KR20080051602A - Composition for plasticizer-free thermoplastic polyurethane elastomer and polyurethane elastomer having low hardness manufactured therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
[발명이 속하는 기술분야] [TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION]
본 발명은 가소제를 함유하지 않는 열가소성 폴리우레탄 수지 제조용 조성물 및 이로부터 제조되는 저경도 폴리우레탄 수지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가소제를 함유하지 않으면서도 반응성 및 가공성이 우수하고 80A (shore) 이하의 낮은 경도를 가지는 폴리우레탄 수지 제조용 조성물 및 이로부터 제조되는 저경도 폴리우레탄 수지에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for preparing a thermoplastic polyurethane resin that does not contain a plasticizer, and a low hardness polyurethane resin prepared therefrom. More particularly, the present invention is excellent in reactivity and processability without containing a plasticizer, and has a resistance of 80 A (shore) or less. It relates to a polyurethane resin composition having a low hardness and a low hardness polyurethane resin prepared therefrom.
[종래기술] [Private Technology]
열가소성 폴리우레탄 수지는 상온에서 고무와 같은 탄성을 갖지만 고온에서는 쉽게 가소화되어 사출 및 압출 등의 성형이 가능한 고분자로써, 일반적인 플라스틱에 비하여 낮은 강도를 갖지만, 투명하고 내마모성이 우수한 장점이 있다. 또한 열가소성 폴리우레탄은 고무에 비하여 낮은 탄성을 갖지만, 기계적 물성 및 내 마모성이 우수하여 기존 고무의 대체용으로 사용되고 있다. Thermoplastic polyurethane resin is a polymer having elasticity, such as rubber at room temperature, but easily plasticized at high temperature and capable of molding such as injection and extrusion, and has a low strength than general plastics, but has advantages of being transparent and excellent in wear resistance. In addition, thermoplastic polyurethane has a lower elasticity than rubber, but has excellent mechanical properties and wear resistance, and thus is used as a substitute for conventional rubber.
그러나 열가소성 폴리우레탄 수지는 반응성 및 가공성(사출 성형성) 등의 문제로 경도(Shore) 80A 이하의 제품으로 제조하는 데에는 많은 제약이 따르고 있다. However, thermoplastic polyurethane resins have a lot of restrictions in manufacturing products having a hardness of 80 A or less due to problems such as reactivity and processability (injection moldability).
상기 문제를 해결하기 위하여, 종래의 기술은 가소제를 도입한 바 있다. 그러나 가소제는 시간이 경과함에 따라 수지 표면으로 흘러나오는(bleed-out) 문제점이 있으며, 그에 따라 수지의 접착력이 저하되고, 경도 등의 물성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 가장 범용적인 가소제인 프탈레이트계 가소제는 독성물질로 규제되어 제한적으로 사용되고 있다.In order to solve the above problem, the prior art has introduced a plasticizer. However, the plasticizer has a problem that (bleed-out) to the surface of the resin over time, thereby reducing the adhesive strength of the resin, the physical properties such as hardness. In addition, phthalate-based plasticizers, which are the most common plasticizers, are restricted and used as toxic substances.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 가소제를 함유하지 않으면서도 반응성 및 가공성이 우수하고 80A (shore) 이하의 낮은 경도를 가지는 무가소제의 열가소성 폴리우레탄 수지 제조용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a plasticizer-free thermoplastic polyurethane resin composition having excellent reactivity and processability and a low hardness of 80 A (shore) or less without containing a plasticizer. It is done.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물로부터 제조되며 쇼어 경도가 낮은 저경도 폴리우레탄 수지을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a low hardness polyurethane resin prepared from the composition and having low Shore hardness.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리우레탄 수지의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the polyurethane resin.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올 62 내지 76 중량%; 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%; 및 연쇄 연장 제(chain extender) 4 내지 8 중량%를 포함하는 무가소제의 열가소성 폴리우레탄 수지 제조용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is 62 to 76% by weight of two or more polyols having different molecular weights; 20 to 30 weight percent diisocyanate; And it provides a composition for producing a thermoplastic polyurethane resin of a plasticizer comprising a chain extender (4 to 8% by weight).
본 발명에 따르면, 상기 폴리올은 각각의 수평균분자량이 1,000 내지 4,000인 것이 바람직하고, 분자량이 서로 다른 2종 이상이 혼합된 폴리올은 수평균분자량이 1,100 내지 3,900인 것이 바람직하다.According to the present invention, the polyol preferably has a number average molecular weight of 1,000 to 4,000, and a polyol having two or more kinds of different molecular weights mixed with each other preferably has a number average molecular weight of 1,100 to 3,900.
또한, 본 발명은 상기 조성물로부터 제조되며 ASTM D2240 방법으로 측정한 쇼어 경도가 60A 내지 70A인 저경도 열가소성 폴리우레탄 수지를 제공한다. The present invention also provides a low hardness thermoplastic polyurethane resin prepared from the composition and having a Shore hardness of 60 A to 70 A measured by the ASTM D2240 method.
또한, 본 발명은 a) 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올 62 내지 76 중량%, 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%, 및 연쇄 연장제(chain extender) 4 내지 8 중량%를 반응기에 투입하는 단계; b) 상기 반응물질들을 혼합수단으로 혼합하고, 반응온도 180 내지 220 ℃에서 중합시키는 단계; 및 c) 중합된 수지를 건조하는 단계를 포함하는 무가소제의 저경도 열가소성 폴리우레탄 수지의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of a) 62 to 76% by weight of two or more polyols having different molecular weights, 20 to 30% by weight diisocyanate, and 4 to 8% by weight chain extender (chain extender); b) mixing the reactants with a mixing means and polymerizing at a reaction temperature of 180 to 220 ° C; And c) provides a method for producing a plasticizer-free low hardness thermoplastic polyurethane resin comprising the step of drying the polymerized resin.
이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명자들은 열가소성 폴리우레탄 수지에 대하여 연구하던 과정에서, 가소제를 함유하지 않으면서도 조성물에 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올을 혼합 사용할 경우 80A (shore) 이하의 저경도를 가지며, 그에 따라 사출성형성이 우수할 뿐만 아니라, 기계적 물성 및 투명도가 우수한 무가소제의 폴리우레탄 수지 제조용 조성물을 개발하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.In the course of studying the thermoplastic polyurethane resin, the present inventors have a low hardness of 80 A (shore) or less when mixing two or more polyols having different molecular weights into the composition without containing a plasticizer, thereby forming injection molding. Not only this, but also developed a plasticizer-free polyurethane resin composition for excellent mechanical properties and transparency, to complete the present invention based on this.
본 발명에 따른 무가소제의 열가소성 폴리우레탄 수지 제조용 조성물은 분자 량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올 62 내지 76 중량%, 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%, 및 연쇄 연장제(chain extender) 4 내지 8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.The plasticizer-free thermoplastic polyurethane resin composition according to the present invention contains 62 to 76% by weight of two or more polyols having different molecular weights, 20 to 30% by weight of diisocyanate, and 4 to 8% by weight of a chain extender. It is characterized by including.
본 발명에 있어서, 상기 폴리올은 분자량이 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the polyol is preferably used by mixing two or more kinds having different molecular weights.
즉, 종래에는 폴리우레탄 수지 제조용 조성물의 경도를 조절하기 위하여 조성물 내의 -NCO/-OH 비율을 조절하는 방법을 사용하였으나, 상기 방법은 조성물의 사출성형성 및 투명성이 동시에 만족하기에는 한계가 있었다. 이에 본원발명은 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올을 혼합하여 수평균분자량을 적정 범위로 조절하여 하였으며, 그에 따라 사출성형성이 우수하면서도 투명성이 우수한 장점이 있다.That is, in the related art, in order to control the hardness of the polyurethane resin composition, a method of adjusting the -NCO / -OH ratio in the composition was used, but the method had limitations in satisfying injection molding and transparency of the composition at the same time. Thus, the present invention is to adjust the number average molecular weight to an appropriate range by mixing two or more polyols having different molecular weight, accordingly has excellent injection molding and excellent transparency.
상기 폴리올은 각각의 수평균분자량이 1,000 내지 4,000인 것이 바람직하다. 또한, 분자량이 서로 다른 2 종 이상의 폴리올이 혼합된 혼합 폴리올은 수평균분자량이 1,100 내지 3,900인 것이 바람직하며, 1,500 내지 3,000인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 수지 성형시 냉각고화속도가 느려져 성형성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 상기 혼합 폴리올의 수평균분자량은 1,100 이상인 것이 바람직하며, 투명성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 수평균분자량이 3,900 이하인 것이 바람직하다. Preferably, the polyol has a number average molecular weight of 1,000 to 4,000. In addition, the mixed polyol in which two or more kinds of polyols having different molecular weights are mixed preferably has a number average molecular weight of 1,100 to 3,900, and more preferably 1,500 to 3,000. That is, the number average molecular weight of the mixed polyol is preferably 1,100 or more, and the number average molecular weight is 3,900 or less in order to prevent the transparency from decreasing in order to prevent the cooling solidification rate from being lowered and the moldability decreases. .
또한, 상기 폴리올은 에틸렌옥사이드 봉지된(ethylene oxide-capped) 것이 바람직하며, 에틸렌옥사이드 봉지된 폴리프로필렌 글리콜인 것이 더욱 바람직하다.In addition, the polyol is preferably ethylene oxide-capped, more preferably ethylene oxide-sealed polypropylene glycol.
이때, 상기 폴리올은 에틸렌옥사이드의 함량이 폴리올 전체에 대하여 15 내 지 50 몰%인 것이 바람직하다. 즉, 저경도의 열가소성 탄성체 제조를 위하여 에틸렌옥사이드의 함량이 15 몰% 이상인 것이 바람직하며, 충분한 인장강도 및 신율을 나타낼 수 있도록 하기 위하여 에틸렌옥사이드의 함량이 50 몰% 이하인 것이 바람직하다.In this case, the polyol is preferably 15 to 50 mol% of the content of ethylene oxide relative to the entire polyol. That is, the content of ethylene oxide is preferably 15 mol% or more for the production of low hardness thermoplastic elastomer, and the content of ethylene oxide is preferably 50 mol% or less in order to exhibit sufficient tensile strength and elongation.
또한, 상기 폴리올은 전체 조성물에 대하여 62 내지 76 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 경도가 80A 이상으로 높아지는 것을 방지하기 위하여 폴리올의 함량은 62 중량% 이상인 것이 바람직하며, 반응성이 느리고 중합도가 상승하지 않아 바람직한 물성을 발현하지 못하게 되는 것을 방지하기 위하여 폴리올의 함량은 76 중량% 이하인 것이 바람직하다.In addition, the polyol is preferably included in 62 to 76% by weight based on the total composition. That is, the content of the polyol is preferably 62% by weight or more in order to prevent the hardness from increasing to 80 A or more, and the content of the polyol is 76% by weight in order to prevent the reactivity and the degree of polymerization from increasing, thereby preventing the expression of desirable physical properties. It is preferable that it is the following.
본 발명에 있어서, 상기 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트, 지방족 디이소시아네이트 및 고리화 지방족 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. In the present invention, the diisocyanate may be at least one selected from the group consisting of aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate and cyclized aliphatic diisocyanate.
상기 방향족 디이소시아네이트로는 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 2,2-메틸렌디페닐렌디이소시아네이트, 2,4'-메틸렌디페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌디페닐렌디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이 바람직하다. 또한, 상기 지방족 디이소시아네이트 또는 고리화 지방족 디이소시아네이트는 시클로헥산디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 또는 이소포론디이소시아네이트인 것이 바람직하다. As said aromatic diisocyanate, 1, 4- phenylene diisocyanate, 2, 4- toluene diisocyanate, 2, 6- toluene diisocyanate, 2, 2- methylene diphenylene diisocyanate, 2, 4'- methylene diphenylenedi isocyanate And at least one selected from the group consisting of 4,4'-methylenediphenylenediisocyanate and naphthalene diisocyanate. In addition, the aliphatic diisocyanate or cycloaliphatic diisocyanate is preferably cyclohexane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate.
상기 디이소시아네이트의 함량은 20 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직 하다. 즉, 반응성이 낮아 중합도가 저하되는 것을 방지하고 최소한의 기계적 물성을 발현시키기 위하여 상기 디이소시아네이트의 함량은 20 중량% 이상인 것이 바람직하며, 경도가 필요이상으로 높아지는 것을 방지하기 위하여 30 중량% 이하인 것이 바람직하다. The content of the diisocyanate is preferably included in 20 to 30% by weight. That is, the content of the diisocyanate is preferably 20% by weight or more, and preferably 30% by weight or less in order to prevent the hardness from becoming higher than necessary in order to prevent the polymerization degree from decreasing due to low reactivity and to express the minimum mechanical properties. Do.
본 발명에 있어서, 상기 연쇄 연장제(chain extender)는 디올기를 포함하는 화합물로서, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2-메틸펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 네오펜틸글리콜로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다. In the present invention, the chain extender (chain extender) is a compound containing a diol group, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl Preference is given to at least one member selected from the group consisting of pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentylglycol.
상기 연쇄 연장제의 함량은 4 내지 8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 즉, 반응성이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 연쇄 연장제의 함량은 4 중량% 이상인 것이 바람직하며, 경도가 필요이상으로 높아지는 것을 방지하기 위하여 8 중량% 이하인 것이 바람직하다.The content of the chain extender is preferably included in 4 to 8% by weight. That is, the content of the chain extender is preferably 4% by weight or more, and 8% by weight or less in order to prevent the hardness from becoming higher than necessary in order to prevent reactivity.
또한, 본 발명에 따른 폴리우레탄 수지 제조용 조성물은 별도의 촉매를 포함하지 않더라도 중합반응이 가능하며, 중합반응성의 향상을 위하여 필요에 따라 촉매를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the polyurethane resin composition according to the present invention may be polymerized even without a separate catalyst, and may further include a catalyst as necessary to improve polymerization reactivity.
상기 촉매는 열가소성 폴리우레탄 수지 제조시 사용되는 통상의 촉매일 수 있으며, 3차 아민계 화합물 또는 유기금속화합물이 바람직하고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 3차 아민계 화합물로는 트리에틸아민, 디메틸시클로헥실아민, N-메틸모포린, N,N'-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에토시)에탄올 및 디아자비시클 로(2,2,2)-옥탄으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다. 상기 유기금속화합물로는 틴디아세테이트, 틴디옥토에이트, 틴디라우레이트 및 디부틸틴디라우레이트으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이 바람직하다. The catalyst may be a conventional catalyst used in preparing a thermoplastic polyurethane resin, and a tertiary amine compound or an organometallic compound is preferable, but is not limited thereto. The tertiary amine compounds include triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-dimethylpiperazine, 2- (dimethylaminoethoxy) ethanol and diazabicyclo (2,2 It is preferable to select at least one from the group consisting of 2, -octane. The organometallic compound is preferably at least one selected from the group consisting of tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate and dibutyl tin dilaurate.
상기 촉매는 폴리우레탄 수지 제조용 조성물의 함량, 반응기의 온도, 체류시간 등과 같은 공정조건에 따라 그 종류 및 투입량을 결정할 수 있으며, 바람직하게는 0.001 내지 0.1 중량%로 사용할 수 있다.The catalyst may be determined according to the process conditions such as the content of the polyurethane resin composition, the temperature of the reactor, the residence time, and the like, and may be used in 0.001 to 0.1% by weight.
한편, 본 발명은 상기와 같은 조성물로부터 제조되는 저경도 열가소성 폴리우레탄 수지를 제공한다. On the other hand, the present invention provides a low hardness thermoplastic polyurethane resin prepared from such a composition.
본 발명에 따른 폴리우레탄 수지는 상기와 같은 조성물로부터 제조됨에 따라 경도가 낮아 성형성이 우수한 장점이 있다. 즉, 상기 폴리우레탄 수지는 ASTM D2240 방법으로 측정한 쇼어 경도가 70A 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60A 내지 80A이다. Polyurethane resin according to the present invention has the advantage of low moldability as it is prepared from the composition as described above. That is, the polyurethane resin preferably has a Shore hardness of 70 A or less, more preferably 60 A to 80 A, as measured by the ASTM D2240 method.
상기 폴리우레탄 수지의 제조방법은 a) 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리올 62내지 76 중량%, 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%, 및 연쇄 연장제(chain extender) 4 내지 8 중량%를 반응기에 투입하는 단계; b) 상기 반응물질들을 혼합수단으로 혼합하고, 반응온도 180 내지 220 ℃에서 중합시키는 단계; 및 c) 중합된 수지를 건조하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The method for preparing the polyurethane resin includes a) adding 62 to 76 wt% of two or more polyols having different molecular weights, 20 to 30 wt% of diisocyanate, and 4 to 8 wt% of a chain extender in a reactor. step; b) mixing the reactants with a mixing means and polymerizing at a reaction temperature of 180 to 220 ° C; And c) drying the polymerized resin.
이때, 상기 중합반응 단계에서는 뱃치(batch)식 반응기 또는 연속식 반응 압출기를 이용할 수 있다. 상기 뱃치식 반응기를 이용하는 방법은 상기 폴리우레탄 수지 제조용 조성물을 반응기에 투입하여 일정 수준 반응시킨 다음 토출하여 추가 로 열처리하는 방법이며, 상기 연속식 반응 압출기를 이용하는 방법은 원료저장 탱크로부터 계량부를 통하여 압출기로 폴리우레탄 수지 제조용 조성물을 공급하여 압출기에서 반응을 완결시키는 방법이다. In this case, in the polymerization step, a batch reactor or a continuous reaction extruder may be used. The batch reactor is a method of adding the polyurethane resin composition to a reactor, reacting at a predetermined level, then discharging and further heat treatment. The method of using the continuous reaction extruder is an extruder through a metering unit from a raw material storage tank. It is a method of completing the reaction in an extruder by supplying a composition for producing a polyurethane resin.
상기 제조방법들 중, 품질 균일성이 우수한 연속식 반응 압출기를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 연속식 반응 압출기를 이용할 경우, 수지 물성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 반죽블록이 전체 스크류의 10~40%인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 투명도 및 기계적 물성을 고려하여 중합반응 온도는 180 내지 220 ℃인 것이 바람직하다. Among the above production methods, it is more preferable to use a continuous reaction extruder having excellent quality uniformity. When using the continuous reaction extruder, it is preferable that the dough block is 10 to 40% of the total screw in order to prevent the resin properties from deteriorating. In addition, in consideration of the transparency and mechanical properties of the resin, the polymerization temperature is preferably 180 to 220 ℃.
또한, 상기 중합반응 단계에서 혼합수단은 스크류인 것이 바람직하다. 특히 연속 반응 압출기를 이용할 경우, 수지의 물성 및 색상 품질이 저하되는 것을 방지하기 위하여 스크류의 회전수는 170 내지 330 rpm인 것이 바람직하다. In addition, the mixing means in the polymerization step is preferably a screw. In particular, when using a continuous reaction extruder, the rotation speed of the screw is preferably 170 to 330 rpm in order to prevent the physical properties and color quality of the resin from deteriorating.
상기와 같이 중합된 폴리우레탄 수지는 펠리타이저(pelletizer)를 이용하여 칩 형태로 제조하고, 제습 건조기를 이용하여 50 내지 90 ℃에서 3 내지 6 시간 동안 건조하여 저경도 열가소성 폴리우레탄 수지를 얻을 수 있다. The polyurethane resin polymerized as described above may be manufactured in the form of chips using a pelletizer, and dried at 50 to 90 ° C. for 3 to 6 hours using a dehumidifying dryer to obtain a low hardness thermoplastic polyurethane resin. have.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 표현하기 위한 목적으로 기재하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred examples will be described to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely described for the purpose of more clearly expressing the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예Example 1 One
폴리올로는 분자량이 서로 다른 2종을 혼합한 것인 블랜드 폴리프로필렌 글리콜을 사용하였다. 즉, 상기 블랜드 폴리프로필렌 글리콜은 1) 에틸렌옥사이드 함량이 21.9 몰%이고 수평균분자량이 1,000인 폴리프로필렌 글리콜(제품명: Poly G55-112, 제조사: Arch chem); 및 2) 에틸렌옥사이드 함량이 21.9 몰%이고 수평균분자량이 3,000인 폴리프로필렌 글리콜(제품명: Poly G55-37, 제조사: Arch chem)을 수평균분자량이 1,860이 되도록 혼합하여 전체 조성물에 대하여 73.84 중량%로 첨가하였다.As the polyol, a blended polypropylene glycol having a mixture of two different molecular weights was used. That is, the blend polypropylene glycol is 1) polypropylene glycol having an ethylene oxide content of 21.9 mol% and a number average molecular weight of 1,000 (product name: Poly G55-112, manufacturer: Arch chem); And 2) polypropylene glycol having an ethylene oxide content of 21.9 mol% and a number average molecular weight of 3,000 (product name: Poly G55-37, manufacturer: Arch chem) by mixing the number average molecular weight to 1,860 to 73.84% by weight of the total composition Was added.
또한, 디이소시아네이트로는 4,4'-메틸렌디페닐-디이소시아네이트 21.86 중량%, 연쇄 연장제(chain extender)로는 1,4-부탄디올 4.30 중량%로 첨가하였다. In addition, 21.86% by weight of 4,4'-methylenediphenyl-diisocyanate was added as diisocyanate and 4.30% by weight of 1,4-butanediol as a chain extender.
이어서, 상기 성분들을 연속식 반응 압출기(모델명: Werner & Pfleiderer ZSK 58 이축 압출기)에 투입하였다. 상기 연속식 반응 압출기는 반죽블록이 전체 스크류의 30 %이고, 스크류 회전수 250 rpm 및 반응온도 190 내지 220 ℃의 조건으로 중합반응 시켰다. The components were then fed into a continuous reaction extruder (Model: Werner & Pfleiderer ZSK 58 twin screw extruder). The continuous reaction extruder was kneaded block 30% of the total screw, the polymerization was carried out under the conditions of the screw rotation speed 250 rpm and the reaction temperature of 190 to 220 ℃.
연속 반응압출기에서 중합된 수지는 펠리타이저를 사용하여 칩 형태로 제조하였으며, 제습 건조기(Conair SC60, Inlet air dew point = -50 ℃)를 이용하여 70 ℃에서 5 시간 동안 건조하여 가소제를 함유하지 않은 열가소성 폴리우레탄 수지를 수득하였다. The resin polymerized in the continuous reaction extruder was manufactured in the form of chips using a pelletizer, and dried at 70 ° C. for 5 hours using a dehumidifying dryer (Conair SC60, Inlet air dew point = -50 ° C.) to not contain a plasticizer. Thermoplastic polyurethane resin was obtained.
실시예Example 2 내지 4 2 to 4
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 조성물에 포함되는 성분들의 함량을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 수지를 제조하였다.As shown in Table 1, a polyurethane resin was prepared in the same manner as in Example 1 except for changing the content of the components included in the composition.
비교예Comparative example 1 내지 3 1 to 3
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 각각 단일 분자량의 폴리올 1종을 사용한 것 을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리우레탄 수지를 제조하였다.As shown in Table 1 below, a polyurethane resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that one polyol having a single molecular weight was used.
이때, 비교예 1에 사용된 폴리올은 에틸렌옥사이드 함량이 21.9 몰%이고 수평균분자량이 1,000인 폴리프로필렌 글리콜(제품명: Poly G55-112, 제조사: Arch chem) 단독이며, 비교예 2에 사용된 폴리올은 에틸렌옥사이드 함량이 21.9 몰%이고 수평균분자량이 3,000인 폴리프로필렌 글리콜(제품명: Poly G55-37, 제조사: Arch chem) 단독이고, 비교예 3에 사용된 폴리올은 에틸렌옥사이드 함량이 21.9 몰%이고 수평균분자량이 2,000인 폴리프로필렌 글리콜(제품명: Poly G55-56, 제조사: Arch chem) 단독이다.At this time, the polyol used in Comparative Example 1 is a polypropylene glycol having a ethylene oxide content of 21.9 mol% and a number average molecular weight of 1,000 (product name: Poly G55-112, manufacturer: Arch chem) alone, and a polyol used in Comparative Example 2. Silver polyethylene glycol (product name: Poly G55-37, manufacturer: Arch chem) having an ethylene oxide content of 21.9 mol% and a number average molecular weight of 3,000 alone, the polyol used in Comparative Example 3 has an ethylene oxide content of 21.9 mol% Polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 (product name: Poly G55-56, manufactured by Arch chem) alone.
실험예Experimental Example
하기와 같은 방법으로 실시예 및 비교예의 수지에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. The physical properties of the resins of Examples and Comparative Examples were measured by the following method, and the results are shown in Table 2.
1) 경도: 폴리우레탄 수지를 사출 및 성형한 후 ASTM D2240 방법에 근거하여 경도를 측정하였다. 1) Hardness: After the injection and molding of polyurethane resin, the hardness was measured based on ASTM D2240 method.
2) 사출 성형성: 사출기를 이용하여 수지의 성형성을 평가하였다. 사출기는 독일 Engel사 제품(Model: ES240/75P)으로 캠핑 포스(Clamping Force)는 75 톤(ton), 스크류 직경(Screw diameter) 35mm, 스크류 스트록(Screw stroke)이 최대 160 mm인 것을 사용하였다. 성형에 사용된 캐비티(cavity)의 치수는 125× 125× 2 mm인 것을 사용하였다. 이때, 사출 성형시 사이클타임(cycle time)을 측정하였고, 사이클타임이 짧은 수록 사출성형성이 우수함을 의미한다. 2) Injection moldability: The moldability of the resin was evaluated using an injection machine. The injection machine was manufactured by Engel, Germany (Model: ES240 / 75P), and used a clamping force of 75 tons, a screw diameter of 35 mm, and a screw stroke of up to 160 mm. The dimensions of the cavity used for molding were 125 × 125 × 2 mm. In this case, the cycle time during injection molding (cycle time) was measured, the shorter the cycle time means that the injection molding is excellent.
3) 기계적 물성: ASTM D412 에 근거하여 인장강도 및 신율을 측정하였고, ASTM D624에 근거하여 인열강도를 측정하였다. 3) Mechanical Properties: Tensile strength and elongation were measured based on ASTM D412, and tear strength was measured based on ASTM D624.
4) UV 안정성: ASTM G53에 근거하여 24시간 동안 UV 노출 시험을 실시하였다. 4) UV Stability: UV exposure test was performed for 24 hours based on ASTM G53.
5) Melt Flow Index: ASTM D1238에 근거하여 수지의 흐름성을 평가하였다. 이때, 측정 조건은 온도 190℃, 하중 5000 g으로 하였다. 5) Melt Flow Index: The flowability of the resin was evaluated based on ASTM D1238. At this time, measurement conditions were made into the temperature of 190 degreeC, and load 5000g.
6) 투명도: ASTM D1033에 근거하여 시편의 투명도를 측정하였다. 6) Transparency: The transparency of the specimen was measured based on ASTM D1033.
상기 표 2의 결과로부터, 실시예 1 내지 5는 분자량이 서로 다른 2종 이상의 폴리프로필렌 글리콜을 포함함에 따라, 분자량이 1000인 폴리프로필렌 글리콜을 단독 사용한 비교예 1에 비하여 사출 성형성이 우수하고, 분자량이 3000인 폴리올을 단독 사용한 비교예 2에 비하여 투명도가 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 5는 분자량이 2000인 폴리프로필렌 글리콜을 단독 사용한 비교예 3에 비하여 사출성형성 및 투명도가 우수함을 알 수 있다.From the results of Table 2, Examples 1 to 5 include two or more kinds of polypropylene glycols having different molecular weights, and thus have excellent injection moldability compared to Comparative Example 1 using polypropylene glycol having a molecular weight of 1000 alone. It can be seen that the transparency is superior to Comparative Example 2 using a polyol having a molecular weight of 3000 alone. In addition, it can be seen that Examples 1 to 5 are superior in injection moldability and transparency as compared with Comparative Example 3 using polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 alone.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 폴리우레탄 수지 제조용 조성물은 가소제를 포함하지 않고 반응성이 우수하면서도 이로부터 제조되는 폴리우레탄 수지는 가소제 흘려 내림 현상이 발생하지 않고, 특히 70 A 이하의 저경도를 가져 성형성이 우수할 뿐만 아니라, 기계적 물성 및 투명도가 우수한 장점이 있다.As described above, the thermoplastic polyurethane resin composition according to the present invention does not contain a plasticizer and has excellent reactivity, but the polyurethane resin prepared therefrom does not cause plasticizer shedding, and particularly has a low hardness of 70 A or less. In addition to having excellent moldability, there is an advantage in excellent mechanical properties and transparency.
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