KR100528608B1

KR100528608B1 - 폴리우레탄계 접착제 조성물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100528608B1
Application number: KR10-2003-0011959A
Authority: KR
Inventors: 최현수; 장영규
Original assignee: 주식회사화성
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2005-11-21
Also published as: KR20030064660A

Abstract

본 발명은 pvc타일,고무타일, 중보행용 상재등의 바닥 장식재를 시공 접착시 대기중의 수분과 반응하여 단시간내에 경화되는 습기 경화형 접착제 로서 높은 접착강도를 가지며, 온돌등 고온에서도 전혀 문제점이 없이 사용할수 있도록 내열성을 향상시키는 동시에,여름 장마철등의 높은 습도에서도 견딜수있는 내수성이 우수한 접착제를 제공하는것을 특징으로하며, 특히 동절기에 습도와 온도가 낮은 상태에서 시공시 기존의 접착제의 단점인 경화시간 장기 소요로 인한 시공불편및 물성저하를 방지할수있는 접착제 및 그의 제조방법에 관한것으로, 본 발명의 접착제는 상기 동절기의 습도와 온도가 낮은 상태에서 사용시, 경화시간 단축을 위하여 tin계 촉매를 비롯한 경화촉진제를 별도로 추가 사용하여야 하는 기존방식에서 탈피, 별도의 경화촉진제 사용없이 본발명의 접착제 조성 만으로 경화시간 단축및 시공후 높은 접착강도를 갖는 접착제및 그의 제조방법을 제공 하는데 있다.

Description

폴리우레탄계 접착제 조성물 및 그의 제조 방법{polyurethane adhesive for flooring and process}

일반적인 바닥장식재용 접착제는 상온 및 표준 습도하에서 사용하는것을 기준으로 제조함으로, 여름 장마철등의 고온,고습하에서 접착제를 사용 시공시에는 고온,고습으로 인하여 접착력이 떨어지는 문제점이 발생하였으며, 특히 겨울철 습도와 온도가 낮은 상태에서 접착 시공시에는 경화되기까지 많은 시간이 경과되는등의 문제점이 있었다. 이를 개선키위하여, 시중에 tin계 촉매를 비롯한 별도의 경화촉진제를 투입하여 단기간에 경화 시키는방식이 있었으나, 이또한 접착제 사용시마다 별도로 촉매를 접착제에 투입, 사용하여야 하므로 작업 불편및 원가상승의 요인이 되었다.

상기와 같은 종래의 바닥장식재에 사용하는 접착제의 한계를 보완하기 위하여, 별도의 경화촉진제가 필요없이 한가지 타입의 접착제를 사용, 접착 시공시 대기중의 수분과 반응하여 단시간내에 경화 되어 시공성 향상및 원가절감을 가져올수있는 습기 경화형 접착제를 제공하는 동시에 시공후에도, 내열성,내수성등이 우수하며, 접착강도 향상을 가져올수 있는 접착제및 그의 제조방법을 제공 하는것을 본 발명의 기술적 과제로 하고 있다.

상기와 같이, pvc 타일등 바닥 장식재를 접착 시공시 접착강도등의 물성 저하없이 손쉽게 접착,경화될수 있는 구조의 접착제 개발이 절실히 요구되는 상황이다.

본발명은 이러한 시대적 요구에 부응하기 위하여 별도의 경화 촉진제 사용없이 한가지 타입의 접착제만을 사용,시공성 향상및 접착강도 향상을 가져올수 있는 구조의 접착제및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

우선 본 발명에 의한 접착제의 조성물에 관하여 알아보기로 한다.

본 발명에 의한 접착제 조성물은

1)2관능성 폴리에테르 포리올,

2)3관능성 폴리에테르 포리올,

3)디이소시아네이트(diisocyanate),

4)2관능성 글리콜(glycol)

5)충진재

6)용제

7)반응억제제

8)수분흡수제로 이루어진다.

본발명의 조성물은 그 완성물의 중량%를 100으로 보았을 때, 접착제 원료의 프레포리마로서,수평균분자량 1000-3000의 2관능성 폴리에테르 포리올 10-30중량%와 수평균분자량 3000-6000의 3관능성 폴리에테르 포리올 10-15중량%와 톨루엔 디이소시아네이트(toluene di-isocyanate) 5.0-13중량%, 디 페닐 메탄 디이소시아네이트(di-phenyl methene di isocianate) 9.5중량%,폴리머릭 엠디아이(polymeric MDI) 0.5-1.0중량%의 디-이소시아네이트(di-isocyanate)로 폴리우레탄 프레 포리마를 형성한다.

본발명에 사용되는 쇄연장제(chain extender)로는 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 1,4부탄디올(1,4butanediol)등의 2관능성 글리콜류를 0.5중량% 사용하며 또한, 본발명에 사용되는 충진재로는 탈크 또는 탄산칼슘을 사용하며, 26-30중량%를 사용하는것이 바람직하며,상기와같이 형성된 폴리우레탄 프레포리마의 저장중의 자체 반응을 억제하기위한 반응억제제로서 벤조일코로라이드(benzoyl chloride)를 0.2-0.5 중량%를 투입하며,수분을 흡수하기위한 수분흡수제로 서드움실리코 알루미네이트(sodium sillico alluminate) 0.8-1.0 중량%를 투입하고, 톨루엔(toluene) 9.0-10.0중량%,에틸아세테이트(ethyl acetate) 8.0-8.5중량%, 메틸에틸케톤(methyl ethyl keton) 0.5-1.0중량%의 용제를 투입하여 최종제품인 습기경화형 폴리우레탄 일액형 접착제를 생성하는것을 특징으로 한다.

다음은 상기의 폴리우레탄 일액형 접착제를 제조하기위한 제조방법에 대한 것으로, 상기 조성에서 언급한 각각의 조성비로,

(1) 2관능성의 폴리에테르 포리올과 3관능성의 폴리에테르 포리올을 펌핑하여 반응기에 투입하고,온도 70℃ -120℃로 가열, 포리올이 가지고있는 수분을 제거함과 동시에 균일한 액상이 되도록 45-60RPM으로 교반한후,

(2)톨루엔 디이소시아네이트(TDI),디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI),폴리머릭 MDI등의 디-이소시아네이트를 투입하여 상압,질소분위기 상태에서 75。C 이상으로 10-14시간 반응시켜, 말단 NCO기를 갖는 1차 폴리우레탄 프레포리마를 생성하고,.

(3)상기와 같이 생성된 1차 폴리우레탄 프레 포리마에 쇄연장제인 에틸렌 글리콜, 1,4 부탄디올 등의 2관능성 글리콜을 투입하여 2차 폴리우레탄 프레포리마를 생성한다.

(4)상기 2차 폴리우레탄 프레포리마에 충진재로 탈크 또는 탄산칼슘를 투입하여 2시간 이상 혼합하고, 반응억제제로 벤조일 코로라이드및 수분흡수제인 서드움실리코 알루미네이트를 투입하여 합성물의 안정화를 꾀한후,

(5)톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤등의 용제를 투입하여 4시간 이상 혼합하여 시공성이 용이한 최적의 점도인 9,000-13,000 CPS/ 20℃, 고형분 70-90%의 습기경화형 폴리우레탄 일액형 접착재를 제조한다.

이하 실시예를 들어 본발명을 상세하게 설명 하고자 한다.

(실시예 1)

본발명의 1실시예에 따른 원료 및 첨가제를 중량%로 나타내면 다음과 같다.

2관능성 폴리에테르포리올 20중량%

3관능성 폴리에테르포리올 15중량%

톨루엔 디이소시아네이트 13중량

에틸렌 글리콜 0.5중량%

탄산칼슘 30중량%

벤조일 코로라이드 0.5중량%

서드움 실리코 알루미네이트 1.0중량%

톨루엔 10중량%

에틸아세테이트 8.5중량%

메틸에틸케톤 1.5중량%

상기 2관능성 폴리에테르포리올(수평균분자량 1,000-3000의것) 20중량%와 3관능성 폴리에테르 포리올(수평균분자량 3,000-6,000의것) 15중량%를 반응기에 펌핑하여 투입하고,90℃-120℃로 가열,포리올이 가지고 있는 수분을 제거함과 동시에 균일한액상이 되도록 45-60 RPM으로 교반한후,당량비 NCO/OH=6.0 이하의 톨루엔 디이소시아네이트 13중량%를 투입하여 상압,질소분위기 상태에서 75℃ 이상으로 10-14시간 반응시켜 말단 NCO기를 갖는 1차 폴리우레탄 프레포리마를 생성하고,이에 쇄연장제로 에틸렌글리콜을 0.5중량% 사용하여 2차 폴리우레탄 프레 포리마를 생성하였다.

상기와 같이 생성된 폴리우레탄 프레포리마에 충진재로 탄산칼슘 30중량%를 투입하여 2시간이상 혼합하고, 상기 폴리우레탄 프레포리마의 저장중 자체반응을 억제 하기위한 반응억제제로 벤조일코로라이드 0.5중량%및 수분을 흡수하기위한 수분흡수제인 서드움 실리코 알루미네이트 1.0중량%를 투입하여,합성물의 안정화를 기한후, 용제로서 톨루엔 10중량% 및 에틸 아세테이트8.5중량%, 메틸 에틸케톤1.5중량%를 투입하여, 4시간이상 혼합하여 점도 9,000-13,000 CPS/20。C, 고형분 70-90%의 습기 경화형 폴리우레탄 일액형 접착제를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 일액형 접착제의 가장 중요한 물성인 90℃ 박리접착강도에 대한 물성검사 결과는 다음과 같으며,24시간 경과 후,20℃에서는 6.6이며, 5℃에서는 5.12로 사용시 문제점이 없었으며,48시간 경과 후는 20℃ 14.63, 5℃ 6.06으로 비교적 양호하였다.

물 성		실 시 예
물 성		20℃	5℃
90°박리 접착강도 O/T : 15분(단위 :kgf/25mm)	2 시간후	0.36	0.59
	8 시간후	0.68	0.94
	24 시간후	6.6	5.12
	48 시간후	14.63	6.06

(실시예2)

본발명의 제2실시예에 따른 원료및 첨가제를 중량%로 나타내면 다음과 같다.

2관능성 폴리에테르포리올 22중량%

3관능성 폴리에테르포리올 13중량%

디페닐메탄 디이소시아네이트 9.5중량%

톨루엔 디이소시아네이트 8.0중량%

폴리머릭 엠디아이 0.5중량%

1,4 부탄디올 0.5중량%

탈크 27중량%

벤조일 코로라이드 0.5중량%

서드움 실리코 알루미네이트 1.0중량%

톨루엔 9.0중량%

에틸아세테이트 8.0중량%

메틸에틸케톤 1.0중량%

상기 원료및 첨가제를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며, 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 일액형 접착제의 90℃ 박리 접착강도 검사결과는 다음과 같으며, 24시간 경과 후 20℃ 9.03, 5℃ 8.73으로 접착강도가 양호하였으며,특히 저온인 5℃에서 8.73으로 단시간내 경화 및 저온에서의 접착강도가 대단히 양호하였다.

물 성		실 시 예
물 성		20℃	5℃
90°박리 접착강도O/T : 15분(단위 :kgf/25mm)	2 시간후	0.77	0.49
	8 시간후	5.5	1.34
	24 시간후	9.03	8.73
	48 시간후	11.91	8.73

본 발명에 의한 습기경화형 폴리우레탄 일액형 접착제를 사용하여 pvc타일,고무타일,중보행용 상재등의 바닥장식재를 시공, 접착시는 자체 반응하여 단시간내에 경화를 시킬수있는 동시에, 기존 접착제에 비하여 높은 접착강도및 내열성,내수성을 가지므로, 온돌등 고온에서도 전혀 문제점이 없이 사용을 할수가 있으며,여름 장마철등의 높은 습도에서도 견딜수있으며, 특히 동절기에 습도와 온도가 낮은 상태에서 시공시 기존의 접착제의 단점인 경화시간 장기소요로 인한 경화시간 단축을 위하여 tin계 촉매를 비롯한 경화촉진제를 별도로 추가 사용하여야하는 기존방식에서, 별도의 경화촉진제 사용없이 본발명의 일액형 접착제 조성만으로, 경화시간 단축및 시공후 높은 접착강도를 가질수 있도록 한 발명으로서, 시공성 및 물성 향상효과를 얻을수 있는 발명이다.

Claims

PVC 타일,고무타일 등의 바닥 장식재에 사용하는 접착제에 있어서;

(1)수평균분자량 1000-3000의 2관능성 폴리에테르 포리올 10-30중량%,

(2)수평균분자량 3000-6000의 3관능성 폴리에테르 포리올 10-15중량%,

(3)톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 5.0-13중량%, 디페닐메탄 디이소시아네트 9.5중량%, 포리머릭 엠디아이 0.5-1.0중량%,

(4)1,4 부탄디올로 구성된 2관능성 글리콜 0.5중량%,

(5)탈크로 구성된 충진재 26-30중량%,

(6)벤조일 코로라이드 0.2-0.5중량%,

(7)서드움실리코 알루미네이트 0.8-1.0중량%,

(8)톨루엔 9.0-10중량%,에틸아세테이트 8.0-8.5중량%,메틸에틸케톤 0.5-1.0 중량%로 구성됨을 특징으로 하는 습기경화형 폴리우레탄 접착제 조성물
다음과 같은 단계로 이루어지는 폴리우레탄 접착제 제조방법;

(1) 2관능성 폴리에테르 포리올과 3관능성 폴리에테르 포리올을 펌핑하여 반응기에 투입하고,온도70℃-120℃로 가열,포리올이 가지고있는 수분을 제거함과 동시에 균일한 액상이 되도록 45-60RPM 으로 교반한후,

(2)톨루엔 디이소시아네이트(TDI),디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI),폴리머릭 엠디아이로 구성된 디이소시아네이트를 투입하여 상압,질소분위기 상태에서 75℃ 이상으로 10-14시간 반응시켜,말단 NCO기를 갖는 1차 폴리우레탄 프레포리마를 생성하고, 쇄연장제인 에틸렌 글리콜, 1,4부탄디올 등의 2관능성 글리콜을 투입하여 2차폴리우레탄 프레포리마를 생성하며,

(3)상기2차 폴리우레탄 프레포리마에 충진재인 탈크 또는 탄산칼슘을 투입하여 2시간이상 혼합하고,반응억제제로 벤조일코로라이드및 수분흡수제인 서드움실리코 알루미네이트를 투입하여 합성물의 안정화를 기한후,

(4)톨루엔,에틸아세테이트,메틸에틸케톤등의 용제를 투입하여 4시간 이상 혼합하는것을 특징으로하는 습기경화형 폴리우레탄 접착제의 제조방법.
제1항에 있어서, 2관능성 글리콜이 에틸렌 글리콜 임을 특징으로하는 폴리우레탄 접착제 조성물.
제1항에 있어서, 충진제가 탄산칼슘 임을 특징으로하는 폴리우레탄 접착제 조성물.