KR102624775B1 - 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법이며, 보다 구체적으로는 기존의 가교제에서 나타나는 하드 터치감을 유연하게 개선하여 터치 뿐만 아니라 기존 가교제의 문제점이었던 마모강도 저하를 감소시키고 내구성이 우수하고 발수성능 또한 증진시킬 수 있는 수용성의 무용제성 열반응형 블록화된 화합물의 제조방법에 관한 것이며, 프리폴리머 형성 단계, 이소시아네이트 반응기의 결합 단계, 블록킹제와 결합하는 단계를 포함하는 가교제의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법이며, 보다 구체적으로는 기존의 가교제에서 나타나는 하드 터치감을 유연하게 개선하여 터치 뿐만 아니라 기존 가교제의 문제점이었던 마모강도 저하를 감소시키고 내구성이 우수하고 발수성능 또한 증진시킬 수 있는 수용성의 무용제성 열반응형 블록화된 화합물의 제조방법에 관한 것이며, 프리폴리머 형성 단계, 이소시아네이트 반응기의 결합 단계, 블록킹제와 결합하는 단계를 포함하는 가교제의 제조방법에 관한 것이다.
이소시아네이트 화합물은 다양한 반응기와 결합하며 우레탄기는 수소결합으로 인하여 구조가 치밀하고 높은 부착성을 가지는 물질로 알려져 있다. 이러한 이소시아네이트기가 가진 반응성을 이용하여 기제나 목적물의 표면에서 반응이 가능한 작용기와 반응하여 3차원 망상결합으로 형성된 피막은 우수한 내화학성, 내후성, 내구성, 내오염성, 내마모성, 내약품성을 지니며, 사용처는 목적과 방법에 따라 다양한 분야에서 필요로 하는 양이 늘고 있다.
최근 산업계동향에 따라 지속가능한 친환경 제품의 수요가 늘어나고 있으며 기존 용매를 기반으로 제조된 폴리이소시아네이트 화합물은 건강과 환경 문제로 인하여 사용량을 줄이는 추세이고 그에 따라 친환경 수용성 제품에 대한 요구가 발생하여 친수기를 포함한 폴리이소시아네이트의 중합물이 도입되고 있다.
열반응형 블록화된 화합물은 이소시아네이트의 고활성 NCO를 사전에 보호하고, 친수화기를 결합한 우레탄 경화제의 일종이다. 즉 화합물의 미반응 NCO그룹이 그래프트에 의해 캡핑된 다음 열을 가해 고온으로 처리하면 블록화제가 제거된다. 블록화된 화합물은 화합물에서 NCO와 물 사이의 반응 문제를 효과적으로 해결할 수 있지만 블록화된 우레탄 경화제를 물에 균일하게 유화 또는 용해시키고 양호한 안정성을 갖는 방법은 기존의 블록화된 이소시아네이트에서는 달성되기 어려운 실정이다.
한편, 기존의 가교제의 단점을 살펴보면, 가교제란 고분자 사슬 사이에서 가교 역할을 하는 물질이며 고무에서는 가황이라고 하여 황을 가교제로 하는 가교반응을 하는데 고무를 제외한 고분자 물질의 경우 가교제 대신 경화제(硬化劑)라는 말도 쓰며, 수지(樹脂)에 경도(硬度)나 탄력성 등 기계적 강도와 화학적 안정성을 부여한다. 그러나 섬유처리의 경우에는 가교제를 사용하게 되면 지나치게 터치(Touch)가 하드(Hard)하게 되어 옷으로 제조하여 착용시 불쾌감을 주게 마모강도 또한 현저하게 감소 된다. 이러한 불쾌감을 없에기 위해 후가공으로 유연가공처리를 하게 되면 해당 유연가공제의 여러 성분들이 가교된 수지의 성능을 상쇄하게 되어 원하는 성능을 발휘하지 못하게 한다. 예를 들어, 발수 가공시 유연가공제의 친수성 계면활성제로 인하여 발수도가 저하되게 되는 경우이다. 일반적으로 사용되는 가교제는 이소시아네이트의 반응기를 블록킹화제(Blocking agent)와 반응하여 블록킹하고, 이를 처리시 온도에 의해 블록킹화제가 이소시아네이트에서 해리하게 되어 반응성이 좋은 이소시아네이트가 수지 사이에서 결합하여 거대 고분자를 이루게 된다. 여기서, 이소시아네이트 결합의 경우 기본 R-N=C=O구조에서 폴리올 등과 결합하여 [-NHCOO-]n 와 유사한 우레탄 결합이 형성되기 때문에 이부분에서는 굽힘이나 회전운동이 일어나기 어렵게 된다. 그렇기 때문에 터치가 딱딱하여지는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법을 제공하는 것이며, 구체적으로 수용성 열반응형 블록화된 화합물을 다른 고분자 물질과 병용하여 해당 고분자 물질이 부여하는 성질 및 내구성을 부여할 뿐 아니라 유연한 가교특성으로 기존 가교제의 하드 터치감과 마모강도 저하를 감소시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하고 발수성도 증진시킬 수 있는 가교제의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태인 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법은 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 제1 단계; 및 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 단계의 폴리이소시아네이트는 테트라메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토-메틸시클로헥산, 메틸렌-비스(4-이소시아네이토시클로헥산), 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트, 트리이소시아네이토노난, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트, 트리페닐메탄4,4'-디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸옥탄 1,8-디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸트리이소시아네이트 및 디사이클로헥실메틸렌 디이소시아네이트에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 단계의 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 단계는, 폴리이소시아네이트 10 중량부 내지 20중량부, 이온성 부여제 1 중량부 내지 5 중량부, 유연성 및 발수성의 기능성 부여제 3 중량부 내지 6 중량부, 친수화제 1 중량부 내지 4 중량부를 혼합하여 반응기에 투입하고 질소로 퍼징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 단계의 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 단계는, 제1 단계의 혼합물을 60℃ 내지 80℃로 승온하여 반응하는 제2-1 단계, NCO중량% ≤ 10 가 되면 블록킹제를 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하고 60℃ 내지 80℃의 온도를 유지하며, NCO중량% ≤ 1에서 실온으로 냉각하며, 증류수를 비휘발 성분이 35중량%가 될 때까지 적하하여 최종 고형분 35중량%, 점도 ≤ 10,000 Pa·s의 블록화된 폴리이소시아네이트를 제조하는 제2-2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가교제를 사용하여 발수 코팅을 하는 경우, AATCC TM22 발수제 판정법을 사용하여 HL=10(10회 세탁)에서 2급 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법에 의하면, 용제인 NMP, NEP를 사용하지 않는 무용제 제품으로 유해 VOC 발생을 줄일수 있어 작업자의 건강 및 환경 위해성이 줄어들 수 있게 된다.
실리콘(표면장력 19dyne/cm)의 표면장력은 물(표면장력 73dyne/cm)보다 작기 때문에 표면장력이 작은 물질의 표면에 표면장력이 큰 액체가 접촉하는 경우 표면장력이 큰 액체는 표면장력이 작은 물질 표면에 스며들지 못하고 밀어내지어 구체를 형성하게 되는데 이러한 성질로 인해 발수성이 발생한다. 본 발명의 유연성과 발수성이 우수한 친환경 가교제의 제조방법에 의하면, 물보다 표면장력이 현저히 작은 물질인 실리콘이 표면에 코팅되어 물방울이 흡수되지 못하고 약한 힘에 의해 튕겨 나가게 되어 발수성이 향상된다.
또한, 실리콘의 유리전이온도(Tg)가 -100℃이하이기 때문에 상온의 필름의 경우 유연성이 매우 큰 필름이 생성된다. 또한 실록산 분자의 Si-O(0.163nm)의 결합거리는 C-O결합(0.142nm)이나 C-C결합(0.154nm)에 비해 결합각이 크고 Si와 O사이의 결합거리가 길기 때문에 회전에너지가 작아 분자의 지유로운 회전이 가능해 진다.이러한 물리적인 특성 때문에 본 발명의 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법에 의하면, 유연성 가교 특성을 갖는 이유가 된다.
도 1은 본 발명의 발수성을 측정하기 위한 개요도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 발수성 테스트 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법의 플로우 차트를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 발수성 테스트 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법의 플로우 차트를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 3은 본 발명의 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법의 플로우차트를 나타낸다. 도 3에 나타난 것처럼, 본 발명의 일 실시형태인 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법은 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 제1 단계; 및 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 단계는 폴리이소시아네이트의 반응기의 일부를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 단계는 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기 중에서 친수화기 및 기능성기와 결합하지 않은 나머지 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 단계를 포함한다.
상기 제1 단계의 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 단계는, 폴리이소시아네이트 10 중량부 내지 20중량부, 이온성 부여제 1 중량부 내지 5 중량부, 유연성 및 발수성의 기능성 부여제 3 중량부 내지 6 중량부, 친수화제 1 중량부 내지 4 중량부를 혼합하여 반응기에 투입하고 질소로 퍼징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 단계의 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 단계는, 제1 단계의 혼합물을 60℃ 내지 80℃로 승온하여 반응하는 제2-1 단계, NCO중량% ≤ 10 가 되면 블록킹제를 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하고 60℃ 내지 80℃의 온도를 유지하며, NCO중량% ≤ 1에서 실온으로 냉각하며, 증류수를 비휘발 성분이 35중량%가 될 때까지 적하하여 최종 고형분 35중량%, 점도 ≤ 10,000 Pa·s의 블록화된 폴리이소시아네이트를 제조하는 제2-2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 화합물에 대하여 하기에서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 가교제에 사용되는 이소시아네이트는 테트라메틸렌디이소시아네이트, 시클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 1-이소시아네이토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아네이토-메틸시클로헥산, 메틸렌-비스(4-이소시아네이토시클로헥산), 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트, 트리이소시아네이토노난, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이트, 트리페닐메탄4,4'-디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸옥탄 1,8-디이소시아네이트, 1,6,11-운데칸트리이소시아네이트 및 디사이클로헥실메틸렌 디이소시아네이트에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 가교제에 사용되는 이소시아네이트는 바람직하게 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-6로 나타내는 화합물에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
화학식 1-1 내지 화학식 1-4에서 R은 -(CH2)m-(여기서, m은 1 내지 10의 정수)이며, 더욱 바람직하게는 R은 -(CH2)6-을 나타낸다.
화학식 1-3에서 R'은 -(CH2)n-(여기서, n은 1 내지 10의 정수)이며, 더욱 바람직하게는 R'은 -(CH2)6-을 나타낸다.
본 발명의 블록킹제는 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트가 목적하지 아니한 부분과 반응하는 것을 차단하며 설정한 환경에서 적절하게 해리하여 이소시아네이트기가 다시 반응성을 가질 수 있게 하여 원하는 물성을 발현하게 한다. 블록킹제에는 폴리이소시아네이트 화합물 및 그 적용에 있어 블록되지 않은 이소시아네이트가 포함될 수 있으나 그 함량은 0(NCO중량%) 내지 3(NCO중량%)으로 존재할 수 있다.
블록킹제 1 중량부 내지 10 중량부를 사용하며, 바람직한 예로서, 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4로 나타내는 화합물에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 여기서, 화학식 2-3으로 나타내는 화합물은 폴리이소시아네이트를 효과적으로 차단할 수 있고, 화학식 2-4로 나타내는 화합물은 혼합물의 기계적 강도를 올려 주는 효과를 갖는다.
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
본 발명의 친수화제는 소수성 화합물을 미셀 가용화 이외의 수단으로 수용액에 가용화하는 화합물이며, 친수성제는 친수성 부분과 소수성 부분으로 구성되지만 소수성 부분은 친수성 부분에 비하여 그 비율은 상대적으로 적어서 자발적인 자기 응집을 일으키지 않는다. 친수성제는 자가 응집이 자발적으로 발생하기 시작하는 임계 농도를 갖지 않는 것을 사용한다. 본 발명의 친수성제의 예로서, 폴리옥시에틸렌 모노메틸에테르, 폴리옥시프로필렌 모노메틸에테르, 폴리옥시 에틸렌/프로필렌 혼합형 모노메틸에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 데실에테르, 폴리옥시에틸렌 페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌 케스터에테르, 폴리옥시에틸렌 모노메틸에스테르, 폴리옥시프로필렌 모노메틸에스테르, 폴리옥시 에틸렌/프로필렌 혼합형 모노메틸에스테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에스테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에스테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에스테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에스테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실에스테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에스테르, 폴리옥시에틸렌 데실에스테르, 폴리옥시에틸렌 페닐에스테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에스테르 및 폴리옥시에틸렌 케스터에스테르에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 친수화제는 하기 화학식 3-1로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 3-1]
화학식 3-1에서 n은 1 내지 5의 정수이며, 더욱 바람직하게는 n은 3을 나타낸다.
본 발명의 이온성 부여제는 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-3로 나타내는 화합물에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
[화학식 4-3]
화학식 4-2에서 x, y, z는 각각 1 내지 5의 정수이며, 더욱 바람직하게는 x, y, z는 각각 3을 나타낸다.
본 발명의 기능성 부여제는 유연성과 발수성을 부여하기 위한 화합물로서, 본 발명의 기능성 부여제는 말단이 카비놀로 치환된 폴리디메틸실록산,카프로락톤-디메틸실록산-카프로락톤 블록 폴리머,말단이 비스(하이드록시 에틸)아민으로 치환된 폴리디메틸실록산, 말단이(2-하이드록시-3-메톡시프로폭시)프로필로 치환된 폴리디메틸실록산, 말단이 카비놀로 치환된 폴리트리플로러 프로필 메틸실록산, 카비놀 관능기를 가진 메틸실록산-디메틸실록산 공중합체, 말단의 한쪽이 카비놀로 치환된 폴리디메틸실록산, 분자쇄 중간에 모노카비놀로 치환된 대칭적 구조의 폴리디메틸실록산, 말단 한쪽이 모노디카비놀로 치환된 폴리디메틸실록산에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 기능성 부여제는 바람직하게 하기 화학식 5-1 내지 화학식 5-6로 나타내는 화합물에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
[화학식 5-1]
(상기 화학식 5-1에서 n은 1 내지 10의 정수, 더욱 바람직하게는 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-2]
(상기 화학식 5-2에서 m은 1 내지 10의 정수, n은 1 내지 10의 정수, 더욱 바람직하게는 m은 5, n은 5의 정수를 나타내며, R은 -(CH2)m- (여기서, m은 1 내지 10의 정수)이며, 더욱 바람직하게는 R은 -(CH2)6-을 나타낸다)
[화학식 5-3]
(상기 화학식 5-3에서 n은 1 내지 10의 정수, 더욱 바람직하게는 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-4]
(상기 화학식 5-4에서 n은 1 내지 10의 정수, 더욱 바람직하게는 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-5]
(상기 화학식 5-5에서 n은 1 내지 10의 정수, 더욱 바람직하게는 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-6]
(상기 화학식 5-6에서 m은 1 내지 10의 정수, n은 1 내지 10의 정수, p는 1 내지 10의 정수를 나타내며, 더욱 바람직하게는 m은 5, n은 5, p는 5의 정수를 나타낸다)
<실험예>
(실시예 1)
Aliphatic Polyisocyanate(화학식 1-2로 나타내는 화합물) 15중량부, Hydroxyl amine 3중량부, 말단이 카비놀로 치환된 폴리디메틸실록산 5중량부, Polyethylene Glycol로 이루어진 친수화제 3중량부를 정확히 칭량하여 유리반응기에 투입하고 질소를 퍼징한다. 70℃로 승온하여 반응한 후 NCO중량%≤10가 되면 Blocking Agent(화학식 2-3으로 나타내는 화합물) 3중량부를 투입하고 온도는 70℃로 유지한다. NCO중량% ≤ 1에서 냉각하여 Room Temp.에서 distilled water를 비휘발분이 35중량%될 때 까지 적하하여 최종 고형분 35%, viscosity ≤10,000 Pa·s의 블록화 폴리이소시아네이트를 제조한다.
(실시예 2)
Aliphatic Polyisocyanate(화학식 1-2로 나타내는 화합물) 15중량부, Hydroxyl amine 3중량부, 말단이 카비놀로 치환된 폴리디메틸실록산 6중량부, Polyethylene Glycol로 이루어진 친수화제 2중량부를 정확히 칭량하여 유리반응기에 투입하고 질소를 퍼징한다. 70℃로 승온하여 반응한 후 NCO중량%≤10가 되면 Blocking Agent(화학식 2-3으로 나타내는 화합물) 3중량부를 투입하고 온도는 70℃로 유지한다. NCO중량% ≤ 1에서 냉각하여 Room Temp.에서 distilled water를 비휘발분이 35중량%될 때 까지 적하하여 최종 고형분 35중량%, viscosity ≤5,000 Pa·s의 블록화 폴리이소시아네이트를 제조한다.
(비교예 1)
Aromatic계 isocyanate(MDI계 디이소시아네이트) 15중량부, Polyethylene Glycol로 이루어진 친수화제 3중량부, Blocking Agent(화학식 2-3으로 나타내는 화합물) 3중량부를 혼합하는 단계와 용매와 증류수로 유화하여 고형분 30중량%를 얻는 것을 제외하면 실시예 1과 같다.
(비교예 2)
Aliphatic계 isocyanate(화학식 1-2로 나타내는 화합물) 15중량부와 Polyethylene Glycol로 이루어진 친수화제 3중량부, Blocking Agent(화학식 2-3으로 나타내는 화합물) 3중량부를 혼합하는 단계와 용매와 증류수로 유화하여 고형분 30중량%를 얻는 것을 제외하면 실시예 1과 같다.
도 1은 본 발명의 발수제 시험 테스트를 위한 개념도를 나타낸다. 도 1에 나타난 것처럼, 발수제 테스트를 진행하여 발수도의 판별은 진행하게 된다.
5급 : 표면에 부착 또는 습윤이 없는것
4급 : 표면에 일부 부착 또는 습윤을 나타내는 것
3급 : 물이 떨어진 자리에 습윤을 나타내는 것
2급 : 전 표면에 걸쳐 부분적인 습윤을 나타내는 것
1급 : 표면이 전부 습윤된 것
하기 표 1에 나타난 것처럼 본 발명의 실시예 1, 2, 비교예 1, 2에 대한 발수도 테스트, 터치감, 엘로잉 테스트를 나타낸다.
| No. Chemicals |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| UNIGUARD RF-70N (C6 Type 불소발수제) |
30 | 30 | 30 | 24 | 24 | 30 | 30 | |
| 실시예 1 | 5 | 5 | ||||||
| 실시예 2 | 5 | 5 | ||||||
| 비교예 1 | 6 | |||||||
| 비교예 2 | 6 | |||||||
| 발수도 (AATCC TM22) |
HL*=0 | 5급 | 5급 | 5급 | 5급 | 5급 | 5급 | 5급 |
| HL=10 | 1급미만 | 3.5급 | 3급 | 2.5급 | 2급 | 3급 | 2급 | |
| Touch** | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | X | △ | |
| Yellowing*** | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 황변 | 보통 | |
-Unit : g/L
-사용원단 Cotton CM40 직물(White)
-처리방법 : Padding → Pick Up (100%) → Dry & Curing (170℃×1.5min)
-불소발수제 UNIGUARD RF-70N의 물성 (이온성 : Cation, 고형분 : 30중량%)
여기서, 실시예 1 및 2의 물성(이온성 : Cation, 고형분 : 35중량%), 비교예 1 및 2의 물성(이온성 : Cation, 고형분 : 30중량%)를 갖는다.
*HL : Home Laundry로서 세탁횟수를 나타냄 (내구성 판단근거)
HL=0 세탁하지 않음
HL=10 10회 세탁함
** Touch : 손 끝에 느껴지는 원단의 뻣뻣한 정도를 나타낸다.
*** Yellowing : 원단이 황색으로 변하는 정도이다.
도 2는 본 발명의 각 샘플에서의 발수도 시험결과의 사진을 나타낸다. 도 2에 나타난 것처럼, 실시예1 및 2는 비교예1 및 2에 비하여 터치와 엘로잉에서 우수한 특성을 갖는 것을 확인하였다.
본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (5)
- 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 제1 단계; 및 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 제2 단계;를 포함하며,
상기 제1 단계의 폴리이소시아네이트의 반응기를 친수화기 및 기능성기에 결합하는 단계는, 폴리이소시아네이트 10 중량부 내지 20중량부, 이온성 부여제 1 중량부 내지 5 중량부, 유연성 및 발수성을 주는 기능성 부여제 3 중량부 내지 6 중량부, 친수화제 1 중량부 내지 4 중량부를 혼합하여 반응기에 투입하고 질소로 퍼징하는 단계를 포함하며,
상기 폴리이소시아네이트는 지방족(Aliphatic) 폴리이소시아네이트이며,
상기 기능성 부여제는 하기 화학식 5-2로 나타내는 화합물을 포함하며,
[화학식 5-2]
(상기 화학식 5-2에서 m은 5, n은 5의 정수를 나타내며, R은 -(CH2)6-을 나타낸다)
상기 기능성 부여제는 하기 화학식 5-1, 5-3 내지 5-6로 나타내는 화합물을 더욱 포함하며,
[화학식 5-1]
(상기 화학식 5-1에서 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-3]
(상기 화학식 5-3에서 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-4]
(상기 화학식 5-4에서 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-5]
(상기 화학식 5-5에서 n은 5의 정수를 나타낸다)
[화학식 5-6]
(상기 화학식 5-6에서 m은 5, n은 5, p는 5의 정수를 나타낸다)
상기 블록킹제는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-4로 나타내는 화합물을 포함하며,
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
상기 친수화제는 하기 화학식 3-1로 나타내는 화합물이며,
[화학식 3-1]
(화학식 3-1에서 n은 3을 나타낸다)
상기 이온성 부여제는 하기 화학식 4-1 내지 화학식 4-3로 나타내는 화합물에서 선택된 어느 하나의 화합물이며,
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
[화학식 4-3]
(화학식 4-2에서 x, y, z는 각각 3을 나타낸다)
상기 제2 단계의 상기 제1 단계에서 얻어진 폴리이소시아네이트의 반응기를 열에 의하여 해리될 수 있는 블록킹제와 결합하는 단계는, 제1 단계의 혼합물을 60℃ 내지 80℃로 승온하여 반응하는 제2-1 단계, NCO중량% ≤ 10 가 되면 블록킹제를 1 중량부 내지 5 중량부를 투입하고 60℃ 내지 80℃의 온도를 유지하며, NCO중량% ≤ 1에서 실온으로 냉각하며, 증류수를 비휘발 성분이 35중량%가 될 때까지 적하하여 최종 고형분 35중량%, 점도 ≤ 10,000 Pa·s의 블록화된 폴리이소시아네이트를 제조하는 제2-2 단계를 포함하며,
가교제를 사용하여 발수 코팅을 하는 경우, AATCC TM22 발수제 판정법을 사용하여 HL=10(10회 세탁)에서 2급 이상인 것을 특징으로 하는 유연한 가교 특성을 가진 다기능 가교제의 제조방법. - 삭제
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636083B2 (ko) * | 1981-10-13 | 1988-02-08 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | |
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-
2023
- 2023-03-27 KR KR1020230039457A patent/KR102624775B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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