에는 몇가지 인자가 영향을 미친다. 그러한 인자로는 폴리에테르 폴리올을 연질 분절로서 사용한 경우 폴리에테르 산화 반응, 촉매가 제제중에 존재할 경우 신속한 가황반려, 바람직하지 못한 구조를 가진 폴리이소시아네이트 또는 사슬 연장제를 사용할 경우 열등한 상 분리, 그리고 히드록시 사슬 연장제를 사용할 경우 비교적 약한 우레탄 결합을 들 수 있다. 자동차 타이밍 또는 동기성 벨트, V형 벨트, 다수의 V형 골이 있는 벨트, 미세한 골이 있는 벨트 등과 같은 특정의 벨트 용도에 있어서, 상기 벨트는 동적 하중 조건하에서 반복되는 고온과 저온 극한에 당면하게 된다. 폴리우레탄 및 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 지금까지 이러한 장시간의 동적 용도에는 허용 불가능한 것이었는데, 이와 같은 조건하에서는 이 엘라스토머가 전단 및/또는 균열을 나타내는 경향이 있기 때문이다. 이러한 문제점은 사용 온도가 더욱 높은 자동차 엔진에 대한 수요가 증가함에 따라 더욱 분명해졌다. 따라서, 벨트가 타이밍 또는 동기성 벨트, V형 벨트, 다수의 V형 골이 있는 벨트, 미세한 골이 있는 벨트 등의 형태로 되어 있는 지의 여부에 상관없이, 하중 보유 용량이 우수할 뿐만 아니라 장시간 동안 고온 및 저온 조건하에서 반복되는 동적인 하중을 견디는 데 필요한 특성을 갖는 벨트 재료인 폴리우레탄/우레아 엘라스토머가 필요하다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 제1 목적은 동적 용도에 있어서 내열성과 내한성을 갖는 개선된 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 연속적인 동력 전달 용도에 사용되었을 때 내열성과 내한성을 갖는 개선된 폴리우레탄/우레아 벨트를 제공하는 것이다.
이러한 목적들과 본 발명의 다른 목적들을 달성하기 위해, 이하에 상세히 설명하는 바와 같이, 개선된 성형 엘라스토머를 포함하는 내열성 및 내한성 벨트가 제공된다. 벨트는 폴리우레탄/우레아 엘라스토머로 제조된 벨트 주체(body) 부분을 포함한다. 주체 부분 내부에는 인장 부재가 장착되며, 활차바퀴 접촉 부분이 주체 부분과 일체로 되어 있다. 엘라스토머는 동적인 용도에 있어서 내열성과 내한성을 가지며, 소형의 대칭성이 있는 방향족 디이소시아네이트, 또는 트랜스 입체 배열이나 트랜스, 트랜스 입체 배열을 갖는 지방족 디이소시아네이트로부터 제조된 폴리이소시아네이트 프리폴리머 및 150℃ 이하에서 비산화성인 폴리올과, 임의로 방향족 2급 디아민 사슬 연장제 또는 비산화성 폴리올과 혼합된 1종 이상의 방향족 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제와의 반응 생성물을 포함한다. 사슬 연장제는 통상의 성형 방법에 따라서 혼합시켰을 때 촉매의 부재하에서 폴리이소시아네이트 프리폴리머와 신속하게 반응할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시한 것으로서 본 발명의 일부를 이루는 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시양태를 설명함으로써, 본 발명의 원리를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 성형된(molded) 폴리우레탄/우레아 엘라스토머에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 동적 용도에 있어서 내열성과 내한성이 있는 개선된 성형 폴리우레탄/우레아 엘라스토머, 특히 이러한 개선된 엘라스토머를 이용한 개선된 벨트에 관한 것이다. 본 발명의 중합체 엘라스토머는 열 안정성이 우수함과 동시에 허용가능한 정적 및 동적 성질, 예를 들면 내화학 약품성, 저온 가요성, 굴곡 균열 내성 및 낮은 이력 현상(hysteresis)을 유지한다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 타이밍 벨트의 부분 단면을 나타낸 투시도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 V형 벨트의 부분 단면을 나타낸 투시도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 다수의 V형 골이 있는 벨트의 부분 단면을 나타낸 투시도이다.
도 1을 참조하면, 전형적인 타이밍 벨트(10)가 도시되어 있다. 벨트(10)는 엘라스토머 주체 부분(12) 및 주체 부분(12)의 내측 둘레를 따라 배치된 활차바퀴 접촉 부분(14)을 포함한다. 상기 활차바퀴 접촉 부분(14)은 톱니(16)와 오목부(18)가 교대하는 형태이다. 인장 층(20)은 벨트(10)에 지지체와 강도를 제공하기 위해 주체 부분(12)의 내부에 배치된다. 도시된 형태에 있어서, 인장 층(20)은 주체 부분(12)의 길이를 따라 종방향으로 정렬된 다수의 코드(22)의 형태로 존재한다. 그러나, 당분야에 알려진 임의의 유형의 인장 층(20)을 사용할 수도 있음을 알아야 한다. 더욱이, 인장 부재로서는 면, 레이온, 나일론, 폴리에스테르, 아라미드, 스틸 및 경우에 따라서는 낮은 하중 보유 용량을 갖도록 연신된 불연속 섬유와 같은 임의의 바람직한 재료를 사용할 수 있다. 도 1에 도시한 바람직한 실시예에서, 인장 층(20)은 아라미드 섬유로 제조된 코드(22)의 형태이다. 기타 바람직한 코드로는 도 1에 도시한 바와 같은 타이밍 벨트용 유리 섬유 또는 탄소 필라멘트 및 후술하는 도 2에 도시한 바와 같은 V형 벨트용 폴리에스테르 코드를 들 수 있다.
보강용 직물(24)을 사용하여 밀착시킴으로써, 벨트(10)의 교대하는 톱니부(16)와 오목부(18)를 따라서 이들에 대한 표면 커버를 형성할 수 있다. 상기 직물은 소정의 각도하의 위사와 경사로 이루어진 평직물과 같은 바람직한 형상이거나, 공간 피크 코드에 의해 함께 보호 유지되는 경사로 이루어지거나, 편직 또는 브레이딩(braiding)된 형상 등으로 이루어질 수 있다. 한 겹 이상의 직물을 사용할 수도 있다. 필요에 따라서, 직물(24)은 바이어스로 절단됨으로써, 그 스트랜드들이 벨트의 이동 방향과 일정한 각도를 형성하도록 할 수 있다. 통상의 직물, 예를 들면 면, 폴리에스테르, 폴리아미드, 대마, 황마, 유리 섬유 및 기타 다양한 천연 및 섬유와 합성 섬유를 사용하는 직물을 이용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 직물(24)은 발포성이 있고 내마모성이 있는 직물로 이루어지며, 이 직물의 경사 또는 위사 중 하나 이상은 나일론으로 제조된다. 바람직한 실시양태에서, 직물 층(24)은 나일론 66 스트레치 직물로 제조되며, 협력하는 구동 활차바퀴에 계합하기 위한 엘라스토머(폴리우레탄/우레아)가 없는 표면을 제공한다.
도 2를 참조하면, 통상적인 톱니 모양의 V형 벨트(26)가 도시되어 있다. V형 벨트(26)은 도 1과 유사한 엘라스토머 주체 부분(12) 및 도 1에 도시한 것과 유사한 코드(22)의 형태로 된 인장 보강 부재(20)를 포함한다. V형 벨트(26)의 엘라스토머 주체(12) 및 코드(22)는 도 1에 대하여 앞에 기재한 바와 동일한 물질로 구성된다.
또한, V형 벨트(26)는 도 1의 동력 전달 벨트와 같은 활차바퀴 접촉 부분(14)을 포함한다. 그러나, 이 실시예에서는, 병렬된 활차바퀴 접촉 부분(14)이 교대하는 오목면 또는 골(28)과 톱니형 돌출부(30)의 형태로 된다. 이러한 교대하는 톱니형 오목면(28)과 톱니 돌출부(30)는 도시한 바와 같이 전반적으로 파형의 형상으로 되어, 활차바퀴 접촉 부분(14)이 도르래와 활차바퀴 주위를 통과할 때 굴곡 응력을 분산시키고 극소화시키는 기능을 한다.
도 3을 참조하면, 다수의 V형 골이 있는 벨트(32)가 도시되어 있다. 다수의 V형 골이 있는 벨트(32)는 도 1 및 2에 도시한 벨트와 같은 엘라스토머 주체 부분(12) 및 다수의 V형 골(34)을 포함하며, 또한 바람직하게는 전술한 바와 같은 코드(22)의 형태인 인장 보강 부재(20)를 포함한다. 홈이 있는 활차바퀴 접촉 부분(14)은 벨트(32)의 구동 표면을 형성하는 대향하는 측면을 가진 다수의 골 영역 (38)과 교대하는 다수의 융기된 영역 또는 정점(36)의 형태로 존재한다. 도 1 내지 도 3에 도시한 각각의 실시예에서, 활차바퀴 접촉 부분(12)은 주체 부분(12)와 일체로 형성되며, 이하에 더욱 상세히 설명하는 동일한 엘라스토머 물질로 제조된다. 이상에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시양태와 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이러한 특정의 실시예 또는 실시양태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 청구의 범위에 의해 정하여지는 본 발명의 보호 범위내에서 임의의 벨트 구조물에 적용될 수 있다.
본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 폴리이소시아네이트 프리폴리머와 디아민 사슬 연장제를 표준 성형 방법을 통해 반응시켜 얻은 반응 생성물이다. 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 150℃ 이하에서 비산화성인 폴리올, 예컨대 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 또는 이들의 혼합물과 소형의 대칭형 방향족 디이소시아네이트, 예를 들면 PPDI 또는 트랜스 입체 이성질체 형태나 트랜스, 트랜스 입체 이성질체 형태의 지방족 디이소시아네이트, 예컨대 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(t-CHDI)와의 반응 생성물이다. 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 약 140∼150℃까지의 열 안정성 및 약 -35∼(-40)℃까지의 저온 가요성을 갖는다. 본 발명의 열 안정성 벨트, 예를 들면 자동차 타이밍 또는 동기성 벨트, V형 벨트, 다수의 V형 골이 있는 벨트, 미세한 골이 있는 벨트, 편평한 벨트재 등은 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 그 주체 부분으로서 이용하며, 통상의 벨트 제조 방법에 따라 제조된다.
본 발명은 통상의 성형 공정을 통해 2 단계(프리폴리머) 방법을 이용하여 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 제조한다. 제1 단계에서는, 폴리올 또는 폴리올 혼합물과 폴리이소시아네이트를 반응시켜서 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 얻는다. 제2 단계에서는, 폴리이소시아네이트 프리폴리머와 사슬 연장제를 반응시켜서 최종의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 생성시킨다.
각종 반응 물질들은 모두 당분야에 알려진 것이다. 본 발명에 사용되는 폴리이소시아네이트 프리폴리머에 적합한 유기 폴리이소시아네이트는 다음과 같은 특성, 즉, 형성되는 엘라스토머의 상 분리를 향상시키기 위해서, 방향족 화합물의 경우에는 소형의 대칭 구조, 지방족 화합물의 경우에는 트랜스 입체 이성질체나 트랜스, 트랜스 입체 이성질체 구조, 그리고 제제중에 촉매를 사용할 필요가 없도록 하는 아민기와의 높은 반응성(이러한 반응성이 없을 경우 고온에서 형성된 엘라스토머의 가황반려가 촉진됨)을 갖는 것들이다. 폴리이소시아네이트 프리폴리머의 제조에 있어서 원료 성분으로서 유용한 폴리이소시아네이트로서는 소형의 대칭형 방향족 디이소시아네이트, 예를 들면 PPDI, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI) 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트(2,6-TDI)를 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한 폴리이소시아네이트 프리폴리머의 제조에 있어서 원료 성분으로서 유용한 폴리이소시아네이트로는 트랜스 입체 이성질체 또는 트랜스,트랜스 입체 이성질체 형상을 가진 시클로지방족 디이소시아네이트를 들 수 있다. 이러한 이성질체들은 일반적으로 순수하다. 즉, 이들은 시스 입체 배열의 이성질체가 거의 없는 상태로 존재하므로, 일단 경화되면 우수한 상 분리를 촉진한다. 이와 같은 폴리이소시아네이트의 예로서는 t-CHDI 및 트랜스,트랜스-4,4'-디시클로헥실메틸 디이소시아네이트(t,t-HMDI)를 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리이소시아네이트 프리폴리머에 유용한 폴리올 또한 당분야에 알려져 있다. 적당한 폴리올은 150℃ 이하에서 비산화성이며, 그 예로서는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리카르보네이트 폴리올을 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다. 폴리에테르 폴리올은 본 발명에 적합하지 않은데, 이는 150℃ 에서 산화 반응에 대해 극도로 민감하기 때문이다. 폴리티오에테르 폴리올은 본 발명에 적합하지 않은데, 이들은 엘라스토머를 거대 라디칼 커플링을 일으키도록 만들어서 150℃에서는 취성을 갖기 때문이다. 이러한 현상은 황 원자에 인접한 메틸렌 양성자의 존재에 기인한 것으로서, 이 양성자는 150℃에서 대량의 수소 제거 반응을 일으켜 2개의 폴리테오에테르 연질 분절간의 커플링을 일으킨다.
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 폴리올로서는 다가, 바람직하게는 2가의 알코올(임의로 3가 알코올이 첨가됨)과 다염기 카르복실산, 바람직하게는 2염기 카르복실산과의 반응 생성물을 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 폴리에스테르를 제조하기 위해서는, 유리된 폴리카르복실산 대조군에 비해서 상응하는 폴리카르복실산 무수물 또는 상응하는 저급 알코올의 폴리카르복실산 에스테르 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
폴리카르복실산은 지방족, 시클로지방족 및/또는 방향족일 수 있다. 그 예로서는 숙신산, 아디프산, 수베린산, 아젤라인산, 세바신산, 프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산, 프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 테트라클로로프탈산 무수물, 엔도메틸렌 테트라히드로프탈산 무수물, 엔도메틸렌 테트라히드로프탈산 무수물, 글루타르산 무수물, 푸마르산, 임의로 지방산 단량체와 혼합된 지방산의 이합체 및 삼합체, 디메틸테레프탈레이트 및 테트라프탈산 비스글리콜 에스테르를 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 상기 폴리에스테르를 제조하는 데 사용하기에 적합한 다가 알코올로서는, 1,2-프로필렌 글리콜 및 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜 및 2,3-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-시클로헥산 디메탄올 또는 1,4-비스-히드록시메틸시클로헥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메탈올프로판, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올에탄 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. ε-카프로락톤과 같은 락톤의 폴리에스테르 및 ω-히드록시카프로인산과 같은 히드록시카르복실산을 사용할 수도 있다.
적합한 폴리카르보네이트 폴리올은 공지되어 있으며, 예를 들면 디올, 예컨대 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 테트라에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물을, 디아릴 카르보네이트, 예를 들면 디페닐 카르보네이트, 디알킬 카르보네이트, 예를 들면 디에틸 카르보네이트 또는 포스겐과 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
바람직한 폴리올은 분자량이 약 500 내지 약 3000인 폴리카르보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 또는 이들 폴리올의 혼합물이다. 더욱 바람직한 폴리올은 분자량이 약 500 내지 약 3000인 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올, 폴리카프로락톤 디올 및 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 디올이다. 가장 바람직한 폴리올은 분자량이 약 1500 내지 약 2500인 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올, 폴리카프로락톤 디올 및 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 디올이다. 이러한 폴리올을 약 0.03 중량% 이하의 함수율까지, 더욱 바람직하게는 약 0.015 중량%의 함수율까지 건조시킨 후에 디이소시아네이트와 반응시켜서 본 발명에 유용한 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 형성시킨다.
디아민 사슬 연장제를 사용할 경우, 그 융점이 보다 높기 때문에 대개 디올 사슬 연장제보다는 처리하기가 곤란하지만, 상응하는 우레탄 결합보다 더욱 안정한 우레아 결합을 통해 더욱 큰 열 안정성을 제공한다. 본 발명에 유용한 바람직한 사슬 연장제는 다음과 같은 3가지 특성, 즉, 형성된 엘라스토머의 개선된 상 분리를 위한 대칭적인 구조, 형성된 엘라스토머의 전체적인 상 분리 및 경질 분절의 결정화가 지연되지 않도록, 방향족 기상에 치환기가 존재할 경우에는 부피가 크지 않은 치환기, 그리고 제제중에 촉매가 존재할 필요가 없도록 이소시아네이트 기와의 적절한 반응성을 갖는다. 적절한 반응성을 제공하는 1급 디아민 사슬 연장제를 사용한다.
본 발명에 유용한 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제는 촉매를 사용할 필요없이 폴리이소시아네이트 프리폴리머와 신속하게 반응할 수 있는 것이다. 또한, 이 사슬 연장제는 특유하게 본 발명에 따라 제조되는 엘라스토의 우수한 동적 성능을 제공해야 한다. 본 발명에 유용한 사슬 연장제의 대칭성은 개선된 상 분리를 제공하므로 동적인 용도에 있어서 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 완제품의 열 안정성을 증가시킨다. 적당한 1급 디아민 사슬 연장제로서는 분자량이 약 90 내지 약 500인 대칭형 방향족 아민류 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다. 그 예로서는 1,4-페닐렌디아민, 2,6-디아미노톨루엔, 1,5-나프탈렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 1-메틸-3,5-비스(메틸티오)-2,6-디아미노벤젠, 1-메틸-3,5-디에틸-2,6-디아미노벤젠, 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린), 4,4'-메틸렌-비스-(오르토-클로로아닐린), 4,4'-메틸렌-비스-(2,3-디클로로아닐린), 트리메틸렌글리콜 디-파라-아미노벤조에이트, 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린), 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디이소프로필아닐린), 4,4'-메틸렌-비스-(2-메틸-6-이소프로필아닐린), 4,4'-디아미노디페닐설폰 등을 들 수 있다.
대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제를 임의로 약 25 중량% 이하의 2급 디아민 사슬 연장제와 배합하여, 경도와 같은 엘라스토머의 특성을 변화시킬 수 있다. 방향족 2급 디아민 사슬 연장제의 적당한 예로는 분자량이 약 150 내지 약 500인 것을 들 수 있으며, 구체적인 예로서는 N,N'-디-sec-부틸-아미노벤젠 및 N,N'-디-sec-부틸-아미노-디페닐메탄을 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
또한 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제를 프리폴리머에 함유된 전술한 바와 같은 1종 이상의 폴리올과 배합하여, 혼합 속도, 가공 온도, 가요성 등과 같은 가공 및 제품 특성을 변경시킬 수도 있다. 이러한 장쇄 폴리올은 사슬 연장제로서는 작용하지 않지만, 엘라스토머내의 경질 분절의 양을 감소시킴으로써 엘라스토머의 경도를 감소시킨다. 이는 일부의 용도에서는 바람직할 수가 있다. 폴리올:대칭형 1급 디아민 사슬 연장제의 적당한 중량비는 약 30:70 내지 약 60:40일 수 있으며, 약 40:60 내지 약 50:50인 것이 더욱 바람직하다.
지방족 또는 방향족의 단쇄 히드록시 화합물은 본 발명에 있어서 사슬 연장제로서 적합하지 않은데, 형성된 엘라스토머내의 우레탄 결합이 고온에서의 불안정성 및 고온 용도에서 부적합한 동적 성질을 갖기 때문이다.
폴리이소시아네이트와 폴리올 또는 폴리올 혼합물의 반응을 통한 폴리이소시아네이트 프리폴리머의 제조 방법은 당해 기술 분야에 알려진 것이다. 첨가 순서를 선택하는 데 있어서 일반적인 요건은 고점도 프리폴리머의 형태로서 가공상의 곤란성을 유발하는 올리고머의 양을 극소화시켜야 한다는 것이다. 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 제조하기 위한 첨가 순서를 선택하는 데 있어서 다른 인자들도 고려해야 한다. 예를 들면, 폴리올 성분을 그 융점인 95℃ 이상의 온도에서 액상 PPDI 내로 첨가할 경우에 고도의 이합체화 반응 및 PPDI의 승화가 일어난다. 후술하는 실시예에서, PPDI를 폴리올에 첨가하는 PPDI계 프리폴리머의 합성의 경우를 제외하고는, 모든 폴리올을 폴리이소시아네이트에 첨가하였다. 필요에 따라서 소량의 안정제, 예를 들면 벤조일 클로라이드를 제조 단계중에 폴리이소시아네이트 프리폴리머에 첨가할 수 있다. 폴리이소시아네이트:폴리올의 바람직한 혼합 비율은 NCO/OH 화학양론 비율로 표현하여 약 1.8:1 내지 약 2.4:1이며, PPDI를 원료로 하는 프리폴리머인 경우에는 그 비율이 약 2:1인 것이 더욱 바람직하고, t,t-HMDI를 원료로 하는 프리폴리머인 경우에는 약 2.2:1인 것이 더욱 바람직하다. 디이소시아네이트와 폴리올의 반응은 바람직하게는 약 3 시간 내지 약 10 시간, 더욱 바람직하게는 약 5 시간 내지 약 6 시간 동안 수행한다. 본 발명에 유용한 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 약 2 중량% 내지 12 중량%의 NCO, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량%의 NCO, 가장 바람직하게는 3.4 중량% 내지 4.0 중량%의 NCO인 이소시아네이트 기 함량을 포함한다.
본 발명의 폴리이소시아네이트 프리폴리머는 통상의 성형 방법을 통해서 폴리우레탄/우레아 기술 분야에 알려진 사슬 연장제와 반응시킬 수 있다. 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는, 이소시아네이트:아민 또는 이소시아네이트:아민/히드록시 당량 비율을 약 0.95:1 내지 약 1.2:1, 더욱 바람직하게는 약 1.05:1 내지 약 1.1:1의 범위로 이용한다.
본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 벨트 제조시 적당한 단계에서 안료, 착색제, 대전 방지제 등과 같은 첨가제와 혼합할 수 있다.
이하, 실시예에 따라 본 발명을 설명하고자 하며, 후술하는 실시예에서 모든 부 및 퍼센트는 특별한 언급이 없는 한 중량을 기준으로 한 것이다. 분자량은 "수 평균" 분자량이다.
PPDI계 프리폴리머 합성
하기 표 1∼4의 적절한 실시예에 기재된 각각의 폴리올 또는 폴리올 혼합물 1400부를 기계적 교반기 및 진공원을 구비한 반응기내에서 90℃로 유지시키고 약 0.03% 이하, 바람직하게는 함수율 약 0.015%까지 건조시켰다. 이어서 온도를 70℃로 저하시켜 그 온도로 유지시켰다. 방치 단계중에, 신속한 교반하에서 PPDI 448부를 전부 한꺼번에 동일한 반응기내에 첨가하였다. 반응기내의 혼합물을 5 시간 동안 70℃에서 반응시키고, 이어서 NCO 적정을 수행하여 반응의 완결을 확인하였다.
t,t-HMDI계 프리폴리머 합성
하기 표 2의 실시예 9에 기재된 폴리올 혼합물 1400부를 기계적 교반기와 진공원을 구비한 반응기에 90℃로 유지시키고 함수율 약 0.015%까지 건조시켰다. 기계적 교반기 및 질소 블랭킷을 구비한 또 다른 반응기에서, 마일즈 인코오포레이티드로부터 입수한 t,t-HMDI 395.7부를 90℃하에 용융물로서 첨가하였다. 건조된 폴리올 혼합물을 교반하에 단계적으로 반응기에 첨가하여, 반응의 발열을 극소화시켰다. 반응기의 내용물을 90℃에서 8 시간 동안 반응시킨 후에, NCO 적정을 수행하여 반응의 완결을 확인하였다.
80:20 TDI계 프리폴리머 합성
하기 표 4의 실시예 19에 기재된 폴리올 혼합물 1089부를 기계적 교반기 및 진공원을 구비한 반응기에 90℃로 유지시키고 함수율 약 0.015%까지 건조시켰다. 이어서 건조된 폴리올 혼합물을 60℃로 유지시켰다. 기계적 교반기 및 질소 블랭킷을 구비한 또 다른 반응기에서, 마일즈 인코오포레이티드에서 상표명 Mondur T-80으로 시판하는 2,4-TDI와 2,6-TDI의 80:20 중량비로 된 혼합물 335.5부를 주위 온도에서 첨가하였다. 60℃에서 폴리올 혼합물을 교반하에 단계적으로 반응기에 첨가하여, 반응의 발열을 극소화시켰다. 반응기의 내용물을 80℃에서 10 시간 동안 반응시킨 후에, NCO 적정을 수행하여 반응의 완결을 확인하였다.
MDI계 프리폴리머 합성
하기 표 4의 실시예 20에 기재된 폴리올 혼합물 1111부를 기계적 교반기 및 진공원을 구비한 반응기에 90℃로 유지시키고, 함수율 약 0.015%까지 건조시켰다. 이어서 건조된 폴리올 혼합물을 60℃로 유지시켰다. 기계적 교반기 및 질소 블랭킷을 구비한 또 다른 반응기에서 다우 케미칼 컴패니에서 상표명 Isonate 125M으로 시판하는 4,4'-MDI 220.4부를 첨가하고 MDI가 용융될 때까지 50℃로 가열하였다. 이어서 60℃에서 폴리올 혼합물을 교반하에 단계적으로 반응기에 첨가하여, 반응의 발열을 극소화시켰다. 반응기의 내용물을 70℃에서 6 시간 동안 반응시킨 후에, NCO 적정을 수행하여 반응의 완결을 확인하였다.
폴리우레탄/우레아 엘라스토머 제제
t,t-HMDI계 프리폴리머를 제외한 상기 모든 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 탈가스 처리하고 80∼90℃로 유지시켰다. t,t-HMDI계 프리폴리머는 탈가스처리하고 120∼130℃로 유지시켰다. 이어서 모든 프리폴리머를, 그 각각의 융점 이상의 온도에서 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제, 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 방향족 2급 디아민 사슬 연장제의 혼합물, 또는 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 전술한 바와 같은 폴리올의 혼합물과 혼합하고 경화시켜서, 85℃로 예열된 8 인치×8 인치×0.080 인치의 금형내에서 상응하는 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 얻었다. 모든 엘라스토머 샘플을 30∼60분 이내에 금형에서 제거한 후에 100℃에서 24 시간 동안 후경화 처리하였다.
폴리우레탄/우레아 엘라스토머 시험
전술한 모든 폴리우레탄/우레아 샘플을 경도(ASTM D-2240), 숙성 및 미숙성된 샘플의 모듈러스(ASTM D-412) 및 저온 가요성(게만 시험, ASTM D-1053 및 티니어스 올슨 취성 포인트(TOBP), ASTM D-2137A)에 대하여 시험하였다. 모듈러스 시험에 사용되는 샘플의 숙성은 140∼150℃에서 2주 동안 샘플을 열 숙성시키는 단계를 포함한다.
하기 표 1∼4의 실시예에 사용된 폴리올은 다음과 같다.
PHC2000 = 마일즈 인코오포레이티드에서 상표명 Vulkollan 2020E로, 또는 니뽄 폴리우레탄 인더스트리즈, 인코오포레이티드에서 상표명 Nippollan 980R로 시판하는 분자량 2000의 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올,
PCL2000 = 유니온 카바이드 코오포레이션에서 상표명 Tone 0240으로 시판하는 분자량 2000의 폴리카프로락톤 디올.
PHA2000 = 이놀렉스 케미칼 컴파니에서 상표명 Lexorez 1130-55로 시판하는 분자량 2000의 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 디올.
PHC1000 = 니뽄 폴리우레탄 인더스트리즈, 인코오포레이티드에서 상표명 Nippollan 981R로 시판하는 분자량 1000의 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올.
PCL1250 = 유니온 카바이드 코오포레이션에서 상표명 Tone 0230으로 시판하는 분자량 1250의 폴리카프로락톤 디올.
하기 표 1∼4의 실시예에 사용된 사슬 연장제들은 다음과 같다.
TGDAB = 트리메틸렌 글리콜 디-파라-아미노벤조에이트
MCDEA = 4,4'-메틸렌-비스(3-클로로-2,6-디에틸아닐린)
MOCA = 4,4'-메틸렌-비스(오르토-클로로아닐린)
MDCA = 4,4'-메틸렌-비스(2,3-디클로로아닐린)
MDEA = 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디에틸아닐린)
DBADM = N,N'-디-sec-부틸아미노-디페닐메탄
DMTDA = 3,5-디메틸티오톨루엔-(2,4 또는 2,6)-디아민
MMA = 메틸렌-비스-메틸 안트라닐레이트
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 표 2의 실시예 1∼9는 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올, 폴리카프로락톤 디올, 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 디올 또는 이들의 혼합물, PPDI 또는 t,t-HMDI 및 대칭형 방향족 1급 디아민, 예컨대 TGDAB, MCDEA, MOCA, MDCA 및 MDEA로부터 제조한 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머가 140∼150℃에서 고온 열 안정성 및 -35∼(-40℃)에서 저온 가요성을 나타냄을 보여준다. 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올은 저온 인성을 부여한다. 폴리카프로락톤 디올 또는 폴리(헥사메틸렌 아디페이트) 디올은 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올과 혼합되었을 때 저온 가요성을 부여하며 프리폴리머 점도를 감소시킨다. 소형의 대칭적인 PPDI 또는 트랜스,트랜스 입체 이성질체 형태의 t,t-HMDI를 임의의 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 함께 사용하면 형성된 폴리우레탄/우레아 엘라스토머의 상 분리를 강하게 촉진시켜서, 고온 안정성뿐만 아니라 저온 가요성도 증가시킨다. 이와 같은 고도로 상분리된 엘라스토머는 벨트와 같은 동적인 용도에 적합한 우수한 내화학 약품성, 굴곡 균열 내성 및 낮은 이력 현상을 나타낸다.
표 3의 실시예 12∼16은 DBDAM과 같은 부피가 큰 2급 디아민을 25 중량% 이하의 양으로 TGDAB와 같은 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제와 함께 경화조제로서 사용하여 다른 바람직한 성질에는 현저한 영향을 미치는 일 없이, 경도와 같은 특정의 엘라스토머 성질을 변화시킬 수 있음을 보여준다.
표 2의 실시예 10 및 실시예 11은 본 발명의 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 제조하는 데 사용된 장쇄 폴리올 중 약 60 중량%를 대칭형 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 함께 사용하여 다른 바람직한 성질에는 현저한 영향을 미치는 일 없이, 경도와 같은 물리적 성질을 조정할 수 있음을 시사한다. 이 폴리올은 제제중에서 사슬 연장제로서는 작용하지 않으며, 그들의 긴 연쇄는 본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머의 연질 분절을 연장시킨다.
표 4의 실시예 17∼20은, 비대칭형 DMTDA, 부피가 큰 MMA 및 80:20-TDI와 MDI의 경우, 형성된 폴리우레탄/우레아 엘라스토머의 고온 열 안정성이 열등하고 저온 가요성이 부적합하기 때문에, 본 발명에 부적합함을 입증한다.
본 발명의 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 상기 성분들의 반응에 의해 형성된 경질 분절과 연질 분절의 배합물이다. 상기 성분들은 상 분리를 촉진시키고, 촉매와 항산화제를 사용할 필요성을 배제함으로써, 열 안정성을 증가시키고 최종 엘라스토머 조성물의 고온 및 저온에서의 동적 성능을 향상시킬 수 있도록 선택된다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시양태에 따라 상세히 설명하였지만, 이와 같은 상세한 설명은 본 발명의 보호 범위를 한정하지 않으며, 당업자라면 첨부된 청구의 범위에 의해 정하여지는 본 발명의 기술 사상과 보호 범위내의 다른 변형예를 명확히 파악할 수 있을 것이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 본 발명은 본 명세서에 특별히 개시하지 않은 임의의 구성 요소의 부재하에서 적당히 실시할 수 있다.

Claims (15)

  1. 고체 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 조성물(12)로부터 제조되며 사용시에 동적 하중을 받는 벨트(10,26,32)에 있어서,
    상기 폴리우레탄/우레아 엘라스토머는 동적인 용도에서 약 140℃까지의 내열성 및 약 -35℃까지의 내한성을 갖는 것으로서,
    (a) (i) (A) 대칭적인 구조를 가진 방향족 디이소시아네이트 및 (B) 트랜스 구조 또는 트랜스,트랜스 구조를 가진 시클로지방족 디이소시아네이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 디이소시아네이트와, (ii) 약 150℃ 이하에서 산화성인 부분이 거의 없으며, (A) 폴리카르보네이트 폴리올, (B) 폴리에스테르 폴리올 및 (C) 상기 폴리카르보네이트 폴리올과 상기 폴리에스테르 폴리올의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 폴리올을 반응시켜 얻은 폴리이소시아네이트 프리폴리머 조성물 및
    (b) (i) 방향족 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제, (ii) 상기 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 방향족 2급 디아민 사슬 연장제의 혼합물 및 (iii) 상기 방향족 1 급 디아민 사슬 연장제와 상기 폴리올의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 사슬 연장제로 구성된 것이며,
    상기 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 조성물의 이소시아네이트:아민 또는 이소시아네이트:아민/히드록시 당량 비율은 약 0.95:1 내지 약 1.20:1이고, 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기 함량은 약 2 중량% 내지 약 12 중량%인 것이 특징인 벨트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머 조성물의 이소시아네이트기 함량이 약 3 중량% 내지 약 7 중량%인 것이 특징인 벨트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방향족 디이소시아네이트가 단일의 고리 구조를 갖는 것이 특징인 벨트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 디이소시아네이트가 상기 방향족 디이소시아네이트이며, (a) 파라페닐렌 디이소시아네이트 및 (b) 2,6-톨루엔 디이소시아네이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것이 특징인 벨트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시클로지방족 디이소시아네이트가 (a) 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 (b) 트랜스,트랜스-4,4'-디시클로헥실메틸 디이소시아네이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것이 특징인 벨트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폴리카르보네이트 폴리올이 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올이며, 그 분자량은 약 500 내지 약 3000인 것이 특징인 벨트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올이 폴리카프로락톤 디올이며, 그 분자량은 약 500 내지 약 3000인 것이 특징인 벨트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 방향족 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제의 분자량이 약 90 내지 약 380인 것이 특징인 벨트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방향족 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제가
    (a) 4,4'-메틸렌-비스-(3-클로로-2,6-디에틸아닐린),
    (b) 4,4'-메틸렌-비스-(오르토-클로로아닐린),
    (c) 4,4'-메틸렌-비스-(2,3-디클로로아닐린),
    (d) 트리메틸렌 글리콜 디-파라-아미노벤조에이트,
    (e) 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디에틸아닐린),
    (f) 4,4'-메틸렌-비스-(2,6-디이소프로필아닐린),
    (g) 4,4'-메틸렌-비스-(2-메틸-6-이소프로필아닐린) 및
    (h) 상기 대칭형 1급 디아민 사슬 연장제 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되는 것이 특징인 벨트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머의 이소시아네이트기 함량이 약 2 중량% 내지 약 12 중량%이고, (i) 파라-페닐렌 디이소시아네이트 및 (ii) 폴리(헥사메틸렌 카르보네이트) 디올 약 40 중량%와 폴리카프로락톤 디올 약 60 중량%의 혼합물을 반응시킴으로써 제조된 것이며, 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 트리메틸렌 글리콜 디-파라-아미노벤조에이트와 반응시키는 것이 특징인 벨트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 고체 폴리우레탄/우레아 조성물로 이루어진 벨트 주체 부분(12), 상기 주체 부분내에 장착된 인장 부재(22) 및 상기 주체 부분과 일체로 형성된 활차바퀴 접촉 부분(24,14)을 포함하는 것이 특징인 벨트(10,26,32).
  12. 폴리우레탄/우레아 엘라스토머로부터 제조된 주체 부분(12)을 가진 벨트(10, 26, 32)를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 조성물은 약 140℃까지의 내열성 및 약 -35℃까지의 내한성을 갖는 것이며,
    (a) 약 150℃ 이하에서 산화성인 부분이 거의 없으며, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 폴리올을 반응기내로 공급하는 단계,
    (b) 상기 폴리올을 건조시키는 단계,
    (c) 상기 폴리올에 대칭형 구조를 가진 방향족 디이소시아네이트 및 트랜스 입체 이성질체 구조 또는 트랜스,트랜스 입체 이성질체 구조를 가진 시클로지방족 디이소시아네이트로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 디이소시아네이트를 첨가하는 단계,
    (d) 상기 디이소시아네이트와 상기 폴리올을 약 60℃ 내지 약 80℃에서 약 3 시간 내지 약 10 시간 동안 반응시켜서, 이소시아네이트기 함량이 약 2 중량% 내지 약 12 중량%인 폴리이소시아네이트 프리폴리머를 형성시키는 단계,
    (e) 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머, 그리고 방향족 대칭형 1급 디아민, 상기 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 방향족 2급 디아민 사슬 연장제의 혼합물 및 상기 방향족 1급 디아민 사슬 연장제와 상기 폴리올의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 사슬 연장제로 이루어진 혼합물을 형성시키는 단계,
    (f) 상기 혼합물을 벨트 성형용 금형내에 충전시키는 단계,
    (g) 상기 혼합물을 중합시키는 단계,
    (h) 고체 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 벨트를 금형에서 제거하는 단계 및
    (i) 상기 고체 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 중합 반응이 거의 완결될 때까지 후경화 처리하는 단계
    를 포함하는 것이 특징인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 폴리우레탄/우레아 엘라스토머를 촉매가 거의 존재하지 않는 상태에서 제조하는 것이 특징인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄/우레아 엘라스토머 조성물이 회분식 캐스팅 기법에 의해 제조된 조성물인 것이 특징인 벨트.
  15. 제1항에 있어서, 자동차 동력 전달 벨트의 형태로 존재하는 것이 특징인 벨트.
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