KR100752748B1 - 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 은 또는 동과 같은 금속분말과 혼합하여 전도성 재료로 사용되는 폴리우레탄 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 수지 조성물을 이용하여 제조되는 전도성 폴리우레탄 제품은 가공특성이 우수하고, 또한 표면특성이 우수하여 치밀한 구조를 가질 수 있는 효과가 있다.

Description

전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물{POLYURETHAN RESIN COMPOSITION FOR A CONDUCTIVE MATERIAL}
도 1 는 종래 폴리우레탄 수지 조성물을 이용한 전도성 시트의 표면 사진이다.
도 2 는 본 발명에 따른 폴리우레탄 수지 조성물을 이용한 전도성 시트의 표면 사진이다.
본 발명은 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 은 또는 동과 같은 금속분말과 혼합되어 전도성 제품으로 성형되는 폴리우레탄 수지 조성물에 관한 것이다.
현재, 사용하고 있는 전자레인지, TV, 라디오, 컴퓨터, 핸드폰 등의 전자기기에서는 많은 전자파가 방출되고 있다. 전자파 방출은 잡음이나 통신 장애 등의 현상으로 나타나며, 또한 인체에 영향을 미친다. 현대에 들어 그 심각성이 더해 지면서 전자파 차폐에 대한 관심이 높아지고, 그 필요성이 증가하고 있다. 또한, 기기의 케이스는 종래에는 금속을 사용하였으나, 소형화, 생산성 향상의 추세에 의해 서 플라스틱을 사용하게 되었다. 그러나 플라스틱은 전자적으로 투명하기 때문에 전자파를 차폐할 수 있는 재료에 대한 연구가 계속되고 있다.
그 중 하나가 전도성 재료를 전도성 재료를 제조하는 방안으로 폴리우레탄 수지 조성물에 전기 전도도가 높은 금속분말, 예를 들어 전기전도성이 높은 은이나 니겔, 크롬, 철 등의 분말을 폴리우레탄 수지 조성물에 혼합한 전도성 재료가 제시되고 있다.
상기 전도성 재료의 제조를 위해서 사용되는 금속에는 금, 은, 니켈, 구리 등이 있으며 각기 장·단점을 가지고 있다. 먼저, 구리는 저렴한 가격에 좋은 도전성을 얻을 수 있으나, 저장 중에 산화되기 쉽다. 니켈은 구리에 비하여 산화안정성은 있으나, 가격이 비싸고 구리와 유사한 도전성을 나타내어 경제적인 이점이 별로 없다. 반면에, 은과 금 금속은 다른 것에 비하여 월등히 우수한 도전성을 나타내어 매우 유리하며,복잡한 구조물에 있어서 요구되는 저항값을 가지기 위해서는 은 또는 금 금속의 사용은 필수적이지만, 가격이 비싸다는 단점이 있다.
금속 분말과 폴리우레탄 수지 조성물을 이용하는 전도성 재료의 주 적용 분야는 전도성 도료분야이다. 주식회사 금강고려화학에서 출원한 대한민국 특허출원 제 2000-008311호는 은(Ag) 금속과, 수용성 폴리우레탄 디스퍼젼, 용제를 혼합하여 전자파 차폐용 도료 조성물을 제조함으로써, 낮은 저항값을 가져 우수한 전자파 차폐효과를 나타내며, 상온에서의 도막형성과 다양한 플라스틱 소재에 대한 부착이 가능하며, 도장성과 빠른 건조를 통한 작업성이 우수하고, 저자극성의 용제를 사용하여 작업시의 냄새 저하 및 소지의 크랙 발생률을 줄여 제품의 불량률을 감소시키 는 등 각종 물성이 우수하며, 환경 친화적인 전자파 차폐용 도료 조성물을 제공한다. 또한 제일모직 주식회사에서 출원한 대한민국 특허출원 2001-0072565호는 수용성 우레탄 디스펄젼 0.2~60 중량%, 금속분말 10~60 중량% 및 알코올 10~60 중량%를 포함하는 전자파 차폐용으로 이용되는 도전성 페인트를 개시하고 있다.
한편, 전자파를 차폐에 대한 수요가 커지면서, 보다 다양한 형태의 전도성 차폐물, 예를 들어 전도성 시트이나 또는 보다 다량의 금속분말을 포함하는 전도성 재료에 대한 요구가 계속되어 왔다.
폴리우레탄을 이용한 전도성 제품, 예를 들어 전도성 시트의 개발에 있어서, 제품의 성형성과 함께 다량의 금속 분말의 사용으로 인한 제품 표면의 레벨링 성능이 저하되는 문제가 있어왔다. 이에 따라 성형성이 좋고, 또한 다량의 금속분말을 포함할 경우에도 최종 제품의 표면특성이 개선될 수 있는 전도성 재료에 대한 요구가 계속되고 있다.
이에 따라 금속 분말과 혼합되어 상기와 같은 특성을 부여할 수 있는 폴리우레탄 조성물에 대한 수요가 계속되고 있다.
본 발명의 목적은 금속 분말을 포함하는 전도성 재료 제조에 사용되는 신규한 폴리우레탄 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 금속 분말을 포함하는 전도성 재료 제조에 사용되는 폴리우레탄 수지 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표면 특성이 개선된 폴리우레탄을 포함하는 전도 성 재료를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물은
폴리우레탄 10 - 90 중량%와 고비점 용매 10 - 90 중량% 로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 고비점 용매는 이론적으로 한정되는 것은 아니지만, 전도성 제품, 예를 들어 전도성 시트의 제조과정에 있어서 금속분말과 혼합되어 성형된 후 건조될 때, 종래의 MEK나, 톨루엔, 저가 알코올류와 같은 저비점 용매에 비해 서서히 증발됨으로써 최종 제품의 표면 특성을 향상시키게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 고비점 용제는 비점이 120 ℃ 이상, 바람직하게는 150 ℃, 보다 바람직하게는 200 ℃ 이상인 용제가 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 비점이 300 ℃ 이상일 경우에는 증발속도가 늦어지는 문제가 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 고비점 용제는 전도성 재료의 제조과정에서 적절한 속도로 증발될 수 있도록 300 ℃ 이하의 비점을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 고비점 용제로는 솔벤트나프타 #3, 벤질알코올, 사이크로헥사논, 부틸셀로솔브, 디아세톤알코올, 코코졸#100, 코코졸#150, 코코졸#200, DBE(디베이직에스테르) (이스트먼사 제품), 상품명 RDP-E (로디아사 용제), NMP(N-Methyl 2-Pyrrolidone), PMA(프로필렌글리콜모노메틸에테르:유니온카바이드상품명프로파솔솔밴트), 틸셀로솔브 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 고비점 용매는 평균 비점이 상기 비점을 넘 어가지 않는 범위에서 저비점 용매를 포함할 수 있으나, 순수한 고비점 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리우레탄은 유기 이소시아네이트와 폴리올을 실리콘 개질제의 존재하에서 반응시켜 얻어지는 폴리우레탄 예비중합체이다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 이소시아네이트는 폴리우레탄의 제조를 위해 당업계에 공지된 임의의 것들을 포함하며, 방향족, 지방족, 시클로지방족 및 방향족 폴리이소시아네이트로부터 선택될 수 있다. 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 유기이소시아네이트는 톨루엔디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 사이크로헥산-1.4-디이소시아네이트, 4,4‘-디사이크로헥실메탄디이소시아네이트, 3,3-디메틸,4,4-디(아미노사이크로헥실)메탄헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,4페닐렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 키실렌디이소시아네이트, 1,5나프탈렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 노보란디이소시아네이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄 수지 제조에 사용되는 디올 및/또는 폴리올은 통상의 디올 및/또는 폴리올을 사용할 수 있다. 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 폴리올은 폴리우레탄 조성물이 일정 수준의 점도를 유지할 수 있도록, 분자량Mw가 400-6000, 바람직하게는 1000-4000이며, OH가 35-250 바람직하게는 35-180 사이에 제품을 사용하는 것이 바람직하다.
이들 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리아미드폴리올, 폴리에스테르아미드 폴리올, 폴리티오에테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴 리아세탈 폴리올, 폴리올레핀 폴리올, 폴리실록산 폴리올 등일 수 있다. 사용할 수 있는 폴리에테르 폴리올은 분자 당 대체로 2 내지 8개의 활성 수소원자를 함유하는 다관능성 개시제의 존재 하에, 알킬렌 옥시드, 예를 들어 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 또는 테트라히드로푸란을 중합함으로써 수득한 생성물을 포함한다. 적절한 개시제 화합물은 다수의 활성 수소원자를 함유하며, 물, 부탄디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 톨루엔디아민, 디에틸 톨루엔 디아민, 페닐렌 디아민, 톨루엔 디아민, 디페닐메탄 디아민, 에틸렌 디아민, 시클로헥산 디아민, 시클로헥산 디메탄올, 레소르시놀, 비스페놀 A, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,6-헥산트리올, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 수크로스를 포함한다. 개시제 및(또는) 시클릭 옥시드의 혼합물이 사용될 수 있다. 특히 유용한 폴리에테르 폴리올은 선행 기술에 충분히 기재된 것과 같이 에틸렌 및 프로필렌 옥시드를 이- 또는 삼관능성 개시제에 동시에 또는 연속적으로 첨가함으로써 수득한 폴리옥시프로필렌 디올 및 트리올 및 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌) 디올 및 트리올을 포함한다. 기타 특히 유용하며 바람직한 폴리에테르 폴리올은 테트라히드로푸란의 중합에 의해 수득한 폴리테트라메틸렌 글리콜을 포함한다. 사용할 수 있는 폴리에스테르 폴리올은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 시클로헥산 디메탄올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 또는 폴리에테르 폴리올과 같은 다가 알콜의 히드록실-말단 반응 생성물, 또는 상기 다가 알콜의 혼합물, 및 폴리카르복실산, 특히 디카르복실 산 또는 이들의 에스테르 형성 유도체, 예를 들어, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산, 또는 이들의 디메틸 에스테르 세박산, 프탈산 무수물, 테트라클로로프탈산 무수물 또는 디메틸 테레프탈레이트 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리올과 연합하여 락톤, 예를 들어 카프롤락톤, 또는 히드록시 카르복실산, 예컨대 히드록시 카프로산의 중합에 의해 수득한 폴리에스테르 또한 사용할 수 있다.
폴리아미드 폴리올, 폴리에스테르아미드 폴리올, 폴리티오에테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리아세탈 폴리올, 폴리올레핀 폴리올, 폴리실록산 폴리올 등이 또한 당업계에 공지되어 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전도성 재료의 표면특성은 폴리우레탄 예비중합체의 말단에 위치하는 NCO의 함량에 의해서 영향을 받을 수 있다. 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 폴리우레탄 예비중합체에 NCO기가 말단에 존재하는 예비중합체의 함량은 2 % 미만이다. 보다 바람직하게는 NCO기가 말단에 존재하는 예비중합체의 함량은 1 % 미만, 보다 더 바람직하게는 0.1 % 미만이며, 가장 바람직하게는 NCO 기가 폴리우레탄 예비중합체의 말단에 존재하지 않는 것이다. 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비중합체의 말단에 NCO기가 존재하는 폴리우레탄 예비중합체의 함량은 예비중합체의 합성시 사용되는 유기이소시아네이트와 폴리올의 비율에 의해서 조절될 수 있다. 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올의 반응기 당량은 유기이소시아네이트의 반응기 단량에 상응하거나 또는 높은 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 실리콘 개질제는 본 발명에 따른 폴리우레탄 수지 조성물에 의해서 제조되는 전도성 재료의 표면특성, 예를 들어 레벨링성을 개선하 기 위해서 투입되는 변성실리콘이다. 발명의 실시에 있어서, 상기 변성실리콘은 디메틸실리콘오일에 메틸기 이외의 유기기를 도입한 실리콘 오일을 의미한다. 발명의 바람직한 실시에 있어서, 메틸기를 대신해서 실리콘에 도입되는 변성 유기기는 클로로프로필기, 페닐에틸기, 장쇄알킬기, 트리클로로프로필기, 에폭시기, 시아노기 등과 같은 다수의 유기기가 도입될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 변성실리콘의 종류로는 알코올변성실리콘, 카르복실변성실리콘, 에폭시변성실리콘, 아미노변성오일, 폴리디메틸실록산폴리옥시에틸렌코폴리머, 폴리디메틸실록산폴리머, 에폭시폴리에테르변성오일등을 사용할 수 있다. 상기 변성실리콘들은 상업적으로도 구입하여 사용할 수 있으며, 에폭시변성실리콘으로는 SF-8411(일본 Toray사 제품), 아미노변성실리콘으로는 SF-8417(일본 Toray 사 제품), 카르복실변성실리콘으로는 SF-8418(일본 Toray 사 제품), 알코올변성실리콘으로는 SF-8427(일본 Toray 사 제품), 폴리디메틸실록산폴리옥시에틸렌코폴리머로는 Q4-3667(미국 Dow corning 사 제품), 폴리디메틸실록산으로는 Q1-3563(미국 Dow corning 사 제품), 폴리실록산으로는 H-SI-2111, H-2311, H-2711(Tego 사 제품)등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 예비중합체는 상기 유기이소시아네이트, 폴리올, 실리콘 개질제를 유기상 용매하에서 촉매로 반응시켜 형성된다.
본 발명에 있어서, 상기 촉매는 폴리우레탄 예비중합체에 사용하는 통상의 촉매를 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다. 발명의 실시에 있어서, 상기 촉매는 DBTDL, Sn-Oct 일 수 있다. 상기 촉매는 상업적으로 이용가능하다.
본 발명에 일 실시에 있어서, 상기 유기상 용매는 폴리우레탄 예비중합체에서 사용되는 통상의 저비점 용매, 예를 들어 메틸에틸케톤이나 테트라하이드로퓨란과 같은 용매를 사용할 수 있다. 본 발명의 다른 실시에 있어서, 상기 유기상 용매는 본 발명에 따른 고비점 용매, 예를 들어 솔벤트나프타 #3, 벤질알코올, 사이크로헥사논, 부틸셀로솔브, 디아세톤알코올, 코코졸#100, 코코졸#150, 코코졸#200, DBE(디베이직에스테르) (이스트먼사 제품), 상품명 RDP-E (로디아사 용제), NMP(N-Methyl 2-Pyrrolidone), PMA(프로필렌글리콜모노메틸에테르:유니온카바이드상품명프로파솔솔밴트), 틸셀로솔브 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비중합체는 최종 제품의 경도를 보강을 위해서 경도조절제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 경도조절제는 폴리우레탄에 결합되어 최종 제품의 경도를 보강하는 폴리머 경도조절제이다. 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리머 경도조절제는 상기 폴리우레탄 예비중합체의 NCO 말단과 반응하여 결합될 수 있으며, NCO 말단과 결합할 수 있는 반응기, 바람직하게는 하이드록실기를 포함할 수 있다. 폴리머의 종류나 반응기의 종류 및 하이드록시의 함량 등은 제조하고자 하는 전도성 제품에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 경도조절제는 상업적인 폴리비닐부티랄(Pioloform BN 18 from Wacker-Chemie GmbH); 하이드록실기를 함유하는 비닐클로라이드와 아크릴레이트 공중합체인 Vinnolⓡ E 22/48 A, 비닐아세테이트-비닐 클로라이드-하이드록시알킬아크릴레이트로 이루어진 하이드록실 기능성 삼원공중합체인 UCARTM VAGF(Dow Chemical Company), UCARTM VAGH(Dow Chemical Company), UCARTM VMCH(Dow Chemical Company), UCARTM VMCC(Dow Chemical Company)이다.
본 발명은 다른 측면에 있어서,
유기이소시아네이트, 폴리올, 및 실리콘 개질제 반응시켜 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하는 단계;
상기 폴리우레탄을 고비점 용매와 혼합하는 단계
를 포함하는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법으로 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 유기이소시아네이트와 폴리올은 예비중합체의 말단에 NCO기가 많아 있지 않도록 폴리올의 당량이 더 많도록 조절될 수 있다. 또한 상기 실리콘 개질제는 상기 유기이소시아네이트와 폴리올을 합한 중량에 대해 0.1 - 20 중량부, 바람직하게는 1 - 10 중량부, 더욱 바람직하게는 2 - 5 중량부 이하를 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 전도성 수지의 경도를 조절할 수 있도록, 상기 프리폴리머를 폴리머 경도조절제와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리머 경도 조절제는 폴리우레탄 예비중합체 100 중량부에 대해서 5 - 30 중량부를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 10 - 20 중량부를 사용할 수 있다. 과다 사용시 폴리우레탄의 물리적 특성이 저하될 수 있으며, 적게 사용할 경우에는 경도 조절효과가 미약할 수 있다.
본 발명은 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에 따른 전도성 제품은 폴리우레탄 10 - 90 중량%와 고비점 용매 10 - 90 중량% 로 이루어진 폴리우레탄 조성물과 금속 파우더로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 전도성 제품은 폴리우레탄 조성물과 금속 파우더를 혼합하여 형틀에 부어 건조 성형시킴으로써 제조된다.
본 발명에 있어서, 상기 전도성 제품은 전도성 시트이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 전도성 시트는 성형가공성을 위해서 금속파우더 70 - 90 중량%, 본 발명에 따른 폴리우레탄 조성물 5 - 20 중량 %, 점도조절제 1 - 8 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 전도성 시트에서, 상기 금속분말의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우에는 전도성 재료의 성형성이 매우 낮아지게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 금속파우더는 전도성 금속 파우더이며, 바람직하게는 금, 은, 또는 동이며, 더욱 바람직하게는 은 또는 동이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 제품의 특성에 따라 적절한 크기의 입자를 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
발명의 실시에 있어서, 상기 동 분말은 분무형 분말을 사용할 수 있으며, (주)창성의 ACU 60, 80, 100, 140, 200, 325 등의 그레이드를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 은 분말의 구체적인 예로는, 데구사(Degussa)사의 SF-9ED, SF-9, SF-70A, SF-15ED 및 SF-7A; 메탈러(Metalor)사의 P204-2; HRP사의 SF- 123 및 SF-162 등을 들 수 있다. 한편, 은이 코팅된 시판 구리분말의 구체적인 예로는 데구사사의 AgCu-1, AgCu-200, AgCu-250, AgCu-300, AgCu-350, AgCu-400, U13-05 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 점도조절제는 전도성 시트를 제조함에 있어서, 금속 파우더와 폴리우레탄 조성물의 혼합물의 점도를 조절하기 위한 것으로서, 폴리우레탄 조성물의 용매 특성에 영향을 미치지 않는 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 점도조절제는 상업적으로 구입하여 사용할 수 있으며, BYK-410(상품명) 이나 디스파론(Disparlon #4200(상품명) 을 사용할 수 있다 (Kusumoto제품).
본 발명의 실시에 따른 전도성 시트는 종래 사용되는 건조온도에서 건조하여 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 기재되는 실시예가 비록 발명에 대해서 상세하게 기재되었다 할지라도, 이러한 실시예들은 발명을 한정하기 위한 것이 아니라, 단지 예시하기 위한 것임을 당업자는 인지하여야 할 것이다.
실시예
실시예 1
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올 140.8 g.(Mw:1,000) OH가 110(mg KOH/g)과 톨루엔과 메틸에틸케톤의 혼합 용매(1:1 비율) 680 g, 촉매 DBTDL 0.15 g, 알코올변성실리콘(Toray, SF 8427) 30.6 g, 유기이소시아네이트로 TDI 350 g 을 투입하여 75 ℃ 에서 2 시간 반응시켰다. 이후 폴리머 경도조절제로 VAGH 260 g 을 투입한 다음, 75 ℃ 에서 90 분간 유지 반응하였다. 이후 사이클로핵사논: 솔벤트 나프타: 디아세톤알코올(1:0.5:1 비율)을 혼합한 용매를 투입하여 고형분이 30 % 가 되도록 희석시켜 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 3722 cps이었다.
실시예 2
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올(Mw : 1,000) OH가 110(mg KOH/g) 1140.8 g과 톨루엔과 키실렌의 혼합용액(1:1 비율) 680g, 촉매 DBTDL 0.15g, 알코올변성실리콘(Toray, SF 8427) 18g을 투입하여 75 ℃ 에서 2 시간 반응시켰다. 이후 폴리머 경도조절제로 VAGH 290 g 을 투입한 다음, 75 ℃ 에서 90 분간 유지 반응하였다. 이후 사이클로핵사논: 솔벤트 나프타: 디아세톤알코올(0.5:1:1 비율)을 혼합한 용매를 투입하여 고형분이 30 % 가 되도록 희석시켜 제조하였다
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 4535 cps이었다.
실시예 3
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올(Mw : 1,000) OH가 110(mg KOH/g) 1140.8 g과 톨루엔과 키실렌의 혼합용액(1:1 비율) 680g, 촉매 DBTDL 0.15g, 알코올변성실리콘(Toray, SF 8427) 18g, 및 가소제로 DIDP 25 g을 투입하여 75 ℃ 에서 2 시간 반응시켰다. 이후 폴리머 경도조절제 로 VAGH 190 g와 VMCH 50 g을 투입한 다음, 75 ℃ 에서 90 분간 유지 반응하였다. 이후 사이클로핵사논: 솔벤트 나프타: 디아세톤알코올(1.5:0.5:1 비율)을 혼합한 용매를 투입하여 고형분이 30 % 가 되도록 희석시켜 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 3920 cps이었다.
실시예 4
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올(Mw: 1,000) OH가 110(mg KOH/g) 1,140.8 g과 톨루엔과 키실렌의 혼합용액(1:1 비율) 680g, 가소제 DIDP 25g. 알코올변성실리콘(Toray, SF 8427) 15 g, 유기이소시아네이트로 TDI 330g, 촉매로 DBTDL 0.15 g을 투입하여 75 ℃에서 90 분 반응한 후 수지개질제로 트리메티롤 프로판(TMP)을 3.2 g을 투입하여 75℃에서 90분을 유지반응한 후 다시 VAGH 220 g 을 투입하여 75℃에서 60 분 유지반응하였다. 이후 사이클로핵사논: 솔벤트 나프타: 디아세톤알코올(1.5:0.5:1 비율)을 혼합한 용매를 투입하여 고형분이 30 % 가 되도록 희석시켜 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 6350 cps이었다.
실시예 5
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올(Mw: 2,000) OH가 56(mg KOH/g) 2,280g과 톨루엔과 키실렌의 혼합용액(1:1비율) 680g. 촉매로 DBTDL 0.15g. 아미노변성실리콘(Toray, SF 8417) 22g, 유기이소시아네이트 로 TDI 310 g을 투입하여 75℃에서 2시간 반응 후 폴리머경도조절제로 폴리비닐부티랄 250 g을 투입하고 75 ℃에서 90 분 유지반응하였다. 이후 사이클로핵사논: 솔벤트 나프타: 디아세톤알코올(1.5:0.5:1 비율)을 혼합한 용매를 투입하여 고형분이 30 % 가 되도록 희석시켜 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 5780 cps이었다.
비교예 1
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올 (Mw:1000) OH가 110(mg KOH/g) 1140.8g과 톨루엔과 키실렌의 혼합용액(1:1비율) 680g, 촉매로 DBTDL 0.15g, 알코올변성실리콘(Toray, SF 8427) 25 g, 유기이소시아네이트로 TDI 330 g을 투입하여, 75 ℃에서 2 시간 반응 후 이소포론디아민 2.6 g, 에틸렌디아민 1.8 g을 투입하여 65℃에서 1시간 유지반응 후 실시예 3번 용제로 희석하여 고형분 30 %로 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 3560 cps이었다.
비교예 2
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올 (Mw:1000) OH가 110(mg KOH/g) 1140.8g과 메칠에칠케톤용매 680 g, 촉매로 DBTDL 0.15 g, 유기이소시아네이트로 TDI 330 g을 투입하여 75 ℃에서 2 시간 반응 후 이소포론디아민 2.6 g. 에틸렌디아민 1.8g을 투입하여 65 ℃에서 1시간 유지반응 후 실시예 3 번 용매로 희석하여 고형분30%로 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 3188 cps이었다.
비교예 3
깨끗하게 청소된 냉각장치가 준비된 4구 플라스크에 폴리에스테르폴리올 (Mw:1000) OH가 110(mg KOH/g) 1140.8g과 사이클로헥사논용매 680 g, 촉매로 DBTDL 0.15 g, 유기이소시아네이트로 TDI 330 g, 알코올변성실리콘 15 g 을 투입하여, 2시간 반응 후 이소포론디아민 2.6 g, 에틸렌디아민 1.8 g을 투입하여 1 시간 유지반응 후 톨루엔:메칠에틸케톤:디아세톤알코올 혼합용매(1:1:1)로 희석하여 고형분 30 %로 제조하였다.
얻어진 밝은 담황색 조성물의 점도를 25 ℃에서 Brookfield DV-E 로 측정하였다. 측정된 조성물의 점도는 3632 cps이었다.
성형 배합
상기 실시예 1-5 번과 비교예 1-3 번의 폴리우레탄 조성물 30 중량%와 동 파우더 및 실버파우더를 70 중량% 를 혼합하였다. 여기에 점도 조절제 0.1 중량부를 배합하여 두께 2 mm, 가로 50 mm, 세로 100 mm의 성형 틀에 부어서 표면을 Bar Cota#4로 깎은 후 70 ℃ 에서 15 분동안 건조하였다.
레벨링성의 판단
상기 실시예 및 비교예의 폴리우레탄 조성물을 은 또는 동 파우더와 혼합하여 성형틀에 부어서 건조한 후, 표면을 관찰하였다. 레벨링성은 육안으로 판단할 수 있으며, 보다 상세한 비교를 위해 표면 주사현미경으로 표면사진을 찍어 관찰하였다. 각 실시예 및 비교에에 따른 레벨링 관측 결과를 하기 표에 나타내었다.
또한 성형시 흘러내림, 건조속도, 두께에 따른 성형성 변화를 육안 관찰하여 성형성을 판단하였다. (◎: 아주양호, ○: 양호, △: 부족)
폴리우레탄조성물 레벨링성 경도 성형작업성
실시예1 ○ ○ ○
실시예2 ○ ○ ○
실시예3 ○ ○ ○
실시예4 ◎ ○ ○
실시예5 ◎ ○ ○
비교예1 ○ △ △
비교예2 △ ○ △
비교예3 △ △ △
상기 실시예가 상세하게 기재되었다 할지라도 본 발명의 범위는 하기 청구범위에 의해서 결정된다.
본 발명에 의해서, 금속 분말을 포함하는 전도성 재료 제조에 사용되는 신규한 폴리우레탄 수지 조성물이 제공되었다. 본 발명에 따른 신규한 폴리우레탄 조성물은 금속분말과 혼합되어 전도성 재료를 구성할 때, 최종 제품의 표면 특성, 특히 레벨링성의 향상을 나타내게 된다. 본 발명에 의해서, 고함량의 금속분말을 함유한 전도성 재료를 이용한 전도성 제품, 예를 들어 전도성 시트와 같은 제품의 제조가 가능하게 되었다.

Claims (12)

  1. 유기이소시아네이트와 폴리올 혼합물 100 중량부에 실리콘 개질제 0.1 - 20 중량부를 반응시켜 얻어지는 폴리우레탄 예비중합체 10 - 90 중량%와 고비점 용매 10 - 90 중량% 로 이루어지는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고비점 용매는 평균 비점이 120 ℃ 이상인 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고비점 용매는 솔벤트나프타 #3, 벤질알코올, 사이크로헥사논, 부틸셀로솔브, 디아세톤알코올, 코코졸#100, 코코졸#150, 코코졸#200, 디베이직에스테르, N-메틸-2-피롤리돈, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 틸셀로솔브 로 이루어진 그룹에서 선택되는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 개질제는 알코올변성실리콘, 카르복실변성실리콘, 에폭시변성실리콘, 아미노변성오일, 폴리디메틸실록산폴리옥시에틸렌코폴리머, 폴리디메틸실록산폴리머, 에폭시폴리에테르변성오일로 이루어진 그룹에서 선택되는 변성실리콘인 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 폴리우레탄 예비중합체 100 중량부에 대해서 폴리머 경도조절제 5 - 30 중량부를 더 포함하는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 폴리머 경도조절제는 폴리비닐부티랄, 하이드록실기를 함유하는 비닐클로라이드와 아크릴레이트 공중합체, 비닐아세테이트-비닐클로라이드-하이드록시알킬아크릴레이트로 이루어진 하이드록실 기능성 삼원공중합체로 이루어진 그룹에서 선택되는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 조성물.
  8. 유기이소시아네이트와 폴리올 혼합물 100 중량부에 실리콘 개질제 0.1 - 20 중량부를 반응시켜 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 단계; 및
    상기 폴리우레탄을 고비점 용매와 혼합하는 단계
    를 포함하는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고비점 용매는 평균 비점이 150 ℃ 이상인 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 실리콘개질제는 알코올변성실리콘, 카르복실변성실리콘, 에폭시변성실리콘, 아미노변성오일, 폴리디메틸실록산폴리옥시에틸렌코폴리머, 폴리디메틸실록산폴리머, 에폭시폴리에테르변성오일로 이루어진 그룹에서 선택되는변성실리콘인 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 예비중합체가 폴리머 경도조절제와 반응하는 단계를 더 포함하는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폴리머 경도조절제는 폴리비닐부티랄, 하이드록실기를 함유하는 비닐클로라이드와 아크릴레이트 공중합체, 비닐아세테이트-비닐클로라이드-하이드록시알킬아크릴레이트로 이루어진 하이드록실 기능성 삼원공중합체로 이루어진 그룹에서 선택되는 전도성 재료 제조용 폴리우레탄 수지 조성물의 제조방법.
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