KR20120037446A

KR20120037446A - 연질의 열가소성 폴리우레탄을 주성분으로 하는 폴리우레탄

Info

Publication number: KR20120037446A
Application number: KR1020127000143A
Authority: KR
Inventors: 마린 보우도우; 프랑크 프리소크; 올리버 스테펜 헨제; 알폰즈 베르텔즈
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2012-04-19
Also published as: EP2445968B1; WO2010149636A3; BRPI1014424A2; WO2010149636A2; EP2445968A2; MX2011013428A; ES2433227T3; US20120088889A1; JP2012530826A; CN102803383A; US20140094571A1

Abstract

본 발명은 열가소성 폴리우레탄 및 상기 열가소성 폴리우레탄에 부가되고 2 초과 및 10 미만의 관능성(functionality)을 가진 이소시아네이트 농축물을 주성분으로 하는 폴리우레탄에 관한 것으로, 상기 열가소성 폴리우레탄의 경질 상(hard phase) 함량은 0 내지 5% 범위이고, 상기 이소시아네이트 농축물은 상기 폴리우레탄 PU-1을 기준으로 2 중량% 이상의 양으로 부가된다.

Description

연질의 열가소성 폴리우레탄을 주성분으로 하는 폴리우레탄{POLYURETHANE ON THE BASIS OF SOFT THERMOPLASTIC POLYURETHANE}

본 발명은 열가소성 폴리우레탄과 부가된 폴리이소시아네이트를 주성분으로하는 폴리우레탄, 상기 폴리우레탄의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.

열가소성 폴리우레탄(이하, 간단히 'TPU'라고도 함)의 제조는 일반적으로 알려져 있다. TPU는 부분적으로는 결정성 물질이고 열가소성 엘라스토머 부류에 속한다. 폴리우레탄 엘라스토머의 일 특징은 거대분자(macromolecules)의 단편화된 구조(segmented structure)에 있다. 이들 단편(segments)의 다양한 결합 에너지 밀도로 인해, 이상적인(ideal) 경우 결정형의 "경질(hard)" 영역과 무정형의 "연질(soft)" 영역으로의 상 분리가 일어난다. 이러한 두 종류의 상 구조는 TPU의 특성 프로파일(property profile)을 결정한다. 열가소성 폴리우레탄은 다양한 범주의 용도를 가진 폴리머이다. 이에, 예를 들어, TPU는 자동차 산업, 예를 들어 대시보드 스킨(dashboard skins), 필름, 케이블 외장(cable sheathing), 레져 산업에서 세팅-다운 플레이스(setting-down place), 스포츠 슈즈에서 기능성 및 디자인 요소, 경질-연질 조합에서 연질 성분으로 사용되며, 다양한 추가적인 적용분야에서 사용된다.

TPU의 특성 프로파일을 개선하기 위해, TPU에 가교결합을 도입하여 강도를 증가시키고, 열에 대한 안정성(heat distortion resistance)을 개선하며, 인장 세트 및 압축 세트를 감소시키며, 모든 종류의 매체(media)에 대한 저항, 리바운드 탄성(rebound resilience) 및 크립 거동(creep behavior)을 개선하는 문헌이 개시되어 있다.

공지된 가교결합법으로는, 특히 UV 또는 전자 빔 가교결합, 실옥산기를 이용한 가교결합, 및 용융 TPU에 이소시아네이트를 부가하여 가교결합을 형성하는 방법이 있다. TPU, 바람직하게는 용융 상태의 TPU와, 이소시아네이트기를 가진 화합물간의 반응은 프리폴리머 가교결합으로도 불리며 일반적으로 예를 들어 WO 2005/054322 A2 및 WO 2006/134138 A1에 공지되어 있다. 열가소성 폴리우레탄에 포함된 경질 및 연질 상의 개질(modification)은 WO 03/014179 A1 및 WO 01/12692 A1에 이미 공지되어 있다.

특정 적용을 위한 공지의 열가소성 폴리우레탄은 기계적 성질, 특히 압축 세트 및 굽힘각의 측면에서 단점을 가진다.

본 발명의 일 목적은 기계적 성질, 특히 압축 세트 및 굽힘각이 개선된 폴리우레탄을 제공한다.

본 발명은 열가소성 폴리우레탄 PU-1 및 상기 열가소성 폴리우레탄 PU-1에 부가되고, 바람직하게는 이와 반응하는 이소시아네이트 IC-1, 바람직하게는 관능성(functionality)이 2를 초과하는 이소시아네이트 농축물을 주성분으로 하는 폴리우레탄 PU-E로서, 상기 PU-1은 0 내지 5%, 특히 2 내지 4%의 경질 상(hard phase)을 함유하고, 바람직하게는 이소시아네이트 농축물인 상기 이소시아네이트 IC-1은 상기 폴리우레탄 PU-1을 기준으로 적어도 2 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 특히 적어도 3 내지 10 중량%의 양으로 부가되는 폴리우레탄 PU-E를 제공한다.

바람직한 일 실시예에서, 이소시아네이트 농축물 IC-1은 열가소성 폴리우레탄에 용해된 이소시아네이트를 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 좀더 바람직하게는 30 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 60 중량% 포함한다. 이소시아네이트 농축물 IC-1의 이소시아네이트는 좀더 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 PU-2에 용해된다. 중량%는 이소시아네이트를 포함한 열가소성 폴리우레탄, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 PU-2의 총 중량을 기준으로 한다. 이는 이소시아네이트가 이소시아네이트 농축물에 용액의 형태로 존재하고 이소시아네이트가 열가소성 폴리우레탄 PU-2의 열가소성 성분과 실제로는 전혀 반응하지 않음을 의미한다. 반응하지 않음(Not reacted)은 적어도 60%, 바람직하게는 적어도 80%, 좀더 바람직하게는 적어도 90%, 더욱 바람직하게는 적어도 95%, 매우 특히 바람직하게는 적어도 99%의 이소시아네이트가 이소시아네이트 농축물 IC-1의 열가소성 성분과 반응하지 않음을 의미한다. 이러한 퍼센트 함량은 부가된 이소시아네이트 (이론적인 NCO 함량)를 기준으로 결정된 이소시아네이트기의 이론적인 함량을 100%로 설정하여 결정된다. 이소시아네이트 농축물 (실제 NCO 함량)에 포함된 유리(free) 이소시아네이트기의 함량은 이론적인 NCO 함량의 퍼센티지로서 순차적으로 결정되어 계산된다. 실제 NCO 함량을 결정하는 바람직한 방법은 실시예 7에 기재되어 있다.

이소시아네이트 농축물 IC-1은 특히 바람직하게는 5% 초과 및 70% 미만, 특히 바람직하게는 8% 초과 및 40% 미만의 NCO 함량을 가진다.

본 발명에 따른 이소시아네이트 농축물 IC-1의 이소시아네이트로서는, 일반적으로 공지된 이소시아네이트, 예를 들면, 지방족, 지환족 및/또는 방향족 이소시아네이트, 바람직하게는 2 내지 10개의 이소시아네이트기, 특히 바람직하게는 2 내지 5 개의 이소시아네이트기, 특히 바람직하게는 3개의 이소시아네이트기를 가진 지방족, 지환족 및/또는 방향족 이소시아네이트를 사용할 수 있다. 또한, 이소시아네이트는 바람직하게는 2 내지 8개, 좀더 바람직하게는 2 내지 5개, 특히 바람직하게는 3개의 이소시아네이트기를 가진 이소시아누레이트 형태로 존재하는 것이 바람직하다. 또다른 바람직한 실시예에서, 이소시아네이트는 2 내지 10개의 이소시아네이트기를 가진 프리폴리머 형태로 존재한다. 프로폴리머를 형성하기 위해, 이소시아네이트는 이소시아네이트와 반응성인 화합물(바람직하게는 알콜)과 반응한 다음 2 내지 10개의 이소시아네이트기를 가진다.

추가적인 바람직한 일 실시예에서, 이소시아네이트 농축물의 바람직한 실시예의 적어도 2, 즉, 이소시아네이트와 이소시아누레이트, 이소시아네이트와 프리폴리머 또는 프리폴리머와 이소시아누레이트는 병렬식으로(side by side) 존재한다. 바람직한 일 실시예에서, 이소시아네이트, 프리폴리머 및 이소시아누레이트는 병렬식으로 존재한다.

이소시아네이트 농축물 IC-1을 제조하기 위한 이소시아네이트로는, 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트 (MDI), 카보디이미드-개질된 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트 (MDI), 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트 (MDI)를 주성분으로 하는 프리폴리머, 바람직하게는 20 내지 25%의 NCO 함량을 가지고 25℃에서 DIN 53018에 따라 결정된 500 내지 1000 mPas의 점도를 가진 프리폴리머, 비우렛(biuret) 및/또는 이소시아네이트기를 가진 이소시아네이트, 특히 바람직하게는 20 내지 25%의 NCO 함량을 가지고 DIN EN ISO 3219에 따라 23℃에서 측정된 2.5 내지 4 Pas의 점도를 가지며, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI)를 주성분으로 하는 이소시아네이트가 특히 바람직하다.

바람직한 일 실시예에서, 적어도 2개의 이소시아네이트가 이소시아네이트 농축물 IC-1에 포함된다. 이소시아네이트 농축물 IC-1의 관능성(functionality)은 바람직하게는 2 내지 8, 좀더 바람직하게는 2 내지 6, 특히 바람직하게는 2.5 내지 4 범위이다.

관능성(functionality)은 분자당 이소시아네이트기(NCO기)의 평균 수를 나타낸다.

카보디이미드-개질된 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네이트 (MDI), 특히 바람직하게는 25 내지 33 중량%, 특히 29.5 중량%의 이소시아네이트를 지닌 MDI, 예를 들어 Lupranat？MM 103 (BASF Aktiengesellschaft), 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드계 프리폴리머, 바람직하게는 0.4 to 0.6 kg/mol 범위의 분자량, 특히 0.45 kg/mol의 분자량을 가지고, 바람직하게는 20 내지 28 중량%의 이소시아네이트 함량, 특히 23 중량%의 이소시아네이트 함량을 가진 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드계 프리폴리머, 예를 들어 Lupranat？ MP 102 (BASF Aktiengesellschaft), 및/또는 삼원중합된 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 바람직하게는 20 내지 28중량%, 특히 23 중량%의 이소시아네이트 함량을 가진 삼원중합된 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 예를 들어 Basonat？ Hl 100 (BASF Aktiengesellschaft)이 특히 바람직하다.

열가소성, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 PU-2를 주성분으로 하는 이소시아네이트 농축물 IC-1은 당업계의 숙련인에게 공지된 모든 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 폴리우레탄을 용융시킨 다음 이소시아네이트를 바람직하게는 균질하게 열가소성 폴리우레탄 용융물(melt)에 순차적으로 도입할 수 있다. 얻어진 열가소성 폴리우레탄 용융물은 바람직하게는 120 내지 160℃의 온도를 가져야 한다. 특히 바람직하게는, 170 내지 280℃, 바람직하게는 170 내지 240℃의 온도에서 이소시아네이트 농축물을 위해 사용된 열가소성 폴리우레탄 PU-2를 용융시킨 다음 순차적으로 20 내지 80℃의 온도를 지닌 이소시아네이트를 상기 용융물과 혼합시켜 얻어진 혼합물, 즉 이소시아네이트 농축물 IC-1이 160℃ 이하, 바람직하게는 120 내지 160℃의 온도를 가지도록 한다. 160℃ 이하의 목표 온도에서의 이러한 도입으로 인해 디이소시아네이트의 첨가에 의한 열가소성 폴리우레탄의 품질저하(degradation) 또는 트리이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트의 도입에 의한 열가소성 폴리우레탄의 가교결합이 상기 온도에서 일어나지 않도록 할 수 있는 이점이 있다.

바람직하게는 이소시아네이트는 압출기(extruder), 바람직하게는 이축 압출기(twin-screw extruder)에 의해 열가소성 폴리우레탄에 도입된다. 압출기에서 얻어질 수 있는, 이소시아네이트 농축물 IC-1에 상응하는 산물, 즉 이소시아네이트를 포함하는 열가소성 폴리우레탄은 바람직하게는 압출기 다이를 벗어나는 즉시 수조(water bath)에서 냉각될 수 있고 얻어진 가닥(strand)은 예를 들어 일반적으로 알려진 방법에 의해 순차적으로 펠릿화될 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 압출기를 벗어난 이소시아네이트 농축물 IC-1은 압출기로부터 직접적으로 멀티홀 다이를 통과해 수조로 보내진 다음 회전 나이프에 의해 잘라져 작은 펠릿을 형성한다. 이러한 과정은 수중 펠릿화(underwater pelletization)라고도 불린다.

경질 상(hard phase)의 함량은 하기 수학식 1에 따라 계산된다:

상기 식에서,

HP(%): 경질 상의 함량(%)

n _CE : 체인 익스텐더의 몰

M _ISO : 이소시아네이트의 수 평균 분자량(g/mol)

m _CE : 체인 익스텐더의 중량(g)

m _total : 체인 익스텐더, 이소시아네이트 및 폴리올의 총 중량(g)

특히 바람직한 일 실시예에서, 열가소성 폴리우레탄 PU-E는 1100 내지 1600의 지수(index)를 가진다.

지수(index)는 성분(b)와 임의의 체인 익스텐더(c)의 이소시아네이트와 반응성인 작용기, 즉, 활성 수소와 반응시에 사용된 성분(a)의 총 이소시아네이트기의 몰비로 정의된다. 여기서, "임의의(any)"는 체인 익스텐더가 부가될 경우 이를 항상 고려함을 의미한다. 지수 1000에서, 성분 (a)의 이소시아네이트기당 성분 (b) 및 (c)의 하나의 활성 수소 원자, 즉, 이소시아네이트와 반응성인 작용기가 존재한다. 지수가 1000을 초과하면, 활성 수소 원자를 가진 작용기, 예를 들어 OH기 보다 많은 이소시아네이트기가 존재한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 성분들:

달리 언급이 없다면, 하기 정보는 폴리우레탄 및 이를 제조하기 위해 사용된 성분들에 관한 것이며, 또한 폴리우레탄 PU-E 및 열가소성 폴리우레탄 PU-1 및 PU-2에 관한 것이다.

폴리우레탄의 제조공정은 일반적으로 알려져 있다. 폴리우레탄은 바람직하게는 이소시아네이트(a)를, 이소시아네이트와 반응성이 있고 0.5 kg/mol 내지 12 kg/mol의 수 평균 분자량을 가진 화합물(b) 및 바람직하게는 0.05 kg/mol 내지 0.499 kg/mol의 수 평균 분자량을 지닌 체인 익스텐더(c)와, 선택적으로는 촉매(d) 및/또는 통상의 보조제(e)의 존재하에, 반응시켜 제조된다.

바람직한 폴리우레탄 제조를 위한 바람직한 출발 물질 및 공정은 하기에 예시된다. 예를 들어 폴리우레탄 제조에 바람직한 성분들인 이소시아네이트(a), 이소시아네이트와 반응성인 화합물(b), 체인 익스텐더(c) 및 임의적인 촉매(d) 및/또는 통상의 보조제(e)에 관해 후술한다. 이소시아네이트(a), 이소시아네이트와 반응성인 화합물(b), 및 (사용된다면) 체인 익스텐더(c)는 조형 성분(formative components)으로도 불린다.

a) 유기 이소시아네이트(a)로서, 일반적으로 알려진 이소시아네이트, 바람직하게는 방향족, 지방족, 지환족 및/또는 방향지방족(araliphatic) 이소시아네이트, 좀더 바람직하게는 디이소시아네이트, 바람직하게는 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트 (MDI), 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트 (NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트 (TDI), 3,3'-디메틸비페닐 디이소시아네이트, 1,2-디페닐에탄 디이소시아네이트 및/또는 페닐렌 디이소시아네이트, 트리메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 헵타메틸렌 및/또는 옥타메틸렌 디이소시아네이트, 2-메틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 2-에틸부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트, 부틸렌 1,4-디이소시아네이트, 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸사이클로헥산 (이소포론 디이소시아네이트, IPDI), 1,4-　및/또는 1,3-비스(이소시아나토메틸)사이클로헥산 (HXDI), 사이클로헥산 1,4-디이소시아네이트, 1-메틸사이클로헥산 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트 및/또는 디사이클로헥실메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 (H12MDI); 좀더 바람직하게는 디페닐메탄 2,2'-, 2,4'- 및/또는 4,4'-디이소시아네이트 (MDI), 나프틸렌 1,5-디이소시아네이트 (NDI), 톨릴렌 2,4- 및/또는 2,6-디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 디사이클로헥실메탄 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디이소시아네이트 (H12MDI) 및/또는 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토메틸사이클로헥산 IPDI, 특히 바람직하게는 4,4'-MDI이 사용될 수 있다.

바람직한 일 실시예에서는 폴리우레탄 제조에 오직 하나의 이소시아네이트가 사용되지만, 또다른 바람직한 실시예에서는 폴리우레탄 제조에 적어도 2개의 상이한 이소시아네이트가 사용된다.

b) 이소시아네이트와 반응성인 화합물(b)로는, 이소시아네이트와 반응성인 것으로 일반적으로 알려진 화합물, 바람직하게는 "폴리올"로 요약될 수 있는 폴리에스테롤, 폴리에테롤 및/또는 폴리카보네이트디올로서, 수 평균 분자량이 0.5　kg/mol 내지 12 kg/mol, 바람직하게는 0.6 kg/mol 내지 6 kg/mol, 특히 바람직하게는 0.8 kg/mol 내지 4 kg/mol이고 평균 관능성이 1.8 내지 2.3, 바람직하게는 1.9 내지 2.2, 특히 2인 폴리올이 사용될 수 있다. 여기서 평균 관능성은 혼합물 중에 분자당 평균적으로 존재하고 이소시아네이트기와 반응하는 작용기의 수를 의미한다. 이들 폴리올은 연질 상(soft phase) 성분을 형성한다.

c) 체인 익스텐더(c)로는, 일반적으로 공지된 지방족, 방향지방족, 방향족 및/또는 지환족 화합물로서, 바람직하게는 0.05 kg/mol 내지 0.499 kg/mol의 수 평균 분자량을 지닌 화합물, 바람직하게는 2-작용성 화합물, 즉 이소시아네이트기와 반응성인 2개의 작용기를 가진 분자가 사용될 수 있다. 알킬렌 라디칼에 2 내지 10개의 탄소 원자를 지닌 디아민 및/또는 알칸디올, 특히 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-프로판디올, 1,2-에틸렌 글리콜 및/또는 8개 이하의 탄소 원자를 가진 디알킬렌, 트리알킬렌, 테트라알킬렌, 펜타알킬렌, 헥사알킬렌, 헵타알킬렌, 옥타알킬렌, 노나알킬렌 및/또는 데카알킬렌 글리콜, 바람직하게는 대응 올리고프로필렌 및/또는 폴리프로필렌 글리콜이 바람직하고, 일 바람직한 실시예에서는 체인 익스텐더들의 혼합물도 사용된다. 체인 익스텐더(c)는 이소시아네이트(a)와 함께 경질 상(hard phase) 성분을 형성한다.

d) 적당한 촉매(d), 특히 이소시아네이트(a), 바람직하게는 디이소시아네이트의 NCO기와 조형 성분 (b) 및 (c)의 히드록시기간의 반응을 촉진하기에 적합한 촉매는 업계에 공지된 통상의 3차 아민, 바람직하게는 트리에틸아민, 디메틸사이클로헥실아민, N-메틸모르폴린, N,N'-디메틸피페라진, 2-(디메틸아미노에톡시)에탄올, 디아자비사이클로[2.2.2]옥탄 등이 있고, 특히 유기 금속 화합물, 예를 들어 티타닉 에스테르, 철 화합물, 바람직하게는 철(III) 아세틸아세토네이트, 주석 화합물, 바람직하게는 주석 디아세테이트, 주석 디옥토에이트, 주석 디라우레이트 또는 지방족 카르복실산의 디알킬주석염, 바람직하게는 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우레이트 등이 있다. 촉매는 일반적으로 폴리히드록시 화합물(b) 100 중량부를 기준으로 0.00001 내지 0.1 중량부의 양으로 사용된다.

e) 바람직한 실시예에서는, 촉매(d) 이외에, 통상의 보조제(e)가 조형 성분 (a) 내지 (c)에 부가된다. 예를 들면, 표면-활성 물질, 난연제(flame retardants), 핵형성제(nucleating agents), 산화 안정화제, 윤활제 및 주물(몰드) 이형제(mold release agents), 염료(dyes) 및 안료(pigments), 안정화제(stabilizers), 예를 들면, 가수분해, 광, 열 또는 변색에 대한 안정화제, 무기 및/또는 유기 충진제, 보강재(reinforcing materials) 및 가소제가 언급될 수 있다.

가수분해 저해제로는, 올리고머 및/또는 폴리머계 지방족 또는 방향족 카보디이미드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 TPU를 노화(aging)로부터 안정화시키기 위해, TPU에 안정화제를 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해, 안정화제는 유해 환경으로부터 폴리머 또는 폴리머 혼합물을 보호하는 첨가제이다. 예를 들면 일차 및 이차 항산화제, "힌더드 아민(hindered amine) 광 안정제", UV 흡수제, 가수분해 저해제, 여기 에너지 흡수제(quenchers) 및 난연제(flame retardants)가 있다. 예를 들어 문헌[참조: Plastics Additive Handbook, 5th Edition, H. Zweifel, ed., Hanser Publishers, Munich, 2001 ([1]), pp. 98-136]에 시판중인 가수분해 저해제 및 안정화제가 예시되어 있다.

본 발명의 TPU는 사용도중 열산화적인 손상에 노출될 경우를 대비하여 항산화제가 첨가될 수 있다. 페놀계 항산화제가 바람직하다. 페놀계 항산화제의 예가 문헌[참조: Plastics Additive Handbook, 5th edition, H. Zweifel, ed, Hanser Publishers, Munich, 2001, pp. 98 - 107 and pp.　116 - 121]에 기재되어 있다. 수 평균 분자량이 0.7　kg/mol를 초과하는 페놀계 항산화제가 바람직하다. 바람직하게 사용되는 페놀계 항산화제의 일례로는 펜타에리트리틸 테트라키스(3-(3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐)프로피오네이트) (Irganox？ 1010)가 있다. 페놀계 항산화제는 일반적으로 TPU의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%의 농도로 사용된다.

TPU는 바람직하게는 UV 흡수제를 이용하여 부가적으로 안정화된다. UV 흡수제는 고에너지 UV광을 흡수하고 에너지를 소모하는 분자이다. 관련 업계에서 사용되는 통상의 UV 흡수제, 예를 들어 신나믹 에스테르, 디페닐시아노아크릴레이트, 포름아미딘, 벤질리덴 말로네이트, 디아릴부타디엔, 트리아진 및 벤조트리아졸 그룹에 속하는 UV 흡수제가 사용될 수 있다. 시판중인 UV 흡수제의 예는 문헌[참조: Plastics Additive Handbook, 5th edition, H. Zweifel, ed, Hanser Publishers, Munich, 2001, pages 116 - 122]에서 확인할 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, UV 흡수제는 0.3 kg/mol를 초과하는 수 평균 분자량, 특히 바람직하게는 0.39　kg/mol를 초과하는 수 평균 분자량을 가진다. 또한, 바람직하게 사용되는 UV 흡수제는 5 kg/mol 이하, 특히 바람직하게는 2 kg/mol 이하의 수 평균 분자량을 가져야 한다. UV 흡수제의 특히 바람직한 그룹은 벤조트리아졸 그룹이다. 특히 바람직한 벤조트리아졸의 예로는 Tinuvin？213, Tinuvin？328, Tinuvin？571, Tinuvin？384 및 Eversorb？ 82가 있다. UV 흡수제는 바람직하게는 TPU의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 2.0 중량%, 특히 0.2 내지 0.5 중량%의 양으로 첨가된다. 항산화제 및 UV 흡수제에 기초한 상술한 UV 안정화는 UV광에 의한 손상으로부터 본 발명의 TPU에 우수한 안정성을 부여하기에는 가끔은 충분하지 않다. 이 경우, 힌더드 아민 광 안정화제(HALS)가, 바람직하게는 항산화제 및 UV 흡수제에 더하여 본 발명의 TPU의 성분(e)에 첨가될 수 있다. HALS 화합물의 활성은 폴리머의 산화 메카니즘을 방해하는 니트록실 라디칼을 형성하는 능력에 기초한다. HALS는 대부분의 폴리머에 대해 매우 효과적인 UV 안정화제이다. HALS 화합물은 일반적으로 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 시판중인 HALS의 예는 문헌[참조: Plastics Additive Handbook, 5th edition, H. Zweifel, Hanser Publishers, Munich, 2001, pp. 123 - 136]에서 확인할 수 있다. "힌더드 아민 광 안정화제"로서, 수 평균 분자량이 0.5 kg/mol를 초과하는 힌더드 아민 광 안정화제가 바람직하다. 더욱이, 바람직한 HALS 화합물의 수 평균 분자량은 바람직하게는 10　kg/mol 이하, 특히 바람직하게는 5 kg/mol 이하여야 한다. 특히 바람직한 힌더드 아민 광 안정화제는 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딜) 세바케이트 (Tinuvin？765, Ciba Spezialitatenchemie AG) 및 1-히드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-히드록시피페리딘과 숙신산의 축합 산물 (Tinuvin？622)이 있다. 1-히드록시에틸-2,2,6,6-테트라메틸-4-히드록시피페리딘과 숙신산의 축합 산물 (Tinuvin？622)은 상기 산물의 티타늄 함량이 < 150 ppm, 바람직하게는 <　50　ppm, 특히 바람직하게는 <　10　ppm일 때 특히 바람직하다. HALS 화합물은 TPU의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%, 특히 0.15 내지 0.3 중량%의 농도로 사용된다. 특히 바람직한 UV 안정화제는 페놀계 안정화제, 벤조트리아졸 및 HALS 화합물의 혼합물을 상술된 바람직한 양으로 포함한다.

앞서 언급한 보조제 및 첨가제에 대한 부가적인 상세한 설명은 기술 문헌, 예를 들어 문헌[참조: Plastics Additive Handbook, 5th edition, H. Zweifel, ed, Hanser Publishers, Munich, 2001]에서 확인할 수 있다. 본문에서 언급한 모든 분자량은 수 평균 분자량이고, 달리 언급이 없는 한 단위 [kg/mol]를 가진다.

TPU의 경도(hardness)를 조절하기 위해, 조형 성분 (b) 및 (c)는 상대적으로 넓은 몰비 범위에서 달라질 수 있다. 사용되는 성분(b) : 총 체인 익스텐더(c)의 몰비가 10:0 내지 1:0.35일 때, 성분(c) 함량의 증가에 따라 TPU의 경도가 증가하여 효과적인 것으로 밝혀졌다.

TPU의 제조는 공지의 방법, 예를 들어 연속식으로, 바람직하게는 반응 압출기를 이용하거나, 원-스팟 공정 또는 프리폴리머 공정에 의한 벨트 공정, 또는 배치식(batchwise) 공정에 의해 수행될 수 있다. 프리폴리머 공정에 의한 제조가 바람직하다. 이러한 공정에 따르면, 성분 (a), (b) 및 이와 반응하는 임의적인 (c), (d) 및/또는 (e)를, 즉시 반응이 개시되도록 연속적으로 혹은 동시에 서로 혼합한다. 압출기 공정에서는, 조형 성분 (a), (b) 및 임의적인 (c), 또한 성분 (d) 및/또는 (e)를 개별적으로 또는 혼합물의 형태로 압출기에 도입하고 바람직하게는 100 내지 280℃, 좀더 바람직하게는 140 내지 250℃의 온도에서 반응시킨다. 얻어진 TPU는 압출되어 냉각된 다음 펠릿화된다.

특별히 우수한 호환성으로 인해, WO　03/014179 A1에 따른 TPU는 PU-E 및 PU-1 둘 모두의 제조에 특히 적합하다. 이들 문헌은 본 출원서에 참고문헌으로 인용된다. 하기 정보 및 실시예는 특히 바람직한 TPU에 관한 것이다.

특히 바람직한 폴리우레탄은 하기 성분을 주성분으로 한다:

- 모노머, 폴리머, 즉, 적어도 2개의 고리(rings)를 포함하고/포함하거나 카보디이미드와 이소시아네이트 MDI의 반응산물인 우레톤이민을 포함하는 모노머, 폴리머,

- 0.5 kg/mol 초과 및 100 kg/mol 미만, 바람직하게는 0.6　kg/mol 내지 6 kg/mol, 특히 0.8 kg/mol 내지 4 kg/mol의 수 평균 분자량을 가진 연질 상을 위한 폴리올 성분,

- 0 kg/mol 초과 및 0.499 kg/mol 이하, 특히 0.060　kg/mol 내지 0.15　kg/mol의 수 평균 분자량을 지닌 경질 상을 위한 폴리올 성분.

특히 바람직한 일 실시예에서, 열가소성 폴리우레탄 PU-1은 폴리이소시아네이트 MDI 및 폴리에스테롤 및/또는 폴리에테롤, 특히 아디프산과 부탄디올 및/또는 에틸렌 글리콜 및/또는 메틸프로판디올의 폴리에스테르를 주성분으로 한다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 폴리우레탄 PU-E는 하기 특성 중 적어도 하나를 가진다:

- 인장 강도(tensile strength)는 5 MPa 초과, 바람직하게는 10　MPa 초과, 특히 바람직하게는 20 MPa 초과함.

- 파단시 연신율(elongation at break)은 200% 초과, 바람직하게는 300% 초과, 특히 바람직하게는 500% 초과함.

- 파괴 전달 강도(tear propagation resistance)는 10　kN/m 초과, 바람직하게는 15　kN/m 초과, 특히 바람직하게는 25　kN/m 이상임.

- 마모(abrasion)는 100 ㎣ 미만, 바람직하게는 70 ㎣ 미만, 특히 바람직하게는 55 ㎣ 미만임.

- 압축 세트(compression set)는 23℃에서 40% 미만, 바람직하게는 30% 미만, 특히 바람직하게는 24% 미만임.

- 70℃에서의 압축 세트는 50% 미만, 바람직하게는 35% 미만, 특히 바람직하게는 25% 미만임.

- 23℃에서의 굽힘각(bending angle)은 50% 미만, 바람직하게는 30% 미만, 특히 바람직하게는 20% 미만임.

언급된 파라미터는 실시예에 기재된 시험법에 의해 결정된다.

바람직한 실시예에서, 앞서 언급한 파라미터 중 적어도 2개의 파라미터가 충족되며, 좀더 바람직하게는 적어도 3개의 파라미터, 좀더 바람직하게는 적어도 4개의 파라미터, 좀더 바람직하게는 적어도 5개의 파라미터, 더욱 바람직하게는 적어도 6개의 파라미터, 매우 특히 바람직하게는 앞서 언급한 7개의 파라미터 모두가 충족된다. 여기서, 동일하거나 상이한 정도의 바람직한 파라미터들의 임의의 가능한 조합들이 본 명세서의 상세한 설명에 망라되며, 설명의 편의를 위해 비록 이들 조합이 명시적으로 언급되지는 않더라도 예를 들어 "바람직하게"와 "바람직하게"의 조합, "바람직하게"와 "특히 바람직하게"의 조합 등이 있다.

본 발명의 폴리우레탄은 매우 특히 바람직하게는 20 MPa를 초과하는 인장 강도, 500%를 초과하는 파단시 연신율, 25 kN/m 이상의 파괴 전달 강도, 55 ㎣ 미만의 마모, 23℃에서 24% 미만의 압축 세트 및 70℃에서 25% 미만의 압축 세트를 가진다.

바람직하게는, 본 발명의 폴리우레탄 PU-E는 1100 내지 1600, 바람직하게는 1100 내지 1500, 특히 바람직하게는 1150 내지 1450의 지수 IN를 가지며, 여기서 지수는 하기 수학식 2에 따라 계산된다:

상기 식에서

IN: 지수

n _ISO : NCO-함유 분자의 총 몰수 (이소시아네이트 1 및 2)

n _OH : 활성 수소, 특히 OH-함유 분자의 총 몰수(체인 익스텐더 및 폴리올 1 및 2)

: 이소시아네이트 1의 관능성

: 이소시아네이트 1의 몰수

: 이소시아네이트 2의 관능성

: 이소시아네이트 2의 몰수

: 폴리올 1의 관능성

: 폴리올 1의 몰수

: 폴리올 2의 관능성

: 폴리올 2의 몰수

f _CE : 체인 익스텐더의 관능성

n _CE : 체인 익스텐더의 몰수

본 발명의 폴리우레탄은 주물(molding), 예를 들어 사출성형, 캘린더링, 분말 소결(powder sintering) 또는 압출에 의해 생산되는, 롤러(rollers), 구둣창(shoe soles), 자동차의 라이닝(linings), 호스(hoses), 코팅(coatings), 케이블(cables), 프로파일(profiles), 라미네이트(laminates), 플러그 연결부(plug connections), 케이블 플러그(cable plugs), 벨로우(bellows), 견인 케이블(towing cables), 스크레이퍼(scrapers), 밀봉 접촉면(sealing lips), 케이블 외장(cable sheathing), 포장(seals), 벨트(belts) 또는 감쇠요소(damping elements), 필름(films) 또는 섬유(fibers)의 제조에 특히 적합하다.

실시예

하기 성분들이 하기 실시예에서 사용되었다:

약어	조성
PU-E	PU-1 + IC-1
IC-1.1	PU-2 + 프리폴리머 A
IC-1.2	PU-2 + 프리폴리머 B
프리폴리머 A	s.b.
프리폴리머 B	s.b.
PU-1.1	s.b.
PU-1.2	s.b.
PU-2	s.b.

프리폴리머 A는 이소시아네이트 성분으로서 우레톤이민-함유 MDI, 디프로필렌 글리콜 및 히드록시 성분으로서 0.45 kg/mol의 수 평균 분자량을 가진 프로필렌 글리콜 폴리에테르 디올을 주성분으로 하는 프리폴리머이다. 프리폴리머의 관능성은 2.05이고 NCO 함량은 23 g/100g (ASTM 5155-96A에 따라 측정)이다.

프리폴리머 B는 이소시아네이트 성분으로서 폴리머 MDI (PMDI) 및 모노머 MDI (약 39 중량%의 모노머 MDI 및 61 중량%의 폴리머 MDI를 주성분으로 함) 및 히드록시 성분으로서 0.45 kg/mol의 수 평균 분자량을 지닌 프로필렌 글리콜 폴리에테르 디올을 주성분으로 하는 프리폴리머이다. 상기 폴리머의 관능성은 2.4이고 NCO 함량은 28.2 g/100g이다.

PU-1.1은 2 kg/mol의 분자량을 지닌, 10.1%의 MDI 모노머, 0.7%의 1,4-부탄디올 및 59.3%의 폴리에스테르 디올(부탄디올-에틸렌 글리콜-아디프산; 부탄디올/에틸렌 글리콜 성분은 1:1로 혼합)를 주성분으로 하는 폴리에스테르 폴리우레탄, 2.5 kg/mol의 분자량을 지닌, MDI, 1,4-부탄디올 및 폴리에스테르 디올(부탄디올-아디프산)을 주성분으로 하는 부가적인 고분자량의 폴리우레탄, 가수분해 저해제로서 1%의 폴리머 카보디이미드, 1.5%의 윤활제 및 블로킹 방지제, 0.2%의 페놀계 항산화제, 0.1%의 인-계 항산화제 및 0.1%의 미세 분말 활석의 혼합물이다. 경질 상 함량은 2.5 kg/mol의 분자량을 가진 베이스 폴리우레탄(MDI 모노머, 1,4-부탄디올 및 폴리에스테르 디올(부탄디올-아디프산)을 주성분으로 하는 부가적인 고분자량의 폴리우레탄 없이)을 기준으로 3.5%이다. 부가적인 고분자량의 폴리우레탄의 중량비는 PU-1.1의 27%이다.

PU-1.2는 3 kg/mol의 분자량을 지닌, 10.2%의 MDI, 0.7%의 1,4-부탄디올 및 38 중량%의 폴리에스테르 디올(부탄디올-메틸프로판디올-아디프산; 부탄디올/메틸프로판디올 성분은 1/1로 혼합)을 주성분으로 하는 폴리에스테르 폴리우레탄, 2 kg/mol의 분자량을 지닌 38 중량%의 폴리에스테르 디올(부탄디올-헥산디올-아디프산; 부탄디올/헥산디올 성분은 2/1로 혼합), 10.4 중량%의, 테레프탈산과 부탄디올을 주성분으로 하는 고분자량의 폴리에스테르, 가수분해 저해제로서 1%의 폴리머성 지방족 카보디이미드, 0.8%의 윤활제 및 블로킹 방지제, 0.4%의 페놀계 항산화제 및 0.5%의 미세 분말 활석의 혼합물이다. 경질 상의 함량은 베이스 폴리우레탄을 기준으로 2.8%이다.

PU-2는 2　kg/mol의 수 평균 분자량을 지닌, MDI, 1,4-부탄디올 및 폴리에스테르 디올(부탄디올-헥산디올-아디프산)을 주성분으로 하는 폴리에스테르 폴리우레탄이다. 경질 상의 함량은 26%이다.

이소시아네이트 성분 IC-1.1 및 IC-1.2는 하기 표 2의 이소시아네이트 프리폴리머를 열가소성 폴리우레탄에 용해시켜 제조하였다. 제조방법은 WO 2006/134138 A1에 기재된 것과 동일하게 수행되었다: 본 발명에 따른 폴리우레탄의 제조를 위해 10개의 배럴 섹션으로 나눠진 35D의 공정 섹션 길이를 지닌 이축 압출기 모델 ZE 40 A (Berstorff)이 사용되었다. 스크루 요소 배열구조에는 배럴 섹션 2에 펠릿화된 열가소성 폴리우레탄 PU-1을 위한 용융 유닛으로서 2개의 후진 반죽 블록(backward-conveying kneading blocks)이 구비되어 있다. 배럴 섹션 3, 6 및 7은 통상적인 수송 수단 이외에 톱니모양의 디스크 블록 형태의 혼합 요소(element)가 구비되어있다.

배럴 섹션의 온도는 초기에는 모두 210℃로 설정되었으며, 이소시아네이트 농축물 IC-1는 중력측정(gravimetric metering)에 의해 열가소성 폴리우레탄 PU-2를 주성분으로 하는 펠릿 형태로 배럴 섹션 1에 연속적으로 도입되었다. 이후 프리폴리머 A 또는 B를 배럴 섹션 3에서 기어 펌프 및 중력측정에 의해 열가소성 폴리우레탄 PU-1의 용융물에 연속적으로 도입하고 후속 배럴 섹션에서 격렬하게 혼합하였다. 프리폴리머 A 또는 B의 첨가 후에는 배럴 섹션 4에서부터 모든 부가적인 배럴 섹션의 온도를 150℃로 감소시켰다. 압출기 다이 헤드를 벗어난 광학적으로 투명한 용융 압출물이 150-160℃의 온도에 도달한 후에는, 환기 팬(extractor fan)을 이용하여 유착 수(adhering water)없이 수조에서 냉각한 다음 통상적인 방식으로 펠릿화하였다. 그 결과, 쉽게 결정화되고 서로 들러붙지 않는 경질 펠릿이 얻어졌으며 추가적인 건조없이 사용할 수 있었다 (농축물 번호 1).

	이소시아네이트 IC-1.1	이소시아네이트 IC-1.2
베이스 TPU	PU-2	PU-2
이소시아네이트 프리폴리머	프리폴리머 A	프리폴리머 B
가교제의 NCO 함량(%)	9	10

이들 성분을 이용하여 하기 실험을 수행하였다:

실시예 1 (비교): PU 1.1

통상적인 방법 1)에 따라 사출성형으로 PU-1.1 펠릿을 가공하여 시험 플레이트(주물; 길이: 125 mm; 폭: 90 mm)를 얻고, 시험 플레이트를 100℃에서 20시간 동안 가열한 다음 이들의 기계적 성질을 평가하였다.

DIN-EN-ISO 527-2에 따른 인장 바(tensile bars), DIN-EN-ISO 179-1에 따른 노치 충격 강도(notched impact toughness)를 측정하기 위한 시험 시편, 및 시험 플레이트를 사출 성형에 의해 하나의 툴(tool)에서 제조하였다. 이를 위해 스크루 피스톤 사출 성형기, 모델 Arburg 420 C이 사용되었다. 기기 및 공정 파라미터는 하기와 같다:

- 최대 폐쇄력(closure force) = 100 kN

- 스크루 기하학(screw geometry): D = 30 mm, L/D = 25 (3 구역 스크루)

- 이동 깊이비(flight depth ratio) 2.2:1

- 툴 온도: 40℃

실시예 2 (본 발명): PU-E1

PU-1.1 펠릿을 8%의 이소시아네이트 IC-1.1 펠릿과 혼합하고, 이러한 펠릿 혼합물을 반응 사출 성형으로 가공하여 시험 플레이트를 얻은 다음, 시험 플레이트를 100℃에서 20시간 동안 가열하고, 기계적인 성질을 평가하였다. 결과가 표 3에 나타나 있다.

실시예 3 (본 발명): PU-E2

PU-1.1 펠릿을 8%의 이소시아네이트 IC-1.2 펠릿과 혼합하고, 이러한 펠릿의 혼합물을 반응 사출 성형으로 가공하여 시험 플레이트를 얻은 다음, 시험 플레이트를 100℃에서 20시간 동안 가열하고, 기계적 성질을 평가하였다. 결과가 표 3에 나타나 있다.

실시예 4 (비교): PU-1.2

PU-1.2 펠릿을 사출 성형으로 가공하여 시험 플레이트를 얻은 다음 시험 플레이트를 100℃에서 20시간 동안 가열하고, 기계적 성질을 평가하였다. 결과가 표 3에 나타나 있다.

실시예 5 (본 발명): PU-E3

PU-1.2 펠릿을 8%의 이소시아네이트 IC-1.2 펠릿과 혼합하고, 이러한 펠릿의 혼합물을 반응 사출 성형으로 가공하여 시험 플레이트를 얻은 다음, 시험 플레이트를 100℃에서 20시간 동안 가열하고 기계적 성질을 평가하였다. 결과가 표 3 에 나타나 있다.

실시예 6:

굽힘각 측정을 위한 시험법:

굽힘각을 측정하기 위해, 적절한 폴리우레탄으로 제조된 주물(길이: 110 mm; 폭: 25 mm; 높이: 2 mm)의 끝을 180°로 굽힌 다음 90℃ 오븐에서 4 mm의 두께를 가진 2개의 강철 플레이트 사이에 16시간 동안 두었다. 이후 주물을 오븐에서 꺼낸 다음 실온에서 15분 후 일직선에서의 편차를 측정하였다. 측정된 굽힘각이 작을수록 해당 물질이 우수함을 의미한다.

실시예 7: NCO 함량 측정

먼저, 실험에 사용된 이소시아네이트-함유 물질을 디클로로메탄에 용해시킨다. 예상되는 NCO 함량에 따라 샘플의 중량을 조절해야 한다. 약 50 mg (약 30% 내지 40%의 NCO 함량에서) 내지 500 mg (약 1% 내지 2%의 NCO 함량에서)을 정확히 칭량하여 10 ml의 용량분석 플라스크에 넣고, 약 8 ml의 디클로로메탄과 혼합한 다음 교반하여 완전히 용해시킨다. 이후 보정선까지 플라스크를 디클로로메탄으로 채운다.

50 ml의 아세토니트릴을 적정 장치의 적정 용기에 넣고, 1　ml의 샘플 용액을 부가한다. 상기 용기를 장치에 넣은 후, 10 ml의 디부틸아민 용액을 부가한다. 이후 혼합물을 5분간 교반하고 0.01 N 염산을 이용하여 과량의 디부틸아민을 역적정한다. 동일한 방식의 측정을 반복해야 한다. 동시에, 샘플 용액이 없는 2개의 블랭크(blank)를 준비한다. 적정 표준으로 탄산 나트륨을 이용하여 염산의 농도를 측정한다.

블랭크와 샘플의 염산 소모량의 차이는 NCO와 반응하는 아민에 상응한다. 이러한 차이가 1 내지 9 ml 범위가 아니면, 적절히 낮거나 높은 용적의 샘플 용액을 이용하여 측정을 반복해야한다.

0.01 N 염산 100㎕는 NCO 42 ㎍에 상응한다. 결과는 NCO% 또는 ㎍/g(x 10000) 또는 mg/g (x 10)으로도 기록될 수 있다.

			실시예
			1 비교 PU-1.1	2 본발명 PU-E1	3 본발명 PU-E2	4 비교 PU-1.2	5 본발명 PU-E3
성질	단위	시험법	PU-1.1	PU-1.1 +8% IC-1.1	PU-1.1 +8% IC-1.2	PU-1.2	PU-1.2 +8% IC-1.2
인장강도	MPa	DIN 53 504	42	40	43	28	22
파단시 연신율	%	DIN 53 504	920	570	570	1060	620
파괴 전달 강도	kN/m	DIN ISO 34-1	47	44	34	38	25
마모	㎣	DIN ISO 4649	28	28	35	77	51
압축 세트 (72시간/ 23℃/30분3분)	%	DIN ISO 815	24	19	19	-	-
압축 세트 (24시간/70℃/30분3분)	%	DIN ISO 815	45	18	18	52	23
굽힘각	°		114	14	14	52	16

본 발명에 따른 실시예의 결과는 압축 세트에 있어서 상당한 감소와 상당히 낮은, 즉 보다 우수한 굽힘각을 보여준다.

Claims

열가소성 폴리우레탄 PU-1 및 상기 열가소성 폴리우레탄 PU-1에 부가되고 2 초과 및 10 미만의 관능성(functionality)을 지닌 이소시아네이트 농축물 IC-1을 주성분으로 하는 폴리우레탄 PU-E로서, 상기 PU-1은 0 내지 5%의 경질 상(hard phase)을 함유하고 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1은 상기 폴리우레탄 PU-1을 기준으로 2 중량% 이상의 양으로 부가되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항에 있어서, 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1은 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 25 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 35 내지 60 중량%의 이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리우레탄 PU-1은 1100 내지 1600의 지수(index)를 가지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 PU-1은 하기 성분을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E:
- 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 나프틸렌 디이소시아네이트 (NDI), 톨릴렌 디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 (H12MDI) 및/또는 IPDI, 특히 MDI,
- 연질 상(soft phase) 성분으로서, 수 평균 분자량이 0.5　kg/mol 초과 및 12 kg/mol 미만, 바람직하게는 0.6 kg/mol 내지 6 kg/mol, 특히 바람직하게는 0.8 kg/mol 내지 4 kg/mol이고 평균 관능성(average functionality)이 1.8 내지 2.3, 바람직하게는 1.9 내지 2.2, 특히 바람직하게는 2인 폴리올 성분, 및
- 경질 상(hard phase) 성분으로서, 수 평균 분자량이 0　kg/mol 초과 및 0.499 kg/mol 이하인 폴리올 성분.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 PU-1은, 연질 상 성분으로서 이소시아네이트 MDI, 폴리에스테롤 또는 폴리에테롤, 특히 아디프산의 폴리에스테르와, 경질 상 성분으로서 1,4-부탄디올을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 파라미터 중 하나 이상을 충족하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E:
- 5 MPa를 초과하는 인장 강도(tensile strength),
- 200%를 초과하는 파단시 연신율(elongation at break),
- 10 kN/m 이상의 파괴 전달 강도(tear propagation resistance),
- 100 ㎣ 미만의 마모(abrasion),
- 23℃에서 40% 미만의 압축 세트(compression set),
- 70℃에서 50% 미만의 압축 세트,
- 23℃에서 50% 미만의 굽힘각(bending angle).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1은 폴리우레탄 PU-2에 용해된 이소시아네이트 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제7항에 있어서, 상기 폴리우레탄 PU-2 및 PU-1은 동일한 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제7항에 있어서, 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1은 개질된(modified) 형태 및/또는 폴리머로 존재하는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)를 주성분으로 하는 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 PU-1은 경질 상 함량이 1 내지 4%인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 PU-E.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 PU-E를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리우레탄 PU-1과 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1을 혼합하고, 용융한 다음 압출기에서 또는 사출 성형 공정으로 가공하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 이소시아네이트 농축물 IC-1은 펠릿의 형태로 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
사출 성형, 캘린더링, 분말 소결 또는 압출에 의해 주물(moldings), 예를 들어 롤러(rollers), 구둣창(shoe soles), 자동차의 라이닝(linings), 호스(hoses), 코팅(coatings), 케이블(cables), 프로파일(profiles), 라미네이트(laminates), 플러그 연결부(plug connections), 케이블 플러그(cable plugs), 벨로우(bellows), 견인 케이블(towing cables), 스크레이퍼(scrapers), 밀봉 접촉면(sealing lips), 케이블 외장(cable sheathing), 포장(seals), 벨트(belts) 또는 감쇠요소(damping elements), 필름(films) 또는 섬유(fibers)를 제조하기 위한 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 PU-E의 용도.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 PU-E와 하나 이상의 다른 폴리머, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에테르 또는 폴리아미드를 포함하고, 특히 폴리우레탄 PU-E와 다른 폴리머의 총 중량을 기준으로 상기 다른 폴리머를 5 내지 40 중량%의 양으로 포함하는 폴리머 블렌드 또는 혼합물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 PU-E를 포함하는 필름, 사출 성형품 또는 압출품.