KR20200102711A - 효율적인 배관 누수 방지 테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 누수 방지용 테이프에 관한 것으로서, 조성물 전체 중량을 기준으로 폴리이소시아네이트 18 내지 30중량％, 폴리프로필렌글리콜 35 내지 55중량％, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 랜덤 공중합체 10 내지 25중량％, 수경화 촉매 1 내지 3중량％, 소포제 0.03 내지 0.3중량％, 안정제 0.01 내지 1.5중량％, 계면 활성제 2 내지 10중량％를 반응시켜서 얻은 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 직물 또는 편물 지지체에 함침시켜서 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 배관 누수 방지용 테이프는 누수되는 배관을 교체하지 않고 짧은 시간에 보수가 가능하고, 또 보수한 부위를 장기간 사용이 가능한 효과가 있다.

Description

효율적인 배관 누수 방지 테이프{TAPE FOR PREVENTING PIPE LEAKAGE}

본 발명은 배관 누수 방지용 테이프에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 고무 성분에 가깝고, 신축성이 있으며, 누수되는 배관을 교체하지 않고 짧은 시간에 보수가 가능할 뿐 아니라 보수한 후에도 장기간 동안 사용이 가능한 배관 누수 방지용 테이프에 관한 것이다.

현재, 사용되고 있는 배관 누수 방지용 테이프는 배관의 치수 변화에 대응하는 수축 이완성을 갖고 있지 않으며, 테이프가 대부분 유리 섬유로 조직되어 있어 신축성이 없고, 밀착성이 나쁘며, 앵글 부위에는 적용할 수 없는 단점들을 가지고있다.

따라서, 본 발명은 테이프에 신축성을 부여하기 위해서 수지가 고무 성분에 가깝도록 하고, 보수 부위가 장기간에 걸쳐잘 견딜 수 있도록 주변 온도에 따른 배관의 치수 변화에 잘 대응하도록 함과 동시에 사용자가 불편을 느끼지 않고 사용할 수 있도록 하는데 그 기술적인 과제가 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 조성물 전체 중량을 기준으로 폴리이소시아네이트 18 내지 30중량％, 폴리프로필렌글리콜 35 내지 55중량％, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 랜덤 공중합체 10 내지 25중량％, 수경화 촉매1 내지 3중량％, 소포제 0.03 내지 0.3중량％, 안정제 0.01 내지 1.0중량％, 계면활성제 2 내지 10중량％를 반응시켜서 얻은 수경화성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 제조하고, 이를 직물 또는 편물 지지체에 함침시키는 것을 특징으로한다.

본 발명에 따른 배관 누수방지용 테이프는 누수 배관을 교체하지 않고, 빠른 시간 내에 보수가 가능하며, 배관 교체 및작업 지연으로 인한 손실도 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 테이프에 신축성을 부여되어 있으므로 주변 온도에 따른 배관의 치수 변화에 잘 대응하여 보수 부위가장기간에 걸쳐 잘 견딜 수 있다는 특징이 있다.

또한, 폴리에스터 DTY를 이용하게 됨으로 인하여 사용 후에 환경의 오염 없이 폐기 처분이 가능하다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 배관 누수 방지용 테이프의 수경화성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물에서 폴리이소시아네이트로는 4,4' --디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)를 사용하며, 그 사용량은 조성물 전체를 기준으로 해서 18 내지 30중량％가 바람직하다.

폴리올 성분으로는 폴리프로필렌글리콜 35 내지 55중량％, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 랜덤 공중합체 10 내지 25중량％를 사용하며, 상기 폴리프로필렌글리콜은 중량 평균 분자량이 2,000 내지 4,000 정도인 것을 사용하는 것이

바람직하다. 그 이유는 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 랜덤 공중합체만으로는 요구하는 접착력과 탄성을 얻기 어렵기때문이다.

그리고, 상기 에틸렌글리콜 및 프로필렌 글리콜 랜덤 공중합체의 중량 평균 분자량은 2,000 내지 4,000이며, 에틸렌글리콜이 1 내지 15중량％ 비율로 공중합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜랜덤 공중합체가 친수성을 가지고 있어 물과의 결합이 빨라 경화 속도를 단축시키는 효과가 있기 때문이다.

본 발명에 의하면, 상기 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트는 폴리프로필렌글리콜 및 에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 랜덤 공중합체와 함께 30 내지 100℃의 온도에서 교반하면서 1 내지 6시간 동안 반응시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 배관 누수 방지용 테이프의 사용하기 위하여 물에 적셨을 때, 상기 수경화성 촉매는 폴리우레탄 프리폴리머 조성물의 경화반응을 촉진시키는 역할을 하게 되는 바, 이러한 목적으로 사용할 수 있는 촉매 화합물로서는 아민계 화합물과 모르포린계 화합물 등이 있다. 아민계 화합물로는 예를 들면, 디에틸렌트리아민과 헥사메틸렌디아민이 있으며, 모르포린계 화합물로는 디모르포리노디에틸에테르와 비스(2,6-디메틸모르포리노)디에틸에테르, 비스(2-(4- 모르포리노)프로필)에테르 등이 있다.

이 중에서도, 특히 디모르포리노디에틸에테르가 본 발명에 따른 수경화성 촉매로 가장 바람직하다.

수경화성 촉매의 사용량은 폴리우레탄 프리폴리머 조성물 총량을 기준으로 1 내지 3중량％가 바람직하다.

상기 안정제로는 제품이 알루미늄 팩에서 테이프의 수분이 존재하지 않는 조건에서, 제품을 보관하는 동안 폴리우레탄프리폴리머 조성물의 초기 경화 반응을 방지하는 역할을 하게 되며, 바람직한 안정제로는 인산을 들 수 있다.

안정제의 사용량은 상기 폴리우레탄 프리폴리머 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 1.5중량％가 바람직하다. 만일0.01중량％ 미만으로 할 경우에는 안정화 효과를 얻을 수 없고, 반대로 1.5중량％를 초과할 경우에는 상기 폴리우레탄프리폴리머 조성물의 수경화 반응시간이 과도하게 길어지는 문제점이 따르게 된다.

본 발명에서 계면활성제로는 폴리에톡시레이트 블록 코폴리머를 사용할 수 있으며, 그 사용량은 조성물 총량을 기준으로 2 내지 10중량％가 바람직하다. 만일 2중량％ 미만으로 사용할 경우에는 제품 사용시 몰딩성이 불량하게 되고, 10 중량％를 초과하여 사용할 경우에는 접착력이 저하되고 수지 점도의 상승을 유발하게 되는 문제가 있게 된다.

본 발명에 의하면, 소포제로는 폴리알킬렌옥시디메틸실록산을 0.03 내지 0.3중량％ 사용할 수 있다. 소포제는 폴리우레탄 프리폴리머의 이소시아네이트기와 물이 반응하여 발생되는 이산화탄소에 의한 발포 현상을 최소화시키기 위한 목적으로 사용된다.

본 발명에 의하면, 앞에서 설명한 바와 같이 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리프로필렌글리콜 및 에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 랜덤 공중합체의 반응 혼합물에 추가로 소포제로서 폴리알킬렌옥시디메틸실록산, 수경화 촉매로서 디모르포리노디에틸에테르, 안정제로서 인산 및 계면활성제로서 폴리에톡시레이트 블록 코폴리머를 투입하고 소정 시간동안 추가로 반응시키게 되면 본 발명에 따른 폴리우레탄 프리폴리머가 얻어지게 된다.

본 발명에 따른 수경성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물은 필요에 따라 조성물의 점도를 조절하기 위해서 가소제, 예를들면 디부틸프탈레이트를 0.5 내지 3.0중량％를 추가로 포함할 수 있다.

상기 수경성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물의 점도는 20℃에서 10,000 내지 50,000 cps, 바람직하게는 10,000 내지 30,000 cps로 조절하는 것이 좋다.

만일, 상기 조성물의 점도가 50,000 cps를 초과할 경우에는 제품의 제조 공정에서 테이프에 수지를 함침시킬 때, 작업성이 떨어지게 되며, 반대로 점도가 10,000 cps 미만일 경우에는 테이프에서 수지 침출이 발생될 가능성이 있으므로상기 범위로 점도를 조절하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 프리폴리머는 미반응 이소시아네이트기를 3 내지 9몰％를 함유하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 미반응 이소시아네이트기는 다음 반응식과 같이 물과 반응하여 이산화탄소 가스를 발생하면서우레아 결합을 형성하여 폴리우레탄 프리폴리머를 경화시키게 된다.

―NCO＋HOH＋OCN－

⇒ [―NH―CO―O―OC―HN―]―NHCONH＋CO₂ －

상기 폴리우레탄 프리폴리머가 함유하는 미반응 이소시아네이트기의 함량이 3％ 미만일 경우에는 점도가 높아 작업성이 불량하고, 저장 안정성도 저하되게 되고, 반대로 미반응 이소시아네이트기의 함량이 9％를 초과할 경우에는 경화시이산화탄소의 발생량이 과다하여 에어홀에 의한 누수 방지에 심각한 악영향을 미칠 수 있게 된다.

경화된 테이프의 누수 방지 효과는 경화된 폴리우레탄 수지의 양과 테이프 품질에 의하여 결정된다. 본 발명에 의하면, 테이프에 함침된 프리폴리머 조성물의 양은 시용하고자 하는 목적에 따라 달라질 수 있으며, 상기 지지체 중량에 대해2.5 내지 4.5배로 하는 것이 바람직하다.

상기 수경성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물의 적용량을 2.5배 미만으로 할 경우에는 고압의 누수나 에어 차단용으로 사용할 수 없게 되고, 반대로 4.5배를 초과할 경우에는 초기 경화열이 과도하게 발생하여 가사 시간이 짧아 사용하기에

불편하고, 제품으로부터 수지가 침출되는 단점이 나타나게 된다.

본 발명에서 폴리우레탄 프리폴리머 조성물이 함침되게 되는 테이프 지지체로는 폴리에스터 DTY(DEXTURED YARN) 능직 조직이 가장 바람직하다. 그 이유는 상기 조직이 많은 양의 수지를 함유할 뿐 아니라 조직이 치밀하고, 신율이 좋기 때문이다.

본 발명에 따른 테이프의 지지체로는 폴리에스터 DTY 50 ~ 400 데니아, 20 ~ 200 필러를 고속 평직기를 이용하여 능직한 것으로 1인치 당 20 내지 40개, 중량은 1인치당 3 내지 10 g으로 직조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 배관 누수 방지용 테이프는, 상기 폴리우레탄 프리폴리머 조성물이 담겨 있는 함침기를 이용하되 적당량의 조성물이 묻어 있는 롤라에 직물 또는 편물 지지체를 밀착 통과시켜서 상기 조성물을 상기 지지체에 함침시켜서테이프를 제조할 수 있다. 이렇게 상기 조성물이 함침된 누수 방지용 테이프는 공기와 접촉되지 않도록 알루미늄 박에넣어 완전히 밀봉시켜서 보관할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 다음의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명이 다음의 실시예에 국한되는 것은 아니다.

실시예

폴리이소시아네이트 성분으로 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 [상품명: I-125MK, 다우 케미칼사제] 27.8중량％, 폴리올 성분으로 평균 분자량이 2,000인 폴리프로필렌글리콜[상품명: H-2000, 미원유화제] 39.8중량％, 평균 분자량이 4,000인 에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 랜덤공중합체[상품명: H-4701, 한국폴리올사제] 22중량％를 반응기에 부가하였다. 상기 혼합물을 60℃에서 2 시간 동안 반응시킨 후, 계속해서, 소포제인 폴리알킬렌옥시디메틸실록산[상품명: SAG-1000, 미국 OS: Specialitites 사제] 0.3중량％, 계면활성제인 폴리에톡시레이트 블록 코폴리머[상품명: F-108, 미국 BASF사제] 8중량％, 수경화 촉매로서 디모르포리노디에틸에테르 1.1중량％ 및 안정제로서 인산을 1.0중량％를 투입하고 약 1시간 추가로 반응시켰다.

이렇게 하여 얻어진 폴리우레탄 프리폴리머 조성물의 점도는 20℃에서 회전식 점도계를 사용하여 4번 회전자를 12 속도로 회전시키면서 측정한 결과 12,000 cps이었다. 이렇게 하여 얻어진 프리폴리머 조성물을 이용하여 다음 방법에 따라 배관 누수방지용 테이프를 제조하였다.

먼저, 중량 5g/인치, 밀도 25개/인치의 폴리에스터 DTY 능직물에 상기 조성물의 함침량이 상기 폴리에스터 능직물 100g 당 300g이 되도록 조정하여 함침 누수방지용 테이프를 완성하였다.

이와 같은 방법으로 제조된 누수방지용 테이프를 다음과 같은 방법으로 배관에 적용하였다.

상기 누수 방지용 테이프를 21 내지 24℃의 물에 2 내지 3번 빠르게 담근 후, 물기를 힘있게 짜고, 2 내지 3분 이내에 배관의 누수부위에 5겹이 되도록 함과 동시에 누수부위에서 5cm 밖으로 힘있게 감아서 고정시켰다. 이때 상기 테이프의 경화속도는 3분/20℃이었으며, 작업성과 강도 및 접착력이 양호하였다.

Claims (4)

1. 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 18 내지 30중량％, 폴리프로필렌글리콜 35 내지 55중량％, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 랜덤 공중합체 10 내지 25중량％, 수경화 촉매 1.0 내지 3.0중량％, 소포제 0.03 내지 0.3중량％, 안정제
   0.01 내지 1.5중량％, 계면 활성제 2 내지 10중량％를 반응시켜서 얻은 수경화성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물을 제
   조하고, 이를 직물 또는 편물 지지체에 함침시켜서 됨을 특징으로 하는 배관 누수방지용 테이프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 랜덤 공중합체는 중량 평균 분자량이 2,0 00 내지 4,000이며, 상기 에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 랜덤 공중합체는 에틸렌글리콜이 1 내지 15중량％의 비율로공중합된 것을 사용하여서 됨을 특징으로 하는 배관 누수방지용 테이프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 미반응 이소시아네이트기를 3 내지 9몰％를 함유하는 것을 특징으로하는 배관 누수방지용 테이프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 지지체는 폴리에스터 DTY 50 ~ 400 데니아, 20 ~ 200 필러 능직으로 직조되며, 상기 폴리우레탄 프리폴리머 조성물 2.5 내지 4.5배를 해당 지지체에 함침시켜서 되는 것을 특징으로 하는 배관 누수방지용 테이프.