KR100306556B1 - 복합재료제조용결합제로서유용한신규조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방향족 폴리이소시아네이트, 및 리시놀레산의 자기-축합에 의해서, 임의로는 C2-C20출발 폴리올과 임의의 첨가제를 함께 이용하여 얻어질 수 있는 평균 분자량 약 600 내지 약 5000의 폴리에스테르로 이루어진 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 복합 재료 제조용 결합제로서 유용하다.

Description

복합 재료 제조용 결합제로서 유용한 신규 조성물
본 발명은 복합 재료 제조용 결합제로서 유용한 신규한 이소시아네이트-기재의 조성물에 관한 것이다.
칩보드, 복합 판재 또는 기타 성형체와 같은 복합 재료(또한 압축-성형 재료라고도 부름)는 목편, 나무 섬유, 또는 다른 리그노셀룰로오스-함유 재료의 덩어리와 같은 무기 또는 유기 원료를 우레아/포름알데히드 수지 또는 페놀/포름알데히드 수지의 수분산액과 같은 결합제를 사용하여 고온 성형함으로써 제조한다. 하드보드용 결합제로서는 포름알데히드 수지 대신에 이소시아네이트 또는 이소시아네이트 용액을 사용할 수 있다(독일연방공화국 특허 공고 제1,271,984호; 및 독일연방공화국 특허 공개 제1,492,507호; 제1,653,177호; 및 제2,109,686호 참조). 결합제로서 폴리이소시아네이트를 사용하면 복합 재료의 안정성 및 함수성이 개선되고 기계적 강도가 증대된다. 또한, 폴리이소시아네이트는 결합제로서 사용되는 경우에 광범위한 공정 작업상의 이점을 가진다. 이러한 이점은 독일연방공화국 특허 공개 제2,109,686호에서 논의된 바 있다.
그러나, 폴리이소시아네이트(특히, 칩보드, 화이버보드, 및 합판과 같은 리그노셀룰로오스-함유 재료)로 결합시킨 복합 재료를 공업적으로 대량 생산하는 것은 폴리이소시아네이트의 고접착성으로 인하여 방해를 받는다. 이 접착성은 고온 성형후 성형 복합물을 모든 금속 부분(특히 강철 또는 알루미늄으로 만들어진 압축판)에 강하게 접착시켜 이형을 어렵게 만든다.
이 이형 문제를 해결하기 위하여 제안된 종래의 방법들은 각각 자체의 단점들을 가진다. 몇가지 단점들은 다른 것들보다 더 두드러진다. 종종 이소시아네이트와 함께 사용하기 위하여 특별히 개발된 이형제가 양호한 이형 작용을 가지지만 대규모 적용시에는 믿을 수 없고, 비경제적이며, 또한 이러한 이형제를 사용하여 제조한 보드를 추가 가공할 때 불안전한 접착을 초래하거나 또는 코팅이 어려울 수 있다.
독일연방공화국 특허 공개 제1,653,178호에서는 리그노셀룰로오스-함유 재료 및 폴리이소시아네이트의 혼합물을 고온 성형하여 보드 또는 성형체를 생산하는 방법에 대해서 개시하고 있다. 개시된 방법에서는, 압축판 또는 성형체를 압축 성형전에 폴리히드록실계 화합물(예를 들면, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올)을 사용하여 처리할 수 있다. 이형제를 도포하기 위해 별도의 작업이 요구되고 이형제와의 반응에 의해 폴리이소시아네이트의 일부가 소모된다는 것이 이 방법의 단점이다.
성형체의 이형 특성을 개선하려는 다른 시도가 독일연방공화국 특허 공개 제2,325,926호에 개시되어 있다. 이 개시된 발명에서는 이소시아네이트 중에서 이소시아누레이트의 형성을 촉매 작용하는 이형제가 사용된다. 이 방법의 단점은 촉매가 이소시아네이트에 대하여 탈안정화 효과를 가져 시방서를 만족시킬 수 있는 이소시아네이트 결합제의 제조를 방해한다는 것이다.
본 발명의 목적은 복합 재료 제조용 결합제로서 유용한 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 성형체로부터 복합 물품을 제거하는데 악영향을 미치지 않는, 복합 재료의 제조에 사용될 수 있는 결합제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저장 안정성을 갖는 결합제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 성형체로부터 쉽게 제거될 수 있는 복합 재료의 제조 방법을 제공하는 것이다.
당업계의 기술자에게 명백한 이들 목적 및 다른 목적들은 리시놀레산의 자기-축합으로 생성되는, 임의로는 출발 폴리올을 사용하여 리시놀레산을 축합시켜 제조한 폴리에스테르 (b)와 배합된 방향족 폴리이소시아네이트 (a)로 이루어진 조성물을 사용하여 성취할 수 있다.
본 발명은 방향족 폴리이소시아네이트 (a)와 임의로 C2-C20출발 폴리올을 사용하여 리시놀레산을 자기-축합시켜 제조한, 평균 분자량 약 600 내지 약 5000의 폴리에스테르 (b), 및 임의의 첨가제를 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 폴리이소시아네이트(a)는 디페닐메탄 디이소시아네이트(i), 또는 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물(ⅱ)(여기서 폴리이소시아네이트 혼합물 중의 디페닐메탄 디이소시아네이트의 비율은 35 내지 75 중량%가 바람직함)를 기재로 한 폴리이소시아네이트이다. 또한 폴리에스테르(b)의 평균 분자량은 약 620 내지 약3000인 것이 바람직하다. 폴리에스테르(b)의 제조에 출발 폴리올을 사용하는 경우에, 이 폴리올은 1,6-헥산디올이 바람직하다. 또한, 임의로, 제조하려고 하는 복합 재료의 원료에 조성물을 가하기 이전에 성분 (a)와 (b)가 서로 완전히 또는 부분적으로 반응하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 임의로 분자량 약 400 내지 약 10,000의 공지된 폴리히드록실계 화합물과 배합된, 상기 조성물의 복합 재료 제조용 결합제로서의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 결합제는 셀룰로오스-함유 및(또는) 리그노셀룰로오스-함유 재료를 기재로 한 복합 재료를 제조하는데 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 바람직한 실시태양에서는, 복합 재료를 생산하기 위해 분쇄된 폐 플라스틱(ground scrap plastics)(이소시아네이트-기재 폐 플라스틱이 가장 바람직함)을 셀룰로오스-함유 및(또는) 리그노셀룰로오스-함유 재료와 함께 사용한다.
본 발명의 조성물에 있어서, 성분 (a) 대 성분 (b)의 중량비는 통상적으로 100:1 내지 100:200, 바람직하게는 100:5 내지 100:30이다.
본 발명의 조성물에 바람직하게 사용되는 폴리에스테르(b)는 C2-C20출발 폴리올에 대한 리시놀레산의 자기-축합으로 생성된다. 생성된 폴리에스테르는 히드록시관능성 폴리에스테르이다. 그러나, 성분 (b)로서 리시놀레산의 자기-축합으로 생성되는 폴리에스테르를 사용하는 것도 또한 가능하다. 이들 자기-축합 폴리에스테르는 출발 폴리올을 사용하여 제조된 폴리에스테르보다 분자 1 개당 카르복실기를 1개 더 갖는다.
2 내지 6의 관능가 약 62 내지 약 399의 분자량을 갖는 모든 공지된 폴리올을 본 발명을 실시함에 있어서 사용되는 폴리에스테르의 제조를 위한 C2-C20출발 폴리올로 사용할 수 있다. 적절한 출발 폴리올의 구체적인 예로는 에틸렌 글리콜; 1,2-및 1,3-프로판디올; 1,4- 및 2,3-부탄디올, 1,6- 및 2,5-헥산디올; 2-에틸헥산디올; 1,12-옥타데칸디올; 3-메틸-1,5-펜탄디올; 1,8-옥탄디올; 네오펜틸글리콜; 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산; 2-메틸-1,3-프로판디올; 글리세롤; 트리메틸올프로판; 1,2,6-헥산트리올; 1,2,4-부탄트리올; 트리메틸올에탄; 펜타에리트리톨; 퀴니톨; 만니톨; 소르비톨; 포르미톨; 1,4,3,6-디안히드로소르비톨; 메틸글리코사이드; 디에틸렌 글리콜; 트리에틸렌 글리콜; 테트라에틸렌 글리콜 및 고급 폴리에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜 및 고급 폴리프로필렌 글리콜; 및 디부틸렌 글리콜 및 고급 폴리부틸렌 글리콜이 있다.
결합제로서 본 발명의 조성물을 사용하여 고온 성형에 의해 복합 재료를 제조할 때, 다른 첨가제를 추가로 사용할 수 있다. 그러한 첨가제로는 예를 들면, 분자량 약 400 내지 약 10,000의 폴리에테르 폴리올 및(또는) 알킬렌 카르보네이트(유럽 공개 공보-제352,558호)와 같은 당업계에 공지된 것들이 있다.
결합제로서 본 발명의 조성물을 사용하면, 임의로 이형제를 도포하여 성형틀을 1회 콘디셔닝한 후 고온 성형하여 압축-성형 재료(예를 들어, 칩보드)를 제조하는 것이 가능하다. 이때, 이형제를 반복 도포할 필요가 없다. 또한, 성형 시간의 현저한 감소가 관찰된다.
결합제로 사용하고자 하는 본 발명의 조성물은 약 0℃ 내지 약 300℃ , 바람직하게는 약 10 ℃ 내지 약 100 ℃의 온도에서 성분 (a) 및 (b) 그리고 임의로 (c)를 혼합하여 제조할 수 있다. 이 성분들은 사용 직전에 또는 제조하고자 하는 복합 재료의 원료에 조성물을 가하는 동안에 혼합할 수 있다.
모든 방향족 폴리이소시아네이트를 본 발명의 조성물을 제조하기 위한 성분 (a)로 사용할 수 있다. 그러한 이소시아네이트의 예는 문헌 (W.Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie 562, pp 75-136)에 기재되어 있다. 실온에서 액체인 방향족 폴리이소시아네이트가 특히 바람직하다. 적절한 폴리이소시아네이트의 예로는 하기 일반식으로 나타내어지는 것들이 포함된다.
Q(NCO)n
식에서,
n은 2 내지 4, 바람직하게는 2 내지 3의 수를 나타내고,
Q는 탄소 원자수 6 내지 15(바람직하게는 6 내지 13)의 방향족 탄화수소기를 나타낸다.
이러한 폴리이소시아네이트의 구체적인 예들은 독일연방공화국 특허 공개 제2,832,253호의 페이지 10 및 11에 개시되어 있다.
일반적으로 쉽게 이용할 수 있는 방향족 폴리이소시아네이트가 바람직하다. 시판되는 폴리이소시아네이트의 예로는 2,4- 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 및 이들 이성질체의 혼합물("TDI"); 아닐린-포름알데히드 축합 및 그에 이은 포스겐화로 제조되는 것과 같은 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트("조 MDI"); 및 카르보디이미드기, 우레탄기, 알로파네이트기, 이소시아누레이트기, 우레아기 또는 비우레트기를 지닌 방향족 폴리이소시아네이트("개질된 폴리이소시아네이트")가 있다. 2,4- 및(또는) 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트로부터 유도되거나 또는 4,4'- 및(또는) 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트로부터 유도된 변성된 폴리이소시아네이트가 가장 바람직하다.
본 발명의 조성물과 결합할 수 있는 적절한 리그노셀룰로오스-함유 원료로는 목재, 나무 껍질, 코르크, 사탕수수 찌꺼기, 짚, 아마포, 대나무, 자주개자리 작물, 쌀겨, 사이잘 섬유 및 코코낫 섬유를 예시할 수 있다. 본 발명의 조성물이 결합제로서 사용되는 경우에 복합 재료는 또한 다른 유기 원료(예를 들어, 모든 종류의 플리스틱 폐기물) 및(또는) 무기 원료(예를 들어, 팽창된 운모 또는 규산 염구)로부터 제조될 수 있다. 결합시킬 재료는 과립, 칩, 섬유, 구, 분말의 형태로 사용될 수 있으며, 약 0 내지 약 35 중량%의 수분 함량을 갖는다.
임의로 본 발명의 조성물의 두 성분(즉, 폴리이소시아네이트(a) 및 폴리리시놀레산 폴리에스테르(b))는 따로따로 결합시킬 재료에 가하는 것이 가능하며, 상기 성분들은 임의로 불황성 유기 용매(첨가제로 사용)중에 용해시킬 수 있다. 그러나, 결합시키고자 하는 재료에 가하기 전에 별도의 작업으로, 폴리이소시아네이트(a)및 폴리리시놀레산 폴리에스테르(b)를 임의로 히드록실기 및(또는) 알킬렌카르보네이트를 갖는 폴리에테르와 같은 첨가제 및(또는) 용매와 함께 완전히 또는 부분적으로 반응시키는 것이 바람직하다.
폴리이소시아네이트(a)를 결합 작업과는 별도의 작업으로 폴리에스테르(b)와 반응시키는 경우에는, 폴리이소시아네이트(a) 100 중량부 당 폴리리시놀레산 폴리에스테르(b) 약 1 내지 약 200 중량부, 바람직하게는 약 5 내지 30 중량부를 일반적으로 사용한다. 성분 (a) 및 (b)는 약 0℃ 내지 약 300℃의 온도, 바람직하게는 약 10 ℃ 내지 약 100 ℃의 온도에서 배합할 수 있다. 이들 성분은 결합시킬 재료에 가해지기 직전까지 또는 가하는 동안에는 배합할 필요가 없다. 폴리이소시아네이트(a) 및 폴리에스테르(b)는 임의로 탄화수소 유분과 같은 불활성 유기 용매의 존재하에 배합할 수 있다. 생성된 자기-이형 결합제 배합물은 저장시에 안정하고 본 발명에 따라서 어느 시기에나 사용할 수 있다.
성형체의 전체, 중량을 기준으로 하여 약 0.5 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 2 내지 약 12 중량%의 결합제를 결합시키고자 하는 유기 및(또는) 무기 재료에 첨가한다. 이어서, 생성된 혼합물을 일반적으로 가압 및 가온(예를 들어, 약 1 내지 약 150 bar, 약 70 내지 약 250℃) 하에 성형하여 보드 또는 3-차원 성형체를 제조한다.
다층 보드 또는 성형품은 층들을 본 발명의 결합제로 상기한 바와 같이 처리한 후 통상적으로 고온 및 고압에서 성형하여 베니어, 종이 또는 섬유로부터 유사하게 제조할 수 있다. 온도는 바람직하게는 약 100 내지 약 250 ℃, 더 바람직하게는 약 130 내지 200 ℃에 유지한다. 초기 성형 압력은 바람직하게는 5와 150 bar사이의 압력이다. 압력은 통상적으로 성형 작업 과정 중에 거의 0으로 떨어진다.
본 발명의 조성물은 또한 임의의 첨가제(c)로서 폴리우레탄 화학업계에 공지된 분자량 약 400 내지 약 10,000의 임의의 폴리히드록실계 화합물과 배합되어 결합제로서 사용될 수 있다. 이러한 폴리히드록실계 화합물의 예로는 폴리에스테르 및 폴리에테르를 예시할 수 있다. 첨가제(c)로서 사용되는 폴리히드록실산계 화합물은 결합제 대 폴리히드록실계 화합물의 NCO/OH 비가 1.2:1 내지 10:1, 바람직하게는 1.5:1 내지 1:1인 양으로 포함된다. 별개의 성분들로서 또는 바람직하게는 반응 혼합물로서 방향족 폴리이소시아네이트 성분(a), 폴리에스테르(b) 및 임의의 첨가제(c)를 가하는 것이 가능하다. 이러한 조성물은 예를 들면, 코르크 가루의 결합에 있어서 결합제로서 실제적 중요성을 갖는다. 또한 공지의 팽창제(전체 조성물에 대해 약 0.5 내지 30 중량%의 양), 및(또는) 발포 또는 폴리이소시아네이트, 리그노셀룰로오스-함유 재료, 및 안정제간의 화학 반응에 영향을 주는, 촉매 및 활성제와 같은 다른 첨가제들 중 하나를 첨가하는 것이 가능하다. 첨가제는 사용되는 경우에, 일반적으로 결합제 또는 함침제의 중량을 기준으로 하여 약 0.05 내지 약 10 중량%의 양으로 포함된다.
본 발명에 따라 결합제로서 사용되는 조성물은 또한 목재업에서 주로 사용되는 포름알데히드와 우레아 및(또는) 멜라민 및(또는) 페놀과의 축합 생성물의 수용액과 배합할 수 있다. 본 발명의 결합제는 또한 폴리비닐 아세테이트 또는 다른 플라스틱의 라텍스 기재 물질, 폐 아황산염 용액 또는 탄닌과 같은 통상적으로는 덜사용되는 결합제 또는 함침제와 함께 사용할 수 있다. 이러한 배합에 있어서, 본 발명의 조성물 대 추가 결합제의 혼합비는 일반적으로 1:20 내지 20:1, 바람직하게는 1:5 내지 5:1로 유지해야 한다. 본 발명의 폴리이소시아네이트 조성물 및 추가 결합제(들)은 단독으로 또는 혼합물로서 결합시키고자 하는 재료에 첨가될 수 있다.
이러한 결합제의 배합물은 특수성질을 갖는 다층 보드의 제조에 있어서 특히 유리하다. 예를 들면, 외층은 본 발명의 조성물(단독으로 또는 통상의 결합제 및(또는) 접착제와의 배합물)로 처리할 수 있고 1층 이상의 내층은 통상의 접착제(단독으로 또는 본 발명의 조성물의 배합물)로 처리할 수 있으며 이어서 이들을 함께 성형할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 리그노셀룰로오스-함유 원료를 기재로 한 보드 및 성형 부품은 수분 변동 중의 독특한 기계적 특성 및 유리한 습성으로 인해 제조과정에 사용하기 적합하다. 통상적으로 요구되는 진균의 공격, 해충 피해에 대한 내성 또는 내화염성을 갖는 보드 또는 성형 부품을 제공하기 위하여, 임의의 시판중인 유기 또는 무기 보호제를 순수한 형태로 또는 용액으로 본 발명의 결합제 조성물에 첨가할 수 있다. 이러한 보호제는 리그노셀룰로오스-함유 원료의 중량을 기준으로 하여 약 0.05 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 20 중량%의 양으로 본 발명의 조성물내에 포함시킬 수 있다.
본 발명의 결합제 조성물 중에 사용될 수 있는 용매로는 물 및 석유 가공과정으로부터의 잔류 오일, 염소화 탄화수소 등과 같은 유기 용매들이 있다. 접착성능은 통상적으로 이러한 용매의 사용으로 손상되지 않는다.
페놀-포름알데히드 수지로 접착시킨 보드와 대조적으로 본 발명에 따라 제조된 복합 재료에서는 염 블루밍(blooming) 및 "칼라 블리딩(color bleeding)"이 나타나지 않는다.
칩보드의 생산에 있어서, 본 발명의 조성물을 페놀/포름알데히드 수지 또는 우레아/포름알데히드 수지를 기재로 한 통상의 결합제 대신에 사용하는 경우, 기계적 특성 및 공학적 공정과 관련하여 상당한 개선을 거둘 수 있다. 목재 칩보드의 경우, 본 발명의 결합제를 공지의 페놀/포름알데히드 수지 또는 우레아/포름알데히드 수지와 동량으로 사용하면, 다른 기계적 특성의 개선 이외에 결합 강도를 50 %까지 증대시킬 수 있다. 본 발명의 조성물을 공지의 페놀/포름알데히드 수지 또는 우레아/포름알데히드 수지를 사용할 때의 농도 보다 25 내지 70 % 더 낮은 농도로 사용하는 경우에도, 제조된 복합 재료는 공지의 수지로 제조한 복합체와 실질적으로 같은 기계적 특성의 프로필을 가진다. 최적의 재료 특성은 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물을 기재로 한 본 발명의 조성물을 결합제로서 사용하는 경우에 성취된다.
최적의 특성은 조 디페닐메탄 디이소시아네이트로부터 또는 폴리아릴아민으로부터 2,4'- 및(또는) 4,4'-디이소시아네이토디페닐메탄을 증류 제거하여 폴리이소시아네이트를 제조하거나 또는 조 디아미노디페닐메탄으로부터 순수한 디아미노페닐메탄을 증류하여 분리하고 이어서 상기 수득한 증류되지 않은 바닥 분액을 포스겐화하여 폴리이소시아네이트를 제조하거나 상관없이 얻어진다.
본 발명의 조성물 중에 사용되는 폴리이소시아네이트 혼합물은 바람직하게는 35 내지 75 중량%의 디이소시아네이토디페닐메탄을 포함한다.
이로써 본 발명을 서술하였으며, 하기 실시예는 본 발명의 예시로서 주어진다. 다르게 지시되지 않으면, 이들 실시예에 주어진 모든 부와 퍼센트는 중량부 및 중량%이다.
실시예
하기 폴리이소시아네이트를 결합제 조성물을 제조하는데 사용하였다(데이타의 %는 중량%임):
폴리이소시아네이트 A 1: 증류 잔류물이 25 ℃에서 100 cP의 점도를 가지도록 하는 양의 아닐린/포름알데히드 축합물의 조 포스겐화 생성물로부터 증류시킨 디이소시아네이토디페닐메탄(이핵 함량=59.7 %: 삼핵 함량=21.3 % 다핵 폴리이소시아네이트 함량= 19.0 %).
폴리이소시아네이트 A 2: 25℃에서 200 cP의 점도를 갖는 디이소시아네이토디페닐메탄(이핵 함량=44.3 %: 삼핵 함량=23.5 %: 다핵 폴리이소시아네이트 함량= 32.2 %).
폴리이소시아네이트 A 3: 25℃에서 400 cP의 점도를 갖는 디이소시아네이토디페닐메탄(이핵 함량=45.1 %; 삼핵 함량=22.3 %; 다핵 폴리이소시아네이트 함량=32.6 %).
폴리이소시아네이트 A 4: 25℃에서 300 cP의 점성도를 갖는 디이소시아네이토디페닐메탄(이핵 함량=56.8 %; 삼핵 함량=27.6 %; 다핵 폴리이소시아네이트함량=15.6 %).
폴리이소시아네이트 A 5: 4,4'-디이소시아네이토디페닐메탄 80 %, 2,4'-디이소시아네이토디페닐메탄 10% 및 다핵 폴리이소시아네이트 10 %로 이루어진 이소시아네이트 혼합물.
폴리이소시아네이트 A 6: 4,4'- 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 각각의 함량이 약 45 % 및 55 %인 이소시아네이트 혼합물.
폴리이소시아네이트 A 7: 순수한 단량체 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트.
폴리이소시아네이트 A 8: 폴리이소시아네이트 A 7을 공업용 트리프로필렌 글리콜과 반응시켜 얻은 NCO 함량 약 23 %의 세미프리폴리머.
폴리이소시아네이트 A 9: 톨릴렌 2,4-디이소시아네이트 대략 80 % 및 톨릴렌 2,6-디이소시아네이트 20 %로 이루어진 이소시아네이트 혼합물.
본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위하여 사용되는 폴리리시놀레산 폴리에스테르는 임의로 통상적인 촉매와 함께, 승온에서 물을 동시제거하며 통상적인 에스테르 축합 방법(예를 들어, 유럽 특허 제180,749호 참조)에 의해 제조하였다.
하기 폴리에스테르를 제조하였다:
폴리에스테르 B 1: 1,6-디히드록시에탄 1 몰 및 리시놀레산(Akzo GmbH로 부터 상품명 Nouracid CS 80으로 시판) 7 몰의 반응 생성물. OH 수 = 약 35 ; 점도 (25 ℃) = 920 mPa.s.
폴리에스테르 B 2: 리시놀레산 4 몰의 자기-축합 생성물. OH 수 = 약 51 ;점도(25 ℃) = 820 mPa.s.
폴리에스테르 B 3: 1,6-헥산디올 1 몰 및 리시놀레산 2 몰의 축합 생성물. OH 수 = 약 147 ; 점도(25℃) = 300 mPa.s.
폴리에스테르 B 4: 1,6-헥산디올 1 몰 및 리시놀레산 14 몰의 축합 생성물. OH 수 = 약 27.7 ; 점도(25℃) = 1480 mPa.s.
폴리에스테르 B 5: 에틸렌 글리콜 1 몰 및 리시놀레산 7 몰의 축합 생성물. OH 수 = 약 39 : 점도(25℃) = 1000 mPa.s.
폴리에스테르 B 6: 1,12-옥탄디올 1 몰 및 리시놀레산 7 몰의 축합 생성물. OH 수 = 약 28 ; 점도(25 ℃) = 900 mPa.s.
폴리에스테르 B 7: 디에틸렌 글리콜 1 몰 및 리시놀레산 6.75 몰의 축합 생성물. OH 수 = 약 34 ; 점도(25 ℃) = 920 mPa.s.
폴리에스테르 B 8: 트리메틸올프로판 1 몰 및 리시놀레산 10.5 몰의 반응 생성물. OH 수 = 약 44 : 점도(25 ℃) = 1560 mPa.s.
폴리에스테르 B 9: 디에틸렌 글리콜 1 몰 및 리시놀레산 2 몰의 반응 생성물. OH수 = 149 ; 점도(25 ℃) = 260 mPa.s.
폴리에스테르 B 10: 테트라에틸렌 글리콜 1 몰 및 리시놀레산 2 몰의 반응 생성물. OH 수 = 139 ; 점도(25 ℃) = 240 mPa.s.
결합제 조성물은 공지 기술에 따라 승온에서 폴리이소시아네이트 1종과 폴리에스테르 1종을 교반함으로써 상기한 폴리이소시아네이트 및 폴리에스테르로부터 제조하였다. 필요한 경우, 산 첨가제(임의의 첨가제(c))를 안정화시키는데 사용하였다. 또한 결합되는 재료에 첨가하기 직전 또는 첨가한 후에 성분 A 및 B를 혼합하는 것이 가능하다. 결합제 조성물은 다음과 같다:
조성물 C 1(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 881.2 kg을 80℃에서 2시간 동안 폴리에스테르 B 1 128.8 kg과 반응시켰다. NCO 함량 = 27.1 % : 점도(25 ℃) = 350 mPa.s.
조성물 C 2(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 및 폴리에스테르 B 4를 6.8:1의 비율로 첨가 직전에 혼합하고 즉시 사용하였다.
조성물 C 3(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 및 폴리에스테르 B 5를 6.8;1의 비율로 첨가 직전에 혼합하고 즉시 사용하였다.
조성물 C 4(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 및 폴리에스테르 B 6을 6.8:1의 비율로 첨가 직전에 혼합하고 즉시 사용하였다.
조성물 C 5(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 8.47 kg을 80℃에서 2시간 동안 폴리에스테르 B 2 1.23 kg과 혼합하였다. NCO 함량 = 26.7 % ; 점도(25 ℃) = 610 mPa.s.
조성물 C 6(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 5 kg을 80℃에서 2시간 동안 폴리에스테르 B 1 5 kg과 혼합하였다. NCO 함량 = 14.2 % : 점도(25℃) = 3120 mPa.s.
조성물 C 7(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 1 2.25 kg을 80℃에서 2시간 동안 폴리에스테르 B 1 4.5 kg과 혼합하였다. NCO 함량 = 8.2 % : 점도(25℃) = 9600 mPa.s.
조성물 C 8(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 5 9 kg을 80 ℃에서 2시간 동안 폴리에스테르 B 1 1 kg과 혼합하였다. NCO 함량 = 28.7 % : 점도(25 ℃)= 45 mPa.s.
조성물 C 9(비교용): 폴리이소시아네이트 A 1 4.5 kg을 올레산 0.66 kg과 함께 80 ℃에서 2시간 동안 및 100 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. NCO 함량 = 26.1 % : 점도(25 ℃) = 560 mPa.s.
조성물 C 10(비교용): 폴리이소시아네이트 A 1 4.5 kg을 톨 유(tall oil)0.66 kg과 함께 80 ℃ 에서 2시간 동안 및 100 ℃ 에서 1시간 동안 교반하였다. NCO 함량 = 26.2 % ; 점도(25 ℃) = 535 mPa.s.
조성물 C 11(본 발명에 따름): 폴리이소시아네이트 A 9 9 kg을 80 ℃에서 폴리에스테르 B 1 1 kg과 함께 교반하였다. NCO 함량 = 42.8 % : 점도(25 ℃) = 6.1 mPa.s.
적용 실시예
실시예 1(본 발명에 따름)
수분 함량 15 %의 공업용으로 제조된 외충용 연질목편 4060 g을 실험실 접착기계내에서 표 1에 나타낸 각각의 조성물 282 g과 혼합하였다. 강철 덮개 판 상에 접착시킨 목편으로부터 연탄을 형성하고, 이어서 상단에 다른 강철 덮개판을 배치하고, 가열판 온도 180 ℃ 및 초기 압력 25 바의 고온-프레스내에서 1.6분 동안 성형하였다.
덮개판으로부터 잘 분리되는 칩보드가 생성되었다. 4회 반복한 후에, 복합재는 "뛰어난" 이형성을 가지게 되었다(즉, 이형에 저항성이 없었음).
실시예 1a(비교예)
변성시키지 않은 이소시아네이트(PMDI)를 사용하여 실시예 1에 기재된 방법으로 칩보드의 제조를 시도하였다. 실시예 1과 대조적으로, 덮개판이 칩보드에 강하게 부착되어 있어서 칩보드를 파괴하지 않으면 덮개판을 제거할 수 없었다.(표 1, 실험 5)
실시예 1b(비교예)
특허 문헌에 기재된 "이형성"을 가진 제품을 비교예 1 a와 유사하게 시험하였다(표 1, 실험 6 및 7). 결과는 실시예 la와 같았다.
실시예 2(본 발명에 따름)
실험실 조건하에서 제조된 수분 함량 15 %의 밀짚편(wheat straw chip) 2990 g을 실시예 1과 같은 방법으로 조성물 C 1 208 g과 가공 처리하였다. 초기에 및 특히 4회 반복후에 성형체로부터 만족스럽게 분리될 수 있는 밀짚 칩보드가 제조되었다.
실시예 3(본 발명에 따름)
성형하기 전에 성형 피복제를 도포함으로써 성형체의 강철 덮개판에 경화 분리 필름을 제공하였다. 이어서 실시예 1 및 2를 반복하였다. 뛰어난 이형성이 개시 직후부터 성취되었다. 본 발명의 제품의 뛰어난 이형성은 이형 필름이 없어진 후에도 계속하여 나타났다.
실시예 4(본 발명에 따름)
실시예 1, 1a, 2 및 3을 강철 대신에 알루미늄제 덮개판으로 제조한 성형체를 사용하여 반복하였다. 결과는 철제판을 사용했을 때 얻은 결과와 같았다.
실시예 5
공업용으로 제조한 외층용 및 중간층용 칩과 이형제로서 성형 피복제와 배합한 조성물 C 1 (본 발명에 따름; 표 2)로부터 3-층 16 mm 목재 칩보드를 제조하였다. 비교를 위해, 외층용 및 중간층용 칩과 이형제로서 성형 피복제와 배합된 변성시키지 않은 이소시아네이트(PMDI)로부터 칩보드를 제조하였다. 생성된 칩보드를 특성을 DIN 68 763에 따라 측정하였다. 조성물 C 1과 결합시킨 보드는 비교보드와 동등한 기계적 특성을 가졌다(표 2).
실시예 6
목편 대신에 실험실 조건하에서 제조한 외층용 및 중간층용 밀짚편을 사용하여 실시예 5를 반복하였다. 결과를 표 2에 기록하였다.
* 비변성 PMDI A1 = 폴리이소시아네이트 A1
** % adc 대략적인 중량% (완전 건조 목편의 중량기준)
*** 보드의 겉보기 밀도는 약 620 kg/㎥
본 발명을 예시의 목적으로 상기에서 상세하게 설명하였지만, 이러한 상세한 설명은 단지 예시의 목적일 뿐이며 본 발명의 청구 범위에 의하여 한정될 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않는다면 당업계의 숙련가에 의해서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (17)

  1. a) 방향족 폴리이소시아네이트와,
    b) 리시놀레산 단독의 자기-축합에 의해 또는 리시놀레산과 C2-C20출발 폴리올의 축합에 의해 얻어질 수 있는 평균 분자량이 약 600 내지 약 5000인 폴리에스테르, 및 임의로
    C) 첨가제
    를 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 폴리이소시아네이트 a)가 디페닐메탄 디이소시아네이트를 기재로 하는 폴리이소시아네이트인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에스테르 b)의 평균 분자량이 약 620 내지 약 3000인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 폴리에스테르 b)가 출발 폴리올로서 1,6-헥산디올을 사용하여 제조된 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 폴리이소시아네이트 a)가 디페닐메탄 디이소시아네이트 및폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물인 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 폴리에스테르 b)의 평균 분자량이 약 620 내지 약 3000인 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 폴리에스테르 b)가 출발 폴리올로서 1,6-헥산디올을 사용하여 제조된 것인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 성분 a)와 성분 b)를 서로 완전히 반응시킨 것인 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 성분 a)와 성분 b)를 부분적으로 반응시킨 것인 조성물.
  10. a) 결합시키고자 하는 재료와 제1항의 조성물과 배합하는 단계, 및 b) a)에서 형성된 배합물을 성형 또는 압축하는 단계
    를 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 분자량이 약 400 내지 약 10,000인 폴리히드록실게 화합물을 단계 a)에서 결합시키고자 하는 재료와 추가로 배합하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 결합시키고자 하는 재료가 셀룰로오스-함유 및(또는) 리그노셀룰로오스-함유 재료인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 결합시키고자 하는 재료가 분쇄된 폐 플라스틱(ground scrapplastic)을 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 플라스틱이 이소시아네이트 기재의 플라스틱인 방법.
  15. 제10항에 있어서, 결합시키고자 하는 재료가 셀룰로오스-함유 및(또는) 리그노셀룰로오스-함유 재료인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 결합시키고자 하는 재료가 분쇄된 폐 플라스틱을 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 플라스틱이 이소시아네이트 기재의 플라스틱인 방법.
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