KR101156599B1 - 실란변성 폴리우레탄 예비중합체 및 이의 제조방법 - Google Patents

실란변성 폴리우레탄 예비중합체 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체와 하이드록시 관능기를 갖는 알킬렌기가 도입된 아미노실란과의 반응에 의해 생성된 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는, 점도, 경도, 및 내구성 면에서 우수한 폴리우레탄 중합체로 제조되어 봉합재, 코팅재, 접착제 등으로 응용이 가능하다.
폴리우레탄, 예비중합체, 아미노실란, 하이드록시

Description

실란변성 폴리우레탄 예비중합체 및 이의 제조방법{SILANE MODIFIED POLYURETHANE PREPOLYMER AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 봉합재, 코팅재, 접착제 등으로 사용될 수 있는 실란변성 폴리우레탄 예비중합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
실릴화 폴리우레탄(silylated polyurethane) 또는 실란-말단 폴리우레탄(silane terminated polyurethane)으로 언급되는 실란변성 폴리우레탄 예비중합체(prepolymer)의 경우 봉합재, 코팅재, 접착제 등의 다양한 용도로 사용되고 있다.
이러한 실란변성 폴리우레탄은 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 예를 들어 미국특허 제5,990,257호에 개시된 것처럼 디이소시아네이트를 폴리에테르 폴리올과 반응시켜 하이드록시 말단 폴리우레탄 예비중합체를 형성하고, 이를 이소시아네이트 말단 실란과 반응시켜 실란변성 폴리우레탄을 형성할 수 있다.
또 다른 방법으로는, 디이소시아네이트를 폴리에테르 폴리올과 반응시켜 이 소시아네이트 말단 폴리우레탄 예비중합체를 합성한 다음, 미국특허 제6,989,429호, 제3,979,344호, 및 제4,645,816호에 기재된 것처럼 1차 아미노 실란으로 말단-캡핑(end-capping)하거나, 유럽특허 제0831108호 및 미국특허 제6,545,087호에 기재된 것처럼 2차 아민 관능기를 가진 아스파르테이트 실란과 이소시아네이트 말단의 예비중합체를 반응시켜, 실란변성 폴리우레탄을 형성하여 제조할 수 있다.
그러나 이러한 방법들은, 아민과 이소시아네이트기의 반응으로 인하여 우레아 결합이 형성되어 예비중합체의 점도가 상승되는 문제점을 가진다.
이와 같은 점도 문제를 개선하기 위해서, 미국특허 제6,762,270호에서는 2차 아미노실란 외에 모노올을 같이 사용하여 캡핑하기도 하였다.
따라서, 이러한 점도의 개선과 함께 우수한 경도, 내구성 등을 가지는 폴리우레탄의 제조될 수 있는 새로운 폴리우레탄 예비중합체의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 점도, 경도, 내구성 등이 개선된 새로운 폴리우레탄의 예비중합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은, 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체(a)와 하기 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물(b)과의 반응에 의해 알콕시실란기를 말단에 가지는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체를 제공한다:
Figure 112009081752848-pat00001
상기 식에서, A는 H 또는 -R3OH이고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 C1-5의 알킬렌이며, X는 C1-4의 알킬 또는 알콕시이고, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1-4의 알콕시이다.
또한, 본 발명은 a) 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 단계; 및 b) 상기 폴리우레탄 예비중합체를 상기 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물과 반응시키는 단계를 포함하는, 상기 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르는 폴리우레탄 예비중합체는, 점도, 경도, 인장, 신율, 및 내구성 면에서 우수한 폴리우레탄 중합체로 제조되어 봉합재, 코팅재, 접착제 등으로 응용이 가능하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은, 1차 아미노실란에 알킬렌옥사이드 부가 반응을 통하여 질소에 있는 활성 수소를 제거하고 하이드록시 관능기를 갖는 알킬렌기를 도입하여 제조된 화학식 1의 아미노실란 화합물 또는 이의 혼합물을 폴리우레탄 반응에 이용하는 것이다. 이소시아네이트와 저모노올의 폴리올을 반응시켜 이소시아네이트 말단을 갖는 예비중합체를 제조한 후, 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물과 2차 반응시켜 실란 말단 폴리우레탄 예비중합체를 제조할 수 있다.
상기 화학식 1에서, A는 H 또는 -R3OH이고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 C1-5의 알킬렌이며, X는 C1-4의 알킬 또는 알콕시이고, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1-4의 알콕시이다.
이 때, 상기 R1 내지 R3는, 각각 독립적으로 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌 등인 것이 바람직하다. 또한, 상기 X는 메틸, 메톡시 또 는 에톡시인 것이 바람직하며, 상기 Y 및 Z는, 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시인 것이 바람직하다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은, 분자량이 250 내지 500인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 화학식 1의 화합물이 혼합물 형태로 사용될 경우에는, 화학식 1에서 A가 H인 화합물과 A가 -R3OH인 화합물이 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합된 조성을 갖는 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물은 하기 화학식 2의 아미노실란 화합물과 C2-5알킬렌옥사이드를 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
Figure 112009081752848-pat00002
상기 식에서, R2는 C1-5의 알킬렌이며, X는 C1-4의 알킬 또는 알콕시이고, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1-4의 알콕시이다.
상기 제조방법에서, 상기 C2-5알킬렌옥사이드는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드, 또는 이들의 혼합물이 가능하며, C2-5알킬렌옥사이드는 화 학식 2의 아미노실란에 대해 1 내지 5 당량으로 반응시키는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 반응은 50 내지 140 ℃, 특히 60 내지 80 ℃의 온도에서 실시할 수 있고, 반응촉매로는 질산리튬(lithium nitrate), 질산 칼슘(calcium nitrate) 등을 사용할 수 있으며, 반응 압력은 진공에서 약 5kg중인 것이 좋다.
상기 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물을 이용하여 제조되는 본 발명의 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는, 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체(a)와 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물(b)과의 반응에 의해 알콕시실란기를 말단에 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는 수평균 분자량이 10,000 내지 100,000인 것이 바람직하며, 점도가 7,000 내지 50,000 cPs 인 것이 바람직하다.
상기 제조 공정에 첨가되는 폴리우레탄 예비중합체(a)는, 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분과 폴리에테르 다이올 또는 트라이올이 중합된 것이 바람직하고, 이소시아네이트 잔기를 0.2 내지 1.0 mol%로 함유하는 것이 좋다. 또한, 폴리우레탄 예비중합체(a)는 수평균 분자량이 8,000 내지 60,000인 것이 바람직하고, 18,000 내지 35,000인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는 a) 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 단계; 및 b) 상기 폴리우레탄 예비중합체를 화학식 1의 화합물 또는 이의 혼합물과 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된다.
바람직하게는, 상기 단계 a)에서는 이소시아네이트기 함량이 20 내지 40 mol%인 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분과, 수평균 분자량이 400 내지 20,000인 폴리에테르 다이올 또는 트라이올을 반응시켜, 수평균 분자량이 8,000 내지 60,000인 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 것이 좋다.
이 때, 상기 폴리에테르 다이올 또는 트라이올의 바람직한 예로는 폴리프로필렌글리콜(PPG) 또는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG)을 들 수 있다.
또한, 상기 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분은, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트(TDI), 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 제조방법에 있어서, 단계 a)의 반응은 예비중합체의 이소시아네이트기 함량이 0.2 내지 1.0 mol%가 될 때 완료하는 것이 바람직하며, 이소시아네이트기와 히드록시기의 반응 당량비가 1:0.55 내지 1:1이 되도록 조절하는 것이 바람직하다.
이와 같은 폴리우레탄 예비중합체는, 봉합재, 코팅제, 접착제 등의 폴리우레탄 중합체로 응용될 수 있다.
예를 들어, 봉합재는 상기 폴리우레탄 예비중합체에 가소제, 수분흡수제(moisture scavenger), 탄산칼슘, 광안정제, 건식 실리카(fumed silica), 및 착 색제를 혼합하여 10 내지 30분 동안 분산시켜 반응시킨 뒤, N-아미노에틸-3-아미노프로필-메틸디메톡시실란과 디부틸주석 비스-아세토네이트를 첨가하고 교반하여 제조할 수 있다. 이와 같은 봉합재는 25,000 내지 60,000 cPs의 점도를 가질 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 6. 하이드록시-치환 아미노실란의 제조
실시예 1
아미노프로필트리에톡시실란 552g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 에틸렌옥사이드를 2 g/min의 속도로 총 110g을 반응기에 투입하였다. 에틸렌옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 에틸렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시에틸)아미노프로필트리 에톡시실란이 7.5:12.7의 중량비로 혼합된 혼합물 542g을 얻었다.
실시예 2
아미노프로필트리에톡시실란 331g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 에틸렌옥사이드를 2 g/min의 속도로 총 330g을 반응기에 투입하였다. 에틸렌옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 에틸렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란이 19.7:32.1의 중량비로 혼합된 혼합물 575g을 얻었다.
실시예 3
아미노프로필트리에톡시실란 552g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 프로필렌옥사이드를 2 g/min의 속도로 총 145g을 반응기에 투입하였다. 프로필렌옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 프로필렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시이소프로 필)아미노프로필트리에톡시실란이 6.9:13.4의 중량비로 혼합된 혼합물 404g을 얻었다.
실시예 4
아미노프로필트리에톡시실란 331g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 프로필렌옥사이드를 2 g/min의 속도로 총 435g을 반응기에 투입하였다. 프로필렌옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 프로필렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란이 20.4:31.9의 중량비로 혼합된 혼합물 628g 을 얻었다.
실시예 5
아미노프로필트리에톡시실란 552g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드 50/50 비율로 2 g/min의 속도로 총 127g을 반응기에 투입하였다. 옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 (하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란, 및 비스-(하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란이 19.1 : 26.4의 중량비로 혼합된 혼합물 482g 을 얻었다.
실시예 6
아미노프로필트리에톡시실란 331g을 1L 반응기에 넣은 후 진공으로 감압하였다. 교반기로 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드 50/50비율로 2 g/min의 속도로 총 382g을 반응기에 투입하였다. 옥사이드의 반응 숙성을 위해 반응기 압력이 1kg/㎠ 이하가 될 때까지 교반하면서 반응기의 온도를 80℃로 유지하였다. 그 후 반응기를 감압시켜 미반응 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드를 제거하여, (하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 (하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란, 및 비스-(하이드록시에틸)아미노프로필트리에톡시실란과 비스-(하이드록시이소프로필)아미노프로필트리에톡시실란이 19.9 : 32.18의 중량비로 혼합된 혼합물 577g 을 얻었다.
실시예 11 내지 15. 본 발명의 폴리우레탄 예비중합체의 제조
실시예 11
OH값(OH value)이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 2,400g과 OH값이 112mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-1000, SKC(주)) 600g에 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 209g을 넣고 이론적으로 NCO 함량이 0.8mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제(end-capping agent)로서 실시예 1에서 얻은 결과물 186g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 얻었다.
실시예 12
OH값이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 3,200g과 OH값이 1,245mgKOH/g인 1,3-부탄다이올 36g에 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 174g을 넣고 이론적으로 NCO 함량이 0.5mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제로서 실시예 1에서 얻은 결과물 124g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 얻었다.
실시예 13
OH값이 33.6mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(TF-5000, SKC(주)) 500g과 OH값이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 4,000g에 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 139g을 넣고 이론적으로 NCO 함량이 0.7mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제로서 실시예 1에서 얻은 결과물 186g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 얻었다.
실시예 14
OH값이 56mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-2000, SKC(주)) 1,200g과 OH값이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 2,400g에 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 208g을 넣고 이론적으로 NCO 함량이 0.4mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제로서 실시예 1에서 얻은 결과물 186g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 얻었다.
실시예 15
OH값이 33.6mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(TF-5000, SKC(주)) 2,000g과 OH값이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 4,800g에 톨루엔 2,4-디이 소시아네이트 261g을 넣고 이론적으로 NCO 함량이 0.4mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제로서 실시예 1에서 얻은 결과물 186g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 얻었다.
비교예. 종래의 폴리우레탄 예비중합체의 제조
OH값이 56mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-2000, SKC(주)) 1,200g과 OH값이 14mgKOH/g인 폴리프로필렌글리콜(DF-8000, SKC(주)) 2,400g에 톨루엔 2,4-디이소시아네이트 208g을 이론적으로 NCO 함량이 0.4mol%가 될 때까지 80℃에서 중합하였다. 여기에 말단캡핑제로서 아미노프로필트리에톡시실란 111g을 투입하고, 적외선 스펙트럼에서 더 이상 이소시아네이트 흡수띠가 관찰되지 않을 때까지 중합하여, 폴리우레탄 예비중합체를 제조하였다.
무이소시아네이트 폴리우레탄 봉합재의 제조
상기 실시예 11 내지 15 및 비교예에서 제조된 것 중 어느 하나의 폴리우레탄 예비중합체 38중량부, 가소제(디이소운데실 프탈레이트) 18.35중량부, 수분흡수제 0.34중량부, 탄산칼슘 40중량부, 광안정제 0.46중량부, 건식 실리카 1.115중량부, 및 착색제 1.15중량부를 혼합하여 20분 동안 분산시켰다. 그 결과 내부온도가 60℃까지 올라갔다. 이어서, N-아미노에틸-3-아미노프로필-메틸디메톡시실란 0.57중량부와 디부틸주석 비스-아세토네이트를 0.03중량부 첨가하여 10분 동안 교반하여, 무이소시아네이트 폴리우레탄 봉합재를 제조하였다.
시험예
시험예 1
실시예 결과물의 IR 스펙트럼 및 GPC 결과를 도 3 내지 7에 나타내었다. 또한 참고를 위하여 출발물질인 아미노프로필트리에톡시실란의 IR 스펙트럼 및 GPC 결과를 도 1 및 2에 첨부하였다. 도 3 및 5는 각각 실시예 1 및 4의 결과물의 IR 스펙트럼으로서, 이를 볼 때, 도 1과는 달리 3200 내지 3700 nm의 파장 영역에서 크고 넓은 흡수피크가 관찰되므로, 실시예에서 제조된 아미노실란에는 OH기가 도입되었음을 알 수 있다.
시험예 2
상기 실시예 1 내지 6에서 얻어진 하이드록시-치환 아미노실란에 대하여 다음의 물성을 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
(1) OH값 (OH value): ASTM D-4247에 의거하여 측정하였다.
(2) 아민값 (amine value) : ASTM D-2073에 의거하여 측정하였다.
Figure 112009081752848-pat00003
시험예 3
(1) 상기 실시예 11 내지 15 및 비교예에서 제조된 각각의 폴리우레탄 예비중합체에 대하여 OH값(OHV)을 구한 뒤 계산식(56100 x 2 / OHV)에 따라 평균 분자량을 계산하여 하기 표 2에 정리하였다.
(2) 상기 제조된 각각의 폴리우레탄 예비중합체에 대하여 점도를 측정하여 하기 표 2에 정리하였다. 점도는 브룩필드(Brookfield)사의 RV-DVII 콘플레이트형(Cone-plate type) 점도계를 이용하여, CPE 41, 25℃, 및 0.3rpm의 조건으로 측정하였다.
또한, 상기 제조된 각각의 무이소시아네이트 폴리우레탄 봉합재를 20℃, 습도 50%인 항온 항습기에서 일주일 수분 경화시킨 뒤 다음과 같이 물성을 측정하여 하기 표 2에 정리하였다.
(3) 경도 - 상기 제조된 봉합재에 대하여 KS B 0807에 의거하여 경도를 측정하였다.
(4) 인장강도 - 상기 제조된 봉합재에 대하여 ASTM D 412에 의거하여 인장강도를 측정하였다.
(5) 신율 - 상기 제조된 봉합재에 대하여 ASTM D 412에 의거하여 신율을 측정하였다.
(6) 내구성 - 상기 얻어진 인장강도 x 신율을 계산하여 내구성을 도출하였다.
Figure 112009081752848-pat00004
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서 제조된 화학식 1의 하이드록시-치환 아미노실란을 이용하여 제조된 폴리우레탄 예비중합체는 종래보다 점도가 훨씬 낮음을 알 수 있으며, 중합체로 제조되어 경화된 후에는 경도, 인장, 신율, 및 내구성 면에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.
도 1은 원료물질인 아미노프로필트리에톡시실란의 IR 스펙트럼이다.
도 2는 원료물질인 아미노프로필트리에톡시실란의 GPC 결과이다.
도 3은 실시예 1에서 얻은 결과물의 IR 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 1에서 얻은 결과물의 GPC 결과이다.
도 5는 실시예 4에서 얻은 결과물의 IR 스펙트럼이다.
도 6은 실시예 3에서 얻은 결과물의 GPC 결과이다.

Claims (15)

  1. (a) 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체; 및
    (b) 하기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 화합물의 반응에 의해
    알콕시실란기를 말단에 가지는 실란변성 폴리우레탄 예비중합체로서,
    상기 성분 (b)가 하기 화학식 1에서 A가 -R3OH인 화합물을 반드시 포함하는 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체:
    [화학식 1]
    Figure 112011084923136-pat00005
    상기 식에서, A는 H 또는 -R3OH이고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 C1-5의 알킬렌이며, X는 C1-4의 알킬 또는 알콕시이고, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1-4의 알콕시이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는, 25℃ 에서의 점도가 7,000 내지 50,000 cPs 인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실란변성 폴리우레탄 예비중합체는, 수평균 분자량이 10,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (a)의 폴리우레탄 예비중합체는, 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분과 폴리에테르 다이올 또는 트라이올이 중합된 것임을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (a)의 폴리우레탄 예비중합체는, 수평균 분자량이 8,000 내지 60,000인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (a)의 폴리우레탄 예비중합체의 이소시아네이트 잔기의 함량은 0.2 내지 1.0 mol%인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 R1 내지 R3는, 각각 독립적으로 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 또는 이소부틸렌이며, 상기 X는 메틸, 메톡시 또는 에톡시이고, 상기 Y 및 Z는 각각 독립적으로 메톡시 또는 에톡시인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 성분 (b)가, 화학식 1에서 A가 H인 화합물 및 화학식 1에서 A가 -R3OH인 화합물이 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체.
  9. a) 이소시아네이트 잔기를 갖는 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 단계; 및
    b) 상기 폴리우레탄 예비중합체를 하기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는, 제1항에 따르는 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112011084923136-pat00006
    상기 식에서, A는 H 또는 -R3OH이고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 C1-5의 알킬렌이며, X는 C1-4의 알킬 또는 알콕시이고, Y 및 Z는 각각 독립적으로 C1-4의 알콕시이다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 a)에서, 이소시아네이트기 함량이 20 내지 40 mol%인 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분과, 수평균 분자량이 400 내지 20,000인 폴리에테르 다이올 또는 트라이올을 반응시켜 수평균 분자량이 8,000 내지 60,000인 폴리우레탄 예비중합체를 제조하는 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폴리에테르 다이올 또는 트라이올의 수평균 분자량은 400 내지 12,000인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 폴리에테르 다이올 또는 트라이올은, 폴리프로필렌글리콜(PPG) 또는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMEG)인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방향족, 지방족 또는 지환족 이소시아네이트 성분은, 톨루엔 2,4-디이소시아네이트(TDI), 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(MDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(H12MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 단계 a)의 반응은 이소시아네이트기의 함량이 0.2 내지 1.0 mol%가 될 때 완료하는 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 단계 a)의 반응에서, 이소시아네이트기와 히드록시기의 반응 당량비가 1:0.55 내지 1:1인 것을 특징으로 하는, 실란변성 폴리우레탄 예비중합체의 제조방법.
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