KR20130130933A - 친환경 폴리우레탄 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환경 규제 물질인 4대 유해 중금속을 포함하지 않아 친환경적이면서도 기계적 물성 및 점착성(tacky)을 개선시킨 친환경 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.

Description

친환경 폴리우레탄 조성물{Environment―friendly Polyurethane Composition}
본 발명은 친환경 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환경 규제 물질인 4대 유해 중금속을 포함하지 않아 친환경적이면서도 기계적 물성 및 점착성을 개선시킨 친환경 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.
폴리우레탄이란 반응성 수산기(Hydroxyl group)를 갖는 고분자 폴리올과 이들 반응성 폴리올과 이소시아네이트류로 우레탄 반응을 시켜 얻어진 고분자물질을 총칭한다. 이 같은 폴리우레탄은 내산성, 내알카리성, 내유성, 내마모성, 저온 특성과 우수한 인장강도 및 탄성에 의한 충격 흡수 성능을 나타내면서 비교적 저렴하고 간편하게 시공을 할 수 있는 특징이 있는 합성 도막 탄성체로서 1968년 멕시코 하계 올림픽 때 세계 최초로 3M사가 "타탄 트랙(Tartan track)"이란 명칭으로 소위 인공 우레탄 탄성 트랙을 소개하였다.
현대 과학 문명의 발달로 인한 기계화, 자동화 및 교통의 발달에 따른 승차 시간 확대로 현대인들은 신체 활동 부족으로 현대병 발병율이 높아짐에 따라 웰빙에 대한 관심이 고조되고 이에 따른 건강한 삶을 유지하기 위하여 걷기, 달리기, 인라인 스케이팅, 사이클링 등 레저-스포츠 활동에 참여하는 인구가 급격하게 늘어나고 있다.
그러나 도로 환경은 콘크리트와 아스팔트로 구성되어 있어서 장시간 레저-스포츠 활동 시, 이들 도로의 탄성 부족으로 무릎 또는 발목에 충격을 주기 때문에 운동 효과의 극대화 및 충격 흡수를 위한 적절한 인공 탄성 도로 개발 요구에 부응하여 탄성과 시공성이 탁월한 폴리우레탄 사용이 확대되고 있다.
하지만 이들 우레탄 방수 바닥재에서 4대 유해 중금속인 납, 크롬 등이 기준치보다 수십 배 이상 검출 있다는 조사 보고서가 발표되어 인체 유해성에 대한 논란이 심각한 상황이다.
이 같은 종래의 폴리우레탄을 제조함에 있어서 대한민국 등록특허 제0425027호, 대한민국 등록특허 제0465231호 등에 의하면 수평균 분자량이 1,000 ~ 6,000인 반응기가 2개인 디올(Diol)과 3개인 트리올(Triol)의 혼합 폴리올과 톨루엔 디이소시아네이트 혹은 메틸렌 디이소시아네아트 등 이소시아네이트 류와의 당량비가 1.0 : 1 ~ 1.5 되게 반응시켜 Free NCO(%)함량이 2 ~ 10% 되도록 제조한 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer) 주제와 수평균 분자량이 1,000 ~ 6,000이고 반응기가 2개인 디올(Diol)과 3개인 트리올(Triol)의 혼합 폴리올에 탄산칼슘, 탈크 등의 체질안료(extender pigments), 착색제 및 체인연장제로 아민류를 배합하여 입도를 조정한 경화제를 소정의 물리적 성능에 부합하는 비율로 혼합하고 경화 촉진제로 납 화합물(Pb-Octoates) 혹은 주석 화합물(Tin-화합물)을 첨가하여 우레탄 가교 반응을 시킴으로서 제조한다.
이러한 종래 특허 기술과 같이 종래의 우레탄 제조법에 많이 사용되고 있는 경화 촉진제는 주로 납 화합물(Pb-Octoates,Pb-Naphthanates)이다. 이들 납 화합물계 경화 촉진제는 상온에서도 주제인 우레탄 프리폴리머와 폴리올 경화제 혼합물을 용이하게 우레탄 반응을 시켜 우수한 물리적 성능을 부여하는 역할과 함께 가격 또한 상대적 경제성이 좋기 때문에 오래전부터 경화 촉진제로 대부분 납 화합물이 사용되고 있다. 그러나 최근 중금속 함량 규제에 관한 규격이 강화된 시점에서 이들 납 화합물 자체가 중금속 규제 대상이 되기 때문에 바람직하지 못한 게 사실이다.
또한, 주석 화합물의 경우 경화 촉진제로서의 효능이 납(Pb)-화합물보다 떨어짐과 동시에 최근에는 주석화합물이 환경 호르몬제로 지정되어 현재에는 사용이 규제되고 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제0492370호에서는 환경 호르몬 유발 중금속이 없는 폴리우레탄 제조에 있어서 납(Pb)-화합물과 체인연장제로 4,4'-메틸렌 비스 오르소 클로로 아닐린(4,4'-Methylene bis Ortho-ChloroAniline: 이하 "MOCA" 라고 함)을 사용하지 않고 주석-화합물을 경화 촉진제로 사용한 기술이다. 이들 주석 화합물계 경화 촉진제는 상온 경화 속도가 늦다.
따라서 상기 특허에서는 폴리올의 종류를 특정하여 상온 경화 속도를 조정하였으나, 야외 현장에서 상온 경화 속도 발현에 문제가 있음과 동시에 주지하는 바와 같이 최근에 주석류가 환경 호르몬제로 사용이 규제되기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 대한민국 등록특허 제0586037호에서는 납(Pb)-화합물 등 중금속 혹은 주석(Tin)-화합물을 사용하지 않고 체인 연장제로 MOCA대신 반응 속도가 높은 디에틸톨루엔디아민, 폴리프로필렌디아민, 이소포론디아민, 디페닐메탄디아민 등의 아민류를 이용하여 주제인 우레탄 프레폴리머와 경화제인 폴리올의 반응 속도를 높힘으로서 경화 촉진제 없이 환경 호르몬 유발 중금속이 없는 우레탄 칩 및 바인더를 제조하는 기술이다. 그러나, 이 같은 제조법은 극히 제한적인 아민류를 사용해야 함과 동시에 반응 시 온도가 반응 속도에 매우 커다란 영향을 받는다.
따라서 사계절이 뚜렷한 국내의 현장 조건에서는 특히 여름철에는 이들 아민류의 첨가에 따른 반응 제어가 어렵기 때문에 현장의 가사 시간 제어가 매우 어려운 단점이 있고, 경화 촉진제가 없기 때문에 프리폴리머와 폴리올 경화제의 경화 반응률이 낮게 되어 안정적으로 경화물의 물리적 성능 발현이 크리티컬(critical)하여 실용적인 측면에서 바람직하지 못하다.
본 발명은 4대 유해 규제 물질인 중금속을 포함하지 않아 친환경적이면서도 기계적 물성과 점착성(tacky)을 개선시키고, KS 물성을 만족시키는 친환경 폴리우레탄 조성물 및 이로부터 제조된 친환경 폴리우레탄 방수 바닥재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 Free NCO 함량이 3 내지 7중량%인 우레탄 프리폴리머 및 폴리올 경화제를 포함하고, 상기 폴리올 경화제는 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 포함하는 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 우레탄 프리폴리머 대 폴리올 경화제가 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함되는 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 폴리올 경화제가 체질안료 40 내지 60 중량%, 착색안료 0.1 내지 10 중량%, 폴리올 20 내지 40 중량%, 비스무스 화합물 0.01 내지 5 중량%, 아연 화합물 0.01 내지 5 중량% 및 지르코늄 화합물 0.01 내지 5 중량%를 포함하는 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 비스무스 화합물 : 아연 화합물 : 지르코늄 화합물이 1 : 1 내지 50 : 1 내지 50의 중량비로 포함되는 친환경 폴리우레탄 조성물이다
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 비스무스 화합물이 비스무스 옥토에이트, 비스무스 나프텐네이트, 비스무스 프로피오네이트, 비스무스 말레이네이트, 비스무스 네오테카노이드 및 비스무스 네오펜타노이드 중에서 선택되는 1종인 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 아연 화합물이 아연 옥토에이트, 아연 나프텐네이트, 아연 프로피오네이트, 아연 말레이네이트, 아연 네오테카노이드 및 아연 네오펜타노이드, 아연 카르복실레이트 중에서 선택되는 1종인 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 지르코늄 화합물이 지르코늄 옥토에이트, 지르코늄 나프텐네이트, 지르코늄 네오테카노이드 및 지르코늄 카르복실레이트 중에서 선택되는 1종인 친환경 폴리우레탄 조성물이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 친환경 폴리우레탄 조성물로 제조된 친환경 폴리우레탄 방수 바닥재이다.
본 발명에 따른 친환경 폴리우레탄 조성물 및 이로부터 제조된 친환경 폴리우레탄의 방수 바닥재는 4대 유해 규제 물질인 중금속을 포함하지 않아 친환경적이면서도 기계적 물성을 향상시키고, KS 물성을 만족시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한 종래 비스무스 단독촉매 또는 비스무스 및 아연 혼합촉매를 적용한 폴리우레탄 조성물에 비해 점착성과 기계적 강도가 개선되어 방수 바닥재로 유용하게 사용할 수 있다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, Free NCO 함량이 3 내지 7중량%인 우레탄 프리폴리머 및 폴리올 경화제를 포함하고, 상기 폴리올 경화제는 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 포함하는 친환경 폴리우레탄 조성물을 제공하는 것이다.
상기 우레탄 프리폴리머 및 폴리올 경화제는 우레탄 프리폴리머대 폴리올 경화제가 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 우레탄 프리폴리머대 폴리올 경화제의 중량비가 상기 범위 내에 있는 경우 우수한 도막 신축성, 기계적 강도 향상 및 방수, 방습에 탁월한 효과가 있다.
상기 우레탄 프리폴리머는 Free NCO 함량이 3 내지 7중량%인 것으로서, 수평균분자량이 2,000 내지 3,000인 디올(Diol)과 수평균분자량이 3,000 내지 4,000인 트리올(Triol)이 혼합된 폴리올에 대하여 톨루엔디이소시아네이트를 당량비 1 : 1.0 내지 2 비율로 투입하여 80℃에서 반응을 Free NCO(%)= 5.0±2%가 될 때까지 실시하며 필요에 따라 체인연장제로서 1,3-부틸렌글리콜(1,3-ButyleneGlycol), 트리 메틸올 프로판(Tri methylol Propane) 등을 부가 반응시켜 냉각 취출하여 제조할 수 있다.
상기 폴리올 경화제는 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 포함한다.
상기 체질안료는 충진재의 역할을 하는 것으로, 폴리올 경화제 중에 40 내지 60 중량%의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 체질안료의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 기계적 강도 향상 및 원가절감 효과가 있다
상기 체질안료로는 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO), 탈크(Talc) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 착색안료는 착색제의 역할을 하는 것으로, 폴리올 경화제 중에 0.1 내지 10 중량%의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 안료의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 특정 색상을 구현하는 효과가 있다.
상기 착색안료는 Ti계, Cyanine계, Carbon계, Fe계, 세라믹계 등을 들 수 있으며, 구체적인 예로는 산화티타늄(TiO2), 프탈로시아닌 그린(Phthalo Cyanine Green), 산화철 그린(Iron Oxide green), 산화철 레드(Iron Oxide Red), 산화철 엘로우(Iron Oxide Yellow), 카본블랙(Carbon Black), 크롬 엘로우(Chrome Yellow) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리올은 도막 경화의 역할을 하는 것으로, 수평균분자량이 3,000 내지 4,000인 트리올(Triol)과 수평균분자량이 2,000 내지 3,000인 디올(Diol)이 혼합된 폴리올이 경화시 가교반응이 우수한 점에서 바람직하다. 이때, 상기 트리올과 디올의 혼합비는 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 실시하는 방법으로 임의의 목적에 따라 적절히 조절하여 실시할 수 있다.
상기 폴리올은 폴리올 경화제 중에 20 내지 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 폴리올의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 원가 개선, 기계적 강도 및 신축률 향상의 효과가 있다.
상기 폴리올로는 폴리프로필렌글리콜(Polypropyleneglycol), 폴리에테르글리콜(Polyetherglycol) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 상기 폴리올 경화제에 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 포함함으로써 친환경적이면서도 기계적 물성을 향상시키고, KS 물성을 만족시키는 효과를 얻을 수 있으며, 종래 비스무스 단독촉매 또는 비스무스 및 아연 혼합촉매를 적용한 폴리우레탄 조성물에 비해 점착성(Tacky)과 기계적 강도를 대폭 개선시킬 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 비스무스 화합물은 13족 비중금속 계열의 특성을 가지고 있어, 친환경적이면서도 제품 경화 촉진의 장점을 가지고 있으나, 이러한 비스무스 화합물만을 폴리올 경화제의 경화 촉진제로서 사용하는 경우 기계적 강도 저하 및 가사시간 단축에 따른 작업성 저하의 문제가 있다. 이에, 본 발명에서는 비스무스 화합물을 아연 화합물 및 지르코늄 화합물과 함께 폴리올 경화제에 포함시킴으로써 경화반응중 가교 반응 촉진 작용에 의하여 점착성 개선, 기계적 강도 향상 및 경화반응시간 조절에 따른 작업성 향상의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
상기 비스무스 화합물은 폴리올 경화제 중에 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 비스무스 화합물의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 반응속도 조절에 따른 작업성 확보 및 신축률 증가, 기계적 강도의 상승 효과가 있다.
상기 비스무스 화합물로는 비스무스 옥토에이트, 비스무스 나프텐네이트, 비스무스 프로피오네이트, 비스무스 말레이네이트, 비스무스 네오테카노이드 및 비스무스 네오펜타노이드 중에서 선택되는 1종을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아연 화합물은 폴리올 경화제 중에 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 아연 화합물의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 가교반응 촉진에 의한 기계적 강도 상승 효과가 있다.
상기 아연 화합물로는 아연 옥토에이트, 아연 나프텐네이트, 아연 프로피오네이트, 아연 말레이네이트, 아연 네오테카노이드 및 아연 네오펜타노이드, 아연 카르복실레이트 중에서 선택되는 1종을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지르코늄 화합물은 폴리올 경화제 중에 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 지르코늄 화합물의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 점착성이 낮아지고, 기계적 강도의 향상 효과가 있다. 일반적으로 우레탄 방수 바닥재는 점착성이 낮아야 외부 환경으로부터의 오염물질이 도막에 붙지 않아야 우수한 물성을 나타나게 된다.
상기 지르코늄 화합물로는 지르코늄 옥토에이트, 지르코늄 나프텐네이트, 지르코늄 네오테카노이드 및 지르코늄 카르복실레이트 중에서 선택되는 1종을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리올 경화제는 비스무스 화합물 : 아연 화합물 : 지르코늄 화합물이 1 : 1 내지 50 : 1 내지 50 중량비로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 비스무스 화합물 : 아연 화합물 : 지르코늄 화합물의 중량비가 상기 범위 내에 있는 경우 경화 반응중 가교 반응 촉진 작용에 의하여 기계적 강도 향상 및 경화반응시간 조절 효과가 있다.
상기 폴리올 경화제는 상술한 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물 이외에 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 첨가되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는 체인연장제, 희석제 등을 들 수 있다. 이러한 첨가제는 임의의 목적에 따라 적절히 조절하여 첨가할 수 있다.
상기 체인연장제로는 4,4'-메틸렌 비스 오르소 클로로 아닐린(4,4'-Methylene bis Ortho-ChloroAniline;MOCA), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 1,4-부타디엔(1,4-Butadien), 트리메틸올프로판(TrimethylolPropane) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 희석제로는 미네랄스프릿(Mineral Spirits), 자일렌(Xylene), 톨루엔(Toluene), n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 친환경 폴리우레탄 조성물로 제조된 친환경 폴리우레탄 방수 바닥재를 제공하는 것이다.
상기 친환경 폴리우레탄 방수 바닥재는 통상적으로 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 방법을 채택하여 친환경 폴리우레탄 조성물로부터 제조할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기 표 1에 기재된 함량에 따라 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 아연 화합물, 지르코늄 화합물, 희석제 및 체인연장제를 반응기에 투입한 후 교반기로 혼합하여 폴리올 경화제를 제조하였다. 제조된 폴리올 경화제에 우레탄 프리폴리머 대 폴리올 경화제의 중량비가 1 : 2.5가 되도록 Free NCO 함량이 4.5중량%인 우레탄 프리폴리머를 배합하여 경화 반응시켜 폴리우레탄 경화물을 제조하였다.
구분 함량(중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
폴리올
 수평균분자량이 3,000인 폴리프로필렌글리콜 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
수평균분자량이 4,000인 폴리에테르글리콜 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
체인연장제 MOCA 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
착색안료 산화철 그린 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
체질안료 탄산칼슘 52.5 52 51.5 52 51.5 51
희석제 미네랄스프릿 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
비스무스 화합물 비스무스 옥토에이트 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0
아연 화합물 아연 옥토에이트 0.5 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0
지르코늄 화합물 지르코늄 옥토에이 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 1.0
비교예
하기 표 2에 기재된 함량에 따라 체질안료, 착색안료, 폴리올, 비스무스 화합물, 납 화합물, 희석제 및 체인연장제를 반응기에 투입한 후 교반기로 혼합하여 폴리올 경화제를 제조하였다. 제조된 폴리올 경화제에 우레탄 프리폴리머 대 폴리올 경화제의 중량비가 1 : 2.5가 되도록 Free NCO 함량이 4.5중량%인 우레탄 프리폴리머로 배합하여 경화 반응시켜 폴리우레탄 경화물을 제조하였다.
구분 함량(중량%)
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
폴리올 수평균분자량이 3,000인 폴리프로필렌글리콜 30.0 30.0 30.0 30.0
수평균분자량이 4,000인 폴리에테르글리콜 4.0 4.0 4.0 4.0
체인연장제 MOCA 3.0 3.0 3.0 3.0
착색안료 산화철 그린 8.0 8.0 8.0 8.0
체질안료 탄산칼슘 52.6 53.8 53.0 52.0
희석제 미네랄스프릿 1.0 1.0 1.0 1.0
비스무스 화합물 비스무스 옥토에이트 1.4 0 0 0
납 화합물 납 옥토에이트 0 0.1 0.5 1.0
아연 화합물 아연 옥토에이트 0 0.1 0.5 1.0
특성분석
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 폴리우레탄 경화물을 하기 측정방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
1) 인장강도
만능재료시험기 (5965, INSTRON Inc.)를 사용하여 KS F 3211 규격에 따라 측정하였다.
2) 인열강도
만능재료시험기 (5965, INSTRON Inc.)를 사용하여 KS F 3211 규격에 따라 측정하였다.
3) 파단시 신장률
만능재료시험기 (5965, INSTRON Inc.)를 사용하여 KS F 3211 규격에 따라 측정하였다.
4) 경도
Shore A Type 경도계를 사용하여 측정하였다.
5) 가사시간
BROOKFIELD 사의 디지탈 점도계로 사용하여 표준온도(25℃)에서　주제(우레탄 프리폴리머)와 폴리올 경화제를 혼합한 후 100,000cps까지의 도달시간을 측정하였다.
6) 점착성(tacky)
표준온도(25℃)에서 실시예 및 비교예의 주제인 우레탄 프리폴리머와 우레탄 폴리올 경화제를 각각 혼합한 다음, 평평한 시편에 두께 3mm로 도포하여 168시간 건조시켰다. 이렇게 건조된 시편물은 10mm × 10mm 크기로 2개 절단한 다음, 상부 표면끼리 맞붙여 10kg 중량의 누름쇠를 사용하여 1시간 동안 누르고, PICMA TACK TESTER를 사용하여 점착 강도를 측정하였다.
구분 인장강도
(N/㎟)		 인열강도
(N/㎜)		 파단시
신장률(%)		 경도
(Hs)		 가사시간
(분)		 점착성
(N)
실시예 1 2.76 19.33 460.46 62 53 0.36
실시예 2 2.84 20.37 474.22 63 52 0.35
실시예 3 2.99 21.60 480.35 63 51 0.14
실시예 4 3.09 22.51 489.63 64 39 0.34
실시예 5 3.14 23.16 495.32 65 38 0.32
실시예 6 3.21 24.97 501.43 66 37 0.12
비교예 1 3.05 22.45 478.52 65 38 0.25
비교예 2 2.13 16.82 390.84 52 52 0.88
비교예 3 2.68 18.64 442.32 58 45 0.87
비교예 4 3.01 20.95 480.58 62 39 0.86
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 6에서 지르코늄의 첨가량이 증가할수록 비교예 1보다 점착성(Tacky)의 개선이 뚜렷하여 도막의 끈적이는 정도가 개선되었고, 동시에 4대 유해 중금속인 납을 포함하지 않아 환경친화적인 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 비스무스 화합물 및 아연을 단독 사용한 비교예 2 내지 4의 경우, 비교예 1보다 기계적 강도가 저하되나, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 혼합 사용한 실시예 6의 경우에는 아연과 지르코늄의 첨가량이 증가될수록 강도가 현저히 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 6의 경우 비스무스의 첨가량을 조절하여 가사시간 조절이 가능한 것을 알 수 있었다. 따라서, 비스무스 화합물, 아연 화합물 및 지르코늄 화합물을 혼합하여 일정량 이상의 촉매로 사용할 경우 4대 유해 중금속을 포함하지 않음과 동시에 납 촉매를 사용한 조성물과 동등 이상의 기계적 강도 및 점착성 개선을 구현시키는 결과를 얻었다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.　

Claims (7)

  1. Free NCO 함량이 3 내지 7중량%인 우레탄 프리폴리머 및 폴리올 경화제를 포함하고,
    상기 폴리올 경화제는 체질안료 40 내지 60 중량%, 착색안료 0.1 내지 10 중량%, 폴리올 20 내지 40 중량%, 비스무스 화합물 0.01 내지 5 중량%, 아연 화합물 0.01 내지 5 중량% 및 지르코늄 화합물 0.01 내지 5 중량%를 포함하는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 프리폴리머 및 폴리올 경화제는 우레탄 프리폴리머대 폴리올 경화제가 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함되는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리올 경화제는 비스무스 화합물: 아연 화합물 : 지르코늄 화합물이 1 : 1 내지 50 : 1 내지 50의 중량비로 포함되는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 비스무스 화합물은 비스무스 옥토에이트, 비스무스 나프텐네이트, 비스무스 프로피오네이트, 비스무스 말레이네이트, 비스무스 네오테카노이드 및 비스무스 네오펜타노이드로 구성된 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아연 화합물은 아연 옥토에이트, 아연 나프텐네이트, 아연 프로피오네이트, 아연 말레이네이트, 아연 네오테카노이드, 아연 네오펜타노이드 및 아연 카르복실레이트로 구성된 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지르코늄 화합물은 지르코늄 옥토에이트, 지르코늄 나프텐네이트, 지르코늄 네오테카노이드 및 지르코늄 가르복실레이트로 구성된 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 폴리우레탄 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 친환경 폴리우레탄 조성물로 제조된 친환경 폴리우레탄 방수 바닥재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190073672A (ko) * 2017-12-19 2019-06-27 주식회사 아트캠 친환경 폴리우레탄 조성물 및 그 제조 방법

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