KR100749339B1 - 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법 - Google Patents

높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법으로는 다가 알코올과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 폴리올을 만든 후, 반응촉매제와 함께 반응기에 넣고 방치한 후, 탈수시켜 반응물1을 제조한 다음, 불포화지방산인 리놀레산, 리놀렌산, 올레산, 도코사헥사엔산, 에이코사펜타에노산, 불포화카르복실산인 말레익안하이드라이드중 선택된 1종과 반응시켜 반응물2를 제조한 후, 알킬렌옥사이드를 투입하고 숙성시켜 폴리머 폴리올 안정제를 제조하는 제1공정, 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 용제를 반응기에 넣어 반응물3을 준비하는 제2공정, 단량체에 라디칼 촉매를 녹여 용기에 담은 후, 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 폴리올을 용기에 넣고 혼합하여 혼합물을 제조하는 제3공정, 상기 혼합물을 제2공정에서 준비한 반응물3에 넣고 반응시켜, 폴리머 폴리올을 제조하는 제4공정으로 구성된다.
본 발명에 의해, 입자크기가 작고 균일하며 안정한 상태가 유지된 폴리머 폴리올 제조방법이 제공되며, 높은 고형분 함량을 갖는 폴리머 폴리올이 제공된다.
폴리머, 폴리올, 안정제, 고형분

Description

높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법{THE MANUFACTURING METHOD OF POLYMER POLYOL HAVING A HIGH SOLID CONTENT}
도 1은 본 발명에서 이용한 폴리머 폴리올 안정제의 제조공정도.
도 2는 본 발명인 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조공정도.
본 발명은 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법에 관한 것이다.
폴리머 폴리올은 주로 폴리우레탄 폼(polyurethane form)의 원료로 사용된다.
폴리우레탄 폼으로는 스레브스탁(slabstock) 폼과 몰드(molded) 폼이 있다.
슬레브스탁 폼은 일반적으로 융단, 가구, 침구용품 등에 사용되며, 고경도(high load bearing) 특성을 가진다.
몰드 폼은 몰드시트, 충격 흡수판 등으로 자동차 등에 사용되며, 고탄 력(high-resiliency)특성을 가진다.
이러한 폴리우레탄 폼에 적합한 폴리머 폴리올은 높은 고형분 함량과 낮은 점도특성을 요구한다.
또한, 고경도이고 스카치가 없는(scorch-free) 폴리우레탄 폼 형성시에는 입자가 있는 폴리머 폴리올이 필요하다.
그러나, 현재 상업화되고 있는 폴리머 폴리올은 일반적으로 분산안정성이 나쁘고 점도가 높다.
특히, 폴리머 농도가 30 %이상의 경우는 상술의 복금속 시안화물착체 촉매로 얻은 폴리옥시알킬렌 폴리올을 사용하여 폴리머 농도를 높이는 것은 실질적으로 불가능하다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 아래와 같은 연구들이 이루어지고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 특0171961호(폴리머/폴리올 제조용 안정제 및 그 안정제를 이용한 폴리머/폴리올의 제조방법)에는, OH 관능기가 3 ~ 6이고, 분자량이 3,000 ~ 10,000 g/mole 폴리옥시알킬에텔폴리올과, 불포화카르보닐화합물과 에틸렌옥사이드 또는 알킬렌옥사이드를 부가시켜서 6,000 ~ 8,000 cps의 점도를 갖는 폴리머/폴리올 제조용 안정제를 제조하고, 이 안정제 2 ~ 4 중량부를 사용해서 제조된 입자량이 37~ 40 %이고, 점도가 1,200 ~ 4,000 cps이거나 입자량이 40 ~ 47 %이고, 점도가 2,000 ~ 4,500 cps인 폴리머 폴리올에 관한 것이 공개되어 있다.
그러나, 이와 같은 발명은 상기와 같은 안정제를 이용하여 라디칼 촉매하에 불포화기를 갖는 단량체를 부가 중합반응시켜 폴리머/폴리올을 제조하였으나, 낮은 점도 특성에 대해서만 나타내고 있으며, 폴리우레탄 폼(polyurethane form)의 원료로 사용하기 위한 필수적인 요소인 고형분 함량에 대해서는 제시된 바가 없다.
한국등록특허공보 제10-0657874호(폴리머 폴리올 제조용 분산안정제)에는, 모노하이드록시 알킬 아크릴레이트 및 다관능 이소시아네이트에 관능기가 6 ~ 8이고 분자량이 3,000 ~ 15,000인 폴리에테르 폴리올을 반응시키는 방법으로 제조되며, 이로부터 유도된 폴리머 폴리올에 관한 것이 공개되어 있다.
그러나, 상기와 같은 발명은 기존 발명에서 낮은 점도 특성도 살리면서 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올을 제조하였으나, 안정제의 평균 분자량 크기가 다소 크며, 고형분 함량이 40 ~ 43 % 정도밖에 되지 않다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 입자크기가 작고 균일하며 안정한 상태가 유지된 폴리머 폴리올 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 높은 고형분 함량을 갖는 폴리머 폴리올을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법으로는, 다가 알코올과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 OH 관능기가 4 ∼ 6이고, 분자량이 3,000 ∼ 10,000g/mole인 폴리올을 만든 후, 반응촉매제와 함께 반응기에 넣고 1 ~ 2 시간동안 방치한 후, 탈수시켜 반응물1을 제조한 다음, 불포화지방산인 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 올레산(Oleic acid), 도코사헥사엔산(docosa hexaenoic acid), 에이코사펜타에노산(eicosapentae noic acid), 불포화카르복실산인 말레익안하이드라이드(Maleic anhydride)중 선택된 1종과 에스테르화 반응시켜 반응물2를 제조한 후, 알킬렌옥사이드를 투입하고 1 ~ 2 시간동안 숙성시켜 폴리머 폴리올 안정제를 제조하는 제1공정, 제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 용제를 반응기에 넣어 반응물3을 준비하는 제2공정, 단량체에 라디칼 촉매를 녹여 용기에 담은 후, 제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 폴리올도 용기에 넣고 혼합하여 혼합물을 제조하는 제3공정, 상기 혼합물을 제2공정에서 준비한 반응물3에 넣고 반응시켜, 폴리머 폴리올을 제조하는 제4공정으로 구성된다.
폴리머 폴리올은 폴리머(polymer)가 폴리올(polyol) 중에 용해되어 있거나 분산되어 있는 상태의 것을 말한다.
폴리머 폴리올은 폴리올 중에서 라디칼 촉매(Radical catalyst)를 사용하여 탄소간에 불포화도(ethyleneical unsaturated)를 가지는 단량체(monomer)를 중합시켜 제조한다.
즉, 고농도의 입자와 저점도의 물성을 갖는 폴리머 폴리올은 라디칼 촉매하에서 폴리옥시알킬렌 폴리올과 안정제에 탄소간 또는 탄소와 다른 원자간 불포화기 를 갖는 단량체를 부가 중합반응시켜 만든다.
이러한 폴리머 폴리올은 주로 폴리우레탄 폼(polyurethane form)의 원료로 사용됨으로써, 높은 고형분 함량과 낮은 점도특성을 요구되며, 특히, 고경도이고 스카치가 없는(scorch-free) 폴리우레탄 폼 형성시에는 입자가 있는 폴리머 폴리올이 필요하다.
즉, 45 % 이상 고농도의 폴리머 폴리올을 합성하여 폴리머 입자의 크기가 작고 균일하며 안정한 상태를 유지하기 위해서는 스티렌모노머와 아크릴로니트릴모노머의 라디칼 반응으로 생성되는 스티렌-아크릴로니트릴 폴리머 부분을 폴리옥시알킬에틸폴리올 부분에 안정적으로 분산시킬 수 있도록 안정제의 사용이 요구된다.
이러한 안정제로는 OH 관능기가 4 ~ 6이고, 각 관능기마다 알킬렌옥사이드가 부가되어 각 체인당 3,000 ~ 10,000 g/mole의 분자량을 갖는 폴리옥시알킬에틸폴리올이 사용하며 폴리올 분자당 0.5 ~ 1.5 개 정도의 불포화 이중결합을 갖도록 불포화카르보닐화합물을 반응시켜 분자 내에 불포화 체인을 가지도록 만들어야 한다.
왜냐하면, 안정제 내에 존재하는 불포화 체인은 폴리머 폴리올 합성 중 안정제 내의 불포화 체인이 스티렌-아크릴로니트릴부분과 반응을 하여 안정제 한 분자내에 소액성 폴리머 부분(스티렌-아크릴로니트릴 고분자부분)과 친액성 부분(폴리옥시알킬에틸폴리올)을 동시에 지니게 되어 폴리올상과 스티렌-아크릴로니트릴 고분자상의 계면에서 계면활성제로 작용하게 되어 제조된 입자의 크기를 작게 만들며 분산성을 향상시키기 때문이다.
따라서, 본 발명에서는 입자크기가 작고 균일하며 안정한 상태가 유지되면서 높은 고형분 함량과 낮은 점도특성을 함유하여 폴리우레탄 폼의 원료로 가장 적합한 폴리머 폴리올을 제조하기 위해 수많은 연구를 해온 결과, 다가 알코올과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 OH 관능기가 4 ∼ 6이고, 분자량이 3,000 ∼ 10,000g/mole인 폴리올을 만든 후, 반응촉매제와 함께 반응기에 넣고, 방치한 후, 탈수시킨 다음, 불포화지방산인 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 올레산(Oleic acid), 도코사헥사엔산(docosa hexaenoic acid), 에이코사펜타에노산(eicosapentae noic acid), 불포화카르복실산인 말레익안하이드라이드(Maleic anhydride)중 선택된 1종과 에스테르화 반응시킨 후, 알킬렌옥사이드를 투입하고 숙성시키는 방법으로 폴리머 폴리올 안정제를 제조하여 사용한다.
이렇게 제조된 안정제와 함께 폴리우레탄 폼의 특성에 맞는 폴리올, 단량체, 촉매, 용제를 선택하여 함께 반응기에서 일정한 온도로 반응시켜 고형분 함량이 45 ~ 49 % 이고, 점도가 3,500 ~ 6,500 cps인 폴리머 폴리올을 제조하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 여러 종류의 폴리올과 불포화기를 가지는 물질과 반응시켜 생성된 안정제를 사용하여 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올을 만들 수 있다.
이하, 본 발명의 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
<높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조방법>
1. 제1공정 : 폴리머 폴리올 안정제 제조
다가 알코올과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 OH 관능기가 4 ∼ 6이고, 분자량이 3,000 ∼ 10,000g/mole인 폴리올을 만든 후, 반응촉매제와 함께 반응기에 넣고 1 ~ 2 시간동안 방치한 후, 탈수시켜 반응물1을 제조한 다음, 불포화지방산인 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 올레산(Oleic acid), 도코사헥사엔산(docosa hexaenoic acid), 에이코사펜타에노산(eicosapentae noic acid), 불포화카르복실산인 말레익안하이드라이드(Maleic anhydride)중 선택된 1종과 에스테르화 반응시켜 반응물2를 제조한 후, 알킬렌옥사이드를 투입하고 1 ~ 2 시간동안 숙성시켜 폴리머 폴리올 안정제를 제조한다.
폴리올은 다가의 OH기를 가진 1,3-디하이드록시부탄, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-디하이드록시프로판, 솔비톨, 카프로락탐, 아라비톨(arabitol), 크실톨(xylitol) 등의 다가 알코올과 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드, 아밀렌옥사이드, 1,2-에폭시프로판과 같은 알킬렌옥사이드를 반응시켜 만든 것이다.
반응촉매제로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 염화마그네슘, 마그네슘아세테이트, 칼슘아세테이트, 징크아세테이트, 염화칼슘 등의 알카리 금속, 알카리금속의 수산화물 중 선택된 1종이 사용된다.
알킬렌옥사이드는 불포화기를 가지는 물질에서 분자 내에 두개의 카르복실산을 함유하는 경우가 있으므로 산도를 낮추고 너무 높은 점도가 되지 않도록 가교 결합을 방지하기 위해서 사용된다.
2. 제2공정 : 반응물3 준비
제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 용제를 반응기에 넣어 반응물3을 준비한다.
용제로는 이소프로필알콜을 사용한다.
3. 제3공정 : 혼합물 제조
단량체에 라디칼촉매를 녹여 용기에 담은 후, 제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 폴리올을 용기에 넣고 혼합하여 혼합물을 제조한다.
이때, 폴리올로서는 다가의 OH기를 가지고 있고, 각 관능기 체인당 분자량이 1000 이상인 것으로서 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시뷰티렌글리콜, 폴리테트라에틸렌글리콜 등이 있다.
폴리올은 OH값이 20 ~ 150 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이는 폴리올이 폴리우레탄 폼의 특성에 따라 경질 폼에서는 OH 값이 150 이상인 것을 준경질(semi-rigid)폼은 50 ~ 150인 것을 연질(flexible) 폼에서는 20 ~ 70인 것을 사용하여야 하기 때문이다.
특히, 폴리우레탄 폼 물성이 경도가 높을수록 다가의 OH기가 있는 폴리올을 사용한다.
라디칼 촉매로는 양이온, 음이온, 라디칼 촉매 등이 있는데, 라디칼 촉매는 퍼옥사이드(peroxide), 퍼카보네이트(percarbonate), 비닐(vinyl)계 고분자 촉매와 아조계촉매 등이 사용된다.
퍼옥사이드계 촉매로는 벤졸일 하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 부틸릴퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조네이트, 프로필하이드로옥사이드, 이소프로필하이드로옥사이드 등이 있다.
아조계 촉매로는 아조비스-이소부틸 니트릴, 1-t-부틸아조-1-시아노사이클로헥산, 1-t-아밀아조-1-시아노사이클로헥산, 2,2-아조비스-2,4-디메틸-4-메톡시발레노니트릴, 2-t-부티아조-2-이소부틸니트릴 등이 있다.
아조계 촉매는 퍼옥사이드계 촉매보다 독성이 있고, 공정상 다루기가 힘들고, 테트라메틸 숙시노니트릴(tetramethyl sucinonitrile)등의 부생산물을 생성시키는 등의 단점이 있으나, 반응성이 좋고, 퍼옥사이드계 촉매를 사용한 폴리머 폴리올을 이용해서 만든 폴리우레탄 폼보다는 안정하고, 냄새 등이 없는 장점때문에 아조계 촉매도 사용가능하다.
라디칼 촉매의 사용양을 조절하여 폴리머의 입자크기의 분포도와 고분자 사슬의 크기를 조절할 수도 있다.
사용량을 증가할수록 폴리머 폴리올의 안정도와 반응율이 증가하나 일정량 이상일 때에는 반응율이 일정한 접근선에 도달하게 된다.
촉매사용량은 폴리머의 가교결합정도와 고유점도에 관련해서 사용량을 조절해야하고, 사용량을 조절해야 하기 때문에, 보통 0.1 ~ 5 % 정도 첨가하는 것이 바람직하다.
반응온도는 폴리머의 고분자 반응이 잘 일어나도록 라디칼 촉매의 해리와 단 량체의 반응율과 관련이 있다.
일반적으로 단량체들의 고분자 반응시 반응율은 85 ~ 98 %이다.
따라서, 촉매의 반감기가 2 ~ 6 분이내가 되도록 반응온도를 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 라디칼 촉매의 반감기는 온도에 의존하는데 데카노일 퍼옥사이드(decanoyl peroxide)와 아조비스이소부틸니트릴(AIBN)은 100 ℃이고, 벤젠 퍼옥사이드(Benzene peroxide)는 105 ℃를 사용하는 것이 바람직함으로, 보통 반응온도를 100 ~ 105 ℃를 유지하는 것이 바람직하다.
이는, 반응온도가 높을 때에는 반응율이 높아지고, 고유 점도가 낮아지는 경향이 있으므로, 고분자 반응시 미반응 단량체의 용해도 때문에 압력을 일정하게 유지시켜야 하기 때문이다.
단량체는 고분자화합물 또는 회합체(會合體)를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질로서 모노머라고도 한다.
단량체로는 고분자 중합반응을 일으킬 수 있는 불포화기를 가지는 아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 비닐리덴크로라이드, 부타디엔, 비닐에스터, n-비닐카바졸, 비닐메틸케톤, N-메틸-N-아세트아마이드, 디메틸마레이트, 비닐피리딘, N-비닐피롤, 비닐포스포네이트, 비닐카바졸(vinyl carbazole)등이 있으며, 고경도의 물성을 가질 수 있는 아크릴로니트릴, 스틸렌모노머 유도체 또는 혼합물이 사용한다.
4. 제4공정 : 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조
상기 혼합물을 제2공정에서 준비한 반응물3에 넣고 반응시켜, 폴리머 폴리올을 제조한다.
이때, 제2공정에서 제조한 반응물3에 제3공정에서 제조한 혼합물을 1 : 2 ~ 1 : 4의 중량비로 넣고 반응시켜 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 고형분 함량이 45 ~ 49 % 이고, 점도가 3,500 ~ 6,500 cps인 폴리머 폴리올이 제조되는 것이 특징이다.
반응기로는 강압반응기(autoclave)를 사용하며 강압 반응기는 교반기를 부착하여 고분자 중합 반응시 단랑체와 폴리올이 불균일하게 되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있고, 반응시간은 반응기의 부피와 단위 시간당 반응기로 들어가는 용액 부피 유량으로 계산한다.
이하, 실시예와 실험예를 통하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1> 폴리머 폴리올 안정제 제조 1
아래의 표 1에 제시된 안정제 합성비율과 같이, 폴리올은 다가 알코올인 솔비톨과 알킬렌옥사이드인 프로필렌 옥사이드(Propylene Oxide)와 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide)을 반응시켜 분자량이 9000 g/mol인 폴리올을 만들었다.
만든 폴리올과 반응촉매제인 수산화칼륨(KOH)를 함께 반응기에 넣고, 110 ℃, 20 mbar의 저압으로 1 시간동안 방치하여 수분함량을 100 ppm 이하가 되도록 탈수시켜 반응물1을 제조하였다.
제조된 반응물1에 불포화탄화수소를 함유시키기 위해 필요한 리놀레산(Linoleic acid)와 올레산(Oleic acid)를 각각 넣고 150 ℃에서 1 시간 동안 에스테르화 반응을 시켜 반응물2를 제조하였다.
제조된 반응물2에 알킬렌옥사이드 3 몰을 90 분 동안 투입한 후 1 시간 동안 방치하여 숙성시켜 본 발명에서 사용될 폴리머 폴리올 안정제를 제조하였다.
<표 1> 안정제의 합성
폴리올 KOH(ppm) UC(몰) EO(몰) 반응온도(oC)
S-1 쏘비톨+PO/EO, Mw.9000 1몰 150 1.5 LA 3 150
S-2 쏘비톨+PO/EO, Mw.9000 1몰 150 1.5 OA 3 150
PO=Propylene Oxide, EO=Ethylene Oxide,
UC=불포화탄화수소, LA; Linoleic acid, OA; Oleic acid
<실시예 2> 본 발명의 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조 1
아래의 표 2에 제시된 폴리머 폴리올 합성비율과 같이, 상기 실시예 1에서 제조된 안정제와 OH-V 56인 폴리에테르폴리올을 녹이기 위해 필요한 용제로 이소프로필알콜을 함께 교반기와 콘덴서가 있는 반응기에 넣어 따로 준비해두었다.
단량체인 스티렌-아크릴로니트릴(70/30)모노머 혼합물에 라디칼 촉매인 아조비스이소부틸니트릴(AIBN)을 녹여 용기에 넣어둔 후, 여기에 상기 실시예 1에서 제조된 안정제와 OH-V 56인 폴리에테르폴리올을 넣고 교반기를 이용하여 혼합하여 준 비하였다.
상기 준비된 혼합물(폴리올, 단량체, 촉매, 안정제)을 따로 준비해둔 반응기에 드럽핑 펀넬을 이용하여 30 ∼ 90분 동안 부가하였다.
이때, 반응기의 반응 온도는 115 ℃에서 125 ℃로 유지되면서, 용매로 사용되는 이소프롤필알콜을 휘발시키기 위해 20 ℃ 이하의 물이 순환되는 콘덴서가 장착된 반응기를 사용하였다.
반응시킨 후 130 ℃, 7 mbar의 진공 상태에서 미반응한 단량체와 이소프로필알콜을 제거하여, 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올을 제조하였다.
<표 2> 폴리머 폴리올의 합성
합성예 반응기 혼합물 용기 고형분 점도
폴리올(g) S-2 (g) IPA (g) 폴리올 (g) S-2 (g) SM (g) AN (g) AIBN (g) % 25도
1 100 0 150 430 20 315 135 5 45 4500
2 100 10 150 420 20 315 135 5 45 3900
3 100 20 150 410 20 315 135 5 45 5000
4 150 10 150 380 20 315 135 5 45 4500
5 150 10 150 330 20 343 147 5 49 6000
6 150 10 150 330 20 343 147 7 49 5500
7 150 15 150 320 25 343 147 7 49 5300
S-2; 실시예 1의 안정제, IPA;이소프로필알코올,
폴리올; OH-V 56인 polyetherpolyol,
SM; 스티렌모노머, AN; 아크릴로니트릴모노머
따라서, 고형분의 함량이 45 ~ 49 %로 높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올이 제조됨을 알 수 있었다(표 2).
<실험예 1> 연질 폴리우레탄 폼의 제조
연질 폴리우레탄 폼의 제조를 위해서 온도는 21 ℃로 유지된 상태로, 실시예 2에서 제조된 폴리머폴리올, 실리콘 정포제, 아민촉매, 물을 아래의 표 3의 레시피대로 2 ℓ 용량의 용기에 넣고 직경이 9 cm 인 교반기를 이용하여 8 초간 1,500 rpm으로 교반한 후, 틴 촉매를 가하여 다시 8 초간 1,500 rpm으로 교반하였다.
이후 T80 을 첨가하여 8 초간 1,500 rpm 으로 교반한 후 300 * 300 * 400 mm 의 몰드에 주입한 다음, 10분 후에 80 ℃ 의 오븐에 넣어 경화시킨 후 24 시간 이후에 물성을 측정한 결과 아래의 표 4와 같이 나타났다.
<표 3> 연질 폴리우레탄 폼의 레시피
원부재료 함량(g)
실시예 2의 폴리머폴리올 100
아민촉매, Niax A-1 0.2
L580 1.0
T-9 0.3
물 3.4
T80 39.0
<표 4> 실험결과
시험항목 P-2 P-5 일반(40%)
밀도, kg/m3 27.7 28.1 27.5
경도, kgf/314cm2 36.8 37.1 35.4
인열강도, kg/cm 0.80 0.85 0.74
인장강도, kg/m2 1.78 1.97 1.80
신율, % 103 101 109
반발탄성 41 48 35
상기 표 4에 나타나 있듯이, 범용적으로 사용이 되는 일반 폴리머폴리올과 비교시 높은 경도에서 높은 반발탄성을 보이는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의해, 입자크기가 작고 균일하며 안정한 상태가 유지된 폴리머 폴리올 제조방법이 제공된다.
또한, 높은 고형분 함량을 갖는 폴리머 폴리올이 제공된다.

Claims (6)

  1. 폴리머 폴리올의 제조방법에 있어서,
    다가 알코올과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 OH 관능기가 4 ∼ 6이고, 분자량이 3,000 ∼ 10,000g/mole인 폴리올을 만든 후, 반응촉매제와 함께 반응기에 넣고 1 ~ 2 시간동안 방치한 후, 탈수시켜 반응물1을 제조한 다음, 불포화지방산인 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 올레산(Oleic acid), 도코사헥사엔산(docosa hexaenoic acid), 에이코사펜타에노산(eicosapentae noic acid), 불포화카르복실산인 말레익안하이드라이드(Maleic anhydride)중 선택된 1종과 에스테르화 반응시켜 반응물2를 제조한 후, 알킬렌옥사이드를 투입하고 1 ~ 2 시간동안 숙성시켜 폴리머 폴리올 안정제를 제조하는 제1공정,
    제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 용제를 반응기에 넣어 반응물3을 준비하는 제2공정,
    단량체에 라디칼 촉매를 녹여 용기에 담은 후, 제1공정에서 제조된 폴리머 폴리올 안정제와 폴리올을 용기에 넣고 혼합하여 혼합물을 제조하는 제3공정,
    상기 혼합물을 제2공정에서 준비한 반응물3에 넣고 반응시켜, 폴리머 폴리올을 제조하는 제4공정으로 구성된,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단량체는 아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 비닐리덴크로라이드, 부타디엔, 비닐에스터, n-비닐카바졸, 비닐메틸케톤, N-메틸-N-아세트아마이드, 디메틸마레이트, 비닐피리딘, N-비닐피롤, 비닐포스포네이트, 비닐카바졸(vinyl carbazole), 아크릴로니트릴, 스틸렌모노머 유도체 중 선택된 1 종 이상이 사용되는 것이 특징인,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    라디칼 촉매는 퍼옥사이드계 촉매인 벤졸일 하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, 부틸릴퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조네이트, 프로필하이드로옥사이드, 이소프로필하이드로옥사이드, 아조계 촉매인 아조비스-이소부틸 니트릴, 1-t-부틸아조-1-시아노사이클로헥산, 1-t-아밀아조-1-시아노사이클로헥산, 2,2-아조비스-2,4-디메틸-4-메톡시발레노니트릴, 2-t-부티아조-2-이소부틸니트릴 중 선택된 1 종이 사용되는 것이 특징인,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    용제는 이소프로필알콜인 것이 특징인,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    제4공정의 폴리머 폴리올 제조시 제2공정에서 제조한 반응물3에 제3공정에서 제조한 혼합물을 1 : 2 ~ 1 : 4의 중량비로 넣고 반응시켜 제조하는 것을 특징으로 하는,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되며,
    고형분 함량이 45 ~ 49 % 이고, 점도가 3,500 ~ 6,500 cps인 것을 특징으로 하는,
    높은 고형분 함량을 가지는 폴리머 폴리올.
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