KR100587904B1 - 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점도안정성이 우수한 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법에 관한 것으로서 쇄연장 반응후 폴리우레탄우레아 용액에 포스핀 화합물을 첨가함을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리우레탄우레아 용액은 탄성섬유 제조에 사용된다.

폴리우레탄우레아, 용액, 포스핀, 점도안정성, 쇄연장 반응

Description

폴리우레탄우레아 용액의 제조방법 {A process of preparing polyurethaneurea dope}

본 발명은 점도안정성이 우수한 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법에 관한 것이다.

폴리우레탄우레아 용액은 탄성과 탄성회복력이 우수하여 스타킹, 여성용 속옷 및 수영복 등에 주로 사용되는 폴리우레탄계 탄성섬유 제조용 방사도프 (Spinning Dope) 이다.

통상 폴리우레탄우레아 용액은 디올화합물과 디이소시아네이트 화합물을 예비중합한 후 여기에 용제를 적당량 혼합하여 예비중합물 용액을 제조하는 1단계 공정과, 상기 예비중합물 용액에 디아민화합물 및/또는 모노아민 화합물을 첨가하여 예비중합물을 쇄연장 및 쇄정지 반응 시키는 2단계 공정으로 제조되고 있다. 또한 내후성 향상을 위해 페놀계 화합물 등의 산화방지제를 첨가하기도 한다.

구체적으로 한국 특허출원 90-10867호에서는 페놀계 산화방지제, 아민계 자외선 안정제 및 메타아크릴레이트계 황변안정제를 첨가하는 방법을 기재하고 있고, 미국특허 4,548,975호에서는 아인산염계 산화방지제를 사용하는 방법을 기재하고 있고, 한국 특허공고 93-11337호 에서는 벤조트리아롤계 등의 광안정제를 사용하는 방법을 기재하고 있다.

상기 종래 기술들은 폴리우레탄우레아 용액의 내후성은 다소 개선할수 있지만, 점도안정성이 불안정하여 폴리우레탄계 탄성섬유 제조시 조업성 및 품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 점도안정성이 우수하여 탄성섬유 제조시 조업성 및 품질을 향상시킬수 있는 폴리우레탄우레아 용액을 제공하고자 한다.

본 발명은 점도안정성이 우수한 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 예비중합, 쇄연장 및 쇄정지 반응으로 폴리우레탄우레아 용액을 제조함에 있어서, 쇄연장 반응후 폴리우레탄우레아 용액에 포스핀 화합물을 첨가함을 특징으로 점도안정성이 우수한 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 폴리우레탄우레아 용액 제조시 포스핀 화합물을 첨가하는 것을 특 징으로 한다.

먼저 통상의 폴리우레탄우레아 탄성섬유의 제조방법과 같이 디올화합물 1몰에 대하여 디이소시아네이트 화합물 1.3~2.0몰을 예비중합한 후, 여기에 용제를 적당량 혼합하여 예비중합물의 용액을 제조한다.

예비중합시에는 수평균분자량 1,500~3,000의 고분자량 디올화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로는 상기 예비중합물 용액에 디아민화합물을 첨가하여 예비중합물을 쇄연장시킨 후 포스핀 화합물을 첨가하여 폴리우레탄우레아 용액(방사도프)을 제조한다.

이때 디아민화합물의 첨가량은 예비중합물의 70~99당량%로 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 중합체용액의 점도는 40℃에서 1,500~5,000포아즈가 되도록 조절하는 것이 방사공정에 보다 유리하다.

폴리우레탄우레아 용액에 첨가되는 포스핀 화합물로는 하기 일반식(I)의 구조를 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직 하다.

P(R)₃ (I)

일반식(I)에서 R은 방향족 화합물 또는 탄소수 4~8의 알킬기 이다.

포스핀 화합물의 첨가량은 폴리우레탄우레아 용액 100중량%에 대하여 0.01~2중량%로 하는것이 바람직 하다. 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우에는 점도안정성 개선효과가 저하 될수 있고, 2중량%를 초과하는 경우에는 오히려 점도안정성 개선효과가 저하 될수도 있다. 더욱 바람직 하기로는 0.1~1중량%로 하는 것이 적절하다. 그러나 본 발명에서는 포스핀 화합물의 첨가량을 특별하게 한정하는 것은 아니다.

포스핀 화합물의 구체적인 예로는 트리페닐포스핀, 트리스(2-메틸페닐)포스핀 및 트리-n-옥틸포스핀 등이다.

본 발명은 상기 포스핀 화합물과 함께 통상의 산화방지제, 내염소제, 내폐가스 안정제와 같은 첨가제나 산화티탄 등의 안료를 첨가하는 것을 포함한다.

산화방지제로는 입체장애된 페놀계 산화방지제가 주로 사용될수 있고, 내염소제로는 산화아연과 같은 무기염 내염소제가 사용될수 있고, 내폐가스안정제로는 세미키바자이드계 내폐가스안정제가 사용될수 있다.

보다 구체적으로는 폴리우레탄우레아 중합체(고형분)에 대하여 산화방지제, 내염소제, 폐가스안정제, 산화티탄, 청색안료 등을 첨가 할수 있다.

본 발명의 폴리우레탄우레아 용액은 포스핀 화합물을 함유하고 있어서 점도안전성이 매우 우수하다. 그 결과 폴리우레탄계 탄성섬유를 제조시 조업성이 좋아지고 탄성사의 품질도 향상된다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

수평균 분자량 2,000의 폴리테트라메틸렌글리콜 1몰에 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 1.7몰을 혼합하여 90℃에서 90분간 반응시켜 양말단에 이소시아네이 트를 갖는 프리폴리머를 합성하였다.

이 프리폴리머를 40℃로 냉각시킨 후 N,N'-디메틸아세트아마이드를 첨가하여 약 45%의 프리폴리머를 포함하는 용액을 제조하였다. 이 프리폴리머용액을 5℃까지 낮춘후 격렬히 교반하면서 프리폴리머에 에틸렌디아민과 프로필렌디아민이 90/10의 몰비로 혼합된 혼합물을 첨가하여 쇄연장 반응 시킨다.

계속해서 N,N'-디메틸아세트아마이드용액을 천천히 가하여 폴리우레탄우레아 함량이 38중량%가 되게한후, 트리페닐포스핀을 폴리우레탄우레아 용액 전체중량에 대하여 0.01중량% 첨가한 후 30℃에서 저장한다. 상기 상태에서 시간경과에 따른 점도변화를 측정한 결과는 표 2와 같다.

실시예 2 ~ 실시예 8 및 비교실시예 1

포스핀 화합물의 종류 및 첨가량을 표 1과 같이 변경한것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 폴리우레탄우레아 용액을 제조한 후 30℃에서 저장한다. 상기 상태에서 시간경과에 따른 점도변화를 측정한 결과는 표 2와 같다.

<표 1> 제조조건

구 분	포스핀 화합물 종류	첨가량(중량%)
실시예 1	트리페닐포스핀	0.01
실시예 2	트리페닐포스핀	0.1
실시예 3	트리페닐포스핀	0.5
실시예 4	트리페닐포스핀	1.0
실시예 5	트리페닐포스핀	1.5
실시예 6	트리페닐포스핀	2.0
실시예 7	트리스(2-메틸페닐) 포스핀	0.5
실시예 8	트리-n-옥틸포스핀	0.5
비교실시예 1	-	0

<표 2> 점도변화 측정 결과

구 분	점도측정결과(포아즈)		변화량(포아즈)
	1시간 후	24시간 후
실시예 1	4,350	4,900	550
실시예 2	4,300	4,500	200
실시예 3	4,250	4,400	150
실시예 4	4,300	4,480	180
실시예 5	4,250	4,500	250
실시예 6	4,400	4,900	500
실시예 7	4,200	4,370	170
실시예 8	4,250	4,450	200
비교실시예 1	4,500	6,000	1,500

본 발명에 있어서 점도는 부룩필드 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다.

본 발명의 폴리우레탄우레아 용액은 점도안정성이 우수하여 탄성섬유 제조시 조업성 및 품질이 향상된다.

Claims (3)

1. 예비중합, 쇄연장 및 쇄정지 반응으로 폴리우레탄우레아 용액을 제조함에 있어서, 쇄연장 반응후 폴리우레탄우레아 용액에 하기 일반식(I)의 구조를 갖는 포스핀 화합물을 첨가함을 특징으로 점도안정성이 우수한 폴리우레탄우레아 용액의 제조방법.

   P(R)₃ (I)

   일반식(I)에서 R은 방향족 화합물 또는 탄소수 4~8의 알킬기 이다.
2. 삭제
3. 1항에 있어서, 포스핀 화합물의 첨가량이 폴리우레탄 우레아 용액 100중량%에 대하여 0.01~2중량%인 것을 특징으로 하는 점도안정성이 우수한 폴리우레탄 우레아 용액의 제조방법.