KR20150057173A - 폴리우레탄 중합 조성물 및 이로부터 중합된 폴리우레탄 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀 가교제를 포함하는 폴리우레탄 중합 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리우레탄은 가교제로 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀를 사용하여 구조적인 변화를 주지 않고도 소프트 세그먼트의 유리전이온도 범위를 효율적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 물리적인 성질을 크게 변화시키지 않으면서도 열안정성이 향상된 폴리우레탄을 제공할 수 있다.

Description

폴리우레탄 중합 조성물 및 이로부터 중합된 폴리우레탄{Composition using polymerization of polyurethane and polyurethane polymerized thereof}
본 발명은 폴리우레탄 중합 조성물 및 이로부터 중합된 폴리우레탄에 관한 발명으로, 상세하게는 폴리이소시아네이트 및 폴리올에 가교제로 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀(4,4',4"-(1,3,5-triazine-2,4,6-triyl)triphenol, HPT)를 사용하여 열안정성을 높인 폴리우레탄 중합 조성물 및 폴리우레탄에 관한 발명이다.
폴리우레탄은 1930년대 말 Otto Bayer에 의해 합성된 이후, 접착제, 코팅제, 도료의 중요한 첨가물로 쓰이며, 잉크, 도료 등의 바인더로써도 널리 쓰이는 고분자 화합물이다.
폴리우레탄은 여러 반응물의 반응으로 합성하는데, 그 반응물들은 2개의 알콜기를 가지는 폴리올(polytetrahydrofuran, PolyTHF)과 2개의 아이소시아네이트를 가지는 화합물, 2개의 알코올 또는 아민 관능기를 가지는 확장제(chain extender) 또는 3개 이상의 관능기를 가지는 가교제(cross linker), 주석계 또는 아민계 촉매, 그리고 폴리올과 아이소시아네이트 화합물의 반응결과 생기는 폴리우레탄의 양쪽 끝단에 있는 아이소시아네이트를 캡핑하는 캡핑제로 이루어져있다.
확장제 또는 가교제의 알콜 관능기의 한쪽 끝단은 폴리올과 반응한 이소시아네이트 작용기와 반응하여 펩타이드 결합을 형성하며, 다른 끝단 또한 다른 폴리올과 반응한 이소시아네이트와 반응하여 펩타이드 결합을 만드는데, 결과적으로 폴리이써로 구성된 부드러운 영역(soft segments)을 다른 부드러운 영역(soft segments)과 연결하는 펩타이드 결합을 형성하는 딱딱한 영역(hard segments)을 만들게 되는데 이렇게 단단한 부분과 부드러운 부분을 갖는 폴리우레탄을 폴리우레탄 탄성체라 불린다.
이렇게 만들어진 부드러운 영역(소프트 세그먼트)은 비극성의 성질을 가지며, 상온보다 낮은 유리전이온도(Tg)를 가지며, 딱딱한 영역(하드 세그먼트)은 극성의 성질을 가지며 상온보다 높은 유리전이온도(Tg)를 가지면서 상분리가 일어나게 되어 폴리우레탄의 고분자 거동에 중요한 영향을 미친다.
상분리를 만드는 탄성체적 성질은 가교된 정도에 영향을 받는데, 이때 알코올 또는 아민 관능기가 3개 이상인 가교제를 사용하여 가교된 정도를 조절하여 분자량에 영향을 준다. 기존에 쓰이는 가교제는 US 5,278,257에서처럼 1,1,1-trimethylolpropane(TMP), 1,1,1-trimethylolethane, 1,2,6-hexanetriol, glycerol, pentaerythritol, sorbitol이 쓰이거나 WO 2011-056357에서처럼 bisphenol A, bisphenol F, 또는 US 8,076,424 B2에서 보이는 것처럼 1,2-hydroxybenzene, phenolphthalein, fluorescein, phloroglucinol 등이 쓰이고 있다. 그러나 상기 물질들은 열분해온도가 높아 난연성을 부여하기 어렵다는 단점이 있다.
미국 공개특허 5,278,257 (1994년 01월 11일) PCT 공개특허 WO/2011/056357 (2011년 05월 12일) 미국 등록특허 8,076,424 (2011년 12월 13일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 폴리우레탄의 물리적인 성질을 크게 변화시키지 않으면서도 열안정성이 향상된 폴리우레탄 조성물의 제공을 목적으로 한다. 구체적으로 폴리이소시아네이트 및 폴리올에 트리아진계 가교제를 첨가하여 구조적인 변화를 주지 않고도 소프트 세그먼트의 유리전이온도 범위를 효율적으로 조절하여 열안정성을 향상시킨 폴리우레탄 조성물 및 이로부터 중합된 폴리우레탄의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 폴리우레탄 중합 조성물 및 이로부터 중합된 폴리우레탄에 관한 발명이다.
본 발명의 일 양태는 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀 가교제를 포함하는 폴리우레탄 중합 조성물에 관한 것이다.
상기 폴리우레탄 중합 조성물에서 상기 폴리이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 폴리올은 폴리에테르디올, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 폴리에스터폴리올, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 및 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
또한 상기 폴리우레탄 중합 조성물은 이소시아네이트 5 내지 20 중량%, 폴리올 60 내지 80 중량%, 가교제 0.1 내지 2 중량% 및 사슬종결제 12 내지 25 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 상기 폴리우레탄 중합 조성물을 중합하여 제조된 폴리우레탄에 관한 것이다. 이때 상기 폴리우레탄은 중량평균분자량 6,000 내지 70,000, 다분산지수 1.5 내지 10, 열분해온도 250 내지 300 ℃일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄은 가교제로 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀를 사용하여 구조적인 변화를 주지 않고도 소프트 세그먼트의 유리전이온도 범위를 효율적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 물리적인 성질을 크게 변화시키지 않으면서도 열안정성이 향상된 폴리우레탄을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 통해 제조된 폴리우레탄의 GPC data를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예를 통해 제조된 폴리우레탄의 TGA data를 도시한 그래프이다.
이하 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명에 따른 폴리우레탄 중합 조성물 및 이를 중합하여 제조된 폴리우레탄을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 중합 조성물은 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀 가교제를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 이소시아네이트기(-NCO)의 관능도가 2 이상의 지방족 또는 시클로지방족일 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트로 예를 들면 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트 등을 들 수 있다. 또한 상기 폴리이소시아네이트는 단독으로도 사용할 수 있으나, 두 종류 이상을 혼합하여도 무방하다.
상기 언급한 폴리이소시아네이트에 더해 관능도 2 이상 및 우레트디온, 이소시아누레이트, 우레탄, 알로파네이트, 뷰렛, 이미노옥사디아진디온 또는 옥사디아진트리온 구조를 갖는 개질된 디이소시아네이트, 및 또한 이들의 일정한 비율의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 언급한 유형의 폴리이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트 혼합물은 지방족 또는 시클로지방족에 이소시아네이트가 부착되어 있으며, 이소시아네이트기(-NCO)의 관능도가 2 이상, 바람직하게는 2 내지 5인 것이 좋다.
상기 폴리올로 예를 들면 폴리에스테르 폴리올, 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리우레탄 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트 폴리올, 폴리우레탄 폴리에스테르 폴리올, 폴리우레탄 폴리에테르 폴리올, 폴리우레탄 폴리카르보네이트 폴리올 및 폴리에스테르 폴리카르보네이트 폴리올 등을 들 수 있다. 상기 폴리올은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
이러한 폴리에스테르 폴리올은 디올 및 또한 임의로는 트리올 및 테트라올, 및 디카르복실산 및 또한 임의로는 트리카르복실산 및 테트라카르복실산 또는 히드록시 카르복실산 또는 락톤으로부터 형성된 잘 알려진 중축합물이다. 자유 폴리카르복실산 대신에, 폴리에스테르를 제조하기 위한 저급 알콜의 상응하는 폴리카르복실산 무수물 또는 상응하는 폴리카르복실산 에스테르를 사용할 수도 있다.
적합한 디올의 예는 에틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 또한 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 부탄디올(1,3), 부탄디올(1,4), 헥산디올(1,6) 및 이성질체, 네오펜틸 글리콜 또는 네오펜틸 글리콜 히드록시피발레이트이며, 그 중 헥산디올(1,6) 및 이성질체, 부탄디올(1,4), 네오펜틸 글리콜 및 네오펜틸 글리콜 히드록시피발레이트가 바람직하다. 이들 이외에, 폴리올, 예컨대 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 또는 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트를 사용할 수도 있다.
유용한 디카르복실산은 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로프탈산, 시클로헥산디카르복실산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 글루타르산, 테트라클로로프탈산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 말론산, 수베르산, 2-메틸숙신산, 3,3-디에틸 글루타르산 및/또는 2,2-디메틸숙신산을 포함한다. 상응하는 무수물을 또한 산의 공급원으로서 사용할 수 있다.
에스테르화될 폴리올의 평균 관능도가 2를 초과하는 경우, 모노카르복실산, 예컨대 벤조산 및 헥산카르복실산을 또한 첨가할 수 있다. 바람직한 산은 상기 언급한 종류의 지방족 또는 방향족 산이다. 아디프산, 이소프탈산 및 프탈산이 특히 바람직하다.
말단 히드록실기를 갖는 폴리에스테르 폴리올의 제조에서 반응 구성원으로서 유용한 히드록시 카르복실산은, 예를 들어 히드록시카프로산, 히드록시부티르산, 히드록시데칸산, 히드록시스테아르산 등을 포함한다. 적합한 락톤은 카프로락톤, 부티로락톤 및 동족체를 포함한다. 카프로락톤이 바람직하다.
본 발명에 따른 디올의 예는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3 부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-비스히드록시메틸시클로헥산, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 디프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 디부틸렌 글리콜, 폴리부틸렌 글리콜, 비스페놀 A 및 상기 언급한 종류의 락톤-개질된 디올이다.
본 발명에 따른 폴리에테르 폴리올은 예를 들어 잘 알려진 폴리우레탄 화학의 폴리테트라메틸렌 글리콜 폴리에테르가 포함되고 이는 양이온성 개환에 의한 테트라히드로푸란의 중합에 의해 얻을 수 있다.
유용한 폴리에테르 폴리올은 또한 2- 또는 다관능성 출발 분자 상의 스티렌 옥시드, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 부틸렌 옥시드 및/또는 에피클로로히드린의 잘 알려진 부가 생성물을 포함한다. 2- 또는 다관능성 출발 분자 상의 에틸렌 옥시드의 적어도 비례적인 첨가를 기반으로 하는 폴리에테르 폴리올을 또한 성분 A4) (비이온성 친수성화제)로서 사용할 수 있다.
유용한 출발 분자는 모든 종래 기술의 화합물, 예를 들어 물, 부틸 디글리콜, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 에틸렌디아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄디올을 포함한다.
상기 폴리올로 가장 바람직하게는 중량평균분자량 2,000 내지 6,000 의 중합체 폴리올, 예를 들어 폴리에테르디올, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 폴리에스터폴리올, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 및 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있으며, 이중 폴리테트라히드로퓨란다이올을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한 상기 폴리올에서 하이드록시(-OH) 관능도는 2 인 것이 좋으나, 본 발명이 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 가교제는 트리아진계 화합물로서 하기 화학식 1의 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀(HPT)을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
기존에 사용되던 가교제는 대부분 알킬을 백본으로 하고 여기에 두 개 이상의 알코올이 붙어있는 구조였었다. 본 발명에 따른 가교제는 트리아진에 세 개의 하이드록시페닐이 결합되어 아로마틱 성질이 강화되었으며, 이로 인해 기존의 폴리우레탄 중합체에 비해 낮은 유리전이온도 및 높은 열분해온도를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 가교제를 포함한 폴리우레탄 중합체의 반응과정을 설명하면 하기 반응식 1과 같다.
[반응식 1]
Figure pat00002
상기와 같이 본 발명에 따른 HPT 가교제는 상기 하이드록시페닐에서 하이드록시기의 결합위치가 트리아진에 대해 파라(para)위치에 있어 폴리우레탄 공중합체와의 결합이 구조적으로 용이하며, 결합 후에도 사슬 내 원자결합의 회전에 의해 생기는 공간상의 배열이 자유로워 중합체의 가공성이 크게 향상될 수 있다. 또한 아로마틱 그룹이 풍부하여 폴리올 당량 대비 10% 내외의 적은 양만을 사용하여도 본원의 물성을 충분히 나타낼 수 있으며, 일반적으로 가교제로 사용하는 트리메틸올프로판(trymethylolpropane, TMP)에 비해 당량대비 절반의 사용으로도 탄성체의 물성에 영향을 주어, 적은 양으로도 중합체의 유리전이온도 조절이 쉽고 열적 안정성이 우수한 장점이 있다.
상기 사슬종결제는 이소시아네이트-반응성 기를 갖는 아민, 예컨대 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 이소노닐옥시프로필아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, N-메틸아미노프로필아민, 디에틸(메틸)아미노프로필아민, 모르폴린, 피페리딘 또는 이들의 적합한 치환된 유도체, 디일차 아민 및 모노카르복실산으로부터 형성된 아미드 아민, 디일차 아민의 모노케팀, 일차/삼차 아민, 예컨대 N,N-디메틸아미노프로필아민 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 아민류 이외에 합성된 폴리우레탄의 양쪽 끝단에 있는 이소시아네이트를 알콜 관능기 하나인 페놀이나 2-allylphenol 같은 알코올, 또는 비스페놀 A 같은 알콜 관능기 2개, 또는 에폭시 관능기 하나 또는 에폭시 2개가 있는 비스페놀 A 에폭시 수지로 캡핑(capping)할 수 있다. 다만 본 발명에서 상기 알코올은 종류에 한정하지 않으며, 바람직하게는 2-allyphenol을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 사슬종결제는 상기와 같은 아민류, 알콜류 또는 둘 모두를 함께 사용할 수 있으나, 아민류의 경우, 과량 첨가로 인해 미반응 사슬종결제가 남을 수 있으며, 상기 사슬종결제를 포함하는 폴리우레탄 조성물이 상온에서 에폭시 반응이 쉽게 일어날 수 있다. 따라서 알콜류를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 폴리우레탄 중합 조성물은 이소시아네이트 5 내지 20 중량%, 폴리올 60 내지 80 중량%, 가교제 0.1 내지 2 중량% 및 사슬종결제 12 내지 25 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 중합 조성물은 필요에 따라 촉매 및 사슬연장제 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 촉매는 당업계에서 통상적으로 사용하는 촉매, 예를 들어 아민계촉매, 유기 티탄 화합물계 및 유기 주석 화합물계 촉매에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기 주석 화합물계 촉매로 dibutyl tin dilaurate 또는 di-n-butylbis(dodecylthio)tin을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 사슬연장제는 폴리우레탄 중합체의 이소시아네이트기와 반응하는 NH2- 및 NH-성분 중 어느 하나 이상의 관능성 성분을 가지는 것으로 디아민 또는 폴리아민, 예컨대 에틸렌디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 이소포론디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민의 이성질체 혼합물, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 디아미노디시클로헥실메탄 및/또는 디메틸에틸렌디아민 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 사슬연장제로 일차 아미노기뿐만 아니라 이차 아미노기를 갖거나 OH기뿐만 아니라 아미노기 (일차 또는 이차)를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이들의 예는 사슬 연장 또는 종결을 위한 일차/이차 아민, 예컨대 디에탄올아민, 3-아미노-1-메틸아미노프로판, 3-아미노-1-에틸-아미노프로판, 3-아미노-1-시클로헥실아미노프로판, 3-아미노-1-메틸아미노부탄, 알칸올아민, 예컨대 N-아미노에틸에탄올아민, 에탄올아민, 3-아미노프로판올, 네오펜탄올아민 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 중합체 조성물은 폴리올이 80 내지 95℃의 고온에서 녹기 때문에 용매가 따로 필요하지 않다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄은 중량평균분자량 6,000 내지 70,000 다분산지수 1.5 내지 10 열분해온도 250 내지 300 ℃일 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명에 따른 폴리우레탄 중합 조성물 및 이로부터 제조된 폴리우레탄을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 비교예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 폴리우레탄의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
(유리전이온도)
유리전이온도는 Differential scanning calorimetry (DSC) 장비모델 TA DSC Q-200를 이용하여 이루어졌으며 측정은 질소분위기, 10∼20 mg의 질량범위, 10℃/min의 승온 속도로 -50∼200 ℃ 범위 내에서 이루어졌다. 2nd run을 통해서 유리전이온도를 얻었다.
(열분해온도)
열분해온도는 열중량분석기(TGA/SDT A851E, Mettler Toledo)를 사용하여 질소 분위기 하에서 10 ℃/min의 승온속도와 25 내지 800℃의 온도범위로 초기 10% 중량 감소 시의 온도 조사하였다.
(다분산지수)
다분산지수는 GPC 장비인 1260 infinity (aqilent Tech.) gel permeation 크로마토 그래피로 측정, THF를 용매로 사용하여 측정하였다.
(평균분자량)
평균분자량은 GPC 장비인 1260 infinity (aqilent Tech.) gel permeation 크로마토 그래피로 측정, THF를 용매로 사용하여 측정하였다.
(실시예) - PU@HPT (HPT를 가교제로 사용한 폴리우레탄 합성)
중량평균분자량 2,000의 폴리테트라히드로퓨란(PolyTHF 2000) 80g을 3구 플라스크에 넣은 후, 82℃에서 가열하여 완전히 녹였다. 다음 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀 0.6g을 13㎖ 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI)에 분산시킨 후, 폴리테트라히드로퓨란에 혼합하였다. 그리고 주석계 촉매(di-n-butylbis(dodecylthio)tin, 0.8㎕)를 첨가한 후, 40분 반응시켰다. 반응이 끝난 후 이소시아네이트 말단기를 캡핑하기 위해 2-allyphenol을 20 ㎖ 첨가한 후, 온도를 100℃로 올려 2시간 감압하여 잔류물을 제거한 후, 다시 온도를 실온(20℃)으로 낮추어 반응을 종료시켜 점성이 강한 액상의 폴리우레탄을 얻었다. 제조된 폴리우레탄의 수평균분자량, 중량평균분자량, 다분산지수, 유리전이온도 및 열분해온도를 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(비교예) PU@TMP (1,1,1-trimethylolpropane (TMP)을 가교제로 사용한 폴리우레탄의 합성)
가교제로 1,1,1-trimethylolpropane (TMP) 0.5g 을 첨가하여 녹인 후 13mL 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HMDI)를 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 제조하여 점성이 강한 액상의 폴리우레탄을 얻었다. 제조된 폴리우레탄의 수평균분자량, 중량평균분자량, 다분산지수, 유리전이온도 및 열분해온도를 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
[표 1]
Figure pat00003
상기 표 1 및 도 1, 2와 같이 본 발명에 따른 폴리우레탄은 가교제로 HPT를 사용함에 따라 실시예에 비해 더 낮은 유리전이온도를 가지며, 열분해온도가 높아 화재 시에 열적으로 보다 안정한 성질을 가질 수 있음을 확인하였다.

Claims (6)

  1. 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 4,4',4"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일)트리페놀 가교제를 포함하는 폴리우레탄 중합 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 3,5,5-트리메틸-1-이소시아노-3-이소시아나토메틸시클로헥산, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 1,4-부틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(4,4`-이소시아네이토시클로헥실)메탄, 1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트, 4-이소시아네이토메틸-1,8-옥탄 디이소시아네이트 및 (C1-C8)알킬기를 가지는 알킬 2,6-디이소시아네이토헥사노에이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 폴리우레탄 중합 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올은 폴리에테르디올, 비스페놀 A, 비스페놀 S, 폴리에스터폴리올, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 에리트리톨, 펜타에리트리톨, 트리메틸올벤젠 및 트리스히드록시에틸 이소시아누레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 폴리우레탄 중합 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 중합 조성물은 이소시아네이트 5 내지 20 중량%, 폴리올 60 내지 80 중량%, 가교제 0.1 내지 2 중량% 및 사슬종결제 12 내지 25 중량%를 포함하는 폴리우레탄 중합 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 하나의 폴리우레탄 중합 조성물을 중합하여 제조된 폴리우레탄.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 폴리우레탄은 중량평균분자량 6,000 내지 70,000, 다분산지수 1.5 내지 10, 열분해온도 250 내지 300 ℃인 폴리우레탄.
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