KR102611792B1 - 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 - Google Patents
자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102611792B1 KR102611792B1 KR1020210081877A KR20210081877A KR102611792B1 KR 102611792 B1 KR102611792 B1 KR 102611792B1 KR 1020210081877 A KR1020210081877 A KR 1020210081877A KR 20210081877 A KR20210081877 A KR 20210081877A KR 102611792 B1 KR102611792 B1 KR 102611792B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- parts
- self
- dispersion composition
- aqueous dispersion
- Prior art date
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 51
- 230000035876 healing Effects 0.000 title 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- -1 poly(1,4-butanediol) Polymers 0.000 claims description 46
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 13
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 13
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 10
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PTBDIHRZYDMNKB-UHFFFAOYSA-N 2,2-Bis(hydroxymethyl)propionic acid Chemical compound OCC(C)(CO)C(O)=O PTBDIHRZYDMNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 8
- 229920005903 polyol mixture Polymers 0.000 claims description 8
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 8
- KYNFOMQIXZUKRK-UHFFFAOYSA-N 2,2'-dithiodiethanol Chemical compound OCCSSCCO KYNFOMQIXZUKRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- MERLDGDYUMSLAY-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminophenyl)disulfanyl]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1SSC1=CC=C(N)C=C1 MERLDGDYUMSLAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 4
- YUFRRMZSSPQMOS-UHFFFAOYSA-N 2-(2-aminoethyldisulfanyl)ethanamine;hydron;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NCCSSCCN YUFRRMZSSPQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XBNOMKROXZGMFW-UHFFFAOYSA-N 3-[(3-hydroxyphenyl)disulfanyl]phenol Chemical group OC1=CC=CC(SSC=2C=C(O)C=CC=2)=C1 XBNOMKROXZGMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 3
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000006120 scratch resistant coating Substances 0.000 description 1
- 235000008113 selfheal Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
- C08K5/37—Thiols
- C08K5/372—Sulfides, e.g. R-(S)x-R'
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
본 발명은 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 합성피혁 등의 코팅용 수분산체 조성물의 제조 시, 설폰기를 가진 화합물을 도입함으로써, 외부 자극에 의해 발생한 스크래치 등이 열처리를 통해 원상태로 회복되게 하는 자가 치유 기능을 코팅층에 부여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 등을 사용하지 않아 친환경적인 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 외부 자극에 의해 발생한 스크래치 등이 열처리를 통해 원상태로 회복되게 하는 자가 치유 기능을 코팅층에 부여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 등을 사용하지 않아 친환경적인 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 신발의 갑피, 가방, 의류, 가구 등 다양한 제품에 적용되는 합성피혁 등의 기재는 외부의 자극을 통해 표면에 스크래치가 발생하여 외관상 오염 및 제품의 가치를 하락시키는 요인이 된다.
이를 방지하기 위하여 통상 합성 피혁 등의 기재에 내스크래치성을 가지는 코팅층을 형성하고 있다. 하지만 이러한 코팅층은 코팅층이 형성되지 않은 기재에 비해서는 스크래치의 발생을 방지하는 효과가 일부 있지만, 한번 스크래치가 발생하면 이를 회복할 수 없어 실제 사용효율이 미비한 문제점이 있으며, 또한 이러한 코팅층은 대부분 용제형으로 휘발성 유기화합물을 방출 하는 등 작업자의 건강 및 환경 오염의 요인이 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 종래 특허문헌 1에서는 섬유, 직물 또는 피혁 위에 용융 도포 또는 라미네이팅 방식으로 코팅되며, 폴리카프로락톤(polycaprolacton) 고분자를 이용하여 제조된 선형 올리고머 말단에 다중수소결합 가능한 단분자가 도입된 선형 초분자체 및 폴리카프로락톤 고분자를 이용하여 제조된 비선형 올리고머 말단에 다중수소결합 가능한 단분자가 구비된 비선형 초분자체가 미리 설정된 혼합 비율로 혼합되며, 상기 선형 초분자체 및 상기 비선형 초분자체 각각의 말단에 구비된 단분자의 상호 간 수소결합에 의해 초분자 가교체를 구성하고, 상기 혼합 비율은 사슬의 운동점 및 가교점의 수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 스크래치 자가치유형 섬유/직물/피혁 코팅제를 제안하였다.
여기서 '자가 치유'란, 외부의 환경적 요인으로 소재의 구조가 파괴되거나 물성 등이 저하되었을 때 수동적인 수리가 아닌 분자 내 스스로 구조를 복원하여 수명연장 및 물성회복 등을 할 수 있는 기능을 의미한다.
하지만, 상기 특허문헌 1의 경우 단순히 폴리카프로락톤 고분자를 이용한 코팅제로써 분자 단위에서의 자가 치유가 아님에 따라 실제 자가 치유 성능의 발현 효율이 미비한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 합성피혁 등의 코팅용 수분산체 조성물의 제조 시, 설폰기(sulfone group)를 가진 화합물을 도입함으로써, 외부 자극에 의해 발생한 스크래치 등이 열처리를 통해 원상태로 회복되게 하는 자가 치유 기능을 코팅층에 부여할 수 있도록 할 뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 등을 사용하지 않아 친환경적인 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물을 제공함을 과제로 한다.
본 발명은 수분산체 조성물에 있어서, 폴리올 또는 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 설폰기를 가진 화합물 3.8 ~ 5.1 중량부, 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid) 3.3 ~ 4.4 중량부 및 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate) 24 ~ 33 중량부를 혼합하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하고, 여기에 트리에틸아민(Triethylamine) 2.5 ~ 3.4 중량부를 반응시킨 후, 아세톤(Acetone) 50 ~ 66 중량부 및 물 315 ~ 340 중량부 투입하여 수분산시키고, 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine) 0.6 ~ 0.8 중량부를 혼합한 후 아세톤을 제거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서, 상기 폴리올은 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol)을 사용하고, 상기 폴리올 혼합물은 폴리(1,4-부탄디올) 66 ~ 70 중량% 및 폴리카보네이트디올(Polycarbonate diol) 30 ~ 34 중량%로 이루어지거나, 또는 폴리(1,4-부탄디올) 83 ~ 85 중량% 및 폴리디메틸실록산 비스하이드록시알킬터미네이티드(Poly(dimethylsiloxane) bis(hydroxyalkyl) terminated) 15 ~ 17 중량%로 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편 상기 설폰기를 가진 화합물은, 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide), 4-아미노페닐 디설파이드(4-Aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 또는 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 외부 자극에 의해 발생한 스크래치 등이 열처리를 통해 원상태로 회복되게 하는 자가 치유 기능을 코팅층에 부여할 수 있도록 하는 효과를 가질 뿐만 아니라 휘발성 유기화합물 등을 사용하지 않아 친환경적인 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 자가 치유 효과를 확인하기 위한 시험편 실물 사진
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물은 폴리올 또는 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 설폰기를 가진 화합물 3.8 ~ 5.1 중량부, 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid) 3.3 ~ 4.4 중량부 및 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate) 24 ~ 33 중량부를 혼합하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하고, 여기에 트리에틸아민(Triethylamine) 2.5 ~ 3.4 중량부를 반응시킨 후, 아세톤(Acetone) 50 ~ 66 중량부 및 물 315 ~ 340 중량부 투입하여 수분산시키고, 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine) 0.6 ~ 0.8 중량부를 혼합한 후 아세톤을 제거하여 이루어진다.
여기서, 상기 폴리올은 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol)을 사용하고, 상기 폴리올 혼합물은 폴리(1,4-부탄디올) 66 ~ 70 중량% 및 폴리카보네이트디올(Polycarbonate diol) 30 ~ 34 중량%로 이루어지거나, 또는 폴리(1,4-부탄디올) 83 ~ 85 중량% 및 폴리디메틸실록산 비스하이드록시알킬터미네이티드(Poly(dimethylsiloxane) bis(hydroxyalkyl) terminated) 15 ~ 17 중량%로 이루어지는 것을 사용한다.
여기서, 상기 각 조성의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 수분산체가 제대로 제조되지 않거나 오히려 작업성 등이 저하될 우려가 있다.
한편, 설폰기를 가진 화합물은 외부 자극에 의해 발생한 스크래치가 열처리를 통해 원상태로 회복될 수 있도록 하기 위해 첨가되는 것으로, 보다 구체적으로는 수분산체 내에 디설파이드 결합을 가지도록 한다.
즉, 디설파이드 결합은 손상 시 근접한 원자와의 체인교환을 통해 분자 단위의 자가 치유기능을 가지므로 상기와 같이 설폰기를 가진 화합물을 적용함으로써 자가 치유기능을 부여한다.
이를 위해 상기 설폰기를 가진 화합물은 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide), 4-아미노페닐 디설파이드(4-Aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 또는 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)을 사용할 수 있으며, 그 함량이 7.7 중량부 미만일 경우 자가 치유 기능이 제대로 구현되지 못할 우려가 있으며, 8.7 중량부를 초과할 경우 오히려 수분산체 조성물의 물성이 저하될 우려가 있다.
이하, 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 수분산체 조성물의 제조
(비교예 1)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 3.1 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 14.8 중량부를 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃에서 NCO값이 4.5~5%가 될 때가지 반응시켜 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 다음으로 온도를 65℃로 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 2.3 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 33중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 283 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.6 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 30.2 %이며 점도는 5,025 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
(실시예 1)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 온도를 65℃로 낮춘 후 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide, Aldrich) 3.8 중량부를 넣고 질소 기류하에서 1시간 교반한 다음 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 3.3 중량부를 넣고 질소 기류 하에서 추가로 1시간 더 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 24 중량부를 65℃에서 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃로 온도를 올려 3시간 동안 숙성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 그런 다음 온도를 65℃로 다시 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 2.5 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 50 중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 315 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.6 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 30.9 %이며 점도는 60 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
(실시예 2)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 85 중량%와 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=1,000) 15 중량%로 이루어진 폴리올 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 온도를 65℃로 낮춘 후 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide, Aldrich) 4.4 중량부를 넣고 질소 기류하에서 1시간 교반한 다음 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 3.8 중량부를 넣고 질소 기류 하에서 추가로 1시간 더 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 27 중량부를 65℃에서 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃로 온도를 올려 3시간 동안 숙성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 그런 다음 온도를 65℃로 다시 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 2.9 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 57 중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 325 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.6 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 30.5 %이며 점도는 150 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
(실시예 3)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 66 중량%와 폴리카보네이트디올(Polycarbonate diol), 니드필: T6001, Mw=1,000) 34 중량%로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 온도를 65℃로 낮춘 후 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide, Aldrich) 5.1 중량부를 넣고 질소 기류하에서 1시간 교반한 다음 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 4.4 중량부를 넣고 질소 기류 하에서 추가로 1시간 더 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 33 중량부를 65℃에서 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃로 온도를 올려 3시간 동안 숙성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 그런 다음 온도를 65℃로 다시 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 3.4 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 66 중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 340 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.8 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 30.5 %이며 점도는 470 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
(실시예 4)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 66 중량%와 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=1,000) 34 중량%로 이루어진 폴리올 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 온도를 65℃로 낮춘 후 2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide, Aldrich) 5.1 중량부를 넣고 질소 기류하에서 1시간 교반한 다음 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 4.4 중량부를 넣고 질소 기류 하에서 추가로 1시간 더 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 33 중량부를 65℃에서 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃로 온도를 올려 3시간 동안 숙성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 그런 다음 온도를 65℃로 다시 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 3.4 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 66 중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 340 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.8 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 32.4 %이며 점도는 8,210 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
(실시예 5)
3구 반응기에 온도계, 교반기, 리플럭스 콘덴서를 설치하고 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=2,000) 55 중량%와 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol), Aldrich, Mw=1,000) 28 중량% 및 폴리디메틸실록산 비스하이드록시알킬터미네이티드(Poly(dimethylsiloxane) bis(hydroxyalkyl) terminated, Aldrich) 17 중량%로 이루어진 폴리올 혼합물 100 중량부를 넣고 85℃에서 완전히 용해한 다음 1시간에 걸쳐 감압으로 수분을 제거한다. 그 후 온도를 65℃로 낮춘 후 4-아미노페닐 디설파이드(4-Aminophenyl disulfide, Aldrich) 4.5 중량부를 넣고 질소 기류하에서 1시간 교반한 다음 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid, Aldrich) 3.9 중량부를 넣고 질소 기류 하에서 추가로 1시간 더 교반한다. 그 다음 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, Aldrich) 29 중량부를 65℃에서 한 시간 반 동안 적가하여 넣고 85℃로 온도를 올려 3시간 동안 숙성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조한다. 그런 다음 온도를 65℃로 다시 낮추고 트리에틸아민(Triethylamine, Junsei) 2.9 중량부를 넣어 질소 기류 하에서 30분간 교반하는데 이 때 상승된 점도는 아세톤(Acetone, Samchun chem.) 59 중량부를 넣어 조절한다. 이 후 반응물의 온도를 40℃ 이하로 낮추고 물 328 중량부를 서서히 투입하면서 고속 교반하여 수분산시킨다. 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine, Junsei) 0.7 중량부를 소량의 물에 녹여 30분에 걸쳐 적가하고 추가 교반한 뒤 FT-IR을 이용해 NCO 의 완전한 소멸을 확인한 후 반응을 종결시킨다. 마지막으로 에바포레이터(Evaporator)를 이용해 잔여 아세톤을 제거함으로써 최종 폴리우레탄 수분산체를 얻는다. 제조된 폴리우레탄 수분산체의 고형분은 31.6 %이며 점도는 2,580 cps.(Brookfield, DV-Ⅱ+, LV spindle 64)이다.
2. 수분산체 조성물의 평가
(1) 자가 치유 효과
자가 치유 효과를 확인하기 위해 비교예 1과 실시예 1 내지 실시예 5의 수분산체 조성물을 필름으로 제조하여 절단하고 일정한 온도의 오븐에 열처리 하여 자가 치유 효과를 확인하였으며, 그 결과는 도 1에 나타내었다.
(2) 강도 회복율 (%)
자가 치유 수지의 회복율을 확인하기 위해 비교예 1과 실시예 1 내지 실시예 5의 수분산체 조성물을 필름으로 제조한 후 이에 대한 초기의 인장강도와 자가 치유 후의 인장강도를 측정하고 아래 [수학식 1]에 의해 회복율을 계산하였으며, 그 결과는 아래 [표 1]과 같다.
[수학식 1]
여기서, 초기의 인장강도는 수분산체 조성물을 필름으로 제조한 뒤 측정하였고 자가 치유 후의 인장강도는 필름을 절단한 다음 실시예 1 내지 실시예 3은 70도에서 2시간, 실시예 4 내지 실시예 5는 90도에서 2시간 처리한 다음 자가 치유된 필름의 인장강도를 측정하였다. 인장강도의 측정은 UTM(DTU-900MHA)를 이용하여 크로스헤드 스피드(Cross-head speed) 200mm/min으로 총 5개의 시편을 측정하고 그 평균값을 기록하였다.
| 구분 | 비교예 1 |
실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
실시예 5 |
|
| 인장 강도 (㎏/㎠) |
자가 치유 전 | 3.15 | 1.03 | 2.11 | 1.15 | 1.14 | 1.65 |
| 자가 치유 후 | - | 0.95 | 2.12 | 0.91 | 1.17 | 1.66 | |
| 강도 회복율 (%) | 0 | 92.2 | 100.5 | 79.1 | 102.6 | 100.6 | |
도 1 및 상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 휘발성 유기화합물 등을 사용하지 않아 친환경적이면서도, 특히 비교예에 비하여 자가 치유 효과 및 강도 회복율이 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물을 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명 의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
Claims (3)
- 수분산체 조성물에 있어서,
폴리올 또는 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여, 설폰기를 가진 화합물 3.8 ~ 4.4 중량부, 디메틸올프로피온산(Dimethylolpropionic acid) 3.3 ~ 4.4 중량부 및 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate) 24 ~ 33 중량부를 혼합하여 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하고, 여기에 트리에틸아민(Triethylamine) 2.5 ~ 3.4 중량부를 반응시킨 후, 아세톤(Acetone) 50 ~ 66 중량부 및 물 315 ~ 340 중량부 투입하여 수분산시키고, 수분산이 완료되면 에틸렌디아민(Ethylenediamine) 0.6 ~ 0.8 중량부를 혼합한 후 아세톤을 제거하여 이루어지며,
30.5 ~ 30.9% 함량의 고형분, 60 ~ 150cps의 점도, 92.2 ~ 100.5%의 강도회복율을 가지는 것을 특징으로 하는, 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 폴리올은 폴리(1,4-부탄디올)(Poly(1,4-butanediol)을 사용하고,
상기 폴리올 혼합물은 폴리(1,4-부탄디올) 66 ~ 70 중량% 및 폴리카보네이트디올(Polycarbonate diol) 30 ~ 34 중량%로 이루어지거나, 또는 폴리(1,4-부탄디올) 83 ~ 85 중량% 및 폴리디메틸실록산 비스하이드록시알킬터미네이티드(Poly(dimethylsiloxane) bis(hydroxyalkyl) terminated) 15 ~ 17 중량%로 이루어지는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는, 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 설폰기를 가진 화합물은,
2-하이드록시 디설파이드(2-Hydroxyethyl disulfide), 4-아미노페닐 디설파이드(4-Aminophenyl disulfide), 2,2'-디아미노디에틸 디설파이드 디하이드로클로라이드(2,2'-Diaminodiethyl disulfide dihydrochloride) 또는 3,3'-디하이드록시디페닐 디설파이드(3,3’-Dihydroxydiphenyl disulfide)인 것을 특징으로 하는, 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210081877A KR102611792B1 (ko) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210081877A KR102611792B1 (ko) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220170697A KR20220170697A (ko) | 2022-12-30 |
| KR102611792B1 true KR102611792B1 (ko) | 2023-12-08 |
Family
ID=84538737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210081877A KR102611792B1 (ko) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102611792B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101604382B1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-03-17 | 한국신발피혁연구원 | 내황변성 및 접착성이 우수한 프라이머리스 접착용 폴리우레탄 수분산체 조성물 |
| KR101830749B1 (ko) | 2017-07-12 | 2018-04-04 | 한국화학연구원 | 자가복원 폴리우레탄계 중합체 및 이의 제조방법 |
| KR102012761B1 (ko) * | 2018-01-04 | 2019-10-21 | 한국과학기술연구원 | 자가치유 탄성체, 자가치유 복합체 및 자가치유 필름 |
| KR102144311B1 (ko) | 2017-06-30 | 2020-08-14 | 한국과학기술연구원 | 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체 및 이의 제조 방법 |
| KR102216170B1 (ko) | 2019-10-30 | 2021-02-16 | 한국신발피혁연구원 | 결로 방지용 코팅 수지 조성물 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101906033B1 (ko) | 2017-01-06 | 2018-11-21 | 숭실대학교산학협력단 | 스크래치 자가치유형 섬유/직물/피혁 코팅제 |
-
2021
- 2021-06-23 KR KR1020210081877A patent/KR102611792B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101604382B1 (ko) * | 2015-03-04 | 2016-03-17 | 한국신발피혁연구원 | 내황변성 및 접착성이 우수한 프라이머리스 접착용 폴리우레탄 수분산체 조성물 |
| KR102144311B1 (ko) | 2017-06-30 | 2020-08-14 | 한국과학기술연구원 | 디설파이드 결합을 포함하는 자가치유 탄성체 및 이의 제조 방법 |
| KR101830749B1 (ko) | 2017-07-12 | 2018-04-04 | 한국화학연구원 | 자가복원 폴리우레탄계 중합체 및 이의 제조방법 |
| KR102012761B1 (ko) * | 2018-01-04 | 2019-10-21 | 한국과학기술연구원 | 자가치유 탄성체, 자가치유 복합체 및 자가치유 필름 |
| KR102216170B1 (ko) | 2019-10-30 | 2021-02-16 | 한국신발피혁연구원 | 결로 방지용 코팅 수지 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220170697A (ko) | 2022-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101830749B1 (ko) | 자가복원 폴리우레탄계 중합체 및 이의 제조방법 | |
| AU652439B2 (en) | Moisture curable polyurethane composition | |
| JP5543915B2 (ja) | ポリウレタンポリマー | |
| EP1036103B2 (en) | Modified polyurethane hotmelt adhesive | |
| DE3407031A1 (de) | Chemisch haertende zweikomponentenmasse auf der basis von polyurethanen, verfahren zur herstellung einer haertbaren masse auf polyurethanbasis und verwendung von mischungen aus zwei komponenten auf polyurethanbasis | |
| CN106661188B (zh) | 氨基甲酸酯粘着剂 | |
| KR101369334B1 (ko) | 습식 폴리우레탄수지 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR101124471B1 (ko) | 무용제형 수성 폴리우레탄 에멀젼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 무용제형 수성 폴리우레탄 에멀젼 | |
| EP1717272B1 (en) | Polyurethane composition and molded article thereof | |
| DE1694237A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von vernetzten Kunststoffen und Flaechengebilden | |
| BRPI0709997A2 (pt) | parte de poliuretano moldada, método para sua produção e seu uso | |
| TW201843285A (zh) | 基於聚胺甲酸酯及有機改質之奈米黏土的絕緣玻璃密封劑 | |
| KR101784727B1 (ko) | 점착력이 우수한 수성 폴리우레탄계 점착제의 제조방법 | |
| EP1582543B1 (de) | Feuchtigkeitshärtende Prepolymere | |
| BR112016004952B1 (pt) | Dispersão tixotrópica, método para fazer a dispersão tixotrópica e composição de resina curável | |
| JPS60195117A (ja) | ポリウレタンの製造法 | |
| KR101313713B1 (ko) | 내수성이 우수한 폴리우레탄 수분산 수지 조성물, 이를 이용한 폴리우레탄 수분산 수지의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 폴리우레탄 수분산 수지를 포함하는 폴리우레탄 수분산 접착제 | |
| KR102611792B1 (ko) | 자가 치유 코팅용 수분산체 조성물 | |
| US20040198899A1 (en) | Reactive hot melt adhesive with improved hydrolysis resistance | |
| WO2010103719A1 (ja) | 基材上に形成されるポリウレタン樹脂皮膜材料セット | |
| Romanov et al. | Polyureas—a new promising class of binders for adhesives, sealants, and coatings | |
| KR101225580B1 (ko) | 사이즈제용 수성 폴리우레탄 분산액 및 그 제조방법, 및 이를 포함하는 유리섬유 사이즈제 | |
| DE102007028922A1 (de) | Polyisocyanatmischungen | |
| KR100557838B1 (ko) | 수성 용융형 폴리우레탄 접착제 및 이의 제조방법 | |
| KR102207612B1 (ko) | 고온 내구성을 갖는 바이오-폴리우레탄 수지, 바이오-폴리우레탄 필름 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |