KR102198078B1 - Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102198078B1
KR102198078B1 KR1020200100274A KR20200100274A KR102198078B1 KR 102198078 B1 KR102198078 B1 KR 102198078B1 KR 1020200100274 A KR1020200100274 A KR 1020200100274A KR 20200100274 A KR20200100274 A KR 20200100274A KR 102198078 B1 KR102198078 B1 KR 102198078B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polyurethane adhesive
mol
eco
friendly
adhesive
Prior art date
Application number
KR1020200100274A
Other languages
English (en)
Inventor
유경수
Original Assignee
유경수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유경수 filed Critical 유경수
Priority to KR1020200100274A priority Critical patent/KR102198078B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102198078B1 publication Critical patent/KR102198078B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/0838—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds
    • C08G18/0842—Manufacture of polymers in the presence of non-reactive compounds in the presence of liquid diluents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/227—Catalysts containing metal compounds of antimony, bismuth or arsenic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4808—Mixtures of two or more polyetherdiols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

본 발명은 독성이 있어 작업자의 건강을 위협하므로 제조 및 사용시 제약이 있는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF)를 독성이 없는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)로 대체하여 제조한 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제에 관한 것으로 상기 대체에도 불구하고 접착제의 성능이 저하되지 않고 유사한 수준으로 유지되는 장점이 있어 작업자가 안전한 환경에서 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 흡습성이 강한 PEG을 사용하여 작업성(점착유지시간 및 경화시간)을 조정하는 특징을 갖고 있다.

Description

ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법{Eco-friendly One Component Type Polyurethane Adhesive For ABS Door and Fire Door And Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 희석제로서 독성을 가진 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide)를 독성이 없는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide)로 대체한 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 도어는 플라스틱의 일종인 ABS로 제조된 문으로서 내습성 및 내구성이 뛰어나 욕실 등에서 장시간동안 사용하여 변형이나 뒤틀림이 없는 장점이 있다. 상기 ABS는 가공성이나 충격강도가 강하여, 건축자재로도 많이 사용되며 고무성분인 부타디엔(butadiene)이 포함되어 있어 성형성이 좋은 특성이 있어 금형이나 열 변형을 이용하여 다양한 모양으로 제조 가능하다. ABS 도어는 ABS시트를 준비하고, 상기 ABS 시트를 성형한 후 접착제를 이용하여 허니콤을 포함하는 내부 심재와 접합시켜 규격에 맞게 재단하는 방법으로 제조된다.
방화문(fire door)은 건물의 출입문 또는 비상통로의 개폐문으로 사용되며 화재가 실내외로 번지는 것을 차단하도록 금속 재질의 견고한 재질로서 제작된다. 상기 방화문은 화재의 강한 열에 의해서도 불에 타거나 변형되지 않아야 하므로 철제 강판을 이용한 문짝 표면 판과 문짝 표면판 및 문틀 안쪽에 단열 및 변형 방지 등을 위해 내장심재를 채워 넣게 된다. 상기 내장심재는 미네랄울, 그라스울 및 종이소재의 벌집구조를 가지며 방음, 방염, 방한성능을 가진 허니컴등을 포함하며 상기 문짝 표면 판과 내장심재는 접착제를 이용하여 부착된다.
상기 ABS 문과 방화문 제조시 사용되는 접착제는 난연성을 가지는 폴리우레탄 접착제가 많이 사용된다. 상기 폴리우레탄 접착제는 이소시아네이트(-N=C=O)와 폴리올(-OH)의 반응에 의해 가교, 경화되는 접착제로서 폴리이소시아네이트가 공기 중의 수분과 반응하여 우레탄 결합을 형성하는 일액형 폴리우레탄 접착제이다. 상기 일액형 폴리우레탄 접착제는 혼합과정이 없어 작업성이 좋은 장점이 있으나 습도가 낮은 분위기에서는 경화시간이 오래 걸리는 단점은 있다.
종래의 폴리우레탄 접착제는 프리폴리머(prepolymer)의 작업성을 향상시킬 목적으로 희석제(diluent)를 사용한다. 상기 희석제는 용질에 대한 용해력은 작으나 일정량으로 사용하면 용질의 분리, 침전, 석출을 방지할 수 있으며 점도를 조절하거나 비용을 절감하기 위한 목적으로 사용된다. 상기 폴리우레탄 접착제의 희석제로는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF), 톨루엔(toluene), 아세톤(acetone)등의 유독성 유기용매가 사용된다. 특히, 가장 대표적으로 사용되는 DMF는 용해도(solubility parameter)가 높아 점도조절능력이 우수하나 다양한 생체독성을 가지는 것으로 알려져 있다. 이에 2018년 환경부에서는 유독물질지정고시 제2018-9호에 의거 DMF를 0.3%이상 사용하지 못하도록 금지하고 있으며, 환경부고시 제2018-233호에 의거 중점관리물질로 관리하고 있는 실정이다.
종래의 ABS 도어 및 방화문용 접착제는 독성물질인 DMF가 포함된 상태로 제품화된다. 따라서 작업자는 접착제와의 피부접촉 및 접착제 에어로졸의 흡입을 최대한 방지하면서 작업을 실시하고 주기적인 특수건강검진을 통해 의무적으로 건강상태를 확인하여야 한다. 이에 독성이 없으면서 DMF와 유사한 용해도를 가진 점도조절능력이 우수한 희석제가 개발되고 이를 이용한 친환경 폴리우레탄 접착제가 개발된다면, 작업자의 건강을 위협하는 독성 유기용제인 DMF를 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 폴리우레탄 접착제를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에서 언급된 특허문헌 및 참고문헌은 각각의 문헌이 참조에 의해 개별적이고 명확하게 특정된 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로 삽입된다.
한국등록특허 10-1522556 한국공개특허 10-2020-0049191 한국등록특허 10-1710383
본 발명은 독성이 있어 작업자의 건강을 위협하는 유기용제인 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF)를 유사한 물리적 특성을 가지면서도 독성이 없는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)로 대체한 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 발명의 상세한 설명, 청구의 범위 및 도면에 의해 보다 구체적으로 제시된다.
본 발명은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)을 포함하는 폴리올(polyol) 혼합물; 및 메틸렌디페닐디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate);를 혼합하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 1차 프리폴리머(1st prepolymer)를 제조하는 제 1 단계; 상기 1차 프리폴리머에 무수프탈산(phthalic anhydride), 캐스터오일(Castor oil), 및 무독성 비스무스계열 폴리우레탄 촉매를 첨가하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 2차 프리폴리머(2st prepolymer)를 제조하는 제 2 단계; 및 상기 2차 프리폴리머에 희석제로서 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)를 첨가하여 40 내지 60℃로 냉각시킨 후 액안정제를 첨가하여 폴리우레탄 접착제를 제조하는 제 3 단계;를 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조방법을 제공한다.
상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)는 평균분자량(MW)이 각각 1800 내지 2200g/mol, 2700 내지 3300g/mol, 및 1800 내지 2200g/mol이며, 1:1:2(PTMG:PPG:PG)의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하며 상기 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate)는 분자량(MW)이 250이며, NCO함량이 29%이며, 당량이 144.8인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기의 제조방법으로 제조한 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제공한다.
상기 접착제는 평균분자량(MW)이 5,000 내지 20,000g/mol이며 점도가 350 내지 850cps/25℃ 것을 특징으로 하며 발포배율이 200 내지 800%이고 20 내지 25℃에서 3시간이내에 경화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 접착제는 ABS 수지 또는 철제강판과 PVC 사각바 또는 종이의 접착면에 도포하여 20 내지 25℃에서 3시간이내로 서로 접착시킨 경우 박리되지 않으며, 강제로 박리하는 경우 상기 종이가 상기 ABS 수지 또는 철제강판에 접착된 상태로 남아 생지가 분리되는 수준의 강한 접착력을 보이므로 ABS 도어 및 방화문의 제조시 종이 허니콤, PVC 사각바 또는 나무각목과 ABS 수지 또는 철제강판을 접착시키는데 사용이 가능하다.
본 발명은 독성이 있어 작업자의 건강을 위협하므로 제조 및 사용시 제약이 있는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF)를 독성이 없는 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)로 대체하여 제조한 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제에 관한 것으로 상기 대체에도 불구하고 접착제의 성능이 저하되지 않고 유사한 수준으로 유지되는 장점이 있어 작업자가 안전한 환경에서 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제에 관한 것이다. 상기 ABS 도어 및 방화문은 내장심재로서 허니콤(hoeney-comb) 보드를 포함하며 상기 허니콤 보드의 외부로 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌공중합체; acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 수지 또는 철제 강판이 폴리우레탄 접착제에 의해 접착된 형태이다. 본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 상기 허니콤(hoeney-comb) 보드와 ABS 수지 또는 강판을 접착시키기 위해 사용되는 접착제이며, ABS 도어 또는 방화문의 제조에 사용되는 ABS 수지, 철제 강판, PVC 사각바, 나무각목의 접착에도 사용 가능하다.
본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 평균분자량(MW)이 5,000 내지 20,000g/mol이며 점도가 350 내지 850cps/25℃ 것을 특징으로 한다. 상기 평균분자량이 5,000g/mol 미만이면 접착제의 접착력이 저하될 수 있으며 상기 평균분자량이 20,000g/mol을 초과하더라도 접착력은 유사하다.
본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 발포배율이 200 내지 800%인 것을 특징으로 한다. 상기 발포배율이 200% 미만이면 피착재사이의 빈 공간을 메워주는 성능이 낮아 접착력이 저하될 수 있으며 상기 발포배율이 800%를 초과하더라도 상기 접착력은 급격히 증가하지 않는다. 바람직하게는 상기 발포배율은 200 내지 500%이며 보다 바람직하게는 200 내지 400%이다.
본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 20 내지 25℃에서 3시간이내에 경화되는 것을 특징으로 한다. 상기 경화시간은 점착유지시간(tacky time)과 연동되는데 상기 경화시간이 20 내지 25℃에서 3시간을 초과하게 되면 점착유지시간이 길어지게 되어 작업성이 저하되며 경화의 지체로 인해 작업시간이 증가하는 단점이 있다. 바람직하게는 상기 경화시간은 1시간 50분 내지 2시간 10분이다.
본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 피착재인 ABS 수지와 PVC 사각바 또는 종이허니콤의 접착면에 도포되어 20 내지 25℃에서 3시간이내로 접착시킨 경우 상기 PVC 사각바 또는 종이허니콤이 상기 ABS 수지로부터 박리되지 않는 것을 특징하며 이는 상기 ABS 수지가 방화문용 철제강판으로 변경된 경우에도 동일하다.
본 발명은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)을 포함하는 폴리올(polyol) 혼합물; 및 메틸렌디페닐디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate);를 혼합하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 1차 프리폴리머(1st prepolymer)를 제조하는 제 1 단계; 상기 1차 프리폴리머에 무수프탈산(phthalic anhydride), 캐스터오일(castor oil), 및 무독성 비스무스계열 폴리우레탄 촉매를 첨가하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 2차 프리폴리머(2st prepolymer)를 제조하는 제 2 단계; 및 상기 2차 프리폴리머에 희석제로서 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)를 첨가하여 40 내지 60℃로 냉각시킨 후 액 안정제를 첨가하여 폴리우레탄 접착제를 제조하는 제 3 단계;를 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조방법을 제공한다.
상기 폴리올 혼합물은 이를 구성하는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)의 평균분자량(MW)이 각각 1800 내지 2200g/mol, 2700 내지 3300g/mol, 및 1800 내지 2200g/mol인 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 제조방법은 흡습성이 강한 PEG를 사용하여 접착제의 작업성을 조정하는 특징으로 한다. 상기 PEG는 흡습성이 강한 소재이다. 따라서 상기 PEG를 많이 포함하게 되면 공기 중의 수분을 급속히 흡수하게 되어 점착유지시간(tacky time) 및 경화속도가 가속화되는 특징이 있다. 상기 점착유지시간 및 경화속도는 작업자가 접착제를 도포하거나 도포된 접착제가 경화되어 접착이 완료되는 시간을 의미하므로 제품의 작업성을 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 본 발명에서는 상기 PEG와 다른 폴리올들의 혼합비율을 적절히 조정하여 접착제의 작업성을 조절한다. 본 발명에서는 상기 폴리올이 1:1:2(PTMG:PPG:PEG)의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 한다. 상기 비율은 희석제를 이용하여 접착제의 성능을 조절하는 경우까지 고려한 것으로 본 발명의 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제에 최적화된 값이다. 본 발명의 실시예에 따르면 상기 폴리올 화합물이 상기의 비율로 혼합되면 20 내지 25℃에서 점착유지시간이 40분 이내이며 경화시간이 3시간이내이다. 바람직하게는 20 내지 25℃에서 점착유지시간이 25 내지 35분 이내이며 경화시간이 1시간 50분 내지 2시간 10분이다.
상기 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate)는 분자량(MW)이 250g/mol이며, NCO함량이 29%이며, 당량이 144.8인 것을 특징으로 한다.
상기 프리폴리머는 중합도가 낮은 단계의 중합체로서 성형이 편리하도록 중합반응을 적당한 단계에서 멈추는 방법으로 제조된다. 또한 상기 프리폴리머에 희석제를 더 첨가하게 되면 원하는 점도로 조절이 가능하게 되는데 상기 점도는 접착제의 작업성을 결정하고 경화속도를 결정하는 중요한 요소로서 작용하게 된다. 상기 희석제는 유기용제가 많이 사용된다. 상기 유기용제는 대부분이 휘발성과 높은 생체독성을 가지고 있어 취급과 사용이 엄격히 제한되는 실정이다. 특히 상기 희석제로서 많이 사용되는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF)는 생체독성이 강하여 작업자의 건강을 직접적으로 위협하므로 사용에 대한 엄격한 법적규제가 적용중이다. 이에 본 발명에서는 상기 DMF를 무독성 유기용제로 대체하되 그 물성이 유사하여 접착제의 성능을 저하시키지 않는 최적의 희석제로서 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)를 선택하고 이를 포함하는 친환경 접착제의 구성 및 성능을 최적화하였다.
본 발명의 1차 프리폴리머는 평균분자량(MW)이 2,500 내지 5,000g/mol이며, 상기 2차 프리폴리머는 평균분자량(MW)이 5,000 내지 20,000g/mol인 것을 특징으로 한다. 상기 2차 프로폴리머의 평균 분자량이 5,000g/mol 미만이면 희석제가 포함되지 않음에도 접착제의 점도가 너무 낮아 피착재의 표면에 도포시 접착제가 흘러내려 작업성이 저하되는 문제점이 있으며, 상기 평균 분자량이 20,000g/mol을 초과하게 되면 점도가 너무 높아 도포가 어려운 단점이 있다. 또한 상기 1차 프리폴리머의 평균분자량(MW)이 2,500 내지 5,000g/mol의 범위를 벗어나게 되면 평균분자량(MW)이 5,000 내지 20,000g/mol인 2차 프리폴리머를 제조할 수 없게 된다.
상기 제조된 2차 프로폴리머는 희석제로서 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)를 첨가하고 이를 40 내지 60℃로 냉각시킨 후 액 안정제를 첨가하여 폴리우레탄 접착제를 제조한다. 상기 희석제는 2차 프로폴리머의 점도를 조절할 수 있다. 특히 상기 희석제는 흡습성이 매우 높아 경화속도를 급속히 향상시키는 PEG의 농도를 조절하므로 접착제가 적절한 점착유지시간(tacky time) 및 경화속도를 가지도록 하는 효과가 있다.
하기에서 실시예를 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다.
실시예
실시예 1) N,N-디에틸포름아미드를 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제
친환경 소재인 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF, CAS No. 617-84-5)를 희석제로 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제조하였다. 본 발명에서는 상기 DEF를 종래의 희석제인 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide, DMF, CAS No. 68-12-2)를 대체하는 친환경 희석제로 사용한다. 상기 DMF는 산업안전보건법상 금지, 허가 및 관리대상 유해물질로 분류되어 엄격하게 관리된다. 이에 반하여 상기 DEF는 상기 DMF와 유사한 물리적 특성을 가짐에도 불구하고 유해물질로 분류되지 않는다.
DEF와 DMF의 물리적 특성 및 독성자료는 하기 표 1과 같다(Merk사 물질안전보건자료 참조).
항목 N,N-dimethyl formamide
(CAS NO: 68-12-2)		 N,N-diethyl formamide
(CAS NO: 647-84-5)
화학식
Figure 112020084123699-pat00001

(C3H7NO)
Figure 112020084123699-pat00002

(C5H11NO)
분자량 73.09g/mol 101.15g/mol
물에 대한 용해도 파리미터(solubility parameter) 1,000g/L at 20℃ 1,000g/L at 20℃
끓는점 153℃ 178℃
밀도 0.94g/cm3 at 20℃ 0.91g/cm3 at 20℃
증기밀도 2.51 3.94
독성정보 급성경구독성 있음,
급성흡입독성 있음,
급성경피독성 있음,
피부자극 있음,
눈에 심한 자극 있음,
생식세포 변이원성 있음(태아손상을 일으킬 수 있음)		 독성 및 피부자극 없음,
눈에 심한 자극 있음,
생식세포변이원성 없음
상기와 같이 DMF와 DEF는 물리적 특성이 유사함에도 불구하고 그 독성 특성은 전혀 상이한 것으로 확인된다. DMF와 DEF의 물에 대한 용해도를 보면 1,000g/L at 20℃로 동일하다. 따라서 상기 DMF와 DEF는 희석제로서 본 발명의 폴리머에 대해 동일하거나 유사한 용해능력을 보일 것으로 판단된다.
본 발명의 실시예에서는 먼저 폴리올 혼합물과 이소시아네이트를 혼합하고 이를 반응시켜 1차 중분자 프리폴리머(1st medium-molecular prepolymer)를 제조하였다. 다음으로 상기 제조한 1차 중분자 프로폴리머에 무수프탈산, 캐스터오일, 및 무독성 폴리우레탄 촉매를 첨가하고 이를 반응시켜 2차 중분자 프리폴리머(2st medium-molecular prepolymer)를 제조하였다. 마지막으로 상기 2차 중분자 프리폴리머에 희석제를 넣어 점도를 조절한 후 액 안정제를 더 첨가하여 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
하기 표 2는 DEF를 희석제로 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용된 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 100g (100g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 200g (200g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
Diethyl formamide(DEF) 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
하기 표 2의 2차 중분자 프로폴리머의 조성에서 괄호 안에 표시된 것은 1차 중분자 프로폴리머 제조시 첨가된 것을 의미하며 *로 표시된 것은 2차 중분자 프로폴리머 제조시 첨가된 것을 의미한다. 표1의 단위는 g이며 이는 parts와 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
단계 1: 1차 프리폴리머의 제조
본 발명의 1차 프리폴리머(1차 중분자 프리폴리머)는 폴리올(polyol) 혼합물과 이소시아네이트(isocyanate)를 혼합하고 이를 반응시켜 제조한다. 상기 폴리올은 분자중 수산기(-OH)를 2개 이상 가진 화합물을 의미한다. 본 발명에서는 polytetramethylene ether glycol(PTMEG. MW=2000mg/mol), polypropylene glycol(PPG, MW=3000mg/mol), polyethylene glycol(PEG, MW=2000mg/mol)이 혼합된 폴리올 혼합물을 사용한다. 상기 폴리올 혼합물은 PTMEG:PPG:PEG=1:1:2의 중량비(PTMEG 100g, PPG 100g, PEG 200g)로 혼합하여 사용한다. 상기 이소시아네이트는 Methylene diphenyl diisocyanate(MDI)를 사용한다.
먼저 1차 중분자 프로폴리머를 제조하였다. 이를 위하여 상기 폴리올 혼합물과 Pure MDI을 혼합하여 폴리올-MDI 혼합물을 제조하고 상기 폴리올-MDI 혼합물이 80℃ 이상으로 발열되면 30분 후에 무독성 비스무스계열 폴리우레탄 촉매를 더 혼합하여 1차 중분자 프로폴리머 제조용 반응물을 제조하였다. 상기 1차 중분자 프로폴리머 제조용 반응물은 85℃에서 3시간동안 반응시켜 1차 중분자 프로폴리머를 제조하였으며 상기 1차 중분자 프로폴리머의 평균분자량(MW)은 2500 내지 5000g/mol이었다.
단계 2: 2차 프리폴리머의 제조
상기 제조한 1차 프로폴리머(1차 중분자 프로폴리머)를 이용하여 2차 프로폴리머(2차 중분자 프로폴리머)를 제조하였다.
상기 1차 중분자 프로폴리머의 온도를 65℃로 냉각시킨 후 무수프탈산(phthalic anhydride)을 첨가하여 30분간 반응시키고 캐스터 오일(caster oil)을 더 첨가한 후 85℃에서 3시간동안 더 반응시켜 2차 중분자 프로폴리머를 제조하였다. 상기 2차 중분자 프로폴리머의 평균분자량(MW)은 5,000 내지 20,000g/mol이었다.
단계 3: 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조
상기 제조한 2차 프로폴리머(2차 중분자 프로폴리머)를 이용하여 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 2차 중분자 프리폴리머에 희석제인 DEF를 첨가하여 점도가 350 내지 850 cps/25℃가 되도록 희석시키고 50℃이하로 냉각한 후 액 안정제를 더 첨가하여 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제조하였다. 상기 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 점도가 350 내지 850cps/25℃이며 고형분의 함량이 75% 내지 80%이다.
실시예 2) N,N-디메틸포름아미드를 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF, CAS No. 68-12-2)를 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다. 상기 DMF는 발암성 등급 A4(ACGIH)로 분류되며 변이원성은 양성인 것으로 확인된다. 상기 DMF는 과폭로 시 피부, 눈, 점막 등을 강하게 자극하며 목안의 자극, 오심, 구토, 식욕감퇴, 메스꺼움, 설사, 홍조현상 및 간장장해, 혈압상승, 불안, 초조현상을 나타낼 수 있으며 장기폭로 시 피부접촉에 따라 피부궤양이 생길 수 있다. 동물실험에서 100ppm을 계속 흡입하면 간장 장해를 일으키는 것으로 알려져 있으며 피부흡수를 통하여 전신독성을 나타낼 수 있다. DMF에 대한 상세한 정보는 상기 표 1에 기재되어 있다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하며 다만, 희석제로서 DMF를 사용한 점만이 상이하다. DMF를 포함하는 폴리우레탄 접착제의 점도 역시 DEF를 사용하여 제조한 접착제와 유사하게 350 내지 850cps/25℃ 수준이었으며 고형분의 함량 역시 75% 내지 80% 수준으로 유사하였다.
하기 표 3은 DMF를 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용된 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 100g (100g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 200g (200g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
N,N-dimethyl formamide(DMF) 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실시예 3) 톨루엔을 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 톨루엔(toluene, CAS No. 108-88-3)을 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 톨루엔은 발암성 등급 A4(ACGIH)로 분류되어 양성의 변이원성을 가진다. 상기 톨루엔은 단기간에 증기와 미스트에 다량 폭로시 눈, 점막, 상기도 부위를 자극하며 호흡곤란, 기침, 재채기, 두통, 메스꺼움, 구토, 무력감, 평형장해 증상을 보인다. 상기 톨루엔은 피부와 계속 접촉 시 탈지작용으로 피부에 각화현상이 나타나며 고농도에 폭로 시 폐의 자극, 가슴의 답답함, 현기증, 마취, 마비, 의식 상실로 인해 사망할 수 있다. 또한 상기 톨루엔에 만성 폭로되는 경우 간, 신장, 조혈계에 장해가 나타나며 중추신경계 장해를 나타낸다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하나 다만, 폴리올 혼합물의 구성이 흡습효과가 큰 PEG가 빠지고 PTMG와 PPG만으로 이루어지는 점 및 희석제가 톨루엔인 점만이 상이하다.
하기 표4는 톨루엔을 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용한 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 300g (300g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 0g (0g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
Toluene 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실시예 4) 메틸에틸케톤을 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK, CAS NO: 78-93-3)을 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 MEK는 발암성 및 변이원성은 없는 것으로 확인된다. 상기 MEK는 흡입 시 자극, 구토, 구역, 호흡곤란, 두통, 졸음, 현기증, 의식불명 등을 일으키고 섭취 시 구역, 구토, 호흡곤란, 불규칙 심장박동, 두통, 현기증, 혈액장애, 혼수상태를 일으키며, 폭로 시 눈, 피부를 자극한다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하며 다만, 희석제를 MEK로 사용한 점만이 상이하다.
하기 표 5는 MEK을 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용한 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 100g (100g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 200g (200g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
MEK(Methyl Ethyl Ketone) 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실시예 5) 아세톤을 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 아세톤(acetone, CAS NO: 67-64-1)을 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 아세톤은 발암성 등급 A4(ACGIH)로 분류되어 양성의 변이원성을 가진다. 상기 아세톤은 증기를 흡입하면 두통, 현기증, 구토 등을 일으키며 고농도에서는 마취작용에 의해 의식을 잃는다. 또한 만성폭로 시 기관지, 눈, 코 등의 점막에 염증을 일으킨다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하며 다만, 희석제로서 아세톤을 사용한 점만이 상이하다.
하기 표 6은 아세톤을 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용한 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 100g (100g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 200g (200g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
Acetone 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실시예 6) 시클로헥사논을 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 시클로헥사논(cyclohexanone, 또는 anone, CAS NO: 108-94-1)을 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 시클로헥사논은 발암성 등급 A4(ACGIH)로 분류되어 양성의 변이원성을 가진다. 상기 시클로헥사논은 공기 중에 50ppm 수준으로 존재하면 목을 자극하고 불쾌감을 수반하며 70ppm 수준으로 존재하면 눈, 코에도 뚜렷한 자극을 느낀다. 액상의 시클로헥사논과 접촉하면 피부를 자극하며 단기간의 폭로만으로도 화상을 초래할 수 있으며 피부흡수를 통하여 전신독성을 나타낼 수 있다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하되 다만, 폴리올 혼합물이 흡습효과가 큰 PEG가 빠지고 PTMG와 PPG로만 구성되는 점과 사용한 희석제가 시클로헥사논인 점만이 상이하다.
하기 표 7은 시클로헥사논을 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용한 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 300g (300g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 0g (0g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
cyclohexanone(anone) 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실시예 7) 디메틸카보네이트를 포함하는 폴리우레탄 접착제
상기 실시예 1의 DEF를 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 비교하기 위하여 희석제로서 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, CAS NO. 616-38-6)를 포함하는 폴리우레탄 접착제를 제조하였다.
상기 디메틸카보네이트는 상기 DEF와 유사하게 독성이 거의 없는 특징이 있으며 빠른 생분해성을 가져 종래의 독성유기용제의 대체물질로서 사용 가능한 장점이 있다.
제조방법은 상기 실시예 1과 동일하며 다만, 희석제로서 디메틸카보네이트를 사용한 점만이 상이하다.
하기 표 8은 디메틸카보네이트를 포함하는 폴리우레탄 접착제의 제조에 사용한 원료물질의 구성을 보여준다.
성분명 1차 중분자 프로폴리머 2차 중분자 프로폴리머
Polytetramethylene ether glycol (PTMEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 100g (100g)
Poly propylene glycol (PPG, 평균분자량(MW)=3000g/mol) 100g (100g)
Polyethylene glycol (PEG, 평균분자량(MW)=2000g/mol) 200g (200g)
Methylene diphenyl diisocyanate(PURE MDI, 평균분자량(MW)=250g/mol) 200g (200g)
비스무스계열 Polyurethane(PU) 촉매 0g 2.5g*
Phthalic anhydride 0g 5.0g*
Castor oil 0g 90g*
dimethyl carbonate 0g 200g*
액 안정제 0g 2.5g*
총합 602.5g 900g
실험예) 일액형 폴리우레탄 접착제의 성능평가
상기 실시예 1 내지 7의 일액형 폴리우레탄 접착제에 대한 성능평가를 실시하였다. 평가항목은 점착유지시간(tacky time), 경화시간, 냄새정도, 박리수준, 및 발포배율이었다.
상기 점착유지시간은 피착재에 도포된 접착제가 건조 상태에서 점착성을 유지하는 시간을 의미하며 본 발명의 바람직한 점착유지시간은 30분 내외(30±5분)이다.
상기 경화시간은 피착재에 도포된 접착제가 완전히 건조되는데 걸리는 시간을 의미한다. 본 발명의 바람직한 경화시간은 2시간 내외(2시간±10분)이다.
상기 점착유지시간과 경화시간은 접착제의 작업성을 평가하는 기준으로 사용할 수 있다.
상기 냄새정도는 휘발성 유기용제 특유의 냄새에 대하여 숙련된 작업자를 통하여 평가하였다. 상기 냄새정도는 휘발성 유기용제의 냄새가 강한 수준인 경우 3점, 냄새가 중간 수준인 경우 2점, 약한 수준인 경우 1점을 주었다. 본 발명의 바람직한 냄새정도는 약한 수준인 1점이다.
상기 박리수준은 실시예 1 내지 7의 일액형 폴리우레탄 접착제에 접착된 2 종류의 피착재를 물리적으로 분리시키는 경우 어느 하나의 피착재가 박리되는 상태를 수준에 따라 분류한 것이다. 본 발명에서는 제 1 피착재로서 ABS 수지 또는 철제 강판을 사용하였으며 제 2 피착재로서 도어제작에 사용되는 종이재질의 허니콤을 사용하였다. 상기 제 1 피착재의 표면에 상기 접착제를 도포하고 제 2 피착재를 부착시킨 후 완전히 경화시켰다. 그 후 상기 제 1 피착재와 제 2 피착재를 물리적으로 분리시켜 제 1 피착재 표면에 남아 있는 제 2 피착재의 정도를 평가하였다. 상기 제 1 피착재의 표면에 상기 제 2 피착재가 10% 미만으로 남아 있도록 박리되는 경우 1점을 주었으며, 상기 제 1 피착재의 표면에 상기 제 2 피착재가 10% 초과 50% 미만 수준으로 남아 있도록 박리되는 경우 2점을 주었으며, 상기 제 1 피착재의 표면에 상기 제 2 피착재가 50% 초과 80%미만으로 남아 있도록 박리되는 경우 3점을 주었으며, 상기 제 1 피착재의 표면에 상기 제 2 피착재가 80% 초과 100%이하로 남아 있도록 박리되는 경우 4점을 주었다. 상기 박리정도는 제 1 피착재의 접착부위를 10등분하여 나눈 후 각 부위에 남아 있는 제 2 피착재의 정도를 확인하되 제 2 피착재가 남아 있어 제 1 피착재가 육안으로 확인 되지 않는 경우 박리되지 않은 것으로 판단하였다. 본 발명의 바람직한 박리수준은 4점이며 이는 제 1 피착재와 제2 피착제가 박리가 불가능한 수준으로 접착된 것을 의미한다.
상기 발포배율은 폴리올 혼합물과 이소시아네이트가 반응하여 폴리우레탄을 형성할 때 발포로 인해 부피가 증가하는 정도를 의미한다. 본 발명의 발포배율은 200 내지 800%가 바람직하며 보다 바람직하게는 300% 내외(300±100%)이다.
하기 표 9는 실시예를 통해 제조한 접착제의 성능평가 결과를 보여준다.
희석제 점착유지시간 경화시간 냄새정도 박리수준 발포배율
실시예 1 DEF 30분±5분 2시간±10분 1 4 300%±100%
실시예 2 DMF 30분±5분 2시간±10분 1 4 300%±100%
실시예 3 Toluene 2시간±20분 24시간±2시간 2 1 100%±20%
실시예 4 MEK 30분±5분 2시간±10분 3 1 300%±100%
실시예 5 Acetone 30분±5분 2시간±10분 3 1 300%±100%
실시예 6 cyclohexanone 12시간±2시간 24시간±2시간 3 1 100%±20%
실시예 7 DMC 2시간±20분 8시간±40분 1 1 150%±25%
실험결과, 실시예 1의 DEF를 희석제로 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제와 실시예 2의 DMF를 희석제로 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제의 성능은 점착유지시간, 경화시간, 냄새정도, 박리수준, 및 발포배율이 모두 유사한 것으로 확인되었다.
상기 실시예 2의 DMF를 희석제로 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제는 종래에 시장에서 유통되는 제품으로 이미 상용화되어 널리 사용되고 있는 것이다. 실시예 1의 DEF를 희석제로 포함하는 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제는 희석제에 대하여 DEF를 이용하여 DMF를 대체한 것으로 성능평가 결과 DMF를 이용한 접착제와 그 차이가 없으므로 독성 유기용제인 DMF를 포함하지 않은 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제로서 즉시 현장에서 사용 가능할 것으로 판단된다.
다른 유기용제를 희석제로서 사용한 접착제에 대한 성능평가결과, 점착유지시간 및 경화시간이 너무 길어 작업에 시간이 너무 소요되는 문제점(실시예 3, 6 및 7)이 있거나, 박리가 너무 쉬어 도어 제조에 시용하기 부적합한 문제점(실시예 3, 4, 5, 6, 및 7)이 확인 되었다. 특히, 본 발명의 DEF와 유사하게 독성이 없어 친환경 소재로 사용가능한 DMC를 희석제로 사용하여 제조한 접착제(실시예 7)의 경우, 도어용 접착제의 품질기준을 충족하지 못하는 것으로 확인되었다.
결론적으로 도어용 일액형 폴리우레탄 접착제는 현재 널리 사용되고 있으나 독성으로 인해 안전규제대상에 해당되는 DMF를 희석제로 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제이다 그러나 본 발명은 기존 폴리우레탄 접착제와 유사한 성능을 가지면서도 무독성인 DEF를 희석제로 사용하므로 상기 안전규제로부터 자유로운 장점이 있다. 따라서 본 발명의 DEF를 희석제로 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제가 제품화되어 시장에 진입하게 되면 종래의 DMF를 희석제로 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제를 성공적으로 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
본 명세서에서 설명된 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 구현예 또는 예시를 대표하는 의미이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다. 본 발명의 변형과 다른 용도가 본 명세서 특허청구범위에 기재된 발명의 범위로부터 벗어나지 않는다는 것은 명백하다.

Claims (5)

  1. 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG)을 포함하는 폴리올(polyol) 혼합물; 및 메틸렌디페닐디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate);를 혼합하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 평균분자량(MW)이 2,500 내지 5,000g/mol인 1차 프리폴리머(1st prepolymer)를 제조하는 제 1 단계;
    상기 1차 프리폴리머에 무수프탈산(phthalic anhydride), 캐스터오일(Castor oil), 및 무독성 비스무스계열 폴리우레탄 촉매를 첨가하고 80 내지 90℃에서 2시간 이상 반응시켜 평균분자량(MW)이 5,000 내지 20,000g/mol인 2차 프리폴리머(2st prepolymer)를 제조하는 제 2 단계; 및
    상기 2차 프리폴리머에 희석제로서 N,N-디에틸포름아미드(N,N-diethyl formamide, DEF)를 첨가하여 40 내지 60℃로 냉각시킨 후 액 안정제를 첨가하여 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제를 제조하는 제 3 단계;
    를 포함하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(polytetramethylene ether glycol, PTMG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol, PPG), 및 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)은 평균분자량(MW)이 각각 1800 내지 2200g/mol, 2700 내지 3300g/mol, 및 1800 내지 2200g/mol이며, 1:1:2(PTMG:PPG:PEG)의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제조방법은 흡습성이 강한 PEG를 사용하여 접착제의 작업성 을 조정하는 특징으로 하는 ABS 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 ABS 도어 및 방화문용 친환경 폴리우레탄 접착제.
KR1020200100274A 2020-08-11 2020-08-11 Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법 KR102198078B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100274A KR102198078B1 (ko) 2020-08-11 2020-08-11 Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200100274A KR102198078B1 (ko) 2020-08-11 2020-08-11 Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102198078B1 true KR102198078B1 (ko) 2021-01-04

Family

ID=74127430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200100274A KR102198078B1 (ko) 2020-08-11 2020-08-11 Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102198078B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395718B1 (ko) * 2012-12-03 2014-05-16 한국신발피혁연구원 접착제용 수성 폴리우레탄 수지 조성물
KR101522556B1 (ko) 2014-10-13 2015-05-26 주식회사 휴트리 친환경 접착제 조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 친환경 접착제 조성물
KR101710383B1 (ko) 2016-03-07 2017-02-27 윤석영 친환경 에폭시 접착제 조성물
KR101999807B1 (ko) * 2019-03-08 2019-07-15 동아화학(주) 무독성 디에틸포름아미드 용매를 사용한 한 장갑 코팅용 일액형 폴리우레탄 반응조성물의 제조방법
KR20200049191A (ko) 2018-10-31 2020-05-08 한국기술교육대학교 산학협력단 노말 프로필 아세테이트를 이용한 친환경 폴리우레탄 접착제의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395718B1 (ko) * 2012-12-03 2014-05-16 한국신발피혁연구원 접착제용 수성 폴리우레탄 수지 조성물
KR101522556B1 (ko) 2014-10-13 2015-05-26 주식회사 휴트리 친환경 접착제 조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 친환경 접착제 조성물
KR101710383B1 (ko) 2016-03-07 2017-02-27 윤석영 친환경 에폭시 접착제 조성물
KR20200049191A (ko) 2018-10-31 2020-05-08 한국기술교육대학교 산학협력단 노말 프로필 아세테이트를 이용한 친환경 폴리우레탄 접착제의 제조방법
KR101999807B1 (ko) * 2019-03-08 2019-07-15 동아화학(주) 무독성 디에틸포름아미드 용매를 사용한 한 장갑 코팅용 일액형 폴리우레탄 반응조성물의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3764457A (en) Transparent impact resistant poly(carbonate-urethane)laminates
EP3328913B1 (de) Hydrophobe und hochelastische zweikomponentige polyurethanzusammensetzung mit von der temperatur unabhängigen mechanischen eigenschaften und klebeeigenschaften
DE2714303C2 (de) Polyurethan auf der Basis eines Polycarbonatdiols und eines Diisocyanats
KR930006438B1 (ko) 폴리비닐부틸알과 폴리우레탄으로된 시이트
DE60211726T2 (de) Feuchtigkeitshärtbarer polyurethanschmelzkleber mit grossem topfzeitbereich
EP3559068B1 (de) Zweikomponentige polyurethanzusammensetzung
US4675232A (en) Self-release foam laminate
AU593201B2 (en) Structural adhesive compositions
EP2484709A1 (en) Heat resistant high moisture vapor transmission thermoplastic polyurethane
FI77601B (fi) Flerskiktsaekerhetsglas.
EP1632511A1 (de) Auf aliphatischen Polyesterpolyolen basierende PUR-/PIR-Hartschaumstoffe
EP2552987B1 (de) Schmelzkleben mit thermoplastischem polyurethan
EP2890559B1 (en) Modified ethylene-based films to promote isocyanate chemical reactions in polyurethane laminating adhesives
KR102198078B1 (ko) Abs 도어 및 방화문용 친환경 일액형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법
JPS591192B2 (ja) 耐炎性積層体
US3554962A (en) Light stable polyurethanes
EP0475220B1 (de) Mehrschichtenfolien
EP3464435A1 (de) Hohlpartikel aus thermoplastischen elastomeren und poröse formkörper
DE60224974T3 (de) Feuchtigkeitshärtende Haftmittel
EP2408615A1 (de) Verbundelemente mit haftvermittlerschicht
JP4788020B2 (ja) コーティング剤組成物
JP4030230B2 (ja) 難燃性ポリウレタン発泡シートおよび該シートを用いた合成皮革
DE3112541A1 (de) Verfahren zum herstellen von sicherheitsglas mit einer zwischenschicht aus polyurethan
JP2835654B2 (ja) ポリウレタンエラストマー組成物
JP2000230165A (ja) 湿気硬化型ウレタン接着剤またはシーリング剤

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant