KR101027663B1 - 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물 - Google Patents

내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계적 특성 및 물리적 특성이 우수한 폴리카보네이트디올과 폴리에스테르 디올, 폴리실록산, 지방족 디이소시아네이트를 공중합시킨 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지는 종래의 폴리우레탄 코팅 수지에 비하여 내구성, 내약품성, 내광성, 마모강도, 기계적 물성, 유연성, 표면터치, 접착력이 우수하여, 자동차 시트 코팅제, 자동차 내장재 코팅제, 인공피혁의 표면 처리제, 합성피혁 건식 코팅제, 도료, 페인트, 각종 전자재료의 코팅제, 각종 산업자재의 코팅제로 사용될 수 있다.

Description

내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물{High durable polyurethane coating resin composition}
본 발명은 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 물리적 특성이 우수한 폴리카보네이트디올과 유연성 및 표면터치, 내마모성이 우수한 폴리실록산, 가격이 저렴한 폴리에스테르 디올의 공중합체 폴리올과 내광성이 우수한 지방족 디이소시아네이트 조성물을 프리폴리머(pre-polymer) 합성법을 이용하여 중합시킨 폴리우레탄 코팅 수지로서, 내구성, 내약품성, 내광성, 마모강도, 기계적 물성, 유연성, 표면터치, 접착력 등의 물성이 우수하여 자동차 시트 원단에 사용되는 건식 코팅 수지 용도에 적합한 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리우레탄 수지는 분자중에 우레탄 결합을 가진 것으로서 주로 디이소시아네이트(diisocyanate)류와 폴리올(polyol) 화합물과의 반응에 의해 합성된 고분자 화합물로서, 내마모성, 내유성 및 내용제성에 뛰어나고, 탄성이 우수하므로 접착제, 코팅제, 사출물, 페인트, 잉크, 도료, 발포체, 신발부품, 의류, 의료용 고분자 등 다양한 분야에서 적용되어지고 있다.
그리고 폴리우레탄 코팅제의 경우에는 거의 대부분이 가격이 저렴한 폴리에스테르 디올을 주재료로 사용하여 합성하고 있다. 최근 자동차 및 전자재료 코팅제, 각종 산업자재용 코팅제로서 고내구성의 폴리우레탄 수지의 사용량이 증가하고 있는 추세이다. 내구성 폴리우레탄 코팅 수지란 기존의 코팅 수지에 비하여 기계적 물성이 20~30% 이상 높고, 열적 특성이 우수하여 내광성이 우수하며, 마찰에 의한 내마모강도가 우수하며, 코팅 후 제품의 표면 터치가 우수한 수지를 말한다.
폴리에스테르 디올(polyester diol), 폴리에테르 디올(polyether diol), 폴리카프로락톤 디올(lycaprolactone diol) 및 트리올(triol), 폴리올(polyol)에 비해 기계적 물성, 내약품성, 내화학성, 내가수분해성, 내광성, 내열성이 우수한 특수 폴리올로서 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol)에 대한 수요가 증가하고 있다. 특수 폴리올은 고내구성을 요구하는 자동차 용품, 전자재료, 산업자재 영역에서 사용되고 있다.
폴리카보네이트 디올을 이용한 폴리우레탄 합성기술로서, 국내 특허의 경우에는 국내 등록특허공보 제0785349호에 내용제성이 우수한 수분산 폴리우레탄 수지의 제조방법과, 국내 공개특허공보 제2008-0057276호에 폴리우레탄 엘라스토머에 관한기술 및 국내 등록특허공보 특0131833호에 폴리우레탄 탄성섬유 제조방법에 대한 내용 등을 기술하고 있고, 국외 특허의 경우에는 US 제5,656,713호에 열성형 폴리우레탄 수지 조성물과, EP 제321288호에 폴리우레탄-우레아 스판덱스 제조기법 등에 관한 것을 기술하고 있다.
본 발명의 첫번째 과제는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지의 제조를 위하여 물리적 특성이 우수한 폴리카보네이트디올과 유연성 및 표면터치, 내마모성이 우수한 폴리실록산, 가격이 저렴한 폴리에스테르 디올의 공중합체 폴리올과 내광성이 우수한 지방족 디이소시아네이트 조성물을 사용하여 프리폴리머(pre-polymer) 합성법에 의해 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지를 합성시키는 것을 특징으로하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물을 제공함을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 및 디이소시아네이트 화합물, 촉매로 이루어진 폴리우레탄 조성물에 있어서,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물은 중량평균분자량이 1,000~2,000인 폴리카보네이트 디올 10~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~3,000인 폴리에스테르 폴리올 20~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~2,000인 폴리실록산 0.5~10 몰%, 중량평균분자량이 60~200인 저분자량 디아민 화합물 혹은 디올 화합물 0.5~30 몰%로 이루어지고,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 100중량부에 대하여, 촉매로서, 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.01~0.03 중량부와,
상기 디올, 폴리올과 디이소시아네이트의 NCO/OH 비가 1.0~1.1이 되도록 디이소시아네이트가 함유되고,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 65~75 몰%에 쇄연장제 25~35 몰%가 첨가되고,
그리고 상기 폴리카보네이트 디올은 아래 화학식 1 내지 화학식 3 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 카보네이트 화합물을 사용하고,
상기 폴리실록산은 아래 화합물 1 내지 화합물 3 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 폴리실록산 화합물을 사용하여 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물을 과제 해결 수단으로 한다.
Figure 112010056772653-pat00001

Figure 112010056772653-pat00002

상기 화합물 1 내지 3에서, m은 각각 14~24이고, n은 각각 15~16임.
한편, 상기 디이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프론디이소시아네이트(isophoron diisocyanate, IPDI), 4,4'-디헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dihexyl methane diisocyanate, H12MDI), 수소화 크실릴렌디이소시아네이트(hydronated XDI, H6XDI) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 폴리에스테르 디올의 단점인 낮은 내열성, 내가수분해성, 내구성, 내마모성, 표면터치, 기계적 물성 보강을 위하여 폴리카보네이트디올과 폴리실록산을 사용하여 공중합시킴으로써, 내구성, 내가수분해성, 접착력 , 내마모성, 표면터치 등의 물성을 향상시켜 자동차 시트의 코팅제 용도에 적합하도록 한 것이 장점이다.
상기와 같은 효과를 달성하기 위해 본 발명은 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물에 관한 것으로, 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 폴리우레탄 접착제 조성물에 대하여 상세히 설명하면 아래의 다음과 같다.
본 발명은 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 및 디이소시아네이트 화합물과 촉매로 이루어진 폴리우레탄 조성물에 있어서,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물은 중량평균분자량이 1,000~2,000인 폴리카보네이트 디올 10~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~3,000인 폴리에스테르 폴리올 20~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~2,000인 폴리실록산 0.5~10 몰%, 중량평균분자량이 60~200인 저분자량 디아민 화합물 혹은 디올 화합물 0.5~30 몰%로 이루어지고,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 촉매로서, 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.01~0.03 중량부와,
상기 디올, 폴리올과 디이소시아네이트의 NCO/OH 비가 1.0~1.1이 되도록 디이소시아네이트가 함유되고,
상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 65~75 몰%에 쇄연장제 25~35 몰%가 첨가된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물을 과제 해결 수단으로 한다.
본 발명에서 상기 혼합물은 내구성이 우수한 폴리카보네이트디올과 폴리에스테르폴리올, 폴리실록산과 디올 또는 디아민화합물의 혼합물로 이루어지고, 이 혼합물을 디이소시아네이트 화합물과 반응시켜 프리폴리머로 합성한 후 최종적으로 쇄연장제로 합성하여 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지를 합성시킨 것이 특징이다.
여기서, 상기 디올 화합물의 예는 1,6-헥산디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-부탄디올, 1,7-헥탄디올, 1,8-올탄디올, 1,9-노난디올 및 1,10-데칸디올 중 선택적으로 적용할 수 있으며, 디아민 화합물의 예는 EDA(ethylene diamine), DETA(diethylene tri amine) 중 선택적으로 적용할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol) 화합물은 내열성, 내가수분해성, 내구성, 내마모성, 기계적 물성 등이 우수한 화합물로서, 폴리에스테르 디올의 단점인 내열성, 내가수분해성, 내마모성, 기계적 물성 등의 물성을 보완시켜 주는 작용을 하며, 폴리카보네이트디올의 중량평균분자량은 1,000~2,000인 것이 바람직하며, 폴리카보네이트디올의 중량평균분자량이 1,000 미만이 될 경우에는 최종 폴리우레탄 수지의 유연성과 내열성이 우수하지 못하고, 폴리카보네이트디올의 중량평균분자량이 2,000을 초과할 경우에는 프리폴리머 합성 시 점도가 높아 겔이 발생할 수 있으며, 인장강도와 100% 모듈러스(modulus)가 낮아질 우려가 있다.
상기 폴리카보네이트 디올의 혼합량은 10~50 몰%인 것이 바람직하며, 폴리카보네이트 디올의 혼합량이 10 몰% 미만인 경우에는 폴리에스테르 디올의 단점인 내열성, 내가수분해성, 내마모성, 기계적 물성 등의 물성을 제대로 보완시키지 못 할 우려가 있고, 폴리카보네이트 디올의 혼합량이 50 몰%를 초과할 경우에는 물리적 특성은 증가하나 상대적으로 제품의 가격이 상승하는 문제가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 폴리카보네이트 디올 화합물은 디올 화합물과 디알킬카보네이트, 디아릴카보네이트 또는 알킬렌카보네이트 중에서 선택된 카보네이트 화합물을 사용하여 에스테르 교환반응으로 합성하여 제조한 폴리카보네이트디올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 디올 화합물의 예는 1,6-헥산디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-부탄디올, 1,7-헥탄디올, 1,8-올탄디올, 1,9-노난디올 및 1,10-데칸디올이며, 이들 중에서 1,6-헥산디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-부탄디올이 바람직하다.
또, 상기 디올 화합물과 카보네이트 화합물의 예는 아래 화학식 1 내지 화학식 3에 도시된 바와 같이, 1,6-헥산디올과 카보네이트의 합성으로 이루어진 C6 home type의 폴리카보네이트 디올, 1,6-헥산디올과 1,5-펜탄디올의 C5/C6 copolymer type의 폴리카보네이트 디올, 1,6-헥산디올 및 1,4-부탄디올의 C4/C6 copolymer type의 폴리카보네이트 디올이 있으며, 이들 중에서 어느 것을 사용하여도 무방하다.
Figure 112010056772653-pat00003

그리고 본 발명에서 상기 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol)은 가격이 저렴하고, 접착력을 향상시키는 화합물로서, 폴리에스테르 폴리올의 중량평균분자량은 1,000~3,000인 것이 바람직하다. 폴리에스테르 폴리올의 중량평균분자량이 1,000 미만이 될 경우에는 폴리우레탄 수지가 딱딱해질수 있고 유연성이 우수하지 못하고, 폴리에스테르 폴리올의 중량평균분자량이 3,000을 초과할 경우에는 폴리우레탄 수지의 신장률이 너무 높아져 상대적으로 인장강도 및 100% 모듈러스(modulus)가 낮아질 우려가 있다.
또한 상기 폴리에스테르 폴리올의 혼합량은 20~50 몰%인 것이 바람직하며, 폴리에스테르 폴리올의 혼합량이 20 몰% 미만이 될 경우에는 폴리우레탄 코팅 수지의 접착력이 저하할 우려가 있고, 폴리에스테르 폴리올의 혼합량이 50 몰%를 초과할 경우에는 상대적으로 폴리카보네이트 디올의 함량이 작아짐에 따른 내구성이 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 폴리에스터 폴리올 화합물은 디메틸프탈레이트(DMT), 아디프산(adipic acid) 및 세바신산(sebacic acid) 중에서 선택된 1종 또는 2종의 산과 부탄디올(Buthanediol), 헥산디올(Hexanediol) 중에서 선택된 1종 또는 2종의 글리콜을 에스테르화 반응시켜 제조한 화합물인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물에 첨가하는 디이소시아네이트는 디올, 폴리올과 디이소시아네이트의 NCO/OH 비가 1.0~1.1이 되도록 디이소시아네이트를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기에서 NCO/OH 비가 1.0 미만이 될 경우에는폴리우레탄이 충분히 합성되지 않을 우려가 있고, NCO/OH 비가 1.1을 초과할 경우에는 반응에 참여하지 않은 과량의 디이소시아네이트는 공기 중 수분과 반응하여 쉽게 경화되어질 우려가 있다.
그리고 본 발명에서 상기 디이소시아네이트는 아리파틱 이소시아네이트(aliphatic isocyanate) 계열의 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 제품의 예로는 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프론디이소시아네이트(isophoron diisocyanate, IPDI), 4,4'-디헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dihexyl methane diisocyanate, H12MDI), 수소화크실렌디이소시아네이트(hydronated XDI, H6XDI) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하며, 이들 중에서 이소프론디이소시아네이트(isophoron diisocyanate, IPDI)가 특히 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 폴리실록산은 폴리오르가노실록산(polyorganosiloxane)으로 Tg가 지금까지 알려져 있는 탄성체 중에서 가장 낮은 -123℃로써, 상기 폴리오르가노실록산(polyorganosiloxane)은 이와 같이 낮은 Tg 값으로 인하여 고분자 사슬 사이의 상호인력이 약하게 되면 폴리실록산 체인(polysiloxane chain)의 자유운동도 커지게 된다.
상기 폴리오르가노실록산(polyorganosiloxane)을 폴리우레탄 수지에 적용하게 되면 또 다른 특징은 고온안정성과 산화안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이와 같은 열적 안정성을 갖는 이유는 Si-O 결합에너지가 106 kcal/mol로서 C-C 결합에너지인 83 kcal/mol 및 Si-C 결합에너지인 76 kcal/mol 보다 아주 높아 분해가 잘 되지 않기 때문이다. 또한 Si-O 결합은 시그마결합과 파이결합을 가지며 이와 같은 특유의 결합은 Si-O 결합에 이중결합의 특성을 가지게 하여 결합이 더욱 강하게 되는 효과를 갖는다. 높은 결합에너지 이외에도 실록산(siloxane)이 높은 열적안정성을 갖는 또 다른 이유는 Si-O 결합이 이온특성을 갖는데도 있다.
또한, 상기 폴리실록산 화합물의 예는 아래 화합물 1의 아미노알킬터미네이티드 폴리디메틸실록산(aminoalkyl terminated polydimethylsiloxane), 아래 화합물 2의 N-메틸아미노알킬터메네이티드 폴리디메틸실록산(N-methylaminoalkyl terminated polydimethylsiloxane), 아래 화합물 3의 하이드록시알킬 터미네이티드 폴리디메틸실록산(hydroxyalkyl terminated polydimethylsiloxane)이 있으며, 이들 중에서 어느 것을 사용하여도 무방하나, 특히 하이드록시알킬 터미네이티드 폴리디메틸실록산(hydroxyalkyl terminated polydimethylsiloxane) 사용이 바람직하다.
또한 상기 폴리실록산의 혼합량은 0.5~10 몰%인 것이 바람직하며, 폴리실록산의 혼합량이 0.5 몰% 미만이 될 경우에는 폴리우레탄 코팅 수지의 내열성 및 표면터치, 내마모강도가 저하할 우려가 있고, 폴리실록산의 혼합량이 10 몰%를 초과할 경우에는 상대적으로 접착력이 저하할 우려가 있다.
Figure 112010056772653-pat00004

상기 화합물 1 내지 3에서, m은 각각 14~24이고, n은 각각 15~16인 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 사용하는 촉매인 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL)는 상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.01~0.03 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 촉매의 첨가량이 0.01 중량부 미만이 될 경우에는 상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물과 디이소시아네이트가 제대로 반응되지 않을 우려가 있고, 촉매의 첨가량이 0.03 중량부를 초과할 경우에는 합성반응에 특별한 영향을 미치지 않는다.
본 발명에서 쇄연장제는 선상의 분자쇄를 연장시키고, 폴리우레탄 분자량의 증가와 과량의 이소시아네이트와 함께 가교결합하는 작용을 하며, 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 65~75 몰%에 쇄연장제 25~35 몰%가 첨가하는 것이 바람직하다. 쇄연장제의 첨가량이 25 몰% 미만이 될 경우에는 소프트 세그멘트(soft segment)의 함량이 증가하여 유연성은 증가하나 기계적 물성이 취약해 질수 있고, 쇄연장제의 첨가량이 35 몰%를 초과할 경우에는 하드 세그멘트(hard segment)의 함량이 증가하여 딱딱해질 우려가 있다.
그리고 본 발명에서 사용하는 쇄연장제는 저분자량 디올 아민 화합물로서, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene gylcol), 프로필렌글리콜(Propylene gylcol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene gylcol), 1,4-부탄디올(1,4-Butane diol), EDA(ethylene diamine), DETA(diethylene tri amine) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 폴리우레탄의 합성조건은 80~90℃에서 300~480 분간 반응 합성시키는 것이 바람직하며, 상기에서 한정한 합성조건 미만이 될 경우에는 폴리우레탄 합성이 충분히 되지 않을 우려가 있고, 상기에서 한정한 합성조건을 초과할 경우에는 반응수율이 저하할 우려가 있다.
본 발명에 따라 상기의 방법에 의해 제조된 폴리우레탄 코팅 수지는 내구성이 우수하므로 자동차 시트, 자동차 도어트림, 인공피혁, 합성피혁, 가방 원단, 의류용 원단, 신발 원단, 전자부품 코팅제, 바닥재 코팅제, 도료 등과 같이 다양한 분야에 적용되어진다.
이하, 본 발명의 구성을 아래 실시 예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 하기의 실시 예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 제조
아래 [표 1]의 내용과 같이 수분을 제거한 중량평균분자량이 1,000~2,000인 폴리카보네이트디올과 중량평균분자량 1,000~3,000인 폴리에스터폴리올 및 중량평균분자량 1,000~2,000인 폴리실록산의 혼합물, 중량평균분자량 60~200인 디올 화합물인 1,6-헥산디올의 혼합물 100 중량부에 DBTDL 촉매를 각각 0.03 중량부를 첨가하고, 질소분위기에서 80~90℃ 온도에서 30분 혼합한 다음 상기 혼합물에 디올, 폴리올과 디이소시아네이트의 NCO/OH 비가 1이 되도록 디이소시아네이트를 투입하여 80~90℃에서 180~300 분간 프리폴리머 합성반응을 진행시키고, 상기 화합물의 혼합물 70 몰%에 쇄연장제 30 몰%를 투입하여 80~90℃의 온도에서 120~180 분간 합성반응을 시켜 폴리우레탄 코팅 수지를 제조하였다.
(단위 : 몰%)
구성 성분 실시예 비교예
1 1 2
Polycarbonate Diol 20 - -
Polyester polyol 40 4.5 5
폴리실록산 5 0.5 -
디올 화합물(1,6-헥산디올) 5 0.5 -
1,4-B.D(1,4-부탄디올) 30 2 2
* 용제 : DMF/MEK/Toluene
2. 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지의 평가
*실시예 1 및 비교예 1의 폴리우레탄 코팅 수지에 대한 물리적 특성을 평가한 결과는 아래 [표 2]의 내용과 같다.
구성 성분 단위 평가방법 실시예 비교예
1 1 2
100% 인장응력(modulus) kgf/cm2 ASTM D 638 54 51 53
인장강도(tensile strength) kgf/cm2 ASTM D 638 522 386 487
인열강도(tear strength) kgf/cm ASTM D 624 59 43 54
마모성(abrasion) mg loss ASTM D 3384 43 71 56
내열성(thermal stability)
(140, 1hr분)		 Gray Scale ASTM D 624 3.5 2.5 3.0
UV 안정성(stability) Gray Scale ASTM D 1148 4 4 4
상기 [표 1]에 기재되어 있는 바와 같은 구성성분에 의해 합성시켜 제조한 실시예 1 및 비교예 1, 2의 폴리우레탄 코팅 수지에 대한 기계적 물성을 시험한 결과, 실시예 1은 비교예 1, 2에 비해 100% 인장응력, 인장강도, 인열강도, 마모성, 내열성 등과 같은 기계적 물성의 성능이 모두 우수함을 확인할 수 있었다.
그리고 실시예 1의 폴리우레탄 코팅 수지에서, 인장강도, 마모성, 인열강도, 내열성의 경우에는 폴리카보네이트디올과 폴리실록산을 적절한 혼합시켜 합성할 경우에 상기 물성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지의 합성방법을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

  1. 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 및 디이소시아네이트 화합물, 촉매로 이루어진 폴리우레탄 조성물에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물은 중량평균분자량이 1,000~2,000인 폴리카보네이트 디올 10~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~3,000인 폴리에스테르 폴리올 20~50 몰%, 중량평균분자량 1,000~2,000인 폴리실록산 0.5~10 몰%, 중량평균분자량이 60~200인 저분자량 디아민 화합물 혹은 디올 화합물 0.5~30 몰%로 이루어지고,
    상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 촉매로서, 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.01~0.03 중량부와,
    상기 디올, 폴리올과 디이소시아네이트의 NCO/OH 비가 1.0~1.1이 되도록 디이소시아네이트가 함유되고,
    상기 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올 및 폴리실록산을 포함하는 혼합물 65~75 몰%에 쇄연장제 25~35 몰%가 첨가되고,
    그리고 상기 폴리카보네이트 디올은 아래 화학식 1 내지 화학식 3 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 카보네이트 화합물을 사용하고,
    상기 폴리실록산은 아래 화합물 1 내지 화합물 3 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유하는 폴리실록산 화합물을 사용하여 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물.

    Figure 112011003252288-pat00005


    Figure 112011003252288-pat00006


    상기 화합물 1 내지 3에서, m은 각각 14~24이고, n은 각각 15~16임.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프론디이소시아네이트(isophoron diisocyanate, IPDI), 4,4'-디헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dihexyl methane diisocyanate, H12MDI), 수소화 크실릴렌디이소시아네이트(hydronated XDI, H6XDI) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 폴리우레탄 코팅 수지 조성물.
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