KR102308231B1 - 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제 - Google Patents

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Abstract

바이오 폴리올 100 중량부 및 이소시아네이트 화합물 150 내지 170 중량부를 포함하는 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물; 및
바이오 폴리올 100 중량부; 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 40 중량부; 및 상기에 기재된 폴리올 이외의 2관능 이상의 폴리올 90 내지 100 중량부를 포함하는 경화제 조성물;을 포함하며,
상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 4~10의 중량비로 혼합하여 사용하는 2액형 폴리우레탄 접착제로서,
상기 주제 조성물은 이소시아네이트 화합물로서 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 62 내지 70 중량%, 및 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 38 중량%의 반응물을 포함하며, 상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 25 중량% 미만으로 포함하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제를 제공한다.

Description

비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제{Non-toxic two-part type polyurethane adhesive}
본 발명은 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 포함하는 비유독성 폴리우레탄 접착제에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 법제처 유독물질 규정기준 비유독성 폴리우레탄 접착제에 관한 것이다.
폴리우레탄(polyurethane)은 다양한 구성성분을 가지고 있고 반응성이 우수하여 여러 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 폴리우레탄은 분자 내에 2개 이상의 알코올기(-OH)를 가진 polyol과 2개 이상의 이소시아네이트기(-NCO)를 가진 폴리이소시아네이트의 결합으로 생성되는 다수의 우레탄결합(-NHCOO-)을 가지는 고분자 화합물이다. 폴리우레탄은 연질부분(soft segment)과 경질부분(hard segment)으로 나눌 수 있으며 연질부분에 속하는 폴리올(polyol)은 폴리에스테르형 폴리올(polyesterpolyol), 폴리에테르형 폴리올(polyether polyol) 등으로 구성되어 있다.
폴리우레탄은 원료의 종류나 배합 비율을 달리함에 따라 경도, 열안정성, 접착강도 등 물리적 특성의 조절이 가능하여 경질·연질 폼, 고무탄성체, 도료, 접착제, 합성피혁, 실링제 등에 적용이 가능하다.
폴리우레탄 접착제는 주로 용매를 사용한 용제형(solvent-borne)으로 사용되고 있다. 이러한 용제형의 경우 도포 공정에서 발생하는 휘발성 유기물질(volatile organic compounds, VOCs)로 인한 환경오염과 인체에 대한 유해성 등의 문제를 갖는 것으로 알려져 있다.
또한, 2 액형 폴리우레탄 접착제에 포함되어 우수한 경도, 작업성 및 가사시간을 제공하는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 성분의 경우, 법제처에서 2020. 6. 15자로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 및 이를 25% 이상 함유한 혼합물을 유독물질로 규정함으로써, 사용이 제한되고 있다.
그러나, 상기 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트의 경우, 대체 가능한 성분이 아직까지 알려져 있지 않고, 상기 유독물질 범위를 피할 수 있는 병용 사용 방법도 알려져 있지 않은 상태이다.
따라서, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 주성분으로 포함하는 2액형 폴리우레탄 접착제를 사용하는 분야에서는 대체 가능한 적절한 접착제를 선택하는데 큰 어려움을 겪고 있다.
특히, 정수기 등 인체에 영향을 미치는 제품군의 제조에 있어서, 상기와 같은 문제는 원자재의 보관, 사용, 설비 등 까다로운 관리 기준과 제품의 생산성 및 제조원가상승 등의 문제를 야기하고 있다. 그러므로, 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법에 대한 연구가 시급히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0014836호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서 우수한 경도, 작업성 및 가사시간을 제공하며, 법제처 유독물질 규정상 비유독성인 2액형 폴리우레탄 접착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해,
바이오 폴리올 100 중량부 및 이소시아네이트 화합물 150 내지 170 중량부를 포함하는 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물; 및
바이오 폴리올 100 중량부; 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 40 중량부; 및 상기에 기재된 폴리올 이외의 2관능 이상의 폴리올 90 내지 100 중량부를 포함하는 경화제 조성물;을 포함하며,
상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 4~10의 중량비로 혼합하여 사용하는 2액형 폴리우레탄 접착제로서,
상기 주제 조성물은 이소시아네이트 화합물로서 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 62 내지 70 중량%, 및 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 38 중량%의 반응물을 포함하며, 상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 25 중량% 미만으로 포함하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제를 제공한다.
본 발명의 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제는 우수한 경도, 작업성 및 가사시간을 제공하며, 경화후 독성을 갖지 않으므로 인체에 대한 안전성이 우수한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제를 사용하여 정수기 필터를 제조하는 방법을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
본 발명은 바이오 폴리올 100 중량부 및 이소시아네이트 화합물 150 내지 170 중량부를 포함하는 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물; 및
바이오 폴리올 100 중량부; 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 40 중량부; 및 상기에 기재된 폴리올 이외의 2관능 이상의 폴리올 90 내지 100 중량부를 포함하는 경화제 조성물;을 포함하며,
상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 4~10의 중량비로 혼합하여 사용하는 2액형 폴리우레탄 접착제로서,
상기 주제 조성물은 이소시아네이트 화합물로서 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 62 내지 70 중량%, 및 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 38 중량%의 반응물을 포함하며, 상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 25 중량% 미만으로 포함하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트는 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 제조 과정에서 다른 성분으로 전환되어, 최종 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머에는 상기와 같은 범위로 존재하게 된다.
상기 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트는 접착제에 적절한 반응성 및 바람직한 경도를 부여하므로, 2액형 폴리우레탄 접착제의 제조시 1차적으로 선택되는 이소시아네이트 화합물이다.
그러나, 법제처에서 2020. 6. 15자로 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 및 이를 25% 이상 함유한 혼합물을 유독물질로 규정하였다.
그러므로, 위와 같은 유독물질 규정을 벗어나기 위한 노력이 다양하게 이루어지고 있으나, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 대체할 수 있는 디이소시아네이트 화합물은 본 출원의 출원시점까지 알려지지 않은 상황이다.
또한, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트와 병용 사용할 경우, 동일 또는 유사한 물성을 제공하는 이소시아네이트 화합물도 전혀 알려져 있지 않은 상황이다.
본 발명자들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 예의 노력한 바, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상을 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트와 병용하여 사용하는 경우, 4,4'-디이소시안산 디페닐메탄를 단독으로 사용하는 경우와 비교하여 동등 이상의 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트의 함량으로 인한 독성 문제도 해결될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 주제 조성물에서 이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트를 3:7 내지 7:3, 더욱 바람직하게는 4:6 내지 6:4의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 함량비로 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트를 모두 포함하는 경우, 작업성, 가사시간 및 경도 측면에서 우수한 효과를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물로는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트와 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트의 병용 형태 또는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트와 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트의 병용 형태도 사용될 수도 있다.
상기 주제 조성물 또는 경화제 조성물에 포함되는 바이오 폴리올은 피마자오일, 레스퀘렐라 오일(Lesquerella Oil), 및 소이빈 오일(Soybean Oil)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있으며, 이들 중에서 피마자오일이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 경화제 조성물에 포함되는 2관능 이상의 폴리올로는 2관능 이상의 폴리옥시알킬렌 폴리올, 3관능 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL) 등 중에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 구체적으로 KPX 케미칼 제조 GP-250, GP280, GP-400, GP-700, HD-401, HD-402, KR-6350; DAICEL CHEMICAL 제조 Placcel-303, Placcel-305, Placcel-308 등에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 경화제 조성물에서 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol)로는 예를 들어 Cas No. 25214-63-5, Cas No. 29380-50-5 등에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 또한, 상기 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올로는 예를 들어 Cas No. 25791-96-2, Cas No. 63641-63-4, Cas No. 9051-49-4, Cas No. 9049-71-2 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 2액형 폴리우레탄 접착제의 경화제 조성물은 사슬연장제로서 디올계, 카르복실기가 함유된 디올계, 또는 디아민계 사슬연장제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 디올계 사슬연장제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(dietylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 1,3-부탄디올(1,3-butanediol), 1,3프로판디올(1,3propanediol), 1,4-부탄디올(1,4-butanediol), 2-메틸펜탄디올(2-methylpentanediol), 1,5-펜탄디올 (1,5 -pentanediol), 3-메틸 펜탄디올(3-methyl pentane diol), 1,6-헥산디올(1,6-hexanediol), 1,4-시클로헥산디올(1,4 -cyclohexanediol), 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexane dimethane diol) 및 네오펜틸글리콜(neophentylglycol) 등이 사용될 수 있다.
상기 카르복실기 함유 디올계 사슬연장제는 디메틸올프로판산 및 디메틸올부탄산 중에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 디아민계 사슬연장제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 1,2-프로필렌디아민 (1,2-propylenediamine), 1,3 프로필렌디아민(1,3-proylenediamine), 이소포론디아민(isophoronediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 헥사메틸렌디아민, 디에틸트리아민, N-틸프로필렌-1,3-디아민 (N-methylpropylene-1,3-diamine), N,N'-디메틸에틸렌디아민(N,N'-dimethylehtylenediamine) 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 접착제 조성물은 예를 들어 다음의 방법으로 제조될 수 있다.
(a) 피마자유 100 중량부를 진공탈수하여 수분 및 불순물을 제거하는 단계;
(b) 상기 피마자유에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 50 내지 70 중량부를 투입하여 1차 반응시키는 단계;
(c) 상기 1차 반응물에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트를 4~6:2~3:2~3의 중량비로 혼합한 혼합물 95 내지 110 중량부를 투입하여 2차 반응시켜서 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머 주제 조성물을 제조하는 단계;
(d) 피마자유 100중량부; 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 40 중량부; 및 상기에 기재된 폴리올 이외의 2관능 이상의 폴리올 90 내지 100 중량부;를 반응시킨 후, 진공탈수시켜서 수분 및 불순물을 제거하여 경화제 조성물을 제조하는 단계;
(e) 상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 4~10의 중량비로 혼합하는 단계.
상기 (b) 단계에서 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 50 내지 70 중량부의 투입은 2회 내지 3회 분할투입하거나, 한번에 모두 투입할 수도 있다. 이 때, 2회로 분할 투입하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 접착제 조성물의 가사시간은 경화제 조성물에 포함되는 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상의 함량을 조정하여 1차적으로 조절할 수 있다.
또한, 이미 제조된 경화제 조성물에 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상을 더 첨가함으로써, 2차적으로 가사시간을 조절하는 것도 가능하다. 이 경우, 경화제 조성물에 포함된 파마자유 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부 범위의 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상을 사용하여 가사시간을 조절할 수 있다.
본 발명의 접착제 제조 방법은 상기 (e) 단계 후, 가사시간 조절을 위하여 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상을 2 내지 10 중량부 투입하여 가사시간 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
실시예 1: 비유독성 폴리우레탄 접착제의 제조
70 내지 100℃에서 진공탈수하여 수분 및 불순물을 제거한 피마자유 100 중량부에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 59 중량부를 2회로 분할투입하여 70~80℃에서 1차 반응시킨 후, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 혼합물(중량비 5:2.5:2.5) 102 중량부를 투입하여 70~80℃에서 2차로 반응시켜서 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머 주제 조성물을 제조하였다.
피마자유 100중량부, Ethylenediamine propoxylated poly(Cas No. 25214-63-5) 31 중량부, 및 2관능 이상(2.1 내지 3 관능)의 폴리옥시알킬렌 폴리올 95 중량부의 혼합물을 80℃에서 진공탈수시켜서 수분 및 불순물을 제거하여 경화제 조성물을 제조하였다.
상기 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 6.2의 중량비로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2: 비유독성 폴리우레탄 접착제의 제조
70 내지 100℃에서 진공탈수하여 수분 및 불순물을 제거한 피마자유 100 중량부에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 59 중량부를 한번에 투입하여 70~80℃에서 1차 반응시킨 후, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 혼합물(중량비 5:2.5:2.5) 102 중량부를 투입하여 70~80℃에서 2차로 반응시켜서 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머 주제 조성물을 제조하였다.
피마자유 100중량부, Ethylenediamine propoxylated poly(Cas No. 25214-63-5) 31 중량부, 및 2관능 이상(2.1 내지 3 관능)의 폴리옥시알킬렌 폴리올 95 중량부의 혼합물을 80℃에서 진공탈수시켜서 수분 및 불순물을 제거하여 경화제 조성물을 제조하였다.
상기 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 6.2의 중량비로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 3: 비유독성 폴리우레탄 접착제의 제조
70 내지 100℃에서 진공탈수하여 수분 및 불순물을 제거한 피마자유 100 중량부에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 10 중량부를 투입하여 70~80℃에서 1차 반응시킨 후, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트, 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 혼합물(중량비 5:2.5:2.5) 102 중량부를 투입하여 70~80℃에서 2차로 반응시킨 후, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 49 중량부를 투입하여 3차로 반응시켜서 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머 주제 조성물을 제조하였다.
피마자유 100중량부, Ethylenediamine propoxylated poly(Cas No. 25214-63-5) 31 중량부, 및 2관능 이상(2.1 내지 3 관능)의 폴리옥시알킬렌 폴리올 95 중량부의 혼합물을 80℃에서 진공탈수시켜서 수분 및 불순물을 제거하여 경화제 조성물을 제조하였다.
상기 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 6.2의 중량비로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
비교예 1: 비유독성 폴리우레탄 접착제의 제조
70 내지 100℃에서 진공탈수하여 수분 및 불순물을 제거한 피마자유 100 중량부에 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 100중량부, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 Carbodiimide화한 액상 이소시아네이트 46중량부를 투입하여 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머를 제조하였다.
피마자유 100 중량부, Ethylenediamine propoxylated poly 30 내지 40 중량부, 3관능기 폴리올 90 내지 100 중량부 혼합물을 70 내지 100℃에서 진공탈수시켜서 수분 및 불순물을 제거하여 경화제 조성물을 제조하였다.
상기 주제 조성물과 경화제 조성물은 10 : 5.5의 중량비로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다.
시험예 1.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 폴리우레탄 접착제의 물성을 다음과 같이 평가하였다.
(1) 경도
경도측정장비인 Shore "D"를 사용하여 각 접착제의 경도를 측정하였다. 경도는 40 내지 70을 충족하는 것이 바람직하다. 경도가 40 미만일 경우 접착불량이 발생할 수 있으며, 70을 초과하는 경우 접착후 절단 등의 가공이 어려울 수 있다.
(2) 가사시간
가사시간은 40℃에서 접착제의 점도 4,000cps 도달시간을 측정하였다. 측정장비로는 Brookfield LV 점도계를 사용하였으며, 63번스핀들 30rpm의 조건으로 측정하였다. 상기 가사시간은 작업성 및 경화시간을 고려할 때, 3분 내지 6분의 범위가 바람직하다.
(3) 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트의 함량 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머를 GC(Gas Chromatography)를 사용하여 성분을 분석하여, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트의 함량을 측정하였다.
상기 시험결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
폴리우레탄 이소시아네이트 프리폴리머에 포함된 4,4'-MDI
함량%		 23 23 20 28
폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머
점도(cps),30℃		 4,700 2,500 2,000 4,800
가사시간 3분 40초 3분20초 2분30초 3분 31초
NCO% 16.0 15.9 16.1 14.4
주제와 경화제의 배합비(wt%) 10:6.2 10:6.2 10:6.2 10:5.5
경도 60 62 40 59
주) 4,4'-MDI: 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트
상기 표 1의 시험결과로부터, 본 발명의 실시예의 접착제들은 모두 4,4'-MDI 함량이 법제처의 유독물질 규정(25% 이상 함유)을 벗어나면서도, 점도, 가사시간 및 경도에 있어서 우수한 물성을 제공하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 경도의 경우 비교예 1과 비교하여 동등 이상인 것으로 확인되었다.
실시예들 중에서도 특히 3종의 MDI를 모두 사용하고, 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 분할하여 투입한 실시예 1의 접착제가 더 우수한 것으로 확인되었다.

Claims (7)

  1. 바이오 폴리올 100 중량부 및 이소시아네이트 화합물 150 내지 170 중량부를 포함하는 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물; 및
    바이오 폴리올 100 중량부; 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 40 중량부; 및 상기에 기재된 폴리올 이외의 2관능 이상의 폴리올 90 내지 100 중량부를 포함하는 경화제 조성물;을 포함하며,
    상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머 주제 조성물과 경화제 조성물을 10 : 4~10의 중량비로 혼합하여 사용하는 2액형 폴리우레탄 접착제로서,
    상기 주제 조성물은 이소시아네이트 화합물로서 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 62 내지 70 중량%, 및 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트 및 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트 중에서 선택되는 1종 이상 30 내지 38 중량%의 반응물을 포함하며, 상기 폴리우레탄 이소시아네이트 프리 폴리머는 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트를 25 중량% 미만으로 포함하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제 조성물에서 이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄 2,4'-디이소시아네이트과 디페닐메탄 2,2'-디이소시아네이트를 3:7 내지 7:3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제 조성물 및 경화제 조성물에서 바이오 폴리올은 피마자오일, 레스퀘렐라 오일(Lesquerella Oil), 및 소이빈 오일(Soybean Oil)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 조성물에서 에틸렌디아민 프로폭시레이티드 폴리올(Ehtylenediamine propoxylated polyol) 및 폴리옥시알킬렌 폴리올(Polyoxyalkylene polyol)계 폴리올 중에서 선택되는 1종 이상은 Cas No. 25214-63-5, Cas No. 29380-50-5, Cas No. 25791-96-2, Cas No. 63641-63-4, Cas No. 9051-49-4, 및 Cas No. 9049-71-2 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 조성물에 포함되는 2관능 이상의 폴리올은 2관능 이상의 폴리옥시알킬렌 폴리올, 3관능 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 및 3관능 폴리카보네이트디올(polycarbonatediol, PCDL) 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경화제 조성물은 디올계 사슬연장제, 카르복실기가 함유된 디올계 사슬연장제, 또는 디아민계 사슬연장제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는 정수기 필터의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 하는 비유독성 2액형 폴리우레탄 접착제.
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