KR20200062302A - 폴리우레탄 복합재 - Google Patents

폴리우레탄 복합재 Download PDF

Info

Publication number
KR20200062302A
KR20200062302A KR1020207012741A KR20207012741A KR20200062302A KR 20200062302 A KR20200062302 A KR 20200062302A KR 1020207012741 A KR1020207012741 A KR 1020207012741A KR 20207012741 A KR20207012741 A KR 20207012741A KR 20200062302 A KR20200062302 A KR 20200062302A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diphenylmethane diisocyanate
polyurethane composition
isocyanate
polyurethane
weight
Prior art date
Application number
KR1020207012741A
Other languages
English (en)
Inventor
젠 유 키안
수에 동 리
양 춘 조우
지안 펭 수
Original Assignee
바스프 에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바스프 에스이 filed Critical 바스프 에스이
Publication of KR20200062302A publication Critical patent/KR20200062302A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6415—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63 having nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 폴리우레탄 조성물로서, (1) 이소시아네이트; 및 (2) 이소시아네이트 반응성 화합물을 포함하며, 이소시아네이트는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하고, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양이 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 10 ∼ 100 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 폴리우레탄 조성물 및 보강재를 포함하는 폴리우레탄 복합재, 그리고 상기 폴리우레탄 복합재로부터 제조된 물품에 관한 것이다.

Description

폴리우레탄 복합재
본 발명은 폴리우레탄 조성물, 상기 폴리우레탄 조성물 및 보강재를 포함하는 폴리우레탄 복합재, 그리고 상기 폴리우레탄 복합재로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
오늘날 폴리우레탄(PU) 복합재는 그의 광범위한 특성 때문에 다수의 응용 분야에서 사용된다. 특히, 폴리우레탄 복합재는 전통적인 구조 재료, 예컨대 콘크리트, 강철, 알루미늄 및 통상적인 열경화성 수지와 비교하여 인발 성형 공정에서 탁월한 성능 및 고유한 장점을 나타낸다.
인발 성형 공정은 섬유 강화 프로파일을 제조하기 위한 연속적인 공정이며, 여기서 섬유는 개방형 배쓰 또는 폐쇄형 주입 박스에서 폴리우레탄 조성물에 의해 함침된 다음, 성형 및 경화된다. 폴리우레탄은 다양한 장점을 갖지만, 가공 시간이 비교적 짧기 때문에 인발 성형 공정에 의해 대형 부품, 예컨대 교량 구성부재, 대형 인조 목재, 대형 기둥 구조, 복잡한 윈도우 프로파일, 리퍼 컨테이너 등을 제조하기가 어렵다.
CN 104045806 A에는, a) 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하는 폴리이소시아네이트 성분; 및 b) 이소시아네이트 반응성 성분을 포함하는 폴리우레탄 복합재를 제조하기 위한 폴리우레탄 조성물이 개시되어 있다.
US 2013/0309924 A1에는, A) 폴리에테르 폴리올, B) 에폭시드를 C) 유기 폴리이소시아네이트와 반응시킴으로써 수득 가능한 강화형 인발 성형 폴리우레탄이 개시되어 있다.
US 8,663,414 B2에는, a) 디이소시아네이트 또는 폴리이소시아네이트, b) 이소시아네이트에 대하여 반응성인 2 이상의 기를 갖는 화합물, c) 촉매, d) 2 이상의 작용도를 갖는 다염기산, 및 임의로 추가의 보조제 또는 첨가제를 포함하는 인발 성형 수지 시스템으로서, 다염기산의 비점이 표준 압력에서 200℃ 이상이고, 다염기산은 이소시아네이트에 대하여 반응성인 2 이상의 기를 갖는 화합물에 가용성인 인발 성형 수지 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 보다 큰 크기의 부품을 제조할 수 있도록 비교적 긴 가공 시간을 갖는 폴리우레탄 조성물을 발견해야할 필요가 여전히 있다.
따라서, 본 발명은 폴리우레탄 조성물로서,
(1) 이소시아네이트; 및
(2) 이소시아네이트 반응성 화합물
을 포함하며, 이소시아네이트는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,2'-MDI) 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(2,4'-MDI)를 포함하고, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양이 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 10 ∼ 100 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물을 제공한다.
본 발명은
(1) 상기 폴리우레탄 조성물; 및
(2) 보강재
를 포함하는 폴리우레탄 복합재를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 폴리우레탄 복합재로부터 제조된 물품을 제공한다.
본 발명의 폴리우레탄 조성물은 연장된 겔화 시간을 갖기 때문에, 이 폴리우레탄 조성물은 대형 부품, 예컨대 교량 구성부재, 대형 인조 목재, 대형 기둥 구조, 복잡한 윈도우 프로파일, 리퍼 컨테이너 등을 제조하는 데 특히 적합하다.
실시양태
본 발명의 한 실시양태에서, 폴리우레탄 조성물이 제공되며, 여기서 그 폴리우레탄 조성물은 (1) 이소시아네이트; 및 (2) 이소시아네이트 반응성 화합물을 포함하고; 이소시아네이트는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하며, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양이 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 10 ∼ 100 중량%, 바람직하게는 15 ∼ 70 중량%, 더 바람직하게는 20 ∼ 50중량%, 더욱더 바람직하게는 20 ∼ 30 중량% 범위이다.
폴리우레탄 조성물에서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총량은 이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 50 ∼ 100 중량%, 바람직하게는 60 ∼ 90 중량%, 더 바람직하게는 60 ∼ 80 중량% 범위이다.
폴리우레탄 조성물은 콤팩트 또는 폼일 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 폴리우레탄 조성물은 30 g/l ∼ 900 g/l의 자유 발포 밀도(free rise density)를 갖는다.
이소시아네이트는, 보다 많은 수의 고리를 갖는 모노머 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 디페닐메탄 디이소시아네이트 동족체의 혼합물(폴리머 MDI), 톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 예를 들어 톨릴렌 디이소시아네이트 이성질체, 예컨대 톨릴렌 2,4- 또는 2,6-디이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물, 나프틸렌 디이소시아네이트(NDI), 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-MDI), 폴리머 MDI, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적상 "폴리올"로도 지칭되는 이소시아네이트 반응성 화합물은, 이소시아네이트에 대하여 반응성인 2 이상의 기, 예컨대 OH, SH, NH, NH2, -COON, 및 CH-산성기를 갖는 임의의 화합물을 포함할 수 있다.
이소시아네이트 반응성 화합물은 당업자에게 공지되어 있고, 예로서 문헌["Kunststoffhandbuch, 7, Polyurethane" [Plastics Handbook, 7, Polyurethanes] Carl Hanser-Verlag, 3rd edition, 1993, chapter 3.1]에 기술되어 있다. 이소시아네이트 반응성 화합물의 예는 폴리에테롤 또는 폴리에스테롤이다. 이소시아네이트 반응성 화합물은 2차 OH기를 포함하는 폴리에테롤 또는 폴리에스테롤, 예컨대 폴리산화프로필렌일 수 있다. 이들 폴리에테롤 또는 폴리에스테롤의 작용도는 바람직하게는 2 ∼ 4, 특히 바람직하게는 2 ∼ 3이다.
이소시아네이트에 대하여 반응성인 2 ∼ 8 개의 수소 원자를 갖는 폴리에테롤 및/또는 폴리에스테롤을 사용하고, 저분자량 폴리올, 예컨대 글리세롤, 디프로필렌 글리콜 및/또는 트리프로필렌 글리콜을 사용하는 것이 일반적이다. 이들 화합물의 OH가는 통상 30 ∼ 2000 mg KOH/g 범위, 바람직하게는 40 ∼ 1000 mg KOH/g 범위이다. 이소시아네이트에 대하여 반응성인 2 이상의 기를 갖는 본원에 사용된 모든 이소시아네이트 반응성 화합물의 평균 OH가는 100 ∼ 1000 mg KOH/g, 바람직하게는 300 ∼ 900 mg KOH/g이다.
폴리에테롤은 공지된 방법에 의해 얻어지며, 예를 들어, 촉매의 존재 하에 2 ∼ 8 개, 바람직하게는 2 ∼ 6 개, 특히 바람직하게는 2 ∼ 4 개의 반응성 수소 원자를 포함하는 1 이상의 출발 분자를 첨가하는 산화알킬렌의 음이온성 중합을 통해 얻어진다. 사용되는 촉매는 알칼리 금속 수산화물, 예컨대 수산화나트륨 또는 수산화칼륨, 또는 알칼리 금속 알코올레이트, 예컨대 나트륨 메톡시드, 나트륨 에톡시드, 칼륨 에톡시드 또는 칼륨 이소프로폭시드, 또는 양이온 중합의 경우, 루이스산, 예컨대 안티몬 펜타클로라이드, 붕소 트리플루오라이드 에테르레이트, 또는 표백토를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 촉매는 DMC 촉매로 공지된 이중 금속 시안화물 화합물이다.
사용되는 산화알킬렌은 바람직하게는 알킬렌 모이어티에 2 ∼ 4 개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 화합물, 예를 들어 테트라히드로푸란, 산화에틸렌, 프로필렌 1,2-옥사이드, 부틸렌 1,2-옥사이드 또는 부틸렌 2,3-옥사이드(각각의 경우에 단독으로 또는 혼합물의 형태로), 바람직하게는 프로필렌 1,2-옥사이드 및/또는 산화에틸렌, 특히 프로필렌 1,2-옥사이드를 포함한다.
사용될 수 있는 출발 분자의 예는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 당 유도체, 예컨대 수크로오스, 헥시톨 유도체, 예컨대 소르비톨, 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 부틸아민, 벤질아민, 아닐린, 톨루이딘, 톨루엔디아민, 나프틸아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 4,4'-메틸렌디아닐린, 1,3-프로판디아민, 1,6-헥산디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 및 또한 다른 2가 또는 다가 알코올, 또는 2염기 또는 다염기 아민이다.
사용되는 폴리에스테르 알코올은 주로, 2 ∼ 12 개의 탄소 원자를 갖는 다가 알코올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 부탄디올, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 또는 펜타에리트리톨과, 2 ∼ 12 개의 탄소 원자를 갖는 다염기 카르복실산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 말레산, 푸마르산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 및 나프탈렌디카르복실산의 이성질체, 또는 이들의 무수물과의 축합을 통해 제조된다.
폴리에스테르를 제조하는 데 동시에 사용될 수 있는 다른 출발 물질은 소수성 물질이다. 소수성 물질은 비극성 유기 모이어티를 포함하고 또한 히드록시, 카르복실산, 카르복실산 에스테르 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 1 이상의 반응성 기를 갖는, 물에 불용성인 물질이다. 소수성 물질의 당량은 바람직하게는 130 ∼ 1000 g/mol이다. 사용될 수 있는 물질의 예는 지방산, 예컨대 스테아르산, 올레산, 팔미트산, 라우르산 또는 리놀레산, 및 또한 유지, 예컨대 피마자유, 옥수수유, 해바라기유, 대두유, 코코넛 오일, 올리브유 또는 톨유이다. 폴리에스테르가 소수성 물질을 포함하는 경우, 소수성 물질의 비율은, 폴리에스테르 알코올의 총 모노머 함량을 기준으로 바람직하게는 1 ∼ 30 몰%, 특히 바람직하게는 4 ∼ 15 몰%이다.
사용되는 폴리에스테롤의 작용도는 바람직하게는 1.5 ∼ 5, 특히 바람직하게는 1.8 ∼ 3.5이다.
한 특히 바람직한 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 화합물은 폴리에테롤, 특히 배타적으로 폴리에테롤을 포함한다. 폴리에테롤의 실제 평균 작용도는 바람직하게는 2 ∼ 4, 특히 바람직하게는 2.5 ∼ 3.5, 특히 2.8 ∼ 3.2이고, 이들의 OH가는 바람직하게는 300 ∼ 900 mg KOH/g이며, 이들의 2차 OH기 함량은 바람직하게는 50% 이상, 바람직하게는 60% 이상, 특히 바람직하게는 70% 이상, 특히 80% 이상이다. 본원에 사용된 폴리에테롤은 바람직하게는, 출발 물질로서의 글리세롤 및 프로필렌-1,2-옥사이드를 기초로 하는 폴리에테롤을 포함한다.
폴리우레탄 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 폴리우레탄의 제조에 공지된 임의의 보조제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 언급될 수 있는 예는 계면활성제, 이형제, 커플링제, 충전제, 염료, 안료, 난연제, 가수분해 안정화제, 점도 감소제, 수분 제거제, 소포제, 그리고 또한 항진균 및 항균 작용을 갖는 물질이다. 이 유형의 물질은 공지되어 있으며, 예로서 문헌["Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane" [Plastics Handbook, volume 7, Polyurethanes] Carl Hanser Verlag, 3rd edition 1993, 챕터 3.4.4 및 3.4.6 ∼ 3.4.11]에 기술되어 있다.
사용될 수 있는 점도 감소제의 예는 y-부티로락톤, 프로필렌 카보네이트 및 또한 반응성 희석제, 예컨대 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 트리프로필렌 글리콜이다.
사용될 수 있는 커플링제는 실란, 예컨대 이소시아네이트 실란, 에폭시실란 또는 아미노실란을 포함한다. 이 유형의 물질은 예로서 문헌[E. P. Plueddemann, Silane Coupling Agents, 2nd ed., Plenum Press, New York, 1991] 및 문헌[K. L. Mittal, ed., Silanes and Other Coupling Agents, VSP, Utrecht, 1992]에 기술되어 있다.
사용될 수 있는 이형제는 폴리우레탄의 제조에 사용되는 임의의 통상적인 이형제, 예를 들어 장쇄 카르복실산, 특히 지방산, 예컨대 스테아르산, 장쇄 카르복실산의 아민, 예컨대 스테아르아미드, 지방산 에스테르, 장쇄 카르복실산의 금속 염, 예컨대 스테아르산아연 또는 실리콘이다. 특히 적합한 물질은, 예를 들어 Axel Plastics 또는 Technick Products로부터, 인발 성형 공정을 위해 특이적으로 얻을 수 있는 내부 이형제이다. Technick Products의 내부 이형제는 인산 및 지방산을 포함할 가능성이 있다. Axel Plastics의 내부 이형제는 지방산을 포함할 가능성이 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 이소시아네이트 반응성 화합물 대 이소시아네이트의 몰비는 1:0.5 ∼ 1:2 범위이다.
폴리우레탄 복합재가 또한 제공되며, 여기서 폴리우레탄 복합재는
(1) 상기 폴리우레탄 조성물; 및
(2) 보강재
를 포함한다.
바람직하게는, 보강재는 섬유 재료이다. 사용되는 섬유 재료는 임의의 유형의 연속 필라멘트 섬유를 포함할 수 있다. 본원에서 연속 필라멘트 섬유는 길이가 적어도 복수의 미터인 섬유 재료를 의미한다. 이들 재료는 예를 들어 롤로부터 풀린다. 본원에서 사용되는 섬유 재료는 섬유 로빙, 편조 섬유, 섬유 매트, 섬유 스크림 및 직조 섬유로 공지된 개별 섬유들을 포함할 수 있다. 특히 편조 섬유, 꼬인 섬유, 섬유 스크림 또는 직조 섬유와 같은 섬유 복합재의 경우, 상기 섬유 구조 내에 포함된 개별 섬유 내에 포함된 보다 짧은 개별 섬유가 있을 수도 있다. 섬유 재료는 유리 섬유, 유리 매트, 탄소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 천연 섬유, 아라미드 섬유, 현무암 섬유 또는 나일론 섬유를 포함하거나 이들로 구성되는 것이 바람직하고, 탄소 섬유 또는 유리 섬유를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 한 실시양태에서, 폴리우레탄 조성물 대 보강재의 중량비는 10:90 ∼ 70:30, 바람직하게는 15:85 ∼ 50:50, 더 바람직하게는 18:82 ∼ 30:70 범위이다.
일반적으로, 폴리우레탄 복합재는 폴리우레탄 조성물의 성분들을 혼합하여 폴리우레탄 반응 혼합물을 얻은 다음, 생성된 반응 혼합물로 보강재를 함침시킴으로써 제조된다.
본 발명은 또한 인발 성형에 의해 상기 폴리우레탄 복합재로부터 제조된 물품을 제공한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 물품은 교량 구성부재, 대형 인조 목재, 대형 기둥 구조, 복잡한 윈도우 프로파일, 리퍼 컨테이너이다.
실시예
이하, 하기 실시예를 참조하여 본 발명을 추가로 설명하나, 그 실시예는 설명의 목적으로 이용되며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
실시예에서 사용된 모든 재료는 시판되고 있으며, 그들의 사용량은 표 1에 열거되어 있다.
비교예 1
FlackTek Inc.로부터 입수 가능한 SpeedMixer를 사용하여 성분 A와 성분 B를 25℃에서 1분 동안 혼합한다. 이어서, SHYODU INSTRUMENT COMPANY로부터 입수 가능한 겔 타이머로 겔화 시간을 측정한다.
또한, SpeedMixer를 사용하여 성분 A와 성분 B를 25℃에서 1분 동안 혼합하고, 70℃에서 7분 동안 진공 펌핑하고, 70℃에서 8분 동안 정치한 다음, 150℃에서 1시간 동안 경화시킴으로써 PU 패널 샘플을 제조한다.
비교예 2
비교예 2는, 2,2'-MDI 및 2,4'-MDI의 양과 그들의 비율이 달라지는 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 절차에 의해 수행한다.
실시예 1-5
실시예 1-5는, 표 1에 열거된 성분 및 양에 따라 비교예 1과 동일한 절차에 의해 수행한다.
비교예 1, 실시예 1-3의 순수한 PU 수지의 기계적 특성을 표 2에 열거한다. PU 패널 샘플의 제조는 비교예 1을 참조할 수 있다.
또한, 유리 섬유 강화 PU 복합재는 인발 성형 공정에 의해 실시예 1로부터의 샘플과 유리 섬유의 혼합물을 사용하여 제조하며, 여기서 유리 섬유의 함량은 PU 복합재의 중량을 기준으로 80 중량%이다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1은, 실시예 1-3의 겔화 시간이 비교예 1 및 비교예 2의 겔화 시간보다 현저히 크고, 심지어 비교예 1 및 비교예 2의 겔화 시간보다 약 2배 이상 크다는 것을 보여주며, 이는 사용된 2,2'-MDI 및 2,4'-MDI의 총량을 기준으로 2,2'-MDI의 적절한 양이 가공 시간을 연장하는 데 중요하다는 것을 시사한다. 또한, 겔화 시간의 연장은 그의 경화 속도를 손상시키지 않는다. 실시예 1, 실시예 4 및 실시예 5는, 2,2'-MDI 및 2,4'-MDI의 총량이 거의 동일한 경우에도, 2,2'-MDI/2,4'-MDI의 비율이 증가함에 따라 겔화 시간이 길어진다는 것을 보여준다.
폴리우레탄 조성물로부터 제조된 PU 패널 샘플의 물리적 특성을 표 2에 제시한 바와 같이 측정한다.
Figure pct00002
표 2에서, 실시예 1-3의 PU 패널 샘플의 물리적 성능은 비교예 1에 필적하는데, 이는 겔화 시간의 연장이 물리적 성능을 손상시키지 않음을 시사한다.
Figure pct00003
유리 섬유(Owens Corning PS4100)를 실시예 1의 샘플로 함침시킴으로써 인발 성형 공정을 통해 PU 복합재 샘플을 제조한다. PU 복합재의 물리적 특성은 표 3에 나타낸 바와 같이 우수하며, 이는 대형 복합재, 예컨대 교량 구성부재, 대형 인조 목재, 대형 기둥 구조, 복잡한 윈도우 프로파일, 리퍼 컨테이너의 제조에 특히 적합하다.
본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명에 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명이 상기 변형 및 변화를, 첨부의 청구범위 및 그의 균등내용의 범위 내에 속하는 것으로서 포괄하는 것이 의도된다.

Claims (18)

  1. 폴리우레탄 조성물로서,
    (1) 이소시아네이트; 및
    (2) 이소시아네이트 반응성 화합물
    을 포함하며, 이소시아네이트는 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 포함하고, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양이 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 10 ∼ 100 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총량은 이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 50 ∼ 100 중량%, 바람직하게는 60 ∼ 90 중량%, 더 바람직하게는 60 ∼ 80 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이소시아네이트 반응성 화합물 대 이소시아네이트의 몰비가 1:0.5 ∼ 1:2의 범위인 폴리우레탄 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이소시아네이트는 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리머 MDI, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 것인 폴리우레탄 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양은 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 15 ∼ 70 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양은 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 20 ∼ 50 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 양은 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트의 총 중량을 기준으로 20 ∼ 30 중량% 범위인 폴리우레탄 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이소시아네이트 반응성 화합물은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 폴리우레탄 조성물.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트는 폴리올과 추가로 반응하여 프리폴리머를 형성하는 것인 폴리우레탄 조성물.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 콤팩트 또는 폼인 폴리우레탄 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 30 g/l ∼ 900 g/l의 자유 발포 밀도를 갖는 폴리우레탄 조성물.
  12. (1) 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 조성물; 및
    (2) 보강재
    를 포함하는 폴리우레탄 복합재.
  13. 제12항에 있어서, 보강재는 섬유인 폴리우레탄 복합재.
  14. 제13항에 있어서, 보강재는 유리 섬유인 폴리우레탄 복합재.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리우레탄 조성물 대 보강재의 중량비가 10:90 ∼ 70:30, 바람직하게는 15:85 ∼ 50:50, 더 바람직하게는 18:82 ∼ 30:70 범위인 폴리우레탄 복합재.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 복합재로부터 제조된 물품.
  17. 제16항에 있어서, 인발 성형, 필라멘트 와인딩, 수지 트랜스퍼 성형, 진공 보조 수지 주입, 핸드레이업법, 또는 수지 사출 성형에 의해 제조되는 물품.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 교량 구성부재, 대형 인조 목재, 대형 기둥 구조, 복잡한 윈도우 프로파일, 리퍼 컨테이너인 물품.
KR1020207012741A 2017-09-29 2018-09-12 폴리우레탄 복합재 KR20200062302A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNPCT/CN2017/104336 2017-09-29
CN2017104336 2017-09-29
PCT/EP2018/074631 WO2019063294A1 (en) 2017-09-29 2018-09-12 POLYURETHANE COMPOSITES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200062302A true KR20200062302A (ko) 2020-06-03

Family

ID=63683149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207012741A KR20200062302A (ko) 2017-09-29 2018-09-12 폴리우레탄 복합재

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20200062302A (ko)
CN (1) CN111183166B (ko)
AU (1) AU2018340584A1 (ko)
WO (1) WO2019063294A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112011027B (zh) * 2019-05-31 2022-07-12 万华化学（北京）有限公司 一种聚氨酯复合材料制备方法
CN111718460A (zh) * 2020-08-07 2020-09-29 宁波耀众模塑科技有限公司 一种融合碳材质防散发的聚氨酯发泡阻燃剂配方
EP4223826A1 (en) * 2022-02-08 2023-08-09 Covestro Deutschland AG Isocyanate composition and use thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001172360A (ja) * 1999-12-15 2001-06-26 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd エラストマー形成性スプレー用組成物並びに該組成物を用いた被膜の製造方法
DE102007001868A1 (de) * 2007-01-12 2008-07-17 Bayer Materialscience Ag Polyurethan-Dispersionen auf Basis von 2,2'MDI
JP5201523B2 (ja) * 2007-03-29 2013-06-05 日本ポリウレタン工業株式会社 軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物及び該組成物を用いた軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP2008274051A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 軟質ポリウレタンフォーム用ポリイソシアネート組成物及び該組成物を用いた軟質ポリウレタンフォームの製造方法
JP5465234B2 (ja) * 2008-03-28 2014-04-09 バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト ２，２’−ｍｄｉベースイソシアネート混合物及びその製造と使用
JP5684827B2 (ja) 2009-12-01 2015-03-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ ポリウレタン−ベースのプルトルージョン樹脂系
BR112013018968A2 (pt) 2011-01-28 2017-03-21 Bayer Ip Gmbh poliuretano pultrudado reforçado e seu processo de produção.
WO2014076022A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-22 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur herstellung von verbundbauteilen
CN104045806B (zh) 2013-03-13 2021-01-19 科思创德国股份有限公司 用于制备聚氨酯复合材料的聚氨酯组合物
WO2014153701A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Bayer Material Science Ag Rigid polyurethane foams with high acoustic absorption
US20160115289A1 (en) * 2013-06-07 2016-04-28 Covestro Deutschland Ag Elastic rigid foam having improved temperature stability

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019063294A1 (en) 2019-04-04
AU2018340584A1 (en) 2020-04-16
CN111183166A (zh) 2020-05-19
CN111183166B (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8663414B2 (en) Polyurethane-based pultrusion resin system
US9856357B2 (en) Polyurethane resin composition and polyurethane composite prepared from the same
KR102344130B1 (ko) 폴리우레탄에 기초한 인발성형된 제품의 제조 방법
KR20200062302A (ko) 폴리우레탄 복합재
US20160152825A1 (en) Process for producing composites
CN111433246A (zh) 具有改善的加工时间的聚氨酯组合物
CN114127152B (zh) 固化性组合物、固化物、纤维增强复合材料及成型品
KR102271145B1 (ko) 이소시아네이트 프리폴리머, 습기 경화형 폴리우레탄 및 이를 포함하는 친환경 접착제 조성물
JP7553449B2 (ja) コンパクトなポリウレタン
DE102012109803A1 (de) Hochzähe Werkstoffe auf Basis ungesättigter Polyester
JP2022548082A (ja) Ｐｕ複合樹脂