KR20060079552A - Two-component type room temperature curable polyurethane composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디아민 경화제를 모노에폭사이드로 변성 사용함으로써 중금속 촉매를 사용하지 않고도 고온 및 저온 작업환경 하에서도 충분한 가사시간을 확보할 수 있고 속경화형의 치밀한 도막을 형성할 수 있으며, 더욱이 일반적으로 폴리우레탄 조성물에 사용되고 있는 발암성 물질인 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)을 사용하지 않고 무용제 타입의 작업성이 우수한, 각종 물성을 만족시킬 수 있는 이액형 폴리우레탄 조성물을 제공하는데 있다.
The present invention relates to a polyurethane composition, and more particularly, by modifying a diamine curing agent to monoepoxide, it is possible to secure sufficient pot life even in a high temperature and low temperature working environment without using a heavy metal catalyst, It is possible to form a coating film, and moreover, to satisfy various physical properties with excellent solvent-free workability without using 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline), which is a carcinogenic substance generally used in polyurethane compositions. It is to provide a two-component polyurethane composition that can be.
이액형 폴리우레탄 조성물Two-component polyurethane composition
Description
본 발명은 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로 폴리우레탄 조성물은 에폭시 조성물에 비해 우수한 내후성으로 인하여 건물의 옥상, 베란다, 계단의 방수 및 스포츠 시설의 탄성 바닥재, 옥외 주차장용 바닥재 등의 각종 용도로 다양하게 사용되고 있다.The present invention relates to a polyurethane composition, the polyurethane composition has been used in various applications, such as the roof of the building, veranda, waterproofing of stairs and elastic flooring of sports facilities, flooring for outdoor parking, etc. due to the excellent weather resistance compared to the epoxy composition .
종래, 폴리우레탄 조성물은 TDI(톨루엔 디이소시아네이트) 등의 이소시아네이트와 장쇄 폴리올로부터 제조된 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머 주제부와, 이소시아네이트 반응 성분으로서 방향족 디아민인 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린) (이하 'MOCA'로 약칭함.)과 장쇄 폴리올을 포함하는 경화제부(여기에 유기금속, 납 등의 촉매나 필요에 따라 가소제를 첨가함)를 시공현장에서 함께 혼합한 후 레기, 스페츄라 등을 사용하여 핸드 도포시킨 후, 경화시켜서 제조하였다. Conventionally, the polyurethane composition is composed of an isocyanate-terminated urethane prepolymer main body prepared from isocyanates such as TDI (toluene diisocyanate) and long chain polyols, and 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline) which is an aromatic diamine as an isocyanate reaction component. Hereafter, abbreviated as 'MOCA') and a curing agent part containing a long chain polyol (addition of a catalyst such as organometallic and lead or a plasticizer as needed) at the construction site, and then It was prepared by hand coating after use and curing.
폴리우레탄 조성물중 TDI와 장쇄 폴리올로부터 제조된 예비중합체 시스템은 미국 특허 제3,701,374호, 제3,963,681호, 제4,029,730호, 제4,089,822호, 제4,133,943호 및 제4,365,051호에 기재되어 있다. 이들 특허에 기술된 이소시아네이 트 예비중합체는 미반응 TDI를 함유할 뿐만 아니라 올리고머 함량이 높은 예비중합체이다.Prepolymer systems made from TDI and long chain polyols in polyurethane compositions are described in US Pat. Nos. 3,701,374, 3,963,681, 4,029,730, 4,089,822, 4,133,943, and 4,365,051. The isocyanate prepolymers described in these patents are prepolymers with high oligomer content as well as containing unreacted TDI.
이러한 예비중합체를 경화시키기 위한 경화제로 방향족 폴리아민과 지방족 폴리아민을 통상적으로 사용한다. 일예로 미국 특허 제4,182,825호에는 물성이 향상된 조성물을 제조하기 위해 경화제로 MOCA를 사용하는 기술이 기재되어 있다. 그러나 경화제로 MOCA를 사용할 경우 다음과 같은 많은 결점과 문제점이 있다.Aromatic polyamines and aliphatic polyamines are commonly used as curing agents for curing such prepolymers. For example, US Pat. No. 4,182,825 describes a technique of using MOCA as a curing agent to prepare compositions with improved physical properties. However, there are many drawbacks and problems when using MOCA as a curing agent.
첫째, MOCA의 높은 녹는점으로 인하여 실온에서는 고체로 존재하며, 폴리올 용해하에서도 석출되는 점 등 사용에 어려움이 많다.First, due to the high melting point of MOCA, it exists as a solid at room temperature and is difficult to use, such as being precipitated under polyol dissolution.
둘째, 방향족 디아민을 가열 용융하여 사용하므로 우레탄 조성물의 물성저하를 초래할 뿐 아니라 가열에 의하여 색상 등이 심하게 변하며, 가열 용융하여 사용하므로 다량의 열에너지를 소비하여 제조비용이 높아지는 결점이 있다.Secondly, since the aromatic diamine is used by heating and melting, not only the physical properties of the urethane composition are deteriorated, but also the color is severely changed by heating, and since the melting and heating are used, the manufacturing cost is increased by consuming a large amount of thermal energy.
셋째, MOCA는 발암 추정 물질(A2)로서 저장, 사용, 운송시 법적규제가 따를 뿐만 아니라 작업자의 건강상 극히 유해한 물질로서 많은 결점과 문제점을 갖고 있다.Third, MOCA is a carcinogenic substance (A2), which is not only subject to legal regulations in storage, use, and transportation, but also has many shortcomings and problems as an extremely harmful substance for workers' health.
하지만 이렇게 많은 결점과 문제점에도 불구하고 이소시아네이트 말단 예비 중합체와의 뛰어난 반응성, 충분한 가사시간, 경화 후 만족할만한 물성 등 우레탄 조성물용 방향족 아민 가교제로서 유일한 물질이었다.
However, despite so many shortcomings and problems, it has been the only material as an aromatic amine crosslinker for urethane compositions such as excellent reactivity with isocyanate terminated prepolymers, sufficient pot life, and satisfactory physical properties after curing.
본 발명의 발명자들은 종래 방법의 결점 및 문제점을 극복하고, 기존 경화제 인 MOCA를 사용하지 않고도 뛰어난 반응성, 충분한 가사시간, 경화후 만족할만한 물성 등을 갖는 폴리우레탄 조성물용 경화제를 개발, 적용함으로써 본 발명을 완성하였다. 따라서 본 발명은 충분한 가사시간을 가지며 물성이 우수한 우레탄 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
The inventors of the present invention overcome the shortcomings and problems of the conventional method, and develop and apply a curing agent for a polyurethane composition having excellent reactivity, sufficient pot life, and satisfactory physical properties after curing without using MOCA, which is an existing curing agent. Was completed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a urethane composition having sufficient pot life and excellent physical properties.
본 발명은 적절한 가사시간을 확보할 수 있고 경도 등의 기본물성 등을 만족시킬 수 있는 이액형 폴리우레탄의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a two-component polyurethane and a composition thereof, which can ensure proper pot life and satisfy basic properties such as hardness.
보다 상세하게는, 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트류와 폴리에테르 폴리올 및/또는 저분자 글리콜류와의 반응으로 합성한, 말단에 이소시아네이트기를 지닌 예비 중합체로 구성된 주제부와 모노에폭사이드 변성 디아민 경화제와 디아민 경화제, 가소제등의 첨가제로 구성된 경화제부를 사용하여 상온 혼합-경화에 의해 물성이 뛰어난 폴리우레탄 조성물의 제조방법에 관한 것이다.More specifically, a monoepoxide-modified diamine curing agent and diamine curing agent composed of a prepolymer having an isocyanate group at the terminal synthesized by reaction of aromatic or aliphatic diisocyanates with polyether polyols and / or low molecular glycols It relates to a method for producing a polyurethane composition excellent in physical properties by mixing and curing at room temperature using a curing agent portion composed of an additive such as a plasticizer.
본 발명은 말단에 이소시아네이트기를 갖는 우레탄 프리폴리머 주제부와 모노에폭사이드 변성 디아민 경화제1.0 ~ 5.0 중량%, 디아민 경화제 1.0 ~ 5.0 중량%, 안료40.0 ~ 60.0 중량%, 가소제 25.0 ~ 45.0 중량%, 분산제, 침강방지제, 소포제, 자외선 안정제, 수분흡수제에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제 0.1 ~ 10.0 중량%를 포함하는 경화제부로 이루어지는 이액형 상온 경화형 폴리우레탄 수지 조성물을 특징으로 한다. 상기 주제부와 경화제부는 1:1 ~ 3중량비로 이루어지는 것이 바람직하다. The present invention is the main portion of the urethane prepolymer having an isocyanate group at the end and mono-epoxide modified diamine curing agent 1.0 to 5.0% by weight, diamine curing agent 1.0 to 5.0% by weight, pigment 40.0 to 60.0% by weight, plasticizer 25.0 to 45.0% by weight, dispersant, It is characterized by a two-component room temperature curable polyurethane resin composition comprising a curing agent portion containing 0.1 to 10.0% by weight of any one or more additives selected from a sedimentation inhibitor, an antifoaming agent, an ultraviolet stabilizer, and a moisture absorbent. It is preferable that the said main part and a hardening | curing agent part consist of 1: 1 to 3 weight ratio.
이와 같이 본 발명을 조성성분별로 상세하게 설명한다.Thus, the present invention will be described in detail for each component.
먼저, 우레탄 프리폴리머는 통상의 이액형 수지에 적용되는 수지 조성물로서 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 제조한다.First, the urethane prepolymer is prepared by reacting an isocyanate with a polyol as a resin composition applied to a conventional two-component resin.
상기 이소시아네이트로는 방향족 이소시아네이트와 지환족 이소시아네이트가 있으며 방향족 이소시아네이트로서, 구체적으로 예를 들면 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 4,6-자일렌디이소시아네이트, 파라-페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-톨리덴-4,4'-디이소시아네이트, 3,3-디메틸-디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트등을 사용할 수 있으며 지환족 디이소시아네이트에는 4,4'- 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 테트라메틸자이렌 디이소시아네이트 등이 있으며 이들 중 1종 이상을 혼합해서 사용한다.Examples of the isocyanate include aromatic isocyanate and alicyclic isocyanate, and examples of the aromatic isocyanate include, for example, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2, 4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,6-xylene diisocyanate, para-phenylene diisocyanate, 3,3'-tolidene-4,4'-diisocyanate, 3,3 -Dimethyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate can be used, and examples of the alicyclic diisocyanate include 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, tetramethyl styrene diisocyanate, etc. are mentioned, One or more of these is mixed and used.
상기 폴리올은 2 ~ 3개의 활성화 수소를 갖는 수평균 분자량이 500 ~ 5000인 폴리에테르 폴리올을 사용할 수 있는데, 구체적으로 폴리부타디엔 디올, 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜, 폴리프로필렌 옥사이드 글리콜 및 트리올, 폴리부틸렌 옥사이드 글리콜 및 트리올이 있으며, 저분자 글리콜류에는 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4 및 1,3부탄디올, 에틸렌 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜등이 있음을 특징으로 하며 이들 중 1종 이상을 혼합해서 사용할 수 있으며, 상기한 조건 범위 내에서 최종적으로 발현하고자 하는 물성 및 특성에 맞게 적절히 조절하여 선택 사용한다. The polyol may be a polyether polyol having a number average molecular weight of 500 to 5000 having 2 to 3 activated hydrogens, specifically, polybutadiene diol, polytetramethylene ether glycol, polypropylene oxide glycol and triol, polybutylene Oxide glycol and triol, and low molecular glycols are characterized by 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4 and 1,3 butanediol, ethylene propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, etc. One or more of these may be mixed and used, and appropriately adjusted and selected according to the physical properties and properties to be finally expressed within the above-described conditions.
상기한 이소시아네이트와 폴리올은 이소시아네이트기(NCO)와 수산기(OH)의 당량비가 1.0 ~ 5.0 : 1 바람직하기로는 1.5 ~ 2.5 : 1로 사용되며 이때 당량비가 1.0미만이면 점도가 높아 사용에 문제가 될 수 있으며 5.0을 초과하면 우레탄 프리폴리머의 저장안정성이 불량해진다.The isocyanate and polyol may be used in an equivalence ratio of isocyanate group (NCO) and hydroxyl group (OH) in the range of 1.0 to 5.0: 1, preferably 1.5 to 2.5: 1, and if the equivalent ratio is less than 1.0, the viscosity may be high. If it exceeds 5.0, the storage stability of the urethane prepolymer becomes poor.
다음으로 경화제부는 경화제 혼합물로서 모노 에폭사이드 변성 디아민 경화제, 디아민 경화제, 가소제, 안료, 분산제, 소포제, 수분흡수제, 자외선 안정제, 침강방지제를 포함할 수 있다.Next, the curing agent portion may include a mono epoxide-modified diamine curing agent, a diamine curing agent, a plasticizer, a pigment, a dispersant, an antifoaming agent, a moisture absorbent, an ultraviolet stabilizer, and a precipitation inhibitor as a curing agent mixture.
상기 모노 에폭사이드 변성 디아민 경화제는 디아민 경화제 단독 사용시 가사시간이 빨라 작업성이 불량해지는 단점을 개선키 위해 사용하는 것으로, 모노 에폭사이드 변성그룹의 입체장애 효과로 인하여 NCO와 반응을 지연시키는 효과와 한 분자당 2~3개 이상의 관능기로 인하여 경화 후 가교밀도를 높이는 효과가 있다.The mono epoxide-modified diamine curing agent is used to improve the disadvantage of poor workability due to fast pot life when using diamine curing agent alone, the effect of delaying the reaction with NCO due to the steric hindrance effect of the mono-epoxide modified group and Due to two or more functional groups per molecule, there is an effect of increasing the crosslinking density after curing.
상기의 모노에폭사이드 변성 디아민 경화제는 네오데카노익 에시드 옥시래닐메틸 에스테르(Neodecanoic acid oxiranylmethyl ester) 및/혹은 에피클로로히드린 등을 들 수가 있고, 상기 모노에폭사이드와 디아민을 80 ~ 150도에서 합성하여 모노에폭사이드 변성 디아민을 제조한다. 이러한 디아민류로는 이소포론 디아민, 디에틸렌 디아민, 에틸디아민, 1,2-비스-(2-아미노-페닐디오에탄), 1,1'-이소프로필리딘-비스-(파라-페닐렌-옥시)-디-2-에탄올, 디에틸톨루엔디아민, 디메틸티오톨루엔디아민, 1,3-트리메틸렌글리콜-비스(파라-아미노벤조에이트), 메틸렌-비스-N,N'-디부틸아닐린 등을 예로 들 수 있다. The monoepoxide-modified diamine curing agent may include neodecanoic acid oxiranylmethyl ester and / or epichlorohydrin, and the monoepoxide and diamine may be 80 to 150 degrees. Synthesis at to prepare a monoepoxide modified diamine. Such diamines include isophorone diamine, diethylene diamine, ethyldiamine, 1,2-bis- (2-amino-phenyldioethane), 1,1'-isopropylidine-bis- (para-phenylene-oxy ) -Di-2-ethanol, diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, 1,3-trimethylene glycol-bis (para-aminobenzoate), methylene-bis-N, N'-dibutylaniline, and the like. Can be mentioned.
모노에폭사이드 변성 디아민 경화제의 함량은 경화제 혼합물 중 1.0 ~ 5.0중 량%, 바람직하게는 1.5 ~ 3.0% 사용되는데 사용량이 1.0중량% 미만이면 경화촉진 디아민과 프리폴리머와의 반응속도를 늦출 수 없어 가사시간이 빨라지고, 5.0중량% 초과하면 인장강도, 인열강도 경도 등이 떨어지지는 단점이 있다.The monoepoxide-modified diamine curing agent is used in an amount of 1.0 to 5.0% by weight, preferably 1.5 to 3.0% in the curing agent mixture. When the amount is less than 1.0% by weight, the reaction rate between the curing accelerator diamine and the prepolymer cannot be slowed down. If the time is faster, more than 5.0% by weight, there is a disadvantage that the tensile strength, tear strength, hardness, and the like fall.
상기 디아민 경화제로는 이소포론 디아민, 디에틸렌 디아민, 에틸디아민, 1,2-비스-(2-아미노-페닐디오에탄), 1,1'-이소프로필리딘-비스-(파라-페닐렌-옥시)-디-2-에탄올, 디에틸톨루엔디아민, 디메틸티오톨루엔디아민, 1,3-트리메틸렌글리콜-비스(파라-아미노벤조에이트), 메틸렌-비스-N,N'-디부틸아닐린 등이 있음을 특징으로 하며 이들 중 1종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 이 중 바람직하기로는 DETDA(디에틸톨루엔디아민)을 사용하는 것이 기계적 물성 측면에서 좋다.As the diamine curing agent, isophorone diamine, diethylene diamine, ethyldiamine, 1,2-bis- (2-amino-phenyldioethane), 1,1'-isopropylidine-bis- (para-phenylene-oxy ) -Di-2-ethanol, diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, 1,3-trimethylene glycol-bis (para-aminobenzoate), methylene-bis-N, N'-dibutylaniline and the like It is characterized in that it can be used by mixing one or more of these. Among them, it is preferable to use DETDA (diethyltoluenediamine) in terms of mechanical properties.
경화제 혼합물 중 디아민 경화제의 함량이 높으면 인장강도, 인열강도, 신율, 경도가 좋아지나 반응이 빨라 가사시간이 나오지 않는다. 따라서 경화제 혼합물중 1.0 ~ 5.0중량%, 바람직하게는 2.0 ~ 4.0중량% 사용되는데 사용량이 1.0 중량% 미만이면 물성이 나빠지고 5.0중량% 초과하면 가사시간이 짧아져 작업성이 불량해진다.If the content of the diamine curing agent in the curing agent mixture is high, the tensile strength, tear strength, elongation, and hardness are good, but the reaction is fast and the pot life does not come out. Therefore, 1.0 to 5.0% by weight, preferably 2.0 to 4.0% by weight of the curing agent mixture is used, but when the amount is less than 1.0% by weight, the physical properties deteriorate, and when it exceeds 5.0% by weight, the pot life is shortened and workability becomes poor.
상기의 가소제는 DOP (디옥틸프탈레이트), DINP (디이소노닐프탈레이트), DOA(디옥틸아디페이트), TOTM (트리옥틸트리멜리테이트), DBP (디부틸프탈레이트), DIDP (디이소데실프탈레이트), DOM (디옥틸멜레이트), DINA (디이소노닐아디페이트) 등을 사용할 수 있는데 가장 바람직하기로는 DBP가 바람직하다.The plasticizer is DOP (dioctylphthalate), DINP (diosonylyl phthalate), DOA (dioctyl adipate), TOTM (trioctyl trimellitate), DBP (dibutyl phthalate), DIDP (diisodecyl phthalate) ), DOM (dioctyl methacrylate), DINA (diisononyl adipate) and the like can be used, most preferably DBP.
상기의 가소제는 경화제 혼합물중 25.0 ~ 45.0중량%, 바람직하게는 35.0 ~ 40.0중량% 사용되는데 사용량이 25.0% 미만이면 점도가 높고 작업성이 떨어지고 사 용량이 45.0중량% 초과하면 작업성은 좋으나 저장 중 침전이 생겨 저장안정성이 떨어질수 있고 경도가 낮아진다.The plasticizer is used in 25.0 to 45.0% by weight, preferably 35.0 to 40.0% by weight of the curing agent mixture, when the amount is less than 25.0%, the viscosity is high and the workability is poor, and when the used amount is more than 45.0% by weight, the workability is good but it is precipitated during storage. This can lead to poor storage stability and low hardness.
안료는 체질안료 또는 착색안료를 사용하며, 체질안료는 탄산칼슘, 탈크, 이산화 실리콘, 돌루마이트 등 통상적으로 사용하는 체질 안료를 사용 할 수 있으며 착색안료로는 카본블랙, 아이언 옥사이드, 이산화지당, 시아닌그린등 유무기안료에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 이러한 안료의 사용량은 경화제 혼합물 중 40.0 ~ 60.0중량% 이다. 40중량% 미만이면 도막의 경도가 낮아지고 60.0중량% 초과하면 점도가 높아져 작업성이 열세하고 도막물성이 약해진다.The pigment may be a sieving pigment or a coloring pigment, and the sieving pigment may be a sieving pigment commonly used, such as calcium carbonate, talc, silicon dioxide, or dolomite, and as a coloring pigment, carbon black, iron oxide, disaccharide, cyanine You can use what is chosen from organic-based pigments, such as green. The amount of such pigment used is 40.0 to 60.0% by weight in the curing agent mixture. If it is less than 40 weight%, the hardness of a coating film will become low, and if it exceeds 60.0 weight%, a viscosity will become high and workability will be inferior and coating property will be weak.
이외에도 분산제, 자외선 안정제, 소포제, 침강방지제, 수분흡수제 등에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 경화제 혼합물 중 0.1 ~ 10.0 중량% 이다.In addition, one or more additives selected from a dispersant, a UV stabilizer, an antifoaming agent, a sedimentation inhibitor, a moisture absorbent, and the like may be used, and the amount thereof is 0.1 to 10.0 wt% in the curing agent mixture.
하기의 실시예 및 비교예를 참조로 하여 본 발명을 더 상세히 설명하겠다.
The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples and comparative examples.
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. The present invention will be described in detail through the following examples. This example does not limit the scope of the invention.
본 실시예에서 사용하는 원료는 다음과 같다.
The raw material used by a present Example is as follows.
TDI: 톨루엔 디이소시아네이트TDI: Toluene Diisocyanate
PP-2000: Polypropylene Glycol (분자량:2000) (한국Poyol社)PP-2000: Polypropylene Glycol (Molecular Weight: 2000) (Polyol Korea)
PP-3000: Polypropylene Glycol (분자량:3000) (한국Poyol社) PP-3000: Polypropylene Glycol (Molecular Weight: 3000) (Polyol Korea)
GP-3000: Polypropylene Glycol (분자량:3000) (한국Poyol社)GP-3000: Polypropylene Glycol (Molecular Weight: 3000) (Polyol Korea)
MOCA: 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)MOCA: 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline)
DETDA: 디에틸톨루엔디아민 (ALBEMARLE社)DETDA: diethyltoluenediamine (ALBEMARLE)
DBP: 디부틸 프탈레이트DBP: Dibutyl Phthalate
NAOE: 네오데카노익 에시드 옥시래닐메틸 에스테르(Neodecanoic acid oxiranylmethyl ester) (RESOLUTION社)NAOE: neodecanoic acid oxiranylmethyl ester (RESOLUTION)
ECH: 에피클로로히드린ECH: epichlorohydrin
DEG: 디에틸렌글리콜DEG: diethylene glycol
Metallic dryer: Pb-Octoate 24%Metallic dryer: Pb-Octoate 24%
BYK-066: 실리콘계 소포제, BYK社BYK-066: Silicone antifoaming agent, BYK
체질안료: 탄산칼슘
Sieving Pigments: Calcium Carbonate
주제의 제법Recipe of the subject
아래의 실시예와 비교예의 배합표에 따라 2,4-이성체/2,6-이성체 중량비가 80/20인 TDI를 2ℓ유리 플라스크에 투입하고 질소 기류하에서 PP-2000, GP-3000, DEG를 각각 투입 60℃이하에서 파라위치 NCO기의 반응완료 후 90 ~ 105℃에서 4 ~ 8시간동안 가열 교반, 반응을 완결시켰다. 이렇게 하여 이소시아네이트 말단 예비 중합체인 우레탄 프리폴리머를 제조하였다.
According to the formulation table of the following Examples and Comparative Examples, TDI having a weight ratio of 2,4-isomer / 2,6-isomer is 80/20 into a 2 l glass flask, and PP-2000, GP-3000, and DEG were respectively added under a nitrogen stream. After the completion of the reaction of the para-position NCO group at 60 ℃ or less at 90 ~ 105 ℃ heated for 4 to 8 hours, the reaction was completed. In this way, a urethane prepolymer, which is an isocyanate terminated prepolymer, was prepared.
경화제의 제법Preparation of hardener
아래의 실시예와 비교예의 배합표에 따라 MOCA, PP-3000, NAOE 변성 디아민, ECH 변성 디아민, DETDA, DBP, 체질안료(CaCO3), 소포제(BYK-066) 및 Metallic dryer를 2ℓ원통용기에 투입하고 실온에서 25분간 교반하여 각각의 경화제를 제조하였다.
MOCA, PP-3000, NAOE-modified diamine, ECH-modified diamine, DETDA, DBP, sieving pigment (CaCO 3 ), antifoaming agent (BYK-066) and metallic dryer were added to a 2L cylinder container according to the formulation table of Examples and Comparative Examples below. And stirred for 25 minutes at room temperature to prepare each curing agent.
[실시예 1 내지 3] [Examples 1-3]
2,4-이성체/2,6-이성체 중량비가 80/20인 TDI와 PP-2000, GP-3000을 아래 표1에서의 당량비로 배합 후 주제의 제법으로 합성하였다.TDI, PP-2000, and GP-3000 having a weight ratio of 2,4-isomer / 2,6-isomer of 80/20 were combined in the equivalent ratios in Table 1 below, and then synthesized by the formulation of the subject matter.
경화제 제조시 경화촉진 디아민 DETDA와 반응성 지연을 위한 NAOE 변성 디아민 또는 ECH 변성 디아민을 아래 표1에서의 중량비로 혼합, 제조하였다.In preparing the curing agent, a curing accelerator diamine DETDA and NAOE modified diamine or ECH modified diamine for retardation of reactivity were mixed and prepared in the weight ratio in Table 1 below.
실시예 1, 3은 NAOE로, 실시예 2는 ECH를 변성시킨 DETDA를 적용하였다.
Examples 1 and 3 were NAOE, and Example 2 was DETDA modified with ECH.
[비교예 1]Comparative Example 1
종래기술로 2,4-이성체/2,6-이성체 중량비가 80/20인 TDI와 PP-2000, GP-3000, DEG를 아래 표2에서의 당량비로 배합후 주제의 제법으로 합성하였다.TDI, PP-2000, GP-3000, and DEG having a weight ratio of 2,4-isomer / 2,6-isomer by weight of 80/20 in the prior art were synthesized in the formulation of the subject after compounding in the equivalent ratio in Table 2 below.
경화제 제조시 MOCA와 장쇄상 폴리올을 아래 표2에서의 중량비로 배합후 제조하였다. MOCA는 실온에서 고상이므로 폴리올에 용해후 사용하였다.In preparing the curing agent, MOCA and the long-chain polyol were prepared after mixing in a weight ratio in Table 2 below. MOCA was used after being dissolved in polyol because it was solid at room temperature.
이 때 우레탄 프리폴리머의 이소시아네이트기수와 경화제 디아민의 아미노기와 장쇄상 폴리올의 수산기수를 합한 합계와의 비가 NCO/(OH+NH2) 비는 1.09:1이며, 이소시아네이트 조성물중의 미반응 이소시아네이트기는 예비중합체 대비 2.5중량% 이다.
At this time the isocyanate jockeys ratio of NCO / (OH + NH 2) of the total non-amino group and a chapter of the curing agent diamine plus the hydroxyl nose of a chain polyol of the urethane prepolymer is 1.09: unreacted isocyanate of a first isocyanate composition group prepolymer Compared to 2.5% by weight.
[비교예 2, 3][Comparative Examples 2 and 3]
비교예 2,3은 경화제 배합시 DETDA와 모노 에폭사이드 변성 DETDA를 혼합사용하지 않고 단독으로 사용할 경우 기계적 물성 변화 및 가사시간의 변화를 비교하였다.
Comparative Examples 2 and 3 compared the change in mechanical properties and pot life when used alone without mixing DETDA and mono epoxide-modified DETDA when mixing the curing agent.
상기와 같이 합성한 주제와 제조한 경화제를 중량비에 따라 혼합 후 Brookfield점도계로 가사시간 및 겔화시간을 측정한다. 시편의 물성은 중량비에 혼합된 혼합액을 유리판에 2mm두께로 도포후 7일 경과후, UTM으로 도막 물성을 측정한다.After mixing the main material prepared as described above and the curing agent according to the weight ratio, the pot life and gelation time are measured with a Brookfield viscometer. The physical properties of the specimens were measured 7 days after the coating of the mixed solution mixed in the weight ratio to a glass plate 2mm thickness, the coating film properties are measured by UTM.
실시예 및 비교예와 관련하여 표 1,2,3에 수록된 시험목록은 다음과 같다.
The test lists listed in Tables 1, 2 and 3 in connection with Examples and Comparative Examples are as follows.
<가사 시간 및 경화성><Housework time and curability>
- 가사 시간: 주제와 경화제 혼합한 후, 작업 가능할 때까지의 시간(혼합액의 점도가 Brookfield 점도계 Spindle #6, 10rpm으로 25,000cps가 될 때까지의 시간.Pot life: The time from mixing the master and the hardener to working (the time until the viscosity of the mixture reaches 25,000 cps at Brookfield Viscometer Spindle # 6, 10 rpm).
- 겔화 시간: 주제와 경화제 혼합한 후, 유동성을 잃기 시작하는 시간(혼합액의 점도가 Brookfield 점도계 Spindle #6, 10rpm으로 100,000cps가 될 때까지의 시간.Gelation time: The time after mixing of the main material and the curing agent and starting to lose fluidity (the time until the viscosity of the mixture reaches 100,000 cps at Brookfield Viscometer Spindle # 6, 10 rpm.
- 무점착 시간: 도막 표면에서 혼합용액의 점착성이 사라질 때까지 경과된 시간 (도장후 재도장(상도) 할 수 있을 때까지 경과한 시간)
-No adhesion time: The time elapsed until the adhesion of the mixed solution disappears from the surface of the coating film.
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
결과에서 볼 수 있듯이 실시예1,2,3은 모노 에폭사이드 변성그룹의 입체장애 효과로 인하여 NCO와 반응을 지연시키는 효과와 한 분자당 2.3개 이상의 관능기로 인하여 경화후 가교밀도가 높아짐으로서 충분한 가사시간과 우수한 기계적 물성을 나타내었다. As can be seen from the results, Examples 1, 2, and 3 have sufficient effect due to the delayed reaction with NCO due to the steric hindrance effect of the mono-epoxide modified group and the crosslinking density after curing due to more than 2.3 functional groups per molecule. It showed time and excellent mechanical properties.
비교예 1은 기계적 물성은 우수하나 MOCA가 발암성 물질인 단점이 있다.Comparative Example 1 has a disadvantage in that mechanical properties are excellent but MOCA is a carcinogenic substance.
또한 비교예 2와 같이 DETDA를 단독 적용한 결과 기계적 물성은 우수하나, 가사시간이 매우 짧았으며, 비교예 3과 같이 모노 에폭사이드 변성 DETDA를 단독 적용한 결과 가사시간은 충분하게 확보되나 기계적 물성이 취약한 결과를 나타내었다.
In addition, as a result of applying DETDA alone as in Comparative Example 2, the mechanical properties were excellent, but the pot life was very short.As a result of applying mono epoxide-modified DETDA alone as in Comparative Example 3, the pot life was sufficiently secured but the mechanical properties were weak. Indicated.
따라서 본 발명의 폴리우레탄 이액형 조성물은 디아민 경화제를 모노에폭사이드로 변성 사용함으로써 중금속 촉매를 사용하지 않고도 고온 및 저온 작업환경하에서도 충분한 가사시간을 확보할 수 있고 경화후 가교밀도가 높아짐으로서 치밀한 도막을 형성할 수 있으며, 기존의 발암성 물질인 폴리우레탄 조성물에 사용되고 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린)을 사용하지 않고 무용제 타입의 작업성이 우수한, 각종 물성을 만족시킬 수 있는 이액형 폴리우레탄 조성물을 제공할 수 있었다.Therefore, the polyurethane two-component composition of the present invention is capable of ensuring sufficient pot life even in high and low temperature working environments without heavy metal catalysts by using a diamine curing agent as a monoepoxide and increasing the crosslinking density after curing. The coating film can be formed, and it is used in the polyurethane composition, which is a conventional carcinogenic substance, and can satisfy various physical properties with excellent solvent-free workability without using 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline). It was possible to provide a two-part polyurethane composition.
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