KR20080049761A - 폴리우레탄-폴리우레아 분산액 - Google Patents

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홀거 카쎌만
토마스 펠러
하랄트 블룸
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바이엘 머티리얼사이언스 아게
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Abstract

본 발명은 특정 폴리에스테르를 기재로 한 수성 폴리우레탄 분산액, 이들의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
수성 폴리우레탄 분산액, 폴리에스테르, 중합체성 폴리올, 이소시아네이트 반응성 기

Description

폴리우레탄-폴리우레아 분산액 {POLYURETHANE-POLYUREA DISPERSIONS}
본 발명은 특정 폴리에스테르에 기초한 수성 폴리우레탄 분산액, 이들의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.
기재는 점점 수성 결합제, 특히 폴리우레탄-폴리우레아 (PUR) 분산액을 사용하여 코팅되고 있다. 많은 다른 부류의 수성 결합제와 대조적으로, PUR 분산액은 특히 높은 화학물질 및 물에 대한 내성, 높은 기계적 강인성 (robustness), 및 높은 인장 강도 및 신장성 때문에 중요하다. 이들 요구조건은 종래 기술의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액에 의해 대부분 충족된다. 종래에 기술된 시스템은 친수성 기로 인해 자가 유화성 (self-emulsifying)일 수 있다. 즉, 이들은 외부 유화제의 도움 없이 수 중에서 분산될 수 있다. 종래 기술의 PUR 분산액의 단점은 이들이 특히 매우 높은 신장성과 조합된 높은 인장 강도의 관점에서 보다 더 엄격하게 되는 요구조건을 항상 만족시키지 않는다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 그의 필름이 높은 인장 강도와 극한의 신장성을 조합하는, 개선된 폴리우레탄-폴리우레아 (PUR) 분산액을 제공하는 것이다.
폴리에스테르 제조를 위한 단량체의 선택을 통해, 이들의 경도, 탄성도 및 코팅의 충격 탄성 거동에 중요한 영향을 미치는 것이 가능하다고 알려져 있다. 특화된 유연성을 부여하는 (flexibilizing) 단위는 비교적 장쇄의 지방족 화합물, 예를 들어 1,6-헥산디올 또는 아디프산이다. 따라서, 단쇄 지방족 또는 방향족 화합물, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로판-1,2-디올 또는 프탈산의 사용은 상대적으로 비탄성적인 필름 및 코팅을 생성한다.
이제, 놀랍게도 이러한 일반적인 교시와 모순되게, 단쇄 폴리올 성분으로부터 주로 합성된 특정 폴리에스테르 폴리올의 혼입을 통해, 매우 우수한 신장성을 나타내어 종래 기술의 단점을 극복한 PUR 분산액을 얻는 것이 가능함을 알게 되었다.
따라서, 본 발명은
I) 2 이상의 이소시아네이트기 관능가를 갖는 폴리이소시아네이트,
II) 중합체성 폴리올,
III) 몰 질량이 62 내지 400 g/몰이고 전체가 2개 이상의 히드록실 및/또는 아미노기를 갖는 저분자량 화합물,
IV) 하나의 히드록실 또는 아미노기를 갖는 화합물,
V) 이소시아네이트-반응성, 이온성 또는 잠재적 이온성 친수화 화합물, 및
VI) 이소시아네이트-반응성, 비이온성 친수화 화합물
로부터 선택된 단위를 포함하고, 성분 II)가 수평균 분자량 Mn이 200 내지 8000 g/몰, 바람직하게는 400 내지 8000 g/몰 및 보다 바람직하게는 600 내지 3000 g/몰이고, 하기 화학식 1의 디올 50 중량％ 내지 99 중량％, 바람직하게는 55 중량％ 내지 75 중량％, 및 보다 바람직하게는 58 중량％ 이상 내지 70 중량％ (디올의 중량％ 전체량을 기준으로 함)으로부터 합성된 1종 이상의 폴리에스테르 폴리올 (II.a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액을 제공한다.
Figure 112008021149694-PCT00001
식 중 n은 1 및/또는 2이다.
마찬가지로, 성분 II)가 하기 화학식 1의 디올 100 중량％로 합성된 1종 이상의 폴리에스테르폴리올 (II.a)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 본 발명의 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액이 본 발명에서 제공된다.
<화학식 1>
Figure 112008021149694-PCT00002
식 중, n은 1 및/또는 2이다.
성분 I)의 적합한 폴리이소시아네이트는 당업자에게 그 자체로 공지되어 있고, 바람직하게는 2 이상의 NCO 관능가를 갖고, 또한 이미노옥사디아진디온, 이소시아누레이트, 우레트디온, 우레탄, 알로파네이트, 뷰렛, 우레아, 옥사디아진트리온, 옥사졸리디논, 아실우레아 및/또는 카르보디이미드 구조를 함유할 수 있는, 방 향족, 아르지방족, 지방족 또는 지환족 폴리이소시아네이트이다. 이들은 개별적으로 또는 서로 임의의 목적한 혼합물로 사용될 수 있다.
적합한 폴리이소시아네이트의 예는 부틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이성질체성 비스(4,4'-이소시아네이토시클로헥실)메탄 또는 임의의 목적하는 이성질체 함량을 갖는 이들의 혼합물, 이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4- 및/또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 1,3- 및 1,4-비스(2-이소시아네이토프로프-2-일)벤젠 (TMXDI), 1,3-비스(이소시아네이토메틸)벤젠 (XDI), 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트, 2,4'- 또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 트리페닐메탄 4,4',4"-트리이소시아네이트, 또는 2개 초과의 NCO기를 갖는 우레트디온, 이소시아누레이트, 우레탄, 알로파네이트, 뷰렛, 이미노옥사디아진디온 및/또는 옥사디아진트리온 구조를 갖는 상기 언급된 디이소시아네이트에 기초한 유도체이다.
분자당 2개 초과의 NCO 기를 갖는 비개질 폴리이소시아네이트의 예로서, 예를 들어 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 (노난 트리이소시아네이트)를 언급할 수 있다.
당해 폴리이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트 혼합물은 바람직하게는 배타적으로 지방족 및/또는 지환족으로 부착된 이소시아네이트기를 함유하는 상기 언급된 종류의 것들이다.
헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 이성질체성 비스(4,4'-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 및 이들의 혼합물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라, 성분 II)는 화학식 (1)의 단쇄 디올로부터 주로 합성된 1종 이상의 폴리에스테르폴리올 (II.a)를 포함한다. 또한, 성분 II)는 또한 성분 단위로서 추가 폴리올 (II.b)를 포함할 수도 있다. 임의로 사용되는 상기 폴리올 (II.b)은 폴리올, 예를 들어 통상적인 폴리에스테르폴리올, 폴리아크릴레이트폴리올, 폴리우레탄폴리올, 폴리카르보네이트폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리아크릴레이트폴리올 및 폴리우레탄폴리아크릴레이트폴리올, 폴리우레탄폴리에스테르폴리올, 폴리우레탄폴리에테르폴리올, 폴리우레탄폴리카르보네이트폴리올, 폴리에스테르폴리카르보네이트폴리올, 페놀/포름알데히드 수지 단독 또는 이들의 혼합물이다. 또한, 이러한 종류의 폴리올은 NCO-반응성 기로서 적어도 부분적으로 1차 또는 2차 아미노기를 포함할 수 있다.
일반적으로, 폴리에스테르폴리올 (II.a)는 분자량 Mn이 200 내지 8000 g/몰, 바람직하게는 600 내지 3000 g/몰이다. 이들의 히드록실가는 22 내지 400 mg KOH/g, 바람직하게는 30 내지 200 mg KOH/g 및 보다 바람직하게는 40 내지 160 mg KOH/g이고, 이들의 OH 관능가는 1.5 내지 6, 바람직하게는 1.8 내지 3 및 보다 바람직하게는 1.8 내지 2.2, 및 가장 바람직하게는 1.9 내지 2.1이다.
적합한 폴리에스테르폴리올 (II.a)는 디올의 중축합물 및 또한 임의로 폴리(트리,테트라)올, 및 디카르복실산 및 또한 임의로 폴리(트리,테트라)카르복실산 또는 히드록시카르복실산 또는 락톤이다. 또한, 유리 폴리카르복실산 대신에, 상응하는 폴리카르복실산 무수물 또는 상응하는 저급 알코올의 폴리카르복실산 에스테르를 사용하여 폴리에스테르를 제조할 수 있다.
폴리에스테르폴리올 (II.a)을 제조하기 위해, 단쇄 디올이 화학식 1의 화합물인 것 뿐만 아니라 추가 디올 또는 폴리올을 사용하는 것도 추가적으로 가능하다. 적합한 디올의 예는 부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜, 및 또한 프로판디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 네오펜틸 글리콜이며, 이중 마지막으로 언급된 3개의 화합물이 우선적으로 적합하다. 또한, 임의로 사용될 수 있는 폴리올로서, 예를 들어 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 또는 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트가 여기서 언급될 수 있다.
적합한 디카르복실산 또는 폴리카르복실산은 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로프탈산, 시클로헥산디카르복실산, 아디프산, 이젤라산, 세바크산, 글루타르산, 테트라클로로프탈산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 말론산, 수베르산, 2-메틸숙신산, 3,3-디에틸글루타르산, 2,2-디메틸숙신산 또는 20 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 이량체 지방산을 포함한다. 상기 산의 무수물도 존재할 경우 마찬가지로 사용될 수 있다. 본 발명에 관하여, 결과적으로 무수물은 "산"이라는 표현에 포함된다. 또한, 폴리올의 평균 관능가가 2 초과일 경우, 모노카르복실산, 예를 들어 탄소 원자 10개 내지 20개를 갖는 포화 또는 불포화 지방산, 벤조산, 2-에틸헥산산, 및 헥산카르복실산을 사용하는 것이 가능하다. 포화 지방족 또는 방향족 산, 예를 들어 아디프산 및/또는 프탈산 또는 프탈산 무수물이 바람직하다. 또한, 비교적 소량으로 임의의 사용을 위한 폴리카르복실산으로서, 트리멜리트산이 여기서 언급될 수 있다.
말단 히드록실기를 갖는 폴리에스테르폴리올의 제조시 반응물로서 사용될 수 있는, 히드록시 카르복실산은 예를 들어, 히드록시카프로산, 히드록시부티르산, 히드록시데칸산, 히드록시스테아르산 등이다. 사용될 수 있는 락톤은 카프로락톤, 부티로락톤 등을 포함한다.
그러나, 폴리에스테르폴리올 II.a)를 제조하는데 사용되는 디올은 하기 화학식 1의 에틸렌 글리콜의 군으로부터 50 중량％ 내지 99 중량％, 바람직하게는 55 중량％ 내지 75 중량％ 및 보다 바람직하게는 58 중량％ 내지 70 중량％의 양으로 선택되는 것이 본 발명에 필수적이다.
<화학식 1>
Figure 112008021149694-PCT00003
식 중, n은 1 및/또는 2이다. 이어서, 상기 단쇄 폴리올이 추가 디올, 바람직하게는 1,4-부탄디올 및/또는 1,6-헥산디올과 함께 사용될 수 있다. 상기 목적을 위해 조합된 산 성분은 바람직하게는 아디프산 및/또는 프탈산이다. 화학식 1의 디올 성분이 배타적으로 (100 중량％) 폴리에스테르 (II.a)를 합성하는데 사용되는 경우, 이들이 마찬가지로 아디프산 및/또는 프탈산 성분과 바람직하게 조합된다.
일반적으로 폴리올 (II.b)의 분자량 Mn은 200 내지 8000 g/몰, 바람직하게는 600 내지 3000 g/몰이다. 이들의 히드록실가는 22 내지 400 mg KOH/g, 바람직하게는 30 내지 200 mg KOH/g이고, 보다 바람직하게는 40 내지 160 mg KOH/g이고, 이들의 OH 관능가는 1.5 내지 6, 바람직하게는 1.8 내지 3, 및 보다 바람직하게는 1.9 내지 2.1이다.
바람직한 폴리올 II.b)는 폴리에스테르폴리올, 히드록실-함유 폴리카르보네이트 또는 폴리에테르폴리올이다.
적합한 히드록실-함유 폴리카르보네이트는 예를 들어, 탄소산 유도체, 디페닐카르보네이트 또는 디메틸 카르보네이트, 예를 들어 또는 포스겐을 폴리올, 바람직하게는 디올과 반응시켜 얻을 수 있는 것들이다. 적합한 디올은 예를 들어 에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로판디올, 1,3- 및 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-비스히드록시메틸시클로헥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,2,4-트리메틸펜탄-1,3-디올, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 비스페놀 A, 테트라브로모비스페놀 A 뿐만 아니라 락톤-개질 디올을 포함한다. 디올 성분은 바람직하게는 40 중량％ 내지 100 중량％의 헥산디올 바람직하게는 1,6-헥산디올 및/또는 헥산디올 유도체, 바람직하게는 말단 OH기 뿐만 아니라 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 것을 포함하고, 예는 1몰의 헥산디올을 1몰 이상, 바람직하게는 1 내지 2몰의 카프로락톤과 반응시키거나 또는 헥산디올을 그 자신으로 에테르화시켜 디- 또는 트리헥실렌 글리콜을 형성함으로써 얻어지는 생성물이다. 폴리에테르-폴리카르보네이트 디올이 또한 사용될 수 있다. 히드록실 폴리카르보네이트는 실질적으로 선형이어야 한다. 그러나, 다관능성 성분, 특히 저분자량 폴리올의 혼입으로 인해, 이들은 낮은 정도의 분지를 함유할 수 있다. 상기 목적에 적합한 화합물의 예는 글리세롤, 트리메틸올프로판, 헥산-1,2,6-트리올, 부탄-1,2,4-트리올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 퀴니톨, 만니톨, 소르비톨, 메틸글리코시드 또는 1,3,4,6-디안히드로헥시톨을 포함한다.
화합물 II.b)의 정의에 따라 적합한 폴리에테르폴리올은 폴리우레탄 화학에서 그 자체로 공지되고 예를 들어, 양이온성 개환에 의한 테트라히드로푸란의 중합을 통해 제조될 수 있는 폴리테트라메틸렌 글리콜 폴리에테르이다.
추가적으로 적합한 폴리에테르폴리올 II.b)은 폴리에테르, 예를 들어 출발 분자를 사용하여 스티렌 옥시드, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 또는 에피클로로히드린으로부터 제조된 폴리올이고, 특히 프로필렌 옥시드의 폴리올이다.
II.a) 및 II.b)로 구성된, 총 폴리올 성분 (II)의 비율로서 성분 II.a)의 분획은 50 중량％ 내지 100 중량％, 바람직하게는 60 중량％ 내지 100 중량％, 및 보다 바람직하게는 75 중량％ 내지 100 중량％이다.
폴리우레탄 수지를 합성하기 위해 사용되는 저분자량 폴리올 III)은 일반적으로 중합체 사슬을 경화 (stiffening) 및/또는 분지하는 효과를 갖는다. 분자량은 바람직하게는 62 내지 400이다. 적합한 폴리올 III)은 지방족, 알리시클릭 또 는 방향족 기를 함유할 수 있다. 예로써, 분자당 약 20 미만의 탄소 원자를 갖는 저분자량 폴리올, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부틸렌 글리콜, 시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 히드로퀴논, 디히드록시에틸 에테르, 비스페놀 A (2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판), 수소화 비스페놀 A (2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판), 및 또한 트리메틸올프로판, 글리세롤 또는 펜타에리트리톨, 및 이들의 혼합물 및 임의로 또한 추가 저분자량 폴리올 III)이 여기서 언급될 수 있다. 마찬가지로 에스테르디올, 예를 들어 α-히드록시부틸-ε-히드록시카프로산 에스테르, ω-히드록시헥실-γ-히드록시부티르 에스테르, 아디프산 β-히드록시에틸 에스테르 또는 테레프탈산 비스(β-히드록시에틸) 에스테르가 사용될 수 있다.
디아민 또는 폴리아민 및 또한 히드라지드가 마찬가지로 III)에서와 같이 사용될 수 있고, 예를 들어 에틸렌 디아민, 1,2- 및 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 이소포론디아민, 및 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민의 이성질체 혼합물, 2-메틸펜타메틸렌-디아민, 디에틸렌트리아민, 1,3- 및 1,4-크실릴렌디아민, α,α,α',α'-테트라메틸-1,3- 및 -1,4-크실릴렌디아민 및 4,4-디아미노디시클로헥실메탄, 디메틸에틸렌디아민, 히드라진 또는 아디프 디히드라지드이다.
NCO기에 대해 상이한 반응성을 갖는 활성 수소를 함유하는 화합물, 예를 들어 1차 아미노기 뿐 아니라 2차 아미노기를 함유하거나, 또는 아미노기 (1차 또는 2차)뿐 아니라 OH기를 또한 함유하는 화합물도 III)으로서 원칙적으로 적합하다. 상기 화합물의 예는 1차/2차 아민, 예를 들어 3-아미노-1-메틸아미노프로판, 3-아미노-1-에틸아미노프로판, 3-아미노-1-시클로헥실아미노프로판, 3-아미노-1-메틸아미노부탄, 및 또한 알칸올아민, 예를 들어 N-아미노에틸에탄올아민, 에탄올아민, 3-아미노프로판올, 네오펜탄올아민 및, 특히 바람직하게 디에탄올아민이다. 본 발명의 PUR 분산액의 제조시, 이들은 사슬 연장제 및/또는 사슬 종결제로서 사용될 수 있다.
본 발명의 PUR 분산액은 또한 임의로 각 경우에 사슬 말단에 위치하여 상기 말단을 종결하는 단위 IV)를 함유할 수 있다. 상기 단위는 한 면에선 NCO기와 반응성인 일관능성 화합물, 예를 들어 모노아민, 특히 모노-2차 아민, 또는 모노 알코올로부터 유래된다. 예로써, 본원에서 에탄올, n-부탄올, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 2-에틸헥산올, 1-옥탄올, 1-도데칸올, 1-헥사데칸올, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 이소노닐옥시프로필아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, N-메틸아미노프로필아민, 디에틸(메틸)아미노프로필아민, 모르폴린, 피페리딘, 및/또는 적합하게 치환된 이들 유도체, 디-1차 (di-primary) 아민 및 모노카르복실산로부터 형성된 아미드 아민, 디-1차 아민, 1차/3차 아민, 예를 들어 N,N-디메틸아미노프로필아민 등이 언급될 수 있다.
이온성 또는 잠재적 이온성 친수성 화합물 V)는 1종 이상의 이소시아네이트- 반응성 기 및 1종 이상의 관능가, 예를 들어 -COOY, -SO3Y, -PO(OY)2 (Y는 예를 들어, H, NH4 +, 금속 양이온임), -NR2, -NR3 + (R = H, 알킬, 아릴)를 함유하고, 수성 매질과의 상호작용으로 pH-의존 용해 평형으로 들어가고, 음의, 양의 또는 중성 전하를 동반할 수 있는 모든 화합물을 의미한다. 바람직한 이소시아네이트 반응성 기는 히드록실기 또는 아미노기이다.
성분 V)의 정의에 상응하는 적합한 이온성 또는 잠재적 이온성 친수성 화합물은, 예를 들어 모노- 및 디히드록시카르복실산, 모노- 및 디아미노카르복실산, 모노- 및 디히드록시술폰산, 모노- 및 디아미노술폰산 및 또한 모노- 및 디히드록시포스폰산 또는 모노- 및 디아미노포스폰산 및 이들의 염, 예를 들어 디메틸올프로피온산, 디메틸올부티르산, 히드록시피발산, N-(2-아미노에틸)-β-알라닌, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄술폰산, 에틸렌디아민-프로필- 또는 -부틸술폰산, 1,2- 또는 1,3-프로필렌디아민-β-에틸술폰산, 말산, 시트르산, 글리콜산, 락트산, 글리신, 알라닌, 타우린, 리신, 3,5-디아미노벤조산, 및 IPDI와 아크릴산의 부가물 (EP-A 0 916 647, 실시예 1) 및 그의 알칼리 금속 및/또는 암모늄 염; 예를 들어 DE-A 2 446 440에 기술된 (페이지 5-9, 식 I 내지 III) 부트-2-엔-1,4-디올과 나트륨 비술파이트의 부가물, 폴리에테르술포네이트, 2-부텐디올과 NaHSO3의 프로폭실화 부가물 및 양이온성 기로 전환될 수 있는 단위를 함유하는 화합물, 예를 들어 아민 기재 단위, 예를 들어 N-메틸디에탄올아민, 예를 들어 친수성 합성 성분이다. 추가적으로 예를 들어 WO-A 01/88006에서와 같이 시클로헥실아미노프로판술폰산 (CAPS)을 성분 V)의 정의에 상응하는 화합물로서 사용하는 것이 가능하다.
바람직한 이온성 또는 잠재적 이온성 화합물 V)는 카르복실 또는 카르복실레이트 및/또는 술포네이트기 및/또는 암모늄기를 갖는 것들이다. 특히 바람직한 이온성 화합물 V)은 N-(2-아미노에틸)-β-알라닌의 염, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄술폰산의 염 또는 IPDI과 아크릴산의 부가물의 염 (EP-A 0 916 647, 실시예 1) 및 또한 디메틸올프로피온산의 염과 같은 이온성 또는 잠재적 이온성기로서 카르복실 및/또는 술포네이트기를 함유하는 것이다.
성분 VI)의 정의에 상응하는 적합한 비이온성 친수성 화합물은 예를 들어, 하나 이상의 히드록실기 또는 아미노기를 함유하는 폴리옥시알킬렌 에테르이다. 상기 폴리에테르는 에틸렌 옥시드로부터 유래된 단위를 30 중량％ 내지 100 중량％ 비율로 함유한다.
비이온성 친수성 화합물 VI)는 예를 들어, 또한 에틸렌 옥시드 단위를 분자당 평균 5 내지 70개, 바람직하게는 7 내지 55개 함유하는, 일관능성 폴리알킬렌 옥시드 폴리에테르 알코올이고, 이는 그 자체로 공지된 방식으로 적합한 출발 분자를 알콕실화함으로써 얻는다.
적합한 출발 분자의 예는 포화 모노알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, 이성질체 펜탄올, 헥산올, 옥탄올 및 노난올, n-데칸올, n-도데칸올, n-테트라데칸올, n-헥사데칸올, n-옥타데칸올, 시클로헥산올, 이성질체성 메틸시클로헥산올 또는 히드로메틸시클로헥산, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄 또는 테트라히드로푸르푸릴 알코올, 디에틸렌 글 리콜 모노알킬 에테르, 예를 들어 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 예를 들어 불포화 알코올, 예를 들어 알릴 알코올, 1,1-디메틸알릴 알코올 또는 올레일 알코올, 방향족 알코올, 예를 들어 페놀, 이성질체성 크레졸 또는 메톡시페놀, 아르지방족 알코올, 예를 들어 벤질 알코올, 아니실 알코올 또는 신나밀 알코올, 2차 모노아민, 예를 들어 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 비스(2-에틸헥실)아민, N-메틸- 및 N-에틸시클로헥실아민 또는 디시클로헥실아민, 및 또한 헤테로시클릭 2차 아민, 예를 들어 모르포린, 피롤리딘, 피페리딘 또는 1H-피라졸을 포함한다. 바람직한 출발 분자는 포화 모노알코올이다. 출발 분자로서 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
알콕실화 반응에 적합한 알킬렌 옥시드는 특히 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드이고, 이들은 순서대로 또는 알콕실화 반응에서 혼합하여 사용될 수 있다.
폴리알킬렌 옥시드 폴리에테르 알코올은 순수한 폴리에틸렌 옥시드 폴리에테르 또는 혼합 폴리알킬렌 옥시드 폴리에테르 30 몰％ 이상, 바람직하게는 40 몰％ 이상이고, 이들의 알킬렌 옥시드 단위는 에틸렌 옥시드 단위로 구성된다. 바람직한 비이온성 화합물은 40 몰％ 이상의 에틸렌 옥시드 단위 및 60몰％ 이하의 프로필렌 옥시드 단위를 함유하는 일관능성 혼합 폴리알킬렌 옥시드 폴리에테르이다.
본 발명의 수성 PUR 분산액의 제조 방법은 균질한 상에서 1개 이상의 단계로 실시하거나, 또는 다단계 반응의 경우에는 일부 분산된 상에서 수행할 수 있다. 완전하게 또는 부분적으로 수행된 I) 내지 VI)의 중부가에 이어, 분산, 에멀션화 또는 용해하는 단계가 있다. 이후, 임의로는, 분산 상에서 추가로 중부가 또는 개 질이 있다.
본 발명의 수성 PUR 분산액을 제조하기 위해서, 종래 기술로부터 공지된 모든 방법, 예를 들어 예비중합체 혼합 방법, 아세톤 방법 또는 용융 분산 방법을 사용할 수 있다. 본 발명의 PUR 분산액은 아세톤 방법에 의해 바람직하게 제조될 수 있다.
본 발명은 또한 성분 (I) 내지 (VI)를 반응시켜 우선 우레아기가 없는 이소시아네이트-관능성 예비중합체를 제조하고, 이때 이소시아네이트기 대 이소시아네이트-반응성 기의 몰 비율은 1.0 내지 3.5, 바람직하게는 1.2 내지 3.0, 보다 바람직하게는 1.3 내지 2.5이고 이온성 또는 잠재적 이온성 기는 고체 수지 100 g 당 0.1 내지 50 밀리당량이며, 이어서 분산 전, 분산 중, 또는 수 중에서 분산 후에 잔류 이소시아네이트기를 아미노-관능기로 (amino-functionally) 사슬-연장하거나 또는 사슬-종결시키며, 이때 예비중합체의 유리 이소시아네이트 기에 대한 사슬 연장을 위해 사용되는 화합물의 이소시아네이트-반응성 기의 당량 비율이 40％ 내지 150％, 바람직하게는 50％ 내지 120％, 보다 바람직하게는 60％ 내지 120％임을 특징으로 하는, 본 발명의 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 PUR 분산액은 아세톤 방법에 의해 제조된다. 이소시아네이트 부가 반응을 가속하기 위해서, 폴리우레탄 화학에서 공지된 촉매를 사용하는 것이 가능하다. 디부틸주석 디라우레이트가 바람직하다.
적합한 용매는 통상적인 지방족, 케토-관능성 용매, 예를 들어 아세톤 또는 부타논이고, 예를 들어 이들은 제조 초기 뿐만 아니라 또한 임의로는 이후에도 계속 나누어 첨가할 수 있다. 아세톤과 부타논이 바람직하다. 다른 용매, 예를 들어 크실렌, 톨루엔, 시클로헥산, 부틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트, 에테르 단위 또는 에스테르 단위를 갖는 용매가 마찬가지로 사용되고 전체 또는 일부로 증류되거나 또는 분산액에 완전하게 남을 수 있다.
폴리우레탄 예비중합체의 제조는, 아직 출발 분자에서 수행되지 않았을 경우, 음이온적 및/또는 양이온적 분산성 기의 염의 부분적인 또는 완전한 형성이 수반되거나, 또는 후속된다. 음이온기의 경우에, 상기 목적을 위해서 염기, 예를 들어 3차 아민을 사용할 수 있고, 예를 들어 각 알킬 라디칼에 1개 내지 12개, 바람직하게는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 트리알킬아민이다. 이들의 예는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 트리프로필아민, N-메틸모르포린, 메틸디이소프로필아민, 에틸디이소프로필아민 및 디이소프로필에틸아민이다. 또한, 알킬 라디칼은 예를 들어 디알킬모노알칸올아민, 알킬디알칸올아민 및 트리알칸올아민의 경우에서와 같이, 히드록실기를 보유할 수 있다. 중화제로서, 임의로 무기 염기, 예를 들어 암모니아 또는 수산화나트륨 및/또는 수산화칼륨을 사용하는 것도 가능하다. 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸에탄올아민 또는 디이소프로필에틸아민이 바람직하다.
염기의 몰량은 음이온기의 몰량의 50％ 내지 125％, 바람직하게는 70％ 내지 100％이다. 양이온기의 경우, 디메틸 술페이트 또는 숙신산이 사용된다. 중화는 또한 분산과 동시에 일어날 수 있고, 이때 분산수는 이미 중화제를 함유한다.
이어서, 추가 공정 단계에서, 발생하지 않았거나, 단지 일부분만 발생된 경우, 얻은 예비중합체를 지방족 케톤, 예를 들어 아세톤 또는 부탄온을 사용하여 용해한다.
이어서, 가능한 NH2-관능성 및/또는 NH-관능성 성분을 잔류 이소시아네이트 기와 반응시킨다. 상기 사슬 연장/사슬 종결은 분산 전, 분산 동안, 또는 수중에 분산 후에 용매 중에서 수행할 수 있다. 사슬 연장은 바람직하게는 수중 분산 전에 수행된다.
NH2 기 또는 NH기를 갖는 V)의 정의에 상응하는 화합물을 사용하여 사슬 연장을 수행할 경우, 예비중합체를 바람직하게는 분산 작업 전에 사슬 연장한다.
예비중합체로부터 PUR 분산액의 제조는 사슬 연장 후에 실시한다. 이를 위해서, 용해되고 사슬 연장된 폴리우레탄 중합체를 분산수에 강한 전단, 예를 들어 강한 교반과 함께 도입하거나, 또는 역으로 분산수를 예비 중합체 용액에 교반하며 첨가한다. 바람직하게는 분산수를 용해된 예비중합체에 도입한다.
분산 단계 후 분산액 중에 여전히 존재하는 용매는 통상적으로 후속 증류에 의해 제거된다. 실제적으로 분산 동안에 제거하는 것이 또한 가능하다.
PUR 분산액의 고체 함량은 20 중량％ 내지 70 중량％, 바람직하게는 30 중량％ 내지 65 중량％이다.
본 발명의 PUR 분산액은 산화방지제 및/또는 광 안정화제 및/또는 기타 보조제 및 첨가제, 예를 들어 에멀션화제, 탈포제, 증점제를 포함할 수 있다. 최종적 으로 또한 충전제, 가소제, 안료, 카본블랙 졸 및 실리카 졸, 알루미늄 분산액, 점토 (clay) 분산액 및 석면 분산액, 유동 조절제 또는 틱소트로픽화제 (thixotropic agent)가 존재하는 것도 가능하다. 본 발명의 PUR 분산액의 목적하는 특성 패턴 및 의도한 용도에 따라, 총 건조-중량 함량을 기준으로 상기 충전제 70％ 이하가 최종 생성물에 존재하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 본 발명의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액을 포함하는 코팅 재료를 제공한다.
코팅 재료로서 본 발명의 PUR 분산액의 용도를 위해서, 이들은 다른 수성 결합제와 함께 또는 단독으로 사용된다. 상기 종류의 수성 결합제는 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에폭시드 또는 폴리우레탄 중합체로 구성될 수 있다. 예를 들어 EP-A-0 753 531에 기술된 바와 같이 방사선 경화성 결합제와 조합된 것이 추가로 가능하다. 본 발명의 PU 분산액을 다른 음이온성 또는 비이온성 분산액, 예를 들어 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아크릴레이트 및 공중합체 분산액과 함께 조합하는 것이 마찬가지로 가능하다.
코팅된 기재를 제조하기 위한 코팅 재료로서 본 발명의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액의 용도가 본 발명에 의해서 추가로 제공된다.
본 발명의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액은 마찬가지로 사이즈 (size) 시스템 또는 접착 시스템을 제조하기에 적합하다.
적합한 기재의 예는 제직 및 부직 텍스타일, 가죽, 종이, 경섬유 (hard fiber), 짚, 종이형 재료, 나무, 유리, 임의의 광범위한 종류의 플라스틱, 세라믹, 석재, 콘크리트, 아스팔트, 도자기, 금속 또는 유리 섬유를 포함한다. 바람직한 기재는 직물, 가죽, 플라스틱, 금속 기재 및 유리 섬유 또는 탄소 섬유, 및 텍스타일 및 가죽이 특히 바람직하다.
본 발명의 PUR 분산액은 안정하고 저장가능하고 운송가능하고, 임의의 바람직한 후속 지점에서 가공될 수 있다. 이들은 비교적 낮은 온도인 120℃ 내지 150℃에서 2 내지 3분 내에 경화되어 특히, 습윤 결합 강도가 매우 양호한 코팅을 제공한다.
선택된 화학 조성물 및 우레탄기 함량에 따라, 상이한 특성을 갖는 코팅이 얻어진다. 따라서, 연질의 점착성 코트, 유리-경질 열경화물 (glass-hard thermo-set) 까지를 포함하는 임의의 광범위한 정도의 경도를 갖는 열가소성 및 고무-탄성 제품을 얻는 것이 가능하다. 생성물의 친수성은 역시 특정 한도 내에서 변동할 수 있다. 탄성 생성물은, 이들이 화학적으로 가교되지 않는다면, 비교적 높은 온도, 예를 들어 100 내지 180℃에서 열가소적으로 가공될 수 있다.
높은 인장 강도와 조합된 우수한 신장성으로 인해, 본 발명의 PUR 분산액은 특히 텍스타일 코팅 및 가죽 코팅 분야에서 응용에 특히 적합하다.
달리 지시하지 않는한, 모든 백분율은 중량％에 따른 것으로 이해해야 한다.
사용된 물질 및 약어:
디아미노술포네이트: NH2-CH2CH2-NH-CH2CH2-SO3Na (물 중 45％)
고체 함량은 DIN EN ISO 3251에 따라 측정하였다.
다른 언급이 없는 한, NCO 함량은 DIN EN ISO 11909에 따라 부피적으로 결정하였다.
PUR 분산액의 특성은 하기와 같이 생성된 자유 (free) 필름에서 측정하였다.
정확한 거리로 이격되게 설정될 수 있는 2개의 연마된 롤로 이루어진 필름 도포기 (film applicator)는 백 롤 (back roll)의 전면에 이형지가 삽입되었다. 이형지와 전면 롤 (front roll) 사이의 간격은 필러 게이지 (feeler guage)를 사용하여 조절하였다. 상기 거리는 생성 코팅의 필름 두께 (습윤)에 상응하고, 각 코트의 목적하는 부착량 (add-on)에 맞게 조절될 수 있다. 또한, 코팅은 2개 이상의 코트로 연속적으로 수행될 수 있다.
개별 코트 (수성 제제를 암모니아/폴리아크릴산 첨가에 의해 4500 mPas의 점도로 미리 조절함)를 도포하기 위해서 생성물을 이형지와 전면 롤 사이의 닙 (nip) 상에 붓고, 이형지를 수직 방향으로 아래로 밀어 넣고, 상응하는 필름을 이형지 상에 형성하였다. 2개 이상의 코트가 도포되는 경우, 각 개별 코트를 건조하고 종이를 재삽입하였다.
100％ 신장도에서 모듈러스를 DIN 53504에 따라 >100 ㎛ 두께의 필름에 대해 측정하였다.
PUR 분산액의 평균 입자 크기 (기록된 수치는 수 평균임)는 레이저 상관 분 광기 (기기: 맬버른 제타사이저 (Malvern Zetasizer) 1000, 맬버른 인스트루먼트 리미티드 (Malvern Instr. Limited))를 사용하여 측정하였다.
실시예 1: 비교 실시예
아디프산 및 1,6-헥산디올을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (평균 분자량 1700 g/몰, OHN = 약 66 mg KOH/g 고형분) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서 헥사메틸렌 디이소시아네이트 60.1 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 100℃에서 혼합물을 교반하여 이론 NCO 값 3.2％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 729.1 g으로 용해하고, 이어서 에틸렌디아민 3.5 g, 디아미노술포네이트 22.6 g 및 물 110.3 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서, 생성물을 물 513.0 g을 첨가하여 분산시켰다. 이어서, 용매를 진공 증류에 의해서 제거하여 고체 함량이 40.1％이고 입자 크기가 169 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 2: 본 발명
아디프산 및 모노에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올 및 디에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (OH 성분의 중량비: 27/40/33, 평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 약 56) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 52.6 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 2.9％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 486.5 g으로 용해하고, 이어서 에틸렌디아민 3.0 g, 디아미노술포네이트 19.8 g 및 물 78.8 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분 에 걸쳐서, 물 532.2 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서, 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 40.0％이고 입자 크기가 171 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 3: 본 발명
아디프산, 프탈산 무수물 (중량비: 1/1) 및 모노에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (평균 분자량 1750 g/몰, OHN = 66) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 60.1 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 3.2％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 729.1 g으로 용해하고, 이어서 에틸렌디아민 3.5 g, 디아미노술포네이트 22.6 g 및 물 110.3 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서, 생성물을 물 513.0 g을 첨가하여 분산시켰다. 이어서 용매는 진공 증류에 의해서 제거하고 고체 함량이 40.0％이고 입자 크기가 187 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 4: 본 발명
아디프산 및 모노에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올 및 디에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (OH 성분의 중량비: 27/40/33, 평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 56) 306.3 g 및 이관능성 C2 폴리에테르 (평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 56) 43.8 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 52.6 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 2.9％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 715.8 g로 용해시키고, 이 어서 에틸렌 디아민 3.0 g, 디아미노술포네이트 19.8 g 및 물 76.6 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서, 물 734.3 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 30.0％이고 입자 크기가 179 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 5: 비교예 : n = 1 및 2 ( 모노에틸렌 글리콜 21 중량％, 디에틸렌 글리콜 24 중량％)
아디프산 및 모노에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 및 디에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (OH 성분의 중량비: 21/55/24, 평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 약 56) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 52.6 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 2.9％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 486.5 g으로 용해하고, 이어서 에틸렌디아민 3.0 g, 디아미노술포네이트 19.8 g 및 물 78.8 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서, 물 532.2 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서, 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 39.7％이고 입자 크기가 195 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 6: 비교 실시예 : n=3
아디프산 및 1,4-부탄디올 및 트리에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (OH 성분의 중량비: 50/50, 평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 약 56) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 52.6 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 2.9％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 486.5 g으로 용해시키고, 이어서 에틸렌디아민 3.0 g, 디아미노술포네이트 19.8 g 및 물 78.8 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서 물 532.2 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서, 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 40.7％이고 입자 크기가 227 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 7: 비교예 n=4
아디프산 및 1,4-부탄디올 및 테트라에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (OH 성분의 중량비: 25/75, 평균 분자량 2000 g/몰, OHN = 약 56) 350.0 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 52.6 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 혼합하여 이론 NCO 값 2.0％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 486.5 g으로 용해시키고, 이어서 에틸렌디아민 3.0 g, 디아미노술포네이트 19.8 g 및 물 78.8 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서 물 532.2 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 38.9％이고 입자 크기가 158 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
실시예 8: 비교실시예 : IIa )/ IIb ) = 45/55
아디프산, 프탈산 무수물 (중량비: 1.1) 및 모노에틸렌 글리콜을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (평균 분자량 1750 g/몰, OHN = 66) 157.5 g, 및 아디프산 및 헥산디올을 기재로 한 이관능성 폴리에스테르폴리올 (평균 분자량 1700 g/몰, OHN = 약 66 mg KOH/g 고형분) 192.5 g을 65℃로 가열하였다. 이어서, 65℃에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 60.1 g을 5분에 걸쳐서 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 교반하여 이론 NCO 값 3.2％를 얻었다. 완성된 예비중합체를 50℃에서 아세톤 729.1 g으로 용해하고, 이어서 에틸렌디아민 3.5 g, 디아미노술포네이트 22.6 g 및 물 110.3 g의 용액을 5분에 걸쳐서 계량투입하였다. 후속 교반 시간은 15분이었다. 이후, 10분에 걸쳐서, 물 513.0 g을 첨가하여 생성물을 분산시켰다. 이어서 용매를 진공 증류에 의해 제거하여 고체 함량이 39.4％이고 입자 크기가 258 nm인 저장-안정성 PUR 분산액을 얻었다.
기계적 특성
실시예 100％ 모듈러스 [MPa] 인장 강도 [MPa] 파단 신장도 [％]
1 (비교 실시예) 2.0 20.0 980
2 (본 발명) 1.6 24.6 1840
3 (본 발명) 1.7 20.7 1740
4 (본 발명) 3.0 37.2 1470
5 (비교 실시예) 2.5 19.2 910
6 (비교 실시예) 2.1 24.9 840
7 (비교 실시예) 1.9 18.0 950
8 (비교 실시예) 2.4 26.8 1020
표 1로부터 명백하듯이, 본 발명의 PUR 분산액으로부터 생성된 코팅은 종래 기술의 코팅에 필적할만한 경도 및 인장 강도를 나타내고, 실질적으로 보다 우수한 신장도를 나타낸다.

Claims (12)

  1. I) 2 이상의 이소시아네이트기 관능가를 갖는 폴리이소시아네이트,
    II) 중합체성 폴리올,
    III) 몰 질량이 62 내지 400 g/몰이고 전체로 2개 이상의 히드록실 및/또는 아미노기를 갖는 저분자량 화합물,
    IV) 하나의 히드록실 또는 아미노기를 갖는 화합물,
    V) 이소시아네이트-반응성, 이온성 또는 잠재적 이온성 친수화 화합물, 및
    VI) 이소시아네이트-반응성, 비이온성 친수화 화합물
    로부터 선택된 단위를 포함하고, 성분 II)가 수평균 분자량 Mn이 200 내지 8000 g/몰이고, 하기 화학식 1의 디올 50％ 내지 99％ (디올의 중량％ 전체량을 기준으로 함)로부터 합성된 1종 이상의 폴리에스테르 폴리올 (II.a)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
    <화학식 1>
    Figure 112008021149694-PCT00004
    식 중, n은 1 및/또는 2이다.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에스테르폴리올 II.a)를 제조하는데 사용되는 디올이 하기 화학식 1의 에틸렌 글리콜의 군으로부터 100 중량％로 선택되는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
    <화학식 1>
    Figure 112008021149694-PCT00005
    식 중, n은 1 및/또는 2이다.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에스테르 II.a)가 합성 성분으로서 1,4-부탄디올 및/또는 1,6-헥산디올을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  4. 제1항에 있어서, 폴리에스테르가 산 성분 II.a)로서 아디프산 및/또는 프탈산을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  5. 제1항에 있어서, 폴리에스테르가 산 성분 II.a)로서 아디프산 및/또는 프탈산, 및 디올 성분으로서 1,4-부탄디올 및/또는 1,6-헥산디올을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  6. 제2항에 있어서, 폴리에스테르가 산 성분 II.a)로서 아디프산 및/또는 프탈산을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  7. 제1항에 있어서, 폴리올 (II)이 폴리에스테르, 히드록실-함유 폴리카르보네이트 또는 폴리에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 추가 폴리올 성분 II.b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  8. 제1항에 있어서, II.a) 및 II.b)로 이루어진 폴리올 성분 (II)의 전체의 부분으로서 성분 II.a)의 분율이 50 중량％ 내지 100 중량％인 것을 특징으로 하는 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액.
  9. 성분 (I) 내지 (VI)를 반응시켜 우선 우레아기가 없는 이소시아네이트-관능성 예비중합체를 제조하고, 이때 이소시아네이트기 대 이소시아네이트-반응성 기의 몰 비율은 1.0 내지 3.5,이고 이온성 또는 잠재적 이온성 기의 양은 고체 수지 100 g 당 0.1 내지 50 밀리당량이며, 이어서 분산 전, 분산 동안, 또는 수중에서 분산 후에 잔류 이소시아네이트기를 아미노-관능기로 (amino-functionally) 사슬-연장하거나 또는 사슬-종결시키며, 이때 예비중합체의 유리 이소시아네이트 기에 대한 사슬 연장을 위해 사용되는 화합물의 이소시아네이트-반응성 기의 당량 비율이 40％ 내지 150％임을 특징으로 하는, 제1항의 수성 폴리우레탄-폴리우레아 분산액을 제조하는 방법.
  10. 제1항의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액을 포함하는 코팅 재료.
  11. 코팅 기재를 제조하기 위한 코팅 재료로서 제1항의 폴리우레탄-폴리우레아 분산액의 용도.
  12. 제11항에 있어서, 기재가 텍스타일 (textile) 또는 가죽인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄-폴리우레아 분산액의 용도.
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